JP2009300083A - Detector of gas concentration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気系等に設けられるガス濃度検出装置に関する。 The present invention relates to a gas concentration detection device provided in an exhaust system or the like of an engine.
ディーゼルエンジンの排気ガスは、リーン空燃比で燃焼が行われることに起因して多量のNOxを含んでおり、そのまま排出した場合には大気汚染を引き起こすことになる。そこで、ディーゼルエンジンを搭載した自動車においては、燃料噴射量やエンジン回転速度に応じて排気ガス中に還元剤(尿素水等)を供給し、触媒装置内でNOxを還元無害化する選択触媒還元システムの採用が進められている(特許文献1参照)。選択触媒還元システムでは、例えば、触媒下流のNOx濃度をNOxセンサによって検出し、その検出値に基づいて還元剤の供給量を補正する必要がある。 Diesel engine exhaust gas contains a large amount of NOx due to combustion at a lean air-fuel ratio, and if discharged as it is, it causes air pollution. Therefore, in a vehicle equipped with a diesel engine, a selective catalytic reduction system that supplies a reducing agent (urea water, etc.) into the exhaust gas according to the fuel injection amount and the engine rotation speed, and reduces and detoxifies NOx in the catalyst device Is being promoted (see Patent Document 1). In the selective catalyst reduction system, for example, it is necessary to detect the NOx concentration downstream of the catalyst with a NOx sensor and correct the supply amount of the reducing agent based on the detected value.
一般に、NOxセンサは、酸素イオン伝導性を有する複数の固体電解質層(セル)の間に第1チャンバと第2チャンバと基準大気チャンバとを画成するとともに、各チャンバに臨むセルにそれぞれ電極を形成した構造となっている。NOxセンサでは、第1チャンバと排気管内とに臨むセルの両面に電圧を印加することにより、セルを酸素ポンプとして作用させて排気ガス中の酸素濃度を一定の値とし、NOxをNOに還元するとともに、可燃性ガス(Co,HC,H2等)を燃焼させる。次に、第2チャンバと基準大気チャンバとに臨むセルに電圧を印加することによって第1チャンバから流入した排気ガス中のNOを解離させる。すると、解離された酸素分子が第2チャンバ側の電極で電子を受け取ることによって酸素イオンとなり、この酸素イオンが基準大気チャンバに伝導する。そして、酸素イオンがセル内を伝導する際に流れる電流(センサセル電流)を検出し、この検出結果に第1チャンバでの余剰酸素分に係る補正を行うことによって排気ガス中のNOx濃度に比例した出力を得る(特許文献2参照)。
NOxセンサは、その内部に排気ガスが導入される都合上、長期間にわたる使用(エンジンの運転)が行われると、第1チャンバや第2チャンバ内の電極に不純物(排気ガス中の未燃物質やカーボン等)が付着する。そして、第2チャンバ内の電極に不純物が付着した場合、NOの解離が円滑に行われなくなることで使用開始時に較べてセンサセル電流が小さくなり、NOx濃度の検出精度が次第に低下する(すなわち、NOxセンサが劣化する)ことが避けられない。しかしながら、NOxセンサの劣化は、一般に出力信号を徐々に小さくするものであるため、リード線の切断のように出力信号が全く無くなる故障とは異なり、正確に判定することが難しかった。例えば、現在の出力信号が小さいとしても、それがNOxセンサの劣化によるものなのか、あるいはNOx濃度が低いことによるものなのかが判別できないのである。 When exhaust gas is introduced into the NOx sensor, if it is used for a long period of time (engine operation), impurities (unburned substances in the exhaust gas) appear in the electrodes in the first chamber and the second chamber. Or carbon) adheres. When impurities adhere to the electrode in the second chamber, the dissociation of NO is not smoothly performed, so that the sensor cell current becomes smaller than that at the start of use, and the NOx concentration detection accuracy gradually decreases (that is, NOx). It is inevitable that the sensor will deteriorate. However, since the deterioration of the NOx sensor generally reduces the output signal gradually, it is difficult to make an accurate determination unlike a failure in which the output signal disappears completely, such as cutting of a lead wire. For example, even if the current output signal is small, it cannot be determined whether it is due to deterioration of the NOx sensor or due to low NOx concentration.
特許文献1では、この問題に対処すべく、第2チャンバ内の電極に一時的に高電圧(高解離時電圧)を印加し、その際のセンサセル電流の値に基づいて劣化を判定する方法を採っている。すなわち、排気ガス中にはNOxよりも解離し難い成分(H2O:難解離成分)が存在するが、NOxセンサの劣化が進行していない場合には、高解離時電圧によって難解離成分も解離され、センサセル電流の値が有意に大きくなる。ところが、NOxセンサの劣化が進行した場合には、高解離時電圧を印加しても難解離成分が解離せず、センサセル電流の値が殆ど大きくならない。したがって、高解離時電圧印加時におけるセンサセル電流を所定の判定閾値と比較することにより、NOxセンサの劣化判定が可能となるのである。しかしながら、特許文献1の方法は、高解離時には、H2Oなどの出力が通常時の出力に上乗せされることを見ており、H2Oの解離とNOの解離とに相関性がない場合には、NOxに特定した解離能力が判別できない。
In
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、エンジンの排気系等に設けられるガス濃度検出装置の劣化判定を簡易かつ高精度に行うための技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a technique for performing deterioration determination of a gas concentration detection device provided in an engine exhaust system or the like easily and with high accuracy.
第1の発明に係るガス濃度検出装置は、測定対象ガスが導入され、当該測定対象ガスに対して酸素イオンの汲み出しまたは汲み入れが行われる第1チャンバと、前記第1チャンバからの測定対象ガスが導入され、当該測定対象ガス中の特定ガス濃度に応じた酸素分圧が検出される第2チャンバと、基準酸素分圧雰囲気が導入され、当該基準酸素分圧雰囲気の酸素分圧が検出される基準酸素チャンバと、前記第2チャンバで検出された酸素分圧と、前記基準酸素チャンバで検出された酸素分圧とを比較することによって前記特定ガスの濃度を検出する特定ガス濃度検出手段とを有するガス濃度検出装置であって、所定の条件下で、前記測定対象ガスに所定量の還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記還元剤の供給量と前記特定ガス濃度検出手段の検出値との比を入出力比として算出する入出力比算出手段と、前記入出力比が所定の劣化判定閾値を下回った場合に、劣化が生じていると判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とする。 A gas concentration detection apparatus according to a first aspect of the present invention includes a first chamber into which a measurement target gas is introduced and oxygen ions are pumped or pumped into the measurement target gas, and the measurement target gas from the first chamber. Is introduced, a second chamber in which an oxygen partial pressure corresponding to the specific gas concentration in the measurement target gas is detected, and a reference oxygen partial pressure atmosphere are introduced, and an oxygen partial pressure in the reference oxygen partial pressure atmosphere is detected. A reference gas chamber, a specific gas concentration detection means for detecting a concentration of the specific gas by comparing an oxygen partial pressure detected in the second chamber and an oxygen partial pressure detected in the reference oxygen chamber; A gas concentration detection device having a reducing agent supply means for supplying a predetermined amount of a reducing agent to the measurement target gas under a predetermined condition, a supply amount of the reducing agent, and the specific gas concentration detecting means An input / output ratio calculating means for calculating a ratio with the detected value as an input / output ratio; and a deterioration determining means for determining that deterioration has occurred when the input / output ratio falls below a predetermined deterioration determination threshold. It is characterized by that.
第1の発明によれば、還元剤の供給量と特定ガス濃度検出手段の検出値との比が劣化判定閾値をしたまわったことをもって劣化と判定するようにしたため、解離能やイオン化能を含む劣化判定が簡単かつ高精度に行えるようになる。 According to the first aspect of the invention, since the ratio of the supply amount of the reducing agent and the detection value of the specific gas concentration detection means has changed the deterioration determination threshold value, it is determined that the deterioration has occurred. Deterioration determination can be performed easily and with high accuracy.
以下、図面を参照して、本発明を自動車用NOxセンサの劣化判定に適用した一実施形態を詳細に説明する。
図1は実施形態に係るエンジンシステムの概略構成を示す模式図であり、図2は実施形態に係るエンジンECUの概略構成を示すブロック図であり、図3は実施形態に係るNOxセンサの検出部を示す縦断面図であり、図4は実施形態に係る第1絶縁スペーサの斜視図であり、図5は実施形態に係る酸素分圧検知セルの斜視図であり、図6は実施形態に係る第2絶縁スペーサの斜視図である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to deterioration determination of an automotive NOx sensor will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an engine system according to the embodiment, FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an engine ECU according to the embodiment, and FIG. 3 is a detection unit of the NOx sensor according to the embodiment. 4 is a perspective view of the first insulating spacer according to the embodiment, FIG. 5 is a perspective view of the oxygen partial pressure detection cell according to the embodiment, and FIG. 6 is according to the embodiment. It is a perspective view of the 2nd insulating spacer.
≪実施形態の構成≫
<エンジンシステムの全体構成>
図1に示すように、エンジンシステム1は、自動車のエンジンルーム(図示せず)に搭載された直列4気筒のディーゼルエンジン(内燃機関:以下、単にエンジンと記す)Eを中核に、エアクリーナ2や吸気管3、インタークーラ4、吸気マニホールド5等からなる吸気系と、排気マニホールド6や排気管7等からなる排気系と、コモンレール8や電子制御式の燃料噴射弁9等からなる燃料供給系とを備えている。本実施形態では、エンジンシステム1を統括制御するエンジンECU(Electronic Control Unit:以下、単にECUと記す)10が車室内に設置される一方、運転者によって操作されるアクセルペダル11が運転席に設置されている。なお、エンジンEには、クランク角度を検出するクランク角センサ12、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサ(筒内圧検出手段)13、インタークーラの下流側における吸気温度を検出する吸気温センサ14、エンジン水温を検出する水温センサ15等が設置されている。また、アクセルペダル11には、その踏込量を検出するアクセルセンサ16が付設されている。
<< Configuration of Embodiment >>
<Overall configuration of engine system>
As shown in FIG. 1, an
吸気管3と排気管7との間には可変容量型ターボチャージャ(Variable Geometry Turbocharger:以下、VGターボと記す)21が設置され、排気ガスのエネルギーによって加圧された空気がエンジンEに供給される。また、吸気管3の管路には電子制御式のスロットル弁22が設置され、所定の運転領域でエンジンEの吸気量が絞られる。また、吸気管3と吸気マニホールド5との間には、低回転低負荷運転域等での吸気流速を高めるべく、流路断面積を絞るスワールコントロール弁23が設けられている。なお、吸気管3には、VGターボ21の上流側に吸気流量を検出する吸気流量センサ24が設置され、VGターボ21の下流側に過給圧を検出する過給圧センサ25が設置されている。また、スロットル弁22には、その開度を検出するスロットル開度センサ26が付設されている。
A variable capacity turbocharger (hereinafter referred to as VG turbo) 21 is installed between the
吸気マニホールド5と排気マニホールド6とは、高温の排気ガスを燃焼室に導くべく、排気ガス再循環(以下、EGRと記す)通路31を介して互いに連結されている。EGR通路31には、燃焼室に流入させる排気ガス(EGRガス)の量を調節するEGR弁32が設けられている。また、排気管7の管路には、排気浄化手段として、ディーゼル酸化触媒(Diesel Oxidation Catalyst:以下、DOCと記す)41と、ディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter:以下、DPFと記す)42と、選択的触媒還元(Selective Catalytic Reduction:以下、SCRと記す)触媒43と、酸化触媒であるアンモニアスリップ防止触媒(Ammonia Slip Catalyst:以下、ASCと記す)44とが排気の流れに沿って設置されている。また、排気管7には、尿素水タンク45に蓄えられた尿素水をSCR触媒43の上流側に噴射する尿素噴射弁46と、SCR触媒43の下流で排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサ50とが設置されている。
The
<エンジンECU>
エンジンECU10は、マイクロコンピュータやROM、RAM、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されている。図2に示すように、エンジンECU10には上述した各センサからの検出信号が入力する一方、エンジンECU10からは上述した各制御機器(燃料噴射弁9やVGターボ21、尿素噴射弁46等)への駆動信号が出力される。なお、エンジンECU10には、上述したもの以外にも多数のセンサやエンジン制御機器が接続されているが、説明が煩雑になることを避けるため、それらについての記載は省略する。
<Engine ECU>
The engine ECU 10 includes a microcomputer, ROM, RAM, peripheral circuits, input / output interfaces, various drivers, and the like. As shown in FIG. 2, detection signals from the above-described sensors are input to the
<NOxセンサ>
次に、図3〜図6を参照して、NOxセンサの検出部の構造を説明する。なお、説明の便宜上、図3の左右方向を前後とし、図3の紙面に直交する方向を左右とする。
NOxセンサ50の検出部51は矩形棒状を呈しており、図3に示すように、酸素ポンプセル52と、第1絶縁スペーサ53と、酸素分圧検知セル54と、第2絶縁スペーサ55と、センサポンプセル56とをこの順に積層することによって構成されている。また、センサポンプセル56内には、検出部51を活性化温度に昇温するためのヒータ57が埋設されている。
<NOx sensor>
Next, the structure of the detection part of the NOx sensor will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, the left-right direction in FIG. 3 is the front and rear, and the direction orthogonal to the paper surface in FIG.
The
酸素ポンプセル52と酸素分圧検知セル54との間には(すなわち、第1絶縁スペーサ53には)、その前部に第1チャンバ61が画成されている。また、酸素ポンプセル52とセンサポンプセル56との間には(すなわち、第1絶縁スペーサ53、酸素分圧検知セル54および第2絶縁スペーサ55には)、第1チャンバ61の後方に隣接するかたちで第2チャンバ62が画成されている。更に、酸素分圧検知セル54とセンサポンプセル56との間には(すなわち、第2絶縁スペーサ55には)、第2チャンバ62の前方に位置するかたちで基準酸素チャンバ63が画成されている。排気管7からの排気ガスは、矢印で示すように、第1チャンバ61を経由した後に第2チャンバ62に導入される。また、基準酸素チャンバ63には、内部の酸素濃度が所定の基準値に維持されるように、ポンピングによって第1チャンバ61からO2が導入される。
A
酸素ポンプセル52は、第1チャンバ61および第2チャンバ62に導入された排気ガスの酸素濃度を制御するものであり、固体電解質層52aと、固体電解質層52aの上面に貼着された第1ポンプ電極52bと、固体電解質層52aの第1チャンバ61側における下面に貼着された第2ポンプ電極52cと、固体電解質層52aの第2チャンバ62側における下面に貼着された補助ポンプ電極52dを有している。固体電解質層52aは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質(本実施形態では、ジルコニア)を素材とし、矩形板状を呈している。
The
排気管7内に臨む第1ポンプ電極52bは、プラチナ(Pt)とセラミックスとを素材とする多孔質のサーメットとして形成されている。また、第1チャンバ61に臨む第2ポンプ電極52cと第2チャンバ62に臨む補助ポンプ電極52dとは、NOx還元能力の低い金属(例えば、金(Au))とセラミックスとを素材とする多孔質のサーメットとして形成されるとともに、NOxセンサ50の本体金具(図示せず)を介して排気管7にアースされている。
The
第1絶縁スペーサ53は、アルミナ等の絶縁体を素材とする矩形板状のものであり、図4に示すように、その前端に排気ガス導入部(切り欠き)53aが設けられるとともに、排気ガス導入部53aを介して排気ガスが導入される第1チャンバ空隙53bが形成されている。排気ガス導入部53aには多孔質素材からなる第1拡散層53cが嵌挿され、第1チャンバ空隙53bの後部には、これも多孔質素材からなり、矩形の第2チャンバ空隙53dを有する第2拡散層53eが嵌挿されている。第1チャンバ空隙53bにおける第2拡散層53eの前方部分は、酸素ポンプセル52およびセンサポンプセル56に挟まれることによって第1チャンバ61を構成する。また、第2チャンバ空隙53dは、第2チャンバ62の一部を構成する。
The first insulating
酸素分圧検知セル54は、第1チャンバ61内の排気ガスの酸素濃度を検出するものであり、固体電解質層54aと、固体電解質層54aの上面に貼着された第1分圧検知電極54bと、固体電解質層54aの下面に貼着された第2分圧検知電極54cとを有している。固体電解質層54aは、酸素ポンプセル52の固体電解質層52aと同様の固体電解質を素材としており、図5に示すように、矩形の第2チャンバ空隙54dを有する矩形板状を呈している。第2チャンバ空隙54dは、第2チャンバ62の一部を構成すべく、第1絶縁スペーサ53における第2チャンバ空隙53dに連続している。
The oxygen partial
第1チャンバ61に臨む第1分圧検知電極54bは、酸素ポンプセル52の第2ポンプ電極52cと同様に、NOx還元能力の低い金属(例えば、金(Au))とセラミックスとを素材とする多孔質のサーメットとして形成されるとともに、NOxセンサ50の本体金具を介して排気管7にアースされている。また、基準酸素チャンバ63に臨む第2分圧検知電極54cは、酸素ポンプセル52の第1ポンプ電極52bと同様に、プラチナ(Pt)とセラミックスとを素材とする多孔質のサーメットとして形成されている。
Similar to the
第2絶縁スペーサ55は、第1絶縁スペーサ53と同様に、アルミナ等の絶縁体を素材とした矩形板状のものであり、図6に示すように、酸素分圧検知セル54の第2チャンバ空隙54dに連続する矩形の第2チャンバ空隙55aと、基準酸素チャンバ63を画成する矩形の大気チャンバ空隙55bとを有している。
Similar to the first insulating
センサポンプセル56は、第2チャンバ62内の排気ガスのNOx濃度を検出するものであり、固体電解質層56aと、いずれも固体電解質層56aの上面に貼着された第1センサ電極56bと、第2センサ電極56cとを有している。固体電解質層56aは、酸素ポンプセル52の固体電解質層52aと同様に、酸素イオン伝導性を有する固体電解質(本実施形態では、ジルコニア)を素材とし、矩形板状を呈している。
The
第1センサ電極56bは、第2チャンバ62に臨んでおり、プラチナ(Pt)とセラミックスとを素材とする多孔質のサーメットとして形成されている。また、第2センサ電極56cは、基準酸素チャンバ63に臨んでおり、これもプラチナ(Pt)とセラミックスとを素材とする多孔質のサーメットとして形成されている。
The
<センサ制御部>
図3に示すように、エンジンECU10にはNOxセンサ50を制御するセンサ制御部70が内装されている。センサ制御部70は、NOxセンサ50の各電極52b,52c,52d,54b,54c,56b,56cに適宜電圧を印加するとともに、第1センサ電極56bおよび第2センサ電極56cに流れる電流を検出し、更に必要に応じてヒータ57への通電を行う。
<Sensor control unit>
As shown in FIG. 3, the
≪実施形態の作用≫
エンジンシステム1が起動されると、エンジンECU10は、運転者のキー操作に応じてエンジンEを始動した後、上述した各種センサの検出信号等に基づいて目標燃料噴射量や目標過給圧を設定した後、燃料噴射弁9やVGターボ21等を駆動することでエンジンEを運転制御する。また、エンジンECU10は、燃料噴射量やエンジン回転速度、NOxセンサ50の出力に応じて尿素噴射弁46を駆動制御し、SCR触媒43の上流側で排気ガス中に適量の尿素水を噴射/供給する。噴射された尿素水は、加水分解することによってアンモニア(HN3)となり、SCR触媒43内でNOxを還元させて無害な窒素(N2)に変化させる。なお、SCR触媒43の下流に微量のアンモニアが漏洩する(アンモニアスリップが生じる)ことがあるが、そのアンモニアは、ASC44内で酸化されることで無害な水(H2O)や窒素(N2)に変化した後に大気中に放出される。
<< Operation of Embodiment >>
When the
<劣化判定制御>
一方、エンジンECU10のセンサ制御部70は、所定の運転タイミング(例えば、エンジンEの始動後に一定時間が経過した時点)で図7のフローチャートにその手順を示す劣化判定制御を実行する。劣化判定制御を開始すると、センサ制御部70は、図7のステップS1で現在がNOxセンサ50の劣化判定が実行可能な状態(以下、判定可能状態と記す)であるか否かを判定し、この判定がNoであれば何ら処理を行わずにスタートに戻る。なお、NOxセンサ50の劣化判定は、アンモニア(HN3)がSCR触媒43内で反応し難く、そのままNOxセンサ50に到達する運転状態(例えば、SCR触媒43が活性化温度に達していない運転状態)である場合にのみ実行可能となる。
<Deterioration judgment control>
On the other hand, the
ステップS1の判定がYesであった場合、センサ制御部70は、ステップS2で尿素噴射弁46を駆動して所定の判定時供給量Qdの尿素水を排気ガスに供給する。すると、尿素水の加水分解によってアンモニア(HN3)が生成される。
If the determination in step S1 is Yes, the
次に、センサ制御部70は、ステップS3で尿素水の供給後に所定の待機時間Twが経過したか否かを判定し、この判定がNoである間はステップS3の判定を繰り返す。待機時間Twは、生成されたアンモニアが排気管7やSCR触媒43を通過した後にNOxセンサ50内に流入するまでに要する時間である。なお、アンモニアは、NOxセンサ50に流入すると、第1チャンバ61内で下記の化学反応によって酸化窒素(NO)となる。
4NH3+5O2=4NO+6H2O
Next, the
4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
ステップS3の判定がYesになると、センサ制御部70は、ステップS4で第1センサ電極56bに電圧を印加する。すると、第1チャンバ61から第2チャンバ62に流入した酸化窒素は、第1センサ電極56bと接触することにより、窒素分子(N2)と酸素分子(O2)とに解離される。更に、酸素分子が第1センサ電極56bで電子を受け取ることで酸素イオン(O2-)が生成され、この酸素イオンが固体電解質層56a内を伝導して第2センサ電極56cに到達する。そして、酸素イオンは第2センサ電極56cで電子を放出し、この際に第1センサ電極56bと第2センサ電極56cとの間にNO濃度に比例した電流(出力電流Is)が流れる。
If the determination in step S3 is Yes, the
次に、センサ制御部70は、ステップS5で出力電流Isを計測した後、ステップS6で下式を用いて入出力比Rioを算出する。
Rio=Is/Qd
Next, the
Rio = Is / Qd
次に、センサ制御部70は、ステップS7で入出力比Rioが所定の劣化判定閾値Rrを下回っているか否かを判定し、この判定がNoであれば、NOxセンサ50が劣化していないため、何ら処理を行わずにスタートに戻る。
Next, the
一方、長期間にわたる使用が行われると、NOxセンサ50の劣化が進行して解離能やイオン化能が低下する。その結果、図8に示すようにアンモニア濃度に対する出力電流Isの値が小さくなり、ついには入出力比Rioが劣化判定閾値Rrを下回り、ステップS7の判定がYesとなる。すると、センサ制御部70は、ステップS8で初期値0のセンサ劣化フラグFsrを1とする。これにより、エンジンECU10は、図示しないインストルメントパネル内の警告灯の点灯やダイアグノーシスシステムへの劣化判定コードの記録等を行うことができる。
On the other hand, if used over a long period of time, the deterioration of the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は本発明を自動車用ディーゼルエンジンに装着されるNOxセンサに適用したものであるが、自動車用ディーゼルエンジン以外のエンジンや一般の燃焼設備に用いられるNOxセンサにも当然に適用可能であるし、NOxセンサ以外のガスセンサにも適用可能である。また、上記実施形態では、還元剤として尿素水を用いたが、アンモニア水等、他種の還元剤を採用するようにしてもよい。その他、ディーゼルエンジンの具体的構成や制御の具体的手順等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。 Although description of specific embodiment is finished above, the aspect of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the above embodiment is an application of the present invention to a NOx sensor mounted on a diesel engine for automobiles, it is naturally applicable to an NOx sensor used for engines other than automobile diesel engines and general combustion equipment. It can be applied to gas sensors other than NOx sensors. In the above embodiment, urea water is used as the reducing agent, but other types of reducing agents such as ammonia water may be adopted. In addition, the specific configuration of the diesel engine, the specific procedure of the control, and the like can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 エンジンシステム
7 排気管
10 エンジンECU
43 SCR触媒
46 尿素噴射弁(還元剤供給手段)
50 NOxセンサ
51 検出部
52 酸素ポンプセル
53 第1絶縁スペーサ
54 酸素分圧検知セル
55 第2絶縁スペーサ
56 センサポンプセル
61 第1チャンバ
62 第2チャンバ
63 基準酸素チャンバ
70 センサ制御部
E エンジン
1 Engine system 7
43
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記第1チャンバからの測定対象ガスが導入され、当該測定対象ガス中の特定ガス濃度に応じた酸素分圧が検出される第2チャンバと、
基準酸素分圧雰囲気が導入され、当該基準酸素分圧雰囲気の酸素分圧が検出される基準酸素チャンバと、
前記第2チャンバで検出された酸素分圧と、前記基準酸素チャンバで検出された酸素分圧とを比較することによって前記特定ガスの濃度を検出する特定ガス濃度検出手段と
を有するガス濃度検出装置であって、
所定の条件下で、前記測定対象ガスに所定量の還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤の供給量と前記特定ガス濃度検出手段の検出値との比を入出力比として算出する入出力比算出手段と、
前記入出力比が所定の劣化判定閾値を下回った場合に、劣化が生じていると判定する劣化判定手段と
を備えたことを特徴とするガス濃度検出装置。 A first chamber into which a measurement target gas is introduced and oxygen ions are pumped or pumped into the measurement target gas;
A second chamber in which a measurement target gas from the first chamber is introduced, and an oxygen partial pressure corresponding to a specific gas concentration in the measurement target gas is detected;
A reference oxygen chamber in which a reference oxygen partial pressure atmosphere is introduced, and an oxygen partial pressure of the reference oxygen partial pressure atmosphere is detected;
A gas concentration detecting device comprising: a specific gas concentration detecting means for detecting the concentration of the specific gas by comparing the oxygen partial pressure detected in the second chamber and the oxygen partial pressure detected in the reference oxygen chamber. Because
Reducing agent supply means for supplying a predetermined amount of reducing agent to the measurement target gas under predetermined conditions;
An input / output ratio calculating means for calculating a ratio between the supply amount of the reducing agent and the detection value of the specific gas concentration detecting means as an input / output ratio;
A gas concentration detection apparatus comprising: a deterioration determination unit that determines that deterioration has occurred when the input / output ratio falls below a predetermined deterioration determination threshold value.
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JP2008151236A JP2009300083A (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Detector of gas concentration |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013040922A (en) * | 2011-07-21 | 2013-02-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
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2008
- 2008-06-10 JP JP2008151236A patent/JP2009300083A/en active Pending
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