JPH063431B2 - 機関の空燃比センサ - Google Patents
機関の空燃比センサInfo
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- JPH063431B2 JPH063431B2 JP59023222A JP2322284A JPH063431B2 JP H063431 B2 JPH063431 B2 JP H063431B2 JP 59023222 A JP59023222 A JP 59023222A JP 2322284 A JP2322284 A JP 2322284A JP H063431 B2 JPH063431 B2 JP H063431B2
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
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- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は内燃機関等の排気ガス中の酸素濃度を測定して
空燃比を検知する装置に関するものであり、特にイオン
伝導性固体電解質で構成された酸素ポンプ式の空燃比セ
ンサの改良に関するものである。
空燃比を検知する装置に関するものであり、特にイオン
伝導性固体電解質で構成された酸素ポンプ式の空燃比セ
ンサの改良に関するものである。
従来より、イオン伝導性固体電解質(例えば安定化ジル
コニア)で構成された酸素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧と空気の酸素分圧との差によつて生じる起電力の
変化に基づいて理論空燃比での燃焼状態を検知すること
により、例えば自動車の機関を理論空燃比で運転するよ
うに制御することは周知の通りである。ところで、上記
酸素センサは空気と燃料との重量比率である空燃比A/
Fが理論空燃比14.7である時は大きな変化出力が得られ
るが、他の運転空燃比域では出力変化がほとんどなく、
理論空燃比以外の空燃比で機関を運転する場合には上記
酸素センサの出力を利用することができない。そこで、
かかる不都合を解消し任意の空燃比で機関を運転可能に
する酸素ポンプ式空燃比センサが提案されているが、特
性が温度によつて著しく変化するために実用に至らなか
つた。
コニア)で構成された酸素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧と空気の酸素分圧との差によつて生じる起電力の
変化に基づいて理論空燃比での燃焼状態を検知すること
により、例えば自動車の機関を理論空燃比で運転するよ
うに制御することは周知の通りである。ところで、上記
酸素センサは空気と燃料との重量比率である空燃比A/
Fが理論空燃比14.7である時は大きな変化出力が得られ
るが、他の運転空燃比域では出力変化がほとんどなく、
理論空燃比以外の空燃比で機関を運転する場合には上記
酸素センサの出力を利用することができない。そこで、
かかる不都合を解消し任意の空燃比で機関を運転可能に
する酸素ポンプ式空燃比センサが提案されているが、特
性が温度によつて著しく変化するために実用に至らなか
つた。
第1図および第2図は従来の酸素ポンプ式空燃比センサ
を示し、1は機関の排気管、2は排気管1内に配設され
た空燃比センサ部である。空燃比センサ部2は、厚さが
約0.5mmの平板状のイオン伝導性固体電解質(安定化ジ
ルコニア)3の両側面にそれぞれ白金電極4,5を設け
て構成された固体電解室酸素ポンプ6と、平板状のイオ
ン伝導性固体電解質7の両側面にそれぞれ白金電極8,
9を設けて構成された固体電解質酸素センサ10と、酸
素センサ6と酸素ポンプン10を0.1mm程度の微小間隙
dを介して対向するよう排気管1に取付けるための支持
台11とから構成される。12は制御装置であり、酸素
センサ10が電極8,9間に発生する起電力eSを抵抗
R1を介して演算増幅器Aの反転入力端子に印加し、こ
の演算増幅器Aの非反転入力端子に印加されている基準
電圧Vと起電力esとの差異に比例した演算増幅器Aの
出力によりトランジスタTRを駆動し、酸素ポンプ6の
電極4,5間に流すポンプ電流Ipを制御する機能を備
えている。即ち、起電力esを所定値Vに保つのに必要
なポンプ電流Ipを供給する作用をする。又、ポンプ電
流供給源である電流電源Bから供給されるポンプ電流I
pに対応した出力信号を得るための抵抗R0を備えてい
る。この抵抗R0は直流電源Bと対応してポンプ電流I
pが過大に流れないように抵抗値が選ばれている。Cは
コンデンサであつて、演算増幅器Aと共に積分器を構成
し、起電力esを所定値Vに正確に一致させるように作
用する。
を示し、1は機関の排気管、2は排気管1内に配設され
た空燃比センサ部である。空燃比センサ部2は、厚さが
約0.5mmの平板状のイオン伝導性固体電解質(安定化ジ
ルコニア)3の両側面にそれぞれ白金電極4,5を設け
て構成された固体電解室酸素ポンプ6と、平板状のイオ
ン伝導性固体電解質7の両側面にそれぞれ白金電極8,
9を設けて構成された固体電解質酸素センサ10と、酸
素センサ6と酸素ポンプン10を0.1mm程度の微小間隙
dを介して対向するよう排気管1に取付けるための支持
台11とから構成される。12は制御装置であり、酸素
センサ10が電極8,9間に発生する起電力eSを抵抗
R1を介して演算増幅器Aの反転入力端子に印加し、こ
の演算増幅器Aの非反転入力端子に印加されている基準
電圧Vと起電力esとの差異に比例した演算増幅器Aの
出力によりトランジスタTRを駆動し、酸素ポンプ6の
電極4,5間に流すポンプ電流Ipを制御する機能を備
えている。即ち、起電力esを所定値Vに保つのに必要
なポンプ電流Ipを供給する作用をする。又、ポンプ電
流供給源である電流電源Bから供給されるポンプ電流I
pに対応した出力信号を得るための抵抗R0を備えてい
る。この抵抗R0は直流電源Bと対応してポンプ電流I
pが過大に流れないように抵抗値が選ばれている。Cは
コンデンサであつて、演算増幅器Aと共に積分器を構成
し、起電力esを所定値Vに正確に一致させるように作
用する。
上記構成の従来の酸素ポンプ式空燃比センサの特性例を
第3図に示す。第3図において、実線は空燃比センサの
温度が例えば600℃のときの空燃比とポンプ電流Ip
との関係を示しており、破線は同様にして800℃のと
きの関係を示している。このような特性変動は酸素ポン
プ6および酸素センサ10を構成するイオン伝導固体電
解質3,7のお度が変化するとイオン伝導度が変化する
ことによつて生じるものと考えられる。実験によれば、
空燃比センサの温度を機関排気の温度範囲にわたつて変
化させると同一の空燃比に対応する酸素ポンプ6の電流
は数10%に及んで変化することが判明しており、空燃
比センサとしての実用に耐えられない。
第3図に示す。第3図において、実線は空燃比センサの
温度が例えば600℃のときの空燃比とポンプ電流Ip
との関係を示しており、破線は同様にして800℃のと
きの関係を示している。このような特性変動は酸素ポン
プ6および酸素センサ10を構成するイオン伝導固体電
解質3,7のお度が変化するとイオン伝導度が変化する
ことによつて生じるものと考えられる。実験によれば、
空燃比センサの温度を機関排気の温度範囲にわたつて変
化させると同一の空燃比に対応する酸素ポンプ6の電流
は数10%に及んで変化することが判明しており、空燃
比センサとしての実用に耐えられない。
又、第4図はイオン伝導性固体電解質3,7が有する電
気抵抗の温度依存性を示し、各種固体電解質に共通の特
性であり、この第4図に示した特性を応用すれば、空燃
比センサの温度依存性を補正することができる。
気抵抗の温度依存性を示し、各種固体電解質に共通の特
性であり、この第4図に示した特性を応用すれば、空燃
比センサの温度依存性を補正することができる。
本発明は上記のことを考慮して成されたものであり、温
度による特性の変化を空燃比センサ自身の内部抵抗によ
り検出して補正を行い、温度による特性変化のない酸素
ポンプ方式の機関の空燃比センサを提供することを目的
とする。
度による特性の変化を空燃比センサ自身の内部抵抗によ
り検出して補正を行い、温度による特性変化のない酸素
ポンプ方式の機関の空燃比センサを提供することを目的
とする。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。第5図
において、12′は制御装置であり、下記に詳述する。
13は2チヤンネルのAD変換器、14は抵抗R0の端
子間電圧v1−v2を算出する演算部、15はv1−v
2を抵抗R0で除してポンプ電流Ipを算出する演算
部、16は酸素ポンプ6の端子電圧v2をポンプ電流I
pで除して酸素ポンプ6の内部抵抗値Rを算出する演算
部、17は内部抵抗値Rから温度Tを算出する演算部、
18はポンプ電流Ipを温度Tによつて校正してポンプ
電流値Ipoを算出する演算部である。他の構成は従来
と同様である。
において、12′は制御装置であり、下記に詳述する。
13は2チヤンネルのAD変換器、14は抵抗R0の端
子間電圧v1−v2を算出する演算部、15はv1−v
2を抵抗R0で除してポンプ電流Ipを算出する演算
部、16は酸素ポンプ6の端子電圧v2をポンプ電流I
pで除して酸素ポンプ6の内部抵抗値Rを算出する演算
部、17は内部抵抗値Rから温度Tを算出する演算部、
18はポンプ電流Ipを温度Tによつて校正してポンプ
電流値Ipoを算出する演算部である。他の構成は従来
と同様である。
上記構成において、抵抗R0の端子電圧v1,v2は次
式で与えられる。
式で与えられる。
v1=Ip(R0+R) ……(1) v2=Ip・R ……
(2) 端子電圧v1,v2は演算処理を容易にするためにAD
変換器13によつてデイジタル信号に変換され、デイジ
タル化された端子電圧v1,v2は演算部14に与えら
れる。演算部14では端子電圧v1,v2の差が演算さ
れ、次にこの差を演算部15で抵抗値R0で除する。従
つて、演算部15の出力は式(1),(2)より(v1−
v2)÷R0={Ip(R0+R)−Ip・R}÷R0
=Ipとなり、ポンプ電流Ipが算出される。演算部1
6で端子電圧v2を演算部15の出力即ちIpで除す
る。従つて、式(2)より演算部16の出力はv2÷Ip
=Ip・R÷Ip=Rとなり、酸素ポンプ6の内部抵抗
値Rが算出される。この内部抵抗値Rは演算部17によ
つて酸素ポンプ6の温度Tに変換される。演算部17は
第4図に示した特性を表わす関数T=B/ln(A・R)によ
つて演算するもので、内部抵抗Rと定数A,Bによつて
温度Tを演算出力する。
(2) 端子電圧v1,v2は演算処理を容易にするためにAD
変換器13によつてデイジタル信号に変換され、デイジ
タル化された端子電圧v1,v2は演算部14に与えら
れる。演算部14では端子電圧v1,v2の差が演算さ
れ、次にこの差を演算部15で抵抗値R0で除する。従
つて、演算部15の出力は式(1),(2)より(v1−
v2)÷R0={Ip(R0+R)−Ip・R}÷R0
=Ipとなり、ポンプ電流Ipが算出される。演算部1
6で端子電圧v2を演算部15の出力即ちIpで除す
る。従つて、式(2)より演算部16の出力はv2÷Ip
=Ip・R÷Ip=Rとなり、酸素ポンプ6の内部抵抗
値Rが算出される。この内部抵抗値Rは演算部17によ
つて酸素ポンプ6の温度Tに変換される。演算部17は
第4図に示した特性を表わす関数T=B/ln(A・R)によ
つて演算するもので、内部抵抗Rと定数A,Bによつて
温度Tを演算出力する。
尚、第4図の特性が構造上の諸条件によつて単純な関数
形で表現不可能な場合、又は対数演算を不向きとするマ
イクロプロセツサなどによつて演算する場合にあつて
は、演算部17は第6図に示すようなマツプデータを使
用して演算するもので構成するのが有効である。このマ
ツプデータによる演算について簡単に説明すると、第6
図に示すように酸素ポンプ6の内部抵抗値Rの代表的な
抵抗値R1,R2,R3,…,Rn,Rn+1,…に対
応して温度の実測値T1,T2,T3,…,Tn,T
n+1,…を予め記憶しておく。ここで、内部抵抗Rが
与えられるとこれを挾む代表点Rn,Rn+1に対応す
る温度Tn,Tn+1を検索する。次に、この検索値の
組合せ(Rn,Tn)および(Rn+1,Tn+1)を
使つて なる演算によつて内部抵抗Rに対応する温度Tが近似的
に算出される。この方法は簡単な四則演算のみを使用し
ているため、マイクロプロセツサによつても容易に演算
可能である。
形で表現不可能な場合、又は対数演算を不向きとするマ
イクロプロセツサなどによつて演算する場合にあつて
は、演算部17は第6図に示すようなマツプデータを使
用して演算するもので構成するのが有効である。このマ
ツプデータによる演算について簡単に説明すると、第6
図に示すように酸素ポンプ6の内部抵抗値Rの代表的な
抵抗値R1,R2,R3,…,Rn,Rn+1,…に対
応して温度の実測値T1,T2,T3,…,Tn,T
n+1,…を予め記憶しておく。ここで、内部抵抗Rが
与えられるとこれを挾む代表点Rn,Rn+1に対応す
る温度Tn,Tn+1を検索する。次に、この検索値の
組合せ(Rn,Tn)および(Rn+1,Tn+1)を
使つて なる演算によつて内部抵抗Rに対応する温度Tが近似的
に算出される。この方法は簡単な四則演算のみを使用し
ているため、マイクロプロセツサによつても容易に演算
可能である。
次に、演算部18は演算部15によつて得たポンプ電流
Ipを演算部17によつて得た温度Tによつて一定の温
度T0におけるポンプ電流Ipoに校正する。酸素セン
サ10の超電力esを一定の値にするようにポンプ電流
Ipを制御しているとき、 es(RT/4F)ln(PA/PV) ……
(3) Ip=(4e・D・A/KTl)(PA−PV) …
…(4) なる関係式が成立する。式(3)は著名なネルンストの式
であつてPA,PVは間隙d内外の酸素分圧値であり、
空燃比を代表するパラメータとなつている。又、Rは気
体定数、Fはフアラデー定数、Tは温度である。式(4)
は間隙d内の酸素をポンプ電流Ipで汲出す速度と間隙
2内へ酸素が拡散によつて流入する速度が平衡している
ときの関係式であつて、eは電子の電荷量、Dは拡散係
数、A間隙の開孔断面積、Kはボルツマン定数、lは有
効拡散経路長である。又、式(3),(4)より Ip=(4e・D・A/kTl)PA ……
(5) なる関係式が求められる。
Ipを演算部17によつて得た温度Tによつて一定の温
度T0におけるポンプ電流Ipoに校正する。酸素セン
サ10の超電力esを一定の値にするようにポンプ電流
Ipを制御しているとき、 es(RT/4F)ln(PA/PV) ……
(3) Ip=(4e・D・A/KTl)(PA−PV) …
…(4) なる関係式が成立する。式(3)は著名なネルンストの式
であつてPA,PVは間隙d内外の酸素分圧値であり、
空燃比を代表するパラメータとなつている。又、Rは気
体定数、Fはフアラデー定数、Tは温度である。式(4)
は間隙d内の酸素をポンプ電流Ipで汲出す速度と間隙
2内へ酸素が拡散によつて流入する速度が平衡している
ときの関係式であつて、eは電子の電荷量、Dは拡散係
数、A間隙の開孔断面積、Kはボルツマン定数、lは有
効拡散経路長である。又、式(3),(4)より Ip=(4e・D・A/kTl)PA ……
(5) なる関係式が求められる。
一方、気体の拡散係数Dは温度の1.75乗に比例すること
が知られており、比例定数をδとしてD=δT1.75
と表わしてこれを(5)式に代入すると、 Ip=(4eδA/kl)T0.75・PA …
…(6) となる。即ち、ポンプ電流Ipは酸素分圧PAすなわち
空燃比と温度Tの0.75乗に比例することになる。(6)式
において、基準の温度T0のときのポンプ電流をIpo
とすると、 Ipo=(4eδA/kl)T0 0.75・PA
……(7) となる。(6),(7)式より Ipo=Ip(T0/T)0.75 ……
(8) となる。(8)式は任意の温度Tにおけるポンプ電流Ip
を基準の温度T0におけるポンプ電流Ipoに校正可能
であることを示している。尚、種々の実験によれば、構
造や温度の均一性などが若干の影響を与えるため(8)式
では厳密な校正ができず、 Ipo=Ip(T0/T)c ……(9) と表わして指数cを実測データに基づき決定するのが望
ましい。又、第5図の構成においては、c=0.75〜1.0
程度の値が妥当であることが実験により求められてい
る。
が知られており、比例定数をδとしてD=δT1.75
と表わしてこれを(5)式に代入すると、 Ip=(4eδA/kl)T0.75・PA …
…(6) となる。即ち、ポンプ電流Ipは酸素分圧PAすなわち
空燃比と温度Tの0.75乗に比例することになる。(6)式
において、基準の温度T0のときのポンプ電流をIpo
とすると、 Ipo=(4eδA/kl)T0 0.75・PA
……(7) となる。(6),(7)式より Ipo=Ip(T0/T)0.75 ……
(8) となる。(8)式は任意の温度Tにおけるポンプ電流Ip
を基準の温度T0におけるポンプ電流Ipoに校正可能
であることを示している。尚、種々の実験によれば、構
造や温度の均一性などが若干の影響を与えるため(8)式
では厳密な校正ができず、 Ipo=Ip(T0/T)c ……(9) と表わして指数cを実測データに基づき決定するのが望
ましい。又、第5図の構成においては、c=0.75〜1.0
程度の値が妥当であることが実験により求められてい
る。
そこで、演算部18は演算部15の出力であるポンプ電
流Ipと演算部17の出力である温度Tによつて(9)式
の演算を行い、基準温度T0のときのポンプ電流Ipo
を求めるものである。
流Ipと演算部17の出力である温度Tによつて(9)式
の演算を行い、基準温度T0のときのポンプ電流Ipo
を求めるものである。
尚、演算部18として対数あるいは指数演算が不向きな
マイクロプロセツサなどを用いる場合には(9)式の1次
近似式 の演算を行い、基準温度T0におけるポンプ電流Ipo
を求めるようにしても良い。この場合は広い温度範囲に
適用することは困難であるが、通常の機関の排気ガス温
度においては充分に実用可能である。
マイクロプロセツサなどを用いる場合には(9)式の1次
近似式 の演算を行い、基準温度T0におけるポンプ電流Ipo
を求めるようにしても良い。この場合は広い温度範囲に
適用することは困難であるが、通常の機関の排気ガス温
度においては充分に実用可能である。
又、演算部18として第7図に示すようなマツプデータ
を使用して補間演算するようにしても良い。第7図のマ
ツプデータは横軸に温度Tの代表点T1,T2,T3,
…,Tn,Tn+1…を縦軸にポンプ電流Ipの代表点
Ip1,Ip2,Ip3,…,Ipn,Ipn+1,…
をとり、縦横各代表点の交点に基準の温度T0に対応す
る校正したポンプ電流Ipoを予め記憶したものであ
る。このマツプデータの使用においては、まず温度Tよ
り小さくかつ最も近い代表点Tnおよびポンプ電流Ip
を挾む代表点Ipn,Ipn+1の各組合せにより2つ
の校正したポンプ電流(Ipon,n)および(I
pon+1,n)を検索する。そして、この検索値の組
合せ(Ipo,Ipon,n)および(Ipn+1,I
pon+1,n)により補間演算をしてポンプ電流(I
po,n)を求める。補間演算の方法については第6図
で説明したので省略する。次に、温度Tより大きくかつ
最も近い代表点In+1およびポンプ電流Ipを挾む代
表点Ipn,Ipn+1の各組合せにより2つの校正し
たポンプ電流(Ipon,n+1)を求める。次に、温
度Tnに対応するポンプ電流(Ipo,n)の組合せ
(Tn,Ipo,n)および温度Tn+1に対応するポ
ンプ電流(Ipo,n+1の組合せ(Tn+1,
Ipo,n+1)により補間演算して温度Tに対応する
校正したポンプ電流Ipoを求める。この校正したポン
プ電流Ipoは上述したようにポンプ電流Ipを基準の
温度T0における値に校正したものである。
を使用して補間演算するようにしても良い。第7図のマ
ツプデータは横軸に温度Tの代表点T1,T2,T3,
…,Tn,Tn+1…を縦軸にポンプ電流Ipの代表点
Ip1,Ip2,Ip3,…,Ipn,Ipn+1,…
をとり、縦横各代表点の交点に基準の温度T0に対応す
る校正したポンプ電流Ipoを予め記憶したものであ
る。このマツプデータの使用においては、まず温度Tよ
り小さくかつ最も近い代表点Tnおよびポンプ電流Ip
を挾む代表点Ipn,Ipn+1の各組合せにより2つ
の校正したポンプ電流(Ipon,n)および(I
pon+1,n)を検索する。そして、この検索値の組
合せ(Ipo,Ipon,n)および(Ipn+1,I
pon+1,n)により補間演算をしてポンプ電流(I
po,n)を求める。補間演算の方法については第6図
で説明したので省略する。次に、温度Tより大きくかつ
最も近い代表点In+1およびポンプ電流Ipを挾む代
表点Ipn,Ipn+1の各組合せにより2つの校正し
たポンプ電流(Ipon,n+1)を求める。次に、温
度Tnに対応するポンプ電流(Ipo,n)の組合せ
(Tn,Ipo,n)および温度Tn+1に対応するポ
ンプ電流(Ipo,n+1の組合せ(Tn+1,
Ipo,n+1)により補間演算して温度Tに対応する
校正したポンプ電流Ipoを求める。この校正したポン
プ電流Ipoは上述したようにポンプ電流Ipを基準の
温度T0における値に校正したものである。
以上のようにして校正したポンプ電流Ipoを求め、こ
れを空燃比を代表する信号として使用することにより、
温度が一定しない機関の排気ガス通路中に温度の影響を
強く受ける酸素ポンプ空燃比センサを設けても何ら不都
合はない。
れを空燃比を代表する信号として使用することにより、
温度が一定しない機関の排気ガス通路中に温度の影響を
強く受ける酸素ポンプ空燃比センサを設けても何ら不都
合はない。
以上のように本発明の空燃比センサにおいては、空燃比
即ち酸素濃度をポンプ電流により測定し、同時にその時
のポンプ電圧と電流に基づいて内部抵抗の測定を行い、
酸素センサと電流増幅器と酸素ポンプとで間隙部内外の
酸素分圧比を所定値に保つようにしているので内部抵抗
から温度を知ることができ、酸素濃度の温度補正をする
ようにしているため、温度補正をしながら酸素濃度を連
続的に測定できるので応答性がよく、絶えず変動する機
関の空燃比の測定に適したものが得られるという効果が
ある。
即ち酸素濃度をポンプ電流により測定し、同時にその時
のポンプ電圧と電流に基づいて内部抵抗の測定を行い、
酸素センサと電流増幅器と酸素ポンプとで間隙部内外の
酸素分圧比を所定値に保つようにしているので内部抵抗
から温度を知ることができ、酸素濃度の温度補正をする
ようにしているため、温度補正をしながら酸素濃度を連
続的に測定できるので応答性がよく、絶えず変動する機
関の空燃比の測定に適したものが得られるという効果が
ある。
第1図および第2図は夫々従来の酸素ポンプ式空燃比セ
ンサの構成図およびそのII−II線断面図、第3図および
第4図は従来の空燃比センサの特性図、第5図は本発明
に係る酸素ポンプ式空燃比センサの構成図、第6図は本
発明に係る演算部17で用いるマツプデータの一覧図、
第7図は本発明に係る演算部18で用いるマツプデータ
の一覧図である。 1…排気管、2…空燃比センサ部、6…酸素ポンプ、1
0…酸素センサ、12′…制御装置、13…AD変換
器、14〜18…演算部、A…演算増幅器、d…間隙
部、R0…抵抗。 尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
ンサの構成図およびそのII−II線断面図、第3図および
第4図は従来の空燃比センサの特性図、第5図は本発明
に係る酸素ポンプ式空燃比センサの構成図、第6図は本
発明に係る演算部17で用いるマツプデータの一覧図、
第7図は本発明に係る演算部18で用いるマツプデータ
の一覧図である。 1…排気管、2…空燃比センサ部、6…酸素ポンプ、1
0…酸素センサ、12′…制御装置、13…AD変換
器、14〜18…演算部、A…演算増幅器、d…間隙
部、R0…抵抗。 尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】機関の排気ガスを導入する間隙部と、 この間隙部内の酸素分圧を制御する固体電解質酸素ポン
プと、 前記間隙部内の酸素分圧と前記間隙部外の酸素分圧に対
応した起電力を発生する固体電解質酸素センサと、 該起電力を所定値に保つのに必要なポンプ電流を前記酸
素ポンプに供給する電流増幅器と、 前記ポンプ電流を測定し、そのポンプ電流に対応する第
1の出力を出力する電流測定手段と、 前記酸素ポンプの端子間電圧を測定する電圧測定手段
と、 前記第1の出力と前記電圧測定手段の出力から前記酸素
ポンプの内部抵抗に対応する第2の出力を演算出力する
演算手段と、 前記第2の出力を入力パラメータとして予め定めた関係
により酸素ポンプの温度に対する第3の出力を発生する
温度換算手段と、 前記第3の出力を入力パラメータとして予め定めた関係
に従って前記第1の出力を校正した第4の出力を発生す
る校正手段と を備え、この第4の出力を空燃比信号としたことを特徴
とする機関の空燃比センサ。 - 【請求項2】温度換算手段は、第2の出力の複数の代表
値を定め、該代表値に対応する数値を記憶する手段と、
第2の出力値を挟む2つの代表値に対応する前記数値を
検索し、これらの数値から補間演算によって前記第2の
出力に対応する数値を演算し、第3の出力とする演算手
段とから構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の機関の空燃比センサ。 - 【請求項3】温度換算手段は、第2の出力(R)および
定数A、Bを使用して第3の出力(T)をT=B/ln
(A・R)なる換算式で演算して出力するようにされる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の機関の空
燃比センサ。 - 【請求項4】校正手段は、第1の出力および第3の出力
に夫々複数の代表値を定め、各代表値の組み合わせに夫
々対応する数値を記憶する手段と、第1および第3の出
力値を挟む夫々2つの代表値の組合せに対応する4つの
前記数値を検索し、この4つの数値から補間演算によっ
て前記第1の出力および前記第3の出力の組合せに対応
する数値を演算し、この数値を第4の出力とする演算手
段とから構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項〜第3項のいずれかに記載の機関の空燃比センサ。 - 【請求項5】校正手段は、第1の出力(Ip)、第3の
出力(T)および定数Cを使用して基準の温度Toの時
の第4の出力(Ipo)をIpo=Ip(To/T)c
なる換算式で演算して出力するようにされることを特徴
とする特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載
の機関の空燃比センサ。 - 【請求項6】校正手段は、第1の出力(Ip)、第3の
出力(T)および定数Cを使用して基準の温度Toの時
の第4の出力(Ipo)をIpo=Ip{1−(C(T
−To)/To)}なる近似換算式で演算して出力する
ようにされることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜
第3項のいずれかに記載の機関の空燃比センサ。 - 【請求項7】定数Cが概ね0.75〜1.0の範囲内の値であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第5項又は第6項記
載の機関の空燃比センサ。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP59023222A JPH063431B2 (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 機関の空燃比センサ |
AU38411/85A AU557088B2 (en) | 1984-02-08 | 1985-02-04 | Engine air/fuel ratio sensing device |
US06/698,016 US4609452A (en) | 1984-02-08 | 1985-02-04 | Engine air/fuel ratio sensing device |
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---|---|---|---|
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---|---|
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- 1985-02-08 EP EP85300871A patent/EP0153830B1/en not_active Expired
- 1985-02-08 DE DE8585300871T patent/DE3563122D1/de not_active Expired
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