窒素酸素センサー(NOxセンサー)は、エンジン排気ガス中のN2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5などの窒素酸化物(NOx)含有量を検出するセンサーです。動作原理により、電気化学式、光学式、その他のNOxセンサーに分類されます。固体電解質である酸化イットリウムをドープしたジルコニア(YSZ)セラミック材料の酸素イオンに対する導電性、特殊なNOx感応電極材料のNOxガスに対する選択的な触媒感度、そして特殊なセンサー構造を組み合わせることでNOxの電気信号を取得し、最後に特殊な微弱信号検出技術と精密電子制御技術を用いて、自動車排気ガス中のNOxガスを検出し、標準CANバスデジタル信号に変換します。
窒素酸素センサーの機能
- NOx測定範囲:0~1500 / 2000 / 3000ppm NOx
- O2測定範囲:0~21%
- 最高排気ガス温度:800℃
- O2(21%)、HC、Co、H2O(< 12%)で使用可能
- 通信インターフェース:
NOxセンサーの応用分野
- ディーゼルエンジン排気ガスSCRシステム(国家IV、V、VI排出ガス基準に適合)
- ガソリンエンジン排気ガス処理システム
- 発電所の脱硫・脱硝検知・制御システム
窒素酸素センサーの構成
NOxセンサーの主なコアコンポーネントは、セラミック感応部品とSCUコンポーネントです。
NOxセンサーのコア
製品の使用環境が特殊であるため、セラミックチップは電気化学構造を採用して開発されました。構造は複雑ですが、出力信号は安定しており、応答速度が速く、寿命が長いという特徴があります。ディーゼル車の排ガス処理におけるNOx排出量のモニタリング要件を満たしています。セラミック感応部には、ジルコニア、アルミナ、各種Pt系金属導電性ペーストなどを含む複数のセラミック内部空洞が含まれています。製造プロセスは複雑で、スクリーン印刷の精度が求められ、材料配合/安定性と焼結プロセスの適合要件も求められます。
現在、市場にはフラット5ピン、フラット4ピン、スクエア4ピンの3つの一般的なNOxセンサーがあります。
NOxセンサーは通信できる
NOxセンサーは、CAN通信を介してECUまたはDCUと通信します。NOxアセンブリは内部に自己診断システムを搭載しており、窒素・酸素センサーはECUまたはDCUによる窒素・酸素濃度の計算を必要とせず、自己診断を完了できます。NOxセンサーは自身の動作状態を監視し、車体通信バスを介してECUまたはDCUにNOx濃度信号をフィードバックします。
NOxセンサー設置時の注意事項
NOxセンサープローブは、排気管の触媒の上半分に取り付ける必要があります。センサープローブは、触媒の最下部に配置しないでください。窒素酸素プローブが水に接触したときに割れるのを防ぎます。窒素酸素センサー制御ユニットの設置方向:制御ユニットを垂直に設置すると、より効果的に防止できます。NOxセンサー制御ユニットの温度要件:窒素および酸素センサーは、過度に高温になる場所に設置しないでください。排気管から離し、尿素タンクの近くに設置することをお勧めします。車両全体のレイアウトにより、酸素センサーを排気管と尿素タンクの近くに設置する必要がある場合は、ヒートシールドと断熱綿を設置し、設置位置の周囲の温度を評価する必要があります。最適な動作温度は85℃以下です。
露点保護機能:NOxセンサーの電極は動作するために高温を必要とするため、NOxセンサー内部にはセラミック構造が採用されています。セラミックは高温の水と接触できず、水に触れると膨張・収縮を起こしやすく、結果としてセラミックにひび割れが生じます。そのため、NOxセンサーには露点保護機能が搭載されています。これは、排気管の温度が設定値に達したことを検知した後、一定時間待機する機能です。ECUやDCUは、このような高温下ではNOxセンサーに水が付着していても、高温の排気ガスによって乾燥してしまうと判断します。
NOxセンサーの検出と診断
NOxセンサーが正常に動作している場合、排気管内のNOx値をリアルタイムで検出し、CANバスを介してECU / DCUにフィードバックします。ECUは、リアルタイムのNOx値を検出することで排気ガスの適合性を判断するのではなく、NOx監視プログラムを通じて排気管内のNOx値が基準値を超えているかどうかを検出します。NOx検出を実行するには、以下の条件を満たす必要があります。
冷却水システムは故障コードなしで正常に動作しています。大気圧センサーに故障コードはありません。
水温は70℃を超えています。NOx検出を完了するには約20回のサンプルが必要です。1回のNOx検出後、ECU / DCUはサンプルデータを比較します。検出中にサンプリングされたすべてのNOx値の平均値が設定値を下回った場合、検出は成功します。検出中にサンプリングされたすべてのNOx値の平均値が設定値を超えた場合、モニターはエラーを記録します。ただし、ミルランプは点灯しません。2回連続して監視に失敗した場合、システムはSuper 5およびSuper 7の障害コードを報告し、ミルランプが点灯します。
故障コード5を超えると、ミルランプが点灯しますが、トルクは制限されません。故障コード7を超えると、ミルランプが点灯し、システムはトルクを制限します。トルク制限はモデルメーカーによって設定されています。
注:一部のモデルでは、排出ガスオーバーランの不具合を修理してもミルランプが消灯せず、不具合状態が履歴不具合として表示されます。この場合、データのブラッシングまたは高NOxリセット機能を実行する必要があります。
雲耀電機は、グループ会社の22年にわたる業界経験と強力なソフトウェア研究開発能力を基盤に、国内トップクラスの専門チームと世界3つの研究開発拠点のリソースを統合し、NOxセンサー制御ソフトウェアアルゴリズムと製品キャリブレーションマッチングにおいて大幅な革新を実現し、市場の課題を解決し、技術独占を打破し、科学技術による開発を推進し、専門性によって品質を保証しています。雲耀電機はNOxセンサーの生産をより高いレベルに向上させるとともに、生産規模を拡大し続けており、雲耀窒素・酸素センサーは業界で確固たるベンチマークを確立しています。
投稿日時: 2022年9月2日