JPH0694829B2 - Test O ▲ Lower 2 ▼ Sensor protection device - Google Patents
Test O ▲ Lower 2 ▼ Sensor protection deviceInfo
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メタンを主燃成分とし、排気系に三元触媒を
設置したガスエンジンの空燃比自動制御に利用される検
定用O2センサーを保護する装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is a verification O 2 sensor used for automatic air-fuel ratio control of a gas engine having methane as a main combustion component and a three-way catalyst installed in an exhaust system. The present invention relates to a device for protecting the.
〔従来の技術〕 三元触媒は、排気ガス中のNOx、CO、HCを同時に除去す
ることができるが、エンジンの設定空燃比によって浄化
特性が大きく変化するため、空燃比の厳密な制御を必要
とする。第３図はそれを示したもので、空燃比1.0付近
のごく狭い範囲でのみ、NOx、COの両者が除去され、こ
れを外れた空燃比ではNOxまたはCOのいずれかが除去さ
れない。この両者が除去される範囲をウインドウと称す
るが、この範囲に空燃比を制御するため、エンジンの空
燃比に対して、第３図中のAo→A1→A2で示したような出
力特性を持つジルコニア型O2センサーを利用することが
公知である。即ち、O2センサーの出力（電圧）が、上記
出力特性曲線上のウインドウに対応した値Vpになるよう
に空燃比を制御するものである。典型的な例を第４図に
示す。第４図に於いて、O2センサー（１）はエンジン
（２）の排気ガスライン（３）中で触媒層（４）より手
前に設置されている。ミキサー（５）は、ガスと空気の
混合比、即ち空燃比を概略決定するものであるが、これ
に空燃比微調整用空気バイパスライン（６）を設けてい
る。そして、O2センサー（１）の出力がVpより低けれ
ば、空気バイパスライン（６）に設置した制御弁（７）
をコントローラ（８）を介して閉方向に作動させて、空
燃比をガスリッチ方向に調整し、また、O2センサー
（１）の出力がVpより高ければ、制御弁（７）を開方向
に作動させて、空燃比をガスリーン方向に調整するよう
にしている。[Prior Art] A three-way catalyst can remove NOx, CO, and HC in exhaust gas at the same time, but since the purification characteristics change greatly depending on the engine's set air-fuel ratio, strict control of the air-fuel ratio is required. And FIG. 3 shows this, and both NOx and CO are removed only in a very narrow range near the air-fuel ratio of 1.0, and NOx or CO is not removed at an air-fuel ratio outside this range. The range where both of these are removed is called the window. Since the air-fuel ratio is controlled within this range, the output characteristics as shown by Ao → A 1 → A 2 in Fig. 3 are shown for the air-fuel ratio of the engine. It is known to utilize a zirconia-type O 2 sensor having That is, the air-fuel ratio is controlled so that the output (voltage) of the O 2 sensor becomes the value Vp corresponding to the window on the output characteristic curve. A typical example is shown in FIG. In FIG. 4, the O 2 sensor (1) is installed in front of the catalyst layer (4) in the exhaust gas line (3) of the engine (2). The mixer (5) roughly determines the mixing ratio of gas and air, that is, the air-fuel ratio, and is provided with the air bypass line (6) for air-fuel ratio fine adjustment. If the output of the O 2 sensor (1) is lower than Vp, the control valve (7) installed in the air bypass line (6)
Is operated in the closing direction via the controller (8) to adjust the air-fuel ratio in the gas rich direction, and if the output of the O 2 sensor (1) is higher than Vp, the control valve (7) is operated in the opening direction. Then, the air-fuel ratio is adjusted in the gas lean direction.
ところで、前述したジルコニア型O2センサーを利用した
ガスエンジンの空燃比制御では、O2センサー（１）の出
力がVpになるようにフィードバックをかけることになっ
ているが、この制御用O2センサー（１）が排気熱や被毒
物の影響で劣化した場合、出力特性が第３図の点線で示
すように低下するから、制御用O2センサー（１）の出力
がVpになるようにフィードバックをかけると、空燃比は
ウインドウから外れて、NOxまたはCOの大幅な増大を招
く欠点があった。Meanwhile, in the air-fuel ratio control of the gas engine using a zirconia type O 2 sensor described above, O 2 sensor the output of the (1) is supposed to provide feedback so that Vp, O 2 sensor for the control When (1) deteriorates due to exhaust heat or poisonous substances, the output characteristics deteriorate as shown by the dotted line in Fig. 3, so feedback should be performed so that the output of the control O 2 sensor (1) becomes Vp. When applied, the air-fuel ratio was out of the window, resulting in a large increase in NOx or CO.
この制御用O2センサー（１）の劣化（出力低下）に対処
するため、排気ガスライン（３）中でNOxの影響を受け
ない触媒層（４）の出口側に時折（例えば、数週間に一
度程度等、定期的または必要時）検定用O2センサー
（９）を挿入して制御用O2センサー（１）のフィードバ
ック用設定値を、第３図に於いて、VpからVp′に補正し
て空燃比がウインドウから外れるのを防止するようにし
ているが、その都度、検定用O2センサー（９）を装着し
なければならず作業が非常に面倒であった。その点を改
善するために、検定用O2センサー（９）を常設すると、
これ自身が劣化し、その効果が損なわれる。特に、メタ
ン系燃料の場合、ウインドウは第３図に示すように、O2
センサー出力の立ち下り部分（A1）より左側のフラット
な部分に来るので、劣化の影響は多大である。In order to deal with this deterioration (output decrease) of the control O 2 sensor (1), occasionally at the outlet side of the catalyst layer (4) that is not affected by NOx in the exhaust gas line (3) (for example, in several weeks). Insert the verification O 2 sensor (9) about once or periodically (when necessary) and correct the feedback set value of the control O 2 sensor (1) from Vp to Vp ′ in FIG. In order to prevent the air-fuel ratio from coming out of the window, the verification O 2 sensor (9) had to be attached each time, and the work was extremely troublesome. In order to improve that point, if a calibration O 2 sensor (9) is installed permanently,
It deteriorates itself and its effect is impaired. In particular, in the case of methane fuel, the window is O 2 as shown in Fig. 3.
Since it comes to the flat part on the left side of the falling part (A 1 ) of the sensor output, the influence of deterioration is great.
本発明は従来の上記問題に鑑みて提案されたもので、そ
の目的とするところは、検定用O2センサーの劣化を防止
し得る検定用O2センサー保護装置を提供しようとするも
のである。The present invention has been proposed in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object is intended to provide an assay for O 2 sensor protection device capable of preventing deterioration of the assay O 2 sensor.
上記目的を達成するため、本発明はガスエンジンの排気
ガスライン中で触媒層より下流に排気ガスバイパスライ
ンを設け、この排気ガスバイパスラインに検定用O2セン
サーを常設し、かつ、排気ガスバイパスライン中で検定
用O2センサーの上流に、通常は排気ガスバイパスライン
へ圧縮空気を供給し、検定時は排気ガスバイパスライン
への圧縮空気の供給を停止する圧縮空気ラインを設けた
ものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust gas bypass line downstream of the catalyst layer in the exhaust gas line of a gas engine, permanently installs a verification O 2 sensor in the exhaust gas bypass line, and exhaust gas bypass line. In the line, a compressed air line that normally supplies compressed air to the exhaust gas bypass line and stops the supply of compressed air to the exhaust gas bypass line at the time of verification is provided upstream of the verification O 2 sensor. .
本発明によれば、通常は圧縮空気ラインから圧縮空気を
排気ガスバイパスラインに導入してこれを排気ガスバイ
パスラインの両端から排気ガスラインに流出するように
しておき、検定時に圧縮空気ラインからの圧縮空気の排
気ガスバイパスラインへの導入を停止させて、排気ガス
ラインの排気ガスが排気ガスバイパスラインを流通する
ようにする。従って、検定用O2センサーは時折の検定時
には、従来と同様に排気ガスに曝されているが、検定時
以外は圧縮空気により劣化から保護されている。According to the present invention, normally, compressed air is introduced from the compressed air line into the exhaust gas bypass line so as to flow out from both ends of the exhaust gas bypass line into the exhaust gas line, and the compressed air line from the compressed air line is tested at the time of verification. The introduction of compressed air into the exhaust gas bypass line is stopped so that the exhaust gas in the exhaust gas line flows through the exhaust gas bypass line. Therefore, the O 2 sensor for verification is occasionally exposed to exhaust gas at the time of verification, as in the conventional case, but is protected from deterioration by compressed air except at the time of verification.
第１図は本発明の検定用O2センサー保護装置の一実施例
を示す概略図、第２図はその要部詳細図であって、この
第１図及び第２図に示すように、本発明は、排気ガスラ
イン（10）の触媒層（11）より下流側に設置した排気ガ
ス熱交換器（12）に取り込み部を斜めに形成した排気ガ
スバイパスライン（13）を設け、この排気ガスバイパス
ライン（13）に、触媒層（11）の手前に設置した制御用
O2センサー（14）が劣化していると当該制御用O2センサ
ー（14）のフィードバック用設定値を、第３図に於い
て、VpからVp′に補正するための検定用O2センサー（1
5）を設置し、かつ、排気ガスバイパスライン（13）の
検定用O2センサー（15）より上流側に例えばエアーコン
プレッサー等の圧縮空気供給手段から延びる圧縮空気ラ
イン（16）を開口するとともに、排気ガスバイパスライ
ン（13）の検定用O2センサー（15）より下流側に抵抗用
突起（17）を設け、更に、圧縮空気ライン（16）に開閉
弁（18）と流量調整弁（19）とを設置してある。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the O 2 sensor protection device for assay of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of the essential parts thereof. As shown in FIG. 1 and FIG. According to the invention, an exhaust gas heat exchanger (12) installed on the downstream side of a catalyst layer (11) of an exhaust gas line (10) is provided with an exhaust gas bypass line (13) having an obliquely formed intake portion. For control installed on the bypass line (13) before the catalyst layer (11)
If the O 2 sensor (14) has deteriorated, the verification O 2 sensor (for correcting the feedback set value of the control O 2 sensor (14) from Vp to Vp ′ in FIG. 3 ( 1
5) is installed, and a compressed air line (16) extending from compressed air supply means such as an air compressor is opened upstream of the verification O 2 sensor (15) of the exhaust gas bypass line (13), and A resistance projection (17) is provided on the exhaust gas bypass line (13) downstream of the verification O 2 sensor (15), and the compressed air line (16) is further provided with an opening / closing valve (18) and a flow control valve (19). And are installed.
そして、通常は開閉弁（18）を開き、圧縮空気ライン
（16）から排気ガスバイパスライン（13）に圧縮空気を
導入し、この圧縮空気が排気ガスバイパスライン（13）
の両端から排気ガスライン（11）に流出するようにさせ
ておくが、検定時、開閉弁（18）を閉じ、排気ガスライ
ン（11）の排気ガスが排気ガスバイパスライン（13）を
流通するようにする。従って、検定用O2センサー（15）
は検定時のみ排気ガスに曝され、検定時以外には圧縮空
気により劣化から保護されている。Then, the open / close valve (18) is normally opened, and compressed air is introduced from the compressed air line (16) to the exhaust gas bypass line (13), and this compressed air is exhausted by the exhaust gas bypass line (13).
The exhaust gas of the exhaust gas line (11) flows through the exhaust gas bypass line (13) while the open / close valve (18) is closed at the time of verification. To do so. Therefore, O 2 sensor for verification (15)
Is exposed to exhaust gas only during certification, and is protected from deterioration by compressed air except during certification.
ところで、排気ガスバイパスライン（13）の検定用O2セ
ンサー（15）より下流側に抵抗用突起（17）を設けたこ
とにより、上流側に高圧の圧縮空気が流れ、排気ガスバ
イパスライン（13）の取り込み部から排気ガスライン
（11）の排気ガスが流れ込もうとしても、圧縮空気が排
気ガスに打ち勝って排気ガスライン（11）に流出する。
従って、検定時以外には排気ガスバイパスライン（13）
に排気ガスが流通しない。また、排気ガスバイパスライ
ン（13）の両端から排気ガスライン（11）に圧縮空気を
流出しても、触媒層（12）の下流側のため脱硝性能等に
影響しない。また、排気ガスが流通する排気ガスライン
（11）や排気ガスバイパスライン（13）に弁を設けてい
ないので、排気ガスの熱による弁の損傷の心配もない。By the way, by providing the resistance projection (17) on the downstream side of the verification O 2 sensor (15) of the exhaust gas bypass line (13), high-pressure compressed air flows to the exhaust gas bypass line (13). Even if the exhaust gas in the exhaust gas line (11) tries to flow in from the intake section of (), the compressed air overcomes the exhaust gas and flows out to the exhaust gas line (11).
Therefore, the exhaust gas bypass line (13) should be used except at the time of certification.
Exhaust gas does not flow to. Further, even if the compressed air flows out from both ends of the exhaust gas bypass line (13) to the exhaust gas line (11), it does not affect the denitration performance because it is on the downstream side of the catalyst layer (12). Further, since no valve is provided in the exhaust gas line (11) or the exhaust gas bypass line (13) through which the exhaust gas flows, there is no fear of damage to the valve due to heat of the exhaust gas.
尚、上記説明では、エアーコンプレッサー等からの圧縮
空気で検定用O2センサー（15）を劣化から保護している
が、ターボ付きガスエンジンの場合、ターボ吐出空気を
利用してもよい。In the above description, the verification O 2 sensor (15) is protected from deterioration by the compressed air from the air compressor or the like, but in the case of the turbocharged gas engine, turbo discharge air may be used.
本発明によれば、検定用O2センサーは検定時以外は保護
されているから劣化の心配がない。従って、検定用O2セ
ンサーの出力特性を維持することができ、信頼性のある
ガスエンジンの空燃比自動制御を比較的安価に提供でき
る。According to the present invention, the O 2 sensor for assay is protected except during the assay, so that there is no fear of deterioration. Therefore, the output characteristics of the verification O 2 sensor can be maintained, and reliable automatic control of the air-fuel ratio of the gas engine can be provided at a relatively low cost.
第１図は本発明の検定用O2センサー保護装置の一実施例
を示す概略図、第２図は第１図Ａ部の詳細図である。 第３図はガスエンジンの空燃比（縦軸）に対するNOx及
びCOセンサー出力（横軸）の関係を示すグラフであり、
同グラフ中にジルコニア型O2センサーの出力特性曲線を
示してある。第４図はガスエンジンの給排気系統の一例
を示す概略図である。 （10）……排気ガスライン、（11）……触媒層、 （12）……排気ガス熱交換器、 （13）……排気ガス熱交換器バイパスライン、 （14）……制御用O2センサー、 （15）……検定用O2センサー、 （16）……圧縮空気ライン、 （17）……抵抗用突起、（18）……開閉弁、 （19）……流量調整弁。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the O 2 sensor protection device for assay of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of part A in FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the NOx and CO sensor outputs (horizontal axis) with respect to the air-fuel ratio (vertical axis) of the gas engine,
The output characteristic curve of the zirconia O 2 sensor is shown in the same graph. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a gas supply / exhaust system of a gas engine. (10) …… Exhaust gas line, (11) …… Catalyst layer, (12) …… Exhaust gas heat exchanger, (13) …… Exhaust gas heat exchanger bypass line, (14) …… Control O 2 sensor, (15) .... calibrating O 2 sensors, (16) ... compressed air line, (17) .... resistance protrusions, (18) .... off valve (19) ... flow control valve.
Claims (1)
より下流に排気ガスバイパスラインを設け、この排気ガ
スバイパスラインに検定用O2センサーを常設し、かつ、
排気ガスバイパスライン中で検定用O2センサーの上流
に、通常は排気ガスバイパスラインへ圧縮空気を供給
し、検定時は排気ガスバイパスラインへの圧縮空気の供
給を停止する圧縮空気ラインを設けたことを特徴とする
検定用O2センサー保護装置。1. An exhaust gas bypass line is provided downstream of a catalyst layer in an exhaust gas line of a gas engine, and an O 2 sensor for verification is permanently installed in the exhaust gas bypass line, and
In the exhaust gas bypass line, a compressed air line that normally supplies compressed air to the exhaust gas bypass line and stops the supply of compressed air to the exhaust gas bypass line during verification is provided upstream of the O 2 sensor for verification. An O 2 sensor protection device for verification, which is characterized in that
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP21096489A JPH0694829B2 (en) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | Test O ▲ Lower 2 ▼ Sensor protection device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP21096489A JPH0694829B2 (en) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | Test O ▲ Lower 2 ▼ Sensor protection device |
Publications (2)
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| JPH0374549A JPH0374549A (en) | 1991-03-29 |
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Family
ID=16598032
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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| JP2011226313A (en) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Isuzu Motors Ltd | Exhaust gas sensor |
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1989
- 1989-08-16 JP JP21096489A patent/JPH0694829B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH0374549A (en) | 1991-03-29 |
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