JPS6352052A - 積層型空燃比センサ - Google Patents
積層型空燃比センサInfo
- Publication number
- JPS6352052A JPS6352052A JP61195408A JP19540886A JPS6352052A JP S6352052 A JPS6352052 A JP S6352052A JP 61195408 A JP61195408 A JP 61195408A JP 19540886 A JP19540886 A JP 19540886A JP S6352052 A JPS6352052 A JP S6352052A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- diffusion
- air
- chamber
- heater
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- Pending
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関などの燃焼機器の空気と燃料の混合比
を検知する装置に係り、特に自動車の排ガス空燃比を検
知するのに好適な空燃比センサに関する。
を検知する装置に係り、特に自動車の排ガス空燃比を検
知するのに好適な空燃比センサに関する。
従来の装置は、特開昭６０−２２８９５５号公報に記載
のように、ヒータを有した積層型素子において、測定電
極又は、基準電極が多孔質セラミック層を通して、又は
直接排ガスと接する構造となっていた。空燃比を測定す
るために、セルを温調する方法は特開昭５７−１９２８
５２号公報、特開昭５９−２１４７５６号公報等に記載
のように、セルの抵抗を検出し、ヒータをフィードバッ
ク制御することにより行われていた。
のように、ヒータを有した積層型素子において、測定電
極又は、基準電極が多孔質セラミック層を通して、又は
直接排ガスと接する構造となっていた。空燃比を測定す
るために、セルを温調する方法は特開昭５７−１９２８
５２号公報、特開昭５９−２１４７５６号公報等に記載
のように、セルの抵抗を検出し、ヒータをフィードバッ
ク制御することにより行われていた。
（発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、セル温度が、排ガスの温度に影響され
るため、セル温度及び抵抗を一定に保持するためには、
セル温度及び抵抗を検出してフィードバック制御により
ヒータで温調する必要があった。本発明の目的は、セル
が排ガス温度の影響を受けにくい素子構造にすることに
より、ヒータを一定温度に制御してセルを一定温度に制
御することが可能にしたセル温度やセル抵抗の検出及び
。
るため、セル温度及び抵抗を一定に保持するためには、
セル温度及び抵抗を検出してフィードバック制御により
ヒータで温調する必要があった。本発明の目的は、セル
が排ガス温度の影響を受けにくい素子構造にすることに
より、ヒータを一定温度に制御してセルを一定温度に制
御することが可能にしたセル温度やセル抵抗の検出及び
。
その信号処理部を必要としない素子構造の空燃比センサ
にすることにある。
にすることにある。
上記目的は、素子をセルとヒータが同等な温度になるよ
うに、ヒータ層の上方に拡散室層、その拡散室側に検出
電極を有し、検出電極と対向する面に基１ｇ！電極を有
した固体電解質から構成されるセルを、拡散室層の上方
に有し、さらにその上方の基準＠極側には大気室に空気
を導入できる大気質層を積層により構成できる。拡散室
は、単孔拡散又は多孔拡散の機能によって、被測定ガス
が導入される。大気室は、拡散室に比べ、十分な空気が
導入できるように厚くなっている。
うに、ヒータ層の上方に拡散室層、その拡散室側に検出
電極を有し、検出電極と対向する面に基１ｇ！電極を有
した固体電解質から構成されるセルを、拡散室層の上方
に有し、さらにその上方の基準＠極側には大気室に空気
を導入できる大気質層を積層により構成できる。拡散室
は、単孔拡散又は多孔拡散の機能によって、被測定ガス
が導入される。大気室は、拡散室に比べ、十分な空気が
導入できるように厚くなっている。
ヒータは、一定温度になるように制御され、それに密着
したセルも一定温度に保たれる。この時。
したセルも一定温度に保たれる。この時。
大気室に比べて拡散室の方が薄く構成され、拡散室側に
ヒータを設けた方がより効率よくセル温度が制御される
。また素子は、流速をもった被測定ガスである排ガスに
触らされ外気温〜８ｏＯ℃程度の温度変化にさらされる
が、セルに接した大気室及び、ヒータ層の絶縁支持体が
、断熱材として働き、排ガスの温度的な変化や乱れなど
の影響があっても、セルはほぼヒータ温度に保たれる。
ヒータを設けた方がより効率よくセル温度が制御される
。また素子は、流速をもった被測定ガスである排ガスに
触らされ外気温〜８ｏＯ℃程度の温度変化にさらされる
が、セルに接した大気室及び、ヒータ層の絶縁支持体が
、断熱材として働き、排ガスの温度的な変化や乱れなど
の影響があっても、セルはほぼヒータ温度に保たれる。
それによって、セルの温度及び抵抗を検出し、フィード
バックによりセルの温調をしなくても、ヒータを一定温
度に保つだけで、セルの温調が可能となった。
バックによりセルの温調をしなくても、ヒータを一定温
度に保つだけで、セルの温調が可能となった。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。セル
は、板状に成形されたジルコニア固体電解室１とその対
向面に基準電極２と測定電極３から構成されている。基
準電極２は大気室４に面し、大気室４には大気導入通路
５によって空気が導入される。測定電極３は拡散室６に
面し、拡散室６には、拡散孔７より被測定ガスである排
ガスが。
は、板状に成形されたジルコニア固体電解室１とその対
向面に基準電極２と測定電極３から構成されている。基
準電極２は大気室４に面し、大気室４には大気導入通路
５によって空気が導入される。測定電極３は拡散室６に
面し、拡散室６には、拡散孔７より被測定ガスである排
ガスが。
導入されるが、拡散孔７は燃焼ガスの未燃成分や酸素の
拡散速度を律するために、大きさが限定され巾０ 、３
〜０ 、７ ｍ 、厚さ０ 、１〜０ 、５ ｔｒｘｒ
程度である。
拡散速度を律するために、大きさが限定され巾０ 、３
〜０ 、７ ｍ 、厚さ０ 、１〜０ 、５ ｔｒｘｒ
程度である。
大気室４は、拡散孔７のように薄くする必要がなく、十
分な空気を得る必要があるため、０．３〜１．０ｍ程度
である。そこで、大気室４と大気導入通路５を形成する
大気室層８に比べて、拡散室６と拡散孔７を形成する拡
散室層９は薄くなっている。拡散室層に密接して、又は
その間に少なくとも一層からなる接着層１ｏを介して、
アルミナ等の電気絶縁Ｍ！１１１と、その間に白金やタ
ングステン等からなるヒータ部材１２からなるヒータ層
１３を有している。上記のように、大気室層８゜セル、
拡散室層９．（接着層１０）、ヒータ層１３の順に積層
した構造の素子は、２００ 〜７００℃の温度変化のあ
る排ガス中に触らされる。ヒータを例えば６００〜８０
０℃の一定温度に制御して電圧を印加すると、セルはヒ
ータによって加熱される。この時、セルは、大気室層８
とヒータ層１３によって排ガスから断熱されるため排気
ガスの温度変化に関わらずセルは、６００〜８００℃の
一定温度に保持される。
分な空気を得る必要があるため、０．３〜１．０ｍ程度
である。そこで、大気室４と大気導入通路５を形成する
大気室層８に比べて、拡散室６と拡散孔７を形成する拡
散室層９は薄くなっている。拡散室層に密接して、又は
その間に少なくとも一層からなる接着層１ｏを介して、
アルミナ等の電気絶縁Ｍ！１１１と、その間に白金やタ
ングステン等からなるヒータ部材１２からなるヒータ層
１３を有している。上記のように、大気室層８゜セル、
拡散室層９．（接着層１０）、ヒータ層１３の順に積層
した構造の素子は、２００ 〜７００℃の温度変化のあ
る排ガス中に触らされる。ヒータを例えば６００〜８０
０℃の一定温度に制御して電圧を印加すると、セルはヒ
ータによって加熱される。この時、セルは、大気室層８
とヒータ層１３によって排ガスから断熱されるため排気
ガスの温度変化に関わらずセルは、６００〜８００℃の
一定温度に保持される。
本発明によれば、ヒータ温度を温調することで、セル温
度が一定に保てるために、セル温度や抵抗を検出して、
フィードバック制御による温調が必要がないためセル温
度や抵抗検出部やその検出信号の処理が必要なくなるた
め、回路のコストが約２０％下がる。また、大気室層側
にヒータ層を付けた場合より、セルとの距離が近いため
ヒータ電力が少なくて、同温度に保たれやすい。又、拡
散弧の拡散速度は温度にも影響されるため、拡散孔の温
調精度が向上し、空燃比の認定精度が、より向上する。
度が一定に保てるために、セル温度や抵抗を検出して、
フィードバック制御による温調が必要がないためセル温
度や抵抗検出部やその検出信号の処理が必要なくなるた
め、回路のコストが約２０％下がる。また、大気室層側
にヒータ層を付けた場合より、セルとの距離が近いため
ヒータ電力が少なくて、同温度に保たれやすい。又、拡
散弧の拡散速度は温度にも影響されるため、拡散孔の温
調精度が向上し、空燃比の認定精度が、より向上する。
第１図は本発明の一実施例のセンサ素子の横断面図と回
路図、第２図は、第１図のセンサ素子の拡大透視図、第
３図は、第１図センサ素子の縦断面図、第４図は本発明
の他の実施例のセンサ素子の横断面図。 １・・・ジルコニア固体電解質、２・・・基性電極、３
・・・測定電極、４・・・大気室、６・・・拡散室、７
・・・拡散孔、第１ 回 ／Ｚ ／−−−リルコニｒ１窮Ｍヒ角季贋“ ４− 人気！ 乙−０−屏ポ隻 ７−０−ゑ取几 ８１．−人へ歿・参 （／−ＦＡＮ榎（ ／／−＋＋り気力Ｉ 、２−０−ヒー７部杯 １３−−− こ−７４ 第Ｚ 回
路図、第２図は、第１図のセンサ素子の拡大透視図、第
３図は、第１図センサ素子の縦断面図、第４図は本発明
の他の実施例のセンサ素子の横断面図。 １・・・ジルコニア固体電解質、２・・・基性電極、３
・・・測定電極、４・・・大気室、６・・・拡散室、７
・・・拡散孔、第１ 回 ／Ｚ ／−−−リルコニｒ１窮Ｍヒ角季贋“ ４− 人気！ 乙−０−屏ポ隻 ７−０−ゑ取几 ８１．−人へ歿・参 （／−ＦＡＮ榎（ ／／−＋＋り気力Ｉ 、２−０−ヒー７部杯 １３−−− こ−７４ 第Ｚ 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、固体電解質体とこれをはさんで対向する一対の触媒
性電極からなるセルと、この一方の基準電極に基準ガス
となる大気を導入する大気室層と、他方の検出電極に被
測室ガスを導入する拡散室層と、セルを高温に保持する
ために、その周囲に加熱用ヒータ層を構成した燃焼ガス
中燃焼時の空気と燃料の混合比を検出する空燃比センサ
において、上記大気室層を上部に配置、その下方に拡散
室層を、その下方のヒータ層を積層した積層型空燃比セ
ンサ。 ２、特許請求の範囲第１項において、拡散室層の拡散室
に被測定ガスである燃焼の排ガスを拡散律速する拡散孔
によつて検出電極に導入する積層型空燃比センサ。 ３、特許請求の範囲第２項において、加熱用ヒータ層が
、電気絶縁層とその間に接して設けられたヒータから構
成されるヒータ層と、固定電解質から構成される拡散室
層の間に少なくとも一層の接着層を有する積層型空燃比
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195408A JPS6352052A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 積層型空燃比センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195408A JPS6352052A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 積層型空燃比センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352052A true JPS6352052A (ja) | 1988-03-05 |
Family
ID=16340604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61195408A Pending JPS6352052A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 積層型空燃比センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352052A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6007688A (en) * | 1996-11-29 | 1999-12-28 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Wide range air/fuel ratio sensor having one electrochemical cell |
| JP2020030122A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | ガスセンサ素子 |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP61195408A patent/JPS6352052A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6007688A (en) * | 1996-11-29 | 1999-12-28 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Wide range air/fuel ratio sensor having one electrochemical cell |
| JP2020030122A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | ガスセンサ素子 |
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