(57)【要約】【課題】排気ガス中の各成分濃度の検出精度を向上させる。【解決手段】本発明の排気ガス成分検出装置において、適用される排気ガスセンサは、固体電解質の一面側に複数の検知電極を有する。固体電解質の一面とは反対側の面には、複数の検知電極のそれぞれと対をなす参照電極が配置される。排気ガス成分検出装置は、複数の検知電極それぞれと大気電極とからなる複数の電極対それぞれに異なる所定の電圧を印加した場合に各電極対に流れる電流又はその相関値を検出し、検出された電流又はその相関値に応じて、排気ガス中の特定成分の濃度を推定する。【選択図】図１
2014215116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質と、
前記固体電解質の一面側に配置された複数の検知電極と、
前記複数の検知電極のそれぞれと対をなし、前記固体電解質の前記一面とは反対側の面に配置された参照電極と、を備える排気ガスセンサに接続され、
前記参照電極と前記複数の検知電極のそれぞれとからなる、複数の電極対それぞれに、互いに異なる大きさの所定の電圧を印加する手段と、
前記複数の電極対それぞれに前記所定の電圧が印加された場合に、前記複数の電極対のそれぞれに流れる電流又は該電流と相関する値を、それぞれの電流相関値として検出する手段と、
前記複数の電極対それぞれの前記電流相関値に応じて、排気ガス中の特定成分の濃度を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とする排気ガス成分検出装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記複数の電極対の前記電流相関値と前記特定成分の濃度との関係に基づいて、前記特定成分の濃度を推定することを特徴とする請求項１に記載の排気ガス成分検出装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記複数の電極対それぞれの前記電流相関値と、前記排気ガスセンサの素子温とに応じて、前記排気ガス中の特定成分の濃度を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス成分検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス成分検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、固体電解質を挟んで配置された一対の電極を有する限界電流式のガス濃度センサが開示されている。このガス濃度センサの一対の電極間には、大きさの異なる第１、第２、第３の電圧が印加される。特許文献１によれば、第１の電圧を印加した場合には、ガス濃度センサにはＯ２に応じた電流が流れるとされる。この知見に基づき特許文献１では、第１電圧印加時のセンサ出力に基づき排気ガスのＯ２濃度を検出する。同様に、第２の電圧を印加して排気ガスのＮＯ濃度を検出し、第３の電圧を印加して排気ガスのＮＯ２濃度を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４８６７６号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２８１５３号公報
【特許文献３】特開平１１−３４４４６８号公報
【特許文献４】特開２０１１−５１３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の各成分の濃度検出の手法は、所定の第１〜第３の電圧印加時にそれぞれ特定の成分（Ｏ２、ＮＯ、ＮＯ２）が反応し、他の成分は反応しないという知見に基づくものである。しかしそれぞれの電圧印加時に、実際には特定の成分以外の成分も多少の反応を示すものと考えられる。このため、特許文献１により検出される特定成分の濃度には、他の成分の反応による誤差が含まれている。この点、より高い精度で特定のガス成分の濃度を検出するシステムの開発が望まれる。
【０００５】
また、例えば、２セル型のＮＯｘセンサによるＮＯｘ濃度の検出が知られている。しかし、一般的な２セル型のＮＯｘセンサは、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２の各成分に対する依存性がある。このためＮＯｘセンサによりＮＯｘ濃度を高い精度で検出するためには、例えば運転条件毎のＮＯとＮＯ２との比のマップによるセンサ出力補正や、ＮＨ３の影響有無の検証等が必要となる。このためＮＯｘセンサを用いてＮＯｘ濃度を検出するにも関わらず、ＮＯｘ濃度検出のための工数が増大することが考えられる。更に、ＮＯｘセンサは、Ｏ２の影響を受ける。このためＯ２増加によってセンサ出力の誤差も大きくなる傾向がある。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、排気ガスの各成分の濃度を高精度に検出可能な排気ガス成分検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、排気ガス成分検出装置であって、
固体電解質と、
前記固体電解質の一面側に配置された複数の検知電極と、
前記複数の検知電極のそれぞれと対をなし、前記固体電解質の前記一面とは反対側の面に配置された参照電極と、を備える排気ガスセンサに接続され、
前記参照電極と前記複数の検知電極のそれぞれとからなる、複数の電極対それぞれに、互いに異なる大きさの所定の電圧を印加する手段と、
前記複数の電極対それぞれに前記所定の電圧が印加された場合に、前記複数の電極対のそれぞれに流れる電流又は該電流と相関する値を、それぞれの電流相関値として検出する手段と、
前記複数の電極対それぞれの前記電流相関値に応じて、排気ガス中の特定成分の濃度を推定する推定手段と、
を備えるものである。
【０００８】
第１の発明において、参照電極は、複数の検知電極それぞれと対をなすように配置された１の電極でもよいし、２以上に分離された複数の電極であってもよい。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記推定手段は、前記複数の電極対の前記電流相関値と前記特定成分の濃度との関係に基づいて、前記特定成分の濃度を推定するものである。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記推定手段が、前記複数の電極対それぞれの前記電流相関値と、前記排気ガスセンサの素子温とに応じて、前記排気ガス中の特定成分の濃度を推定するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気ガスセンサの複数の電極対それぞれに大きさの異なる電圧が印加される。これにより複数の異なる大きさの印加電圧に対する電流相関値を得ることができる。排気ガス中の各成分濃度と電流の大きさとの関係は、印加電圧に応じて変化し、この変化の特性は成分毎に異なっている。従って、異なる複数の印加電圧に対する電流相関値を検出することで、排気ガス中の複数の成分のうち特定成分以外の成分が電流相関値に与える影響を排除して、特定成分の濃度を検出することができる。
【００１２】
また、排気ガス中の複数の成分が電流相関値に与える影響は、排気ガスセンサの素子温によっても異なる。この点、第３の発明によれば、素子温に応じて特定成分の濃度が推定される。従って、より高い精度で濃度推定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１のＮＯｘセンサの素子部の構成について説明するための模式図である。
【図２】印加電圧毎の各成分濃度とセンサ電流との関係を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２のＮＯｘセンサのセンサ素子の温度と、相関係数との関係を定めたマップについて説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１５】
実施の形態１．
［ＮＯｘセンサの素子部の構成］
図１は、本発明の実施の形態１のＮＯｘセンサの素子部２の構成について説明するための図である。図１に示される素子部を有するＮＯｘセンサは、内燃機関の排気通路に設置され、排気ガス中の各成分の濃度の検出に用いられる。
【００１６】
図１に示されるように、本実施の形態のＮＯｘセンサの素子部２は、酸化ジルコニア等の酸素イオン伝導性を有する材料からなる固体電解質１０を備えている。ＮＯｘセンサが内燃機関の排気通路に設置された状態において、固体電解質１０は排気ガスが導入される空間（図１では固体電解質１０の上側）と、大気が導入される空間（図１では固体電解質１０の下側）とを隔離するように配置される。固体電解質１０の、大気が導入される空間側の面には、参照電極として機能する大気電極２０が設置されている。大気電極２０は、電子伝導性を有する１種又は２種以上の材料を含んで構成されている。
【００１７】
一方、固体電解質１０の排気が導入される空間側の面には、検知電極として機能する第１電極３２、第２電極３４、第３電極３６、第４電極３８の４つの電極が互いに分離されて配置されている。第１〜第４電極３２〜３８のそれぞれは、大気電極２０と対をなす電極である。第１〜第４電極３２〜３８は、酸素イオン伝導性と電子伝導性と、ＮＯｘ選択性とを有する１種又は２種以上の材料からなる。また、第１〜第４電極３２〜３８の４つの電極は同一の材料で、同一形状に形成されている。
【００１８】
素子部２には、固体電解質１０に対向して絶縁層４２が設けられている。絶縁層４２と固体電解質１０との間は大気通路となっている。絶縁層４２には素子部２全体を加熱するためのヒータ４４が埋設されている。
【００１９】
上記の通りＮＯｘセンサは、第１電極３２と大気電極２０とからなる第１電極対３２１、第２電極３４と大気電極２０とからなる第２電極対３４１、第３電極３６と大気電極２０とからなる第３電極対３６１、及び、第４電極３８と大気電極２０とからなる第４電極対３８１の、４組の電極対を有している。
【００２０】
本実施の形態のＮＯｘセンサの各電極対には、それぞれ所定の電圧を印加するための回路が接続されている。この回路を介して、第１電極対３２１の電極間には第１電圧、第２電極対３４１の電極間には第２電圧、第３電極対３６１の電極間には第３電圧、第４電極対３８１の電極間には第４電圧が印加される。第１〜第４電圧は互いに異なる大きさの電圧である。
【００２１】
本実施の形態のＮＯｘセンサは、第１電圧印加時の第１電極対３２１に流れる電流、第２電圧印加時に第２電極対３４１に流れる電流、第３電圧印加時に第３電極対３６１に流れる電流、及び、第４電圧印加時に第４電極対３８１に流れる電流を、それぞれ出力する。
【００２２】
本実施の形態１のシステムは図示しない制御装置（図示せず）を有している。制御装置は例えば、ＮＯｘセンサが設置される内燃機関のＥＣＵ（Engine Control Unit）に組み込まれたものであってもよい。本実施の形態においてＮＯｘセンサは、図示しないＡ/Ｄ変換器を介して制御装置に電気的に接続されている。制御装置は、所定のタイミングにおいて、ＮＯｘセンサの第１〜第４電極対間の電流のＡ/Ｄ変換値を、センサ出力Ａ１〜Ａ４として取得する。なお取得されるセンサ出力Ａ１〜Ａ４は、本発明の「電流相関値」に相当する。
【００２３】
［排ガスの各成分濃度の検出について］
ところで上記のようなＮＯｘセンサのセンサ出力は、排気ガス中に含まれるガス成分のうちＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２に対する依存性があることがわかっている。本実施の形態における制御装置は、センサ出力Ａ１〜Ａ４に基づき、これらの成分（ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２）の濃度を成分毎に算出する。以下、この算出手法について説明する。なお以下の説明では、検出対象となるＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２の４つの成分のいずれか又は全てを単に「成分」とも称し、被検ガス（又は排気ガス）中の各成分の濃度を「成分濃度」とも称することとする。また、本実施の形態における「成分」は本発明における「特定成分」に相当する。
【００２４】
図２は、ＮＯｘセンサの電極間に第１〜第４電圧を印加した場合の、各成分濃度とセンサ電流との関係を説明するための図である。図２において横軸は各成分濃度、縦軸はセンサ電流である。図２の各データは、図１の検知電極を１つとした構成のＮＯｘセンサを用いて取得されたものである。また図２は左側から順に、センサの電極間に第１電圧、第２電圧、第３電圧、第４電圧が印加された場合における、センサ電流と各成分濃度との関係を表すものである。また各図中、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２と付された線が示す被検ガスそれぞれは、センサ電流に影響しないガス（例えば理論空燃比の混合気が完全に燃焼した場合に排出される理想的な排気ガス）に、それぞれＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２のみを含み、かつ、それ以外の成分を含まないガスである。
【００２５】
図２に示されるように、センサ電流と各成分濃度とは、いずれも特有の相関関係を有している。同一の印加電圧下での各被検ガスのデータを比較すると、センサ電流が所定範囲の領域では、各成分濃度が増加するにつれてセンサ電流も概ね比例的に増加する。但し、各成分の単位濃度当たりのセンサ電流の変化率は、成分毎に異なっている。
【００２６】
また同一の成分を含む被検ガス毎に異なる印加電圧間のデータを比較すると、各成分のセンサ電流の変化率（各成分のグラフの傾き）は、印加電圧によって異なるものとなっている。また全体としては電圧が強くなるにつれて各成分のセンサ電流の変化率は概ね大きくなっている。しかし成分間で比較した場合、ある成分のセンサ電流の変化率の、印加電圧の変化に対する変化の割合は一定ではなく、かつ、他の成分の変化の割合とは異なっている。即ち、各成分濃度とセンサ電流との関係の、印加電圧に対する変化は、成分毎に異なる特性を有している。
【００２７】
図２に示されるように、各成分濃度と、その成分に由来して流れるセンサ電流の大きさとの間には、印加電圧に応じて異なる一定の相関関係（センサ電流の変化率）が存在する。この相関関係を求めることで、ある電圧印加時に各成分に由来して流れる電流の大きさを、成分濃度に関する関数として表すことができる。また、排気ガス中に含まれる種々のガス成分のうち、センサ出力に影響する成分はＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２である。従って、各電圧印加時において電極間に流れるセンサ電流を、各成分の成分濃度に応じた電流の和として表すことができる。
【００２８】
具体的に、被検ガスである排気ガスのＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２の各成分濃度をそれぞれｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４とする。本実施の形態のＮＯｘセンサは、４対の電極対を有している。それぞれの電極対には同時に、それぞれ第１〜第４電圧が印加される。
【００２９】
ここで、例えば、第１電極対３２１への印加電圧を第１電圧とした場合における、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２それぞれの、単位濃度当たりのセンサ出力に対する変化率（以下「相関係数」と称する）を、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４とする。このとき、第１電極対３２１のセンサ出力Ａ１は、次式（１）で表すことができる。
Ａ１＝ａ１×ｘ１＋ａ２×ｘ２＋ａ３×ｘ３＋ａ４×ｘ４・・・・・（１）
【００３０】
同様に、第２電極対３４１への印加電圧を第２電圧とした場合における、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２それぞれの相関係数をｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とすると、第２電極対３４１のセンサ出力Ａ２は、次式（２）で表される。
Ａ２＝ｂ１×ｘ１＋ｂ２×ｘ２＋ｂ３×ｘ３＋ｂ４×ｘ４・・・・・（２）
【００３１】
同様に、第３電極対３６１への印加電圧を第３電圧とした場合における、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２それぞれの相関係数をｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４とすると、第３電極対３６１のセンサ出力Ａ３は、次式（３）で表される。
Ａ３＝ｃ１×ｘ１＋ｃ２×ｘ２＋ｃ３×ｘ３＋ｃ４×ｘ４・・・・・（３）
【００３２】
同様に、第４電極対３８１への印加電圧を第４電圧とした場合における、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２それぞれの相関係数をｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４とすると、第４電極対３８１のセンサ出力Ａ４は、次式（４）で表される。
Ａ４＝ｄ１×ｘ１＋ｄ２×ｘ２＋ｄ３×ｘ３＋ｄ４×ｘ４・・・・・（４）
【００３３】
ところで電圧が特定されれば、各成分の濃度と電流（センサ出力）との相関係数は、NOｘセンサ毎の固定値として求めることができる。従って、上式（１）〜（４）式における、各電極対に印加される第１〜第４電圧下での、各成分の相関係数（ａ１、ａ２、．．．．、ｄ３、ｄ４）は、予め実験やシミュレーション等により求めておくことができる。
【００３４】
また、ＮＯｘセンサの各電極対には、同時に、第１〜第４電圧がそれぞれ印加される。従って、同一の排気ガスを被検ガスとして、上式（１）〜（４）のセンサ出力Ａ１〜Ａ４が同時に検出される。検出されたセンサ出力Ａ１〜Ａ４の値を用いて、上式（１）〜（４）からなる連立方程式を解くことで、ＮＯ濃度ｘ１，ＮＯ２濃度ｘ２、ＮＨ３濃度ｘ３、及び、Ｏ２濃度ｘ４を、それぞれ算出することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態において、印加電圧である第１〜第４電圧は固定値である。各成分が電極において反応しやすい電圧の大きさは、成分毎に異なる。従って各成分の相関係数は、電圧に応じて一定の割合で変化するものではなく、ある電圧域で大きく増加したりする。従って、各成分の相関係数がそれぞれ特徴的に変化しやすいような４つの電圧域に基づいて、第１〜第４電圧が適宜設定される。
【００３６】
このように第１〜第４電圧が固定値として設定されれば、相関係数ａ１〜ｄ４は固定値として求められる。従って、本実施の形態では、各成分濃度ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４に関するセンサ出力Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の関数を上式（１）〜（４）から導き出し、この関数を制御装置に予め記憶させておく。具体的な制御においては、検出されたセンサ出力Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を用いて、記憶されたｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４に関する演算式に従って、各成分濃度ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４が算出される。
【００３７】
［本実施の形態の具体的な制御のルーチン］
図３は、本発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図３のルーチンは、一定時間毎に繰り返し実行されるルーチンである。図３のルーチンでは、まず、濃度算出条件が成立しているか否かが判別される（Ｓ１０２）。濃度算出条件は、各成分濃度の算出のために必要な運転状態等に関する条件であり、予め制御装置に記憶されている。より具体的な条件としては、例えば、現在、内燃機関の始動後であるか、ＮＯｘセンサの活性後であり、各電極対に所定の第１〜第４電圧が印加されている状態であるか、ＮＯｘセンサが故障していないか等が挙げられる。ステップＳ１０２において、濃度算出条件の成立が認められない場合には、今回の処理は一旦終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１０２において、濃度算出条件の成立が認められると、次に、センサ出力Ａ１〜Ａ４が取得される（Ｓ１０４）。より具体的には、このタイミングにおけるＮＯｘセンサのセンサ電流がＡ/Ｄ変換されて、この値がセンサ出力Ａ１〜Ａ４として取得される。
【００３９】
次に、各成分濃度が算出される（Ｓ１０６）。具体的には、制御装置に予め記憶された演算式に従って、ステップＳ１０４において検出されたセンサ出力Ａ１〜Ａ４に応じて、ＮＯ濃度ｘ１、ＮＯ２濃度ｘ２、ＮＨ３濃度ｘ３、Ｏ２濃度ｘ４が算出される。その後、今回の処理は一旦終了する。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、４つの電極対を有するＮＯｘセンサを用いて、各成分濃度を算出することができる。従って、排気ガス中の他の成分のセンサ出力への影響を互いに排除することができ、１つのＮＯｘセンサにより、高い精度で排気ガスの各成分濃度を算出することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態のＮＯｘセンサは、４つの電極対を有する場合について説明した。これは、ＮＯｘセンサの出力には特に、４つの成分ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２の濃度が影響するためである。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、電極対を３つとし、ＮＯ、ＮＯ２、Ｏ２の濃度を検出するものとしてもよい。ＮＯｘセンサ出力に対するＮＨ３濃度の影響は他の成分に比べて小さい。従って、電極対を３つとしても、ある程度高い精度でＮＯ、ＮＯ２、Ｏ２の成分濃度を求めることができる。これは、他の実施の形態においても同様である。
【００４２】
また、本発明において電極対の数（即ち、検知電極側の電極数）は、３つ又は４つに限られず、濃度検出を要する成分の数に応じて設定することができる。このような場合にも、例えば、濃度検出を要する成分に応じて電極材料等を決定し、又は、印加電圧を、他の成分濃度の影響が排除されるような印加電圧域に設定することで、複数の成分濃度を検出することができる。これは他の実施の形態においても同様である。
【００４３】
また、本実施の形態では、ＮＯｘセンサの電極対を４つにして、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｏ２濃度を検出する場合について説明した。しかし、本発明は、例えば、他の排気ガス成分を検出するための他の排気ガスセンサに適用することができる。排気ガスセンサの出力に影響を与える成分は、その排気ガスセンサの電極材料等によって異なる。従って、本実施の形態が他の排ガスセンサに適用される場合にも、排気ガスセンサの出力に影響を与える成分の数又は濃度検出を要する成分の数に対応する数の電極を検知電極側に配置して、電極対を形成すればよい。そして、各成分の濃度に対するセンサ電流の変化率（相関係数）を求めておく。これにより電極対毎にセンサ出力を検出し、これに応じて、各成分の濃度を検出することができる。これは、他の実施の形態においても同様である。
【００４４】
また、本実施の形態のＮＯｘセンサにおいて、大気電極２０は共通する１の電極として形成されている。しかし、本発明のＮＯｘセンサはこれに限られるものではなく、電極対毎に分離された大気電極が設けられているものであってもよい。これは、他の実施の形態においても同様である。
【００４５】
また、本実施の形態では、検知電極である第１〜第４の電極は、全て同一材料、同一形状に形成されるものとした。しかし本発明はこれに限られるものではなく、互いに異なる材料又は異なる形状を有するものであってもよい。この場合にも、電極毎に、その電極に印加される電圧下での、各成分濃度とセンサ出力との相関係数を求めておくことで、同様に、成分濃度を算出することができる。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態２のＮＯｘセンサは、実施の形態１のＮＯｘセンサと同様の構成を有している。実施の形態２では、成分濃度の算出にあたり、素子温の影響を考慮する点を除き、実施の形態１と同様の制御を行う。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態２における、各電圧印加電圧下の素子温と各成分の係数との関係を定めたマップについて説明するための図である。各成分濃度に対するセンサ電流の変化率は、素子温に応じて変化する。即ち、上式（１）〜（４）における相関係数ａ１〜ｄ４それぞれは、素子温によってそれぞれ変化する。
【００４８】
また、本実施の形態では、素子温に相関する値として素子部のインピーダンスを用いる。素子部のインピーダンスは素子温と一定の相関を有する。より具体的には、素子温が高くなるにつれてインピーダンスが小さくなる。
【００４９】
従って、本実施の形態２では、印加電圧毎の、成分毎の相関係数とインピーダンスとの関係を、予め実験やシミュレーション等により求め、この関係を図４に示すようなマップとして定め、予め制御装置に記憶しておく。実際の制御において、印加電圧ごとの相関係数は、検出されたインピーダンスに応じ、マップに従って設定される。これにより素子温のセンサ出力への影響を抑え、より高い精度で成分濃度が検出される。
【００５０】
図５は本発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図５のルーチンは、図３のルーチンに替えて繰り返し実行される。図５のルーチンは、ステップＳ１０４とＳ１０６との間に、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理を有する点を除き、図３のルーチンと同じものである。
【００５１】
具体的に、図５のルーチンのステップＳ１０４において、各センサ出力が取得されると、次に、素子部のインピーダンスが検出される（Ｓ２０２）。インピーダンスは別に接続されたインピーダンス検出用の回路により、インピーダンス検出用の電圧が印加されて検出される。
【００５２】
次に、検出されたインピーダンスに応じて、電圧毎の相関係数が設定される（Ｓ２０４）。その後のステップＳ１０６の各成分濃度の演算においては、ステップＳ２０４において設定された相関係数が用いられる。その後、今回の処理は終了する。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態においては相関係数が、素子温に応じて設定される。これにより、素子温によるセンサ出力への影響を抑え、高い精度で各成分濃度を検出することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態では素子温の相関値としてインピーダンスを用いる場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、素子温を直接検出しこれを用いてもよく、又、素子温と相関を有する他の相関値を用いてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、インピーダンスに対して相関係数が定められたマップを用いて相関係数を設定する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、インピーダンス（又は素子温又は素子温の相関値）と印加電圧とに応じた、相関係数に対する補正値を算出し、これに応じて相関係数を補正して、補正された相関係数を用いて成分濃度を算出してもよい。このような制御も、インピーダンス（又は素子温等）と印加電圧と補正値との関係を、予めシミュレーション等により求め、マップとして記憶しくことで同様に実現することができる。また、例えば、素子温変化が各成分濃度の算出値に与える影響を補正として求め、算出された各成分濃度を直接補正することで、各成分濃度を求めるものとしてもよい。
【００５６】
また、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００５７】
２  素子部
１０  固体電解質
２０  大気電極
３２〜３８  第１〜第４電極
３２１〜３８１  第１〜第４電極対
４０  絶縁層
４２  ヒータ
【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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