DE3405576A1 - Kraftstoff-luft-verhaeltnisfuehler und verfahren zur messung eines kraftstoff-luft-verhaeltnisses - Google Patents
Kraftstoff-luft-verhaeltnisfuehler und verfahren zur messung eines kraftstoff-luft-verhaeltnissesInfo
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Description
Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler und Verfahren
zur Messung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fühler zur Feststellung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses oder eines Verhältnisses
von Luft zu Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine od. dgl. und auf ein Verfahren zur Messung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses.
Es ist derzeit üblich, die Sauerstoffdichte in einem von
einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs od. dgl.
ausgestoßenen Abgas zu erfassen und die der Brennkraftmaschine
zuzuführenden Mengen an Luft sowie Kraftstoff auf der
Grundlage des Werts der Sauerstoffdichte .zu steuern, so daß schädliche Bestandteile im Abgas vermindert werden.
Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler (Sauerstoffühler), wie sie
gegenwärtig für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen zur Erfassung
von Sauerstoffdichten verfügbar sind, arbeiten auf dem
Drosdnor Dank (Miinchon) KIo. 393!) Π44
Baypr Vercinsbnnk (München) KIo 508
nl KtO (><(>
ΛΛ ΜΠ4
Prinzip der SauerstofF-K onzentrationszel Ie. Diese Art eines
Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers ist in der Lage, ein stöchiometrisches Kraftstoff -Luft-Verhältnis (von 14,6)
auf Grund seiner Kennwerte festzustellen. Ein solcher Fühler kann jedoch Kraftstoff-Luft-Verhältnisse in anderen Bereichen
nicht erfassen, d.h. in einem mageren Bereich, in dem das Kraftstoff-Luft-Verhältnis höher als das stöchiometrische
ist, oder in einem fetten Bereich, in dem dieses Verhältnis unter dem stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis
ist.
Wenn eine Spannung zwischen gasdurchlässige Dünnschichtelektroden,
die an einer für Sauerstoff ionen durchdringbaren Festkörper-Elektrolytzelle angebracht sind, angelegt wird,
dann treten Sauerstoff ionen von der Kathode zur Anode durch die Zelle, und mit diesem Durchtreten der Sauerstoff ionen
fließt ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden. Wird die Menge an Sauerstoff ionen, die durch die Zelle treten
sollen, begrenzt, dann wird der Strom nicht über einen bestimmten Wert hinaus vergrößert, selbst wenn die angelegte
Spannung erhöht wird. Unter Ausnutzung dieser Erscheinung wurde ein Sauerstoffühler mit Strombegrenzung, d.h. mit begrenztem
Strom, entwickelt, um Sauerstoffdichten zu erfassen, und zwar im Hinblick auf die Feststellung von Kraftstoff-Luft-Verhältnissen
im mageren Bereich. Da der Sauerstofffühler mit Strombegrenzung iedoch nur Kraftstoff-Luft-Verhältnisse
im mageren Bereich erfassen kann, wird er als Magerfühler bezeichnet, und er ist nahezu unfähig, Kraftstoff-Luft-Verhältnisse
im fetten Bereich zu erfassen.
Während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs unter üblichen Bedingungen wird es vorzugsweise im mageren Bereich, in dem das
Kraftstoff-Luft-Verhältnis magerer ist, betrieben. Wenn
der Motor jedoch eine höhere Leistung erzeugen soll, z.B. bei Hinauffahren einer Steigung, dann wird er vorzugsweise
im fetten Bereich betrieben. Insofern besteht ein Bedarf an einem Fühler, der in der Lage ist, ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis
vom fetten bis zum mageren Bereich zu erfassen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler
zu schaffen, der für sich allein fähig ist, ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis vom fetten bis zum mageren
Bereich festzustellen.
Hierbei ist es ein Ziel der Erfindung, die Möglichkeit zu einer wirksameren Regelung eines Motors zu bieten, indem
beispielsweise ein mageres Kraftstoff-Luftgemisch aus einem
wirtschaftlichen Gesichtspunkt heraus verbrannt wird, wenn ein Kraftfahrzeug unter normalen oder üblichen Bedingungen
fährt, und ein fettes Kraftstoff-Luftgemisch für eine größere Ausgangsleistung verbrannt wird, wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise
eine Steigung hinauffährt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Messung eines Kraftstoff
-Luft-Verhältnisses in einem weiten Bereich, der.sowohl den fetten wie den mageren Bereich mit abdeckt.
Die Aufgabe und die Ziele der Erfindung können durch einen Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler erreicht werden, der einen
rohrförmigen Körper, ein Paar von hermetisch an einer Innenumfangsflache
dieses Körpers anliegenden, quer zur Achse des Körpers angeordneten Trennwandgliedern, von denen wenigstens
eines aus einem für Sauerstoff ionen durchdringbaren Festkörperelektrolyt
besteht, ein Gasdispersionsteil, das im
rohrförmigen Körper oder dem anderen Trennwandglied zur
Einführung von zu erfassendem bzw. zu prüfendem Gas und zu dessen Dispersion in den von den zwei Trennwandgliedern
bestimmten Raum angeordnet ist, ein erstes Paar von an gegen-
überliegenden Seiten des Festkörperelektrolyten gehaltenen
sowie mit einer Gleichstromquelle mit konstantem Strom verbundenen Elektroden, um Sauerstoff ionen in den zuvor erwähnten
Raum durch Durchdringen des Festkörperelektrolyten einzuführen, und ein zweites Paar von an gegenüberliegenden
Seiten des Elektrolyten angebrachten sowie mit einer Gleichstromquelle konstanter Spannung verbundenen Elektroden, wodurch
ein Magerfühler gebildet wird, umfaßt.
Der rohrförmige Körper kann aus verschiedenen Materialien bestehen,
vorzugsweise soll er jedoch aus einem anorganischen Material, z.B. hitzebeständigem Keramikwerkstoff, sein.
Ferner hat der rohrförmige Körper eine geschlossene Stirnseite mit einem Gasdispersionsloch oder einer Gasdispersionsschicht
als das Gas dispergierendes Teil.
Das Gasdispersionsloch kann in üblicher Weise durch Auftreffen eines Laserstrahls auf den aus Keramik geformten Körper
oder durch Einbringen von z.B. Schnur oder anderen löslichen Werkstoffen in eine Masse aus rohem Keramikmaterial, das
anschließend gesintert wird, gebildet werden.
Die Gasdispersionsschicht kann durch Ansetzen oder Verbinden eines keramischen Filters an bzw. mit einer öffnung im rohrförmigen
Körper oder durch Herstellen einer porösen Keramikschicht auf einem grobporigen Keramikkörper mittels eines
Plasma-Sprühvorgangs gefertigt werden.
Das Gasdispersionsloch bzw. die Gasdispersionsschicht
können in einer Seitenwand des rohrförmigen Körpers nahe dessen geschlossener Stirnseite angeordnet sein, und das Loch
wie die Schicht dienen der Erfüllung des gleichen Zwecks wie das Loch bzw. die Schicht für die Gasdispersion bei
Magerfühlern.
Der rohrförmige Körper kann die Gestalt eines zylindrischen
oder winkligen Rohrs haben.
Wenn der Fühler nicht in einer Umgebung von hoher Temperatur benutzt wird, dann wird der Festkörperelektrolyt durch
eine im rohrförmigen Körper befindliche Heizeinrichtung erhitzt, die z.B. aus einem rund um den Körper gewundenen
Chrom-Nickeldraht oder vorzugsweise aus einer in den rohrförmigen Körper eingebetteten Heizwicklung, so daß letzterer
als ein keramischer Erhitzer wirkt, bestehen kann. Die Heizeinrichtung wird in der Nachbarschaft des Festkörperelektrolyten
angeordnet.
Der für Sauerstoff ionen durch-lässige Festkörperelektrolyt
kann von derjenigen Art sein, wie sie in einem Sauerstoffoder Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler der beschriebenen
Gattung zur Anwendung kommt, d.h. er kann vorzugsweise als eine ebene Platte aus Zirkoniumoxid, dem Yttriumoxid beigegeben
ist, ausgebildet sein.
Die an den Flächen des Festkörperelektrolyten angebrachten Elektroden haben., die Form von gasdurchlässigen dünnen
Schichten aus Platin, die in üblicher Weise gefertigt werden. Die Elektroden sind in zwei Paaren vorgesehen und jeweils
an gegenüberliegenden Seiten des plattenförmigen Festkörperelektrolyten
gehalten. Die Elektroden in jedem Paar haben an den gegenüberliegenden Seiten des Festkörperelektrolyten
jeweils eine zueinander gleiche Ausdehnung.
Das eine der beiden El'ektrodenpaare wird als Sauerstoff pumpe
verwendet, das andere Paar dient als ein Sauerstoffühler
mit Strombegrenzung,'der hier als Magerfühler bezeichnet und
durch eine an ihn gelegte Spannung betrieben wird.
Bei herkömmlichen Magerfühlern ist bei einem stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis ihr Ausgangsstrom im wesentlichen
gleich Null, wie die ausgezogene Linie A in der beigefügten Fig. 1 zeigt, und demzufolge können nur Kraftstoff-Luft-Verhältnisse
im mageren Bereich erfaßt werden, was darauf beruht, daß die Sauerstoffdichte im Abgas bei dem
stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis im wesentlichen gleich Null ist.
Bei dem Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler gemäß der Erfindung
wird durch die Sauerstoffpumpe aus der Atmosphäre eine konstante Sauerstoffmenge in das zu erfassende Gas, z.B. ein Abgas,
das sich in dem zwischen dem Dispersionsloch bzw. der Dispersionsschicht und dem ersten Festkörperelektrolyt bestimmten
Raum befindet, eingeführt. Deshalb kann das Kraftstoff-Luft-Verhältnis, bei dem der Ausgangsstrom vom Magerfühler
Null ist, in den fetten Bereich verschoben werden. Zusätzlich kann das Kraftstoff-Luft-Verhältnis, bei dem der
Ausgangsstrom vom Magerfühler Null ist, nach Wunsch verändert werden, wie die gestrichelte Linie B in Fig. 1 zeigt,
indem der durch die SauerstoffpumpenzelIe fließende Strom
erhöht oder vermindert wird. Demzufolge kann ein gewünschter Bereich, in dem ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis erfaßt
werden kann, ausgewählt werden.
Wie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der
Erfindung deutlich werden wird, kann der Magerfühler als ein
eigener, zweiter Festkörper-Elektrolyt ausgestaltet sein, er braucht nicht mit der Sauerstoffpumpe des ersten Elektrolyten
zusammengebaut zu sein. Der zweite Festkörperelektrolyt kann an der geschlossenen Stirnseite des rohrförmigen Körpers
angeordnet sein, das Dispersionsloch kann hierbei im Festkörperelektrolyt ausgestaltet sein. Das zu prüfende oder
zu beurteilende Gas muß in den Raum zwischen erstem sowie zweitem Festkörperelektrolyt eingeführt werden.
Die obigen sowie weitere Ziele, die Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden, auf
die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm über die Beziehung eines stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und eines Ausgangsstroms
;
Fig. 2 eine abgebrochene Schnittdarstellung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühlers
in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung.;
Fig. 3 eine Ansicht der an einem Festkörperelektrolyt angebrachten
Elektroden;
Fig. 4 bis 6 zu Fig. 2 gleichartige Darstellungen von Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlern
in weiteren Ausführungsformen gemäß der .Erfindung;
Bei der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform eines
Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers weist dieser einen zylindrischen,
rohrförmigen Körper 1, der aus einem Keramikmaterial gefertigt ist, auf. In einer geschlossenen Stirnwand Γ oder
einem Trennwandteil des Körpers 1 ist ein Gasdispersionsloch
2 bestimmt. Im Körper 1 ist ein scheibenförmiger Festkörperelektrolyt
(Festelektrolyt) 3 aufgenommen, der Elektroden 4a, 4b, 5a und 5b trägt sowie ebenfalls als ein Trennwandteil
dient.
Die Elektroden 4a, 4b, 5a sowie 5b haben eine halbkreisförmige
Gestalt und sind, wie Fig. 2 und 3 zeigen, an gegenüberliegenden Flächen des Festelektrolyts 3 befestigt.
Die an der einen Fläche des Festelektrolyten 3 angeordneten Elektroden 4a, 4b sind dem Gasdispersionsloch 2 zugewandt,
so daß zu prüfendes Gas, z.B. Abgas, mit diesen Elektroden 4a» 4b in Berührung gebracht wird. Die an der gegenüber 1 ie-
genden Fläche des Festelektrolyten 3 angeordneten Elektroden 5a, 5b bleiben der Atmosphäre ausgesetzt. Wenigstens die mit
dem Gas in Berührung kommenden Elektroden 4a, 4b sollen katalytisch aktive Elektroden einschließen.
Wie die Fig. 2 zeigt, sind die Elektroden 4a und 5a als Paar zusammengefaßt und über Leitungsdrähte 6a an eine Gleichstromquelle
7 mit konstantem Strom angeschlossen, womit eine Sauerstoffpumpe gebildet wird. Das andere Paar von Elektroden 4b
und 5b ist ebenfalls über Leitungsdrähte 6b an eine Gleichstromquelle 8 mit konstanter Spannung sowie an ein Strommeßgerät
9 angeschlossen, womit ein Magerfühler gebildet wird.
Ferner ist., wie der Fig. 2 ebenfalls zu entnehmen ist, im zylindrischen, rohrförmigen Körper 1 eine Heizeinrichtung
10, z.B. eine gewöhnliche keramische Heizeinrichtung, angeordnet, die über (nicht gezeigte) Leitungsdrähte an eine
Stromquelle angeschlossen ist. Wenn es notwendig ist, die aus den Kennwerten des Fühlers rührenden Erfordernisse zu
erfüllen, dann wird die Heizeinrichtung 10 zugeschaltet, um den Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zu beheizen. Beispielsweise
wird die Heizeinrichtung 10 dann in Betrieb genommen, wenn der Fühler eine geforderte Betriebstemperatur zum Zeitpunkt
der Erfassung von Abgas niedriger Temperatur, was aus der Verbrennung eines mageren Gemischs resultiert, nicht
erreicht.
Der Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler mit dem vorbeschriebenen
Aufbau stellt somit eine Kombination eines herkömmlichen
Magerfühlers der Bauart mit einem feinen Loch (Nadelloch) und eines Sauerstoffühlers dar.
Bei dem Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler gemäß der Erfindung
fließt allzeit eine konstante Sauerstoffmenge durch die Elektrode 5a zur Elektrode 4a als eine Sauerstoffpumpe,
und deshalb wird das zu prüfende Gas, das in den Raum durch
das Gasdispersionsloch 2 eingetreten ist, zu einem mageren Zustand hin umgewandelt, selbst wenn es ursprünglich in
einem fetten Zustand war. Somit kann der Magerfühler das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des in dem Raum zwischen dem
Gasdispersionsloch 2 und dem Festelektrolyt 3 enthaltenen Gases erfassen. Das vom erfindungsgemäßen Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler
festgestellte Kraftstoff-Luft-Verhältnis
ist durch die gestrichelte Linie B in Fig. 1 angegeben. Wenn die in das Gas einzuführende Sauerstoffmenge vorherbestimmt
wird, kann ein wahres Kraftstoff-Luft-Verhältnis des Gases durch Korrektur des Unterschieds zwischen dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis
B und einem durch einen üblichen Magerfühler erfaßten sowie durch die ausgezogene Linie A in Fig. 1 angegebenen
Kraftstoff-Luft-Verhältnis bestimmt werden.
Weitere Ausführungsformen von Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlern
gemäß der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben.
Bei der zweiten, in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform tiat der
Kraf tstof f-Luft-Verhältnisf üh ler zwei zueinander beabstan.dete
Festelektrolyten 3a und 3b, wobei der Festelektrolyt 3a mit den Elektroden 4a und 5a als eine Sauerstoff pumpe oder
ein, ,Trenngl ied dient,. während der Festelektrolyt 3b mit den
Elektroden 4b und 5b als ein Magerfühler dient. Ferner stellt der Festelektrolyt 3b eine geschlossene Stirnseite oder eine
Trennwand eines zylindrischen, rohrförmigen Körpers 1 dar
und hat ein als ein Gasdispersionsteil wirkendes Gasdispersions loch 2. " ■
Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers,
der einen zylindrischen, rohrförmigen Körper 1 mit einem in einer Seitenwand von diesem ausgebildeten
Gasdispersionsloch 2 hat.
Der Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler gemäß der vierten,
in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform weist eine in einer
Stirnseite des zylindrischen, rohrförmigen Körpers 1 angeordnete
Gasdispersionsschicht 2' auf.
Die Erfindung bezieht sich somit auf einen Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler
sowie ein Meßverfahren zur Feststellung einer Sauerstoffdichte im Abgas einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine.
Der Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler weist einen rohrförmigen Körper sowie ein Paar von Trennwandgliedern,
die den rohrförmigen Körper in einen stirnseitig geschlossenen sowie einen stirnseitig offenen Abschnitt
unterteilen, auf. Wenigstens eines der Trennwandglieder umfaßt ein-en für Sauerstoff ionen durchlässigen Festelektrolyten.
An gegenüberliegenden Flächen des Festelektrolyten ist ein Elektrodenpaar angebracht, das an eine Gleichstromquelle
angeschlossen ist und somit eine Sauerstoffpumpe
bildet. Ein anderes Elektrodenpaar ist an einem der Trennwandglieder angebracht und mit einer Gleichstromquelle verbunden,
womit ein Sauerstoffühler mit Strombegrenzung gebildet
wird. Sauerstoff wird in einen Raum zwischen den Trennwandgliedern allzeit durch die Sauerstoffpumpe eingeführt,
um das Gas, das durch ein Gasdispersionsteil dem Raum zugeführt worden ist, mager zu halten.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben und dargestellt worden sind, so ist
klar, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne den durch die Ansprüche abgesteckten
Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Claims (6)
- TEDTKE-BOHLINQ-KlKI«>.$ieüPEX;.:. SSSS iff.- Grams -Stru.f " " " ; S^™Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe3405576 Dipl.-lng. B. PellmannDipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. StruifBavariaring 4, Postfach 2024( 8000 München 2Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münchc16. Februar 1984DE 3673 /case GF-2686/83-D Γ-1PatentansprücheyKraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zur Feststellung einer Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet- durch eine Gleichstromquelle (7) für konstanten Strom sowie eine Gleichstromquelle (8) für konstante Spannung,- durch einen rohrförmigen Körper (1),- durch ein erstes sowie zweites Trennwandglied, die hermetisch an einer Innenumfangsflache des rohrförmigen Körpers in Anlage sind, wobei das erste Trennwandglied einen für Sauerstoff ionen durchlässigen Festkörper-Elektrolyt (3) umfaßt,- durch eine im zweiten Trennwandglied ausgebildete Gasdispersionseinrichtung (2) zur Einführung von zu erfassendem Gas und zur Dispersion dieses Gases in einem vom ersten sowie zweiten Trennwandglied begrenzten Raum,- durch ein erstes Paar von Elektroden (4a, 5a) die getrennt an gegenüberliegenden Seiten des Festkörper-ElektrolytenDresdner Bank (München) Kto. 3939 S44 Bayer Vorolnshank (Muni hon) KIo 508 Θ41 Poslschock (Münchim) KIo li/ii ΛΛ IHMangebracht und mit der Gleichstromquelle (7) für konstanten Strom zur Einführung von Sauerstoff-ionen, die durch den Festkörper-Elektrolyten in den Raum eindringen, verbunden sind, und- durch ein zweites Paar von Elektroden (4b, 5b), die getrennt an gegenüberliegenden Seiten des Festkörper-Elektrolyten angebracht und mit der Gleichstromquelle (8) für konstante Spannung verbunden sind.
- 2. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Trennwandglied (1') eine Stirnseite des rohrförmigen Körpers (1) bildet, daß die Gasdispersionseinrichtung (2) in dieser Stirnseite angeordnet ist, daß der Festkörper-Elektrolyt im rohrförmigen Körper angeordnet ist sowie diesen Körper in einen stirnseitig geschlossenen und einen .stirnseitig offenen Abschnitt unterteilt und den Raum begrenzt und daß das eine des ersten sowie zweiten Elektrodenpaars sowie die damit verbundene Gleichstromquelle (7) für konstanten Strom zusammen eine Sauerstoffpumpe und das andere Elektrodenpaar sowie die damit verbundene Gleichstromquelle (8) für konstante Spannung zusammen einen Sauerstoffühler mit begrenztem Strom bilden.
- 3. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zur Festeilung einer Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet- durch eine Gleichstromquelle (7) für konstanten Strom sowie eine Gleichstromquelle (8) für konstante Spannung,- durch einen rohrförmigen Körper (1),- durch ein erstes sowie zweites Trennwandglied (3a, 3b) die zwischen sich einen Raum bilden und. hermetisch an einer Innenumfangsflache des rohrförmigen Körpers in Anlage sind, wobei das erste sowie zweite Trennwandglied jeweils einen Festkörperelektrolyten umfassen und den rohrförmigen Körper in einen stirnseitig geschlossenen, denRaum begrenzenden sowie einen stirnseitig offenen Abschnitt unterteilen,- durch ein erstes Paar von Elektroden (4a, 5a), die an gegenüberliegenden Seiten des Festkörperelektrolyten des ersten Trennwandglieds (3a) angebracht sowie mit der Gleichstromquelle (7) mit konstantem Strom zur Einführung von Sauerstoff ionen, die durch den Festkörperelektrolyten in den begrenzten Raum eindringen, verbunden sind, und- durch ein zweites Paar von Elektroden (4b, 5b), die an gegenüberliegenden Seiten des Festkörperelektrolyten des zweiten Trennwandglieds (3b) angebracht sowie mit der Gleichstromquelle (8) für konstante Spannung verbunden sind.
- 4. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung ein im zweiten Trennwandglied (1 ' )ausgebildetes Gasdispersionsloch (2) ist.
- 5. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 1,2 oder dadurch gekennzeichent, daß die Gasdispersionseinrichtung eine im zweiten Trennwandglied angeordnete Gasdispersionsschicht (2') ist.
- 6. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zur Feststellung einer Sauerstoffdichfe im Abgas eines Motors, gekennzeichnet- durch eine Gleichstromquelle (7) für konstanten Strom und eine Gleichstromquelle (8) für konstante Spannung,- durch einen rohrförmigen Körper(1), .- durch ein erstes sowie zweites Trennwandglied, die hermetisch an einer Innenumfangsflache des rohrförmgien Körpers quer zu einer Achse dieses Körpers in Anlage sind, wobei das erste sowie zweite Trennwandglied jeweils einen für Sauerstroff ionen durchlässigen Festkörperelektrolyten umfassen,- durch eine in dem rohrförmigen Körper ausgebildete Gasdispersionseinrichtung (2) zur Einführung von zu erfassendem Gas und zur Dispersion dieses Gases in einem zwischen dem ersten sowie zweiten Trennwandglied abgegrenzten Raum,- durch'ein erstes Paar von Elektroden (4a, 5a), die an dem ersten Trennwandglied (3a) angebracht sowie mit der Gleichstromquelle (7) für konstanten Strom zur Einführung von Sauerstoff ionen, die durch den Festkörperelektrolyten des ersten Trennwandglieds in den abgegrenzten Raum eindringen, verbunden sind, und- durch ein zweites Paar von an gegenüberliegenden Seiten des zweiten Trennwandglieds (3b) angebrachten Elektroden (4b, 5b), die mit der Gleichstromquelle (8) für konstante Spannung verbunden sind.Verfahren zur Messung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zur Feststellung einer Sauerstoff-dichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet- durch Einführen von Sauerstoff in einen geschlossenen Raum, in den das zu untersuchende Abgas eintritt, durch einen Gleichstromfluß zwischen einem Paar von getrennten, an gegenüberliegenden Seiten eines Festkörperelektrolyten, der für Sauerstoff ionen durchlässig ist und einen Teil einer den Raum bestimmenden Trennwand bildet, angebrachten Elektroden,- durch Anlegen einer Gleichspannung an ein zweites Paarvon an gegenüberliegenden Seiten des Festkörperelektrotyten getrennt angebrachten Elektroden und- durch Messen eines Kraftstoff-Luft-Verhältnis.ses in dem Gas auf der Grundlage eines zwischen dem Paar von Elektroden erzeugten ,Stroms.Verfahren zur Messung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zur Feststellung einer Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet- durch Einführen von Sauerstoff in einen geschlossenen Raum, in den ein zu untersuchendes Gas eintritt, durch einen Gleichstromfluß zwischen einem ersten Paar von an gegenüberliegenden Seiten eines ersten Festkörperelektrolyten, der für Sauerstoff ionen durchlässig ist und einen Teil eines den Raum bestimmenden Trennwandglieds bildet, getrennt angebrachten Elektroden,- durch Anlegen einer Gleichspannung an ein zweites Paar von an gegenüberliegenden Seiten eines zweiten Festkörperelektrolyten getrennt angebrachten Elektroden und- durch Messen eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in dem Gas auf der Grundlage eines zwischen dem zweiten Paar von Elektroden erzeugten Stroms.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58132476A JPS6024445A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 空燃比検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3405576A1 true DE3405576A1 (de) | 1985-01-31 |
DE3405576C2 DE3405576C2 (de) | 1992-07-30 |
Family
ID=15082259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843405576 Granted DE3405576A1 (de) | 1983-07-20 | 1984-02-16 | Kraftstoff-luft-verhaeltnisfuehler und verfahren zur messung eines kraftstoff-luft-verhaeltnisses |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4574627A (de) |
JP (1) | JPS6024445A (de) |
DE (1) | DE3405576A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3602831A1 (de) * | 1985-02-16 | 1986-08-21 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Luftansaugseitiges zufuhrsystem fuer zusatzluft fuer eine brennkraftmaschine mit einer steuerfunktion fuer das tastverhaeltnis |
DE3606045A1 (de) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Ngk Spark Plug Co | Luft/kraftstoff-verhaeltnissensor fuer brennkraftmaschinen |
EP0193379A2 (de) * | 1985-02-25 | 1986-09-03 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Fühler für Luft/Kraftstoffverhältnis |
EP0194082A1 (de) * | 1985-02-23 | 1986-09-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zur Konzentrationsbestimmung einer Komponente in Gasen und elektrochemische Einrichtung, geeignet zur Durchführung des Verfahrens |
DE4226537C2 (de) * | 1992-08-11 | 2003-03-27 | Bosch Gmbh Robert | Polarographischer Sensor |
Families Citing this family (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0715452B2 (ja) * | 1983-10-05 | 1995-02-22 | 株式会社日立製作所 | 空燃比検出器 |
JPS60232550A (ja) | 1984-05-02 | 1985-11-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | ハロゲン化銀カラ−写真感光材料 |
JPS6147553A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-08 | Hitachi Ltd | 空燃比センサ |
JPS6151555A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-14 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学的装置 |
DE3615960A1 (de) * | 1985-05-13 | 1986-11-27 | Toyota Motor Co Ltd | Fuehler zur ermittlung eines luft-kraftstoff-verhaeltnisses |
US4769124A (en) * | 1985-08-10 | 1988-09-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Oxygen concentration detection device having a pair of oxygen pump units with a simplified construction |
GB2183042B (en) * | 1985-09-27 | 1989-09-20 | Ngk Spark Plug Co | Air/fuel ratio sensor |
JPH0668483B2 (ja) * | 1985-10-26 | 1994-08-31 | 日本碍子株式会社 | 電気化学的装置 |
US4755023A (en) * | 1986-10-27 | 1988-07-05 | Kaiser Aerospace And Electronics Corporation | Headgear mounted display visor |
JPS63101861U (de) * | 1986-12-22 | 1988-07-02 | ||
JPH0635954B2 (ja) * | 1987-05-12 | 1994-05-11 | 日本特殊陶業株式会社 | 空燃比検出装置 |
US5049254A (en) * | 1987-05-29 | 1991-09-17 | Ford Motor Company | Exhaust gas recirculation sensor |
US5288389A (en) * | 1988-04-01 | 1994-02-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Oxygen sensor with higher resistance to repeated thermal-shocks and shorter warm-up time |
US4897174A (en) * | 1988-05-24 | 1990-01-30 | Gte Laboratories Incorporated | Gas sensing apparatus |
US4880519A (en) * | 1988-05-24 | 1989-11-14 | Gte Laboratories Incorporated | Gas sensor element |
DE3830515A1 (de) * | 1988-09-08 | 1990-03-22 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur ueberpruefung der funktion des abgaskatalysators einer brennkraftmaschine |
CA1321618C (en) * | 1988-09-30 | 1993-08-24 | Eleftherios M. Logothetis | Sensor for determining relative amount of oxygen containing gas in a gas mixture |
US5145566A (en) * | 1988-09-30 | 1992-09-08 | Ford Motor Company | Method for determining relative amount of oxygen containing gas in a gas mixture |
EP0366863B1 (de) * | 1988-10-31 | 1994-08-31 | Fujikura Ltd. | Sauerstoffsensorvorrichtung |
EP0371774B1 (de) * | 1988-11-29 | 1997-11-12 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Ein Feuchtigkeitssensor unter Verwendung einer elektrochemischen Zelle |
US4990235A (en) * | 1989-02-23 | 1991-02-05 | Toyota Jidosha Kabushiki | Oxygen sensor |
US4950380A (en) * | 1989-08-01 | 1990-08-21 | Kabushiki Kaisha Riken | Limiting current-type oxygen sensor |
US4938861A (en) * | 1989-08-01 | 1990-07-03 | Kabushiki Kaisha Riken | Limiting current-type oxygen sensor |
US5250169A (en) * | 1991-06-07 | 1993-10-05 | Ford Motor Company | Apparatus for sensing hydrocarbons and carbon monoxide |
JP3150429B2 (ja) * | 1992-07-21 | 2001-03-26 | ダイハツ工業株式会社 | イオン電流によるリーン限界検出方法 |
DE4226540A1 (de) * | 1992-08-11 | 1994-04-21 | Bosch Gmbh Robert | Polarographischer Sensor |
US5480535A (en) * | 1992-12-28 | 1996-01-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Thin film multilayered air/fuel ratio sensor |
DE59306790D1 (de) * | 1993-03-15 | 1997-07-24 | Siemens Ag | Verfahren zur Überprüfung von Lambdasonden |
US5450749A (en) * | 1993-08-25 | 1995-09-19 | Wci Outdoor Products, Inc. | Gas sampling method and dilution tunnel therefor |
JP3134624B2 (ja) * | 1993-09-21 | 2001-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
DE4341278B4 (de) * | 1993-12-03 | 2004-05-06 | Robert Bosch Gmbh | Grenzstromsensor zur Bestimmung des Lambdawertes in Gasgemischen |
JPH07253411A (ja) * | 1994-03-14 | 1995-10-03 | Ngk Insulators Ltd | 一酸化炭素センサ及び一酸化炭素濃度の検出方法 |
KR960024356A (ko) * | 1994-12-26 | 1996-07-20 | 이형도 | 광역공연비 센서 및 이의 구동방법 |
DE19631501C2 (de) * | 1996-08-03 | 1998-09-10 | Bosch Gmbh Robert | Gasdurchlässige Anschlußleitung für einen Meßfühler |
US5691464A (en) * | 1997-02-05 | 1997-11-25 | Litton Systems, Inc. | Apparatus for high oxygen concentration measurement using limiting current oxygen sensor |
DE19838028C2 (de) * | 1998-08-21 | 2003-03-20 | Zirox Sensoren & Elektronik Gm | Verfahren und Einrichtung zur Messung von Stickoxiden |
DE10013374A1 (de) * | 2000-03-17 | 2001-09-27 | Abb Patent Gmbh | Gasanalysatoreinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb derselben |
GB0224267D0 (en) * | 2002-10-18 | 2002-11-27 | Univ Middlesex Serv Ltd | Sensors |
US20090139497A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Bo Shi | Engine having thin film oxygen separation system |
JP4989540B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2012-08-01 | 矢崎総業株式会社 | 空燃比検出装置 |
CN103492809B (zh) * | 2010-12-07 | 2015-12-16 | 伊利亚斯·扎瓦拉斯 | 用于优化烃燃烧的设备 |
DE102012211685A1 (de) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Luftzahl Lambda mit einem Gas-Sensor |
RU2617423C2 (ru) * | 2013-01-29 | 2017-04-25 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Система управления двигателем внутреннего сгорания |
US9745911B2 (en) * | 2013-01-29 | 2017-08-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system of internal combustion engine |
EP2952714B1 (de) * | 2013-01-29 | 2020-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuerungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor |
WO2020195681A1 (ja) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 三井金属鉱業株式会社 | 酸素センサ及びそれを具備する微小機械電気素子 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2431677A1 (de) * | 1973-07-09 | 1975-02-06 | Philips Nv | Gasanalysegeraet |
US3923624A (en) * | 1973-03-28 | 1975-12-02 | Philips Corp | Apparatus for the measuring and supplying a controlled quantity of a gas |
DE2631819A1 (de) * | 1976-07-15 | 1978-01-19 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des gehaltes an molekularem und/oder gebundenem sauerstoff in gasen |
DE2922218A1 (de) * | 1978-05-31 | 1979-12-06 | Westinghouse Electric Corp | Sauerstoff/brennstoff-ueberwachungsgeraet |
DE3020132A1 (de) * | 1979-05-25 | 1980-11-27 | Nissan Motor | Vorrichtung zur abtastung des luft-brennstoff-verhaeltnisses eines luft-brennstoff-gemisches |
DE2928496A1 (de) * | 1979-07-14 | 1981-01-29 | Bosch Gmbh Robert | Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen |
DE3104986A1 (de) * | 1981-02-12 | 1982-08-19 | Bosch Gmbh Robert | Polarographischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55155859A (en) * | 1979-05-25 | 1980-12-04 | Towa Kogyo Kk | Method of waterproofing |
JPS59178354A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素センサ |
-
1983
- 1983-07-20 JP JP58132476A patent/JPS6024445A/ja active Granted
-
1984
- 1984-02-03 US US06/576,957 patent/US4574627A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-02-16 DE DE19843405576 patent/DE3405576A1/de active Granted
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3923624A (en) * | 1973-03-28 | 1975-12-02 | Philips Corp | Apparatus for the measuring and supplying a controlled quantity of a gas |
DE2431677A1 (de) * | 1973-07-09 | 1975-02-06 | Philips Nv | Gasanalysegeraet |
DE2631819A1 (de) * | 1976-07-15 | 1978-01-19 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des gehaltes an molekularem und/oder gebundenem sauerstoff in gasen |
DE2922218A1 (de) * | 1978-05-31 | 1979-12-06 | Westinghouse Electric Corp | Sauerstoff/brennstoff-ueberwachungsgeraet |
DE3020132A1 (de) * | 1979-05-25 | 1980-11-27 | Nissan Motor | Vorrichtung zur abtastung des luft-brennstoff-verhaeltnisses eines luft-brennstoff-gemisches |
DE2928496A1 (de) * | 1979-07-14 | 1981-01-29 | Bosch Gmbh Robert | Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen |
DE3104986A1 (de) * | 1981-02-12 | 1982-08-19 | Bosch Gmbh Robert | Polarographischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3602831A1 (de) * | 1985-02-16 | 1986-08-21 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Luftansaugseitiges zufuhrsystem fuer zusatzluft fuer eine brennkraftmaschine mit einer steuerfunktion fuer das tastverhaeltnis |
EP0194082A1 (de) * | 1985-02-23 | 1986-09-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Verfahren zur Konzentrationsbestimmung einer Komponente in Gasen und elektrochemische Einrichtung, geeignet zur Durchführung des Verfahrens |
US4645572A (en) * | 1985-02-23 | 1987-02-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of determining concentration of a component in gases and electrochemical device suitable for practicing the method |
DE3606045A1 (de) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Ngk Spark Plug Co | Luft/kraftstoff-verhaeltnissensor fuer brennkraftmaschinen |
EP0193379A2 (de) * | 1985-02-25 | 1986-09-03 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Fühler für Luft/Kraftstoffverhältnis |
EP0193379A3 (en) * | 1985-02-25 | 1988-03-23 | Ngk Spark Plug Co. Ltd. | Air/fuel ratio sensor |
DE4226537C2 (de) * | 1992-08-11 | 2003-03-27 | Bosch Gmbh Robert | Polarographischer Sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0437378B2 (de) | 1992-06-19 |
JPS6024445A (ja) | 1985-02-07 |
DE3405576C2 (de) | 1992-07-30 |
US4574627A (en) | 1986-03-11 |
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