JP2000234548A

JP2000234548A - 空燃比センサのヒータ制御装置

Info

Publication number: JP2000234548A
Application number: JP11034857A
Authority: JP
Inventors: Toshinari Nagai; 俊成永井; Naohide Izumitani; 尚秀泉谷; Koji Ide; 宏二井手
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、空燃比センサをプリヒートする機
能を有するヒータ制御装置に関し、機関始動後、排気ガ
スにより空燃比センサが冷却されても、空燃比センサの
活性状態を維持することを目的とする。【解決手段】ドアオープン等によりプリヒートの実行
が許可されると（ステップ１００）、空燃比センサ６
２、６３の温度Ｔが検出され（ステップ１０４）、水温
ＴＨＷに基づいてファーストアイドルでのアイドル回転
数が予測され（ステップ１０６）、アイドル回転数に基
づいて目標温度Ｔｃが決定される（ステップ１０８）。
この場合、アイドル回転数が高いほど目標温度Ｔｃは高
く設定される。センサ温度Ｔは、ヒータ６８への通電が
デューティ制御されることで、目標温度Ｔｃに向けて制
御される（ステップ１１０、１１２、１１４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空燃比センサのヒ
ータ制御装置に関し、特に、機関始動前に空燃比センサ
をプリヒートする機能を有する空燃比センサのヒータ制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関では、排気通路の空燃比に基づ
いて燃料噴射量を補正することにより、空燃比を理論空
燃比に向けて制御する空燃比フィードバック制御が実行
される。空燃比フィードバック制御によれば、触媒コン
バータによる排気ガスの浄化性能が高く維持されると共
に、燃費の悪化が防止される等の効果が得られる。かか
る空燃比フィードバック制御を実現すべく、排気通路に
は空燃比を検出する空燃比センサが設けられる。一般
に、空燃比センサは、数百度以上の活性化温度まで加熱
されて活性した状態で、酸素濃度に応じた信号を出力す
る特性を有している。このため、空燃比センサには、活
性化温度まで加熱するためのヒータが内蔵される。空燃
比センサのヒータへの通電が開始された後、センサ温度
が活性化温度に達するまで、すなわち、空燃比センサの
出力信号に基づく空燃比フィードバック制御が可能とな
るまでには、ある程度の時間が必要とされる。そこで、
従来より、内燃機関の始動直後から空燃比フィードバッ
ク制御を開始できるように、機関始動前にヒータへの通
電を開始するプリヒートが行われている。

【０００３】例えば、特開平５−２０２７８５号公報に
開示される空燃比制御装置では、車両ドアのオープンが
検出された場合に内燃機関の始動を予測し、空燃比セン
サのヒータへのプリヒートを開始する。この空燃比制御
装置において、内燃機関の温度が低くなるほど、プリヒ
ートにおける目標温度は高く設定される。かかる手法に
よれば、低温始動時においても、始動直後に速やかにセ
ンサ温度を活性化温度まで上昇させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
始動直後のファーストアイドル時には、機関温度が低い
ほど吸入空気量が増加させられることで、高いアイドル
回転数が実現される。アイドル回転数が高くなると、排
気ガスの流量が増加することで、空燃比センサは排気ガ
スによって冷却され易くなる。従って、ファーストアイ
ドル時にも空燃比センサの活性状態を維持するには、排
気ガスによる空燃比センサの冷却効果を考慮してプリヒ
ートの目標温度を定めることが必要である。しかしなが
ら、上記従来の空燃比制御装置では、ファーストアイド
ル時の排気ガスによる冷却については何ら考慮すること
なくプリヒートの目標温度が定められている。このた
め、ファーストアイドル回転数が高い低温始動時には、
空燃比センサが排気ガスにより過度に冷却され、空燃比
センサの活性状態を維持し得なくなることが起こり得
る。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、機関始動後のアイドル回転数にかかわらず空燃
比センサを所要の温度に維持することが可能な空燃比セ
ンサのヒータ制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、内燃機関の排気通路に設けられた空燃
比センサが備えるヒータへの通電を制御するヒータ制御
装置であって、機関始動前に前記ヒータへの通電を開始
するプリヒート手段と、機関始動時の排気ガス量を予測
する排気ガス量予測手段と、該予測された排気ガス量に
基づいて、前記プリヒート手段による前記ヒータへの通
電量を設定する通電量設定手段とを備えることを特徴と
する空燃比センサのヒータ制御装置。

【０００７】請求項１記載の発明において、プリヒート
手段が機関始動前にヒータへの通電を開始することで、
空燃比センサは機関始動に先だって加熱される。排気ガ
ス量予測手段は、機関始動時の排気ガス量を予測する。
機関始動後、予め加熱された空燃比センサは、排気ガス
量に応じた度合いで冷却される。一方、通電量設定手段
は、予測された排気ガス量に基づいて、プリヒート手段
によるヒータへの通電量を決定する。このため、空燃比
センサは、機関始動前に、排気ガスによる冷却の度合い
に応じた温度まで加熱される。従って、本発明によれ
ば、排気ガスによる空燃比センサの冷却の度合いにかか
わらず、機関始動後、空燃比センサの活性を維持するこ
とができる。

【０００８】この場合、請求項２に記載する如く、前記
内燃機関は、機関温度に応じてアイドル回転数を制御す
るアイドル制御手段を備え、前記排気ガス量予測手段
は、前記機関温度に応じた前記アイドル回転数に基づい
て前記排気ガス量を予測することとしてもよい。請求項
２記載の発明において、アイドル制御手段は、機関温度
に応じてアイドル回転数を制御する。アイドル回転数が
変化すると、それに応じて、排気ガス量も変化する。従
って、排気ガス量予測手段は、機関温度に応じたアイド
ル回転数に基づいて排気ガス量を予測することができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
空燃比センサのヒータ制御装置が適用された内燃機関の
システム構成図を示す。本実施例の内燃機関は、電子制
御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１０により制御され
る。図１に示す如く、内燃機関は、シリンダブロック１
２を備えている。シリンダブロック１２の内部には、シ
リンダ１４およびウォータジャケット１６が形成されて
いる。ウォータジャケット１６には、水温センサ１８が
配設されている。水温センサ１８はウォータジャケット
１６の内部を流れる冷却水の温度（以下、水温ＴＨＷと
称す）に応じた信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。Ｅ
ＣＵ１０は水温センサ１８の出力信号に基づいて水温Ｔ
ＨＷを検出する。

【００１０】シリンダ１４の内部にはピストン２０が配
設されている。ピストン２０は、シリンダ１４の内部
を、図１における上下方向に摺動することができる。シ
リンダブロック１２の上部には、シリンダヘッド２２が
固定されている。シリンダヘッド２２には、吸気ポート
２４および排気ポート２６が形成されている。シリンダ
ヘッド２２の底面、ピストン２０の上面、およびシリン
ダ１４の側壁は、燃焼室２８を画成している。上述した
吸気ポート２４および排気ポート２６は、共に燃焼室２
８に開口している。燃焼室２８には、点火プラグ３０の
先端が露出している。点火プラグ３０はＥＣＵ１０から
点火信号を供給されることにより、燃焼室２８内の燃料
に点火する。

【００１１】内燃機関は、また、吸気弁３４及び排気弁
３６を備えている。吸気ポート２４及び排気ポート２６
の燃焼室２８への開口部には、それぞれ、吸気弁３４及
び排気弁３６に対する弁座が形成されている。吸気弁３
４及び排気弁３６は、各弁座に離着座することにより、
それぞれ吸気ポート２４及び排気ポート２６を開閉させ
る。

【００１２】吸気ポート２４には、吸気マニホールド３
８が連通している。吸気マニホールド３８には、燃料噴
射弁４０が配設されている。燃料噴射弁４０はＥＣＵ１
０から付与される指令信号に応じて燃料を吸気マニホー
ルド３８内に噴射する。吸気マニホールド３８の上流側
には、サージタンク４２が連通している。サージタンク
４２の更に上流側には、吸気管４４が連通している。吸
気管４４には、スロットルバルブ４６が配設されてい
る。スロットルバルブ４６の近傍には、スロットル開度
センサ４８が配設されている。

【００１３】内燃機関は、スロットルバルブ４６をバイ
パスするバイパス通路５０を備えている。バイパス通路
５０には、アイドルスピードコントロールバルブ（以
下、ＩＳＣＶと称す）５２が配設されている。ＩＳＣＶ
５２はＥＣＵ１０から供給される駆動信号に応じてその
開度を変化させる。ＥＣＵ１０は、内燃機関がアイドル
運転中である場合に、すなわち、スロットルバルブ４６
が全閉状態とされている場合に、バイパス通路５０内を
適量の空気が流通するようにＩＳＣＶ５２の開度（以
下、ＩＳＣ開度と称す）を制御する。

【００１４】吸気管４４の上流側にはエアフローメータ
５４が連通している。エアフローメータ５４は、吸気管
４４を通過する空気の流量に応じた信号をＥＣＵ１０に
向けて出力する。ＥＣＵ１０はエアフローメータ５４の
出力信号に基づいて、内燃機関の吸入空気量を検出す
る。エアフローメータ５４の上流側にはエアクリーナ５
６が連通している。吸気管４４にはエアクリーナ５６に
より濾過された外気が流入する。

【００１５】一方、内燃機関の排気ポート２６には、排
気通路５８が連通している。排気通路５８には、触媒コ
ンバータ６０が配設されている。触媒コンバータ６０
は、排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素
（ＣＯ）、及び酸化窒素（ＮＯX ）を反応させることに
より排気ガスを浄化する。触媒コンバータ６０の上流側
及び下流側には、それぞれ、空燃比センサ６２、６３が
配設されている。本実施例では、空燃比センサ６２、６
３の構成は同一とされているが、異なるものとしてもよ
い。

【００１６】内燃機関は、また、回転数センサ６４を備
えている。回転数センサ６５は内燃機関が所定のクラン
ク角だけ回転する毎にパルス信号をＥＣＵ１０に向けて
出力する。ＥＣＵ１０は、回転数センサ６４の出力信号
に基づいて内燃機関の回転数を検出する。ＥＣＵ１０に
は、ドアスイッチ６５が接続されている。ドアスイッチ
６５は、車両ドアがオープンされた場合にのみオン状態
となるスイッチである。ＥＣＵ１０は、ドアスイッチ６
５のオン／オフ状態に基づいて、ドアオープンを検出す
る。

【００１７】図２は、空燃比センサ６２、６３の内部構
成を、ＥＣＵ１０との接続回路と共に示す。図２に示す
如く、空燃比センサ６２、６３は、その内部に、例えば
ジルコニア等の材料により構成されたセンサ素子６６
と、センサ素子６６を加熱するヒータ６８とを備えてい
る。センサ素子６６の一方の端子は定電圧源７０に接続
され、また、他方の端子はＥＣＵ１０に接続されている
と共に抵抗器７２を介して接地されている。かかる状態
でセンサ素子６６に流れる電流（以下、センサ電流Ｉと
称す）は、センサ素子６６の温度（以下、センサ温度Ｔ
と称す）が所定の活性化温度Ｔｅ（例えば６５０゜Ｃか
ら７００゜Ｃ）以上の場合に、排気通路５８内の酸素濃
度に応じて変化する。ＥＣＵ１０には、センサ電流Ｉに
応じた電圧が入力され、この入力電圧に基づいて、排気
ガス中の酸素濃度、すなわち、空燃比が検出される。

【００１８】一方、ヒータ６８は、通電制御回路７４を
介してＥＣＵ１０に接続されている。通電制御回路７４
はＥＣＵ１０から供給される制御信号に応じて、車載バ
ッテリー７５を電源として、ヒータ６８への通電電流を
デューティ制御する。ヒータ６８には、また、ヒータ電
圧検出回路７６及びヒータ電流検出回路７８が接続され
ている。ヒータ電圧検出回路７６は、ヒータ６８に印可
される電圧に応じた信号をＥＣＵ１０に向けて出力す
る。また、ヒータ電流検出回路７８は、ヒータ６８に流
れる電流に応じた信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。
ＥＣＵ１０は、これらの信号に基づいてヒータ６８の抵
抗値（以下、ヒータ抵抗Ｒと称す）を検出する。

【００１９】ＥＣＵ１０は、内燃機関の運転中に、セン
サ温度Ｔの温度が、活性化温度Ｔｅ以上、かつ、センサ
素子６６に損傷を与えない程度の温度となるように、ヒ
ータ６８への通電量を制御する。なお、ヒータ抵抗Ｒは
ヒータ６８の温度に応じて変化する。そこで、ＥＣＵ１
０はヒータ抵抗Ｒに基づいてヒータ６８の温度を求め、
このヒータ温度をセンサ温度Ｔとして用いる。

【００２０】上述の如く、センサ温度Ｔが活性化温度Ｔ
ｅ以上に維持された状態では、センサ電流Ｉは、空燃比
に応じて変化する。従って、ＥＣＵ１０は、上記の如く
ヒータ６８への通電量を制御することで、センサ電流Ｉ
に基づいて空燃比を検出することができる。そして、Ｅ
ＣＵ１０は、空燃比に基づいて燃料噴射量をフィードバ
ック制御する空燃比フィードバック制御を実行する。こ
の空燃比フィードバック制御では、空燃比が理論空燃比
よりもリッチ側である場合には燃料噴射量が減量され、
リーン側である場合には燃料噴射量が増量されることに
より、空燃比が理論空燃比近傍の所定範囲内に維持され
る。上記した触媒コンバータ６０は、空燃比が理論空燃
比近傍である場合に、高い浄化性能を発揮する。従っ
て、空燃比フィードバック制御によれば、排気ガス中の
ＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを触媒コンバータ６０により効
果的に除去することができる。また、空燃比フィードバ
ック制御によれば、空燃比が過度にリッチ又はリーンに
なることがないため、燃費の悪化及び燃焼状態の不安定
化を共に防止することができる。

【００２１】内燃機関の冷間始動時には、センサ温度Ｔ
はほぼ外気温まで低下しているため、センサ温度Ｔが活
性化温度Ｔｅまで加熱されるまでには、ある程度の時間
が必要となる。そこで、本実施例では、内燃機関の始動
直後から空燃比フィードバックの実行を可能とすべく、
機関始動が予想される場合（例えば、車両ドアのオープ
ンが検出された場合）には、機関始動前から空燃比セン
サ６２、６３のヒータ６８への通電を開始することとし
ている。以下、機関始動前に行われるヒータ６８への通
電をプリヒートと称する。

【００２２】ところで、内燃機関の冷間始動時には、速
やかな暖機を図るべく、ファーストアイドルが実現され
る。図３は、ファーストアイドルにおける水温ＴＨＷと
アイドル回転数との関係を例示するマップである。図３
に示す如く、ファーストアイドル時には、水温ＴＨＷが
低いほど、ＩＳＣ開度が大きくされ、吸入空気量が増加
されることにより、アイドル回転数は高くなる。

【００２３】ファーストアイドル時におけるアイドル回
転数が高くなると、それに伴って、排気通路５８を流れ
る排気ガスの流量が増加することで、空燃比センサ６
２、６３は排気ガスにより冷却され易くなる。本実施例
のシステムは、ファーストアイドルでの排気ガスによる
冷却を考慮して、空燃比センサ６２、６３のプリヒート
の目標温度Ｔｃを設定する点に特徴を有している。

【００２４】なお、空燃比センサ６２、６３が異なる構
成とされ、空燃比センサ６２のみがヒータ６８を有する
構成とされている場合には、プリヒートは空燃比センサ
６２に対してのみ行われることとなる。図４は、（Ａ）
例えば車両ドアのオープンが検知されること等により内
燃機関の始動が予想された後の、センサ温度Ｔの時間変
化、及び（Ｂ）空燃比センサ６２、６３のプリヒートの
オン／オフ状態の時間変化を例示する。なお、図４
（Ａ）においては、センサ温度Ｔを、アイドル回転数が
異なる（すなわち、水温ＴＨＷが異なる）３つの場合に
ついて示している。また、図５は、予測されるアイドル
回転数に基づいてプリヒートでの目標温度Ｔｃを決定す
る際に参照されるマップの一例を示す。

【００２５】図４に示す如く、時刻ｔ０においてドアオ
ープンにより内燃機関の始動が予想された後、プリヒー
トが開始されることで、センサ温度Ｔは目標温度Ｔｃに
向けて上昇する。この場合、図５に示す如く、予測され
るアイドル回転数が高いほど（すなわち、水温ＴＨＷが
低いほど）、目標温度Ｔｃは高く設定される。なお、図
５に示すマップは、アイドル回転数と、各アイドル回転
数に対応する排気ガス量に応じた空燃比センサ６２、６
３の冷却度合いとの関係を、例えば実験的に求めること
により得られたものである。

【００２６】図４に示す時刻ｔ１において内燃機関のク
ランキング始動が開始されると、車載バッテリー７５の
消耗を防止すべくプリヒートの実行は終了される。上記
の如く、ファーストアイドルにおけるアイドル回転数が
高いほど、排気ガス量の増加により空燃比センサ６２、
６３が大きな度合いで冷却されることで、センサ温度Ｔ
は速やかに低下する。一方、上記の如く、ファーストア
イドルでのアイドル回転数が高いほど、プリヒートでの
目標温度Ｔｃが高く設定される。その結果、ファースト
アイドルが終了する時刻ｔ２においても、センサ温度Ｔ
は確実に活性化温度Ｔｅ以上に維持される。

【００２７】図６は、上記の機能を実現すべくＥＣＵ１
０が実行するルーチンのフローチャートである。図６に
示すルーチンが起動されると、先ずステップ１００の処
理が実行される。ステップ１００では、プリヒートの実
行が許可されているか否かが判別される。具体的には、
ステップ１００では、車両ドアのオープンが検出された
後、内燃機関の始動前である場合、すなわち、内燃機関
の始動が予想される場合に、プリヒートの実行が許可さ
れていると判別される。ステップ１００において、プリ
ヒートの実行が許可されていないと判別された場合は、
次にステップ１０２の処理が実行される。一方、ステッ
プ１００において、プリヒートの実行が許可されている
場合は、次にステップ１０４の処理が実行される。

【００２８】ステップ１０２では、空燃比センサ６２、
６３のヒータ６８への通電制御におけるデューティ比Ｈ
Ｔdutyが「０」に設定されることで、ヒータ６８への通
電が停止される。ステップ１０２の処理が終了すると、
今回のルーチンは終了される。ステップ１０４では、現
在のセンサ温度Ｔが検出される。

【００２９】ステップ１０６では、上記図３に示すマッ
プを参照することにより、水温ＴＨＷに基づいてファー
ストアイドルでのアイドル回転数が予測され、続くステ
ップ１０８では、図５に示すマップを参照することによ
り、予測されたアイドル回転数に基づいてプリヒートに
おける目標温度Ｔｃが決定される。なお、図３及び図５
に示すマップを統合して、水温ＴＨＷと目標温度Ｔｃと
の関係を示すマップを作成しておき、このマップを参照
することにより、水温ＴＨＷから目標温度Ｔｃを直接求
めることとしてもよい。ステップ１０８の処理が終了す
ると、ステップ１１０へ進む。

【００３０】ステップ１１０では、センサ温度Ｔが目標
温度Ｔｃを上回っているか否かが判別される。その結
果、Ｔ＞Ｔｃが成立する場合は、次にステップ１１２に
おいて、デューティ比ＨＴdutyが所定値αだけ減少され
ることにより、ヒータ６８への通電量が減少された後、
今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１１０に
おいて、Ｔ＞Ｔｃが不成立であれば、次にステップ１１
４において、デューティ比ＴＨdutyが所定値αだけ増加
されることにより、ヒータ６８への通電量が増加された
後、今回のルーチンは終了される。

【００３１】上述の如く、本実施例によれば、ファース
トアイドルにおけるアイドル回転数が高いほど、すなわ
ち、排気ガスによる空燃比センサ６２、６３の冷却度合
いが大きいほど、プリヒートにおける目標温度Ｔｃが高
く設定されることで、機関始動後のセンサ温度Ｔは活性
化温度Ｔｅ以上に維持される。従って、本実施例によれ
ば、機関始動後、ファーストアイドル回転数の高低にか
かわらず、空燃比センサ６２、６３の活性状態を維持す
ることができ、これにより、空燃比フィードバック制御
を機関始動直後から確実に開始させることができる。

【００３２】また、上記の如く、ファーストアイドルに
おける冷却を考慮して目標温度Ｔｃが設定されること
で、プリヒートにおいて空燃比センサ６２、６３は必要
最低限の範囲で加熱され、これにより、車載バッテリー
７０の電力が不必要に消費されることが防止される。従
って、本実施例によれば、セルモータに十分な電力を供
給し得ることで良好な機関始動性を確保できると共に、
車載バッテリー７０の容量低減及び寿命向上を図ること
ができる。また、省電力化が実現されることで車載バッ
テリー７０への充電を行うオルタネータの負荷が低減さ
れるため、アイドル運転の安定性及び燃費の向上を図る
ことも可能となる。

【００３３】なお、上記実施例においては、ＥＣＵ１０
が図６に示すルーチンを実行することにより特許請求の
範囲に記載したプリヒート手段が、図６に示すルーチン
のステップ１０６の処理を実行することにより特許請求
の範囲に記載した排気ガス量予測手段が、図６に示すル
ーチンのステップ１０８の処理を実行することにより通
電量設定手段が、それぞれ実現され、また、図３に示す
関係が実現されるようにＥＣＵ１０が水温ＴＨＷに基づ
いてアイドル回転数を制御することにより特許請求の範
囲に記載したアイドル制御手段が実現されている。ま
た、上記実施例においては、水温ＴＨＷが特許請求の範
囲に記載した機関温度に相当している。

【００３４】ところで、上記実施例では、ヒータ抵抗Ｒ
に基づいてヒータ６８の温度を求め、この温度をセンサ
温度Ｔとして用いることとしたが、センサ温度Ｔを求め
る手法はこれに限られるものではない。例えば、センサ
素子６６は、センサ温度Ｔが高くなるほど、インピーダ
ンスが低くなる特性を有している。このため、センサ素
子６６に所定周波数の交流電圧を印可し、その印可電圧
と電流との関係からセンサ素子６６のインピーダンスを
測定することによりセンサ温度Ｔを求めることとしても
よい。

【００３５】また、機関停止中は排気通路５８内の酸素
濃度は一定（大気圧中の酸素濃度に等しい値）に維持さ
れている。一方、酸素濃度が一定に維持された状況下で
のセンサ電流Ｉは、センサ温度Ｔが活性化温度に達する
までは、センサ温度Ｔの上昇に応じて増加する。従っ
て、機関始動前のセンサ電流Ｉに基づいてセンサ温度Ｔ
を求めることもできる。

【００３６】更に、上記実施例では、センサ電流Ｉが空
燃比に応じて連続的に変化する空燃比センサ６２、６３
により酸素濃度を検出するものとしたが、本発明はこれ
に限らず、空燃比センサ６２、６３の一方又は双方に代
えて、空燃比に応じてリッチ／リーンの２段階の信号を
出力するＯ₂センサを用いてもよい。また、上記実施例
では、ヒータ６８への通電量をデューティ制御するもの
としたが、これに限らず、電流値をリニアに変化させる
ことで通電量を制御してもよい。この場合、上記図５に
示すルーチンのステップ１１０及び１１２では、それぞ
れ、通電電流を減少及び増加させることとすればよい。

【００３７】更に、上記実施例では、アイドル回転数に
基づいてプリヒートにおける目標温度Ｔｃを決定するこ
ととしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
アイドル回転数に基づいてプリヒートにおけるヒータ６
６への総通電電力量を決定することとしてもよい。な
お、デューティ比ＨＴdutyの変更幅αはセンサ温度Ｔと
目標温度Ｔｃとの差の大きさに基づいて可変としてもよ
い。

【００３８】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、機関始動時の排気ガス量に基づいてプリヒートにお
ける通電量を設定することで、排気ガスによる空燃比セ
ンサの冷却を考慮して空燃比センサをプリヒートするこ
とができる。従って、本発明によれば、機関始動後、ア
イドル回転数にかかわらず、空燃比センサの活性状態を
維持することができる。

【００３９】また、請求項２記載の発明によれば、機関
温度に応じてアイドル回転数が制御されるため、機関温
度に応じたアイドル回転数に基づいて排気ガス量を予想
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空燃比センサのヒータ制御装置が適用
された内燃機関のシステム構成図である。

【図２】本実施例のシステムが備える空燃比センサの内
部構成をＥＣＵとの接続回路と共に示す図である。

【図３】本実施例においてファーストアイドルにおいて
実現される水温ＴＨＷとアイドル回転数との関係を表す
マップの一例を示す図である。

【図４】図４（Ａ）は、機関始動が予想された後の空燃
比センサの温度Ｔの時間変化を、水温が異なる３つの場
合について例示する図である。図４（Ｂ）は、機関始動
が予想された後のプリヒートの実行状態を例示する図で
ある。

【図５】本実施例においてアイドル回転数に基づいてプ
リヒートでの目標温度Ｔｃを決定すべく参照されるマッ
プの一例を示す図である。

【図６】本実施例においてＥＣＵが空燃比センサのプリ
ヒートを実現すべく実行するルーチンのフローチャート
である。

【符号の説明】

１０ＥＣＵ６２、６３空燃比センサ６８ヒータ

フロントページの続き (72)発明者井手宏二愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 2G004 BJ01 BK04 BL08 BL20 3G084 BA00 CA01 CA02 DA10 FA07 FA10 FA30 FA33 FA38 3G301 HA01 JA13 JA20 KA01 KA05 KA07 MA11 ND41 NE18 PA01Z PA11Z PD04A PD04Z PD05A PD05Z PD09A PD09Z PD13A PD13Z PE01Z PE03Z PE08Z PG02A

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた空燃比
センサが備えるヒータへの通電を制御するヒータ制御装
置であって、機関始動前に前記ヒータへの通電を行うプリヒート手段
と、機関始動時の排気ガス量を予測する排気ガス量予測手段
と、該予測された排気ガス量に基づいて、前記プリヒート手
段による前記ヒータへの通電量を設定する通電量設定手
段とを備えることを特徴とする空燃比センサのヒータ制
御装置。
【請求項２】前記内燃機関は、機関温度に応じてアイ
ドル回転数を設定するアイドル制御手段を備え、前記排気ガス量予測手段は、前記機関温度に応じた前記
アイドル回転数に基づいて前記排気ガス量を予測するこ
とを特徴とする請求項１記載の空燃比センサのヒータ制
御装置。