JPH0473099B2 - - Google Patents
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- JPH0473099B2 JPH0473099B2 JP59073779A JP7377984A JPH0473099B2 JP H0473099 B2 JPH0473099 B2 JP H0473099B2 JP 59073779 A JP59073779 A JP 59073779A JP 7377984 A JP7377984 A JP 7377984A JP H0473099 B2 JPH0473099 B2 JP H0473099B2
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は内燃機関排気中の酸素濃度を検出する
酸素濃度センサに備えられたヒータの制御装置に
関し、特に、内燃機関の燃料カツト運転中のセン
サ温度を補償する制御装置に関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a heater included in an oxygen concentration sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine, and particularly relates to a control device for a heater provided in an oxygen concentration sensor that detects the oxygen concentration in exhaust gas of an internal combustion engine. The present invention relates to a control device that compensates for sensor temperature.
[従来技術]
従来より車両用内燃機関の空燃比制御装置とし
て、三元触媒コンバータを用いて排気中のCO、
HC、NOxの3成分を効率よく浄化するために、
排気系に酸素濃度センサを備えて排気中の酸素濃
度を検出し、当該内燃機関の空燃比が理論空燃比
となるよう制御する、いわゆるフイードバツク制
御を実行するものが知られている。[Prior art] Conventionally, a three-way catalytic converter has been used as an air-fuel ratio control device for vehicle internal combustion engines to reduce CO,
In order to efficiently purify the three components of HC and NOx,
It is known that an exhaust system is equipped with an oxygen concentration sensor to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to be the stoichiometric air-fuel ratio, thereby performing so-called feedback control.
そしてこの種の制御装置に使用される酸素濃度
センサの一つとして、近年、特開昭57−48648号
公報にて提案されているジルコニア系の、検出素
子加熱用のヒータを内蔵した限界電流式の酸素濃
度センサが開発され、酸素濃度に対応した検出電
流を得ることができるようになつた。 As one of the oxygen concentration sensors used in this type of control device, a zirconia-based limiting current type sensor with a built-in heater for heating the detection element has recently been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-48648. An oxygen concentration sensor has been developed, and it has become possible to obtain a detection current corresponding to the oxygen concentration.
ところで、この種の酸素濃度センサにおいて
は、酸素濃度に対応した検出電流を得ることがで
きることから、例えばエンジンの低負荷運転時に
空燃比をリーン側に制御し、燃費を向上させると
いつた、いわゆるリーンバーン制御等、空燃比制
御をより緻密に実行することができるようになる
のであるが、その反面こういつた緻密な空燃比制
御を実行するためには、酸素濃度センサにより常
時良好な検出結果が得られるよう、ヒータを用い
て検出素子を加熱し活性化する必要がある。ま
た、検出素子を活性化するためには素子温度を所
定温度以上に加熱すればよいのであるが、余り加
熱し過ぎるとヒータが断線したり検出素子が破壊
してしまうといつた問題が生じることから、素子
温度を所定の温度範囲、例えば650℃〜750℃の温
度範囲に保持し得るよう、ヒータへの供給電力を
制御する必要がある。 By the way, since this type of oxygen concentration sensor can obtain a detection current corresponding to the oxygen concentration, it can be used to control the air-fuel ratio to the lean side during low-load engine operation, for example, to improve fuel efficiency. This makes it possible to execute more precise air-fuel ratio control such as lean burn control, but on the other hand, in order to execute such precise air-fuel ratio control, it is necessary to always obtain good detection results using an oxygen concentration sensor. In order to obtain this, it is necessary to heat and activate the detection element using a heater. Furthermore, in order to activate the detection element, it is sufficient to heat the element to a predetermined temperature or higher, but if the element is heated too much, problems such as the heater may break or the detection element may be destroyed may occur. Therefore, it is necessary to control the power supplied to the heater so that the element temperature can be maintained within a predetermined temperature range, for example, 650°C to 750°C.
そこで近年、実開昭58−112958号公報に示す如
く、内燃機関の高出力時や排気高温時等にはヒー
タへの通電を遮断することによつて、ヒータや検
出素子が高温になり過ぎないよう制御するヒータ
の制御装置が提案され、排気の温度上昇に伴うヒ
ータの断線や検出素子の破壊等を防止することが
考えられているが、内燃機関が燃料カツト運転に
入つた場合の排気温度低下に伴う素子温度の低下
に対しては何ら対策がなされておらず、良好な検
出結果を得ることができないといつた問題があ
る。これは、内燃機関の燃料カツト運転時には、
通常、フイードバツク制御は実行されず問題とな
らないのであるが、内燃機関が燃料カツト運転か
ら復帰し、フイードバツク制御が再開された時点
でも素子温度が低下していることから、空燃比制
御が良好に行なえないといつた問題が生ずるので
ある。 Therefore, in recent years, as shown in Japanese Utility Model Application Publication No. 112958/1983, electricity is cut off to the heater when the internal combustion engine is at high output or when the exhaust temperature is high, so that the heater and detection element do not become too hot. A heater control device has been proposed that controls the temperature of the exhaust gas to prevent heater disconnection and detection element damage due to a rise in exhaust temperature. No countermeasures have been taken against the drop in element temperature accompanying the drop, and there is a problem in that good detection results cannot be obtained. This means that when the internal combustion engine is running with fuel cut,
Normally, feedback control is not executed and does not pose a problem, but even when the internal combustion engine returns from fuel cut operation and feedback control is restarted, the element temperature has decreased, so air-fuel ratio control cannot be performed properly. Without it, the problem will occur.
[発明の目的]
そこで本発明は内燃機関が燃料カツト運転に入
つたような場合にでも、常時検出素子温度を所定
温度範囲内に保持することのできる酸素温度セン
サ用ヒータの制御装置を提供することによつて、
内燃機関の空燃比制御がより緻密に実行できるよ
うにすることを目的としている。[Object of the Invention] Therefore, the present invention provides a control device for a heater for an oxygen temperature sensor that can maintain the temperature of a detection element within a predetermined temperature range at all times even when an internal combustion engine enters fuel cut operation. By the way,
The purpose is to enable more precise air-fuel ratio control of internal combustion engines.
[発明の構成]
かかる目的を達するための本発明の構成は、第
1図に示す如く、
内燃機関の排気系に設置され排気中の酸素
濃度を検出する酸素濃度センサに備えられたヒ
ータを制御する制御装置であつて、
該酸素濃度センサの出力信号を検知する出力
信号検知手段と、
当該内燃機関の燃料カツト運転を検知する運
転状態検知手段と、
該運転状態検知手段にて当該内燃機関の燃料
カツト運転が検知されている間、上記出力信号検
知手段にて検知された当該酸素濃度センサの
出力信号に応じて上記ヒータへの供給電力を制
御する制御手段と、
を備えることを特徴とする酸素濃度センサ用ヒー
タの制御装置を要旨としている。[Configuration of the Invention] As shown in FIG. 1, the configuration of the present invention to achieve the above object is to control a heater provided in an oxygen concentration sensor installed in the exhaust system of an internal combustion engine to detect the oxygen concentration in the exhaust gas. A control device comprising: an output signal detection means for detecting an output signal of the oxygen concentration sensor; an operation state detection means for detecting fuel cut operation of the internal combustion engine; and an operation state detection means for detecting a fuel cut operation of the internal combustion engine. A control means for controlling power supplied to the heater according to an output signal of the oxygen concentration sensor detected by the output signal detection means while fuel cut operation is detected. The gist of this paper is a control device for a heater for an oxygen concentration sensor.
[実施例] 以下本発明の実施例を図面と共に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず第2図は本実施例の酸素濃度センサ用ヒー
タの制御装置が搭載された車両用内燃機関(以
下、エンジンと略す。)及びその周辺装置を表わ
す概略系統図である。 First, FIG. 2 is a schematic system diagram showing a vehicle internal combustion engine (hereinafter abbreviated as engine) in which the oxygen concentration sensor heater control device of this embodiment is mounted and its peripheral devices.
図において1はエンジン、2はピストン、3は
シリンダ、4はシリンダヘツドであり、シリンダ
ヘツド4の各気筒の排気ポート5には排気マニホ
ールド6が、シリンダヘツド4の各気筒の吸気ポ
ート7には吸気マニホールド8が夫々連結されて
いる。また吸気マニホールド8には吸入空気の脈
動を防止するためのサージタンク9が設けられ、
サージタンク9には吸気マニホールド8内の圧
力、即ち吸気管圧力Pmを検出する吸気圧センサ
10が備えられている。 In the figure, 1 is an engine, 2 is a piston, 3 is a cylinder, and 4 is a cylinder head.The exhaust port 5 of each cylinder in the cylinder head 4 has an exhaust manifold 6, and the intake port 7 of each cylinder in the cylinder head 4 has an exhaust manifold 6. Intake manifolds 8 are connected to each other. The intake manifold 8 is also provided with a surge tank 9 to prevent pulsation of intake air.
The surge tank 9 is equipped with an intake pressure sensor 10 that detects the pressure inside the intake manifold 8, that is, the intake pipe pressure Pm.
次に11はサージタンク9を介して各気筒に送
られる吸入空気量を制御するスロツトルバルブ、
12はスロツトルバルブ11を迂回する吸入空気
のバイパス路、13は吸入空気温度を検出する吸
気温センサであり、スロツトルバルブ11には、
スロツトルバルブ11の開度に応じた信号を出力
するスロツトルバルブ開度センサとエンジン1の
アイドリング時にON状態とされるアイドルスイ
ツチとを備えたスロツトルポジシヨンセンサ14
が直結されている。また15は排気マニホールド
6に取り付けられ、排気中の酸素濃度を検出する
検出素子と加熱用のヒータとを備えた酸素濃度セ
ンサ、16はエンジン1の冷却水温を検出する水
温センサ、17はエンジン1の点火プラグ18に
所定タイミングでイグナイタ19から出力される
高電圧を印加するデイストリビユータ、20はデ
イストリビユータ17に取り付けられ、エンジン
1の回転数に対応したパルス信号を発生する回転
数センサを夫々表わしている。 Next, 11 is a throttle valve that controls the amount of intake air sent to each cylinder via the surge tank 9;
12 is an intake air bypass path that bypasses the throttle valve 11; 13 is an intake air temperature sensor that detects the intake air temperature;
Throttle position sensor 14 includes a throttle valve opening sensor that outputs a signal corresponding to the opening of the throttle valve 11 and an idle switch that is turned on when the engine 1 is idling.
are directly connected. Further, 15 is an oxygen concentration sensor attached to the exhaust manifold 6 and includes a detection element for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and a heater for heating, 16 is a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature of the engine 1, and 17 is a water temperature sensor for detecting the engine 1. A distributor 20 applies a high voltage output from an igniter 19 to the spark plug 18 of the engine 1 at a predetermined timing; each represents.
上記吸気圧センサ10、吸気温センサ13、ス
ロツトルポジシヨンセンサ14、酸素濃度センサ
15、水温センサ16及び回転数センサ20の各
種検出信号は制御回路25に出力され、制御回路
25にて上記各検出信号に基づき、燃料噴射弁2
6の燃料噴射量制御、点火プラグ18の点火時期
制御、あるいは酸素濃度センサ15のヒータの制
御等の種々の制御処理が実行される。 Various detection signals from the intake pressure sensor 10, intake temperature sensor 13, throttle position sensor 14, oxygen concentration sensor 15, water temperature sensor 16, and rotational speed sensor 20 are output to the control circuit 25. Based on the detection signal, fuel injection valve 2
Various control processes such as fuel injection amount control of 6, ignition timing control of the spark plug 18, or heater control of the oxygen concentration sensor 15 are executed.
次に第3図に上述の制御回路25の構成を表わ
すブロツク図を示す。図において31は酸素濃度
センサ15の検出素子15aに所定の電圧を印加
するための印加電源、32は検出素子15aに流
れる電流を検出するための抵抗、33は抵抗32
における降下電圧を所定倍に増幅するための増幅
回路、34は増幅回路33からの出力信号、つま
り排気中の酸素濃度に対応するアナログ信号や、
吸気圧センサ10、吸気温センサ13、スロツト
ルポジシヨンセンサ14、水温センサ16等にて
検出されたアナログ信号を受け、デジタル信号に
変換するA/D変換器である。また35はマイク
ロコンピユータ37にて演算され、出力された制
御信号によつて制御される駆動回路を表わし、燃
料噴射弁26によつて駆動し、マイクロコンピユ
ータ37にて算出された所望量の燃料をエンジン
1に供給させるための駆動信号を出力する回路で
ある。イグナイタ19もマイクロコンピユータ3
7にて、デイストリビユータ17へ高電圧を所定
タイミングで出力するよう制御されている。 Next, FIG. 3 shows a block diagram showing the configuration of the above-mentioned control circuit 25. In the figure, 31 is an application power source for applying a predetermined voltage to the detection element 15a of the oxygen concentration sensor 15, 32 is a resistor for detecting the current flowing through the detection element 15a, and 33 is a resistor 32.
34 is an output signal from the amplifier circuit 33, that is, an analog signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas;
This is an A/D converter that receives analog signals detected by the intake pressure sensor 10, intake temperature sensor 13, throttle position sensor 14, water temperature sensor 16, etc., and converts them into digital signals. Further, 35 represents a drive circuit which is controlled by the control signal calculated and outputted by the microcomputer 37, and which is driven by the fuel injection valve 26 and injects the desired amount of fuel calculated by the microcomputer 37. This circuit outputs a drive signal to be supplied to the engine 1. Igniter 19 is also microcomputer 3
At 7, the high voltage is controlled to be output to the distributor 17 at a predetermined timing.
次に38は酸素濃度センサ15のヒータ15b
への供給電力を制御するための通電制御回路であ
つて、マイクロコンピユータ37の制御信号に応
じてヒータ用電源39からの通電を制御するもの
である。また40はヒータ15b通電時にヒータ
電圧を検出するヒータ電圧検出回路、41は同様
にヒータ電流を検出するヒータ電流検出回路であ
る。 Next, 38 is the heater 15b of the oxygen concentration sensor 15.
This is an energization control circuit for controlling the power supplied to the heater, and controls energization from the heater power source 39 in accordance with a control signal from the microcomputer 37. Further, 40 is a heater voltage detection circuit that detects the heater voltage when the heater 15b is energized, and 41 is a heater current detection circuit that similarly detects the heater current.
このように構成された本実施例の制御回路にお
いては、上述の如く、燃料噴射量制御、点火時期
制御、酸素濃度センサのヒータ制御等種々の制御
が実行されることとなるのであるが、以下に本発
明にかかわる主要な制御処理である酸素濃度セン
サのヒータ制御について、第4図に示す制御プロ
グラムに従つて詳しく説明する。 In the control circuit of this embodiment configured in this way, various controls such as fuel injection amount control, ignition timing control, oxygen concentration sensor heater control, etc. are executed as described above. Next, the heater control of the oxygen concentration sensor, which is the main control process related to the present invention, will be explained in detail according to the control program shown in FIG.
第4図に示す酸素濃度センサのヒータ制御は、
所定時間間隔例えば100[msec.]毎に実行され、
ヒータ用電源39からヒータ15bへの通電をエ
ンジン1の運転状態及び酸素濃度センサ15の検
出結果に応じたヒータ通電のデユーテイ制御によ
つて行なわれる。 The heater control of the oxygen concentration sensor shown in Fig. 4 is as follows:
It is executed at predetermined time intervals, for example, every 100 [msec.],
The heater 15b is energized from the heater power source 39 by duty control of the heater energization according to the operating state of the engine 1 and the detection result of the oxygen concentration sensor 15.
処理が開始されると、まずステツプ101にて上
記各センサや検出回路からの信号に基づく、エン
ジン回転数Ne、吸気管圧力Pm、酸素濃度センサ
15の検出電流Is、エンジン1のアイドリング状
態を示すアイドルスイツチ信号Id、ヒータ電圧
Vh、ヒータ電流Ih等の各種パラメータを読み込
み、続くステツプ102に移行する。 When the process starts, first, in step 101, the engine rotation speed Ne, intake pipe pressure Pm, detection current Is of the oxygen concentration sensor 15, and idling state of the engine 1 are shown based on signals from the above-mentioned sensors and detection circuits. Idle switch signal Id, heater voltage
Various parameters such as Vh and heater current Ih are read, and the process proceeds to step 102.
ステツプ102においては、上記ステツプ101にて
読み込まれたヒータ電圧Vh及びヒータ電流Ihと
から、所定時間、例えば100[msec.]の間、ヒー
タ15bを通電した場合の電力量、つまりデユー
テイ比100%の電力量Aを算出する処理が実行さ
れステツプ103に移行する。以下、電力量の数値
については全て100[msec.]当たりの電力量で表
わす。 In step 102, from the heater voltage Vh and heater current Ih read in step 101, the amount of power when the heater 15b is energized for a predetermined period of time, for example, 100 [msec.], that is, the duty ratio is 100%. The process of calculating the electric power amount A is executed, and the process moves to step 103. In the following, all values of electric energy are expressed as electric energy per 100 [msec.].
ステツプ103においては、現在エンジン1が燃
料カツト運転中であるか否かを判定する。そして
燃料カツト運転中である場合にはステツプ104に
移行し、一方燃料カツト運転中ではない場合には
ステツプ105に移行する。ここでエンジン11が
燃料カツト運転中であるか否かの判定は、図示し
ない別ルーチンで処理される燃料噴射量制御での
燃料噴射量を見ることによつて実行してもよい
が、本実施例では上記ステツプ101にて読み込ま
れたアイドルスイツチ信号Idとエンジン回転数
Neとを基に、アイドルスイツチ信号Idが「ON」
で、かつエンジン回転数Neが所定回転数以上で
あるといつた燃料カツト条件が成立した場合に、
エンジン1が燃料カツト運転中であると判定する
ものとする。 In step 103, it is determined whether the engine 1 is currently in fuel cut operation. If the fuel cut operation is in progress, the process moves to step 104, whereas if the fuel cut operation is not in progress, the process moves to step 105. Here, the determination as to whether or not the engine 11 is in fuel cut operation may be performed by checking the fuel injection amount in fuel injection amount control that is processed in a separate routine (not shown); In the example, the idle switch signal Id and engine speed read in step 101 above
Based on Ne, the idle switch signal Id is "ON"
, and the fuel cut condition that the engine rotation speed Ne is equal to or higher than the predetermined rotation speed is satisfied,
It is assumed that it is determined that the engine 1 is in fuel cut operation.
次にエンジン1が燃料カツト運転中でない場合
に実行されるステツプ105においては、燃料カツ
ト運転時のヒータ15bの目標電力量Bを所定
値、例えば35[w・100msec.]に設定し、続くス
テツプ106に移行する。 Next, in step 105, which is executed when the engine 1 is not in fuel cut operation, the target power amount B of the heater 15b during fuel cut operation is set to a predetermined value, for example, 35 [w・100 msec.], and the following step is performed. Move to 106.
ステツプ106においては上記ステツプ101にて求
められたエンジン回転数Ne及び吸気管圧力Pmと
をパラメータとする、例えば第5図に示す如きマ
ツプMあるいは演算式からヒータ15bの目標電
力量Cを求め、続くステツプ107に移行す。ここ
でマツプMにおいては、第5図から明らかな如
く、エンジン回転数Neと吸気管圧力Pmとをパラ
メータとして予め目標電力量Cが設定されている
のであるが、これは吸気管圧Pmが大きい場合、
あるいはエンジン回転数Neが大きい場合には、
当然エンジン1への燃料噴射量が多くなり、排気
温度が上昇して排気によつて検出素子15aが加
熱されることから、ヒータ15bへの供給電力を
小さくし、一方エンジン回転数Neが小さい場合
あるいは吸気管圧力Pmが小さい場合には排気温
度が下がり検出素子を加熱できなくなることか
ら、ヒータ15bへの供給電力を大きくするよう
に設定されている。 In step 106, the target power amount C of the heater 15b is determined from a map M or an arithmetic expression as shown in FIG. 5, using the engine speed Ne and intake pipe pressure Pm determined in step 101 as parameters, and The process moves to the next step 107. Here, in the map M, as is clear from Fig. 5, the target power amount C is set in advance using the engine speed Ne and the intake pipe pressure Pm as parameters, but this is because the intake pipe pressure Pm is large. case,
Or if the engine speed Ne is large,
Naturally, the amount of fuel injected into the engine 1 increases, the exhaust temperature rises, and the detection element 15a is heated by the exhaust gas, so the power supplied to the heater 15b is reduced, and on the other hand, when the engine speed Ne is small Alternatively, when the intake pipe pressure Pm is small, the exhaust gas temperature decreases and the detection element cannot be heated, so the power supplied to the heater 15b is set to be increased.
ステツプ106にて目標電力量Cが求められると、
次にステツプ107において、この目標電力量Cと、
上記ステツプ102にて求められたデユーテイ比100
%の電力量Aとをパラメータとして、次式
D=(C/A)×100
を用いてヒータ15bに目標電力量Cを供給する
ためのデユーテイ比Dが算出される。 When the target power amount C is determined in step 106,
Next, in step 107, this target power amount C,
Duty ratio 100 found in step 102 above
% electric energy A as a parameter, the duty ratio D for supplying the target electric energy C to the heater 15b is calculated using the following formula D=(C/A)×100.
そしてステツプ108にて、上記求められたデユ
ーテイ比Dのパルス信号を通電制御回路38に送
出し、ヒータ15bへの供給電力を制御する処理
が実行される。 Then, in step 108, a pulse signal of the duty ratio D determined above is sent to the energization control circuit 38, and a process of controlling the power supplied to the heater 15b is executed.
ここで例えばデユーテイ比100%の電力量Aが
50[w・100msec.]、エンジン回転数Neと吸気管
圧力PmとからマツプMにより求められた目標電
力量が25[w・100msec.]であるとすると、デユ
ーテイ比Dは50[%]となり、通電制御回路38
に送出されるパルス信号は、第6図の実線で示す
如きものとなる。 Here, for example, the amount of electricity A at a duty ratio of 100% is
50 [w・100msec.], and the target power amount determined by the map M from the engine speed Ne and intake pipe pressure Pm is 25 [w・100msec.], then the duty ratio D is 50[%]. , energization control circuit 38
The pulse signal sent out is as shown by the solid line in FIG.
次に上記ステツプ103にてエンジン1が燃料カ
ツト運転中であると判断された場合に実行される
ステツプ104においては、上記ステツプ101にて読
み込まれた酸素濃度センサ15の検出電流Isが25
[mA]以上であるか否かの判定が実行される。
そしてIs≧25[mA]の場合には続くステツプ109
に移行して、燃料カツト運転中の目標電力量Bが
1[w・100msec.]下げられ、Is<25[mA]の
場合には続くステツプ110にて目標電力量Bが1
[w・100msec.]上げられる。 Next, in step 104, which is executed when it is determined in step 103 that the engine 1 is in fuel cut operation, the detected current Is of the oxygen concentration sensor 15 read in step 101 is 25
A determination is made as to whether or not it is equal to or greater than [mA].
And if Is≧25 [mA], the following step 109
Then, the target electric energy B during the fuel cut operation is lowered by 1 [w・100 msec.], and if Is<25 [mA], the target electric energy B is lowered by 1 in the subsequent step 110.
[w・100msec.] Can be raised.
ステツプ109にて目標電力量Bが1[w・100m
sec.]下げられると、続くステツプ111にて目標
電力量Bが25[w・100msec.]以上であるか否か
を判定し、B≧25[w・100msec.]の場合にはそ
のままステツプ112に移行し、一方B<25[w・
100msec.]の場合にはステツプ113にて目標電力
量Bを25[w・100msec.]に設定しステツプ112
に移行する。 At step 109, the target power amount B is 1 [w・100m
sec.], in the subsequent step 111 it is determined whether the target power amount B is 25 [w・100msec.] or more, and if B≧25 [w・100msec.], the process continues to step 112. , while B < 25 [w・
100msec.], set the target power amount B to 25 [w・100msec.] in step 113, and then step 112.
to move to.
またステツプ110にて目標電力量Bが1[w・
100msec.]上げられるとステツプ114が実行さ
れ、目標電力量Bが45[w・100msec.]より大き
いか否かの判定が実行される。そしてB>45
[w・100msec.]の場合にはステツプ115に移行
して目標電力量Bが45[w・100msec.]に設定し
てステツプ112に移行し、一方B≦45[w・100m
sec.]の場合にはそのままステツプ112に移行す
る。 Further, in step 110, the target power amount B is set to 1 [w・
100 msec.], step 114 is executed, and it is determined whether the target power amount B is larger than 45 [w·100 msec.]. and B > 45
[w・100msec.], the process moves to step 115, where the target electric energy B is set to 45 [w・100msec.], and the process moves to step 112;
sec.], the process directly proceeds to step 112.
そしてステツプ112においては前記ステツプ107
と同様に、上記ステツプ109、ステツプ111、ステ
ツプ103の一連の処理、あるいはステツプ110、ス
テツプ114、ステツプ115の一連の処理にて設定さ
れた目標電力量Bと、上記ステツプ102にて求め
られたデユーテイ比100%の電力量Aとをパラメ
ータとする次式
D=(B/A)×100
よりヒータ15bに目標電力量Bを供給するため
のデユーテイ比Dが算出され、ステツプ108に移
行する。 Then, in step 112, the step 107 is
Similarly, the target power amount B set in the series of steps 109, 111, and 103, or the series of steps 110, 114, and 115, and the target power amount B determined in step 102 above. The duty ratio D for supplying the target power amount B to the heater 15b is calculated from the following equation D=(B/A)×100 using the power amount A at a duty ratio of 100% as a parameter, and the process moves to step 108.
ここで上記ステツプ104の処理は、エンジン1
の燃料カツト運転中に酸素濃度センサ15の検出
電流が設定値(この場合25[mA])以下になつた
か否かを判定することによつて、燃料カツト運転
中の排気温度低下に伴う酸素濃度センサ15の検
出素子15aの素子温度の低下、つまり検出能力
の低下を検出しているのである。またこの判定に
用いられる設定値としては、燃料カツト運転中に
は吸入空気がそのまま排出されることから、酸素
濃度センサ15が空気中の酸素濃度20%を検出し
た場合に流れる電流値を用いればよい。更に酸素
濃度センサにおいては、同じ種類の酸素濃度セン
サであつても検出素子のばらつきによつて、検出
電流が例えば第7図に示す如く、30[mA]ない
し35[mA]の範囲でばらつくといつたことも考
えられるが、この場合にはその最小の検出電流
値、あるいはそれよりも小さい値に設定しておけ
ば、例えば酸素濃度20%で検出電流が30[mA]
のセンサに35[mA]の検出電流が流れるように
ヒータを加熱するといつた無理な制御を実行する
ことなく、検出素子をある程度まで活性化してお
くことができる。 Here, the processing in step 104 is performed by the engine 1.
By determining whether the detected current of the oxygen concentration sensor 15 has become less than the set value (25 [mA] in this case) during the fuel cut operation, the oxygen concentration can be determined as the exhaust temperature decreases during the fuel cut operation. This detects a decrease in the element temperature of the detection element 15a of the sensor 15, that is, a decrease in the detection ability. In addition, as the setting value used for this determination, since the intake air is exhausted as is during fuel cut operation, the current value that flows when the oxygen concentration sensor 15 detects an oxygen concentration of 20% in the air can be used. good. Furthermore, even if the oxygen concentration sensor is of the same type, the detection current may vary within the range of 30 [mA] to 35 [mA] as shown in Figure 7 due to variations in the detection element. In this case, if you set it to the minimum detected current value or a smaller value, for example, the detected current will be 30 [mA] at an oxygen concentration of 20%.
The detection element can be activated to a certain extent without performing unreasonable control such as heating a heater so that a detection current of 35 [mA] flows through the sensor.
また検出電流が設定値以上の場合にはステツプ
109、ステツプ111、ステツプ113の処理が実行さ
れるが、この一連の処理は、ヒータ15bへの供
給電力が少なく、かつ検出電流が設定値以上とな
るように制御しているのであつて、消費電力の抑
制及び異常加熱によるヒータの断線や検出素子の
破壊を防止しているのである。 Also, if the detected current is higher than the set value, the step will start.
109, step 111, and step 113 are executed, but this series of processing is controlled so that the power supplied to the heater 15b is small and the detected current is above the set value, and the consumption is This suppresses power consumption and prevents disconnection of the heater and destruction of the detection element due to abnormal heating.
更に検出電流が設定値以下の場合に実行される
ステツプ110、ステツプ114、ステツプ115の一連
の処理は、ヒータへの供給電力を増加して検出電
流を設定値以上となるよう制御すると共に、目標
電力量Bが45[w・100msec.]以上となるような
場合には45[w・100msec.]に押え、消費電力の
抑制及び異常加熱によるヒータの断線や検出素子
の破壊を防止しているのである。 Furthermore, the series of processes of step 110, step 114, and step 115, which are executed when the detected current is below the set value, increases the power supplied to the heater to control the detected current to be above the set value, and also When the power amount B is 45 [w・100msec.] or more, it is kept at 45 [w・100msec.] to suppress power consumption and prevent heater disconnection and detection element destruction due to abnormal heating. It is.
以上詳述したように本実施例の酸素濃度センサ
用ヒータの制御装置によれば、エンジン1が燃料
カツト運転中でない場合にはエンジン回転数Ne
と吸気管圧力Pmとに基づきヒータ15bに供給
する電力量を求め、ヒータ15bの通電制御を実
行することから、検出素子15aの温度を一定に
保つことができる。またエンジン1が燃料カツト
運転に入つた場合であつても、酸素濃度センサ1
5の検出電流Isに応じて消費電力の少ない範囲内
で良好な検出電流Isが得られるよう制御すること
から、検出素子を常時活性化しておくことができ
る。従つてエンジン1が燃料カツト運転から復帰
してフイードバツク制御に入る時点でも酸素濃度
センサ15の検出結果は信頼性の高い値となり、
フイードバツク制御が良好に実行できるようにな
る。 As described in detail above, according to the oxygen concentration sensor heater control device of this embodiment, when the engine 1 is not in fuel cut operation, the engine rotational speed Ne
Since the amount of electric power to be supplied to the heater 15b is determined based on the intake pipe pressure Pm and the intake pipe pressure Pm, and the energization control of the heater 15b is executed, the temperature of the detection element 15a can be kept constant. Furthermore, even if the engine 1 enters fuel cut operation, the oxygen concentration sensor 1
Since the detection current Is is controlled to obtain a good detection current Is within a range of low power consumption according to the detection current Is of No. 5, the detection element can be kept activated at all times. Therefore, even when the engine 1 returns from fuel cut operation and enters feedback control, the detection result of the oxygen concentration sensor 15 remains a highly reliable value.
Feedback control can be performed well.
尚、本実施例において、前述の運転状態検知手
段に相当するものとしては、上記ステツプ103
にて燃料カツト運転を判断する際に用いられるエ
ンジン回転数Ne及びアイドルスイツチ信号Idを
夫々検出する回転数センサ20及びスロツトルポ
ジシヨンセンサ15が挙げられ、出力信号検知手
段に相当するものとしては制御回路25におけ
る抵抗32及び増幅回路33が挙げられる。また
制御手段に相当するものとしては、上記第4図
に示した制御プログラムのうち、燃料カツト運転
中に処理されるステツプ104及びステツプ109ない
しステツプ115の処理及び通電制御回路38が挙
げられる。 In this embodiment, the above-mentioned step 103 corresponds to the above-mentioned driving state detection means.
The engine speed sensor 20 and the throttle position sensor 15, which respectively detect the engine speed Ne and the idle switch signal Id, which are used when determining fuel cut operation in Examples include the resistor 32 and the amplifier circuit 33 in the control circuit 25. Examples of the control means include the processing of step 104 and steps 109 to 115 which are processed during the fuel cut operation in the control program shown in FIG. 4, and the energization control circuit 38.
ここで上記実施例においては、上記制御プログ
ラム実行の際に用いる目標電力量Bや検出電流Is
等の電流を数値で表わしているが、本発明はこれ
らの数値に何ら限定されることはない。 Here, in the above embodiment, the target power amount B and the detected current Is used when executing the control program are
Although the currents are expressed as numerical values, the present invention is not limited to these numerical values in any way.
また上記実施例においては、ヒータ15bの通
電制御としてデユーテイ比による電力制御を行な
つているが、これ以外にも例えばヒータ用電源の
印加電圧を制御するようにしてもよい。 Further, in the embodiment described above, power is controlled by the duty ratio as the energization control of the heater 15b, but in addition to this, for example, the voltage applied to the heater power source may be controlled.
更に上記実施例においては、エンジン1が燃料
カツト運転中でない場合に、ステツプ106にてエ
ンジン回転数Neと吸気管圧力Pmとをパラメータ
とするマツプよりヒータ15bの目標電力量Cを
求めるようにしているが、これらエンジン回転数
Neや吸気管圧力Pmの他にも吸入空気温度、吸入
空気量等をパラメータとして求めるようにしても
よい。 Furthermore, in the above embodiment, when the engine 1 is not in fuel cut operation, the target power amount C of the heater 15b is determined in step 106 from a map using the engine speed Ne and the intake pipe pressure Pm as parameters. However, these engine speeds
In addition to Ne and intake pipe pressure Pm, intake air temperature, intake air amount, etc. may be determined as parameters.
[発明の効果]
以上詳述したように、本発明の酸素濃度センサ
用ヒータの制御装置においては、内燃機関の燃料
カツト運転中に酸素濃度センサの出力信号に応じ
てヒータへの供給電力を制御するよう構成されて
いる。従つて内燃機関が燃料カツト運転に入り燃
料の燃焼がなく、酸素濃度センサが冷却されるよ
うな場合であつても、酸素濃度センサの検出結果
が低下しないように素子温度を保つことができ、
燃料カツト運転復帰時のフイードバツク制御が良
好に実行できるようになる。また燃料カツト運転
中のヒータへの供給電力は単に増加するのではな
く、酸素濃度センサの出力信号に応じて制御され
ることから、無駄な電力消費を抑えることがで
き、ヒータの異常加熱によるヒータの断線や検出
素子の破壊も生じることはない。[Effects of the Invention] As described in detail above, in the oxygen concentration sensor heater control device of the present invention, the power supplied to the heater is controlled according to the output signal of the oxygen concentration sensor during fuel cut operation of the internal combustion engine. is configured to do so. Therefore, even when the internal combustion engine enters fuel cut operation and there is no combustion of fuel and the oxygen concentration sensor is cooled, the element temperature can be maintained so that the detection result of the oxygen concentration sensor does not drop.
Feedback control when returning to fuel cut operation can be performed satisfactorily. In addition, the power supplied to the heater during fuel cut operation is not simply increased, but is controlled according to the output signal of the oxygen concentration sensor, which makes it possible to suppress wasteful power consumption. There will be no wire breakage or damage to the detection element.
第1図は本発明の構成を示すブロツク図、第2
図は本発明の実施例の酸素濃度センサ用ヒータの
制御装置が搭載されたエンジン及びその周辺装置
を表わす概略系統図、第3図は制御回路25の構
成を示すブロツク図、第4図は制御回路25にて
実行される酸素濃度センサのヒータ制御処理を表
わすフローチヤート、第5図はマツプMを示すグ
ラフ、第6図は通電制御回路38に出力される制
御信号を表わすタイムチヤート、第7図は酸素濃
度センサのばらつきによる検出電流のばらつきを
説明するグラフである。
1……エンジン、6……排気マニホールド、1
4……スロツトルポジシヨンセンサ、15……酸
素濃度センサ、20……回転数センサ、25……
制御回路、37……マイクロコンピユータ、38
……通電制御回路。
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
The figure is a schematic system diagram showing the engine and its peripheral equipment equipped with the oxygen concentration sensor heater control device according to the embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control circuit 25, and FIG. 4 is the control circuit. FIG. 5 is a flow chart showing the heater control process of the oxygen concentration sensor executed in the circuit 25. FIG. 5 is a graph showing the map M. FIG. 6 is a time chart showing the control signal output to the energization control circuit 38. The figure is a graph illustrating variations in detected current due to variations in oxygen concentration sensors. 1...Engine, 6...Exhaust manifold, 1
4... Throttle position sensor, 15... Oxygen concentration sensor, 20... Rotation speed sensor, 25...
Control circuit, 37...Microcomputer, 38
...Electrification control circuit.
Claims (1)
度を検出する酸素濃度センサに備えられたヒータ
を制御する制御装置であつて、 該酸素濃度センサの出力信号を検知する出力信
号検知手段と、 当該内燃機関の燃料カツト運転を検知する運転
状態検知手段と、 該運転状態検知手段にて当該内燃機関の燃料カ
ツト運転が検知されている間、上記出力信号検知
手段にて検知された当該酸素濃度センサの出力信
号に応じて上記ヒータへの供給電力を制御する制
御手段と、 を備えたことを特徴とする酸素濃度センサ用ヒー
タの制御装置。[Scope of Claims] 1. A control device for controlling a heater included in an oxygen concentration sensor installed in an exhaust system of an internal combustion engine to detect oxygen concentration in exhaust gas, the control device detecting an output signal of the oxygen concentration sensor. an output signal detection means; an operation state detection means for detecting a fuel cut operation of the internal combustion engine; and an operation state detection means for detecting a fuel cut operation of the internal combustion engine; A control device for a heater for an oxygen concentration sensor, comprising: a control means for controlling power supplied to the heater according to a detected output signal of the oxygen concentration sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59073779A JPS60216254A (en) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Controlling apparatus of heater for oxygen concentration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59073779A JPS60216254A (en) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Controlling apparatus of heater for oxygen concentration sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216254A JPS60216254A (en) | 1985-10-29 |
| JPH0473099B2 true JPH0473099B2 (en) | 1992-11-19 |
Family
ID=13528027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59073779A Granted JPS60216254A (en) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Controlling apparatus of heater for oxygen concentration sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216254A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3275676B2 (en) | 1995-12-14 | 2002-04-15 | トヨタ自動車株式会社 | Air-fuel ratio sensor heater control device |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP59073779A patent/JPS60216254A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60216254A (en) | 1985-10-29 |
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