JPS60102548A - 機関の空燃比センサ - Google Patents
機関の空燃比センサInfo
- Publication number
- JPS60102548A JPS60102548A JP58211948A JP21194883A JPS60102548A JP S60102548 A JPS60102548 A JP S60102548A JP 58211948 A JP58211948 A JP 58211948A JP 21194883 A JP21194883 A JP 21194883A JP S60102548 A JPS60102548 A JP S60102548A
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- JP
- Japan
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- fuel ratio
- engine
- electromotive force
- air
- oxygen
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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
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は内燃機関の排気ガス中の酸素濃度等を測定して
機関の運転空燃比を検知する空燃比センサに関し、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。
機関の運転空燃比を検知する空燃比センサに関し、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。
従来よシイオン伝導性固体電解質（例えは安定化ジルコ
ニア）で構成さｉれた酸素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧と９気の酸素分圧との差によって生じる起電力の
変化から理論空燃比での燃焼温度全検知し、これに応じ
て例えば自動車の機関を理論空燃比で運転するように制
御することは衆知の通シである。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の変化はほとんどなく
、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／すの出力を利用することができない。
ニア）で構成さｉれた酸素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧と９気の酸素分圧との差によって生じる起電力の
変化から理論空燃比での燃焼温度全検知し、これに応じ
て例えば自動車の機関を理論空燃比で運転するように制
御することは衆知の通シである。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の変化はほとんどなく
、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／すの出力を利用することができない。
そこで、特開昭５６−１３０６４９号では固体電解質酸
素ポング式の酸素濃度測定装置を用い、理論空燃比よシ
を燃比の大きい燃料希薄域における空燃比を排気ガス中
の残存酸素を測定することによシ検知することが提案さ
れている。
素ポング式の酸素濃度測定装置を用い、理論空燃比よシ
を燃比の大きい燃料希薄域における空燃比を排気ガス中
の残存酸素を測定することによシ検知することが提案さ
れている。
本発明は上記のことを考慮して成されたものであり、固
体電解質の酸素ポンプおよび酸素センサを用い、酸素セ
ンサに発生する起電力全所定値に保った際の酸素ポンダ
のポンプ電流値およびポンプ電流を所定値に保った際の
前記起電力の値を検知することによシ、燃料希薄域だけ
でなく、理論空燃比よシ空燃比が小さい燃料過濃域即ち
残存酸素がない領域においても空燃比を精度良く検知す
ることができる機関の空燃比センサを提供することを目
的とする。
体電解質の酸素ポンプおよび酸素センサを用い、酸素セ
ンサに発生する起電力全所定値に保った際の酸素ポンダ
のポンプ電流値およびポンプ電流を所定値に保った際の
前記起電力の値を検知することによシ、燃料希薄域だけ
でなく、理論空燃比よシ空燃比が小さい燃料過濃域即ち
残存酸素がない領域においても空燃比を精度良く検知す
ることができる機関の空燃比センサを提供することを目
的とする。
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図および第２図において、１は機関の排気管、２は
排気管１内に挿設された空燃比センサの本体部である。
排気管１内に挿設された空燃比センサの本体部である。
６Ｌ固体電解質酸素ポンプで、厚さが約０．５ ｖａｎ
の平版状のイオン伝導性固体電解質（安定化ジルコニア
）３の両側面に夫々白金電極４゜５を設けて形成される
。１０は固体電解質酸素センサで、同じく平版状のイオ
ン伝導性固体電解質７の両側面に夫々白金電極８，９全
設けて形成される。１１は排気管１に挿着された支持台
で、この支持台１１に酸素ポンゾロと酸素センサーｏを
０．１胴程度の微小間隙ｄｋ介して対向するよう挿□ 着して本体部２を形成する。従って、微小間隙ｄには機
関の排気ガスが導入される。１２は電子制御部であわ、
酸素センサー０が電極８．９間に発生する起電力ｅｆ抵
抗Ｒ＋ ｋ介して演算増幅器Ａの反転入力端子に印加し
、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ＶＲと起電力ｅとの差に比例した演算増幅器Ａの出
力によシトランジスタＴｎｋ駆動して酸素ポンプ６の電
極４，５間に流すポンプ電流Ｉｐｋ制御する機能を備え
ている。
の平版状のイオン伝導性固体電解質（安定化ジルコニア
）３の両側面に夫々白金電極４゜５を設けて形成される
。１０は固体電解質酸素センサで、同じく平版状のイオ
ン伝導性固体電解質７の両側面に夫々白金電極８，９全
設けて形成される。１１は排気管１に挿着された支持台
で、この支持台１１に酸素ポンゾロと酸素センサーｏを
０．１胴程度の微小間隙ｄｋ介して対向するよう挿□ 着して本体部２を形成する。従って、微小間隙ｄには機
関の排気ガスが導入される。１２は電子制御部であわ、
酸素センサー０が電極８．９間に発生する起電力ｅｆ抵
抗Ｒ＋ ｋ介して演算増幅器Ａの反転入力端子に印加し
、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ＶＲと起電力ｅとの差に比例した演算増幅器Ａの出
力によシトランジスタＴｎｋ駆動して酸素ポンプ６の電
極４，５間に流すポンプ電流Ｉｐｋ制御する機能を備え
ている。
即ち、起電力ｅｆ一定値ｖＲ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、直流電源Ｂから供給
されるポンプ電流ＩＰに対しＵ、 した出力信号を出力
端子１３に荀るために抵抗Ｒ０を設けている。
流ＩＰを供給する作用をする。又、直流電源Ｂから供給
されるポンプ電流ＩＰに対しＵ、 した出力信号を出力
端子１３に荀るために抵抗Ｒ０を設けている。
この抵抗ルは直流電源Ｂと対応してポンプ電流ＩＰが過
大に流れないような抵抗値が選はれている。
大に流れないような抵抗値が選はれている。
Ｃはコンデンサである。又、起電力ｅｋ検知するための
出力端子１４を備えている。
出力端子１４を備えている。
上記構成の空燃比センサを国産乗用重用２０００印のガ
ソリン機関に装着して試験した結果を第３図に示す。過
大なポンプ電流ＩＰが流れると酸素ポンゾロが破壊する
ので、ポンプ電流ＩＰが１５０ｍＡ以上流れないように
直流電源Ｂによシ制限し、また基準電圧ｖＲは１００
ｍ￥に一定して試験した。
ソリン機関に装着して試験した結果を第３図に示す。過
大なポンプ電流ＩＰが流れると酸素ポンゾロが破壊する
ので、ポンプ電流ＩＰが１５０ｍＡ以上流れないように
直流電源Ｂによシ制限し、また基準電圧ｖＲは１００
ｍ￥に一定して試験した。
機関の運転空燃比（Ａ／Ｆ ）が理論空燃比１４．７よ
シ小さい範囲（燃料過濃域）では、ポンプ電流ｉｐは空
燃比に比例してほぼ直線的に変化した。そして、理論空
燃比１４．７ではボングミ流Ｉｐｉｊ：急激に変化し、
空燃比が理論空燃比よシ大きい範囲（燃料希薄域）では
ｌング屯流ＩＦは制限値１５０ｍＡ−足となった。とこ
ろで、この燃料希薄域においてポンプ電流Ｉｐが１５０
ｍＡに保たれると、基準電圧ＶＲにより１００ ｍＶ
に保たれていた酸素センサ１０の電極８，９間に発生す
る起電力ｅは空燃比の変化に対応して変わることがわか
った。
シ小さい範囲（燃料過濃域）では、ポンプ電流ｉｐは空
燃比に比例してほぼ直線的に変化した。そして、理論空
燃比１４．７ではボングミ流Ｉｐｉｊ：急激に変化し、
空燃比が理論空燃比よシ大きい範囲（燃料希薄域）では
ｌング屯流ＩＦは制限値１５０ｍＡ−足となった。とこ
ろで、この燃料希薄域においてポンプ電流Ｉｐが１５０
ｍＡに保たれると、基準電圧ＶＲにより１００ ｍＶ
に保たれていた酸素センサ１０の電極８，９間に発生す
る起電力ｅは空燃比の変化に対応して変わることがわか
った。
そこで、上記機関が燃料過濃域で運転される場合扛起電
力ｅを一定として酸素ポンプ６のポンプ電流ＩＰに対応
した出力信号によシ上記機関の空燃比を検知し、上記機
関が燃料希薄域で運転される場合はポンプ電流ＩＰを一
定として酸素センサ１０の電極８，９間に発生する起電
力ｅにより空燃比を検知するようにすることによシ、燃
料過濃域および燃料希薄域の広い範囲における空燃比の
検知が可能な空燃比センサを得ることができる。
力ｅを一定として酸素ポンプ６のポンプ電流ＩＰに対応
した出力信号によシ上記機関の空燃比を検知し、上記機
関が燃料希薄域で運転される場合はポンプ電流ＩＰを一
定として酸素センサ１０の電極８，９間に発生する起電
力ｅにより空燃比を検知するようにすることによシ、燃
料過濃域および燃料希薄域の広い範囲における空燃比の
検知が可能な空燃比センサを得ることができる。
尚、燃料過濃域において酸素センサ１ｏが発生する起電
力ｅ ｆ ５０ ｍＶ以上の高い値に保持すると、燃料
希薄域における起電力ｅの変化が太きくなシ、空燃比の
検知が容易になる。
力ｅ ｆ ５０ ｍＶ以上の高い値に保持すると、燃料
希薄域における起電力ｅの変化が太きくなシ、空燃比の
検知が容易になる。
以上のように本発明においては、固体電解質の酸素セン
サおよび酸素ポンプを微４１間隙を介して対向配置し、
この間隙に機関の排気ガスを導入するよう構成し、燃料
希薄域ではポンプ電流を所定値に保って酸素センサの起
電力によシ空燃比を検知し、燃料過濃域では上記起電力
を所定値に保つに必要なポンプ電流によシ窒燃比を検知
しておシ、広い範囲において機関の空燃比を精度良く検
知することができる。
サおよび酸素ポンプを微４１間隙を介して対向配置し、
この間隙に機関の排気ガスを導入するよう構成し、燃料
希薄域ではポンプ電流を所定値に保って酸素センサの起
電力によシ空燃比を検知し、燃料過濃域では上記起電力
を所定値に保つに必要なポンプ電流によシ窒燃比を検知
しておシ、広い範囲において機関の空燃比を精度良く検
知することができる。
第１図および第２図は夫々本発明に係る空燃比センサの
構成図およびその■−■線断面図、第３図は本発明に係
る空燃比に対するポンプ電流および起電力の特性図であ
る。 １・・・排気管、２・・・本体部、３，７・・・固体電
解質、４．５，８．９・・・電極、６・・・酸素ポンプ
、１０・・・酸素センサ、１１・・・支持台、１２・・
・電子制御部。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄
構成図およびその■−■線断面図、第３図は本発明に係
る空燃比に対するポンプ電流および起電力の特性図であ
る。 １・・・排気管、２・・・本体部、３，７・・・固体電
解質、４．５，８．９・・・電極、６・・・酸素ポンプ
、１０・・・酸素センサ、１１・・・支持台、１２・・
・電子制御部。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄
Claims (2)
- （１）平板状の固体電解質の両側面に電極を設けて夫々
形成した固体電解質酸素セ／すおよび固体電解質酸素ポ
ンプを微小間＠を介して対向配置しこの微小間隙に機関
の排気ガス全導入するよう構成し、機関の燃料過濃運転
域では酸素センサに発生する起電力を所定値に保つのに
必要な酸素ポンプのポンプ電流によシ機関のを燃比を検
出し、機関の燃料希薄運転域ではポンプ電流を所定値に
保った際の前記起電力によシ機関の空燃比を検知するよ
うにしたことを特徴とする機関の空燃比センサ。 - （２）機関の燃料過濃運転域における前記起電力を５０
ｍＶ以上の所定値にした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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211948A JPS60102548A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 機関の空燃比センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211948A JPS60102548A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 機関の空燃比センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102548A true JPS60102548A (ja) | 1985-06-06 |
Family
ID=16614345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58211948A Pending JPS60102548A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 機関の空燃比センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102548A (ja) |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP58211948A patent/JPS60102548A/ja active Pending
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