[其他]空燃比檢測系統

在審

• 申請號: 101986000001890
• 申請日: 1986-02-27
• 公開（公告）號: CN1005640B
• 公開（公告）日: 1989-11-01
• 發明（設計）人: 大須賀稔;大山宜茂
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 趙越

這里公開一個新頻的空燃比檢測系統。包括用于控制氧氣擴散并帶有擴散電阻的固體電解質，以測量排放氣體的過量空氣率。相對于預定的時間長度，給固體電解質一個預定的電流，以將氧氣供給擴散電阻。隨后，相對于預定的時間長度，給固體電解質一個相反極性的預定電流，以從擴散電阻中取出氧氣，測定從取出氧開始到產生由于固體電解質側面間氧分壓差引起的電動勢的時間，上述過程以分時的方式，交替地重復，以確定空燃比。

本發明涉及一個用于檢測空燃比的系統，特別是能夠使用該系統控制內燃機的空燃比。

常規的空燃比傳感器，如美國專利號No.3691023和No.4158166中所公開的，包括一個具有擴散型電阻的固體電解質，以這樣的方式工作，氧氣從擴散電阻引出，當氧氣的濃度降至零時測量電流值（被稱作臨界電流值）。在此方法中，過量空氣率λ的測量是可能的，只是在待測氣體中含有氧氣的區域，即，過量率空氣等于1.0或大于1.0的區域，如里λ值小于1.0，測量λ值是不可能的。

當測量區域的λ值低于1.0時，改變施加于λ值在1.0的固體電解質的電壓是必要的，象日本專利未審查公布號No.166039/80所陳述的。這需要一個新的裝置用于檢測λ等于1.0的點，使該系統更復雜。

按照圖12所示的美國汽車工程師學會（SAE）論文810433中所公開的方法，另一方面，電流施加于一個固體電解質上而極性相反，燃燒室中的氧化濃度，根據施加氧負荷和卸去氧負荷而變化，所以，隨著濃度變化的電動勢的變化能由其它固體電解質檢測。電動勢每次達到預定值時，極性反向，利用這一事實，此反向周期與氧氣濃度成正比例。在美國專利號No.3907657中公開的另一方法中，燃燒室中擴散的氧氣是由氣流逐出的，利用時間τ的數值與氧氣濃度成比例的現象，在燃燒室中的氧氣濃度降至零以前的時間τ是由在固體電解質上電極之間的電動勢的變化計算的。在預先確定容積的燃燒室中氧氣的絕對數量是以這兩種方法測定的，它易受由體積和溫度或壓力的長期變化的影響。此外，預定的容積是由單個孔徑形成的，如果孔徑有阻礙，影響就更大。這些系統的其它缺點是由于整個傳感器容易受到燃燒廢氣的影響，λ值小于1.0的區域測量其值是不可能的。

在日本專利未審定公布號No.192852/82中公布了進一步的常規系統，其中，用于檢測固體電解質的溫度的方法包括帶有交變電流的電解質，溫度周期測量或溫度測量部件。這樣的一個方法是已知的，即，電解質的溫度是從發動機的運轉狀態或者其排氣溫度測定的（日本實用新型未審定公布號No.103265/84，日本專利未審定公布號188054/84）。然而，這些系統具有復雜的結構或受間接影響，沒有足夠的溫度檢測精度。

本發明的目的是提供一個空燃比檢測系統，能夠在很大范圍內檢測過量空氣率，而不受溫度變化的影響。

根據本發明，可提供一個空燃比檢測系統，在氧氣供入固體電解質旁的擴散電阻中去，又以相反的路徑從擴散電阻中排出，氧氣的濃度是從電流數量隨著氧氣運動的變化測定的，所以，過量空氣率能在很大范圍內檢測而不受溫度變化的影響。

本發明的空燃比檢測系統包括：與擴散電阻接觸的固體電解質，擴散電阻位于固體電解質的一側，而空氣位于其另一側，上述擴散電阻中的氧濃度與排氣中的氧濃度相關;供給裝置，用于將電源施加給上述固體電解質，從而將空氣中的氧供給到上述擴散電阻;取出裝置，用于順序地將相反極性的電流施加到上述固體電解質，從而取出上述擴散電阻中的氧，及對于基于上述供給裝置和上述取出裝置的運轉來確定空燃比的裝置;用于檢測上述裝置的取出操作在初始階段中固體電解質兩側之間的電壓;用于對上述檢測電壓附加預定的電壓的裝置;上述空燃比檢測裝置是基于在取出氧氣過程中固體電解質達到附加電壓側之間的電壓所需時間的基礎上來確定空燃比的。