JP2008510959A - ガス混合物内の成分濃度の決定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス混合物内の成分濃度、特に内燃機関の排気ガス内の酸素濃度の決定装置は、拡散隔壁(5)を介して作用する結合に抗して、成分濃度がガス混合物内の濃度に設定可能な測定ガス室(3a)を有し、この場合、前記結合の影響が、制御可能なポンプ電圧を印加可能な、測定ガス室(3a)とガス混合物との間でポンプ装置として働く固体電解質(7)を介して、制御可能な前記成分のイオン流により補償され、これにより、電流を表わす変数が、ガス混合物内の求められるべき濃度に対する尺度を示す。固体電解質(7)に、少なくとも一時的に、ガス混合物の少なくとも1つの状態変数の関数として、設定可能な一定のポンプ電圧が印加される。
【選択図】図1
Description
ドイツ特許公開第19857471号から、ガス混合物、特に内燃機関の排気ガスのλ値を決定するための限界電流センサ用センサ・エレメントが既知であり、この場合、センサ・エレメントは、固体電解質フォイル上に配置された内側および外側ポンプ電極を備えている。内側ポンプ電極は、拡散隔壁により境界が形成された拡散チャネル内に配置されている。ポンプ電極は、ガス混合物の拡散方向において拡散隔壁の後方に存在している。ガス流入孔は、固体電解質フォイルの表面にほぼ垂直に、固体電解質フォイルを貫通して拡散チャネル内に案内されている。拡散隔壁は、拡散チャネル内において、ガス流入孔の内壁から引っ込んで配置されている。これにより、より大きな流入面積もまた得られ、したがって、内燃機関のスタート後において遅れて投入されたとき、堆積排気ガス成分の焼付きが回避される。
しかしながら、他の実施例において、状態変数は成分濃度であってもよい。このようにして、例えば広帯域センサとして形成された装置は、リーン運転において、一次的に限界電流センサとして作動される。この作動方式により、圧力パルスにより形成されるポンプ電流の急速な応答が回避されるので、出力信号は、ガス混合物内の実際成分濃度に、本質的により良好に対応している。
この問題点を排除するために、外側測定電極8が、その位置において、正の一定のポンプ電圧UPKが印加されている端子(ポート)21に接続されている、切換手段20の第2の切換位置が設けられている。したがって、場合により、ガス混合物の成分濃度、例えば測定ガス室3aの酸素濃度に対応する限界電流が流れる。応答動特性は、拡散隔壁5を介してのガス流によってのみ決定される。即ち、言い換えると、広帯域センサは、一次的に、限界電流センサとして作動する。これにより、圧力パルスに対して急速な応答が形成される作動方式が回避される。即ち、出力信号UAは、実際排気ガス濃度に、本質的により良好に対応している。この場合、図1に示されているように、追加ポート21が設けられていてもよい。しかしながら、回路ユニット2全てが集積回路の部分または制御装置の部分であってもよく、即ち、ポンプ電圧が集積回路の内部で切り換えられてもよい。この場合には、限界電流が排気ガス内の酸素濃度に対する尺度である。
Claims (4)
- ガス混合物内の成分濃度、特に内燃機関の排気ガス内の酸素濃度の決定装置であって、
拡散隔壁(5)を介して作用する結合に抗して、成分濃度がガス混合物内の濃度に設定可能な測定ガス室(3a)を有すること、
この場合、前記結合の影響が、制御可能なポンプ電圧を印加可能な、測定ガス室(3a)とガス混合物との間でポンプ装置として働く固体電解質(7)を介して、制御可能な前記成分のイオン流により補償され、これにより、電流を表わす変数が、ガス混合物内の求められるべき濃度に対する尺度を示すこと、
を含むガス混合物内の成分濃度の決定装置において、
固体電解質(7)に、少なくとも一時的に、ガス混合物の少なくとも1つの状態変数の関数として、設定可能な一定のポンプ電圧が印加されることを特徴とするガス混合物内の成分濃度の決定装置。 - 前記少なくとも1つの状態変数が、前記ガス混合物内に作用している圧力であることを特徴とする請求項1に記載の決定装置。
- 前記少なくとも1つの状態変数が、成分濃度であることを特徴とする請求項1に記載の決定装置。
- 前記ポンプ電圧を、設定可能な一定ポンプ電圧が印加される接続端子と、第1の部分容積およびガス混合物の成分の基準濃度が存在する領域間のネルンスト・セルの出力電圧の、目標値からの偏差の関数として、ポンプ電圧を制御する回路装置との間で切り換えるための手段(20)を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の決定装置。
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