[其他]空燃比检测系统

说明书

这里公开一个新频的空燃比检测系统。包括用于控制氧气扩散并带有扩散电阻的固体电解质，以测量排放气体的过量空气率。相对于预定的时间长度，给固体电解质一个预定的电流，以将氧气供给扩散电阻。随后，相对于预定的时间长度，给固体电解质一个相反极性的预定电流，以从扩散电阻中取出氧气，测定从取出氧开始到产生由于固体电解质侧面间氧分压差引起的电动势的时间，上述过程以分时的方式，交替地重复，以确定空燃比。

本发明涉及一个用于检测空燃比的系统，特别是能够使用该系统控制内燃机的空燃比。

常规的空燃比传感器，如美国专利号No.3691023和No.4158166中所公开的，包括一个具有扩散型电阻的固体电解质，以这样的方式工作，氧气从扩散电阻引出，当氧气的浓度降至零时测量电流值（被称作临界电流值）。在此方法中，过量空气率λ的测量是可能的，只是在待测气体中含有氧气的区域，即，过量率空气等于1.0或大于1.0的区域，如里λ值小于1.0，测量λ值是不可能的。

当测量区域的λ值低于1.0时，改变施加于λ值在1.0的固体电解质的电压是必要的，象日本专利未审查公布号No.166039/80所陈述的。这需要一个新的装置用于检测λ等于1.0的点，使该系统更复杂。

按照图12所示的美国汽车工程师学会（SAE）论文810433中所公开的方法，另一方面，电流施加于一个固体电解质上而极性相反，燃烧室中的氧化浓度，根据施加氧负荷和卸去氧负荷而变化，所以，随着浓度变化的电动势的变化能由其它固体电解质检测。电动势每次达到预定值时，极性反向，利用这一事实，此反向周期与氧气浓度成正比例。在美国专利号No.3907657中公开的另一方法中，燃烧室中扩散的氧气是由气流逐出的，利用时间τ的数值与氧气浓度成比例的现象，在燃烧室中的氧气浓度降至零以前的时间τ是由在固体电解质上电极之间的电动势的变化计算的。在预先确定容积的燃烧室中氧气的绝对数量是以这两种方法测定的，它易受由体积和温度或压力的长期变化的影响。此外，预定的容积是由单个孔径形成的，如果孔径有阻碍，影响就更大。这些系统的其它缺点是由于整个传感器容易受到燃烧废气的影响，λ值小于1.0的区域测量其值是不可能的。

在日本专利未审定公布号No.192852/82中公布了进一步的常规系统，其中，用于检测固体电解质的温度的方法包括带有交变电流的电解质，温度周期测量或温度测量部件。这样的一个方法是已知的，即，电解质的温度是从发动机的运转状态或者其排气温度测定的（日本实用新型未审定公布号No.103265/84，日本专利未审定公布号188054/84）。然而，这些系统具有复杂的结构或受间接影响，没有足够的温度检测精度。

本发明的目的是提供一个空燃比检测系统，能够在很大范围内检测过量空气率，而不受温度变化的影响。

根据本发明，可提供一个空燃比检测系统，在氧气供入固体电解质旁的扩散电阻中去，又以相反的路径从扩散电阻中排出，氧气的浓度是从电流数量随着氧气运动的变化测定的，所以，过量空气率能在很大范围内检测而不受温度变化的影响。

本发明的空燃比检测系统包括：与扩散电阻接触的固体电解质，扩散电阻位于固体电解质的一侧，而空气位于其另一侧，上述扩散电阻中的氧浓度与排气中的氧浓度相关;供给装置，用于将电源施加给上述固体电解质，从而将空气中的氧供给到上述扩散电阻;取出装置，用于顺序地将相反极性的电流施加到上述固体电解质，从而取出上述扩散电阻中的氧，及对于基于上述供给装置和上述取出装置的运转来确定空燃比的装置;用于检测上述装置的取出操作在初始阶段中固体电解质两侧之间的电压;用于对上述检测电压附加预定的电压的装置;上述空燃比检测装置是基于在取出氧气过程中固体电解质达到附加电压侧之间的电压所需时间的基础上来确定空燃比的。