CN104823044B - 气体传感器 - Google Patents

Abstract

气体传感器(1)具备传感器元件(2)、壳体(13)以及元件罩(3)。在传感器元件(2)的前端部(201)设置有气体导入部(271)。元件罩(3)具有内部罩(4)和外部罩(5)。在外部罩(5)上设置有外部导入开口部(52)。在内部罩(4)上设置有：内部导入开口部(42)；以及百叶部(44)，从内部导入开口部(42)的轴向前端侧(X1)的端部(421)向内部罩(4)的内侧折弯，朝向轴向基端侧(X2)而形成。在将百叶部(44)向与内部导入开口部(42)相同的平面上进行投影的情况下，百叶部(44)的一对侧端缘相对于从百叶部(44)的根部侧朝向前端侧的百叶形成方向大致平行，并形成为大致直线状。

Description

气体传感器

技术领域

本发明涉及一种气体传感器，用于对被测定气体中的特定气体浓度进行检测。

背景技术

以往，已知一种气体传感器，设置于汽车的内燃机的排气管等，用于对被测定气体即废气中的特定气体浓度进行检测。作为气体传感器，例如存在如下的气体传感器，即，该气体传感器具备对被测定气体中的特定气体浓度进行检测的传感器元件、将传感器元件插入内侧而保持该传感器元件的壳体、以及配设在壳体的前端侧的元件罩。

例如，专利文献1公开了一种气体传感器，该气体传感器为了防止传感器元件进水等而具备由内部罩和外部罩构成的双重构造的元件罩，内部罩对设置有气体导入部的传感器元件的前端部进行覆盖，外部罩配设在内部罩的外侧。在该气体传感器中，在外部罩上设置有用于向外部罩内导入被测定气体的外部导入开口部。此外，在内部罩上设置有：内部导入开口部，用于向内部罩内导入被测定气体；以及百叶部，从内部导入开口部的轴向前端侧的端部向内部罩的内侧折弯，并朝向轴向基端侧而形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－25076号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在多气缸的内燃机中，由于气缸间的燃料喷射量的偏差等，而在气缸间产生空燃比的偏差(气缸间不平衡)。近年，由于进一步的废气限制、燃料消耗率限制，而要求在气体传感器中更高精度地检测内燃机的气缸间不平衡，进行内燃机的各气缸的空燃比控制。由此，为了更正确地掌握作为气缸间不平衡的指标的气体传感器的输出值(空燃比：A/F)的变化，需要进一步提高与各气缸的空燃比变化相伴随的气体传感器的响应性。具体地说，除了提高气体传感器本身对于A/F变化的响应性以外，特别是在对传感器元件进行保护的元件罩中，除了使更多的被测定气体以短距离迅速到达传感器元件的气体检测部(用于对被测定气体进行检测的部分)，在到达传感器元件的检测部为止的期间，使从各气缸依次排气的A/F不同的被测定气体难以被混合也是不可欠缺的。

然而，在上述专利文献1的气体传感器中，从制造上的观点出发，如图19、图20所示那样，在将百叶部94向与内部导入开口部相同的平面(平面h)上进行投影的情况下，百叶部94的一对侧端缘943a、944a相对于从百叶部94的根部朝向前端的方向(百叶形成方向v)向内侧倾斜。而且，百叶部94的根部侧端缘942a与一对侧端缘943a、944a之间的角度b1、b2小于90度。因此，如图21所示那样，在被测定气体g从内部导入开口部92沿着百叶部94的表面向内部罩内流入时，被测定气体g的一部分从百叶部94的侧端部943、944向两侧泄漏而向内部罩内流入。

因此，关于向内部罩内导入的被测定气体的一部分，存在变得难以到达传感器元件的气体导入部、到达气体导入部为止的距离变长、或者在到达气体导入部为止的期间与从其他内部导入开口部流入的被测定气体混合的情况。由此，内燃机的气缸间不平衡的检测精度有可能降低，用于对气缸间不平衡进行检测的气体传感器的响应性有可能降低。

本发明是鉴于所述背景而进行的，其目的在于提供一种气体传感器，能够提高内燃机的气缸间不平衡的检测精度，对气缸间不平衡进行检测的响应性优良。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式为一种气体传感器，具备：

传感器元件，对被测定气体中的特定气体浓度进行检测；

壳体，该传感器元件插入于该壳体的内侧；以及

元件罩，配设于该壳体的轴向前端侧，

在上述传感器元件的前端部设置有用于向其内部导入被测定气体的气体导入部，

上述元件罩具有：内部罩，配设为对上述传感器元件的前端部进行覆盖；以及外部罩，配设在该内部罩的外侧，

在该外部罩上设置有用于向该外部罩内导入被测定气体的外部导入开口部，

在上述内部罩上设置有：内部导入开口部，用于向该内部罩内导入被测定气体；以及百叶部，从该内部导入开口部的轴向前端侧的端部向上述内部罩的内侧折弯，并朝向轴向基端侧而形成，

在将该百叶部向与上述内部导入开口部相同的平面上进行投影的情况下，上述百叶部的一对侧端缘相对于从该百叶部的根部侧朝向前端侧的百叶形成方向大致平行或者向外侧倾斜，而形成为大致直线状。

发明的效果

在上述气体传感器中，在内部罩上设置有内部导入开口部以及百叶部，该百叶部从内部导入开口部的轴向前端侧的端部向内部罩的内侧折弯、并朝向轴向基端侧形成。而且，在将百叶部向与内部导入开口部相同的平面上进行投影的情况下，百叶部的一对侧端缘相对于从百叶部的根部侧朝向前端侧的百叶形成方向大致平行或者向外侧倾斜，而形成为大致直线状(参照后述的图5、图6、图12)。

因此，在从外部导入开口部向外部罩内(外部罩与内部罩之间)导入的被测定气体从内部导入开口部向内部罩内流入时，被测定气体容易沿着百叶部的表面，从百叶部的根部侧朝向前端侧流动。而且，能够抑制被测定气体的一部分从百叶部的侧端部向两侧泄漏而向内部罩内流入。即，能够提高通过百叶部的前端部而流入的被测定气体的流量的比例(参照后述的图7、图13)。

由此，容易使被测定气体从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内的所希望的方向流入，能够使被测定气体以尽可能短的距离迅速地到达传感器元件的气体导入部。此外，能够使被测定气体不与从其他内部导入开口部流入的被测定气体混合而到达传感器元件的气体导入部。而且，能够使内燃机的各气缸的被测定气体按顺序到达传感器元件的气体导入部，而抑制在到达传感器元件的气体导入部为止的期间被各气缸的测定气体混合。

作为其结果，能够提高气体传感器的响应性，能够更正确地掌握成为内燃机的气缸间不平衡的指标的气体传感器的输出值(例如，空燃比：A/F等)的变化。而且，能够提高气体传感器对内燃机的气缸间不平衡的检测精度。

如此，能够提供一种气体传感器，能够提高内燃机的气缸间不平衡的检测精度，对气缸间不平衡进行检测的响应性优良。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的气体传感器整体的构造的截面说明图。

图2是表示实施例1的气体传感器的元件罩的构造的截面说明图。

图3是表示实施例1的内部罩的内部导入开口部以及百叶部的截面说明图。

图4是表示实施例1的传感器元件的前端部的构造的截面说明图。

图5是表示将实施例1的百叶部向与内部导入开口部相同的平面上进行投影的状态的说明图。

图6是表示实施例1的向与内部导入开口部相同的平面上进行投影的百叶部的说明图。

图7是表示实施例1的从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内流入的被测定气体的流动的说明图。

图8是表示实施例1的多气缸的内燃机的被测定气体的流动的说明图。

图9是实施例1的以横轴为时间、纵轴为被测定气体的气体浓度而表示气体浓度的时间变化的图表。

图10是在从气体传感器的轴向观察的状态下表示实施例1的内部罩的百叶部的说明图。

图11是在从气体传感器的轴向观察的状态下表示背景技术的内部罩的百叶部的说明图。

图12是表示实施例1的向与内部导入开口部相同的平面上进行投影的其他例子的百叶部的说明图。

图13是表示实施例1的从内部导入开口部经由其他例子的百叶部向内部罩内流入的被测定气体的流动的说明图。

图14是表示本发明的实施例2的气体传感器的元件罩的构造的一个例子的截面说明图。

图15是表示实施例2的气体传感器的元件罩的构造的一个例子的截面说明图。

图16是表示安装了本发明的实施例3的气体传感器的内燃机的排气管的说明图。

图17是表示实施例3的曲轴转角以及A/F的按照时间的变化的图表。

图18是表示实施例3的本发明品以及比较品的气体传感器的不平衡响应值比的图表。

图19是表示背景技术的将百叶部向与内部导入开口部相同的平面上进行投影的状态的说明图。

图20是表示背景技术的向与内部导入开口部相同的平面上进行投影的百叶部的说明图。

图21是表示背景技术的从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内流入的被测定气体的流动的说明图。

具体实施方式

在上述气体传感器中，“轴向前端侧”是指气体传感器的轴向的一方侧，是指气体传感器暴露于被测定气体的一侧。此外，“轴向基端侧”是指其相反的一侧。

此外，作为上述传感器元件，例如能够使用层叠型的传感器元件，其是将设置有被测定气体侧电极以及基准气体侧电极的氧离子传导性的固体电解质体、使与被测定气体侧电极接触的被测定气体透过的多孔质的扩散阻力层等层叠而构成的。在上述构成的情况下，扩散阻力层的一部分从传感器元件的外表面露出，该露出的部分成为上述气体导入部。

此外，在上述传感器元件的前端部，可以在多个位置设置有上述气体导入部。此外，在上述传感器元件的外表面上，可以以至少对扩散阻力层露出的部分(气体导入部)进行覆盖的方式，设置有用于对被测定气体中的有毒成分进行捕获的保护层等。

此外，在上述外部罩上，可以沿周方向并列地设置有多个上述外部导入开口部。此外，在上述内部罩上，可以沿周方向并列地设置有多个上述内部导入开口部。此外，上述内部罩的上述百叶部朝向轴向基端侧形成。在此，朝向轴向基端侧形成是指，该百叶部所形成的方向具有轴向上的基端侧方向的成分。此外，上述百叶部能够通过模具等将上述内部罩的一部分向内侧方向压出来形成。

此外，上述内部罩的比上述内部导入开口部更靠轴向基端侧的部分与上述百叶部之间的最短距离即百叶开度，可以为2.0mm以下。在该情况下，能够适当地控制从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内流入的被测定气体的流量，能够进一步提高对气缸间不平衡进行检测的响应性。

在上述百叶开度超过2.0mm的情况下，有可能难以适当地控制从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内流入的被测定气体的流量。

此外，上述传感器元件的上述气体导入部的轴向中间位置，也可以比上述内部罩的上述百叶部的前端位置更靠轴向基端侧。在该情况下，容易使从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内流入的被测定气体以短距离、迅速地到达传感器元件的气体导入部，能够进一步提高气体传感器的响应性。此外，在设置有内部罩的多个百叶部的情况下，传感器元件的气体导入部的轴向中间位置优选处于比其全部百叶部的前端位置更靠轴向基端侧。

此外，上述传感器元件的上述气体导入部的轴向前端位置，也可以比上述内部罩的上述百叶部的前端位置更靠轴向基端侧。在该情况下，容易使从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内流入的被测定气体以短距离、迅速地到达传感器元件的气体导入部，能够进一步提高对气缸间不平衡进行检测的响应性。此外，在设置有内部罩的多个百叶部的情况下，传感器元件的气体导入部的轴向前端位置优选处于比其全部百叶部的前端位置更靠轴向基端侧。

此外，上述内部罩的上述内部导入开口部，可以比上述外部罩的上述外部导入开口部更靠轴向前端侧、也可以更靠轴向基端侧。此外，在使内部导入开口部比外部导入开口部更靠轴向前端侧的情况下，能够进一步提高耐进水性。即，从外部导入开口部向外部罩内(外部罩与内部罩之间)导入的被测定气体，朝向轴向前端侧流动，从内部导入开口部经由百叶部向内部罩内流入。此时，与被测定气体一起流动的水滴，通过其自重直接向轴向前端侧流动。因此，更容易将被测定气体与水滴进行分离，能够进一步提高防止水滴向内部罩内侵入的效果。由此，能够进一步防止传感器元件的进水以及与其相伴随的传感器元件的破裂。

实施例1

参照附图对上述气体传感器的实施例进行说明。如图1、图4所示那样，本例的气体传感器1具备：对被测定气体中的特定气体浓度进行检测的传感器元件2；将传感器元件2插入内侧而保持的壳体13；以及配设在壳体13的轴向前端侧X1的元件罩3。在传感器元件2的前端部201设置有用于向其内部导入被测定气体的气体导入部271。元件罩3具有：以对传感器元件2的前端部201进行覆盖的方式配设的内部罩4；以及配设在内部罩4的外侧的外部罩5。

如图2、图3所示那样，在外部罩5上设置有用于向外部罩5内导入被测定气体的外部导入开口部52。在内部罩4上设置有：用于向内部罩4内导入被测定气体的内部导入开口部42；以及百叶部44，从内部导入开口部42的轴向前端侧X1的端部421向内部罩4的内侧折弯，并朝向轴向基端侧X2形成。

如图5、图6所示那样，在将百叶部44向与内部导入开口部42相同的平面(平面H)上进行投影的情况下，百叶部44的一对侧端缘443a、444a相对于百叶部44的从根部侧朝向前端侧的百叶形成方向V大致平行，并形成为大致直线状。以下，对本例的气体传感器1进行进一步详细说明。

如图1所示那样，在本例中，“轴向前端侧X1”是指气体传感器1的轴向X的一侧，是指气体传感器1暴露于被测定气体的一侧。此外，“轴向基端侧X2”是指其相反的一侧。如该图所示那样，在气体传感器1中，板状的传感器元件2插入第一绝缘件11的内侧而保持。此外，第一绝缘件11保持于壳体13的内侧。

如图4所示那样，传感器元件2为如下的A/F传感器元件：根据取决于被测定气体(废气)中的特定气体浓度(氧浓度)而在电极(后述的被测定气体侧电极22、基准气体侧电极23)间流动的临界电流，对向内燃机供给的混合气的空燃比(A/F)进行检测。此外，图4表示传感器元件2的前端部201的与轴向X正交的截面。

如该图4所示那样，传感器元件2具有由氧化锆构成的氧离子传导性的固体电解质体21。在板状的固体电解质体21的一个面上，设置有使被测定气体接触的被测定气体侧电极22，在另一个面上设置有与基准气体(大气)接触的基准气体侧电极23。

如该图4所示那样，在固体电解质体21的基准气体侧电极23侧，层叠有由氧化铝构成的基准气体室形成层24。在基准气体室形成层24上设置有槽部241，通过该槽部241来形成基准气体室249。基准气体室249构成为能够导入基准气体。

在基准气体室形成层24的与固体电解质体21相反一侧的面上，层叠有加热器基板25。在加热器基板25上，通过通电而发热的发热体(加热器)251以与基准气体室形成层24相面对的方式设置。发热体251通过通电而发热，由此构成为能够将传感器元件2加热到活性温度。

如该图4所示那样，在固体电解质体21的被测定气体侧电极22侧，层叠有由氧化铝构成的绝缘层26。绝缘层26具有开口部261。此外，在绝缘层26的与固体电解质体21相反一侧的面上，层叠有使被测定气体透过的由氧化铝多孔体构成的多孔质的扩散阻力层27。扩散阻力层27的一部分从传感器元件2的外表面露出，在该露出的部分形成有多处的气体导入部271。

在由固体电解质体21、绝缘层26以及扩散阻力层27覆盖的场所，形成有被测定气体室269。被测定气体室269构成为，能够导入透过了扩散阻力层27的被测定气体。此外，在扩散阻力层27的与绝缘层26相反一侧的面上，层叠有由氧化铝构成的遮挡层28。此外，虽然省略图示，但在传感器元件2的外表面，以对扩散阻力层27的露出的部分(气体导入部271)进行覆盖的方式，设置有用于对被测定气体中的有毒成分进行捕获的保护层等。

如图1所示那样，在壳体13的轴向基端侧X2，以对传感器元件2的基端部202进行覆盖的方式固定有第一基端侧罩14，并且在第一基端侧罩14的轴向基端侧X2固定有第二基端侧罩15。在第二基端侧罩15上设置有导入大气的通气孔151。此外，第二基端侧罩15的基端侧开口部通过由橡胶衬套构成的密封部件16封闭。在密封部件16中贯通配置有与外部连接的多个导线部件17。

此外，在第一基端侧罩14的内部，在第一绝缘件11的轴向基端侧X2，配设有对传感器元件2的基端部202进行覆盖的第二绝缘件12。在第二绝缘件12上配设有与导线部件17连接的金属端子18。金属端子18与传感器元件2的电极端子接触而实现电导通。

如该图1所示那样，在壳体13的前端侧配设有用于对传感器元件2进行保护的元件罩3。元件罩3具有：以对传感器元件2的前端部201进行覆盖的方式配设的有底的大致圆筒状的内部罩4；以及配设于内部罩4的外侧的有底的大致圆筒状的外部罩5。内部罩4固定于壳体13的前端部。此外，外部罩5固定于内部罩4的基端部。

如图2所示那样，外部罩5从轴向基端侧X2起依次具有：在轴向X上为大致相同直径的外部侧面部511；朝向轴向前端侧X1缩径的锥状的外部缩径部512；以及对轴向前端侧X1进行封闭的外部底面部513。在外部侧面部511，沿周方向按照规定的间隔设置有多个外部导入开口部52。此外，在外部底面部513设置有外部排出开口部53。

如该图2所示那样，内部罩4从轴向基端侧X2起依次具有：在轴向X上为大致相同直径的内部第一侧面部411；朝向轴向前端侧X1缩径的锥状的内部第一缩径部412；在轴向X上为大致相同直径的内部第二侧面部413；朝向轴向前端侧X1缩径的锥状的内部第二缩径部414；以及对轴向前端侧X1进行封闭的内部底面部415。内部底面部415配置于与外部罩5的外部底面部513大致相同的平面上，且配置在外部底面部513的外部排出开口部53内。

在内部第一缩径部412，沿周方向按照规定的间隔设置有多个内部导入开口部42。多个内部导入开口部42在与轴向X正交的平面上，相对于气体传感器1的中心轴配置在同心圆上。即，全部内部导入开口部42的轴向位置相同。此外，全部内部导入开口部42与外部罩5的外部导入开口部52相比更靠轴向前端侧X1。此外，全部内部导入开口部42成为百叶形状。即，在内部第一缩径部412，在设置有内部导入开口部42的各个位置上设置有百叶部44。此外，在内部底面部415设置有内部排出开口部43。

如图3所示那样，百叶部44从内部导入开口部42的轴向前端侧X1的端部421向内部罩4的内侧折弯，并朝向轴向基端侧X2形成。百叶部44形成为大致四方形状。此外，通过模具等将内部罩4的一部分向内侧方向压出而形成百叶部44。此外，内部罩4的比内部导入开口部42更靠轴向基端侧X2的部分(本例的内部第一侧面部411)与百叶部44之间的最短距离即百叶开度A，被设定为2.0mm以下。

如图5、图6所示那样，在将百叶部44向与内部导入开口部42相同的平面(平面H)上进行投影的情况下，百叶部44具有前端侧端缘441a、根部侧端缘442a、以及一对侧端缘443a、444a。一对侧端缘443a、444a相对于百叶形成方向V大致平行地形成为大致直线状。而且，百叶部44的根部侧端缘442a与一对侧端缘443a、444a之间的角度B1、B2为90度。此外，图5、图6表示将百叶部44从内部罩4取出而表示的图。

接下来，对本例的气体传感器1的作用效果进行说明。在本例的气体传感器1中，在内部罩4上设置有内部导入开口部42以及百叶部44，该百叶部44从内部导入开口部42的轴向前端侧X1的端部421向内部罩4的内侧折弯，并朝向轴向基端侧X2而形成。而且，在将百叶部44向与内部导入开口部42相同的平面上进行投影的情况下，百叶部44的一对侧端缘443a、444a相对于百叶形成方向V大致平行地形成为大致直线状(参照上述图5、图6)。

因此，如图7所示那样，在从外部导入开口部52向外部罩5内(外部罩5与内部罩4之间)导入的被测定气体G从内部导入开口部42向内部罩4内流入时，被测定气体G容易沿着百叶部44的表面而从百叶部44的根部侧朝向前端侧流动。而且，能够抑制被测定气体G的一部分从百叶部44的侧端部443、444向两侧泄漏而向内部罩4内流入。即，能够提高通过百叶部44的前端部441流入的被测定气体G的流量的比例。

此外，图7是示意地表示从内部罩4取出百叶部44而从内部导入开口部42(虚线部分)流入的被测定气体G的流动的图。

由此，容易使被测定气体G从内部导入开口部42经由百叶部44向内部罩4内的所希望的方向流入，能够使被测定气体G以尽可能短的距离、迅速地到达传感器元件2的气体导入部271。此外，能够不使被测定气体G与从其他内部导入开口部42流入的被测定气体G混合地到达传感器元件2的气体导入部271。而且，能够使内燃机的各气缸的被测定气体G按顺序到达传感器元件2的气体导入部271，抑制在到达传感器元件2的气体导入部271为止的期间各气缸的被测定气体G混合。

作为其结果，能够提高气体传感器1的响应性，能够更正确地掌握成为内燃机的气缸间不平衡的指标的气体传感器1的输出值(空燃比：A/F)的变化。而且，能够提高气体传感器1对内燃机的气缸间不平衡的检测精度。

图8表示在多气缸的内燃机中，某个气缸71a的空燃比相对于理论空燃比处于浓侧、其他气缸71b的空燃比相对于理论空燃比处于稀侧时的排气管82中的被测定气体G(废气)的流动。如该图8所示那样，从各气缸71a、71b依次进行排气，浓侧的被测定气体G1和稀侧的被测定气体G2依次到达排气管82内的气体传感器1。图9表示由气体传感器1测定的被测定气体G的气体浓度的时间变化。如该图9所示那样，在气体传感器1中，浓侧的被测定气体G1和稀侧的被测定气体G2被交替地测定。而且，在时间上先后进行排气，向内部罩4内先后流入的被测定气体G处于难以混合的状态，因此能够使按照规定的时间间隔到达的浓侧的被测定气体G1与稀侧的被测定气体G2难以混合。

图10表示沿内部罩4的周方向形成有内部罩4的多个百叶部44的状态。百叶部44的一对侧端缘443a、444a与从百叶部44的根部侧朝向前端侧的百叶形成方向大致平行地形成为大致直线状。在本例中，被测定气体G的大部分从百叶部44的根部侧朝向前端侧流动。由此，能够抑制被测定气体G的一部分从百叶部44的侧端部443、444向两侧泄漏，能够抑制在相互相邻接的百叶部44流动的被测定气体G彼此混合。

另一方面，在图11中，作为比较而表示如下情况：百叶部94的一对侧端缘943a、944a相对于从百叶部94的根部侧朝向前端侧的百叶形成方向而向内侧倾斜，并形成为大致直线状。如该图11所示那样，在具有该百叶部94的情况下，在相互相邻接的百叶部94流动的被测定气体g彼此混合，在内部罩91内产生被测定气体g的滞留(图中由双点划线X表示。)。而且，先流入内部罩91内的被测定气体g与后流入内部罩91内的被测定气体g容易混合。因此，如图10所示那样，通过使百叶部44形成为上述形状，能够抑制在时间上先后排气的被测定气体G混合，能够提高气体传感器1对内燃机的气缸间不平衡的检测精度。

此外，在本例中，内部罩4的比内部导入开口部42更靠轴向基端侧X2的部分(内部第一侧面部411)与百叶部44之间的最短距离即百叶开度A，为2.0mm以下。因此，能够适当地控制从内部导入开口部42经由百叶部44向内部罩4内流入的被测定气体G的流量，能够进一步提高气体传感器1的响应性。

此外，内部罩4的内部导入开口部42比外部罩5的外部导入开口部52更靠轴向前端侧X1。因此，从外部导入开口部52向外部罩5内(外部罩5与内部罩4之间)导入的被测定气体G，朝向轴向前端侧X1流动，并从内部导入开口部42经由百叶部44向内部罩4内流入。此时，与被测定气体G一起流动的水滴，通过其自重直接向轴向前端侧X1流动。由此，更容易将被测定气体G与水滴进行分离，能够进一步提高防止水滴向内部罩4内侵入的效果。而且，能够进一步防止传感器元件2的进水以及与此相伴随的传感器元件2的破裂。此外，所分离的水滴从外部罩5的外部排出开口部53向外部排出。

如此，根据本例，能够提供一种气体传感器1，能够提高内燃机的气缸间不平衡的检测精度，对气缸间不平衡进行检测的响应性优良。

此外，在本例中，如图5、图6所示那样，在将百叶部44向与内部导入开口部42相同的平面上进行投影的情况下，百叶部44的一对侧端缘443a、444a相对于百叶形成方向V大致平行地形成为大致直线状，但例如也可以如图12所示那样，百叶部44的一对侧端缘443a、444a相对于百叶形成方向V向外侧倾斜而形成为大致直线状。即，百叶部44的根部侧端缘442a与一对侧端缘443a、444a之间的角度B1、B2也可以是超过90度的角度(例如，超过90度、95度以下)。

在上述构成的情况下，如图13所示那样，被测定气体G容易沿着百叶部44的表面从百叶部44的根部侧朝向前端侧进一步流动。而且，能够进一步抑制被测定气体G的一部分从百叶部44的侧端部443、444向两侧泄漏而向内部罩4内流入。即，能够进一步提高通过百叶部44的前端部441而流入的被测定气体G的流量的比例。

实施例2

如图14、图15所示那样，本例是对内部罩4的百叶部44与传感器元件2的气体导入部271之间的位置关系进行了变更的例子。如图14所示那样，传感器元件2的气体导入部271的轴向中间位置C1比内部罩4的百叶部44的前端位置D更靠轴向基端侧X2。在本例中，比存在多个的百叶部44中的全部百叶部44的前端位置D更靠轴向基端侧X2。

如图15所示那样，传感器元件2的气体导入部271的轴向前端位置C2比内部罩4的百叶部44的前端位置D更靠轴向基端侧X2。在本例中，气体导入部271的轴向前端位置C2比存在多个的百叶部44中的全部百叶部44的前端位置D更靠轴向基端侧X2。在任一个例子的情况下，其他基本构成都与实施例1相同。此外，对于与实施例1相同的构成赋予相同符号，并省略其说明。

在本例的情况下，通过百叶部44，能够使将要从内部导入开口部42向内部罩4内流动的被测定气体G的大部分，向内部罩4内的轴向基端侧X2流入。此外，气体导入部271的轴向中间位置C1比内部导入开口部42的轴向基端位置D1更靠轴向基端侧X2，由此能够使从内部导入开口部42向内部罩4内导入的被测定气体G以尽可能短的距离、迅速地到达传感器元件2的气体导入部271。能够进一步提高气体传感器1对气缸间不平衡进行检测的响应性。其他的基本的作用效果与实施例1相同。

实施例3

本例为，对于本发明的气体传感器，对内燃机的气缸间不平衡的检测精度进行了评价。在本例中，准备了具有与实施例2的图14同样构成的本发明品的气体传感器。即，如图5、图6所示那样，在将百叶部44向与内部导入开口部42相同的平面(平面H)上进行投影的情况下，百叶部44的一对侧端缘443a、444a相对于百叶形成方向V大致平行地形成为大致直线状。而且，百叶部44的根部侧端缘442a与一对侧端缘443a、444a之间的角度B1、B2为90度。

此外，在本例中，作为比较，准备了具有以往的构成的比较品的气体传感器。

即，如图19、图20所示那样，在将百叶部94向与内部导入开口部92相同的平面(平面h)上进行投影的情况下，百叶部94的一对侧端缘943a、944a相对于百叶形成方向v向内侧倾斜而形成为大致直线状。而且，百叶部94的根部侧端缘942a与一对侧端缘943a、944a之间的角度b1、b2小于90度(具体地说为86度)。

接下来，对内燃机的气缸间不平衡的检测精度的评价方法进行说明。在本例中，如图16所示那样，准备了具有4个气缸(第一气缸811、第二气缸812、第三气缸813、第四气缸814)的直列4气缸型的内燃机81。内燃机81的各气缸811～814分别与排气管82的排气枝部821连通。4个排气枝部821在其下游侧集合而与排气管82的排气集合部822连通。而且，在该排气管82的排气集合部822安装有气体传感器89。

接着，使内燃机以规定的条件运转。在本例中，将转速设定为1600rpm，并调整为排气管内的每单位截面积的气体流量成为20g/秒。而且，使内燃机的4个气缸中的第二气缸的燃料喷射量与其他气缸相比过剩地增加。在本例中，调整为第二气缸的空燃比相对于理论空燃比向浓侧偏移了40％的状态(使燃料喷射量增加了40％的状态)。

而且，如图17所示那样，按照每个时间经过取得气体传感器的输出值(空燃比：A/F)。在此，气体传感器的输出值的波形以内燃机的1个燃烧周期为1个周期进行变动。内燃机的1个燃烧周期在曲轴转角为0度时开始，在曲轴转角为720度时结束。此外，在1个燃烧周期期间，按照第一气缸、第三气缸、第四气缸、第二气缸的顺序进行燃烧。此外，在各气缸中，在燃烧之后进行排气，因此在1个燃烧周期的期间，按照第二气缸、第一气缸、第三气缸、第四气缸的顺序进行排气。因此，理想情况为，按照第二气缸、第一气缸、第三气缸、第四气缸的顺序，从各气缸排出的废气到达气体传感器的传感器元件的气体导入部。

接下来，对内燃机的气缸间不平衡的检测精度的评价方法进行说明。如图17所示那样，根据所取得的气体传感器的输出值(空燃比：A/F)的波形，求出1个燃烧周期中的波形的振幅P(最大值与最小值之差)，作为不平衡响应值。在本例中，分别各准备13个本发明品以及比较品的气体传感器，并对它们分别求出上述不平衡响应值，还求出其不平衡响应值的平均。而且，将比较品的气体传感器的不平衡响应值的平均作为基准(＝100％)，求出本发明品的气体传感器的不平衡响应值比(％)。此外，不平衡响应值比高的一方，表示内燃机的气缸间不平衡的检测精度更高。

图18表示内燃机的气缸间不平衡的检测精度的评价结果。该图的纵轴为不平衡响应值比(％)。在该图中对不平衡响应值比的平均进行标绘。此外，还表示不平衡响应值比的偏差(最大值、最小值)。为了尽可能反映出百叶部44、94的形状的偏差，而将发动机转速、吸入空气量、废气温度等的偏差除去而求出该不平衡响应值比的偏差。

根据该图18可知，与比较品的气体传感器相比，本发明品的气体传感器的不平衡响应值比大约高12％。即，可知，在内燃机的气缸间不平衡为相同条件的情况下，本发明品的气体传感器能够高精度地检测其气缸间不平衡。

根据以上的结果可知，本发明的气体传感器能够提高内燃机的气缸间不平衡的检测精度，对气缸间不平衡进行检测的响应性优良。

符号的说明

1 气体传感器

13 壳体

2 传感器元件

201 前端部(传感器元件的前端部)

271 气体导入部

3 元件罩

4 内部罩

42 内部导入开口部

421 端部(内部导入开口部的轴向前端侧的端部)

44 百叶部

443a、444a 侧端缘(百叶部的侧端缘)

5 外部罩

52 外部导入开口部

X1 轴向前端侧

X2 轴向基端侧

V 百叶形成方向

Claims (5)

1.一种气体传感器(1)，具备：

传感器元件(2)，对被测定气体中的特定气体浓度进行检测；

壳体(13)，将该传感器元件(2)插入内侧而保持；以及

元件罩(3)，配设于该壳体(13)的轴向前端侧(X1)，

在上述传感器元件(2)的前端部(201)设置有用于向其内部导入被测定气体的气体导入部(271)，

上述元件罩(3)具有：内部罩(4)，以覆盖上述传感器元件(2)的前端部(201)的方式配设；以及外部罩(5)，配设于该内部罩(4)的外侧，

在该外部罩(5)上设置有用于向该外部罩(5)内导入被测定气体的外部导入开口部(52)，

在上述内部罩(4)上设置有：内部导入开口部(42)，用于向该内部罩(4)内导入被测定气体；以及百叶部(44)，从该内部导入开口部(42)切开并从该内部导入开口部(42)的轴向前端侧(X1)的端部(421)向上述内部罩(4)的内侧折弯，并朝向轴向基端侧(X2)而形成，

在将该百叶部(44)向与上述内部导入开口部(42)相同的平面上进行投影的情况下，

上述百叶部(44)的一对侧端缘(443a，444a)相对于从该百叶部(44)的根部侧朝向前端侧的百叶形成方向(V)大致平行，并形成为大致直线状。

2.一种气体传感器(1)，具备：

传感器元件(2)，对被测定气体中的特定气体浓度进行检测；

壳体(13)，将该传感器元件(2)插入内侧而保持；以及

元件罩(3)，配设于该壳体(13)的轴向前端侧(X1)，

在上述传感器元件(2)的前端部(201)设置有用于向其内部导入被测定气体的气体导入部(271)，

上述元件罩(3)具有：内部罩(4)，以覆盖上述传感器元件(2)的前端部(201)的方式配设；以及外部罩(5)，配设于该内部罩(4)的外侧，

在该外部罩(5)上设置有用于向该外部罩(5)内导入被测定气体的外部导入开口部(52)，

在上述内部罩(4)上设置有：内部导入开口部(42)，用于向该内部罩(4)内导入被测定气体；以及百叶部(44)，从该内部导入开口部(42)切开并从该内部导入开口部(42)的轴向前端侧(X1)的端部(421)向上述内部罩(4)的内侧折弯，并朝向轴向基端侧(X2)而形成，

在将该百叶部(44)向与上述内部导入开口部(42)相同的平面上进行投影的情况下，

上述百叶部(44)的一对侧端缘(443a，444a)相对于从该百叶部(44)的根部侧朝向前端侧的百叶形成方向(V)向外侧倾斜，并形成为大致直线状。

3.如权利要求1或2记载的气体传感器(1)，其中，

上述内部罩(4)的比上述内部导入开口部(42)更靠轴向基端侧(X2)的部分与上述百叶部(44)之间的最短距离即百叶开度(A)为2.0mm以下。

4.如权利要求1或2记载的气体传感器(1)，其中，

上述传感器元件(2)的上述气体导入部(271)的轴向中间位置(C1)，比上述内部罩(4)的上述百叶部(44)的前端位置(D)更靠轴向基端侧(X2)。

5.如权利要求1或2记载的气体传感器(1)，其中，

上述传感器元件(2)的上述气体导入部(271)的轴向前端位置(C2)，比上述内部罩(4)的上述百叶部(44)的前端位置(D)更靠轴向基端侧(X2)。