JPS62201347A - 酸素濃度検出装置 - Google Patents

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】 炎■皇１ 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ｃｉ度検出装置に関する。

毘旦且ｌ 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。

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。例えば、平板状の酸素イオン伝導性固
体電解質部材の両主面に電極対を設けて固体電解質部材
の−ｈの電極面が気体滞留室の一部をなしてその気体滞
留室が被測定気体と導入孔を介して連通ずるようにした
限界電流方式の酸素濃度検出装置が特開昭５２−７２２
８６号公報に開示されている。このＭ　Ｂ　ｅＪ度検出
装置においては、酸素イオン導電性固体電解質部材と電
極対とが酸素ポンプ素子として釣用して間隙！側電極が
負極になるように電極間に電流を供給すると、負極面側
にて気体浦留苗内気体中の酸素ガスがイオン化して固体
電解質部材内を正極面側に移１ｆ７Ｊ　Ｌ正極面から酸
素ガスとして放出される。

このときの電極間に流れ得る限界電流値は印加電圧に拘
らずほぼ一定となりかつ被測定気体中の酸素濃度に比例
するのでその限界電流値を検出すれば被測定気体中の酸
素濃度を測定することができる。しかしながら、かかる
酸素濃度検出装置を用いて空燃比を制ｔＩｌｔｊる場合
に排気ガス中の酸素濃度からは混合気の空燃比が理論空
燃比よりリーンの範囲でしか酸素濃度に比例した出力が
得られないので目標空燃比をリッチ領域に設定した空燃
比制御は不可能であった。また空燃比がリーン及びリッ
チ領域にて排気ガス中の酸素濃度に比例した出力が（ｑ
られる酸素濃度検出装置としては２つの平板状の酸素イ
オン導電性固体電解質部材各々に電極対を設けて２つの
固体電解質部材の一方の電極血合々が気体滞留室の一部
をなしてその気体滞留室が被測定気体と導入孔を介して
連通し一方の固体電解質部材の他方の電極面が大気室に
面するＪ：うにした装置が特開昭５９−１９２９５５号
に開示されている。この８１６度検出装置においては一
方の酸素イオン導電性固体電解質部材と電極対とが酸素
濃度比検出電池素子として作用し他方の酸素イオン導電
性固体電ｗＩ質材と電極対とが酸素ポンプ素子として作
用するようになっている。

ｌｌｉ！２累澗度比検出電池素子の電極間の発生電圧が
基準電圧以上のとき酸素ポンプ索子内を酸素イオンが気
体滞留室側電極に向って移動するＪ：うに電流を供給し
、酸素濃度比検出電池素子の電極間の発生電圧が基準電
圧以下のとき酸素ポンプ木子内を酸素イオンが気体滞留
下側とは反対側の電極に向って移動するように電流を供
給することによりリーン及びリッヂ領域の空燃比におい
て電流値は酸素ｆ１度に比例するのである。

かかる酸素濃度検出装置においては、尊大孔を小さくす
るほど酸素濃度検出誤差を小さくなり、酸素濃度検出誤
差が小さければ、供給混合気の空燃比を高精度で制御Ｉ
することができ排気浄化性能の向上を図ることができる
。逆に、導入孔を大きくするほど酸素濃度検出誤差は大
きくなるが、酸素濃度変化に対する応答性が向上する。

このように酸素濃度検出誤差と応答性とは相反ザる関係
にある。ところが、エンジンの運転状態ににっては排気
浄化性能よりｂ高応答性の酸素ｃｉ度検出出力に応じて
供給混合気の空燃比を制御して良好な運転性を得た方が
ｑ！ましい場合があるので１１にり１気浄化性能を向上
さぼると運転性が１に牲になるという問題点があった。

里１０ｉ天 そこで、本発明の目的は運転上を１’Ｓ牲にすることな
く排気浄化性能の向上を図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各々が酸素イオン伝導性固
体電解質壁部を有する第１及び第２気体滞留室並びに気
体ン９人室を形成し気体導入室が第１気体拡散制限手段
を介して内燃エンジンの０１気管内に連通し第１気体滞
留室に第２気体拡散制限手段を介して連通しかつ第２気
体滞留室に第３気体拡散制限手段を介して連通ずるよう
にされた基体と、第１気体湘留室の電解質壁部の内外壁
面上にこれを挟んで対向するが如く設けられた２つの第
１電極対と、第２気体滞留室の電解質壁部の内外壁面上
にこれを挟んで対向するが如く設けられた２つの第２電
極対と、エンジンの運転状態に応じて２つの第１電極対
の一方の電極対間及び２つの第２電極対の一方の電極対
間のいずれか一方に選択的に電流を供給しその供給電流
値に応じた酸素８１度検出１直を出力する電流供給手段
とを含むことを特徴としている。

支−ニー３ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図及び第２図は本発明によるｌＳ！２累淵度検出装
δを用いた空燃比制御装βを示している。本装置におい
ては、はぼ立方体状の酸素イオン伝導性固体電解質部材
１が設けられている。酸素イオン伝導性固体電解質部材
１内には第１及び第２気体滞留室２，３並びに気体導入
室４が形成されている。気体導入室４は固体電解質部材
１外部から被測定気体の排気ガスを導入する導入孔５に
連通し、導入孔５は内燃エンジンの排気管（図示せヂ）
無いにおいて排気ガスが気体導入室４に流入し易いよう
に位置される。気体導入室４と第１及び第２気体滞留室
２．３との間の各壁部に【ま連通孔６゜７が形成されて
いる。連通孔６の径は連通孔７の径よりも大きくされて
いる。第１気体滞留室２には排気ガスが導入孔５、気体
ンダ人室４、そして連通孔６を介して導入されるように
なっており、また第２気体滞留室３には排気ガスが導入
孔５、気体導入室４、そして連通孔７を介して導入され
るようになっている。酸素イオン伝導性固体電解質部材
１には外気等を導入する参照気体室８が第１及び第２気
体滞留室２．３と壁を隔てるように形成されている。第
１気体滞留室２と気体導入室４との間の壁部及び第１気
体滞留室２と参照気体室８との間の壁部には電極対１１
ａ、ｌｌｂ、１２ａ、１２ｂが各々形成され、また第２
気体滞留室３と気体導入室４との間の壁部及び第２気体
滞留室３と参照気体室８との間の壁部には電極対１３ａ
、１３ｂ、１４ａ、１４ｂが各々形成されている。電極
対１１ａ、１１ｂは中央部に連通孔６に連通する貫通孔
を有し、電極対１３ａ、１３ｂも中央部に連通孔７に連
通ツる貫通孔を有している。

固体電解質部材１及び電極対１１ａ、１１ｂが第１酸系
ポンプ素子１５として、固体電解質部材１及び電極対１
２ａ、１２ｂが第１電池素子１６として各々作用する。

また固体電解質部材１及び電拘対１３ａ、１３ｂが第２
１’ｉ！２素ポンプ素′Ｆ１７として、固体電解質部材
１及び電極対１４ａ、１４ｂが第２電池素子１８として
各々作用する。また固体電解質部材１の気体導入室４の
外壁面及び参照気体室８の外壁面にヒータ入子１９．２
０が各々設けられている。ヒータ素子１９．２０は電気
的に互いに並列に接続されており、第１及び第２酸素ポ
ンプ素子１５．１７並びに第１及び第２電池素子１６．
１８を均等に加熱すると共に固体電解質部材１内の保温
性の向上を図っている。なＪ３、酸素イオン伝導性固体
電解質部材１はり数の断片から一体に形成される。また
第１及び第２気体滞留室の壁部を全て酸素イオン伝導付
置（Ａ電解質から形成する必要はなく、少なくとも電極
対を設ける部分だけがその固体電解質からなれば良い。

酸素イオン伝導性固体電解質部材１どしては、ＺｒＯ２
（二酸化ジルコニウム）が用いられ、電極１１ａないし
１４ｂとしてはＰｔ（白金）が用いられる。

第１及び第２酸素ポンプ素子１５．１７並びに第１及び
第２電池素子１６．１８にＧ、Ｌ　’ｌｌｉ流供給回路
２１が接続されている。第２図に示すように電流供給回
路２１は差動増幅回路２２，２３．電流検出抵抗２４，
２５．基準電圧源２６．２７及び切替回路２８．２９か
らなる。第１酸累ポンプ素子１５の外側電極１１ａは切
替回路２８のスイッチ２８ａ、電流検出抵抗２４を介し
て差！ｌＪ増幅回路２２の出力端に接続され、内側電極
１１ｂは切替回路２９のスイッチ２９ａを介してアース
されるようになっている。第１電池素子１６の外側電極
１２ａは差動増幅回路２２の反転入力端に接続され、内
側電極１２ｂは切替回路２９のスイッチ２９ｂを介して
アースされるようになっている。

同様に第２酸素ポンプ素子１７の外側電極１３ａは切替
回路２８のスイッチ２８ｂ、電流検出抵抗２５を介して
差動増幅回路２３の出力端に接続され、内側電極１３ｂ
は切替回路２９のスイッチ２９ａを介してアースされる
ようになっている。第２電池素子１８の外側電極１４８
は差動増幅回路２３の反転入力端に接続され、内側電極
１４ｂはｌ、７Ｊ８回路２９のスイッチ２９ｂを介して
アースされるようになっている。差動増幅回路２２の非
反転入力端には基準電ｒｆ源２６が接続され、差動増幅
回路２３の非反転入力端には基準電圧源２７が接続され
ている。基準電圧源２６．２７の出力電圧は理論空燃比
に相当する電圧（例えば、０．４Ｖ）である。電流検出
抵抗２４の両端間が第１センサの出力をなし、電流検出
抵抗２５の両端間が第２センリの出力をなしている。電
流検出抵抗２４．２５の両端電圧は着初入力のＡ／Ｄ変
換器３１を介して空燃比ｆｌｉｎ＋御回路３２に供給さ
れ、電流検出抵抗２４．２５を流れるポンプ電流値ＩＰ
（１）、■ρ（２）が空燃比制御回路３２に読み込まれ
る。空燃比制御回路３２はマイクロコンピュータからな
る。空燃比制御回路３２にはエンジン回転数、吸気管内
絶対圧、冷却水温等を検出Ｊる複数の運転パラメータ検
出セン１１（図示せず）が接続されると共に、また駆動
回路３３を介して電磁弁３４が接続されている。電磁弁
３４はエンジン気化器絞り弁下流の吸気マニホールド内
に連通ずる吸気２次空気供給通路（図示せず）に設けら
れている。また空燃比制御回路３２は切替回路２８゜２
９のスイッチ切替動作を制御し、空燃比制御回路３２か
らの指令に応じて駆動回路３０が切替回路２８．２９を
駆動する。なお、差動増幅回路２２．２３には正負の電
源電圧が供給される。

一方、ヒータ素子１９．２０には電流がヒータ電流供給
回路３５から供給されてヒータ素子１９゜２０が発熱し
て酸素ポンプ素子１５．１７及び電池素子１６．１８を
排気ガスより高い適温に加熱する。

かかる構成においては、排気管内の排気ガスが導入孔５
から気体導入室４内に流入して拡散し、更に連通孔６を
介して第１気体滞留室２内に流入して拡散すると共に連
通孔７を介して第２気体）１ｉ留室３内に流入して拡散
する。

切替回路２８．２９において、第２図の如くスイッチ２
８ａが電＋１７Ａ１１ａを電流検出抵抗２４に接続し、
スイッチ２８ｂが電極１３ａの接続ラインを開放し、ス
イッチ２９ａが電極１１ｂをアースしかつ電＋＆　１３
　ｂの接続ラインを開放し、またスイッチ２９ｂが電極
１２ｂをアースしかつ電極１４ｂの接続ラインを開放す
る選択位置にされると、第１センリの選択状態になる。

この第１センサの選択状態には、先ず、エンジン供給混
合気の空燃比がリーン領域のときには差動増幅回路２２
の出力レベルが正レベルになり、この正レベル電圧が抵
抗２４及び第１酸累ポンプ素子１５の直列回路に供給さ
れる。よって、第１酸累ポンプ累子１５の電極１１ａ、
１１ｂ間にポンプ電流が流れる。このポンプ電流は電極
１１ａから電極１１ｂに向って流れるので第１気体滞留
室２内の酸素が電極１１ｂにてイオン化して第１酸素ポ
ンプ県子１５内を移動して電極１１ａから酸素ガスどし
て放出され、第１気体浦留至２内の酸素が汲み出される
。

第１気体滞留室２内の酸素の汲み出しにより第１気体）
ｍ留室２内の排気ガスと参熱気体窄８内の気体の間に酸
素濃度差が生ずる。この酸素濃度差によって電池素子１
６の電極１２ａ、１２ｂ間に電圧Ｖｓが発生する。この
電圧Ｖｓは差動増幅回路２２の反転入力端に供給される
。差動増幅回路２２の出力電圧は電圧Ｖｓと４準電圧源
２６の出力電圧Ｖｒ＋との差電圧に比例した電圧となる
のでポンプ電流値は排気ガス中のｌＳ！素濃度に比例す
る。

リッチ領域の空燃比のときには電圧Ｖｓが基準電圧源２
６の出力電圧Ｖｒ＋を越える。よって、差動増幅回路２
２の出力レベルが正レベルから負レベルに反転する。こ
の負レベルにより第１酸素ポンプ素子１５の電極１１８
．１１ｂ間に流れるポンプ電流が減少し、電流方向が反
転する。すなわち、ポンプ電流は電極１１ｂから電極１
１ａ方向に流れるので外部の［が電極１１ａにてイオン
化して第１酸素ポンプ素子１５内を移動して電極１１ｂ
から酸素ガスとして第１気体滞留室２内に故山され、酸
素が第１気体滞留室２内に汲み込まれる。従って、第１
気体１ｌｕｌ’Ｊ２内の酸素濃度が常に一定になるよう
にポンプ電流を供給することにより１Ｓ１ｉｉを汲み込
んだり、汲み出したりするのでポンプ電流値１ｐ及び差
動増幅回路２２の出力電圧はリーン及びリッチ領域にて
排気ガス中の酸素濃度に各々比例するのである。第３図
の実線ａはそのポンプ電流値ＩＰを示している。

ポンプ電流値１ｐは電荷をｅ、導入孔５及び連通孔６に
よる排気ガスに対する拡散係数をσ０、排気ガス中の酸
素濃度をＰＯｅｘｈ、第１気体）（ｎ留室２内の酸素濃
度をＰｏＶとすると、次式の如くで表わすことができる
。

Ｉｐ　＝４ｅａｏ　（Ｐｏｅｘｈ　−Ｐｏｖ　）−（１
）ここで、拡散係数σ０は導入孔５の面積をＡ１、連通
孔６の面積をＡ２、ボルツマン定数をｋ、絶対温度を王
、導入孔５の長さを９１、連通孔６の長さを９２％拡散
定数をＤとすると、次式の如く表わすことができる。

σｏ＝　＜Ａｔ　／Ｑｌ　＋Ａ２　／Ｑ２　）Ｄ／ｋＴ
・・・・・・（２） 次に、スイッチ２８ａが電極１１ａの接続ラインを開放
し、スイッチ２８ｂが電極１３ａを電流検出抵抗２５に
接続し、スイッチ２９ａが電極１３ｂをアースしかつ電
極１１ｂの接続ラインを開放し、またスイッチ２９ｂが
電極１４ｂをアースしかつ電極１２ｂの接続ラインを開
放する選択位置にされると、第２センリ″の選択状態と
なる。

この第２センサの選択状態には上記した第１センサの選
択状態と同様の動作により第２気体滞留室３内の酸素濃
度が常に一定になるようにポンプ電流が第２？！素ポン
プ素子１７の電極１３ａ、１３ｂ間に供給されてＭ素が
汲み込まれたり、汲み出されたりするのでポンプ電流値
Ｉｐ及び差動増幅回路２３の出力電圧はリーン及びリッ
チ領域にて排気ガス中の酸素濃度に各々比例するのであ
る。

この第２センザ選択状態のポンプ電流値１ｐは上記した
式（１）において拡散係数σ０を導入孔５及び連通孔７
によるものとし、またＰｏＶを第２気体滞留室３内の酸
素ＣＢとすることにより表わされる。ポンプ電流１ｌＩ
ＩＩＰの大きさは第４図に示ずように空燃比のリーン及
びリッチ領域において拡散係数σ０の大きさに反比例す
る拡散抵抗が大きくなるほど小さくなることが明らかに
なっている。よって、第２セン１ノ選択状態には第１ゼ
ンリ・選択状態よりも拡散抵抗が大となるので第３図の
破線すの如くポンプ電流！１１１１ｐの大きさはリーン
及びリッチ領域において小さくなり、連通孔７の大きさ
及び長さを調整することにより第３図に示すように第２
センザ選択状態におけるリップ−領域のポンプ電流値特
性が第１センサ選択状態におけるリーン領域のポンプ電
流値特性にＩＰ＝、０にて直線的に連続するのである。

また差動増幅回路２２．２３の出力電圧特性も０〔ｖ〕
にて直線的に連続したものになる。

空燃比制御回路３２は次の如く動作する。空燃比制御回
路３２は、第５図に示すように先ず、エンジンが過渡運
転状態であるか否かを複数の運転パラメータ検出センサ
の出力レベルに応じて判別する（ステップ６１）。加速
等の過渡運転状態には応答性の向上のために第１センリ
選択指令を駆動回路３０に対して発生しくステップ６２
）、第１センサが選択されたことを表わすためにフラグ
Ｆｓに“０″がセットされる（ステップ６３）。

次いで、Δ／Ｄ変換器３１から出力される第１センサの
ポンプ電流Ｍ　Ｉ　ｐ　（１）を読み込んでそのポンプ
電流値ＩＰ（１）に対応する酸素濃度検出出力値Ｌ　Ｏ
２が上限値Ｌ）−１より大であるか、又は下限ｆ＋ｔｆ
　Ｌ　Ｌ　Ｊ：り小であるか否かを判別する（ステップ
６４．６５）、ＬＬ≦ＬＯ２≦ＬＨならば、供給混合気
の空燃比が超リーン、又超リッチでもないので第１セン
サの酸素濃度検出出力値Ｌ○２が理論空燃比より小なる
リッチ目標空燃比に対応する目標値しｒｅｒｌより大で
あるか否かを判別する（ステップ６６）。ＬＯ２≦１−
ｒｅｆｌならば、供給混合気の空燃比がリッチ目標空燃
比よりリッヂであるので駆動回路３３に対して電磁弁３
４の開弁駆動指令を発生しくステップ６７）　、ＬＯ２
＞Ｌｒｃｉｆｌならば、供給混合気の空燃比がリッチ目
標空燃比よりリーンであるので駆動回路３３に対して電
磁弁３４の開弁型ｉｌ！ｌＪ停止指令を発生する（ステ
ップ６８）。

−・方、過渡運転状態ではないときにはエンジンが定常
運転状態であるか否かを複数の運転パラメータ検出ヒン
リの出力レベルに応じて判別する（ステップ６つ）。定
常運転状態には排気浄化性能の向上のために精密な空燃
比制御が望ましいので第２センナ選択指令を駆動回路３
０に対して発生しくステップ７０）、第２Ｌ？ン勺が選
択されたことを表わすために７ラグＦｓに゛１″がセン
ｉ〜される（ステップ７１）。上記したステップ６４゜
６５においてＬＯ２＜ＬＬ、又はＬ０２〉ＬＨならば、
超リーン又は超リッチであるのでブラックニング現象の
発生を防止するためにステップ７０を実行して第２＋：
！ン１ノを選択する。次いで、Ａ／Ｄ変換器３１から出
力される第２センリのポンプ電流値１ｐ（２）を読み込
んでそのポンプ電流値ＩＰ（２）に対応する酸素濃度検
出出力値しｏ２が理論空燃比より大なるリーン目標空燃
比に対応する目標値１　ｒｃｆ２より人であるか否かを
判別する（ステップ７２）。ＬＯ２≦Ｌ　ｒｅｒ２なら
ば、供給混合気の空燃比がリーン目標空燃比よりリッチ
であるので駆動回路３３に対して電磁弁３４の開弁駆動
指令を発生しくステップ６７）、ＬＯ２＞Ｌｒｅ４２な
らば、供給混合気の空燃比がリーン目標空燃比よりリー
ンであるので駆動回路３３に対して電磁弁３４の開か駆
動停止指令を発生する（ステップ６８）。

定常運転状態でないときにはフラグＦｓが０”であるか
否かを判別する（ステップ７３）。Ｆｓ＝Ｏならば、ス
テップ６４を実行し、Ｆｓ　＝１ならば、ステップ７２
を実行する。

駆動回路３０は第１センサ選択指令に応じてスイッチ２
８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂを上記した第ルンサ選択
位置に駆動し、その駆動状態は第２センリ選択指令が空
燃比制御回路３２から供給されるまで維持される。また
第２センザ選択指令に応じてスイッチ２８ａ、２８ｂ、
２９ａ、２つｂを上記した第２センサ選択位置に駆動し
、その駆動状態は第１セン１ノ選択指令が空燃比制御回
路３２から供給されるまで維持される。駆動回路３３は
開弁駆動指令に応じて電磁弁３４を１１１弁駆動して２
次空気をエンジン吸気ン二ホールド内に供給することに
より空燃比をリーン化させ、開弁駆動Ｐ：〜止指令に応
じて電磁弁３４の開弁駆動を停止して空燃比をリッチ化
さける。かかる動作を所定周期毎に繰り返し実行するこ
とにより供給混合気の空燃比を過渡運転状態にはリッチ
目標空燃比に制御し、定常運転状態にはリーン目標空燃
比に制御づるのである。

上記した本発明の実施例においては、第１ないし第３気
体拡散制限手段として導入孔５．連通孔６．７が用いら
れており、連通孔６，７によって異なる拡散抵抗が各々
得られているが、これに限らず、異なる拡散抵抗を得る
ために連通孔６，７の径を等しくしかつ第１気体滞留室
２内の２つの第１電極対聞及び第２気体）：ｉ）留室３
内の２つの第２電極対間にギャップを各々形成しそのギ
ャップ幅を異ならしても良く、また第６図に示すように
アルミナ（Ａｌ１２０３）等の多孔質体３８．３９゜４
０を導入孔５及び連通孔６，７に充１眞し多孔質拡散層
を形成しても良いのである。

また、上記した本発明の実施例においては、第１又は第
２ｔ？ンザの出力に応じて２次空気を供給することによ
り供給混合気の空燃比を［］標空燃比に制御しているが
、これに限らず、第１又は第２センサの出力に応じて燃
料供給ｍを調整することにより空燃比を制御しても良い
。

１団五里浬 以上の如く、本発明の酸素濃度検出装置においては、排
気ガスが導入花笠の第１気体拡散制限手段を介して流入
する気体導入室が基体内に設置プられ、該気体導入室に
連通孔雪の第２気体拡散制限手段を介して連通する第１
気体滞留室の電解質壁部の内外壁面上にこれを挟／Ｖで
対向するが如く第１電極対を２つ設けた第１ゼンサと、
第１センサと同様に気体導入室に連通孔等の第３気体拡
散制限手段を介して連通する第２気体滞留室の電解質壁
部の内外壁面上にこれを挟／Ｖで対向するが如く第２電
極対を２つ設けた第２センリとのいずれか一万がエンジ
ンの運転状態に応じて選択作動する。

よって、第７図に示すように導入孔及び連通孔による拡
散抵抗が小さくなるほど空燃比のリッチ及びリーン領域
において応答性が良くなるので過渡運転状態に拡散抵抗
の小なる第１センリを選択することにより良好な運転性
を確保することができる。

また第８図に示すように拡散抵抗が大なるほど空燃比の
リッチ及びリーン領域において酸Ｍ　濃度検出誤差が小
さくなる。これは拡散抵抗の人なるほど排気ガス温度、
すｒ気ガスの脈動及びり１気ガス流固による影響が小さ
くなるからである。よって、定常運転状態に拡散抵抗の
大なる第２セン勺を選択することにより供給混合気の空
燃比を高粘度で目標空燃比に制御することができ、排気
浄化性能の向上を図ることができる。

また第９図に示すように所定の運転状態において空燃比
が超リーンのとぎに拡散抵抗が小なるどセンリ出力レベ
ルがブラックニング現争発住領域の値になる。これは空
燃比が超リップのときにも同様である。よって、空燃比
が超リーン及び超リッチのときには拡散抵抗の大なる第
２　ｔンリを選択することによりブラックニング現象の
光」−を回避することができ、酸素ポンプ素ｆ及び電池
素子の急速な劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による酸素濃度検出装置の実施例
を示す平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＩｂ−Ｉ
ｂ部分の断面図、第２図は空燃比制御装置を含む電流供
給回路を示す回路図、第３図は第１図の装置の出力特性
を示す図、第４図は拡散抵抗とポンプ電流圃との関係を
示す特性図、第５図は空燃比制御回路の動作を示すフロ
ー図、第６図（ａ）、４４本発明の他の実施例を示す平
面図、第６図（ｂ　）　Ｇ、を第６図（ａ）のｖｒｂ−
ｖｘｂ部分の断面図、第７図ないし第９図は拡散抵抗に
係わる各種関係を示づ一図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・酸素イオン伝導性固体電ＷＩ質部祠２．
３・・・・・・気体滞留室 ４・・・・・・気体導入室 ５・・・・・４９人孔 ６．７・・・・・・連通孔 ８・・・・・・気体参照室 １５．１７・・・・・・酸素ポンプんｆ１６．１８・・
・・・・電池素子 １９．２０・・・・・・ヒータ木子 ２１・・・・・・電流供給回路 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　　ブを埋土　　ｊ添村元彦 ＩＪａ　　ｌｊｂ　　：ｊ　　１４ｂ　　１４ａ第２図 つ 第３図 第４図 拡販抵抗大 第６図（ａ） 第６図（ｂ） 第７図 第９図 ｍ収柑４ル　　　　　　　λ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　各々が酸素イオン伝導性固体電解質壁部を有す
   る第１及び第２気体滞留室並びに気体導入室を形成し前
   記気体導入室が第１気体拡散制限手段を介して内燃エン
   ジンの排気管内に連通し前記第１気体滞留室に第２気体
   拡散制限手段を介して連通しかつ前記第２気体滞留室に
   第３気体拡散制限手段を介して連通するようにされた基
   体と、前記第１気体滞留室の電解質壁部の内外壁面上に
   これを挟んで対向するが如く設けられた２つの第１電極
   対と、前記第２気体滞留室の電解質壁部の内外壁面上に
   これを挟んで対向するが如く設けられた２つの第２電極
   対と、エンジンの運転状態に応じて前記２つの第１電極
   対の一方の電極対間及び前記２つの第２電極対の一方の
   電極対間のいずれか一方に選択的に電流を供給しその供
   給電流値に応じた酸素濃度検出値を出力する電流供給手
   段とを含むことを特徴とする酸素濃度検出装置。
2. （２）　前記電流供給手段は前記一方の第１電極対間に
   電流を供給するとき前記２つの第１電極対の他方の電極
   対間に発生した電圧と第１基準電圧との差電圧に応じた
   値の電流を前記一方の第１電極対間に供給し前記一方の
   第２電極対間に電流を供給するとき前記２つの第２電極
   対の他方の電極対間に発生した電圧と第２基準電圧との
   差電圧に応じた値の電流を前記一方の第２電極対間に供
   給することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸
   素濃度検出装置。
3. （３）　前記電流供給手段はエンジンの過渡運転状態の
   ときに前記一方の第１電極対間に電流を供給し、エンジ
   ンの定常運転状態のとき又は供給混合気の空燃比が超リ
   ーン及び超リッチのときには前記一方の第２電極対間に
   電流を供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の酸素濃度検出装置。
4. （４）　前記第２気体拡散制限手段は第１連通孔からな
   、第３気体拡散制限手段は前記第１連通孔と大きさが異
   なる第２連通孔からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の酸素濃度検出装置。
5. （５）前記第１気体滞留室内の２つの第１電極対間のギ
   ャップ幅と前記第２気体滞留室内の２つの第２電極対間
   のギャップ幅とが異なることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の酸素濃度検出装置。