JP3429180B2 - 酸素センサ - Google Patents

酸素センサ

Info

Publication number
JP3429180B2
JP3429180B2 JP01602998A JP1602998A JP3429180B2 JP 3429180 B2 JP3429180 B2 JP 3429180B2 JP 01602998 A JP01602998 A JP 01602998A JP 1602998 A JP1602998 A JP 1602998A JP 3429180 B2 JP3429180 B2 JP 3429180B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxygen sensor
catalyst
protective cover
oxygen
output voltage
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 - Fee Related
Application number
JP01602998A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11211691A (ja
Inventor
昭夫 水谷
哲平 大川
宏 久保田
誠一 細貝
博之 藤田
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.)
Honda Motor Co Ltd
NGK Spark Plug Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
NGK Spark Plug Co Ltd
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
Application filed by Honda Motor Co Ltd, NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP01602998A priority Critical patent/JP3429180B2/ja
Priority to DE69942471T priority patent/DE69942471D1/de
Priority to EP99101267A priority patent/EP0933630B1/en
Priority to CA002260341A priority patent/CA2260341C/en
Priority to US09/236,336 priority patent/US6182498B1/en
Publication of JPH11211691A publication Critical patent/JPH11211691A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3429180B2 publication Critical patent/JP3429180B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4077Means for protecting the electrolyte or the electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気系触媒の後方
すなわち下流側に設けられた酸素センサに関し、特にC
NG(圧縮天然ガス)エンジン用の酸素センサに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガソリンエンジン用の排ガス浄化
触媒(以下単に触媒ともいう)の浄化能力の目安とし
て、この触媒の酸素貯蔵能力(酸素ストレージ能力)に
注目し、これを酸素センサで測定することによって、触
媒の劣化具合を推定することが知られている。このよう
な触媒劣化検知方法として下記の方法が挙げられる。
【0003】[触媒劣化検知−その1]例えば触媒後方
の酸素センサの出力に基づいて空燃比制御を行う場合に
おいて、触媒の劣化具合を触媒後方の酸素センサの出力
に基づいて推定することができる。
【0004】すなわち、図7(a)において、触媒後方
の酸素センサの出力が立ち上がった時点で空燃比をリー
ン側に制御し、酸素センサの出力が立ち下がった時点で
空燃比をリッチ側に制御する。ここで、触媒の浄化効率
が高いときは、触媒後方の酸素センサの出力が立ち上が
った時点で空燃比をリーン側に制御しても、触媒の酸素
ストレージ能力が高く酸素を貯め込んでいくため、触媒
後方の酸素センサの出力電圧は依然として高いままであ
り、酸素を充分貯め込んだ時点で始めて出力電圧は下が
る。そして、出力電圧が下がった時点で空燃比をリッチ
側に制御するが、貯め込んだ酸素が消費されるため、触
媒後方の酸素センサの出力電圧は依然として低いままで
あり、貯め込んだ酸素が消費された時点で始めて出力電
圧は上がる。このように、触媒の浄化効率が高いとき
は、反転周期(高出力維持時間+低出力維持時間)が長
くなる。しかし、触媒の浄化効率が低くなると、触媒の
酸素ストレージ能力が低くなるため、図7(b)に示す
ように反転周期は短くなる。従って、触媒後方の酸素セ
ンサの出力電圧を追跡し、その反転周期が長いか短いか
によって触媒の劣化具合を検知できる。
【0005】[触媒劣化検知−その2]例えば触媒前方
(つまり上流側)の酸素センサの出力に基づいて空燃比
制御を行う場合において、触媒の劣化具合を触媒後方
(つまり下流側)の酸素センサの出力に基づいて推定す
る。
【0006】すなわち、触媒の浄化効率が高いときは、
触媒の酸素ストレージ能力が高いため、触媒通過前の排
ガスの空燃比のリッチ/リーンの変化(即ち酸素分圧の
変化)は触媒を通過することによって緩和される。つま
り、図8(a)に示すように、触媒通過前の排ガスの空
燃比がリッチであるかリーンであるかにかかわらず、触
媒通過後の排ガスの酸素分圧の変化幅が小さくなり、触
媒後方の酸素センサの出力電圧の振幅が小さくなる。し
かし、触媒の浄化効率が低くなると、触媒の酸素ストレ
ージ能力が低くなるため、触媒通過前の排ガスの空燃比
のリッチ/リーンの変化が触媒を通過してもほぼそのま
ま維持され、緩和されない。つまり、図8(b)に示す
ように、触媒通過前の排ガスの空燃比のリッチ/リーン
の変化が、触媒通過後の排ガスの酸素分圧の変化となっ
て現れ、触媒後方の酸素センサの出力電圧の振幅がフロ
ント酸素センサと同様、大きくなる。従って、触媒後方
の酸素センサの出力電圧を追跡し、その振幅が大きいか
小さいかによって触媒の酸素ストレージ能力の劣化具合
を検知できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記触
媒劣化検知−その1又はその2と同様の方法で、CNG
(圧縮天然ガス)燃料等を用いたエンジンの触媒の劣化
度合いを推定しようとした場合、不具合が発生して触媒
劣化の検知ができないという問題があった。
【0008】すなわち、触媒の浄化率が高いときつまり
触媒が劣化していないときであっても、酸素センサのあ
る温度域においては、CNG燃料に多量に含まれている
メタンの影響により、上記触媒劣化検知−その1の場合
には触媒後方の酸素センサの出力電圧の反転周期が触媒
劣化時と同様短くなり(図7(c)参照)、また、上記
触媒劣化検知−その2の場合には触媒後方の出力電圧の
振幅の変化が触媒劣化時と同様になる(図8(b)参
照)という不具合があった。
【0009】具体的には、排ガスに含まれているメタン
は、触媒通過後も充分燃焼されないため未燃メタンとし
て残存するが、この未燃メタンは触媒後方の酸素センサ
の検出電極の温度が低い場合、検出電極付近にて酸素と
反応しないため酸素分圧に変化が発生せず、触媒後方の
酸素センサの出力電圧に影響を与えない。しかし、上記
触媒劣化検知−その1においては、触媒後方の酸素セン
サの検出電極の温度がある温度以上になると、未燃メタ
ンが検出電極上で酸素と燃焼反応を起こすため、基準電
極と検出電極の間の酸素濃度差がメタン濃度に応じて変
化する。つまり、メタンが排ガス中の酸素と燃焼反応を
行うときの化学量論量を超えて存在するのであれば検出
電極の酸素が吸引されるため出力電圧は大きく持ち上が
り、メタンが上記化学量論量以下ならば検出電極の酸素
が吸引されないため出力電圧は下がる。この結果、メタ
ン濃度に応じた反転周期となり、触媒の酸素貯蔵能力に
依存しない反転周期となる。この燃焼反応は、検出電極
の温度が上昇するに従って顕著になってくるため、触媒
後方の酸素センサの反転周期は検出電極の温度が上昇す
るに従って短くなる。一方、上記触媒劣化検知−その2
においては、触媒後方の酸素センサの検出電極の温度が
ある温度以上になると、未燃メタンが検出電極の酸素と
燃焼反応を起こして検出電極の酸素を吸引するため、酸
素分圧差を生じさせ、メタン濃度に応じてつまりメタン
濃度が高ければ(空燃比がリッチならば)、出力電圧は
大きく持ち上がる。このため、触媒が正常であっても、
触媒後方の酸素センサの出力電圧は空燃比のリッチ/リ
ーンに応じて変化してしまい、触媒劣化の検知ができな
くなる。
【0010】以上のように、CNG燃料等を用いたエン
ジンの触媒の劣化具合を、触媒後方の酸素センサの出力
信号に基づいて検出する場合、触媒後方の酸素センサの
出力電圧は検出電極付近の酸素と未燃メタンとの燃焼反
応により安定しないという課題がある。
【0011】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、内燃機関の排ガス浄化触媒の後方に配置
される酸素センサであって、出力電圧に対する未燃の炭
化水素の影響を抑えることのできる酸素センサを提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】上記課題を解決するため、本発明は、酸素イ
オン伝導性を有する固体電解質の一面に検出電極、他面
に基準電極が設けられたセンサ素子と、前記センサ素子
を覆う保護カバーと、前記保護カバーの内外をガスが流
通可能なように前記保護カバーに設けられたガス流通路
とを備え、水素と炭素の比が3:1以上(H/C≧3)
の炭化水素を含む燃料を用いる内燃機関の排ガス浄化触
媒の後方に配置される酸素センサであって、水素又は一
酸化炭素の濃度に応じて前記検出電極と前記基準電極と
の間の出力電圧が変化するものの、前記炭化水素の濃度
に依存する出力電圧は空燃比のリッチ/リーンを判定す
る基準レベルを超えないように、前記保護カバーのガス
流通路を通過するガス量が制限されていることを特徴と
する。
【0013】上記酸素イオン伝導性を有する固体電解質
体としては、各種のセラミック、例えば酸化ジルコニウ
ムを主成分とするセラミックが好適である。この固体電
解質体は、酸化ジルコニウム等の原料粉末と、酸化イッ
トリウム、酸化珪素、酸化マグネシウム等の焼結助剤の
粉末とを混合し、造粒した後、所定形状に成形し、必要
に応じて仮焼し、その後焼成することにより、得ること
ができる。
【0014】固体電解質体を作製する際、上記のように
混合、造粒したあと所定形状に成形するが、この所定形
状としては通常コップ状(有底円筒状)又は板状などが
挙げられ、ラバープレス法等の加圧成形法、厚膜法等の
積層法などによって成形する。
【0015】この固体電解質体に設けられる検出電極及
び基準電極は、炭化水素等の未燃ガスの燃焼を促進する
触媒作用のある貴金属元素、例えば白金、ロジウム、パ
ラジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム等から
なる群より選ばれる少なくとも1種以上を主成分とする
導電性材料からなる薄膜状の電極として形成される。こ
れら電極の形成は、めっき法、スパッタリング法、金属
塩の熱分解法等によって実施することができる。
【0016】保護カバーは、通常、1又は複数の隔壁に
より形成されるものであり、隔壁に設けられた貫通孔が
ガス流通路を形成する。本発明の酸素センサは、水素と
炭素の比が3:1以上の炭化水素を含む燃料を用いる内
燃機関の触媒の劣化を検出するのに好適なものである。
メタンで代表されるように水素と炭素の比が3:1以上
の炭化水素は、正常な触媒を通過した後もその触媒中で
燃焼されず未燃のままであり、そのまま触媒の後方に配
置されている酸素センサに到達すると考えられる。そし
て、この酸素センサの検出電極の温度が充分高いときに
はこの検出電極の周辺で燃焼し、検出電極の周りの酸素
が消費されて酸素分圧が低下し、出力電圧が立ち上がる
と考えられる。
【0017】ここで、正常な触媒を通過してきた排ガス
は、未燃の炭化水素を含んでいるとしても、その未燃炭
化水素がリッチ/リーンの判定に影響を与えないことが
要求される。この点につき、本発明の酸素センサでは、
メタンなどの炭化水素濃度に依存する出力電圧が空燃比
のリッチ/リーンを判定する基準レベルを越えない領域
を有するように、保護カバーのガス流通路を通過するガ
ス量が制限されているので、未燃メタンが検出電極付近
で燃焼することによって出力電圧が持ち上がったとして
もその出力電圧は基準レベルを超えない。
【0018】この作用については明確ではないが、保護
カバーのガス流通路を通過するガス量を制限することに
より、センサ素子に到達する前記炭化水素の濃度変化が
緩慢となり、センサ素子の検出電極上での前記炭化水素
と酸素の反応時間よりも、前記炭化水素の濃度変化が遅
くなることにより、反転周期あるいは振幅の温度による
急変がなくなるものと推定される。
【0019】以上のように、本発明の酸素センサによれ
ば、水素と炭素の比が3:1以上の炭化水素を含む燃料
を用いる内燃機関の排ガス浄化触媒の後方に配置される
酸素センサについて、保護カバーを通過するガス量を調
節することにより、出力電圧に対する未燃の炭化水素の
影響を抑えることができる。その結果、その劣化の検知
を精度良く行うことができるという効果が得られる。具
体的には、[従来の技術]の欄で説明した触媒劣化検知
−その1、その2のいずれの方法においても劣化の検知
を精度良く行うことができる。
【0020】ここで、本発明の酸素センサにおいて、前
記保護カバーのガス流通路を通過するガス量は、400
℃以上において前記炭化水素の濃度に依存する出力電圧
が空燃比のリッチ/リーンを判定する基準レベルを超え
ない領域を有するように制限されていることが好まし
い。ここで、400℃以上と限定したのは、400℃未
満では、耐久変動を含めると検出電極が十分活性してい
ないことがあり、その場合は反転周期が劣化によって変
化しないとか、振幅が略一定になるとかによって、劣化
検知ができないおそれがあるためである。
【0021】また、本発明の酸素センサにおいて、前記
基準レベルは400〜600mVの範囲に定められてい
ることが好ましい。これは、この範囲を外れると、酸素
センサの出力振幅の中心から外れて反転周期が不規則と
なるおそれがあり、十分な精度をもって劣化検知を行う
ことが難しくなるからである。
【0022】更に、本発明の酸素センサにおいて、前記
保護カバーの外側から内側に体積流量Q(l/min)の大気
を流したときの前記保護カバー内外の圧力差を△P(at
m)とした場合、圧力差と体積流量の二乗の比△P/Q2
が下記数4の関係を満たすことが好ましい。この場合、
400℃以上において前記炭化水素の濃度に依存する出
力電圧が空燃比のリッチ/リーンを判定する基準レベル
を超えない領域(つまり、前記炭化水素の濃度変化が反
転周期あるいは振幅に影響を与えない領域)が、実用化
できる程度に広くなるため好ましいのである。
【0023】
【数4】△P/Q2 > 1×10-5 (atm・min2・l-2) 特に、前記比△P/Q2は下記数5の関係を満たすこと
が好ましい。この場合、前記領域がセンサ素子の活性温
度域の略全般にわたって広がるため好ましいのである。
【0024】
【数5】△P/Q2 > 2×10-5 (atm・min2・l-2) また、前記比△P/Q2が下記数6の関係を満たすこと
が好ましい。これは、△P/Q2がこの数値を上回ると
センサの応答が必要以上に遅くなって触媒劣化診断を行
う時間を確保しにくくなる傾向にあるからである。
【0025】
【数6】△P/Q2 < 1×10-3 (atm・min2・l-2) 更にまた、本発明の酸素センサにおいては、前記保護カ
バーは1又は複数の隔壁により形成され、そのうち開口
部総面積の最小の隔壁につきその開口部総面積Aが下記
数7の関係を満たすことが好ましい。この範囲を上回る
とメタンの変動が反転周期あるいは振幅に影響を与えて
触媒劣化診断を行う時間を確保しにくくなる傾向にあ
り、この範囲を下回るとセンサの応答が必要以上に遅く
なる傾向があるからである。
【0026】
【数7】0.1 < A < 10 (mm2)
【0027】
【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を説明する。
尚、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものでは
なく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採
り得ることはいうまでもない。
【0028】[実施例1]純度99%以上のZrO2
00モルに対して、99%以上のY23を5モルの割合
で配合し、湿式混合した後、1300℃の温度で仮焼し
た。この仮焼物に水を加え、ボールミルにより粉砕した
後、水溶性バインダーを添加し、スプレードライ法によ
って造粒した。この造粒物をラバープレス法によってコ
ップ状(有底円筒状)に成形し、砥石によって研削し、
その形状を整えた。次いで、この成形体を1500℃の
温度で3時間焼成し、ジルコニアセラミックを得た。そ
して、このセラミックの外側に厚さ1〜2μmの白金薄
膜を無電解めっき法により設け、検出電極とした。その
後、この白金薄膜を大気雰囲気下、1200℃の温度で
90分間熱処理し、検出電極を構成する白金薄膜の緻密
度を向上させ安定化させた。
【0029】続いて、上記セラミックの内側に、基準電
極としての白金電極を無電解めっき法により厚さ1〜2
μmとなるように形成した。また、上記検出電極を保護
するため、この検出電極の外表面に厚さ約200μmの
マグネシウムアルミネートのスピネル粉末からなる保護
層をプラズマ溶射法によって設けた。これを燃焼ガス中
に晒し、エージング処理し、センサ素子1とした(図1
参照)。すなわち、このセンサ素子1は、酸素イオン伝
導性を有する固体電解質であるジルコニアセラミック2
の外面に検出電極4、内面に基準電極3が設けられ、検
出電極4の外表面にはスピネル保護層5が設けられたも
のである。
【0030】そして、このセンサ素子1を金属ケース7
内にセットした後、カシメリング8及び滑石等の充填材
9を挿填してセンサ素子1を金属ケース7内に固定し
た。また、複数の通孔12aを有する内側隔壁12のう
ち拡径された開口縁の周りを、複数の通孔11aを有す
る外側隔壁11に溶接したもの(保護カバー10とい
う、図2参照)を用意し、この保護カバー10によりセ
ンサ素子1の先端を覆った状態で、この保護カバー10
の開口縁を金属ケース7に溶接した。そして、図示しな
いリード線を検出電極4及び基準電極3に接続し、更に
図示しない外筒を被せることにより、CNGエンジン用
の酸素センサを完成させた。なお、通孔11a、12a
が本発明のガス流通路に相当する。また、内側隔壁12
の開口部総面積(複数の通孔12aの総開口面積)は
1.1mm2、外側隔壁11の開口部総面積(複数の通
孔11aの総開口面積)は3.1mm2とした。
【0031】ところで、保護カバー10に大気を流した
ときの体積流量Q(l/min)と、そのときの保護カバー1
0の内外の圧力差△P(atm)については、図3に示す測
定装置によって測定した。すなわち、この測定装置は、
排気管を模したパイプ14の一端にファン15が取り付
けられ、パイプ14の内部略中央に仕切り板16が取り
付けられ、この仕切り板16の上流側と下流側の差圧を
測定する差圧計17及びパイプ14内を流れる空気の体
積流量を測定する層流流量計18が取り付けられたもの
である。仕切り板16は、図4に示すように、略中央に
保護カバー10の取付孔16aが設けられ、この取付孔
16aに保護カバー10が差し込まれて溶接等により固
着されたものである。この測定装置のファン15を回転
駆動してパイプ14内に図2の矢印方向に空気の流れを
発生させ、そのときの差圧計17の値△P(atm)と層流
流量計18の値Q(l/min)を読み取り、△P/Q2を求め
たところ、3.2×10-5(atm・min2・l-2)であった。
【0032】この実施例1の酸素センサを新品の排ガス
浄化触媒の後方に取り付け、この酸素センサによって触
媒劣化の判断ができるか否かにつき、[従来の技術]の
欄の[触媒劣化検知−その1]の方法によって判断し
た。その結果、実施例1の酸素センサは、図5に示すよ
うに、センサ素子1の表面温度をセンサ活性温度域(こ
こでは350〜650℃の範囲)で変化させたとき、反
転周期(高出力維持時間+低出力維持時間)は略一定で
あった。つまり、実施例1の酸素センサでは、上記温度
範囲において、CNGガスに含まれるメタンに依存する
出力電圧が空燃比のリッチ/リーンを判定する基準レベ
ルを越えないように、保護カバー10の通孔11a、1
2aを通過するガス量が制限されているので、未燃メタ
ンが検出電極4付近で燃焼したとしてもその出力電圧は
基準レベルを超えない。このため、出力電圧に対する未
燃のメタンの影響を抑えることができ、その触媒劣化の
検知を精度良く行うことができる。
【0033】[実施例2、比較例1〜3]実施例2、比
較例1〜3の酸素センサは、実施例1の酸素センサの保
護カバー10の通孔11a、12aの形状を変更して、
差圧△P、体積流量Q、開口部総面積Aを下記表1の値
を持つように設計した以外は、実施例1と同様の構成を
採用した。また、これらの酸素センサについて、触媒劣
化の判断ができるか否かにつき、実施例1と同様、[従
来の技術]の欄の[触媒劣化検知−その1]の方法によ
って判断した。その結果を下記表1及び図5に示した。
【0034】
【表1】
【0035】図5から分かるとおり、実施例2は、反転
周期がセンサ素子の温度に依存しない領域が存在するた
め、この領域に温度を制御すれば触媒の劣化診断は可能
である。これに対して比較例1〜3は、センサ素子の活
性温度域全般にわたって、新品触媒にもかかわらず温度
に依存して反転周期が短くなってしまったため触媒の劣
化検知は不可能であると判断した。なお、比較例4は、
従来の保護カバーを用いた例である(図6参照)。
【0036】また、保護カバー10の通孔11a、12
aを実施例1よりも更に小さくして前記比△P/Q2
1×10-3(atm・min2・l-2)を上回るほどガスの流通量を
制限したところ、酸素センサの応答性が著しく遅くなっ
たため、酸素センサとして使用できないと判断した。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の酸素センサの概略説明図である。
【図2】 実施例1の保護カバーの概略説明図である。
【図3】 保護カバーの体積流量Q(l/min)と保護カバ
ー内外の圧力差△P(atm)を測定する測定装置の概略説
明図である。
【図4】 測定装置に用いる仕切り板の斜視図である。
【図5】 酸素センサの素子表面温度と反転周期との関
係を表すグラフである。
【図6】 従来の保護カバーの概略説明図である。
【図7】 触媒後方の酸素センサによる触媒劣化検知
(触媒劣化検知−その1)の説明図である。
【図8】 触媒後方の酸素センサによる触媒劣化検知
(触媒劣化検知−その2)の説明図である。
【符号の説明】
1・・・センサ素子、2・・・ジルコニアセラミック、
3・・・基準電極、4・・・検出電極、5・・・スピネ
ル保護層、7・・・金属ケース、8・・・カシメリン
グ、9・・・充填材、10・・・保護カバー、11・・
・外側隔壁、11a・・・通孔、12・・・内側隔壁、
12a・・・通孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 宏 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 細貝 誠一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 藤田 博之 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平11−108883(JP,A) 特開 平10−185868(JP,A) 特開 平10−185861(JP,A) 特開 平9−189679(JP,A) 特開 平5−5604(JP,A) 特開 平1−232253(JP,A) 特開 平10−274635(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/26 - 27/49 F02D 41/00 - 41/40 F02D 35/00 368

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸素イオン伝導性を有する固体電解質の
    一面に検出電極、他面に基準電極が設けられたセンサ素
    子と、前記センサ素子を覆う保護カバーと、前記保護カ
    バーの内外をガスが流通可能なように前記保護カバーに
    設けられたガス流通路とを備え、水素と炭素の比が3:
    1以上(H/C≧3)の炭化水素を含む燃料を用いる内
    燃機関の排ガス浄化触媒の後方に配置される酸素センサ
    であって、 水素又は一酸化炭素の濃度に応じて前記検出電極と前記
    基準電極との間の出力電圧が変化するものの、前記炭化
    水素の濃度に依存する出力電圧は空燃比のリッチ/リー
    ンを判定する基準レベルを超えないように、前記保護カ
    バーのガス流通路を通過するガス量が制限されているこ
    とを特徴とする酸素センサ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の酸素センサであって、 前記保護カバーのガス流通路を通過するガス量は、40
    0℃以上において前記炭化水素の濃度に依存する出力電
    圧が空燃比のリッチ/リーンを判定する基準レベルを超
    えない領域を有するように制限されているを特徴とする
    酸素センサ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の酸素センサであっ
    て、 前記基準レベルは400〜600mVの範囲に定められ
    ていることを特徴とする酸素センサ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の酸素セ
    ンサであって、 前記保護カバーの外側から内側に体積流量Q(l/min)の
    大気を流したときの前記保護カバー内外の圧力差を△P
    (atm)とした場合、圧力差と体積流量の二乗の比△P/
    2が下記数1の関係を満たすことを特徴とする酸素セ
    ンサ。 【数1】△P/Q2 > 1×10-5 (atm・min2・l-2)
  5. 【請求項5】 請求項4記載の酸素センサであって、 前記△P/Q2が下記数2の関係を満たすことを特徴と
    する酸素センサ。 【数2】△P/Q2 < 1×10-3 (atm・min2・l-2)
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の酸素セ
    ンサであって、 前記保護カバーは1又は複数の隔壁により形成され、そ
    のうち開口部総面積の最小の隔壁につきその開口部総面
    積Aが下記数3の関係を満たすことを特徴とする酸素セ
    ンサ。 【数3】0.1 < A < 10 (mm2)
JP01602998A 1998-01-28 1998-01-28 酸素センサ Expired - Fee Related JP3429180B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01602998A JP3429180B2 (ja) 1998-01-28 1998-01-28 酸素センサ
DE69942471T DE69942471D1 (de) 1998-01-28 1999-01-23 Sauerstoffsensor
EP99101267A EP0933630B1 (en) 1998-01-28 1999-01-23 Oxygen sensor
CA002260341A CA2260341C (en) 1998-01-28 1999-01-25 Oxygen sensor
US09/236,336 US6182498B1 (en) 1998-01-28 1999-01-25 Oxygen sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01602998A JP3429180B2 (ja) 1998-01-28 1998-01-28 酸素センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11211691A JPH11211691A (ja) 1999-08-06
JP3429180B2 true JP3429180B2 (ja) 2003-07-22

Family

ID=11905156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01602998A Expired - Fee Related JP3429180B2 (ja) 1998-01-28 1998-01-28 酸素センサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6182498B1 (ja)
EP (1) EP0933630B1 (ja)
JP (1) JP3429180B2 (ja)
CA (1) CA2260341C (ja)
DE (1) DE69942471D1 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4461622B2 (ja) 2000-03-27 2010-05-12 株式会社デンソー ガスセンサ
US6293093B1 (en) * 2000-08-02 2001-09-25 Ford Global Technologies, Inc Method and system for directly monitoring the efficiency of a conditioning catalyst having negligible oxygen storage capacity
US6691553B2 (en) * 2000-08-29 2004-02-17 Delphi Technologies, Inc. Gas sensor protective shield
US6638405B2 (en) 2001-09-10 2003-10-28 Delphi Technologies, Inc. Gas sensor and method of manufacturing the same
US6848316B2 (en) * 2002-05-08 2005-02-01 Rosemount Inc. Pressure sensor assembly
WO2004081506A2 (en) * 2003-03-13 2004-09-23 Electrovac Fabrikation Elektrotechnischer Spezialartikel Gmbh Sealed sensor housing
JP4631517B2 (ja) * 2005-04-13 2011-02-16 トヨタ自動車株式会社 酸素センサ及び空燃比制御システム
JP4311456B2 (ja) * 2007-02-14 2009-08-12 株式会社デンソー ガスセンサ及びその製造方法
US20080282769A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Charles Scott Nelson Apparatus and method for shielding a soot sensor
US9482189B2 (en) 2013-09-19 2016-11-01 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an intake oxygen sensor
US9328684B2 (en) 2013-09-19 2016-05-03 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an intake oxygen sensor
US9957906B2 (en) 2013-11-06 2018-05-01 Ford Gloabl Technologies, LLC Methods and systems for PCV flow estimation with an intake oxygen sensor
US9322367B2 (en) 2014-01-14 2016-04-26 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for fuel canister purge flow estimation with an intake oxygen sensor
US9441564B2 (en) 2014-04-14 2016-09-13 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for adjusting EGR based on an impact of PCV hydrocarbons on an intake oxygen sensor
US9234476B2 (en) 2014-04-14 2016-01-12 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for determining a fuel concentration in engine oil using an intake oxygen sensor
GB2545205A (en) * 2015-12-08 2017-06-14 Gm Global Tech Operations Llc Exhaust sensor for internal combustion engines
DE102020200788A1 (de) * 2019-01-28 2020-07-30 Cummins Emission Solutions Inc. Wiederaufbereitbare Sensorbaugruppen und Wiederaufbereitungsverfahren
US11268426B2 (en) 2020-04-07 2022-03-08 Cnh Industrial America Llc Sensor shield port for exhaust treatment systems of work vehicles

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5718146B2 (ja) 1973-06-05 1982-04-15
JPS5350888A (en) 1976-10-20 1978-05-09 Nippon Denso Co Ltd Oxygen concentration detector
JPS5489686A (en) 1977-12-27 1979-07-16 Hitachi Ltd Oxygen density detector
JPS61125758U (ja) * 1985-01-26 1986-08-07
JP2514701B2 (ja) 1988-12-02 1996-07-10 日本特殊陶業株式会社 酸素センサ
JP2641346B2 (ja) * 1991-07-23 1997-08-13 日本碍子株式会社 酸素センサ
US5268086A (en) * 1991-08-07 1993-12-07 Ford Motor Company Catalyst monitoring using ego sensors
JP3496307B2 (ja) * 1994-02-18 2004-02-09 株式会社デンソー 触媒劣化検知法及び空燃比センサ
JP3629786B2 (ja) * 1995-01-19 2005-03-16 株式会社デンソー 酸素濃度検出器
US5874664A (en) * 1996-01-30 1999-02-23 Denso Corporation Air fuel ratio sensor and method for assembling the same
JP4016452B2 (ja) * 1996-07-30 2007-12-05 株式会社デンソー 酸素濃度検出器

Also Published As

Publication number Publication date
EP0933630A1 (en) 1999-08-04
DE69942471D1 (de) 2010-07-22
CA2260341A1 (en) 1999-07-28
JPH11211691A (ja) 1999-08-06
EP0933630B1 (en) 2010-06-09
CA2260341C (en) 2005-10-04
US6182498B1 (en) 2001-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3429180B2 (ja) 酸素センサ
EP1074834B1 (en) Method and apparatus for measuring NOx gas concentration
EP1943507B1 (en) Nox sensor and methods of using the same
CN108343496B (zh) 催化器劣化诊断方法和催化器劣化诊断系统
EP1046906B1 (en) Gas sensor
CN108691625A (zh) 氨检测装置的异常诊断装置
US20100032292A1 (en) Ammonia gas sensor
JPH1172477A (ja) ガス濃度の測定方法及び複合ガスセンサ
US6355151B1 (en) Gas sensor
CN108287215A (zh) 氨传感器的校准方法
CN107576705B (zh) 排气传感器
JP3589872B2 (ja) 排出ガス濃度検出方法及びその装置
JP2501643B2 (ja) 触媒の劣化検出装置
JPH11237366A (ja) ガスセンサ
JP3464903B2 (ja) 酸素センサ
WO2020195079A1 (ja) ガスセンサ
US6679982B1 (en) Oxygen sensor
JP4272970B2 (ja) 排出ガス濃度検出装置
JP3873351B2 (ja) NOxセンサ素子
Coillard et al. Nitrogen-monoxide sensing with a commercial zirconia lambda gauge biased in amperometric mode
JP3152458B2 (ja) 酸素センサ
JP2879281B2 (ja) 酸素センサの制御装置
US20210310984A1 (en) Ammonia sensor
JP2002071641A (ja) 複合ガス検知装置
JPH0373840A (ja) 窒素酸化物排出量測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516

Year of fee payment: 11

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