(57)【要約】【課題】水分の付着による空燃比センサの素子割れを防止しながら、エンジン始動直後に車両の走行が開始された場合のドライバビリティと排気エミッションを向上させる。【解決手段】エンジン始動後の経過時間等に基づいて排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定し、凝縮水が存在しないと判定されたときに空燃比センサ１７のセンサ素子を活性温度まで昇温させるようにヒータの通電を制御する本通電制御を実行する。その際、シフトレバーが走行レンジ（Ｄレンジ等）に操作された場合には、走行レンジ用の判定条件で凝縮水が存在するか否かを判定することで、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが非走行レンジの場合よりも早くする。これにより、エンジン始動直後にシフトレバーが走行レンジに操作されて車両の走行が開始された場合に、空燃比センサ１７の活性化を早くして空燃比フィードバック制御を早く開始する。【選択図】図１
2008280908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた排出ガスセンサのセンサ素子を加熱するヒータの通電を制御して該センサ素子の温度を制御する排出ガスセンサのヒータ制御装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて前記排気通路内に凝縮水が存在するか否かを判定する凝縮水判定手段と、
内燃機関の始動後に前記凝縮水判定手段により前記凝縮水が存在しないと判定されたときに前記センサ素子の温度を活性温度まで昇温させるように前記ヒータの通電を制御する本通電制御を実行する本通電制御手段と、
シフトレバーの操作位置が非走行レンジの場合と走行レンジの場合との間で前記凝縮水判定手段により前記凝縮水が存在するか否かを判定する際の判定条件を切り換える判定条件切換手段と
を備えていることを特徴とする排出ガスセンサのヒータ制御装置。
【請求項２】
内燃機関の始動後に前記凝縮水判定手段により前記凝縮水が存在すると判定される期間に前記センサ素子を活性温度よりも低い温度で予熱するように前記ヒータの通電を制御する予熱通電制御を実行する予熱通電制御手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の排出ガスセンサのヒータ制御装置。
【請求項３】
内燃機関の始動時の温度が所定値以下のときに前記判定条件切換手段による前記判定条件の切り換えを禁止する禁止手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排出ガスセンサのヒータ制御装置。
【請求項４】
前記凝縮水判定手段は、内燃機関の始動後の経過時間と温度のうちの少なくとも一方に基づいて前記凝縮水が存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排出ガスセンサのヒータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排出ガスセンサのセンサ素子を加熱するヒータの通電を制御して該センサ素子の温度を制御する排出ガスセンサのヒータ制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子制御化された内燃機関では、排気管に排出ガスの空燃比やリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ（空燃比センサ、酸素センサ等）を配置し、この排出ガスセンサの出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量等をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御を実行するようにしている。一般に、排出ガスセンサは、センサ素子の温度が活性温度まで昇温しないと検出精度が悪いため、排出ガスセンサに内蔵したヒータでセンサ素子を加熱して排出ガスセンサの活性化を促進するようにしている。
【０００３】
ところで、内燃機関の排出ガスには、燃料と空気の燃焼反応によって生成された水蒸気が含まれており、内燃機関の始動直後で排気管の温度が低いときには、水蒸気を含んだ排出ガスが排気管内で冷やされるため、排気管内で排出ガス中の水蒸気が凝縮して凝縮水が生じることがある。このため、始動直後に排気管内で生じた凝縮水が排出ガスセンサのセンサ素子に付着する可能性があり、始動直後からセンサ素子をヒータで加熱すると、ヒータで加熱された高温のセンサ素子が凝縮水の付着による局所冷却（熱歪み）によって割れてしまう“素子割れ”が発生することがある。
【０００４】
このような水分の付着による排出ガスセンサの素子割れを防止する技術として、特許文献１（特開２００４−６９６４４号公報）に記載されているように、内燃機関の始動時に排気管内に水滴が存在するか否かを判定し、水滴が存在すると判定された場合には、始動後所定時間が経過するまで、センサ素子を活性温度よりも低い温度で予熱するようにヒータの通電を制御する予熱通電制御を実行し、その後、始動後所定時間が経過したときに、センサ素子の温度を活性温度まで昇温させるようにヒータの通電を制御する活性化通電制御を開始するようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００４−６９６４４号公報（第２頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術では、内燃機関の始動時に排気管内に水滴が存在すると判定した場合には、車両の走行が開始されたか否かに拘らず、常に始動後所定時間が経過するまで待ってから活性化通電制御を開始するため、その分、排出ガスセンサの活性化が遅れて、空燃比フィードバック制御の開始が遅れる。
【０００６】
しかし、内燃機関の始動直後に車両の走行が開始された場合に、空燃比フィードバック制御の開始が遅いと、内燃機関の空燃比制御精度が低下してトルク制御精度が低下した状態で走行する時間が長くなり、ドライバビリティが悪化する。しかも、車両の走行が開始されて内燃機関の回転速度が高くなると、吸入空気量が増加して排出ガス量が増加するため、空燃比制御精度の低下よる排気エミッションの悪化の影響が大きくなる。
【０００７】
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、従って本発明の目的は、水分の付着による排出ガスセンサの素子割れを防止しながら、内燃機関の始動直後に車両の走行が開始された場合のドライバビリティと排気エミッションを向上させることができる排出ガスセンサのヒータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排出ガスセンサのセンサ素子を加熱するヒータの通電を制御して該センサ素子の温度を制御する排出ガスセンサのヒータ制御装置において、内燃機関の運転状態に基づいて排気通路内に凝縮水が存在するか否かを凝縮水判定手段により判定し、内燃機関の始動後に凝縮水判定手段により凝縮水が存在しないと判定されたときにセンサ素子の温度を活性温度まで昇温させるようにヒータの通電を制御する本通電制御を本通電制御手段により実行する。その際、シフトレバーの操作位置が非走行レンジ（例えばＰレンジやＮレンジ）の場合と走行レンジ（例えばＤレンジやＲレンジ等）の場合との間で凝縮水判定手段により凝縮水が存在するか否かを判定する際の判定条件を判定条件切換手段により切り換えるようにしたものである。
【０００９】
この構成では、内燃機関の始動後にシフトレバーが走行レンジに操作された場合には、走行レンジ用の判定条件で凝縮水が存在するか否かを判定することで、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが非走行レンジの場合よりも早くすることができる。これにより、内燃機関の始動直後にシフトレバーが走行レンジに操作されて車両の走行が開始された場合に、排出ガスセンサの活性化を早くして、空燃比フィードバック制御を早く開始することができ、走行開始後のドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。また、車両の走行が開始されて内燃機関の回転速度が高くなると、吸入空気量が増加して排出ガス流量が増加するため、本通電制御の開始時期を早くしても、本通電制御によりセンサ素子の温度が高くなる前に、排気通路内に溜まっていた凝縮水を排出ガスで吹き飛ばして排出することができると共に、排出ガスの熱で排気通路内の温度を急上昇させて凝縮水の新たな発生を抑制することができ、水分の付着による排出ガスセンサの素子割れを防止することができる。
【００１０】
一方、内燃機関の始動後にシフトレバーが非走行レンジに維持されて車両が停止している場合には、非走行レンジ用の判定条件で凝縮水が存在するか否かを判定することで、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが走行レンジの場合よりも遅くすることができる。これにより、排気通路内に凝縮水が存在する状態で本通電制御を開始することを確実に防止して、水分の付着による排出ガスセンサの素子割れを確実に防止することができる。
【００１１】
この場合、請求項２のように、内燃機関の始動後に凝縮水が存在すると判定される期間にセンサ素子を活性温度よりも低い温度で予熱するようにヒータの通電を制御する予熱通電制御を予熱通電制御手段により実行するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の始動後に凝縮水が存在しないと判定されるまで予熱通電制御によりセンサ素子を素子割れが発生しない温度範囲で予熱するという制御が可能となり、本通電制御を開始した後にセンサ素子を速やかに活性温度まで昇温させることができて、排出ガスセンサの素子割れ防止と早期活性化とを両立させることができる。
【００１２】
ところで、内燃機関の始動時の温度が極低温（例えば−１０℃以下）のときには、排気通路の温度も極低温になっているため、内燃機関の始動直後に車両の走行が開始されても、排気通路内の温度を急上昇させることができず、凝縮水の発生を早期に抑制することが困難であるばかりか、前回の内燃機関の停止後に排気通路内に溜まった凝縮水が氷結している可能性があるため、内燃機関の始動後に排気通路内の凝縮水の氷塊が徐々に解けることになる。このため、極低温時の始動直後にシフトレバーが走行レンジに操作されて車両の走行が開始された場合に、走行レンジ用の判定条件に切り換えて本通電制御の開始時期を早くすると、排気通路内に凝縮水がまだ残っている状態で本通電制御を開始してしまい、水分の付着による排出ガスセンサの素子割れが発生する可能性がある。
【００１３】
そこで、請求項３のように、内燃機関の始動時の温度が所定値以下のときに判定条件切換手段による判定条件の切り換えを禁止するようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の始動時の温度が所定値以下の極低温時には、シフトレバーが走行レンジに操作された場合でも、走行レンジ用の判定条件への切り換えを禁止して、シフトレバーが非走行レンジに維持されている場合と同じように、本通電制御の開始時期を遅くすることができる。これにより、極低温時に排気通路内に凝縮水が残っている状態で本通電制御を開始することを防止できて、水分の付着による排出ガスセンサの素子割れを防止することができる。
【００１４】
また、凝縮水が存在するか否かを判定する方法は、例えば、請求項４のように、内燃機関の始動後の経過時間と温度のうちの少なくとも一方に基づいて凝縮水が存在するか否かを判定するようにしても良い。一般に、排気通路内の凝縮水は、内燃機関の始動後の経過時間が長くなるに従って減少すると共に内燃機関の温度が高くなるに従って減少して最終的に無くなるという挙動を示すため、内燃機関の始動後の経過時間や温度を用いれば、凝縮水が存在するか否かを精度良く判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システムの概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２には、モータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１３が設けられている。このスロットルバルブ１３の下流側には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１４が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１４の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁１５が取り付けられている。或は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を取り付けるようにしても良い。一方、エンジン１１の排気管１６（排気通路）には、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ１７（排出ガスセンサ）が設けられている。
【００１６】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ１８が設けられている。更に、外気温センサ１９によって外気温が検出され、シフトスイッチ２０によってシフトレバー（図示せず）の操作位置が検出される。
【００１７】
これら各種センサやスイッチの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２１に入力される。このＥＣＵ２１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１５の燃料噴射量や点火プラグ（図示せず）の点火時期を制御する。
【００１８】
次に、図２を用いて空燃比センサ１７の構成について説明する。空燃比センサ１７のセンサ素子２２は、基板２３に絶縁層２４と固体電解質層２５と拡散抵抗層２６と遮蔽層２７とが積層された積層構造型のセンサ素子である。固体電解質層２５は、部分安定化ジルコニア製のシートで形成され、この固体電解質層２５を挟むように拡散層側電極２８と大気側電極２９が対向配置されている。各電極２８，２９は、白金Ｐｔ等により形成されている。
【００１９】
また、固体電解質層２５と拡散抵抗層２６との間には、スペーサ３０が配置され、このスペーサ３０によって拡散層側電極２８が配置される部分に、空洞部３１が形成されている。更に、固体電解質層２５と絶縁層２４との間には、スペーサ３２が配置され、このスペーサ３２によって大気側電極２９が配置される部分に、大気ダクト３３が形成されている。
【００２０】
また、拡散抵抗層２６は、拡散層側電極２８へ排出ガスを導入するための多孔質シートで形成され、遮蔽層２７は、排出ガスの透過を抑制するための緻密層で形成されている。これらの拡散抵抗層２６と遮蔽層２７は、いずれもアルミナ、ジルコニア等のセラミックをシート成形法等により成形したものであるが、ポロシティの平均孔径及び気孔率の違いによりガス透過率が相違するものとなっている。
【００２１】
一方、基板２３の表面（絶縁層２４の内部）には、白金Ｐｔ等により形成されたヒータ３４が設けられている。このヒータ３４は、バッテリ電源からの通電により発熱する発熱体であり、その発熱によりセンサ素子２２全体を加熱するようになっている。尚、ヒータ３４は、センサ素子２２に埋設される構成に限定されず、センサ素子２２に外付けされる構成であっても良い。
【００２２】
センサ素子２２の周囲の排出ガスは、拡散抵抗層２６の側方部から導入されて拡散層側電極２８に達する。排出ガスがリーン雰囲気の場合には、排出ガス中の酸素が、電極２８，２９間の電圧印加により拡散層側電極２８で分解されてイオン化されて固体電解質層２５を通過した後、大気側電極２９より大気ダクト３３に排出される。一方、排出ガスがリッチ雰囲気の場合には、大気ダクト３３内の酸素が、大気側電極２９で分解されてイオン化されて固体電解質層２５を通過した後、拡散層側電極２８より排出され、排出ガス中のＨＣやＣＯ等の未燃成分と触媒反応する。このときに、拡散層側電極２８から大気側電極２９側に電流が流れる。これにより、空燃比センサ１７は、所定の印加電圧において出力電流（限界電流）が空燃比と直線的な相関関係を有するようになる。
【００２３】
ＥＣＵ２１は、エンジン運転中に空燃比センサ１７の出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量等をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御を実行することで、排出ガスの空燃比が触媒（図示せず）の浄化ウインドの範囲内になるように制御して、触媒の排出ガス浄化効率を高めるようにしている。また、空燃比センサ１７は、センサ素子２２の温度が活性温度（例えば７５０℃）まで昇温しないと検出精度が悪いため、ＥＣＵ２１は、センサ素子２２の温度が活性温度になるように空燃比センサ１７のヒータ３４の通電を制御してセンサ素子２２の加熱を制御する。
【００２４】
ところで、エンジン１１の排出ガスには、燃料と空気の燃焼反応によって生成された水蒸気が含まれており、エンジン１１の始動直後で排気管１６の温度が低いときには、水蒸気を含んだ排出ガスが排気管１６内で冷やされるため、排気管１６内で排出ガス中の水蒸気が凝縮して凝縮水が生じることがある。このため、始動直後に排気管１６内で生じた凝縮水が空燃比センサ１７のセンサ素子２２に付着する可能性があり、始動直後からセンサ素子２２をヒータ３４で加熱すると、ヒータ３４で加熱された高温のセンサ素子２２が凝縮水の付着による局所冷却（熱歪み）によって割れてしまう“素子割れ”が発生することがある。
【００２５】
この対策として、ＥＣＵ２１は、後述する図３のヒータ制御ルーチンを実行することで、エンジン始動後の経過時間と冷却水温に基づいて空燃比センサ１７よりも上流側の排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定し、凝縮水が存在すると判定される期間は、センサ素子２２を活性温度よりも低い温度（素子割れが発生しない温度）で予熱するようにヒータ３４の通電を制御する予熱通電制御を実行する。その後、凝縮水が存在しないと判定されたときに、センサ素子２２の温度を活性温度まで昇温させるようにヒータ３４の通電を制御する本通電制御を実行する。
【００２６】
その際、エンジン始動後にシフトレバーが走行レンジ（１レンジ、２レンジ等を含むＤレンジ又はＲレンジ）に操作された場合には、走行レンジ用の判定条件で凝縮水が存在するか否かを判定することで、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが非走行レンジの場合よりも早くする。これにより、エンジン始動直後にシフトレバーが走行レンジに操作されて車両の走行が開始された場合に、空燃比センサ１７の活性化を早くして、空燃比フィードバック制御を早く開始することができ、走行開始後のドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。また、車両の走行が開始されてエンジン回転速度が高くなると、吸入空気量が増加して排出ガス流量が増加するため、本通電制御の開始時期を早くしても、本通電制御によりセンサ素子２２の温度が高くなる前に、排気管１６内の凝縮水を排出ガスで吹き飛ばして排出することができると共に排出ガスの熱で排気管１６内の温度を急上昇させて凝縮水の新たな発生を抑制することができ、水分の付着による空燃比センサ１７の素子割れを防止することができる。
【００２７】
一方、エンジン始動後にシフトレバーが非走行レンジ（Ｐレンジ又はＮレンジ）に維持されて車両が停止している場合には、非走行レンジ用の判定条件で凝縮水が存在するか否かを判定することで、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが走行レンジの場合よりも遅くする。これにより、排気管１６内に凝縮水が存在する状態で本通電制御を開始することを確実に防止して、水分の付着による空燃比センサ１７の素子割れを確実に防止することができる。
【００２８】
以下、ＥＣＵ２１が実行する図３のヒータ制御ルーチンの処理内容を説明する。
図３に示すヒータ制御ルーチンは、ＥＣＵ２１の電源オン中（例えばイグニッションスイッチのオン後）に所定周期（例えば８ｍｓ周期）で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン始動後の経過時間を検出すると共に、冷却水温センサ１８で検出した冷却水温や外気温センサ１９で検出した外気温等を読み込む。
【００２９】
この後、エンジン始動後の経過時間と現在（つまりエンジン始動後）の冷却水温に基づいて、排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定するための水分存在判定パラメータをマップ又は数式等により算出する。一般に、排気管１６内の凝縮水は、エンジン始動後の経過時間が長くなるに従って減少すると共にエンジン温度が高くなるに従って減少して最終的に無くなるという挙動を示すため、水分存在判定パラメータのマップ又は数式等は、エンジン始動後の経過時間が長くなるほど水分存在判定パラメータが小さくなると共に、エンジン温度の代用情報である冷却水温が高くなるほど水分存在判定パラメータが小さくなるように設定されている。尚、始動後のエンジン温度の代用情報として吸気温、油温等を用いるようにしても良い。
【００３０】
この後、ステップ１０３に進み、始動時（例えばイグニッションスイッチのオン操作直後）に検出した冷却水温（エンジン温度の代用情報）が所定値（例えば−１０℃）以下の極低温時であるか否かを判定する。尚、始動時のエンジン温度の代用情報として外気温、吸気温、油温等を用いるようにしても良い。
【００３１】
このステップ１０３で、冷却水温が所定値よりも高いと判定された場合には、ステップ１０４に進み、シフトスイッチ２０で検出したシフトレバーの操作位置を読み込んだ後、ステップ１０５に進み、シフトレバーの操作位置が非走行レンジ（Ｐレンジ又はＮレンジ）であるか否かを判定する。
【００３２】
このステップ１０５で、シフトレバーの操作位置が非走行レンジであると判定された場合には、ステップ１０６に進み、水分存在判定パラメータが非走行レンジ用の判定値Ｋ１よりも小さいか否かによって、空燃比センサ１７よりも上流側の排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定する。
【００３３】
ここで、非走行レンジ用の判定値Ｋ１は、後述する走行レンジ用の判定値Ｋ２よりも小さい値に設定され、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが走行レンジの場合よりも遅くするようになっている。
【００３４】
このステップ１０６で、水分存在判定パラメータが非走行レンジ用の判定値Ｋ１以上であると判定された場合には、まだ排気管１６内に凝縮水が存在すると判断して、ステップ１０７に進み、予熱通電制御を実行して、センサ素子２２を活性温度よりも低い温度（素子割れが発生しない温度）で予熱するようにヒータ３４の通電を制御する。この予熱通電制御によりセンサ素子２２を予熱することで、本通電制御を開始した後にセンサ素子２２を速やかに活性温度まで昇温させることができるようにする。
【００３５】
その後、上記ステップ１０６で、水分存在判定パラメータが非走行レンジ用の判定値Ｋ１よりも小さいと判定されたときに、排気管１６内に凝縮水が存在しないと判断して、ステップ１０８に進み、本通電制御を実行して、センサ素子２２の温度を活性温度まで昇温させるようにヒータ３４の通電を制御する。
【００３６】
一方、上記ステップ１０５で、シフトレバーの操作位置が走行レンジ（１レンジ、２レンジ等を含むＤレンジ又はＲレンジ）であると判定された場合には、ステップ１０９に進み、水分存在判定パラメータが走行レンジ用の判定値Ｋ２よりも小さいか否かによって、空燃比センサ１７よりも上流側の排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定する。
【００３７】
ここで、走行レンジ用の判定値Ｋ２は、非走行レンジ用の判定値Ｋ１よりも大きい値に設定され、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが非走行レンジの場合よりも早くするようになっている。
【００３８】
このステップ１０９で、水分存在判定パラメータが走行レンジ用の判定値Ｋ２以上であると判定された場合には、まだ排気管１６内に凝縮水が存在すると判断して、ステップ１１０に進み、予熱通電制御を実行して、センサ素子２２を活性温度よりも低い温度（素子割れが発生しない温度）で予熱するようにヒータ３４の通電を制御する。
【００３９】
その後、ステップ上記１０９で、水分存在判定パラメータが走行レンジ用の判定値Ｋ２よりも小さいと判定されたときに、排気管１６内に凝縮水が存在しないと判断して、ステップ１１１に進み、本通電制御を実行して、センサ素子２２の温度を活性温度まで昇温させるようにヒータ３４の通電を制御する。
【００４０】
この場合、ステップ１０６、１０９の処理が特許請求の範囲でいう凝縮水判定手段及び判定条件切換手段としての役割を果たす。また、ステップ１０７、１１０の処理が特許請求の範囲でいう予熱通電制御手段としての役割を果たし、ステップ１０８、１１１の処理が特許請求の範囲でいう本通電制御手段としての役割を果たす。
【００４１】
また、上記ステップ１０３で、始動時の冷却水温が所定値以下の極低温時であると判定された場合には、シフトレバーが走行レンジに操作された場合でも、走行レンジ用の判定値Ｋ２への切り換えを禁止して、ステップ１０６に進み、水分存在判定パラメータが非走行レンジ用の判定値Ｋ１よりも小さいか否かによって、排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定し、排気管１６内に凝縮水が存在しないと判定されたときに、ステップ１０８に進み、本通電制御を実行することで、シフトレバーが非走行レンジに維持されている場合と同じように、本通電制御の開始時期を遅くする。この場合、ステップ１０３の処理が特許請求の範囲でいう禁止手段としての役割を果たす。
【００４２】
以上説明した本実施例では、車両の走行が開始されたときには、本通電制御の開始時期を早くしても、水分の付着による空燃比センサ１７の素子割れを防止できることに着目して、エンジン始動後にシフトレバーが走行レンジに操作された場合には、水分存在判定パラメータが走行レンジ用の判定値Ｋ２よりも小さいか否かによって排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定することで、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが非走行レンジの場合よりも早くするようにしたので、エンジン始動直後にシフトレバーが走行レンジに操作されて車両の走行が開始された場合に、空燃比センサ１７の活性化を早めて、空燃比フィードバック制御を早く開始することができ、走行開始後のドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００４３】
一方、エンジン始動後にシフトレバーが非走行レンジに維持されて車両が停止している場合には、水分存在判定パラメータが非走行レンジ用の判定値Ｋ１よりも小さいか否かによって排気管１６内に凝縮水が存在するか否かを判定することで、凝縮水が存在しないと判定されて本通電制御を開始する時期をシフトレバーが走行レンジの場合よりも遅くするようにしたので、排気管１６内に凝縮水が存在する状態で本通電制御を開始することを確実に防止できて、水分の付着による空燃比センサ１７の素子割れを確実に防止することができる。
【００４４】
ところで、始動時のエンジン温度が極低温（例えば−１０℃以下）のときには、排気管１６の温度も極低温になっているため、始動直後に車両の走行が開始されても、排気管１６内の温度を急上昇させることができず、凝縮水の発生を早期に抑制することが困難であると共に、前回のエンジン停止後に排気管１６内に溜まった凝縮水が氷結している可能性があるため、エンジン始動後に排気管１６内の凝縮水の氷塊が徐々に解けることになる。このため、極低温時の始動直後にシフトレバーが走行レンジに操作されて車両の走行が開始された場合に、走行レンジ用の判定値Ｋ２に切り換えて本通電制御の開始時期を早くすると、排気管１６内に凝縮水がまだ残っている状態で本通電制御を開始してしまい、水分の付着による空燃比センサ１７の素子割れが発生する可能性がある。
【００４５】
そこで、本実施例では、エンジン始動時の冷却水温が所定値以下の極低温時には、シフトレバーが走行レンジに操作された場合でも、走行レンジ用の判定値Ｋ２への切り換えを禁止して、シフトレバーが非走行レンジに維持されている場合と同じように、本通電制御の開始時期を遅くするようにしたので、極低温時に排気管１６内に凝縮水が残っている状態で本通電制御を開始することを防止できて、水分の付着による空燃比センサ１７の素子割れを防止することができる。
【００４６】
尚、上記実施例では、シフトレバーが非走行レンジの場合と走行レンジの場合との間で、凝縮水が存在するか否かを判定する際の判定値を切り換えるようにしたが、シフトレバーが非走行レンジの場合と走行レンジの場合との間で、凝縮水が存在するか否かを判定する際の水分存在判定パラメータを切り換えるようにしても良く、要は、シフトレバーが走行レンジの場合に本通電制御を開始する時期をシフトレバーが非走行レンジの場合よりも早くするようにすれば良い。
【００４７】
また、上記実施例では、エンジン始動後の経過時間と冷却水温に基づいて凝縮水が存在するか否かを判定するようにしたが、凝縮水が存在するか否かを判定する方法は、適宜変更しても良く、例えば、エンジン始動後の経過時間と冷却水温のうちのいずれか一方のみに基づいて凝縮水が存在するか否かを判定するようにしても良い。また、エンジン始動後の排出ガス量と排出ガス温度から求めた排出ガス熱量積算値に基づいて凝縮水が存在するか否かを判定するようにしても良い。或は、燃焼により発生す水蒸気量と排出ガス温度と排気管温度とに基づいて排気管１６内で生じる凝縮水量を推定し、この凝縮水量推定値に基づいて凝縮水が存在するか否かを判定するようにしても良い。
【００４８】
また、上記実施例では、エンジン始動後に凝縮水が存在すると判定される期間にセンサ素子２２を活性温度よりも低い温度で予熱するようにヒータ３４の通電を制御する予熱通電制御を実行するようにしたが、凝縮水が存在すると判定される期間にヒータ３４の通電を禁止するようにしても良い。
【００４９】
その他、本発明の適用範囲は、図２に示すような積層型のセンサ素子２２を有する空燃比センサ１７のヒータ制御に限定されず、例えば、コップ型のセンサ素子を有する空燃比センサのヒータ制御や、排出ガスのリッチ／リーンを検出する酸素センサ等、他の排出ガスセンサのヒータ制御に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例におけるエンジン制御システムの概略構成図である。
【図２】空燃比センサのセンサ素子の概略構成図である。
【図３】ヒータ制御プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１３…スロットルバルブ、１５…燃料噴射弁、１６…排気管（排気通路）、１７…空燃比センサ（排出ガスセンサ）、１８…冷却水温センサ、２０…シフトスイッチ、２１…ＥＣＵ（凝縮水判定手段，本通電制御手段，判定条件切換手段，予熱通電制御手段，禁止手段）、２２…センサ素子、３４…ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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