(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度な点検によって車両の稼働率の向上や故障していないＮＯｘセンサの誤交換の防止を図るＮＯｘセンサ点検装置およびＮＯｘセンサ点検方法を提供する。【解決手段】ＮＯｘセンサ点検装置１０は、基準ガス発生装置１２、設置管１３、制御兼データ処理装置１４、基準ＮＯｘセンサ１５を備え、取り外された状態のＮＯｘセンサ１１と基準ＮＯｘセンサ１５とのそれぞれが、設置管１３に挿入された状態で制御兼データ処理装置１４に接続されており、設置管１３に流入した基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαごとに検出値Ｃβと基準検出値Ｃγとをそれぞれ検出し、制御兼データ処理装置１４が、それらに基づいた出力特性Ｌβに応じて、ＮＯｘセンサ１１を点検する構成にした。【選択図】図１
2018084436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたＮＯｘセンサを点検するＮＯｘセンサ点検装置であって、
基準ガスにおける実ＮＯｘ濃度を調節するための基準ガス発生装置と、この基準ガス発生装置で発生した前記基準ガスが流入する設置管と、前記基準ガス発生装置に接続される制御兼データ処理装置と、正常な状態を維持した基準ＮＯｘセンサと、を備え、
前記排気通路から取り外された状態の前記ＮＯｘセンサと前記基準ＮＯｘセンサのそれぞれが、前記設置管に挿入された状態で前記制御兼データ処理装置に接続されており、
前記設置管に流入した前記基準ガスの実ＮＯｘ濃度ごとに、前記ＮＯｘセンサで検出値を、前記基準ＮＯｘセンサで基準検出値をそれぞれ検出し、
前記制御兼データ処理装置が、それらの検出値および基準検出値に基づいた出力特性に応じて、前記ＮＯｘセンサを点検する構成にしたことを特徴とするＮＯｘセンサ点検装置。
【請求項２】
前記制御兼データ処理装置が、前記基準ガスの実ＮＯｘ濃度と検出された値とに基づいた出力特性マップを有し、この出力特性マップに前記出力特性をプロットする構成にした請求項１に記載のＮＯｘセンサ点検装置。
【請求項３】
前記出力特性マップに、実ＮＯｘ濃度と検出された値とが等しくなる基準出力特性が設定され、
前記制御兼データ処理装置が、この基準出力特性と前記出力特性とを比較して、前記出力特性の良否を判定する構成にした請求項２に記載のＮＯｘセンサ点検装置。
【請求項４】
前記出力特性マップに、前記ＮＯｘセンサの故障パターンに応じた複数の故障出力特性が設定され、
前記制御兼データ処理装置が、この故障出力特性と前記出力特性とを比較して、前記ＮＯｘセンサの故障の原因を判定する構成にした請求項２または３に記載のＮＯｘセンサ点検装置。
【請求項５】
前記制御兼データ処理装置が、前記ＮＯｘセンサに通電してからの経過時間における前記検出値の変化と、前記基準ＮＯｘセンサに通電してからの経過時間における前記基準検出値の変化とを比較して、前記出力特性の良否を判定する構成にした請求項１〜４のいずれか１項に記載のＮＯｘセンサ点検装置。
【請求項６】
車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたＮＯｘセンサを点検するＮＯｘセンサ点検方法であって、
前記ＮＯｘセンサを前記排気通路から取り外すステップと、
前記排気通路から取り外された前記ＮＯｘセンサを、正常な状態を維持した基準ＮＯｘセンサが挿入された設置管に挿入するステップと、
基準ガスの実ＮＯｘ濃度を変化させて、その基準ガスを実ＮＯｘ濃度ごとに順に前記設置管に流入するステップと、
前記基準ガスの実ＮＯｘ濃度ごとの前記ＮＯｘセンサの検出値と前記基準ＮＯｘセンサの基準検出値とを取得するステップと、
それらの検出値および基準検出値から前記ＮＯｘセンサの出力特性を生成するステップと、
その出力特性に応じて前記ＮＯｘセンサを点検するステップと、を含むことを特徴とするＮＯｘセンサ点検方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯｘセンサ点検装置およびＮＯｘセンサ点検方法に関し、より詳細には、高精度な点検による車両の稼働率の向上や故障していないＮＯｘセンサの誤交換の防止を図るＮＯｘセンサ点検装置およびＮＯｘセンサ点検方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンは、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、排気通路に配置したＮＯｘセンサで排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出し、その検出したＮＯｘ濃度に基づいて尿素水の噴射量の調節や触媒などの自己診断を行っている。
【０００３】
このＮＯｘセンサには、素子が排気ガス中の金属成分や炭化水素（ＨＣ）により被毒したり、素子にクラックが生じたりする問題があった。これらの問題が生じるとＮＯｘセンサの出力特性が変化して、排気ガス中のＮＯｘ濃度を正確に検出できなくなる。
【０００４】
これに関して、エンジンの停止中に、排気通路にエアポンプから空気を供給し、そのときのＮＯｘセンサの検出値が基準値以上になるか否かでＮＯｘセンサの点検を実施する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、この装置では、ＮＯｘセンサの検出値が正常か否かを点検するだけであり、ＮＯｘセンサの出力特性に関しては点検していない。そのために、点検精度が低く、故障していないＮＯｘセンサの誤交換が生じるおそれやＮＯｘセンサの故障を見逃すおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４５２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、短時間かつ高精度にＮＯｘセンサの出力特性を求め、その出力特性に基づいた高精度な点検によって車両の稼働率の向上や故障していないＮＯｘセンサの誤交換の防止を図ることができるＮＯｘセンサ点検装置およびＮＯｘセンサ点検方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明のＮＯｘセンサ点検装置は、車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたＮＯｘセンサを点検するＮＯｘセンサ点検装置であって、基準ガスにおける実ＮＯｘ濃度を調節するための基準ガス発生装置と、この基準ガス発生装置で発生した前記基準ガスが流入する設置管と、前記基準ガス発生装置に接続される制御兼データ処理装置と、正常な状態を維持した基準ＮＯｘセンサと、を備え、前記排気通路から取り外された状態の前記ＮＯｘセンサと前記基準ＮＯｘセンサとのそれぞれが、前記設置管に挿入された状態で前記制御兼データ処理装置に接続されており、前記設置管に流入した前記基準ガスの実ＮＯｘ濃度ごとに、前記ＮＯｘセンサで検出値を、前記基準ＮＯｘセンサで基準検出値をそれぞれ検出し、前記制御兼データ処理装置が、それらの検出値および基準検出値に基づいた出力特性に応じて、前記ＮＯｘセンサを点検する構成にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記の目的を達成する本発明のＮＯｘセンサ点検方法は、車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されたＮＯｘセンサを点検するＮＯｘセンサ点検方法であって、前記ＮＯｘセンサを前記排気通路から取り外すステップと、前記排気通路から取り外された前記ＮＯｘセンサを、正常な状態を維持した基準ＮＯｘセンサが挿入された設置管に挿入するステップと、基準ガスの実ＮＯｘ濃度を変化させて、その基準ガスを実ＮＯｘ濃度ごとに順に前記設置管に流入するステップと、前記基準ガスの実ＮＯｘ濃度ごとの前記ＮＯｘセンサの検出値と前記基準ＮＯｘセンサの基準検出値とを取得するステップと、それらの検出値および基準検出値から前記ＮＯｘセンサの出力特性を生成するステップと、その出力特性に応じて前記ＮＯｘセンサを点検するステップと、を含むことを特徴とする方法である。
【００１０】
なお、ここでいう、「正常な状態」とは、設置管を流れる基準ガスの実ＮＯｘ濃度と基準ＮＯｘセンサの検出する基準検出値との差が、予め設定された誤差範囲に入っている状態のことである。
【００１１】
また、ＮＯｘセンサの検出値と基準ＮＯｘセンサの基準検出値は、基準ガス発生により実ＮＯｘ濃度が順次変化する基準ガスが、その実ＮＯｘ濃度ごとに設置管に順次流入する際に、ＮＯｘセンサと基準ＮＯｘセンサが検出する値である。従って、それらの検出値および基準検出値は、基準ガスの実ＮＯｘ濃度が変わるごとにセットで検出されるので、制御兼データ処理装置には、検出値および基準検出値の複数のセットが記憶される。
【００１２】
また、出力特性とは、基準ガスの実ＮＯｘ濃度に対するＮＯｘセンサの検出値を示したものである。つまり、基準ＮＯｘセンサの基準検出値に対するＮＯｘセンサの検出値を示したものになる。
【発明の効果】
【００１３】
このＮＯｘセンサ点検装置およびＮＯｘセンサ点検方法によれば、ＮＯｘセンサを排気通路から取り外して、基準ＮＯｘセンサとともに、実ＮＯｘ濃度が変化する基準ガスが流入する設置管に挿入したことで、実ＮＯｘ濃度ごとの検出値および基準検出値を取得できる。これにより、それらの検出値および基準検出値に基づいて短時間かつ高精度にＮＯｘセンサの出力特性を取得できる。そして、ＮＯｘセンサの検出値のみが正常か否かで判定せずに、ＮＯｘセンサの出力特性に基づいてＮＯｘセンサを点検するようにしたことで、ＮＯｘセンサの点検の精度を向上することができる。
【００１４】
例えば、ＮＯｘセンサの素子にクラックが生じた場合の出力特性は、正常な場合と比較して検出値が高くなり、ＮＯｘセンサ素子が被毒した場合の出力特性は、正常な場合と比較して検出値が低くなる。このように、ＮＯｘセンサの出力特性に応じてＮＯｘセンサを点検することで、ＮＯｘセンサの故障の原因を突き止めることも可能になり、その故障の原因を修理することができる。
【００１５】
従って、上記のＮＯｘセンサ点検装置およびＮＯｘセンサ点検方法は、ＮＯｘセンサの出力特性に基づいた高精度な点検によって、ＮＯｘセンサの故障とその故障の原因の両方を突き止めて整備することが可能になり、整備不良による再入庫を回避して、車両の稼働率を向上できる。また、故障していないＮＯｘセンサの誤交換を防止して、整備費用を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態のＮＯｘ点検装置を例示する構成図である。
【図２】図１の制御兼データ処理装置を例示する構成図である。
【図３】基準ガスの実ＮＯｘ濃度と検出した値とに基づいた出力特性マップの一例である。
【図４】本発明の実施形態のＮＯｘ点検方法を例示するフロー図である。
【図５】出力特性マップの変形例である。
【図６】センサに通電してからの経過時間と検出した値との関係を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態からなるＮＯｘセンサ点検装置１０を例示している。このＮＯｘセンサ点検装置１０は、図示しない車両に搭載されたエンジンの排気通路に挿入されていたＮＯｘセンサ１１を点検するものであり、車両点検設備に設けられるものである。なお、車両点検設備としては、給油所などのサービスステーションを例示できる。
【００１８】
図１に示すように、ＮＯｘセンサ点検装置１０は、基準ガス発生装置１２と設置管１３と制御兼データ処理装置１４と基準ＮＯｘセンサ１５とを備えて構成される。なお、設置管１３の下流には、吸引ポンプ１６が設置され、さらに、その下流には図示しない浄化装置が設置される。
【００１９】
なお、以下では、設置管１３に流入する基準ガスをＧα、この基準ガスＧαの実際のＮＯｘ濃度（以下、実ＮＯｘ濃度という）をＣα、ＮＯｘセンサ１１の検出値をＣβ、基準ＮＯｘセンサ１５の基準検出値をＣγとする。
【００２０】
基準ガス発生装置１２は、複数のボンベ１７ａ〜１７ｄと複数のレギュレータ１８ａ〜１８ｄと多岐管１９と開閉弁２０とからなる。
【００２１】
複数のボンベ１７ａ〜１７ｄは、それぞれＮＯｘ濃度が異なるガスを貯蔵する容器である。ボンベ１７ａはＮＯｘ濃度ＣａのガスＧａを、ボンベ１７ｂはＮＯｘ濃度ＣｂのガスＧｂを、ボンベ１７ｃはＮＯｘ濃度ＣｃのガスＧｃを、ボンベ１７ｄはＮＯｘ濃度ＣｄのガスＧｄをそれぞれ貯蔵する。
【００２２】
ガスＧａ〜Ｇｄは、ＮＯｘ濃度がそれぞれ異なるように生成される。例えば、ガスＧａのＮＯｘ濃度Ｃａとしてはゼロｐｐｍ、ガスＧｂのＮＯｘ濃度Ｃｂとしては１００ｐｐｍ、ガスＧｃのＮＯｘ濃度Ｃｃとしては１０００ｐｐｍ、ガスＧｄのＮＯｘ濃度Ｃｄとしては２０００ｐｐｍをそれぞれ例示できる。
【００２３】
この基準ガス発生装置１２は、これらのガスＧａ〜Ｇｄのいずれか、またはいくつかを組み合わせることによって設置管１３に流入する基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαを連続的、あるいは段階的に変化させる。
【００２４】
この実施形態では、四つのボンベ１７ａ〜１７ｄにそれぞれ異なるＮＯｘ濃度Ｃａ〜ＣｄのガスＧａ〜Ｇｄを貯蔵する構成にしたが、ボンベの数は、少なくとも二つあればよく、その数は限定されない。また、ボンベに貯蔵されるガスのＮＯｘ濃度は、ゼロｐｐｍと大気汚染防止法の排出基準値（例えば、ディーゼルエンジンの場合は９５０ｐｐｍ〜１２００ｐｐｍ）以上の値の少なくとも二つあればよい。
【００２５】
レギュレータ１８ａ〜１８ｄは、電子制御式の圧力レギュレータである。多岐管１９は、レギュレータ１８ａ〜１８ｄのそれぞれの出口に接続され、ガスＧａ〜Ｇｄを集合するものである。開閉弁２０は多岐管１８の集合部に介在し、多岐管１８から設置管１３までを開放および閉鎖する電子制御式の弁である。なお、基準ガス発生装置１２は、基準ガスＧαにおける実ＮＯｘ濃度Ｃαを調節可能にその基準ガスＧαを発生する構成であればよく、上記の構成に限定されない。例えば、レギュレータ１８ａ〜１８ｄの代わりに流路制御弁を用いてもよい。但し、基準ガス発生装置１２は、制御兼データ処理装置１４によって基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαが自動で調節される装置に限定される。
【００２６】
設置管１３は、基準ガス発生装置１２の多岐管１９の中途の位置に介在する。この設置管１３は、エンジンの排気通路から取り外された状態のＮＯｘセンサ１１が挿入されるとともに、基準ＮＯｘセンサ１５が挿入される配管である。
【００２７】
制御兼データ処理装置１４は、各種処理を行うＣＰＵ、その各種処理を行うために用いられるプログラムが一時的に格納されるＲＯＭ、処理結果を読み書き可能なＲＡＭ、および表示画面を含む各種インターフェースなどから構成される。この制御兼データ処理装置１４は、信号線を介して基準ガス発生装置１２のレギュレータ１８ａ〜１８ｄと開閉弁２０とに接続される。そして、この制御兼データ処理装置１４は、基準ガス発生装置１２から設置管１３に流入する基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαを調節する。また、この制御兼データ処理装置１４は、信号線を介して設置管１３に挿入された状態のＮＯｘセンサ１１と基準ＮＯｘセンサ１５とに接続される。そして、この制御兼データ処理装置１４は、ＮＯｘセンサ１１の検出値Ｃβと基準ＮＯｘセンサ１５の基準検出値Ｃγとを取得してＲＡＭに記憶する。
【００２８】
基準ＮＯｘセンサ１５は、設置管１３に挿入された状態で制御兼データ処理装置１４に電気的に接続される。この基準ＮＯｘセンサ１５は、正常な状態を維持したセンサである。ここでいう、正常な状態とは、基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαとこの基準ＮＯｘセンサ１５の検出する基準検出値Ｃγとの差が予め設定された誤差範囲に入っている状態のことであり、実ＮＯｘ濃度Ｃαと基準検出値Ｃγとが等しくなる状態が好ましい。この実施形態では、この基準ＮＯｘセンサ１５の基準検出値Ｃγが、基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαを示すものとする。
【００２９】
ＮＯｘセンサ１１は、エンジンの排気通路から取り外されて、設置管１３に挿入された状態で制御兼データ処理装置１４に電気的に接続される。
【００３０】
図２は制御兼データ処理装置１４のプログラムの概略を例示している。この制御兼データ処理装置１４には、実行プログラムとして、濃度調節制御プログラム２１と出力特性生成プログラム２２と良否判定プログラム２３とが記憶される。これらの実行プログラムは、ＣＰＵによりそれぞれ予め指定された処理を行う。
【００３１】
濃度調節制御プログラム２１は、基準ガス発生装置１２に基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαを連続的、あるいは段階的に変化させ、その基準ガスＧαを実ＮＯｘ濃度Ｃαごとに順に設置管１３に流入させる手順を実行させる制御プログラムである。
【００３２】
なお、この濃度調節制御プログラム２１は、レギュレータ１８ａからレギュレータ１８ｄまでを順に作動させる手順を実施するように構成されることが好ましい。このように構成することで、基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαを連続的、あるいは段階的に高くし、低い実ＮＯｘ濃度Ｃαの基準ガスＧαから高い実ＮＯｘ濃度Ｃαの基準ガスＧαに向って順に設置管１３に流入させることができる。高い実ＮＯｘ濃度Ｃαの基準ガスＧαを先に設置管１３に流入させてしまうと、そのＮＯｘが設置管１３に残留して、その後の実ＮＯｘ濃度Ｃαの変化が鈍くなるおそれがある。一方、基準ガスＧαを低い実ＮＯｘ濃度Ｃαから高い実ＮＯｘ濃度Ｃαの順に設置管１３に流入させるようにすると、基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαを確実に連続的、あるいは段階的に変化させることができる。これにより、後に説明するＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβの生成精度の向上に有利になる。
【００３３】
出力特性生成プログラム２２は、ＲＡＭに記憶した検出値Ｃβおよび基準検出値Ｃγをセットにして読み込み、それらに基づいてＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβを生成するプログラムである。なお、ここでいうＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβとは、基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαに対する検出値Ｃβを示したものである。つまり、この実施形態では、基準検出値Ｃγに対する検出値Ｃβを示したものになる。
【００３４】
制御兼データ処理装置１４は、横軸を実ＮＯｘ濃度Ｃαとして、縦軸を検出値Ｃβとした出力特性マップＭ１を有する。出力特性生成プログラム２２で生成されるＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβは、この予め設定された出力特性マップＭ１上にプロットされる。なお、出力特性Ｌβがプロットされた出力特性マップＭ１は、制御兼データ処理装置１４の表示画面に出力されることが好ましい。このようにすることで、整備者は、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβを視覚的に確認することができるので、より高精度にＮＯｘセンサ１１を点検できる。
【００３５】
良否判定プログラム２３は、予め出力特性マップＭ１に設定された基準出力特性Ｌαと、出力特性生成プログラム２２で生成されたＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβとを比較して、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβの良否を判定するプログラムである。
【００３６】
基準出力特性Ｌαは、ＮＯｘセンサ１１が正常な場合の出力特性であり、この正常な場合とは、実ＮＯｘ濃度Ｃαと検出値Ｃβとが等しくなる場合のことである。従って、この基準出力特性Ｌαは、基準ＮＯｘセンサ１５の出力特性を用いることもできる。
【００３７】
図３は、出力特性マップＭ１を例示している。以下、この良否判定プログラム２３におけるＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβの良否の判定について、図３を参照しながら説明する。
【００３８】
出力特性マップＭ１は、基準出力特性Ｌαと、この基準出力特性Ｌαに対して高い検出値を示す上限出力特性Ｌｕと、低い検出値を示す下限出力特性Ｌｌと、が設定される。
【００３９】
上限出力特性Ｌｕは、例えば、０ｐｐｍ近傍は基準出力特性Ｌαに対して＋２０ｐｐｍ以下、０ｐｐｍを十分越えた所定の濃度以上では基準出力特性Ｌαに対して＋２０％以下の値になる。また、下限出力特性Ｌｌは、例えば、０ｐｐｍ近傍は基準出力特性Ｌαに対して−２０ｐｐｍ以上、所定の濃度以上では基準出力特性Ｌαに対して−２０％以上の値になる。
【００４０】
良否判定プログラム２３は、出力特性Ｌβが、この上限出力特性Ｌｕと下限出力特性Ｌｌとに囲まれた範囲Ａ（図中の斜線領域）に収まっている場合に、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβが良好と判定する。一方、それ以外の場合は、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβが不良として判定する。
【００４１】
図３では、出力特性Ｌβ１は、範囲Ａに収まっていることから良好と判定される。この結果、このＮＯｘセンサ１１については交換する必要がなくなる。一方、出力特性Ｌβ２は、範囲Ａに収まっていないことから不良と判定される。この結果、このＮＯｘセンサ１１については故障しているものとして、交換が必要になる。
【００４２】
このＮＯｘセンサ点検装置１０によるＮＯｘセンサ点検方法を、図４に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。なお、スタート時においては、ＮＯｘセンサ１１が、図示しないエンジンの排気通路に挿入されているものとする。また、以下に説明するフローチャートでは、α、β、γをそれぞれ変数として扱い、スタート時にはそれらの変数の値はゼロに設定されているものとする。
【００４３】
車両が車両点検設備に入庫すると、ステップＳ１０では、整備者がエンジンの排気通路に挿入されているＮＯｘセンサ１１を取り外す。次いで、ステップＳ２０では、その取り外された状態のＮＯｘセンサ１１を設置管１３に挿入して設置する。
【００４４】
次いで、整備者が制御兼データ処理装置１４のプログラムをスタートすると、ステップＳ３０では、濃度調節制御プログラム２１が、基準ガス発生装置１２に、基準ガスＧαを設置管１３に流入させる手順を実施させる。
【００４５】
次いで、ステップＳ４０では、ＮＯｘセンサ１１が基準ガスＧαにおける検出値Ｃβを取得し、基準ＮＯｘセンサ１５が基準ガスＧαにおける基準検出値Ｃγを取得する。次いで、ステップＳ５０では、制御兼データ処理装置１４が、ＮＯｘセンサ１１の検出値Ｃβと基準ＮＯｘセンサ１５の基準検出値ＣγとをセットにしてＲＡＭに記憶する。
【００４６】
次いで、ステップ６０では、変数α、β、γを変更する。次いで、ステップＳ７０では、濃度調節制御プログラム２１が、基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαが最大値Ｃｍａｘか否かを判定する。最大値Ｃｍａｘは、基準ガス発生装置１２から設置管１３に流入する基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαの最大値である。この実施形態においては、ボンベ１７ｄに貯蔵されているガスＧｄのＮＯｘ濃度Ｃｄに設定される。このステップＳ６０で、実ＮＯｘ濃度Ｃαが最大値Ｃｍａｘ未満の場合には、ステップＳ３０へ戻る。一方、実ＮＯｘ濃度Ｃαが最大値Ｃｍａｘ以上の場合には、濃度調節制御プログラム２１は終了し、出力特性生成プログラム２２が開始されて、ステップＳ８０へ進む。
【００４７】
上記のステップＳ３０〜Ｓ７０を繰り返し行うことで、設置管１３には、実ＮＯｘ濃度Ｃαが連続的、あるいは段階的に高くなる基準ガスＧαが濃度順に流入することになる。具体的には、スタートしてから一回目のステップＳ３０では、ＮＯｘ濃度ＣａのガスＧａを基準ガスＧαとして、設置管１３に流入させる。以降、二回目ではＮＯｘ濃度ＣｂのガスＧｂを、三回目ではＮＯｘ濃度ＣｃのガスＧｃを、四回目ではＮＯｘ濃度ＣｄのガスＧｄをそれぞれ基準ガスＧαとして流入させる。なお、二回目以降では、それまで開いていたレギュレータを閉じずに、新たなレギュレータを開くようにしてもよい。そして、ＮＯｘセンサ１１と基準ＮＯｘセンサ１５とが、実ＮＯｘ濃度Ｃαごとの検出値Ｃβと基準検出値Ｃγとを検出し、制御兼データ処理装置１４にそれらがセットで記憶される。
【００４８】
次いで、ステップＳ８０では、出力特性生成プログラム２２が、ＲＡＭに記憶された複数組の検出値Ｃβおよび基準検出値Ｃγを読み込む。次いで、ステップＳ９０では、出力特性生成プログラム２２が、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβを生成する。次いで、ステップＳ１００では、出力特性生成プログラム２２が生成した出力特性Ｌβを出力特性マップＭ１にプロットする。このステップＳ１００で、生成した出力特性Ｌβを出力特性マップＭ１にプロットすると、出力特性生成プログラム２２は終了し、良否判定プログラム２３が開始する。
【００４９】
次いで、ステップＳ１１０では、良否判定プログラム２３が、出力特性Ｌβと予め設定された正常な場合の基準出力特性Ｌαとを比較し、出力特性Ｌβの良否を判定してこの点検方法は完了する。
【００５０】
このように、ＮＯｘセンサ１１を排気通路から取り外して、基準ＮＯｘセンサ１５とともに、実ＮＯｘ濃度Ｃαが変化する基準ガスＧαが流入する設置管１３に挿入したことで、実ＮＯｘ濃度Ｃαごとの複数組の検出値Ｃβおよび基準検出値Ｃγを取得できる。これにより、それらの検出値Ｃβおよび基準検出値Ｃγに基づいて短時間かつ高精度にＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβを取得できる。そして、ＮＯｘセンサ１１の検出値Ｃβが正常か否かで点検を行わずに、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβに基づいてＮＯｘセンサ１１を点検するようにしたことで、ＮＯｘセンサ１１の点検の精度を向上することができる。
【００５１】
例えば、出力特性Ｌβがプロットされた出力特性マップＭ１を参照し、その出力特性マップＭ１に設定された基準出力特性Ｌαと出力特性Ｌβとを比較することで、その出力特性Ｌβの良否を高精度に判定することができる。
【００５２】
また、基準出力特性Ｌαと出力特性Ｌβとの比較により、ＮＯｘセンサ１１の故障の原因を把握することも可能になる。例えば、ＮＯｘセンサ１１の素子にクラックが生じた場合の出力特性Ｌβは、基準出力特性Ｌαと比較して検出値Ｃβが高くなり、ＮＯｘセンサ１１の素子が被毒した場合の出力特性Ｌβは、基準出力特性Ｌαと比較して検出値Ｃβが低くなる。このように、基準出力特性Ｌαと出力特性Ｌβとを比較することで、故障しているか否かという単純な点検のみではなく、その故障の原因を突き止めることも可能になり、その故障の原因を修理することもできる。
【００５３】
つまり、このＮＯｘセンサ点検装置１０およびＮＯｘセンサ点検方法によれば、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβに基づいた高精度な点検によって、ＮＯｘセンサ１１の故障とその故障の原因の両方を突き止めて整備することが可能になり、整備不良による再入庫を回避して、車両の稼働率を向上できる。また、故障していないＮＯｘセンサ１１の誤交換を防止して、整備費用を低減できる。
【００５４】
図５は、出力特性マップＭ１の変形例である。図５に示すように、出力特性マップＭ１に、ＮＯｘセンサ１１の故障パターンに応じた複数の故障出力特性Ｌδ１〜Ｌδ３が設定されることが望ましい。また、これに合わせて、制御兼データ処理装置１４の良否判定プログラム２３が、出力特性Ｌβと故障出力特性Ｌδ１〜Ｌδ３とを比較して、ＮＯｘセンサ１１の故障の原因を判定するように構成されることが望ましい。
【００５５】
ＮＯｘセンサ１１の故障には、様々な故障パターンがある。この故障パターンの一つとしては、例えば、ＮＯｘセンサ１１の素子にクラックが生じるパターンを例示できる。クラックは、ＮＯｘセンサ１１の素子の測定室に生じることが多く、そのクラックから酸素が供給されることで、原理上、出力特性Ｌβが基準出力特性Ｌαよりも高くなる。このように、ＮＯｘセンサ１１の素子にクラックが生じる場合は、ＮＯｘセンサの出力特性Ｌβに復帰性はないために、ＮＯｘセンサ１１の交換が必要になる。また、素子にクラックが生じる原因としては、素子の被水やＮＯｘセンサ１１のヒータの加熱などがある。従って、排気ガス中の水蒸気の発生源、ヒータの加熱制御などを点検することにより、交換後のＮＯｘセンサのクラックによる故障を予防することができる。
【００５６】
また、故障パターンの一つとして、例えば、ＮＯｘセンサ１１が排気ガス中の金属成分などにより被毒するパターンを例示できる。この金属成分による被毒は、ＮＯｘセンサ１１の電極上に排気ガス中の金属成分が付着して、ＮＯｘの検出が阻害されることで、出力特性Ｌβが基準出力特性Ｌαに対して、その傾きが小さくなる。このように、金属成分の被毒の場合は、ＮＯｘセンサの出力特性Ｌβに復帰性はないために、ＮＯｘセンサ１１の交換が必要になる。また、排気ガス中の金属成分の発生源（例えば、エンジンオイルなど）を点検することにより、交換後のＮＯｘセンサの金属成分による被毒を予防することができる。
【００５７】
また、故障パターンの一つとして、例えば、ＮＯｘセンサ１１が排気ガス中の炭化水素により被毒するパターンを例示できる。ＮＯｘセンサ１１が炭化水素により被毒すると、ＮＯｘが高温で作動するセンサ内部で、炭化水素により窒素と酸素に分解されることにより消失することで、出力特性Ｌβが基準出力特性Ｌαよりも低くなる。この炭化水素によ
る被毒は、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβに復帰性があるものがある。このように、炭化水素による被毒の場合は、出力特性Ｌβに復帰性があるときにＮＯｘセンサ１１を交換せず、復帰性がないときにＮＯｘセンサ１１を交換することで、整備費用を低減できる。また、排気ガス中の炭化水素の発生源を点検することにより、交換後のＮＯｘセンサの炭化水素による被毒を予防することができる。
【００５８】
図５では、クラックが生じている故障パターンとして故障出力特性Ｌδ１、金属被毒の故障パターンとして故障出力特性Ｌδ２、炭化水素被毒の故障パターンとして故障出力特性Ｌδ３がそれぞれ設定されている。
【００５９】
出力特性Ｌβ１は、基準出力特性Ｌαと比較して、より詳しくは基準出力特性Ｌαを基準とした範囲Ａに収まっているため、その出力特性Ｌβ１は良好と判定される。一方で、故障出力特性Ｌδ２と比較すると、その特性が似ていることが分かる。従って、この出力特性Ｌβ１を有するＮＯｘセンサ１１は、その特性は、なお良好と判断される範囲にあるものの、金属成分による被毒が進行していることが分かる。このような場合には、これ以上の被毒の進行を促進しないよう、被毒源である可能性のある箇所を点検するなどの予防整備的な処置を取ることができる。
【００６０】
出力特性Ｌβ２は、不良と判定される。そして、故障出力特性Ｌδ１と比較すると、その特性が似ていることが分かる。従って、この出力特性Ｌβ２を有するＮＯｘセンサ１１は、素子にクラックが生じていることが分かる。
【００６１】
以上のように、出力特性マップＭ１に、ＮＯｘセンサ１１の故障パターンに応じた複数の故障出力特性Ｌδ１〜Ｌδ３が設定され、その故障出力特性Ｌδ１〜Ｌδ３と出力特性Ｌβとを比較することで、ＮＯｘセンサ１１の故障とその故障の原因の両方を正確に突き止めることができ、それらを合わせて整備することで、整備不良による再入庫を回避して、車両の稼働率を向上できる。
【００６２】
図６は、通電が開始されてからの経過時間と検出値Ｃβとの関係を例示している。前述したように、炭化水素による被毒の場合にはＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβの復帰性がある場合がある。
【００６３】
そこで、上記のＮＯｘセンサ点検装置１０においては、制御兼データ処理装置１４の良否判定プログラム２３が、ＮＯｘセンサ１１に通電してからの経過時間ｔにおける検出値Ｃβの変化と、基準ＮＯｘセンサ１５に通電してからの経過時間ｔにおける基準検出値Ｃγの変化とを比較して、出力特性Ｌβの良否を判定するように構成されることが望ましい。
【００６４】
基準ＮＯｘセンサ１５に通電を開始すると、図示しないヒータが、時間ｔ１でプレヒートを開始する。次いで、そのヒータが、時間ｔ２で測定に適した温度まで昇温する。このとき、基準ＮＯｘセンサ１５は、一時的に基準ガスのＮＯｘ濃度とは異なる値（図６では、基準ガス濃度より大きな値の例を示す）Ｃｅを基準検出値Ｃγとして検出する。その後、基準検出値Ｃγは基準ガス濃度に収束していく。
【００６５】
時間ｔ３では、基準ガス発生装置１２により、ＮＯｘ濃度ＣｂのガスＧｂが基準ガスＧαとして設置管１３に流入する。このとき、基準ＮＯｘセンサ１５は、実ＮＯｘ濃度Ｃαを基準検出値Ｃγとして検出する。
【００６６】
出力特性Ｌβ３を有するＮＯｘセンサ１１は、基準ＮＯｘセンサ１５と比較して、検出値Ｃβの収束が遅く、経過時間ｔが経過しても実ＮＯｘ濃度Ｃαに近づかない。一方、出
力特性Ｌβ４を有するＮＯｘセンサ１１は、検出値Ｃβの収束が遅いが、時間ｔ４で実ＮＯｘ濃度Ｃαに近づく。このことから、出力特性Ｌβ４を有するＮＯｘセンサ１１は、炭化水素により被毒していたが、その被毒は復帰性のあるものであって、交換の必要がないことになる。
【００６７】
以上のように、ＮＯｘセンサ１１に通電してからの経過時間ｔにおける検出値Ｃβの変化に基づいて、ＮＯｘセンサ１１の出力特性Ｌβの復帰性の有無を点検することで、交換する必要のないＮＯｘセンサ１１を交換することがなくなり、整備費用を低減できる。
【００６８】
なお、このＮＯｘセンサ点検装置１０においては、制御兼データ処理装置１４の濃度調節制御プログラム２１によって、基準ガス発生装置１２から発生する基準ガスＧαの実ＮＯｘ濃度Ｃαをセンシングせずとも正確にコントロールすることができれば、基準ＮＯｘセンサ１５を備えなくてもよい。但し、点検時の周囲環境などの影響を考慮すると基準ＮＯｘセンサ１５を備えることで、高精度の点検に有利になる。
【００６９】
また、ＮＯｘセンサ点検装置１０においては、電子計算機１４が、ＮＯｘセンサ１１を点検した日時、その回数などを記憶しておくとよい。これにより、過去の点検時のデータを参照することで、ＮＯｘセンサ１１の被毒の進行度などが明確になり、ＮＯｘセンサ１１の故障の原因の追求に有利になる。
【符号の説明】
【００７０】
１０  ＮＯｘセンサ点検装置
１１  ＮＯｘセンサ
１２  基準ガス発生装置
１３  設置管
１４  制御兼データ処理装置
１５  基準ＮＯｘセンサ
Ｃα  実ＮＯｘ濃度
Ｃβ  検出値
Ｃγ  基準検出値
Ｇα  基準ガス
Ｌβ  出力特性
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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