JPS61200457A

JPS61200457A - 空燃比検出器

Info

Publication number: JPS61200457A
Application number: JP60040198A
Authority: JP
Inventors: Minoru Osuga; 稔大須賀; Takashige Ooyama; 宜茂大山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-09-05
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0680425B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は内燃機関の空燃比を閉ループ制御する突燃比検
出器に係り、特に周囲温度の影響を受けない出力を得る
のに好適な突燃比検出器に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、特開昭５７〜１９２８５２に記載のよう
に、固体電解質の温度を検出する手段として、固体電解
質に交流を用いるか、温度測定の期間を設けるか、温度
測定用素子を設けるようになってぃた。また、排気温度
やエンジンの運転状態より電解質の温度を推測すること
も知られている（実開昭５９−１０３２６５　、特開昭
５９−１８８０５４）　、　Ｌ、かじ、構造が複雑とな
ったり１間接的な温度検出のため精度が不十分などの問
題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は１周囲温度の影響を受けない空燃比信号
を得る突燃比検出器を提供することにある。

〔発明の概要〕　　゛本発明は、突燃比検出器の出力信号中に、固体電解質の
温度に関連する情報が内存されていることを見い出し、
この情報を基にして突燃比検出器の出力が周囲温度の影
響を受けないように温度補償することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の説明に先行して１本発明の基礎となる原理につ
き第１図乃至第６ｒＭにより説明する。固体電解質１の
排気側に多孔質の拡散抵抗体２が設けられている。固体
電解質１は袋管状となっておす、内側には大気が導かれ
ている。さらに内側には、ヒーター３が内蔵されている
。固体電解Ｊｇｔ１には、排気側と大気側にそれぞれ電
極４ａ、４ｂが設けられており、定電流回路により、　
ＷＪ＠極閏に正・逆の一定電流を時分割的に印加する。

この時の端子電圧Ｖの変化より出力を得る。第２図は、
第１図の丸印内を拡大した図である１本センサは。

濃空燃比をも測定する目的で、固体電解質１に印加する
電流の方向を時分割的に反転する。その動作は第２図に
示すように、初めＩ、を図中の矢印の向きに流して、大
気中のａ素を排気中にある拡散抵抗体２内に流し込む１
次に工、をＩ、とは逆向きに流し、拡散抵抗体２内より
酸素を引き抜く。

前者をバイアス動作、後者をセンシング動作と呼ぶ、こ
のバイアス動作により、濃空燃比の測定が可能になる。

第３図に拡散抵抗体２内の酸素濃度の分布（図中の実曲
１１Ａ）の変化と、固体電解［１の端子電圧Ｖの変化を
示した。第３図（ａ）は、バイアス動作時の図である。

工、を流し拡散抵抗体２内に酸素を送り込むと、拡散抵
抗体２内の酸素濃度分布は、固体電解質１側が排気側の
排気中の酸素濃度Ｐ、よりも高くなり、やがてはある分
布曲線に収束する。このため、端子電圧Ｖも電極４ａの
酸素濃度が増加するにつれて増加し、やがては一定値に
収束する。このときのＶは。

４Ｆ　　　Ｐ（４ａ）ここで　ｒ：固体電解質１の内部抵抗Ｔ：固体電解質１の温度Ｒ：ガス定数Ｆ：ファラデ一定数Ｐ（４ａ）：電極４ａ側の酸素濃度Ｐ（４ｂ）：電極４ｂ側の酸′ｉ４濃度となり、右辺第
２項は起電力であり、この値が減小するに従ってＶは増
加する。このバイアス動作で、Ｐ　（４ａ）がＰ、より
高い状態が生じるので濃空燃の測定が可能となるのであ
る。

第３図（ｂ）、（ｃ）は、センシング動作時であり、（
ｂ）はリーン空燃比、（Ｃ）はリッチ空燃比のときであ
る。このときの端子電圧Ｖは。

で表わされる。第３図（ｂ）において、Ｌ　を流し拡散
抵抗体１内の酸素を引き抜くと、電極４ａ側の酸ｌＲａ
度が序々に減少していき（図中の実直線）やがては零と
なる。この時期において、端子電圧Ｖ上に（２）式右辺
第２項の起電力が重畳されてくる。この起電力による増
加分が一定値Ｅ、。

になった時に、センシング動作を終了すれば、このとき
の時間ｔ、が空燃比に比例した値となる。

第３図（ｃ）は、リッチ空燃比の場合で、バイアス動作
後の酸素濃度分布は、排気側から拡散してくる可燃性ガ
ス（Ｇｏ、ＨＣ，Ｈｌ）との酸素が反応するため、Ｐ＝
０の領域が生じる。このため、センシング時に検出され
る酸素量は少なくなるために、■の変化分がＥ、１とな
るまでの時間ｔ１は。

１、よりも小さくなる１以上により、リッチ空燃比が測
定できる。

第４図（ａ）には、１．、Ｌ、Ｖのタイミングチャート
を示した。第４（ａ）図に示したように、１．、Ｉ、を
方向を反転しながら時分割的に流すａ　１％　＋　Ｘｍ
は一定電流とし、バイアス動作時間ｔ、を一定にして、
センシング動作時には。

■の増加分がＥ−Ｌ（一定Ｍ）になった時点で測定を終
了し、この時の時間ｔ１を測定すれば空燃比が求められ
る。第４（ｂ）図は１水力式による出力特性であり、ｔ
、はリッチからリーンまでの広い範囲で空燃比に比例す
る。

第５図は１本センサの動作を実行するための回路の一実
施例である。５は定電流源であり、スイッチ６ａ、ｂを
ＯＮＬ、、スイッチ７ａ、ｂをＯＦＦすると工、が固体
電解質１に流れセンシング動作を行う、またスイッチ６
ａ、ｂを０ＦＦＬ、、スイッチ７ａ、ｂをＯＮすると工
、が流れバイアス動作を行う、ここではＩ−、”Ｉｓで
ある。以下、第６（ａ）図の波形を用いながら本回路の
動作を説明する。初めにスイッチ６ａ、ＥｉｂにＯＮ信
号が入力されて、センシング動作（第６（ａ）図の（イ
））が開始した時点から説明する。このＯＮ信号が遅延
回路８に入力されると、第６　（ａ）　−（イ）図に示
したように、ｔ４後にＯＮ信号がサンプルホールド回路
９に８カされる。サンプルホールド回路９は、センシン
グ動作開始からｔ４後の端子電圧Ｖ、をホールドする。

このＶ、に、加算回路１０によりＥｍ＆が加算されコン
パレータ１１に入力される。コンパレータ１１では、■
。

＋Ｅｏよりも端子電圧Ｖが大きくなった時点でトリガ信
号を出す、このトリガ信号は、単安定マルチバイブレー
タ１２に入力され、トリガ信号入力機ｔ２間は、了をＯ
ＦＦ、ＱをＯＮ状態にする。

すなわち、この３１間はスイッチ７ａ、ｂにはＯＮ信号
、スイッチ６ａ、ｂにはＯＦＦ信号が入力され、バイア
ス動作を行う（第６　（ａ）　−（ロ）図）０時間し、
経過すると、マルチバイブレータ１２のＱは再びＯＮ、
ＱはＯＦＦ状態となるのでセンシング動作を開始する。

出力はＱがＯＮＬ、ている時間、つまりｔｌをアナログ
出力に変換する出力回路１３により作られる。

ここで、ホールドされたＶ、は、（１）、（２）式で示
すｒＩとほぼ等しく、固体電解質１の内部抵抗ｒを示し
ており（，’１．＝Ｘ、＝一定）、シいては固体電解質
１の温度をも示している。

次に、［ｌＩの温度Ｔ、がＴ、’　　（Ｔ、＞Ｔ、”）
と変化した場合の波形の変化について、第６図により説
明する。第６図（ａ）−（イ）はセンシング時の波形、
（ａ）−（ロ）はバイアス時の波形である。温度がＴ、
からＴ、′と低くなると、■。

はＶ　、　／　　と高くなる（（１）、（２）式）、こ
こで、Ｅｌをどちらの場合も同じとすると、Ｔ、′の時
の方がセンシング時間し、′　が短くなる。なお１図６
　（ａ）　−（ロ）のバイアス波形は、　　ｔｂは一定
にしているので変化せず、絶対値は、やはりＴ　、　／
　　の時の方が高くなり、温度によりｔ、に誤差が生じ
る。このようにｔ、に誤差が生じる理由を、第６図（ｂ
）により説明する。第６図（ｂ）中で拡散抵抗体２内の
酸素濃度分布を示した１分布り、　　（ｄｉｓｔｒｉｂ
ｕｔｉｏｎ　ｉｎ　５ｅｎｓｉｎ（ａｃｔｉｏｎ）は。

センシング動作終了時の分布で１分布Ｄ１（ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｂｉａｓ　ａｃｔｉｏｎ）　　
は、バイアス動作終了時の分布を示している＊　Ｄａ’
　＋　Ｄｂ′は。

温度がＴ、′　のときのそれぞれの分布を示しているｓ
Ｉｂ＋Ｌ＋ｔｂ＋ＥａＬをそれぞれ固定した値にすると
、Ｄ、とＤ＠’　、ＤｂとＤｂ’間に差が生じる。これ
は、温度の差により、拡散抵抗体２、内のｖ素の拡散速
度が異なるためである。ここで。

Ｄ、、Ｄ、’　　はＥ、Ｌを一定としているので、Ｗ１
唖４ａでのＰ（４ａ）がほぼ零となるまで酸素を引き抜
かれるため、はぼ同じ分布となる。一方。

ＤｂｔＤｂ’　　は、ｔｂ　を一定としているため、酸
素の拡散速度の差より、差が生じ、Ｄ５′　　よりもＤ
ｌの方が全体的に高い分布となる１以上に示したように
１周囲の温度が変化した場合、酸素の拡散速度に起因す
る酸素濃度分布の変化の様子が異なるためにｔ、に変化
が生じる。ｔ、′　がｔ、より小さくなるために、第６
図（ｃ）　Ｌこ示したように、Ｔ、′　の時の出力がＴ
、の時のものより低くなってしまい、温度により誤差が
生じることになる。

第７図は、上記の温度変化による誤差を生じさせないた
めの回路の一実施例である。サンプルホールド回路９に
よりホールドされたＶ、（内部抵抗を示す値）をコンパ
レータ１４である一定の値Ｖ　３１　ｔ　ａ　１と比較
し、ＶＷ＜Ｖ、、、、の時にＯＮ信号をトランジスタ１
５のベースに入力し、トランジスタ１５を非導通状態に
し、ヒーター３への通電を停止する。このＶ　＊　＜　
Ｖ　−、−ｔは、固体電解質１の内部抵抗ｒが小さい状
態、つまり温度が設定温度よりも高くなっている状態で
あり、この場合は前述したように、ヒーター３への通電
を停止する。

次にＶ、＞Ｖ、、、になると、コンパレータ１４はＯＦ
Ｆ信号をトランジスタ１５のベースに出力するため、ヒ
ーター３は通電される６つまり、固体電解質１の温度が
設定温度よりも低くなった時に。

ヒーター３に通電する０以上により、■、がある値Ｖ　
＠　ｔ　＊　ｔに制御できるため、固体電解質１の温度
は常に一定値に制御される。これにより周囲温度の影響
に無関係に空燃比の検出が可能となる。

第８図には、第７図の回路の動作原理と実験結果を示す
、固体電解質１の温度を一定に保っているため、第８図
（ａ）　−（イ）のセンシング時の波形も、（ａ）−（
ロ）のバイアス時の波形もＴ、とＴ、′　では同じとな
る。また第８図（ｂ）に示したようにり、とり、’、Ｄ
、とＤ　、　Ｉのそれぞれの分布も同一となる０以上の
原理により測定した出力値を第８図（ｃ）に示す０周囲
の温度がＴ、、Ｔ、’　　と異なっても、ヒーター３の
制御により固体電解質１の温度は一定に保たれるため。

Ｔ　ｓ　ｔ　Ｔａ２　　の時の出力は一致する。

次に、他の温度補償原理を第９図に示す、ここで、Ｘ、
＝１．＝一定、Ｅｌ一定である。第９図（ａ）−（イ）
に示したように、センシング時にホールドした値Ｖ＠Ｈ
Ｖ１１’　　をバイアス時（第９図（ａ）−（ロ））ま
で保持しておき、バイアス時の端子電圧Ｖｓ　７５＜Ｖ
Ｗ　と等しくなったらバイアス動作を終了するようにす
る。このため、Ｔ、′と８ｇ１ａ度が低い時には、ｔ、
′　とバイアス時間が長くなるため、センシング時間ｔ
、とｔ、／　　には差がなくなる。この原理を第９図（
ｂ）で示す。

バイアス終了時の端子電圧Ｖ、をＶＷ（センシング開始
時の端子電圧）と等しくすることは、　（１）式と（２
）式のＶを等しくすることであり、これは。

Ｐ　　（４ａ）　　＝Ｐ　　（４ｂ）　　　　　　　　
　・・・（３）となった時に生じる。つまり、Ｐ　（４
ａ）は大気中の酸素濃度であるために、Ｐ（４ａ）は、
はぼ大気中の酸素濃度になるまで上昇する。つまり。

周囲温度（Ｔ、、Ｔ、’　　）によらず、Ｐ（４ａ）は
常に一定の値となるため、Ｄ、′　とＤ５はほぼ同じ分
布となる。このため、第６図（ｂ）に示したようなり、
とｐ％　　の差がなくなり５温度に影響されないｔ、が
得られる。第９図（ｃ）は実測結果であり、周囲温度が
Ｔ、からＴ、′　に変化するとン（イアス時間ｔ、がし
、′　と長くなるために、周囲温度の影響を受けない出
力が得られる。

第１０図は、第９図の動作原理を実行するための回路の
一実施例である。サンプルホールド回路９によりホール
、ドされたＶ、を、コンパレータ１６に入力し、バイア
ス時、Ｉ、が流れている時の端子電圧Ｖ、と比較する。

■、とＶ、が等しくなったら、コンパレータ１６はＯＦ
Ｆイ：号を出力し、これが単安定マルチバイブレータ１
２のリセット端子に入力され、−ζ−がＯＮ、ＱがＯＦ
Ｆとなり、スイッチ６ａ、ｂがＯＮ、スイッチ７ａ、ｂ
がＯＦＦする。すると、■、がアースされ、コンパレー
タ１６はＯＮし、マルチバイブレータ１２は、ＱＯＮ、
ＱＯＦＦの状態をつづける０次にセンシング時に端子電
圧Ｖ、の変化分がＩＥａｔより大きくなると、コンパレ
ータ１７はＯＦＦする。このＯＦ　Ｆ　？ｍ号がマルチ
バイブレータ１２のプリセット端子に入力され、可がＯ
ＦＦ、ＱがＯＮとなりバイアス動作が始まる。この時ｖ
１はアースされるためコンパレータ１７はすぐにＯＮｔ
、、マルチバイブレータ１２は、゛ローＯＦＦ、ＱＯＮ
の状態をつづける０以上のように、第１０図の回路によ
り、第９図に示した補償動作が実行され、自動的に温度
補償された出力が得られる。

以上のように、固体電解質１の温度が低い場合には、バ
イアス時間を長くすれば良いことがわかる。ｆｊＳ９．
１０図に示した方式では、ｔ、が自動的に変わるが、次
の第１１．１２図に示す方式は。

ｔ、を強制的に変える方式である。つまり第１１図に示
したように、Ｔ、からＴ、′　と温度が変化した場合に
　ｙ、、ｙ、’　　の変化を検出して、この変化に伴い
、ｔ、を１　、　／　　と長くすることによりバイアス
時間を長くシ、出力を一定に保つ構成である。この動作
を実現する回路の一実施例を。

第１２図に示す、第１２図においてサンプルホールド回
路９によりホールドされたｖｌをＡ／Ｄ変換器１８を介
してマイクロコンピュータ１９に取り込む、センシング
動作が終了したことを示すコンパレータ１１の十トリガ
信号により、マイクロコンピュータ１９内でＶ、を基に
決められたバイアス時間ｔ２間だけＯＮする信号を出力
する。このＯＮ信号により、スイッチ７ａ、７ｂはＯＮ
Ｌ、、インバーター２０の作用でスイッチｅａ、６ｂは
ＯＦＦしてｔ５間だけバイアス動作が接続される。

バイアス時間ｔ、が経過すると、コンピュータ１９から
の出力は０ＦＦＬ／、スイッチ７ａ、ｂはＯＦＦする。

一方、インバーター２ｏの作用で。

スイッチ６ａ、ｂはＯＮしてセンシング動作が開始する
。出力電圧ｖ、ｌ　がｖ１′　　と高くなると、バイア
ス時間ｔｂはｔｈ′　　と長くなるように出力される。

尚、マイクロコンピュータ１９内において。

回転数信号２１．負荷信号２２．吸入空気量２３゜冷却
水＠２４．吸気温２５．排気温２６によりバイアス時間
ｔ１に補正を加える場合もある。

第１３図、第１４図には、他の温度補償回路端　　　　
′成を示す、この構成は１周囲部度がＴ、からＴ、′と
変化した場合に、バイアス時間ｔ、は変化せずに、バイ
アス動作時に流れる電流値１．を変化させるものである
。すなわち、Ｔ、の変化量を。

ＶＷの変化量により検出し、バイアス電流工、を変化さ
せる０周囲部度Ｔ１が７　、１　　と低い場合には、バ
イアス電流１．を工、Ｉ　　と大きくシ（第１３図（ｂ
）−Ｃ口））、同じバイアス時間でも。

バイアス酸素量が同一になるようにする。これにより、
あたかもバイアス時間を長くしたようになり、出力の温
度依存性はなくなる。なお、第１３図（ｂ）　−（イ）
に示したようにセンシング時の電流は同じにする。

第１４図は基本的には第５図の回Ｎ構成と同じであるが
、センシング時の電流工、の電源５と。

バイアス時の電流工、の電源を別にしている点で異なる
。第１４図においてバイアス電流工、は次のようにして
作られる。すなわち、ｏＰアンプ２７とトランジスタ２
８の作用により抵抗Ｒ１の両端の電圧がｖ８になるよう
にコントロールされる。このためバイアス電流工、は、 ■。

１、　　＝□　　　　　　　　・・・・・・　（４）Ｒ
。

で決定される。ｖ５は、電圧レギュレータ２９゜抵抗Ｒ
２，Ｒｓ、　Ｒ，−−−−−−Ｒ，、スイッチＳ、、Ｓ
４・・・・・・Ｓｌにより決定される。つまり、マイク
ロコンピュータ１９に入力されたＶ、に基づいて工。

が決定され、この工、をスイッチＳ、、Ｓ４・・・・・
・Ｓｌの何個かをＯＮすることにより作り出す１以上の
ように、■、が大きくなった時は大きな工。

を、ＶＷが小さくなった時は、小さな１１をセンサに供
給できる。

ｔｊＳｌ　５図には他の実施例を示す１回路構成は。

第５図、第７図と同じで良い１本実施例におけるセンサ
の出力は、固体電解質１の温度が、Ｔ、＞Ｔｆ＞Ｔ、・
・・・・・＞Ｔ、　と低くなるに従い、第１５図（ａ）
に示すように空燃比λと出力ｖ１．１の関係が変化する
。この関係を、空燃比λをＸ軸、出力■、１．をｙ軸と
して１例えば−次式で近似すると温度Ｔ１のとき　　ｘ＝ｍ、ｙ＋ｎ。

温度Ｔ２のとき　　ｘ＝ｍ、ｙ＋ｎ。

温度Ｔ１のとき　　ｘ＝ｍよｙ＋ｎ。

温度Ｔ、のとき　　Ｘ　”　ｍ　ｔ　３／　＋　ｎ　ｔ
となる１以上の係数ｍ４・・・・・・ｍ、、ｎＬ・・・
・・・ｎ。

をマイクロコンピュータ内に予め記憶しておき。

ホールドしたＶ、をコンピューターに取り込んで。

第１５図（ｂ）に示したように、空燃比λを決定するに
あたりｖｌがある値ｖ１より大きいときは。

係数ｍｔ　、ｎ、　　を用い、ｖ、＞ｖｍ≧Ｖ、の時は
。

ｍ２　、　ｎ、を用いるというように５ｖ１によりλを
決定する係数を変化させれば、温度Ｔがいかなる値とな
ろうとも、正しい空燃比λが検出できる。

なお、この近似式は、多次元の近似式の方が精度は良く
なるので、これを用いても良い。

第１６図、第１７図は他の温度補償回路構成を示す０本
実施例ではＩｈ　−Ｉａ　ｒ　ｔｂ　を固定し。

Ｅ、Ｌを変化させて温度補償するものである。すなわち
、温度が低い場合は、　Ｅ　ａＬ＜　Ｅ−’　とＥＩＬ
を大きくしてセンシング時間が長くなるようにして温度
補償するものである。第１６図（ａ）はセンシング時の
波形で、第６図（ｂ）はバイアス時の波形である。第１
６図（ａ）に示したように１周９Ｉ！温度がＴ　、　ｌ
　　の場合ｂＥａＬをＥ、、′とすれば。

センシングの時間は長くなる。

第１７図において、ＯＰアンプ３０によりＶ。

に加算するＥ。の値をマイクロコンピュータ１９の出力
により変化させる。ホールドされたｖｌがマイクロコン
ピュータ１９内に取り込まれる。このＶ、により決定さ
れたＥｌを、マイクロコンビコータ１９の出力により動
作するスイッチＳ１゜Ｓオ・・・・・・Ｓｌにより作り
出される。このようにＶ、によりＥＥＬを変えることに
より、温度の影響を受けない出力が得られる。

第１８図、第１９図は、温度関数信号としてセンシング
時（第１８図（ａ））のｖｌの変わりに。

バイアス時（第１８図（ｂ））の最終時の端子電圧ｖ、
、を用いる他の一実施例である。このｖｓ、も。

（１）式かられかるように、はぼｒＩに比例する。

なぜならＰ（４ａ）中Ｐ（４ｂ）だからである。

第１９図は、■１．をホールドする回路の一実施例であ
る。バイアス動作時は、マルチバイブレータ１２のＱは
ＯＮしている。このためスイッチ３１もＯＮ状態となり
、コンデンサ３２にバイアス時の端子電圧Ｖ、が常に充
電される。バイアス動作が終了した時にスイッチ３１は
ＯＦＦするので、端子電圧の最終値がコンデンサ３２に
は充電されたままになっている。この値をバッファアン
プ３３を介してｖｌＭとして出力する。このＶ□を前述
した温度補償回路構成の温度関数信号とじて用いること
ができる。

第２０図は、温度関数信号を得るための構成を示した一
実施例である。固体電解質１の上に、空燃比を測定する
ための電極４ａ、ｂの他に、内部抵抗測定用の１！極３
５ａ、ｂが設けられる。定電流源３６によりＩ２　を電
極３５ａ、ｂ間に流す。

この場合、電極３５ａを正極にして、酸素を大気から排
気側に流し、この時の定電流値１つと電圧値より固体電
解質１の内部抵抗を求める。酸素を大気側から排気側に
流すため、排気中の酸素濃度が小さくても、内部抵抗が
測定できる。また、この時の工２は、大気通路の拡散抵
抗成分による限界電流値より小さな値とする必要がある
。この温度関数信号を、マイクロコンピュータ３７に入
力して、ヒーター制御や、前述したような補正を行なう
、第２０図は、バイアス時間に補正を加えた場合の一実
施例である。

第２１図は、温度関数信号を得る他の構成を示した一実
施例である。すなわち、測定時の端子電圧の平均値Ｖ　
、　ｙを温度関数信号とするものである。

ｆｆ！２１図（ａ）に示した実線の波形が、端子電圧で
あり１点線で示した値が温度関数信号として用いる平均
化した値ｖ１ｗである。この平均値ｖ、、は。

マイクロコンピュータ３７で、デジタル的に時間積分す
ることにより得られる。第２１図（ｂ）に示した一実施
例は、より簡単な構成のもので、測定時の端子電圧のみ
をスイッチ３８で抵抗３９、コンデンサ４０で作った積
分回路に入れて、波形を積分する。その後、この値をホ
ールドしておき。

バッファアンプ４１を介して、マイクロコンピュータ３
７に入力する。この入力値は、第２１図（ａ）のｖ、ｖ
と１よぼ同じ値となるために、温度関数信号として使え
る。このｖ、、を基に、ヒータ制御や前述したような補
正に用いる。第２１図（ｂ）の−実施例は、バイアス時
間を変えるものである。

第２２図（ａ）に示したように、温度を測定するためだ
けの第３の期間ｔ０を設けるものであり。

この時閣ｔ０間に固体電解質１に定電流を流し、内部抵
抗を測定する。第２２図（ｂ）において。

１ｃ間はスイッチ６ａ、ｂｉｉ−ＯＦＦ、スイッチ７ａ
、ｂをＯＮさせて、大気から排気中に酸素を流す、また
、二のｔ。間スイッチ４２をＯＮさせて、ｔｅ間の端子
電圧を、コンデンサ４３によりホールドし、バッファア
ンプ４４を介してマイクロコンピュータ３７に入力する
。マイクロコンピュータ３７では、この信号を基に、ヒ
ーター制御や前能した補正に用いる。

第２３図は、温度関数信号を得る他の構成を示し、エン
ジン４５下流の排気管４６に、排気温センサ４７を設け
て、このセンサ４７の信号を温度関数信号として使用す
るものである。この信号をマイクロコンピュータ３７に
入力し、空燃比センサ４９の駆動回路４８に補正信号を
出力する。

第２４図は他の一実施例を示し、吸入空気量センサ５０
や、吸気管負圧センサ５１と１回転数センサ５２により
、エンジン４５の運転状７！！（回転数と負荷）を検出
し、この運転状態を温度関数信号として、マイクロコン
ピュータにより、空燃比センサ４９の駆動回路４８に補
正信号を送り、温度補償する。

〔発明の効果〕

本発明によれば５周囲温度に影響を受けない。

空燃比に対する出力が得られるので、検出精度が向上す
る利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の基礎となる原理を説明する
図、第７図乃至第２４図は１本発明の各種実施例を示す
図である。１・・・固体電解質、２・・・拡散抵抗体、３・・・ヒ
ーター。４・・・′ａ極、９・・・ホールド回路、１９・・・マ
イクロコンピュータ。代理人　弁理士　小川勝男　　。ワス３　図（Ｃ）球第４図乙クツｓ（′ｂ）リッチ　　χ−１ソーン＄５５ｉ１ス６　印も　　ワ　　口第８　田Ｃ（２）（イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（仁フッ（ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（ｃノリ・７−＋１・Ｕ　　　　　　　
　　リーンλ ￥７９　図（α〕（１：））　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
（：〕第　１０　　口ン第　１１　　図第１ｚ図第１３０（αジ第１５日 λＯり第１６図０λノ第１７図第１８図（の　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（し〕Ｑ＞ボンど＃２０　回檗２３図

Claims

【特許請求の範囲】

１．酸素イオン伝導性の固体電解質と、この固体電解質
の両面に設けられた第１および第２の電極と、この第１
電極上に設けられるとともに測定ガスにさらされる拡散
抵抗体を具備した突燃比検出器において、上記第２電極
側より上記固体電解質を介して上記第１電極側に酸素を
送り込んだ後、上記第１電極側から上記固体電解質を介
して上記第２電極側へ酸素を引き抜き、この酸素引き抜
き時の測定ガス中の酸素濃度に対応した酸素の移動を示
す出力信号により測定ガス中の酸素濃度を測定する手段
と、前記固体電解質の温度の関数となる信号を出力する
手段と、この出力手段からの温度関数信号に応答して前
記固体電解質の周囲温度による影響を補償する手段を備
えたことを特徴とする空燃比検出器。
２．特許請求の範囲第１項において、前記温度関数信号
は酸素引き抜き時の出力信号として得られることを特徴
とする空燃比検出器。
３．特許請求の範囲第１項において、前記第２電極側に
ヒータが設けられ、前記補償手段はこのヒーターに供給
される電流を制御することを特徴とする空燃比検出器。
４．特許請求の範囲第１項において、前記補償手段は、
上記第１電極側に酸素を送り込んだ時の電圧値が、上記
温度関数信号より得られた電圧値に達した時に、酸素の
送り込みを終了することにより温度補償することを特徴
とする空燃比検出器。
５．特許請求の範囲第１項において、前記補償手段は、
上記第１電極側に酸素を送り込む期間を、上記温度関数
信号により変化させて温度補償することを特徴とする空
燃比検出器。
６．特許請求の範囲第１項において、前記補償手段は、
上記第１電極側に酸素を送り込むために上記固体電解質
に印加する電流値を、上記温度関数信号に基づいて変化
させ温度補償することを特徴とする空燃比検出器。
７．特許請求の範囲第１項において、前記補償手段は、
固体電解質の各温度における、空燃比と検出器出力の関
係をあらかじめ記憶しておき、上記温度関数信号に基づ
いて、記憶された関係により空燃比を求め温度影響のな
い出力を得ることを特徴とする空燃比検出器。
８．特許請求の範囲第１項において、前記補償手段は、
酸素引き抜き時間幅を決定する端子電圧の変化幅を、上
記温度関数信号により可変とし温度補償することを特徴
とする空燃比検出器。
９．特許請求の範囲第１項において、前記温度関数信号
を、前記第１電極側に酸素を送り込むときの固体電解質
の出力信号より得ることを特徴とする空燃比検出器。
１０．特許請求の範囲第１項において、前記温度関数信
号は前記固体電解質上に設けられた内部抵抗を測定する
ことにより得られることを特徴とする空燃比検出器。
１１．特許請求の範囲第１項において、端子電圧の時間
的平均値を温度関数信号とすることを特徴とする空燃比
検出器。
１２．特許請求の範囲第１項において、前記固体電解質
の内部抵抗を測定するための第３の期間を設け、この期
間に測定した内部抵抗値を温度関数信号とすることを特
徴とする空燃比検出器。
１３．特許請求の範囲第１項において、エンジンの排気
温度を測定して温度関数信号を得ることを特徴とする空
燃比検出器。
１４．特許請求の範囲第１項において、エンジンの回転
数と負荷より温度関数信号を得ることを特徴とする空燃
比検出器。