[发明专利]气体传感器以及被测定气体中的多个目标成分的浓度测定方法

说明书

本发明涉及气体传感器以及被测定气体中的多个目标成分的浓度测定方法。气体传感器具有：氧浓度控制机构(100)，其对氧浓度调节室(18)内的氧浓度进行控制；温度控制机构(102)，其对传感器元件(12)的温度进行控制；条件设定机构(104)，其将氧浓度调节室(18)的氧浓度以及传感器元件(12)的温度中的至少一方设定为与被导入的被测定气体的目标成分的种类相对应的条件；以及浓度计算机构(106)，其基于在与目标成分的种类相对应的多个条件下得到的各传感器输出，计算出多个分别不同的目标成分的浓度。

技术领域

本发明涉及能够对被测定气体中的多个目标成分的各浓度进行测定的气体传感器、以及被测定气体中的多个目标成分的浓度测定方法。

背景技术

以往，已知：具有串联二室结构的NOx传感器(串联二室型NOx传感器)以及使用了该NOx传感器的NOx测定方法(例如，参照日本特开2015-200643号公报)、使用了氧化物半导体电极的混合电位型或者电阻变化型的NO₂传感器、或者NH₃传感器(例如，参照日本特开2013-068632号公报以及日本特开2009-243942号公报)。

另外，已知：使用氧化物半导体电极的混合电位来测定NH₃浓度的方法。该方法如下：用另一个传感器来测定NOx浓度，在不存在NO、NO₂的情况下，直接使用氧化物半导体电极的混合电位，在存在NO、NO₂的情况下，对氧化物半导体电极的混合电位加以补正(例如，参照日本特表2009-511859号公报)。

发明内容

近年来，存在着各国加大力度强化对CO₂排出量进行限制的趋势，柴油车的普及率正在增加。使用稀薄燃烧的柴油发动机具有如下缺点：虽说CO₂排出量比较少，但包含有过量氧的尾气中的NOx净化变得困难。因此，与CO₂排出量限制的强化同样地，NOx排出量的限制也正在强化。目前，能够不有损于CO₂排出量亦即燃料消耗量地进行NOx净化的选择性还原型催化系统(以下、称为SCR系统)占据了NOx净化的主流。SCR系统使所注入的尿素与尾气发生反应而生成氨，使氨与NOx发生反应而分解为N₂和O₂。在该SCR系统中，为了使NOx净化效率接近于100％，需要增加尿素的注入量，不过，如果增加尿素注入量，则有可能未反应的氨向大气中排出。因此，要求有一种传感器能够将NOx和氨区别开。

此外，在美国，正在准备规定：有义务对氧化催化器(以下、称为DOC催化器)、柴油颗粒过滤器(以下、称为DPF)、选择性还原型催化器(以下、称为SCR催化器)分别进行故障诊断。DPF、SCR催化器的故障诊断可以利用已有的PM传感器、NOx传感器来进行，但是，对于DOC催化器就没有找到有效的故障诊断装置。目前，推荐使用：对200℃以下的低温时在DOC催化器下游漏出的烃(以下、称为HC)量进行测定的方法、以及由向DOC催化器下游排出的NO与NO₂的比率判断故障的方法等。特别是，与HC流出量的增大相比，先发生NO与NO₂的比率中的NO₂的减少，因此，作为更安全的故障诊断方法，备受期待。因此，要求有一种传感器能够将NO和NO₂区别开。

关于上述的日本特开2015-200643号公报中记载的NOx传感器以及NOx测定方法，它是将NO、NO₂、NH₃转化为NO，并使转化后的NO分解而生成O₂，再对该O₂的量、或者浓度进行测定。因此，即便能够测定NO、NO₂、NH₃的总量，也无法将它们区别开。