JP2624531B2 - センサ特性評価法 - Google Patents
センサ特性評価法Info
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- JP2624531B2 JP2624531B2 JP63285835A JP28583588A JP2624531B2 JP 2624531 B2 JP2624531 B2 JP 2624531B2 JP 63285835 A JP63285835 A JP 63285835A JP 28583588 A JP28583588 A JP 28583588A JP 2624531 B2 JP2624531 B2 JP 2624531B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセンサの特性を評価する方法に関し、特に内
燃機関の排気ガスの空燃比を検出する固体電解質からな
る酸素センサの特性評価法に関するものである。
燃機関の排気ガスの空燃比を検出する固体電解質からな
る酸素センサの特性評価法に関するものである。
（従来の技術） 自動車排ガス中で使用される酸素センサの特性評価
は、本来はエンジンに搭載して行なうことが望ましい。
しかしながら、エンジン実機による測定は、対象となる
エンジンの種類、制御システム、センサ取付位置、稼働
条件、周囲条件（温度、湿度、圧力）により異なり単一
でないこと、測定の安定性、経済性、測定に要する時
間、工数が掛かること等の理由で現実的でなく、他の方
法が良く使用されている。
は、本来はエンジンに搭載して行なうことが望ましい。
しかしながら、エンジン実機による測定は、対象となる
エンジンの種類、制御システム、センサ取付位置、稼働
条件、周囲条件（温度、湿度、圧力）により異なり単一
でないこと、測定の安定性、経済性、測定に要する時
間、工数が掛かること等の理由で現実的でなく、他の方
法が良く使用されている。
その測定法は大別して２通りあり、ボンベガス等を用
いて排ガス組成にできるだけ近似させてセンサ及びガス
の加熱を電気加熱などで制御するモデルガス法と、プロ
パン、都市ガス等の燃料ガスを燃焼させて測定ガスとし
て使用する燃焼ガス法が使用されている。
いて排ガス組成にできるだけ近似させてセンサ及びガス
の加熱を電気加熱などで制御するモデルガス法と、プロ
パン、都市ガス等の燃料ガスを燃焼させて測定ガスとし
て使用する燃焼ガス法が使用されている。
（発明が解決しようとする課題） 上述した測定法のうち、モデルガス法は測定条件の厳
密性、安定性で優れており、主に研究的分野で使用され
ているが、経済性、処理能力の点で劣り、大量生産にお
けるセンサの特性測定用としては実用的でない問題があ
った。これに対し、ガスバーナを用いる燃焼ガス法は経
済性があり操作も簡便で処理能力に優れ、大量生産時の
特性測定用にむいていた。
密性、安定性で優れており、主に研究的分野で使用され
ているが、経済性、処理能力の点で劣り、大量生産にお
けるセンサの特性測定用としては実用的でない問題があ
った。これに対し、ガスバーナを用いる燃焼ガス法は経
済性があり操作も簡便で処理能力に優れ、大量生産時の
特性測定用にむいていた。
第10図は従来の燃焼ガス法を実施する装置の一例の構
成を示す図であり、例えばSAEテクニカル・ペーパ・シ
リーズのNo.790143として1979年２月26〜３月２日デト
ロイトで開催された学会において“Characteristics of
ZrO2−Type Oxygen Sensors for Automotive Applicat
ions"の題名でC.T.YoungとJ.D.Bodeによって発表された
論文からも公知の構成である。第10図において、41−1,
41−２は燃料ガス供給装置、42−1,42−２は空気供給装
置、43−1,43−２は通過するガスの流量を調整するため
の電磁弁、44はこれらのガスを混合して燃焼させるため
のガスバーナ装置、45はガスバーナ装置で燃焼させた燃
焼排ガスを導くための筒状ポート、46は筒状ポート45に
取り付けられた被試験酸素センサ、47は酸素センサ46か
らの測定データを処理する計測装置、48は電磁弁43−1,
43−２の駆動を制御するための電磁弁駆動装置である。
成を示す図であり、例えばSAEテクニカル・ペーパ・シ
リーズのNo.790143として1979年２月26〜３月２日デト
ロイトで開催された学会において“Characteristics of
ZrO2−Type Oxygen Sensors for Automotive Applicat
ions"の題名でC.T.YoungとJ.D.Bodeによって発表された
論文からも公知の構成である。第10図において、41−1,
41−２は燃料ガス供給装置、42−1,42−２は空気供給装
置、43−1,43−２は通過するガスの流量を調整するため
の電磁弁、44はこれらのガスを混合して燃焼させるため
のガスバーナ装置、45はガスバーナ装置で燃焼させた燃
焼排ガスを導くための筒状ポート、46は筒状ポート45に
取り付けられた被試験酸素センサ、47は酸素センサ46か
らの測定データを処理する計測装置、48は電磁弁43−1,
43−２の駆動を制御するための電磁弁駆動装置である。
上述した構成の装置では、ガスバーナ装置44における
燃焼のみで所定のガスを得ることができるため、簡便な
方法で大量のガスを得ることができる。しかしながら、
測定に使用する燃焼排ガスの成分調整は、ガスバーナ装
置44に供給する燃料ガスと空気の混合比を変えることの
みによって実施可能であるため、燃焼状態が良好すぎ未
燃ガスが少ない等の理由で実際の内熱機関で排出される
燃焼排ガスを完全に模擬できない問題があった。また、
上述した構成の装置では、筒状ポート45に酸素センサ46
の検出部がさらされているのみであるため、筒状ポート
45内を流れる燃焼排ガスが短時間で十分に検知部と接触
できず、その結果正確なセンサ特性の評価ができない問
題もあった。
燃焼のみで所定のガスを得ることができるため、簡便な
方法で大量のガスを得ることができる。しかしながら、
測定に使用する燃焼排ガスの成分調整は、ガスバーナ装
置44に供給する燃料ガスと空気の混合比を変えることの
みによって実施可能であるため、燃焼状態が良好すぎ未
燃ガスが少ない等の理由で実際の内熱機関で排出される
燃焼排ガスを完全に模擬できない問題があった。また、
上述した構成の装置では、筒状ポート45に酸素センサ46
の検出部がさらされているのみであるため、筒状ポート
45内を流れる燃焼排ガスが短時間で十分に検知部と接触
できず、その結果正確なセンサ特性の評価ができない問
題もあった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、ガスバーナ
を用いる燃焼ガス法の簡便性を有するとともにエンジン
実機における測定値との相関性を向上させることができ
るセンサ特性評価法を提供しようとするものである。
を用いる燃焼ガス法の簡便性を有するとともにエンジン
実機における測定値との相関性を向上させることができ
るセンサ特性評価法を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明のセンサ特性評価法は、内燃機関の排気ガスの
空燃比を検出する酸素センサの特性評価法において、外
気の混入を遮断した反応容器中で燃料ガスと空気又は酸
素を含むガスを燃焼させ所定の空燃比の燃焼排ガスを発
生させた後、この燃焼排ガス中に酸化性および／又は還
元性の添加ガスを添加して非平衡状態の混合ガスとし、
この混合ガス中に、特性を評価すべきセンサの検出部
を、センサ装着部のガス流路の断面を局部的に小さくし
た状態でさらして、センサの出力信号を検出することを
特徴とするものである。
空燃比を検出する酸素センサの特性評価法において、外
気の混入を遮断した反応容器中で燃料ガスと空気又は酸
素を含むガスを燃焼させ所定の空燃比の燃焼排ガスを発
生させた後、この燃焼排ガス中に酸化性および／又は還
元性の添加ガスを添加して非平衡状態の混合ガスとし、
この混合ガス中に、特性を評価すべきセンサの検出部
を、センサ装着部のガス流路の断面を局部的に小さくし
た状態でさらして、センサの出力信号を検出することを
特徴とするものである。
（作 用） 上述した構成において、燃料ガスと空気等を燃焼させ
て燃焼排ガスを発生させた後、例えばバーナ装置と被試
験酸素センサとの間の筒状ポートに添加ガス注入口を設
け、この注入口から所定の添加ガスを添加混合すること
により、添加ガスの燃焼変化が小さくなるとともに、添
加ガスとして従来の炭化水素ガス、空気の他に、H2,CO,
NOなどの多種のガスを使用することができ、その結果、
従来法と比較してエンジン実機の燃焼排ガスと成分の近
い混合ガスを得ることができる。また、上述した構成に
より、添加ガスの燃焼がなくなり、添加ガス注入口と被
試験酸素センサの距離短縮により、添加ガスの伝播時間
が短くなり、センサの応答性に関する検出感度が向上す
る。
て燃焼排ガスを発生させた後、例えばバーナ装置と被試
験酸素センサとの間の筒状ポートに添加ガス注入口を設
け、この注入口から所定の添加ガスを添加混合すること
により、添加ガスの燃焼変化が小さくなるとともに、添
加ガスとして従来の炭化水素ガス、空気の他に、H2,CO,
NOなどの多種のガスを使用することができ、その結果、
従来法と比較してエンジン実機の燃焼排ガスと成分の近
い混合ガスを得ることができる。また、上述した構成に
より、添加ガスの燃焼がなくなり、添加ガス注入口と被
試験酸素センサの距離短縮により、添加ガスの伝播時間
が短くなり、センサの応答性に関する検出感度が向上す
る。
また、上述した構成において、さらにセンサ装着箇所
の通気面積を小さくすることでセンサ周囲の通気抵抗を
上昇させ、センサ検出部内の試験ガスの置換速度を高
め、エンジン値近似の応答性の関係を得ることが好まし
い。
の通気面積を小さくすることでセンサ周囲の通気抵抗を
上昇させ、センサ検出部内の試験ガスの置換速度を高
め、エンジン値近似の応答性の関係を得ることが好まし
い。
なお、例として上げたバーナー装置以外に触媒コンバ
ータ等を含む自己発熱により燃焼反応が持続する燃焼装
置を使用しても良い。
ータ等を含む自己発熱により燃焼反応が持続する燃焼装
置を使用しても良い。
（実施例） 第１図は本発明のセンサ特性評価法を実施する装置の
一例の構成を示す図である。第１図において、ガスバー
ナ装置１には一次ガス供給装置２を構成する燃焼ガス供
給装置３と空気供給装置４から、燃焼ベースガスとして
燃料ガスおよび空気を供給して燃焼させ、ガス燃焼室５
内で所定の空燃比の燃焼排ガスを発生させる。ガス燃焼
室５内で得られた燃焼排ガスは、筒状ポート６内を介し
て被試験酸素センサ７に達する。ガス燃焼室５と被試験
酸素センサ７との間の筒状ポート６には、添加ガス供給
装置８を構成する所定組成の連続供給ガス供給装置９、
酸化ガス供給装置10、還元ガス供給装置11から、連続供
給ガスを連続して供給するとともに、所定量の酸化ガス
または還元ガスを電磁弁12−1,12−２の制御により供給
している。被試験酸素センサ７の検出した出力は計測装
置13へ供給され、各種のデータ処理後必要に応じて電磁
弁制御信号を電磁弁駆動装置14へ供給し、電磁弁12−1,
12−２の開度を調整して、所定組成の混合ガスを得てい
る。
一例の構成を示す図である。第１図において、ガスバー
ナ装置１には一次ガス供給装置２を構成する燃焼ガス供
給装置３と空気供給装置４から、燃焼ベースガスとして
燃料ガスおよび空気を供給して燃焼させ、ガス燃焼室５
内で所定の空燃比の燃焼排ガスを発生させる。ガス燃焼
室５内で得られた燃焼排ガスは、筒状ポート６内を介し
て被試験酸素センサ７に達する。ガス燃焼室５と被試験
酸素センサ７との間の筒状ポート６には、添加ガス供給
装置８を構成する所定組成の連続供給ガス供給装置９、
酸化ガス供給装置10、還元ガス供給装置11から、連続供
給ガスを連続して供給するとともに、所定量の酸化ガス
または還元ガスを電磁弁12−1,12−２の制御により供給
している。被試験酸素センサ７の検出した出力は計測装
置13へ供給され、各種のデータ処理後必要に応じて電磁
弁制御信号を電磁弁駆動装置14へ供給し、電磁弁12−1,
12−２の開度を調整して、所定組成の混合ガスを得てい
る。
上述した構成の装置では、一定空燃比の燃焼排ガスに
添加ガスを電磁弁12−1,12−２で選択的に注入すること
で、空燃比により多様なガス成分濃度変化するエンジン
排ガスの異なる２点以上の空燃比の排ガス成分を、従来
法に比し忠実に再現できるようになる。例えば、燃焼ベ
ースガスと連続供給ガスの合成ガスをリッチにし酸化ガ
ス供給量を電磁弁12−１の開閉により制御する方法、同
様に合成ガスをリーンにし還元ガス供給量を電磁弁12−
２の開閉により制御する方法、同様に合成ガスを中間に
しリッチ時には電磁弁12−１を閉、12−２を開として還
元ガスを供給するとともに、リーン時には電磁弁12−１
を開、12−２を閉として酸化ガスを供給して制御する方
法等が考えられる。
添加ガスを電磁弁12−1,12−２で選択的に注入すること
で、空燃比により多様なガス成分濃度変化するエンジン
排ガスの異なる２点以上の空燃比の排ガス成分を、従来
法に比し忠実に再現できるようになる。例えば、燃焼ベ
ースガスと連続供給ガスの合成ガスをリッチにし酸化ガ
ス供給量を電磁弁12−１の開閉により制御する方法、同
様に合成ガスをリーンにし還元ガス供給量を電磁弁12−
２の開閉により制御する方法、同様に合成ガスを中間に
しリッチ時には電磁弁12−１を閉、12−２を開として還
元ガスを供給するとともに、リーン時には電磁弁12−１
を開、12−２を閉として酸化ガスを供給して制御する方
法等が考えられる。
第２図は第１図に示す装置のセンサ装着部の断面を示
す部分断面図である。第２図において、被試験酸素セン
サ７の検出部21の周囲の筒状ポート６内に絞り治具22を
挿入し、センサ装着部のガス流路の断面を局部的に小さ
くしている。測定に用いるガスバーナからの燃焼排ガス
は、エンジン排ガスに比し吐出ガス量、吐出ガス圧力が
小さく、被試験酸素センサ７の検出部21の形状、先端通
気機構による応答性差がエンジン排ガス測定値と異なっ
ていたため、これをセンサ装着箇所の通気面積を小さく
することで周囲の通気抵抗を上げサンセ内の試験ガスの
置換速度を高め、エンジン値近似の応答性の関係を得て
いる。
す部分断面図である。第２図において、被試験酸素セン
サ７の検出部21の周囲の筒状ポート６内に絞り治具22を
挿入し、センサ装着部のガス流路の断面を局部的に小さ
くしている。測定に用いるガスバーナからの燃焼排ガス
は、エンジン排ガスに比し吐出ガス量、吐出ガス圧力が
小さく、被試験酸素センサ７の検出部21の形状、先端通
気機構による応答性差がエンジン排ガス測定値と異なっ
ていたため、これをセンサ装着箇所の通気面積を小さく
することで周囲の通気抵抗を上げサンセ内の試験ガスの
置換速度を高め、エンジン値近似の応答性の関係を得て
いる。
以下、実際の例について説明する。
実施例 第３図に示す構成の装置を使用して、本発明のセンサ
特性評価法を実施した。第３図に示す実施例のうち第１
図に示す実施例と同一の部材には同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。第３図に示す実施例では、各ガス供
給装置としてマスフローコントローラを使用し、第１表
に示す組成で所定の流量のガスを所望の流量にして使用
するとともに、計測装置13をプログラマ25とデータ処理
装置26とにより構成し、プログラマ25の制御に基き１秒
毎に電磁弁駆動装置14により電磁弁12−１と12−２を交
互に開閉することにより、所定組成の混合ガスを得てい
る。また、センサ装着部のガス流路の断面は局部的に小
さくした状態すなわち第２図に示す状態で試験を実施し
た。
特性評価法を実施した。第３図に示す実施例のうち第１
図に示す実施例と同一の部材には同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。第３図に示す実施例では、各ガス供
給装置としてマスフローコントローラを使用し、第１表
に示す組成で所定の流量のガスを所望の流量にして使用
するとともに、計測装置13をプログラマ25とデータ処理
装置26とにより構成し、プログラマ25の制御に基き１秒
毎に電磁弁駆動装置14により電磁弁12−１と12−２を交
互に開閉することにより、所定組成の混合ガスを得てい
る。また、センサ装着部のガス流路の断面は局部的に小
さくした状態すなわち第２図に示す状態で試験を実施し
た。
上述した本実施例のガス成分制御の結果を40km/Hで走
行するときのエンジン排ガスの実際の測定値と、第10図
に示した従来の装置により調整したガス成分制御後の結
果とともに第２表に示す。
行するときのエンジン排ガスの実際の測定値と、第10図
に示した従来の装置により調整したガス成分制御後の結
果とともに第２表に示す。
以上の結果から、本発明の方法による試験ガスの方
が、従来の方法と比較して、実際のエンジン排ガスの組
成に近いガスが得られることがわかる。
が、従来の方法と比較して、実際のエンジン排ガスの組
成に近いガスが得られることがわかる。
次に、上述した実施例における本発明のセンサ出力の
評価について第４図（ａ），（ｂ）〜第６図を参照して
説明する。
評価について第４図（ａ），（ｂ）〜第６図を参照して
説明する。
第４図（ａ），（ｂ）は、それぞれ上述した実施例に
おける１秒毎のスイッチング動作におけるセンサ起電力
の変化を示すグラフと電磁弁の状態を示すグラフであ
る。第４図（ａ）において、TRS,TLSはそれぞれ電磁弁
開閉信号が発せられてからサンサ起電力が0.45Vになる
までの応答時間を表わし、TRSはリッチ側からリーン側
へ変化する時間を、TLSはリーン側からリッチ側へ変化
する時間をそれぞれ示している。
おける１秒毎のスイッチング動作におけるセンサ起電力
の変化を示すグラフと電磁弁の状態を示すグラフであ
る。第４図（ａ）において、TRS,TLSはそれぞれ電磁弁
開閉信号が発せられてからサンサ起電力が0.45Vになる
までの応答時間を表わし、TRSはリッチ側からリーン側
へ変化する時間を、TLSはリーン側からリッチ側へ変化
する時間をそれぞれ示している。
第５図は本発明による測定値から1/（TRS＋TLS）を特
性評価の指標とし、この値と酸素センサを実機に組み込
んだときのエンジンフィードバック周波数との関係を示
すグラフである。ここでエンジンフィードバック周波数
とは、酸素センサをエンジンシステムに取付け、フィー
ドバック制御しているときの周波数をいう。第５図の結
果から、本発明における所定のガスを使用して酸素セン
サから得た特性評価の指標は実機におけるエンジンフィ
ードバック周波数と良好な相関関係にあり、良好なセン
サ特性評価ができることがわかる。
性評価の指標とし、この値と酸素センサを実機に組み込
んだときのエンジンフィードバック周波数との関係を示
すグラフである。ここでエンジンフィードバック周波数
とは、酸素センサをエンジンシステムに取付け、フィー
ドバック制御しているときの周波数をいう。第５図の結
果から、本発明における所定のガスを使用して酸素セン
サから得た特性評価の指標は実機におけるエンジンフィ
ードバック周波数と良好な相関関係にあり、良好なセン
サ特性評価ができることがわかる。
第６図は本発明による測定値からTRS/TLSを特性評価
の指標とし、この値と酸素センサを実機に組み込んだと
きのエンジン制御点の空気過剰率との関係を示すグラフ
である。ここでエンジン制御点の空気過剰率とは、上記
状態で制御された排ガスの平均空気過剰率をいう。第６
図の結果からも、この特性評価の指標は実機におけるエ
ンジン制御点の空気過剰率と良好な相関関係にあり、良
好なセンサ特性評価ができることがわかる。
の指標とし、この値と酸素センサを実機に組み込んだと
きのエンジン制御点の空気過剰率との関係を示すグラフ
である。ここでエンジン制御点の空気過剰率とは、上記
状態で制御された排ガスの平均空気過剰率をいう。第６
図の結果からも、この特性評価の指標は実機におけるエ
ンジン制御点の空気過剰率と良好な相関関係にあり、良
好なセンサ特性評価ができることがわかる。
次に、上述した実施例における本発明のセンサ装着箇
所の通気面積を小さくすることの効果について、第７図
（ａ），（ｂ）を参照して説明する。第７図（ａ）は筒
状の酸素センサ素子で絞り治具の形状を変えて通気状態
を異ならせた通気形状A,Bと板状の酸素センサ素子を使
用した通気形状Ｃとに対して実機に搭載してエンジンフ
ィードバック周波数を測定した結果を示すグラフ、第７
図（ｂ）は同じ通気形状Ａ〜Ｃのものに対して本発明の
ようにガス通路面積を絞った場合と従来例のように絞ら
ないものについて、本発明の特性評価値1/（TRS＋TLS）
を測定した結果を示すグラフである。第７図（ａ），
（ｂ）の結果から、センサ装着箇所の通気面積を絞った
ものはどのような通気形状においても実機におけるデー
タとほぼ対応する関係が得られるのに対し、ガス通路面
積を絞らない場合は通気形状によって例えば通気形状Ｃ
のときのように実機のデータと対応しない場合があるこ
とがわかる。
所の通気面積を小さくすることの効果について、第７図
（ａ），（ｂ）を参照して説明する。第７図（ａ）は筒
状の酸素センサ素子で絞り治具の形状を変えて通気状態
を異ならせた通気形状A,Bと板状の酸素センサ素子を使
用した通気形状Ｃとに対して実機に搭載してエンジンフ
ィードバック周波数を測定した結果を示すグラフ、第７
図（ｂ）は同じ通気形状Ａ〜Ｃのものに対して本発明の
ようにガス通路面積を絞った場合と従来例のように絞ら
ないものについて、本発明の特性評価値1/（TRS＋TLS）
を測定した結果を示すグラフである。第７図（ａ），
（ｂ）の結果から、センサ装着箇所の通気面積を絞った
ものはどのような通気形状においても実機におけるデー
タとほぼ対応する関係が得られるのに対し、ガス通路面
積を絞らない場合は通気形状によって例えば通気形状Ｃ
のときのように実機のデータと対応しない場合があるこ
とがわかる。
最後に、本発明のセンサ特性評価法の他の例につい
て、異なる特性評価値とともに第８図（ａ）〜（ｃ）お
よび第９図（ａ），（ｂ）を参照して説明する。第８図
（ａ）は本発明のセンサ特性評価法を実施する装置の他
の例の構成を示す図である。第８図（ａ）において、第
３図に示す実施例と同一の部材には同一の符号を付し、
その説明を省略する。第８図（ａ）に示す実施例で第３
図に示す例と異なる点は、計測装置13をコンパレータ31
とデータ処理装置32とで構成した点である。このように
構成することにより、第３図に示す実施例における電磁
弁12−1,12−２の切り替えを１秒毎に制御する例と異な
り、データ処理装置32でセンサ７の出力を受けコンパレ
ータ31で常時予じめ設定したスレッシュホールド値と比
較することにより、スレッシュホールド値よりリッチ側
の場合は電磁弁12−１を開き、スレッシュホールド値よ
りリーン側の場合は電磁弁12−２を開くように制御する
ことにより、センサの特性評価値をフィードバック特性
より求めている。すなわち、第８図（ｃ）に示すように
電磁弁12−1,12−２の開閉を実施することにより第８図
（ｂ）に示すようにセンサ起電力が変化し、ここでTF＝
TR＋TL、DR＝｛TR/（TR＋TL）｝×100（％）を特性評価
値として使用し、TFが小さくまたDRが適正範囲にあるも
のを選択している。
て、異なる特性評価値とともに第８図（ａ）〜（ｃ）お
よび第９図（ａ），（ｂ）を参照して説明する。第８図
（ａ）は本発明のセンサ特性評価法を実施する装置の他
の例の構成を示す図である。第８図（ａ）において、第
３図に示す実施例と同一の部材には同一の符号を付し、
その説明を省略する。第８図（ａ）に示す実施例で第３
図に示す例と異なる点は、計測装置13をコンパレータ31
とデータ処理装置32とで構成した点である。このように
構成することにより、第３図に示す実施例における電磁
弁12−1,12−２の切り替えを１秒毎に制御する例と異な
り、データ処理装置32でセンサ７の出力を受けコンパレ
ータ31で常時予じめ設定したスレッシュホールド値と比
較することにより、スレッシュホールド値よりリッチ側
の場合は電磁弁12−１を開き、スレッシュホールド値よ
りリーン側の場合は電磁弁12−２を開くように制御する
ことにより、センサの特性評価値をフィードバック特性
より求めている。すなわち、第８図（ｃ）に示すように
電磁弁12−1,12−２の開閉を実施することにより第８図
（ｂ）に示すようにセンサ起電力が変化し、ここでTF＝
TR＋TL、DR＝｛TR/（TR＋TL）｝×100（％）を特性評価
値として使用し、TFが小さくまたDRが適正範囲にあるも
のを選択している。
第９図（ａ）は本発明のセンサ特性評価法を実施する
装置のさらに他の例の構成を示す図である。第９図
（ａ）においても、第３図に示す実施例と同一の部材に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。第９図
（ａ）に示す実施例で第３図に示す例と異なる点は、計
測装置13を発振器33とデータ処理装置34とにより構成し
た点である。このように構成することにより、発振器33
よりTR＋TLの一周期よりも速い周期の発振周波数で電磁
弁12−1,12−２の開閉動作を制御してセンサの特性評価
を実施している。すなわち、リッチ側、リーン側の空気
過剰率λを固定し、デューティ比一定で発振周波数を上
げてセンサ起電力の追従性を設定することにより、振幅
が第９図（ｂ）におけるＡのように大きいときは応答性
が速く、Ｃのように小さいときは応答性が遅いものと評
価するとともに、Ｂのように振幅の中心がスレッシュホ
ールド値からズレているときはTRとTLの比がアンバラン
スであると評価している。
装置のさらに他の例の構成を示す図である。第９図
（ａ）においても、第３図に示す実施例と同一の部材に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。第９図
（ａ）に示す実施例で第３図に示す例と異なる点は、計
測装置13を発振器33とデータ処理装置34とにより構成し
た点である。このように構成することにより、発振器33
よりTR＋TLの一周期よりも速い周期の発振周波数で電磁
弁12−1,12−２の開閉動作を制御してセンサの特性評価
を実施している。すなわち、リッチ側、リーン側の空気
過剰率λを固定し、デューティ比一定で発振周波数を上
げてセンサ起電力の追従性を設定することにより、振幅
が第９図（ｂ）におけるＡのように大きいときは応答性
が速く、Ｃのように小さいときは応答性が遅いものと評
価するとともに、Ｂのように振幅の中心がスレッシュホ
ールド値からズレているときはTRとTLの比がアンバラン
スであると評価している。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明のセンサ特性
評価法によれば、燃料ガスと空気等を燃焼させた燃料排
ガスに所定の添加ガスを供給するよう構成することによ
り、従来方法と比較して排ガスの組成をより実機に近く
することができ、その結果エンジン実機との相関性の高
いセンサ特性の評価を行うことができる。
評価法によれば、燃料ガスと空気等を燃焼させた燃料排
ガスに所定の添加ガスを供給するよう構成することによ
り、従来方法と比較して排ガスの組成をより実機に近く
することができ、その結果エンジン実機との相関性の高
いセンサ特性の評価を行うことができる。
第１図は本発明のセンサ特性評価法を実施する装置の一
例の構成を示す図、 第２図は第１図に示す装置のセンサ装着部を示す部分断
面図、 第３図は本発明を実際に実施した装置の一例の構成を示
す図、 第４図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明におけるセンサ
起電力の変化を示すグラフおよび電磁弁の状態を示すグ
ラフ、 第５図は本発明による測定値から1/（TRS＋TLS）を特性
評価の指標としてエンジンフィードバック周波数との関
係を示すグラフ、 第６図は本発明による測定値からTRS/TLSを特性評価の
指標としてエンジン制御点の空気過剰率との関係を示す
グラフ、 第７図（ａ），（ｂ）はそれぞれセンサ取付位置の通気
形状を変化させたときのエンジンフィードバック制御周
波数との関係を示すグラフおよび1/（TRS＋TLS）との関
係を示すグラフ、 第８図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明を実際に実施し
た装置の他の例の構成を示す図、そのセンサ起電力の変
化を示すグラフおよび電磁弁の状態を示すグラフ、 第９図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明を実際に実施し
た装置のさらに他の例の構成を示す図およびそのセンサ
起電力の変化を示すグラフ、 第10図は従来のセンサ特性評価法を実施する装置の一例
の構成を示す図である。 １……ガスバーナ装置、２……一次ガス供給装置 ３……燃焼ガス供給装置、４……空気供給装置 ５……ガス燃焼室、６……筒状ポート ７……被試験酸素センサ、８……添加ガス供給装置 ９……連続供給ガス供給装置 10……酸化ガス供給装置、11……還元ガス供給装置 12−1,12−２……電磁弁、13……計測装置 14……電磁弁駆動装置、21……検出部、 22……絞り治具、25……プログラマ 26……データ処理装置、31……コンパレータ 32……テータ処理装置
例の構成を示す図、 第２図は第１図に示す装置のセンサ装着部を示す部分断
面図、 第３図は本発明を実際に実施した装置の一例の構成を示
す図、 第４図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明におけるセンサ
起電力の変化を示すグラフおよび電磁弁の状態を示すグ
ラフ、 第５図は本発明による測定値から1/（TRS＋TLS）を特性
評価の指標としてエンジンフィードバック周波数との関
係を示すグラフ、 第６図は本発明による測定値からTRS/TLSを特性評価の
指標としてエンジン制御点の空気過剰率との関係を示す
グラフ、 第７図（ａ），（ｂ）はそれぞれセンサ取付位置の通気
形状を変化させたときのエンジンフィードバック制御周
波数との関係を示すグラフおよび1/（TRS＋TLS）との関
係を示すグラフ、 第８図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明を実際に実施し
た装置の他の例の構成を示す図、そのセンサ起電力の変
化を示すグラフおよび電磁弁の状態を示すグラフ、 第９図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明を実際に実施し
た装置のさらに他の例の構成を示す図およびそのセンサ
起電力の変化を示すグラフ、 第10図は従来のセンサ特性評価法を実施する装置の一例
の構成を示す図である。 １……ガスバーナ装置、２……一次ガス供給装置 ３……燃焼ガス供給装置、４……空気供給装置 ５……ガス燃焼室、６……筒状ポート ７……被試験酸素センサ、８……添加ガス供給装置 ９……連続供給ガス供給装置 10……酸化ガス供給装置、11……還元ガス供給装置 12−1,12−２……電磁弁、13……計測装置 14……電磁弁駆動装置、21……検出部、 22……絞り治具、25……プログラマ 26……データ処理装置、31……コンパレータ 32……テータ処理装置
Claims (2)
- 【請求項１】内燃機関の排気ガスの空燃比を検出する酸
素センサの特性評価法において、外気の混入を遮断した
反応容器中で燃料ガスと空気又は酸素を含むガスを燃焼
させ所定の空燃比の燃焼排ガスを発生させた後、この燃
焼排ガス中に酸化性および／又は還元性の添加ガスを添
加して非平衡状態の混合ガスとし、この混合ガス中に、
特性を評価すべきセンサの検出部を、センサ装着部のガ
ス流路の断面を局部的に小さくした状態でさらして、セ
ンサの出力信号を検出することを特徴とするセンサの特
性評価法。 - 【請求項２】前記添加ガスの一部又は全部を断続して供
給することにより、センサの応答特性あるいは動特性を
検出する請求項１記載のサンセの特性評価法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285835A JP2624531B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | センサ特性評価法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285835A JP2624531B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | センサ特性評価法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132363A JPH02132363A (ja) | 1990-05-21 |
| JP2624531B2 true JP2624531B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=17696697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63285835A Expired - Lifetime JP2624531B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | センサ特性評価法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624531B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006189264A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ評価装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3262682B2 (ja) * | 1994-11-14 | 2002-03-04 | 株式会社豊田中央研究所 | 空燃比センサ特性解析装置 |
| JP4616633B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2011-01-19 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ評価装置 |
| JP6274021B2 (ja) | 2014-06-10 | 2018-02-07 | 株式会社デンソー | 湿度測定装置 |
| JP2019158758A (ja) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサの応答時間評価装置及び方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713600B2 (ja) * | 1986-12-29 | 1995-02-15 | 日本特殊陶業株式会社 | 酸素センサ評価装置 |
-
1988
- 1988-11-14 JP JP63285835A patent/JP2624531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006189264A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ評価装置 |
| JP4555676B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2010-10-06 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ評価装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02132363A (ja) | 1990-05-21 |
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Legal Events
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