Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Bestimmen der Genauigkeit eines Gassensors, der die Sauerstoffkonzentration in einem Messgas (ein zu messendes Gas) erfasst.The present invention relates to methods for determining the accuracy of a gas sensor that detects the oxygen concentration in a measurement gas (a gas to be measured).
Beschreibung des zugehörigen Standes der TechnikDescription of the Related Art
Im Stand der Technik sind Gassensoren in Abgassystemen von Kraftfahrzeugen montiert worden, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu erfassen. Genauer gesagt weisen die Gassensoren jeweils ein Abtastelement (oder Sensorelement) auf, das die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas erfasst beziehungsweise abtastet.In the prior art, gas sensors have been mounted in exhaust systems of automobiles to detect the oxygen concentration in the exhaust gas. More specifically, the gas sensors each have a sensing element (or sensor element) that senses or scans the oxygen concentration in the exhaust gas.
Jedoch gibt es aufgrund von Herstelltoleranzen Unterschiede in der Genauigkeit zwischen den Gassensoren. Daher ist es, um eine genaue Steuerung der Abgassysteme zu erzielen, erforderlich, die Genauigkeit in den Gassensoren zuvor zu bestimmen und die Abgabesignale der Gassensoren gemäß den bestimmten Genauigkeiten zu korrigieren.However, due to manufacturing tolerances, there are differences in the accuracy between the gas sensors. Therefore, in order to achieve accurate control of the exhaust systems, it is necessary to previously determine the accuracy in the gas sensors and to correct the output signals of the gas sensors according to the determined accuracies.
Als ein Verfahren zum Bestimmen der Genauigkeit eines Gassensors offenbart das Japanische Patent JP 3 453 899 ein erstes Verfahren, bei dem ein Gassensor in einem Testgas betrieben wird, das erhalten wird, indem vorbestimmte Komponenten bei vorbestimmten Verhältnissen gemischt werden, und die Genauigkeit des Gassensors wird auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration bestimmt, die durch das Abtastelement bei dem Betrieb des Gassensors in dem Testgas abgetastet wird.As a method of determining the accuracy of a gas sensor, the Japanese Patent discloses JP 3 453 899 a first method in which a gas sensor is operated in a test gas obtained by mixing predetermined components at predetermined ratios, and the accuracy of the gas sensor is determined on the basis of the oxygen concentration detected by the sensing element in the operation of the gas sensor in FIG the test gas is scanned.
Jedoch sind gemäß dem ersten Verfahren zusätzliche Zeit und zusätzliche Kosten zum Vorbereiten des Testgases erforderlich. Darüber hinaus ist es, wenn die vorbestimmten Komponenten nicht genau bei den vorbestimmten Verhältnissen in dem Testgas gemischt werden, unmöglich, die Genauigkeit des Gassensors exakt zu bestimmen.However, according to the first method, additional time and costs for preparing the test gas are required. Moreover, if the predetermined components are not mixed precisely at the predetermined ratios in the test gas, it is impossible to accurately determine the accuracy of the gas sensor.
Als eine Alternative zu dem ersten Verfahren ist ein zweites Verfahren bekannt, bei dem ein Gassensor in Luft betrieben wird, und die Genauigkeit des Gassensors wird auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration bestimmt, die durch das Abtastelement in dem Betrieb des Gassensors in der Luft abgetastet oder erfasst wird.As an alternative to the first method, a second method is known in which a gas sensor is operated in air, and the accuracy of the gas sensor is determined on the basis of the oxygen concentration, which is scanned or detected by the sensing element in the operation of the gas sensor in the air becomes.
Genauer gesagt ist in dem zweiten Verfahren der Gassensor in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors montiert, und der Motor wird dazu gebracht, dass er läuft. Dann wird die Genauigkeit des Gassensors auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration bestimmt, die durch das Abtastelement abgetastet wird, wenn der Kraftstoff zum Zwecke der Verzögerung abgeschaltet wird, und somit lediglich Luft zu dem Verbrennungsmotor zugeführt wird.More specifically, in the second method, the gas sensor is mounted in the exhaust system of an internal combustion engine, and the engine is made to run. Then, the accuracy of the gas sensor is determined on the basis of the oxygen concentration sensed by the sensing element when the fuel is shut off for the purpose of deceleration, and thus only air is supplied to the internal combustion engine.
Jedoch ist es gemäß dem zweiten Verfahren erforderlich, den Gassensor an dem Verbrennungsmotor zu montieren und den Verbrennungsmotor tatsächlich laufen zu lassen. Demgemäß ist es unmöglich, mit Leichtigkeit die Genauigkeit des Gassensors unter Verwendung des zweiten Verfahrens zu bestimmen.However, according to the second method, it is necessary to mount the gas sensor to the engine and actually run the engine. Accordingly, it is impossible to easily determine the accuracy of the gas sensor using the second method.
Als eine Alternative zu dem zweiten Verfahren ist ein drittes Verfahren bekannt, bei dem ein Gassensor in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors betrieben wird, ohne dass der Verbrennungsmotor läuft, und die Genauigkeit des Gassensors wird auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration bestimmt, die durch das Abtastelement bei dem Betrieb des Gassensors abgetastet oder erfasst wird.As an alternative to the second method, a third method is known in which a gas sensor is operated in the exhaust system of an internal combustion engine without running the internal combustion engine, and the accuracy of the gas sensor is determined on the basis of the oxygen concentration, by the sensing element in the Operation of the gas sensor is scanned or detected.
Jedoch haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ein Problem bei diesem dritten Verfahren gefunden.However, the inventors of the present application have found a problem with this third method.
Genauer gesagt gibt es gemäß dem dritten Verfahren keine Gasströmung in dem Abgassystem. Daher wird, wenn der Gassensor auf eine Aktivierungstemperatur erwärmt wird (das heißt eine Temperatur, bei der das Abtastelement aktiviert wird beziehungsweise in den aktiven Zustand versetzt wird), Feuchtigkeit, die sich an den Gassensor im Inneren einer das Abtastelement abdeckenden Abdeckung angeheftet hat, verdampft und verbleibt als ein Dampf innerhalb der Abdeckung. Folglich wird die Sauerstoffkonzentration um das Abtastelement herum verringert und die Sauerstoffkonzentration, die durch das Abtastelement erfasst wird, kann nicht länger die tatsächliche Sauerstoffkonzentration in der Luft wiedergeben. Demgemäß ist es unter Verwendung des dritten Verfahrens nicht möglich, die Genauigkeit des Gassensors auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration exakt zu bestimmen, die durch das Abtastelement erfasst wird, das die Sauerstoffkonzentrationen in der Luft repräsentieren soll, aber dies tatsächlich gar nicht tut.More specifically, according to the third method, there is no gas flow in the exhaust system. Therefore, when the gas sensor is heated to an activation temperature (that is, a temperature at which the sensing element is activated), moisture that has adhered to the gas sensor inside a cover covering the sensing element is evaporated and remains as a vapor within the cover. Consequently, the oxygen concentration around the sensing element is reduced and the oxygen concentration detected by the sensing element can no longer reflect the actual oxygen concentration in the air. Accordingly, using the third method, it is not possible to accurately determine the accuracy of the gas sensor based on the oxygen concentration detected by the sensing element that is to represent the oxygen concentrations in the air, but actually does not do so.
Die DE 696 19 432 T2 offenbart eine Lamdazelle, die in einem Abgasrohr stromaufwärtig eines Katalysators installiert ist.The DE 696 19 432 T2 discloses a Lamda cell installed in an exhaust pipe upstream of a catalyst.
Die DE 34 24 358 A1 offenbart einen Gassensor, der innerhalb eines Behälters angebracht ist. Außerdem sitzt der Gassensor in einem Gehäuse in einer Steckfassung.The DE 34 24 358 A1 discloses a gas sensor mounted within a container. In addition, the gas sensor sits in a housing in a jack.
Die DE 101 63 912 A1 offenbart einen spezifischen Aufbau eines Gassensors mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode und einer Regelschaltung.The DE 101 63 912 A1 discloses a specific structure of a gas sensor with a first Electrode and a second electrode and a control circuit.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das vorstehend erwähnte Problem gemacht worden.The present invention has been made in view of the above-mentioned problem.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, durch das es möglich ist, exakt und mit Leichtigkeit die Genauigkeit des Gassensors zu bestimmen.It is therefore an object of the present invention to provide a method by which it is possible to accurately and easily determine the accuracy of the gas sensor.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein weiteres Verfahren ist in Anspruch 2 aufgezeigt.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Another method is shown in claim 2.
Gemäß dem ersten Verfahren wird der Gassensor (1) mit Luft betrieben, die absichtlich dazu gebracht wird, dass sie in den Raum (23) zwischen dem Abtastelement (2) und der Abdeckung (3) hinein und aus diesem Raum heraus strömt. Daher wird, wenn sich an dem Gassensor (1) im Inneren der Abdeckung (3) angeheftete Feuchtigkeit im Betrieb des Gassensors (1) verdampft, der sich ergebende Dampf aus dem Raum (23) durch die Luftströmung heraus geblasen. Folglich wird das Abtastelement (2) von der „echten” Luft umgeben, und somit wird es möglich, die Genauigkeit des Gassensors (1) auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration exakt zu bestimmen, die durch das Abtastelement (2) erfasst wird. Darüber hinaus ist es gemäß dem ersten Verfahren nicht erforderlich, den Gassensor (1) in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors zu montieren und den Verbrennungsmotor tatsächlich laufen zu lassen. Demgemäß ist es möglich, mit Leichtigkeit die Genauigkeit des Gassensors (1) unter Verwendung des ersten Verfahrens zu bestimmen.According to the first method, the gas sensor ( 1 ) operated by air intentionally made to enter the room ( 23 ) between the sensing element ( 2 ) and the cover ( 3 ) into and out of this room. Therefore, when at the gas sensor ( 1 ) inside the cover ( 3 ) attached moisture in the operation of the gas sensor ( 1 ) evaporates, the resulting vapor from the room ( 23 ) blown out through the air flow. Consequently, the sensing element ( 2 ) surrounded by the "real" air, and thus it becomes possible, the accuracy of the gas sensor ( 1 ) on the basis of the oxygen concentration determined by the sensing element ( 2 ) is detected. Moreover, according to the first method, it is not necessary to use the gas sensor ( 1 ) in the exhaust system of an internal combustion engine and to actually run the internal combustion engine. Accordingly, it is possible to easily adjust the accuracy of the gas sensor (FIG. 1 ) using the first method.
Bei dem ersten Verfahren wird die Luft dazu gebracht, dass sie in den Raum (23) hinein und aus diesem Raum heraus strömt, indem der Gassensor (1) in der Luft während des Betriebs bewegt wird.In the first method, the air is made to enter the room ( 23 ) flows in and out of this space by the gas sensor ( 1 ) is moved in the air during operation.
Gemäß dem weiteren Verfahren wird die Sauerstoffkonzentration in der Luft durch das Abtastelement (2) erfasst, ohne dass darauf gewartet wird, dass sich der Gassensor (1) vollständig stabilisiert hat. Des Weiteren wird die Genauigkeit des Gassensors (1) auf der Grundlage der hypothetischen Sauerstoffkonzentration, die ausgehend von der erfassten Sauerstoffkonzentration abgeschätzt wird, nicht direkt auf der Grundlage der erfassten Sauerstoffkonzentration selbst bestimmt. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit des Gassensors (1) innerhalb einer kurzen Zeitspanne exakt zu bestimmen. Darüber hinaus ist es gemäß dem vierten Verfahren nicht erforderlich, den Gassensor (1) in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors zu montieren und den Verbrennungsmotor tatsächlich laufen zu lassen. Demgemäß ist es möglich, mit Leichtigkeit die Genauigkeit des Gassensors (1) unter Verwendung des vierten Verfahrens zu bestimmen.According to the further method, the oxygen concentration in the air through the sensing element ( 2 ), without waiting for the gas sensor ( 1 ) has completely stabilized. Furthermore, the accuracy of the gas sensor ( 1 ) is not directly determined on the basis of the detected oxygen concentration itself based on the hypothetical oxygen concentration estimated from the detected oxygen concentration. Consequently, it is possible to increase the accuracy of the gas sensor ( 1 ) to be determined accurately within a short period of time. Moreover, according to the fourth method, it is not necessary to use the gas sensor ( 1 ) in the exhaust system of an internal combustion engine and to actually run the internal combustion engine. Accordingly, it is possible to easily adjust the accuracy of the gas sensor (FIG. 1 ) using the fourth method.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung ist anhand der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele besser verständlich, die jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsbeispiele beschränken sollen sondern lediglich der Erläuterung und dem Verständnis dienen.The present invention will be better understood from the detailed description given hereinbelow and the accompanying drawings of the preferred embodiments which are not, however, intended to limit the present invention to the specific embodiments, but are for illustrative and understanding only.
1 zeigt einen Teilschnitt des Gesamtaufbaus eines Gassensors. 1 shows a partial section of the overall construction of a gas sensor.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 shows a schematic representation of a method for determining the accuracy of the gas sensor according to the first embodiment of the present invention.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 shows a schematic representation of a method for determining the accuracy of the gas sensor according to the second embodiment of the present invention.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 shows a schematic representation of a method for determining the accuracy of the gas sensor according to the third embodiment of the present invention.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 shows a schematic representation of a method for determining the accuracy of the gas sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
6 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse bei einem ersten Probekörper des Gassensors in dem ersten Versuch der vorliegenden Erfindung. 6 shows a graphical representation of the test results in a first specimen of the gas sensor in the first experiment of the present invention.
7 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit einem zweiten Probekörper des Gassensors in dem ersten Versuch. 7 shows a graphical representation of the test results with a second specimen of the gas sensor in the first experiment.
8 zeigt eine Querschnittsansicht des Aufbaus von Abdeckungen des ersten und des zweiten Probekörpers. 8th shows a cross-sectional view of the structure of covers of the first and second specimens.
9 zeigt eine graphische Darstellung eines vergrößerten Teils von 7 um einen Aktivierungspunkt herum. 9 shows a graphical representation of an enlarged part of 7 around an activation point.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Probekörpers des Gassensors, der bei dem zweiten Versuch der vorliegenden Erfindung getestet wurde. 10 shows a schematic representation of a third specimen of the gas sensor, which was tested in the second experiment of the present invention.
11 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Probekörpers des Gassensors, der bei dem zweiten Versuch getestet wurde. 11 shows a schematic representation of a fourth specimen of the gas sensor, which was tested in the second experiment.
12 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit dem dritten Probekörper. 12 shows a graphical representation of the test results with the third specimen.
13 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit dem vierten Probekörper. 13 shows a graphical representation of the test results with the fourth sample.
14 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit einem fünften Probekörper des Gassensors bei dem dritten Versuch der vorliegenden Erfindung. 14 shows a graphical representation of the test results with a fifth sample of the gas sensor in the third attempt of the present invention.
15 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit einem sechsten Probekörper des Gassensors bei dem dritten Versuch der vorliegenden Erfindung. 15 shows a graphical representation of the test results with a sixth sample of the gas sensor in the third attempt of the present invention.
16 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit einem siebten Probekörper des Gassensors bei einer Ofentemperatur von 300°C bei dem vierten Versuch der vorliegenden Erfindung. 16 Fig. 10 is a graph showing experimental results with a seventh specimen of the gas sensor at a furnace temperature of 300 ° C in the fourth experiment of the present invention.
17 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit dem siebten Probekörper und einem achten Probekörper des Gassensors bei verschiedenen Ofentemperaturen bei dem vierten Versuch. 17 shows a graphical representation of the test results with the seventh specimen and an eighth specimen of the gas sensor at different furnace temperatures in the fourth attempt.
18 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit einem neunten Probekörper des Gassensors bei verschiedenen Erwärmungstemperaturen bei dem fünften Versuch der vorliegenden Erfindung. 18 Fig. 12 is a graph showing experimental results with a ninth sample of the gas sensor at various heating temperatures in the fifth experiment of the present invention.
19 zeigt eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit einem neunten Probekörper des Gassensors bei verschiedenen Erwärmungstemperaturen bei dem fünften Versuch. 19 shows a graphical representation of the test results with a ninth sample of the gas sensor at different heating temperatures in the fifth experiment.
20 zeigt eine graphische Darstellung von einem vergrößerten Abschnitt von 18 um einen Aktivierungspunkt herum. 20 shows a graphical representation of an enlarged portion of 18 around an activation point.
21 zeigt eine graphische Darstellung eines vergrößerten Abschnittes von 19 um einen Aktivierungspunkt herum. 21 shows a graphical representation of an enlarged portion of 19 around an activation point.
22 zeigt eine graphische Darstellung von Versuchsergebnissen mit einer Anzahl an Probekörpern des Gassensors unter verschiedenen Bedingungen bei dem sechsten Versuch der vorliegenden Erfindung. 22 Fig. 12 is a graph showing test results with a number of samples of the gas sensor under various conditions in the sixth experiment of the present invention.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDescription of the preferred embodiments
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.The preferred embodiments of the present invention are described below with reference to FIGS 1 to 5 described.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass aus Gründen der Deutlichkeit und des Verständnisses identische Bauteile, die identische Funktionen bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung haben, sofern möglich mit den gleichen Bezugszeichen in jeder Zeichnung bezeichnet sind.It should be noted that, for the sake of clarity and understanding, identical components having identical functions in the various embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals in each drawing, if possible.
Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen der Genauigkeit eines Gassensors 1, der in 1 gezeigt ist, geschaffen.According to the first embodiment of the present invention, a method of determining the accuracy of a gas sensor 1 who in 1 shown is created.
Der Gassensor 1 weist ein Abtastelement 2 auf, das die Sauerstoffkonzentration in einem Abgas (das heißt ein zu messendes Gas) erfasst. Der Gassensor 1 weist außerdem eine Abdeckung 3 auf, die das Abtastelement 2 bedeckt oder umgibt und Öffnungen 31 aufweist, durch die das Messgas in einen Raum 23 eingeleitet wird, der zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 ausgebildet ist.The gas sensor 1 has a scanning element 2 which detects the oxygen concentration in an exhaust gas (that is, a gas to be measured). The gas sensor 1 also has a cover 3 on which the scanning element 2 covers or surrounds and openings 31 through which the sample gas enters a room 23 is initiated between the sensing element 2 and the cover 3 is trained.
Gemäß dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Gassensor 1 mit dem Messgas, das Luft ist, betrieben, und die Genauigkeit des Gassensors 1 wird auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration bestimmt, die durch das Abtastelement 2 im Betrieb erfasst wird. Genauer gesagt wird die Genauigkeit des Gassensors 1 durch einen Vergleich zwischen der Sauerstoffkonzentration in der Luft, die durch das Abtastelement 2 erfasst wird, und der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration in der Luft bestimmt. Des Weiteren wird, wie dies in 2 gezeigt ist, während des Betriebs des Gassensors 1 die Luft dazu gebracht, dass sie in den Raum 23 zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 hinein und aus diesem heraus durch die Anwendung eines Lüfters (oder Gebläses) 4 strömt.According to the method of the present embodiment, the gas sensor becomes 1 with the sample gas, which is air, operated, and the accuracy of the gas sensor 1 is determined based on the oxygen concentration passing through the sensing element 2 is detected during operation. More specifically, the accuracy of the gas sensor 1 by comparing between the concentration of oxygen in the air passing through the sensing element 2 is detected, and the actual oxygen concentration in the air determined. Furthermore, as stated in 2 is shown during operation of the gas sensor 1 the air made her enter the room 23 between the scanning element 2 and the cover 3 into and out of it by using a fan (or blower) 4 flows.
Wie dies in 1 gezeigt ist, weist der Gassensor 1 des Weiteren einen ersten Isolator 111, in dem das Abtastelement 2 gehalten wird, und ein Gehäuse 12 auf, in dem der erste Isolator 111 untergebracht ist und das einen Gewindeabschnitt 12a aufweist, der dazu dient, den Gassensor 1 in dem Abgassystem des Verbrennungsmotors zu montieren.Like this in 1 is shown, the gas sensor 1 furthermore, a first insulator 111 in which the scanning element 2 is held, and a housing 12 on, in which the first insulator 111 is accommodated and a threaded portion 12a which serves to the gas sensor 1 to be mounted in the exhaust system of the internal combustion engine.
Die Abdeckung 3 ist an einem unteren Ende des Gehäuses 12 befestigt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 3 einem Doppelabdeckaufbau vorgesehen, der aus einer inneren Abdeckung 301 und einer äußeren Abdeckung 302 besteht. Sowohl die innere Abdeckung 301 als auch die äußere Abdeckung 302 haben eine Vielzahl an Öffnungen 31. Es ist offensichtlich, dass die Abdeckung 3 als ein Einzelabdeckaufbau oder als ein anderweitiger Mehrfachabdeckaufbau vorgesehen sein kann.The cover 3 is at a lower end of the case 12 attached. In the present embodiment, the cover 3 a Doppelabdeckaufbau provided, consisting of an inner cover 301 and an outer cover 302 consists. Both the inner cover 301 as well as the outer cover 302 have a variety of openings 31 , It is obvious that the cover 3 may be provided as a Einzelabdeckaufbau or as another Mehrfachabdeckaufbau.
Ein zweiter Isolator 112 ist an der oberen Seite des ersten Isolators 11 angeordnet. An dem zweiten Isolator 112 sind Metallanschlüsse 13 angeordnet, die jeweils mit Elektrodenanschlüssen in Kontakt gebracht werden, die an einem oberen Endabschnitt des Abtastelementes 2 ausgebildet sind. Eine Ummantelung 14 ist an einem Nabenabschnitt 12b des Gehäuses 12 so befestigt, dass diese den zweiten Isolator 111 bedeckt.A second insulator 112 is on the upper side of the first insulator 11 arranged. At the second insulator 112 are metal connections 13 are respectively brought into contact with electrode terminals, which at an upper end portion of the sensing element 2 are formed. A sheath 14 is at a hub section 12b of the housing 12 attached so that these are the second insulator 111 covered.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Abtastelement 2 von der so genannten „Laminatart”. Genauer gesagt weist das Abtastelement 2 einen massiven Elektrolytkörper (Festelektrolytkörper) auf, der die Form eines Blattes hat und aus einer Sauerstoffionen leitfähigen Keramik hergestellt ist, wie beispielsweise Zirconoxid (Zirconia). Das Abtastelement 2 weist außerdem eine Messelektrode und eine Referenzelektrode auf, die jeweils an einem entgegen gesetzten Paar von Hauptflächen des massiven Elektrolytkörpers laminiert sind. Das Abtastelement 2 weist des Weiteren eine keramische Heizeinrichtung auf, die an entweder der Messelektrode oder der Referenzelektrode über eine Isolationslage laminiert ist, um so den massiven Elektrolytkörper auf eine Aktivierungstemperatur zu erwärmen (das heißt eine Temperatur, bei der der massive Elektrolytkörper aktiviert wird).In the present embodiment, the sensing element is 2 from the so-called "laminate type". More specifically, the sensing element 2 a solid electrolyte body (solid electrolyte body) which is in the form of a sheet and made of an oxygen ion conductive ceramic such as zirconia (zirconia). The scanning element 2 also has a sensing electrode and a reference electrode, each laminated to an opposite pair of major surfaces of the solid electrolyte body. The scanning element 2 further comprises a ceramic heater laminated on either the sensing electrode or the reference electrode via an insulating layer so as to heat the solid electrolyte body to an activation temperature (that is, a temperature at which the solid electrolyte body is activated).
Es sollte hierbei beachtet werden, dass das Abtastelement 2 auch von der so genannten „Becherart” sein kann. Genauer gesagt kann in diesem Fall das Abtastelement 2 einen becherförmigen massiven Elektrolytkörper, eine Messelektrode und eine Referenzelektrode, die jeweils an der Außenfläche beziehungsweise Innenfläche des massiven Elektrolytkörpers ausgebildet sind, und eine keramische Heizeinrichtung, die innerhalb des massiven Elektrolytkörpers angeordnet ist, aufweisen.It should be noted here that the sensing element 2 can also be of the so-called "Becherart". More specifically, in this case, the sensing element 2 a cup-shaped solid electrolyte body, a measuring electrode and a reference electrode, which are respectively formed on the outer surface or inner surface of the solid electrolyte body, and a ceramic heater, which is disposed within the solid electrolyte body have.
Des Weiteren ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Gassensor 1 von der so genannten „Art mit begrenzter Stromstärke”. Genauer gesagt strömt in dem Gassensor 1, wenn eine elektrische Spannung über die Messelektrode und Referenzelektrode angelegt wird, ein begrenzter elektrischer Strom (Stromstärke) zwischen den beiden Elektroden durch den massiven Elektrolytkörper (Festelektrolytkörper). Der Wert der begrenzten Stromstärke hängt von der Sauerstoffkonzentration im Messgas ab, wobei es daher möglich ist, die Sauerstoffkonzentration zu bestimmen, indem die begrenzte Stromstärke gemessen wird. Außerdem kann das Referenzgas auch aus Luft gebildet sein.Furthermore, in the present embodiment, the gas sensor 1 of the so-called "limited current type". More specifically, flows in the gas sensor 1 when an electric voltage is applied across the measuring electrode and reference electrode, a limited electric current (current) between the two electrodes through the solid electrolyte body (solid electrolyte body). The value of the limited current depends on the oxygen concentration in the measurement gas, and it is therefore possible to determine the oxygen concentration by measuring the limited current. In addition, the reference gas may also be formed from air.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird gemäß dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Gassensor 1 mit Luft betrieben, die dazu gebracht wird, das sie in den Raum 23 zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 hinein strömt und aus diesem Raum heraus strömt. Daher wird, wenn Feuchtigkeit, die sich an dem Gassensor 1 im Inneren der Abdeckung 3 angeheftet hat, bei dem Betrieb des Gassensors 1 verdampft, der sich ergebende Dampf aus dem Raum 23 durch die Luftströmung heraus geblasen. Folglich wird das Sensorelement 2 durch „echte” Luft umgeben und somit wird es möglich, die Genauigkeit des Gassensors 1 auf der Grundlage der durch das Abtastelement 2 erfassten Sauerstoffkonzentration exakt zu bestimmen.As described above, according to the method of the present embodiment, the gas sensor 1 powered by air, which causes them to enter the room 23 between the scanning element 2 and the cover 3 flows in and flows out of this room. Therefore, when moisture is attached to the gas sensor 1 inside the cover 3 pinned, in the operation of the gas sensor 1 evaporated, the resulting steam from the room 23 blown out through the airflow. As a result, the sensor element becomes 2 surrounded by "real" air and thus it becomes possible the accuracy of the gas sensor 1 based on the through the sensing element 2 accurately determine the detected oxygen concentration.
Darüber hinaus ist es gemäß dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels nicht erforderlich, den Gassensor 1 in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors zu montieren und den Verbrennungsmotor tatsächlich laufen zu lassen. Demgemäß ist es möglich, die Genauigkeit des Gassensors 1 unter Verwendung des Verfahrens des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit Leichtigkeit zu bestimmen.Moreover, according to the method of the present embodiment, it is not necessary to use the gas sensor 1 in the exhaust system of an internal combustion engine to assemble and actually run the engine. Accordingly, it is possible to improve the accuracy of the gas sensor 1 using the method of the present embodiment with ease.
Außerdem wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Lüfter 4 verwendet, um die Luft dazu zu bringen, dass sie in den Raum 23 zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 des Gassensors 1 hinein strömt und aus diesem Raum heraus strömt. Daher ist es möglich, mit Leichtigkeit die Luftströmung zu erzeugen, die dazu dient, die Feuchtigkeit aus dem Raum 23 im Gassensor 1 heraus zu blasen.In addition, in the present embodiment, the fan 4 used to make the air in the room 23 between the scanning element 2 and the cover 3 of the gas sensor 1 flows in and flows out of this room. Therefore, it is possible to easily generate the airflow that serves to remove the moisture from the room 23 in the gas sensor 1 to blow out.
Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors 1 geschaffen, bei dem während des Betriebs des Gassensors 1 die Luft dazu gebracht wird, dass sie in den Raum 23 durch eine Relativbewegung zwischen der Luft und dem Gassensor 1 hinein strömt und aus diesem Raum heraus strömt.According to the second embodiment of the present invention, a method of determining the accuracy of the gas sensor 1 created during the operation of the gas sensor 1 the air is made to enter the room 23 by a relative movement between the air and the gas sensor 1 flows in and flows out of this room.
Genauer gesagt wird, wie dies in 3 gezeigt ist, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Gassensor 1 in der Luft durch einen Draht 41 so aufgehängt, dass der Gassensor 1 wie ein Pendel in der Luft schwingt. Folglich wird während des Betriebs des Gassensors 1 in einem derartigen schwingenden Zustand die Luft dazu gebracht, dass sie in den Raum 23 zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 des Gassensors 1 hinein strömt und aus diesem Raum heraus strömt.More specifically, as in 3 is shown, in the present embodiment, the gas sensor 1 in the air through a wire 41 hung so that the gas sensor 1 like a pendulum swinging in the air. Consequently, during operation of the gas sensor 1 In such a vibrational state the air made them enter the room 23 between the scanning element 2 and the cover 3 of the gas sensor 1 flows in and flows out of this room.
Außerdem kann die Relativbewegung zwischen der Luft und dem Gassensor 1 auch bewirkt werden, indem statt des Schwingens des Gassensors 1 der Gassensor 1 in der Luft läuft oder sich dreht. In addition, the relative movement between the air and the gas sensor 1 also be effected by instead of the swinging of the gas sensor 1 the gas sensor 1 in the air or turns.
Das Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat die gleichen Vorteile wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.The method of the present embodiment has the same advantages as in the first embodiment.
Drittes AusführungsbeispielThird embodiment
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors 1 geschaffen, bei dem der Gassensor 1 in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors montiert ist und die Luft dazu gebracht wird, dass sie in den Raum 23 während des Betriebs des Gassensors 1 hinein durch das Ankurbeln des Verbrennungsmotors strömt und aus dem Raum heraus strömt.According to the third embodiment of the present invention, a method of determining the accuracy of the gas sensor 1 created in which the gas sensor 1 is mounted in the exhaust system of an internal combustion engine and the air is made to enter the room 23 during operation of the gas sensor 1 flows in through the cranking of the internal combustion engine and flows out of the room.
Genauer gesagt ist, wie dies in 4 gezeigt ist, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Gassensor 1 in einem Abgasrohr 53 montiert, das mit einem Verbrennungsmotor 51 über einen Abgaskrümmer 52 verbunden ist. Während des Betriebs des Gassensors 1 wird der Verbrennungsmotor 51 angekurbelt, wodurch die Luft in das Abgasrohr 53 geblasen wird. Folglich strömt die Luft in den Raum 23 zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 während des Betriebs des Gassensors 1 und ebenfalls aus diesem Raum heraus.More specifically, how is this in 4 is shown, in the present embodiment, the gas sensor 1 in an exhaust pipe 53 mounted, with an internal combustion engine 51 via an exhaust manifold 52 connected is. During operation of the gas sensor 1 becomes the internal combustion engine 51 cranked, causing the air in the exhaust pipe 53 is blown. As a result, the air flows into the room 23 between the scanning element 2 and the cover 3 during operation of the gas sensor 1 and also out of this room.
Das Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels macht kein tatsächliches Laufen des Verbrennungsmotors 51 erforderlich. Demgemäß ist es möglich, die Genauigkeit des Gassensors 1 unter Verwendung des Verfahrens des vorliegenden Ausführungsbeispiels exakt und mit Leichtigkeit zu bestimmen.The method of the present embodiment does not make actual running of the internal combustion engine 51 required. Accordingly, it is possible to improve the accuracy of the gas sensor 1 accurately and with ease using the method of the present embodiment.
Viertes AusführungsbeispielFourth embodiment
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors 1 geschaffen, bei dem die Abdeckung 3 des Gassensors 1 von außen vor dem Betrieb des Gassensors 1 erwärmt wird.According to the fourth embodiment of the present invention, a method for determining the accuracy of the gas sensor 1 created where the cover 3 of the gas sensor 1 from the outside before the operation of the gas sensor 1 is heated.
Genauer gesagt wird, wie dies in 5 gezeigt ist, der Gassensor 1 zunächst in einem Ofen 61 montiert, wobei die Abdeckung 3 sich im Inneren des Ofens 61 befindet. Die Abdeckung 3 wird dann durch den Ofen 61 auf eine Temperatur von 45°C oder höher erwärmt, bis sämtliche sich innerhalb der Abdeckung 3 befindliche Feuchtigkeit vollständig aus dem Gassensor 1 heraus beseitigt ist. Danach wird der Gassensor 1 aus dem Ofen 61 entfernt und mit dem Messgas, das Luft ist, betrieben. Schließlich wird die Genauigkeit des Gassensors 1 auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration in der Luft bestimmt, die durch das Abtastelement 2 im Betrieb erfasst wird.More specifically, as in 5 is shown, the gas sensor 1 first in an oven 61 mounted, with the cover 3 inside the oven 61 located. The cover 3 is then through the oven 61 heated to a temperature of 45 ° C or higher, all within the cover 3 moisture completely from the gas sensor 1 is eliminated out. Thereafter, the gas sensor 1 from the oven 61 removed and operated with the sample gas that is air. Finally, the accuracy of the gas sensor 1 determined on the basis of the oxygen concentration in the air passing through the sensing element 2 is detected during operation.
Außerdem kann bei dem vorstehend erläuterten Verfahren die Bestimmung über den Umstand, ob sämtliche Feuchtigkeit vollständig beseitigt ist, auf der Grundlage von beispielsweise der Gewichtsänderung des Gassensors durchgeführt werden. Alternativ ist es außerdem möglich, die Abdeckung 3 eine vorbestimmte Zeitspanne lang zu erwärmen, während der sämtliche Feuchtigkeit aus dem Gassensor 1 beseitigt werden kann. Die vorbestimmte Zeitspanne kann zuvor durch Versuche festgelegt werden.In addition, in the above-explained method, the determination of whether or not all moisture is completely eliminated may be made on the basis of, for example, the weight change of the gas sensor. Alternatively, it is also possible the cover 3 to heat for a predetermined period of time, while all the moisture from the gas sensor 1 can be eliminated. The predetermined period of time may previously be determined by experiments.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird gemäß dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Gassensor 1 in der Luft betrieben, nachdem die Abdeckung 3 von der Außenseite des Gassensors 1 erwärmt worden ist. Da die Feuchtigkeit, die sich an dem Gassensor 1 im Inneren der Abdeckung angeheftet hat, aus dem Gassensor 1 durch das Erwärmen der Abdeckung 3 beseitigt worden ist, wird kein Dampf im Inneren der Abdeckung 3 während des Betriebs des Gassensors 1 erzeugt. Folglich ist während des Betriebs das Sensorelement oder Abtastelement 2 von „echter” Luft umgeben, und somit ist es möglich, die Genauigkeit des Gassensors 1 auf der Grundlage der durch das Abtastelement 2 erfassten Sauerstoffkonzentration exakt zu bestimmen.As described above, according to the method of the present embodiment, the gas sensor 1 operated in the air after the cover 3 from the outside of the gas sensor 1 has been heated. Because the moisture that attaches to the gas sensor 1 inside the cover, from the gas sensor 1 by heating the cover 3 has been eliminated, no steam is inside the cover 3 during operation of the gas sensor 1 generated. Consequently, during operation, the sensor element or sensing element 2 surrounded by "real" air, and thus it is possible the accuracy of the gas sensor 1 based on the through the sensing element 2 accurately determine the detected oxygen concentration.
Darüber hinaus ist es gemäß dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels nicht erforderlich, den Gassensor 1 in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors zu montieren und den Verbrennungsmotor tatsächlich laufen zu lassen. Demgemäß ist es möglich, die Genauigkeit des Gassensors 1 unter Verwendung des Verfahrens des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit Leichtigkeit zu bestimmen.Moreover, according to the method of the present embodiment, it is not necessary to use the gas sensor 1 in the exhaust system of an internal combustion engine to assemble and actually run the engine. Accordingly, it is possible to improve the accuracy of the gas sensor 1 using the method of the present embodiment with ease.
Außerdem ist es, indem die Abdeckung 3 auf eine Temperatur von 45°C oder höher erwärmt wird, möglich, die sich im Inneren der Abdeckung 3 befindliche Feuchtigkeit von dem Gassensor 1 innerhalb einer kurzen Zeitspanne zu entfernen. Demgemäß ist es möglich, die Gesamtzeit zu verkürzen, die zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors 1 erforderlich ist.It is also by removing the cover 3 heated to a temperature of 45 ° C or higher, possible inside the cover 3 moisture from the gas sensor 1 within a short period of time. Accordingly, it is possible to shorten the total time required for determining the accuracy of the gas sensor 1 is required.
Erster VersuchFirst try
Dieser Versuch ist ausgeführt worden, um den Übergang der Sauerstoffkonzentration in der Luft zu untersuchen, die durch den Gassensor 1 erfasst wird, nachdem dieser in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit eine bestimmte Zeitspanne land angeordnet worden ist.This experiment has been carried out to study the transition of oxygen concentration in the air passing through the gas sensor 1 is detected after it has been landed in a high humidity environment for a certain period of time.
Bei diesem Versuch wurde ein erster Probekörper (nachstehend der Einfachheit als „Probe” bezeichnet) des Gassensors 1 in zwei Stufen getestet. In der ersten Stufe wurde die erste Probe in einem Bad mit einer konstanten Temperatur von 45°C und einer Feuchtigkeit von 95% 20 Stunden lang angeordnet. Dann wurde die erste Probe aus dem Bad entfernt und wurde in einem Abgasrohr montiert, dessen Temperatur 20°C betrug. Danach wurde die Heizeinrichtung in der ersten Probe angetrieben, und die Abgabeleistung der ersten Probe wurde 10 Minuten lang beginnend vom Start des Betreibens aufgezeichnet. Das Betreiben der Heizeinrichtung wurde so gesteuert, dass der Festelektrolytkörper des Abtastelementes 2 der ersten Probe aktiviert war und die Impedanz Zac zwischen den Elektroden des Abtastelementes 2 wurde bei 28 Ω gehalten. In this experiment, a first specimen (hereinafter simply referred to as "specimen") of the gas sensor was used 1 tested in two stages. In the first stage, the first sample was placed in a bath at a constant temperature of 45 ° C and a humidity of 95% for 20 hours. Then, the first sample was removed from the bath and mounted in an exhaust pipe whose temperature was 20 ° C. Thereafter, the heater in the first sample was driven, and the output of the first sample was recorded for 10 minutes from the start of the operation. The operation of the heater was controlled so that the solid electrolyte body of the sensing element 2 the first sample was activated and the impedance Zac between the electrodes of the sensing element 2 was kept at 28 Ω.
In der zweiten Stufe wurde die erste Probe von dem Abgasrohr entfernt und wurde in Luft mit Raumtemperatur und einer Feuchtigkeit von 40% eine Stunde lang angeordnet. Dann wurde die erste Probe erneut in dem Abgasrohr montiert, und die gleichen aufeinander folgenden Schritte wie bei der ersten Stufe wurden ausgeführt. Die Aufzeichnungen der Abgabeleistung der ersten Probe in beiden Stufen sind in 6 dargestellt.In the second stage, the first sample was removed from the exhaust pipe and placed in air at room temperature and 40% humidity for one hour. Then, the first sample was again mounted in the exhaust pipe, and the same sequential steps as in the first stage were carried out. The records of the output of the first sample in both stages are in 6 shown.
Des Weiteren wurde eine zweite Probe des Gassensors 1 in der gleichen Weise wie bei der ersten Probe untersucht. Die Aufzeichnungen der Abgabeleistung der zweiten Probe von sowohl der ersten als auch der zweiten Stufe sind in 7 gezeigt.Furthermore, a second sample of the gas sensor 1 investigated in the same way as for the first sample. The outputs of the second sample of both the first and second stages are shown in FIG 7 shown.
Bei sowohl der ersten als auch der zweiten Probe wurde die Abdeckung 3 aus Platte aus rostfreiem Stahl SUS 310S (gemäß dem JIS) hergestellt (JIS = Japanischer Industriestandard); wobei die Platte aus rostfreiem Stahl eine Dicke von 0,5 mm hatte. Darüber hinaus hatte, wie dies in 8 gezeigt ist, sowohl die innere Abdeckung 301 als auch die äußere Abdeckung 302 eine Bodenwand, in der eine der Öffnungen 31 ausgebildet war, und eine Seitenwand, in der sechs Öffnungen 31 ausgebildet waren. Die Öffnungen 31, die in der Seitenwand der äußeren Abdeckung 302 ausgebildet waren, wurden näher zu dem Endstückende (das heißt das untere Ende in 8) der Probe als jene Öffnungen angeordnet, die in der Seitenwand der inneren Abdeckung 301 ausgebildet waren. Des Weiteren wurden bei sowohl der inneren Abdeckung 301 als auch der äußeren Abdeckung 302 die Öffnungen 31, die an der Seitenwand ausgebildet waren, in der Umfangsrichtung bei Abständen von 60 Grad beabstandet. Sämtliche Öffnungen 31 hatten eine kreisartige Form. Die in der Bodenwand der inneren Abdeckung 301 ausgebildete Öffnung 31 hatte einen Durchmesser von 2 mm, wohingegen die in der Bodenwand der äußeren Abdeckung 302 ausgebildete Öffnung 31 einen Durchmesser von 3 mm hatte. Die in der Seitenwand der inneren Abdeckung 301 ausgebildeten Öffnungen 31 hatten einen Durchmesser von 2,5 mm, wohingegen die in der Seitenwand der äußeren Abdeckung 302 ausgebildeten Öffnungen einen Durchmesser von 3 mm hatten. Die innere Abdeckung 301 hatte einen Innendurchmesser D1 von 8 mm und die äußere Abdeckung 302 hatte einen Außendurchmesser D2 von 12,3 mm. Die aus der inneren Abdeckung 301 und der äußeren Abdeckung 302 bestehende Abdeckung 3 hatte eine Gesamtaxiallänge E1 von 21,8 mm. Der axiale Abstand E2 zwischen den Böden der inneren Abdeckung 301 und der äußeren Abdeckung 302 betrug 0,5 mm. Der axiale Abstand E3 von den Mitten der in der Seitenwand der inneren Abdeckung 301 ausgebildeten Öffnungen 31 zu dem Boden der inneren Abdeckung 301 betrug 16 mm. Der axiale Abstand E4 von den Mitten der in der Seitenwand der äußeren Abdeckung 302 ausgebildeten Öffnungen 31 zu dem Boden der äußeren Abdeckung 302 betrug 4,5 mm.Both the first and second samples became the cover 3 made of stainless steel plate SUS 310S (according to JIS) (JIS = Japanese Industrial Standard); wherein the stainless steel plate had a thickness of 0.5 mm. In addition, as had in 8th shown is both the inner cover 301 as well as the outer cover 302 a bottom wall in which one of the openings 31 was formed, and a side wall, in the six openings 31 were trained. The openings 31 placed in the sidewall of the outer cover 302 were formed closer to the tail end (that is, the lower end in 8th ) of the sample are arranged as those openings in the sidewall of the inner cover 301 were trained. Furthermore, at both the inner cover 301 as well as the outer cover 302 the openings 31 formed on the side wall spaced in the circumferential direction at intervals of 60 degrees. All openings 31 had a circular shape. The in the bottom wall of the inner cover 301 trained opening 31 had a diameter of 2 mm, whereas those in the bottom wall of the outer cover 302 trained opening 31 had a diameter of 3 mm. The in the sidewall of the inner cover 301 trained openings 31 had a diameter of 2.5 mm, whereas those in the sidewall of the outer cover 302 formed openings had a diameter of 3 mm. The inner cover 301 had an inner diameter D1 of 8 mm and the outer cover 302 had an outer diameter D2 of 12.3 mm. The from the inner cover 301 and the outer cover 302 existing cover 3 had a total axial length E1 of 21.8 mm. The axial distance E2 between the bottoms of the inner cover 301 and the outer cover 302 was 0.5 mm. The axial distance E3 from the centers of in the side wall of the inner cover 301 trained openings 31 to the bottom of the inner cover 301 was 16 mm. The axial distance E4 from the centers of the in the side wall of the outer cover 302 trained openings 31 to the bottom of the outer cover 302 was 4.5 mm.
In sowohl 6 als auch 7 zeigt die Kurve A die Abgabeleistung der ersten Probe in der ersten Stufe, zeigt die Kurve B die Abgabeleistung der Probe in der zweiten Stufe und zeigt die Kurve C die Impedanz Zac des Abtastelementes 2 der Probe.In both 6 as well as 7 If curve A shows the output of the first sample in the first stage, curve B shows the output of the sample in the second stage and curve C shows the impedance Zac of the sample 2 the sample.
Wie dies aus den 6 und 7 ersichtlich ist, wird bei der ersten Stufe die Abgabeleistung (das heißt die Kurve A) der Probe lediglich nach dem Verstreichen von ungefähr 10 Minuten nach dem Start des Betriebs (das heißt nach dem Start des Betreibens der Heizeinrichtung) stabil. Des Weiteren fiel während des Übergangs der Abgabeleistung der Probe (das heißt der Übergang der Sauerstoffkonzentration, die durch die Probe erfasst wird) in der ersten Stufe die Abgabeleistung der Probe einmal erheblich ab und erholte sich dann.Like this from the 6 and 7 is apparent, in the first stage, the output (ie, curve A) of the sample becomes stable only after the lapse of about 10 minutes from the start of operation (that is, after the start of heater operation). Further, during the transition of the sample output (that is, the transition of the oxygen concentration detected by the sample) in the first stage, the output of the sample once dropped significantly, and then recovered.
Im Vergleich dazu wurde bei der zweiten Stufe die Abgabeleistung (das heißt die Kurve B) der Probe stabil, nachdem ungefähr 20 Sekunden seit dem Start des Betriebs verstrichen waren. Des Weiteren fiel während des Übergangs der Abgabeleistung der Probe in der zweiten Stufe die Abgabeleistung der Probe einmal geringfügig ab und erholte sich dann, wobei sie stabil wurde.In comparison, at the second stage, the output power (that is, curve B) of the sample became stable after about 20 seconds elapsed from the start of the operation. Further, during the transition of the output of the sample in the second stage, the output of the sample once dropped slightly and then recovered, becoming stable.
Aus den vorstehend dargelegten Ergebnissen geht klar hervor, dass dann, wenn der Gassensor 1 in Luft betrieben wird, nachdem er in einer Umgebung mit einer hohen Feuchtigkeit eine bestimmte Zeitspanne lang angeordnet war, es unmöglich ist, die stabile Abgabeleistung des Gassensors 1 sofort nach der Aktivierung des Abtastelementes 2 zu erhalten. Die stabile Abgabeleistung des Gassensors 1 repräsentiert die Sauerstoffkonzentration in der Luft, die durch den Gassensor 1 erfasst wird, wenn der Betrieb des Gassensors 1 sich vollständig stabilisiert hat.From the results set out above, it is clear that if the gas sensor 1 When it is operated in air after being arranged in a high humidity environment for a certain period of time, it is impossible to control the stable output of the gas sensor 1 immediately after activation of the sensing element 2 to obtain. The stable power output of the gas sensor 1 represents the oxygen concentration in the air passing through the gas sensor 1 is detected when the operation of the gas sensor 1 has completely stabilized.
Demgemäß ist eine beträchtliche Zeitspanne vonnöten, um die Genauigkeit des Gassensors 1 auf der Grundlage der durch den Gassensor 1 erfassten Sauerstoffkonzentration exakt zu bestimmen. Accordingly, a considerable amount of time is required for the accuracy of the gas sensor 1 based on the through the gas sensor 1 accurately determine the detected oxygen concentration.
Andererseits geht aus den vorstehend dargelegten Ergebnissen auch deutlich hervor, dass lediglich eine geringfügige Differenz δ zwischen der stabilen Abgabeleistung des Gassensors 1 und der Abgabeleistung des Gassensors 1, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne seit dem Start des Betriebs verstrichen ist, beobachtet werden kann. Beispielsweise hatte die Differenz δ eine Größe von 6,6% für die erste Probe und von 8,4% für die zweite Probe.On the other hand, it is clear from the results set out above that there is only a slight difference δ between the stable output power of the gas sensor 1 and the power output of the gas sensor 1 when a predetermined time has elapsed since the start of the operation can be observed. For example, the difference δ had a size of 6.6% for the first sample and 8.4% for the second sample.
Demgemäß ist es möglich, die Abgabeleistung des Gassensors 1 zu messen, wenn die vorbestimmte Zeitspanne seit dem Start des Betriebs verstrichen ist, und dann die stabile Abgabeleistung des Gassensors 1 abzuschätzen, indem die gemessene Abgabeleistung unter Verwendung eines Korrekturfaktors korrigiert wird.Accordingly, it is possible to control the output of the gas sensor 1 to measure when the predetermined time has elapsed since the start of the operation, and then the stable output of the gas sensor 1 by correcting the measured output power using a correction factor.
Der Korrekturfaktor kann zuvor auf der Grundlage einer Beziehung (das heißt die Differenz δ) zwischen der ersten und der zweiten Sauerstoffkonzentration in der Luft, die durch eine Probe des Gassensors 1 (beispielsweise der vorstehend erwähnten ersten beziehungsweise zweiten Probe) erfasst werden, bestimmt werden. Die erste Sauerstoffkonzentration wird erfasst, wenn die vorbestimmte Zeitspanne seit dem Aktivieren des Sensorelementes (Abtastelementes) 2 der Probe verstrichen ist. Die zweite Sauerstoffkonzentration wird erfasst, wenn die Probe sich vollständig stabilisiert hat nach einer ausreichend langen Zeitspanne von der Aktivierung des Abtastelementes 2 der Probe ausgehend.The correction factor may be determined in advance based on a relationship (ie, the difference δ) between the first and second oxygen concentrations in the air passing through a sample of the gas sensor 1 (for example, the above-mentioned first and second samples, respectively). The first oxygen concentration is detected when the predetermined period of time since the activation of the sensor element (sensing element) 2 the sample has passed. The second oxygen concentration is detected when the sample has completely stabilized after a sufficiently long period of time from activation of the sensing element 2 starting from the sample.
Des Weiteren wird zum Verbessern der Genauigkeit vorzugsweise der Korrekturfaktor zuvor auf der Grundlage einer Vielzahl an Beziehungen (beispielsweise die Differenzen δ) bestimmt, die jeweils zwischen der ersten und der zweiten Sauerstoffkonzentration vorhanden sind, die durch einen einer Vielzahl an Proben des Gassensors 1 erfasst werden.Further, to improve the accuracy, preferably, the correction factor is determined beforehand based on a plurality of relationships (for example, the differences δ) respectively existing between the first and second oxygen concentrations transmitted through one of a plurality of samples of the gas sensor 1 be recorded.
Darüber hinaus wird zum Zwecke des weiteren Verbesserns der Genauigkeit vorzugsweise die zweite Sauerstoffkonzentration durch die Probe erfasst, wenn die Probe in dem Abgassystem des Verbrennungsmotors 50 montiert ist, mit lediglich zu dem Verbrennungsmotor 1 zugeführter Luft betrieben wird und sich vollständig nach einer ausreichend langen Zeitspanne von Aktivierung des Abtastelementes 2 sich stabilisiert hat.Moreover, for the purpose of further improving the accuracy, preferably, the second oxygen concentration is detected by the sample when the sample is in the exhaust system of the internal combustion engine 50 is mounted, with only to the internal combustion engine 1 supplied air is operated and completely after a sufficiently long period of activation of the sensing element 2 has stabilized.
In dem Versuch wurde ein geeigneter Bereich der vorbestimmten Zeitspanne ebenfalls auf der Grundlage der in 7 gezeigten Ergebnisse bestimmt. Hierbei ist ein geeigneter Wert der vorbestimmten Zeitspanne ein derartiger Wert, bei dem die Differenz δ sich nicht oder kaum mit der Betriebsbedingung des Gassensors 1 ändert.In the experiment, an appropriate range of the predetermined time period was also determined on the basis of 7 determined results determined. Here, a suitable value of the predetermined period of time is such a value at which the difference δ does not or hardly coincides with the operating condition of the gas sensor 1 changes.
Wie dies aus 7 ersichtlich ist, gibt es eine Zeitspanne, in der die Abgabeleistung der zweiten Probe in der ersten Stufe (das heißt die Probe A) noch nicht so stark abgefallen ist.Like this 7 As can be seen, there is a period of time in which the output of the second sample in the first stage (ie sample A) has not dropped so much.
9 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von 7, der die Zeitspanne von dem Beginn des Betriebs bis zu 200 Sekunden abdeckt und den vorstehend erwähnten Zeitabschnitt umfasst. 9 shows an enlarged section of 7 which covers the period from the start of operation to 200 seconds and includes the above-mentioned period.
Aus 9 ist ersichtlich, dass es einen Aktivierungspunkt a1 gibt, bei dem die Impedanz des Abtastelementes 2 der zweiten Probe bis auf unterhalb von 30 Ω abgefallen ist. An dem Aktivierungspunkt a1 betrug die Abgabeleistung (das heißt die Kurve A) der zweiten Probe 2,1 mA, und eine Zeitspanne von 40 Sekunden war seit dem Start des Betriebs verstrichen. Des Weiteren gab es auch einen Spitzenpunkt a2, bei dem die Abgabeleistung der zweiten Probe maximal war. An dem Spitzenpunkt a2 betrug die Abgabeleistung der zweiten Probe 2,2 mA, und eine Zeitspanne von 70 Sekunden war seit dem Start des Betriebs verstrichen. Darüber hinaus gab es außerdem einen Punkt a3, bei dem die Abgabeleistung der zweiten Probe von dem Maximum um 3% abgefallen war. An dem Punkt a3 war eine Zeitspanne von 110 Sekunden seit dem Beginn des Betriebes verstrichen. Bei systematischer Betrachtung ist eine Abweichung von 3% tolerierbar. Daher kann die vorbestimmte Zeitspanne auf einen beliebigen Punkt innerhalb des Bereiches von a1 bis a3 das heißt die Zeitspanne von 70 Sekunden von dem Aktivierungspunkt a1 an eingestellt werden. Des Weiteren wird zum Verbessern der Genauigkeit vorzugsweise die vorbestimmte Zeitspanne so festgelegt, dass sie in den Bereich von a1 bis a2 fällt, das heißt in den Zeitintervall von 30 Sekunden beginnend von dem Aktivierungspunkt a1.Out 9 It can be seen that there is an activation point a1 in which the impedance of the sensing element 2 the second sample has fallen to below 30 Ω. At the activation point a1, the output power (that is, the curve A) of the second sample was 2.1 mA, and a period of 40 seconds had elapsed since the start of the operation. Furthermore, there was also a peak a2 where the output of the second sample was maximum. At the peak point a2, the output of the second sample was 2.2 mA, and a period of 70 seconds had elapsed since the start of the operation. In addition, there was also a point a3 where the output of the second sample dropped from the maximum by 3%. At point a3, a period of 110 seconds had elapsed since the start of operation. When considered systematically, a deviation of 3% is tolerable. Therefore, the predetermined period of time can be set to an arbitrary point within the range of a1 to a3, that is, the period of 70 seconds from the activation point a1. Further, to improve the accuracy, preferably, the predetermined time period is set to fall in the range of a1 to a2, that is, in the time interval of 30 seconds starting from the activation point a1.
Auf der Grundlage der Versuchsergebnisse wird ein Verfahren zum Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors 1 geschaffen. Dieses Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Betreiben des Gassensors 1 mit dem Messgas, das Luft ist; b) Messen der Sauerstoffkonzentration in der Luft, die durch das Abtastelement 2 erfasst wird, wenn die vorbestimmte Zeitspanne seit dem Aktivieren des Abtastelementes oder Sensorelementes 2 verstrichen ist; c) Bestimmen einer hypothetischen Sauerstoffkonzentration in der Luft, von der angenommen wird, dass sie durch das Abtastelement 2 dann erfasst wird, wenn der Gassensor 1 seinen Betrieb vollständig stabilisiert hat und somit die Abgabeleistung des Gassensors 1 konstant geworden ist, indem die gemessene Sauerstoffkonzentration in der Luft unter Verwendung des Korrekturfaktors korrigiert wird; und d) Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors 1 durch einen Vergleich zwischen der hypothetischen Sauerstoffkonzentration und der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration in der Luft.On the basis of the test results, a procedure for the Determining the accuracy of the gas sensor 1 created. This method comprises the following steps: a) operating the gas sensor 1 with the measuring gas, which is air; b) measuring the oxygen concentration in the air passing through the sensing element 2 is detected when the predetermined period of time since the activation of the sensing element or sensor element 2 has passed; c) determining a hypothetical concentration of oxygen in the air which is believed to pass through the sensing element 2 then it is detected when the gas sensor 1 has completely stabilized its operation and thus the output of the gas sensor 1 has become constant by correcting the measured oxygen concentration in the air using the correction factor; and d) determining the accuracy of the gas sensor 1 by a comparison between the hypothetical oxygen concentration and the actual oxygen concentration in the air.
Zweiter VersuchSecond try
Dieser Versuch ist ausgeführt worden, um den Effekt von Wasser, das in das Innere der Abdeckung 3 eingedrungen ist, auf die Leistung des Gassensors 1 zu bestimmen.This experiment has been carried out to reduce the effect of water entering the interior of the cover 3 has penetrated, on the performance of the gas sensor 1 to determine.
In dem Versuch wurden zwei verschiedene Fälle untersucht. In dem ersten Fall wurde, wie dies in 10 gezeigt ist, 0,1 ml Wasser dazu gebracht, dass es sich an der Innenbodenfläche der inneren Abdeckung 301 in einer dritten Probe des Gassensors 1 anheftet. Andererseits wurde in dem zweiten Fall, wie dies in 11 gezeigt ist, 0,1 ml Wasser an das Endstückende der ersten Isolation (erster Isolator) 111 in einer vierten Probe des Gassensors 1 angeheftet.In the experiment, two different cases were investigated. In the first case was, as in 10 0.1 ml of water is shown attached to the inner bottom surface of the inner cover 301 in a third sample of the gas sensor 1 tacking. On the other hand, in the second case, as in 11 0.1 ml of water is shown at the end of the first insulation (first insulator) 111 in a fourth sample of the gas sensor 1 attached to.
Sowohl die dritte als auch die vierte Probe wurden in Luft mit 20°C 10 Minuten lang überprüft. Genauer gesagt war bei dem Versuch das Messgas Luft mit 20°C, und die Abgabeleistung der Probe wurde 10 Minuten lang beginnend vom Start des Betreibens der Heizeinrichtung in der Probe aufgezeichnet.Both the third and fourth samples were tested in air at 20 ° C for 10 minutes. More specifically, in the experiment, the measurement gas was air at 20 ° C, and the discharge performance of the sample was recorded for 10 minutes starting from the start of heater operation in the sample.
Die 12 und 13 zeigen jeweils die Versuchsergebnisse der dritten und vierten Probe, wobei jeweils die Kurve A die Abgabeleistung der Probe zeigt und die Kurve C die Impedanz Zac des Abtastelementes 2 der Probe zeigt.The 12 and 13 show in each case the test results of the third and fourth sample, wherein in each case the curve A shows the output power of the sample and the curve C shows the impedance Zac of the sampling element 2 the sample shows.
Wie dies aus den 12 und 13 ersichtlich ist, fiel in jeder der dritten und vierten Probe die Abgabeleistung zunächst außerordentlich in dem Zeitintervall von 250 Sekunden seit dem Betriebsstart ab und erholte sich danach. Des Weiteren war in dem Zeitintervall von 70 Sekunden beginnend von der Aktivierung des Abtastelementes 2 die Abgabeleistung so gering, dass es unmöglich war, die stabile Abgabeleistung der Probe auf der Grundlage der Abgabeleistung in dieser Zeitspanne von 70 Sekunden abzuschätzen.Like this from the 12 and 13 It can be seen that in each of the third and fourth samples, the output initially dropped off greatly in the time interval of 250 seconds since the start of operation and then recovered. Furthermore, in the time interval of 70 seconds, starting from the activation of the sensing element 2 the output power was so low that it was impossible to estimate the stable output of the sample based on the output power in this period of 70 seconds.
Demgemäß geht aus den vorstehend erläuterten Ergebnissen klar hervor, dass dann, wenn Wasser in das Innere der Abdeckung 3 eingetreten ist, die Genauigkeit des Gassensors 1 nicht unter Verwendung des in dem ersten Versuch vorgesehenen Verfahrens bestimmt werden kann. Jedoch ist es sogar in derartigen Fällen noch möglich, die Genauigkeit des Gassensors 1 unter Verwendung von einem der Verfahren zu bestimmen, die bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel geschaffen worden sind.Accordingly, it is clear from the results explained above that when water enters the interior of the cover 3 occurred, the accuracy of the gas sensor 1 can not be determined using the method provided in the first experiment. However, even in such cases, the accuracy of the gas sensor is still possible 1 using one of the methods provided in the first to fourth embodiments.
Dritter Versuchthird try
Dieser Versuch wurde ausgeführt, um den Effekt des bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Verfahrens zu bestimmen.This experiment was carried out to determine the effect of the method provided in the first embodiment.
Bei diesem Versuch wurde eine fünfte Probe des Gassensors 1 in zwei Stufen betrieben. In der ersten Stufte wurde die fünfte Probe in Luft 10 Minuten lang betrieben, ohne dass die Luft dazu gebracht wurde, dass sie in dem Raum 23 und aus diesem Raum heraus strömt. Danach wurde die fünfte Probe in der Luft eine Stunde lang abgekühlt. Dann wurde in der zweiten Stufe die fünfte Probe in Luft 10 Minuten lang betrieben, wobei der Lüfter 4 die Luft dazu brachte, dass sie in den Raum 23 hinein strömt und aus diesem Raum heraus strömt. Der Lüfter 4 befand sich in der fünften Probe in der seitlichen Richtung der fünften Probe um 150 mm entfernt, und die Geschwindigkeit der Luftströmung betrug 2 Meter je Sekunde. Die Abgabeleistung der fünften Probe in beiden Stufen ist in 14 gezeigt, wobei die Kurve A die Abgabeleistung in der ersten Stufe zeigt, die Kurve B die Abgabeleistung in der zweiten Stufe zeigt und die Kurve C die Impedanz Zac des Abtastelementes 2 der fünften Probe zeigt.In this experiment, a fifth sample of the gas sensor 1 operated in two stages. In the first stage, the fifth sample was run in air for 10 minutes without the air being made to enter the room 23 and out of this room. Thereafter, the fifth sample was cooled in the air for one hour. Then, in the second stage, the fifth sample was run in air for 10 minutes, with the fan 4 the air made her enter the room 23 flows in and flows out of this room. The fan 4 was located in the fifth sample in the lateral direction of the fifth sample by 150 mm, and the velocity of the air flow was 2 meters per second. The output of the fifth sample in both stages is in 14 the curve A shows the output power in the first stage, the curve B the output power in the second stage, and the curve C the impedance Zac of the sensing element 2 the fifth sample shows.
Des Weiteren wurde eine sechste Probe des Gassensors 1 in zwei Stufen betrieben. In der ersten Stufe wurde die sechste Probe in Luft 10 Minuten lang betrieben, wobei der Lüfter 4 die Luft dazu brachte, dass sie in den Raum 23 hinein strömte und aus dem Raum 23 heraus strömte. Der Lüfter war von der sechsten Probe in der seitlichen Richtung der sechsten Probe um 150 mm entfernt angeordnet, und die Geschwindigkeit der Luftströmung betrug 2 Meter je Sekunde. Danach wurde die sechste Probe in der Luft eine Stunde lang abgekühlt. Danach wurde in der zweiten Stufe die sechste Probe in der Luft 10 Minuten lang betrieben, ohne dass die Luft dazu gebracht wurde, dass sie in den Raum 23 hinein und aus diesem heraus strömt. Die Abgabeleistung der sechsten Probe in beiden Stufen ist in 15 gezeigt, in der die Kurve A die Abgabeleistung in der zweiten Stufe zeigt, die Kurve B die Abgabeleistung in der ersten Stufe zeigt und die Kurve C die Impedanz Zac des Abtastelementes 2 der sechsten Probe zeigt.Furthermore, a sixth sample of the gas sensor 1 operated in two stages. In the first stage, the sixth sample was run in air for 10 minutes, with the fan 4 the air made her enter the room 23 poured in and out of the room 23 poured out. The fan was located 150 mm away from the sixth sample in the lateral direction of the sixth sample, and the speed of the air flow was 2 meters per second. Thereafter, the sixth sample was cooled in the air for one hour. Thereafter, in the second stage, the sixth sample was run in the air for 10 minutes without causing the air to enter the room 23 into and out of this. The output of the sixth sample in both stages is in 15 in which the curve A shows the output power in the second stage, the curve B shows the output power in the first stage and the curve C the impedance Zac of the sensing element 2 the sixth sample shows.
Wie dies aus den 14 und 15 ersichtlich ist, stieg in jeder fünften und sechsten Probe die Abgabeleistung (das heißt die Kurve B) schnell an, wobei sie unmittelbar nach der Aktivierung des Abtastelementes 2 stabil wurde, wenn die Luft dazu gebracht wurde, dass sie in den Raum 23 und aus dem Raum 23 heraus strömte. Im Vergleich dazu fiel wenn die Luft nicht dazu gebracht wurde, in den Raum 23 und aus dem Raum 23 heraus zu strömen, die Abgabeleistung (das heißt die Kurve A) einmal nach der Aktivierung des Abtastelementes 2 ab und erholte sich dann, um stabil zu werden. Eine derartige Tendenz wird besonders bei der fünften Probe beobachtet, wie dies durch die Kurve A in 14 dargestellt ist. Bei der sechsten Probe war die Tendenz relativ gesehen weniger beträchtlich, da die Kurve A in 15 in der zweiten Stufe erhalten wurde, nachdem die Luft dazu gebracht wurde, in den Raum 23 hinein und aus diesem Raum heraus in der ersten Stufe zu strömen.Like this from the 14 and 15 In each fifth and sixth sample, the output (ie, curve B) rapidly increases, immediately after the sensing element is activated 2 became stable when the air was made to enter the room 23 and from the room 23 poured out. In comparison, when the air was not brought into the room 23 and from the room 23 to flow out, the power output (ie, the curve A) once after the activation of the sensing element 2 and then recovered to become stable. Such Tendency is observed especially in the fifth sample, as indicated by curve A in FIG 14 is shown. In the sixth sample, the tendency was relatively less pronounced, since the curve A in FIG 15 obtained in the second stage, after the air was brought to the room 23 to pour in and out of this room in the first stage.
Demgemäß geht aus den vorstehend dargelegten Ergebnissen deutlich hervor, dass die Genauigkeit des Gassensors 1 in einer kurzen Zeitspanne unter Verwendung des bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Verfahrens exakt bestimmt werden kann.Accordingly, it is clear from the results set forth above that the accuracy of the gas sensor 1 can be accurately determined in a short period of time using the method provided in the first embodiment of the present invention.
Vierter VersuchFourth try
Dieser Versuch wurde ausgeführt, um den Effekt des bei dem vierten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Verfahrens zu bestimmen.This experiment was carried out to determine the effect of the method provided in the fourth embodiment.
Bei diesem Versuch wurde die siebente Probe des Gassensors 1 in zwei Stufen betrieben. In der ersten Stufe wurde die siebente Probe in Luft 10 Minuten lang betrieben, ohne dass die Abdeckung 3 von außen vor dem Betrieb erwärmt wurde. Danach wurde die siebente Probe in Luft mit Raumtemperatur 24 Stunden lang angeordnet. Danach wurde die siebente Probe, wie dies in 5 dargestellt ist, in einem Ofen 61 eingebracht, wobei die Abdeckung 3 sich im Inneren des Ofens 61 befand. Die siebente Probe wurde durch den Ofen 61 bei einer Ofentemperatur von 300°C eine Stunde lang erwärmt, und danach wurde sie aus dem Ofen 61 entfernt. Danach wurde in der zweiten Stufe die siebente Probe erneut in Luft 10 Minuten lang betrieben.In this experiment, the seventh sample of the gas sensor became 1 operated in two stages. In the first stage, the seventh sample was run in air for 10 minutes without the cover 3 was heated from outside before operation. Thereafter, the seventh sample was placed in air at room temperature for 24 hours. After that, the seventh sample became, as in 5 is shown in an oven 61 introduced, the cover 3 inside the oven 61 was. The seventh sample was passed through the oven 61 heated at an oven temperature of 300 ° C for one hour, and then it was removed from the oven 61 away. Thereafter, in the second stage, the seventh sample was again operated in air for 10 minutes.
16 zeigt die Abgabeleistung der siebenten Probe in beiden Stufen, wobei die Kurve A die Abgabeleistung in der ersten Stufe zeigt, die Kurve B die Abgabeleistung in der zweiten Stufe zeigt und die Kurve C die Impedanz Zac des Abtastelementes 2 der siebenten Probe zeigt. 16 Fig. 12 shows the output of the seventh sample in both stages, wherein the curve A shows the output in the first stage, the curve B shows the output in the second stage, and the curve C shows the impedance Zac of the detector 2 the seventh sample shows.
Wie dies aus 16 ersichtlich ist, fiel in der ersten Stufe die Abgabeleistung (das heißt die Kurve A) der siebenten Probe einmal nach der Aktivierung des Abtastelementes 2 ab, und wiederholte sich dann, um stabil zu werden. Im Vergleich dazu stieg in der zweiten Stufe die Abgabeleistung (das heißt die Kurve B) der siebenten Probe schnell an, um unmittelbar nach der Aktivierung des Abtastelementes 2 stabil zu werden.Like this 16 it can be seen, in the first stage, the output power (that is, the curve A) of the seventh sample fell once after the activation of the sensing element 2 and then repeated to become stable. In comparison, in the second stage, the output (ie, the curve B) of the seventh sample rapidly increased to immediately after the activation of the sensing element 2 to become stable.
Des Weiteren wurde der Effekt der Ofentemperatur ebenfalls untersucht. Genauer gesagt wurde die siebente Probe des Weiteren bei einer Ofentemperatur von 100°C und 200°C in der gleichen Weise wie bei der Ofentemperatur von 300°C überprüft. Dann wurde für jede der drei Ofentemperaturen die Abgabeleistung der siebenten Probe in der zweiten Stufe für eine Zeitspanne von 61 bis 67 Sekunden seit dem Start des Betriebs ein Durchschnitt ermittelt. Darüber hinaus wurde der Durchschnitt der Abgabeleistung der siebenten Probe in der ersten Stufe von 16 (das heißt die Kurve A in 16) ebenfalls für die gleiche Zeitspanne aus Vergleichsgründen ermittelt. Darüber hinaus wurde eine achte Probe des Gassensors 1 in der gleichen Weise wie bei der siebenten Probe überprüft.Furthermore, the effect of oven temperature was also investigated. More specifically, the seventh sample was further checked at an oven temperature of 100 ° C and 200 ° C in the same manner as the oven temperature of 300 ° C. Then, for each of the three furnace temperatures, the output of the seventh sample in the second stage was averaged for a period of 61 to 67 seconds from the start of operation. In addition, the average of the output power of the seventh sample in the first stage of 16 (ie the curve A in FIG 16 ) was also determined for the same period for comparison reasons. In addition, an eighth sample of the gas sensor 1 checked in the same way as for the seventh sample.
17 zeigt die Überprüfungsergebnisse, wobei die Kurven A und B jeweils die durchschnittlichen Abgabeleistungen der siebenten und achten Probe zeigen. 17 Fig. 11 shows the results of the checks, with the curves A and B respectively showing the average power outputs of the seventh and eighth samples.
Wie es aus 17 ersichtlich ist, war bei sowohl der siebenten als auch der achten Probe die durchschnittliche Abgabeleistung für jede der Ofentemperaturen von 100°C, 200°C und 300°C erheblich höher als jene, die ohne Erwärmung der Abdeckung 3 erzielt worden ist. Des Weiteren gab es keine erheblichen Unterschiede in der durchschnittlichen Abgabeleistung zwischen den Ofentemperaturen von 100°C, 200°C und 300°C.Like it out 17 As can be seen, in both the seventh and eighth samples, the average power output for each of the furnace temperatures of 100 ° C, 200 ° C and 300 ° C was significantly higher than those without heating the cover 3 has been achieved. Furthermore, there were no significant differences in the average power output between the oven temperatures of 100 ° C, 200 ° C and 300 ° C.
Demgemäß geht aus den vorstehend dargelegten Ergebnissen deutlich hervor, dass die Genauigkeit des Gassensors 1 unter Verwendung des bei dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Verfahrens exakt bestimmt werden kann. Des Weiteren geht ebenfalls aus den Ergebnissen deutlich hervor, dass die Genauigkeit des Gassensors 1 auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration der Luft, die durch den Gassensor 1 in dem Zeitintervall von 61 bis 67 Sekunden nach dem Start des Betriebs bei einer Ofentemperatur von nicht weniger als 100°C abgetastet worden ist, exakt bestimmt werden kann.Accordingly, it is clear from the results set forth above that the accuracy of the gas sensor 1 can be determined exactly using the method provided in the fourth embodiment of the present invention. Furthermore, it is also clear from the results that the accuracy of the gas sensor 1 based on the oxygen concentration of the air passing through the gas sensor 1 has been sampled in the time interval of 61 to 67 seconds after the start of the operation at an oven temperature of not less than 100 ° C, can be accurately determined.
Fünfter VersuchFifth attempt
Dieser Versuch ist ausgeführt worden, um den Effekt der Erwärmungstemperatur der Abdeckung 3 auf die Abgabeleistung des Gassensors 1 weiter zu bestimmen.This experiment has been carried out to reduce the effect of the heating temperature of the cover 3 on the power output of the gas sensor 1 to be determined further.
Bei dem Versuch wurde eine neunte Probe des Gassensors 1 in drei Stufen überprüft. In der ersten Stufe wurde die neunte Probe zunächst in einem Bad mit einer konstanten Temperatur von 35°C eine Stunde lang angeordnet und dann in Luft 10 Minuten lang betrieben. In der zweiten Stufe wurde die neunte Probe zunächst in einem Bad mit einer konstanten Temperatur von 25°C eine Stunde lang angeordnet und dann in Luft 10 Minuten lang betrieben. In der dritten Stufe wurde die neunte Probe zunächst in einem Bad mit einer konstanten Temperatur von 45°C eine Stunde lang angeordnet und dann in Luft 10 Minuten lang betrieben. Des Weiteren gab es zwischen den drei Stufen Zeitspannen von einer Stunde zum Abkühlen der neunten Probe auf Raumtemperatur.The experiment was a ninth sample of the gas sensor 1 checked in three stages. In the first stage, the ninth sample was first placed in a bath at a constant temperature of 35 ° C for one hour and then operated in air for 10 minutes. In the second stage, the ninth sample was first placed in a bath at a constant temperature of 25 ° C for one hour and then operated in air for 10 minutes. In the third stage, the ninth sample was first placed in a bath at a constant temperature of 45 ° C for one hour and then in air 10 Operated for minutes. Furthermore, between the three stages there were one hour intervals for cooling the ninth sample to room temperature.
Des Weiteren wurde eine zehnte Probe des Gassensors 1, die eine höhere durchschnittliche Abgabeleistung als die neunte Probe hatte, in der gleichen Weise wie die neunte Probe getestet.Furthermore, a tenth sample of the gas sensor 1 that had a higher average power output than the ninth sample tested in the same way as the ninth sample.
Die 18 und 19 zeigen jeweils die Abgabeleistungen der neunten und der zehnten Probe, wobei jeweils die Kurve A die Abgabeleistung bei der Erwärmungstemperatur von 25°C in der zweiten Stufe zeigt, die Kurve B die Abgabeleistung bei der Erwärmungstemperatur von 35°C in der ersten Stufe zeigt, die Kurve D die Abgabeleistung bei der Erwärmungstemperatur von 45°C in der dritten Stufe zeigt und Kurve C die Impedanz Zac des Abtastelementes 2 zeigt.The 18 and 19 respectively show the output powers of the ninth and the tenth sample, wherein the curve A shows the output at the heating temperature of 25 ° C in the second stage, the curve B shows the output at the heating temperature of 35 ° C in the first stage, the Curve D shows the output at the heating temperature of 45 ° C in the third stage and curve C shows the impedance Zac of the sensing element 2 shows.
20 zeigt einen vergrößerten Abschnitt von 18 um den Aktivierungspunkt des Abtastelements 2 herum. 21 zeigt einen vergrößerten Abschnitt von 19 um den Aktivierungspunkt des Abtastelementes 2 herum. 20 shows an enlarged section of 18 around the activation point of the sensing element 2 around. 21 shows an enlarged section of 19 around the activation point of the scanning element 2 around.
Wie dies aus den 18 bis 21 ersichtlich ist, fiel bei sowohl der neunten als auch der zehnten Kurve die Abgabeleistung bei den Erwärmungstemperaturen von 25 und 35°C einmal nach der Aktivierung des Abtastelementes 2 erheblich ab, wohingegen die Abgabeleistung bei der Erwärmungstemperatur von 45°C schnell stieg, um unmittelbar nach der Aktivierung des Abtastelementes 2 stabil zu werden.Like this from the 18 to 21 As can be seen, at both the ninth and tenth curves, the output at the heating temperatures of 25 and 35 ° C fell once after the activation of the sensing element 2 whereas the power output rose rapidly at the heating temperature of 45 ° C, just after activation of the sensing element 2 to become stable.
Demgemäß geht aus den vorstehend erwähnten Ergebnissen deutlich hervor, dass die Genauigkeit des Gassensors 1 in einer kurzen Zeitspanne unter Verwendung des Verfahrens des vierten Ausführungsbeispiels mit einer Erwärmungstemperatur von 45°C oder höher genau bestimmt werden kann.Accordingly, it is clear from the above-mentioned results that the accuracy of the gas sensor 1 in a short period of time using the method of the fourth embodiment with a heating temperature of 45 ° C or higher can be determined accurately.
Sechster VersuchSixth attempt
Bei diesem Versuch wurde eine Anzahl an Proben des Gassensors 1 unter verschiedenen Bedingungen getestet. Für jede Probe wurden eine unstabile Abgabeleistung und die stabile Abgabeleistung der Probe gemessen. Genauer gesagt wurde die unstabile Abgabeleistung gemessen, wenn eine Zeitspanne von 61 bis 67 Sekunden seit dem Beginn des Betriebs der Probe verstrichen war, wobei die stabile Abgabeleistung gemessen wurde, wenn eine Zeitspanne von 595 bis 600 Sekunden seit dem Beginn des Betriebs der Probe verstrichen war.In this experiment, a number of samples of the gas sensor 1 tested under different conditions. For each sample, an unstable output and the stable output of the sample were measured. More specifically, the unstable discharge power was measured when a period of 61 to 67 seconds elapsed from the start of the operation of the sample, and the stable discharge output was measured when a period of 595 to 600 seconds elapsed from the start of the operation of the sample ,
22 zeigt die Versuchsergebnisse für sämtliche Proben, wobei die horizontale Achse die unstabile Abgabeleistung zeigt, wohingegen die vertikale Achse die stabile Abgabeleistung zeigt. 22 shows the test results for all samples, where the horizontal axis shows the unstable power output, whereas the vertical axis shows the stable power output.
Des Weiteren zeigt in 22:
das Symbol „•” die Ergebnisse für jene Proben, die eine stabile Abgabeleistung auf niedrigem Niveau hatten und die in Luft betrieben wurden, ohne dass sie in einem Abgasrohr montiert waren;
das Symbol „o” die Ergebnisse für jene Proben, die eine stabile Abgabeleistung bei normalem Niveau hatten und in Luft betrieben wurden, ohne dass sie in einem Abgasrohr montiert waren;
das Symbol „♦” die Ergebnisse für jene Proben, die zunächst in einer Umgebung von 90°C und einer Feuchtigkeit von 45% siebzehn Stunden lang angeordnet waren und dann in Luft betrieben wurde, ohne dass die in einem Abgasrohr montiert waren;
das Symbol „♢” die Ergebnisse für jene Proben, die zunächst in einer Umgebung von 90°C und einer Feuchtigkeit von 95% eine Stunde lang angeordnet wurden und dann in Luft betrieben wurden, ohne dass sie in einem Abgasrohr montiert wurden;
das Symbol „X” die Ergebnisse für jene Proben, die in Luft mit Raumtemperatur in einem Zustand betrieben wurden, bei dem sie in einem Abgasrohr montiert waren;
das Symbol „+” die Ergebnisse für jene Proben, die in Luft mit 0°C mit einem Zustand betrieben wurden, bei dem sie in einem Abgasrohr montiert waren;
das Symbol „*” die Ergebnisse für jene Proben, die in Luft mit 35°C in einem Zustand betrieben wurden, bei dem sie in einem Abgasrohr montiert waren; und
das Symbol „★” die Ergebnisse für jene Proben, die zunächst in einer Umgebung von 35°C in einer Feuchtigkeit von 95% zwanzig Stunden lang angeordnet wurden und dann in Luft in einem Zustand betrieben wurden, bei dem sie in einem Abgasrohr montiert waren.Furthermore, shows in 22 :
the symbol "•" indicates the results for those samples which had a stable low output power output and which were operated in air without being mounted in an exhaust pipe;
the symbol "o" indicates the results for those samples which had a stable output at normal level and operated in air without being mounted in an exhaust pipe;
the symbol "♦" indicates the results for those samples initially placed in an environment of 90 ° C and 45% humidity for seventeen hours and then run in air without being mounted in an exhaust pipe;
the symbol "♢" indicates the results for those samples which were first placed in an environment of 90 ° C and a humidity of 95% for one hour and then operated in air without being mounted in an exhaust pipe;
the symbol "X" indicates the results for those samples which were operated in room temperature air in a state where they were mounted in an exhaust pipe;
the symbol "+" represents the results for those samples operated in air at 0 ° C with a condition in which they were mounted in an exhaust pipe;
the symbol "*" indicates the results for those samples which were operated in air at 35 ° C in a state where they were mounted in an exhaust pipe; and
the symbol "★" shows the results for those samples which were first placed in a 35 ° C environment in a humidity of 95% for twenty hours and then operated in air in a state of being mounted in an exhaust pipe.
Aus 22 ist ersichtlich, dass sämtliche Aufzeichnungsdaten annähernd entlang einer geraden Linie M liegen. Die gerade Linie M kann durch die lineare Gleichung „y = 0,8738x + 0,4155” ausgedrückt werden, was auf der Grundlage von sämtlichen Aufzeichnungsdaten durch die Verwendung des Verfahrens der kleinsten Quadrate bestimmt wurde. In der Lineargleichung repräsentiert x die unstabile Abgabeleistung, wohingegen y die stabile Abgabeleistung repräsentiert. Außerdem beträgt bei der Bestimmung der linearen Gleichung der Bestimmungskoeffizient R2, der die Datenzuverlässigkeit repräsentiert, 0,8886.Out 22 It can be seen that all recording data are approximately along a straight line M. The straight line M can be expressed by the linear equation "y = 0.8738x + 0.4155", which was determined on the basis of all the recording data by the use of the least squares method. In the linear equation, x represents the unstable output, while y represents the stable output. In addition, in the determination of the linear equation, the determination coefficient R 2 representing the data reliability is 0.8886.
Demgemäß ist es unter Verwendung der vorstehend erwähnten Lineargleichung möglich, die stabile Abgabeleistung des Gassensors 1 auf der Grundlage der unstabilen Abgabeleistung abzuschätzen, die gemessen wird, wenn eine Zeitspanne von 61 bis 67 Sekunden seit dem Beginn des Betriebs des Gassensors 1 verstrichen ist.Accordingly, it is possible to use the above-mentioned linear equation, the stable output of the gas sensor 1 based on the unstable output measured when a period of 61 to 67 seconds since the start of the operation of the gas sensor 1 has passed.
Während die vorstehend erwähnten speziellen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben sind, sollte für Fachleute verständlich sein, dass verschiedene Abwandlungen, Änderungen und Verbesserungen gemacht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.While the above-mentioned specific embodiments of the present invention have been shown and described, it should be understood by those skilled in the art that various modifications, changes, and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
Derartige Abwandlungen, Änderungen und Verbesserungen sind innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche möglich.Such modifications, changes and improvements are possible within the scope of the appended claims.
Dies Verfahren ist geschaffen worden, um die Genauigkeit des Gassensors 1 zu bestimmen. Der Gassensor 1 weist Folgendes auf: ein Abtastelement 2, das die Sauerstoffkonzentration in einem Messgas erfasst; und eine Abdeckung 3, die das Abtastelement 2 bedeckt und in der ein Gaskanal 31 ausgebildet ist, durch den das Messgas dazu gebracht wird, dass es in einen Raum 23, der zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 ausgebildet ist, hinein strömt und aus diesem Raum heraus strömt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Betreiben des Gassensors 1 mit dem Messgas, das Luft ist; und Bestimmen der Genauigkeit des Gassensors 1 auf Grundlage der Sauerstoffkonzentration in der Luft, die durch das Abtastelement 2 im Betrieb erfasst wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luft mit Absicht dazu gebracht wird, dass sie in den Raum 23 zwischen dem Abtastelement 2 und der Abdeckung 3 während des Betriebs des Gassensors 1 hinein strömt und aus diesem Raum heraus strömt.This method has been created to increase the accuracy of the gas sensor 1 to determine. The gas sensor 1 includes: a sensing element 2 which detects the oxygen concentration in a measurement gas; and a cover 3 that the scanning element 2 covered and in the a gas canal 31 is formed, through which the measuring gas is made to be in a room 23 that is between the sensing element 2 and the cover 3 is formed, flows into it and flows out of this space. The method includes the following steps: operating the gas sensor 1 with the measuring gas, which is air; and determining the accuracy of the gas sensor 1 based on the oxygen concentration in the air passing through the sensing element 2 is detected during operation. The method is characterized in that the air is deliberately made to enter the room 23 between the scanning element 2 and the cover 3 during operation of the gas sensor 1 flows in and flows out of this room.
