JPH09329043A - 酸素センサを備える内燃機関 - Google Patents
酸素センサを備える内燃機関Info
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- JPH09329043A JPH09329043A JP8147565A JP14756596A JPH09329043A JP H09329043 A JPH09329043 A JP H09329043A JP 8147565 A JP8147565 A JP 8147565A JP 14756596 A JP14756596 A JP 14756596A JP H09329043 A JPH09329043 A JP H09329043A
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Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温の排気によるセンサ素子部の温度低下を
抑制し、酸素濃度の誤検出を防止する。 【解決手段】 排気ダクト１０の周壁に介装され、排気
中に臨むＯ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａの周囲
に、中空円筒形状の遮蔽部材３０を略同心円上に配設す
る。この遮蔽部材３０の周壁には、排気ダクト１０の上
流側及び下流側に面する位置に、夫々複数の孔３０ａ
（上流側の開口部），３０ｂ（下流側の開口部）を開設
し、上流側の孔３０ａに比べ下流側の孔３０ｂの開口面
積が大となるように設定する。
抑制し、酸素濃度の誤検出を防止する。 【解決手段】 排気ダクト１０の周壁に介装され、排気
中に臨むＯ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａの周囲
に、中空円筒形状の遮蔽部材３０を略同心円上に配設す
る。この遮蔽部材３０の周壁には、排気ダクト１０の上
流側及び下流側に面する位置に、夫々複数の孔３０ａ
（上流側の開口部），３０ｂ（下流側の開口部）を開設
し、上流側の孔３０ａに比べ下流側の孔３０ｂの開口面
積が大となるように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素センサを備え
る内燃機関に関し、特に、排気中に臨むセンサ素子部の
温度低下を抑制して酸素濃度の誤検出を防止する技術に
関する。
る内燃機関に関し、特に、排気中に臨むセンサ素子部の
温度低下を抑制して酸素濃度の誤検出を防止する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、排気性状及び燃費の改善を目
的として、排気系に介装された酸素センサ（以下「Ｏ2
センサ」という）により排気中の酸素濃度を検出し、吸
入空気と燃料との混合比が適正値になるように燃料供給
量を増減する空燃比フィードバック制御が行われてい
る。このＯ2 センサは、冷却時には排気中に臨むセンサ
素子部が不活性となり所定の出力特性が得られないこと
があるので、センサ素子部を昇温させるヒータを内部に
設け、機関運転状態に基づいてオン／オフ制御したり、
或いは、常時通電することにより、センサ素子部を活性
化させるものがある。
的として、排気系に介装された酸素センサ（以下「Ｏ2
センサ」という）により排気中の酸素濃度を検出し、吸
入空気と燃料との混合比が適正値になるように燃料供給
量を増減する空燃比フィードバック制御が行われてい
る。このＯ2 センサは、冷却時には排気中に臨むセンサ
素子部が不活性となり所定の出力特性が得られないこと
があるので、センサ素子部を昇温させるヒータを内部に
設け、機関運転状態に基づいてオン／オフ制御したり、
或いは、常時通電することにより、センサ素子部を活性
化させるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、排気系に介装された排気シャッタにより機関の内部
抵抗を増大して制動力を生み出す排気ブレーキを備える
車両では、排気ブレーキを作動させたときは、機関への
燃料供給量は皆無か或いは微量となる。即ち、排気ブレ
ーキ作動時には混合気が殆ど燃焼していない状態となる
ので、排気温度が低下してしまう。かかる状態が長時間
持続すると、Ｏ2 センサのセンサ素子部を昇温させる内
蔵ヒータの発熱量以上にセンサ素子部が冷却され、Ｏ2
センサの起電力が正確な値より小さくなり、酸素濃度の
誤検出を行うおそれがある。
ば、排気系に介装された排気シャッタにより機関の内部
抵抗を増大して制動力を生み出す排気ブレーキを備える
車両では、排気ブレーキを作動させたときは、機関への
燃料供給量は皆無か或いは微量となる。即ち、排気ブレ
ーキ作動時には混合気が殆ど燃焼していない状態となる
ので、排気温度が低下してしまう。かかる状態が長時間
持続すると、Ｏ2 センサのセンサ素子部を昇温させる内
蔵ヒータの発熱量以上にセンサ素子部が冷却され、Ｏ2
センサの起電力が正確な値より小さくなり、酸素濃度の
誤検出を行うおそれがある。
【０００４】このため、例えば、Ｏ2 センサの起電力特
性がリッチからリーンになるにつれて単純増加するもの
であったならば、起電力が小さい信号は空燃比がリッチ
であるという信号となり、かかる信号に基づいて空燃比
フィードバック制御を行うと、燃料供給系の故障診断を
行っている場合には故障と診断されることも考えられ
る。
性がリッチからリーンになるにつれて単純増加するもの
であったならば、起電力が小さい信号は空燃比がリッチ
であるという信号となり、かかる信号に基づいて空燃比
フィードバック制御を行うと、燃料供給系の故障診断を
行っている場合には故障と診断されることも考えられ
る。
【０００５】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、低温の排気によるセンサ素子部の温度低下を
抑制し、酸素濃度の誤検出を防止した酸素センサを備え
る内燃機関を提供することを目的とする。
点に鑑み、低温の排気によるセンサ素子部の温度低下を
抑制し、酸素濃度の誤検出を防止した酸素センサを備え
る内燃機関を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、内燃機関の排気通路に介装され、排気中に臨
むセンサ素子部により排気中の酸素濃度を検出する酸素
センサを備える内燃機関であって、前記センサ素子部の
周囲に中空円筒形状の遮蔽部材を配設すると共に、該遮
蔽部材の排気通路の上流側及び下流側に面する周壁に夫
々複数の開口部を開設し、該上流側の開口部に比べて下
流側の開口部の開口面積が大となるように設定した。
の発明は、内燃機関の排気通路に介装され、排気中に臨
むセンサ素子部により排気中の酸素濃度を検出する酸素
センサを備える内燃機関であって、前記センサ素子部の
周囲に中空円筒形状の遮蔽部材を配設すると共に、該遮
蔽部材の排気通路の上流側及び下流側に面する周壁に夫
々複数の開口部を開設し、該上流側の開口部に比べて下
流側の開口部の開口面積が大となるように設定した。
【０００７】請求項２記載の発明は、前記開口部は、孔
或いはスリットから形成されている構成とした。請求項
３記載の発明は、前記センサ素子部と遮蔽部材との間で
あって前記排気通路の上流側に、排気を昇温させる昇温
手段を設けた。請求項４記載の発明は、前記排気通路に
介装された排気シャッタにより内燃機関の内部抵抗を増
大して制動力を生み出す排気ブレーキを備えるものにあ
っては、前記排気ブレーキの作動と同期させて前記昇温
手段の作動を行う昇温作動手段を含んで構成した。
或いはスリットから形成されている構成とした。請求項
３記載の発明は、前記センサ素子部と遮蔽部材との間で
あって前記排気通路の上流側に、排気を昇温させる昇温
手段を設けた。請求項４記載の発明は、前記排気通路に
介装された排気シャッタにより内燃機関の内部抵抗を増
大して制動力を生み出す排気ブレーキを備えるものにあ
っては、前記排気ブレーキの作動と同期させて前記昇温
手段の作動を行う昇温作動手段を含んで構成した。
【０００８】請求項５記載の発明は、前記酸素センサか
らの信号に基づいて、吸入空気と燃料との混合比を適正
値に近づける空燃比フィードバック制御を行う内燃機関
にあっては、前記酸素センサにより検出される排気中の
酸素濃度から算出される酸素過剰率が所定値以上のとき
に、前記昇温手段の作動を行う昇温作動手段を含んで構
成した。
らの信号に基づいて、吸入空気と燃料との混合比を適正
値に近づける空燃比フィードバック制御を行う内燃機関
にあっては、前記酸素センサにより検出される排気中の
酸素濃度から算出される酸素過剰率が所定値以上のとき
に、前記昇温手段の作動を行う昇温作動手段を含んで構
成した。
【０００９】ここで、酸素過剰率とは、理論空燃比にお
ける混合気中の酸素量を１としたときの酸素量の比を表
す数値であり、この値が大きいほど混合気中の酸素濃度
が多い、即ち、燃料が薄いリーン状態であることを示し
ている。請求項６記載の発明は、前記昇温手段を電熱式
のヒータとした。請求項７記載の発明は、前記遮蔽部材
の排気通路に突出する先端開口部を塞いだ。
ける混合気中の酸素量を１としたときの酸素量の比を表
す数値であり、この値が大きいほど混合気中の酸素濃度
が多い、即ち、燃料が薄いリーン状態であることを示し
ている。請求項６記載の発明は、前記昇温手段を電熱式
のヒータとした。請求項７記載の発明は、前記遮蔽部材
の排気通路に突出する先端開口部を塞いだ。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１は、本発明を採用した圧縮天然
ガス（以下「ＣＮＧ」という）エンジンの一実施形態の
構成を示している。ＣＮＧエンジン（以下「エンジン」
という）１には、エアクリーナ２、吸気ダクト３、ミキ
サ４、スロットル弁５及び吸気マニホールド６を介して
空気が流入される。また、エンジン出力を向上させるた
めに、吸気ダクト３には、過給機としての排気ターボチ
ャージャ（以下「ターボチャージャ」という）７の吸気
側タービン７ａ及び吸気温度を低下させるインタークー
ラ８が介装されている。
本発明を詳述する。図１は、本発明を採用した圧縮天然
ガス（以下「ＣＮＧ」という）エンジンの一実施形態の
構成を示している。ＣＮＧエンジン（以下「エンジン」
という）１には、エアクリーナ２、吸気ダクト３、ミキ
サ４、スロットル弁５及び吸気マニホールド６を介して
空気が流入される。また、エンジン出力を向上させるた
めに、吸気ダクト３には、過給機としての排気ターボチ
ャージャ（以下「ターボチャージャ」という）７の吸気
側タービン７ａ及び吸気温度を低下させるインタークー
ラ８が介装されている。
【００１１】エンジン１からの排気は、排気マニホール
ド９及び排気ダクト１０を介してマフラ（消音器）１１
から大気中に排出される。この排気ダクト１０には、そ
の上流側から、ターボチャージャ７の排気側タービン７
ｂ、排気通路を閉じることでエンジン１の内部抵抗を増
大して制動効果を奏する排気ブレーキを構成する排気シ
ャッタ１２、及び、排気性状と機関出力を向上する空燃
比フィードバック制御のために排気中の酸素濃度を検出
するＯ2 センサ１３が介装されている。排気シャッタ１
２はエアシリンダ１４によって開閉駆動され、このエア
シリンダ１４にはマイクロコンピュータ内蔵のコントロ
ールユニット１５からの駆動信号により駆動される排気
ブレーキバルブ１６を介して図示しないエアリザーバか
らエアが供給される。
ド９及び排気ダクト１０を介してマフラ（消音器）１１
から大気中に排出される。この排気ダクト１０には、そ
の上流側から、ターボチャージャ７の排気側タービン７
ｂ、排気通路を閉じることでエンジン１の内部抵抗を増
大して制動効果を奏する排気ブレーキを構成する排気シ
ャッタ１２、及び、排気性状と機関出力を向上する空燃
比フィードバック制御のために排気中の酸素濃度を検出
するＯ2 センサ１３が介装されている。排気シャッタ１
２はエアシリンダ１４によって開閉駆動され、このエア
シリンダ１４にはマイクロコンピュータ内蔵のコントロ
ールユニット１５からの駆動信号により駆動される排気
ブレーキバルブ１６を介して図示しないエアリザーバか
らエアが供給される。
【００１２】前記ミキサ４には、吸気通路面積を絞るこ
とで負圧を発生させるベンチュリ１７と、デューティ制
御されるフィードバックソレノイドにより駆動制御され
る電子燃料制御弁１８と、導入燃料流量を調整するオリ
フィス１９とが設けられている。そして、ボンベ２０に
気体で貯蔵されているＣＮＧが、ボンベ２０から押し出
され、主止弁２１、燃料パイプ２２、ソレノイドバルブ
２３を経て、レギュレータ２４ａ，２４ｂに供給され
る。レギュレータ２４ａ，２４ｂ内に供給されたＣＮＧ
は、エンジン冷却水で加熱され略大気圧のガスとなり、
ミキサ４を通過する吸入空気流量に応じてベンチュリ負
圧により吸引され、吸入空気と混合し、エンジン１に供
給される。さらに、レギュレータ２４ａ，２４ｂとミキ
サ４とを連通する燃料パイプ２５には、ＣＮＧの供給及
び遮断の応答性を向上させるために燃料カット弁２６が
介装されている。
とで負圧を発生させるベンチュリ１７と、デューティ制
御されるフィードバックソレノイドにより駆動制御され
る電子燃料制御弁１８と、導入燃料流量を調整するオリ
フィス１９とが設けられている。そして、ボンベ２０に
気体で貯蔵されているＣＮＧが、ボンベ２０から押し出
され、主止弁２１、燃料パイプ２２、ソレノイドバルブ
２３を経て、レギュレータ２４ａ，２４ｂに供給され
る。レギュレータ２４ａ，２４ｂ内に供給されたＣＮＧ
は、エンジン冷却水で加熱され略大気圧のガスとなり、
ミキサ４を通過する吸入空気流量に応じてベンチュリ負
圧により吸引され、吸入空気と混合し、エンジン１に供
給される。さらに、レギュレータ２４ａ，２４ｂとミキ
サ４とを連通する燃料パイプ２５には、ＣＮＧの供給及
び遮断の応答性を向上させるために燃料カット弁２６が
介装されている。
【００１３】なお、以上説明しなかった符号２７は、空
気とＣＮＧとの混合気に火花点火を行う点火栓、符号２
８は、点火栓２７に高圧電圧を供給するイグニッション
コイルである。次に、本発明に係るＯ2 センサ１３の詳
細及び作用・効果を、図２〜図６に基づいて説明する。
気とＣＮＧとの混合気に火花点火を行う点火栓、符号２
８は、点火栓２７に高圧電圧を供給するイグニッション
コイルである。次に、本発明に係るＯ2 センサ１３の詳
細及び作用・効果を、図２〜図６に基づいて説明する。
【００１４】図２は、本発明に係るＯ2 センサ１３の第
１実施例を示し、排気ダクト１０の周壁に介装され、排
気中に臨むＯ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａの周囲
に、中空円筒形状の遮蔽部材３０を略同心円上に配設す
る。この遮蔽部材３０の周壁には、排気ダクト１０の上
流側及び下流側に面する位置に、夫々複数の孔３０ａ
（上流側の開口部），３０ｂ（下流側の開口部）が開設
されており、上流側の孔３０ａに比べ下流側の孔３０ｂ
の開口面積が大となるように設定されている（以下、上
流側の孔を「小孔」、下流側の孔を「大孔」という）。
ここで、上流側の小孔３０ａに比べて下流側の大孔３０
ｂの開口面積を大となるように設定した理由は、小孔３
０ａを通過して遮蔽部材３０内に流入した排気の排出抵
抗を低減するためである。
１実施例を示し、排気ダクト１０の周壁に介装され、排
気中に臨むＯ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａの周囲
に、中空円筒形状の遮蔽部材３０を略同心円上に配設す
る。この遮蔽部材３０の周壁には、排気ダクト１０の上
流側及び下流側に面する位置に、夫々複数の孔３０ａ
（上流側の開口部），３０ｂ（下流側の開口部）が開設
されており、上流側の孔３０ａに比べ下流側の孔３０ｂ
の開口面積が大となるように設定されている（以下、上
流側の孔を「小孔」、下流側の孔を「大孔」という）。
ここで、上流側の小孔３０ａに比べて下流側の大孔３０
ｂの開口面積を大となるように設定した理由は、小孔３
０ａを通過して遮蔽部材３０内に流入した排気の排出抵
抗を低減するためである。
【００１５】このようにすれば、排気ブレーキの作動に
より排気温度が低下しても、遮蔽部材３０によって排気
がセンサ素子部１３ａに直接接触することがなくなり、
遮蔽部材３０の上流側の小孔３０ａを通過した排気のみ
がセンサ素子部１３ａに接触するようになる。このた
め、センサ素子部１３ａの冷却される度合いが低減し、
センサ素子部１３ａの温度低下を抑制することができ、
Ｏ2 センサ１３の起電力の低下、即ち、誤検出を防止す
ることができる。
より排気温度が低下しても、遮蔽部材３０によって排気
がセンサ素子部１３ａに直接接触することがなくなり、
遮蔽部材３０の上流側の小孔３０ａを通過した排気のみ
がセンサ素子部１３ａに接触するようになる。このた
め、センサ素子部１３ａの冷却される度合いが低減し、
センサ素子部１３ａの温度低下を抑制することができ、
Ｏ2 センサ１３の起電力の低下、即ち、誤検出を防止す
ることができる。
【００１６】図３は、本発明に係るＯ2 センサ１３の第
２実施例を示し、図２に示す第１実施例の構成に加え
て、Ｏ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａと遮蔽部材３
０との間であって排気ダクト１０の上流側に、電熱式の
ヒータ３１（昇温手段）が配設してある。本実施例で
は、センサ素子部１３ａを排気ダクト１０の下流側にオ
フセットし、間隙が広がったセンサ素子部１３ａと遮蔽
部材３０との間であって排気ダクト１０の上流側に、ヒ
ータ３１を配設している。そして、このヒータ３１はコ
ントロールユニット１５に接続され、図４に示すよう
に、排気ブレーキのオン／オフに同期してヒータ３１の
オン／オフ制御が行われる。即ち、排気ブレーキがオン
となっている間、ヒータ３１に通電を行っている。な
お、コントロールユニット１５が、昇温作動手段として
の機能を有している。
２実施例を示し、図２に示す第１実施例の構成に加え
て、Ｏ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａと遮蔽部材３
０との間であって排気ダクト１０の上流側に、電熱式の
ヒータ３１（昇温手段）が配設してある。本実施例で
は、センサ素子部１３ａを排気ダクト１０の下流側にオ
フセットし、間隙が広がったセンサ素子部１３ａと遮蔽
部材３０との間であって排気ダクト１０の上流側に、ヒ
ータ３１を配設している。そして、このヒータ３１はコ
ントロールユニット１５に接続され、図４に示すよう
に、排気ブレーキのオン／オフに同期してヒータ３１の
オン／オフ制御が行われる。即ち、排気ブレーキがオン
となっている間、ヒータ３１に通電を行っている。な
お、コントロールユニット１５が、昇温作動手段として
の機能を有している。
【００１７】このようにすれば、排気ブレーキの作動に
同期してヒータ３１に通電が行われるので、排気ブレー
キの作動により排気温度が低下しても、遮蔽部材３０の
小孔３０ａを通過した排気がヒータ３１により昇温さ
れ、Ｏ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａの冷却される
度合いがより低減する。即ち、第１実施例と比較して、
センサ素子部３０ａに接触する排気温度がより高くなる
ので、Ｏ2 センサ１３の起電力の低下、即ち、誤検出の
防止効果をより有効に奏することができる。
同期してヒータ３１に通電が行われるので、排気ブレー
キの作動により排気温度が低下しても、遮蔽部材３０の
小孔３０ａを通過した排気がヒータ３１により昇温さ
れ、Ｏ2 センサ１３のセンサ素子部１３ａの冷却される
度合いがより低減する。即ち、第１実施例と比較して、
センサ素子部３０ａに接触する排気温度がより高くなる
ので、Ｏ2 センサ１３の起電力の低下、即ち、誤検出の
防止効果をより有効に奏することができる。
【００１８】図５は、ヒータ３１のオン／オフ制御の他
の実施例としてのフローチャートを示し、例えば、所定
時間毎に実行される。ステップ１（図では、Ｓ１と略記
する。以下同様）では、排気ブレーキの作動状態を、例
えば、排気シャッタ１２の作動を行う図示しない排気シ
ャッタリレーから検出する。
の実施例としてのフローチャートを示し、例えば、所定
時間毎に実行される。ステップ１（図では、Ｓ１と略記
する。以下同様）では、排気ブレーキの作動状態を、例
えば、排気シャッタ１２の作動を行う図示しない排気シ
ャッタリレーから検出する。
【００１９】ステップ２では、検出した排気ブレーキの
作動状態に基づき、排気ブレーキが作動中であればステ
ップ３へと進み、非作動中であれば処理を終了する。ス
テップ３では、Ｏ2 センサ１３から排気中の酸素濃度を
検出し、この酸素濃度に基づいて酸素過剰率λを算出す
る。この酸素過剰率λは、理論空燃比における混合気中
の酸素量を１としたときの酸素量の比を表す数値であ
り、この値が大きいほど混合気中の酸素濃度が多い、即
ち、燃料が薄いリーン状態であることを示している。
作動状態に基づき、排気ブレーキが作動中であればステ
ップ３へと進み、非作動中であれば処理を終了する。ス
テップ３では、Ｏ2 センサ１３から排気中の酸素濃度を
検出し、この酸素濃度に基づいて酸素過剰率λを算出す
る。この酸素過剰率λは、理論空燃比における混合気中
の酸素量を１としたときの酸素量の比を表す数値であ
り、この値が大きいほど混合気中の酸素濃度が多い、即
ち、燃料が薄いリーン状態であることを示している。
【００２０】ステップ４では、算出した酸素過剰率λが
λ≧２．０であればステップ５へと進みヒータ３１へ通
電を行い、λ＜２．０であれば処理を終了する。ここ
で、酸素過剰率λに基づいてヒータ３１のオン／オフ制
御を行う理由は、酸素過剰率λが大きい程混合気中の酸
素量が大きく、換言すると、混合気中の燃料量が少ない
ので、排気ブレーキの作動により混合気が殆ど燃焼して
いない状態を間接的に検出できるからである。
λ≧２．０であればステップ５へと進みヒータ３１へ通
電を行い、λ＜２．０であれば処理を終了する。ここ
で、酸素過剰率λに基づいてヒータ３１のオン／オフ制
御を行う理由は、酸素過剰率λが大きい程混合気中の酸
素量が大きく、換言すると、混合気中の燃料量が少ない
ので、排気ブレーキの作動により混合気が殆ど燃焼して
いない状態を間接的に検出できるからである。
【００２１】なお、ステップ１〜ステップ５の処理（即
ち、図５に示すフローチャート全体）が昇温作動手段に
相当する。図６は、本発明に係るＯ2 センサ１３の第３
実施例を示し、図３に示す第２実施例の構成に加えて、
遮蔽部材３０の排気ダクト１０に突出する先端開口部
を、薄肉の円形部材３０ｃで塞いでいる。
ち、図５に示すフローチャート全体）が昇温作動手段に
相当する。図６は、本発明に係るＯ2 センサ１３の第３
実施例を示し、図３に示す第２実施例の構成に加えて、
遮蔽部材３０の排気ダクト１０に突出する先端開口部
を、薄肉の円形部材３０ｃで塞いでいる。
【００２２】このようにすれば、排気ブレーキの作動に
よりヒータ３１がオンとなり発熱が行われた際に、円形
部材３０ｃによりヒータ３１の熱が遮蔽部材３０の先端
開口部から排気中に流出することが防止され、ヒータ３
１の熱を有効に利用することができ、Ｏ2 センサ１３の
センサ素子部１３ａの温度低下をより抑制することがで
きる。その結果、Ｏ2 センサ１３の起電力の低下、即
ち、誤検出の防止効果をより有効に奏することができ
る。
よりヒータ３１がオンとなり発熱が行われた際に、円形
部材３０ｃによりヒータ３１の熱が遮蔽部材３０の先端
開口部から排気中に流出することが防止され、ヒータ３
１の熱を有効に利用することができ、Ｏ2 センサ１３の
センサ素子部１３ａの温度低下をより抑制することがで
きる。その結果、Ｏ2 センサ１３の起電力の低下、即
ち、誤検出の防止効果をより有効に奏することができ
る。
【００２３】なお、遮蔽部材３０の先端開口部を塞ぐ円
形部材３０ｃを、図２に示す第１実施例に採用してもよ
い。この場合には、遮蔽部材３０の先端開口部からＯ2
センサ１３のセンサ素子部１３ａに直接排気が接触する
ことが防止され、有効にセンサ素子部３０ａの温度低下
を抑制することができる。また、前記小孔３０ａ，大孔
３０ｂに代えて、遮蔽部材３０の周壁にスリットを設
け、上流側のスリットの開口面積に比べて下流側のスリ
ットの開口面積が大となるようにスリットの幅を設定す
るようにしてもよい。この場合の効果は、前述した第１
〜第３実施例の効果と同一であるので、ここではその説
明を省略する。
形部材３０ｃを、図２に示す第１実施例に採用してもよ
い。この場合には、遮蔽部材３０の先端開口部からＯ2
センサ１３のセンサ素子部１３ａに直接排気が接触する
ことが防止され、有効にセンサ素子部３０ａの温度低下
を抑制することができる。また、前記小孔３０ａ，大孔
３０ｂに代えて、遮蔽部材３０の周壁にスリットを設
け、上流側のスリットの開口面積に比べて下流側のスリ
ットの開口面積が大となるようにスリットの幅を設定す
るようにしてもよい。この場合の効果は、前述した第１
〜第３実施例の効果と同一であるので、ここではその説
明を省略する。
【００２４】さらに、本実施形態では、ＣＮＧエンジン
を前提として説明したが、本発明に係るＯ2 センサをガ
ソリンエンジン等に使用してもよく、この場合も同様な
効果を奏することができる。この他には、排気ブレーキ
を搭載しない車両であっても所定の運転状態、例えば、
減速時に燃料供給を中止する燃料カット制御を行う車両
であれば、本発明に係るＯ2 センサを適用することがで
きる。その理由は、燃料カットにより排気温度が低下す
るので、排気ブレーキを搭載する車両と同様な問題が生
じるからである。但し、ヒータ３１を備えるＯ2 センサ
１３では、ヒータ３１のオン／オフ制御を、燃料カット
制御に同期して行う必要がある。
を前提として説明したが、本発明に係るＯ2 センサをガ
ソリンエンジン等に使用してもよく、この場合も同様な
効果を奏することができる。この他には、排気ブレーキ
を搭載しない車両であっても所定の運転状態、例えば、
減速時に燃料供給を中止する燃料カット制御を行う車両
であれば、本発明に係るＯ2 センサを適用することがで
きる。その理由は、燃料カットにより排気温度が低下す
るので、排気ブレーキを搭載する車両と同様な問題が生
じるからである。但し、ヒータ３１を備えるＯ2 センサ
１３では、ヒータ３１のオン／オフ制御を、燃料カット
制御に同期して行う必要がある。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、排気中に臨むセンサ素子部の周囲に中空円
筒形状の遮蔽部材を配設し、排気通路の上流側及び下流
側に面する周壁に夫々開口部を開設したので、例えば、
排気ブレーキの作動により排気温度が低下しても、遮蔽
部材によって排気がセンサ素子部に直接接触することが
なくなり、遮蔽部材の上流側の開口部から流入した排気
のみがセンサ素子部に接触するようになる。従って、セ
ンサ素子部に接触する排気が制限され、センサ素子部が
冷却される度合いが低減し、センサ素子部の温度低下を
抑制することができる。その結果、酸素センサの起電力
の低下、即ち、誤検出を防止することができる。
明によれば、排気中に臨むセンサ素子部の周囲に中空円
筒形状の遮蔽部材を配設し、排気通路の上流側及び下流
側に面する周壁に夫々開口部を開設したので、例えば、
排気ブレーキの作動により排気温度が低下しても、遮蔽
部材によって排気がセンサ素子部に直接接触することが
なくなり、遮蔽部材の上流側の開口部から流入した排気
のみがセンサ素子部に接触するようになる。従って、セ
ンサ素子部に接触する排気が制限され、センサ素子部が
冷却される度合いが低減し、センサ素子部の温度低下を
抑制することができる。その結果、酸素センサの起電力
の低下、即ち、誤検出を防止することができる。
【００２６】請求項２記載の発明によれば、開口部は孔
或いはスリットから形成されているので、開口部の形成
が容易になる。請求項３記載の発明によれば、センサ素
子部と遮蔽部材との間であって、排気通路の上流側に昇
温手段を設けたので、例えば、排気ブレーキの作動によ
り排気温度が低下しても、遮蔽部材の上流側の開口部を
通過した排気が昇温手段により昇温され、センサ素子部
に接触する排気温度が高くなる。従って、センサ素子部
が冷却される度合いが低減し、酸素センサの起電力の低
下、即ち、誤検出を防止することができる。
或いはスリットから形成されているので、開口部の形成
が容易になる。請求項３記載の発明によれば、センサ素
子部と遮蔽部材との間であって、排気通路の上流側に昇
温手段を設けたので、例えば、排気ブレーキの作動によ
り排気温度が低下しても、遮蔽部材の上流側の開口部を
通過した排気が昇温手段により昇温され、センサ素子部
に接触する排気温度が高くなる。従って、センサ素子部
が冷却される度合いが低減し、酸素センサの起電力の低
下、即ち、誤検出を防止することができる。
【００２７】請求項４記載の発明によれば、排気ブレー
キの作動と同期させて昇温手段の作動を行うようにした
から、新たな制御回路等を付加しなくとも、既存の制御
線を分岐するだけで昇温手段の制御が行えるようにな
り、昇温手段の制御に係るコストアップを抑制すること
ができる。請求項５記載の発明によれば、空燃比フィー
ドバック制御を行う酸素過剰率が所定値以上のときに昇
温手段の作動を行うようにしたので、空燃比フィードバ
ック制御プログラムを少し変更するだけで、昇温手段の
制御を行うことができる。
キの作動と同期させて昇温手段の作動を行うようにした
から、新たな制御回路等を付加しなくとも、既存の制御
線を分岐するだけで昇温手段の制御が行えるようにな
り、昇温手段の制御に係るコストアップを抑制すること
ができる。請求項５記載の発明によれば、空燃比フィー
ドバック制御を行う酸素過剰率が所定値以上のときに昇
温手段の作動を行うようにしたので、空燃比フィードバ
ック制御プログラムを少し変更するだけで、昇温手段の
制御を行うことができる。
【００２８】請求項６記載の発明によれば、昇温手段は
電熱式のヒータとしたので、昇温手段がコンパクトにな
り、酸素センサをコンパクトにすることができる。ま
た、ヒータは電熱式であるため、ヒータへの電力供給は
リード線で済むので接続が簡単になる。請求項７記載の
発明によれば、例えば、排気ブレーキの作動により昇温
手段が作動し昇温が行われた際に、昇温手段の熱が遮蔽
部材の先端開口部から排気中に流出されることが防止さ
れ、昇温手段の熱をより有効に利用することができる。
また、センサ素子部の上流側に昇温手段を備えていない
酸素センサであっても、遮蔽部材の先端開口部から排気
温度が低い排気が流入されることが防止されるので、セ
ンサ素子部の冷却度合いをより低減することができる。
電熱式のヒータとしたので、昇温手段がコンパクトにな
り、酸素センサをコンパクトにすることができる。ま
た、ヒータは電熱式であるため、ヒータへの電力供給は
リード線で済むので接続が簡単になる。請求項７記載の
発明によれば、例えば、排気ブレーキの作動により昇温
手段が作動し昇温が行われた際に、昇温手段の熱が遮蔽
部材の先端開口部から排気中に流出されることが防止さ
れ、昇温手段の熱をより有効に利用することができる。
また、センサ素子部の上流側に昇温手段を備えていない
酸素センサであっても、遮蔽部材の先端開口部から排気
温度が低い排気が流入されることが防止されるので、セ
ンサ素子部の冷却度合いをより低減することができる。
【図１】 本発明を酸素センサを備えたＣＮＧエンジン
に適用した一実施形態を示す構成図
に適用した一実施形態を示す構成図
【図２】 同上の酸素センサの第１実施例を示す詳細図
【図３】 同上の酸素センサの第２実施例を示す詳細図
【図４】 同上のヒータのオン／オフ制御を示すタイム
チャート
チャート
【図５】 同上のヒータ制御の他の実施例を示すフロー
チャート
チャート
【図６】 同上の酸素センサの第３実施例を示す詳細図
１ ＣＮＧエンジン １０ 排気ダクト １２ 排気シャッタ １３ Ｏ2 センサ １３ａ センサ素子部 １５ コントロールユニット ３０ 遮蔽部材 ３０ａ 小孔 ３０ｂ 大孔 ３０ｃ 円形部材 ３１ ヒータ
Claims (7)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に介装され、排気中に
臨むセンサ素子部により排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサを備える内燃機関であって、 前記センサ素子部の周囲に中空円筒形状の遮蔽部材を配
設すると共に、該遮蔽部材の排気通路の上流側及び下流
側に面する周壁に夫々複数の開口部を開設し、該上流側
の開口部に比べて下流側の開口部の開口面積が大となる
ように設定したことを特徴とする酸素センサを備える内
燃機関。 - 【請求項２】前記開口部は、孔或いはスリットから形成
されていることを特徴とする請求項１記載の酸素センサ
を備える内燃機関。 - 【請求項３】前記センサ素子部と遮蔽部材との間であっ
て前記排気通路の上流側に、排気を昇温させる昇温手段
を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の酸素
センサを備える内燃機関。 - 【請求項４】前記排気通路に介装された排気シャッタに
より内燃機関の内部抵抗を増大して制動力を生み出す排
気ブレーキを備えるものにあっては、 前記排気ブレーキの作動と同期させて前記昇温手段の作
動を行う昇温作動手段を含んで構成されることを特徴と
する請求項３記載の酸素センサを備える内燃機関。 - 【請求項５】前記酸素センサからの信号に基づいて、吸
入空気と燃料との混合比を適正値に近づける空燃比フィ
ードバック制御を行う内燃機関にあっては、 前記酸素センサにより検出される排気中の酸素濃度から
算出される酸素過剰率が所定値以上のときに、前記昇温
手段の作動を行う昇温作動手段を含んで構成されること
を特徴とする請求項３記載の酸素センサを備える内燃機
関。 - 【請求項６】前記昇温手段は、電熱式のヒータであるこ
とを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の酸
素センサを備える内燃機関。 - 【請求項７】前記遮蔽部材の排気通路に突出する先端開
口部を塞いだことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
１つに記載の酸素センサを備える内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8147565A JPH09329043A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 酸素センサを備える内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8147565A JPH09329043A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 酸素センサを備える内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329043A true JPH09329043A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15433230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8147565A Pending JPH09329043A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 酸素センサを備える内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09329043A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104677964A (zh) * | 2013-12-03 | 2015-06-03 | 浙江福爱电子有限公司 | 一种片式氧传感器及其安装与工作方式 |
-
1996
- 1996-06-10 JP JP8147565A patent/JPH09329043A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104677964A (zh) * | 2013-12-03 | 2015-06-03 | 浙江福爱电子有限公司 | 一种片式氧传感器及其安装与工作方式 |
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