JP2011075546A - マルチガスセンサの制御方法及びマルチガスセンサの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1測定室S1の内部と外部に位置し、第1測定室に導入される被測定ガス中の酸素の汲み出し又は汲み入れを行う第1ポンピングセル2と、第1測定室に連通するNOx測定室S2の内部と外部に位置し、被測定ガス中のNOx濃度に応じた第2ポンピング電流Ip2が一対の第2電極間に流れる第2ポンピングセル4とを備えたNOxセンサ部30Aと、少なくとも一対の電極42aを有しNOxセンサ部の外表面に形成されたアンモニアセンサ部42とを共に設けたマルチガスセンサ200の制御方法であって、第1ポンピングセルに流れる第1ポンピング電流に基づいて酸素濃度を算出し、該酸素濃度とアンモニアセンサ部のアンモニア濃度出力とに基づき、修正アンモニア濃度を算出する。
【選択図】図2
Description
又、被測定ガス中のNOx濃度とアンモニア濃度を同時に測定する技術として、被測定ガスをNH3強酸化触媒に接触させてアンモニアをNOxに変換して全NOx濃度を測定する工程と、被測定ガスをNH3弱酸化触媒に接触させてアンモニアの一部をNOxに変換してNOx濃度を測定する工程とを有し、これらの工程の2つの検出値からNOx濃度とアンモニア濃度を演算する技術が提案されている(特許文献1参照)。
さらに、1つのセンサ内にNOx極、参照極、選択極、アンモニア極を設けて複数セル(multicell)を構成し、ガス導入により生じたNOx極と参照極の間の起電力に応じて(NOxの存在状態に応じて)、アンモニア濃度算出方法を変更することで、正確なアンモニア濃度を計測するアンモニアセンサが提案されている(特許文献2参照)。具体的には、NOxの存在状態に応じ、アンモニア極-参照極間の起電力と、NOx極-アンモニア極間の起電力とのいずれかを検出に用いる。
また、特許文献2記載の技術は、アンモニアを検知する電極を切り替えて測定を行うものであるが、測定環境が変動すると、当初設定した検知電極の切り替え条件(切り替えタイミングや、基準出力ポイントの設定等)を変更する必要があり、アンモニアの正確な測定がかえって困難になる可能性がある。さらに、検知電極の切り替えという複雑な制御が必要である。
又、アンモニアセンサによるアンモニア濃度の測定において、酸素濃度の影響を受けることが懸念されるが、従来のアンモニアセンサは酸素濃度の影響を考慮した測定を行うことが困難である。
従って本発明は、1つのガスセンサでNOx濃度とアンモニア濃度を測定可能で、アンモニア濃度の測定精度が向上したマルチガスセンサの制御方法及びマルチガスセンサの制御装置の提供を目的とする。
この方法によれば、被測定ガス中の酸素濃度の影響を受けない正確なアンモニア濃度を算出することができる。
また、自動車の排ガス中のような苛酷な環境であったとしても、長期にわたって安定的にアンモニア濃度を算出することができる。
さらに、NOxセンサ部とアンモニアセンサ部との位置が同一場所にあるため、ガス濃度や温度分布等が各センサ部共に一致し、各センサでの計測の遅れを抑制できる。
被測定ガス中にアンモニアガスとNOxガス(NO、NO2)が含まれる場合、NOx濃度に応じた第2ポンピング電流はアンモニア濃度の影響を受けることになるが、この方法により、アンモニアガスの濃度の影響を受けない正確なNOx濃度を検出することができる。
なお、この方法は、被測定ガス中にNO2を含まない場合に用いられ、被測定ガス中のアンモニア濃度の影響を受けずに正確なNO濃度を算出することができる。
また、「被測定ガス中のアンモニア濃度を0としたとき」とは、被測定ガス中に尿素水の噴射が停止されて一定時間後が例示できる。このタイミングにおいてアンモニア濃度が0になることを利用し、被測定ガス中にアンモニアセンサ部を晒してアンモニア濃度を計測すると、このタイミングでアンモニア濃度出力が0となる場合に上記方法を用いる。
被測定ガス中にアンモニアガスとNOxガス(NO、NO2)が含まれる場合、NOx濃度に応じた第2ポンピング電流はアンモニア濃度の影響を受けることになるが、この方法により、アンモニアガスの濃度の影響を受けない精確なNOx濃度を検出することができる。
なお、この方法は、被測定ガス中にNO2を含む場合に用いられ、被測定ガス中にNO及びNO2が共存していても、NO濃度とNO2濃度を別個に正確に算出することができる。これに対し、従来のNOxセンサでは、NOとNO2の分離が困難であると共に、NOとNO2の分子サイズが異なるため、NOxセンサの前記第2ポンピング電流が同一であっても、被測定ガス中のNOとNO2の割合に応じて、算出されるNOx濃度が異なることがある。
また、「被測定ガス中のアンモニア濃度を0としたとき」とは、被測定ガス中に尿素水の噴射が停止されて一定時間後が例示できる。このタイミングにおいてアンモニア濃度が0になることを利用し、被測定ガス中にアンモニアセンサ部を晒してアンモニア濃度を計測すると、このタイミングでアンモニア濃度出力が負となる場合に上記方法を用いる
この方法によれば、酸素濃度のみならず、NO2濃度を考慮してアンモニア濃度を算出するので、酸素濃度のみを考慮して算出したアンモニア濃度よりさらに精度が向上する。
この装置によれば、被測定ガス中の酸素濃度の影響を受けない正確なアンモニア濃度を算出することができる。
また、自動車の排ガス中のような苛酷な環境であったとしても、長期にわたって安定的にアンモニア濃度を算出することができる。
さらに、NOxセンサ部とアンモニアセンサ部との位置が同一場所にあるため、ガス濃度や温度分布等が各センサ部共に一致し、各センサでの計測の遅れを抑制できる。
図1は、本発明の実施形態に係る制御方法の制御対象の一例となるマルチガスセンサ200Aの長手方向に沿う断面図を示す。マルチガスセンサ200Aは、アンモニア濃度及びNOx濃度を検出するマルチガスセンサ素子部100Aを組み付けたアッセンブリである。マルチガスセンサ200Aは、軸線方向に延びる板状のマルチガスセンサ素子部100Aと、排気管に固定されるためのねじ部139が外表面に形成された筒状の主体金具138と、マルチガスセンサ素子部100Aの径方向周囲を取り囲むように配置される筒状のセラミックスリーブ106と、軸線方向に貫通するコンタクト挿通孔168の内壁面がマルチガスセンサ素子部100Aの後端部の周囲を取り囲む状態で配置される絶縁コンタクト部材166と、マルチガスセンサ素子部100Aと絶縁コンタクト部166との間に配置される複数個(図1では2つのみ図示)の接続端子110とを備えている。
マルチガスセンサ200A(マルチガスセンサ素子部100A)、及びマルチガスセンサの制御装置300は図示しない内燃機関(以下、エンジンともいう)を備える車両に搭載され、マルチガスセンサの制御装置300は車両側制御装置(以下、適宜「ECU」という)400に電気的に接続されている。なお、マルチガスセンサ200Aから伸びるリード線146の端はコネクタに接続され、このコネクタをマルチガスセンサの制御装置300側のコネクタに電気的に接続するようになっている。
ECU400は、マルチガスセンサの制御装置300で算出された排気ガス中のアンモニア濃度及びNOx濃度のデータを受信し、それに基づいてエンジンの運転状態の制御や触媒に蓄積されたNOxの浄化などの処理を実行する。
第1測定室S1のうち入口と反対端には第2拡散抵抗体8bが配置され、第2拡散抵抗体8bを介して第1測定室S1の右側には、第1測定室S1と連通する第2測定室(本発明の「NOx測定室」に相当)S2が画成されている。第2測定室S2は、第3固体電解質体6aを貫通して第1固体電解質体2aと第2固体電解質体4aとの層間に形成されている。
各絶縁層23a、23b、23c、23d、23e、23fはアルミナを主体とし、第1拡散抵抗体8a及び第2拡散抵抗体8bはアルミナ等の多孔質物質からなる。又、ヒータ21は白金等からなる。
又、外側第1ポンピング電極2cの上面に相当する絶縁層23eはくり抜かれて多孔質体13が充填され、外側第1ポンピング電極2cと外部とを連通させてガス(酸素)の出入を可能としている。
なお、絶縁層23cは、第3固体電解質体6aに接する基準電極6cが内部に配置されるように切り抜かれ、その切り抜き部には多孔質体が充填されて基準酸素室15を形成している。そして、酸素濃度検出セル6にIcp供給回路54を用いて予め微弱な一定値の電流を流すことにより、酸素を第1測定室S1から基準酸素室15内に送り込み、酸素基準とする。
なお、第2ポンピング対電極4cは、第2固体電解質体4a上における絶縁層23cの切り抜き部に配置され、基準電極6cに対向して基準酸素室15に面している。
又、多孔質からなる拡散層44Bが選択反応層42bを完全に覆うように形成され、外部からアンモニアセンサ部42に流入する被測定ガスの拡散速度を調整可能になっている。
電極42a1、42a2はアンモニアセンサ部用固体電解質体25の短手方向に沿って離間して並び、電極42a1は金を主成分とする材料で構成されて検知電極として作用し、電極42a2は白金を主成分とする材料で構成されて基準電極として作用する。基準電極42a2に比べ、検知電極42a1の方がアンモニアとの反応性が高いため、検知電極42a1と基準電極42a2との間で起電力が生じる。
また、アンモニアセンサ部用固体電解質体25は例えばZrO2等の酸素イオン伝導性材料で構成され、リード42ax、42ayは、例えば白金を主成分とする材料で構成されている。
なお、選択反応層42bが検知電極42a1のみを覆っていても、上記した効果を発揮することができる。また、本実施形態では、検知電極42a1と選択反応層42bとを分けて設けているが、選択反応層42bを設けず、検知電極42a1に選択反応層42bを形成する材料(例えば、金属酸化物)を含有させてもよい。
拡散層44Bとしては、例えばアルミナ、スピネル(MgAl2O4)、シリカアルミナ、及びムライトの群から選ばれる少なくとも1種が例示される。そして、拡散層44Bの厚み、粒径、粒度分布、気孔率、配合比等を適宜調整することで、選択反応層42b、及び電極42a1、42a2に到達するガス拡散時間が任意に調整可能である。
制御回路59は、詳しくは後述する基準電圧比較回路51、Ip1ドライブ回路52、Vs検出回路53、Icp供給回路54、Ip2検出回路55、Vp2印加回路56、ヒータ駆動回路57、アンモニアセンサ部起電力検出回路58を備える。
制御回路59は、NOxセンサ部30Aを制御し、NOxセンサ部30Aに流れる第1ポンピング電流Ip1、第2ポンピング電流Ip2を検出してマイクロコンピュータ60に出力する。
アンモニアセンサ部起電力検出回路58は、一対の電極42a1、42a2間のアンモニア濃度出力(起電力)を検出してマイクロコンピュータ60に出力する。
又、アンモニアセンサ部42の一対の電極42a1、42a2がそれぞれアンモニアセンサ部起電力検出回路58に接続されている。
Ip1ドライブ回路52は、内側第1ポンピング電極2b及び外側第1ポンピング電極2cの間に第1ポンピング電流Ip1を供給しつつ、その際の第1ポンピング電流Ip1を検出する。
Vs検出回路53は、検知電極6b及び基準電極6cの間の電圧Vsを検出し、検出結果を基準電圧比較回路51に出力する。
基準電圧比較回路51は、基準電圧(例えば、425mV)とVs検出回路53の出力(電圧Vs)とを比較し、比較結果をIp1ドライブ回路52に出力する。そして、Ip1ドライブ回路52は、電圧Vsが上記基準電圧に等しくなるようにIp1電流の流れる向き及び大きさを制御し、第1測定室S1内の酸素濃度をNOxが分解しない程度の所定値に調整する。
Icp供給回路54は、検知電極6b及び基準電極6cの間に微弱な電流Icpを流し、酸素を第1測定室S1から基準酸素室15内に送り込み、基準電極6cを基準となる所定の酸素濃度に晒させる。
Vp2印加回路56は、内側第2ポンピング電極4b及び第2ポンピング対電極4cの間に、被測定ガス中のNOxガスが酸素とN2ガスに分解する程度の一定電圧Vp2(例えば、450mV)を印加し、NOxを窒素と酸素に分解する。
Ip2検出回路55は、NOxの分解により生じた酸素が第2測定室S2から第2固体電解質体4aを介して第2ポンピング対電極4c側に汲み出される際に、第2ポンピングセル4に流れる第2ポンピング電流Ip2を検出する。
A/Dコンバータ65はこれらの値をデジタル変換し、信号入出力部64を介してCPU61に出力する。
又、ヒータ21によってNOxセンサ部30Aが適温まで加熱されると、それに伴ってNOxセンサ部30A上のアンモニアセンサ部42も所望の温度に昇温される。
このとき、第1測定室S1内の酸素濃度は、酸素濃度検出セル6の電極間電圧(端子間電圧)Vsに対応したものとなるため、この電極間電圧Vsが上記基準電圧になるように、Ip1ドライブ回路52が第1ポンピングセル2に流れる第1ポンピング電流Ip1を制御し、第1測定室S1内の酸素濃度をNOxが分解しない程度に調整する。
図4において、ROM63には、「第1ポンピング電流(Ip1)−酸素濃度関係式」63a、酸素濃度別に複数設定された「アンモニア濃度出力(起電力EMF)−アンモニア濃度関係式」63b、アンモニア濃度別に複数設定された「第2ポンピング電流(Ip2)−NO濃度関係式」63c、「負のアンモニア濃度出力−NO2濃度関係式」63d、「寄与第2ポンピング電流−NO濃度,NO2濃度関係式」63e、並びに、酸素濃度及びNO2濃度別に複数設定された「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」63fが格納されている。
なお、図4の例では、各種データ63a〜63fは所定の関係式として設定されているが、センサの出力から各種ガス濃度を算出するものであれば、例えばテーブル等であってもよい。又、各種データ63a〜63fは、例えば予めガス濃度が既知のモデルガスを用いて得られた値(関係式やテーブル等)とすることができる。
図5は、アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式の一例を示す。本実施形態において、異なる酸素濃度毎にアンモニア濃度がEMFの3次式で表されている。EMFは酸素濃度によって変化するが、酸素濃度毎の「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」63bに基づくことで、被測定ガス中の酸素濃度の影響を受けない正確なアンモニア濃度(特許請求の範囲の「修正アンモニア濃度」)を算出することができる。
なお、設定されていない酸素濃度におけるアンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式は、例えばその酸素濃度を挟む2つの酸素濃度でのアンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式から、外挿法によって計算することができる。
ここで、図7に示すように、EMFから算出されるアンモニア濃度は、被測定ガス中のNO濃度の影響を受けないことが判明しているため、上記した修正アンモニア濃度をそのまま関係式63cに適用してよいことになる。
なお、設定されていないアンモニア濃度における第2ポンピング電流−NO濃度関係式は、例えばそのアンモニア濃度を挟む2つのアンモニア濃度での第2ポンピング電流−NO濃度関係式から、外挿法によって計算することができる。
図8は、負のアンモニア濃度出力−NO2濃度関係式の一例を示す。本実施形態において、NO2濃度は、負のアンモニア濃度出力(EMF)の3次式で表されている。そして、被測定ガス中のアンモニア濃度を0としたときに(例えば尿素SCR(選択触媒還元)システムにおいて尿素水の噴射を停止して一定時間後)、CPUはアンモニア濃度出力を検出し、関係式63dを用いて被測定ガス中のNO2濃度(特許請求の範囲の「見込みNO2濃度」)を算出する。
図9は、寄与第2ポンピング電流−NO濃度,NO2濃度関係式の一例を示す。本実施形態において、NO濃度及びNO2濃度はそれぞれの寄与Ip2の1次式で表されている。そして、上記関係式63dから算出した見込みNO2濃度と、本関係式63eとから、NO2寄与分を見積もることができる。一方、Ip2の原出力(NOとNO2の混合ガス中での合計出力)は既知であるので、Ip2の原出力からNO2寄与分を差し引くことで、NO寄与分を算出することができる。そして、NO寄与分と、本関係式63eとから、NO濃度(特許請求の範囲の「第2修正NO濃度」)が得られる。
例えば、見込みNO2濃度が40ppmである場合、関係式63eからNO2寄与分が約0.084μAと見積もられる。ここで、例えば、Ip2の原出力が0.15μAであれば、NO寄与分は0.066μAと見積もられる(0.15−0.084)。そして、再び関係式63eからNO濃度が約22.9ppmと算出される。
図10は、一定の酸素濃度(10%)における、種々のNO2濃度でのアンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式の一例を示す。本実施形態において、異なるNO2濃度毎にアンモニア濃度がEMFの3次式で表されている。EMFは酸素濃度及びNO2濃度によって変化するが、酸素濃度及びNO2濃度毎の「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」63fに基づくことで、被測定ガス中の酸素濃度及びNO2濃度の影響を受けない正確なアンモニア濃度(特許請求の範囲の「修正アンモニア濃度」)を算出することができる。
但し、関係式63bに基づいて算出した「修正アンモニア濃度」と区別するため、本関係式に63fに基づいて算出した「修正アンモニア濃度」を、必要に応じて「再修正アンモニア濃度」と称する。再修正アンモニア濃度は、NO2濃度の影響を考慮している分、関係式63aに基づくアンモニア濃度より精度が高い。
なお、設定されていない酸素濃度やNO2濃度におけるアンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式は、例えばその酸素濃度やNO2濃度を挟む2つの酸素濃度やNO2濃度でのアンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式から、外挿法によって計算することができる。
ステップS7にて「YES」の場合、尿素水の噴射を停止してから一定時間を経過したと判断し、被測定ガス中のアンモニア濃度が0であるときのアンモニア濃度出力、つまりRAN62にて記憶した値のうち、アンモニアガス濃度出力の下限値が抽出される。(ステップS8)そして、読取フラグを1とし(ステップS9)、ステップS4に戻る。
なお、ステップS13で「Yes」の場合、被測定ガス中にNO2を含まないとみなされる。従って、ステップS12で算出した修正アンモニア濃度と上記第1修正NO濃度が、被測定ガス中の最終的なガス成分の値として採用される。
次に、CPU61は、第2修正NO濃度を算出するステップS16の処理を行う。ステップS16では、まずステップS14で算出した見込みNO2濃度と関係式63eとから、NO2寄与分を見積もる。次いで、ステップS10で検出したIp2(原出力)からNO2寄与分を差し引き、NO寄与分を算出する。さらに、得られたNO寄与分と関係式63eとから、第2修正NO濃度を算出する。
この場合、ステップS12で算出した修正アンモニア濃度に代えて、ステップS17で算出した再修正アンモニア濃度を採用する。
なお、このフローチャートは、内燃機関の駆動を停止したと同時に終了する。
なお、CPU61はステップS4〜S18の処理を行う点で、請求項の「制御手段」に相当する。また、本実施例では、マイコン60における制御方法について説明したが、本制御の一部、或いはすべての制御をECU400にて行うことも可能である。
つまり、NOxセンサ部30Aとアンモニアセンサ部42とを1つのマルチガスセンサ200Aに設けることにより、測定環境の影響を受けずにNOx(NO及びNO2)濃度とアンモニア濃度を同時に測定することができ、NOx濃度とアンモニア濃度の検出精度が向上する。又、1つのマルチガスセンサ200Aに被測定ガスが接触するため、NOxとアンモニアをほぼ同時に検出でき、両者の検出のタイムラグによる検出精度の低下が抑制される。
さらに、NOxセンサ部30Aとアンモニアセンサ部42を別個のセンサとした場合に比べ、本発明においてはセンサのコストダウンやコンパクト化が図られる。
そして、アンモニアセンサ部の未焼結体が表面に形成されたNOxセンサ部の未焼結体を、全体として所定温度で焼成することにより、マルチガスセンサのセンサ素子部を製造し、これをハウジングに組み付けてマルチガスセンサが得られる。
この場合、第2測定室S2は、図2における固体電解質体2a、6aの間に画成され、第1測定室S1及び第2測定室S2は第2拡散抵抗体8bで区画される。そして、内側第2ポンピング電極4bは固体電解質体6の上面に配置される。又、固体電解質体6の下面は外部に露出し、この露出面に第2ポンピング対電極4cが配置される。
後者の場合、ステップS13で「No」であれば、ステップS12を行わずにステップS17でアンモニア濃度を算出することで、ステップS12を無駄に行う必要がなくなる。勿論、ステップS13で「Yes」であればステップS12を行えばよい。
上記実施形態に係るマルチガスセンサ200Aを作製した。起電力式のアンモニアセンサ部42の一対の電極42aは、それぞれ金を含む検知電極42a1、白金を主成分とする基準電極42a2を用い、選択反応層42bは、BiVO4とした。又、一対の電極42a及び選択反応層42bを覆う拡散層44Bとしてスピネル(MgAl2O4)の多孔質層を形成した。
(2)NO及びNO2が共存する場合のセンサの特性評価
2−1 アンモニア濃度の算出
まず、既知の種々のO2濃度のガス中で、予めIp1の値を測定しておき、一次式の関係式63aを用意した。同様に、既知の種々のO2濃度のガス中で、既知のアンモニア濃度に対するEMFの値を求めておき、図5に示す関係式63bを用意した。
上記モデルガス発生装置のガス流中にマルチガスセンサを配置し、ガス流中のO2濃度をそれぞれ1,5,10%に変え、第1ポンピングセル2の第1ポンピング電流(Ip1)及びアンモニアセンサ部42のアンモニア濃度出力(EMF)を検出した。
まず、アンモニア濃度を0とし、既知の種々のNO2濃度のガス中で、予め負のEMFの値を測定しておき、図8に示す関係式63dを用意した。又、既知の種々のNO2単独ガス中で、Ip2の値(NO2寄与分)を求めた。同様に、既知の種々のNO単独ガス中で、Ip2の値(NO寄与分)を求めた。これらにより図9に示す関係式63eを用意した。
さらに、既知の一定のO2濃度のガス中で、NO2濃度を所定の値に設定し、既知のアンモニア濃度に対するEMFの値を求めた。これを種々のNO2濃度に対して行い、図10に示す関係式63fを用意した。又、O2濃度を変化させて同様に関係式63fを用意し、最終的にO2濃度及びNO2濃度が変化したときの、アンモニア濃度に対するEMFの値の関係式63fを得た。
そして、上記ベースガス中にてNH3=0ppmとしたEMFを検出したところ、−19mVと算出された。このEMFの値を基に図8の関係式63dを用いて見込みNO2濃度を算出したところ、40ppmとなった。この見込みNO2濃度と図9の関係式63eを用い、NO2寄与分が0.084μAと見積もられた。
一方、このベースガス中で第2ポンピングセル4の第2ポンピング電流(Ip2)を検出したところ、0.15μAとなった。
従って、NO寄与分は0.066μAと見積もられた(0.15−0.084)。このNO寄与分と関係式63eから、NO濃度が22.9ppmと算出された。
上記2−2のモデルガス発生装置にセンサを取り付け、上記ガス中でのEMFを検出したところ、64.7mVとなった。そこで、O2=10%における図10の関係式63fを用いてNO2=40ppmでのアンモニア濃度を算出したところ、50.1ppmと算出された。
又、O2濃度のみならず、NO2濃度を考慮してアンモニア濃度を算出した場合は、O2濃度のみを考慮したアンモニア濃度(表1)よりさらに精度が向上した。
(3)NOを含みNO2を含まない場合のセンサの特性評価
3−1 アンモニア濃度の算出
2−1と同様にして行い、表1の結果を得た。
まず、既知の種々のNH3濃度のガス中で、既知のNO濃度に対するIp2の値を求めておき、図6に示す関係式63cを用意した。
上記ガス中でのIp2を検出し、図6に示す関係式63cを用いてNO濃度を算出した。結果を表2に示す。なお、ベースガス中のNH3濃度をそれぞれ0,20,60,100ppmに変化させ、図6に示す関係式63cのうちアンモニア濃度に応じた1次式を用いた。
2b、2c 第1電極(内側第1ポンピング電極、外側第1ポンピング電極)
2 第1ポンピングセル
4a 第2固体電解質体
4b、4c 第2電極(内側第2ポンピング電極、第2ポンピング対電極)
4 第2ポンピングセル
25 アンモニアセンサ部用固体電解質体
30A NOxセンサ部
42 アンモニアセンサ部
42a 一対の電極
42b 選択反応層
44A、44B 拡散層
60、61 制御手段(マイクロコンピュータのCPU)
100A マルチガスセンサ素子部
200A マルチガスセンサ
300 マルチガスセンサの制御装置
S1 第1測定室
S2 NOx測定室
Ip1 第1ポンピング電流
Ip2 第2ポンピング電流
Claims (5)
- 第1測定室の内部と外部に位置すると共に、第1固体電解質体と該第1固体電解質体上に設けられた一対の第1電極とを有し、前記第1測定室に導入される被測定ガス中の酸素の汲み出し又は汲み入れを行う第1ポンピングセルと、前記第1測定室に連通するNOx測定室の内部と外部に位置すると共に、第2固体電解質体と該第2固体電解質体上に設けられた一対の第2電極とを有し、前記第1測定室にて酸素濃度が調整されて前記NOx測定室に流入した被測定ガス中のNOx濃度に応じた第2ポンピング電流が前記一対の第2電極間に流れる第2ポンピングセルと、を備えたNOxセンサ部と、
前記NOxセンサ部の外表面に形成され、少なくとも一対の電極が固体電解質体上に配置された、アンモニア濃度出力を出力するアンモニアセンサ部と、
を共に設けたマルチガスセンサの制御方法であって、
前記第1ポンピングセルに流れる第1ポンピング電流に基づいて酸素濃度を算出し、該酸素濃度と前記アンモニアセンサ部の前記アンモニア濃度出力とに基づき、修正アンモニア濃度を算出するマルチガスセンサの制御方法。 - 前記被測定ガス中のアンモニア濃度を0としたときに前記アンモニアセンサ部が示す前記アンモニア濃度出力が0となる場合に用いられ、
前記修正アンモニア濃度と前記第2ポンピング電流とに基づき、第1修正NO濃度を算出する請求項1記載のマルチガスセンサの制御方法。 - 前記被測定ガス中のアンモニア濃度を0としたときに前記アンモニアセンサ部が負の前記アンモニア濃度出力を示す場合に用いられ、
前記負のアンモニア濃度出力に基づいて予め見込みNO2濃度を算出しておき、前記第2ポンピング電流と当該見込みNO2濃度とに基づき、第2修正NO濃度を算出する請求項1記載のマルチガスセンサの制御方法。 - 前記酸素濃度に加えて前記見込みNO2濃度に基づき、前記修正アンモニア濃度を算出する請求項3記載のマルチガスセンサの制御方法。
- 第1測定室の内部と外部に位置すると共に、第1固体電解質体と該第1固体電解質体上に設けられた一対の第1電極とを有し、前記第1測定室に導入される被測定ガス中の酸素の汲み出し又は汲み入れを行う第1ポンピングセルと、前記第1測定室に連通するNOx測定室の内部と外部に位置すると共に、第2固体電解質体と第2固体電解質体上に設けられた一対の第2電極とを有し、前記第1測定室にて酸素濃度が調整されて前記NOx測定室に流入した被測定ガス中のNOx濃度に応じた第2ポンピング電流が前記一対の第2電極間に流れる第2ポンピングセルと、を備えたNOxセンサ部と、
前記NOxセンサ部の外表面に形成され、少なくとも一対の電極が固体電解質体上に配置された、アンモニア濃度出力を出力するアンモニアセンサ部と、
を共に設けたマルチガスセンサの制御装置であって、
前記第1ポンピングセルに流れる第1ポンピング電流に基づいて酸素濃度を算出し、該酸素濃度と前記アンモニアセンサ部の前記アンモニア濃度出力とに基づき、修正アンモニア濃度を算出する制御手段を備えたマルチガスセンサの制御装置。
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