JPH0612357B2 - 酸素濃度検出装置 - Google Patents
酸素濃度検出装置Info
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- JPH0612357B2 JPH0612357B2 JP60218512A JP21851285A JPH0612357B2 JP H0612357 B2 JPH0612357 B2 JP H0612357B2 JP 60218512 A JP60218512 A JP 60218512A JP 21851285 A JP21851285 A JP 21851285A JP H0612357 B2 JPH0612357 B2 JP H0612357B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 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
する酸素濃度検出装置に関する。
する酸素濃度検出装置に関する。
背景技術 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。
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（特開昭５８−１５３１５５号）。かか
る酸素濃度検出装置においては、一対の平板状の酸素イ
オン伝導性固体電解質材を有する酸素濃度検出器が設け
られている。その固体電解質材は被測定気体中に配置さ
れるようになされ、固体電解質材の各表裏面には電極が
各々形成されかつ固体電解質材が所定の間隙部を介して
対向するように平行に配置されている。固体電解質材の
一方が酸素ポンプ素子として、他方が酸素濃度比測定用
電池素子として作用するようになっている。被測定気体
中において間隙部側電極が負極になるように酸素ポンプ
素子の電極間に電流を供給すると、酸素ポンプ素子の負
極面側にて間隙部内気体中の酸素ガスがイオン化して酸
素ポンプ素子内を正極面側に移動し正極面から酸素ガス
として放出される。このとき、間隙部中の酸素ガスの減
少により間隙部内の気体と電池素子外側の気体との間に
酸素濃度差が生ずるのでその電圧を一定値にするように
酸素ポンプ素子に供給するポンプ電流値を変化させる
と、定温においてそのポンプ電流値が被測定気体中の酸
素濃度にほぼ直線的に比例することになる。
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（特開昭５８−１５３１５５号）。かか
る酸素濃度検出装置においては、一対の平板状の酸素イ
オン伝導性固体電解質材を有する酸素濃度検出器が設け
られている。その固体電解質材は被測定気体中に配置さ
れるようになされ、固体電解質材の各表裏面には電極が
各々形成されかつ固体電解質材が所定の間隙部を介して
対向するように平行に配置されている。固体電解質材の
一方が酸素ポンプ素子として、他方が酸素濃度比測定用
電池素子として作用するようになっている。被測定気体
中において間隙部側電極が負極になるように酸素ポンプ
素子の電極間に電流を供給すると、酸素ポンプ素子の負
極面側にて間隙部内気体中の酸素ガスがイオン化して酸
素ポンプ素子内を正極面側に移動し正極面から酸素ガス
として放出される。このとき、間隙部中の酸素ガスの減
少により間隙部内の気体と電池素子外側の気体との間に
酸素濃度差が生ずるのでその電圧を一定値にするように
酸素ポンプ素子に供給するポンプ電流値を変化させる
と、定温においてそのポンプ電流値が被測定気体中の酸
素濃度にほぼ直線的に比例することになる。
かかる酸素濃度検出装置においては、酸素ポンプ素子に
過剰の電流を供給すると、固体電解質材から酸素を奪う
ブラックニング現象が発生する。例えば、固体電解質材
としてＺｒＯ２（二酸化ジルコニウム）が用いられた場
合、酸素ポンプ素子への過剰電流供給によりＺｒＯ２か
ら酸素Ｏ２が奪われてジルコニウムＺｒが析出される。
このブラックニング現象は酸素ポンプ素子の劣化を急速
に進め酸素濃度検出器としての性能を悪化させる原因と
なる。
過剰の電流を供給すると、固体電解質材から酸素を奪う
ブラックニング現象が発生する。例えば、固体電解質材
としてＺｒＯ２（二酸化ジルコニウム）が用いられた場
合、酸素ポンプ素子への過剰電流供給によりＺｒＯ２か
ら酸素Ｏ２が奪われてジルコニウムＺｒが析出される。
このブラックニング現象は酸素ポンプ素子の劣化を急速
に進め酸素濃度検出器としての性能を悪化させる原因と
なる。
第１図は電池素子に発生する電圧Ｖｓをパラメータとし
て酸素濃度と酸素ポンプ素子への供給ポンプ電流値ＩＰ
との関係特性及びブラックニング現象発生領域を示して
おり、ブラックニング現象発生領域との境界線は電圧Ｖ
ｓをパラメータとした関係特性と同様に１次関数的特性
である。
て酸素濃度と酸素ポンプ素子への供給ポンプ電流値ＩＰ
との関係特性及びブラックニング現象発生領域を示して
おり、ブラックニング現象発生領域との境界線は電圧Ｖ
ｓをパラメータとした関係特性と同様に１次関数的特性
である。
かかる酸素濃度検出装置を用いた空燃比制御装置におい
ては、酸素ポンプ素子への供給電流値はブラックニング
現象を防止するためにブラックニング現象発生境界値以
下の値に設定されており、酸素ポンプ素子への供給電流
値と基準値とを比較することにより供給混合気の空燃比
が目標空燃比よりリッチ及びリーンのいずれであるか判
別される。空燃比を２次空気によって制御する方式の場
合、リッチと判別されたならば、２次空気をエンジンに
供給し、リーンと判別されたならば２次空気の供給を停
止することにより空燃比が目標空燃比に制御される。し
かしながら、空燃比がリッチになるほど、すなわち酸素
濃度が小さくなるほどブラックニング現象発生境界値は
小さいので絞り弁の変動のために供給混合気の空燃比が
急に目標空燃比付近から大きくリッチとなった場合には
２次空気等が直ちに供給されてもその制御結果が排気側
に現われるまでの時間遅れにより酸素濃度検出装置の出
力値からはリッチと判別される状態がしばらく継続して
酸素ポンプ素子への供給電流値がそのときのブラックニ
ング現象発生境界値以上となってブラックニング現象を
発生することがあるという問題点があった。
ては、酸素ポンプ素子への供給電流値はブラックニング
現象を防止するためにブラックニング現象発生境界値以
下の値に設定されており、酸素ポンプ素子への供給電流
値と基準値とを比較することにより供給混合気の空燃比
が目標空燃比よりリッチ及びリーンのいずれであるか判
別される。空燃比を２次空気によって制御する方式の場
合、リッチと判別されたならば、２次空気をエンジンに
供給し、リーンと判別されたならば２次空気の供給を停
止することにより空燃比が目標空燃比に制御される。し
かしながら、空燃比がリッチになるほど、すなわち酸素
濃度が小さくなるほどブラックニング現象発生境界値は
小さいので絞り弁の変動のために供給混合気の空燃比が
急に目標空燃比付近から大きくリッチとなった場合には
２次空気等が直ちに供給されてもその制御結果が排気側
に現われるまでの時間遅れにより酸素濃度検出装置の出
力値からはリッチと判別される状態がしばらく継続して
酸素ポンプ素子への供給電流値がそのときのブラックニ
ング現象発生境界値以上となってブラックニング現象を
発生することがあるという問題点があった。
発明の概要 そこで、本発明の目的はブラックニング現象を確実に防
止す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。
止す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。
本願第１の発明の酸素濃度検出装置は酸素ポンプ素子の
電極間の電圧が酸素ポンプ素子への供給電流値に応じた
電圧以上のとき酸素ポンプ素子への供給電流値を制限す
るリミッタ手段を有することを特徴としている。また本
願第２の発明の酸素濃度検出装置は酸素濃度検出器の近
傍の温度を検出する温度検出手段と、酸素ポンプ素子の
電極間の電圧が温度検出手段による検出温度及び酸素ポ
ンプ素子への供給電流値に応じた電圧以上のとき酸素ポ
ンプ素子への供給電流値を制限するリミッタ手段とを有
することを特徴としている。
電極間の電圧が酸素ポンプ素子への供給電流値に応じた
電圧以上のとき酸素ポンプ素子への供給電流値を制限す
るリミッタ手段を有することを特徴としている。また本
願第２の発明の酸素濃度検出装置は酸素濃度検出器の近
傍の温度を検出する温度検出手段と、酸素ポンプ素子の
電極間の電圧が温度検出手段による検出温度及び酸素ポ
ンプ素子への供給電流値に応じた電圧以上のとき酸素ポ
ンプ素子への供給電流値を制限するリミッタ手段とを有
することを特徴としている。
実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第２図は本発明による酸素濃度検出装置を用いた空燃比
制御装置を示している。本装置においては、互いに平行
な一対の平板状素子の酸素ポンプ素子１及び電池素子２
からなる酸素濃度検出器は排気管（図示せず）内に配設
される。酸素ポンプ素子１及び電池素子２の主体は酸素
イオン伝導性固体電解質材からなり、その一端部間には
間隙部３が形成され、他端部はスペーサ４を介して互い
に結合されている。また酸素ポンプ素子１及び電池素子
２の一端部の表裏面に多孔質の耐熱金属からなる方形状
の電極板５ないし８が設けられ、他端部面には電極板５
ないし８の引き出し線５ａないし８ａが形成されてい
る。
制御装置を示している。本装置においては、互いに平行
な一対の平板状素子の酸素ポンプ素子１及び電池素子２
からなる酸素濃度検出器は排気管（図示せず）内に配設
される。酸素ポンプ素子１及び電池素子２の主体は酸素
イオン伝導性固体電解質材からなり、その一端部間には
間隙部３が形成され、他端部はスペーサ４を介して互い
に結合されている。また酸素ポンプ素子１及び電池素子
２の一端部の表裏面に多孔質の耐熱金属からなる方形状
の電極板５ないし８が設けられ、他端部面には電極板５
ないし８の引き出し線５ａないし８ａが形成されてい
る。
酸素ポンプ素子１の電極板５，６間には電流供給回路１
１によって電流が供給される。電流供給回路１１はオペ
アンプ１２，ＮＰＮトランジスタ１３及び抵抗１４，１
５からなる。オペアンプ１２の出力端は抵抗１４を介し
てトランジスタ１３のベースに接続されている。またト
ランジスタ１３のエミッタは抵抗１５を介してアースさ
れている。抵抗１５は酸素ポンプ素子１の電極板５，６
間に流れるポンプ電流値ＩＰを検出するために設けられ
ており、その端子電圧がポンプ電流値ＩＰとして制御回
路３１のＩＰ入力端に供給される。トランジスタ１３の
コレクタは酸素ポンプ素子１の内側電極板６に引き出し
線６ａを介して接続され、外側電極板５には電圧ＶＢが
引き出し線５ａを介して供給されるようになっている。
また酸素ポンプ素子１の電極板５，６間の電位差を検出
する差動増幅回路１７が設けられている。差動増幅回路
１７はオペアンプ１８，抵抗１９ないし２１からなり、
差動増幅回路１７の出力端は空燃比制御回路３２のＶＰ
入力端に接続されている。
１によって電流が供給される。電流供給回路１１はオペ
アンプ１２，ＮＰＮトランジスタ１３及び抵抗１４，１
５からなる。オペアンプ１２の出力端は抵抗１４を介し
てトランジスタ１３のベースに接続されている。またト
ランジスタ１３のエミッタは抵抗１５を介してアースさ
れている。抵抗１５は酸素ポンプ素子１の電極板５，６
間に流れるポンプ電流値ＩＰを検出するために設けられ
ており、その端子電圧がポンプ電流値ＩＰとして制御回
路３１のＩＰ入力端に供給される。トランジスタ１３の
コレクタは酸素ポンプ素子１の内側電極板６に引き出し
線６ａを介して接続され、外側電極板５には電圧ＶＢが
引き出し線５ａを介して供給されるようになっている。
また酸素ポンプ素子１の電極板５，６間の電位差を検出
する差動増幅回路１７が設けられている。差動増幅回路
１７はオペアンプ１８，抵抗１９ないし２１からなり、
差動増幅回路１７の出力端は空燃比制御回路３２のＶＰ
入力端に接続されている。
一方、電池素子の内側電極板７は引き出し線７ａを介し
てアースされ、外側電極板８は引き出し線８ａを介して
オペアンプ２１，抵抗２２ないし２４からなる非反転増
幅器２５が接続されいる。非反転増幅器２５の出力端は
オペアンプ１２の反転入力端に接続されている。空燃比
制御回路３２のＩＣ制御出力端にはＤ／Ａ変換器２６が
接続され、Ｄ／Ａ変換器２６は空燃比制御回路３２のＩ
Ｃ制御出力端から出力されるＶＳ値指令データに応じた
電圧を発生する。Ｄ／Ａ変換器２６の出力端はオペアン
プからなる電圧ホロワ回路２７を介して積分回路２８が
接続されている。積分回路２８は抵抗２９，３０及びコ
ンデンサ３１からなり、その出力電圧がオペアンプ１２
の非反転入力端に供給されるようになっている。
てアースされ、外側電極板８は引き出し線８ａを介して
オペアンプ２１，抵抗２２ないし２４からなる非反転増
幅器２５が接続されいる。非反転増幅器２５の出力端は
オペアンプ１２の反転入力端に接続されている。空燃比
制御回路３２のＩＣ制御出力端にはＤ／Ａ変換器２６が
接続され、Ｄ／Ａ変換器２６は空燃比制御回路３２のＩ
Ｃ制御出力端から出力されるＶＳ値指令データに応じた
電圧を発生する。Ｄ／Ａ変換器２６の出力端はオペアン
プからなる電圧ホロワ回路２７を介して積分回路２８が
接続されている。積分回路２８は抵抗２９，３０及びコ
ンデンサ３１からなり、その出力電圧がオペアンプ１２
の非反転入力端に供給されるようになっている。
また酸素ポンプ素子１及び電池素子２の近傍には温度に
応じて内部抵抗値が変化するサーミスタ等の温度検出素
子３３が設けられている。温度検出素子３３には定電流
源３４によって定電流が供給され、温度検出素子３３の
端子電圧はオペアンプ３５，抵抗３６，３７からなる非
反転増幅器３８に供給されるようになっている。非反転
増幅器３８の出力端は空燃比制御回路３２のＴex入力端
に接続されている。
応じて内部抵抗値が変化するサーミスタ等の温度検出素
子３３が設けられている。温度検出素子３３には定電流
源３４によって定電流が供給され、温度検出素子３３の
端子電圧はオペアンプ３５，抵抗３６，３７からなる非
反転増幅器３８に供給されるようになっている。非反転
増幅器３８の出力端は空燃比制御回路３２のＴex入力端
に接続されている。
空燃比制御回路３２は好ましくはマイクロコンピュータ
からなり、上記したＩＣ出力端，ＶＰ，ＩＰ，Ｔex入力
端の他にＡ／Ｆ駆動端を有し、Ａ／Ｆ駆動端には２次空
気供給調整用の電磁弁３９に接続されている。電磁弁３
９はエンジンの気化器絞り弁下流の吸気通路に連通する
吸気２次空気供給通路に設けられている。
からなり、上記したＩＣ出力端，ＶＰ，ＩＰ，Ｔex入力
端の他にＡ／Ｆ駆動端を有し、Ａ／Ｆ駆動端には２次空
気供給調整用の電磁弁３９に接続されている。電磁弁３
９はエンジンの気化器絞り弁下流の吸気通路に連通する
吸気２次空気供給通路に設けられている。
かかる構成においては、空燃比制御回路３２のＩＣ出力
端からＶＳ値指令データがＤ／Ａ変換器２６に出力され
ると、Ｄ／Ａ変換器２６によってＶＳ値指令データが制
御電圧ＶＣに変換され、その制御電圧ＶＣが電圧ホロワ
回路２７を介して積分回路２８に供給される。積分回路
２８の出力電圧は抵抗２９，３０及びコンデンサ３１に
よる積分時定数によって徐々に上昇して抵抗２９，３０
による制御電圧ＶＣの分圧電圧に達する。この分圧電圧
は基準電圧Ｖｒ１としてオペアンプ１２の非反転入力端
に供給される。このとき、オペアンプ１２の反転入力端
の電圧レベルは基準電圧Ｖｒ１より小であるのでオペア
ンプ１２の出力レベルは高レベルとなりトランジスタ１
３がオンとなる。トランジスタ１３のオンにより酸素ポ
ンプ素子１の電極板５，６間にポンプ電流が流れる。
端からＶＳ値指令データがＤ／Ａ変換器２６に出力され
ると、Ｄ／Ａ変換器２６によってＶＳ値指令データが制
御電圧ＶＣに変換され、その制御電圧ＶＣが電圧ホロワ
回路２７を介して積分回路２８に供給される。積分回路
２８の出力電圧は抵抗２９，３０及びコンデンサ３１に
よる積分時定数によって徐々に上昇して抵抗２９，３０
による制御電圧ＶＣの分圧電圧に達する。この分圧電圧
は基準電圧Ｖｒ１としてオペアンプ１２の非反転入力端
に供給される。このとき、オペアンプ１２の反転入力端
の電圧レベルは基準電圧Ｖｒ１より小であるのでオペア
ンプ１２の出力レベルは高レベルとなりトランジスタ１
３がオンとなる。トランジスタ１３のオンにより酸素ポ
ンプ素子１の電極板５，６間にポンプ電流が流れる。
ポンプ電流が流れると、電池素子２の電極板７，８間に
は電圧ＶＳが発生し、電圧ＶＳは非反転増幅器２５に供
給され、非反転増幅器２５は電圧ＶＳを電圧増幅してオ
ペアンプ１２の反転入力端に供給する。電圧ＶＳが上昇
すると、非反転増幅器２５の出力電圧ＶＳ′も上昇す
る。出力電圧ＶＳ′が基準電圧Ｖｒ１を越えるとオペア
ンプ１２の出力レベルが低レベルに反転し、トランジス
タ１３がオフとなる。トランジスタ１３のオフによりポ
ンプ電流が減少するので電池素子２の電極板７，８間の
発生電圧ＶＳが低下し、非反転増幅器２５からオペアン
プ１２の反転入力端に供給される電圧ＶＳ′も低下す
る。電圧ＶＳ′が基準電圧Ｖｒ１を下回ると再びオペア
ンプ１２の出力レベルが高レベルとなり、ポンプ電流を
増加せしめる。この動作が高速にて繰り返されるので電
圧ＶＳは一定値に制御されると共にＶＳ値指令データが
表わす値に応じた電圧となる。
は電圧ＶＳが発生し、電圧ＶＳは非反転増幅器２５に供
給され、非反転増幅器２５は電圧ＶＳを電圧増幅してオ
ペアンプ１２の反転入力端に供給する。電圧ＶＳが上昇
すると、非反転増幅器２５の出力電圧ＶＳ′も上昇す
る。出力電圧ＶＳ′が基準電圧Ｖｒ１を越えるとオペア
ンプ１２の出力レベルが低レベルに反転し、トランジス
タ１３がオフとなる。トランジスタ１３のオフによりポ
ンプ電流が減少するので電池素子２の電極板７，８間の
発生電圧ＶＳが低下し、非反転増幅器２５からオペアン
プ１２の反転入力端に供給される電圧ＶＳ′も低下す
る。電圧ＶＳ′が基準電圧Ｖｒ１を下回ると再びオペア
ンプ１２の出力レベルが高レベルとなり、ポンプ電流を
増加せしめる。この動作が高速にて繰り返されるので電
圧ＶＳは一定値に制御されると共にＶＳ値指令データが
表わす値に応じた電圧となる。
基準電圧Ｖｒ１のオペアンプ１２への供給時に酸素ポン
プ素子１の電極板５，６間を流れるポンプ電流値ＩＰは
抵抗１５の端子電圧によって検出され、その端子電圧は
空燃比制御回路３２のＩＰ入力端に供給される。
プ素子１の電極板５，６間を流れるポンプ電流値ＩＰは
抵抗１５の端子電圧によって検出され、その端子電圧は
空燃比制御回路３２のＩＰ入力端に供給される。
空燃比制御回路３２は所定周期毎に次の如く動作する。
空燃比制御回路３２は第３図に示すように先ず、所定周
期毎に非反転増幅器３８の出力電圧を酸素ポンプ素子１
及び電池素子２近傍の温度Ｔexとして、差動増幅回路１
７の出力電圧を酸素ポンプ素子１の電極板５，６間のポ
ンプ電圧ＶＰとして、また抵抗１５の端子電圧をポンプ
電流値ＩＰとて各々読み込む（ステップ５１）。そし
て、読み込んだポンプ電流値ＩＰ及び温度Ｔexに応じた
リミッタ電圧ＶＰＬを設定する（ステップ５２）。空燃
比制御回路３２内のＲＯＭ等のメモリには第４図に示す
ように実験結果より得られたポンプ電流値ＩＰ及び温度
Ｔexから定まるリミッタ電圧ＶＰＬがデータマップとし
て予め書き込まれているので読み込んだポンプ電流値Ｉ
Ｐ及び温度Ｔexに対応するリミッタ電圧ＶＰＬデータを
そのデータマップから検索する。リミッタ電圧ＶＰＬを
設定すると読み込んだポンプ電圧ＶＰがそのリミッタ電
圧ＶＰＬより大であるか否かを判別する（ステップ５
３）。ＶＰ＞ＶＰＬならば、ブラックニング現象の発生
の可能性があるのでポンプ電流の供給を停止させるため
にＶＳ値指令データの内容をＶＳ＝０に対応する値に、
例えば、ＶＳ値指令データが４ビットのディジタル信号
の場合、“００００”に変更する（ステップ５４）。こ
れによりオペアンプ１２の非反転入力端に供給される基
準電圧Ｖｒ１が０〔Ｖ〕になりオペアンプ１２の出力レ
ベルが低レベルとなるのでトランジスタ１３がオフにな
りポンプ電流の供給が停止する。その後、空燃比制御回
路３２の内部タイムカウンタＡ（図示せず）に計数時間
としてＴＩＰをセットしてダウン計数を開始させる（ス
テップ５５）。一方、ＶＰ≦ＶＰＬならば、ポンプ電流
を供給して電池素子２の電極板７，８間から電圧ＶＳを
得るためにＶＳ値指令データの内容を設定する（ステッ
プ５６）。ＶＳ値指令データの内容の設定後、時間Ｔ
ＩＰ以上の時間が経過したか否かをタイムカウンタＡの
計数値から判別し（ステップ５７）、時間ＴＩＰ以上の
時間が経過したならば、読み込んだポンプ電流値ＩＰが
目標空燃比に対応する基準値Ｉｒより小であるか否かを
判別する（ステップ５８）。ＩＰ＜Ｉｒならば、エンジ
ンに供給された混合気の空燃比がリッチであるとして空
燃比制御回路３２は電磁弁３９を開弁駆動して２次空気
をエンジンに供給せしめる（ステップ５９）。ＩＰ≧Ｉ
ｒならば、空燃比がリーンであるとして空燃比制御回路
３２は電磁弁３９の開弁駆動を停止し、２次空気のエン
ジンへの供給が停止される（ステップ６０）。またステ
ップ５５の実行時にはステップ６０を実行して２次空気
のエンジンへの供給を停止させる。
空燃比制御回路３２は第３図に示すように先ず、所定周
期毎に非反転増幅器３８の出力電圧を酸素ポンプ素子１
及び電池素子２近傍の温度Ｔexとして、差動増幅回路１
７の出力電圧を酸素ポンプ素子１の電極板５，６間のポ
ンプ電圧ＶＰとして、また抵抗１５の端子電圧をポンプ
電流値ＩＰとて各々読み込む（ステップ５１）。そし
て、読み込んだポンプ電流値ＩＰ及び温度Ｔexに応じた
リミッタ電圧ＶＰＬを設定する（ステップ５２）。空燃
比制御回路３２内のＲＯＭ等のメモリには第４図に示す
ように実験結果より得られたポンプ電流値ＩＰ及び温度
Ｔexから定まるリミッタ電圧ＶＰＬがデータマップとし
て予め書き込まれているので読み込んだポンプ電流値Ｉ
Ｐ及び温度Ｔexに対応するリミッタ電圧ＶＰＬデータを
そのデータマップから検索する。リミッタ電圧ＶＰＬを
設定すると読み込んだポンプ電圧ＶＰがそのリミッタ電
圧ＶＰＬより大であるか否かを判別する（ステップ５
３）。ＶＰ＞ＶＰＬならば、ブラックニング現象の発生
の可能性があるのでポンプ電流の供給を停止させるため
にＶＳ値指令データの内容をＶＳ＝０に対応する値に、
例えば、ＶＳ値指令データが４ビットのディジタル信号
の場合、“００００”に変更する（ステップ５４）。こ
れによりオペアンプ１２の非反転入力端に供給される基
準電圧Ｖｒ１が０〔Ｖ〕になりオペアンプ１２の出力レ
ベルが低レベルとなるのでトランジスタ１３がオフにな
りポンプ電流の供給が停止する。その後、空燃比制御回
路３２の内部タイムカウンタＡ（図示せず）に計数時間
としてＴＩＰをセットしてダウン計数を開始させる（ス
テップ５５）。一方、ＶＰ≦ＶＰＬならば、ポンプ電流
を供給して電池素子２の電極板７，８間から電圧ＶＳを
得るためにＶＳ値指令データの内容を設定する（ステッ
プ５６）。ＶＳ値指令データの内容の設定後、時間Ｔ
ＩＰ以上の時間が経過したか否かをタイムカウンタＡの
計数値から判別し（ステップ５７）、時間ＴＩＰ以上の
時間が経過したならば、読み込んだポンプ電流値ＩＰが
目標空燃比に対応する基準値Ｉｒより小であるか否かを
判別する（ステップ５８）。ＩＰ＜Ｉｒならば、エンジ
ンに供給された混合気の空燃比がリッチであるとして空
燃比制御回路３２は電磁弁３９を開弁駆動して２次空気
をエンジンに供給せしめる（ステップ５９）。ＩＰ≧Ｉ
ｒならば、空燃比がリーンであるとして空燃比制御回路
３２は電磁弁３９の開弁駆動を停止し、２次空気のエン
ジンへの供給が停止される（ステップ６０）。またステ
ップ５５の実行時にはステップ６０を実行して２次空気
のエンジンへの供給を停止させる。
発明の効果 以上の如く、本発明の酸素濃度検出装置においては、ブ
ラックニング現象の発生がポンプ電流値、ポンプ電圧及
び素子の近傍温度に依存することが第４図に示した特性
の如く判明したので酸素ポンプ素子の電極間のポンプ電
圧が酸素濃度検出器の近傍の温度及び供給ポンプ電流値
に応じた電圧以上のときポンプ電流値を制限することに
より吸気系における２次空気等による供給混合気の空燃
比制御結果が排気ガス中の酸素濃度によって検出される
までの時間遅れがあってもブラックニング現象の発生を
確実に防止することができるのである。また通常、酸素
ポンプ素子及び電池素子を加熱するためにヒータ等が設
けられており、このため素子の近傍温度は比較的に安定
しているので酸素ポンプ素子の電極間のポンプ電圧が酸
素ポンプ素子への供給ポンプ電流値に応じた電圧以上の
ときポンプ電流値を制限するだけでもブラックニング現
象の発生を確実に防止することができるのである。
ラックニング現象の発生がポンプ電流値、ポンプ電圧及
び素子の近傍温度に依存することが第４図に示した特性
の如く判明したので酸素ポンプ素子の電極間のポンプ電
圧が酸素濃度検出器の近傍の温度及び供給ポンプ電流値
に応じた電圧以上のときポンプ電流値を制限することに
より吸気系における２次空気等による供給混合気の空燃
比制御結果が排気ガス中の酸素濃度によって検出される
までの時間遅れがあってもブラックニング現象の発生を
確実に防止することができるのである。また通常、酸素
ポンプ素子及び電池素子を加熱するためにヒータ等が設
けられており、このため素子の近傍温度は比較的に安定
しているので酸素ポンプ素子の電極間のポンプ電圧が酸
素ポンプ素子への供給ポンプ電流値に応じた電圧以上の
ときポンプ電流値を制限するだけでもブラックニング現
象の発生を確実に防止することができるのである。
第１図は酸素濃度−ポンプ電流特性及びブラックニング
現象発生領域を示す図、第２図は本発明の実施例を示す
回路図、第３図は第２図に示した装置中の空燃比制御回
路の動作を示すフロー図、第４図はポンプ電流−ポンプ
電圧特性によってブラックニング現象発生境界を示す図
である。 主要部分の符号の説明 １……酸素ポンプ素子 ２……電池素子 ３……間隙部 ４……スペーサ ５ないし８……電極板 １１……電流供給回路 ２５……非反転増幅器 ３３……温度検出素子 ３９……電磁弁
現象発生領域を示す図、第２図は本発明の実施例を示す
回路図、第３図は第２図に示した装置中の空燃比制御回
路の動作を示すフロー図、第４図はポンプ電流−ポンプ
電圧特性によってブラックニング現象発生境界を示す図
である。 主要部分の符号の説明 １……酸素ポンプ素子 ２……電池素子 ３……間隙部 ４……スペーサ ５ないし８……電極板 １１……電流供給回路 ２５……非反転増幅器 ３３……温度検出素子 ３９……電磁弁
Claims (2)
- 【請求項１】被測定気体中に配設される一対の酸素イオ
ン伝導性固体電解質材を有しその各固体電解質材に一対
の電極が形成されかつ前記一対の固体電解質材が所定の
間隙部を介して対向するように配置され前記一対の固体
電解質材の一方が酸素ポンプ素子として他方が酸素濃度
比測定用電池素子として各々作用する酸素濃度検出器
と、前記酸素ポンプ素子の電極間に電流を供給し前記電
池素子の電極間に発生した電圧を一定値にするように供
給電流値を変化させる電流供給手段とを含み、前記電流
供給手段の供給電流値を酸素濃度検出値とする酸素濃度
検出装置であって、前記電流供給手段は前記酸素ポンプ
素子の電極間の電圧が前記酸素ポンプ素子への供給電流
値に応じた電圧以上のとき前記酸素ポンプ素子への供給
電流値を制限するリミッタ手段を有することを特徴とす
る酸素濃度検出装置。 - 【請求項２】被測定気体中に配設される一対の酸素イオ
ン伝導性固体電解質材を有しその各固体電解質材に一対
の電極が形成されかつ前記一対の固体電解質材が所定の
間隙部を介して対向するように配置され前記一対の固体
電解質材の一方が酸素ポンプ素子として他方が酸素濃度
比測定用電池素子として各々作用する酸素濃度検出器
と、前記酸素ポンプ素子の電極間に電流を供給し前記電
池素子の電極環に発生した電圧を一定値にするように供
給電流値を変化させる電流供給手段とを含み、前記電流
供給手段の供給電流値を酸素濃度検出値とする酸素濃度
検出装置であって、前記電流供給手段は前記酸素濃度検
出器の近傍の温度を検出する温度検出手段と、前記酸素
ポンプ素子の電極間の電圧が前記温度検出手段による検
出温度及び前記酸素ポンプ素子への供給電流値に応じた
電圧以上のとき前記酸素ポンプ素子への供給電流値を制
限するリミッタ手段とを有することを特徴とする酸素濃
度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60218512A JPH0612357B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 酸素濃度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60218512A JPH0612357B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 酸素濃度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276447A JPS6276447A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH0612357B2 true JPH0612357B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=16721085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60218512A Expired - Fee Related JPH0612357B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 酸素濃度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612357B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6281559A (ja) * | 1985-10-05 | 1987-04-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサ |
| JPH0812175B2 (ja) * | 1987-05-11 | 1996-02-07 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサの制御装置 |
| JP5788834B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2015-10-07 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ制御装置 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60218512A patent/JPH0612357B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6276447A (ja) | 1987-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |