JP2593545B2 - 被毒素子の識別方法 - Google Patents
被毒素子の識別方法Info
- Publication number
- JP2593545B2 JP2593545B2 JP1061246A JP6124689A JP2593545B2 JP 2593545 B2 JP2593545 B2 JP 2593545B2 JP 1061246 A JP1061246 A JP 1061246A JP 6124689 A JP6124689 A JP 6124689A JP 2593545 B2 JP2593545 B2 JP 2593545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- voltage
- poisoning
- measured
- gas
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は被毒した酸素センサー等の電気化学的素子を
識別するための方法に関する。
識別するための方法に関する。
［従来の技術］ 従来から、空燃比検出装置として、自動車などの内燃
機関の排気ガス中に含まれている酸素濃度を検知し、そ
の検出信号に基づいて内燃機関の燃焼状態を最適にコン
トロールすることにより、排気ガスの浄化、燃費の節減
などを行なう酸素センサーが知られている。
機関の排気ガス中に含まれている酸素濃度を検知し、そ
の検出信号に基づいて内燃機関の燃焼状態を最適にコン
トロールすることにより、排気ガスの浄化、燃費の節減
などを行なう酸素センサーが知られている。
このような酸素センサーに用いられる酸素濃度検出素
子としては、代表的には、ジルコニア磁器などの酸素イ
オン伝導性の固体電解質を用いた、酸素濃淡電池の原理
を利用して酸素濃度を求める構造のものが実用化されて
いる。これは、固体電解質にそれぞれ設けられた、被測
定ガスに露呈される測定電極と、基準酸素濃度の基準ガ
スに露呈される基準電極との間の酸素濃度差に起因する
起電力を検出して、理論空燃比の状態で燃焼させて得ら
れる燃焼排ガスの如き中性雰囲気のガスを境にして、か
かる被測定ガスがリーン（空気過剰領域）であるかある
いはリッチ（空気不足領域）であるかの識別を行ない、
これに基づいて当該内燃機関を制御し、このような排ガ
スを浄化する三元触媒が有効に働く理論空燃比近辺の領
域の燃焼排ガスとなるようにしている。
子としては、代表的には、ジルコニア磁器などの酸素イ
オン伝導性の固体電解質を用いた、酸素濃淡電池の原理
を利用して酸素濃度を求める構造のものが実用化されて
いる。これは、固体電解質にそれぞれ設けられた、被測
定ガスに露呈される測定電極と、基準酸素濃度の基準ガ
スに露呈される基準電極との間の酸素濃度差に起因する
起電力を検出して、理論空燃比の状態で燃焼させて得ら
れる燃焼排ガスの如き中性雰囲気のガスを境にして、か
かる被測定ガスがリーン（空気過剰領域）であるかある
いはリッチ（空気不足領域）であるかの識別を行ない、
これに基づいて当該内燃機関を制御し、このような排ガ
スを浄化する三元触媒が有効に働く理論空燃比近辺の領
域の燃焼排ガスとなるようにしている。
このように、酸素センサーは、燃焼排ガス中の酸素濃
度を管理して内燃機関の空燃比を適正に保つことによ
り、燃料排ガス中の有害成分、例えば窒素酸化物（N
OX）、一酸化炭素（CO）、炭化水素（HC）等の量を低減
する目的で使用されている。
度を管理して内燃機関の空燃比を適正に保つことによ
り、燃料排ガス中の有害成分、例えば窒素酸化物（N
OX）、一酸化炭素（CO）、炭化水素（HC）等の量を低減
する目的で使用されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、酸素センサー等の電気化学的素子は、
シリコーンゴム、有機シリコーン添加物などの酸化、熱
分解等による生成物によって被毒（シリコーン被毒）し
たり、Ca、Ｐ、Zn、Ｋ等、エンジンオイルもしくは燃料
への添加物や、それらの燃焼生成物によって被毒する
と、濃淡起電力が急峻に変化する空燃比点がリーンにシ
フトする。その結果、被毒素子の出力によって内燃機関
等が制御されると、その排気ガスの空燃比は理論空燃比
を中心とした幅の狭いウィンドウから外れ、排気管に取
付けられた触媒によるNOX等有害成分の浄化率が低下す
るため、NOX等の増大を招来する。
シリコーンゴム、有機シリコーン添加物などの酸化、熱
分解等による生成物によって被毒（シリコーン被毒）し
たり、Ca、Ｐ、Zn、Ｋ等、エンジンオイルもしくは燃料
への添加物や、それらの燃焼生成物によって被毒する
と、濃淡起電力が急峻に変化する空燃比点がリーンにシ
フトする。その結果、被毒素子の出力によって内燃機関
等が制御されると、その排気ガスの空燃比は理論空燃比
を中心とした幅の狭いウィンドウから外れ、排気管に取
付けられた触媒によるNOX等有害成分の浄化率が低下す
るため、NOX等の増大を招来する。
シリコーン等の被毒物質の発生源は、現在のところ明
確でなく、電気化学的素子の取付けられた機関個々によ
って被毒の程度が異なり、また、素子毎にその影響もば
らつくので被毒の生ずる条件を見出すことは困難であっ
た。
確でなく、電気化学的素子の取付けられた機関個々によ
って被毒の程度が異なり、また、素子毎にその影響もば
らつくので被毒の生ずる条件を見出すことは困難であっ
た。
また、耐被毒性を有する素子であっても、その耐被毒
性は完全なものではなく、被毒物質の量が増えれば上記
と同様なリーンシフトが生ずることも判明している。
性は完全なものではなく、被毒物質の量が増えれば上記
と同様なリーンシフトが生ずることも判明している。
一方、被毒素子はそれを設置した排気ガス浄化装置本
来の機能を損なうため、迅速に新しい未被毒素子と交換
する必要があるが、被毒の識別には通常大がかりな素子
特性測定装置が必要であって、電気化学的素子をその車
両に取付けたまま迅速に被毒を識別することは不可能で
あった。
来の機能を損なうため、迅速に新しい未被毒素子と交換
する必要があるが、被毒の識別には通常大がかりな素子
特性測定装置が必要であって、電気化学的素子をその車
両に取付けたまま迅速に被毒を識別することは不可能で
あった。
［課題を解決するための手段］ 本発明の方法は上記従来技術の問題を解決したもの
で、対象となる電気化学的素子を車両に取付けたまま、
シリコーン等により被毒された素子を識別することがで
きるものである。
で、対象となる電気化学的素子を車両に取付けたまま、
シリコーン等により被毒された素子を識別することがで
きるものである。
即ち、本発明によれば、酸素イオン伝導性の固体電解
質と、該固体電解質に接して設けられた少なくとも一対
の第一および第二の多孔質電極とからなり、該第一の多
孔質電極が被測定ガスに露呈され、第二の多孔質電極が
基準ガスに露呈されてなる電気化学的素子の被毒を識別
する方法であって、 該電気化学的素子の一対の多孔質電極間の電圧を測定
する電圧測定手段； 前記電圧測定手段により測定される前記電気化学的素
子の出力電圧を、所定のしきい値電圧と比較することに
より、被測定ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段； 前記電気化学的素子の一対の多孔質電極間に所定の期
間、所定の電流を通電し、且つ該電流の値が前記第一の
多孔質電極のガス拡散律速電流以下であるである電流印
加手段； を備えた出力回路を用い、前記した所定の電流を印加し
たときに、前記電圧測定手段にて検出される電圧の値に
より電気化学的素子の被毒を識別することを特徴とする
被毒素子の識別方法、が提供される。
質と、該固体電解質に接して設けられた少なくとも一対
の第一および第二の多孔質電極とからなり、該第一の多
孔質電極が被測定ガスに露呈され、第二の多孔質電極が
基準ガスに露呈されてなる電気化学的素子の被毒を識別
する方法であって、 該電気化学的素子の一対の多孔質電極間の電圧を測定
する電圧測定手段； 前記電圧測定手段により測定される前記電気化学的素
子の出力電圧を、所定のしきい値電圧と比較することに
より、被測定ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段； 前記電気化学的素子の一対の多孔質電極間に所定の期
間、所定の電流を通電し、且つ該電流の値が前記第一の
多孔質電極のガス拡散律速電流以下であるである電流印
加手段； を備えた出力回路を用い、前記した所定の電流を印加し
たときに、前記電圧測定手段にて検出される電圧の値に
より電気化学的素子の被毒を識別することを特徴とする
被毒素子の識別方法、が提供される。
また、本発明によれば、酸素イオン伝導性の固体電解
質と、該固体電解質に接して設けられた少なくとも一対
の第一および第二の多孔質電極とからなり、該第一の多
孔質電極が被測定ガスに露呈され、第二の多孔質電極が
基準ガスに露呈されてなる電気化学的素子の被毒を識別
する方法であって、 該電気化学的素子の一対の多孔質電極間の電圧を測定
する電圧測定手段； 前記電圧測定手段により測定される前記電気化学的素
子の出力電圧を、所定のしきい値電圧と比較することに
より、被測定ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段； 前記空燃比検出手段の出力により、吸入流体の空燃比
を調節する空燃比制御手段； 前記電気化学的素子の一対の多孔質電極間に所定の電
流を通電し、且つ該電流の値は、該電流により生じる未
被毒電気化学的素子の出力電圧変化が前記所定のしきい
値以下である電流印加手段； を備えた出力回路を用い、前記した所定の電流を印加し
たときの、前記空燃比制御手段の出力信号値により被毒
を識別することを特徴とする被毒素子の識別方法、が提
供される。
質と、該固体電解質に接して設けられた少なくとも一対
の第一および第二の多孔質電極とからなり、該第一の多
孔質電極が被測定ガスに露呈され、第二の多孔質電極が
基準ガスに露呈されてなる電気化学的素子の被毒を識別
する方法であって、 該電気化学的素子の一対の多孔質電極間の電圧を測定
する電圧測定手段； 前記電圧測定手段により測定される前記電気化学的素
子の出力電圧を、所定のしきい値電圧と比較することに
より、被測定ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段； 前記空燃比検出手段の出力により、吸入流体の空燃比
を調節する空燃比制御手段； 前記電気化学的素子の一対の多孔質電極間に所定の電
流を通電し、且つ該電流の値は、該電流により生じる未
被毒電気化学的素子の出力電圧変化が前記所定のしきい
値以下である電流印加手段； を備えた出力回路を用い、前記した所定の電流を印加し
たときの、前記空燃比制御手段の出力信号値により被毒
を識別することを特徴とする被毒素子の識別方法、が提
供される。
［作用］ 本発明は、被毒してその起電力変化点がリーンにシフ
トした酸素センサー等の電気化学的素子は、被測定ガス
に露呈する第一の多孔質電極と、固体電解質との間の界
面インピーダンスが著しく増加するため、電流印加によ
って、より容易に出力変化を生ずる性質を見出し、この
性質を利用して被毒素子を識別するものであり、大別し
て、次に示すまたはのいずれかの手段を用いること
ができる。
トした酸素センサー等の電気化学的素子は、被測定ガス
に露呈する第一の多孔質電極と、固体電解質との間の界
面インピーダンスが著しく増加するため、電流印加によ
って、より容易に出力変化を生ずる性質を見出し、この
性質を利用して被毒素子を識別するものであり、大別し
て、次に示すまたはのいずれかの手段を用いること
ができる。
印加電流による未被毒の電気化学的素子の電圧変化
が、充分小さい値の電流を外部から印加し、被毒素子に
生じる電極間電圧の顕著な変化を用いて、被毒素子を識
別する。
が、充分小さい値の電流を外部から印加し、被毒素子に
生じる電極間電圧の顕著な変化を用いて、被毒素子を識
別する。
例えば、所定のしきい値電圧を0.2V乃至0.7Vに設定し
たとき、印加電流により生じる電気化学的素子の出力電
圧変化がしきい値電圧以下であれば未被毒と判断し、一
方、電流を印加したときに電圧測定手段にて検出される
電圧が、上記のしきい値以上の所定値に設定した識別電
圧より大きい場合、被毒していると判断する。
たとき、印加電流により生じる電気化学的素子の出力電
圧変化がしきい値電圧以下であれば未被毒と判断し、一
方、電流を印加したときに電圧測定手段にて検出される
電圧が、上記のしきい値以上の所定値に設定した識別電
圧より大きい場合、被毒していると判断する。
また、電流を印加したときに電圧測定手段にて検出さ
れる電圧が、電流の印加前に電圧測定手段で検出された
最大電圧以上の所定値に設定した識別電圧より大きい場
合、被毒していると判断することもできる。
れる電圧が、電流の印加前に電圧測定手段で検出された
最大電圧以上の所定値に設定した識別電圧より大きい場
合、被毒していると判断することもできる。
電気化学的素子の出力を用いた被測定ガスの空燃比の
フィードバック制御を行いつつ、外部より電流を印加
し、これによって未被毒素子の影響は小であるのに対
し、被毒素子は制御不能に陥る、あるいは制御信号に顕
著な変化を生じることを利用して、被毒素子を識別す
る。
フィードバック制御を行いつつ、外部より電流を印加
し、これによって未被毒素子の影響は小であるのに対
し、被毒素子は制御不能に陥る、あるいは制御信号に顕
著な変化を生じることを利用して、被毒素子を識別す
る。
ここで、第一の多孔質電極のガス拡散律速電流とは、
未被毒状態で測定されたガス拡散律速電流を意味する。
ガス拡散律速電流は、第一の多孔質電極、および該電極
を被測定ガス中の有害物質から保護する電極保護手段も
しくはガス拡散律速手段のガス拡散律速抵抗を加え合わ
せたものと、被測定ガス中の酸素分圧によって定まり、
被測定ガス温度あるいは電気化学的素子の温度によって
も影響を受ける。
未被毒状態で測定されたガス拡散律速電流を意味する。
ガス拡散律速電流は、第一の多孔質電極、および該電極
を被測定ガス中の有害物質から保護する電極保護手段も
しくはガス拡散律速手段のガス拡散律速抵抗を加え合わ
せたものと、被測定ガス中の酸素分圧によって定まり、
被測定ガス温度あるいは電気化学的素子の温度によって
も影響を受ける。
電流印加手段によって印加される電流が、第一の多孔
質電極のガス拡散律速電流以上であれば、未被毒素子に
おいても濃淡起電力による電極間電圧の急増現象が生
じ、被毒素子と識別困難になるため、印加電流の値は、
第一の多孔質電極のガス拡散律速電流以下とする必要が
あるのである。
質電極のガス拡散律速電流以上であれば、未被毒素子に
おいても濃淡起電力による電極間電圧の急増現象が生
じ、被毒素子と識別困難になるため、印加電流の値は、
第一の多孔質電極のガス拡散律速電流以下とする必要が
あるのである。
印加電流が生じさせる電気化学的素子の出力電圧変化
が、前記したような所定のしきい値以下であると、セン
サ（素子）出力による空燃比制御を継続したまま被毒素
子の識別を行うことができ、好ましい。
が、前記したような所定のしきい値以下であると、セン
サ（素子）出力による空燃比制御を継続したまま被毒素
子の識別を行うことができ、好ましい。
本発明の識別方法には、電気化学的素子の温度もしく
は被測定ガスの温度を検出する温度検出手段を使用する
ことが好ましい。なぜならば、外部から印加する電流と
電気化学的素子の内部抵抗により生ずる抵抗分極の大き
さは素子温度により異なり、第一の多孔質電極のガス拡
散律速電流、ならびに被毒素子の起電力が急峻に増加す
る電流の値も、素子温度が変わると実質的な電極の面積
が変化することにより変わるからである。第５図に示す
ように、素子温度（被測定ガス温度）の上昇によって、
未被毒素子を誤検出してしまう最大印加電流と、被毒素
子を検出できなくなる最小印加電流は、共に増加するの
である。このような場合、温度検出手段の出力によっ
て、印加電流の値を制御したり、特定の検出温度範囲内
にあるときに、被毒の識別を行うようにすれば、上記の
誤検出を防止することができる。
は被測定ガスの温度を検出する温度検出手段を使用する
ことが好ましい。なぜならば、外部から印加する電流と
電気化学的素子の内部抵抗により生ずる抵抗分極の大き
さは素子温度により異なり、第一の多孔質電極のガス拡
散律速電流、ならびに被毒素子の起電力が急峻に増加す
る電流の値も、素子温度が変わると実質的な電極の面積
が変化することにより変わるからである。第５図に示す
ように、素子温度（被測定ガス温度）の上昇によって、
未被毒素子を誤検出してしまう最大印加電流と、被毒素
子を検出できなくなる最小印加電流は、共に増加するの
である。このような場合、温度検出手段の出力によっ
て、印加電流の値を制御したり、特定の検出温度範囲内
にあるときに、被毒の識別を行うようにすれば、上記の
誤検出を防止することができる。
また温度検出手段を設ける代わりに、予め、例えば内
燃機関の運転条件等のように被測定ガスの温度に与える
影響が明らかになっているパラメータがあるなら、その
パラメータの所定のモードの時に被毒の識別を行うよう
にすることもできる。
燃機関の運転条件等のように被測定ガスの温度に与える
影響が明らかになっているパラメータがあるなら、その
パラメータの所定のモードの時に被毒の識別を行うよう
にすることもできる。
［実施例］ 次に、本発明を実施例に従って更に詳細に説明する。
第１図は、本発明において被毒素子の識別方法に用い
る出力回路を概略的に示すものである。第１図におい
て、電気化学的素子たる酸素センサー10は、内部抵抗11
および起電力（ES）発生部12を有しており、ここで発生
した起電力ESは電圧測定手段13にて測定される。電圧測
定手段13で測定された酸素センサー10の出力電圧（起電
力）は、空燃比検出手段14により所定のしきい値電圧Ｅ
と比較され、それに基づいて、自動車の内燃機関等から
排出される排気ガス等の被測定ガスの空燃比を検出す
る。また、電流印加手段15は、酸素センサー10に所定の
値の電流を通電するもので、この電流印加手段15は電流
源16からなり、スイッチ17により酸素センサー10に対し
て電流を印加している。
る出力回路を概略的に示すものである。第１図におい
て、電気化学的素子たる酸素センサー10は、内部抵抗11
および起電力（ES）発生部12を有しており、ここで発生
した起電力ESは電圧測定手段13にて測定される。電圧測
定手段13で測定された酸素センサー10の出力電圧（起電
力）は、空燃比検出手段14により所定のしきい値電圧Ｅ
と比較され、それに基づいて、自動車の内燃機関等から
排出される排気ガス等の被測定ガスの空燃比を検出す
る。また、電流印加手段15は、酸素センサー10に所定の
値の電流を通電するもので、この電流印加手段15は電流
源16からなり、スイッチ17により酸素センサー10に対し
て電流を印加している。
第２図は本発明の被毒素子の識別方法の構成図であ
り、20は試験管状の酸素イオン固体電解質からなる酸素
センサー素子を示しており、この素子20の外側の測定電
極（第一の多孔質電極）21を被測定ガスであるプロパン
燃焼排ガスＡに露呈させ、一方、素子20の内側基準電極
（第二の多孔質電極）22を基準ガスとしての空気Ｂに露
呈させる。両電極間の電圧を電圧測定手段たる電圧計23
で測定すると同時に、両電極間に内部抵抗の高い可変電
流源24を接続し、内側電極22から外側電極21に向って電
流を流す。また、センサー20は図示しないヒータで加熱
され、素子温度が500℃に保たれている。プロパン燃焼
排ガスＡの空燃比（λＤ）は1.04で、被測定ガスと基準
ガスとの酸素濃淡起電力は50mV以下と小さく、殆ど無視
できる。
り、20は試験管状の酸素イオン固体電解質からなる酸素
センサー素子を示しており、この素子20の外側の測定電
極（第一の多孔質電極）21を被測定ガスであるプロパン
燃焼排ガスＡに露呈させ、一方、素子20の内側基準電極
（第二の多孔質電極）22を基準ガスとしての空気Ｂに露
呈させる。両電極間の電圧を電圧測定手段たる電圧計23
で測定すると同時に、両電極間に内部抵抗の高い可変電
流源24を接続し、内側電極22から外側電極21に向って電
流を流す。また、センサー20は図示しないヒータで加熱
され、素子温度が500℃に保たれている。プロパン燃焼
排ガスＡの空燃比（λＤ）は1.04で、被測定ガスと基準
ガスとの酸素濃淡起電力は50mV以下と小さく、殆ど無視
できる。
以上の条件において、印加電流を徐々に増加すると、
未被毒センサーの場合、センサー素子20の両端の電圧
は、第３図のグラフに示すように、 印加電流が小さいとき（第３図では0.8mA）は、素子
の内部抵抗によって定まる所定の比率で増加し、 被測定ガス中の酸素分圧と、該被測定ガスに露呈する
測定電極、該測定電極を被測定ガス中の有害物質から保
護する電極保護手段、もしくはガス拡散律速手段のガス
拡散律速抵抗とによって定まる印加電流（第一の電極の
ガス拡散律速電流；第３図では0.8mAから1.0mA以上）以
上では、測定電極雰囲気中の酸素分圧低下による濃淡起
電力の発生により、上記の比率よりもさらに急激に増
加する。
未被毒センサーの場合、センサー素子20の両端の電圧
は、第３図のグラフに示すように、 印加電流が小さいとき（第３図では0.8mA）は、素子
の内部抵抗によって定まる所定の比率で増加し、 被測定ガス中の酸素分圧と、該被測定ガスに露呈する
測定電極、該測定電極を被測定ガス中の有害物質から保
護する電極保護手段、もしくはガス拡散律速手段のガス
拡散律速抵抗とによって定まる印加電流（第一の電極の
ガス拡散律速電流；第３図では0.8mAから1.0mA以上）以
上では、測定電極雰囲気中の酸素分圧低下による濃淡起
電力の発生により、上記の比率よりもさらに急激に増
加する。
一方、被毒センサー素子の場合、外側電極21と、固体
電解質20との界面インピーダンスの増加のため、その両
端電圧はより少ない印加電流（第３図では0.1mA未満）
で、顕著な電圧増加を示す。
電解質20との界面インピーダンスの増加のため、その両
端電圧はより少ない印加電流（第３図では0.1mA未満）
で、顕著な電圧増加を示す。
そこで、この条件下で、未被毒センサー素子と被毒セ
ンサー素子の両者に第一の電極のガス拡散律速電流以下
の0.15mAの電流を印加すると、未被毒センサーでは0.07
Vの電圧変化が生ずるが、被毒センサーでは、1.1Vを超
える電圧変化を発生し、両者の間には1V以上の発生電圧
の違いを生じるので、この発生電圧の違いによって被毒
センサーを識別することができる。なお、第３図の例で
は、発生電圧0.1V乃至1V以上のセンサーを被毒センサー
と云うことができる。
ンサー素子の両者に第一の電極のガス拡散律速電流以下
の0.15mAの電流を印加すると、未被毒センサーでは0.07
Vの電圧変化が生ずるが、被毒センサーでは、1.1Vを超
える電圧変化を発生し、両者の間には1V以上の発生電圧
の違いを生じるので、この発生電圧の違いによって被毒
センサーを識別することができる。なお、第３図の例で
は、発生電圧0.1V乃至1V以上のセンサーを被毒センサー
と云うことができる。
さらに、本発明における他の被毒素子の識別方法とし
て、センサーを用いて、被測定ガスの空燃比をフィード
バック制御した状態で外部より所定値の電流を印加し、
未被毒センサーと被毒センサーとを識別する方法があ
る。
て、センサーを用いて、被測定ガスの空燃比をフィード
バック制御した状態で外部より所定値の電流を印加し、
未被毒センサーと被毒センサーとを識別する方法があ
る。
この識別方法は、センサー出力を用いた被測定ガスの
空燃比のフィードバック制御を行いつつ、外部より電流
を印加し、これによって第４図に示すグラフの如く、未
被毒素子の影響は小であるのに対し、被毒素子は制御不
能に陥る、あるいは制御信号に顕著な変化を生じること
を利用して、被毒素子を識別するものである。
空燃比のフィードバック制御を行いつつ、外部より電流
を印加し、これによって第４図に示すグラフの如く、未
被毒素子の影響は小であるのに対し、被毒素子は制御不
能に陥る、あるいは制御信号に顕著な変化を生じること
を利用して、被毒素子を識別するものである。
第４図において、電流として30μＡの電流を印加する
と、未被毒センサー（λＤ＝1.001）（第４図（ａ））
では、内部抵抗による抵抗分極分だけセンサーの出力が
かさ上げされているが、その値は小さく、制御系にはそ
れ以上の影響はない。しかし、他の２本の被毒センサー
の場合（第４図（ｂ）及び（ｃ））は電流印加による出
力電圧の増加が大きいため、これと異なる。即ち、被毒
センサーでは、電流印加によりセンサー出力電圧が空燃
比制御に用いられるしきい値を越えて増加することか
ら、制御手段は空燃比がリッチに寄っていると判断して
その制御点（空燃比）を徐々にリーンに移す。しかしな
がら、制御点がリーンに変更されようと、センサー出力
は依然高いままであるので安定状態にはならない。最終
的には、センサー出力の異常（しきい値電圧よりも常に
高い電圧が検出される）、あるいは制御信号の異常（燃
料減少命令が出たままとなる）等を制御手段が検出し、
フィードバック制御を停止するのである（即ち、オープ
ンループ制御に切り替える）。
と、未被毒センサー（λＤ＝1.001）（第４図（ａ））
では、内部抵抗による抵抗分極分だけセンサーの出力が
かさ上げされているが、その値は小さく、制御系にはそ
れ以上の影響はない。しかし、他の２本の被毒センサー
の場合（第４図（ｂ）及び（ｃ））は電流印加による出
力電圧の増加が大きいため、これと異なる。即ち、被毒
センサーでは、電流印加によりセンサー出力電圧が空燃
比制御に用いられるしきい値を越えて増加することか
ら、制御手段は空燃比がリッチに寄っていると判断して
その制御点（空燃比）を徐々にリーンに移す。しかしな
がら、制御点がリーンに変更されようと、センサー出力
は依然高いままであるので安定状態にはならない。最終
的には、センサー出力の異常（しきい値電圧よりも常に
高い電圧が検出される）、あるいは制御信号の異常（燃
料減少命令が出たままとなる）等を制御手段が検出し、
フィードバック制御を停止するのである（即ち、オープ
ンループ制御に切り替える）。
この場合、印加電流は上記のようにセンサー出力電
圧、もしくは空燃比制御信号の異常を検出できるまでの
一定期間通電し続けなければならない。
圧、もしくは空燃比制御信号の異常を検出できるまでの
一定期間通電し続けなければならない。
第４図の例では、被毒センサーが電流印加からフィー
ドバック制御停止に至るまで、約８〜10秒かかってい
る。
ドバック制御停止に至るまで、約８〜10秒かかってい
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、次の効果が奏
せられる。
せられる。
請求項１〜５記載の方法では、未被毒の電気化学的素
子の場合には印加電流による出力電圧変化が極めて小さ
い値である電流を外部から印加することにより被毒素子
を識別できるため、素子を車両に取付けたまま迅速に被
毒素子の識別を行なうことができる。
子の場合には印加電流による出力電圧変化が極めて小さ
い値である電流を外部から印加することにより被毒素子
を識別できるため、素子を車両に取付けたまま迅速に被
毒素子の識別を行なうことができる。
請求項６〜７記載の方法では、被測定ガスの温度検出
手段を設けたので、被毒素子の誤検出を防止することが
できる。
手段を設けたので、被毒素子の誤検出を防止することが
できる。
請求項８記載の方法では、素子をフィードバック制御
した状態で外部より電流を印加し、被毒素子を識別する
ので、素子を車両に取付けたまま迅速に被毒素子の識別
を行なうことができる。
した状態で外部より電流を印加し、被毒素子を識別する
ので、素子を車両に取付けたまま迅速に被毒素子の識別
を行なうことができる。
第１図は本発明において被毒素子の識別方法に用いる出
力回路の概略図、第２図は本発明の被毒素子の識別方法
の構成図、第３図は印加電流に対するセンサー出力電圧
を示すグラフ、第４図はセンサーをフィードバック制御
した状態でのセンサー出力電圧を示すグラフで、第４図
（ａ）は未被毒センサーの場合、第４図（ｂ）は被毒が
軽微なセンサーの場合、第４図（ｃ）は被毒が重度なセ
ンサーの場合を夫々示す。第５図は空燃比に対する印加
電流が被測定ガス温度によって変動することを示すグラ
フである。 10……酸素センサー、11……内部抵抗、12……起電力発
生部、13……電圧測定手段、14……空燃比検出手段、15
……電流印加手段、16……電流源、17……スイッチ、20
……酸素イオン固体電解質、21……外側測定電極（第一
の多孔質電極）、22……内側基準電極（第二の多孔質電
極）、23……電圧計、24……可変電流源、20……センサ
ー。
力回路の概略図、第２図は本発明の被毒素子の識別方法
の構成図、第３図は印加電流に対するセンサー出力電圧
を示すグラフ、第４図はセンサーをフィードバック制御
した状態でのセンサー出力電圧を示すグラフで、第４図
（ａ）は未被毒センサーの場合、第４図（ｂ）は被毒が
軽微なセンサーの場合、第４図（ｃ）は被毒が重度なセ
ンサーの場合を夫々示す。第５図は空燃比に対する印加
電流が被測定ガス温度によって変動することを示すグラ
フである。 10……酸素センサー、11……内部抵抗、12……起電力発
生部、13……電圧測定手段、14……空燃比検出手段、15
……電流印加手段、16……電流源、17……スイッチ、20
……酸素イオン固体電解質、21……外側測定電極（第一
の多孔質電極）、22……内側基準電極（第二の多孔質電
極）、23……電圧計、24……可変電流源、20……センサ
ー。
Claims (8)
- 【請求項１】酸素イオン伝導性の固体電解質と、該固体
電解質に接して設けられた少なくとも一対の第一および
第二の多孔質電極とからなり、該第一の多孔質電極が被
測定ガスに露呈され、第二の多孔質電極が基準ガスに露
呈されてなる電気化学的素子の被毒を識別する方法であ
って、 該電気化学的素子の一対の多孔質電極間の電圧を測定す
る電圧測定手段； 前記電圧測定手段により測定される前記電気化学的素子
の出力電圧を、所定のしきい値電圧と比較することによ
り、被測定ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段； 前記電気化学的素子の一対の多孔質電極間に所定の電流
を通電し、且つ該電流の値が前記第一の多孔質電極のガ
ス拡散律速電流以下である電流印加手段； を備えた出力回路を用い、前記した所定の電流を印加し
たときに、前記電圧測定手段にて検出される電圧の値に
より電気化学的素子の被毒を識別することを特徴とする
被毒素子の識別方法。 - 【請求項２】前記電流印加手段によって印加される電流
により生じる未被毒電気化学的素子の出力電圧変化が、
前記所定のしきい値以下である請求項１記載の被毒素子
の識別方法。 - 【請求項３】前記電流印加手段により前記電流を印加し
たときに、前記電圧測定手段にて検出される電圧の値
が、前記所定のしきい値以上である所定の識別電圧より
大きい場合、被毒していると判断する請求項１または２
記載の被毒素子の識別方法。 - 【請求項４】前記電流印加手段により前記電流を印加し
たときに、前記電圧測定手段にて検出される電圧の値
が、前記電流の印加前に前記電圧測定手段にて検出され
た最大電圧以上である所定の識別電圧より大きい場合、
被毒していると判断する請求項１または２記載の被毒素
子の識別方法。 - 【請求項５】前記所定のしきい値電圧が0.2V乃至0.7Vで
ある請求項１乃至４のいずれかに記載の被毒素子の識別
方法。 - 【請求項６】前記電気化学的素子の温度もしくは該電気
化学的素子が露呈せしめられる被測定ガスの温度を検出
する温度検出手段をさらに有し、該温度検出手段の出力
によって前記印加電流の値を調整する請求項１乃至５の
いずれかに記載の被毒素子の識別方法。 - 【請求項７】前記電気化学的素子の温度もしくは該電気
化学的素子が露呈せしめられる被測定ガスの温度を検出
する温度検出手段をさらに有し、該検出温度が所定の範
囲内にあるとき、前記印加電流を流して被毒素子の識別
を行う請求項１乃至５のいずれかに記載の被毒素子の識
別方法。 - 【請求項８】酸素イオン伝導性の固体電解質と、該固体
電解質に接して設けられた少なくとも一対の第一および
第二の多孔質電極とからなり、該第一の多孔質電極が被
測定ガスに露呈され、第二の多孔質電極が基準ガスに露
呈されてなる電気化学的素子の被毒を識別する方法であ
って、 該電気化学的素子の一対の多孔質電極間の電圧を測定す
る電圧測定手段； 前記電圧測定手段により測定される前記電気化学的素子
の出力電圧を、所定のしきい値電圧と比較することによ
り、被測定ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段； 前記空燃比検出手段の出力により、吸入流体の空燃比を
調節する空燃比制御手段； 前記電気化学的素子の一対の多孔質電極間に所定の電流
を通電し、且つ該電流の値は、該電流により生じる未被
毒電気化学的素子の出力電圧変化が前記所定のしきい値
以下である電流印加手段； を備えた出力回路を用い、前記した所定の電流を印加し
たときの、前記空燃比制御手段の出力信号値により被毒
を識別することを特徴とする被毒素子の識別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061246A JP2593545B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 被毒素子の識別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061246A JP2593545B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 被毒素子の識別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02240554A JPH02240554A (ja) | 1990-09-25 |
| JP2593545B2 true JP2593545B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=13165684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1061246A Expired - Lifetime JP2593545B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 被毒素子の識別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593545B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP1061246A patent/JP2593545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02240554A (ja) | 1990-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0598785B1 (en) | Catalyst monitoring using ego sensors | |
| US4927517A (en) | NOx sensor having catalyst for decomposing NOx | |
| EP0769693B1 (en) | Method and sensing device for measuring predetermined gas component in measurement gas | |
| US4543176A (en) | Oxygen concentration detector under temperature control | |
| US5554269A (en) | Nox sensor using electrochemical reactions and differential pulse voltammetry (DPV) | |
| EP2833135A1 (en) | Gas sensor | |
| US6238536B1 (en) | Arrangement for analysis of exhaust gases | |
| WO2006138094A2 (en) | Method of sensor conditioning for mixed gas measurements | |
| US7445698B2 (en) | Gas concentration detecting apparatus | |
| US6355151B1 (en) | Gas sensor | |
| US5985118A (en) | Solid electrolyte gas concentration detector | |
| US20090078587A1 (en) | Method of Sensor Conditioning for Improving Signal Output Stability for Mixed Gas Measurements | |
| EP0599875B1 (en) | An exhaust gas oxygen sensor | |
| US4844788A (en) | Wide-range air/fuel ratio sensor and detector using the same | |
| US5507174A (en) | Polarographic sensor | |
| JP3664558B2 (ja) | ガスセンサ | |
| US6312585B1 (en) | Method for determining oxidizable constituents in a gaseous mixture | |
| US5772965A (en) | Method and system for detecting deterioration of exhaust gas control catalyst | |
| US20120006692A1 (en) | Solid electrolyte gas sensor for measuring various gas species | |
| US6554983B2 (en) | Gas sensing element employable in an exhaust system of an internal combustion engine | |
| JP2593545B2 (ja) | 被毒素子の識別方法 | |
| JPH0638075B2 (ja) | 燃焼排ガスにおける雰囲気変化の迅速的検出方法 | |
| JP2004205357A (ja) | ガス濃度の検出方法 | |
| WO1994027139A1 (en) | Method and device for detection of oxidizable materials in a space | |
| JPH11352096A (ja) | ガスセンサ素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091219 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091219 Year of fee payment: 13 |