JPH01119755A - 内燃機関の酸素センサ - Google Patents
内燃機関の酸素センサInfo
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- JPH01119755A JPH01119755A JP62275856A JP27585687A JPH01119755A JP H01119755 A JPH01119755 A JP H01119755A JP 62275856 A JP62275856 A JP 62275856A JP 27585687 A JP27585687 A JP 27585687A JP H01119755 A JPH01119755 A JP H01119755A
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、内燃機関の排気系に装着して該機関に供給さ
れる混合気の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃
度を測定し、空燃比フィードバック制御におけるフィー
ドバック信号の提供に用いる酸素センサに関するもので
ある。
れる混合気の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃
度を測定し、空燃比フィードバック制御におけるフィー
ドバック信号の提供に用いる酸素センサに関するもので
ある。
〈従来の技術〉
従来、この種の酸素センサとしては、先端部を閉塞した
円筒状のジルコニア（ＺｒＯｚ）に代表される。
円筒状のジルコニア（ＺｒＯｚ）に代表される。
酸素イオン導電性のｅ４淡電池用固体電解質の内外表面
の各一部に白金電極を形成し、外表面にさらに白金を蒸
着して酸化触媒層を形成してなるものがよく知られてい
る（実開昭６１−８９１６０号公報参照）。
の各一部に白金電極を形成し、外表面にさらに白金を蒸
着して酸化触媒層を形成してなるものがよく知られてい
る（実開昭６１−８９１６０号公報参照）。
かかる酸素センサは、固体電解質の内側空洞に基準空気
として大気が導かれるようにする一方、固体電解質の外
側を機関排気通路に臨ませて機関排気と接触させ、内表
面に接触する大気中の酸素濃度と外表面に接触する排気
中の酸素濃度との比により起電力を電°極間に発生させ
て、排気中の酸素濃度を検出するものである。
として大気が導かれるようにする一方、固体電解質の外
側を機関排気通路に臨ませて機関排気と接触させ、内表
面に接触する大気中の酸素濃度と外表面に接触する排気
中の酸素濃度との比により起電力を電°極間に発生させ
て、排気中の酸素濃度を検出するものである。
なお、白金からなる酸化触媒層は、排気中の一酸化炭素
（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を同じく排気中の酸素（０
□）と結合させ二酸化炭素（ＣＯｚ）と水蒸気（Ｈ，Ｏ
）に変える酸化反応を促進し、濃混合気で燃焼させたと
きにその排気中に残存する低濃度の０２をＣＯやＨＣと
良好に反応させて残存酸素濃度をゼロにし、固体電解質
内外の酸素濃度比を大きくして、大きな起電力を発生さ
せることにより、理論空燃比を境としてリッチ側とリー
ン側とで起電力を急変させ、これにより理論空燃比の検
出を容易にしている。
（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を同じく排気中の酸素（０
□）と結合させ二酸化炭素（ＣＯｚ）と水蒸気（Ｈ，Ｏ
）に変える酸化反応を促進し、濃混合気で燃焼させたと
きにその排気中に残存する低濃度の０２をＣＯやＨＣと
良好に反応させて残存酸素濃度をゼロにし、固体電解質
内外の酸素濃度比を大きくして、大きな起電力を発生さ
せることにより、理論空燃比を境としてリッチ側とリー
ン側とで起電力を急変させ、これにより理論空燃比の検
出を容易にしている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、このような従来の酸素センサにあっては
、排気中の窒素酸化物（Ｎｏ、）の濃度が高くなると、
排気中の酸素の一部がＮｏＸに変化しているにも拘わら
ず、この酸素を検出できないので、起電力が真の理論空
燃比よりもリーン側で反転するようになり、真の理論空
燃比を検出できないという問題点があった。
、排気中の窒素酸化物（Ｎｏ、）の濃度が高くなると、
排気中の酸素の一部がＮｏＸに変化しているにも拘わら
ず、この酸素を検出できないので、起電力が真の理論空
燃比よりもリーン側で反転するようになり、真の理論空
燃比を検出できないという問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、排気中のＮ
ｏヨ濃度に応じて起電力の反転点がリッチ側にシフトし
て真の理論空燃比を検出することができ、しかも長期に
亘って検出精度を維持す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。
ｏヨ濃度に応じて起電力の反転点がリッチ側にシフトし
て真の理論空燃比を検出することができ、しかも長期に
亘って検出精度を維持す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。
（問題点を解決するための手段〉
このため、本発明では、白金からなる酸化触媒層の外側
にチタニア（ＴｉＯｚ）にＮＯ，還元触媒としてのロジ
ウム（Ｒｈ）を担持させた還元触媒層を設け、また、酸
化触媒層と還元触媒層との間または還元触媒層の外側の
うちの少なくとも一方にアルミナ（Ａｌｇ（ｈ）からな
る保護層を設ける構成とする。
にチタニア（ＴｉＯｚ）にＮＯ，還元触媒としてのロジ
ウム（Ｒｈ）を担持させた還元触媒層を設け、また、酸
化触媒層と還元触媒層との間または還元触媒層の外側の
うちの少なくとも一方にアルミナ（Ａｌｇ（ｈ）からな
る保護層を設ける構成とする。
〈作用〉
上記の構成によれば、ロジウムからなるＮＯＸ還元触媒
層はこれに達したＮＯｘをＣｏ、ＩＣと反応させて、酸
化触媒層に達するＣｏ、ＨＣを消費するため、酸化触媒
層においてＣｏ、ＩＩＣと反応して消費される０２が減
少し、その分だけ固体電解質に達する０□が増大する。
層はこれに達したＮＯｘをＣｏ、ＩＣと反応させて、酸
化触媒層に達するＣｏ、ＨＣを消費するため、酸化触媒
層においてＣｏ、ＩＩＣと反応して消費される０２が減
少し、その分だけ固体電解質に達する０□が増大する。
従って、排気中のＮＯｘ濃度が高くなる程、固体電解質
の排気側のｏ、：ａ度が高（なり、大気側と排気側の０
□濃度差が減少することになって、酸素センサ出力であ
る起電力の反転点がリッチ側にシフトして真の理論空燃
比にて起電力が反転することになる。よって、この酸素
センサの出力電圧に基づいて空燃比をフィードバック制
御すれば空燃比を真の理論空燃比に制御することが可能
となる。
の排気側のｏ、：ａ度が高（なり、大気側と排気側の０
□濃度差が減少することになって、酸素センサ出力であ
る起電力の反転点がリッチ側にシフトして真の理論空燃
比にて起電力が反転することになる。よって、この酸素
センサの出力電圧に基づいて空燃比をフィードバック制
御すれば空燃比を真の理論空燃比に制御することが可能
となる。
また、アルミナ保護層を酸化触媒層と還元触媒層との間
または還元触媒層の外側のうち少なくとも一方に設ける
ことによって、排気中に含まれることがある鉛が白金か
らなる酸化触媒層に到達する前にアルミナ保護層に吸着
されて白金が侵されることを防止でき、また同じく排気
中の炭化水素もアルミナ保護層によって白金からなる酸
化触媒層への到達を阻まれ、酸化触媒層上へのカーボン
析出を防止し、酸化触媒層と還元触媒層の剥離を免れる
ことができ、これによって、耐久性の向上と安定した検
出精度を得ることができる。
または還元触媒層の外側のうち少なくとも一方に設ける
ことによって、排気中に含まれることがある鉛が白金か
らなる酸化触媒層に到達する前にアルミナ保護層に吸着
されて白金が侵されることを防止でき、また同じく排気
中の炭化水素もアルミナ保護層によって白金からなる酸
化触媒層への到達を阻まれ、酸化触媒層上へのカーボン
析出を防止し、酸化触媒層と還元触媒層の剥離を免れる
ことができ、これによって、耐久性の向上と安定した検
出精度を得ることができる。
〈実施例〉
以下に本発明の詳細な説明する。
第１図は第１の実施例を示している。先端部を閉塞した
円筒状のジルコニアに代表される酸素イオン導電性の濃
淡電池用固体電解質ｌの内外表面の各一部に白金電極２
．３を形成し、外表面に白金を蒸着して酸化触媒層４を
形成し、その外表面にアルミナからなる保護Ｎ６を設け
、さらにその外側をチタニアにＮＯｘ還元触媒としての
ロジウムを担持させた還元触媒Ｎ５を形成する。
円筒状のジルコニアに代表される酸素イオン導電性の濃
淡電池用固体電解質ｌの内外表面の各一部に白金電極２
．３を形成し、外表面に白金を蒸着して酸化触媒層４を
形成し、その外表面にアルミナからなる保護Ｎ６を設け
、さらにその外側をチタニアにＮＯｘ還元触媒としての
ロジウムを担持させた還元触媒Ｎ５を形成する。
これによれば、ロジウムからなるＮＯＸ還元触媒層５は
これに達したＮＯＸをＣｏ、ＨＣと反応させて、酸化触
媒層４に達するＣｏ、ＨＣを消費するため、酸化触媒層
４においてＣｏ、ＨＣと反応して消費される０２が減少
し、その分だけ固体電解質１に達する０２が増大する。
これに達したＮＯＸをＣｏ、ＨＣと反応させて、酸化触
媒層４に達するＣｏ、ＨＣを消費するため、酸化触媒層
４においてＣｏ、ＨＣと反応して消費される０２が減少
し、その分だけ固体電解質１に達する０２が増大する。
従って、排気中のＮＯ８濃度が高くなる程、固体電解￥
ｔ１の排気側の０．濃度が高くなり、大気側と排気側の
０２濃度差が減少することになって、第４図の起電力特
性曲線に示すように、酸素センサ出力である起電力の反
転点がリッチ側にシフトして図示破線の如く真の理論空
燃比にて起電力が反転することになる。よって、この酸
素センサの出力電圧に基づいて空燃比をフィードバック
制御すれば空燃比を真の理論空燃比に制御することが可
能となる。
ｔ１の排気側の０．濃度が高くなり、大気側と排気側の
０２濃度差が減少することになって、第４図の起電力特
性曲線に示すように、酸素センサ出力である起電力の反
転点がリッチ側にシフトして図示破線の如く真の理論空
燃比にて起電力が反転することになる。よって、この酸
素センサの出力電圧に基づいて空燃比をフィードバック
制御すれば空燃比を真の理論空燃比に制御することが可
能となる。
また、排気中の鉛が白金からなる酸化触媒層４に到達す
る前にアルミナ保護層６により吸着されて白金が侵され
ることを防止でき、また炭化水素もアルミナ保護層６に
よって白金触媒層４への到達を阻まれ、白金からなる酸
化触媒層４上へのカーボン析出を防止することができる
。なお、アルミナ保護層を設けたものとそうでないもの
との走行距離による性能比較では、第５図に示すように
、保護層ありのものは理論空燃比検出点の変化量Δλが
小さく、はるかに耐久性が向上したことがわかる。
る前にアルミナ保護層６により吸着されて白金が侵され
ることを防止でき、また炭化水素もアルミナ保護層６に
よって白金触媒層４への到達を阻まれ、白金からなる酸
化触媒層４上へのカーボン析出を防止することができる
。なお、アルミナ保護層を設けたものとそうでないもの
との走行距離による性能比較では、第５図に示すように
、保護層ありのものは理論空燃比検出点の変化量Δλが
小さく、はるかに耐久性が向上したことがわかる。
また、第２図に示す第２の実施例は、固体電解質１の内
外表面の各一部に白金電極２，３を形成し、外表面に白
金を蒸着して酸化触媒層４を形成し、その外表面にチタ
ニアにＮＯ，還元触媒としてのロジウムを担持させた還
元触媒層５を形成し、さらにその外表面にアルミナから
なる保護層６を設けた場合である。このようにしても同
様の効果が得られる。
外表面の各一部に白金電極２，３を形成し、外表面に白
金を蒸着して酸化触媒層４を形成し、その外表面にチタ
ニアにＮＯ，還元触媒としてのロジウムを担持させた還
元触媒層５を形成し、さらにその外表面にアルミナから
なる保護層６を設けた場合である。このようにしても同
様の効果が得られる。
第３図に示す第３の実施例は、アルミナ保護層６を酸化
触媒層４と還元触媒Ｎ５との間と還元触媒Ｎ６のさらに
外側の両方に設けた場合であり、このようにしても同様
の効果が得られる。
触媒層４と還元触媒Ｎ５との間と還元触媒Ｎ６のさらに
外側の両方に設けた場合であり、このようにしても同様
の効果が得られる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、排気側の面に、
白金からなる酸化触媒層を形成すると共に、その外側に
チタニアにＮＯＸ還元触媒としてのロジウムを担持させ
た還元触媒層を形成したので、排気中のＮＯ，１度に応
じて起電力の反転点がリッチ側にシフトして真の理論空
燃比を検出することができる。また、アルミナからなる
保護層を酸化触媒層と還元触媒層との間または還元触媒
層の外側のうち少なくとも一方に設けるので、排気中の
鉛が白金からなる酸化触媒層に到達する前にアルミナ保
護層により吸着され、白金が侵されることを防止でき、
また炭化水素もアルミナ保護層によって白金からなる酸
化触媒層への到達を阻まれ、酸化触媒層上へのカーボン
析出を防止することができ、これによって、耐久性の向
上と安定した検出精度を得ることができる。
白金からなる酸化触媒層を形成すると共に、その外側に
チタニアにＮＯＸ還元触媒としてのロジウムを担持させ
た還元触媒層を形成したので、排気中のＮＯ，１度に応
じて起電力の反転点がリッチ側にシフトして真の理論空
燃比を検出することができる。また、アルミナからなる
保護層を酸化触媒層と還元触媒層との間または還元触媒
層の外側のうち少なくとも一方に設けるので、排気中の
鉛が白金からなる酸化触媒層に到達する前にアルミナ保
護層により吸着され、白金が侵されることを防止でき、
また炭化水素もアルミナ保護層によって白金からなる酸
化触媒層への到達を阻まれ、酸化触媒層上へのカーボン
析出を防止することができ、これによって、耐久性の向
上と安定した検出精度を得ることができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す酸素センサの断面
図、第２図は第２の実施例を示す酸素センサの断面図、
第３図は第３の実施例を示す酸素センサの断面図、第４
図は酸素センサの起電力特性図、第５図はアルミナから
なる保護層を設けた場合とそうでない場合の走行距離に
よる耐久性比較を示す図である。 ｌ・・・固体電解質 ２，３・・・電極 ４・・・
酸化触媒層 ５・・・還元触媒層 ６・・・アルミ
ナ保護層 特許出願人 日本電子機器株式会社代理人 弁理
士 笹島 冨二雄 第１図 第２図 第３図
図、第２図は第２の実施例を示す酸素センサの断面図、
第３図は第３の実施例を示す酸素センサの断面図、第４
図は酸素センサの起電力特性図、第５図はアルミナから
なる保護層を設けた場合とそうでない場合の走行距離に
よる耐久性比較を示す図である。 ｌ・・・固体電解質 ２，３・・・電極 ４・・・
酸化触媒層 ５・・・還元触媒層 ６・・・アルミ
ナ保護層 特許出願人 日本電子機器株式会社代理人 弁理
士 笹島 冨二雄 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 酸素イオン導電性を有する濃淡電池用固体電解質の両
面にそれぞれ電極を形成し、一方の面を基準空気側に配
し、他方の面を機関の排気中に配して、徘気中の酸素濃
度を介して機関に吸入される混合気の空燃比を検出する
内燃機関の酸素センサにおいて、排気側の面に、白金か
らなる酸化触媒層を形成すると共に、その外側にチタニ
アに窒素酸化物還元触媒としてのロジウムを担持させた
還元触媒層を形成し、また、前記酸化触媒層と還元触媒
層との間または還元触媒層の外側のうち少なくとも一方
にアルミナからなる保護層を設けたことを特徴とする内
燃機関の酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62275856A JPH0713609B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 内燃機関の酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62275856A JPH0713609B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 内燃機関の酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119755A true JPH01119755A (ja) | 1989-05-11 |
| JPH0713609B2 JPH0713609B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17561384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62275856A Expired - Lifetime JPH0713609B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 内燃機関の酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713609B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0344659U (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-25 | ||
| US5779980A (en) * | 1997-01-16 | 1998-07-14 | Cts Corporation | Gas sensor having a compounded catalytic structure |
| US6117393A (en) * | 1997-01-16 | 2000-09-12 | Cts Corporation | Multilayered gas sensor |
| DE112010002664B4 (de) * | 2009-03-31 | 2014-11-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Speisesystem zum Stranggießen und Verfahren zum Stranggießen |
| WO2019130849A1 (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子およびガスセンサ |
| WO2020136962A1 (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子およびガスセンサ |
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| JPS61241657A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-27 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素センサ素子 |
-
1987
- 1987-11-02 JP JP62275856A patent/JPH0713609B2/ja not_active Expired - Lifetime
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