JPH10206372A - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

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Publication number
JPH10206372A
JPH10206372A JP9006566A JP656697A JPH10206372A JP H10206372 A JPH10206372 A JP H10206372A JP 9006566 A JP9006566 A JP 9006566A JP 656697 A JP656697 A JP 656697A JP H10206372 A JPH10206372 A JP H10206372A
Authority
JP
Japan
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cover
deposit
oxygen sensor
sensor
rotating body
Prior art date
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Pending
Application number
JP9006566A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Hamaguchi
茂樹 浜口
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10206372A publication Critical patent/JPH10206372A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain introducing holes formed in a cover of an oxygen sensor from being clogged by a deposit. SOLUTION: An oxygen sensor 30 has a sensor element 31 and a cover 32 to cover an outer periphery of the element 31. The cover 32 is formed in a bottomed cylindrical shape, and plural introducing holes 40 are formed in its side part. A rotary body 50 is arranged between the sensor element 31 and the cover 32 so as to be rotatable around the axis of the element 31. The rotary body 50 has four blades 51 and first and second deposit removing parts 52 and 54 formed in the respective blades 51. Since a movement of the rotary body 50 is regulated by annular members 55 and 56 fixed to the cover 32, the second deposit removing part 54 is arranged in a position capable of coming into contact with a part containing the introducing holes 40. The second deposit removing part 54 scrapes away and removes a deposit sticking to an inside surface of the cover 32 according to vibration of a vehicle and vibration of an engine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関等に用
いられる酸素センサに係り、詳しくは、センサ素子を覆
い、酸素濃度を検出する気体が通過可能な導入孔を有す
るカバーを備えた酸素センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen sensor used in an internal combustion engine or the like, and more particularly, to an oxygen sensor having a cover for covering a sensor element and having an introduction hole through which a gas for detecting oxygen concentration can pass. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、内燃機関の空燃比制御において
は、排気通路に設けられた酸素センサ(排気側酸素セン
サ)によって排気の酸素濃度が検出され、その酸素濃度
に基づいて実空燃比が算出される。そして、この実空燃
比が目標空燃比(通常、理論空燃比)と一致するように
フィードバック制御される。
2. Description of the Related Art Generally, in air-fuel ratio control of an internal combustion engine, the oxygen concentration of exhaust gas is detected by an oxygen sensor (exhaust-side oxygen sensor) provided in an exhaust passage, and an actual air-fuel ratio is calculated based on the oxygen concentration. Is done. Then, feedback control is performed so that the actual air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio (normally, the stoichiometric air-fuel ratio).

【0003】ところで、内燃機関には、排気中における
NOx(窒素酸化物)を低減させるための排気還流装置
(EGR装置)や、同機関のクランクケース内に漏出し
た排気及び混合気等(ブローバイガス)を排出するため
のブローバイガス還元装置(PCV装置)が設けられる
場合がある。
In an internal combustion engine, an exhaust gas recirculation device (EGR device) for reducing NOx (nitrogen oxides) in exhaust gas, an exhaust gas and an air-fuel mixture leaking into a crankcase of the engine (blow-by gas, etc.) are used. ) May be provided with a blow-by gas reduction device (PCV device).

【0004】このようなEGR装置或いはPCV装置が
設けられた内燃機関においては、EGRガス量、ブロー
バイガス量の変化により吸気の酸素濃度が異なったもの
になることから、実空燃比を目標空燃比の変化に的確に
追従させて制御することが困難になる。
In an internal combustion engine provided with such an EGR device or a PCV device, the actual air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio because the oxygen concentration of the intake air changes due to changes in the EGR gas amount and the blow-by gas amount. It is difficult to accurately control the change.

【0005】そこで、吸気通路に別の酸素センサ(吸気
側酸素センサ)を設け、この吸気側酸素センサによって
EGRガス又はブローバイガスの影響を含めた吸気の酸
素濃度を併せ検出する方法なども講じられる。こうし
て、吸気の酸素濃度も併せ参照することで、上述した空
燃比制御における制御精度を向上させることができる。
ところで、上記各酸素センサは排気、又はEGRガス、
ブローバイガスを含んだ吸気に常時晒されることになる
ため、以下に示す問題も無視できないものとなってい
る。即ち、吸排気にはカーボン、エンジンオイル等の混
合物からなる微粒子(以下、「デポジット」という。)
が含まれており、このデポジットが酸素センサのセンサ
素子に付着して検出精度が悪化するというおそれがあっ
た。
Therefore, another oxygen sensor (intake-side oxygen sensor) is provided in the intake passage, and a method of detecting the oxygen concentration of the intake air including the influence of the EGR gas or the blow-by gas by the intake-side oxygen sensor is also taken. . In this way, the control accuracy in the above-described air-fuel ratio control can be improved by also referring to the oxygen concentration of the intake air.
By the way, each of the oxygen sensors is exhaust gas or EGR gas,
Since it is always exposed to the intake air containing the blow-by gas, the following problems cannot be ignored. That is, fine particles (hereinafter, referred to as “deposit”) composed of a mixture of carbon, engine oil, and the like are used for intake and exhaust.
This deposit may adhere to the sensor element of the oxygen sensor and the detection accuracy may be deteriorated.

【0006】このため、従来の酸素センサでは、センサ
素子の外周側をカバーによって覆い、カバーに形成され
た導入孔を通じて吸排気をその内部に導入させた後、セ
ンサ素子の表面に接触させるようにしている(例えば、
特開平5−26842号公報に記載された「酸素セン
サ」等。)。従って、センサ素子の表面に吸排気の流れ
が直接衝突することが抑制され、同表面に付着するデポ
ジットの量を減少させることができる。
For this reason, in the conventional oxygen sensor, the outer peripheral side of the sensor element is covered with a cover, and the intake / exhaust gas is introduced into the inside through an introduction hole formed in the cover, and then brought into contact with the surface of the sensor element. (For example,
"Oxygen sensor" described in JP-A-5-26842. ). Therefore, it is possible to prevent the flow of the intake and exhaust air from directly colliding with the surface of the sensor element, and it is possible to reduce the amount of deposit adhering to the surface.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の酸素
センサにあっては、センサ素子へのデポジットの付着は
抑制されるものの、カバーには多量のデポジットが付着
するようになり、このデポジットによって導入孔の目詰
まりが発生するという問題があった。このような導入孔
の目詰まりが発生した場合、酸素センサの検出精度、特
に応答性が悪化するおそれがある。
However, in the conventional oxygen sensor, although the deposition of the deposit on the sensor element is suppressed, a large amount of the deposit adheres to the cover. There is a problem that clogging of holes occurs. When such clogging of the introduction hole occurs, the detection accuracy of the oxygen sensor, particularly the responsiveness, may be deteriorated.

【0008】特に、前述した吸気側酸素センサにあって
は、吸気通路を通過する吸気の温度が排気温度と比較し
て低温であり、デポジットの粘着性が比較的高い傾向に
あることから、上記のような導入孔の目詰まりがより発
生しやすい状況にある。
Particularly, in the above-described intake-side oxygen sensor, the temperature of the intake air passing through the intake passage is lower than the exhaust temperature, and the adhesiveness of the deposit tends to be relatively high. In such a situation, clogging of the introduction hole is more likely to occur.

【0009】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、酸素センサのカバーに形成された
導入孔がデポジットにより目詰まりしてしまうことを抑
制することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent an inlet hole formed in a cover of an oxygen sensor from being clogged by a deposit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、気体の酸素濃度を検出するための棒状素
子と、同棒状素子を覆い、気体が通過可能な導入孔を有
する筒状のカバーとを備えた酸素センサにおいて、カバ
ーと棒状素子との間に、同棒状素子の軸心を中心にして
回転自在な回転体を、カバーの内周壁面において少なく
とも導入孔を含む部分に対して当接可能に設けたことを
その趣旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a rod-shaped element for detecting the oxygen concentration of a gas, and a cylinder covering the rod-shaped element and having an introduction hole through which the gas can pass. In an oxygen sensor having a cover in the shape of, between the cover and the rod-shaped element, a rotating body rotatable around the axis of the rod-shaped element, at a portion including at least an introduction hole on the inner peripheral wall surface of the cover. The intent is to be provided so as to be able to abut.

【0011】上記の構成によれば、回転体は、例えば内
燃機関の振動等によって回転体が回転することにより、
カバーの内周壁面において導入孔を含む部分に当接す
る。その結果、カバーの内周壁面に付着したデポジット
が回転体により掻き落とされ除去される。
[0011] According to the above configuration, the rotating body is rotated by, for example, vibration of the internal combustion engine or the like.
It comes into contact with the portion including the introduction hole on the inner peripheral wall surface of the cover. As a result, the deposit attached to the inner peripheral wall surface of the cover is scraped off by the rotating body and removed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明を車輌用ディーゼルエンジ
ンに用いられる酸素センサに具体化した実施形態につい
て図1〜4を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in an oxygen sensor used in a vehicle diesel engine will be described with reference to FIGS.

【0013】図1は本実施形態におけるディーゼルエン
ジンシステムの概略構成を示している。同図に示すよう
に、ディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」とい
う)11には吸気管12及び排気管14が接続されてい
る。図示しないエアクリーナを介して吸気管12の内部
に取り込まれた吸気は、同管12を通じてエンジン11
の燃焼室(図示略)内に導入される。吸気管12内に設
けられたスロットル弁13は燃焼室に導入される吸気の
量を調節する。燃焼室内においてインジェクタ(図示
略)から噴射された燃料と吸気とが混合され、この混合
気が燃焼することによりエンジン11に駆動力が得られ
る。燃焼後の排気は燃焼室から排気管14に導入され、
触媒等(図示略)を通過した後に外部に排出される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a diesel engine system according to this embodiment. As shown in FIG. 1, an intake pipe 12 and an exhaust pipe 14 are connected to a diesel engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 11. The intake air taken into the intake pipe 12 via an air cleaner (not shown) passes through the pipe 12 to the engine 11.
Is introduced into a combustion chamber (not shown). A throttle valve 13 provided in the intake pipe 12 controls the amount of intake air introduced into the combustion chamber. In the combustion chamber, fuel injected from an injector (not shown) and intake air are mixed, and the air-fuel mixture burns, so that a driving force is obtained for the engine 11. The exhaust gas after the combustion is introduced into the exhaust pipe 14 from the combustion chamber,
After passing through a catalyst or the like (not shown), it is discharged outside.

【0014】エンジン11には排気還流装置(以下、
「EGR装置」という)15が設けられている。このE
GR装置15は、排気管14と吸気管12においてスロ
ットル弁13より下流側の部分とを連通するEGR通路
16と、同通路16の途中に設けられた流量調整弁17
とを備えている。排気管14内を流れる排気の一部(E
GRガス)はEGR通路16を通過して吸気管12内に
導入される。流量調整弁17はエンジン11の電子制御
装置(図示略)によって制御されることにより、EGR
通路16を通過するEGRガスの量(EGR量)をその
開度に応じて調節する。
The engine 11 includes an exhaust gas recirculation device (hereinafter, referred to as an exhaust gas recirculation device).
An “EGR device” 15 is provided. This E
The GR device 15 includes an EGR passage 16 that connects the exhaust pipe 14 and a portion of the intake pipe 12 downstream of the throttle valve 13, and a flow control valve 17 provided in the middle of the EGR passage 16.
And Part of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 14 (E
The GR gas passes through the EGR passage 16 and is introduced into the intake pipe 12. The flow control valve 17 is controlled by an electronic control unit (not shown) of the engine 11, so that the EGR
The amount of EGR gas passing through the passage 16 (EGR amount) is adjusted according to the opening degree.

【0015】更に、エンジン11にはブローバイガス還
元装置(以下、「PCV装置」という)18が設けられ
ている。このPCV装置18は、シリンダヘッドカバー
(図示略)内と吸気管12においてスロットル弁13よ
り上流側の部分とを連通する圧力通路19と、クランク
ケース(図示略)内と吸気管12においてスロットル弁
13より下流側の部分とを連通するPCV通路20とを
備えている。また、PCV通路20の途中には流量制御
弁21が設けられている。この流量調整弁21は電子制
御装置によって制御されることにより、クランクケース
内からPCV通路20を通じて吸気管12に導入される
ブローバイガスの量(PCV量)をその開度に応じて調
節する。
Further, the engine 11 is provided with a blow-by gas reducing device (hereinafter, referred to as “PCV device”) 18. The PCV device 18 includes a pressure passage 19 that communicates the inside of a cylinder head cover (not shown) with a portion upstream of the throttle valve 13 in the intake pipe 12, and the throttle valve 13 in a crankcase (not shown) and the intake pipe 12. And a PCV passage 20 that communicates with a downstream portion. A flow control valve 21 is provided in the middle of the PCV passage 20. The flow control valve 21 is controlled by the electronic control unit to adjust the amount of blow-by gas (PCV amount) introduced into the intake pipe 12 from the inside of the crankcase through the PCV passage 20 according to the opening degree.

【0016】吸気管12においてEGR通路16及びP
CV通路20の各開口部分よりも下流側の位置には酸素
センサ30が取り付けられている。酸素センサ30は、
EGRガス及びブローバイガスを含む吸気の酸素濃度を
検出し、その検出信号を電子制御装置に出力する。電子
制御装置は、酸素センサ30からの検出信号に基づい
て、エンジン11のEGR量フィードバック制御及びP
CV量フィードバック制御を実行する。
In the intake pipe 12, the EGR passage 16 and the P
An oxygen sensor 30 is mounted at a position downstream of each opening of the CV passage 20. The oxygen sensor 30
An oxygen concentration of the intake air including the EGR gas and the blow-by gas is detected, and a detection signal is output to the electronic control unit. The electronic control unit performs EGR amount feedback control of the engine 11 and P P based on the detection signal from the oxygen sensor 30.
The CV amount feedback control is performed.

【0017】図2は、酸素センサ30の先端側部分を示
す断面図であり、図3は図2の3−3線断面図である。
これら各図に示すように、酸素センサ30は、一対の電
極(図示略)を備えた有底円筒状をなすセンサ素子31
と、同センサ素子31の外周を覆うようにして設けられ
たカバー32と、センサ素子31及びカバー32を固定
するハウジング33とを備えている。センサ素子31
は、その先端側部分が酸素濃度を検出するための部位に
なっており、同部位に接触する吸気の酸素濃度に応じた
信号を各電極から出力する。
FIG. 2 is a sectional view showing a tip side portion of the oxygen sensor 30, and FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG.
As shown in these drawings, the oxygen sensor 30 has a bottomed cylindrical sensor element 31 having a pair of electrodes (not shown).
And a cover 32 provided so as to cover the outer periphery of the sensor element 31, and a housing 33 for fixing the sensor element 31 and the cover 32. Sensor element 31
Has a portion for detecting the oxygen concentration at the tip side, and outputs a signal corresponding to the oxygen concentration of the intake air coming into contact with the same from each electrode.

【0018】センサ素子31の内部にはヒータ34が設
けられている。このヒータ34はセンサ素子31を加熱
して650〜700℃にまで温度上昇させることによ
り、同素子31を活性化させる機能を有している。
A heater 34 is provided inside the sensor element 31. The heater 34 has a function of activating the sensor element 31 by heating the sensor element 31 to increase the temperature to 650 to 700 ° C.

【0019】酸素センサ30は、ハウジング33が吸気
管12に固定されることにより、その先端側(同図にお
いて下側)が同管12の内部に突出した状態で取り付け
られている。このように吸気管12に酸素センサ30が
取り付けられることにより、同管12内を流れる吸気は
カバー32の側部に衝突するようになっている。
The oxygen sensor 30 is mounted so that the housing 33 is fixed to the intake pipe 12 so that the tip side (the lower side in the figure) protrudes into the pipe 12. By attaching the oxygen sensor 30 to the intake pipe 12 as described above, the intake air flowing through the pipe 12 collides with the side of the cover 32.

【0020】カバー32は耐熱性及び耐腐食性に優れた
ステンレス材(例えば、SUS310S、SUS43
0)によって有底円筒状に形成されている。このカバー
32の側部にはその内部に吸気を導入するための導入孔
40が複数形成されている。図3に示すように、各導入
孔40は、センサ素子31の軸心を中心として略90°
間隔毎に配置されている。導入孔40を通じてカバー3
2内に導入された吸気はセンサ素子31の先端側部分に
接触する。
The cover 32 is made of stainless steel (for example, SUS310S, SUS43) having excellent heat resistance and corrosion resistance.
0) to form a bottomed cylinder. A plurality of introduction holes 40 for introducing intake air into the inside of the cover 32 are formed in the side portion. As shown in FIG. 3, each introduction hole 40 is substantially 90 ° around the axis of the sensor element 31.
They are arranged at intervals. Cover 3 through introduction hole 40
The intake air introduced into 2 comes into contact with the tip side portion of sensor element 31.

【0021】また、カバー32の底部には導入孔40と
同様、その内部に吸気を導入する機能を有するととも
に、後述する回転体50により除去されたデポジットを
外部に排出するためのデポジット排出孔41が形成され
ている。
The bottom of the cover 32 has a function of introducing intake air into the inside thereof similarly to the introduction hole 40, and a deposit discharge hole 41 for discharging the deposit removed by the rotating body 50 described later to the outside. Are formed.

【0022】本実施形態において、センサ素子31とカ
バー32との間には、カバー32及びセンサ素子31に
付着したデポジットを除去するための回転体50が設け
られている。この回転体50は、センサ素子31の軸心
を中心として90°間隔毎に配置された4つの羽根51
を備えている。各羽根51はカバー32と同様、ステン
レス材によって形成されている。各羽根51の内周側部
分(センサ素子31側の部分)は、センサ素子31の外
周面に付着するデポジットを掻き取るための第1デポジ
ット除去部52となっている。この第1デポジット除去
部52は、図2に示すように、センサ素子31の外周面
との間に微少な一定の間隙を有した形状に成形されてい
る。
In the present embodiment, between the sensor element 31 and the cover 32, there is provided a rotating body 50 for removing the deposit attached to the cover 32 and the sensor element 31. The rotating body 50 includes four blades 51 arranged at 90 ° intervals about the axis of the sensor element 31.
It has. Each of the blades 51 is formed of a stainless material, similarly to the cover 32. An inner peripheral side portion (a portion on the sensor element 31 side) of each blade 51 is a first deposit removing portion 52 for scraping off a deposit attached to an outer peripheral surface of the sensor element 31. As shown in FIG. 2, the first deposit removing section 52 is formed in a shape having a minute constant gap with the outer peripheral surface of the sensor element 31.

【0023】また、各羽根51の外周側部分(カバー3
2側の部分)には、センサ素子31の軸線方向において
略中央に半円状の切り欠き53が形成されている。この
ように各羽根51に切り欠き53が形成されることによ
り、回転体50の軽量化が図られている。更に、各羽根
51の外周側部分において切り欠き53の上下側部分
は、カバー32の内周面に付着したデポジットを掻き落
とすための第2デポジット除去部54となっている。こ
の第2デポジット除去部54とカバー32の内周面との
間には微少な間隙が形成されている。
The outer peripheral portion of each blade 51 (cover 3)
A semicircular cutout 53 is formed at the center of the sensor element 31 in the axial direction of the sensor element 31. By forming the notch 53 in each blade 51 in this manner, the weight of the rotating body 50 is reduced. Further, the upper and lower portions of the notch 53 in the outer peripheral portion of each blade 51 serve as a second deposit removing portion 54 for scraping off the deposit attached to the inner peripheral surface of the cover 32. A minute gap is formed between the second deposit removing portion 54 and the inner peripheral surface of the cover 32.

【0024】カバー32の内周面には回転体50の上下
側に位置して一対の環状部材55,56が固定されてい
る。各環状部材55,56によって回転体50の軸方向
における位置変化が規制されることにより、第2デポジ
ット除去部54は、センサ素子32の軸線方向におい
て、カバー32の導入孔40が形成された部分に対向可
能な位置に配置されている。また、各環状部材55,5
6と回転体50との間には微少な間隙が形成されてお
り、回転体50はセンサ素子32の軸心を中心として回
転可能になっている。
A pair of annular members 55 and 56 are fixed to the inner peripheral surface of the cover 32 at positions above and below the rotating body 50. The position change of the rotating body 50 in the axial direction is restricted by the annular members 55 and 56, so that the second deposit removing section 54 is formed in the portion where the introduction hole 40 of the cover 32 is formed in the axial direction of the sensor element 32. It is arranged at a position where it can face. In addition, each of the annular members 55, 5
A minute gap is formed between 6 and rotating body 50, and rotating body 50 is rotatable about the axis of sensor element 32.

【0025】次に本実施形態における作用及び効果につ
いて説明する。本実施形態によれば、車輌振動やエンジ
ン11の運転に伴う振動が酸素センサ30に伝播される
ことにより、回転体50は各デポジット除去部52,5
4がセンサ素子31の外周面或いはカバー32の内周面
に対して当接を繰り返しながら、センサ素子31の軸心
回りに不規則に回転する。その結果、センサ素子31の
外周面に付着したデポジットは各第1デポジット除去部
52により掻き落とされ除去される。従って、センサ素
子31の外周面にデポジットが付着することによって酸
素センサ30の検出精度が低下してしまうことを抑制す
ることができる。
Next, the operation and effects of this embodiment will be described. According to the present embodiment, the vehicle 50 and the vibrations associated with the operation of the engine 11 are transmitted to the oxygen sensor 30, so that the rotator 50 is attached to each of the deposit removing units 52 and 5.
4 rotates irregularly around the axis of the sensor element 31 while repeatedly contacting the outer peripheral surface of the sensor element 31 or the inner peripheral surface of the cover 32. As a result, the deposit attached to the outer peripheral surface of the sensor element 31 is scraped off and removed by each first deposit removing unit 52. Therefore, it is possible to suppress the detection accuracy of the oxygen sensor 30 from being lowered due to the deposit adhering to the outer peripheral surface of the sensor element 31.

【0026】更に、本実施形態によれば、カバー32の
内周面に付着したデポジットは第2デポジット除去部5
4により掻き落とされ除去される。このようにカバー3
2の内周面に付着したデポジットが除去されることに伴
い、導入孔40の内周壁面に堆積したデポジットも同時
に除去される。その結果、本実施形態によれば、デポジ
ットによる導入孔40の目詰まりを抑制することがで
き、酸素センサ30の良好な検出精度、特に良好な応答
性を確保することができる。尚、以上のようにセンサ素
子31及びカバー32から除去されたデポジットは、デ
ポジット排出孔41から外部に排出される。
Further, according to the present embodiment, the deposit adhered to the inner peripheral surface of the cover 32 is removed by the second deposit removing section 5.
4 to be scraped off and removed. Thus, cover 3
As the deposit attached to the inner peripheral surface of No. 2 is removed, the deposit deposited on the inner peripheral wall surface of the introduction hole 40 is also removed at the same time. As a result, according to the present embodiment, clogging of the introduction hole 40 due to the deposit can be suppressed, and good detection accuracy of the oxygen sensor 30, particularly good responsiveness, can be secured. The deposit removed from the sensor element 31 and the cover 32 as described above is discharged outside through the deposit discharge hole 41.

【0027】また、本実施形態では、回転体50を熱伝
導率の大きなステンレス材によって構成していることか
ら、ヒータ34により加熱され温度上昇したセンサ素子
31の熱が同回転体50を介してカバー32に効率良く
伝達される。その結果、カバー32はより高温になる。
デポジットは通常、400〜500℃の温度下で燃焼し
始める傾向にあるため、本実施形態によれば、カバー3
2に付着したデポジットは燃焼されて粘着性を失い、同
カバー32から除去される。その結果、回転体50によ
る機械的なデポジット除去作用に加えて、デポジットに
よる導入孔40の目詰まりを更に抑制することができ
る。
Further, in this embodiment, since the rotating body 50 is made of stainless steel having a high thermal conductivity, the heat of the sensor element 31 which has been heated by the heater 34 and whose temperature has risen passes through the rotating body 50. It is transmitted to the cover 32 efficiently. As a result, the temperature of the cover 32 becomes higher.
Since the deposit usually tends to start burning at a temperature of 400 to 500 ° C., according to this embodiment, the cover 3
The deposit adhering to 2 loses its stickiness by burning and is removed from the cover 32. As a result, clogging of the introduction hole 40 by the deposit can be further suppressed in addition to the mechanical deposit removing action by the rotating body 50.

【0028】更に、本実施形態によれば、カバー32の
内部で回転体50が回転することにより、同カバー32
の内部と外部との間における吸気の移動が促進される。
従って、本実施形態によれば、酸素センサ30の応答性
を更に向上させ、同酸素センサ30からの検出信号を吸
気の酸素濃度の変化に速やかに追従させることができ
る。
Further, according to the present embodiment, the rotation of the rotating body 50 inside the cover 32 causes the cover 32 to rotate.
The movement of intake air between the inside and the outside of the vehicle is promoted.
Therefore, according to the present embodiment, the responsiveness of the oxygen sensor 30 can be further improved, and the detection signal from the oxygen sensor 30 can quickly follow the change in the oxygen concentration of the intake air.

【0029】次に、本実施形態における効果を確認する
ために行った耐久試験の結果について説明する。以下に
この耐久試験の条件を示す。 ・エンジン回転数:1200rpm ・EGR量:15% ・PCV量:PCV通路20中に10mリットル/Hr
の割合でエンジンオイルを強制添加 本耐久試験では、実際に車輌を走行させた際に本実施形
態の酸素センサ30と、回転体50を有していない従来
の酸素センサとにおけるセンサ応答時間がどのように変
化するかを50時間毎に測定した。ここで、センサ応答
時間とは、吸気の酸素濃度を15%から20%にまで増
加させた場合に、その増加時から規定電流値(酸素濃度
20%に対応した電流値)の63%に相当する電流が酸
素センサ30から出力されるまでの時間である。
Next, the results of a durability test performed to confirm the effects of the present embodiment will be described. The conditions of this durability test are shown below. Engine speed: 1200 rpm EGR amount: 15% PCV amount: 10 ml / Hr in PCV passage 20
In the endurance test, the sensor response time of the oxygen sensor 30 of the present embodiment and the sensor response time of the conventional oxygen sensor without the rotating body 50 when the vehicle was actually run were determined. Was measured every 50 hours. Here, when the oxygen concentration of the intake air is increased from 15% to 20%, the sensor response time corresponds to 63% of a specified current value (a current value corresponding to an oxygen concentration of 20%) from the increase. This is the time until a current is output from the oxygen sensor 30.

【0030】図4は本耐久試験の結果を示すグラフであ
る。同図に示すように、従来の酸素センサでは、デポジ
ットによる導入孔40の目詰まりが発生し、時間の経過
とともに同孔40の開口面積が徐々に減少することによ
って、センサ応答時間が大きく増加してしまうことがわ
かる。
FIG. 4 is a graph showing the results of the durability test. As shown in the figure, in the conventional oxygen sensor, the introduction hole 40 is clogged by the deposit, and the opening area of the introduction hole 40 gradually decreases with time, so that the sensor response time greatly increases. You can see that

【0031】これに対して、本実施形態における酸素セ
ンサ30にあっては、試験開始から200時間が経過し
た後もセンサ応答時間の増加は極めて少なく、良好な応
答性が確保されていることがわかる。上記試験結果によ
り明らかなように、本実施形態によれば、酸素センサ3
0における良好な応答性を確保することができる。
On the other hand, in the oxygen sensor 30 according to the present embodiment, the increase in the sensor response time is extremely small even after 200 hours have elapsed from the start of the test, and good response is ensured. Recognize. As is clear from the above test results, according to the present embodiment, the oxygen sensor 3
Good response at 0 can be ensured.

【0032】上記実施形態は以下に示す別の実施形態の
ようにその構成を変更することができる。これら別の実
施形態によっても上記実施形態と略同様の作用効果を奏
することができる。
The configuration of the above-described embodiment can be changed as in another embodiment described below. According to these other embodiments, substantially the same functions and effects as those of the above embodiment can be obtained.

【0033】・回転体50は、上記実施形態のように4
つの羽根51を有する形状のほか、例えば、図5及び同
図の6−6線断面図である図6に示すように、センサ素
子31の軸心を中心として120°間隔毎に配置された
3つの羽根51を有する形状であってもよい。
The rotating body 50 is made of 4
In addition to the shape having the three blades 51, for example, as shown in FIG. 6 which is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG. It may have a shape having two blades 51.

【0034】・上記実施形態においては、回転体50は
センサ素子31及びカバー32の双方のデポジットを除
去する機能を有しているが、第2デポジット除去部54
によりカバー32に付着したデポジットのみを除去する
構成であれば、酸素センサ30の良好な検出精度を確保
することができる。
In the above embodiment, the rotating body 50 has the function of removing the deposits on both the sensor element 31 and the cover 32, but the second deposit removing section 54
Accordingly, if only the deposit attached to the cover 32 is removed, good detection accuracy of the oxygen sensor 30 can be ensured.

【0035】・図7に示すように、回転体50を断面長
孔状をなす管材によって構成する。回転体50の内部に
吸気を導入する一対の開口57を同回転体50の側部に
形成し、この各開口57の上下側部分によって第2デポ
ジット除去部54を構成する。図8は、この回転体50
がカバー32の内部に配置された状態を示す断面図であ
り、図9は図8の9−9線断面を示す断面図である。回
転体50の両側部とカバー32の内周面との間に微少な
隙間が形成されるように、同回転体50の長径Lはカバ
ー32の内径Dよりも若干小さく設定されている。導入
孔40を通じてカバー32の内部に導入された吸気は各
開口57を通じてセンサ素子31の外周面に接触する。
As shown in FIG. 7, the rotating body 50 is made of a tubular material having a long hole cross section. A pair of openings 57 for introducing intake air into the rotator 50 are formed on the side of the rotator 50, and the upper and lower portions of each of the openings 57 constitute a second deposit removal unit 54. FIG. 8 shows this rotating body 50.
9 is a cross-sectional view showing a state where it is arranged inside the cover 32, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cross section along line 9-9 in FIG. The major axis L of the rotating body 50 is set slightly smaller than the inner diameter D of the cover 32 so that a minute gap is formed between both sides of the rotating body 50 and the inner peripheral surface of the cover 32. The intake air introduced into the cover 32 through the introduction hole 40 contacts the outer peripheral surface of the sensor element 31 through each opening 57.

【0036】このような構成によれば、センサ素子31
に付着したデポジットは回転体50の内周壁面が同素子
31に接触する際に擦り落とされて除去される。また、
カバー32の内面に付着したデポジットは、第2デポジ
ット除去部54により掻き落とされ除去される。
According to such a configuration, the sensor element 31
The deposits adhered to the surface of the rotating body 50 are scraped off and removed when the inner peripheral wall of the rotating body 50 comes into contact with the element 31. Also,
The deposit attached to the inner surface of the cover 32 is scraped off and removed by the second deposit removing unit 54.

【0037】また、回転体50の断面形状は、図9に示
す形状に限らず、例えば、図10或いは図11に示すよ
うな形状とすることもできる。 ・上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジン11
の吸気管12に取り付けられる酸素センサ30に具体化
した。これに対して、本発明をディーゼルエンジン11
の排気管14や、ガソリンエンジンの吸気管若しくは排
気管に取り付けられる酸素センサに具体化することもで
きる。更に、エンジン用に限定されず、各種燃焼装置に
用いられる酸素センサに本発明を具体化することもでき
る。
The cross-sectional shape of the rotating body 50 is not limited to the shape shown in FIG. 9, but may be, for example, a shape shown in FIG. 10 or FIG. In the above embodiment, the present invention is applied to the diesel engine 11
The present invention has been embodied in an oxygen sensor 30 attached to the intake pipe 12 of FIG. In contrast, the present invention relates to a diesel engine 11
, Or an oxygen sensor attached to an intake pipe or an exhaust pipe of a gasoline engine. Further, the present invention is not limited to an engine, but may be applied to an oxygen sensor used in various combustion devices.

【0038】・上記実施形態では、本発明をEGR装置
15及びPCV装置18の双方を備えたエンジン11に
用いられる酸素センサ30に具体化したが、各装置1
5,18の一方のみを備えたエンジンに用いられる酸素
センサに具体化することもできる。
In the above embodiment, the present invention is embodied in the oxygen sensor 30 used in the engine 11 having both the EGR device 15 and the PCV device 18.
The present invention can also be embodied in an oxygen sensor used in an engine having only one of 5, 18.

【0039】上記各実施形態から把握できる技術的思想
について、以下にその効果とともに記載する。 (イ)請求項1に記載した酸素センサにおいて、同セン
サは排気還流装置或いはブローバイガス還元装置を備え
た内燃機関の吸気管に取り付けられるものであることを
特徴とする。
The technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described below together with their effects. (1) In the oxygen sensor according to the first aspect, the sensor is attached to an intake pipe of an internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation device or a blow-by gas reduction device.

【0040】このように、内燃機関の吸気管に取り付け
られた酸素センサでは、前述したように吸気の温度が比
較的低温であり、デポジットの粘着性が高いため、カバ
ーにデポジットが付着しやすい傾向がある。上記(イ)
に記載した構成は、上記のような傾向にある酸素センサ
において、デポジットの付着を抑制する点で好適であ
る。
As described above, in the oxygen sensor attached to the intake pipe of the internal combustion engine, since the temperature of the intake air is relatively low and the adhesion of the deposit is high as described above, the deposit tends to adhere to the cover. There is. The above (a)
The configuration described in (1) is suitable in the oxygen sensor having the above tendency in that the deposition of deposit is suppressed.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明では、カバーと棒状素子との間
に、同棒状素子の軸線を中心にして回転自在な回転体
を、カバーの内周壁面において少なくとも導入孔を含む
部分に対して当接可能に設けるようにしている。従っ
て、例えば内燃機関の振動等により回転体が回転するこ
とにより、カバーの内周壁面において導入孔を含む部分
に付着したデポジットが除去される。その結果、本発明
によれば、デポジットによる導入孔の目詰まりを抑制す
ることができ、酸素センサにおける良好な検出精度を確
保することができる。
According to the present invention, a rotating body rotatable about the axis of the rod-shaped element is provided between the cover and the rod-shaped element at a portion including at least the introduction hole on the inner peripheral wall surface of the cover. It is designed to be accessible. Therefore, when the rotating body rotates due to, for example, vibration of the internal combustion engine, the deposit attached to the portion including the introduction hole on the inner peripheral wall surface of the cover is removed. As a result, according to the present invention, clogging of the introduction hole due to the deposit can be suppressed, and good detection accuracy of the oxygen sensor can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施形態におけるディーゼルエンジンの吸排
気系を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an intake and exhaust system of a diesel engine according to an embodiment.

【図2】酸素センサの先端部を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a tip portion of the oxygen sensor.

【図3】図2の3−3線断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2;

【図4】一実施形態における効果を確認するための耐久
試験結果を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing a result of a durability test for confirming an effect in one embodiment.

【図5】別の実施形態における酸素センサの先端部を示
す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a tip portion of an oxygen sensor according to another embodiment.

【図6】図5の6−6線断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 in FIG. 5;

【図7】別の実施形態における回転体を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing a rotating body according to another embodiment.

【図8】同じく、酸素センサの先端部を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing the tip of the oxygen sensor.

【図9】図8の9−9線断面図。FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG. 8;

【図10】別の実施形態における回転体の形状を示す断
面図。
FIG. 10 is a sectional view showing the shape of a rotating body according to another embodiment.

【図11】別の実施形態における回転体の形状を示す断
面図。
FIG. 11 is a sectional view showing the shape of a rotating body according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30…酸素センサ、31…センサ素子、32…カバー、
40…導入孔、50…回転体。
30 ... oxygen sensor, 31 ... sensor element, 32 ... cover,
40 ... Introduction hole, 50 ... Rotating body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気体の酸素濃度を検出するための棒状素
子と、同棒状素子を覆い、前記気体が通過可能な導入孔
を有する筒状のカバーとを備えた酸素センサにおいて、 前記カバーと前記棒状素子との間に、同棒状素子の軸心
を中心にして回転自在な回転体を、前記カバーの内周壁
面において少なくとも前記導入孔を含む部分に対して当
接可能に設けたことを特徴とする酸素センサ。
1. An oxygen sensor comprising: a rod-shaped element for detecting the oxygen concentration of a gas; and a cylindrical cover that covers the rod-shaped element and has an introduction hole through which the gas can pass. A rotating body rotatable around the axis of the rod-shaped element is provided between the rod-shaped element and the rod-shaped element so as to be able to contact at least a portion including the introduction hole on the inner peripheral wall surface of the cover. Oxygen sensor.
JP9006566A 1997-01-17 1997-01-17 Oxygen sensor Pending JPH10206372A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007178418A (en) * 2005-12-02 2007-07-12 Denso Corp Gas sensor
JP2010019197A (en) * 2008-07-11 2010-01-28 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device

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