JPH0249567Y2 - - Google Patents
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- JPH0249567Y2 JPH0249567Y2 JP1982138452U JP13845282U JPH0249567Y2 JP H0249567 Y2 JPH0249567 Y2 JP H0249567Y2 JP 1982138452 U JP1982138452 U JP 1982138452U JP 13845282 U JP13845282 U JP 13845282U JP H0249567 Y2 JPH0249567 Y2 JP H0249567Y2
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- sensor
- engine
- temperature
- oxygen
- heater
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- Expired
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、内燃機関の排気管に設けられかつ電
気ヒータにより加熱されて排気ガスの酸素濃度に
比例する出力を発生する酸素センサの加熱制御装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heating control device for an oxygen sensor that is installed in an exhaust pipe of an internal combustion engine and is heated by an electric heater to generate an output proportional to the oxygen concentration of exhaust gas.
内燃機関の排気ガスの酸素濃度と空燃比は、理
論空燃比より大きい空燃比すなわち希薄薄混合気
の領域において良好な相関性をもつているので、
この領域における排気ガスの酸素濃度を測定する
ことにより、排気ガス空燃比を正確に検出するこ
とができる。このような領域における排気ガス酸
素濃度を測定するセンサ(以下リーンセンサと称
する)として、被測定排気ガス側に設けられる通
気性測定電極、既知の酸素濃度を有する基準ガス
たとえば大気の側に設けられる通気性対向電極お
よび両電極間にある固体電解質例えば安定化ジル
コニアからなる有底筒状センサがある。このよう
なリーンセンサにおいて両電極間に電流を流す
と、電解質を通じて酸素を一方向に移動させるこ
とができるが、通気性測定電極の酸素送出能力よ
り少ない酸素を送入する微細孔の拡散抵抗層でこ
の通気性測定電極を被覆することにより、ある印
加電圧範囲では、その電流をほぼ特定の値に維持
することができる。この電流値は酸素濃度にほぼ
比例して直線的に変化するため、この電流値の変
化から酸素濃度を連続的に検出することができ
る。一方このリーンセンサにおいて、一定の印加
電圧で排気ガスの酸素濃度に比例する電流値を出
力させるためには、リーンセンサの素子温度をほ
ぼ650℃以上に加熱して活性状態に維持する必要
がある。このため筒状センサ素子内に電気ヒータ
が設けられ、開閉器によつてヒータの通電が制御
される。しかしヒータの通電持続時間が不必要に
長くなると、センサが過熱により劣化するおそれ
がある。例えば機関が暖機過程にあり、濃厚な混
合気が供給されている間は、リーンセンサを機能
させる必要はないが、従来の装置では開閉器とし
て点火スイツチが用いられるので、機関の作動中
は機関の温度に関係なく常に閉じられているこの
点火スイツチにより、ヒータも常に給電された状
態にある。したがつて加熱の不必要なときにも加
熱されるセンサは、劣化により耐久性を低下する
ことになる。 The oxygen concentration of the exhaust gas of an internal combustion engine and the air-fuel ratio have a good correlation in the air-fuel ratio greater than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, in the region of a lean mixture.
By measuring the oxygen concentration of the exhaust gas in this region, the exhaust gas air-fuel ratio can be accurately detected. As a sensor for measuring the exhaust gas oxygen concentration in such a region (hereinafter referred to as a lean sensor), an air permeability measurement electrode is provided on the side of the exhaust gas to be measured, and a reference gas having a known oxygen concentration is provided on the side of the atmosphere, for example. There is a bottomed cylindrical sensor consisting of a breathable counter electrode and a solid electrolyte, such as stabilized zirconia, between the electrodes. When a current is passed between the electrodes in such a lean sensor, oxygen can be moved in one direction through the electrolyte, but the microporous diffusion resistance layer transports less oxygen than the oxygen delivery capacity of the air permeability measuring electrode. By coating this permeability measuring electrode with , it is possible to maintain its current at approximately a certain value over a certain applied voltage range. Since this current value changes linearly almost in proportion to the oxygen concentration, the oxygen concentration can be continuously detected from changes in this current value. On the other hand, in order for this lean sensor to output a current value proportional to the oxygen concentration of exhaust gas with a constant applied voltage, it is necessary to heat the element temperature of the lean sensor to approximately 650°C or higher and maintain it in an active state. . For this purpose, an electric heater is provided within the cylindrical sensor element, and energization of the heater is controlled by a switch. However, if the energization duration of the heater becomes unnecessarily long, the sensor may deteriorate due to overheating. For example, while the engine is warming up and a rich mixture is being supplied, there is no need for the lean sensor to function, but conventional devices use the ignition switch as the switch, so when the engine is running, This ignition switch is always closed, regardless of engine temperature, so the heater is always energized. Therefore, a sensor that is heated even when heating is unnecessary will deteriorate and have reduced durability.
本考案は、こうした問題に鑑み、センサの不必
要な加熱を防止して、センサの耐久性を向上する
ことを目的としてなされたもので、
内燃機関の排気管に設けられかつ電気ヒータに
より加熱されて排気ガス中の酸素濃度を検出する
酸素センサの加熱制御装置であつて、
内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段
と、
該機関温度が所定温度に達するまでは、上記電
気ヒータへの電力供給を禁止する電力供給禁止手
段と、
を備えたことを特徴とする酸素センサの加熱制御
装置を要旨としている。 In view of these problems, the present invention was developed with the aim of preventing unnecessary heating of the sensor and improving the durability of the sensor. A heating control device for an oxygen sensor that detects the oxygen concentration in exhaust gas, comprising an engine temperature detection means that detects the temperature of an internal combustion engine, and a power supply to the electric heater until the engine temperature reaches a predetermined temperature. The gist of the present invention is a heating control device for an oxygen sensor, comprising: a means for inhibiting power supply for inhibiting power supply; and a heating control device for an oxygen sensor.
本考案の実施例を図について説明すると、1は
リーンセンサで、例えばジルコニアからなる有底
円筒状の酸素イオン伝導性固体電解質は、その内
面および外面を通気性薄膜電極(図示せず)で被
覆されて、センサ素子2を形成している。両方の
電極は一定電圧の電源に接続されている。センサ
素子2を加熱するため、電気ヒータ3がセンサ素
子2内に設けられ、ヒータ開閉器4の接点4aを
介して、電源としての蓄電池5に接続されてい
る。ヒータ開閉器4の励磁コイル4bはトランジ
スタを含むリレー開閉器10を介して蓄電池5へ
接続されている。すなわちリレー開閉器10の
NPNトランジスタ11は、そのエミツターコレ
クタ回路が励磁コイル4bと直列に蓄電池5へ接
続されている。トランジスタ11のベースは、ツ
エナダイオードと抵抗からなる電圧安定化素子を
介して定電圧電源の一端12に接続され、また
AND回路14とOR回路15からなる論理回路1
3のAND回路14の出力端に接続されている。
AND回路14の一方の入力端は点火スイツチ開
閉信号出力端16に接続され、他方の入力端は
OR回路15の出力端に接続されている。この
OR回路15の2つの入力端は機関の冷却水温セ
ンサ出力端17および油温センサ出力端18に接
続されている。両センサは、例えば40℃以上の水
温または油温でオン信号を出すようになつてい
る。 To explain the embodiment of the present invention with reference to the drawings, 1 is a lean sensor, in which a bottomed cylindrical oxygen ion conductive solid electrolyte made of, for example, zirconia is coated on its inner and outer surfaces with air permeable thin film electrodes (not shown). and forms the sensor element 2. Both electrodes are connected to a constant voltage power source. In order to heat the sensor element 2, an electric heater 3 is provided within the sensor element 2 and is connected via a contact 4a of a heater switch 4 to a storage battery 5 as a power source. Excitation coil 4b of heater switch 4 is connected to storage battery 5 via relay switch 10 including a transistor. In other words, the relay switch 10
The emitter collector circuit of the NPN transistor 11 is connected to the storage battery 5 in series with the excitation coil 4b. The base of the transistor 11 is connected to one end 12 of a constant voltage power supply via a voltage stabilizing element consisting of a Zener diode and a resistor.
Logic circuit 1 consisting of AND circuit 14 and OR circuit 15
It is connected to the output terminal of the AND circuit 14 of No. 3.
One input terminal of the AND circuit 14 is connected to the ignition switch open/close signal output terminal 16, and the other input terminal is connected to the ignition switch open/close signal output terminal 16.
It is connected to the output end of the OR circuit 15. this
Two input terminals of the OR circuit 15 are connected to an engine cooling water temperature sensor output terminal 17 and an oil temperature sensor output terminal 18. Both sensors are designed to issue an on signal when the water or oil temperature is, for example, 40°C or higher.
さて点火スイツチを閉じて機関を始動すると、
出力端16からオン信号がAND回路14へ与え
られるが、機関の冷却水温および油温のいずれも
まだ40℃以下であると、AND回路14の他方の
入力端へはオン信号が与えられないので、トラン
ジスタ11は導通せず、したがつてヒータ3も通
電されない。始動後機関が暖機されて例えば40℃
以上になると、出力端17,18の一方または両
方にオン信号が現われるので、AND回路14は
出力端にON信号を発生して、トランジスタ11
を導通させる。今やヒータ開閉器4の接点4aが
閉じられるので、ヒータ3が給電されて、センサ
素子2を加熱する。 Now, when you close the ignition switch and start the engine,
An on signal is given to the AND circuit 14 from the output terminal 16, but if both the engine cooling water temperature and oil temperature are still below 40°C, no on signal is given to the other input terminal of the AND circuit 14. , the transistor 11 is not conductive and therefore the heater 3 is not energized either. After starting, the engine is warmed up to, for example, 40℃.
At this point, an ON signal appears at one or both of the output terminals 17 and 18, so the AND circuit 14 generates an ON signal at the output terminal, and the transistor 11
conduction. Since the contact 4a of the heater switch 4 is now closed, the heater 3 is energized and heats the sensor element 2.
機関をいつたん停止しても、機関がまだ暖かい
間、すなわち水温または油温が40℃以上である間
に機関を再び始動すれば、センサ素子2の加熱が
直ちに行なわれる。この温度以下では、機関を再
始動してもセンサ素子2の加熱が直ちに行なわれ
ないことはもちろんである。 Even if the engine is once stopped, if the engine is started again while the engine is still warm, that is, while the water or oil temperature is 40° C. or higher, the sensor element 2 will be heated immediately. Of course, below this temperature, the sensor element 2 will not be heated immediately even if the engine is restarted.
こうして本実施例によれば、リーンセンサのヒ
ータの通電を、機関の暖機状態に応じて行ない、
排気ガス空燃比の検出が不必要な暖機過程ではセ
ンサ素子の加熱を防止することにより、センサ素
子の耐久性を高めることができる。しかも暖機過
程においてヒータへ通電しないことは、蓄電池の
電流消費を少なくし、またその電圧低下を防止
し、再充電までの使用時間を長くし、その劣化を
防止することにもなる。以上説明したように本考
案の酸素センサの加熱制御装置においては、機関
温度が所定温度に達するまで電気ヒータへの電力
供給を禁止するようにしているため、機関温度が
低く、内燃機関が酸素センサにより排気ガス中の
酸素濃度を検出する必要のない暖機過程にある場
合に、酸素センサの加熱を防止して、センサの耐
久性を向上することができる。 Thus, according to this embodiment, the heater of the lean sensor is energized according to the warm-up state of the engine,
The durability of the sensor element can be increased by preventing the sensor element from being heated during the warm-up process when there is no need to detect the exhaust gas air-fuel ratio. Furthermore, not supplying electricity to the heater during the warm-up process reduces the current consumption of the storage battery, prevents its voltage from dropping, lengthens its usage time before recharging, and prevents its deterioration. As explained above, in the oxygen sensor heating control device of the present invention, power supply to the electric heater is prohibited until the engine temperature reaches a predetermined temperature. Accordingly, when the oxygen sensor is in the warm-up process where there is no need to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, heating of the oxygen sensor can be prevented and the durability of the sensor can be improved.
図は本考案実施例の接続図である。
1……リーンセンサ、2……センサ素子、3…
…電気ヒータ、4……ヒータ開閉器、5……蓄電
池、10……リレー開閉器、13……論理回路、
16……点火スイツチ開閉信号出力端、17……
水温センサ出力端、18……油温センサ出力端。
The figure is a connection diagram of an embodiment of the present invention. 1...Lean sensor, 2...Sensor element, 3...
...Electric heater, 4...Heater switch, 5...Storage battery, 10...Relay switch, 13...Logic circuit,
16...Ignition switch open/close signal output terminal, 17...
Water temperature sensor output end, 18...Oil temperature sensor output end.
Claims (1)
より加熱されて排気ガス中の酸素濃度を検出する
酸素センサの加熱制御装置であつて、 内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段
と、 該機関温度が所定温度に達するまでは、上記電
気ヒータへの電力供給を禁止する電力供給禁止手
段と、 を備えたことを特徴とする酸素センサの加熱制御
装置。[Scope of Claim for Utility Model Registration] A heating control device for an oxygen sensor installed in the exhaust pipe of an internal combustion engine and heated by an electric heater to detect the oxygen concentration in exhaust gas, the engine detecting the temperature of the internal combustion engine. A heating control device for an oxygen sensor, comprising: temperature detection means; and power supply prohibition means for prohibiting power supply to the electric heater until the engine temperature reaches a predetermined temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13845282U JPS5942964U (en) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | Oxygen sensor heating control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13845282U JPS5942964U (en) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | Oxygen sensor heating control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5942964U JPS5942964U (en) | 1984-03-21 |
| JPH0249567Y2 true JPH0249567Y2 (en) | 1990-12-27 |
Family
ID=30310646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13845282U Granted JPS5942964U (en) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | Oxygen sensor heating control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942964U (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5882149A (en) * | 1981-11-11 | 1983-05-17 | Nissan Motor Co Ltd | Control device for heater incorporating oxygen concentration sensor |
-
1982
- 1982-09-14 JP JP13845282U patent/JPS5942964U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5942964U (en) | 1984-03-21 |
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