專利名稱:空燃比檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及一個(gè)用于檢測(cè)空燃比的系統(tǒng)，特別是能夠使用該系統(tǒng)控制內(nèi)燃機(jī)的空燃比。
常規(guī)的空燃比傳感器，如美國(guó)專利號(hào)No.3691023和No.4158166中所公開的，包括一個(gè)具有擴(kuò)散型電阻的固體電解質(zhì)，以這樣的方式工作，氧氣從擴(kuò)散電阻引出，當(dāng)氧氣的濃度降至零時(shí)測(cè)量電流值(被稱作臨界電流值)。在此方法中，過(guò)量空氣率λ的測(cè)量是可能的，只是在待測(cè)氣體中含有氧氣的區(qū)域，即，過(guò)量率空氣等于1.0或大于1.0的區(qū)域，如果λ值小于1.0，測(cè)量λ值是不可能的。
當(dāng)測(cè)量區(qū)域的λ值低于1.0時(shí)，改變施加于λ值在1.0的固體電解質(zhì)的電壓是必要的，象日本專利未審查公布號(hào)No.166039/80所陳述的。這需要一個(gè)新的裝置用于檢測(cè)λ等于1.0的點(diǎn)，使該系統(tǒng)更復(fù)雜。
按照?qǐng)D12所示的美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)論文810433中所公開的方法，另一方面，電流施加于一個(gè)固體電解質(zhì)上而極性相反，燃燒室中的氧化濃度，根據(jù)施加氧負(fù)荷和卸去氧負(fù)荷而變化，所以，隨著濃度變化的電動(dòng)勢(shì)的變化能由其它固體電解質(zhì)檢測(cè)。電動(dòng)勢(shì)每次達(dá)到預(yù)定值時(shí)，極性反向，利用這一事實(shí)，此反向周期與氧氣濃度成正比例。在美國(guó)專利號(hào)No.3907657中公開的另一方法中，燃燒室中擴(kuò)散的氧氣是由氣流逐出的，利用時(shí)間τ的數(shù)值與氧氣濃度成比例的現(xiàn)象，在燃燒室中的氧氣濃度降至零以前的時(shí)間τ是由在固體電解質(zhì)上電極之間的電動(dòng)勢(shì)的變化計(jì)算的。在預(yù)先確定的容積燃燒室中氧氣的絕對(duì)數(shù)量是以這兩種方法測(cè)定的，它易受由體積和溫度或壓力的長(zhǎng)期變化的影響。此外，預(yù)定的容積是由單個(gè)孔徑形成的，如果孔徑有阻礙，影響就更大。這些系統(tǒng)的其它缺點(diǎn)是由于整個(gè)傳感器容易受到燃燒廢氣的影響，在λ值小于1.0的區(qū)域測(cè)量其值是不可能的。
在日本專利未審定公布號(hào)No.192852/82中公布了進(jìn)一步的常規(guī)系統(tǒng)，其中，用于檢測(cè)固體電解質(zhì)的溫度的方法包括帶有交變電流的電解質(zhì)，溫度周期測(cè)量或溫度測(cè)量部件。這樣的一個(gè)方法是已知的，即，電解質(zhì)的溫度是從發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者其排氣溫度測(cè)定的(日本實(shí)用新型未審定公布號(hào)No.103265/84，日本專利未審定公布號(hào)188054/84)。然而，這些系統(tǒng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或受間接影響，沒(méi)有足夠的溫度檢測(cè)精度。
本發(fā)明的目的是提供一個(gè)空燃比檢測(cè)系統(tǒng)，能夠在很大范圍內(nèi)檢測(cè)過(guò)量空氣率，而不受溫度變化的影響。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一個(gè)系統(tǒng)和一個(gè)方法，在氧氣供入固體電解質(zhì)旁的擴(kuò)散電阻中去，又以相反的路徑從擴(kuò)散電阻中排出，氧氣的濃度是從電流數(shù)量隨著氧氣運(yùn)動(dòng)的變化測(cè)定的，所以，過(guò)量空氣率能在很大范圍內(nèi)檢測(cè)而不受溫度變化的影響。
圖1是根據(jù)本發(fā)明用于解釋傳感器實(shí)施方案的示意圖。
圖2是表明圖1A中圓圈圍繞的主要部位的放大示意圖。
圖3A，3B和3C是用于解釋本發(fā)明基本工作原理的示意圖。
圖4A是表明提供給固體電解質(zhì)的電流和固體電解質(zhì)側(cè)面間出現(xiàn)的電壓之間的關(guān)系的波形圖。
圖4B是表示過(guò)量空氣率和傳感過(guò)程間關(guān)系的輸出特性的示意圖。
圖5是表明用于驅(qū)動(dòng)傳感器的電路的示意圖。
圖6A，6B和6C是用于解釋本發(fā)明工作原理的示意圖。
圖7是表明本發(fā)明實(shí)施方案的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖8A至8D是用于解釋圖7所示的實(shí)施方案的工作原理和效果的示意圖。
圖9A，9B和9C是用于解釋本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的工作過(guò)程示意圖。
圖10是表明用于實(shí)現(xiàn)參考圖9A，9B和9C解釋的實(shí)施方案的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11A，11B和12是表明又一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
圖13A，13B和14是表示進(jìn)一步的實(shí)施方案的示意圖。
圖15A和15B表示了進(jìn)一步的實(shí)施方案示意圖。
圖16A，16B和17是表示又一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
圖18A，18B和19是表示不同實(shí)施方案的示意圖。
圖20是表明又一不同實(shí)施方案的示意圖。
圖21A和21B是表明又一不同實(shí)施方案的示意圖。
圖22A和22B還是表明不同實(shí)施方案的示意圖。
圖23和24是表明其它不同實(shí)施方案的示意圖。
圖25是用于解釋溫度補(bǔ)償?shù)牧硪粋€(gè)原理。
圖26是用于解釋在信號(hào)傳感時(shí)間內(nèi)保持電壓設(shè)定的示意圖。
圖27是表明本發(fā)明另一實(shí)施方案的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖28是表示特性隨溫度變化的實(shí)例的示意圖。
圖29A，29B和30是表示本發(fā)明又一實(shí)施方案的示意圖。
在解釋本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作之前，參考圖1至圖6C，提供其基礎(chǔ)的原理，即構(gòu)成解釋。在固體電解質(zhì)1的排氣側(cè)面上安裝有可滲透擴(kuò)散電阻2。固體電解質(zhì)1呈筒形殼體形狀，空氣引入筒形殼體中。而且，在固體電解質(zhì)1中含有加熱器3。固體電解質(zhì)1在其排氣和空氣側(cè)面上具有電極4a和4b。這些電極由恒流電路以分時(shí)方式被交替地施加正向和反向的預(yù)定電流，輸出是由所包含的末端電壓的變化產(chǎn)生的。圖2是圖1中圓圈所圍繞部分的放大圖。提供這個(gè)傳感器是用于測(cè)量空燃比的，還可以分時(shí)方式變換施加于固體電解質(zhì)1的電流的方向。在如圖2所示的工作中，首先，以虛線箭頭所指的方向施加電流Ib，以將空氣中的氧氣引到虛線箭頭所指的在排氣中的可滲透擴(kuò)散電阻2中。然后以相反的方向(實(shí)線箭頭所指)施加電流Is，借此，將氧氣由擴(kuò)散電阻2以實(shí)線箭頭所指的方向引出。前者稱為偏壓過(guò)程，后者稱為傳感過(guò)程。
圖3A至3C表示擴(kuò)散電阻2(圖中實(shí)線曲線)中氧氣濃度分布的變化和固體電解質(zhì)1的末端電壓V的變化。圖3A(a)是與偏壓過(guò)程有關(guān)的示意圖，其中，在擴(kuò)散電阻2中描繪的圖形表示在擴(kuò)散電阻中沿橫座標(biāo)的位置和沿縱座標(biāo)相應(yīng)位置的氧氣濃度。當(dāng)應(yīng)用電流Ib使氧氣引入擴(kuò)散電阻2時(shí)，擴(kuò)散電阻2中氧氣濃度的分布以這樣的方式變化，即位于固體電解質(zhì)1一側(cè)的氧氣濃度比位于排放一側(cè)的排放氣體的氧氣濃度高，所以，曲線是從低位置向高位置變化的。不久以后，當(dāng)通過(guò)固體電解質(zhì)1進(jìn)入到電極4a的氧氣量與通過(guò)擴(kuò)散電阻2擴(kuò)散到排放氣體中的氧氣量達(dá)到平衡時(shí)，分布曲線轉(zhuǎn)變?yōu)閳D3A(a)中虛線所示的形狀。結(jié)果，末端電壓V也隨著電極4a的氧氣濃度而增長(zhǎng)，如圖3A(b)所示，并很快地集中于一個(gè)固體值。在此狀態(tài)下，給出V如下V＝rIb- (RT)/(4F) In (P(4b))/(P(4a)) ……(1)這里r固體電解質(zhì)1的內(nèi)阻T固體電解質(zhì)1的溫度R氣體常數(shù)F法拉第常數(shù)P(4a)電極4a側(cè)的氧氣濃度P(4b)電極4b側(cè)的氧氣濃度右邊第二項(xiàng)表示電動(dòng)勢(shì)，在傳感過(guò)程期間P(4a)的得接近零時(shí)，會(huì)急劇增加。
另一方面，在擴(kuò)散電阻5中氧氣濃度分布的變化，決定于下面的擴(kuò)散過(guò)程
……(2)B·C1
+ (Ib)/(C) ＝0……(3)這里D是擴(kuò)散系數(shù)，t表示時(shí)間，X表示距離，P表示氧氣濃度，而C表示常數(shù)。
圖3B和3C表示在傳感過(guò)程下的狀態(tài)。圖3B是與稀空燃混合物有關(guān)的，而圖3C與濃空燃混合物有關(guān)。在此種狀態(tài)下，末端電壓表示如下V＝rIs+ (RT)/(4F) ln (P(4b))/(P(4a)) ……(4)在圖3B(a)中，當(dāng)通過(guò)施加電流Is使氧氣電擴(kuò)散電阻2排出時(shí)，氧氣濃度分布從上部曲線移至下部曲線，電極4a側(cè)的氧氣濃度P(4a)逐漸降低，很快接近零。這時(shí)，方程式(4)的右邊第二項(xiàng)的電動(dòng)勢(shì)急劇增長(zhǎng)，而電壓V也急劇增長(zhǎng)，如圖3B(b)所示。如果，當(dāng)由于電動(dòng)勢(shì)達(dá)到預(yù)定值ESL而增量使傳感過(guò)程結(jié)束的話，傳感過(guò)程時(shí)間tL的數(shù)值與空燃比是成正比的。不難看出，在傳感過(guò)程的初始階段，電極4a的附近存在氧氣，所以，方程式右邊第二項(xiàng)的數(shù)值是很小的，因此，方程式第一項(xiàng)起支配作用。另一方面，當(dāng)電極4a附近和其上的氧氣減少時(shí)，右邊第二項(xiàng)的數(shù)值會(huì)突然增加，其結(jié)果，電壓值急劇增加，通過(guò)檢測(cè)此值，測(cè)定傳感時(shí)間是可能的。圖3C(a)表示的是與濃空燃比有關(guān)的情況，其中，在偏壓后的氧氣濃度分布是這樣的，氧氣通過(guò)與從排氣一側(cè)擴(kuò)散的可燃?xì)怏w(Co，HC，H)的反應(yīng)而被消耗，成為擴(kuò)散電阻中P＝0區(qū)域的原因。因此，在傳感器過(guò)程時(shí)間取出的氧氣量減少，如圖3C(b)所示，在電壓V的變化達(dá)到EsL以前需要的時(shí)間tR比時(shí)間tL短。這樣，電阻4a附近的氧氣濃度P(4a)由偏壓，通過(guò)氧氣供入擴(kuò)散電阻而可能比排放電氣體的氧氣濃度Pe大，因此，即使當(dāng)λ值小于1時(shí)，測(cè)定空燃比仍是可能的。
圖4A表示的是Is，Ib和V的時(shí)間曲線圖。如圖4a所示的，電流Ib和Is是以分時(shí)方式變換方向的方式提供的。電流Ib和Is偏壓過(guò)程時(shí)間tb不變條件下，電流的方向是在電壓V增量達(dá)到預(yù)定值EsL時(shí)的時(shí)間點(diǎn)換向的。空燃比由計(jì)數(shù)間期ts確定。該系統(tǒng)的輸出特性如圖4B所示，時(shí)間ts與從濃混合氣到稀混合氣的很寬的范圍內(nèi)的空燃比成正比。
圖5是用于實(shí)現(xiàn)傳感器工作的電路的實(shí)施方案。號(hào)碼5表示恒流源。隨著開關(guān)7a和7b的關(guān)閉，接通開關(guān)6a和6b時(shí)，電流Is在固體電解質(zhì)1中流動(dòng)以實(shí)現(xiàn)傳感工作。但另一方面，如果開關(guān)6a和6b隨著開關(guān)7a和7b的接通而關(guān)閉，那么，電流Ib流動(dòng)用于偏壓過(guò)程。在所示的情況下，Is＝Ib。此電路的工作將在下面參考圖6A所示的波形進(jìn)行描述。首先，向開關(guān)6a和6b施加一個(gè)開通信號(hào)，以使傳感過(guò)程開始(圖6A(a))。此開通信號(hào)被施加于延遲電路8上，如圖6A所示，在瞬時(shí)時(shí)間ta后，開通信號(hào)被傳到采樣保持電路9。采樣保持電路9在傳感過(guò)程開始后的時(shí)間t4保持末端電壓VH。此電壓VH通過(guò)加法電路10與電壓EsL結(jié)合并被施加于比較器11上。當(dāng)末端電壓V值超過(guò)VH+EsL值時(shí)，比較器11產(chǎn)生一個(gè)能發(fā)信號(hào)Tr。此觸發(fā)信號(hào)被施加到單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器12上，其中，在施加觸發(fā)信號(hào)后的時(shí)間tb期間，末端Q保持關(guān)閉，Q接通。特別地，在時(shí)間tb期間，開關(guān)7a和7b提供有接通信號(hào)而開關(guān)6a和6b供有關(guān)閉信號(hào)以用于偏壓過(guò)程(圖6A(b))。隨著時(shí)間tb的消逝，多諧振蕩器12的末端
Q接通，而末端Q再次關(guān)閉，因而，傳感過(guò)程開始。由輸出電路13產(chǎn)生輸出，用于轉(zhuǎn)換時(shí)間ts，在此期間，末端
Q與模擬輸出接通。模擬輸出被轉(zhuǎn)換成與空燃比相應(yīng)的數(shù)值。
被控制的電壓VH取得數(shù)值幾乎與方程式(1)和(4)中的rI相等，它取決于固體電解質(zhì)1的內(nèi)阻r(因?yàn)镮b＝Is＝常數(shù))，又因?yàn)閞值取決于溫度，所以又表示在同一時(shí)間的固體電解質(zhì)的溫度。
現(xiàn)在，參考圖6A至6C，解釋波形隨著環(huán)境溫度從Ta和T′a(Ta＞T′a)的變化而變化。圖6A(a)表示在傳感過(guò)程中獲得的波形，圖6A(b)表示偏壓過(guò)程獲得的波形。當(dāng)溫度從Ta降至T′a時(shí)，電壓VH增加到V′H(方程式(1)和(4))。如果相對(duì)于兩種情況取相同的EsL值，相對(duì)于T′a的傳感時(shí)間t′s較短。圖6A(b)偏壓波形當(dāng)tb是常數(shù)時(shí)保持不變，所以，相對(duì)于T′a的絕對(duì)值較大，因而由溫度引起ts的誤差。出現(xiàn)ts值的誤差的原因?qū)⒂蓞⒖紙D6B解釋，圖6B表示擴(kuò)散電阻2中的氧氣濃度分布。分布Ds(傳感作用中的分布)是在傳感過(guò)程末端的分布，而分布Db(偏壓作用中的分布)是偏壓過(guò)程末端的分布。字母D′s和D′b分別表示溫度為T″a時(shí)的分布。如果Ib，Is，tb和EsL分別取固定數(shù)值的話，那么，在Ds和D′s、Db和D′b之間會(huì)出現(xiàn)偏差。這是因?yàn)?，擴(kuò)散電阻2中的氧氣擴(kuò)散速度隨著溫度的不同而變化。由于EsL值是固定的，而且氧氣直到電極4a處的值P(4a)變?yōu)榻咏銜r(shí)，才不被取出，所以Ds和DD′s具有幾乎相同的分布。另一方面，由于tb值是常數(shù)，由氧氣擴(kuò)散速度的差別，Db和D′b形成一個(gè)偏差，所以曲線Db表示通常比D′b更高的濃度分布。象上面所解釋的，隨著環(huán)境溫度的變化，可歸因于氧氣擴(kuò)散速度的氧氣濃度分布的變化的現(xiàn)行差別產(chǎn)生ts值的變化。由于t′ss變得比ts小，輸出電路13相對(duì)于T′a的輸出小于相對(duì)于Ta的輸出，因此，產(chǎn)生由溫度引起的誤差。
下面，將解釋用于消除此溫度變化對(duì)測(cè)量的不利影響的各種方法和系統(tǒng)。
圖7是用于防止隨溫度變化出現(xiàn)誤差的電路實(shí)施方案的意圖。由采樣保持電路9(一個(gè)數(shù)值代表內(nèi)阻)保持的電壓VH與比較器14的預(yù)定電壓值VHref比較，當(dāng)VH比VHref小時(shí)，一個(gè)開通信號(hào)被施加到晶體管15的基極使晶體管15截止，借此，使加熱器3斷電。VH＜VHref的關(guān)系表示，固體電解質(zhì)1的內(nèi)阻r較小，即，溫度設(shè)定值高的情形，在這種情況下，如上面提到的，加熱器3的供能被切斷。另一方面，當(dāng)電壓VH超過(guò)電壓VHref時(shí)，比較器14施加一個(gè)關(guān)閉信號(hào)至晶體管15的基極，因而供給加熱器3能量。換句話說(shuō)，當(dāng)固體電解質(zhì)1的溫度變得低于設(shè)定溫度時(shí)，加熱器3便被開通。這樣，可以將電壓VH控制在VHref的數(shù)值，所以，固體電解質(zhì)1的溫度維持在預(yù)定的水平。結(jié)果，不考慮環(huán)境溫度測(cè)定空燃比是可能的。
圖8A至8D表示圖7所示電路的工作原理和試驗(yàn)結(jié)果?？紤]到固體電解質(zhì)1的溫度保持在固定的數(shù)值的事實(shí)，相對(duì)于兩條曲線Ta和T′a圖8A中傳感過(guò)程期間的波形取與圖8B偏壓過(guò)程期間相同的波形。另一方面，如圖8C所示，Ds和Ds′，Db和Db′的分布也相同。基于上述原理測(cè)定的輸出值如圖8D所示。由于固體電解質(zhì)1的溫度，盡管環(huán)境溫度Ta和Ta′間的差別，但由加熱器3的控制，仍是固定的。所以，相對(duì)于Ta和Ta′曲線的輸出，彼此是一致的。
溫度補(bǔ)償?shù)牧硪辉砣鐖D9A至9C所示。在這些示意圖中，Is＝Ib＝常數(shù)，EsL也是常數(shù)。如圖9A(a)所示，在傳感過(guò)程時(shí)間被保持的電壓VH或VH′直到偏壓過(guò)程時(shí)間(圖9A(b))才解除保持，在偏壓過(guò)程中，當(dāng)末端電壓Vb與VH相等時(shí)，偏壓過(guò)程結(jié)束。結(jié)果，當(dāng)溫度Ta′和環(huán)境溫度較低時(shí)，時(shí)間tb′b′和偏壓時(shí)間延長(zhǎng)，因而，消除傳感時(shí)間ts和ts′間的差別。此原理如圖9A(b)所示。使在偏壓過(guò)程結(jié)束的末端電壓Vb等于(在傳感過(guò)程開始的末端電壓)VH與方程式(1)和方程式(4)的V值相等的事實(shí)相一致，所以給出此狀態(tài)的關(guān)系如下P(4a)＝P(4b)特別地，因?yàn)镻(4b)代表大氣空氣的氧氣濃度，所以，P(4a)幾乎增長(zhǎng)到大氣空氣的氧氣濃度水平。就是說(shuō)，數(shù)值P(4a)相對(duì)于每一個(gè)周期，不考慮環(huán)境溫度(Ta，Ta′)的影響直到成為固定值時(shí)才停止增長(zhǎng)，所以，Db和Db′幾乎具有相同的分布。圖6B所示的Db和Db′間的偏差消除，實(shí)現(xiàn)了圖9B所示的曲線，因而產(chǎn)生了不受溫度影響的數(shù)值ts。圖9C表示實(shí)際測(cè)量的結(jié)果，指示出隨著環(huán)境溫度從Ta變到Ta′，偏壓時(shí)間tb延長(zhǎng)至Tb′，因此，產(chǎn)生的輸出不受環(huán)境溫度的影響。
圖10表示一個(gè)用于實(shí)施圖9A至9C的工作原理的電路實(shí)施方案。采樣保持電路9保持的電壓VH被施加到比較器16用于與偏壓過(guò)程中與流動(dòng)電流Ib相關(guān)的末端電壓Vb相比較。當(dāng)電壓Vb和VH變?yōu)橄嗟葧r(shí)，比較器16產(chǎn)生一個(gè)關(guān)閉信號(hào)，反過(guò)來(lái)被施加到單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器12的復(fù)位端，所以，末端
Q接通，Q關(guān)閉，而開關(guān)6a和6b接通，開關(guān)7a和7b關(guān)閉。然后，電壓Vb降低到地電位，比較器16開啟，多諧振蕩器12的末端
Q保持開通，而末端Q保持關(guān)閉。另一方面，當(dāng)末端電壓Vb的變化在傳感過(guò)程中增長(zhǎng)得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電壓EsL時(shí)，比較器11被關(guān)閉。此關(guān)閉信號(hào)被施加到多諧振蕩器12的預(yù)置端，從而，末端
Q關(guān)閉而Q接通，用于開始偏壓過(guò)程。因此，在電壓Bs建立起來(lái)的時(shí)侯，比較器11立即接通，多諧振蕩器12關(guān)閉Q而接通Q。如前所述，圖10的電路完成了圖9所示的補(bǔ)償過(guò)程，借此，自動(dòng)產(chǎn)生溫度補(bǔ)償?shù)妮敵觥?br>從上面所描述的將會(huì)明白，假使固體電解質(zhì)1的溫度很低，偏壓時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)。在圖9A至10所示的系統(tǒng)中，數(shù)值tb自動(dòng)地進(jìn)行變化，而圖11至12的系統(tǒng)是強(qiáng)行改變tb值的系統(tǒng)。特別地，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)，如圖11所示，其中當(dāng)溫度從Ta變至Ta′時(shí)，測(cè)定出VH和VH′的變化，伴隨此變化，時(shí)間tb延長(zhǎng)至Tb′，從而偏壓時(shí)間延長(zhǎng)以維持輸出不變。用于實(shí)現(xiàn)此結(jié)構(gòu)的電路的實(shí)施方案如圖12所示。在圖12中，由采樣保持電路9保持的電壓VH通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器18引入微型計(jì)算計(jì)19。由表示傳感過(guò)程結(jié)束的比較器11的正向觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)只有在偏壓時(shí)間tb期間才被接通的信號(hào)，它是根據(jù)預(yù)先在微計(jì)算機(jī)19中實(shí)驗(yàn)確定的表明VH和tb間關(guān)系的穩(wěn)定電壓VH識(shí)別的。此開通信號(hào)接合開關(guān)7a和7b，并借助轉(zhuǎn)換器20，開關(guān)6a和6b被關(guān)閉，所以，偏壓過(guò)程相對(duì)于時(shí)間tb繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)經(jīng)過(guò)偏壓時(shí)間tb時(shí)，計(jì)算機(jī)19的輸出停止，開關(guān)7a和7b被關(guān)閉。在同一時(shí)間，轉(zhuǎn)換器20的工作接通開關(guān)6a和6b，借此，傳感過(guò)程開始。當(dāng)輸出電壓VH增加到VH′時(shí)，偏壓時(shí)間tb延長(zhǎng)到tb′。在微計(jì)算機(jī)19中，偏壓時(shí)間tb根據(jù)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)信號(hào)21，負(fù)荷信號(hào)22，進(jìn)氣量，冷卻水溫24，進(jìn)氣溫度25或排氣溫度26可以得到核子。
圖13A至14表示溫度補(bǔ)償電路的另一個(gè)結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，當(dāng)環(huán)境溫度由Ta變至Ta′時(shí)，偏壓時(shí)間tb保持不變，而在偏壓過(guò)程中流動(dòng)的電流值Ib是變化的。特別地，Ta的變化量是由VH的變化量測(cè)定的，以便改變偏壓電流Ib。在環(huán)境溫度Ta低于Ta′時(shí)，偏壓電流Ib增至Ib′(圖13B(b))，借此，相對(duì)于同一偏壓時(shí)間，保持同一偏壓氧氣量。結(jié)果是獲得了相同的效果，好象偏壓時(shí)間已被延長(zhǎng)，借此消除溫度對(duì)輸出的影響。象圖13B(a)所示的，在傳感過(guò)程的時(shí)間，保持相同的電流。
圖14表示一個(gè)電路結(jié)構(gòu)，基本上與圖5所示的相同，但由于偏壓過(guò)程的電流Ib使用的恒流電源與用于傳感過(guò)程的電流Is的恒流電源5的不同是圖14的電路結(jié)構(gòu)與圖5所示的不同點(diǎn)。在圖14中，偏壓電流Ib是以下達(dá)的方式產(chǎn)生的。電阻R1兩端的電壓由運(yùn)算放大器27和晶體管28的作用被控制而取數(shù)值VR。所以，偏壓電流Ib從關(guān)系式(6)確定Ib= (VR)/(R1)這里VR是由電壓調(diào)節(jié)器29，電阻R2，R3，R4，……Ri開關(guān)S3，S4……Si確定的。換句話說(shuō)，根據(jù)施加于微計(jì)算機(jī)19的電壓VH，Ib值從預(yù)先實(shí)驗(yàn)形成的表中確定，所以，由接通預(yù)定數(shù)量的開關(guān)S3，S4……Si而產(chǎn)生Ib值。以這種方式，當(dāng)電壓VH增加時(shí)可以供給傳感器一個(gè)很大的電流Ib，反之亦然。
圖15和15B表示一個(gè)實(shí)施方案。此實(shí)施方案的電路結(jié)構(gòu)可以與圖5和7表示的相同。至于此實(shí)施方案中傳感器的輸出，隨著固體電解質(zhì)1的溫度從T1至T2再至T3……直到Ti的增加，空燃比λ和輸出Vout間的關(guān)系的變化如圖15A所示。如果此關(guān)系近似于一個(gè)線性方程，例如，空燃比入延橫向座標(biāo)軸，輸出Vout延縱向座標(biāo)軸，那么，相對(duì)于溫度T1X＝m1y+n1，相對(duì)于溫度T2X＝m2y+n2，相對(duì)于溫度T3X＝m3y+n3，┋相對(duì)于溫度Ti X＝miy+ni。
系數(shù)m1，…mi和n1，…ni用預(yù)先實(shí)驗(yàn)確定的表的形式儲(chǔ)存于微型計(jì)算機(jī)中，所以，如圖15B所示，當(dāng)空燃比入通過(guò)將取樣保持值VH引入計(jì)算機(jī)中而被確定時(shí)，如果VH比給定的V1值大，便使用系數(shù)m1和n1，而如果V1＞VH≥V2，則使用系數(shù)m2和n2。根據(jù)數(shù)值VH，以這種方式，使用不同的系數(shù)用于確定空燃比λ，正確的空燃比入被測(cè)定而與溫度值T無(wú)關(guān)。用于此目的可使用多維近似法，以獲得更高的精度。
圖16A至17表示溫度補(bǔ)償電路的另一種結(jié)構(gòu)。在此種實(shí)施方案中，Ib，Is和tb是固定的，而改變EsL來(lái)達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)哪康摹．?dāng)溫度較低時(shí)，EsL增至EsL′，以延長(zhǎng)傳感時(shí)間，因而獲得溫度補(bǔ)償。圖16A表示在傳感期間獲得的波形，圖16B是相對(duì)于偏壓過(guò)程的波形。象圖16A所示的，如果環(huán)境溫度是Ta′，將EsL的值增至EsL′，傳感時(shí)間便延長(zhǎng)與以Ta的傳感時(shí)間相等。
在圖17中，借助于與微計(jì)算機(jī)19的輸出相一致的運(yùn)算放大器30，改變加到VH上面的EsL的值。電壓VH被引到微型計(jì)算機(jī)19中。由電壓VH確定的EsL值是從根據(jù)微型計(jì)算機(jī)19的輸出操縱的開關(guān)S1，S2，…Si中取出。以這種方式，根據(jù)電壓VH改變EsL值，輸出并不受到溫度的影響。
圖18至19表示另一個(gè)實(shí)施方案，其中，使用在偏壓過(guò)程終點(diǎn)(圖18B)的末端電壓VBH代替用于傳感過(guò)程的電壓VH(圖18A)作為溫度功能信號(hào)。電壓VBH實(shí)質(zhì)上也是與方程式(1)中的rI成正比的，因?yàn)镻(4a)與P(4b)幾乎相等。
圖19表示用于控制VBH值的電路的實(shí)施方案。在偏壓過(guò)程中，多諧振蕩器12的末端Q接通。結(jié)果開關(guān)31也接通，以便電容器32用相應(yīng)于偏壓過(guò)程的末端電壓VB保持充電。在偏壓過(guò)程的終點(diǎn)，開關(guān)31關(guān)閉，結(jié)果，末端電壓的終值仍在電容器32中充電。此數(shù)值是當(dāng)電壓VBH通過(guò)緩沖放大器33時(shí)產(chǎn)生的，數(shù)值VBH可以用作為上面提到的微型計(jì)算機(jī)19中溫度補(bǔ)償電路的溫度功能信號(hào)。
圖20表示用于產(chǎn)生溫度的功能信號(hào)的結(jié)構(gòu)的實(shí)施方案。除電極4a和4b用于測(cè)定空燃比外，用于測(cè)量?jī)?nèi)阻的電極35a和35b安置于固體電解質(zhì)1上。在電極35a和35b間由恒流電源36提供電流I2。假使電極35a用作為正電極的話，那么，氧氣便從空氣一側(cè)施加到排氣一側(cè)。固體電解質(zhì)1的內(nèi)阻可由恒流電流I2值及電阻上的電壓確定。鑒于氧氣由空氣一側(cè)施加到排氣一側(cè)的事實(shí)，既使當(dāng)排氣的氧氣濃度很小，測(cè)量?jī)?nèi)阻仍是可能的。而且，I2的值要求比歸因于空氣通路的擴(kuò)散電阻部件的極限電流值小。與內(nèi)阻相關(guān)的電壓值被輸送到微計(jì)算機(jī)37作為溫度功能信號(hào)，借此實(shí)行如圖7所示的加熱器控制或如前所述的各種各樣的調(diào)整。圖20示出一種校正時(shí)間的實(shí)施方案。
圖21A和21B是表示用于產(chǎn)生溫度功能信號(hào)的另一個(gè)結(jié)構(gòu)的實(shí)施方案示意圖。特別地，在測(cè)量期間獲得的末端電壓的平均值av用作溫度功能信號(hào)。圖21A中所示的實(shí)線波形代表末端電壓值，點(diǎn)劃虛線代表的作為溫度功能信號(hào)平均電壓值Vav，此平均值是由微計(jì)算機(jī)37的時(shí)間數(shù)值積分獲得的。在圖21B所示的另一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)施方案的簡(jiǎn)圖中，僅只用于傳感過(guò)程的末端電壓通過(guò)開關(guān)38施加到包括電阻39和電容器40的積分電路上，借此，形成其波形。之后，保持此值并通過(guò)緩沖放大器41輸入到微計(jì)算機(jī)37中。此輸出值實(shí)質(zhì)上與圖21A中的電壓Vav相同，因此，可以使用Vav值用于如前所說(shuō)的包括加熱器控制的各種各樣的修正。在圖21B中所示的實(shí)施方案中，偏壓時(shí)間是變化的。
如圖22A所示，單獨(dú)為測(cè)量溫度設(shè)置了第三個(gè)周期，在此周期tc期間，借助于將恒流電源供給固體電解質(zhì)1而測(cè)量?jī)?nèi)阻。在圖22B中，在周期tc期間，隨著開關(guān)7a和7b的關(guān)閉，開關(guān)6a和6b被關(guān)閉，借此將氧氣從空氣引入排放氣體中。而且，在此周期tc期間，開關(guān)42是接通的，末端電壓由電容器43保持。此電壓通過(guò)緩沖放大器44被輸送加到微計(jì)算機(jī)37中。在微計(jì)算機(jī)37中，使用此信號(hào)用于前面所說(shuō)的包括加熱器控制在內(nèi)的各種各樣的調(diào)整。
圖23表示用于產(chǎn)生溫度功能信號(hào)的另一個(gè)結(jié)構(gòu)，其中，排氣溫度傳感器47被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)45的排氣管46下部，從傳感器47的信號(hào)用作為溫度功能信號(hào)。此信號(hào)被施加于微計(jì)算機(jī)37，借此，向空燃比傳感器49的驅(qū)動(dòng)電路48提供前面所說(shuō)的各種各樣的調(diào)整信號(hào)。
圖24表示另一個(gè)實(shí)施方案，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)45的工況(發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷)借助于進(jìn)氣量傳感器50，進(jìn)氣歧管負(fù)壓傳感器51和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器52測(cè)定。用這些工況作為溫度功能信號(hào)，一個(gè)調(diào)整信號(hào)被施加于空燃比傳感器49的驅(qū)動(dòng)電路48，用于溫度補(bǔ)償。
現(xiàn)在介紹一種確定從開始測(cè)量時(shí)的初始電壓VH增至VsL的方法。
圖25是一個(gè)表示電動(dòng)勢(shì)和排氣過(guò)量空氣率λ之間關(guān)系的示意圖，電動(dòng)勢(shì)處于分別與空氣和排氣接觸的電解質(zhì)之間。當(dāng)排氣的過(guò)量空氣率連續(xù)地變化時(shí)，電動(dòng)勢(shì)在λ＝1.0分段變化。圖25表示此過(guò)程的電壓變化，它在0和1V之間用λ＝1.0作為界線逐級(jí)變化。此變化具有溫度特性，而且溫度Ta高于Ta′。由于電動(dòng)勢(shì)的變化率隨溫度以這種方式變化，如果某一不適當(dāng)?shù)臄?shù)值調(diào)到EsL，那么，傳感器的輸出就受溫度的影響。選擇不受溫度影響(Ta或Ta′)(兩個(gè)彼此相互的點(diǎn))的EsL值是合乎要求的，即圖4中表示的E值。此值通常處于0.2V和0.5V之間。由選擇EsL值，以避免溫度的影響，獲得溫度影響降低的輸出值ts。
圖26表示測(cè)定時(shí)間ts的另一種方法。為了電路結(jié)構(gòu)起見，時(shí)間ts開始計(jì)數(shù)的點(diǎn)假定位于產(chǎn)生末端電壓VH時(shí)的從傳感過(guò)程開始和短時(shí)間td瞬時(shí)后的點(diǎn)。這就是說(shuō)，用控制的電壓VH，當(dāng)末端電壓等于EsL值超過(guò)VH時(shí)，測(cè)量可以在此時(shí)停止。此狀態(tài)下的ts值被轉(zhuǎn)換成輸出值。
圖27表示傳感器驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)實(shí)施方案。在圖27中，恒流Is由恒流電源6供到傳感器8。由于Is保持與Ib相等，一個(gè)恒流電源6是足夠的。此恒流電源的末端和地端由開關(guān)6和7轉(zhuǎn)換以變換電流在傳感器1和2中的流向。假設(shè)電流Is在傳感器過(guò)程時(shí)間流動(dòng)，傳感器8的末端電壓供給控制電路9，借此，控制電壓VH。時(shí)間td由滯后線13計(jì)數(shù)。EsL值由加法電路10加于電壓VH。當(dāng)末端電壓V超過(guò)VH+EsL時(shí)，比較器11產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。同時(shí)，在時(shí)間tb期間從計(jì)數(shù)器60產(chǎn)生一個(gè)開通信號(hào)，開關(guān)6和7轉(zhuǎn)換，借此，以與傳感器中電流Is相反的方向提供電流Ib。在時(shí)間tb過(guò)去以后，計(jì)數(shù)器60的作用關(guān)閉接通信號(hào)。所以電流Is開始再次在傳感器中流動(dòng)。從計(jì)數(shù)器60的接通和關(guān)閉信號(hào)的周期，由輸出電路13被轉(zhuǎn)換成Dc(直流)輸出。圖28表示數(shù)值λ和輸出值之間的關(guān)系，即，輸出特性有變至EsL，EsL2，和EsL3的EsL，其中EsL1＞EsL2＞EsL3。在這些EsL值之中，選取某一值，在圖25中，表示避免溫度影響的特性。
圖29表示保持氧氣偏移始終不變的應(yīng)用。如果，在偏壓過(guò)程中穩(wěn)定到預(yù)定數(shù)值Vb的末端電壓滯后，如圖29A中的虛線所示，氧氣偏移量減少，影響輸出值。為避免此麻煩，使穩(wěn)定到預(yù)定值Vb后的時(shí)間tb＊由延長(zhǎng)偏壓時(shí)間tb′而成為相同的，如圖29B所示。以這種方式，相同數(shù)量的氧氣始終得到偏移。時(shí)間tb＊被記數(shù)是從隨著時(shí)間dV/dt的末端電壓的變化降低到預(yù)定水平時(shí)開始的。特別地，如圖30所示，電壓V是在微分電路62中被微分的，被檢測(cè)后，在比較器63中降低到參考值以下，使再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器64驅(qū)動(dòng)。多諧振蕩器64與圖5中的裝置12相適應(yīng)，用于在比較器11之后的再觸發(fā)。
因此，根據(jù)所研究的實(shí)施方案，測(cè)量混合氣由濃狀至稀狀的所有范圍的過(guò)量空氣而沒(méi)有任何溫度補(bǔ)償是可能的。
從前面所述可以明白，根據(jù)本發(fā)明，能夠測(cè)量很大范圍的過(guò)量空氣率而不受溫度變化的影響。
權(quán)利要求
1.空燃比檢測(cè)系統(tǒng)包括與擴(kuò)散電阻接觸的固體電解質(zhì)，擴(kuò)散電阻位于固體電解質(zhì)的一側(cè)，而空氣位于其另一側(cè)，所述的擴(kuò)散電阻控制著排氣中的氧氣擴(kuò)散。其特點(diǎn)是相對(duì)于需要的時(shí)間周期，用于將預(yù)定電流施加給固體電解質(zhì)的方法，借此，將空氣中的氧氣供給擴(kuò)散電阻。用于隨后將相反方向的預(yù)定電流施加給固體電解質(zhì)的方法，借此，將氧氣從擴(kuò)散電阻中取出用于當(dāng)取出氧氣時(shí)，根據(jù)相對(duì)于固體電解質(zhì)兩側(cè)間的電壓達(dá)到某一預(yù)定值所需要的時(shí)間測(cè)定空燃比的方法。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求1的系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于防止被測(cè)空燃比受溫度影響的溫度補(bǔ)償方法。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求2的系統(tǒng)，其中，所述溫度補(bǔ)償方法包括用于檢測(cè)固體電解質(zhì)兩側(cè)間的電壓在取出過(guò)程的初始階段的方法，和用于控制固體電解質(zhì)的溫度的方法，以這種方式保持檢測(cè)電壓為固定值。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求3的系統(tǒng)，其中，溫度補(bǔ)償方法包括用于將檢測(cè)電壓與參考值較的比較器，當(dāng)檢測(cè)電壓高于參考值時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)。還包括用于加熱由輸出信號(hào)控制的固體電解質(zhì)的加熱裝置。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求2的系統(tǒng)，其中，溫度補(bǔ)償方法包括用于檢測(cè)固體電解質(zhì)在取出過(guò)程初始階段兩側(cè)間電壓的方法，和根據(jù)檢測(cè)電壓用于控制供給過(guò)程的方法。
6.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求5的系統(tǒng)，其中，供給過(guò)程控制方法包括用于檢測(cè)固體電解質(zhì)兩側(cè)間的電壓在供給過(guò)程中與在取出過(guò)程初始階段的電壓相吻合的方法，和用于檢測(cè)吻合時(shí)確定供給過(guò)程的方法。
7.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求5的系統(tǒng)，其中，供給過(guò)程控制方法包括，根據(jù)取出過(guò)程初始階段的電壓，用于確定供給過(guò)程的時(shí)間的方法;在由所說(shuō)的確定方法確定時(shí)間周期內(nèi)，用于實(shí)現(xiàn)供給過(guò)程的方法。
8.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求5的系統(tǒng)，其中，供給過(guò)程控制方法包括，根據(jù)取出過(guò)程初始階段的電壓，相對(duì)于實(shí)現(xiàn)供給過(guò)程，用于確定電流大小的方法，和用于把該確定的電流在供給過(guò)程期間，供給固體電解質(zhì)的方法。
9.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求5的系統(tǒng)，其中，供給過(guò)程控制方法包括，根據(jù)取出過(guò)程初始階段的電壓，用于選擇多條預(yù)定特性曲線之一的方法，和根據(jù)從所述選擇方法產(chǎn)生的特性曲線，用于修正與取出時(shí)間相關(guān)的信號(hào)的方法。
10.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求1的系統(tǒng)，還包括用于設(shè)定預(yù)定電壓的方法。
11.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求10的系統(tǒng)，其中，設(shè)定方法包括，用于檢測(cè)固體電解質(zhì)側(cè)面間在取出過(guò)程初始階段的電壓的方法，和用于將預(yù)定電壓加到檢測(cè)電壓上的方法。
12.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求11的系統(tǒng)，其中，預(yù)定電壓被設(shè)置到某一數(shù)值，實(shí)質(zhì)上當(dāng)過(guò)量空氣率為1時(shí)，是不隨溫度而變的。
13.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求11的系統(tǒng)，還包括，根據(jù)取出過(guò)程初始階段的電壓，用于確定預(yù)定電壓的方法。
14.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求2的系統(tǒng)，其中，溫度補(bǔ)償方法包括，用于保持在該供給過(guò)程終點(diǎn)固體電解質(zhì)側(cè)面間的電壓的方法，和根據(jù)保持電壓，用于修正被測(cè)空燃比的方法。
15.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求1的系統(tǒng)，還包括安裝在固體電解質(zhì)空氣和排氣側(cè)面上的電極，和用于通過(guò)上述電極提供預(yù)定電流值的方法，根據(jù)該電極間產(chǎn)生的電壓，用于產(chǎn)生溫度補(bǔ)償信號(hào)的方法。根據(jù)該溫度補(bǔ)償信號(hào)，用于修正被測(cè)空燃比的方法。
16.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求2的系統(tǒng)，其中，該溫度補(bǔ)償方法包括，用于確定在取出周期期間該固體電解質(zhì)側(cè)面間的電壓平均值的方法，和根據(jù)平均值，用于修正被測(cè)空燃比的方法。
17.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求2的系統(tǒng)，其中，溫度補(bǔ)償方法包括，除供給時(shí)間和取出時(shí)間之外，用于調(diào)整溫度檢測(cè)周期的方法。在該溫度檢測(cè)周期期間，用于以氧氣供給固體電解質(zhì)的方向提供預(yù)定電流的方法。用于檢測(cè)在該溫度檢測(cè)周期的終點(diǎn)產(chǎn)生的固體電解質(zhì)側(cè)面間電壓的方法。根據(jù)檢測(cè)電壓，用于修正被測(cè)空燃比的方法。
18.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求2的系統(tǒng)，其中，該溫度補(bǔ)償方法包括，用于測(cè)量排氣管溫度的方法，和用于在溫度測(cè)量影響下修正被測(cè)空燃比的方法。
19.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求2的系統(tǒng)，其中，溫度補(bǔ)償方法包括，用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)工況的方法。根據(jù)該工況，用于修正被測(cè)空燃比的方法。
20.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求1的系統(tǒng)，其中，該供給方法包括，用于檢測(cè)已增長(zhǎng)到預(yù)定值的固體電解質(zhì)側(cè)面間的電壓的方法，以及在預(yù)定時(shí)間和檢測(cè)時(shí)間間隔存在條件下用上述檢測(cè)方法確定供給操作的方法。
21.空燃比檢測(cè)系統(tǒng)包括，允許氧離子傳導(dǎo)通過(guò)的固體電解質(zhì)，在固體電解質(zhì)側(cè)面上，安裝有第一和第二電極，擴(kuò)散電阻安裝在第一電極上并暴露于測(cè)量氣體中。特征在于，所說(shuō)的系統(tǒng)進(jìn)一步包括，用于將氧氣從該第二電極通過(guò)該固體電解質(zhì)供給該第一電極的方法，用于將氧氣從第一電極取出通過(guò)該固體電解質(zhì)到該第二電極的方法，根據(jù)表示與測(cè)量氣體的氧氣濃度在取出氧氣時(shí)相一致的氧氣運(yùn)動(dòng)的輸出信號(hào)，用于在測(cè)量氣體中測(cè)量氧氣濃度的方法，用于產(chǎn)生提供固體電解質(zhì)溫度功能信號(hào)的方法，相對(duì)于固體電解質(zhì)上循環(huán)溫度的影響，響應(yīng)從該輸出裝置中輸出的溫度功能信號(hào)，用于補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br>22.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，溫度補(bǔ)償信號(hào)是在取出氧氣時(shí)作為輸出信號(hào)產(chǎn)生的。
23.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，還包括一個(gè)加熱器，安裝在固體電解質(zhì)側(cè)面的第二電極上，所述補(bǔ)償方法控制著供給加熱器的電流。
24.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，當(dāng)伴隨供給第一電極的氧氣的電壓已達(dá)到由溫度功能信號(hào)獲得的電壓值時(shí)，該補(bǔ)償方法停止供氧，借此實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br>25.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，該補(bǔ)償方法借助于改變時(shí)間周期，此期間氧氣供給第一電極，根據(jù)溫度功能信號(hào)，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。
26.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，該補(bǔ)償方法借助于改變施加給固體電解質(zhì)的電流值用于把氧氣供給第一電極和根據(jù)溫度功能信號(hào)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。
27.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，補(bǔ)償方法存儲(chǔ)空燃比和檢測(cè)器輸出之間的關(guān)系，空燃比是根據(jù)溫度功能信號(hào)從存儲(chǔ)的關(guān)系中確定的，借此，產(chǎn)生免于溫度影響的輸出。
28.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，該補(bǔ)償方法根據(jù)產(chǎn)生可變的末端電壓變化，用于確定氧氣取出過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)度，根據(jù)溫度功能信號(hào)，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。
29.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中溫度功能信號(hào)是當(dāng)氧氣供給第一電極時(shí)，從該固體電解質(zhì)的輸出信號(hào)獲得的。
30.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，該溫度功能信號(hào)是由測(cè)量安在固體電解質(zhì)上的內(nèi)阻獲得的。
31.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，在給定時(shí)間周期的末端電壓平均值被用作為溫度功能信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，第三個(gè)時(shí)間周期是供給用于測(cè)量該固體電解質(zhì)的內(nèi)阻的，在第三個(gè)時(shí)間周期內(nèi)測(cè)量的內(nèi)阻用作為溫度功能信號(hào)。
33.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度被測(cè)量以獲得溫度功能信號(hào)。
34.根據(jù)權(quán)項(xiàng)要求21的系統(tǒng)，其中，溫度功能信號(hào)是從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷獲得的。
專利摘要
這里公開一個(gè)新穎的空燃比驗(yàn)測(cè)系統(tǒng)。包括用于控制氧氣擴(kuò)散并帶有擴(kuò)散電阻的固體電解質(zhì)，以測(cè)量排放氣體的過(guò)量空氣率。相對(duì)于預(yù)定的時(shí)間長(zhǎng)度，給固體電解質(zhì)一個(gè)預(yù)定的電流，以將氧氣供給擴(kuò)散電阻。隨后，相對(duì)于預(yù)定的時(shí)間長(zhǎng)度，給固體電解質(zhì)一個(gè)相反極性的預(yù)定電流，以從擴(kuò)散電阻中取出氧氣。測(cè)定從取出氧開始到產(chǎn)生由于固體電解質(zhì)側(cè)面間氧分壓差引起的電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間，上述過(guò)程以分時(shí)的方式，交替地重復(fù)，以確定空燃比。
文檔編號(hào)G01N27/406GK86101890SQ86101890
公開日1986年12月17日 申請(qǐng)日期1986年2月27日
發(fā)明者大須賀稔, 大山宜茂 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan