JP2007132798A - ＮＯｘ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象ガスにおける酸素濃度が変動した場合でも、ＮＯｘ検出精度の低下を抑制できるＮＯｘ濃度検出装置を提供する。
【解決手段】ＮＯｘ検出装置１においては、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓが酸素判定基準値になると（Ｓ４５０で肯定判定）、ガス検出室１９からのＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作）を開始する（Ｓ４７０）。つまり、このＮＯｘ検出装置１においては、排気ガスの酸素濃度が変化した場合でも、ガスポンプセル１１によるＮＯｘ排出開始時点におけるガス検出室１９の酸素濃度が一定濃度となる。このように、ＮＯｘ検出装置１は、ガス検出室１９の酸素濃度が一定濃度となる条件下でＮＯｘ排出を開始し、ＮＯｘの排出に要する時間（第１経過時間Ｔ_LR）に基づいてＮＯｘ濃度を検出することから、排気ガスの酸素濃度が変化した場合であっても、ＮＯｘ濃度を精度良く検出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出装置に関する。

従来より、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出装置としては、測定室を２個備えたものが知られている（特許文献１、２参照）。
このような２個の測定室を備える従来のＮＯｘ検出装置では、第１測定室において、測定対象ガスから酸素（Ｏ₂ ）を汲み出して酸素濃度を一定濃度に制御した後、第２測定室において、酸素濃度が一定濃度に制御された測定対象ガスにおけるＮＯｘを検出することで、ＮＯｘを検出するように構成されている。

なお、酸素はＮＯｘに比べて解離し易い性質を有しており、第２測定室ではＮＯｘのみならず酸素までをも検出してしまうことから、測定対象ガスの酸素濃度を一定濃度に制御しておき、第２測定室での検出信号（換言すれば、酸素およびＮＯｘの検出信号）に酸素検出分が含まれることを考慮して演算処理を行うことで、ＮＯｘが検出可能となる。
特開平９−１１３４８２号公報（図１） 特開２０００−８８７９６号公報（図３）

しかし、上記従来のＮＯｘ検出装置においては、酸素濃度に対して微小な濃度のＮＯｘを検出する場合には、測定対象ガスにおける酸素濃度の変動により第１測定室での酸素濃度の制御精度が低下すると、ＮＯｘ検出精度が低下する虞がある。

つまり、測定対象ガスにおける酸素濃度が急激に変動すると、第１測定室における酸素濃度の制御に遅れが生じて第２測定室に導入される測定対象ガスの酸素濃度が変動することがある。このように、酸素濃度が変動すると、第２測定室での検出信号から差し引く酸素検出分に誤差が生じてしまい、ＮＯｘ検出精度が低下することがある。

そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、測定対象ガスにおける酸素濃度が変動した場合でも、ＮＯｘ検出精度の低下を抑制できるＮＯｘ濃度検出装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出装置であって、測定対象ガスが導入される測定室と、測定室から酸素またはＮＯｘを排出するポンプ手段と、前記測定室において酸素およびＮＯｘの検出量に応じたガス検出信号を出力するガス検出部と、測定室から酸素を排出するようにポンプ手段を駆動制御して、ガス検出信号が予め定められた酸素排出判定値になるまで測定室から酸素を排出した後、測定室からＮＯｘを排出するようにポンプ手段を駆動制御して、ガス検出信号が予め定められたＮＯｘ排出判定値になるまで測定室からＮＯｘを排出するポンプ排出制御手段と、ポンプ排出制御手段により測定室から酸素およびＮＯｘを順次排出するにあたり、ガス検出信号が酸素排出判定値となる酸素排出完了時点と、ガス検出信号がＮＯｘ排出判定値となるＮＯｘ排出完了時点と、の時間差を検出し、検出した時間差に基づいて測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度時間検出手段と、を備えることを特徴とするＮＯｘ検出装置である。

このＮＯｘ検出装置においては、ポンプ排出制御手段によるポンプ手段の制御により、ガス検出部のガス検出信号が酸素排出判定値になるまで測定室から酸素を排出した後に、ポンプ手段が測定室からＮＯｘを排出する。このため、ポンプ手段によるＮＯｘ排出開始時点における測定室の酸素濃度は、測定対象ガスにおける酸素濃度変化に影響されることなく、酸素排出判定値に応じた一定濃度となる。

つまり、このＮＯｘ検出装置においては、測定対象ガスにおける酸素濃度が変化した場合であっても、ポンプ手段によるＮＯｘ排出開始時点における測定室の酸素濃度が一定濃度となることから、測定室の酸素濃度が一定濃度となる条件下で、ＮＯｘの排出を開始することができる。

また、酸素排出完了時点とＮＯｘ排出完了時点との時間差は、ポンプ手段によるＮＯｘ排出開始時点からＮＯｘ排出完了時点までの経過時間と略等しいものであり、換言すれば、ポンプ手段が測定室からＮＯｘを排出するのに要したＮＯｘ排出所要時間に応じた値となる。

そして、ＮＯｘ排出所要時間は、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度が高くなるほど大きい値を示し、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度が低くなるほど小さい値を示すものであり、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度に応じた値となる。このため、ＮＯｘ濃度時間検出手段は、酸素排出完了時点（あるいは、ＮＯｘ排出開始時点）とＮＯｘ排出完了時点との時間差に基づいて、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出することが出来る。

このように、このＮＯｘ検出装置は、測定室の酸素濃度が一定濃度となる条件下でＮＯｘ排出を開始し、酸素排出完了時点（あるいは、ＮＯｘ排出開始時点）とＮＯｘ排出完了時点との時間差に基づいてＮＯｘ濃度を検出することから、測定対象ガスの酸素濃度が変化した場合であっても、ＮＯｘを精度良く検出することができる。

よって、本発明によれば、測定対象ガスにおける酸素濃度が変動した場合でも、ＮＯｘ検出精度の低下を抑制できる。
また、上記目的を達成するためになされた請求項２に記載の発明は、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出装置であって、測定対象ガスが導入される測定室と、測定室から酸素またはＮＯｘを排出するポンプ手段と、前記測定室において酸素およびＮＯｘの検出量に応じたガス検出信号を出力するガス検出部と、測定室から酸素を排出するようにポンプ手段を駆動制御して、ガス検出信号が予め定められた酸素排出判定値になるまで測定室から酸素を排出した後、測定室からＮＯｘを排出するようにポンプ手段を駆動制御して、ガス検出信号が予め定められたＮＯｘ排出判定値になるまで測定室からＮＯｘを排出するポンプ排出制御手段と、ポンプ排出制御手段により測定室から酸素およびＮＯｘを順次排出するにあたり、ガス検出信号が酸素排出判定値となる酸素排出完了時点からガス検出信号がＮＯｘ排出判定値となるＮＯｘ排出完了時点までの期間内において、ガス検出信号の積分値を検出し、検出した積分値に基づいて測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度積分検出手段と、を備えることを特徴とするＮＯｘ検出装置である。

このＮＯｘ検出装置は、請求項１に係るＮＯｘ検出装置と同様に、測定対象ガスにおける酸素濃度が変化した場合であっても、ポンプ手段によるＮＯｘ排出開始時点における測定室の酸素濃度が一定濃度となることから、測定室の酸素濃度が一定濃度となる条件下で、ＮＯｘの排出を開始することができる。

そして、酸素排出完了時点（あるいは、ＮＯｘ排出開始時点）からＮＯｘ排出完了時点までの期間内におけるガス検出信号の積分値は、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度が高くなるほど大きい値を示し、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度が低くなるほど小さい値を示すものであることから、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度に応じた値となる。このため、ＮＯｘ濃度積分検出手段は、ガス検出信号の積分値に基づいて、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出することが出来る。

このように、このＮＯｘ検出装置は、測定室の酸素濃度が一定濃度となる条件下でＮＯｘ排出を開始し、ガス検出信号の積分値に基づいてＮＯｘ濃度を検出することから、測定対象ガスの酸素濃度が変化した場合であっても、ＮＯｘを精度良く検出できる。

よって、本発明によれば、測定対象ガスにおける酸素濃度が変動した場合でも、ＮＯｘ検出精度の低下を抑制できる。
次に、上記のＮＯｘ検出装置においては、ガス検出部は、例えば、酸素濃淡電池素子で構成してもよい。そして、その酸素濃淡電池素子における電極のうち測定対象ガスに接触する検出電極は、ＮＯｘ検出能力を有するＮＯｘ検出部と、ＮＯｘ検出能力を有さず酸素検出能力を有する酸素検出部と、が並列接続された構成としてもよい。

このように、ＮＯｘ検出部と酸素検出部とが並列接続されて構成された酸素濃淡電池素子は、ＮＯｘを検出せず酸素を検出する場合には、ＮＯｘ検出部はガス検出信号を出力せず、酸素検出部が酸素の検出量に応じたガス検出信号を出力する状態となる。これに対して、ＮＯｘおよび酸素を検出する場合には、ＮＯｘ検出部および酸素検出部がＮＯｘの検出量および酸素の検出量に応じたガス検出信号を出力する状態となる。

つまり、この酸素濃淡電池素子は、酸素検出時（ＮＯｘを検出せず酸素を検出する場合）には、酸素検出部が出力するガス検出信号のみを出力し、ＮＯｘ検出時（ＮＯｘおよび酸素を検出する場合）には、ＮＯｘ検出部のガス検出信号と酸素検出部のガス検出信号とを合成したガス検出信号を出力する。

よって、このような酸素濃淡電池素子で構成されたガス検出部は、酸素およびＮＯｘを検出すると共に、酸素およびＮＯｘの検出量に応じたガス検出信号を出力できる。
そして、上記のＮＯｘ検出装置においては、例えば、ＮＯｘ検出部をＲｈが添加されたＰｔで構成し、酸素検出部をＰｔで構成することができる。

つまり、Ｐｔで構成される電極は、酸素検出能力を有するがＮＯｘ検出能力を有しておらず、Ｒｈが添加されたＰｔで構成される電極は、ＮＯｘ検出能力（ＮＯｘ還元能力）を有する。

よって、Ｐｔで構成される酸素検出部と、Ｒｈが添加されたＰｔで構成されるＮＯｘ検出部と、が並列接続されて構成された酸素濃淡電池素子は、酸素およびＮＯｘを検出すると共に、酸素およびＮＯｘの検出量に応じたガス検出信号を出力でき、ガス検出部として利用できる。

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用されたＮＯｘ検出装置１の概略構成を示す構成図である。
なお、このＮＯｘ検出装置１は、自動車等の内燃機関やボイラ等の各種燃焼機器の排気ガス等におけるＮＯｘ濃度を検出する用途などに用いられる。より具体的には、排気系統におけるＮＯｘ触媒下流のような大量の酸素残存状況下での低濃度（例えば、１０［ｐｐｍ］以下）のＮＯｘを検出するために用いられる。

ＮＯｘ検出装置１は、ＮＯｘセンサ１０、制御装置３１、ヒータ４１、ヒータ電圧供給装置４３を備えている。
ＮＯｘセンサ１０は、ガスポンプセル１１（以下、Ｉｐセル１１ともいう）と、ガス検出セル３０（以下、Ｖｓセル３０ともいう）と、ガス検出室１９と、酸素基準室２５と、を備えている。また、ガス検出セル３０は、第１検出セル１５（以下、第１Ｖｓセル１５ともいう）と、第２検出セル２０（以下、第２Ｖｓセル２０ともいう）と、を備えて構成されている。なお、図１では、ＮＯｘセンサ１０の内部構成を表している。

ガスポンプセル１１は、ジルコニアを主体とする固体電解質体１２と、固体電解質体１２の両側面に形成される多孔質電極１３，１４と、を備えており、ガス検出室１９に対する酸素（Ｏ₂ ）およびＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作または汲み入れ動作）を行う。そして、多孔質電極１３，１４は、ロジウム（Ｒｈ）が１０％以上添加された白金（Ｐｔ）で形成されている。

第１検出セル１５は、ジルコニアを主体とする固体電解質体１６と、固体電解質体１６の両側面に形成される多孔質電極１７，１８と、を備えており、ガス検出室１９における酸素（Ｏ₂ ）濃度を検出するために備えられている。そして、多孔質電極１７，１８は、白金（Ｐｔ）で形成されている。

第２検出セル２０は、ジルコニアを主体とする固体電解質体１６と、固体電解質体１６の両側面に形成される多孔質電極２２，１８と、を備えており、ガス検出室１９におけるＮＯｘ濃度を検出するために備えられている。そして、多孔質電極２２は、ロジウム（Ｒｈ）が１０％以上添加された白金（Ｐｔ）で形成されている。

なお、ロジウム（Ｒｈ）が１０％以上添加された白金（Ｐｔ）で形成された多孔質電極２２は、白金（Ｐｔ）で形成された多孔質電極１７に比べて、ＮＯｘ触媒能（ＮＯｘ検出能）に優れた特性を有している。つまり、第２検出セル２０の多孔質電極２２は、酸素検出のみならずＮＯｘ検出が可能な多孔質電極であり、第１検出セル１５の多孔質電極１７は、ＮＯｘは検出できず酸素（Ｏ₂ ）の検出が可能な多孔質電極である。

また、固体電解質体１６および多孔質電極１８は、第１検出セル１５および第２検出セル２０に共用される構成要素として備えられている。
ガス検出室１９は、固体電解質体１２と固体電解質体１６との間において、ガス拡散多孔質層２１に包囲される形態で形成されており、ガス拡散多孔質層２１を介して測定対象ガス（排気ガス）が導入される。なお、ガス検出室１９には、ガスポンプセル１１の多孔質電極１４と、第１検出セル１５の多孔質電極１７と、第２検出セル２０の多孔質電極２２と、が配置されている。

酸素基準室２５は、固体電解質体１６と基準室形成層２３との間において、基準質形成層２４に包囲される形態で形成されており、図示しない大気導入口から大気が導入されることで、大気中と同等の酸素濃度に保たれている。なお、酸素基準室２５には、多孔質電極１８が配置されている。

そして、第１検出セル１５は、ガス検出室１９の内部の酸素濃度をモニタするために備えられており、第１検出セル１５の多孔質電極１７−１８間に、ガス検出室１９の酸素濃度に応じた第１起電力Ｖｓ１が発生する。

また、第２検出セル２０は、ガス検出室１９の内部のＮＯｘ濃度をモニタするために備えられており、第２検出セル２０の多孔質電極２２−１８間に、ガス検出室１９のＮＯｘ濃度に応じた第２起電力Ｖｓ２が発生する。

なお、ＮＯｘセンサ１０は、外部機器との接続に用いる端子電極として、４個の端子電極２６，２７，２８，２９を備えている。図１では、これらの端子電極を模式的に表している。

そして、端子電極２６は、多孔質電極１８に接続されており、端子電極２７は、多孔質電極１７および多孔質電極２２に接続されており、端子電極２８は、多孔質電極１３に接続されており、端子電極２９は、多孔質電極１４に接続されている。

つまり、ガス検出セル３０は、第１検出セル１５および第２検出セル２０が並列接続された酸素濃淡電池素子として構成されている。そして、多孔質電極１７および多孔質電極２２は、排気ガス（測定対象ガス）に接触する検出電極として備えられており、多孔質電極２２はＮＯｘ検出能力（ＮＯｘ還元能力）を有するものであり、多孔質電極１７はＮＯｘ検出能力（ＮＯｘ還元能力）を有さず酸素検出能力を有するものである。

このため、ガス検出セル３０は、第１起電力Ｖｓ１および第２起電力Ｖｓ２に応じて変化する起電力Ｖｓ（酸素およびＮＯｘの検出量に応じた起電力Ｖｓ）を出力するものであり、酸素検出時とＮＯｘ検出時とで起電力Ｖｓが異なる値となる特性を有している。つまり、ガス検出セル３０は、ガス検出室１９の内部における酸素濃度およびＮＯｘ濃度をモニタするために備えられている。

なお、第１検出セル１５および第２検出セル２０は、それぞれの表面積の比率（構成割合）が「１：１」である。
さらに、ガスポンプセル１１は、制御装置３１から印加されるＩｐ電圧（以下、ポンプ電圧Ｖｉｐともいう）に応じて、ガス検出室１９に対する酸素（Ｏ₂ ）およびＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作または汲み入れ動作）を行う。なお、ガスポンプセル１１による汲み出し動作と汲み入れ動作との切替は、ポンプ電流Ｉｐの通電方向を切り替えることで実現できる。

つまり、ＮＯｘセンサ１０は、ＮＯｘ触媒能（ＮＯｘ検出能）の異なる２つのセル（第１検出セル１５、第２検出セル２０）が並列接続されて構成されるガス検出セル３０を備えることで、ガス検出室１９の酸素濃度およびＮＯｘ濃度をそれぞれ検出可能に構成されると共に、ガスポンプセル１１のポンピング動作によりガス検出室１９の酸素濃度およびＮＯｘ濃度を変更可能に構成されている。

このような構成のＮＯｘセンサ１０は、排気管の内部に備えられて測定対象ガスである排気ガスをガス検出室１９に導入し、ＮＯｘ濃度を検出するために用いられる。
次に、制御装置３１は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭおよび入出力部を有するマイクロコンピュータを備えて構成されており、ＮＯｘセンサ１０よるＮＯｘ検出に関する各種制御処理を行うものである。

なお、制御装置３１は、起電力Ｖｓに基づいてＮＯｘ濃度を判定するＮＯｘ濃度判定処理や、抵抗値信号Ｓｒをヒータ電圧供給装置４３に対して出力する抵抗値信号出力処理などの各種制御処理を実行している。

例えば、抵抗値信号出力処理は、測定電流Ｉrpvsをガス検出セル３０に通電したときの多孔質電極間（詳細には、多孔質電極１７−１８および多孔質電極２２−１８の並列回路）の電圧値の変化量に基づいて、ガス検出セル３０の多孔質電極間の電気抵抗値Ｒｐｖｓを検出し、検出した電気抵抗値Ｒｐｖｓに応じた抵抗値信号Ｓｒをヒータ電圧供給装置４３に対して出力する処理である。なお、ＮＯｘ濃度判定処理については、後述する。

ヒータ４１は、外部からの通電により発熱する発熱抵抗体を備えており、ヒータ電圧供給装置４３から印加電圧ＶＨが印加されると、印加電圧ＶＨの大きさに応じた熱量を発生し、ＮＯｘセンサ１０を加熱する。

ヒータ電圧供給装置４３は、制御装置３１からの抵抗値信号Ｓｒに基づいて、ＮＯｘセンサ１０（詳細には、ガス検出セル３０）の温度Ｔｃを判定し、判定した温度Ｔｃに基づきＮＯｘセンサ１０の温度が目標温度に近づくようにヒータ４１への印加電圧を制御している。

次に、制御装置３１で実行されるＮＯｘ濃度判定処理の処理内容について説明する。なお、ＮＯｘ濃度判定処理は、制御装置３１が起動されると共に処理が開始される。
ここで、ＮＯｘ濃度判定処理の処理内容を表すフローチャートを図２に示し、ＮＯｘ検出装置１の各部の状態を示すタイミングチャートを図３に示す。なお、図３では、ガスポンプセル１１に印加するポンプ電圧Ｖｉｐの波形（図中上側）と、ガス検出セル３０から出力される起電力Ｖｓの波形（図中下側）とを表している。

ＮＯｘ濃度判定処理が起動されると、Ｓ４１０（Ｓはステップを表す）では、ＮＯｘセンサ１０のガスポンプセル１１に印加するポンプ電圧Ｖｉｐを０［Ｖ］に設定し、ガスポンプセル１１によるガス検出室１９に対する酸素（Ｏ₂ ）およびＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作または汲み入れ動作）を停止させる処理を行う。

次のＳ４２０では、ＮＯｘセンサ１０におけるガス検出セル３０の起電力Ｖｓを検出し、起電力Ｖｓが酸素判定基準値未満であるか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ４４０に移行し、否定判定する場合にはＳ４３０に移行する。

なお、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓは、上述したように、ガス検出室１９の酸素濃度およびＮＯｘ濃度に応じて変化している。そして、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓがガス検出室１９の酸素濃度に応じて変化するに際しては、ガス検出室１９の酸素濃度が高くなるほど起電力Ｖｓは小さい値を示し、ガス検出室１９の酸素濃度が低くなるほど起電力Ｖｓは大きい値を示す。そして、酸素判定基準値は、ガス検出室１９に酸素が存在する時の起電力Ｖｓの値とガス検出室１９に酸素が存在しない時の起電力Ｖｓの値との境界値に設定されており、本実施形態では、０．３０［Ｖ］に設定されている。

つまり、Ｓ４２０では、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓに基づき、ガス検出室１９に導入された排気ガスに酸素が存在するか否かを判定している。
Ｓ４２０で否定判定されてＳ４３０に移行すると、Ｓ４３０では、測定対象ガスである排気ガスのＮＯｘ濃度を約０［ｐｐｍ］と判定する。つまり、酸素が存在しない排気ガスは、ＮＯｘがほぼ存在しない状態となることから、Ｓ４２０で否定判定された場合には、排気ガス中に酸素が存在しないと判定できると共に、ＮＯｘ濃度を約０［ｐｐｍ］と判定することが出来る。

Ｓ４２０で肯定判定されてＳ４４０に移行すると、Ｓ４４０では、ガスポンプセル１１に印加するポンプ電圧Ｖｉｐを酸素排出電圧Ｖ_O2に設定変更し、ガスポンプセル１１によるガス検出室１９に対する酸素（Ｏ₂ ）のポンピング動作（汲み出し動作）を実行させる処理を行う。

つまり、Ｓ４４０では、ガスポンプセル１１による酸素のポンピング動作（汲み出し動作）を実行させることで、ガス検出室１９の酸素濃度を低下させる処理を開始する。
なお、図３では、時刻ｔ０において、ポンプ電圧Ｖｉｐが酸素排出電圧Ｖ_O2に設定変更されている。

次のＳ４５０では、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓを検出し、起電力Ｖｓが酸素判定基準値以上であるか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ４６０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで待機する。

つまり、Ｓ４５０では、ガスポンプセル１１のポンピング動作（汲み出し動作）によりガス検出室１９の酸素濃度を低下させるにあたり、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓに基づき、ガス検出室１９の酸素濃度が酸素判定基準値に達したか否かを判定している。

Ｓ４５０で肯定判定されてＳ４６０に移行すると、Ｓ４６０では、この時の時刻ｔ１を記憶する。
次のＳ４７０では、ガスポンプセル１１に印加するポンプ電圧Ｖｉｐを酸素排出電圧Ｖ_O2からＮＯｘ排出電圧Ｖ_NOx に設定変更し、ガスポンプセル１１によるガス検出室１９に対するＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作）を実行させる処理を行う。

なお、ＮＯｘ排出電圧Ｖ_NOx は、酸素排出電圧Ｖ_O2よりも高い電圧値が設定されており、酸素排出電圧Ｖ_O2が印加されたガスポンプセル１１は、ガス検出室１９から酸素を汲み出す動作を行うのに対して、ＮＯｘ排出電圧Ｖ_NOx が印加されたガスポンプセル１１は、ガス検出室１９から酸素およびＮＯｘを汲み出す動作を行う。

図３では、時刻ｔ１において、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓが酸素判定基準値（０．３０［Ｖ］）に達しており、ポンプ電圧Ｖｉｐが酸素排出電圧Ｖ_O2からＮＯｘ排出電圧Ｖ_NOx に設定変更されている。

つまり、Ｓ４７０では、ガスポンプセル１１によるＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作）を実行させることで、ガス検出室１９のＮＯｘ濃度を低下させる処理を開始する。
次のＳ４８０では、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓを検出し、起電力ＶｓがＮＯｘ判定基準値以上であるか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ４９０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで待機する。

ここで、ＮＯｘ判定基準値は、ガス検出室１９にＮＯｘが存在する時の起電力Ｖｓの値とガス検出室１９にＮＯｘが存在しない時の起電力Ｖｓの値との境界値に設定されており、本実施形態では、０．７０［Ｖ］に設定されている。

つまり、Ｓ４８０では、ガスポンプセル１１のポンピング動作（汲み出し動作）によりガス検出室１９のＮＯｘ濃度を低下させるにあたり、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓに基づき、ガス検出室１９のＮＯｘ濃度がＮＯｘ判定基準値に達したか否かを判定している。

Ｓ４８０で肯定判定されてＳ４９０に移行すると、Ｓ４９０では、この時の時刻ｔ２を記憶する。
次のＳ５００では、予め定められた待機時間が経過するまで待機した後、ガスポンプセル１１に印加するポンプ電圧Ｖｉｐを排出停止電圧Ｖ０に設定し、ガスポンプセル１１による酸素およびＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作）を停止させる。

なお、排出停止電圧Ｖ０は、酸素排出電圧Ｖ_O2よりも低い電圧値が設定されており、排出停止電圧Ｖ０が印加されたガスポンプセル１１は、ガス検出室１９に対する酸素およびＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作または汲み入れ動作）を行わない状態となる。

このようにガスポンプセル１１によるポンピング動作が停止した状態においては、ガス拡散多孔質層２１を介してガス検出室１９に排気ガスが導入されることに伴い、酸素およびＮＯｘがガス検出室１９に蓄積されていき、ガス検出室１９における酸素濃度およびＮＯｘ濃度が上昇していく。

なお、図３では、時刻ｔ２において、起電力ＶｓがＮＯｘ判定基準値（０．７０［Ｖ］）に達しており、時刻ｔａにおいて、ポンプ電圧ＶｉｐがＮＯｘ排出電圧Ｖ_NOx から排出停止電圧Ｖ０に設定変更されている。

次のＳ５１０では、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓを検出し、起電力ＶｓがＮＯｘ判定基準値未満であるか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ５２０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで待機する。

つまり、Ｓ５１０では、ガスポンプセル１１のポンピング動作を停止させた状態で排気ガスを導入することによりガス検出室１９のＮＯｘ濃度を上昇させるにあたり、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓに基づき、ガス検出室１９のＮＯｘ濃度がＮＯｘ判定基準値に達したか否かを判定している。

Ｓ５１０で肯定判定されてＳ５２０に移行すると、Ｓ５２０では、この時の時刻ｔ３を記憶する。
なお、図３では、時刻ｔ３において、ガス検出セル３０の起電力ＶｓがＮＯｘ判定基準値（０．７０［Ｖ］）まで低下している。

次のＳ５３０では、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓを検出し、起電力Ｖｓが酸素判定基準値未満であるか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ５４０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで待機する。

つまり、Ｓ５３０では、ガスポンプセル１１のポンピング動作を停止させた状態で排気ガスを導入することによりガス検出室１９の酸素濃度を上昇させるにあたり、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓに基づき、ガス検出室１９の酸素濃度が酸素判定基準値に達したか否かを判定している。

Ｓ５３０で肯定判定されてＳ５４０に移行すると、Ｓ５４０では、この時の時刻ｔ４を記憶する処理と、ガスポンプセル１１に印加するポンプ電圧Ｖｉｐを酸素排出電圧Ｖ_O2に設定変更する処理と、を行う。

なお、図３では、時刻ｔ４において、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓが酸素判定基準値（０．３０［Ｖ］）まで低下している。
また、このとき、ポンプ電圧Ｖｉｐの切替時期からガス検出セル３０の起電力Ｖｓが上昇開始する時期までには一定の遅れ時間が生じるため、図３においては、時刻ｔ４から一定時間が経過した時刻ｔ５が、起電力Ｖｓの上昇開始時期である。

次のＳ５５０では、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間差である第１経過時間Ｔ_LR（＝ｔ２−ｔ１）を演算する処理を行い、続くＳ５６０では、Ｓ５５０で得られた第１経過時間Ｔ_LRに基づきＮＯｘ濃度を演算する処理を行う。

なお、ガス検出室１９に導入された排気ガス中のＮＯｘ濃度が高いほど、ＮＯｘの汲み出し動作に要する時間が長くなることから、ＮＯｘ濃度が高いほど第１経過時間Ｔ_LRは大きい値を示す。反対に、ガス検出室１９に導入された排気ガス中のＮＯｘ濃度が低いほど、ＮＯｘの汲み出し動作に要する時間が短くなることから、ＮＯｘ濃度が低いほど第１経過時間Ｔ_LRは小さい値を示す。

このことから、第１経過時間Ｔ_LRと排気ガス中のＮＯｘ濃度（ガス検出室１９のＮＯｘ濃度）との間には相関関係があり、Ｓ５５０で得られた第１経過時間Ｔ_LRに基づきＮＯｘ濃度を検出（判定）することが可能である。

なお、演算処理は、例えば、マップあるいは演算式などを用いて実行できる。すなわち、実際の測定などにより第１経過時間Ｔ_LRとガス検出室１９のＮＯｘ濃度との相関関係を特定し、その相関関係に基づき定められたマップあるいは演算式などを用いることで、第１経過時間Ｔ_LRに基づいてガス検出室１９のＮＯｘ濃度を演算することができる。

次のＳ５７０では、時刻ｔ３と時刻ｔ４との時間差である第２経過時間Ｔ_RL（＝ｔ４−ｔ３）を演算する処理を行い、続くＳ５８０では、Ｓ５７０で得られた第２経過時間Ｔ_RLに基づきＮＯｘ濃度を演算する処理を行う。

なお、ガス検出室１９に導入される排気ガス中のＮＯｘ濃度が高いほど、排気ガスの導入に伴うＮＯｘ濃度の上昇に要する時間が短くなることから、図３に示す波形のうち時刻ｔａから時刻ｔ３までの所要時間が短くなる。そして、排気ガス中の酸素濃度が一定である場合、図３に示す波形のうち時刻ｔａから時刻ｔ４までの所要時間は一定となることから、ＮＯｘ濃度が高いほど時刻ｔ３から時刻ｔ４までの所要時間が長くなるため、ＮＯｘ濃度が高いほど第２経過時間Ｔ_RLは大きい値を示す。

反対に、ガス検出室１９に導入される排気ガス中のＮＯｘ濃度が低いほど、排気ガスの導入に伴うＮＯｘ濃度の上昇に要する時間が長くなることから、図３に示す波形のうち時刻ｔａから時刻ｔ３までの所要時間が長くなる。そして、排気ガス中の酸素濃度が一定である場合、図３に示す波形のうち時刻ｔａから時刻ｔ４までの所要時間は一定となることから、ＮＯｘ濃度が低いほど時刻ｔ３から時刻ｔ４までの所要時間が短くなるため、ＮＯｘ濃度が高いほど第２経過時間Ｔ_RLは小さい値を示す。

このことから、第２経過時間Ｔ_RLと排気ガスのＮＯｘ濃度（ガス検出室１９のＮＯｘ濃度）との間には相関関係があり、Ｓ５７０で得られた第２経過時間Ｔ_RLに基づきＮＯｘ濃度を検出（判定）することが可能である。

なお、演算処理は、例えば、マップあるいは演算式などを用いて実行できる。すなわち、第２経過時間Ｔ_RLとガス検出室１９のＮＯｘ濃度との相関関係に基づき定められたマップあるいは演算式などを用いることで、第２経過時間Ｔ_RLに基づいてガス検出室１９のＮＯｘ濃度を演算することができる。

次のＳ５９０では、Ｓ５６０での演算で得られたＮＯｘ濃度とＳ５８０での演算で得られたＮＯｘ濃度との平均値を算出して、得られた平均値を測定対象ガスである排気ガス中のＮＯｘ濃度と判定する処理を実行する。

Ｓ５９０の処理が終了すると、再びＳ４５０に移行する。
図３では、時刻ｔ６において、起電力Ｖｓが酸素判定基準値以上となり、Ｓ４５０で肯定判定される。そして、Ｓ４５０からＳ５９０までの処理を繰り返し実行することで、測定対象ガスである排気ガスのＮＯｘ濃度を繰り返し検出する。

以上説明したように、本実施形態のＮＯｘ検出装置１においては、ガスポンプセル１１によるガス検出室１９に対する酸素（Ｏ₂ ）のポンピング動作（汲み出し動作）を開始して（Ｓ４４０またはＳ５４０）、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓが酸素判定基準値になるまで（Ｓ４５０で肯定判定）、ガス検出室１９から酸素を排出する。そして、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓが酸素判定基準値になると（Ｓ４５０で肯定判定）、ガス検出室１９からのＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作）を開始する（Ｓ４７０）。

このため、ガスポンプセル１１によるＮＯｘ排出開始時点（時刻ｔ１）におけるガス検出室１９の酸素濃度は、排気ガスの酸素濃度変化に影響されることなく、Ｓ４５０で用いる酸素判定基準値に応じた一定濃度となる。

つまり、このＮＯｘ検出装置１においては、排気ガスの酸素濃度が変化した場合でも、ガスポンプセル１１によるＮＯｘ排出開始時点におけるガス検出室１９の酸素濃度が一定濃度となる。このことから、ＮＯｘ検出装置１は、ガス検出室１９の酸素濃度が一定濃度となる条件下でＮＯｘの排出を開始するように構成されている。

また、酸素排出完了時点（Ｓ４５０で肯定判定される時点）とＮＯｘ排出完了時点（Ｓ４８０で肯定判定される時点）との時間差は、ガスポンプセル１１によるＮＯｘ排出開始時点（Ｓ４７０）からＮＯｘ排出完了時点（Ｓ４８０で肯定判定される時点）までの経過時間と略等しいものである。そして、ガスポンプセル１１によるＮＯｘ排出開始時点は時刻ｔ１と略同時期であり、ＮＯｘ排出完了時点は時刻ｔ２と略同時期であることから、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間差である第１経過時間Ｔ_LRは、ガスポンプセル１１がガス検出室１９からＮＯｘを排出するのに要したＮＯｘ排出所要時間に応じた値となる。

そして、ＮＯｘ排出所要時間は、ガス検出室１９に導入された排気ガス中のＮＯｘ濃度が高くなるほど大きい値を示し、ＮＯｘ濃度が低くなるほど小さい値を示すものであり、排気ガス中のＮＯｘ濃度に応じた値となる。つまり、第１経過時間Ｔ_LRは、ＮＯｘ排出所要時間に応じた値を示すと共に、排気ガス中のＮＯｘ濃度に応じた値となることから、第１経過時間Ｔ_LRに基づいて、排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出することが出来る。

このように、ＮＯｘ検出装置１は、ガス検出室１９の酸素濃度が一定濃度となる条件下でＮＯｘ排出を開始し、ＮＯｘの排出に要する時間（第１経過時間Ｔ_LR）に基づいてＮＯｘ濃度を検出することから、排気ガスの酸素濃度が変化した場合であっても、ＮＯｘ濃度を精度良く検出することができる。

また、ＮＯｘ検出装置１は、ガス検出室１９のＮＯｘ濃度が一定濃度となるタイミング（Ｓ４８０で肯定判定される時期）で、ガスポンプセル１１による酸素およびＮＯｘのポンピング動作（汲み出し動作）を停止し、ポンピング動作を停止した状態で排気ガスを導入することで、ガス検出室１９の酸素濃度およびＮＯｘ濃度を上昇させている。そして、ガス検出室１９のＮＯｘ濃度がＮＯｘ判定基準値に達した時期（時刻ｔ３）とガス検出室１９の酸素濃度が酸素判定基準値に達した時期（時刻ｔ４）との時間差である第２経過時間Ｔ_RLを算出している（Ｓ５７０）。

そして、この第２経過時間Ｔ_RLは、排気ガス中のＮＯｘ濃度が高いほど大きい値を示し、排気ガス中のＮＯｘ濃度が低いほど小さい値を示す。つまり、第２経過時間Ｔ_RLは、排気ガス中のＮＯｘ濃度との間に相関関係があることから、第２経過時間Ｔ_RLに基づいて、排気ガスのＮＯｘ濃度を検出（判定）することが出来る。

また、第２経過時間Ｔ_RLの開始時期（時刻ｔ３）でのガス検出室１９のＮＯｘ濃度は、ＮＯｘ判定基準値に応じた一定濃度であり、また、第２経過時間Ｔ_RLの終了時期（時刻ｔ４）でのガス検出室１９の酸素濃度は、排気ガスの酸素濃度変化に影響されることなく、酸素判定基準値に応じた一定濃度となる。

つまり、ＮＯｘ検出装置１は、排気ガスの酸素濃度が変化した場合でも、第２経過時間Ｔ_RLの終了時期（時刻ｔ４）でのガス検出室１９の酸素濃度が一定濃度となることから、排気ガスの酸素濃度変化に影響されることなく、ＮＯｘ濃度に応じて値が定まる第２経過時間Ｔ_RLを検出する。

このことから、ＮＯｘ検出装置１は、排気ガスの酸素濃度変化の影響を受けることなく、排気ガスの導入に伴うＮＯｘ濃度の上昇に要する所要時間（第２経過時間Ｔ_RL）に基づいてＮＯｘ濃度を検出（判定）することができる。

そして、ＮＯｘ検出装置１は、第１経過時間Ｔ_LRに基づき得られるＮＯｘ濃度と、第２経過時間Ｔ_RLに基づき得られるＮＯｘ濃度との平均値を演算し、ＮＯｘ濃度を検出（判定）している。このように、複数の要素に基づきＮＯｘ濃度を検出（判定）することで、第１経過時間Ｔ_LRのみ、または、第２経過時間Ｔ_RLのみに基づきＮＯｘ濃度を検出（判定）する場合に比べて、ＮＯｘ濃度の検出精度をより向上させることが出来る。

なお、本実施形態においては、ガス検出室１９が特許請求の範囲に記載の測定室に相当し、ガスポンプセル１１がポンプ手段に相当し、ガス検出セル３０がガス検出部に相当し、起電力Ｖｓがガス検出信号に相当し、多孔質電極２２がＮＯｘ検出部に相当し、多孔質電極１７が酸素検出部に相当している。また、Ｓ４４０、Ｓ４５０、Ｓ４７０、Ｓ４８０、Ｓ５４０の処理を実行する制御装置３１がポンプ排出制御手段に相当し、Ｓ４６０、Ｓ４９０、Ｓ５５０、Ｓ５６０を実行する制御装置３１がＮＯｘ濃度時間検出手段に相当している。さらに、Ｓ４５０での酸素判定基準値が酸素排出判定値に相当し、Ｓ４８０でのＮＯｘ判定基準値がＮＯｘ排出判定値に相当する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態（以下、第１実施形態ともいう）では、酸素濃淡電池素子としてのガス検出部（ガス検出セル）の検出電極が、ＮＯｘ検出部（第２検出セル２０）と酸素検出部（第１検出セル１５）とが２個に分離形成される構成のＮＯｘ検出装置について説明した。しかし、酸素濃淡電池素子としてのガス検出部の検出電極は、上記の構成に限られることなく、ＮＯｘ検出部としての領域と酸素検出部としての領域とが併存する１個の電極として形成しても良い。

具体的には、白金（Ｐｔ）を主体に形成される検出電極において、ロジウム（Ｒｈ）が添加された領域とロジウム（Ｒｈ）が添加されていない領域とを併存させて構成することで、酸素検出時とＮＯｘ検出時とで起電力（ガス検出信号）が異なる値となるガス検出部を実現できる。なお、酸素濃淡電池素子としてのガス検出部における検出電極を１個の電極として備えるセンサの一例としては、全領域空燃比センサを挙げることが出来る。

また、ＮＯｘ検出部と酸素検出部との構成割合（表面積割合または体積割合）は、「１：１」に限られることはなく、酸素検出時とＮＯｘ検出時とでガス検出信号が異なるように構成割合を適宜設定すればよい。

さらに、第１実施形態では、酸素排出完了時点（あるいは、ＮＯｘ排出開始時点）とＮＯｘ排出完了時点との時間差に基づいてＮＯｘ濃度を検出する構成であるが、時間差に代えて、ガス検出信号の積分値に基づいてＮＯｘ濃度を検出することが可能である。

つまり、ガス検出セル３０の起電力Ｖｓ（ガス検出信号）の積分値は、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度が高くなるほど大きい値を示し、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度が低くなるほど小さい値を示すものであり、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度に応じた値となる。このため、酸素排出完了時点（あるいは、ＮＯｘ排出開始時点）とＮＯｘ排出完了時点との時間差に代えて、ガス検出信号の積分値に基づいて、測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出することが出来る。

例えば、第１実施形態でのＮＯｘ濃度判定処理のうち、Ｓ４６０、Ｓ４９０、Ｓ５２０、Ｓ５４０、Ｓ５６０、Ｓ５８０の処理内容を変更し、Ｓ５５０、Ｓ５７０の処理を省略することで、ガス検出信号の積分値に基づいてＮＯｘ濃度を検出することが出来る。

ここで、図４に、ガス検出信号の積分値に基づいてＮＯｘ濃度を判定するＮＯｘ濃度判定処理の処理内容を表すフローチャートを示す。
なお、このＮＯｘ濃度判定処理のうちＳ４６１、Ｓ４９１、Ｓ５２１、Ｓ５４１、Ｓ５６１、Ｓ５８１は、それぞれＳ４６０、Ｓ４９０、Ｓ５２０、Ｓ５４０、Ｓ５６０、Ｓ５８０の代替ステップであり、これら以外のステップにおける処理内容については、第１実施形態と同様である。

そして、Ｓ４６１では、起電力Ｖｓ（ガス検出信号）の積分処理を開始する処理を行い、Ｓ４９１では、起電力Ｖｓ（ガス検出信号）の積分処理を終了すると共に起電力Ｖｓの積分値（第１積分値Ｓｖ１）を記憶部に記憶する処理を行う。また、Ｓ５２１では、起電力Ｖｓ（ガス検出信号）の積分処理を開始する処理を行い、Ｓ５４１では、起電力Ｖｓ（ガス検出信号）の積分処理を終了すると共に起電力Ｖｓの積分値（第２積分値Ｓｖ２）を記憶部に記憶する処理と、ガスポンプセル１１に印加するポンプ電圧Ｖｉｐを酸素排出電圧Ｖ_O2に設定変更する処理と、を行う。

さらに、Ｓ５６１では、Ｓ４６１からＳ４９１までの積分処理により得られた第１積分値Ｓｖ１に基づいてＮＯｘ濃度を演算する処理を実行し、Ｓ５８１では、Ｓ５２１からＳ５４１までの積分処理により得られた第２積分値Ｓｖ２に基づいてＮＯｘ濃度を演算する処理を実行する。

なお、演算処理は、例えば、マップあるいは演算式などを用いて実行できる。すなわち、実際の測定などにより起電力Ｖｓ（ガス検出信号）の積分値とガス検出室１９のＮＯｘ濃度との相関関係を特定し、その相関関係に基づき定められたマップあるいは演算式などを用いることで、積分値に基づいてガス検出室１９のＮＯｘ濃度を演算することができる。

そして、Ｓ５９０では、Ｓ５６１での演算で得られたＮＯｘ濃度とＳ５８１での演算で得られたＮＯｘ濃度との平均値を算出して、得られた平均値を測定対象ガスである排気ガスのＮＯｘ濃度として検出（判定）する処理を実行する。

このように構成されるＮＯｘ検出装置によれば、ガス検出室１９の酸素濃度が一定濃度となる条件下でＮＯｘ排出を開始し、起電力Ｖｓ（ガス検出信号）の積分値に基づいてＮＯｘ濃度を検出することから、測定対象ガスの酸素濃度が変化した場合であっても、ＮＯｘを精度良く検出できる。

なお、このＮＯｘ検出装置においては、Ｓ４６１、Ｓ４９１、Ｓ５６１を実行する制御装置３１が、特許請求の範囲に記載のＮＯｘ濃度積分検出手段に相当している。
次に、他の実施形態としては、第１実施形態においては、Ｓ４５０での酸素判定基準値とＳ５３０での酸素判定基準値とが同一値であるが、それぞれ異なる値を判定基準値としてもよく、また、Ｓ４８０でのＮＯｘ判定基準値とＳ５１０でのＮＯｘ判定基準値とが同一値であるが、それぞれ異なる値を判定基準値としてもよい。

また、図２のＮＯｘ濃度判定処理のうち、Ｓ５９０の後に一定時間待機するステップを追加して、ＮＯｘ検出の繰り返し周期を調整するように構成しても良い。このように構成されたＮＯｘ検出装置によれば、ＮＯｘ検出の繰り返し周期を長く設定することで、制御装置３１でのＣＰＵの処理負荷が軽減できる。

さらに、第１実施形態では、第１経過時間Ｔ_LRおよび第２経過時間Ｔ_RLに基づきＮＯｘ濃度を検出（判定）しているが、ＮＯｘ検出精度が許容される用途においては、第１経過時間Ｔ_LRのみ、あるいは第２経過時間Ｔ_RLのみに基づきＮＯｘ濃度を検出（判定）してもよい。

また、第１実施形態でのＳ５９０においては、Ｓ５６０およびＳ５８０で得られた２個のＮＯｘ濃度の平均値を最終的にＮＯｘ濃度として検出（判定）しているが、単純平均に限られることはなく、２個のＮＯｘ濃度のうち一方の割合を大きくし他方の割合を小さくする加重平均を最終的なＮＯｘ濃度として検出（判定）しても良い。

さらに、ＮＯ検出装置は、ガス拡散多孔質層を介して測定対象ガスが導入される測定室（ガス検出室）を備えるものに限られることはなく、弁機構の開閉動作によって測定対象ガスが導入される測定室を備えるものであってもよい。つまり、弁機構を開状態として測定対象ガスを導入した後に弁機構を閉状態として、上述したＮＯｘ濃度判定処理を実行することでＮＯｘ濃度を検出する構成のＮＯ検出装置としてもよい。

ＮＯｘ検出装置の概略構成図である。 ＮＯｘ濃度判定処理の処理内容を表すフローチャートである。 ＮＯｘ検出装置の各部の状態を示すタイミングチャートである。 ガス検出信号の積分値に基づいてＮＯｘ濃度を判定するＮＯｘ濃度判定処理の処理内容を表すフローチャートである。

符号の説明

１…ＮＯｘ検出装置、１０…ＮＯｘセンサ、１１…ガスポンプセル、１５…第１検出セル、１９…ガス検出室、２０…第２検出セル、２１…ガス拡散多孔質層、２５…酸素基準室、３０…ガス検出セル、３１…制御装置、４１…ヒータ、４３…ヒータ電圧供給装置。

Claims (4)

1. 測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出装置であって、
   前記測定対象ガスが導入される測定室と、
   前記測定室から酸素またはＮＯｘを排出するポンプ手段と、
   前記測定室において酸素およびＮＯｘの検出量に応じたガス検出信号を出力するガス検出部と、
   前記測定室から酸素を排出するように前記ポンプ手段を駆動制御して、前記ガス検出信号が予め定められた酸素排出判定値になるまで前記測定室から酸素を排出した後、前記測定室からＮＯｘを排出するように前記ポンプ手段を駆動制御して、前記ガス検出信号が予め定められたＮＯｘ排出判定値になるまで前記測定室からＮＯｘを排出するポンプ排出制御手段と、
   前記ポンプ排出制御手段により前記測定室から酸素およびＮＯｘを順次排出するにあたり、前記ガス検出信号が前記酸素排出判定値となる酸素排出完了時点と、前記ガス検出信号が前記ＮＯｘ排出判定値となるＮＯｘ排出完了時点と、の時間差を検出し、検出した前記時間差に基づいて前記測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度時間検出手段と、
   を備えることを特徴とするＮＯｘ検出装置。
2. 測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出装置であって、
   前記測定対象ガスが導入される測定室と、
   前記測定室から酸素またはＮＯｘを排出するポンプ手段と、
   前記測定室において酸素およびＮＯｘの検出量に応じたガス検出信号を出力するガス検出部と、
   前記測定室から酸素を排出するように前記ポンプ手段を駆動制御して、前記ガス検出信号が予め定められた酸素排出判定値になるまで前記測定室から酸素を排出した後、前記測定室からＮＯｘを排出するように前記ポンプ手段を駆動制御して、前記ガス検出信号が予め定められたＮＯｘ排出判定値になるまで前記測定室からＮＯｘを排出するポンプ排出制御手段と、
   前記ポンプ排出制御手段により前記測定室から酸素およびＮＯｘを順次排出するにあたり、前記ガス検出信号が前記酸素排出判定値となる酸素排出完了時点から前記ガス検出信号が前記ＮＯｘ排出判定値となるＮＯｘ排出完了時点までの期間内において、前記ガス検出信号の積分値を検出し、検出した積分値に基づいて前記測定対象ガスにおけるＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度積分検出手段と、
   を備えることを特徴とするＮＯｘ検出装置。
3. 前記ガス検出部は、酸素濃淡電池素子で構成されており、
   前記酸素濃淡電池素子における電極のうち前記測定対象ガスに接触する検出電極は、ＮＯｘ検出能力を有するＮＯｘ検出部と、ＮＯｘ検出能力を有さず酸素検出能力を有する酸素検出部と、が並列接続されて構成されたこと、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のＮＯｘ検出装置。
4. 前記ＮＯｘ検出部は、Ｒｈが添加されたＰｔで構成され、
   前記酸素検出部は、Ｐｔで構成されたこと、
   を特徴とする請求項３に記載のＮＯｘ検出装置。