[其他]空气-燃料比检测器

说明书

本发明涉及一种空气-燃料比检测器。该检测器可从汽车排出的废气成分中检测出汽车现时工作状态下的空气-燃料比。更具体地说，本发明涉及一种用于汽车的空气-燃料比检测器，该检测器适于对燃料的富油到贫油区的汽车整个工作范围的空气-燃料比进行检测。

如同美国专利第4210510号所述，通常所用的空气-燃料比检测器都有一空心管子型式的氧气传感器。把铂电极置于固态二氧化锆电解质的两侧，把其中一个铂电极置于大气中而另一电极则置于废气之中。这种空气管型氧气传感器从电动势E的突变点检测空气-燃料比（通常把电动势的突变点称之为“理想的空气-燃料比”，而且在该点空气超量比λ＝1）。该电动势E是由废气中氧气部分压力与作为参考的大气的差值而逐步产生的。然而，这种传感器所检测的仅仅是空气-燃料比大于还是小于λ＝1，而不能检测λ＞1的贫油区和λ＜1的富油区内空气-燃料比状态的变化。

因此，如果美国专利4292158号所公布的，近来研制了一种空气-燃料比检测器。它可测量废气中的氧浓度并根据该氧浓度检测空气-燃料比。在这种空气-燃料比检测器中，把铂电极置于固态二氧化锆电解质的两表面，并且把具有一个空间扩散室的罩子装配到固态电解质的一个表面上。在罩上开有一个扩散孔，氧气便从该孔中流通。把该空气-燃料比检测器作为一个整体暴露在废气之中，并利用固态二氧化锆电解质的性质实现泵氧现象。当把一予定电压加到一电池的两个电极之间并测量泵氧电流Ip的变化时，该泵氧电流的大小是与环境的氧浓度成正比的。因此，便可测出空气-燃料比λ。

但是，这种传感器不能检测理想的空气-燃料比，尽管它可以检测在贫油区域内（λ＞1）的空气-燃料比。

虽然现有发明的发明者通过将两种检测装置集成组合而制成了一种检测器，但人们发现这两种检测装置相互干扰，而且在贫油区域的空气-燃料比和理想的空气-燃料比的检测精度都低。

本发明的第一个目的是要提供一种空气-燃料比检测器，该检测器可以精确地检测贫油区域的空气-燃料比和理想的空气-燃料比。

本发明的另一个目的是提供一种空气-燃料比检测器，它可以从贫油区到富油区检测空气-燃料比。

在本发明中每个贫油电池和理想的空气-燃料比电池共用一个电极。

而且，根据本发明，在贫油电池上所施加的电压控制理想的空气-燃料比电池的电压，以便也能测量富油时的空气-燃料比。

图1表示使用本发明的内燃机总系统图;

图2到图5表示本发明一个具体实施方案的结构及其工作原理;

图6到图8表示本发明另一实施方案的结构及其工作原理;

图9到图18表示本发明的电池的变型例;

图19到图22表示本发明的第三实施方案的结构及其工作原理;

图23到图28表示本发明第四个实施方案的结构及其工作原理;

图29到图30表示本发明第五个实施方案的结构及其工作原理;

首先，我们将参考图1对用于本发明的空气-燃料比检测器的空气-燃料比控制器结构进行概括地描述。

该附图解释了系统的一个实施例，其中，把从空气-燃料比检测器100（它是由一个空气-燃料比电池100C和一个检测器驱动电路100D组成的）、空气流传感器102、水温传感器103、曲轴传感器104这样一类传感器而来的发动机信息送入控制器105并用来控制喷油阀106、点火线圈107、怠速控制阀108、废气回流控制阀109和燃料泵110。空气-燃料比传感器100是该系统重要装置中的一个。从电池101将一电压加给空气-燃料比检测器以便使其工作。

除非是在比如加速这样一类需要功率的情况时，一般把常规的内燃机控制在理想的空气-燃料比上（空气-燃料比A/F＝14.7，空气超量比λ＝1）。这是因为只有理想的空气-燃料比检测器可作为实际的空气-燃料比检测器，同时也是为了解决废气污染之缘故。众所周知，贫油混合气的燃料效率最大，因此，希望是至少在怠速和轻负载情况下把内燃机控制为贫油混合状态;因此，重要的是在这些范围中能够对空气-燃料比进行高精度检测的贫油检测器。

现在，将参考图2描述本发明的一个实施方案。