JPH08313476A - 酸素濃度センサ内ヒータ温度制御装置 - Google Patents
酸素濃度センサ内ヒータ温度制御装置Info
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- JPH08313476A JPH08313476A JP7123646A JP12364695A JPH08313476A JP H08313476 A JPH08313476 A JP H08313476A JP 7123646 A JP7123646 A JP 7123646A JP 12364695 A JP12364695 A JP 12364695A JP H08313476 A JPH08313476 A JP H08313476A
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- heater
- temperature
- switching element
- oxygen concentration
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒータ温度が低く酸素濃度センサが未活性領
域のときはリレーによりヒータを駆動し、ヒータ温度が
高い活性領域のときは、トランジスタによる温度維持の
ためのデューティ駆動に切り換えることにより、制御装
置を大きくすることなく、エンジン始動後即、酸素濃度
の早期活性化が得ることができ、排気ガスの浄化を可能
とする。 【構成】 イグニッションスイッチ１の投入後、マイク
ロコンピュータ６０は、トランジスタ２０、７０をオフ
した時のヒータ１０の電圧、及び、トランジスタ２０の
みオンした時のヒータ１０の電圧、電流を倍率器４５、
電流検出抵抗３０、増幅器４０、アナログ−デジタル変
換器５０により検出し、その検出値に応じて、トランジ
スタ２０とトランジスタ７０のいずれによりヒータ１０
の温度を制御する。
域のときはリレーによりヒータを駆動し、ヒータ温度が
高い活性領域のときは、トランジスタによる温度維持の
ためのデューティ駆動に切り換えることにより、制御装
置を大きくすることなく、エンジン始動後即、酸素濃度
の早期活性化が得ることができ、排気ガスの浄化を可能
とする。 【構成】 イグニッションスイッチ１の投入後、マイク
ロコンピュータ６０は、トランジスタ２０、７０をオフ
した時のヒータ１０の電圧、及び、トランジスタ２０の
みオンした時のヒータ１０の電圧、電流を倍率器４５、
電流検出抵抗３０、増幅器４０、アナログ−デジタル変
換器５０により検出し、その検出値に応じて、トランジ
スタ２０とトランジスタ７０のいずれによりヒータ１０
の温度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス中
の酸素濃度に応じた出力を発生する酸素濃度センサの温
度制御装置に関するものである。
の酸素濃度に応じた出力を発生する酸素濃度センサの温
度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気ガス浄化、燃費改善等の
ために酸素濃度センサによって、内燃機関の排気ガス中
の酸素濃度を検出し、酸素濃度センサの検出出力に応じ
て、内燃機関への供給混合気の空燃比をフィードバック
制御する空燃比制御装置が公知である。
ために酸素濃度センサによって、内燃機関の排気ガス中
の酸素濃度を検出し、酸素濃度センサの検出出力に応じ
て、内燃機関への供給混合気の空燃比をフィードバック
制御する空燃比制御装置が公知である。
【０００３】この空燃比のフィードバック制御を正確に
行なうために、酸素濃度センサを活性化領域に維持し、
検出特性を安定して得るために酸素濃度センサに内蔵さ
れているヒータの温度を制御し、酸素濃度センサの温度
を一定にする必要がある。上述要求を満足するために従
来は図５に示すヒータ温度制御装置２によりヒータ温度
制御が行われていた。
行なうために、酸素濃度センサを活性化領域に維持し、
検出特性を安定して得るために酸素濃度センサに内蔵さ
れているヒータの温度を制御し、酸素濃度センサの温度
を一定にする必要がある。上述要求を満足するために従
来は図５に示すヒータ温度制御装置２によりヒータ温度
制御が行われていた。
【０００４】このヒータ温度制御装置２においては、ヒ
ータ電圧は酸素濃度センサ内ヒータ１０の下流側に接続
された倍率器４５に入力され、この倍率器４５によりゲ
イン調整された後、アナログ−デジタル変換器（以下Ａ
ＤＣと記す）５０に入力される。一方、ヒータ電流はヒ
ータ１０の制御用スイッチング素子（以下ＴＲと記す）
２０の接地側に設けられた電流検出抵抗３０により検出
され、増幅器４０に入力される。この増幅器４０よりゲ
イン調整された後、ＡＤＣ５０に入力される。
ータ電圧は酸素濃度センサ内ヒータ１０の下流側に接続
された倍率器４５に入力され、この倍率器４５によりゲ
イン調整された後、アナログ−デジタル変換器（以下Ａ
ＤＣと記す）５０に入力される。一方、ヒータ電流はヒ
ータ１０の制御用スイッチング素子（以下ＴＲと記す）
２０の接地側に設けられた電流検出抵抗３０により検出
され、増幅器４０に入力される。この増幅器４０よりゲ
イン調整された後、ＡＤＣ５０に入力される。
【０００５】イグニッションスイッチ１の投入により起
動するマイクロコンピュータ（以下ＣＰＵと記す）６０
は、上記ヒータ電圧及びヒータ電流をＡＤＣ５０を経て
検出し、このヒータ電圧及びヒータ電流から算出したヒ
ータ温度に基づき、ヒータ駆動デューティ比を決定し、
ＴＲ２０をデューティ制御していた。また、近年、世界
規模の排気ガス規制が大幅な強化に伴い、新たな要求と
して内燃機関の始動後即、排気ガスを浄化することが加
えられたために酸素濃度センサを早期活性化し、酸素濃
度センサの検出出力に基づき内燃機関始動後即、空燃比
フィードバック制御を開始することが必要となった。
動するマイクロコンピュータ（以下ＣＰＵと記す）６０
は、上記ヒータ電圧及びヒータ電流をＡＤＣ５０を経て
検出し、このヒータ電圧及びヒータ電流から算出したヒ
ータ温度に基づき、ヒータ駆動デューティ比を決定し、
ＴＲ２０をデューティ制御していた。また、近年、世界
規模の排気ガス規制が大幅な強化に伴い、新たな要求と
して内燃機関の始動後即、排気ガスを浄化することが加
えられたために酸素濃度センサを早期活性化し、酸素濃
度センサの検出出力に基づき内燃機関始動後即、空燃比
フィードバック制御を開始することが必要となった。
【０００６】この要求を満足するために、内部抵抗を小
さくし、大電流を流すことにより、発熱量を大きくした
ヒータを内蔵した酸素濃度センサが開発された。この早
期活性化酸素濃度センサの中に設けられたヒータ抵抗は
例えば図４に示す温度特性を有している。つまり、ヒー
タ温度とヒータ抵抗はほぼ直性近似可能な関係にあり、
酸素濃度センサを活性化することができる領域は、ヒー
タ温度にして、約１０００〜１２００度であり、この時
のヒータ抵抗は１．９〜２．３Ωに相当する。
さくし、大電流を流すことにより、発熱量を大きくした
ヒータを内蔵した酸素濃度センサが開発された。この早
期活性化酸素濃度センサの中に設けられたヒータ抵抗は
例えば図４に示す温度特性を有している。つまり、ヒー
タ温度とヒータ抵抗はほぼ直性近似可能な関係にあり、
酸素濃度センサを活性化することができる領域は、ヒー
タ温度にして、約１０００〜１２００度であり、この時
のヒータ抵抗は１．９〜２．３Ωに相当する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、早
期活性型の酸素濃度センサのヒータの温度が２０度以下
においてはヒータ抵抗は１Ω以下となり、通常制御時と
比較して２倍以上の電流が流れることになる。この場
合、通常制御時の電流に対して、２倍以上の電流を駆動
できるスイッチング素子、プリント基板上のパターン、
及び、コネクタの使用が必須となり、スイッチング素子
及び制御装置の体格的が大きくなる上に、電流が増加す
ることによりスイッチング素子、パターン、コネクタか
らの発熱量も大幅に増大する。
期活性型の酸素濃度センサのヒータの温度が２０度以下
においてはヒータ抵抗は１Ω以下となり、通常制御時と
比較して２倍以上の電流が流れることになる。この場
合、通常制御時の電流に対して、２倍以上の電流を駆動
できるスイッチング素子、プリント基板上のパターン、
及び、コネクタの使用が必須となり、スイッチング素子
及び制御装置の体格的が大きくなる上に、電流が増加す
ることによりスイッチング素子、パターン、コネクタか
らの発熱量も大幅に増大する。
【０００８】つまり、早期活性型酸素濃度センサを使用
することは制御装置の小型化、低コスト化を図る上で大
きな問題となる。そこで本発明は前記問題点を解決する
ために、ヒータ温度が低く、ヒータ抵抗が小さい状態と
ヒータ温度が高く、ヒータ抵抗が大きい状態とでヒータ
通電方法を変更し、ヒータ温度制御を行なうことによ
り、制御装置の体格を大きくすることなく酸素濃度セン
サの早期活性化を行ない、内燃機関の始動後即、空燃比
フィードバック制御を開始を可能とし、排気ガスを始動
後即、浄化することを目的とする。
することは制御装置の小型化、低コスト化を図る上で大
きな問題となる。そこで本発明は前記問題点を解決する
ために、ヒータ温度が低く、ヒータ抵抗が小さい状態と
ヒータ温度が高く、ヒータ抵抗が大きい状態とでヒータ
通電方法を変更し、ヒータ温度制御を行なうことによ
り、制御装置の体格を大きくすることなく酸素濃度セン
サの早期活性化を行ない、内燃機関の始動後即、空燃比
フィードバック制御を開始を可能とし、排気ガスを始動
後即、浄化することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、内燃機関の排気管に設けられ、排気ガ
スの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、前記酸素
濃度検出手段の温度を制御するヒータと、前記ヒータの
温度を所定タイミング毎に検出する温度検出手段と、前
記ヒータを一定温度に制御する時に通電される第１スイ
ッチング素子と、前記第１スイッチング素子とは並列的
に前記ヒータに接続され、かつ、第１スイッチング素子
と独立して前記ヒータに対する通電、非通電を制御され
るものであって、前記ヒータを急速加熱する時に通電さ
れる第２スイッチング素子と、前記温度検出手段の検出
温度が所定値以上の時は、前記第１スイッチング素子を
通電し、この検出温度が所定値未満の時は、前記第２ス
イッチング素子を通電すべく、前記ヒータに対する通電
経路を切り換える切換手段とを具備することを特徴とし
たヒータ温度制御装置を提供するものである。
解決するために、内燃機関の排気管に設けられ、排気ガ
スの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、前記酸素
濃度検出手段の温度を制御するヒータと、前記ヒータの
温度を所定タイミング毎に検出する温度検出手段と、前
記ヒータを一定温度に制御する時に通電される第１スイ
ッチング素子と、前記第１スイッチング素子とは並列的
に前記ヒータに接続され、かつ、第１スイッチング素子
と独立して前記ヒータに対する通電、非通電を制御され
るものであって、前記ヒータを急速加熱する時に通電さ
れる第２スイッチング素子と、前記温度検出手段の検出
温度が所定値以上の時は、前記第１スイッチング素子を
通電し、この検出温度が所定値未満の時は、前記第２ス
イッチング素子を通電すべく、前記ヒータに対する通電
経路を切り換える切換手段とを具備することを特徴とし
たヒータ温度制御装置を提供するものである。
【００１０】また、前記温度検出手段は第２スイッチン
グ素子非通電時、かつ、第１スイッチング素子通電時に
ヒータ通電電流及びヒータ通電電圧を検出し、ヒータ非
通電電圧を第１、第２スイッチング素子非通電時に検出
し、このヒータ通電電流、ヒータ通電電圧、及び、ヒー
タ非通電電圧からヒータ温度を検出することを特徴とす
るヒータ温度制御装置としてもよい。
グ素子非通電時、かつ、第１スイッチング素子通電時に
ヒータ通電電流及びヒータ通電電圧を検出し、ヒータ非
通電電圧を第１、第２スイッチング素子非通電時に検出
し、このヒータ通電電流、ヒータ通電電圧、及び、ヒー
タ非通電電圧からヒータ温度を検出することを特徴とす
るヒータ温度制御装置としてもよい。
【００１１】また、前記ヒータ温度検出手段は、最新の
ヒータ温度検出結果に基づき、温度検出タイミングを設
定することを特徴とするヒータ温度制御装置としてもよ
い。また、前記ヒータ温度検出手段は、ヒータ温度が高
い時は低い時に比べて前記温度検出タイミングの間隔を
短く設定することを特徴とするヒータ温度制御装置とし
てもよい。
ヒータ温度検出結果に基づき、温度検出タイミングを設
定することを特徴とするヒータ温度制御装置としてもよ
い。また、前記ヒータ温度検出手段は、ヒータ温度が高
い時は低い時に比べて前記温度検出タイミングの間隔を
短く設定することを特徴とするヒータ温度制御装置とし
てもよい。
【００１２】また、前記第１スイッチング素子は、前記
ヒータに接続されたトランジスタまたはＭＯＳからな
り、前記第２スイッチング素子は、前記ヒータに前記第
１スイッチング素子とは並列的に接続されたリレーと、
このリレーの通電、非通電を制御するトランジスタまた
はＭＯＳからなるものであって、前記第２スイッチング
素子による前記ヒータへの通電時は、前記第１スイッチ
ング素子による前記ヒータへの通電を停止することを特
徴とするヒータ温度制御装置としてもよい。
ヒータに接続されたトランジスタまたはＭＯＳからな
り、前記第２スイッチング素子は、前記ヒータに前記第
１スイッチング素子とは並列的に接続されたリレーと、
このリレーの通電、非通電を制御するトランジスタまた
はＭＯＳからなるものであって、前記第２スイッチング
素子による前記ヒータへの通電時は、前記第１スイッチ
ング素子による前記ヒータへの通電を停止することを特
徴とするヒータ温度制御装置としてもよい。
【００１３】
【作用】前記構成よりなる本発明によれば、酸素濃度検
出手段を早期活性化し、内燃機関の始動後即、排気ガス
の浄化をするために、温度検出手段によりヒータの温度
を検出し、ヒータ温度が低く、酸素濃度検出手段が未活
性時は、ヒータを急速加熱するべく、第２スイッチング
素子によりヒータに大電流を通電し、ヒータ温度が高
く、酸素濃度検出手段が活性時は、ヒータを一定温度に
制御するべく、第１スイッチング素子によりヒータの通
電、非通電を制御することにより、最適なヒータ温度制
御を行なうことができる。
出手段を早期活性化し、内燃機関の始動後即、排気ガス
の浄化をするために、温度検出手段によりヒータの温度
を検出し、ヒータ温度が低く、酸素濃度検出手段が未活
性時は、ヒータを急速加熱するべく、第２スイッチング
素子によりヒータに大電流を通電し、ヒータ温度が高
く、酸素濃度検出手段が活性時は、ヒータを一定温度に
制御するべく、第１スイッチング素子によりヒータの通
電、非通電を制御することにより、最適なヒータ温度制
御を行なうことができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明をヒータ温度制御装置を内燃機
関であるエンジンに適用した場合の一実施例を図面を用
いて説明する。図１は、本発明の構成図である。イグニ
ッションスイッチ１が投入されると、バッテリＢの電圧
が、酸素濃度検出手段である酸素濃度センサ内にあるヒ
ータ１０とヒータ温度制御装置（以下ＥＣＵと記す）２
に供給される。このＥＣＵ２のマイクロコンピュータ
（以下ＣＰＵと記す）６０は図示しないＲＯＭ内に記憶
されているプログラムに基づき、ヒータ温度を示すヒー
タ抵抗を検出し、そのヒータ抵抗に応じてヒータ制御方
式を変更する。
関であるエンジンに適用した場合の一実施例を図面を用
いて説明する。図１は、本発明の構成図である。イグニ
ッションスイッチ１が投入されると、バッテリＢの電圧
が、酸素濃度検出手段である酸素濃度センサ内にあるヒ
ータ１０とヒータ温度制御装置（以下ＥＣＵと記す）２
に供給される。このＥＣＵ２のマイクロコンピュータ
（以下ＣＰＵと記す）６０は図示しないＲＯＭ内に記憶
されているプログラムに基づき、ヒータ温度を示すヒー
タ抵抗を検出し、そのヒータ抵抗に応じてヒータ制御方
式を変更する。
【００１５】詳しくは、ヒータ電流は、ヒータ１０の下
流側に接続されている第１スイッチング素子であるトラ
ンジスタ（以下ＴＲと記す）２０の接地側に設定されて
いる電流検出抵抗３０により検出され、倍率器４５によ
りゲイン調整後、アナログ−デジタル変換器（以下ＡＤ
Ｃと記す）５０に入力される。一方、ヒータ電圧は酸素
濃度センサ内ヒータ１０の下流側に接続された倍率器４
５に入力され、この倍率器４５によりゲイン調整された
後、アナログ−デジタル変換器（以下ＡＤＣと記す）５
０に入力される。
流側に接続されている第１スイッチング素子であるトラ
ンジスタ（以下ＴＲと記す）２０の接地側に設定されて
いる電流検出抵抗３０により検出され、倍率器４５によ
りゲイン調整後、アナログ−デジタル変換器（以下ＡＤ
Ｃと記す）５０に入力される。一方、ヒータ電圧は酸素
濃度センサ内ヒータ１０の下流側に接続された倍率器４
５に入力され、この倍率器４５によりゲイン調整された
後、アナログ−デジタル変換器（以下ＡＤＣと記す）５
０に入力される。
【００１６】その後、所定周期毎にＣＰＵ６０は上記ヒ
ータ電圧及びヒータ電流からヒータ抵抗を算出する。こ
の算出されたヒータ抵抗が所定値未満の場合、ＣＰＵ６
０は、ヒータ１０の下流側に接続された第１スイッチン
グ素子であるＴＲ２０をオフすると同時に第２スイッチ
ング素子であるＴＲ７０をオンし、電流制限抵抗７５を
介してリレー８０を通電し、ヒータ１０の下流側を直接
接地する。
ータ電圧及びヒータ電流からヒータ抵抗を算出する。こ
の算出されたヒータ抵抗が所定値未満の場合、ＣＰＵ６
０は、ヒータ１０の下流側に接続された第１スイッチン
グ素子であるＴＲ２０をオフすると同時に第２スイッチ
ング素子であるＴＲ７０をオンし、電流制限抵抗７５を
介してリレー８０を通電し、ヒータ１０の下流側を直接
接地する。
【００１７】また、算出されたヒータ抵抗が所定値以上
の場合は、酸素濃度センサが活性化しており、空燃比フ
ィードバック制御の実行が可能と判断されるので、ＣＰ
Ｕ６０はＴＲ７０をオフし、ヒータ１０の温度制御をＴ
Ｒ２０のオン／オフによるデューティ制御に切り換え
る。図２に所定時間（例えば１６ｍｓｅｃ）毎にＣＰＵ
が実行するヒータ抵抗検出処理を示すフローチャートを
示す。
の場合は、酸素濃度センサが活性化しており、空燃比フ
ィードバック制御の実行が可能と判断されるので、ＣＰ
Ｕ６０はＴＲ７０をオフし、ヒータ１０の温度制御をＴ
Ｒ２０のオン／オフによるデューティ制御に切り換え
る。図２に所定時間（例えば１６ｍｓｅｃ）毎にＣＰＵ
が実行するヒータ抵抗検出処理を示すフローチャートを
示す。
【００１８】フローチャート中のステップ１００〜１４
０は、ヒータ電圧及びヒータ電流に基づきヒータ抵抗を
求める処理を示している。まず、ＣＰＵ６０はヒータに
て生じる電圧降下を算出するためにＴＲ２０及びＴＲ７
０をオフし（ステップ１００）、ヒータ通電を停止した
後、倍率器４５を経てＡＤＣ５０に入力されるヒータ電
圧ＶHT(OFF) を検出する（ステップ１１０）。
０は、ヒータ電圧及びヒータ電流に基づきヒータ抵抗を
求める処理を示している。まず、ＣＰＵ６０はヒータに
て生じる電圧降下を算出するためにＴＲ２０及びＴＲ７
０をオフし（ステップ１００）、ヒータ通電を停止した
後、倍率器４５を経てＡＤＣ５０に入力されるヒータ電
圧ＶHT(OFF) を検出する（ステップ１１０）。
【００１９】次に、ＴＲ２０のみオンし（ステップ１２
０）、ヒータ通電時のヒータ電圧Ｖ HT(ON)はステップ１
００と同様に検出され、ヒータ電流ｉHTはＴＲ２０のエ
ミッタ側に接続された抵抗値ＲI の電流検出抵抗３０に
て電流−電圧変換ＶRIされ、ＴＲ２０のコレクタ側に接
続された増幅器４０を経てＡＤＣ５０に入力された値に
より検出される（ステップ１３０）。
０）、ヒータ通電時のヒータ電圧Ｖ HT(ON)はステップ１
００と同様に検出され、ヒータ電流ｉHTはＴＲ２０のエ
ミッタ側に接続された抵抗値ＲI の電流検出抵抗３０に
て電流−電圧変換ＶRIされ、ＴＲ２０のコレクタ側に接
続された増幅器４０を経てＡＤＣ５０に入力された値に
より検出される（ステップ１３０）。
【００２０】その後、ＣＰＵ６０は数式１に基づきヒー
タ抵抗ＲHTを算出する。
タ抵抗ＲHTを算出する。
【００２１】
【数１】ＲHT ＝（ＶHT(OFF) − ＶHT(ON)）／ｉHT 但し、ｉHT ＝ ＶRI／ ＲI 次のステップ１５０は、エンジン始動後、酸素濃度セン
サを早期活性化するために始動後１回のみステップ１６
０、１７０を省くために設定してあり、ステップ１６
０、１７０は、リレーによるヒータ１０の通電停止期間
を管理するステップである。ステップ１６０、１７０で
はＴＲ７０つまりリレー８０のオフ期間が所定期間経過
するまでの間繰り返す。
サを早期活性化するために始動後１回のみステップ１６
０、１７０を省くために設定してあり、ステップ１６
０、１７０は、リレーによるヒータ１０の通電停止期間
を管理するステップである。ステップ１６０、１７０で
はＴＲ７０つまりリレー８０のオフ期間が所定期間経過
するまでの間繰り返す。
【００２２】尚、本実施例では、リレー８０のオフ期間
は一定時間１００ｍｓに設定されていが、このオフ期間
はリレーの応答性、リレー接点溶着防止等を考慮して決
定される。ステップ１５０で、エンジン始動後１回目で
あるか、ステップ１７０で、ＴＲ７０のオフ期間が経過
したと判断された場合、切換手段であるステップ１８０
に進み、ヒータ温度を示すヒータ抵抗ＲHTが所定値（例
えば１．９Ω）以上になったか判定する。この結果、ヒ
ータ抵抗ＲHTが所定値未満と判断された場合、酸素濃度
センサが未活性であることを示すため、次のヒータ抵抗
ＲHTの算出タイミングまでＴＲ７０をオンし（ステップ
２００、２１０）、リレー８０に通電することによりヒ
ータの加熱を継続する。
は一定時間１００ｍｓに設定されていが、このオフ期間
はリレーの応答性、リレー接点溶着防止等を考慮して決
定される。ステップ１５０で、エンジン始動後１回目で
あるか、ステップ１７０で、ＴＲ７０のオフ期間が経過
したと判断された場合、切換手段であるステップ１８０
に進み、ヒータ温度を示すヒータ抵抗ＲHTが所定値（例
えば１．９Ω）以上になったか判定する。この結果、ヒ
ータ抵抗ＲHTが所定値未満と判断された場合、酸素濃度
センサが未活性であることを示すため、次のヒータ抵抗
ＲHTの算出タイミングまでＴＲ７０をオンし（ステップ
２００、２１０）、リレー８０に通電することによりヒ
ータの加熱を継続する。
【００２３】尚、ヒータ抵抗算出タイミングは、リレー
８０のオン期間の短縮化、及び、ヒータ抵抗ＲHTの算出
頻度を増加するために、ヒータ抵抗ＲHTまたはヒータ抵
抗Ｒ HTの時間当たりの変化率の関数、マップ等により決
定される。これは、酸素濃度センサの温度が上昇し、酸
素濃度センサの活性後即、空燃比フィードバック制御を
実行することと、ヒータ自体の熱による破壊を防止する
ことを目的としている。
８０のオン期間の短縮化、及び、ヒータ抵抗ＲHTの算出
頻度を増加するために、ヒータ抵抗ＲHTまたはヒータ抵
抗Ｒ HTの時間当たりの変化率の関数、マップ等により決
定される。これは、酸素濃度センサの温度が上昇し、酸
素濃度センサの活性後即、空燃比フィードバック制御を
実行することと、ヒータ自体の熱による破壊を防止する
ことを目的としている。
【００２４】所定期間が経過し、ヒータ抵抗ＲHTの算出
タイミングと判定された時は、ステップ１００〜１８０
を繰り返す。その後、ステップ１８０にて、ヒータ抵抗
ＲHTが所定値以上になり、酸素濃度センサが活性したと
判断された場合は、ステップ１９０に進み、ＴＲ７０を
オフし、ＴＲ２０で周知のヒータのデューティ制御によ
りヒータ抵抗ＲHTが１．９〜２．３Ω、つまり、ヒータ
温度１０００〜１２００度となるように制御する。
タイミングと判定された時は、ステップ１００〜１８０
を繰り返す。その後、ステップ１８０にて、ヒータ抵抗
ＲHTが所定値以上になり、酸素濃度センサが活性したと
判断された場合は、ステップ１９０に進み、ＴＲ７０を
オフし、ＴＲ２０で周知のヒータのデューティ制御によ
りヒータ抵抗ＲHTが１．９〜２．３Ω、つまり、ヒータ
温度１０００〜１２００度となるように制御する。
【００２５】図３に、本実施例の動作を示すタイミング
チャートを示す。イグニッションスイッチ１の投入後、
リセットが解除されると、ＣＰＵ６０は、ＴＲ２０、７
０のオフ期間にヒータ電圧ＶHT(OFF) を検出した後、Ｔ
Ｒ２０のみオンし、ヒータ電圧ＶHT(ON)、ヒータ電流ｉ
HTを検出する。その後、次のヒータ抵抗ＲHT算出タイミ
ングまでＴＲ７０のみオンし、リレー８０に通電し、ヒ
ータの加熱及びヒータ抵抗検出を継続する。
チャートを示す。イグニッションスイッチ１の投入後、
リセットが解除されると、ＣＰＵ６０は、ＴＲ２０、７
０のオフ期間にヒータ電圧ＶHT(OFF) を検出した後、Ｔ
Ｒ２０のみオンし、ヒータ電圧ＶHT(ON)、ヒータ電流ｉ
HTを検出する。その後、次のヒータ抵抗ＲHT算出タイミ
ングまでＴＲ７０のみオンし、リレー８０に通電し、ヒ
ータの加熱及びヒータ抵抗検出を継続する。
【００２６】ヒータ抵抗が所定値以上（本実施例では
１．９Ω）になったことを検出した場合、リレー８０に
よるヒータ通電を停止し、ＴＲ２０による周知のデュー
ティ制御に切り換える。本発明は上記の実施例に限定さ
れるものではなく、以下のような変形または拡張が可能
である。
１．９Ω）になったことを検出した場合、リレー８０に
よるヒータ通電を停止し、ＴＲ２０による周知のデュー
ティ制御に切り換える。本発明は上記の実施例に限定さ
れるものではなく、以下のような変形または拡張が可能
である。
【００２７】本実施例ではヒータ抵抗ＲHTの算出タイミ
ングをヒータ抵抗またはヒータ抵抗の時間当たりの変化
率による関数またはマップにより決定しているが、算出
タイミングの実行頻度がヒータ抵抗の変化にたいし、十
分小さければ算出タイミングは一定でもよい。本実施例
では、図４に示す温度特性を有するヒータを使用してい
るが、リニアリティーが無い特性を有するヒータ、抵抗
値の異なるヒータにおいても適用できる。
ングをヒータ抵抗またはヒータ抵抗の時間当たりの変化
率による関数またはマップにより決定しているが、算出
タイミングの実行頻度がヒータ抵抗の変化にたいし、十
分小さければ算出タイミングは一定でもよい。本実施例
では、図４に示す温度特性を有するヒータを使用してい
るが、リニアリティーが無い特性を有するヒータ、抵抗
値の異なるヒータにおいても適用できる。
【００２８】本実施例の処理では、ステップ２１０に
て、ヒータ抵抗算出タイミングと判定された場合、ステ
ップ１００に戻り、ヒータ電圧ＶHT(OFF) を検出する
が、バッテリ電圧の変動がないシステムにおいては、ス
テップ１２０に戻り、ヒータ電圧ＶHT(ON)、ヒータ電流
ｉHTの検出から繰り返し実行してもよい。
て、ヒータ抵抗算出タイミングと判定された場合、ステ
ップ１００に戻り、ヒータ電圧ＶHT(OFF) を検出する
が、バッテリ電圧の変動がないシステムにおいては、ス
テップ１２０に戻り、ヒータ電圧ＶHT(ON)、ヒータ電流
ｉHTの検出から繰り返し実行してもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、酸素濃度センサの未活性時
は、第２スイッチング素子を通電することにより、ヒー
タへの通電電流を大きくするように制御し、酸素濃度セ
ンサの活性後は、第１スイッチング素子を使用した通
電、非通電を切り換えるヒータ温度制御を行なうこと
で、酸素濃度センサの早期活性が得られ、内燃機関の始
動後即、排気ガスの浄化ができる効果がある。
は、第２スイッチング素子を通電することにより、ヒー
タへの通電電流を大きくするように制御し、酸素濃度セ
ンサの活性後は、第１スイッチング素子を使用した通
電、非通電を切り換えるヒータ温度制御を行なうこと
で、酸素濃度センサの早期活性が得られ、内燃機関の始
動後即、排気ガスの浄化ができる効果がある。
【図１】本実施例のヒータ温度制御装置の構成図であ
る。
る。
【図２】ヒータ温度制御の早期活性化までのフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】本実施例の動作を示したタイミングチャートで
ある。
ある。
【図４】ヒータ抵抗の温度特性図である。
【図５】従来のヒータ温度制御装置の構成図である。
２ ヒータ温度制御装置 １０ 酸素濃度センサ内ヒータ ２０ トランジスタ ３０ ヒータ電流検出用抵抗 ６０ マイクロコンピュータ ７０ トランジスタ ８０ リレー
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の排気管に設けられ、排気ガス
の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、 前記酸素濃度検出手段の温度を制御するヒータと、 前記ヒータの温度を所定タイミング毎に検出する温度検
出手段と、 前記ヒータを一定温度に制御する時に通電される第１ス
イッチング素子と、 前記第１スイッチング素子とは並列的に前記ヒータに接
続され、かつ、第１スイッチング素子と独立して前記ヒ
ータに対する通電、非通電を制御されるものであって、
前記ヒータを急速加熱する時に通電される第２スイッチ
ング素子と、 前記温度検出手段の検出温度が所定値以上の時は、前記
第１スイッチング素子を通電し、この検出温度が所定値
未満の時は、前記第２スイッチング素子を通電すべく、
前記ヒータに対する通電経路を切り換える切換手段とを
具備することを特徴としたヒータ温度制御装置。 - 【請求項２】 前記温度検出手段は第２スイッチング素
子非通電時、かつ、第１スイッチング素子通電時にヒー
タ通電電流及びヒータ通電電圧を検出し、 ヒータ非通電電圧を第１、第２スイッチング素子非通電
時に検出し、 このヒータ通電電流、ヒータ通電電圧、及び、ヒータ非
通電電圧からヒータ温度を検出することを特徴とする請
求項１に記載のヒータ温度制御装置。 - 【請求項３】 前記ヒータ温度検出手段は、最新のヒー
タ温度検出結果に基づき、温度検出タイミングを設定す
ることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ温
度制御装置。 - 【請求項４】 前記ヒータ温度検出手段は、ヒータ温度
が高い時は低い時に比べて前記温度検出タイミングの間
隔を短く設定することを特徴とする請求項３に記載のヒ
ータ温度制御装置。 - 【請求項５】 前記第１スイッチング素子は、前記ヒー
タに接続されたトランジスタまたはＭＯＳからなり、 前記第２スイッチング素子は、前記ヒータに前記第１ス
イッチング素子とは並列的に接続されたリレーと、この
リレーの通電、非通電を制御するトランジスタまたはＭ
ＯＳからなるものであって、 前記第２スイッチング素子による前記ヒータへの通電時
は、前記第１スイッチング素子による前記ヒータへの通
電を停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１つに記載のヒータ温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7123646A JPH08313476A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 酸素濃度センサ内ヒータ温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7123646A JPH08313476A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 酸素濃度センサ内ヒータ温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313476A true JPH08313476A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14865755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7123646A Withdrawn JPH08313476A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 酸素濃度センサ内ヒータ温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08313476A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384386B2 (en) | 2000-07-03 | 2002-05-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heater control apparatus for exhaust gas sensor |
| US6398407B2 (en) | 2000-06-07 | 2002-06-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Temperature detector for exhaust gas sensor |
| WO2004106891A2 (en) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biochemical sensor |
| DE10121521B4 (de) * | 2000-11-22 | 2005-02-24 | Mitsubishi Denki K.K. | Verschlechterungsdetektor für einen Abgassensor und Verfahren zum Detektieren einer Verschlechterung |
| US7288175B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-10-30 | Denso Corporation | Noiseless gas concentration measurement apparatus |
| JP2007531886A (ja) * | 2004-04-06 | 2007-11-08 | フレクシッヒ・ゲルト−ウーヴェ | 加熱可能な電極を備えた分析アレイ及び化学的及び生化学的分析のための方法 |
| US7317216B2 (en) | 2003-10-31 | 2008-01-08 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biochemical sensing platform |
| JP2008537997A (ja) * | 2005-02-15 | 2008-10-02 | パーキンエルマー・エルエーエス・インコーポレーテッド | 高温で動作可能な電気化学センサを提供する方法および装置 |
| US20090084158A1 (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-02 | Scott Technologies, Inc. | Gas measuring device and method of operating the same |
| US7692219B1 (en) | 2004-06-25 | 2010-04-06 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biosensors |
| US8192966B2 (en) | 2004-03-18 | 2012-06-05 | University Of Hawaii | Biochemical concentrator and drug discovery |
-
1995
- 1995-05-23 JP JP7123646A patent/JPH08313476A/ja not_active Withdrawn
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6398407B2 (en) | 2000-06-07 | 2002-06-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Temperature detector for exhaust gas sensor |
| DE10108291B4 (de) * | 2000-07-03 | 2008-12-24 | Mitsubishi Denki K.K. | Heizelement-Steuervorrichtung für einen Abgassensor |
| US6384386B2 (en) | 2000-07-03 | 2002-05-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heater control apparatus for exhaust gas sensor |
| DE10121521B4 (de) * | 2000-11-22 | 2005-02-24 | Mitsubishi Denki K.K. | Verschlechterungsdetektor für einen Abgassensor und Verfahren zum Detektieren einer Verschlechterung |
| US7288175B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-10-30 | Denso Corporation | Noiseless gas concentration measurement apparatus |
| WO2004106891A2 (en) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biochemical sensor |
| WO2004106891A3 (en) * | 2003-05-22 | 2005-03-03 | Univ Hawaii | Ultrasensitive biochemical sensor |
| US7291496B2 (en) | 2003-05-22 | 2007-11-06 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biochemical sensor |
| USRE43978E1 (en) | 2003-05-22 | 2013-02-05 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biochemical sensor |
| US7317216B2 (en) | 2003-10-31 | 2008-01-08 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biochemical sensing platform |
| US8192966B2 (en) | 2004-03-18 | 2012-06-05 | University Of Hawaii | Biochemical concentrator and drug discovery |
| JP2007531886A (ja) * | 2004-04-06 | 2007-11-08 | フレクシッヒ・ゲルト−ウーヴェ | 加熱可能な電極を備えた分析アレイ及び化学的及び生化学的分析のための方法 |
| US7692219B1 (en) | 2004-06-25 | 2010-04-06 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biosensors |
| US8536661B1 (en) | 2004-06-25 | 2013-09-17 | University Of Hawaii | Biosensor chip sensor protection methods |
| US10563252B2 (en) | 2004-06-25 | 2020-02-18 | University Of Hawaii | Ultrasensitive biosensors |
| JP2008537997A (ja) * | 2005-02-15 | 2008-10-02 | パーキンエルマー・エルエーエス・インコーポレーテッド | 高温で動作可能な電気化学センサを提供する方法および装置 |
| JP4801099B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2011-10-26 | パーキンエルマー・ヘルス・サイエンシズ・インコーポレーテッド | 高温で動作可能な電気化学センサを提供する方法および装置 |
| US20090084158A1 (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-02 | Scott Technologies, Inc. | Gas measuring device and method of operating the same |
| US8596108B2 (en) * | 2007-10-01 | 2013-12-03 | Scott Technologies, Inc. | Gas measuring device and method of operating the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |