JPH06265498A - 触媒診断用空燃比センサの構造 - Google Patents
触媒診断用空燃比センサの構造Info
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- JPH06265498A JPH06265498A JP5055425A JP5542593A JPH06265498A JP H06265498 A JPH06265498 A JP H06265498A JP 5055425 A JP5055425 A JP 5055425A JP 5542593 A JP5542593 A JP 5542593A JP H06265498 A JPH06265498 A JP H06265498A
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- exhaust gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】１個の空燃比センサで、触媒の前後の空燃比を
測定し、それらの信号に基づき触媒の診断を精度良く行
うこと。 【構成】触媒診断の指令信号に同期して自動車の排気ガ
ス管の触媒前の排ガス、触媒後の排ガスを逐次単一の空
燃比センサの検出部に導入する機構を有し、順次、触媒
前の空燃比と触媒後の空燃比とを検出できる触媒診断用
空燃比センサの構造。 【効果】１個の空燃比センサにより、触媒、前後の排ガ
スの空燃比を時分割で検出できるので空燃比センサの経
時変化の影響を受けること無く、安価で高精度な触媒の
診断が可能である。
測定し、それらの信号に基づき触媒の診断を精度良く行
うこと。 【構成】触媒診断の指令信号に同期して自動車の排気ガ
ス管の触媒前の排ガス、触媒後の排ガスを逐次単一の空
燃比センサの検出部に導入する機構を有し、順次、触媒
前の空燃比と触媒後の空燃比とを検出できる触媒診断用
空燃比センサの構造。 【効果】１個の空燃比センサにより、触媒、前後の排ガ
スの空燃比を時分割で検出できるので空燃比センサの経
時変化の影響を受けること無く、安価で高精度な触媒の
診断が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排ガス中の酸
素濃度、又は、未燃ガスである一酸化炭素（ＣＯ），ハ
イドロカーボン（ＨＣ）等の濃度を検出できる空燃比セ
ンサに係わり、特に単一のセンサで触媒の診断に有効に
寄与できる空燃比センサに関する。
素濃度、又は、未燃ガスである一酸化炭素（ＣＯ），ハ
イドロカーボン（ＨＣ）等の濃度を検出できる空燃比セ
ンサに係わり、特に単一のセンサで触媒の診断に有効に
寄与できる空燃比センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動車の排気ガス浄化のための触
媒の診断は、例えば特開平3−293544号公報や図５に示
されるように触媒の前後に理論空燃比点のみを検出でき
る空燃比センサ（Ο2 センサ）をそれぞれ１個ずつ取付
け、両者の出力をマイクロコンピュータに取り込み、そ
れらの差から触媒劣化の度合いを診断する方式であっ
た。
媒の診断は、例えば特開平3−293544号公報や図５に示
されるように触媒の前後に理論空燃比点のみを検出でき
る空燃比センサ（Ο2 センサ）をそれぞれ１個ずつ取付
け、両者の出力をマイクロコンピュータに取り込み、そ
れらの差から触媒劣化の度合いを診断する方式であっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記例に示される従来
の技術では、触媒の診断に用いられるΟ2 センサが長時
間耐久で図７に示すように劣化し、それぞれ出力特性が
図６に示すようにａからｂ、ｃのように変化することに
より診断精度を低下せしめることついては配慮がなされ
ておらない。即ち、Ο2 センサの検出部の拡散膜が経時
的に劣化し、主に過酷な冷熱サイクルのもとで使用され
た時、拡散膜や多孔質な電極にクラックが生じ、出力に
有効に寄与するためのジルコニア固体電解質，白金電
極，排気ガスで構成される３層界面が減少し、Ο2 セン
サの出力特性が減少する方向に変化する場合がある。ま
た、燃料の濃い状態で長期に渡って使用された場合には
多孔質な拡散膜や電極のガスの拡散に寄与する微細孔の
一部が目づまりを起こしてガスが拡散しにくくなり、Ο
2 センサの出力特性が減少する方向に変化する場合があ
る。このような出力特性の変化は触媒を診断する目的で
取り付けられた２個のセンサが取付け部の周囲の状況の
違いから、それぞれ同じように変化することは希であ
り、殆どの場合、変化量は異なるのが普通である。この
方式による触媒の診断は、触媒の前後のそれぞれのセン
サが使用中に変化しないか、変化しても全く同じように
変化することが前提条件とされている。従って、このよ
うに経時的に変化した場合には信頼性のある触媒の診断
機能が失われるという課題があった。一方、空燃比セン
サには、更に新たな機能が付加され高価になっているこ
とについては配慮がなされておらなかった。リーンバー
ン制御，圧縮天然ガスを用いたエンジン制御，排気浄化
を目的としたデーゼルエンジン制御等には広域空燃比セ
ンサが必要とされている。これらの広域空燃比センサは
触媒診断の機能の一翼を担うことも可能である。例えば
広域空燃比センサを２個用いた場合、それぞれの空燃比
センサの価格が従来のΟ2センサと比較して、およそ１.
５倍高くなる。即ち、広域空燃比センサの場合にはジル
コニア固体電解質の隔壁の両側の電極間に強制的に電圧
を印加し、ガスの濃度に対応して酸素をイオン化し、電
流を双方向に流す方式になっている。この時のリーンか
らリッチまでのガス濃度とそれぞれの限界電流値との関
係が出力特性となる。このように広域空燃比センサを２
個用いた場合には、電流を流すことによりガスの流れを
律速するために拡散膜の厚さは凡そ、Ο2 センサの５〜
１０倍にして厚みや気孔率を厳しく管理する必要があ
る。また、Ο2 センサの場合には出力リードの引出しが
陰極側がボデイアースで良かったため、ヒータリードと
合わせて３本であった。しかし、広域空燃比センサの場
合には双方向に電流を流しその電流値が微小であるため
リードの陰極側はボデイアースができず４本の引出が必
要になる。従って、センサ内部の構造が複雑になり製造
コストが上がるという課題があった。
の技術では、触媒の診断に用いられるΟ2 センサが長時
間耐久で図７に示すように劣化し、それぞれ出力特性が
図６に示すようにａからｂ、ｃのように変化することに
より診断精度を低下せしめることついては配慮がなされ
ておらない。即ち、Ο2 センサの検出部の拡散膜が経時
的に劣化し、主に過酷な冷熱サイクルのもとで使用され
た時、拡散膜や多孔質な電極にクラックが生じ、出力に
有効に寄与するためのジルコニア固体電解質，白金電
極，排気ガスで構成される３層界面が減少し、Ο2 セン
サの出力特性が減少する方向に変化する場合がある。ま
た、燃料の濃い状態で長期に渡って使用された場合には
多孔質な拡散膜や電極のガスの拡散に寄与する微細孔の
一部が目づまりを起こしてガスが拡散しにくくなり、Ο
2 センサの出力特性が減少する方向に変化する場合があ
る。このような出力特性の変化は触媒を診断する目的で
取り付けられた２個のセンサが取付け部の周囲の状況の
違いから、それぞれ同じように変化することは希であ
り、殆どの場合、変化量は異なるのが普通である。この
方式による触媒の診断は、触媒の前後のそれぞれのセン
サが使用中に変化しないか、変化しても全く同じように
変化することが前提条件とされている。従って、このよ
うに経時的に変化した場合には信頼性のある触媒の診断
機能が失われるという課題があった。一方、空燃比セン
サには、更に新たな機能が付加され高価になっているこ
とについては配慮がなされておらなかった。リーンバー
ン制御，圧縮天然ガスを用いたエンジン制御，排気浄化
を目的としたデーゼルエンジン制御等には広域空燃比セ
ンサが必要とされている。これらの広域空燃比センサは
触媒診断の機能の一翼を担うことも可能である。例えば
広域空燃比センサを２個用いた場合、それぞれの空燃比
センサの価格が従来のΟ2センサと比較して、およそ１.
５倍高くなる。即ち、広域空燃比センサの場合にはジル
コニア固体電解質の隔壁の両側の電極間に強制的に電圧
を印加し、ガスの濃度に対応して酸素をイオン化し、電
流を双方向に流す方式になっている。この時のリーンか
らリッチまでのガス濃度とそれぞれの限界電流値との関
係が出力特性となる。このように広域空燃比センサを２
個用いた場合には、電流を流すことによりガスの流れを
律速するために拡散膜の厚さは凡そ、Ο2 センサの５〜
１０倍にして厚みや気孔率を厳しく管理する必要があ
る。また、Ο2 センサの場合には出力リードの引出しが
陰極側がボデイアースで良かったため、ヒータリードと
合わせて３本であった。しかし、広域空燃比センサの場
合には双方向に電流を流しその電流値が微小であるため
リードの陰極側はボデイアースができず４本の引出が必
要になる。従って、センサ内部の構造が複雑になり製造
コストが上がるという課題があった。
【０００４】これらのエンジン制御用の広域空燃比セン
サの他に触媒診断用のΟ2 センサを２個用いることは、
価格的に非常に不利である。
サの他に触媒診断用のΟ2 センサを２個用いることは、
価格的に非常に不利である。
【０００５】本発明は、自動車の排気浄化のための触媒
の劣化度の診断を一個の空燃比センサで行い検出精度を
向上せしめることを目的とし、また、安価な触媒の診断
方法を提供することを目的としている。
の劣化度の診断を一個の空燃比センサで行い検出精度を
向上せしめることを目的とし、また、安価な触媒の診断
方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】Ο2センサを２個用いる
方式に対して本発明では、１個のΟ2センサ、または、
広域空燃比センサを用いて時分割で触媒の前後のセンサ
の出力を測定し、その差から触媒の診断を行う方式であ
る。
方式に対して本発明では、１個のΟ2センサ、または、
広域空燃比センサを用いて時分割で触媒の前後のセンサ
の出力を測定し、その差から触媒の診断を行う方式であ
る。
【０００７】触媒の診断のために、触媒の前後の排気ガ
ス濃度の検出のためのΟ2 センサ、または、広域空燃比
センサは、一般にエンジン制御に用いられるセンサと共
用できるように触媒の前に取り付けられる。
ス濃度の検出のためのΟ2 センサ、または、広域空燃比
センサは、一般にエンジン制御に用いられるセンサと共
用できるように触媒の前に取り付けられる。
【０００８】触媒の後のガス濃度検出は、触媒の後とセ
ンサセンシング部、センサセンシング部とエンジンの絞
り弁下流とをそれぞれパイプで連結し、センサセンシン
グ部と絞り弁下流間に電磁弁を入れてこの電磁弁の操作
でエンジンの吸入負圧を触媒の後方に作用させて、触媒
後方のガスをセンシング部に導入し、触媒前後のガス濃
度を検出しようとするものである。
ンサセンシング部、センサセンシング部とエンジンの絞
り弁下流とをそれぞれパイプで連結し、センサセンシン
グ部と絞り弁下流間に電磁弁を入れてこの電磁弁の操作
でエンジンの吸入負圧を触媒の後方に作用させて、触媒
後方のガスをセンシング部に導入し、触媒前後のガス濃
度を検出しようとするものである。
【０００９】空燃比センサの検出部に排ガスを導入する
機構はセルの保護管を２重にして外側の保護管は内側の
保護管に嵌合し、内側の保護管の排ガス導入孔を開放さ
せるように予めばねを介して下方に押さえる機構を有す
る、次段階の触媒診断の指令信号に基づき外側の保護管
の底部にエンジン吸入負圧を作用させ、外側の保護管を
ばねに対抗して内側の保護管側に引寄せ、内側の保護管
の排ガス導入孔に対抗する位置に外側の保護管の孔の無
い位置がくるように円周形側壁、または、底面を対抗せ
しめてそれらの孔を閉鎖しようとするものである。
機構はセルの保護管を２重にして外側の保護管は内側の
保護管に嵌合し、内側の保護管の排ガス導入孔を開放さ
せるように予めばねを介して下方に押さえる機構を有す
る、次段階の触媒診断の指令信号に基づき外側の保護管
の底部にエンジン吸入負圧を作用させ、外側の保護管を
ばねに対抗して内側の保護管側に引寄せ、内側の保護管
の排ガス導入孔に対抗する位置に外側の保護管の孔の無
い位置がくるように円周形側壁、または、底面を対抗せ
しめてそれらの孔を閉鎖しようとするものである。
【００１０】また、エンジンの吸入負圧はセルの保護管
を２重にして外側の保護管は内側の保護管に嵌合し、内
側の保護管の排ガス導入孔を開放させるように予めばね
を介して円周方向に押さえる機構を有する、次段階の触
媒診断の指令信号に基づき外側の保護管の円周方向にエ
ンジン吸入負圧を作用させ、外側の保護管をばねに対抗
して内側の保護管の円周方向に回し、内側の保護管の排
ガス導入孔に対抗する位置に外側の保護管の孔の無い位
置がくるように円周形側壁を対抗せしめてそれらの孔を
閉鎖しようとするものである。このようにして保護管の
排ガス側の導入孔が閉鎖されることにより吸気管からの
負圧は触媒の後のガスを空燃比センサの検出部に導入す
ることができる。さらにこのガスは絞り弁の下流側へと
導かれ還流することになる。したがって、この還流ガス
量は触媒の診断をどのようなタイミングで行うか予め決
めておくことによって予測できることからエンジンの運
転に必要な還流量の一部として扱うことも可能である。
を２重にして外側の保護管は内側の保護管に嵌合し、内
側の保護管の排ガス導入孔を開放させるように予めばね
を介して円周方向に押さえる機構を有する、次段階の触
媒診断の指令信号に基づき外側の保護管の円周方向にエ
ンジン吸入負圧を作用させ、外側の保護管をばねに対抗
して内側の保護管の円周方向に回し、内側の保護管の排
ガス導入孔に対抗する位置に外側の保護管の孔の無い位
置がくるように円周形側壁を対抗せしめてそれらの孔を
閉鎖しようとするものである。このようにして保護管の
排ガス側の導入孔が閉鎖されることにより吸気管からの
負圧は触媒の後のガスを空燃比センサの検出部に導入す
ることができる。さらにこのガスは絞り弁の下流側へと
導かれ還流することになる。したがって、この還流ガス
量は触媒の診断をどのようなタイミングで行うか予め決
めておくことによって予測できることからエンジンの運
転に必要な還流量の一部として扱うことも可能である。
【００１１】一個のセンサにより、時分割で触媒前後の
ガス濃度を検出することにより、Ο2 センサ、または、
広域空燃比センサに長期にわたって多少の経時変化が生
じたとしても測定精度に対する影響は、殆どないと考え
られる。したがって、センサが完全に劣化し測定不能に
ならない限り、触媒前，後の空燃比検出の時間は多くて
も数秒から数十秒と短時間であるため測定に必要な精度
は、十分維持できる。そのためその時点での検出精度は
保証され、測定値に差があれば、明らかにその差を判定
することができ触媒の診断が可能である。また、この検
出方式によれば、１個のセンサと１個の電磁弁、それに
ガス配管の組合せで構成できることから、２個のセンサ
を用いる場合に比較しても、安価な構成にすることが可
能である。電磁弁は特にガス流量を多くしなければなら
ない場合にはガス還流のためのバルブとそのバルブを駆
動するための負圧供給用の電磁弁とに分離する構成もと
れる。
ガス濃度を検出することにより、Ο2 センサ、または、
広域空燃比センサに長期にわたって多少の経時変化が生
じたとしても測定精度に対する影響は、殆どないと考え
られる。したがって、センサが完全に劣化し測定不能に
ならない限り、触媒前，後の空燃比検出の時間は多くて
も数秒から数十秒と短時間であるため測定に必要な精度
は、十分維持できる。そのためその時点での検出精度は
保証され、測定値に差があれば、明らかにその差を判定
することができ触媒の診断が可能である。また、この検
出方式によれば、１個のセンサと１個の電磁弁、それに
ガス配管の組合せで構成できることから、２個のセンサ
を用いる場合に比較しても、安価な構成にすることが可
能である。電磁弁は特にガス流量を多くしなければなら
ない場合にはガス還流のためのバルブとそのバルブを駆
動するための負圧供給用の電磁弁とに分離する構成もと
れる。
【００１２】
【作用】マイクロコンピュータからの触媒診断の信号に
基づき、まず、触媒前空燃比センサの信号を読み取る。
次にマイクロコンピュータからの触媒後の信号読み取り
命令に基づき、電磁弁を開弁する。これにより、絞り弁
下流の吸気負圧は空燃比センサの検出部に導入され、外
側の保護管が上に引上げられる。この時内側の排ガス導
入孔と外側の排ガス導入孔とがずれるため、お互いの孔
を通してのガスの通過は遮断される。
基づき、まず、触媒前空燃比センサの信号を読み取る。
次にマイクロコンピュータからの触媒後の信号読み取り
命令に基づき、電磁弁を開弁する。これにより、絞り弁
下流の吸気負圧は空燃比センサの検出部に導入され、外
側の保護管が上に引上げられる。この時内側の排ガス導
入孔と外側の排ガス導入孔とがずれるため、お互いの孔
を通してのガスの通過は遮断される。
【００１３】従って、検出部の保護管内の負圧は上昇
し、チェックバルブを開いて負圧は触媒後の排ガス管に
達し、触媒後の排ガスを空燃比センサの検出部に導入す
ることになる。したがって、空燃比センサは触媒後の排
ガスの空燃比の信号を検出できる。次に、触媒前の空燃
比を検出する場合にはマイクロコンピュータからの信号
に基づき電磁弁を閉じることにより、保護管に作用して
いた負圧は触媒後に接続された配管を介して開放される
ため保護管はばねの反力によりもとの位置に戻り、内
側，外側の孔の位置は一致して触媒前での排ガスが検出
部に導入され、触媒前の空燃比の検出が可能になる。
し、チェックバルブを開いて負圧は触媒後の排ガス管に
達し、触媒後の排ガスを空燃比センサの検出部に導入す
ることになる。したがって、空燃比センサは触媒後の排
ガスの空燃比の信号を検出できる。次に、触媒前の空燃
比を検出する場合にはマイクロコンピュータからの信号
に基づき電磁弁を閉じることにより、保護管に作用して
いた負圧は触媒後に接続された配管を介して開放される
ため保護管はばねの反力によりもとの位置に戻り、内
側，外側の孔の位置は一致して触媒前での排ガスが検出
部に導入され、触媒前の空燃比の検出が可能になる。
【００１４】
【実施例】袋管状ジルコニア固体電解質１の内側と外側
にはそれぞれ多孔質な白金電極２，３が形成されてい
る。さらに外側の電極上には多孔質な保護膜または、拡
散膜が形成されている。外側、内側の電極はジルコニア
固体電解質の上部に引き出され、さらにニッケル、また
は白金のリード４，５で中継してセンサの外側に引き出
される。
にはそれぞれ多孔質な白金電極２，３が形成されてい
る。さらに外側の電極上には多孔質な保護膜または、拡
散膜が形成されている。外側、内側の電極はジルコニア
固体電解質の上部に引き出され、さらにニッケル、また
は白金のリード４，５で中継してセンサの外側に引き出
される。
【００１５】これらのジルコニア固体電解質はヒータ２
８固定用のフランジやインシュレータなどを積み重ねそ
の上から例えば、ばねの弾性力を加えながら外筒をかぶ
せて栓体６との接触部を溶接し固定する。なお、ジルコ
ニア電解質と栓体の間には金属のパッキン７が介在す
る。
８固定用のフランジやインシュレータなどを積み重ねそ
の上から例えば、ばねの弾性力を加えながら外筒をかぶ
せて栓体６との接触部を溶接し固定する。なお、ジルコ
ニア電解質と栓体の間には金属のパッキン７が介在す
る。
【００１６】栓体には外部との配管のためのパイプ８，
９と内部に圧力を作用させるためのパイプ１０が固定さ
れている。それぞれのパイプ８，９は栓体内に形成され
た通路を介してセンサの排ガス側に導かれる。パイプ８
からの通路の排ガス側には、パイプ１０が固定され、外
側の保護管１２に固定されたパイプ１１には、ばね,オ
リフィスなどを介して嵌合している。パイプ９からの排
ガス側にはボール，ばねからなるチェックバルブ１３が
形成されている。
９と内部に圧力を作用させるためのパイプ１０が固定さ
れている。それぞれのパイプ８，９は栓体内に形成され
た通路を介してセンサの排ガス側に導かれる。パイプ８
からの通路の排ガス側には、パイプ１０が固定され、外
側の保護管１２に固定されたパイプ１１には、ばね,オ
リフィスなどを介して嵌合している。パイプ９からの排
ガス側にはボール，ばねからなるチェックバルブ１３が
形成されている。
【００１７】内側の保護管１４は栓体に直接固定され、
その円筒状側壁には複数のスリット１５、さらに底面に
は少なくとも１個の孔１６が形成され、また、パイプ１
１が嵌合する孔も形成されている。外側の保護管１２は
栓体に対してばね１７を介して間接的に固定され、その
外周には上方に内側保護管に形成されたスリットに対抗
する位置に一致して複数の孔を有し、また下方円周部に
は比較的大きい複数の開口部を有する。栓体には排ガス
管固定用のフランジを有しねじを介して排ガス管に固定
できる。
その円筒状側壁には複数のスリット１５、さらに底面に
は少なくとも１個の孔１６が形成され、また、パイプ１
１が嵌合する孔も形成されている。外側の保護管１２は
栓体に対してばね１７を介して間接的に固定され、その
外周には上方に内側保護管に形成されたスリットに対抗
する位置に一致して複数の孔を有し、また下方円周部に
は比較的大きい複数の開口部を有する。栓体には排ガス
管固定用のフランジを有しねじを介して排ガス管に固定
できる。
【００１８】空燃比センサは排ガス管の触媒１８の上流
側に固定され、栓体に固定されたパイプ８は、例えば、
ソレノイドバルブ１９に配管され、更にその先はエンジ
ン２２の絞り弁２１の下流の負圧取り込み口２０に配管
される。また、パイプ９は触媒の下流の排ガス管の排ガ
ス取り込み口２３に固定される。
側に固定され、栓体に固定されたパイプ８は、例えば、
ソレノイドバルブ１９に配管され、更にその先はエンジ
ン２２の絞り弁２１の下流の負圧取り込み口２０に配管
される。また、パイプ９は触媒の下流の排ガス管の排ガ
ス取り込み口２３に固定される。
【００１９】空燃比センサの信号配線２５とソレノイド
バルブの信号配線２４はエンジンコントロールユニット
２６に集約され、触媒診断の制御アルゴリズムの指令に
基づいて動作することができる。
バルブの信号配線２４はエンジンコントロールユニット
２６に集約され、触媒診断の制御アルゴリズムの指令に
基づいて動作することができる。
【００２０】触媒診断のシステムとしての構成は、上記
空燃比センサは、Ｏ2 センサとしても良いし、広域空燃
比センサであっても良い。
空燃比センサは、Ｏ2 センサとしても良いし、広域空燃
比センサであっても良い。
【００２１】排ガスの還流量が多くなる場合にはソレノ
イドバルブ１９の構成を排ガス還流バルブ２７とソレノ
イドバルブ１９’とに分離することも可能である。
イドバルブ１９の構成を排ガス還流バルブ２７とソレノ
イドバルブ１９’とに分離することも可能である。
【００２２】空燃比センサの保護管の排ガスの通路の開
閉機構の構成は、実施例で説明した外側の保護管を垂直
方向に動かし、内側の保護管の通路を塞ぐと同様に、円
周方向に外側の保護管を動かせるように、例えば、外側
の保護管に固定されたパイプに負圧力を加え、内側に固
定されたパイプとの間でスライドできるようにして内側
のスリット状の通路を塞ぐように構成することができ
る。
閉機構の構成は、実施例で説明した外側の保護管を垂直
方向に動かし、内側の保護管の通路を塞ぐと同様に、円
周方向に外側の保護管を動かせるように、例えば、外側
の保護管に固定されたパイプに負圧力を加え、内側に固
定されたパイプとの間でスライドできるようにして内側
のスリット状の通路を塞ぐように構成することができ
る。
【００２３】
１．１個の空燃比センサにより、触媒、前後の排ガスの
空燃比を時分割で検出できるので空燃比センサの経時変
化の影響を受けること無く、高精度な触媒の診断が可能
である。
空燃比を時分割で検出できるので空燃比センサの経時変
化の影響を受けること無く、高精度な触媒の診断が可能
である。
【００２４】２．広域空燃比センサをマイクロコンピュ
ータにより自己較正し用いることにより空燃比の検出精
度が向上し、高精度な触媒の診断が可能である。
ータにより自己較正し用いることにより空燃比の検出精
度が向上し、高精度な触媒の診断が可能である。
【００２５】３．空燃比センサの保護管を二重にして、
内側の排ガス通路に外側の保護管の側壁を重ねて塞ぎ、
ジルコニア固体電解質の底部から負圧を作用させ触媒後
の排ガスをよび込みジルコニア固体電解質の軸方向の流
れをつくり、検出反応部に排ガスを早く送りこむことに
よって応答良く、触媒の診断が可能である。
内側の排ガス通路に外側の保護管の側壁を重ねて塞ぎ、
ジルコニア固体電解質の底部から負圧を作用させ触媒後
の排ガスをよび込みジルコニア固体電解質の軸方向の流
れをつくり、検出反応部に排ガスを早く送りこむことに
よって応答良く、触媒の診断が可能である。
【００２６】４．広域空燃比センサを触媒前に取付け
て、触媒の診断を行うと共にエンジン制御用のキーセン
サとして用いることができるので、製品の付加価値が向
上し、総合的な製造原価が低減できる。
て、触媒の診断を行うと共にエンジン制御用のキーセン
サとして用いることができるので、製品の付加価値が向
上し、総合的な製造原価が低減できる。
【００２７】５．空燃比センサを２個用いる場合に比較
して、１個と安価なソレノイドバルブの組合せで、構成
できるため触媒診断のシステムとしては安価にできる。
して、１個と安価なソレノイドバルブの組合せで、構成
できるため触媒診断のシステムとしては安価にできる。
【００２８】６．空燃比センサの取付けは栓体と一体の
フランジを介して行うためセンサの長さ寸法が縮小でき
る。
フランジを介して行うためセンサの長さ寸法が縮小でき
る。
【００２９】以上のようにして本発明によれば、１個の
空燃比センサにより、触媒、前後の排ガスの空燃比を時
分割で検出できるので空燃比センサの経時変化の影響を
受けること無く、安価で高精度な触媒の診断が可能であ
る。
空燃比センサにより、触媒、前後の排ガスの空燃比を時
分割で検出できるので空燃比センサの経時変化の影響を
受けること無く、安価で高精度な触媒の診断が可能であ
る。
【図１】本発明の空燃比センサの排ガス管取付け断面構
造および触媒上流の排ガスの空燃比検出状況を示す図で
ある。
造および触媒上流の排ガスの空燃比検出状況を示す図で
ある。
【図２】本発明の空燃比センサの排ガス管取付け断面構
造および触媒下流の排ガスの空燃比検出状況を示す図で
ある。
造および触媒下流の排ガスの空燃比検出状況を示す図で
ある。
【図３】ソレノイドバルブを用いた触媒診断のシステム
図である。
図である。
【図４】ソレノイドバルブと排気還流バルブを用いた触
媒診断のシステム図である。
媒診断のシステム図である。
【図５】従来の空燃比センサを２個用いた触媒診断のシ
ステム図である。
ステム図である。
【図６】空燃比センサの特性の変化を示すグラフであ
る。
る。
【図７】空燃比センサの出力特性の経時変化を示すグラ
フである。
フである。
１…ジルコニア固体電解質、２，３…白金電極、４，５
…白金リード、６…栓体、７…金属のパッキン、８，
９，１０…パイプ、１１…パイプ、１２…外側の保護
管、１３…チェックバルブ、１４…内側の保護管、１５
…スリット、１６…底面の孔、１７…ばね、１８…触
媒、１９，１９′…ソレノイドバルブ、２０…負圧取り
込み口、２１…絞り弁、２２…エンジン、２３…排ガス
取り込み口、２４，２５…信号配線、２６…エンジンコ
ントロールユニット、２７…排ガス還流バルブ、２８…
ヒータ、２９…空燃比センサ。
…白金リード、６…栓体、７…金属のパッキン、８，
９，１０…パイプ、１１…パイプ、１２…外側の保護
管、１３…チェックバルブ、１４…内側の保護管、１５
…スリット、１６…底面の孔、１７…ばね、１８…触
媒、１９，１９′…ソレノイドバルブ、２０…負圧取り
込み口、２１…絞り弁、２２…エンジン、２３…排ガス
取り込み口、２４，２５…信号配線、２６…エンジンコ
ントロールユニット、２７…排ガス還流バルブ、２８…
ヒータ、２９…空燃比センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 定寧 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (6)
- 【請求項１】触媒診断の指令信号に同期して自動車の排
ガス管の触媒前の排ガス、触媒後の排ガスを逐次単一の
空燃比センサの検出部に導入する機構を有し、順次、触
媒前の空燃比と触媒後の空燃比とを検出し、これらの検
出信号に基づき触媒の劣化を診断することを特徴とする
触媒の診断方法。 - 【請求項２】触媒診断の指令信号に同期して自動車の排
ガス管の触媒前の排ガス、触媒後の排ガスを逐次単一の
空燃比センサの検出部に導入する機構を有し、順次、触
媒前の空燃比と触媒後の空燃比とを検出できることを特
徴とする触媒診断用空燃比センサの構造。 - 【請求項３】請求項１又は２に於いて、空燃比センサの
検出部に排ガスを導入する機構はセルの保護管を２重に
して外側の保護管は内側の保護管に嵌合し、内側の保護
管の排ガス導入孔を開放させるように予めばねを介して
下方に押さえる機構を有する、次段階の触媒診断の指令
信号に基づき外側の保護管の底部にエンジン吸入負圧を
作用させ、外側の保護管をばねに対抗して内側の保護管
側に引寄せ、内側の保護管の排ガス導入孔に対抗する位
置に外側の保護管の孔の無い位置がくるように円周形側
壁、または、底面を対抗せしめてそれらの孔を閉鎖でき
る機構を有することを特徴とする触媒診断用空燃比セン
サの構造。 - 【請求項４】請求項１又は２に於いて、空燃比センサの
検出部に排ガスを導入する機構はセルの保護管を２重に
して外側の保護管は内側の保護管に嵌合し、内側の保護
管の排ガス導入孔を開放させるように予めばねを介して
円周方向に押さえる機構を有する、次段階の触媒診断の
指令信号に基づき外側の保護管の円周方向にエンジン吸
入負圧を作用せしめ、外側の保護管をばねに対抗して内
側の保護管側円周方向に回動せしめ、内側の保護管の排
ガス導入孔に対抗する位置に外側の保護管の孔の無い位
置がくるように孔の円周形側壁、または、底面を対抗せ
しめてそれらの孔を閉鎖できる機構を有することを特徴
とする触媒診断用空燃比センサの構造。 - 【請求項５】請求項１，２，３又は４に於いて、触媒前
の排気管に取付けられた空燃比センサは常時触媒前の空
燃比を検出できるが、空燃比センサの検出部に触媒後の
排ガスを導入する手段はエンジンの吸気管からの負圧を
ソレノイドバルブに導入し、触媒診断時の電気信号がソ
レノイドバルブを操作し、排気還流バルブを操作して排
ガスの還流先の負圧は空燃比センサの保護管の排ガス導
入孔を負圧力で閉止した検出部に導入され、この負圧が
空燃比センサから触媒後に導入されるため、触媒後の排
気ガスは空燃比センサを介して排気還流先の吸気管に導
入され、この経路に取り付けられている空燃比センサは
触媒後の空燃比を検出し触媒の診断ができることを特徴
とする触媒の診断方法。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４又は５項に於いて、
内側の保護管の排気通路を閉止する外側の保護管、吸気
負圧導入パイプ、触媒後の排ガス導入パイプなどを有す
る空燃比センサは排ガス管への取付けが空燃比センサ本
体と一体になったフランジを介してなされることを特徴
とする触媒診断用空燃比センサの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5055425A JPH06265498A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 触媒診断用空燃比センサの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5055425A JPH06265498A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 触媒診断用空燃比センサの構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265498A true JPH06265498A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12998233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5055425A Pending JPH06265498A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 触媒診断用空燃比センサの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06265498A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6812029B2 (en) | 1993-06-22 | 2004-11-02 | Hitachi, Ltd. | Evaluating method for NOx eliminating catalyst, an evaluating apparatus therefor, and an efficiency controlling method therefor |
| CN102791983A (zh) * | 2010-03-18 | 2012-11-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于排气测量的装置和方法 |
| DE102014201000A1 (de) * | 2014-01-21 | 2015-07-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Diagnose eines Abgaskatalysators sowie Kraftfahrzeug |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5055425A patent/JPH06265498A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6812029B2 (en) | 1993-06-22 | 2004-11-02 | Hitachi, Ltd. | Evaluating method for NOx eliminating catalyst, an evaluating apparatus therefor, and an efficiency controlling method therefor |
| US6828156B2 (en) | 1993-06-22 | 2004-12-07 | Hitachi, Ltd. | Evaluating method for NOx eliminating catalyst, an evaluating apparatus therefor, and an efficiency controlling method therefor |
| CN102791983A (zh) * | 2010-03-18 | 2012-11-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于排气测量的装置和方法 |
| JP2013522524A (ja) * | 2010-03-18 | 2013-06-13 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 排ガスを測定するための装置及び方法 |
| DE102014201000A1 (de) * | 2014-01-21 | 2015-07-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Diagnose eines Abgaskatalysators sowie Kraftfahrzeug |
| US10316770B2 (en) | 2014-01-21 | 2019-06-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for diagnosing an exhaust gas catalytic converter, and motor vehicle |
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