JP2018115951A - Concentration calculating device and gas detecting device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the detection accuracy of oxygen concentration.SOLUTION: A microcomputer 190 acquires a first pumping current Ip1 from an NOx detecting unit 101. The NOx detecting unit 101 outputs the first pumping current Ip1 whose value changes according to oxygen concentration in a first measurement chamber 121 into which an exhaust gas flows. The microcomputer 190 acquires a first ammonia electromotive force from a first ammonia detecting unit 102 and a second ammonia electromotive force from a second ammonia detecting unit 103. The first ammonia detecting unit 102 outputs the first ammonia electromotive force, and the second ammonia detecting unit 103 outputs the second ammonia electromotive force. The values of the first and second ammonia electromotive forces change according to concentration of the ammonia contained in the exhaust gas. The microcomputer 190 calculates the concentration of the oxygen contained in the exhaust gas on the basis of the first ammonia electromotive force, the second ammonia electromotive force, and the first pumping current Ip1.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、酸素の濃度を算出する濃度算出装置およびガス検出装置に関する。   The present disclosure relates to a concentration calculation device and a gas detection device that calculate the concentration of oxygen.

特許文献1のように、被測定ガスに含まれる酸素の濃度を検出する酸素センサが知られている。   As in Patent Document 1, an oxygen sensor that detects the concentration of oxygen contained in a gas to be measured is known.

特開2015−148538号公報JP2015-148538A

特許文献1に記載の酸素センサにおいて、被測定ガスに含まれるアンモニアの燃焼によって酸素濃度の検出精度が低下してしまうという問題があった。
本開示は、酸素濃度の検出精度を向上させることを目的とする。
In the oxygen sensor described in Patent Document 1, there is a problem in that the accuracy of detecting the oxygen concentration is lowered by the combustion of ammonia contained in the gas to be measured.
An object of the present disclosure is to improve the detection accuracy of the oxygen concentration.

本開示の一態様は、被測定ガスに含まれる酸素の濃度を算出する濃度算出装置であって、第1取得部と、第2取得部と、補正部とを備える。
第1取得部は、第1検出部から第1濃度信号を取得するように構成される。第1検出部は、被測定ガスが流入する測定室における酸素の濃度に応じて値が変化する第1濃度信号を出力する。
One aspect of the present disclosure is a concentration calculation device that calculates the concentration of oxygen contained in a gas to be measured, and includes a first acquisition unit, a second acquisition unit, and a correction unit.
The first acquisition unit is configured to acquire a first concentration signal from the first detection unit. The first detector outputs a first concentration signal whose value changes according to the oxygen concentration in the measurement chamber into which the gas to be measured flows.

第2取得部は、被測定ガスに含まれるアンモニアの濃度に応じて値が変化する第2濃度信号を出力する第2検出部から第2濃度信号を取得するように構成される。
補正部は、第2濃度信号および第1濃度信号に基づいて、被測定ガスに含まれる酸素の濃度を求めるように構成される。
The second acquisition unit is configured to acquire the second concentration signal from the second detection unit that outputs a second concentration signal whose value changes according to the concentration of ammonia contained in the gas to be measured.
The correction unit is configured to obtain the concentration of oxygen contained in the gas to be measured based on the second concentration signal and the first concentration signal.

第1検出部では、アンモニアと酸素が測定室に導入される。このため、被測定ガスに含まれるアンモニアが第1検出部の測定室に導入される場合に、アンモニアが燃焼することにより酸素が消費される。これにより、被測定ガスにアンモニアと酸素が含まれる場合には、被測定ガスに含まれる酸素の濃度と、測定室における酸素の濃度とが相違する。   In the first detection unit, ammonia and oxygen are introduced into the measurement chamber. For this reason, when ammonia contained in the gas to be measured is introduced into the measurement chamber of the first detection unit, oxygen is consumed by burning the ammonia. Thereby, when ammonia and oxygen are contained in the gas to be measured, the concentration of oxygen contained in the gas to be measured is different from the concentration of oxygen in the measurement chamber.

これに対し、本開示の濃度算出装置は、第2濃度信号および第1濃度信号に基づいて、被測定ガスに含まれる酸素の濃度を求める。このため、本開示の濃度算出装置は、被測定ガスに含まれるアンモニアの濃度に基づいて、アンモニアの燃焼により消費される酸素量を算出することができ、この算出結果と、測定室における酸素の濃度とに基づいて、アンモニアの燃焼により酸素が消費される前の酸素濃度を算出することができる。これにより、本開示の濃度算出装置は、被測定ガスに含まれる酸素の濃度の検出精度を向上させることができる。   On the other hand, the concentration calculation apparatus according to the present disclosure obtains the concentration of oxygen contained in the measurement gas based on the second concentration signal and the first concentration signal. For this reason, the concentration calculation device according to the present disclosure can calculate the amount of oxygen consumed by the combustion of ammonia based on the concentration of ammonia contained in the gas to be measured. Based on the concentration, the oxygen concentration before oxygen is consumed by the combustion of ammonia can be calculated. Thereby, the concentration calculation apparatus according to the present disclosure can improve the detection accuracy of the concentration of oxygen contained in the gas to be measured.

本開示の一態様では、第1算出部と、第2算出部とを備え、補正部は、第2算出濃度に基づいて第1算出濃度を補正することで、被測定ガスに含まれる酸素の濃度を求めるようにしてもよい。第1算出部は、第1検出部から出力された第1濃度信号に基づいて、第1算出濃度を算出するように構成される。第2算出部は、第2検出部から出力された第2濃度信号に基づいて、第2算出濃度を算出するように構成される。   In one aspect of the present disclosure, the first calculation unit and the second calculation unit are provided, and the correction unit corrects the first calculated concentration based on the second calculated concentration, thereby determining the oxygen contained in the measurement gas. The concentration may be obtained. The first calculation unit is configured to calculate a first calculated concentration based on the first concentration signal output from the first detection unit. The second calculation unit is configured to calculate a second calculated concentration based on the second concentration signal output from the second detection unit.

本開示の一態様では、補正部は、予め設定された補正係数と第2算出濃度との乗算値と、第1算出濃度とを加算することで、第1算出濃度を補正するようにしてもよい。これにより、本開示の濃度算出装置は、1回の乗算と1回の加算を実行するという簡便な演算により第1算出濃度を補正することができ、濃度算出装置の処理負荷を低減することができる。   In one aspect of the present disclosure, the correction unit may correct the first calculated density by adding the first calculated density and a multiplication value of a preset correction coefficient and the second calculated density. Good. Thereby, the density calculation device of the present disclosure can correct the first calculated density by a simple calculation of executing one multiplication and one addition, and can reduce the processing load of the density calculation device. it can.

本開示の一態様では、測定室は、拡散抵抗体を介して被測定ガスが流入するように構成されるようにしてもよい。拡散抵抗体があることで、気相反応がより安定して発生するため、本開示の濃度算出装置は、被測定ガスに含まれる酸素の濃度を、より正確に求めることができる。   In one aspect of the present disclosure, the measurement chamber may be configured such that the gas to be measured flows through the diffusion resistor. Since the gas phase reaction occurs more stably due to the presence of the diffusion resistor, the concentration calculation device of the present disclosure can more accurately determine the concentration of oxygen contained in the gas to be measured.

本開示の一態様では、第1検出部と第2検出部が、一体型のガスセンサとして構成されているようにしてもよい。これにより、本開示の濃度算出装置は、被測定ガスの略同一領域における酸素濃度とアンモニア濃度を検出することができる。   In one aspect of the present disclosure, the first detection unit and the second detection unit may be configured as an integrated gas sensor. Thereby, the concentration calculation apparatus according to the present disclosure can detect the oxygen concentration and the ammonia concentration in substantially the same region of the gas to be measured.

本開示の別の態様は、第1検出部と、第2検出部と、本開示の一態様の濃度算出装置とを備えるガス検出装置である。
このように構成された本開示のガス検出装置は、本開示の一態様の濃度算出装置を備えたガスセンサであり、本開示の濃度算出装置と同様の効果を得ることができる。
Another aspect of the present disclosure is a gas detection device including a first detection unit, a second detection unit, and the concentration calculation device according to one aspect of the present disclosure.
The gas detection device of the present disclosure configured as described above is a gas sensor including the concentration calculation device of one aspect of the present disclosure, and can obtain the same effects as the concentration calculation device of the present disclosure.

マルチガスセンサ2の内部構造を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing an internal structure of a multi-gas sensor 2. FIG. センサ素子部5と制御部3の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a sensor element unit 5 and a control unit 3. 第1アンモニア検出部102と第2アンモニア検出部103の構造を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing the structure of a first ammonia detector 102 and a second ammonia detector 103. FIG. ガス濃度算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a gas concentration calculation process. 補正前酸素濃度のアンモニア濃度依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the ammonia concentration dependence of the oxygen concentration before correction | amendment.

以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のマルチガス検出装置1は、車両に搭載され、内燃機関から排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化するためにSCR(Selective Catalytic Reduction)触媒を設置し、還元剤として尿素をSCR触媒へ供給するシステムであって、NOx吸蔵還元触媒やディーゼル酸化触媒(DOC)、ディーゼル微粒子除去装置(DPF)を備えるシステムに用いられるものである。より具体的には、マルチガス検出装置1は、NOx吸蔵還元触媒やSCR触媒の下流側における排気ガスに含まれる酸素、アンモニア、二酸化窒素および窒素酸化物の濃度を検出する。以下、マルチガス検出装置1を搭載する車両を自車両という。酸素、アンモニア、二酸化窒素および窒素酸化物をそれぞれ、O、NH、NOおよびNOxともいう。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
The multi-gas detection device 1 of the present embodiment is mounted on a vehicle and has an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst installed to purify nitrogen oxides contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and urea as a reducing agent. Is used in a system including a NOx storage reduction catalyst, a diesel oxidation catalyst (DOC), and a diesel particulate removal device (DPF). More specifically, the multi-gas detection device 1 detects the concentrations of oxygen, ammonia, nitrogen dioxide, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas downstream of the NOx storage reduction catalyst or SCR catalyst. Hereinafter, a vehicle equipped with the multi-gas detection device 1 is referred to as a host vehicle. Oxygen, ammonia, nitrogen dioxide and nitrogen oxides are also referred to as O 2 , NH 3 , NO 2 and NOx, respectively.

マルチガス検出装置1は、図1に示すマルチガスセンサ2と、図2に示す制御部3とを備える。
マルチガスセンサ2は、図1に示すように、センサ素子部5と、主体金具10と、セパレータ34と、接続端子38とを備える。なお、以下の説明では、マルチガスセンサ2のセンサ素子部5が配置されている側(すなわち、図1の下側)を先端側、接続端子38が配置されている側(すなわち、図1の上側)を後端側という。
The multi-gas detection device 1 includes a multi-gas sensor 2 shown in FIG. 1 and a control unit 3 shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the multigas sensor 2 includes a sensor element unit 5, a metal shell 10, a separator 34, and a connection terminal 38. In the following description, the side where the sensor element unit 5 of the multi-gas sensor 2 is arranged (that is, the lower side in FIG. 1) is the tip side, and the side where the connection terminal 38 is arranged (ie, the upper side in FIG. 1). ) Is called the rear end side.

センサ素子部5は、軸線O方向に延びる板形状を有する。センサ素子部5の後端には電極端子部5A,5Bが配置されている。図1においては、図示を容易にするために、センサ素子部5に形成された電極端子部を、電極端子部5Aおよび電極端子部5Bのみとしているが、実際には、後述するNOx検出部101、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103が有する電極等の数に応じて複数の電極端子部が形成されている。   The sensor element unit 5 has a plate shape extending in the axis O direction. Electrode terminal portions 5A and 5B are arranged at the rear end of the sensor element portion 5. In FIG. 1, for ease of illustration, the electrode terminal portions formed in the sensor element portion 5 are only the electrode terminal portion 5A and the electrode terminal portion 5B. A plurality of electrode terminal portions are formed according to the number of electrodes and the like included in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103.

主体金具10は、マルチガスセンサ2を内燃機関の排気管に固定するネジ部11が外表面に形成された筒状の部材である。主体金具10は、軸線O方向に貫通する貫通孔12と、貫通孔12の径方向内側に突出する棚部13とを備える。棚部13は、貫通孔12の径方向外側から中心に向かって先端側へ近づく傾きを有する内向きのテ―パ面として形成されている。   The metal shell 10 is a cylindrical member in which a screw portion 11 for fixing the multi-gas sensor 2 to an exhaust pipe of an internal combustion engine is formed on the outer surface. The metal shell 10 includes a through hole 12 that penetrates in the direction of the axis O, and a shelf 13 that protrudes radially inward of the through hole 12. The shelf portion 13 is formed as an inwardly tapered surface having an inclination that approaches the front end side from the radially outer side of the through hole 12 toward the center.

主体金具10は、センサ素子部5の先端側を、貫通孔12から先端側に突出させ、センサ素子部5の後端側を貫通孔12の後端側に突出させた状態で保持する。
主体金具10の貫通孔12の内部には、先端側から後端側に向かって順に、センサ素子部5の径方向周囲を取り囲む筒状の部材であるセラミックホルダ14と、粉末充填層である滑石リング15,16と、セラミックスリーブ17とが積層されている。
The metal shell 10 holds the sensor element portion 5 in a state where the front end side of the sensor element portion 5 protrudes from the through hole 12 toward the front end side and the rear end side of the sensor element portion 5 protrudes toward the rear end side of the through hole 12.
Inside the through hole 12 of the metal shell 10, a ceramic holder 14 that is a cylindrical member that surrounds the periphery of the sensor element portion 5 in the radial direction in order from the front end side to the rear end side, and a talc that is a powder-filled layer Rings 15 and 16 and ceramic sleeve 17 are laminated.

セラミックスリーブ17と主体金具10の後端側の端部との間には、加締めパッキン18が配置されている。セラミックホルダ14と主体金具10の棚部13との間には、金属ホルダ19が配置されている。金属ホルダ19は、内部に滑石リング15とセラミックホルダ14が収容され、滑石リング15が圧縮充填されることによって金属ホルダ19と滑石リング15とは気密状に一体化されている。主体金具10の後端側の端部は、加締めパッキン18を介してセラミックスリーブ17を先端側に向かって押し付けるように加締められる部分である。また、滑石リング16が主体金具10の内部で圧縮充填されることで、主体金具10の内周面とセンサ素子部5の外周面との間の気密が確保されている。   A caulking packing 18 is disposed between the ceramic sleeve 17 and the end portion on the rear end side of the metal shell 10. A metal holder 19 is disposed between the ceramic holder 14 and the shelf 13 of the metal shell 10. The metal holder 19 accommodates the talc ring 15 and the ceramic holder 14 therein, and the talc ring 15 is compressed and filled so that the metal holder 19 and the talc ring 15 are integrated in an airtight manner. The end portion on the rear end side of the metal shell 10 is a portion that is caulked so as to press the ceramic sleeve 17 toward the front end side via the caulking packing 18. Further, the talc ring 16 is compressed and filled inside the metal shell 10, so that airtightness between the inner peripheral surface of the metal shell 10 and the outer peripheral surface of the sensor element portion 5 is ensured.

主体金具10の先端側の端部には、ガス流通孔付きの外部プロテクタ21およびガス流通孔付きの内部プロテクタ22が設けられている。外部プロテクタ21および内部プロテクタ22は、先端側の端部が閉塞されたステンレス鋼などの金属材料から形成された筒状の部材である。内部プロテクタ22は、センサ素子部5の先端側の端部を覆った状態で主体金具10に溶接され、外部プロテクタ21は、内部プロテクタ22を覆った状態で主体金具10に溶接されている。   An external protector 21 with a gas flow hole and an internal protector 22 with a gas flow hole are provided at the end of the metal shell 10 on the front end side. The external protector 21 and the internal protector 22 are cylindrical members formed of a metal material such as stainless steel whose end on the distal end side is closed. The internal protector 22 is welded to the metal shell 10 while covering the end of the sensor element portion 5 on the front end side, and the external protector 21 is welded to the metal shell 10 while covering the internal protector 22.

主体金具10の後端側の端部外周には、筒状に形成された外筒31の先端側の端部が溶接によって固定されている。さらに、外筒31の後端側の端部である開口には、この開口を閉塞するグロメット32が配置されている。   On the outer periphery of the end portion on the rear end side of the metal shell 10, an end portion on the front end side of the outer cylinder 31 formed in a cylindrical shape is fixed by welding. Further, a grommet 32 that closes the opening is disposed in an opening that is an end portion on the rear end side of the outer cylinder 31.

グロメット32には、リード線41が挿入されるリード線挿入孔33が形成されている。リード線41は、センサ素子部5の電極端子部5Aおよび電極端子部5Bに電気的に接続される。   The grommet 32 is formed with a lead wire insertion hole 33 into which the lead wire 41 is inserted. The lead wire 41 is electrically connected to the electrode terminal portion 5A and the electrode terminal portion 5B of the sensor element portion 5.

セパレータ34は、センサ素子部5の後端側に配置された筒状に形成された部材である。セパレータ34の内部に形成された空間は、軸線O方向に貫通する挿入孔35である。セパレータ34の外表面には、径方向外側に突出する鍔部36が形成されている。   The separator 34 is a cylindrical member disposed on the rear end side of the sensor element unit 5. A space formed inside the separator 34 is an insertion hole 35 penetrating in the direction of the axis O. On the outer surface of the separator 34, a flange portion 36 that protrudes radially outward is formed.

セパレータ34の挿入孔35には、センサ素子部5の後端部が挿入され、電極端子部5A,5Bがセパレータ34の内部に配置される。
セパレータ34と外筒31との間には、筒状に形成された金属製の保持部材37が配置されている。保持部材37は、セパレータ34の鍔部36と接触するとともに外筒31の内面と接触することにより、セパレータ34を外筒31に対して固定した状態で保持する。
The rear end portion of the sensor element portion 5 is inserted into the insertion hole 35 of the separator 34, and the electrode terminal portions 5 </ b> A and 5 </ b> B are disposed inside the separator 34.
Between the separator 34 and the outer cylinder 31, a metal holding member 37 formed in a cylindrical shape is disposed. The holding member 37 holds the separator 34 in a fixed state with respect to the outer cylinder 31 by contacting the flange 36 of the separator 34 and the inner surface of the outer cylinder 31.

接続端子38は、セパレータ34の挿入孔35内に配置される部材であり、センサ素子部5の電極端子部5Aおよび電極端子部5Bと、リード線41とをそれぞれ独立に電気的に接続する導電部材である。なお、図1では、図示を容易にするために、2つの接続端子38のみが図示されている。   The connection terminal 38 is a member that is disposed in the insertion hole 35 of the separator 34, and is a conductive member that electrically connects the electrode terminal portion 5 </ b> A and the electrode terminal portion 5 </ b> B of the sensor element portion 5 and the lead wire 41 independently. It is a member. In FIG. 1, only two connection terminals 38 are shown for ease of illustration.

マルチガス検出装置1の制御部3は、図2に示すように、自車両に搭載された電子制御装置200と電気的に接続されている。電子制御装置200は、制御部3で算出された排気ガス中のO濃度、NO濃度、NOx濃度およびアンモニア濃度(以下、NH濃度)を示すデータを受信し、受信データに基づいて内燃機関の運転状態の制御処理を実行したり、触媒に蓄積されたNOxの浄化処理を実行したりする。 As shown in FIG. 2, the control unit 3 of the multi-gas detection device 1 is electrically connected to an electronic control device 200 mounted on the host vehicle. The electronic control device 200 receives data indicating the O 2 concentration, NO 2 concentration, NOx concentration and ammonia concentration (hereinafter referred to as NH 3 concentration) in the exhaust gas calculated by the control unit 3, and based on the received data, the internal combustion engine 200 An engine operating state control process is executed, or a NOx purification process accumulated in the catalyst is executed.

センサ素子部5は、NOx検出部101と、第1アンモニア検出部102と、第2アンモニア検出部103を備える。なお、第2アンモニア検出部103は、図2には示されておらず、図3に示されている。第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103は、NOx検出部101の長手方向(すなわち、図2の左右方向)における基準電極143と略同位置において、NOx検出部101の幅方向(すなわち、図2の奥行き方向)における位置が互いに異なるように並列に配置されている。このため、図2では、第1アンモニア検出部102と第2アンモニア検出部103のうち、第1アンモニア検出部102のみを示している。   The sensor element unit 5 includes a NOx detector 101, a first ammonia detector 102, and a second ammonia detector 103. The second ammonia detector 103 is not shown in FIG. 2 but shown in FIG. The first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 are arranged in the width direction of the NOx detection unit 101 (that is, at substantially the same position as the reference electrode 143 in the longitudinal direction of the NOx detection unit 101 (that is, the horizontal direction in FIG. 2). 2 are arranged in parallel so that their positions in the depth direction in FIG. 2 are different from each other. For this reason, FIG. 2 shows only the first ammonia detection unit 102 out of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103.

NOx検出部101は、絶縁層113、セラミック層114、絶縁層115、セラミック層116、絶縁層117、セラミック層118、絶縁層119および絶縁層120が順次積層されて構成されている。絶縁層113,115,117,119,120、および、セラミック層114,116,118は、アルミナを主体として形成されている。   The NOx detection unit 101 is configured by sequentially laminating an insulating layer 113, a ceramic layer 114, an insulating layer 115, a ceramic layer 116, an insulating layer 117, a ceramic layer 118, an insulating layer 119, and an insulating layer 120. The insulating layers 113, 115, 117, 119, 120 and the ceramic layers 114, 116, 118 are mainly formed of alumina.

NOx検出部101は、セラミック層114とセラミック層116との間に形成される第1測定室121を備える。NOx検出部101は、第1測定室121に隣接するようにしてセラミック層114とセラミック層116との間に配置された拡散抵抗体122を介して、外部から第1測定室121の内部に排気ガスを導入する。拡散抵抗体122は、アルミナ等の多孔質材料で形成されている。   The NOx detection unit 101 includes a first measurement chamber 121 formed between the ceramic layer 114 and the ceramic layer 116. The NOx detection unit 101 exhausts from the outside to the inside of the first measurement chamber 121 via a diffusion resistor 122 disposed between the ceramic layer 114 and the ceramic layer 116 so as to be adjacent to the first measurement chamber 121. Introduce gas. The diffusion resistor 122 is made of a porous material such as alumina.

NOx検出部101は、第1ポンピングセル130を備える。第1ポンピングセル130は、固体電解質層131と、ポンピング電極132,133を備える。
固体電解質層131は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。第1測定室121と接触する領域における一部分のセラミック層114が除去され、セラミック層114の代わりに固体電解質層131が埋め込まれている。
The NOx detection unit 101 includes a first pumping cell 130. The first pumping cell 130 includes a solid electrolyte layer 131 and pumping electrodes 132 and 133.
The solid electrolyte layer 131 is formed mainly of zirconia having oxygen ion conductivity. A portion of the ceramic layer 114 in the region in contact with the first measurement chamber 121 is removed, and a solid electrolyte layer 131 is embedded instead of the ceramic layer 114.

ポンピング電極132,133は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極132は、固体電解質層131において第1測定室121と接触する面上に配置される。ポンピング電極133は、固体電解質層131を挟んでポンピング電極132とは反対側で固体電解質層131の面上に配置される。ポンピング電極133が配置された領域とその周辺の領域の絶縁層113は除去され、絶縁層113の代わりに多孔質体134が充填される。多孔質体134は、ポンピング電極133と外部との間でガス(例えば、酸素)の出入りを可能とする。   The pumping electrodes 132 and 133 are formed mainly of platinum. The pumping electrode 132 is disposed on the surface that contacts the first measurement chamber 121 in the solid electrolyte layer 131. The pumping electrode 133 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 131 on the side opposite to the pumping electrode 132 with the solid electrolyte layer 131 interposed therebetween. The insulating layer 113 in the region where the pumping electrode 133 is disposed and the surrounding region is removed, and the porous body 134 is filled instead of the insulating layer 113. The porous body 134 allows gas (for example, oxygen) to enter and exit between the pumping electrode 133 and the outside.

NOx検出部101は、酸素濃度検出セル140を備える。酸素濃度検出セル140は、固体電解質層141と、検知電極142と、基準電極143を備える。
固体電解質層141は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。固体電解質層131よりも後端側(すなわち、図2の右側)の領域における一部分のセラミック層116が除去され、セラミック層116の代わりに固体電解質層141が埋め込まれている。
The NOx detection unit 101 includes an oxygen concentration detection cell 140. The oxygen concentration detection cell 140 includes a solid electrolyte layer 141, a detection electrode 142, and a reference electrode 143.
The solid electrolyte layer 141 is formed mainly of zirconia having oxygen ion conductivity. A part of the ceramic layer 116 in the region on the rear end side (that is, the right side in FIG. 2) from the solid electrolyte layer 131 is removed, and the solid electrolyte layer 141 is embedded instead of the ceramic layer 116.

検知電極142と基準電極143は、白金を主体として形成されている。検知電極142は、固体電解質層141における第1測定室121と接触する面上に配置される。基準電極143は、固体電解質層141を挟んで検知電極142とは反対側で固体電解質層141の面上に配置される。   The detection electrode 142 and the reference electrode 143 are formed mainly of platinum. The detection electrode 142 is disposed on the surface in contact with the first measurement chamber 121 in the solid electrolyte layer 141. The reference electrode 143 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 141 on the side opposite to the detection electrode 142 with the solid electrolyte layer 141 interposed therebetween.

NOx検出部101は、基準酸素室146を備える。基準酸素室146は、基準電極143が配置された領域とその周辺の領域の絶縁層117が除去されることにより形成された貫通孔である。   The NOx detection unit 101 includes a reference oxygen chamber 146. The reference oxygen chamber 146 is a through hole formed by removing the insulating layer 117 in the region where the reference electrode 143 is disposed and the surrounding region.

NOx検出部101は、第1測定室121の下流側に第2測定室148を備える。第2測定室148は、検知電極142および基準電極143よりも後端側で固体電解質層141および絶縁層117を貫通して形成される。NOx検出部101は、第1測定室121から排出された排気ガスを第2測定室148の内部に導入する。   The NOx detection unit 101 includes a second measurement chamber 148 on the downstream side of the first measurement chamber 121. The second measurement chamber 148 is formed through the solid electrolyte layer 141 and the insulating layer 117 on the rear end side of the detection electrode 142 and the reference electrode 143. The NOx detector 101 introduces exhaust gas discharged from the first measurement chamber 121 into the second measurement chamber 148.

NOx検出部101は、第2ポンピングセル150を備える。第2ポンピングセル150は、固体電解質層151と、ポンピング電極152,153を備える。
固体電解質層151は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。基準酸素室146および第2測定室148と接触する領域とその周辺の領域のセラミック層118が除去され、セラミック層118の代わりに固体電解質層151が埋め込まれている。
The NOx detection unit 101 includes a second pumping cell 150. The second pumping cell 150 includes a solid electrolyte layer 151 and pumping electrodes 152 and 153.
The solid electrolyte layer 151 is formed mainly of zirconia having oxygen ion conductivity. The ceramic layer 118 in the region in contact with the reference oxygen chamber 146 and the second measurement chamber 148 and its peripheral region is removed, and a solid electrolyte layer 151 is embedded instead of the ceramic layer 118.

ポンピング電極152,153は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極152は、固体電解質層151において第2測定室148と接触する面上に配置される。ポンピング電極153は、基準酸素室146を挟んで基準電極143とは反対側で固体電解質層151の面上に配置される。基準酸素室146の内部において、ポンピング電極153を覆うように多孔質体147が配置されている。   The pumping electrodes 152 and 153 are formed mainly of platinum. The pumping electrode 152 is disposed on the surface in contact with the second measurement chamber 148 in the solid electrolyte layer 151. The pumping electrode 153 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 151 on the side opposite to the reference electrode 143 across the reference oxygen chamber 146. A porous body 147 is disposed inside the reference oxygen chamber 146 so as to cover the pumping electrode 153.

NOx検出部101は、ヒータ160を備える。ヒータ160は、白金を主体として形成され、通電されることで発熱する発熱抵抗体であり、絶縁層119と絶縁層120との間に配置される。   The NOx detection unit 101 includes a heater 160. The heater 160 is a heating resistor that is formed mainly of platinum and generates heat when energized. The heater 160 is disposed between the insulating layer 119 and the insulating layer 120.

第1アンモニア検出部102は、NOx検出部101の外表面、より具体的には、絶縁層120の上に形成されている。第1アンモニア検出部102は、NOx検出部101における基準電極143と軸線O方向(すなわち、図2の左右方向)に略同位置に配置されている。   The first ammonia detector 102 is formed on the outer surface of the NOx detector 101, more specifically, on the insulating layer 120. The first ammonia detection unit 102 is arranged at substantially the same position as the reference electrode 143 in the NOx detection unit 101 in the axis O direction (that is, the left-right direction in FIG. 2).

第1アンモニア検出部102は、絶縁層120の上に形成される第1基準電極211と、第1基準電極211の表面および側面を覆う第1固体電解質体212と、第1固体電解質体212の表面に形成される第1検知電極213とを備える。同様に、第2アンモニア検出部103は、図3に示すように、絶縁層120の上に形成される第2基準電極221と、第2基準電極221の表面および側面を覆う第2固体電解質体222と、第2固体電解質体222の表面に形成される第2検知電極223とを備える。   The first ammonia detector 102 includes a first reference electrode 211 formed on the insulating layer 120, a first solid electrolyte body 212 that covers the surface and side surfaces of the first reference electrode 211, and the first solid electrolyte body 212. And a first detection electrode 213 formed on the surface. Similarly, as shown in FIG. 3, the second ammonia detection unit 103 includes a second reference electrode 221 formed on the insulating layer 120 and a second solid electrolyte body that covers the surface and side surfaces of the second reference electrode 221. 222 and a second detection electrode 223 formed on the surface of the second solid electrolyte body 222.

第1基準電極211および第2基準電極221は、電極材として白金を主体に構成されており、具体的には、Ptおよび酸化ジルコニウムを含む材料から構成されている。第1固体電解質体212および第2固体電解質体222は、イットリア安定化ジルコニア等の酸素イオン伝導性材料で構成されている。第1検知電極213および第2検知電極223は、電極材として金を主体に構成されており、具体的には、Auおよび酸化ジルコニウムを含む材料から構成されている。なお、第1検知電極213および第2検知電極223の電極材は、アンモニアに対する感度とNOxに対する感度との比が第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103において異なるように、選択されている。   The first reference electrode 211 and the second reference electrode 221 are mainly composed of platinum as an electrode material, and specifically, are composed of a material containing Pt and zirconium oxide. The first solid electrolyte body 212 and the second solid electrolyte body 222 are made of an oxygen ion conductive material such as yttria-stabilized zirconia. The first detection electrode 213 and the second detection electrode 223 are mainly composed of gold as an electrode material, and specifically, are composed of a material containing Au and zirconium oxide. The electrode materials of the first detection electrode 213 and the second detection electrode 223 are selected so that the ratio between the sensitivity to ammonia and the sensitivity to NOx is different in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. Yes.

また、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103は、多孔質からなる保護層230によって一体に覆われている。保護層230は、第1検知電極213および第2検知電極223への被毒物質の付着を防止するとともに、外部から第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103に流入するアンモニアの拡散速度を調整するものである。このように、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103は混成電位式のセンシング部として機能する。   The first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 are integrally covered with a porous protective layer 230. The protective layer 230 prevents the poisonous substances from adhering to the first detection electrode 213 and the second detection electrode 223, and diffuses the ammonia flowing into the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 from the outside. Is to adjust. Thus, the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 function as a mixed potential type sensing unit.

図2に示すように、制御部3は、制御回路180と、マイクロコンピュータ190(以下、マイコン190)を備える。
制御回路180は、回路基板上に配置されたアナログ回路である。制御回路180は、Ip1ドライブ回路181、Vs検出回路182、基準電圧比較回路183、Icp供給回路184、Vp2印加回路185、Ip2検出回路186、ヒータ駆動回路187および起電力検出回路188を備える。
As shown in FIG. 2, the control unit 3 includes a control circuit 180 and a microcomputer 190 (hereinafter, microcomputer 190).
The control circuit 180 is an analog circuit arranged on the circuit board. The control circuit 180 includes an Ip1 drive circuit 181, a Vs detection circuit 182, a reference voltage comparison circuit 183, an Icp supply circuit 184, a Vp2 application circuit 185, an Ip2 detection circuit 186, a heater drive circuit 187, and an electromotive force detection circuit 188.

そして、ポンピング電極132、検知電極142およびポンピング電極152は、基準電位に接続される。ポンピング電極133は、Ip1ドライブ回路181に接続される。基準電極143は、Vs検出回路182とIcp供給回路184に接続される。ポンピング電極153は、Vp2印加回路185とIp2検出回路186に接続される。ヒータ160は、ヒータ駆動回路187に接続される。   The pumping electrode 132, the detection electrode 142, and the pumping electrode 152 are connected to a reference potential. The pumping electrode 133 is connected to the Ip1 drive circuit 181. The reference electrode 143 is connected to the Vs detection circuit 182 and the Icp supply circuit 184. The pumping electrode 153 is connected to the Vp2 application circuit 185 and the Ip2 detection circuit 186. The heater 160 is connected to the heater drive circuit 187.

Ip1ドライブ回路181は、ポンピング電極132とポンピング電極133との間に電圧Vp1を印加して第1ポンピング電流Ip1を供給するとともに、供給した第1ポンピング電流Ip1を検出する。   The Ip1 drive circuit 181 supplies the first pumping current Ip1 by applying the voltage Vp1 between the pumping electrode 132 and the pumping electrode 133, and detects the supplied first pumping current Ip1.

Vs検出回路182は、検知電極142と基準電極143との間の電圧Vsを検出し、検出した結果を基準電圧比較回路183へ出力する。
基準電圧比較回路183は、基準電圧(例えば、425mV)とVs検出回路182の出力(すなわち、電圧Vs)とを比較し、比較結果をIp1ドライブ回路181へ出力する。そしてIp1ドライブ回路181は、電圧Vsが基準電圧と等しくなるように、第1ポンピング電流Ip1の流れる向きと第1ポンピング電流Ip1の大きさとを制御するとともに、第1測定室121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。
The Vs detection circuit 182 detects the voltage Vs between the detection electrode 142 and the reference electrode 143, and outputs the detected result to the reference voltage comparison circuit 183.
The reference voltage comparison circuit 183 compares the reference voltage (for example, 425 mV) with the output of the Vs detection circuit 182 (that is, the voltage Vs), and outputs the comparison result to the Ip1 drive circuit 181. The Ip1 drive circuit 181 controls the flow direction of the first pumping current Ip1 and the magnitude of the first pumping current Ip1 so that the voltage Vs becomes equal to the reference voltage, and also controls the oxygen concentration in the first measurement chamber 121. , And adjust to a predetermined value that does not decompose NOx.

Icp供給回路184は、検知電極142と基準電極143との間に微弱な電流Icpを流す。これにより、酸素が第1測定室121から固体電解質層141を介して基準酸素室146に送り込まれるため、基準酸素室146は、基準となる所定の酸素濃度に設定される。   The Icp supply circuit 184 flows a weak current Icp between the detection electrode 142 and the reference electrode 143. As a result, oxygen is sent from the first measurement chamber 121 to the reference oxygen chamber 146 via the solid electrolyte layer 141, so that the reference oxygen chamber 146 is set to a predetermined oxygen concentration as a reference.

Vp2印加回路185は、ポンピング電極152とポンピング電極153との間に、一定電圧Vp2(例えば、450mV)を印加する。これにより、第2測定室148では、第2ポンピングセル150を構成するポンピング電極152,153の触媒作用によって、NOxが解離される。この解離により得られた酸素イオンがポンピング電極152とポンピング電極153との間の固体電解質層151を移動することにより第2ポンピング電流Ip2が流れる。Ip2検出回路186は、第2ポンピング電流Ip2を検出する。   The Vp2 application circuit 185 applies a constant voltage Vp2 (for example, 450 mV) between the pumping electrode 152 and the pumping electrode 153. Thereby, in the second measurement chamber 148, NOx is dissociated by the catalytic action of the pumping electrodes 152 and 153 constituting the second pumping cell 150. Oxygen ions obtained by this dissociation move through the solid electrolyte layer 151 between the pumping electrode 152 and the pumping electrode 153, whereby a second pumping current Ip2 flows. The Ip2 detection circuit 186 detects the second pumping current Ip2.

ヒータ駆動回路187は、発熱抵抗体であるヒータ160の一端にヒータ通電用の正電圧を印加するともに、ヒータ160の他端にヒータ通電用の負電圧を印加することにより、ヒータ160を駆動する。   The heater driving circuit 187 drives the heater 160 by applying a positive voltage for energizing the heater to one end of the heater 160 that is a heating resistor and applying a negative voltage for energizing the heater to the other end of the heater 160. .

起電力検出回路188は、第1基準電極211と第1検知電極213との間の起電力(以下、第1アンモニア起電力)と、第2基準電極221と第2検知電極223との間の起電力(以下、第2アンモニア起電力)を検出し、検出結果を示す信号をマイコン190へ出力する。   The electromotive force detection circuit 188 includes an electromotive force between the first reference electrode 211 and the first detection electrode 213 (hereinafter referred to as a first ammonia electromotive force) and a second reference electrode 221 and the second detection electrode 223. An electromotive force (hereinafter, second ammonia electromotive force) is detected, and a signal indicating the detection result is output to the microcomputer 190.

マイコン190は、CPU191、ROM192、RAM193および信号入出力部194を備える。マイクロコンピュータの各種機能は、CPU191が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ROM192が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部3を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でもよい。また、マイコン190が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。   The microcomputer 190 includes a CPU 191, a ROM 192, a RAM 193, and a signal input / output unit 194. Various functions of the microcomputer are realized by the CPU 191 executing a program stored in a non-transitional physical recording medium. In this example, the ROM 192 corresponds to a non-transitional tangible recording medium that stores a program. Further, by executing this program, a method corresponding to the program is executed. The number of microcomputers constituting the control unit 3 may be one or more. Further, some or all of the functions executed by the microcomputer 190 may be configured by hardware using one or a plurality of ICs.

CPU191は、ROM192に記憶されたプログラムに基づいて、センサ素子部5を制御するための処理を実行する。信号入出力部194は、Ip1ドライブ回路181、Vs検出回路182、Ip2検出回路186、ヒータ駆動回路187および起電力検出回路188に接続される。信号入出力部194は、Ip1ドライブ回路181、Vs検出回路182、Ip2検出回路186および起電力検出回路188からのアナログ信号の電圧値をディジタルデータに変換してCPU191へ出力する。   The CPU 191 executes a process for controlling the sensor element unit 5 based on a program stored in the ROM 192. The signal input / output unit 194 is connected to the Ip1 drive circuit 181, the Vs detection circuit 182, the Ip2 detection circuit 186, the heater drive circuit 187, and the electromotive force detection circuit 188. The signal input / output unit 194 converts the voltage value of the analog signal from the Ip1 drive circuit 181, Vs detection circuit 182, Ip2 detection circuit 186 and electromotive force detection circuit 188 into digital data and outputs the digital data to the CPU 191.

またCPU191は、信号入出力部194を介してヒータ駆動回路187へ駆動信号を出力することにより、ヒータ160に供給する電力をパルス幅変調により通電制御して、ヒータ160が目標の温度になるようにしている。なお、ヒータ160の通電制御は、NOx検出部101を構成するセル(例えば、酸素濃度検出セル140)のインピーダンスを検出し、検出したインピーダンスが目標値となるように供給電力量を制御する公知の手法によって実現することができる。   In addition, the CPU 191 outputs a drive signal to the heater drive circuit 187 via the signal input / output unit 194, thereby energizing the power supplied to the heater 160 by pulse width modulation so that the heater 160 reaches a target temperature. I have to. In addition, the energization control of the heater 160 is a known method of detecting the impedance of a cell (for example, the oxygen concentration detection cell 140) constituting the NOx detection unit 101 and controlling the amount of power supplied so that the detected impedance becomes a target value. It can be realized by a technique.

またCPU191は、ROM192から各種データを読み込み、第1ポンピング電流Ip1の値、第2ポンピング電流Ip2の値、第1アンモニア起電力の値および第2アンモニア起電力の値から種々の演算処理を行う。   Further, the CPU 191 reads various data from the ROM 192 and performs various arithmetic processes from the value of the first pumping current Ip1, the value of the second pumping current Ip2, the value of the first ammonia electromotive force, and the value of the second ammonia electromotive force.

ROM192は、「第1アンモニア起電力−第1アンモニア濃度出力関係式」、「第2アンモニア起電力−第2アンモニア濃度出力関係式」、「第1ポンピング電流−酸素濃度関係式」、「第2ポンピング電流−NOx濃度出力関係式」、「第1アンモニア濃度出力&第2アンモニア濃度出力&酸素濃度−補正アンモニア濃度関係式」、「第1アンモニア濃度出力&第2アンモニア濃度出力&酸素濃度−補正NO濃度関係式」、「NOx濃度出力&補正アンモニア濃度&補正NO濃度−補正NOx濃度関係式」を記憶する。 The ROM 192 includes "first ammonia electromotive force-first ammonia concentration output relational expression", "second ammonia electromotive force-second ammonia concentration output relational expression", "first pumping current-oxygen concentration relational expression", "second ammonia "Pumping current-NOx concentration output relational expression", "First ammonia concentration output & second ammonia concentration output & oxygen concentration-corrected ammonia concentration relational expression", "First ammonia concentration output & second ammonia concentration output & oxygen concentration-correction" “NO 2 concentration relational expression” and “NOx concentration output & corrected ammonia concentration & corrected NO 2 concentration−corrected NOx concentration relational expression” are stored.

なお、「第1アンモニア濃度出力&第2アンモニア濃度出力&酸素濃度−補正アンモニア濃度関係式」は下記の補正式(1)に相当する。「第1アンモニア濃度出力&第2アンモニア濃度出力&酸素濃度−補正NO濃度関係式」は下記の補正式(2)に相当する。「NOx濃度出力&補正アンモニア濃度&補正NO濃度−補正NOx濃度関係式」は下記の補正式(3)に相当する。 The “first ammonia concentration output & second ammonia concentration output & oxygen concentration−corrected ammonia concentration relational expression” corresponds to the following correction expression (1). “First ammonia concentration output & second ammonia concentration output & oxygen concentration−corrected NO 2 concentration relational expression” corresponds to the following correction expression (2). “NOx concentration output & corrected ammonia concentration & corrected NO 2 concentration−corrected NOx concentration relational expression” corresponds to the following correction formula (3).

また、各種データは、上述のように所定の関係式として設定されていてもよいし、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よく、例えばテーブルとして設定されていてもよい。その他にも、予めガス濃度が既知のガスモデルを用いて得られた値とされていてもよい。   Further, the various data may be set as a predetermined relational expression as described above, or any data that calculates various gas concentrations from the output of the sensor, for example, may be set as a table. In addition, it may be a value obtained in advance using a gas model with a known gas concentration.

「第1アンモニア起電力−第1アンモニア濃度出力関係式」および「第2アンモニア起電力−第2アンモニア濃度出力関係式」は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103から出力されたアンモニア起電力と、アンモニア濃度出力との関係を表す式である。   The “first ammonia electromotive force—first ammonia concentration output relational expression” and “second ammonia electromotive force—second ammonia concentration output relational expression” are output from the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. It is a formula showing the relationship between ammonia electromotive force and ammonia concentration output.

「第1ポンピング電流−酸素濃度関係式」は、第1ポンピング電流と、排気ガス中の酸素濃度(すなわち、O濃度)との関係を表す式である。「第2ポンピング電流−NOx濃度出力関係式」は、第2ポンピング電流と、NOx濃度出力との関係を表す式である。 The “first pumping current-oxygen concentration relational expression” is an expression representing the relation between the first pumping current and the oxygen concentration (that is, O 2 concentration) in the exhaust gas. The “second pumping current-NOx concentration output relational expression” is an expression representing the relation between the second pumping current and the NOx concentration output.

「第1アンモニア濃度出力&第2アンモニア濃度出力&酸素濃度−補正アンモニア濃度関係式」は、酸素濃度、アンモニア濃度およびNO濃度の影響を受けた第1,2アンモニア濃度出力と、酸素濃度およびNO濃度の影響を除去した補正アンモニア濃度との関係を表す式である。「第1アンモニア濃度出力&第2アンモニア濃度出力&酸素濃度−補正NO濃度関係式」は、酸素濃度、アンモニア濃度およびNO濃度の影響を受けた第1,2アンモニア濃度出力と、酸素濃度およびアンモニア濃度の影響を除去した補正NO濃度との関係を表す式である。「NOx濃度出力&補正アンモニア濃度&補正NO濃度−補正NOx濃度関係式」は、アンモニア濃度およびNO濃度の影響を受けたNOx濃度出力と、アンモニア濃度およびNO濃度の影響を除去した補正NOx濃度との関係を表す式である。 The “first ammonia concentration output & second ammonia concentration output & oxygen concentration−corrected ammonia concentration relational expression” is the first and second ammonia concentration outputs affected by the oxygen concentration, ammonia concentration and NO 2 concentration, the oxygen concentration and is an expression that represents the relationship between NO 2 concentration effect correction ammonia concentration to remove the. “First ammonia concentration output & second ammonia concentration output & oxygen concentration−corrected NO 2 concentration relational expression” is the first and second ammonia concentration outputs affected by the oxygen concentration, ammonia concentration and NO 2 concentration, and the oxygen concentration And an equation representing the relationship with the corrected NO 2 concentration from which the influence of the ammonia concentration has been removed. "NOx concentration output and correcting the ammonia concentration and correction NO 2 concentration - correcting the NOx concentration relationship" includes a NOx concentration output affected by the ammonia concentration and NO 2 concentration, correction to remove the effect of ammonia concentration and NO 2 concentration It is a formula showing the relationship with the NOx concentration.

次に、第1ポンピング電流Ip1、第2ポンピング電流Ip2、第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力から、NO濃度、NOx濃度およびアンモニア濃度を求める演算処理について説明する。この演算処理は、マイコン190のCPU191において実行される。 Next, a calculation process for obtaining the NO 2 concentration, the NOx concentration, and the ammonia concentration from the first pumping current Ip1, the second pumping current Ip2, the first ammonia electromotive force, and the second ammonia electromotive force will be described. This calculation process is executed by the CPU 191 of the microcomputer 190.

CPU191は、第1ポンピング電流Ip1、第2ポンピング電流Ip2、第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力が入力されると、酸素濃度、NOx濃度出力、第1アンモニア濃度出力および第2アンモニア濃度出力を求める演算処理を行う。具体的には、ROM192から「第1アンモニア起電力−第1アンモニア濃度出力関係式」、「第2アンモニア起電力−第2アンモニア濃度出力関係式」、「第1ポンピング電流Ip1−酸素濃度関係式」、「第2ポンピング電流Ip2−NOx濃度出力関係式」を呼び出し、これらの関係式を用いて酸素濃度および各濃度出力を算出する処理を行う。   When the CPU 191 receives the first pumping current Ip1, the second pumping current Ip2, the first ammonia electromotive force, and the second ammonia electromotive force, the CPU 191 outputs the oxygen concentration, the NOx concentration output, the first ammonia concentration output, and the second ammonia concentration output. An arithmetic process for obtaining is performed. Specifically, from the ROM 192, “first ammonia electromotive force—first ammonia concentration output relational expression”, “second ammonia electromotive force—second ammonia concentration output relational expression”, “first pumping current Ip1—oxygen concentration relational expression. , "Second pumping current Ip2-NOx concentration output relational expression" is called, and the oxygen concentration and each concentration output are calculated using these relational expressions.

なお、「第1アンモニア起電力−第1アンモニア濃度出力関係式」および「第2アンモニア起電力−第2アンモニア濃度出力関係式」は、第1アンモニア検出部102と第2アンモニア検出部103が使用環境中で出力し得るアンモニア起電力の全範囲において、被測定ガス中のアンモニア濃度とアンモニア検出部のアンモニア濃度出力とが概ね直線関係になるように設定された式である。このような換算式でもって換算することによって、後の補正式において、傾き及びオフセットの変化を利用した計算を可能とする。   The "first ammonia electromotive force-first ammonia concentration output relational expression" and the "second ammonia electromotive force-second ammonia concentration output relational expression" are used by the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. This is an equation set so that the ammonia concentration in the gas to be measured and the ammonia concentration output of the ammonia detector are in a substantially linear relationship over the entire range of ammonia electromotive force that can be output in the environment. By performing conversion using such a conversion formula, it is possible to perform calculation using changes in slope and offset in a later correction formula.

そして、酸素濃度、NOx濃度出力、第1アンモニア濃度出力および第2アンモニア濃度出力が求められると、CPU191は、以下に説明する補正式を用いた演算を行うことで、排気ガス中のアンモニア濃度、NO濃度およびNOx濃度を求める。 When the oxygen concentration, the NOx concentration output, the first ammonia concentration output, and the second ammonia concentration output are obtained, the CPU 191 performs an arithmetic operation using a correction formula described below to obtain the ammonia concentration in the exhaust gas, Determine the NO 2 concentration and NOx concentration.

補正式(1):x=F(A,B,D)
=(eA−c)*(jB−h−fA+d)/(eA−c−iB+g)+fA−d
補正式(2):y=F’(A,B,D)
=(jB−h−fA+d)/(eA−c−iB+g)
補正式(3):z=C−ax+by
ここで、xはアンモニア濃度であり、yはNO濃度であり、zはNOx濃度である。また、Aは第1アンモニア濃度出力であり、Bは第2アンモニア濃度出力であり、CはNOx濃度出力であり、Dは酸素濃度である。そして、式(1)のFは、xが(A,B,D)の関数であることを表し、式(2)のF’は、yが(A,B,D)の関数であることを表す。さらに、a,bは補正係数であり、c,d,e,f,g,h,i,jは酸素濃度Dを用いて計算される係数(すなわち、Dによって決まる係数)である。
Correction formula (1): x = F (A, B, D)
= (EA-c) * (jB-h-fA + d) / (eA-c-iB + g) + fA-d
Correction formula (2): y = F ′ (A, B, D)
= (JB-h-fA + d) / (eA-c-iB + g)
Correction formula (3): z = C−ax + by
Here, x is the ammonia concentration, y is the NO 2 concentration, and z is the NOx concentration. A is the first ammonia concentration output, B is the second ammonia concentration output, C is the NOx concentration output, and D is the oxygen concentration. F in equation (1) represents that x is a function of (A, B, D), and F ′ in equation (2) is that y is a function of (A, B, D). Represents. Further, a and b are correction coefficients, and c, d, e, f, g, h, i, and j are coefficients calculated using the oxygen concentration D (that is, coefficients determined by D).

CPU191は、上述の補正式(1)〜(3)に、第1アンモニア濃度出力、第2アンモニア濃度出力、NOx濃度出力および酸素濃度を代入して演算することによって、排気ガス中のアンモニア濃度、NO濃度およびNOx濃度を求める。 The CPU 191 assigns the first ammonia concentration output, the second ammonia concentration output, the NOx concentration output, and the oxygen concentration to the correction equations (1) to (3) described above, thereby calculating the ammonia concentration in the exhaust gas, Determine the NO 2 concentration and NOx concentration.

なお、補正式(1)および補正式(2)は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103の特性に基づいて定まる式であり、補正式(3)はNOx検出部101の特性に基づいて定まる式である。また補正式(1)〜(3)は、あくまでも補正式の一例を示したものであり、ガス検知特性に応じて、他の補正式および係数等を適宜使用してもよい。   The correction equation (1) and the correction equation (2) are equations that are determined based on the characteristics of the first ammonia detector 102 and the second ammonia detector 103, and the correction equation (3) is a characteristic of the NOx detector 101. This is a formula determined based on The correction expressions (1) to (3) are merely examples of the correction expression, and other correction expressions, coefficients, and the like may be used as appropriate according to the gas detection characteristics.

そして、制御部3のマイコン190は、ガス濃度算出処理を実行する。ガス濃度算出処理は、ヒータ160に電力が供給されることによりヒータ160が発熱してセンサ素子部5が活性化温度になった後に、予め設定された実行周期が経過する毎に実行される処理である。   And the microcomputer 190 of the control part 3 performs a gas concentration calculation process. The gas concentration calculation process is executed every time a preset execution cycle elapses after the heater 160 generates heat by supplying power to the heater 160 and the sensor element unit 5 reaches the activation temperature. It is.

ここで、ガス濃度算出処理の手順を説明する。
ガス濃度算出処理が実行されると、マイコン190のCPU191は、図4に示すように、まずS10にて、第1ポンピング電流Ip1、第2ポンピング電流Ip2、第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力の検出結果を制御回路180から取得する。そしてS20にて、酸素濃度を算出する。具体的には、「第1ポンピング電流Ip1−酸素濃度関係式」を用いて酸素濃度を算出する。
Here, the procedure of the gas concentration calculation process will be described.
When the gas concentration calculation process is executed, the CPU 191 of the microcomputer 190 first, as shown in FIG. 4, in S10, the first pumping current Ip1, the second pumping current Ip2, the first ammonia electromotive force, and the second ammonia electromotive force. The detection result of power is acquired from the control circuit 180. In S20, the oxygen concentration is calculated. Specifically, the oxygen concentration is calculated using “first pumping current Ip1—oxygen concentration relational expression”.

さらにS30にて、上述の演算、すなわち、S20で算出された酸素濃度と補正式(1)を用いた演算により、アンモニア濃度を算出する。
そしてS40にて、S20で算出された酸素濃度と、「第1アンモニア起電力−第1アンモニア濃度出力関係式」と、「第2アンモニア起電力−第2アンモニア濃度出力関係式」と、「第2ポンピング電流−NOx濃度出力関係式」と、「第1アンモニア濃度出力&第2アンモニア濃度出力&酸素濃度−補正NO濃度関係式」と、「NOx濃度出力&補正アンモニア濃度&補正NO濃度−補正NOx濃度関係式」とを用いて、上述の演算により、NO濃度およびNOx濃度を算出する。
Further, in S30, the ammonia concentration is calculated by the above calculation, that is, the calculation using the oxygen concentration calculated in S20 and the correction equation (1).
In S40, the oxygen concentration calculated in S20, “first ammonia electromotive force−first ammonia concentration output relational expression”, “second ammonia electromotive force−second ammonia concentration output relational expression”, “first ammonia electromotive force—second ammonia concentration output relational expression”, a second pumping current -NOx concentration output relationship "," first ammonia concentration output and the second ammonia concentration output and oxygen concentration - correction NO 2 concentration relationship "," NOx concentration output and correcting the ammonia concentration and correction NO 2 concentration Using the “corrected NOx concentration relational expression”, the NO 2 concentration and the NOx concentration are calculated by the above calculation.

次にS50にて、S20で算出された酸素濃度を補正する。以下、S20で算出された酸素濃度を補正前酸素濃度という。S50では、具体的には、S20で算出された補正前酸素濃度をC(O)とし、S30で算出されたアンモニア濃度をC(NH)とし、予め設定された補正係数をαとし、補正後の酸素濃度をCc(O)として、下式(4)により酸素濃度を補正する。なお、本実施形態では、補正係数αは1.25に設定されている。 Next, in S50, the oxygen concentration calculated in S20 is corrected. Hereinafter, the oxygen concentration calculated in S20 is referred to as an uncorrected oxygen concentration. In S50, specifically, the oxygen concentration before correction calculated in S20 is C (O 2 ), the ammonia concentration calculated in S30 is C (NH 3 ), a preset correction coefficient is α, The corrected oxygen concentration is Cc (O 2 ), and the oxygen concentration is corrected by the following equation (4). In the present embodiment, the correction coefficient α is set to 1.25.

Cc(O) = C(O)+ α×C(NH) ・・・(4)
また補正係数αは、下式(5)で示す化学反応式に基づいて設定されている。すなわち、補正係数αは、理論的にアンモニア分子の5/4(=1.25)倍の酸素分子が消費されることに基づいて設定されている。
Cc (O 2 ) = C (O 2 ) + α × C (NH 3 ) (4)
The correction coefficient α is set based on the chemical reaction equation shown by the following equation (5). That is, the correction coefficient α is set based on the theoretical consumption of 5/4 (= 1.25) times as many oxygen molecules as ammonia molecules.

4NH + 5O → 4NO +6HO ・・・(5)
図5は、被測定ガスに含まれる酸素の濃度が15%である場合と7%である場合における補正前酸素濃度のアンモニア濃度依存性を示すグラフである。図5における上のグラフが、酸素濃度が15%である場合のアンモニア濃度依存性を示し、図5における下のグラフが、酸素濃度が7%である場合のアンモニア濃度依存性を示す。
4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (5)
FIG. 5 is a graph showing the dependence of the oxygen concentration before correction on the ammonia concentration when the concentration of oxygen contained in the gas to be measured is 15% and 7%. The upper graph in FIG. 5 shows the ammonia concentration dependency when the oxygen concentration is 15%, and the lower graph in FIG. 5 shows the ammonia concentration dependency when the oxygen concentration is 7%.

図5に示すように、被測定ガスに含まれるアンモニアの濃度が高くなるに伴い、補正前酸素濃度が低くなっている。
被測定ガスに含まれる酸素の濃度が15%および7%である場合における補正前酸素濃度のアンモニア濃度依存性はそれぞれ、図5のグラフにおける直線L1および直線L2で示すように、下式(6)および下式(7)で表される。なお、下式(6),(7)において、Y[%]は補正前酸素濃度であり、X[%]はアンモニア濃度である。
As shown in FIG. 5, the pre-correction oxygen concentration decreases as the concentration of ammonia contained in the gas to be measured increases.
As shown by the straight line L1 and the straight line L2 in the graph of FIG. 5, respectively, the ammonia concentration dependence of the oxygen concentration before correction when the concentration of oxygen contained in the gas to be measured is 15% and 7%, respectively, ) And the following formula (7). In the following formulas (6) and (7), Y [%] is the oxygen concentration before correction, and X [%] is the ammonia concentration.

Y = −1.30X + 14.9 ・・・(6)
Y = −1.28X + 7.03 ・・・(7)
上式(6),(7)の一次式における傾きの絶対値はそれぞれ1.30,1.28であり、上式(5)に基づいて理論的に算出される酸素分子の消費割合(すなわち、1.25)とほぼ一致している。
Y = −1.30X + 14.9 (6)
Y = −1.28X + 7.03 (7)
The absolute values of the slopes in the linear expressions of the above formulas (6) and (7) are 1.30 and 1.28, respectively, and the oxygen molecule consumption rate calculated theoretically based on the above formula (5) (that is, , 1.25).

S50の処理が終了すると、図4に示すように、ガス濃度算出処理を一旦終了する。
このように構成されたマイコン190は、排気ガスに含まれる酸素の濃度を算出する。
そしてマイコン190は、NOx検出部101から第1ポンピング電流Ip1を取得する。
When the process of S50 ends, the gas concentration calculation process is temporarily ended as shown in FIG.
The microcomputer 190 configured as described above calculates the concentration of oxygen contained in the exhaust gas.
Then, the microcomputer 190 acquires the first pumping current Ip1 from the NOx detection unit 101.

NOx検出部101は、排気ガスが流入する第1測定室121における酸素の濃度に応じて値が変化する第1ポンピング電流Ip1を出力する。
マイコン190は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103からそれぞれ第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力を取得する。第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103はそれぞれ、排気ガスに含まれるアンモニアの濃度に応じて値が変化する第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力を出力する。
The NOx detector 101 outputs a first pumping current Ip1 whose value changes according to the oxygen concentration in the first measurement chamber 121 into which exhaust gas flows.
The microcomputer 190 acquires the first ammonia electromotive force and the second ammonia electromotive force from the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103, respectively. The first ammonia detector 102 and the second ammonia detector 103 each output a first ammonia electromotive force and a second ammonia electromotive force whose values change according to the concentration of ammonia contained in the exhaust gas.

マイコン190は、第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力と第1ポンピング電流Ip1とに基づいて、排気ガスに含まれる酸素の濃度を求める。
NOx検出部101では、アンモニアと酸素が第1測定室121に導入される。このため、排気ガスに含まれるアンモニアがNOx検出部101の第1測定室121に導入される場合に、アンモニアが燃焼することにより酸素が消費される。これにより、排気ガスにアンモニアと酸素が含まれる場合には、排気ガスに含まれる酸素の濃度と、第1測定室121における酸素の濃度とが相違する。
The microcomputer 190 obtains the concentration of oxygen contained in the exhaust gas based on the first ammonia electromotive force, the second ammonia electromotive force, and the first pumping current Ip1.
In the NOx detection unit 101, ammonia and oxygen are introduced into the first measurement chamber 121. For this reason, when ammonia contained in the exhaust gas is introduced into the first measurement chamber 121 of the NOx detector 101, oxygen is consumed by burning the ammonia. Thereby, when ammonia and oxygen are contained in the exhaust gas, the concentration of oxygen contained in the exhaust gas is different from the concentration of oxygen in the first measurement chamber 121.

これに対し、マイコン190は、第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力と第1ポンピング電流Ip1とに基づいて、排気ガスに含まれる酸素の濃度を求める。このため、マイコン190は、排気ガスに含まれるアンモニアの濃度に基づいて、アンモニアの燃焼により消費される酸素量を算出することができ、この算出結果と、第1測定室121における酸素の濃度とに基づいて、アンモニアの燃焼により酸素が消費される前の酸素濃度を算出することができる。これにより、マイコン190は、排気ガスに含まれる酸素の濃度の検出精度を向上させることができる。   In contrast, the microcomputer 190 obtains the concentration of oxygen contained in the exhaust gas based on the first ammonia electromotive force, the second ammonia electromotive force, and the first pumping current Ip1. Therefore, the microcomputer 190 can calculate the amount of oxygen consumed by the combustion of ammonia based on the concentration of ammonia contained in the exhaust gas, and the calculation result and the oxygen concentration in the first measurement chamber 121 can be calculated. Based on the above, it is possible to calculate the oxygen concentration before oxygen is consumed by the combustion of ammonia. Thereby, the microcomputer 190 can improve the detection accuracy of the concentration of oxygen contained in the exhaust gas.

またマイコン190は、NOx検出部101から出力された第1ポンピング電流Ip1に基づいて、酸素濃度を算出する。またマイコン190は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103からそれぞれ出力された第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力に基づいて、アンモニア濃度を算出する。そしてマイコン190は、アンモニア濃度に基づいて酸素濃度を補正することで、排気ガスに含まれる酸素の濃度を求める。   Further, the microcomputer 190 calculates the oxygen concentration based on the first pumping current Ip1 output from the NOx detector 101. The microcomputer 190 calculates the ammonia concentration based on the first ammonia electromotive force and the second ammonia electromotive force output from the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103, respectively. And the microcomputer 190 calculates | requires the density | concentration of oxygen contained in exhaust gas by correct | amending oxygen concentration based on ammonia concentration.

またマイコン190は、予め設定された補正係数αとアンモニア濃度との乗算値と、酸素濃度とを加算することで、酸素濃度を補正する。これにより、マイコン190は、1回の乗算と1回の加算を実行するという簡便な演算により酸素濃度を補正することができ、マイコン190の処理負荷を低減することができる。   Further, the microcomputer 190 corrects the oxygen concentration by adding the oxygen value and the multiplication value of the preset correction coefficient α and the ammonia concentration. Thereby, the microcomputer 190 can correct the oxygen concentration by a simple calculation of executing one multiplication and one addition, and the processing load on the microcomputer 190 can be reduced.

また、第1測定室121は、拡散抵抗体122を介して排気ガスが流入するように構成される。拡散抵抗体122があることで、気相反応がより安定して発生するため、マイコン190は、排気ガスに含まれる酸素の濃度を、より正確に求めることができる。   The first measurement chamber 121 is configured such that exhaust gas flows through the diffusion resistor 122. Since the gas phase reaction occurs more stably due to the presence of the diffusion resistor 122, the microcomputer 190 can more accurately determine the concentration of oxygen contained in the exhaust gas.

また、NOx検出部101と第1アンモニア検出部102と第2アンモニア検出部103が、一体型のマルチガスセンサ2として構成されている。これにより、マイコン190は、排気ガスの略同一領域における酸素濃度とアンモニア濃度を検出することができる。   The NOx detector 101, the first ammonia detector 102, and the second ammonia detector 103 are configured as an integrated multi-gas sensor 2. Thereby, the microcomputer 190 can detect the oxygen concentration and the ammonia concentration in substantially the same region of the exhaust gas.

以上説明した実施形態において、マイコン190は濃度算出装置に相当し、S10は第1取得部および第2取得部としての処理に相当し、S50は補正部としての処理に相当する。   In the embodiment described above, the microcomputer 190 corresponds to the concentration calculation device, S10 corresponds to the processing as the first acquisition unit and the second acquisition unit, and S50 corresponds to the processing as the correction unit.

また、S20は第1算出部としての処理に相当し、S30は第2算出部としての処理に相当する。
また、第1測定室121は測定室に相当し、NOx検出部101は第1検出部に相当し、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103は第2検出部に相当する。
S20 corresponds to processing as the first calculation unit, and S30 corresponds to processing as the second calculation unit.
The first measurement chamber 121 corresponds to a measurement chamber, the NOx detection unit 101 corresponds to a first detection unit, and the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 correspond to a second detection unit.

また、排気ガスは被測定ガスに相当し、第1ポンピング電流Ip1は第1濃度信号に相当し、S20で算出された酸素濃度は第1算出濃度に相当する。
また、第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力は第2濃度信号に相当し、S30で算出されたアンモニア濃度は第2算出濃度に相当する。
Further, the exhaust gas corresponds to the measurement gas, the first pumping current Ip1 corresponds to the first concentration signal, and the oxygen concentration calculated in S20 corresponds to the first calculated concentration.
The first ammonia electromotive force and the second ammonia electromotive force correspond to the second concentration signal, and the ammonia concentration calculated in S30 corresponds to the second calculated concentration.

また、補正係数αは補正係数に相当し、マルチガスセンサ2は一体型のガスセンサに相当し、マルチガス検出装置1はガス検出装置に相当する。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
The correction coefficient α corresponds to a correction coefficient, the multi-gas sensor 2 corresponds to an integrated gas sensor, and the multi-gas detection device 1 corresponds to a gas detection device.
As mentioned above, although one embodiment of this indication was described, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, and can carry out various modifications.

例えば上記実施形態では、NOx検出部101から出力される信号に基づいて酸素濃度を算出するものを示した。酸素の濃度に応じて値が変化する信号を出力するセンサはNOx検出部に限定されるものではない。例えば、上記測定室と上記酸素濃度検出セルに加えて、外部から通電されるポンピング電流に応じて上記測定室への酸素の汲み入れ又は汲み出しを行うポンピングセルを備えて構成される全領域空燃比センサから出力される信号に基づいて酸素濃度を算出するものが挙げられる。   For example, in the above embodiment, the oxygen concentration is calculated based on the signal output from the NOx detection unit 101. A sensor that outputs a signal whose value changes according to the concentration of oxygen is not limited to the NOx detector. For example, in addition to the measurement chamber and the oxygen concentration detection cell, a full-range air-fuel ratio comprising a pumping cell that pumps oxygen into or out of the measurement chamber in response to a pumping current energized from the outside. One that calculates the oxygen concentration based on the signal output from the sensor is mentioned.

また上記実施形態では、上式(5)で示す化学反応式に基づいて補正係数αを1.25に設定したものを示した。しかし、アンモニア分子により酸素分子が消費される消費割合は、拡散抵抗体122により排気ガスの拡散が律速される度合いにより変化すると考えられる。同様に、上記消費割合は、センサ素子部5内において、第1測定室121の内部に排気ガスを導入するガス導入口が配置される位置と、第1測定室121が配置される位置とにより変化すると考えられる。このため、例えば図5に示したように補正前酸素濃度のアンモニア濃度依存性を実際に測定し、この測定結果に基づいて、補正係数αを設定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the correction coefficient α is set to 1.25 based on the chemical reaction equation represented by the above equation (5). However, it is considered that the consumption ratio at which oxygen molecules are consumed by ammonia molecules varies depending on the degree of diffusion of exhaust gas controlled by the diffusion resistor 122. Similarly, the consumption rate depends on the position where the gas inlet for introducing the exhaust gas is arranged inside the first measurement chamber 121 and the position where the first measurement chamber 121 is arranged in the sensor element unit 5. It will change. For this reason, for example, as shown in FIG. 5, the ammonia concentration dependence of the oxygen concentration before correction may be actually measured, and the correction coefficient α may be set based on the measurement result.

また上記実施形態では、補正前の酸素濃度を用いてアンモニア濃度を補正する処理を行ったが、補正前のアンモニア濃度を用いて酸素の補正を行ってもよい。しかし、酸素濃度を用いてアンモニア濃度を補正する処理を行うことで、より正確にアンモニア濃度を算出することができる。   In the above embodiment, the ammonia concentration is corrected using the oxygen concentration before correction. However, oxygen correction may be performed using the ammonia concentration before correction. However, the ammonia concentration can be calculated more accurately by performing the process of correcting the ammonia concentration using the oxygen concentration.

また上記実施形態では、拡散抵抗体122により排気ガスの拡散が律速されるものを示した。しかし、拡散抵抗は多孔質の拡散抵抗体に限定されるものではなく、スリット、素子の保護層等、被測定ガスが測定室に流入する経路上で拡散抵抗を付与するものであればよく、プロテクタの構造やセンサの位置を設定することで、拡散抵抗を付与することができる。   In the above embodiment, the diffusion resistor 122 controls the diffusion of the exhaust gas. However, the diffusion resistance is not limited to the porous diffusion resistor, and any diffusion resistance may be provided on the path through which the gas to be measured flows into the measurement chamber, such as the slit and the protective layer of the element. By setting the structure of the protector and the position of the sensor, diffusion resistance can be given.

上記各実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。   The functions of one component in each of the above embodiments may be shared by a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be exhibited by one component. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of each said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of each of the above embodiments may be added to or replaced with the configuration of the other above embodiments. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.

上述したマイコン190の他、当該マイコン190を構成要素とするシステム、当該マイコン190としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、濃度算出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。   In addition to the above-described microcomputer 190, a system including the microcomputer 190 as a constituent element, a program for causing the computer to function as the microcomputer 190, a non-transition actual recording medium such as a semiconductor memory storing the program, a concentration calculation method, and the like The present disclosure can be realized in various forms.

1…マルチガス検出装置、2…マルチガスセンサ、3…制御部、101…検出部、102…第1アンモニア検出部、103…第2アンモニア検出部、121…第1測定室、122…拡散抵抗体、140…酸素濃度検出セル、190…マイコン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multi gas detection apparatus, 2 ... Multi gas sensor, 3 ... Control part, 101 ... Detection part, 102 ... 1st ammonia detection part, 103 ... 2nd ammonia detection part, 121 ... 1st measurement chamber, 122 ... Diffusion resistor 140 ... oxygen concentration detection cell, 190 ... microcomputer

Claims (6)

被測定ガスに含まれる酸素の濃度を算出する濃度算出装置であって、
被測定ガスが流入する測定室における酸素の濃度に応じて値が変化する第1濃度信号を出力する第1検出部から前記第1濃度信号を取得するように構成された第1取得部と、
前記被測定ガスに含まれるアンモニアの濃度に応じて値が変化する第2濃度信号を出力する第2検出部から前記第2濃度信号を取得するように構成された第2取得部と、
前記第2濃度信号および前記第1濃度信号に基づいて、前記被測定ガスに含まれる酸素の濃度を求めるように構成された補正部と
を備える濃度算出装置。
A concentration calculation device for calculating the concentration of oxygen contained in a gas to be measured,
A first acquisition unit configured to acquire the first concentration signal from a first detection unit that outputs a first concentration signal whose value changes according to the concentration of oxygen in the measurement chamber into which the measurement gas flows;
A second acquisition unit configured to acquire the second concentration signal from a second detection unit that outputs a second concentration signal whose value changes according to the concentration of ammonia contained in the gas to be measured;
A concentration calculation device comprising: a correction unit configured to obtain a concentration of oxygen contained in the measurement gas based on the second concentration signal and the first concentration signal.
請求項1に記載の濃度算出装置であって、
前記第1検出部から出力された前記第1濃度信号に基づいて、第1算出濃度を算出するように構成された第1算出部と、
前記第2検出部から出力された前記第2濃度信号に基づいて、第2算出濃度を算出するように構成された第2算出部とを備え、
前記補正部は、前記第2算出濃度に基づいて前記第1算出濃度を補正することで、前記被測定ガスに含まれる酸素の濃度を求める濃度算出装置。
The concentration calculation apparatus according to claim 1,
A first calculator configured to calculate a first calculated density based on the first density signal output from the first detector;
A second calculation unit configured to calculate a second calculated concentration based on the second concentration signal output from the second detection unit;
The concentration calculating device obtains the concentration of oxygen contained in the gas to be measured by correcting the first calculated concentration based on the second calculated concentration.
請求項2に記載の濃度算出装置であって、
前記補正部は、予め設定された補正係数と前記第2算出濃度との乗算値と、前記第1算出濃度とを加算することで、前記第1算出濃度を補正する濃度算出装置。
The concentration calculation apparatus according to claim 2,
The correction unit corrects the first calculated density by adding a multiplication value of a preset correction coefficient and the second calculated density and the first calculated density.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の濃度算出装置であって、
前記測定室は、拡散抵抗体を介して前記被測定ガスが流入するように構成される濃度算出装置。
It is the density | concentration calculation apparatus of any one of Claims 1-3,
The concentration calculation device is configured such that the measurement chamber flows in the measurement gas through a diffusion resistor.
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の濃度算出装置であって、
前記第1検出部と前記第2検出部が、一体型のガスセンサとして構成されている濃度算出装置。
It is the density | concentration calculation apparatus of any one of Claims 1-4, Comprising:
The concentration calculation apparatus in which the first detection unit and the second detection unit are configured as an integrated gas sensor.
被測定ガスが流入する測定室における酸素の濃度に応じて値が変化する第1濃度信号を出力する第1検出部と、
前記被測定ガスに含まれるアンモニアの濃度に応じて値が変化する第2濃度信号を出力する第2検出部と、
請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の濃度算出装置と
を備えるガス検出装置。
A first detector that outputs a first concentration signal whose value changes according to the concentration of oxygen in the measurement chamber into which the gas to be measured flows;
A second detection unit that outputs a second concentration signal whose value changes according to the concentration of ammonia contained in the gas to be measured;
A gas detection apparatus comprising: the concentration calculation apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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