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JP3265896B2 - Air-fuel ratio sensor heater control device - Google Patents

Air-fuel ratio sensor heater control device

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Publication number
JP3265896B2
JP3265896B2 JP03226095A JP3226095A JP3265896B2 JP 3265896 B2 JP3265896 B2 JP 3265896B2 JP 03226095 A JP03226095 A JP 03226095A JP 3226095 A JP3226095 A JP 3226095A JP 3265896 B2 JP3265896 B2 JP 3265896B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
air
fuel ratio
power
ratio sensor
Prior art date
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Application number
JP03226095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08226912A (en
Inventor
圭一郎 青木
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP03226095A priority Critical patent/JP3265896B2/en
Publication of JPH08226912A publication Critical patent/JPH08226912A/en
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は空燃比センサのヒータ制
御装置に関し、特に、機関始動後の空燃比フィードバッ
ク制御開始条件の成立時に空燃比センサの活性化が完了
するようにヒータへの供給電力を制御する空燃比センサ
のヒータ制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater control device for an air-fuel ratio sensor, and more particularly to a power supply to a heater so that activation of the air-fuel ratio sensor is completed when an air-fuel ratio feedback control start condition is satisfied after the engine is started. The present invention relates to a heater control device for an air-fuel ratio sensor for controlling the air-fuel ratio sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】排気ガス中の酸素濃度を検出するための
酸素濃度検出器として例えばジルコニアからなり、検出
素子を流れる電流値が酸素濃度に応じて変化する空燃比
センサが公知である。ところがこの空燃比センサはセン
サ素子温度を650℃から750℃程度に維持しないと
作動せず、従って通常空燃比センサはセンサ素子温度を
650℃から750℃に維持するために例えば白金から
なるヒータを内蔵している。このようにヒータを具えた
空燃比センサではヒータへの供給電力を増大すればセン
サ素子温度を高めることができる。またヒータへの供給
電力を制御することによってセンサ素子温度を制御する
ことができる。
2. Description of the Related Art As an oxygen concentration detector for detecting the oxygen concentration in exhaust gas, there is known an air-fuel ratio sensor made of, for example, zirconia, in which a current flowing through a detecting element changes according to the oxygen concentration. However, the air-fuel ratio sensor does not operate unless the sensor element temperature is maintained at about 650 ° C. to 750 ° C. Therefore, the air-fuel ratio sensor usually includes a heater made of, for example, platinum to maintain the sensor element temperature at 650 ° C. to 750 ° C. Built-in. As described above, in the air-fuel ratio sensor including the heater, the sensor element temperature can be increased by increasing the power supplied to the heater. Further, the temperature of the sensor element can be controlled by controlling the power supplied to the heater.

【0003】ところでヒータの温度とヒータの抵抗値は
比例し、従ってヒータの抵抗値からヒータの温度を知る
ことができる。そこでヒータの抵抗値を検出し、機関高
負荷運転から機関低負荷運転に移行後、所定期間におい
てヒータの抵抗値がヒータ温度が例えば1100℃を越
える限界抵抗値よりも大きくなったときには基本電力を
小さくするようにしたヒータ制御装置が公知である(特
開平1−158335号公報参照)。
The temperature of a heater is proportional to the resistance of the heater, so that the temperature of the heater can be known from the resistance of the heater. Therefore, the resistance value of the heater is detected, and after shifting from the engine high load operation to the engine low load operation, when the heater resistance value exceeds a limit resistance value at which the heater temperature exceeds, for example, 1100 ° C. for a predetermined period, the basic power is reduced. A heater control device that is reduced in size is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-158335).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平1−158335号公報に開示されたヒータ制御装
置は機関始動後の暖機状態ではヒータを上限温度まで加
熱しその後その上限温度を保持するように制御するが、
機関の空燃比フィードバック制御を開始する条件が成立
するより早くに空燃比センサが活性化する場合があり、
この場合空燃比センサの活性化が完了してから空燃比フ
ィードバック制御の開始条件が成立するまでの間にヒー
タに無駄な通電がなされヒータの劣化を促進し、さらに
はヒータ発熱部付近にある空燃比センサの電極等にも悪
影響を及ぼすという問題がある。
However, the heater control device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-158335 heats the heater to the upper limit temperature in a warm-up state after the engine is started, and then maintains the upper limit temperature. , But
The air-fuel ratio sensor may be activated earlier than the condition for starting the air-fuel ratio feedback control of the engine is satisfied,
In this case, wasteful energization is performed to the heater from the completion of the activation of the air-fuel ratio sensor to the satisfaction of the start condition of the air-fuel ratio feedback control, thereby promoting the deterioration of the heater. There is a problem that the electrodes of the fuel ratio sensor are adversely affected.

【0005】それゆえ本発明は前記問題を解決し、機関
始動後の空燃比フィードバック制御開始条件の成立時に
空燃比センサの活性化が完了するようにヒータへの供給
電力を制御することにより、ヒータによる無駄な電力消
費をなくし、ヒータへの過剰通電によるヒータや空燃比
センサの劣化を抑制する空燃比センサのヒータ制御装置
を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problem, and controls the power supplied to the heater so that the activation of the air-fuel ratio sensor is completed when the air-fuel ratio feedback control start condition is satisfied after the engine is started. It is an object of the present invention to provide a heater control device for an air-fuel ratio sensor, which eliminates wasteful power consumption due to overheating and suppresses deterioration of the heater and the air-fuel ratio sensor due to excessive energization of the heater.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の基本ブロ
ック構成図である。前記目的を達成する本発明による空
燃比センサのヒータ制御装置は、内燃機関の排気系に設
けられた空燃比センサ15の活性状態を維持するように
空燃比センサ15を加熱するヒータへ供給する電力を制
御する空燃比センサのヒータ制御装置において、空燃比
センサ15が活性化したか否かを判断するセンサ活性判
断手段Aと、内燃機関の空燃比フィードバック制御を開
始する条件が成立したか否かを判断するフィードバック
開始判断手段Bと、内燃機関の始動から空燃比センサ1
5が活性化するまでの時間が、内燃機関の始動から空燃
比フィードバック制御の開始条件が成立するまでの時間
と等しくなるように、内燃機関の暖機時のヒータ17へ
の供給電力を学習するヒータ供給電力学習手段Cと、ヒ
ータ供給電力学習手段Cにより学習して得られた供給電
力に従ってヒータ17へ供給する電力を制御するヒータ
供給電力制御手段Dと、を備えたことを特徴とする。
FIG. 1 is a basic block diagram of the present invention. A heater control device for an air-fuel ratio sensor according to the present invention, which achieves the above object, supplies electric power supplied to a heater for heating the air-fuel ratio sensor 15 so as to maintain an active state of the air-fuel ratio sensor 15 provided in an exhaust system of an internal combustion engine. In the heater control device for the air-fuel ratio sensor for controlling the air-fuel ratio sensor 15, the sensor activation determining means A for determining whether the air-fuel ratio sensor 15 has been activated and the condition for starting the air-fuel ratio feedback control of the internal combustion engine have been established. Start determination means B for determining the air-fuel ratio sensor 1 from the start of the internal combustion engine
The power supply to the heater 17 when the internal combustion engine is warmed up is learned such that the time until the activation of the internal combustion engine 5 becomes equal to the time from the start of the internal combustion engine to the start of the air-fuel ratio feedback control. It is characterized by comprising heater supply power learning means C and heater supply power control means D for controlling the power supplied to the heater 17 in accordance with the supply power obtained by learning by the heater supply power learning means C.

【0007】[0007]

【作用】本発明の空燃比センサのヒータ制御装置は、セ
ンサ活性判断手段により空燃比センサが活性化したか否
かを判断し、内燃機関の始動から空燃比センサが活性化
するまでの時間T1を記憶し、フィードバック開始判断
手段により内燃機関の空燃比フィードバック制御を開始
する条件が成立したか否かを判断し、内燃機関の始動か
ら空燃比フィードバック制御の開始条件が成立するまで
の時間T2を記憶し、ヒータ供給電力学習手段Cによ
り、これらの時間T1、T2が等しくなるように、すな
わちT1>T2のときは次回の内燃機関暖機時のヒータ
への供給電力を所定量減少させ、T1<T2のときは次
回の内燃機関暖機時のヒータへの供給電力を所定量増加
させるようにヒータへの供給電力を学習し、ヒータ供給
電力学習手段により学習して得られた供給電力に従って
ヒータ供給電力制御手段によりヒータへ供給する電力を
制御する。それゆえ、内燃機関始動後の空燃比フィード
バック制御開始条件の成立時に空燃比センサの活性化が
完了するようにヒータへの供給電力が制御される。
The heater control device for the air-fuel ratio sensor according to the present invention determines whether or not the air-fuel ratio sensor has been activated by the sensor activation determining means, and determines the time T1 from the start of the internal combustion engine to the activation of the air-fuel ratio sensor. The feedback start determination means determines whether the condition for starting the air-fuel ratio feedback control of the internal combustion engine is satisfied or not, and determines the time T2 from the start of the internal combustion engine until the start condition of the air-fuel ratio feedback control is satisfied. The heater supply power learning means C stores the power so that the times T1 and T2 become equal, that is, when T1> T2, the power supply to the heater at the next warm-up of the internal combustion engine is reduced by a predetermined amount. At the time of T2, the power supply to the heater is learned so as to increase the power supply to the heater at the next warm-up of the internal combustion engine by a predetermined amount. Controlling the power supplied to the heater by the heater power supply control means in accordance with the supply power obtained by learning. Therefore, the power supplied to the heater is controlled such that the activation of the air-fuel ratio sensor is completed when the air-fuel ratio feedback control start condition is satisfied after the internal combustion engine is started.

【0008】[0008]

【実施例】図2は内燃機関の実施例の全体構成図であ
る。本図において1は機関本体、2はピストン、3は燃
焼室、4は点火栓、5は吸気弁、6は吸気ポート、7は
排気弁、8は排気ポートを夫々示す。吸気ポート6は対
応する枝管9を介してサージタンク10に連結され、枝
管9には対応する吸気ポート6内に向けて燃料噴射を行
うための燃料噴射弁11が取付けられる。点火栓4によ
る点火時期および燃料噴射弁11からの燃料噴射量や燃
料噴射時期は電子制御ユニット20の出力信号により制
御される。サージタンク10は吸気ダクト12を介して
図示しないエアクリーナに連結され、吸気ダクト12内
にはスロットル弁13が配置される。一方、排気ポート
8は排気マニホルド14に連結され、排気マニホルド1
4内には酸素濃度より機関の空燃比を検出する空燃比セ
ンサ15が配置される。図2にはこの空燃比センサ15
の拡大図も同時に示してある。この拡大図からわかるよ
うに空燃比センサ15は例えばジルコニアからなるセン
サ素子16と、このセンサ素子16を加熱するためにセ
ンサ素子16に隣接配置されたヒータ17とを具備す
る。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine. In the figure, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. The intake port 6 is connected to a surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and a fuel injection valve 11 for performing fuel injection toward the corresponding intake port 6 is attached to the branch pipe 9. The ignition timing of the ignition plug 4 and the amount and timing of fuel injection from the fuel injection valve 11 are controlled by an output signal of the electronic control unit 20. The surge tank 10 is connected to an air cleaner (not shown) via an intake duct 12, and a throttle valve 13 is arranged in the intake duct 12. On the other hand, the exhaust port 8 is connected to the exhaust manifold 14 and the exhaust manifold 1
An air-fuel ratio sensor 15 for detecting the air-fuel ratio of the engine from the oxygen concentration is disposed in the inside of the engine. FIG. 2 shows this air-fuel ratio sensor 15.
Is also shown at the same time. As can be seen from this enlarged view, the air-fuel ratio sensor 15 includes a sensor element 16 made of, for example, zirconia, and a heater 17 disposed adjacent to the sensor element 16 for heating the sensor element 16.

【0009】電子制御ユニット20はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス21によって相互に接続
されたROM(リードオンリメモリ)22、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)23、CPU(マイクロプロセ
ッサ)24、入力ポート25および出力ポート26を具
備する。CPU24にはバックアップRAM27がバス
28を介して接続される。サージタンク10内にはサー
ジタンク10内の絶対圧PMに比例した出力電圧を発生
する圧力センサ18が配置され、圧力センサ18の出力
電圧はAD変換器29を介して入力ポート25に入力さ
れる。スロットル弁13にはスロットル弁13がアイド
リング開度にあることを示す出力信号を発生するスロッ
トルスイッチ19が連結され、このスロットルスイッチ
19の出力信号が入力ポート25に入力される。
The electronic control unit 20 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 22, a RAM (random access memory) 23, a CPU (microprocessor) 24, and an input port 25 interconnected by a bidirectional bus 21. And an output port 26. A backup RAM 27 is connected to the CPU 24 via a bus 28. A pressure sensor 18 that generates an output voltage proportional to the absolute pressure PM in the surge tank 10 is disposed in the surge tank 10, and the output voltage of the pressure sensor 18 is input to an input port 25 via an AD converter 29. . The throttle valve 13 is connected to a throttle switch 19 for generating an output signal indicating that the throttle valve 13 is at the idling opening. The output signal of the throttle switch 19 is input to an input port 25.

【0010】空燃比センサ回路30には定電圧電源31
から一定電圧が供給され、空燃比センサ15のセンサ素
子16には空燃比センサ回路30から電圧が印加され
る。センサ素子16からは機関の排気ガス中の酸素濃度
に比例した、即ち混合気の空燃比に比例した電流が流
れ、この電流値に比例した電圧がAD変換器32を介し
て入力ポート25に入力される。従ってこのAD変換器
31の出力電圧から混合気の空燃比を知ることができ
る。また空燃比センサ回路30にはセンサ素子16の内
部抵抗を測定する回路が設けられており、測定した内部
抵抗に比例した電圧がAD変換器33を介して入力ポー
ト25に入力される。このセンサ素子16の内部抵抗に
比例する電圧からセンサ素子16の温度を知ることがで
きる(特開昭57−192852号公報参照)。
A constant-voltage power supply 31 is connected to the air-fuel ratio sensor circuit 30.
And a constant voltage is supplied from the air-fuel ratio sensor circuit 30 to the sensor element 16 of the air-fuel ratio sensor 15. A current proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas of the engine, that is, proportional to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture flows from the sensor element 16, and a voltage proportional to the current value is input to the input port 25 via the AD converter 32. Is done. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture can be known from the output voltage of the AD converter 31. The air-fuel ratio sensor circuit 30 is provided with a circuit for measuring the internal resistance of the sensor element 16, and a voltage proportional to the measured internal resistance is input to the input port 25 via the AD converter 33. The temperature of the sensor element 16 can be known from the voltage proportional to the internal resistance of the sensor element 16 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-192852).

【0011】更に入力ポート25には機関回転数NEを
表わす出力信号を発生する回転数センサ34および車速
Sを表わす出力信号を発生する車速センサ35が接続さ
れる。一方、出力ポート26は空燃比センサ15のヒー
タ17への通電を制御する通電制御回路36が接続され
る。このヒータ17への通電作用は出力ポート26から
出力される制御信号に基いてデューティー比制御され
る。また、ヒータ17と通電制御回路36との間にはヒ
ータ電圧検出回路37およびヒータ電流検出回路38が
設けられる。ヒータ電圧検出回路37はヒータ17の端
子間電圧を表わす出力電圧を発生しこの出力電圧が入力
ポート25に入力される。一方、ヒータ電流検出回路3
8はヒータ17に供給される電流値を表わす出力電圧を
発生し、この出力電圧が入力ポート25に入力される。
電子制御ユニット20において、燃料噴射制御、点火時
期制御および空燃比センサのヒータ制御等が実行され
る。
The input port 25 is connected to a rotation speed sensor 34 for generating an output signal indicating the engine speed NE and a vehicle speed sensor 35 for generating an output signal indicating the vehicle speed S. On the other hand, the output port 26 is connected to an energization control circuit 36 that controls energization of the heater 17 of the air-fuel ratio sensor 15. The energization of the heater 17 is controlled by a duty ratio based on a control signal output from the output port 26. A heater voltage detection circuit 37 and a heater current detection circuit 38 are provided between the heater 17 and the power supply control circuit 36. The heater voltage detection circuit 37 generates an output voltage representing a voltage between terminals of the heater 17, and this output voltage is input to the input port 25. On the other hand, the heater current detection circuit 3
8 generates an output voltage representing the current value supplied to the heater 17, and this output voltage is input to the input port 25.
In the electronic control unit 20, fuel injection control, ignition timing control, heater control of the air-fuel ratio sensor, and the like are executed.

【0012】図3〜5は第1実施例による空燃比センサ
のヒータ制御ルーチンのフローチャートである。本図に
示すヒータ制御ルーチンは、冷間時デューティ比補正量
の学習値(デューティ学習値)Dg を学習すると共にヒ
ータ17への供給電力を算出する。本ヒータ制御ルーチ
ンは所定時間、例えば100msec毎の割込周期で実行さ
れる。なお、本ルーチンを実行する前に図示しないが車
両のイグニッションスイッチがオンしたときイニシャラ
イズ処理として、タイマT、T1タイマ記憶フラグT1
FLG、T2タイマ記憶フラグT2FLGが全て0にセ
ットされ、デューティ比の初期値Dinitが90%にセッ
トされる。ヒータ17への通電は機関の運転状態、空燃
比センサ15の活性状態およびヒータ17の温度に応じ
て図2に示すようにヒータ用電源39から通電制御回路
36を介して行われる。通電制御回路36はヒータ17
への通電量をデューティ制御により調節する。このルー
チンが開始されると、まずステップ301にて図2を用
いて説明した各センサや検出回路からの信号に基づき、
機関回転数NE、吸気管圧力PM、機関水温THW、ヒ
ータ電圧Vh 、ヒータ電流Ih 、センサ素子16の内部
抵抗RS、等の各種パラメータを読み込み、始動時の水
温THW1をRAM23に記憶して、続くステップ30
2に進む。
FIGS. 3 to 5 are flowcharts of a heater control routine of the air-fuel ratio sensor according to the first embodiment. Heater control routine shown in the figure, calculates the electric power supplied to the heater 17 as well as learning cold when the duty ratio correction amount learned value (duty learning value) D g. The present heater control routine is executed for a predetermined period of time, for example, at an interrupt cycle every 100 msec. Before the execution of this routine, although not shown, when the ignition switch of the vehicle is turned on, a timer T, T1 timer storage flag T1
The FLG and T2 timer storage flags T2FLG are all set to 0, and the initial value D init of the duty ratio is set to 90%. The energization of the heater 17 is performed from the heater power supply 39 via the energization control circuit 36 as shown in FIG. 2 in accordance with the operating state of the engine, the activation state of the air-fuel ratio sensor 15 and the temperature of the heater 17. The energization control circuit 36 includes the heater 17
The amount of power to the motor is adjusted by duty control. When this routine is started, first, in step 301, based on the signals from the sensors and the detection circuits described with reference to FIG.
Various parameters such as the engine speed NE, the intake pipe pressure PM, the engine water temperature THW, the heater voltage V h , the heater current I h , and the internal resistance RS of the sensor element 16 are read, and the water temperature THW 1 at the time of starting is stored in the RAM 23. , Followed by step 30
Proceed to 2.

【0013】ステップ302ではステップ301にて読
み込まれたセンサ素子16の内部抵抗RSおよびセンサ
素子の内部抵抗と温度の関係を示すマップ(図示せず)
からセンサ素子16の温度TSを算出する。なおこのマ
ップのデータは予めROM22に記憶されている。ステ
ップ303ではステップ302で算出したセンサ素子1
6の温度TSが650°C以上か否かを判別してセンサ
素子16が活性状態になったか否かを判断する。ステッ
プ303の判別結果がYESのときはステップ304へ
進み、センサ活性判断フラグT1FLGが1か否かを判
別し、T1FLGが1のときはステップ401へ進み、
T1FLGが0のときはステップ305へ進んでT1F
LGを1にセットし、その時の機関始動後からの時間T
1をRAM23に記憶してステップ401へ進む。一
方、ステップ303の判別結果がNOのときはステップ
306へ進む。
In step 302, a map (not shown) showing the relationship between the internal resistance RS of the sensor element 16 read in step 301 and the internal resistance of the sensor element and temperature.
From the sensor element 16 is calculated. The data of this map is stored in the ROM 22 in advance. In step 303, the sensor element 1 calculated in step 302
It is determined whether or not the temperature TS of No. 6 is equal to or higher than 650 ° C. to determine whether or not the sensor element 16 has been activated. If the determination result in step 303 is YES, the process proceeds to step 304, where it is determined whether the sensor activation determination flag T1FLG is 1 or not. If T1FLG is 1, the process proceeds to step 401,
If T1FLG is 0, the process proceeds to step 305, where T1F
LG is set to 1 and the time T after the start of the engine at that time is set.
1 is stored in the RAM 23 and the process proceeds to step 401. On the other hand, if the decision result in the step 303 is NO, the process proceeds to a step 306.

【0014】ステップ306においてはステップ301
にて読み込まれたヒータ電圧Vh 及びヒータ電流Ih
からヒータ抵抗値RHを算出する。なお、ヒータ17の
素子として上述のように白金を用いた場合、抵抗値とヒ
ータの温度の関係は図6に示されるようにほぼリニアな
関係にあり、ヒータによってばらつきがあることが判
る。
In step 306, step 301
It calculates a heater resistance RH value from the heater voltage V h and the heater current I h has been read in. When platinum is used as an element of the heater 17 as described above, the relationship between the resistance value and the temperature of the heater has a substantially linear relationship as shown in FIG.

【0015】次にステップ307ではステップ306で
読み込まれたヒータ抵抗値RHと空燃比センサ15の暖
機時のヒータ抵抗上限を定めるヒータ抵抗ガード値BR
Hとを比較し、RH<BRHのときはステップ308へ
進み、RH≧BRHのときはステップ311へ進む。
Next, at step 307, the heater resistance value RH read at step 306 and the heater resistance guard value BR for determining the upper limit of the heater resistance when the air-fuel ratio sensor 15 is warmed up.
H, the process proceeds to step 308 when RH <BRH, and proceeds to step 311 when RH ≧ BRH.

【0016】ステップ308ではステップ301にて読
み込まれた機関水温THW1が暖機完了を判別する温度
30°C未満か否かを判別し、THW1≧30°Cのと
きはステップ309へ進み、ヒータ17へ供給する電力
のデューティ比Dを初期値D initに設定する。THW1
<30°Cのときはステップ310へ進み、ヒータ17
へ供給する電力のデューティ比Dを(Dinit−Dg )に
設定する。ここで、D g は初期値が0%のデューティ学
習値であり後で説明する。一方、ステップ311ではヒ
ータ17へ供給する電力のデューティ比Dを所定値α
%、例えば1%だけ減らし、これによりヒータ17を加
熱し過ぎないようにする。ステップ309〜311でデ
ューティ比Dを設定した後、ステップ405へ進み、設
定されたデューティ比Dに従ってヒータ17への通電を
行う。
In step 308, the reading in step 301 is performed.
The temperature at which the incorporated engine water temperature THW1 determines completion of warm-up.
It is determined whether or not the temperature is lower than 30 ° C. and THW1 ≧ 30 ° C.
To step 309, the power supplied to the heater 17
The duty ratio D of the initial value D initSet to. THW1
If <30 ° C., the process proceeds to step 310, where the heater 17
The duty ratio D of the power supplied toinit-Dg)
Set. Where D gIs a duty study with an initial value of 0%
This is a learning value and will be described later. On the other hand, at step 311
The duty ratio D of the power supplied to the
%, For example, 1%.
Do not overheat. In steps 309 to 311
After setting the duty ratio D, proceed to step 405 and set
Energize the heater 17 according to the specified duty ratio D.
Do.

【0017】ステップ401〜404は空燃比センサ1
5が活性状態と判断された後にヒータ17へ供給する電
力のデューティ比Dを算出する処理を示す。ステップ4
01では、上記ステップ301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
100m sec の間、ヒータ17を通電した場合の電力
量、つまりデューティ比100%の電力量PA を算出す
る処理を実行し、ステップ402に進む。以下、電力量
については全て100m sec 当たりの電力量とする。
Steps 401 to 404 correspond to the air-fuel ratio sensor 1
5 shows a process of calculating the duty ratio D of the power supplied to the heater 17 after it is determined that the heater 5 is in the active state. Step 4
In 01, and a heater voltage V h and the heater current I h read in step 301, a predetermined time, for example during the 100 m sec, electric energy, i.e. a duty ratio of 100% of the amount of power when energized the heater 17 A process for calculating PA is executed, and the process proceeds to step 402. Hereinafter, all the electric energy is assumed to be the electric energy per 100 msec.

【0018】次にステップ402では、上記ステップ3
01にて求められた機関回転数NE及び吸気管圧力PM
とをパラメータとする例えば図7に示す如きROM22
内に記憶されているマップあるいは演算式からヒータ1
7の基本電力量PB を求め、続くステップ403に進
む。ここで、このマップにおいては、図7から明らかな
ように吸気管圧力PMが大きい場合、あるいは機関回転
数NEが大きい場合には、当然機関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ってセンサ素子16
が加熱できることからヒータ17への供給電力は小さく
するように設定され、一方機関回転数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
度が下がり排気によってセンサ素子16が加熱できなく
なることからヒータ17への供給電力は大きくするよう
に設定されている。
Next, in step 402, step 3
01 engine speed NE and intake pipe pressure PM
ROM 22 as shown in FIG.
Heater 1 from the map or arithmetic expression stored in
7 obtains the basic power amount P B of, the process proceeds to the following step 403. Here, in this map, as is clear from FIG. 7, when the intake pipe pressure PM is large or when the engine speed NE is large, the fuel injection amount to the engine naturally increases and the exhaust gas temperature rises. The sensor element 16 is exhausted.
Can be heated, so that the power supplied to the heater 17 is set to be small. On the other hand, when the engine speed NE is low or the intake pipe pressure PM is low, the exhaust temperature decreases and the sensor element 16 can be heated by the exhaust. The power to be supplied to the heater 17 is set to be large because the power is lost.

【0019】次にステップ403では、上記ステップ4
02で求めた基本電力量PB とステップ309、310
または311で求めた冷間時電力補正量Pcoldにより実
際にヒータ17に供給する目標電力量PC を次式から算
出する。 PC =PB +α ここで、αは発進時電力補正量または過昇温電力補正
量、等の補正量を示す。発進時電力補正量はアイドル運
転状態から車両が発進した直後に排気ガス温が充分に暖
まっていないのでセンサ素子16が冷えてしまうのを防
止するための増量分である。一方、過昇温電力補正量は
車両の高速走行直後に排気ガス温が高温となりセンサ素
子16が過昇温となることを防止するための減量分であ
る。
Next, in step 403, step 4
02 and the basic electric energy P B obtained in step 309 and 310
Or indeed to calculate the target amount of power P C supplied to the heater 17 from the following equation by the time power correction amount P cold cold determined in 311. Here P C = P B + α, α indicates a start time of power correction amount or excessive temperature rise power correction amount, the correction amount and the like. The start-time power correction amount is an increased amount for preventing the sensor element 16 from cooling down because the exhaust gas temperature is not sufficiently warmed immediately after the vehicle starts from the idle operation state. On the other hand, the overheating power correction amount is a reduction amount for preventing the exhaust gas temperature from becoming high and the sensor element 16 from overheating immediately after the vehicle is running at high speed.

【0020】このようにして目標電力量PC が求められ
ると続くステップ404では、この目標電力量PC と上
記ステップ401にて求められたデューティ比100%
の電力量PA とをパラメータとする次式 D=(PC /PA )×100 を用いてヒータ17に目標電力量PC を供給するための
デューティ比Dを算出する。
After the target power amount P C is obtained in this manner, in step 404, the target power amount P C and the duty ratio 100% obtained in step 401 are obtained.
Calculating the duty ratio D for supplying target electric energy P C to the heater 17 using the following equation D = (P C / P A ) × 100 of the a power amount P A as a parameter.

【0021】そして続くステップ405にて、上記求め
られたデューティ比Dのパルス信号を通電制御回路36
に送出し、ヒータ17への供給電力を制御する処理が実
行され、本ヒータ制御ルーチンを終了する。ここで、例
えばデューティ比100%の電力量PA が50〔w・1
00m sec.〕、目標電力量PC が25〔w・100mse
c.〕であるとすると、デューティ比Dは50〔%〕とな
り、通電制御回路36に送出されるパルス信号は、図8
の実線で示す如きものとなる。
In the following step 405, the pulse signal having the duty ratio D obtained is supplied to the energization control circuit 36.
And the processing for controlling the power supplied to the heater 17 is executed, and the present heater control routine ends. Here, for example, a duty ratio of 100% electric energy P A is 50 [w · 1
00m sec.], The target amount of power P C is 25 [w · 100mse
c.], the duty ratio D becomes 50 [%], and the pulse signal sent to the energization control circuit 36 is as shown in FIG.
As shown by the solid line.

【0022】そして続くステップ501にて、ステップ
301にて読み込まれた機関水温THW1が温度30°
C以上か否かを判別し、THW1≧30°Cのときはこ
のルーチンを終了し、THW1<30°Cのときはステ
ップ502へ進む。ステップ502では機関の空燃比フ
ィードバック制御を実行開始する条件が成立しているか
否かを判別し、その判別結果がYESのときはステップ
503へ進み、NOのときはこのルーチンを終了する。
なお、上記の空燃比フィードバック制御は、始動時でな
いこと、エンジン冷却水温により暖機が完了している状
態(水温70℃以上)であると判断されること、始動後
増量、暖機増量、高負荷増量、及び加速増量等の燃料の
増量制御が実行されていない状態であること、燃料カッ
トが実行されていない状態であること、及び空燃比セン
サ15が活性状態と判断されていることの全ての条件が
満たされている場合に実行される。
In the following step 501, the engine water temperature THW1 read in step 301 is reduced to a temperature of 30 °.
It is determined whether or not the temperature is equal to or higher than C. When THW1 ≧ 30 ° C., this routine is ended, and when THW1 <30 ° C., the process proceeds to step 502. In step 502, it is determined whether or not a condition for starting execution of the air-fuel ratio feedback control of the engine is satisfied. If the result of the determination is YES, the process proceeds to step 503, and if the result is NO, this routine ends.
In the air-fuel ratio feedback control, it is determined that the engine is not being started, that the warm-up is completed based on the temperature of the engine cooling water (water temperature is 70 ° C. or higher), the post-start increase, the warm-up increase, and the high All of the state where the fuel increase control such as the load increase and the acceleration increase is not executed, the fuel cut is not executed, and the air-fuel ratio sensor 15 is determined to be in the active state. Is executed when the condition is satisfied.

【0023】ステップ503では空燃比フィードバック
制御を実行開始する条件が成立したことを示すフラグT
2FLGが1にセットされているか否かを判別し、その
判別結果がYESのときはこのルーチンを終了し、その
判別結果がNOのときはステップ504へ進み、フラグ
T2FLGを1にセットし、その時の機関始動からの時
間T2を記憶してステップ505へ進む。次いでステッ
プ505ではステップ305で記憶した時間T1とステ
ップ504で記憶した時間T2との大小判別をし、T1
>T2のときはステップ506へ進み、初期値は0であ
る冷間時デューティ補正量学習値(デューティ学習値)
g に所定量β、例えば1〜2%を減算してデューティ
学習値Dg を更新してこのルーチンを終了し、T1=T
2のときはデューティ学習値Dg を更新せずにこのルー
チンを終了し、T1<T2のときはステップ507へ進
みデューティ学習値Dg に所定量βを加算してデューテ
ィ学習値Dg を更新してこのルーチンを終了する。この
デューティ学習値Dg はバックアップRAM27に記憶
され機関停止により制御回路25の電源が切れても消去
されず保持され、次の機関始動後のステップ310にお
いてデューティ比Dの更新に用いられる。この学習によ
り機関始動から空燃比フィードバック制御を実行開始す
る条件が成立するまでの時間T2と機関始動からセンサ
素子16が活性状態になるまでの時間T1とを丁度等し
くすることができる。
In step 503, a flag T indicating that the condition for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control has been satisfied is established.
It is determined whether or not 2FLG is set to 1. If the result of the determination is YES, this routine ends. If the result of the determination is NO, the routine proceeds to step 504, where the flag T2FLG is set to 1. The time T2 from the start of the engine is stored, and the routine proceeds to step 505. Next, at step 505, the magnitude of the time T1 stored at step 305 and the time T2 stored at step 504 are determined.
If> T2, the process proceeds to step 506, in which the initial value is 0, the duty correction amount learning value during cold operation (duty learning value).
D g to a predetermined amount beta, for example, 1-2% by subtracting updating the duty learning value D g to exit this routine, T1 = T
When the 2 ends this routine without updating the duty learning value D g, T1 <updates the duty learning value D g by adding a predetermined amount β in duty learning value D g proceeds to step 507 when the T2 Then, this routine ends. The duty learning value D g is maintained without being erased even if power is turned off in the control circuit 25 by the engine stop stored in the backup RAM 27, it is used in step 310 after the start the next engine update of the duty ratio D. By this learning, the time T2 from when the engine is started to when the condition for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control is satisfied and the time T1 from when the engine is started to when the sensor element 16 is activated can be made exactly equal.

【0024】図9〜11は第2実施例による空燃比セン
サのヒータ制御ルーチンのフローチャートである。本図
に示すヒータ制御ルーチンは、冷間時電力補正量の学習
値(電力学習値)Pg を学習すると共にヒータ17への
供給電力を算出する。本ヒータ制御ルーチンは所定時
間、例えば100msec毎の割込周期で実行される。な
お、本ルーチンを実行する前に図示しないが車両のイグ
ニッションスイッチがオンしたときイニシャライズ処理
として、タイマT、T1タイマ記憶フラグT1FLG、
T2タイマ記憶フラグT2FLGが全て0にセットさ
れ、デューティ比の初期値Dinitが90%にセットされ
る。ヒータ17への通電は機関の運転状態、空燃比セン
サ15の活性状態およびヒータ17の温度に応じて図2
に示すようにヒータ用電源39からヒータ17への通電
量をデューティ制御により調節する。このルーチンが開
始されると、まずステップ901にて図2で説明した各
センサや検出回路からの信号に基づき、機関回転数N
E、吸気管圧力PM、機関水温THW、ヒータ電圧
h 、ヒータ電流Ih 、センサ素子16の内部抵抗R
S、等の各種パラメータを読み込み、始動時の水温TH
W1をRAM23に記憶して、続くステップ902に進
む。
FIGS. 9 to 11 are flowcharts of a heater control routine of the air-fuel ratio sensor according to the second embodiment. Heater control routine shown in the figure, calculates the electric power supplied to the heater 17 as well as learning cold during power correction amount learned value (power learning value) P g. The present heater control routine is executed for a predetermined period of time, for example, at an interrupt cycle every 100 msec. Before the execution of this routine, although not shown, when the ignition switch of the vehicle is turned on, a timer T, a T1 timer storage flag T1FLG,
The T2 timer storage flag T2FLG is all set to 0, and the initial value D init of the duty ratio is set to 90%. The energization of the heater 17 depends on the operating state of the engine, the activation state of the air-fuel ratio sensor 15 and the temperature of the heater 17 as shown in FIG.
As shown in (1), the amount of power supplied from the heater power supply 39 to the heater 17 is adjusted by duty control. When this routine is started, the engine speed N is first determined in step 901 based on the signals from the sensors and the detection circuit described with reference to FIG.
E, intake pipe pressure PM, engine water temperature THW, heater voltage V h , heater current I h , internal resistance R of the sensor element 16
Various parameters such as S, are read, and the water temperature TH at the time of starting is read
W1 is stored in the RAM 23, and the process proceeds to the subsequent Step 902.

【0025】ステップ902ではステップ901にて読
み込まれたセンサ素子16の内部抵抗RSおよびセンサ
素子の内部抵抗と温度の関係を示すマップ(図示せず)
からセンサ素子16の温度TSを算出する。なおこのマ
ップのデータは予めROM22に記憶されている。ステ
ップ903ではステップ902で算出したセンサ素子1
6の温度TSが650°C以上か否かを判別してセンサ
素子16が活性状態になったか否かを判断する。ステッ
プ903の判断結果がYESのときはステップ904へ
進み、センサ活性判断フラグT1FLGが1か否かを判
別し、T1FLGが1のときはステップ1001へ進
み、T1FLGが0のときはステップ905へ進んでT
1FLGを1にセットし、その時の機関始動後からの時
刻T1をRAM23に記憶する。次いでステップ906
では冷間時電力補正量Pcoldg を0に設定し、ステップ
ステップ1001へ進む。一方、ステップ903の判断
結果がNOのときはステップ907へ進む。
In step 902, a map (not shown) showing the internal resistance RS of the sensor element 16 read in step 901 and the relationship between the internal resistance of the sensor element and temperature.
From the sensor element 16 is calculated. The data of this map is stored in the ROM 22 in advance. In step 903, the sensor element 1 calculated in step 902
It is determined whether or not the temperature TS of No. 6 is equal to or higher than 650 ° C. to determine whether or not the sensor element 16 has been activated. If the determination result in step 903 is YES, the process proceeds to step 904, and it is determined whether or not the sensor activation determination flag T1FLG is 1; if T1FLG is 1, the process proceeds to step 1001; if T1FLG is 0, the process proceeds to step 905. In T
1FLG is set to 1 and the time T1 after the start of the engine at that time is stored in the RAM 23. Next, step 906
Then, the cold power correction amount P coldg is set to 0, and the process proceeds to step 1001. On the other hand, if the decision result in the step 903 is NO, the process proceeds to a step 907.

【0026】ステップ907においてはステップ901
にて読み込まれたヒータ電圧Vh 及びヒータ電流Ih
からヒータ抵抗値RHを算出する。なお、ヒータ17の
素子として上述のように白金を用いた場合、抵抗値とヒ
ータの温度の関係は図6に示されるようにほぼリニアな
関係にあり、ヒータによってばらつきがあることが判
る。
In step 907, step 901
It calculates a heater resistance RH value from the heater voltage V h and the heater current I h has been read in. When platinum is used as an element of the heater 17 as described above, the relationship between the resistance value and the temperature of the heater has a substantially linear relationship as shown in FIG.

【0027】次にステップ908ではステップ907で
読み込まれた今回処理サイクルのヒータ抵抗値RHと空
燃比センサ15の暖機時のヒータ抵抗上限を定めるヒー
タ抵抗ガード値BRHとを比較し、RH<BRHのとき
はステップ909へ進み、RH≧BRHのときはステッ
プ914へ進む。
Next, at step 908, the heater resistance value RH of the current processing cycle read at step 907 is compared with the heater resistance guard value BRH which determines the upper limit of the heater resistance when the air-fuel ratio sensor 15 is warmed up, and RH <BRH If RH, the process proceeds to step 909. If RH ≧ BRH, the process proceeds to step 914.

【0028】ステップ909ではヒータ抵抗上限値BR
Hから今回処理サイクルのヒータ抵抗値RHを減算して
SUB (=BRH−RH)を算出する。次いでステップ
910では冷間時電力補正量Pcoldを図12に示すマッ
プからPcoldを算出する。ステップ911ではステップ
901にて読み込まれた機関水温THW1が暖機完了を
判別する温度30°Cを越えたか否かを判別し、THW
1≧30°Cのときはステップ912へ進み、ヒータ1
7へ供給する冷間時電力補正量Pcoldg を初期値Pcold
に設定する。THW1<30°Cのときはステップ91
3へ進み、ヒータ17へ供給する冷間時電力補正量P
coldg を(Pcoldg −Pg )に設定する。ここで、Pg
は後述する初期値が0の冷間時電力補正量Pcoldg の学
習値(電力学習値)である。一方ステップ914ではヒ
ータ17へ供給する冷間時電力補正量Pcoldg を所定値
0に設定する。ステップ912〜914で冷間時電力補
正量Pcoldg を設定した後、ステップ1001へ進む。
At step 909, the heater resistance upper limit BR
R SUB (= BRH-RH) is calculated by subtracting the heater resistance value RH of the current processing cycle from H. Then to calculate the P cold power correction amount P cold cold state in step 910 from the map shown in FIG. 12. In step 911, it is determined whether or not the engine water temperature THW1 read in step 901 has exceeded a temperature of 30 ° C. for determining completion of warm-up.
If 1 ≧ 30 ° C., the process proceeds to step 912, where the heater 1
The cold supplied to 7 power correction amount P Coldg the initial value P cold
Set to. If THW1 <30 ° C., step 91
3 and the power correction amount P during cold supply to be supplied to the heater 17
Set coldg to (P coldg -P g ). Where P g
Is a learning value (power learning value) of the cold-time power correction amount P coldg whose initial value described later is 0. On the other hand, at step 914, the cold power correction amount P coldg supplied to the heater 17 is set to a predetermined value 0. After setting the cold power correction amount P coldg in steps 912 to 914, the process proceeds to step 1001.

【0029】ステップ1001〜1004は空燃比セン
サ15が活性状態と判断された後にヒータ17へ供給す
る電力のデューティ比Dを算出する処理を示す。ステッ
プ1001では、上記ステップ901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100m sec の間、ヒータ17を通電した場合の
電力量、つまりデューティ比100%の電力量PA を算
出する処理が実行され、ステップ1002に進む。以
下、電力量については全て100m sec 当たりの電力量
とする。
Steps 1001 to 1004 show a process for calculating the duty ratio D of the power supplied to the heater 17 after the air-fuel ratio sensor 15 is determined to be in the active state. In step 1001, and a heater voltage V h and the heater current I h read in step 901, a predetermined time,
Such as between 100 m sec, the amount of power when energized the heater 17, that is, the processing of calculating the duty ratio of 100% electric energy P A is executed, the process proceeds to step 1002. Hereinafter, all the electric energy is assumed to be the electric energy per 100 msec.

【0030】次にステップ1002では、上記ステップ
901にて求められた機関回転数NE及び吸気管圧力P
Mとをパラメータとする例えば図7に示す如きROM2
2内に記憶されているマップあるいは演算式からヒータ
17の基本電力量PB を求め、続くステップ1003に
進む。ここで、このマップにおいては、図7から明らか
な如く吸気管圧力PMが大きい場合、あるいは機関回転
数NEが大きい場合には、当然機関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ってセンサ素子16
が加熱できることから、ヒータ17への供給電力は小さ
くするように設定され、一方機関回転数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
度が下がりセンサ素子16が加熱できなくなることから
ヒータ17への供給電力を大きくするように設定されて
いる。
Next, at step 1002, the engine speed NE and the intake pipe pressure P obtained at step 901 are determined.
ROM2 as shown in FIG.
Determine the basic power amount P B of the heater 17 from the map or arithmetic expression stored in the 2, the process proceeds to the next step 1003. Here, in this map, when the intake pipe pressure PM is large or the engine speed NE is large, as is apparent from FIG. 7, the amount of fuel injected into the engine naturally increases, the exhaust temperature rises, and the exhaust gas increases. By the sensor element 16
Can be heated, so that the power supplied to the heater 17 is set to be small. On the other hand, when the engine speed NE is small or the intake pipe pressure PM is small, the exhaust temperature drops and the sensor element 16 cannot be heated. Therefore, the power supply to the heater 17 is set to be large.

【0031】次にステップ1003では、上記ステップ
1002で求めた基本電力量PB とステップ912、9
13または914で求めた冷間時電力補正量Pcoldg
よび図4のステップ403で説明した発進時電力補正量
または過昇温電力補正量、等の補正量αにより実際にヒ
ータ17に供給する目標電力量PC を次式から算出す
る。 PC =PB +Pcoldg +α
Next, in step 1003, the basic power amount P B obtained in step 1002 and steps 912 and 9
The target to be actually supplied to the heater 17 based on the cold power correction amount P coldg obtained in step 13 or 914 and the correction amount α such as the start power correction amount or the excessive heating power correction amount described in step 403 of FIG. It calculates the amount of power P C from the following equation. P C = P B + P coldg + α

【0032】このようにして目標電力量PC が求められ
ると続くステップ1004では、この目標電力量PC
上記ステップ1001にて求められたデューティ比10
0%の電力量PA とをパラメータとする次式 D=(PC /PA )×100 を用いてヒータ17に目標電力量PC を供給するための
デューティ比Dを算出する。
After the target power amount P C is obtained in this way, in step 1004, the target power amount P C and the duty ratio 10 obtained in step 1001 are obtained.
0% and electric energy P A using the following equation D = (P C / P A ) × 100 where a parameter for calculating the duty ratio D for supplying target electric energy P C to the heater 17.

【0033】そして続くステップ1005にて、上記求
められたデューティ比Dのパルス信号を通電制御回路3
6に送出し、ヒータ17への供給電力を制御する処理が
実行され、本制御処理ルーチンを終了する。
At the subsequent step 1005, the pulse signal of the duty ratio D obtained is supplied to the energization control circuit 3.
6 to control the power supplied to the heater 17, and the control processing routine ends.

【0034】そして続くステップ1101にて、ステッ
プ901にて読み込まれた機関水温THW1が温度30
°C以上か否かを判別し、THW1≧30°Cのときは
このルーチンを終了し、THW1<30°Cのときはス
テップ1102へ進み、ステップ1102では機関の空
燃比フィードバック制御を実行開始する条件が成立して
いるか否かを判別し、その判別結果がYESのときはス
テップ1103へ進み、NOのときはこのルーチンを終
了する。なお、上記の空燃比フィードバック制御を実行
開始する条件はステップ502と同じであるので説明は
省略する。
At the next step 1101, the engine water temperature THW1 read at step 901 is changed to the temperature 30.
It is determined whether or not the temperature is equal to or higher than ° C. When THW1 ≧ 30 ° C, this routine ends. When THW1 <30 ° C, the process proceeds to step 1102. In step 1102, execution of the air-fuel ratio feedback control of the engine is started. It is determined whether or not the condition is satisfied. If the result of the determination is YES, the process proceeds to step 1103, and if the result is NO, this routine ends. Note that the conditions for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control are the same as those in step 502, and a description thereof will be omitted.

【0035】ステップ1103では空燃比フィードバッ
ク制御を実行開始する条件が成立したことを示すフラグ
T2FLGが1にセットされているか否かを判別し、そ
の判別結果がYESのときはこのルーチンを終了し、そ
の判別結果がNOのときはステップ1104へ進み、フ
ラグT2FLGを1にセットし、その時の機関始動から
の時間T2を記憶してステップ1105へ進む。次いで
ステップ1105ではステップ905で記憶した時間T
1とステップ1104で記憶した時間T2との大小判別
をし、T1>T2のときはステップ1106へ進み、電
力学習値Pg に所定量γ、例えば0.1〜0.3W(ワ
ット)を減算して電力学習値Pg を更新してこのルーチ
ンを終了し、T1=T2のときは電力学習値Pg を更新
せずにこのルーチンを終了し、T1<T2のときはステ
ップ1107へ進み、電力学習値Pg に所定量γを加算
して電力学習値Pg を更新してこのルーチンを終了す
る。この電力学習値Pg はバックアップRAM27に記
憶され機関停止により制御回路25の電源が切れても消
去されず保持され、次の機関始動後のステップ913に
おいて冷間時電力補正量Pcoldg の更新に用いられる。
この学習により機関始動から空燃比フィードバック制御
を実行開始する条件が成立するまでの時間T2と機関始
動からセンサ素子16が活性状態になるまでの時間T1
とを丁度等しくすることができる。
In step 1103, it is determined whether or not a flag T2FLG indicating that a condition for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control has been set is set to 1. If the determination result is YES, this routine is terminated. If the determination result is NO, the process proceeds to step 1104, the flag T2FLG is set to 1, the time T2 from the start of the engine at that time is stored, and the process proceeds to step 1105. Next, at step 1105, the time T stored at step 905
The level decision with the stored time T2 at 1 and step 1104, T1> the process proceeds to step 1106 when the T2, subtraction predetermined amount the power learning value P g gamma, for example 0.1~0.3W a (Watts) Then, the power learning value P g is updated to end this routine. When T1 = T2, this routine is ended without updating the power learning value P g, and when T1 <T2, the process proceeds to step 1107. The power learning value P g is updated by adding the predetermined amount γ to the power learning value P g , and this routine ends. The power learning value P g is maintained without being erased even if power is turned off in the control circuit 25 by the stored engine stop in the backup RAM 27, the updating of the cold control power correction amount P Coldg in step 913 after the start the next engine Used.
By this learning, a time T2 from when the engine is started to when the condition for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control is satisfied, and a time T1 from when the engine is started to when the sensor element 16 is activated.
And can be exactly equal.

【0036】図13は機関始動後のヒータ温度の変化を
示す図である。本図に示すように曲線a(実線)は機関
始動から空燃比フィードバック制御を実行開始する条件
が成立する時刻T2より早い時刻T1にセンサ素子16
が活性状態となる例を示す。曲線b(一点鎖線)は機関
始動から空燃比フィードバック制御を実行開始する条件
が成立する時刻T2にセンサ素子16が丁度活性状態と
なる例を示す。曲線c(二点鎖線)は機関始動から空燃
比フィードバック制御を実行開始する条件が成立する時
刻T2より遅い時刻T3にセンサ素子16が活性状態と
なる例を示す。曲線aは時刻T1からT2までの時間だ
けヒータを加熱する電力が無駄となり、曲線cは時刻T
2から時刻T3までの間は空燃比フィードバック制御を
実行できないのでドライバビリティや排気ガスの浄化性
が悪化する虞がある。
FIG. 13 is a diagram showing a change in the heater temperature after the engine is started. As shown in the figure, a curve a (solid line) indicates that the sensor element 16 is at a time T1 earlier than a time T2 when the condition for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control from the engine start is satisfied.
Shows an example in which is activated. A curve b (dashed-dotted line) shows an example in which the sensor element 16 is just activated at the time T2 when the condition for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control from the start of the engine is satisfied. A curve c (two-dot chain line) shows an example in which the sensor element 16 is activated at a time T3 later than the time T2 at which the condition for starting the execution of the air-fuel ratio feedback control from the engine start is satisfied. Curve a wastes electric power to heat the heater for the time from time T1 to time T2, and curve c shows time T
Since the air-fuel ratio feedback control cannot be executed from time 2 to time T3, drivability and exhaust gas purification performance may be deteriorated.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明の空燃比セン
サのヒータ制御装置によれば、ヒータによる無駄な電力
消費がなくなり、ヒータへの過剰通電が防止されるので
ヒータや空燃比センサの耐久性が向上する。
As described above, according to the heater control apparatus for an air-fuel ratio sensor of the present invention, wasteful power consumption by the heater is eliminated, and excessive energization of the heater is prevented. The performance is improved.

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

【図1】本発明の基本ブロック構成図である。FIG. 1 is a basic block configuration diagram of the present invention.

【図2】内燃機関の実施例の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine.

【図3】第1実施例によるヒータ制御ルーチンのフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a heater control routine according to the first embodiment.

【図4】第1実施例によるヒータ制御ルーチンのフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart of a heater control routine according to the first embodiment.

【図5】第1実施例によるヒータ制御ルーチンのフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a heater control routine according to the first embodiment.

【図6】ヒータ温度とヒータ抵抗値との関係を示す特性
図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a heater temperature and a heater resistance value.

【図7】基本電力量を求めるマップを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a map for obtaining a basic power amount.

【図8】通電制御回路に出力される制御信号を示すタイ
ムチャートである。
FIG. 8 is a time chart showing a control signal output to an energization control circuit.

【図9】第2実施例によるヒータ制御ルーチンのフロー
チャートである。
FIG. 9 is a flowchart of a heater control routine according to a second embodiment.

【図10】第2実施例によるヒータ制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
FIG. 10 is a flowchart of a heater control routine according to a second embodiment.

【図11】第2実施例によるヒータ制御ルーチンのフロ
ーチャートである。
FIG. 11 is a flowchart of a heater control routine according to a second embodiment.

【図12】冷間時電力補正量Pcoldを算出するマップを
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a map for calculating a cold- time power correction amount P cold .

【図13】機関始動後のヒータ温度の変化を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a change in heater temperature after the engine is started.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13…スロットル弁 14…排気マニホルド 15…空燃比センサ 16…センサ素子 17…ヒータ A…センサ活性化判断手段 B…フィードバック開始判断手段 C…ヒータ供給電力学習手段 D…ヒータ供給電力制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Throttle valve 14 ... Exhaust manifold 15 ... Air-fuel ratio sensor 16 ... Sensor element 17 ... Heater A ... Sensor activation judgment means B ... Feedback start judgment means C ... Heater supply power learning means D ... Heater supply power control means

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気系に設けられた空燃比セ
ンサの活性状態を維持するように該空燃比センサを加熱
するヒータへ供給する電力を制御する空燃比センサのヒ
ータ制御装置において、 前記空燃比センサが活性化したか否かを判断するセンサ
活性判断手段と、 前記内燃機関の空燃比フィードバック制御を開始する条
件が成立したか否かを判断するフィードバック開始判断
手段と、 前記内燃機関の始動から前記空燃比センサが活性化する
までの時間が、前記内燃機関の始動から前記空燃比フィ
ードバック制御の開始条件が成立するまでの時間と等し
くなるように、前記内燃機関の暖機時の前記ヒータへの
供給電力を学習するヒータ供給電力学習手段と、 前記ヒータ供給電力学習手段により学習して得られた供
給電力に従って前記ヒータへ供給する電力を制御するヒ
ータ供給電力制御手段と、を備えたことを特徴とする空
燃比センサのヒータ制御装置。
1. A heater control device for an air-fuel ratio sensor for controlling electric power supplied to a heater for heating an air-fuel ratio sensor provided in an exhaust system of an internal combustion engine so as to maintain an active state of the sensor. Sensor activation determining means for determining whether an air-fuel ratio sensor has been activated; feedback start determining means for determining whether a condition for starting air-fuel ratio feedback control of the internal combustion engine has been satisfied; and The time from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor is equal to the time from the start of the internal combustion engine to the start condition of the air-fuel ratio feedback control, so that the internal combustion engine is warmed up. Heater supply power learning means for learning supply power to the heater; and the heater according to supply power obtained by learning by the heater supply power learning means. Heater control device for an air-fuel ratio sensor, characterized in that it and a heater power supply control means for controlling the power supplied.
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