JP2003500638A - 電気化学的ガスセンサによる燃焼混合物の定義されたリッチ／リーン制御のための方法 - Google Patents

電気化学的ガスセンサによる燃焼混合物の定義されたリッチ／リーン制御のための方法

Info

Publication number
JP2003500638A
JP2003500638A JP2000620230A JP2000620230A JP2003500638A JP 2003500638 A JP2003500638 A JP 2003500638A JP 2000620230 A JP2000620230 A JP 2000620230A JP 2000620230 A JP2000620230 A JP 2000620230A JP 2003500638 A JP2003500638 A JP 2003500638A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
oxygen
cell
gas sensor
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000620230A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4625189B2 (ja
Inventor
シュタール ローラント
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19922981A external-priority patent/DE19922981A1/de
Priority claimed from DE1999123044 external-priority patent/DE19923044A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2003500638A publication Critical patent/JP2003500638A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4625189B2 publication Critical patent/JP4625189B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • F02D41/1463—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases downstream of exhaust gas treatment apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
    • G01N27/419—Measuring voltages or currents with a combination of oxygen pumping cells and oxygen concentration cells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/03—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 電気化学的なガスセンサによって燃焼混合物の規定されたリッチ／リーン制御のための方法を提案する。該方法は、吸蔵段階において排気ガス中に存在する過剰のＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ−吸蔵触媒の動作を可能にし、その際、触媒の吸蔵能力が尽きたことは排気ガス中のＮＯｘ−濃度の増加を認識することによって判明し、引き続く再生段階において吸蔵されたＮＯｘをリッチ排気ガス混合物を使用して変換させ、その際、反応の完了を触媒の後の排気ガスのλ値から知ることができる。ＮＯｘ−吸蔵触媒の動作のための方法の基礎となる電気化学的ガスセンサを、選択的に排気ガス中のＮＯｘ濃度及び酸素濃度が同一のガスセンサによって検出されるように動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念による電気化学的ガスセンサによる燃焼混合物
の定義されたリッチ／リーン制御のための方法に関する。
【０００２】 従来の技術 燃料節減の動きにおいて今日では内燃機関をリーン燃焼混合物で作動させる。
これでは、排気ガス触媒中で窒素酸化物ＮＯｘがもはや完全に反応浄化できなく
なる。それというのもそのために必要な還元性の成分がもはや十分な規模で存在
しないからである。その事実に基づいて、過剰のＮＯｘを吸蔵可能である、いわ
ゆる吸蔵触媒が使用される。しかしながら、ＮＯｘ−吸蔵触媒の吸蔵能力がなく
なると、その時に触媒を再生させる必要がある。このために、燃焼混合物は短時
間で、吸蔵されたＮＯｘを完全に変換し、新たな吸蔵段階を開始できるまでリッ
チに調節する。リッチ／リーン制御を効果的に実施可能にするためには、排気ガ
ス流中に流動方向においてＮＯｘ−吸蔵触媒の後にＮＯｘの検出のために吸蔵段
階の終わりに生じるＮＯｘ−濃度の増加を検出するガスセンサと同様に再生段階
の終わりに触媒から生じる非常に僅かな酸素含量を有するリッチな燃焼排気ガス
を分析する酸素濃度の検出のためのガスセンサも必要である。
【０００３】 ＮＯｘ−ガスセンサとしては、例えば特許出願ＤＥ−１９９１２１０２．８号
に記載されるような電気化学的なガスセンサを使用してよい。該センサは、酸素
イオンを導くセラミック製のプレーナ型の担体の異なる層レベルにそれぞれ１つ
のポンプセルを有する２つの検出ガス室を含んでいる。両方のポンプセルは、固
体電解質上に設けられたそれぞれ２つの電極からなる。検出ガスは第１の拡散孔
を介して第１の検出ガス室中に流入し、ここでは第１のポンプセルが持続的に低
い酸素分圧を酸素の汲み出し又は汲み入れによってもたらす。同様に第１の検出
ガス室に配置される濃淡セル（ネルンストセル）の電圧（起電力）の補助によっ
て、ポンプセルのポンプ電圧を介して第１の検出ガス室中の酸素分圧をもたらす
。第２の検出ガス室においては、検出ガス中のＮＯｘの濃度を、第２のポンプセ
ルにある電極の表面で、検出ガス中に含まれるＮＯｘを分解し、こうして得られ
る酸素をなおも検出ガス中に残存する酸素と一緒に送出することによって検出す
る。
【０００４】 排気ガス流中の酸素濃度を検出するために、他のガスセンサ、例えば酸素セン
サ（例えばλセンサを表す）が必要である。該装置の欠点は２つの別個のガスセ
ンサの設置あり、これは莫大な費用の損失は避けられない。
【０００５】 本発明の利点 請求項１の特徴部を有する本発明による方法は、特許出願ＤＥ−１９９１２１
０２．８号に記載されるような方法の基礎をなすＮＯｘ−ガスセンサが検出ガス
中のＮＯｘ濃度の検出のためだけでなく、そこに存在する酸素濃度の検出も対象
にするという利点を有している。これは別個の酸素センサを設置する必要が無く
、燃焼混合物の定義された制御を同一のセンサで可能にする。
【０００６】 従属形式請求項に挙げられる措置によって、有利には請求項１に挙げられる方
法の有利な開発が可能である。更に従属形式請求項に記載されるように、酸素検
出のためのガスセンサの動作のために検出の正確さの要求に応じて複数の異なる
可能性が存在し、かつ該方法は場合による制御技術的要求により良好に適合させ
ることが可能である。
【０００７】 図面 本発明を図面に示されるガスセンサを伴って以下の記載において詳細に説明す
る。図面は本発明による方法の実施のために使用できるガスセンサの断面図を示
している。
【０００８】 実施例 図面は本願の方法の基礎となるガスセンサのプレーナ型のセンサ素子１０の原
則的な構造を示している。該センサ素子１０は、例えば酸素イオンを導く多数の
固体電解質層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ及び１
１ｈを有する。これらの固体電解質層１１ａ〜１１ｈはこの場合、セラミックシ
ートとして作成され、プレーナ型のセラミック体を形成する。
【０００９】 該センサ素子１０は第１の検出ガス室１３及び第２の検出ガス室１５を含み、
これらはそれぞれ異なる層レベルにおいて重なって存在する。両方の検出ガス室
１３、１５とは無関係に、例えば他の層レベルにおいて１つの空気参照通路１９
が配置されており、これは空気雰囲気と連結している。センサ素子１０は更に２
つのガス流入孔２１を有し、これらは検出ガスを第１の検出ガス室１３に導く。
第１の検出ガス室１３への入口に、検出ガスの拡散方向において第１の拡散仕切
２３が構成され、これらは例えば多孔性セラミック材料からなる。
【００１０】 検出ガスの拡散方向において、検出ガス室１３と１５との間に他の拡散仕切２
５が構成されている。第２の検出ガス室１５は、例えば環状に構成されているの
で、第２の拡散仕切２５は同様に環状の形態をとる。
【００１１】 第１の検出ガス室１３において、第１の内側電極２８及び第２の内側電極３１
が配置されている。固体電解質層１１ａの外側の大表面上には、直接排気ガスに
曝されている第１の外側電極２９が存在する。第２の検出室１５中に、本願の実
施例では２つの向かい合った環状の部分電極からなる第３の内側電極３５が存在
する。空気参照通路１９中には、空気雰囲気に曝される更なる外側電極３３が存
在する。
【００１２】 センサ素子１０をＮＯｘ−センサとして動作可能にするために、検出ガス室１
５中に配置された第３の内側電極３５は、ＮＯｘを触媒的に分解できる材料から
構成されている。かかる材料は、例えばロジウム又はロジウム／白金合金である
。流動方向にある内側電極２８、３１はＮＯｘ−分解に関する触媒活性を実質的
に有さないことが重要である。全ての電極のための電極材料は、ここでは自体公
知のようにセラミックシートを焼結させるためのサーメットとして使用される。
【００１３】 センサ素子１０のセラミック基体において、ここには示されていない２種の電
気的な絶縁層の間に抵抗加熱器３９が更に埋め込まれている。該抵抗加熱器は必
要な動作温度へのセンサ素子の加熱に役に立つ。
【００１４】 ＮＯｘ−吸蔵触媒の動作のための定義されたリッチ／リーン制御 内燃機関をリーン燃焼混合物で動かすときには、排気ガス触媒上に過剰の未変
換の窒素酸化物ＮＯｘが存在する。これらは、ＮＯｘ−吸蔵触媒の場合には内部
に吸蔵され、まずはリッチな燃焼混合物で作動させた再生段階において変換され
る。
【００１５】 前記のセンサ素子１０は本発明による方法に従って、ガスセンサが流動方向で
ＮＯｘ−吸蔵触媒の後に配置され、リーン段階の間に、ＮＯｘ−ガスセンサとし
て動作するように操作する。ＮＯｘ−吸蔵触媒の吸蔵能力がなくなると同時に、
これは触媒の後の排気ガス中のＮＯｘの高められた濃度で確認できるようにする
。これを、ガスセンサから検出し、リッチ燃焼混合物による再生段階の導入に導
かれる。該段階においてＮＯｘ−吸蔵触媒にλ値＜１を有するリッチな排気ガス
混合物を供給するが、吸蔵触媒中で開始するＮＯｘ−還元に基づいて排気ガスは
約１のλ値で触媒から出ていく。吸蔵触媒中に吸蔵されるＮＯｘが完全に変換さ
れると同時に、触媒の後の排気ガスにおいてλ値が低下する。再生段階において
、前記のガスセンサはλセンサとして動作し、これによってＮＯｘ−変換の完了
後に低下するλ値が検出され、吸蔵段階の再導入へと導かれる。
【００１６】 センサ素子１０の、ＮＯｘセンサとしての動作様式からのλセンサとしての動
作様式への切り換えのために、示されていない規定の切換装置が使用される。切
換装置を使用して、センサ素子１０の電極は必要な動作様式に応じて切り換えら
れる。
【００１７】 ＮＯｘ−センサとしての動作様式 センサ素子１０をＮＯｘ−センサとして使用する場合には、第１の外側電極２
９及び第１の内側電極２８を第１のポンプセルのポンプ電極として動作させる。
第２の内側電極３１は参照電極として作用する他の外側電極３３を有する濃淡セ
ルとして切り換えることができる。電極２８、２９にポンプ電圧を印加し、第１
の検出ガス室１３を使用して酸素の汲み出し又は汲み入れによって一定の酸素分
圧が調整される。この場合には、電極２８、２９に印加されたポンプ電圧を、濃
淡セルの電極３１、３３で一定の電圧値が調整されるように制御する。
【００１８】 一定の酸素分圧に調整された検出雰囲気は、拡散仕切２５を介せば第２の検出
ガス室１５に到達する。第２の検出ガス室１５において、第３の内側電極３５が
存在し、これらは参照電極３３と一緒に更なるポンプセルとして動作する。この
場合、触媒材料に基づいて第３の内側電極３５はＮＯｘ−感受性電極として作用
し、そこでＮＯｘは反応ＮＯｘ→１／２Ｎ２＋ｘ／２Ｏ２のように分解される。
こうして生じたポンプ流は遊離の酸素及びＮＯｘの触媒的分解によって汲み出さ
れる酸素を表す。
【００１９】 酸素センサとしての動作様式 図面に示されるセンサ素子１０の構成は、酸素濃度の検出のためにいわゆるワ
イドバンドセンサとしても使用できる。この種のセンサはポンプセルと濃淡セル
との組合せによって構成される。電極２８、２９を有する第１のポンプセルは、
濃淡セルの電極３１、３３で事前に規定された電圧に達するような範囲でセンサ
素子１０の検出ガス室１３に、もしくはそこから酸素を移送することを保証する
。酸素濃度に比例する検出シグナルの１つとして、ポンプセルの電極２８、２９
の間に流動するポンプ流が事前に規定された電位の調整のために考慮される。
【００２０】 内側電極２８を、これがＮＯｘ−分解に関して触媒的に不活性であり、かつ検
出ガスの熱動力学的平衡調節がポンプ電極表面上で不可能であるように作成する
ことは該装置に対する問題点としてみなされる。しかしながら、このことはλ値
の正確な検出のためには必要である。但し、ＮＯｘは再生操作の間に排気ガスに
過剰に存在するリッチガス成分、例えばＣＯと反応し、こうして酸素センサの電
位形成に取り入れられる。酸素センサとしての動作様式は、従ってＮＯｘに関し
ても精密である。
【００２１】 本発明の目的は、ただしλ値の正確な検出ではなく、低下したλ値を制御技術
に基づいて検出することである。
【００２２】 基礎となるセンサ素子１０による他の実施態様は、ポンプセルとして電極２８
、２９を必要としないか、もしくは濃淡セルのために無条件に電極３１、３３を
使用する必要はないが、種々の電極の組合せがポンプセル及び濃淡セルのために
考えられることにある。このように、前記の可能性の他に、従来の濃淡セルの電
極３１、３３を第１のポンプ電極として使用でき、かつ第２のポンプセルの電極
３３、３５を濃淡セルとして切り換えることができる。
【００２３】 基礎となるセンサ素子１０での他の有利な実施態様は、第１の外側電極２９及
び第２の外側電極３３をネルンストセルとして動作させ、その際第１の外側電極
２９は排気ガス側の電極を表し、かつ第２の外側電極３３は慣用のワイドバンド
センサの空気参照電極を表すことにある。再生作業の間に、該センサはλ≒１に
関して３００〜５００ｍＶの電圧信号を示す。再生操作の終わりに低下する酸素
濃度は３００〜５００ｍＶから約８００ｍＶへの電圧足跡として検出される。
【００２４】 本発明による方法の実施のために、前記のセンサ素子１０の構成だけが適当な
わけではない。またＮＯｘ−感受性センサとしての前記の動作様式又は酸素濃度
の検出のためのガスセンサとしての動作様式が可能な他のセンサ素子の態様も考
えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明による方法の実施のために使用できるガスセンサの断面図を示し
ている。
【符号の説明】
１０ センサ素子、 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１
１ｇ，１１ｈ 固体電解質層、 １３ 第１の検出ガス室、 １５ 第２の検出
ガス室、 １９ 空気参照通路、 ２１ ガス流入孔、 ２３ 拡散仕切、 ２
５ 拡散仕切、 ２８ 第１の内側電極、 ２９ 第１の外側電極、 ３１ 第
２の内側電極、 ３３ 外側電極、 ３５ 第３の内側電極、 ３９ 抵抗加熱
器
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年５月２日（２００１．５．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 27/416 Ｇ０１Ｎ 27/46 ３２７Ｃ ３２７Ｇ ３２７Ｅ ３１１Ｇ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＵＳ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＮＯｘ−吸蔵触媒の動作のための燃焼混合物の定義されたリ
    ッチ／リーン制御にあたり、該触媒はリーンに調整された燃焼混合物の場合には
    吸蔵段階においてＮＯｘを吸蔵し、かつリッチに調整された燃焼混合物の場合に
    は再生段階において吸蔵されたＮＯｘを変換し、その際、流動方向においてＮＯ ｘ −吸蔵触媒の後で、吸蔵段階の監視のためにＮＯｘ−濃度を考慮し、かつ再生
    段階の監視のためには燃焼排気ガス中の酸素濃度を考慮する方法において、ＮＯ ｘ −濃度及び酸素濃度を同一の電気化学的ガスセンサによって検出することを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】 電気化学的ガスセンサとして少なくとも２つのポンプセル及
    び１つの濃淡セルを有するガスセンサを使用し、吸蔵段階の間で燃焼排気ガス中
    に含まれるＮＯｘ−濃度を検出するために第１のポンプセルを使用して酸素移送
    によって低い酸素分圧をもたらし、濃淡セルを酸素濃度の制御のために、かつ第
    ２のポンプセルを遊離酸素及びＮＯｘの分解によって得られる酸素の移送のため
    に考慮し、かつ燃焼排気ガス中に含まれる酸素濃度の検出のためにポンプセルを
    使用して酸素移送によって低い酸素分圧をもたらし、かつ濃淡セル又はポンプセ
    ルの１つを酸素濃度のコントロールのために用いる、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 酸素濃度の検出のために、両者のうち第１のポンプセルが再
    生段階の間に酸素移送によって低い酸素分圧をもたらし、濃淡セルを酸素濃度の
    コントロールのために用いる、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 酸素濃度の検出のために両者のうち第２のポンプセルが再生
    段階の間に濃淡セルとして動作し、酸素濃度のコントロールのために用いられる
    が、一方で濃淡セルはポンプセルとして動作し、酸素移送によって低い酸素分圧
    をガスセンサにおいてもたらす、請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 第１の外側電極（２９）及び第２の外側電極（３３）を電圧
    検出的な検出原理によって機能する濃淡セル（ネルンストセル）に切り換え、か
    つ電極（２９、３３）の間に生じる電位差を酸素濃度の検出のための検出シグナ
    ルとして考慮する、請求項２記載の方法。
  6. 【請求項６】 リーンに調整された燃焼混合物が存在する間のガスセンサの
    検出シグナルが、規定のＮＯｘ−濃度を超過する場合に再生段階の開始を生じさ
    せる、請求項２記載の方法。
  7. 【請求項７】 リッチに調整された燃焼混合物が存在する間のガスセンサの
    検出シグナルが、規定の酸素濃度を超過する場合に吸蔵段階の開始を生じさせる
    、請求項２記載の方法。
JP2000620230A 1999-05-19 2000-04-29 電気化学的ガスセンサによる燃焼混合物の定義されたリッチ／リーン制御のための方法 Expired - Fee Related JP4625189B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19922981.3 1999-05-19
DE19922981A DE19922981A1 (de) 1999-05-19 1999-05-19 Verfahren zur Kontrolle der Funktionstüchtigkeit eines NO¶x¶-Speicherkatalysators
DE19923044.7 1999-05-20
DE1999123044 DE19923044A1 (de) 1999-05-20 1999-05-20 Verfahren zur definierten Fett-/Magersteuerung eines Verbrennungsgemisches mittels eines elektrochemischen Gassensors
PCT/DE2000/001378 WO2000071870A1 (de) 1999-05-19 2000-04-29 Verfahren zur definierten fett-/magersteuerung eines verbrennungsgemisches

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003500638A true JP2003500638A (ja) 2003-01-07
JP4625189B2 JP4625189B2 (ja) 2011-02-02

Family

ID=26053424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000620230A Expired - Fee Related JP4625189B2 (ja) 1999-05-19 2000-04-29 電気化学的ガスセンサによる燃焼混合物の定義されたリッチ／リーン制御のための方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6637197B1 (ja)
EP (1) EP1196681B1 (ja)
JP (1) JP4625189B2 (ja)
DE (1) DE50003744D1 (ja)
WO (1) WO2000071870A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021032086A (ja) * 2019-08-19 2021-03-01 日本碍子株式会社 車両用エンジンの運転制御方法および車両システム

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10106171A1 (de) * 2001-02-10 2002-11-21 Bosch Gmbh Robert Gassensor
FR2854923B1 (fr) * 2003-05-12 2006-06-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa SYSTEME D'AIDE A LA REGENERATION D'UN PIEGE A NOx
FR2865773B1 (fr) * 2004-02-03 2006-06-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la regeneration de moyens de depollution integres dans une ligne d'echappement d'un moteur thermique
FR2866392B1 (fr) * 2004-02-17 2006-06-30 Renault Sas Dispositif et procede de commande de l'admission d'air pour moteur diesel suralimente
DE102004007523B4 (de) 2004-02-17 2007-10-25 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Bestimmung des Umschaltzeitpunktes von der Speicherphase zur Regenerationsphase eines Stickoxid-Speicherkatalysators und zur Diagnose seines Speicherverhaltens
DE102004016986B3 (de) 2004-04-02 2005-10-06 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Messung mehrerer Abgasbestandteile
DE102007001417B4 (de) * 2007-01-09 2009-11-12 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Vorrichtung zur Abschätzung des Beladungszustandes eines NOx-Speicherkatalysators
DE102010019295A1 (de) * 2010-05-04 2011-11-10 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
US20140328726A1 (en) * 2011-05-24 2014-11-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system
DE102018220255A1 (de) * 2018-11-26 2020-05-28 Continental Automotive Gmbh Abgasreinigungsanordnung und Kraftfahrzeug

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08271476A (ja) * 1994-04-21 1996-10-18 Ngk Insulators Ltd 被測定ガス中の所定ガス成分の測定方法及び測定装置
JPH1071325A (ja) * 1996-06-21 1998-03-17 Ngk Insulators Ltd エンジン排ガス系の制御方法および触媒／吸着手段の劣化検出方法
JPH10142194A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 酸素濃度・窒素酸化物濃度測定方法及び装置
JPH1194794A (ja) * 1994-04-21 1999-04-09 Ngk Insulators Ltd 被測定ガス中のＮＯｘ濃度の測定方法
JPH11107828A (ja) * 1997-10-08 1999-04-20 Denso Corp 内燃機関の空燃比制御装置
WO2000002648A1 (de) * 1998-07-09 2000-01-20 Siemens Aktiengesellschaft VERFAHREN ZUR REGENERATION EINES NOx-SPEICHERKATALYSATORS

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5397442A (en) * 1994-03-09 1995-03-14 Gas Research Institute Sensor and method for accurately measuring concentrations of oxide compounds in gas mixtures
JPH1068346A (ja) * 1996-06-21 1998-03-10 Ngk Insulators Ltd エンジン排ガス系の制御法
DE19636790A1 (de) * 1996-09-11 1998-03-12 Volkswagen Ag NOx-Abgasreinigungsverfahren
DE19819204C1 (de) * 1998-04-29 1999-09-30 Siemens Ag Verfahren zur Abgasreinigung mit Trimmregelung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08271476A (ja) * 1994-04-21 1996-10-18 Ngk Insulators Ltd 被測定ガス中の所定ガス成分の測定方法及び測定装置
JPH1194794A (ja) * 1994-04-21 1999-04-09 Ngk Insulators Ltd 被測定ガス中のＮＯｘ濃度の測定方法
JPH1071325A (ja) * 1996-06-21 1998-03-17 Ngk Insulators Ltd エンジン排ガス系の制御方法および触媒／吸着手段の劣化検出方法
JPH10142194A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 酸素濃度・窒素酸化物濃度測定方法及び装置
JPH11107828A (ja) * 1997-10-08 1999-04-20 Denso Corp 内燃機関の空燃比制御装置
WO2000002648A1 (de) * 1998-07-09 2000-01-20 Siemens Aktiengesellschaft VERFAHREN ZUR REGENERATION EINES NOx-SPEICHERKATALYSATORS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021032086A (ja) * 2019-08-19 2021-03-01 日本碍子株式会社 車両用エンジンの運転制御方法および車両システム
JP7240990B2 (ja) 2019-08-19 2023-03-16 日本碍子株式会社 車両用エンジンの運転制御方法および車両システム

Also Published As

Publication number Publication date
DE50003744D1 (de) 2003-10-23
JP4625189B2 (ja) 2011-02-02
EP1196681A1 (de) 2002-04-17
US6637197B1 (en) 2003-10-28
EP1196681B1 (de) 2003-09-17
WO2000071870A1 (de) 2000-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3671100B2 (ja) 酸化物センサ
US5630920A (en) Electrochemical sensor for determining the oxygen concentration in gas mixtures
US6645361B1 (en) Electrochemical gas sensor
EP0331050B1 (en) Oxygen concentration-detecting apparatus
JP2004518150A (ja) ガスセンサー
JPH09311121A (ja) ガスセンサ
US20030154764A1 (en) Sensor element operated with a preliminary catalysis
JPH11153578A (ja) ガスセンサとそれを用いたガスセンサシステム、及びガスセンサの製造方法
JP2003500638A (ja) 電気化学的ガスセンサによる燃焼混合物の定義されたリッチ／リーン制御のための方法
EP0517366B1 (en) Method and apparatus for sensing oxides of Nitrogen
JP3863974B2 (ja) ガス検出装置
JP2020521112A (ja) ＮＯｘセンサ
JPH09288084A (ja) 窒素酸化物センサ
US6911140B2 (en) Gas sensor element and method for determining the concentration of a gas component in a gas mixture
KR100725191B1 (ko) 가스 센서의 기능을 모니터링 및 센서를 재생시키기 위한 방법
JP3827721B2 (ja) 混合気中の窒素酸化物を測定するための電気化学センサ
JPH11148918A (ja) ガスセンサとそれを用いたガスセンサシステム、及びガスセンサの製造方法
JPH07253411A (ja) 一酸化炭素センサ及び一酸化炭素濃度の検出方法
US20030121800A1 (en) Sensor element of a gas sensor for determining gas components
JP2001141696A (ja) ガス検出装置
JP2000517425A (ja) ガス混合物内のガス成分を判定する測定装置
JP2008128110A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2003506712A (ja) 混合気中の酸素濃度を求めるセンサエレメントおよび混合気中の酸素濃度を求める方法
JPH11352096A (ja) ガスセンサ素子
JP6943575B2 (ja) ガスセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070426

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100408

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100706

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100713

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100809

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100816

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101008

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees