KR960008307A - 산소센서의 히이터 제어장치 - Google Patents

Abstract

산소센서(S)의 조기활성화 히이터(26)의 단선을 초래하는 일이 없이 양호하게 실시할 수 있음을 목적으로 하며, 히이터(26)의 통전개시로 부터 히이터(26)의 저항치가 소정온도에 대응하는 일정한 초기치로 되기까지는 마이크로컴퓨우터(70)에 의하여 히이터 제어회로(80)를 충격 100％로 충분히 도통시켜서 전지(81)로 부터 히이터(26)에 전전력을 공급하고, 히이터온도가 초기치에 도달하면 산소센서(S)의 내부저항이 목표온도에 도달하기까지 히이터온도가 목표치가 되도록 마이크로컴퓨우터(70)에 의하여 히이터 제어회로(80)의 충격을 피이드백 제어하며, 또한 산소센서(S)의 내부저항이 목표온도에 도달한 다음에는 산소센서(S)의 소자온도가 목표치가 되도록 마이크로컴퓨우터(70)에 의하여 히이터 제어회로(80)의 충격을 피이드백 제어한다.

Description

산소센서의 히이터 제어장치

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 특허청구의 범위의 기재에 대한 대응도.

제2도는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 블록회로도.

제3도(a)는 제2도의 산소센서의 센서본체의 확대 단면도.

제3도(b)는 산소센서의 한계전류-전압특성을 온도를 파라미터로서 나타낸 그래프.

Claims (37)

1. 산소센서의 소자온도를 검출하는 소자온도 검출수단과, 산소센서를 가열하는 히이터와, 히이터의 온도를 감출하는 히이터온도 검출수단과, 히이터에의 통전을 개시하고나서 히이터의 온도가 초기가열온도에 도달하기까지 히이터에 전원으로 부터 전전력 근방의 전력을 공급하는 전전력 공급수단과, 전전력 공급수단에 의한 히이터의 가열에 따라 히이터의 온도가 초기가열온도에 도달하면 히이터온도 검출수단에 의하여 검출된 히이터 온도에 따라서 히이터에의 통전을 제어하는 히이터온도 대응통전 제어수단과, 히이터온도 대응통전 제어수단에 의한 히이터의 가열에 의하여 소자온도 검출수단에 의하여 검출된 소자온도에 따라서 히이터에의 통전을 제어하는 소자온도 대응통전 제어수단 등을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
2. 히이터에의 통전을 개시하고 나서 히이터의 온도가 한계내열온도 보다 약간 낮은 값으로 설정한 설정치에 도달하기까지 히이터에 전전력 근방의 전력을 공급하는 제1스텝과, 제1스텝의 실행에 따라 히이터의 온도가 설정치에 도달하면 히이터의 온도가 설정치에 대응하는 온도가 되도록 히이터에의 통전을 제어하는 제2스텝과, 및 제2스텝의 실행에 의하여 산소센서의 소자온도가 목표치에 도달하면 산소센서의 소자온도가 목표치로 되도록 히이터에의 통전을 피이드백 제어하는 제3스텝 등을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 전전력 공급수단은 히이터에 전원으로 부터 100％의 전원을 공급하는 수단을 포함하고, 히이터온도 대응통전 제어수단은 히이터온도 검출수단에 의하여 검출된 히이터온도가 소정치로 되도록 전원으로 부터 히이터에 공급되는 전력을 피이드백 제어하는 히이터온도 피이드백 제어수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 소자온도 검출수단은 산소센서의 내부저항을 소자온도에 상당하는 값으로서 검출하는 수단으로 된 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
5. 제1항에 있어서, 히이터에 인가되는 전압을 검출하는 히이터전압 검출수단를 또한 구비하였고, 전전력 공급수단은 히이터에 전원으로 부터 1O0％ 전압을 공급하는 수단을 포함하였고, 히이터온도 검출수단은 히이터에 흐르는 전류를 검출하는 히이터전류 검출수단 등으로 되었고, 히이터온도 대응통전 제어수단은 히이터전류 검출수단에 의하여 검출한 히이터전류와 히이터전압 검출수단에 의하여 검출한 히이터전압 등에 따라서 히이터에의 공급전력을 소정의 값으로 정전력 제어하는 히이터 정전력 제어수단으로 된 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
6. 산소센서의 내부저항을 검출하는 소자저항 검출수단과, 산소센서를 가열하는 히이터와, 히이터에 흐르는 전류를 검출하는 히이터전류 검출수단과, 히이터에 인가되는 전압을 검출하는 히이터전압 검출수단과, 히이터에의 통전을 개시하고나서 히이터의 온도가 초기가열온도로 도달하기까지 히이터에 전원으로 부터 전전력 근방의 전력을 공급하는 전전력 공급수단과, 전전력 공급수단에 의한 히이터의 가열에 따라 히이터의 온도가 초기가열온도에 도달하면 히이터전류 검출수단에 의하여 검출된 히이터전류와 히이터 전압 검출수단에 의하여 검출된 히어터전압 등에 따라서 일정한 정전력이 되도록 히이터에의 공급전력을 제어하는 히이터 정전력 제어수단과, 히이터 정전력 제어수단에 의한 히이터의 가열에 의하여 소자저항 검출수단에 의하여 검출된 소자저항의 일정한 소자온도로 대응하는 소정치에 도달하면 소자저항 검출수단에 의하여 검출된 소자의 내부저항에 따라서 히이터에의 통전을 제어하는 소자온도 대응통전 제어수단 등을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
7. 제1항, 제3항∼제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 전전력 공급수단은 히이터온도 검출수단에 의하여 검출한 히이터온도가 초기가열온도로 도달함을 검출하는 초기가열온도 검출수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
8. 제1항, 제3항∼제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 전전력 공급수단은 히이터에의 통전을 개시하고나서 히이터온도가 초기가열온도로 도달함에 대응하는 시간의 경과를 검출하는 타이머수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
9. 제1항, 제3항∼제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 소자온도 대응통전 제어수단은 산소센서의 소자온도가 목표치로 되도록 히이터에 공급되는 전력을 피이드백 제어하는 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
10. 제9항에 있어서, 히이터의 초기가열온도는 소자온도의 목표치 보다 높고, 또한 히이터의 한계내열온도보다 낮은 값으로 설정되어 있음을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 소자온도 대응통전 제어수단에 의한 피이드백 제어실행중에 있어 산소센서의 소자온도가 목표치 보다 일정한 한계치 이상 낮아지면 소자온도 대응통전 제어수단에 의한 피이드백 제어의 실행을 중단하여 히이터온도 대응통전 제어수단에 의한 제어를 재개하는 소자온도 피이드백 중단수단을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
12. 제1항, 제3항∼제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 산소센서의 소자온도가 한계내열온도에 대응한 값에 도달하면 곧 히이터에의 전압인가를 중지하는 소자온도 대응전압 인가중지수단을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
13. 제1항, 제3항∼제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 히어터의 온도가 한계내열은도에 대응한 값에 도달하면 곧 히이터에의 전압인가를 중지하는 히이터온도 대응전압 인가중지수단을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
14. 제5항 또는 제6항에 있어서, 히이터 정전력 제어수단은 히이터에 공급되는 전압을 충격제어함에 따라 히이터에의 공급전력을 제어하는 수단을 포함하였으며, 히이터의 온도가 한계내열온도에 대응한 값에 도달하면 히이터 정전력 제어수단에 의하여 제어되는 충격을 급감하는 충격급감수단을 더욱 구비한 것을 특징으로하는 산소센서의 히이터 제어장치.
15. 제5항, 제6항 또는 제14항에 있어서, 히이터 정전력 제어수단은 전전력 공급수단에 의한 히이터의 가열에 의하여 히이터의 온도가 초기가열온도에 도달한 직후에 히이터에 대하여 비교적 작은 초기충격을 설정하는 초기충격 설정수단과, 초기충격 설정수단에 의하여 설정된 초기충격에 의한 히이터의 공급전력을 목표전력에 서서히 근접하도록 충격을 점증시키는 충격점증수단 등을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
16. 제1항에 있어서, 산소센서는 내연기관의 배기경로에 구비되었고, 히이터온도 검출수단은 내연기관의 회전수, 흡기관압력과 흡입공기량과의 어느 한편, 히이터전압 및 히이터 전류로 부터 히이터온도를 추정하는 히이터온도 추정수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
17. 제16항에 있어서, 히이터온도 추정수단은 내연기관의 정상상태에서의 히이터온도를 회전수, 흡기관압력과 흡입공기량과의 어느 한편, 히이터전압 및 히이터전류로 부터 용이하게 결정하는 정상시 히이터온도 추정수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
18. 제16항에 있어서, 히이터온도 추정수단은 내연기관의 정상상태에서의 히이터온도를 회전수, 흡기관압력과 흡입공기량과의 어느 한편, 히이터전압 및 히이터전류로 부터 용이하게 결정하는 정상시 히이터온도 결정수단과, 내연기관 과도시의 시정수를 회전수, 흡기관압력과 흡입공기량의 어느 한편 등에서 용이하게 결정하는 시정수 결정수단과, 정상상태에서의 히이터온도와 과도시의 시정수 등을 사용하여 히이터의 온도를 연산하는 히이터온도 결정수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
19. 제18항에 있어서, 시정수 결정수단은 회전수 및 흡기관압력과 흡입공기량의 어느 한편의 변화에 대한 시정수와, 히이터에의 공급전력변화에 대한 시정수와의 2가지를 지닌 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
20. 제16항∼제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 히어터온도 추정수단에 의하여 추정된 히이터온도로 부터 목표 히이터저항치를 산출하는 목표저항치 산출수단과, 히이터전압 및 히이터전류에 의하여 히이터저항을 구하는 히이터저항 연산수단 등을 더욱 구비하였으며, 히이터온도 대응통전 제어수단은 히이터저항 연산수단으로 구하여진 히이터온도가 목표 히이터저항치로 되도록 전원으로 부터 히이터에 공급되는 전력을 피이드백 제어하는 히이터온드 피이드백 제어수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
21. 제4항에 있어서, 히이터온도 대응통전 제어수단은 히이터전류와 히이터전압에 따라서 히이터에의 공급전력을 일정한 값으로 제어하는 전력제어수단으로 되었고, 전력제어수단은 산소센서의 내부저항이 소자온도에 상당하는 값으로서 검출이 불가능한 영역에서는 히이터에 대하여 일정한 전력을 공급하는 일정전력 공급수단과, 산소센서의 내부저항이 소지온도에 상당하는 값으로서 검출 가능한 영역으로 되면 히이터에 대하여 소자온도에 따른 전력을 공급하는 소자온도 대응전력 공급수단 등을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
22. 제20항에 있어서, 전전력 공급수단에 의한 제어로 부터 전력제어수단에 의한 제어에의 전환의 판정에 히이터에의 통전개시시의 히이터온도에 따라서 히이터에의 통전개시로 부터의 경과시간과 히이터의 저항치와의 어느것인가를 선택적으로 사용하는 판정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
23. 산소센서의 소자온도를 검출하는 소자온도 검출수단과, 산소센서를 가열하는 히이터와, 히이터에의 통전을 개시하고나서 히이터의 온도가 초기가열온도에 도달하기까지 히이터에 전원으로 부터 전전력 근방의 전력을 공급하는 전전력 공급수단과, 전전력 공급수단에 의한 히이터의 가열에 따라 히이터의 온도가 초기가열온도에 도달하면 히이터온도가 소정온도를 유지하도록 소자온도 검출수단의 검출한 소자온도에 따른 전력을 히이터에 공급하는 소자온도 대응전력 공급수단과, 소자온도 대응전력 공급수단에 의한 히이터가열에 따라 소자온도 검출수단에 의하여 검출된 소자온도가 소정치에 도달하면 소자온도 검출수단에 의하여 검출된 소자온도에 따라서 히이터에의 통전을 제어하는 소자온도 대응통전 제어수단 등을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
24. 제1항, 제3항∼제23항 중의 어느 힌 항에 있어서, 히이터의 온도가 초기가열온도로 됨에 대응하는 히이터에의 목표적산 공급전력을 설정하는 목표 적산전력 설정수단과,히이터에의 실제 공급전력 적산치를 산출하는 실제 적산전력 산출수단과, 히이터에의 통전을 개시하고나서 실제 적산전력 산출수단에 의하여 산출된 실제 공급전력 적산치가 목표 적산전력 설정수단에 의하여 설정된 목표적산 공급전력에 도달하면 초기가열온도에 도달하였다고 판단하는 적산전력 도달판단수단을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
25. 산소센서를 가열하는 히이터와, 히이터의 온도가 초기가열온도로 됨에 애응하는 히이터에의 목표적산 공급전력을 설정하는 목표 적산전력 설정수단과, 히이터에의 실제 공급전력 적산치를 산출하는 실제 적산전력 산출수단과, 히이터에의 통전을 개시하고나서 실제 적산전력 산출수단에 의하여 산출된 실제 공급전력 적산치가 목표 적산전력 설정수단에 의하여 설정된 목표적산 공급전력에 도달하였는지 않았는지를 판단하는 적산전력 도달판단수단과, 히이터에의 통전을 개시하고사서 적산전력 도달판단수단에 의하여 실제 공급전력 적산치가 목표적산 공급전력에 도달한 것이 판단되기까지 히이터에 전원으로 부터 전전력 근방의 전력을 공급자는 전전력 공급수단과, 전전력 공급수단에 의한 히이터의 가열에 따라 적산전력 도달판단수단에 의하여 실제 공급전력 적산치가 목표적산 공급전력에 도달한 것이 판단되면 히이터온도가 일정온도로 되도록 히이터에 공급되는 전력을 제어하는 전력제어수단 등을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
26. 제25항에 있어서, 산소센서의 소자온도를 검출하는 소자온도 검출수단을 구비하였고, 전력제어수만은 히이터온도가 소정온도를 유지하도록 소자온도 검출수단의 검출한 소자온도에 대응한 전력을 히이터에 공급하는 소자온도 대응전력 공급수단을 포함한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 히이터의 내부저항치를 히이터온도로서 검출하는 히이터저항치 검출수단을 구비하였으며, 목표 적산전력 공급수단의 목표적산 공급전력은 히이터저항치 검츨수단에 의하여 검출된 히이터의 초기 저항치에 따라서 설정된 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
28. 제27항에 있어서, 전력제어수단으로 부터 히이터에 공급되는 전력을 제어하고 있을 때에 있어서의 히이터저항치 검출수단에 의하여 검출된 히이터저항치를 학습하는 히이티저항 학습수단과, 이 히이터저항 학습수단에 의하여 학습된 히이터저항 학습치로부터 히이터저항 검출수단에 의하여 검출된 히이터저항의 편이 큰지 아닌지를 판단하는 히이터저항치 판단수단 등을 구비하였고, 히이터저항치 판단수단에 의하여 히이터저항 학습치 보다 히이터저항의 편이 크게 되었음이 판단되고, 또한 적산전력 도달판단수단에 의하여 실제 공급전력 적산치가 목표적산 공급전력에 도달한 것이 판단되면 히이터에 대한 전력공급을 전전력 공급수단으로 부터 전력제어수단으로 전환함을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
29. 제28항에 있어서, 전력제어수단에 의한 히이터의 가열에 따라 소자온도 검출수단에 의하여 검출된 소자온도가 소정치에 도달하면 소자온도가 소정온도를 유지하도록 산소센서의 소자온도에 따라서 히이터에의 통전을 제어하는 소자온도 대응통전 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
30. 제29항에 있어서, 소자온도 대응통전 제어수단에 의하여 히이터에의 통전을 제어하고 있을 때에 히이터저항치 검출수단에 의하여 검출된 히이터저항치가 히이터저항 학습수단에 의하여 학습된 히이터저항 학습치에 따라서 설정된 상한치 이상일 때 히이터에의 통전을 제한하는 전력제한수단을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 히이터저항 학습수단은 소자온도가 소정치에 도달하여 히이터에의 통전을 전력제어수단으로 부터 소자온도 대응통전 제어수단으로 전환할 때에 있어서의 히이터저항치 검출수단에 의하여 검출된 히이터저항치를 학습하는 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
32. 제26항∼제31항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 소자온도 검출수단은 산소센서의 내부저항을 소자온도에 상당하는 값으로서 검출하는 수단으로 된 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
33. 제24항∼제32항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 산소센서의 초기 소자온도를 검출하는 초기 소자온도 검출수단을 구비하였고, 목표 적산전력 공급수단의 목표적산 공급전력은 초기 소자온도 검출수단에 의하여 검출된 히이터의 초기 소자온도에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
34. 제24항∼제32항 중의 어느 힌 항에 있어서, 산소센서의 초기 소자온도를 검출하는 초기 소자온도 검출수단을 구비하였으며, 초기 소자온도 검출수단에 의하여 검출된 히이터의 초기 소자온도가 소정치 이상일 때에는 진전력 공급수단에 의한 히이터에의 전전력의 공급을 금지하는 전전력 공급금지수단을 구비하였음을 특징으로하는 산소센서의 히이터 제어장치.
35. 제24항∼제34항 중의 어느 한 항에 있어서, 히이터온도와 산소센서의 소자온도와 전전력 공급수단에 의한 히이터에의 전전력의 공급시간과 히이터에의 인가전압 등의 적어도 하나에 따라서 목표 전산전력 공급수단에 의하여 설정된 목표적산 공급전력을 보정하는 목표적산 공급전력 보정수단을 구비하였음을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
36. 제35항에 있어서, 목표적산 공급전력 보정수단은 히이터온도와 산소센서의 소자온도와의 차와 전전력공급수단에 의한 히이터에의 전전력의 공급시간 등에 따라서 목표적산 공급전력을 보정하는 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.
37. 제35항 또는 제36항에 있어서, 목표적산 공급전력 보정수단은 히이터에의 인가전압과 전전력 공급수단에 의한 히이터에의 전전력의 공급시간 등에 따라서 목표적산 공급전력을 보정하는 것을 특징으로 하는 산소센서의 히이터 제어장치.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.