JP2015215334A - ＮＯｘ濃度測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＯｘとＮＨ_３とを含む排ガス中のＮＯｘ濃度を、より正確に測定できるＮＯｘ濃度算出システムを提供する。
【解決手段】ＮＯｘセンサ２と、検出手段３と、ＮＨ_３濃度推定手段５と、算出手段７とを備える。ＮＯｘセンサ２は、排ガスｇに含まれるＮＯｘの濃度（本来ＮＯｘ濃度ｃ_１）と、ＮＨ_３が酸化して発生したＮＯの濃度（ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３）との合計濃度ｃ_４を測定する。算出手段７は、空燃比Ａ／ＦとＯ_２濃度とＨ_２Ｏ濃度との少なくとも一つと、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とから、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出する。そして、合計濃度ｃ_４およびＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３から、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＮＯｘとＮＨ_３とを含有する排ガス中のＮＯｘ濃度を測定するＮＯｘ濃度測定システムに関する。

車両等には、排ガスに含まれるＮＯｘの濃度を測定するＮＯｘセンサが搭載されている。このＮＯｘセンサとして、排ガスが導入されるガス室と、該ガス室内の酸素濃度を調整する酸素ポンプセルと、ガス室内のＮＯｘ濃度を測定するセンサセルとを備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。センサセルは、酸素イオン導電性を有する固体電解質体と、該固体電解質体の表面に形成された貴金属製の電極とからなる。ＮＯｘセンサは、この電極の表面においてＮＯｘを分解して酸素イオンを発生させ、この酸素イオンが固体電解質体を流れたときに生じる電流を測定することにより、上記ＮＯｘ濃度を測定するよう構成されている。

近年、ＮＯｘの他にＮＨ_３を含む排ガス中の、ＮＯｘ濃度を測定する方法が開発されている。その背景には、尿素ＳＣＲシステムと呼ばれるシステムがある。尿素ＳＣＲシステムは、ＮＯｘを含む排ガスに尿素水を噴射し、この尿素水から発生したＮＨ_３とＮＯｘとを化学反応させて、無害なＮ_２やＨ_２Ｏ等に変化させるシステムである。尿素ＳＣＲシステムによって処理された排ガスには、反応しきれなかったＮＯｘとＮＨ_３が含まれる。そのため、この排ガスに含まれるＮＯｘ濃度を正確に測定し、尿素水の噴射量やエンジンの制御等にフィードバックすることが検討されている。

しかし、排ガスにＮＯｘとＮＨ_３とが両方とも含まれる場合は、ＮＯｘ濃度を正確に測定しにくいという問題がある。すなわち、ＮＨ_３は、ＮＯｘセンサの内部等において酸化してＮＯになる。そのためＮＯｘセンサは、排ガスに元々含まれるＮＯｘと、ＮＨ_３の酸化により生じたＮＯとを両方とも検出してしまう。したがってＮＯｘセンサは、ＮＯｘの濃度のみを測定することはできず、排ガスに元々含まれるＮＯｘの濃度（本来ＮＯｘ濃度）と、ＮＨ_３の酸化によって生じたＮＯの濃度（ＮＨ_３由来ＮＯ濃度）との合計濃度しか測定できない。

この問題を解決するため、次の方法が検討された。すなわち、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度は、ＮＯｘセンサの外側における、排ガス中のＮＨ_３濃度（センサ外ＮＨ_３濃度）と略等しいと推測されたため、このセンサ外ＮＨ_３濃度を推定する手段を別途設け、ＮＯｘセンサによって測定した上記合計濃度から上記センサ外ＮＨ_３濃度を減算して、本来ＮＯｘ濃度を算出するのである。これにより、本来ＮＯｘ濃度を正確に測定できると考えられた。

特開２０１１−７５５４６号公報

しかしながら、上記方法を用いても、本来ＮＯｘ濃度を充分正確に測定することができない。すなわち、ＮＨ_３の一部は、上記ガス室に導入される際に熱を受けて、ＮＯｘセンサに検出されないＮ_２に変化する。つまりＮＨ_３は、ＮＯｘセンサ内において、全てが、ＮＯｘセンサによって検出可能なＮＯに変化するわけではない。そのため、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度は、上記センサ外ＮＨ_３濃度よりも低いことが多い。

以上説明したように、ＮＯｘセンサは、排ガス中の上記本来ＮＯｘ濃度と、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度との合計濃度を測定しており、このＮＨ_３由来ＮＯ濃度は、上記センサ外ＮＨ_３濃度とは異なる。そのため、ＮＯｘセンサにより測定された上記合計濃度から、センサ外ＮＨ_３濃度を単に減算しただけでは、本来ＮＯｘ濃度を正確に測定することはできない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ＮＯｘとＮＨ_３とを含む排ガス中のＮＯｘ濃度を、より正確に測定できるＮＯｘ濃度算出システムを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、ＮＯｘとＮＨ_３とを含む排ガス中のＮＯｘ濃度を測定するＮＯｘ濃度測定システムであって、
上記排ガスが導入されるガス室と、酸素イオン伝導性を有する板状の固体電解質体の表面に電極を設けてなるセンサセルと、センサ外から上記ガス室へ導入される上記排ガスの通路をなすガス導入部とを備え、上記センサセルにより、上記排ガスに含まれる上記ＮＯｘの濃度である本来ＮＯｘ濃度と、上記ＮＨ_３が酸化して発生したＮＯの濃度であるＮＨ_３由来ＮＯ濃度との合計濃度を測定するＮＯｘセンサと、
上記排ガスの空燃比と、上記排ガス中のＯ_２濃度と、上記排ガス中のＨ_２Ｏ濃度との少なくとも一つを検出する検出手段と、
上記ガス導入部に導入される前の上記排ガス中のＮＨ_３濃度であるセンサ外ＮＨ_３濃度を推定するＮＨ_３濃度推定手段と、
上記空燃比と上記Ｏ_２濃度と上記Ｈ_２Ｏ濃度との少なくとも一つと、上記センサ外ＮＨ_３濃度とから上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出し、上記合計濃度および上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度から上記本来ＮＯｘ濃度を算出する算出手段とを備えることを特徴とするＮＯｘ濃度測定システムにある。

本発明者らは、上記課題を解決するため検討した結果、排ガス中のＮＨ_３がＮ_２に変化する要因として、排ガス中のＯ_２とＨ_２Ｏが関与していることを見出した。すなわち、排ガスは、ＮＯｘセンサのガス室に導入される際に上記ガス導入部において熱を受け、下記（１）の反応が生じると共に、下記（２）又は（３）の反応が生じる。
４ＮＨ_３＋５Ｏ_２→４ＮＯ＋６Ｈ_２Ｏ ・・・（１）
４ＮＨ_３＋６ＮＯ→５Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ ・・・（２）
４ＮＨ_３＋４ＮＯ＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ ・・・（３）

上記式（１）から分かるように、排ガス中のＨ_２Ｏ濃度が低い場合は、反応が右へ進み、ＮＨ_３がＮＯに変化する。そして、反応はさらに式（２）、（３）の右へ進み、ＮＯがＮ_２に変化する。つまり、排ガス中のＨ_２Ｏ濃度が低い場合は、ＮＨ_３がＮ_２に変化する割合が増え、ＮＯｘセンサによって検出可能なＮＯに変化する割合が少なくなる。そのため、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度がセンサ外ＮＨ_３濃度よりも低くなる。

このように、センサ外ＮＨ_３濃度と、Ｈ_２Ｏ濃度と、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度との間には一定の関係がある。そのため、センサ外ＮＨ_３濃度とＨ_２Ｏ濃度とを測定すれば、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出することができる。

また、上記（１）から分かるように、排ガス中のＯ_２濃度が高いと、反応が右へ進み、ＮＨ_３がＮＯに変化する。そして、反応はさらに式（３）の右へ進み、ＮＯがＮ_２に変化する。つまり、排ガス中のＯ_２濃度が高い場合は、ＮＨ_３がＮ_２に変化する割合が増え、ＮＯｘセンサによって検出可能なＮＯに変化する割合が少なくなる。そのため、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度がセンサ外ＮＨ_３濃度よりも低くなる。

このように、センサ外ＮＨ_３濃度と、Ｏ_２濃度と、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度との間には一定の関係がある。そのため、排ガス中のセンサ外ＮＨ_３濃度と、Ｏ_２濃度とを測定すれば、上記関係を利用して、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出することができる。

また、排ガスの空燃比とＯ_２濃度との間、および空燃比とＨ_２Ｏ濃度との間には一定の関係がある。そのため、センサ外ＮＨ_３濃度と空燃比とを測定すれば、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出することができる。

このように、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を正確に算出すれば、ＮＯｘセンサによって測定された上記合計濃度（本来ＮＯｘ濃度とＮＨ_３由来ＮＯ濃度との合計の濃度）と、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度とを用いて、上記本来ＮＯｘ濃度を正確に算出することができる。例えば、合計濃度からＮＨ_３由来ＮＯ濃度を減算することにより、本来ＮＯｘ濃度を正確に算出することができる。また、合計濃度とＮＨ_３由来ＮＯ濃度と本来ＮＯｘ濃度との関係を予めデータベース化しておき、このデータベースと、得られた合計濃度およびＮＨ_３由来ＮＯ濃度とを用いて、本来ＮＯｘ濃度を正確に求めることもできる。

以上のごとく、本発明によれば、ＮＯｘとＮＨ_３とを含む排ガス中のＮＯｘ濃度を、より正確に測定できるＮＯｘ濃度算出システムを提供することができる。

実施例１における、ＮＯｘセンサの断面図。 図１のII-II断面図。 図１のIII-III断面図。 実施例１における、ＮＯｘセンサの分解斜視図。 図１の部分拡大断面図。 実施例１における、ＮＯｘ濃度測定システムの概念図。 実施例１における、排ガス中の本来ＮＯｘ濃度及びセンサ外ＮＨ_３濃度と、ＮＯｘセンサによって測定された本来ＮＯｘ濃度及びＮＨ_３由来ＮＯ濃度と、計算によって求めた本来ＮＯｘ濃度との概念図。 実施例１における、Ｈ_２Ｏ濃度とＮＨ_３感度との関係を表したグラフ。 実施例１における、Ｏ_２濃度とＮＨ_３感度との関係を表したグラフ。 実施例１における、Ａ／ＦとＩｐとの関係を表したグラフ。 実施例１における、Ａ／ＦとＯ_２濃度との関係を表したグラフ。 実施例１における、Ａ／ＦとＨ_２Ｏ濃度との関係を表したグラフ。 実施例１における、トラップ層の膜厚とＮＨ_３感度との関係を表したグラフ。 実施例１における、ガス導入部の膜厚とＮＨ_３感度との関係を表したグラフ。 実施例１における、ガス導入部として、絞りを形成したガスセンサの断面図。 実験例１における、空燃比を用いて補正しない場合の、試験ガス中のＮＨ_３濃度と、ＮＯｘセンサの出力との関係を表したグラフ。 実験例１における、空燃比を用いて補正した場合の、試験ガス中のＮＨ_３濃度と、ＮＯｘセンサの出力との関係を表したグラフ。 実験例２における、実験装置の概念図。 実験例２における、ガス導入口の温度と、センサセルによる検出信号の強度との関係を、試験ガスの流速毎にグラフにしたもの。 実施例２における、Ｈ_２Ｏ濃度とＮＨ_３感度との関係を表したグラフの横軸を、Ａ／Ｆ４０以上の領域と、Ａ／Ｆ４０以下の領域とで分けたグラフ。 実施例２における、Ｏ_２濃度とＮＨ_３感度との関係を表したグラフの横軸を、Ａ／Ｆ２０以上の領域と、Ａ／Ｆ２０以下の領域とで分けたグラフ。 実施例２における、算出手段７のフローチャート。 比較例１における、排ガス中の本来ＮＯｘ濃度及びセンサ外ＮＨ_３濃度と、ＮＯｘセンサによって測定された本来ＮＯｘ濃度及びＮＨ_３由来ＮＯ濃度と、計算によって求めた本来ＮＯｘ濃度との概念図。

上記ＮＯｘ濃度測定システムは、尿素ＳＣＲシステムを搭載した車両の排ガスに含まれるＮＯｘ濃度を測定するものとすることができる。

（実施例１）
上記ＮＯｘ濃度測定システムに係る実施例について、図１〜図１５を用いて説明する。図１に示すごとく、本例のＮＯｘ濃度測定システム１は、ＮＯｘセンサ２と、検出手段３と、ＮＨ_３濃度推定手段５と、算出手段７とを備える。

ＮＯｘセンサ２は、排ガスｇが導入されるガス室２０と、センサセル２６ｓと、ガス導入部２９とを備える。センサセル２６ｓは、酸素イオン伝導性を有する板状の固体電解質体２２の表面に電極２３（２３ｓ，２３ｂ）を設けたものである。また、ガス導入部２９は、センサ外からガス室２０へ導入される排ガスｇの通路になっている。上記センサセル２６ｓにより、排ガスｇに含まれるＮＯｘの濃度（本来ＮＯｘ濃度ｃ_１：図７参照）と、ＮＨ_３が酸化して発生したＮＯの濃度（ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３）との合計濃度ｃ_４を測定するよう構成されている。

検出手段３は、排ガスｇの空燃比Ａ／Ｆと、排ガスｇ中のＯ_２濃度と、排ガスｇ中のＨ_２Ｏ濃度との少なくとも一つを検出する。
ＮＨ_３濃度推定手段５は、ガス導入部２９に導入される前の排ガスｇ中のＮＨ_３濃度であるセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２（図７参照）を推定する。

算出手段７は、上記空燃比Ａ／ＦとＯ_２濃度とＨ_２Ｏ濃度との少なくとも一つと、上記センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とから、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出する。そして、合計濃度ｃ_４およびＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３から、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を算出する。

図６に示すごとく、本例のＮＯｘ濃度算出システム１は、尿素ＳＣＲシステム８２によって処理された排ガス中のＮＯｘ濃度（本来ＮＯｘ濃度ｃ_１）を算出するために設けられている。尿素ＳＣＲシステム８２は、内燃機関の排ガスｇ中に含まれるＮＯｘをＮ_２やＨ_２Ｏ等に変換するシステムである。尿素ＳＣＲステム８２では、尿素水噴射弁８を用いて尿素水８０を排ガスｇに噴射し、ＳＣＲ触媒８１において、尿素水８０から発生したＮＨ_３とＮＯｘとを化学反応させる。これにより、ＮＯｘをＮ_２やＨ_２Ｏ等に変換する。ＳＣＲ触媒８１を通過した排ガスｇには、反応しきれなかったＮＯｘやＮＨ_３が含まれる。この排ガスｇに含まれるＮＯｘ濃度（本来ＮＯｘ濃度ｃ_１）を、上記ＮＯｘ濃度算出システム１を用いて算出し、尿素水８０の噴射量の制御等を行うよう構成されている。

図５に示すごとく、排ガスｇは、ガス導入部２９を通って、上記ガス室２０に導入される。ガス導入部２９は、排ガスｇに含まれる被毒物質をトラップするトラップ層２９１と、排ガスｇの流入速度を制限する拡散層２９２とからなる。トラップ層２９１及び拡散層２９２は、例えばアルミナからなる。

ガス導入部２９の前の空間Ｓにおいて、排ガスｇ中のＮＨ_３の一部がＮＯに変化することがある。また、排ガスｇがガス導入部２９を通過すると、排ガスｇに含まれるＮＨ_３は、ガス導入部２９から熱を受けて、その一部がＮＯとＮ_２に変化する。そのため、ガス室２０には、排ガスｇに元々含まれるＮＯｘと、ＮＨ_３と、ＮＨ_３に由来するＮＯ及びＮ_２が導入される。ＮＨ_３は、後述するポンプ電極２３ｐにおいて酸化され、ＮＯになる。この、ＮＨ_３に由来するＮＯの濃度（ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３）と、排ガスに元々含まれるＮＯｘの濃度（本来ＮＯｘ濃度ｃ_１）との合計濃度ｃ_４を、センサセル２６ｓによって測定している。センサセル２６ｓは、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３と本来ＮＯｘ濃度ｃ_１とを別々に測定することはできない。

図７に示すごとく、ＮＨ_３が酸化して発生したＮＯの濃度（ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３）は、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２よりも低い。これは、上述したように、ＮＨ_３の一部が、ガス導入部２９においてＮ_２に変化するためである。そのため、仮に図２３に示すごとく、ＮＯｘセンサ２によって測定された合計濃度ｃ_４からセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２を減算すると、算出された本来ＮＯｘ濃度ｃ_１’は、実際の本来ＮＯｘ濃度ｃ_１よりも低くなる。そこで本例では、上述したように、上記算出手段７を用いてＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出し、図７に示すごとく、合計濃度ｃ_４からＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を減算している。これにより、正確な本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を算出している。

ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出する方法について、より詳細に説明する。図８に示すごとく、排ガスｇ中のＨ_２Ｏ濃度と、ＮＯｘセンサのＮＨ_３感度との間には一定の関係がある。ＮＨ_３感度は、以下の式によって表される値である。
ＮＨ_３感度＝ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３／センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２

図８のグラフから分かるように、排ガスｇ中のＨ_２Ｏ濃度が低いと、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３が減少し、ＮＨ_３感度が低下する。これは、Ｈ_２Ｏ濃度が低いと、ＮＨ_３がＮ_２に変化する割合が増えるからである。

また、図９に示すごとく、排ガスｇ中のＯ_２濃度と、ＮＯｘセンサのＮＨ_３感度との間にも一定の関係がある。排ガスｇ中のＯ_２濃度が上昇すると、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３が減少し、ＮＨ_３感度が低下する。これは、Ｏ_２濃度が高いと、ＮＨ_３がＮ_２に変化する割合が増えるからである。

ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３は、例えば、以下のようにして算出することができる。すなわち、算出部７（図１参照）内の記憶部６に、図８のグラフの関数を予め記憶させておく。そして、この関数を利用して、検出したＨ_２Ｏ濃度からＮＨ_３感度α_Ｈ２Ｏを求め、このＮＨ_３感度α_Ｈ２Ｏとセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とを下記式（４）に代入する。これにより、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出することができる。
ｃ_３＝α_Ｈ２Ｏ×ｃ_２ ・・・（４）

また、以下のようにすることもできる。すなわち、上記記憶部６に、図９のグラフの関数を予め記憶させておく。そして、この関数を利用して、検出したＯ_２濃度からＮＨ_３感度α_Ｏ２を求め、このＮＨ_３感度α_Ｏ２とセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とを下記式（５）に代入する。これにより、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出することができる。
ｃ_３＝α_Ｏ２×ｃ_２ ・・・（５）

また、以下の方法を採用することもできる。すなわち、後述するポンプセル２６ｐ（図１参照）を流れるポンプ電流Ｉｐと、排ガスｇの空燃比Ａ／Ｆとには、図１０に示す関係がある。したがって、ポンプ電流Ｉｐの測定値と、図１０のグラフとを用いて、排ガスｇの空燃比Ａ／Ｆを算出できる。また、空燃比Ａ／ＦとＯ_２濃度とには図１１の関係がある。そのため、得られた空燃比Ａ／Ｆの値と、図１１のグラフとを用いて、排ガスｇ中のＯ_２濃度を算出することができる。また、得られたＯ_２濃度と、図９のグラフとを用いて、上記ＮＨ_３感度α_Ｏ２を算出することができる。したがって、上記式（５）を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出することができる。

同様に、以下の方法を採用することもできる。まず、上述したように、ポンプ電流Ｉｐの測定値と、図１０のグラフとを用いて、排ガスｇの空燃比Ａ／Ｆを算出する。排ガスｇの空燃比Ａ／ＦとＨ_２Ｏ濃度には、図１２の関係がある。そのため、得られた空燃比Ａ／Ｆの値と、図１２のグラフとを用いて、排ガスｇ中のＨ_２Ｏ濃度を算出することができる。また、得られたＨ_２Ｏ濃度と、図８のグラフとを用いて、上記ＮＨ_３感度α_Ｈ２Ｏを算出することができる。したがって、上記式（４）を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出することができる。
なお、Ｈ_２Ｏ濃度と空燃比Ａ／Ｆとの間には図１２の関係があるが、尿素水８０（図６参照）中の水蒸気も排ガスｇに含まれる。そのため、尿素水８０の噴射量を用いて、Ｈ_２Ｏ濃度を補正する方が好ましい。

なお、空燃比Ａ／Ｆを用いる場合は、必ずしも、空燃比Ａ／ＦからＯ_２濃度やＨ_２Ｏ濃度を求める必要はない。すなわち、空燃比Ａ／Ｆとセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とを用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を直接算出するように、算出手段７（図１参照）のプログラムを設定することもできる。

以上説明した方法を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を正確に算出すれば、上記合計濃度ｃ_４からＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を減算して、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に算出することが可能となる（図７参照）。

次に、ＮＯｘセンサ２の、より詳細な構造について説明する。図１〜図４に示すごとく、ＮＯｘセンサ２は、絶縁板１４と、第１スペーサ１５と、固体電解質体２２と、第２スペーサ１６と、ヒータ１０とを備える。固体電解質体２２と絶縁板１４との間に、ガス室２０が形成されている。また、固体電解質体とヒータ１０との間に、基準ガス室２１が形成されている。この基準ガス室２１に、基準ガスとしての大気を導入するよう構成されている。

図１、図２に示すごとく、固体電解質体２２の、ガス室２０側の表面には、ポンプ電極２３ｐと、センサ電極２３ｓと、モニタ電極２３ｍとが形成されている。また、固体電解質体２２の、基準ガス室２１側の表面には、基準電極２３ｂが形成されている。ポンプ電極２３ｐとモニタ電極２３ｍは、ＮＯｘの分解に不活性なＰｔ−Ａｕ合金によって形成されている。また、センサ電極２３ｓは、ＮＯｘの分解に活性なＰｔ−Ｒｈ合金によって形成されている。

ポンプ電極２３ｐと固体電解質体２２と基準電極２３ｂとによって、ポンプセル２６ｐが形成されている。また、センサ電極２３ｓと固体電解質体２２と基準電極２３ｂとによって、センサセル２６ｓが形成されている。さらに、モニタ電極２３ｍと固体電解質体２２と基準電極２３ｂとによって、モニタセル２６ｍが形成されている。

ポンプセル２６ｐは、排ガスｇ中のＯ_２濃度を調整するためのセルである。ポンプセル２６ｐでは、ポンプ電極２３ｐを用いてＯ_２を分解し、酸素イオンを発生させる。この酸素イオンは、固体電解質体２２を通って基準ガス室２１に排出される。また、ポンプ電極２３ｐ上では、ＮＨ_３がＮＯに酸化される。

図１に示すごとく、排ガスｇは、ガス導入部２９からガス室２０に入り、ポンプ電極２３ｐ上を通ってセンサ電極２３ｓ及びモニタ電極２３ｍ上に到達する。ガス導入部２９からセンサ電極２３ｓに近づくほど、排ガスｇ中のＯ_２濃度は低くなる。また、ガス導入部２９からセンサ電極２３ｓに近づくほど、ＮＨ_３の濃度は低くなり、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３は高くなる。

センサ電極２３ｓでは、ＮＯｘを分解して酸素イオンを発生すると共に、ＮＨ_３の酸化によって発生したＮＯをも分解して酸素イオンを発生する。そして、この酸素イオンが固体電解質体２２を流れるときに生じるセンサ電流Ｉｓを測定することにより、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１とＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３との合計濃度ｃ_４を測定している。

なお、センサ電極２３ｓの表面における排ガスｇ中には、ポンプセル２６ｐによって除去されなかったＯ_２が僅かに残留している。そのため、このＯ_２の濃度をモニタセル２６ｍによって測定し、補正するようにしている。すなわち、Ｏ_２がモニタ電極２３ｍ（図３参照）によって分解され固体電解質体２２を流れる際に生じるモニタ電流Ｉｍを測定する。そして、センサ電流Ｉｓからモニタ電流Ｉｍを減算する。これにより、残留するＯ_２の影響を受けることなく、上記合計濃度ｃ_４を正確に測定できるようにしてある。

次に、ＮＨ_３推定手段５について説明する。例えば図６に示すごとく、尿素水噴射弁８の上流側に、排ガスｇ中のＮＯｘ濃度（上流側ＮＯｘ濃度）を測定する上流側ＮＯｘセンサ２００を設けておく。また、ＳＣＲ触媒８１の温度Ｔを測定する温度センサ２１０を設けておく。上流側ＮＯｘ濃度と、ＳＣＲ触媒８１の温度Ｔと、噴射した尿素水８０の量と、ＳＣＲ触媒８１の下流の排ガスｇに含まれるＮＨ_３濃度との間には一定の関係がある。つまり、ＳＣＲ触媒８１の温度Ｔが高いほど、ＮＨ_３とＮＯｘとが反応しやすくなるため、下流の排ガスｇにＮＨ_３が残留しにくくなる。また、尿素水８０の噴射量が多いと、下流の排ガスｇにＮＨ_３が残留しやすくなる。また、上流側ＮＯｘ濃度が高いと、下流の排ガスｇに残留するＮＨ_３濃度が低下しやすくなる。このような関係を用いて、下流側の排ガスｇ中のＮＨ_３濃度を推定することができる。なお、ＮＨ_３濃度を推定する方法は、他にも種々の方法を採用することができる。
また、図示しないが、ＳＣＲ触媒８１の下流側にＮＨ_３センサを設けておき、このＮＨ_３センサを用いて、ＮＨ_３濃度を測定してもよい。

一方、本例のトラップ層２９１は、膜厚が１２００μｍ以下である。また、拡散層２９２の膜厚は５ｍｍ以下である。トラップ層２９１と拡散層２９２の気孔率は、それぞれ１０〜９０％である。さらには、ＮＯｘセンサ２を使用する際における、ガス導入部２９の温度は、６００〜８５０℃である。

本例の作用効果について説明する。上述したように、排ガスｇの空燃比Ａ／Ｆと、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２と、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３との間には一定の関係がある。そのため、空燃比Ａ／Ｆとセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とを検出すれば、これらの検出値を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出することができる。そして、ＮＯｘセンサ２によって測定された上記合計濃度ｃ_４（本来ＮＯｘ濃度ｃ_１とＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３との合計の濃度）からＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を減算することにより、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に測定することが可能となる。

同様に、排ガスｇ中のＯ_２濃度と、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２と、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３との間には一定の関係があるため、Ｏ_２濃度とセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とを検出すれば、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出することができる。また、排ガスｇ中のＨ_２Ｏ濃度と、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２と、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３との間には一定の関係があるため、Ｈ_２Ｏ濃度とセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とを検出すれば、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出することができる。そして、得られたＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を上記合計濃度ｃ_４から減算することにより、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に測定することができる。

以上説明したように、本例では、排ガスｇの空燃比Ａ／ＦとＯ_２濃度とＨ_２Ｏ濃度とのいずれか一つと、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２とを用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出し、このＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を上記合計濃度ｃ_４から減算するため、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に測定することができる。
なお、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出する際に、空燃比Ａ／ＦとＯ_２濃度とＨ_２Ｏ濃度とを組み合わせて用いることもできる。

ここで仮に、図２３に示すごとく、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出せず、合計濃度ｃ_４からセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２を単に減算したとすると、算出した本来ＮＯｘ濃度ｃ_１’は、実際の本来ＮＯｘ濃度ｃ_１よりも少なくなる場合が多い。その理由は、ＮＨ_３の一部がＮ_２になるため、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３がセンサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２よりも少なくなるからである。しかし、本例のようにＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を正確に算出し、これを合計濃度ｃ_４から減算すれば、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に測定することができる。

なお、本例では、上記合計濃度ｃ_４からＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を減算したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば、合計濃度ｃ_４とＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３と本来ＮＯｘ濃度ｃ_１との関係を予めデータベース化しておき、このデータベースと、得られた合計濃度ｃ_４およびＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３とを用いて、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に求めることもできる。しかしながら、本例のように減算すれば、記憶部６（図１参照）にデータベースを記憶させる必要がないため、減算することが望ましい。

また、本例では、Ｏ_２濃度又はＨ_２Ｏ濃度を用いる場合は、上記空燃比Ａ／Ｆを検出し、該空燃比Ａ／Ｆを用いて、Ｏ_２濃度又はＨ_２Ｏ濃度を算出している。
このようにすると、Ｏ_２センサやＨ_２Ｏセンサを別途設ける必要がなくなる。そのため、ＮＯｘ濃度検出システム１を安価に構築することが可能となる。

また、上記算出手段７は、Ｏ_２濃度とセンサ外ＮＨ_３濃度とを用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出するよう構成することができる。同様に、算出手段７は、Ｈ_２Ｏ濃度とセンサ外ＮＨ_３濃度とを用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出するよう構成することができる。
この場合には、Ｈ_２Ｏ濃度とＯ_２濃度を両方とも用いないため、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を、簡単な計算によって求めることができる。そのため、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度の算出速度を向上させることができる。

また、本例では、空燃比Ａ／Ｆを用いる場合は、ＮＯｘセンサ２のポンプセル２６ｐを流れるポンプセル電流Ｉｐを測定し、このポンプセル電流Ｉｐを用いて、空燃比Ａ／Ｆを算出している。
このようにすると、Ａ／Ｆセンサを別途設ける必要がなくなる。そのため、ＮＯｘ濃度検出システム１を安価に構築することが可能となる。

また、本例では、トラップ層２９１（図１参照）の膜厚を１２００μｍ以下にしてある。図１３に示すごとく、トラップ層２９１の膜厚が１２００μｍ以下であれば、ＮＯｘセンサ２の上記ＮＨ_３感度は、膜厚によって大きく変動しない。トラップ層２９１の膜厚が１２００μｍを超えると、排ガスｇがトラップ層２９１を通過するときに熱を受けやすくなるため、ＮＨ_３がＮ_２に変化しやすくなり、ＮＨ_３感度が低下する。しかし、トラップ層２９１の膜厚が１２００μｍ以下であれば、ＮＨ_３感度はトラップ層２９１の膜厚の影響を大きく受けない。そのため、例えば上記式（４）を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を正確に測定することができる。

また、本例では、拡散層２９２（図１参照）の膜厚を５ｍｍ以下にしてある。拡散層２９２の膜厚を充分に薄くし、５ｍｍ以下にすれば、ＮＨ_３感度のばらつきを低減しやすくなる。また、ガス室２０に導入される排ガスｇの、単位時間当たりの量を増やすことができるため、センサセル２６ｓに大きな上記センサ電流Ｉｓが流れやすくなる。

また、本例では、トラップ層２９１と拡散層２９２の気孔率は、それぞれ１０〜９０％である。気孔率を１０〜９０％にすれば、トラップ層２９１及び拡散層２９２を容易に製造することができる。

また、本例では、ＮＯｘセンサ２を使用する際における、ガス導入部２９（図１参照）の温度は、６００〜８５０℃である。図１４に示すごとく、ガス導入部２９の温度が６００〜８５０℃であれば、ＮＨ_３感度は大きく変化しない。ガス導入部２９の温度が８５０℃を超えると、排ガスｇがガス導入部２９を通過する際に熱を受けやすくなるため、ＮＨ_３がＮ_２に変化しやすくなる。そのため、ＮＨ_３感度が低下しやすくなる。しかし、ガス導入部２９の温度が６００〜８５０℃であれば、ＮＨ_３感度は温度の影響を大きく受けにくい。そのため、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を正確に算出することができる。
なお、図１４における、８５０℃を超えた場合のグラフの傾きを記憶部６に記憶しておくこともできる。そして、ガス導入部２９の温度が８５０℃を超えた場合には、このグラフを用いてＮＨ_３感度を算出し、この算出値を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を補正してもよい。

また、後述の実験例２において説明するように、排ガスｇの流速と、ＮＨ_３がＮＯに変化する割合とには一定の関係がある。そのため、排ガスｇの流速を測定する手段を設けておき、測定した流速を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を補正してもよい。これにより、本来ＮＯｘ濃度をより正確に算出することが可能になる。

以上のごとく、本例によれば、ＮＯｘとＮＨ_３とを含む排ガス中のＮＯｘ濃度を、より正確に測定できるＮＯｘ濃度算出システムを提供することができる。

なお、本例では図１に示すごとく、ガス導入部２９として、トラップ層２９１及び拡散層２９２を設けたが、本発明はこれに限るものではない。例えば図１５に示すごとく、ガス導入部２９として、ＮＯｘセンサ２の外部空間とガス室２０との間を貫通し、排ガスｇの流入速度を制限する絞り部２９３を形成してもよい。絞り部２９３を形成した場合、排ガスｇが絞り部２９３において対流し、周囲から熱を受けて、ＮＨ_３の一部がＮ_２に変化する場合があるが、本発明を用いれば、この場合でも、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に測定することができる。
また、トラップ層２９１は無くてもよい。

また、本例では、ＮＯｘセンサ２を用いてＡ／Ｆを測定し、このＡ／Ｆを用いて、排ガスｇ中のＯ_２濃度又はＨ_２Ｏ濃度を算出しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、Ａ／Ｆセンサを別途設け、このＡ／ＦセンサによってＡ／Ｆを検出して、排ガスｇ中のＯ_２濃度又はＨ_２Ｏ濃度を算出してもよい。

（実験例１）
本発明の効果を確認するための実験を行った。まず、ＮＯｘを含まずＮＨ_３のみを含む試験ガスを用意した。そして、実施例１において説明したＮＯｘセンサ２を用いて、試験ガスの濃度測定を行った。すなわち、ＮＯｘセンサ２を用いて上記試験ガスを測定すると、試験ガス中のＮＨ_３がガス導入部２９において変化し、ＮＯになる。このＮＯ濃度を、ＮＯｘセンサ２によって測定した。試験ガス中のＮＨ_３濃度は、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍにした。ＮＯｘセンサ２によって検出されたＮＯ濃度と、試験ガス中のＮＨ_３濃度との関係を図１６、図１７に示す。

図１６に示す実験では、ＮＯ濃度を補正していない。すなわち、図１６に示す実験では、ＮＯｘセンサ２によって測定されたＮＯ濃度に、上記ＮＨ_３感度を乗じていない。また、図１７に示す実験では、空燃比Ａ／Ｆを用いて、ＮＯ濃度を補正している。すなわち、図１７に示す実験では、空燃比Ａ／Ｆを検出し、その検出値を用いて上記ＮＨ_３感度を算出している。そして、得られたＮＨ_３感度を、測定されたＮＯ濃度に乗じている。

なお、図１６、図１７では、両方とも、グラフの傾きの平均値が１になるように、測定値に補正係数を乗じている。

図１６に示すごとく、ＮＯ濃度を補正しない場合は、測定されたＮＯ濃度のばらつきは大きい。図１６のグラフでは、測定値のばらつきは４０％程度になった。ＮＨ_３の一部は、試験ガス中のＯ_２やＨ_２Ｏの影響を受けてＮ_２になる。そのため、空燃比Ａ／Ｆ等を用いて補正しない場合は、Ｏ_２濃度やＨ_２Ｏ濃度のばらつきの影響を受けてしまい、ＮＯｘセンサ２の測定値に大きなばらつきが生じると考えられる。

これに対して、図１７に示すごとく、空燃比Ａ／Ｆを用いて補正した場合は、ＮＯ濃度のばらつきは小さくなる。図１７のグラフでは、測定値のばらつきは２０％程度になった。図１７では、空燃比Ａ／Ｆを用いて補正しているため、ＮＯｘセンサ２の測定値が、Ｏ_２濃度やＨ_２Ｏ濃度のばらつきの影響を大きく受けにくくなる。そのため、測定値のばらつきが小さくなったと考えられる。

以上の実験から、空燃比Ａ／Ｆを用いることにより、ＮＨ_３が変化したＮＯの濃度、すなわちＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を正確に算出できることが分かる。そのため、ＮＯｘとＮＨ_３とを含有する排ガスｇを測定する場合、ＮＯｘセンサ２によって測定された合計濃度ｃ_４から、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３の正確な値を減算することができ、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を正確に算出できることが分かる。

（実験例２）
排ガスｇの流速と、排ガスｇ中のＮＨ_３がＮＯに変化する割合との関係について確認した。まず、ＮＯｘセンサ２のガス導入部２９の代わりとして、石英管２９９と、該石英管２９９内に配されたアルミナ製のトラップ層２９０とを用意した。そして、石英管２９９をヒータ１００内に配置した。この石英管２９９に、ＮＨ_３、Ｎ_２を含有し、ＮＯｘを含有しない試験ガスを流した。そして、トラップ層２９０においてＮＨ_３が変化して発生したＮＯの濃度を、質量分析計１０９によって測定した。

石英管２９９に流す前の試験ガス中の、ＮＨ_３濃度は４８００ｐｐｍとし、Ｏ_２濃度とＨ_２Ｏ濃度は０％とした。試験ガスの流速は、５０、１００、２００ｍｌ^３／ｍｉｎに条件振りした。また、ヒータ１００によって、トラップ層２９０の温度を１００℃〜１０００℃まで変化させた。結果を図１９に示す。

同図に示すごとく、試験ガスの流速が速いほど、ＮＨ_３がＮＯに変化する割合が低くなることが分かる。これは、試験ガスの流速が速いと、ＮＨ_３がＮＯに変化する前にトラップ層２９０を通過してしまうためだと考えられる。また、Ｏ_２やＨ_２Ｏが存在する場合においても、流速による影響は同じである。

上記実験結果から、排ガスｇの流速を測定し、その測定値を用いてＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を補正すれば、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３をより正確に算出できることが分かる。そのため、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１の算出精度をより高めることが可能になることが分かる。

（実施例２）
本例は、排ガスｇの空燃比Ａ／Ｆによって、Ｈ_２Ｏ濃度とＯ_２濃度とのいずれを用いるか選択するようにした例である。まず、図２０について説明する。図２０は、Ｈ_２Ｏ濃度とＮＨ_３感度とのグラフ（図８のグラフ）の横軸を、空燃比Ａ／Ｆ４０以上の領域と、空燃比Ａ／Ｆ４０以下の領域とに分けたグラフである。同図から分かるように、空燃比Ａ／Ｆが４０以上の場合は、Ｈ_２Ｏ濃度が僅かに変化しただけで、ＮＨ_３感度が大きく変化する。これに対して、空燃比Ａ／Ｆが４０以下の領域では、Ｈ_２Ｏ濃度が変化しても、ＮＨ_３感度は殆ど変化しない。そのため、空燃比Ａ／Ｆが４０以上の領域、すなわち、Ｈ_２Ｏ濃度が僅かに変化しただけでＮＨ_３感度が大きく変化する領域では、Ｈ_２Ｏ濃度を用いてＮＨ_３感度を算出すれば、ＮＨ_３感度を正確に算出することが可能になる。そのため、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を正確に測定することができ、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１をより正確に測定することが可能になる。

また、図２１は、Ｏ_２濃度とＮＨ_３感度とのグラフ（図９のグラフ）の横軸を、空燃比Ａ／Ｆが２０以上の領域と、空燃比Ａ／Ｆが２０以下の領域とに分けたグラフである。同図から分かるように、空燃比Ａ／Ｆが２０以下の場合は、Ｏ_２濃度が僅かに変化しただけで、ＮＨ_３感度が大きく変化する。これに対して、空燃比Ａ／Ｆが２０以上の領域では、Ｏ_２濃度が変化しても、ＮＨ_３感度は殆ど変化しない。そのため、空燃比Ａ／Ｆが２０以下の領域、すなわち、Ｏ_２濃度が僅かに変化しただけでＮＨ_３感度が大きく変化する領域では、Ｏ_２濃度を用いてＮＨ_３感度を算出すれば、ＮＨ_３感度を正確に算出することが可能になる。そのため、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を正確に測定することができ、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１をより正確に測定することが可能になる。

本例の算出手段７（図１参照）のフローチャートを図２２に示す。同図に示すごとく、本例では、まず、ステップＳ１において、空燃比Ａ／Ｆが４０以上か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断したときは、ステップＳ２に移り、Ｈ_２Ｏ濃度を用いてＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出する。

また、ステップＳ２においてＮｏと判断したときは、ステップＳ３に移り、空燃比Ａ／Ｆが２０以下か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断したときは、ステップＳ４に移り、Ｏ_２濃度を用いてＮＨ_３感度を算出する。また、ステップＳ３においてＮＯと判断したときは、ステップＳ５に移る。ここでは、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２にＮＨ_３感度を乗ずる補正を行わない。すなわち、センサ外ＮＨ_３濃度ｃ_２＝ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３にして、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１を算出する。

このように、本例では、空燃比Ａ／Ｆの測定値に応じて、Ｏ_２濃度とＨ_２Ｏ濃度とのうち、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３の算出精度が高い方を選択して、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を求めている。つまり、空燃比Ａ／Ｆが４０以上のときはＨ_２Ｏ濃度を用い、空燃比Ａ／Ｆが２０以下のときはＯ_２濃度を用いて、ＮＨ_３感度を求めている。そして、得られたＮＨ_３感度を用いて、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３を算出している。そのため、ＮＨ_３由来ＮＯ濃度ｃ_３をより正確に測定でき、本来ＮＯｘ濃度ｃ_１をより正確に算出することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。

１ ＮＯｘ濃度測定システム
２ ＮＯｘセンサ
２０ ガス室
２１ 基準ガス室
２６ｓ センサセル
２９ ガス導入部
３ 検出手段
５ ＮＨ_３濃度推定手段
７ 算出手段

Claims (10)

1. ＮＯｘとＮＨ_３とを含む排ガス中のＮＯｘ濃度を測定するＮＯｘ濃度測定システム（１）であって、
   上記排ガスが導入されるガス室（２０）と、酸素イオン伝導性を有する板状の固体電解質体（２２）の表面に電極を設けてなるセンサセル（２６ｓ）と、センサ外から上記ガス室（２０）へ導入される上記排ガスの通路をなすガス導入部（２９）とを備え、上記センサセル（２６ｓ）により、上記排ガスに含まれる上記ＮＯｘの濃度である本来ＮＯｘ濃度と、上記ＮＨ_３が酸化して発生したＮＯの濃度であるＮＨ_３由来ＮＯ濃度との合計濃度を測定するＮＯｘセンサ（２）と、
   上記排ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）と、上記排ガス中のＯ_２濃度と、上記排ガス中のＨ_２Ｏ濃度との少なくとも一つを検出する検出手段（３）と、
   上記ガス導入部（２９）に導入される前の上記排ガス中のＮＨ_３濃度であるセンサ外ＮＨ_３濃度を推定するＮＨ_３濃度推定手段（５）と、
   上記空燃比と上記Ｏ_２濃度と上記Ｈ_２Ｏ濃度との少なくとも一つと、上記センサ外ＮＨ_３濃度とから上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出し、上記合計濃度および上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度から上記本来ＮＯｘ濃度を算出する算出手段（７）とを備えることを特徴とするＮＯｘ濃度測定システム（１）。
2. 上記算出手段（７）は、上記合計濃度から上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を減算することにより、上記本来ＮＯｘ濃度を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
3. 上記検出手段（３）は、上記空燃比（Ａ／Ｆ）を検出し、該空燃比（Ａ／Ｆ）から、上記Ｏ_２濃度と上記Ｈ_２Ｏ濃度との少なくとも一方を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
4. 上記ＮＯｘセンサ（２）は、上記排ガス中のＯ_２濃度を調整するポンプセル（２６ｐ）を備え、上記検出手段（３）は、該ポンプセル（２６ｐ）を流れるポンプセル電流（Ｉｐ）を測定することにより、上記空燃比（Ａ／Ｆ）を求めるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
5. 上記ＮＯｘセンサ（２）を使用する際における上記ガス導入部（２９）の温度は、６００〜８５０℃となるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
6. 上記ＮＯｘセンサ（２）は、上記ガス導入部（２９）として、上記排ガスに含まれる被毒物質をトラップする、気孔率が１０〜９０％のトラップ層（２９１）と、上記ガス室（２０）に導入される上記排ガスの速度を制限する、気孔率が１０〜９０％の拡散層（２９２）との、少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
7. 上記トラップ層（２９１）の膜厚は１２００μｍ以下であり、上記拡散層（２９２）の厚さは５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
8. 上記算出手段（７）は、上記Ｏ_２濃度と上記センサ外ＮＨ_３濃度とを用いて、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
9. 上記算出手段（７）は、上記Ｈ_２Ｏ濃度と上記センサ外ＮＨ_３濃度とを用いて、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。
10. 上記算出手段（７）は、上記空燃比（Ａ／Ｆ）の測定値に応じて、上記Ｏ_２濃度と上記Ｈ_２Ｏ濃度とのうち、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度の算出精度が高い方を選択して、上記ＮＨ_３由来ＮＯ濃度を求めるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のＮＯｘ濃度測定システム（１）。

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