JPS6222054A - 酸素センサ用ヒ−タ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン排気系における酸素濃度を検出して
、この検出結果を空燃比制御等に使用する酸素センサに
関し、特にこの酸素センサを加熱するヒータを制御する
ための酸素センサ用ヒータ制御装置に関する。

（従来の技術〕 従来上り、自動車のエンジン排気系に酸素センサを設け
、この酸素センサでエンジン排気系における酸素濃度を
検出し、この検出結果をフィードバックして、燃料噴射
量、ひいては空燃比の制御などを行なっている。

ところで、この酸、素センサはノルコニ７、チタニアな
どのセラミックスでできているので、センサ温度が低い
と、作動が正確でないため、センサ素子にヒータを埋め
込んだ構造のものが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このようなヒータ埋め込み式酸索センサ
では、低温時等、エンジン排気系内に水が存在する可能
性のある場合に、ヒータに通電を行なうと１１次のよう
な不具合を生じる。すなわちヒータへの通電により酸素
センサの温度が上昇したところに、水が付着すると、酸
素センサは熱ひずみによって破壊するおそれがあるので
ある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、エンジン排気系に水が存在する可能性のある温度範囲
ではヒータへの通電を禁止できるようにして、酸素セン
サの保護をはかった酸素センサ用ヒータ制御装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明の酸素センサ用ヒータ制御装置は、エ
ンジンの排気系における酸素濃度を検出する酸素センサ
と、同酸素センサを加熱するヒータと、同ヒータによる
加熱量を制御するヒータ制御手段とをそなえ、上記酸素
センサ近傍の温度を検知する温度検知手段が設けられる
とともに、同温度検知手段からの信号を受けて上記酸素
センサ近傍の温度が所定値以下のときは上記ヒータによ
る上記酸素センサの加熱を禁止する加熱禁止手段が設け
られたことを特徴としている。

〔作　用〕

上述の本発明の酸素センサ用ヒータ制御装置では、エン
ジンを始動してもエンジン低温時等は加熱禁止手段の作
用によってヒータへの通電が禁止されているので、酸素
センサはヒータによって加熱されることがなく、これに
よりエンジン排気系内の水が酸素センサに付着しても、
熱ひずみによる破壊を招くことがない。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての酸素センサ
用ヒータ制御装置について説明すると、第１図はその概
略構成を示す楔弐図、第２図はその作用を説明するため
のグラフ、第３図はその作用を説明するための流れ図で
ある。

第１図に示すごとく、エンジンＥの排気管３には、エン
ジン排気系の酸素濃度を検出する酸素センサ４（この酸
素センサ４としてセラミックを素子として使っている酸
素センサ、即ちリーンセンサ、全域空燃比センサ等を挙
げることができる）が□イｔｌｔｂｉ−（お０、ユ。□
ヤ、９４．ユ１．□　　　　　　Ｃセンサ４を加熱する
ヒータ４ａが付設されでいる。

そして、ヒータ４ａへはヒータ制御子ｌ′ｉＨＣからの
制御信号が供給されるようになっており、これによりヒ
ータ４ａによる加熱量が制御されるようになっている。

ここで、ヒータ制御手段Ｈｅの機能は、ＣＰＵ。

ＲＡＭ、ＲＯＭ、適宜のインターフェース等を含むコン
トローラ６を有しているが、このコントローラ６は酸素
センサ４やその他エンジン回転数、エンジン負荷等を検
出するセンサ８からの信号を受けて、吸気管１へ向は燃
料を噴射しうるインジェクタ７へ燃料噴射量制御信号を
出力して例えば理論空燃比で運転できるようにエンジン
Ｅを制御する燃料噴射量制御手段（空燃比制御手段）Ｃ
１の機能も有している。

ところで、酸素センサ４の近傍温度（酸素センサ４自身
の温度も含む）を検出すべく、酸素センサ４の配設部近
傍の排気管３部介に、温度センサ（温度検知手段）５が
配設されている。なおこの温度センサ５は主として排気
管壁温（排気マニホルド壁温）を検出するものである。

そして、この温度センサ５からの信号はコントローラ６
へ出力され、このコントローラ６の加熱禁止手段ＨＩへ
入力される。

この加熱禁止手段ＨＩは、温度センサ５によって検出さ
れた酸素センサ４近傍の温度Ｔが所定値Ｔ、（このＴｏ
は排気管３内に水が存在する可能性のある温度範囲の上
限以上の温度値が選ばれる）以下のときはヒータ４ａに
よる酸素センサ４の加熱を禁止する手段で、この場合ヒ
ータ制御手段ＨＣの作動に優先するものである。

なお、第１図中の符号２はエアクリーナを示している。

上述の構成により、エンジン始動直後のように酸素セン
サ４近傍の温度が所定値Ｔ０以下のときはヒータ４ａへ
の通電が禁止されている。

これにより、仮に排気マニホルド壁面に水が付着してい
て、その水が酸素センサ４に付着しても熱ひずみによる
破壊を招くことがない。

そして、温度センサ５によって検出された温度Ｔが所定
値Ｔ０よりも大きくなると、排気管３内に水が存在する
可能性がなくなるので、ヒータ４ａへの通電が開始され
る。この場合は排％ｖ二ホルトに水の存在しない状態に
なってからであるので、酸素センサ４を破壊するおそれ
はない。

このときの酸素センサ４の近傍温度と時間との関係を示
すと、例えば第２図のようになり、また、ヒータ通電制
御の要領を概略フローで示すと、第３図のようになる。

なお、温度検知手段としては、直接排気マニホルド壁温
を検出するもののほか、温度センサを酸素センサ４に埋
め込み、このセンサの抵抗値を検出してこの抵抗変化か
ら温度を検知する手段や、エンジン冷却水温から酸素セ
ンサ４近傍温度を推定する手段あるいはエンジン始動か
ら所定時間経過すると酸素センサ４の近傍温度もある温
度まで上がっているであろうと推定することにより温度
を検知する手段等各種のものが考えられる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の酸素センサ用ヒータ制御
装置によれば、エンジンの排気系における酸素濃度を検
出する酸素センサと、同酸素センサを加熱するヒータと
、同ヒータによる加熱量を制御するヒータ制御手段とを
そなえ、上記酸素センサ近傍の温度を検知する温度検知
手段が設けられるとともに、同温度検知手段からの信号
を受けて上記酸素センサ近傍の温度が所定値以下のとき
は上記ヒータによる上記酸素センサの加熱を禁止する加
熱禁止手段が設けられるという簡素な構成で、エンジン
低温時等は加熱禁止手段の作用によってヒータへの通電
が禁止されているので、酸素センサはヒータによって加
熱されることがなく、これによりエンジン排気系内の水
が酸素センサに付着しても、熱ひずみによる破壊を招く
ことがなくなるのであって、その結果故障に対する信頼
性が大幅に向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としての酸素センサ用ヒータ制御
装置を示すもので、第１図はその概略溝　　　　　　　
　　　「成を示す模式図、第２図はその作用を説明する
なめのグラフ、第３図はその作用を説明するための流れ
図である。 １・・吸気管、２・・エアクリーナ、３・・排気管、４
・・酸素センサ、４ａ・・ヒータ、５・・温度センサ（
温度検知手段）、６・・コントローラ、７・・インジェ
クタ、８・・センサ、Ｃ１・・燃料噴射量制御手段、Ｈ
Ｃ・・ヒータ制御手段、ＨＩ・・加熱禁止手段。 代理人　弁理士　飯　沼　義　彦 Ｗｉ１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンの排気系における酸素濃度を検出する酸素セ
   ンサと、同酸素センサを加熱するヒータと、同ヒータに
   よる加熱量を制御するヒータ制御手段とをそなえ、上記
   酸素センサ近傍の温度を検知する温度検知手段が設けら
   れるとともに、同温度検知手段からの信号を受けて上記
   酸素センサ近傍の温度が所定値以下のときは上記ヒータ
   による上記酸素センサの加熱を禁止する加熱禁止手段が
   設けられたことを特徴とする、酸素センサ用ヒータ制御
   装置。