JPH0625747B2 - 酸素濃度検出装置 - Google Patents
酸素濃度検出装置Info
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- JPH0625747B2 JPH0625747B2 JP60136479A JP13647985A JPH0625747B2 JP H0625747 B2 JPH0625747 B2 JP H0625747B2 JP 60136479 A JP60136479 A JP 60136479A JP 13647985 A JP13647985 A JP 13647985A JP H0625747 B2 JPH0625747 B2 JP H0625747B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はエンジン排気ガス等の気体中の酸素濃度を検出
する酸素濃度検出装置に関する。
する酸素濃度検出装置に関する。
背景技術 内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等を目的とし
て、排気ガス中の酸素濃度を検出し、この検出結果に応
じてエンジンへの供給混合気の空燃比を目標空燃比にフ
ィードバック制御する空燃比制御装置がある。
て、排気ガス中の酸素濃度を検出し、この検出結果に応
じてエンジンへの供給混合気の空燃比を目標空燃比にフ
ィードバック制御する空燃比制御装置がある。
このような空燃比制御装置に用いられる酸素濃度検出装
置として被測定気体中の酸素濃度に比例した出力を発生
するものがある（特開昭５８−１５３１５５号）。かか
る酸素濃度検出装置においては、一対の平板状の酸素イ
オン伝導性固体電解質材を有する酸素濃度検出器が設け
られている。その固体電解質材は被測定気体中に配設さ
れるようになされ、固体電解質材の各表裏面には電極が
各々形成されかつ固体電解質材が所定の間隙部を介して
対向するように平行に配置されている。固体電解質材の
一方が酸素ポンプ素子として、他方が酸素濃度比測定用
電池素子として作用するようになっている。被測定気体
中において間側部側電極が負極になるように酸素ポンプ
素子の電極間に電流を供給すると、酸素ポンプ素子の負
極面側にて間隙部内気体中の酸素ガスがイオン化して酸
素ポンプ素子内を正極面側に移動し正極面から酸素ガス
として放出される。このとき、間隙部内の酸素ガスの減
少により間隙部内の気体と電池素子外側の気体との間に
酸素濃度差が生ずるので酸素ポンプ素子への供給電流が
一定であれば電池素子の電極間にその酸素濃度差、すな
わち被測定気体中の酸素濃度に比例した電圧が発生する
のである。また電池素子の電極間に発生した電圧を一定
値にするように酸素ポンプ素子に供給する電流値を変化
させると、定温においてその電流値が被測定気体中の酸
素濃度にほぼ直線的に比例することになる。
置として被測定気体中の酸素濃度に比例した出力を発生
するものがある（特開昭５８−１５３１５５号）。かか
る酸素濃度検出装置においては、一対の平板状の酸素イ
オン伝導性固体電解質材を有する酸素濃度検出器が設け
られている。その固体電解質材は被測定気体中に配設さ
れるようになされ、固体電解質材の各表裏面には電極が
各々形成されかつ固体電解質材が所定の間隙部を介して
対向するように平行に配置されている。固体電解質材の
一方が酸素ポンプ素子として、他方が酸素濃度比測定用
電池素子として作用するようになっている。被測定気体
中において間側部側電極が負極になるように酸素ポンプ
素子の電極間に電流を供給すると、酸素ポンプ素子の負
極面側にて間隙部内気体中の酸素ガスがイオン化して酸
素ポンプ素子内を正極面側に移動し正極面から酸素ガス
として放出される。このとき、間隙部内の酸素ガスの減
少により間隙部内の気体と電池素子外側の気体との間に
酸素濃度差が生ずるので酸素ポンプ素子への供給電流が
一定であれば電池素子の電極間にその酸素濃度差、すな
わち被測定気体中の酸素濃度に比例した電圧が発生する
のである。また電池素子の電極間に発生した電圧を一定
値にするように酸素ポンプ素子に供給する電流値を変化
させると、定温においてその電流値が被測定気体中の酸
素濃度にほぼ直線的に比例することになる。
かかる酸素濃度検出装置においては、酸素ポンプ素子に
過剰の電流を供給すると、固体電解質材から酸素を奪う
ブラックニング現象が発生する。例えば、固体電解質材
としてZrO2 （二酸化ジルコニウム）が用いられた場
合、酸素ポンプ素子への過剰電流供給によりZrO2かた酸
素O2が奪われてジルコニウムＺrが析出される。このブ
ラックニング現象は酸素ポンプ素子の劣化を急速に進め
酸素濃度検出器としての性能を悪化させる原因となる。
過剰の電流を供給すると、固体電解質材から酸素を奪う
ブラックニング現象が発生する。例えば、固体電解質材
としてZrO2 （二酸化ジルコニウム）が用いられた場
合、酸素ポンプ素子への過剰電流供給によりZrO2かた酸
素O2が奪われてジルコニウムＺrが析出される。このブ
ラックニング現象は酸素ポンプ素子の劣化を急速に進め
酸素濃度検出器としての性能を悪化させる原因となる。
かかる酸素濃度検出装置を用いた空燃比制御装置におい
て、酸素ポンプ素子への供給電流値はブラックニング現
象を防止するためにブラックニング現象発生境界値以下
の値でかつエンジンに供給される混合気の空燃比が目標
空燃比になるときの酸素濃度検出装置の出力電圧が予め
定められた基準電圧に等しくなるように設定される。よ
って、酸素濃度検出装置の出力電圧と基準電圧とを比較
することにより供給混合気の空燃比が目標空燃比よりリ
ッチ及びリーンのいずれであるか判別される。空燃比を
２次空気によって制御する方式の場合、リッチと判別さ
れたならば、２次空気をエンジンに供給し、リーンと判
別されたならば２次空気の供給を停止することにより空
燃比が目標空燃比に制御される。
て、酸素ポンプ素子への供給電流値はブラックニング現
象を防止するためにブラックニング現象発生境界値以下
の値でかつエンジンに供給される混合気の空燃比が目標
空燃比になるときの酸素濃度検出装置の出力電圧が予め
定められた基準電圧に等しくなるように設定される。よ
って、酸素濃度検出装置の出力電圧と基準電圧とを比較
することにより供給混合気の空燃比が目標空燃比よりリ
ッチ及びリーンのいずれであるか判別される。空燃比を
２次空気によって制御する方式の場合、リッチと判別さ
れたならば、２次空気をエンジンに供給し、リーンと判
別されたならば２次空気の供給を停止することにより空
燃比が目標空燃比に制御される。
酸素ポンプ素子に定電流を供給する電流供給手段として
通常、酸素ポンプ素子に流れる電流値を検出して該検出
値を基準値と比較しその比較結果に応じて酸素ポンプ素
子へ供給電流を制御する定電流回路が用いられている。
エンジン始動時等に第１図(a)の如く制御電圧が定電流
回路に供給されると、定電流回路は酸素ポンプ素子へポ
ンプ電流の供給を開始する。しかしながら、空燃比制御
系の動作遅れによりポンプ電流は直ちに定電流値になら
ず第１図(b)の如く過渡的に変化してオーバシュートが
生ずるのでポンプ電流値がブラックニング現象発生境界
値以上なってブラックニング現象を発生することがある
という問題点があった。
通常、酸素ポンプ素子に流れる電流値を検出して該検出
値を基準値と比較しその比較結果に応じて酸素ポンプ素
子へ供給電流を制御する定電流回路が用いられている。
エンジン始動時等に第１図(a)の如く制御電圧が定電流
回路に供給されると、定電流回路は酸素ポンプ素子へポ
ンプ電流の供給を開始する。しかしながら、空燃比制御
系の動作遅れによりポンプ電流は直ちに定電流値になら
ず第１図(b)の如く過渡的に変化してオーバシュートが
生ずるのでポンプ電流値がブラックニング現象発生境界
値以上なってブラックニング現象を発生することがある
という問題点があった。
また、酸素ポンプ素子と電池素子との間に間隙部がある
ため酸素ポンプ素子へのポンプ電流の供給開始直後にポ
ンプ電流値が基準値に対応した定電流値以上に上昇して
も応答遅れにより電池素子の出力電圧は直ちに基準電圧
付近に達せず第１図(c)の如く徐々に上昇する。よっ
て、ブラックニング現象の発生防止のために電池素子の
出力電圧から酸素ポンプ素子にブラックニング現象発生
領域となるような過剰電流が流れていることを判別する
ようにした装置でもポンプ電流供給開始直後の過剰電流
が酸素ポンプ素子に流れることが防止できなかった。
ため酸素ポンプ素子へのポンプ電流の供給開始直後にポ
ンプ電流値が基準値に対応した定電流値以上に上昇して
も応答遅れにより電池素子の出力電圧は直ちに基準電圧
付近に達せず第１図(c)の如く徐々に上昇する。よっ
て、ブラックニング現象の発生防止のために電池素子の
出力電圧から酸素ポンプ素子にブラックニング現象発生
領域となるような過剰電流が流れていることを判別する
ようにした装置でもポンプ電流供給開始直後の過剰電流
が酸素ポンプ素子に流れることが防止できなかった。
発明の概要 そこで、本発明の目的はポンプ電流供給開始直後のブラ
ックニング現象の発生を防止することができる酸素濃度
検出装置を提供することである。
ックニング現象の発生を防止することができる酸素濃度
検出装置を提供することである。
本発明の酸素濃度検出装置は被測定気体中に配設される
一対の酸素イオン伝導性固体電解質材を有しその各固体
電解質材に一対の電極が形成されかつ一対の固体電解質
材が所定の間隙部を介して対向するように配置され前記
一対の固体電解質材の一方が酸素ポンプ素子として他方
が酸素濃度比測定用電池素子として各々作用する酸素濃
度検出器と、前記酸素ポンプ素子と電極間に電流を供給
するポンプ電流供給手段と、制御電圧を生成し前記ポン
プ電流供給手段に供給するポンプ電流指令手段とを含
み、ポンプ電流指令手段により生成された前記制御電圧
に基づき前記ポンプ電流供給手段を制御することにより
被測定気体中の酸素濃度に応じて出力を発生する酸素濃
度検出装置であって、前記ポンプ電流指令手段と前記ポ
ンプ電流供給手段との間に遅延手段を設けたことを特徴
としている。
一対の酸素イオン伝導性固体電解質材を有しその各固体
電解質材に一対の電極が形成されかつ一対の固体電解質
材が所定の間隙部を介して対向するように配置され前記
一対の固体電解質材の一方が酸素ポンプ素子として他方
が酸素濃度比測定用電池素子として各々作用する酸素濃
度検出器と、前記酸素ポンプ素子と電極間に電流を供給
するポンプ電流供給手段と、制御電圧を生成し前記ポン
プ電流供給手段に供給するポンプ電流指令手段とを含
み、ポンプ電流指令手段により生成された前記制御電圧
に基づき前記ポンプ電流供給手段を制御することにより
被測定気体中の酸素濃度に応じて出力を発生する酸素濃
度検出装置であって、前記ポンプ電流指令手段と前記ポ
ンプ電流供給手段との間に遅延手段を設けたことを特徴
としている。
実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第２図は本発明による酸素濃度検出装置を用いた空燃比
制御装置を示している。本装置においては、一対の平板
状素子の素子ポンプ素子１及び電池素子２が互いに平行
に配置されている。酸素ポンプ素子１及び電子素子２の
主体は酸素イオン伝導性固体電解質材からなり、その一
端部間には間隙部３が形成され、他端部はスペーサ４を
介して互いに結合されている。また酸素ポンプ素子１及
び電子素子２の一端部の表裏面に多孔質の耐熱金属から
なる方形状の電極板５ないし８が設けられ、他端部には
電極板５ないし８の引き出し線５ａないし８ａが形成さ
れている。
制御装置を示している。本装置においては、一対の平板
状素子の素子ポンプ素子１及び電池素子２が互いに平行
に配置されている。酸素ポンプ素子１及び電子素子２の
主体は酸素イオン伝導性固体電解質材からなり、その一
端部間には間隙部３が形成され、他端部はスペーサ４を
介して互いに結合されている。また酸素ポンプ素子１及
び電子素子２の一端部の表裏面に多孔質の耐熱金属から
なる方形状の電極板５ないし８が設けられ、他端部には
電極板５ないし８の引き出し線５ａないし８ａが形成さ
れている。
酸素ポンプ素子１の電極板５，６間には定電流回路１１
から定電流が供給される。定電流回路11は吸い込み型回
路であり、オペアンプ１２、ＮＰＮトランジスタ１３及
び抵抗１５ないし１７からなる。すなわち、オペアンプ
１２の出力端は抵抗15を介してトランジスタ１３のベー
スに接続されている。またトランジスタ１３のエミッタ
は抵抗16を介してアースされると共に抵抗１７を介して
オペアンプ１２の反転入力端に接続されている。トラン
ジスタ１３のコレクタは酸素ポンプ素子１の内側電極板
６に引き出し線６ａを介して接続され、外側電極板５に
は電圧VBが引き出し線５ａを介して供給されるようにな
っている。
から定電流が供給される。定電流回路11は吸い込み型回
路であり、オペアンプ１２、ＮＰＮトランジスタ１３及
び抵抗１５ないし１７からなる。すなわち、オペアンプ
１２の出力端は抵抗15を介してトランジスタ１３のベー
スに接続されている。またトランジスタ１３のエミッタ
は抵抗16を介してアースされると共に抵抗１７を介して
オペアンプ１２の反転入力端に接続されている。トラン
ジスタ１３のコレクタは酸素ポンプ素子１の内側電極板
６に引き出し線６ａを介して接続され、外側電極板５に
は電圧VBが引き出し線５ａを介して供給されるようにな
っている。
一方、電池素子２の内側電極板７は引き出し線７ａを介
してアースされ、外周電極板８は引き出し線８ａを介し
てオペアンプ２１、抵抗２２ないし２４からなる非反転
増幅器２５に接続されている。非反転増幅器２５の出力
端は空燃比制御回路２０のＶS′入力端に接続されてい
る。空燃比制御回路２０のIC制御出力端にはＤ／Ａ変換
器２６が接続され、Ｄ／Ａ変換器２６は空燃比制御回路
20のIC制御出力端から出力されるディジタル信号に応じ
た電圧を発生する。Ｄ／Ａ変換器２６の出力端にはオペ
アンプからなる電圧ホロワ回路２７を介して積分回路２
８が接続されている。積分回路２８は抵抗２９，３０及
びコンデンサ３１からなり、その出力電圧がオペアンプ
１２の比反転入力端に供給されるようになっている。
してアースされ、外周電極板８は引き出し線８ａを介し
てオペアンプ２１、抵抗２２ないし２４からなる非反転
増幅器２５に接続されている。非反転増幅器２５の出力
端は空燃比制御回路２０のＶS′入力端に接続されてい
る。空燃比制御回路２０のIC制御出力端にはＤ／Ａ変換
器２６が接続され、Ｄ／Ａ変換器２６は空燃比制御回路
20のIC制御出力端から出力されるディジタル信号に応じ
た電圧を発生する。Ｄ／Ａ変換器２６の出力端にはオペ
アンプからなる電圧ホロワ回路２７を介して積分回路２
８が接続されている。積分回路２８は抵抗２９，３０及
びコンデンサ３１からなり、その出力電圧がオペアンプ
１２の比反転入力端に供給されるようになっている。
また非反転増幅器２５の出力端にはリミッタ回路３２が
接続されている。リミッタ回路３２はオペアンプ３３、
抵抗３４，３５、ダイオード３６及びリミッタ基準電圧
発生器３７からなる。オペアンプ３３の反転入力端はリ
ミッタ基準電圧発生器３７の出力端に接続され、非反転
入力端は非反転増幅器２５の出力端に接続されている。
オペアンプ３３は非反転増幅器２５の出力電圧ＶS′と
リミッタ基準電圧ＶＬとの差電圧に応じた電圧を抵抗３
５、ダイオード３６を順方向に介してオペアンプ１２の
反転入力端に供給するようになっている。
接続されている。リミッタ回路３２はオペアンプ３３、
抵抗３４，３５、ダイオード３６及びリミッタ基準電圧
発生器３７からなる。オペアンプ３３の反転入力端はリ
ミッタ基準電圧発生器３７の出力端に接続され、非反転
入力端は非反転増幅器２５の出力端に接続されている。
オペアンプ３３は非反転増幅器２５の出力電圧ＶS′と
リミッタ基準電圧ＶＬとの差電圧に応じた電圧を抵抗３
５、ダイオード３６を順方向に介してオペアンプ１２の
反転入力端に供給するようになっている。
空燃比制御回路２０は上記したIC制御出力端、VS′入力
端の他にＡ／Ｆ駆動端を有し、Ａ／Ｆ駆動端には２時空
気供給調整用の電磁弁３９が接続されている。電磁弁３
９はエンジンの気化器絞り弁下流の吸気通路に連通する
吸気２次空気供給通路に設けられている。
端の他にＡ／Ｆ駆動端を有し、Ａ／Ｆ駆動端には２時空
気供給調整用の電磁弁３９が接続されている。電磁弁３
９はエンジンの気化器絞り弁下流の吸気通路に連通する
吸気２次空気供給通路に設けられている。
かかる構成においては、空燃比制御回路２０のIC制御出
力端からディジタル信号が時点t1においてＤ／Ａ変換器
２６に出力されると、Ｄ／Ａ変換器２６によつてディジ
タル信号が制御電圧ＶＣに変換されて第３図(a)に示す
ように電圧ホロワ回路２７を介して積分回路２８に供給
される。積分回路２８の出力電圧は第３図(b)に示すよ
うに抵抗２９，３０及びコンデンサ31による積分時定数
によって徐々に上場して時点t1から所定時間Ｔ1後に抵
抗２９，３０による制御電圧ＶＣの分圧電圧に達する。
この分圧電圧は基準電圧Ｖr1としてオペアンプ１２の非
反転入力端に供給される。酸素ポンプ素子１の電極板
５，６間を流れるポンプ電流値ＩPは抵抗１６の端子電
圧ＶPによって検出され、その端子電圧ＶPは抵抗17を介
してオペアンプ１２の反転入力端に供給される。端子電
圧ＶPが基準電圧Ｖr1より小のときにはオペアンプ１２
の出力レベルは高レベルとなりトランジスタ１３のベー
ス電流を増大させるのでポンプ電流が増大し、端子電圧
ＶPが基準電圧Ｖr1より大のときにはオペアンプ１２の
出力レベルは低レベルとなり、トランジスタ１５のベー
ス電流を減少させるのでポンプ電流が低下する。この動
作が繰り返し高速に行なわれるのでポンプ電流値は基準
電圧Ｖr1に応じた定電流値となる。
力端からディジタル信号が時点t1においてＤ／Ａ変換器
２６に出力されると、Ｄ／Ａ変換器２６によつてディジ
タル信号が制御電圧ＶＣに変換されて第３図(a)に示す
ように電圧ホロワ回路２７を介して積分回路２８に供給
される。積分回路２８の出力電圧は第３図(b)に示すよ
うに抵抗２９，３０及びコンデンサ31による積分時定数
によって徐々に上場して時点t1から所定時間Ｔ1後に抵
抗２９，３０による制御電圧ＶＣの分圧電圧に達する。
この分圧電圧は基準電圧Ｖr1としてオペアンプ１２の非
反転入力端に供給される。酸素ポンプ素子１の電極板
５，６間を流れるポンプ電流値ＩPは抵抗１６の端子電
圧ＶPによって検出され、その端子電圧ＶPは抵抗17を介
してオペアンプ１２の反転入力端に供給される。端子電
圧ＶPが基準電圧Ｖr1より小のときにはオペアンプ１２
の出力レベルは高レベルとなりトランジスタ１３のベー
ス電流を増大させるのでポンプ電流が増大し、端子電圧
ＶPが基準電圧Ｖr1より大のときにはオペアンプ１２の
出力レベルは低レベルとなり、トランジスタ１５のベー
ス電流を減少させるのでポンプ電流が低下する。この動
作が繰り返し高速に行なわれるのでポンプ電流値は基準
電圧Ｖr1に応じた定電流値となる。
一方、電子素子２の電極板７，８間には電圧ＶSが発生
し、その電圧ＶSは第３図(c)に示すように時点ｔ1か従
来と同様に徐々に上昇してほぼ所定時間Ｔ1後に定めら
れた電圧レベル付近に達する。また、この電圧ＶSは非
反転増幅器２５によつて電圧増幅されて空燃比制御回路
２０のＶS′入力端に供給される。空燃比制御回路２０
は非反転増幅器２５の出力電圧ＶS′を目標空燃比に対
応する基準電圧Ｖr2と比較する。出力電圧ＶS′は供給
混合気の空燃比がリッチになるに従って高くなるのでＶ
S′＞Ｖr2ならばリッチであるとして電磁弁３５が開弁
駆動されて２次空気がエンジンに供給され、ＶS′≦Ｖ
r2ならばリーンであるとして電磁弁３５の開弁駆動の停
止により２次空気の供給が停止される。
し、その電圧ＶSは第３図(c)に示すように時点ｔ1か従
来と同様に徐々に上昇してほぼ所定時間Ｔ1後に定めら
れた電圧レベル付近に達する。また、この電圧ＶSは非
反転増幅器２５によつて電圧増幅されて空燃比制御回路
２０のＶS′入力端に供給される。空燃比制御回路２０
は非反転増幅器２５の出力電圧ＶS′を目標空燃比に対
応する基準電圧Ｖr2と比較する。出力電圧ＶS′は供給
混合気の空燃比がリッチになるに従って高くなるのでＶ
S′＞Ｖr2ならばリッチであるとして電磁弁３５が開弁
駆動されて２次空気がエンジンに供給され、ＶS′≦Ｖ
r2ならばリーンであるとして電磁弁３５の開弁駆動の停
止により２次空気の供給が停止される。
電池素子２の電圧板７，８間の電圧、すなわち非反転増
幅器２５の出力電圧ＶS′が上昇してリミッタ基準電圧
ＶLを越えるとオペアンプ３３によって得られる出力電
圧ＶS′とリミッタ基準電圧ＶLとの差電圧に応じて電圧
が端子電圧ＶPより高くなるので、オペアンプ３３から
抵抗３５、ダイオード３６、抵抗１７そして抵抗１６を
介して電流が流れてオペアンプ１２の反転入力端の電圧
を上昇させる。よって、オペアンプ１２の出力電圧が低
下してトランジスタ１３のベース電流が減少するので酸
素ポンプ素子１のポンプ電流ＩPも減少するのである。
幅器２５の出力電圧ＶS′が上昇してリミッタ基準電圧
ＶLを越えるとオペアンプ３３によって得られる出力電
圧ＶS′とリミッタ基準電圧ＶLとの差電圧に応じて電圧
が端子電圧ＶPより高くなるので、オペアンプ３３から
抵抗３５、ダイオード３６、抵抗１７そして抵抗１６を
介して電流が流れてオペアンプ１２の反転入力端の電圧
を上昇させる。よって、オペアンプ１２の出力電圧が低
下してトランジスタ１３のベース電流が減少するので酸
素ポンプ素子１のポンプ電流ＩPも減少するのである。
分圧電圧ＶLは基準電圧Ｖr2より若干高く設定されるの
で非反転増幅器２５の出力電圧ＶS′が分圧電圧ＶLに達
するとブラックニング現象発生領域に接近したことを表
わす。ＶS′＞ＶL では空燃比がリッチであるほどオペ
アンプ３３の出力電圧が高くなりポンプ電流ＩP を減少
せしめてブラックニング現象の発生が防止されるのであ
る。
で非反転増幅器２５の出力電圧ＶS′が分圧電圧ＶLに達
するとブラックニング現象発生領域に接近したことを表
わす。ＶS′＞ＶL では空燃比がリッチであるほどオペ
アンプ３３の出力電圧が高くなりポンプ電流ＩP を減少
せしめてブラックニング現象の発生が防止されるのであ
る。
今、定常の空燃比制御においてポンプ電流ＩPと排気ガ
ス中の酸素濃度Ｏ2との関係が基準電圧Ｖr2をパラメー
タとして第４図の特性Ａの如く定められると、目標空燃
比Ａ／Ｆaに対応する酸素濃度Ｏ2aではポンプ電流ＩPは
ＩPI となる。各酸素濃度Ｏ2に対するポンプ電流ＩPの
上限値は分圧電圧ＶLをパラメータとして特性Ｂの如く
設定される。供給混合気の空燃比がリッチ側に大きく変
動し、そのとき検出した排気ガス中の酸素濃度がＯ2bで
あれば、ポンプ電流ＩPがＩP1 のままではブラックニン
グ現象発生領域に含まれるが、リミッタ回路２６によっ
てポンプ電流ＩPがＩP2に減少されるのである。
ス中の酸素濃度Ｏ2との関係が基準電圧Ｖr2をパラメー
タとして第４図の特性Ａの如く定められると、目標空燃
比Ａ／Ｆaに対応する酸素濃度Ｏ2aではポンプ電流ＩPは
ＩPI となる。各酸素濃度Ｏ2に対するポンプ電流ＩPの
上限値は分圧電圧ＶLをパラメータとして特性Ｂの如く
設定される。供給混合気の空燃比がリッチ側に大きく変
動し、そのとき検出した排気ガス中の酸素濃度がＯ2bで
あれば、ポンプ電流ＩPがＩP1 のままではブラックニン
グ現象発生領域に含まれるが、リミッタ回路２６によっ
てポンプ電流ＩPがＩP2に減少されるのである。
第５図は本発明の他の実施例を示している。この酸素濃
度検出装置において、第２図に示した酸素濃度検出装置
と同一部分は同一符号で示されており、第２図と同様に
積分回路２８が設けられている。また非反転増幅器２５
の出力端がオペアンプ４２の反転入力端に接続されて電
池素子２の電極板７，８間に発生する電圧ＶSが一定値
になるように積分回路２８の出力電圧に応じてオペアン
プ４２、トランジスタ４３及び抵抗４５，４６からなる
電流供給回路４１が酸素ポンプ素子１の電極板５，６間
に電流を供給するようになっている。抵抗４６の端子電
圧ＶPとして検出される酸素ポンプ素子１を流れるポン
プ電流値は空燃比制御回路４０のＩP入力端に供給され
る。空燃比制御回路４０は端子電圧ＶPから空燃比を目
標空燃比よりリッチ又はリーンかを判別して該判別結果
に応じて電磁弁３９を開弁駆動する。
度検出装置において、第２図に示した酸素濃度検出装置
と同一部分は同一符号で示されており、第２図と同様に
積分回路２８が設けられている。また非反転増幅器２５
の出力端がオペアンプ４２の反転入力端に接続されて電
池素子２の電極板７，８間に発生する電圧ＶSが一定値
になるように積分回路２８の出力電圧に応じてオペアン
プ４２、トランジスタ４３及び抵抗４５，４６からなる
電流供給回路４１が酸素ポンプ素子１の電極板５，６間
に電流を供給するようになっている。抵抗４６の端子電
圧ＶPとして検出される酸素ポンプ素子１を流れるポン
プ電流値は空燃比制御回路４０のＩP入力端に供給され
る。空燃比制御回路４０は端子電圧ＶPから空燃比を目
標空燃比よりリッチ又はリーンかを判別して該判別結果
に応じて電磁弁３９を開弁駆動する。
発明の効果 以上の如く、本発明の酸素濃度検出装置においては、ポ
ンプ電流指令手段からの制御電圧が積分回路等の遅延手
段を介してポンプ電流供手段に供給されるので、ポンプ
電流の供給開始時にポンプ電流指令手段から予め設定さ
れた所定レベルの制御電圧が急に発生しても、遅延手段
を通してポンプ電流供給手段に供給される電圧は０から
徐々に上昇することになる。これにより、ポンプ電流供
給手段は酸素ポンプ素子へ供給するポンプ電流を徐々に
増加させるので、ポンプ電流がオーバシュートすること
が防止される。よって、ポンプ電流の供給開始時にポン
プ電流がブラックニング現象発生領域の値となるとが回
避されるので、酸素濃度検出器としての性能を悪化させ
るブラックニング現象の発生を防止することができる。
ンプ電流指令手段からの制御電圧が積分回路等の遅延手
段を介してポンプ電流供手段に供給されるので、ポンプ
電流の供給開始時にポンプ電流指令手段から予め設定さ
れた所定レベルの制御電圧が急に発生しても、遅延手段
を通してポンプ電流供給手段に供給される電圧は０から
徐々に上昇することになる。これにより、ポンプ電流供
給手段は酸素ポンプ素子へ供給するポンプ電流を徐々に
増加させるので、ポンプ電流がオーバシュートすること
が防止される。よって、ポンプ電流の供給開始時にポン
プ電流がブラックニング現象発生領域の値となるとが回
避されるので、酸素濃度検出器としての性能を悪化させ
るブラックニング現象の発生を防止することができる。
また、遅延手段をポンプ電流指令手段とポンプ電流供給
手段との間に設けているので、制御電圧の変化がない場
合ポンプ電流の応答遅れがないので正確に空燃比が検出
できる。
手段との間に設けているので、制御電圧の変化がない場
合ポンプ電流の応答遅れがないので正確に空燃比が検出
できる。
第１図は従来の酸素濃度検出装置の動作を示す波形図、
第２図は本発明の実施例を示す回路図、第３図は第２図
に示した装置の動作を示す波形図、第４図はポンプ電流
と酸素濃度との関係特性を示す図、第５図は本発明の他
の実施例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明 １……酸素ポンプ素子、２……電池素子 ３……間隙部、５ないし８……電極板 １１……定電流回路、２５……非反転増幅器 ２８……積分回路、３２……リミッタ回路
第２図は本発明の実施例を示す回路図、第３図は第２図
に示した装置の動作を示す波形図、第４図はポンプ電流
と酸素濃度との関係特性を示す図、第５図は本発明の他
の実施例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明 １……酸素ポンプ素子、２……電池素子 ３……間隙部、５ないし８……電極板 １１……定電流回路、２５……非反転増幅器 ２８……積分回路、３２……リミッタ回路
Claims (1)
- 【請求項１】被測定気体中に配設される一対の酸素イオ
ン伝導性固体電解質材を有しその各固体電解質材に一対
の電極が形成されかつ前記一対の固体電解質材が所定の
間隙部を介して対向するように配置され前記一対の固体
電解質材の一方が酸素ポンプ素子として他方が酸素濃度
比測定用電池素子として各々作用する酸素濃度検出器
と、前記酸素ポンプ素子の電極間に電流を供給するポン
プ電流供給手段と、制御電圧を生成し前記ポンプ電流供
給手段に供給するポンプ電流指令手段とを含み、前記ポ
ンプ電流指令手段により生成された前記制御電圧に基づ
き前記ポンプ電流供給手段を制御することにより被測定
気体中の酸素濃度に応じた出力を発生する酸素濃度検出
装置であって、前記ポンプ電流指令手段と前記ポンプ電
流供給手段との間に遅延手段を設けたことを特徴とする
酸素濃度検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60136479A JPH0625747B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 酸素濃度検出装置 |
| US06/875,455 US4698209A (en) | 1985-06-21 | 1986-06-18 | Device for sensing an oxygen concentration in gaseous body with a source of pump current for an oxygen pump element |
| GB8614898A GB2177800B (en) | 1985-06-21 | 1986-06-19 | Device for sensing an oxygen concentration in gaseous body with a source of pump current for an oxygen pump element |
| DE19863621004 DE3621004A1 (de) | 1985-06-21 | 1986-06-23 | Sensoreinrichtung fuer eine sauerstoffkonzentration in einem gasfoermigen koerper mit einer quelle zur erzeugung des pumpenstromes fuer ein sauerstoffpumpenelement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60136479A JPH0625747B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 酸素濃度検出装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60195588A Division JPH0718838B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 酸素濃度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61294357A JPS61294357A (ja) | 1986-12-25 |
| JPH0625747B2 true JPH0625747B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=15176096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60136479A Expired - Fee Related JPH0625747B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 酸素濃度検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH0625747B2 (ja) |
| DE (1) | DE3621004A1 (ja) |
| GB (1) | GB2177800B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2548131B2 (ja) * | 1986-03-04 | 1996-10-30 | 本田技研工業株式会社 | 酸素濃度センサの制御方法 |
| JPH0758053B2 (ja) * | 1987-10-22 | 1995-06-21 | 三菱電機株式会社 | 空燃比制御装置 |
| US5211154A (en) * | 1992-10-29 | 1993-05-18 | Ford Motor Company | Method and apparatus for maintaining stoichiometric air-to-fuel ratio in an internal combustion engine |
| DE69402695T2 (de) * | 1993-03-01 | 1997-07-31 | Ford Motor Co | Stromvervielfältigungsschaltung und abgassawerstoffmessung |
| JP3056365B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2000-06-26 | 三菱電機株式会社 | 酸素濃度センサの制御装置 |
| FR2759168B1 (fr) * | 1997-01-31 | 1999-04-02 | Sagem | Dispositif de mesure de la teneur d'un milieu gazeux en oxygene |
| US6382013B1 (en) * | 2000-05-12 | 2002-05-07 | Daimlerchrysler Corporation | Method of reading an oxygen sensor input |
| DE10244466C1 (de) | 2002-09-24 | 2003-10-02 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer linearen Abgassonde |
| DE10249217B3 (de) * | 2002-10-22 | 2004-07-08 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer linearen Abgassonde |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5748649A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-20 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for air-to-fuel ratio of internal combustion engine |
| JPS6039549A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | 機関の空燃比センサ |
| JPS6063457A (ja) * | 1983-09-17 | 1985-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 機関の空燃比センサ |
| JPS60128349A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Mitsubishi Electric Corp | 空燃比検知装置 |
| US4578171A (en) * | 1983-12-15 | 1986-03-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Air/fuel ratio detector |
| JPH063432B2 (ja) * | 1984-02-08 | 1994-01-12 | 三菱電機株式会社 | 機関の空燃比センサ |
| JPH063431B2 (ja) * | 1984-02-08 | 1994-01-12 | 三菱電機株式会社 | 機関の空燃比センサ |
| JPS60219547A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JPS6141960A (ja) * | 1984-08-03 | 1986-02-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比検出装置 |
| GB2174812B (en) * | 1985-03-19 | 1989-06-21 | Honda Motor Co Ltd | Oxygen concentration system |
-
1985
- 1985-06-21 JP JP60136479A patent/JPH0625747B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-06-18 US US06/875,455 patent/US4698209A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-19 GB GB8614898A patent/GB2177800B/en not_active Expired
- 1986-06-23 DE DE19863621004 patent/DE3621004A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61294357A (ja) | 1986-12-25 |
| GB2177800B (en) | 1989-08-23 |
| DE3621004A1 (de) | 1987-01-29 |
| GB8614898D0 (en) | 1986-07-23 |
| GB2177800A (en) | 1987-01-28 |
| US4698209A (en) | 1987-10-06 |
| DE3621004C2 (ja) | 1988-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |