[发明专利]氧传感器及空燃比控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及到一种氧传感器及空燃比控制系统。具体而言，涉及到一种配置在内燃机的催化剂下游的氧传感器、以及在内燃机的催化剂的上游及下游分别具有传感器、通过下游侧的氧传感器的输出校正上游侧的空燃比传感器的输出，控制空燃比的空燃比控制系统。

背景技术

日本特开平10-306742号公报公开了一种在内燃机排气通路上设置的三元催化剂的上游配置空燃比传感器的系统。该系统根据空燃比传感器的输出计算空燃比的控制参数，通过该参数进行控制，使空燃比为目标空燃比。

但是，空燃比传感器的输出中，由于空燃比传感器的输出特性的不均、历时退化造成的输出特性的变化，会产生误差。如果仅根据上游侧的空燃比传感器的输出计算控制参数，当空燃比传感器的输出产生误差时，误差会直接影响控制的参数。结果使空燃比控制的精度下降。

因此在上述系统中，除了三元催化剂上游侧的空燃比传感器，在三元催化剂的下游侧还配置排气传感器，将其用于上游侧空燃比传感器的输出的校正。具体而言，根据下游侧传感器的输出，计算出用于校正上游侧空燃比传感器输出的校正值。上游侧空燃比传感器的输出通过该校正值校正，通过校正后的传感器输出，计算出控制的参数。根据上述系统，通过该参数控制空燃比，因此可抑制上游侧空燃比传感器的误差造成的影响。

专利文献1：日本特开平10-306742号公报

专利文献2：日本特开平11-237361号公报

发明内容

作为下游侧的排气传感器，一般使用氧传感器。氧传感器具有其输出阶梯状变化的特性。即，当排气中的CH₄、H₂等富气浓度高时，输出某一定的高电压，排气中的氧浓度变大，当变为贫气状态时，输出电压急剧下降。该输出电压剧变的点为输出剧变点。为了正确进行空燃比控制，希望输出剧变点位于理论空燃比附近，即位于空气过剩率λ＝1附近。

但是，排气中含有CH₄、H₂等富气及O₂，但CH₄、H₂和O₂相比其扩散速度较快。因此利用氧传感器进行排气检测时，CH₄、H₂比O₂先到达排气侧电极表面。其结果，虽然处于理论空燃比的状态，但受到先到达的富气的影响，氧传感器的输出可能偏向富气侧。

即使如上所述排气中的各分子的扩散速度存在差，但检测的排气中的各分子浓度如果较高，则不会受到较大的影响，可在一定程度上得到正确的输出。但是，对于三元催化剂下游侧配置的氧传感器，作为检测对象的气体成为通过三元催化剂被净化后的极低浓度的气体。因此，易于显著受到扩散速度差产生的影响，输出剧变点偏向贫气侧，易于得到富气输出。因此，当下游侧的氧传感器的输出产生偏差时，无法正确对上游侧的空燃比传感器的输出进行校正。

本发明为了解决上述课题而提出，其目的在于，对于在三元催化剂下游配置的氧传感器，提供一种为了获得较正确的输出而改良的氧传感器及空燃比控制系统。

第一发明为了实现上述目的，提供一种氧传感器，配置在内燃机的三元催化剂下游，其特征在于，具有：

排气侧电极，暴露于排气中；

基准气体侧电极，暴露于作为氧浓度基准的基准气体中；

电解质，配置在上述排气侧电极和上述基准气体侧电极之间；以及

降低单元，配置在上述排气侧电极的表面侧，用于降低到达上述排气侧电极的排气中的富气的量，使上述氧传感器的输出在理论空燃比处具有输出剧变点。

第二发明，在第一发明中，其特征在于，上述降低单元是在与上述电解质相反一侧与上述排气侧电极相接配置的、气孔率为10％以下的涂层。

第三发明，在第一或第二发明中，其特征在于，上述降低单元是在与上述电解质相反一侧与上述排气侧电极相接配置的、厚度为300μm以上的涂层。

第四发明，在第一至第三发明的任意一个发明中，其特征在于，上述降低单元是将上述氧传感器隔离而安装在上述三元催化剂下游侧的配管中的盖体，

上述盖体具有通气孔，该通气孔调整成使上述涂层表面的排气的流速相对于内燃机预热后进行空转时上述盖体外部的排气的流速下降到1/10以下。

第五发明为了实现上述目的，提供一种空燃比控制系统，具有：

空燃比传感器，配置在用于净化内燃机排气的三元催化剂的上游，产生与检测气体的浓度对应的输出；

氧传感器，配置在上述三元催化剂的下游，产生与检测气体的浓度对应的输出；