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JPS646695B2 - - Google Patents
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JPS646695B2 - - Google Patents

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JPS646695B2
JPS646695B2 JP55068994A JP6899480A JPS646695B2 JP S646695 B2 JPS646695 B2 JP S646695B2 JP 55068994 A JP55068994 A JP 55068994A JP 6899480 A JP6899480 A JP 6899480A JP S646695 B2 JPS646695 B2 JP S646695B2
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vehicle speed
oxygen sensor
heater
switch
temperature
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JP55068994A
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Inventor
Masaaki Uchida
Masao Ishitani
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加熱用のヒータをそなえた酸素セ
ンサーの温度制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a temperature control method for an oxygen sensor equipped with a heater.

酸素センサーには、酸素イオン伝導性固体電解
質を用いて酸素濃淡電池の原理により酸素濃度を
検出するようにしたものや、酸化物半導体を用い
てその抵抗値変化により酸素濃度を検出するよう
にしたものなどがある。このような酸素センサー
では、それぞれの構成に応じて最も動作特性のす
ぐれた温度範囲が存在するため、前記酸素センサ
ーに加熱用のヒータを設けて安定した動作をおこ
なわしめるようにしたものが多い(特開昭54−
13396号公報)。そして、酸素濃淡電池の原理を応
用したものでは、ルツボ型の固体電解質を用いた
ものや、固体電解質を薄膜状にしたものなどがあ
る。
Oxygen sensors include those that use an oxygen ion conductive solid electrolyte to detect oxygen concentration using the principle of an oxygen concentration battery, and those that use an oxide semiconductor to detect oxygen concentration based on changes in its resistance. There are things etc. For these oxygen sensors, there is a temperature range in which they have the best operating characteristics depending on their configuration, so many oxygen sensors are equipped with a heater to ensure stable operation. Japanese Unexamined Patent Publication 1973-
Publication No. 13396). Examples of batteries that apply the principle of oxygen concentration batteries include those that use a crucible-type solid electrolyte and those that use a solid electrolyte in the form of a thin film.

第1図は従来の酸素センサーにおける温度制御
系統の一例を示し、酸素センサー1は加熱用のヒ
ータ2をそなえている。このヒータ2の一端側は
接地され、他端側はリレー3の接点3aを介して
電源4に接続されている。他方、リレー開閉器5
は電源4に接続されていると共に、リレー3のコ
イル3bを介して接地され、リレー3の開閉を制
御しうるようにしている。この場合、酸素センサ
ー1は車両用内燃機関の排気管に固定され、排ガ
ス中の酸素濃度を測定しうるようにしている。ま
た、電源4はバツテリである。さらに、リレー開
閉器5は、キースイツチ信号を入力する端子5a
と、フルスロツトル信号を入力する端子5bとを
有している。そして、リレー開閉器5は、キース
イツチ信号がオンの状態でかつフルスロツトル信
号がオフの状態である場合にのみオンとなり、リ
レー3をオン動作させてヒータ2に対して電源4
を供給する。また、フルスロツトル信号がオン
(全開状態)である場合にはリレー開閉器5はオ
フとなり、リレー3をオフ作動にしてヒータ2に
対する電源4を遮断する。
FIG. 1 shows an example of a temperature control system in a conventional oxygen sensor, and the oxygen sensor 1 is equipped with a heater 2 for heating. One end of the heater 2 is grounded, and the other end is connected to a power source 4 via a contact 3a of a relay 3. On the other hand, relay switch 5
is connected to the power source 4 and grounded via the coil 3b of the relay 3, so that opening and closing of the relay 3 can be controlled. In this case, the oxygen sensor 1 is fixed to the exhaust pipe of a vehicle internal combustion engine so as to be able to measure the oxygen concentration in exhaust gas. Further, the power source 4 is a battery. Furthermore, the relay switch 5 has a terminal 5a for inputting a key switch signal.
and a terminal 5b for inputting a full throttle signal. Then, the relay switch 5 turns on only when the key switch signal is on and the full throttle signal is off, turning on the relay 3 and switching the power supply 4 to the heater 2.
supply. Further, when the full throttle signal is on (fully open state), the relay switch 5 is turned off, the relay 3 is turned off, and the power supply 4 to the heater 2 is cut off.

このような従来の温度制御系統において、加熱
用のヒータ2に電源4が供給されなくなるのは、
フルスロツトル信号がオンの場合、すなわちスロ
ツトルバルブが全開状態になつた場合のみであ
る。一方、車両の車速が増大するにつれて内燃機
関の負荷も増大し、それにつれて排ガス温度も上
昇して、酸素センサーの温度も上昇する。この場
合、道路状況や運転の仕方などによつても異なる
が、一般的には第2図に示すように、スロツトル
バルブが全開状態となつて加熱用のヒータ2に電
源4が供給されなくなるまで前記排ガス温度の上
昇と共に酸素センサーの温度も上昇し続けるた
め、たとえば酸素イオン伝導性固体電解質を用い
た酸素センサーにおける適正な作動温度範囲であ
る550〜850℃を大幅に超える可能性があつた。ま
た、前記した如く低車速であつても登坂時等の高
負荷運転の場合には排ガス温度が上昇し、スロツ
トルバルブが全開状態となる直前までヒータ2に
対する電源4の供給が継続されるため、酸素セン
サーが前記適正作動温度範囲を超えて過熱される
という可能性があつた。そして、酸素センサーが
過熱された場合には早期劣化をひき起すおそれが
あるという欠点を有していた。
In such a conventional temperature control system, the reason why the power supply 4 is not supplied to the heater 2 is as follows.
This occurs only when the full throttle signal is on, that is, when the throttle valve is fully open. On the other hand, as the vehicle speed increases, the load on the internal combustion engine also increases, and accordingly, the exhaust gas temperature also increases, and the temperature of the oxygen sensor also increases. In this case, the throttle valve will be fully open and the power source 4 will no longer be supplied to the heater 2, as shown in Figure 2, although this will vary depending on the road conditions and driving style. As the temperature of the oxygen sensor continues to rise as the exhaust gas temperature rises, for example, there is a possibility that the temperature will significantly exceed the appropriate operating temperature range of 550 to 850°C for an oxygen sensor using an oxygen ion conductive solid electrolyte. . Furthermore, as mentioned above, even at low vehicle speeds, the exhaust gas temperature rises during high-load operation such as when climbing a hill, and the power supply 4 continues to be supplied to the heater 2 until just before the throttle valve is fully opened. There was a possibility that the oxygen sensor could become overheated beyond the proper operating temperature range. Another disadvantage is that if the oxygen sensor is overheated, it may cause early deterioration.

他方、酸素センサー1に熱電対等の温度測定手
段を直接設け、あるいはヒータ2の温度による抵
抗値変化を利用することによつて酸素センサー1
の温度を検出し、前記酸素センサーに対する設定
温度を境にして前記ヒータ2に対する電源の供
給・遮断をおこなうようにすることも考えられる
が、上記設定温度付近での電源の供給・遮断が極
めて頻繁におこなわれるため、リレー3等の開閉
機構の寿命を著しく低下させるおそれがあると同
時に、酸素センサー1の温度上昇・下降がかなり
頻繁に繰返されるため、酸素センサー1の早期劣
化をきたすおそれがあるなどの問題点を残してい
た。
On the other hand, the oxygen sensor 1 can be measured by directly providing a temperature measuring means such as a thermocouple on the oxygen sensor 1, or by utilizing the change in resistance value due to the temperature of the heater 2.
It is conceivable to detect the temperature of the heater 2 and supply/cut off power to the heater 2 at a set temperature for the oxygen sensor, but the supply/cut off of power near the set temperature is extremely frequent. Because this process is carried out over a period of time, there is a risk of significantly shortening the life of the opening/closing mechanism such as the relay 3, and at the same time, since the temperature rise and fall of the oxygen sensor 1 is repeated quite frequently, there is a risk of premature deterioration of the oxygen sensor 1. There were still problems such as:

この発明の目的は、上述した従来技術の欠点を
解消し、簡単かつ安価な構成で酸素センサーの過
昇温を防止することができる酸素センサーの温度
制御方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a temperature control method for an oxygen sensor that eliminates the drawbacks of the prior art described above and that can prevent excessive temperature rise of the oxygen sensor with a simple and inexpensive configuration.

この発明は、加熱用のヒータをそなえた酸素セ
ンサーにおいて、車両の運転状態に対応して変化
する信号をもとにして前記ヒータに対する電源の
供給・遮断をおこなうに際し、車速が第一の所定
速度を越えた際に前記ヒータに対し電源が遮断さ
れるようにし、車速が前記第一の所定速度よりも
低く設定した第二の所定速度に達した際に前記ヒ
ータに対し電源が供給されるようにして、電源と
ヒータとの断続時期にヒステリシス特性をもた
せ、前記酸素センサーの温度制御をおこなわしめ
るようにしたことを特徴としている。
In an oxygen sensor equipped with a heater for heating, the vehicle speed is set to a first predetermined speed when power is supplied to or cut off to the heater based on a signal that changes depending on the driving state of the vehicle. power is cut off to the heater when the vehicle speed exceeds the first predetermined speed, and power is supplied to the heater when the vehicle speed reaches a second predetermined speed that is set lower than the first predetermined speed. The oxygen sensor is characterized in that the temperature of the oxygen sensor is controlled by providing a hysteresis characteristic to the intermittent timing of the power supply and the heater.

以下、この発明の実施例をさらに詳細に説明す
る。
Examples of the present invention will be described in more detail below.

第3図はこの発明の一実施例における酸素セン
サーの温度制御系統図であつて、酸素センサー1
1は加熱用のヒータ12をそなえた構造をなして
いる。このヒータ12の一端側は接地され、他端
側は開閉器(図示例の場合はリレー)13の接点
13aを介して電源14に接続されている。他
方、車速検出器15は開閉器13のコイル13b
を介して電源14に接続されていると共に、内部
の車速検出演算機構を介して接地され、前記開閉
器13の開閉を制御しうるようにしている。さら
に、車速検出器15は、キースイツチ信号を入力
する端子15aと、車両の速度に比例した電圧を
発生する通常のスピードメータSからの車速信号
を入力する端子15bとを有している。そして、
車速検出器15は、キースイツチが切られていて
オフである場合には前記車速信号の大きさの如何
にかかわらず出力信号を発生せず、開閉器13を
開いたままにしている。一方、車両の始動・走行
時等の如くキースイツチがオンである場合には、
前記車速信号の大きさによつて異なる出力信号を
発生し、開閉器13を開閉制御する。
FIG. 3 is a temperature control system diagram of an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention.
1 has a structure equipped with a heater 12 for heating. One end of the heater 12 is grounded, and the other end is connected to a power source 14 via a contact 13a of a switch (relay in the illustrated example) 13. On the other hand, the vehicle speed detector 15 is connected to the coil 13b of the switch 13.
It is connected to the power source 14 via an internal vehicle speed detection calculation mechanism, and is grounded via an internal vehicle speed detection calculation mechanism, so that opening and closing of the switch 13 can be controlled. Furthermore, the vehicle speed detector 15 has a terminal 15a for inputting a key switch signal, and a terminal 15b for inputting a vehicle speed signal from a normal speedometer S which generates a voltage proportional to the speed of the vehicle. and,
When the key switch is turned off, the vehicle speed detector 15 does not generate an output signal regardless of the magnitude of the vehicle speed signal, and keeps the switch 13 open. On the other hand, when the key switch is on, such as when starting or driving the vehicle,
Different output signals are generated depending on the magnitude of the vehicle speed signal to control opening and closing of the switch 13.

そこで、上記キースイツチがオンである場合に
おいて、車速に対応して変化する車速信号をもと
にして前記ヒータ12に対する電源14の供給・
遮断をおこなうことにより酸素センサー11の温
度制御を実行させる態様について説明する。そこ
で、車両の運転を開始したのち車速が増大するに
つれて車速信号も変化するが、この車速信号を車
速検出器15に入力し続けた状態において、前記
車速があらかじめ設定した第一の所定速度v1を越
えた際に前記車速検出器15から第一の信号を発
生させ、開閉器13の接点13aを開いて前記ヒ
ータ12と電源14とを遮断させるようにし、反
対に車速が低下して前記第一の所定速度v1よりも
低く設定した第二の所定速度v2に達した際に前記
車速検出器15から第二の信号を発生させ、開閉
器13の接点13aを閉じて前記ヒータ12と電
源14とを接続するようになす。すなわち、第4
図に示すように、車速検出器15および開閉器1
3の動作に基いて、前記ヒータ12に対し電源1
4を遮断する第一の所定速度v1と、前記ヒータ1
2に対し電源14を供給する第二の所定速度v2
を異ならせ、ヒータ12に対する電源14の供
給・遮断にヒステリシス特性をもたせるようにし
ている。
Therefore, when the key switch is on, the power source 14 is supplied to the heater 12 based on a vehicle speed signal that changes in accordance with the vehicle speed.
A mode of controlling the temperature of the oxygen sensor 11 by shutting it off will be described. Therefore, as the vehicle speed increases after the vehicle starts driving, the vehicle speed signal also changes, but while this vehicle speed signal continues to be input to the vehicle speed detector 15, the vehicle speed changes to the preset first predetermined speed v 1 When the vehicle speed exceeds the first signal, the first signal is generated from the vehicle speed detector 15, and the contact 13a of the switch 13 is opened to cut off the heater 12 and the power source 14. Conversely, when the vehicle speed decreases and the first signal is When a second predetermined speed v2 , which is set lower than the first predetermined speed v1 , is reached, the vehicle speed detector 15 generates a second signal, the contact 13a of the switch 13 is closed, and the heater 12 is closed. Connect it to the power supply 14. That is, the fourth
As shown in the figure, vehicle speed detector 15 and switch 1
Based on the operation of step 3, the power source 1 is connected to the heater 12.
a first predetermined speed v 1 for cutting off the heater 1;
The second predetermined speed v 2 at which the power source 14 is supplied to the heater 12 is set to be different from the second predetermined speed v 2 at which the power source 14 is supplied to the heater 12 so that the supply/cutoff of the power source 14 to the heater 12 has hysteresis characteristics.

第5図はこの発明のさらに具体的な一例を示す
酸素センサーの温度制御回路図であつて、11は
酸素センサー、12は加熱用のヒータ、13は開
閉器この場合はリレー型開閉器、14は電源であ
り、開閉器13のコイル13bにはダイオード1
6を並列に接続していると共に、前記コイル13
bの一端側をトランジスタ17のコレクタ側に接
続し、トランジスタ17のエミツタ側を接地して
いる。
FIG. 5 is a temperature control circuit diagram of an oxygen sensor showing a more specific example of the present invention, in which 11 is an oxygen sensor, 12 is a heater, 13 is a switch, in this case a relay type switch, and 14 is a power supply, and a diode 1 is connected to the coil 13b of the switch 13.
6 are connected in parallel, and the coil 13
One end of transistor b is connected to the collector side of transistor 17, and the emitter side of transistor 17 is grounded.

一方、演算増幅器18は定電圧電源Vcにより
動作し、この定電圧電源Vcは前記キースイツチ
がオンである場合にのみ端子15aを介して供給
される。また、演算増幅器18のマイナス側端子
には、車速に応じた電圧Vsを発生するスピード
メータSからの信号が印加され、プラス側端子に
は、基準電圧Vtと出力端子電圧V0とを抵抗R1
R2で内分した電圧Vpが印加される。すなわち、 Vp=(R1.V0+R2・Vt)/(R1+R2) …(1) が印加される。さらに、出力端子電圧V0は抵抗
R3を介してトランジスタ17のベース側に入力
される。なお、R4は回路動作安定用抵抗である。
On the other hand, the operational amplifier 18 is operated by a constant voltage power supply Vc , and this constant voltage power supply Vc is supplied through the terminal 15a only when the key switch is on. Further, a signal from a speedometer S that generates a voltage V s according to the vehicle speed is applied to the negative terminal of the operational amplifier 18, and a reference voltage V t and an output terminal voltage V 0 are applied to the positive terminal. Resistance R 1 ,
A voltage V p internally divided by R 2 is applied. That is, V p =(R 1 .V 0 +R 2 ·V t )/(R 1 +R 2 )...(1) is applied. Furthermore, the output terminal voltage V 0 is the resistance
It is input to the base side of the transistor 17 via R3 . Note that R4 is a resistor for stabilizing circuit operation.

そこで、キースイツチがオフである場合には、
前述したように演算増幅器18に定電圧電源Vc
が供給されないので出力端子電圧V0=0であり、
トランジスタ17は非導通状態となるため開閉器
13の接点13aは常に開となつており、ヒータ
12に対して電源14は遮断されている。
So, if the key switch is off,
As mentioned above, the operational amplifier 18 is connected to a constant voltage power supply V c
is not supplied, so the output terminal voltage V 0 =0,
Since the transistor 17 is in a non-conductive state, the contact 13a of the switch 13 is always open, and the power source 14 is cut off to the heater 12.

また、キースイツチがオンである場合には演算
増幅器18に定電圧電源Vcが供給される。そし
て、車速が0または低速であつてスピードメータ
Sからの出力電圧Vsが低い場合には、Vs<Vp
あり、このときの出力端子電圧V0はV0=Vcとな
るため、電圧Vpは前記(1)式より、 Vp=(R1・Vc+R2・Vt)/(R1+R2) …(2) となる。そして、このときにはトランジスタ17
が導通状態であるため開閉器13のコイル13b
に電源14が通電されて励磁され、開閉器13の
接点13aを閉にしてヒータ12に対する電源1
4の供給をおこない、酸素センサー11の温度を
上昇させる。
Furthermore, when the key switch is on, the constant voltage power supply V c is supplied to the operational amplifier 18 . When the vehicle speed is 0 or low and the output voltage V s from the speedometer S is low, V s < V p , and the output terminal voltage V 0 at this time is V 0 = V c . , the voltage V p is obtained from the above equation (1) as follows: V p =(R 1 ·V c +R 2 ·V t )/(R 1 +R 2 ) (2). At this time, the transistor 17
is in a conductive state, so the coil 13b of the switch 13
The power supply 14 is energized and excited, and the contact 13a of the switch 13 is closed, so that the power supply 14 for the heater 12 is turned on and excited.
4 to raise the temperature of the oxygen sensor 11.

また、車速が増大してくると前記スピードメー
タSからの出力電圧Vsもそれに応じて高くなる
が、前記車速が第一の所定速度V1を越えた際に、
前記出力電圧Vsが前記プラス側端子電圧Vpより
も大きくなつて、 Vs>Vp=(R1・Vc+R2・Vt)/(R1+R2) …(3) となると、出力端子電圧V0はV0=0となり、こ
のときのプラス側端子電圧Vpは、前記(1)式より、 Vp=R2・Vt/(R1+R2) …(4) となる。そして、この状態ではトランジスタ17
が非導通状態となり、このときに第一の信号が発
生せしめられたこととなつてこれが開閉器13に
送出され、開閉器13のコイル13bに対する電
源14が遮断されて消磁され、接点13aが開と
なつてヒータ12に対し電源14が遮断される。
Furthermore, as the vehicle speed increases, the output voltage V s from the speedometer S increases accordingly, but when the vehicle speed exceeds the first predetermined speed V 1 ,
When the output voltage V s becomes larger than the positive terminal voltage V p and V s > V p = (R 1 · V c + R 2 · V t )/(R 1 + R 2 )...(3) , the output terminal voltage V 0 becomes V 0 =0, and the positive terminal voltage V p at this time is obtained from the above formula (1), V p = R 2 · V t / (R 1 + R 2 )...(4) becomes. In this state, the transistor 17
becomes non-conductive, and at this time the first signal is generated and sent to the switch 13, the power supply 14 to the coil 13b of the switch 13 is cut off and demagnetized, and the contact 13a is opened. As a result, the power supply 14 to the heater 12 is cut off.

次に、車速が再度低速側に移行し、スピードメ
ータSからの出力電圧Vsが低くなり、前記第一
の所定速度V1よりも低く設定した第二の所定速
度V2に達した際に、前記出力電圧Vsが前記プラ
ス側端子電圧Vpよりも小さくなつて、 Vs<Vp=R2・Vt/(R1+R2) …(5) になると、出力端子電圧V0はV0=Vcとなり、プ
ラス側端子電圧Vpは再度、 Vp=(R1・Vc+R2・Vt)/(R1+R2) …(2)′ に戻ると同時に、トランジスタ17が導通状態と
なり、このときに第二の信号が発生せしめられた
こととなつてこれが開閉器13に送出され、開閉
器13のコイル13bに対し電源14が供給され
て励磁され、接点13aが閉となつてヒータ12
に対し再び電源14が供給されて発熱し、酸素セ
ンサー11の温度を上昇させる。
Next, when the vehicle speed shifts to the low speed side again, the output voltage V s from the speedometer S becomes low, and the second predetermined speed V 2 set lower than the first predetermined speed V 1 is reached. , when the output voltage V s becomes smaller than the positive terminal voltage V p and becomes V s < V p = R 2 · V t / (R 1 + R 2 ) (5), the output terminal voltage V 0 becomes V 0 = V c , and the positive terminal voltage V p returns to V p = (R 1 · V c + R 2 · V t ) / (R 1 + R 2 )...(2)′ At the same time, the transistor 17 becomes conductive, and at this time a second signal is generated, which is sent to the switch 13. The power supply 14 is supplied to the coil 13b of the switch 13, and the coil 13b is energized, and the contact 13a is turned on. When closed, the heater 12
The power supply 14 is supplied again to generate heat, and the temperature of the oxygen sensor 11 increases.

このように、第5図に示す回路では、スピード
メータSからの車速に応じた出力電圧Vsが演算
増幅器18のプラス側端子電圧Vp; Vp=(R1・Vc+R2・Vt)/(R1+R2) よりも大きくなる時点でヒータ12に対し電源1
4が遮断される。その後、上記出力電圧Vsが演
算増幅器18のプラス側端子電圧Vp; Vp=R2・Vt/(R1+R2) よりも小さくなる時点でヒータ12に対し電源1
4が供給される。したがつて、第4図に示す特性
において、ヒータ12に対し電源14を遮断する
第一の所定速度V1におけるスピードメータSか
らの出力電圧Vsは、Vp=(R1・Vc+R2・Vt)/
(R1+R2)に相当することとなり、ヒータ12に
対し電源14を供給する第二の所定速度v2におけ
るスピードメータSからの出力電圧Vsは、Vp
R2・Vt/(R1+R2)に相当することとなつて、
それぞれ異なつた値となり、ヒータ12に対する
電源14の供給・遮断にヒステリシス特性をもた
せることができる。
In this way, in the circuit shown in FIG. 5, the output voltage V s from the speedometer S according to the vehicle speed is the positive terminal voltage V p of the operational amplifier 18; V p = (R 1 · V c + R 2 · V t )/(R 1 + R 2 ), power supply 1 is applied to heater 12.
4 is blocked. After that, when the output voltage V s becomes smaller than the positive terminal voltage V p of the operational amplifier 18; V p = R 2 · V t / (R 1 + R 2 ), the power supply 1 is
4 is supplied. Therefore, in the characteristics shown in FIG. 4, the output voltage V s from the speedometer S at the first predetermined speed V 1 at which the power supply 14 is cut off to the heater 12 is V p = (R 1 · V c + R 2・V t )/
(R 1 +R 2 ), and the output voltage V s from the speedometer S at the second predetermined speed v 2 of supplying the power source 14 to the heater 12 is V p =
It corresponds to R 2 · V t / (R 1 + R 2 ), so
Each has a different value, and a hysteresis characteristic can be provided to the supply/cutoff of the power supply 14 to the heater 12.

第6図は前記車速と開閉器13の開閉状態との
関係の一例を具体的な数値により示したものであ
つて、この場合、ヒータ12に対し電源14を遮
断する第一の所定速度v1が時速80Km/hに相当し、
ヒータ12に対し電源14に供給する第二の所定
速度v2が時速75Km/hに相当している。したがつ
て、車速が80Km/hを越える時点で電源14が遮
断され、ヒータ12が発熱しなくなるため、酸素
センサー11の温度は、第7図にある程度の幅を
もつて示すように、車両用内燃機関の排ガスによ
つて加熱される温度となり、第2図に示す従来の
場合に比べて酸素センサー11の過昇温を防止す
ることができる。そして、図示例の場合、車速が
80Km/hを越えるときには、酸素センサー11が
排ガスによつて加熱されるだけで十分適正温度に
保持させることができる。反対に車速が低下した
場合には、排ガス温度も低下するため、酸素セン
サー11の温度も第7図に示す如く低下するが、
車速が75Km/hに達した時点で電源14が供給さ
れてヒータ12が発熱するため、酸素センサー1
1を適正な温度に保持させることができる。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the vehicle speed and the opening/closing state of the switch 13 using concrete numerical values . is equivalent to 80km/h,
The second predetermined speed v 2 supplied to the power source 14 for the heater 12 corresponds to 75 km/h. Therefore, when the vehicle speed exceeds 80 km/h, the power supply 14 is cut off and the heater 12 no longer generates heat, so that the temperature of the oxygen sensor 11 varies to a certain extent as shown in FIG. The temperature is heated by the exhaust gas of the internal combustion engine, and an excessive rise in temperature of the oxygen sensor 11 can be prevented compared to the conventional case shown in FIG. In the illustrated example, the vehicle speed is
When the speed exceeds 80 km/h, the oxygen sensor 11 is simply heated by the exhaust gas and can be maintained at an appropriate temperature. On the other hand, when the vehicle speed decreases, the exhaust gas temperature also decreases, so the temperature of the oxygen sensor 11 also decreases as shown in FIG.
When the vehicle speed reaches 75 km/h, the power supply 14 is supplied and the heater 12 generates heat, so the oxygen sensor 1
1 can be maintained at an appropriate temperature.

したがつて、第7図に示す如く、開閉器13の
接点13aが開となつて電源14が遮断される車
速が80Km/hであり、前記接点13aが閉となつ
て電源14が再び供給される車速が75Km/hであ
るため、車速の微小変動によつて開閉器13の接
点13aがその都度開閉するのを防止でき、該接
点13aの開閉頻度を少なくすることができるの
で、接点13aの耐久寿命を長くすることが可能
であると同時に、ヒータ12の頻繁な発熱・停止
の繰返しを回避することができるので、酸素セン
サー11に対する頻繁な熱応力の繰返し付与に起
因する劣化を防止することができ、あわせてヒー
タ12の耐久性を向上させることができる。換言
すれば、たとえば従来のようにヒータ12に対す
る電源14の供給・遮断が同一車速(仮に80Km/
h)でおこなわれる場合、仮に車速80Km/h付近で
定速走行したとすると、わずかな車速の変化の際
にも接点13aが極めて頻繁に開閉動作するた
め、接点13a等の寿命低下を来たすと共に、ヒ
ータ12の発熱・停止が極めて頻繁に繰返される
こととなるため、ヒータ12の耐久性を低下させ
ると共に、酸素センサー11に対して温度の上
昇・下降の繰返しがかなり頻繁におこなわれるこ
とになり、酸素センサー11の早期劣化を来たす
ことになる。
Therefore, as shown in FIG. 7, the vehicle speed at which the contact 13a of the switch 13 opens and the power supply 14 is cut off is 80 km/h, and the contact 13a closes and the power supply 14 is supplied again. Since the vehicle speed is 75 km/h, the contact 13a of the switch 13 can be prevented from opening and closing every time due to minute fluctuations in the vehicle speed, and the frequency of opening and closing of the contact 13a can be reduced. It is possible to extend the durability life, and at the same time, it is possible to avoid frequent repetition of heat generation and stoppage of the heater 12, thereby preventing deterioration caused by frequent repeated application of thermal stress to the oxygen sensor 11. At the same time, the durability of the heater 12 can be improved. In other words, for example, as in the conventional case, the power supply 14 to the heater 12 is supplied and cut off at the same vehicle speed (temporarily 80 km/h).
In the case of h), if the vehicle is running at a constant speed of around 80 km/h, the contact 13a will open and close extremely frequently even when there is a slight change in vehicle speed, which will shorten the life of the contact 13a, etc. Since the heating and stopping of the heater 12 are repeated extremely frequently, the durability of the heater 12 is reduced, and the temperature of the oxygen sensor 11 is repeatedly raised and lowered quite frequently. , this will cause early deterioration of the oxygen sensor 11.

前述の実施例においては、酸素センサー11が
酸素イオン伝導性固体電解質を用いたものに限定
されるものではない。なお、車両用内燃機関の排
ガス中の酸素濃度を検出する場合において、フユ
エルカツト時には酸素センサーの温度が第7図に
示す値よりも全般的に低くなるが、フユエルカツ
ト時は空燃比のフイードバツクコントロールをお
こなわないため、何んらの支障はない。
In the embodiments described above, the oxygen sensor 11 is not limited to one using an oxygen ion conductive solid electrolyte. Note that when detecting the oxygen concentration in the exhaust gas of a vehicle internal combustion engine, the temperature of the oxygen sensor is generally lower than the value shown in Figure 7 when the fuel is cut off, but when the fuel is cut off, air-fuel ratio feedback control is required. Since this is not done, there is no problem.

以上のように、この発明によれば、ヒータをそ
なえた酸素センサーの温度制御をおこなうにあた
り、簡単かつ安価な構成で酸素センサーの過昇温
を防止することができ、被測定雰囲気温度が上昇
したときでも前記酸素センサーを適正温度範囲に
保持することが可能であり、前記ヒータに対する
電源の供給・遮断をおこなうに際して酸素センサ
ーに頻繁な熱応力が付加されるのを阻止すること
ができるため、酸素センサーの早期劣化を防ぐこ
とが可能であり、さらにヒータの耐久性も向上さ
せることができるなどの非常にすぐれた効果を有
する。
As described above, according to the present invention, when controlling the temperature of an oxygen sensor equipped with a heater, it is possible to prevent an excessive temperature rise of the oxygen sensor with a simple and inexpensive configuration, and to prevent the temperature of the atmosphere to be measured from rising. It is possible to maintain the oxygen sensor within the appropriate temperature range even when the oxygen It has very excellent effects such as being able to prevent early deterioration of the sensor and also improving the durability of the heater.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の酸素センサーの温度制御系統
図、第2図は従来例における車両の車速と酸素セ
ンサーの温度との関係を示すグラフ、第3図はこ
の発明の一実施例における酸素センサーの温度制
御系統図、第4図はこの発明の一実施例における
車速と開閉器の開閉状態との関係を示す説明図、
第5図はこの発明の一実施例における酸素センサ
ーの温度制御回路図、第6図は車両の車速と開閉
器の開閉状態との関係を示す説明図、第7図は車
速と酸素センサーの温度との関係を示すグラフで
ある。 11…酸素センサー、12…ヒータ、13…開
閉器、14…電源、15…車速検出器。
Fig. 1 is a temperature control system diagram of a conventional oxygen sensor, Fig. 2 is a graph showing the relationship between the vehicle speed and the temperature of the oxygen sensor in the conventional example, and Fig. 3 is a diagram of the oxygen sensor in an embodiment of the present invention. A temperature control system diagram, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between vehicle speed and the open/close state of the switch in an embodiment of the present invention,
Fig. 5 is a temperature control circuit diagram of an oxygen sensor in an embodiment of the present invention, Fig. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between vehicle speed and the open/closed state of the switch, and Fig. 7 is a diagram showing the relationship between vehicle speed and the temperature of the oxygen sensor. It is a graph showing the relationship between 11... Oxygen sensor, 12... Heater, 13... Switch, 14... Power supply, 15... Vehicle speed detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 車両に付設した酸素センサーに対して、該酸
素センサーに設けた酸素センサー加熱用のヒータ
と電源との間に介装した開閉器を開閉して前記酸
素センサーの温度を制御する方法において、前記
車両の車速を車速検出器で検出しつつ、前記車速
が第一の所定速度を越えた際に前記車速検出器か
ら第一の信号を発生させ、この第一の信号を前記
開閉器に送出して該開閉器を開かせ、前記車速が
前記第一の所定速度よりも低い第二の所定速度に
達した際に前記車速検出器から第二の信号を発生
させ、この第二の信号を前記開閉器に送出して該
開閉器を閉じさせるようにしたことを特徴とする
酸素センサーの温度制御方法。
1. A method for controlling the temperature of an oxygen sensor attached to a vehicle by opening/closing a switch interposed between a heater for heating the oxygen sensor provided in the oxygen sensor and a power source, While detecting the vehicle speed of the vehicle with a vehicle speed detector, when the vehicle speed exceeds a first predetermined speed, the vehicle speed detector generates a first signal, and this first signal is sent to the switch. to open the switch, and when the vehicle speed reaches a second predetermined speed lower than the first predetermined speed, a second signal is generated from the vehicle speed detector, and this second signal is transmitted to the second predetermined speed. 1. A temperature control method for an oxygen sensor, characterized in that the temperature is sent to a switch to close the switch.
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