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公開番号2025077768
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023190219
出願日2023-11-07
発明の名称ガスセンサ用ヒータ制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人
主分類F02D 41/04 20060101AFI20250512BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】ガスセンサのヒータの通電の待機時間を適切に設定できるガスセンサ用ヒータ制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】車両に搭載されたエンジンの排気管のサブマフラよりも上流側に設けられたガスセンサのセンサ素子を加熱するヒータを制御するガスセンサ用ヒータ制御装置であって、前記車両の前傾時の傾斜角度である前傾角度を取得する前傾角度取得部と、前記前傾角度に基づいて、前記サブマフラから上流側への凝縮水の逆流が発生したか否かを判定する逆流判定部と、前記逆流判定部により肯定判定がなされた場合、前記排気管内の圧力である排気圧の上昇量を取得する排気圧上昇量取得部と、前記上昇量が大きいほど、次回の前記エンジンの始動から前記ヒータへの通電が開始されるまでの待機時間を長く設定する待機時間設定部と、を備えたガスセンサ用ヒータ制御装置。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
車両に搭載されたエンジンの排気管のサブマフラよりも上流側に設けられたガスセンサのセンサ素子を加熱するヒータを制御するガスセンサ用ヒータ制御装置であって、
前記車両の前傾時の傾斜角度である前傾角度を取得する前傾角度取得部と、
前記前傾角度に基づいて、前記サブマフラから上流側への凝縮水の逆流が発生したか否かを判定する逆流判定部と、
前記逆流判定部により肯定判定がなされた場合、前記排気管内の圧力である排気圧の上昇量を取得する排気圧上昇量取得部と、
前記上昇量が大きいほど、次回の前記エンジンの始動から前記ヒータへの通電が開始されるまでの待機時間を長く設定する待機時間設定部と、を備えたガスセンサ用ヒータ制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサ用ヒータ制御装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されたエンジンの排気管に設けられたガスセンサには、ガスセンサのセンサ素子を加熱するヒータが設けられている。ヒータによりセンサ素子が活性化温度となった後に、センサ素子の検出値に基づいて所定のエンジン制御が実行される。排気管内には、凝縮水が残留する場合がある。例えばエンジンの始動の際にヒータにより高温となったガスセンサが排気管内の凝縮水により被水すると、ガスセンサが破損するおそれがある。このため、エンジンの始動から凝縮水が排気管から排出される又は蒸発するまで、ヒータへの通電を待機する待機時間が設定される。例えば特許文献１では、車両の前傾角度が大きいほど排気管内から排出されない凝縮水の残留量が多いものとみなして、上記の待機時間を長期に設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－３２７４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら車両の前傾角度は、排気管内での凝縮水の残留量に直接的に相関する値ではない。例えば排気管内での凝縮水の残留量は、外気の温度などにも影響を受ける。このため、排気管内から凝縮水が排出される又は蒸発するのに要する排除時間に対して、待機時間がずれて設定されるおそれがある。例えば排除時間に対して待機時間が短期に設定されると、排気管内に凝縮水が残留した状態でヒータの通電が開始されるおそれがある。この結果、高温のガスセンサが被水して破損するおそれがある。また、排除時間に対して待機時間が長期に設定されると、排気管内からの凝縮水の排出後もヒータへの通電が待機されるおそれがある。この結果、センサ素子の検出値に基づくエンジン制御の開始が遅れるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、ガスセンサのヒータの通電の待機時間を適切に設定できるガスセンサ用ヒータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、車両に搭載されたエンジンの排気管のサブマフラよりも上流側に設けられたガスセンサのセンサ素子を加熱するヒータを制御するガスセンサ用ヒータ制御装置であって、前記車両の前傾時の傾斜角度である前傾角度を取得する前傾角度取得部と、前記前傾角度に基づいて、前記サブマフラから上流側への凝縮水の逆流が発生したか否かを判定する逆流判定部と、前記逆流判定部により肯定判定がなされた場合、前記排気管内の圧力である排気圧の上昇量を取得する排気圧上昇量取得部と、前記上昇量が大きいほど、次回の前記エンジンの始動から前記ヒータへの通電が開始されるまでの待機時間を長く設定する待機時間設定部と、を備えたガスセンサ用ヒータ制御装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガスセンサのヒータの通電の待機時間を適切に設定できるガスセンサ用ヒータ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１Ａは、車両の概略構成図であり、図１Ｂは、車両が水平時のサブマフラ内の凝縮水の状態を示した図であり、図１Ｃは、車両が前方傾斜時のサブマフラ内の凝縮水の状態を示した図である。
図２Ａは、ＥＣＵが実行する待機時間設定制御を例示したフローチャートであり、図２Ｂは、排気圧の上昇量と待機時間との関係を規定したマップである。
図３は、ＥＣＵが実行するヒータ通電制御を例示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［車両の概略構成］
図１Ａは、車両１の概略構成図である。この車両１の車体２内には、走行動力源であるエンジン１０が設けられている。従って車両１は、エンジン車両であるが、走行動力源としてエンジン１０に加えてモータを備えたハイブリッド車両であってもよい。エンジン１０は、エンジン本体１２及び排気管１４を含む。エンジン本体１２は、複数の気筒が設けられている。排気管１４は、エンジン本体１２の各気筒の排気ポートに接続されている。排気管１４には、エンジン本体１２の各気筒からの排気が流れる。エンジン本体１２は、車体２の前方に設けられている。排気管１４はエンジン本体１２から車体２の後方に延びている。排気管１４には、排気管１４の一部を構成するサブマフラ１６が設けられている。尚、排気管１４のサブマフラ１６よりも下流側には、図示を省略しているがメインマフラが設けられている。
【００１０】
排気管１４のサブマフラ１６よりも上流側には、詳しくは後述するガスセンサ２０が設けられている。ガスセンサ２０は、排気の空燃比を検出する空燃比センサであるが、これに限定されず、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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