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JPH11344465A - Trouble diagnostic apparatus of heater for sensor - Google Patents

Trouble diagnostic apparatus of heater for sensor

Info

Publication number
JPH11344465A
JPH11344465A JP10169210A JP16921098A JPH11344465A JP H11344465 A JPH11344465 A JP H11344465A JP 10169210 A JP10169210 A JP 10169210A JP 16921098 A JP16921098 A JP 16921098A JP H11344465 A JPH11344465 A JP H11344465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
time
period
sensor
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10169210A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3994525B2 (en
Inventor
Shingo Shigihama
真悟 鴫浜
Tetsushi Hosogai
徹志 細貝
Naoya Takada
直哉 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP16921098A priority Critical patent/JP3994525B2/en
Publication of JPH11344465A publication Critical patent/JPH11344465A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3994525B2 publication Critical patent/JP3994525B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the trouble diagnosing accuracy of a heater when the supply of power to the heater for a sensor is performed by controlling the duty factor. SOLUTION: When collector voltage V does not drop to a level lower than a threshold value V0 and is a value out of a predetermined range, even if the predetermined period TO corresponding to the change delay time of collector voltage V is elapsed at each time when the base signal VB of the transistor of a heater control circuit transfers from off to on, the times becoming out of the predetermined range during a period of ON signals of several times are integrated and, when the integrated time reaches a predetermined time (CO), a heater is judged to be abnormal.

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】本発明は、センサ用ヒータの
故障診断装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for diagnosing failure of a heater for a sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両用エンジンの排気系には、一般に排
気浄化のために触媒装置が配置されるとともに、その触
媒装置の上流に空燃比制御のフィードバック情報を検出
する酸素センサ(例えば、ジルコニア型酸素センサ)が
配置される。そして、その酸素センサは所定温度以上に
ならないと機能しないため、エンジンの冷間始動時には
センサ温度を速やかに上昇させる必要があり、また、セ
ンサ出力値の温度依存性が大きいためセンサ素子の温度
を常時適温に維持するようきめ細かく制御を行う必要が
ある。そこで、センサにヒータを併設し、このヒータへ
の供給電力の調整によってセンサ温度を目標温度に制御
することが従来から行われている。そして、そのセンサ
温度制御のためのヒータへの電力供給は、一般に、例え
ばトランジスタを用いたスイッチング回路によりオン・
オフ制御で行われている。また、単なるオン・オフ制御
ではセンサ温度の変動巾が大きくなるということから、
例えば特開平3−189350号公報に示されているよ
うに、ヒータへの電力供給をデューティ信号によって制
御し、そのデューティ比の調整によってセンサ温度をき
め細かく制御することも行われている。
2. Description of the Related Art Generally, a catalyst device is disposed in an exhaust system of a vehicle engine for purifying exhaust gas, and an oxygen sensor (for example, a zirconia type) for detecting feedback information of air-fuel ratio control is provided upstream of the catalyst device. Oxygen sensor). Since the oxygen sensor does not function unless the temperature exceeds a predetermined temperature, it is necessary to quickly increase the sensor temperature at the time of cold start of the engine, and since the temperature dependence of the sensor output value is large, the temperature of the sensor element is reduced. It is necessary to perform fine control so as to always maintain the appropriate temperature. Therefore, conventionally, a heater is provided in addition to the sensor, and the sensor temperature is controlled to a target temperature by adjusting the power supplied to the heater. Power supply to the heater for controlling the sensor temperature is generally turned on / off by a switching circuit using a transistor, for example.
It is performed with off control. In addition, simple on / off control increases the fluctuation range of the sensor temperature.
For example, as disclosed in JP-A-3-189350, power supply to a heater is controlled by a duty signal, and the sensor temperature is finely controlled by adjusting the duty ratio.

【0003】上記特開平3−189350号公報に記載
されたものは、酸素センサにおいて温度制御用のヒータ
の抵抗値がセンサ温度を表しているとして、ヒータ抵抗
値が所定の目標抵抗値となるようにヒータへの供給電力
を制御し、かつ、固体差や経時変化の影響を無くすよう
に目標抵抗値を更新し記憶するよにしたヒータ制御装置
であって、そうした装置において、酸素センサを新品に
交換した時に目標抵抗の記憶値が要求値と掛け離れた異
常なものとなり、この目標抵抗値の異常に起因してセン
サ温度等に異常が発生することから、この目標抵抗値の
異常に起因して発生するセンサ温度等の異常に対処する
ため、酸素ヒータへの供給電力が所定範囲外となった状
態が所定期間継続したときに目標抵抗値の異常と判定
し、センサ温度等の異常に対処できるようにしたものが
記載されている。
The device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-189350 is based on the assumption that the resistance value of a heater for temperature control in an oxygen sensor indicates the sensor temperature, and the heater resistance value becomes a predetermined target resistance value. A heater control device that controls the power supplied to the heater and updates and stores the target resistance value so as to eliminate the effects of individual differences and changes over time. At the time of replacement, the stored value of the target resistance becomes an abnormal value far from the required value, and an abnormality occurs in the sensor temperature and the like due to the abnormality in the target resistance. In order to cope with the abnormality such as the sensor temperature that occurs, when the state where the power supplied to the oxygen heater is out of the predetermined range continues for a predetermined period, it is determined that the target resistance value is abnormal, and the sensor temperature or the like is abnormal. Always it has been described that to be able to cope.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、酸素センサ
等のセンサ温度制御用のヒータの故障診断を行う場合、
ヒータへの電力供給を単にオン・オフ制御することによ
ってヒータ温度を制御するものにおいては、例えばトラ
ンジスタ(エミッタ接地)のベース信号がオフからオン
に移行した時に、ベース信号の反転毎の変化遅れ時間を
排除し、かつ、ノイズを排除するに十分な程度に長い所
定時間(例えば2秒)が経過した後でコレクタ電圧が一
定レベルまで立ち下がる変化を示していればヒータは正
常であると判定し、コレクタ電圧が一定レベルまで立ち
下がっていなかったら異常であると判定することが可能
である。
By the way, when performing a failure diagnosis of a heater for controlling the temperature of a sensor such as an oxygen sensor,
In a device that controls the heater temperature by simply turning on and off the power supply to the heater, for example, when the base signal of a transistor (grounded emitter) shifts from off to on, the change delay time for each inversion of the base signal The heater is determined to be normal if the collector voltage shows a change to fall to a certain level after a predetermined time (for example, 2 seconds) that is long enough to eliminate noise and eliminate noise. If the collector voltage has not fallen to a certain level, it can be determined that there is an abnormality.

【0005】しかし、センサ温度をよりきめ細かく制御
するようヒータへの電力供給をデューティ制御するもの
においては、電力供給制御回路の例えばトランジスタに
印加されるベース信号が例えばオフからオンに移行して
所定時間が経過した後でコレクタ電圧の変化を見てヒー
タの故障診断を行おうとした場合に、ベース信号が極め
て短時間で反転してしまうため、上記変化遅れ時間を排
除しかつノイズを排除するに十分な時間をとることがで
きず、ノイズとの区別がつかないことがあって診断精度
が悪化する。
However, in duty control of the power supply to the heater so as to more finely control the sensor temperature, a base signal applied to, for example, a transistor of the power supply control circuit shifts from, for example, off to on for a predetermined time. When the failure of the heater is diagnosed by observing the change in the collector voltage after the elapse of the time, the base signal is inverted in a very short time, so that it is sufficient to eliminate the change delay time and the noise. Time cannot be taken, and it may not be possible to distinguish it from noise.

【0006】したがって、センサ用ヒータへの電力供給
をデューティ制御で行う場合のヒータ故障診断の精度を
向上させることが課題である。
Therefore, it is an object to improve the accuracy of heater failure diagnosis when power is supplied to the sensor heater by duty control.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によるセンサ用ヒ
ータの故障検出装置は、単位時間当たりの電力の供給期
間および非供給期間を設定しそれら両期間の比を調整す
るデューティ信号によって供給電力を制御するセンサ用
ヒータの故障診断装置であって、該ヒータへの供給電力
に関する値を検出する検出手段と、該検出手段の出力を
受け、デューティ信号における電力の供給期間および非
供給期間の一方において検出値が所定範囲外となった時
間を積算しその積算時間が所定時間以上となったときに
ヒータが異常であると判定する異常判定手段とを備えた
ことを特徴とする。上記供給電力に関する値は、電力供
給をトランジスタのベース信号の制御によって調整する
場合のコレクタ電圧等である。また、上記センサは、例
えば、エンジン排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素セ
ンサであり、その場合、酸素センサ素子の近傍にヒータ
が配置される。
SUMMARY OF THE INVENTION A failure detection device for a sensor heater according to the present invention sets a supply period and a non-supply period of power per unit time and controls a supply power by a duty signal for adjusting a ratio between the two periods. A failure diagnosis device for a heater for a sensor to be controlled, comprising: detection means for detecting a value relating to power supplied to the heater; and an output of the detection means, the power supply being provided in one of a power supply period and a non-supply period in a duty signal. Abnormality determining means for integrating a time when the detected value is out of a predetermined range and determining that the heater is abnormal when the integrated time is equal to or longer than a predetermined time. The value related to the supply power is a collector voltage or the like when the power supply is adjusted by controlling the base signal of the transistor. The sensor is, for example, an oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the engine exhaust gas. In this case, a heater is arranged near the oxygen sensor element.

【0008】上記ヒータへの電力供給はデューティ信号
によって制御される。そして、そのヒータでの供給電力
に関する値として例えばトランジスタのコレクタ電圧が
検出され、デューティ信号における電力の供給期間(O
N信号の発生期間)および非供給期間(OFF信号の発
生期間)の一方において検出値が所定範囲外となった時
間が積算されて、その積算時間が所定時間以上となると
ヒータの異常と判定される。ヒータが正常であれば、デ
ューティ信号がOFFからONに移行しあるいはOFF
からONに移行することにより、例えばコレクタ電圧の
検出値が立ち下がりあるいは立ち上がって所定範囲内の
安定した値となるが、正常でないときは、ON信号の期
間あるいはOFF信号の期間において検出値が所定範囲
から外れる状態が発生する。しかし、ON信号の期間あ
るいはOFF信号の期間において検出値が所定範囲から
外れても、それだけではヒータが異常であるとは限らな
い。デューティ信号は短時間で反転するためノイズとの
区別がつきにくく、ノイズのために所定範囲外の値が検
出されることがある。そのため、検出値が所定範囲外と
なった時間が所定時間以上となったときに初めてヒータ
の異常と判定することによりノイズを排除するのであ
る。ただし、デューティ信号におけるON信号の期間あ
るいはOFF信号の期間は短いため、検出値が所定範囲
外となる時間が所定時間以上となるかどうかをON信号
あるいはOFF信号の一回の期間で判定することは通常
はできない。そのため、ON信号の期間あるいはOFF
信号の期間の一方において検出値が所定範囲外となった
時間を積算しその積算時間が所定時間以上となったとき
に異常と判定するのであり、そうすることにより、ノイ
ズを排除した高精度の診断が可能となる。
The power supply to the heater is controlled by a duty signal. Then, for example, the collector voltage of the transistor is detected as a value related to the power supplied by the heater, and the power supply period (O
During one of the N signal generation period) and the non-supply period (OFF signal generation period), the time during which the detected value is outside the predetermined range is integrated, and if the integrated time exceeds the predetermined time, it is determined that the heater is abnormal. You. If the heater is normal, the duty signal shifts from OFF to ON or turns OFF.
By transitioning from ON to ON, for example, the detected value of the collector voltage falls or rises and becomes a stable value within a predetermined range. However, if the value is not normal, the detected value becomes a predetermined value during the ON signal period or the OFF signal period. An out-of-range condition occurs. However, even if the detected value deviates from the predetermined range during the period of the ON signal or the period of the OFF signal, the heater alone does not always have an abnormality. Since the duty signal is inverted in a short time, it is difficult to distinguish it from noise, and a value outside a predetermined range may be detected due to noise. Therefore, when the time when the detected value is out of the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time, noise is eliminated by determining that the heater is abnormal for the first time. However, since the period of the ON signal or the period of the OFF signal in the duty signal is short, it is determined in a single period of the ON signal or the OFF signal whether the time during which the detection value is outside the predetermined range is equal to or longer than a predetermined time. Can not usually. Therefore, the period of the ON signal or the OFF
In one of the signal periods, the time when the detected value is out of the predetermined range is integrated, and when the integrated time is equal to or longer than the predetermined time, it is determined that the abnormality is abnormal. Diagnosis becomes possible.

【0009】そして、デューティ信号における電力の供
給期間(ON信号の発生期間)および非供給期間(OF
F信号の発生期間)の一方から他方への移行後の所定期
間は異常判定のための時間の積算を禁止するのがよく、
特に、その積算を禁止する所定期間は、デューティ信号
における電力の供給期間および非供給期間の一方から他
方への移行時の検出値の変化遅れ時間より長い時間に設
定するのがよい。デューティ信号が反転した時のヒータ
への供給電力の変化には遅れ時間があり、ヒータが正常
であれば、その変化遅れ時間を経て一定レベルまで変化
する。そのため、この変化遅れ時間の間の検出値はヒー
タの正常・異常にかかわらず上記所定範囲外となるもの
であり、この間の時間を積算したのではヒータの異常判
定に誤判定が生ずる。そこで、デューティ信号の反転後
の所定期間は積算を禁止するのであり、そうすることに
より判定精度が向上する。そして、特に、積算禁止期間
を変化遅れ時間より長くすることによって、変化遅れ時
間に起因する誤判定を完全に排除できる。
The power supply period (the ON signal generation period) and the non-supply period (OF
For a predetermined period after the transition from one of the F signal generation periods to the other, it is preferable to prohibit the accumulation of time for abnormality determination.
In particular, it is preferable that the predetermined period in which the integration is prohibited be set to a time longer than the delay in changing the detected value when the duty signal is shifted from one of the supply period and the non-supply period to the other. The change in the power supplied to the heater when the duty signal is inverted has a delay time, and if the heater is normal, the power changes to a certain level after the change delay time. Therefore, the detected value during the change delay time is outside the above-mentioned predetermined range regardless of whether the heater is normal or abnormal, and if the time is accumulated, an erroneous determination of the heater abnormality is generated. Therefore, the integration is prohibited for a predetermined period after the inversion of the duty signal, and thereby the determination accuracy is improved. In particular, by making the integration prohibition period longer than the change delay time, erroneous determinations caused by the change delay time can be completely eliminated.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明が適用される故障診断装置を
備えたエンジンの全体構造を示している。
FIG. 1 shows the entire structure of an engine provided with a failure diagnosis device to which the present invention is applied.

【0012】図1において、1はエンジン本体、2はそ
の燃焼室である。燃焼室2には吸気ポート3および排気
ポート4が開口し、それら吸気ポート3および排気ポー
ト4の燃焼室2への開口部に吸気弁5および排気弁6が
配設されている。また、吸気ポート3の入口には吸気通
路7が接続され、排気ポート4の出口には排気通路8が
接続されている。そして、吸気通路7には、上流側から
順に、エアークリーナ9,エアーフローセンサ10,ス
ロットル弁11,サージタンク12および燃料噴射弁1
3が配設され、また、スロットル弁11をバイパスする
バイパス通路14が設けられ、該通路14の途中にアイ
ドル回転数制御用のバイパス弁(ISC弁)15が配設
されている。そして、エンジン本体1の所定位置にはク
ランク角信号を検出するクランク角センサ16が設けら
れ、また、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ
17が設けられている。そして、排気通路8の途中に排
気ガス浄化用の触媒装置18が設けられ、その上流に酸
素センサ19が設置されている。酸素センサ19にはそ
のセンサ素子の近傍に図2に示される電気抵抗式のヒー
タ20が内蔵されている。ヒータ20はエミッタ接地の
トランジスタの接地側に接続されたもので、トランジス
タのベースに印加されるデューティ信号によって供給電
力が制御される。
In FIG. 1, 1 is an engine main body, and 2 is a combustion chamber thereof. An intake port 3 and an exhaust port 4 are opened in the combustion chamber 2, and an intake valve 5 and an exhaust valve 6 are arranged at openings of the intake port 3 and the exhaust port 4 to the combustion chamber 2. An intake passage 7 is connected to an inlet of the intake port 3, and an exhaust passage 8 is connected to an outlet of the exhaust port 4. In the intake passage 7, an air cleaner 9, an air flow sensor 10, a throttle valve 11, a surge tank 12, and a fuel injection valve 1 are arranged in this order from the upstream side.
3 is provided, and a bypass passage 14 for bypassing the throttle valve 11 is provided. A bypass valve (ISC valve) 15 for controlling the idle speed is provided in the middle of the passage 14. A crank angle sensor 16 for detecting a crank angle signal is provided at a predetermined position of the engine body 1, and a water temperature sensor 17 for detecting the temperature of the engine cooling water is provided. A catalyst device 18 for purifying exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 8, and an oxygen sensor 19 is provided upstream thereof. The oxygen sensor 19 has a built-in electric resistance type heater 20 shown in FIG. 2 near the sensor element. The heater 20 is connected to the ground side of the transistor whose emitter is grounded, and the power supply is controlled by a duty signal applied to the base of the transistor.

【0013】エアーフローセンサ10,クランク角セン
サ16,水温センサ17および酸素センサ19の各検出
信号は制御情報としてECU(エンジンコントロールユ
ニット)21に入力される。そして、それらの制御情報
に基づいてECU21で燃料噴射制御の処理,ISC制
御の処理が行われ、また、酸素センサ19に内蔵された
ヒータ20への電力供給制御の処理が行われ、各制御信
号が燃料噴射弁13,ISC弁15,ヒータ20にそれ
ぞれ出力される。
The detection signals of the air flow sensor 10, the crank angle sensor 16, the water temperature sensor 17, and the oxygen sensor 19 are input to an ECU (engine control unit) 21 as control information. The ECU 21 performs a fuel injection control process and an ISC control process based on the control information, and performs a power supply control process to the heater 20 built in the oxygen sensor 19. Is output to the fuel injection valve 13, the ISC valve 15, and the heater 20, respectively.

【0014】また、ECU21では、酸素センサ19に
内蔵されたヒータ20の故障診断の処理が行われる。こ
の故障診断の処理は、基本的には、ヒータ20への電力
供給を制御するデューティ信号がOFFからONに移行
する毎に、ヒータ制御回路のトランジスタのコレクタ電
圧を検出して、その検出値が所定範囲外となった時間を
算出し、複数回のON信号の期間において算出した時間
を積算して、その積算時間が所定時間以上となったらヒ
ータ20が異常であると判定し、警告灯22を点灯する
とともにECU21にヒータ異常を記憶するものであ
る。
The ECU 21 performs a process of diagnosing a failure of the heater 20 built in the oxygen sensor 19. Basically, this failure diagnosis process detects the collector voltage of the transistor of the heater control circuit every time the duty signal for controlling the power supply to the heater 20 shifts from OFF to ON. The time out of the predetermined range is calculated, the time calculated in the period of the plurality of ON signals is integrated, and if the integrated time is equal to or longer than the predetermined time, it is determined that the heater 20 is abnormal, and the warning light 22 Is turned on, and a heater abnormality is stored in the ECU 21.

【0015】上記ヒータ20の故障診断の処理では、図
3に示すように、ヒータ制御回路のトランジスタのベー
ス信号VBがOFFからONに移行する毎に、コレクタ
電圧Vの変化遅れ時間(例えば、約5ms)に相当する
所定期間Toが経過したときにコレクタ電圧Vがしきい
値Voより低いレベル(所定範囲)まで立ち下がってい
るかどうかを見る。そして、ベース信号VBがOFFか
らONに移行して所定期間Toが経過してもコレクタ電
圧VがVoより低いレベルまで立ち下がっていないとき
は、そのON信号の期間において、コレクタ電圧Vがし
きい値Voより低いレベルにならない時間だけ診断カウ
ンタCを減算する。図3において、,,・・・は
ON信号の期間を示す。この例は、の期間ではコレク
タ電圧Vが電源電圧(12V)から変化してVoより低
いレベル(接地電圧)まで下がるが、およびの期間
では実線で示すようにコレクタ電圧Vが下がらない(正
常な状態を破線で示す)場合を示している。この場合、
診断カウンタCは初期値をノイズ排除に十分な時間(少
なくとも500msec以上で、好ましくは例えば2s
ec)に設定し、まず上記の期間においてコレクタ電
圧Vがしきい値Voより低いレベルにならない時間を減
算する。そして、1回のON信号の期間ではカウンタ値
が0(ゼロ)にならないので、のON信号の期間にお
いてコレクタ電圧Vがしきい値Voより低いレベルにな
らない時間を更に減算し、そうして、カウンタ値が0
(ゼロ)になったらヒータが異常であると判定する。
[0015] In the process of fault diagnosis of the heater 20, as shown in FIG. 3, each time the base signal V B of the transistor of the heater control circuit is shifted to ON from OFF, ON collector voltage V change delay time (e.g., about 5 ms) collector voltage V when the corresponding predetermined time period T o has elapsed see whether falls to a lower level than the threshold V o (predetermined range). If the collector voltage V has not fallen to a level lower than V o even after a predetermined period T o has elapsed after the base signal V B has shifted from OFF to ON, during the ON signal period, the collector voltage V There subtracting the diagnostic counter C for a time not lower than the threshold V o level. In FIG. 3,... Indicate the period of the ON signal. In this example, the collector voltage V changes from the power supply voltage (12 V) to a level lower than V o (ground voltage) during the period, but the collector voltage V does not decrease as indicated by the solid line during the period (normal). (A broken state is indicated by a broken line). in this case,
The diagnostic counter C sets the initial value to a time sufficient for noise elimination (at least 500 msec or more, preferably 2 seconds, for example).
Set ec), first collector voltage V in the above-mentioned period is subtracted time not to a level lower than the threshold V o. Then, since the counter value is a period of one ON signal is not 0 (zero), further subtracts the time the collector voltage V does not become lower level than the threshold V o in the period of the ON signal, thus , The counter value is 0
When it becomes (zero), it is determined that the heater is abnormal.

【0016】図4は上記故障診断の処理を実行するフロ
ーチャートであって、スタートすると、まず、ステップ
S1でタイマーTを0(ゼロ)にセットし、診断カウン
タCを初期値Coにセットし、次いで、ステップS2
で、ヒータ制御用トランジスタのベース信号VBおよび
コレクタ電圧Vを入力する。そして、ステップS3で、
ベース信号VBがデューティのON信号の状態かどうか
を見て、ON信号であればステップS4でタイマーTを
加算し、ステップS6へ進む。また、ステップS3の判
定でベース信号VBがON信号でなくOFF信号という
ときは、ステップS5でタイマーTを0(ゼロ)にし
て、そのままステップS2へ戻る。
[0016] Figure 4 is a flow chart for executing the processing of the fault diagnosis, when started, first, a timer T is set to 0 (zero) at step S1, sets the diagnostic counter C to the initial value C o, Next, step S2
In inputs based signals V B and the collector voltage V of heater control transistor. Then, in step S3,
Base signal V B to see whether the state of the ON signal of the duty, by adding the timer T in step S4 if ON signal, the process proceeds to step S6. Also, the term OFF signals not based signal V B is ON signal is determined in step S3, and a timer T to 0 (zero) at step S5, it returns to step S2.

【0017】ステップS6へ進むと、タイマーTが所定
時間To以上かどうかを見る。そして、タイマーTがTo
に達していなければそのまま何もせずにステップS9へ
進み、一方、タイマーTがTo以上のときはステップS
7へ進む。
In step S6, it is checked whether the timer T is equal to or longer than a predetermined time To. Then, the timer T is T o
The process proceeds to step S9 without anything as it does not reach the, on the other hand, when the timer T is greater than or equal to T o step S
Proceed to 7.

【0018】ステップS7では、コレクタ電圧Vがしき
い値VOより低いかどうかを判別する。そして、コレク
タ電圧VがVOより低い(所定範囲内)ときは、そのま
ま何もせずにステップS9へ進み、一方、コレクタ電圧
VがVOより低くない(所定範囲外)ときは、まず、ス
テップS8で診断カウンタCを減算し、次いで、ステッ
プS9へ進む。
In step S7, it is determined whether or not the collector voltage V is lower than the threshold value V O. If the collector voltage V is lower than V O (within the predetermined range), the process proceeds to step S9 without doing anything. On the other hand, if the collector voltage V is not lower than V O (out of the predetermined range), the process first proceeds to step S9. In S8, the diagnostic counter C is decremented, and then the process proceeds to Step S9.

【0019】ステップS9では、診断カウンタCが0
(ゼロ)になったかどうかを見る。そして、診断カウン
タCが0になっていなかったら、ステップS2へ戻り、
ステップS2〜8を繰り返す。そして、ステップS9
で、カウンタCが0(ゼロ)になったら、ステップS1
0で、ヒータの異常と判定し、警告灯22を点灯すると
ともにECU21にヒータ異常を記憶する。
In step S9, the diagnostic counter C is set to 0.
See if (zero). If the diagnostic counter C has not become 0, the process returns to step S2,
Steps S2 to S8 are repeated. Then, step S9
When the counter C becomes 0 (zero), step S1
If 0, it is determined that the heater is abnormal, the warning lamp 22 is turned on, and the ECU 21 stores the heater abnormality.

【0020】なお、上記の例では、ヒータ故障診断のた
めヒータへの供給電力に関する値としてコレクタ電圧を
検出するが、本発明の実施の形態はこれに限定されるも
のではない。
In the above example, the collector voltage is detected as a value relating to the power supplied to the heater for the purpose of diagnosing the heater failure. However, the embodiment of the present invention is not limited to this.

【0021】また、上記の例では、デューティ信号にお
けるON信号の期間の検出値に基づいてヒータ故障診断
を行うが、ヒータ制御回路の回路構成によっては、OF
F信号の期間の検出値に基づいてヒータ故障診断を行う
場合もある。
Further, in the above example, the heater failure diagnosis is performed based on the detection value of the duty signal during the ON signal period.
The heater failure diagnosis may be performed based on the detection value during the period of the F signal.

【0022】また、本発明は、上記エンジンにおける酸
素センサ用ヒータのほか種々のセンサ用ヒータの故障診
断に適用できるものである。
The present invention is also applicable to failure diagnosis of various sensor heaters in addition to the oxygen sensor heater in the engine.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、センサ用ヒータへの電
力供給をデューティ制御で行う場合のヒータ故障診断の
精度を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of heater failure diagnosis when power is supplied to the sensor heater by duty control.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るエンジンの全体構造
図である。
FIG. 1 is an overall structural diagram of an engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】ヒータの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a heater.

【図3】ヒータ故障診断の処理を示すタイムチャートで
ある。
FIG. 3 is a time chart showing a heater failure diagnosis process.

【図4】ヒータ故障診断の処理を実行するフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart for executing a heater failure diagnosis process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 8 排気通路 19 酸素センサ 20 ヒータ 21 ECU(エンジンコントロールユニット) 22 警告灯 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 8 Exhaust passage 19 Oxygen sensor 20 Heater 21 ECU (Engine control unit) 22 Warning light

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単位時間当たりの電力の供給期間および
非供給期間を設定しそれら両期間の比を調整するデュー
ティ信号によって供給電力を制御するセンサ用ヒータの
故障診断装置であって、 該ヒータへの供給電力に関する値を検出する検出手段
と、 該検出手段の出力を受け、前記デューティ信号における
電力の供給期間および非供給期間の一方において前記検
出値が所定範囲外となった時間を積算しその積算時間が
所定時間以上となったときに前記ヒータが異常であると
判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とするセン
サ用ヒータの故障検出装置。
1. A failure diagnosis apparatus for a heater for a sensor, wherein a supply period and a non-supply period of power per unit time are set and a supply signal is controlled by a duty signal for adjusting a ratio between the two periods. Detecting means for detecting a value related to the supplied power of the power supply, receiving an output of the detecting means, integrating a time when the detected value is out of a predetermined range in one of a power supply period and a non-supply period in the duty signal, and An abnormality determining means for determining that the heater is abnormal when the integrated time is equal to or longer than a predetermined time;
【請求項2】 前記センサが、エンジン排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素センサであり、その酸素センサ素
子の近傍に前記ヒータが配置されたものである請求項1
記載のセンサ用ヒータの故障診断装置。
2. The sensor according to claim 1, wherein the sensor is an oxygen sensor for detecting an oxygen concentration in engine exhaust gas, and the heater is disposed near the oxygen sensor element.
A failure diagnosis device for a heater for a sensor according to the above.
【請求項3】 前記デューティ信号における電力の供給
期間および非供給期間の一方から他方への移行後の所定
期間は異常判定のための前記時間の積算を禁止する請求
項1または2記載のセンサ用ヒータの故障診断装置。
3. The sensor according to claim 1, wherein integration of the time for abnormality determination is prohibited during a predetermined period after transition from one of a power supply period and a non-supply period in the duty signal to the other. Heater failure diagnosis device.
【請求項4】 前記所定期間は、前記デューティ信号に
おける電力の供給期間および非供給期間の一方から他方
への移行時の前記検出値の変化遅れ時間より長い時間に
設定する請求項3記載のセンサ用ヒータの故障診断装
置。
4. The sensor according to claim 3, wherein the predetermined period is set to be longer than a change delay time of the detection value when transitioning from one of a power supply period and a non-supply period in the duty signal to the other. Diagnosis device for heaters.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005083896A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sensor circuit
JP2008196740A (en) * 2007-02-09 2008-08-28 Yamatake Corp Control system
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CN110646017A (en) * 2018-06-26 2020-01-03 美蓓亚三美株式会社 Fluid sensor device and method for detecting failure of fluid sensor

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