N2O濃度検出装置
【課題】内燃機関からの排気ガス中のN2O濃度を検出するN2O濃度検出装置1を提供する。
【解決手段】N2O濃度検出装置1は、排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置3と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサ4とを備える。そして、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサ4により検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。これによれば、NOxセンサ4を用いてN2O濃度を算出できるので、内燃機関からの排気ガス中、つまり、高温で且つ不安定な雰囲気中でもN2O濃度を検出することができる。
【解決手段】N2O濃度検出装置1は、排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置3と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサ4とを備える。そして、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサ4により検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。これによれば、NOxセンサ4を用いてN2O濃度を算出できるので、内燃機関からの排気ガス中、つまり、高温で且つ不安定な雰囲気中でもN2O濃度を検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関からの排気ガス中のN2O(亜酸化窒素)の濃度を検出するためのN2O濃度検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の内燃機関からの排気ガス中に含まれる成分の1つにN2Oがある。このN2Oは、CO2の約310倍の温暖化係数を持つ温室効果ガスであるとともに、オゾン層の破壊に寄与する物質でもある。このため、大気中への排出量を低減させることが望ましく、N2Oが排ガス規制の対象となる可能性がある。
その場合、N2O濃度検出センサでN2O濃度を検出し、N2Oの収集、抑制、浄化を行うシステムを構築することが必要となる。そのためには、数十ppmレベルのN2Oを正確に検出可能なN2O濃度検出センサが必要である。
【0003】
従来のN2O濃度検出センサとして、酸化イオン電導性を有する固体電解質基板上に、N2O活性を抑制する第2成分を添加したN2Oおよび酸素に活性な検知電極と、酸素に活性でN2Oに活性でない参照電極とを設置し、両者の電位差を測定する電位差測定手段、および加熱手段を付設したものが提案されている(特許文献1参照)。
【0004】
しかし、このN2O濃度検出センサでは、電極のN2O活性を添加物で制御するものであるため、添加物の化学的安定性を考慮すると、耐久性が問題となる。
つまり、内燃機関からの排気ガス中のN2O濃度検出に使用する場合、高温で且つ酸化から還元まで変動する不安定の雰囲気中で使用することになるため、添加物の化学的安定性を確保することが困難であり、従来のN2O濃度検出センサは、排気ガス中のN2O濃度検出には適さない。
【特許文献1】特開2002−31619号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関からの排気ガス中のN2O濃度を検出するN2O濃度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載のN2O濃度検出装置は、内燃機関から排出される排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサとを備える。
そして、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサにより検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0007】
NOxセンサは、排気ガスが通過する排気通路に設けられる公知のものであり、高温で且つ不安定な雰囲気中でも耐久性に優れている。このため、このN2O濃度検出装置によれば、NOxセンサを用いてN2O濃度を算出できるので、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を算出することができる。
【0008】
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載のN2O濃度検出装置は、排気ガスが通過する排気通路中に、コロナ放電が行われる放電室を設け、放電室の上流側と下流側のそれぞれにNOxセンサを備える。
そして、放電室の上流側のNOxセンサで検出したNOx濃度と、放電室の下流側のNOxセンサで検出したNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0009】
これによれば、請求項1と同様に、N2O濃度検出装置は、NOxセンサを使用するものであるので、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
最良の形態1のN2O濃度検出装置は、内燃機関から排出される排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサとを備える。
そして、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサにより検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0011】
最良の形態2のN2O濃度検出装置は、排気ガスが通過する排気通路中に、コロナ放電が行われる放電室を設け、放電室の上流側と下流側のそれぞれにNOxセンサを備える。
そして、放電室の上流側のNOxセンサで検出したNOx濃度と、放電室の下流側のNOxセンサで検出したNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【実施例1】
【0012】
〔実施例1の構成〕
実施例1のN2O濃度検出装置1の構成を、図1を用いて説明する。N2O濃度検出装置1は、内燃機関から排出される排気ガスが通過する排気通路2に設けられ、排気ガス中のN2O濃度を検出するのに用いられる。
N2O濃度検出装置1は、排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置3と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサ4とを備える。
【0013】
放電装置3は、放電部7が、排気通路2の一部に拡径して設けられた放電室8内に配置されるように設けられている。尚、具体的には、放電装置3は、例えば、公知のオゾン発生器またはプラズマ発生器である。
【0014】
NOxセンサ4は、放電室8内の所定の位置で、NOx濃度を検出できるように、放電室8に固定されている。
また、N2O濃度検出装置1は、CPU、記憶装置、入力信号回路、出力信号回路などによって構成される周知のECU9を備える。
【0015】
N2O濃度検出装置1は、図2に示すステップでN2O濃度の算出及び出力を行う。
まず、NOxセンサ4により排気ガス中のNOx濃度を検出し、検出したNOx濃度(以下、酸化処理前のNOx検出値C1とする)をECU9の記憶装置に記憶する(S1、S2)。
【0016】
そして、放電室8でコロナ放電することにより、排気ガスに対して以下の反応を生じさせる(S3)。
2N2O+hv(紫外線)→2NO+N2
N2O+O3(オゾン)→2NO+O2
NO+O3→NO2+O2
すなわち、コロナ放電によって発生する紫外線及びオゾンと排気ガス中のN2Oとが反応することで、N2OがNOxに酸化処理される。
【0017】
その後、NOxセンサ4により再び排気ガス中のNOx濃度を検出し、検出したNOx濃度(以下、酸化処理前のNOx検出値C2とする)をECU9の記憶装置に記憶する(S4、S5)。
【0018】
そして、ECU9における演算処理により、記憶されたNOx検出値C1とNOx検出値C2とを比較し、その差から、N2O検出値を算出し、必要に応じてN2Oの収集、抑制、浄化等を行うシステムに出力する(S6、S7)。
【0019】
〔実施例1の効果〕
実施例1のN2O濃度検出装置1は、排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置3と、NOxセンサ4とを備え、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサ4により検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0020】
ここで、NOxセンサ4は、排気ガスが通過する排気通路2に設けられる公知のものであり、高温で且つ不安定な雰囲気中でも耐久性に優れている。このため、N2O濃度検出装置1によれば、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を検出することができる。
【実施例2】
【0021】
実施例2のN2O濃度検出装置1の構成を、図3を用いて説明する。N2O濃度検出装置1は、放電室8の上流側と下流側のそれぞれにNOxセンサ12、13を備える。
放電室8ではコロナ放電することによりN2OがNOxに酸化処理され、放電室8の上流側のNOxセンサ12では、酸化処理前の排気ガスのNOx濃度(NOx検出値C1)を検出し、下流側のNOxセンサ13では、放電室8で酸化処理された後の排気ガスのNOx濃度(NOx検出値C2)を検出し、NOx検出値C1、C2をECUの記憶装置に記憶する。
【0022】
そして、ECUにおける演算処理により、記憶されたNOx検出値C1とNOx検出値C2との差から、N2O検出値を算出し、必要に応じてN2Oの収集、抑制、浄化等を行うシステムに出力する。
本実施例によっても、実施例1と同様に、N2O濃度検出装置1は、NOxセンサ12、13を使用するものであるので、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】N2O濃度検出装置の構成図である(実施例1)。
【図2】N2O濃度算出のフローチャートである(実施例1)。
【図3】N2O濃度検出装置の構成図である(従来例)。
【符号の説明】
【0024】
1 N2O濃度検出装置
2 排気通路
3 放電装置
4 NOxセンサ
8 放電室
12 NOxセンサ
13 NOxセンサ
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関からの排気ガス中のN2O(亜酸化窒素)の濃度を検出するためのN2O濃度検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の内燃機関からの排気ガス中に含まれる成分の1つにN2Oがある。このN2Oは、CO2の約310倍の温暖化係数を持つ温室効果ガスであるとともに、オゾン層の破壊に寄与する物質でもある。このため、大気中への排出量を低減させることが望ましく、N2Oが排ガス規制の対象となる可能性がある。
その場合、N2O濃度検出センサでN2O濃度を検出し、N2Oの収集、抑制、浄化を行うシステムを構築することが必要となる。そのためには、数十ppmレベルのN2Oを正確に検出可能なN2O濃度検出センサが必要である。
【0003】
従来のN2O濃度検出センサとして、酸化イオン電導性を有する固体電解質基板上に、N2O活性を抑制する第2成分を添加したN2Oおよび酸素に活性な検知電極と、酸素に活性でN2Oに活性でない参照電極とを設置し、両者の電位差を測定する電位差測定手段、および加熱手段を付設したものが提案されている(特許文献1参照)。
【0004】
しかし、このN2O濃度検出センサでは、電極のN2O活性を添加物で制御するものであるため、添加物の化学的安定性を考慮すると、耐久性が問題となる。
つまり、内燃機関からの排気ガス中のN2O濃度検出に使用する場合、高温で且つ酸化から還元まで変動する不安定の雰囲気中で使用することになるため、添加物の化学的安定性を確保することが困難であり、従来のN2O濃度検出センサは、排気ガス中のN2O濃度検出には適さない。
【特許文献1】特開2002−31619号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関からの排気ガス中のN2O濃度を検出するN2O濃度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載のN2O濃度検出装置は、内燃機関から排出される排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサとを備える。
そして、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサにより検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0007】
NOxセンサは、排気ガスが通過する排気通路に設けられる公知のものであり、高温で且つ不安定な雰囲気中でも耐久性に優れている。このため、このN2O濃度検出装置によれば、NOxセンサを用いてN2O濃度を算出できるので、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を算出することができる。
【0008】
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載のN2O濃度検出装置は、排気ガスが通過する排気通路中に、コロナ放電が行われる放電室を設け、放電室の上流側と下流側のそれぞれにNOxセンサを備える。
そして、放電室の上流側のNOxセンサで検出したNOx濃度と、放電室の下流側のNOxセンサで検出したNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0009】
これによれば、請求項1と同様に、N2O濃度検出装置は、NOxセンサを使用するものであるので、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
最良の形態1のN2O濃度検出装置は、内燃機関から排出される排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサとを備える。
そして、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサにより検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0011】
最良の形態2のN2O濃度検出装置は、排気ガスが通過する排気通路中に、コロナ放電が行われる放電室を設け、放電室の上流側と下流側のそれぞれにNOxセンサを備える。
そして、放電室の上流側のNOxセンサで検出したNOx濃度と、放電室の下流側のNOxセンサで検出したNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【実施例1】
【0012】
〔実施例1の構成〕
実施例1のN2O濃度検出装置1の構成を、図1を用いて説明する。N2O濃度検出装置1は、内燃機関から排出される排気ガスが通過する排気通路2に設けられ、排気ガス中のN2O濃度を検出するのに用いられる。
N2O濃度検出装置1は、排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置3と、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサ4とを備える。
【0013】
放電装置3は、放電部7が、排気通路2の一部に拡径して設けられた放電室8内に配置されるように設けられている。尚、具体的には、放電装置3は、例えば、公知のオゾン発生器またはプラズマ発生器である。
【0014】
NOxセンサ4は、放電室8内の所定の位置で、NOx濃度を検出できるように、放電室8に固定されている。
また、N2O濃度検出装置1は、CPU、記憶装置、入力信号回路、出力信号回路などによって構成される周知のECU9を備える。
【0015】
N2O濃度検出装置1は、図2に示すステップでN2O濃度の算出及び出力を行う。
まず、NOxセンサ4により排気ガス中のNOx濃度を検出し、検出したNOx濃度(以下、酸化処理前のNOx検出値C1とする)をECU9の記憶装置に記憶する(S1、S2)。
【0016】
そして、放電室8でコロナ放電することにより、排気ガスに対して以下の反応を生じさせる(S3)。
2N2O+hv(紫外線)→2NO+N2
N2O+O3(オゾン)→2NO+O2
NO+O3→NO2+O2
すなわち、コロナ放電によって発生する紫外線及びオゾンと排気ガス中のN2Oとが反応することで、N2OがNOxに酸化処理される。
【0017】
その後、NOxセンサ4により再び排気ガス中のNOx濃度を検出し、検出したNOx濃度(以下、酸化処理前のNOx検出値C2とする)をECU9の記憶装置に記憶する(S4、S5)。
【0018】
そして、ECU9における演算処理により、記憶されたNOx検出値C1とNOx検出値C2とを比較し、その差から、N2O検出値を算出し、必要に応じてN2Oの収集、抑制、浄化等を行うシステムに出力する(S6、S7)。
【0019】
〔実施例1の効果〕
実施例1のN2O濃度検出装置1は、排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置3と、NOxセンサ4とを備え、N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度をNOxセンサ4により検出し、酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出する。
【0020】
ここで、NOxセンサ4は、排気ガスが通過する排気通路2に設けられる公知のものであり、高温で且つ不安定な雰囲気中でも耐久性に優れている。このため、N2O濃度検出装置1によれば、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を検出することができる。
【実施例2】
【0021】
実施例2のN2O濃度検出装置1の構成を、図3を用いて説明する。N2O濃度検出装置1は、放電室8の上流側と下流側のそれぞれにNOxセンサ12、13を備える。
放電室8ではコロナ放電することによりN2OがNOxに酸化処理され、放電室8の上流側のNOxセンサ12では、酸化処理前の排気ガスのNOx濃度(NOx検出値C1)を検出し、下流側のNOxセンサ13では、放電室8で酸化処理された後の排気ガスのNOx濃度(NOx検出値C2)を検出し、NOx検出値C1、C2をECUの記憶装置に記憶する。
【0022】
そして、ECUにおける演算処理により、記憶されたNOx検出値C1とNOx検出値C2との差から、N2O検出値を算出し、必要に応じてN2Oの収集、抑制、浄化等を行うシステムに出力する。
本実施例によっても、実施例1と同様に、N2O濃度検出装置1は、NOxセンサ12、13を使用するものであるので、十分な耐久性を有し、内燃機関からの排気ガス中でもN2O濃度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】N2O濃度検出装置の構成図である(実施例1)。
【図2】N2O濃度算出のフローチャートである(実施例1)。
【図3】N2O濃度検出装置の構成図である(従来例)。
【符号の説明】
【0024】
1 N2O濃度検出装置
2 排気通路
3 放電装置
4 NOxセンサ
8 放電室
12 NOxセンサ
13 NOxセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関から排出される排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置と、
排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサとを備え、
N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度を前記NOxセンサにより検出し、
酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出することを特徴とするN2O濃度検出装置。
【請求項2】
請求項1に記載のN2O濃度検出装置において、
排気ガスが通過する排気通路中に、コロナ放電が行われる放電室を設け、
前記放電室の上流側と下流側のそれぞれに前記NOxセンサを備え、
前記放電室の上流側の前記NOxセンサで検出したNOx濃度と、前記放電室の下流側の前記NOxセンサで検出したNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出することを特徴とするN2O濃度検出装置。
【請求項1】
内燃機関から排出される排気ガス中にコロナ放電し、排気ガス中のN2OをNOxに酸化処理する放電装置と、
排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサとを備え、
N2OをNOxに酸化処理する前後でのNOx濃度を前記NOxセンサにより検出し、
酸化処理前のNOx濃度と酸化処理後のNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出することを特徴とするN2O濃度検出装置。
【請求項2】
請求項1に記載のN2O濃度検出装置において、
排気ガスが通過する排気通路中に、コロナ放電が行われる放電室を設け、
前記放電室の上流側と下流側のそれぞれに前記NOxセンサを備え、
前記放電室の上流側の前記NOxセンサで検出したNOx濃度と、前記放電室の下流側の前記NOxセンサで検出したNOx濃度との差に基づいて、N2O濃度を算出することを特徴とするN2O濃度検出装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図2】
【図3】
【公開番号】特開2009−281854(P2009−281854A)
【公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−134112(P2008−134112)
【出願日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】
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