JPH05232058A - 排ガスセンサの選別方法 - Google Patents
排ガスセンサの選別方法Info
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- JPH05232058A JPH05232058A JP7276992A JP7276992A JPH05232058A JP H05232058 A JPH05232058 A JP H05232058A JP 7276992 A JP7276992 A JP 7276992A JP 7276992 A JP7276992 A JP 7276992A JP H05232058 A JPH05232058 A JP H05232058A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 実車でのフィードバック性能に応じて、Ｂａ
ＳｎＯ3系排ガスセンサを選別する。 【構成】 ＢａＳｎＯ3系排ガスセンサの低温でのリッ
チ雰囲気の抵抗値を、非平衡ガス中で測定し、高抵抗品
を除外して選別する。
ＳｎＯ3系排ガスセンサを選別する。 【構成】 ＢａＳｎＯ3系排ガスセンサの低温でのリッ
チ雰囲気の抵抗値を、非平衡ガス中で測定し、高抵抗品
を除外して選別する。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、ＢａＳｎＯ3焼結体を
用いた排ガスセンサの選別方法に関する。
用いた排ガスセンサの選別方法に関する。
【０００２】
【従来技術】発明者らは、ＢａＳｎＯ3焼結体を用いた
排ガスセンサを開発した(例えば特開昭６３−８３６５
３号)。このような排ガスセンサの選別には、従来は平
衡ガス中での特性を用いてきた。しかしながら平衡ガス
中での特性と非平衡ガス中での特性は異なり、非平衡ガ
ス中での特性が実際の自動車エンジンのフィードバック
制御時の特性を反映することが判明した。
排ガスセンサを開発した(例えば特開昭６３−８３６５
３号)。このような排ガスセンサの選別には、従来は平
衡ガス中での特性を用いてきた。しかしながら平衡ガス
中での特性と非平衡ガス中での特性は異なり、非平衡ガ
ス中での特性が実際の自動車エンジンのフィードバック
制御時の特性を反映することが判明した。
【０００３】
【用語法】この明細書において、非平衡ガスあるいは非
平衡雰囲気とは、燃料ガスと空気や酸素等の酸化性ガス
を混合し、非平衡なままま用いたガスあるいは雰囲気を
指す。これに対して平衡ガスあるいは平衡雰囲気とは、
燃料ガスと酸化性ガスを事前に充分反応させ、平衡に達
したガスあるいは雰囲気を指す。平衡ガスや平衡雰囲気
は、典型的には触媒コンバーターで燃料ガスと酸化性ガ
スを充分に反応させたガスや雰囲気である。
平衡雰囲気とは、燃料ガスと空気や酸素等の酸化性ガス
を混合し、非平衡なままま用いたガスあるいは雰囲気を
指す。これに対して平衡ガスあるいは平衡雰囲気とは、
燃料ガスと酸化性ガスを事前に充分反応させ、平衡に達
したガスあるいは雰囲気を指す。平衡ガスや平衡雰囲気
は、典型的には触媒コンバーターで燃料ガスと酸化性ガ
スを充分に反応させたガスや雰囲気である。
【０００４】
【発明の課題】この発明の課題は、平衡ガス中での測定
では得られない排ガスセンサの特性を評価し、実際の排
ガスセンサの性能を評価し選別することにある(請求項
１)。この発明の課題は特に、排ガスセンサでのフィー
ドバック制御時に制御空燃比のリッチシフトを起こすセ
ンサを事前に選別し除去することにある(請求項２)。
では得られない排ガスセンサの特性を評価し、実際の排
ガスセンサの性能を評価し選別することにある(請求項
１)。この発明の課題は特に、排ガスセンサでのフィー
ドバック制御時に制御空燃比のリッチシフトを起こすセ
ンサを事前に選別し除去することにある(請求項２)。
【０００５】
【発明の構成】この発明は、ＢａＳｎＯ3焼結体を用い
た排ガスセンサの選別方法において、非平衡雰囲気中で
の排ガスセンサの特性を測定し、この特性に基づき排ガ
スセンサを選別することを特徴とする。ここで測定する
特性は例えば、３５０℃〜５００℃でのリッチ(燃料過
剰雰囲気)での排ガスセンサの抵抗値や、６５０℃〜１
０００℃でのリッチからリーン（空気過剰雰囲気）への
応答速度とする。
た排ガスセンサの選別方法において、非平衡雰囲気中で
の排ガスセンサの特性を測定し、この特性に基づき排ガ
スセンサを選別することを特徴とする。ここで測定する
特性は例えば、３５０℃〜５００℃でのリッチ(燃料過
剰雰囲気)での排ガスセンサの抵抗値や、６５０℃〜１
０００℃でのリッチからリーン（空気過剰雰囲気）への
応答速度とする。
【０００６】
【発明の作用】ＢａＳｎＯ3系排ガスセンサの場合、非
平衡ガス中での特性と、平衡ガス中での特性は異なり、
かつ実車のフィードバック制御時の特性は非平衡ガス中
での特性に近いことが判明した。そこで非平衡ガス中で
特性を測定し、排ガスセンサの選別を行うことにより、
実使用時の特性(フィードバック特性)のばらつきを抑制
することができる。
平衡ガス中での特性と、平衡ガス中での特性は異なり、
かつ実車のフィードバック制御時の特性は非平衡ガス中
での特性に近いことが判明した。そこで非平衡ガス中で
特性を測定し、排ガスセンサの選別を行うことにより、
実使用時の特性(フィードバック特性)のばらつきを抑制
することができる。
【０００７】
【実施例】ＢａＳｎＯ3チップの製造 特開昭６３−８３６５３号の方法に従い、ＢａＳｎＯ3
チップを製造した。強アルカリで安定化した錫酸の水溶
液に、窒素雰囲気下でＢａＣｌ2の水溶液を滴下し、室
温でＢａＳｎＯ3・７Ｈ2Ｏの結晶を沈澱させた。母液を
捨てた後に純水を加えて、５５℃以上で再結晶させＢａ
ＳｎＯ3・５Ｈ2Ｏの結晶を沈澱させた。再度母液を濾別
し、純水を加えて７０℃以上でＢａＳｎＯ3・３Ｈ2Ｏの
沈澱を得た。
チップを製造した。強アルカリで安定化した錫酸の水溶
液に、窒素雰囲気下でＢａＣｌ2の水溶液を滴下し、室
温でＢａＳｎＯ3・７Ｈ2Ｏの結晶を沈澱させた。母液を
捨てた後に純水を加えて、５５℃以上で再結晶させＢａ
ＳｎＯ3・５Ｈ2Ｏの結晶を沈澱させた。再度母液を濾別
し、純水を加えて７０℃以上でＢａＳｎＯ3・３Ｈ2Ｏの
沈澱を得た。
【０００８】得られたＢａＳｎＯ3・３Ｈ2Ｏの結晶を、
空気中１２００℃で４時間熱分解してＢａＳｎＯ3と
し、ボールミルで２時間粉砕した。粉砕後のＢａＳｎＯ
3中に、一対のＰｔ電極(結晶粒界にＺｒＯ2含有)を埋設
し、プレス成型した。最高プレス圧は４.４Ｔｏｎ／ｃ
ｍ2、ＢａＳｎＯ3チップは厚さ０.７ｍｍ±０.１５ｍｍ
の、２ｍｍ×２ｍｍの形状とした。プレス成型後のチッ
プを、空気中最高温度１４００℃で２４時間焼結し、気
孔率４０〜４５％の焼結体チップとした。このチップを
用いて排ガスセンサを組み立てた。ここではチップ状の
ＢａＳｎＯ3焼結体を用いるが、厚膜状のＢａＳｎＯ3焼
結体でも良い。
空気中１２００℃で４時間熱分解してＢａＳｎＯ3と
し、ボールミルで２時間粉砕した。粉砕後のＢａＳｎＯ
3中に、一対のＰｔ電極(結晶粒界にＺｒＯ2含有)を埋設
し、プレス成型した。最高プレス圧は４.４Ｔｏｎ／ｃ
ｍ2、ＢａＳｎＯ3チップは厚さ０.７ｍｍ±０.１５ｍｍ
の、２ｍｍ×２ｍｍの形状とした。プレス成型後のチッ
プを、空気中最高温度１４００℃で２４時間焼結し、気
孔率４０〜４５％の焼結体チップとした。このチップを
用いて排ガスセンサを組み立てた。ここではチップ状の
ＢａＳｎＯ3焼結体を用いるが、厚膜状のＢａＳｎＯ3焼
結体でも良い。
【０００９】排ガスセンサの構造 図１１に、組み立てた排ガスセンサ１を示す。図におい
て、２はアルミナ基板、４はＢａＳｎＯ3チップ収容用
のリセス(凹)、６はＢａＳｎＯ3チップ、８，１０はＢ
ａＳｎＯ3チップ６に埋設した一対のＰｔ電極線であ
る。１２，１４はＰｔの印刷電極、１６はＢａＳｎＯ3
チップ６の固定用溶射膜である。リセス４の下部には、
基板２中に図示しないヒータを埋設する。
て、２はアルミナ基板、４はＢａＳｎＯ3チップ収容用
のリセス(凹)、６はＢａＳｎＯ3チップ、８，１０はＢ
ａＳｎＯ3チップ６に埋設した一対のＰｔ電極線であ
る。１２，１４はＰｔの印刷電極、１６はＢａＳｎＯ3
チップ６の固定用溶射膜である。リセス４の下部には、
基板２中に図示しないヒータを埋設する。
【００１０】実際の組立においては、ＢａＳｎＯ3チッ
プ６の装着前に、溶射膜１６の形成部位で電極１２，１
４を除く箇所に、５０μｍ厚のＭｇＡｌ2Ｏ4の下地溶射
を５０μｍ厚に施し、表面粗さ３０μｍ程度の下地溶射
膜とした。固定用溶射膜１６はＭｇＡｌ2Ｏ4粒子を用い
(溶射粒子の平均粒径３０μｍ)、２４０μｍ厚に溶射し
た。固定用溶射膜１６は緻密質である。また固定用溶射
膜１６の形成後に、全面に３０μｍ厚のＭｇＡｌ2Ｏ4の
溶射膜を設け、デポジット除去用のフィルタとした。
プ６の装着前に、溶射膜１６の形成部位で電極１２，１
４を除く箇所に、５０μｍ厚のＭｇＡｌ2Ｏ4の下地溶射
を５０μｍ厚に施し、表面粗さ３０μｍ程度の下地溶射
膜とした。固定用溶射膜１６はＭｇＡｌ2Ｏ4粒子を用い
(溶射粒子の平均粒径３０μｍ)、２４０μｍ厚に溶射し
た。固定用溶射膜１６は緻密質である。また固定用溶射
膜１６の形成後に、全面に３０μｍ厚のＭｇＡｌ2Ｏ4の
溶射膜を設け、デポジット除去用のフィルタとした。
【００１１】エージング 組み立てた排ガスセンサを、図１０のエージング装置で
エージングした。図において、２０はＮ2ボンベ、２１
はＣＯボンベ、２２はＯ2ボンベ、２３はバブリング
糟、２４はバブリング時の水温調整用のヒータ、２５は
電気炉である。そして電気炉２５に排ガスセンサ１を取
り付け、排ガスセンサ１でＣＯとＯ2を燃焼させてエー
ジングした。エージング雰囲気は平均当量比が１に近い
値とし、ここではλが０.９と１.１の間で３０秒毎に雰
囲気を切り替えた。用いた原料組成は、λが０.９でＯ2
が０.１５％、ＣＯが４.０２％でＮ2／Ｈ2Ｏバランスで
ある。またλが１.１で、Ｏ2１.７４％、ＣＯ０.２７％
のＮ2／Ｈ2Ｏバランスである。水蒸気含有量はバブリン
グ糟２３で定め、バブリング糟２３の水中で原料ガスを
バブリングさせることで加湿し、ヒータ２４で水温を２
０℃に調整して水蒸気含有量を定めた。電気炉２５の温
度(エージング温度)は９５０℃とし、２４時間エージン
グした。エージングは、焼結時の状態に凍結されたＢａ
ＳｎＯ3チップ６を実使用時の状態に緩和させるための
もので、ＢａＳｎＯ3系排ガスセンサ１では湿中でのエ
ージングが好ましい。もちろんエージングは行わなくて
も良く、その雰囲気や条件は任意である。
エージングした。図において、２０はＮ2ボンベ、２１
はＣＯボンベ、２２はＯ2ボンベ、２３はバブリング
糟、２４はバブリング時の水温調整用のヒータ、２５は
電気炉である。そして電気炉２５に排ガスセンサ１を取
り付け、排ガスセンサ１でＣＯとＯ2を燃焼させてエー
ジングした。エージング雰囲気は平均当量比が１に近い
値とし、ここではλが０.９と１.１の間で３０秒毎に雰
囲気を切り替えた。用いた原料組成は、λが０.９でＯ2
が０.１５％、ＣＯが４.０２％でＮ2／Ｈ2Ｏバランスで
ある。またλが１.１で、Ｏ2１.７４％、ＣＯ０.２７％
のＮ2／Ｈ2Ｏバランスである。水蒸気含有量はバブリン
グ糟２３で定め、バブリング糟２３の水中で原料ガスを
バブリングさせることで加湿し、ヒータ２４で水温を２
０℃に調整して水蒸気含有量を定めた。電気炉２５の温
度(エージング温度)は９５０℃とし、２４時間エージン
グした。エージングは、焼結時の状態に凍結されたＢａ
ＳｎＯ3チップ６を実使用時の状態に緩和させるための
もので、ＢａＳｎＯ3系排ガスセンサ１では湿中でのエ
ージングが好ましい。もちろんエージングは行わなくて
も良く、その雰囲気や条件は任意である。
【００１２】排ガスセンサの特性 図１２に、この明細書での応答時間やセンサ出力の定義
を示す。センサに２ＫΩの負荷抵抗を接続し、センサと
負荷抵抗の直列片に１Ｖの検出電圧を加える。負荷抵抗
をアースし、センサと負荷抵抗の中間点の電圧（負荷抵
抗への出力電圧）をセンサ出力とし、この値からセンサ
抵抗ＲSを算出する。雰囲気をリッチからリーンに切り
替えてから(空燃比を切り替えてから)センサ出力が３０
０ｍＶに低下するまでの時間をＴCRL、センサ出力が６
００ｍＶから３００ｍＶへ変化する間の時間をＴRL、セ
ンサ出力の変化開始後から３００ｍＶへ変化するまでの
時間をＴdnとする。リーン側からリッチ側への応答性能
も同様に定義し、雰囲気の切り替え後出力が６００ｍＶ
に増加するまでの時間をＴCLRとし、出力が３００ｍＶ
から６００ｍＶに変化するまでの時間をＴLR、出力変化
の開始後６００ｍＶに増加するまでの時間をＴupとす
る。
を示す。センサに２ＫΩの負荷抵抗を接続し、センサと
負荷抵抗の直列片に１Ｖの検出電圧を加える。負荷抵抗
をアースし、センサと負荷抵抗の中間点の電圧（負荷抵
抗への出力電圧）をセンサ出力とし、この値からセンサ
抵抗ＲSを算出する。雰囲気をリッチからリーンに切り
替えてから(空燃比を切り替えてから)センサ出力が３０
０ｍＶに低下するまでの時間をＴCRL、センサ出力が６
００ｍＶから３００ｍＶへ変化する間の時間をＴRL、セ
ンサ出力の変化開始後から３００ｍＶへ変化するまでの
時間をＴdnとする。リーン側からリッチ側への応答性能
も同様に定義し、雰囲気の切り替え後出力が６００ｍＶ
に増加するまでの時間をＴCLRとし、出力が３００ｍＶ
から６００ｍＶに変化するまでの時間をＴLR、出力変化
の開始後６００ｍＶに増加するまでの時間をＴupとす
る。
【００１３】得られた排ガスセンサを全数検査し、選別
を行う。この検査は、非平衡ガス中で行う。結果を図１
〜図９に示す。図示したサンプルは、ロットａ(サンプ
ル１１，１２)とロットｄ(サンプル１３，１４)の２ロ
ット，４サンプルで、ロットａは総合収率２０％程度の
不良ロットで、サンプル１１，１２とも不良品である。
ロットｄは高収率(総合収率８０％程度)のロットで、サ
ンプル１３は不良品、サンプル１４が良品である。
を行う。この検査は、非平衡ガス中で行う。結果を図１
〜図９に示す。図示したサンプルは、ロットａ(サンプ
ル１１，１２)とロットｄ(サンプル１３，１４)の２ロ
ット，４サンプルで、ロットａは総合収率２０％程度の
不良ロットで、サンプル１１，１２とも不良品である。
ロットｄは高収率(総合収率８０％程度)のロットで、サ
ンプル１３は不良品、サンプル１４が良品である。
【００１４】図１，図２に、４００〜８５０℃での、リ
ッチ雰囲気とリーン雰囲気での抵抗温度依存性を示す。
この特性はエージング後の初期特性である。実使用での
センサの温度変動範囲は４５０〜８００℃程度であり、
４００℃での測定は低温のリッチ出力ＶRの異常を発見
し易くするために行った。用いた雰囲気はＣＯ−Ｏ2／
Ｎ2バランスの雰囲気で、リッチが当量比λが０.９８の
雰囲気(ＣＯ２.３７％，Ｏ2０.８３％)で、リーンが当
量比λが１.０２の雰囲気(ＣＯ０.１６％，Ｏ2１.１５
％)である。非平衡ガスでの測定では、所定温度に保っ
た電気炉に排ガスセンサ１を取り付け、バーナーや触媒
コンバーター無しに直接リッチあるいはリーンの雰囲気
を電気炉に吹き込んで測定した。平衡ガスでの測定で
は、同じ雰囲気を触媒コンバーターを通し、ＣＯとＯ2
を完全に反応させた後に電気炉に吹き込んだ。燃料ガス
と酸化ガスとが平衡に達していないガスであれば非平衡
ガスでの測定として用い得るが、経験的にＢａＳｎＯ3
排ガスセンサの場合、ＣＯ／Ｏ2／バッファー系で実使
用特性とモデル特性との強い相関が得られた。バッファ
ーには例えばＮ2，Ａｒ，ＣＯ2等を用いる。非平衡排ガ
スとしてはこれ以外に、プロパンバーナー排ガス、メタ
ンのバーナーからの排ガス、Ｈ2／Ｏ2／Ｎ2混合気等も
用い得るが、これらのガスでは測定データと実使用デー
タの相関が弱かった。図１，図２の結果は、当量比λを
１０秒間隔で１.０２と０.９８に切り替えた際のもので
ある。
ッチ雰囲気とリーン雰囲気での抵抗温度依存性を示す。
この特性はエージング後の初期特性である。実使用での
センサの温度変動範囲は４５０〜８００℃程度であり、
４００℃での測定は低温のリッチ出力ＶRの異常を発見
し易くするために行った。用いた雰囲気はＣＯ−Ｏ2／
Ｎ2バランスの雰囲気で、リッチが当量比λが０.９８の
雰囲気(ＣＯ２.３７％，Ｏ2０.８３％)で、リーンが当
量比λが１.０２の雰囲気(ＣＯ０.１６％，Ｏ2１.１５
％)である。非平衡ガスでの測定では、所定温度に保っ
た電気炉に排ガスセンサ１を取り付け、バーナーや触媒
コンバーター無しに直接リッチあるいはリーンの雰囲気
を電気炉に吹き込んで測定した。平衡ガスでの測定で
は、同じ雰囲気を触媒コンバーターを通し、ＣＯとＯ2
を完全に反応させた後に電気炉に吹き込んだ。燃料ガス
と酸化ガスとが平衡に達していないガスであれば非平衡
ガスでの測定として用い得るが、経験的にＢａＳｎＯ3
排ガスセンサの場合、ＣＯ／Ｏ2／バッファー系で実使
用特性とモデル特性との強い相関が得られた。バッファ
ーには例えばＮ2，Ａｒ，ＣＯ2等を用いる。非平衡排ガ
スとしてはこれ以外に、プロパンバーナー排ガス、メタ
ンのバーナーからの排ガス、Ｈ2／Ｏ2／Ｎ2混合気等も
用い得るが、これらのガスでは測定データと実使用デー
タの相関が弱かった。図１，図２の結果は、当量比λを
１０秒間隔で１.０２と０.９８に切り替えた際のもので
ある。
【００１５】図１から明らかなように、サンプルｄ１３
では、４００℃のリッチ抵抗が異常に高く、４５０℃で
も平衡雰囲気よりも高い抵抗値となっている。これに対
して、サンプルｄ１４では、４００℃でもリッチ側の平
衡ガスでの抵抗値と非平衡ガスでの抵抗値の差は僅かで
ある。実車走行において、サンプルｄ１３は制御空燃比
のリッチシフトを起こしたサンプルで、初期から制御空
燃比はリッチ側にシフトしており、しかも高温のリーン
雰囲気(８００℃で１時間程度リーン雰囲気で連続走行)
を経験すると、リッチシフトが更に著しくなった。一方
サンプルｄ１４は、実車での制御空燃比も目標値通りで
あり、高温のリーン雰囲気によるリッチシフトも生じな
かったサンプルである。ここで注目すべき点は、平衡ガ
ス中でのデータでは、サンプルｄ１３とｄ１４に差が無
い点である。即ち非平衡ガスでの測定により、リッチシ
フトを起こし易いセンサを除去することができる。
では、４００℃のリッチ抵抗が異常に高く、４５０℃で
も平衡雰囲気よりも高い抵抗値となっている。これに対
して、サンプルｄ１４では、４００℃でもリッチ側の平
衡ガスでの抵抗値と非平衡ガスでの抵抗値の差は僅かで
ある。実車走行において、サンプルｄ１３は制御空燃比
のリッチシフトを起こしたサンプルで、初期から制御空
燃比はリッチ側にシフトしており、しかも高温のリーン
雰囲気(８００℃で１時間程度リーン雰囲気で連続走行)
を経験すると、リッチシフトが更に著しくなった。一方
サンプルｄ１４は、実車での制御空燃比も目標値通りで
あり、高温のリーン雰囲気によるリッチシフトも生じな
かったサンプルである。ここで注目すべき点は、平衡ガ
ス中でのデータでは、サンプルｄ１３とｄ１４に差が無
い点である。即ち非平衡ガスでの測定により、リッチシ
フトを起こし易いセンサを除去することができる。
【００１６】ＢａＳｎＯ3系排ガスセンサの場合、ロッ
トｄグループの調査から、４００℃でのリッチ抵抗が高
いサンプルは、同時に高温のリーン雰囲気による制御空
燃比Ａ／Ｆのリッチシフトを起こし易いサンプルである
ことが判明した。そこで非平衡ガス中での、低温(例え
ば３５０〜５００℃、より具体的には３８０〜４８０
℃)でのリッチ抵抗値を測定することにより、制御空燃
比のリッチシフトを防止することができる。
トｄグループの調査から、４００℃でのリッチ抵抗が高
いサンプルは、同時に高温のリーン雰囲気による制御空
燃比Ａ／Ｆのリッチシフトを起こし易いサンプルである
ことが判明した。そこで非平衡ガス中での、低温(例え
ば３５０〜５００℃、より具体的には３８０〜４８０
℃)でのリッチ抵抗値を測定することにより、制御空燃
比のリッチシフトを防止することができる。
【００１７】図２に、ロットａの結果を示す。サンプル
１１，１２共に、４００℃の非平衡ガス中でのリッチ抵
抗は異常に高く、実車走行ではＡ／Ｆのリッチシフトを
初期から起こしていた。またこれらのサンプルは、高温
(７００〜１０００℃程度)のリーン雰囲気に置かれるこ
とにより、更にリッチシフトが進行した。
１１，１２共に、４００℃の非平衡ガス中でのリッチ抵
抗は異常に高く、実車走行ではＡ／Ｆのリッチシフトを
初期から起こしていた。またこれらのサンプルは、高温
(７００〜１０００℃程度)のリーン雰囲気に置かれるこ
とにより、更にリッチシフトが進行した。
【００１８】図１，図２の結果、特に４００℃でのリッ
チ抵抗の異常増加は、用いる雰囲気の当量点からのシフ
トを小さくした方が、明瞭に現れた。図１，図２と同じ
条件で、λを０.９５と１.０５の間で切り替えた際の結
果を表１に示す。表１から明らかなように、用いる非平
衡雰囲気はむしろ弱い(当量比に近い)雰囲気で、例えば
λが１±０.０３、より好ましくは１±０.０２５程度の
ものが好ましい。
チ抵抗の異常増加は、用いる雰囲気の当量点からのシフ
トを小さくした方が、明瞭に現れた。図１，図２と同じ
条件で、λを０.９５と１.０５の間で切り替えた際の結
果を表１に示す。表１から明らかなように、用いる非平
衡雰囲気はむしろ弱い(当量比に近い)雰囲気で、例えば
λが１±０.０３、より好ましくは１±０.０２５程度の
ものが好ましい。
【００１９】
【表１】 ４００℃のリッチ抵抗(ＫΩ)サンプル λ＝０.９５／１.０５ λ＝０.９８／１.０２ ａ１１ ７ ２００ ａ１２ ６ ５５０ ｄ１３ ２.５ ３００ ｄ１４ ０.８５ １.２
【００２０】図３，図４に、エージング後のセンサにつ
いて、８５０℃と５００℃での、応答性能を示す。図か
ら明らかなように、平衡ガス中での応答性能と非平衡ガ
ス中での応答性能は異なる。図５に、非平衡排ガス（Ｃ
Ｏ／Ｏ2／Ｎ2系）で、８５０℃で測定したＴCRLと、実
使用時の自動車エンジンからのＮＯｘエミッションとを
示す。図６に、エンジンベンチでの排ガスセンサによる
制御Ａ／Ｆと、実使用時のＮＯｘエミッションの関係を
示す。図７に、９００℃での非平衡排ガス中のＴCRL
と、ＮＯｘ及びＣＯエミッションを示す。図５，図７か
ら明らかななように、ＴCRLと排ガスのエミッションは
強い相関があり、非平衡排ガスでのＴCRLを管理すれ
ば、実使用時のエミッションを予測し管理できる。ＴCR
Lは、リッチからリーンへの応答時間の例であり、ＴCRL
に代えＴRLやＴdnを管理しても良く、エミッションとの
相関が得られる温度は７００〜１０００℃である。図８
に、８００℃のＣＯ／Ｏ2／Ｎ2系で平衡排ガス中での、
リッチからリーンへの１０％−９０％応答時間と制御Ａ
／Ｆの関係を示す。応答時間と制御Ａ／Ｆには相関は見
られず、このことは応答時間とエミッションにも相関が
ないことを示す。即ち高温での応答時間とエミッション
の相関は、非平衡排ガスで見られ、平衡排ガスでは見ら
れない。
いて、８５０℃と５００℃での、応答性能を示す。図か
ら明らかなように、平衡ガス中での応答性能と非平衡ガ
ス中での応答性能は異なる。図５に、非平衡排ガス（Ｃ
Ｏ／Ｏ2／Ｎ2系）で、８５０℃で測定したＴCRLと、実
使用時の自動車エンジンからのＮＯｘエミッションとを
示す。図６に、エンジンベンチでの排ガスセンサによる
制御Ａ／Ｆと、実使用時のＮＯｘエミッションの関係を
示す。図７に、９００℃での非平衡排ガス中のＴCRL
と、ＮＯｘ及びＣＯエミッションを示す。図５，図７か
ら明らかななように、ＴCRLと排ガスのエミッションは
強い相関があり、非平衡排ガスでのＴCRLを管理すれ
ば、実使用時のエミッションを予測し管理できる。ＴCR
Lは、リッチからリーンへの応答時間の例であり、ＴCRL
に代えＴRLやＴdnを管理しても良く、エミッションとの
相関が得られる温度は７００〜１０００℃である。図８
に、８００℃のＣＯ／Ｏ2／Ｎ2系で平衡排ガス中での、
リッチからリーンへの１０％−９０％応答時間と制御Ａ
／Ｆの関係を示す。応答時間と制御Ａ／Ｆには相関は見
られず、このことは応答時間とエミッションにも相関が
ないことを示す。即ち高温での応答時間とエミッション
の相関は、非平衡排ガスで見られ、平衡排ガスでは見ら
れない。
【００２１】図９に、ロットａのセンサについて、垂下
特性の変化を示す。この特性は、ＣＯ−Ｏ2／Ｎ2系で測
定した静特性である。測定は、空気中９００℃で３０分
間加熱した後に、６００℃で垂下特性を測定し、非平衡
ガス中(Ａ)，平衡ガス中(Ｂ)、非平衡ガス中(Ｃ)の順に
測定した。初期特性での平衡ガスと非平衡ガスの差は僅
かで、還元雰囲気耐久を行うと(９００℃×λ＝０.９×
５００時間)に非平衡ガスでの垂下特性がシフトする。
この後に酸化耐久テスト(１０００℃×λ＝１.１×２時
間)を行うと、このサンプルは制御空燃比がリッチシフ
トし、４５０℃でのリッチ抵抗が激増した。垂下特性で
は酸化耐久後に、非平衡ガスでの特性(Ａ)がシフトし、
抵抗値の当量点での明確なジャンプが失われている。こ
れらの試験において、平衡ガス中での垂下特性(Ｂ)は変
化していない。即ち平衡ガス中での測定では、センサの
実際の挙動を把握することができない。これに対して、
非平衡ガスでの測定、特に測定(Ａ)では、排ガスセンサ
１の挙動の変化が明瞭に現れている。次に非平衡ガスで
の測定でも、平衡雰囲気を経験したＣでは初期特性から
の変化が小さい。
特性の変化を示す。この特性は、ＣＯ−Ｏ2／Ｎ2系で測
定した静特性である。測定は、空気中９００℃で３０分
間加熱した後に、６００℃で垂下特性を測定し、非平衡
ガス中(Ａ)，平衡ガス中(Ｂ)、非平衡ガス中(Ｃ)の順に
測定した。初期特性での平衡ガスと非平衡ガスの差は僅
かで、還元雰囲気耐久を行うと(９００℃×λ＝０.９×
５００時間)に非平衡ガスでの垂下特性がシフトする。
この後に酸化耐久テスト(１０００℃×λ＝１.１×２時
間)を行うと、このサンプルは制御空燃比がリッチシフ
トし、４５０℃でのリッチ抵抗が激増した。垂下特性で
は酸化耐久後に、非平衡ガスでの特性(Ａ)がシフトし、
抵抗値の当量点での明確なジャンプが失われている。こ
れらの試験において、平衡ガス中での垂下特性(Ｂ)は変
化していない。即ち平衡ガス中での測定では、センサの
実際の挙動を把握することができない。これに対して、
非平衡ガスでの測定、特に測定(Ａ)では、排ガスセンサ
１の挙動の変化が明瞭に現れている。次に非平衡ガスで
の測定でも、平衡雰囲気を経験したＣでは初期特性から
の変化が小さい。
【００２２】なおここでは特定の製造条件や試験条件等
に触れたが、これによって発明の範囲を限定するもので
はない。例えばＢａＳｎＯ3焼結体６は、チップ状に限
らず厚膜状でも良い。また低温でのＶR出力の管理幅(選
別幅)自体は測定温度により著しく変化し、一定の管理
幅を示すことは困難である。
に触れたが、これによって発明の範囲を限定するもので
はない。例えばＢａＳｎＯ3焼結体６は、チップ状に限
らず厚膜状でも良い。また低温でのＶR出力の管理幅(選
別幅)自体は測定温度により著しく変化し、一定の管理
幅を示すことは困難である。
【００２３】
【発明の効果】この発明では、平衡ガス中の測定では得
られない性能を評価し、排ガスセンサを選別する。この
結果実車のフィードバック制御時の性能のばらつき幅を
狭め、より実使用での性能に近い選別ができる。この発
明では特に、低温でのリッチ側の抵抗値を測定し、フィ
ードバック制御時の制御空燃比のリッチシフトを防止す
ることができる。この発明では例えば、実使用時の排ガ
スのエミッションを、高温でのリッチからリーンへの応
答時間で管理できる。
られない性能を評価し、排ガスセンサを選別する。この
結果実車のフィードバック制御時の性能のばらつき幅を
狭め、より実使用での性能に近い選別ができる。この発
明では特に、低温でのリッチ側の抵抗値を測定し、フィ
ードバック制御時の制御空燃比のリッチシフトを防止す
ることができる。この発明では例えば、実使用時の排ガ
スのエミッションを、高温でのリッチからリーンへの応
答時間で管理できる。
【図１】 非平衡ガス中と平衡ガス中での、排ガスセ
ンサの抵抗値の温度依存性を示す特性図
ンサの抵抗値の温度依存性を示す特性図
【図２】 非平衡ガス中と平衡ガス中での、排ガスセ
ンサの抵抗値の温度依存性を示す特性図
ンサの抵抗値の温度依存性を示す特性図
【図３】 非平衡ガス中と平衡ガス中での、排ガスセ
ンサの８５０℃での応答特性を示す特性図
ンサの８５０℃での応答特性を示す特性図
【図４】 非平衡ガス中と平衡ガス中での、排ガスセ
ンサの５００℃での応答特性を示す特性図
ンサの５００℃での応答特性を示す特性図
【図５】 非平衡ガス中での、高温のリッチからリー
ンへの応答時間と、ＮＯｘエミッションの関係を示す特
性図
ンへの応答時間と、ＮＯｘエミッションの関係を示す特
性図
【図６】 排ガスセンサによる制御Ａ／Ｆと、排ガス
エミッションの関係を示す特性図
エミッションの関係を示す特性図
【図７】 非平衡ガス中での、高温のリッチからリー
ンへの応答時間と、ＮＯｘ及びＣＯエミッションの関係
を示す特性図
ンへの応答時間と、ＮＯｘ及びＣＯエミッションの関係
を示す特性図
【図８】 平衡ガス中での、高温のリッチからリーン
への応答時間と、制御Ａ／Ｆの関係を示す特性図
への応答時間と、制御Ａ／Ｆの関係を示す特性図
【図９】 非平衡ガス中での、排ガスセンサの垂下特
性の変化を示す特性図
性の変化を示す特性図
【図１０】 実施例で用いた排ガスセンサのエージング
装置を示す図
装置を示す図
【図１１】 実施例の排ガスセンサの平面図
【図１２】 実施例での応答時間の定義を示す特性図
１ 排ガスセンサ ２ アルミナ基板 ４ リセス ６ ＢａＳｎＯ3チップ
フロントページの続き (72)発明者 黒木 義昭 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 翁長 一夫 箕面市船場西１丁目５番３号 フィガロ技 研株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＢａＳｎＯ3焼結体を用いた排ガスセン
サの選別方法において、 非平衡雰囲気中での排ガスセンサの特性を測定し、この
特性に基づき排ガスセンサを選別することを特徴とす
る、排ガスセンサの選別方法。 - 【請求項２】 非平衡雰囲気は、触媒コンバータを通さ
ない、燃料ガスと酸素の双方を含むガスとし、測定する
特性を３５０℃〜５００℃での燃料過剰雰囲気での排ガ
スセンサの抵抗値としたことを特徴とする、請求項１の
排ガスセンサの選別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276992A JPH05232058A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 排ガスセンサの選別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276992A JPH05232058A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 排ガスセンサの選別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232058A true JPH05232058A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=13498917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7276992A Pending JPH05232058A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 排ガスセンサの選別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05232058A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9239692B2 (en) | 2013-11-29 | 2016-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Communication apparatus performing communication speed changing process, communication control method and storage medium |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP7276992A patent/JPH05232058A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9239692B2 (en) | 2013-11-29 | 2016-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Communication apparatus performing communication speed changing process, communication control method and storage medium |
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