JPS5830654A - 空燃比検出器 - Google Patents
空燃比検出器Info
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- JPS5830654A JPS5830654A JP56128630A JP12863081A JPS5830654A JP S5830654 A JPS5830654 A JP S5830654A JP 56128630 A JP56128630 A JP 56128630A JP 12863081 A JP12863081 A JP 12863081A JP S5830654 A JPS5830654 A JP S5830654A
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- Japan
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- fuel ratio
- air
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- electrode
- theoretical air
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0031—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array
- G01N33/0032—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array using two or more different physical functioning modes
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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】
本発明社内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出し空燃
比を測定する空燃比検出器に関するものである。
比を測定する空燃比検出器に関するものである。
近年、排気ガス中の有害成分を低減させるた、めに１ま
た燃費を改轡する目的で、自動車等の内燃機関を理論空
燃比よりも高いリーン―で運転させる、いわゆる希薄燃
焼方式が提案されている・ この燃焼方式に用いる空燃比検出手段として提案されて
いるものに例えば特開昭ａ ｇ−＋ｙ ａ２８６号公報
記載の装置がある。この装置は第１図に示すように酸素
イオン透過体５１の両側に陰極！Ｉ２、陽極５Ｓを設け
るとともに、側壁５４を陰極５２を囲むように配設し１
更に酸素を側壁５４内の空間室５６へ拡散送入させる拡
散孔５５を設けた構成となっている。この装置は、電極
５２．５３間に電圧を印加したときに両電極５Ｂ、５３
間を流れる限界電流が第２図に示すように酸素濃度に比
例してｆｉｆｆ直線的に変化することを利用して空燃比
を検出するものである。
た燃費を改轡する目的で、自動車等の内燃機関を理論空
燃比よりも高いリーン―で運転させる、いわゆる希薄燃
焼方式が提案されている・ この燃焼方式に用いる空燃比検出手段として提案されて
いるものに例えば特開昭ａ ｇ−＋ｙ ａ２８６号公報
記載の装置がある。この装置は第１図に示すように酸素
イオン透過体５１の両側に陰極！Ｉ２、陽極５Ｓを設け
るとともに、側壁５４を陰極５２を囲むように配設し１
更に酸素を側壁５４内の空間室５６へ拡散送入させる拡
散孔５５を設けた構成となっている。この装置は、電極
５２．５３間に電圧を印加したときに両電極５Ｂ、５３
間を流れる限界電流が第２図に示すように酸素濃度に比
例してｆｉｆｆ直線的に変化することを利用して空燃比
を検出するものである。
また同様な用途の検出手段として特開昭６５−４６３４
９号記載のものがある。これ社、両電極間に限界電流値
より１小さな値の直流電流を流して、両電極間に生じる
起電力を検出するもので、その代表的な特性は第３図に
示す如くである。
９号記載のものがある。これ社、両電極間に限界電流値
より１小さな値の直流電流を流して、両電極間に生じる
起電力を検出するもので、その代表的な特性は第３図に
示す如くである。
希薄燃焼方式の全体システムは種々検討されているが、
通常走行時にけ機関の限界近くの希薄空燃比で運転し、
それ以外の例えば加速時にはややリッチ側の空燃比で運
転し１また排気エミッションを低減するために理論空燃
比で運転するというように、運転条件に応じて空燃比が
制御される。特に排気エミッション低減のための三元触
媒を有効に作動させるには理論空燃比の±α１〜α２と
いう極めて狭い範囲に制御する必要があり、第２図に示
すような特性のセンサではこのような挟い範囲にフィー
ドバック制御することが困−である。また、第３図に示
すような特性のセンサＫｌ−ては、同一起電力が空燃比
のリッチ側とリーン側の両方に存在し、この区別がつき
ｋくいと−う問題がある〇本発明は上記間一点に鑑み理
論空燃比およびその他の空燃比を正確に検出できる空燃
比検出器を提供することを目的とするものである。即ち
、本発明の空燃比検出器は、理論空燃比で急変する電気
信号を発生する第１０検出素子と、空燃比に応じた電気
信号を発生する第２の検出素子を耐熱電気絶縁性の基体
に設けて構成し、この検出器を車両の排気系に設置し１
第１の検出素子により理論空燃比を、第２の検出素子に
よ抄理論空燃比以外の空燃比を検出してこれ等の電気信
号を制御回路を介して吸気系にフィードバックすること
により、運転条件に応じた空燃比制御を再診とするもの
である。
通常走行時にけ機関の限界近くの希薄空燃比で運転し、
それ以外の例えば加速時にはややリッチ側の空燃比で運
転し１また排気エミッションを低減するために理論空燃
比で運転するというように、運転条件に応じて空燃比が
制御される。特に排気エミッション低減のための三元触
媒を有効に作動させるには理論空燃比の±α１〜α２と
いう極めて狭い範囲に制御する必要があり、第２図に示
すような特性のセンサではこのような挟い範囲にフィー
ドバック制御することが困−である。また、第３図に示
すような特性のセンサＫｌ−ては、同一起電力が空燃比
のリッチ側とリーン側の両方に存在し、この区別がつき
ｋくいと−う問題がある〇本発明は上記間一点に鑑み理
論空燃比およびその他の空燃比を正確に検出できる空燃
比検出器を提供することを目的とするものである。即ち
、本発明の空燃比検出器は、理論空燃比で急変する電気
信号を発生する第１０検出素子と、空燃比に応じた電気
信号を発生する第２の検出素子を耐熱電気絶縁性の基体
に設けて構成し、この検出器を車両の排気系に設置し１
第１の検出素子により理論空燃比を、第２の検出素子に
よ抄理論空燃比以外の空燃比を検出してこれ等の電気信
号を制御回路を介して吸気系にフィードバックすること
により、運転条件に応じた空燃比制御を再診とするもの
である。
以下、本発明を図示の実施例により説明すも第４図に示
す本発明の空燃比検出器ムにおいて、１はアルミナより
なる板状の基体で、後記する第１および第２の検出素子
を保持している＠基体１は排気ガスを導入する孔７１を
有する耐熱性金属よ５りなる保護カバー７およびこれと
結合した耐熱性金属のペイプ８の内部に収納されて−る
。保護カバー７とパイプ８の結合部には車両の排賞管に
固定するための７ランジ９が取付けである。基体１はパ
イプ８内にお−て、アルミナ等の焼結体よりなる保持部
材１０により支持されて―る。基体１の上部、これに取
付けたリード線６およびこれに接続したステンレス等の
耐熱性金属よりなるサブリード線１１は、無機接着側１
２によりパイプ８内に固定されている。パイプ８にはパ
イプ１３が、パイプ１３には更にパイプ１４が結合され
てお艶、これ等の内部に設置したアルミナ等よりなる絶
縁管１５、フッ素ゴム等よりなるブツシュ１６、シ１」
コンゴム等の耐熱性ゴム部材１７に上記サブリード線１
１が挿通され、外部に導出されたサブ＋３−ドＮｉｌは
カバ一部材１８により被覆されている０ 次に基体部の構造の詳細は第５図および第６図に示す如
くであって、アルミナの基体１にはその中央部に縦方向
に膜状電極４＆、４ｂ％４ｏ、４６が形成しである。こ
れ等電極は白金、白金−ロジウム等よりな９スクリーン
印刷により形成したものである。基体１の下部には電極
４ａ、４’ｂの下部を覆うように第１の検出素子２が形
成しである。この第１の検出素子２は、二酸化チタンに
溶媒、バインダを混合しペースト状としたものをスクリ
ーン印刷等で基体１に膜状に形成し焼結したものである
。電極４Ｃの下部の上には第２の検出素子３が配設しで
ある。
す本発明の空燃比検出器ムにおいて、１はアルミナより
なる板状の基体で、後記する第１および第２の検出素子
を保持している＠基体１は排気ガスを導入する孔７１を
有する耐熱性金属よ５りなる保護カバー７およびこれと
結合した耐熱性金属のペイプ８の内部に収納されて−る
。保護カバー７とパイプ８の結合部には車両の排賞管に
固定するための７ランジ９が取付けである。基体１はパ
イプ８内にお−て、アルミナ等の焼結体よりなる保持部
材１０により支持されて―る。基体１の上部、これに取
付けたリード線６およびこれに接続したステンレス等の
耐熱性金属よりなるサブリード線１１は、無機接着側１
２によりパイプ８内に固定されている。パイプ８にはパ
イプ１３が、パイプ１３には更にパイプ１４が結合され
てお艶、これ等の内部に設置したアルミナ等よりなる絶
縁管１５、フッ素ゴム等よりなるブツシュ１６、シ１」
コンゴム等の耐熱性ゴム部材１７に上記サブリード線１
１が挿通され、外部に導出されたサブ＋３−ドＮｉｌは
カバ一部材１８により被覆されている０ 次に基体部の構造の詳細は第５図および第６図に示す如
くであって、アルミナの基体１にはその中央部に縦方向
に膜状電極４＆、４ｂ％４ｏ、４６が形成しである。こ
れ等電極は白金、白金−ロジウム等よりな９スクリーン
印刷により形成したものである。基体１の下部には電極
４ａ、４’ｂの下部を覆うように第１の検出素子２が形
成しである。この第１の検出素子２は、二酸化チタンに
溶媒、バインダを混合しペースト状としたものをスクリ
ーン印刷等で基体１に膜状に形成し焼結したものである
。電極４Ｃの下部の上には第２の検出素子３が配設しで
ある。
この第２の検出素子３はカルジャ（Ｏａｋ）、イツトリ
ヤ（ｙ茸ｏｍ）等を固溶したジルコニヤ（ＺｒＯｓ ）
よりなる固体電解質の素子である。そして第２の検出素
子３の上には上記電極４ｄの下部が形成され、積層状の
電極４６、第２の検出器ｐｔよび電・極４ｄを覆うよう
にして耐熱電気絶縁材料、例えばアルミナ、スピネルの
拡散Ｍ＃３０が形成しである。更に基体１にはその外周
部に沿って白金、白金−ロジウム等よりなる膜状のヒー
タ５＆が形成してあや、また同様のヒータＩＳｂが基体
１内に埋設しである。また、基体１の上端には白金、白
金−ロジウム等よ抄なるリード１ｉ６ａ、６ｂ、６ａ１
６ｄ、６＠。
ヤ（ｙ茸ｏｍ）等を固溶したジルコニヤ（ＺｒＯｓ ）
よりなる固体電解質の素子である。そして第２の検出素
子３の上には上記電極４ｄの下部が形成され、積層状の
電極４６、第２の検出器ｐｔよび電・極４ｄを覆うよう
にして耐熱電気絶縁材料、例えばアルミナ、スピネルの
拡散Ｍ＃３０が形成しである。更に基体１にはその外周
部に沿って白金、白金−ロジウム等よりなる膜状のヒー
タ５＆が形成してあや、また同様のヒータＩＳｂが基体
１内に埋設しである。また、基体１の上端には白金、白
金−ロジウム等よ抄なるリード１ｉ６ａ、６ｂ、６ａ１
６ｄ、６＠。
６ｆが固着してあり、これ等はそれぞれ、電極４ａＳ
４ｂ、４ｏ、４ｓＬおよびピータ５ａＫ導通している。
４ｂ、４ｏ、４ｓＬおよびピータ５ａＫ導通している。
チタニャよりなる第１の検出素子２け第７同に示すよう
に理論空燃比でステップ的に電気抵抗値が急変する性質
を有し、ジルコニヤの固体電解質の第２の検出素子３ｑ
第８図に示すように空燃比に対して電流値がほぼ直線的
に変化する特性を有する。従って第１の検出素子２の電
気信号は、理論空燃比に対してリッチ、リーンの判定信
号として、あるいは理論空燃比で精度よくフィードバッ
クコントロールするための信号として使用でき、第２の
検出素子３は希薄空燃比を検出する信号として使用でき
、これ等を適時使用することにより、機関の状態に応じ
て空燃比ｔコントロールすることが可能である。
に理論空燃比でステップ的に電気抵抗値が急変する性質
を有し、ジルコニヤの固体電解質の第２の検出素子３ｑ
第８図に示すように空燃比に対して電流値がほぼ直線的
に変化する特性を有する。従って第１の検出素子２の電
気信号は、理論空燃比に対してリッチ、リーンの判定信
号として、あるいは理論空燃比で精度よくフィードバッ
クコントロールするための信号として使用でき、第２の
検出素子３は希薄空燃比を検出する信号として使用でき
、これ等を適時使用することにより、機関の状態に応じ
て空燃比ｔコントロールすることが可能である。
第９図は第１および第２の検出素子ｉ１３の電気信号を
フィードバックして吸気系の空燃比を制御するための制
御回路の一例を示すものである。
フィードバックして吸気系の空燃比を制御するための制
御回路の一例を示すものである。
図において、ｈＦＲ本発明の検出器、１００はエンジン
、ｌｏｇは排気管、１０２は吸気管、１０４．１０５け
比較回路、Ｌｏｇ、１０７ｕ比較基準値設定回路、１０
８は７−ドパツク制御回路、１０９は吸入空気蓋センサ
、１１ｏは回転数センサ、１１１け負圧センサ、１１２
はス四ットル開度センサ、１１３け燃料調量装置、１１
４はフィードバック信号切換回路である。
、ｌｏｇは排気管、１０２は吸気管、１０４．１０５け
比較回路、Ｌｏｇ、１０７ｕ比較基準値設定回路、１０
８は７−ドパツク制御回路、１０９は吸入空気蓋センサ
、１１ｏは回転数センサ、１１１け負圧センサ、１１２
はス四ットル開度センサ、１１３け燃料調量装置、１１
４はフィードバック信号切換回路である。
排ｙ管１０１に設萱された検出器Ａの上記第１の検出器
の電截信号は比較回路１０４に入力される。この比較回
路１０４は、比較基準値設定回路１０６より所定の基準
値が入力され、素子２からの電気信号値と比較し、排気
ガスが理論空燃比よりもリッチ、リーンの判定信号を出
力できるようになっている。
の電截信号は比較回路１０４に入力される。この比較回
路１０４は、比較基準値設定回路１０６より所定の基準
値が入力され、素子２からの電気信号値と比較し、排気
ガスが理論空燃比よりもリッチ、リーンの判定信号を出
力できるようになっている。
上記第２の検出素子の電気信、号は比較回路１０５に入
力される。比較回路１０５にはフィードバックした−９
燃比に相当する基準値が比較基準値設定回路１０７より
入力され、この基準値と素子３からの電気信号値と比較
り、ＭＪｍｌ、たい空燃比よりリッチ、リーンの判定信
号を出力できるようになっている。
力される。比較回路１０５にはフィードバックした−９
燃比に相当する基準値が比較基準値設定回路１０７より
入力され、この基準値と素子３からの電気信号値と比較
り、ＭＪｍｌ、たい空燃比よりリッチ、リーンの判定信
号を出力できるようになっている。
比Ｖ回路１０４．１０１５からの出力は、フィードバッ
ク信号切換回路１１４に入力される。
ク信号切換回路１１４に入力される。
ここではエンジン１０．Ｐの運転状ｑによって理論空燃
比でフィードバックさせるか、それ以へ例えば希薄空燃
比でフィードバックさせるかを判定する。なお、運転状
態は回転数センサ１１ｏ１負圧七ンサ１１１、Ｘロット
ル開度センサ１１２によって検出する。そして第１の検
出素子、第２の検出素子のいずれの検出素子によってフ
ィードバック制御するかを判定し切換を行なう。
比でフィードバックさせるか、それ以へ例えば希薄空燃
比でフィードバックさせるかを判定する。なお、運転状
態は回転数センサ１１ｏ１負圧七ンサ１１１、Ｘロット
ル開度センサ１１２によって検出する。そして第１の検
出素子、第２の検出素子のいずれの検出素子によってフ
ィードバック制御するかを判定し切換を行なう。
フィードバック信号切換回路１１４からの信号はフィー
ドバック制御回路１０８に入力さへ吸入空気蓋センサ１
０９からの信号にみあった燃料を燃料調量装置１１３に
ょ９エンジン１００に供給する。
ドバック制御回路１０８に入力さへ吸入空気蓋センサ１
０９からの信号にみあった燃料を燃料調量装置１１３に
ょ９エンジン１００に供給する。
上記の如く本発明の検出器状理論空燃比で急変する電気
信号を示す検出素子と、空燃比に応じた電気信号を示す
検出素子を具備しているのをフィードバックすることに
より、運転条件に応じた空燃比制御が可能である。
信号を示す検出素子と、空燃比に応じた電気信号を示す
検出素子を具備しているのをフィードバックすることに
より、運転条件に応じた空燃比制御が可能である。
なお、上記第１の検出素子は、７１０ｍ以外に０・０嘗
、Ｍｂ＊ｏｓｓ Ｎｅｏ、ｚｎｏ、０ｏＯ１８ｎＯ８な
ど、理論空燃比でか関する電気信号を示す亀のを用いる
ことができる０また素子は膜状のものに限らず、例えば
ペレット状のものを用いてもよい。
、Ｍｂ＊ｏｓｓ Ｎｅｏ、ｚｎｏ、０ｏＯ１８ｎＯ８な
ど、理論空燃比でか関する電気信号を示す亀のを用いる
ことができる０また素子は膜状のものに限らず、例えば
ペレット状のものを用いてもよい。
第１図は従来の検出器の要部を示す断ｒＩｎ図、第２図
は第１図の検出器の特性を示す図、ＪｌｌＳ図は他の従
来の検出器の特性を示す図、第４図は本発明の一実施例
の全体構成を示す縦断面図−第５図は第４図の検出器の
Ｖ部正面図、第６図は第５図のムー人線断面図、第フ［
Ｆ１本発明の検出器における第１の検出素子の特性を示
す図、第８図は第２０′検出素子の特性を示す図、第９
図は本発明の検出器の７−ドパツク回路の一例を示す図
である。 ム・・・・・・本発明の検出器 １・・・・・・基体
２・・・・・・第１の検出素子 ３・・・・・・第２の検出素子 ４ｍ、 ４ｂ、 ４ｏ、４ｄ−、−、電極５ａＳ ５ｂ
拳・・・・Φヒータ ６ａ、６ｂ、６０． ６ｇ１．＠・、６１．、、、、す
。ド線第１２ 第３図 空燃上ヒ 第４図 第５図 第６図
は第１図の検出器の特性を示す図、ＪｌｌＳ図は他の従
来の検出器の特性を示す図、第４図は本発明の一実施例
の全体構成を示す縦断面図−第５図は第４図の検出器の
Ｖ部正面図、第６図は第５図のムー人線断面図、第フ［
Ｆ１本発明の検出器における第１の検出素子の特性を示
す図、第８図は第２０′検出素子の特性を示す図、第９
図は本発明の検出器の７−ドパツク回路の一例を示す図
である。 ム・・・・・・本発明の検出器 １・・・・・・基体
２・・・・・・第１の検出素子 ３・・・・・・第２の検出素子 ４ｍ、 ４ｂ、 ４ｏ、４ｄ−、−、電極５ａＳ ５ｂ
拳・・・・Φヒータ ６ａ、６ｂ、６０． ６ｇ１．＠・、６１．、、、、す
。ド線第１２ 第３図 空燃上ヒ 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 理論空燃比で急変する電気信号を示す第１の検出素子と
、空燃比に応じた電気信号を示す第２の検出素子と、上
記第１の検出素子の電気信電戴信号を取出す第Ａｓとを
耐熱電気絶縁性の基体に設けてなり、理論空燃比を上記
第１の電極忙より、理論空燃比以外の空燃比を第８の電
極により検出する。ようになしたことを特許とする空燃
比検出°器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128630A JPS5830654A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 空燃比検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128630A JPS5830654A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 空燃比検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830654A true JPS5830654A (ja) | 1983-02-23 |
| JPH0211862B2 JPH0211862B2 (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=14989554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56128630A Granted JPS5830654A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 空燃比検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830654A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60150450U (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-05 | 日本碍子株式会社 | 酸素検知器 |
| JPS613461U (ja) * | 1984-06-12 | 1986-01-10 | 横河電機株式会社 | 燃焼制御装置における酸素濃度検出装置 |
| JPS6197562A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | Ngk Insulators Ltd | 酸素センサ |
| JPS6182264U (ja) * | 1984-11-02 | 1986-05-31 | ||
| JPH0566552U (ja) * | 1992-06-26 | 1993-09-03 | 日本特殊陶業株式会社 | ガス検出装置 |
| JPH0569668U (ja) * | 1992-09-18 | 1993-09-21 | 日本特殊陶業株式会社 | センサの検出部構造 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5330386U (ja) * | 1976-08-23 | 1978-03-15 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5330386B2 (ja) * | 1974-01-17 | 1978-08-26 |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP56128630A patent/JPS5830654A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5330386U (ja) * | 1976-08-23 | 1978-03-15 |
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| JPH0566552U (ja) * | 1992-06-26 | 1993-09-03 | 日本特殊陶業株式会社 | ガス検出装置 |
| JPH0569668U (ja) * | 1992-09-18 | 1993-09-21 | 日本特殊陶業株式会社 | センサの検出部構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211862B2 (ja) | 1990-03-16 |
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