(57)【要約】【課題】より高い精度で特定のガス成分の濃度を検出することが可能なガスセンサを提供する。【解決手段】ガスセンサは、ポンプ電流検出部２１と、センサ電流検出部２２と、判定部２４と、センサ電流補正部２５と、ＮＯｘ濃度演算部２６とを備える。ポンプ電流検出部２１は、ポンプセル１３に流れるポンプ電流を検出する。センサ電流検出部２２は、センサセル１４に流れるセンサ電流を検出する。ＮＯｘ濃度演算部２６は、センサ電流検出部２２により検出されるセンサ電流検出値に基づいて排気中のＮＯｘ濃度を演算する。判定部２４は、ポンプ電流検出部２１により検出されるポンプ電流検出値に基づいて、基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたか否かを判定する。センサ電流補正部２５は、基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定されたとき、センサ電流検出値を補正する。【選択図】図６
2020122763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが導入される測定室（１０１）と、
基準ガスが導入される基準ガス室（１０２）と、
前記測定室に設けられる第１電極（１３０）と、前記基準ガス室に設けられる第２電極（１７）とを有し、前記第１電極及び前記第２電極の間に電圧が印加されることにより、前記測定室に導入される排ガスに含まれる酸素を除去する第１セル（１３）と、
前記第１電極及び前記第２電極の間に流れる第１電流を検出する第１電流検出部（２１）と、
前記測定室に設けられる第３電極（１４０）と、前記基準ガス室に設けられる第４電極（１７）とを有し、前記第３電極及び前記第４電極の間に電圧が印加され、前記第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガス成分の濃度に応じた第２電流が流れる第２セル（１４）と、
前記第２電流を検出する第２電流検出部（２２）と、
前記第２電流検出部により検出される第２電流検出値に基づいて特定のガス成分の濃度を演算する演算部（２６）と、
前記第１電流検出部により検出される第１電流検出値に基づいて、前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたか否かを判定する判定部（２４）と、
前記判定部により前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定されたとき、前記第２電流検出値を補正する補正部（２５）と、を備える
ガスセンサ。
【請求項２】
排ガスが導入される測定室（１０１）と、
基準ガスが導入される基準ガス室（１０２）と、
前記測定室に設けられる第１電極（１３０）と、前記基準ガス室に設けられる第２電極（１７）とを有し、前記第１電極及び前記第２電極の間に電圧が印加されることにより、前記測定室に導入される排ガスに含まれる酸素を除去する第１セル（１３）と、
前記第１電極及び前記第２電極の間に流れる第１電流を検出する第１電流検出部（２１）と、
前記測定室に設けられる第３電極（１４０）と、前記基準ガス室に設けられる第４電極（１７）とを有し、前記第３電極及び前記第４電極の間に電圧が印加され、前記第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガス成分の濃度に応じた第２電流が流れる第２セル（１４）と、
前記第２電流を検出する第２電流検出部（２２）と、
前記測定室に設けられる第５電極（１５０）と、前記基準ガス室に設けられる第６電極（１７）とを有し、前記第５電極及び前記第６電極の間に電圧が印加されることにより、前記第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる残留酸素の濃度に応じた第３電流が流れる第３セル（１５）と、
前記第３電流を検出する第３電流検出部（２７）と、
前記第２電流検出部により検出される第２電流検出値、及び前記第３電流検出部により検出される第３電流検出値に基づいて特定のガス成分の濃度を演算する演算部（２６）と、
前記第１電流検出部により検出される第１電流検出値に基づいて、前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたか否かを判定する判定部（２４）と、
前記判定部により前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定されたとき、前記第２電流検出値及び前記第３電流検出値の少なくとも一方を補正する補正部（２８）と、を備える
ガスセンサ。
【請求項３】
前記判定部は、前記第１電流検出値の時間変化量が所定範囲外であることに基づいて、前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定する
請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１電流検出値が所定範囲外であることに基づいて、前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定する
請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記補正部は、前記基準ガス室の酸素濃度が急変した際の第２電流検出値の変化量に応じた補正係数を予め有しており、前記第２電流検出値を補正する際に、前記補正係数を用いて前記第２電流検出値を補正する
請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記補正部は、前記基準ガス室の酸素濃度が急変した際の前記第２セル及び前記第３セルの出力比の関係を示す補正係数を予め有しており、前記補正係数を用いて前記第２電流検出値及び前記第３電流検出値の少なくとも一方を補正する
請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項７】
前記補正部は、前記判定部により前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定された時点から所定時間が経過するまでの間、補正を実行する
請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスセンサ。
【請求項８】
前記補正部は、
前記判定部により前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定される直前に前記第２電流検出部により検出された第２電流検出値を基準値として取得するとともに、
前記判定部により前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定された後、前記第２電流検出値が前記基準値未満である期間、補正を実行する
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項９】
前記判定部は、前記第１電流検出値の時間変化量が所定値以上であって、且つ前記第２電流検出値が前記第３電流検出値よりも小さいことに基づいて、前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定し、
前記補正部は、前記判定部により前記基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定された後、前記第２電流検出値が前記第３電流検出値以上であると判断するまでの期間、又は前記基準ガス室の酸素濃度が平衡状態に達したと判断するまでの期間、補正を実行する
請求項２に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記の特許文献１に記載のガスセンサがある。特許文献１に記載のガスセンサには、排ガスが導入される測定室が設けられている。測定室は、第１固体電解質体と、第２固体電解質体とにより挟まれる空間として形成されている。特許文献１に記載のガスセンサは、測定室に導入される排ガス中の酸素を大気に排出しつつ酸素濃度に応じた電流が流れるポンプセルと、酸素排出後のガス成分から窒素酸化物の濃度に応じた電流が流れるセンサセルとを備えている。ポンプセルは、第１固体電解質体と、第１固体電解質体において測定室に面する一方の表面に設けられるポンプ電極と、第１固体電解質体の他方の表面に設けられる基準電極とにより構成されている。センサセルは、第２固体電解質体と、第２固体電解質体において測定室に面する一方の表面に設けられるセンサ電極と、固体電解質体の他方の表面に設けられる基準電極とを有している。センサセルの基準電極は、大気が導入される基準ガス室に配置されている。
【０００３】
特許文献１に記載のガスセンサは、ポンプセル及びセンサセルのそれぞれを流れる電流値を検出する制御回路を更に備えている。センサセルには、排ガス中の酸素濃度の変化に応じてセンサセルの電流値が変化するという酸素濃度依存性が存在する。このセンサセルの電流値における酸素濃度依存性を解消するために、制御回路では、ポンプセルを流れるポンプ電流に基づいて、センサセルの電流値が補正されるようになっている。特許文献１に記載のガスセンサでは、補正されたセンサセルの電流値に基づいて窒素酸化物の濃度が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のガスセンサにおいては、センサセルの基準電極のみが基準ガス室に配置されているが、ポンプセルの基準電極及びセンサセルの基準電極の両方を基準ガス室に配置することも可能である。しかしながら、このような構造をガスセンサにおいて採用した場合、以下のような課題が生じる可能性がある。
【０００６】
ポンプセルの基準電極が基準ガス室に配置されている場合、排ガス中の酸素がポンプセルにより基準ガス室に排出される。そのため、排ガス中の酸素濃度が急変すると、基準ガス室の酸素濃度も急変することになるため、基準ガス室の酸素濃度が実際の大気の酸素濃度よりも高くなる可能性がある。このようにして基準ガス室の酸素濃度が高くなると、センサ電極と基準電極との間に発生している起電力に変化が生じる。センサ電極と基準電極との間には、それらの静電容量に応じた電荷が蓄えられている。センサ電極と基準電極との間に発生している起電力が変化すると、センサ電極と基準電極との間に蓄えられている電荷にも変化が生じる。これが、センサセルの電流値を変化させる要因となる。このように基準ガス室の酸素濃度の変化に起因してセンサセルの電流値に変化が生じることにより、窒素酸化物の濃度検出値にも変化が生じる。これが、窒素酸化物の濃度検出値に誤差を生じさせる要因となる。
【０００７】
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より高い精度で特定のガス成分の濃度を検出することが可能なガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するガスセンサは、測定室（１０１）と、基準ガス室（１０２）と、第１セル（１３）と、第１電流検出部（２１）と、第２セル（１４）と、第２電流検出部（２２）と、演算部（２６）と、判定部（２４）と、補正部（２５）と、を備える。測定室には、排ガスが導入される。基準ガス室には、基準ガスが導入される。第１セルは、測定室に設けられる第１電極（１３０）と、基準ガス室に設けられる第２電極（１７）とを有し、第１電極及び第２電極の間に電圧が印加されることにより、測定室に導入される排ガスに含まれる酸素を除去する。第１電流検出部は、第１電極及び第２電極の間に流れる第１電流を検出する。第２セルは、測定室に設けられる第３電極（１４０）と、基準ガス室に設けられる第４電極（１７）とを有し、第３電極及び第４電極の間に電圧が印加され、第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガス成分の濃度に応じた第２電流が流れる。第２電流検出部は、第２電流を検出する。演算部は、第２電流検出部により検出される第２電流検出値に基づいて特定のガス成分の濃度を演算する。判定部は、第１電流検出部により検出される第１電流検出値に基づいて、基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたか否かを判定する。補正部は、判定部により基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定されたとき、第２電流検出値を補正する。
【０００９】
この構成によれば、基準ガス室の酸素濃度に変化が生じた際、第２電流検出値が補正されることにより、基準ガス室の酸素濃度の変化が第２電流検出値に与える影響を小さくすることができる。この補正された第２電流検出値に基づいて特定のガス成分の濃度が演算されることにより、より高い精度で特定のガス成分の濃度を検出することが可能となる。
【００１０】
また、上記課題を解決するガスセンサは、測定室（１０１）と、基準ガス室（１０２）と、第１セル（１３）と、第１電流検出部（２１）と、第２セル（１４）と、第２電流検出部（２２）と、第３セル（１５）と、第３電流検出部（２７）と、演算部（２６）と、判定部（２４）と、補正部（２８）と、を備える。測定室には、排ガスが導入される。基準ガス室には、基準ガスが導入される。第１セルは、測定室に設けられる第１電極（１３０）と、基準ガス室に設けられる第２電極（１７）とを有し、第１電極及び第２電極の間に電圧が印加されることにより、測定室に導入される排ガスに含まれる酸素を除去する。第１電流検出部は、第１電極及び第２電極の間に流れる第１電流を検出する。第２セルは、測定室に設けられる第３電極（１４０）と、基準ガス室に設けられる第４電極（１７）とを有し、第３電極及び第４電極の間に電圧が印加され、第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガス成分の濃度に応じた第２電流が流れる。第２電流検出部は、第２電流を検出する。第３セルは、測定室に設けられる第５電極（１５０）と、基準ガス室に設けられる第６電極（１７）とを有し、第５電極及び第６電極の間に電圧が印加されることにより、第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる残留酸素の濃度に応じた第３電流が流れる。第３電流検出部は、第３電流を検出する。演算部は、第２電流検出部により検出される第２電流検出値、及び第３電流検出部により検出される第３電流検出値に基づいて特定のガス成分の濃度を演算する。判定部は、第１電流検出部により検出される第１電流検出値に基づいて、基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたか否かを判定する。補正部は、判定部により基準ガス室の酸素濃度に変化が生じたと判定されたとき、第２電流検出値及び第３電流検出値の少なくとも一方を補正する。
【００１１】
この構成によれば、基準ガス室の酸素濃度に変化が生じた際、第２電流検出値及び第３電流検出値の少なくとも一方が補正されるため、基準ガス室の酸素濃度の変化が第２電流検出値及び第３電流検出値の少なくとも一方に与える影響を小さくすることができる。そのため、補正された第２電流検出値及び第３電流検出値に基づいて特定のガス成分の濃度を演算することにより、より高い精度で特定のガス成分の濃度を検出することが可能となる。
【００１２】
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、より高い精度で特定のガス成分の濃度を検出することが可能なガスセンサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態のガスセンサの断面構造を示す断面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態のガスセンサの電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１に示される位置Ｐ１〜Ｐ４と基準ガス室の酸素濃度との関係を示すグラフである。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、基準ガス室の酸素濃度、センサ電流検出値、及びＮＯｘ濃度検出値の推移を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、第１実施形態のガスセンサの制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１実施形態のガスセンサの制御回路により実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１実施形態の変形例のガスセンサの制御回路により実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第２実施形態のガスセンサの断面構造を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態のガスセンサの制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態のガスセンサの制御回路により実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、基準ガス室の酸素濃度、センサ電流検出値、モニタ電流検出値、及びＮＯｘ濃度検出値の推移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、ガスセンサの実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
はじめに、図１に示される第１実施形態のガスセンサ１について説明する。図１に示されるガスセンサ１は、例えば車両の排気通路に配置される。排気通路には、内燃機関から排出される排ガスに含まれる有害物質、例えば一酸化炭素や窒素酸化物を浄化する排気浄化装置が設けられている。ガスセンサ１は、排気浄化装置を通過した排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検出するとともに、検出した窒素酸化物の濃度に応じた信号を出力する。以下では、窒素酸化物を「ＮＯｘ」とも称する。本実施形態では、ＮＯｘが、排ガスに含まれる特定のガス成分に相当する。
【００１６】
図１に示されるように、ガスセンサ１は、本体部１０と、固体電解質体１１と、拡散抵抗体１２と、ポンプセル１３と、センサセル１４と、ヒータ１６とを備えている。
本体部１０は、所定の隙間を有して固体電解質体１１を厚さ方向に挟むように配置されている。本体部１０と固体電解質体１１との間に形成される一方の隙間は、測定室１０１を形成している。本体部１０には、その外周面から測定室１０１に貫通する導入孔１０３が形成されている。本体部１０と固体電解質体１１との間に形成される他方の隙間は、基準ガス室１０２を形成している。基準ガス室１０２には、ガスセンサに設けられる大気口を介して基準酸素濃度ガスとしての大気が導入される。
【００１７】
拡散抵抗体１２は、導入孔１０３に配置されている。拡散抵抗体１２は、アルミナ等の多孔質部材や、細孔を有する部材からなる。拡散抵抗体１２は、測定室１０１内に導入される排気量を制限するために設けられている。
ポンプセル１３は、センサセル１４よりも導入孔１０３に近い位置に配置されている。ポンプセル１３は、導入孔１０３から導入される排ガス中の酸素を除去する。本実施形態では、ポンプセル１３が第１セルに相当する。
【００１８】
ポンプセル１３は、固体電解質体１１と、固体電解質体１１の測定室１０１側の表面に配置されるポンプ電極１３０と、固体電解質体１１の基準ガス室１０２側の表面に配置される共通電極１７とにより構成されている。ポンプ電極１３０は、ＮＯｘを分解し難いＮＯｘ不活性電極、例えばＰｔ−Ａｕ（白金−金）合金により形成される電極からなる。共通電極１７は、センサセル１４に対応する領域まで延びるように配置されている。ポンプ電極１３０と共通電極１７との間には、ポンプ電圧Ｖｐが印加されている。本実施形態では、ポンプセル１３が第１セルに相当し、ポンプ電極１３０が第１電極に相当し、共通電極１７が第２電極に相当する。
【００１９】
ポンプ電極１３０には、導入孔１０３を通じて測定室１０１に導入される排ガスが接触する。ポンプ電極１３０に排ガス中の酸素が接触すると、ポンプ電極１３０において酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、固体電解質体１１内を共通電極１７に向かって流れ、共通電極１７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、基準ガス室１０２から大気に放出される。この際の電荷の流れに応じてポンプ電極１３０と共通電極１７との間にポンプ電流Ｉｐが流れる。したがって、ポンプ電流Ｉｐは、ポンプセル１３における酸素の除去量、換言すれば排ガス中の酸素濃度に応じた値を示す。本実施形態では、ポンプ電流Ｉｐが第１電流に相当する。
【００２０】
図２に示されるように、センサセル１４は、ポンプセル１３よりも導入孔１０３から離間した位置に配置されている。センサセル１４は、ポンプセル１３を通過した排ガス中のＮＯｘ濃度を検出する。本実施形態では、センサセル１４が第２セルに相当する。
図１に示されるように、センサセル１４は、固体電解質体１１と、固体電解質体１１の測定室１０１側の表面に配置されるセンサ電極１４０と、共通電極１７とにより構成されている。センサ電極１４０は、ＮＯｘを分解し易いＮＯｘ活性電極、例えばＰｔ−Ｒｈ（白金−ロジウム）合金により形成される電極からなる。センサ電極１４０と共通電極１７との間には、センサ電圧Ｖｓが印加されている。本実施形態では、センサセル１４が第２セルに相当し、センサ電極１４０が第３電極に相当し、共通電極１７が第４電極に相当する。
【００２１】
センサ電極１４０には、ポンプ電極１３０を通過した排ガス、すなわち酸素が除去された排ガスが接触する。センサ電極１４０に排ガス中のＮＯｘが接触することにより、センサ電極１４０においてＮＯｘが窒素及び酸素に分解される。センサ電極１４０において分解された酸素がセンサ電極１４０に接触することにより、センサ電極１４０において酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、固体電解質体１１内を共通電極１７に向かって流れ、共通電極１７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、基準ガス室１０２から大気に放出される。この際の電荷の流れに応じてセンサ電極１４０と共通電極１７との間にセンサ電流Ｉｓが流れる。したがって、センサ電流Ｉｓは、排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた値を示す。本実施形態では、センサ電流Ｉｓが第２電流に相当する。
【００２２】
このように、本実施形態のガスセンサ１では、基準ガス室１０２に配置されるポンプセル１３及びセンサセル１４のそれぞれの電極として共通の電極１７が用いられている。
ヒータ１６は、本体部１０の内部に設けられている。ヒータ１６は、通電に基づき発熱することにより固体電解質体１１を加熱し、固体電解質体１１の温度を活性化温度に保持する。
【００２３】
図３に示されるように、ガスセンサ１は、各種演算処理やヒータ１６の駆動制御等を統括的に行う制御回路２０を更に備えている。制御回路２０は、各種演算処理として、例えば酸素濃度検出値ＤＯ及びＮＯｘ濃度検出値ＤＮの演算を行う。具体的には、制御回路２０には、ポンプセル１３から出力されるポンプ電流Ｉｐ、及びセンサセル１４から出力されるセンサ電流Ｉｓが取り込まれている。制御回路２０は、ポンプセル１３から出力されるポンプ電流Ｉｐ、及びセンサセル１４から出力されるセンサ電流Ｉｓを検出する。制御回路２０により検出されるポンプ電流検出値Ｉｐは、排ガス中の酸素濃度と相関関係がある。また、制御回路２０により検出されるセンサ電流検出値Ｉｓは、排ガス中のＮＯｘ濃度と相関関係がある。これを利用し、制御回路２０は、ポンプ電流検出値Ｉｐに基づいて酸素濃度検出値ＤＯを演算するとともに、センサ電流検出値Ｉｓに基づいてＮＯｘ濃度検出値ＤＮを演算する。制御回路２０は、演算された酸素濃度検出値ＤＯ及びＮＯｘ濃度検出値ＤＮを、車両に搭載される制御装置、例えば車両の内燃機関を制御する制御装置に出力する。
【００２４】
ところで、このような構成を有するガスセンサ１にあっては、例えば内燃機関で燃料カット制御が行われたような場合、測定室１０１に導入される排ガスの酸素濃度が急変する可能性がある。測定室１０１に導入される排ガスの酸素濃度が急変すると、その排ガス中の酸素がポンプセル１３によって基準ガス室１０２に排出されることで、基準ガス室１０２の酸素濃度も急変する。図４は、基準ガス室１０２の酸素濃度の変化態様をグラフにより示したものである。
【００２５】
なお、図４において位置Ｐ１〜Ｐ４は、図１に示される位置Ｐ１〜Ｐ４に対応している。すなわち、位置Ｐ１は、ポンプセル１３において導入孔１０３に最も近い端部の位置に対応する。位置Ｐ２は、ポンプセル１３において導入孔１０３から最も離間した端部の位置に対応する。位置Ｐ３は、センサセル１４においてポンプセル１３に最も近い端部の位置に対応する。位置Ｐ４は、センサセル１４においてポンプセル１３から最も離間した端部の位置に相当する。以下では、基準ガス室１０２における位置Ｐ１から位置Ｐ２までの領域、すなわちポンプセル１３が配置されている領域を「ポンプセル領域ＡＰ」と称する。また、基準ガス室１０２における位置Ｐ３から位置Ｐ４までの領域、すなわちセンサセル１４が配置されている領域を「センサセル領域ＡＳ」と称する。
【００２６】
また、図４において、酸素濃度Ｃｂは、大気の酸素濃度を示すものである。基準ガス室１０２の酸素濃度は、通常、大気の酸素濃度Ｃｂである。
図４に示されるように、測定室１０１に導入される排ガスの酸素濃度が急変すると、基準ガス室１０２の酸素濃度は、まず、一点鎖線Ｌ１に示されるように変化する。すなわち、ポンプセル１３により基準ガス室１０２に酸素が排出されるため、基準ガス室１０２のポンプセル領域ＡＰの酸素濃度が、大気の酸素濃度Ｃｂよりも所定値αだけ高い「Ｃｂ＋α」まで増加する。このとき、基準ガス室１０２のセンサセル領域ＡＳの酸素濃度は大気の酸素濃度Ｃｂになっている。
【００２７】
その後、基準ガス室１０２のポンプセル領域ＡＰに存在する酸素がセンサセル領域ＡＳに流れることにより、図４に実線Ｌ２で示されるように、センサセル領域ＡＳの酸素濃度も「Ｃｂ＋α」まで増加する。その後、基準ガス室１０２の酸素濃度は「Ｃｂ＋α」で安定することになる。このような基準ガス室１０２の酸素濃度の変化が、制御回路２０により検出されるセンサ電流検出値Ｉｓに変化を生じさせる要因となる。
【００２８】
具体的には、基準ガス室１０２の酸素濃度が大気の酸素濃度Ｃｂに保持されている場合、センサセル１４に生じる起電力は略一定値となっている。そのため、センサセル１４に実際に加わっている実効電圧は、センサ電圧Ｖｓからセンサセル１４の起電力を減算した値となる。
【００２９】
これに対し、図５（Ａ）に示されるように、例えば時刻ｔ１０で基準ガス室１０２の酸素濃度が増加し始めたとすると、センサセル１４の起電力に変化が生じる。このセンサセル１４の起電力の変化に伴ってセンサセル１４の実効電圧にも変化が生じる。センサセル１４では、センサ電極１４０と共通電極１７との間にそれらの静電容量に応じた電荷が蓄えられている。そのため、センサセル１４の実効電圧に変化が生じると、センサ電極１４０と共通電極１７との間に蓄えられている電荷にも変化が生じる。このようなセンサセル１４の電荷の変化により、電荷の変化量に応じた電流がセンサセル１４に流れる。これにより、図５（Ｂ）に示されるように、時刻ｔ１０以降、センサ電流検出値Ｉｓは、基準値Ｉｓｚからピーク値Ｉｓｐまで一旦低下した後に増加するように変化する。基準値Ｉｓｚは、基準ガス室１０２の酸素濃度が変化する直前のセンサ電流検出値Ｉｓである。
【００３０】
図５（Ｂ）に示されるようにセンサ電流検出値Ｉｓが急変することにより、センサ電流検出値Ｉｓに基づいて演算されるＮＯｘ濃度検出値ＤＮにも、図５（Ｃ）に示されるような変化が生じる。すなわち、ＮＯｘ濃度検出値ＤＮも、基準値ＤＮｚからピーク値ＤＮｐまで一旦低下した後に増加するように変化する。このとき、図５（Ｃ）に二点鎖線で示されるように、実際の排ガスのＮＯｘ濃度は基準値ＤＮｚから変化していないにも関わらず、ＮＯｘ濃度検出値ＤＮが急変する。そのため、排ガスのＮＯｘ濃度が誤って検出されてしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態のガスセンサ１の制御回路２０では、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたことが検出された場合には、センサ電流検出値Ｉｓを補正するとともに、補正後のセンサ電流検出値Ｉｓに基づいてＮＯｘ濃度検出値ＤＮを演算することとしている。
【００３２】
具体的には、図６に示されるように、制御回路２０は、ポンプ電流検出部２１と、センサ電流検出部２２と、酸素濃度演算部２３と、判定部２４と、センサ電流補正部２５と、ＮＯｘ濃度演算部２６とを備えている。
ポンプ電流検出部２１は、ポンプセル１３から出力されるポンプ電流Ｉｐを検出するとともに、検出されたポンプ電流検出値Ｉｐを酸素濃度演算部２３及び判定部２４に出力する。本実施形態では、ポンプ電流検出部２１が第１電流検出部に相当し、ポンプ電流検出値Ｉｐが第１電流検出値に相当する。
【００３３】
酸素濃度演算部２３は、ポンプ電流検出部２１から出力されるポンプ電流検出値Ｉｐから演算式を用いて酸素濃度検出値ＤＯを演算するとともに、演算された酸素濃度検出値ＤＯを出力する。
判定部２４は、ポンプ電流検出値Ｉｐに基づいて基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたか否かを判定する。具体的には、判定部２４は、ポンプ電流検出値Ｉｐの時間変化量が所定値以上であることを検知した場合、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定する。判定部２４は、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定した場合、その旨をセンサ電流補正部２５に通知する。
【００３４】
センサ電流検出部２２は、センサセル１４から出力されるセンサ電流Ｉｓを検出するとともに、検出されたセンサ電流検出値Ｉｓをセンサ電流補正部２５に出力する。本実施形態では、センサ電流検出部２２が第２電流検出部に相当し、センサ電流検出値Ｉｓが第２電流検出値に相当する。
【００３５】
センサ電流補正部２５は、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じた旨が判定部２４から通知されていない場合には、センサ電流検出部２２から出力されるセンサ電流検出値ＩｓをそのままＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。これに対し、センサ電流補正部２５は、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じた旨が判定部２４から通知された場合には、センサ電流検出部２２から出力されるセンサ電流検出値Ｉｓを補正するとともに、補正後のセンサ電流検出値ＩｓｃをＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。
【００３６】
ＮＯｘ濃度演算部２６は、センサ電流補正部２５から出力されるセンサ電流検出値Ｉｓ又は補正後のセンサ電流検出値Ｉｓｃに変換係数Ｂを乗算することによりＮＯｘ濃度検出値ＤＮを演算するとともに、演算されたＮＯｘ濃度検出値ＤＮを出力する。
次に、図７を参照して、判定部２４及びセンサ電流補正部２５により実行される処理の手順について具体的に説明する。なお、図７に示される処理において、フラグＦの初期値は「０」に設定されている。また、図７に示される処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。
【００３７】
図７に示されるように、センサ電流補正部２５は、まず、ステップＳ１０の処理として、フラグＦの値が「０」であるか否かを判断する。センサ電流補正部２５は、ステップＳ１０の処理で肯定判断した場合には、すなわちフラグＦの値が「０」である場合には、センサ電流検出値Ｉｓを補正する必要がないと判断する。この場合、ステップＳ１０に続くステップＳ１１の処理として、判定部２４が、ポンプ電流検出値Ｉｐの単位時間当たりの変化量ｄＩｐを取得する。具体的には、判定部２４は、現在から所定時間前までの期間に検出されたポンプ電流検出値Ｉｐに基づいてポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐを演算する。
【００３８】
判定部２４は、ステップＳ１１に続くステップＳ１２の処理として、ポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐが所定値ｄＩｔｈ以上であるか否かを判断する。所定値ｄＩｔｈは、ポンプ電流検出値Ｉｐが急変しているか否かを判定することができるように予め実験等により求められており、制御回路２０の記憶装置に記憶されている。本実施形態では、ステップＳ１２の処理が、ポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐが所定範囲外であるか否かを判断する処理に相当する。
【００３９】
判定部２４は、ステップＳ１２の処理で否定判断した場合には、すなわちポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐが所定値ｄＩｔｈ以下である場合には、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じていないと判定して、一連の処理を終了する。
一方、判定部２４は、ステップＳ１２の処理で肯定判断した場合には、すなわちポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐが所定値ｄＩｔｈを超えている場合には、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じていると判定する。この場合、判定部２４は、ステップＳ１３の処理として、フラグＦを「１」に設定する。図７に示される処理では、このフラグＦを「１」に設定する処理が、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じた旨をセンサ電流補正部２５に通知する処理に相当する。
【００４０】
センサ電流補正部２５は、ステップＳ１３に続くステップＳ１４の処理として、センサ電流の基準値Ｉｓｚを取得する。例えば基準ガス室１０２の酸素濃度が図５（Ａ）に示されるように変化した場合、ポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐが所定値ｄＩｔｈを超えていると判定される時期は、時刻ｔ１０の直後の時刻ｔ１１となる。この場合、時刻ｔ１１から所定時間Ｔ１前の時刻ｔ１２にセンサ電流検出部２２により検出されたセンサ電流検出値Ｉｓがセンサ電流の基準値Ｉｓｚとして取得される。図７に示されるように、センサ電流補正部２５は、ステップＳ１４の処理を実行した後、図７に示される処理を一旦終了する。
【００４１】
その後、所定の演算周期が経過した後に図７に示される処理が再び実行されると、フラグＦが「１」に設定されているため、センサ電流補正部２５は、ステップＳ１０の処理で否定判断する。この場合、センサ電流補正部２５は、ステップＳ１５の処理として、センサ電流検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｚ未満であるか否かを判断する。センサ電流補正部２５は、ステップＳ１５の処理で肯定判断した場合には、すなわちセンサ電流検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｚ未満である場合には、ステップＳ１６の処理として、センサ電流検出値Ｉｓを補正する。
【００４２】
具体的には、センサ電流補正部２５は、以下の式ｆ１に基づいてセンサ電流検出値Ｉｓを補正することにより、補正後のセンサ電流検出値Ｉｓｃを演算する。
Ｉｓｃ＝Ｉｓｚ＋（Ｉｓ−Ｉｓｚ）×Ｋ  （ｆ１）
なお、補正係数Ｋは、予め定められている。補正係数Ｋは、ガスセンサ１の製造後に行われる校正検査で設定される。校正検査では、ガスセンサ１に検査用ガスが導入されることにより、ガスセンサ１の出力値の検査等が行われる。補正係数Ｋを決定する際には、まず、ＮＯｘ濃度が一定に設定された環境下、又はＮＯｘ濃度が零に設定された環境下でガスセンサ１に導入される検査用ガスの酸素濃度を変化させることにより、図５（Ｂ）に示されるようなセンサ電流検出値Ｉｓの推移を取得する。これにより、基準値Ｉｓｚ及びピーク値Ｉｓｐを取得する。補正係数Ｋは、このようにして校正検査時に取得される基準値Ｉｓｚ及びピーク値Ｉｓｐから以下の式（ｆ２）に基づいて設定される。
【００４３】
Ｋ＝ａ×Ｉｓｐ／Ｉｓｚ  （ｆ２）
なお、「ａ」は調整係数であって、任意に設定される。このようにして校正検査時に設定された補正係数Ｋが制御回路２０の記憶装置に記憶されている。センサ電流補正部２５は、図７に示されるステップＳ１６の処理において、記憶装置に記憶された補正係数Ｋを用いて上記の式ｆ１により補正後のセンサ電流検出値Ｉｓｃを演算するとともに、演算された補正後のセンサ電流検出値ＩｓｃをＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。
【００４４】
その後、センサ電流検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｚ未満である期間、ステップＳ１６の処理が所定の周期で実行されるため、センサ電流検出値Ｉｓの補正が継続して行われることになる。
センサ電流検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｚ以上になると、センサ電流補正部２５は、ステップＳ１５の処理で否定判断する。これにより、判定部２４は、ステップＳ１７の処理において、フラグＦを「０」に設定する。これ以降、ステップＳ１６の処理が実行されなくなる。すなわち、センサ電流補正部２５は、センサ電流検出値Ｉｓの補正を行わずに、センサ電流検出値ＩｓをそのままＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。
【００４５】
以上説明した本実施形態のガスセンサ１によれば、以下の（１）〜（４）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じた際、センサ電流検出値Ｉｓが補正されることにより、基準ガス室１０２の酸素濃度の変化がセンサ電流検出値Ｉｓに与える影響を小さくすることができる。よって、補正後のセンサ電流検出値Ｉｓｃに基づいてＮＯｘ濃度検出値ＤＮが演算されることにより、より高い精度でＮＯｘ濃度を検出することが可能となる。
【００４６】
（２）判定部２４は、ポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐが所定範囲外であることに基づいて、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定する。このような構成によれば、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたか否かを容易に判定することが可能となる。
【００４７】
（３）センサ電流補正部２５は、上記の式ｆ２に示されるような、基準ガス室１０２の酸素濃度が急変した際のセンサ電流検出値Ｉｓの変化量に応じた補正係数Ｋを予め有している。センサ電流補正部２５は、センサ電流検出値Ｉｓを補正する際に、補正係数Ｋを用いてセンサ電流検出値Ｉｓを補正する。このような構成によれば、センサ電流検出値Ｉｓを容易に補正することが可能となる。また、補正係数Ｋは、各ガスセンサ１の校正検査時に個別に設定されるため、ガスセンサ１の個体差に起因するＮＯｘ濃度検出値ＤＮの演算誤差を小さくすることが可能である。
【００４８】
（４）センサ電流補正部２５は、判定部２４により基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定される直前にセンサ電流検出部２２により検出されるセンサ電流検出値Ｉｓを基準値Ｉｓｚとして取得する。また、センサ電流補正部２５は、判定部２４により基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定された後、センサ電流検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｚ未満である期間、補正を実行する。このような構成によれば、基準ガス室１０２の酸素濃度の変化がセンサ電流検出値Ｉｓに影響を与えている期間にセンサ電流検出値Ｉｓが補正されるようになるため、より適切なタイミングでＮＯｘ濃度検出値ＤＮの検出誤差を抑制することができる。
【００４９】
（変形例）
次に、第１実施形態のガスセンサ１の変形例について説明する。
図８に示されるように、本変形例のガスセンサ１では、センサ電流補正部２５が、ステップＳ１０の処理で否定判断した場合、ステップＳ１６の処理として、センサ電流検出値Ｉｓを補正する。続いて、センサ電流補正部２５が、ステップＳ１８の処理として、フラグＦが「１」に設定された時点から所定時間が経過したか否かを判断する。その後、センサ電流補正部２５は、フラグＦが「１」に設定された時点から所定時間が経過した場合、ステップＳ１８の処理で肯定判断する。これにより、判定部２４は、ステップＳ１７の処理として、フラグＦを「０」に設定する。フラグＦが「０」に設定されることにより、センサ電流補正部２５は、センサ電流検出値Ｉｓの補正を行わずに、センサ電流検出値ＩｓをそのままＮＯｘ濃度演算部２６に出力するようになる。
【００５０】
このような構成によれば、フラグＦが「１」に設定された時点、すなわち基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定された時点から所定時間が経過するまでの期間、センサ電流検出値Ｉｓの補正が実行される。これにより、所定時間の長さを適宜調整することにより、より的確にＮＯｘ濃度検出値ＤＮの検出誤差を抑制することが可能となる。
【００５１】
＜第２実施形態＞
次に、ガスセンサ１の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態のガスセンサ１との相違点を中心に説明する。
測定室１０１に導入された排ガス中の酸素をポンプセル１３により完全に除去することができなかった場合、その残留酸素がセンサ電極１４０に接触する可能性がある。このような場合、センサセル１４には、ＮＯｘ濃度だけでなく、残留酸素の濃度に応じたセンサ電流Ｉｓが流れるため、センサ電流Ｉｓに基づいて演算されるＮＯｘ濃度に誤差が生じてしまう。
【００５２】
そこで、本実施形態のガスセンサ１は、図９及び図１０に示されるように、ポンプセル１３及びセンサセル１４に加え、排ガス中の残留酸素を検出するためのモニタセル１５を更に備えている。モニタセル１５は、センサセル１４と並ぶように配置されている。
図９に示されるように、モニタセル１５は、固体電解質体１１と、固体電解質体１１の測定室１０１側の表面に配置されるモニタ電極１５０と、共通電極１７とにより構成されている。モニタ電極１５０は、ＮＯｘを分解し難いＮＯｘ不活性電極、例えばＰｔ−Ａｕ（白金−金）合金により形成される電極からなる。モニタ電極１５０と共通電極１７との間には、モニタ電圧Ｖｍが印加されている。本実施形態では、モニタセル１５が第３セルに相当し、モニタ電極１５０が第５電極に相当し、共通電極１７が第６電極に相当する。
【００５３】
モニタ電極１５０には、ポンプ電極１３０により酸素が除去された排ガスが接触する。排ガス中の残留酸素がモニタ電極１５０に接触することにより、モニタ電極１５０において酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、固体電解質体１１内を共通電極１７に向かって流れ、共通電極１７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、基準ガス室１０２から大気に放出される。この際の電荷の流れに応じてモニタ電極１５０と共通電極１７との間にモニタ電流Ｉｍが流れる。したがって、モニタ電流Ｉｍは、排ガス中の残留酸素の濃度に応じた値を示す。本実施形態では、モニタ電流Ｉｍが第３電流に相当する。
【００５４】
図３に破線で示されるように、制御回路２０には、モニタセル１５から出力されるモニタ電流Ｉｍが取り込まれている。制御回路２０は、モニタセル１５から出力されるモニタ電流Ｉｍを検出する。制御回路２０により検出されるモニタ電流検出値Ｉｍは、排ガス中の残留酸素の濃度と相関関係がある。また、制御回路２０により検出されるセンサ電流検出値Ｉｓは、排ガス中のＮＯｘ濃度及び残留酸素の濃度と相関関係がある。これを利用し、制御回路２０は、センサ電流検出値Ｉｓからモニタ電流検出値Ｉｍを減算するとともに、その減算値に基づいて排ガス中のＮＯｘ濃度を検出する。
【００５５】
具体的には、図１１に示されるように、制御回路２０は、モニタ電流検出部２７を備えている。また、制御回路２０は、センサ電流補正部２５に代えて、モニタ電流補正部２８を備えている。
モニタ電流検出部２７は、モニタセル１５から出力されるモニタ電流Ｉｍを検出するとともに、検出されたモニタ電流検出値Ｉｍをモニタ電流補正部２８に出力する。本実施形態では、モニタ電流検出部２７が第３電流検出部に相当し、モニタ電流検出値Ｉｍが第３電流検出値に相当する。
【００５６】
モニタ電流補正部２８は、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じた旨が判定部２４から通知されていない場合には、モニタ電流検出部２７から出力されるモニタ電流検出値ＩｍをそのままＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。これに対し、モニタ電流補正部２８は、基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じた旨が判定部２４から通知された場合には、モニタ電流検出部２７から出力されるモニタ電流検出値Ｉｍを補正するとともに、補正後のモニタ電流検出値ＩｍｃをＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。
【００５７】
ＮＯｘ濃度演算部２６は、センサ電流検出値Ｉｓからモニタ電流Ｉｍを減算した減算値、又はセンサ電流検出値Ｉｓから補正後のモニタ電流検出値Ｉｍｃを減算した減算値を演算する。ＮＯｘ濃度演算部２６は、その減算値に変換係数Ｂを乗算することによりＮＯｘ濃度検出値ＤＮを演算するとともに、演算したＮＯｘ濃度検出値ＤＮを出力する。
【００５８】
次に、図１２を参照して、判定部２４及びモニタ電流補正部２８により実行される処理の手順について具体的に説明する。なお、図１２に示される処理において、フラグＦの初期値は「０」に設定されている。また、図１２に示される処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。図１２に示される処理において、図７に示される処理と同一の処理については同一の符号を付すことにより重複する説明は省略する。
【００５９】
図１２に示されるように、判定部２４は、ステップＳ１２の処理で肯定判断した場合、すなわちポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐが所定値ｄＩｔｈを超えている場合には、ステップＳ２０の処理として、センサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍ未満であるか否かを判断する。図１３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、例えば時刻ｔ１０で基準ガス室１０２の酸素濃度が増加し始めたとすると、センサセル１４と同様の原理により、モニタ電流検出値Ｉｍに変化が生じる。具体的には、基準ガス室１０２の酸素の濃度の変化に伴ってモニタセル１５の起電力が変化することにより、時刻ｔ１０以降、モニタ電流Ｉｍが基準値Ｉｍｚからピーク値Ｉｍｐまで一旦低下した後に増加する。基準値Ｉｍｚは、基準ガス室１０２の酸素濃度が変化する直前のモニタ電流Ｉｍである。図１３（Ｂ）に示されるようにセンサ電流検出値Ｉｓ及びモニタ電流検出値Ｉｍが変化することにより、それらから演算されるＮＯｘ濃度検出値ＤＮが図１３（Ｃ）に示されるように変化する。
【００６０】
図１３（Ｂ）に示されるように、センサ電流検出値Ｉｓは通常、モニタ電流検出値Ｉｍよりも大きい値を示している。しかしながら、基準ガス室１０２の酸素濃度の変化に起因して各電流検出値Ｉｓ，Ｉｍが変化した場合、センサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍよりも小さい値を示す。その後、基準ガス室１０２の酸素濃度が「Ｃｂ＋α」に収束するに従って、センサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍよりも大きい値を示すようになる。したがって、センサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍ未満である場合には、基準ガス室１０２の酸素濃度が増加している状況であると判定することが可能である。
【００６１】
図１２に示されるように、判定部２４は、ステップＳ２０の処理で肯定判断した場合には、すなわちセンサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍ未満である場合には、基準ガス室の酸素濃度が変化していると判定する。この場合、判定部２４は、ステップＳ１３の処理として、フラグＦを「１」に設定する。
【００６２】
モニタ電流補正部２８は、ステップＳ１３に続くステップＳ２１の処理として、モニタ電流の基準値Ｉｍｚを取得する。例えば基準ガス室１０２の酸素濃度が図１３（Ａ）に示されるように変化した場合、時刻ｔ１１から所定時間Ｔ１前の時刻ｔ１２にモニタ電流検出部２７により検出されたモニタ電流検出値Ｉｍがモニタ電流の基準値Ｉｍｚとして取得される。モニタ電流補正部２８は、ステップＳ２１の処理を実行した後、図１２に示される処理を一旦終了する。
【００６３】
その後、所定の演算周期が経過した後に図７に示される処理が再び実行されると、フラグＦが「１」に設定されているため、モニタ電流補正部２８は、ステップＳ１０の処理で肯定判断する。この場合、モニタ電流補正部２８は、ステップＳ２２の処理において、モニタ電流検出値Ｉｍが基準値Ｉｍｚ未満であるか否かを判断する。モニタ電流補正部２８は、ステップＳ２２の処理において肯定判断した場合には、すなわちモニタ電流検出値Ｉｍが基準値Ｉｍｚ未満である場合には、ステップＳ２３の処理として、センサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍ未満であるか否かを判断する。モニタ電流補正部２８は、ステップＳ２３の処理で肯定判断した場合には、すなわちセンサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍ未満である場合には、ステップＳ２４の処理として、モニタ電流検出値Ｉｍを補正する。
【００６４】
具体的には、モニタ電流補正部２８は、以下の式ｆ３に基づいてモニタ電流検出値Ｉｍを補正することにより、補正後のモニタ電流検出値Ｉｍｃを演算する。
Ｉｍｃ＝Ｉｍｚ＋（Ｉｍ−Ｉｍｚ）×Ｋｍ  （ｆ３）
なお、補正係数Ｋｍは、予め定められている。補正係数Ｋｍは、ガスセンサ１の製造後に行われる校正検査で設定される。補正係数Ｋｍを決定する際には、まず、ＮＯｘ濃度が零に設定された環境下でガスセンサ１に導入される検査用ガスの酸素濃度を変化させることにより、図１３（Ｂ）に示されるようなセンサ電流検出値Ｉｓ及びモニタ電流検出値Ｉｍの推移を取得する。補正係数Ｋｍは、このようにして校正検査時に取得されるセンサ電流検出値Ｉｓ及びモニタ電流検出値Ｉｍから以下の式（ｆ４）に基づいて設定される。
【００６５】
Ｋｍ＝ａ×Ｉｓ／Ｉｍ  （ｆ４）
なお、「ａ」は調整係数であって、任意に設定される。このようにして校正検査時に設定された補正係数Ｋｍが制御回路２０の記憶装置に記憶されている。モニタ電流補正部２８は、図１３に示されるステップＳ２４の処理において、記憶装置に記憶された補正係数Ｋｍを用いて上記の式ｆ３により補正後のモニタ電流検出値Ｉｍｃを演算するとともに、演算された補正後のモニタ電流検出値ＩｍｃをＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。
【００６６】
その後、モニタ電流補正部２８は、モニタ電流検出値Ｉｍが基準値Ｉｍｚ以上になった場合には、ステップＳ２２の処理で否定判断する。また、モニタ電流補正部２８は、センサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍ以上になった場合には、ステップＳ２３の処理で否定判断する。モニタ電流補正部２８がステップＳ２２の処理で否定判断した場合、又はステップＳ２３の処理で否定判断した場合には、判定部２４は、ステップＳ１７として、フラグＦを「０」に設定する。これ以降、ステップＳ２４の処理が実行されなくなる。すなわち、モニタ電流補正部２８は、モニタ電流検出値Ｉｍの補正を行わないため、モニタ電流検出値ＩｍをそのままＮＯｘ濃度演算部２６に出力する。
【００６７】
以上説明した本実施形態のガスセンサ１によれば、第１実施形態の上記の（２）に示される作用及び効果に加え、以下の（５）〜（７）に示される作用及び効果を得ることができる。
（５）基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じた際、モニタ電流検出値Ｉｍが補正されることにより、基準ガス室１０２の酸素濃度の変化がモニタ電流検出値Ｉｍに与える影響を小さくすることができる。よって、補正後のモニタ電流検出値Ｉｍｃに基づいてＮＯｘ濃度検出値ＤＮが演算されることにより、より高い精度でＮＯｘ濃度を検出することが可能となる。
【００６８】
（６）モニタ電流補正部２８は、上記の式ｆ４に示されるように、基準ガス室１０２の酸素濃度が急変した際のセンサセル１４及びモニタセル１５の出力比の関係を示す補正係数Ｋｍを予め有しており、この補正係数Ｋｍを用いてモニタ電流検出値Ｉｍを補正する。このような構成によれば、モニタ電流検出値Ｉｍを容易に補正することが可能となる。また、補正係数Ｋｍは、各ガスセンサ１の校正検査時に個別に設定されるため、ガスセンサ１の個体差に起因するＮＯｘ濃度検出値ＤＮの演算誤差を小さくすることが可能である。
【００６９】
（７）モニタ電流補正部２８は、判定部２４により基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定された後、センサ電流検出値Ｉｓがモニタ電流検出値Ｉｍ以上であると判断するまでの期間、補正を実行する。このような構成によれば、基準ガス室１０２の酸素濃度の変化がモニタ電流検出値Ｉｍに影響を与えている期間にモニタ電流検出値Ｉｍが補正されるようになるため、より適切なタイミングでＮＯｘ濃度検出値ＤＮの検出誤差を抑制することができる。
【００７０】
＜他の実施形態＞
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第２実施形態のガスセンサ１では、モニタ電流検出値Ｉｍを補正するという方法に代えて、センサ電流検出値Ｉｓを補正してもよい。また、モニタ電流検出値Ｉｍ及びセンサ電流検出値Ｉｓの両方を補正することも可能である。
【００７１】
・第２実施形態のモニタ電流補正部２８は、図１２に示されるステップＳ２３の処理として、基準ガス室１０２の酸素濃度が平衡状態に達したか否かを判断してもよい。モニタ電流補正部２８は、例えばポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐを用いることにより、基準ガス室１０２の酸素濃度が平衡状態に達したか否かを判断することが可能である。モニタ電流補正部２８は、基準ガス室１０２の酸素濃度が平衡状態に達していない場合には、ステップＳ２３の処理で肯定判断し、ステップＳ２４の処理として、モニタ電流検出値Ｉｍを補正する。モニタ電流補正部２８は、基準ガス室１０２の酸素濃度が平衡状態に達した場合には、ステップＳ２３の処理で否定判断する。この場合、判定部２４は、ステップＳ１７の処理として、フラグＦを「０」に設定する。このような構成であっても、第２実施形態のガスセンサ１と同一又は類似の作用及び効果を得ることが可能である。
【００７２】
・各実施形態の判定部２４は、図７及び図１２のステップＳ１２の処理に示されるように、ポンプ電流検出値の時間変化量ｄＩｐに基づいて基準ガス室１０２の酸素濃度の変化を検知するものであったが、ポンプ電流検出値Ｉｐそのものに基づいて基準ガス室１０２の酸素濃度の変化を検知してもよい。具体的には、判定部２４は、ポンプ電流検出値Ｉｐが所定範囲外であることに基づいて基準ガス室１０２の酸素濃度に変化が生じたと判定してもよい。
【００７３】
・第１実施形態のガスセンサ１は、共通電極１７に代えて、ポンプセル１３の電極及びセンサセル１４の基準電極を別々に有するものであってもよい。また、第２実施形態のガスセンサ１は、共通電極１７に代えて、ポンプセル１３の電極、センサセル１４の電極、モニタセル１５の電極を別々に有するものであってもよい。
【００７４】
・本開示に記載の制御回路２０及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御回路２０及びその制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御回路２０及びその制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
【００７５】
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１：ガスセンサ
１３：ポンプセル（第１セル）
１４：センサセル（第２セル）
１５：モニタセル（第３セル）
１７：共通電極（第２電極、第４電極、第６電極）
２１：ポンプ電流検出部（第１電流検出部）
２２：センサ電流検出部（第２電流検出部）
２４：センサ電流補正部（判定部）
２６：ＮＯｘ濃度演算部（演算部）
２７：モニタ電流検出部（第３電流検出部）
２８：モニタ電流補正部（補正部）
１０１：測定室
１０２：基準ガス室
１３０：ポンプ電極（第１電極）
１４０：センサ電極（第３電極）
１５０：モニタ電極（第５電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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