JPS6058548A - 機関の空燃比センサ - Google Patents
機関の空燃比センサInfo
- Publication number
- JPS6058548A JPS6058548A JP58167833A JP16783383A JPS6058548A JP S6058548 A JPS6058548 A JP S6058548A JP 58167833 A JP58167833 A JP 58167833A JP 16783383 A JP16783383 A JP 16783383A JP S6058548 A JPS6058548 A JP S6058548A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- sensor
- engine
- heater
- 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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- 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〕
本発明は内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を測定して空
燃比を検知する機関の空燃比センサに関するものである
。
燃比を検知する機関の空燃比センサに関するものである
。
一般にこの種のセンサは空燃比に対して出力特性がリニ
アに出るためセンサの出力特性が温度依存性を持ち、従
って温度変化に伴って誤差を生じるという欠点を有して
いた。
アに出るためセンサの出力特性が温度依存性を持ち、従
って温度変化に伴って誤差を生じるという欠点を有して
いた。
本発明は上記の従来の欠点を除去するために成されたも
のであシ、センサにヒータを装着し、排気ガス温度が低
いとき即ち機関の吸入空気量が少ないときはヒータに通
電してセンナを加熱し、吸入空気量が多いときはヒータ
の通電を遮断するようにし、センサの温度を常に所定範
囲内に保ち、誤差が少なくヒータの寿命が長い機関の空
燃比センサを提供することを目的とする。
のであシ、センサにヒータを装着し、排気ガス温度が低
いとき即ち機関の吸入空気量が少ないときはヒータに通
電してセンナを加熱し、吸入空気量が多いときはヒータ
の通電を遮断するようにし、センサの温度を常に所定範
囲内に保ち、誤差が少なくヒータの寿命が長い機関の空
燃比センサを提供することを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図において、１は機関の排気管、２は排気管１内に
配設された空燃比センサ部である。空燃比センサ部２は
、厚さが０．５邸の平板状のイオン伝導性固体電解質（
安定化ジルコニア）３の両側面に夫々白金電極４，５を
設けて形成した固体電解質酸素ポンプ６と、同様に平板
状のイオン伝導性固体電解質７０両側面に夫々白金電極
８，９を設けて形成した固体電解質酸素上ンサ１０と、
酸素ポンプ６と酸素センサ１０を０．１邸程度の微小間
隙ｄを介して対向するよう支持するとともに排気管１に
挿設された支持台１１で構成される。１２は電子制御装
置で、酸素センサ１０が電極８，９間に発生した起電力
ｅを抵抗Ｒ，を介して演算増幅器Ａの反転入力端子に印
加し、演算増幅器Ａは非反転入力端子に印加されている
基準電圧Ｖ１と上記起電力ｅの差異に比例した出力を出
し、該出力によシトランジスタＴＲＩが駆動され、酸素
ポンプ６の電極４，５間に直流電源Ｂからトランジスタ
Ｔｌｌ□を介して流れるポンプ電流Ｉｐが制御される。
配設された空燃比センサ部である。空燃比センサ部２は
、厚さが０．５邸の平板状のイオン伝導性固体電解質（
安定化ジルコニア）３の両側面に夫々白金電極４，５を
設けて形成した固体電解質酸素ポンプ６と、同様に平板
状のイオン伝導性固体電解質７０両側面に夫々白金電極
８，９を設けて形成した固体電解質酸素上ンサ１０と、
酸素ポンプ６と酸素センサ１０を０．１邸程度の微小間
隙ｄを介して対向するよう支持するとともに排気管１に
挿設された支持台１１で構成される。１２は電子制御装
置で、酸素センサ１０が電極８，９間に発生した起電力
ｅを抵抗Ｒ，を介して演算増幅器Ａの反転入力端子に印
加し、演算増幅器Ａは非反転入力端子に印加されている
基準電圧Ｖ１と上記起電力ｅの差異に比例した出力を出
し、該出力によシトランジスタＴＲＩが駆動され、酸素
ポンプ６の電極４，５間に直流電源Ｂからトランジスタ
Ｔｌｌ□を介して流れるポンプ電流Ｉｐが制御される。
即ち、起電力ｅを所定値（Ｖυに保つのに必要なポンプ
電流Ｉｐが供給されるように制御される。又、ポンプ電
流Ｉｐに対応した出力信号を得るために抵抗ＲＯが設け
られる。Ｃは演算増幅器Ａに（−４設されたコンデンサ
、１３は空燃比センサ２を加熱する加へ′へ体で、加熱
体重３にはニクロム線又はセラミックヒータ等が用いら
れる。加熱体１３ Ｉ」、’ −ｙＷが直流電源Ｂに接
続され、他端がトランジスタＴ Ｒ２に接続される。１
４はトランジスタＴ Ｒ２の制御用Ｚ：ｌｉ子で、機関
の吸入空気量又はこれに相当する信号（例えば機関の吸
気負圧と回転数とによって決まる値）を入力してトラン
ジスタＴＲ，のオンオフを行う。
電流Ｉｐが供給されるように制御される。又、ポンプ電
流Ｉｐに対応した出力信号を得るために抵抗ＲＯが設け
られる。Ｃは演算増幅器Ａに（−４設されたコンデンサ
、１３は空燃比センサ２を加熱する加へ′へ体で、加熱
体重３にはニクロム線又はセラミックヒータ等が用いら
れる。加熱体１３ Ｉ」、’ −ｙＷが直流電源Ｂに接
続され、他端がトランジスタＴ Ｒ２に接続される。１
４はトランジスタＴ Ｒ２の制御用Ｚ：ｌｉ子で、機関
の吸入空気量又はこれに相当する信号（例えば機関の吸
気負圧と回転数とによって決まる値）を入力してトラン
ジスタＴＲ，のオンオフを行う。
上記装置においては、酸素ポンプ６と酸素センサ１０の
微小間隙ｄ内に導入された排気ガスの酸素分圧が酸素ポ
ンプ６によってポンプ電流Ｉｐに応じて制御され、酸素
センサ１０はイ玖小間隙ｄ内の排気ガスの酸素分圧と微
小間隙ｄ以外の排気ガスの酸素分圧との差異に応じて起
電力ｅを発生する。
微小間隙ｄ内に導入された排気ガスの酸素分圧が酸素ポ
ンプ６によってポンプ電流Ｉｐに応じて制御され、酸素
センサ１０はイ玖小間隙ｄ内の排気ガスの酸素分圧と微
小間隙ｄ以外の排気ガスの酸素分圧との差異に応じて起
電力ｅを発生する。
この起電力ｅは基準電圧Ｖ、と比較され、その差に応じ
てトランジスタＴＲ，が駆動されてポンプ電流Ｉｐが制
御される。この結果、ポンプ電流■ｐは起′１１を力ｅ
を所定値ｖＩに保つために必要なたり流れるよう制御さ
れ、このポンプ電流ｌｐに対応した出力が抵抗Ｒｏの両
端間から得られ、第２図に示すような空燃比とポンプ電
流との関係特性が得られる。即ち、理論空燃比を境とし
て左右に広がる特性が得られるので、理論空燃比よりリ
ッチ側、リーン側の空燃比を測定して燃料供給装置にフ
ィードバックし、正確な空燃比で運転できる。しかるに
、第２図に示すように上記特性は空燃比センサ部２の温
度によって変化し、この変化は空燃比センサ部２の温度
が低いほど大きくなる。第２図で示した場合には７５０
℃以上では特性の変化はなく、７５０℃以下では大きく
変化する。
てトランジスタＴＲ，が駆動されてポンプ電流Ｉｐが制
御される。この結果、ポンプ電流■ｐは起′１１を力ｅ
を所定値ｖＩに保つために必要なたり流れるよう制御さ
れ、このポンプ電流ｌｐに対応した出力が抵抗Ｒｏの両
端間から得られ、第２図に示すような空燃比とポンプ電
流との関係特性が得られる。即ち、理論空燃比を境とし
て左右に広がる特性が得られるので、理論空燃比よりリ
ッチ側、リーン側の空燃比を測定して燃料供給装置にフ
ィードバックし、正確な空燃比で運転できる。しかるに
、第２図に示すように上記特性は空燃比センサ部２の温
度によって変化し、この変化は空燃比センサ部２の温度
が低いほど大きくなる。第２図で示した場合には７５０
℃以上では特性の変化はなく、７５０℃以下では大きく
変化する。
そこで、本実施例では空燃比センサ部２を加熱する加熱
部１３を設けるとともにこの加熱部１３への通電および
その遮断を行うトランジスタＴ＆を設け、機関の吸入空
気量あるいけこれに相当する信号によってトランジスタ
ＴＲ２をオンオフするようにしている。第３図は吸入空
気量とセンサ部２の温度との関係を示し、１ｌｏｆｆ
’Ｉよ発熱体１３の通電を遮断したときの特性、ｈｏｎ
は発熱体１３に通電したときの特性、ｈ’ｏｎは発熱体
１３の加熱容量を大きくしてセンサ部２をよシ加熱する
ようにした場合を示す。この中では、ｈ’ｏｎの特性の
場合がセンサ部２の温度をほぼ一定にすることができ、
低負荷時でも空燃比を正確に検出することができる。た
だし、１ｌｏｆｆの特性にも示すように吸入空気量の多
いときには排気ガスの温度も高く、センサ部２も充分加
熱されるのでセンサ部２を加熱しなくても充分機能を満
足させることができる。このため、本実施例では吸入空
気量が所定値以下のときにトランジスタＴＲ，をオンし
て加熱体１３への通電を行い、吸入空気量が所定値以上
のときにｔまトランジスタＴ’＆をオフして加熱体１３
へのノ１０電を遮断するようにしている。
部１３を設けるとともにこの加熱部１３への通電および
その遮断を行うトランジスタＴ＆を設け、機関の吸入空
気量あるいけこれに相当する信号によってトランジスタ
ＴＲ２をオンオフするようにしている。第３図は吸入空
気量とセンサ部２の温度との関係を示し、１ｌｏｆｆ
’Ｉよ発熱体１３の通電を遮断したときの特性、ｈｏｎ
は発熱体１３に通電したときの特性、ｈ’ｏｎは発熱体
１３の加熱容量を大きくしてセンサ部２をよシ加熱する
ようにした場合を示す。この中では、ｈ’ｏｎの特性の
場合がセンサ部２の温度をほぼ一定にすることができ、
低負荷時でも空燃比を正確に検出することができる。た
だし、１ｌｏｆｆの特性にも示すように吸入空気量の多
いときには排気ガスの温度も高く、センサ部２も充分加
熱されるのでセンサ部２を加熱しなくても充分機能を満
足させることができる。このため、本実施例では吸入空
気量が所定値以下のときにトランジスタＴＲ，をオンし
て加熱体１３への通電を行い、吸入空気量が所定値以上
のときにｔまトランジスタＴ’＆をオフして加熱体１３
へのノ１０電を遮断するようにしている。
以上のように本発明においては、空燃比セン′す部を加
熱する加熱体を設け、この加熱体を機関の吸入空気量が
所定値以下のときに通電するとともに吸入空気量が所定
値以上のときに通電を遮断ターるようにしておシ、検出
特性が温度依存性を有する空燃比センサ部の温度をほぼ
一定に保つことができ、特に通常誤差の大きい排気ガス
の温度が低い低流量域においても機関の空燃比を正確に
検出することができる。又、排気ガス温度が高くなる大
流量域においては発熱体の通電を遮断するので発熱体の
寿命を長くすることができるとともに電力消費量を少な
くすることができる。
熱する加熱体を設け、この加熱体を機関の吸入空気量が
所定値以下のときに通電するとともに吸入空気量が所定
値以上のときに通電を遮断ターるようにしておシ、検出
特性が温度依存性を有する空燃比センサ部の温度をほぼ
一定に保つことができ、特に通常誤差の大きい排気ガス
の温度が低い低流量域においても機関の空燃比を正確に
検出することができる。又、排気ガス温度が高くなる大
流量域においては発熱体の通電を遮断するので発熱体の
寿命を長くすることができるとともに電力消費量を少な
くすることができる。
第１図は本発明に係る空燃比センサの構成図、第２図は
本発明装置に係る空燃比とポンプ電流との関係図、第３
図は本発明装置に係る吸入空気量と空燃比センサ部の温
度との関係図である。 １・−・排気管、２・・・空燃比センサ部、６・・・固
体電解質酸素ポンプ、１０・・・固体電解質酸素センサ
、１２・・・電子制御装置、１３・・・発熱体、Ｔ Ｒ
２・・・トランジスタ。 代理人 大岩増雄 第１１Ａｉ 手続補正書（自発） １．事件の表示 特願昭５８−１６７８３３号２、発明
の名称 機関の空燃比センサ ３、補正をする者 名 称 （６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５、補正
の対象 図面。 ６ 補正の内容 第１図を別紙のように補正する。 ７、 添付書類の目録 図 面 １ 通 １≧Ｌ 」二
本発明装置に係る空燃比とポンプ電流との関係図、第３
図は本発明装置に係る吸入空気量と空燃比センサ部の温
度との関係図である。 １・−・排気管、２・・・空燃比センサ部、６・・・固
体電解質酸素ポンプ、１０・・・固体電解質酸素センサ
、１２・・・電子制御装置、１３・・・発熱体、Ｔ Ｒ
２・・・トランジスタ。 代理人 大岩増雄 第１１Ａｉ 手続補正書（自発） １．事件の表示 特願昭５８−１６７８３３号２、発明
の名称 機関の空燃比センサ ３、補正をする者 名 称 （６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５、補正
の対象 図面。 ６ 補正の内容 第１図を別紙のように補正する。 ７、 添付書類の目録 図 面 １ 通 １≧Ｌ 」二
Claims (1)
- （１）機関の排気ガスを導入する間隙を介して対向配置
された、ポンプ電流に応じて間隙内の排気ガスの酸素分
圧を制御する固体電解質酸素ポンプと間隙内および間隙
外の排気ガスの酸素分圧の差異に応じた起電力を発生す
る固体電解質酸素センサを有する空燃比センサ部を備え
、前記起電力が所定値を保つようにポンプ電流を流し、
このポンプ電流に対応した出力信号によって機関の空燃
比を検出するようにした機関の空燃比センサにおいて、
空燃比センサ部を加熱するとともに機関の吸入空気量が
所定値以下のときに通電され機関の吸入空気量が所定値
以上のときに通電を遮断される加熱体を設けたことを特
徴とする機関の空燃比センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58167833A JPS6058548A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 機関の空燃比センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58167833A JPS6058548A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 機関の空燃比センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058548A true JPS6058548A (ja) | 1985-04-04 |
Family
ID=15856930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58167833A Pending JPS6058548A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 機関の空燃比センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058548A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130650A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | Control circuit of heater current |
| JPS58105058A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-22 | Hitachi Ltd | 原子炉設備 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP58167833A patent/JPS6058548A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130650A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | Control circuit of heater current |
| JPS58105058A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-22 | Hitachi Ltd | 原子炉設備 |
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