(57)【要約】【課題】酸素センサの測定開始直後における検知精度の低下及び酸素センサの測定開始の遅延を抑制できる酸素センサの制御装置を提供する。【解決手段】本開示は、ポンプセルと、酸素濃度測定セルと、測定ガス室と、ヒータと、微小電流供給回路と、ポンプ電流供給回路と、測定部とを備える酸素センサの制御装置である。ヒータは、ポンプセル及び酸素濃度測定セルを加熱するように構成される。微小電流供給回路は、測定ガス室内の酸素が第２測定電極に酸素基準源として送られる向きに酸素濃度測定セルに微小電流を供給するように構成される。ポンプ電流供給回路は、ポンプセルにポンプ電流を供給するように構成される。測定部は、酸素濃度測定セルの電極間電圧を測定するように構成される。酸素センサの制御装置は、酸素基準源が機能している状態で酸素濃度の測定を開始する時に、微小電流を供給することなく、ヒータによる加熱とポンプ電流の供給とを開始する。【選択図】図３
2020003456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１固体電解質体と、前記第１固体電解質体上に離間して配置された第１ポンプ電極及び第２ポンプ電極とを有するポンプセルと、
第２固体電解質体と、前記第２固体電解質体上に離間して配置された第１測定電極及び第２測定電極とを有する酸素濃度測定セルと、
前記第１ポンプ電極及び前記第１測定電極が配置された測定ガス室と、
前記ポンプセル及び前記酸素濃度測定セルを加熱するように構成されたヒータと、
前記測定ガス室内の酸素が前記第２測定電極に酸素基準源として送られる向きに前記酸素濃度測定セルに微小電流を供給するように構成された微小電流供給回路と、
前記ポンプセルにポンプ電流を供給するように構成されたポンプ電流供給回路と、
前記酸素濃度測定セルの電極間電圧を測定するように構成された測定部と、
を備える酸素センサの制御装置であって、
前記酸素基準源が機能している状態で酸素濃度の測定を開始する時に、前記微小電流を供給することなく、前記ヒータによる加熱と前記ポンプ電流の供給とを開始する、酸素センサの制御装置。
【請求項２】
前記ポンプ電流の供給開始から一定時間経過した後に、前記微小電流の供給を開始する、請求項１に記載の酸素センサの制御装置。
【請求項３】
第１固体電解質体と、前記第１固体電解質体上に離間して配置された第１ポンプ電極及び第２ポンプ電極とを有するポンプセルと、
第２固体電解質体と、前記第２固体電解質体上に離間して配置された第１測定電極及び第２測定電極とを有する酸素濃度測定セルと、
前記第１ポンプ電極及び前記第１測定電極が配置された測定ガス室と、
前記ポンプセル及び前記酸素濃度測定セルを加熱するように構成されたヒータと、
前記測定ガス室内の酸素が前記第２測定電極に酸素基準源として送られる向きに前記酸素濃度測定セルに微小電流を供給するように構成された微小電流供給回路と、
前記ポンプセルにポンプ電流を供給するように構成されたポンプ電流供給回路と、
前記酸素濃度測定セルの電極間電圧を測定するように構成された測定部と、
を備える酸素センサの制御方法であって、
前記酸素基準源が機能している状態で酸素濃度の測定を開始する時に、前記微小電流を供給することなく、前記ヒータによる加熱と前記ポンプ電流の供給とを開始する工程を備える、酸素センサの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、酸素センサの制御装置及び酸素センサの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関等から排出される排気ガスの空燃比を検出するための酸素センサとして、ポンプセルと酸素濃度測定セルとを用いた２セルタイプの酸素センサが公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
２セルタイプの酸素センサでは、酸素濃度測定セルの２つの電極が配置された雰囲気の酸素濃度の差異に基づいて電極間に起電力が発生する。上記酸素センサは、この起電力が所定の値となるようにポンプセルに流れるポンプ電流の大きさや向きを制御し、このポンプ電流に基づき、酸素濃度を測定する。
【０００４】
また、上記酸素センサでは、酸素濃度測定セルに微小電流を供給することで、一方の電極が配置された測定ガス室から他方の電極が配置された酸素基準室に酸素を汲み出すことで酸素基準室の酸素濃度が維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０４１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような２セルタイプの酸素センサにおいて、電源が切られた状態から酸素センサを起動した直後は、セルを活性化させるためのヒータによる加熱が十分ではなく、酸素濃度測定セルの温度が低い。そのため、酸素濃度測定セルの内部抵抗が大きくなる。
【０００７】
この状態では、酸素を汲み出すための微小電流が生む電圧（つまり、微小電流と内部抵抗との積）が大きくなり、この電圧が、酸素濃度測定セルの電極間における酸素濃度差に起因する電圧にノイズとして付加される。その結果、雰囲気中の酸素濃度の差異による電圧に基づきポンプ電流を制御しても、酸素濃度を精度よく測定することができない。そのため、酸素濃度測定セルがヒータによって十分に加熱されるまでポンプ電流の制御を開始せずにいると酸素濃度検知の開始が遅くなり、酸素濃度測定セルが十分加熱される前にポンプ電流の制御を開始したとしても酸素濃度の検知精度が低下する。
【０００８】
本開示の一局面は、酸素センサの測定開始直後における検知精度の低下及び酸素センサの測定開始の遅延を抑制できる酸素センサの制御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】
【０００９】
本開示の一態様は、ポンプセルと、酸素濃度測定セルと、測定ガス室と、ヒータと、微小電流供給回路と、ポンプ電流供給回路と、測定部と、を備える酸素センサの制御装置である。ポンプセルは、第１固体電解質体と、第１固体電解質体上に離間して配置された第１ポンプ電極及び第２ポンプ電極とを有する。酸素濃度測定セルは、第２固体電解質体と、第２固体電解質体上に離間して配置された第１測定電極及び第２測定電極とを有する。測定ガス室は、第１ポンプ電極及び第１測定電極が配置される。ヒータは、ポンプセル及び酸素濃度測定セルを加熱するように構成される。
【００１０】
また、微小電流供給回路は、測定ガス室内の酸素が第２測定電極に酸素基準源として送られる向きに酸素濃度測定セルに微小電流を供給するように構成される。ポンプ電流供給回路は、ポンプセルにポンプ電流を供給するように構成される。測定部は、酸素濃度測定セルの電極間電圧を測定するように構成される。酸素センサの制御装置は、酸素基準源が機能している状態で酸素濃度の測定を開始する時に、微小電流を供給することなく、ヒータによる加熱とポンプ電流の供給とを開始する。
【００１１】
このような構成によれば、酸素濃度測定セルの温度が低い状態で抵抗値の高い内部抵抗に微小電流による電圧が印加されないため、酸素センサの測定開始直後における検知精度の低下を抑制できる。換言すれば、ヒータによる十分な加熱を待たずに、酸素濃度の検知を早く行うことができる。
【００１２】
本開示の一態様では、ポンプ電流の供給開始から一定時間経過した後に、微小電流の供給を開始してもよい。このような構成によれば、測定開始直後における測定精度の低下を抑制しつつ、測定開始から一定時間経過した後の検知精度も高めることができる。
【００１３】
本開示の別の態様は、ポンプセルと、酸素濃度測定セルと、測定ガス室と、ヒータと、微小電流供給回路と、ポンプ電流供給回路と、測定部と、を備える酸素センサの制御方法である。ポンプセルは、第１固体電解質体と、第１固体電解質体上に離間して配置された第１ポンプ電極及び第２ポンプ電極とを有する。酸素濃度測定セルは、第２固体電解質体と、第２固体電解質体上に離間して配置された第１測定電極及び第２測定電極とを有する。測定ガス室は、第１ポンプ電極及び第１測定電極が配置される。ヒータは、ポンプセル及び酸素濃度測定セルを加熱するように構成される。
【００１４】
また、微小電流供給回路は、測定ガス室内の酸素が第２測定電極に酸素基準源として送られる向きに酸素濃度測定セルに微小電流を供給するように構成される。ポンプ電流供給回路は、ポンプセルにポンプ電流を供給するように構成される。測定部は、酸素濃度測定セルの電極間電圧を測定するように構成される。酸素センサの制御装置は、酸素基準源が機能している状態で酸素濃度の測定を開始する時に、微小電流を供給することなく、ヒータによる加熱とポンプ電流の供給とを開始する工程を備える。
【００１５】
このような構成によれば、酸素濃度測定セルの温度が低い状態で抵抗値の高い内部抵抗に微小電流による電圧が印加されないため、酸素センサの測定開始直後における検知精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の酸素センサの制御装置を示す模式的な構成図である。
【図２】図１の酸素センサにおける各パラメータの変化を表すグラフである。
【図３】図１の酸素センサの制御装置が実行する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す酸素センサの制御装置（以下、単に「制御装置」ともいう）１は、酸素センサ１０を制御する装置である。
【００１８】
＜酸素センサ＞
酸素センサ１０は、被測定ガス中の酸素濃度を検知するセンサである。酸素センサ１０は、例えば、内燃機関等の空燃比を測定するために、内燃機関から排出される排気ガスの酸素濃度を検出する目的で使用される。酸素センサ１０は、センサ本体１１と、回路部２１とを備える。
【００１９】
（センサ本体）
センサ本体１１は、ポンプセル１２と、酸素濃度測定セル１３と、測定ガス室１４と、ヒータ１５とを有する。センサ本体１１は、各セルを構成する複数の層状の固体電解質体と、複数の電極と、複数の絶縁層とが積層された積層体である。
【００２０】
各固体電解質体は、酸素イオン導電性を有するものであれば特に限定されず、例えばジルコニアを主成分とする層が使用できる。なお、「主成分」とは６０質量％以上含まれる成分を意味する。
【００２１】
（ポンプセル）
ポンプセル１２は、第１固体電解質体１２Ａと、第１固体電解質体１２Ａを挟むように第１固体電解質体１２Ａ上に配置された第１ポンプ電極１２Ｂ及び第２ポンプ電極１２Ｃとを有する。
【００２２】
第１ポンプ電極１２Ｂは、測定ガス室１４内に配置されている。
第２ポンプ電極１２Ｃは、センサ本体１１を構成する積層体の外部と連通する空間に配置されている。また、第２ポンプ電極１２Ｃは、多孔質層１２Ｄに被覆されている。多孔質層１２Ｄは、アルミナ等のセラミックを主成分とする。
【００２３】
（酸素濃度測定セル）
酸素濃度測定セル１３は、第２固体電解質体１３Ａと、第２固体電解質体１３Ａを挟むように第２固体電解質体１３Ａ上に配置された第１測定電極１３Ｂ及び第２測定電極１３Ｃとを有する。
【００２４】
第２固体電解質体１３Ａのポンプセル１２とは反対側の面（つまり、ヒータ１５側の面）には、補強板１６が配置されている。補強板１６は、セラミックを主成分とする絶縁部材である。
【００２５】
第１測定電極１３Ｂは、測定ガス室１４内に配置されている。
第２測定電極１３Ｃは、補強板１６と第２固体電解質体１３Ａとに挟まれて配置されている。
【００２６】
（測定ガス室）
測定ガス室１４は、被測定ガス中の酸素を取り込む部屋である。測定ガス室１４には、第１ポンプ電極１２Ｂ及び第１測定電極１３Ｂが配置されている。
【００２７】
測定ガス室１４は、第１固体電解質体１２Ａと第２固体電解質体１３Ａとの間に設けられた空間を第１多孔質体１４Ａ及び第２多孔質体１４Ｂで仕切ることで構成されている。上記空間は、第１多孔質体１４Ａ又は第２多孔質体１４Ｂを介してセンサ本体１１を構成する積層体の外部と連通している。第１多孔質体１４Ａ及び第２多孔質体１４Ｂは、アルミナ等のセラミックを主成分とする。
【００２８】
（ヒータ）
ヒータ１５は、ポンプセル１２及び酸素濃度測定セル１３を加熱し、これらが有する固体電解質体を活性化させる。
【００２９】
ヒータ１５は、セラミックを主成分とする第１絶縁層１７Ａと第２絶縁層１７Ｂとの間に配置されている。ヒータ１５は、通電により発熱を行う発熱抵抗体を有する。ヒータ１５は、例えば白金（Ｐｔ）によって形成される。
【００３０】
なお、第１絶縁層１７Ａは、補強板１６の酸素濃度測定セル１３とは反対側の面に配置され、第２絶縁層１７Ｂは、第１絶縁層１７Ａの補強板１６とは反対側の面に配置されている。
【００３１】
（回路部）
回路部２１は、センサ本体１１を駆動させる回路によって構成される。回路部２１は、微小電流供給回路２１Ａと、ポンプ電流供給回路２１Ｂと、測定部２１Ｃと、ＰＩＤ演算回路２１Ｄと、内部抵抗演算回路２１Ｅと、ヒータ駆動回路２１Ｆとを有する。
【００３２】
微小電流供給回路２１Ａは、Ｖｓ＋端子３３を介して酸素濃度測定セル１３の第２測定電極１３Ｃに接続されている。微小電流供給回路２１Ａは、測定ガス室１４内の酸素が第２測定電極１３Ｃに酸素基準源として送られる向きに、酸素濃度測定セル１３に微小電流Ｉｃｐを供給する。微小電流Ｉｃｐの供給によって、第２測定電極１３Ｃ周囲の雰囲気の酸素濃度が基準値に保たれる。
【００３３】
ポンプ電流供給回路２１Ｂは、Ｉｐ＋端子３１を介して、ポンプセル１２の第２ポンプ電極１２Ｃに接続されている。ポンプ電流供給回路２１Ｂは、ポンプセル１２にポンプ電流Ｉｐを供給すると共に、供給したポンプ電流Ｉｐの大きさ及び向きを制御装置１に出力する。
【００３４】
測定部２１Ｃは、酸素濃度測定セル１３の電極間電圧Ｖｓを測定する回路で構成されている。具体的には、測定部２１Ｃは、基準電圧生成回路２１Ｇと、ＡＤ変換回路２１Ｈとを含む。
【００３５】
基準電圧生成回路２１Ｇは、第１ポンプ電極１２Ｂと第１測定電極１３Ｂとに接続されたＣＯＭ端子３２に印加される基準電圧を発生させる。
ＡＤ変換回路２１Ｈは、Ｖｓ＋端子３３から入力されるアナログ信号の電圧値をデジタルデータへ変換し、ＰＩＤ演算回路２１Ｄと内部抵抗演算回路２１Ｅとに出力する。
【００３６】
ＰＩＤ演算回路２１Ｄは、ＡＤ変換回路２１Ｈから入力されるデジタルデータに基づいて、ポンプ電流ＩｐをＰＩＤ制御する。具体的には、ＰＩＤ演算回路２１Ｄは、Ｖｓ＋端子３３における電圧とＣＯＭ端子３２における電圧との電圧差が予め設定された制御基準電圧となるように、ＰＩＤ演算を行う。また、ＰＩＤ演算回路２１Ｄは、ＰＩＤ演算で得たポンプ電流Ｉｐの値をポンプ電流供給回路２１Ｂへ出力する。なお、制御基準電圧は、例えば４５０ｍＶである。
【００３７】
内部抵抗演算回路２１Ｅは、微小電流供給回路２１Ａがパルス電流を酸素濃度測定セル１３に供給した際にＡＤ変換回路２１Ｈから出力されるデジタルデータに基づいて、酸素濃度測定セル１３の内部抵抗（Ｒｐｖｓ）を演算する。
【００３８】
ヒータ駆動回路２１Ｆは、ヒータ１５に駆動電圧を印加することで、ヒータ１５を駆動する。ヒータ駆動回路２１Ｆは、ヒータ１５の内部抵抗を検知し、内部抵抗が目標値になる値となるようにヒータ１５の駆動電圧を調整する。
【００３９】
＜制御装置＞
制御装置１は、マイクロプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶媒体を内蔵している。制御装置１は、酸素センサ１０の回路部２１と接続され、予め記憶されたプログラムを実行することで、酸素センサ１０を制御する。
【００４０】
制御装置１は、回路部２１から出力される電流値等を酸素濃度に変換する。具体的には、制御装置１は、ポンプ電流Ｉｐ自身、あるいはポンプ電流Ｉｐを増幅した電流値又は電圧値を、酸素センサ１０の出力として受信する。制御装置１は、例えば、自動車に搭載される場合には、自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）と接続され、酸素濃度をＥＣＵに出力する。
【００４１】
制御装置１は、通常の酸素濃度の測定においては、回路部２１によって、ヒータ１５を駆動させながら、微小電流Ｉｃｐをセンサ本体１１に供給させると共に、ポンプ電流Ｉｐを測定する。
【００４２】
一方、制御装置１は、酸素濃度の測定が停止された後、酸素基準源が機能している状態で酸素濃度の測定を開始する時に、微小電流Ｉｃｐを供給することなく、ヒータ１５による加熱とポンプ電流Ｉｐの供給とを開始する。
【００４３】
ここで、「酸素基準源が機能している状態」とは、第２測定電極１３Ｃ周囲の雰囲気における酸素濃度が予め設定された測定用の基準値を満たしている状態を意味する。なお、酸素基準源が機能しているかどうかは、酸素濃度を直接又は間接的に計測して判断してもよいし、それ以外の方法で判断してもよい。
【００４４】
例えば、酸素センサ１０の電源が切られてから（つまり、電流の供給が停止してから）経過した時間が予め設定された基準時間内か否かによって、酸素基準源が機能しているか判断してもよい。この「基準時間」は、微小電流Ｉｃｐの供給を停止してから酸素濃度が基準値以下になるまでの時間によって設定され、例えば１時間とすることができる。
【００４５】
また、酸素センサ１０が自動車に搭載されている場合は、アイドリングストップによる停止から再起動した場合には、停止期間が短いため、酸素基準源が機能していると判断できる。
【００４６】
さらに、自動車の冷却水が一定温度以上の場合に、酸素基準源が機能していると判断してもよい。この一定温度は、例えばＥＣＵが自動車のホットリスタートを判断する温度とすることができる。
【００４７】
また、制御装置１は、酸素センサ１０の起動後におけるポンプ電流Ｉｐの供給開始から一定時間経過した後に、微小電流Ｉｃｐの供給を開始する。この一定時間は、酸素センサ１０の固体電解質体が活性化するまでの時間とすることができる。
【００４８】
なお、制御装置１は、ポンプ電流Ｉｐの大きさに基づいて酸素濃度の検出を行う。例えば、酸素濃度測定セル１３の電極間電圧Ｖｓが所定範囲（例えば、リーン雰囲気の場合では２５０ｍＶ以上、又はリッチ雰囲気の場合では一旦７５０ｍＶ以上となった後に７５０ｍＶ以下）となった場合には、ヒータ１５により十分加熱された状態であるため、ポンプ電流Ｉｐの大きさにより、精度良い酸素濃度の検出が可能となる。また、酸素濃度測定セル１３の電極間電圧Ｖｓが所定範囲に収まる前の場合は、その後に比べ精度が落ちるが、少なくともポンプ電流Ｉｐの流れる向き（プラスマイナス）に基づき、現在の雰囲気がリッチ雰囲気又はリーン雰囲気であるかが判定できる。したがって、必要な酸素センサ１０の測定精度に応じて、ポンプ電流Ｉｐに基づく酸素濃度の検出開始タイミングは適宜設定可能である。
【００４９】
図２に、自動車の排気ガスの酸素濃度測定において、測定開始時に微小電流Ｉｃｐを供給しない改良制御を行った場合と、測定開始時に微小電流Ｉｃｐを供給する従来制御を行った場合との、酸素濃度測定セル１３の電極間電圧Ｖｓ、ポンプ電流Ｉｐ、酸素濃度測定セル１３の内部抵抗Ｒｐｖｓ、及び微小電流Ｉｃｐの時間変化をグラフとして示す。
【００５０】
図２において、Ｐ１は、酸素の多いリーン状態で改良制御を行った場合、Ｐ２は、酸素の少ないリッチ状態で改良制御を行った場合、Ｑ１は、酸素の多いリーン状態で従来制御を行った場合、Ｑ２は、酸素の少ないリッチ状態で従来制御を行った場合を示す。
【００５１】
また、図２のＳ１は、改良制御にてＩｃｐの供給を開始するタイミングである。図２では、改良制御のＩｃｐの供給タイミングは、ヒータ１５の加熱によって固体電解質体の活性化が完了するタイミングとしている。そのため、固体電解質体の活性条件によってＩｃｐの供給タイミングは変化し得る。
【００５２】
従来制御では、Ｒｐｖｓの大きい状態でＩｃｐが供給されるため、測定開始直後にＶｓが大きく検出される。そのため、従来制御では、固体電解質体が活性化し、起電力に対してＩｃｐと内部抵抗との積が小さくなるまで（例えば、リーン雰囲気の場合はＶｓが１００ｍＶ以下、リッチ雰囲気の場合はＶｓが１Ｖ以下となる図２のＳ３まで）Ｉｐの制御を開始せず、酸素濃度の測定がされない。
【００５３】
一方、改良制御では、測定開始直後にヒータ１５の加熱は開始される一方Ｉｃｐが供給されないことにより、Ｖｓは徐々に増加する。また、Ｉｐの制御も測定開始直後に行うことでＶｓが徐々に増加し、これに伴ってＩｐの絶対値も徐々に大きくなり、従来制御に比べ、Ｖｓを制御基準電圧に早く制御できる。
【００５４】
図２のＳ２は、Ｐ１が２５０ｍＶ以上となった時点、又はＰ２が一旦７５０ｍＶを超えた後に再び７５０ｍＶ以下となった時点である。Ｓ２で酸素濃度の検出を開始すると、Ｐ１，Ｐ２のどちらのケースにおいても（つまり、排気ガスの酸素濃度に関係なく）、安定化したＩｐの値に基づいてより精度よく酸素濃度を検出することができる。一方、Ｓ２より前の状態はＩｐが安定途中であり、Ｓ２以降に比べて酸素濃度の検出精度が低下する。そのため、Ｓ２より前にＩｐの値に基づいて酸素濃度を検出する場合は、酸素濃度をリッチリーン判定に用いたり、酸素濃度に適当な補正を行ったりすることが好ましい。
【００５５】
なお、図２では、従来制御及び改良制御の双方において、酸素センサ１０の起動と同時にヒータ１５を駆動しているため、従来制御と改良制御とでＲｐｖｓの時間変化は同じである。
【００５６】
［１−２．処理］
以下、図３のフロー図を参照しつつ、制御装置１が酸素濃度の計測開始時に実行する処理（つまり、酸素センサ１０の制御方法）について説明する。
【００５７】
この処理では、制御装置１は、最初に、ヒータ１５を駆動してセンサ本体１１の加熱を行う（ステップＳ１０）。次に、制御装置１は、第２測定電極１３Ｃの酸素基準源が機能しているか判定する（ステップＳ２０）。
【００５８】
酸素基準源が機能している場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御装置１は、センサ本体１１に微小電流Ｉｃｐを供給することなく、ポンプ電流Ｉｐのみの供給を開始する（ステップＳ３０）。
【００５９】
ポンプ電流Ｉｐの供給後、制御装置１は、予め設定した一定時間が経過したか判定する（ステップＳ４０）。一定時間経過している場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、制御装置１は、微小電流Ｉｃｐの供給を開始する（ステップＳ５０）。一方、一定時間経過していない場合（Ｓ４０：ＮＯ）、制御装置１は、一定時間経過するまでステップＳ４０を繰り返す（つまり待機する）。
【００６０】
また、ステップＳ２０において、酸素基準源が機能していない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、制御装置１は、微小電流Ｉｃｐの供給を開始する（ステップＳ１００）。その後、酸素濃度測定セル１３の内部抵抗Ｒｐｖｓが予め定めた閾値以下か判定する（ステップＳ１１０）。内部抵抗Ｒｐｖｓが閾値以下の場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、制御装置１はポンプ電流Ｉｐの供給を開始する（ステップＳ１２０）。一方、内部抵抗Ｒｐｖｓが閾値を超える場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、制御装置１は内部抵抗Ｒｐｖｓが閾値以下となるまで、ステップＳ１１０を繰り返す(つまり待機する) 。これにより、第２測定電極１３Ｃに酸素が存在しない状態で固体電解質体に電圧が加わって、固体電解質体が変質（例えば黒化）することが避けられる。
【００６１】
［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）酸素濃度測定セル１３の温度が低い状態で抵抗値の高い内部抵抗に微小電流Ｉｃｐによる電圧が印加されないため、酸素センサ１０の測定開始直後における検知精度の低下を抑制できる。換言すれば、ヒータ１５による十分な加熱を待たずに、酸素濃度の検知を早く行うことができる。
【００６２】
（１ｂ）ポンプ電流Ｉｐの供給開始から一定時間経過した後に、微小電流Ｉｃｐの供給を開始することで、測定開始直後における測定精度の低下を抑制しつつ、測定開始から一定時間経過した後の検知精度も高めることができる。
【００６３】
［２．他の実施形態］
以上、本開示の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ことなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００６４】
（２ａ）上記実施形態の制御装置１が制御対象とする酸素センサ１０は、上述の構成に限定されない。例えば、酸素センサ１０は、１つの酸素濃度測定セル１３に対し、複数のポンプセル及び複数の測定ガス室を備えていてもよい。
【００６５】
（２ｂ）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として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。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。
【符号の説明】
【００６６】
１…酸素センサの制御装置、１０…酸素センサ、１１…センサ本体、
１２…ポンプセル、１２Ａ…第１固体電解質体、１２Ｂ…第１ポンプ電極、
１２Ｃ…第２ポンプ電極、１２Ｄ…多孔質層、１３…酸素濃度測定セル、
１３Ａ…第２固体電解質体、１３Ｂ…第１測定電極、１３Ｃ…第２測定電極、
１４…測定ガス室、１４Ａ，１４Ｂ…多孔質体、１５…ヒータ、１６…補強板、
１７Ａ，１７Ｂ…絶縁層、２１…回路部、２１Ａ…微小電流供給回路、
２１Ｂ…ポンプ電流供給回路、２１Ｃ…測定部、２１Ｄ…ＰＩＤ演算回路、
２１Ｅ…内部抵抗演算回路、２１Ｆ…ヒータ駆動回路、２１Ｇ…基準電圧生成回路、
２１Ｈ…ＡＤ変換回路、３１，３２，３３…端子。
【図１】
2020003456.tif 000003
【図２】
2020003456.tif 000004
【図３】
2020003456.tif 000005