特許 6820806 濃度算出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6820806

(24)【登録日】2021年1月7日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】濃度算出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/26 20060101AFI20210114BHJP

   G01N 27/416 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/26 371C

   G01N27/26 371D

   G01N27/416 331

   G01N27/416 376

【請求項の数】3

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-133768(P2017-133768)

(22)【出願日】2017年7月7日

(65)【公開番号】特開2019-15627(P2019-15627A)

(43)【公開日】2019年1月31日

【審査請求日】2019年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】宮本 慎也

(72)【発明者】

【氏名】中埜 吉博

【審査官】 黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０６５８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００３２２９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−７７０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−７７０６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／２６−２７／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定ガスに含まれるアンモニアの濃度を算出する濃度算出装置であって、
前記被測定ガスに含まれるアンモニアおよび可燃性ガスの両方の濃度に応じて値が変化するアンモニア起電力を発生させるアンモニア検出部から前記アンモニア起電力を繰り返し取得し、取得した前記アンモニア起電力を示すアンモニア起電力情報を蓄積するように構成された蓄積部と、
前記蓄積部に蓄積された前記アンモニア起電力情報を用いて、現時点より予め設定された遅延時間前におけるアンモニア濃度を示す遅延アンモニア濃度情報を現時点での現アンモニア濃度情報として出力するように構成された濃度出力部と、
前記遅延時間より短くなるように設定された低下時間間隔における前記アンモニア起電力の低下量が、予め設定された開始判定値より大きい場合に、前記被測定ガスに前記可燃性ガスが含まれていると判断するように構成された可燃性ガス判断部と、
前記被測定ガスに前記可燃性ガスが含まれていると前記可燃性ガス判断部が判断した場合に、前記濃度出力部により出力される前記現アンモニア濃度情報を、前記被測定ガスに前記可燃性ガスが含まれていると前記可燃性ガス判断部が判断する直前における前記遅延アンモニア濃度情報の値に設定するように構成された情報設定部と
を備える濃度算出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の濃度算出装置であって、
前記被測定ガスに前記可燃性ガスが含まれていないことを判断するために前記アンモニア起電力を用いて予め設定された起電力終了条件が成立したか否かを判断し、前記起電力終了条件が成立したと判断した場合に、前記被測定ガスに前記可燃性ガスが含まれていないと判断するように構成された起電力終了判断部を備え、
前記起電力終了条件は、少なくとも、予め設定されたアンモニア増加時間間隔における前記アンモニア起電力の増加量が予め設定されたアンモニア終了判定値より大きいことを条件の１つとして含む濃度算出装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の濃度算出装置であって、
前記被測定ガスに含まれる酸素の濃度に応じて値が変化する酸素濃度信号を出力する酸素検出部から前記酸素濃度信号を繰り返し取得し、取得した前記酸素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算出酸素濃度として算出するように構成された酸素濃度算出部と、
前記被測定ガスに前記可燃性ガスが含まれていないことを判断するために前記算出酸素濃度を用いて予め設定された酸素終了条件が成立したか否かを判断し、前記酸素終了条件が成立したと判断した場合に、前記被測定ガスに前記可燃性ガスが含まれていないと判断するように構成された酸素終了判断部とを備え、
前記酸素終了条件は、少なくとも、予め設定された酸素増加時間間隔における前記算出酸素濃度の増加量が予め設定された酸素終了判定値より大きいことを条件の１つとして含む濃度算出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アンモニアの濃度を算出する濃度算出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１のように、排気ガスに含まれる酸素の濃度が急激に低下した場合に、リッチスパイクが発生したと判断する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−６５８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載の技術では、リッチスパイクが発生していない場合であっても、酸素濃度が急激に低下したときには、リッチスパイクが発生したと判断してしまう場合があった。

【0005】

本開示は、リッチスパイクの検出精度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、被測定ガスに含まれるアンモニアの濃度を算出する濃度算出装置であって、蓄積部と、濃度出力部と、可燃性ガス判断部と、情報設定部とを備える。
蓄積部は、被測定ガスに含まれるアンモニアおよび可燃性ガスの両方の濃度に応じて値が変化するアンモニア起電力を発生させるアンモニア検出部からアンモニア起電力を繰り返し取得し、取得したアンモニア起電力を示すアンモニア起電力情報を蓄積するように構成される。

【0007】

濃度出力部は、蓄積部に蓄積されたアンモニア起電力情報を用いて、現時点より予め設定された遅延時間前におけるアンモニア濃度を示す遅延アンモニア濃度情報を現時点での現アンモニア濃度情報として出力するように構成される。

【0008】

可燃性ガス判断部は、遅延時間より短くなるように設定された低下時間間隔におけるアンモニア起電力の低下量が、予め設定された開始判定値より大きい場合に、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていると判断するように構成される。

【0009】

情報設定部は、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていると可燃性ガス判断部が判断した場合に、濃度出力部により出力される現アンモニア濃度情報を、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていると可燃性ガス判断部が判断する直前における遅延アンモニア濃度情報の値に設定するように構成される。

【0010】

このように本開示の濃度算出装置は、アンモニアだけでなく可燃性ガスの濃度に応じて値が変化するアンモニア起電力に基づいて、被測定ガスに可燃性ガスが含まれているか否かを判断する。そして、リッチスパイクが発生すると、被測定ガスに含まれる可燃性ガスの濃度が急激に上昇する。これに対し、本開示の濃度算出装置は、低下時間間隔におけるアンモニア起電力の低下量が開始判定値より大きい場合に、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていると判断する。すなわち、本開示の濃度算出装置は、可燃性ガス濃度が急激に上昇するリッチスパイクを検出することができる。このため、本開示の濃度算出装置は、酸
素濃度ではなく可燃性ガス濃度に基づいて、リッチスパイクを検出することが可能となり、リッチスパイクの検出精度を向上させることができる。

【0011】

また、本開示の濃度算出装置は、現時点より遅延時間前におけるアンモニア濃度を示す遅延アンモニア濃度情報を現アンモニア濃度情報として出力する。そして、本開示の濃度算出装置は、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていると判断した場合に、現アンモニア濃度情報を、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていると判断する直前における遅延アンモニア濃度情報の値に設定する。これにより、本開示の濃度算出装置は、リッチスパイクの発生による可燃性ガス濃度の上昇に起因して、アンモニア濃度が変化していないにも関わらず遅延アンモニア濃度情報の値が上昇してしまうという事態の発生を抑制し、アンモニア濃度の検出精度の低下を抑制することができる。

【0012】

本開示の一態様では、起電力終了判断部を備え、起電力終了条件は、少なくとも、予め設定されたアンモニア増加時間間隔におけるアンモニア起電力の増加量が予め設定されたアンモニア終了判定値より大きいことを条件の１つとして含むようにしてもよい。

【0013】

起電力終了判断部は、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていないことを判断するためにアンモニア起電力を用いて予め設定された起電力終了条件が成立したか否かを判断し、起電力終了条件が成立したと判断した場合に、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていないと判断するように構成される。

【0014】

これにより、本開示の濃度算出装置は、可燃性ガス濃度が急激に上昇した後に可燃性ガス濃度が急激に低下することで終了するというリッチスパイクの特徴に基づいて、リッチスパイクが終了したか否かを判断することができ、リッチスパイクの終了を精度良く判断することができる。

【0015】

本開示の一態様では、酸素濃度算出部と、酸素終了判断部とを備え、酸素終了条件は、少なくとも、予め設定された酸素増加時間間隔における算出酸素濃度の増加量が予め設定された酸素終了判定値より大きいことを条件の１つとして含むようにしてもよい。

【0016】

酸素濃度算出部は、被測定ガスに含まれる酸素の濃度に応じて値が変化する酸素濃度信号を出力する酸素検出部から酸素濃度信号を繰り返し取得し、取得した酸素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算出酸素濃度として算出するように構成される。

【0017】

酸素終了判断部は、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていないことを判断するために算出酸素濃度を用いて予め設定された酸素終了条件が成立したか否かを判断し、酸素終了条件が成立したと判断した場合に、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていないと判断するように構成される。

【0018】

これにより、本開示の濃度算出装置は、酸素濃度が急激に上昇することで終了するというリッチスパイクの特徴に基づいて、リッチスパイクが終了したか否かを判断することができ、リッチスパイクの終了を精度良く判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】マルチガスセンサ２の内部構造を示す断面図である。

【図2】センサ素子部５と制御部３の概略構成を示す図である。

【図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。

【図4】ガス濃度算出処理を示すフローチャートである。

【図5】第１実施形態のガス漏洩診断処理を示すフローチャートである。

【図6】ＥＭＦ１＿０，Ｆｓ，Ｉｇ，ＥＭＦ１＿ＯＵＴ，Ｃ＿ＮＨ３＿ＯＵＴ，Ｃ＿ＮＨ３＿０の時間変化を示すグラフである。

【図7】ＥＭＦ１＿０，Ｃ＿Ｏ２＿０，Ｃ＿ＮＨ３＿０（Ｏｒｉｇ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）の時間変化を示すグラフである。

【図8】２０００秒〜２５００秒のＣ＿ＮＨ３＿０（Ｏｒｉｇ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）の時間変化を示すグラフである。

【図9】３１００秒〜３５００秒のＣ＿ＮＨ３＿０（Ｏｒｉｇ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）の時間変化を示すグラフである。

【図10】第２実施形態のガス漏洩診断処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（第１実施形態）
以下に本開示の第１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、これらの触媒浄化のため、所謂リッチスパイクが行われ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を搭載する車両を自車両という。アンモニア、二酸化窒素および窒素酸化物をそれぞれ、ＮＨ_３、ＮＯ_２およびＮＯｘともいう。

【0021】

マルチガス検出装置は、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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

マルチガス検出装置の制御部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ＮＯ_２濃度、ＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度（以下、ＮＨ_３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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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ＥＭＦ１）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ＥＭＦ２）を検出し、検出結果を示す信号をマイコン１９０へ出力する。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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ＥＭＦ１の値および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２の値から種々の演算処理を行う。

【0061】

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_２濃度関係式」、「ＮＯｘ濃度出力＆補正アンモニア濃度＆補正ＮＯ_２濃度−補正ＮＯｘ濃度関係式」を記憶する。

【0062】

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_２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_２濃度−補正ＮＯｘ濃度関係式」は下記の補正式（３）に相当する。

【0063】

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。

【0064】

「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。

【0065】

「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_２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。

【0066】

「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_２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_２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_２濃度関係式」は、酸素濃度、アンモニア濃度およびＮＯ_２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_２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_２濃度−補正ＮＯｘ濃度関係式」は、アンモニア濃度およびＮＯ_２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_２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。

【0067】

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ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２から、ＮＯ_２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。

【0068】

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ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２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。

【0069】

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。

【0070】

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_２濃度およびＮＯｘ濃度を求める。

【0071】

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_２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。

【0072】

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_２濃度およびＮＯｘ濃度を求める。

【0073】

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。

【0074】

そして、制御部３のマイコン１９０は、ガス濃度算出処理とガス漏洩診断処理を実行する。ガス濃度算出処理とガス漏洩診断処理は、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。本実施形態では、実行周期は１００ｍｓである。

【0075】

マイコン１９０のＲＡＭ１９３には、現在第１ポンピング電流Ｉｐ１＿０、１周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿１、２周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿２、３周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿３、４周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿４および５周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿５が設けられている。

【0076】

マイコン１９０のＲＡＭ１９３には、現在第２ポンピング電流Ｉｐ２＿０、１周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿１、２周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿２、３周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿３、４周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿４および５周期前第２ポンピング電流Ｉｐ１＿５が設けられている。

【0077】

マイコン１９０のＲＡＭ１９３には、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０、１周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１、２周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿２、３周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿３、４周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿４および５周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿５が設けられている。

【0078】

マイコン１９０のＲＡＭ１９３には、現在第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿０、１周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿１、２周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿２、３周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿３、４周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿４および５周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿５が設けられている。

【0079】

マイコン１９０のＲＡＭ１９３には、算出酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬ、現在酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿０、１周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿１および２周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿２が設けられている。

【0080】

マイコン１９０のＲＡＭ１９３には、出力第１ポンピング電流Ｉｐ１＿ＯＵＴ、出力第２ポンピング電流Ｉｐ２＿ＯＵＴ、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴおよび出力第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿ＯＵＴが設けられている。

【0081】

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、制御回路１８０から入力される第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ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２を取得する。

【0082】

次にＳ２０にて、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１を算出する。具体的には、Ｓ１０で取得した第１アンモニア起電力ＥＭＦ１と、２周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿２とを用いて、下式（４）により、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１を算出する。

【0083】

ΔＥＭＦ１ ＝ ＥＭＦ１＿２ − ＥＭＦ１ ・・・（４）
またＳ３０にて、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２を算出する。具体的には、まず、Ｓ１０で取得した第１ポンピング電流Ｉｐ１と「第１ポンピング電流−酸素濃度関係式」とに基づいて酸素濃度を算出し、この算出値を算出酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬに格納する。そして、この算出酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬと、２周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿２とを用いて、下式（５）により、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２を算出する。

【0084】

ΔＣ＿Ｏ２ ＝ Ｃ＿Ｏ２＿２ − Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬ ・・・（５）
そしてＳ４０にて、ＲＡＭ１９３に設けられているリッチスパイクフラグＦｓがセットされているか否かを判断する。リッチスパイクフラグＦｓは、後述するガス漏洩診断処理において、１または０に設定される。以下、フラグが１に設定されることを「フラグがセットされる」という。また、フラグが０に設定されることを「フラグがクリアされる」という。

【0085】

ここで、リッチスパイクフラグＦｓがクリアされている場合には、Ｓ５０にて、出力する第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ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２を決定する。具体的には、まず、５周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿５に格納されている値を、出力第１ポンピング電流Ｉｐ１＿ＯＵＴに格納する。また、５周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿５に格納されている値を、出力第２ポンピング電流Ｉｐ２＿ＯＵＴに格納する。また、５周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿５に格納されている値を、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴに格納する。また、５周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿５に格納されている値を、出力第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿ＯＵＴに格納する。

【0086】

以下、出力第１ポンピング電流Ｉｐ１＿ＯＵＴ、出力第２ポンピング電流Ｉｐ２＿ＯＵＴ、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴおよび出力第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿ＯＵＴに格納されている値を、「出力値」ともいう。

【0087】

次にＳ６０にて、５周期前までの第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ＥＭＦ１、第２アンモニア起電力ＥＭＦ２および酸素濃度Ｃ＿Ｏ２を更新する。

【0088】

具体的には、まず、４周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿４に格納されている値を、５周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿５に格納する。３周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿３に格納されている値を、４周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿４に格納する。２周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿２に格納されている値を、３周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿３に格納する。１周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿１に格納されている値を、２周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿２に格納する。現在第１ポンピング電流Ｉｐ１＿０に格納されている値を、１周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿１に格納する。Ｓ１０で取得した第１ポンピング電流Ｉｐ１を現在第１ポンピング電流Ｉｐ１＿０に格納する。

【0089】

また、４周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿４に格納されている値を、５周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿５に格納する。３周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿３に格納されている値を、４周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿４に格納する。２周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿２に格納されている値を、３周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿３に格納する。１周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿１に格納されている値を、２周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿２に格納する。現在第２ポンピング電流Ｉｐ２＿０に格納されている値を、１周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿１に格納する。Ｓ１０で取得した第２ポンピング電流Ｉｐ２を現在第２ポンピング電流Ｉｐ２＿０に格納する。

【0090】

また、４周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿４に格納されている値を、５周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿５に格納する。３周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿３に格納されている値を、４周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿４に格納する。２周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿２に格納されている値を、３周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿３に格納する。１周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１に格納されている値を、２周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿２に格納する。現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０に格納されている値を、１周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１に格納する。Ｓ１０で取得した第１アンモニア起電力ＥＭＦ１を現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０に格納する。

【0091】

また、４周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿４に格納されている値を、５周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿５に格納する。３周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿３に格納されている値を、４周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿４に格納する。２周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿２に格納されている値を、３周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿３に格納する。１周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿１に格納されている値を、２周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿２に格納する。現在第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿０に格納されている値を、１周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿１に格納する。Ｓ１０で取得した第２アンモニア起電力ＥＭＦ２を現在第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿０に格納する。

【0092】

また、１周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿１に格納されている値を、２周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿２に格納する。現在酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿０に格納されている値を、１周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿１に格納する。算出酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬに格納されている値を、現在酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿０に格納する。

【0093】

そしてＳ６０の処理が終了すると、Ｓ１００に移行する。
一方、Ｓ４０にて、リッチスパイクフラグＦｓがセットされている場合には、Ｓ７０にて、１周期前から５周期前までの第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ＥＭＦ１、第２アンモニア起電力ＥＭＦ２および酸素濃度Ｃ＿Ｏ２を更新する。

【0094】

具体的には、まず、４周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿４に格納されている値を、５周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿５に格納する。３周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿３に格納されている値を、４周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿４に格納する。２周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿２に格納されている値を、３周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿３に格納する。１周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿１に格納されている値を、２周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿２に格納する。現在第１ポンピング電流Ｉｐ１＿０に格納されている値を、１周期前第１ポンピング電流Ｉｐ１＿１に格納する。

【0095】

また、４周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿４に格納されている値を、５周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿５に格納する。３周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿３に格納されている値を、４周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿４に格納する。２周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿２に格納されている値を、３周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿３に格納する。１周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿１に格納されている値を、２周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿２に格納する。現在第２ポンピング電流Ｉｐ２＿０に格納されている値を、１周期前第２ポンピング電流Ｉｐ２＿１に格納する。

【0096】

また、４周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿４に格納されている値を、５周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿５に格納する。３周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿３に格納されている値を、４周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿４に格納する。２周
期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿２に格納されている値を、３周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿３に格納する。１周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１に格納されている値を、２周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿２に格納する。現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０に格納されている値を、１周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１に格納する。

【0097】

また、４周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿４に格納されている値を、５周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿５に格納する。３周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿３に格納されている値を、４周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿４に格納する。２周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿２に格納されている値を、３周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿３に格納する。１周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿１に格納されている値を、２周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿２に格納する。現在第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿０に格納されている値を、１周期前第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿１に格納する。

【0098】

次にＳ８０にて、現在の第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ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２をそれぞれ、前回の出力値で更新する。具体的には、まず、出力第１ポンピング電流Ｉｐ１＿ＯＵＴに格納されている値を、現在第１ポンピング電流Ｉｐ１＿０に格納する。また、出力第２ポンピング電流Ｉｐ２＿ＯＵＴに格納されている値を、現在第２ポンピング電流Ｉｐ２＿０に格納する。また、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴに格納されている値を、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０に格納する。また、出力第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿ＯＵＴに格納されている値を、現在第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿０に格納する。

【0099】

その後Ｓ９０にて、２周期前までの酸素濃度Ｃ＿Ｏ２を更新する。具体的には、１周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿１に格納されている値を、２周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿２に格納する。現在酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿０に格納されている値を、１周期前酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿１に格納する。算出酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬに格納されている値を、現在酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿０に格納する。

【0100】

そしてＳ９０の処理が終了すると、Ｓ１００に移行する。なお、Ｓ４０にてリッチスパイクフラグＦｓがセットされていると判断した場合には、出力第１ポンピング電流Ｉｐ１＿ＯＵＴ、出力第２ポンピング電流Ｉｐ２＿ＯＵＴ、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴおよび出力第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿ＯＵＴを更新する処理は行われない。すなわち、Ｓ４０にてリッチスパイクフラグＦｓがセットされていると判断した場合には、出力第１ポンピング電流Ｉｐ１＿ＯＵＴ、出力第２ポンピング電流Ｉｐ２＿ＯＵＴ、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴおよび出力第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿ＯＵＴは前回値を保持する。

【0101】

そしてＳ１００に移行すると、出力値に基づいて、アンモニア濃度、ＮＯ_２濃度およびＮＯｘ濃度を算出する。具体的には、まず、出力第１ポンピング電流Ｉｐ１＿ＯＵＴに格納されている値を第１ポンピング電流Ｉｐ１とする。同様に、出力第２ポンピング電流Ｉｐ２＿ＯＵＴ、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴおよび出力第２アンモニア起電力ＥＭＦ２＿ＯＵＴに格納されている値をそれぞれ、第２ポンピング電流Ｉｐ２、アンモニア起電力ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２とする。そして、これらの第１ポンピング電流Ｉｐ１、第２ポンピング電流Ｉｐ２、アンモニア起電力ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２を用いて、上述の演算処理により、アンモニア濃度、ＮＯ_２濃度およびＮＯｘ濃度を算出する。

【0102】

その後Ｓ１１０にて、Ｓ１００で算出されたアンモニア濃度、ＮＯ_２濃度およびＮＯｘ
濃度を示すアンモニア濃度情報、ＮＯ_２濃度情報およびＮＯｘ濃度情報を電子制御装置２００へ送信し、ガス濃度算出処理を終了する。

【0103】

次に、ガス漏洩診断処理の手順を説明する。
ガス漏洩診断処理が実行されると、マイコン１９０のＣＰＵ１９１は、図５に示すように、まずＳ２１０にて、リッチスパイクフラグＦｓがセットされているか否かを判断する。ここで、リッチスパイクフラグＦｓがセットされていない場合には、Ｓ２２０にて、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が、予め設定された開始判定値Ｘ１に−１を乗じた乗算値より小さいか否かを判断する。開始判定値Ｘ１は正値である。本実施形態では、開始判定値Ｘ１は１５ｍＶである。

【0104】

ここで、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が開始判定値Ｘ１に−１を乗じた乗算値以上ある場合には、ガス漏洩診断処理を一旦終了する。一方、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が開始判定値Ｘ１に−１を乗じた乗算値より小さい場合には、Ｓ２３０にて、リッチスパイクフラグＦｓをセットする。さらにＳ２４０にて、ＲＡＭ１９３に設けられているガス流入出指示Ｉｇを１に設定する。そしてＳ２５０にて、ＲＡＭ１９３に設けられている判定タイマＴｊを起動し、ガス漏洩診断処理を一旦終了する。判定タイマＴｊは、例えば１０ｍｓ毎にインクリメントするタイマであり、起動されると、その値が０からインクリメント（すなわち、１加算）する。

【0105】

またＳ２１０にて、リッチスパイクフラグＦｓがセットされている場合には、Ｓ２６０にて、判定タイマＴｊの値が予め設定された継続判定値Ｘ４より大きいか否かを判断する。本実施形態では、継続判定値Ｘ４は、例えば２秒に相当する値である。

【0106】

ここで、判定タイマＴｊの値が継続判定値Ｘ４より大きい場合には、２７０にて、リッチスパイクフラグＦｓをクリアする。さらにＳ２８０にて、ガス流入出指示Ｉｇを０に設定する。そしてＳ２９０にて、判定タイマＴｊのインクリメントを停止させて、ガス漏洩診断処理を一旦終了する。

【0107】

一方、判定タイマＴｊの値が継続判定値Ｘ４以下である場合には、Ｓ３００にて、ガス流入出指示Ｉｇが１に設定されているか否かを判断する。ここで、ガス流入出指示Ｉｇが１に設定されている場合には、Ｓ３１０にて、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が予め設定された第１終了判定値Ｘ２より大きいか否かを判断する。第１終了判定値Ｘ２は正値である。本実施形態では、第１終了判定値Ｘ２は７ｍＶである。

【0108】

ここで、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第１終了判定値Ｘ２以下である場合には、ガス漏洩診断処理を一旦終了する。一方、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第１終了判定値Ｘ２より大きい場合には、Ｓ３２０にて、ガス流入出指示Ｉｇを２に設定して、ガス漏洩診断処理を一旦終了する。

【0109】

またＳ３００にて、ガス流入出指示Ｉｇが１に設定されていない場合には、Ｓ３３０にて、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が、第１終了判定値Ｘ２より小さくなるように設定された第２終了判定値Ｘ３より小さいか否かを判断する。第２終了判定値Ｘ３は正値である。本実施形態では、第２終了判定値Ｘ３は７ｍＶである。

【0110】

ここで、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第２終了判定値Ｘ３以上である場合には、ガス漏洩診断処理を一旦終了する。一方、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第２終了判定値Ｘ３より小さい場合には、Ｓ２７０に移行する。

【0111】

図６のグラフＧ１は、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０、リッチスパイクフラグ
Ｆｓおよびガス流入出指示Ｉｇの時間変化を示す。図６のグラフＧ２は、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴと、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴに基づいて算出されたアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿ＯＵＴと、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０に基づいて算出されたアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０の時間変化を示す。

【0112】

グラフＧ１の矢印Ｌ１で示すように、２．７秒でリッチスパイクによる現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０の急激な低下が発生している。これにより、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が開始判定値Ｘ１に−１を乗じた乗算値より小さくなる。このため、グラフＧ１の矢印Ｌ２および矢印Ｌ３で示すように、２．７秒で、リッチスパイクフラグＦｓがセットされ、ガス流入出指示Ｉｇが１に設定される。

【0113】

その後、グラフＧ１の矢印Ｌ４で示すように、３．１秒で現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０の急激な上昇が発生している。これにより、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第１終了判定値Ｘ２より大きくなる。このため、グラフＧ１の矢印Ｌ５で示すように、３．１秒で、ガス流入出指示Ｉｇが２に設定される。

【0114】

そして、グラフＧ１の矢印Ｌ６で示すように、３．６秒で第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第２終了判定値Ｘ３より小さくなると、グラフＧ１の矢印Ｌ７で示すように、３．６秒で、リッチスパイクフラグＦｓがクリアされ、ガス流入出指示Ｉｇが０に設定される。

【0115】

なお、グラフＧ１の矢印Ｌ８で示すように、４．６秒以降における現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０の低下は緩やかである。このため、グラフＧ１の矢印Ｌ９で示すように、４．６秒以降において、リッチスパイクフラグＦｓはセットされない。

【0116】

また、２．６秒〜２．９秒における現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０の急激な低下により、グラフＧ２の矢印Ｌ１１で示すように、２．６秒〜２．９秒において、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０が急激に上昇している。また、２．９秒〜３．５秒における現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０の急激な低下により、グラフＧ２の矢印Ｌ１２で示すように、２．９秒〜３．５秒において、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０が急激に低下している。

【0117】

これに対して、グラフＧ２の矢印Ｌ１３で示すように、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０が急激に変化している時間帯（すなち、２．６秒〜３．５秒）において、出力第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿ＯＵＴはほとんど変化していない。このため、グラフＧ２の矢印Ｌ１４で示すように、上記の時間帯において、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿ＯＵＴはほとんど変化していない。

【0118】

また、グラフＧ２の矢印Ｌ１５で示すように、４．６秒で、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０の値が上昇を開始している。そして、グラフＧ２の矢印Ｌ１６で示すように、５．１秒で、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿ＯＵＴの値が上昇を開始している。すなわち、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿ＯＵＴは、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０を０．５秒遅延させて出力されている。

【0119】

図７のグラフＧ３は、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０と現在酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿０の時間変化を示す。図７のグラフＧ４は、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０に基づいて算出されたアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０の時間変化を示す。

【0120】

図７のグラフＧ５は、特許文献１に記載の手法でリッチスパイクを検出する場合におけるアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０の時間変化を示す。なお、特許文献１に記載の手法とは
、酸素濃度の変化率に基づいてリッチスパイクを検出する手法である。

【0121】

図７のグラフＧ６は、本開示の手法でリッチスパイクを検出する場合におけるアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０の時間変化を示す。
なお、特許文献１に記載の手法でリッチスパイクを検出した場合と、本開示の手法でリッチスパイクを検出した場合には、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０を前回値に保持する。

【0122】

以下、グラフＧ４に示すアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０をアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（Ｏｒｉｇ）と表記する。グラフＧ５に示すアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０をアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ）と表記する。グラフＧ６に示すアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０をアンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）と表記する。

【0123】

グラフＧ３の矢印Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３で示すように、４０００秒から４５００秒までの間に、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０の急激な変化が３回発生している。これは、リッチスパイクに起因した変化である。

【0124】

このため、グラフＧ４の矢印Ｌ２４，Ｌ２５，Ｌ２６で示すように、４０００秒から４５００秒までの間に、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（Ｏｒｉｇ）の急激な変化が３回発生している。

【0125】

これに対し、グラフＧ５の矢印Ｌ２７で示すように、グラフＧ５では、４０００秒から４５００秒までの間に、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ）の急激な変化は発生していない。すなわち、グラフＧ５は、特許文献１に記載の手法でリッチスパイクを検出することができることを示している。

【0126】

同様に、グラフＧ６の矢印Ｌ２８で示すように、グラフＧ６では、４０００秒から４５００秒までの間に、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）の急激な変化は発生していない。すなわち、グラフＧ６は、本開示の手法でリッチスパイクを検出することができることを示している。

【0127】

図８は、グラフＧ３，Ｇ４，Ｇ５における２０００秒から２５００秒までの間のアンモニア濃度＿ＮＨ３＿０（Ｏｒｉｇ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）の時間変化を示すグラフである。

【0128】

図８は、グラフＧ３，Ｇ４，Ｇ５における３１００秒から３５００秒までの間のアンモニア濃度＿ＮＨ３＿０（Ｏｒｉｇ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ），Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）の時間変化を示すグラフである。

【0129】

例えば、図８の矢印Ｌ２９，Ｌ３０と図９の矢印Ｌ３１，Ｌ３２とで示すように、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＮＥＷ）が変動しているのに対して、アンモニア濃度Ｃ＿ＮＨ３＿０（ＯＬＤ）が一定値を保持している場合がある。これは、特許文献１に記載の手法では、リッチスパイクが発生していないときにリッチスパイクを検出する場合があることを示している。

【0130】

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アンモニアの濃度を算出する。マイコン１９０は、排気ガスに含まれるアンモニアおよび可燃性ガスの両方の濃度に応じて値が変化する第１アンモニア起電力ＥＭＦ１を発生させる第１アンモニア検出部１０２から第１アンモニア起電力ＥＭＦ１を繰り返し取得する。そしてマイコン１９０は、取得した第１アンモニア起電力ＥＭＦ１を示す現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０および１，２，３，４，５周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１，２，３，４，５を
蓄積する。

【0131】

マイコン１９０は、蓄積された現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０および１，２，３，４，５周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１，２，３，４，５を用いて、現時点より０．５秒前におけるアンモニア濃度を示すアンモニア濃度情報を現時点でのアンモニア濃度情報として出力する。

【0132】

マイコン１９０は、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が開始判定値Ｘ１に−１を乗じた乗算値より小さい場合に、リッチスパイクフラグＦｓをセットする。
マイコン１９０は、リッチスパイクフラグＦｓがセットされた場合に、出力される現時点でのアンモニア濃度情報を、リッチスパイクフラグＦｓがセットされる直前におけるアンモニア濃度情報の値に設定する。

【0133】

このようにマイコン１９０は、アンモニアだけでなく可燃性ガスの濃度に応じて値が変化する第１アンモニア起電力ＥＭＦ１に基づいて、排気ガスに可燃性ガスが含まれているか否かを判断する。そして、リッチスパイクが発生すると、排気ガスに含まれる可燃性ガスの濃度が急激に上昇する。これに対し、マイコン１９０は、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が開始判定値Ｘ１に−１を乗じた乗算値より小さい場合に、リッチスパイクフラグＦｓをセットする。すなわち、マイコン１９０は、可燃性ガス濃度が急激に上昇するリッチスパイクを検出することができる。このため、マイコン１９０は、酸素濃度ではなく可燃性ガス濃度に基づいて、リッチスパイクを検出することが可能となり、リッチスパイクの検出精度を向上させることができる。

【0134】

またマイコン１９０は、現時点より０．５秒前におけるアンモニア濃度を示すアンモニア濃度情報を現時点でのアンモニア濃度情報として出力する。そしてマイコン１９０は、被測定ガスに可燃性ガスが含まれていると判断した場合に、現時点でのアンモニア濃度情報を、排気ガスに可燃性ガスが含まれていると判断する直前におけるアンモニア濃度情報の値に設定する。これにより、マイコン１９０は、リッチスパイクの発生による可燃性ガス濃度の上昇に起因して、アンモニア濃度が変化していないにも関わらずアンモニア濃度情報の値が上昇してしまうという事態の発生を抑制し、アンモニア濃度の検出精度の低下を抑制することができる。

【0135】

またマイコン１９０は、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が予め設定された第１終了判定値Ｘ２より大きくなった後に、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第２終了判定値Ｘ３より小さくなった場合に、リッチスパイクフラグＦｓをクリアする。すなわち、マイコン１９０は、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第１終了判定値Ｘ２より大きいことを、リッチスパイクフラグＦｓをクリアする条件の１つとして含む。

【0136】

これにより、マイコン１９０は、可燃性ガス濃度が急激に上昇した後に可燃性ガス濃度が急激に低下することで終了するというリッチスパイクの特徴に基づいて、リッチスパイクが終了したか否かを判断することができ、リッチスパイクの終了を精度良く判断することができる。

【0137】

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，Ｓ６０は蓄積部としての処理に相当し、Ｓ１００，Ｓ１１０は濃度出力部としての処理に相当し、Ｓ２０は可燃性ガス判断部としての処理に相当し、Ｓ７０，Ｓ８０は情報設定部としての処理に相当し、Ｓ２７０，Ｓ２８０，Ｓ３００〜Ｓ３３０は起電力終了判断部としての処理に相当する。

【0138】

また、排気ガスは被測定ガスに相当し、第１アンモニア起電力ＥＭＦ１はアンモニア起
電力に相当し、第１アンモニア検出部１０２はアンモニア検出部に相当する。
また、現在第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿０および１，２，３，４，５周期前第１アンモニア起電力ＥＭＦ１＿１，２，３，４，５はアンモニア起電力情報に相当する。

【0139】

また、Ｓ１１０で送信されるアンモニア濃度情報は遅延アンモニア濃度情報および現アンモニア濃度情報に相当し、０．５秒は遅延時間に相当し、０．２秒は低下時間間隔に相当し、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１はアンモニア起電力の低下量に相当し、開始判定値Ｘ１は開始判定値に相当する。

【0140】

また、Ｓ３００とＳ３３０の判断条件は起電力終了条件に相当し、０．２秒はアンモニア増加時間間隔に相当し、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１はアンモニア起電力の増加量に相当し、第１終了判定値Ｘ２はアンモニア終了判定値に相当する。

【0141】

（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

【0142】

第２実施形態のマルチガス検出装置は、ガス漏洩診断処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態のガス漏洩診断処理は、図１０に示すように、Ｓ２８０，Ｓ３００〜Ｓ３３０の処理の代わりにＳ４１０の処理が実行される点が第１実施形態と異なる。

【0143】

すなわち、Ｓ２６０にて、判定タイマＴｊの値が継続判定値Ｘ４以下である場合には、Ｓ４１０にて、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２が予め設定された第３終了判定値Ｘ５より大きいか否かを判断する。第３終了判定値Ｘ５は正値である。

【0144】

ここで、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２が第３終了判定値Ｘ５以下である場合には、ガス漏洩診断処理を一旦終了する。一方、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２が第３終了判定値Ｘ５より大きい場合には、Ｓ２７０に移行する。

【0145】

また、Ｓ２７０の処理が終了すると、Ｓ２９０に移行する。
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ＮＯｘ検出部１０１から第１ポンピング電流Ｉｐ１を繰り返し取得する。そしてマイコン１９０は、取得した第１ポンピング電流Ｉｐ１に基づいて、排気ガスに含まれる酸素の濃度を算出酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬとして算出する。

【0146】

そしてマイコン１９０は、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２が予め設定された第３終了判定値Ｘ５より大きい場合に、リッチスパイクフラグＦｓをクリアする。すなわち、マイコン１９０は、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２が第３終了判定値Ｘ５より大きいことを、リッチスパイクフラグＦｓをクリアする条件の１つとして含む。

【0147】

これにより、マイコン１９０は、酸素濃度が急激に上昇することで終了するというリッチスパイクの特徴に基づいて、リッチスパイクが終了したか否かを判断することができ、リッチスパイクの終了を精度良く判断することができる。

【0148】

以上説明した実施形態において、Ｓ１０，Ｓ３０は酸素濃度算出部としての処理に相当し、Ｓ４１０は酸素終了判断部としての処理に相当する。
また、第１ポンピング電流Ｉｐ１は酸素濃度信号に相当し、ＮＯｘ検出部１０１は酸素検出部に相当し、算出酸素濃度Ｃ＿Ｏ２＿ＣＡＬは算出酸素濃度に相当する。

【0149】

また、Ｓ４１０の判断条件は酸素終了条件に相当し、０．２秒は酸素増加時間間隔に相当し、酸素濃度変化量ΔＣ＿Ｏ２は算出酸素濃度の増加量に相当し、第３終了判定値Ｘ５は酸素終了判定値に相当する。

【0150】

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。
例えば上記実施形態では、５周期前における第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ＥＭＦ１および第２アンモニア起電力ＥＭＦ２を用いて算出されたアンモニア濃度、ＮＯ_２濃度およびＮＯｘ濃度の情報を電子制御装置２００へ送信する形態を示した。すなわち、上記実施形態では、現時点から０．５秒前のアンモニア濃度、ＮＯ_２濃度およびＮＯｘ濃度の情報を送信する形態を示した。しかし、現時点より予め設定された遅延時間前におけるアンモニア濃度、ＮＯ_２濃度およびＮＯｘ濃度の情報はこれに限定されるものではない。例えば、現時点より遅延時間前の時点を含む所定の時間範囲における濃度の平均値を、遅延時間前における濃度情報として送信するようにしてもよい。具体的には、現時点より０．５秒前、０．６秒前および０．７秒前のアンモニア濃度の平均値を、現時点より０．５秒前におけるアンモニア濃度情報として送信するようにしてもよい。

【0151】

また上記実施形態では、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が予め設定された第１終了判定値Ｘ２より大きくなった後に、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が第２終了判定値Ｘ３より小さくなった場合に、リッチスパイクフラグＦｓをクリアする形態を示した。しかし、第１アンモニア起電力変化量ΔＥＭＦ１が予め設定された第１終了判定値Ｘ２より大きくなった場合に、リッチスパイクフラグＦｓをクリアするようにしてもよい。

【0152】

また、上記実施形態における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、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記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。

【0153】

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。

【符号の説明】

【0154】

２…マルチガスセンサ、３…制御部、１０２…第１アンモニア検出部、１９０…マイコン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】