JPS62267657A

JPS62267657A - 空燃比センサの温度制御装置

Info

Publication number: JPS62267657A
Application number: JP61110581A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Miki; 三木　政之; Kiyomitsu Suzuki; 清光鈴木; Takao Sasayama; 隆生笹山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1987-11-20
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: US4785284A; JPH0778484B2

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、自動車用ガソリンエンジンなどの空燃比制御
に使用される空燃比センサの加熱装置に係り、特に酸素
ポンプ方式の空燃比センサに好適な温度制御装置に関す
る。

Ｃ従来の技術〕自動車用のガソリンエンジンでは、その排気ガス成分を
監視して燃料供給量を制御し、吸入空気量に対する燃料
量、いわゆる空燃比が常に所定値に保たれるように制御
するのが望ましい。

そこで、このような、空燃比制御の為には、いわゆる空
燃比センサが必要になる。

ところで、このような空燃比センサとしては、従来から
種々の検出原理によるものが開発され、実用化されてい
るが、その一種に酸素ポンプ方式％式％この酸素ポンプ方式の空燃比センサ（以下、単に空燃比
センサという）によれば、空燃比が過濃側から稀薄側ま
での広い範囲にわたって検出が可能であり、広範囲での
空燃比制御を行なうことができるが、反面、その検出動
作に温度依存性があり、このため、使用中、かなり厳密
な温度制御が必要になる。

そのため、このような空燃比センサでは、その検出素子
（セル）にヒータを設け、このヒータに供給すべき加熱
用の電流をセルの温度に応じて制御し、これによりセル
の温度を常に所定値に保って使用するようにしていた。

しかして、このためには、セルの温度を検出する必要が
あるが、そのために従来から、セル自体の内部抵抗が持
つ温度依存性を利用し、この内部抵抗を測定して温度を
検出する方法が広く採用されていた。

例えば、特開昭５７−１８７６４６号公報によれば、直
流電圧に交流電圧を重畳させた信号を検出セルに印加し
、この交流電圧成分の温度依存性によりセルの温度を検
出して制御を行なう方法が開示されており、同様に、特
開昭５７−１９２８５２号公報にも交流により検出セル
の内部抵抗を検出する方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来例では、検出セルの内部抵抗の測定に交流
を用いているため、セルによる空燃比の測定のための直
流信号と、温度検出のための交流信号とを分離しなけれ
ばならないという問題点があった。

本発明は、上記した従来例の問題点に充分に対処し、交
流信号を用いることなく、簡単な構成で容易に、しかも
正確に空燃比センサの温度制御を行なうことができるよ
うにした装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、検出セルの内部起電力を抽出し。

これによりセルの内部抵抗測定時での内部起電力をキャ
ンセルすることにより解決される。

〔作　用〕

検出セルの内部起電力がキャンセルされるので、セルの
内部抵抗の測定を直流により簡単に行なうことができる
。すなわち、従来例で交流を用いているのは、検出セル
の内部起電力の形等を受けないで内部抵抗の測定を行な
うためであるが、本発明によれば、；の内部起電力がキ
ャンセルされるため、直流を用いて簡単、かつ正確にセ
ルの内部抵抗を測定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明による空燃比センサの温度制御装置につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で１図において、１は空燃比
センサの検出セル、２−４はブリッジ回路構成用の抵抗
、５はコンデンサ、６．７は電子スイッチ、８はスイッ
チ制御回路、９〜１１は電圧源として働くオペアンプ、
１２．１３は比較回路として動作するオペアンプ、１４
は検出セル加熱用のヒータ、１′５はヒータ電流制御用
のトランジスタである。

空燃比センサの検出セル１は第２図に示すように、ジル
コニア固体電解質２１を挟んで大気側の白金ｆＰ１極２
２と排気側の白金電極２３とを設け。

さらにジルコニア固体電解質２１の排気側の表面を、白
金電極２３も含めてガス拡散抵抗体２４で覆ったもので
あり、この第２図で、（ａ）は袋管状型のものを示し、
（ｂ）は厚膜プロセス又は薄膜プロセス等により作製さ
れる板状型のものを示す。そして、このようにして作製
された検出セル１にそれぞれ加熱用のヒータ１４が配置
される。

第１図に戻り、抵抗２〜４は検出セル１と共にブリッジ
回路を構成し、従って、抵抗２は検出セル１の内部抵抗
Ｒ１と等しい抵抗値とし、かつ。

抵抗３．４も同じ抵抗値とするのが一般的である。

コンデンサ５はサンプリング機能をはだすためのもので
、検出セル１の内部起電力Ｅｘを保持する鋤きをする。

電子スイッチ６．７はＦＥＴ（Ｋ％効果型トーランジス
タ）で構成され１回路全体の機能を抵抗測定モードとサ
ンプリングモードとに切換える働きをする。

スイッチ制御回路８は電子スイッチ６．７に制ｆ１９（
１６号を供給し、第３図に示すタイミングで、これらの
スイッチ６．７を交互にオン・オフさせる働きをする。

オペアンプ９は電圧Ｖｐｇの電圧源として働き、オペア
ンプ１０は同じく電圧Ｖｒの電圧源と、そしてオペアン
プ１１はコンデンサ５に保持された電圧Ｅｓの電圧源と
してそれぞれ働く。

オペアンプ１２は検出セル１と抵抗３との接続点に現れ
る電圧と、オペアンプ１０から供給される電圧Ｖｒとを
比較し、検出電圧ｖ、３を発生する働きをする。

オペアンプ１３は検出セル１と抵抗３の接続点に現れる
電圧と、抵抗２．４の接続点に現れる電圧とを比較して
制＃ｆｌ！圧ｖｈを発生する働きをする。

トランジスタ１５は、ヒータ１４に流れる電流を、制御
電圧ｖｈに応じて制御する働きをする。

なお、ｖｂはバッテリ電圧を、そしてｒｐ＋ｔ：検出セ
ル１に流九る電流をそれぞれ表わす。

次に、この実施例の動作について説明する。

上記したように、この実施例では、電子スイッチ６．７
により抵抗測定モードと、サンプリングモードとに交互
に順次１時分割で切換らハで動作するが、このとき、第
３ｒＢにおける期間ｔｘ、すなわちスイッチ６がオフで
スイッチ７がオンのときがサンプリングモードであり２
期間ｔｚ、すなわちスイッチ６がオンでスイッチ７がオ
フのときが抵抗測定モードである。

そこで、まず１期間ｔｚにおけるサンプリングモードで
の動作について説明する。

このモードでは、上記したように、電子スイッチ６はオ
フで電子スイッチ７がオンになっているから、このとき
の等価回路は第４図（ａ）に示すようになり、コンデン
サ５が検出セル１と並列に接続された形となる。そして
、この結果、このコンデンサ５は、検出セル１の内部起
電力Ｅ１に電圧ＶＰｇを加えた電圧によって充電され１
期間ｔｘが経過する間にその端子電圧Ｅｇは（Ｅｚ＋Ｖ
ｐｇ）に等し、くなる６つまり、このモードでは、検出
セル１の内′３起電力Ｅ１と電圧ＶＰｇとがコンデンサ
５によってサンプリングされることになる。

次１・こ１期間ｔ２１；おける抵抗測定モードでの動作
について説明する。

このモードでは、電子ス・ｒクチ６がオンで電子スイッ
チ７はオフになるから、このときでの等価回路は第４１
２１の（１，）に示すようになり、検出セル１の内部抵
抗Ｒｚと抵抗２，３．４により、１！圧Ｖｏをｆ！ＷＸ
＠圧とする直流ブリッジ回路が形成されることになる。

しかして、このとき、共通？ａ位と検出セル１の上側端
子との間には内部起電力Ｅ１とな圧ｖｐｇを加算した電
圧が現れているが、一方、抵抗２と共通電位間には、こ
の期間↑二の直前の期間ｔｘに電圧Ｅｓに充電されてい
るコンデンサ５が接続さ狂、この電圧Ｅ！Ｉは検出セル
１の上側端子の電圧と等しく保たれている。

この結果、検出セル１の内部起電力Ｅ１と電圧Ｖｐαと
はコンデンサ５のｔ圧Ｅｉによってキャンセルされ、検
出セル１の内部抵抗Ｒ１と抵抗２゜それに抵抗３．４に
よるブリッジ回路のバランス状態とは全く無関係となり
、オペアンプ１３の出力には、直Ｊｆｆｉ圧Ｖｏのもと
で動作するブリッジ回路により検出セル１の内部抵抗Ｒ
１の抵抗ｊ直を表わす制御電圧ｖｔ、ｈが取り出される
ことになる。

すなわち、従来例で交流電圧を用いているのは。

これらの電圧Ｅｘ、ＶＰｇの影響を受けないで内部抵抗
Ｒユの抵抗値を測定するためであるが、この実施例によ
れば、上記したように、これらの電圧をキャンセルした
状態で動作させることができるため、交流を用いること
なく、直流を用いて簡単に検出セル１の内部抵抗Ｒｘを
測定することができる。

なお、この実施例で、噴出セル１に印加されている電圧
ＶＰｇは、ポテンシャルグラウンドと呼ばれ、検出セル
ｌによる検出電流ｒｐが双方向に流れることを考慮して
与えられるもので４例えば直流の４ｖの電圧が用いられ
ている。

ここで、酸素ポンプ方式の空燃比センサの動作について
説明する。

この実施例では、第２図の（ａ）、（ｈ）いずれの型式
の検出セルを用いてもよく、これらはいずれも同じよう
に動作するもので、まず、検出すべき排気ガスの状態が
空気過剰率λ〉１のリーン域になっているときには、岡
山金電極２２．２３の間に、大気側のｆｉｔＷ２２を陽
極とする励起電圧ｖｅが印加されるようにする。そうす
ると、これにより、酸素ポンプ１５１象によって排気ガ
ス中の酸素濃度Ｐｅに対応したポンプ電流Ｉｐが、大気
側モードでの動作について説明する。

このモードでは、上記したように、電子スイッチ６はオ
フで電子スイッチ７がオンになっているから、このとき
の等価回路は第４図（ａ）に示すようになり、コンデン
サ５が検出セル１と並列に接続された形となる。そして
、この結果、このコンデンサ５は、検出セルｌの内部起
電力Ｅ１に電圧ＶＰｇを加えた電圧によって充電され、
期間ｔ１が経過する間にその端子電圧Ｅ−１は（Ｅ１＋
Ｖｐｇ）に等しくなる。つまり、このモードでは。

検出セルｌの内部起電力Ｅ１と電圧ＶＰｇとがコンデン
サ５によってサンプリングされることになる。

次に、期間ｔＺにおける抵抗測定モードでの動作につい
て説明する。

このモードでは、１１！子スイツチ６がオンで電子スイ
ッチ７はオフになるから、このときでの等価回路は第４
図の（ｂ）に示すようになり、検出セル１の内部抵抗Ｒ
１と抵抗２．３．４により、電圧Ｖ　ｏ　ｆ！：電ｗ、
電圧とする直流ブリッジ回路が形成されることになる。

しかして、このとき、共通電位と検出セル１の上側端子
との間には内部起電力Ｅ１と電圧ＶＰｇを加算した電圧
が現れているが、一方、抵抗２と共通電位間には、この
期間ｔｚの直前の期間ｔｘに電圧Ｅ＝、に充電されてい
るコンデンサ５が接続され、この電圧Ｅｓは検出セル１
の上側端子の電圧と等しく保たれている。

この結果、検出セル１の内部起電力Ｅｘと電圧ＶＰｇと
はコンデンサ５の電圧Ｅ５によってキャンセルされ、噴
出セル１の内部抵抗Ｒ１と抵抗２、それに抵抗３，４に
よるブリッジ回路のバランス状態とは全く無関係となり
、オペアンプ１３の出力には、直流電圧Ｖｏのもとで動
作するブリッジ回路により検出セル】の内部抵抗Ｒｘの
抵抗値を表わす制御電圧ｖｔｈが取り出されることにな
る。

すなわち、従来例で交流電圧を用いているのは。

これらの電圧Ｅ１、ＶＰｇの影響を受けないで内部抵抗
Ｒｚの抵抗値＋ａ　測定するためであるが、この実施例
によれば、上記したように、これらの電圧をキャンセル
した状態で動作させることができるため、交流を用いる
ことなく、直流を用いて簡単に検出セル１の内部抵抗Ｒ
１を測定することができる。

なお、この実施例で、検出セル１に印加されている電圧
ＶＰｇは、ポテンシャルグラウンドど呼ばれ、検出セル
１による検出電流Ｉｐが双方向に流れることを考慮して
与えられるもので９例えば直流の４ｖの電圧が用いられ
ている。

この実施例では、第２図の（ａ）、（ｂ）いずれの型式
の検出セルを用いてもよく、これらはいずれも同じよう
に動作するもので、まず、検出ずべき排気ガスの状態が
空気過剰率λ〉１のリーン域になっているときには、岡
山金電極２２．２３の間に、大気側の電極２２をｐＩｉ
Ｉ棲とする励起電圧Ｖｅが印加されるようにする。そう
すると、これにより、酸素ポンプ現象によって排気ガス
中の酸素濃度Ｐａに対応したポンプ電流Ｉｐが、大気側
の電極２２から排気側の電極２３に向って流れる。

このポンプ電流Ｉｐはオペアンプ１２から供給さｊｘる
もので、その大きさは次式で表わされる。

Ｉｐ＝　　（４Ｆ／ＲＴ）　　・　（ＤＳ／ｌ）　　・
Ｐｅ・−・・（１）ここで、Ｆはファラデ一定数、Ｔは絶対温度。

Ｒは気体定数、Ｄはガスの拡散定数、Ｓはガス拡散孔の
断面図、ｌはガス拡散孔の長さである。

このとき、大気側ｆｉｖ１１２２には電圧Ｖｒが、そし
て排気側電極２３には電圧ＶＰｇがそれぞれ印加されて
いるので、結局、検出セル１には、これらの電圧の差の
電圧が上記した励起電圧Ｖｅとして印加される″ことに
なる。

そして、この励起電圧Ｖｅは次式で表わされる値をとり
実用上からは約０．５ｖ程度となる。

Ｖ　ｅ　＝　Ｉ　ｐ−Ｒｘ　＋　（ＲＴ／　４　Ｆ）　
・１ｎ（Ｐａ／Ｐｅ）＝ＩＰ拳Ｒｚ＋Ｅ　　　　　　　・・・・（２）ここで
、Ｒａは大気中での酸素濃度、Ｅはネルンストンの法則
で与えられる起電力であり、従つて、この（２）式の右
辺の第１項は検出セル１による電圧降下を表わすことに
なり、この結果、検出電圧Ｖｏは次式のようになる。

Ｖｏ＝１ｐ−Ｒ３＋Ｖｅ＋Ｖｐｇ　　・・・・（３）こ
こで、Ｒ３は抵抗３の抵抗値である。

そして、二九ら（２）、（３）式からｖｏ＝工ＰＩＲ−４＋ｖｅ＋ｖＰｇ　・・・・（４）と
なり、従って、排気ガス中の酸素濃度Ｐｅに対応して変
化するポンプ電流Ｉｐによって検出電圧Ｖｏが定まるた
め、この電圧Ｖｏにより排気ガス中での酸素濃度Ｐｅ、
つまりλ〉１のリーン域での空燃比を検出することが出
来る。

次に、このような空燃比センサの温度依存性について説
明する。

（１）式から明らかなように、検出セル１のポンプ電流
１ｐには温度依存性があるため、この補償が不可欠とな
る。第５図はこのような検出セルのＶ−Ｉ特性を示した
もので、この図から明らかなように、セルの特性は、温
度によって限界電流（ポンプ電流Ｉｐの飽和した値のこ
と）が変化するものとなっており、このため、検出電圧
Ｖｏが温度依存性をもち、温度の形響を受ることになる
。

第１図に戻り、この検出セル１の温度補償は、加熱用の
ヒータ１４に流れる電流をセル１の温度に応じて制御し
、これにより、このセル１の温度を一定の高温度に保つ
ようにすることによって行なわれる。

しかして、このためには、検出セル１の温度を検出する
必要がある。

そこで、この実施例では、第４図（ｂ）に示すように、
抵抗２，３．４を用い、これにより検出セルｌの内部抵
抗Ｒ１と共に抵抗ブリッジ回路が構成されるようにし、
このとき、上記したように、コンデンサ５にサンプルさ
れている電圧Ｅ５により検出セル１の内部起電力Ｅｌが
キャンセルされるようにしたものである。

まず、第３図の期間ｔ１においては、電子スイッチ６が
オフされてポンプ電流１ｐがカットされるため、このと
きには、上記（２）式の右辺の第１項は零となり、第４
図（ａ）に示すようにして、コンデンサ５には起電力Ｅ
１と電圧Ｖｐｂとの和の電圧が保持され、この結果、オ
ペアンプ１０の出力電圧もこの電圧（Ｅ　ｘ　＋Ｖ　ｐ
ｇ　）となり、従って、次のｔ２の期間では第４図（ｂ
）のようになる。

そこで、いま、オペアンプ１３のプラス入力端子の電圧
を＋ｅ、マイナス入力端子の電圧を−ｅとすると、これ
らの電圧は次式のようになる。

＋ｅ＝　（Ｖ　ｏ　　（Ｅ　＋Ｖ　Ｐｇ）　）　Ｒ１／
（Ｒ−４＋Ｒ１）・・・・（５）ｅ　＝　（Ｖ　ｏ　　（Ｅ’＋Ｖ　ｐｇ）　）　Ｒ２、
／　（ＲＪ＋Ｒ２）・・・・（６）そして、オペアンプ１２の安定条件により１次式が成立
する。

（Ｖｏ　−（Ｅ　＋Ｖ　ｐｇ）　）　Ｒｚ　／（Ｒ３＋
Ｒ１）＝ｒｖｏ　　（Ｅ’＋ＶＰｇ））Ｒ２／（Ｒｊ＋
Ｒ２）・・・・（７）ここで、ｆｔ電圧とＥ′とが等しいことから、この（７
）式を整理すると。

Ｒａ　／　Ｒ２＝　Ｒｓ　／　Ｒ１・・・・（８）とな
り２ブリッジ回路の平衡条件が成立する。

なお、ここで、Ｒ２、Ｒｓ　、ＲＪはそれぞれ抵抗２．
３．４の抵抗値である。

そこで、このオペアンプ１３の出力電圧Ｔｈをトランジ
スタ１５に印加してやれば、ヒータ１４に供給される電
流が制御され、これにより、（８）式で表わされるバラ
ンス条件が？１ｉ足するようし；、つまり、検出セル１
の内部抵抗Ｒ１が外部の抵抗Ｒ２の抵抗値と等しくなる
ように、検出セル１の温度が、たとえば７００度以上の
所定の高温度に一定に保たれ、空燃比の検出が常に高精
度で得られるような温度制御が行なわれることになる。

第７図は上記実施例による温度制御の結果を示したもの
で、実線は本発明を適用した場合を、そして破線はそう
でない場合をそれぞれ示しており、この図から明らかな
如く４本発明の場合には、排気ガス温度が約２００度以
上で安定した検出が可能なことが判る。

次に１本発明の他の実施例について説明する。

自動車のエンジンでは、空燃比領域がλ〉ｌのリーン域
に限らず、λ＝１の理論空燃比点、それにλくｌのリッ
チ域でも運転される。

従って、空燃比センサとしても、このような広範囲にわ
たる空燃比の検出が可能なものが望ましい、そして、上
記した酸素ポンプ方式の空燃比センサによれば、このよ
うな広範囲での検出が可能である。

そこで、このような場合でも本発明を適用して温度制御
を行なうことを考えてみると、第２図に示すような酸素
ポンプ方式の検出セルでは、上記したように、λ〉１の
リーン域では大気側電極２２から排気側電極２３に向っ
てポンプ電流ＩＰが流れ、λ＝１の理論空燃比でポンプ
電流ＩＰが零になるが、その後、λく１のリッチ域では
、排気側型ｔｒ！２３から大気側電極２２に向ってポン
プ電流ｒｐが流れる。

そこで、このような広範囲での空燃比センサにおける温
度制御を行なうためには、第１図の実施例のままでは不
向きで、オペアンプ１３の動作を切換えてやる必要があ
る。

第８図は、このような広範囲空燃比センサに本発明を適
用した一実施例で、２０〜２２はオペアンプ、２３〜２
５はダイオード、２６〜２９は抵抗、そして３０はコン
デンサである。また、この実施例では、第１図の場合で
のオペアンプ１３に代えて２個のオペアンプ１３Ａ、１
３Ｂが用いられでいるが、その他は第１図の実施例と同
じである。なお、この実施例では、電子スイッチ６．７
としてＦＥＴ（ｆｉ界効果トランジスタ）を用いている
。

オペアンプ２０．２１．２２はいずれも比較器として用
いられ、このうちオペアンプ２０．２１は検出セル１の
ポンプ電流の反転を検出する働きをし、オペアンプ２２
は起動時でのクイックスタート制御用で勿ろ。

次に、この実施例の動作について説明する５既に説明し
たように、電圧Ｖｒはλ＝１のときに電圧■ｏと等しく
なり、λ〉１のリーン域では電圧Ｖ　ｒ　＜　Ｖ　ｏと
なり、λくｌのリッチ域では電圧Ｖｒ＞ｖｏとなる。そ
こで、この関係を利用して、この実施例では比較器の切
換を行なうようになっている。

まず、上記（３）式から、電圧ｖ１〕はＶｏ＝１ｐＲｓ
＋（Ｖｒ　　Ｖｐｇ）＋Ｖｐｇ・・・・（９）と表わされる。

これから、λ〉１の９１域では電圧Ｖ　ｏ　＞　Ｖ　ｒ
となり、オペアンプ２０の出力は　’　Ｈ”　、オペア
ンプ２１の出力は　“Ｌ　ｎとなるが１反対に、λく１
の領域では電圧Ｖ＋＞（ｖｒとなり、　オペアンプ２０
の出力は　Ｉ　ＨＩＩ、オペアンプ２１の出力は”　Ｌ
　”となる。

一方、オペアンプ１３Ａ、１３Ｂの出力にはブリッジ回
路の両辺の大小関係によって、それぞれ″）（ＩＩ　、
　”　［、ＩＩの電圧がオン・オフ的に呪われる。

そこで、オペアンプ１３Ａ、２０’ｚ一方のオ…、オペ
アンプ１３Ｂ、２１を他方の組とし、これに抵抗２６．
２８を組合わせると、これらは各々アンド回路を摺成し
、各組のオペアンプの双方の出力が　ｒｒ　Ｈ７１にな
ったときだけ、その組の出力がｔｚ　Ｈｎになる。

一方、２個のダイオード２３．２４はオア回路を構成し
、この結果、オペアンプの各組の出力を合成して取り出
す働きをする。

従って、検出セル１による酸素ポンプ電流Ｉｐの方向が
いずれの向きとなっても、検出セル１の内部抵抗Ｒ１，
抵抗２．３．４から構成されるブリッジ回路のバランス
状態は、オペアンプ１３Ａ。

１３Ｂのいずれかの出力によって検出され、抵抗２つを
介してトランジスタ１５に供給されることになり、温度
制御を行なうことができる。

従って、この実施例によれば、空燃比状態をリーン域か
らリッチ域の全てにわたって広範囲に検出する空燃比セ
ンサに適用して、検出セルの温度を常に所定の一定の高
温度に制御することができ。

精度の高い空燃比センサを得ることができる。

ところで、この第８図の実施例では、ダイオード２５を
介してオペアンプ２２の出力もトランジスタ１５に供給
されるようになっている。

しかして、このオペアンプ２２の十人力には一定の識別
電圧Ｖｔｈが印加されており、他方、その−人力には抵
抗２８とコンデンサ３０からなる積分回路の出力が印加
されるようになっている。

この結果、自動車のイグニッションスイッチがオンにさ
れたときなどで、回路全体に＠源が与えられたときには
、このオペアンプ２２の十人力の電圧は直に立上るが、
その−人力の電圧は所定の時間遅れをもって上昇してゆ
くため、このオペアンプ２２は、電源が投入されたとき
だけ、そのときから所定の一定時間だけ　”Ｈ″′′出
力生することになる。

従って、この実施例によれば、検出セル１を含むブリッ
ジ回路のバランス状態と無関係に１回路始乃時には、必
ずヒータ１４に電流が供給されることになり、検出セル
１の’ｔＨ度が所定の一定の高温度に達するまでの時間
を充分に短縮することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、空燃比センサの
検出セルの内部抵抗検出に障害となる内部起電力を確実
にキャンセルすることができるから、従来技術の問題点
に充分に対処し、交流を用いることなく、直流のままで
簡単に、しかも高精度で検出セルの温度を検出し、温度
制御を確実に行なうことができ、空燃比を安定して検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空燃比センサの温度制御装置の一
実施例を示す回路図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ
検出セルの一例を示す断面図、第３図（ａ）、（ｂ）は
動作説明用のタイミングチャート。第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ動作説明用の等価回路
図、第５図は空燃比センサの温度依存性の一例を示す特
性図、第６図は同じくその内部抵抗の温度依存性を示す
特性図、第７図は本発明による効果を説明するための特
性図、第８図は本発明の他の一実施例を示す回路図であ
る。ｌ・・・・空燃比センサの検出セル、２〜４・・・・ブ
リッジ回路構成用の抵抗、５・・・・サンプリング用の
コンデンサ、６．７・・・・電子スイッチ、８・・・・
スイッチ制御回路、９〜１１・・・・電圧源用のオペア
ンプ、１２．１３・・・・比較回路用のオペアンプ、１
４・・・・加熱用のヒータ、１５・・・・ヒータ制御用
のトランジスタ。第１区ｌ−一・−検出上ル６．７−−−電子スイ・フ÷ ８−一−−−スイ・ソチ制４ｐ巨は各１４−−−−−加無Ｊ＠こ−ダ第２図（０）　　　　　　　（ｂ）第３図第４図（ａ）　　　　　　　　（ｂ）Ｖ。第５ＦＡ第６図ＩＱ３／Ｔｃ　（Ｋ力第７図がスラ五７１　　Ｔｇ（＠Ｃ）第８図

Claims

【特許請求の範囲】

１．センサ素子の内部抵抗変化によりその温度を検出し
て加熱用ヒータの電流制御を行なう方式の空燃比センサ
の温度制御装置において、上記センサ素子の内部起電力
を取込んで保持するサンプリング手段を設け、このサン
プリング手段により保持した電圧により上記センサ素子
の内部抵抗測定時での上記内部起電力の影響をキャンセ
ルするように構成したことを特徴とする空燃比センサの
温度制御装置。
２．特許請求の範囲第１項において、上記サンプリング
手段による電圧保持動作と上記内部抵抗測定時での動作
とが交互に時分割で行なわれるように構成されているこ
とを特徴とする空燃比センサの温度制御装置。
３．特許請求の範囲第１項において、上記センサ素子の
内部抵抗の測定が直流ブリッジ回路方式で行なわれるよ
うに構成されていることを特徴とする空燃比センサの温
度制御装置。
４．特許請求の範囲第３項において、上記直流ブリッジ
回路力式における該ブリッジ回路からの電圧検出動作が
、正極性と負極性にまたがって行なわれるように構成さ
れていることを特徴とする空燃比センサの温度制御装置
。
５．特許請求の範囲第１項において、上記加熱用ヒータ
が、起動加熱回路を備えていることを特徴とする空燃比
センサの温度制御装置。