(57)【要約】【課題】酸素検出素子の被水を防止可能とした酸素検出センサを提供すること。【解決手段】酸素濃度を検出する酸素検出素子２と、その酸素検出素子２を加熱するヒータ３と、酸素検出素子２及びヒータ３を覆い通気孔４１ａ、４２ａを形成してなる保護カバー４とを備えて構成され、保護カバー４をヒータ３に接触させて加熱可能とした。【選択図】図１
2004294299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素濃度を検出する酸素検出素子と、前記酸素検出素子を加熱するヒータと、前記酸素検出素子及び前記ヒータを覆い通気孔を形成してなる保護カバーとを備えた酸素検出センサにおいて、
前記保護カバーを前記ヒータに接触させ前記ヒータにより前記保護カバーを加熱すること、
を特徴とする酸素検出センサ。
【請求項２】
前記保護カバーは、所定温度より低温時に前記ヒータに接触し、前記所定温度以上の時に前記ヒータから離間することを特徴とする請求項１に記載の酸素検出センサ。
【請求項３】
前記保護カバーは、形状記憶合金により形成される可動部を有し、所定温度より低温時に前記可動部が前記ヒータに接触し、前記所定温度以上の時に前記可動部が動いて前記ヒータから離間することを特徴とする請求項２に記載の酸素検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系などに取り付けられる酸素検出センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸素検出センサとしては、特開平１０−２０６３７４号公報に記載されるように、酸素濃度を検出する検出素子、そのセンサ素子を覆う保護カバー及びセンサ素子を加熱するセラミックヒータを備え、保護カバーの内面に熱伝導率向上材を配置したものが知られている。このセンサは、保護カバーの内面に熱伝導率向上材を配置することにより、保護カバーの熱伝導性を高めて保護カバーの付着物を燃焼させて除去し、保護カバーの目詰まりによるセンサ応答遅れや出力不良を防止しようとするものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２０６３７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなセンサにおいては、センサ素子に水分が付着しないようにする必要がある。センサ素子に水滴などが付着すると、センサ素子の破損、出力特性の変化してしまうなどの不具合がある。このため、保護カバーを迅速に高温化してセンサ素子が被水しないようにすることが望ましい。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、酸素検出素子の被水を防止可能とした酸素検出センサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る酸素検出センサは、酸素濃度を検出する検出素子と、検出素子を加熱するヒータと、検出素子及びヒータを覆い通気孔を形成してなる保護カバーとを備えた酸素検出センサにおいて、保護カバーをヒータに接触させヒータにより保護カバーを加熱することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、保護カバーをヒータに接触させて加熱可能としたことにより、保護カバーを高温状態にすることができる。このため、保護カバーで水分を蒸発させ、検出素子の被水を防止することができる。
【０００８】
また本発明に係る酸素検出センサは、前述の保護カバーが所定温度より低温時にヒータに接触し、所定温度以上の時にヒータから離間することを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る酸素検出センサは、前述の保護カバーが形状記憶合金により形成される可動部を有し、所定温度より低温時に可動部がヒータに接触し、所定温度以上の時に可動部が動いてヒータから離間することを特徴とする。
【００１０】
これらの発明よれば、低温時に保護カバーをヒータに接触させて保護カバーを短時間で高温化することができ、高温時に保護カバーをヒータから離間させて保護カバーが過度に加熱されることを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る酸素検出センサの構成概要図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る酸素検出センサ１は、内燃機関の排気系又は吸気系に取り付けられ、酸素濃度を検出するセンサであって、例えばＯ２センサ、リニア空燃比センサとして用いられるものである。この酸素検出センサ１は、酸素検出素子２を備えている。酸素検出素子２は、酸素の検出を行うセンサ素子であり、例えばジルコニアやチタニアなどを材料としたものが用いられる。
【００１４】
酸素検出センサ１は、酸素検出素子２を加熱するヒータ３を備えている。ヒータ３としては、例えば電気抵抗により発熱するものが用いられる。また、ヒータ３としては、酸素検出素子２と一体に形成されるものが用いられる。
【００１５】
また、酸素検出センサ１には、保護カバー４が設けられている。保護カバー４は、酸素検出素子２及びヒータ３を覆う部材であり、内外多重の複数のカバー部材を有するものを用いるのが好ましく、例えば外側カバー４１と内側カバー４２からなるものが用いられる。
【００１６】
外側カバー４１には、複数の通気孔４１ａが開口しており、その外部から内部へ排気ガスなどが通気可能となっている。内側カバー４２には、複数の通気孔４２ａが開口しており、その外部から内部へ排気ガスなどが通気可能となっている。
【００１７】
保護カバー４は、ヒータ３に接触しヒータ３により加熱可能となっている。例えば、内側カバー４２の内側に接触部４３が設けられ、この接触部４３がヒータ３に接触しヒータ３から発せられる熱を保護カバー４に伝導させて保護カバー４が加熱される。
【００１８】
接触部４３は、その一端側が内側カバー４２の内面に固着され、他端側がヒータ３側へ延びてヒータ３に接触している。この接触部４３は、形状記憶合金で形成することが好ましい。この場合、所定温度より低温時に接触部４３をヒータ３に接触させておき、所定温度以上となった時に接触部４３の形状変形によりヒータ３から接触部４３を離間させることが可能となる。このとき、接触部４３は、温度状態によって移動する可動部として機能する。
【００１９】
酸素検出素子２及びヒータ３は、制御部５に接続されている。制御部５は、酸素検出センサ１全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成される。酸素検出素子２は、制御部５に検出信号を出力する。ヒータ３は、制御部５から電力供給を受けて作動制御されている。
【００２０】
次に、本実施形態に係る酸素検出センサの動作について説明する。
【００２１】
図１に示すように、内燃機関の排気系に酸素検出センサ１が設置される。そして、制御部５によりヒータ３が通電され発熱する。ヒータ３の発熱により酸素検出素子２が加熱される。また、このとき、保護カバー４が低温状態であるので、接触部４３がヒータ３に接触している状態となっている。このため、ヒータ３の熱が接触部４３を通じて内側カバー４２に伝導し、内側カバー４２が加熱され、短時間で高温状態となる。
【００２２】
このように、保護カバー４の内側カバー４２が加熱されて高温状態となるため、水滴などの水分がセンサ１内に進入しても、内側カバー４２の位置で蒸発させることができる。このため、酸素検出素子２が被水することを防止でき、酸素検出素子２の被水による破損、出力異常などの不具合を防止できる。
【００２３】
そして、ヒータ３による加熱が継続され、保護カバー４の内側カバー４２が所定温度以上となると、接触部４３が変形しヒータ３から離間する。これにより、保護カバー４が過度に加熱されることを防止できる。また、保護カバー４への熱伝導を遮断することにより、ヒータ３の加熱に要する消費電力を低減することができる。ここで、所定温度としては、例えば２００〜５００゜Ｃの範囲で設定され、好ましくは３００゜Ｃに設定される。
【００２４】
また、仮に保護カバー４内への水滴などの進入が防げず、酸素検出素子２が被水した場合には、酸素検出素子２のインピーダンス状態に基づいて酸素検出素子２の被水を制御部５により検出し、ヒータ３の発熱状態を調整し、酸素検出素子２の温度を低下させることが好ましい。この場合、被水による酸素検出素子２の破損を抑制することができる。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る酸素検出センサによれば、保護カバー４をヒータ３に接触させて加熱可能としたことにより、保護カバー４を短時間で高温状態にすることができる。このため、保護カバー４で水分を蒸発させ、酸素検出素子２の被水を未然に防止することができる。
【００２６】
また、低温時に保護カバー４をヒータ３に接触させ、所定温度以上の高温時に保護カバー４をヒータ３から離間することにより、低温時に保護カバー４を短時間で高温化することができ、高温時に保護カバー４が過度に加熱されることを防止できる。その際、保護カバー４の可動部である接触部４３を形状記憶合金により形成することにより、電気的な制御なしに保護カバー４の接触及び離間を行うことができ、センサの低コスト化が図れる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、酸素検出素子の被水を防止可能とした酸素検出センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る酸素検出センサの構成概略図である。
【図２】図１の酸素検出センサにおける動作説明図である。
【符号の説明】
１…酸素検出センサ、２…酸素検出素子、３…ヒータ、４…保護カバー、４１…外側カバー、４２…内側カバー、４３…接触部（可動部）、５…制御部。
【図１】
2004294299.tif 000003
【図２】
2004294299.tif 000004