JPS60165541A - 機関の空燃比センサ - Google Patents
機関の空燃比センサInfo
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- JPS60165541A JPS60165541A JP59023222A JP2322284A JPS60165541A JP S60165541 A JPS60165541 A JP S60165541A JP 59023222 A JP59023222 A JP 59023222A JP 2322284 A JP2322284 A JP 2322284A JP S60165541 A JPS60165541 A JP S60165541A
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は内燃機関等の排気ガス中の酸素濃度を測定して
空燃比を検知する装置に関するものであシ、特にイオン
伝導性固体電解質で構成された酸素ポンプ式の空燃比セ
ンサの改良に関するものである。
空燃比を検知する装置に関するものであシ、特にイオン
伝導性固体電解質で構成された酸素ポンプ式の空燃比セ
ンサの改良に関するものである。
従来より、イオン伝導性固体電解質（例えば安定化ソル
コニア）で構成された酸素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧とを気の酸素分圧との差によって生じる起電力の
変化に基づいて理論空燃比での燃焼状態を検知すること
により、例えば自動車の機関を理論空燃比で運転するよ
うに制御することは周知の通シである。ところで、上記
酸素センサは空気と燃料との重量比率である空燃比Ａ／
Ｆが理論空燃比１４．７である時は大きな変化出方が得
られるが、他の運転空燃比域では出力変化がほとんどな
く、理論空燃比以外のを燃比で機関を運転する場合には
上記酸素センサの出力を利用することができない。そこ
で、かかる不都合を解消し任意の空燃比で機関を運転可
能にする酸素ポンプ式空燃比センサが提案されているが
、特性が温度によって著しく変化するために実用に至ら
なかった。
コニア）で構成された酸素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧とを気の酸素分圧との差によって生じる起電力の
変化に基づいて理論空燃比での燃焼状態を検知すること
により、例えば自動車の機関を理論空燃比で運転するよ
うに制御することは周知の通シである。ところで、上記
酸素センサは空気と燃料との重量比率である空燃比Ａ／
Ｆが理論空燃比１４．７である時は大きな変化出方が得
られるが、他の運転空燃比域では出力変化がほとんどな
く、理論空燃比以外のを燃比で機関を運転する場合には
上記酸素センサの出力を利用することができない。そこ
で、かかる不都合を解消し任意の空燃比で機関を運転可
能にする酸素ポンプ式空燃比センサが提案されているが
、特性が温度によって著しく変化するために実用に至ら
なかった。
第１図および第２図は従来の酸素ポンプ式窒燃比センサ
を示し、１は機関の排気管、２は排気管１内に配設され
たを燃比センサ部である。空燃比センサ部２は、厚さが
約０．５鱈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の両側面にそれぞれ白金電極４，５を設
けて構成された固体電解室酸素ボング６と、平板状のイ
オン伝導性固体電解質７の両側面にそれぞれ白金電極８
゜９を設けて構成された固体電解質酸素センサ１０と、
酸素センサ６と酸素ポン７”１０を帆１ｍ程度の微小間
隙ｄを介して対向するよう排気管ｌに取付けるだめの支
持台１１とから構成される。１２は制御装置であシ、酸
素センサ１０が電極８，９間に発生する起電力ｅｓを抵
抗Ｒ１を介して演算増幅器Ａの反転入力端子に印加し、
この演算増幅器Ａの非反転入力端子に印加されている基
準電圧Ｖと起電力ｅ８との差異に比例した演算増幅器Ａ
の出力Ｋｊ、９）ランジスタＴＲを駆動し、酸素ポンゾ
ロの電極４，５間に流すポンプ電流Ｉｐを制御する機能
を備えている。即ち、起電力ｅ８を所定値Ｖに保つのに
必要なポンプ電流工ｐを供給する作用をする。
を示し、１は機関の排気管、２は排気管１内に配設され
たを燃比センサ部である。空燃比センサ部２は、厚さが
約０．５鱈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の両側面にそれぞれ白金電極４，５を設
けて構成された固体電解室酸素ボング６と、平板状のイ
オン伝導性固体電解質７の両側面にそれぞれ白金電極８
゜９を設けて構成された固体電解質酸素センサ１０と、
酸素センサ６と酸素ポン７”１０を帆１ｍ程度の微小間
隙ｄを介して対向するよう排気管ｌに取付けるだめの支
持台１１とから構成される。１２は制御装置であシ、酸
素センサ１０が電極８，９間に発生する起電力ｅｓを抵
抗Ｒ１を介して演算増幅器Ａの反転入力端子に印加し、
この演算増幅器Ａの非反転入力端子に印加されている基
準電圧Ｖと起電力ｅ８との差異に比例した演算増幅器Ａ
の出力Ｋｊ、９）ランジスタＴＲを駆動し、酸素ポンゾ
ロの電極４，５間に流すポンプ電流Ｉｐを制御する機能
を備えている。即ち、起電力ｅ８を所定値Ｖに保つのに
必要なポンプ電流工ｐを供給する作用をする。
又、ポンプ電流供給源である直流電源Ｂから供給される
ポンプ電流工ｐに対応した出力信号を得るだめの抵抗Ｒ
０全備えている。この抵抗＆は直流電源Ｂと対応してポ
ンプ電流■ｐが過大に流れないように抵抗値が選ばれて
いる。Ｃはコンデンサであって、演算増幅器Ａと共に積
分器を構成し、起電力ｅ８を所定値Ｖに正確に一致させ
るように作用する。
ポンプ電流工ｐに対応した出力信号を得るだめの抵抗Ｒ
０全備えている。この抵抗＆は直流電源Ｂと対応してポ
ンプ電流■ｐが過大に流れないように抵抗値が選ばれて
いる。Ｃはコンデンサであって、演算増幅器Ａと共に積
分器を構成し、起電力ｅ８を所定値Ｖに正確に一致させ
るように作用する。
上記構成の従来の酸素ポンプ式空燃比センサの特性例を
第３図に示す。第３図において、実線はを燃比センサの
温度が例えば６００℃のときの空燃比とポンプ電流Ｉｐ
との関係を示しておシ、破線は同様にして８００℃のと
きの関係を示している。
第３図に示す。第３図において、実線はを燃比センサの
温度が例えば６００℃のときの空燃比とポンプ電流Ｉｐ
との関係を示しておシ、破線は同様にして８００℃のと
きの関係を示している。
このような特性変動社酸素ボンｆ６および酸素センサ１
０を構成するイオン伝導性固体電解質３゜７の温度が変
化するとイオン伝導度が変化することによって生じるも
のと考えられる。実験によれば、空燃比センサの温度を
機関排気の温度範囲にわたって変化させると同一の空燃
比に対応する酸素ボンｆ６の電流は数１０％に及んで変
化することが判明しておシ、空燃比センサとしての実用
に耐えられない。
０を構成するイオン伝導性固体電解質３゜７の温度が変
化するとイオン伝導度が変化することによって生じるも
のと考えられる。実験によれば、空燃比センサの温度を
機関排気の温度範囲にわたって変化させると同一の空燃
比に対応する酸素ボンｆ６の電流は数１０％に及んで変
化することが判明しておシ、空燃比センサとしての実用
に耐えられない。
又、第４図はイオン伝導性固体電解質３，７が有する電
気抵抗の温度依存性を示し、各種固体電解質に共通の特
性であシ、この第４図に示した特性を応用すれば、空燃
比センサの温度依存性を補正することができる。
気抵抗の温度依存性を示し、各種固体電解質に共通の特
性であシ、この第４図に示した特性を応用すれば、空燃
比センサの温度依存性を補正することができる。
本発明は上記のことを考慮して成されたものであり、温
度による特性の変化を空燃比センサ自身の内部抵抗によ
シ検出して補正を行い、温度による特性変化のない酸素
ポンプ方式の機関の空燃比センサを提供することを目的
とする。
度による特性の変化を空燃比センサ自身の内部抵抗によ
シ検出して補正を行い、温度による特性変化のない酸素
ポンプ方式の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５図において、１２′は制御装置であり、下記に詳述
する。１３は２チヤンネルのＡＤ変換器、１４は抵抗＆
の端子間電圧ｖｌ −７２を算出する演算部、１５はｖ
ｌ −ｖ、を抵抗＆で除してボングミ流工ｐを算出する
演算部、１６は酸素ボンｆ６の端子電圧ｖ２をポンプ電
流ＩＰで除して酸素ボンｆ６の内部抵抗値Ｒを算出する
演算部、１７は内部抵抗値Ｒから温度Ｔを算出する演算
部、１８はポンプ電流■ｐを温度Ｔによって校正してポ
ンプ電流値工、。を算出する演算部である。他の構成は
従来と同様である。
する。１３は２チヤンネルのＡＤ変換器、１４は抵抗＆
の端子間電圧ｖｌ −７２を算出する演算部、１５はｖ
ｌ −ｖ、を抵抗＆で除してボングミ流工ｐを算出する
演算部、１６は酸素ボンｆ６の端子電圧ｖ２をポンプ電
流ＩＰで除して酸素ボンｆ６の内部抵抗値Ｒを算出する
演算部、１７は内部抵抗値Ｒから温度Ｔを算出する演算
部、１８はポンプ電流■ｐを温度Ｔによって校正してポ
ンプ電流値工、。を算出する演算部である。他の構成は
従来と同様である。
上記構成において、抵抗式の端子電圧ｖｌ Ｉ Ｎ’２
は次式で与えられる。
は次式で与えられる。
Ｖ＋ ＝Ｉｐ （Ｒｏ ＋’ Ｒ） ・・・・−・（１
）Ｖ２ ＝ Ｉｐ拳Ｒ・・・・・・（２）端子電圧７１
、 ｖ２は演算処理を容易にするためにＡＤ変換器１
３によってデイソタル信号に変換され、ディジタル化さ
れた端子電圧ｖＩ、ｖ２は演算部１４に与えられる。演
算部１４では端子電圧Ｖｌ＋Ｖ、の差が演算され、次に
この差を演算部１５で抵抗値ルで除する。従って、演算
部１５の出力は式％式％） ÷＆＝Ｉｐ となシ、ポンプ電流■ｐが算出される。
）Ｖ２ ＝ Ｉｐ拳Ｒ・・・・・・（２）端子電圧７１
、 ｖ２は演算処理を容易にするためにＡＤ変換器１
３によってデイソタル信号に変換され、ディジタル化さ
れた端子電圧ｖＩ、ｖ２は演算部１４に与えられる。演
算部１４では端子電圧Ｖｌ＋Ｖ、の差が演算され、次に
この差を演算部１５で抵抗値ルで除する。従って、演算
部１５の出力は式％式％） ÷＆＝Ｉｐ となシ、ポンプ電流■ｐが算出される。
演算部１６で端子電圧Ｖ、を演算部１５の出方即ち■ｐ
で除する。従って、式（２）よシ演算耶１６の出方はＶ
、÷Ｉｐ＝Ｉｐ−Ｒ÷Ｉｐ＝Ｒとなシ、酸素ポンプ６の
内部抵抗値Ｒが算出される。この内部抵抗値Ｒは演算部
１７によって酸素ポンプ６の温度Ｔに変換される。演算
部１７は第４図に示した特性を表わす関数Ｔ ＝ Ｂ／
ｌｎ （Ａ−Ｒ）によって演算するもので、内部抵抗Ｒ
と定数Ａ、Ｂによって温度Ｔを演算出力する。
で除する。従って、式（２）よシ演算耶１６の出方はＶ
、÷Ｉｐ＝Ｉｐ−Ｒ÷Ｉｐ＝Ｒとなシ、酸素ポンプ６の
内部抵抗値Ｒが算出される。この内部抵抗値Ｒは演算部
１７によって酸素ポンプ６の温度Ｔに変換される。演算
部１７は第４図に示した特性を表わす関数Ｔ ＝ Ｂ／
ｌｎ （Ａ−Ｒ）によって演算するもので、内部抵抗Ｒ
と定数Ａ、Ｂによって温度Ｔを演算出力する。
尚、第４図の特性が構造上の諸条件によって単純な関数
形で表現不可能な場合、又は対数演算を不向きとするマ
イクロプロセッサなどによって演算する場合にあっては
、演算部１７は第６図に示す−よ−うなマッグデータを
使用して演算するもので構成するのが有効である。この
マッグデータによる演算について簡単に説明すると、第
６図に示すように酸素ポンプ６の内部抵抗値Ｒの代表的
な抵抗値ＲＩＩ ＆ ｔ Ｒｓ ｒ −＋ ＲＨ＋ Ｒ
Ｈ＋＋ ＋−に対応して温度の実測値Ｔ１＋ Ｔ２ ＋
Ｔｓ ｒ ”’ ＋ Ｔｎ＋ ＴＨ＋ｘ ＋ ”’を
予め記憶しておく。ここで、内部抵抗Ｒが与えられると
これを挾む代表点Ｒｎ、 ＲＨ＋＋に対応する温度Ｔｎ
、 ＴＨ＋１を検索する。次に、この検索値の組内部抵
抗Ｒに対応する温度Ｔが近似的に算出される。この方法
は簡単な四則演算のみを使用しているため、マイクロプ
ロセッサによっても容易に演算可能である。
形で表現不可能な場合、又は対数演算を不向きとするマ
イクロプロセッサなどによって演算する場合にあっては
、演算部１７は第６図に示す−よ−うなマッグデータを
使用して演算するもので構成するのが有効である。この
マッグデータによる演算について簡単に説明すると、第
６図に示すように酸素ポンプ６の内部抵抗値Ｒの代表的
な抵抗値ＲＩＩ ＆ ｔ Ｒｓ ｒ −＋ ＲＨ＋ Ｒ
Ｈ＋＋ ＋−に対応して温度の実測値Ｔ１＋ Ｔ２ ＋
Ｔｓ ｒ ”’ ＋ Ｔｎ＋ ＴＨ＋ｘ ＋ ”’を
予め記憶しておく。ここで、内部抵抗Ｒが与えられると
これを挾む代表点Ｒｎ、 ＲＨ＋＋に対応する温度Ｔｎ
、 ＴＨ＋１を検索する。次に、この検索値の組内部抵
抗Ｒに対応する温度Ｔが近似的に算出される。この方法
は簡単な四則演算のみを使用しているため、マイクロプ
ロセッサによっても容易に演算可能である。
次に、演算部１８は演算部１５によって得たポンプ電流
ｌｐを演算部１７によって得た温度Ｔによって一定の温
度Ｔｏにおけるポンプ電流■ｐｏに校正する。酸素セン
サ１０の起電力ｅ８を一定の値にするようにボングミ流
工ｐを制御しているとき、ｅｓ＝ （ＲＴ／４Ｆ ）ｔ
ｎ （Ｐ人／Ｐｖ ） ＝・−・−（３）Ｉｐ＝（４ｅ
争ＤΦＡ／ｋＴｔ）（ＰＡ−Ｐｖ） −（４）なる関係
式が成立する。式（３）は著名たネルンストの式であっ
てＰＡ ｌｐｖ は間＠ｄ円内外酸素分圧値であシ、空
燃比を代表するパラメータとなっている。又、Ｒは気体
定数、Ｆはファラデ一定数、Ｔは温度である。式（４）
は間隙ｄ内の酸素をポンプ電流Ｉｐで汲出す速度と間ｙ
ｌｄ内へ酸素が拡散によって流入する速度が平衡してい
るときの関係式であって、ｅは電子の電荷量、Ｄは拡散
係数、Ａは間隙ｄの開孔断面積、Ｋはがルツマン定数、
ｔは有効拡散経路長である。又、式（ａ＋ 、 （４）
よシＩｐ ＝ （４ｅ １ＩＩ）Ａ／ｋＴｔ） ＰＡ
−−（５）なる関係式がめられる。
ｌｐを演算部１７によって得た温度Ｔによって一定の温
度Ｔｏにおけるポンプ電流■ｐｏに校正する。酸素セン
サ１０の起電力ｅ８を一定の値にするようにボングミ流
工ｐを制御しているとき、ｅｓ＝ （ＲＴ／４Ｆ ）ｔ
ｎ （Ｐ人／Ｐｖ ） ＝・−・−（３）Ｉｐ＝（４ｅ
争ＤΦＡ／ｋＴｔ）（ＰＡ−Ｐｖ） −（４）なる関係
式が成立する。式（３）は著名たネルンストの式であっ
てＰＡ ｌｐｖ は間＠ｄ円内外酸素分圧値であシ、空
燃比を代表するパラメータとなっている。又、Ｒは気体
定数、Ｆはファラデ一定数、Ｔは温度である。式（４）
は間隙ｄ内の酸素をポンプ電流Ｉｐで汲出す速度と間ｙ
ｌｄ内へ酸素が拡散によって流入する速度が平衡してい
るときの関係式であって、ｅは電子の電荷量、Ｄは拡散
係数、Ａは間隙ｄの開孔断面積、Ｋはがルツマン定数、
ｔは有効拡散経路長である。又、式（ａ＋ 、 （４）
よシＩｐ ＝ （４ｅ １ＩＩ）Ａ／ｋＴｔ） ＰＡ
−−（５）なる関係式がめられる。
一方、気体の拡散係数りは温度の１．７５乗に比例する
ことが知られておシ、比例定数をδとしてＤ＝δＴ１°
７５ と表わしてこれヲ（５）式に代入すると、”ｐ＝
（４ｅδに／ｋｌ ）Ｔ０°７５ 、 Ｐ、 −−−−
−−（６）となる。即ち、ポンプ電流Ｉｐは酸素分圧２
人すなわち空燃比と温度Ｔの０．７５乗に比例すること
になる。（６）式において、基準の温度Ｔ。のときのポ
ンプ電流を工ｐ。とすると、 Ｉｐ。＝（４ｅδＡ／ｋｔ）Ｔ０’゛”−ＰＡ −−−
−・−（７）となる。（６ン、（７）式よシ Ｉｐｏ ＝ Ｉｐ （Ｔｏ ／ Ｔ ） ’°ｙｓ −
−−−（８）となる。（８）式は任意の温度Ｔにおける
ポングミ流工ｐを基準の温度Ｔ。におけるポンプ電流工
ｐ。に校正可能であることを示している。尚、種々の実
験によれば、構造や温度の均一性などが若干の影響 ゛
を与えるため（８ン式では厳密な校正ができず、Ｉｐｏ
” Ｉｐ （Ｔｏ／ Ｔ ）Ｃ−−（９）と表わして
指数Ｃを実測データに基づき決定するのが望ましい。又
、第５図の構成においては、Ｃ＝ ０．７５〜１．０程
度の値が妥当であることが実験によ請求められている。
ことが知られておシ、比例定数をδとしてＤ＝δＴ１°
７５ と表わしてこれヲ（５）式に代入すると、”ｐ＝
（４ｅδに／ｋｌ ）Ｔ０°７５ 、 Ｐ、 −−−−
−−（６）となる。即ち、ポンプ電流Ｉｐは酸素分圧２
人すなわち空燃比と温度Ｔの０．７５乗に比例すること
になる。（６）式において、基準の温度Ｔ。のときのポ
ンプ電流を工ｐ。とすると、 Ｉｐ。＝（４ｅδＡ／ｋｔ）Ｔ０’゛”−ＰＡ −−−
−・−（７）となる。（６ン、（７）式よシ Ｉｐｏ ＝ Ｉｐ （Ｔｏ ／ Ｔ ） ’°ｙｓ −
−−−（８）となる。（８）式は任意の温度Ｔにおける
ポングミ流工ｐを基準の温度Ｔ。におけるポンプ電流工
ｐ。に校正可能であることを示している。尚、種々の実
験によれば、構造や温度の均一性などが若干の影響 ゛
を与えるため（８ン式では厳密な校正ができず、Ｉｐｏ
” Ｉｐ （Ｔｏ／ Ｔ ）Ｃ−−（９）と表わして
指数Ｃを実測データに基づき決定するのが望ましい。又
、第５図の構成においては、Ｃ＝ ０．７５〜１．０程
度の値が妥当であることが実験によ請求められている。
そこで、演算部１８は演算部１５の出力であるポンプ電
流Ｉｐと演算部１７の出力である温度Ｔによって（９）
式の演算を行い、基準温度Ｔ。のときのポンプ電流Ｉｐ
０をめるものである。
流Ｉｐと演算部１７の出力である温度Ｔによって（９）
式の演算を行い、基準温度Ｔ。のときのポンプ電流Ｉｐ
０をめるものである。
尚、演算部１８として対数あるいは指数演算が不向きな
マイクロゾロセッサなどを用いる場合には（９）式の１
次近似式 の演算を行い、基準温度Ｔ。におけるポンプ電流工ｐ。
マイクロゾロセッサなどを用いる場合には（９）式の１
次近似式 の演算を行い、基準温度Ｔ。におけるポンプ電流工ｐ。
をめるようにしても良い。この場合は広い温度範囲に適
用することは困難であるが、通常の機関の排気ガス温度
においては光分に笑用可能である。
用することは困難であるが、通常の機関の排気ガス温度
においては光分に笑用可能である。
又、演算部１８として第７図に示すようなマッグデータ
を使用して補間演算するようにしても良い。第７図のマ
ッグデータは横軸に温度Ｔの代表点’Ｌ ！ Ｔｔ ＋
Ｔｓ ＋ −＋ Ｔｎ ｒ ＴＨ＋ｘ ・＝を縦軸に
ポンプ電流Ｉｐの代表点Ｉｐｔ 、 Ｉｐ２ 、 Ｉｐ
３ 、・・’ ｒ Ｉｐｎ ＩＩｐｎ＋ｔ ＋・・・を
とり、縦横各代表点の叉点に基準の温度Ｔ。に対応する
校正したポンプ電流Ｉｐｏ’ｅ予め記憶したものである
。このマッグデータの使用においては、まず温度Ｔよシ
小さくかつ最も近い代表点Ｔｎおよびポングミ流Ｉｐ′
ｔ−挾む代表点Ｉｐｎ。
を使用して補間演算するようにしても良い。第７図のマ
ッグデータは横軸に温度Ｔの代表点’Ｌ ！ Ｔｔ ＋
Ｔｓ ＋ −＋ Ｔｎ ｒ ＴＨ＋ｘ ・＝を縦軸に
ポンプ電流Ｉｐの代表点Ｉｐｔ 、 Ｉｐ２ 、 Ｉｐ
３ 、・・’ ｒ Ｉｐｎ ＩＩｐｎ＋ｔ ＋・・・を
とり、縦横各代表点の叉点に基準の温度Ｔ。に対応する
校正したポンプ電流Ｉｐｏ’ｅ予め記憶したものである
。このマッグデータの使用においては、まず温度Ｔよシ
小さくかつ最も近い代表点Ｔｎおよびポングミ流Ｉｐ′
ｔ−挾む代表点Ｉｐｎ。
Ｉｐｎ＋ｓの各組合せによシ２つの校正したポンプ電流
（Ｉｐｏｎｌｎ）および（工ｐ。ｎ＋１．ｎ）を検索す
る。
（Ｉｐｏｎｌｎ）および（工ｐ。ｎ＋１．ｎ）を検索す
る。
そして、この検索値の組合せ（■ｐｎ、工ｐ。ｎ＋Ｈ）
および（Ｉｐｌ＋ｘ ＋ Ｉｐｏｎ＋１ ＋ ｎ ）に
よシ補開演算をしてポンプ電流（”Ｐｏ 、 ｎ ）
請求める。補間演算の方法については第６図で説明した
ので省略する。次に、温度Ｔよシ大きくかつ最も近い代
表点Ｉｎ＋１およびポングミ流工ｐを挾む代表点ｘ匹、
ＩｐＨ＋＋の各組合せにより２つの校正したポンプ電
流（ＩｐＯｌｌ、 ｎ＋１ ）および（Ｉｐ。Ｈ＋ｓ
、 Ｈ＋ｚ ）を検索する。そして、この検索値の賃合
せ（ＩＰｎ ’ ＩＰＯｒｌ ＋ ｎ＋１ ）および（
Ｉｐｎ＋ｌ、 Ｉｐｏｎ＋１ ＋ ｎ＋１ ）によシ補
間演ｑ、金してポンプ電流（Ｉｐｏ 、 ｎ＋１ ）を
める。次に、温度Ｔｎに対応するポンプ電流（Ｉｐ、
、 ｎ）の組合せ（Ｔｎ。
および（Ｉｐｌ＋ｘ ＋ Ｉｐｏｎ＋１ ＋ ｎ ）に
よシ補開演算をしてポンプ電流（”Ｐｏ 、 ｎ ）
請求める。補間演算の方法については第６図で説明した
ので省略する。次に、温度Ｔよシ大きくかつ最も近い代
表点Ｉｎ＋１およびポングミ流工ｐを挾む代表点ｘ匹、
ＩｐＨ＋＋の各組合せにより２つの校正したポンプ電
流（ＩｐＯｌｌ、 ｎ＋１ ）および（Ｉｐ。Ｈ＋ｓ
、 Ｈ＋ｚ ）を検索する。そして、この検索値の賃合
せ（ＩＰｎ ’ ＩＰＯｒｌ ＋ ｎ＋１ ）および（
Ｉｐｎ＋ｌ、 Ｉｐｏｎ＋１ ＋ ｎ＋１ ）によシ補
間演ｑ、金してポンプ電流（Ｉｐｏ 、 ｎ＋１ ）を
める。次に、温度Ｔｎに対応するポンプ電流（Ｉｐ、
、 ｎ）の組合せ（Ｔｎ。
ＩｐＯ、ｎ ）および温度Ｔｌ ＋ １に対応する号？
ンプ電流（Ｉｐ□ 、 ｎ＋１ ）の組合せ（Ｔｎ＋ｘ
＋ Ｉｐｏ ＋ ｎ＋１ ）により補間演算して温度
Ｔに対応する校正したボンｆ電流工、。をめる。この校
正したボ′ンｆ電流Ｉｐｏは上述したようにポングミ流
工ｐを基準の温度Ｔ。における値に校正したものである
。
ンプ電流（Ｉｐ□ 、 ｎ＋１ ）の組合せ（Ｔｎ＋ｘ
＋ Ｉｐｏ ＋ ｎ＋１ ）により補間演算して温度
Ｔに対応する校正したボンｆ電流工、。をめる。この校
正したボ′ンｆ電流Ｉｐｏは上述したようにポングミ流
工ｐを基準の温度Ｔ。における値に校正したものである
。
以上のようＫして校正したポンプ電流工ｐ。をめ、これ
をを燃比を代表する信号として使用することＫよシ、温
度が一定しない機関の排気ガス通路中に温度の影響を強
く受ける酸素ポン１式空燃比センサを設けても何ら不都
合線ない。
をを燃比を代表する信号として使用することＫよシ、温
度が一定しない機関の排気ガス通路中に温度の影響を強
く受ける酸素ポン１式空燃比センサを設けても何ら不都
合線ない。
以上のように本発明のを燃比センサにおいては、（］）
窒空燃比ンサの温度によって突燃比合代表するポンプ電
流を校正するようにしたので温度変化に基づく特性変動
を除去した正確な空燃比信号を常に得ることができる。
窒空燃比ンサの温度によって突燃比合代表するポンプ電
流を校正するようにしたので温度変化に基づく特性変動
を除去した正確な空燃比信号を常に得ることができる。
（２）温度は全無比セ／すの構成体である酸素ポンプの
内部抵抗値によって代表させるため特別な測温センサを
要しない。（３）内部抵抗は酸素ポンプのポンプ電流お
よび端子電圧を計測することによって容易に演算できる
。等の種々の秀れた効果を有し、従来の酸素ポンプ式空
燃比センサを使用しては不可能であった任意の空燃比で
の機関の運転を可能にするものである。
内部抵抗値によって代表させるため特別な測温センサを
要しない。（３）内部抵抗は酸素ポンプのポンプ電流お
よび端子電圧を計測することによって容易に演算できる
。等の種々の秀れた効果を有し、従来の酸素ポンプ式空
燃比センサを使用しては不可能であった任意の空燃比で
の機関の運転を可能にするものである。
第１図および第２図は夫々従来の酸素ポンプ式を燃比セ
ンサの構成図およびそのトｌ線断面図、第３図および第
４図は従来の空燃比センサの特性図、第５図は本発明に
係る酸素ポンプ式空燃比センサの構成図、第６図は本発
明に係る演算部１７で用いるマツプデータの一覧図、第
７図は本発明に係る演算部１８で用いるマツプデータの
一覧図である。 １・・・排気管、２・・・空燃比センサ部、６・・・酸
素ポンプ、１０・・・酸素センサ、１２′・・・制御装
置、１３・・・ＡＤ変換器、１４〜１８・・・演算部、
Ａ・・・演算増幅器、ｄ・・・間隙部、＆・・・抵抗。 尚、図中向−符号扛同一又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第３図 第４図 円粁１″６抗Ｒ
ンサの構成図およびそのトｌ線断面図、第３図および第
４図は従来の空燃比センサの特性図、第５図は本発明に
係る酸素ポンプ式空燃比センサの構成図、第６図は本発
明に係る演算部１７で用いるマツプデータの一覧図、第
７図は本発明に係る演算部１８で用いるマツプデータの
一覧図である。 １・・・排気管、２・・・空燃比センサ部、６・・・酸
素ポンプ、１０・・・酸素センサ、１２′・・・制御装
置、１３・・・ＡＤ変換器、１４〜１８・・・演算部、
Ａ・・・演算増幅器、ｄ・・・間隙部、＆・・・抵抗。 尚、図中向−符号扛同一又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第３図 第４図 円粁１″６抗Ｒ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）機関の排気ガスを導入する間隙部と、この間隙部
内の酸素分圧を制御する固体電解質酸素ボン１と、間隙
部内の酸素分圧と間隙部外の排気ガス中の酸素分圧に対
応した起電力を発生する固体電解質酸素上ンザと、該起
電力を所定値に保つのに必要なポンプ電流を酸素ポンプ
に供給する電流増幅器と、ボンｆｔ流の流路に直列に挿
入され、ポンプ電流を所定値以下に制限する抵抗と、該
抵抗の端子間電圧を測定する第１の電圧測定手段と、酸
素ポンプの端子間電圧を測定する第２の電圧測定手段と
、第１の電圧測定手段の出力および前記抵抗の抵抗値か
らボンｆｔ流に対応する第１の出力を演算出力するとと
もに第１の出力と第２の電圧測定手段の出力から酸素ポ
ンプの内部抵抗に対応する第２の出方を演算出力する演
算手段と、第２の出力を入カッ９ラメータとして予め定
めた関係によシ酸素ポンプの温度に対応する第３の出力
を発生する温度換算手段と、第３の出力を入力パラメー
タとして予め定めた関係に従って第１の出力を校正した
第４の出力を発生する校正手段を備え、この第４の出力
をを燃比信号としたことを特徴とする機関の空燃比セン
サ。 （２）温度換算手段を、第２の出力の複数の代表値を定
め、該代表値に対応する数値を記憶する手段と、第２の
出力値を挾む２つの代表値に対応する前記数値を検索し
、これらの数値から補間演算によって第２の出力に対応
する数値全演算し、第３の出力とする演算手段とから構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の機
関の空燃比センサ。 （３）温度換算手段は、第２の出力（Ｒ）および定数Ａ
、Ｂを使用して第３の出力（Ｔ）をＴ ＝ Ｂ／Ｚｎ（
Ａ−Ｒ）なる換算式で演算して出力するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の機関の空燃比
センサ。 （４）校正手段は、第１の出力および第３の出力に夫々
複数の代表値を定め、各代表値の組合せに夫々対応する
数値を記憶する手段と、第１および第３の出力値を挾む
夫々２つの代表値の組合せに対応する４つの前記数値を
検索し、この４つの数値から補間演算によって第１およ
び第３の出力の組合せに対応する数値を演算し、この数
値を第４の出力とする演算手段とから構成されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
記載の機関の空燃比センサ。 （５）校正手段は、第１の出力（Ｉｐ ） 、第３の出
力（Ｔ）および定数Ｔ。、Ｃを使用して第４の出力（Ｉ
ｐ、）をＩＰ。＝ Ｉｐ （Ｔｏ／ Ｔ ）ｃなる換算
式で演算して出力するようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の機関の空
燃比センサ。 （６ン校正手段は、第１の出力（Ｉｐ ） 、第３の出
力（Ｔ）および定数Ｔ。、Ｃを使用して第４の出力（工
ｐ。）エニｈ）なる換算式で演算して ｆ Ｉｐｏ ＝ Ｉｐ” ’ Ｔ。 出力するようにしたととを特徴とする特許請求の範囲第
１項〜第３項のいずれかに記載の機関の空燃比センサ。 （７）定数Ｃが概ね０．７５〜１．０の範囲内の値であ
ることを特徴とする特許請求の範囲都４４ｉＨｂ番第５
項又は第６項記載の機関の空燃比センサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59023222A JPH063431B2 (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 機関の空燃比センサ |
| US06/698,016 US4609452A (en) | 1984-02-08 | 1985-02-04 | Engine air/fuel ratio sensing device |
| AU38411/85A AU557088B2 (en) | 1984-02-08 | 1985-02-04 | Engine air/fuel ratio sensing device |
| EP85300871A EP0153830B1 (en) | 1984-02-08 | 1985-02-08 | Engine air/fuel ratio sensing device |
| DE8585300871T DE3563122D1 (en) | 1984-02-08 | 1985-02-08 | Engine air/fuel ratio sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59023222A JPH063431B2 (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 機関の空燃比センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165541A true JPS60165541A (ja) | 1985-08-28 |
| JPH063431B2 JPH063431B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=12104616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59023222A Expired - Lifetime JPH063431B2 (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 機関の空燃比センサ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4609452A (ja) |
| EP (1) | EP0153830B1 (ja) |
| JP (1) | JPH063431B2 (ja) |
| AU (1) | AU557088B2 (ja) |
| DE (1) | DE3563122D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6275253A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Honda Motor Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JP2013508703A (ja) * | 2009-10-22 | 2013-03-07 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 排ガスセンサの駆動制御のための装置及び方法 |
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| DE3702838A1 (de) * | 1986-02-01 | 1987-08-13 | Fuji Electric Co Ltd | Sauerstoffsensor und verfahren zu seiner herstellung |
| JPH0672866B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1994-09-14 | 本田技研工業株式会社 | 酸素濃度検出装置 |
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1984
- 1984-02-08 JP JP59023222A patent/JPH063431B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-02-04 AU AU38411/85A patent/AU557088B2/en not_active Ceased
- 1985-02-04 US US06/698,016 patent/US4609452A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-08 EP EP85300871A patent/EP0153830B1/en not_active Expired
- 1985-02-08 DE DE8585300871T patent/DE3563122D1/de not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0153830B1 (en) | 1988-06-01 |
| EP0153830A1 (en) | 1985-09-04 |
| DE3563122D1 (en) | 1988-07-07 |
| JPH063431B2 (ja) | 1994-01-12 |
| AU3841185A (en) | 1985-08-15 |
| AU557088B2 (en) | 1986-12-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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