JP4333376B2

JP4333376B2 - Oxygen sensor control device

Info

Publication number: JP4333376B2
Application number: JP2004018636A
Authority: JP
Inventors: 一孝服部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: JP2005214662A

Description

本発明は、酸素センサの制御装置に関し、特に、温度特性を有する酸素濃度検出素子を有する酸素センサの制御装置に関する。 The present invention relates to an oxygen sensor control device, and more particularly to an oxygen sensor control device having an oxygen concentration detection element having temperature characteristics.

従来、エンジンの排気通路には、排気ガスの酸素濃度を検知するための酸素センサ（または空燃比センサ）が設けられる。酸素センサにより、排気ガス中の酸素濃度を検知して、排気ガス中の空気と燃料との比である空燃比を検知することにより、エンジンの燃焼状態を把握することができる。酸素センサは、酸素濃度を検知するための酸素濃度検出素子と、酸素濃度検出素子を活性化した状態に加熱するためのヒータとから構成される。 Conventionally, an oxygen sensor (or an air-fuel ratio sensor) for detecting the oxygen concentration of exhaust gas is provided in the exhaust passage of the engine. By detecting the oxygen concentration in the exhaust gas with an oxygen sensor and detecting the air-fuel ratio, which is the ratio of air to fuel in the exhaust gas, it is possible to grasp the combustion state of the engine. The oxygen sensor includes an oxygen concentration detection element for detecting the oxygen concentration and a heater for heating the oxygen concentration detection element to an activated state.

酸素濃度検出素子は、温度特性を有する。そのため、精度よく酸素濃度を検出するために、酸素濃度検出素子を暖めて活性化した状態（活性温度）にする必要がある。そこで、酸素濃度検出素子が活性化した状態になるようにヒータにより加熱される。 The oxygen concentration detection element has temperature characteristics. Therefore, in order to detect the oxygen concentration with high accuracy, it is necessary to warm the oxygen concentration detection element to an activated state (activation temperature). Therefore, the oxygen concentration detection element is heated by the heater so as to be activated.

酸素濃度検出素子を、ヒータで加熱すると、その温度特性によりインピーダンスは低下する。インピーダンスが下がったことにより活性化したと判断することができる。よって、インピーダンスに基づいて、活性化した状態を精度よく検知することができる。 When the oxygen concentration detecting element is heated with a heater, the impedance is lowered due to its temperature characteristics. It can be determined that the impedance has been activated due to the decrease. Therefore, the activated state can be accurately detected based on the impedance.

このような構成における酸素センサにおいては、排気温または付着物による経時変化に伴い、酸素濃度検出素子の電極部が劣化する。電極部が劣化するとインピーダンスは上昇する。そのため、ヒータの加熱により酸素濃度検出素子の温度は上がってもインピーダンスが下がらない。 In the oxygen sensor having such a configuration, the electrode portion of the oxygen concentration detection element deteriorates with the passage of time due to exhaust temperature or deposits. When the electrode portion deteriorates, the impedance increases. Therefore, the impedance does not decrease even when the temperature of the oxygen concentration detecting element increases due to the heating of the heater.

劣化前と同様にして、インピーダンスに基づいて、活性化した状態を検知すると（すなわち、インピーダンスが低い状態を活性化した状態として検知すると）、活性化した状態であると判断するインピーダンスに下がるまで、ヒータによりさらに温度を上げる制御が行なわれる。その結果、酸素濃度検出素子は加熱されすぎて、故障に至る可能性があった。そのため、酸素濃度検出素子の劣化に応じてヒータの加熱制御を行なう必要があった。 In the same manner as before deterioration, when an activated state is detected based on impedance (that is, when a low impedance state is detected as an activated state), until the impedance is determined to be in an activated state, the impedance is lowered. The heater is further controlled to raise the temperature. As a result, there is a possibility that the oxygen concentration detecting element is heated too much and causes a failure. Therefore, it is necessary to control the heating of the heater according to the deterioration of the oxygen concentration detection element.

このような特性を有する酸素濃度検出素子について以下のような技術が開示されている。特開２０００−６５７８４号公報（特許文献１）は、センサ素子インピーダンスを被検出ガス状態に応じて補正する空燃比センサの抵抗検出装置を開示する。この抵抗検出装置は、酸素濃度検出素子と、酸素濃度検出素子を活性化するヒータと、酸素濃度検出素子に電圧を印加することにより被検出ガス中の酸素濃度に比例した電流を酸素濃度検出素子から検出して被検出ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段とを備える。抵抗検出装置は、酸素濃度検出素子に電圧を印加して酸素濃度検出素子のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、ヒータへ供給される電力量を算出する電力量算出手段と、電力量算出手段により算出された電力量に応じて、インピーダンス検出手段により検出された酸素濃度検出素子のインピーダンスを補正する補正手段とを備える。 The following technique is disclosed about the oxygen concentration detection element having such characteristics. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-65784 (Patent Document 1) discloses an air-fuel ratio sensor resistance detection device that corrects sensor element impedance in accordance with a detected gas state. This resistance detection device includes an oxygen concentration detection element, a heater that activates the oxygen concentration detection element, and a current proportional to the oxygen concentration in the gas to be detected by applying a voltage to the oxygen concentration detection element. Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio in the gas to be detected. The resistance detection device includes an impedance detection unit that detects the impedance of the oxygen concentration detection element by applying a voltage to the oxygen concentration detection element, a power amount calculation unit that calculates a power amount supplied to the heater, and a power amount calculation unit. Correction means for correcting the impedance of the oxygen concentration detection element detected by the impedance detection means in accordance with the calculated electric energy.

特許文献１によると、所定期間中ヒータへ供給された積算電力量から酸素濃度検出素子の劣化の度合いを判断して、同素子のインピーダンスを補正し、同素子の素子温制御目標値を適切に制御でき、酸素濃度検出素子やヒータへの過加熱を防止する。
特開２０００−６５７８４号公報 According to Patent Document 1, the degree of deterioration of the oxygen concentration detection element is determined from the integrated power amount supplied to the heater during a predetermined period, the impedance of the element is corrected, and the element temperature control target value of the element is appropriately set. It can be controlled to prevent overheating of the oxygen concentration detecting element and the heater.
JP 2000-65784 A

しかしながら、特許文献１において、酸素濃度検出素子の劣化に応じたヒータの制御および酸素濃度検出素子の異常判定は、所定時間毎にヒータに対して供給される積算電力量に基づいて行なわれる。そのため、排気温が高い場合には、供給された電力量以上に加熱される場合等があり、正常であるにも関わらず異常であると誤判定される可能性があった。 However, in Patent Document 1, the heater control and the oxygen concentration detection element abnormality determination according to the deterioration of the oxygen concentration detection element are performed based on the integrated power amount supplied to the heater every predetermined time. For this reason, when the exhaust gas temperature is high, it may be heated more than the amount of supplied electric power, and there is a possibility that it is erroneously determined to be abnormal although it is normal.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、酸素検出素子の劣化に応じて精度よくヒータを制御することが可能で、さらに誤判定しない酸素センサの制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control an oxygen sensor that can accurately control a heater in accordance with deterioration of an oxygen detection element and that does not make a false determination. Is to provide a device.

第１の発明に係る酸素センサの制御装置は、エンジンの排気通路に設けられる酸素センサの制御装置である。酸素センサは、酸素濃度に応じた電気信号を出力する酸素濃度検出素子と、電力の供給を受けて、酸素濃度検出素子を加熱するための加熱手段とを含む。酸素濃度検出素子のインピーダンスは温度特性を有する。制御装置は、加熱手段の作用により、酸素濃度検出素子が予め定められた活性状態であることを検知するための検知手段と、活性状態であることが検知されると、インピーダンスの関連値を算出するための算出手段と、前記算出された関連値に基づいて、目標値を設定する設定手段と、加熱手段に対して供給する電力量を制御するための電力制御手段とを含む。電力制御手段は、関連値が、設定された目標値になるように、電力量を制御するための手段を含む。 An oxygen sensor control device according to a first aspect of the present invention is an oxygen sensor control device provided in an exhaust passage of an engine. The oxygen sensor includes an oxygen concentration detection element that outputs an electrical signal corresponding to the oxygen concentration, and heating means that heats the oxygen concentration detection element upon receiving power. The impedance of the oxygen concentration detection element has a temperature characteristic. The control device detects the oxygen concentration detection element in a predetermined active state by the action of the heating unit, and calculates the related value of the impedance when it is detected in the active state. Calculation means for setting, setting means for setting a target value based on the calculated related value, and power control means for controlling the amount of power supplied to the heating means. The power control means includes means for controlling the amount of power so that the related value becomes a set target value.

第１の発明によると、酸素濃度検出素子のインピーダンスは、温度特性を有する。制御装置は、加熱手段の作用により、酸素濃度検出素子が予め定められた活性状態（たとえば、加熱手段に対して予め定められた電力量が供給された状態）であることを検知するための検知手段と、活性常態であることが検知されると、インピーダンスの関連値（たとえば、インピーダンス値あるいはアドミタンス値）を算出するための算出手段と、算出された関連値に基づいて、目標値を設定する設定手段と、加熱手段に対して供給する電力量を制御するための電力制御手段を含む。電力制御手段は、関連値が、設定された目標値になるように、電力量を制御する。酸素濃度検出素子は、加熱手段に同じ電力量が供給されて加熱されても（すなわち、酸素濃度検出素子に同じ熱量が加えられても）、酸素濃度検出素子の劣化に応じて異なるインピーダンスを有する。そこで、加熱手段に対して予め定められた電力量が供給されて活性化した状態が検知手段により検知されると、酸素濃度検出素子のインピーダンスの関連値を算出する。算出された関連値に基づいて、たとえば、マップ等を用いて目標値を設定することにより、酸素濃度検出素子の劣化を考慮した目標値を設定することができる。そのため、電力制御手段により、酸素濃度検出素子の関連値が目標値になるように供給される電力量を、たとえば、通電状態と非通電状態とを制御するいわゆるデューティ制御により制御される。また、関連値が予め定められた範囲外となると、酸素濃度検出素子が異常であると判定することができる。したがって、酸素濃度検出素子の劣化に応じて、活性化した状態（活性温度）になるように精度よく加熱手段を制御することが可能で、さらに誤判定しない酸素センサの制御装置を提供することができる。 According to the first invention, the impedance of the oxygen concentration detection element has a temperature characteristic. The control device detects for detecting that the oxygen concentration detection element is in a predetermined active state (for example, a state in which a predetermined amount of electric power is supplied to the heating unit) by the action of the heating unit. When it is detected that the device is in the active normal state, a target value is set based on the calculated related value for calculating the impedance related value (for example, impedance value or admittance value), and the calculated related value. A setting means and a power control means for controlling the amount of power supplied to the heating means are included. The power control means controls the amount of power so that the related value becomes the set target value. The oxygen concentration detection element has different impedances depending on the deterioration of the oxygen concentration detection element even if the same electric energy is supplied to the heating means and heated (that is, even if the same amount of heat is applied to the oxygen concentration detection element). . Therefore, when a state in which a predetermined amount of power is supplied to the heating unit and activated is detected by the detection unit, a related value of the impedance of the oxygen concentration detection element is calculated. Based on the calculated related value, for example, by setting a target value using a map or the like, it is possible to set a target value in consideration of deterioration of the oxygen concentration detection element. Therefore, the amount of power supplied by the power control means so that the related value of the oxygen concentration detection element becomes the target value is controlled by, for example, so-called duty control that controls the energized state and the non-energized state. Further, when the related value is out of the predetermined range, it can be determined that the oxygen concentration detection element is abnormal. Therefore, it is possible to provide a control device for an oxygen sensor that can accurately control the heating means so as to be in an activated state (activation temperature) in accordance with the deterioration of the oxygen concentration detection element and that does not make a false determination. it can.

第２の発明に係る酸素センサの制御装置は、第１の発明の構成に加えて、検知手段は、電力制御手段により制御された電力量と、予め定められた電力量とに基づいて、酸素濃度検出素子が活性状態であることを検知するための手段を含む。 In addition to the configuration of the first invention, the oxygen sensor control device according to the second invention is characterized in that the detection means is based on the amount of power controlled by the power control means and a predetermined amount of power. Means for detecting that the concentration detecting element is in an active state is included.

第２の発明によると、電子制御手段により制御された電力量と、予め定められた電力量とに基づいて、酸素濃度検出素子が活性化したことを検知することにより、酸素濃度検出素子を予め定められた活性状態にすることができる。 According to the second aspect of the present invention, the oxygen concentration detection element is preliminarily detected by detecting that the oxygen concentration detection element is activated based on the electric energy controlled by the electronic control means and the predetermined electric energy. It can be in a defined active state.

第３の発明に係る酸素センサの制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、設定手段は、算出された関連値と予め記憶されたマップとに基づいて、目標値を設定する。 In the control device for the oxygen sensor according to the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the setting means sets the target value based on the calculated related value and a map stored in advance. To do.

第３の発明によると、設定手段は、算出されたインピーダンスの関連値（たとえば、インピーダンス値あるいはアドミタンス値）と予め記憶されたマップとに基づいて、目標値を設定する。これにより、算出された関連値に基づいた目標値を設定することができる。すなわち、酸素濃度検出素子の劣化に応じた目標値を設定することができる。 According to the third invention, the setting means sets the target value based on the calculated related value (for example, impedance value or admittance value) of the impedance and a map stored in advance. Thereby, the target value based on the calculated related value can be set. That is, it is possible to set a target value corresponding to the deterioration of the oxygen concentration detection element.

第４の発明に係る酸素センサの制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、設定手段は、エンジンの吸気通路に吸気される空気の温度と、エンジン内を流通する冷却水の温度とに基づいて補正された値を、目標値として設定するための手段を含む。 In the oxygen sensor control device according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the setting means distributes the temperature of the air taken into the intake passage of the engine and the inside of the engine. Means for setting a value corrected based on the temperature of the cooling water to be set as a target value.

第４の発明によると、設定手段は、エンジンの吸気通路に吸気される空気の温度とエンジン内を流通する冷却水の温度とに基づいて、補正された値を目標値として設定する。予め定められた電力量が供給された時における酸素濃度検出素子のインピーダンスは、センサが冷えた状態（たとえば、エンジン始動時）の酸素センサの温度により誤差を有する。そこで、たとえば、吸気温およびエンジン内の水温のうちいずれか低い方をエンジン始動時の酸素センサの温度として、目標値を補正することにより、精度よく目標値を設定することができる。 According to the fourth invention, the setting means sets the corrected value as a target value based on the temperature of the air taken into the intake passage of the engine and the temperature of the cooling water flowing through the engine. The impedance of the oxygen concentration detection element when a predetermined amount of electric power is supplied has an error depending on the temperature of the oxygen sensor when the sensor is cold (for example, when the engine is started). Therefore, for example, the target value can be accurately set by correcting the target value using the lower one of the intake air temperature and the water temperature in the engine as the temperature of the oxygen sensor at the time of starting the engine.

第５の発明に係る酸素センサの制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、算出された関連値が予め定められた範囲外であると、酸素濃度検出素子が異常であると判定するための手段をさらに含む。 In addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects of the invention, the oxygen sensor control device according to the fifth aspect of the present invention is abnormal if the calculated related value is outside a predetermined range. And further includes means for determining that.

第５の発明によると、算出された関連値が予め定められた範囲外であると、酸素濃度検出素子が異常であると判定する。これにより、たとえば、加熱手段に対して、予め定められた電力量が供給されたときに、算出された関連値が劣化により予め定められた範囲外であると、酸素濃度検出素子の異常であると判定することができる。 According to the fifth aspect, when the calculated related value is outside the predetermined range, it is determined that the oxygen concentration detection element is abnormal. Thereby, for example, when a predetermined amount of electric power is supplied to the heating means, if the calculated related value is out of the predetermined range due to deterioration, the oxygen concentration detection element is abnormal. Can be determined.

第６の発明に係る酸素センサの制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、関連値は、酸素濃度検出素子のインピーダンス値またはアドミタンス値である。 In the oxygen sensor control apparatus according to the sixth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the related value is an impedance value or an admittance value of the oxygen concentration detection element.

第６の発明によると、インピーダンスの関連値としてインピーダンス値あるいはアドミタンス値を算出して、目標値を設定することにより、精度よく加熱手段を制御することができる。 According to the sixth invention, the heating means can be accurately controlled by calculating the impedance value or admittance value as the impedance related value and setting the target value.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る酸素センサの制御装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, a control device for an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１に示すように、本実施の形態に係る酸素センサの制御装置が搭載された車両は、エンジン１５０と、吸気系１５２と、排気系１５４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを含む。 As shown in FIG. 1, the vehicle on which the oxygen sensor control device according to the present embodiment is mounted includes an engine 150, an intake system 152, an exhaust system 154, and an ECU (Electronic Control Unit) 100.

吸気系１５２は、吸気通路１１０と、エアクリーナ１１８と、吸気温センサ１０４と、スロットルモータ１１４と、スロットル弁１１２と、スロットルポジションセンサ１１６とを含む。 Intake system 152 includes an intake passage 110, an air cleaner 118, an intake air temperature sensor 104, a throttle motor 114, a throttle valve 112, and a throttle position sensor 116.

エアクリーナ１１８から吸気された空気は、吸気通路１１０を通り、エンジン１５０に流通する。吸気通路１１０の途中には、スロットル弁１１２が設けられる。スロットル弁１１２は、スロットルモータ１１４が作動することにより開閉される。このとき、スロットル弁１１２の開度は、スロットルポジションセンサ１１６により検知することが可能となる。エアクリーナ１１８とスロットル弁１１２との間における吸気通路には、吸気温センサ１０４が設けられており、吸気された空気の温度を検知する。吸気温センサ１０４は、検知した吸気温を、吸気温検知信号としてＥＣＵ１００に送信する。 The air taken in from the air cleaner 118 passes through the intake passage 110 and flows to the engine 150. A throttle valve 112 is provided in the middle of the intake passage 110. The throttle valve 112 is opened and closed when the throttle motor 114 is operated. At this time, the opening degree of the throttle valve 112 can be detected by the throttle position sensor 116. An intake air temperature sensor 104 is provided in the intake passage between the air cleaner 118 and the throttle valve 112 to detect the temperature of the intake air. The intake air temperature sensor 104 transmits the detected intake air temperature to the ECU 100 as an intake air temperature detection signal.

エンジン１５０は、冷却水通路１２２と、シリンダブロック１２４と、インジェクタ１２６と、ピストン１２８と、クランクシャフト１３０と、水温センサ１０６とを含む。 Engine 150 includes a cooling water passage 122, a cylinder block 124, an injector 126, a piston 128, a crankshaft 130, and a water temperature sensor 106.

シリンダブロック１２４の気筒数に対応した数のシリンダ内には、それぞれピストン１２８が設けられる。ピストン１２８上部の燃焼室において、インジェクタ１２６から噴射された燃料と吸気通路１１０を通って吸気された空気との混合気が点火プラグ（図示せず）の点火により燃焼する。燃焼が生じると、ピストン１２８が押し下げられる。このとき、ピストン１２８の上下運動は、クランク機構を介して、クランクシャフト１３０の回転運動に変換される。 Pistons 128 are respectively provided in the number of cylinders corresponding to the number of cylinders of the cylinder block 124. In the combustion chamber above the piston 128, a mixture of the fuel injected from the injector 126 and the air taken in through the intake passage 110 is combusted by ignition of a spark plug (not shown). When combustion occurs, the piston 128 is pushed down. At this time, the vertical motion of the piston 128 is converted into a rotational motion of the crankshaft 130 via the crank mechanism.

シリンダブロック１２４内には、冷却水通路１２２が設けられており、ウォータポンプ（図示せず）の作動により、冷却水が循環する。この冷却水通路１２２内の冷却水は、冷却水通路１２２に接続されたラジエータ（図示せず）へと流通して冷却ファン（図示せず）により放熱される。冷却水通路１２２の通路上には水温センサ１０６が設けられており、冷却水通路１２２内の冷却水の温度を検知する。水温センサ１０６は、検知した水温を、水温検知信号としてＥＣＵ１００に送信する。 A cooling water passage 122 is provided in the cylinder block 124, and the cooling water circulates by the operation of a water pump (not shown). The cooling water in the cooling water passage 122 flows to a radiator (not shown) connected to the cooling water passage 122 and is radiated by a cooling fan (not shown). A water temperature sensor 106 is provided on the cooling water passage 122 and detects the temperature of the cooling water in the cooling water passage 122. The water temperature sensor 106 transmits the detected water temperature to the ECU 100 as a water temperature detection signal.

排気系１５４は、排気通路１０８と、酸素センサ１０２と、三元触媒１２０とを含む。エンジン１５０の排気側に接続された排気通路１０８は、三元触媒１２０に接続される。すなわち、エンジン１５０において燃焼室内の混合気の燃焼により生じる排気ガスは、三元触媒１２０に流入する。流入した排気ガス中に含まれるＮＯｘは、三元触媒１２０において、還元される。また、流入した排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ_２は、三元触媒１２０において酸化される。そして、この三元触媒１２０の下流側には、酸素センサ１０２が設けられる。酸素センサ１０２は、三元触媒１２０を通過した排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検知する。酸素の濃度を検知することにより、排気ガス中に含まれる燃料と空気との比、いわゆる空燃比を検知することができる。酸素センサ１０２は、酸素濃度検出素子と酸素濃度検出素子を活性化した状態に加熱するためのヒータとから構成される。なお、酸素センサ１０２は、空燃比センサの一部である酸素濃度を検出する部分に適用してもよい。すなわち、本発明の実施の形態に係る酸素センサ１０２の制御装置は、空燃比センサへの適用も可能である。 The exhaust system 154 includes an exhaust passage 108, an oxygen sensor 102, and a three-way catalyst 120. The exhaust passage 108 connected to the exhaust side of the engine 150 is connected to the three-way catalyst 120. That is, the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber in the engine 150 flows into the three-way catalyst 120. NOx contained in the inflowing exhaust gas is reduced in the three-way catalyst 120. In addition, HC and CO ₂ contained in the inflowing exhaust gas are oxidized in the three-way catalyst 120. An oxygen sensor 102 is provided on the downstream side of the three-way catalyst 120. The oxygen sensor 102 detects the concentration of oxygen contained in the exhaust gas that has passed through the three-way catalyst 120. By detecting the oxygen concentration, it is possible to detect the so-called air-fuel ratio of the fuel and air contained in the exhaust gas. The oxygen sensor 102 includes an oxygen concentration detection element and a heater for heating the oxygen concentration detection element to an activated state. The oxygen sensor 102 may be applied to a portion that detects oxygen concentration, which is a part of the air-fuel ratio sensor. That is, the control device for the oxygen sensor 102 according to the embodiment of the present invention can be applied to an air-fuel ratio sensor.

酸素センサ１０２は、排気ガス中の酸素濃度に応じた起電力を発生させる。酸素センサ１０２は、発生した起電力に応じた酸素濃度検知信号としてＥＣＵ１００に送信する。また、酸素センサ１０２は、酸素濃度検出素子の温度に応じてインピーダンスが変化する温度特性を有している。すなわち、酸素濃度検出素子は、起電力成分とインピーダンス成分とで等価的に表すことができる。 The oxygen sensor 102 generates an electromotive force according to the oxygen concentration in the exhaust gas. The oxygen sensor 102 transmits to the ECU 100 as an oxygen concentration detection signal corresponding to the generated electromotive force. The oxygen sensor 102 has a temperature characteristic in which impedance changes according to the temperature of the oxygen concentration detection element. That is, the oxygen concentration detection element can be equivalently expressed by an electromotive force component and an impedance component.

ここで、酸素濃度検出素子の構造、等価回路およびインピーダンスの特性について以下に説明する。図２は、酸素濃度検出素子の構造を示す図である。図２（Ａ）は、酸素濃度検出素子の断面図を示す図である。図２（Ｂ）は、電解質部の部分拡大図である。図３は、酸素濃度検出素子の等価回路を示す図である。図３において、Ｒ１はたとえばジルコニアからなる電解質のバルク抵抗（図２（Ｂ）のグレイン部）、Ｒ２は電解質の粒界抵抗（図２（Ｂ）のグレイン境界部）、Ｒ３はたとえば白金からなる電極の界面抵抗を示し、Ｃ２は電解質の粒界の容量成分、Ｃ３は電極界面の容量成分を示し、Ｚ（Ｗ）は交流による分極が行なわれると周期的に界面濃度が変化するために生じるインピーダンス分を示す。 Here, the structure, equivalent circuit, and impedance characteristics of the oxygen concentration detection element will be described below. FIG. 2 is a diagram showing the structure of the oxygen concentration detection element. FIG. 2A is a cross-sectional view of the oxygen concentration detection element. FIG. 2B is a partially enlarged view of the electrolyte part. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the oxygen concentration detection element. In FIG. 3, R1 is the bulk resistance of the electrolyte made of, for example, zirconia (grain portion in FIG. 2B), R2 is the grain boundary resistance of the electrolyte (the grain boundary portion in FIG. 2B), and R3 is made of, for example, platinum. Indicates the interfacial resistance of the electrode, C2 indicates the capacitance component of the grain boundary of the electrolyte, C3 indicates the capacitance component of the electrode interface, and Z (W) is generated because the interface concentration changes periodically when polarization is performed by alternating current. Indicates impedance.

酸素濃度検出素子は、排気温あるいは、電極表面に付着する付着物による経時変化に伴い、劣化する。酸素濃度検出素子は、劣化すると、図４に示すような温度特性を有する。ここでアドミタンスとは、インピーダンスの逆数を示す、インピーダンスに関連した値である。これによると、同じアドミタンスにおいても、劣化すると、酸素濃度検出素子の温度は、Ｔ（１）からＴ（２）へと変化する。劣化により、同じアドミタンスにおいても温度が高くなる。そのため、酸素濃度検出素子の劣化に関わらず、アドミタンス値を一定になるようにヒータ２０４を加熱制御しようとすると、酸素濃度検出素子に対して不要な熱を加えることとなる。その結果、酸素濃度検出素子が活性温度よりも高くなり、過熱により故障する可能性がある。 The oxygen concentration detection element deteriorates with a change over time due to the exhaust gas temperature or deposits adhering to the electrode surface. When the oxygen concentration detecting element deteriorates, it has temperature characteristics as shown in FIG. Here, the admittance is a value related to the impedance indicating the reciprocal of the impedance. According to this, even in the same admittance, when it deteriorates, the temperature of the oxygen concentration detecting element changes from T (1) to T (2). Due to the deterioration, the temperature increases even in the same admittance. Therefore, if the heater 204 is controlled to be heated so that the admittance value becomes constant regardless of the deterioration of the oxygen concentration detection element, unnecessary heat is applied to the oxygen concentration detection element. As a result, the oxygen concentration detection element becomes higher than the activation temperature and may be damaged due to overheating.

そこで、本実施の形態に係る酸素センサ１０２の制御装置であるＥＣＵ１００は、予め定められた電力量をヒータ２０４に供給した後に算出される酸素濃度検出素子のインピーダンスの関連値に基づいて、目標値を設定する。そして、設定された目標値になるようにヒータ２０４を制御することを特徴とする。なお、本実施の形態において、インピーダンスの関連値としてアドミタンス値を用いるが特に限定されない。たとえば、インピーダンス値を用いてもよい。 Therefore, the ECU 100, which is the control device for the oxygen sensor 102 according to the present embodiment, sets the target value based on the related value of the impedance of the oxygen concentration detection element calculated after supplying a predetermined amount of power to the heater 204. Set. Then, the heater 204 is controlled so as to become the set target value. In this embodiment, an admittance value is used as the impedance related value, but it is not particularly limited. For example, an impedance value may be used.

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）、各種データおよびプログラムが記憶されたメモリ（図示せず）、電子回路から構成される。 The ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a memory (not shown) in which various data and programs are stored, and an electronic circuit.

図５は、本実施の形態に係る酸素センサ１０２の制御装置であるＥＣＵ１００の制御ブロック図である。ＥＣＵ１００の内部には、ハードウェアあるいはソフトウェアにより、アドミタンス値算出部２０６と、異常判定部２０８と、目標アドミタンス値設定部２１２と、ヒータ制御部２１０とを含む。酸素センサ１０２は、ヒータ２０４と、酸素濃度検出素子２０２とから構成される。 FIG. 5 is a control block diagram of ECU 100 that is a control device for oxygen sensor 102 according to the present embodiment. The ECU 100 includes an admittance value calculation unit 206, an abnormality determination unit 208, a target admittance value setting unit 212, and a heater control unit 210 by hardware or software. The oxygen sensor 102 includes a heater 204 and an oxygen concentration detection element 202.

アドミタンス値算出部２０６は、酸素濃度検出素子２０２のアドミタンス値を算出する。具体的には、アドミタンス値算出部２０６は、酸素センサ１０２に含まれる酸素濃度検出素子２０２に電力を供給し、その電力に関連する値からアドミタンス値を算出する。酸素濃度検出素子２０２は、起電力式のセンサであるため、酸素濃度検出素子２０２に対してセンサ出力を取り出すことができない。このため、アドミタンス値算出部２０６は、アドミタンス値を検出すべきときに、酸素濃度検出素子２０２に対して電力を供給する。そして、このとき、酸素濃度検出素子２０２の両端に作用する印加電圧Ｖと、酸素濃度検出素子２０２を流れる流通電流Ｉとの間に成立する関係（Ｖ＝（１／アドミタンス値）×Ｉ）に基づいて、アドミタンス値を算出する。 An admittance value calculation unit 206 calculates an admittance value of the oxygen concentration detection element 202. Specifically, the admittance value calculation unit 206 supplies power to the oxygen concentration detection element 202 included in the oxygen sensor 102, and calculates an admittance value from a value related to the power. Since the oxygen concentration detection element 202 is an electromotive force type sensor, the sensor output cannot be extracted from the oxygen concentration detection element 202. For this reason, the admittance value calculation unit 206 supplies power to the oxygen concentration detection element 202 when the admittance value is to be detected. At this time, the relationship (V = (1 / admittance value) × I) is established between the applied voltage V acting on both ends of the oxygen concentration detection element 202 and the flow current I flowing through the oxygen concentration detection element 202. Based on this, an admittance value is calculated.

異常判定部２０８は、算出されたアドミタンス値に基づいて、酸素濃度検出素子２０２の動作が異常であるか否かを判定する。酸素濃度検出素子２０２の異常判定は、本実施の形態において、算出されたアドミタンス値が予め定められた範囲内か否かにより行なわれる。予め定められた範囲は、特に限定されるものではないが、たとえば、実験により求められる値である。 The abnormality determination unit 208 determines whether or not the operation of the oxygen concentration detection element 202 is abnormal based on the calculated admittance value. In this embodiment, abnormality determination of the oxygen concentration detection element 202 is performed based on whether or not the calculated admittance value is within a predetermined range. The predetermined range is not particularly limited, but is a value obtained by experiment, for example.

目標アドミタンス値設定部２１２は、アドミタンス値算出部２０６において算出されたアドミタンス値に基づいて、制御すべき目標アドミタンス値を設定する。本実施の形態において、目標アドミタンス値は、予め記憶された、目標アドミタンス値と算出されたアドミタンス値との関係を示すマップに基づいて設定される。目標アドミタンス値は、酸素濃度検出素子２０２が予め定められた活性温度になる値である。 The target admittance value setting unit 212 sets a target admittance value to be controlled based on the admittance value calculated by the admittance value calculation unit 206. In the present embodiment, the target admittance value is set based on a previously stored map indicating the relationship between the target admittance value and the calculated admittance value. The target admittance value is a value at which the oxygen concentration detection element 202 reaches a predetermined activation temperature.

ヒータ制御部２１０は、設定された目標アドミタンス値に基づいて、ヒータへ供給する電力量を制御する。ヒータへの電力の供給は、通電開始から予め定められた電力量になるまでは、通電状態を維持するように制御される。そして、通電開始から予め定められた電力量となると、通電状態と非通電状態とを制御するいわゆるデューティ制御を行なう。 The heater control unit 210 controls the amount of power supplied to the heater based on the set target admittance value. The supply of electric power to the heater is controlled so as to maintain the energized state from the start of energization until a predetermined amount of electric power is reached. Then, when a predetermined amount of power is reached from the start of energization, so-called duty control is performed to control the energized state and the non-energized state.

図６を参照して、本実施の形態に係る酸素センサの制御装置であるＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。 With reference to FIG. 6, a control structure of a program executed by ECU 100 which is the control device for the oxygen sensor according to the present embodiment will be described.

ステップ（以下、ステップをＳと略して記載する。）１０００にて、ＥＣＵ１００は、酸素センサ１０２が冷えているか否かの判断を行なう。酸素センサ１０２が冷えているか否かの判断は、特に限定されるものではないが、たとえば、水温センサ１０６により検知される冷却水の水温または吸気温センサ１０４に検知される吸気温等に基づいて、エンジンの始動時であると判断される。すなわち、酸素センサ１０２が冷えていると判断される。酸素センサ１０２が冷えていると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１００に移される。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＮＯ）、処理は終了される。 In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 1000, ECU 100 determines whether or not oxygen sensor 102 is cold. The determination of whether or not the oxygen sensor 102 is cold is not particularly limited. For example, the determination is based on the coolant temperature detected by the water temperature sensor 106 or the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 104. It is determined that the engine is starting. That is, it is determined that the oxygen sensor 102 is cold. If oxygen sensor 102 is cold (YES in S1000), the process proceeds to S1100. If not (NO in S1000), the process is terminated.

Ｓ１１００にて、ＥＣＵ１００は、ヒータ２０４に電力を供給する制御を行なう。このとき、ヒータ制御部２１０は、ヒータ２０４を通電状態にする。 In S1100, ECU 100 performs control to supply electric power to heater 204. At this time, the heater control unit 210 puts the heater 204 in an energized state.

Ｓ１２００にて、ＥＣＵ１００は、ヒータ２０４に対して供給された電力が予め定められた電力量になるか否かを判断する。なお、予め定められた電力量になるか否かの判断は、たとえば、算出された電力量が予め定められた電力量になるか否かに基づいて行なわれてもよいし、通電開始から予め定められた電力量となるまでの時間をメモリに記憶しておき、通電開始から記憶された時間が経過するか否かに基づいて行なわれてもよい。供給された電力が予め定められた電力量になると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１３００に移される。もしそうでないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、予め定められた電力量になるまで処理を繰返す。 In S1200, ECU 100 determines whether or not the power supplied to heater 204 is a predetermined amount of power. The determination as to whether or not the predetermined amount of power is reached may be made based on whether or not the calculated amount of power becomes a predetermined amount of power, or may be determined in advance from the start of energization. The time until the predetermined amount of power is reached may be stored in the memory, and the determination may be made based on whether or not the stored time elapses from the start of energization. When the supplied power reaches a predetermined power amount (YES in S1200), the process proceeds to S1300. If not (NO in S1200), the process is repeated until a predetermined amount of power is reached.

Ｓ１３００にて、ＥＣＵ１００は、酸素濃度検出素子２０２のアドミタンス値を算出する。すなわち、アドミタンス算出部２０６において、アドミタンス値が算出される。 In S1300, ECU 100 calculates an admittance value of oxygen concentration detection element 202. In other words, the admittance calculation unit 206 calculates an admittance value.

Ｓ１４００にて、ＥＣＵ１００は、算出されたアドミタンス値が予め定められた範囲内であるか否かを判断する。すなわち、異常判定部２０８において、算出されたアドミタンス値に基づいて動作が正常であるか否かが判定される。予め定められた範囲は、特に限定されるものではないが、たとえば、実験等により求められる値である。算出されたアドミタンス値が予め定められた範囲内であると（Ｓ１４００にてＹＥＳ）、処理はＳ１５００に移される。もしそうでないと（Ｓ１４００にてＮＯ）、処理は、Ｓ１８００に移される。 In S1400, ECU 100 determines whether or not the calculated admittance value is within a predetermined range. That is, the abnormality determination unit 208 determines whether or not the operation is normal based on the calculated admittance value. The predetermined range is not particularly limited, but is a value obtained by experiments, for example. If the calculated admittance value is within a predetermined range (YES in S1400), the process proceeds to S1500. If not (NO in S1400), the process proceeds to S1800.

Ｓ１５００にて、ＥＣＵ１００は、酸素濃度検出素子２０２の動作は正常であると判定する。Ｓ１６００にて、ＥＣＵ１００は、算出されたアドミタンス値に基づいて、目標アドミタンス値を設定する。目標アドミタンス値は、予め定められた関数に基づいて、設定してもよいが特に限定されない。本実施の形態においては、たとえば、メモリに図７に示すような予め定められた電力量が供給されたときに算出されるアドミタンス値と算出されたアドミタンス値に対応する目標アドミタンス値との関係を示すマップを予め記憶させておく。そして、目標アドミタンス値設定部２１２は、メモリに予め記憶されたマップに基づいて、目標アドミタンス値を設定する。また、予め定められた電力量が供給された時における酸素濃度検出素子２０２のアドミタンスは、酸素センサ１０２が冷えた状態すなわち、エンジン始動時における酸素センサ１０２の温度により誤差を有する。そこで、たとえば、吸気温およびエンジン内の水温のうちいずれか低い方をエンジン始動時の酸素センサ１０２の温度として、目標アドミタンス値を補正してもよい。具体的には、たとえば、酸素センサ１０２の温度と補正量との関係を示すマップをメモリに予め記憶しておく。そして、吸気温センサ１０４および水温センサ１０６により検知される吸気温および水温のうちいずれか低い方を酸素センサ１０２の温度として補正量を算出する。算出された補正量に基づいて、目標アドミタンス値を補正する。これにより、より精度よく目標アドミタンス値を設定することができる。 In S1500, ECU 100 determines that the operation of oxygen concentration detection element 202 is normal. In S1600, ECU 100 sets a target admittance value based on the calculated admittance value. The target admittance value may be set based on a predetermined function, but is not particularly limited. In the present embodiment, for example, the relationship between the admittance value calculated when a predetermined amount of power as shown in FIG. 7 is supplied to the memory and the target admittance value corresponding to the calculated admittance value is obtained. The map shown is stored in advance. Then, the target admittance value setting unit 212 sets a target admittance value based on a map stored in advance in the memory. Further, the admittance of the oxygen concentration detection element 202 when a predetermined amount of electric power is supplied has an error depending on the state in which the oxygen sensor 102 is cold, that is, the temperature of the oxygen sensor 102 at the time of engine start. Therefore, for example, the target admittance value may be corrected using the lower one of the intake air temperature and the water temperature in the engine as the temperature of the oxygen sensor 102 at the time of starting the engine. Specifically, for example, a map indicating the relationship between the temperature of the oxygen sensor 102 and the correction amount is stored in the memory in advance. Then, the correction amount is calculated using the lower one of the intake air temperature and the water temperature detected by the intake air temperature sensor 104 and the water temperature sensor 106 as the temperature of the oxygen sensor 102. The target admittance value is corrected based on the calculated correction amount. Thereby, the target admittance value can be set with higher accuracy.

Ｓ１７００にて、ＥＣＵ１００は、酸素濃度検出素子２０２が設定された目標アドミタンス値になるようにヒータ２０４を加熱制御する。すなわち、ヒータ制御部２１０は、酸素濃度検出素子２０２のアドミタンス値が設定された目標アドミタンス値になるようにヒータ２０４に対してデューティ制御を開始する。 In S1700, ECU 100 controls heating of heater 204 so that oxygen concentration detection element 202 has a set target admittance value. That is, the heater control unit 210 starts duty control on the heater 204 so that the admittance value of the oxygen concentration detection element 202 becomes the set target admittance value.

Ｓ１８００にて、ＥＣＵ１００は、酸素濃度検出素子２０２の動作は異常であると判定する。Ｓ１９００にて、ＥＣＵ１００は、酸素センサ１０２の異常を示す警告ランプを点灯させて、メモリに酸素センサ１０２の異常に対応するコードを記憶させる。 In S1800, ECU 100 determines that the operation of oxygen concentration detection element 202 is abnormal. In step S1900, the ECU 100 turns on a warning lamp indicating an abnormality of the oxygen sensor 102 and stores a code corresponding to the abnormality of the oxygen sensor 102 in the memory.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る酸素センサ１０２の制御装置であるＥＣＵ１００の動作について図８を用いて説明する。 The operation of ECU 100, which is the control device for oxygen sensor 102 according to the present embodiment, based on the above-described structure and flowchart will be described with reference to FIG.

運転者がエンジンのイグニッションキーをオンにしてエンジンを起動すると、酸素センサ１０２は冷えているため（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、ヒータ２０４が通電状態とされる（Ｓ１１００）。そして、ヒータ２０４に対して供給された電力量が予め定められた電力量になる時間ｔ（１）になると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、アドミタンス値が算出される（Ｓ１３００）。算出されたアドミタンス値が予め定められた範囲内であると（Ｓ１４００にてＹＥＳ）、算出されたアドミタンス値がたとえば、Ａ（１）であれば、図７のマップに基づいて、目標アドミタンス値はＢ（１）が設定される（Ｓ１６００）。同様に、算出されたアドミタンス値がＡ（２）、Ａ（３）であれば、目標アドミタンス値は、それぞれＢ（２）、Ｂ（３）と設定される。 When the driver turns on the ignition key of the engine and starts the engine, the oxygen sensor 102 is cold (YES in S1000), and the heater 204 is energized (S1100). Then, when time t (1) when the amount of power supplied to heater 204 becomes a predetermined amount of power (YES in S1200), an admittance value is calculated (S1300). If the calculated admittance value is within a predetermined range (YES in S1400), for example, if the calculated admittance value is A (1), the target admittance value is based on the map of FIG. B (1) is set (S1600). Similarly, if the calculated admittance values are A (2) and A (3), the target admittance values are set to B (2) and B (3), respectively.

そして、算出されたアドミタンス値がＡ（１）であれば、アドミタンス値がＢ（１）になるようにヒータ２０４のデューティ制御が開始される（Ｓ１７００）。算出されたアドミタンス値が予め定められた範囲外であると（Ｓ１４００にてＮＯ）、酸素センサ１０２は異常であると判定される（Ｓ１８００）。 If the calculated admittance value is A (1), the duty control of the heater 204 is started so that the admittance value becomes B (1) (S1700). If the calculated admittance value is outside the predetermined range (NO in S1400), it is determined that oxygen sensor 102 is abnormal (S1800).

以上のようにして、本実施の形態に係る酸素センサの制御装置によると、酸素濃度検出素子は、ヒータに同じ電力量が供給されても、すなわち、同じ熱量が加えられても、酸素濃度検出素子の劣化に応じて異なるアドミタンス値を有する。そこで、ヒータに対して予め定められた電力量が供給されると、酸素濃度検出素子のアドミタンス値が算出される。算出されたアドミタンス値に基づいて、マップ等を用いて目標アドミタンス値を設定することにより、酸素濃度検出素子の劣化を考慮した目標アドミタンス値を設定することができる。そして、酸素濃度検出素子のアドミタンスが目標アドミタンス値になるようにヒータを加熱制御される。また、関連値が予め定められた範囲外となると、酸素濃度検出素子が異常であると判定することができる。したがって、酸素濃度検出素子の劣化に応じて、活性化した状態（活性温度）になるように精度よくヒータを制御することが可能で、さらに誤判定しない酸素センサの制御装置を提供することができる。 As described above, according to the control device for the oxygen sensor according to the present embodiment, the oxygen concentration detection element detects the oxygen concentration even if the same amount of power is supplied to the heater, that is, the same amount of heat is applied. It has different admittance values depending on the deterioration of the element. Therefore, when a predetermined amount of power is supplied to the heater, the admittance value of the oxygen concentration detection element is calculated. By setting the target admittance value using a map or the like based on the calculated admittance value, it is possible to set the target admittance value in consideration of deterioration of the oxygen concentration detection element. Then, the heater is heated and controlled so that the admittance of the oxygen concentration detection element becomes the target admittance value. Further, when the related value is out of the predetermined range, it can be determined that the oxygen concentration detection element is abnormal. Therefore, it is possible to accurately control the heater so as to be in an activated state (activation temperature) in accordance with the deterioration of the oxygen concentration detection element, and further, it is possible to provide an oxygen sensor control device that does not make an erroneous determination. .

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本実施の形態に係る酸素センサの制御装置が搭載される車両のエンジンの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the engine of the vehicle by which the control apparatus of the oxygen sensor which concerns on this Embodiment is mounted. 本実施の形態に係る酸素濃度検出素子の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the oxygen concentration detection element which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る酸素濃度検出素子の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the oxygen concentration detection element which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る酸素濃度検出素子の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the oxygen concentration detection element which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る酸素センサの制御装置であるＥＣＵの制御ブロックを示す図である。It is a figure which shows the control block of ECU which is a control apparatus of the oxygen sensor which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る酸素センサの制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed by ECU which is a control apparatus of the oxygen sensor which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る算出されたアドミタンス値と、目標アドミタンス値との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the calculated admittance value which concerns on this Embodiment, and a target admittance value. 本実施の形態に係る酸素濃度検出素子のアドミタンス値の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the admittance value of the oxygen concentration detection element which concerns on this Embodiment.

Explanation of symbols

１００ＥＣＵ、１０２酸素センサ、１０４吸気温センサ、１０６水温センサ、１０８排気通路、１１０吸気通路、１１２スロットル弁、１１４スロットルモータ、１１６スロットルポジションセンサ、１１８エアクリーナ、１２０三元触媒、１２２冷却水通路、１２４シリンダブロック、１２６インジェクタ、１２８ピストン、１３０クランクシャフト、１５０エンジン、１５２吸気系、１５４排気系、２０２酸素濃度検出素子、２０４ヒータ、２０６アドミタンス値算出部、２０８異常判定部、２１０ヒータ制御部、２１２目標アドミタンス値設定部。 100 ECU, 102 Oxygen sensor, 104 Intake temperature sensor, 106 Water temperature sensor, 108 Exhaust passage, 110 Intake passage, 112 Throttle valve, 114 Throttle motor, 116 Throttle position sensor, 118 Air cleaner, 120 Three-way catalyst, 122 Cooling water passage, 124 cylinder block, 126 injector, 128 piston, 130 crankshaft, 150 engine, 152 intake system, 154 exhaust system, 202 oxygen concentration detection element, 204 heater, 206 admittance value calculation unit, 208 abnormality determination unit, 210 heater control unit, 212 Target admittance value setting unit.

Claims

A control device for an oxygen sensor provided in an exhaust passage of an engine, wherein the oxygen sensor outputs an electric signal corresponding to an oxygen concentration, and receives the supply of electric power, the oxygen concentration detection element Heating means for heating, the impedance of the oxygen concentration detection element has a temperature characteristic,
The controller is
The amount of power supplied to the heating means, the energization start at the start of the engine, by now power amount predetermined in that the oxygen concentration detecting element becomes a predetermined active state Detection means for detecting;
When said oxygen concentration detection element becomes the active state is detected, a calculating means for calculating the related value of said impedance,
Setting means for setting a target value based on the calculated related value;
Power control means for controlling the amount of power supplied to the heating means,
The apparatus for controlling an oxygen sensor, wherein the power control means includes means for controlling the power amount so that the related value becomes the set target value.

The oxygen sensor control device according to claim 1, wherein the setting unit sets the target value based on the calculated related value and a map stored in advance.

The setting means includes means for setting, as the target value, a value corrected based on the temperature of air taken into the intake passage of the engine and the temperature of cooling water flowing through the engine. The oxygen sensor control device according to claim 1 or 2 .

Wherein the control device, to come to the calculated related value is outside a predetermined range, the oxygen concentration detecting element further comprises a means for determining that it is abnormal, one of the claims 1-3 A control device for an oxygen sensor according to claim 1.

The associated value is the impedance value or the admittance value of the oxygen concentration detecting element, the control unit of the oxygen sensor according to any of claims 1-4.