JPH0414305B2 - - Google Patents
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- JPH0414305B2 JPH0414305B2 JP58237620A JP23762083A JPH0414305B2 JP H0414305 B2 JPH0414305 B2 JP H0414305B2 JP 58237620 A JP58237620 A JP 58237620A JP 23762083 A JP23762083 A JP 23762083A JP H0414305 B2 JPH0414305 B2 JP H0414305B2
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- oxygen
- solid electrolyte
- fuel
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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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
- F02D41/1476—Biasing of the sensor
-
- 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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Description
【発明の詳細な説明】
［分野］
この発明は、内燃機関、燃焼機器などの燃焼装
置の排気ガス中の酸素濃度もしくは空燃比を測定
もしくは制御するための検知装置に関する。
置の排気ガス中の酸素濃度もしくは空燃比を測定
もしくは制御するための検知装置に関する。
［従来技術］
従来よりイオン伝導性固体電解質（例えば安定
化ジルコニア）に多孔質電極層（例えば白金製多
孔質層）を被着して構成された酸素センサを用
い、排気ガスの酸素分圧と空気の酸素分圧との差
によつて生じる起電力の変化によつて理論空燃比
付近の燃焼状態を検知することにより、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
ることは一般に知られている。
化ジルコニア）に多孔質電極層（例えば白金製多
孔質層）を被着して構成された酸素センサを用
い、排気ガスの酸素分圧と空気の酸素分圧との差
によつて生じる起電力の変化によつて理論空燃比
付近の燃焼状態を検知することにより、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
ることは一般に知られている。
ところで上記酸素センサは空気と燃料との重量
比率である運転空燃比（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
素センサの出力を利用することができない。
比率である運転空燃比（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
素センサの出力を利用することができない。
特開昭58−153155号において、板状の酸素イオ
ン導電性固体電解質の先側の両面に電極層を設け
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〓部を設けて該両素子を固定し、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〓部との酸素濃度差によつて作動する酸
素濃淡電池素子とした酸素濃度検知装置を提案し
ている。かかる酸素濃度検知装置は応答性はよい
が、出力信号に対応する理論空燃比数14.7よりひ
くい燃料過濃域で作動させると燃料希薄域におけ
る場合と同じ向きの出力を発生する特性をもつこ
とが判つた。すなわち出力に対して２つの空燃比
が対応するようになるため空燃比制御が燃料過濃
域、あるいは燃料希薄域のいずれであるかはつき
りしている場合等にしか適用できないという問題
点があつた。また、この検知装置では理論空燃比
またはその近傍の空燃比の検知または制御を精度
よくまたは応答性よく行わせることが困難である
という問題も見出された。
ン導電性固体電解質の先側の両面に電極層を設け
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〓部を設けて該両素子を固定し、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〓部との酸素濃度差によつて作動する酸
素濃淡電池素子とした酸素濃度検知装置を提案し
ている。かかる酸素濃度検知装置は応答性はよい
が、出力信号に対応する理論空燃比数14.7よりひ
くい燃料過濃域で作動させると燃料希薄域におけ
る場合と同じ向きの出力を発生する特性をもつこ
とが判つた。すなわち出力に対して２つの空燃比
が対応するようになるため空燃比制御が燃料過濃
域、あるいは燃料希薄域のいずれであるかはつき
りしている場合等にしか適用できないという問題
点があつた。また、この検知装置では理論空燃比
またはその近傍の空燃比の検知または制御を精度
よくまたは応答性よく行わせることが困難である
という問題も見出された。
［発明の目的］
本発明の第１目的は内燃機関等の燃焼装置の運
転空燃比（Ａ／Ｆ）が燃料過濃域から燃料希薄域
までの全域または一部区域において正しくかつ応
答性よく検知できる空燃比検知装置の提供であ
り、第２の目的は、上記空燃比範囲で空燃比のフ
イードバツク制御を行う場合において精度よくか
つ容易なフイードバツク制御ができる利点を有す
る空燃比検知装置を提供することである。
転空燃比（Ａ／Ｆ）が燃料過濃域から燃料希薄域
までの全域または一部区域において正しくかつ応
答性よく検知できる空燃比検知装置の提供であ
り、第２の目的は、上記空燃比範囲で空燃比のフ
イードバツク制御を行う場合において精度よくか
つ容易なフイードバツク制御ができる利点を有す
る空燃比検知装置を提供することである。
［発明の構成］
本発明の空燃比検知装置は、酸素イオン伝導性
固体電解質の両側面に多孔性電極を設けた固体電
解質酸素濃淡電池素子、固体電解質酸素ポンプ素
子および固体電解質判定素子を備え、該酸素濃淡
電池素子を酸素ポンプ素子の一方側に微小間〓を
介して対向配設し、前記判定素子を前記酸素ポン
プ素子の他方側に対向配設するとともに両素子の
間に外気と連通する空気室を形成する。
固体電解質の両側面に多孔性電極を設けた固体電
解質酸素濃淡電池素子、固体電解質酸素ポンプ素
子および固体電解質判定素子を備え、該酸素濃淡
電池素子を酸素ポンプ素子の一方側に微小間〓を
介して対向配設し、前記判定素子を前記酸素ポン
プ素子の他方側に対向配設するとともに両素子の
間に外気と連通する空気室を形成する。
そして、前記判定素子の発生する起電力によつ
て、前記酸素濃淡電池素子の配された雰囲気の空
燃比が、理論空燃比よりも高いか低いかを判断す
る信号処理部を備えるとともに、その判断結果を
勘案して前記酸素濃淡電池素子の起電力を所定値
に保つために前記酸素ポンプ素子へ供給されるポ
ンプ電流値から空燃比を求める信号処理部を備え
る。
て、前記酸素濃淡電池素子の配された雰囲気の空
燃比が、理論空燃比よりも高いか低いかを判断す
る信号処理部を備えるとともに、その判断結果を
勘案して前記酸素濃淡電池素子の起電力を所定値
に保つために前記酸素ポンプ素子へ供給されるポ
ンプ電流値から空燃比を求める信号処理部を備え
る。
［発明の効果］
本発明の空燃比検知装置は、上記構成によりつ
ぎの効果を奏する。
ぎの効果を奏する。
１つのセンサプローグを用いて空燃比（Ａ／
Ｆ）を燃料過濃域から燃料希薄域までの全域もし
くは一部区域において正しく検知することができ
る。
Ｆ）を燃料過濃域から燃料希薄域までの全域もし
くは一部区域において正しく検知することができ
る。
［実施例］
つぎに本発明を図に示す一実施例に基づき説明
する。
する。
１は内燃機関の排気管、２は該排気管１内に配
設された空燃比検知装置である。空燃比検知装置
２は、厚さが約0.5mmの平板状のイオン伝導性固
体電解質（例えば安定化ジルコニア）３の両側面
にそれぞれ厚膜技術を用いて約20μの厚さの多孔
質白金電極層４および５を設けて構成された固体
電解質酸素ポンプ素子６と、該酸素ポンプ素子６
と同様の平板状のイオン伝導性固体電解質７の両
側面にそれぞれ前記多孔質白金電極層４および５
と同様に厚膜技術を用いて多孔質白金電極層８お
よび９を設けて構成された固体電解質酸素濃淡電
池素子１０と、前記酸素ポンプ素子６と同様の平
板状のイオン伝導性固体電解質１１の両側面にそ
れぞれ多孔質白金電極層１２および１３を設けて
構成された固体電解質判定素子１４とを備え、上
記酸素ポンプ素子６と上記酸素濃淡電池素子１０
とは0.1mm程度の間隔寸法の微小間隙ａを形成し
て排気管１の内部で対向対置させるため足元部を
耐熱性で絶縁性のスペーサ（充填接着剤でよい）
１５を介して互いに固定されている。上記酸素ポ
ンプ素子６と判定素子１４とは外気に連通する空
気室ｂを形成するように多孔質白金電極層５，１
２を対向させ、そして足元部をのぞく周辺に耐熱
性のスペーサ１６を配して、気密的に固定されて
いる。スペーサ１５，１６により互いに固定され
た酸素ポンプ素子６、酸素濃淡電池素子１０およ
び判定素子１４の足元部の外辺部にはねじ部１７
を有した支持台１８が、耐熱性で絶縁性である接
着部材１９により取付けられている。排気管１に
設けられた空燃比検知装置２のセンサ取付用ねじ
部２０に前記支持台１８のねじ部１７をねじ込む
ことにより空燃比検知装置２が排気管１に取付け
られている。
設された空燃比検知装置である。空燃比検知装置
２は、厚さが約0.5mmの平板状のイオン伝導性固
体電解質（例えば安定化ジルコニア）３の両側面
にそれぞれ厚膜技術を用いて約20μの厚さの多孔
質白金電極層４および５を設けて構成された固体
電解質酸素ポンプ素子６と、該酸素ポンプ素子６
と同様の平板状のイオン伝導性固体電解質７の両
側面にそれぞれ前記多孔質白金電極層４および５
と同様に厚膜技術を用いて多孔質白金電極層８お
よび９を設けて構成された固体電解質酸素濃淡電
池素子１０と、前記酸素ポンプ素子６と同様の平
板状のイオン伝導性固体電解質１１の両側面にそ
れぞれ多孔質白金電極層１２および１３を設けて
構成された固体電解質判定素子１４とを備え、上
記酸素ポンプ素子６と上記酸素濃淡電池素子１０
とは0.1mm程度の間隔寸法の微小間隙ａを形成し
て排気管１の内部で対向対置させるため足元部を
耐熱性で絶縁性のスペーサ（充填接着剤でよい）
１５を介して互いに固定されている。上記酸素ポ
ンプ素子６と判定素子１４とは外気に連通する空
気室ｂを形成するように多孔質白金電極層５，１
２を対向させ、そして足元部をのぞく周辺に耐熱
性のスペーサ１６を配して、気密的に固定されて
いる。スペーサ１５，１６により互いに固定され
た酸素ポンプ素子６、酸素濃淡電池素子１０およ
び判定素子１４の足元部の外辺部にはねじ部１７
を有した支持台１８が、耐熱性で絶縁性である接
着部材１９により取付けられている。排気管１に
設けられた空燃比検知装置２のセンサ取付用ねじ
部２０に前記支持台１８のねじ部１７をねじ込む
ことにより空燃比検知装置２が排気管１に取付け
られている。
ここで上記空燃比検知装置２を製造するのに、
スペーサ１６をセラミツクとし、そのグリーンシ
ートと、電極材ペーストを塗布した酸素ポンプ素
子６用と判定素子１４用とのそれぞれのグリーン
シートとを上記スペーサ用のグリーンシートを挾
んで重ね合せて圧着したのち一体に焼結させて、
まず酸素ポンプ素子６と判定素子１４とを含む全
体として板体状の中空部材を製作し、次にこれと
板状の焼結した酸素濃淡電池素子１０とを耐熱性
セラミツク質接着剤１５で接着することによつて
製造することは最も有利である。
スペーサ１６をセラミツクとし、そのグリーンシ
ートと、電極材ペーストを塗布した酸素ポンプ素
子６用と判定素子１４用とのそれぞれのグリーン
シートとを上記スペーサ用のグリーンシートを挾
んで重ね合せて圧着したのち一体に焼結させて、
まず酸素ポンプ素子６と判定素子１４とを含む全
体として板体状の中空部材を製作し、次にこれと
板状の焼結した酸素濃淡電池素子１０とを耐熱性
セラミツク質接着剤１５で接着することによつて
製造することは最も有利である。
２１は、付属する電子制御装置の例であり、上
記酸素濃淡電池素子１０の多孔質白金電極層８，
９間に発生する起電力ｅ１を抵抗Ｒ１を介して演
算増幅器Ａの反転入力端子に印加し、上記演算増
幅器Ａの非反転入力端子に印加されている基準電
圧Vrと上記起電力ｅ１との差異に比例した上記
演算増幅器Ａの出力によりトランジスタTrを駆
動して上記酸素ポンプ素子６の多孔質白金電極層
４，５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、上記起電力ｅ１を一定値の
基準電圧Vrに保つのに必要な上記ポンプ電流Ip
を供給する作用をする。また直流電源Ｂから供給
される上記ポンプ電流Ipに対応した出力信号を出
力端子２２に得るために抵抗Ｒ０を備えている。
Ｃはコンデンサである。また判定素子１４から排
気管１内と大気とによる酸素濃度の差に応じて生
ずる起電力ｅ２を検知するための出力端子２３を
備えている。
記酸素濃淡電池素子１０の多孔質白金電極層８，
９間に発生する起電力ｅ１を抵抗Ｒ１を介して演
算増幅器Ａの反転入力端子に印加し、上記演算増
幅器Ａの非反転入力端子に印加されている基準電
圧Vrと上記起電力ｅ１との差異に比例した上記
演算増幅器Ａの出力によりトランジスタTrを駆
動して上記酸素ポンプ素子６の多孔質白金電極層
４，５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、上記起電力ｅ１を一定値の
基準電圧Vrに保つのに必要な上記ポンプ電流Ip
を供給する作用をする。また直流電源Ｂから供給
される上記ポンプ電流Ipに対応した出力信号を出
力端子２２に得るために抵抗Ｒ０を備えている。
Ｃはコンデンサである。また判定素子１４から排
気管１内と大気とによる酸素濃度の差に応じて生
ずる起電力ｅ２を検知するための出力端子２３を
備えている。
第３図および第４図は上記第１図および第２図
に示した空燃比検知装置２の特性図である。
に示した空燃比検知装置２の特性図である。
第３図には起電力ｅ２を示したもので、理論空
燃比14.7より小さい範囲の空燃比域（燃料過濃
域）では一定の起電力を発生し、そして理論空燃
比14.7付近で急激に低減し、理論空燃比14.7より
大きい範囲の空燃比域（燃料希薄域）では、ほと
んど起電力は発生しない。第４図は基準電圧Vr
を例えば60ｍＶ一定にしたもので、起電力ｅ１を
60ｍＶにする理論空燃比14.7より小さい範囲の空
燃比域（燃料過濃域）で上記ポンプ電流Ipは空燃
比の増大に対して減少し、理論空燃比14.7より大
きい範囲の空燃比域（燃料希薄域）では上記ポン
プ電流Ipは空燃比の増大に対して増大する。この
実施例は第３図および第４図に示すごとき特性を
利用するものである。
燃比14.7より小さい範囲の空燃比域（燃料過濃
域）では一定の起電力を発生し、そして理論空燃
比14.7付近で急激に低減し、理論空燃比14.7より
大きい範囲の空燃比域（燃料希薄域）では、ほと
んど起電力は発生しない。第４図は基準電圧Vr
を例えば60ｍＶ一定にしたもので、起電力ｅ１を
60ｍＶにする理論空燃比14.7より小さい範囲の空
燃比域（燃料過濃域）で上記ポンプ電流Ipは空燃
比の増大に対して減少し、理論空燃比14.7より大
きい範囲の空燃比域（燃料希薄域）では上記ポン
プ電流Ipは空燃比の増大に対して増大する。この
実施例は第３図および第４図に示すごとき特性を
利用するものである。
起電力ｅ２を検知する出力端子２３について
は、最大起電力と最小起電力との中間に任意の基
準点であるＰ点を設定し、電圧がＰ点より大きい
時（燃料過濃域）とＰ点より小さい時（燃料希薄
域）を感知させるようにする。そこで上記機関が
燃料過濃域で運転された場合は、上記判定素子１
４の起電力ｅ２はＰ点より大きく、この情報とこ
の時の酸素ポンプ素子６のポンプ電流Ipに対応し
た出力信号を検知することにより運転空燃比
（Ａ／Ｆ）の数値が測定できる。また上記機関が
燃料希薄域で運転された場合は、上記判定素子１
４の起電力ｅ２はＰ点より小さく、この情報とこ
の時の酸素ポンプ素子６のポンプ電流Ipに対応し
た出力信号を検知することにより運転空燃比
（Ａ／Ｆ）の数値が測定できる。上記構成により
燃料過濃域および燃料希薄域の広い範囲において
も上記機関の空燃比の数値を正確に測定すること
が可能な空燃比検知装置を得ることができるので
ある。このことを利用すれば希望の空燃比を設定
すれば排気管１に取付けられた空燃比検知装置２
により現状の空燃比を検知し、そのフイードバツ
クにより連続して希望の空燃比を制御することが
できる。
は、最大起電力と最小起電力との中間に任意の基
準点であるＰ点を設定し、電圧がＰ点より大きい
時（燃料過濃域）とＰ点より小さい時（燃料希薄
域）を感知させるようにする。そこで上記機関が
燃料過濃域で運転された場合は、上記判定素子１
４の起電力ｅ２はＰ点より大きく、この情報とこ
の時の酸素ポンプ素子６のポンプ電流Ipに対応し
た出力信号を検知することにより運転空燃比
（Ａ／Ｆ）の数値が測定できる。また上記機関が
燃料希薄域で運転された場合は、上記判定素子１
４の起電力ｅ２はＰ点より小さく、この情報とこ
の時の酸素ポンプ素子６のポンプ電流Ipに対応し
た出力信号を検知することにより運転空燃比
（Ａ／Ｆ）の数値が測定できる。上記構成により
燃料過濃域および燃料希薄域の広い範囲において
も上記機関の空燃比の数値を正確に測定すること
が可能な空燃比検知装置を得ることができるので
ある。このことを利用すれば希望の空燃比を設定
すれば排気管１に取付けられた空燃比検知装置２
により現状の空燃比を検知し、そのフイードバツ
クにより連続して希望の空燃比を制御することが
できる。
上記のように燃料希薄域においてポンプ電流Ip
が空燃比に比例して変化することについては例え
ば前記特開昭58−153155号に記載されている。す
なわち微小間隙ａ内に導入された排気ガスの酸素
分圧を上記酸素ポンプ素子６の作用により変更す
ることにより排気管１内を流れる排気ガスの酸素
分圧と差異をもたせ、この酸素分圧の差異に応じ
て発生する上記酸素濃淡電池素子１０の起電力ｅ
１が一定となるように上記酸素ポンプ素子６に供
給されるポンプ電流Ipを制御する時、このポンプ
電流Ipは上記排気ガス中の酸素濃度に比例して変
化することが判明したのである。なお燃焼過濃域
の酸素汲み出しモードにおいて上記のような動作
をする理由はCOガスに感応するためと思われる。
が空燃比に比例して変化することについては例え
ば前記特開昭58−153155号に記載されている。す
なわち微小間隙ａ内に導入された排気ガスの酸素
分圧を上記酸素ポンプ素子６の作用により変更す
ることにより排気管１内を流れる排気ガスの酸素
分圧と差異をもたせ、この酸素分圧の差異に応じ
て発生する上記酸素濃淡電池素子１０の起電力ｅ
１が一定となるように上記酸素ポンプ素子６に供
給されるポンプ電流Ipを制御する時、このポンプ
電流Ipは上記排気ガス中の酸素濃度に比例して変
化することが判明したのである。なお燃焼過濃域
の酸素汲み出しモードにおいて上記のような動作
をする理由はCOガスに感応するためと思われる。
上記実施例では酸素ポンプ素子６のポンプ電流
Ipの向きは微小間隙ａから酸素を汲み出す方向
（Ip＞０）に流したが、逆に空気室ｂから酸素を
押し込む方向（Ip＜０）に流しても酸素濃淡電池
素子１０の出力を一定とするポンプ電流Ipは第５
図に示すように空燃比に対応して第５図に示す如
く変化するので、そのようにしたときの特性を利
用してもよい。
Ipの向きは微小間隙ａから酸素を汲み出す方向
（Ip＞０）に流したが、逆に空気室ｂから酸素を
押し込む方向（Ip＜０）に流しても酸素濃淡電池
素子１０の出力を一定とするポンプ電流Ipは第５
図に示すように空燃比に対応して第５図に示す如
く変化するので、そのようにしたときの特性を利
用してもよい。
また酸素ポンプ素子６のポンプ電流Ip（微小間
隙ａからの酸素の汲み出しの場合と押し込みの場
合との両方を含む）を一定に制御したときの酸素
濃淡電池素子１０の発生起電力ｅ１も空燃比に対
応して変化するのでそのようにしたときの特性を
利用することもできる。
隙ａからの酸素の汲み出しの場合と押し込みの場
合との両方を含む）を一定に制御したときの酸素
濃淡電池素子１０の発生起電力ｅ１も空燃比に対
応して変化するのでそのようにしたときの特性を
利用することもできる。
特に酸素押し込みポンプ電流Ipを一定とし、こ
の値を種々の値に切換えるとき酸素濃淡電池素子
１０の出力ｅ１（ｅ１＜０）の空燃比に対する変
化特性は第６図に示す如くなることが明らかとな
つたが、このように燃料過濃域で急峻な出力変化
を生じ、かつこの急峻な変化を示す理論空燃比の
値が酸素押し込みポンプ電流Ipの設定値によつて
変化することを利用して、燃料過濃域における応
答性と精度のよいフイードバツク制御を行うこと
もできる。すなわち、例えば内燃機関の空燃比の
フイードバツク制御に用いる場合に、空燃比の制
御目標値を燃料過濃域に設定すべき運転条件では
上記第６図に示した特性すなわち酸素押し込みポ
ンプ電流Ipを一定（Ip＜０）のモードで燃料希薄
域に設定すべき運転条件では第５図に示した特性
すなわち酸素濃淡電池素子１０の出力ｅ１を一定
（ｅ１＜０）のモードでそれぞれフイードバツク
制御するように随時頻繁にモードを切換えながら
全運転範囲で連続的に空燃比のフイードバツク制
御を行わしめることもできる。また空燃比を理論
燃比14.7に制御することを要する場合は、判定素
子１４の起電力ｅ２を直接フイードバツク制御信
号として利用して空燃比制御を行うようにするこ
とも自由である。
の値を種々の値に切換えるとき酸素濃淡電池素子
１０の出力ｅ１（ｅ１＜０）の空燃比に対する変
化特性は第６図に示す如くなることが明らかとな
つたが、このように燃料過濃域で急峻な出力変化
を生じ、かつこの急峻な変化を示す理論空燃比の
値が酸素押し込みポンプ電流Ipの設定値によつて
変化することを利用して、燃料過濃域における応
答性と精度のよいフイードバツク制御を行うこと
もできる。すなわち、例えば内燃機関の空燃比の
フイードバツク制御に用いる場合に、空燃比の制
御目標値を燃料過濃域に設定すべき運転条件では
上記第６図に示した特性すなわち酸素押し込みポ
ンプ電流Ipを一定（Ip＜０）のモードで燃料希薄
域に設定すべき運転条件では第５図に示した特性
すなわち酸素濃淡電池素子１０の出力ｅ１を一定
（ｅ１＜０）のモードでそれぞれフイードバツク
制御するように随時頻繁にモードを切換えながら
全運転範囲で連続的に空燃比のフイードバツク制
御を行わしめることもできる。また空燃比を理論
燃比14.7に制御することを要する場合は、判定素
子１４の起電力ｅ２を直接フイードバツク制御信
号として利用して空燃比制御を行うようにするこ
とも自由である。
なお上記実施例では各素子を加熱するためのヒ
ーターは特に設けていない場合を示したが、その
ようなヒートーを適当な方法で設けてもよいこと
は言うまでもない。
ーターは特に設けていない場合を示したが、その
ようなヒートーを適当な方法で設けてもよいこと
は言うまでもない。
第１図は本発明の空燃比検知装置の一実施例を
示す構成図、第２図は第１図の−線に沿う断
面図、第３図は空燃比と起電力ｅ２の変化を示す
特性図、第４図は酸素濃淡電池素子の起電力ｅ１
を一定とする酸素ポンプ素子の汲み出しポンプ電
流Ipの空燃比に対する変化を示す特性図、第５図
は酸素濃淡電池素子の起電力ｅ１を一定とする酸
素ポンプ素子の押し込みポンプ電流Ipの空燃比に
対する変化を示す特性図、第６図は酸素ポンプ素
子の押し込みポンプ電流Ipを一定にしたときの酸
素濃淡電池素子の起電力ｅ１の空燃比に対する変
化を示す特性図である。 図中、１……排気管、６……固体電解質酸素ポ
ンプ素子、１０……固定電解質酸素濃淡電池素
子、１４……固体電解質判定素子、ａ……微小間
隙、ｂ……空気室。
示す構成図、第２図は第１図の−線に沿う断
面図、第３図は空燃比と起電力ｅ２の変化を示す
特性図、第４図は酸素濃淡電池素子の起電力ｅ１
を一定とする酸素ポンプ素子の汲み出しポンプ電
流Ipの空燃比に対する変化を示す特性図、第５図
は酸素濃淡電池素子の起電力ｅ１を一定とする酸
素ポンプ素子の押し込みポンプ電流Ipの空燃比に
対する変化を示す特性図、第６図は酸素ポンプ素
子の押し込みポンプ電流Ipを一定にしたときの酸
素濃淡電池素子の起電力ｅ１の空燃比に対する変
化を示す特性図である。 図中、１……排気管、６……固体電解質酸素ポ
ンプ素子、１０……固定電解質酸素濃淡電池素
子、１４……固体電解質判定素子、ａ……微小間
隙、ｂ……空気室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸素イオン伝導性固体電解質の両側面に多孔
性電極を設けた固体電解質酸素濃淡電池素子、固
体電解質酸素ポンプ素子および固体電解質判定素
子を備え、該酸素濃淡電池素子を酸素ポンプ素子
の一方側に微小間〓を介して対向配設し、前記判
定素子を前記酸素ポンプ素子の他方側に対向配設
するとともに両素子の間に外気と連通する空気室
を形成し、 前記判定素子の発生する起電力によつて、前記
酸素濃淡電池素子の配された雰囲気の空燃比が、
理論空燃比よりも高いか低いかを判断する信号処
理部、 およびその判断結果を勘案して前記酸素濃淡電
池素子の起電力を所定値に保つために前記酸素ポ
ンプ素子へ供給されるポンプ電流値から空燃比を
求める信号処理部を備えた空燃比検知装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237620A JPS60128349A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 空燃比検知装置 |
| US06/681,335 US4594139A (en) | 1983-12-15 | 1984-12-13 | Air/fuel ratio detector |
| DE3445755A DE3445755C2 (de) | 1983-12-15 | 1984-12-14 | Luft/Kraftstoffverhältnis-Detektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237620A JPS60128349A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 空燃比検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128349A JPS60128349A (ja) | 1985-07-09 |
| JPH0414305B2 true JPH0414305B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=17018015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58237620A Granted JPS60128349A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 空燃比検知装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4594139A (ja) |
| JP (1) | JPS60128349A (ja) |
| DE (1) | DE3445755C2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658790A (en) * | 1984-05-01 | 1987-04-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Air/fuel ratio detecting device and control system using same |
| JPS6141960A (ja) * | 1984-08-03 | 1986-02-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比検出装置 |
| JPS61138155A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 空燃比検知装置 |
| JPS61180427A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-13 | Canon Inc | 集積回路基板 |
| US4645572A (en) * | 1985-02-23 | 1987-02-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of determining concentration of a component in gases and electrochemical device suitable for practicing the method |
| JPS61195349A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関の空燃比検出装置 |
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| JPH0616025B2 (ja) * | 1985-08-02 | 1994-03-02 | 株式会社日立製作所 | 空燃比検出装置 |
| JPS6285161A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | 機関の排気ガス再循環制御装置 |
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| JP2553509B2 (ja) * | 1986-02-26 | 1996-11-13 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの空燃比制御装置 |
| JPH0672866B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1994-09-14 | 本田技研工業株式会社 | 酸素濃度検出装置 |
| US4818362A (en) * | 1986-03-19 | 1989-04-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Oxygen concentration sensing apparatus |
| JPH0672867B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1994-09-14 | 本田技研工業株式会社 | 酸素濃度検出装置 |
| JPS62238455A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Ngk Insulators Ltd | 酸素分析方法及び装置 |
| JPH0690178B2 (ja) * | 1986-07-01 | 1994-11-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 空燃比検出素子及びその製造方法 |
| JPS6321549A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Ngk Insulators Ltd | 限界電流測定回路 |
| JPH0635955B2 (ja) * | 1986-07-30 | 1994-05-11 | 三菱自動車工業株式会社 | 空燃比検出装置 |
| GB2208007B (en) * | 1987-08-14 | 1991-11-20 | William Charles Maskell | Gas analysis apparatus |
| JPH0758053B2 (ja) * | 1987-10-22 | 1995-06-21 | 三菱電機株式会社 | 空燃比制御装置 |
| JP2942445B2 (ja) * | 1993-08-20 | 1999-08-30 | 株式会社日立製作所 | 空燃比センサ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562349A (en) * | 1978-11-02 | 1980-05-10 | Nissan Motor Co Ltd | Measuring method for air fuel ratio |
| JPS55154450A (en) * | 1979-05-19 | 1980-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Air-fuel-ratio detector |
| JPS55155859A (en) * | 1979-05-25 | 1980-12-04 | Towa Kogyo Kk | Method of waterproofing |
| JPS58153155A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素センサ |
-
1983
- 1983-12-15 JP JP58237620A patent/JPS60128349A/ja active Granted
-
1984
- 1984-12-13 US US06/681,335 patent/US4594139A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-12-14 DE DE3445755A patent/DE3445755C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3445755C2 (de) | 1987-04-09 |
| JPS60128349A (ja) | 1985-07-09 |
| DE3445755A1 (de) | 1985-08-01 |
| US4594139A (en) | 1986-06-10 |
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