JPS6060551A - 機関の空燃比センサ - Google Patents
機関の空燃比センサInfo
- Publication number
- JPS6060551A JPS6060551A JP58169705A JP16970583A JPS6060551A JP S6060551 A JPS6060551 A JP S6060551A JP 58169705 A JP58169705 A JP 58169705A JP 16970583 A JP16970583 A JP 16970583A JP S6060551 A JPS6060551 A JP S6060551A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- pump
- oxygen
- air fuel
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
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- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- 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】
〔発明の技術分野〕
この発明は内燃機関等の排気ガス中のｉ俊素娘度を測定
して空燃比を検知する方法に関するものであり、特にイ
オン伝萼性一体成解質で４成された酸素ポンプ式の全燃
比センヂ゛の改良ＶＣ閑するものである。
して空燃比を検知する方法に関するものであり、特にイ
オン伝萼性一体成解質で４成された酸素ポンプ式の全燃
比センヂ゛の改良ＶＣ閑するものである。
従来よりイオン伝尋性固体電解質（例えば安定化ジルコ
ニア）で構成されたＩ暇素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧と空気の酸素分圧との差によって生じる起電力の
変化によって理論窒燃比での燃焼状台を検印するＣとに
より、例えば自動車の機関全理論空燃比で運転するよう
に制御することは衆知の通りである。ところで上記酸素
センサは空気と燃料との車量比率である全燃比％が理論
空燃比１４．７である時は大きなメ化出力が得られるが
他の運転空燃比域での変化がほとんどなく埋浦空燃比以
外の空燃比で戦闘を運転する賜ひには上記酸素センサの
出力を利用することができない。
ニア）で構成されたＩ暇素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧と空気の酸素分圧との差によって生じる起電力の
変化によって理論窒燃比での燃焼状台を検印するＣとに
より、例えば自動車の機関全理論空燃比で運転するよう
に制御することは衆知の通りである。ところで上記酸素
センサは空気と燃料との車量比率である全燃比％が理論
空燃比１４．７である時は大きなメ化出力が得られるが
他の運転空燃比域での変化がほとんどなく埋浦空燃比以
外の空燃比で戦闘を運転する賜ひには上記酸素センサの
出力を利用することができない。
この発明は理論空燃比の正側な検知が困難でめるとゴわ
れでいた特囲昭５６−１８０６４９号で従業されている
ような固体成解貿吠累ホンプ式の酸素ｍ１度測定装置を
用い正価な連−を燃比の検知と理論空燃比よシ小さい空
燃比の検知が可能な載量の空燃比センサを提供しようと
するもので、ポンプ電流が流れると固体篭解質陵素セン
サと同体４解貿戚素ポンプとの間の砿小間隙内の酸素分
圧が間隙外の排気ガス中の酸素分圧より高くなるように
溝底するとともに、酸素センサの起゛岨力金５０ ｍＶ
以上の所定値に深っようＩ／ｉ：実現したものである。
れでいた特囲昭５６−１８０６４９号で従業されている
ような固体成解貿吠累ホンプ式の酸素ｍ１度測定装置を
用い正価な連−を燃比の検知と理論空燃比よシ小さい空
燃比の検知が可能な載量の空燃比センサを提供しようと
するもので、ポンプ電流が流れると固体篭解質陵素セン
サと同体４解貿戚素ポンプとの間の砿小間隙内の酸素分
圧が間隙外の排気ガス中の酸素分圧より高くなるように
溝底するとともに、酸素センサの起゛岨力金５０ ｍＶ
以上の所定値に深っようＩ／ｉ：実現したものである。
第１図はこの発明の一英施例を示す吋成図であり、第２
図【−ま第１図の■−■森に沿う析ｌＪＩ］図である。
図【−ま第１図の■−■森に沿う析ｌＪＩ］図である。
図中、ＩＩ＋は・１関の排気管、＋２１ｉｄ該排気管＋
１１内に配設された空燃比センサである。ａ ４燃比セ
ンサ（２）は厚さが約ｏ、 ｓ ａｍの平板状のイオン
ｉ云辱性固体酸解質（安定化ジルコニアＪ（３）の両側
面にそれぞれ白鷺電極１４）および（５）を設けて構ｊ
滉された固体亀解質酸索ポンプ（６）と、畝１致素ポン
プ（６）と同じように平板状のイオン伝萼曲固体也解質
（７）の両側面にそれぞれ１企電極（８）および（９）
を設けて構成された固体眠解質匿巣センサ（ｌＯ）と、
上記酸素ポンプ（６）と上記酸素センサ（１０１′ｆｆ
：Ｑ、 ｌ ｍａｎ程度の微小聞隙ｄ？介して対向配置
するための支持６ Ｌｌｌ）で構成されていり。Ｑ■」
子制御装置であり、上記酸素センサ（１０）が単種（８
八（９）間に発生する起電力ｅ全抵抗Ｒ１ｔ升して（改
具増幅器Ａの反帖入力端子に印加し、上記演算堆幅券Ａ
の非反転入力端子に印加されている枯阜電圧ｖＲと上記
起電力ｅの差異に比例した上記貞算増幅器Ａの出力によ
りトランジスタＴＲを駆動して上記酸系ポンプ（６）の
＠極１４１．１５１間に流すポンプ電流Ｉｐを制御する
機能を備えている。すなわち、上記シ屯力ｅｆ一定値ｖ
ＲＫ保つのに必要な上記ポンプ酸流棒を供給する作用全
する。また、直流電源Ｂから供給される上記ポンプば施
工ｐに対応した出力ｉｇ ８’を得るための抵抗Ｒ６を
倫えている。この抵抗Ｒ８は上記直流電源Ｂと対層して
上記ボング祇施工ｐが過大に流れないような所望の抵抗
値が選ばれているＯＣはコンデノサである。
１１内に配設された空燃比センサである。ａ ４燃比セ
ンサ（２）は厚さが約ｏ、 ｓ ａｍの平板状のイオン
ｉ云辱性固体酸解質（安定化ジルコニアＪ（３）の両側
面にそれぞれ白鷺電極１４）および（５）を設けて構ｊ
滉された固体亀解質酸索ポンプ（６）と、畝１致素ポン
プ（６）と同じように平板状のイオン伝萼曲固体也解質
（７）の両側面にそれぞれ１企電極（８）および（９）
を設けて構成された固体眠解質匿巣センサ（ｌＯ）と、
上記酸素ポンプ（６）と上記酸素センサ（１０１′ｆｆ
：Ｑ、 ｌ ｍａｎ程度の微小聞隙ｄ？介して対向配置
するための支持６ Ｌｌｌ）で構成されていり。Ｑ■」
子制御装置であり、上記酸素センサ（１０）が単種（８
八（９）間に発生する起電力ｅ全抵抗Ｒ１ｔ升して（改
具増幅器Ａの反帖入力端子に印加し、上記演算堆幅券Ａ
の非反転入力端子に印加されている枯阜電圧ｖＲと上記
起電力ｅの差異に比例した上記貞算増幅器Ａの出力によ
りトランジスタＴＲを駆動して上記酸系ポンプ（６）の
＠極１４１．１５１間に流すポンプ電流Ｉｐを制御する
機能を備えている。すなわち、上記シ屯力ｅｆ一定値ｖ
ＲＫ保つのに必要な上記ポンプ酸流棒を供給する作用全
する。また、直流電源Ｂから供給される上記ポンプば施
工ｐに対応した出力ｉｇ ８’を得るための抵抗Ｒ６を
倫えている。この抵抗Ｒ８は上記直流電源Ｂと対層して
上記ボング祇施工ｐが過大に流れないような所望の抵抗
値が選ばれているＯＣはコンデノサである。
以上のように１４成された０の発明の空燃比センサを国
産米用車用２０００００のカッリン戟関に装着して試鵬
した結果を第８図に示す。過大なポンプ屈面工ｐが流れ
ると上記ｊ素ポンプ（６）が鼓截するので上記ポンプｄ
施工ｐは１５０ｍＡ以上流れないように上記直流電源Ｂ
＆び抵抗Ｒｏの抵抗１ｍｌにより制限した。上記酸素セ
ンサ（１０）の起電力θτ２（１ｍＶ一定とした場合は
ポンプば施工ｐは窒濡比修の跋化に従って７字形の特性
を示すが上記起毛力ｅ（ｉ″２００ｍＶ−尼とすると理
論を燃比１４．７でポンプ−施工ｐは思政に愛化し、空
燃比’／ｙが上記理論空燃比より小さい範囲では空燃比
の変化に比例して上記ポンプ電流Ｉｐが変化する特性が
得られた。上記起電力θｚ２０ｍＶ一定とした場合のＶ
芋形特性では理論空シζｉ比近傍におけるポンプ屈面工
ｐの変化が少すく、正価な理論空燃比の検知は困難であ
るが、上記起毛力ｅを２００ｍＶ一定とした場合の特性
ではポンプ屈面工ｐ（１）変化が大きいので１偏に理論
空燃比を検知することができると同時に１！ｌ！！を燃
比より小さい空燃比も上記ポンプ藏施工ｐに対）６した
出力信号により検知することができるのである。上記の
ように理論空燃比近傍でポンプ亀施工ｐの変化を大きく
し、理論空燃比の挾却を１偏にするには第８図の特性が
示すように起毛力ｅ（ｉ７５０ｍＶ、ｉ度以上とする必
要があるのがわかった。また上記のように理論空燃比よ
り小さい範囲ＶＣおいて全燃比に比例してホンダ電施工
ｐが変化する特性が安定して得られるのは第１図に示す
去施例のように酸素ポンプ（６）のば小間隙側の電極ｔ
ｂ＋ ｗ ＩＥ極としポンプ亀流工ｐ全上記亀極（５）
からｄ極（４）の方向に流すことによジ上記微小間隙ｄ
内の酸素分圧が間隙外の排気ガス中の酸素分圧よシ高く
なるようにするのがよいことがわかった。上記ポンプ電
流の流れる方向を逆にすると理論空燃比より大きい範囲
において空燃比に比例してポンプ−流が変化する特性が
脅られるが、理論全燃比より小さい範囲での特性が排気
カス流速および温度の変化により大きく斐動し不安定と
なる。したがって、一般の自動車用機関のように理論全
燃比と理論空燃比より小さい空燃比範囲で運転される慨
関では、この光（７）により得られた第３図に示す特性
は機関のあらゆる運転状態でのを燃比を検知することが
できるので大父何用である・ 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明は平板状の一体篭解質の両側面に
電極を１艮けて構成された固体電解買酸素七ンテと、固
体献辞Ｘ酸素ポンプを政小間隙を介して対向配置し、該
間隙内ＶＣ機関の排気ガス全導入するように構成すると
ともに、上記酸素センサが党生ずる起′屯力を７３１１
′定値に一つのに必要な上記酸素ポンプのポンプ電流に
対応した出力信号により上記機関の空燃比會次即するよ
うにした空燃比センサにおいて、上記ポンプ゛−流が流
れると上記間隙内の酸素分圧が間隙外の排気ガス中の酸
素分圧よシ高くなるように構成するとともに、上記酸素
センサのｍ 電力τ５０ｍＶ以上の所定値に医つように
したので、いま甘で困難でめった理論空燃比の１皿な＠
昶と理論全燃比より小さい範囲の空燃比の検知が４易Ｖ
こできるようになったという効果がめる・
産米用車用２０００００のカッリン戟関に装着して試鵬
した結果を第８図に示す。過大なポンプ屈面工ｐが流れ
ると上記ｊ素ポンプ（６）が鼓截するので上記ポンプｄ
施工ｐは１５０ｍＡ以上流れないように上記直流電源Ｂ
＆び抵抗Ｒｏの抵抗１ｍｌにより制限した。上記酸素セ
ンサ（１０）の起電力θτ２（１ｍＶ一定とした場合は
ポンプば施工ｐは窒濡比修の跋化に従って７字形の特性
を示すが上記起毛力ｅ（ｉ″２００ｍＶ−尼とすると理
論を燃比１４．７でポンプ−施工ｐは思政に愛化し、空
燃比’／ｙが上記理論空燃比より小さい範囲では空燃比
の変化に比例して上記ポンプ電流Ｉｐが変化する特性が
得られた。上記起電力θｚ２０ｍＶ一定とした場合のＶ
芋形特性では理論空シζｉ比近傍におけるポンプ屈面工
ｐの変化が少すく、正価な理論空燃比の検知は困難であ
るが、上記起毛力ｅを２００ｍＶ一定とした場合の特性
ではポンプ屈面工ｐ（１）変化が大きいので１偏に理論
空燃比を検知することができると同時に１！ｌ！！を燃
比より小さい空燃比も上記ポンプ藏施工ｐに対）６した
出力信号により検知することができるのである。上記の
ように理論空燃比近傍でポンプ亀施工ｐの変化を大きく
し、理論空燃比の挾却を１偏にするには第８図の特性が
示すように起毛力ｅ（ｉ７５０ｍＶ、ｉ度以上とする必
要があるのがわかった。また上記のように理論空燃比よ
り小さい範囲ＶＣおいて全燃比に比例してホンダ電施工
ｐが変化する特性が安定して得られるのは第１図に示す
去施例のように酸素ポンプ（６）のば小間隙側の電極ｔ
ｂ＋ ｗ ＩＥ極としポンプ亀流工ｐ全上記亀極（５）
からｄ極（４）の方向に流すことによジ上記微小間隙ｄ
内の酸素分圧が間隙外の排気ガス中の酸素分圧よシ高く
なるようにするのがよいことがわかった。上記ポンプ電
流の流れる方向を逆にすると理論空燃比より大きい範囲
において空燃比に比例してポンプ−流が変化する特性が
脅られるが、理論全燃比より小さい範囲での特性が排気
カス流速および温度の変化により大きく斐動し不安定と
なる。したがって、一般の自動車用機関のように理論全
燃比と理論空燃比より小さい空燃比範囲で運転される慨
関では、この光（７）により得られた第３図に示す特性
は機関のあらゆる運転状態でのを燃比を検知することが
できるので大父何用である・ 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明は平板状の一体篭解質の両側面に
電極を１艮けて構成された固体電解買酸素七ンテと、固
体献辞Ｘ酸素ポンプを政小間隙を介して対向配置し、該
間隙内ＶＣ機関の排気ガス全導入するように構成すると
ともに、上記酸素センサが党生ずる起′屯力を７３１１
′定値に一つのに必要な上記酸素ポンプのポンプ電流に
対応した出力信号により上記機関の空燃比會次即するよ
うにした空燃比センサにおいて、上記ポンプ゛−流が流
れると上記間隙内の酸素分圧が間隙外の排気ガス中の酸
素分圧よシ高くなるように構成するとともに、上記酸素
センサのｍ 電力τ５０ｍＶ以上の所定値に医つように
したので、いま甘で困難でめった理論空燃比の１皿な＠
昶と理論全燃比より小さい範囲の空燃比の検知が４易Ｖ
こできるようになったという効果がめる・
オ上図はこの発明の一英施到ご示す溝ｊ戊凶、第２図は
第１図の■−■緑に沿う餡曲凶１．つ′３図は２００°
０のカッリン（裂開を用いて試断してイｉｆられた特性
図である。 図中の符号（１）ｆｒｉｉ羨関の排気管、（６）は一体
亀解＊酸素ポンプ、（１０１は囲体１解負酸巣セン丈、
（（４は１子制御装置である。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 ／Ｉ 第３１４ Ａ 俊ボ比（ＡΔ） 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−１６９７０５号２、発明
の名称 機関の空燃比センサ ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 明細書の図面の簡単な説明の欄。 ６、 補正の内容 明細′！ｆｉ８頁第１５行第１５行ｏＣＣ」を「２ｏｏ
ｏｃＣ」と補正する。 以上
第１図の■−■緑に沿う餡曲凶１．つ′３図は２００°
０のカッリン（裂開を用いて試断してイｉｆられた特性
図である。 図中の符号（１）ｆｒｉｉ羨関の排気管、（６）は一体
亀解＊酸素ポンプ、（１０１は囲体１解負酸巣セン丈、
（（４は１子制御装置である。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 ／Ｉ 第３１４ Ａ 俊ボ比（ＡΔ） 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−１６９７０５号２、発明
の名称 機関の空燃比センサ ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 明細書の図面の簡単な説明の欄。 ６、 補正の内容 明細′！ｆｉ８頁第１５行第１５行ｏＣＣ」を「２ｏｏ
ｏｃＣ」と補正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ 平板状の固体電解質の両側面に電極を設けて構
成された固体電解質酸素センサおよび固体電解質酸素ポ
ンプ、該酸素センサと酸素ポンプを微小間隙を介して対
向配置し、該間隙内Ｖｃ截関の排気ガスを導入するよう
に構成するとともに上記酸素センサが発生する起ｔカ勿
所定値に、医つのに必要な上記酸素ポンプのポンプ電流
に対応した出力信号にょ９上記機関の空燃比を検知する
ようにした全燃比センサにおいて、上記ポンプ電流が流
れると上記同隙内の酸素分圧が間隙外の排気ガス中の酸
素分圧より高くなるように構成するとともに、上記酸素
センサの起電力を５０ｍＶ以上の所定値に保ち、上記ポ
ンプ電流が理論を燃比近傍で思故に変化するようにした
戦闇の空燃比センサ。 （２） 酸素ポンプに供給されるポンプ屈面が所望値以
上とならｌいようにする手段金歯えた特許請求の範囲オ
１項記載の機関の空燃比センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58169705A JPS6060551A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 機関の空燃比センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58169705A JPS6060551A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 機関の空燃比センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060551A true JPS6060551A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15891343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58169705A Pending JPS6060551A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 機関の空燃比センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060551A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6281559A (ja) * | 1985-10-05 | 1987-04-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサ |
-
1983
- 1983-09-13 JP JP58169705A patent/JPS6060551A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6281559A (ja) * | 1985-10-05 | 1987-04-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサ |
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