JPS6375553A - 空燃比検出装置 - Google Patents
空燃比検出装置Info
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- JPS6375553A JPS6375553A JP61221208A JP22120886A JPS6375553A JP S6375553 A JPS6375553 A JP S6375553A JP 61221208 A JP61221208 A JP 61221208A JP 22120886 A JP22120886 A JP 22120886A JP S6375553 A JPS6375553 A JP S6375553A
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Landscapes
- 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】
反歪公1
本発明は被測定気体中の酸素濃度に比例しIC出力を発
生する酸素濃度検出装置に関する。
生する酸素濃度検出装置に関する。
九旦及語
一般に、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、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が行なわれている。
的として、排気ガス中の酸素濃度を検出し、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が行なわれている。
このような空燃比制御に用いられる酸素濃度検出装置と
して、2つの平板状の酸素イオン伝導性固体電解質部材
の各々に電極対を設けて2つの固体電解質部材の一方の
電極面に被測定気体が滞留し、一方の固体電解質部材の
他方の電極面が大気に連通するように構成して被測定気
体中の酸素濃度に比例した出力を発生する装置がある(
例えば、特開昭59−192955号公報)。
して、2つの平板状の酸素イオン伝導性固体電解質部材
の各々に電極対を設けて2つの固体電解質部材の一方の
電極面に被測定気体が滞留し、一方の固体電解質部材の
他方の電極面が大気に連通するように構成して被測定気
体中の酸素濃度に比例した出力を発生する装置がある(
例えば、特開昭59−192955号公報)。
かかる酸素濃度検出装置においては、一方の酸素イオン
伝導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゛ン伝導性固体電解質
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。酸素′a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素子内を酸素イオン
が被測定気体滞留側電極に向って移動するように電流を
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素子内を酸素イオンが被
測定気体滞留側とは反対側の@極に向って移動するよう
に電流を供給することによりり一ン及びリッヂ領域にお
いて酸素ポンプ素子に流れるポンプ電流値Tpは第1図
に示すように酸素濃度(空燃比)に比例するのである。
伝導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゛ン伝導性固体電解質
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。酸素′a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素子内を酸素イオン
が被測定気体滞留側電極に向って移動するように電流を
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素子内を酸素イオンが被
測定気体滞留側とは反対側の@極に向って移動するよう
に電流を供給することによりり一ン及びリッヂ領域にお
いて酸素ポンプ素子に流れるポンプ電流値Tpは第1図
に示すように酸素濃度(空燃比)に比例するのである。
このポンプ電流値1pは、通常、酸素ポンプ素子に直列
に電流検出用抵抗を接続することにより電流検出用抵抗
の両端電圧として検出される。その両端電圧はA/D変
換器によってA/D変換されて空燃比制御回路に供給さ
れ、空燃比制御回路においてディジタル信号として得ら
れた酸素濃度検出値に応じてディジタル演算が行なわれ
燃料供給量に対する空燃比制御値が決定される。
に電流検出用抵抗を接続することにより電流検出用抵抗
の両端電圧として検出される。その両端電圧はA/D変
換器によってA/D変換されて空燃比制御回路に供給さ
れ、空燃比制御回路においてディジタル信号として得ら
れた酸素濃度検出値に応じてディジタル演算が行なわれ
燃料供給量に対する空燃比制御値が決定される。
しかしながら、酸素濃度検出値を高精度のディジタル信
号として得るためには高価な数十ビットのA/D変換器
が必要となり、また抵抗、コンデンサ等の部品によって
構成すれば大変複雑な回路になるという問題点があった
。
号として得るためには高価な数十ビットのA/D変換器
が必要となり、また抵抗、コンデンサ等の部品によって
構成すれば大変複雑な回路になるという問題点があった
。
1吋り且I
そこで、本発明の目的は、酸素濃度検出値をディジタル
信号によって高精度でかつ低コストで得ることができる
酸素濃度検出装置を提供することである。
信号によって高精度でかつ低コストで得ることができる
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、!!素水ポンプ素子電極
対間に流れる電流に応じた電圧を検出してその検出電圧
が正電圧のとき第1所定パルスを発生し検出電圧が負電
圧のとき第2所定パルスを発生し、第1所定パルスの発
生数及び第2所定パルスの発生数をカウンタ手段によっ
て計数して出力することを特徴としている。
対間に流れる電流に応じた電圧を検出してその検出電圧
が正電圧のとき第1所定パルスを発生し検出電圧が負電
圧のとき第2所定パルスを発生し、第1所定パルスの発
生数及び第2所定パルスの発生数をカウンタ手段によっ
て計数して出力することを特徴としている。
支−五一1
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第2図及び第3図に示した本発明の一実施例たる内燃エ
ンジン用酸素濃度検出装置において、酸素濃度検出部1
0は内燃エンジンの排気管(図示せず)に配設され、こ
の検出部100入出力はコネクタ11を介して空燃比制
御装置のECU(Electronic Contro
l Unit ) 12 ニ接続されテイル。
ンジン用酸素濃度検出装置において、酸素濃度検出部1
0は内燃エンジンの排気管(図示せず)に配設され、こ
の検出部100入出力はコネクタ11を介して空燃比制
御装置のECU(Electronic Contro
l Unit ) 12 ニ接続されテイル。
酸素濃度検出部10の保護ケース13内には、第3図に
示すように、はぼ立方体状の酸素イオン伝導性固体電解
質部材1を有しており、この酸素イオン伝導性固体電解
質部材1内には気体滞留室2が形成されている。気体滞
留室2は被測定気体である排気ガスを導入する導入孔4
を介して外部に連通し、導入孔4は排気管内において排
気ガスが気体滞留室2内に流入し易いように位置される
。
示すように、はぼ立方体状の酸素イオン伝導性固体電解
質部材1を有しており、この酸素イオン伝導性固体電解
質部材1内には気体滞留室2が形成されている。気体滞
留室2は被測定気体である排気ガスを導入する導入孔4
を介して外部に連通し、導入孔4は排気管内において排
気ガスが気体滞留室2内に流入し易いように位置される
。
また酸素イオン伝導性固体電解質部材1には大気を導入
する大気基準室5が気体滞留室2と壁を隔てるように形
成されている。気体滞留室2と大気基準室5との間の壁
部及び大気基準室5とは反対側の壁部には電極対7a、
7b、6a、6bが各々設けられている。そして、固体
電解質部材1及び電極対6a、6bが酸素ポンプ素子8
として作用し、固体電解質部材1及び電極対7a、7b
が電池素子9として作用する。大気基準室5の外壁面に
はヒータ素子3が設けられている。
する大気基準室5が気体滞留室2と壁を隔てるように形
成されている。気体滞留室2と大気基準室5との間の壁
部及び大気基準室5とは反対側の壁部には電極対7a、
7b、6a、6bが各々設けられている。そして、固体
電解質部材1及び電極対6a、6bが酸素ポンプ素子8
として作用し、固体電解質部材1及び電極対7a、7b
が電池素子9として作用する。大気基準室5の外壁面に
はヒータ素子3が設けられている。
酸素イオン伝導性固体電解質部材1としては、ZrO2
(二酸化ジルコニウム)が用いられ、電極6a、6b、
7a、7bとしてはPt(白金)が用いられる。
(二酸化ジルコニウム)が用いられ、電極6a、6b、
7a、7bとしてはPt(白金)が用いられる。
ECU12は、差動増幅器15、基準電圧816、電流
検出用抵抗17、増幅器18、積分回路19、コンパレ
ータ20,21、ワンショットマルチバイブレータ22
,23、カウンタ24,25、OR回路26、クロック
パルス発生回路27及び制御回路28によって構成され
ている。酸素濃度検出部10における酸素ポンプ素子8
の電極6b及び電池素子9の電極7bはアースされてい
る。電池素子9の電極7aには差動増幅器15の反転入
力端が接続されており、この差動増幅器15は電池素子
9の電極7a、7b間の発生電圧と基準電圧源16から
非反転入力端に印加される基準電圧vrとの差電圧に応
じた電圧を出力する。
検出用抵抗17、増幅器18、積分回路19、コンパレ
ータ20,21、ワンショットマルチバイブレータ22
,23、カウンタ24,25、OR回路26、クロック
パルス発生回路27及び制御回路28によって構成され
ている。酸素濃度検出部10における酸素ポンプ素子8
の電極6b及び電池素子9の電極7bはアースされてい
る。電池素子9の電極7aには差動増幅器15の反転入
力端が接続されており、この差動増幅器15は電池素子
9の電極7a、7b間の発生電圧と基準電圧源16から
非反転入力端に印加される基準電圧vrとの差電圧に応
じた電圧を出力する。
基準電圧源16によって与えられる基準電圧Vrは理論
空燃比に相当する電圧(例えば、0.4V)に設定され
る。差動増幅器15の出力端は電流検出用抵抗17を介
して酸素ポンプ素子8の電極6aに接続されている。電
流検出用抵抗17の両端電圧は増幅器18によって電圧
増幅されて積分回路19に供給される。積分回路19は
演算増幅器31、抵抗32、コンデンサ33及びスイッ
チ34からなる。抵抗32は増幅器18の出力端と演算
増幅器31の反転入力端との間に接続され、コンデンサ
33及びスイッチ34は互いに並列にされて演算増幅器
31の反転入力端と出力端との間に接続され、また演算
増幅器31の非反転入力端はアースされている。積分回
路19の出力端、すなわち演算増幅器31の出力端には
コンパレータ20.21が接続されている。コンパレー
タ20は積分回路1つの出力電圧と基準電圧V+ (
例えば2.5V)とを比較し、その比較結果をワンショ
ットマルチバイブレータ22に供給し、またコンパレー
タ21は積分回路1つの出力電圧と基準電圧V2 (
例えば、−2,5V)とを比較し、その比較結果をワン
シミツトマルチバイブレータ23に供給する。ワンショ
ットマルチバイブレータ22.23の論理和がOR回路
26によって採られ、OR回路26の出力信号に応じて
積分回路19のスイッチ34がオン駆動される。またワ
ンショットマルチバイブレータ22,23の各出力端に
はディジタルカウンタ24.25が接続されている。カ
ウンタ24はワンショットマルチバイブレータ22から
出力されるパルスを計数し、カウンタ25はワンショッ
トマルチバイブレータ23から出力されるパルスを計数
する。カウンタ24゜25の計数値は複数ビットのディ
ジタル信号としてマイクロコンピュータからなる制御回
路28に供給される。
空燃比に相当する電圧(例えば、0.4V)に設定され
る。差動増幅器15の出力端は電流検出用抵抗17を介
して酸素ポンプ素子8の電極6aに接続されている。電
流検出用抵抗17の両端電圧は増幅器18によって電圧
増幅されて積分回路19に供給される。積分回路19は
演算増幅器31、抵抗32、コンデンサ33及びスイッ
チ34からなる。抵抗32は増幅器18の出力端と演算
増幅器31の反転入力端との間に接続され、コンデンサ
33及びスイッチ34は互いに並列にされて演算増幅器
31の反転入力端と出力端との間に接続され、また演算
増幅器31の非反転入力端はアースされている。積分回
路19の出力端、すなわち演算増幅器31の出力端には
コンパレータ20.21が接続されている。コンパレー
タ20は積分回路1つの出力電圧と基準電圧V+ (
例えば2.5V)とを比較し、その比較結果をワンショ
ットマルチバイブレータ22に供給し、またコンパレー
タ21は積分回路1つの出力電圧と基準電圧V2 (
例えば、−2,5V)とを比較し、その比較結果をワン
シミツトマルチバイブレータ23に供給する。ワンショ
ットマルチバイブレータ22.23の論理和がOR回路
26によって採られ、OR回路26の出力信号に応じて
積分回路19のスイッチ34がオン駆動される。またワ
ンショットマルチバイブレータ22,23の各出力端に
はディジタルカウンタ24.25が接続されている。カ
ウンタ24はワンショットマルチバイブレータ22から
出力されるパルスを計数し、カウンタ25はワンショッ
トマルチバイブレータ23から出力されるパルスを計数
する。カウンタ24゜25の計数値は複数ビットのディ
ジタル信号としてマイクロコンピュータからなる制御回
路28に供給される。
かかる構成の本発明による酸素濃度検出装置において、
今、酸素ポンプ素子8へのポンプ電流の供給が開始され
、そのときエンジンに供給された混合気の空燃比がリー
ン領域にあれば、電池素子9の電極7a、7b間に発生
ずる電圧が基準電圧8116の基準電圧よりも低くなる
ので、差動増幅器15の出力レベルが正レベルになり、
この正レベルの電圧が抵抗17を介して酸素ポンプ素子
8の電極6aに印加される。これにより、酸素ポンプ素
子8には電極6aから電極6bに向ってポンプ電流が流
れるので、気体滞留室2内の酸素が電極6bにてイオン
化し酸素ポンプ素子8内を移動して電極6aから酸素ガ
スとして放出され、よって気体滞留室2内の酸素が汲み
出されることになる。
今、酸素ポンプ素子8へのポンプ電流の供給が開始され
、そのときエンジンに供給された混合気の空燃比がリー
ン領域にあれば、電池素子9の電極7a、7b間に発生
ずる電圧が基準電圧8116の基準電圧よりも低くなる
ので、差動増幅器15の出力レベルが正レベルになり、
この正レベルの電圧が抵抗17を介して酸素ポンプ素子
8の電極6aに印加される。これにより、酸素ポンプ素
子8には電極6aから電極6bに向ってポンプ電流が流
れるので、気体滞留室2内の酸素が電極6bにてイオン
化し酸素ポンプ素子8内を移動して電極6aから酸素ガ
スとして放出され、よって気体滞留室2内の酸素が汲み
出されることになる。
気体滞留室2内の酸素の汲み出しにより気体滞留室2内
の排気ガスと大気基準室5内の人気との間に酸素濃度差
が生ずる。この酸素濃度差に応じた電圧Vsが電池素子
9の電極7a、7b間に発生し、この電圧Vsは差動増
幅器15の反転入力端に供給される。差動増幅器15の
出力電圧は電圧VSと基準電圧Vrとの差電圧に比例し
た値となるので、ポンプ電流値は排気ガス中の酸素濃度
に比例し、ポンプ電流値は抵抗17の両端電圧として出
力される。
の排気ガスと大気基準室5内の人気との間に酸素濃度差
が生ずる。この酸素濃度差に応じた電圧Vsが電池素子
9の電極7a、7b間に発生し、この電圧Vsは差動増
幅器15の反転入力端に供給される。差動増幅器15の
出力電圧は電圧VSと基準電圧Vrとの差電圧に比例し
た値となるので、ポンプ電流値は排気ガス中の酸素濃度
に比例し、ポンプ電流値は抵抗17の両端電圧として出
力される。
一方、リッチ領域の空燃比のときには、電圧VSが基準
電圧Vrを越えるので、差動増幅器15の出力レベルが
正レベルから負レベルに遷移する。
電圧Vrを越えるので、差動増幅器15の出力レベルが
正レベルから負レベルに遷移する。
この負レベルによりM素ポンプ素子8の電極6a。
6b間に流れるポンプ電流の方向が反転する。すなわち
、ポンプ電流は電極6bから電極6aの方向に流れるの
で、外部の酸素が電極6aにてイオン化し酸素ポンプ素
子8内を移動して電極6bから酸素ガスとして気体滞留
室2内に放出され、酸素が気体滞留室2内に汲み込まれ
る。従って、気体滞留室2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、酸素を汲み
込んだり、汲み出したりするので、ポンプ電流値IP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。
、ポンプ電流は電極6bから電極6aの方向に流れるの
で、外部の酸素が電極6aにてイオン化し酸素ポンプ素
子8内を移動して電極6bから酸素ガスとして気体滞留
室2内に放出され、酸素が気体滞留室2内に汲み込まれ
る。従って、気体滞留室2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、酸素を汲み
込んだり、汲み出したりするので、ポンプ電流値IP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。
電流検出用抵抗17の両端電圧は増幅器18によって電
圧増幅されて積分回路19に供給される。
圧増幅されて積分回路19に供給される。
増幅器18から電圧が供給されると、積分回路19の出
力電圧は抵抗32及びコンデンサ33による積分時定数
によって定まる変化率にて上昇、又は降下する。積分回
路19の出力電圧が基準電圧V1に達するとコンパレー
タ20の出力レベルが低レベルから高レベルに反転し、
この高レベルによりワンショットマルチバイブレーク2
2から所定幅の第1所定パルスが発生する。この第1所
定パルスはOR回路26を介してスイッチ34をオン駆
動する。一方、積分回路19の出力電圧が基準電圧V2
に達するとコンパレータ21の出力レベルが低レベルか
ら高レベルに反転し、この高レベルによりワンショット
マルチバイブレータ23から所定幅の第2所定パルスが
発生する。この第2所定パルスはOR回路26を介して
スイッチ34をオン駆動する。スイッチ34のオンによ
り積分回路19のコンデンサ33の両端間が短絡され、
コンデンサ33の蓄積電荷が放電されるので積分回路1
つの出力電圧はOVに低トする。第1又は第2所定パル
スが消滅すると、積分回路19の出力電圧は増幅器18
から供給される電圧に応じて上昇、又は降下する。
力電圧は抵抗32及びコンデンサ33による積分時定数
によって定まる変化率にて上昇、又は降下する。積分回
路19の出力電圧が基準電圧V1に達するとコンパレー
タ20の出力レベルが低レベルから高レベルに反転し、
この高レベルによりワンショットマルチバイブレーク2
2から所定幅の第1所定パルスが発生する。この第1所
定パルスはOR回路26を介してスイッチ34をオン駆
動する。一方、積分回路19の出力電圧が基準電圧V2
に達するとコンパレータ21の出力レベルが低レベルか
ら高レベルに反転し、この高レベルによりワンショット
マルチバイブレータ23から所定幅の第2所定パルスが
発生する。この第2所定パルスはOR回路26を介して
スイッチ34をオン駆動する。スイッチ34のオンによ
り積分回路19のコンデンサ33の両端間が短絡され、
コンデンサ33の蓄積電荷が放電されるので積分回路1
つの出力電圧はOVに低トする。第1又は第2所定パル
スが消滅すると、積分回路19の出力電圧は増幅器18
から供給される電圧に応じて上昇、又は降下する。
第4図は回路各部の信号波形を示している。増幅器18
の出力電圧が第4図(a)に示すように変化すると、積
分回路19の出力電圧は第4図(b)に示すように増幅
器18の出力電圧が正レベルであるときには負電圧側に
変化し、基準電圧V2に達するとスイッチ34のオンに
より急速にOVに上昇する。また増幅器18の出力電圧
が負レベルであるときには正電圧側に変化し、基準電圧
V+を上回るとスイッチ34のオンにより急速にOvに
低下する。コンパレータ21の出力は第4図(d)に示
すように積分回路19の出力電圧が基準電圧V2に達し
た時点だけ高レベルとなり、この高レベルによって第4
図(f)に示すようにワンショットマルチバイブレーク
23から所定幅の第1所定パルスが発生する。同様に、
コンパレータ20の出力は第4図(C)に示すように積
分回路19の出力電圧が基準電圧V1に達した時点だけ
高レベルとなり、この高レベルによって第4図(e)に
示すようにワンショットマルチバイブレータ22から所
定幅の第2所定パルスが発生する。
の出力電圧が第4図(a)に示すように変化すると、積
分回路19の出力電圧は第4図(b)に示すように増幅
器18の出力電圧が正レベルであるときには負電圧側に
変化し、基準電圧V2に達するとスイッチ34のオンに
より急速にOVに上昇する。また増幅器18の出力電圧
が負レベルであるときには正電圧側に変化し、基準電圧
V+を上回るとスイッチ34のオンにより急速にOvに
低下する。コンパレータ21の出力は第4図(d)に示
すように積分回路19の出力電圧が基準電圧V2に達し
た時点だけ高レベルとなり、この高レベルによって第4
図(f)に示すようにワンショットマルチバイブレーク
23から所定幅の第1所定パルスが発生する。同様に、
コンパレータ20の出力は第4図(C)に示すように積
分回路19の出力電圧が基準電圧V1に達した時点だけ
高レベルとなり、この高レベルによって第4図(e)に
示すようにワンショットマルチバイブレータ22から所
定幅の第2所定パルスが発生する。
ワンショットマルチバイブレーク23から出力される第
1所定パルスの発生間隔は電流検出用抵抗17の両端電
圧が正電圧で大きくなるほど、すなわち空燃比がリーン
であるほど短くなり、空燃比が理論空燃比よりリッチで
は第1所定パルスが発生しないのでカウンタ25の割数
値はリーンはど増加速度が速くなる。またワンショット
マルチバイブレータ22から出力される第2所定パルス
の発生間隔は電流検出用抵抗17の両端電圧が負電圧で
大きくなるほど、すなわちリッチであるほど短くなり、
空燃比が理論空燃比よりリーンでは第2所定パルスが発
生しないのでカウンタ24の計数値はリッチはど増加速
度が速くなる。カウンタ24,25の計数値が制御回路
28に供給され、制御回路28はカウンタ24..25
の計数値が等しければ、空燃比が理論空燃比と判断する
。またカウンタ24の計数値がカウンタ25の計数値よ
り大ならば、空燃比が理論空燃比よりリッチと判断し、
カウンタ24の計数値がカウンタ25の計数値より小な
らば、空燃比が理論空燃比よりり一ンと判断するのであ
る。なお、カウンタ24.25は例えば、第1及び第2
所定パルスが所定時間以上発生しない空燃比が理論空燃
比のときに初期化される。
1所定パルスの発生間隔は電流検出用抵抗17の両端電
圧が正電圧で大きくなるほど、すなわち空燃比がリーン
であるほど短くなり、空燃比が理論空燃比よりリッチで
は第1所定パルスが発生しないのでカウンタ25の割数
値はリーンはど増加速度が速くなる。またワンショット
マルチバイブレータ22から出力される第2所定パルス
の発生間隔は電流検出用抵抗17の両端電圧が負電圧で
大きくなるほど、すなわちリッチであるほど短くなり、
空燃比が理論空燃比よりリーンでは第2所定パルスが発
生しないのでカウンタ24の計数値はリッチはど増加速
度が速くなる。カウンタ24,25の計数値が制御回路
28に供給され、制御回路28はカウンタ24..25
の計数値が等しければ、空燃比が理論空燃比と判断する
。またカウンタ24の計数値がカウンタ25の計数値よ
り大ならば、空燃比が理論空燃比よりリッチと判断し、
カウンタ24の計数値がカウンタ25の計数値より小な
らば、空燃比が理論空燃比よりり一ンと判断するのであ
る。なお、カウンタ24.25は例えば、第1及び第2
所定パルスが所定時間以上発生しない空燃比が理論空燃
比のときに初期化される。
かかる本発明による酸素濃度検出装置においては、積分
回路19の時定数を決定するコンデンサ33は第2図に
示すように検出部10側のコネクタ11の接続部11a
に外部からプラグ等により接続可能にされている。コン
デンサ33の容量は次のように決定される。先ず、検出
部10の検査時に、所定空燃比状態において電池素子9
の出力電圧Vsが所定電圧になるように酸素ポンプ素子
8の電極間にポンプ電流を供給し、そのポンプ電流値1
pを測定する。そして、測定したポンプ電流値Ipと基
準電流値との差に応じて予め定められた容量をコンデン
サ33の容量と決定する。決定した容量のコンデンサ3
3を接続部11aに取り付けるのである。
回路19の時定数を決定するコンデンサ33は第2図に
示すように検出部10側のコネクタ11の接続部11a
に外部からプラグ等により接続可能にされている。コン
デンサ33の容量は次のように決定される。先ず、検出
部10の検査時に、所定空燃比状態において電池素子9
の出力電圧Vsが所定電圧になるように酸素ポンプ素子
8の電極間にポンプ電流を供給し、そのポンプ電流値1
pを測定する。そして、測定したポンプ電流値Ipと基
準電流値との差に応じて予め定められた容量をコンデン
サ33の容量と決定する。決定した容量のコンデンサ3
3を接続部11aに取り付けるのである。
酸素ポンプ素子及び電池素子からなる酸素濃度検出素子
自体の製造上のばらつきが第1図に破線で示したように
生じ易く、空燃比が理論空燃比から離れるほど大きなば
らつきとなることが通常である。しかしながら、上記の
ように積分回路19の時定数を酸素濃度検出装置毎に、
又は製造ロット毎に定めることはにより素子のばらつき
があっても非測定気体中の酸素濃度に対するカウンタ2
4.25の出力計数値特性を常に所定特性にすることが
でき、酸素濃度検出装置の出力レベルから供給混合気の
空燃比を正確に判別できるのである。
自体の製造上のばらつきが第1図に破線で示したように
生じ易く、空燃比が理論空燃比から離れるほど大きなば
らつきとなることが通常である。しかしながら、上記の
ように積分回路19の時定数を酸素濃度検出装置毎に、
又は製造ロット毎に定めることはにより素子のばらつき
があっても非測定気体中の酸素濃度に対するカウンタ2
4.25の出力計数値特性を常に所定特性にすることが
でき、酸素濃度検出装置の出力レベルから供給混合気の
空燃比を正確に判別できるのである。
なお、上記した本発明の実施例においては、積分回路1
9のコンデンサ33の容量を素子のばらつきに応じて設
定するようにしたが、抵抗32の抵抗値を設定しても良
いし、更にはコイルを用いた積分回路の場合にはコイル
のインダクタンスを素子のばらつきに応じて設定するよ
うにしても良い。また可変コンデンサ、可変抵抗器等に
よって積分回路の時定数を定めても良い。
9のコンデンサ33の容量を素子のばらつきに応じて設
定するようにしたが、抵抗32の抵抗値を設定しても良
いし、更にはコイルを用いた積分回路の場合にはコイル
のインダクタンスを素子のばらつきに応じて設定するよ
うにしても良い。また可変コンデンサ、可変抵抗器等に
よって積分回路の時定数を定めても良い。
ル班玖盈星
以上の如く、本発明の酸素濃度検出装置においては、酸
素ポンプ素子の電極対間に流れるポンプ電流に応じた電
圧を周波数変換し、該周波数変換によって得られたパル
スの発生数をカウンタ手段によって計数して出力するの
でA/D変換器を用いなくても酸素濃度検出部に応じた
ディジタル信号を高精度で得ることかでき、また回路構
成が簡単であり低コストで済むという利点がある。
素ポンプ素子の電極対間に流れるポンプ電流に応じた電
圧を周波数変換し、該周波数変換によって得られたパル
スの発生数をカウンタ手段によって計数して出力するの
でA/D変換器を用いなくても酸素濃度検出部に応じた
ディジタル信号を高精度で得ることかでき、また回路構
成が簡単であり低コストで済むという利点がある。
第1図は酸素濃度検出装置の出力特性を示す図、第2図
は本発明の酸素濃度検出装置を示す概略図、第3図は第
2図の装置の検出部の構造及び電気回路を示す回路図、
第4図は第2図の装置中の各部の動作を示す信号波形図
である。 主要部分の符号の説明 1・・・・・・酸素イオン導電性固体電解質部材2・・
・・・・気体滞留室 4・・・・・・導入孔 5・・・・・・大気基準室 8・・・・・・酸素ポンプ素子 9・・・・・・電池素子 10・・・・・・酸素濃度検出部 13・・・・・・ECU 28・・・・・・制御回路
は本発明の酸素濃度検出装置を示す概略図、第3図は第
2図の装置の検出部の構造及び電気回路を示す回路図、
第4図は第2図の装置中の各部の動作を示す信号波形図
である。 主要部分の符号の説明 1・・・・・・酸素イオン導電性固体電解質部材2・・
・・・・気体滞留室 4・・・・・・導入孔 5・・・・・・大気基準室 8・・・・・・酸素ポンプ素子 9・・・・・・電池素子 10・・・・・・酸素濃度検出部 13・・・・・・ECU 28・・・・・・制御回路
Claims (2)
- (1)各々が酸素イオン導電性固体電解質部材と該固体
電解質を挟んで対向する電極対とからなる電池素子及び
ポンプ素子と、前記電池素子及びポンプ素子各々の電極
対の一方を被測定気体と連通させる気体拡散制限手段と
、前記電池素子の電極対間の電圧と基準電圧との差電圧
に応じた電圧を前記ポンプ素子に印加する電圧供給手段
と、前記ポンプ素子の電極対間に流れる電流に応じた電
圧を出力する電流電圧変換手段と、該電流電圧変換手段
の出力電圧が正電圧のとき第1所定パルスを発生し前記
電圧変換手段の出力電圧が負電圧のとき第2所定パルス
を発生する電圧周波数変換手段と、前記第1所定パルス
の発生数、及び第2所定パルスの発生数を各々計数して
出力するカウンタ手段とからなることを特徴とする酸素
濃度検出装置。 - (2)前記電圧周波数変換手段は、前記電流電圧変換手
段の出力電圧を積分する積分手段と、該積分手段の出力
電圧が第1基準電圧に達すると前記第1所定パルスを発
生する第1比較手段と、前記積分手段の出力電圧が前記
第1基準電圧とは正負が異なる第2基準電圧に達すると
前記第2所定パルスを発生する第2比較手段と、前記第
1又は第2所定パルスに応じて前記積分手段を初期状態
にリセツトせしめるリセット手段と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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61221208A JPH0781985B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 空燃比検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61221208A JPH0781985B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 空燃比検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6375553A true JPS6375553A (ja) | 1988-04-05 |
JPH0781985B2 JPH0781985B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=16763157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61221208A Expired - Fee Related JPH0781985B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 空燃比検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0781985B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002536038A (ja) * | 1999-02-05 | 2002-10-29 | メドトロニック ミニメド インコーポレイテッド | 分析物センサを有するホルタ型モニタシステム |
WO2004070374A1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Innovate! Technology, Inc. | Apparatus and method for measuring an oxygen concentration of a gas |
WO2008154366A2 (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Innovate! Technology, Inc. | System, apparatus, and method for measuring an ion concentration of a measured fluid |
US8713991B2 (en) | 2011-05-26 | 2014-05-06 | Emisense Technologies, Llc | Agglomeration and charge loss sensor for measuring particulate matter |
US10175214B2 (en) | 2011-05-26 | 2019-01-08 | Emisense Technologies, Llc | Agglomeration and charge loss sensor with seed structure for measuring particulate matter |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59192955A (ja) * | 1984-03-06 | 1984-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | 空燃比センサ |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61221208A patent/JPH0781985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59192955A (ja) * | 1984-03-06 | 1984-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | 空燃比センサ |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002536038A (ja) * | 1999-02-05 | 2002-10-29 | メドトロニック ミニメド インコーポレイテッド | 分析物センサを有するホルタ型モニタシステム |
WO2004070374A1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Innovate! Technology, Inc. | Apparatus and method for measuring an oxygen concentration of a gas |
US6978655B2 (en) | 2003-01-30 | 2005-12-27 | Innovate! Technology, Inc. | System, apparatus, and method for measuring an oxygen concentration of a gas |
WO2008154366A2 (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Innovate! Technology, Inc. | System, apparatus, and method for measuring an ion concentration of a measured fluid |
WO2008154366A3 (en) * | 2007-06-08 | 2009-02-05 | Innovate Technology Inc | System, apparatus, and method for measuring an ion concentration of a measured fluid |
JP2013127480A (ja) * | 2007-06-08 | 2013-06-27 | Innovate Technlology Inc | 被測定流体のイオン濃度を測定するためのシステム、装置及び方法 |
US8713991B2 (en) | 2011-05-26 | 2014-05-06 | Emisense Technologies, Llc | Agglomeration and charge loss sensor for measuring particulate matter |
US10175214B2 (en) | 2011-05-26 | 2019-01-08 | Emisense Technologies, Llc | Agglomeration and charge loss sensor with seed structure for measuring particulate matter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0781985B2 (ja) | 1995-09-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |