Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH11148910A - Method and apparatus for detecting concentration of discharged gas - Google Patents

Method and apparatus for detecting concentration of discharged gas

Info

Publication number
JPH11148910A
JPH11148910A JP10255626A JP25562698A JPH11148910A JP H11148910 A JPH11148910 A JP H11148910A JP 10255626 A JP10255626 A JP 10255626A JP 25562698 A JP25562698 A JP 25562698A JP H11148910 A JPH11148910 A JP H11148910A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
nox
gas
sensor
predetermined component
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.)
Granted
Application number
JP10255626A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3589872B2 (en
Inventor
Noboru Ishida
昇 石田
Yoshikuni Sato
美邦 佐藤
Takafumi Oshima
崇文 大島
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.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
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 NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP25562698A priority Critical patent/JP3589872B2/en
Publication of JPH11148910A publication Critical patent/JPH11148910A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3589872B2 publication Critical patent/JP3589872B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y02T10/47

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a zero point calibration of particularly an NOx gas sensor, by providing a means for calibrating an output zero point of a gas sensor indicating a concentration of zero of a predetermined component by a detected output of an atmospheric ambience. SOLUTION: A detecting means of an NOx sensor controller detects a second oxygen pump current IP2 of an NOx sensor, and an operation part outputs the current to a memory. An engine control unit sets an NOx concentration in a discharged gas to be zero or the same level as the atmosphere, e.g. a driving condition of the NOx concentration of zero and an oxygen concentration of 20.9%. An offset correction means has inputs of a signal indicating the driving condition and IP1, IP2 signals of IP1, IP2 detection means corresponding to the driving condition, outputs a predetermined offset signal and stores an IP2 detected on the occasion of the driving condition into the memory with relating the IP2 to the oxygen concentration of 20.9%. The stored value becomes a fresh offset value corresponding to the oxygen concentration 20.9% after a detection output of the NOx sensor is calibrated. The operation part operates based on the offset value and calibrates each offset value corresponding to each oxygen concentration.

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】内燃機関から排出されるガス
に含まれる有害ガス成分の濃度を測定する排出ガス濃度
検出方法及びその装置に関し、特にNOxガスセンサの
出力のゼロ点を校正する方法及びその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas concentration detection method and apparatus for measuring the concentration of harmful gas components contained in gas discharged from an internal combustion engine, and more particularly to a method and apparatus for calibrating the zero point of the output of a NOx gas sensor. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】排出ガス規制の強化に伴って排出ガス中
の有害ガス成分であるCO、HC、NOxの濃度を直接
測定可能なセンサが強く求められている。そこで、酸化
物半導体タイプ、あるいはZrO2等の酸素イオン導電
体を用いた限界電流タイプのガスセンサの開発が進めら
れている。酸化物半導体タイプのガスセンサは、酸化物
半導体の電気抵抗の変化が該酸化物半導体への所定ガス
成分の吸着量に比例することを利用したセンサである。
一方、限界電流タイプのガスセンサ(NOxセンサ)と
して、例えば、酸素イオン導電体上にNOx解離触媒能
を有する電極を配置して酸素イオンポンプセルを構成
し、前記酸素イオンポンプセルが面する空間に酸素濃度
が制御されたガスを拡散させ、該空間においてNOxを
分解し、解離した酸素イオンを前記酸素イオンポンプセ
ルを用いて汲み出し、前記酸素イオンポンプセルに流れ
る電流よりNOxガス濃度を求めるセンサが提案されて
いる。
2. Description of the Related Art With the tightening of exhaust gas regulations, there is a strong demand for a sensor capable of directly measuring the concentrations of CO, HC and NOx, which are harmful gas components in exhaust gas. Therefore, development of a gas sensor of an oxide semiconductor type or a limiting current type using an oxygen ion conductor such as ZrO 2 has been advanced. An oxide semiconductor type gas sensor is a sensor that utilizes the fact that a change in electric resistance of an oxide semiconductor is proportional to an amount of a predetermined gas component adsorbed on the oxide semiconductor.
On the other hand, as a limiting current type gas sensor (NOx sensor), for example, an electrode having NOx dissociation catalytic ability is arranged on an oxygen ion conductor to form an oxygen ion pump cell, and the oxygen ion pump cell faces a space facing the oxygen ion pump cell. A sensor that diffuses a gas having a controlled oxygen concentration, decomposes NOx in the space, pumps out dissociated oxygen ions using the oxygen ion pump cell, and obtains a NOx gas concentration from a current flowing through the oxygen ion pump cell. Proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、酸化物半導体
タイプのガスセンサはその再現性に問題がある。一方、
限界電流タイプのセンサにおいては、再現性や繰り返し
精度に問題はないものの、原理的に検出する電流(前記
酸素イオンポンプセルに流れる電流)が数マイクロアン
ペア程度と非常に小さいという問題がある。また、前記
電極表面上の触媒作用により有害ガス成分(例えば、N
Ox)の分解を制御あるいは抑制しているため、長期間
の使用により触媒活性が変化しゼロ点(所定成分の濃度
が実質的にゼロであることを示すガスセンサの検出出
力)がシフトするという問題を抱えている。このため、
いずれのタイプのガスセンサも、内燃機関、特に車両の
排ガス系に取り付けられるセンサのように使用環境が大
きく変化し、長期に渡って使用されるセンサとして用い
られるには至っていない。
However, gas sensors of the oxide semiconductor type have a problem in reproducibility. on the other hand,
The limit current type sensor has no problem in reproducibility and repeatability, but has a problem that a current to be detected in principle (a current flowing in the oxygen ion pump cell) is as small as several microamps. In addition, a harmful gas component (for example, N
Since the decomposition of Ox) is controlled or suppressed, the catalyst activity changes over a long period of use, and the zero point (the detection output of the gas sensor indicating that the concentration of the predetermined component is substantially zero) shifts. I have For this reason,
Both types of gas sensors vary greatly in use environment like sensors installed in internal combustion engines, particularly in exhaust gas systems of vehicles, and have not been used as sensors used for a long time.

【0004】上記事情を鑑みて、本発明の目的は、長期
間に渡って精度の高いガス濃度測定を行うことができる
ガスセンサを用いた排出ガス濃度検出方法及びその装
置、特にNOxガスセンサの検出出力のゼロ点を校正す
る方法及びその装置を提供することである。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an exhaust gas concentration detection method and apparatus using a gas sensor capable of performing highly accurate gas concentration measurement over a long period of time, and in particular, a detection output of a NOx gas sensor. And a device for calibrating the zero point of the above.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の手段は、大気雰囲気中のガスセンサ
の検出出力に基づいて、所定成分の濃度がゼロであるこ
とを示す該ガスセンサの検出出力のゼロ点を校正する手
段ないし工程と、前記校正された検出出力に基づいて前
記所定成分の濃度を検出する手段ないし工程と、を有す
ることを特徴としている。本発明の第2の手段は、内燃
機関への燃料供給をカットする手段ないし工程と、該カ
ットによりガスセンサに導入されるガス中の所定成分の
濃度を実質的にゼロ又は大気と実質的に同一のレベルと
した際の該ガスセンサの検出出力に基づいて、前記所定
成分の濃度がゼロであることを示す該ガスセンサの検出
出力のゼロ点を校正する手段ないし工程と、前記校正さ
れた検出出力に基づいて前記所定成分の濃度を検出する
手段ないし工程と、を有することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a first means of the present invention provides a method for indicating that the concentration of a predetermined component is zero based on a detection output of a gas sensor in an air atmosphere. It is characterized by comprising means or steps for calibrating the zero point of the detection output of the gas sensor, and means or steps for detecting the concentration of the predetermined component based on the calibrated detection output. A second means of the present invention is a means or a step for cutting the fuel supply to the internal combustion engine, and the concentration of the predetermined component in the gas introduced into the gas sensor by the cut is substantially zero or substantially equal to the atmosphere. Means or a step of calibrating a zero point of the detection output of the gas sensor indicating that the concentration of the predetermined component is zero, based on the detection output of the gas sensor when Means for detecting the concentration of the predetermined component based on the information.

【0006】第3の手段は、内燃機関の空燃比をリッチ
として排出ガス中の所定成分を還元する手段ないし工程
と、この還元により前記所定成分の濃度を実質的にゼロ
又は大気と実質的に同一のレベルとした際の該ガスセン
サの検出出力に基づいて、前記所定成分の濃度がゼロで
あることを示す該ガスセンサの検出出力のゼロ点を校正
する手段ないし工程と、前記校正された検出出力に基づ
いて前記所定成分の濃度を検出する手段ないし工程と、
を有することを特徴としている。第4の手段は、内燃機
関から排出されるガス中の所定成分の濃度が推定可能あ
るいは既知となる条件で内燃機関を運転する手段ないし
工程と、該運転条件下におけるガスセンサの検出出力に
基づいて該ガスセンサの検出出力の校正を行う手段ない
し工程と、前記校正された検出出力に基づいて前記所定
成分の濃度を検出する手段ないし工程と、有することを
特徴としている。
The third means is a means or a step for reducing a predetermined component in the exhaust gas by enriching the air-fuel ratio of the internal combustion engine, and the reduction reduces the concentration of the predetermined component to substantially zero or substantially to the atmosphere. A means or a step of calibrating a zero point of the detection output of the gas sensor indicating that the concentration of the predetermined component is zero, based on the detection output of the gas sensor at the same level, and the calibrated detection output Means or a step of detecting the concentration of the predetermined component based on
It is characterized by having. The fourth means is a means or a step of operating the internal combustion engine under conditions where the concentration of a predetermined component in the gas discharged from the internal combustion engine can be estimated or known, and based on a detection output of a gas sensor under the operating conditions. A means or a step of calibrating the detection output of the gas sensor; and a means or a step of detecting the concentration of the predetermined component based on the calibrated detection output.

【0007】第5の手段は、内燃機関から排出されるガ
ス中の所定成分の濃度を検出するガスセンサと、前記所
定成分の濃度が推定可能あるいは既知となる前記内燃機
関の運転条件を設定する運転条件設定手段と、前記運転
条件設定手段により設定された前記運転条件下における
前記ガスセンサの検出出力に基づいて該ガスセンサの検
出出力の校正を行う校正手段とを備えたことを特徴とし
ている。第6の手段は、内燃機関の排気管内に配置され
たNOx吸蔵型触媒と、前記排気管において前記NOx
吸蔵型触媒の下流に取り付けられ排出ガス中のNOx濃
度を検出するNOxセンサと、前記NOx吸蔵型触媒に
吸蔵されたNOxを浄化するために一時的に空燃比をリ
ッチ雰囲気とする運転条件設定手段と、リッチ雰囲気と
した前後の前記NOxセンサの検出出力の変化に基づい
て前記NOx吸蔵型触媒の劣化状態を検知する手段とを
備えたことを特徴としている。
The fifth means is a gas sensor for detecting the concentration of a predetermined component in the gas discharged from the internal combustion engine, and an operation for setting the operating condition of the internal combustion engine at which the concentration of the predetermined component can be estimated or known. A condition setting means, and a calibration means for calibrating the detection output of the gas sensor based on the detection output of the gas sensor under the operating conditions set by the operation condition setting means. Sixth means is a NOx storage type catalyst disposed in an exhaust pipe of an internal combustion engine, and the NOx storage catalyst in the exhaust pipe.
A NOx sensor attached downstream of the storage catalyst for detecting the NOx concentration in the exhaust gas, and operating condition setting means for temporarily setting the air-fuel ratio to a rich atmosphere to purify the NOx stored in the NOx storage catalyst And means for detecting a deterioration state of the NOx storage catalyst based on a change in the detection output of the NOx sensor before and after the rich atmosphere.

【0008】第7の手段は、内燃機関の排気管内に配置
されたNOx選択還元型触媒と、前記排気管において前
記NOx選択還元型触媒の下流に取り付けられ排出ガス
中のNOx濃度を検出するNOxセンサと、前記内燃機
関の排出ガス中にHCを添加する手段と、HCを添加し
た前後の前記NOxセンサの検出出力の変化に基づいて
前記NOx選択還元型触媒の劣化状態を検知する手段と
を備えたことを特徴としている。
A seventh means is a NOx selective reduction catalyst disposed in an exhaust pipe of an internal combustion engine, and a NOx which is attached to the exhaust pipe downstream of the NOx selective reduction catalyst and detects a NOx concentration in exhaust gas. A sensor, means for adding HC to the exhaust gas of the internal combustion engine, and means for detecting a deterioration state of the NOx selective reduction catalyst based on a change in the detection output of the NOx sensor before and after the addition of HC. It is characterized by having.

【0009】本発明に基づくガスセンサの検出出力の校
正方法は、内燃機関の運転条件の中でも、有害排出ガス
成分の濃度が推定できる条件下のガスセンサの検出出力
に基づいて、ガスセンサの校正(キャリブレーション)
を行うことを特徴としている。一般に電子制御式の燃料
供給装置を有する車両の内燃機関においては、例えば、
減速時など出力が不要となる際には燃料供給をカットす
るため、排出ガス中のNOx、HC、CO等の有害ガス
成分の濃度は大気とほぼ同じレベルになる。一方、通常
の運転条件下では内燃機関から排出される有害ガス成分
の濃度は、大気中のレベルと比較すると大幅に高い。従
って、燃料カットが働く際にガスセンサの校正を行うこ
とにより、長期間使用後も有害排出ガス成分の濃度が正
確に検出できることとなる。また、前述のように、ガス
センサの長期使用により変化するのは検出出力のゼロ点
(オフセット)であるため、このゼロ点を補正すればよ
い。すなわち、燃料カットが働いた際の検出出力を例え
ばNOx濃度ゼロを示すレベルとすればよい。
A method of calibrating the detection output of a gas sensor according to the present invention is a method of calibrating a gas sensor based on the detection output of a gas sensor under the condition that the concentration of a harmful exhaust gas component can be estimated among the operating conditions of an internal combustion engine. )
It is characterized by performing. Generally, in an internal combustion engine of a vehicle having an electronically controlled fuel supply device, for example,
When the output becomes unnecessary such as at the time of deceleration, the fuel supply is cut off, so that the concentration of harmful gas components such as NOx, HC and CO in the exhaust gas becomes almost the same level as the atmosphere. On the other hand, under normal operating conditions, the concentration of harmful gas components emitted from the internal combustion engine is significantly higher than the level in the atmosphere. Therefore, by calibrating the gas sensor when the fuel cut is activated, the concentration of the harmful exhaust gas component can be accurately detected even after long-term use. Also, as described above, since the zero point (offset) of the detection output changes due to long-term use of the gas sensor, the zero point may be corrected. That is, the detection output when the fuel cut is activated may be set to a level indicating, for example, zero NOx concentration.

【0010】また、ガスセンサの検出出力のオフセット
値(被検出成分の濃度がゼロの場合の検出出力、ゼロ点
の検出出力)に酸素濃度依存性がある場合(酸素濃度に
よってオフセット値が変化する場合)には、被検出成分
の濃度と酸素濃度が既知である前記燃料カットの際の検
出出力値に基づいてすべての(各酸素濃度に対する)オ
フセットを補正すればよい。例えば、メモリに格納され
た所定酸素濃度に対応するオフセットの初期値(OF
1)と、前記燃料カットの際の前記所定酸素濃度に対応
する検出出力値(OF2)の差、“OF1−OF2”を
メモリに格納されている各々の酸素濃度に対応するオフ
セット値OF[O2]から引き、その値を新たなオフセ
ット値OF[O2]としてメモリに格納すれば良い。ま
た、酸素濃度を測定可能なセンサでは、燃料カット時に
は大気中とほとんど同じ酸素濃度、すなわち酸素濃度2
0.9%のガスがセンサに供給されるため、感度(ゲイ
ン)の校正が可能である。例えば、後述のNOxセンサ
に本発明の検出方法を適用することにより、第1酸素ポ
ンプ電流の感度の校正ができ、耐久使用後も正確な酸素
濃度の測定ができる。
Further, when the offset value of the detection output of the gas sensor (the detection output when the concentration of the detected component is zero, the detection output at the zero point) has oxygen concentration dependency (when the offset value changes depending on the oxygen concentration). ), All offsets (for each oxygen concentration) may be corrected based on the detected output value at the time of the fuel cut in which the concentration of the detected component and the oxygen concentration are known. For example, the initial value (OF) of the offset corresponding to the predetermined oxygen concentration stored in the memory
1) and the difference between the detected output value (OF2) corresponding to the predetermined oxygen concentration at the time of the fuel cut, "OF1-OF2", and the offset value OF [O corresponding to each oxygen concentration stored in the memory. 2 ] and store that value in a memory as a new offset value OF [O 2 ]. Further, with a sensor capable of measuring the oxygen concentration, the oxygen concentration at the time of fuel cut is almost the same as that in the atmosphere, ie, the oxygen concentration 2
Since 0.9% of the gas is supplied to the sensor, the sensitivity (gain) can be calibrated. For example, by applying the detection method of the present invention to a NOx sensor described later, the sensitivity of the first oxygen pump current can be calibrated, and the oxygen concentration can be accurately measured even after endurance use.

【0011】また、ガスセンサがNOxセンサであり、
このNOxセンサをNOx吸蔵触媒の下流に設置する場
合には、吸蔵されたNOxを還元するためにリッチ雰囲
気のスパイクを入れる。このタイミングではNOxの排
出量はほとんどないため、上記と同様にゼロ点の校正が
可能である。さらに、この場合、リッチ雰囲気のスパイ
クを入れた前後でNOxセンサの検出出力を比較すれ
ば、オフセットの変化を考慮する必要なく触媒の劣化
(NOx吸蔵量の低下)が検出可能である。
Further, the gas sensor is a NOx sensor,
When this NOx sensor is installed downstream of the NOx storage catalyst, a spike having a rich atmosphere is provided to reduce the stored NOx. At this timing, since there is almost no NOx emission, the zero point can be calibrated in the same manner as described above. Further, in this case, by comparing the detection output of the NOx sensor before and after the spike of the rich atmosphere is applied, it is possible to detect the deterioration of the catalyst (reduction of the NOx storage amount) without having to consider the change in the offset.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。本発明が好ましく適用されるガスセンサ
は、内燃機関の排気ガス中の有害成分、例えば可燃性の
CO、HC、NOx成分の濃度を検出可能なガスセンサ
である。COセンサとして、例えば、In23等の酸化
物半導体素子を用いたガスセンサが適用される。また、
HCセンサとして、いずれも被検ガス中に曝された酸素
ポンプ素子と酸素濃淡電池素子を備え、該酸素濃淡電池
素子に発生する起電力が所定値以下に到達したときの該
酸素ポンプ素子に流れる電流値から可燃ガス成分濃度を
求めるガスセンサが適用される。また、酸素ポンプセル
と、酸素センサセルと、酸化物半導体からなる可燃ガス
成分濃度検知部を備えたガスセンサが適用される。ま
た、NOxセンサとして2組の拡散抵抗部、酸素イオン
ポンプセル及び空隙をそれぞれ備えたNOxセンサが適
用される。このNOxセンサの測定原理は下記の通りで
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. A gas sensor to which the present invention is preferably applied is a gas sensor that can detect the concentration of harmful components in exhaust gas of an internal combustion engine, for example, flammable CO, HC, and NOx components. As the CO sensor, for example, a gas sensor using an oxide semiconductor element such as In 2 O 3 is applied. Also,
Each of the HC sensors includes an oxygen pump element and an oxygen concentration cell element exposed to a test gas, and flows to the oxygen pump element when an electromotive force generated in the oxygen concentration cell element reaches a predetermined value or less. A gas sensor for obtaining a combustible gas component concentration from a current value is applied. Further, a gas sensor including an oxygen pump cell, an oxygen sensor cell, and a combustible gas component concentration detecting unit made of an oxide semiconductor is applied. As the NOx sensor, a NOx sensor having two sets of diffusion resistance parts, an oxygen ion pump cell, and a gap is applied. The measurement principle of this NOx sensor is as follows.

【0013】(1)排出ガスが拡散抵抗を有する第1拡散
抵抗部を通って第1空隙部に流入する。(2)第1酸素イ
オンポンプセルにより、第1空隙部の酸素をすべてのN
Oxが分解しない程度に汲み出す(酸素分圧検知電極か
ら出力される信号により第1空隙部の酸素分圧を制御す
る)。(3)第2拡散抵抗部を通って第1空隙部のガス
(酸素濃度が制御されたガス)が第2空隙部に流入す
る。(4)第2空隙部のNOxは、第2酸素イオンポンプ
セルにより更に酸素を汲み出すことにより、N2ガスと
2ガスとに分解される。(5)このとき、第2酸素イオ
ンポンプセルに流れる第2酸素ポンプ電流Ip2とNO
xガス濃度の間には直線関係があるため、Ip2を検出
することによりNOxガス濃度を検出可能である。(6)
また、第1酸素イオンポンプセルが第1空隙部の酸素を
汲み出す際に第1酸素イオンポンプセルに流れる第1酸
素ポンプ電流Ip1から、排出ガス中の酸素濃度が測定
可能であり、この酸素濃度の測定値を用いて第1空隙部
でのNOx分解率を求め、さらにはNOxガス濃度を補
正することもできる。
(1) The exhaust gas flows into the first gap through the first diffusion resistance portion having the diffusion resistance. (2) The first oxygen ion pump cell removes oxygen in the first void from all N
Ox is pumped out to such an extent that it does not decompose (the oxygen partial pressure in the first gap is controlled by a signal output from the oxygen partial pressure detection electrode). (3) The gas in the first gap (the gas whose oxygen concentration is controlled) flows into the second gap through the second diffusion resistor. (4) NOx in the second gap is decomposed into N 2 gas and O 2 gas by pumping out oxygen further by the second oxygen ion pump cell. (5) At this time, the second oxygen pump current Ip2 flowing through the second oxygen ion pump cell and NO
Since there is a linear relationship between the x gas concentrations, the NOx gas concentration can be detected by detecting Ip2. (6)
Further, the oxygen concentration in the exhaust gas can be measured from the first oxygen pump current Ip1 flowing through the first oxygen ion pump cell when the first oxygen ion pump cell pumps out the oxygen in the first gap. Using the measured value of the concentration, the NOx decomposition rate in the first void portion can be obtained, and further, the NOx gas concentration can be corrected.

【0014】次に、ガソリンエンジン又はディーゼルエ
ンジンの排気ガス浄化システムにおける前記NOxセン
サの好ましい使用方法を説明する。図7(a)を参照し
て、ガソリンエンジン(特にリーンバーンエンジン)の
排気ガス浄化システムにおいては、ガソリンエンジンか
ら下流側に向かって、排気管に酸素センサ、NOx吸
蔵型三元触媒、酸素センサ(酸素センサを兼用する上
記詳説したNOxセンサ)が順に取り付けられている。
酸素センサはエンジン空燃比制御のためのセンサであ
り、その検出出力に基づいてエンジンに供給する燃料、
空気などが制御される。一方、NOx吸蔵型三元触媒の
下流に配置された酸素センサ兼用のNOxセンサは、N
Ox濃度を検出して、三元触媒の作動状態及びその劣化
判別を行うためのセンサであり、例えば、その検出出力
に基づいて三元触媒が最適作動するようにエンジンなど
が制御される。このNOx吸蔵型三元触媒は、三元触媒
にNOx吸蔵効果を付与したものであり、空気過剰率λ
=1(ストイキ点)では通常の三元触媒として作動し、
リーン状態ではNOxを一時的に蓄え、定期的にリッチ
スパイクを入れることにより一時的に蓄えたNOxが浄
化される。一般的に、NOx吸蔵型三元触媒の材質は、
PtにNOx吸蔵効果を有するBa等が添加されたもの
である。
Next, a preferred method of using the NOx sensor in an exhaust gas purification system for a gasoline engine or a diesel engine will be described. Referring to FIG. 7A, in an exhaust gas purification system of a gasoline engine (particularly, a lean burn engine), an oxygen sensor, a NOx storage type three-way catalyst, and an oxygen sensor are provided in an exhaust pipe from a gasoline engine to a downstream side. (The above-described NOx sensor that also functions as an oxygen sensor) is sequentially attached.
The oxygen sensor is a sensor for controlling the engine air-fuel ratio, and based on the detection output, fuel supplied to the engine,
Air and the like are controlled. On the other hand, the NOx sensor serving also as an oxygen sensor disposed downstream of the NOx storage three-way catalyst has N
This is a sensor for detecting the Ox concentration and determining the operating state of the three-way catalyst and its deterioration. For example, an engine or the like is controlled based on the detection output so that the three-way catalyst operates optimally. This NOx storage type three-way catalyst is obtained by adding a NOx storage effect to the three-way catalyst, and the excess air ratio λ
= 1 (stoichiometric point) operates as a normal three-way catalyst,
In the lean state, NOx is temporarily stored, and by periodically adding a rich spike, the temporarily stored NOx is purified. Generally, the material of the NOx storage three-way catalyst is
Pt is obtained by adding Ba or the like having a NOx storage effect to Pt.

【0015】また、NOx吸蔵型触媒の下流に配置され
た前記NOxセンサを用いてNOx吸蔵型触媒の劣化の
度合いを検出することができる。すなわち、NOx吸蔵
型触媒に吸蔵されたNOxを還元するためにリッチ雰囲
気のスパイク(好ましくは、およそ3秒間、空燃比14
〜14.5)を入れる際に、このスパイク前後でNOx
センサの検出出力が変化する。劣化していない場合に
は、スパイク後リーン状態に戻った際のNOxセンサの
出力がスパイク前より低下する。これに対して、劣化し
ている場合には、スパイク後リーン状態に戻った際にN
Oxが浄化されず、NOxセンサの出力は高いままであ
る。よって、リッチスパイク前後のNOxセンサの出力
の変化から触媒の劣化が判断できる。また、前記スパイ
クを入れた際にはNOxがほとんど発生しないため、N
Oxセンサのゼロ点の校正も可能となる。
Further, the degree of deterioration of the NOx storage type catalyst can be detected using the NOx sensor disposed downstream of the NOx storage type catalyst. That is, in order to reduce NOx stored in the NOx storage type catalyst, a spike in a rich atmosphere (preferably, the air-fuel ratio
1414.5) before and after this spike
The detection output of the sensor changes. If not deteriorated, the output of the NOx sensor when returning to the lean state after the spike is lower than before the spike. On the other hand, if it has deteriorated, N
Ox is not purified and the output of the NOx sensor remains high. Therefore, the deterioration of the catalyst can be determined from the change in the output of the NOx sensor before and after the rich spike. Further, when the spike is put, almost no NOx is generated.
Calibration of the zero point of the Ox sensor is also possible.

【0016】図7(b)を参照して、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス浄化システムにおいては、ディーゼルエン
ジンから下流側に向かって、排気管にHC源としての軽
油を排気ガス中に噴射するための軽油噴射弁、HCセン
サ(不図示)、NOx選択還元触媒、上記詳説したNO
xセンサが順に取り付けられている。NOx選択還元触
媒は軽油噴射により添加されたHCを還元剤としてNO
xを窒素とCO2、H2Oとに分解することによりこれを
浄化する作用をなす。HCセンサは、NOx選択還元触
媒の上流側に配置され、排気ガス中に噴射すべき軽油の
量をフィードバック制御するために、軽油噴射後の排気
ガス中のHC濃度をモニタする機能を果たすものであ
る。さらに、HC添加前後のNOxセンサの出力変化よ
りNOx選択還元触媒の劣化が検知可能である。すなわ
ち、NOx浄化能を有する触媒によれば、HCを添加す
ることにより該触媒下流のNOx濃度が低下し、NOx
センサ出力が減少するのに対して、浄化能が劣化した触
媒によれば、HCを添加してもNOx濃度が低下しない
ため、NOxセンサの出力が低下しない。
Referring to FIG. 7 (b), in the exhaust gas purifying system for a diesel engine, light oil for injecting light oil as an HC source into the exhaust gas from the diesel engine to the exhaust pipe into the exhaust pipe is provided. Injection valve, HC sensor (not shown), NOx selective reduction catalyst, NO described in detail above
The x sensors are mounted in order. The NOx selective reduction catalyst uses NO added by light oil injection as a reducing agent to reduce NO
By decomposing x into nitrogen, CO 2 , and H 2 O, it acts to purify x. The HC sensor is disposed on the upstream side of the NOx selective reduction catalyst and performs a function of monitoring the HC concentration in the exhaust gas after light oil injection in order to feedback-control the amount of light oil to be injected into the exhaust gas. is there. Further, the deterioration of the NOx selective reduction catalyst can be detected from the output change of the NOx sensor before and after the addition of HC. That is, according to the catalyst having the NOx purifying ability, the concentration of NOx downstream of the catalyst is reduced by adding HC,
While the output of the sensor decreases, according to the catalyst whose purification ability has deteriorated, the NOx concentration does not decrease even if HC is added, so that the output of the NOx sensor does not decrease.

【0017】図8は、本発明の一実施形態に係るNOx
センサを用いた排出ガス濃度検出システムの制御構成を
説明するための図である。図8を参照して、前記検出シ
ステムは、内燃機関と、排気系に設置された触媒と、触
媒の下流に設置されたNOxセンサと、エンジン・コン
トロール・ユニット(ECU)と、NOxセンサコント
ローラから構成される。エンジン・コントロール・ユニ
ットは、内燃機関の運転条件(空燃比など)を設定し、
触媒の劣化を判断する。NOxセンサコントローラは、
NOxセンサを制御する手段と、NOxセンサに流れる
第1、第2酸素ポンプ電流Ip1,Ip2を検出し出力
する手段と、酸素濃度とIp2オフセット値の関係を示
すマップを格納するメモリと、酸素濃度(例えばIp
1)に応じてIp2のオフセットを前記メモリから読み
出し、これと前記検出手段の出力に基づいて所定の演算
を実行し、演算結果をメモリに出力する演算部と、エン
ジン・コントロール・ユニットから運転条件を示す信号
が入力され、Ip1,Ip2検出手段の出力信号が入力
され、メモリにオフセット補正信号を出力して、演算部
からメモリに出力された信号に基づいてメモリに新たな
オフセット値を格納させるオフセット補正手段と、から
構成される。
FIG. 8 is a diagram showing a NOx according to an embodiment of the present invention.
It is a figure for explaining a control composition of an exhaust gas concentration detection system using a sensor. Referring to FIG. 8, the detection system includes an internal combustion engine, a catalyst installed in an exhaust system, a NOx sensor installed downstream of the catalyst, an engine control unit (ECU), and a NOx sensor controller. Be composed. The engine control unit sets the operating conditions (such as air-fuel ratio) of the internal combustion engine,
Determine catalyst degradation. The NOx sensor controller
Means for controlling the NOx sensor; means for detecting and outputting the first and second oxygen pump currents Ip1 and Ip2 flowing through the NOx sensor; a memory for storing a map showing the relationship between the oxygen concentration and the Ip2 offset value; (Eg Ip
1) reading an offset of Ip2 from the memory, executing a predetermined operation based on the offset and Ip2, and outputting the operation result to the memory; and operating conditions from the engine control unit. Is input, the output signals of the Ip1 and Ip2 detecting means are input, an offset correction signal is output to the memory, and a new offset value is stored in the memory based on the signal output from the arithmetic unit to the memory. Offset correction means.

【0018】このシステムの動作を説明する。NOxセ
ンサコントローラの検出手段はNOxセンサの第2酸素
ポンプ電流Ip2を検出し演算部に出力し、演算部はこ
れをメモリに出力している。ここで、エンジン・コント
ロール・ユニットが排出ガス中のNOx濃度を実質的に
ゼロ又は大気と実質的に同一のレベルとする運転条件を
設定する。一例としてこの運転条件を燃料カット時、す
なわちNOx濃度がゼロ、酸素濃度が20.9%とす
る。オフセット補正手段にエンジン・コントロール・ユ
ニットから出力される前記条件を示す信号とIp1,I
p2検出手段から出力される該条件に対応したIp1,
Ip2信号が入力されると、オフセット補正手段はメモ
リに所定のオフセット補正信号を出力し、メモリに前記
条件の際に検出されたIp2を酸素濃度20.9%と関
連づけて格納させる。この格納された値が、酸素濃度2
0.9%に対応するNOxセンサ検出出力の校正された
新たなオフセット値となる。また、演算部は、メモリに
格納されている各酸素濃度にそれぞれ対応する各オフセ
ット値を読み出し、読み出した各値と、前記条件におけ
るIp2と、メモリに格納されていた酸素濃度20.9
%に対応するオフセット値に基づいて、所定の演算を行
う。この演算結果に基づいて各酸素濃度に対応する各オ
フセット値が校正され、メモリに格納される。このよう
なガスセンサの検出出力の校正は、内燃機関運転中に周
期的に行うことが好ましい。アイドリング時に行うこと
も可能である。
The operation of this system will be described. The detection means of the NOx sensor controller detects the second oxygen pump current Ip2 of the NOx sensor and outputs it to the calculation unit, which outputs this to the memory. Here, the engine control unit sets an operating condition for setting the NOx concentration in the exhaust gas to substantially zero or substantially the same level as the atmosphere. As an example, this operating condition is set at the time of fuel cut, that is, the NOx concentration is zero and the oxygen concentration is 20.9%. A signal indicating the condition output from the engine control unit to the offset correction means and Ip1 and Ip1
Ip1, corresponding to the condition output from the p2 detection means,
When the Ip2 signal is input, the offset correction means outputs a predetermined offset correction signal to the memory, and stores the Ip2 detected under the above condition in the memory in association with the oxygen concentration of 20.9%. The stored value is the oxygen concentration 2
The corrected offset value of the NOx sensor detection output corresponding to 0.9% is obtained. Further, the arithmetic unit reads out each offset value corresponding to each oxygen concentration stored in the memory, reads out each value, Ip2 under the above condition, and the oxygen concentration 20.9 stored in the memory.
A predetermined calculation is performed based on the offset value corresponding to%. Each offset value corresponding to each oxygen concentration is calibrated based on the calculation result and stored in the memory. It is preferable that the calibration of the detection output of the gas sensor is periodically performed during the operation of the internal combustion engine. It is also possible to perform it at idling.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。ガスセンサとして、図1に示す構造のNOxセ
ンサを用いた。図1のNOxセンサは、固体電解質層5
−1を挟んで設けられた一対の電極6a、6bを備えた
第1酸素イオンポンプセル6、固体電解質層5−2を挟
んで設けられた一対の酸素分圧検知電極7a、7bを備
えた酸素濃度測定セル7、固体電解質層5−3、固体電
解質層5−4表面に設けられた一対の電極8a、8bを
備えた第2酸素イオンポンプセル8の順に積層されて成
る。固体電解質層5−1,5−2,5−3,5−4の層
間には絶縁層11−1、11−2,11−3がそれぞれ
形成されている。第1酸素イオンポンプセル6と酸素濃
度測定セル7の層間には、図中左右側の絶縁層11−1
及び上下側の固体電解質層5−1、5−2によって第1
測定室(空隙部)2が画成され、同様に絶縁層11−3
及び固体電解質層5−3、5−4により第2酸素イオン
ポンプセル8の上部に第2測定室(空隙部)4が画成さ
れている。さらに、第1測定室2の一方でセンサ短手方
向両側(図1中正面及び背面)には拡散抵抗を有する第
1拡散孔(拡散抵抗部)1がそれぞれ設けられ、第1測
定室2の他方には第2拡散孔(拡散抵抗部)3の開口が
第1拡散孔1と離間して設けられている。第2拡散孔3
は、酸素濃度測定セル7及び固体電解質層5−3を貫通
して第1、第2測定室2、4を拡散抵抗を持って連通す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As the gas sensor, a NOx sensor having the structure shown in FIG. 1 was used. The NOx sensor of FIG.
A first oxygen ion pump cell 6 having a pair of electrodes 6a and 6b provided with a -1 sandwiched therebetween, and a pair of oxygen partial pressure detecting electrodes 7a and 7b provided with a solid electrolyte layer 5-2 provided therebetween. An oxygen concentration measurement cell 7, a solid electrolyte layer 5-3, and a second oxygen ion pump cell 8 having a pair of electrodes 8a and 8b provided on the surface of the solid electrolyte layer 5-4 are stacked in this order. Insulating layers 11-1, 11-2, and 11-3 are formed between the solid electrolyte layers 5-1, 5-2, 5-3, and 5-4, respectively. Between the first oxygen ion pump cell 6 and the oxygen concentration measurement cell 7, insulating layers 11-1 on the left and right sides in the figure are provided.
And the first and second solid electrolyte layers 5-1 and 5-2.
A measurement chamber (void) 2 is defined, and the insulating layer 11-3 is similarly formed.
A second measurement chamber (gap) 4 is defined above the second oxygen ion pump cell 8 by the solid electrolyte layers 5-3 and 5-4. Further, first diffusion holes (diffusion resistance portions) 1 having diffusion resistance are provided on both sides (front and back in FIG. 1) of the first measurement chamber 2 in the sensor short direction, respectively. On the other hand, an opening of the second diffusion hole (diffusion resistance portion) 3 is provided separately from the first diffusion hole 1. Second diffusion hole 3
Penetrates through the oxygen concentration measuring cell 7 and the solid electrolyte layer 5-3 to communicate the first and second measuring chambers 2 and 4 with diffusion resistance.

【0020】このセンサでは、第2酸素イオンポンプセ
ル8を構成する固体電解質5−4の同一面上に、多孔質
金属(Pt、Rh合金など)の電極8a、8bが共に形
成されている。電極8a、8bは、絶縁層11−3によ
って互いに隔離されているが、固体電解質層5−4を介
して酸素イオンが伝導し、これによる第2酸素ポンプ電
流Ip2が流れる。電極8bは固体電解質層5−4、絶
縁層11−3、及びリード部8dによって、センサ外気
との直接的な接触が防止されていると共に、拡散抵抗を
有する多孔質のリード部8dを介して第2酸素イオンポ
ンプセル8により汲み出された酸素を外部に導出でき
る。更に、電極8a、8bには、それぞれリード部
(線)8c(図2参照)、8dが電気的に接続され、第
2測定室4の外側電極8bに電気的に接続するリード部
8dは多孔質とされ、酸素イオンを拡散することができ
る。従って、第2酸素イオンポンプセル8により、NO
xガスより分解され電極8aから8bに汲み出された酸
素はリード部8dを介して放出される。図2は、図1中
の矢視A線で示す平面断面図に相当する。図2を参照し
て、リード部8dが外気(大気又は被測定ガス雰囲気
中)に接触し、外気と電極8bとを拡散抵抗を介して連
通していることが分かる。
In this sensor, both electrodes 8a and 8b of a porous metal (Pt, Rh alloy, etc.) are formed on the same surface of the solid electrolyte 5-4 constituting the second oxygen ion pump cell 8. Although the electrodes 8a and 8b are isolated from each other by the insulating layer 11-3, oxygen ions are conducted through the solid electrolyte layer 5-4, and the second oxygen pump current Ip2 flows. The electrode 8b is prevented from being in direct contact with the outside air of the sensor by the solid electrolyte layer 5-4, the insulating layer 11-3, and the lead portion 8d, and is also provided via the porous lead portion 8d having diffusion resistance. The oxygen pumped by the second oxygen ion pump cell 8 can be led out. Further, lead portions (lines) 8c (see FIG. 2) and 8d are electrically connected to the electrodes 8a and 8b, respectively, and the lead portion 8d electrically connected to the outer electrode 8b of the second measurement chamber 4 is porous. It is capable of diffusing oxygen ions. Therefore, NO 2 is generated by the second oxygen ion pump cell 8.
Oxygen decomposed from the x gas and pumped to the electrodes 8a to 8b is released through the lead 8d. FIG. 2 corresponds to a plan cross-sectional view indicated by an arrow A line in FIG. Referring to FIG. 2, it can be seen that the lead 8d is in contact with the outside air (in the atmosphere or in the atmosphere of the gas to be measured), and communicates the outside air with the electrode 8b via the diffusion resistance.

【0021】図1に示したNOxセンサの測定原理は、
実施の形態の欄で上述した通りであって、NOxセンサ
の各電極にリード部を介してコントローラの端子が電気
的に接続されて、第1拡散孔1を介して第1測定室2に
導入された排出ガス中の酸素濃度に応じた起電力が酸素
濃度測定セル7の一対の電極7a、7b間に発生し、こ
の起電力による電圧が一定となるように第1酸素イオン
ポンプセル6に印加される電圧が制御される(コントロ
ーラによる制御はマイクロコンピュータを用いたデジタ
ル制御でもよく、アナログ制御でもよい)。そして、第
1酸素イオンポンプセル6によって第1測定室2から余
剰の酸素が汲み出され一定の酸素濃度に制御された被測
定ガスが第2拡散孔3を介して第2測定室4に拡散し、
第2酸素イオンポンプセル8の一対の電極8a、8bに
電圧が印加されて残存する酸素が更に汲み出されると共
に、このPt合金製(又はRh合金製など)の電極の触
媒作用により、NOxがN2とO2に分解され、このO2
がイオンとなって第2酸素イオンポンプセル8の固体電
解質層5−4を伝導することにより、第2測定室4内外
に設けられた第2酸素イオンポンプセル8の一対の電極
8a、8b間に分解されたNOxガス量に応じた第2酸
素ポンプ電流Ip2が流れる。このIp2を測定するこ
とにより、NOxガス濃度が測定できる。
The measurement principle of the NOx sensor shown in FIG.
As described above in the section of the embodiment, the terminal of the controller is electrically connected to each electrode of the NOx sensor via a lead portion, and is introduced into the first measurement chamber 2 through the first diffusion hole 1. An electromotive force corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas thus generated is generated between the pair of electrodes 7a and 7b of the oxygen concentration measurement cell 7, and is applied to the first oxygen ion pump cell 6 so that the voltage by the electromotive force becomes constant. The applied voltage is controlled (the control by the controller may be digital control using a microcomputer or analog control). Excess oxygen is pumped from the first measurement chamber 2 by the first oxygen ion pump cell 6, and the gas to be measured whose oxygen concentration is controlled to a certain level is diffused into the second measurement chamber 4 through the second diffusion holes 3. And
When a voltage is applied to the pair of electrodes 8a and 8b of the second oxygen ion pump cell 8, the remaining oxygen is further pumped out, and NOx is reduced by the catalytic action of the Pt alloy (or Rh alloy) electrode. It is decomposed into N 2 and O 2, the O 2
Becomes ions and conducts through the solid electrolyte layer 5-4 of the second oxygen ion pump cell 8, whereby a pair of electrodes 8 a and 8 b of the second oxygen ion pump cell 8 provided inside and outside the second measurement chamber 4 is formed. A second oxygen pump current Ip2 flows according to the amount of NOx gas decomposed into oxygen. By measuring this Ip2, the NOx gas concentration can be measured.

【0022】このNOxセンサによれば、第2測定室4
内の第2酸素イオンポンプセル8の電極8aと反対極と
なる電極8bが、素子内部(積層した固体電解質間)に
設置されたことにより、固体電解質層5−4、絶縁層1
1−3が電極8bの保護手段となり、且つリード部8d
が拡散抵抗手段となって、被測定ガス(排ガス)の雰囲
気から電極8bが遮断されて直接外気に接触することが
なくされ、且つ電極8b周辺において汲み出された酸素
がプールされることとなり、電極8b周囲(近傍)の酸
素濃度が安定化され、第2酸素イオンポンプセル8の一
対の電極8a、8b間に発生する起電力が安定化する。
更に、発生する起電力が安定化することにより、第2酸
素イオンポンプセル8に印加されるポンプ電圧Vp2の
有効ポンプ電圧(Vp2−起電力)が安定化され、NO
xガス濃度測定の酸素濃度依存性が減少する。
According to this NOx sensor, the second measurement chamber 4
The electrode 8b opposite to the electrode 8a of the second oxygen ion pump cell 8 is installed inside the element (between the stacked solid electrolytes), so that the solid electrolyte layer 5-4, the insulating layer 1
1-3 are protection means for the electrode 8b, and the lead 8d
Is a diffusion resistance means, the electrode 8b is cut off from the atmosphere of the gas to be measured (exhaust gas) and is not directly in contact with the outside air, and the oxygen pumped around the electrode 8b is pooled. The oxygen concentration around (near) the electrode 8b is stabilized, and the electromotive force generated between the pair of electrodes 8a and 8b of the second oxygen ion pump cell 8 is stabilized.
Further, since the generated electromotive force is stabilized, the effective pump voltage (Vp2-electromotive force) of the pump voltage Vp2 applied to the second oxygen ion pump cell 8 is stabilized, and NO
The oxygen concentration dependence of x gas concentration measurement is reduced.

【0023】[製造例]次に、図1に示したNOxセン
サの製造例を説明する。図3は、図1に示したNOxセ
ンサのレイアウト図である。図3に示すシート及びペー
ストはグリーン状態であるが、図1に示したNOxセン
サに付した符号と同一符号を付した。図3中左上から左
下、そして右上から右下の順にZrO2グリーンシート
及び電極用ペーストなどが積層され、乾燥、焼成されて
一体のセンサが作製される。絶縁コート、電極などペー
スト材料は、所定のZrO2グリーンシートにスクリー
ン印刷されることにより、積層形成される。次に、Zr
2グリーンシートなど各構成部品の製造例を説明す
る。
[Production Example] Next, a production example of the NOx sensor shown in FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a layout diagram of the NOx sensor shown in FIG. Although the sheet and paste shown in FIG. 3 are in a green state, the same reference numerals are given to the reference numerals assigned to the NOx sensor shown in FIG. In FIG. 3, a ZrO 2 green sheet, an electrode paste, and the like are laminated in order from the upper left to the lower left and from the upper right to the lower right, dried, and fired to produce an integrated sensor. A paste material such as an insulating coat and an electrode is laminated and formed by screen printing on a predetermined ZrO 2 green sheet. Next, Zr
An example of manufacturing each component such as an O 2 green sheet will be described.

【0024】[ZrO2シート(5−1層〜5−4層)
成形]: ZrO2粉末を600℃×2時間、大気炉に
て仮焼した。仮焼したZrO2粉末30kg、分散剤1
50g、有機溶剤10kgを球石60kgとともにトロ
ンメルに入れ、約50時間混合し、分散させ、これに有
機バインダー4kgを有機溶剤10kgに溶解させたも
のを添加し、20時間混合して10Pa・s程度の粘度
を有するスラリーを得た。このスラリーからドクターブ
レード法により、厚さ0.4mm程度のZrO 2グリー
ンシートを作製し、100℃×1時間乾燥した。
[ZrOTwoSheet (5-1 layer to 5-4 layer)
Molding]: ZrOTwoPowder at 600 ° C for 2 hours in air furnace
And calcined. Calcined ZrOTwo30 kg powder, dispersant 1
50 g and 10 kg of organic solvent together with 60 kg of cobblestone
Put into a hammel, mix for about 50 hours, disperse,
Machine binder 4kg dissolved in organic solvent 10kg
Is added and mixed for 20 hours to obtain a viscosity of about 10 Pa · s.
Was obtained. Doctor from this slurry
ZrO with a thickness of about 0.4mm TwoGlee
A sheet was prepared and dried at 100 ° C. × 1 hour.

【0025】[印刷用ペースト] (1)第1酸素イオンポンプ電極6a、酸素分圧検知電
極(酸素基準電極)7b、第2酸素イオンポンプ電極8
a、8b用: Pt粉末20g、ZrO2粉末2.8g、適量の
有機溶剤を、らいかい機(或いはポットミル)に入れ、
4時間混合し、分散させ、これに有機バインダー2gを
有機溶剤20gに溶解させたものを添加し、さらに粘度調
整剤5gを添加し、4時間混合して粘度150Pa・s
程度のペーストを作製した。
[Printing Paste] (1) First oxygen ion pump electrode 6a, oxygen partial pressure detection electrode (oxygen reference electrode) 7b, second oxygen ion pump electrode 8
For a and 8b: Put 20 g of Pt powder, 2.8 g of ZrO 2 powder and an appropriate amount of organic solvent in a grinder (or pot mill),
Mix and disperse for 4 hours, add 2 g of organic binder dissolved in 20 g of organic solvent, add 5 g of viscosity modifier and mix for 4 hours to obtain a viscosity of 150 Pa · s.
A paste of the degree was prepared.

【0026】(2)第1酸素イオンポンプ電極6b、酸
素分圧検知電極(酸素基準電極)7a用: Pt粉末1
9.8g、ZrO2粉末2.8g、Au粉末0.2g、適量の有機溶
剤を、らいかい機(或いはポットミル)に入れ、4時間
混合し、分散させ、これに有機バインダー2gを有機溶
剤20gに溶解させたものを添加し、さらに粘度調整剤5g
を添加し、4時間混合して粘度150Pa・s程度のペ
ーストを作製した。
(2) For the first oxygen ion pump electrode 6b and oxygen partial pressure detection electrode (oxygen reference electrode) 7a: Pt powder 1
9.8 g, ZrO 2 powder 2.8 g, Au powder 0.2 g, and an appropriate amount of an organic solvent were put in a grinder (or pot mill), mixed and dispersed for 4 hours, and 2 g of an organic binder was dissolved in 20 g of an organic solvent. And then add 5g of viscosity modifier
Was added and mixed for 4 hours to prepare a paste having a viscosity of about 150 Pa · s.

【0027】(3)絶縁コート、保護コート用: アル
ミナ粉末50gと適量の有機溶剤を、らいかい機(或い
はポットミル)に入れ、12時間混合し、溶解させ、さ
らに粘度調整剤20gを添加し、3時間混合して粘度1
00Pa・s程度のペーストを調整した。
(3) For insulating coat and protective coat: 50 g of alumina powder and an appropriate amount of an organic solvent are put in a grinder (or pot mill), mixed and dissolved for 12 hours, and 20 g of a viscosity modifier is added. Mix for 3 hours and viscosity 1
A paste of about 00 Pa · s was prepared.

【0028】(4)Pt入り多孔質用(リード線用):
アルミナ粉末10g、Pt粉末1.5g、有機バイン
ダー2.5g、有機溶剤20gを、らいかい機(或いは
ポットミル)に入れ、4時間混合し、さらに粘度調整剤
を10gを添加し、4時間混合して粘度100Pa・s
程度のペーストを調整した。
(4) For Pt-containing porous material (for lead wire):
10 g of alumina powder, 1.5 g of Pt powder, 2.5 g of organic binder, and 20 g of organic solvent are put into a grinder (or pot mill) and mixed for 4 hours. Further, 10 g of a viscosity modifier is added and mixed for 4 hours. Viscosity 100 Pa · s
The paste was adjusted to a degree.

【0029】(5)第1拡散孔用: 平均粒径2μm程
度のアルミナ粉末10g、有機バインダー2g、有機溶
剤20gを、らいかい機(或いはポットミル)に入れ、
混合し、分散させ、さらに粘度調整剤10gを添加し、
4時間混合して粘度400pa・s程度のペーストを調
整した。
(5) For first diffusion hole: 10 g of alumina powder having an average particle size of about 2 μm, 2 g of an organic binder, and 20 g of an organic solvent are put into a grinder (or pot mill),
Mix, disperse and add 10g of viscosity modifier,
The mixture was mixed for 4 hours to prepare a paste having a viscosity of about 400 pa · s.

【0030】(6)カーボンコート用: カーボン粉末
4g、有機バインダー2g、有機溶剤40gを、らいか
い機(或いはポットミル)に入れ、混合し、分散させ、
さらに粘度調整剤5gを添加し、4時間混合してペース
トを作製した。なお、カーボンコートを印刷形成するこ
とにより、一例を挙げれば、第1酸素イオンポンプ電極
6bと酸素基準電極7aとの接触が防止される。また、
カーボンコートは第1測定室2及び第2測定室4を形成
するために用いられる。カーボンは焼成途中で焼失する
ので、カーボンコート層は焼成体には存在しない。
(6) For carbon coating: 4 g of a carbon powder, 2 g of an organic binder, and 40 g of an organic solvent are put into a grinder (or pot mill), mixed, and dispersed.
Further, 5 g of a viscosity modifier was added and mixed for 4 hours to prepare a paste. In addition, by forming the carbon coat by printing, for example, contact between the first oxygen ion pump electrode 6b and the oxygen reference electrode 7a is prevented. Also,
The carbon coat is used for forming the first measurement chamber 2 and the second measurement chamber 4. Since carbon is burned off during firing, the carbon coat layer does not exist in the fired body.

【0031】[ペレット体] (7)第2拡散孔用: 平均粒径数μm程度のアルミナ
粉末20g、有機バインダー8g、有機溶剤20gを、
らいかい機(或いはポットミル)に入れ、1時間混合
し、造粒し、金型プレスにて約2t/cm2圧を加え直
径1.3mm、厚さ0.8mmの円柱状のプレス成形体
(グリーン状態)を作製した。このグリーン状態のプレ
ス成形体を2、3層目のZrO2グリーンシートの所定
箇所に挿入し、圧着して一体化した後焼成することによ
り、センサ中に第2拡散孔3を形成する。
[Pellet] (7) For second diffusion hole: 20 g of alumina powder having an average particle size of about several μm, 8 g of an organic binder, and 20 g of an organic solvent
Put into a grinder (or pot mill), mix for 1 hour, granulate, apply a pressure of about 2 t / cm 2 with a mold press, and apply a 1.3 mm diameter, 0.8 mm thick cylindrical press-formed body ( (Green state). The pressed green body in the green state is inserted into predetermined portions of the second and third layers of the ZrO 2 green sheet, pressed, integrated, and fired to form the second diffusion holes 3 in the sensor.

【0032】[ZrO2積層方法]2、3層目圧着後、
第2拡散孔3が貫通する部分(直径1.3mm)を打ち
抜く。打ち抜き後、第2拡散孔3となるグリーン円柱状
成形体を埋め込み、1〜4層のZrO2グリーンシート
を加圧力:5kg/cm2,加圧時間:1分で圧着す
る。
[ZrO 2 laminating method]
A portion (diameter: 1.3 mm) through which the second diffusion hole 3 penetrates is punched. After the punching, a green columnar molded body serving as the second diffusion hole 3 is embedded, and 1 to 4 layers of ZrO 2 green sheets are pressed under a pressure of 5 kg / cm 2 and a pressing time of 1 minute.

【0033】[脱バインダー及び焼成]圧着した成形体
を、400℃×2時間かけて脱バインダーし、1500
℃×1時間焼成する。
[Binder Removal and Firing] The compacted body was debindered at 400 ° C. × 2 hours, and 1500 ° C.
Bake for 1 hour at ℃.

【0034】[使用例]このように作製された図1に示
した構造を有するNOxセンサを実機に適用して500
時間の耐久試験を実施した。NOx濃度検出装置の構成
は図8に示したものと同様であり、NOxセンサの取付
位置は図7(a)に示したものと同様である。さらに、
NOxセンサを制御するコントローラは、後述のモデル
ガス評価装置を用いて設定されたNOxセンサの検出出
力(第2酸素ポンプ電流)のゲイン値((標準NOx濃
度−0)/(発生電流量−オフセット))とオフセット
値をそのメモリに格納している。特にオフセットについ
てはその酸素濃度依存性をキャンセルする目的で、酸素
濃度0%から20.9%(21%)までの各酸素濃度に
対応するオフセット値がメモリにそれぞれ格納されてお
り、前記第1酸素ポンプ電流から求められる酸素濃度に
基づいて所定のオフセット値が読み出されNOxガス濃
度算出に用いられるオフセット値が最適に設定される。
[Example of Use] The NOx sensor having the structure shown in FIG.
A time endurance test was performed. The configuration of the NOx concentration detecting device is the same as that shown in FIG. 8, and the mounting position of the NOx sensor is the same as that shown in FIG. further,
The controller that controls the NOx sensor uses the gain value ((standard NOx concentration−0) / (generated current amount−offset) of the detection output (second oxygen pump current) of the NOx sensor set using the model gas evaluation device described later. )) And the offset value are stored in the memory. In particular, offset values corresponding to respective oxygen concentrations from 0% to 20.9% (21%) are stored in a memory for the purpose of canceling the oxygen concentration dependency of the offset. A predetermined offset value is read based on the oxygen concentration obtained from the oxygen pump current, and the offset value used for calculating the NOx gas concentration is optimally set.

【0035】前記コントローラ及び前記NOxセンサを
2組用意して、それらのNOxセンサの初期特性をモデ
ルガス評価装置で測定し、分析計出力がNOx濃度がゼ
ロを示す際に、第2酸素ポンプ電流に基づくコントロー
ラの検出出力がゼロとなるようにコントローラをそれぞ
れ調整した。次に、これらのNOxセンサを排気量30
00ccのガソリンエンジンの排気管にそれぞれ取り付
けて、各々のコントローラでNOxセンサを制御しなが
ら図4に示すモードで500時間の耐久試験を行った
(図中回転数の後の数字は相対的なアクセル開度を示
す)。一方のコントローラは、本発明の一実施例に係る
ガスセンサの使用方法を実行して、耐久モード中の燃料
カット時にオフセット(ゼロ点)の校正を行った。他方
のコントローラはゼロ点の校正を行わなかった。一方の
コントローラによる校正方法は下記の通りである。
Two sets of the controller and the NOx sensor are prepared, and initial characteristics of the NOx sensors are measured by a model gas evaluation device. When the analyzer output indicates that the NOx concentration is zero, the second oxygen pump current Each controller was adjusted so that the detection output of the controller based on the above becomes zero. Next, these NOx sensors are set to a displacement of 30
The engine was attached to the exhaust pipe of a 00 cc gasoline engine, and a 500-hour endurance test was performed in the mode shown in FIG. 4 while controlling the NOx sensor by each controller. Degree of opening). One controller performed the method of using the gas sensor according to one embodiment of the present invention, and calibrated the offset (zero point) at the time of fuel cut in the endurance mode. The other controller did not calibrate the zero point. The calibration method by one controller is as follows.

【0036】すなわち、図5を参照して、一方のコント
ローラは、ガソリンエンジンのECU(エンジンコント
ロールユニット)から出力された燃料カットの信号が入
力した際に、第2酸素ポンプ電流に比例するコントロー
ラの検出出力の値を、O2=20.9%に対応するオフ
セット値(OF2)として記憶する。次に、メモリに格
納されているO2=20.9%に対応するオフセット値
(OF1)を読み出し、OF1とOF2の差をとる。こ
の“OF1−OF2”をメモリに格納されている各々の
酸素濃度に対応するオフセット値OF[O2]から引
き、その値(OF[O2]−(OF1−OF2))を、
校正された新たなオフセット値OF[O2]としてメモ
リに格納する。
That is, referring to FIG. 5, when one of the controllers receives a fuel cut signal output from an ECU (engine control unit) of a gasoline engine, the other controller is in proportion to the second oxygen pump current. The value of the detection output is stored as an offset value (OF2) corresponding to O 2 = 20.9%. Next, the offset value (OF1) corresponding to O 2 = 20.9% stored in the memory is read, and the difference between OF1 and OF2 is calculated. This “OF1-OF2” is subtracted from the offset value OF [O 2 ] corresponding to each oxygen concentration stored in the memory, and the value (OF [O 2 ] − (OF1-OF2)) is obtained.
The corrected offset value OF [O 2 ] is stored in the memory.

【0037】図6に耐久試験の結果を示す。図6に示す
耐久試験の結果を参照して、校正を実行した実施例に係
るシステムによれば、500時間の耐久試験後でもコン
トローラのNOx濃度検出出力はほとんど変化しなかっ
た。これに対し、校正を実行しなかった比較例のシステ
ムは、出力が約400ppm上昇した。
FIG. 6 shows the results of the durability test. Referring to the results of the durability test shown in FIG. 6, according to the system according to the example in which the calibration was performed, the NOx concentration detection output of the controller hardly changed even after the 500-hour durability test. In contrast, the output of the system of the comparative example in which the calibration was not performed increased by about 400 ppm.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、内燃機関の運転条件の
なかで被検出成分の濃度が推定可能あるいは既知の運転
条件時に、ガスセンサの校正を実行することにより、耐
久使用後のガスセンサの検出出力のシフトを相殺し、精
度良く被検出成分の濃度検出ができる。本発明が適用さ
れるガスセンサとしては、NOxセンサの他にHCセン
サ、COセンサでも良く、あるいは酸素濃度を測定可能
なセンサでは、例えば燃料カット時には酸素濃度がゼロ
ではなく、酸素濃度20.9%のガスが導入されるた
め、酸素濃度に関する感度の校正が可能となる。また、
燃料カット時、空燃比がリッチ時に本発明の校正を実行
できるため、校正をするための特別の運転条件を設定す
る必要がない。特に、本発明はNOxセンサに適用さ
れ、長期間に渡ってppmオーダのNOx濃度の正確な
測定を可能とする(請求項4)。特に、NOx吸蔵型触
媒の下流に内燃機関から排出されるガス中のNOx濃度
を検出するNOxセンサを取り付けた場合、吸蔵された
NOxを還元するために空燃比をリッチ雰囲気とするモ
ードがあるが、このモードを利用して前記校正を実行す
ることができると共に(請求項6)、前記NOx吸蔵型
触媒の劣化状態も検知することができる(請求項9)。
また、請求項10の発明によれば、空燃比をリッチとす
ることができないディーゼルエンジンを用いたシステム
の排気管内に配置されるNOx選択還元型触媒の劣化状
態も検知することができる。
According to the present invention, the gas sensor is calibrated when the concentration of the component to be detected can be estimated or known under the operating conditions of the internal combustion engine, thereby detecting the gas sensor after the durable use. The output shift is canceled, and the concentration of the detected component can be accurately detected. The gas sensor to which the present invention is applied may be an HC sensor or a CO sensor in addition to the NOx sensor, or a sensor capable of measuring the oxygen concentration, for example, the oxygen concentration is not zero when the fuel is cut, and the oxygen concentration is 20.9% Is introduced, the sensitivity of oxygen concentration can be calibrated. Also,
Since the calibration of the present invention can be performed when the fuel is cut or when the air-fuel ratio is rich, there is no need to set special operating conditions for the calibration. In particular, the present invention is applied to a NOx sensor, and enables accurate measurement of a NOx concentration on the order of ppm over a long period of time (claim 4). In particular, when a NOx sensor that detects the NOx concentration in the gas exhausted from the internal combustion engine is attached downstream of the NOx storage catalyst, there is a mode in which the air-fuel ratio is set to a rich atmosphere in order to reduce the stored NOx. By using this mode, the calibration can be executed (claim 6), and the deterioration state of the NOx storage type catalyst can be detected (claim 9).
Further, according to the tenth aspect, it is possible to detect the deterioration state of the NOx selective reduction catalyst disposed in the exhaust pipe of a system using a diesel engine that cannot make the air-fuel ratio rich.

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

【図1】本発明の一実施例において使用したNOxセン
サの構造を説明するための模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the structure of a NOx sensor used in one embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1中の矢視A線で示す平面断面を説
明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a plane cross section indicated by an arrow A line in FIG. 1;

【図3】図1に示したNOxセンサのレイアウトを説明
するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a layout of the NOx sensor shown in FIG. 1;

【図4】図1に示したNOxセンサを用いて行った耐久
試験モードを説明するための図である。
FIG. 4 is a view for explaining a durability test mode performed using the NOx sensor shown in FIG.

【図5】本発明の一実施例に係るNOxセンサの検出出
力の校正方法を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calibrating the detection output of the NOx sensor according to one embodiment of the present invention.

【図6】耐久試験の結果を説明するための図であり、図
中四角のプロットが実施例、三角のプロットが比較例の
データを示す。
FIG. 6 is a diagram for explaining the results of the durability test, in which square plots indicate data of the example and triangular plots indicate data of the comparative example.

【図7】(a)及び(b)は、本発明の一実施の形態に
係るNOxセンサを用いた排出ガス濃度検出装置を説明
するための図であり、(a)はガソリンエンジン(特に
リーンバーンエンジン)の排気ガス浄化システム、
(b)はディーゼルエンジンの排気ガス浄化システムに
適用された排出ガス濃度検出装置を説明するための図で
ある。
7A and 7B are diagrams for explaining an exhaust gas concentration detection device using a NOx sensor according to one embodiment of the present invention, and FIG. 7A is a diagram illustrating a gasoline engine (particularly, a lean gas engine); Burn engine) exhaust gas purification system,
FIG. 1B is a diagram for explaining an exhaust gas concentration detection device applied to an exhaust gas purification system for a diesel engine.

【図8】本発明の一実施形態に係るNOxセンサを用い
た排出ガス濃度検出システムを説明するための図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining an exhaust gas concentration detection system using a NOx sensor according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:第1拡散孔(拡散抵抗部) 2:第1測定室(空隙部) 3:第2拡散孔(拡散抵抗部) 4:第2測定室(空隙部) 5−1,…,5−4:固体電解質層 6:第1酸素イオンポンプセル 6a,6b:電極 6c:リード部 7:酸素濃度測定セル 7a,7b:電極 8:第2酸素イオンポンプセル 8a,8b:電極 8c,8d:リード部 11−1,…,11−3:絶縁層 1: 1st diffusion hole (diffusion resistance part) 2: 1st measurement chamber (gap part) 3: 2nd diffusion hole (diffusion resistance part) 4: 2nd measurement chamber (gap part) 5-1 ... 5- 4: solid electrolyte layer 6: first oxygen ion pump cell 6a, 6b: electrode 6c: lead portion 7: oxygen concentration measurement cell 7a, 7b: electrode 8: second oxygen ion pump cell 8a, 8b: electrode 8c, 8d: Lead portions 11-1,..., 11-3: insulating layer

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関から排出されるガス中の所定成分
の濃度を検出するガスセンサを用いた排出ガス濃度検出
方法であって、 大気雰囲気中の前記ガスセンサの検出出力に基づいて、
前記所定成分の濃度がゼロであることを示す該ガスセン
サの検出出力のゼロ点を校正し、前記校正された検出出
力に基づいて前記所定成分の濃度を検出することを特徴
とするガスセンサを用いた排出ガス濃度検出方法。
An exhaust gas concentration detection method using a gas sensor for detecting a concentration of a predetermined component in gas exhausted from an internal combustion engine, wherein the method is based on a detection output of the gas sensor in an air atmosphere.
A gas sensor, comprising: calibrating a zero point of a detection output of the gas sensor indicating that the concentration of the predetermined component is zero, and detecting the concentration of the predetermined component based on the calibrated detection output. Exhaust gas concentration detection method.
【請求項2】内燃機関から排出されるガス中の所定成分
の濃度を検出するガスセンサを用いた排出ガス濃度検出
方法であって、 前記内燃機関への燃料供給をカットして、前記ガスセン
サに導入されるガス中の前記所定成分の濃度を実質的に
ゼロ又は大気と実質的に同一のレベルとした際の該ガス
センサの検出出力に基づいて、前記所定成分の濃度がゼ
ロであることを示す該ガスセンサの検出出力のゼロ点を
校正し、前記校正された検出出力に基づいて前記所定成
分の濃度を検出することを特徴とする排出ガス濃度検出
方法。
2. An exhaust gas concentration detection method using a gas sensor for detecting the concentration of a predetermined component in gas exhausted from an internal combustion engine, wherein a fuel supply to the internal combustion engine is cut off and introduced into the gas sensor. Based on the detection output of the gas sensor when the concentration of the predetermined component in the gas to be performed is set to substantially zero or substantially the same level as the atmosphere, indicating that the concentration of the predetermined component is zero. An exhaust gas concentration detection method, comprising: calibrating a zero point of a detection output of a gas sensor, and detecting a concentration of the predetermined component based on the calibrated detection output.
【請求項3】内燃機関から排出されるガス中の所定成分
の濃度を検出するガスセンサを用いた排出ガス濃度検出
方法であって、 前記内燃機関の空燃比をリッチとして前記所定成分を還
元することにより、該所定成分の濃度を実質的にゼロ又
は大気と実質的に同一のレベルとした際の該ガスセンサ
の検出出力に基づいて、前記所定成分の濃度がゼロであ
ることを示す該ガスセンサの検出出力のゼロ点を校正
し、前記校正された検出出力に基づいて前記所定成分の
濃度を検出することを特徴とする排出ガス濃度検出方
法。
3. An exhaust gas concentration detection method using a gas sensor for detecting a concentration of a predetermined component in a gas discharged from an internal combustion engine, wherein the predetermined component is reduced by making an air-fuel ratio of the internal combustion engine rich. The detection of the gas sensor indicating that the concentration of the predetermined component is zero based on the detection output of the gas sensor when the concentration of the predetermined component is substantially zero or substantially the same level as the atmosphere An exhaust gas concentration detection method, comprising: calibrating a zero point of an output; and detecting a concentration of the predetermined component based on the calibrated detection output.
【請求項4】前記ガスセンサがNOxセンサであること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか一記載の排出ガス
濃度検出方法。
4. The exhaust gas concentration detecting method according to claim 1, wherein said gas sensor is a NOx sensor.
【請求項5】前記NOxセンサは、第1及び第2空隙
部、第1及び第2拡散抵抗部、第1及び第2酸素イオン
ポンプセルを備え、 前記第1拡散抵抗部を介して前記ガスが前記第1空隙部
に拡散し、前記第1酸素イオンポンプセルが前記第1拡
散抵抗部を介して前記第1空隙部に拡散したガス中の酸
素濃度が所定濃度となるように該第1空隙部から酸素を
汲み出し、酸素濃度が前記所定濃度とされたガスが前記
第1空隙部から前記第2拡散抵抗部を介して前記第2空
隙部へ拡散し、前記第2空隙部でNOxを分解し、前記
第2酸素イオンポンプセルにより解離した酸素イオンを
汲み出して該第2酸素イオンポンプセルに流れる電流よ
りNOx濃度を検出するものであることを特徴とする請
求項4記載の排出ガス濃度検出方法。
5. The NOx sensor includes first and second gaps, first and second diffusion resistance parts, and first and second oxygen ion pump cells, and the gas flows through the first diffusion resistance part. Is diffused into the first void portion, and the first oxygen ion pump cell is configured to perform the first diffusion so that the oxygen concentration in the gas diffused into the first void portion via the first diffusion resistance portion becomes a predetermined concentration. Oxygen is pumped out of the gap, and the gas having the predetermined oxygen concentration is diffused from the first gap through the second diffusion resistor to the second gap, and NOx is removed in the second gap. The exhaust gas concentration according to claim 4, wherein the NOx concentration is detected based on a current flowing through the second oxygen ion pump cell by decomposing and pumping oxygen ions dissociated by the second oxygen ion pump cell. Detection method.
【請求項6】NOx吸蔵型触媒の下流に前記NOxセン
サが取り付けられ、前記NOx吸蔵型触媒に吸蔵された
NOxを浄化するために一時的に空燃比をリッチにした
際の前記NOxセンサの検出出力に基づいて前記ゼロ点
の校正を行うことを特徴とする請求項4又は5記載の排
出ガス濃度検出方法。
6. The detection of the NOx sensor when the NOx sensor is mounted downstream of the NOx storage catalyst and the air-fuel ratio is temporarily made rich to purify the NOx stored in the NOx storage catalyst. The exhaust gas concentration detection method according to claim 4, wherein the calibration of the zero point is performed based on an output.
【請求項7】内燃機関から排出されるガス中の所定成分
の濃度を検出するガスセンサを用いた排出ガス濃度検出
方法であって、 前記所定成分の濃度が推定可能あるいは既知となる条件
で内燃機関を運転し、該運転条件下における前記ガスセ
ンサの検出出力に基づいて該ガスセンサの検出出力の校
正を行い、前記校正された検出出力に基づいて前記所定
成分の濃度を検出することを特徴とする排出ガス濃度検
出方法。
7. An exhaust gas concentration detection method using a gas sensor for detecting a concentration of a predetermined component in gas discharged from an internal combustion engine, wherein the concentration of the predetermined component is estimated or known under a condition that the concentration of the predetermined component can be estimated or known. Operating the gas sensor, calibrating the detection output of the gas sensor based on the detection output of the gas sensor under the operating conditions, and detecting the concentration of the predetermined component based on the calibrated detection output. Gas concentration detection method.
【請求項8】内燃機関から排出されるガス中の所定成分
の濃度を検出するガスセンサと、前記所定成分の濃度が
推定可能あるいは既知となる前記内燃機関の運転条件を
設定する運転条件設定手段と、前記運転条件設定手段に
より設定された前記運転条件下における前記ガスセンサ
の検出出力に基づいて該ガスセンサの検出出力の校正を
行う校正手段と、を備えたことを特徴とする排出ガス濃
度検出装置。
8. A gas sensor for detecting a concentration of a predetermined component in a gas discharged from the internal combustion engine, and operating condition setting means for setting an operating condition of the internal combustion engine at which the concentration of the predetermined component can be estimated or known. A calibration means for calibrating the detection output of the gas sensor based on the detection output of the gas sensor under the operating conditions set by the operating condition setting means.
【請求項9】内燃機関の排気管内に配置されたNOx吸
蔵型触媒と、前記排気管において前記NOx吸蔵型触媒
の下流に取り付けられ排出ガス中のNOx濃度を検出す
るNOxセンサと、前記NOx吸蔵型触媒に吸蔵された
NOxを浄化するために一時的に空燃比をリッチ雰囲気
とする運転条件設定手段と、リッチ雰囲気とした前後の
前記NOxセンサの検出出力の変化に基づいて前記NO
x吸蔵型触媒の劣化状態を検知する手段と、を備えたこ
とを特徴とする排出ガス濃度検出装置。
9. A NOx storage catalyst disposed in an exhaust pipe of an internal combustion engine, a NOx sensor attached to the exhaust pipe downstream of the NOx storage catalyst to detect a NOx concentration in exhaust gas, and a NOx storage device. Operating condition setting means for temporarily setting the air-fuel ratio to a rich atmosphere in order to purify NOx stored in the type catalyst, and the NO based on a change in the detection output of the NOx sensor before and after the rich atmosphere is set.
a means for detecting a deterioration state of the x-storage catalyst.
【請求項10】内燃機関の排気管内に配置されたNOx
選択還元型触媒と、前記排気管において前記NOx選択
還元型触媒の下流に取り付けられ排出ガス中のNOx濃
度を検出するNOxセンサと、前記内燃機関の排出ガス
中にHCを添加する手段と、HCを添加した前後の前記
NOxセンサの検出出力の変化に基づいて前記NOx選
択還元型触媒の劣化状態を検知する手段と、を備えたこ
とを特徴とする排出ガス濃度検出装置。
10. NOx disposed in an exhaust pipe of an internal combustion engine
A selective reduction catalyst, a NOx sensor attached to the exhaust pipe downstream of the NOx selective reduction catalyst to detect a NOx concentration in exhaust gas, a unit for adding HC to exhaust gas of the internal combustion engine, Means for detecting the state of deterioration of the NOx selective reduction catalyst based on a change in the detection output of the NOx sensor before and after the addition of NO.
JP25562698A 1997-09-11 1998-09-09 Method and apparatus for detecting exhaust gas concentration Expired - Fee Related JP3589872B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25562698A JP3589872B2 (en) 1997-09-11 1998-09-09 Method and apparatus for detecting exhaust gas concentration

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-264972 1997-09-11
JP26497297 1997-09-11
JP25562698A JP3589872B2 (en) 1997-09-11 1998-09-09 Method and apparatus for detecting exhaust gas concentration

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003359091A Division JP4272970B2 (en) 1997-09-11 2003-10-20 Exhaust gas concentration detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11148910A true JPH11148910A (en) 1999-06-02
JP3589872B2 JP3589872B2 (en) 2004-11-17

Family

ID=26542323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25562698A Expired - Fee Related JP3589872B2 (en) 1997-09-11 1998-09-09 Method and apparatus for detecting exhaust gas concentration

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3589872B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002539448A (en) * 1999-03-16 2002-11-19 フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト Calibration of NOx sensor
JP2005326388A (en) * 2004-04-16 2005-11-24 Denso Corp Gas concentration detector
JP2005351788A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Toyota Motor Corp Concentration detector
JP2008002272A (en) * 2006-06-20 2008-01-10 Tokyo Gas Co Ltd Internal combustion engine and control method
JP2009168798A (en) * 2007-12-20 2009-07-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor control device and nitrogen oxide concentration detecting method
JP2009244048A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Ngk Insulators Ltd Gas sensor, control device thereof and method of measuring nox concentration
WO2010032481A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-25 トヨタ自動車株式会社 Output calibrator for nox sensor and method of output calibration
JP2010106715A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Ngk Spark Plug Co Ltd Abnormality sensing method and device for nitrogen oxide purifying catalyst
JP2011027756A (en) * 2004-04-16 2011-02-10 Denso Corp Gas concentration detection device
DE112010002225T5 (en) 2009-06-05 2012-06-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Device for detecting the gas concentration / moisture
JP2021110600A (en) * 2020-01-08 2021-08-02 日本碍子株式会社 Gas sensor

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002539448A (en) * 1999-03-16 2002-11-19 フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト Calibration of NOx sensor
JP2005326388A (en) * 2004-04-16 2005-11-24 Denso Corp Gas concentration detector
JP2011027756A (en) * 2004-04-16 2011-02-10 Denso Corp Gas concentration detection device
JP4556504B2 (en) * 2004-06-11 2010-10-06 トヨタ自動車株式会社 Concentration detector
JP2005351788A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Toyota Motor Corp Concentration detector
JP2008002272A (en) * 2006-06-20 2008-01-10 Tokyo Gas Co Ltd Internal combustion engine and control method
JP2009168798A (en) * 2007-12-20 2009-07-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor control device and nitrogen oxide concentration detecting method
US8394248B2 (en) 2007-12-20 2013-03-12 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Gas sensor control device and nitrogen oxide concentration detection method
JP2009244048A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Ngk Insulators Ltd Gas sensor, control device thereof and method of measuring nox concentration
WO2010032481A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-25 トヨタ自動車株式会社 Output calibrator for nox sensor and method of output calibration
US8056404B2 (en) 2008-09-18 2011-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Output calibration apparatus and output calibration method for NOx sensor
JP2010106715A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Ngk Spark Plug Co Ltd Abnormality sensing method and device for nitrogen oxide purifying catalyst
DE112010002225T5 (en) 2009-06-05 2012-06-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Device for detecting the gas concentration / moisture
US8603310B2 (en) 2009-06-05 2013-12-10 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Gas-concentration/humidity detection apparatus
JP2021110600A (en) * 2020-01-08 2021-08-02 日本碍子株式会社 Gas sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3589872B2 (en) 2004-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1074834B1 (en) Method and apparatus for measuring NOx gas concentration
US6303012B1 (en) Gas sensor, gas sensor system using the same
US6442998B2 (en) Gas concentration measuring apparatus compensating for error component of output signal
JP3876506B2 (en) Gas concentration measuring method and composite gas sensor
US6338783B1 (en) Gas sensor, method of manufacturing the same, and gas sensor system using the gas sensor
US6205843B1 (en) Gas sensing element and a method for measuring a specific gas concentration
US4302312A (en) Device for producing control signal for feedback control of air/fuel mixing ratio
EP0902279A1 (en) Gas sensor
JP3589872B2 (en) Method and apparatus for detecting exhaust gas concentration
JP4703726B2 (en) Method and apparatus for determining gas component in exhaust gas of internal combustion engine
US20040000479A1 (en) Gas sensor element
US11174807B2 (en) Operation control method of vehicle engine and vehicle system
JP4272970B2 (en) Exhaust gas concentration detector
JP2005146900A (en) Air-fuel ratio measuring device
JP3973851B2 (en) Gas sensor element
JP3556790B2 (en) Exhaust gas sensor and exhaust gas sensor system
JP4516168B2 (en) Gas concentration measurement method
JP3314782B2 (en) Composite gas sensor
JP3773014B2 (en) Gas sensor for natural gas engine
JP4385451B2 (en) Gas sensor element
Coillard et al. Nitrogen-monoxide sensing with a commercial zirconia lambda gauge biased in amperometric mode
JPH10221297A (en) Nox sensor element

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080827

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090827

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090827

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090827

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100827

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100827

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110827

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110827

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120827

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120827

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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