JPS6141960A - 空燃比検出装置 - Google Patents
空燃比検出装置Info
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- JPS6141960A JPS6141960A JP16409884A JP16409884A JPS6141960A JP S6141960 A JPS6141960 A JP S6141960A JP 16409884 A JP16409884 A JP 16409884A JP 16409884 A JP16409884 A JP 16409884A JP S6141960 A JPS6141960 A JP S6141960A
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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
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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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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- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は燃焼様器に供給される混８気の空ｚ比を検出す
る空燃比検出装置に関し、特に酸素イオン伝導性固体電
解質の両面に多孔性′２！極を設けた酸素ｉ１濃淡電池
素子及び酸素ポンプ素子を間隙を介して対向配置してな
る検出素子部を備え、混合気のリッチ域からリーン域の
全領域における空燃比を検出し１りる空燃比検出装置に
関するものである。
る空燃比検出装置に関し、特に酸素イオン伝導性固体電
解質の両面に多孔性′２！極を設けた酸素ｉ１濃淡電池
素子及び酸素ポンプ素子を間隙を介して対向配置してな
る検出素子部を備え、混合気のリッチ域からリーン域の
全領域における空燃比を検出し１りる空燃比検出装置に
関するものである。
〔従来技術］
従来より、例えば、内燃機関等の燃焼機器において、燃
費やエミッションの改善を図るべく、排気中のａ素濃度
を検出し、燃焼容器中で燃焼される混合気を理論空燃比
近傍に制御するといった、いわゆるフィードバックｔｄ
Ｊ ｔｉｔを実行するものがある。そしてこの種の制御
装置に用いられ、排気中の酸素ｍ度を検出する酸素セン
サとして、例えばイオン伝導性固体電解質に多孔質電極
層を被着して構成され、排気のＷｉ素分圧と空気の酸素
分圧との差によって生ずる起電力の変化によって理論空
燃比近傍の燃焼状態を検知する酸素センサ等、一般には
混合気の理論空燃比を境として出力電圧がスイッチング
的に変化する１素センサが知られている。
費やエミッションの改善を図るべく、排気中のａ素濃度
を検出し、燃焼容器中で燃焼される混合気を理論空燃比
近傍に制御するといった、いわゆるフィードバックｔｄ
Ｊ ｔｉｔを実行するものがある。そしてこの種の制御
装置に用いられ、排気中の酸素ｍ度を検出する酸素セン
サとして、例えばイオン伝導性固体電解質に多孔質電極
層を被着して構成され、排気のＷｉ素分圧と空気の酸素
分圧との差によって生ずる起電力の変化によって理論空
燃比近傍の燃焼状態を検知する酸素センサ等、一般には
混合気の理論空燃比を境として出力電圧がスイッチング
的に変化する１素センサが知られている。
ところで近年、混合気の空燃比を単に理論空燃比近傍に
制６１１するだけでなく、機器の運転状態に応じて目標
とする空燃比を変化してフィードバック制御を実行する
ことにより、燃費やエミッションをより改善すると共に
機器の運転性を向上さばるといったことが考えられてい
るが、上記従来の酸素センサにあっては混合気の理論空
燃比を検知し得るだけであることから、混合気を所望の
空燃比に制御することができなかった。
制６１１するだけでなく、機器の運転状態に応じて目標
とする空燃比を変化してフィードバック制御を実行する
ことにより、燃費やエミッションをより改善すると共に
機器の運転性を向上さばるといったことが考えられてい
るが、上記従来の酸素センサにあっては混合気の理論空
燃比を検知し得るだけであることから、混合気を所望の
空燃比に制御することができなかった。
一方近年、上記の如き空燃比のフィードバック制御を実
現すべく、板状の酸素イオン導電性固体電解質の先側の
両面に′Ｒ電極層設けた素子を、２枚間隔をおいて平行
状に配して上記先側に間隙部を設けて該画素子を固定し
、一方の素子を酸素ポンプ素子、他方の素子を周囲雰囲
気と前記間隙部との酸素濃度差によって作動する酸素濃
淡電池素子とした酸素センサが提案され、少なくとも混
合気のリーン域において空燃比に応じた信号を検出し得
るように構成したものが考えられているが、このｍ素セ
ンサの場合、混合気のリーン域、即ち排気中に残留酸素
が存在する場合のみならず、混合気のリッチ域、即ち排
気中に残留酸素が存在しない場合でも、排気中のＣｏ、
ＣＯｚ 、１−１２０等と反応し、リーン域における信
号と同様の信号をリッチ域における空燃比に応じて検出
することがわかった。
現すべく、板状の酸素イオン導電性固体電解質の先側の
両面に′Ｒ電極層設けた素子を、２枚間隔をおいて平行
状に配して上記先側に間隙部を設けて該画素子を固定し
、一方の素子を酸素ポンプ素子、他方の素子を周囲雰囲
気と前記間隙部との酸素濃度差によって作動する酸素濃
淡電池素子とした酸素センサが提案され、少なくとも混
合気のリーン域において空燃比に応じた信号を検出し得
るように構成したものが考えられているが、このｍ素セ
ンサの場合、混合気のリーン域、即ち排気中に残留酸素
が存在する場合のみならず、混合気のリッチ域、即ち排
気中に残留酸素が存在しない場合でも、排気中のＣｏ、
ＣＯｚ 、１−１２０等と反応し、リーン域における信
号と同様の信号をリッチ域における空燃比に応じて検出
することがわかった。
［発明の目的］
そこで本発明は、上述の酸素ポンプ素子と酸素濃淡電池
素子とを間隙を介して対向配設した酸素センサを用い、
その検出信号をリッチ域とリーン域とで分割合成し、混
合気のリッチ域からリーン域の全領域において空燃比に
応じた信号を１りることのできる空燃比検出装置を提供
することによって、燃焼ｌｊｌ器に供給する混合気を所
望の空燃比にフィードバック制御し得るようにすること
を目的としている。
素子とを間隙を介して対向配設した酸素センサを用い、
その検出信号をリッチ域とリーン域とで分割合成し、混
合気のリッチ域からリーン域の全領域において空燃比に
応じた信号を１りることのできる空燃比検出装置を提供
することによって、燃焼ｌｊｌ器に供給する混合気を所
望の空燃比にフィードバック制御し得るようにすること
を目的としている。
し発明の構成〕
かかる目的を達するための本発明の溝或は、第１図のブ
ロック図に示す如く、 酸素イオン伝導性の固体電解質両面に多孔性電極を備え
た２個の素子を、間隙を介して対向配設してなる検出素
子部工と、 理論空燃比を検出し、空燃比のリーン域とり、ツチ域と
を判別し得る理論空燃比信号を出力する理論空燃比検出
手段■と、 上記検出素子部■の一方の素子を酸素潴淡′７Ｉ！池素
子■、他方の素子をｌＩ！素ポンプ素子１ｖとして、該
酸素濃淡電池素子■の起電力または該酸素ポンプ素子■
に流れるポンプｒｉ流を制御し、空燃比のリーン域及び
リッチ域において夫々空燃比に対応した空燃比信号を検
出する空燃比信号検出手段Ｖと、 上記、理論空燃比検出手段■より出力された理論空燃比
信号を受け、当該空燃比がリーン域またはリッチ域であ
る場合に、上記空燃比倍＠検出手段Ｖにて検出された空
燃比信号を反転し、空燃比の全領域において空燃比に対
応した実空燃比信号を検出する実空燃比信号検出手段■
と、を備えたことを特徴とする空燃比検出装置を要旨と
している。
ロック図に示す如く、 酸素イオン伝導性の固体電解質両面に多孔性電極を備え
た２個の素子を、間隙を介して対向配設してなる検出素
子部工と、 理論空燃比を検出し、空燃比のリーン域とり、ツチ域と
を判別し得る理論空燃比信号を出力する理論空燃比検出
手段■と、 上記検出素子部■の一方の素子を酸素潴淡′７Ｉ！池素
子■、他方の素子をｌＩ！素ポンプ素子１ｖとして、該
酸素濃淡電池素子■の起電力または該酸素ポンプ素子■
に流れるポンプｒｉ流を制御し、空燃比のリーン域及び
リッチ域において夫々空燃比に対応した空燃比信号を検
出する空燃比信号検出手段Ｖと、 上記、理論空燃比検出手段■より出力された理論空燃比
信号を受け、当該空燃比がリーン域またはリッチ域であ
る場合に、上記空燃比倍＠検出手段Ｖにて検出された空
燃比信号を反転し、空燃比の全領域において空燃比に対
応した実空燃比信号を検出する実空燃比信号検出手段■
と、を備えたことを特徴とする空燃比検出装置を要旨と
している。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず第２図は本実施例の空燃比検出装置が搭載された内
燃機関（エンジン）及びその周辺ｎ器を表わす概略系統
図である。図において１はエンジン、２はピストン、３
は排気マニホールド、４は排気マニホールド３に備えら
れ、当該エンジン１に供給された混合気の空燃比を検出
するために用いられる酸素センサ、５は各気筒に対して
夫々設けられ燃料を噴射する燃料噴射弁、６は吸気マニ
ホールド、７は吸気マニホールド６に備えられ、吸入空
気の温度を検出する吸気温センサ、８はエンジン１の冷
却水温を検出する水温センサ、９はスロットルバルブ、
１０はスロットルバルブ９の開度を検出するスロットル
開度センサ、１１は吸入空気量を検出するエアフロメー
タ、１２は吸入空気を浄化するエアクリーナ、１３はエ
ンジン１の回転に応じた信号を出力し、エンジン回転数
も検出するための回転数センサを夫々表わしている。
燃機関（エンジン）及びその周辺ｎ器を表わす概略系統
図である。図において１はエンジン、２はピストン、３
は排気マニホールド、４は排気マニホールド３に備えら
れ、当該エンジン１に供給された混合気の空燃比を検出
するために用いられる酸素センサ、５は各気筒に対して
夫々設けられ燃料を噴射する燃料噴射弁、６は吸気マニ
ホールド、７は吸気マニホールド６に備えられ、吸入空
気の温度を検出する吸気温センサ、８はエンジン１の冷
却水温を検出する水温センサ、９はスロットルバルブ、
１０はスロットルバルブ９の開度を検出するスロットル
開度センサ、１１は吸入空気量を検出するエアフロメー
タ、１２は吸入空気を浄化するエアクリーナ、１３はエ
ンジン１の回転に応じた信号を出力し、エンジン回転数
も検出するための回転数センサを夫々表わしている。
又２ｏはマイクロコンピュータからなる電子制御回路を
表わし、上記各センサより出力されたデータを制御プロ
グラムに従って入力・演算し、エンジン１の運転状態に
応じて燃料噴射弁５を駆動して燃料噴射量を制御する処
理を行なうセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）
２１と、ＣＰＩＪ２１にて実行される制御プログラムや
マツプ等のデータが予め格納されたリードオンリメモリ
（ＲＯＭ）２２と、上記各センサより出力され、本電子
制御回路２０に入力されたデータ等、演算処理に必要な
データが一時的に読み書きされるランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）２３と、上記各センサからの信号に応じた
波形整形回路やＡ／Ｄ変換器を備えると共に、その波形
整形されたデジタル信号をＣＰＵ ２１に選択的に出力
するマルチプレクサを備えた入力部２４と、ＣＰＵ２１
の演算処理により求められた燃料噴射量に応じて燃料噴
射弁５に駆動信号を出力する出力部２５と、ＣＰＵ２１
、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３の各素子、及び入力部２５、
出力部２４を結び各データが送られるパスライン２６と
から構成されている。そして上記電子υｊ御回路２０か
ら出力された駆動（０号は、燃料噴射弁５に送出され、
燃圧調整弁２８により調圧され燃料ポンプ２９より圧送
された燃料がエンジン１に供給されることとなる。
表わし、上記各センサより出力されたデータを制御プロ
グラムに従って入力・演算し、エンジン１の運転状態に
応じて燃料噴射弁５を駆動して燃料噴射量を制御する処
理を行なうセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）
２１と、ＣＰＩＪ２１にて実行される制御プログラムや
マツプ等のデータが予め格納されたリードオンリメモリ
（ＲＯＭ）２２と、上記各センサより出力され、本電子
制御回路２０に入力されたデータ等、演算処理に必要な
データが一時的に読み書きされるランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）２３と、上記各センサからの信号に応じた
波形整形回路やＡ／Ｄ変換器を備えると共に、その波形
整形されたデジタル信号をＣＰＵ ２１に選択的に出力
するマルチプレクサを備えた入力部２４と、ＣＰＵ２１
の演算処理により求められた燃料噴射量に応じて燃料噴
射弁５に駆動信号を出力する出力部２５と、ＣＰＵ２１
、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３の各素子、及び入力部２５、
出力部２４を結び各データが送られるパスライン２６と
から構成されている。そして上記電子υｊ御回路２０か
ら出力された駆動（０号は、燃料噴射弁５に送出され、
燃圧調整弁２８により調圧され燃料ポンプ２９より圧送
された燃料がエンジン１に供給されることとなる。
次に本発明にかかわる主要な部分である酸素センサ４に
ついて説明する。尚本実施例の酸素センサ４は、前述の
Ｂ素濃淡電池素子■及びｒ！ｉ素ポンプ素子ＩＶのみな
らず、理論空燃比検出手段■に相当する電気絶縁性部材
の表面に金属酸化物半導体を設けた理論空燃比検出素子
を備えている。
ついて説明する。尚本実施例の酸素センサ４は、前述の
Ｂ素濃淡電池素子■及びｒ！ｉ素ポンプ素子ＩＶのみな
らず、理論空燃比検出手段■に相当する電気絶縁性部材
の表面に金属酸化物半導体を設けた理論空燃比検出素子
を備えている。
第３図はこの酸素センサ４が排気マニホールド３に設け
られた状態を表わす断面図であり、排気マニホールド３
に穿設された酸素センサ取り付は孔に取り付は部材３１
を介して取り付けられている。３２は酸素濃淡電池素子
を表わし、第４図に示す如く、例えば安定化または部分
安定化されたジルコニア、ドリア、セリア等からなる厚
さが約Ｑ、５ｍｍ＋の平板状のイオン伝導性固体電解質
３３の両側面に、夫々厚膜技術を用いて約２０μの厚さ
の多孔質白金電極層３４ａ 、３４ｂ及び出力取り出し
用の白金電極３５ａ 、３５ｂが設けられている。又３
６は上記酸素濃淡電池素子３２と同様に構成され、イオ
ン伝導性固体電解質３７の両−側面に多孔質白金電極層
３８ｃ 、３８ｄ及び白金電極３９Ｃ，３９ｄが設けら
れた酸素ポンプ電子を表わしている。
られた状態を表わす断面図であり、排気マニホールド３
に穿設された酸素センサ取り付は孔に取り付は部材３１
を介して取り付けられている。３２は酸素濃淡電池素子
を表わし、第４図に示す如く、例えば安定化または部分
安定化されたジルコニア、ドリア、セリア等からなる厚
さが約Ｑ、５ｍｍ＋の平板状のイオン伝導性固体電解質
３３の両側面に、夫々厚膜技術を用いて約２０μの厚さ
の多孔質白金電極層３４ａ 、３４ｂ及び出力取り出し
用の白金電極３５ａ 、３５ｂが設けられている。又３
６は上記酸素濃淡電池素子３２と同様に構成され、イオ
ン伝導性固体電解質３７の両−側面に多孔質白金電極層
３８ｃ 、３８ｄ及び白金電極３９Ｃ，３９ｄが設けら
れた酸素ポンプ電子を表わしている。
次に４０は上述の理論空燃比検出素子を表わし、第５図
に示す如く、例えばアルミナ等からなる厚さ０．７ｖｎ
の平板状の電気絶縁性部材４１側面に厚膜技術を用いて
発熱抵抗体パターン４２及び電極パターン４３ａ 、４
３ｂを形成し、これらパターン面上に？ＥｆＭ４３ａ、
４３ｂを露出させるように設けた開口部４４ａを有する
厚さＱ、１ｍｍの電気絶縁性部材４４を接合焼結し、更
に間口部４４ａに電極パターン４３８及び４３ｂに接合
される例えばチタニア等からなる厚さ約１５０μ程度の
金属酸化物４５を設けることによって作成されている。
に示す如く、例えばアルミナ等からなる厚さ０．７ｖｎ
の平板状の電気絶縁性部材４１側面に厚膜技術を用いて
発熱抵抗体パターン４２及び電極パターン４３ａ 、４
３ｂを形成し、これらパターン面上に？ＥｆＭ４３ａ、
４３ｂを露出させるように設けた開口部４４ａを有する
厚さＱ、１ｍｍの電気絶縁性部材４４を接合焼結し、更
に間口部４４ａに電極パターン４３８及び４３ｂに接合
される例えばチタニア等からなる厚さ約１５０μ程度の
金属酸化物４５を設けることによって作成されている。
そしてこれら酸素′濃淡組電池素子２、酸素ポンプ素子
３Ｇ、及び理論空燃比検出素子４０は、酸素濃淡電池素
子３２と酸素ポンプ素子３６との間隙をｏ、１ｍｍ程度
の小間隙とし、又酸素ポンプ３６と理論空燃比検出素子
４０との間隙をおよそ０゜１１ＩＩｍ程度の間隙として
、耐熱性で絶縁性のスペ−サ４７を用いて対向配設され
、取り付は部材３１を介して排気マニホールド３に取り
付けられている。尚スペーサ４７としては耐熱絶縁性の
充填接着剤を用いればよい。
３Ｇ、及び理論空燃比検出素子４０は、酸素濃淡電池素
子３２と酸素ポンプ素子３６との間隙をｏ、１ｍｍ程度
の小間隙とし、又酸素ポンプ３６と理論空燃比検出素子
４０との間隙をおよそ０゜１１ＩＩｍ程度の間隙として
、耐熱性で絶縁性のスペ−サ４７を用いて対向配設され
、取り付は部材３１を介して排気マニホールド３に取り
付けられている。尚スペーサ４７としては耐熱絶縁性の
充填接着剤を用いればよい。
次に上記酸素濃淡電池素子３２の出力電圧を一定に制御
すべく？１１１ポンプ素子３６に流れるポンプ電流を１
ｌＪＩＩｎ、エンジンに供給される混合気の空燃比に応
じた信号を取り出す前述の空燃比信号検出手段Ｖに相当
する空燃比信号検出回路について説明する。
すべく？１１１ポンプ素子３６に流れるポンプ電流を１
ｌＪＩＩｎ、エンジンに供給される混合気の空燃比に応
じた信号を取り出す前述の空燃比信号検出手段Ｖに相当
する空燃比信号検出回路について説明する。
第６図はこの検出回路の回路図を表わし、端子ａ１ｂ、
ｃ、ｄを夫々酸素電池素子３２の白金電１３５ａ 、３
５ｂ 、酸素ポンプ素子３６の白金電極３９ｃ 、３９
ｄに接続する。そして酸素濃淡電池素子３２から出力さ
れた、排気中の酸素濃度あるいは排気中のＣＯ１ＣＯ２
、Ｈ２０等に応じた電圧Ｖｓが抵抗Ｒ１を介して検知さ
れ、演算増幅器（以下、オペアンプという）ＯＰｌを中
心に構成された増幅部５１により電圧ＶＳを増幅して所
定倍ｎ （例えば５倍）に増幅された電圧ｎＶｓを得る
。次にこの電圧ｎＶｓはオペアンプＯＰ２を中心に構成
された積分回路５２に入力され、ツェナーダイオードＤ
１により決定された電圧を、可変抵抗ＶＲ１を用いて分
圧することによって得られる所定の電圧Ｖｏを基準とし
て第７図に示す如く積分され、次のトランジスタＴＲ１
、ＴＲ２からなるポンプ電流Ｉｌｌ ｔ１１回路５３に
おけるトランジスタＴＲ１のベース電圧、即ちポンプ？
！！流の制御電圧ｖｓ として取り出される。同図に
示す十Ｂはバッテリ電圧を表わしている。
ｃ、ｄを夫々酸素電池素子３２の白金電１３５ａ 、３
５ｂ 、酸素ポンプ素子３６の白金電極３９ｃ 、３９
ｄに接続する。そして酸素濃淡電池素子３２から出力さ
れた、排気中の酸素濃度あるいは排気中のＣＯ１ＣＯ２
、Ｈ２０等に応じた電圧Ｖｓが抵抗Ｒ１を介して検知さ
れ、演算増幅器（以下、オペアンプという）ＯＰｌを中
心に構成された増幅部５１により電圧ＶＳを増幅して所
定倍ｎ （例えば５倍）に増幅された電圧ｎＶｓを得る
。次にこの電圧ｎＶｓはオペアンプＯＰ２を中心に構成
された積分回路５２に入力され、ツェナーダイオードＤ
１により決定された電圧を、可変抵抗ＶＲ１を用いて分
圧することによって得られる所定の電圧Ｖｏを基準とし
て第７図に示す如く積分され、次のトランジスタＴＲ１
、ＴＲ２からなるポンプ電流Ｉｌｌ ｔ１１回路５３に
おけるトランジスタＴＲ１のベース電圧、即ちポンプ？
！！流の制御電圧ｖｓ として取り出される。同図に
示す十Ｂはバッテリ電圧を表わしている。
このようにして酸素ポンプ素子３６に流れるポンプ電流
が制御されると酸素濃淡電池素子３２と酸素ポンプ素子
３６との間隙に存在する酸素の濃度が制御され、酸素濃
淡電池素子３６の出力電圧が一定に制御されることとな
る。従って酸素ポンプ素子３６のポンプ電流を抵抗Ｒ２
を介して空燃比信号■１として取り出すことにより、排
気中の酸素１１１度やＣ０１ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等の濃度に
応じた信号を検知することができ、第８図に示す如く、
混合気のリーン域及びリッチ域において夫々混合気の空
燃比に応じた空燃比信号■１が検知できるようになる。
が制御されると酸素濃淡電池素子３２と酸素ポンプ素子
３６との間隙に存在する酸素の濃度が制御され、酸素濃
淡電池素子３６の出力電圧が一定に制御されることとな
る。従って酸素ポンプ素子３６のポンプ電流を抵抗Ｒ２
を介して空燃比信号■１として取り出すことにより、排
気中の酸素１１１度やＣ０１ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等の濃度に
応じた信号を検知することができ、第８図に示す如く、
混合気のリーン域及びリッチ域において夫々混合気の空
燃比に応じた空燃比信号■１が検知できるようになる。
尚第８図においてλ−１は理論空燃比を表わしている。
次に理論空燃比検出素子４０におけるチタニア等からな
る金属酸化物半導体４５は、混合気が理論空燃比である
場合、即ち排気中の酸素濃度がゼロとなった場合に抵抗
値が大きく変化し、第９図に示すようにリーン域では抵
抗値が大きく、リッチ域では抵抗値が小さくなる。又第
５図から明らかな如く、金属酸化物半導体４５に接合さ
れる電極パターン４３ａ及び４３ｂのうち一方の１ｍパ
ターン４３ａはヒータ部である発熱抵抗体パターン４２
に接続されており、この理論空燃比検出素子４０を電気
回路で表わすとＷｉ１０図に示す如くなる。従ってこの
理論空燃比検出素子４０にて検出される、理論空燃比に
対して混合気がリッチ域にあるかリーン域にあるかを表
わず信号、即ち金属酸化物半導体４５の抵抗値の大小を
表わす信号としては、ヒータ部である発熱抵抗体パター
ン−４２に供給する電圧を分圧し、金属酸化物半導体４
５に所定の電圧、例えば１［ｖ］を供給し、その時流れ
る電流値を検知することにより検出できる。
る金属酸化物半導体４５は、混合気が理論空燃比である
場合、即ち排気中の酸素濃度がゼロとなった場合に抵抗
値が大きく変化し、第９図に示すようにリーン域では抵
抗値が大きく、リッチ域では抵抗値が小さくなる。又第
５図から明らかな如く、金属酸化物半導体４５に接合さ
れる電極パターン４３ａ及び４３ｂのうち一方の１ｍパ
ターン４３ａはヒータ部である発熱抵抗体パターン４２
に接続されており、この理論空燃比検出素子４０を電気
回路で表わすとＷｉ１０図に示す如くなる。従ってこの
理論空燃比検出素子４０にて検出される、理論空燃比に
対して混合気がリッチ域にあるかリーン域にあるかを表
わず信号、即ち金属酸化物半導体４５の抵抗値の大小を
表わす信号としては、ヒータ部である発熱抵抗体パター
ン−４２に供給する電圧を分圧し、金属酸化物半導体４
５に所定の電圧、例えば１［ｖ］を供給し、その時流れ
る電流値を検知することにより検出できる。
尚この理論空燃比信号を検出する検出回路としては例え
ば第１１図に示す如く、金ｆｉｎ！！化物半導体４５に
流れる？１！流を抵抗Ｒ４を用いて電圧信号として検知
し、トランジスタＴＲ３の０Ｎ−ＯＦＦによって検出す
ることができる。つまり、空燃比がリッチ域にある時は
金属酸化物半導体４５の抵抗値が小さくなることから、
抵抗Ｒ４に加わる電圧は太き（なり、トランジスタＴＲ
３がＯＮ状態とされ、コレクタ側の電圧はゼロとなり、
一方空燃比がリーン域にある時には金属酸化物半導体４
５の抵抗値が大きくなることから抵抗Ｒ４には殆んど電
圧が加わらず、トランジスタＴＲ３がＯＦＦ状態とされ
コレクタ側の電圧はバッテリ電圧がそのまま印加される
こととなるので、空燃比がリーン域にある時はｒＨＪレ
ベルの信号を、リッチ域にある時はｒＬＪレベルの信号
を検出することができるようになる。以下この信号を３
！！論空燃比信＠Ｖｒ文と呼ぶ。
ば第１１図に示す如く、金ｆｉｎ！！化物半導体４５に
流れる？１！流を抵抗Ｒ４を用いて電圧信号として検知
し、トランジスタＴＲ３の０Ｎ−ＯＦＦによって検出す
ることができる。つまり、空燃比がリッチ域にある時は
金属酸化物半導体４５の抵抗値が小さくなることから、
抵抗Ｒ４に加わる電圧は太き（なり、トランジスタＴＲ
３がＯＮ状態とされ、コレクタ側の電圧はゼロとなり、
一方空燃比がリーン域にある時には金属酸化物半導体４
５の抵抗値が大きくなることから抵抗Ｒ４には殆んど電
圧が加わらず、トランジスタＴＲ３がＯＦＦ状態とされ
コレクタ側の電圧はバッテリ電圧がそのまま印加される
こととなるので、空燃比がリーン域にある時はｒＨＪレ
ベルの信号を、リッチ域にある時はｒＬＪレベルの信号
を検出することができるようになる。以下この信号を３
！！論空燃比信＠Ｖｒ文と呼ぶ。
上記説明した第６図の空燃比信号検出回路及び第１１図
の理論空燃比信号検出回路は、上記電子１１１ｗ回路２
ｏの入力部２５に設けられ、各検出信号は、ＣＰＵ２１
の演算処理により、エンジン１に供給された混合気の空
燃比を検知する場合に読み込まれ、この２１１類の検出
信号に基づき空燃比が検知されることとなる。以下にこ
の空燃比検知処理について第１２図に示す制御プログラ
ムを表わすフローチャートに沿って説明する。尚この空
燃比検知処理は、前述の各センサからの出力信号に基づ
くエンジン１の運転状態がフィードバック制御条件を満
足している際に、燃料噴射量を演算して燃料噴射弁５の
駆ｗＪｔｉｌｌ ｉｌｌを実行する、いわゆるメインル
ーチンの１つとして実行されるものである。
の理論空燃比信号検出回路は、上記電子１１１ｗ回路２
ｏの入力部２５に設けられ、各検出信号は、ＣＰＵ２１
の演算処理により、エンジン１に供給された混合気の空
燃比を検知する場合に読み込まれ、この２１１類の検出
信号に基づき空燃比が検知されることとなる。以下にこ
の空燃比検知処理について第１２図に示す制御プログラ
ムを表わすフローチャートに沿って説明する。尚この空
燃比検知処理は、前述の各センサからの出力信号に基づ
くエンジン１の運転状態がフィードバック制御条件を満
足している際に、燃料噴射量を演算して燃料噴射弁５の
駆ｗＪｔｉｌｌ ｉｌｌを実行する、いわゆるメインル
ーチンの１つとして実行されるものである。
この処理が開始されるとまずステップ１０１が実行され
、上記空燃比信号検出回路より出力された空燃比信号ｖ
１及び理論空燃比信号検出回路より出力された理論空燃
比信号Ｖｒ文が読み込まれる。そして続くステップ１０
２にて、上記読み込まれたＩＩ！論空燃比信号Ｖｒ立が
ｒＬＪレベルであるか否か、即ち、混合気の空燃比がリ
ッチ域にあるか否かを判断し、Ｖｒｌ−ｒＬＪである場
合にはステップ１０３に移行して上記ステップ１０１に
て読み込まれた空燃比信号ｖ１を設定電圧ｖ２より減算
し、実空燃比信号Ｖ３ （−Ｖ２−Ｖ＋ ）を算出する
。一方上記ステップ１０２にてｖｒ立−「Ｈ」である旨
判断された場合には、ステップ１０４に移行して、今度
は上記ステップ１０１にて読み込まれた空燃比信号■１
と設定電圧ｖ２とを加算することによって実空燃比信号
Ｖａ （＝Ｖ１＋Ｖ２）を算出する。このようにしてス
テップ１０３またはステップ１０４にて実空燃比信号Ｖ
３が求められると続くステップ１０５に移行して、この
実空燃比信号■３の値に対応して予め定められたマツプ
あるいは演算式により混合気の空燃比Ａ／Ｆを求め本空
燃比検知処理を終了する。
、上記空燃比信号検出回路より出力された空燃比信号ｖ
１及び理論空燃比信号検出回路より出力された理論空燃
比信号Ｖｒ文が読み込まれる。そして続くステップ１０
２にて、上記読み込まれたＩＩ！論空燃比信号Ｖｒ立が
ｒＬＪレベルであるか否か、即ち、混合気の空燃比がリ
ッチ域にあるか否かを判断し、Ｖｒｌ−ｒＬＪである場
合にはステップ１０３に移行して上記ステップ１０１に
て読み込まれた空燃比信号ｖ１を設定電圧ｖ２より減算
し、実空燃比信号Ｖ３ （−Ｖ２−Ｖ＋ ）を算出する
。一方上記ステップ１０２にてｖｒ立−「Ｈ」である旨
判断された場合には、ステップ１０４に移行して、今度
は上記ステップ１０１にて読み込まれた空燃比信号■１
と設定電圧ｖ２とを加算することによって実空燃比信号
Ｖａ （＝Ｖ１＋Ｖ２）を算出する。このようにしてス
テップ１０３またはステップ１０４にて実空燃比信号Ｖ
３が求められると続くステップ１０５に移行して、この
実空燃比信号■３の値に対応して予め定められたマツプ
あるいは演算式により混合気の空燃比Ａ／Ｆを求め本空
燃比検知処理を終了する。
ここで上記空燃比検知処理は、理論空燃比信号Ｖｒｌに
応じて空燃比信号■１を設定電圧■２を基準として加減
し、その求められた実空燃比信号■３に基づき空燃比Ａ
／Ｆを検知するように構成されているが、これは第１３
図に示す如く、第６図に示した空燃比信号検出回路によ
り得られる第８図の空燃比信号ｖ１を理論空燃比（λ−
１）の点で反転し、その値が負の値とならないように設
定電圧■２で以て補正しているのである。従ってステッ
プ１０３またはステップ１０４にて得られる実空燃比信
号■３としては実際の空燃比に対応した値となり、この
実空燃比信号■３をパラメータとして実際の空燃比Ａ／
Ｆを求めることができる。
応じて空燃比信号■１を設定電圧■２を基準として加減
し、その求められた実空燃比信号■３に基づき空燃比Ａ
／Ｆを検知するように構成されているが、これは第１３
図に示す如く、第６図に示した空燃比信号検出回路によ
り得られる第８図の空燃比信号ｖ１を理論空燃比（λ−
１）の点で反転し、その値が負の値とならないように設
定電圧■２で以て補正しているのである。従ってステッ
プ１０３またはステップ１０４にて得られる実空燃比信
号■３としては実際の空燃比に対応した値となり、この
実空燃比信号■３をパラメータとして実際の空燃比Ａ／
Ｆを求めることができる。
よって本実施例の空燃比検出装置によれば、エンジン１
に実際に供給された混合気の空燃比を検知することがで
き、エンジン１の運転状態に応じて目標とする空燃比を
設定し、エンジン１を緻密に制御して、燃費、エミッシ
ョン等を改善しようとする場合、混合気を所望の空燃比
に制御することができ、より緻密なフィードバック制御
が実現可能となる。
に実際に供給された混合気の空燃比を検知することがで
き、エンジン１の運転状態に応じて目標とする空燃比を
設定し、エンジン１を緻密に制御して、燃費、エミッシ
ョン等を改善しようとする場合、混合気を所望の空燃比
に制御することができ、より緻密なフィードバック制御
が実現可能となる。
尚本実施例においては、酸素センサ４の各素子を活性化
するためのヒータ部が理論空燃比検出素子４０に設けら
れているが、この他にも例えば酸素濃淡電池素子３２に
設けるとか、あるいは酸素ポンプ素子３６に設けるとか
してもよく、各素子を加熱することができればよい。ま
た理論空燃比検出素子４０を酸素濃淡電池素子３２と酸
素ポンプ素子３６と共に一体化した酸素センサ４を用い
ているが、少なくとも酸素濃淡電池素子３２と酸素ポン
プ素子３６とが間隙を介して対向配設されていればよ（
、理論空燃比検出素子４０としては排気マニホールド３
の他の部分に設けてもよい。
するためのヒータ部が理論空燃比検出素子４０に設けら
れているが、この他にも例えば酸素濃淡電池素子３２に
設けるとか、あるいは酸素ポンプ素子３６に設けるとか
してもよく、各素子を加熱することができればよい。ま
た理論空燃比検出素子４０を酸素濃淡電池素子３２と酸
素ポンプ素子３６と共に一体化した酸素センサ４を用い
ているが、少なくとも酸素濃淡電池素子３２と酸素ポン
プ素子３６とが間隙を介して対向配設されていればよ（
、理論空燃比検出素子４０としては排気マニホールド３
の他の部分に設けてもよい。
更に理論空燃比検出手段Ｖとしては混合気のリッチ域ま
たはリーン域のいずれかが検出でき、空燃比がリッチで
あるかリーンであるかを判断することができればよいこ
とから、５ｉｌｉ論空燃比検出素子４０を用いなくても
他の型式の、例えば固体電解質を用いるｆｆｉ池タイプ
のものを用いてもよく、また酸素濃淡電池素子３２やＩ
！ｌ素ポンプ素子３６の素子抵抗によって検出してもよ
い。
たはリーン域のいずれかが検出でき、空燃比がリッチで
あるかリーンであるかを判断することができればよいこ
とから、５ｉｌｉ論空燃比検出素子４０を用いなくても
他の型式の、例えば固体電解質を用いるｆｆｉ池タイプ
のものを用いてもよく、また酸素濃淡電池素子３２やＩ
！ｌ素ポンプ素子３６の素子抵抗によって検出してもよ
い。
次に上記実施例においては、実空燃比信号検出手段■と
して電子制御回路２０にて処理される空燃比検知処理を
挙げ説明したが、このようにマイクロコンピュータを使
用しなくても、第１４図に示す如き実空燃比信号検出回
路を用いて実空燃比信号ｖ３を得ることができる。
して電子制御回路２０にて処理される空燃比検知処理を
挙げ説明したが、このようにマイクロコンピュータを使
用しなくても、第１４図に示す如き実空燃比信号検出回
路を用いて実空燃比信号ｖ３を得ることができる。
図に示す如くオペアンプＯＰ３の＋側入力端子には、上
記第６図に示した空燃比信号検出回路より出力される空
燃比信号■１が抵抗Ｒ３を介して入力されると共に、ツ
ェナーダイオードＤ２によって決定される所定電圧が可
変抵抗ＶＲ２により分圧され、設定電圧ｖ２が抵抗Ｒ４
を介して入力される。またこのオペアンプＯＰ３の＋側
入力端子は抵抗Ｒ５を介して接地されている。一方オペ
アンブＯＰ３の一側入力端子は抵抗Ｒ６を介して接地さ
れると共に、出力端子に抵抗Ｒ７を介して接続されてい
る。ここで上記抵抗Ｒ３ないしＲ７の関係は、 Ｒ３−Ｒ４−２・Ｒ５−Ｒ６−Ｒ７／３とされており、
オペアンプＯＰ３の出力端子には、空燃比信号ｖ１と設
定電圧■２とが加算された電圧（Ｖ１＋Ｖｚ ）が出力
されることとなる。
記第６図に示した空燃比信号検出回路より出力される空
燃比信号■１が抵抗Ｒ３を介して入力されると共に、ツ
ェナーダイオードＤ２によって決定される所定電圧が可
変抵抗ＶＲ２により分圧され、設定電圧ｖ２が抵抗Ｒ４
を介して入力される。またこのオペアンプＯＰ３の＋側
入力端子は抵抗Ｒ５を介して接地されている。一方オペ
アンブＯＰ３の一側入力端子は抵抗Ｒ６を介して接地さ
れると共に、出力端子に抵抗Ｒ７を介して接続されてい
る。ここで上記抵抗Ｒ３ないしＲ７の関係は、 Ｒ３−Ｒ４−２・Ｒ５−Ｒ６−Ｒ７／３とされており、
オペアンプＯＰ３の出力端子には、空燃比信号ｖ１と設
定電圧■２とが加算された電圧（Ｖ１＋Ｖｚ ）が出力
されることとなる。
次にオペアンプＯＰ４の一側入力端子には、上記オペア
ンプＯＰ３より出力された電圧（Ｖ１＋Ｖ２）が抵抗Ｒ
８を介して入力され、またこの−側入力端子は出力端子
に抵抗Ｒ９を介して接続されている。一方ツェナーダイ
オードＤ２により決定された所定の電圧は可変抵抗ＶＲ
３によっても分圧され、設定電圧Ｖ２が抵抗ＲＩＯを介
してオペアンプＯＰ４の＋側入力端子に入力されている
。
ンプＯＰ３より出力された電圧（Ｖ１＋Ｖ２）が抵抗Ｒ
８を介して入力され、またこの−側入力端子は出力端子
に抵抗Ｒ９を介して接続されている。一方ツェナーダイ
オードＤ２により決定された所定の電圧は可変抵抗ＶＲ
３によっても分圧され、設定電圧Ｖ２が抵抗ＲＩＯを介
してオペアンプＯＰ４の＋側入力端子に入力されている
。
また図に示すＳＷｌは上記理論空燃比検出回路より出力
される理論空燃比信号Ｖｒｌにより０Ｎ−ＯＦＦされる
アナログスイッチを示し、ＶｒｉがｒＨＪレベル、即ち
混合気の空燃比がリーン域にあるときはＯＮ状態とされ
、オペアンプＯＰ４の＋側入力端子とオペアンプＯＰ３
の出力端子を接続し、ＶｒｌがｒＬＪレベルであり空燃
比がリッチ域にあるときはＯＦＦ状咀とされて、オペア
ンプＯＰ４の＋側入力端子とオペアンプＯＰ３の出力端
子とを接続しないように構成されている。また上記Ｒ８
ないしＲＩＯの各抵抗は同じ抵抗値とされており、従っ
てこの回路は空燃比がリーン域にある場合には、単なる
バッフ７回路として働き、オペアンプＯＰ４の出力端子
には（Ｖ＋ ＋Ｖｚ ）の電圧がそのまま出力され、一
方空燃比がリッチ域にある場合には、（Ｖｚ −Ｖ＋
）の電圧が出力されることとなる。
される理論空燃比信号Ｖｒｌにより０Ｎ−ＯＦＦされる
アナログスイッチを示し、ＶｒｉがｒＨＪレベル、即ち
混合気の空燃比がリーン域にあるときはＯＮ状態とされ
、オペアンプＯＰ４の＋側入力端子とオペアンプＯＰ３
の出力端子を接続し、ＶｒｌがｒＬＪレベルであり空燃
比がリッチ域にあるときはＯＦＦ状咀とされて、オペア
ンプＯＰ４の＋側入力端子とオペアンプＯＰ３の出力端
子とを接続しないように構成されている。また上記Ｒ８
ないしＲＩＯの各抵抗は同じ抵抗値とされており、従っ
てこの回路は空燃比がリーン域にある場合には、単なる
バッフ７回路として働き、オペアンプＯＰ４の出力端子
には（Ｖ＋ ＋Ｖｚ ）の電圧がそのまま出力され、一
方空燃比がリッチ域にある場合には、（Ｖｚ −Ｖ＋
）の電圧が出力されることとなる。
以上説明したように、このような回路溝或で以て上記空
燃比信号検出回路及び理論空燃比信号検出回路より出力
された信号を処理した場合にでも、空燃比がリッチ域に
あるときは出力電圧を（Ｖ２−Ｖ＋ ）に、空燃比がリ
ーン域にあるときは出力電圧を（Ｖ＋ ＋Ｖ２ ＞とす
ることができ、第１３図に示したような、実際の空燃比
に対応した実空燃比信号■３を得ることができるように
なる。
燃比信号検出回路及び理論空燃比信号検出回路より出力
された信号を処理した場合にでも、空燃比がリッチ域に
あるときは出力電圧を（Ｖ２−Ｖ＋ ）に、空燃比がリ
ーン域にあるときは出力電圧を（Ｖ＋ ＋Ｖ２ ＞とす
ることができ、第１３図に示したような、実際の空燃比
に対応した実空燃比信号■３を得ることができるように
なる。
ここで上記説明した実施例では実空燃比信号■３として
、空燃比信号■１を理論空燃比〈λ−１）を基点として
リッチ域で反転させ、リッチ域からリーン域にかけて実
空燃比信号Ｖ３が大きくなるよう構成したが、これとは
逆に空燃比信号ｖ１−をリーン域で反転させ、リッチ域
からリーン域にかけて実空燃比信号Ｖ３が小さくなるよ
う構成してもよく、また必要に応じてリッチ域での空燃
比信号■１をカットしてリーンセンサとして用いたり、
あるいはリーン域での空燃比信号■１をカットしてリッ
チセンサとして用いることも容易である。
、空燃比信号■１を理論空燃比〈λ−１）を基点として
リッチ域で反転させ、リッチ域からリーン域にかけて実
空燃比信号Ｖ３が大きくなるよう構成したが、これとは
逆に空燃比信号ｖ１−をリーン域で反転させ、リッチ域
からリーン域にかけて実空燃比信号Ｖ３が小さくなるよ
う構成してもよく、また必要に応じてリッチ域での空燃
比信号■１をカットしてリーンセンサとして用いたり、
あるいはリーン域での空燃比信号■１をカットしてリッ
チセンサとして用いることも容易である。
〔発明の効果］
以上作製した如く、本発明の空燃比検出装置におい、は
、酸素イオン伝導性の固体電解質両面に多孔性１ｉ極を
備えた２個の素子を、間隙を介して対向配設してなる検
出素子部と、理論空燃比を検出し、空燃比のリーン域と
リッチ域とを判別し得る理論空燃比信号を出力する理論
空燃比検出手段とを備え、上記検出素子部の一方の素子
を酸素濃淡１ｆｔ！！素子、他方の素子を１！素ポンプ
素子とし、該酸素濃淡電池素子の起電力または筬＝毒ポ
ンプ素子に流れるポンプ電流を制御して得られる、空燃
比のリーン域及びリッチ域において夫々空燃比に対応し
た空燃比信号を、上記、理論空燃比検出手段より出力さ
れた理論空燃比信号に基づき、空燃比がリーン域である
場合、またはリッチ域である場合に反転することによっ
て、空燃比のリッチ域からリーン域の全領域において、
空燃比に対応した実空燃比信号が検出できるように構成
されている。
、酸素イオン伝導性の固体電解質両面に多孔性１ｉ極を
備えた２個の素子を、間隙を介して対向配設してなる検
出素子部と、理論空燃比を検出し、空燃比のリーン域と
リッチ域とを判別し得る理論空燃比信号を出力する理論
空燃比検出手段とを備え、上記検出素子部の一方の素子
を酸素濃淡１ｆｔ！！素子、他方の素子を１！素ポンプ
素子とし、該酸素濃淡電池素子の起電力または筬＝毒ポ
ンプ素子に流れるポンプ電流を制御して得られる、空燃
比のリーン域及びリッチ域において夫々空燃比に対応し
た空燃比信号を、上記、理論空燃比検出手段より出力さ
れた理論空燃比信号に基づき、空燃比がリーン域である
場合、またはリッチ域である場合に反転することによっ
て、空燃比のリッチ域からリーン域の全領域において、
空燃比に対応した実空燃比信号が検出できるように構成
されている。
従って本発明の空燃比検出ｆ！置を用いれば、内燃機関
等燃焼ｍ器に供給された混合気の空燃比を正確に検知す
ることができ、空燃比を所望の空燃比にフィードバック
制御することができるようになり、より緻密な空燃比Ｉ
ＩＪ ａｌｌが実現可能となる。
等燃焼ｍ器に供給された混合気の空燃比を正確に検知す
ることができ、空燃比を所望の空燃比にフィードバック
制御することができるようになり、より緻密な空燃比Ｉ
ＩＪ ａｌｌが実現可能となる。
第１図は本発明の構成を表わすブロック図、第２図ない
し第１３図は本発明の一実施例を示し、第２図は本！ｌ
！：Ｉｌｋ例の空燃比検出装置が搭載されたエンジン及
びその周辺機器を表わす概略系統図、第３図は排気マニ
ホールド３に取り付けられた酸素センサ４を表わす断面
図、第４図はｒａｍｓ淡電池素電池素子３２を表わす説
明図、第５図は理論空燃比検出素子４０の構造を表わす
説明図、第６図は空燃比信号検出回路を表わす回路図、
第７図は積分回路５２より出力され、ポンプ電流を制御
するｔ、ＩＩ １１１電圧Ｖｅを表わす電圧波形図、第
８図は空燃比検出回路にて検出される空燃比信号１を表
わす線図、第９図は金属酸化物半導体４５の空燃比に対
する抵抗値の変化を表わす線図、第１０図は理論空燃比
検出素子４０を表わす回路図、第１１図は理論空燃比信
号検出回路を表わす回路図、第１２図は空燃比検知処理
を表わすフローチャート、第１３図は実空燃比信号■３
を表わす線図、第１４図は空燃比検知処理の代りとして
、電気回路で以て実空燃比信号Ｖ３を検出するよう構成
された、実空燃比信号検出回路を表わす回路図である。 ■・・・検出素子部 ■・・・理論空燃比検出手段 ■、３２・・・酸素ｍ淡電池素子 ■、３６・・・酸素ポンプ素子 ■・・・空燃比信号検出手段 ■・・・実空燃比信号検出手段 １・・・エンジン ４・・・酸素センサ２０・・
・電子Ｉｌｌ ａ１１回路 ４０・・・理論空燃比検出素子
し第１３図は本発明の一実施例を示し、第２図は本！ｌ
！：Ｉｌｋ例の空燃比検出装置が搭載されたエンジン及
びその周辺機器を表わす概略系統図、第３図は排気マニ
ホールド３に取り付けられた酸素センサ４を表わす断面
図、第４図はｒａｍｓ淡電池素電池素子３２を表わす説
明図、第５図は理論空燃比検出素子４０の構造を表わす
説明図、第６図は空燃比信号検出回路を表わす回路図、
第７図は積分回路５２より出力され、ポンプ電流を制御
するｔ、ＩＩ １１１電圧Ｖｅを表わす電圧波形図、第
８図は空燃比検出回路にて検出される空燃比信号１を表
わす線図、第９図は金属酸化物半導体４５の空燃比に対
する抵抗値の変化を表わす線図、第１０図は理論空燃比
検出素子４０を表わす回路図、第１１図は理論空燃比信
号検出回路を表わす回路図、第１２図は空燃比検知処理
を表わすフローチャート、第１３図は実空燃比信号■３
を表わす線図、第１４図は空燃比検知処理の代りとして
、電気回路で以て実空燃比信号Ｖ３を検出するよう構成
された、実空燃比信号検出回路を表わす回路図である。 ■・・・検出素子部 ■・・・理論空燃比検出手段 ■、３２・・・酸素ｍ淡電池素子 ■、３６・・・酸素ポンプ素子 ■・・・空燃比信号検出手段 ■・・・実空燃比信号検出手段 １・・・エンジン ４・・・酸素センサ２０・・
・電子Ｉｌｌ ａ１１回路 ４０・・・理論空燃比検出素子
Claims (3)
- １．酸素イオン伝導性の固体電解質両面に多孔性電極を
備えた２個の素子を、間隙を介して対向配設してなる検
出素子部と、 理論空燃比を検出し、空燃比のリーン域とリッチ域とを
判別し得る理論空燃比信号を出力する理論空燃比検出手
段と、 上記検出素子部の一方の素子を酸素濃淡電池素子、他方
の素子を酸素ポンプ素子として、該酸素濃淡電池素子の
起電力または該酸素ポンプ素子に流れるポンプ電流を制
御し、空燃比のリーン域及びリッチ域において夫々空燃
比に対応した空燃比信号を検出する空燃比信号検出手段
と、 上記、理論空燃比検出手段より出力された理論空燃比信
号を受け、当該空燃比がリーン域またはリッチ域である
場合に、上記空燃比信号検出手段にて検出された空燃比
信号を反転し、空燃比の全領域において空燃比に対応し
た実空燃比信号検出する実空燃比信号検出手段と、 を備えたことを特徴とする空燃比検出装置。 - ２．理論空燃比検出手段が、電気絶縁性部材の表面に金
属酸化物半導体を設けてなる理論空燃比検出素子である
特許請求の範囲第１項記載の空燃比検出装置。 - ３．空燃比信号検出手段が、酸素濃淡電池素子の起電力
を一定にすべく酸素ポンプ素子のポンプ電流を制御し、
該ポンプ電流を空燃比信号とするよう構成された特許請
求の範囲第１項または第２項記載の空燃比検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16409884A JPS6141960A (ja) | 1984-08-03 | 1984-08-03 | 空燃比検出装置 |
| US06/747,607 US4792387A (en) | 1984-08-03 | 1985-06-21 | Air-fuel ratio detecting device |
| EP85304738A EP0170428A3 (en) | 1984-08-03 | 1985-07-03 | Air-fuel ratio detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16409884A JPS6141960A (ja) | 1984-08-03 | 1984-08-03 | 空燃比検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141960A true JPS6141960A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15786725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16409884A Pending JPS6141960A (ja) | 1984-08-03 | 1984-08-03 | 空燃比検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4792387A (ja) |
| EP (1) | EP0170428A3 (ja) |
| JP (1) | JPS6141960A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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