JP3838349B2

JP3838349B2 - Gas sensor characteristic evaluation apparatus and characteristic evaluation method

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Publication number: JP3838349B2
Application number: JP2001382200A
Authority: JP
Inventors: 義通伊藤; 通泰森次; 義幸林; 連太郎森
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003185621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサの特性を評価・試験する装置に関するもので、ガスセンサの生産ラインでの製品の品質検査等に利用するガスセンサの特性評価装置および特性評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気ガス対策として例えば排気ガス浄化用の３元触媒を用いる場合、この触媒に最大限の機能を発揮させるには、混合気の空燃比を適正な値に保持する必要がある。しかし、通常のガソリン、ＬＰガス等の内燃機関における気化器や燃料噴射装置では、混合気の空燃比が一定になるようにしたとしても種々の要因により実際には空燃比が大幅に変化する。従って、空燃比を一定に保つために、ガスセンサで排気ガス成分から実際の空燃比を検出し、その信号を気化器や燃料噴射装置にフィードバックする必要が生じている。
【０００３】
このガスセンサは、酸素イオン導電性の固体電解質や半導電性の遷移金属酸化物を用いたもので、上述のような目的で使用されるため、出力特性の良好なセンサを製造するのに簡単な構成で手間がかからず精度のよいガスセンサの特性評価装置が要望されている。このようなガスセンサの特性評価装置の従来技術として、特開昭５３−７８８８６号公報に開示されたものがある。この従来技術は、ある周期で還元性ガスと酸化性ガスとを交互に切り換えてベースガスに供給することで、ガスセンサの特性（応答性）を評価・試験するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、ベースガスに対して還元性ガスと酸化性ガスとを交互に供給しているものの、還元性ガスの供給量と酸化性ガスの供給量とが異なる可能性がある。このようにベースガスに対して供給される還元性ガスの流量と酸化性ガスの流量が異なると、ガスセンサに供給されるガスの流速が、還元性ガスを加えたときと酸化性ガスを加えたときとで変化し、この流速変化によりガスセンサの応答性が影響を受けてしまう。このため、ガスセンサの応答性を精度良く、しかも再現性良く評価・試験することが困難であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、ガスセンサの応答性を精度良く、しかも再現性良く評価・試験できるガスセンサの特性評価装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１に係る発明は、ガスセンサに供給されるベースガスに、成分が異なる第１ガスと第２ガスとを一定の周期で交互に切り換えて供給する切換手段を備えたガスセンサの特性評価装置において、前記第１ガスを供給する第１ガス供給手段と、前記第２ガスを供給する第２ガス供給手段と、前記ベースガスに対して供給される前記第１ガスと第２ガスの流量を等しくするためにこれら両ガスの少なくとも一方に流量調整用ガスを供給する流量調整ガス供給手段とを備えることを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、ベースガスに対して第１ガスと第２ガスとが交互に同じ量供給されるため、ガスセンサに供給されるガス全体の流量が一定になる。これにより、ガスセンサに供給されるガスの流速が、第１ガスを加えたときと第２ガスを加えたときとで変化しない。すなわち、ガスセンサに供給されるガスの流速を変化させずに同ガスセンサの応答性を測定できる。したがって、ガスセンサの応答性を精度良く、しかも再現性良く評価・試験することができる。
【０００９】
また、この構成によれば、第１ガスと第２ガスの流量が等しくなるように、両ガスの少なくとも一方に供給する流量調整用ガスの流量を調整すればよい。このため、ベースガスに対して供給される第１ガスと第２ガスの流量を等しくするための調整を容易に行うことができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のガスセンサの特性評価装置において、前記流量調整用ガスを、前記第１ガスと第２ガスのうち流量の少ない方に切り換えて供給する流路切換弁を備えることを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、流量調整用ガスを、流路切換弁により第１ガスと第２ガスのうち流量の少ない方に切り換えて供給することができる。このため、第１ガスと第２ガスの流量が等しくなるように、両ガスのうち流量の少ない方に入れる流量調整用ガスの流量を調整すればよい。このため、第１ガスと第２ガスのいずれの流量が少ない時でも、ベースガスに対して交互に供給される第１ガスと第２ガスの流量を等しくするための調整を容易に行うことができる。また、流路切換弁を設けたことで流量調整ガス供給手段は１つですむので、コストを低減できる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のガスセンサの特性評価装置において、前記流量調整用ガスを、前記第１ガスと第２ガスの両方に入れ、該第１ガスと前記流量調整用ガスとの合計流量と、前記第２ガスと前記流量調整用ガスとの合計流量とを等しくすることを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、第１ガスと第２ガスの流量が等しくなるように、両ガスの両方に入れる流量調整用ガスの流量をそれぞれ調整すればよい。このため、両ガスの流量は変えずに、ベースガスに対して交互に供給される第１ガスと第２ガスの流量を等しくすることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスセンサの特性評価装置において、前記切換手段は、一定の周期で交互に開閉制御され前記ベースガスに対して前記第１ガスと第２ガスが交互に供給されるようにする一対の第１電磁弁と、前記ベースガスを前記ガスセンサに送るガス通路と連通する同ガスセンサより下流側のガス排出通路に、前記一対の第１電磁弁と同期して開閉制御され前記第１ガスと第２ガスのいずれか一方が供給されるようにする一対の第２電磁弁とを備えることを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、一対の第１電磁弁が交互に開閉されベースガスに対して第１ガスと第２ガスが交互に供給されると同時に、一対の第２電磁弁が交互に開閉され、ガス排出通路に両ガスのうちベースガスに対して供給されるガスとは異なるガスが供給される。このため、一対の電磁弁の開閉時にガス通路内に発生するガスの脈動がガス排出通路に供給されるガスにより打ち消され、ガスセンサに供給されるガスの流量変化が抑制される。したがって、ガスセンサの応答性をより安定して測定することができる。
請求項５に係る発明は、ガスセンサに供給されるベースガスに、成分が異なる第１ガスと第２ガスとを一定の周期で交互に切り換えて供給する切換手段を備えたガスセンサの特性評価装置において、前記切換手段は、一定の周期で交互に開閉制御され前記ベースガスに対して前記第１ガスと第２ガスが交互に供給されるようにする一対の第１電磁弁と、前記ベースガスを前記ガスセンサに送るガス通路と連通する同ガスセンサより下流側のガス排出通路に、前記一対の第１電磁弁と同期して開閉制御され前記第１ガスと第２ガスのいずれか一方が供給されるようにする一対の第２電磁弁とを備え、前記ベースガスに対して供給される前記第１ガスと第２ガスの流量を等しくすることを要旨とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載のガスセンサの特性評価装置において、前記一対の第２電磁弁の下流側に圧力調整弁をそれぞれ設け、該圧力調整弁により前記第１電磁弁と第２電磁弁の出口側の圧力を等しくすることを要旨とする。
【００１７】
ガスセンサ前後での配管圧損により第１電磁弁の出口側圧力は第２電磁弁の出口側圧力より高くなり、第１電磁弁側では第２電磁弁側よりもガスが流れにくくなる。これに対してこの構成によれば、圧力調整弁により第１電磁弁と第２電磁弁の出口側の圧力が等しくなり、ガス通路に供給されるガスの流量と、ガス排出通路に供給されるガスの流量とを等しくすることができる。これにより、第１電磁弁側でガスが流れやすくなる。また、ガス通路に供給されるガスの流量と、ガス排出通路に供給されるガスの流量とが等しくなることで、ガス通路内に発生するガスの脈動がガス排出通路に供給されるガスにより効果的に打ち消される。したがって、ガスセンサに供給されるガスの流量変化をより一層抑制することができる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載のガスセンサの特性評価装置において、前記第１電磁弁および第２電磁弁をそれぞれデッドボリュームの小さいインジェクタとし、該各インジェクタをガスセンサ入口側の配管に直結したことを要旨とする。
【００１９】
この構成によれば、第１電磁弁および第２電磁弁をそれぞれデッドボリュームの小さいインジェクタとし、各インジェクタを配管に直結したことで、第１ガスと第２ガスの少なくとも一方を成分の異なるガスに切り換える際に、その切換を瞬時に行うことができる。また、ガス通路に交互に供給する第１ガスと第２ガスの切換についても瞬時に切り換えることができる。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項４〜７のいずれか一項に記載のガスセンサの特性評価装置において、前記第１電磁弁および第２電磁弁各々の開閉時期を検出する開閉検出手段と、該検出手段の検出結果に基づき各電磁弁の開閉時期のばらつきを補正する補正手段とを備えることを要旨とする。
【００２１】
この構成によれば、各電磁弁の開閉時期のばらつきを、各電磁弁の駆動電圧および経時変化による応答遅れ等を考慮して補正することができる。
請求項９に係る発明は、請求項８に記載のガスセンサの特性評価装置において、前記開閉検出手段は、前記各電磁弁開弁時の駆動電流の変化から各電磁弁の開閉時期を検出することを要旨とする。
【００２２】
この構成によれば、開閉検出手段は各電磁弁開閉時の駆動電流の変化から各電磁弁の開閉時期を検出するので、各電磁弁の開閉時期のばらつきを精度良く補正することができる。
【００２３】
請求項１０に係る発明は、ガスセンサに供給されるベースガスに、成分が異なる第１ガスと第２ガスとを一定の周期で交互に切り換えて供給するガスセンサの特性評価方法において、前記ベースガスに対して交互に供給される前記第１ガスと第２ガスの流量を等しくするためにこれら両ガスの少なくとも一方に流量調整用ガスを供給することを要旨とする。
【００２４】
この構成によれば、ベースガスに対して第１ガスと第２ガスとが交互に同じ量供給されるため、ガスセンサに供給されるガス全体の流量が一定になる。これにより、ガスセンサに供給されるガスの流速が、第１ガスを加えたときと第２ガスを加えたときとで変化しない。したがって、ガスセンサの応答性を精度良く、しかも再現性良く評価・試験することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した各実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００２６】
[ 第１実施形態]
図１は、第１実施形態に係るガスセンサの特性評価装置全体のシステム構成を概略的に示している。このガスセンサの特性評価装置は、還元性ガス供給部１と、ベースガス供給部２と、酸化性ガス供給部３と、流量調整ガス供給部４と、ガス切換装置５と、測定装置６とを備えている。
【００２７】
還元性ガス供給部１は、Ｈ２ガス、Ｃ３Ｈ８ガスおよびＣＯガスが所定の比率で混合された第１ガスとしての還元性ガスを個別に所定の流量で供給する。この還元性ガス供給部１には、Ｈ２ガス、Ｃ３Ｈ８ガスおよびＣＯガスがそれぞれ充填された３つのガスボンベ（図示略）と、各ガスボンベから供給される各ガスの質量流量を適正に調整する３つのマスフロー・コントローラ１１とが設けられている。そして、還元性ガス供給部１は配管９に接続されており、同供給部１から配管９に還元性ガスが供給される。
【００２８】
ベースガス供給部２は、Ｎ２ガスを主成分とするベースガスを個別に所定の流量で供給する。このベースガス供給部２には、Ｎ２ガスが充填されたガスボンベ（図示略）と、Ｎ２ガスの質量流量を適正に調整するマスフロー・コントローラ２１とが設けられている。そして、ベースガス供給部２は配管７に接続されており、同供給部２から配管７にベースガスが供給される。
【００２９】
酸化性ガス供給部３は、第２ガスとしての酸化性ガス（Ｏ２ガス）を個別に所定の流量で供給する。この酸化性ガス供給部３には、Ｏ２ガスが充填されたガスボンベ（図示略）と、同ガスの質量流量を適正に調整するマスフロー・コントローラ３１とが設けられている。
【００３０】
流量調整ガス供給部４は、酸化性ガス供給部３から供給される酸化性ガスに加える流量調整用ガスとしてのＮ２ガスを供給する。この流量調整ガス供給部４には、Ｎ２ガスが充填されたガスボンベ（図示略）と、マスフロー・コントローラ４１とが設けられている。同コントローラ４１の下流側は、配管を介してマスフロー・コントローラ３１の下流側に接続されている。酸化性ガスとＮ２ガスとが所定の比率で混合されかつこれら両ガスの合計流量（酸化性ガスの流量）が還元性ガスの流量と等しくなるように、酸化性ガスとＮ２ガスの質量流量がマスフロー・コントローラ３１，４１により適正に調整されるようになっている。そして、酸化性ガス（Ｏ２ガス）にＮ２ガスを加えた酸化性ガスが配管１０に供給される。
【００３１】
測定装置６は、ベースガス供給部２からのベースガスが供給される配管７内にガス検出部を設けたガスセンサ６１と、同ガスセンサ６１の出力を測定する計測部６２とを備えている。そして、ベースガス供給部２から供給されるベースガスは、配管７（ガス通路）内を通ってガスセンサ６１のガス検出部に供給され、さらに同ガスセンサ６１の下流側に接続された排出管（ガス排出通路）８内を通って排出されるようになっている。
【００３２】
このガスセンサ６１は、主としてジルコニア（ＺｒＯ２）等の酸素イオン導電性の固定電解質或いはチタニア（ＴｉＯ２）等の半導電性の金属酸化物からなるガス検出部を有する。このガスセンサ６１は、ガス中の酸素濃度を感知して、例えば理論空燃比を境にして急激に出力が変化するものである。例えば、ガスセンサ６１は、ガス検出部にジルコニア管を用いた場合、ガス中の酸素濃度が理論空燃比より薄いとき、すなわち供給されるガスの雰囲気が還元性のときには、８００〜１０００ｍｖ（０．８〜１Ｖ）の起電力を発生する。また、このガスセンサ６１は、ガス中の酸素濃度が理論空燃比より濃いとき、すなわち供給されるガスの雰囲気が酸化性のときには、２００〜０ｍｖ（０．２〜０Ｖ）の起電力を発生する。
【００３３】
なお、本実施形態に係るガスセンサの特性評価装置には、図示を省略してあるが、ガスセンサ６１のガス検出部を加熱する電気式加熱炉が設けられている。そして、電気式加熱炉の通電を制御して、ガスセンサ６１の温度がほぼ一定に保たれるようになっている。
【００３４】
ガス切換装置５は、２つの第１電磁弁５１，５２と、２つの第２電磁弁５４，５５と、これらの電磁弁の開閉を制御する制御回路５３とを備えている。これらの電磁弁５１，５２，５４，５５と制御回路５３とにより切換手段が構成されている。
【００３５】
電磁弁５１の入口側は、還元性ガス供給部１からの還元性ガスが供給される配管９に接続されており、その出口側は配管９ａを介して配管７にガスセンサ６１より上流側で接続されている。電磁弁５２の入口側は、酸化性ガス供給部３からの酸化性ガスが供給される配管１０に接続されており、その出口側は配管１０ａを介して配管７にガスセンサ６１より上流側で接続されている。電磁弁５４の入口側は配管９に接続されており、その出口側は配管９ｂを介して排出管８に接続されている。そして、電磁弁５５の入口側は配管１０に接続されており、その出口側は配管１０ｂを介して排出管８に接続されている。
【００３６】
これらの電磁弁５１，５２，５４，５５は同じ構成のものであり、各電磁弁の構成を第１電磁弁５１を代表して図２に基づき説明する。第１電磁弁５１は、常閉型の電磁弁であり、制御回路５３から所定電圧の駆動信号（図４に示す制御回路出力）がソレノイド５１ａに印加されると、弁体５１ｂがばね５１ｃの付勢力に抗して全閉位置から全開位置へ変位し、上流側の流路と下流側の流路とを連通させるようになっている。そして、第１電磁弁５１は、ソレノイド５１ａに駆動信号が印加されている間、弁体５１ｂが全開位置に保持されるようになっている。
【００３７】
そして、制御回路５３は、４つの電磁弁５１，５２，５４，５５を図３に示すパターンで開閉制御するようになっている。すなわち、制御回路５３は、電磁弁５１，５５を同時に開閉させるとともに、電磁弁５２，５４を同時に開閉させるようになっている。電磁弁５１が開弁するのと同期して電磁弁５５が開弁することで、還元性ガスが配管９，９ａ内を通って配管７に供給され、ベースガスに加えられ始めると同時に、酸化性ガスが配管１０，１０ｂを通って排出管８に供給され始める。一方、電磁弁５２が開弁するのと同期して電磁弁５４が開弁することで、酸化性ガスが配管１０，配管１０ａ内を通って配管７に供給され、ベースガスに加えられ始めると同時に、還元性ガスが配管９，配管９ｂを通って排出管８に供給され始める。
【００３８】
そして、本実施形態に係るガスセンサの特性評価装置では、上述したように還元性ガス供給部１から配管９には、Ｈ２ガス、Ｃ３Ｈ８ガスおよびＣＯガスが所定の比率で混合された還元性ガスが所定の流量（個々のガスの合計流量）で供給される。一方、配管１０には、酸化性ガス供給部３から供給される酸化性ガス（Ｏ２ガス）と、流量調整ガス供給部４から供給されるＮ２ガスとが所定の比率で混合されかつこれら両ガスの合計流量が還元性ガスの流量と等しくなるように調整された酸化性ガスが供給される。
【００３９】
また、制御回路５３により第１電磁弁５１，５５と第２電磁弁５２，５４を一定の周期で交互に開閉することにより、配管７内を通ってガスセンサ６１のガス検出部に供給されるベースガスに対して、流量の等しい還元性ガスと酸化性ガス（Ｏ２ガスとＮ２ガスの混合ガス）とが交互に供給される。ここにいう「一定の周期」とは、０．１〜１０Ｈｚ程度の周波数に相当する周期であり、例えば本例では５秒の周期である。
【００４０】
こうして電磁弁５１，５５が開いて還元性ガスがベースガスに供給されると、ガスセンサ６１のガス検出部には還元性雰囲気のガスが供給されるので、ガスセンサ６１は８００〜１０００ｍｖの起電力を発生する。一方、電磁弁５２，５４が開いて酸化性ガスがベースガスに供給されると、ガスセンサ６１のガス検出部には酸化性雰囲気のガスが供給されるので、同ガスセンサ６１は、２００〜０ｍｖの起電力を発生する。
【００４１】
このことを図４に基づいて説明する。
ｔ０時点に、矢印Ａで示す制御回路５３の出力を変化させて電磁弁５１，５５を開くと、上記還元性ガスが配管９，９ａ内を通って配管７内のベースガスに供給され、還元性雰囲気のガスがガスセンサ６１のガス検出部に供給される。これにより、矢印Ｂで示すガスセンサ６１の出力がｔ１時点から急上昇する。ｔ０時点からｔ１時点までの時間は、電磁弁５１，５５が開いてから還元性ガスがガスセンサ６１のガス検出部に供給されるまでのガス輸送遅れ時間である。また、酸化性ガスから還元性ガスに切り換えたときのガスセンサ６１の応答時間は、出力が上昇し始めるｔ１時点から同出力が１０００ｍｖの６３％である６３０ｍｖに達するｔ２時点までの時間である。この応答時間は、ほぼ２００〜２５０ｍｓである。
【００４２】
また、ｔ３時点で、制御回路５３の出力を変化させて電磁弁５１，５５を閉じて電磁弁５２，５４を開くと、酸化性ガス（Ｏ２ガス、Ｎ２ガス）が配管１０，１０ｂ内を通って配管７内のベースガスに供給され、ガスセンサ６１の出力がｔ４時点から急低下する。ｔ３時点からｔ４時点までの時間は、電磁弁５２，５４が開いてから酸化性ガスがガスセンサ６１のガス検出部に供給されるまでのガス輸送遅れ時間である。また、還元性ガスから酸化性ガスに切り換えた時のガスセンサ６１の応答時間は、出力が低下し始めるｔ４時点から同出力が１０００ｍｖの３７％の３７０ｍｖに達するｔ５時点までの時間である。この応答時間は、ほぼ２００〜２５０ｍｓである。
【００４３】
ガスセンサ６１の上記応答時間（ｔ１時点からｔ２時点までの時間およびｔ４時点からｔ５時点までの時間）を計測部６２によりそれぞれ測定することにより、同ガスセンサ６１の応答性（応答時間）の良否を判別し、評価することができる。
【００４４】
以上のように構成された上記第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（イ）ベースガスに対して一定の周期で交互に供給される還元性ガスと酸化性ガスの流量を等しくしたので、ガスセンサ６１に供給されるガス全体の流量が一定になる。これにより、ガスセンサ６１のガス検出部に供給されるガスの流速が、還元性ガスを加えたときと酸化性ガスを加えたときとで変化しない。すなわち、ガスセンサ６１に供給されるガスの流速を変化させずに同ガスセンサの応答性を測定できる。したがって、ガスセンサの応答性を上記従来技術のようにガス流速の変化による影響を受けずに測定でき、ガスセンサの応答性を精度良く、しかも再現性良く評価・試験することができる。
【００４５】
（ロ）還元性ガス供給部１から供給される還元性ガスの流量を一定にしておき、酸化性ガス供給部３から供給されるＯ２ガスに加えるＮ２ガスの質量流量を流量調整ガス供給部４のマスフロー・コントローラ４１で調整する。或いは、Ｏ２ガスとＮ２ガスの合計流量（酸化性ガスの流量）が還元性ガスの流量と等しくなるように、Ｏ２ガスとＮ２ガスの質量流量をマスフロー・コントローラ３１，４１により調整する。
【００４６】
このように還元性ガスの流量を一定とし、Ｏ２ガスとＮ２ガスの合計流量（酸化性ガスの流量）が還元性ガスの流量と等しくなるように調整すればよい。こうして流量調整ガス供給部４を設けたことで、ベースガスに対して供給される還元性ガスと酸化性ガスの流量を等しくするための調整を容易に行うことができる。
【００４７】
（ハ）電磁弁５１，５５が同時に開弁すると、還元性ガスが配管９，９ａ内を通って配管７内のベースガスに供給され始めると同時に、酸化性ガスが配管１０，１０ｂ内を通って排出管８にも供給され始める。これにより、電磁弁５１の開弁時に配管７内に発生するガスの脈動が排出管８に供給される還元性ガスにより打ち消され、ガスセンサ６１に供給されるガスの流量変化が抑制され、ガスセンサ６１の応答性をより安定して測定することができる。同様に、電磁弁５２，５４が同時に開弁すると、酸化性ガスが配管１０，１０ａ内を通って配管７内のベースガスに供給され始めると同時に、還元性ガスが配管９，９ｂ内を通って排出管８にも供給され始める。これにより、電磁弁５２の開弁時に配管７内に発生するガスの脈動が排出管８に供給される還元性ガスにより打ち消され、ガスセンサ６１に供給されるガスの流量変化が抑制され、ガスセンサ６１の応答性をより安定して測定することができる。
【００４８】
[ 第２実施形態]
図５は、第２実施形態に係るガスセンサの特性評価装置全体のシステム構成を概略的に示している。本実施形態は、図１に示す上記第１実施形態において、流量調整用ガスを還元性ガスと酸化性ガスの両方に入れ、還元性ガスと流量調整用ガスとの合計流量と、酸化性ガスと流量調整用ガスとの合計流量とを等しくするように構成したものである。そのために、流量調整ガス供給部４と同様の流量調整ガス供給部４´を還元性ガス供給部１にも設けてある。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００４９】
この第２実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（ニ）還元性ガスと流量調整用ガスとの合計流量と、酸化性ガスと流量調整用ガスとの合計流量とが等しくなるように、還元性ガスと酸化性ガスの両方に入れる流量調整用ガスの流量をそれぞれ調整すればよい。このため、還元性ガスと酸化性ガスの流量は変えずに、ベースガスに対して交互に供給されう還元性ガスと酸化性ガスの流量を等しくすることができる。
【００５０】
[ 第３実施形態]
図６は、第３実施形態に係るガスセンサの特性評価装置全体のシステム構成を概略的に示している。本実施形態は、図１に示す第１実施形態において、流量調整用ガスを、還元性ガスと酸化性ガスのうち流量の少ない方に切り換えて供給する１つの流路切換弁５６を設けたものである。この流路切換弁５６は、流量調整ガス供給部４から供給される流量調整用ガスを配管１０に管１４を介して供給する第１位置と、流量調整用ガスを配管９に配管１３を介して供給する第２位置との間で切り換えられるようになっている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００５１】
この第３実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（ホ）流量調整用ガスを、流路切換弁５６により還元性ガスと酸化性ガスのうち流量の少ない方に切り換えて供給することができる。このため、還元性ガスと酸化性ガスのいずれの流量が少ない時でも、ベースガスに対して交互に供給される還元性ガスと酸化性ガスの流量を等しくするための調整を容易に行うことができる。
【００５２】
[ 第４実施形態]
図７は、第４実施形態に係るガスセンサの特性評価装置全体のシステム構成を概略的に示している。本実施形態は、図６に示す第３実施形態において、第２電磁弁５４，５５の下流側に圧力調整弁５７，５８をそれぞれ設け、該圧力調整弁により第１電磁弁５１，５２と第２電磁弁５４，５５の出口側の圧力を等しくするように構成したものである。その他の構成は、第３実施形態と同様である。
【００５３】
この第４実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（ヘ）圧力調整弁５７，５８がないと、ガスセンサ６１前後での配管圧損により第１電磁弁の出口側圧力は第２電磁弁の出口側圧力より高くなり、第１電磁弁側では第２電磁弁側よりもガスが流れにくくなる。このような不具合を解消するために、圧力調整弁５７，５８が第２電磁弁５４，５５の下流側にそれぞれ設けられている。このため、第１電磁弁５１，５２と第２電磁弁５４，５５の出口側圧力が等しくなり、配管７（ガス通路）に供給されるガスの流量と、排出管８（ガス排出通路）に供給されるガスの流量とを等しくすることができる。これにより、第１電磁弁５１，５２側でガスが流れやすくなる。
【００５４】
また、配管７に供給されるガスの流量と排出管８に供給されるガスの流量とが等しくなることで、配管７内に発生するガスの脈動が排出管８に供給されるガスにより効果的に打ち消される。したがって、ガスセンサ６１に供給されるガスの流量変化をより一層抑制することができる。
【００５５】
[ 第５実施形態]
図８は、第５実施形態に係るガスセンサの特性評価装置全体のシステム構成を概略的に示している。本実施形態は、図７に示す第４実施形態において、上記各電磁弁５１，５２，５４，５５に代えて、デッドボリュームの小さい第１インジェクタ７１，７２と第２インジェクタ７４，７５を用いたものである。さらに、第１インジェクタ７１，７２は、ガスセンサ６１入口側の配管７に直結されている。その他の構成は第４実施形態と同様である。
【００５６】
これらのインジェクタ７１，７２，７４，７５は同じ構成のものであり、各インジェクタの構成を第１インジェクタ７１を代表して図９に基づき説明する。
第１インジェクタ７１は電磁弁を有し、この電磁弁のソレノイドに制御回路５３から駆動パルス（駆動信号）を与えると、内部の作動ピストンが上昇して針弁７１ａがリフトし、ノズル先端の噴孔が開き、ガス（このインジェクタでは還元性ガス）が配管７に噴射される。
【００５７】
この第５実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（ト）上記電磁弁５１，５２，５４，５５に代えてデッドボリュームの小さい第１インジェクタ７１，７２，７４，７５を用い、インジェクタ７１，７２をガスセンサ入口側の配管７に直結してある。これにより、還元性ガスと酸化性ガスの少なくとも一方を成分の異なるガスに切り換える際に、その切換を瞬時に行うことができる。また、配管７（ガス通路）に交互に供給する還元性ガスと酸化性ガスの切換についても瞬時に切り換えることができる。
【００５８】
[ 変形例]
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、流量調整ガス供給部４は、酸化性ガス供給部３から供給される酸化性ガス（Ｏ２ガス）に流量調整用ガスとしてのＮ２ガスを供給するように構成されているが、本発明はこの構成に限定されない。すなわち、流量調整ガス供給部４は、還元性ガス供給部１から供給される還元性ガスにＮ２ガスを供給するように構成してもよい。この場合、流量調整ガス供給部４は、還元性ガス供給部１から供給される還元性ガスとＮ２ガスとが所定の比率で混合されかつ還元性ガスとＮ２ガスとの合計流量が酸化性ガスの流量と一致するように、マスフロー・コントローラ１１，４１により質量流量が適正に調整される。
【００５９】
・上記各実施形態では、ベースガス供給部２はＮ２ガスを主成分とするベースガスを供給するように構成されているが、同ガスとして、空気とＮ２ガスの混合ガス、空気とＯ２ガスの混合ガス、或いは他の混合ガスを使用してもよい。また、ベースガス供給部２を特別に設けずに、上記還元性ガス（Ｈ２ガス、Ｃ３Ｈ８ガスおよびＣＯガスの混合ガス）或いは酸化性ガス（Ｏ２ガスとＮ２ガスの混合ガス）をベースガスとして用いてもよい。
【００６０】
・上記第１実施形態において、第１電磁弁５１，５２の上流側に圧力調整弁を設けてラインの背圧（同調整弁より下流側の配管７内の圧力）を一定にするように構成してもよい。この構成により、ガスセンサ６１の応答性をより安定して測定することができる。同様に、上記第２実施形態においても、電磁弁５１，５２の上流側及び電磁弁５４，５５の上流側に圧力調整弁をそれぞれ設けてラインの背圧を一定にするように構成してもよい。この場合にも、ガスセンサ６１の応答性をより安定して測定することができる。
【００６１】
・上記第１〜第４実施形態における各電磁弁５１，５２，５４，５５の開閉タイミングは、各電磁弁の応答遅れを考慮して設定するのが好ましい。この場合、各電磁弁の駆動電圧および経時変化による応答遅れや経時変化によるラインの背圧の変化等を考慮して各電磁弁の開閉タイミングを補正する。
【００６２】
この補正方法の具体例としては、例えば、各電磁弁の駆動電圧、経過時間をモニタしておき、駆動電圧に対する応答性（駆動電圧の低下に応じた開弁時間の遅れ）や、経過時間に対する応答性（時間の経過に応じた開弁時間の遅れ）等のデータをマップ化して記憶しておく。このマップを参照し、各電磁弁の開閉タイミングに補正をかけることで、常に安定してガスセンサ６１の応答性を測定することができる。駆動電圧としては、同電圧が変化しても各電磁弁の応答遅れの変化量が少なくなるような電圧を選ぶのが良い。
【００６３】
・上記補正方法の別の例としては、各電磁弁の駆動電流、駆動電圧をモニタし、各電磁弁の開閉タイミングをフィードバック制御することで、常に安定してガスセンサ６１の応答性を測定することができる。
【００６４】
例えば、各電磁弁の弁体５１ｂ（図２参照）があ全開位置までフルリフトした瞬間に、磁気回路の磁束密度が急変するために、駆動電流波形が落ち込む。したがって、その駆動電流をモニタし、同電流が落ち込む時点を検出することで、各電磁弁の開弁時期を検出することができる。この検出結果に基づき各電磁弁の開閉時期のばらつきを補正することができる。
【００６５】
ここで、各電磁弁の開閉時期を各電磁弁開弁時の駆動電流の変化から検出する開閉検出手段と、該検出手段の検出結果に基づき各電磁弁の開閉時期のばらつきを補正する補正手段とは、制御回路５３により構成される。
【００６６】
こうして各電磁弁の駆動電流、駆動電圧をモニタすれば、各電磁弁の固体差を吸収することができ、より安定してガスセンサ６１の応答性を測定できるが、代表的な電磁弁のみをモニタして上記フィードバック制御を行うようにしてもよい。
・各電磁弁の開弁時期を検出するのに上記方法ではなく、ギャップセンサを用いて検出するようにしてもよい。或いは、上記ラインの背圧をモニタし、この背圧に基づいて上記フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００６７】
・各電磁弁の開閉タイミングを上述したようにモニタしていれば、ライン（例えば配管７）の経時変化具合もモニタすることができ、これによりラインの劣化判定を行うことができ、メンテナンスを行う上で有利な情報が得られる。
・ガスとしてＮＯ２，ＮＨ３，ＳＯ２等の腐食性ガスを使用する場合にはラインの経時変化が早いため、実験前後でラインをＮ２ガスでパージする制御を行うとよい。これにより、ライン、各電磁弁、各マスフロー・コントローラ等の経時変化を抑制することができ。
・上記各実施形態では、ベースガスに対して供給される還元性ガスと酸化性ガスの流量を等しくするようにしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガスセンサのリーン領域での応答性を評価する場合、上記還元性ガスと酸化性ガスに代えて、Ｏ２濃度の異なる２種類の酸化性ガスを用い、該両酸化性ガスの流量を等しくするようにしてもよい。或いは、ガスセンサ６１のリッチ領域での応答性を評価する場合、上記還元性ガスと酸化性ガスに代えて、例えば、Ｈ２ガス、Ｃ３Ｈ８ガスおよびＣＯガスの混合比の異なる２種類の還元性ガスを用い、該両還元性ガスの流量を等しくするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るガスセンサの特性評価装置全体のシステム構成を概略的に示すブロック図。
【図２】同実施形態で用いる電磁弁を示す概略構成図。
【図３】同電磁弁の開閉タイミングを示す波形図。
【図４】同実施形態における制御回路の出力とガスセンサの出力とを示すグラフ。
【図５】第２実施形態のシステム構成を概略的に示すブロック図。
【図６】第３実施形態のシステム構成を概略的に示すブロック図。
【図７】第４実施形態のシステム構成を概略的に示すブロック図。
【図８】第５実施形態のシステム構成を概略的に示すブロック図。
【図９】第５実施形態で用いるインジェクタを示す概略構成図。
【符号の説明】
１…第１ガス供給手段としての還元性ガス供給部、２…ベースガス供給部、３…第２ガス供給手段としての酸化性ガス供給部、４，４´…流量調整ガス供給手段としての流量調整ガス供給部、５…切換手段としてのガス切換装置、６…測定装置、７…ガス通路としての配管、８…ガス排出通路としての排出管、５１，５２，５４，５５…電磁弁、５６…流路切換弁、５７，５８…圧力調整弁、６１…ガスセンサ、７１，７２，７４，７５…インジェクタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for evaluating / testing the characteristics of a gas sensor, and more particularly to an apparatus and a method for evaluating characteristics of a gas sensor used for quality inspection of a product on a production line of the gas sensor.
[0002]
[Prior art]
When a three-way catalyst for purifying exhaust gas is used as an exhaust gas countermeasure for an internal combustion engine, for example, it is necessary to maintain the air-fuel ratio of the air-fuel mixture at an appropriate value in order to make this catalyst perform its maximum function. However, in a carburetor or fuel injection device in an internal combustion engine such as ordinary gasoline or LP gas, the air-fuel ratio actually varies greatly due to various factors even if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made constant. Therefore, in order to keep the air-fuel ratio constant, it is necessary to detect the actual air-fuel ratio from the exhaust gas component by the gas sensor and feed back the signal to the carburetor and the fuel injection device.
[0003]
This gas sensor uses an oxygen ion conductive solid electrolyte or a semiconductive transition metal oxide. Since this gas sensor is used for the above-mentioned purpose, it is easy to manufacture a sensor with good output characteristics. There is a demand for a gas sensor characteristic evaluation apparatus that has a simple structure and is accurate. As a prior art of such a gas sensor characteristic evaluation apparatus, there is one disclosed in JP-A-53-78886. This prior art evaluates and tests the characteristics (responsiveness) of a gas sensor by alternately switching a reducing gas and an oxidizing gas to a base gas in a certain cycle.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, although the reducing gas and the oxidizing gas are alternately supplied to the base gas, the reducing gas supply amount and the oxidizing gas supply amount may be different. Thus, when the flow rate of the reducing gas supplied to the base gas and the flow rate of the oxidizing gas are different, the flow rate of the gas supplied to the gas sensor is the same as when the reducing gas was added and when the oxidizing gas was added. The responsiveness of the gas sensor is affected by this change in flow velocity. For this reason, it has been difficult to evaluate and test the responsiveness of the gas sensor with high accuracy and reproducibility.
[0005]
The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a gas sensor characteristic evaluation apparatus that can accurately evaluate and test the responsiveness of the gas sensor with good reproducibility. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
  According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas sensor characteristic evaluation apparatus including a switching unit that alternately supplies a first gas and a second gas having different components to a base gas supplied to the gas sensor at regular intervals. ,A first gas supply means for supplying the first gas; a second gas supply means for supplying the second gas;The flow rates of the first gas and the second gas supplied to the base gas are made equal.Therefore, a flow rate adjusting gas supply means for supplying a flow rate adjusting gas to at least one of these two gasesThis is the gist.
[0007]
According to this configuration, since the same amount of the first gas and the second gas is alternately supplied to the base gas, the flow rate of the entire gas supplied to the gas sensor is constant. Thereby, the flow velocity of the gas supplied to the gas sensor does not change between when the first gas is added and when the second gas is added. That is, the responsiveness of the gas sensor can be measured without changing the flow rate of the gas supplied to the gas sensor. Therefore, it is possible to evaluate and test the responsiveness of the gas sensor with high accuracy and reproducibility.
[0009]
  Also,According to this configuration, the flow rate of the flow rate adjusting gas supplied to at least one of the two gases may be adjusted so that the flow rates of the first gas and the second gas are equal. For this reason, the adjustment for equalizing the flow rates of the first gas and the second gas supplied to the base gas can be easily performed.
[0010]
  Claim2The invention according to claim1The gas sensor characteristic evaluation apparatus according to claim 1, further comprising a flow path switching valve that supplies the flow rate adjusting gas by switching to one of the first gas and the second gas having the smaller flow rate.
[0011]
According to this configuration, the flow rate adjusting gas can be switched and supplied to the one having the smaller flow rate between the first gas and the second gas by the flow path switching valve. For this reason, what is necessary is just to adjust the flow volume of the gas for flow adjustment put into the one with the smaller flow volume of both gas so that the flow volume of 1st gas and 2nd gas may become equal. For this reason, even when the flow rate of either the first gas or the second gas is small, it is possible to easily perform adjustment for equalizing the flow rates of the first gas and the second gas supplied alternately to the base gas. it can. Moreover, since the flow rate switching gas supply means is only required by providing the flow path switching valve, the cost can be reduced.
[0012]
  Claim3The invention according to claim1In the gas sensor characteristic evaluation apparatus according to claim 1, the flow rate adjusting gas is put into both the first gas and the second gas, the total flow rate of the first gas and the flow rate adjusting gas,SecondThe gist is to make the total flow rate of the gas and the flow rate adjusting gas equal.
[0013]
According to this configuration, it is only necessary to adjust the flow rate of the flow rate adjusting gas put into both the gas so that the flow rates of the first gas and the second gas become equal. Therefore, the flow rates of the first gas and the second gas supplied alternately to the base gas can be made equal without changing the flow rates of both gases.
[0014]
  Claim4The invention according to claim 1 to claim 13In the gas sensor characteristic evaluation device according to any one of the above, the switching means is alternately controlled to open and close at a constant cycle so that the first gas and the second gas are alternately supplied to the base gas. A pair of first solenoid valves and a gas discharge passage downstream of the gas sensor communicating with the gas passage for sending the base gas to the gas sensor, the opening and closing of which are controlled in synchronization with the pair of first solenoid valves. The gist of the invention is to provide a pair of second solenoid valves for supplying one of the first gas and the second gas.
[0015]
  According to this configuration, the pair of first electromagnetic valves are alternately opened and closed, and the first gas and the second gas are alternately supplied to the base gas. At the same time, the pair of second electromagnetic valves are alternately opened and closed. A gas different from the gas supplied to the base gas is supplied to the gas discharge passage. For this reason, the pulsation of the gas generated in the gas passage when the pair of solenoid valves is opened and closed is canceled by the gas supplied to the gas discharge passage, and the change in the flow rate of the gas supplied to the gas sensor is suppressed. Therefore, the responsiveness of the gas sensor can be measured more stably.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a gas sensor characteristic evaluation apparatus comprising switching means for alternately supplying a first gas and a second gas having different components to a base gas supplied to the gas sensor at regular intervals. The switching means is a pair of first solenoid valves that are alternately controlled to open and close at regular intervals so that the first gas and the second gas are alternately supplied to the base gas, and the base gas. One of the first gas and the second gas is supplied to a gas discharge passage downstream of the gas sensor communicating with the gas passage to be sent to the gas sensor in synchronization with the pair of first electromagnetic valves. The gist is to provide a pair of second electromagnetic valves to make the flow rates of the first gas and the second gas supplied to the base gas equal.
[0016]
  The invention according to claim 6 is the claim4 or5. The gas sensor characteristic evaluation apparatus according to claim 5, wherein a pressure regulating valve is provided on the downstream side of the pair of second solenoid valves, and the pressure regulating valves are used to control the pressure on the outlet side of the first solenoid valve and the second solenoid valve. The gist is to make them equal.
[0017]
Due to the pipe pressure loss before and after the gas sensor, the outlet side pressure of the first solenoid valve becomes higher than the outlet side pressure of the second solenoid valve, and the gas is less likely to flow on the first solenoid valve side than on the second solenoid valve side. On the other hand, according to this configuration, the pressure adjusting valve makes the pressure on the outlet side of the first solenoid valve and the second solenoid valve equal, and the gas flow rate supplied to the gas passage and the gas discharge passage are supplied. The gas flow rate can be made equal. Thereby, gas becomes easy to flow on the 1st solenoid valve side. Further, since the flow rate of the gas supplied to the gas passage is equal to the flow rate of the gas supplied to the gas discharge passage, the pulsation of the gas generated in the gas passage is more effective due to the gas supplied to the gas discharge passage. Will be countered. Therefore, a change in the flow rate of the gas supplied to the gas sensor can be further suppressed.
[0018]
  The invention according to claim 7 is the claim4 ~6Any one ofIn the gas sensor characteristic evaluation apparatus described in (1), the first electromagnetic valve and the second electromagnetic valve are respectively injectors having a small dead volume, and the injectors are directly connected to piping on the gas sensor inlet side.
[0019]
According to this configuration, each of the first solenoid valve and the second solenoid valve is an injector having a small dead volume, and each injector is directly connected to the pipe, whereby at least one of the first gas and the second gas is changed to a gas having a different component. When switching, the switching can be performed instantaneously. Further, the first gas and the second gas supplied alternately to the gas passage can be switched instantaneously.
[0020]
  The invention according to claim 8 is the claim48. The gas sensor characteristic evaluation apparatus according to any one of claims 7 to 7, wherein an open / close detection means for detecting an open / close timing of each of the first electromagnetic valve and the second electromagnetic valve, and each electromagnetic valve based on a detection result of the detection means And a correcting means for correcting the variation in the opening / closing timing.
[0021]
According to this configuration, variation in the opening / closing timing of each solenoid valve can be corrected in consideration of the drive voltage of each solenoid valve, a response delay due to changes over time, and the like.
According to a ninth aspect of the present invention, in the gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the eighth aspect, the open / close detecting means detects the open / close timing of each electromagnetic valve from a change in driving current when the electromagnetic valve is opened. Is the gist.
[0022]
According to this configuration, the opening / closing detection means detects the opening / closing timing of each solenoid valve from the change in the drive current when each solenoid valve is opened / closed, so that the variation in the opening / closing timing of each solenoid valve can be accurately corrected.
[0023]
  According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a gas sensor characteristic evaluation method in which a first gas and a second gas having different components are alternately switched and supplied to a base gas supplied to a gas sensor at a constant cycle. In contrast, the flow rates of the first gas and the second gas supplied alternately are made equal.For this purpose, a gas for adjusting the flow rate is supplied to at least one of these two gases.This is the gist.
[0024]
According to this configuration, since the same amount of the first gas and the second gas is alternately supplied to the base gas, the flow rate of the entire gas supplied to the gas sensor is constant. Thereby, the flow velocity of the gas supplied to the gas sensor does not change between when the first gas is added and when the second gas is added. Therefore, it is possible to evaluate and test the responsiveness of the gas sensor with high accuracy and reproducibility.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of each embodiment, similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0026]
[First embodiment]
FIG. 1 schematically shows a system configuration of the entire gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the first embodiment. The gas sensor characteristic evaluation apparatus includes a reducing gas supply unit 1, a base gas supply unit 2, an oxidizing gas supply unit 3, a flow rate adjusting gas supply unit 4, a gas switching device 5, and a measuring device 6. I have.
[0027]
The reducing gas supply unit 1 individually supplies a reducing gas as a first gas in which H2 gas, C3H8 gas, and CO gas are mixed at a predetermined ratio at a predetermined flow rate. The reducing gas supply unit 1 includes three gas cylinders (not shown) filled with H 2 gas, C 3 H 8 gas, and CO gas, and three gas flow rates that are appropriately adjusted from the gas cylinders. A mass flow controller 11 is provided. The reducing gas supply unit 1 is connected to the pipe 9, and the reducing gas is supplied from the supply unit 1 to the pipe 9.
[0028]
The base gas supply unit 2 individually supplies a base gas mainly composed of N2 gas at a predetermined flow rate. The base gas supply unit 2 is provided with a gas cylinder (not shown) filled with N 2 gas and a mass flow controller 21 for appropriately adjusting the mass flow rate of the N 2 gas. The base gas supply unit 2 is connected to the pipe 7, and the base gas is supplied from the supply unit 2 to the pipe 7.
[0029]
The oxidizing gas supply unit 3 supplies an oxidizing gas (O2 gas) as the second gas individually at a predetermined flow rate. The oxidizing gas supply unit 3 is provided with a gas cylinder (not shown) filled with O 2 gas and a mass flow controller 31 that appropriately adjusts the mass flow rate of the gas.
[0030]
The flow rate adjusting gas supply unit 4 supplies N 2 gas as a flow rate adjusting gas to be added to the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas supply unit 3. The flow rate adjusting gas supply unit 4 is provided with a gas cylinder (not shown) filled with N 2 gas and a mass flow controller 41. The downstream side of the controller 41 is connected to the downstream side of the mass flow controller 31 via a pipe. The mass flow rate of the oxidizing gas and the N2 gas is such that the oxidizing gas and the N2 gas are mixed at a predetermined ratio and the total flow rate of these gases (the flow rate of the oxidizing gas) is equal to the flow rate of the reducing gas. The mass flow controllers 31 and 41 are adjusted appropriately. Then, an oxidizing gas obtained by adding N 2 gas to oxidizing gas (O 2 gas) is supplied to the pipe 10.
[0031]
The measuring device 6 includes a gas sensor 61 provided with a gas detection unit in a pipe 7 to which the base gas from the base gas supply unit 2 is supplied, and a measurement unit 62 that measures the output of the gas sensor 61. Then, the base gas supplied from the base gas supply unit 2 is supplied to the gas detection unit of the gas sensor 61 through the pipe 7 (gas passage) and further connected to the downstream side of the gas sensor 61 (gas The discharge passage) 8 is discharged through.
[0032]
The gas sensor 61 has a gas detection unit mainly made of an oxygen ion conductive fixed electrolyte such as zirconia (ZrO2) or a semiconductive metal oxide such as titania (TiO2). The gas sensor 61 senses the oxygen concentration in the gas and, for example, the output changes abruptly at the theoretical air-fuel ratio. For example, when the gas sensor 61 uses a zirconia tube for the gas detection unit, when the oxygen concentration in the gas is lower than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, when the atmosphere of the supplied gas is reducible, it is 800 to 1000 mv (0.8 ~ 1V) is generated. The gas sensor 61 generates an electromotive force of 200 to 0 mv (0.2 to 0 V) when the oxygen concentration in the gas is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, when the atmosphere of the supplied gas is oxidizing.
[0033]
Note that the gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the present embodiment is provided with an electric heating furnace that heats the gas detection unit of the gas sensor 61, although not shown. The energization of the electric heating furnace is controlled to keep the temperature of the gas sensor 61 substantially constant.
[0034]
The gas switching device 5 includes two first electromagnetic valves 51 and 52, two second electromagnetic valves 54 and 55, and a control circuit 53 that controls opening and closing of these electromagnetic valves. These electromagnetic valves 51, 52, 54, 55 and the control circuit 53 constitute a switching means.
[0035]
The inlet side of the solenoid valve 51 is connected to a pipe 9 to which reducing gas from the reducing gas supply unit 1 is supplied, and the outlet side of the solenoid valve 51 is connected to the pipe 7 upstream of the gas sensor 61 via a pipe 9a. Has been. The inlet side of the solenoid valve 52 is connected to the pipe 10 to which the oxidizing gas from the oxidizing gas supply unit 3 is supplied, and the outlet side of the solenoid valve 52 is connected to the pipe 7 upstream of the gas sensor 61 via the pipe 10a. Has been. The inlet side of the solenoid valve 54 is connected to the pipe 9, and the outlet side thereof is connected to the discharge pipe 8 via the pipe 9b. And the inlet side of the solenoid valve 55 is connected to the piping 10, and the outlet side is connected to the discharge pipe 8 via the piping 10b.
[0036]
These solenoid valves 51, 52, 54 and 55 have the same configuration, and the configuration of each solenoid valve will be described based on FIG. The first solenoid valve 51 is a normally closed solenoid valve, and when a drive signal of a predetermined voltage (control circuit output shown in FIG. 4) is applied from the control circuit 53 to the solenoid 51a, the valve body 51b is connected to the spring 51c. It is displaced from the fully closed position to the fully open position against the urging force, and the upstream flow path and the downstream flow path are communicated. The first electromagnetic valve 51 is configured such that the valve body 51b is held in the fully open position while the drive signal is applied to the solenoid 51a.
[0037]
The control circuit 53 controls the opening and closing of the four solenoid valves 51, 52, 54, and 55 with the pattern shown in FIG. That is, the control circuit 53 opens and closes the electromagnetic valves 51 and 55 simultaneously and simultaneously opens and closes the electromagnetic valves 52 and 54. By opening the solenoid valve 55 in synchronism with the opening of the solenoid valve 51, the reducing gas is supplied to the pipe 7 through the pipes 9 and 9a, and simultaneously added to the base gas. The sex gas starts to be supplied to the discharge pipe 8 through the pipes 10 and 10b. On the other hand, when the solenoid valve 54 is opened in synchronization with the opening of the solenoid valve 52, the oxidizing gas is supplied to the pipe 7 through the pipe 10 and the pipe 10a and begins to be added to the base gas. At the same time, the reducing gas starts to be supplied to the discharge pipe 8 through the pipe 9 and the pipe 9b.
[0038]
In the gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the present embodiment, as described above, the reducing gas in which H2 gas, C3H8 gas, and CO gas are mixed at a predetermined ratio is supplied from the reducing gas supply unit 1 to the pipe 9. It is supplied at a predetermined flow rate (total flow rate of individual gases). On the other hand, in the pipe 10, the oxidizing gas (O 2 gas) supplied from the oxidizing gas supply unit 3 and the N 2 gas supplied from the flow rate adjusting gas supply unit 4 are mixed at a predetermined ratio, and both these gases are mixed. The oxidizing gas adjusted so that the total flow rate is equal to the flow rate of the reducing gas is supplied.
[0039]
In addition, the control circuit 53 alternately opens and closes the first electromagnetic valves 51 and 55 and the second electromagnetic valves 52 and 54 at a constant cycle, thereby supplying the base supplied to the gas detection unit of the gas sensor 61 through the pipe 7. Reducing gas and oxidizing gas (mixed gas of O2 gas and N2 gas) having the same flow rate are alternately supplied to the gas. Here, the “constant period” is a period corresponding to a frequency of about 0.1 to 10 Hz, for example, a period of 5 seconds in this example.
[0040]
When the solenoid valves 51 and 55 are thus opened and the reducing gas is supplied to the base gas, the reducing sensor atmosphere of the gas sensor 61 is supplied with the reducing atmosphere gas, so that the gas sensor 61 generates an electromotive force of 800 to 1000 mV. appear. On the other hand, when the solenoid valves 52 and 54 are opened and oxidizing gas is supplied to the base gas, gas in an oxidizing atmosphere is supplied to the gas detection portion of the gas sensor 61. Therefore, the gas sensor 61 has 200 to 0 mv. Generate electromotive force.
[0041]
This will be described with reference to FIG.
At time t0, when the output of the control circuit 53 indicated by the arrow A is changed to open the solenoid valves 51 and 55, the reducing gas is supplied to the base gas in the pipe 7 through the pipes 9 and 9a. The gas in the sexual atmosphere is supplied to the gas detector of the gas sensor 61. Thereby, the output of the gas sensor 61 indicated by the arrow B rapidly increases from the time t1. The time from the time point t0 to the time point t1 is a gas transport delay time from when the solenoid valves 51 and 55 are opened until the reducing gas is supplied to the gas detection unit of the gas sensor 61. The response time of the gas sensor 61 when the oxidizing gas is switched to the reducing gas is the time from the time t1 when the output starts to rise to the time t2 when the output reaches 630 mv, which is 63% of 1000 mV. This response time is approximately 200 to 250 ms.
[0042]
Further, at time t3, when the output of the control circuit 53 is changed to close the solenoid valves 51 and 55 and open the solenoid valves 52 and 54, oxidizing gas (O2 gas, N2 gas) passes through the pipes 10 and 10b. Then, the gas is supplied to the base gas in the pipe 7, and the output of the gas sensor 61 rapidly decreases from the time t4. The time from the time point t3 to the time point t4 is a gas transport delay time from when the electromagnetic valves 52 and 54 are opened until the oxidizing gas is supplied to the gas detection unit of the gas sensor 61. The response time of the gas sensor 61 when switching from reducing gas to oxidizing gas is the time from the time t4 when the output starts to decrease to the time t5 when the output reaches 370 mv, 37% of 1000 mv. This response time is approximately 200 to 250 ms.
[0043]
The response time (time from time t1 to time t2 and time from time t4 to time t5) of the gas sensor 61 is measured by the measuring unit 62, thereby determining whether the responsiveness (response time) of the gas sensor 61 is good or bad. And can be evaluated.
[0044]
According to the first embodiment configured as described above, the following operational effects are obtained.
(A) Since the flow rates of the reducing gas and the oxidizing gas that are alternately supplied to the base gas at regular intervals are made equal, the flow rate of the entire gas supplied to the gas sensor 61 becomes constant. Thereby, the flow rate of the gas supplied to the gas detection part of the gas sensor 61 does not change between when reducing gas is added and when oxidizing gas is added. That is, the responsiveness of the gas sensor can be measured without changing the flow rate of the gas supplied to the gas sensor 61. Therefore, the responsiveness of the gas sensor can be measured without being affected by the change in the gas flow velocity as in the above-described prior art, and the responsiveness of the gas sensor can be evaluated and tested with high accuracy and reproducibility.
[0045]
(B) The flow rate of the reducing gas supplied from the reducing gas supply unit 1 is kept constant, and the mass flow rate of the N 2 gas added to the O 2 gas supplied from the oxidizing gas supply unit 3 is set to the flow rate adjusting gas supply unit 4. The mass flow controller 41 adjusts. Alternatively, the mass flow controllers 31 and 41 adjust the mass flow rate of the O 2 gas and the N 2 gas so that the total flow rate of the O 2 gas and the N 2 gas (the flow rate of the oxidizing gas) becomes equal to the flow rate of the reducing gas.
[0046]
In this way, the flow rate of the reducing gas is kept constant, and the total flow rate of the O 2 gas and the N 2 gas (the flow rate of the oxidizing gas) may be adjusted to be equal to the flow rate of the reducing gas. By providing the flow rate adjusting gas supply unit 4 in this manner, adjustment for equalizing the flow rates of the reducing gas and the oxidizing gas supplied to the base gas can be easily performed.
[0047]
(C) When the solenoid valves 51 and 55 are simultaneously opened, the reducing gas starts to be supplied to the base gas in the pipe 7 through the pipes 9 and 9a, and at the same time, the oxidizing gas passes through the pipes 10 and 10b. Then, supply to the discharge pipe 8 begins. Thereby, the pulsation of the gas generated in the pipe 7 when the electromagnetic valve 51 is opened is canceled out by the reducing gas supplied to the discharge pipe 8, and the change in the flow rate of the gas supplied to the gas sensor 61 is suppressed. Can be measured more stably. Similarly, when the solenoid valves 52 and 54 are simultaneously opened, the oxidizing gas begins to be supplied to the base gas in the pipe 7 through the pipes 10 and 10a, and at the same time, the reducing gas passes through the pipes 9 and 9b. Then, supply to the discharge pipe 8 begins. As a result, the pulsation of the gas generated in the pipe 7 when the electromagnetic valve 52 is opened is canceled out by the reducing gas supplied to the discharge pipe 8, and the change in the flow rate of the gas supplied to the gas sensor 61 is suppressed. Can be measured more stably.
[0048]
[Second Embodiment]
FIG. 5 schematically shows a system configuration of the entire gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the second embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment shown in FIG. 1 except that the flow rate adjusting gas is put into both the reducing gas and the oxidizing gas, the total flow rate of the reducing gas and the flow adjusting gas, and the oxidizing gas. And the total flow rate of the flow rate adjusting gas are made equal to each other. For this purpose, a reducing gas supply unit 1 is also provided with a flow adjusting gas supply unit 4 ′ similar to the flow adjusting gas supply unit 4. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0049]
According to this 2nd Embodiment, there exist the following effects.
(D) For flow rate adjustment to be put in both reducing gas and oxidizing gas so that the total flow rate of reducing gas and flow rate adjusting gas is equal to the total flow rate of oxidizing gas and flow rate adjusting gas Each gas flow rate may be adjusted. For this reason, the flow rates of the reducing gas and the oxidizing gas that are alternately supplied to the base gas can be made equal without changing the flow rates of the reducing gas and the oxidizing gas.
[0050]
[Third embodiment]
FIG. 6 schematically shows a system configuration of the entire gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the third embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment shown in FIG. 1 except that one flow path switching valve 56 is provided to switch and supply the flow rate adjusting gas to the smaller one of the reducing gas and the oxidizing gas. It is. The flow path switching valve 56 includes a first position for supplying the flow rate adjusting gas supplied from the flow rate adjusting gas supply unit 4 to the pipe 10 via the pipe 14, and the flow rate adjusting gas to the pipe 9 via the pipe 13. The second position to be supplied is switched. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0051]
According to this 3rd Embodiment, there exist the following effects.
(E) The flow rate adjusting gas can be switched by the flow path switching valve 56 to be supplied to the smaller one of the reducing gas and the oxidizing gas. For this reason, even when the flow rates of the reducing gas and the oxidizing gas are small, it is possible to easily perform adjustment for equalizing the flow rates of the reducing gas and the oxidizing gas supplied alternately to the base gas. it can.
[0052]
[Fourth embodiment]
FIG. 7 schematically shows a system configuration of the entire gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the fourth embodiment. This embodiment is different from the third embodiment shown in FIG. 6 in that pressure regulating valves 57 and 58 are provided on the downstream side of the second solenoid valves 54 and 55, respectively. 2 The pressure on the outlet side of the solenoid valves 54 and 55 is made equal. Other configurations are the same as those of the third embodiment.
[0053]
According to this 4th Embodiment, there exist the following effects.
(F) Without the pressure regulating valves 57 and 58, the pressure on the outlet side of the first solenoid valve is higher than the pressure on the outlet side of the second solenoid valve due to the pipe pressure loss before and after the gas sensor 61, and the second solenoid valve side Gas is less likely to flow than the solenoid valve side. In order to eliminate such problems, pressure regulating valves 57 and 58 are provided on the downstream side of the second electromagnetic valves 54 and 55, respectively. For this reason, the outlet side pressures of the first solenoid valves 51 and 52 and the second solenoid valves 54 and 55 become equal, and the flow rate of the gas supplied to the pipe 7 (gas passage) and the discharge pipe 8 (gas discharge passage) are reduced. The flow rate of the supplied gas can be made equal. Thereby, gas becomes easy to flow by the 1st solenoid valve 51 and 52 side.
[0054]
Further, since the flow rate of the gas supplied to the pipe 7 and the flow rate of the gas supplied to the discharge pipe 8 are equal, the pulsation of the gas generated in the pipe 7 is more effective for the gas supplied to the discharge pipe 8. Will be canceled. Therefore, a change in the flow rate of the gas supplied to the gas sensor 61 can be further suppressed.
[0055]
[Fifth embodiment]
FIG. 8 schematically shows a system configuration of the entire gas sensor characteristic evaluation apparatus according to the fifth embodiment. This embodiment uses the first injectors 71 and 72 and the second injectors 74 and 75 having a small dead volume in place of the solenoid valves 51, 52, 54 and 55 in the fourth embodiment shown in FIG. Is. Further, the first injectors 71 and 72 are directly connected to the pipe 7 on the gas sensor 61 inlet side. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.
[0056]
These injectors 71, 72, 74, and 75 have the same configuration, and the configuration of each injector will be described based on FIG.
The first injector 71 has a solenoid valve. When a drive pulse (drive signal) is given to the solenoid of the solenoid valve from the control circuit 53, the internal working piston rises, the needle valve 71a is lifted, and the nozzle tip is ejected. A hole is opened and gas (in this injector, reducing gas) is injected into the pipe 7.
[0057]
According to this 5th Embodiment, there exist the following effects.
(G) Instead of the solenoid valves 51, 52, 54, 55, the first injectors 71, 72, 74, 75 having a small dead volume are used, and the injectors 71, 72 are directly connected to the pipe 7 on the gas sensor inlet side. As a result, when at least one of the reducing gas and the oxidizing gas is switched to a gas having a different component, the switching can be instantaneously performed. In addition, the switching between the reducing gas and the oxidizing gas supplied alternately to the pipe 7 (gas passage) can be instantaneously switched.
[0058]
[Modification]
In addition, this invention can also be changed and embodied as follows.
In each of the above embodiments, the flow rate adjusting gas supply unit 4 is configured to supply N 2 gas as a flow rate adjusting gas to the oxidizing gas (O 2 gas) supplied from the oxidizing gas supply unit 3. However, the present invention is not limited to this configuration. That is, the flow rate adjusting gas supply unit 4 may be configured to supply N 2 gas to the reducing gas supplied from the reducing gas supply unit 1. In this case, the flow rate adjusting gas supply unit 4 is configured such that the reducing gas and N2 gas supplied from the reducing gas supply unit 1 are mixed at a predetermined ratio, and the total flow rate of the reducing gas and N2 gas is the oxidizing gas. The mass flow rate is properly adjusted by the mass flow controllers 11 and 41 so as to coincide with the flow rate of.
[0059]
In each of the above embodiments, the base gas supply unit 2 is configured to supply a base gas containing N2 gas as a main component. However, as the gas, a mixed gas of air and N2 gas, air and O2 gas are used. A mixed gas or other mixed gas may be used. Further, the reducing gas (mixed gas of H 2 gas, C 3 H 8 gas and CO gas) or oxidizing gas (mixed gas of O 2 gas and N 2 gas) is used as the base gas without providing the base gas supply unit 2 specially. May be.
[0060]
In the first embodiment, a pressure adjustment valve is provided on the upstream side of the first electromagnetic valves 51 and 52 so that the back pressure of the line (pressure in the pipe 7 on the downstream side of the adjustment valve) is constant. May be. With this configuration, the responsiveness of the gas sensor 61 can be measured more stably. Similarly, in the second embodiment, a pressure adjusting valve is provided on the upstream side of the solenoid valves 51 and 52 and the upstream side of the solenoid valves 54 and 55, respectively, so that the back pressure of the line is constant. Good. Also in this case, the responsiveness of the gas sensor 61 can be measured more stably.
[0061]
In the above first to fourth embodiments, the opening / closing timing of each solenoid valve 51, 52, 54, 55 is preferably set in consideration of the response delay of each solenoid valve. In this case, the opening / closing timing of each solenoid valve is corrected in consideration of the drive voltage of each solenoid valve, the response delay due to change over time, the change in line back pressure due to change over time, and the like.
[0062]
As a specific example of this correction method, for example, the drive voltage and elapsed time of each solenoid valve are monitored, and the response to the drive voltage (delay of the valve opening time according to the decrease of the drive voltage) and the elapsed time are monitored. Data such as responsiveness (delay of valve opening time according to the passage of time) is mapped and stored. By referring to this map and correcting the opening / closing timing of each solenoid valve, the responsiveness of the gas sensor 61 can always be measured stably. As the drive voltage, it is preferable to select a voltage that reduces the amount of change in the response delay of each solenoid valve even if the voltage changes.
[0063]
As another example of the above correction method, the responsiveness of the gas sensor 61 is constantly measured stably by monitoring the drive current and drive voltage of each solenoid valve and performing feedback control of the open / close timing of each solenoid valve. Can do.
[0064]
For example, at the moment when the valve body 51b (see FIG. 2) of each solenoid valve is fully lifted to the fully open position, the magnetic flux density of the magnetic circuit changes suddenly, so that the drive current waveform falls. Therefore, by monitoring the drive current and detecting the time when the current drops, the valve opening timing of each solenoid valve can be detected. Based on this detection result, variation in the opening / closing timing of each solenoid valve can be corrected.
[0065]
Here, an opening / closing detection means for detecting the opening / closing timing of each solenoid valve from a change in driving current when each solenoid valve is opened, and a correction means for correcting variations in the opening / closing timing of each solenoid valve based on the detection result of the detection means Is constituted by the control circuit 53.
[0066]
By monitoring the drive current and drive voltage of each solenoid valve in this way, it is possible to absorb individual differences between the solenoid valves and measure the responsiveness of the gas sensor 61 more stably. However, only representative solenoid valves are monitored. Then, the feedback control may be performed.
-You may make it detect not using the said method to detect the valve opening time of each solenoid valve but using a gap sensor. Alternatively, the back pressure of the line may be monitored, and the feedback control may be performed based on the back pressure.
[0067]
-If the opening / closing timing of each solenoid valve is monitored as described above, it is possible to monitor the aging of the line (for example, the pipe 7), thereby determining the deterioration of the line and performing maintenance. The above advantageous information is obtained.
-When corrosive gas such as NO2, NH3, SO2 is used as the gas, the change of the line with time is fast, so it is better to control the line to be purged with N2 gas before and after the experiment. Thereby, a time-dependent change of a line, each solenoid valve, each mass flow controller, etc. can be suppressed.
In each of the above embodiments, the flow rates of the reducing gas and the oxidizing gas supplied to the base gas are made equal, but the present invention is not limited to this. For example, when evaluating the responsiveness of the gas sensor in the lean region, two kinds of oxidizing gases having different O2 concentrations are used in place of the reducing gas and the oxidizing gas, and the flow rates of both oxidizing gases are made equal. You may do it. Alternatively, when evaluating the responsiveness of the gas sensor 61 in the rich region, for example, two kinds of reducing gases having different mixing ratios of H 2 gas, C 3 H 8 gas and CO gas are used instead of the reducing gas and the oxidizing gas. The flow rates of both reducing gases may be equalized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a system configuration of an entire gas sensor characteristic evaluation apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a solenoid valve used in the embodiment.
FIG. 3 is a waveform diagram showing the opening / closing timing of the solenoid valve.
FIG. 4 is a graph showing the output of the control circuit and the output of the gas sensor in the same embodiment.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a system configuration of a second embodiment.
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the system configuration of a third embodiment.
FIG. 7 is a block diagram schematically showing a system configuration of a fourth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a system configuration of a fifth embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an injector used in a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reducing gas supply part as 1st gas supply means, 2 ... Base gas supply part, 3 ... Oxidative gas supply part as 2nd gas supply means, 4, 4 '... Flow rate as flow volume adjustment gas supply means Adjusting gas supply unit, 5... Gas switching device as switching means, 6... Measuring device, 7 .. piping as gas passage, 8 .. exhaust pipe as gas discharge passage, 51, 52, 54, 55. ... flow path switching valve, 57, 58 ... pressure regulating valve, 61 ... gas sensor, 71, 72, 74, 75 ... injector.

Claims

ガスセンサに供給されるベースガスに、成分が異なる第１ガスと第２ガスとを一定の周期で交互に切り換えて供給する切換手段を備えたガスセンサの特性評価装置において、
前記第１ガスを供給する第１ガス供給手段と、前記第２ガスを供給する第２ガス供給手段と、前記ベースガスに対して供給される前記第１ガスと第２ガスの流量を等しくするためにこれら両ガスの少なくとも一方に流量調整用ガスを供給する流量調整ガス供給手段とを備えることを特徴とするガスセンサの特性評価装置。In the gas sensor characteristic evaluation apparatus comprising switching means for alternately switching the first gas and the second gas having different components to be supplied to the base gas supplied to the gas sensor at a constant cycle,
The first gas supply means for supplying the first gas, the second gas supply means for supplying the second gas, and the flow rates of the first gas and the second gas supplied to the base gas are equalized. Therefore, a gas sensor characteristic evaluation apparatus comprising: a flow adjustment gas supply means for supplying a flow adjustment gas to at least one of the two gases .

前記流量調整用ガスを、前記第１ガスと第２ガスのうち流量の少ない方に切り換えて供給する流路切換弁を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサの特性評価装置。 2. The gas sensor characteristic evaluation device according to claim 1, further comprising a flow path switching valve that switches and supplies the flow rate adjusting gas to one of the first gas and the second gas that has a smaller flow rate .

前記流量調整用ガスを、前記第１ガスと第２ガスの両方に入れ、該第１ガスと前記流量調整用ガスとの合計流量と、前記第２ガスと前記流量調整用ガスとの合計流量とを等しくすることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサの特性評価装置。The flow rate adjusting gas is put into both the first gas and the second gas, the total flow rate of the first gas and the flow rate adjusting gas, and the total flow rate of the second gas and the flow rate adjusting gas. characterization device of the gas sensor according to claim 1, wherein equal to Rukoto a and.

前記切換手段は、一定の周期で交互に開閉制御され前記ベースガスに対して前記第１ガスと第２ガスが交互に供給されるようにする一対の第１電磁弁と、前記ベースガスを前記ガスセンサに送るガス通路と連通する同ガスセンサより下流側のガス排出通路に、前記一対の第１電磁弁と同期して開閉制御され前記第１ガスと第２ガスのいずれか一方が供給されるようにする一対の第２電磁弁とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスセンサの特性評価装置。The switching means is a pair of first electromagnetic valves that are alternately controlled to open and close at a constant cycle so that the first gas and the second gas are alternately supplied to the base gas, and the base gas is supplied to the base gas. One of the first gas and the second gas is supplied to the gas discharge passage downstream of the gas sensor communicating with the gas passage to be sent to the gas sensor in synchronization with the pair of first electromagnetic valves. characterization device of the gas sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein Rukoto and a pair of second solenoid valve to.

ガスセンサに供給されるベースガスに、成分が異なる第１ガスと第２ガスとを一定の周期で交互に切り換えて供給する切換手段を備えたガスセンサの特性評価装置において、
前記切換手段は、一定の周期で交互に開閉制御され前記ベースガスに対して前記第１ガスと第２ガスが交互に供給されるようにする一対の第１電磁弁と、前記ベースガスを前記ガスセンサに送るガス通路と連通する同ガスセンサより下流側のガス排出通路に、前記一対の第１電磁弁と同期して開閉制御され前記第１ガスと第２ガスのいずれか一方が供給されるようにする一対の第２電磁弁とを備え、前記ベースガスに対して供給される前記第１ガスと第２ガスの流量を等しくすることを特徴とするガスセンサの特性評価装置。 In the gas sensor characteristic evaluation apparatus comprising switching means for alternately switching the first gas and the second gas having different components to be supplied to the base gas supplied to the gas sensor at a constant cycle,
The switching means is a pair of first electromagnetic valves that are alternately controlled to open and close at a constant cycle so that the first gas and the second gas are alternately supplied to the base gas, and the base gas is supplied to the base gas. One of the first gas and the second gas is supplied to the gas discharge passage downstream of the gas sensor communicating with the gas passage to be sent to the gas sensor in synchronization with the pair of first electromagnetic valves. a pair of second and an electromagnetic valve, the base gas the first gas and the flow rate equal to Rukoto characterization device characteristics and to Ruga Susensa the second gas supplied to be.

前記一対の第２電磁弁の下流側に圧力調整弁をそれぞれ設け、該圧力調整弁により前記第１電磁弁と第２電磁弁の出口側の圧力を等しくすることを特徴とする請求項４又は５に記載のガスセンサの特性評価装置。Respectively the pressure control valve on the downstream side of the pair of second solenoid valve, claim the pressure regulating valve, characterized in that to equalize the pressure on the outlet side of the first solenoid valve and the second solenoid valve 4 or 5. The gas sensor characteristic evaluation apparatus according to 5.

前記第１電磁弁および第２電磁弁をそれぞれデッドボリュームの小さいインジェクタとし、該各インジェクタをガスセンサ入口側の配管に直結したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のガスセンサの特性評価装置。The gas sensor according to any one of claims 4 to 6 , wherein each of the first solenoid valve and the second solenoid valve is an injector having a small dead volume, and each injector is directly connected to a pipe on the gas sensor inlet side. Characterization equipment.

前記第１電磁弁および第２電磁弁各々の開閉時期を検出する開閉検出手段と、該検出手段の検出結果に基づき各電磁弁の開閉時期のばらつきを補正する補正手段とを備えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載のガスセンサの特性評価装置。An opening / closing detecting means for detecting the opening / closing timing of each of the first solenoid valve and the second solenoid valve; and a correcting means for correcting a variation in the opening / closing timing of each solenoid valve based on a detection result of the detecting means. characterization device of the gas sensor according to any one of claims 4-7 for.

前記開閉検出手段は、前記各電磁弁開弁時の駆動電流の変化から各電磁弁の開閉時期を検出することを特徴とする請求項８に記載のガスセンサの特性評価装置。The gas sensor characteristic evaluation apparatus according to claim 8, wherein the open / close detection means detects the open / close timing of each electromagnetic valve from a change in driving current when each electromagnetic valve is opened.

ガスセンサに供給されるベースガスに、成分が異なる第１ガスと第２ガスとを一定の周期で交互に切り換えて供給するガスセンサの特性評価方法において、
前記ベースガスに対して交互に供給される前記第１ガスと第２ガスの流量を等しくするためにこれら両ガスの少なくとも一方に流量調整用ガスを供給することを特徴とするガスセンサの特性評価方法。In the gas sensor characteristic evaluation method for supplying the base gas supplied to the gas sensor by alternately switching the first gas and the second gas having different components at regular intervals,
A gas sensor characteristic evaluation method, characterized in that a flow rate adjusting gas is supplied to at least one of the first gas and the second gas supplied alternately to the base gas in order to equalize the flow rates of the first gas and the second gas. .