JP5261889B2 - NOxセンサ - Google Patents
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Description
通常、リーン運転を行なわないMPI(Multi Point Injection)エンジン等においては、排気中のNOX,O2を酸化剤、CO,HC,H2を還元剤として反応させる三元触媒のみを搭載すればよいが、燃費低減に有利なリーン運転も行なう直噴リーンバーンエンジンでは、三元触媒以外にNOXトラップ触媒を搭載することが必要になる。
ところで、排気浄化触媒は使用環境下で劣化するため、触媒の劣化を検出して管理することが必要になる。排気通路に三元触媒のみを搭載したMPIエンジンでは、三元触媒前後に装着するO2センサにより排気の空燃比をモニタして劣化検出を行うが、排気通路にNOXトラップ触媒を更に備えた直噴リーンバーンエンジンでは、NOXトラップ触媒下流にNOXセンサを装着してNOX排出量をモニタして劣化検出を行う。
しかしながら、カリウムは高温に晒されるとNOXトラップ触媒から飛散しやすい特性を有しているため、NOXトラップ触媒から飛散したカリウムが、NOXトラップ触媒下流のNOXセンサのセンサ素子に付着した場合には、センサ素子の表面が付着したカリウムにより覆われてしまい、センサ素子表面へのNOXの接触が阻害されるため、正確なNOX排出量の検出は困難となり、NOXトラップ触媒の劣化診断精度の低下を招くという課題がある。
また、本発明の請求項1,2のNOxセンサにおいて、該酸性物質は、Y型ゼオライトであることが好ましい(請求項3)。
あるいは、本発明の請求項2のNOxセンサにおいて、該酸性物質を、チタニアとしてもよい(請求項4)。
また、検出する排気成分は、NOXであることが好ましい(請求項6)。
また、本発明のNOxセンサ(請求項2)によれば、排気通路の上流側のNOXトラップ触媒からトラップ剤の金属が飛散して、下流側のNOxセンサに流下してきた場合、この金属を保護部材の表面を被覆する酸性物質が捕捉するので、かかる金属は保護部材の表面に吸着されて、センサ素子に到達し難くなるので、NOxセンサの劣化を抑制することができるようになる。
また、本発明のNOxセンサ(請求項5)によれば、カリウムは高温域でのNOXトラップ性能に優れるので、高温となる排気通路に設けるNOXトラップ触媒に適しているが、この反面、カリウムは高温下でNOXトラップ触媒から飛散して下流のNOxセンサに付着しては、NOxセンサの検出特性能を低下させてしまうが、飛散したカリウムをセンサ素子あるいは保護部材の表面を被覆する酸性物質が捕捉するので、NOxセンサの劣化を抑制することができるようになる。
(第1実施形態)
図1〜図4は本発明の第1実施形態に係るNOxセンサを示すもので、図1はNOXセンサの断面を模式的に示す断面図、図2はNOXセンサが設置される排気通路の模式図、図3はY型ゼオライトの骨格構造図、図4はNOXセンサをY型ゼオライトで被覆した場合の効果を説明するグラフである。
図2に示すように、エンジン11には、排気通路12が接続され、この排気通路12の壁部12aには、上流側から三元触媒13,NOXトラップ触媒14がこの順で介装されている。NOXセンサ1は、NOXトラップ触媒14の下流側にセンサ素子2を突出させて装着されて、エンジン11から排出され触媒13,14を経た排気の中のNOX成分を検出するようになっている。
また、NOXトラップ触媒14は、NOXトラップ剤としての金属を用いて、エンジン11のリーン運転状態においてNOXを吸蔵し、ストイキ運転状態やリッチ運転状態となったときに、そのNOXを還元浄化し放出するものである。このため、トラップ剤は酸化雰囲気でNOXを硝酸塩の形で吸蔵(トラップ)し、排気中に未燃燃料(HC)や一酸化炭素(CO)が存在する還元雰囲気でHCやCOとNOXとを化学的に反応させ、還元浄化し放出させる性質を有している。このトラップ剤としての金属には、吸蔵能力の優れたアルカリ金属やアルカリ土類金属の中の一もしくは複数の金属を組み合わせて使用することが好ましく、本実施形態では、トラップ剤としてアルカリ金属のカリウム(K)を用いている。
次に、Y型ゼオライトの特性について説明する。Y型ゼオライトは、図3に示すような骨格構造をなしており、分子を構成する原子間に細孔を有している。ゼオライトには、Y型の他にA型,X型等があり、Y型ゼオライトに限らず、ゼオライトの骨格は通常、規則的な細孔をそなえた網目構造を構成している。ゼオライトの細孔径の大きさは、その構成要素の比であるSiO2/Al2O3比に依存することが知られており、Y型ゼオライトは、A型,X型ゼオライトといった他の各種ゼオライトと比べて、SiO2/Al2O3比が高く、これによりY型ゼオライトは、比較的細孔径が大きいという特性がある。また、一般に、細孔径が大きい程、比表面積も大きくなるため、Y型ゼオライトは、A型,X型ゼオライト等と比べて比表面積が大きいという特性も有し、カリウムを捕捉する上で効率が良い。また、Y型ゼオライトは高い耐熱性を有しており、この耐熱性の面からも車両の排気通路12に設置されるNOXセンサのセンサ素子2に被覆する材料としては好適なものである。
この実験は、排気通路において、カリウムを担持したNOXトラップ触媒の下流側に、三元触媒層の表層にSiO2/Al2O3比の異なるゼオライトを塗布した三元触媒を配置し、摂氏800℃の状況下で、リーン運転状態及びリッチ運転状態を交互に周期的に切替え、40時間の未燃燃料(HC)浄化実験を実施して、HC浄化効率の変化からY型ゼオライトのSiO2/Al2O3比の影響を調べた。
また、カリウムは高温域でのNOXトラップ性能に優れるので、高温となる排気通路12に設けるNOXトラップ触媒14に適しているが、この反面、カリウムは高温下でNOXトラップ触媒14から飛散して下流のNOXセンサ1に付着しては、NOXセンサ1の検出特性能を低下させてしまうが、飛散したカリウムをY型ゼオライト6Aが捕捉するので、NOXセンサ1の劣化を抑制することができるようになる利点がある。
次に、本発明の第2実施形態について説明すると、図5は、本発明の第2実施形態に係るNOXセンサの断面を模式的に示す断面図である。本実施形態のNOXセンサは、第1実施形態に対して、NOXトラップ触媒から飛散するカリウムを捕捉する酸性物質6が被覆する箇所が異なるもので、この酸性物質6の被覆箇所を除いて第1実施形態と同様に構成される。なお、図5において、図1と同一の構成要素については同一の符号を用いており、これらのものについては説明を省略又は簡略化する。
また、チタニア6Bは細孔がないため、センサ素子2の表面に直接被覆することはできないが、チタニア6Bをさや3の表面に被覆することで、NOXトラップ触媒14から飛散したカリウムをセンサ素子2の表面へ進入する前に捕捉できるため、飛散したカリウムのセンサ素子2への到達を十分に低減させることができる。
例えば、本発明は、第1,2実施形態以外にも、NOXトラップ剤としてのカリウム以外のアルカリ金属やアルカリ土類金属を用いた場合にも広く適用可能である。
また、本発明は、リーン運転状態およびリッチ運転状態を行うエンジンの排気通路に適用した例について説明したが、これに限定されることなく、排気通路にNOxトラップを適用したもの、例えばディーゼルエンジンの排気通路にも適用することが出来る。
2 センサ素子
3 保護部材
4 孔
5 リード線
6 酸性物質
6A Y型ゼオライト
6B チタニア
11 エンジン
12 排気通路
12a 排気通路12の壁部
13 三元触媒
14 NOXトラップ触媒
Claims (6)
- 内燃機関の排気通路にNOxトラップ剤としての金属を担持したNOxトラップ触媒をそなえ、該排気通路の該NOxトラップ触媒の下流に配置されるNOxセンサにおいて、
該排気通路に露出するセンサ素子を有し、
該センサ素子の表面が、該金属を捕捉し、且つ、該排気成分が通過しうる細孔径の細孔を有する酸性物質により被覆されている
ことを特徴とする、NOxセンサ。 - 内燃機関の排気通路にNOxトラップ剤としての金属を担持したNOxトラップ触媒をそなえ、該排気通路の該NOxトラップ触媒の下流に配置されるNOxセンサにおいて、
該排気通路に露出するセンサ素子を有し、
該センサ素子を覆い、且つ、該排気成分の通過を妨げない孔を有する保護部材をそなえ、
該保護部材の表面が、該金属を捕捉する酸性物質により被覆されている
ことを特徴とする、NOxセンサ。 - 該酸性物質は、Y型ゼオライトである
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のNOxセンサ。 - 該酸性物質は、チタニアである
ことを特徴とする、請求項2記載のNOxセンサ。 - 該金属はカリウムである
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のNOxセンサ。 - 検出する排気成分は、NOxである
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載のNOxセンサ。
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---|---|---|---|---|
JPH0713608B2 (ja) * | 1986-11-10 | 1995-02-15 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関用酸素センサ |
JP2791475B2 (ja) * | 1988-03-08 | 1998-08-27 | フィガロ技研株式会社 | Coセンサ |
JP2876793B2 (ja) * | 1991-02-04 | 1999-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体型炭化水素センサ |
JP3316173B2 (ja) * | 1997-11-06 | 2002-08-19 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | ゼオライト膜担持用基材 |
JP2000304720A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Tokyo Gas Co Ltd | 一酸化炭素センサ |
JP4209059B2 (ja) * | 1999-08-20 | 2009-01-14 | 三菱自動車工業株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
JP2003126689A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-07 | Tosoh Corp | 炭化水素用吸着剤及び炭化水素の吸着除去方法 |
JP4189337B2 (ja) * | 2003-03-07 | 2008-12-03 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化システム |
JP2004275806A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-10-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 硫黄酸化物の処理方法及び硫黄酸化物処理装置 |
JP2004347391A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Denso Corp | ガスセンサ |
JP2005111380A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Denso Corp | 分子ふるいの製造方法 |
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