JP2000065781A - Apparatus for detecting element temperature of oxygen concentration sensor - Google Patents
Apparatus for detecting element temperature of oxygen concentration sensorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素濃度センサの
素子抵抗値を検出して、その素子抵抗値から素子温度を
判断する機能を備えた酸素濃度センサの素子温度検出装
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 oxygen concentration sensor element temperature detecting device having a function of detecting an element resistance value of an oxygen concentration sensor and judging an element temperature from the element resistance value.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、例えば自動車の空燃比制御システ
ムでは、排気ガス中の酸素濃度を酸素濃度センサにより
検出し、この酸素濃度センサの検出値に基づいて、エン
ジンに吸入する混合気の空燃比をフィードバック制御す
ることで、三元触媒等による排気ガス浄化性能を高める
ようにしている。一般に、酸素濃度センサは、その出力
電圧の温度依存性が大きいため、酸素濃度の検出精度を
良好に維持するには素子温度を適温(活性温度)に保つ
必要がある。そのため、酸素濃度センサにヒータを付設
し、このヒータの発熱により素子温度を活性温度(本活
性状態は例えば約700℃以上)に保つようにヒータへ
の通電をフィードバック制御するようにしたものがあ
る。このシステムでは、ヒータへの通電をフィードバッ
ク制御するために素子温度を検出する必要があるが、酸
素濃度センサに温度センサを配設すると、酸素濃度セン
サの大型化やコストアップを招いてしまう。2. Description of the Related Art In recent years, for example, in an air-fuel ratio control system of an automobile, the oxygen concentration in exhaust gas is detected by an oxygen concentration sensor, and the air-fuel ratio of an air-fuel mixture taken into an engine is detected based on the detected value of the oxygen concentration sensor. Is controlled in a feedback manner to enhance the exhaust gas purification performance of the three-way catalyst and the like. In general, an oxygen concentration sensor has a large temperature dependency of its output voltage. Therefore, it is necessary to maintain the element temperature at an appropriate temperature (active temperature) in order to maintain good oxygen concentration detection accuracy. Therefore, a heater is attached to the oxygen concentration sensor, and the power supply to the heater is feedback-controlled so that the element temperature is maintained at an active temperature (in this active state, for example, about 700 ° C. or more) by the heat generated by the heater. . In this system, it is necessary to detect the element temperature in order to feedback-control the energization of the heater. However, if a temperature sensor is provided in the oxygen concentration sensor, the size of the oxygen concentration sensor increases and the cost increases.
【0003】そこで、図2に示すように、酸素濃度セン
サの素子インピーダンス(素子抵抗値)が素子温度に応
じて変化することに着目し、素子インピーダンスを検出
し、この素子インピーダンスから素子温度を算出するこ
とが提案されている。素子インピーダンスを検出する手
法としては、特開平9−292364号公報に示すよう
に素子印加電圧を酸素濃度検出時の電圧から素子インピ
ーダンスを検出するための電圧に切り換え、その時の電
圧変化ΔVと、その電圧変化ΔVによって生じる電流変
化ΔIとを検出して素子インピーダンスZ(=ΔV/Δ
I)を算出するものがある。Therefore, as shown in FIG. 2, attention is paid to the fact that the element impedance (element resistance value) of the oxygen concentration sensor changes according to the element temperature, the element impedance is detected, and the element temperature is calculated from the element impedance. It has been proposed to. As a method for detecting the element impedance, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-292364, the element applied voltage is switched from the voltage at the time of detecting the oxygen concentration to the voltage for detecting the element impedance, and the voltage change ΔV at that time, A current change ΔI caused by the voltage change ΔV is detected, and the element impedance Z (= ΔV / Δ
There is one that calculates I).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、素子インピ
ーダンスの温度特性は、図2に示すように、酸素濃度セ
ンサの素子温度が高くなるに従って素子インピーダンス
が低下するが、素子インピーダンスの低下率は、素子温
度が高くなるに従って小さくなる。このため、半活性状
態(例えば約600〜700℃)や本活性状態(例えば
約700℃以上)となる高温領域では、素子温度変化1
℃当りの素子インピーダンスの変化量が極めて小さくな
り、換言すれば、素子インピーダンス変化1Ω当りの素
子温度の変化量が非常に大きくなるため、素子インピー
ダンスを素子温度に換算する際に、素子インピーダンス
の誤差が拡大されて大きな温度誤差となってしまい、素
子温度の検出精度が低下するという欠点がある。As shown in FIG. 2, the temperature characteristic of the element impedance is such that as the element temperature of the oxygen concentration sensor increases, the element impedance decreases. It decreases as the temperature increases. For this reason, in a high-temperature region where a semi-active state (for example, about 600 to 700 ° C.) or a main active state (for example, about 700 ° C. or more), the element temperature change 1
The amount of change in element impedance per ° C is extremely small, in other words, the amount of change in element temperature per 1Ω change in element impedance is very large. Is enlarged, resulting in a large temperature error, and the accuracy of detecting the element temperature is reduced.
【0005】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、酸素濃度センサの素
子温度を精度良く検出することができる酸素濃度センサ
の素子温度検出装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and accordingly, it is an object of the present invention to provide an element temperature detecting device for an oxygen concentration sensor capable of accurately detecting the element temperature of the oxygen concentration sensor. It is in.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】ところで、酸素濃度セン
サの素子抵抗値を判断する物理量として、インピーダン
スの他、インピーダンスの逆数であるアドミタンスがあ
る。インピーダンスの温度特性は、図2に示すように、
素子温度が高くなるに従って変化率が小さくなるため、
インピーダンスから素子温度を検出すると、高温領域で
は、素子温度の検出精度が低下するが、低温領域では、
素子温度を精度良く検出できる。これに対し、アドミタ
ンスの温度特性は、図3に示すように、素子温度が高く
なるに従って変化率が大きくなるため、アドミタンスか
ら素子温度を検出すると、高温領域では、素子温度を精
度良く検出できるが、低温領域では、素子温度の検出精
度が低下する。従って、低温領域では、インピーダンス
から素子温度を検出した方が素子温度を精度良く検出で
き、一方、高温領域では、アドミタンスから素子温度を
検出した方が素子温度を精度良く検出できる。Means for determining the element resistance of an oxygen concentration sensor include admittance, which is the reciprocal of impedance, in addition to impedance. The temperature characteristic of the impedance, as shown in FIG.
Since the rate of change decreases as the element temperature increases,
When the element temperature is detected from the impedance, the detection accuracy of the element temperature is reduced in a high temperature area, but is detected in a low temperature area.
The element temperature can be accurately detected. On the other hand, as shown in FIG. 3, the rate of change of the admittance temperature characteristic increases as the element temperature increases. Therefore, when the element temperature is detected from the admittance, the element temperature can be accurately detected in a high temperature region. In the low temperature region, the accuracy of detecting the element temperature is reduced. Therefore, in the low temperature region, the device temperature can be detected more accurately by detecting the device temperature from the impedance, while in the high temperature region, the device temperature can be detected more accurately by detecting the device temperature from the admittance.
【0007】この点に着目し、本発明の請求項1の酸素
濃度センサの素子温度検出装置は、素子抵抗値をインピ
ーダンス値として算出するインピーダンス算出手段と、
素子抵抗値をアドミタンス値として算出するアドミタン
ス算出手段とを有し、前記インピーダンス算出手段によ
り算出したインピーダンス値と前記アドミタンス算出手
段により算出したアドミタンス値との少なくとも一方を
素子温度を判断するパラメータとして用いるようにした
ものである。この場合、素子抵抗値をインピーダンス値
とアドミタンス値のいずれでも算出することができるの
で、インピーダンス値とアドミタンス値の変化特性を考
慮して両者を適宜使い分けて素子温度を検出すれば、素
子温度を精度良く検出することができる。Focusing on this point, an element temperature detecting device for an oxygen concentration sensor according to claim 1 of the present invention comprises: impedance calculating means for calculating an element resistance value as an impedance value;
Admittance calculation means for calculating an element resistance value as an admittance value, wherein at least one of the impedance value calculated by the impedance calculation means and the admittance value calculated by the admittance calculation means is used as a parameter for determining the element temperature. It was made. In this case, the element resistance can be calculated as either the impedance value or the admittance value. Therefore, if the element temperature is detected by appropriately using the impedance value and the admittance value in consideration of the change characteristics, the element temperature can be calculated accurately. It can be detected well.
【0008】この場合、請求項2のように、酸素濃度セ
ンサの状態によってインピーダンス値とアドミタンス値
のいずれを用いるべきか判断して、インピーダンス算出
手段とアドミタンス算出手段とを切り換えるようにする
と良い。これにより、インピーダンス/アドミタンス算
出手段の切換タイミングを適正化することができる。In this case, it is preferable to determine whether to use the impedance value or the admittance value depending on the state of the oxygen concentration sensor, and to switch between the impedance calculation means and the admittance calculation means. This makes it possible to optimize the switching timing of the impedance / admittance calculation means.
【0009】具体的には、請求項3のように、酸素濃度
センサの素子のインピーダンス値又はアドミタンス値に
よってインピーダンス算出手段とアドミタンス算出手段
とを切り換えても良い。このようにすれば、算出したイ
ンピーダンス値又はアドミタンス値が所定の切換値にな
ったか否かで、インピーダンス値とアドミタンス値の変
化特性を考慮した適正な切換タイミングでインピーダン
ス/アドミタンス算出手段を切り換えることができる。Specifically, the impedance calculating means and the admittance calculating means may be switched according to the impedance value or admittance value of the element of the oxygen concentration sensor. With this configuration, it is possible to switch the impedance / admittance calculating means at an appropriate switching timing in consideration of a change characteristic of the impedance value and the admittance value depending on whether the calculated impedance value or admittance value has reached a predetermined switching value. it can.
【0010】また、請求項4,5のように、素子の状態
が活性状態又は半活性状態であるか否かで、インピーダ
ンス算出手段とアドミタンス算出手段とを切り換えるよ
うにしても良い。このようにすれば、インピーダンス値
とアドミタンス値とをそれぞれ素子温度に対する変化率
の大きい領域で使用するように切り換えて素子温度を検
出することができ、全温度領域にわたって素子温度を精
度良く検出することができる。[0010] According to another aspect of the present invention, the impedance calculating means and the admittance calculating means may be switched depending on whether the element is in an active state or a semi-active state. By doing so, the element temperature can be detected by switching the impedance value and the admittance value so as to be used in a region where the rate of change with respect to the device temperature is large, and the device temperature can be accurately detected over the entire temperature region. Can be.
【0011】また、請求項6のように、素子温度が所定
温度以下の時には、インピーダンス算出手段に切り換え
て素子抵抗値をインピーダンス値として算出し、素子温
度が所定温度より高い時には、アドミタンス算出手段に
切り換えて素子抵抗値をアドミタンス値として算出する
ようにしても良い。このようにしても、インピーダンス
値とアドミタンス値の変化特性を考慮した適正なタイミ
ングでインピーダンス/アドミタンス算出手段を切り換
えることができる。When the element temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the device is switched to impedance calculating means to calculate the element resistance value as an impedance value, and when the element temperature is higher than the predetermined temperature, the admittance calculating means is used. Switching may be performed to calculate the element resistance value as the admittance value. Also in this case, the impedance / admittance calculation means can be switched at an appropriate timing in consideration of the change characteristics of the impedance value and the admittance value.
【0012】また、請求項7のように、インピーダンス
値とアドミタンス値とを両者の最小値と最大値がほぼ同
等の数値となるように換算し、該インピーダンス値と該
アドミタンス値とが同一となる領域を境にしてインピー
ダンス/アドミタンス算出手段を切り換えるようにして
も良い。このようにすれば、素子温度の検出に用いる素
子抵抗値として、インピーダンス値とアドミタンス値の
うちの素子温度に対する変化率が大きい方を選択するよ
うに切り換えることができ、最適の切換タイミングでイ
ンピーダンス/アドミタンス算出手段を切り換えること
ができる。Further, the impedance value and the admittance value are converted so that the minimum value and the maximum value of the two values are substantially the same, and the impedance value and the admittance value become the same. The impedance / admittance calculation means may be switched at the boundary of the region. With this configuration, it is possible to switch between the impedance value and the admittance value, which has a larger rate of change with respect to the element temperature, as the element resistance value used for detecting the element temperature. The admittance calculation means can be switched.
【0013】また、請求項8のように、インピーダンス
算出手段からアドミタンス算出手段に切り換えた後は、
インピーダンス算出手段への切り換えを切換禁止手段に
より禁止するようにしても良い。つまり、酸素濃度セン
サの素子は、一旦、活性領域まで昇温すると、その後
は、素子温度が低下しても、その温度低下量は小さく、
すぐに活性領域に戻るため、インピーダンス算出手段へ
の切り換えを禁止しても素子温度の検出精度の低下は少
なく、あまり問題とならない。しかも、アドミタンス算
出手段からインピーダンス算出手段への切換を禁止すれ
ば、その切換が頻繁に生じるチャタリング現象を防止す
ることができ、制御を安定させることができる。Further, after switching from the impedance calculating means to the admittance calculating means as in claim 8,
Switching to the impedance calculating means may be prohibited by the switching prohibiting means. In other words, once the temperature of the element of the oxygen concentration sensor is raised to the active region, even if the element temperature decreases, the amount of temperature decrease is small,
Since the element returns to the active area immediately, even if the switching to the impedance calculating means is inhibited, the detection accuracy of the element temperature does not decrease much and does not cause much problem. Moreover, if the switching from the admittance calculating means to the impedance calculating means is prohibited, the chattering phenomenon that frequently occurs can be prevented, and the control can be stabilized.
【0014】或は、請求項9のように、インピーダンス
/アドミタンス算出手段の切換特性にヒステリシスを持
たせるようにしても良い。このようにしても、チャタリ
ング現象を防止することができ、制御を安定させること
ができる。Alternatively, the switching characteristic of the impedance / admittance calculating means may be provided with hysteresis. Even in this case, the chattering phenomenon can be prevented, and the control can be stabilized.
【0015】また、請求項10のように、素子抵抗値算
出手段で算出した素子抵抗値に基づいて学習手段により
制御値を学習する場合、インピーダンス/アドミタンス
算出手段を切り換えた時に学習値を補正すると良い。こ
のようにすれば、切換の前後で学習値が不整合とならな
いように補正することができ、切換前後の学習値の整合
性を保つことができる。When the control value is learned by the learning means based on the element resistance value calculated by the element resistance value calculation means, the learning value is corrected when the impedance / admittance calculation means is switched. good. In this way, it is possible to correct the learning values before and after the switching so as not to be inconsistent, and to maintain the consistency of the learning values before and after the switching.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】[実施形態(1)]以下、本発明
を空燃比制御システムに適用した実施形態(1)を図1
乃至図5に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment (1)] FIG. 1 shows an embodiment (1) in which the present invention is applied to an air-fuel ratio control system.
A description will be given based on FIGS.
【0017】まず、図1に基づいてシステムの概略構成
を説明する。エンジン11の排気管12には、酸素濃度
センサ13が設置されている。この酸素濃度センサ13
は、限界電流式の酸素濃度センサ(空燃比センサ)であ
り、排気ガス中の酸素濃度(空燃比)にほぼ比例する限
界電流を発生する。この酸素濃度センサ13のセンサ素
子14は、活性温度が高く(本活性状態は約700℃以
上)、しかも、活性温度範囲が狭いため、排気ガスの熱
のみでは、活性温度範囲を維持することが困難である。
そこで、この酸素濃度センサ13には、ヒータ15を内
蔵し、このヒータ15の発熱によりセンサ素子14の温
度を活性温度範囲に維持するようにヒータ15への通電
を制御する。First, a schematic configuration of the system will be described with reference to FIG. An oxygen concentration sensor 13 is provided in an exhaust pipe 12 of the engine 11. This oxygen concentration sensor 13
Is a limiting current type oxygen concentration sensor (air-fuel ratio sensor), which generates a limiting current that is substantially proportional to the oxygen concentration (air-fuel ratio) in the exhaust gas. Since the sensor element 14 of the oxygen concentration sensor 13 has a high activation temperature (this activation state is about 700 ° C. or higher) and has a narrow activation temperature range, the activation temperature range can be maintained only by the heat of the exhaust gas. Have difficulty.
Therefore, the oxygen concentration sensor 13 has a built-in heater 15, and energization of the heater 15 is controlled so that the temperature of the sensor element 14 is maintained in the activation temperature range by the heat generated by the heater 15.
【0018】この酸素濃度センサ13は、センサ制御回
路16によって制御される。このセンサ制御回路16に
は、ホストマイクロコンピュータ(以下「ホストマイコ
ン」と略記する)17との間でデータを送受信するサブ
マイクロコンピュータ18(以下「サブマイコン」と略
記する)が設けられている。ホストマイコン17は、エ
ンジン11全体の制御を行う主体となるマイクロコンピ
ュータであり、そのROM(図示せず)に記憶された点
火・噴射制御プログラムに従って演算した点火指令信号
と噴射指令信号を点火装置(図示せず)と燃料噴射弁
(図示せず)に出力して点火・噴射動作を制御する。The oxygen concentration sensor 13 is controlled by a sensor control circuit 16. The sensor control circuit 16 is provided with a sub-microcomputer 18 (hereinafter abbreviated as “sub-microcomputer”) that transmits and receives data to and from a host microcomputer (hereinafter abbreviated as “host-microcomputer”) 17. The host microcomputer 17 is a microcomputer that controls the entire engine 11 and converts an ignition command signal and an injection command signal calculated according to an ignition / injection control program stored in a ROM (not shown) of the engine 11 into an ignition device ( (Not shown) and a fuel injection valve (not shown) to control the ignition / injection operation.
【0019】一方、サブマイコン18は、CPU21、
ROM22(記憶媒体)、RAM23、バッテリで電源
がバックアップされたバックアップRAM24等を内蔵
し、センサ素子14の印加電圧を制御するために、印加
電圧指令信号をD/A変換器26を介して素子印加電圧
制御回路27に出力し、通常の酸素濃度検出時には、こ
の素子印加電圧制御回路27によってセンサ素子14の
印加電圧(センサ素子14の両端の電圧差)を所定電圧
で保持するように制御する。素子印加電圧制御回路27
には、排気ガス中の酸素濃度に応じてセンサ素子14に
生じる素子電流(限界電流)を検出する電流検出回路2
8が内蔵され、この電流検出回路28で検出された素子
電流に応じた電圧がA/D変換器29を介して酸素濃度
検出信号としてサブマイコン18内に取り込まれる。ま
た、センサ素子14の印加電圧もA/D変換器29を介
してサブマイコン18内に取り込まれる。On the other hand, the sub-microcomputer 18 includes a CPU 21
A ROM 22 (storage medium), a RAM 23, a backup RAM 24 whose power is backed up by a battery, and the like are built-in. In order to control an applied voltage of the sensor element 14, an applied voltage command signal is applied to the element via a D / A converter 26. The voltage is output to the voltage control circuit 27, and at the time of normal oxygen concentration detection, the element applied voltage control circuit 27 controls the applied voltage of the sensor element 14 (the voltage difference between both ends of the sensor element 14) to be maintained at a predetermined voltage. Element applied voltage control circuit 27
A current detection circuit 2 for detecting an element current (limit current) generated in the sensor element 14 according to the oxygen concentration in the exhaust gas.
A voltage corresponding to the element current detected by the current detection circuit 28 is taken into the sub-microcomputer 18 via the A / D converter 29 as an oxygen concentration detection signal. The voltage applied to the sensor element 14 is also taken into the sub-microcomputer 18 via the A / D converter 29.
【0020】更に、サブマイコン18は、Duty信号
をヒータ制御回路30に入力して、このヒータ制御回路
30によってヒータ15の通電率(デューティ)を制御
することで、センサ素子14の温度を活性温度に保つ。Further, the sub-microcomputer 18 inputs the Duty signal to the heater control circuit 30, and controls the duty ratio of the heater 15 by the heater control circuit 30, thereby changing the temperature of the sensor element 14 to the active temperature. To keep.
【0021】ここで、センサ素子14の活性状態には、
半活性状態(例えば約600〜700℃)と本活性状態
(例えば約700℃以上)とがある。センサ素子14が
未活性状態から半活性状態まで昇温すると、排気ガス中
の酸素濃度によって僅かながら限界電流が発生し始める
が、まだ限界電流が微小であるため、酸素濃度(空燃
比)の検出精度はあまり高くなく、大雑把な酸素濃度を
検出できる程度である。この点を考慮し、半活性状態に
なると、空燃比フィードバックのための目標空燃比を算
出し、ゲインを通常より小さくして空燃比フィードバッ
クを開始する。Here, the active state of the sensor element 14 includes:
There are a semi-active state (for example, about 600 to 700 ° C.) and a main active state (for example, about 700 ° C. or higher). When the temperature of the sensor element 14 rises from an inactive state to a semi-active state, a marginal current starts to be generated slightly due to the oxygen concentration in the exhaust gas. However, since the marginal current is still small, the oxygen concentration (air-fuel ratio) is detected. The accuracy is not so high that it can detect a rough oxygen concentration. In consideration of this point, when the state becomes semi-active, the target air-fuel ratio for the air-fuel ratio feedback is calculated, and the gain is made smaller than usual to start the air-fuel ratio feedback.
【0022】その後、センサ素子14が本活性状態まで
昇温すると、限界電流が大きくなり、酸素濃度を精度良
く検出できるようになるため、ゲインを大きくして空燃
比フィードバックを実施する。更に、本活性状態の時に
は、素子温度がヒータ15の温度に追従して変化する状
態となり、センサ素子14の温度(以下「素子温度」と
いう)によるヒータ15の制御が可能となるため、吸入
空気量、センサ劣化状態等によってセンサ素子14の目
標抵抗値(目標アドミタンス)を算出し、後述するよう
にセンサ素子14のアドミタンスを算出して、このアド
ミタンスが目標アドミタンスと一致するようにヒータ1
5の通電をフィードバック制御して、素子温度を目標と
する本活性温度に維持する。Thereafter, when the temperature of the sensor element 14 rises to the main activation state, the limit current increases, and the oxygen concentration can be detected with high accuracy. Therefore, the gain is increased and the air-fuel ratio feedback is performed. Further, in the active state, the element temperature changes following the temperature of the heater 15, and the heater 15 can be controlled by the temperature of the sensor element 14 (hereinafter referred to as “element temperature”). The target resistance value (target admittance) of the sensor element 14 is calculated based on the amount, the sensor deterioration state, and the like. The admittance of the sensor element 14 is calculated as described later, and the heater 1 is set so that the admittance matches the target admittance.
5 is feedback-controlled to maintain the element temperature at the target main activation temperature.
【0023】次に、素子温度と、インピーダンス、アド
ミタンスとの関係を説明する。インピーダンスの温度特
性は、図2に示すように、素子温度が高くなるに従って
インピーダンスが低下するが、インピーダンスの低下率
は、素子温度が高くなるに従って小さくなる。このた
め、半活性状態や本活性状態となる高温領域では、素子
温度変化1℃当りのインピーダンスの変化量が極めて小
さくなり、換言すれば、インピーダンス変化1Ω当りの
素子温度の変化量が非常に大きくなる。Next, the relationship between element temperature, impedance, and admittance will be described. As shown in FIG. 2, the temperature characteristic of the impedance decreases as the element temperature increases, but the rate of impedance decrease decreases as the element temperature increases. Therefore, in a high temperature region where the semiconductor device is in the semi-active state or the main active state, the amount of change in impedance per 1 ° C. of element temperature change is extremely small. In other words, the amount of change in element temperature per 1 Ω of impedance change is very large. Become.
【0024】これに対し、アドミタンスの温度特性は、
図3に示すように、素子温度が高くなるに従って変化率
が大きくなるため、アドミタンスから素子温度を検出す
ると、高温領域では、素子温度を精度良く検出できる
が、低温領域では、素子温度の検出精度が低下する。On the other hand, the temperature characteristic of admittance is
As shown in FIG. 3, since the rate of change increases as the element temperature increases, when the element temperature is detected from admittance, the element temperature can be accurately detected in a high temperature area, but the element temperature detection accuracy can be detected in a low temperature area. Decrease.
【0025】このようなインピーダンス、アドミタンス
の温度特性から、低温領域では、インピーダンスから素
子温度を検出した方が素子温度を精度良く検出でき、一
方、高温領域では、アドミタンスから素子温度を検出し
た方が素子温度を精度良く検出できることが分かる。From such temperature characteristics of impedance and admittance, in the low temperature region, the device temperature can be accurately detected by detecting the device temperature from the impedance, while in the high temperature region, the device temperature can be detected by the admittance. It can be seen that the element temperature can be accurately detected.
【0026】この点に着目し、サブマイコン18は、後
述する図4の素子活性判定ルーチンによってセンサ素子
14のインピーダンスZとアドミタンスYとを選択して
検出する機能を備えている。インピーダンス/アドミタ
ンス検出方法は、センサ素子印加電圧を酸素濃度検出時
の電圧(基準電圧)からインピーダンス/アドミタンス
を検出するための電圧(掃引電圧)に切り換え、その時
の電圧変化ΔVと、その電圧変化ΔVによって生じる電
流変化ΔIを検出して、次式によりインピーダンスZ、
アドミタンスYを算出する。 Z=ΔV/ΔI Y=1/Z=ΔI/ΔVFocusing on this point, the sub-microcomputer 18 has a function of selecting and detecting the impedance Z and the admittance Y of the sensor element 14 according to an element activation determination routine shown in FIG. In the impedance / admittance detection method, the voltage applied to the sensor element is switched from a voltage (reference voltage) at the time of detecting the oxygen concentration to a voltage (sweep voltage) for detecting the impedance / admittance, and the voltage change ΔV at that time and the voltage change ΔV The current change ΔI caused by the above is detected, and the impedance Z,
The admittance Y is calculated. Z = ΔV / ΔI Y = 1 / Z = ΔI / ΔV
【0027】本実施形態(1)では、インピーダンスZ
とアドミタンスYの双方を同時に算出することはなく、
図4の素子活性判定ルーチンによってセンサ素子14の
状態が図2及び図3に示す半活性境界領域を境にしてイ
ンピーダンスZの算出とアドミタンスYの算出とを切り
換えるようにしている。つまり、未活性領域では、イン
ピーダンスZを算出し、半活性領域及び本活性領域で
は、アドミタンスYを算出するようにしている。In this embodiment (1), the impedance Z
And admittance Y are not calculated at the same time.
The state of the sensor element 14 is switched between the calculation of the impedance Z and the calculation of the admittance Y on the basis of the semi-active boundary region shown in FIGS. That is, the impedance Z is calculated in the non-active region, and the admittance Y is calculated in the semi-active region and the main active region.
【0028】図4の素子活性判定ルーチンは、サブマイ
コン18のROM22に記憶され、CPU21により所
定時間毎又は所定クランク角毎に実行される。本ルーチ
ンが起動されると、まずステップ101で、アドミタン
ス切換フラグXACNがアドミタンス算出領域を意味す
る「1」であるか否かを判定する。本実施形態(1)で
は、アドミタンス算出領域は、アドミタンスYが図3及
び図5に示すY1 以上となる半活性境界領域以上の領域
(半活性領域、本活性領域)である。尚、アドミタンス
切換フラグXACNは、後述するステップ105,11
1で切り換えられる。The element activation determination routine shown in FIG. 4 is stored in the ROM 22 of the sub-microcomputer 18 and is executed by the CPU 21 at predetermined intervals or at predetermined crank angles. When this routine is started, first, in step 101, it is determined whether or not the admittance switching flag XACN is “1” meaning an admittance calculation area. In this embodiment (1), the admittance calculation area is an area (semi-active area, main active area) equal to or greater than the half-active boundary area where the admittance Y is equal to or greater than Y1 shown in FIGS. Note that the admittance switching flag XACN is set in steps 105 and 11 described later.
It can be switched with 1.
【0029】上記ステップ101で、アドミタンス切換
フラグXACN=0(インピーダンス算出領域)の場合
には、ステップ102に進み、インピーダンスZ(=Δ
V/ΔI)を算出する。このステップ102の処理が、
特許請求の範囲でいうインピーダンス算出手段(素子抵
抗値算出手段)としての役割を果たす。そして、次のス
テップ103で、インピーダンスZが半活性境界領域に
相当するZ1 (図2及び図5参照)よりも小さいか否か
で、半活性領域又は本活性領域であるか否かを判定す
る。もし、Z<Z1 であれば、半活性領域又は本活性領
域であるので、ステップ104に進み、半活性フラグX
HACTを半活性領域以上を意味する「1」に切り換
え、次のステップ105で、アドミタンス切換フラグX
ACNをアドミタンス算出領域を意味する「1」に切り
換えて、本ルーチンを終了する。If it is determined in step 101 that the admittance switching flag XACN = 0 (impedance calculation area), the process proceeds to step 102, where the impedance Z (= Δ
V / ΔI) is calculated. The processing of this step 102
It functions as an impedance calculating means (element resistance value calculating means) described in the claims. Then, in the next step 103, it is determined whether or not the impedance Z is the semi-active area or the main active area based on whether or not the impedance Z is smaller than Z1 (see FIGS. 2 and 5) corresponding to the semi-active boundary area. . If Z <Z1, it is the semi-active area or the main active area, so the process proceeds to step 104 and the semi-active flag X
HACT is switched to "1" which means a half-active area or more, and in the next step 105, the admittance switching flag X
The ACN is switched to “1” meaning the admittance calculation area, and the routine ends.
【0030】一方、上記ステップ103で、Z≧Z1 の
場合には、未活性領域(インピーダンス算出領域)であ
るので、半活性フラグXHACT=0、アドミタンス切
換フラグXACN=0の状態を切り換えずに、本ルーチ
ンを終了する。On the other hand, if Z ≧ Z1 in step 103, the inactive area (impedance calculation area) is set, so that the state of the half-active flag XHACT = 0 and the admittance switching flag XACN = 0 are not switched. This routine ends.
【0031】また、上記ステップ101で、アドミタン
ス切換フラグXACN=1(アドミタンス算出領域)の
場合には、ステップ106に進み、アドミタンスY(=
ΔI/ΔV)を算出する。このステップ106の処理
が、特許請求の範囲でいうアドミタンス算出手段(素子
抵抗値算出手段)としての役割を果たす。そして、次の
ステップ107で、アドミタンスYが本活性境界領域に
相当するY2 (図3及び図5参照)よりも小さいか否か
で、半活性領域又は未活性領域であるか否かを判定す
る。もし、このステップ107で、Y≧Y2 であれば、
本活性領域であるので、ステップ112に進み、本活性
フラグXFACTを本活性領域を意味する「1」に切り
換えて、本ルーチンを終了する。If it is determined in step 101 that the admittance switching flag XACN = 1 (admittance calculation area), the process proceeds to step 106, where the admittance Y (=
ΔI / ΔV) is calculated. The processing of step 106 plays a role as an admittance calculating means (element resistance value calculating means) in the claims. Then, in the next step 107, it is determined whether the admittance Y is a semi-active area or an inactive area by determining whether the admittance Y is smaller than Y2 (see FIGS. 3 and 5) corresponding to the main active boundary area. . If Y ≧ Y2 in step 107,
Since this is the active area, the process proceeds to step 112, where the active flag XFACT is switched to “1” meaning the active area, and the routine ends.
【0032】これに対し、上記ステップ107で、Y<
Y2 であれば、本活性領域ではないので、ステップ10
8に進み、本活性フラグXFACTを「0」に切り換え
る。この後、ステップ109で、アドミタンスYが半活
性境界領域に相当するY1 (図3及び図5参照)よりも
小さいか否かで、未活性領域(インピーダンス算出領
域)であるか否かを判定する。もし、このステップ10
9で、Y<Y1 (未活性領域)であれば、ステップ11
0に進み、半活性フラグXHACTを「0」に切り換
え、次のステップ111で、アドミタンス切換フラグX
ACNをインピーダンス算出領域を意味する「0」に切
り換えて、本ルーチンを終了する。On the other hand, in step 107, Y <
If it is Y2, it is not the active region, so that step 10
Proceeding to 8, the activation flag XFACT is switched to "0". Thereafter, in step 109, it is determined whether or not the admittance Y is an inactive area (impedance calculation area) based on whether or not the admittance Y is smaller than Y1 (see FIGS. 3 and 5) corresponding to the half-active boundary area. . If this step 10
If Y <Y1 (inactive area) in step 9, step 11
0, the half-active flag XHACT is switched to "0", and in the next step 111, the admittance switching flag X
The ACN is switched to “0” meaning the impedance calculation area, and this routine ends.
【0033】一方、上記ステップ109で、Y≧Y1 の
場合には、半活性領域又は本活性領域(アドミタンス算
出領域)であるので、半活性フラグXHACT=1、ア
ドミタンス切換フラグXACN=1の状態を切り換えず
に、本ルーチンを終了する。On the other hand, if Y ≧ Y 1 in the above step 109, it is a semi-active area or a main active area (admittance calculation area), so that the state of the half-active flag XHACT = 1 and the admittance switching flag XACN = 1 are set. This routine ends without switching.
【0034】以上説明した本実施形態(1)における素
子抵抗値算出制御の一例を図5に基づいて説明する。図
5は、素子温度が未活性領域から半活性領域を経て本活
性領域へ昇温する時のインピーダンスZとアドミタンス
Yとの切換特性を説明するタイムチャートである。An example of the element resistance value calculation control in the embodiment (1) described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a time chart for explaining a switching characteristic between the impedance Z and the admittance Y when the element temperature rises from the inactive region to the main active region via the semi-active region.
【0035】本実施形態(1)では、素子温度が未活性
領域にある間は、インピーダンスZを算出し、このイン
ピーダンスZを目標インピーダンスに一致させるように
ヒータ15の通電率(デューティ)を制御して素子温度
を昇温させる。In this embodiment (1), while the element temperature is in the inactive region, the impedance Z is calculated, and the duty ratio of the heater 15 is controlled so that the impedance Z matches the target impedance. To raise the element temperature.
【0036】その後、素子温度が半活性領域に昇温する
と、アドミタンスYの算出に切り換え、本活性領域に昇
温した後も、引き続きアドミタンスYを算出する。従っ
て、半活性領域及び本活性領域では、算出したアドミタ
ンスYを目標アドミタンスに一致させるようにヒータ1
5の通電率を制御して、素子温度を目標とする本活性温
度に昇温し、その温度を維持するように制御する。尚、
インピーダンスZとアドミタンスYとをそれぞれ素子温
度に換算して、この素子温度を目標温度(本活性温度)
にするようにヒータ15の通電率を制御するようにして
も良い。Thereafter, when the element temperature rises to the semi-active region, the calculation is switched to the admittance Y, and after the temperature rises to the main active region, the admittance Y is continuously calculated. Therefore, in the semi-active region and the main active region, the heater 1 is set so that the calculated admittance Y matches the target admittance.
By controlling the duty ratio of 5, the element temperature is raised to the target main activation temperature, and control is performed so as to maintain the temperature. still,
The impedance Z and the admittance Y are each converted into an element temperature, and this element temperature is set to a target temperature (actual activation temperature).
The duty ratio of the heater 15 may be controlled so that
【0037】以上説明した本実施形態(1)では、イン
ピーダンスとアドミタンスの温度特性、すなわち、低温
領域では、インピーダンスから素子温度を検出した方が
素子温度を精度良く検出でき、一方、高温領域では、ア
ドミタンスから素子温度を検出した方が素子温度を精度
良く検出できるという特性を考慮し、未活性領域では、
インピーダンスを算出し、半活性領域及び本活性領域で
は、アドミタンスを算出するようにしたので、インピー
ダンスとアドミタンスとをそれぞれ素子温度に対する変
化率の大きい領域で使用するように切り換えて素子温度
を検出することができ、全温度領域にわたって素子温度
を精度良く検出することができる。これにより、素子温
度の制御精度(ヒータ制御精度)を向上できて、排気ガ
ス中の酸素濃度(空燃比)の検出精度を向上でき、空燃
比フィードバックの制御精度を向上できる。In the embodiment (1) described above, the temperature characteristics of impedance and admittance, that is, in the low temperature region, the device temperature can be detected more accurately by detecting the device temperature from the impedance. Considering the characteristic that detecting the element temperature from admittance can detect the element temperature more accurately, in the inactive region,
Since the impedance is calculated and the admittance is calculated in the semi-active region and the main active region, the device temperature is detected by switching the impedance and the admittance to be used in the region where the rate of change with respect to the device temperature is large, respectively. Accordingly, the element temperature can be accurately detected over the entire temperature range. Thereby, the control accuracy of the element temperature (heater control accuracy) can be improved, the detection accuracy of the oxygen concentration (air-fuel ratio) in the exhaust gas can be improved, and the control accuracy of the air-fuel ratio feedback can be improved.
【0038】また、アドミタンスのみで素子温度を検出
する方法では、低温領域(未活性領域)で素子温度の検
出精度が悪いため、ヒータ制御の開始時の制御が悪くな
るが、本実施形態(1)では、低温領域で、インピーダ
ンスから素子温度を検出するため、低温領域でも素子温
度を精度良く検出することができ、ヒータ制御の開始時
の制御精度を向上できる。In the method of detecting the element temperature only by the admittance, the control at the start of the heater control is deteriorated because the detection accuracy of the element temperature is low in a low temperature region (inactive region). In (2), since the element temperature is detected from the impedance in the low-temperature area, the element temperature can be accurately detected even in the low-temperature area, and the control accuracy at the start of the heater control can be improved.
【0039】[実施形態(2)]上記実施形態(1)で
は、インピーダンスZとアドミタンスYとを半活性領域
であるか否かで切り換えるようにしたが、本発明の実施
形態(2)では、図6に示す素子活性判定ルーチンによ
ってインピーダンスZとアドミタンスYとを本活性領域
であるか否かで切り換えるようにしている。[Embodiment (2)] In the above-described embodiment (1), the impedance Z and the admittance Y are switched depending on whether they are in a semi-active region. However, in the embodiment (2) of the present invention, In the element activation determination routine shown in FIG. 6, the impedance Z and the admittance Y are switched depending on whether or not this is the active region.
【0040】すなわち、図6の素子活性判定ルーチンで
は、アドミタンス切換フラグXACN=0(インピーダ
ンス算出領域)の場合、インピーダンスZ(=ΔV/Δ
I)を算出した後(ステップ201,202)、ステッ
プ203に進み、インピーダンスZが半活性境界領域に
相当するZ1 (図2及び図5参照)よりも小さいか否か
で、半活性領域又は本活性領域であるか否かを判定す
る。もし、このステップ203で、Z≧Z1 であれば、
未活性領域であるので、ステップ216に進み、半活性
フラグXHACTを「0」に切り換えて、本ルーチンを
終了する。That is, in the element activation determination routine of FIG. 6, when the admittance switching flag XACN = 0 (impedance calculation area), the impedance Z (= ΔV / Δ
After calculating I) (steps 201 and 202), the process proceeds to step 203, where whether or not the impedance Z is smaller than Z1 (see FIGS. 2 and 5) corresponding to the semi-active boundary region is determined. It is determined whether or not the area is an active area. If Z ≧ Z1 in step 203,
Since it is an inactive area, the process proceeds to step 216, where the half-active flag XHACT is switched to "0", and this routine ends.
【0041】これに対し、上記ステップ203で、Z<
Z1 であれば、半活性領域又は本活性領域であるので、
ステップ204に進み、半活性フラグXHACTを半活
性領域以上を意味する「1」に切り換え、次のステップ
205で、インピーダンスZが本活性境界領域に相当す
るZ2 (図2及び図5参照)よりも小さいか否かで、本
活性領域であるか否かを判定する。もし、本活性領域
(Z<Z2 )であれば、ステップ206に進み、本活性
フラグXFACTを本活性領域を意味する「1」に切り
換え、次のステップ207で、アドミタンス切換フラグ
XACNをアドミタンス算出領域を意味する「1」に切
り換えて、本ルーチンを終了する。On the other hand, in step 203, Z <
If Z1 is a semi-active region or a main active region,
Proceeding to step 204, the half-active flag XHACT is switched to "1" which means a half-active area or higher, and in the next step 205, the impedance Z is lower than Z2 (see FIGS. 2 and 5) corresponding to the main active boundary area. It is determined whether or not this is the active region based on whether or not it is smaller. If the present active area (Z <Z2), the routine proceeds to step 206, where the present active flag XFACT is switched to "1" which means the present active area. Is switched to "1", which means that the routine ends.
【0042】一方、上記ステップ205で、Z≧Z2 の
場合には、半活性領域又は未活性領域(インピーダンス
算出領域)であるので、本活性フラグXFACT=0、
アドミタンス切換フラグXACN=0の状態を切り換え
ずに本ルーチンを終了する。On the other hand, in step 205, if Z ≧ Z2, it is a semi-active area or an inactive area (impedance calculation area).
This routine ends without switching the state of the admittance switching flag XACN = 0.
【0043】また、上記ステップ201で、アドミタン
ス切換フラグXACN=1(アドミタンス算出領域)の
場合には、アドミタンスY(=ΔI/ΔV)を算出した
後(ステップ208)、ステップ209に進み、アドミ
タンスYが本活性境界領域に相当するY2 (図3及び図
5参照)よりも小さいか否かで、半活性領域又は未活性
領域であるか否かを判定する。もし、このステップ20
9で、Y<Y2 であれば、本活性領域ではないので、ス
テップ210に進み、本活性フラグXFACTを「0」
に切り換えると共に、アドミタンス切換フラグXACN
をインピーダンス算出領域を意味する「0」に切り換え
て、本ルーチンを終了する。If the admittance switching flag XACN = 1 (admittance calculation area) in step 201, the admittance Y (= ΔI / ΔV) is calculated (step 208). Is smaller than Y2 (see FIGS. 3 and 5) corresponding to the present active boundary region, it is determined whether the region is a semi-active region or an inactive region. If this step 20
If Y <Y2 at 9, this is not the main active area, so the routine proceeds to step 210 and sets the main active flag XFACT to “0”.
And the admittance switching flag XACN
Is switched to “0” meaning the impedance calculation area, and this routine ends.
【0044】一方、上記ステップ209で、Y≧Y2 の
場合には、本活性領域(アドミタンス算出領域)である
ので、本活性フラグXFACT=1、アドミタンス切換
フラグXACN=1の状態を切り換えずに、本ルーチン
を終了する。On the other hand, if Y ≧ Y2 in the above step 209, this is the active area (admittance calculation area), so that the state of the active flag XFACT = 1 and the state of the admittance switching flag XACN = 1 are not switched. This routine ends.
【0045】以上説明した本実施形態(2)によれば、
図5に示すように、素子温度が未活性領域、半活性領域
にある間は、インピーダンスZを算出し、このインピー
ダンスZを目標インピーダンスに一致させるようにヒー
タ15の通電率(デューティ)を制御して素子温度を昇
温させる。According to the embodiment (2) described above,
As shown in FIG. 5, while the element temperature is in the non-active area or the semi-active area, the impedance Z is calculated, and the duty ratio of the heater 15 is controlled so that the impedance Z matches the target impedance. To raise the element temperature.
【0046】その後、素子温度が本活性領域に昇温する
と、アドミタンスYの算出に切り換える。従って、本活
性領域では、算出したアドミタンスYを目標アドミタン
スに一致させるようにヒータ15の通電率を制御して、
素子温度を目標とする本活性温度に保つように制御す
る。Thereafter, when the element temperature rises to the main active region, the calculation is switched to the calculation of admittance Y. Therefore, in this active region, the duty ratio of the heater 15 is controlled so that the calculated admittance Y matches the target admittance,
Control is performed so that the element temperature is maintained at the target main activation temperature.
【0047】[実施形態(3)]上記実施形態(1),
(2)では、素子温度がアドミタンス算出領域に昇温し
てアドミタンスの算出に切り換った後でも、素子温度が
インピーダンス算出領域に低下すれば、インピーダンス
の算出に切り換えられる。しかし、このような切換が頻
繁に生じると、ヒータ制御が不安定になるおそれがあ
る。[Embodiment (3)] The embodiment (1),
In (2), even after the element temperature rises to the admittance calculation area and is switched to admittance calculation, if the element temperature falls to the impedance calculation area, the calculation is switched to impedance calculation. However, if such switching frequently occurs, the heater control may become unstable.
【0048】そこで、本発明の実施形態(3)では、図
7に示す素子活性判定ルーチンを実行することで、未活
性領域では、インピーダンスZを算出し、一旦、半活性
領域に昇温してアドミタンスYの算出に切り換えた後
は、その後、素子温度が未活性領域に低下したとして
も、インピーダンスZの算出への切換を禁止し、引き続
きアドミタンスYを算出する。Therefore, in the embodiment (3) of the present invention, the impedance Z is calculated in the inactive region by executing the element activation determination routine shown in FIG. 7, and the temperature is once increased to the semi-active region. After switching to the calculation of the admittance Y, the switching to the calculation of the impedance Z is prohibited, and the admittance Y is continuously calculated even if the element temperature drops to the inactive region.
【0049】すなわち、図7に示す素子活性判定ルーチ
ンでは、ステップ105で、アドミタンス切換フラグX
ACNをアドミタンス算出領域を意味する「1」に切り
換えた後は、アドミタンス切換フラグXACNを「0」
に切り換える処理(図4のステップ111)が無く、イ
ンピーダンスZの算出への切換が禁止される。この機能
が特許請求の範囲でいう切換禁止手段に相当する。That is, in the element activation determination routine shown in FIG. 7, at step 105, the admittance switching flag X
After the ACN is switched to “1” meaning the admittance calculation area, the admittance switching flag XACN is set to “0”.
(Step 111 in FIG. 4), and the switching to the calculation of the impedance Z is prohibited. This function corresponds to the switching prohibiting means described in the claims.
【0050】尚、ステップ107で、Y<Y2 か否か
で、本活性フラグXFACTを切り換えた後(ステップ
108,112)、次のステップ109で、Y<Y1 か
否かで、半活性フラグXHACTを切り換える(ステッ
プ110,113)。その他の処理は、前述した図4の
ルーチンの各ステップの処理と同じである。After the main activation flag XFACT is switched in step 107 depending on whether Y <Y2 or not (steps 108 and 112), in the next step 109, the half activation flag XHACT is determined depending on whether Y <Y1 or not. Are switched (steps 110 and 113). The other processing is the same as the processing of each step of the routine of FIG. 4 described above.
【0051】以上説明した本実施形態(3)では、イン
ピーダンスの算出からアドミタンスの算出に切り換えた
後は、インピーダンスの算出への切換を禁止するように
したが、素子温度は、一旦、半活性領域(アドミタンス
算出領域)まで昇温すると、その後は、素子温度が低下
しても、その温度低下量は小さく、すぐに半活性領域に
戻るため、インピーダンスの算出への切り換えを禁止し
ても、素子温度の検出精度の低下は少なく、あまり問題
とならない。しかも、アドミタンスの算出からインピー
ダンスの算出への切換を禁止すれば、その切換が頻繁に
生じるチャタリング現象を防止することができ、ヒータ
制御を安定させることができる。In the embodiment (3) described above, after switching from the calculation of impedance to the calculation of admittance, the switching to the calculation of impedance is prohibited. However, the element temperature is temporarily reduced to the semi-active region. When the temperature rises to (admittance calculation area), the amount of temperature decrease is small even after that, even if the element temperature drops, and the temperature immediately returns to the semi-active area. There is little decrease in temperature detection accuracy, and it does not cause much problem. Moreover, if the switching from the calculation of the admittance to the calculation of the impedance is prohibited, the chattering phenomenon that frequently occurs can be prevented, and the heater control can be stabilized.
【0052】[実施形態(4)]図8に示す本発明の実
施形態(4)では、図6に示す実施形態(2)と同じ
く、未活性領域及び半活性領域では、インピーダンスZ
を算出し、本活性領域では、アドミタンスYを算出す
る。そして、前記実施形態(3)と同じく、一旦、アド
ミタンス算出領域に昇温してアドミタンスYの算出に切
り換えた後は、その後、素子温度がインピーダンス算出
領域に低下したとしても、インピーダンスZの算出への
切換を禁止し、引き続きアドミタンスYを算出する。[Embodiment (4)] In the embodiment (4) of the present invention shown in FIG. 8, as in the embodiment (2) shown in FIG.
Is calculated, and admittance Y is calculated in this active region. Then, similarly to the embodiment (3), once the temperature is raised to the admittance calculation area and switched to the calculation of the admittance Y, thereafter, even if the element temperature decreases to the impedance calculation area, the calculation of the impedance Z is started. Is prohibited, and the admittance Y is continuously calculated.
【0053】すなわち、図8に示す素子活性判定ルーチ
ンでは、ステップ207で、アドミタンス切換フラグX
ACNをアドミタンス算出領域を意味する「1」に切り
換えた後は、アドミタンス切換フラグXACNを「0」
に切り換える処理(図6のステップ211)が無く、イ
ンピーダンスZの算出への切換が禁止される。この機能
が特許請求の範囲でいう切換禁止手段に相当する。That is, in the element activation determination routine shown in FIG. 8, in step 207, the admittance switching flag X
After the ACN is switched to “1” meaning the admittance calculation area, the admittance switching flag XACN is set to “0”.
(Step 211 in FIG. 6), and switching to the calculation of the impedance Z is prohibited. This function corresponds to the switching prohibiting means described in the claims.
【0054】尚、ステップ209で、Y<Y2 か否か
で、本活性フラグXFACTを切り換えた後(ステップ
210,212)、次のステップ213で、Y<Y1 か
否かで、半活性フラグXHACTを切り換える(ステッ
プ214,215)。その他の処理は、前述した図6の
ルーチンの各ステップの処理と同じである。以上説明し
た本実施形態(4)でも、前記実施形態(3)と同じ効
果を得ることができる。After the main activation flag XFACT is switched in step 209 depending on whether Y <Y2 or not (steps 210 and 212), in the next step 213, the half activation flag XHACT is determined depending on whether Y <Y1 or not. Is switched (steps 214 and 215). The other processing is the same as the processing of each step of the routine of FIG. 6 described above. In the embodiment (4) described above, the same effect as in the embodiment (3) can be obtained.
【0055】[実施形態(5)]前記実施形態(3),
(4)では、一旦、アドミタンスYの算出に切り換えた
後は、インピーダンスZの算出への切換を禁止すること
で、チャタリング現象を防止してヒータ制御を安定させ
るようにしたが、本発明の実施形態(5)では、図9に
示す素子活性判定ルーチンを実行することで、図10に
示すように、インピーダンスZの算出とアドミタンスY
の算出との切換特性にヒステリシスを持たせることで、
チャタリング現象を防止してヒータ制御を安定させるよ
うにしている。[Embodiment (5)] The embodiment (3),
In (4), once the calculation has been switched to the admittance Y, the switching to the calculation of the impedance Z is prohibited, thereby preventing the chattering phenomenon and stabilizing the heater control. In the mode (5), the impedance activation calculation and the admittance Y are performed as shown in FIG. 10 by executing the element activation determination routine shown in FIG.
By giving hysteresis to the switching characteristics with the calculation of
The chattering phenomenon is prevented to stabilize the heater control.
【0056】すなわち、図9の素子活性判定ルーチンで
は、半活性領域及び本活性領域をアドミタンス算出領域
とし、アドミタンスYの算出からインピーダンスZの算
出に切り換えるか否かを判定する場合には、ステップ1
09aで、アドミタンスYが所定の切換値Y1a(図10
参照)よりも小さいか否かで、インピーダンスZの算出
に切り換えるか否かを判定する。ここで、切換値Y1aを
Y1 −α(但しαはヒステリシスの度合を決める定数)
に設定することで、切換特性にヒステリシスを持たせて
いる。そして、Y<Y1aの場合には、インピーダンス算
出領域と判断され、ステップ110に進み、半活性フラ
グXHACTを「0」に切り換え、次のステップ111
で、アドミタンス切換フラグXACNを「0」に切り換
える。その他の処理は、前述した図4のルーチンの各ス
テップの処理と同じである。That is, in the element activation determination routine of FIG. 9, the semi-active region and the main active region are set as the admittance calculation regions, and when it is determined whether or not to switch from the calculation of the admittance Y to the calculation of the impedance Z, step 1 is performed.
09a, the admittance Y is changed to a predetermined switching value Y1a (FIG. 10).
It is determined whether or not to switch to the calculation of the impedance Z based on whether it is smaller than the reference value. Here, the switching value Y1a is represented by Y1−α (where α is a constant that determines the degree of hysteresis)
, The switching characteristics have hysteresis. If Y <Y1a, it is determined that the area is the impedance calculation area, and the routine proceeds to step 110, where the half-active flag XHACT is switched to "0".
Then, the admittance switching flag XACN is switched to “0”. The other processing is the same as the processing of each step of the routine of FIG. 4 described above.
【0057】[実施形態(6)]図11に示す本発明の
実施形態(6)は、前記図6に示す実施形態(2)に対
応する実施形態で、インピーダンスZの算出とアドミタ
ンスYの算出との切換特性にヒステリシスを持たせるこ
とで、チャタリング現象を防止してヒータ制御を安定さ
せるようにしている。[Embodiment (6)] An embodiment (6) of the present invention shown in FIG. 11 is an embodiment corresponding to the embodiment (2) shown in FIG. 6 and calculates impedance Z and admittance Y. By providing hysteresis to the switching characteristics of the above, the chattering phenomenon is prevented and the heater control is stabilized.
【0058】すなわち、図11の素子活性判定ルーチン
では、本活性領域のみをアドミタンス算出領域とし、ア
ドミタンスYの算出からインピーダンスZの算出に切り
換えるか否かを判定する場合には、ステップ209a
で、アドミタンスYが所定の切換値Y2a(図10参照)
よりも小さいか否かで、インピーダンスZの算出に切り
換えるか否かを判定する。ここで、切換値Y2aをY1 −
β(但しβはヒステリシスの度合を決める定数)に設定
することで、切換特性にヒステリシスを持たせている。
そして、Y<Y2aの場合には、インピーダンス算出領域
と判断され、ステップ210に進み、本活性フラグXF
ACTを「0」に切り換え、次のステップ211で、ア
ドミタンス切換フラグXACNを「0」に切り換える。
その他の処理は、前述した図6のルーチンの各ステップ
の処理と同じである。That is, in the element activation determination routine of FIG. 11, when only the main active region is set as the admittance calculation region and it is determined whether to switch from the calculation of the admittance Y to the calculation of the impedance Z, it is determined in step 209a.
And the admittance Y is a predetermined switching value Y2a (see FIG. 10).
It is determined whether or not to switch to the calculation of the impedance Z based on whether or not it is smaller than the above. Here, the switching value Y2a is set to Y1−
By setting β (where β is a constant that determines the degree of hysteresis), the switching characteristic has hysteresis.
If Y <Y2a, it is determined that the area is the impedance calculation area, and the routine proceeds to step 210, where the main activation flag XF
ACT is switched to “0”, and in the next step 211, the admittance switching flag XACN is switched to “0”.
The other processing is the same as the processing of each step of the routine of FIG. 6 described above.
【0059】[実施形態(7)]前記各実施形態では、
インピーダンスZの算出とアドミタンスYの算出との切
換を、半活性境界領域又は本活性境界領域を境として行
うようにしたが、図12及び図13に示す本発明の実施
形態(7)では、インピーダンスZとアドミタンスYと
を両者の最小値と最大値がほぼ同等のRAM値となるよ
うにLSB変換し、該インピーダンスRAM値ZMと該
アドミタンスRAM値YMとが同一となる領域を境にし
てインピーダンスRAM値ZMの算出とアドミタンスR
AM値YMの算出とを切り換えるようにしている。[Embodiment (7)] In each of the above embodiments,
Switching between the calculation of the impedance Z and the calculation of the admittance Y is performed at the semi-active boundary area or the main active boundary area. However, in the embodiment (7) of the present invention shown in FIGS. Z and the admittance Y are subjected to LSB conversion so that the minimum value and the maximum value of the two become substantially the same RAM value, and the impedance RAM is divided by a region where the impedance RAM value ZM and the admittance RAM value YM are the same. Calculation of Value ZM and Admittance R
The calculation of the AM value YM is switched.
【0060】まず、本実施形態(7)の素子抵抗値算出
制御の一例を図13に基づいて説明する。インピーダン
スRAM値ZMの算出からアドミタンスRAM値YMの
算出に切り換える切換値Mを半活性境界値ZM1と本活
性境界値YM2との中間に設定する。インピーダンスR
AM値ZMが切換値M以上の領域では、インピーダンス
RAM値ZMを算出する。この際、インピーダンスRA
M値ZMが半活性境界値ZM1以下になった時に、半活
性フラグXHACTを「1」に切り換える。First, an example of the element resistance value calculation control of the embodiment (7) will be described with reference to FIG. The switching value M for switching from the calculation of the impedance RAM value ZM to the calculation of the admittance RAM value YM is set to an intermediate value between the half-active boundary value ZM1 and the main active boundary value YM2. Impedance R
In an area where the AM value ZM is equal to or larger than the switching value M, the impedance RAM value ZM is calculated. At this time, the impedance RA
When the M value ZM falls below the half-active boundary value ZM1, the half-active flag XHACT is switched to "1".
【0061】インピーダンスRAM値ZMが切換値Mに
なった時に、アドミタンス切換フラグXACNを「1」
に切り換えて、アドミタンスRAM値YMの算出に切り
換える。この後、アドミタンスRAM値YMが本活性境
界値YM2以上になった時に本活性フラグXFACTを
「1」に切り換える。When the impedance RAM value ZM reaches the switching value M, the admittance switching flag XACN is set to "1".
To the calculation of the admittance RAM value YM. Thereafter, when the admittance RAM value YM becomes equal to or more than the main activation boundary value YM2, the main activation flag XFACT is switched to “1”.
【0062】このような制御は、図12に示す素子活性
判定ルーチンによって実行される。本ルーチンも所定時
間毎又は所定クランク角毎に実行される。本ルーチンが
起動されると、まずステップ101で、次式を満たすか
否かで、インピーダンス算出領域であるか否かを判定す
る。 ΔV>ΔI×KSuch control is executed by the element activation determination routine shown in FIG. This routine is also executed every predetermined time or every predetermined crank angle. When this routine is started, first, in step 101, it is determined whether or not an area is an impedance calculation area based on whether or not the following equation is satisfied. ΔV> ΔI × K
【0063】ここで、ΔVは掃引時の電圧変化量(=基
準電圧−掃引電圧)、ΔIは電圧変化ΔVによって生じ
る電流変化量である。Kは定数である。この定数Kは、
図13の切換点MにおけるインピーダンスRAM値に相
当する値に設定されている。従って、ΔV>ΔI×Kの
条件が成立する場合には、インピーダンス算出領域であ
るので、ステップ302に進み、インピーダンスRAM
値ZM(=ΔV/ΔI)を算出してLSB変換する。こ
こで、LSB変換とは、インピーダンスRAM値ZMの
最小値(例えば1Ω)がRAM値の最小値(1カウン
ト)となるように換算することである。本実施形態
(7)では、例えば次式によりインピーダンスRAM値
ZMのLSB変換が行われる。 ZM=Z×A ここで、ZはLSB変換前のインピーダンス値、Aは変
換定数であり、例えばA=1に設定されている。これに
より、本実施形態(7)のインピーダンスRAM値ZM
のLSB変換では、1Ωが1カウントとなるように換算
される。Here, ΔV is the amount of voltage change during the sweep (= reference voltage−sweep voltage), and ΔI is the amount of current change caused by the voltage change ΔV. K is a constant. This constant K is
It is set to a value corresponding to the impedance RAM value at the switching point M in FIG. Therefore, if the condition of ΔV> ΔI × K is satisfied, the process proceeds to step 302 because the region is the impedance calculation region, and
The value ZM (= ΔV / ΔI) is calculated and subjected to LSB conversion. Here, the LSB conversion refers to conversion so that the minimum value (for example, 1Ω) of the impedance RAM value ZM becomes the minimum value (1 count) of the RAM value. In the present embodiment (7), the LSB conversion of the impedance RAM value ZM is performed by the following equation, for example. ZM = Z × A Here, Z is an impedance value before LSB conversion, and A is a conversion constant, for example, A = 1. Thereby, the impedance RAM value ZM of the present embodiment (7) is obtained.
Is converted so that 1Ω becomes one count.
【0064】次のステップ303で、インピーダンスR
AM値ZMを半活性境界値ZM1と比較し、ZM≧ZM
1であれば、未活性領域であるので、ステップ304に
進み、半活性フラグXHACTを「0」にセットし、Z
M<ZM1であれば、半活性領域であるので、ステップ
305に進み、半活性フラグXHACTを「1」に切り
換える。In the next step 303, the impedance R
The AM value ZM is compared with the semi-active boundary value ZM1, and ZM ≧ ZM
If it is 1, since it is an inactive area, the process proceeds to step 304, where the half-active flag XHACT is set to "0", and Z
If M <ZM1, the process is in the semi-active area, and the process proceeds to step 305, where the semi-active flag XHACT is switched to "1".
【0065】この後、ステップ306で、前回の算出値
がアドミタンスRAM値YMであるか否かを、アドミタ
ンス切換フラグXACN=1であるか否かによって判定
する。もし、XACN=1であれば、ステップ307に
進み、上記ステップ302で算出したインピーダンスR
AM値ZMと前回のアドミタンスRAM値YMとを整合
させるための補正処理(補正係数α=−4)を行い、次
のステップ308で、アドミタンス切換フラグXACN
をインピーダンス算出領域を意味する「0」に切り換え
て、ステップ316に進み、後述する学習処理を実行す
る。尚、ステップ306で、XACN=0の場合は、前
回も今回と同じく、インピーダンスRAM値ZMを算出
しているので、ステップ307(補正)の処理を行わ
ず、XACN=0の状態を維持する(ステップ30
8)。Thereafter, at step 306, it is determined whether or not the previous calculated value is the admittance RAM value YM based on whether or not the admittance switching flag XACN = 1. If XACN = 1, the process proceeds to step 307, where the impedance R calculated in step 302 is calculated.
A correction process (correction coefficient α = −4) for matching the AM value ZM with the previous admittance RAM value YM is performed, and in the next step 308, the admittance switching flag XACN
Is switched to “0” meaning the impedance calculation area, and the process proceeds to step 316 to execute a learning process described later. If XACN = 0 in step 306, the impedance RAM value ZM has been calculated the same as this time, so that the process of step 307 (correction) is not performed, and the state of XACN = 0 is maintained ( Step 30
8).
【0066】一方、前記ステップ301で、ΔV≦ΔI
×Kの場合には、アドミタンス算出領域であるので、ス
テップ309に進み、アドミタンスRAM値YM(=Δ
I/ΔV)を算出してLSB変換する。このLSB変換
により、アドミタンスRAM値YMとインピーダンスR
AM値ZMの最小値と最大値がほぼ同等のRAM値とな
るように換算される。本実施形態(7)のアドミタンス
RAM値YMのLSB変換は、次式により行われる。 YM=Y×B ここで、YはLSB変換前のアドミタンス値、Bは変換
定数であり、例えばB=1600に設定されている。こ
れにより、本実施形態(7)のアドミタンスRAM値Y
MのLSB変換では、1/10[1/Ω]が160カウ
ントとなるように換算される。On the other hand, in step 301, ΔV ≦ ΔI
In the case of × K, since it is the admittance calculation area, the process proceeds to step 309, where the admittance RAM value YM (= Δ
I / ΔV) and perform LSB conversion. By this LSB conversion, the admittance RAM value YM and the impedance R
The conversion is performed so that the minimum value and the maximum value of the AM value ZM become almost the same RAM value. The LSB conversion of the admittance RAM value YM of the embodiment (7) is performed by the following equation. YM = Y × B Here, Y is an admittance value before LSB conversion, and B is a conversion constant, for example, B = 1600. Thereby, the admittance RAM value Y of the embodiment (7) is obtained.
In the LSB conversion of M, 1/10 [1 / Ω] is converted into 160 counts.
【0067】次のステップ310で、アドミタンスRA
M値YMを本活性境界値YM2と比較し、YM<YM2
であれば、未活性領域であるので、ステップ311に進
み、本活性フラグXFACTを「0」にセットし、YM
≧YM2であれば、本活性領域であるので、ステップ3
12に進み、本活性フラグXFACTを「0」に切り換
える。In the next step 310, the admittance RA
The M value YM is compared with the main active boundary value YM2, and YM <YM2
If so, the area is an inactive area, so the flow advances to step 311 to set the main active flag XFACT to “0”, and
If ≧ YM2, since this is the active region, step 3
Proceeding to 12, the activation flag XFACT is switched to "0".
【0068】この後、ステップ313で、前回の算出値
がインピーダンスRAM値ZMであるか否かを、アドミ
タンス切換フラグXACN=0であるか否かによって判
定する。もし、XACN=0であれば、ステップ314
に進み、上記ステップ309で算出したアドミタンスR
AM値YMと前回のインピーダンスRAM値ZMとを整
合させるための補正処理(補正係数α=1)を行い、次
のステップ315で、アドミタンス切換フラグXACN
をアドミタンス算出領域を意味する「1」に切り換え
て、ステップ316に進み、後述する学習処理を実行す
る。尚、ステップ313で、XACN=1の場合は、前
回も今回と同じく、アドミタンスRAM値YMを算出し
ているので、ステップ114(補正)の処理を行わず、
XACN=1の状態を維持する(ステップ315)。Thereafter, in step 313, it is determined whether or not the previous calculated value is the impedance RAM value ZM based on whether or not the admittance switching flag XACN = 0. If XACN = 0, step 314
To admittance R calculated in step 309
A correction process (correction coefficient α = 1) for matching the AM value YM with the previous impedance RAM value ZM is performed, and in the next step 315, the admittance switching flag XACN
Is switched to "1" meaning the admittance calculation area, and the routine proceeds to step 316, where a learning process described later is executed. When XACN = 1 in step 313, the admittance RAM value YM is calculated in the same manner as this time, so that the processing in step 114 (correction) is not performed.
XACN = 1 is maintained (step 315).
【0069】以上のようにして、ステップ308又は3
15で、今回の算出値の種類に応じてアドミタンス切換
フラグXACNを切り換え又は維持した後、ステップ3
16に進み、例えば次のような学習処理を実行する。 EV(k) =目標素子抵抗値×α−現在素子抵抗値×αAs described above, step 308 or 3
At 15, the admittance switching flag XACN is switched or maintained in accordance with the type of the current calculated value.
Proceeding to S16, for example, the following learning process is executed. EV (k) = Target element resistance × α−Current element resistance × α
【0070】ここで、現在素子抵抗値は、ステップ30
2又は309で算出したインピーダンスRAM値ZM又
はアドミタンスRAM値YMである。従って、現在素子
抵抗値がインピーダンスRAM値ZMで算出されている
場合は、目標素子抵抗値は目標インピーダンス値であ
り、現在素子抵抗値がアドミタンスRAM値YMで算出
されている場合は、目標素子抵抗値は目標アドミタンス
値である。また、現在素子抵抗値×αは、ステップ30
7又は314によって算出された素子抵抗補正値であ
り、その補正係数αは、インピーダンスRAM値ZMに
対してはα=−4、アドミタンスRAM値YMに対して
はα=1である。これにより、次の表1のような学習結
果が得られる。Here, the current element resistance value is determined in step 30.
The impedance RAM value ZM or the admittance RAM value YM calculated in 2 or 309. Therefore, when the current element resistance is calculated with the impedance RAM value ZM, the target element resistance is the target impedance value. When the current element resistance is calculated with the admittance RAM value YM, the target element resistance is calculated. The value is a target admittance value. Further, the current element resistance value xα is calculated in step 30.
7 or 314. The correction coefficient α is α = −4 for the impedance RAM value ZM and α = 1 for the admittance RAM value YM. As a result, learning results as shown in Table 1 below are obtained.
【0071】[0071]
【表1】 [Table 1]
【0072】このように、インピーダンス算出とアドミ
タンス算出とに応じて補正係数αを切り換えることで、
インピーダンスRAM値ZMから算出した学習値EV
(k) とアドミタンスRAM値YMから算出した学習値E
V(k) とを整合させることができる。As described above, by switching the correction coefficient α according to the impedance calculation and the admittance calculation,
Learning value EV calculated from impedance RAM value ZM
(k) and learning value E calculated from admittance RAM value YM
V (k).
【0073】この学習値EV(k) を用いて、次式により
ヒータ15の通電率(ヒータデューティ)の変化量DD
O(k) と今回のヒータデューティDO(k) を算出する。 DDO(k) =K1×EV(k) +K2×{EV(k) −EV
(k-1) } (K1,K2はなまし係数) DO(k) =DO(k-1) +DDO(k) ここで、添字の(k) は今回値、(k-1) は前回値を示す。
以上説明したステップ316の処理が特許請求の範囲で
いう学習手段としての役割を果たす。Using the learning value EV (k), the variation DD of the duty ratio (heater duty) of the heater 15 is calculated by the following equation.
O (k) and the current heater duty DO (k) are calculated. DDO (k) = K1 × EV (k) + K2 × {EV (k) −EV
(k-1)} (K1, K2 are smoothing coefficients) DO (k) = DO (k-1) + DDO (k) Here, the subscripts (k) are the current value and (k-1) is the previous value. Is shown.
The processing of step 316 described above plays a role as a learning means in the claims.
【0074】尚、ステップ307,314で、補正処理
を行う際に、ステップ316の学習処理も併せて行うよ
うにしても良い。この場合は、ステップ316の処理が
不要となる。また、本ルーチンの学習処理では、素子抵
抗値を補正係数αで補正した値を用いて、学習値EV
(k) ,DDO(k) ,DO(k) を算出したが、補正係数α
で補正していない素子抵抗値を用いて、EV(k) =目標
素子抵抗値−現在素子抵抗値の計算を行い、このEV
(k) に補正係数αを乗算してEV(k) を補正した後、D
DO(k) ,DO(k) を算出しても良い。或は、補正係数
αで補正していない素子抵抗値を用いてEV(k) ,DD
O(k) ,DO(k) を全て算出した上で、DDO(k) ,D
O(k) を補正するようにしても良い。When performing the correction processing in steps 307 and 314, the learning processing in step 316 may be performed together. In this case, the processing in step 316 becomes unnecessary. In the learning processing of this routine, the learning value EV is calculated using a value obtained by correcting the element resistance value by the correction coefficient α.
(k), DDO (k) and DO (k) were calculated, but the correction coefficient α
EV (k) = Target element resistance−Current element resistance is calculated using the element resistance not corrected by
After correcting EV (k) by multiplying (k) by a correction coefficient α, D
DO (k) and DO (k) may be calculated. Alternatively, EV (k), DD using the element resistance value not corrected by the correction coefficient α.
After calculating all O (k) and DO (k), DDO (k) and D (k)
O (k) may be corrected.
【0075】以上説明した実施形態(7)では、インピ
ーダンスRAM値ZMとアドミタンスRAM値YMとを
両者の最小値と最大値がほぼ同等のRAM値となるよう
にLSB変換し、インピーダンスRAM値ZMとアドミ
タンスRAM値YMとが同一となる切換点Mを境にして
インピーダンスRAM値ZMの算出とアドミタンスRA
M値YMの算出とを切り換えるようにしたので、素子温
度の検出に用いる素子抵抗値として、インピーダンスR
AM値ZMとアドミタンスRAM値YMのうちの素子温
度に対する変化率が大きい方を選択するように切り換え
ることができ、最適の切換タイミングでインピーダンス
RAM値ZMとアドミタンスRAM値YMとを切り換え
ることができる。In the embodiment (7) described above, the impedance RAM value ZM and the admittance RAM value YM are subjected to the LSB conversion so that the minimum value and the maximum value of the impedance RAM value ZM are substantially equal to the RAM value. Calculation of impedance RAM value ZM and admittance RA at switching point M where admittance RAM value YM is the same
Since the calculation of the M value YM is switched, the impedance R is used as the element resistance value used for detecting the element temperature.
It is possible to switch between the AM value ZM and the admittance RAM value YM so as to select the one having a larger rate of change with respect to the element temperature, and to switch between the impedance RAM value ZM and the admittance RAM value YM at the optimum switching timing.
【0076】しかも、インピーダンスRAM値ZMとア
ドミタンスRAM値YMとを切り換えた時に、補正係数
αで素子抵抗値(ZM,YM)を補正して学習値を補正
するようにしたので、切換の前後で学習値が不整合とな
らないように補正することができ、切換前後の学習値の
整合性を保つことができる。Further, when the impedance RAM value ZM and the admittance RAM value YM are switched, the learning value is corrected by correcting the element resistance values (ZM, YM) with the correction coefficient α. Correction can be made so that the learning values do not become inconsistent, and the consistency of the learning values before and after switching can be maintained.
【0077】尚、本実施形態(7)においても、前記実
施形態(3),(4)と同じく、一旦、アドミタンスR
AM値YMの算出に切り換えた後は、インピーダンスR
AM値ZMの算出への切換を禁止するようにしても良
く、或は、前記実施形態(5),(6)と同じく、イン
ピーダンスRAM値ZMの算出とアドミタンスRAM値
YMの算出との切換特性にヒステリシスを持たせるよう
にしても良い。いずれの場合も、チャタリング現象を防
止してヒータ制御を安定させることができる。Incidentally, in the present embodiment (7), the admittance R is temporarily changed in the same manner as in the aforementioned embodiments (3) and (4).
After switching to the calculation of the AM value YM, the impedance R
Switching to the calculation of the AM value ZM may be prohibited, or the switching characteristic between the calculation of the impedance RAM value ZM and the calculation of the admittance RAM value YM as in the above-described embodiments (5) and (6). May be provided with hysteresis. In either case, the chattering phenomenon can be prevented and the heater control can be stabilized.
【0078】また、インピーダンスZの算出とアドミタ
ンスYの算出との切換タイミングは前記各実施形態に限
定されず、例えばエンジン始動後の経過時間(又はヒー
タ供給電力積算値)が所定値に達した時に、素子温度が
半活性領域又は本活性領域に昇温したと判断して、イン
ピーダンスZの算出からアドミタンスYの算出に切り換
えるようにしても良い。或は、インピーダンスZ又はア
ドミタンスYから算出した素子温度が所定温度以上にな
った時に、インピーダンスZの算出からアドミタンスY
の算出に切り換えるようにしても良い。The switching timing between the calculation of the impedance Z and the calculation of the admittance Y is not limited to the above embodiments. For example, when the elapsed time after starting the engine (or the integrated value of the heater supply power) reaches a predetermined value. Alternatively, it may be determined that the element temperature has risen to the semi-active region or the main active region, and the calculation of impedance Z may be switched to the calculation of admittance Y. Alternatively, when the element temperature calculated from the impedance Z or the admittance Y becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the admittance Y is calculated from the calculation of the impedance Z.
May be switched to the calculation.
【0079】また、上記各実施形態では、いずれもイン
ピーダンスZとアドミタンスYのいずれか一方を選択し
て算出するようになっているが、インピーダンスZとア
ドミタンスYとを同時に算出し、例えばインピーダンス
ZをアドミタンスYで補正することで、インピーダンス
Zの検出精度ひいては素子温度の検出精度を向上させる
ようにしても良い。In each of the above embodiments, either one of the impedance Z and the admittance Y is selected and calculated. However, the impedance Z and the admittance Y are calculated simultaneously, and for example, the impedance Z is calculated. The correction with the admittance Y may improve the detection accuracy of the impedance Z and thus the detection accuracy of the element temperature.
【図1】実施形態(1)における酸素濃度検出システム
の概略構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an oxygen concentration detection system according to an embodiment (1).
【図2】センサ素子のインピーダンスと素子温度との関
係を示す特性図FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between the impedance of the sensor element and the element temperature.
【図3】センサ素子のアドミタンスと素子温度との関係
を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between admittance of a sensor element and element temperature.
【図4】実施形態(1)の素子活性判定ルーチンの処理
の流れを示すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing a processing flow of an element activation determination routine according to the embodiment (1).
【図5】実施形態(1),(2)の制御特性を説明する
タイムチャートFIG. 5 is a time chart illustrating control characteristics of the embodiments (1) and (2).
【図6】実施形態(2)の素子活性判定ルーチンの処理
の流れを示すフローチャートFIG. 6 is a flowchart showing a processing flow of an element activation determination routine according to the embodiment (2).
【図7】実施形態(3)の素子活性判定ルーチンの処理
の流れを示すフローチャートFIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing of an element activation determination routine according to the embodiment (3).
【図8】実施形態(4)の素子活性判定ルーチンの処理
の流れを示すフローチャートFIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing of an element activation determination routine according to the embodiment (4).
【図9】実施形態(5)の素子活性判定ルーチンの処理
の流れを示すフローチャートFIG. 9 is a flowchart showing the flow of processing of an element activation determination routine according to the embodiment (5).
【図10】実施形態(5),(6)の制御特性を説明す
るタイムチャートFIG. 10 is a time chart for explaining control characteristics of the embodiments (5) and (6).
【図11】実施形態(6)の素子活性判定ルーチンの処
理の流れを示すフローチャートFIG. 11 is a flowchart showing the flow of processing of an element activation determination routine according to the embodiment (6).
【図12】実施形態(7)の素子活性判定ルーチンの処
理の流れを示すフローチャートFIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing of an element activation determination routine according to the embodiment (7).
【図13】実施形態(7)の制御特性を説明するタイム
チャートFIG. 13 is a time chart for explaining control characteristics of the embodiment (7).
11…エンジン、12…排気管、13…酸素濃度セン
サ、14…センサ素子、15…ヒータ、16…センサ制
御回路、17…ホストマイコン、18…サブマイコン
(素子抵抗値算出手段,インピーダンス算出手段,アド
ミタンス算出手段,切換禁止手段,学習手段)、27…
素子印加電圧制御回路、28…電流検出回路、30…ヒ
ータ制御回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 12 ... Exhaust pipe, 13 ... Oxygen concentration sensor, 14 ... Sensor element, 15 ... Heater, 16 ... Sensor control circuit, 17 ... Host microcomputer, 18 ... Sub-microcomputer (element resistance value calculation means, impedance calculation means, Admittance calculating means, switching prohibiting means, learning means), 27 ...
Element applied voltage control circuit, 28: current detection circuit, 30: heater control circuit.
Claims (10)
酸素濃度に応じた電流が流れる酸素濃度センサと、前記
素子への印加電圧を酸素濃度検出時の電圧から素子抵抗
値を検出するための電圧に切り換え、その時の電圧変化
と、その電圧変化によって生じる電流変化とから前記素
子抵抗値を算出する素子抵抗値算出手段とを備え、前記
素子抵抗値算出手段により算出した素子抵抗値を素子温
度を判断するパラメータとして用いるようにした酸素濃
度センサの素子温度検出装置において、 前記素子抵抗値算出手段は、前記素子抵抗値をインピー
ダンス値として算出するインピーダンス算出手段と、前
記素子抵抗値をアドミタンス値として算出するアドミタ
ンス算出手段とを有し、 前記インピーダンス算出手段により算出したインピーダ
ンス値と前記アドミタンス算出手段により算出したアド
ミタンス値との少なくとも一方を素子温度を判断するパ
ラメータとして用いるようにしたことを特徴とする酸素
濃度センサの素子温度検出装置。An oxygen concentration sensor in which a current according to an oxygen concentration in a gas to be detected flows through an element to which a voltage is applied, and an element resistance value is detected from a voltage applied to the element when the oxygen concentration is detected. And a device resistance value calculating means for calculating the device resistance value from the voltage change at that time and the current change caused by the voltage change, and the device resistance value calculated by the device resistance value calculating means is provided. In the device temperature detecting device of the oxygen concentration sensor which is used as a parameter for judging the device temperature, the device resistance value calculating means comprises: an impedance calculating device for calculating the device resistance value as an impedance value; Admittance calculation means for calculating as a value, the impedance value calculated by the impedance calculation means and Serial admittance element temperature detector of the oxygen concentration sensor, characterized in that the at least one used as the parameter for determining the element temperature between the calculated admittance value by calculating means.
度センサの状態によって前記インピーダンス算出手段と
前記アドミタンス算出手段とを切り換えて用いることを
特徴とする請求項1に記載の酸素濃度センサの素子温度
検出装置。2. The element according to claim 1, wherein said element resistance value calculating means switches between said impedance calculating means and said admittance calculating means depending on a state of said oxygen concentration sensor. Temperature detector.
インピーダンス値又はアドミタンス値によって前記イン
ピーダンス算出手段と前記アドミタンス算出手段とを切
り換えて用いることを特徴とする請求項1に記載の酸素
濃度センサの素子温度検出装置。3. The oxygen concentration sensor according to claim 1, wherein said element resistance value calculation means switches between said impedance calculation means and said admittance calculation means according to the impedance value or admittance value of said element. Device temperature detector.
状態が活性状態であるか否かによって前記インピーダン
ス算出手段と前記アドミタンス算出手段とを切り換えて
用いることを特徴とする請求項1に記載の酸素濃度セン
サの素子温度検出装置。4. The device according to claim 1, wherein the element resistance value calculation means switches between the impedance calculation means and the admittance calculation means depending on whether the state of the element is an active state. Element temperature detection device for oxygen concentration sensor.
状態が半活性状態であるか否かによって前記インピーダ
ンス算出手段と前記アドミタンス算出手段とを切り換え
て用いることを特徴とする請求項1に記載の酸素濃度セ
ンサの素子温度検出装置。5. The device according to claim 1, wherein the element resistance value calculation means switches between the impedance calculation means and the admittance calculation means depending on whether the state of the element is a semi-active state. An element temperature detecting device for the oxygen concentration sensor according to claim 1.
所定温度以下の時には、前記インピーダンス算出手段に
切り換えて前記素子抵抗値をインピーダンス値として算
出し、素子温度が前記所定温度より高い時には、前記ア
ドミタンス算出手段に切り換えて前記素子抵抗値をアド
ミタンス値として算出することを特徴とする請求項1に
記載の酸素濃度センサの素子温度検出装置。6. The element resistance value calculating means switches to the impedance calculating means to calculate the element resistance value as an impedance value when the element temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, and when the element temperature is higher than the predetermined temperature, The device temperature detection device for an oxygen concentration sensor according to claim 1, wherein the device resistance value is calculated as an admittance value by switching to the admittance calculation means.
ーダンス値と前記アドミタンス値とを両者の最小値と最
大値がほぼ同等の数値となるように換算し、該インピー
ダンス値と該アドミタンス値とが同一となる領域を境に
して前記インピーダンス算出手段と前記アドミタンス算
出手段とを切り換えて用いることを特徴とする請求項1
に記載の酸素濃度センサの素子温度検出装置。7. The element resistance value calculating means converts the impedance value and the admittance value so that the minimum value and the maximum value of the two values are substantially equal to each other, and calculates the impedance value and the admittance value. 2. The method according to claim 1, wherein the impedance calculating means and the admittance calculating means are switched between the same areas.
An element temperature detecting device for an oxygen concentration sensor according to claim 1.
ーダンス算出手段から前記アドミタンス算出手段に切り
換えた後は、前記インピーダンス算出手段への切り換え
を禁止する切換禁止手段を有することを特徴とする請求
項2乃至7のいずれかに記載の酸素濃度センサの素子温
度検出装置。8. The apparatus according to claim 1, wherein said element resistance value calculating means has a switching prohibiting means for prohibiting a switching to said impedance calculating means after switching from said impedance calculating means to said admittance calculating means. 8. An element temperature detecting device for an oxygen concentration sensor according to any one of 2 to 7.
ーダンス算出手段と前記アドミタンス算出手段とを切り
換える特性にヒステリシスを持たせることを特徴とする
請求項2乃至7のいずれかに記載の酸素濃度センサの素
子温度検出装置。9. The oxygen concentration sensor according to claim 2, wherein said element resistance value calculation means has a hysteresis in a characteristic for switching between said impedance calculation means and said admittance calculation means. Device temperature detector.
子抵抗値に基づいて制御値を学習する学習手段を備え、 前記学習手段は、前記インピーダンス算出手段と前記ア
ドミタンス算出手段とを切り換えた時に学習値を補正す
ることを特徴とする請求項2乃至9のいずれかに記載の
酸素濃度センサの素子温度検出装置。10. A learning unit for learning a control value based on the element resistance value calculated by the element resistance value calculation unit, the learning unit learning when switching between the impedance calculation unit and the admittance calculation unit. 10. The element temperature detecting device for an oxygen concentration sensor according to claim 2, wherein the value is corrected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232470A JP2000065781A (en) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | Apparatus for detecting element temperature of oxygen concentration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232470A JP2000065781A (en) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | Apparatus for detecting element temperature of oxygen concentration sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065781A true JP2000065781A (en) | 2000-03-03 |
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ID=16939809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10232470A Pending JP2000065781A (en) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | Apparatus for detecting element temperature of oxygen concentration sensor |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000065781A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017153A (en) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Denso Corp | Temperature controller for exhaust gas sensor |
| JP2011164087A (en) * | 2010-01-14 | 2011-08-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor control device and gas sensor control method |
| JP2015516067A (en) * | 2012-05-01 | 2015-06-04 | アイシス イノベーション リミテッド | Electrochemical detection method |
| DE102016210372A1 (en) | 2015-06-12 | 2016-12-15 | Denso Corporation | VOLTAGE CONTROL DEVICE FOR A SENSOR |
| JP2017207396A (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-24 | 日本特殊陶業株式会社 | Gas concentration detecting device |
-
1998
- 1998-08-19 JP JP10232470A patent/JP2000065781A/en active Pending
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