JPS58158553A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPS58158553A JPS58158553A JP57041926A JP4192682A JPS58158553A JP S58158553 A JPS58158553 A JP S58158553A JP 57041926 A JP57041926 A JP 57041926A JP 4192682 A JP4192682 A JP 4192682A JP S58158553 A JPS58158553 A JP S58158553A
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- 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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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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】
本発明は、自動車用エンジンの空燃比を広い領域で検出
することのできる酸素センサに関する。
することのできる酸素センサに関する。
自動車用エンジンの空燃比制御システムに用いられる酸
素センサは、理論空燃比（Ａ／Ｆ ＝１４６）近傍にお
けるセンサの発生電圧変化を利用しており、主として三
元触媒を用いた排ガス浄化システムを対象として実用化
されている。
素センサは、理論空燃比（Ａ／Ｆ ＝１４６）近傍にお
けるセンサの発生電圧変化を利用しており、主として三
元触媒を用いた排ガス浄化システムを対象として実用化
されている。
従来より実用化されている酸素センサは、いわゆる濃淡
電池型のもので、こねは、酸素イオン透過性固体電解質
からなる一端が閉止した筒体の内外表面に電極層を設け
、筒体内部に大気等の標準ガスを有する酸素センサ素子
の外表面に排ガスを接触させ、標準ガスと排ガスとの酸
素濃度差により前記内外電極間に発生する電位差を起電
力として増出し、この起電力の急激な変化を測定するこ
とによシ理論突燃比を検知するものである。しかしなが
ら、この酸素濃淡電池型酸素センサは、理論空燃比近傍
を精度良く検知することができるが、それ以外の酸素濃
度領域を検知することができ表かった。近年、自動車の
低燃費化という社会的要請に応じ、エンジンを改良し特
定条件において理論空燃比より酸素過剰側（リーン側）
で運転するシステムが検討さねているが、上記濃淡電池
型酸素センサでは、このシステムに使用することは不適
当であった。
電池型のもので、こねは、酸素イオン透過性固体電解質
からなる一端が閉止した筒体の内外表面に電極層を設け
、筒体内部に大気等の標準ガスを有する酸素センサ素子
の外表面に排ガスを接触させ、標準ガスと排ガスとの酸
素濃度差により前記内外電極間に発生する電位差を起電
力として増出し、この起電力の急激な変化を測定するこ
とによシ理論突燃比を検知するものである。しかしなが
ら、この酸素濃淡電池型酸素センサは、理論空燃比近傍
を精度良く検知することができるが、それ以外の酸素濃
度領域を検知することができ表かった。近年、自動車の
低燃費化という社会的要請に応じ、エンジンを改良し特
定条件において理論空燃比より酸素過剰側（リーン側）
で運転するシステムが検討さねているが、上記濃淡電池
型酸素センサでは、このシステムに使用することは不適
当であった。
一方、排ガスの酸素濃度を低い領域から高い領域にわた
って連続的に検知することのできる、いわゆるリーンセ
ンサが開発さｔｌている。このリーンセンサは、酸素イ
オン透過性固体電解質からなる基板両面に電極層をそわ
それ設け、少ガくとも一方の電＠ｉ層を無機材料で被覆
してなるセンサ素子部を排ガスと接触するようにして排
気管に取付け、前記両極に定電圧を印加すると、排ガス
中の酸素Ｗ（度に応じて両極間に限界箱、法１．が流れ
るので、この限界電流の変化を測定することにより自動
車エンジンの空燃比を検知することができる。しかし、
このリーンセンサは、理論空燃比以上の、すなわぢ酸素
過剰側１空燃比を検出することが℃きる／（目である。
って連続的に検知することのできる、いわゆるリーンセ
ンサが開発さｔｌている。このリーンセンサは、酸素イ
オン透過性固体電解質からなる基板両面に電極層をそわ
それ設け、少ガくとも一方の電＠ｉ層を無機材料で被覆
してなるセンサ素子部を排ガスと接触するようにして排
気管に取付け、前記両極に定電圧を印加すると、排ガス
中の酸素Ｗ（度に応じて両極間に限界箱、法１．が流れ
るので、この限界電流の変化を測定することにより自動
車エンジンの空燃比を検知することができる。しかし、
このリーンセンサは、理論空燃比以上の、すなわぢ酸素
過剰側１空燃比を検出することが℃きる／（目である。
本発明は、上記漉淡電池型酸累センサとり−ンセンサと
全糾合わせることにより、１本の素子だ目−Ｃエンジン
の理論空燃比近傍は勿論、リーン側空燃比をも精度良く
連続的に検出することがでさ、し／ζがって運転条件に
よシ要求される空燃比が連続的に変化する空燃比制御シ
ステムに１史用することかできる酸素センサを提供する
ものである。
全糾合わせることにより、１本の素子だ目−Ｃエンジン
の理論空燃比近傍は勿論、リーン側空燃比をも精度良く
連続的に検出することがでさ、し／ζがって運転条件に
よシ要求される空燃比が連続的に変化する空燃比制御シ
ステムに１史用することかできる酸素センサを提供する
ものである。
すなわち、本発明酸素センサに、酸素イオン透過性固体
電解質からなる一端が閉じた筒状素子本体と、該素子本
体内表面及び外表面に設けられた内側電極及び外側電極
と、少なくとも前記外側電極を被覆する無機材料層とか
らなる酸素センサ索子と、 前記素子外表面に接触する排ガスが理論空燃比近傍で排
出されるものであるときは、該排ガスと前記素子内部に
導入された酸素濃度既知の標準ガスとの酸素濃度差によ
り前記内側電極と外側電極間ＶＣ住する起電力の変化を
検知し、前記素子外表面に接触する排ガスが理論空燃比
より酸素過剰領域で排出されるものであるときは、前記
内外両電極に定電圧を印加してこれら内外両電極間に流
れる電流の変化を検知する回路と、からなることを特徴
とするものである。
電解質からなる一端が閉じた筒状素子本体と、該素子本
体内表面及び外表面に設けられた内側電極及び外側電極
と、少なくとも前記外側電極を被覆する無機材料層とか
らなる酸素センサ索子と、 前記素子外表面に接触する排ガスが理論空燃比近傍で排
出されるものであるときは、該排ガスと前記素子内部に
導入された酸素濃度既知の標準ガスとの酸素濃度差によ
り前記内側電極と外側電極間ＶＣ住する起電力の変化を
検知し、前記素子外表面に接触する排ガスが理論空燃比
より酸素過剰領域で排出されるものであるときは、前記
内外両電極に定電圧を印加してこれら内外両電極間に流
れる電流の変化を検知する回路と、からなることを特徴
とするものである。
以）１本発明酸素センサを図面に基づいて説明する。
第１図は本発明酸素センサの一例を示す断面図、血路Ｕ
字状素子本体１と、素子本体１の内周面と外周面にそわ
それ設けられた電極層２，３と、こわら電極Ｎ２，３を
被覆する多孔性セラミツ解質、例えばＺｒ＠、 Ｈｆ０
ｔ、 ’ｒｈｏ、、 ＯｅＯ，、Ｂｉ、（入等にＹ、０
．、 ＯａＯ，ＭｇＯ，Ｙｂ２Ｏ３等を固溶させた緻密
な焼結体である。素子本体１は、その上部内周に閉止端
方向へ向けて狭くなるテーパ部１ａを有［７、またその
外周には外方へ向かって突出する肩部１ｂを廟する。素
子本体１の内周面に設けられた電極（以下、内側電極層
又は単に内側電極という）２は素子１の開口端オで形成
され、素子本体１の外周面に設けられた電極（以下、外
側電極層又ｄ単に外側電極という）３は、少なくとも素
子本体１の肩部１ｂ上面に達する位置まで形成さねでい
る。両電極２，５は、素子本体１の内外表面全域にわた
って形成さｔていてもよいが、一部のみでもよい。多孔
性セラミック層４．５のうち、内側電極（陽極）２を被
覆するセラミック層４は電、極保護のため薄く、−！だ
外側電極（陰極）３を被覆するセラミック層５は外側電
極３への酸素流入量を制限するために厚くする。
字状素子本体１と、素子本体１の内周面と外周面にそわ
それ設けられた電極層２，３と、こわら電極Ｎ２，３を
被覆する多孔性セラミツ解質、例えばＺｒ＠、 Ｈｆ０
ｔ、 ’ｒｈｏ、、 ＯｅＯ，、Ｂｉ、（入等にＹ、０
．、 ＯａＯ，ＭｇＯ，Ｙｂ２Ｏ３等を固溶させた緻密
な焼結体である。素子本体１は、その上部内周に閉止端
方向へ向けて狭くなるテーパ部１ａを有［７、またその
外周には外方へ向かって突出する肩部１ｂを廟する。素
子本体１の内周面に設けられた電極（以下、内側電極層
又は単に内側電極という）２は素子１の開口端オで形成
され、素子本体１の外周面に設けられた電極（以下、外
側電極層又ｄ単に外側電極という）３は、少なくとも素
子本体１の肩部１ｂ上面に達する位置まで形成さねでい
る。両電極２，５は、素子本体１の内外表面全域にわた
って形成さｔていてもよいが、一部のみでもよい。多孔
性セラミック層４．５のうち、内側電極（陽極）２を被
覆するセラミック層４は電、極保護のため薄く、−！だ
外側電極（陰極）３を被覆するセラミック層５は外側電
極３への酸素流入量を制限するために厚くする。
６は概略円筒状のハウジングで、このハウジング６は排
気管取付は用のフランジ６ａを外周に有し、その下方内
周には前記素子本体１の肩部１ｂ下面と当接して素子本
体１を係止しうるテーパ部６ｂを有する。ハウジング６
の下端部Ｋｔｒｆ、ルーパー７が接続しており、とのル
ーバー７には被測定ガス流入用の孔７ａ、７ａ、・・・
・・・ が多数穿設されている。
気管取付は用のフランジ６ａを外周に有し、その下方内
周には前記素子本体１の肩部１ｂ下面と当接して素子本
体１を係止しうるテーパ部６ｂを有する。ハウジング６
の下端部Ｋｔｒｆ、ルーパー７が接続しており、とのル
ーバー７には被測定ガス流入用の孔７ａ、７ａ、・・・
・・・ が多数穿設されている。
素子本体１をノ・ウジング乙に取付けるには、ハウジン
グ６のテーバ部６ｂに、グラファイト等の耐熱性シール
リング１０を載置し、素子本体１をその閉止部側からノ
・ウジング６へ挿入し、素子本体肩部１ｂの下面をノ・
ウジング６のテーパ部６ｂ上面に当接させることにより
行なう。
グ６のテーバ部６ｂに、グラファイト等の耐熱性シール
リング１０を載置し、素子本体１をその閉止部側からノ
・ウジング６へ挿入し、素子本体肩部１ｂの下面をノ・
ウジング６のテーパ部６ｂ上面に当接させることにより
行なう。
８はセラミックヒ・−夕で、発熱金属層（図示せず）を
有する長尺円筒体である。セラミックヒータ８け、その
」二部外周に嵌合した係止具９を介して素子本体１の内
部に収納・取付けられている。
有する長尺円筒体である。セラミックヒータ８け、その
」二部外周に嵌合した係止具９を介して素子本体１の内
部に収納・取付けられている。
係止具９は、その内形がセラミックヒータ８の外形に相
当する形状を有し、その外形が素子本体１の開口端部内
形に相当する形状を崩し、前記セラミックヒータ８を圧
着等によシその内周に固定した状態で、素子本体１のテ
ーパ部１ａ上面に係止具９の肩部９ａ下面を当接させ、
これにより素子本体１の開口端部に、セラミックヒータ
８を取付けた係止具９を装着する。セラミックヒータ８
け、その下端が素子本体１のほぼ底面付近まで到達しつ
る長さとし、軸方向に貫通する中空部８ａを通って外部
からの空気を素子本体１の内部に導入する。
当する形状を有し、その外形が素子本体１の開口端部内
形に相当する形状を崩し、前記セラミックヒータ８を圧
着等によシその内周に固定した状態で、素子本体１のテ
ーパ部１ａ上面に係止具９の肩部９ａ下面を当接させ、
これにより素子本体１の開口端部に、セラミックヒータ
８を取付けた係止具９を装着する。セラミックヒータ８
け、その下端が素子本体１のほぼ底面付近まで到達しつ
る長さとし、軸方向に貫通する中空部８ａを通って外部
からの空気を素子本体１の内部に導入する。
１１は、素子本体１の肩部よシ上方外周に嵌着された第
１の外側電極取出し用金属管（以下、下部外管という）
である。下部外管の下端には外方に広がるフランジ部１
１ａが設けられ、このフランジ部１１ａは、素子本体１
の肩部１ｂ上面に載置さｔまた耐熱性クッションリング
３０を介して、肩部１ｂの上面に当接している。下部外
管１１は、素子本体１の外周面に形成された外側電極３
と、外管の下部内周面にて接触している。
１の外側電極取出し用金属管（以下、下部外管という）
である。下部外管の下端には外方に広がるフランジ部１
１ａが設けられ、このフランジ部１１ａは、素子本体１
の肩部１ｂ上面に載置さｔまた耐熱性クッションリング
３０を介して、肩部１ｂの上面に当接している。下部外
管１１は、素子本体１の外周面に形成された外側電極３
と、外管の下部内周面にて接触している。
１２は、前記下部外管１１の外周に嵌着された外側絶縁
管である。外側絶縁管１２は、その下部が厚肉となって
おり、厚肉下部開口面を、前記下部外管１１のフランジ
部１１ａを介して素子本体１の肩部１ｂ上面に載置され
る。１３は、ハウジング６と外側絶縁管１２との間隙に
充てんされたタルク等の耐熱性無機物質からなる充てん
材、１４目、充てん材１３の上面に載置された押えリン
グである。
管である。外側絶縁管１２は、その下部が厚肉となって
おり、厚肉下部開口面を、前記下部外管１１のフランジ
部１１ａを介して素子本体１の肩部１ｂ上面に載置され
る。１３は、ハウジング６と外側絶縁管１２との間隙に
充てんされたタルク等の耐熱性無機物質からなる充てん
材、１４目、充てん材１３の上面に載置された押えリン
グである。
１５Ｖｉ、ハウジング乙の上部に接続する円管状下部ホ
ルダで、下部ホルダ１５下端に設はられた７ランジ部１
５ａが押えリング１４上面に当接している。ハウジング
６の先端部外周をかしめることによシ、ハウジング６と
下部ホルダ１５が一体化される。
ルダで、下部ホルダ１５下端に設はられた７ランジ部１
５ａが押えリング１４上面に当接している。ハウジング
６の先端部外周をかしめることによシ、ハウジング６と
下部ホルダ１５が一体化される。
１６は、内側電極取出し用金属管（以下、内管という）
である。内管１６け、その下端に外方へ広がるフランジ
部１６ａを有し、このフランジ部１６ａを係止具９の上
面に当接することにより、係止具９に載置されている。
である。内管１６け、その下端に外方へ広がるフランジ
部１６ａを有し、このフランジ部１６ａを係止具９の上
面に当接することにより、係止具９に載置されている。
内管１６のフランジ部１６ａは係止具９を介して内側電
極と接触している。
極と接触している。
１８Ｆ：ｒ、前記内管１６の内側に嵌着された絶縁性円
柱体で、その内部に２本のリード線１９（１本は図示し
ていない）を通すための貫通孔及び外部からの大気導通
用貫通孔（図示せず）を有し７ている。絶縁性円柱体１
８下面はセラミックヒータ８の上面と接しており、リー
ド線１９の下端にセラミックヒータ８と１気的に接続す
る。
柱体で、その内部に２本のリード線１９（１本は図示し
ていない）を通すための貫通孔及び外部からの大気導通
用貫通孔（図示せず）を有し７ている。絶縁性円柱体１
８下面はセラミックヒータ８の上面と接しており、リー
ド線１９の下端にセラミックヒータ８と１気的に接続す
る。
内管１６の外周には内側絶縁管２０が嵌着している。内
側絶縁管２０は、その下部が厚肉とガっており、厚肉下
部開口端面が係止ＪＥｉ、、 ９の上面に、内管１６の
フランジ部１６ａを介してＬ４している。内側絶縁管２
０け、その上端からさらに上方へ内管１６を突出させる
程度の長さとする。
側絶縁管２０は、その下部が厚肉とガっており、厚肉下
部開口端面が係止ＪＥｉ、、 ９の上面に、内管１６の
フランジ部１６ａを介してＬ４している。内側絶縁管２
０け、その上端からさらに上方へ内管１６を突出させる
程度の長さとする。
内側絶縁管２０の」二部列用には、第２の外側電極取出
し用金属管（以下、上部外管という）２１が嵌着してい
る。上部外管２１はその下端に外方へ向けて突出するフ
ランジ部２１ａを有し、この７ランジ部２１ａの下面に
は、内側絶縁管２０の外周に設けら′ｈたスプリング２
２の上端が当接している。上部外管２１の下部外周には
下部ホルダ１５との間隙を埋める充てん材２９が設けＣ
−）わている。
し用金属管（以下、上部外管という）２１が嵌着してい
る。上部外管２１はその下端に外方へ向けて突出するフ
ランジ部２１ａを有し、この７ランジ部２１ａの下面に
は、内側絶縁管２０の外周に設けら′ｈたスプリング２
２の上端が当接している。上部外管２１の下部外周には
下部ホルダ１５との間隙を埋める充てん材２９が設けＣ
−）わている。
スプリング２２は、その下端が内側絶縁管２０の下部厚
肉部上面に設けたクッション材２３及び押え板２４に当
接し、その−Ｆ端が前記上部外管２１のフランジ部２１
ａ下面に尚接し。
肉部上面に設けたクッション材２３及び押え板２４に当
接し、その−Ｆ端が前記上部外管２１のフランジ部２１
ａ下面に尚接し。
適当な弾性を有して内側絶縁管２０の外周に設けられて
いる。スプリング２２けその下部が下部外管１１の内周
に接触して因る。このスプリング２２によシ、内側絶縁
管２ｏの厚肉部に下方へ向かう押圧力が加わり、これに
より内管１６が係止具９に良好に圧接し、また係止具９
の素子本体１開口部の装着が確実になシ、素子本体１の
ハウジング６への取付けが強固になる。
いる。スプリング２２けその下部が下部外管１１の内周
に接触して因る。このスプリング２２によシ、内側絶縁
管２ｏの厚肉部に下方へ向かう押圧力が加わり、これに
より内管１６が係止具９に良好に圧接し、また係止具９
の素子本体１開口部の装着が確実になシ、素子本体１の
ハウジング６への取付けが強固になる。
また、これと同時に、スプリング２２の下部は前記下部
外管１１の内周面に接触しているので、このスプリング
２２により下部外管１１と上部外管２１との電気的接続
がはかられる。
外管１１の内周面に接触しているので、このスプリング
２２により下部外管１１と上部外管２１との電気的接続
がはかられる。
２５は上部ホルダで、その下端部が前記下部ホルダ１５
の上端部外周に嵌合している。上部ホルダ２５と下部ホ
ルダ１５とは、相互に重なる部分を、外部からかしめる
ことによシ一体的に組付けられる。
の上端部外周に嵌合している。上部ホルダ２５と下部ホ
ルダ１５とは、相互に重なる部分を、外部からかしめる
ことによシ一体的に組付けられる。
２６は、内管１６に接続するリード線、２７は、上部外
管２１に接続するリード線である。
管２１に接続するリード線である。
各リード線２６．２７は、いずれも絶縁性材料でその外
周を被覆されており、前記セラミックヒータ加熱用リー
ド線１９とともに一緒になって部分本絶縁被覆されてい
る。
周を被覆されており、前記セラミックヒータ加熱用リー
ド線１９とともに一緒になって部分本絶縁被覆されてい
る。
２８は、上部ホルダ２５内周に設けられた絶縁層であシ
、上部ホルダ２５と上部外管２１及びリード線２７との
電気的絶縁を完全にはかるものである。
、上部ホルダ２５と上部外管２１及びリード線２７との
電気的絶縁を完全にはかるものである。
上記構成の酸素センサにおいては、センサ素子部分に設
けた内側電極２は、係止具９及び内管１６を介してリー
ド線２６と電気的に接続し、また外側電極３は下部外管
１１、スプリング２２、上部外管２１を介してリード線
２７と電気的に接続している。外側電極３はハウジング
６と接触しないように、例えば第１図の破線で示すよう
に、肩部１ｂに軸方向に切欠溝を設け、この切欠溝を通
って肩部１ｂの上面に取出されるようにしてもよい。ま
た、素子本体１の内部は、絶縁性円柱体の貫通孔及びセ
ラミックヒータ８の中空部８ａを通って外気と導通して
いる。
けた内側電極２は、係止具９及び内管１６を介してリー
ド線２６と電気的に接続し、また外側電極３は下部外管
１１、スプリング２２、上部外管２１を介してリード線
２７と電気的に接続している。外側電極３はハウジング
６と接触しないように、例えば第１図の破線で示すよう
に、肩部１ｂに軸方向に切欠溝を設け、この切欠溝を通
って肩部１ｂの上面に取出されるようにしてもよい。ま
た、素子本体１の内部は、絶縁性円柱体の貫通孔及びセ
ラミックヒータ８の中空部８ａを通って外気と導通して
いる。
上記構成の酸素センサ妬おいて、その酸素濃度の測定原
理を第３図（イ）、（ロ）及び第４図を用いて説明する
。
理を第３図（イ）、（ロ）及び第４図を用いて説明する
。
第３図印は酸素センサ素子Ａを濃淡電池型として使用し
た場合の測定回路図である。素子１の内部には大気（標
準ガス）が導入されており、素子１の外部には排ガスが
接触している。この素子Ａの内側電極２と外側電極３と
を結ぶと、素子内部の大気中の酸素分圧と排ガス中の酸
素分圧の比により、内・外電極２，５間に電位差が生じ
る。
た場合の測定回路図である。素子１の内部には大気（標
準ガス）が導入されており、素子１の外部には排ガスが
接触している。この素子Ａの内側電極２と外側電極３と
を結ぶと、素子内部の大気中の酸素分圧と排ガス中の酸
素分圧の比により、内・外電極２，５間に電位差が生じ
る。
これを起電力として電圧計３１で測定する。この起電力
は理論空燃比近傍で、第４図の曲線Ｉに示すように非常
に大きく変動するので、理論空燃比（Ａ、／Ｆ＝ １４
６ ）を検知することができる。
は理論空燃比近傍で、第４図の曲線Ｉに示すように非常
に大きく変動するので、理論空燃比（Ａ、／Ｆ＝ １４
６ ）を検知することができる。
一方、第３図（ロ）は酸素センサ素子Ａを限界電流型と
して使用する場合の測定回路図で、素子１の内側電極２
を定電圧電源３２の陽極側に接続し、素子１の外側電極
３を定電圧電源３２の陰極側に接続してなるものである
。
して使用する場合の測定回路図で、素子１の内側電極２
を定電圧電源３２の陽極側に接続し、素子１の外側電極
３を定電圧電源３２の陰極側に接続してなるものである
。
この測定回路において、前記定電圧電源３２るので、素
子本体１には、外側電極３に接する排ガス中の酸素濃度
に応じた量の限界電流が発生する。これを電流計３３で
測定する。この限界電流は第４図中破線■で示すように
リーン側空燃比と比例関係にあるので、素子Ａの限界電
流を測定するととにより、リーン側の空燃比を検知する
ことができる。
子本体１には、外側電極３に接する排ガス中の酸素濃度
に応じた量の限界電流が発生する。これを電流計３３で
測定する。この限界電流は第４図中破線■で示すように
リーン側空燃比と比例関係にあるので、素子Ａの限界電
流を測定するととにより、リーン側の空燃比を検知する
ことができる。
次に、第１図に示す構成の酸素センサの具体的な作動例
を説明する。
を説明する。
ます、第１図に示す構成の酸素センサを、その素子部Ａ
が排ガス中に曝されるようにして排気管に取付ける。素
子Ａは、内部に挿入したセラミックヒータ８を作動させ
ることにより所定の温間に加温されている。素子Ａの内
・外電極に接続するリード線は、酸素センサ外部へ引出
されて、例えば第５図に示す回路を構成している。図中
、３５は切替スイッチで、素子Ａを濃淡電池型として使
用する場合には図中上方へ移動してＢ点に接続し、素子
Ａを限界電流型として使用する場合には図中下方へ移動
して０点に接続する。
が排ガス中に曝されるようにして排気管に取付ける。素
子Ａは、内部に挿入したセラミックヒータ８を作動させ
ることにより所定の温間に加温されている。素子Ａの内
・外電極に接続するリード線は、酸素センサ外部へ引出
されて、例えば第５図に示す回路を構成している。図中
、３５は切替スイッチで、素子Ａを濃淡電池型として使
用する場合には図中上方へ移動してＢ点に接続し、素子
Ａを限界電流型として使用する場合には図中下方へ移動
して０点に接続する。
上記第５図に示す回路を有する酸素センサにおいて、素
子への外表面に接触する排ガスが理論空燃比近傍（Ａ／
Ｆ＝１４〜１５）のときは、切替スイッチ５５がＢ点に
接続し、第３図（イ）に示す回路が形成される。これに
１９、前記のように、素子Ａの内外電極間に発生する起
電力を電圧計３１で測定することができるので、この起
電力の変動により理論空燃比を正確に検出することがで
きる。一方、空燃比がリーン側（Ａ／Ｆが１５以上）の
ときは切替スイッチ３５が０点に接続し、第３図（ロ）
に示す回路が形成される。
子への外表面に接触する排ガスが理論空燃比近傍（Ａ／
Ｆ＝１４〜１５）のときは、切替スイッチ５５がＢ点に
接続し、第３図（イ）に示す回路が形成される。これに
１９、前記のように、素子Ａの内外電極間に発生する起
電力を電圧計３１で測定することができるので、この起
電力の変動により理論空燃比を正確に検出することがで
きる。一方、空燃比がリーン側（Ａ／Ｆが１５以上）の
ときは切替スイッチ３５が０点に接続し、第３図（ロ）
に示す回路が形成される。
これにより、前記のように素子人の内外電極間に流れる
限界電流を電流計３３で測定するととができ、この限界
電流値によりリーン側空燃比を連続的に検出することが
できる。
限界電流を電流計３３で測定するととができ、この限界
電流値によりリーン側空燃比を連続的に検出することが
できる。
以上記載したように、本発明酸素センサは１つの酸素セ
ンサに濃淡電池型と限界電流型の２つの機能を持たせる
ことができたので、理論空燃比及びリーン側空燃比の両
方ともを精度良く連続的に検出することができるという
利点を有する。また、本発明酸素センサは、構造的にも
従来のものとほとんど変わりがないため、製造・取付は
方法及びこれに用いる装置等もこれまでとほとんど同じ
であるという利点を有する。
ンサに濃淡電池型と限界電流型の２つの機能を持たせる
ことができたので、理論空燃比及びリーン側空燃比の両
方ともを精度良く連続的に検出することができるという
利点を有する。また、本発明酸素センサは、構造的にも
従来のものとほとんど変わりがないため、製造・取付は
方法及びこれに用いる装置等もこれまでとほとんど同じ
であるという利点を有する。
第１図は本発明酸素センサの一例を示す断面図、
第２図は上記第１図の■−■線矢視断面図、第３図（イ
）、（ロ）は、酸素センサの測定原理を示す回路図、 第４図は本発明酸素センサの出力特性を示すグラフ、 第５図は本発明酸素センサの測定原理を示す回路図であ
る。 図中、 １・・・素子本体、２・・・内側電極、３・・・外側電
極、４．５・・・多孔性セラミック層、８・・・セラミ
ックヒータ、１１・・・第１の外側電極取出し用金属管
（下部外管）、１６・・・内側電極取量し用金属管、２
１・・・第２の外４ｆ４１１電極取出し用金属管（上部
外管） 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社代理人弁理士萼
優美 （ほか１名） ２７ 図 ８ ６ ｑ １ ２ ２ １２３ １５ａ ３５ ４ ！３ イ
）、（ロ）は、酸素センサの測定原理を示す回路図、 第４図は本発明酸素センサの出力特性を示すグラフ、 第５図は本発明酸素センサの測定原理を示す回路図であ
る。 図中、 １・・・素子本体、２・・・内側電極、３・・・外側電
極、４．５・・・多孔性セラミック層、８・・・セラミ
ックヒータ、１１・・・第１の外側電極取出し用金属管
（下部外管）、１６・・・内側電極取量し用金属管、２
１・・・第２の外４ｆ４１１電極取出し用金属管（上部
外管） 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社代理人弁理士萼
優美 （ほか１名） ２７ 図 ８ ６ ｑ １ ２ ２ １２３ １５ａ ３５ ４ ！３ イ
Claims (1)
- （１）酸素イオン透過性固体電解質からなる一端が閉じ
た筒状素子本体と、該素子本体内表面及び外表面に設け
られた内側電極及び外側電極と、少なくとも前記外側電
極を被覆する無機材料層とからなる酸素センサ素子と、
前記素子外表面に接触する排ガスが理−空燃比近傍で排
出されるものであるときは、該排ガスと前記素子内部に
導入された酸素濃度既知の標準ガスとの酸素濃度差によ
シ前記内側電極と外側電極間に生ずる起電力の変化を検
知し、前記素子外表面に接触する排ガスが理論空燃比よ
シ酸素過剰領域で排出されるものであるときは、前記内
外両電極に定電圧を印加してこれら内外両電極間に流れ
る電流の変化を検知する回路と、 からなる自動車排ガス用酸素センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041926A JPS58158553A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 酸素センサ |
| DE19823226603 DE3226603A1 (de) | 1982-03-17 | 1982-07-16 | Verfahren und system zum messen der sauerstoff-konzentration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041926A JPS58158553A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 酸素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158553A true JPS58158553A (ja) | 1983-09-20 |
Family
ID=12621840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57041926A Pending JPS58158553A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 酸素センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158553A (ja) |
| DE (1) | DE3226603A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195447A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JPS6189159U (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-10 | ||
| JPS62104153U (ja) * | 1985-12-21 | 1987-07-02 | ||
| US10507164B2 (en) | 2012-11-30 | 2019-12-17 | Corning Incorporated | Glass containers with improved strength and improved damage tolerance |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3319186A1 (de) * | 1983-05-27 | 1984-11-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur erzeugung eines referenzpotentials bei potentiometrischen lambdasonden |
| JPH0638075B2 (ja) * | 1984-10-08 | 1994-05-18 | 日本碍子株式会社 | 燃焼排ガスにおける雰囲気変化の迅速的検出方法 |
| DE19515897C1 (de) * | 1995-04-29 | 1996-07-25 | Bosch Gmbh Robert | Dichtsitz für ein elektrochemisches Sensorelement |
-
1982
- 1982-03-17 JP JP57041926A patent/JPS58158553A/ja active Pending
- 1982-07-16 DE DE19823226603 patent/DE3226603A1/de not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195447A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JPS6189159U (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-10 | ||
| JPS62104153U (ja) * | 1985-12-21 | 1987-07-02 | ||
| US10507164B2 (en) | 2012-11-30 | 2019-12-17 | Corning Incorporated | Glass containers with improved strength and improved damage tolerance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3226603A1 (de) | 1983-09-29 |
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