JP2809284B2 - 触媒劣化検知センサ - Google Patents
触媒劣化検知センサInfo
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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、例えば、内燃機関の排ガスの浄化用触媒コ
ンバータ（三元触媒）の下流に取り付けられて、三元触
媒の機能状態（劣化状態）を検知する触媒劣化検知セン
サに関する。
ンバータ（三元触媒）の下流に取り付けられて、三元触
媒の機能状態（劣化状態）を検知する触媒劣化検知セン
サに関する。
［従来の技術］ 従来より、燃焼反応ガスの反応を促進するために、三
元触媒等の触媒が使用されており、この触媒の活性能力
の変化を検出するセンサとして触媒劣化検知センサが知
られている。
元触媒等の触媒が使用されており、この触媒の活性能力
の変化を検出するセンサとして触媒劣化検知センサが知
られている。
上記三元触媒は、内燃機関の下流側に取り付けられて
排ガスの浄化を行うものであり、また触媒劣化検知セン
サは、三元触媒の下流側に配置されて、三元触媒の活性
能力の劣化の程度を測定するものである。この触媒劣化
検知センサとしては、例えばガスが接触した場合に電気
抵抗が変化する感ガス性の金属酸化物を用いた空燃比セ
ンサが使用されている。
排ガスの浄化を行うものであり、また触媒劣化検知セン
サは、三元触媒の下流側に配置されて、三元触媒の活性
能力の劣化の程度を測定するものである。この触媒劣化
検知センサとしては、例えばガスが接触した場合に電気
抵抗が変化する感ガス性の金属酸化物を用いた空燃比セ
ンサが使用されている。
つまり、三元触媒が正常な場合には、内燃機関から排
出された未燃ガス等が触媒で十分に平衡化されるが、触
媒が劣化している場合には、排ガスが三元触媒で十分に
平衡化されずそのまま排出されるので、排ガスの空燃比
が理論空燃比点からずれてしまう。従って、この空燃比
のずれを上記空燃比センサを用いて検出し、それに基づ
いて、触媒の劣化の程度を検出するものが提案されてい
た。
出された未燃ガス等が触媒で十分に平衡化されるが、触
媒が劣化している場合には、排ガスが三元触媒で十分に
平衡化されずそのまま排出されるので、排ガスの空燃比
が理論空燃比点からずれてしまう。従って、この空燃比
のずれを上記空燃比センサを用いて検出し、それに基づ
いて、触媒の劣化の程度を検出するものが提案されてい
た。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この様に触媒の劣化を検知するために
は、複雑な構造の空燃比センサを使用しなければなら
ず、コストが高く故障が発生する可能性が高いという問
題があり、従来より簡単な機構で、好適に触媒の状態の
チェックを行うことができる手段の開発が望まれてい
た。
は、複雑な構造の空燃比センサを使用しなければなら
ず、コストが高く故障が発生する可能性が高いという問
題があり、従来より簡単な機構で、好適に触媒の状態の
チェックを行うことができる手段の開発が望まれてい
た。
本発明は、三元触媒等の触媒の劣化を好適に検出でき
る触媒劣化検知センサを提供することを目的とする。
る触媒劣化検知センサを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ かかる課題を解決するための本発明は第１図に例示す
る様に、 燃焼反応ガスの反応を促進する触媒の下流側に配置さ
れて、該触媒の劣化を検知する触媒劣化検知センサであ
って、 上記ガス中の成分の反応を促進する触媒層を備えた第
１の温度検出部M1と、 上記触媒層を備えない或は上記第１の温度検出部より
触媒能力の低い触媒層を備えた第２の温度検出部M2と、 上記第１の温度検出部と第２の温度検出部との出力の
差を検出する出力差検出部M3と、 を備えるとともに、 上記第１の温度検出部M1及び上記第２の温度検出部M2
は、上記触媒の下流側に配置されるように構成されてい
ることを特徴とする触媒劣化検知センサを要旨とする。
る様に、 燃焼反応ガスの反応を促進する触媒の下流側に配置さ
れて、該触媒の劣化を検知する触媒劣化検知センサであ
って、 上記ガス中の成分の反応を促進する触媒層を備えた第
１の温度検出部M1と、 上記触媒層を備えない或は上記第１の温度検出部より
触媒能力の低い触媒層を備えた第２の温度検出部M2と、 上記第１の温度検出部と第２の温度検出部との出力の
差を検出する出力差検出部M3と、 を備えるとともに、 上記第１の温度検出部M1及び上記第２の温度検出部M2
は、上記触媒の下流側に配置されるように構成されてい
ることを特徴とする触媒劣化検知センサを要旨とする。
また、第１の温度検出部及び第２の温度検出部は、触
媒の下流側の同じ位置に配置されるように構成されてい
てもよい。更に、第１の温度検出部及び第２の温度検出
部は、１つの容器内に収納されていてもよい。
媒の下流側の同じ位置に配置されるように構成されてい
てもよい。更に、第１の温度検出部及び第２の温度検出
部は、１つの容器内に収納されていてもよい。
ここで、上記第１の温度検出部や第２の温度検出部と
しては、周知のサーミスタや熱電対等を使用することが
望ましいが、他の温度センサを使用してもよい。。
しては、周知のサーミスタや熱電対等を使用することが
望ましいが、他の温度センサを使用してもよい。。
また、上記触媒層に担持する触媒としては、白金，ロ
ジウム，パラジウム，ルテニウム，イリジウム，金，銀
等の貴金属触媒のいずれか、或はそれらの合金等を使用
できる。更に第１の温度検出部の触媒層に担持する触媒
の量は、10〜20重量％が好適である。また、触媒を担持
する層の素材としては、アルミナ，ムライト，スピネル
等のセラミックスを使用することができる。
ジウム，パラジウム，ルテニウム，イリジウム，金，銀
等の貴金属触媒のいずれか、或はそれらの合金等を使用
できる。更に第１の温度検出部の触媒層に担持する触媒
の量は、10〜20重量％が好適である。また、触媒を担持
する層の素材としては、アルミナ，ムライト，スピネル
等のセラミックスを使用することができる。
尚、第１の温度検出部の触媒層と第２の温度検出部の
触媒層との触媒の能力に差を持たせる手段としては、各
々の触媒層に触媒能力の異なる種類の違う触媒を使用し
てもよく、或は担持する触媒量を違えてもよい。
触媒層との触媒の能力に差を持たせる手段としては、各
々の触媒層に触媒能力の異なる種類の違う触媒を使用し
てもよく、或は担持する触媒量を違えてもよい。
［作用］ 本発明の触媒劣化検知センサは、燃焼反応ガスの反応
を促進する触媒（例えば三元触媒）の下流側に配置され
て、この三元触媒等の劣化を検知する触媒劣化検知セン
サである。
を促進する触媒（例えば三元触媒）の下流側に配置され
て、この三元触媒等の劣化を検知する触媒劣化検知セン
サである。
従って、第１の温度検出部M1及び第２の温度検出部M2
は、当然ながら、触媒の下流側に配置されている。
は、当然ながら、触媒の下流側に配置されている。
そして、例えば第１図に示すように、第１の温度検出
部M1の触媒層によって、ガス中の成分の反応を促進し、
その時の温度を第１の温度検出部M1により検出して出力
する。一方、第２の温度検出部M2は、触媒層を備えてい
ないか、或は触媒層を備えていたとしても第１の温度検
出部M1の触媒層より触媒能力は低いので、第１の温度検
出部M1より低い温度を出力する。そして、出力差検出手
段M3によって、第１の温度検出手段M1の出力と第２の温
度検出手段M3との出力との差を比較する。よって、この
出力の差に基づいて、ガス反応の度合を検知し、それに
よって、三元触媒等の劣化を検知することが可能とな
る。
部M1の触媒層によって、ガス中の成分の反応を促進し、
その時の温度を第１の温度検出部M1により検出して出力
する。一方、第２の温度検出部M2は、触媒層を備えてい
ないか、或は触媒層を備えていたとしても第１の温度検
出部M1の触媒層より触媒能力は低いので、第１の温度検
出部M1より低い温度を出力する。そして、出力差検出手
段M3によって、第１の温度検出手段M1の出力と第２の温
度検出手段M3との出力との差を比較する。よって、この
出力の差に基づいて、ガス反応の度合を検知し、それに
よって、三元触媒等の劣化を検知することが可能とな
る。
つまり、第２図（Ａ）に示すように、例えば内燃機関
の三元触媒からの排ガス中に、未燃ガスが含まれていな
い場合、つまり三元触媒が正常な場合には、第１の温度
検出部M1の触媒層の触媒能力が高くても、排ガス中に触
媒によって反応するガスがないので、第１の温度検出部
で検出される温度は排ガスの温度となる。また、第２の
温度検出部M2で検出される温度も、同様に排ガスの温度
となり両温度検出部で検出される温度にはそれほど差は
ないことになる。
の三元触媒からの排ガス中に、未燃ガスが含まれていな
い場合、つまり三元触媒が正常な場合には、第１の温度
検出部M1の触媒層の触媒能力が高くても、排ガス中に触
媒によって反応するガスがないので、第１の温度検出部
で検出される温度は排ガスの温度となる。また、第２の
温度検出部M2で検出される温度も、同様に排ガスの温度
となり両温度検出部で検出される温度にはそれほど差は
ないことになる。
それに対して、第２図（Ｂ）に示す様に、内燃機関の
三元触媒からの排ガス中に、未燃ガスが多く含まれてい
る場合、つまり三元触媒が劣化している場合には、第１
の温度検出部M1の触媒層の触媒能力が高いので、この触
媒層によって平衡化反応が促進されて第１の温度検出部
で検出される温度は高くなるが、第２の温度検出部M2で
検出される温度は、反応があまり進まないのでそれほど
高くはなく、それによって温度差ΔＴが生ずる。従っ
て、この温度差ΔＴを検出することによって、三元触媒
の劣化の程度を検出することが可能となる。
三元触媒からの排ガス中に、未燃ガスが多く含まれてい
る場合、つまり三元触媒が劣化している場合には、第１
の温度検出部M1の触媒層の触媒能力が高いので、この触
媒層によって平衡化反応が促進されて第１の温度検出部
で検出される温度は高くなるが、第２の温度検出部M2で
検出される温度は、反応があまり進まないのでそれほど
高くはなく、それによって温度差ΔＴが生ずる。従っ
て、この温度差ΔＴを検出することによって、三元触媒
の劣化の程度を検出することが可能となる。
［実施例］ 以下本発明の触媒劣化検知センサの各実施例を図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
まず、本発明の第１実施例の触媒劣化検知センサ１
を、第３図及び第４図に基づいて説明するが、本実施例
では第１及び第２の温度検出部として、サーミスタを使
用している。尚、第４図（Ａ）は触媒劣化検知センサ１
の一方の面を示し、第４図（Ｂ）はその反対側の面（裏
面）を示している。
を、第３図及び第４図に基づいて説明するが、本実施例
では第１及び第２の温度検出部として、サーミスタを使
用している。尚、第４図（Ａ）は触媒劣化検知センサ１
の一方の面を示し、第４図（Ｂ）はその反対側の面（裏
面）を示している。
第３図に示すように、触媒劣化検知センサ１は、内燃
機関２の三元触媒４の下流側の排気管６に取り付けられ
たものであり、その出力は電子制御装置（ECU）８に入
力されて処理される。
機関２の三元触媒４の下流側の排気管６に取り付けられ
たものであり、その出力は電子制御装置（ECU）８に入
力されて処理される。
上記触媒劣化検知センサ１は、第４図に示すように、
厚さ0.4mmの２枚のセラミックス基板10,12上に、各々第
１のサーミスタ14と第２のサーミスタ16とが、各基板1
0,12の外側に形成され、両基板10,12の間に厚さ0.3mmの
アルミナからなる中間断熱層18が形成されている。
厚さ0.4mmの２枚のセラミックス基板10,12上に、各々第
１のサーミスタ14と第２のサーミスタ16とが、各基板1
0,12の外側に形成され、両基板10,12の間に厚さ0.3mmの
アルミナからなる中間断熱層18が形成されている。
上記第１のサーミスタ（第４図（Ａ））14は、周囲温
度によって素子の温度抵抗が変化するものであり、本実
施例では、Ni,Mn,Co,Fe等の遷移金属の酸化物からなる
温度が上昇すると抵抗が減少する周知のNTCサーミスタ
を採用した。そして、この第１のサーミスタ14の表面に
は、触媒として白金を15重量％担持した厚さ20μｍの触
媒層20が形成され、また第１のサーミスタ14からは一対
の第１及び第２の電極線22,23が伸び、更にこの両電極
線22,23を覆って絶縁層25が形成されている。
度によって素子の温度抵抗が変化するものであり、本実
施例では、Ni,Mn,Co,Fe等の遷移金属の酸化物からなる
温度が上昇すると抵抗が減少する周知のNTCサーミスタ
を採用した。そして、この第１のサーミスタ14の表面に
は、触媒として白金を15重量％担持した厚さ20μｍの触
媒層20が形成され、また第１のサーミスタ14からは一対
の第１及び第２の電極線22,23が伸び、更にこの両電極
線22,23を覆って絶縁層25が形成されている。
一方、上記第１のサーミスタ14と反対側に形成された
第２のサーミスタ（第４図（Ｂ））16は、第１のサーミ
スタ14と同様なNTCサーミスタであるが、その表面に触
媒層20が形成されていない点が大きく異なる。そして、
第２のサーミスタ16から一対の第３及び第４の電極線2
6,27が伸び、この両電極線26,27を覆って絶縁層28が形
成されている。
第２のサーミスタ（第４図（Ｂ））16は、第１のサーミ
スタ14と同様なNTCサーミスタであるが、その表面に触
媒層20が形成されていない点が大きく異なる。そして、
第２のサーミスタ16から一対の第３及び第４の電極線2
6,27が伸び、この両電極線26,27を覆って絶縁層28が形
成されている。
上述した触媒劣化検知センサ１の第１及び第２のサー
ミスタ14,16の出力が入力されるECU8は、第３図に示す
ように、周知のCPU8a,RAM8b,ROM8cを中心に論理演算回
路として構成され、コモンバス8dを介して入出力ポート
8eに接続されている。上記第１及び第２のサーミスタ1
4,16は、A/D変換器8fを介して入出力ポート8eに接続さ
れ、更にこの入出力ポート8eには、駆動回路8gを介し
て、三元触媒４の劣化を報知するチェックランプ29が接
続されている。
ミスタ14,16の出力が入力されるECU8は、第３図に示す
ように、周知のCPU8a,RAM8b,ROM8cを中心に論理演算回
路として構成され、コモンバス8dを介して入出力ポート
8eに接続されている。上記第１及び第２のサーミスタ1
4,16は、A/D変換器8fを介して入出力ポート8eに接続さ
れ、更にこの入出力ポート8eには、駆動回路8gを介し
て、三元触媒４の劣化を報知するチェックランプ29が接
続されている。
次に、上記触媒劣化検知センサ１の製造方法を説明す
る。
る。
アルミナ90重量％からなる材料を、スラリーとし、
ドクターブレード法により基板用グリーンシートを形成
し、またアルミナ80重量％からなる材料を用いて、断熱
層用グリーンシートをドクターブレード法により形成す
る。
ドクターブレード法により基板用グリーンシートを形成
し、またアルミナ80重量％からなる材料を用いて、断熱
層用グリーンシートをドクターブレード法により形成す
る。
更に、NiO,Fe2O3等遷移金属酸化物粉末及びAl2O3等
からなる酸化物粉末90重量％からなる材料を用いて、第
１及び第２のサーミスタ14,16となる素子用ベーストを
製造し、また白金粉末85重量％からなる材料を用いて、
電極用ペーストを製造する。
からなる酸化物粉末90重量％からなる材料を用いて、第
１及び第２のサーミスタ14,16となる素子用ベーストを
製造し、また白金粉末85重量％からなる材料を用いて、
電極用ペーストを製造する。
次に、上記で調製した電極用ペーストを用い、各
々の基板用グリーンシート上に、厚膜印刷により一対の
平行な電極パターンを形成する。
々の基板用グリーンシート上に、厚膜印刷により一対の
平行な電極パターンを形成する。
更に、上記素子用ペーストを用い、この一対の電極
パターンの一方の端部同志をつなぐ様に、厚膜印刷によ
り両電極パターンの端部を覆って、サーミスタのパター
ンを形成する。
パターンの一方の端部同志をつなぐ様に、厚膜印刷によ
り両電極パターンの端部を覆って、サーミスタのパター
ンを形成する。
そして、上記パターンを形成した基板用グリーンシ
ート及び断熱層用グリーンシートを積層熱圧着して積層
体し、この積層体を1450℃で大気とほぼ同一雰囲気にて
１時間焼成する。
ート及び断熱層用グリーンシートを積層熱圧着して積層
体し、この積層体を1450℃で大気とほぼ同一雰囲気にて
１時間焼成する。
また、アルミナ80重量％からなる材料を用いて、触
媒を担持するベースとなる触媒層用ペースト調製し、こ
の触媒層用ペーストを、第１のサーミスタ14の表面全体
にわたって40μｍの厚さで厚膜塗布する。続いて、これ
を大気中で1200℃で１時間焼成する。
媒を担持するベースとなる触媒層用ペースト調製し、こ
の触媒層用ペーストを、第１のサーミスタ14の表面全体
にわたって40μｍの厚さで厚膜塗布する。続いて、これ
を大気中で1200℃で１時間焼成する。
次に、この触媒層20のベースに、貴金属触媒を担持
するが、まず、触媒層20のベースに、1cc中に白金20mg,
ロジウム20mgを含有する塩化白金酸及びロジウム酸水溶
液を、2.0μ（ベースに対して約5mol）滴下含浸させ
る。そして、大気中で200℃にて２時間乾燥させた後
に、水素炉中で700℃で２時間に渡り熱分解し、触媒層2
0表面に白金及びロジウムを析出させ、触媒層20への触
媒担持を終了する。
するが、まず、触媒層20のベースに、1cc中に白金20mg,
ロジウム20mgを含有する塩化白金酸及びロジウム酸水溶
液を、2.0μ（ベースに対して約5mol）滴下含浸させ
る。そして、大気中で200℃にて２時間乾燥させた後
に、水素炉中で700℃で２時間に渡り熱分解し、触媒層2
0表面に白金及びロジウムを析出させ、触媒層20への触
媒担持を終了する。
尚、上記触媒担持の工程は、上述した以外に、触媒層
のベースとなるアルミナ粉末と貴金属触媒とを混練して
も良いし、また、アルミナ粉末に触媒水溶液を含浸さ
せ、熱処理しても良く、方法は特に限定しない。
のベースとなるアルミナ粉末と貴金属触媒とを混練して
も良いし、また、アルミナ粉末に触媒水溶液を含浸さ
せ、熱処理しても良く、方法は特に限定しない。
また、上記触媒層20に、Al2O3からなる保護層を形成
してもよい。
してもよい。
以上の〜の工程を経て本実施例の触媒劣化検知セ
ンサ１が完成する。
ンサ１が完成する。
尚、上述した〜の製造工程以外にも、次のような
製造工程を採用してもよい。
製造工程を採用してもよい。
各基板用グリーンシート上に、上記一対の電極パター
ンを印刷し、乾燥してから1450℃〜1500℃にて１時間大
気中で焼成する。この焼成後、一対の電極パターンの端
部にサーミスタのパターンを印刷し、乾燥した後に、13
00℃〜1350℃にて大気中で１時間焼成する。
ンを印刷し、乾燥してから1450℃〜1500℃にて１時間大
気中で焼成する。この焼成後、一対の電極パターンの端
部にサーミスタのパターンを印刷し、乾燥した後に、13
00℃〜1350℃にて大気中で１時間焼成する。
次に、上記の様にして製造された触媒劣化検知センサ
１の動作を、第３図及び第５図に基づいて説明する。
１の動作を、第３図及び第５図に基づいて説明する。
まず、内燃機関２が作動すると、排ガスは三元触媒４
に送られ、この三元触媒４で未燃ガスの平衡化が行わ
れ、排ガスが浄化される。
に送られ、この三元触媒４で未燃ガスの平衡化が行わ
れ、排ガスが浄化される。
そして、三元触媒４が劣化している場合には、排ガス
は浄化が十分に行われないまま三元触媒４から排出さ
れ、触媒劣化検知センサ１に到達する。
は浄化が十分に行われないまま三元触媒４から排出さ
れ、触媒劣化検知センサ１に到達する。
ここで、触媒劣化検知センサ１の第１のサーミスタ14
には触媒層20が形成されているので、この触媒層20によ
って未燃ガスの平衡化が促進され、それにともなう反応
熱によって温度が上昇する。従って、その温度を示す第
１のサーミスタ14の出力信号がECU8に入力される（ステ
ップ100）。一方、第２のサーミスタ16には、触媒層20
が形成されていないので平衡化が促進されない。よっ
て、温度は排ガスの温度以上に上昇しないので、第１の
サーミスタ14より低い温度を示す出力信号がECU8に入力
される（ステップ110）。
には触媒層20が形成されているので、この触媒層20によ
って未燃ガスの平衡化が促進され、それにともなう反応
熱によって温度が上昇する。従って、その温度を示す第
１のサーミスタ14の出力信号がECU8に入力される（ステ
ップ100）。一方、第２のサーミスタ16には、触媒層20
が形成されていないので平衡化が促進されない。よっ
て、温度は排ガスの温度以上に上昇しないので、第１の
サーミスタ14より低い温度を示す出力信号がECU8に入力
される（ステップ110）。
そして、上記両サーミスタ14,16の出力信号が入力さ
れたECU8では、上記両出力信号の差、つまり温度差ΔＴ
を求め（ステップ120）、第１のサーミスタ14の示す温
度が、第２のサーミスタ16の示す温度より所定値ΔT0
（例えば50℃）以上であるか否か、即ち温度差ΔＴが所
定値ΔT0以上であるか否かを判定する（ステップ13
0）。
れたECU8では、上記両出力信号の差、つまり温度差ΔＴ
を求め（ステップ120）、第１のサーミスタ14の示す温
度が、第２のサーミスタ16の示す温度より所定値ΔT0
（例えば50℃）以上であるか否か、即ち温度差ΔＴが所
定値ΔT0以上であるか否かを判定する（ステップ13
0）。
ここで、温度差ΔＴが所定値ΔT0以上であると判定さ
れると、三元触媒４が劣化しているとみなされて、三元
触媒４の劣化を報知するチェックランプ29を点灯し（ス
テップ140）、一方、温度差ΔＴが所定値ΔT0未満であ
ると判定されると、三元触媒４は正常であると判断され
て一旦本処理を終了する。
れると、三元触媒４が劣化しているとみなされて、三元
触媒４の劣化を報知するチェックランプ29を点灯し（ス
テップ140）、一方、温度差ΔＴが所定値ΔT0未満であ
ると判定されると、三元触媒４は正常であると判断され
て一旦本処理を終了する。
この様に本実施例では、触媒層20を設けた第１のサー
ミスタ14と、触媒層20を設けない第２のサーミスタ16を
用い、その両サーミスタ14,16の出力信号に基づいて求
められる温度差ΔＴに応じて、簡単な構成で的確に三元
触媒４の劣化を検出することができるという顕著な効果
を奏する。
ミスタ14と、触媒層20を設けない第２のサーミスタ16を
用い、その両サーミスタ14,16の出力信号に基づいて求
められる温度差ΔＴに応じて、簡単な構成で的確に三元
触媒４の劣化を検出することができるという顕著な効果
を奏する。
尚、上記第１の実施例において、第２のサーミスタ16
の表面に、第１のサーミスタ14の触媒層20よりも触媒能
力が低い、即ち極わずかの触媒を担持した触媒層（図示
せず）を形成したものを製造した。この場合にも、第１
実施例とほぼ同様に温度差ΔＴ′が検出でき、三元触媒
４の劣化を検出することができる。
の表面に、第１のサーミスタ14の触媒層20よりも触媒能
力が低い、即ち極わずかの触媒を担持した触媒層（図示
せず）を形成したものを製造した。この場合にも、第１
実施例とほぼ同様に温度差ΔＴ′が検出でき、三元触媒
４の劣化を検出することができる。
次に、第２実施例の触媒劣化検知センサ30について、
第６図に基づいて説明する。
第６図に基づいて説明する。
図に示すように、第２実施例の触媒劣化検知センサ30
は、セラミックスからなる中間断熱層を用いるのではな
く、セラミックス基板31,32の間に空間33を設ける点
が、第１実施例と大きく異なる点である。
は、セラミックスからなる中間断熱層を用いるのではな
く、セラミックス基板31,32の間に空間33を設ける点
が、第１実施例と大きく異なる点である。
即ち、触媒層34を備えた第１のサーミスタ35を形成し
たセラミックス基板31と、触媒層を備えない第２のサー
ミスタ36を形成したセラミックス基板32との間隔を0.1
〜0.2mmあけた以外は、上述した第１実施例の触媒劣化
検知センサ１とほぼ同様である。尚、電極線37〜40の表
面にはそれぞれ絶縁層41,42が形成してある。
たセラミックス基板31と、触媒層を備えない第２のサー
ミスタ36を形成したセラミックス基板32との間隔を0.1
〜0.2mmあけた以外は、上述した第１実施例の触媒劣化
検知センサ１とほぼ同様である。尚、電極線37〜40の表
面にはそれぞれ絶縁層41,42が形成してある。
この第２の実施例においても、第１実施例と同様に、
好適に三元触媒４の劣化を検出することができる。尚、
第２実施例の触媒劣化検知センサ30を製造する場合に
は、上述した第１実施例の製造方法を適用できる。
好適に三元触媒４の劣化を検出することができる。尚、
第２実施例の触媒劣化検知センサ30を製造する場合に
は、上述した第１実施例の製造方法を適用できる。
次に、第３実施例の触媒劣化検知センサ50について、
第７図に基づいて説明する。
第７図に基づいて説明する。
図に示すように、第３実施例の触媒劣化検知センサ50
は、４つ穴碍管51に一対のペレット状サーミスタ52,53
を対向配置したものである。
は、４つ穴碍管51に一対のペレット状サーミスタ52,53
を対向配置したものである。
即ち、４つ穴碍管51の一対の貫通孔54,55をつなぐよ
うに溝部56を形成し、その溝部56にペレット状サーミス
タ53を嵌め込んでセラミックスペースト58を用いて固定
する。それとともにサーミスタ53から伸びる電極線59,6
0を各々貫通孔54,55に通す。そして、もう一方のサーミ
スタ52も同様にして溝部62に固定し、このサーミスタ52
の表面にのみ触媒層63を形成する。
うに溝部56を形成し、その溝部56にペレット状サーミス
タ53を嵌め込んでセラミックスペースト58を用いて固定
する。それとともにサーミスタ53から伸びる電極線59,6
0を各々貫通孔54,55に通す。そして、もう一方のサーミ
スタ52も同様にして溝部62に固定し、このサーミスタ52
の表面にのみ触媒層63を形成する。
この触媒劣化検知センサ50は、４つ穴碍管51の溝部5
6,62にサーミスタ52,53を差込み、触媒層63を形成する
だけでよいので、製造が非常に簡単でしかも頑丈である
という利点がある。
6,62にサーミスタ52,53を差込み、触媒層63を形成する
だけでよいので、製造が非常に簡単でしかも頑丈である
という利点がある。
次に、第４実施例の触媒劣化検知センサ70について、
第８図に基づいて説明する。
第８図に基づいて説明する。
図に示すように、第４実施例の触媒劣化検知センサ70
は、４つ穴碍管71に、一対のサーモカップル72,73を対
向配置したものである。
は、４つ穴碍管71に、一対のサーモカップル72,73を対
向配置したものである。
即ち、４つ穴碍管71の二対の貫通孔74〜77に、各々サ
ーモカップル72,73を差込み、一方のサーモカップル72
には触媒を担持した触媒層78を形成するとともに、他方
のサーモカップル79には触媒を担持しない絶縁層79を形
成したものである。
ーモカップル72,73を差込み、一方のサーモカップル72
には触媒を担持した触媒層78を形成するとともに、他方
のサーモカップル79には触媒を担持しない絶縁層79を形
成したものである。
この様に、サーモカップル72,73を使用した場合に
も、良好な触媒劣化検知センサ70を製造できる。
も、良好な触媒劣化検知センサ70を製造できる。
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
の様な実施例に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施で
きることは勿論である。
の様な実施例に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施で
きることは勿論である。
例えば、サーミスタやサーモカップル以外にも、白金
温度センサ等の各種の温度センサに適用できる。また、
用途も、触媒劣化検知センサ以外にもガス反応の程度を
検知する各種のガスセンサとして使用できる。
温度センサ等の各種の温度センサに適用できる。また、
用途も、触媒劣化検知センサ以外にもガス反応の程度を
検知する各種のガスセンサとして使用できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の触媒劣化検知センサ
は、触媒層を備えた第１の温度検出部と、触媒層を備え
ない或は第１の温度検出部より触媒能力の低い触媒層を
備えた第２の温度検出部とを、（その劣化を検知する対
象である）触媒の下流側に備え、第１の温度検出部と第
２の温度検出部との出力の差を検出するものである。従
って、その出力の差に基づいて、容易に未燃ガス等のガ
ス反応の程度を検知して、触媒の劣化を検出することが
できる。また、その構造が単純であるので、製造が容易
で故障が少なく耐久性に富むものとなる。
は、触媒層を備えた第１の温度検出部と、触媒層を備え
ない或は第１の温度検出部より触媒能力の低い触媒層を
備えた第２の温度検出部とを、（その劣化を検知する対
象である）触媒の下流側に備え、第１の温度検出部と第
２の温度検出部との出力の差を検出するものである。従
って、その出力の差に基づいて、容易に未燃ガス等のガ
ス反応の程度を検知して、触媒の劣化を検出することが
できる。また、その構造が単純であるので、製造が容易
で故障が少なく耐久性に富むものとなる。
第１図は本発明の基本的構成の例示図、第２図は本発明
の原理を説明するグラフ、第３図は触媒劣化検知センサ
周辺の装置構成を示す説明図、第４図（Ａ）は第１実施
例の触媒劣化検知センサを一部破断して示す斜視図、第
４図（Ｂ）はその裏面を一部破断して示す説明図、第５
図は触媒劣化検知センサの出力の処理を示すフローチャ
ート、第６図（Ａ）は第２実施例の触媒劣化検知センサ
を一部破断して示す斜視図、第６図（Ｂ）はその裏面を
一部破断して示す説明図、第７図（Ａ）は第３実施例の
触媒劣化検知センサの分解斜視図、第７図（Ｂ）はその
断面図、第８図は第４実施例の触媒劣化検知センサを示
す斜視図である。 M1……第１の温度検出部 M2……第２の温度検出部 M3……出力差検出部 1,30,50,70……触媒劣化検知センサ ４……三元触媒 14,16,35,36,52,53……サーミスタ 20,34,63,78……触媒層 72,73……サーモカップル
の原理を説明するグラフ、第３図は触媒劣化検知センサ
周辺の装置構成を示す説明図、第４図（Ａ）は第１実施
例の触媒劣化検知センサを一部破断して示す斜視図、第
４図（Ｂ）はその裏面を一部破断して示す説明図、第５
図は触媒劣化検知センサの出力の処理を示すフローチャ
ート、第６図（Ａ）は第２実施例の触媒劣化検知センサ
を一部破断して示す斜視図、第６図（Ｂ）はその裏面を
一部破断して示す説明図、第７図（Ａ）は第３実施例の
触媒劣化検知センサの分解斜視図、第７図（Ｂ）はその
断面図、第８図は第４実施例の触媒劣化検知センサを示
す斜視図である。 M1……第１の温度検出部 M2……第２の温度検出部 M3……出力差検出部 1,30,50,70……触媒劣化検知センサ ４……三元触媒 14,16,35,36,52,53……サーミスタ 20,34,63,78……触媒層 72,73……サーモカップル
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 康生 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 安部 親札 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−50315（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−67017（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/20
Claims (3)
- 【請求項１】燃焼反応ガスの反応を促進する触媒の下流
側に配置されて、該触媒の劣化を検知する触媒劣化検知
センサであって、 上記ガス中の成分の反応を促進する触媒層を備えた第１
の温度検出部と、 上記触媒層を備えない或は上記第１の温度検出部より触
媒能力の低い触媒層を備えた第２の温度検出部と、 上記第１の温度検出部と第２の温度検出部との出力の差
を検出する出力差検出部と、 を備えるとともに、 上記第１の温度検出部及び上記第２の温度検出部は、上
記触媒の下流側に配置されるように構成されていること
を特徴とする触媒劣化検知センサ。 - 【請求項２】上記第１の温度検出部及び上記第２の温度
検出部は、上記触媒の下流側の同じ位置に配置されるよ
うに構成されていることを特徴とする上記請求項１に記
載の触媒劣化検知センサ。 - 【請求項３】上記第１の温度検出部及び上記第２の温度
検出部は、１つの容器内に収納されていることを特徴と
する上記請求項２に記載の触媒劣化検知センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067596A JP2809284B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 触媒劣化検知センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067596A JP2809284B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 触媒劣化検知センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267517A JPH03267517A (ja) | 1991-11-28 |
| JP2809284B2 true JP2809284B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=13349456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067596A Expired - Fee Related JP2809284B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 触媒劣化検知センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2809284B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5431012A (en) * | 1994-07-05 | 1995-07-11 | Ford Motor Company | System for monitoring the performance of automotive catalysts |
| CN1299110C (zh) | 2002-06-27 | 2007-02-07 | 独立行政法人产业技术综合研究所 | 电阻型氧传感器和使用它的氧传感器装置以及空燃比控制系统 |
| KR20140002398A (ko) * | 2012-06-29 | 2014-01-08 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 수트센싱시스템 |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP2067596A patent/JP2809284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03267517A (ja) | 1991-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |