氨传感器的校准方法技术

本发明专利技术提供一种能够高精度地进行在柴油发动机的排气路径上设置于SCR下游侧的NH3传感器的校准的方法。在从发动机开始使用时其经过了任意的时间t1的时刻，预先确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1HC和针对NH3气体的传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1NH，在经过了时间t2(t1＜t2)的时刻，执行NH3传感器的校准，此时，确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt2HC，然后，通过式子Δt2NH＝Δt2HC/(Δt1HC/Δt1NH)来计算出Δt2NH的值，将计算出的Δt2NH的值作为针对NH3气体的传感器输出特性的线性区域中的新斜率。

Calibration method of ammonia sensor

The invention provides a method for calibrating a NH3 sensor which can be arranged on the downstream side of the SCR on the exhaust path of a diesel engine with high precision. At the time of arbitrary time T1 from the start of the use of the engine, it predetermines the slope of the output characteristic of the sensor output characteristic in the linear region and the slope delta t1NH of the output characteristic of the sensor for the NH3 gas in the linear region for the mixed atmosphere of the carbon monoxide and the total hydrocarbon, at the time of time T2 (T1 < T2). To calibrate the NH3 sensor, then determine the slope delta t2HC of the output characteristic of the sensor for the mixed atmosphere of carbon monoxide and the total hydrocarbon in the linear region, and then calculate the value of the delta t2NH through the format Delta t2NH = Delta t2HC/ (delta t1HC/ Delta t1NH) and output the calculated value of the delta t2NH as the sensor output for the NH3 gas. The new slope in the linear region of the sex.

【技术实现步骤摘要】
氨传感器的校准方法
本专利技术涉及氨传感器的校准，特别是涉及在柴油发动机的排气路径上设置于SCR下游侧的氨传感器的校准。
技术介绍
作为对来自柴油发动机的尾气中包含的氮氧化物(NOx)进行净化的装置，众所周知将尿素(urea)水溶液或氨水用作还原剂的选择催化还原脱硝装置(SelectiveCatalyticReduction、以下称为SCR)(例如参照专利文献1)。SCR通常设置于柴油发动机的排气路径的途中。并且，通过SCR所具备的还原催化剂来促进尾气中的NOx与还原剂的分解而生成的氨的还原反应，由此，NOx分解为氮、水、二氧化碳等，使NOx得到净化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014－224504号公报
技术实现思路
在SCR以如上所述的形态用于NOx的净化的情况下，有时因还原剂的供给量而使氨向SCR的下游侧流出。因此，为了适当地控制还原剂的供给量，必须在SCR的下游侧配置用于求出氨浓度的传感器(氨传感器)。专利文献1中，公开一种氨传感器的诊断装置，其不仅具备该氨传感器，并且，在比SCR靠下游一侧的位置还具备检出NOx的NOx传感器，基于NOx传感器的检出值，诊断氨传感器的检出值的妥当性，在该检出值不妥当的情况下，对其进行校正。但是，还有可能因NOx传感器的使用形态或发动机的运转状况等而使NOx传感器的检出值本身不妥当。优选基于氨传感器自身的检出值(输出值)来进行氨传感器的校正(校准)。另外，专利文献1中，对于使用的氨传感器，虽然举出了使用具有仅使一种离子传导的性质的固体电解质的例子，但是，没有公开具体的构成及特性。本专利技术是鉴于上述课题而实施的，其目的在于提供一种能够高精度地进行在柴油发动机的排气路径上设置于SCR下游侧的氨传感器的校准的方法。为了解决上述课题，本专利技术的第一方案是对在柴油发动机的排气路径上设置于SCR下游侧的氨传感器的关于氨气的输出特性进行校准的方法，其特征在于，具备以下步骤：将从所述柴油发动机排出的尾气中的规定气体成分的浓度的对数值与检测到所述规定气体成分时的所述氨传感器的输出值的关系作为针对所述规定气体成分的传感器输出特性时，a)在从所述柴油发动机开始使用时起经过了任意的时间t1的时刻，预先确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1HC和针对氨气的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1NH；和b)在从所述柴油发动机开始使用时起经过了时间t2(t1＜t2)的时刻，执行所述氨传感器的校准，所述步骤b)具备以下步骤：b-1)确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt2HC；b-2)通过式子Δt2NH＝Δt2HC/(Δt1HC/Δt1NH)来计算出Δt2NH的值；以及b-3)将在所述步骤b-2)中计算出的Δt2NH的值作为所述氨传感器的针对氨气的传感器输出特性的线性区域中的新斜率。本专利技术的第二方案的特征在于，在第一方案所涉及的氨传感器的校准方法的基础上，t1＝0，在所述步骤a)中，使所述斜率Δt1HC的值和所述Δt1NH的值分别为所述氨传感器开始使用时的值ΔfHC及ΔfNH。本专利技术的第三方案的特征在于，在第一或第二方案所涉及的氨传感器的校准方法的基础上，在所述步骤a)及所述步骤b-1)中，基于有意地使燃料从所述柴油发动机中喷射出来时形成的校准执行用的一氧化碳及总烃的混合气氛的浓度和检测到该混合气氛时的所述氨传感器的输出值，确定所述斜率Δt1HC的值和所述斜率Δt2HC的值。本专利技术的第四方案的特征在于，在第三方案所涉及的氨传感器的校准方法的基础上，在所述步骤a)及所述步骤b-1)中，在将所述尾气的氧浓度保持在12％～21％的范围内的状态下，确定所述斜率Δt1HC的值和所述斜率Δt2HC的值。本专利技术的第五方案的特征在于，在第一～第四方案中的任意一项所涉及的氨传感器的校准方法的基础上，在所述步骤a)及所述步骤b-1)中，通过利用设置于所述排气路径的途中的烃气传感器来检测所述混合气氛，确定所述混合气氛的浓度。根据本专利技术的第一～第五方案，能够基于由氨传感器自身得到的传感器输出值，很好地确定在发动机系统中设置于SCR的下游侧且传感器输出特性因发动机系统的持续使用而产生劣化的氨传感器在劣化后的状态下的传感器输出特性。即，能够基于氨传感器自身的输出值、高精度地进行氨传感器的校准。附图说明图1是示意性地表示柴油发动机系统1000的概略构成的图。图2是概略地表示氨传感器130的构成之一例的剖视简图。图3是示意性地表示氨传感器130的传感器输出特性的图。图4是氨气和CO+THC气体两者的传感器输出特性的线性区域的示意图。图5是表示氨气传感器130的校准的具体步骤的图。图6是表示针对CO+THC气体的传感器输出特性的图。图7是将图6中属于传感器输出为100mV以上的范围的数据和得到的近似直线同时表示的图。图8是表示针对氨气的传感器输出特性的图。图9是将图8所示的数据中的属于线性区域的数据和线性区域中的近似直线同时表示的图。图10是表示针对No.2及No.3的氨传感器各自的校准结果的图。图11是表示针对No.5及No.6的氨传感器各自的校准结果的图。图12是将用于图7的数据中的尾气G中的氧浓度为12％～21％的数据和线性区域中的近似直线同时表示的图。图13是表示针对No.2及No.3的氨传感器各自的校准结果的图。图14是表示针对No.5及No.6的氨传感器各自的校准结果的图。符号说明1～6…第一～第六固体电解质层、10…检测电极、20…基准电极、30…基准气体导入层、40…基准气体导入空间、50…表面保护层、60…电位差计、70…加热器部、100…HC传感器、110…温度传感器、120…氧传感器、130…氨传感器、131…传感器元件、200…电子控制装置、300…发动机主体部、301…燃料喷射阀、400…燃料喷射指示部、500…排气管、510…排气口、600…DOC、700…DPF、800…SCR、801…尿素供给源、1000…发动机系统(柴油发动机系统)。具体实施方式＜系统的概要＞图1是示意性地表示包含本专利技术的实施方式所涉及的校准对象、亦即氨气传感器(也称为氨传感器、NH3传感器)130而构成的柴油发动机系统(以下，也简称为发动机系统)1000的概略构成的图。柴油发动机系统1000主要包括：以氨传感器130为代表的、烃气传感器(以下，也称为HC传感器)100、温度传感器110、氧传感器120等传感器组；对发动机系统1000整体的动作进行控制的控制装置、亦即电子控制装置200；作为内燃机的一种的柴油机、亦即发动机主体部300；向发动机主体部300喷射燃料的多个燃料喷射阀301；用于对燃料喷射阀301指示燃料喷射的燃料喷射指示部400；形成将发动机主体部300产生的尾气(发动机排气)G向外部排出的排气路径的排气管500；设置于排气管500的途中的氧化催化器(DOC)600、柴油微粒捕集过滤器(DPF)700、及选择催化还原脱硝装置(SCR)800；以及向SCR800供给还原剂、亦即尿素(urea)的尿素供给源801。应予说明，本实施方式中，从相对性的含义来讲，将排气管500的一端侧、亦即靠近发动机主体部300的位置称为上游侧，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨传感器的校准方法，其是对氨传感器的关于氨气的输出特性进行校准的方法，该氨传感器设置于柴油发动机的排气路径的SCR的下游侧，所述氨传感器的校准方法的特征在于，具备以下步骤：将从所述柴油发动机排出的尾气中的规定气体成分的浓度的对数值与检测到所述规定气体成分时的所述氨传感器的输出值的关系作为针对所述规定气体成分的传感器输出特性时，a)在从所述柴油发动机开始使用时起经过了任意的时间t1的时刻，预先确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1HC和针对氨气的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1NH，和b)在从所述柴油发动机开始使用时起经过了时间t2的时刻，执行所述氨传感器的校准，其中，t1＜t2；所述步骤b)具备以下步骤：b‑1)确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt2HC，b‑2)通过式子Δt2NH＝Δt2HC/(Δt1HC/Δt1NH)来计算出Δt2NH的值，以及b‑3)将在所述步骤b‑2)中计算出的Δt2NH的值作为所述氨传感器的针对氨气的传感器输出特性在线性区域中的新斜率。

【技术特征摘要】
2017.01.10 JP 2017-0020741.一种氨传感器的校准方法，其是对氨传感器的关于氨气的输出特性进行校准的方法，该氨传感器设置于柴油发动机的排气路径的SCR的下游侧，所述氨传感器的校准方法的特征在于，具备以下步骤：将从所述柴油发动机排出的尾气中的规定气体成分的浓度的对数值与检测到所述规定气体成分时的所述氨传感器的输出值的关系作为针对所述规定气体成分的传感器输出特性时，a)在从所述柴油发动机开始使用时起经过了任意的时间t1的时刻，预先确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1HC和针对氨气的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt1NH，和b)在从所述柴油发动机开始使用时起经过了时间t2的时刻，执行所述氨传感器的校准，其中，t1＜t2；所述步骤b)具备以下步骤：b-1)确定针对一氧化碳及总烃的混合气氛的所述传感器输出特性在线性区域中的斜率Δt2HC，b-2)通过式子Δt2NH＝Δt2HC/(Δt1HC/Δt1NH)来计算出Δt2NH的值，以及b-3)将在...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本拓，门奈广祐，森伸彦，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP