ラムダセンサの基礎機能

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• 概要

• 機能

概要

ラムダセンサ（触媒コンバータの前）は、以下の役割のために排気ガス中の残留酸素の含有量を検出します：

• ラムダコントロール

• 混合気生成セルフアジャストメント

• 作用連鎖点検（欧州仕様オンボードダイアグノシス用）

触媒コンバータ後のラムダセンサ（ガイドセンサおよびダイアグノシスセンサ）は、以下の役割のために排気ガス中の残留酸素の含有量を検出します：

• ツインセンサ制御

• 触媒作用のモニタリング

機能

ラムダセンサ（触媒コンバータの前）

ラムダセンサ（触媒コンバータの前）は無電圧状態で絶縁された平型の広帯域ラムダセンサです。センサエレメントは、ジルコニア素子（センサセル）および酸素移送セルの組み合わせから構成されています。排気ガスは拡散ギャップから濃縮セルの測定チャンバに入ります。ポンプセルの基板の電極に電源電圧が接続されると、酸素は測定チャンバへ入ったり、チャンバから押し出されたりします。測定チャンバに既にλ = 1がある場合、酸素移送は不要です。この場合のポンプ電流は 0 mAです。

内燃エンジンのコントロールユニットは、測定チャンバ内の混合気の組成が常にλ = 1の値に設定されるように、電圧を制御します。リーン排気ガスの場合、ポンプセルは酸素を測定チャンバから排出します。内燃エンジンのコントロールユニットは、このプロセスを負のポンプ電流によって検知します。

それに対して排気ガスがリッチである場合、酸素が測定チャンバに送られます。酸素は、二酸化炭素 (CO2) と水の触媒作用の分解によって生じます。内燃エンジンのコントロールユニットは、このプロセスを正のポンプ電流によって検知します。そのとき必要なポンプ電流が混合率の度合いを表します。

ラムダセンサ（触媒コンバータの後）

ラムダセンサ（触媒コンバータの後）は、無電圧状態で絶縁された平型の限界値ラムダセンサです。センサエレメントは、約300 °C以上で酸素イオンに導かれる活性センサセラミックから構成されています。活性センサセラミックの両側で酸素の配分量が異なると、活性センサセラミックの特殊な性質により接触面にシグナル電圧が発生します（ネルンスト電圧）。内燃エンジンのコントロールユニットのエレクトロニクスは、ラムダセンサに約450 mVのセンサ対抗電圧をかけます。ラムダセンサのシグナル電圧は、混合気がリーンからリッチに移行するときに急激に変化します。この特性により混合気の状態のみを評価することができます。混合気比率の量的評価は、触媒コンバータ前のラムダセンサによってのみ行うことができます。

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ラムダセンサヒータ

活性センサセラミックをすばやく作動温度にするために、ラムダセンサは約7 ～ 10 Wのヒータ出力で加熱されます。内燃エンジンのコントロールユニットは、グラウンドシグナルによってラムダセンサのヒータを制御します。エグゾーストシステムが非常に冷えていて、凝縮水（結露）がある場合、熱によるショックからの損傷を防止するためにラムダセンサヒータがオフになります。ラムダセンサヒータの電源電圧はエンジンマネジメントによって供給されます。