JP4616633B2 - ガスセンサ評価装置 - Google Patents
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Description
しかし、電磁弁は、単位時間あたりに供給可能な試料ガスの量が多いものの動作応答速度が遅いことから、試料ガスの迅速な空燃比切替が困難であり、空燃比が急変する用途のガスセンサについて、空燃比変化に対する応答性を評価することが難しい。また、液体用インジェクタは、動作応答速度が速いものの、単位時間あたりに供給可能な試料ガスの量が少ないことから、実際の排気ガスに相当する量の試料ガスを供給することが難しい。
そして、ガス流路形成部は、ガス流路のうちベースガスの供給位置における断面積よりもセンサ取付部の形成位置における断面積が小さく形成されている。このことから、ガス流路のうちセンサ取付部の形成位置における試料ガスの流速は、ベースガスの供給位置における試料ガスの流速に比べて速くなる。
また、添加ガス供給手段は、ガス用インジェクタによりリッチ添加ガスまたはリーン添加ガスを供給する。なお、ガス用インジェクタは、液体用インジェクタと同様に、動作応答速度が速いことから、実使用環境と同等の条件を実現するために必要となる迅速な空燃比切替が可能である。また、ガス用インジェクタは、電磁弁と同様に、単位時間あたりのガス供給量が多いことから、実使用環境と同等の条件を実現するために必要となる単位時間あたりのガス供給量を供給することができ、少なくとも0.5[L/min]以上(より好ましくは、1.0[L/min]以上)の割合で添加ガス(リッチ添加ガスまたはリーン添加ガス)を供給する。
なお、ガス流路のうちセンサ取付部の断面を内径寸法2.5[cm]以下の円形に形成することで、ガスセンサに接触する試料ガスの流速をさらに高速化できる。
このように、添加ガス加熱手段を備えることで、添加ガスの影響による試料ガスの温度低下を防止できる。この結果、ガスセンサに接触する試料ガスの温度が低いことに起因して、ガスセンサの温度が大幅に低下するのを防止できる。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
ガスセンサ評価装置1は、試料ガス供給部11と、センサ反応部13と、装置制御部15と、試料ガス分析部17と、添加ガス供給部61と、を備えて構成されている。
また、反応部ガス配管41のガス流路は、第1ガス導入部45の形成位置における断面積に比べて、評価対象ガスセンサ設置部49の形成位置における断面積が小さく形成されている。具体的には、第1ガス導入部45の形成位置におけるガス流路の断面形状は直径6.0[cm]の円形状であり、評価対象ガスセンサ設置部49におけるガス流路の断面形状は直径2.0[cm]の円形状である。
ガス加熱部43は、反応部ガス配管41のうち第1ガス導入部45と第2ガス導入部47との間の部位を取り囲むように配置されて、反応部ガス配管41を加熱することで、第1ガス温度を調整している。なお、ガス加熱部43は、反応部ガス配管41の内部温度を図示しない温度センサを用いて検知してフィードバック制御を行うことで、ガス温度を目標温度に制御する。このとき、ガス加熱部43は、評価対象ガスセンサ設置部49における試料ガスの温度がセンサ活性化温度(本実施形態では、450[℃])となるように、試料ガス(ベースガス)を加熱する。
次に、装置制御部15が実行する評価判定処理の処理内容を表すフローチャートを図3に示すとともに、評価判定処理の処理内容について説明する。
次のS120では、空燃比の変更に応じた試料ガスの成分制御を行うとともに評価対象ガスセンサ51のセンサ出力を検出し、試料ガスの空燃比に対するセンサ出力結果を装置制御部15の記憶部(メモリなど)に記憶することで、空燃比変化に対する評価対象ガスセンサ51のセンサ出力特性を検出する処理を行う。
以上説明したように、本実施形態のガスセンサ評価装置1は、反応部ガス配管41のガス流路のうち第1ガス導入部45の形成位置における断面積よりも、評価対象ガスセンサ設置部49の形成位置における断面積が小さく形成されている。このことから、ガス流路のうち評価対象ガスセンサ設置部49の形成位置における試料ガスの流速は、ベースガスの供給位置である第1ガス導入部45における試料ガスの流速に比べて速くなる。
このように、添加ガス加熱部77を備えることで、評価対象ガスセンサ51の活性化温度に比べて添加ガス(リッチ添加ガスまたはリーン添加ガス)の温度が著しく低くなるのを防止でき、添加ガスの影響による試料ガスの温度低下を防止できる。この結果、評価対象ガスセンサ51に接触する試料ガスの温度が低いことに起因して、評価対象ガスセンサ51の温度が大幅に低下するのを防止できる。
なお、測定は、評価対象ガスセンサ51に接触する試料ガスの温度を一定(450[℃])とし、単位時間あたりの試料ガス供給量を3パターン(40[L/min]、50[L/min]、60[L/min])に設定して、それぞれのガス流速を検出することで実施した。
例えば、反応部ガス配管41のガス流路のうち評価対象ガスセンサ設置部49の形成位置における断面形状は、円形状に限られることはなく、楕円形状や多角形形状などであってもよい。また、ガス流路の断面形状が円形状である場合には、その直径寸法は2.0[cm]の円形状に限られることはなく、直径3.0[cm]以下であればよい。
成分導入部、77…添加ガス加熱部。
Claims (3)
- 内燃機関の排気ガスに含まれる特定成分を検出するガスセンサについて、少なくとも前記特定成分を含む試料ガスに対するセンサ出力特性に基づき前記ガスセンサを評価するガスセンサ評価装置であって、
前記試料ガスのガス流路を有すると共に、前記ガスセンサの検知部が前記ガス流路に配置される状態で前記ガスセンサが取り付けられるセンサ取付部を有するガス流路形成部と、
ベースガスを、前記試料ガスとして前記ガス流路形成部に供給するベースガス供給手段と、
前記ガス流路形成部に流れる前記ベースガスに対して、還元性雰囲気のリッチ添加ガスと酸化性雰囲気のリーン添加ガスとを一定の周期で交互に供給する添加ガス供給手段と、
を備えており、
前記ガス流路形成部は、前記ガス流路のうち前記ベースガスの供給位置における断面積よりも前記センサ取付部の形成位置における断面積が小さく形成され、かつ、前記ガス流路のうち前記ベースガスの供給位置における断面積よりも前記リッチ添加ガスおよび前記リーン添加ガスの供給位置における断面積が小さく形成されており、
前記添加ガス供給手段は、ガス用インジェクタを備え、前記ガス用インジェクタにより0.5[L/min]以上の割合で前記リッチ添加ガスまたは前記リーン添加ガスを供給すること、
を特徴とするガスセンサ評価装置。 - 前記ガス流路形成部は、前記ガス流路のうち前記センサ取付部の断面が内径寸法3.0[cm]以下の円形に形成されていること、
を特徴とする請求項1に記載のガスセンサ評価装置。 - 前記リッチ添加ガスまたは前記リーン添加ガスを加熱する添加ガス加熱手段を備えること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のガスセンサ評価装置。
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