JPH10260152A - 酸素センサの加熱制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸気側酸素センサにあってもそのカバーに堆積
される付着物を的確に燃焼することのできる酸素センサ
の加熱制御装置を提供する。 【解決手段】吸気通路５に備えられる酸素センサ７１の
場合、十分に加熱されていないと、排気ガス再循環装置
４１により吸気通路５に吸入される再循環排気ガス中の
カーボンや、それに加えてブローバイガス還元装置５１
から吸気通路５に吸入されるブローバイガス中のオイル
ミストが酸素センサ７１のカバー上に付着して正常な検
出ができなくなることがある。ここでは、排気ガス再循
環制御が実行されていないときにもこのような付着物を
燃焼できるカバー温度が保たれるように、酸素センサ７
１のヒータ温度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素センサの加熱
制御装置に関し、特に内燃機関の吸気通路に取り付けら
れ、吸気中の酸素濃度を検出する酸素センサを加熱制御
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な酸素センサでは、ジルコ
ニア等の固定電解質により形成された素子部に一対の電
極が設けられており、素子部に接触する検出ガスの酸素
濃度に応じた検出信号がそれら電極から出力される。

【０００３】例えば、エンジンの空燃比制御にあって
は、排気通路に取り付けられた酸素センサによって排気
の酸素濃度が検出される。そして、エンジンの電子制御
装置は、この酸素濃度から算出される空燃比が目標値
（例えば理論空燃比）と一致するようにエンジンを制御
する。

【０００４】また、排気ガス再循環装置を備えたエンジ
ン、あるいはブローバイガス還元装置を併せ備えたエン
ジンにあっては、その吸気通路にも酸素センサを取り付
け、同センサにより検出される吸気の酸素濃度と前述の
排気の酸素濃度とを併せ参照するようにして空燃比制御
の制御精度を向上させる方法も講じられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
酸素センサはいずれも、素子部による正確な酸素濃度の
検出を補助すべくこれを活性状態に加熱、維持するヒー
タを備えている。しかし、上記吸気通路に取り付けられ
る吸気側酸素センサにあっては通常、このヒータによる
加熱を行っても、上記素子部を保護するカバーの表面温
度は３００℃を超えることがないため、排気ガス再循環
装置により吸気通路に吸入される再循環排気ガス中のカ
ーボンや、それに加えてブローバイガス還元装置から吸
気通路に吸入されるブローバイガス中のオイルミストが
同カバー上に付着し、燃焼することなく堆積してしまう
ことがある。しかも、この付着物には高炭素数のＨＣが
含まれるため、長時間の酸化でガム質状に変質し、同カ
バーに設けられる被検出ガスの導入孔がそのガム質状堆
積物で閉塞されてしまうこともある。そして、こうして
被検出ガスの導入孔が閉塞される場合には、被検出ガス
と当該酸素センサの素子部との接触が妨げられ、同酸素
センサとしての正常な酸素濃度検出ができなくなる。

【０００６】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、こうした吸気側酸素センサに
あってもそのカバーに堆積される付着物を的確に燃焼す
ることのできる酸素センサの加熱制御装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明においては、少なくとも排気ガ
ス再循環装置を備える内燃機関の吸気通路に設けられて
混合吸気の酸素濃度を検出する酸素センサを加熱制御す
る酸素センサの加熱制御装置であって、当該酸素センサ
の検出素子部に装着されてこれを加熱するヒータと、前
記排気ガス再循環装置の非能動時の前記ヒータの温度を
同排気ガス再循環装置の能動時の同ヒータの温度よりも
高い温度に制御するヒータ制御手段とを備えることをそ
の要旨とするものである。

【０００８】ヒータ制御手段は通常、イグニションスイ
ッチのオンに基づきヒータの駆動を開始することとなる
が、同構成によるように、排気ガス再循環装置の非能動
時のヒータ温度を排気ガス再循環装置の能動時のヒータ
温度よりも高い温度に制御することで、排気ガス再循環
装置の非能動時であれ、酸素センサ（正確にはそのカバ
ー）に堆積する付着物を好適に燃焼することができるよ
うになる。そしてこのため、酸素センサとしての検出精
度が好適に維持される。

【０００９】請求項２記載の発明においては、請求項１
記載の酸素センサの加熱制御装置において、前記ヒータ
制御手段は更に、内燃機関停止時の前記ヒータの温度を
前記排気ガス再循環装置の非能動時の同ヒータの温度よ
りも低い温度に制御することをその要旨とするものであ
る。

【００１０】同構成によれば、機関停止時、ヒータの消
費電力を下げることができるようになる。なお、内燃機
関がブローバイガス還元装置を併せ備える場合であれ、
機関停止時にはブローバイガスが吸気通路に入ってくる
ことはないため、そのときのヒータ温度が低くとも、同
ガスに含まれるオイルミスト等が酸素センサ（正確には
そのカバー）に付着し、また堆積することはない。

【００１１】請求項３記載の発明においては、請求項１
又は２記載の酸素センサの加熱制御装置において、燃料
タンクからの蒸発燃料を前記吸気通路の酸素センサ上流
にパージする蒸発燃料パージ装置と、該蒸発燃料パージ
装置の駆動を制御するパージ制御手段とを更に備え、前
記パージ制御手段は、前記ヒータ制御手段によるヒータ
制御時、前記蒸発燃料パージ装置による蒸発燃料のパー
ジを能動とすることをその要旨としている。

【００１２】同構成によれば、上記吸気通路の酸素セン
サ上流にパージされる蒸発燃料によって、同酸素センサ
（正確にはそのカバー）に堆積する付着物の燃焼が更に
促進されるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明に係る酸素センサの
加熱制御装置を具体化した第１の実施の形態を図面に基
づいて詳細に説明する。

【００１４】図１は内燃機関としての自動車用多気筒エ
ンジン１の概略構成図である。エンジン１はシリンダ２
内にピストン３を備えており、このピストン３の上方に
形成された燃焼室４には、吸気通路５及び排気通路６が
連通している。燃焼室４と吸気通路５との連通部分及び
燃焼室４と排気通路６との連通部分は、吸気バルブ７及
び排気バルブ８によって開閉される。

【００１５】前記エンジン１は、吸気通路５からの吸入
空気と、インジェクタ９から噴射される燃料とからなる
混合気を、吸気バルブ７を介して燃焼室４内へ導入す
る。エンジン１には点火プラグ１１が装着されており、
同点火プラグ１１にはディストリビュータ１２で分配さ
れた点火電圧が印加される。ディストリビュータ１２
は、イグナイタ１３から出力される高電圧をエンジン１
のクランク角に同期して各点火プラグ１１に分配するた
めのものであり、各点火プラグ１１の点火タイミング
は、イグナイタ１３からの高電圧出力タイミングにより
決定される。そして、エンジン１は点火プラグ１１によ
り前記混合気を燃焼室４内で爆発させて駆動力を得た
後、その排気ガスを排気バルブ８を介して排気通路６へ
排出する。

【００１６】なお、前記ディストリビュータ１２には、
そのロータの回転を検出してエンジン回転信号を出力す
る回転数センサ１４が設けられている。また、エンジン
１のシリンダブロック１ａには、エンジン１の冷却水の
水温（冷却水温）ＴＨＷを検出する水温センサ１５が取
付けられている。

【００１７】前記吸気通路５の一部には、吸気の脈動を
抑えるためのサージタンク１６が設けられ、そのサージ
タンク１６には吸気圧ＰＭを検出するダイヤフラム式の
吸気圧センサ１７が取付けられている。サージタンク１
６の上流側には、アクセルペダル（図示しない）の操作
に基づいて開閉されるスロットルバルブ１８が設けられ
ており、このスロットルバルブ１８の開閉により吸気通
路５への吸入空気量が調節される。スロットルバルブ１
８の近傍には、そのスロットル開度ＴＡを検出するスロ
ットルセンサ１９と、そのスロットルバルブ１８が全閉
状態のときオンとなるアイドルスイッチ２０が取付けら
れている。

【００１８】さらに、前記スロットルバルブ１８の上流
側にはエアクリーナ２３が配設され、そのエアクリーナ
２３の近傍には、吸気温ＴＨＡを検出するための吸気温
センサ２４が取付けられている。

【００１９】一方、前記排気通路６には、排気ガス中の
酸素濃度を検出する酸素センサ２５が設けられている。
また、排気通路６には、排気ガス（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx
）を浄化するための三元触媒コンバータ２６が取付け
られている。

【００２０】加えて、車両には燃料タンク３１が搭載さ
れており、同タンク３１の上部には、パージ通路３３を
介してキャニスタ３４が接続されている。そして、燃料
タンク３１で発生した蒸発燃料がパージ通路３３を通っ
てキャニスタ３４に導かれるようになっている。キャニ
スタ３４は、活性炭が収納された蒸発燃料の吸着容器で
あり、前記蒸発燃料がこの活性炭に一旦吸着されるよう
になっている。

【００２１】前記キャニスタ３４はパージ通路３８を介
してスロットルバルブ１８近傍のセンシングポート５ａ
に接続され、同キャニスタ３４内の蒸発燃料がエンジン
１に吸入されるようになっている。パージ通路３８の途
中には、バキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）
３９が設けられている。このＶＳＶ３９は、前記パージ
通路３８を開閉することにより、前記キャニスタ３４か
ら吸気通路５へ導かれる蒸発燃料のパージ量を調節する
ためのものである。この実施の形態において、ＶＳＶ３
９は、デューティ制御によって開閉されるものである。
なお、パージ通路３８にはオリフィス（図示しない）が
設けられており、吸気通路５の負圧が燃料タンク３１に
直接作用するのが防止されるようになっている また、エンジン１には排気ガス再循環装置（以下、「Ｅ
ＧＲ装置」という）４１が設けられている。このＥＧＲ
装置４１は、排気通路６と吸気通路５においてスロット
ルバルブ１８よりも下流側の部分とを連通するＥＧＲ通
路４２と、同通路４２の途中に設けられたＥＧＲバルブ
４３とを備えている。排気通路６における排気の一部
（ＥＧＲガス）はＥＧＲ通路４２を通過して吸気通路５
内に戻される。ＥＧＲバルブ４３は、ＥＧＲ通路４２を
通過する排気の量を調節するものである。

【００２２】ＥＧＲ装置４１では、上記のようにエンジ
ン１の燃焼室４に導入される吸入空気の一部にＥＧＲガ
ス、すなわち燃焼に供されない不活性ガスを混入し、燃
焼室４における燃焼ガスの最高温度を引き下げることに
よりＮＯｘの低減を図るようにしている。

【００２３】また、エンジン１にはブローバイガス還元
装置（以下、「ＰＣＶ装置」という）５１が設けられて
いる。このＰＣＶ装置５１は、エンジン１のシリンダヘ
ッドカバー１ｂ内と吸気通路５においてスロットルバル
ブ１８よりも上流側の部分とが圧力通路５２により連通
されるとともに、エンジン１のクランクケース１ｃ内と
吸気通路５においてスロットルバルブ１８よりも下流側
の部分とがＰＣＶ通路５３により連通される。ＰＣＶ通
路５３の途中には、ＰＣＶバルブ５４が設けられてお
り、同バルブ５４はクランクケース１ｃ内から吸気通路
５に導入されるブローバイガス（ＰＣＶガス）の量を調
節するものである。

【００２４】ＰＣＶ装置５１では、上記のようにエンジ
ン１の燃焼室４に導入される吸入空気の一部にＰＣＶガ
ス、すなわち燃焼室４より漏出した排気ガスや混合気を
混入して再び燃焼室４に送ることにより、エンジンオイ
ルの変質や大気汚染を防止している。

【００２５】また吸気通路５において、ＥＧＲ通路４２
の開口部分及びＰＣＶ通路５３の開口部分よりも下流側
の位置には、酸素センサ７１がその先端部が吸気通路５
内に突出するようにして取り付けられている。この酸素
センサ７１は、スロットルバルブ１８を通過した空気、
ＥＧＲガス及びＰＣＶガスとからなる混合吸気の酸素濃
度を検出し、その検出信号を出力する。

【００２６】次に、こうしたエンジンシステムを統括制
御する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）６１の
構成について図２のブロック図に従って説明する。前記
回転数センサ１４、水温センサ１５、吸気圧センサ１
７、スロットルセンサ１９、アイドルスイッチ２０、吸
気温センサ２４及び酸素センサ２５，７１はエンジン１
の運転状態を検出するものであり、これらはＥＣＵ６１
の入力側に電気的に接続されている。また、各インジェ
クタ９、イグナイタ１３、ＶＳＶ３９、ＥＧＲバルブ４
３及びＰＣＶバルブ５４は、ＥＣＵ６１の出力側に電気
的に接続されている。そして、ＥＣＵ６１は前記各種セ
ンサからの検出信号に基づいて各インジェクタ９、イグ
ナイタ１３、ＶＳＶ３９、ＥＧＲバルブ４３及びＰＣＶ
バルブ５４の駆動を制御する。

【００２７】さらに、ＥＣＵ６１は、排気通路６に設け
られた酸素センサ２５からの検出信号と、吸気通路５に
設けられた酸素センサ７１からの検出信号に基づいてエ
ンジン１の空燃比制御を実行する。

【００２８】ここで、特に吸気通路５に設けられた酸素
センサ７１は、同図２にその構成を模式的に併せ示すよ
うに、吸気中の酸素濃度を検出し、この酸素濃度に応じ
て信号を出力する素子部７１ａと、加熱用の白金のヒー
タ７１ｂとを有して構成されている。

【００２９】また、酸素センサ７１の素子部７１ａには
所定の直流電圧を印加するための直流電源７２が接続さ
れるとともに、同素子部７１ａに流れる電流を検出する
ための抵抗器７３、及び同抵抗器７３における降下電圧
を所要に増幅するための増幅回路７４がそれぞれ接続さ
れている。この増幅回路７４の出力、すなわち吸気中の
酸素濃度に対応する信号は、Ａ／Ｄ変換器７５によって
アナログ／ディジタル変換されてマイクロコンピュータ
６５に取り込まれるようになっている。

【００３０】なお、Ａ／Ｄ変換器７５には前述の吸気圧
センサ１７、吸気温センサ２４、スロットルセンサ１
９、酸素センサ２５及び水温センサ１５等も接続され、
これら各センサからの出力信号も、同Ａ／Ｄ変換器７５
によってアナログ／ディジタル変換されてマイクロコン
ピュータ６５に取り込まれる。

【００３１】一方、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６３及びＲＡＭ
６４等を有して構成されるマイクロコンピュータ６５の
出力ポートには駆動回路６６，６７，６８，６９が接続
されている。駆動回路６６はインジェクタ９に接続され
ており、マイクロコンピュータ６５より出力される制御
信号に基づいてインジェクタ９を開弁させ、所望量の燃
料をエンジン１に供給するようになっている。駆動回路
６７はＶＳＶ３９に接続されており、マイクロコンピュ
ータ６５より出力される制御信号に基づいてＶＳＶ３９
を開閉するようになっている。駆動回路６８はＥＧＲバ
ルブ４３に接続されており、マイクロコンピュータ６５
より出力される制御信号に基づいてＥＧＲバルブ４３を
開閉するようになっている。駆動回路６９はＰＣＶバル
ブ５４に接続されており、マイクロコンピュータ６５よ
り出力される制御信号に基づいてＰＣＶバルブ５４を開
閉するようになっている。

【００３２】また、マイクロコンピュータ６５にはイグ
ナイタ１３が接続され、このイグナイタ１３もマイクロ
コンピュータ６５からの制御信号に基づいてディストリ
ビュータ１２へ高電圧を所定のタイミングで出力し、点
火プラグ１１の点火タイミングを制御するようになって
いる。

【００３３】さらに、マイクロコンピュータ６５には酸
素センサ７１のヒータ７１ｂへの供給電力を制御するた
めの通電制御回路７６が接続され、マイクロコンピュー
タ６５から出力される制御信号に基づいてヒータ用電源
７９からの通電を制御するようになっている。さらに、
マイクロコンピュータ６５には前記通電制御回路７６に
よるヒータ７１ｂの通電時にヒータ電圧を検出するヒー
タ電圧検出回路７７が接続されるとともに、ヒータ電流
を検出するヒータ電流検出回路７８が接続されている。

【００３４】次に、こうして構成されるエンジンシステ
ムの、主に酸素センサ７１の加熱制御を行う装置として
の動作を、上記ＥＣＵ６１による処理を中心に説明す
る。前述のように、吸気通路５に取り付けられる酸素セ
ンサ７１にあっては通常、ヒータ７１ｂによる加熱を行
っても、素子部７１ａを保護するカバーの表面温度は３
００℃を超えることがないため、ＰＣＶ装置５１から吸
気通路５に吸入されるＰＣＶガス中のオイルミストない
しはＥＧＲ装置４１により吸気通路５に吸入されるＥＧ
Ｒガス中のカーボンが同カバー上に付着し、燃焼するこ
となく堆積してしまうことがある。

【００３５】そこで、本実施の形態にあっては、ヒータ
７１ｂの通電制御を通じて、以下の態様で酸素センサ７
１を加熱制御する。図３は、ＥＣＵ６１により実行され
る吸気側酸素センサ７１の加熱制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【００３６】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
６１は先ずステップ１０１において、現在、イグニショ
ン（ＩＧ）スイッチがオンか否かを判定する。ここでイ
グニションがオフと判定された場合、ステップ１０５に
移行し、ヒータ７１ｂの通電制御を実行せずにそのまま
他のルーチンへと移行する。

【００３７】また、ステップ１０１においてイグニショ
ン（ＩＧ）スイッチがオンと判定された場合には、ヒー
タ制御ルーチンに移行し、ステップ１０２の処理に入
る。そして、ＥＣＵ６１はステップ１０２において、現
在、ＥＧＲ制御が実行中か否かを判定する。ここでＥＧ
Ｒ制御が実行されていると判定された場合には、ステッ
プ１０６に移行し、ヒータ制御温度のスレッシュホルド
レベルＴＨを通常の制御レベルであるレベルＴＨＬ（例
えば７００〜９００℃）に設定してステップ１０４に移
行する。ステップ１０４においてＥＣＵ６１は、上記ス
レッシュホルドレベルＴＨＬに基づきヒータ７１ｂの温
度が同レベルＴＨＬに対応した温度近傍に維持されるよ
う、通電制御回路７６を通じてデューティ制御を実行
し、その後、他のルーチンへと移行する。

【００３８】一方、ステップ１０２において、ＥＧＲ制
御が実行されていないと判定された場合、ステップ１０
３に移行し、ヒータ制御温度のスレッシュホルドレベル
ＴＨを上記レベルＴＨＬより２００℃程高いレベルＴＨ
Ｈに設定し、ステップ１０４に移行する。ステップ１０
４においてＥＣＵ６１は、上記スレッシュホルドレベル
ＴＨＨに基づきヒータ７１ｂの温度が同レベルＴＨＨに
対応した温度近傍に維持されるよう、通電制御回路７６
を通じてデューティ制御を実行し、その後、他のルーチ
ンへと移行する。なお、ヒータ７１ｂに対しこれらの通
電制御が行われる場合、その温度は、ヒータ電圧あるい
はヒータ電流として、上記ヒータ電圧検出回路７７及び
ヒータ電流検出回路７８を介してモニタされる。

【００３９】このようなヒータ通電制御が行われること
により、イグニション（ＩＧ）スイッチのオン以降、ヒ
ータ７１ｂの温度は、エンジン１の運転に伴い、図４に
示される態様で制御されることとなる。

【００４０】すなわち図４（ａ）に示すように、イグニ
ション（ＩＧ）スイッチが時刻t1でオンになると、この
時点ではＥＧＲ制御が実行されていないため、ＥＣＵ６
１は上記スレッシュホルドレベルＴＨＨに基づくヒータ
通電制御を実行する。これによりヒータ７１ｂの温度は
徐々に上昇し、図４（ｃ）に示すように、時刻t2におい
て同レベルＴＨＨに対応した温度となる。その後、同ヒ
ータ通電制御が繰り返される間、ヒータ７１ｂの温度は
このレベルＴＨＨに対応した温度近傍に維持される。な
お、ヒータ７１ｂの温度がこのレベルＴＨＨに対応した
温度にあるとき、酸素センサ７１のカバーの温度は４０
０〜５００℃となり、同カバーに堆積した付着物は酸化
雰囲気中で焼失されるようになる。

【００４１】一方、図４（ｂ）に示すように、時刻t3に
おいてＥＧＲ制御が開始されると、ＥＣＵ６１はこのＥ
ＧＲ制御中に対応したより低いスレッシュホルドレベル
ＴＨＬに基づくヒータ通電制御を実行する。これにより
ヒータ７１ｂの温度は徐々に下降し、図４（ｃ）に示す
ように、時刻t4において上記レベルＴＨＬに対応した温
度となる。その後、同ヒータ通電制御が繰り返される
間、ヒータ７１ｂの温度はこのレベルＴＨＬに対応した
温度近傍に維持される。なおこのとき、ヒータ７１ｂの
温度はこのレベルＴＨＬに対応した温度近傍にあるが、
ＥＧＲ制御の実行により、吸気通路５内に高温の排気が
流入するため、酸素センサ７１のカバーの温度は前述同
様、４００〜５００℃に保たれ、この場合も、同カバー
に堆積した付着物は酸化雰囲気中で焼失されるようにな
る。

【００４２】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 ・酸素センサ７１のカバーの温度を高く保つことがで
き、同カバーに堆積した付着物を好適に燃焼させること
ができる。

【００４３】・酸素センサ７１のカバーに堆積した付着
物の焼失により、酸素センサ７１の機能を正常に保つこ
とができる。 （第２の実施の形態）次に、本発明を具体化した第２の
実施の形態について、第１の実施の形態との相違点を中
心に説明する。

【００４４】上記第１の実施の形態では、ＥＧＲ制御が
実行されているか否かの判定に基づき、ヒータ制御温度
のスレッシュホルドレベルＴＨをそれぞれ対応するレベ
ルＴＨＬ，ＴＨＨに設定した。そして、このレベルＴＨ
Ｌ，ＴＨＨに基づきヒータ７１ｂの温度が同レベルＴＨ
Ｌ，ＴＨＨに対応した温度近傍に維持されるよう、通電
制御回路７６を通じてデューティ制御を実行した。これ
に対し、本実施の形態では更に、ＥＣＵ６１によるエン
ジンの運転が停止しているか否かの判定に基づきヒータ
制御温度のスレッシュホルドレベルＴＨを設定し、この
レベルに基づきヒータ７１ｂの温度が同レベルに対応し
た温度近傍に維持されるよう、通電制御回路７６を通じ
てデューティ制御を実行する。

【００４５】図５は、ＥＣＵ６１により実行される吸気
側酸素センサ７１の加熱制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
６１は先ずステップ２０１において、現在、イグニショ
ン（ＩＧ）スイッチがオンか否かを判定する。ここでイ
グニションがオフと判定された場合、ステップ２０５に
移行し、ヒータ７１ｂの通電制御を実行せずに、そのま
ま、他のルーチンへと移行する。

【００４６】また、ステップ２０１においてイグニショ
ン（ＩＧ）スイッチがオンと判定された場合には、ヒー
タ制御ルーチンに移行し、ステップ２０２の処理に入
る。ＥＣＵ６１は、ステップ２０２においてエンジンの
回転数ＮＥが所定の回転数ＮＥ0 以下か否かを判定す
る。すなわち、エンジンの運転が停止されているか否か
を判定する。ここでエンジンの回転数ＮＥがＮＥ0 より
も大きいと判定された場合には、エンジンが運転中と判
断され、ステップ２０６に移行する。

【００４７】そして、ＥＣＵ６１はステップ２０６にお
いて、第１の実施の形態と同様に現在、ＥＧＲ制御が実
行中か否かを判定する。ここでＥＧＲ制御が実行されて
いると判定された場合には、ステップ２０８に移行し、
ヒータ制御温度のスレッシュホルドレベルＴＨを第１の
実施の形態と同様にレベルＴＨＬに設定してステップ２
０４に移行する。ステップ２０４においてＥＣＵ６１
は、上記スレッシュホルドレベルＴＨＬに基づきヒータ
７１ｂの温度が同レベルＴＨＬに対応した温度近傍に維
持されるよう、通電制御回路７６を通じてデューティ制
御を実行し、その後、他のルーチンへと移行する。ま
た、ステップ２０６において、ＥＧＲ制御が実行されて
いないと判定された場合、ステップ２０７に移行し、ヒ
ータ制御温度のスレッシュホルドレベルＴＨを第１の実
施の形態と同様にレベルＴＨＨに設定してステップ２０
４に移行する。ステップ２０４においてＥＣＵ６１は、
上記スレッシュホルドレベルＴＨＨに基づきヒータ７１
ｂの温度が同レベルＴＨＨに対応した温度近傍に維持さ
れるよう、通電制御回路７６を通じてデューティ制御を
実行し、その後、他のルーチンへと移行する。

【００４８】一方、前記ステップ２０２において、エン
ジンの回転数ＮＥがＮＥ0 以下と判定された場合、エン
ジンの運転が停止中と判断され、ステップ２０３に移行
する。このステップ２０３においてＥＣＵ６１は、ヒー
タ制御温度のスレッシュホルドレベルＴＨを前記ＥＧＲ
制御が実行されていない場合に設定するレベルＴＨＨよ
り低いレベルＴＨＭに設定し、ステップ２０４に移行す
る。ステップ２０４においてＥＣＵ６１は、上記スレッ
シュホルドレベルＴＨＭに基づきヒータ７１ｂの温度が
同レベルＴＨＭに対応した温度近傍に維持されるよう、
通電制御回路７６を通じてデューティ制御を実行し、そ
の後、他のルーチンへと移行する。なおこのとき、すな
わちエンジンの運転停止中はブローバイガス還元装置５
１からのブローバイガスが吸気通路５に入ってくること
がないため、同ガスに含まれるオイルミスト等が酸素セ
ンサ７１のカバーに付着することはない。したがって、
レベルＴＨＭが前記レベルＴＨＨよりも低い値となって
も酸素センサ７１の機能は正常に維持される。また、こ
うした制御が行われることで、エンジン停止中における
ヒータ７１ｂの消費電力は好適に低減されるようにな
る。

【００４９】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 ・エンジンの運転停止中のヒータ７１ｂの消費電力を好
適に低減することができる。

【００５０】（第３の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態について、第１の実施の形態と
の相違点を中心に説明する。

【００５１】前記第１の実施の形態では、ＥＧＲ制御が
実行されているか否かの判定に基づき、ヒータ制御温度
のスレッシュホルドレベルＴＨをそれぞれ対応するレベ
ルＴＨＬ，ＴＨＨに設定した。そして、このレベルＴＨ
Ｌ，ＴＨＨに基づきヒータ７１ｂの温度が同レベルＴＨ
Ｌ，ＴＨＨに対応した温度近傍に維持されるよう、通電
制御回路７６を通じてデューティ制御を実行した。これ
に対し、本実施の形態では、上記制御の実行時、蒸発燃
料のパージ制御を併せ実行する。

【００５２】図６は、ＥＣＵ６１により実行される吸気
側酸素センサ７１の加熱制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
６１は先ずステップ３０１において、現在、イグニショ
ン（ＩＧ）スイッチがオンか否かを判定する。ここでイ
グニションがオフと判定された場合、ステップ３０６に
移行し、ヒータ７１ｂの通電制御を実行せずにそのまま
他のルーチンへと移行する。

【００５３】また、ステップ３０１においてイグニショ
ン（ＩＧ）スイッチがオンと判定された場合には、ヒー
タ制御ルーチンに移行し、ステップ３０２の処理に入
る。そして、ＥＣＵ６１はステップ３０２において、第
１の実施の形態と同様に、現在ＥＧＲ制御が実行中か否
かを判定する。ここでＥＧＲ制御が実行されていると判
定された場合には、ステップ３０７に移行し、ヒータ制
御温度のスレッシュホルドレベルＴＨを第１の実施の形
態と同様にレベルＴＨＬに設定してステップ３０４に移
行する。ステップ３０４においてＥＣＵ６１は、上記ス
レッシュホルドレベルＴＨＬに基づきヒータ７１ｂの温
度が同レベルＴＨＬに対応した温度近傍に維持されるよ
う、通電制御回路７６を通じてデューティ制御を実行す
る。また、ステップ３０２において、ＥＧＲ制御が実行
されていないと判定された場合には、ステップ３０３に
移行し、ヒータ制御温度のスレッシュホルドレベルＴＨ
を第１の実施の形態と同様にレベルＴＨＨに設定してス
テップ３０４に移行する。ステップ３０４においてＥＣ
Ｕ６１は、上記スレッシュホルドレベルＴＨＨに基づき
ヒータ７１ｂの温度が同レベルＴＨＨに対応した温度近
傍に維持されるよう、通電制御回路７６を通じてデュー
ティ制御を実行する。

【００５４】このようにステップ３０４において第１の
実施の形態と同様のヒータ通電制御がなされた後、ＥＣ
Ｕ６１はステップ３０５の処理に移行する。ステップ３
０５においてＥＣＵ６１は、燃料タンク３１内で発生し
た蒸発燃料のパージ制御を実行し、その後、他のルーチ
ンへと移行する。すなわちＥＣＵ６１は、前述のキャニ
スタ３４からパージ通路３８を介して所要の蒸発燃料を
パージするようにＶＳＶ３９をデューティ制御する。蒸
発燃料は低分子量の揮発ガスであり、酸素センサ７１の
カバーの温度が前述の４００〜５００℃でカバーの付着
物とともに燃焼し、その蒸発燃料の発熱により同付着物
の燃焼が促進される。したがって、ＥＧＲ制御の実行の
有無に関わらず、吸気通路５内に蒸発燃料をパージ制御
することにより、酸素センサ７１のカバーに堆積した付
着物の燃焼を促進することができる。

【００５５】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 ・ＥＧＲ制御の実行の如何に関わらず、酸素センサ７１
のカバーに堆積した付着物の燃焼を促進することができ
る。

【００５６】・酸素センサ７１のカバーに堆積した付着
物の燃焼促進により、酸素センサ７１の機能をより正常
に保つことができる。なお、本実施の形態においては、
エンジンの運転が停止中か否かの判定によるヒータ通電
制御は行わないものとしたが、前記第２の実施の形態と
同様、エンジンの運転が停止中か否かの判定によるヒー
タ通電制御を併せ行ってもよい。

【００５７】また、前記各実施の形態では、ＰＣＶ装置
５１を備えるエンジンシステムにこの発明に係る酸素セ
ンサの加熱制御装置を適用したが、ＰＣＶ装置５１を備
えないエンジンシステムであっても、この発明は同様に
適用することができる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、排気ガス再循
環装置の非能動時のヒータ温度を排気ガス再循環装置の
能動時のヒータ温度よりも高い温度に制御することで、
排気ガス再循環装置の非能動時であれ、酸素センサ（正
確にはそのカバー）に堆積する付着物を好適に燃焼する
ことができるようになる。そしてこのため、酸素センサ
としての検出精度が好適に維持される。

【００５９】請求項２記載の発明によれば、機関停止
時、ヒータの消費電力を下げることができるようにな
る。なお、内燃機関がブローバイガス還元装置を併せ備
える場合であれ、機関停止時にはブローバイガスが吸気
通路に入ってくることはないため、そのときのヒータ温
度が低くとも、同ガスに含まれるオイルミスト等が酸素
センサ（正確にはそのカバー）に付着し、また堆積する
ことはない。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、上記吸気通
路の酸素センサ上流にパージされる蒸発燃料によって、
同酸素センサ（正確にはそのカバー）に堆積する付着物
の燃焼が更に促進されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る酸素センサの加熱制御装置の各実
施の形態が適用されるエンジンシステムの概要を示す略
図。

【図２】同エンジンシステムの電気的構成を示すブロッ
ク図。

【図３】第１の実施の形態による酸素センサの加熱制御
手順を示すフローチャート。

【図４】同実施の形態による酸素センサの加熱制御態様
を示すタイムチャート。

【図５】第２の実施の形態における酸素センサの加熱制
御手順を示すフローチャート。

【図６】第３の実施の形態における酸素センサの加熱制
御手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、５…吸気通路、６…排
気通路、１４…回転数センサ、１５…水温センサ、１７
…吸気圧センサ、１８…スロットルバルブ、１９…スロ
ットルセンサ、２０…アイドルスイッチ、２４…吸気温
センサ、２５，７１…酸素センサ、３１…燃料タンク、
３３，３８…パージ通路、３４…キャニスタ、３９…Ｖ
ＳＶ、４１…ＥＧＲ装置、５１…ＰＣＶ装置、６１…Ｅ
ＣＵ、７１ａ…素子部、７１ｂ…ヒータ、７６…通電制
御回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも排気ガス再循環装置を備える
   内燃機関の吸気通路に設けられて混合吸気の酸素濃度を
   検出する酸素センサを加熱制御する酸素センサの加熱制
   御装置であって、 当該酸素センサの検出素子部に装着されてこれを加熱す
   るヒータと、 前記排気ガス再循環装置の非能動時の前記ヒータの温度
   を同排気ガス再循環装置の能動時の同ヒータの温度より
   も高い温度に制御するヒータ制御手段と、 を備えることを特徴とする酸素センサの加熱制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の酸素センサの加熱制御装
   置において、 前記ヒータ制御手段は更に、内燃機関停止時の前記ヒー
   タの温度を前記排気ガス再循環装置の非能動時の同ヒー
   タの温度よりも低い温度に制御することを特徴とする酸
   素センサの加熱制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の酸素センサの加熱
   制御装置において、 燃料タンクからの蒸発燃料を前記吸気通路の酸素センサ
   上流にパージする蒸発燃料パージ装置と、該蒸発燃料パ
   ージ装置の駆動を制御するパージ制御手段とを更に備
   え、 前記パージ制御手段は、前記ヒータ制御手段によるヒー
   タ制御時、前記蒸発燃料パージ装置による蒸発燃料のパ
   ージを能動とすることを特徴とする酸素センサの加熱制
   御装置。