氣體濃度檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及對汽車的排氣所包含的NOx等氣體成分的濃度進行測定的氣體濃度檢測裝置。
【背景技術】
[0002]已知一種氣體濃度檢測裝置，具備暴露于汽車的排氣等的氣體傳感器、以及利用該氣體傳感器的輸出對上述排氣所包含的NOx等的濃度進行計算的計算部(參照下述專利文獻1)。
[0003]上述氣體傳感器具備具有氧離子傳導性的固體電解質體、以及在該固體電解質體的兩面形成的多個電極。由該固體電解質體與電極形成栗單元、監測單元以及傳感器單元這3個單元。栗單元是用于降低氣體的氧濃度的單元。監測單元是用于對由栗單元降低了氧濃度的氣體中些許殘留的氧的濃度進行檢測的單元。此外，傳感器單元是用于對由栗單元降低了氧濃度的氣體所包含的氧與規定氣體成分(NOx)的總計的濃度進行檢測的單元。
[0004]在監測單元中流動有對應于上述氣體中殘留的氧的濃度的量的電流(監測單元電流Im)。此外，在傳感器單元中也流動有電流(傳感器單元電流Is)。由于傳感器單元分別對氧以及規定氣體成分具有活性，因此在傳感器單元電流Is中包含由氧濃度引起的分量(氧引起電流I so )、以及由規定氣體成分的濃度引起的分量(規定氣體引起電流IX)。為了準確地計算規定氣體成分的濃度，需要從傳感器單元電流Is中去除氧引起電流Iso，從而準確地計算規定氣體引起電流IX的值。
[0005]然而，通常氧引起電流Iso不能直接測定。因此在上述氣體濃度檢測裝置中，使用監測單元電流Im來代替氧引起電流Iso。即，由于監測單元電流Im與氧引起電流Iso同樣地與氧濃度有相關關系，因此從傳感器單元電流Is( = Iso+Ix)中減去該監測單元電流Im從而求取規定氣體引起電流Ix的近似值。并且，利用得到的值計算規定氣體成分的濃度。這些運算由上述計算部進行。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特許第3979240號公報

【發明內容】

[0009]發明所要解決的課題
[0010]然而，有時上述氣體濃度檢測裝置不能準確地測定規定氣體成分的濃度。即，構成監測單元的電極由僅將氧分子還原的金屬、例如Pt—Au合金構成，構成傳感器單元的電極由將氧分子與規定氣體成分這兩方都還原的金屬、例如Pt—Rh合金構成。像這樣，由于監測單元與傳感器單元的電極的材料互相不同，因此對于氧濃度的靈敏度互相不同。此外，各電極的面積存在制造不均勻。因此，監測單元電流Im與氧引起電流Iso未準確地一致的情況較多。因此，即使如上所述那樣從傳感器單元電流Is ( = Ix+Iso)中減去監測單元電流Im，也不能準確地計算規定氣體引起電流Ix。因此，不能準確地求取規定氣體成分的濃度。
[0011]本發明鑒于相關背景而作成，欲提供一種能夠更準確地計算規定氣體成分的濃度的氣體濃度檢測裝置。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]本發明的一方式是一種氣體濃度檢測裝置，具備暴露于氣體的氣體傳感器、以及利用該氣體傳感器的輸出對上述氣體所包含的規定氣體成分的濃度進行計算的計算部，該氣體濃度檢測裝置的特征在于，
[0014]上述氣體傳感器具備供上述氣體導入的氣體室、供基準氣體導入的基準氣體室、介于上述氣體室與上述基準氣體室之間并具有氧離子傳導性的固體電解質體、以及設于該固體電解質體的兩面的多個電極，
[0015]通過上述固體電解質體與上述電極形成有:調整上述氣體室中的上述氣體的氧濃度的栗單元、流動有對應于上述氣體中的氧濃度的量的電流的監測單元、以及流動有對應于上述氣體中的氧濃度的量的電流與對應于上述規定氣體成分的濃度的量的電流的總計的電流的傳感器單元，
[0016]上述計算部對上述監測單元中流動的電流即監測單元電流Im的值進行校正，以使其與上述傳感器單元中流動的電流即傳感器單元電流I s之中的、由氧濃度引起的分量即氧引起電流Iso的值接近，并從上述傳感器單元電流Is中減去該校正值Im’，由此求取上述傳感器單元電流I s之中的、由上述規定氣體成分的濃度引起的分量即規定氣體引起電流IX，從而計算上述氣體中的上述規定氣體成分的濃度。
[0017]發明的效果
[0018]上述氣體濃度檢測裝置的計算部在計算規定氣體成分的濃度時，對監測單元電流Im的值進行校正以使其與上述氧引起電流I so的值接近。
[0019]因此，能夠更準確地計算規定氣體成分的濃度。即，如上所述，在傳感器單元電流I s中包含由規定氣體成分的濃度引起的分量即規定氣體引起電流IX與上述氧引起電流Iso。若進行上述校正處理，則校正后的監測單元電流Im’成為接近于氧引起電流Iso的值。因此，若從傳感器單元電流Is( = Ix+Iso)中減去校正后的監測單元電流Im’，便成為Is —Im’ = (Ix+Iso) — Im’與Ix，從而能夠計算準確的規定氣體引起電流Ix。因此，能夠準確地計算規定氣體成分的濃度。
[0020]如以上所述那樣，根據本發明可提供能夠更準確地計算規定氣體成分的濃度的氣體濃度檢測裝置。
【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1的氣體傳感器的剖視圖。
[0022]圖2為圖1的I1-1I剖視圖。
[0023]圖3為圖1的II1-1II剖視圖。
[0024]圖4為實施例1的氣體傳感器的分解立體圖。
[0025]圖5為表示實施例1中的、測定含有NOx的氣體時的、栗單元電壓與監測單元電流以及傳感器單元電流的關系的圖表。
[0026]圖6為表示圖5中的、將Vp設為約0.37V時的、傳感器單元電流與監測單元電流的詳情的圖表。
[0027]圖7為表示實施例1中的、測定不含有NOx的氣體時的、栗單元電壓與監測單元電流以及傳感器單元電流的關系的圖表。
[0028]圖8為表示實施例1中的、測定不含有NOx的氣體時的、監測單元電流與傳感器單元電流的相關關系的圖表。
[0029]圖9為表示實施例1中的、測定不含有NOx的氣體時的、栗單元電壓Vp與Im、Is、Im—Is、Im—als的關系的圖表。
[0030]圖10為表示實施例1中的、將Vp設為約0.2V并測定含有NOx的氣體時的、傳感器單元電流與監測單元電流的詳情的圖表。
[0031]圖11為表示圖10示出的監測單元電流與傳感器單元電流的相關關系的圖表。
[0032]圖12為將實施例2中的、測定含有NOx的氣體時的、栗單元電壓與監測單元電流、傳感器單元電流的關系，以及￥1、￥2、1!111、11112、181、182的值共同表示的圖表。
[0033]圖13為表示將栗單元電壓Vp設為圖12示出的V1、V2時的、傳感器單元電流的詳情的圖表。
[0034]圖14為表示將栗單元電壓Vp設為圖12示出的V1、V2時的、監測單元電流的詳情的圖表。
[0035]圖15為將實施例3中的、測定含有NOx的氣體時的、栗單元電壓與監測單元電流、傳感器單元電流的關系，以及V0、V3的值共同記載的圖表。
[0036]圖16為表示將栗單元電壓Vp設為圖15示出的V3時的、|傳感器單元電流|與|監測單元電流I的詳情的圖表。
[0037]圖17為將實施例4中的、測定不含有NOx的氣體時的、栗單元電壓與監測單元電流、傳感器單元電流的關系，以及V1、V2的值共同記載的圖表。
[0038]圖18為表示實施例4中的、^^與工^的詳情的圖表。
[0039]圖19為表示實施例4中的、Im2與Is2的詳情的圖表。
[0040]圖20為表示實施例4中的、測定含有NOx的氣體時的、Im與Is的詳情的圖表。
[0041]圖21為表示實施例5中的、將栗單元電壓設為V3、V4時的、傳感器單元電流Is3、Is4的詳情的圖表。
[0042]圖22為表示實施例5中的、將栗單元電壓設為V3、V4時的、監測單元電流Im3、Im4的詳情的圖表。
【具體實施方式】
[0043]上述氣體濃度檢測裝置能作為例如用于對汽車的排氣所包含的NOx的濃度進行測定的NOx濃度檢測裝置。
[0044]實施例
[0045](實施例1)
[0046]使用圖1?圖11來說明上述氣體濃度檢測裝置所涉及的實施例。如圖1?圖4所示，本例的氣體濃度檢測裝置1具備氣體傳感器10以及計算部11。氣體傳感器10的前端100暴露于氣體g。計算部11利用氣體傳感器1 ο的輸出電流對氣體g所包含的規定的氣體成分的濃度進行計算。
[0047]氣體傳感器10具備氣體室7、基準氣體室12、固體電解質體2以及多個電極8。在氣體室7中導入有氣體g。此外，在基準氣體室7中導入有大氣等基準氣體。固體電解質體2介于氣體室7與基準氣體室12之間。固體電解質體2由具有氧離子傳導性的材料構成。電極8形成于固體電解質體2的兩面。
[0048]如圖1?圖3所示，通過固體電解質體2與電極8形成栗單元3、監測單元4以及傳感器單元5。栗單元3是調整氣體室7的氣體g中的氧濃度的單元。監測單元4是流動有對應于氣體g中的氧濃度的量的電流的單元。此外，傳感器單元5是流動有對應于氣體g中的氧濃度的量的電流與對應于規定氣體