JPH1182112A - Heater control device and heater control method for oxygen concentration sensor for internal combustion engine - Google Patents
Heater control device and heater control method for oxygen concentration sensor for internal combustion engineInfo
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- JPH1182112A JPH1182112A JP9241005A JP24100597A JPH1182112A JP H1182112 A JPH1182112 A JP H1182112A JP 9241005 A JP9241005 A JP 9241005A JP 24100597 A JP24100597 A JP 24100597A JP H1182112 A JPH1182112 A JP H1182112A
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の酸素濃
度センサ用ヒータ制御装置及びヒータ制御方法に関し、
特に排気ガス中の酸素濃度（Ｏ2 濃度）を測定し、測定
結果に基づき、エンジンの制御パラメータである噴射
量、ＥＧＲ量等をフィードバック制御する機能を有する
ディーゼルエンジンにおいて、排気通路中に配置された
酸素濃度センサの実使用による経時劣化の防止を可能と
するヒータ制御装置及びヒータ制御方法に関する。The present invention relates to a heater control device and a heater control method for an oxygen concentration sensor of an internal combustion engine.
Particularly, in a diesel engine having a function of measuring an oxygen concentration (O 2 concentration) in exhaust gas and performing feedback control of an injection amount, an EGR amount, and the like, which are control parameters of the engine, based on the measurement result, the diesel engine is disposed in an exhaust passage. The present invention relates to a heater control device and a heater control method capable of preventing deterioration over time due to actual use of an oxygen concentration sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば、特開昭６３−１７６６４
７号公報には、ディーゼルエンジンの排気ガス中の空気
過剰率を検出し、機関負荷から求めた目標空気過剰率と
一致するように、ＥＧＲ量又は噴射量を調節する制御装
置が、開示されている。即ち、本例の制御装置は、エン
ジンの排気通路（以下、排気管とも称する）に設けられ
たリーンミクスチャセンサ（以下、酸素濃度センサとも
称する）の出力値に基づいて排気ガス中の空気過剰率を
検出し、かつ回転数センサ及びアクセルセンサ等により
エンジンの運転状態を検出し、検出された酸素濃度及び
運転状態に基づいて目標空気過剰率を演算すると共にＥ
ＧＲを実施すべきか否かを判別し、この判別結果及び空
気過剰率の偏差に応じてＥＧＲ量を調節する、ものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-17664.
No. 7 discloses a control device that detects an excess air ratio in exhaust gas of a diesel engine and adjusts an EGR amount or an injection amount so as to match a target excess air ratio obtained from an engine load. I have. That is, the control device according to the present embodiment controls the excess air ratio in the exhaust gas based on the output value of a lean mixture sensor (hereinafter also referred to as an oxygen concentration sensor) provided in an exhaust passage (hereinafter also referred to as an exhaust pipe) of the engine. And the operating state of the engine is detected by a rotation speed sensor, an accelerator sensor, etc., and a target excess air ratio is calculated based on the detected oxygen concentration and the operating state.
It is determined whether or not to perform GR, and the EGR amount is adjusted according to the determination result and the deviation of the excess air ratio.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述の例では、ＥＣＵ
に入力された酸素濃度センサからの検出信号と、回転数
センサ及びアクセルセンサからの検出信号に基づいて、
ＥＧＲ管の途中に設けられたＥＧＲ弁の開度を適切に制
御し、かつ電子制御燃料噴射ポンプの噴射量を適切に制
御するものである。In the above example, the ECU
Based on the detection signal from the oxygen concentration sensor input to the, and the detection signal from the rotation speed sensor and the accelerator sensor,
The purpose is to appropriately control the opening of an EGR valve provided in the middle of the EGR pipe, and to appropriately control the injection amount of the electronically controlled fuel injection pump.
【０００４】しかしながら、本例では排気管に設けられ
た酸素濃度センサについては、その出力値を得るのみで
あり、酸素濃度センサ自体について、正確な検出を行う
ための提案は何らなされていない。ところで、上述の例
でも明らかなように、ディーゼルエンジンの排気管に取
り付けられた酸素濃度センサは、ディーゼルエンジン特
有の排気ガス成分であるパティキュレート（スモーク）
が含まれた排気ガス中に常に曝されている。従って、常
にこのような曝された状態にあるため、エンジン運転時
間、即ち、車両の走行距離が増大するに伴って、酸素濃
度センサに徐々にパティキュレートが堆積し、酸素濃度
センサを構成する検出素子（後述するジルコニア素子）
を覆ってしまうことになる。However, in this embodiment, only the output value of the oxygen concentration sensor provided in the exhaust pipe is obtained, and no proposal has been made for performing accurate detection of the oxygen concentration sensor itself. By the way, as is clear from the above-mentioned example, the oxygen concentration sensor attached to the exhaust pipe of the diesel engine has a particulate (smoke) characteristic of an exhaust gas component unique to the diesel engine.
Is always exposed to the exhaust gas. Therefore, since the vehicle is always exposed to such a condition, as the engine operation time, that is, the traveling distance of the vehicle increases, the particulates gradually accumulate on the oxygen concentration sensor, and the detection that constitutes the oxygen concentration sensor is performed. Element (zirconia element described later)
Will be covered.
【０００５】そして、パティキュレートが堆積する結
果、検出素子まで排気ガスが到達しなくなり、酸素濃度
センサからの出力値が「０」となり、排気ガス中のＯ2
濃度を検出することができない、という状態に陥ること
になる。このような検出不可状態に陥ると、エンジンの
制御パラメータである噴射量、ＥＧＲ量等をフィードバ
ック制御する機能が誤動作することとなり、その結果エ
ミッション不良を引き起こすことになる。[0005] As a result of the accumulation of particulates, exhaust gas does not reach the detection element, the output value from the oxygen concentration sensor becomes "0", and O 2 in the exhaust gas is reduced.
This leads to a state where the concentration cannot be detected. If such a state cannot be detected, the function of performing feedback control on the injection amount, the EGR amount, and the like, which are the control parameters of the engine, will malfunction, resulting in emission failure.
【０００６】本発明の目的は、内燃機関、特にディーゼ
ルエンジンにおいて、酸素濃度センサにパティキュレー
トが堆積した時に、酸素濃度センサの検出素子を加熱す
る電気ヒータを一時的に昇温させ、堆積したパティキュ
レートを焼却し除去して検出素子を再生し、その結果、
酸素濃度センサの経時変化による感度劣化を防止し、そ
の検出素子から常に正確な検出信号を得ることができる
ようにし、それによりＥＧＲにおける排気ガスのフィー
ドバック制御を常に正確に行うことができるようにし、
その結果エミッション不良を防止することにある。An object of the present invention is to provide an internal combustion engine, particularly a diesel engine, in which, when particulates accumulate on an oxygen concentration sensor, the temperature of an electric heater for heating a detection element of the oxygen concentration sensor is temporarily increased, and the accumulated particulates are increased. The detection element is regenerated by burning and removing the curate, and as a result,
Preventing sensitivity deterioration due to aging of the oxygen concentration sensor, enabling an accurate detection signal to be always obtained from the detection element, thereby enabling accurate feedback control of exhaust gas in EGR to be always performed accurately,
As a result, it is to prevent emission failure.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１及び２の発明に
よれば、排気ガス中に曝された酸素濃度センサにパティ
キュレートが堆積した時に、センサからの実際の出力値
を基準値と比較して著しく差が大きいときは、酸素濃度
センサの検出素子を加熱する電気ヒータを一時的に昇温
させ、堆積したパティキュレートを焼却し除去して検出
素子を再生することができる。その結果、酸素濃度セン
サの感度劣化を防止し、その検出素子から常に正確な検
出信号を得ることができるので、ＥＧＲにおける排気ガ
スのフィードバック制御を常に正確に行うことができ、
その結果エミッション不良を防止することができる。According to the first and second aspects of the present invention, when particulates accumulate on an oxygen concentration sensor exposed to exhaust gas, an actual output value from the sensor is compared with a reference value. When the difference is remarkably large, the temperature of the electric heater for heating the detection element of the oxygen concentration sensor is temporarily increased, and the accumulated particulate is incinerated and removed to regenerate the detection element. As a result, the sensitivity of the oxygen concentration sensor can be prevented from deteriorating, and an accurate detection signal can be always obtained from the detection element.
As a result, emission failure can be prevented.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
沿って説明する。図１は車両に搭載されるディーゼルエ
ンジンの要部構成図である。図示のように、このディー
ゼルエンジンには排気ガスの一部を吸気ガスに戻すＥＧ
Ｒ（排気再循環）制御システムが採用されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a diesel engine mounted on a vehicle. As shown, the diesel engine has an EG that returns a part of the exhaust gas to the intake gas.
An R (exhaust gas recirculation) control system is employed.
【０００９】ディーゼルエンジン本体１には、吸気管２
が接続されると共に、排気管３が接続されている。エン
ジン本体１のシリンダブロック４内において、ピストン
５が往復運動可能に配置されている。また、シリンダブ
ロック４の上にはシリンダヘッド６が固定されている。
ピストン５とシリンダヘッド６との間に燃焼室７が形成
され、吸気管２からの吸気が吸気弁９を通して燃焼室７
に供給される。また、燃焼室７内に噴射ノズル８からの
燃料が供給されるようになっている。そして、燃焼室７
にて空気と燃料からなる混合気が燃焼してその排気ガス
が排気弁１０を通して排気管３に排出される。A diesel engine body 1 has an intake pipe 2
And the exhaust pipe 3 is connected. In the cylinder block 4 of the engine body 1, a piston 5 is arranged so as to be able to reciprocate. A cylinder head 6 is fixed on the cylinder block 4.
A combustion chamber 7 is formed between the piston 5 and the cylinder head 6, and intake air from the intake pipe 2 flows through the intake valve 9
Supplied to Further, fuel is supplied from the injection nozzle 8 into the combustion chamber 7. And the combustion chamber 7
The mixture of air and fuel is burned at, and the exhaust gas is discharged to the exhaust pipe 3 through the exhaust valve 10.
【００１０】排気管３と、スロットルバルブ２５の下流
の吸気管２とは、ＥＧＲ管１１にて連通され、ＥＧＲ管
１１の途中には電磁式のＥＧＲ弁１２が設けられてい
る。このＥＧＲ弁１２の開度を調整することにより、エ
ンジンの排気側から吸気側に還流される排気ガス量が調
整される。また、図示のように、電子制御ユニット（以
下、ＥＣＵと称する）２０にはイグニッションスイッチ
（ＩＧＳＷ）２１が接続され、ＥＣＵ２０はイグニッシ
ョンスイッチ２１のオン・オフ操作を検知する。また、
ＥＣＵ２０には回転角センサ２６及びアクセル開度セン
サ２７が接続され、ＥＣＵ２０は回転角センサ２６によ
りエンジン回転数を検知するとともにアクセル開度セン
サ２７によりアクセル開度を検知する。さらに、ＥＣＵ
２０にはリレースイッチ２２を介してバッテリ２３が接
続され、リレースイッチ２２によりバッテリ２３からの
通電をオン又はオフさせる。さらに、ＥＣＵ２０には酸
素濃度センサ１３が接続される。The exhaust pipe 3 and the intake pipe 2 downstream of the throttle valve 25 are connected by an EGR pipe 11, and an electromagnetic EGR valve 12 is provided in the EGR pipe 11. By adjusting the opening degree of the EGR valve 12, the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust side of the engine to the intake side is adjusted. As shown in the figure, an ignition switch (IGSW) 21 is connected to an electronic control unit (hereinafter, referred to as ECU) 20, and the ECU 20 detects an on / off operation of the ignition switch 21. Also,
The rotation angle sensor 26 and the accelerator opening sensor 27 are connected to the ECU 20. The ECU 20 detects the engine speed by the rotation angle sensor 26 and detects the accelerator opening by the accelerator opening sensor 27. Furthermore, ECU
A battery 23 is connected to 20 via a relay switch 22, and energization from the battery 23 is turned on or off by the relay switch 22. Further, the oxygen concentration sensor 13 is connected to the ECU 20.
【００１１】以下の図２にて詳述するように、ＥＣＵ２
０は酸素濃度センサ１３の検出素子からのＯ2 濃度検出
信号を入力すると共に、熱電対１９からの温度検出信号
を入力する。また、ＥＣＵ２０は検出素子を加熱する電
気ヒータ１８への通電を制御して酸素イオン伝導性固体
電解質１４の温度を調整するようになっている。図２は
酸素濃度センサの詳細構成図である。図１に示すよう
に、排気管３におけるＥＧＲ管１１の接続部より下流側
には酸素濃度センサ１３が取り付けられている。As will be described in detail with reference to FIG.
0 inputs the O 2 concentration detection signal from the detection element of the oxygen concentration sensor 13 and the temperature detection signal from the thermocouple 19. Further, the ECU 20 controls the energization of the electric heater 18 for heating the detection element to adjust the temperature of the oxygen ion conductive solid electrolyte 14. FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the oxygen concentration sensor. As shown in FIG. 1, an oxygen concentration sensor 13 is attached to the exhaust pipe 3 downstream of the connection of the EGR pipe 11.
【００１２】図２において、酸素濃度センサ１３は、ジ
ルコニアからなるカップ状の酸素イオン伝導性固体電解
質１４と、その外周面を覆う多孔質セラミックス１５と
を備えている。これらをまとめて検出素子（又はジルコ
ニア素子）と称する。この検出素子が排気ガス中に配置
され、多孔質セラミックス１５の外周側が排気ガスと接
すると共に、酸素イオン伝導性固体電解質１４の内周側
が大気と接するようになっている。また、酸素イオン伝
導性固体電解質１４の内周面並びに外周面上には、それ
ぞれ陽極用白金薄膜（図示せず）並びに陰極用白金薄膜
（図示せず）がコーティングされ、これら白金薄膜に接
続された陽極リード線１６と陰極リード線１７の間に電
圧が印加される。In FIG. 2, the oxygen concentration sensor 13 includes a cup-shaped oxygen ion conductive solid electrolyte 14 made of zirconia and a porous ceramic 15 covering the outer peripheral surface thereof. These are collectively referred to as detection elements (or zirconia elements). This detection element is arranged in the exhaust gas, and the outer peripheral side of the porous ceramics 15 contacts the exhaust gas, and the inner peripheral side of the oxygen ion conductive solid electrolyte 14 contacts the atmosphere. Further, a platinum thin film for anode (not shown) and a platinum thin film for cathode (not shown) are coated on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the oxygen ion conductive solid electrolyte 14, respectively, and are connected to these platinum thin films. A voltage is applied between the anode lead 16 and the cathode lead 17.
【００１３】このような構成において、排気ガス中の酸
素分子は多孔質セラミックス１５内を拡散により通過し
て酸素イオン伝導性固体電解質１４の陰極用白金薄膜に
到達し、ここで電子を付与された酸素分子が酸素イオン
伝導性固体電解質１４内を通過した後に、陽極用白金薄
膜と接触して電子を放出することにより電流が発生し、
発生した電流はリード線１６及び１７から取り出され
る。In such a configuration, oxygen molecules in the exhaust gas pass through the porous ceramics 15 by diffusion and reach the platinum thin film for the cathode of the oxygen ion conductive solid electrolyte 14, where electrons are given. After the oxygen molecules pass through the oxygen ion conductive solid electrolyte 14, a current is generated by contacting the platinum thin film for the anode and emitting electrons,
The generated current is taken out of the leads 16 and 17.
【００１４】この場合、排気ガス中のＯ2 濃度に比例し
た出力値（電流値）が発生し、この出力電流を読むこと
で排気ガス中のＯ2 濃度を検出することができる。排気
ガス中のＯ2 濃度が検出できれば、機関の空燃比が分か
ることから、出力電流から空燃比の検出が可能である。
一方、酸素濃度センサ１３から安定した出力電流を得る
には酸素イオン伝導性固体電解質１４の温度を標準温度
である約６５０°Ｃ以上にする必要がある。そのため
に、酸素イオン伝導性固体電解質１４の温度を検出する
ための熱電対１９が配置されている。熱電対１９からの
検出信号に基づいて酸素イオン伝導性固体電解質１４の
温度を調整するために、図示のように、その内部には電
気ヒータ１８が備えられている。In this case, an output value (current value) proportional to the O 2 concentration in the exhaust gas is generated. By reading this output current, the O 2 concentration in the exhaust gas can be detected. If the O 2 concentration in the exhaust gas can be detected, the air-fuel ratio of the engine can be known, so that the air-fuel ratio can be detected from the output current.
On the other hand, in order to obtain a stable output current from the oxygen concentration sensor 13, the temperature of the oxygen ion conductive solid electrolyte 14 needs to be equal to or higher than the standard temperature of about 650 ° C. For this purpose, a thermocouple 19 for detecting the temperature of the oxygen ion conductive solid electrolyte 14 is provided. In order to adjust the temperature of the oxygen ion conductive solid electrolyte 14 based on a detection signal from the thermocouple 19, an electric heater 18 is provided therein as shown in the figure.
【００１５】図３は基準となる酸素濃度センサと実使用
の酸素濃度センサの出力電流の関係を示すグラフであ
る。縦軸は酸素濃度センサの出力電流（ＩL ）であり、
横軸はＯ2 濃度である。Ｏ2 濃度は、図示のように、右
方向に大きく、左方向に小さいとする。また、図中、Ｉ
Ｌｂは新規な酸素濃度センサを用いて予め決めた出力電
流の基準値であり、大気酸素濃度が２１％として決めた
ものである。従って、点線Ｌｂは基準線である。この状
態では酸素濃度センサには、まだパティキュレートの堆
積はない。一方、ＩＬｓは実使用を開始し相当時間経過
した後の酸素濃度センサの出力電流の値である。この状
態はエンジンがアイドリング状態でＥＧＲがオフのとき
のエンジン安定運転状態における実際のＯ2 濃度による
酸素濃度センサの出力電流である。この場合には、酸素
濃度センサにはパティキュレートが堆積しているので、
出力電流は低下する。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the reference oxygen concentration sensor and the output current of an actual oxygen concentration sensor. The vertical axis is the output current (I L ) of the oxygen concentration sensor,
The horizontal axis is the O 2 concentration. It is assumed that the O 2 concentration is large in the right direction and small in the left direction as shown in the figure. In the figure, I
Lb is a reference value of the output current determined in advance using a new oxygen concentration sensor, and is determined assuming that the atmospheric oxygen concentration is 21%. Therefore, the dotted line Lb is a reference line. In this state, the particulate matter has not yet accumulated on the oxygen concentration sensor. On the other hand, ILs is the value of the output current of the oxygen concentration sensor after a lapse of a considerable time from the start of actual use. This state is the output current of the oxygen concentration sensor based on the actual O 2 concentration in the stable engine operation state when the engine is idling and EGR is off. In this case, since particulates are deposited on the oxygen concentration sensor,
The output current decreases.
【００１６】次に、このように構成した内燃機関用酸素
濃度センサのヒータ制御装置の制御方法を以下に説明す
る。図４は、図１に示すＥＣＵ２０が実行する処理フロ
ーチャートである。この処理は酸素濃度センサに付着し
たパティキュレートを焼却するための制御フローチャー
トであり、所定時間毎に起動される。以下に、図１を参
照しつつ処理動作を詳しく説明する。Next, a control method of the heater control device of the oxygen concentration sensor for an internal combustion engine having the above-described configuration will be described below. FIG. 4 is a processing flowchart executed by the ECU 20 shown in FIG. This process is a control flowchart for incinerating particulates attached to the oxygen concentration sensor, and is started at predetermined time intervals. Hereinafter, the processing operation will be described in detail with reference to FIG.
【００１７】ステップＳ１に示すように、ＥＣＵ２０
は、例えば、エンジン回転数からエンジンのアイドリン
グ状態を検出し、酸素濃度センサからＥＧＲがオフ状態
のエンジン安定運転状態における実Ｏ2 濃度を検出し、
酸素濃度センサへのパティキュレート付着状態を判定す
る。この場合、図３に示すように、新規な酸素濃度セン
サにて予め決めておいた出力電流の基準値と、上述の実
Ｏ2 濃度の出力電流とを比較する。As shown in step S1, the ECU 20
Detects, for example, the idling state of the engine from the engine speed, EGR oxygen concentration sensor detects the actual O 2 concentration in the engine steady state operation of the off-state,
The particulate adhesion state to the oxygen concentration sensor is determined. In this case, as shown in FIG. 3, the reference value of the output current predetermined by the new oxygen concentration sensor is compared with the output current of the actual O 2 concentration.
【００１８】次にステップＳ２に示すように、上述の比
較において、実Ｏ2 濃度における出力電流が基準値より
も所定値以上著しく下回っていたならば（即ち、所定の
差値ｄ以上に下回っていたならば）、酸素濃度センサへ
のパティキュレート付着が著しく、焼却が必要（焼却時
期）と判断する（ＹＥＳ）。ここで、この所定値は、例
えば車両エミッションの劣化許容値等から決められた値
である。なお、所定値以上下回っていないときは、焼却
が必要な時期に至っていないと判断し（ＮＯ）、ステッ
プＳ１に戻り焼却が必要になる時期までループを繰り返
す。Next, as shown in step S2, in the above-mentioned comparison, if the output current at the actual O 2 concentration is significantly lower than the reference value by a predetermined value or more (ie, lower than the predetermined difference value d). If so, it is determined that the particulate matter adheres significantly to the oxygen concentration sensor and incineration is necessary (incineration time) (YES). Here, the predetermined value is a value determined from, for example, a permissible deterioration value of the vehicle emission. If the temperature does not fall below the predetermined value, it is determined that the time for incineration has not been reached (NO), and the flow returns to step S1 to repeat the loop until the time for incineration becomes necessary.
【００１９】次にステップＳ３に示すように、パティキ
ュレートの焼却時期と判断したときに、付着したパティ
キュレートの焼却中に負荷変化等により排気ガスの温度
が上昇し、その結果、検出素子の温度が急上昇して素子
自体に破壊が起こるのを防止するため、ＥＣＵ２０は、
各センサで検出されたアクセル開度、回転数、車速等の
データから、エンジンの運転状態を検出し、定常状態か
又は過渡状態かを判断する。Next, as shown in step S3, when it is determined that it is time to incinerate the particulates, the temperature of the exhaust gas rises due to a load change or the like during the incineration of the attached particulates. To prevent the device itself from destruction due to rapid rise,
An operating state of the engine is detected from data such as an accelerator opening, a rotation speed, and a vehicle speed detected by each sensor, and it is determined whether the engine is in a steady state or a transient state.
【００２０】次にステップＳ４に示すように、ＥＣＵ２
０が、エンジンが定常状態ではない過渡状態と判断した
時は（ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、エンジンが定常状
態になるまでループを繰り返す。ＥＣＵ２０が定常状態
と判断したときは（ＹＥＳ）、次に進む。次にステップ
Ｓ５に示すように、ステップＳ４でエンジンが定常状態
と判断された時は、電気ヒータ１８を加熱し、検出素子
の温度を前述の標準温度約６５０°Ｃから所定値だけ昇
温させる。ここで、この所定値は酸素濃度センサの構造
によって異なるが約２００°Ｃが実験的に求められてい
る。従って、酸素濃度センサの検出素子の温度は約８５
０°Ｃとなる。Next, as shown in step S4, the ECU 2
If 0 determines that the engine is not in the steady state but is in the transient state (NO), the process returns to step S3, and the loop is repeated until the engine is in the steady state. When the ECU 20 determines that it is in the steady state (YES), the process proceeds to the next step. Next, as shown in step S5, when it is determined in step S4 that the engine is in a steady state, the electric heater 18 is heated to raise the temperature of the detecting element by a predetermined value from the above-mentioned standard temperature of about 650 ° C. . Here, the predetermined value varies depending on the structure of the oxygen concentration sensor, but about 200 ° C. is experimentally obtained. Therefore, the temperature of the detection element of the oxygen concentration sensor is about 85
0 ° C.
【００２１】次にステップＳ６に示すように、パティキ
ュレートの焼却が所定時間行われたか否かを判断し、所
定時間に満たない時は（ＮＯ）、ステップＳ３に戻りエ
ンジン状態の検出から開始し、焼却を継続する。一方、
所定時間の焼却が実施されたならば（ＹＥＳ）、堆積さ
れたパティキュレートは焼却されたと判断し、このルー
プを終了する。Next, as shown in step S6, it is determined whether or not incineration of the particulates has been performed for a predetermined time. If the incineration has not been completed for a predetermined time (NO), the process returns to step S3 and starts from the detection of the engine state. Continue incineration. on the other hand,
If incineration is performed for a predetermined time (YES), it is determined that the accumulated particulates have been incinerated, and this loop is ended.
【００２２】このように、本発明では、まず、基準値と
比較してパティキュレートの堆積の程度を推定し、焼却
するようにしたため、運転状態のバラツキにかかわらず
確実に焼却ができ、焼却回数も必要最小限に抑えること
ができる。さらに酸素濃度センサの周囲の雰囲気の変化
（即ち、負荷変化等により排気ガスの温度の急激な上昇
等）による検出素子の過昇温も防止するようにしたため
信頼性を損なうことなく酸素濃度センサの再生が可能で
ある。As described above, according to the present invention, first, the degree of accumulation of particulates is estimated by comparing with the reference value, and the incineration is performed. Can also be minimized. Further, the temperature of the detecting element is prevented from being excessively increased due to a change in the atmosphere around the oxygen concentration sensor (that is, a sudden increase in the temperature of the exhaust gas due to a change in load or the like). Reproduction is possible.
【図１】車両に搭載されるディーゼルエンジンの要部構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a diesel engine mounted on a vehicle.
【図２】酸素濃度センサの詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an oxygen concentration sensor.
【図３】基準となる酸素濃度センサと実使用の酸素濃度
センサの出力電流の関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between an oxygen concentration sensor serving as a reference and an output current of an actual oxygen concentration sensor.
【図４】図１に示すＥＣＵ２０が実行する処理フローチ
ャートである。FIG. 4 is a processing flowchart executed by an ECU 20 shown in FIG. 1;
１…ディーゼルエンジン本体 ２…吸気管 ３…排気管 ４…シリンダブロック ５…ピストン ６…シリンダヘッド ７…燃焼室 ８…噴射ノズル ９…吸気弁 １０…排気弁 １１…ＥＧＲ管 １２…ＥＧＲ弁 １３…酸素濃度センサ １４…酸素イオン伝導性固体電解質 １５…多孔質セラミックス １６…陽極リード線 １７…陰極リード線 １８…電気ヒータ １９…熱電対 ２０…電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２１…イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ） ２２…リレースイッチ ２３…バッテリ ２４…バックアップメモリ ２５…スロットルバルブ ２６…回転角センサ ２７…アクセル開度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diesel engine main body 2 ... Intake pipe 3 ... Exhaust pipe 4 ... Cylinder block 5 ... Piston 6 ... Cylinder head 7 ... Combustion chamber 8 ... Injection nozzle 9 ... Intake valve 10 ... Exhaust valve 11 ... EGR pipe 12 ... EGR valve 13 ... Oxygen concentration sensor 14 ... Oxygen ion conductive solid electrolyte 15 ... Porous ceramic 16 ... Anode lead wire 17 ... Cathode lead wire 18 ... Electric heater 19 ... Thermocouple 20 ... Electronic control unit (ECU) 21 ... Ignition switch (IGSW) 22 ... Relay switch 23 ... Battery 24 ... Backup memory 25 ... Throttle valve 26 ... Rotation angle sensor 27 ... Accelerator opening sensor
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｅ Ｇ０１Ｎ 27/409 Ｇ０１Ｎ 27/58 Ｂ (72)発明者 山田 正徳 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI F02M 25/07 570 F02M 25/07 570E G01N 27/409 G01N 27/58 B (72) Inventor Masanori Yamada 14 Iwatani, Shimohasukamachi, Nishio-shi, Aichi Prefecture. Japan Auto Parts Research Institute, Inc.
Claims (2)
ス中の酸素濃度に比例した出力値を発生する酸素濃度セ
ンサの検出素子を加熱するための電気ヒータの温度を調
節する酸素濃度センサ用ヒータ制御装置において、 機関運転状態を検出する検出手段と、 検出された機関運転状態が定常状態か否かを判定する第
１の判定手段と、 機関運転状態が定常状態である場合に、酸素濃度センサ
の出力値が所定値以内か所定値以上かを判定する第２の
判定手段と、 所定値以上の時には前記電気ヒータを昇温させる昇温手
段と、 を具備することを特徴とする内燃機関の酸素濃度センサ
用ヒータ制御装置。An oxygen concentration sensor for adjusting a temperature of an electric heater for heating a detection element of an oxygen concentration sensor which is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine and generates an output value proportional to the oxygen concentration in exhaust gas. In the heater control device, detecting means for detecting an engine operating state; first determining means for determining whether the detected engine operating state is a steady state; and detecting the oxygen concentration when the engine operating state is a steady state. An internal combustion engine comprising: a second determination unit that determines whether an output value of the sensor is within a predetermined value or more than a predetermined value; and a temperature raising unit that raises the temperature of the electric heater when the output value is equal to or more than the predetermined value. Heater control device for oxygen concentration sensor.
ス中の酸素濃度に比例した出力値を発生する酸素濃度セ
ンサの検出素子を加熱するための電気ヒータの温度を調
節するヒータ制御方法において、 予め基準となる新規な酸素濃度センサを用いてその出力
値を測定し、出力値の基準値を決める段階と、 実使用の酸素濃度センサを用いて、エンジンがアイドリ
ング状態で、かつＥＧＲがオフ状態のエンジン安定運転
状態において、排気ガス中の実際の酸素濃度を検出しそ
の出力値を求める段階と、 前記新規な酸素濃度センサで求めた出力値と、前記実使
用の酸素濃度センサで求めた出力値を比較し、比較結果
において、実使用の酸素濃度センサの出力値が新規な酸
素濃度センサの出力値よりも所定値以上下回っていると
きは、実使用の酸素濃度センサへのパティキュレート付
着が著しくパティキュレートの焼却時期と判断し、所定
値以上下回っていないときは焼却時期に至っていないと
判断する段階と、 パティキュレートの焼却時期と判断したときは、エンジ
ンの運転状態を検出し、エンジンが定常状態か又は過渡
状態かを判断する段階と、 エンジンが定常状態と判断されたときはパティキュレー
トの焼却を、検出素子温度を所定値にまで昇温させるこ
とにより行い、エンジンが過渡状態と判断された時はパ
ティキュレートの焼却を行わず、定常状態になるまで判
断を繰り返す段階と、 パティキュレートの焼却が所定時間行われたか否かを判
断し、所定時間に満たない時は、エンジンの運転状態の
検出を再度行い、定常状態のときは焼却を継続し、一
方、所定時間行われたときは、堆積されたパティキュレ
ートは焼却されたと判断する段階と、 を具備することを特徴とするヒータ制御方法。2. A heater control method for adjusting a temperature of an electric heater for heating a detection element of an oxygen concentration sensor which is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine and generates an output value proportional to the oxygen concentration in exhaust gas. Measuring the output value using a new reference oxygen concentration sensor in advance and determining the reference value of the output value; and using the actually used oxygen concentration sensor while the engine is idling and the EGR is off. Detecting the actual oxygen concentration in the exhaust gas and obtaining the output value in the stable engine operation state of the state, the output value obtained by the novel oxygen concentration sensor, and the output value obtained by the actual use oxygen concentration sensor. The output values are compared, and when the output value of the actually used oxygen concentration sensor is lower than the output value of the new oxygen concentration sensor by a predetermined value or more in the comparison result, the actually used oxygen concentration sensor is When it is judged that it is time to incinerate particulates, and when it is not less than a predetermined value, it is judged that the incineration time has not been reached. Detecting the operating state and determining whether the engine is in a steady state or a transient state, and burning the particulates when the engine is determined to be in the steady state by raising the temperature of the detecting element to a predetermined value. When the engine is determined to be in the transient state, the particulates are not incinerated, and the determination is repeated until the engine is in a steady state, and whether or not the particulates are incinerated for a predetermined time is determined. If it does not, the detection of the operating state of the engine is performed again, and in the steady state, the incineration is continued. Heater control method characterized by deposited particulates includes a step of determining to have been incinerated, and.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9241005A JPH1182112A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Heater control device and heater control method for oxygen concentration sensor for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9241005A JPH1182112A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Heater control device and heater control method for oxygen concentration sensor for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182112A true JPH1182112A (en) | 1999-03-26 |
Family
ID=17067921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9241005A Pending JPH1182112A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Heater control device and heater control method for oxygen concentration sensor for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182112A (en) |
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