(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気系に配置されたガスセンサのセンサ素子を加熱するためのヒータを制御するヒータ制御装置であって、
前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて、次回運転のエンジン始動後における上記ヒータの制御の基準を変更するよう構成してあり、
上記ヒータ制御装置は、排気系の温度が所定の基準温度Ｔ1以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupが、所定の基準時間ｔ1以上経過したとき、上記ヒータの通電を開始するよう構成されており、
上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方は、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて変更されるよう構成してあることを特徴とするガスセンサ用のヒータ制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前回運転のエンジン停止前の運転状況として、排気系の温度が所定の基準温度Ｔ0以下となっていた積算時間である低温積算時間ｔdwnが、所定の基準時間ｔ0以上であった場合と、所定の基準時間ｔ0未満であった場合とで、次回運転のエンジン始動後における上記ヒータの制御の基準を変更するよう構成してあることを特徴とするガスセンサ用のヒータ制御装置。
【請求項３】
請求項２において、上記ヒータ制御装置は、排気系の温度が所定の基準温度Ｔ1以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupが、所定の基準時間ｔ1以上経過したとき、上記ヒータの通電を開始するよう構成されており、上記低温積算時間ｔdwnが上記基準時間ｔ0以上であった場合に、上記低温積算時間ｔdwnが上記基準時間ｔ0未満であった場合よりも、上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値を大きくするよう構成してあることを特徴とするガスセンサ用のヒータ制御装置。
【請求項４】
請求項３において、上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値の大きさを、上記低温積算時間ｔdwnの大きさに応じて大きくするよう構成してあることを特徴とするガスセンサ用のヒータ制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、上記ヒータ制御装置は、排気系の温度を検出する温度検出手段と、排気系の温度が上記基準温度Ｔ0以下となっているかを判定する温度低下判定手段と、上記低温積算時間ｔdwnを計測する低温時間積算手段と、上記低温積算時間ｔdwnを記憶する低温積算時間記憶手段と、上記低温積算時間ｔdwnが上記基準時間ｔ0以上であるかにより上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値を変更する必要があるかを判定する基準変更要否判定手段と、該基準変更要否判定手段の判定結果に基づいて上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値を変更する基準変更手段と、排気系の温度が上記基準温度Ｔ1以上となっているかを判定する温度上昇判定手段と、上記高温積算時間ｔupを計測する高温時間積算手段と、上記高温積算時間ｔupが上記基準時間ｔ1以上となっているかにより上記ヒータの通電の可否を判定するヒータ通電可否判定手段と、該ヒータ通電可否判定手段の判定結果に基づいて上記ヒータの通電を行うヒータ通電制御手段とを有することを特徴とするガスセンサ用のヒータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されたガスセンサのセンサ素子を加熱するための、ガスセンサ用のヒータを制御するヒータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の排気ガス規制強化の為に、車両用エンジンにおける空燃比制御が重要となっており、この空燃比のフィードバックを行うべく、エンジンの排気系には排ガス中の酸素濃度を測定するガスセンサが設置されている。該ガスセンサを使用するにあたっては、センサ素子を活性化させる為にヒータでセンサ素子を適温に加熱する必要がある。しかしながら、ガスセンサの上流の排気系（排気管内）に水滴が存在している状態で上記ヒータに通電してセンサ素子を加熱すると、センサ素子の表面に水滴が付着して、素子割れが生ずるおそれがある。
【０００３】
そこで、一般的には、排気温度やエンジン水温から排気管の壁温を推定して、その壁温から水滴が無い状態であるかどうかを判断して、壁温がヒータ通電可能の状態になった場合にヒータ通電を開始している（例えば、特許文献１参照）。
一方で、ディーゼルエンジンは熱効率の高さ故、排気温度が低いという特徴がある。そのため、例えば前回の運転状態がアイドル放置など排気温度の低い状態（例えば排気管温度５０℃以下となる状態）が続いた後にエンジンを停止した場合、低排気温の状態が継続したことにより排気系に凝縮水が滞留してしまうことがある。
【０００４】
しかしながら、従来のヒータ制御装置においては、この前回運転の際に滞留した凝縮水の影響を考慮せずに、次回エンジン始動時に、そのときの排気管壁温度等の情報だけでヒータ通電タイミングを判断することとなる。そうすると、上記凝縮水が排気系内に残存した状態でヒータ通電を行うこととなり、上記凝縮水に基づく水滴が、加熱されたセンサ素子に向かって飛散するおそれがある。その結果、センサ素子が被水して破損するおそれがあるという問題がある。
【０００５】
また、センサ素子の被水割れを防ぐために、ヒータ通電を全体的に遅らせることも考えられるが、必要のないときにもヒータ通電を遅らせることは、ガスセンサの早期活性を阻害して、排ガスの浄化効率を低下させる原因となる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２８８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、センサ素子の被水割れを効果的に防ぐことができるガスセンサ用のヒータ制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されたガスセンサのセンサ素子を加熱するためのヒータを制御するヒータ制御装置であって、
前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて、次回運転のエンジン始動後における上記ヒータの制御の基準を変更するよう構成してあり、
上記ヒータ制御装置は、排気系の温度が所定の基準温度Ｔ1以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupが、所定の基準時間ｔ1以上経過したとき、上記ヒータの通電を開始するよう構成されており、
上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方は、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて変更されるよう構成してあることを特徴とするガスセンサ用のヒータ制御装置にある（請求項１）。
【０００９】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記ヒータ制御装置においては、前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて、次回運転のエンジン始動後における上記ヒータの制御の基準を変更する。そのため、前回運転のエンジン停止前において、排気系に凝縮水が滞留しやすい運転状況があった場合に、これを考慮して、次回運転のエンジン始動後における上記ヒータへの通電を遅らせて、排気系に充分な熱量を与えることにより凝縮水を充分に除去した後に、ヒータ通電を開始するなどの対応をすることができる。
【００１０】
これにより、前回運転の際に凝縮水が排気系に多く滞留した場合にも、次回運転の際に、この凝縮水が充分に除去された状態でガスセンサ用のヒータを通電することができる。そのため、高温状態となったセンサ素子への被水を防ぐことができ、センサ素子の破損を防ぐことができる。
【００１１】
また、前回運転のエンジン停止前において、排気系に凝縮水が滞留しやすい運転状況がない場合には、次回運転のエンジン始動後における上記ヒータへの通電を、遅らせることなく行うこともできる。これにより、ガスセンサの早期活性を実現することができ、排ガスの浄化効率を確保することができる。
このように、必要に応じてヒータ通電の条件を変化させることにより、ガスセンサの機能を充分に発揮させつつ、センサ素子の被水割れを効果的に防止することができる。
【００１２】
以上のごとく、本発明によれば、センサ素子の被水割れを効果的に防ぐことができるガスセンサ用のヒータ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明（請求項１）において、上記ガスセンサとしては、排気ガス中の酸素濃度に依存した限界電流により内燃機関の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ、排気ガス中の酸素濃度に基づく起電力により内燃機関の空燃比を検出する酸素センサ、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検出するＮＯｘセンサ等がある。
【００１４】
また、上記センサ素子は、例えば、固体電解質体を有底筒状のコップ型に形成したコップ型のセンサ素子や、平板状の固体電解質体を用いた積層型のセンサ素子等とすることができる。そして、上記ヒータは、例えば、上記センサ素子に接触配置あるいは積層配置されたセラミックヒータ等からなる。
【００１５】
また、本発明において、上記ヒータ制御装置は、排気系の温度が所定の基準温度Ｔ1以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupが、所定の基準時間ｔ1以上経過したとき、上記ヒータの通電を開始するよう構成されており、上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方は、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて変更されるよう構成する。
そのため、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況として、凝縮水が排気系に滞留しやすい運転状況であった場合に、上記基準温度Ｔ1を高くしたり、上記基準時間ｔ1を長くしたりすることにより、排気系に充分な熱量を供給して凝縮水を充分に除去した上で、センサ素子を加熱することができる。それ故、センサ素子の被水割れを効果的に防ぐことができる。
なお、本明細書において、ヒータの通電とは、例えば、ヒータによってセンサ素子を活性温度まで加熱しうる程度の通電をいい、それよりも小さい微弱な通電は含まない。
【００１６】
次に、前回運転のエンジン停止前の運転状況として、排気系の温度が所定の基準温度Ｔ0以下となっていた積算時間である低温積算時間ｔdwnが、所定の基準時間ｔ0以上であった場合と、所定の基準時間ｔ0未満であった場合とで、次回運転のエンジン始動後における上記ヒータの制御の基準を変更するよう構成してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況として、凝縮水が排気系に滞留しやすい運転状況であったか否かによって、次回運転のエンジン始動後のヒータ制御の基準を変えることができる。
即ち、上記低温積算時間ｔdwnが所定の基準時間ｔ0以上であった場合には、凝縮水が排気系に滞留しやすい状況であったと判断して、次回運転のエンジン始動後のヒータ制御において、上記凝縮水を充分に除去した上でヒータ通電するように、ヒータ通電の開始時期を遅らせたりすることができる。また、上記低温積算時間ｔdwnが所定の基準時間ｔ0未満であった場合には、比較的凝縮水が排気系に滞留しにくい状況であったと判断して、ヒータ通電の開始時期を遅らせることなく、ヒータを通電したりすることができる。
これにより、ガスセンサの機能を充分に発揮させつつ、センサ素子の被水割れを効果的に防止することができる。
【００１７】
次に、上記ヒータ制御装置は、排気系の温度が所定の基準温度Ｔ1以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupが、所定の基準時間ｔ1以上経過したとき、上記ヒータの通電を開始するよう構成されており、上記低温積算時間ｔdwnが上記基準時間ｔ0以上であった場合に、上記低温積算時間ｔdwnが上記基準時間ｔ0未満であった場合よりも、上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値を大きくするよう構成することができる（請求項３）。
この場合には、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況として、凝縮水が排気系に滞留しやすい運転状況であったか否かによって、次回運転のエンジン始動後のヒータ制御における上記基準温度Ｔ1を高くするか否か、上記基準時間ｔ1を長くするか否かを決めることができる。これにより、ガスセンサの機能を充分に発揮させつつ、センサ素子の被水割れを効果的に防止することができる。
【００１８】
次に、上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値の大きさを、上記低温積算時間ｔdwnの大きさに応じて大きくするよう構成してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には、ガスセンサの機能の発揮と、センサ素子の被水割れの防止を、一層効率的に行うことができる。即ち、上記低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0を上回っていても、その上回り方が小さいときには、滞留している凝縮水の量が少ないと推定されるため、上記基準温度Ｔ1や上記基準時間ｔ1の値の増加量を小さくすることができる。
また、低温積算時間ｔdwnの基準時間ｔ0に対する上回り方が大きいときには、滞留している凝縮水の量が少ないと推定されるため、上記基準温度Ｔ1や上記基準時間ｔ1の値の増加量を大きくすることができる。
これにより、必要な分だけヒータ通電開始時期を遅らせることができるため、ガスセンサの早期活性を確保しつつ、効果的にセンサ素子の被水割れを防ぐことができる。
【００１９】
次に、上記ヒータ制御装置は、排気系の温度を検出する温度検出手段と、排気系の温度が上記基準温度Ｔ0以下となっているかを判定する温度低下判定手段と、上記低温積算時間ｔdwnを計測する低温時間積算手段と、上記低温積算時間ｔdwnを記憶する低温積算時間記憶手段と、上記低温積算時間ｔdwnが上記基準時間ｔ0以上であるかにより上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値を変更する必要があるかを判定する基準変更要否判定手段と、該基準変更要否判定手段の判定結果に基づいて上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1の少なくとも一方の値を変更する基準変更手段と、排気系の温度が上記基準温度Ｔ1以上となっているかを判定する温度上昇判定手段と、上記高温積算時間ｔupを計測する高温時間積算手段と、上記高温積算時間ｔupが上記基準時間ｔ1以上となっているかにより上記ヒータの通電の可否を判定するヒータ通電可否判定手段と、該ヒータ通電可否判定手段の判定結果に基づいて上記ヒータの通電を行うヒータ通電制御手段とを有することが好ましい（請求項５）。
【００２０】
この場合には、容易かつ確実に、センサ素子の被水割れを効果的に防ぐことができるガスセンサ用のヒータ制御装置を提供することができる。即ち、上記各手段を設けることにより、適切なヒータ制御を容易かつ確実に行うことができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるガスセンサ用のヒータ制御装置につき、図１〜図９を用いて説明する。
本例のヒータ制御装置１は、図１に示すごとく、ディーゼルエンジン２の排気系３に配置されたガスセンサ４のセンサ素子を加熱するためのヒータを制御する制御装置である。
ヒータ制御装置１は、前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて、次回運転のエンジン始動後におけるヒータの制御の基準を変更するよう構成してある（図３、図４参照）。
【００２２】
本例においては、図１に示すごとく、ディーゼルエンジン２の排気系３には、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３１が配設されており、その下流側に排気系３の温度を検出する排気温度センサ５と、排気ガス中の酸素濃度等を検出するガスセンサ４が配設されている。
【００２３】
ガスセンサ４としては、排気ガス中の酸素濃度に依存した限界電流により内燃機関の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ、排気ガス中の酸素濃度に基づく起電力により内燃機関の空燃比を検出する酸素センサ、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検出するＮＯｘセンサ等がある。
【００２４】
また、上記センサ素子は、固体電解質体を有底筒状のコップ型に形成したコップ型のセンサ素子や、平板状の固体電解質体を用いた積層型のガスセンサ素子等とすることができる（図示略）。そして、上記ヒータは、上記センサ素子に接触配置あるいは積層配置されたセラミックヒータ等からなる（図示略）。
【００２５】
ヒータ制御装置１は、基本的には、図２に示すごとく、排気系３の温度が所定の基準温度Ｔ1以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupが、所定の基準時間ｔ1以上経過したとき、ヒータの通電を開始するよう構成されている。ただし、図４、図６、図７に示すごとく、上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1は、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて変更されるよう構成してある。即ち、基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1は、前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて、基準温度Ｔ1(A)、基準時間ｔ1(a)となったり、基準温度Ｔ1(B)、基準時間ｔ1(b)となったりする。
【００２６】
そして、前回運転のエンジン停止前の運転状況として、排気系３の温度が所定の基準温度Ｔ0以下となっていた積算時間である低温積算時間ｔdwnが、所定の基準時間ｔ0以上であった場合と、所定の基準時間ｔ0未満であった場合とで、次回運転のエンジン始動後におけるヒータの制御の基準を変更する。
即ち、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0未満であった場合には、基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1を、それぞれ、基準温度Ｔ1(A)、基準時間ｔ1(a)とし、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上であった場合には、基準温度Ｔ1(B)、基準時間ｔ1(b)とする。ここで、Ｔ1(A)＜Ｔ1(B)、ｔ1(a)＜ｔ1(b)である。
【００２７】
次に、より具体的に本例のヒータ制御装置１を説明する。
ヒータ制御装置１は、図５に示すごとく、下記の温度検出手段１１と、温度低下判定手段１２と、低温時間積算手段１３と、低温積算時間記憶手段１４と、基準変更要否判定手段１５と、基準温度変更手段１６と、基準時間変更手段１７と、温度上昇判定手段１８と、高温時間積算手段１９と、ヒータ通電可否判定手段１ａと、ヒータ通電制御手段１ｂとを有する。
【００２８】
上記温度検出手段１１は、排気系３の温度を検出する手段であり、図１に示す上記排気温度センサ５がこれに当たる。
上記温度低下判定手段１２は、排気系３の温度が基準温度Ｔ0以下となっているかを判定する。
上記低温時間積算手段１３は、低温積算時間ｔdwnを計測する。
上記低温積算時間記憶手段１４は、低温積算時間ｔdwnを記憶する。
【００２９】
上記基準変更要否判定手段１５は、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上であるかにより基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1を変更する必要があるかを判定する。
上記基準温度変更手段１６は、基準変更要否判定手段１５の判定結果に基づいて基準温度Ｔ1を変更する。
上記基準時間変更手段１７は、基準変更要否判定手段１５の判定結果に基づいて基準時間ｔ1を変更する。
【００３０】
上記温度上昇判定手段１８は、排気系３の温度が基準温度Ｔ1以上となっているかを判定する。
上記高温時間積算手段１９は、高温積算時間ｔupを計測する。
上記ヒータ通電可否判定手段１ａは、高温積算時間ｔupが上記基準時間ｔ1以上となっているかにより上記ヒータの通電の可否を判定する。
上記ヒータ通電制御手段１ｂは、ヒータ通電可否判定手段１ａの判定結果に基づいてヒータの通電を行う。
【００３１】
ヒータ制御装置１は、これらの手段を用いて、図３、図４に示すフローに基づき、以下のような制御を行う。
まず、図３に前回運転のエンジン停止前の運転状況を判定するための制御フロー（第１のフロー）を示す。ステップＳ３００において、上記第１のフローの制御を開始する。そして、温度検出手段１１（排気温度センサ５）によって検出した排気系３の温度を読み込む（ステップＳ３０１）。次に、この排気系温度が所定の基準温度Ｔ0以下か否かを、上記温度低下判定手段１２によって判定する（ステップＳ３０２）。
【００３２】
上記温度低下判定手段１２によって、排気系温度が基準温度Ｔ0以下であると判断された場合には、低温時間積算手段１３によって低温積算時間ｔdwnを加算した後（ステップＳ３０３）、次のステップＳ３０４へ進む。排気系温度が基準温度Ｔ0より大きいと判断された場合には、低温積算時間ｔdwnを加算することなく、次のステップＳ３０４へ進む。
ここでは排気温度の低下によりヒータ通電が一旦切られたあと、再びヒータ通電が可能となるまでの間の低温積算時間ｔdwnを積算し、これを排気管中の凝縮水量に対応するパラメータとして推定しているものである。
【００３３】
次に、エンジン停止（イグニッションオフ）されたか否かを判断し（ステップＳ３０４）、エンジン停止と判断された場合には、上記低温積算時間ｔdwnをメモリ（低温積算時間記憶手段１４）に記憶して第１のフローを終了する（ステップＳ３０５、Ｓ３０６）。
一方、ステップＳ３０４において、エンジン停止と判断されなかった場合は、再びステップＳ３０１に戻り排気系３の温度を読み込む。
以上の第１のフローにより、エンジン停止前における運転状況に応じて変化する排気管中の凝縮水の推定量に対応した低温積算時間ｔdwnが履歴として残るようになっている。
【００３４】
次に、上記第１のフローによって求められた低温積算時間ｔdwnを、次回運転のエンジン始動（イグニッションオン）後のヒータ制御に反映する第２のフローを、図４に示す。
まず、ステップＳ４００で本フローの制御を開始し、温度検出手段１１によって検出された排気系３の温度を読み込む（ステップＳ４０１）。続いて、上記第１のフローにおいて得られた低温積算時間ｔdwnを、低温積算時間記憶手段１４から読み込む（ステップＳ４０２）。
【００３５】
次に、低温積算時間ｔdwnが所定の基準時間ｔ0以上か否かを判定する（ステップＳ４０３）。即ち、上記基準変更要否判定手段１５によって、基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1を変更する必要があるか否かを判定する。
ここで、図６、図７に示すごとく、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0未満（基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1を変更する必要なし）と判定された場合には、基準温度Ｔ1をＴ1(A)とし、基準時間ｔ1をｔ1(a)とする。一方、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上（基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1を変更する必要あり）と判定された場合には、基準温度Ｔ1をＴ1(B)とし、基準時間ｔ1をｔ1(b)とする。なお、基準温度Ｔ1(A)、Ｔ1(B)は、Ｔ1(B)＞Ｔ1(A)であり、基準時間ｔ1(a)、ｔ1(b)は、ｔ1(b)＞ｔ1(a)である。
【００３６】
それ故、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0未満（基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1を変更する必要なし）と判定された場合には、ステップＳ４１１に進み、温度上昇判定手段１８によって排気系温度が基準温度Ｔ1(A)以上か否かを判定する。排気系温度が基準温度Ｔ1(A)以上と判定されたときは、該基準温度Ｔ1(A)以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupを、高温時間積算手段１９によって計測する。そして、この高温積算時間ｔupが基準時間ｔ1(a)以上となっているか否かを判定する（ステップＳ４１２）。即ち、ヒータ通電可否判定手段１ａによって、ヒータ通電を行ってもよいか否かを判定する。
【００３７】
高温積算時間ｔupが基準時間ｔ1(a)以上と判定された場合には、ヒータ通電制御手段１ｂによって、ヒータ通電制御を開始する（ステップＳ４０４）。ここでのヒータの通電は、ヒータによってセンサ素子を活性温度まで加熱しうる程度の通電である。この通電（いわゆる本通電）を行っていないときにも、センサ素子をある程度の温度（例えば１００〜２００℃程度）に保つための予備通電が行われている。ただし、特に述べない限り、本明細書における通電には、この予備通電は含まない。
ステップＳ４１１、Ｓ４１２の判定がそれぞれＮＯの判定（排気系温度が基準温度Ｔ1(A)未満、あるいは高温積算時間ｔupが基準時間ｔ1(a)未満）の場合には、再びステップＳ４０１へ戻って排気系温度の読み込みを行う。
【００３８】
一方、ステップＳ４０３において、上記基準変更要否判定手段１５によって、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上（基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1を変更する必要あり）と判定された場合には、ステップＳ４２１に進み、温度上昇判定手段１８によって排気系温度が基準温度Ｔ1(B)以上か否かを判定する。
【００３９】
そして、排気系温度が基準温度Ｔ1(B)以上と判定されたときは、該基準温度Ｔ1(B)以上となっている積算時間である高温積算時間ｔupを、高温時間積算手段１９によって計測する。そして、この高温積算時間ｔupが基準時間ｔ1(b)以上となっているか否かを判定する（ステップＳ４２２）。即ち、ヒータ通電可否判定手段１ａによって、ヒータ通電を行ってもよいか否かを判定する。
【００４０】
高温積算時間ｔupが基準時間ｔ1(b)以上と判定された場合には、ヒータ通電制御手段１ｂによって、ヒータ通電制御を開始する（ステップＳ４０４）。
ステップＳ４２１、Ｓ４２２の判定がそれぞれＮＯの判定（排気系温度が基準温度Ｔ1(B)未満、あるいは高温積算時間ｔupが基準時間ｔ1(b)未満）の場合には、再びステップＳ４０１へ戻って排気系温度の読み込みを行う。
【００４１】
ここでステップＳ４０３において低温積算時間ｔdwnの基準時間ｔ0に対する大小判定を行う理由は、以下の通りである。
即ち、基準時間ｔ0以上の値が低温積算時間ｔdwnとして記憶されていた場合には、前回運転のエンジン停止（イグニッションオフ）前の運転状態が排気温度の低い状態で推移していたことを表しており、排気管中に凝縮水が多く滞留しているものと推定される。そのため、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0未満の場合の閾値である基準温度Ｔ1(A)や、その継続時間の閾値である基準時間ｔ1(a)に対してより大きな値を設定し、より大きな熱量を与えることにより排気管中の水分を蒸発させる必要がある。
【００４２】
そこで、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上の場合には、排気管中に滞留した凝縮水を完全に蒸発させることを達成するための排気系温度閾値としての基準温度Ｔ1(B)や、その継続時間の閾値である基準時間ｔ1(b)を別に設定する。これにより、前回運転のエンジン停止前に滞留した凝縮水の影響を考慮したヒータ通電制御が可能となる。
【００４３】
次に、ステップＳ４０４において一旦ヒータ通電が開始されると、再び温度検出手段１１の検出する排気系の温度を逐次読み込み（ステップＳ４０５）、排気系温度が所定の基準温度Ｔ2以下か否かを判定する（ステップＳ４０６）。ここで、基準温度Ｔ2は、上記基準温度Ｔ1とは別に設定されたＴ1よりも低めの基準温度である。ステップＳ４０６における判定がＮＯの場合（排気系温度が基準温度Ｔ2より高い場合）はヒータ通電制御を継続し、一方、ステップＳ４０６の判定がＹＥＳの場合（排気系温度が基準温度Ｔ2以下の場合）は、ヒータ通電を停止する（ステップＳ４０７）。そして、ヒータ通電停止後は再びステップＳ４０１に戻り、この第２のフローを継続する。
【００４４】
上記の第１のフロー及び第２のフローを行うことにより、例えば、図８に示すごとく、上記低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上の場合には、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0未満の場合のヒータ通電制御（実線Ｌ）よりも、通電開始時期を遅らせたヒータ通電制御（破線Ｍ）を行うこととなる。
【００４５】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記ヒータ制御装置１においては、前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて、次回運転のエンジン始動後におけるヒータの制御の基準を変更する。そのため、前回運転のエンジン停止前において、排気系に凝縮水が滞留しやすい運転状況があった場合に、これを考慮して、次回運転のエンジン始動後におけるヒータへの通電を遅らせて、排気系３に充分な熱量を与えることにより凝縮水を充分に除去した後に、ヒータ通電を開始するなどの対応をすることができる。即ち、例えば前回運転において図９に示すようなアイドル放置時間ｔiが長かった場合などには、図８に示すごとくヒータ通電開始時期を遅らせることができる。なお、図９の上側のグラフは車両のある運転パターンにおける車速の時間変化を示しており、図９の下側のグラフは上側のグラフの時間に対応させたイグニッションオン又はオフ（エンジン稼動又は停止）の時間変化を示す。
【００４６】
これにより、前回運転の際に凝縮水が排気系３に多く滞留した場合にも、次回運転の際に、この凝縮水が充分に除去された状態でガスセンサ用のヒータを通電することができる。そのため、高温状態となったセンサ素子への被水を防ぐことができ、センサ素子の破損を防ぐことができる。
【００４７】
また、前回運転のエンジン停止前において、例えば図９におけるアイドル放置時間ｔiが短い場合など、排気系に凝縮水が滞留しやすい運転状況がない場合には、次回運転のエンジン始動後におけるヒータへの通電を、遅らせることなく行うこともできる。これにより、ガスセンサ４の早期活性を実現することができ、排ガスの浄化効率を確保することができる。
このように、必要に応じてヒータ通電の条件を変化させることにより、ガスセンサ４の機能を充分に発揮させつつ、センサ素子の被水割れを効果的に防止することができる。
【００４８】
また、上記ヒータ制御装置１は、上記基準温度Ｔ1及び上記基準時間ｔ1を、上記前回運転のエンジン停止前の運転状況に応じて変更するよう構成してある。即ち、前回の運転状況に応じて、基準温度Ｔ1をＴ1(A)としたりＴ1(B)としたりし、或いは基準時間ｔ1をｔ1(a)としたりｔ1(b)としたりする。
これにより、前回運転のエンジン停止前の運転状況として、凝縮水が排気系３に滞留しやすい運転状況であった場合に、上記基準温度Ｔ1を高くしたり、上記基準時間ｔ1を長くしたりすることにより、凝縮水を充分に除去した上で、センサ素子を加熱することができる。それ故、センサ素子の被水割れを効果的に防ぐことができる。
【００４９】
また、前回運転のエンジン停止前の運転状況として、上記低温積算時間ｔdwnが、所定の基準時間ｔ0以上であった場合と、所定の基準時間ｔ0未満であった場合とで、次回運転のエンジン始動後におけるヒータの制御の基準を変更する。
これにより、前回運転のエンジン停止前の運転状況として、凝縮水が排気系３に滞留しやすい運転状況であったか否かによって、次回運転のエンジン始動後のヒータ制御の基準を変えることができる。
そのため、ガスセンサ４の機能を充分に発揮させつつ、センサ素子の被水割れを効果的に防止することができる。
【００５０】
つまり、本例においては、図６、図７に示すごとく、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上であった場合に、低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0未満であった場合よりも、基準温度Ｔ1及び基準時間ｔ1の値を大きくする。そのため、前回運転のエンジン停止前の運転状況として、凝縮水が排気系３に滞留しやすい運転状況であったか否かによって、次回運転のエンジン始動後のヒータ制御における基準温度Ｔ1を高くするか否か、基準時間ｔ1を長くするか否かを決めることができる。これにより、ガスセンサ４の機能を充分に発揮させつつ、センサ素子の被水割れを効果的に防止することができる。
【００５１】
以上のごとく、本例によれば、センサ素子の被水割れを効果的に防ぐことができるガスセンサ用のヒータ制御装置を提供することができる。
【００５２】
（実施例２）
本例は、図１０、図１１に示すごとく、基準温度Ｔ1(B)及び基準時間ｔ1(b)の値の大きさを、低温積算時間ｔdwnのきさに応じて大きくするよう構成した、ガスセンサ用のヒータ制御装置の例である。
実施例１に示したように低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0以上の場合に採用する基準温度Ｔ1(B)及び基準時間ｔ1(b)を、一定値とするのではなく、図１０、図１１に示すごとく、低温積算時間ｔdwnが大きくなるほど基準温度Ｔ1(B)及び基準時間ｔ1(b)が大きくなるようにする。
その他は、実施例１と同様である。
【００５３】
本例の場合には、ガスセンサ４の機能の発揮と、センサ素子の被水割れの防止を、一層効率的に行うことができる。即ち、上記低温積算時間ｔdwnが基準時間ｔ0を上回っていても、その上回り方が小さいときには、滞留している凝縮水の量が少ないと推定されるため、上記基準温度Ｔ1や上記基準時間ｔ1の値の増加量を小さくすることができる。
また、低温積算時間ｔdwnの基準時間ｔ0に対する上回り方が大きいときには、滞留している凝縮水の量が少ないと推定されるため、上記基準温度Ｔ1や上記基準時間ｔ1の値の増加量を大きくすることができる。
これにより、必要な分だけヒータ通電開始時期を遅らせることができるため、ガスセンサの早期活性を確保しつつ、効果的にセンサ素子の被水割れを防ぐことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５４】
（実施例３）
本例は、図１２に示すごとく、前回運転のエンジン停止前の運転状況を判定するための第１のフローを変更した、ガスセンサ用のヒータ制御装置の例である。
即ち、まず実施例１と同様にステップＳ５００において第１のフローの制御を開始し、温度検出手段１１によって検出した排気系３の温度を読み込む（ステップＳ５０１）。
次に、ヒータが通電しているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。
【００５５】
そして、ヒータが通電していると判断された場合には、低温積算時間ｔdwnをクリアした後（ステップＳ５０３）、後述するステップＳ５０７へ進む。一方、ヒータが通電していないと判断された場合には、排気系温度が所定の基準温度Ｔ0以下か否かを、上記温度低下判定手段１２によって判定する（ステップＳ５０４）。
この第１のフローでは、エンジン停止前の運転状況において、アイドルなどの排気温度が低下している状態の積算時間を記憶させることが目的である。そのため、ヒータ通電している状態においては、そもそも排気管中に水が無いことが判定されている状態であるので、低温積算時間ｔdwnをクリアするものである。
【００５６】
ステップＳ５０４において、上記温度低下判定手段１２によって、排気系温度が基準温度Ｔ0以下であると判断された場合には、低温積算時間ｔdwnを加算し（ステップＳ５０５）、排気系温度が基準温度Ｔ0以下であると判断された場合には、低温積算時間ｔdwnを減算する（ステップＳ５０６）。ただし、この減算は、低温積算時間ｔdwnが０になった後は行わない。
ここでは排気温度の低下によりヒータ通電が一旦切られたあと、再びヒータ通電が可能となるまでの排気系温度低下時間を積算し、これを排気管中の凝縮水量として推定しているものである。そして、排気系温度が基準温度Ｔ0を超えているときには、低温積算時間ｔdwnを減算することにより、排気管中の凝縮水が蒸発して減少していると推定するものである。
【００５７】
次に、エンジン停止（イグニッションオフ）されたか否かを判断し（ステップＳ５０７）、エンジン停止と判断された場合には、上記低温積算時間ｔdwnをメモリ（低温積算時間記憶手段１４）に記憶して第１のフローを終了する（ステップＳ５０８、Ｓ５０９）。
一方、ステップＳ５０７において、エンジン停止と判断されなかった場合は、再びステップＳ５０１に戻り排気系３の温度を読み込む。
【００５８】
以上の第１のフローにより、エンジン停止前における運転状況に応じて変化する排気管中の凝縮水の推定量に対応した、低温積算時間ｔdwnが履歴として残る。そして、この低温積算時間ｔdwnを、次回運転のエンジン始動後のガスセンサ用のヒータ制御に反映する。
その他は、実施例１と同様である。
【００５９】
本例の場合には、排気系３における凝縮水の推定量に、より精確に対応したヒータ制御を行うことができる。そのため、素子割れを一層効果的に防ぐことができるヒータ制御を行うことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６０】
（比較例）
本例は、図１３に示すごとく、前回運転のエンジン停止前の運転状況を反映させることなく、次回運転のエンジン始動後におけるガスセンサ用のヒータ制御を行う例である。
まず、ステップＳ６００で本フローの処置を開始し、ステップＳ６０１で排気系の温度を読み込み、その温度が所定の基準温度以上か否かをステップＳ６０２で判定する。
【００６１】
ステップＳ６０２における判断がＮＯの場合（排気系温度が基準温度未満の場合）は現在の状態を維持し、ステップＳ６０２における判断がＹＥＳの場合（排気系温度が基準温度以上の場合）はステップＳ６０３に進み所定の基準時間が経過したかどうかを判定する。このステップＳ６０３における判断がＹＥＳの場合には排気系に水が無くなったと判定し、ステップＳ６０４でヒータ通電を開始する。
【００６２】
一旦ヒータ通電を開始した後もステップＳ６０５で排気系の温度を読み込み、ステップＳ６０６で排気系温度が所定の基準温度未満か否かを判定する。ステップＳ６０６における判断がＮＯの場合（排気系温度が基準温度以上の場合）はヒータ通電を継続し、ＹＥＳの場合（排気系温度が基準温度未満の場合）は、ステップＳ６０７でヒータ通電を停止する。そして、ステップＳ６０１へ戻り、ステップＳ６０１〜Ｓ６０３において、再び排気系温度が上昇するのを待つ。
【００６３】
このようにして、本例においては、排気系の温度が一定の基準温度に達して一定の基準時間を経過したか否かを基にヒータ通電の可否を判断している。
しかしながら、例えば前回運転のエンジン停止前の運転状況において、アイドル放置のような排気温度が低い状態が長時間継続し、排気管中に凝縮水が多量に滞留する場合がある。かかる場合には、上記ステップＳ６０２〜Ｓ６０３で排気系の温度が基準温度を上回り基準時間が経過したと判定しても、本例の制御においては、前回運転のエンジン停止時の排気管中の水分状態は考慮されていないので、排気系の温度情報だけでは排気管中に水が無くなったという判定精度が保障できないといった問題がある。
【００６４】
これに対して、本発明のヒータ制御手段においては、前回運転のエンジン停止前の運転状況を記憶することと、その運転状況に対応して次回運転のエンジン始動後におけるヒータの制御の基準を変更することにより、排気管中の水が無くなったという判定を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１における、ディーゼルエンジンの排気系を示す説明図。
【図２】実施例１における、ヒータ制御の概略のフローを示す説明図。
【図３】実施例１における、前回運転のエンジン停止前の運転状況を基に低温積算時間ｔdwnを求める第１のフローを示す説明図。
【図４】実施例１における、次回運転のエンジン始動後のヒータ制御についての第２のフローを示す説明図。
【図５】実施例１における、ガスセンサ用のヒータ制御装置の概念図。
【図６】実施例１における、低温積算時間ｔdwnと基準温度Ｔ1との関係を示す線図。
【図７】実施例１における、低温積算時間ｔdwnと基準時間ｔ1との関係を示す線図。
【図８】実施例１における、ヒータ通電時期を示す線図。
【図９】実施例１における、車速及びイグニッション、オン、オフの時間変化を示す線図。
【図１０】実施例２における、低温積算時間ｔdwnと基準温度Ｔ1との関係を示す線図。
【図１１】実施例２における、低温積算時間ｔdwnと基準時間ｔ1との関係を示す線図。
【図１２】実施例３における、前回運転のエンジン停止前の運転状況を基に低温積算時間ｔdwnを求める第１のフローを示す説明図。
【図１３】比較例における、ヒータ制御のフローを示す説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１  ヒータ制御装置
２  ディーゼルエンジン
３  排気系
４  ガスセンサ
【図１】
0004710615.tif 000002
【図２】
0004710615.tif 000003
【図３】
0004710615.tif 000004
【図４】
0004710615.tif 000005
【図５】
0004710615.tif 000006
【図６】
0004710615.tif 000007
【図７】
0004710615.tif 000008
【図８】
0004710615.tif 000009
【図９】
0004710615.tif 000010
【図１０】
0004710615.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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