最近（といっても１０年くらい前から）、排気管に装着されるＯ２センサー（ラムダセンサー）は、触媒の上流側と下流側に装着されることが多くなった。それと同時期ぐらいから（正式にはＨ９年の保安基準改正以降）は、触媒部の排気ガス温度の異常高温を検出するセンサーが廃止された。今回は、これらのことについて、知れる限りの範囲で記してみたい。
まずＯ２センサーだが、ジルコニア素子をいうのを使い、一定雰囲気温度において、内面（排ガス側）と外面との酸素量と差が大きくなると起電力（１Ｖ弱）を生じるというセンサーだ。つまり、排気ガス中の酸素が少ないと（つまり吸入混合気としてはリッチ）、大気中の酸素は２０％ちょっとあるから差があり起電力を生じる。逆に排ガス中の酸素が多いと（吸入混合気がリーン）、外面との酸素量の差が小さく起電力は小さくなる。この起電力を大小をＥＣＵ内部にあるコンパレーターというＩＣで比較判定して、噴射量を増減させるフィードバック制御を行い、ストイキ（理論空燃費）燃焼を行う。使用される触媒は、三元触媒と云うもので、ＣＯ、ＨＣの酸化とＮＯｘの還元を同時に行うが、その処理効果を発揮する前提として、ストイキ燃焼することが求められるのだ。
ところで、Ｏ２センサーの活性温度は３００度以下では不活性で安定した出力は出ない。そのため、Ｏ２センサーにヒーター回路を組み込んで、冷間始動程なくして働く様に考慮されると共に、触媒自体の位置も排気マニホールド直下に付けられたエンジンが多い。このため排気効率で４→２→１という、いわゆる集合管の形状を取り難い場合もあるが、排ガス至上主義として止むないところではある。但し、マツダのエンジン等、触媒早期活性化のため、あえて冷間始動の一時的にリッチ燃焼させることで、排気管から離れた触媒を早期活性化している事例もある。
エンジン稼働中のフィードバック制御による理論空燃比コントールだが、高速高負荷の運転領域にまでおいて、フィードバック制御（つまり理論空燃費制御）しているかというと、そんなことはない。それをやると、ＥＸバルブが溶け、もっと酷ければピストンまでが溶損する可能性がある。つまり、高速高負荷運転域では、フィードバックを止め、出力空燃比（１２：１程度）としてリッチ側空燃比を振り、ガソリン冷却により、エンジン燃焼室の主要部品が限界を越えた高温にならないようにしているのだ。
さて、本題の触媒の上下に装着のＯ２センサーだが、だいたいの場合、Ｏ２センサーそのものは同じものが使用されている。また、Ｖ６エンジンなどで、２つの触媒があるものは、都合４つのＯ２センサーが付くが、同じセンサーであるが、取付ハーネス長さの違いにより品番が異なる場合もあるかもしれない。そして、あくまでフィードバック制御の主体は、触媒上流のセンサー値により供給燃料の増減を行って触媒に流れ込む空燃比を理論空燃比に制御している。
この際に、触媒下流のＯ２センサーは、上流Ｏ２センサーで正常にフィードバックしており、触媒が有効に働いていれば、上流Ｏ２センサーの上下振れ地を小さくしその周期も眺めとなり、平均起電力値としては酸素量が少ないから高めの値となる。大まかに云えば、上流Ｏ２センサーの値にある程度相似している。ところが触媒劣化もしくは触媒が付いてない状態であると、上下Ｏ２センサーの相似度は極めて近似し、残像酸素量も多くなるから、下流Ｏ２センサーの出力は低めとなる。こお様にして、触媒の劣化度を判定するため、ディアルＯ２センサーが付き出したが、多分だが米国カルファルニアが出発点だろう。
米国は州にもよるが、カルファルニア州などは、排ガスに極めて厳しい。彼のＶＷ事件を生じたのもカルフォルニアであるが、そもそも同国のディーゼルエンジンの排ガス規制は新車時の排ガスを求められるのみならず、走行１０万キロ後の排ガス検査での合否を求められるのだ。従って、米国でディーゼルを売るのを諦めた自動車メーカーも多い。
なお、最後に排気ガス温度センサーの省略のことだが、三元触媒によるフィードバックシステムにおいて、失火などにより
大量の未燃燃料が流れ込んだ場合でも、触媒の溶損に至る加熱は起きない実態にあり、欧米車では既に廃止されている実態に合った。それを日本使用車として新たに装着することにおいては、非関税障壁という批判をかわすのが理由だろうと思う。なお、ディーエルのＤＰＦにおいて、ＤＰＦ浄化における再燃焼で高温になる得る場合があり、この排気温度センサーは本件対象外のことである。
まずＯ２センサーだが、ジルコニア素子をいうのを使い、一定雰囲気温度において、内面（排ガス側）と外面との酸素量と差が大きくなると起電力（１Ｖ弱）を生じるというセンサーだ。つまり、排気ガス中の酸素が少ないと（つまり吸入混合気としてはリッチ）、大気中の酸素は２０％ちょっとあるから差があり起電力を生じる。逆に排ガス中の酸素が多いと（吸入混合気がリーン）、外面との酸素量の差が小さく起電力は小さくなる。この起電力を大小をＥＣＵ内部にあるコンパレーターというＩＣで比較判定して、噴射量を増減させるフィードバック制御を行い、ストイキ（理論空燃費）燃焼を行う。使用される触媒は、三元触媒と云うもので、ＣＯ、ＨＣの酸化とＮＯｘの還元を同時に行うが、その処理効果を発揮する前提として、ストイキ燃焼することが求められるのだ。
ところで、Ｏ２センサーの活性温度は３００度以下では不活性で安定した出力は出ない。そのため、Ｏ２センサーにヒーター回路を組み込んで、冷間始動程なくして働く様に考慮されると共に、触媒自体の位置も排気マニホールド直下に付けられたエンジンが多い。このため排気効率で４→２→１という、いわゆる集合管の形状を取り難い場合もあるが、排ガス至上主義として止むないところではある。但し、マツダのエンジン等、触媒早期活性化のため、あえて冷間始動の一時的にリッチ燃焼させることで、排気管から離れた触媒を早期活性化している事例もある。
エンジン稼働中のフィードバック制御による理論空燃比コントールだが、高速高負荷の運転領域にまでおいて、フィードバック制御（つまり理論空燃費制御）しているかというと、そんなことはない。それをやると、ＥＸバルブが溶け、もっと酷ければピストンまでが溶損する可能性がある。つまり、高速高負荷運転域では、フィードバックを止め、出力空燃比（１２：１程度）としてリッチ側空燃比を振り、ガソリン冷却により、エンジン燃焼室の主要部品が限界を越えた高温にならないようにしているのだ。
さて、本題の触媒の上下に装着のＯ２センサーだが、だいたいの場合、Ｏ２センサーそのものは同じものが使用されている。また、Ｖ６エンジンなどで、２つの触媒があるものは、都合４つのＯ２センサーが付くが、同じセンサーであるが、取付ハーネス長さの違いにより品番が異なる場合もあるかもしれない。そして、あくまでフィードバック制御の主体は、触媒上流のセンサー値により供給燃料の増減を行って触媒に流れ込む空燃比を理論空燃比に制御している。
この際に、触媒下流のＯ２センサーは、上流Ｏ２センサーで正常にフィードバックしており、触媒が有効に働いていれば、上流Ｏ２センサーの上下振れ地を小さくしその周期も眺めとなり、平均起電力値としては酸素量が少ないから高めの値となる。大まかに云えば、上流Ｏ２センサーの値にある程度相似している。ところが触媒劣化もしくは触媒が付いてない状態であると、上下Ｏ２センサーの相似度は極めて近似し、残像酸素量も多くなるから、下流Ｏ２センサーの出力は低めとなる。こお様にして、触媒の劣化度を判定するため、ディアルＯ２センサーが付き出したが、多分だが米国カルファルニアが出発点だろう。
米国は州にもよるが、カルファルニア州などは、排ガスに極めて厳しい。彼のＶＷ事件を生じたのもカルフォルニアであるが、そもそも同国のディーゼルエンジンの排ガス規制は新車時の排ガスを求められるのみならず、走行１０万キロ後の排ガス検査での合否を求められるのだ。従って、米国でディーゼルを売るのを諦めた自動車メーカーも多い。
なお、最後に排気ガス温度センサーの省略のことだが、三元触媒によるフィードバックシステムにおいて、失火などにより
大量の未燃燃料が流れ込んだ場合でも、触媒の溶損に至る加熱は起きない実態にあり、欧米車では既に廃止されている実態に合った。それを日本使用車として新たに装着することにおいては、非関税障壁という批判をかわすのが理由だろうと思う。なお、ディーエルのＤＰＦにおいて、ＤＰＦ浄化における再燃焼で高温になる得る場合があり、この排気温度センサーは本件対象外のことである。
