JPH10293113A - 酸素センサ及びその取付通路構造 - Google Patents
酸素センサ及びその取付通路構造Info
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- JPH10293113A JPH10293113A JP9101371A JP10137197A JPH10293113A JP H10293113 A JPH10293113 A JP H10293113A JP 9101371 A JP9101371 A JP 9101371A JP 10137197 A JP10137197 A JP 10137197A JP H10293113 A JPH10293113 A JP H10293113A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カバーの気体導入部、或いは検出素子といっ
た検出部への煤の付着を抑制し、良好な検出状態を保持
することのできる酸素センサ及びその取付通路構造を提
供する。 【解決手段】 排気再循環ガスと吸入空気との混合吸気
が流入する吸気管12内に設けられた酸素センサ20
は、その先端部にあるセンサ素子を覆い、且つ混合吸気
の通気孔23を有するカバー22を吸気管12の内壁に
突出させている。その突出したカバー22の上流側に
は、凹曲面を有して、混合吸気を酸素センサ20の検出
部先端方向に局新的に偏向収束せしめるフィン24が吸
気管口の内壁に沿って設けられる。
た検出部への煤の付着を抑制し、良好な検出状態を保持
することのできる酸素センサ及びその取付通路構造を提
供する。 【解決手段】 排気再循環ガスと吸入空気との混合吸気
が流入する吸気管12内に設けられた酸素センサ20
は、その先端部にあるセンサ素子を覆い、且つ混合吸気
の通気孔23を有するカバー22を吸気管12の内壁に
突出させている。その突出したカバー22の上流側に
は、凹曲面を有して、混合吸気を酸素センサ20の検出
部先端方向に局新的に偏向収束せしめるフィン24が吸
気管口の内壁に沿って設けられる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等に用い
られる酸素センサ及びその取付通路構造に関する。
られる酸素センサ及びその取付通路構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より酸素センサの構成としては、例
えば固体電解質(ジルコニア等)により内部空間を有す
る形状に形成された素子部と、同素子部の内外面に設け
られた一対の電極とを備えたものが一般的である。素子
部の外周には、同素子部を保護するためのカバーが設け
られており、同カバーはその内部に気体を導入できるよ
う開口部を有している。
えば固体電解質(ジルコニア等)により内部空間を有す
る形状に形成された素子部と、同素子部の内外面に設け
られた一対の電極とを備えたものが一般的である。素子
部の外周には、同素子部を保護するためのカバーが設け
られており、同カバーはその内部に気体を導入できるよ
う開口部を有している。
【0003】素子部の内部空間には、酸素濃度が既知で
ある基準ガスが供給されることにより、同素子部の内面
に設けられた電極はその基準ガスに接した状態になる。
一方、酸素センサが検出対象となる検出ガスの雰囲気中
に配置されることにより、両電極間には両ガスの酸素濃
度差に応じた起電力が発生し、或いは電流が流れる。し
たがって、この起電力又は電流値の大きさから検出ガス
の酸素濃度を知ることができる。
ある基準ガスが供給されることにより、同素子部の内面
に設けられた電極はその基準ガスに接した状態になる。
一方、酸素センサが検出対象となる検出ガスの雰囲気中
に配置されることにより、両電極間には両ガスの酸素濃
度差に応じた起電力が発生し、或いは電流が流れる。し
たがって、この起電力又は電流値の大きさから検出ガス
の酸素濃度を知ることができる。
【0004】上記のような酸素センサを用いた内燃機関
の空燃比制御にあっては、図6に示すように内燃機関1
00の排気通路101に設けられた酸素センサ(排気側
酸素センサ)102によって排気の酸素濃度が検出さ
れ、その酸素濃度に基づいて実際の空燃比が算出され
る。そして、その空燃比が目標空燃比(通常、理論空燃
比)になるようにフィードバック制御される。
の空燃比制御にあっては、図6に示すように内燃機関1
00の排気通路101に設けられた酸素センサ(排気側
酸素センサ)102によって排気の酸素濃度が検出さ
れ、その酸素濃度に基づいて実際の空燃比が算出され
る。そして、その空燃比が目標空燃比(通常、理論空燃
比)になるようにフィードバック制御される。
【0005】ところで、内燃機関100においては、排
気中におけるNOx(窒素酸化物)を低減させるための
排気再循環装置(EGR装置)や、同機関100のクラ
ンクケース(図示略)内に漏出した排気及び混合気等
(ブローバイガス)を排出するためのブローバイガス還
元装置(PCV装置)が用いられることがある。
気中におけるNOx(窒素酸化物)を低減させるための
排気再循環装置(EGR装置)や、同機関100のクラ
ンクケース(図示略)内に漏出した排気及び混合気等
(ブローバイガス)を排出するためのブローバイガス還
元装置(PCV装置)が用いられることがある。
【0006】同図に示すように、EGR装置200で
は、排気通路101と吸気通路103とがEGR通路2
01によって連通される。そして、同通路201を通じ
て排気通路101から吸気通路103に戻されるEGR
ガス(排気)の量(EGR量)が流量調節弁202によ
って調節される。
は、排気通路101と吸気通路103とがEGR通路2
01によって連通される。そして、同通路201を通じ
て排気通路101から吸気通路103に戻されるEGR
ガス(排気)の量(EGR量)が流量調節弁202によ
って調節される。
【0007】また、PCV装置300では、内燃機関1
00のシリンダヘッドカバー(図示略)内と吸気通路1
03においてスロットル弁104よりも上流側の部分と
が圧力通路301により連通されるとともに、内燃機関
100のクランクケース(図示略)内と吸気通路103
においてスロットル弁104よりも下流側の部分とがP
CV通路302により連通される。PCV通路302の
途中には、流量調節弁303が設けられ、同弁303に
よりクランクケース内から吸気通路103に導入される
ブローバイガスの量(PCV量)が調節される。
00のシリンダヘッドカバー(図示略)内と吸気通路1
03においてスロットル弁104よりも上流側の部分と
が圧力通路301により連通されるとともに、内燃機関
100のクランクケース(図示略)内と吸気通路103
においてスロットル弁104よりも下流側の部分とがP
CV通路302により連通される。PCV通路302の
途中には、流量調節弁303が設けられ、同弁303に
よりクランクケース内から吸気通路103に導入される
ブローバイガスの量(PCV量)が調節される。
【0008】このようにEGR装置200或いはPCV
装置300が設けられた内燃機関100においては、E
GR量、PCV量の変化により吸入空気の酸素濃度が異
なったものになる。その結果、実際の空燃比を目標空燃
比の変化に的確に追従させて制御することが困難になる
ことがあった。
装置300が設けられた内燃機関100においては、E
GR量、PCV量の変化により吸入空気の酸素濃度が異
なったものになる。その結果、実際の空燃比を目標空燃
比の変化に的確に追従させて制御することが困難になる
ことがあった。
【0009】そこで、同図6に示すように、前述した排
気側酸素センサ102に加えて、EGR通路201或い
はPCV通路302よりも下流側の空気通路103に別
の酸素センサ(吸気側酸素センサ)105を設け、この
吸気側酸素センサ105によってEGRガス或いはブロ
ーバイガスの影響を含めた吸入空気の酸素濃度を併せ検
出する方法なども講じられている。こうして、吸入空気
の酸素濃度も併せ参照することで、上述した空燃比制御
における制御精度を向上させることができるようにな
る。
気側酸素センサ102に加えて、EGR通路201或い
はPCV通路302よりも下流側の空気通路103に別
の酸素センサ(吸気側酸素センサ)105を設け、この
吸気側酸素センサ105によってEGRガス或いはブロ
ーバイガスの影響を含めた吸入空気の酸素濃度を併せ検
出する方法なども講じられている。こうして、吸入空気
の酸素濃度も併せ参照することで、上述した空燃比制御
における制御精度を向上させることができるようにな
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気通路1
01或いは吸気通路103に設けられた上記各酸素セン
サ102,105では、内燃機関100が運転状態とな
ることにより排気、又はEGRガスやブローバイガスを
含んだ吸入空気に常時晒されることになるため、以下に
示す問題も無視できないものとなっている。
01或いは吸気通路103に設けられた上記各酸素セン
サ102,105では、内燃機関100が運転状態とな
ることにより排気、又はEGRガスやブローバイガスを
含んだ吸入空気に常時晒されることになるため、以下に
示す問題も無視できないものとなっている。
【0011】すなわち、こうした吸排気にはカーボン・
エンジンオイル等の混合物からなる微粒子(以下、
「煤」という)が含まれている。そして、この煤は酸素
センサ102,105のカバー106,107や、同カ
バー106,107内の素子(図示略)に付着すること
がある。そして、カバー106,107や素子の表面に
付着した煤が堆積することにより、同カバー106,1
07の通気孔や、素子の外周面に形成された多孔質層に
目詰まりが発生することがある。こうした目詰まりが発
生すると、カバー106,107の内外における酸素濃
度に差が生じたり、或いは多孔質層を吸排気が通過し難
くなるため、酸素センサ102,105の検出精度、特
に応答性が悪化することとなる。
エンジンオイル等の混合物からなる微粒子(以下、
「煤」という)が含まれている。そして、この煤は酸素
センサ102,105のカバー106,107や、同カ
バー106,107内の素子(図示略)に付着すること
がある。そして、カバー106,107や素子の表面に
付着した煤が堆積することにより、同カバー106,1
07の通気孔や、素子の外周面に形成された多孔質層に
目詰まりが発生することがある。こうした目詰まりが発
生すると、カバー106,107の内外における酸素濃
度に差が生じたり、或いは多孔質層を吸排気が通過し難
くなるため、酸素センサ102,105の検出精度、特
に応答性が悪化することとなる。
【0012】特に、吸気側酸素センサ105にあって
は、吸気通路103を通過する吸入空気(EGRガス或
いはブローバイガスを含む)の温度が排気温度と比較し
て低温であり煤の粘性が比較的高い傾向にあることか
ら、上記のような目詰まりがより発生しやすい状況にあ
る。
は、吸気通路103を通過する吸入空気(EGRガス或
いはブローバイガスを含む)の温度が排気温度と比較し
て低温であり煤の粘性が比較的高い傾向にあることか
ら、上記のような目詰まりがより発生しやすい状況にあ
る。
【0013】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、カバーの気体導入部、
或いは検出素子といった検出部への煤の付着を抑制し、
良好な検出状態を保持することのできる酸素センサ及び
その取付通路構造を提供することにある。
あり、その目的とするところは、カバーの気体導入部、
或いは検出素子といった検出部への煤の付着を抑制し、
良好な検出状態を保持することのできる酸素センサ及び
その取付通路構造を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、気体通路中に検出部
が配設される態様で同通路の壁に装着されて同通路を流
れる気体の酸素濃度を測定する酸素センサにおいて、前
記気体の流れを前記検出部に収束せしめる気体収束機構
を備えることを要旨とする。
めに、請求項1に記載の発明では、気体通路中に検出部
が配設される態様で同通路の壁に装着されて同通路を流
れる気体の酸素濃度を測定する酸素センサにおいて、前
記気体の流れを前記検出部に収束せしめる気体収束機構
を備えることを要旨とする。
【0015】同構成によれば、局所的に強い気体の流れ
の中に酸素センサの検出部をおくことができ、気体中に
含まれる煤等が酸素センサの検出部に付着することを好
適に抑制することができるとともに、同検出部に付着し
ている煤等があってもこれをはたき落とすことができる
ようになる。このため、同酸素センサの検出精度も安定
に保持されるようになる。
の中に酸素センサの検出部をおくことができ、気体中に
含まれる煤等が酸素センサの検出部に付着することを好
適に抑制することができるとともに、同検出部に付着し
ている煤等があってもこれをはたき落とすことができる
ようになる。このため、同酸素センサの検出精度も安定
に保持されるようになる。
【0016】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の酸素センサにおいて、前記気体収束機構は、前記検
出部の装着基端部分上流の気体を同検出部の先端方向に
局所的に偏向収束せしめるフィン手段であることを要旨
とする。
載の酸素センサにおいて、前記気体収束機構は、前記検
出部の装着基端部分上流の気体を同検出部の先端方向に
局所的に偏向収束せしめるフィン手段であることを要旨
とする。
【0017】請求項3に記載の発明では、請求項1に記
載の酸素センサにおいて、前記気体収束機構は、前記検
出部の装着基端部分上流の気体を導入してこれを収束し
つつ同検出部の先端部分に排出する偏向通路手段である
ことを要旨とする。
載の酸素センサにおいて、前記気体収束機構は、前記検
出部の装着基端部分上流の気体を導入してこれを収束し
つつ同検出部の先端部分に排出する偏向通路手段である
ことを要旨とする。
【0018】上記請求項2及び3に記載した発明の構成
によれば、上記フィン手段あるいは偏向通路手段を通じ
て、上記局所的に強い気体の流れを簡単且つ的確に作り
出すことができるようになる。
によれば、上記フィン手段あるいは偏向通路手段を通じ
て、上記局所的に強い気体の流れを簡単且つ的確に作り
出すことができるようになる。
【0019】請求項4に記載の発明では、気体の酸素濃
度を測定する酸素センサの検出部に測定対象気体を供給
すべくその気体通路を構成しつつ同酸素センサを取付支
持する酸素センサの取付通路構造であって、前記酸素セ
ンサの検出部の上流に設けられて前記気体の流れを同検
出部に収束せしめる気体収束機構を備えることを要旨と
する。
度を測定する酸素センサの検出部に測定対象気体を供給
すべくその気体通路を構成しつつ同酸素センサを取付支
持する酸素センサの取付通路構造であって、前記酸素セ
ンサの検出部の上流に設けられて前記気体の流れを同検
出部に収束せしめる気体収束機構を備えることを要旨と
する。
【0020】同構成によれば、酸素センサの取付通路と
して、局所的に強い気体の流れの中に酸素センサの検出
部をおくことができ、気体中に含まれる煤等が酸素セン
サの検出部に付着することを好適に抑制することができ
るとともに、同検出部に付着している煤等があってもこ
れをはたき落とすことができるようになる。このため、
同酸素センサの検出精度も安定に保持されるようにな
る。
して、局所的に強い気体の流れの中に酸素センサの検出
部をおくことができ、気体中に含まれる煤等が酸素セン
サの検出部に付着することを好適に抑制することができ
るとともに、同検出部に付着している煤等があってもこ
れをはたき落とすことができるようになる。このため、
同酸素センサの検出精度も安定に保持されるようにな
る。
【0021】請求項5に記載した発明では、請求項4に
記載の酸素センサの取付通路構造において、前記気体収
束機構は、前記酸素センサの支持部分上流の気体を同酸
素センサの検出部先端方向に局所的に偏向収束せしめる
フィン手段であることを要旨とする。
記載の酸素センサの取付通路構造において、前記気体収
束機構は、前記酸素センサの支持部分上流の気体を同酸
素センサの検出部先端方向に局所的に偏向収束せしめる
フィン手段であることを要旨とする。
【0022】請求項6に記載した発明では、請求項4に
記載の酸素センサの取付通路構造において、前記気体収
束機構は、前記酸素センサの支持部分上流の気体を導入
してこれを収束しつつ同酸素センサの検出部先端部分に
排出する偏向通路手段であることを要旨とする。
記載の酸素センサの取付通路構造において、前記気体収
束機構は、前記酸素センサの支持部分上流の気体を導入
してこれを収束しつつ同酸素センサの検出部先端部分に
排出する偏向通路手段であることを要旨とする。
【0023】上記請求項5及び請求項6に記載した発明
の構成によっても、上記フィン手段あるいは偏向通路手
段を通じて、上記局所的に強い気体の流れを簡単且つ的
確に作り出すことができるようになる。
の構成によっても、上記フィン手段あるいは偏向通路手
段を通じて、上記局所的に強い気体の流れを簡単且つ的
確に作り出すことができるようになる。
【0024】
(第1実施形態)以下、本発明をディーゼルエンジンに
設けられた吸気側酸素センサの取付通路構造として具体
化した第1の実施形態について図1〜図4を参照して説
明する。
設けられた吸気側酸素センサの取付通路構造として具体
化した第1の実施形態について図1〜図4を参照して説
明する。
【0025】図1は本実施形態が適用されるディーゼル
エンジン(以下、単に「エンジン」という)11の概略
構成を示している。同図に示すように、エンジン11の
燃焼室(図示略)には吸気管12及び排気管13が接続
されている。
エンジン(以下、単に「エンジン」という)11の概略
構成を示している。同図に示すように、エンジン11の
燃焼室(図示略)には吸気管12及び排気管13が接続
されている。
【0026】エアクリーナ(図示略)等を通過して吸気
管12内に取り込まれた吸入空気は同管12内を通過し
てエンジン11の燃焼室(図示略)内に取り込まれる。
吸気管12内にはスロットル弁14が設けられている。
スロットル弁14は運転者により操作されるアクセルペ
ダル(図示略)の踏込量に応じてその開度が決定され
る。エンジン11の燃焼室内に取り込まれる吸入空気量
はこのスロットル弁14の開度によって決まる。燃焼室
内においてはインジェクタ(図示略)から噴射された燃
料と吸入空気とが混合され、この混合気が爆発燃焼する
ことによりエンジン11の駆動力が得られる。燃焼後の
排気は燃焼室から排気管13に導入された後、三元触媒
(図示略)を通過して外部に排出される。
管12内に取り込まれた吸入空気は同管12内を通過し
てエンジン11の燃焼室(図示略)内に取り込まれる。
吸気管12内にはスロットル弁14が設けられている。
スロットル弁14は運転者により操作されるアクセルペ
ダル(図示略)の踏込量に応じてその開度が決定され
る。エンジン11の燃焼室内に取り込まれる吸入空気量
はこのスロットル弁14の開度によって決まる。燃焼室
内においてはインジェクタ(図示略)から噴射された燃
料と吸入空気とが混合され、この混合気が爆発燃焼する
ことによりエンジン11の駆動力が得られる。燃焼後の
排気は燃焼室から排気管13に導入された後、三元触媒
(図示略)を通過して外部に排出される。
【0027】エンジン11には排気再循環(EGR)装
置15が設けられている。このEGR装置15は、吸気
管12と排気管13においてスロットル弁14よりも下
流側の部分とを連通するEGR通路16と、同通路16
の途中に設けられた流量調節弁17とを備えている。排
気管13における排気の一部はEGR通路16を通過し
て吸気管12内に戻される。流量調節弁17は電子制御
装置(ECU、図示略)によって制御されることによ
り、EGR通路16を通過する排気の量を調節する。
置15が設けられている。このEGR装置15は、吸気
管12と排気管13においてスロットル弁14よりも下
流側の部分とを連通するEGR通路16と、同通路16
の途中に設けられた流量調節弁17とを備えている。排
気管13における排気の一部はEGR通路16を通過し
て吸気管12内に戻される。流量調節弁17は電子制御
装置(ECU、図示略)によって制御されることによ
り、EGR通路16を通過する排気の量を調節する。
【0028】このようなエンジン11にあっては、その
燃焼室に導入される吸入空気の一部に排気(EGRガ
ス)、すなわち燃焼に供されない不活性ガスが混入さ
れ、燃焼室における燃焼ガスの最高温度が下げられるこ
とで、NOxの低減が図られる。
燃焼室に導入される吸入空気の一部に排気(EGRガ
ス)、すなわち燃焼に供されない不活性ガスが混入さ
れ、燃焼室における燃焼ガスの最高温度が下げられるこ
とで、NOxの低減が図られる。
【0029】一方、吸気管12において、EGR通路1
6の開口部分16aよりも下流側の位置には酸素センサ
20が取り付けられており、同センサ20の先端の検出
部が吸気管12内に突出している。この酸素センサ20
は、スロットル弁14を通過した空気とEGRガスとか
らなる吸入空気の酸素濃度を検出し、その検出信号をE
CUに出力する。そしてECUは、酸素センサ20から
の検出信号と排気管13に別途設けられた別の酸素セン
サ(図示略)からの検出信号に基づいて、エンジン11
の空燃比制御を実行する。
6の開口部分16aよりも下流側の位置には酸素センサ
20が取り付けられており、同センサ20の先端の検出
部が吸気管12内に突出している。この酸素センサ20
は、スロットル弁14を通過した空気とEGRガスとか
らなる吸入空気の酸素濃度を検出し、その検出信号をE
CUに出力する。そしてECUは、酸素センサ20から
の検出信号と排気管13に別途設けられた別の酸素セン
サ(図示略)からの検出信号に基づいて、エンジン11
の空燃比制御を実行する。
【0030】図2は、本実施形態に係る酸素センサの取
付通路である吸気管12(図1参照)の断面構造を拡大
して示す。さらに、図3には、同吸気管12を酸素セン
サ20の下流側から見た断面図を示す。因みに、図2は
図3の2−2断面を示し、また図3は図2の3−3断面
を示す。
付通路である吸気管12(図1参照)の断面構造を拡大
して示す。さらに、図3には、同吸気管12を酸素セン
サ20の下流側から見た断面図を示す。因みに、図2は
図3の2−2断面を示し、また図3は図2の3−3断面
を示す。
【0031】両図に示すように、酸素センサ20は、カ
バー22に覆われた先端部が吸気管12内に突出するよ
う同吸気管12に取り付けられており、同カバー22の
内部に吸気管12内を流れる混合吸気の酸素濃度を検出
するセンサ素子(図示略)を備えている。カバー22は
その表面に複数の通気孔23を有しており、同通気孔2
3を介して吸気管12内の混合吸気が流通し、前記セン
サ素子へ達する構成となっている。
バー22に覆われた先端部が吸気管12内に突出するよ
う同吸気管12に取り付けられており、同カバー22の
内部に吸気管12内を流れる混合吸気の酸素濃度を検出
するセンサ素子(図示略)を備えている。カバー22は
その表面に複数の通気孔23を有しており、同通気孔2
3を介して吸気管12内の混合吸気が流通し、前記セン
サ素子へ達する構成となっている。
【0032】また、吸気管12内における酸素センサ2
0の上流側近傍には、同図2及び図3に示す態様で、フ
ィン24が同吸気管12の内壁に沿って設けられてい
る。すなわち同フィン24は、吸気管12の内壁からほ
ぼ垂直に突出された壁のような様態を有し、同吸気管1
2内において酸素センサ20の上流から流入してくる吸
入空気(混合吸気)の流れを同酸素センサ20の検出部
を構成する先端部分に局所的に収束させるべく吸入空気
の流れに直面する側(上流側)が凹曲面をなしている。
0の上流側近傍には、同図2及び図3に示す態様で、フ
ィン24が同吸気管12の内壁に沿って設けられてい
る。すなわち同フィン24は、吸気管12の内壁からほ
ぼ垂直に突出された壁のような様態を有し、同吸気管1
2内において酸素センサ20の上流から流入してくる吸
入空気(混合吸気)の流れを同酸素センサ20の検出部
を構成する先端部分に局所的に収束させるべく吸入空気
の流れに直面する側(上流側)が凹曲面をなしている。
【0033】次に、上記のように構成された本実施形態
の作用について説明する。図4に示すように、エンジン
11の運転が開始されることにより、吸気管12にはス
ロットル弁14の開度とEGR装置15の動作に応じた
所定量の吸入空気とEGRガスがそれぞれ流入される。
同吸入空気とEGRガスとの混合吸気は、エンジン11
の運転状態に応じて所定の流速をもって吸気管12内を
流通し、同エンジン11の燃焼室に取り込まれる。この
際、酸素センサ20の検出部は前記フィン24を通過し
た混合吸気の流れにさらされる。同混合吸気はカバー2
2の通気孔23を通じてセンサ素子の外面に形成された
電極に接触する。これに対して、センサ素子の内部には
例えば酸素濃度が既知である大気が導入され、その大気
はセンサ素子の内面に設けられた電極に接触する。この
ように、酸素濃度に差がある大気及び混合吸気が接触す
ることにより、両電極間にはその酸素濃度差に応じた起
電力が発生する。従って、この起電力から混合吸気の酸
素濃度が検出できる。
の作用について説明する。図4に示すように、エンジン
11の運転が開始されることにより、吸気管12にはス
ロットル弁14の開度とEGR装置15の動作に応じた
所定量の吸入空気とEGRガスがそれぞれ流入される。
同吸入空気とEGRガスとの混合吸気は、エンジン11
の運転状態に応じて所定の流速をもって吸気管12内を
流通し、同エンジン11の燃焼室に取り込まれる。この
際、酸素センサ20の検出部は前記フィン24を通過し
た混合吸気の流れにさらされる。同混合吸気はカバー2
2の通気孔23を通じてセンサ素子の外面に形成された
電極に接触する。これに対して、センサ素子の内部には
例えば酸素濃度が既知である大気が導入され、その大気
はセンサ素子の内面に設けられた電極に接触する。この
ように、酸素濃度に差がある大気及び混合吸気が接触す
ることにより、両電極間にはその酸素濃度差に応じた起
電力が発生する。従って、この起電力から混合吸気の酸
素濃度が検出できる。
【0034】ここで、本実施形態の吸気管12では、酸
素センサ20の検出部に混合吸気が達する態様として、
吸気管12内の上流から流入してきた混合吸気がフィン
24の曲面沿いに流れを形成しつつ、酸素センサ20の
先端部に向かって収束される。このため、前記フィン2
4の先端部分、つまり酸素センサ20の検出部の先端近
傍では、混合吸気の流速が速くなり、混合吸気中の煤が
カバー22やその通気孔23に付着しにくくなる。ま
た、一旦そこに付着した煤も、混合吸気の流れの勢いに
よって取り除かれる(はたき落とされる)。この結果、
同煤が酸素センサ20のカバー22に付着して通気孔2
3を塞ぐなどの不都合は好適に回避されるようになる。
また、上記フィン24の配設により、上記混合吸気にス
ワール渦等が生じてこれが濃淡なく混ぜ合わされること
ともなり、より正確な酸素濃度測定が実現されることと
もなる。
素センサ20の検出部に混合吸気が達する態様として、
吸気管12内の上流から流入してきた混合吸気がフィン
24の曲面沿いに流れを形成しつつ、酸素センサ20の
先端部に向かって収束される。このため、前記フィン2
4の先端部分、つまり酸素センサ20の検出部の先端近
傍では、混合吸気の流速が速くなり、混合吸気中の煤が
カバー22やその通気孔23に付着しにくくなる。ま
た、一旦そこに付着した煤も、混合吸気の流れの勢いに
よって取り除かれる(はたき落とされる)。この結果、
同煤が酸素センサ20のカバー22に付着して通気孔2
3を塞ぐなどの不都合は好適に回避されるようになる。
また、上記フィン24の配設により、上記混合吸気にス
ワール渦等が生じてこれが濃淡なく混ぜ合わされること
ともなり、より正確な酸素濃度測定が実現されることと
もなる。
【0035】以上説明したように、本実施形態によれば
以下に示す効果が得られる。 ・フィン24により収束され流速を増した混合吸気の流
れが酸素センサ20の検出部に吹き付けられ、混合吸気
中に含まれる煤がカバー22やその内部のセンサ素子に
付着することが好適に抑制される。
以下に示す効果が得られる。 ・フィン24により収束され流速を増した混合吸気の流
れが酸素センサ20の検出部に吹き付けられ、混合吸気
中に含まれる煤がカバー22やその内部のセンサ素子に
付着することが好適に抑制される。
【0036】・またこのため、煤が酸素センサ20のカ
バー22に設けられた通気孔23を塞ぐこともなく、同
酸素センサ20の検出感度が安定に保たれる。 ・混合吸気の攪拌によって、より正確な酸素濃度測定が
実現される。
バー22に設けられた通気孔23を塞ぐこともなく、同
酸素センサ20の検出感度が安定に保たれる。 ・混合吸気の攪拌によって、より正確な酸素濃度測定が
実現される。
【0037】なお、上記実施形態において用いたフィン
24は、混合吸気の流れの上流側に凹曲面を有するが、
酸素センサの検出部に混合吸気の流れを収束し得るもの
であればいかなる形状のものであってもよい。 (第2実施形態)次に、本発明の第2の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
24は、混合吸気の流れの上流側に凹曲面を有するが、
酸素センサの検出部に混合吸気の流れを収束し得るもの
であればいかなる形状のものであってもよい。 (第2実施形態)次に、本発明の第2の実施形態を、前
記第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0038】図5に、本実施形態に係る酸素センサの取
付通路である吸気管12の断面構造を拡大して示す。本
実施形態にあっては、吸気管12内の酸素センサ20の
上流側近傍に、同図5に示す態様で、偏向通路24Bが
同吸気管12の内壁に沿って設けられている。すなわち
同偏向通路24Bは、吸気管12の内壁からほぼ垂直に
突出し、所定の厚みを有する壁のような形状をなしてい
る。さらに同偏向通路24Bには、その内部を貫通する
通路部25が設けられている。同通路25は、流入して
くる混合吸気の上流側と、酸素センサ20の先端側に向
かってそれぞれ開口している。混合吸気の上流側開口部
(以下導入口という)26の開口面積は酸素センサ20
側の開口部(以下排出口という)27の開口面積に比し
て大きく形成されている。
付通路である吸気管12の断面構造を拡大して示す。本
実施形態にあっては、吸気管12内の酸素センサ20の
上流側近傍に、同図5に示す態様で、偏向通路24Bが
同吸気管12の内壁に沿って設けられている。すなわち
同偏向通路24Bは、吸気管12の内壁からほぼ垂直に
突出し、所定の厚みを有する壁のような形状をなしてい
る。さらに同偏向通路24Bには、その内部を貫通する
通路部25が設けられている。同通路25は、流入して
くる混合吸気の上流側と、酸素センサ20の先端側に向
かってそれぞれ開口している。混合吸気の上流側開口部
(以下導入口という)26の開口面積は酸素センサ20
側の開口部(以下排出口という)27の開口面積に比し
て大きく形成されている。
【0039】次に、上記のように構成された本実施形態
の作用について説明する。図5に示すように、エンジン
11の運転が開始されると、吸気管12には煤を含んだ
混合吸気が流入する。この流入した混合吸気の一部は前
記偏向通路24Bの導入口26に導入され、排出口27
から排出されて酸素センサ20の検出部に吹きつけられ
る。そして、この吹き付けられた混合吸気がカバー22
の通気孔23を介してその内部のセンサ素子に達するこ
とにより、混合吸気中の酸素濃度が検出される。
の作用について説明する。図5に示すように、エンジン
11の運転が開始されると、吸気管12には煤を含んだ
混合吸気が流入する。この流入した混合吸気の一部は前
記偏向通路24Bの導入口26に導入され、排出口27
から排出されて酸素センサ20の検出部に吹きつけられ
る。そして、この吹き付けられた混合吸気がカバー22
の通気孔23を介してその内部のセンサ素子に達するこ
とにより、混合吸気中の酸素濃度が検出される。
【0040】ここで、本実施形態の吸気管12では、混
合吸気が偏向通路24B内部の通路部25を流通する
際、導入口26の開口面積が排出口27の開口面積に比
して大きく形成されているために、導入口26から導入
された混合吸気は同偏向通路24B内部で収束され、勢
いを増して排出口27から酸素センサ20の検出部に向
かって噴出されることになる。このため、カバー22や
カバー22の通気孔23には煤が付着しにくく、又一旦
そこに付着した煤も噴出される混合吸気によってはたき
落とされる。この結果、本実施形態によっても、前記混
合吸気中の煤が酸素センサ20のカバー22に付着し
て、通気孔23を塞ぐなどの不都合は好適に回避される
ようになる。また本実施形態にあっても、上記偏向通路
24Bの配設により、上記混合吸気にスワール渦等が生
じてこれが濃淡なく混ぜ合わされることともなり、より
正確な酸素濃度測定が実現されることともなる。
合吸気が偏向通路24B内部の通路部25を流通する
際、導入口26の開口面積が排出口27の開口面積に比
して大きく形成されているために、導入口26から導入
された混合吸気は同偏向通路24B内部で収束され、勢
いを増して排出口27から酸素センサ20の検出部に向
かって噴出されることになる。このため、カバー22や
カバー22の通気孔23には煤が付着しにくく、又一旦
そこに付着した煤も噴出される混合吸気によってはたき
落とされる。この結果、本実施形態によっても、前記混
合吸気中の煤が酸素センサ20のカバー22に付着し
て、通気孔23を塞ぐなどの不都合は好適に回避される
ようになる。また本実施形態にあっても、上記偏向通路
24Bの配設により、上記混合吸気にスワール渦等が生
じてこれが濃淡なく混ぜ合わされることともなり、より
正確な酸素濃度測定が実現されることともなる。
【0041】以上説明したように、本実施形態によれば
以下に示す効果が得られる。 ・偏向通路24Bにより収束され流速を増した混合吸気
の流れが酸素センサ20の検出部に吹き付けられ、混合
吸気中に含まれる煤がカバー22やその内部のセンサ素
子に付着することが好適に抑制される。
以下に示す効果が得られる。 ・偏向通路24Bにより収束され流速を増した混合吸気
の流れが酸素センサ20の検出部に吹き付けられ、混合
吸気中に含まれる煤がカバー22やその内部のセンサ素
子に付着することが好適に抑制される。
【0042】・またこのため、煤が酸素センサ20のカ
バー22に設けられた通気孔23を塞ぐこともなく、同
酸素センサ20の検出感度が安定に保たれる。 ・混合吸気の攪拌によって、より正確な酸素濃度測定が
実現される。
バー22に設けられた通気孔23を塞ぐこともなく、同
酸素センサ20の検出感度が安定に保たれる。 ・混合吸気の攪拌によって、より正確な酸素濃度測定が
実現される。
【0043】なお、本実施形態においては、偏向通路2
4Bはその内部に只1つの通路部25を有するとした
が、こうした通路部は一本に限らず複数設けられてもよ
い。さらに、複数の導入口を有する通路部が内部で一本
に収束され排出口を共有する構成であってもよい。要
は、導入口の総開口面積が排出口の総開口面積に比して
大きく形成されてさえいれば、本実施形態と同等の効果
を得ることはできる。
4Bはその内部に只1つの通路部25を有するとした
が、こうした通路部は一本に限らず複数設けられてもよ
い。さらに、複数の導入口を有する通路部が内部で一本
に収束され排出口を共有する構成であってもよい。要
は、導入口の総開口面積が排出口の総開口面積に比して
大きく形成されてさえいれば、本実施形態と同等の効果
を得ることはできる。
【0044】また、上記各実施形態においては、フィン
24,あるいは偏向通路24Bを吸気管12内に配設す
ることとしたが、他に例えば、酸素センサ20のカバー
22の基端部等、酸素センサ本体に直接それらフィン2
4あるいは偏向通路24Bを取り付ける構成としてもよ
い。
24,あるいは偏向通路24Bを吸気管12内に配設す
ることとしたが、他に例えば、酸素センサ20のカバー
22の基端部等、酸素センサ本体に直接それらフィン2
4あるいは偏向通路24Bを取り付ける構成としてもよ
い。
【0045】また、上記各実施形態において用いるフィ
ン24,あるいは偏向通路24Bは、例えばアルミ合金
や樹脂等所定の強度と耐熱性を有するいかなる材質のも
のを用いてもよい。さらに、FAS(フルオロアルキル
シラン)等の撥水性・撥油性被膜によりコーティングを
施してもよい。
ン24,あるいは偏向通路24Bは、例えばアルミ合金
や樹脂等所定の強度と耐熱性を有するいかなる材質のも
のを用いてもよい。さらに、FAS(フルオロアルキル
シラン)等の撥水性・撥油性被膜によりコーティングを
施してもよい。
【0046】さらに、上記各実施形態では、酸素センサ
20のセンサ素子に、被検出気体と酸素濃度が既知であ
る大気との相対的な酸素濃度値を検出する濃淡電池型の
ものを用いたが、センサ素子としては他に例えば、被検
出気体中酸素濃度の絶対値を検出する限界電流型のもの
を採用することもできる。
20のセンサ素子に、被検出気体と酸素濃度が既知であ
る大気との相対的な酸素濃度値を検出する濃淡電池型の
ものを用いたが、センサ素子としては他に例えば、被検
出気体中酸素濃度の絶対値を検出する限界電流型のもの
を採用することもできる。
【0047】また、上記各実施形態においては便宜上、
EGR装置15を備えるエンジンを想定してその吸気管
12に配される酸素センサ20について言及したが、他
にPCV装置を備えるエンジン、あるいは図6に例示し
たそれらの両方を備えるエンジンであっても、その吸気
管に配される酸素センサ及びその取付通路構造として本
発明を適用することはできる。
EGR装置15を備えるエンジンを想定してその吸気管
12に配される酸素センサ20について言及したが、他
にPCV装置を備えるエンジン、あるいは図6に例示し
たそれらの両方を備えるエンジンであっても、その吸気
管に配される酸素センサ及びその取付通路構造として本
発明を適用することはできる。
【0048】さらに、上記各実施形態においては、ディ
ーゼルエンジン11の吸気管12に取り付けられる酸素
センサについて言及したが、本発明はこれに限らず、各
種煤等の付着が懸念される環境で用いられる全ての酸素
センサ及びその取付通路構造に適用することができる。
ーゼルエンジン11の吸気管12に取り付けられる酸素
センサについて言及したが、本発明はこれに限らず、各
種煤等の付着が懸念される環境で用いられる全ての酸素
センサ及びその取付通路構造に適用することができる。
【0049】
【発明の効果】請求項1及び4に記載した発明によれ
ば、局所的に強い気体の流れの中に酸素センサの検出部
をおくことができ、気体中に含まれる煤が酸素センサの
カバー表面等に付着することを好適に抑制することがで
きる。そしてこのため、同酸素センサの検出精度を安定
に保持することができる。
ば、局所的に強い気体の流れの中に酸素センサの検出部
をおくことができ、気体中に含まれる煤が酸素センサの
カバー表面等に付着することを好適に抑制することがで
きる。そしてこのため、同酸素センサの検出精度を安定
に保持することができる。
【0050】請求項2及び3、あるいは請求項5及び6
に記載の発明によれば、フィン手段や偏向通路手段を通
じて上記局所的に強い気体の流れを簡単且つ的確に作り
出すことができる。
に記載の発明によれば、フィン手段や偏向通路手段を通
じて上記局所的に強い気体の流れを簡単且つ的確に作り
出すことができる。
【図1】本発明の一実施形態が適用されるディーゼルエ
ンジンシステムを示す略図。
ンジンシステムを示す略図。
【図2】第1の実施形態に係る酸素センサの取付通路構
造を示す断面図。
造を示す断面図。
【図3】図2の3−3線に沿った断面図。
【図4】第1の実施形態の作用を模式的に示す断面略
図。
図。
【図5】第2の実施形態に係る酸素センサの取付通路構
を示す断面略図。
を示す断面略図。
【図6】酸素センサを備えた内燃機関の一例を示す略
図。
図。
12…吸気管、20…酸素センサ、22…カバー、23
…通気孔、24…フィン、24B…偏向通路、25…通
路部、26…導入口、27…排出口。
…通気孔、24…フィン、24B…偏向通路、25…通
路部、26…導入口、27…排出口。
Claims (6)
- 【請求項1】気体通路中に検出部が配設される態様で同
通路の壁に装着されて同通路を流れる気体の酸素濃度を
測定する酸素センサにおいて、 前記気体の流れを前記検出部に収束せしめる気体収束機
構を備えることを特徴とする酸素センサ。 - 【請求項2】前記気体収束機構は、前記検出部の装着基
端部分上流の気体を同検出部の先端方向に局所的に偏向
収束せしめるフィン手段である請求項1記載の酸素セン
サ。 - 【請求項3】前記気体収束機構は、前記検出部の装着基
端部分上流の気体を導入してこれを収束しつつ同検出部
の先端部分に排出する偏向通路手段である請求項1記載
の酸素センサ。 - 【請求項4】気体の酸素濃度を測定する酸素センサの検
出部に測定対象気体を供給すべくその気体通路を構成し
つつ同酸素センサを取付支持する酸素センサの取付通路
構造であって、 前記酸素センサの検出部の上流に設けられて前記気体の
流れを同検出部に収束せしめる気体収束機構を備えるこ
とを特徴とする酸素センサの取付通路構造。 - 【請求項5】前記気体収束機構は、前記酸素センサの支
持部分上流の気体を同酸素センサの検出部先端方向に局
所的に偏向収束せしめるフィン手段である請求項4記載
の酸素センサの取付通路構造。 - 【請求項6】前記気体収束機構は、前記酸素センサの支
持部分上流の気体を導入してこれを収束しつつ同酸素セ
ンサの検出部先端部分に排出する偏向通路手段である請
求項4記載の酸素センサの取付通路構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9101371A JPH10293113A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 酸素センサ及びその取付通路構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9101371A JPH10293113A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 酸素センサ及びその取付通路構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10293113A true JPH10293113A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14298967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9101371A Pending JPH10293113A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 酸素センサ及びその取付通路構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10293113A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008268152A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2009186424A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2009250682A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
WO2010050146A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
EP2453227A1 (en) | 2010-11-12 | 2012-05-16 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
JP2012211858A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toyota Motor Corp | ガスセンサ |
JP2014005763A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の吸気系構造 |
CN103867270A (zh) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | 福特汽车萨纳伊股份有限公司 | 排气*** |
JP2016109668A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-06-20 | 株式会社デンソー | ガスセンサ取付構造 |
DE102015209262A1 (de) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasanlage mit einem Gassensor, insbesondere mit einem Partikelsensor |
CN110318870A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-10-11 | 沃尔沃汽车公司 | 用于清洁排气***中的传感器的装置和方法以及包括这种装置的车辆 |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP9101371A patent/JPH10293113A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008268152A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
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JP2009250682A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
US9032779B2 (en) | 2008-10-29 | 2015-05-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
WO2010050146A1 (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
EP2453227A1 (en) | 2010-11-12 | 2012-05-16 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
US9003866B2 (en) | 2010-11-12 | 2015-04-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
JP2012211858A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toyota Motor Corp | ガスセンサ |
JP2014005763A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の吸気系構造 |
CN103867270A (zh) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | 福特汽车萨纳伊股份有限公司 | 排气*** |
JP2016109668A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-06-20 | 株式会社デンソー | ガスセンサ取付構造 |
DE102015209262A1 (de) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasanlage mit einem Gassensor, insbesondere mit einem Partikelsensor |
US10443527B2 (en) | 2015-05-21 | 2019-10-15 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Exhaust gas system with a gas sensor, in particular with a particle sensor |
CN110318870A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-10-11 | 沃尔沃汽车公司 | 用于清洁排气***中的传感器的装置和方法以及包括这种装置的车辆 |
CN110318870B (zh) * | 2018-03-29 | 2022-08-30 | 沃尔沃汽车公司 | 用于清洁排气***中的传感器的装置和方法以及包括这种装置的车辆 |
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