JPS581745B2 - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
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- JPS581745B2 JPS581745B2 JP52152271A JP15227177A JPS581745B2 JP S581745 B2 JPS581745 B2 JP S581745B2 JP 52152271 A JP52152271 A JP 52152271A JP 15227177 A JP15227177 A JP 15227177A JP S581745 B2 JPS581745 B2 JP S581745B2
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- 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
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1455—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor resistivity varying with oxygen concentration
-
- 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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ガス検出装置に関し、例えば排気ガス浄化
用触媒コンバータの浄化率を高めるために、エンジンか
ら排出される排気ガスのガス成分を検出するものに係る
。
用触媒コンバータの浄化率を高めるために、エンジンか
ら排出される排気ガスのガス成分を検出するものに係る
。
従来、エンジンから排出される排気ガスのガス成分を検
出するものとして、酸化チタン等の金属酸化物半導体か
らなり、相対的なガス雰囲気に依存した電気抵抗値を示
すガス検出素子と、このガス検出素子を固定基準抵抗と
直列接続してガス検出素子の抵抗値を電川に変換し、こ
の電圧と所定の基準電圧を比較してガス検出信号を出力
する比較器とからなるものが提案されている。
出するものとして、酸化チタン等の金属酸化物半導体か
らなり、相対的なガス雰囲気に依存した電気抵抗値を示
すガス検出素子と、このガス検出素子を固定基準抵抗と
直列接続してガス検出素子の抵抗値を電川に変換し、こ
の電圧と所定の基準電圧を比較してガス検出信号を出力
する比較器とからなるものが提案されている。
しかしながら、上記のものは固定基準抵抗をガス検出素
子に直列接続して電圧に変換しているため、ガス検出素
子の電気抵抗値特性が使用温度や経時変化によって変化
すると、ガス成分検出に誤りを生じたり、検出不能にな
ったりするという問題がある。
子に直列接続して電圧に変換しているため、ガス検出素
子の電気抵抗値特性が使用温度や経時変化によって変化
すると、ガス成分検出に誤りを生じたり、検出不能にな
ったりするという問題がある。
この発明は、上記の点に鑑みなされたもので、使用温度
、経時変化によらず良好にガス成分を検出し得るガス検
出装置を提供することを目的とする。
、経時変化によらず良好にガス成分を検出し得るガス検
出装置を提供することを目的とする。
以下この発明を図に示す実施例について説明する。
第１図はこの発明を適用するシステムを示すものであり
、この第１図において説明する。
、この第１図において説明する。
エンジン１０は、周知の火花点火式エンジンで、その吸
気系はエアクリーナ１１、気化器１２、吸気マニホール
ド１３から構成されており、一方排気系は排気マニホー
ルド１４、排気管１５、排気ガス浄化用の三元触媒コン
バータ１６、図示しない消音マフラーから構成されてい
る。
気系はエアクリーナ１１、気化器１２、吸気マニホール
ド１３から構成されており、一方排気系は排気マニホー
ルド１４、排気管１５、排気ガス浄化用の三元触媒コン
バータ１６、図示しない消音マフラーから構成されてい
る。
ここで、気化器１２は、公知の空燃比調整器を有するも
ので、電気信号に応じて生成する混合気の空燃比Ａ／Ｆ
が変化する。
ので、電気信号に応じて生成する混合気の空燃比Ａ／Ｆ
が変化する。
また、三元触媒コンバータ１６は、理論空燃比付近の混
合気がエンジン１０に供給されると高浄化率でＮＯＸ，
ＨＣ，ＣＯを同時に浄化するもので、公知のペレット形
状もしくはハニカム形状の触媒を内蔵している。
合気がエンジン１０に供給されると高浄化率でＮＯＸ，
ＨＣ，ＣＯを同時に浄化するもので、公知のペレット形
状もしくはハニカム形状の触媒を内蔵している。
次にガス検出装置について説明すると、これは排気マニ
ホールド１４の集合部に設けられたガス検出素子２１及
び気化器１２に電気信号を付与する制御回路Ａとから構
成されている。
ホールド１４の集合部に設けられたガス検出素子２１及
び気化器１２に電気信号を付与する制御回路Ａとから構
成されている。
ガス検出素子２１は、第２図に示すような構造のもので
ある。
ある。
第２図において、排気ガス中のガス成分、特に酸素濃度
に応じた電気抵抗値を示すディスク状の素子片２２は、
酸化チタン（Ｔ！０ρ等の金属酸化物半導体で形成され
ており、その表面に白金（ Ｐｔ ） 、ロジウム（
Ｒｈ）等の触媒が担持されている。
に応じた電気抵抗値を示すディスク状の素子片２２は、
酸化チタン（Ｔ！０ρ等の金属酸化物半導体で形成され
ており、その表面に白金（ Ｐｔ ） 、ロジウム（
Ｒｈ）等の触媒が担持されている。
そして素子片２２は、アルミナ等の焼結体からなる耐熱
電気絶縁性の保持体２３の先端四部に保持されている。
電気絶縁性の保持体２３の先端四部に保持されている。
保持体２３には、耐熱金属製の保護カバー２４及びハウ
ジング２５がテーパ一部２６，２７の部分でＯリング２
８、ワツシャ等を介して一体的に結合されており、ハウ
ジング２５のネジ部２９により排気マニホールド１４に
取付けられる。
ジング２５がテーパ一部２６，２７の部分でＯリング２
８、ワツシャ等を介して一体的に結合されており、ハウ
ジング２５のネジ部２９により排気マニホールド１４に
取付けられる。
保護カバー２４は、素子片２２を排気ガス流から保護す
るもので、排気ガスが通過可能な多数の孔３０を有して
いる。
るもので、排気ガスが通過可能な多数の孔３０を有して
いる。
素子片２２は、保持体２３内に設けられた２本の白金電
極３１．３２が挿入されており、電極３１．３２はそれ
ぞれ導電ガラス３３．３４を介して端子棒３５．３６に
電気的に接続されている。
極３１．３２が挿入されており、電極３１．３２はそれ
ぞれ導電ガラス３３．３４を介して端子棒３５．３６に
電気的に接続されている。
しかして、素子片２２の電気抵抗値は端子棒３５，３６
から取り出される。
から取り出される。
次に第３図において制御回路Ａを説明する。
この制却回路Ａにおいて、ガス検出素子２１と分圧点ａ
を介して接続される基準抵抗手段は、並列接続される３
個の基準抵抗４１ ，４２．４３からなり図示しないバ
ッテリーから一定の直流電圧Ｖがガス検出素子２１を介
して加えられている。
を介して接続される基準抵抗手段は、並列接続される３
個の基準抵抗４１ ，４２．４３からなり図示しないバ
ッテリーから一定の直流電圧Ｖがガス検出素子２１を介
して加えられている。
ここで、基準抵抗４２．４３は、常開型リレー接点４４
．４５を介してガス検出素子２１に接続されている。
．４５を介してガス検出素子２１に接続されている。
各基準抵抗４１ ，４２．４３とガス検出素子２１の分
圧点ａはインピーダンス変換を行うバツファ増幅器４６
に入力抵抗４７を介して接続され、バツファ増幅器４６
の出力端子は、それぞれ入力抵抗４８，４９．５０を介
して比較器５１，５２．５３に接続されている。
圧点ａはインピーダンス変換を行うバツファ増幅器４６
に入力抵抗４７を介して接続され、バツファ増幅器４６
の出力端子は、それぞれ入力抵抗４８，４９．５０を介
して比較器５１，５２．５３に接続されている。
基準電圧発生器５４，５５．５６は、それぞれ分圧抵抗
５４Ａ，５４Ｂ１分圧抵抗５５Ａ，５５Ｂ分圧抵抗５６
Ａ，５６Ｂからなり、基準電圧が発生する各分圧点ｂ，
ｃ，ｄはそれぞれ比較器５１，５２．５３に接続されて
いる。
５４Ａ，５４Ｂ１分圧抵抗５５Ａ，５５Ｂ分圧抵抗５６
Ａ，５６Ｂからなり、基準電圧が発生する各分圧点ｂ，
ｃ，ｄはそれぞれ比較器５１，５２．５３に接続されて
いる。
そして、基準電圧発生器５４は、直流電圧■を分圧して
十■の基準電圧を第１の比較器５１に加え、また基準電
圧発生器５５．５６も同様に−■の上限基準電圧、−■
の下限基準電圧をそれぞれ第２、第３の比較器５２．５
３に加える。
十■の基準電圧を第１の比較器５１に加え、また基準電
圧発生器５５．５６も同様に−■の上限基準電圧、−■
の下限基準電圧をそれぞれ第２、第３の比較器５２．５
３に加える。
比較器５１ ，５２．５３は、入力電圧を比較するもの
で、それぞれバツファ増１福器４６、即ち分圧点ａの電
圧が基準電圧より小ざいと゛１゛レベルの信号を出力し
、逆に大きいと゛０′′レベルの信号を出力する。
で、それぞれバツファ増１福器４６、即ち分圧点ａの電
圧が基準電圧より小ざいと゛１゛レベルの信号を出力し
、逆に大きいと゛０′′レベルの信号を出力する。
なお、比較器５１ ，５２．５３の出力は、抵抗５７．
５８，５９、コンデンサ６１，６２．６３によって雑音
信号が吸収される。
５８，５９、コンデンサ６１，６２．６３によって雑音
信号が吸収される。
第１の比較器５１は、ガス検出素子２１の電気抵抗値に
変化に応じてガス検出信号を出力するもので、その出力
端子にはインバータ６４及び抵抗６５が順に接続されて
おり、第１の比較器５１の出力は、インバータ６４、抵
抗６５を介して図示しない駆動回路に与えられ、１駆動
回路から気化器１２の空燃比調整器に与えられる。
変化に応じてガス検出信号を出力するもので、その出力
端子にはインバータ６４及び抵抗６５が順に接続されて
おり、第１の比較器５１の出力は、インバータ６４、抵
抗６５を介して図示しない駆動回路に与えられ、１駆動
回路から気化器１２の空燃比調整器に与えられる。
第２、第３の比較器５２．５３の出力信号は、リレー接
点４４．４５のオフ、オフ制御を行う抵抗制却回路Ｂに
与えられる。
点４４．４５のオフ、オフ制御を行う抵抗制却回路Ｂに
与えられる。
第２の比較器５２はガス検出素子２１の電気抵抗値から
その作動温度の上昇を判析するもので、その出力端子に
は抵抗制御回路Ｂのインバータ６６、フリツプフロツプ
６Ｔが接続されており、第２の比較器５２の出力は、イ
ンバータ６６を介してフリツブフロツプ６７のセット端
子Ｓ及びフリツプフロツプ８０のクロツク端子ＣＬに与
えられる。
その作動温度の上昇を判析するもので、その出力端子に
は抵抗制御回路Ｂのインバータ６６、フリツプフロツプ
６Ｔが接続されており、第２の比較器５２の出力は、イ
ンバータ６６を介してフリツブフロツプ６７のセット端
子Ｓ及びフリツプフロツプ８０のクロツク端子ＣＬに与
えられる。
フリツプフロップ６７は、データタイプフリツプフロツ
プ（例えばＲＣＡ社製ＣＤ４０ １ ３Ａ）で第１表で
示す真理値表にしたがって作動する。
プ（例えばＲＣＡ社製ＣＤ４０ １ ３Ａ）で第１表で
示す真理値表にしたがって作動する。
なお、ｆ，）は信号の立上り、立下り、×は信号に無関
係、■は“１”レベル信号、０は″０“レベル信号、Ｑ
は信号が変化しないことを意味している。
係、■は“１”レベル信号、０は″０“レベル信号、Ｑ
は信号が変化しないことを意味している。
そして、フリツプフロツプ６７のリセット端子Ｒには、
コンデンサ６８、抵抗６９の接続点の電圧がダイオード
７０を介して加えられている。
コンデンサ６８、抵抗６９の接続点の電圧がダイオード
７０を介して加えられている。
このコンデンサ６８及び抵抗６９は、フリツプフロツプ
６７をスイッチＫＳがオンされたときリセット、即ち初
期リセットを行うためのものである。
６７をスイッチＫＳがオンされたときリセット、即ち初
期リセットを行うためのものである。
フリツプフロツプ６７の出力端子Ｑは信号増幅器７１、
入力抵抗７２を介してトランジスタ７３に接続されてお
り、このトランジスタ７３のオン、オフ制御を行う。
入力抵抗７２を介してトランジスタ７３に接続されてお
り、このトランジスタ７３のオン、オフ制御を行う。
トランジスタ７３には、リレー接点４４を開閉させるた
めのリレーコイル７４、衝撃電圧吸収用ダイオード７５
、表示用の発光ダイオード７６及び抵抗７７が接続され
ている。
めのリレーコイル７４、衝撃電圧吸収用ダイオード７５
、表示用の発光ダイオード７６及び抵抗７７が接続され
ている。
第３の比較器５３は、ガス検出素子２１の電気抵抗値か
らその作動温度の下降を判断するもので、その出力は抵
抗制御回路Ｂのフリツプフロツプ６７のクロツク端子Ｃ
Ｌ及びフリツプフロツプ８０のリセット端子Ｒに与えら
れる。
らその作動温度の下降を判断するもので、その出力は抵
抗制御回路Ｂのフリツプフロツプ６７のクロツク端子Ｃ
Ｌ及びフリツプフロツプ８０のリセット端子Ｒに与えら
れる。
ソリツブフロツプ８０は、フリツプフロツプ６７と同じ
もので、その出力端子Ｑはフリツブフロツブ６７のデー
タ端子Ｄに接続されており、またそのデータ端子Ｄはフ
リツプフロツプ６７の出力端子Ｑに接続されている。
もので、その出力端子Ｑはフリツブフロツブ６７のデー
タ端子Ｄに接続されており、またそのデータ端子Ｄはフ
リツプフロツプ６７の出力端子Ｑに接続されている。
また、フリツプフロツプ８０の出力端子Ｑは、信号増幅
器８１、入力抵抗８２を介してトランジスタ８３に接続
されており、このトランジスタ８３のオン、オフの制御
を行う。
器８１、入力抵抗８２を介してトランジスタ８３に接続
されており、このトランジスタ８３のオン、オフの制御
を行う。
トランジスタ８３には、リレー接点４５を開閉させるた
めのリレーコイル８４、衝撃吸収用ダイオード８５、表
示用の発光ダイオード８６及び抵抗８７が接続されてい
る。
めのリレーコイル８４、衝撃吸収用ダイオード８５、表
示用の発光ダイオード８６及び抵抗８７が接続されてい
る。
上記構成において、ガス検出素子２１は、エンジン１０
から排出される排気ガスのガス成分、特に酸素濃度に応
じて電気抵抗値が変化する。
から排出される排気ガスのガス成分、特に酸素濃度に応
じて電気抵抗値が変化する。
排気ガス成分は、気化器１２からエンジン１０へ供給さ
れる混合気の空燃比Ａ／Ｆに応じて変化するため、ガス
検出素子２１は、空燃比Ａ／Ｆに対しで第４図の曲線Ｔ
Ｉ ， Ｔ２ ＋ Ｔ３で示すように電気抵抗値Ｒが変
化する。
れる混合気の空燃比Ａ／Ｆに応じて変化するため、ガス
検出素子２１は、空燃比Ａ／Ｆに対しで第４図の曲線Ｔ
Ｉ ， Ｔ２ ＋ Ｔ３で示すように電気抵抗値Ｒが変
化する。
ここで、エンジン始動時のようにガス検出素子２１が最
低作動温度Ｔ３にあるとき、その電気抵抗値Ｒは第４図
の曲線Ｔ３で示すように高い値のレベルで変化する。
低作動温度Ｔ３にあるとき、その電気抵抗値Ｒは第４図
の曲線Ｔ３で示すように高い値のレベルで変化する。
このため、分圧点ａでは、分圧点ｃ，ｄの上限、下限基
準電圧よりも低い電圧ｌ／ベルで電圧が変化し、第２、
第３の比較器５２，５３は共に“１”レベル信号を出力
する。
準電圧よりも低い電圧ｌ／ベルで電圧が変化し、第２、
第３の比較器５２，５３は共に“１”レベル信号を出力
する。
したがって、フリツプフロツプ６７は、セット端子Ｓに
インバータ６６で反転された゛０″レベル信号が加えら
れ、かつ初期リセット用のコンデンサ６８のためにリセ
ツト端子Ｒに所定期間“１”レベル信号が加えられ、出
力端子Ｑからは”０”′レベル信号が出力される。
インバータ６６で反転された゛０″レベル信号が加えら
れ、かつ初期リセット用のコンデンサ６８のためにリセ
ツト端子Ｒに所定期間“１”レベル信号が加えられ、出
力端子Ｑからは”０”′レベル信号が出力される。
他方、フリツプフロツブ８０は、セツト端子Ｓに常時“
０”レベル信号が加えられ、かつリセット端了Ｒに第３
の比較器５３の“１”レベル信号が加えられ、これも出
力端子Ｑから“０”レベル信号が出力される。
０”レベル信号が加えられ、かつリセット端了Ｒに第３
の比較器５３の“１”レベル信号が加えられ、これも出
力端子Ｑから“０”レベル信号が出力される。
これにより、トランジスタ７３．８３は共にオフし、リ
レー接点４４．４５もオフに保持され、基準抵抗手段全
体の電気抵抗値は基準抵抗４１６こよる値ＲＡとなる。
レー接点４４．４５もオフに保持され、基準抵抗手段全
体の電気抵抗値は基準抵抗４１６こよる値ＲＡとなる。
しかして、エンジン１０に供給された混合気の空燃比Ａ
／Ｆが設定値である理論空燃比ＳＴより大きくなると、
ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒが基準抵抗値ＲＡより
も大きくなる。
／Ｆが設定値である理論空燃比ＳＴより大きくなると、
ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒが基準抵抗値ＲＡより
も大きくなる。
この結果、分圧点ａの電圧は分圧点ｂの基準電圧より小
さくなり、第１の比較器５１は“１”レベルのガス検出
信号を出力し、インバータ６４、抵抗６５及び駆動回路
を介して気化器１２の空燃比調整器を作動させ、エンジ
ン１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比
ＳＴとする。
さくなり、第１の比較器５１は“１”レベルのガス検出
信号を出力し、インバータ６４、抵抗６５及び駆動回路
を介して気化器１２の空燃比調整器を作動させ、エンジ
ン１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比
ＳＴとする。
また、逆に空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比ＳＴより小さくな
ると、ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒが基準抵抗値Ｒ
Ａよりも小さくなる。
ると、ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒが基準抵抗値Ｒ
Ａよりも小さくなる。
この結果、分圧点ａの電圧は分圧点ｂの基準電１ｆより
大きくなり、第１の比較器５１は゛０“レベルのガス検
出信号を出力し、インバータ６４、抵抗６５及び駆動回
路を介して気化器１２の空燃比調整器を作動させ、エン
ジン１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆを理論空燃
比ＳＴとする。
大きくなり、第１の比較器５１は゛０“レベルのガス検
出信号を出力し、インバータ６４、抵抗６５及び駆動回
路を介して気化器１２の空燃比調整器を作動させ、エン
ジン１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆを理論空燃
比ＳＴとする。
ガス検出素子２１の作動温度が上昇して中間温度Ｔ２程
度になると、ガス検出素子２１の電気抵抗値特性は、第
４図の曲線Ｔ３から曲線Ｔ２にシフトシ、中間レベルで
変化する。
度になると、ガス検出素子２１の電気抵抗値特性は、第
４図の曲線Ｔ３から曲線Ｔ２にシフトシ、中間レベルで
変化する。
このため、分圧点ａの電圧は、分圧点ｃ，ｄの上限、下
限基準電川よりも高くなり、第２、第３の比較器５２．
５３は共に″０″レベル信号を出力する。
限基準電川よりも高くなり、第２、第３の比較器５２．
５３は共に″０″レベル信号を出力する。
したがって、フリツプフロップ６７は、セット端子Ｓに
インバータ６６で反転された“１″レベル信号が加えら
れ、かつスイッチＫＳをオンして所定時間経過後でリセ
ット端子Ｒに゛０″レベル信号が加えられるため、出力
端子Ｑから”１″レベル信号を出力する。
インバータ６６で反転された“１″レベル信号が加えら
れ、かつスイッチＫＳをオンして所定時間経過後でリセ
ット端子Ｒに゛０″レベル信号が加えられるため、出力
端子Ｑから”１″レベル信号を出力する。
他方、フリツプフロツプ８０は、モット端子Ｓ及びリセ
ット端子Ｒに゛０′′レベル信号が加えられ、クロツク
端子ＣＬに゛１′′レベル信号が加えられ、データ端子
Ｄにフリツプフロツプ６７の端子Ｑから゛１゛レベル信
号が加えられる。
ット端子Ｒに゛０′′レベル信号が加えられ、クロツク
端子ＣＬに゛１′′レベル信号が加えられ、データ端子
Ｄにフリツプフロツプ６７の端子Ｑから゛１゛レベル信
号が加えられる。
ここでフリツプフロソプ６７のＱ出力が゛０″レベルか
ら“１”レベルに反転し、データ端子Ｄに加わるのは、
クロツク端子ＣＬに加わる信号が“０”レベルから”１
″レベルに立上るときより若干時間的に遅れがあるため
、フリツプフロツブ８０は出力端子Ｑから゛０″レベル
信号を出力する。
ら“１”レベルに反転し、データ端子Ｄに加わるのは、
クロツク端子ＣＬに加わる信号が“０”レベルから”１
″レベルに立上るときより若干時間的に遅れがあるため
、フリツプフロツブ８０は出力端子Ｑから゛０″レベル
信号を出力する。
これにより、トランジスタ７３のみがオンし、リレー接
点４４のみがオンになって基準抵抗全体の電気抵抗値は
、基準抵抗４１及び４２の並列接こうして、ガス検出素
子２１の電気抵抗値の低下に伴って基準抵抗手段の電気
抵抗値も低下し、第１の比較器５１によるガス成分検出
は作動温度Ｔ３のときと同様に良好に行われる。
点４４のみがオンになって基準抵抗全体の電気抵抗値は
、基準抵抗４１及び４２の並列接こうして、ガス検出素
子２１の電気抵抗値の低下に伴って基準抵抗手段の電気
抵抗値も低下し、第１の比較器５１によるガス成分検出
は作動温度Ｔ３のときと同様に良好に行われる。
なお、基準抵抗手段全体の抵抗値がＲＢとなると、分圧
点ａの電圧は、分圧点Ｃの基準電川より低くなり、第２
の比較器５２の出力は゛１″レベルに反転するが、リセ
ット端子Ｒに゛０゛信号が加わっているためフリツプフ
ロツプ６７のＱ出力は゛１″レベルを保持される。
点ａの電圧は、分圧点Ｃの基準電川より低くなり、第２
の比較器５２の出力は゛１″レベルに反転するが、リセ
ット端子Ｒに゛０゛信号が加わっているためフリツプフ
ロツプ６７のＱ出力は゛１″レベルを保持される。
その後、さらにガス検出素子２１の作動温度が上昇して
最高使用温度Ｔ１程度になると、ガス検出素子２１の電
気抵抗値Ｒは、第４図の曲線Ｔ１で示すようにシフトし
、さらに小さいレベルで変化する。
最高使用温度Ｔ１程度になると、ガス検出素子２１の電
気抵抗値Ｒは、第４図の曲線Ｔ１で示すようにシフトし
、さらに小さいレベルで変化する。
このため、分圧点ａの電圧は再び分圧点Ｃの上限基準電
圧よりも高くなり、第２の比較器５２は第３の比較器５
３と同様に再び゛０″レベル信号を出力する。
圧よりも高くなり、第２の比較器５２は第３の比較器５
３と同様に再び゛０″レベル信号を出力する。
したがって、フリツプフロツプ８０のクロツク端子ＣＬ
の入力信号が゛０″レベルから゛１″レベルに立上がり
、かつこのときセット端子Ｓ及びリセット端子Ｒに゛０
′゛レベル信号がデータ端子Ｄにフリツプフロツブ６γ
の出力端子Ｑから゛Ｔレベル信号が加えられているため
、データ端子Ｄの入力信号、即ち“１″レベル信号が出
力端子Ｑから出力される。
の入力信号が゛０″レベルから゛１″レベルに立上がり
、かつこのときセット端子Ｓ及びリセット端子Ｒに゛０
′゛レベル信号がデータ端子Ｄにフリツプフロツブ６γ
の出力端子Ｑから゛Ｔレベル信号が加えられているため
、データ端子Ｄの入力信号、即ち“１″レベル信号が出
力端子Ｑから出力される。
これにより、トランジスタ７３と同様にトランジスタ８
３もオンし、リレー接点４４に加えてリレー接点４５も
オンとなって、基準抵抗全体の電気抵抗値は、基準抵抗
４１ ，４２及び４３を並列＜ＲＢ ）となる。
３もオンし、リレー接点４４に加えてリレー接点４５も
オンとなって、基準抵抗全体の電気抵抗値は、基準抵抗
４１ ，４２及び４３を並列＜ＲＢ ）となる。
こうして、ガス検出素子２１の電気抵抗値がさらに低下
すると、基準抵抗手段の抵抗値もさらに低下して、第１
の比較器５１によるガス成分検出は作動温度Ｔ２ ＋
Ｔ３のときと同様に良好に行われる。
すると、基準抵抗手段の抵抗値もさらに低下して、第１
の比較器５１によるガス成分検出は作動温度Ｔ２ ＋
Ｔ３のときと同様に良好に行われる。
さらに、その後ガス検出素子２１の作動温度がＴ２に低
下すると、ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒはシフトし
て大きくなる。
下すると、ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒはシフトし
て大きくなる。
このため、分圧点ａの電圧は、分圧点Ｃ，ｄの上限、下
限基準電圧よりも低くなり、比較器５２．５３は゛１″
レベル信号を出力する。
限基準電圧よりも低くなり、比較器５２．５３は゛１″
レベル信号を出力する。
したがってフリツプフロツプ８０は、そのセット端子Ｓ
に゛０゛レベル信号、リセット端子Ｒに゛１′レベル信
号が入力され、出力端子Ｑからは゛０゛レベル信号を出
力する。
に゛０゛レベル信号、リセット端子Ｒに゛１′レベル信
号が入力され、出力端子Ｑからは゛０゛レベル信号を出
力する。
他方フリツプフロツプ６７は、セット端子Ｓ及びリセッ
ト端子Ｒに゛０″レベル信号が加えられ、クロツク端子
Ｃ Ｌに゛１゛レベル信号が加えられ、データ端子Ｄに
フリツプフロツプ８０の端子Ｑから”０゛レベル信号が
加えられる。
ト端子Ｒに゛０″レベル信号が加えられ、クロツク端子
Ｃ Ｌに゛１゛レベル信号が加えられ、データ端子Ｄに
フリツプフロツプ８０の端子Ｑから”０゛レベル信号が
加えられる。
ここで、フリソプフロツプ８０のＱ出力が“１″レベル
から″０″レベルに反転し、データ端子Ｄに加わるのは
クロツク端子ＣＬに加わる信号が″０′レベルから”１
゛レベルに立上るときより若干時間的に遅れがあるため
、フリツプフロツプ６７は端子Ｑから゛１゛レベル信号
を出力し続ける。
から″０″レベルに反転し、データ端子Ｄに加わるのは
クロツク端子ＣＬに加わる信号が″０′レベルから”１
゛レベルに立上るときより若干時間的に遅れがあるため
、フリツプフロツプ６７は端子Ｑから゛１゛レベル信号
を出力し続ける。
これにより、トランジスタ７３のみがオンし、リレー接
点４４のみがオンとなって基準抵抗手段全体の電気抵抗
値はＲＢとなる。
点４４のみがオンとなって基準抵抗手段全体の電気抵抗
値はＲＢとなる。
なお、基準抵抗手段全体の抵抗値がＲＢとなると、分庄
点ａの電圧は分圧点ｄの下限基準電圧より高くなり、第
３の比較器５３の出力は゛０”レベルに反転するが、フ
リツプフロツプ８０は、クロツク端子ＣＬに加えられて
いる信号が変化しないため、端子Ｑから゛０“レベル信
号を出力し続ける。
点ａの電圧は分圧点ｄの下限基準電圧より高くなり、第
３の比較器５３の出力は゛０”レベルに反転するが、フ
リツプフロツプ８０は、クロツク端子ＣＬに加えられて
いる信号が変化しないため、端子Ｑから゛０“レベル信
号を出力し続ける。
その後、ガス検出素子２１の作動温度がＴ２からＴ３に
低下すると、ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒは、大き
くなる。
低下すると、ガス検出素子２１の電気抵抗値Ｒは、大き
くなる。
このため、分圧点ａの電圧は、再び分圧点ｄの下限基準
電圧よりも低くなり、第３の比較器５３は再び゛１″レ
ベル信号を出力する。
電圧よりも低くなり、第３の比較器５３は再び゛１″レ
ベル信号を出力する。
したがって、フリツプフロツプ６７のクロツク端子ＣＬ
に“０”レベルから゛１”レベルに立上る信号が加えら
れ、かつセット端子Ｓ１１Ｊセット端子Ｒ及びデータ端
子Ｄに゛０″レベル信号が加えられているため、データ
端子Ｄの入力信号、即ち゛０″レベル信号が端子Ｑから
出力される。
に“０”レベルから゛１”レベルに立上る信号が加えら
れ、かつセット端子Ｓ１１Ｊセット端子Ｒ及びデータ端
子Ｄに゛０″レベル信号が加えられているため、データ
端子Ｄの入力信号、即ち゛０″レベル信号が端子Ｑから
出力される。
こねにより、トランジスタ８３と同様にトランジスタ７
３もオフし、リレー接点４４．４５は共にオフとなって
基準抵抗手段全体の電気抵抗値はＲＡ−となる。
３もオフし、リレー接点４４．４５は共にオフとなって
基準抵抗手段全体の電気抵抗値はＲＡ−となる。
こうして、ガス検出素子２１の作動温度の上昇、下降に
応じて基準抵抗値が変化し、常に良好なるガス検出が行
われる。
応じて基準抵抗値が変化し、常に良好なるガス検出が行
われる。
また、ガス検出素子２１の電気抵抗値特性は、同じ作動
温度であっても新品と経時変化後のもの（耐久品）とで
第５図の曲線Ｎ（新品）、曲線Ｕ（耐久品）のように変
化することがあるが、この場合においても基準抵抗が追
従して変化し、良好なるガス検出を行い得る。
温度であっても新品と経時変化後のもの（耐久品）とで
第５図の曲線Ｎ（新品）、曲線Ｕ（耐久品）のように変
化することがあるが、この場合においても基準抵抗が追
従して変化し、良好なるガス検出を行い得る。
なお、上記実施例では基準抵抗４１，４２，４３を並列
接続したが、リレー接点４４．４５として常閉型のもの
を用いれば第６図に示すように直列接続することも可能
である。
接続したが、リレー接点４４．４５として常閉型のもの
を用いれば第６図に示すように直列接続することも可能
である。
また、リレー接点が順次切換わるようにしたが、一方の
リレー接点がオンのとき他方のリレー接点がオフするよ
うな制御も可能である。
リレー接点がオンのとき他方のリレー接点がオフするよ
うな制御も可能である。
さらに、第２、第３比較器５２．５３のＬ限、下限基準
電圧を１０■，１０ｖとしたが、これは第１の比較器５
１の基準電圧を中央の値とすればよく、使用素子の抵抗
値変化幅に応じて適当に設定すればよい。
電圧を１０■，１０ｖとしたが、これは第１の比較器５
１の基準電圧を中央の値とすればよく、使用素子の抵抗
値変化幅に応じて適当に設定すればよい。
また、基準電川は、第７図に示すように抵抗９１〜９４
を接続するようにして供給するようにしてもよい。
を接続するようにして供給するようにしてもよい。
また、上記実施例では気化器付エンジンにおいて説明し
たが、燃料噴射装置付エンジン、２次空気供給装置付エ
ンジンにも適用できるし、ボイラー等他の燃焼装置の排
気ガスを検出するこ吉にも適用できる。
たが、燃料噴射装置付エンジン、２次空気供給装置付エ
ンジンにも適用できるし、ボイラー等他の燃焼装置の排
気ガスを検出するこ吉にも適用できる。
以上述べたように本発明によれば、ガス検出素子の使用
温度、経時変化により電気抵抗値特性が変化しても良好
にガス検出を行い得るという優れた効果を奏する。
温度、経時変化により電気抵抗値特性が変化しても良好
にガス検出を行い得るという優れた効果を奏する。
第１図は本発明の−実晦例を示す全体構成図、第２図は
第１図図示のガス検出素子を示す断面図、第３図は第１
図図示の制御回路を示す電気回路図、第４図及び第５図
はガス検出素子の電気抵抗値を示すグラフ、第６図及び
第７図はそれぞれ制御回路の他の実施例の要部を示す電
気回路図である。 ２１・・・・・・ガス検出素子、４１，４２．４３・・
・・・・基準抵抗手段をなす基準抵抗、４４，４５，Ｂ
・・・抵抗制御手段をなすリレー接点、抵抗制御回路、
５１・・・・・・第１の比較器、５２・・・・・・第２
の比較器、５３・・・・・・第３の比較器、ａ・・・・
・・分川点。
第１図図示のガス検出素子を示す断面図、第３図は第１
図図示の制御回路を示す電気回路図、第４図及び第５図
はガス検出素子の電気抵抗値を示すグラフ、第６図及び
第７図はそれぞれ制御回路の他の実施例の要部を示す電
気回路図である。 ２１・・・・・・ガス検出素子、４１，４２．４３・・
・・・・基準抵抗手段をなす基準抵抗、４４，４５，Ｂ
・・・抵抗制御手段をなすリレー接点、抵抗制御回路、
５１・・・・・・第１の比較器、５２・・・・・・第２
の比較器、５３・・・・・・第３の比較器、ａ・・・・
・・分川点。
Claims (1)
- １ 排気ガスのガス成分に応じて電気抵抗値が変化する
ガス検出素子と、このガス検出素子に直列接続された電
気抵抗値を数段階に切替可変の基準抵抗手段と、前記ガ
ス検出素子及び基準抵抗手段の分圧点の電圧を基準電圧
と比較し、ガス検出信号を出力する第１の比較器と、前
記分圧点の電圧を上限基準電圧とひしくする第２の比較
器と、前記分圧点の電圧を下限基準電圧と比較する第３
の比較器と、前記第２の比較器及び第３の比較器の出力
信号に応じて前記基準抵抗手段の電気抵抗を前記ガス検
出素子の抵抗に応じて切替えて変化させる抵抗制却手段
とを備えることを特徴とするガス検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52152271A JPS581745B2 (ja) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | ガス検出装置 |
| DE2844761A DE2844761C3 (de) | 1977-12-16 | 1978-10-13 | Schaltungsanordnung zur Überwachung der Zusammensetzung des Abgasgemischs einer mit einem Luft/Brennstoff-Gemisch betriebenen Brennkraftmaschine |
| US05/953,955 US4258563A (en) | 1977-12-16 | 1978-10-23 | Gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52152271A JPS581745B2 (ja) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | ガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5483898A JPS5483898A (en) | 1979-07-04 |
| JPS581745B2 true JPS581745B2 (ja) | 1983-01-12 |
Family
ID=15536840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52152271A Expired JPS581745B2 (ja) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | ガス検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4258563A (ja) |
| JP (1) | JPS581745B2 (ja) |
| DE (1) | DE2844761C3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07318523A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-08 | Matsushita Seiko Co Ltd | ガス検知装置 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58620B2 (ja) * | 1978-01-19 | 1983-01-07 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ガス検出装置 |
| JPS5642132A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Nippon Soken Inc | Detecting device for air-fuel ratio |
| DE3024607A1 (de) * | 1980-06-28 | 1982-02-04 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur regelung des kraftstoff/luftverhaeltnisses bei brennkraftmaschinen |
| US4490715A (en) * | 1980-09-13 | 1984-12-25 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Gas detector |
| US4337745A (en) * | 1980-09-26 | 1982-07-06 | General Motors Corporation | Closed loop air/fuel ratio control system with oxygen sensor signal compensation |
| US4352087A (en) * | 1981-04-22 | 1982-09-28 | Marie C. Kercheval | Fume detector and alarm system |
| JPS5979847A (ja) * | 1982-10-30 | 1984-05-09 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素濃度センサの制御装置 |
| US5062065A (en) * | 1989-10-06 | 1991-10-29 | Leopold Kostal Gmbh & Co., Kg | Environmental sensing and ventilation control system with compensation for sensor characteristics |
| US5034725A (en) * | 1990-07-11 | 1991-07-23 | Sorensen Thomas C | Semiconductor gas sensor having linearized indications |
| DE4115288C2 (de) * | 1991-05-10 | 1995-05-04 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum Abgleich von Exemplarstreuung und Temperatureinflüssen mindestens eines Sensors |
| DE4137626A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-19 | Bosch Gmbh Robert | Anschlussschaltung fuer eine sauerstoffsonde und pruefverfahren fuer richtigen sondenanschluss |
| US5392599A (en) * | 1994-01-10 | 1995-02-28 | Ford Motor Company | Engine air/fuel control with adaptive correction of ego sensor output |
| US5406829A (en) * | 1994-04-19 | 1995-04-18 | Tektronix, Inc. | Temperature control for chemical sensors |
| US5764150A (en) * | 1996-04-10 | 1998-06-09 | Fleury; Byron | Gas alarm |
| JP3487159B2 (ja) * | 1997-05-21 | 2004-01-13 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置及びその製造方法 |
| US6082177A (en) * | 1997-09-22 | 2000-07-04 | Snap-On Tools Company | Nitric oxide enhanced response circuit for gas analyzer |
| US6357279B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-03-19 | Leco Corporation | Control circuit for thermal conductivity cell |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1451231A (en) * | 1973-03-30 | 1976-09-29 | Nat Res Dev | Gas sensitive devices |
| US3868846A (en) * | 1973-07-02 | 1975-03-04 | Ford Motor Co | Circuit for converting a temperature dependent input signal to a temperature independent output signal |
| US4001758A (en) * | 1975-09-02 | 1977-01-04 | Ford Motor Company | Stoichiometric air/fuel ratio exhaust gas sensor |
| JPS5276991A (en) * | 1975-12-23 | 1977-06-28 | Nippon Soken | Detector for gas composition |
| JPS52134361U (ja) * | 1976-04-03 | 1977-10-12 | ||
| US4112356A (en) * | 1976-12-20 | 1978-09-05 | Toy Stephen M | Semiconductor gas detector circuit |
| US4063447A (en) * | 1977-03-14 | 1977-12-20 | Honeywell, Inc. | Bridge circuit with drift compensation |
| US4147513A (en) * | 1977-09-26 | 1979-04-03 | Bendix Autolite Corporation | Method and apparatus for measuring the O2 content of a gas |
-
1977
- 1977-12-16 JP JP52152271A patent/JPS581745B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-10-13 DE DE2844761A patent/DE2844761C3/de not_active Expired
- 1978-10-23 US US05/953,955 patent/US4258563A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07318523A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-08 | Matsushita Seiko Co Ltd | ガス検知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2844761C3 (de) | 1982-04-29 |
| DE2844761A1 (de) | 1979-06-21 |
| US4258563A (en) | 1981-03-31 |
| DE2844761B2 (de) | 1980-10-09 |
| JPS5483898A (en) | 1979-07-04 |
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