JPS58179351A - 酸素濃度検出装置 - Google Patents
酸素濃度検出装置Info
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- JPS58179351A JPS58179351A JP57062688A JP6268882A JPS58179351A JP S58179351 A JPS58179351 A JP S58179351A JP 57062688 A JP57062688 A JP 57062688A JP 6268882 A JP6268882 A JP 6268882A JP S58179351 A JPS58179351 A JP S58179351A
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- oxygen
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- oxygen concentration
- sensor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
- F02D41/1476—Biasing of the sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
理論空燃比、リーン領域の酸素濃度を検知する、検出方
法に関する。
法に関する。
内燃機関においては機関側に供給される燃料の混合比、
つまシ空燃比(A/F)が理論空燃比であれば排ガス中
の有害ガス成分がきわめて少くなることは広く知られて
おシ、したがって機関の全運転中に亘って理論空燃比で
運転すれば排ガス対策の点では理想的といえる。しかし
ながら機関の全運転中に亘って理論空燃比で運転すると
燃料消amの増大を招き、燃比対策の面で得策でない。
つまシ空燃比(A/F)が理論空燃比であれば排ガス中
の有害ガス成分がきわめて少くなることは広く知られて
おシ、したがって機関の全運転中に亘って理論空燃比で
運転すれば排ガス対策の点では理想的といえる。しかし
ながら機関の全運転中に亘って理論空燃比で運転すると
燃料消amの増大を招き、燃比対策の面で得策でない。
現実KFi、機関の加速(高負荷)運転時などではA/
Fを濃い状態にして運転しておシ、定常(部分負荷)運
転中などではA/Fを薄くして運転しているものである
。
Fを濃い状態にして運転しておシ、定常(部分負荷)運
転中などではA/Fを薄くして運転しているものである
。
したがって機関の運転中において、高負荷運転などのど
と(A/Fを濃くして運転する場合にA/Fki!l論
空燃比に近づければ排ガス対策の点で有利になシ、また
部分負荷運転などのようにA/Fを博くして(リーン混
合)運転する場合には排ガス中に残存している酸素の濃
度に応じて燃料を少くしてやれと排ガス対策の点でも有
利になるばかシでなく、燃費のrpi?1を可能にする
。
と(A/Fを濃くして運転する場合にA/Fki!l論
空燃比に近づければ排ガス対策の点で有利になシ、また
部分負荷運転などのようにA/Fを博くして(リーン混
合)運転する場合には排ガス中に残存している酸素の濃
度に応じて燃料を少くしてやれと排ガス対策の点でも有
利になるばかシでなく、燃費のrpi?1を可能にする
。
このように機関の運転状況に応じて燃料供給を制御する
丸め、排ガス中のガス成分を検出し、この検出に応じて
燃料噴射装置から噴出される燃料を増減する手段が考え
られている。上記排ガス中のガス成分を検出するための
センサとして取細空燃比センサと、リーン領域における
酸素濃度を検出する酸素濃度センサ(リーンセンサと称
す)が開発されている。
丸め、排ガス中のガス成分を検出し、この検出に応じて
燃料噴射装置から噴出される燃料を増減する手段が考え
られている。上記排ガス中のガス成分を検出するための
センサとして取細空燃比センサと、リーン領域における
酸素濃度を検出する酸素濃度センサ(リーンセンサと称
す)が開発されている。
珈論空燃比センサ鉱、排ガス中のガス成分の酸素濃度に
応じた起電力を生じる酸素イオン伝導性金属酸化物焼結
体の1i111面にt極を設けてなる固体電解質素子を
有し、この素子が示す起電力を、電極間で取9出すよう
Kし友ものである。そして電極は触媒作用を有する物質
、九とえばPtで構成されておル、特に排ガスに晒され
る側O′ltfMの触媒作用にもとづき排ガス中の酸素
と一酸化訳素cO1He等を反応させて酸化せしめ、菓
子の排ガスに晒される情の表面におけるガス成分の酸素
濃度に変化を生じさせ、素子の酸素濃度に対する感応性
′fr高めて急激な起電力変化を得るようになっている
。この急激な起電力変化がほぼ理論空燃比を境にして行
われることから、この部分における起電力をもとに内燃
機関の空燃比を検出して理論空燃比になるように制御す
ることができるものである。
応じた起電力を生じる酸素イオン伝導性金属酸化物焼結
体の1i111面にt極を設けてなる固体電解質素子を
有し、この素子が示す起電力を、電極間で取9出すよう
Kし友ものである。そして電極は触媒作用を有する物質
、九とえばPtで構成されておル、特に排ガスに晒され
る側O′ltfMの触媒作用にもとづき排ガス中の酸素
と一酸化訳素cO1He等を反応させて酸化せしめ、菓
子の排ガスに晒される情の表面におけるガス成分の酸素
濃度に変化を生じさせ、素子の酸素濃度に対する感応性
′fr高めて急激な起電力変化を得るようになっている
。この急激な起電力変化がほぼ理論空燃比を境にして行
われることから、この部分における起電力をもとに内燃
機関の空燃比を検出して理論空燃比になるように制御す
ることができるものである。
一方、リーンセンサは、上記センサと同材料の固体電解
質素子を備え、この素子の表裏両面に多孔質の[−を設
け、これら両電極間に通電することによって排ガス中の
酸素をイオンとして一方の電極から他、方の′#を極へ
向けて上記菓子中に酸素イオンを拡散させ、このとき印
加電圧を変化させても電極間を流れる電流値が変化しな
い領域、すなわち限界電流が発生することが知られてお
夛、そこで所定電圧印加時の限界電流値を測定すること
で排ガス中の酸素濃度を知ることができるから、この酸
素濃度をもとにしてリーン領域の最適空燃比を制御する
ことができるものである。
質素子を備え、この素子の表裏両面に多孔質の[−を設
け、これら両電極間に通電することによって排ガス中の
酸素をイオンとして一方の電極から他、方の′#を極へ
向けて上記菓子中に酸素イオンを拡散させ、このとき印
加電圧を変化させても電極間を流れる電流値が変化しな
い領域、すなわち限界電流が発生することが知られてお
夛、そこで所定電圧印加時の限界電流値を測定すること
で排ガス中の酸素濃度を知ることができるから、この酸
素濃度をもとにしてリーン領域の最適空燃比を制御する
ことができるものである。
このように、理論空燃比、リーン領域の空燃比における
酸素濃度を検出するには異なった原理に基づいて行なわ
れるため、各空燃比の酸素濃度を検出する際は、その酸
素濃度に基づく出力を切換えなければならず、従って非
常に面倒であシ、理論空燃比からリーン領域の空燃比ま
での酸素濃度を連続的に検出するととはできないという
不都合がある。
酸素濃度を検出するには異なった原理に基づいて行なわ
れるため、各空燃比の酸素濃度を検出する際は、その酸
素濃度に基づく出力を切換えなければならず、従って非
常に面倒であシ、理論空燃比からリーン領域の空燃比ま
での酸素濃度を連続的に検出するととはできないという
不都合がある。
そこで1本発明は上述の点に着目して案出されたもので
あって、その目的とするところは、理論空燃比からリー
ン領域の空燃比までの酸素濃度を、異なった検出原理に
もかかわらず出方取り出しの切9換えと云った面倒な操
作を必要としないで連続的に検出し得る酸素濃度検出方
法を提供することを目的とするものである。
あって、その目的とするところは、理論空燃比からリー
ン領域の空燃比までの酸素濃度を、異なった検出原理に
もかかわらず出方取り出しの切9換えと云った面倒な操
作を必要としないで連続的に検出し得る酸素濃度検出方
法を提供することを目的とするものである。
以下本発明の−*施例を図面にもとづき説明する。まず
、センサ構造について説明すると、第1図において、l
は酸素センサである。Iaは固体−N質本子で、一端が
開口され他端が閉艦されたカッ1伏をなしている。この
菓子Haは、酸素イオン伝導電性金属酸化物焼結体のカ
ップの内側を1Kfm2を介し大気等の基準酸素に晒し
、外側を電fM3、拡散抵抗層4を介し検出ガスに晒し
た構造によシ禰成しである。
、センサ構造について説明すると、第1図において、l
は酸素センサである。Iaは固体−N質本子で、一端が
開口され他端が閉艦されたカッ1伏をなしている。この
菓子Haは、酸素イオン伝導電性金属酸化物焼結体のカ
ップの内側を1Kfm2を介し大気等の基準酸素に晒し
、外側を電fM3、拡散抵抗層4を介し検出ガスに晒し
た構造によシ禰成しである。
ここで、iU記センサlが理論空燃比点にて濃淡起電力
を発生し、理論空燃比点よりリーン領域の酸素濃度に応
じた限界電流を発生するように、例えば単一の電極にて
検出する場合、検出ガス側室(叡3の面積FiIO−1
00−1厚さは0.5〜2.0μ程度とし、大気側電極
2は面積は10−以上、厚さは0.5〜2.0μ程度で
あシ、共に、たとえば白金等の触媒活性の高い貴金属を
化学メッキ、スパッタリング、ベーヌトスクリーン印J
lillKより、光分ポーラスに形成しである。拡散抵
抗層4は、f(ト(ハA 1203 %A l 20
a−M gO、Z r 02のプラズマ溶射法等によシ
形成され、100〜700μ、気孔率7〜15%、平均
細孔径600〜120UAに形成されている。ここで、
酸素濃度に対応する限界型01ε値は電極30面横1拡
散抵抗層4の厚さ、気孔率、平均細孔径によシ決まるた
め、これらは高柄度に管理・規定されねばならない。5
Lヒータである。ζ°♂・、λ虹3α、憾(1゛ノード
稗又^ろ。
を発生し、理論空燃比点よりリーン領域の酸素濃度に応
じた限界電流を発生するように、例えば単一の電極にて
検出する場合、検出ガス側室(叡3の面積FiIO−1
00−1厚さは0.5〜2.0μ程度とし、大気側電極
2は面積は10−以上、厚さは0.5〜2.0μ程度で
あシ、共に、たとえば白金等の触媒活性の高い貴金属を
化学メッキ、スパッタリング、ベーヌトスクリーン印J
lillKより、光分ポーラスに形成しである。拡散抵
抗層4は、f(ト(ハA 1203 %A l 20
a−M gO、Z r 02のプラズマ溶射法等によシ
形成され、100〜700μ、気孔率7〜15%、平均
細孔径600〜120UAに形成されている。ここで、
酸素濃度に対応する限界型01ε値は電極30面横1拡
散抵抗層4の厚さ、気孔率、平均細孔径によシ決まるた
め、これらは高柄度に管理・規定されねばならない。5
Lヒータである。ζ°♂・、λ虹3α、憾(1゛ノード
稗又^ろ。
次に、上tBm成における酸素センサ1を用いた際の理
論空燃比センサ、リーンセンサとしての作動説明をする
。
論空燃比センサ、リーンセンサとしての作動説明をする
。
素子1aを内燃機関の排気管に取着する。ここで排ガス
は周知のとと<02.Co、HC等のガス成分から構成
されており、この各成分の濃&は燃焼側の空燃比によっ
て変化する。そして、素子1aは排ガス中のガス成分の
酸素濃度と、基準となる大気側の酸素濃度との差に応じ
た起電力を示す。索子1aの排ガスに晒される側の表面
に付着させた電極3は、触媒物質よりなるptで構成し
であるためその触媒作用によシ、素子1aの排ガスに晒
される側の表面ではガス成分中の酸素02がco、He
等の酸化に供せられる。このため、理論空燃比よシも濃
いA/Fにおいては素子1aの排ガスに晒される側の表
面におけるガス成分中の酸素tIk/i′は博くなシ、
また逆に理論空燃比よりも4いA/Fでは素子Haの排
ガスに晒される側の表向におけるガス成分中の酸素濃度
は濃くなる。
は周知のとと<02.Co、HC等のガス成分から構成
されており、この各成分の濃&は燃焼側の空燃比によっ
て変化する。そして、素子1aは排ガス中のガス成分の
酸素濃度と、基準となる大気側の酸素濃度との差に応じ
た起電力を示す。索子1aの排ガスに晒される側の表面
に付着させた電極3は、触媒物質よりなるptで構成し
であるためその触媒作用によシ、素子1aの排ガスに晒
される側の表面ではガス成分中の酸素02がco、He
等の酸化に供せられる。このため、理論空燃比よシも濃
いA/Fにおいては素子1aの排ガスに晒される側の表
面におけるガス成分中の酸素tIk/i′は博くなシ、
また逆に理論空燃比よりも4いA/Fでは素子Haの排
ガスに晒される側の表向におけるガス成分中の酸素濃度
は濃くなる。
索子1aの内側に設けた対向電極2は、素子1aの内部
空間が大気に開放されているため大気中の酸素に晒され
ている。従って、素子1aにおいては内部空間側に大気
の酸素濃度と、外部の排ガス中の酸素濃1度との差に応
じた起電力を生じる。この起電力は理論空燃比を境に急
激に変化する性質をもっておシ、第2図に示す起電力特
性を示す。
空間が大気に開放されているため大気中の酸素に晒され
ている。従って、素子1aにおいては内部空間側に大気
の酸素濃度と、外部の排ガス中の酸素濃1度との差に応
じた起電力を生じる。この起電力は理論空燃比を境に急
激に変化する性質をもっておシ、第2図に示す起電力特
性を示す。
次に、リーンセンサを検出する限界電流式酸素センサと
しての作動について説明する。電極2.3間にVl!、
極2が■(すなわち、酸素イオンが検出ガス側電極3か
ら大気側電極2側に流れる)となるように螺圧を印加す
ると、電流が電極3がら2へ流れる。ここで索子1aは
酸素イオン伝導性の固体(#賀であるため、排ガス中の
酸素は拡散抵抗層4を経て電極3に至シ、この電aii
3にて電子の供給を受けて酸素イオンとなる。この酸素
イオンは素子1aの内部を拡散していき、電極2にて電
子を放出して酸素分子に戻る。したがって電極3から2
へ電流が流れるものである。電極2の酸素分子は大気中
に放出される。
しての作動について説明する。電極2.3間にVl!、
極2が■(すなわち、酸素イオンが検出ガス側電極3か
ら大気側電極2側に流れる)となるように螺圧を印加す
ると、電流が電極3がら2へ流れる。ここで索子1aは
酸素イオン伝導性の固体(#賀であるため、排ガス中の
酸素は拡散抵抗層4を経て電極3に至シ、この電aii
3にて電子の供給を受けて酸素イオンとなる。この酸素
イオンは素子1aの内部を拡散していき、電極2にて電
子を放出して酸素分子に戻る。したがって電極3から2
へ電流が流れるものである。電極2の酸素分子は大気中
に放出される。
しかして、上記反応において、拡散抵抗層4の厚さを一
定以上の厚さ、たとえば600μとし、電4130面積
を60−と小さくして電圧を徐々に上げていくと、拡散
抵抗層40影1で電圧を変化させても電流が変化しない
領埴、すなわち限界電流が発生する。この限界電流[1
11は、ただし F・−ファラデ一定数 R・・・気体定数D Ox・・
・酸素の拡散率 T −、絶対温度S・−電極面積 I・・・拡散抵抗層の有効拡散距離 PO2・−酸素分圧 で表わされ、この限界電極tlrllは排ガス中の酸素
濃度(分圧)に応じて変化するため、第3図れ)に示す
特性が得られ一定電圧を印加しこの限界電流を一定する
ことによシ、排ガス中の酸素分圧を測定することができ
る。したがってi[4M2.3間で検出した限界電流を
検出し、この限界電流を検知して電流値が大きい場合に
は排ガス中の酸素分圧が大きいがら空燃比が薄いことが
判シ、また逆の場合には空燃比が濃いことが判る(第3
図(6)参照)。このためリーン領域における空燃比を
制御して燃費を節約しかつ排ガス中の有害成分を減少さ
せるなどの制御が可能になる。なお、前記(1)式から
明らかなごとく、限界電流値は温度によっても変わるた
め、その温度補償を前記ヒータ5の通電、加熱によ多累
子1aを暖めることで行なうようにしである。
定以上の厚さ、たとえば600μとし、電4130面積
を60−と小さくして電圧を徐々に上げていくと、拡散
抵抗層40影1で電圧を変化させても電流が変化しない
領埴、すなわち限界電流が発生する。この限界電流[1
11は、ただし F・−ファラデ一定数 R・・・気体定数D Ox・・
・酸素の拡散率 T −、絶対温度S・−電極面積 I・・・拡散抵抗層の有効拡散距離 PO2・−酸素分圧 で表わされ、この限界電極tlrllは排ガス中の酸素
濃度(分圧)に応じて変化するため、第3図れ)に示す
特性が得られ一定電圧を印加しこの限界電流を一定する
ことによシ、排ガス中の酸素分圧を測定することができ
る。したがってi[4M2.3間で検出した限界電流を
検出し、この限界電流を検知して電流値が大きい場合に
は排ガス中の酸素分圧が大きいがら空燃比が薄いことが
判シ、また逆の場合には空燃比が濃いことが判る(第3
図(6)参照)。このためリーン領域における空燃比を
制御して燃費を節約しかつ排ガス中の有害成分を減少さ
せるなどの制御が可能になる。なお、前記(1)式から
明らかなごとく、限界電流値は温度によっても変わるた
め、その温度補償を前記ヒータ5の通電、加熱によ多累
子1aを暖めることで行なうようにしである。
以上が理論空燃比センサ、リーンセンサトシテの作動原
理でるるか、かかるセンサの示す出力を切換えないで連
続的に理論空燃比←リーン領域の空燃比を検出し、判定
する方法につき以下詳述する。
理でるるか、かかるセンサの示す出力を切換えないで連
続的に理論空燃比←リーン領域の空燃比を検出し、判定
する方法につき以下詳述する。
■の起電力を発生する。一方、リーン領域の酸素a度を
検出する限界電流を示すV−1特性は、第3図に記載し
九通9である。
検出する限界電流を示すV−1特性は、第3図に記載し
九通9である。
ここで、第3図より限界電流は一定電圧以上印加しない
と得られない。従って、例えば最大酸素濃度10%まで
測定する場合、第3図において、10%で限界電流が発
生するB点以上の電圧を両電極2.3の間に印加してお
く必要がある。B点分の印加電圧Cとなり、酸素濃度1
0%時の正しい限界電流を示さなくなるからである。今
、例えば、第4図に示す回路にて説明すると、1は前記
酸素センサ、6は限界電流等を得るための印加電圧電源
である。
と得られない。従って、例えば最大酸素濃度10%まで
測定する場合、第3図において、10%で限界電流が発
生するB点以上の電圧を両電極2.3の間に印加してお
く必要がある。B点分の印加電圧Cとなり、酸素濃度1
0%時の正しい限界電流を示さなくなるからである。今
、例えば、第4図に示す回路にて説明すると、1は前記
酸素センサ、6は限界電流等を得るための印加電圧電源
である。
7は限界電流値への影響がほとんど無視できる程度に小
さい抵抗(例えば10Ω)であり、電流値を検出するた
めセンサlに直列に接続し、センサlと抵抗7とを直列
に接続した両端間に前記、電1IA6の電圧を印加しで
ある。8は差動増幅器で藺 例えば0.6vを印加し九場合、酸素濃度2%の時は第
3図に示すように2mAの電流が第4図の抵抗7を流れ
、この値に抵抗7の抵抗値lOΩを乗じ九20mVの出
力電圧が得られる。これを増幅e。
さい抵抗(例えば10Ω)であり、電流値を検出するた
めセンサlに直列に接続し、センサlと抵抗7とを直列
に接続した両端間に前記、電1IA6の電圧を印加しで
ある。8は差動増幅器で藺 例えば0.6vを印加し九場合、酸素濃度2%の時は第
3図に示すように2mAの電流が第4図の抵抗7を流れ
、この値に抵抗7の抵抗値lOΩを乗じ九20mVの出
力電圧が得られる。これを増幅e。
器8にて増幅し、酸素濃度に対応した出力電圧岐が得ら
れる。一方、リッチ領域の場合、0.6vの印加電圧に
対し、センtlにて逆向きの起電力0.9V(第2図の
A点参jl)が発生し、すなわちこの差0.3 vK応
じ九逆向きの′電流が流れ、抵抗7の応じた比較電圧、
−例を示すと理論空燃比点は例えばOvs’) 7狽
域抹#素tM度に応じた出方電圧を増幅した値により比
較制御し、フィードバックコントロールを行うことによ
nm−空燃比から1は酸素センサで、6は基革になる印
加電圧1@生ずる装置である。印加電圧eは、直流でも
オフセット付交流でも―わない。9FA加算!!論増@
麺で、出力がel= 8!+43となるように構成され
ており、センサho両端に常に一定印加電圧eが印加さ
れるように−<1.1tlFiオフセツシ用抵抗で、酸
素センサIK濃淡起電力が尭生じ、電流が逆向きKMれ
ても検出電圧e!がjlLK、ならない丸めに付いてお
)、回路全体が単電源で使えるようになっている。酸素
センサ1の出力電流性検出抵抗7に廊かれ、電圧e2と
なって検出され、差動jw幅器8によって増巾され、出
力電圧SOとなる。友だし、印加電圧eがオフセット付
交流のM1合は、clす電圧【XP−均化するためのロ
ーバスフイkflllが必要となる。
れる。一方、リッチ領域の場合、0.6vの印加電圧に
対し、センtlにて逆向きの起電力0.9V(第2図の
A点参jl)が発生し、すなわちこの差0.3 vK応
じ九逆向きの′電流が流れ、抵抗7の応じた比較電圧、
−例を示すと理論空燃比点は例えばOvs’) 7狽
域抹#素tM度に応じた出方電圧を増幅した値により比
較制御し、フィードバックコントロールを行うことによ
nm−空燃比から1は酸素センサで、6は基革になる印
加電圧1@生ずる装置である。印加電圧eは、直流でも
オフセット付交流でも―わない。9FA加算!!論増@
麺で、出力がel= 8!+43となるように構成され
ており、センサho両端に常に一定印加電圧eが印加さ
れるように−<1.1tlFiオフセツシ用抵抗で、酸
素センサIK濃淡起電力が尭生じ、電流が逆向きKMれ
ても検出電圧e!がjlLK、ならない丸めに付いてお
)、回路全体が単電源で使えるようになっている。酸素
センサ1の出力電流性検出抵抗7に廊かれ、電圧e2と
なって検出され、差動jw幅器8によって増巾され、出
力電圧SOとなる。友だし、印加電圧eがオフセット付
交流のM1合は、clす電圧【XP−均化するためのロ
ーバスフイkflllが必要となる。
以上説明し九−ように、理論空燃比点の検出は一般に外
部電圧を印加するのでなく、主としてセンサの濃淡起電
力にて検出し、一方、リーン領域は外部電圧を印加して
限界電流値から酸X濃度を検出するという、異つ九原珈
で検出する。
部電圧を印加するのでなく、主としてセンサの濃淡起電
力にて検出し、一方、リーン領域は外部電圧を印加して
限界電流値から酸X濃度を検出するという、異つ九原珈
で検出する。
しかしながら、第2図、第3図の特性を比較検討してわ
かるようにリーン領域では限界電流特性ンサに印加すれ
ば、リーン領域は限界電流値によことができる。従って
、出力電流を検出処理することによシ、真なった検出原
理で生じる出力を連続的かつ確実に処理でき、理論空燃
比点からリーン領域までのすべてのポイントでの連続的
々空燃比の検出、ならびにフィードバック制御が何なえ
る。
かるようにリーン領域では限界電流特性ンサに印加すれ
ば、リーン領域は限界電流値によことができる。従って
、出力電流を検出処理することによシ、真なった検出原
理で生じる出力を連続的かつ確実に処理でき、理論空燃
比点からリーン領域までのすべてのポイントでの連続的
々空燃比の検出、ならびにフィードバック制御が何なえ
る。
なお、本発明は上述の実施例に限定されず、以下のとと
く櫨々の変形が可能である。
く櫨々の変形が可能である。
(1)素子1aのX極2,3は酸素濃淡起電力ならび限
界it流値の両方を検出する機能をもたせているが、こ
れらを検出する独立した電極を素子1aに設けるように
してもよい。
界it流値の両方を検出する機能をもたせているが、こ
れらを検出する独立した電極を素子1aに設けるように
してもよい。
(2)理論空燃比センサ、リーンセンサをそれぞれ独立
に備え、これを組合せるようにしても勿論よい。
に備え、これを組合せるようにしても勿論よい。
(3)前記第4図における出力電圧eoの処理方法は電
圧比較としたが、ディジタルで処理したり、他の方式で
処理しても勿論よい。
圧比較としたが、ディジタルで処理したり、他の方式で
処理しても勿論よい。
(4)本発明は内燃機関の排ガス中の酸素濃度を検出す
るものに用途限定されず、例えば熱効率を高めるために
溶鉱炉の燃焼機構よシ排出される排ガス中の酸素濃度を
検出するものにも適用できる。
るものに用途限定されず、例えば熱効率を高めるために
溶鉱炉の燃焼機構よシ排出される排ガス中の酸素濃度を
検出するものにも適用できる。
(5)素子1aはカップ状でなくて板状でもよい。
以上詳述したことから明白なごとく、本発明によれば、
理論空燃比、リーン領埴の空燃比の各空燃比における酸
素濃度を連続的にでき、従ってこれらの空燃比における
酸素濃度を検出するのに各空燃比における酸素a度に対
応する出力を切換乏−ると云った面倒な操作を必要とし
ないという極イ)で優れた効果を奏する。
理論空燃比、リーン領埴の空燃比の各空燃比における酸
素濃度を連続的にでき、従ってこれらの空燃比における
酸素濃度を検出するのに各空燃比における酸素a度に対
応する出力を切換乏−ると云った面倒な操作を必要とし
ないという極イ)で優れた効果を奏する。
第1図は本発明方法に使用する酸素センサの購造を模式
的に示す断面図、第2図、第3図←)、(b)、第5図
、第6図社本発明方法の作用説明に供する特性図、第4
図および第7図は本発明方法に用いる電気回路図である
。 l・・・酸素センサ、Ia・・・固体電解質素子、2゜
3・・・を極。 代理人弁理士 間部 隆
的に示す断面図、第2図、第3図←)、(b)、第5図
、第6図社本発明方法の作用説明に供する特性図、第4
図および第7図は本発明方法に用いる電気回路図である
。 l・・・酸素センサ、Ia・・・固体電解質素子、2゜
3・・・を極。 代理人弁理士 間部 隆
Claims (1)
- 電極間に、酸素イオン伝導性金属酸化物焼結体を挾んだ
構造の固体電解質素子を有し、この素子を理論空燃比を
境に酸素濃淡電池として作用せしめて排気ガス中の酸素
濃度を前記素子が示す起電力によシ理論空燃比を判定す
るようになし、かつ前配素子の前記電極間に対し一定電
圧を印加して排気ガス中の酸素を酸素イオンとして前記
素子内部を強制的に拡散させ、この拡散する酸素イオン
濃度に対する限界電流値を求めて排気ガス中の酸素濃度
を検出して理論空燃比よシリーン領域の空燃比を判定す
るようになした酸素センサ装置を用+iF+=Fしかも
前記限界電流値が発生する印加電圧よシ高い特定電圧を
印加し、理論空燃比よシリーン領域は前記限界電流値を
用いて酸素濃度を検出して判定し、理論空燃比よりリッ
チ領域は、このそのリッチ領域を判別して酸素濃度を検
出して判定するようにした酸素濃度検出方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57062688A JPS58179351A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 酸素濃度検出装置 |
DE19833313783 DE3313783A1 (de) | 1982-04-15 | 1983-04-15 | Fuehlvorrichtung fuer die sauerstoffkonzentration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57062688A JPS58179351A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 酸素濃度検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58179351A true JPS58179351A (ja) | 1983-10-20 |
JPH0245819B2 JPH0245819B2 (ja) | 1990-10-11 |
Family
ID=13207468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57062688A Granted JPS58179351A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 酸素濃度検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58179351A (ja) |
DE (1) | DE3313783A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3728335A1 (de) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Hitachi Ltd | Messsystem zur bestimmung des luft-kraftstoff-verhaeltnisses |
WO2018020814A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3570760D1 (en) * | 1984-03-05 | 1989-07-06 | Honda Motor Co Ltd | A method and a device for generating an electric signal linearly dependent upon the oxygen content of a gaseous mixture |
JPS6321549A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Ngk Insulators Ltd | 限界電流測定回路 |
IT1245011B (it) * | 1991-01-29 | 1994-09-13 | Weber Srl | Sistema di comando di un dispositivo di regolazione del titolo di una miscela di carburante per un motore a combustione interna |
TW338094B (en) * | 1996-05-22 | 1998-08-11 | Toyota Motor Co Ltd | Method and device of burning control of an oxygen sensor |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55154450A (en) * | 1979-05-19 | 1980-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Air-fuel-ratio detector |
-
1982
- 1982-04-15 JP JP57062688A patent/JPS58179351A/ja active Granted
-
1983
- 1983-04-15 DE DE19833313783 patent/DE3313783A1/de active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3728335A1 (de) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Hitachi Ltd | Messsystem zur bestimmung des luft-kraftstoff-verhaeltnisses |
US4799018A (en) * | 1986-08-27 | 1989-01-17 | Hitachi, Ltd. | Air fuel ratio measuring system |
WO2018020814A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3313783A1 (de) | 1983-10-27 |
JPH0245819B2 (ja) | 1990-10-11 |
DE3313783C2 (ja) | 1990-07-19 |
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