JPH10111269A - 酸素濃度検出装置 - Google Patents
酸素濃度検出装置Info
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- F02D41/1494—Control of sensor heater
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イグニッションスイッチがオンのまま内燃機
関が始動されずに放置された場合でもバッテリの電力が
ヒータに消費され続けてしまうことを防止できる酸素濃
度検出装置を提供する。 【解決手段】 酸素濃度検出装置１はＬＡＦセンサ３、
装置本体２５などを有する。ＬＡＦセンサ３は、カップ
状の固体電解質素子等からなり、その内側にヒータ４を
内蔵する。装置本体２５には、バイアス制御部１３、電
流検出部１７、アンプ２９、Ａ／Ｄ変換部３０、制御部
３１および加熱制御部３２が設けられている。イグニッ
ションスイッチ２７のオン後にＬＡＦセンサ３を加熱す
るヒータ４への通電を許可したが、所定時間が経過して
もエンジン２が始動しなかった場合、ヒータ４への通電
を禁止する。また、所定時間内にエンジン２が始動して
も、エンジン冷却水温ＴＷが低温度でありかつバッテリ
電圧ＶＢが低電圧である場合、ヒータ４への通電を禁止
する。
関が始動されずに放置された場合でもバッテリの電力が
ヒータに消費され続けてしまうことを防止できる酸素濃
度検出装置を提供する。 【解決手段】 酸素濃度検出装置１はＬＡＦセンサ３、
装置本体２５などを有する。ＬＡＦセンサ３は、カップ
状の固体電解質素子等からなり、その内側にヒータ４を
内蔵する。装置本体２５には、バイアス制御部１３、電
流検出部１７、アンプ２９、Ａ／Ｄ変換部３０、制御部
３１および加熱制御部３２が設けられている。イグニッ
ションスイッチ２７のオン後にＬＡＦセンサ３を加熱す
るヒータ４への通電を許可したが、所定時間が経過して
もエンジン２が始動しなかった場合、ヒータ４への通電
を禁止する。また、所定時間内にエンジン２が始動して
も、エンジン冷却水温ＴＷが低温度でありかつバッテリ
電圧ＶＢが低電圧である場合、ヒータ４への通電を禁止
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気系
に取り付けられた酸素濃度センサにより排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素濃度検出装置に関する。
に取り付けられた酸素濃度センサにより排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素濃度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開昭６０−２３５０４７号公報
には、イグニッションスイッチのオン後、あるいはスタ
ータスイッチがオンからオフに切り替わった後、ヒータ
の電力を最大にして酸素センサを加熱することにより酸
素センサを早期に活性化させ、空燃比フィードバック制
御を早期に開始することにより排気ガス特性を改善する
酸素センサの温度制御装置が示されている。
には、イグニッションスイッチのオン後、あるいはスタ
ータスイッチがオンからオフに切り替わった後、ヒータ
の電力を最大にして酸素センサを加熱することにより酸
素センサを早期に活性化させ、空燃比フィードバック制
御を早期に開始することにより排気ガス特性を改善する
酸素センサの温度制御装置が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではイグニッションスイッチのオン後、最大電力で
ヒータに通電する際、イグニッションスイッチがオンの
まま内燃機関が始動されずに放置された場合、オルタネ
ータの発電が無い状態でバッテリの電力がヒータに消費
され続けてバッテリの電圧が低下してしまうおそれがあ
った。
来例ではイグニッションスイッチのオン後、最大電力で
ヒータに通電する際、イグニッションスイッチがオンの
まま内燃機関が始動されずに放置された場合、オルタネ
ータの発電が無い状態でバッテリの電力がヒータに消費
され続けてバッテリの電圧が低下してしまうおそれがあ
った。
【０００４】また、低温始動時にバッテリ電圧が低い場
合、最大電力でヒータに通電すると内燃機関の始動が困
難になるおそれがあった。
合、最大電力でヒータに通電すると内燃機関の始動が困
難になるおそれがあった。
【０００５】そこで、本発明は、イグニッションスイッ
チがオンのまま内燃機関が始動されずに放置された場合
でもバッテリの電力がヒータに消費され続けてしまうこ
とを防止できる酸素濃度検出装置を提供することを目的
とする。
チがオンのまま内燃機関が始動されずに放置された場合
でもバッテリの電力がヒータに消費され続けてしまうこ
とを防止できる酸素濃度検出装置を提供することを目的
とする。
【０００６】また、本発明は、低温始動時にバッテリ電
圧が低い場合、内燃機関の始動に支障を与えてしまうお
それを回避できる酸素濃度検出装置を提供することを他
の目的とする。
圧が低い場合、内燃機関の始動に支障を与えてしまうお
それを回避できる酸素濃度検出装置を提供することを他
の目的とする。
【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、本発明の請求項１に係る酸素濃度検出装置は、内燃
機関の排気系に取り付けられ、排気ガス中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサと、該酸素濃度センサを加熱す
る加熱手段と、イグニッションスイッチがオンされたと
き、該加熱手段への通電を開始する通電開始手段とを備
えた酸素濃度検出装置において、前記イグニッションス
イッチがオンしてから所定時間経過後に前記加熱手段へ
の通電を停止する停止手段を備えたことを特徴とする。
に、本発明の請求項１に係る酸素濃度検出装置は、内燃
機関の排気系に取り付けられ、排気ガス中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサと、該酸素濃度センサを加熱す
る加熱手段と、イグニッションスイッチがオンされたと
き、該加熱手段への通電を開始する通電開始手段とを備
えた酸素濃度検出装置において、前記イグニッションス
イッチがオンしてから所定時間経過後に前記加熱手段へ
の通電を停止する停止手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る酸素濃度検出装置では、請
求項１に係る酸素濃度検出装置において前記停止手段
は、前記所定時間が経過する前に前記内燃機関が始動さ
れない場合、前記加熱手段への通電を停止することを特
徴とする。
求項１に係る酸素濃度検出装置において前記停止手段
は、前記所定時間が経過する前に前記内燃機関が始動さ
れない場合、前記加熱手段への通電を停止することを特
徴とする。
【０００９】請求項３に係る酸素濃度検出装置は、内燃
機関の排気系に取り付けられ、排気ガス中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサと、該酸素濃度センサを加熱す
る加熱手段と、イグニッションスイッチがオンされたと
き、該加熱手段への通電を開始する通電開始手段と、前
記内燃機関の温度を検出する温度検出手段とを備えた酸
素濃度検出装置において、前記温度検出手段により検出
される前記内燃機関の温度が所定温度以下であるか否か
を判別する判別手段と、前記内燃機関の温度が所定温度
以下である場合、前記加熱手段への通電を禁止する禁止
手段とを備えたことを特徴とする。
機関の排気系に取り付けられ、排気ガス中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサと、該酸素濃度センサを加熱す
る加熱手段と、イグニッションスイッチがオンされたと
き、該加熱手段への通電を開始する通電開始手段と、前
記内燃機関の温度を検出する温度検出手段とを備えた酸
素濃度検出装置において、前記温度検出手段により検出
される前記内燃機関の温度が所定温度以下であるか否か
を判別する判別手段と、前記内燃機関の温度が所定温度
以下である場合、前記加熱手段への通電を禁止する禁止
手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】請求項４に係る酸素濃度検出装置は、請求
項３に係る酸素濃度検出装置において前記加熱手段への
通電が行われるバッテリの電圧を検出する電圧検出手段
を備え、前記禁止手段は、前記内燃機関の温度が所定温
度以下でありかつ前記検出されるバッテリの電圧が所定
電圧以下である場合、前記加熱手段への通電を禁止する
ことを特徴とする。
項３に係る酸素濃度検出装置において前記加熱手段への
通電が行われるバッテリの電圧を検出する電圧検出手段
を備え、前記禁止手段は、前記内燃機関の温度が所定温
度以下でありかつ前記検出されるバッテリの電圧が所定
電圧以下である場合、前記加熱手段への通電を禁止する
ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の酸素濃度検出装置の実施
の形態について説明する。図１は本発明の実施の一形態
に係る酸素濃度検出装置およびこの装置が適用された内
燃機関（以下「エンジン」という）の制御装置の全体構
成を示すブロック図である。
の形態について説明する。図１は本発明の実施の一形態
に係る酸素濃度検出装置およびこの装置が適用された内
燃機関（以下「エンジン」という）の制御装置の全体構
成を示すブロック図である。
【００１２】同図中、２は例えば４気筒のエンジンで、
その吸気管７の途中には燃料噴射弁６及び吸気管内絶対
圧（ＰＢＡ）センサ２４が設けられている。燃料噴射弁
６は噴射ポンプ（図示せず）に接続されると共にエンジ
ン制御用電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５に電気
的に接続されており、ＥＣＵ５からの制御信号によりそ
の燃料噴射時期及び燃料噴射時間（開弁時間）が制御さ
れる。
その吸気管７の途中には燃料噴射弁６及び吸気管内絶対
圧（ＰＢＡ）センサ２４が設けられている。燃料噴射弁
６は噴射ポンプ（図示せず）に接続されると共にエンジ
ン制御用電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５に電気
的に接続されており、ＥＣＵ５からの制御信号によりそ
の燃料噴射時期及び燃料噴射時間（開弁時間）が制御さ
れる。
【００１３】また、吸気管内絶対圧センサ２４は吸気管
内絶対圧ＰＢＡに対応する電気信号を出力し、この電気
信号はＥＣＵ５に供給される。吸気管内絶対圧センサ２
４より下流には吸気温（ＴＡ）センサ３３が取り付けら
れており、吸気温センサ３３は吸気温ＴＡに対応する電
気信号を出力し、この電気信号はＥＣＵ５に供給され
る。
内絶対圧ＰＢＡに対応する電気信号を出力し、この電気
信号はＥＣＵ５に供給される。吸気管内絶対圧センサ２
４より下流には吸気温（ＴＡ）センサ３３が取り付けら
れており、吸気温センサ３３は吸気温ＴＡに対応する電
気信号を出力し、この電気信号はＥＣＵ５に供給され
る。
【００１４】エンジン２の各気筒の点火プラグ（ＳＰ）
３４はＥＣＵ５に電気的に接続されており、ＥＣＵ５か
らの制御信号により点火時期が制御される。
３４はＥＣＵ５に電気的に接続されており、ＥＣＵ５か
らの制御信号により点火時期が制御される。
【００１５】エンジン２の本体に装着されたエンジン冷
却水温（ＴＷ）センサ２６はサーミスタなどからなり、
エンジン冷却水温（ＴＷ）に対応する電気信号を出力
し、この電気信号はＥＣＵ５に供給される。
却水温（ＴＷ）センサ２６はサーミスタなどからなり、
エンジン冷却水温（ＴＷ）に対応する電気信号を出力
し、この電気信号はＥＣＵ５に供給される。
【００１６】また、ＥＣＵ５にはイグニッションスイッ
チ２７およびスタータスイッチ２８が接続されており、
それぞれのスイッチをオンにすることにより点火装置お
よびスタータモータが始動される。さらに、ＥＣＵ５に
はバッテリ３５の電源ライン３５ａが接続されており、
ＥＣＵ５は電源ライン３５ａを通じてバッテリ電圧ＶＢ
を検出する。
チ２７およびスタータスイッチ２８が接続されており、
それぞれのスイッチをオンにすることにより点火装置お
よびスタータモータが始動される。さらに、ＥＣＵ５に
はバッテリ３５の電源ライン３５ａが接続されており、
ＥＣＵ５は電源ライン３５ａを通じてバッテリ電圧ＶＢ
を検出する。
【００１７】エンジン２の図示しないカム軸周囲または
クランク軸周囲にはクランク角（ＣＫ）センサ２３が取
り付けられており、クランク角（ＣＫ）センサ２３はエ
ンジン回転数（ＮＥ）センサ、気筒判別（ＣＹＬ）セン
サおよびクランク角度位置（ＣＲＫ）センサから構成さ
れる。エンジン回転数（ＮＥ）センサはエンジン２のク
ランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置で
信号パルス（ＴＤＣ信号パルス）を出力し、気筒判別セ
ンサは特定の気筒の所定クランク角度位置で信号パルス
（ＣＹＬ信号パルス）を出力し、クランク角度位置（Ｃ
ＲＫ）センサはＴＤＣ信号パルスより短い一定クランク
角周期（例えば３０°周期）で１パルス（ＣＲＫ信号パ
ルス）を出力する。これらの各信号パルスはＥＣＵ５に
供給され、燃料噴射量（燃料噴射時間）、燃料噴射時
期、点火時期等の各種タイミング制御やエンジン回転数
ＮＥの検出に使用される。
クランク軸周囲にはクランク角（ＣＫ）センサ２３が取
り付けられており、クランク角（ＣＫ）センサ２３はエ
ンジン回転数（ＮＥ）センサ、気筒判別（ＣＹＬ）セン
サおよびクランク角度位置（ＣＲＫ）センサから構成さ
れる。エンジン回転数（ＮＥ）センサはエンジン２のク
ランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置で
信号パルス（ＴＤＣ信号パルス）を出力し、気筒判別セ
ンサは特定の気筒の所定クランク角度位置で信号パルス
（ＣＹＬ信号パルス）を出力し、クランク角度位置（Ｃ
ＲＫ）センサはＴＤＣ信号パルスより短い一定クランク
角周期（例えば３０°周期）で１パルス（ＣＲＫ信号パ
ルス）を出力する。これらの各信号パルスはＥＣＵ５に
供給され、燃料噴射量（燃料噴射時間）、燃料噴射時
期、点火時期等の各種タイミング制御やエンジン回転数
ＮＥの検出に使用される。
【００１８】エンジン２の排気管８の下流には三元触媒
（図示せず）が配置されており、排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘなどの成分を浄化する。
（図示せず）が配置されており、排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘなどの成分を浄化する。
【００１９】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路、中央処理回路（ＣＰＵ）、このＣＰＵで実行さ
れる各種演算プログラムや演算結果のフラグ等を記憶す
るＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、燃料噴射弁６等に駆動
信号を出力するための出力回路などから構成される。
を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路、中央処理回路（ＣＰＵ）、このＣＰＵで実行さ
れる各種演算プログラムや演算結果のフラグ等を記憶す
るＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、燃料噴射弁６等に駆動
信号を出力するための出力回路などから構成される。
【００２０】ＣＰＵは各種エンジンパラメータ信号に基
づき空燃比フィードバック制御を実行し、エンジン運転
状態に応じて数式１で示す燃料噴射弁６の燃料噴射時間
Ｔｏｕｔを算出する。
づき空燃比フィードバック制御を実行し、エンジン運転
状態に応じて数式１で示す燃料噴射弁６の燃料噴射時間
Ｔｏｕｔを算出する。
【００２１】
【数１】Ｔｏｕｔ＝Ｔｏ×Ｋ１＋Ｋ２ ここで、Ｔｏは基本燃料量であり、具体的にはエンジン
回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて決定さ
れる基本燃料噴射時間である。Ｋ１、Ｋ２は各種エンジ
ンパラメータに応じて演算される補正係数また補正変数
であり、エンジン２の運転状態に応じた燃費特性、加速
特性などの諸特性の最適化か図られるように決定され
る。
回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて決定さ
れる基本燃料噴射時間である。Ｋ１、Ｋ２は各種エンジ
ンパラメータに応じて演算される補正係数また補正変数
であり、エンジン２の運転状態に応じた燃費特性、加速
特性などの諸特性の最適化か図られるように決定され
る。
【００２２】一方、同図中、１は酸素濃度検出装置であ
り、ＬＡＦセンサ３、装置本体２５などを有する。ＬＡ
Ｆセンサ３はエンジン２の排気管８の途中に取り付けら
れており、その信号線はコネクタ（図示せず）により装
置本体２５に着脱自在に接続されている。ＬＡＦセンサ
３は、カップ状の固体電解質素子等からなり、その内側
にヒータ４を内蔵する。ヒータ４はＬＡＦセンサ３を活
性状態にするために適した十分な発熱容量を有する。ま
た、ＬＡＦセンサ３の周囲にはカバー９が設けられてお
り、カバー９に形成された小孔１０を通じて排気ガスを
流入させることによりＬＡＦセンサ３が排気ガスに直接
触れることなく保護されると共に、保温性を高めること
ができる。
り、ＬＡＦセンサ３、装置本体２５などを有する。ＬＡ
Ｆセンサ３はエンジン２の排気管８の途中に取り付けら
れており、その信号線はコネクタ（図示せず）により装
置本体２５に着脱自在に接続されている。ＬＡＦセンサ
３は、カップ状の固体電解質素子等からなり、その内側
にヒータ４を内蔵する。ヒータ４はＬＡＦセンサ３を活
性状態にするために適した十分な発熱容量を有する。ま
た、ＬＡＦセンサ３の周囲にはカバー９が設けられてお
り、カバー９に形成された小孔１０を通じて排気ガスを
流入させることによりＬＡＦセンサ３が排気ガスに直接
触れることなく保護されると共に、保温性を高めること
ができる。
【００２３】一方、装置本体２５には、バイアス制御部
１３、電流検出部１７、アンプ２９、Ａ／Ｄ変換部３
０、制御部３１および加熱制御部３２が設けられてい
る。ＬＡＦセンサ３に接続された一方のリード線１１は
バイアス制御部１３に接続され、他方のリード線１１は
電流検出部１７に接続されている。また、加熱制御部３
２にはヒータ４に接続された２本のリード線１２および
バッテリ３５からの電源ライン３５ａが接続されてい
る。加熱制御部３２は後述する制御部３１の通電制御処
理にしたがってバッテリ３５の電力をヒータ４に供給す
る。
１３、電流検出部１７、アンプ２９、Ａ／Ｄ変換部３
０、制御部３１および加熱制御部３２が設けられてい
る。ＬＡＦセンサ３に接続された一方のリード線１１は
バイアス制御部１３に接続され、他方のリード線１１は
電流検出部１７に接続されている。また、加熱制御部３
２にはヒータ４に接続された２本のリード線１２および
バッテリ３５からの電源ライン３５ａが接続されてい
る。加熱制御部３２は後述する制御部３１の通電制御処
理にしたがってバッテリ３５の電力をヒータ４に供給す
る。
【００２４】また、制御部３１はＥＣＵ５に接続されて
おり、後述するＥＣＵ５の始動時温度制御処理にしたが
ってセットあるいはリセットされるフラグを参照した
り、ＬＡＦセンサ３により検出された酸素濃度（空燃比
Ａ／Ｆ）をＥＣＵ５からの読み出し要求にしたがって出
力する。
おり、後述するＥＣＵ５の始動時温度制御処理にしたが
ってセットあるいはリセットされるフラグを参照した
り、ＬＡＦセンサ３により検出された酸素濃度（空燃比
Ａ／Ｆ）をＥＣＵ５からの読み出し要求にしたがって出
力する。
【００２５】バイアス制御部１３は正バイアス源１４、
負バイアス源１５および切り替え部１６を有する。切り
替え部１６は制御部３１からの信号にしたがってＬＡＦ
センサ３に印加するバイアス電圧の極性を切り替える。
負バイアス源１５および切り替え部１６を有する。切り
替え部１６は制御部３１からの信号にしたがってＬＡＦ
センサ３に印加するバイアス電圧の極性を切り替える。
【００２６】電流検出部１７はＬＡＦセンサ３からの検
出電流をアンプ２９に出力し、アンプ２９で信号増幅お
よび波形整形された検出信号はＡ／Ｄ変換部３０に出力
される。
出電流をアンプ２９に出力し、アンプ２９で信号増幅お
よび波形整形された検出信号はＡ／Ｄ変換部３０に出力
される。
【００２７】図２はＬＡＦセンサの出力特性を示す図で
ある。ＬＡＦセンサ３の活性状態では、ＬＡＦセンサ３
に正のバイアス電圧を印加したときの限界電流値（同図
ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は酸素分圧に比例するので、限界電流
値を読み取ることにより排気ガス中の酸素濃度、つまり
空燃比（Ａ／Ｆ）をリニアに検出できる。一方、ＬＡＦ
センサ３の活性状態を維持するためにはＬＡＦセンサ３
の温度を所定範囲内の高温（約６５０°Ｃ）に保たなけ
ればならない。エンジン２の排気ガス温だけではＬＡＦ
センサ３の温度を所定範囲内の高温に保つことができ
ず、バイアス電圧を印加し、検出された電流値に基づい
てＬＡＦセンサ３の内部抵抗（図中勾配ｅ）を測定し、
内部抵抗が常に一定値になるようにヒータ４でＬＡＦセ
ンサ３を加熱する必要がある。
ある。ＬＡＦセンサ３の活性状態では、ＬＡＦセンサ３
に正のバイアス電圧を印加したときの限界電流値（同図
ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は酸素分圧に比例するので、限界電流
値を読み取ることにより排気ガス中の酸素濃度、つまり
空燃比（Ａ／Ｆ）をリニアに検出できる。一方、ＬＡＦ
センサ３の活性状態を維持するためにはＬＡＦセンサ３
の温度を所定範囲内の高温（約６５０°Ｃ）に保たなけ
ればならない。エンジン２の排気ガス温だけではＬＡＦ
センサ３の温度を所定範囲内の高温に保つことができ
ず、バイアス電圧を印加し、検出された電流値に基づい
てＬＡＦセンサ３の内部抵抗（図中勾配ｅ）を測定し、
内部抵抗が常に一定値になるようにヒータ４でＬＡＦセ
ンサ３を加熱する必要がある。
【００２８】ＬＡＦセンサ３の活性状態を維持するため
にＬＡＦセンサ３にバイアス電圧を印加して電流値を検
出する処理は、酸素濃度を検出する処理と同様であるの
で、酸素濃度検出装置１はＬＡＦセンサ３の活性状態を
維持する処理と酸素濃度を検出する処理とを所定周期毎
に切り替えて実行する。
にＬＡＦセンサ３にバイアス電圧を印加して電流値を検
出する処理は、酸素濃度を検出する処理と同様であるの
で、酸素濃度検出装置１はＬＡＦセンサ３の活性状態を
維持する処理と酸素濃度を検出する処理とを所定周期毎
に切り替えて実行する。
【００２９】酸素濃度を検出する処理では、制御部３１
からの制御信号により切り替え部１６を正バイアス源１
４に接続してＬＡＦセンサ３に正のバイアス電圧Ｖ１を
印加する（図２参照）。ＬＡＦセンサ３から出力される
電流値Ｉ１が電流検出部１７で検出され、アンプ２９で
信号増幅および波形整形され、Ａ／Ｄ変換部３０でディ
ジタル値に変換されると、制御部３１は変換されたディ
ジタル値に基づいて排気ガス中の酸素濃度（空燃比）を
算出して制御部３１内のメモリに一時記憶する。メモリ
に一時記憶された酸素濃度値は必要に応じてＥＣＵ５か
ら読み出され、空燃比フィードバック制御に使用され
る。
からの制御信号により切り替え部１６を正バイアス源１
４に接続してＬＡＦセンサ３に正のバイアス電圧Ｖ１を
印加する（図２参照）。ＬＡＦセンサ３から出力される
電流値Ｉ１が電流検出部１７で検出され、アンプ２９で
信号増幅および波形整形され、Ａ／Ｄ変換部３０でディ
ジタル値に変換されると、制御部３１は変換されたディ
ジタル値に基づいて排気ガス中の酸素濃度（空燃比）を
算出して制御部３１内のメモリに一時記憶する。メモリ
に一時記憶された酸素濃度値は必要に応じてＥＣＵ５か
ら読み出され、空燃比フィードバック制御に使用され
る。
【００３０】ＬＡＦセンサ３の活性状態を維持する処理
では、制御部３１からの制御信号により切り替え部１６
を負バイアス源１５に接続してＬＡＦセンサ３に負のバ
イアス電圧Ｖ２を印加する（図２参照）。ＬＡＦセンサ
３から出力される電流値Ｉ２が電流検出部１７で検出さ
れ、アンプ２９で信号増幅および波形整形され、Ａ／Ｄ
変換部３０でディジタル値に変換されると、制御部３１
は変換されたディジタル値に基づいてＬＡＦセンサ３の
内部抵抗を測定し、測定された内部抵抗が常に一定値に
なるように加熱制御部３２に制御信号を出力する。加熱
制御部２１は、バッテリ３５に接続される電源ライン３
５ａとヒータ４に接続されるリード線１２との接続を制
御信号にしたがってオンオフすることによりＬＡＦセン
サ３を加熱する。
では、制御部３１からの制御信号により切り替え部１６
を負バイアス源１５に接続してＬＡＦセンサ３に負のバ
イアス電圧Ｖ２を印加する（図２参照）。ＬＡＦセンサ
３から出力される電流値Ｉ２が電流検出部１７で検出さ
れ、アンプ２９で信号増幅および波形整形され、Ａ／Ｄ
変換部３０でディジタル値に変換されると、制御部３１
は変換されたディジタル値に基づいてＬＡＦセンサ３の
内部抵抗を測定し、測定された内部抵抗が常に一定値に
なるように加熱制御部３２に制御信号を出力する。加熱
制御部２１は、バッテリ３５に接続される電源ライン３
５ａとヒータ４に接続されるリード線１２との接続を制
御信号にしたがってオンオフすることによりＬＡＦセン
サ３を加熱する。
【００３１】つぎに、ＥＣＵ５によって実行されるＬＡ
Ｆセンサの始動時温度制御処理について説明する。図３
はイグニッションスイッチ２７のオンに同期してＥＣＵ
５により開始されその後所定時間（１０ｍｓｅｃ）毎に
実行されるＬＡＦセンサの始動時温度制御処理手順を示
すフローチャートである。
Ｆセンサの始動時温度制御処理について説明する。図３
はイグニッションスイッチ２７のオンに同期してＥＣＵ
５により開始されその後所定時間（１０ｍｓｅｃ）毎に
実行されるＬＡＦセンサの始動時温度制御処理手順を示
すフローチャートである。
【００３２】ＥＣＵ５は、まず、エンジン２を始動して
いるか否かを判別する（ステップＳ１）。エンジン２の
始動はスタータスイッチ２８がオン状態であるか否かに
より判別してもよいし、あるいはクランク角センサ２３
により検出されるエンジン回転数ＮＥが所定回転数（６
０〜１００ｒｐｍ）であるか否かにより判別してもよ
い。
いるか否かを判別する（ステップＳ１）。エンジン２の
始動はスタータスイッチ２８がオン状態であるか否かに
より判別してもよいし、あるいはクランク角センサ２３
により検出されるエンジン回転数ＮＥが所定回転数（６
０〜１００ｒｐｍ）であるか否かにより判別してもよ
い。
【００３３】ステップＳ１でエンジン２が停止している
と判別された場合、ダウンタイマｔｍＬＡＦＨＴが値０
より大きいか否かを判別する（ステップＳ２）。本実施
の形態では、イグニッションスイッチ２７のオンに同期
してダウンタイマｔｍＬＡＦＨＴに初期値１０秒がセッ
トされ、計時が開始される。イグニッションスイッチ２
７がオンしてから１０秒経過しても、エンジン２が停止
している場合、ヒータ４への通電許可を示すフラグＦＬ
ＡＦＨＴＥを値０にリセットしてヒータ４への通電を禁
止し（ステップＳ３）、処理を終了する。尚、フラグＦ
ＬＡＦＨＴＥの値は後述する通電制御処理にしたがって
制御部３１により所定周期毎に参照される。
と判別された場合、ダウンタイマｔｍＬＡＦＨＴが値０
より大きいか否かを判別する（ステップＳ２）。本実施
の形態では、イグニッションスイッチ２７のオンに同期
してダウンタイマｔｍＬＡＦＨＴに初期値１０秒がセッ
トされ、計時が開始される。イグニッションスイッチ２
７がオンしてから１０秒経過しても、エンジン２が停止
している場合、ヒータ４への通電許可を示すフラグＦＬ
ＡＦＨＴＥを値０にリセットしてヒータ４への通電を禁
止し（ステップＳ３）、処理を終了する。尚、フラグＦ
ＬＡＦＨＴＥの値は後述する通電制御処理にしたがって
制御部３１により所定周期毎に参照される。
【００３４】一方、イグニッションスイッチ２７がオン
してから１０秒経過する前にステップＳ１でエンジン２
の始動が検出された場合、ＴＷセンサ２６からの信号を
読み込んでエンジン冷却水温ＴＷを検出し、検出された
エンジン冷却水温ＴＷが限界値を越えているか否かを判
別する（ステップＳ４）。エンジン冷却水温ＴＷが限界
値を越えている場合、ヒータ４への通電許可を示すフラ
グＦＬＡＦＨＴＥを値０にリセットしてヒータ４への通
電を禁止し、処理を終了する。
してから１０秒経過する前にステップＳ１でエンジン２
の始動が検出された場合、ＴＷセンサ２６からの信号を
読み込んでエンジン冷却水温ＴＷを検出し、検出された
エンジン冷却水温ＴＷが限界値を越えているか否かを判
別する（ステップＳ４）。エンジン冷却水温ＴＷが限界
値を越えている場合、ヒータ４への通電許可を示すフラ
グＦＬＡＦＨＴＥを値０にリセットしてヒータ４への通
電を禁止し、処理を終了する。
【００３５】ステップＳ４でエンジン冷却水温ＴＷが限
界値を越えていない場合、エンジン冷却水温ＴＷが所定
温度ＴＷＨＯＮより高いか否かを判別する（ステップＳ
５）。本実施の形態では、所定温度ＴＷＨＯＮは−１０
℃に設定されており、エンジン冷却水温ＴＷが所定温度
ＴＷＨＯＮより高い場合、ヒータ４への通電許可を示す
フラグＦＬＡＦＨＴＥを値１にセットしてヒータ４への
通電を許可し（ステップＳ７）、処理を終了する。
界値を越えていない場合、エンジン冷却水温ＴＷが所定
温度ＴＷＨＯＮより高いか否かを判別する（ステップＳ
５）。本実施の形態では、所定温度ＴＷＨＯＮは−１０
℃に設定されており、エンジン冷却水温ＴＷが所定温度
ＴＷＨＯＮより高い場合、ヒータ４への通電許可を示す
フラグＦＬＡＦＨＴＥを値１にセットしてヒータ４への
通電を許可し（ステップＳ７）、処理を終了する。
【００３６】ステップＳ５でエンジン冷却水温ＴＷが所
定温度ＴＷＨＯＮ以下である場合、バッテリ電圧ＶＢが
所定電圧ＶＢＨＯＮＬより高いか否かを判別する（ステ
ップＳ６）。本実施の形態では、所定電圧ＶＢＨＯＮＬ
は１０Ｖに設定されている。バッテリ電圧ＶＢが所定電
圧ＶＢＨＯＮＬより高い場合、ヒータ４への通電許可を
示すフラグＦＬＡＦＨＴＥを値１にセットしてヒータ４
への通電を許可し、処理を終了する。
定温度ＴＷＨＯＮ以下である場合、バッテリ電圧ＶＢが
所定電圧ＶＢＨＯＮＬより高いか否かを判別する（ステ
ップＳ６）。本実施の形態では、所定電圧ＶＢＨＯＮＬ
は１０Ｖに設定されている。バッテリ電圧ＶＢが所定電
圧ＶＢＨＯＮＬより高い場合、ヒータ４への通電許可を
示すフラグＦＬＡＦＨＴＥを値１にセットしてヒータ４
への通電を許可し、処理を終了する。
【００３７】一方、ステップＳ６でバッテリ電圧ＶＢが
所定電圧ＶＢＨＯＮＬ以下である場合、ヒータ４への通
電許可を示すフラグＦＬＡＦＨＴＥを値０にリセットし
てヒータ４への通電を禁止し、処理を終了する。
所定電圧ＶＢＨＯＮＬ以下である場合、ヒータ４への通
電許可を示すフラグＦＬＡＦＨＴＥを値０にリセットし
てヒータ４への通電を禁止し、処理を終了する。
【００３８】図４は制御部３１によって実行される通電
制御処理手順を示すフローチャートである。この処理は
所定周期毎の割込み処理によって実行される。処理が開
始されると、制御部３１はまずＥＣＵ５内のメモリに記
憶されているフラグＦＬＡＦＨＴＥを参照する（ステッ
プＳ１１）。
制御処理手順を示すフローチャートである。この処理は
所定周期毎の割込み処理によって実行される。処理が開
始されると、制御部３１はまずＥＣＵ５内のメモリに記
憶されているフラグＦＬＡＦＨＴＥを参照する（ステッ
プＳ１１）。
【００３９】フラグＦＬＡＦＨＴＥが値１にセットされ
ているか否かを判別する（ステップＳ１２）。フラグＦ
ＬＡＦＨＴＥが値１にセットされている場合、加熱制御
部３２に制御信号を出力してヒータ４への通電制御を開
始する（ステップＳ１３）。加熱制御部３２は制御信号
にしたがってバッテリ３５に接続される電源ライン３５
ａとヒータ４のリード線１２との接続をオンオフし、Ｌ
ＡＦセンサ３を加熱してＬＡＦセンサ３の温度が所定範
囲内の高温に維持されるようにする。
ているか否かを判別する（ステップＳ１２）。フラグＦ
ＬＡＦＨＴＥが値１にセットされている場合、加熱制御
部３２に制御信号を出力してヒータ４への通電制御を開
始する（ステップＳ１３）。加熱制御部３２は制御信号
にしたがってバッテリ３５に接続される電源ライン３５
ａとヒータ４のリード線１２との接続をオンオフし、Ｌ
ＡＦセンサ３を加熱してＬＡＦセンサ３の温度が所定範
囲内の高温に維持されるようにする。
【００４０】一方、フラグＦＬＡＦＨＴＥが値０にリセ
ットされている場合、加熱制御部３２に制御信号を出力
せず、ヒータ４への通電制御を停止する（ステップＳ１
４）。
ットされている場合、加熱制御部３２に制御信号を出力
せず、ヒータ４への通電制御を停止する（ステップＳ１
４）。
【００４１】このように、本実施の形態では、イグニッ
ションスイッチ２７のオン後にＬＡＦセンサ３を加熱す
るヒータ４への通電を許可したが、所定時間が経過して
もエンジン２が始動しなかった場合、ヒータ４への通電
を停止する。これにより、イグニッションスイッチ２７
がオンのまま始動せずに放置された場合、オルタネータ
の発電が無い状態でバッテリ３５の電力がヒータ４に消
費され続けてしまうことを防止できる。
ションスイッチ２７のオン後にＬＡＦセンサ３を加熱す
るヒータ４への通電を許可したが、所定時間が経過して
もエンジン２が始動しなかった場合、ヒータ４への通電
を停止する。これにより、イグニッションスイッチ２７
がオンのまま始動せずに放置された場合、オルタネータ
の発電が無い状態でバッテリ３５の電力がヒータ４に消
費され続けてしまうことを防止できる。
【００４２】また、所定時間内にエンジン２が始動して
も、エンジン冷却水温ＴＷが低温度でありかつバッテリ
電圧ＶＢが低電圧である場合、ヒータ４への通電を禁止
することによりエンジン２の始動に支障を与えてしまう
おそれを回避できる。
も、エンジン冷却水温ＴＷが低温度でありかつバッテリ
電圧ＶＢが低電圧である場合、ヒータ４への通電を禁止
することによりエンジン２の始動に支障を与えてしまう
おそれを回避できる。
【００４３】尚、上記実施の形態では、ＥＣＵ５により
始動時温度制御処理を実行してヒータ４への通電許可を
示すフラグＦＬＡＦＨＴＥをセットあるいはリセットし
たが、ＥＣＵ５の代わりに制御部３１が実行するように
してもよい。この場合、制御部３１にはイグニッション
スイッチ２７、スタータスイッチ２８などの信号線が接
続されることになる。これにより、ＥＣＵ５の処理負担
を軽減することができる。
始動時温度制御処理を実行してヒータ４への通電許可を
示すフラグＦＬＡＦＨＴＥをセットあるいはリセットし
たが、ＥＣＵ５の代わりに制御部３１が実行するように
してもよい。この場合、制御部３１にはイグニッション
スイッチ２７、スタータスイッチ２８などの信号線が接
続されることになる。これにより、ＥＣＵ５の処理負担
を軽減することができる。
【００４４】また、上記実施の形態では、酸素濃度セン
サとしてＬＡＦセンサを用いた場合を示したが、空燃比
フィードバック制御においてリッチ／リーンの判定に使
用される酸素濃度センサに対しても同様に適用できるこ
とはいうまでもない。
サとしてＬＡＦセンサを用いた場合を示したが、空燃比
フィードバック制御においてリッチ／リーンの判定に使
用される酸素濃度センサに対しても同様に適用できるこ
とはいうまでもない。
【００４５】
【発明の効果】本発明の請求項１に係る酸素濃度検出装
置によれば、内燃機関の排気系に取り付けられた酸素濃
度センサにより排気ガス中の酸素濃度を検出し、加熱手
段により該酸素濃度センサを加熱し、イグニッションス
イッチがオンされたとき、通電開始手段により該加熱手
段への通電を開始する際、停止手段により前記イグニッ
ションスイッチがオンしてから所定時間経過後に前記加
熱手段への通電を停止するので、イグニッションスイッ
チがオンのまま始動せずに放置された場合、オルタネー
タの発電が無い状態でバッテリの電力がヒータに消費さ
れて続けてしまうことを防止できる。
置によれば、内燃機関の排気系に取り付けられた酸素濃
度センサにより排気ガス中の酸素濃度を検出し、加熱手
段により該酸素濃度センサを加熱し、イグニッションス
イッチがオンされたとき、通電開始手段により該加熱手
段への通電を開始する際、停止手段により前記イグニッ
ションスイッチがオンしてから所定時間経過後に前記加
熱手段への通電を停止するので、イグニッションスイッ
チがオンのまま始動せずに放置された場合、オルタネー
タの発電が無い状態でバッテリの電力がヒータに消費さ
れて続けてしまうことを防止できる。
【００４６】請求項２に係る酸素濃度検出装置によれ
ば、前記停止手段は、前記所定時間が経過する前に前記
内燃機関が始動されない場合、前記加熱手段への通電を
停止するので、所定時間が経過する前にエンジンが始動
し、オルタネータが発電している場合、バッテリからヒ
ータへの通電を継続することができる。
ば、前記停止手段は、前記所定時間が経過する前に前記
内燃機関が始動されない場合、前記加熱手段への通電を
停止するので、所定時間が経過する前にエンジンが始動
し、オルタネータが発電している場合、バッテリからヒ
ータへの通電を継続することができる。
【００４７】請求項３に係る酸素濃度検出装置によれ
ば、内燃機関の排気系に取り付けられた酸素濃度センサ
により排気ガス中の酸素濃度を検出し、加熱手段により
該酸素濃度センサを加熱し、イグニッションスイッチが
オンされたとき、通電開始手段により該加熱手段への通
電を開始する際、判別手段により前記温度検出手段によ
り検出される前記内燃機関の温度が所定温度以下である
か否かを判別し、前記内燃機関の温度が所定温度以下で
ある場合、禁止手段により前記加熱手段への通電を禁止
するので、内燃機関の温度を代表するエンジン冷却水温
が低温度である場合、エンジンの始動に支障を与えてし
まうおそれを回避できる。
ば、内燃機関の排気系に取り付けられた酸素濃度センサ
により排気ガス中の酸素濃度を検出し、加熱手段により
該酸素濃度センサを加熱し、イグニッションスイッチが
オンされたとき、通電開始手段により該加熱手段への通
電を開始する際、判別手段により前記温度検出手段によ
り検出される前記内燃機関の温度が所定温度以下である
か否かを判別し、前記内燃機関の温度が所定温度以下で
ある場合、禁止手段により前記加熱手段への通電を禁止
するので、内燃機関の温度を代表するエンジン冷却水温
が低温度である場合、エンジンの始動に支障を与えてし
まうおそれを回避できる。
【００４８】請求項４に係る酸素濃度検出装置によれ
ば、前記加熱手段への通電が行われるバッテリの電圧を
検出する電圧検出手段を備え、前記禁止手段は、前記内
燃機関の温度が所定温度以下でありかつ前記検出される
バッテリの電圧が所定電圧以下である場合、前記加熱手
段への通電を禁止するので、エンジン冷却水温が低温度
でありかつバッテリ電圧が低電圧である場合、バッテリ
容量が少なくて始動できなくなってしまうことを回避で
きる。
ば、前記加熱手段への通電が行われるバッテリの電圧を
検出する電圧検出手段を備え、前記禁止手段は、前記内
燃機関の温度が所定温度以下でありかつ前記検出される
バッテリの電圧が所定電圧以下である場合、前記加熱手
段への通電を禁止するので、エンジン冷却水温が低温度
でありかつバッテリ電圧が低電圧である場合、バッテリ
容量が少なくて始動できなくなってしまうことを回避で
きる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る酸素濃度検出装置
およびこの装置が適用された内燃機関の制御装置の全体
構成を示すブロック図である。
およびこの装置が適用された内燃機関の制御装置の全体
構成を示すブロック図である。
【図２】ＬＡＦセンサの出力特性を示す図である。
【図３】イグニッションスイッチ２７のオンに同期して
ＥＣＵ５により開始されその後所定時間（１０ｍｓｅ
ｃ）毎に実行されるＬＡＦセンサの始動時温度制御処理
手順を示すフローチャートである。
ＥＣＵ５により開始されその後所定時間（１０ｍｓｅ
ｃ）毎に実行されるＬＡＦセンサの始動時温度制御処理
手順を示すフローチャートである。
【図４】制御部３１によって実行される通電制御処理手
順を示すフローチャートである。
順を示すフローチャートである。
１ 酸素濃度検出装置 ２ 内燃機関（エンジン） ３ ＬＡＦセンサ ４ ヒータ ５ ＥＣＵ １７ 電流検出部 ２５ 装置本体 ２７ イグニッションスイッチ ２８ スタータスイッチ ３１ 制御部 ３２ 加熱制御部 ３５ バッテリ
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に取り付けられ、排気
ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、 該酸素濃度センサを加熱する加熱手段と、 イグニッションスイッチがオンされたとき、該加熱手段
への通電を開始する通電開始手段とを備えた酸素濃度検
出装置において、 前記イグニッションスイッチがオンしてから所定時間経
過後に前記加熱手段への通電を停止する停止手段を備え
たことを特徴とする酸素濃度検出装置。 - 【請求項２】 前記停止手段は、前記所定時間が経過す
る前に前記内燃機関が始動されない場合、前記加熱手段
への通電を停止することを特徴とする請求項１記載の酸
素濃度検出装置。 - 【請求項３】 内燃機関の排気系に取り付けられ、排気
ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、 該酸素濃度センサを加熱する加熱手段と、 イグニッションスイッチがオンされたとき、該加熱手段
への通電を開始する通電開始手段と、 前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段とを備えた
酸素濃度検出装置において、 前記温度検出手段により検出される前記内燃機関の温度
が所定温度以下であるか否かを判別する判別手段と、 前記内燃機関の温度が所定温度以下である場合、前記加
熱手段への通電を禁止する禁止手段とを備えたことを特
徴とする酸素濃度検出装置。 - 【請求項４】 前記加熱手段への通電が行われるバッテ
リの電圧を検出する電圧検出手段を備え、 前記禁止手段は、前記内燃機関の温度が所定温度以下で
ありかつ前記検出されるバッテリの電圧が所定電圧以下
である場合、前記加熱手段への通電を禁止することを特
徴とする請求項３記載の酸素濃度検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281319A JPH10111269A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 酸素濃度検出装置 |
| US08/940,945 US5919346A (en) | 1996-10-03 | 1997-09-30 | Oxygen concentration-detecting device for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281319A JPH10111269A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 酸素濃度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111269A true JPH10111269A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17637451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8281319A Pending JPH10111269A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 酸素濃度検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5919346A (ja) |
| JP (1) | JPH10111269A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004232647A (ja) * | 2004-04-28 | 2004-08-19 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用空燃比センサのヒータ制御装置 |
| JP2007205805A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガス検出装置及びこのガス検出装置に用いるガスセンサ制御回路 |
| JP2007292490A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ制御装置 |
| JP2009281867A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Autonetworks Technologies Ltd | センサ用ヒータ制御装置 |
| KR20160098271A (ko) * | 2013-12-18 | 2016-08-18 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 자동차 내 전기 소비기의 출력단 제어 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002048763A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | Denso Corp | ガス濃度センサのヒータ制御装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4715343A (en) * | 1985-09-17 | 1987-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for controlling heater for heating air-fuel ratio sensor |
| US4860712A (en) * | 1987-07-01 | 1989-08-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of controlling an oxygen concentration sensor |
| JPH01227834A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1996
- 1996-10-03 JP JP8281319A patent/JPH10111269A/ja active Pending
-
1997
- 1997-09-30 US US08/940,945 patent/US5919346A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JP2004232647A (ja) * | 2004-04-28 | 2004-08-19 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用空燃比センサのヒータ制御装置 |
| JP2007205805A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガス検出装置及びこのガス検出装置に用いるガスセンサ制御回路 |
| JP2007292490A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ制御装置 |
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