JPS5847248A - 空燃比検出方法 - Google Patents
空燃比検出方法Info
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- JPS5847248A JPS5847248A JP56145435A JP14543581A JPS5847248A JP S5847248 A JPS5847248 A JP S5847248A JP 56145435 A JP56145435 A JP 56145435A JP 14543581 A JP14543581 A JP 14543581A JP S5847248 A JPS5847248 A JP S5847248A
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- JP
- Japan
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- fuel ratio
- air
- output voltage
- voltage
- oxygen
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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】
本発明は、雰囲気中の酸素濃度に対応して出力電圧が変
化する酸素センナ素子を用いた空燃比検５出方法に関す
る。
化する酸素センナ素子を用いた空燃比検５出方法に関す
る。
この種の酸素センサ素子には、ｚｒＯ□やＢｉ２Ｏ３等
の固体電解質を用いたもの、ＴｉＯ２やＣｏｏ等の酸化
物を用いたものなどがあり、管状型をなすものや膜構造
型をなすものなどがある。
の固体電解質を用いたもの、ＴｉＯ２やＣｏｏ等の酸化
物を用いたものなどがあり、管状型をなすものや膜構造
型をなすものなどがある。
第１図は固体電解質を用いた膜構造型の酸素センサ素子
の断面構造の一例を示す模式図であって、この酸素セン
サ素子１は、内部に発熱体２を埋設した絶縁性基板６の
片面に、基準電極４、固体電解質５、測定電極６を順次
積層し、表面の全体に多孔質保護層７を被覆した構造を
なすものである。
の断面構造の一例を示す模式図であって、この酸素セン
サ素子１は、内部に発熱体２を埋設した絶縁性基板６の
片面に、基準電極４、固体電解質５、測定電極６を順次
積層し、表面の全体に多孔質保護層７を被覆した構造を
なすものである。
この場合、発熱体２には必要な電気抵抗値を有する導電
性材料を使用し、これを層状あるいは線状にして絶縁性
基板３内に埋設する。また、固体電解質５には、Ｙ２Ｏ
３やＣａＯ等の安定化剤を含有させたＺｒＯ２やＢ１□
０３等の酸素イオン伝導性の材料を使用する。また、電
極４．６には白金族元素の単体もしくは合金やこれらの
サーメット材料等を使用する。さらに、保護層７にはム
ライトやスピネル等の絶縁性材料を使用する。
性材料を使用し、これを層状あるいは線状にして絶縁性
基板３内に埋設する。また、固体電解質５には、Ｙ２Ｏ
３やＣａＯ等の安定化剤を含有させたＺｒＯ２やＢ１□
０３等の酸素イオン伝導性の材料を使用する。また、電
極４．６には白金族元素の単体もしくは合金やこれらの
サーメット材料等を使用する。さらに、保護層７にはム
ライトやスピネル等の絶縁性材料を使用する。
このような酸素センナ素子１において、発熱体２に外部
電源ｖＨを接続して発熱させ、外部電流源８の正＋１１
１１金基準電極４に接続しかつ外部電流源８の負側を測
定電極６に接続して固体電解質５内に微小な直流電流１
ｓを流すと、この固体電解質５内で測定電極６側から基
準電１軌４側へ向けて酸素イオンの移動を生じ、基準電
極４での酸素分子の生成と基準電極４からの酸素分子の
拡散との間の平衡によって基準電極４側の酸素分圧がほ
ぼ一定に制御され、この基準電極側酸素分圧と測定電極
側酸素分圧との差に対応した出力電圧Ｖ、が発生する。
電源ｖＨを接続して発熱させ、外部電流源８の正＋１１
１１金基準電極４に接続しかつ外部電流源８の負側を測
定電極６に接続して固体電解質５内に微小な直流電流１
ｓを流すと、この固体電解質５内で測定電極６側から基
準電１軌４側へ向けて酸素イオンの移動を生じ、基準電
極４での酸素分子の生成と基準電極４からの酸素分子の
拡散との間の平衡によって基準電極４側の酸素分圧がほ
ぼ一定に制御され、この基準電極側酸素分圧と測定電極
側酸素分圧との差に対応した出力電圧Ｖ、が発生する。
例えば、上記酸素センサ素子１を燃焼装置の排ガス中に
おいた場合には、第２図に丞すように、理論空燃比より
も燃料が過剰のリッチ側において、排ガス中における酸
素量が極めて少ないために、ネルンストの式から出力電
圧Ｖ、が比較的大きな値で発生し、理論空燃比よりも空
気が過剰のり一ン側において、排ガス中に燃焼反応にあ
ずからなかった酸素がある程度存在するので出力電圧Ｖ
、が小さくなるという出力電圧特性を示す。
おいた場合には、第２図に丞すように、理論空燃比より
も燃料が過剰のリッチ側において、排ガス中における酸
素量が極めて少ないために、ネルンストの式から出力電
圧Ｖ、が比較的大きな値で発生し、理論空燃比よりも空
気が過剰のり一ン側において、排ガス中に燃焼反応にあ
ずからなかった酸素がある程度存在するので出力電圧Ｖ
、が小さくなるという出力電圧特性を示す。
また、第２図に示す空燃比をリッチ側とリーン側との間
で連続的に変化させると、第３図に示すような出力電圧
Ｖ、の変化を示す。そこで、前記出力電圧ｖ８の変化か
ら逆に空燃比を検出するに除しては、出力′電圧ｖ８の
上限値と下限値のほぼ中間の電圧（例えば０゜５Ｖ）を
比較用基準電圧ｖｃとして定め、この比較用基準電圧Ｖ
。と出力電圧ｖ８との大小を比較してリッチ側であるか
り一ン側であるかの判断をするようにしていた。
で連続的に変化させると、第３図に示すような出力電圧
Ｖ、の変化を示す。そこで、前記出力電圧ｖ８の変化か
ら逆に空燃比を検出するに除しては、出力′電圧ｖ８の
上限値と下限値のほぼ中間の電圧（例えば０゜５Ｖ）を
比較用基準電圧ｖｃとして定め、この比較用基準電圧Ｖ
。と出力電圧ｖ８との大小を比較してリッチ側であるか
り一ン側であるかの判断をするようにしていた。
しか（７ながら、上記酸素センサ素子１の出力電圧ｖｓ
の変化は、第３図に示すように、その応答速度のゆえに
傾斜をもっているため、例えば排ガスがリッチ側からり
一ン側へ変化して出力電圧Ｖ、が下がり始めたときでも
依然としてリッチの判断となり、出力電圧ＶＢが比較用
基準電圧ｖｃを下回った時点で始めてリーンの判断をす
るというように、リッチ・リーンの判断に時間的な遅れ
を伴なうという問題を有していた。また、酸素センサ素
子１の出力電圧特性には多少のばらつきを有することが
あり、第４図に示すように、酸素センサ素子１人に比べ
て酸素センサ素子１Ｂの方がリッチ側からリーン側へ（
あるいはリーン側からリッチ側へ）の判断時点がさらに
遅れるという問題を有し、したがってこの判断による出
力を燃焼装置の空燃比制御にフィードバックした場合に
おいて、上記判断の遅れによって、制御される空燃比が
理論空燃比から微妙にばらついてしまうという問題を有
していた。
の変化は、第３図に示すように、その応答速度のゆえに
傾斜をもっているため、例えば排ガスがリッチ側からり
一ン側へ変化して出力電圧Ｖ、が下がり始めたときでも
依然としてリッチの判断となり、出力電圧ＶＢが比較用
基準電圧ｖｃを下回った時点で始めてリーンの判断をす
るというように、リッチ・リーンの判断に時間的な遅れ
を伴なうという問題を有していた。また、酸素センサ素
子１の出力電圧特性には多少のばらつきを有することが
あり、第４図に示すように、酸素センサ素子１人に比べ
て酸素センサ素子１Ｂの方がリッチ側からリーン側へ（
あるいはリーン側からリッチ側へ）の判断時点がさらに
遅れるという問題を有し、したがってこの判断による出
力を燃焼装置の空燃比制御にフィードバックした場合に
おいて、上記判断の遅れによって、制御される空燃比が
理論空燃比から微妙にばらついてしまうという問題を有
していた。
本発明は、上述した従来の問題点に着目してなされたも
ので、空燃比の検出を行なう酸素センサ素子の応答速度
にあまり影響されることなく、空燃比の検出を迅速かつ
良好に行なうことができる方法を提供することを目的と
している。
ので、空燃比の検出を行なう酸素センサ素子の応答速度
にあまり影響されることなく、空燃比の検出を迅速かつ
良好に行なうことができる方法を提供することを目的と
している。
本発明は、燃焼排ガス中の酸素濃度に対応して出力電圧
が変化する酸素センサ素子を用い、前記出力電圧と所定
の比較用基準電圧とを比蝦することにより空燃比を検出
する方法において１．油記比収用基準電圧を前記出力電
圧の上限値と下限値の範囲内で前記出力電圧に近ずける
ことによって、酸素製置の変化を迅速にかつ良好に検出
できることに着目し、前記比較用基準電圧を前記出力電
圧の上限値と下限値の範囲内で複数レベル設けるように
したことを特徴としている。
が変化する酸素センサ素子を用い、前記出力電圧と所定
の比較用基準電圧とを比蝦することにより空燃比を検出
する方法において１．油記比収用基準電圧を前記出力電
圧の上限値と下限値の範囲内で前記出力電圧に近ずける
ことによって、酸素製置の変化を迅速にかつ良好に検出
できることに着目し、前記比較用基準電圧を前記出力電
圧の上限値と下限値の範囲内で複数レベル設けるように
したことを特徴としている。
次に、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。
第５図は本発明による空燃比検出方法の原理を示す説明
図である。本発明では、空燃比を検出するための比較用
基準電圧を従来のルベルから２レベルにし、これらのレ
ベルを酸素センサ素子１の出力電圧ｖｓの上限および下
限の値に近ずけることによって、空燃比の変化を迅速に
検出しうるようにしている。すなわち、第５図に示すよ
うに、酸素センサ素子１の出力電圧Ｖ、の上限および下
限の中間値の電圧レベルｖｃに対し、その上下に等振幅
の２つの電圧レベル”ｒｅｆ （Ｈ）および”ｒｅｆ（
”）を設け、これらを比較用基準電圧としている。した
がって、酸素センサ素子１の出力′電圧Ｖ、が、例えば
排ガスのリーン側からリッチ側への変化に伴って上昇し
始めると、Ａ点で第１基準電圧Ｖｒ８４（’ｒ、）と交
差し、この時点で排ガスがリッチとなったことを判断す
る。また、排ガスがリッチ側からり一ン側に変化すると
、酸素センサ素子１の出力電圧ＶＢは下降し始め、ｂ点
で第２基準電圧ｖｒｅｆ（Ｈ）と交差し、この時点で排
ガスかり−ンとなったことを判断する。
図である。本発明では、空燃比を検出するための比較用
基準電圧を従来のルベルから２レベルにし、これらのレ
ベルを酸素センサ素子１の出力電圧ｖｓの上限および下
限の値に近ずけることによって、空燃比の変化を迅速に
検出しうるようにしている。すなわち、第５図に示すよ
うに、酸素センサ素子１の出力電圧Ｖ、の上限および下
限の中間値の電圧レベルｖｃに対し、その上下に等振幅
の２つの電圧レベル”ｒｅｆ （Ｈ）および”ｒｅｆ（
”）を設け、これらを比較用基準電圧としている。した
がって、酸素センサ素子１の出力′電圧Ｖ、が、例えば
排ガスのリーン側からリッチ側への変化に伴って上昇し
始めると、Ａ点で第１基準電圧Ｖｒ８４（’ｒ、）と交
差し、この時点で排ガスがリッチとなったことを判断す
る。また、排ガスがリッチ側からり一ン側に変化すると
、酸素センサ素子１の出力電圧ＶＢは下降し始め、ｂ点
で第２基準電圧ｖｒｅｆ（Ｈ）と交差し、この時点で排
ガスかり−ンとなったことを判断する。
このようにして、本発明方法によれば、排ガスがリーン
側からリッチ側に、あるいはその逆に変化してからこの
変化を検出するまでの時間は、第６図に示すように、従
来の場合に比べて時間Ｔから時間Ｔ′へと著しく短縮さ
れる。
側からリッチ側に、あるいはその逆に変化してからこの
変化を検出するまでの時間は、第６図に示すように、従
来の場合に比べて時間Ｔから時間Ｔ′へと著しく短縮さ
れる。
このように、本発明法では、排ガス中の酸素濃度を測定
して空燃比の検出を行なう際の検出基準レベルを２レベ
ルとし、こレラのレベルヲ酸素センサ素子１の出力電圧
ｖ８の上限および下限の値に一層近ずけるようにしたた
め、酸素センサ素子１の出力電圧特性がその応答速度の
ゆえに傾斜していることに起因する判断の遅延を著しく
小さくすることができると同時に、酸素センサ素子１毎
の上記応答速度のばらつきに起因する判断時期のばらつ
きもかなり少なくすることが可能であり、応答速度のば
らつきによる悪影響を回春できるというすぐれた利点を
有する。
して空燃比の検出を行なう際の検出基準レベルを２レベ
ルとし、こレラのレベルヲ酸素センサ素子１の出力電圧
ｖ８の上限および下限の値に一層近ずけるようにしたた
め、酸素センサ素子１の出力電圧特性がその応答速度の
ゆえに傾斜していることに起因する判断の遅延を著しく
小さくすることができると同時に、酸素センサ素子１毎
の上記応答速度のばらつきに起因する判断時期のばらつ
きもかなり少なくすることが可能であり、応答速度のば
らつきによる悪影響を回春できるというすぐれた利点を
有する。
上述した酸素＃度検出用の比較用基準電圧ｖｒｏｆ（Ｈ
）およびｖｒ６ｆ（Ｌ）は、個別にあらかじめ特定の値
に ゛設定して外部から与えることができるが、酸素セ
ンサ素子１の出力電圧ｖ８の上限および下限のほぼ中間
値の電圧ｖｃから取出すこともできる。この場合の本発
明を実施する装置の一例を第７図および第８図をもとに
説明する。
）およびｖｒ６ｆ（Ｌ）は、個別にあらかじめ特定の値
に ゛設定して外部から与えることができるが、酸素セ
ンサ素子１の出力電圧ｖ８の上限および下限のほぼ中間
値の電圧ｖｃから取出すこともできる。この場合の本発
明を実施する装置の一例を第７図および第８図をもとに
説明する。
まず最初に、酸素センサ素子１の出力電圧Ｖ。
を第７図に示す演算増幅器ＯＰＩの反転入力側に供給す
ると共に演算増幅器ＯＰ４の非反転入力側に供給する。
ると共に演算増幅器ＯＰ４の非反転入力側に供給する。
また、」二記出力紙圧ｖｓの−Ｆ限および下限の中間値
の電圧ｖｃヲ演算増幅器ＯＰ１の非反転入力側に抵抗Ｒ
を介して供給すると共に演算増幅器ＯＰ３の非反転入力
側に供給する。演算増幅器ＯＰ１の出力は、正帰還イン
ピーダンスＰ ＦＢ ’（ｉ＝経てその非反転入力側に
帰還すると共に演算増幅器ＯＰ ２．の非反転入力側に
供給する。演算増幅器ＯＰ２の出力は、その反転入力側
に直接帰還すると共に抵抗Ｒ１およびＲ２を経て演算増
幅器０Ｐ４０反転入力側に供給する。また、抵抗Ｒ０お
よびＲ２の接続点を演算増幅器ＯＰ３の反転入力側に接
続する。
の電圧ｖｃヲ演算増幅器ＯＰ１の非反転入力側に抵抗Ｒ
を介して供給すると共に演算増幅器ＯＰ３の非反転入力
側に供給する。演算増幅器ＯＰ１の出力は、正帰還イン
ピーダンスＰ ＦＢ ’（ｉ＝経てその非反転入力側に
帰還すると共に演算増幅器ＯＰ ２．の非反転入力側に
供給する。演算増幅器ＯＰ２の出力は、その反転入力側
に直接帰還すると共に抵抗Ｒ１およびＲ２を経て演算増
幅器０Ｐ４０反転入力側に供給する。また、抵抗Ｒ０お
よびＲ２の接続点を演算増幅器ＯＰ３の反転入力側に接
続する。
このように構成された装置において、酸素センサ素子１
の出力電圧Ｖ と この出力電圧ｖ８の上１ 限および下限の中間値に設定された電圧ｖｃとを、演算
増幅器ＯＰ１により構成されたヒステリシス比較器に供
給する。この比較器はその帰還率を適宜定めて緩衝増幅
器ＯＰ２の非反転入力側に供給される電圧値”ｒｅｆが
、出力゛電圧ｖｓの上限および下限の中間値の電圧ｖｃ
に対して例えば上下に約６０係増減された振幅の瞳とな
るようにする。正帰還された出力電圧Ｖｒ’ｅｆは、演
算増幅器ＯＰ２により構成された緩衝増幅“器を経て演
算増幅器ＯＰ３にエリ構成された反転器に供給され、こ
こで反転されてその出力側に比較用基準電圧ｖｒｅｆ（
Ｈ）およびｖｒｅｆ（Ｌ）を発生する。これらの比較用
基準電圧ｖｒｏｆ（Ｈ）およびｖｒｏｆ（Ｌ）の振幅値
は、抵抗Ｒ１およびＲ２の値およびその大小関係によっ
て任・意に設定することができる。この比較用基準電圧
ｖｒｏｆ（Ｈ）および”ｒｅｆ（Ｌ）は、演算増幅器Ｏ
Ｐ４により構成された比較器の反転入力側に供給され、
ここでその非反転入力側に供給された酸素センサ素子１
の出力電圧Ｖ８と比較されて２値信号の出力として出力
側に供給される。この信号Ｓ （Ａ／Ｆ ’）を例えば
電子制御燃料噴射装置に供給して空燃比を理論空燃比と
なるように制御する。
の出力電圧Ｖ と この出力電圧ｖ８の上１ 限および下限の中間値に設定された電圧ｖｃとを、演算
増幅器ＯＰ１により構成されたヒステリシス比較器に供
給する。この比較器はその帰還率を適宜定めて緩衝増幅
器ＯＰ２の非反転入力側に供給される電圧値”ｒｅｆが
、出力゛電圧ｖｓの上限および下限の中間値の電圧ｖｃ
に対して例えば上下に約６０係増減された振幅の瞳とな
るようにする。正帰還された出力電圧Ｖｒ’ｅｆは、演
算増幅器ＯＰ２により構成された緩衝増幅“器を経て演
算増幅器ＯＰ３にエリ構成された反転器に供給され、こ
こで反転されてその出力側に比較用基準電圧ｖｒｅｆ（
Ｈ）およびｖｒｅｆ（Ｌ）を発生する。これらの比較用
基準電圧ｖｒｏｆ（Ｈ）およびｖｒｏｆ（Ｌ）の振幅値
は、抵抗Ｒ１およびＲ２の値およびその大小関係によっ
て任・意に設定することができる。この比較用基準電圧
ｖｒｏｆ（Ｈ）および”ｒｅｆ（Ｌ）は、演算増幅器Ｏ
Ｐ４により構成された比較器の反転入力側に供給され、
ここでその非反転入力側に供給された酸素センサ素子１
の出力電圧Ｖ８と比較されて２値信号の出力として出力
側に供給される。この信号Ｓ （Ａ／Ｆ ’）を例えば
電子制御燃料噴射装置に供給して空燃比を理論空燃比と
なるように制御する。
具体的に第８図を参照して説明すわば、第７図において
Ｒ１＞Ｒ２とし、正帰還インピーダンスＰＦＢを０．３
Ｖが正帰還されるようにし、比較電圧’Ｔ’＝０．５
Ｖ、演算増幅器０Ｐ２（７）倍率を１、演算増幅器ＯＰ
３の倍率を０．５（Ｒ１＝２Ｒ２）、と設定する。そこ
で、いま、空燃比がリーン側であると、酸素センサ素子
１の出力電圧ＶＢは低く、約帆０５Ｖ位を示す。また、
演算増幅器ＯＰ１の出力は正帰還されるので、Ｖ、’、
ｆ ＝ ０．８ Ｖとなり、演算増幅器ＯＰ２は倍率１
であるので、演算増幅器ＯＰ２の出力もＶ、。ｆとなり
、演算増幅器ＯＰ３では電圧ｖｃＯ値（０，５Ｖ ’）
ｋ中心として、正帰還された０、３ Ｖの演算増幅器
ＯＰ３の倍率０．５倍だけ反転され、演算増幅器ＯＰ３
の出力すなわち比較用基準電圧ｖｒｅｆはＶｒ、４ ＝
０ 、５−０．３ Ｘ Ｏ，５＝０．３５ Ｖと設定
される。そして、演算増幅器ＯＰ４は前記”ｒｅｆ ＝
０．３５ ＶとＶｓ＝ ０．０５ Ｖとを比較するの
で出力は小すなわち空燃比はり一層であることを検出す
る。この状態がら空燃比が小となり、出力電圧Ｖ、が太
となってＶ、＝ ０．３５ Ｖを超えると、演算増幅器
ＯＰ４の出力が大となって空燃比はリッチと判断する。
Ｒ１＞Ｒ２とし、正帰還インピーダンスＰＦＢを０．３
Ｖが正帰還されるようにし、比較電圧’Ｔ’＝０．５
Ｖ、演算増幅器０Ｐ２（７）倍率を１、演算増幅器ＯＰ
３の倍率を０．５（Ｒ１＝２Ｒ２）、と設定する。そこ
で、いま、空燃比がリーン側であると、酸素センサ素子
１の出力電圧ＶＢは低く、約帆０５Ｖ位を示す。また、
演算増幅器ＯＰ１の出力は正帰還されるので、Ｖ、’、
ｆ ＝ ０．８ Ｖとなり、演算増幅器ＯＰ２は倍率１
であるので、演算増幅器ＯＰ２の出力もＶ、。ｆとなり
、演算増幅器ＯＰ３では電圧ｖｃＯ値（０，５Ｖ ’）
ｋ中心として、正帰還された０、３ Ｖの演算増幅器
ＯＰ３の倍率０．５倍だけ反転され、演算増幅器ＯＰ３
の出力すなわち比較用基準電圧ｖｒｅｆはＶｒ、４ ＝
０ 、５−０．３ Ｘ Ｏ，５＝０．３５ Ｖと設定
される。そして、演算増幅器ＯＰ４は前記”ｒｅｆ ＝
０．３５ ＶとＶｓ＝ ０．０５ Ｖとを比較するの
で出力は小すなわち空燃比はり一層であることを検出す
る。この状態がら空燃比が小となり、出力電圧Ｖ、が太
となってＶ、＝ ０．３５ Ｖを超えると、演算増幅器
ＯＰ４の出力が大となって空燃比はリッチと判断する。
さらに空燃比が小となって出力電圧Ｖ８が犬となり、ｖ
ｓ ＞ Ｖｒ’６ｆ＝ ０．８ｙとなルト、ＯＰ １
ｏ出カバ下ｉ１、”ｒ’Ｌｆ ＝ ０．５− ｏ、ａ＝
０．２ Ｖとなる。このｖｒ′ｅｆの値は演算増幅器
ＯＰ２の出力となり、この出力が演′痒増幅器ＯＰｔに
入力され、演算増幅器ＯＰ３の出力ｖｒｅｆ＝０．５十
〇、３ Ｘ Ｏ，５＝ ０．６５ Ｖとなる。勿論ＶＢ
〉”ｒｅｆ ”Ｃあるから検出されている空燃比はリ
ッチであることに変りない。
ｓ ＞ Ｖｒ’６ｆ＝ ０．８ｙとなルト、ＯＰ １
ｏ出カバ下ｉ１、”ｒ’Ｌｆ ＝ ０．５− ｏ、ａ＝
０．２ Ｖとなる。このｖｒ′ｅｆの値は演算増幅器
ＯＰ２の出力となり、この出力が演′痒増幅器ＯＰｔに
入力され、演算増幅器ＯＰ３の出力ｖｒｅｆ＝０．５十
〇、３ Ｘ Ｏ，５＝ ０．６５ Ｖとなる。勿論ＶＢ
〉”ｒｅｆ ”Ｃあるから検出されている空燃比はリ
ッチであることに変りない。
さらに、空燃比が大すなわちリーン側に移ると、出力電
圧ｖ８が０．６５ Ｖ以下になったときに演算増幅器Ｏ
Ｐ４の出力が小となって空燃比がリーンに移ったことを
検出する。さらに出力電圧Ｖｌｌが下がってＶｒ’、ｆ
＝ ０．２ Ｖ以下になると、演算増幅器ＯＰ１の出力
が変って前述のようにＶ、′ｅｆ ＝ ０．８Ｖとなる
。勿論空燃比がリーンであることを検出していることに
は変りない。
圧ｖ８が０．６５ Ｖ以下になったときに演算増幅器Ｏ
Ｐ４の出力が小となって空燃比がリーンに移ったことを
検出する。さらに出力電圧Ｖｌｌが下がってＶｒ’、ｆ
＝ ０．２ Ｖ以下になると、演算増幅器ＯＰ１の出力
が変って前述のようにＶ、′ｅｆ ＝ ０．８Ｖとなる
。勿論空燃比がリーンであることを検出していることに
は変りない。
第８図の場合には、リーンからリッチに移る場合、まず
出力電圧Ｖ、が”ｒｅｆ ＝ ０．３５ Ｖ ｋ超えて
リッチと判断し、さらにｖｒ’ｅｆ ＝ ０−８ Ｖを
超えたときｖｒｅｆ カ０．３５ Ｖから０．６５ Ｖ
に変るようにし、リッチからリーンに変る場合には出力
電圧ｖ８がＶｒｏｆ ＝ ０．６５ Ｖより低下してリ
ーンと判断し、さらにｖｒ′ｅｆ＝０．２ｖより低くな
ったとき”ｒｅｆ ｋＯ，３５ｖに変えるようにしたが
、第７図において、ＲＬ ＝Ｒ２とすると（ＰＦＢを同
じとすれば）、”ｒｅｆ ＝ ｖｒ’ｅｆと同じになり
、第６図のようになる。
出力電圧Ｖ、が”ｒｅｆ ＝ ０．３５ Ｖ ｋ超えて
リッチと判断し、さらにｖｒ’ｅｆ ＝ ０−８ Ｖを
超えたときｖｒｅｆ カ０．３５ Ｖから０．６５ Ｖ
に変るようにし、リッチからリーンに変る場合には出力
電圧ｖ８がＶｒｏｆ ＝ ０．６５ Ｖより低下してリ
ーンと判断し、さらにｖｒ′ｅｆ＝０．２ｖより低くな
ったとき”ｒｅｆ ｋＯ，３５ｖに変えるようにしたが
、第７図において、ＲＬ ＝Ｒ２とすると（ＰＦＢを同
じとすれば）、”ｒｅｆ ＝ ｖｒ’ｅｆと同じになり
、第６図のようになる。
すなわち、リーンからリッチに移る場合、出力電圧ｖ、
カ第１基準電圧Ｖｒｏｆ（Ｌ） ＝ ０．２ Ｖ ｋ
超えてリッチと判断し、ｖｒ’ｅｆは後述の第２基準電
圧ｖｒｅｆ（Ｈ）と等しくなり、出力電圧ｖ８カｏ、ａ
ｖ ｖ超えると比較用基準電圧は”ｒｅｆ（■） ＝
０．８ Ｖに設定される。空燃比がリッチからり一ン
に移り、出力電圧ｖｓが０．８ｖより低くなると空燃比
はり一ンと検出され、さらに出力電圧Ｖ、が０．２ｖ以
下になると比較用基準電圧は第１基準電圧Ｖｒｅｆ（Ｌ
）＝ ０．２ Ｖとなる。
カ第１基準電圧Ｖｒｏｆ（Ｌ） ＝ ０．２ Ｖ ｋ
超えてリッチと判断し、ｖｒ’ｅｆは後述の第２基準電
圧ｖｒｅｆ（Ｈ）と等しくなり、出力電圧ｖ８カｏ、ａ
ｖ ｖ超えると比較用基準電圧は”ｒｅｆ（■） ＝
０．８ Ｖに設定される。空燃比がリッチからり一ン
に移り、出力電圧ｖｓが０．８ｖより低くなると空燃比
はり一ンと検出され、さらに出力電圧Ｖ、が０．２ｖ以
下になると比較用基準電圧は第１基準電圧Ｖｒｅｆ（Ｌ
）＝ ０．２ Ｖとなる。
なお、上記実施例においては酸素イオン伝導性固体電解
質を用いた膜構造型の酸素センサ素子を例にとって説明
したが、その他の構造の酸素センサ索子についても適用
できることはいうまでもない。
質を用いた膜構造型の酸素センサ素子を例にとって説明
したが、その他の構造の酸素センサ索子についても適用
できることはいうまでもない。
以上説明してきたように、本発明によれば、酸素センサ
索子の出力電圧と所定の基準用比較電圧とを比較するこ
とにより空燃比を検出するに際し、前記比較用基準電圧
を前記出力電圧の上限値と下限値の範囲内で複数例えば
２レベル設け、これらのレベルを前記出力電圧の上限値
および下限値にできるだけ近ずけるようにすることによ
って、空燃比の変化を遅延することなく迅速かつ良好に
検出することができ、酸素センサ素子の応答速度や応答
速度のばらつきにあまり影響されずに空燃比の検出を行
なうことができるという非常に優れた効果を有する。
索子の出力電圧と所定の基準用比較電圧とを比較するこ
とにより空燃比を検出するに際し、前記比較用基準電圧
を前記出力電圧の上限値と下限値の範囲内で複数例えば
２レベル設け、これらのレベルを前記出力電圧の上限値
および下限値にできるだけ近ずけるようにすることによ
って、空燃比の変化を遅延することなく迅速かつ良好に
検出することができ、酸素センサ素子の応答速度や応答
速度のばらつきにあまり影響されずに空燃比の検出を行
なうことができるという非常に優れた効果を有する。
第１図は空燃比の検出に使用する酸素センサ素子の一構
造例を模式的に示す断面説明図、第２図は第１図に示す
酸素センサ索子の出力゛？１を圧と空燃比との関係を示
す特性図、第３図は従来の酸素濃度検出方法を示す原理
的説明図、第４図は異なる出力特性を有する酸素センサ
素子における酸素濃度の検出判断の遅れを示す説明図、
第５図は本発明法による酸素濃度検出方法を示す原理的
説明図、第６図は本発明方法と従来方法と全比較する説
明図、第７図は本発明方法を実施する装置の構成の一例
を示す回路図、第８図は第７図に示す装置ｆの作動説明
図である。 １、ＩＡ、ＩＢ・・・酸素センサ索子、ｖｓ・・・酸素
センサ素子出力電圧、ｖｃ・・・酸素センサ素子出力電
圧の上限値および下限値の中間値電圧、”ｒｅｆ（Ｈ）
＋ｖｒｏｆ（Ｌ）・・・比較用基準電圧、ＯＰ１〜ＯＰ
４・・・演算増幅器、Ｒ，、Ｒ，・・・抵抗、ＰＦＢ・
・・正帰還用インピーダンス。 第２図 で燃毘
造例を模式的に示す断面説明図、第２図は第１図に示す
酸素センサ索子の出力゛？１を圧と空燃比との関係を示
す特性図、第３図は従来の酸素濃度検出方法を示す原理
的説明図、第４図は異なる出力特性を有する酸素センサ
素子における酸素濃度の検出判断の遅れを示す説明図、
第５図は本発明法による酸素濃度検出方法を示す原理的
説明図、第６図は本発明方法と従来方法と全比較する説
明図、第７図は本発明方法を実施する装置の構成の一例
を示す回路図、第８図は第７図に示す装置ｆの作動説明
図である。 １、ＩＡ、ＩＢ・・・酸素センサ索子、ｖｓ・・・酸素
センサ素子出力電圧、ｖｃ・・・酸素センサ素子出力電
圧の上限値および下限値の中間値電圧、”ｒｅｆ（Ｈ）
＋ｖｒｏｆ（Ｌ）・・・比較用基準電圧、ＯＰ１〜ＯＰ
４・・・演算増幅器、Ｒ，、Ｒ，・・・抵抗、ＰＦＢ・
・・正帰還用インピーダンス。 第２図 で燃毘
Claims (1)
- （１）燃焼排ガス中の酸素濃度に対応して出力電圧が変
化する酸素センサ素子を用い、前記出力電圧と所定の比
較用基準電圧とを比較することにより空燃比を検出する
方法において、前記比較用基準電圧を前記出力電圧の上
限値と下限値との間で複数レベル設けたことを特徴とす
る空燃比検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145435A JPS5847248A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 空燃比検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145435A JPS5847248A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 空燃比検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5847248A true JPS5847248A (ja) | 1983-03-18 |
Family
ID=15385172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56145435A Pending JPS5847248A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 空燃比検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5847248A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0145073A2 (en) * | 1983-12-06 | 1985-06-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Gas analysis apparatus |
| JPS60202344A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-12 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 排気検出装置 |
| JPH0326857A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-05 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの空燃比検出装置 |
| US5251604A (en) * | 1990-06-19 | 1993-10-12 | Nissan Motor Company, Ltd. | System and method for detecting deterioration of oxygen sensor used in feedback type air-fuel ratio control system of internal combustion engine |
-
1981
- 1981-09-17 JP JP56145435A patent/JPS5847248A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0145073A2 (en) * | 1983-12-06 | 1985-06-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Gas analysis apparatus |
| JPS60202344A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-12 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 排気検出装置 |
| JPH0417373B2 (ja) * | 1984-03-27 | 1992-03-25 | Yanmar Diesel Engine Co | |
| JPH0326857A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-05 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの空燃比検出装置 |
| US5251604A (en) * | 1990-06-19 | 1993-10-12 | Nissan Motor Company, Ltd. | System and method for detecting deterioration of oxygen sensor used in feedback type air-fuel ratio control system of internal combustion engine |
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