NOx浓度测定系统技术方案

本发明专利技术提供一种NOx浓度测定系统，其具备NOx传感器(2)、检测机构(3)、NH3浓度估计机构(5)和计算机构(7)。NOx传感器(2)对含在排气g中的NOx的浓度(本来NOx浓度c1)和NH3氧化而产生的NO的浓度(源于NH3的NO浓度c3)的合计浓度c4进行测定。计算机构(7)根据空燃比A/F、O2浓度及H2O浓度中的至少1个和传感器外NH3浓度c2计算源于NH3的NO浓度c3。然后，根据合计浓度c4及源于NH3的NO浓度c3计算出本来NOx浓度c1。

NOx concentration measurement system

The invention provides a NOx concentration measurement system, which comprises a NOx sensor (2), a detection mechanism (3), a NH3 concentration estimation mechanism (a) and a computing mechanism (7). The NOx sensor (2) was used for the determination of the total concentration of NO (NH3, NO concentration, C3), which was produced by the concentration of NOx (NOx concentration of C1) and NH3 oxidation in the exhaust gas, was determined by c4. The calculation mechanism (7) calculates the NO concentration of C3 from NH3 according to the air fuel ratio A/F, the concentration of O2 and the concentration of H2O and the concentration of NH3 outside the sensor by c2. Then, according to the total concentration of C4 and the concentration of NO from NH3, the original concentration of C1 was calculated by c3.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对含有NOx和NH3的排气中的NOx浓度进行测定的NOx浓度测定系统。
技术介绍
车辆等中搭载有用于测定含在排气中的NOx的浓度的NOx传感器。作为该NOx传感器，已知有具备导入排气的气室、调整该气室内的氧浓度的氧泵单元、测定气室内的NOx浓度的传感器单元的NOx传感器(参照下述专利文献1)。传感器单元由具有氧离子传导性的固体电解质体、和形成于该固体电解质体的表面上的贵金属制的电极构成。NOx传感器的构成是，在该电极表面上NOx分解而产生氧离子，通过测定该氧离子沿着固体电解质体流动时产生的电流来测定上述NOx浓度。近年来，正在开发对除NOx以外还含有NH3的排气中的NOx浓度进行测定的方法。在此背景下，有被称为尿素SCR系统的系统。尿素SCR系统是对含有NOx的排气喷射尿素水，使从该尿素水中产生的NH3与NOx发生化学反应，使其变成无害的N2及H2O等的系统。在被尿素SCR系统处理过的排气中含有未反应尽的NOx和NH3。因此，正在研究准确地测定含在该排气中的NOx浓度，并反馈到尿素水的喷射量及发动机的控制等。可是，在排气中含有NOx和NH3双方时，存在难以准确地测定NOx浓度的问题。也就是说，NH3在NOx传感器的内部等中氧化成为NO。因此，NOx传感器对排气中原本含有的NOx和通过NH3氧化而生成的NO的双方都进行检测。所以，NOx传感器不能只测定NOx的浓度，只能测定排气中原本含有的NOx的浓度(本来NOx浓度)和通过NH3的氧化而生成的NO的浓度(源于NH3的NO浓度)的合计浓度。为了解决此问题，研究了以下的方法。也就是说，由于推测上述源于NH3的NO浓度与NOx传感器的外侧的排气中的NH3浓度(传感器外NH3浓度)大致相等，所以另外设置推断该传感器外NH3浓度的机构，从由NOx传感器测定的上述合计浓度中减去上述传感器外NH3浓度，来算出本来NOx浓度。由此，认为能够准确地测定本来NOx浓度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-75546号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，即使采用上述方法，也不能十分准确地测定本来NOx浓度。也就是说，NH3的一部分在导入上述气室时因受热而变化成NOx传感器不能检测的N2。也就是说，NH3在NOx传感器内，并不是全部变化成可由NOx传感器检测的NO。因此，上述源于NH3的NO浓度大多低于上述传感器外NH3浓度。如以上说明的那样，NOx传感器对排气中的上述本来NOx浓度和上述源于NH3的NO浓度的合计浓度进行测定，该源于NH3的NO浓度与上述传感器外NH3浓度不同。因此，仅从由NOx传感器测定的上述合计浓度中简单地减去传感器外NH3浓度，不能准确地测定本来NOx浓度。本专利技术是鉴于这样的背景而完成的，其目的是提供一种能够更准确地测定含有NOx和NH3的排气中的NOx浓度的NOx浓度测定系统。用于解决课题的手段本专利技术的一个方案是提供一种NOx浓度测定系统，其特征在于，是用于测定含有NOx和NH3的排气中的NOx浓度的NOx浓度测定系统，具备：导入上述排气的气室、在具有氧离子传导性的板状的固体电解质体的表面设置电极而成的传感器单元、形成为从传感器外导入上述气室中的上述排气的通路的气体导入部；并且具备：通过上述传感器单元对含在上述排气中的上述NOx的浓度即本来NOx浓度和上述NH3氧化而产生的NO的浓度即源于NH3的NO浓度的合计浓度进行测定的NOx传感器；对上述排气的空燃比、上述排气中的O2浓度和上述排气中的H2O浓度中的至少一项进行检测的检测机构；对导入上述气体导入部之前的上述排气中的NH3浓度即传感器外NH3浓度进行估计的NH3浓度估计机构；根据上述空燃比、上述O2浓度及上述H2O浓度中的至少一项和上述传感器外NH3浓度计算出上述源于NH3的NO浓度、并根据上述合计浓度及上述源于NH3的NO浓度计算出上述本来NOx浓度的计算机构。专利技术效果本专利技术者们为解决上述课题而进行了研究，结果发现，作为排气中的NH3变化成N2的主要原因，排气中的O2和H2O进行了参与。也就是说，排气在导入NOx传感器的气室中时在上述气体导入部接受热，发生下式(1)的反应，同时发生下式(2)或(3)的反应。4NH3+5O2→4NO+6H2O (1)4NH3+6NO→5N2+6H2O (2)4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (3)从上述式(1)得知，在排气中的H2O浓度低时，反应向右侧发展，NH3变化成NO。然后，反应再向式(2)、(3)的右侧发展，NO变化成N2。也就是说，在排气中的H2O浓度低时，NH3变化成N2的比例增高，而变化成可由NOx传感器检测出的NO的比例减小。因此，上述源于NH3的NO浓度低于传感器外NH3浓度。这样，在传感器外NH3浓度、H2O浓度和源于NH3的NO浓度之间具有一定的关系。因此，只要测定传感器外NH3浓度和H2O浓度，就能够计算出源于NH3的NO浓度。此外，从上述式(1)得知，如果排气中的O2浓度高，则反应向右侧发展，NH3变化成NO。然后，反应再向式(3)的右侧发展，NO变化成N2。也就是说，在排气中的O2浓度高时，NH3变化成N2的比例增高，而变化成可由NOx传感器检测出的NO的比例减小。因此，上述源于NH3的NO浓度低于传感器外NH3浓度。这样，在传感器外NH3浓度、O2浓度和源于NH3的NO浓度之间具有一定的关系。因此，只要测定排气中的传感器外NH3浓度和O2浓度，就能够利用上述关系计算出源于NH3的NO浓度。此外，在排气的空燃比与O2浓度之间、以及空燃比与H2O浓度之间具有一定的关系。因此，只要测定传感器外NH3浓度和空燃比，就能够计算出源于NH3的NO浓度。这样，只要准确地计算出源于NH3的NO浓度，就能够采用由NOx传感器测定的上述合计浓度(本来NOx浓度和源于NH3的NO浓度的合计的浓度)和上述源于NH3的NO浓度准确地计算出上述本来NOx浓度。例如，通过从合计浓度中减去源于NH3的NO浓度，可准确地计算出本来NOx浓度。此外，通过预先对合计浓度、源于NH3的NO浓度和本来NOx浓度的关系进行数据库化，采用该数据库和所得到的合计浓度及源于NH3的NO浓度，也可准确地求出本来NOx浓度。如以上所述，根据本专利技术，能够提供可更准确地测定含有NOx和NH3的排气中的NOx浓度的NOx浓度测定系统。附图说明图1是本申请专利技术的实施例1涉及的NOx浓度测定系统的整体图，特别是该NOx浓度测定系统中采用的NOx传感器的剖视图。图2是图1所示的NOx传感器的II-II剖视图。图3是图1所示的NOx传感器的III-III剖视图。图4是图1所示的实施例1涉及的NOx浓度测定系统中采用的NOx传感器的分解立体图。图5是图1所示的NOx传感器的局部放大剖视图。图6是图1所示的实施例1涉及的NOx浓度测定系统的概念图。图7是图1所示的实施例1涉及的NOx浓度测定系统中的、排气中的本来NOx浓度及传感器外NH3浓度、通过NOx传感器测定的本来NOx浓度及源于NH3的NO浓度、和通过计算求出的本来NOx浓度的概念图。图8是表示实施例1涉及的NOx浓度测定系统中的H2O浓度与NH3灵敏度的关系的曲线图。图9是表示实施例1涉及的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NOx浓度测定系统(1)，其特征在于，是用于测定含有NOx和NH3的排气中的NOx浓度的NOx浓度测定系统(1)，具备：导入所述排气的气室(20)、在具有氧离子传导性的板状的固体电解质体(22)的表面设置电极而成的传感器单元(26s)、和形成为将所述排气从传感器外导入所述气室(20)中的通路的气体导入部(29)，并且具备：通过所述传感器单元(26s)对含在所述排气中的所述NOx的浓度即本来NOx浓度、和通过所述NH3氧化而产生的NO的浓度即源于NH3的NO浓度的合计浓度进行测定的NOx传感器(2)；对所述排气的空燃比(A/F)、所述排气中的O2浓度、和所述排气中的H2O浓度中的至少一项进行检测的检测机构(3)；对导入所述气体导入部(29)之前的所述排气中的NH3浓度即传感器外NH3浓度进行估计的NH3浓度估计机构(5)；以及根据所述空燃比、所述O2浓度和所述H2O浓度中的至少一项和所述传感器外NH3浓度计算出所述源于NH3的NO浓度，并根据所述合计浓度及所述源于NH3的NO浓度计算出所述本来NOx浓度的计算机构(7)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.22 JP 2014-088468;2015.02.09 JP 2015-023371.一种NOx浓度测定系统(1)，其特征在于，是用于测定含有NOx和NH3的排气中的NOx浓度的NOx浓度测定系统(1)，具备：导入所述排气的气室(20)、在具有氧离子传导性的板状的固体电解质体(22)的表面设置电极而成的传感器单元(26s)、和形成为将所述排气从传感器外导入所述气室(20)中的通路的气体导入部(29)，并且具备：通过所述传感器单元(26s)对含在所述排气中的所述NOx的浓度即本来NOx浓度、和通过所述NH3氧化而产生的NO的浓度即源于NH3的NO浓度的合计浓度进行测定的NOx传感器(2)；对所述排气的空燃比(A/F)、所述排气中的O2浓度、和所述排气中的H2O浓度中的至少一项进行检测的检测机构(3)；对导入所述气体导入部(29)之前的所述排气中的NH3浓度即传感器外NH3浓度进行估计的NH3浓度估计机构(5)；以及根据所述空燃比、所述O2浓度和所述H2O浓度中的至少一项和所述传感器外NH3浓度计算出所述源于NH3的NO浓度，并根据所述合计浓度及所述源于NH3的NO浓度计算出所述本来NOx浓度的计算机构(7)。2.根据权利要求1所述的NOx浓度测定系统(1)，其特征在于：所述计算机构(7)形成为通过从所述合计浓度中减去所述源于NH3的NO浓度从而计算出所述本来NOx浓度的构成。3.根据权利要求1或权利要求2所述的NOx浓度测定系统(1)，其特征在于：所述检测机构(3)形成为检测所述空燃比(A/F)，并从该空燃比(A/F)计算出所述O2浓度和所述H2O浓度中的至少一方的...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田惠里子，水谷圭吾，木全岳人，藤堂祐介，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP