JPH11218044A - Heating control device of oxygen sensor - Google Patents

Heating control device of oxygen sensor

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Publication number
JPH11218044A
JPH11218044A JP10034159A JP3415998A JPH11218044A JP H11218044 A JPH11218044 A JP H11218044A JP 10034159 A JP10034159 A JP 10034159A JP 3415998 A JP3415998 A JP 3415998A JP H11218044 A JPH11218044 A JP H11218044A
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JP
Japan
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heater
temperature
engine
turned
oxygen sensor
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Application number
JP10034159A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Toyoda
克彦 豊田
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH11218044A publication Critical patent/JPH11218044A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly raise the temperature of an oxygen sensor up to a proper range at the time of starting a cooling machine, suppress the temperature within a proper range during a traveling and stabilize exhaust gas by performing a duty control for a heater according to elapsed time from time when an ignition switch starting energizing to engine load and the heater is turned on. SOLUTION: When an engine is started, a basic duty value O2HSTD is set according to engine load made of intake air amount, fuel injection amount, intake manifold pressure and charging efficiency (Step 212). A correction coefficient CTHA according to an intake air temperature is determined and a duty value = O2HSTD×CTHA is calculated (Step 214) and the duty value of a heater is controlled according to the intake air temperature. Correction time after an ignition switch is turned on is set by the temperature of cooling water (Step 216), a correction (AFT) according to elapsed time after the ignition switch is turned on is enforced; and the duty value = O2HSTD×CTHA×AFT is calculated (Step 218).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、酸素センサの加
熱制御装置に係り、特に活性状態が維持されるようにヒ
ータを備えた酸素センサの加熱制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating control device for an oxygen sensor, and more particularly, to a heating control device for an oxygen sensor having a heater so as to maintain an active state.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両のエンジンにおいては、排気中の酸
素濃度を検出し、この酸素濃度で空燃比をフィードバッ
ク制御するために、排気系に酸素センサを設けている。
この酸素センサには、活性状態を維持するように、ヒー
タを内蔵したものがある。このヒータは、制御手段によ
ってデューティ制御され、デューティ値が100%で最
大に加熱される一方、デューティ値が0%で通電が停止
されるものである。
2. Description of the Related Art In an engine of a vehicle, an oxygen sensor is provided in an exhaust system in order to detect an oxygen concentration in exhaust gas and perform feedback control of an air-fuel ratio based on the oxygen concentration.
Some oxygen sensors have a built-in heater so as to maintain an active state. The heater is duty-controlled by the control means, and is heated to the maximum when the duty value is 100%, while the energization is stopped when the duty value is 0%.

【0003】即ち、酸素センサのヒータの制御にあって
は、図15に示す如く、エンジンの始動時(S1 で示
す)から設定時間(t1 )(S2 で示す)だけヒータを
デューティ値が100%で制御して酸素センサの活性を
早くし、そして、設定時間(t1 )の経過後には、デュ
ーティ値を固定値(デューティ値が約40%位)まで下
げ、ヒータの温度が許容上限温度の800℃にならない
ようにし、更に、エンジンが高回転になった場合には
(S3 で示す)、ヒータのデューティ値を0%としてヒ
ータへの通電を停止し、ヒータが高温化しないようにし
ている。
That is, in controlling the heater of the oxygen sensor, as shown in FIG. 15, the heater is set to a duty value for a set time (t 1 ) (indicated by S 2 ) from the start of the engine (indicated by S 1 ). Control at 100% to accelerate the activity of the oxygen sensor, and after the lapse of the set time (t 1 ), reduce the duty value to a fixed value (duty value is about 40%) and allow the heater temperature to so as not to 800 ° C. maximum temperature, further, when the engine is in a high rotation (indicated by S 3), the duty value of the heater stops power supply to the heater as 0%, the heater is not heated to a high temperature Like that.

【0004】このように酸素センサのヒータをデューテ
ィ制御する目的としては、第1に、エンジンの冷機時か
らの酸素センサの昇温を早くして空燃比のフィードバッ
ク制御を早くし、排ガスの低減を図ったり、第2に、酸
素センサ及びヒータは高温になると損傷してその特性が
劣化するので、許容上限温度(800℃)以上にならな
いようにしたり、第3に、ヒータの温度を安定させて酸
素センサの出力特性を一定にして排ガスの安定を図るよ
うにするためである。
The purpose of duty control of the heater of the oxygen sensor is as follows. First, the temperature of the oxygen sensor is rapidly increased from the time of engine cooling to speed up the feedback control of the air-fuel ratio to reduce the exhaust gas. Secondly, the oxygen sensor and the heater are damaged at high temperatures and their characteristics are deteriorated. Therefore, the oxygen sensor and the heater are prevented from exceeding the allowable upper limit temperature (800 ° C.). Third, the temperature of the heater is stabilized. This is to stabilize the exhaust gas by keeping the output characteristics of the oxygen sensor constant.

【0005】また、このようなヒータ付の酸素センサの
加熱制御装置としては、例えば、特開平8−22691
2号公報、特開平8−220059号公報、特開平5−
202785号公報、特公平7−89105号公報に開
示されている。
As a heating control apparatus for such an oxygen sensor equipped with a heater, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-22691 is disclosed.
No. 2, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 202,785 and Japanese Patent Publication No. 7-89105.

【0006】特開平8−226912号公報に記載のも
のは、内燃機関の始動後の空燃比フィードバック制御開
始条件の成立時に、空燃比センサの活性化が完了するよ
うに、ヒータへの供給電力を制御することにより、つま
り、ヒータの抵抗値と水温とによってヒータへのデュー
ティ値を制御し、ヒータによる無駄な電力消費をなく
し、ヒータへの過剰通電によるヒータや空燃比センサの
劣化を抑制するものである。特開平8−220059号
公報に記載のものは、ヒータの抵抗値に従ってヒータの
デューティ値を制御することにより、センサ素子を早期
に活性状態にして空燃比フィードバック制御を早期に開
始し、且つ、空燃比センサ暖機完了後の高負荷運転から
底負荷運転に移行したときに、ヒータやセンサ素子の劣
化を防止し、更に、ヒータへの電力供給の効率を向上さ
せるものである。特開平5−202785号公報に記載
のものは、内燃機関の冷却水温度又は吸入空気温度のガ
ス濃度検出部の周囲環境の機関温度を検出する機関温度
検出手段と、内燃機関の始動前の運転準備動作を検出す
る始動前状態検出手段と、この始動前状態検出手段によ
つて運転準備動作が検出された場合に、機関温度検出手
段によって検出された機関温度が高いときには、ヒータ
の加熱によるガス濃度検出部の始動時までの目標温度を
低く設定し、一方、機関温度が低いときには、目標温度
を高くする目標温度設定手段とを備え、消費電力を低減
するとともに、内燃機関の始動時の空燃比制御を適正に
行わせるものである。特公平7−89105号公報に記
載のものは、通常はヒータ抵抗値が所定の目標抵抗値に
なるようにヒータへの供給電力を制御するが、こうした
通電制御の実行条件が成立した直後の所定期間内だけ
は、ヒータへの供給電力を制御し、これにより、ヒータ
の通電制御開始直後に、酸素センサの検出部と取付部と
の熱容量が違いによって、酸素センサの検出部近傍に位
置するヒータ先端部の温度が急上昇して、センサの検出
部が目標温度以上に過上昇するのを防止し、また、酸素
センサによる空燃比の検出精度を向上するものである。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-226912 discloses a method of reducing the power supplied to a heater so that activation of an air-fuel ratio sensor is completed when an air-fuel ratio feedback control start condition is satisfied after the internal combustion engine is started. By controlling, that is, controlling the duty value to the heater by the resistance value of the heater and the water temperature, eliminating unnecessary power consumption by the heater, and suppressing the deterioration of the heater and the air-fuel ratio sensor due to excessive energization of the heater. It is. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-220059 discloses that the heater element is activated early by controlling the heater duty value in accordance with the heater resistance value, the air-fuel ratio feedback control is started early, and the air-fuel ratio feedback control is started. When the operation shifts from the high load operation to the bottom load operation after the completion of the fuel ratio sensor warm-up, the deterioration of the heater and the sensor element is prevented, and the efficiency of power supply to the heater is improved. Japanese Patent Laying-Open No. 5-202785 discloses an engine temperature detecting means for detecting an engine temperature of a surrounding environment of a gas concentration detecting section of a cooling water temperature or an intake air temperature of an internal combustion engine, and an operation of the internal combustion engine before starting. A pre-start state detecting means for detecting a preparatory operation; and, when the pre-start state detecting means detects the operation preparatory operation, when the engine temperature detected by the engine temperature detecting means is high, the gas generated by heating the heater is used. Target temperature setting means for setting the target temperature until the start of the concentration detection unit at a low temperature, while increasing the target temperature when the engine temperature is low, is provided with a target temperature setting means for reducing the power consumption and the idle time when the internal combustion engine is started. This allows the fuel ratio control to be properly performed. In the device described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-89105, the power supplied to the heater is usually controlled so that the heater resistance value becomes a predetermined target resistance value. Only during the period, the power supplied to the heater is controlled, so that immediately after the start of the heater energization control, the heater located near the oxygen sensor detection unit due to the difference in heat capacity between the oxygen sensor detection unit and the mounting unit. This is to prevent the temperature of the distal end portion from rising sharply and the detecting portion of the sensor from excessively rising above the target temperature, and to improve the accuracy of detecting the air-fuel ratio by the oxygen sensor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、酸素
センサのヒータの温度の制御にあっては、エンジンの始
動後に、即座に急加速で高速走行しようとすると、図1
5に示す如く、上述の設定時間(t1 )内にヒータの温
度が許容上限温度(800℃)を越えてしまうという不
具合があった。
Conventionally, however, in controlling the temperature of the heater of the oxygen sensor, if the vehicle is to be driven at a rapid acceleration and a high speed immediately after the engine is started, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, there was a problem that the temperature of the heater exceeded the allowable upper limit temperature (800 ° C.) within the set time (t 1 ).

【0008】この不具合を解消するために、設定時間
(t1 )を短か目に設定すると、ヒータへのデューティ
値が所要の値よりも小さくなり、このため、ヒータの温
度が低くなって排ガスが不安定になり、排ガスが悪化す
るという不都合があった。
If the set time (t 1 ) is set to a short value in order to solve this problem, the duty value for the heater becomes smaller than a required value. Has become unstable and the exhaust gas has deteriorated.

【0009】また、酸素センサの温度が変化すると、酸
素センサの特性が変化し、また、排ガス量も増加し、従
って、ヒータの温度が安定しないと、安定した排ガス制
御ができなくなるという不都合があった。
Further, when the temperature of the oxygen sensor changes, the characteristics of the oxygen sensor change, and the amount of exhaust gas also increases. Therefore, if the temperature of the heater is not stabilized, there is a disadvantage that stable exhaust gas control cannot be performed. Was.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、車両のエンジンの排気中
の酸素濃度を検出するとともにデューティ制御されるヒ
ータで温度状態が制御される酸素センサを設けた酸素セ
ンサの加熱制御装置において、イグニションスイッチの
オンで前記ヒータに通電を開始するとともに、エンジン
負荷及び前記イグニションスイッチのオン時からの経過
時間によって前記ヒータをデューティ制御する制御手段
を設けたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to eliminate the above-mentioned disadvantages, the present invention detects an oxygen concentration in the exhaust gas of a vehicle engine and controls the temperature of the oxygen by a heater whose duty is controlled. In an oxygen sensor heating control device provided with a sensor, control means is provided for starting energization of the heater when an ignition switch is turned on, and performing duty control of the heater based on an engine load and an elapsed time from when the ignition switch is turned on. It is characterized by having.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】この発明は、エンジンの冷機始動
時からヒータを適正にデューティ制御して酸素センサの
温度を早く適正範囲にまで上昇させて排ガスを安定させ
るとともに、車両の走行中には、エンジンの運転状態に
応じてヒータを適正にデューティ制御して酸素センサが
高温化しないようにし且つ酸素センサの温度を適正範囲
内に抑制して排ガスを安定させることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a duty control of a heater from the start of an engine cold start to quickly raise the temperature of an oxygen sensor to an appropriate range to stabilize exhaust gas, The duty of the heater is appropriately controlled in accordance with the operating state of the engine so that the temperature of the oxygen sensor does not increase, and the temperature of the oxygen sensor can be suppressed within an appropriate range to stabilize the exhaust gas.

【0012】[0012]

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図1〜14は、この発明の実施
例を示すものである。図14において、2は車両に搭載
されるエンジン、4は吸気マニホルド、6は吸気通路、
8はサージタンク、10はスロットルボディ、12はス
ロットル弁、14は吸気管、16はエアクリーナ、18
は排気マニホルド、20は排気通路、22は排気管、2
4は触媒コンバータである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; 1 to 14 show an embodiment of the present invention. 14, 2 is an engine mounted on the vehicle, 4 is an intake manifold, 6 is an intake passage,
8 is a surge tank, 10 is a throttle body, 12 is a throttle valve, 14 is an intake pipe, 16 is an air cleaner, 18
Is an exhaust manifold, 20 is an exhaust passage, 22 is an exhaust pipe, 2
4 is a catalytic converter.

【0013】吸気通路6には、エンジン2のアイドル運
転時に吸気流量を制御するアイドル回転数制御システム
(ISCシステム)26を構成するように、スロットル
弁12を迂回するバイパスエア通路28が連通して設け
られている。このバイパスエア通路28には、アイドル
空気調整用スクリュ30が設けられている。また、バイ
パスエア通路28には、アイドル空気調整用スクリュ3
0を迂回するように、アイドルエア通路32が連通して
設けられている。このアイドルエア通路32には、電磁
的に作動されるアイドル制御弁(ISCバルブ)34が
設けられている。
A bypass air passage 28 that bypasses the throttle valve 12 communicates with the intake passage 6 so as to constitute an idle speed control system (ISC system) 26 that controls the intake air flow during idling operation of the engine 2. Is provided. An idle air adjusting screw 30 is provided in the bypass air passage 28. Further, the idle air adjusting screw 3 is provided in the bypass air passage 28.
An idle air passage 32 is provided so as to communicate with it so as to bypass 0. The idle air passage 32 is provided with an electromagnetically operated idle control valve (ISC valve) 34.

【0014】サージタンク8には、圧力導入通路36が
連通している。この圧力導入通路36には、圧力センサ
38が設けられている。
A pressure introducing passage 36 communicates with the surge tank 8. A pressure sensor 38 is provided in the pressure introduction passage 36.

【0015】エンジン2には、燃料噴射弁40が取付け
られている。
A fuel injection valve 40 is mounted on the engine 2.

【0016】この燃料噴射弁40は、燃料供給システム
42を構成するものであり、燃料供給通路44によって
燃料タンク46に連絡している。この燃料供給通路44
には、燃料フィルタ48が設けられている。また、燃料
供給通路44には、燃料戻し通路50が接続されてい
る。この燃料戻し通路50には、燃料圧力レギュレータ
52が設けられている。この燃料圧力レギュレータ52
には、サージタンク8からの吸気管圧力を導入するレギ
ュレータ用圧力通路54が接続されている。燃料タンク
46には、燃料供給通路44が連通する燃料ポンプ56
と燃料レベルセンサ58とが設けられている。
The fuel injection valve 40 constitutes a fuel supply system 42, and is connected to a fuel tank 46 through a fuel supply passage 44. This fuel supply passage 44
Is provided with a fuel filter 48. Further, a fuel return passage 50 is connected to the fuel supply passage 44. The fuel return passage 50 is provided with a fuel pressure regulator 52. This fuel pressure regulator 52
Is connected to a regulator pressure passage 54 for introducing the intake pipe pressure from the surge tank 8. A fuel pump 56 is connected to the fuel tank 46 by the fuel supply passage 44.
And a fuel level sensor 58 are provided.

【0017】エンジン2には、PCV弁60が設けられ
ている。このPCV弁60には、サージタンク8に連通
するブローバイガス通路62が接続されている。
The engine 2 is provided with a PCV valve 60. A blow-by gas passage 62 communicating with the surge tank 8 is connected to the PCV valve 60.

【0018】エンジン2と燃料タンク46間には、エン
ジン2の運転状態に応じて吸気系への蒸発燃料量(パー
ジ量)を制御するエバポシステムとして、第1、第2エ
バポシステム64、66が設けられている。
Between the engine 2 and the fuel tank 46, first and second evaporation systems 64 and 66 are provided as an evaporation system for controlling the amount of fuel vapor (purge amount) to the intake system according to the operating state of the engine 2. Is provided.

【0019】第1エバポシステム64にあっては、燃料
タンク46に連通する第1エバポ通路68とサージタン
ク8に連通する第1パージ通路70との間に第1キャニ
スタ72が設けられ、また、第1エバポ通路68に第1
タンク内圧制御弁74が設けられ、更に、第1パージ通
路70には電磁的に作動する第1パージ弁76が設けら
れている。
In the first evaporation system 64, a first canister 72 is provided between a first evaporation passage 68 communicating with the fuel tank 46 and a first purge passage 70 communicating with the surge tank 8. The first evaporative passage 68
A tank pressure control valve 74 is provided, and a first purge valve 76 that is electromagnetically operated is provided in the first purge passage 70.

【0020】第2エバポシステム66にあっては、燃料
タンク46に連通する第2エバポ通路78と第1パージ
通路70途中に連通する第2パージ通路80間に第2キ
ャニスタ82が設けられ、第2エバポ通路78に第2タ
ンク内圧制御弁84が設けられ、この第2タンク内圧制
御弁84には圧力導入通路36に連通する作動圧力通路
86が設けられ、この作動圧力通路86にソレノイドバ
キューム弁88が設けられている。また、第2パージ通
路80には、電磁的に作動する第2パージ弁90が設け
られている。更に、第2キャニスタ82と第2パージ弁
90間の第2パージ通路80には、スロットル弁12の
上流側の吸気通路6に連通する診断用連絡通路92が設
けられている。この診断用連絡通路92には、エバポ診
断用弁94が設けられている。第2キャニスタ82に
は、キャニスタエア弁96が設けられている。また、こ
の第2エバポシステム66にあっては、燃料タンク46
にタンク内圧センサ98が設けられている。
In the second evaporation system 66, a second canister 82 is provided between a second evaporation passage 78 communicating with the fuel tank 46 and a second purge passage 80 communicating with the first purge passage 70. The second evaporating passage 78 is provided with a second tank internal pressure control valve 84, and the second tank internal pressure control valve 84 is provided with an operating pressure passage 86 communicating with the pressure introduction passage 36, and the operating pressure passage 86 is provided with a solenoid vacuum valve 88 are provided. The second purge passage 80 is provided with a second purge valve 90 that operates electromagnetically. Further, in the second purge passage 80 between the second canister 82 and the second purge valve 90, a diagnostic communication passage 92 communicating with the intake passage 6 on the upstream side of the throttle valve 12 is provided. An evaporative diagnosis valve 94 is provided in the diagnosis communication passage 92. The second canister 82 is provided with a canister air valve 96. In the second evaporation system 66, the fuel tank 46
Is provided with a tank internal pressure sensor 98.

【0021】サージタンク8と排気通路20間には、エ
ンジン2の排気の一部を吸気系に還流するEGRシステ
ム100のEGR通路102が設けられている。このE
GR通路102には、EGR制御弁104が設けられて
いる。
Between the surge tank 8 and the exhaust passage 20, there is provided an EGR passage 102 of the EGR system 100 that recirculates a part of the exhaust gas of the engine 2 to the intake system. This E
An EGR control valve 104 is provided in the GR passage 102.

【0022】圧力センサ38と燃料ポンプ56と燃料レ
ベルセンサ58と第1パージ弁76とソレノイドバキュ
ーム弁88と第2パージ弁90とキャニスタエア弁96
とタンク内圧センサ98とEGR制御弁104とは、制
御手段(ECM)106に連絡している。
The pressure sensor 38, the fuel pump 56, the fuel level sensor 58, the first purge valve 76, the solenoid vacuum valve 88, the second purge valve 90, and the canister air valve 96
The tank internal pressure sensor 98 and the EGR control valve 104 are in communication with a control means (ECM) 106.

【0023】また、この制御手段106には、タイマ1
06aが備えられ、更に、エアクリーナ16に設けた吸
気温センサ108と、吸気管14に設けた吸気量センサ
110と、スロットルボディ10に設けたスロットルセ
ンサ112と、エンジン2に設けた冷却水温度センサ1
14と、排気マニホルド18に設けたヒータ付のフロン
ト酸素センサ116と、触媒コンバータ24の下流側で
排気管22に設けたヒータ付のリア酸素センサ118
と、クランク角センサ120と、自動変速機用のレンジ
位置スイッチ122と、エアコンシステム124と、車
速センサ126と、パワステ圧力スイッチ128と、診
断用スイッチ端子130と、テストスイッチ端子132
と、イグニションスイッチ134と、シフトスイッチ1
36と、スタータスイッチ138と、メインヒューズ1
40と、バッテリ142とが連絡している。更に、制御
手段106には、エンジン2に設けた点火栓144に取
付けられた点火時期制御システム146のイグニション
コイル148が連絡している。
The control means 106 includes a timer 1
06a, an intake air temperature sensor 108 provided on the air cleaner 16, an intake air amount sensor 110 provided on the intake pipe 14, a throttle sensor 112 provided on the throttle body 10, and a coolant temperature sensor provided on the engine 2. 1
14, a front oxygen sensor 116 with a heater provided in the exhaust manifold 18, and a rear oxygen sensor 118 with a heater provided in the exhaust pipe 22 downstream of the catalytic converter 24.
, A crank angle sensor 120, a range position switch 122 for an automatic transmission, an air conditioner system 124, a vehicle speed sensor 126, a power steering pressure switch 128, a diagnostic switch terminal 130, and a test switch terminal 132.
, Ignition switch 134, shift switch 1
36, starter switch 138 and main fuse 1
40 and the battery 142 are in communication. Further, an ignition coil 148 of an ignition timing control system 146 attached to an ignition plug 144 provided in the engine 2 is connected to the control means 106.

【0024】フロント、リア酸素センサ116、118
は、排気中の酸素濃度を検出するとともに、活性状態が
維持されるように、内蔵したデューティ制御(0〜10
0%)されるヒータ(図示せず)によって温度状態が制
御されるものである。
Front and rear oxygen sensors 116, 118
The built-in duty control (0 to 10) detects the oxygen concentration in the exhaust gas and maintains the active state.
0%) is controlled by a heater (not shown).

【0025】制御手段106は、各種信号を入力し、イ
グニションスイッチ134のオンでヒータに通電を開始
するとともに、エンジン負荷(図3、4参照)イグニシ
ョンスイッチ134のオン時からの経過時間(図7参
照)によってヒータをデューティ制御するものである。
The control means 106 inputs various signals, starts energization of the heater when the ignition switch 134 is turned on, and controls the engine load (see FIGS. 3 and 4) and the elapsed time from when the ignition switch 134 is turned on (FIG. 7). ) To control the duty of the heater.

【0026】また、制御手段106は、イグニションス
イッチ134のオンでヒータに通電を開始するととも
に、エンジン回転数とエンジン負荷とのマップ(図3、
4参照)及びイグニションスイッチ134のオン時から
の経過時間によってヒータをデューティ制御するもので
ある。
The control means 106 starts energizing the heater when the ignition switch 134 is turned on, and maps the engine speed and the engine load (FIG. 3, FIG. 3).
4) and duty control of the heater based on the elapsed time from when the ignition switch 134 is turned on.

【0027】更に、制御手段106は、イグニションス
イッチ134のオン時の冷却水温度でイグニションスイ
ッチ134のオン後の補正時間を設定し(図6参照)、
ヒータをこの補正時間に応じてヒータをデューティ制御
するものである。
Further, the control means 106 sets a correction time after the ignition switch 134 is turned on based on the cooling water temperature when the ignition switch 134 is turned on (see FIG. 6).
The duty of the heater is controlled in accordance with the correction time.

【0028】更にまた、制御手段106は、図5に示す
如く、吸気温度によって補正係数を設定し、ヒータをこ
の補正係数に応じてデューティ制御するものである(図
5参照)。
Further, as shown in FIG. 5, the control means 106 sets a correction coefficient according to the intake air temperature, and performs duty control of the heater according to the correction coefficient (see FIG. 5).

【0029】また、制御手段106は、イグニションス
イッチ134のオン後で設定時間(t1 )が経過しても
エンジン2が始動しない場合に、ヒータへの通電を停止
するものである。
The control means 106 stops power supply to the heater when the engine 2 does not start even after the set time (t 1 ) has elapsed after the ignition switch 134 is turned on.

【0030】次に、この実施例の作用を、図1のフロー
チャート及び図2のタイムチャートに基づいて説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 1 and the time chart of FIG.

【0031】制御手段106においてプログラムがスタ
ートすると(ステップ202)、先ず、イグニションス
イッチ134がオンか否かを判断する(ステップ20
4)。
When the program starts in the control means 106 (step 202), it is first determined whether or not the ignition switch 134 is turned on (step 20).
4).

【0032】このステップ204がNOの場合には、こ
の判断を継続する。
If this step 204 is NO, this determination is continued.

【0033】ステップ204がYESの場合には、タイ
マ106a及びヒータがスタートし(ステップ20
6)、そして、エンジン2が始動したか否かを判断する
(ステップ208)。
If step 204 is YES, the timer 106a and the heater are started (step 20).
6) Then, it is determined whether or not the engine 2 has started (step 208).

【0034】このように、タイマ106a及びヒータを
イグニションスイッチ134のオンでスタートさせるこ
とにより、ヒータの昇温を早くさせ、排ガスを早く安定
させることができ、また、フロント、リア酸素センサ1
16、118の温度が許容温度を越えるのを防止し、フ
ロント、リア酸素センサ116、118の機能の劣化を
防止することができる。
As described above, by starting the timer 106a and the heater by turning on the ignition switch 134, the temperature of the heater can be increased quickly, and the exhaust gas can be stabilized more quickly.
The temperature of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 can be prevented from deteriorating.

【0035】このステップ208がNOの場合には、イ
グニションスイッチ134のオン時から設定時間
(t1 )以内でエンジン2が始動しない時には、ヒータ
への通電を停止(カット)し(ステップ210)、ステ
ップ204に戻す。これにより、バッテリ142の電圧
の無駄な使用を防止するとともに、ヒータに不必要に通
電が行なわれるのを防止し、バッテリ142及びヒータ
の保護を図ることができる。
If step 208 is NO, if the engine 2 is not started within the set time (t 1 ) from the time when the ignition switch 134 is turned on, the power supply to the heater is stopped (cut) (step 210). Return to step 204. This prevents wasteful use of the voltage of the battery 142, prevents unnecessary heating of the heater, and protects the battery 142 and the heater.

【0036】ステップ208がYESの場合には、図
3、4に示す如く、エンジン負荷に応じた基本のデュー
ティ値(O2HSTD)を設定する(ステップ21
2)。上述のエンジン負荷は、吸入空気量、燃料噴射
量、吸気圧力、充填効率等からなるものである。つま
り、上述の基本のデューティ値は、図8、12に示す如
く、エンジン回転数が一定でも、エンジン負荷によって
排ガスの温度が異なるので、よって、フロント、リア酸
素センサ116、118の温度も異なるので、エンジン
回転数とエンジン負荷とのマップ(図3、4参照)又は
エンジン負荷のテーブルで設定する場合は、吸入空気
量、充填効率、燃料噴射量で制御する。
If step 208 is YES, a basic duty value (O2HSTD) corresponding to the engine load is set as shown in FIGS.
2). The above-described engine load includes an intake air amount, a fuel injection amount, an intake pressure, a charging efficiency, and the like. In other words, as shown in FIGS. 8 and 12, even when the engine speed is constant, the temperature of the exhaust gas varies depending on the engine load, and thus the temperatures of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 also differ. In the case where a map of the engine speed and the engine load (see FIGS. 3 and 4) or an engine load table is set, the control is performed based on the intake air amount, the charging efficiency, and the fuel injection amount.

【0037】そして、図5に示す如く、吸気温度による
補正係数(CTHA)を求め、デューティ値(O2HD
TY)を、O2HDTY=O2HSTD×CTHAで算
出する(ステップ214)。つまり、吸気温度によって
排ガスの温度が異なり、フロント、リア酸素センサ11
6、118の温度も変化するので、吸気温度に応じてヒ
ータのデューティ値を制御する。
Then, as shown in FIG. 5, a correction coefficient (CTHA) based on the intake air temperature is obtained, and a duty value (O2HD
TY) is calculated by O2HDTY = O2HSTD × CTHA (step 214). That is, the temperature of the exhaust gas varies depending on the intake air temperature, and the front and rear oxygen sensors 11
Since the temperatures 6 and 118 also change, the duty value of the heater is controlled according to the intake air temperature.

【0038】また、図6に示す如く、イグニションスイ
ッチ134のオン後の補正時間(AFT1、AFT2)
を、冷却水温度で設定する(ステップ216)。
Further, as shown in FIG. 6, the correction time (AFT1, AFT2) after the ignition switch 134 is turned on.
Is set as the cooling water temperature (step 216).

【0039】そして、図7に示す如く、イグニションス
イッチ134のオン後の経過時間による補正(AFT)
を実施、つまり、O2HDTY=O2HSTD×CTH
A×AFTを算出し(ステップ218)、プログラムを
エンドとする(ステップ220)。
Then, as shown in FIG. 7, a correction (AFT) based on the elapsed time after the ignition switch 134 is turned on.
, That is, O2HDTY = O2HSTD × CTH
A × AFT is calculated (step 218), and the program ends (step 220).

【0040】また、図13に示す如く、フロント、リア
酸素センサ116、118の昇温はヒータのデューティ
値で変化し、エンジン回転数及びエンジン負荷によって
も変化し、更に、冷機か完暖後の再始動かによっても異
なるので、図6、7に示す如く、その時の水温状態に従
ってデューティ値を制御し、これにより、冷機では、通
電量を多くし且つ通電時間を長くし、フロント、リア酸
素センサ116、118を早く昇温させ、逆に、完暖機
では通電量を少なくし且つ通電時間を短くし、フロン
ト、リア酸素センサ116、118が許容上限温度を越
えないように制御することができる。
As shown in FIG. 13, the temperature rise of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 varies depending on the duty value of the heater, and also varies depending on the engine speed and the engine load. 6 and 7, the duty value is controlled in accordance with the water temperature at that time, thereby increasing the amount of power supply and increasing the power supply time in the cooler. On the contrary, it is possible to control the temperature of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 so as not to exceed the allowable upper limit temperature by reducing the amount of power supply and shortening the power supply time in the fully warm-up machine. .

【0041】よって、エンジン2の始動後に、フロン
ト、リア酸素センサ116、118の昇温を、図9、1
0に示す如く、早く適正範囲(RITemp)にするこ
とができるとともに、その後も、エンジン負荷状態によ
ってデューティ値を制御し、温度を適正範囲に維持する
ことができる。
Therefore, after the engine 2 is started, the temperature of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 is increased as shown in FIGS.
As shown by 0, the appropriate range (RITemp) can be quickly achieved, and thereafter, the duty value can be controlled according to the engine load state, and the temperature can be maintained in the appropriate range.

【0042】この結果、ヒータにはイグニションスイッ
チ134のオンで通電を開始するので、フロント、リア
酸素センサ116、118の昇温が早くなり、排ガスを
安定させることができる。
As a result, the heater is turned on when the ignition switch 134 is turned on, so that the temperature of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 rises quickly, and the exhaust gas can be stabilized.

【0043】また、ヒータをエンジン負荷で制御するの
で、フロント、リア酸素センサ116、118の温度を
目標の適正温度(RITemp)に精度良く制御するこ
とができる。
Further, since the heater is controlled by the engine load, the temperatures of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 can be accurately controlled to a target appropriate temperature (RITemp).

【0044】更に、水温によってヒータへの通電時間を
制御することにより、フロント、リア酸素センサ11
6、118を早く昇温させるとともに、許容温度を越え
ないように制御することができる。
Further, by controlling the power supply time to the heater by the water temperature, the front and rear oxygen sensors 11
6, 118 can be quickly raised and controlled so as not to exceed the allowable temperature.

【0045】更にまた、吸気温度によって排ガスの温度
が変化するが、吸気温度に応じて補正係数を算出するの
で、フロント、リア酸素センサ116、118の温度を
精度良く許容範囲に制御することができる。
Further, although the temperature of the exhaust gas changes depending on the intake air temperature, the correction coefficient is calculated in accordance with the intake air temperature, so that the temperatures of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 can be accurately controlled to an allowable range. .

【0046】また、エンジン2の始動後に、一定時間だ
けヒータへの通電量を多くするので、フロント、リア酸
素センサ116、118を早く昇温することができる。
Further, since the amount of current supplied to the heater is increased for a certain period of time after the start of the engine 2, the temperature of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 can be increased quickly.

【0047】更に、イグニションスイッチ134のオン
後に、エンジン2が始動しない場合には、ヒーターの通
電を停止するので、バッテリ142のあがりを防止して
バッテリ142の保護を図るとともに、フロント、リア
酸素センサ116、118の耐久性の低下を防止するこ
とができる。
Further, if the engine 2 does not start after the ignition switch 134 is turned on, the energization of the heater is stopped, so that the battery 142 is prevented from rising and the battery 142 is protected. It is possible to prevent the durability of 116 and 118 from decreasing.

【0048】つまり、エンジン2の冷機始動からフロン
ト、リア酸素センサ116、118の温度を適正に制御
することによってフロント、リア酸素センサ116、1
18の温度を早く適正範囲に上昇させて、排ガスを安定
させることができる(図11参照)。
That is, by appropriately controlling the temperatures of the front and rear oxygen sensors 116 and 118 from the start of the cold operation of the engine 2, the front and rear oxygen sensors 116 and 118 are controlled.
The temperature of the exhaust gas 18 can be quickly raised to an appropriate range to stabilize the exhaust gas (see FIG. 11).

【0049】また、車両の走行中には、運転状態に応じ
てヒータを適正にデューティ制御し、フロント、リア酸
素センサ116、118が高温にならないように保護す
るとともに、その温度を適正範囲内に制御することによ
って排ガスを安定させることができる。
Also, while the vehicle is running, the duty of the heater is appropriately controlled in accordance with the operation state, and the front and rear oxygen sensors 116 and 118 are protected from high temperatures, and the temperatures are kept within an appropriate range. By controlling, the exhaust gas can be stabilized.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、イグニションスイッチのオンでヒータに
通電を開始するとともに、エンジン負荷及びイグニショ
ンスイッチのオン時からの経過時間によってヒータをデ
ューティ制御する制御手段を設けたことにより、エンジ
ンの冷機始動時からヒータを適正にデューティ制御して
酸素センサの温度を早く適正範囲にまで上昇させて排ガ
スを安定させるとともに、車両の走行中には、エンジン
の運転状態に応じてヒータを適正にデューティ制御して
酸素センサが高温化しないようにし且つ酸素センサの温
度を適正範囲内に抑制して排ガスを安定させ得る。
As is apparent from the above detailed description, according to the present invention, the heater is energized by turning on the ignition switch, and the duty of the heater is controlled by the engine load and the elapsed time from when the ignition switch is turned on. Control means to appropriately control the duty of the heater from the time of cold start of the engine to quickly raise the temperature of the oxygen sensor to an appropriate range to stabilize the exhaust gas. The duty of the heater is appropriately controlled in accordance with the operation state of the above to prevent the temperature of the oxygen sensor from rising, and the temperature of the oxygen sensor can be suppressed within an appropriate range to stabilize the exhaust gas.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ヒータの加熱制御のフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart of heating control of a heater.

【図2】ヒータの加熱制御のタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart of heating control of a heater.

【図3】エンジン負荷に応じてデューティ値を設定する
図である。
FIG. 3 is a diagram for setting a duty value according to an engine load.

【図4】エンジン回転数とエンジン負荷とによってデュ
ーティ値を設定する図である。
FIG. 4 is a diagram for setting a duty value according to an engine speed and an engine load.

【図5】吸気温度によって補正係数を設定する図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for setting a correction coefficient according to an intake air temperature.

【図6】水温によって補正時間を設定する図である。FIG. 6 is a diagram for setting a correction time according to a water temperature.

【図7】イグニションスイッチのオン後の経過時間によ
って補正係数を設定する図である。
FIG. 7 is a diagram for setting a correction coefficient according to an elapsed time after turning on an ignition switch.

【図8】エンジン回転数とヒータの温度との関係を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an engine speed and a heater temperature.

【図9】酸素センサの温度と許容温度との関係を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the temperature of the oxygen sensor and the allowable temperature.

【図10】酸素センサの出力電圧と空燃比との関係を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between an output voltage of an oxygen sensor and an air-fuel ratio.

【図11】空燃比の変化と排ガス量との関係を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a change in an air-fuel ratio and an exhaust gas amount.

【図12】エンジン回転数とデューティ値との関係を示
す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between an engine speed and a duty value.

【図13】酸素センサの温度と時間との関係を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between the temperature of the oxygen sensor and time.

【図14】加熱制御装置のシステム構成図である。FIG. 14 is a system configuration diagram of a heating control device.

【図15】従来における加熱制御のタイムチャートであ
る。
FIG. 15 is a time chart of a conventional heating control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 エンジン 106 制御手段 116 フロント酸素センサ 118 リア酸素センサ 134 イグニションスイッチ 2 Engine 106 Control means 116 Front oxygen sensor 118 Rear oxygen sensor 134 Ignition switch

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両のエンジンの排気中の酸素濃度を検
出するとともにデューティ制御されるヒータで温度状態
が制御される酸素センサを設けた酸素センサの加熱制御
装置において、イグニションスイッチのオンで前記ヒー
タに通電を開始するとともに、エンジン負荷及び前記イ
グニションスイッチのオン時からの経過時間によって前
記ヒータをデューティ制御する制御手段を設けたことを
特徴とする酸素瀬センサの加熱制御装置。
1. An oxygen sensor heating control device provided with an oxygen sensor whose temperature state is controlled by a heater whose duty is controlled while detecting an oxygen concentration in exhaust gas of an engine of a vehicle, wherein the heater is turned on when an ignition switch is turned on. A heating control device for an oxygenase sensor, further comprising a control unit that starts energization of the heater and controls duty of the heater based on an engine load and an elapsed time from when the ignition switch is turned on.
【請求項2】 車両のエンジンの排気中の酸素濃度を検
出するとともにデューティ制御されるヒータで温度状態
が制御される酸素センサを設けた酸素センサの加熱制御
装置において、イグニションスイッチのオンで前記ヒー
タに通電を開始するとともに、エンジン回転数とエンジ
ン負荷とのマップ及び前記イグニションスイッチのオン
時からの経過時間によって前記ヒータをデューティ制御
する制御手段を設けたことを特徴とする酸素センサの加
熱制御装置。
2. A heating control apparatus for an oxygen sensor, comprising: an oxygen sensor for detecting an oxygen concentration in exhaust gas of an engine of a vehicle and controlling a temperature state by a heater which is duty-controlled. And heating means for controlling the duty of the heater according to the map of the engine speed and the engine load and the elapsed time from the time when the ignition switch is turned on. .
【請求項3】 前記制御手段は、前記イグニションスイ
ッチのオン時の冷却水温度で前記イグニションスイッチ
のオン後の補正時間を設定し、前記ヒータをこの補正時
間に応じてデューティ制御することを特徴とする請求項
1又は請求項2に記載の酸素センサの加熱制御装置。
3. The control means sets a correction time after the ignition switch is turned on based on a cooling water temperature when the ignition switch is turned on, and performs duty control of the heater in accordance with the correction time. The heating control device for an oxygen sensor according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】 前記制御手段は、吸気温度によって補正
係数を設定し、前記ヒータをこの補正係数に応じてデュ
ーティ制御することを特徴とする請求項1又は請求項2
に記載の酸素センサの加熱制御装置。
4. The control unit according to claim 1, wherein a correction coefficient is set according to an intake air temperature, and duty control of the heater is performed according to the correction coefficient.
3. The heating control device for an oxygen sensor according to claim 1.
【請求項5】 前記制御手段は、前記イグニションスイ
ッチのオン後で設定時間が経過しても前記エンジンが始
動しない場合に、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又は請求項2に記載の酸素センサの
加熱制御装置。
5. The control device according to claim 1, wherein the control unit stops energizing the heater when the engine does not start even after a set time has elapsed after the ignition switch is turned on. Item 3. A heating control device for an oxygen sensor according to Item 2.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781098B2 (en) 2002-05-15 2004-08-24 Suzuki Motor Corporation Heater controller for an oxygen sensor
CN100392223C (en) * 2003-04-03 2008-06-04 本田技研工业株式会社 Control system and control method for heater
JP2012036814A (en) * 2010-08-06 2012-02-23 Nissan Motor Co Ltd Air fuel ratio detecting device
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DE102016215881B4 (en) 2015-08-27 2023-02-09 Ngk Insulators, Ltd. Method for performing a gas sensor recovery process

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