(57)【要約】【課題】ガスセンサの劣化診断の精度と実行頻度とを両立させることの可能なガスセンサの制御装置を提供する。【解決手段】制御装置５は、ポンプセル１３とセンサセル１４とを有するガスセンサ４の劣化を診断する。制御装置５は、制御部２７２と、判定値取得部２７３と、診断部２７４と、補正部２７５とを備える。制御部２７２は、ポンプセル１３における酸素の除去能力を一時的に低下させる。判定値取得部２７３は、ポンプセル１３における酸素の除去能力を一時的に低下させた状態でのセンサセル１４の出力値に基づいて、センサセル１４の出力率を取得する。診断部２７４は、出力率と判定閾値との比較によりガスセンサ４の劣化診断を行う。補正部は、大気圧及び酸素濃度に基づいて補正係数を設定するとともに、補正係数を用いて出力率を補正する。【選択図】図５
2020122741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内燃機関（２）の排ガスに含まれる酸素を除去する第１セル（１３）と、前記第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガスの濃度に応じた電流を出力する第２セル（１４）とを有するガスセンサ（４）の劣化を診断するガスセンサの制御装置であって、
前記第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させる制御部（２７２）と、
前記第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させた状態での前記第２セルの出力値に基づいて、前記ガスセンサの劣化を診断するための判定値を取得する判定値取得部（２７３）と、
前記判定値と判定閾値との比較により前記ガスセンサの劣化診断を行う診断部（２７４）と、
排気圧、大気圧、及び排ガスのガス組成の少なくとも一つに基づいて補正パラメータを設定するとともに、前記補正パラメータに基づいて前記出力値、前記判定値、及び前記判定閾値のいずれかを補正する補正部（２７５）と、を備える
ガスセンサの制御装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記補正パラメータに基づいて補正係数を演算するとともに、前記補正係数を前記出力値、前記判定値、及び前記判定閾値のいずれかに乗算することにより、前記出力値、前記判定値、及び前記判定閾値のいずれかを補正する
請求項１に記載のガスセンサの制御装置。
【請求項３】
前記診断部は、前記内燃機関が停止した後に前記ガスセンサの劣化診断を行い、
前記補正部は、少なくとも大気圧を前記補正パラメータとして用いる
請求項１又は２に記載のガスセンサの制御装置。
【請求項４】
前記補正部は、大気圧が小さくなるほど前記判定値が小さくなるように前記判定値を補正する
請求項３に記載のガスセンサの制御装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記排ガスのガス組成として、酸素の濃度及び窒素酸化物の濃度の少なくとも一方を用いる
請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスセンサの制御装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記補正パラメータが所定の範囲内であるときに前記出力値、前記判定値、及び前記判定閾値のいずれかの補正を行い、
前記診断部は、前記補正パラメータが前記所定の範囲から外れていること、前記ガスセンサが非活性化状態であること、及び前記ガスセンサに異常が生じていることのいずれかの条件が満たされた場合には、前記ガスセンサの劣化診断を禁止する
請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスセンサの制御装置。
【請求項７】
前記診断部は、前記第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させる前に取得した前記補正パラメータと、前記第１セルの酸素の除去能力を復帰させた後に取得した前記補正パラメータとの偏差が所定範囲外である場合には、前記ガスセンサの劣化診断を禁止する
請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスセンサの制御装置。
【請求項８】
車両の内燃機関（２）の排ガスに含まれる酸素を除去する第１セル（１３）と、前記第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガスの濃度に応じた電流を出力する第２セル（１４）とを有するガスセンサ（４）の劣化を診断するガスセンサの制御装置であって、
前記第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させる制御部（２７２）と、
前記第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させた状態での前記第２セルの出力値に基づいて、前記ガスセンサの劣化を診断するための判定値を取得する判定値取得部（２７３）と、
前記内燃機関の停止後に前記判定値と判定閾値とを比較することにより前記ガスセンサの劣化診断を行う診断部（２７４）と、
前記内燃機関の停止前の前記内燃機関の状態量に基づいて補正パラメータを設定するとともに、前記補正パラメータに基づいて前記出力値、前記判定値、及び前記判定閾値のいずれかを補正する補正部（２７５）と、を備える
ガスセンサの制御装置。
【請求項９】
前記補正部は、前記内燃機関の停止前の内燃機関の状態量が所定の範囲内であるときに前記出力値、前記判定値、及び前記判定閾値のいずれかの補正を行い、
前記診断部は、前記内燃機関の状態量が前記所定の範囲から外れている場合には、前記ガスセンサの劣化診断を禁止する
請求項８に記載のガスセンサの制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１セルの印加電圧を低下させることにより前記第１セルの酸素の除去能力を一時的に低下させ、
前記判定値取得部は、前記第２セルの出力値として、前記第１セルの酸素の除去能力を一時的に低下させた際に前記第２セルから出力される電流値の過渡応答時の挙動を示すパラメータを演算する
請求項１〜９のいずれか一項に記載のガスセンサの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスセンサの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、内燃機関から排出される排ガスに含まれる特定のガス成分の濃度、例えば窒素酸化物の濃度を検出するガスセンサが搭載されているものがある。このようなガスセンサは、例えば経年劣化等によりガス成分の濃度の検出精度が低下する可能性がある。そのため、ガスセンサの制御装置では、ガスセンサの劣化の度合いを診断する処理が行われている。このような診断処理を実行する制御装置としては、下記の特許文献１に記載の制御装置がある。特許文献１に記載の制御装置は、診断精度を確保するために、内燃機関のスイッチがオフ操作された後の制御装置の余動期間中において排ガスの温度が所定温度を超えており、且つ排ガスの空気過剰率が所定の閾値を超えていることを条件に、ガスセンサの診断処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７６７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のガスセンサの制御装置は、上記の条件が満たされている場合にのみガスセンサの劣化診断を行うことにより、診断精度を確保している。しかしながら、上記の条件が満たされていない場合にはガスセンサの劣化診断が行われないため、劣化診断の実行頻度が大幅に低下する可能性がある。
【０００５】
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスセンサの劣化診断の精度と実行頻度とを両立させることの可能なガスセンサの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するガスセンサの制御装置は、車両の内燃機関（２）の排ガスに含まれる酸素を除去する第１セル（１３）と、第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガスの濃度に応じた電流を出力する第２セル（１４）とを有するガスセンサ（４）の劣化を診断する。ガスセンサの制御装置は、制御部（２７２）と、判定値取得部（２７３）と、診断部（２７４）と、補正部（２７５）と、を備える。制御部は、第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させる。判定値取得部は、第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させた状態での第２セルの出力値に基づいて、ガスセンサの劣化を診断するための判定値を取得する。診断部は、判定値と判定閾値との比較によりガスセンサの劣化診断を行う。補正部は、排気圧、大気圧、及び排ガスのガス組成の少なくとも一つに基づいて補正パラメータを設定するとともに、補正パラメータに基づいて出力値、判定値、及び判定閾値のいずれかを補正する。
【０００７】
ガスセンサにおける排ガスの拡散速度はガスセンサの劣化診断の結果に影響を及ぼす。また、ガスセンサにおける排ガスの拡散速度は、排気圧、大気圧、及び排ガスのガス組成に依存する。したがって、上記構成によれば、ガスセンサの劣化診断に用いられる第２セルの出力値、判定値、及び判定閾値のいずれかが補正パラメータにより補正されることで、排気圧、大気圧、及び排ガスのガス組成といった環境因子の影響を第２セルの出力値、判定値、及び判定閾値のいずれかに反映させることができる。これにより、ガスセンサの劣化診断に対して排ガスの拡散速度が与える影響を排除することができるため、ガスセンサの劣化診断の精度を高めることができる。また、ガスセンサにおける排ガスの拡散速度の影響を第２セルの出力値、判定値、及び判定閾値のいずれかに反映させることができれば、排ガスの拡散速度が変化するような状況下であってもガスセンサの劣化診断を精度良く行うことができるため、従来のガスセンサの制御装置と比較すると、ガスセンサの劣化診断を行うことが可能な機会を多くすることができる。すなわち、ガスセンサの劣化診断の実行頻度を増加させることも可能である。
【０００８】
また、上記課題を解決するガスセンサの制御装置は、車両の内燃機関（２）の排ガスに含まれる酸素を除去する第１セル（１３）と、第１セルにより酸素が除去された排ガスに含まれる特定のガスの濃度に応じた電流を出力する第２セル（１４）とを有するガスセンサ（４）の劣化を診断する。ガスセンサの制御装置は、制御部（２７２）と、判定値取得部（２７３）と、診断部（２７４）と、補正部（２７５）と、を備える。制御部は、第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させる。判定値取得部は、第１セルにおける酸素の除去能力を一時的に低下させた状態での第２セルの出力値に基づいて、ガスセンサの劣化を診断するための判定値を取得する。診断部は、内燃機関の停止後に判定値と判定閾値とを比較することによりガスセンサの劣化診断を行う。補正部は、内燃機関の停止前の内燃機関の状態量に基づいて補正パラメータを設定するとともに、補正パラメータに基づいて出力値、判定値、及び判定閾値のいずれかを補正する。
【０００９】
この構成によれば、排気圧及び排ガスのガス組成が内燃機関の状態量と相関関係があることから、上述のガスセンサの制御装置の同一又は類似に作用及び効果を得ることが可能である。
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、ガスセンサの劣化診断の精度と実行頻度とを両立させることの可能なガスセンサの制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態の車両の排気系の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態のガスセンサの断面構造を示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態のガスセンサの拡散抵抗体の斜視構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態のガスセンサの制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６（Ａ），（Ｂ）は、第１実施形態のガスセンサにおけるポンプ電圧Ｖｐ及びセンサ電流Ｉｓの推移を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、第１実施形態の補正部により実行される出力率の補正の概要を示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態のガスセンサにおいて用いられる、酸素濃度ＤＯと、排気圧Ｐｅと、補正係数αとの関係を示すマップである。
【図９】図９は、第１実施形態のガスセンサの制御装置により実行される診断処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１実施形態のガスセンサにおいて用いられる、初期値比ＲＡと、出力率ＲＳとの関係を示すマップである。
【図１１】図１１は、第１実施形態の第２変形例の補正部により実行される出力率の補正の概要を示す図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態の第２変形例のガスセンサにおいて用いられる、酸素濃度ＤＯと、ＮＯｘ濃度ＤＮと、ガス組成係数βとの関係を示すマップである。
【図１３】図１３は、第１実施形態の第２変形例のガスセンサにおいて用いられる、ガス組成係数βと、排気圧Ｐｅと、補正係数αとの関係を示すマップである。
【図１４】図１４は、第２実施形態のガスセンサの制御装置により実行される診断処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、第３実施形態のガスセンサの制御装置により実行される診断処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第４実施形態のガスセンサの制御装置により実行される診断処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、第４実施形態のガスセンサにおいて用いられる、内燃機関の回転速度Ｎｅと、内燃機関の負荷Ｌｅと、補正係数αとの関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、ガスセンサの制御装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
ガスセンサの制御装置の第１実施形態について説明する。はじめに、本実施形態のガスセンサが搭載される車両の排気系の概要について図１を参照して説明する。
【００１３】
図１に示されるように、車両の排気系ＥＳでは、内燃機関２から排気される排気が排気通路１を流れている。排気通路１には、内燃機関２側から順に、排気浄化装置３、及びガスセンサ４が設けられている。排気浄化装置３は、排気通路１を流れる排気に含まれる有害物質、例えば一酸化炭素や窒素酸化物を浄化する。ガスセンサ４は、排気浄化装置３を通過した排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を検出するとともに、検出された窒素酸化物の濃度に応じた信号を出力する。以下では、窒素酸化物を「ＮＯｘ」とも称する。ガスセンサ４の出力信号は、制御装置５に取り込まれている。本実施形態では、ＮＯｘが特定のガスに相当する。
【００１４】
制御装置５は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。制御装置５には、ガスセンサ４の他、車両に搭載される各種センサの出力信号、例えばクランク角センサ５０、エアフロメータ５１、及び大気圧センサ５２の出力信号が取り込まれている。クランク角センサ５０は、内燃機関２の出力軸であるクランク軸の回転速度を検出する。エアフロメータ５１は、車両の吸気通路を流れる空気の流量、すなわち内燃機関２の吸入空気量を検出する。大気圧センサ５２は、大気圧を検出する。制御装置５は、各センサ４，５０〜５２の出力信号に基づいて、ＮＯｘ濃度、内燃機関２の回転速度、及び大気圧の情報を取得する。制御装置５は、各センサ４，５０〜５２により取得した情報、及びその他の車両に搭載される各種センサにより検出される車両の状態量に基づいて内燃機関２及びガスセンサ４を制御する。
【００１５】
なお、本実施形態では、内燃機関２及びガスセンサ４の両方を制御する制御装置５を例示しているが、内燃機関２を制御する制御装置と、ガスセンサ４を制御する制御装置とが別々に設けられていてもよい。
次に、ガスセンサ４の構造について具体的に説明する。
【００１６】
図２に示されるように、ガスセンサ４は、本体部１０と、固体電解質体１１と、拡散抵抗体１２と、ポンプセル１３と、センサセル１４と、モニタセル１５と、ヒータ１６とを備えている。
本体部１０は、所定の隙間を有して固体電解質体１１を厚さ方向に挟むように配置されている。本体部１０と固体電解質体１１との間に形成される一方の隙間は、測定室１０１を形成している。本体部１０には、その外周面から測定室１０１に貫通する導入孔１０３が形成されている。測定室１０１には、排気通路１内を流れる排気が導入孔１０３を介して導入される。本体部１０と固体電解質体１１との間に形成される他方の隙間は、大気室１０２を構成している。大気室１０２には、ガスセンサに設けられる大気口を介して基準酸素濃度ガスとしての大気が導入される。
【００１７】
拡散抵抗体１２は、導入孔１０３に配置されている。拡散抵抗体１２は、アルミナ等の多孔質部材や、細孔を有する部材からなる。拡散抵抗体１２は、測定室１０１内に導入される排気量を制限するために設けられている。
ポンプセル１３は、センサセル１４及びモニタセル１５よりも導入孔１０３に近い位置に配置されている。ポンプセル１３は、導入孔１０３から導入される排気中の酸素を除去する。本実施形態では、ポンプセルが第１セルに相当する。
【００１８】
ポンプセル１３は、固体電解質体１１と、固体電解質体１１の測定室１０１側の表面に配置されるポンプ電極１３０と、固体電解質体１１の大気室１０２側の表面に配置される共通電極１７とにより構成されている。ポンプ電極１３０は、ＮＯｘを分解し難いＮＯｘ不活性電極、例えばＰｔ−Ａｕ（白金−金）合金により形成される電極からなる。共通電極１７は、センサセル１４及びモニタセル１５に対応する領域まで延びるように配置されている。ポンプ電極１３０と共通電極１７との間には、ポンプ電圧Ｖｐが印加されている。本実施形態では、ポンプ電圧Ｖｐが第１セルの印加電圧に相当する。
【００１９】
ポンプ電極１３０には、導入孔１０３を通じて測定室１０１に導入される排気が接触する。図３に示されるようにポンプ電極１３０に排気中の酸素が接触すると、ポンプ電極１３０において酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、図２に示される固体電解質体１１内を共通電極１７に向かって流れ、共通電極１７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、大気室１０２から大気中に放出される。この際の電荷の流れに応じてポンプ電極１３０と共通電極１７との間にポンプ電流Ｉｐが流れる。したがって、ポンプ電流Ｉｐは、ポンプセル１３における酸素の除去量、換言すれば排気中の酸素濃度に応じた値を示す。
【００２０】
図２に示されるように、センサセル１４は、ポンプセル１３よりも導入孔１０３から離間した位置に配置されている。センサセル１４は、ポンプセル１３を通過した排気中のＮＯｘ濃度を検出する。本実施形態では、センサセル１４が第２セルに相当する。
センサセル１４は、固体電解質体１１と、固体電解質体１１の測定室１０１側の表面に配置されるセンサ電極１４０と、共通電極１７とにより構成されている。センサ電極１４０は、ＮＯｘを分解し易いＮＯｘ活性電極、例えばＰｔ−Ｒｈ（白金−ロジウム）合金により形成される電極からなる。センサ電極１４０と共通電極１７との間には、センサ電圧Ｖｓが印加されている。
【００２１】
センサ電極１４０には、ポンプ電極１３０を通過した排気、すなわち酸素が除去された排気が接触する。図３に示されるようにセンサ電極１４０に排気中のＮＯｘが接触することにより、排気中のＮＯｘがセンサ電極１４０において窒素及び酸素に分解される。また、センサ電極１４０には、ポンプ電極１３０により除去することができなかった残留酸素も接触する。センサ電極１４０において分解された酸素、及び排気中の残留酸素がセンサ電極１４０に接触することにより、センサ電極１４０において酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、固体電解質体１１内を共通電極１７に向かって流れ、共通電極１７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、大気室１０２から大気中に放出される。この際の電荷の流れに応じてセンサ電極１４０と共通電極１７との間にセンサ電流Ｉｓが流れる。したがって、センサ電流Ｉｓは、排気中のＮＯｘ濃度及び残留酸素の濃度に応じた値を示す。
【００２２】
図４に示されるように、モニタセル１５は、センサセル１４と並ぶように配置されている。モニタセル１５は、ポンプセル１３を通過した排気中の残留酸素の濃度を検出する。
具体的には、図２に示されるように、モニタセル１５は、固体電解質体１１と、固体電解質体１１の測定室１０１側の表面に配置されるモニタ電極１５０と、共通電極１７とにより構成されている。モニタ電極１５０は、ＮＯｘを分解し難いＮＯｘ不活性電極、例えばＰｔ−Ａｕ（白金−金）合金により形成される電極からなる。モニタ電極１５０と共通電極１７との間には、モニタ電圧Ｖｍが印加されている。
【００２３】
モニタ電極１５０には、センサ電極１４０と同様に、ポンプ電極１３０により酸素が除去された排気が接触する。図３に示されるように排気中の残留酸素がモニタ電極１５０に接触することにより、モニタ電極１５０において酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、固体電解質体１１内を共通電極１７に向かって流れ、共通電極１７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、大気室１０２から大気中に放出される。この際の電荷の流れに応じてモニタ電極１５０と共通電極１７との間にモニタ電流Ｉｍが流れる。したがって、モニタ電流Ｉｍは、排気中の残留酸素の濃度に応じた値を示す。
【００２４】
図２に示されるように、ヒータ１６は、本体部１０の内部に設けられている。ヒータ１６は、通電に基づき発熱することにより固体電解質体１１を加熱し、固体電解質体１１の温度を活性化温度に保持する。ヒータ１６は、制御装置５により制御される。
次に、図５を参照して、制御装置５の電気的な構成について説明する。
【００２５】
図５に示されるように、制御装置５は、共通駆動回路２０と、モニタ電流検出回路２１と、センサ電流検出回路２２と、ポンプセル駆動回路２３と、ポンプ電流検出回路２４と、ヒータ駆動回路２６とを備えている。
共通駆動回路２０は、センサセル１４にセンサ電圧Ｖｓを印加するとともに、モニタセル１５にモニタ電圧Ｖｍを印加する。センサ電圧Ｖｓ及びモニタ電圧Ｖｍは、予め定められた一定の電圧値に設定されている。モニタ電流検出回路２１は、モニタ電流Ｉｍを検出するとともに、検出されたモニタ電流Ｉｍに応じた信号を出力する。センサ電流検出回路２２は、センサ電流Ｉｓを検出するとともに、検出されたセンサ電流Ｉｓに応じた信号を出力する。
【００２６】
ポンプセル駆動回路２３は、ポンプセル１３にポンプ電圧Ｖｐを印加する。ポンプセル駆動回路２３では、ポンプ電圧Ｖｐを変更することが可能となっている。ポンプ電流検出回路２４は、ポンプ電流Ｉｐを検出するとともに、検出されたポンプ電流Ｉｐに応じた信号を出力する。
【００２７】
ヒータ駆動回路２６は、ヒータ１６への通電を行うことによりヒータ１６を発熱させる。
制御装置５は、メモリ２７１等を有するマイクロコンピュータ２７を更に備えている。以下では、マイクロコンピュータ２７を「マイコン２７」と略記する。マイコン２７には、各電流検出回路２１，２２，２４の出力信号が取り込まれている。マイコン２７は、各電流検出回路２１，２２，２４の出力信号に基づいてモニタ電流Ｉｍ、センサ電流Ｉｓ、及びポンプ電流Ｉｐを検出する。マイコン２７は、ポンプ電流Ｉｐに基づいてポンプセル駆動回路２３を制御することにより、ポンプ電圧Ｖｐを調整する。また、マイコン２７は、センサ電流Ｉｓ及びモニタ電流Ｉｍに基づいて、排気中のＮＯｘ濃度を算出する。
【００２８】
具体的には、センサ電流Ｉｓは、排気中のＮＯｘ濃度及び残留酸素の濃度と相関関係がある。また、モニタ電流Ｉｍは、排気中の残留酸素の濃度と相関関係がある。したがって、センサ電流Ｉｓからモニタ電流Ｉｍを減算することにより、排気中のＮＯｘ濃度に応じた電流値を得ることができる。マイコン２７は、センサ電流Ｉｓからモニタ電流Ｉｍを減算し、その減算値に基づいてＮＯｘ濃度を演算する。
【００２９】
また、マイコン２７は、ヒータ駆動回路２６を制御することにより、固体電解質体１１の温度が所定温度に保持されるようにヒータ１６の発熱量を調整する。所定温度は、固体電解質体１１の活性化温度である。
ところで、このようなガスセンサ４では、センサセル１４が経年劣化等により劣化すると、センサ電流Ｉｓに変化が生じる。このようなセンサセル１４の劣化に起因したセンサ電流Ｉｓの変化は、ＮＯｘ濃度の演算精度に影響を及ぼすことになる。そこで、マイコン２７は、センサセル１４の劣化の度合いを診断する劣化診断処理を実行する。
【００３０】
具体的には、マイコン２７は、制御部２７２と、判定値取得部２７３と、診断部２７４とを有している。制御部２７２は、ポンプ電圧Ｖｐを一時的に低下させることにより、ポンプセル１３における酸素の除去能力を一時的に低下させ、酸素を含む排気をセンサセル１４に意図的に供給する。これにより、センサセル１４により検出される酸素濃度が増加するため、図６（Ａ），（Ｂ）に示されるように、例えばポンプ電圧Ｖｐを時刻ｔ１０で低下させたとすると、センサ電流Ｉｓは、時刻ｔ１０から時間の経過に伴って徐々に増加する。判定値取得部２７３は、その際のセンサ電流Ｉｓの単位時間当たりの変化量ΔＩｓ／Δｔ、換言すればセンサ電流Ｉｓの傾きを演算する。センサセル１４が劣化すると、センサ電流Ｉｓの単位時間当たりの変化量は小さくなる。これを利用し、判定値取得部２７３は、判定値取得部２７３により演算されたセンサ電流Ｉｓの単位時間当たりの変化量とその初期値とを比較することにより、センサ電流Ｉｓの初期からの変化率である出力率を演算する。本実施形態では、このようにして判定値取得部２７３により取得されるセンサセル１４の出力率が判定値に相当する。診断部２７４は、演算された出力率と、予め定められた判定閾値とを比較することにより、センサセル１４の劣化、換言すればガスセンサ４の劣化を診断する。なお、本実施形態では、センサ電流Ｉｓの単位時間当たりの変化量が、センサ電流Ｉｓの過渡応答時の挙動を示すパラメータに相当する。以下では、便宜上、センサ電流Ｉｓの単位時間当たりの変化量を「センサ電流の時間変化量」と略記する。
【００３１】
一方、ポンプセル１３における酸素の除去能力を一時的に低下させた際にセンサセル１４により検出される酸素量は、例えばポンプセル１３からセンサセル１４に到達するまでのガス拡散の影響を受けるため、排気圧に反比例する。
具体的には、劣化診断が行われていない通常時、すなわちポンプセル１３において酸素の除去が通常通りに行われている状況では、センサ電流Ｉｓは、理想的には、以下の式ｆ１で求めることができる。なお、式ｆ１において、「α」は所定の定数であり、「Ｐｅ」は排気圧であり、「Ｄ」は拡散係数である。
【００３２】
Ｉｓ＝α×Ｐｅ×Ｄ  （ｆ１）
式ｆ１に示されるように、センサ電流Ｉｓは、排気圧Ｐｅ及び拡散係数Ｄに比例する。拡散係数Ｄは、Ｋｎｕｄｅｓｅｎ拡散係数と分子拡散係数との合成により求めることが可能であり、簡略化すると、以下の式ｆ２で表すことができる。なお、式ｆ２において、「Ｔ」は排気温であり、「Ｍ」は、センサセル１４に到達する排気中の各気体の分子量である。
【数１】
2020122741.tif 000003
【００３３】
式ｆ２に示されるように、拡散係数Ｄは排気圧Ｐｅに反比例することになるが、式ｆ１において拡散係数Ｄの影響は小さい。そのため、センサ電流Ｉｓは、実質的に排気圧Ｐｅに比例するように変化する。すなわち、センサ電流Ｉｓは、拡散抵抗体１２を通過する排気の圧力の影響を受けて変動する。これが、通常時のセンサ電流Ｉｓの誤差の要因となる。
【００３４】
これに対し、センサセル１４の劣化診断の際に、すなわちポンプセル１３における酸素の除去能力を一時的に低下させた際にセンサセル１４により検出される酸素量は、ポンプセル１３からセンサセル１４に到達するまでの排ガスの拡散速度の影響を大きく受ける。排ガスの拡散速度は、上記の式ｆ２の拡散係数Ｄと相関関係がある。したがって、劣化診断時のセンサ電流Ｉｓは、上記の式ｆ２で表される拡散係数Ｄの影響を大きく受けて変化することになる。式ｆ２に示されるように、拡散係数Ｄは、排気圧Ｐｅ及び気体の分子量Ｍに反比例する。したがって、劣化診断時のセンサ電流Ｉｓは排気圧Ｐｅに反比例して変化する。また、劣化診断時のセンサ電流Ｉｓは、センサセル１４に到達する排ガス中の各気体の分子量、特に劣化診断時に大きく変動する酸素の分子量の影響を受けて変動する。
【００３５】
なお、マイコン２７により実行されるヒータ１６の制御により固体電解質体１１の温度は所定温度に保持されているため、ガスセンサ４では、排気温Ｔがほぼ一定温度となっている。よって、排気温Ｔが拡散係数Ｄに与える影響は小さい。そのため、劣化診断時のセンサ電流Ｉｓは排気温Ｔの影響をほとんど受けないものと考えられる。
【００３６】
以上のように、劣化診断時のセンサ電流Ｉｓは排気圧や酸素の分子量の影響を受けて変動する。これが劣化診断時のセンサ電流Ｉｓに誤差を生じさせる要因となる。センサ電流Ｉｓに誤差が生じると、センサ電流Ｉｓに基づいて演算されるセンサセル１４の出力率にも誤差が生じるため、劣化診断の精度が低下する可能性がある。
【００３７】
そこで、図５に示されるように、本実施形態のマイコン２７は、センサセル１４の出力率を補正するための補正部２７５を更に備えている。補正部２７５は、図７に示されるように、排気圧Ｐｅ及び酸素濃度ＤＯに基づいて補正係数αを演算するとともに、演算された補正係数αを出力率ＲＳに乗算することにより出力率ＲＳを補正する。なお、マイコン２７のメモリ２７１には、図８に示されるような排気圧Ｐｅ、酸素濃度ＤＯ、及び補正係数αの関係を示すマップが予め記憶されている。補正部２７５は、図８に示されるマップを用いることにより、排気圧Ｐｅ及び酸素濃度ＤＯに基づいて補正係数αを演算する。診断部２７４は、補正後の出力率ＲＳｃと判定閾値とを比較することにより、センサセル１４の劣化を判定する。
【００３８】
なお、本実施形態では、内燃機関２の停止後であれば排気圧Ｐｅが大気圧Ｐａに略等しくなることを利用し、排気圧Ｐｅに代えて大気圧Ｐａを用いることとしている。これは、図１に示される大気圧センサ５２を利用するためである。
次に、マイコン２７により実行される診断処理の具体的な手順について説明する。
【００３９】
図９に示されるように、診断部２７４は、まず、ステップＳ１０の処理として、内燃機関２が停止したか否かを判断する。診断部２７４は、ステップＳ１０の処理で否定判断した場合には、すなわち内燃機関２が駆動中である場合には、診断処理を一旦終了する。これに対し、診断部２７４は、ステップＳ１０の処理で肯定判断した場合、すなわち内燃機関２が停止している場合には、ステップＳ１１以降の処理を実行することにより、センサセル１４の劣化を診断する。これは、内燃機関２が停止している方が、排気通路１におけるガス環境が落ち着いているため、より高い精度でセンサセル１４の劣化を診断することができるためである。
【００４０】
判定値取得部２７３は、ステップＳ１１の処理として、補正係数αを演算するための補正パラメータを取得する。補正パラメータとしては、大気圧Ｐａと酸素濃度ＤＯとが用いられる。具体的には、判定値取得部２７３は、大気圧センサ５２の出力信号に基づいて大気圧Ｐａを取得する。また、判定値取得部２７３は、ポンプ電流Ｉｐに基づいて酸素濃度ＤＯを取得する。本実施形態では、酸素濃度ＤＯが排ガスのガス組成に相当する。
【００４１】
次に、補正部２７５は、ステップＳ１２の処理として、補正パラメータである大気圧Ｐａ及び酸素濃度ＤＯから、図７に示されるマップを用いて補正係数αを演算する。続いて、診断部２７４は、ステップＳ１３の処理として、診断条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、診断部２７４は、以下の（ａ１）〜（ａ３）に示される条件の少なくとも一つの条件が成立した場合には、診断条件が成立していないと判断する。
【００４２】
（ａ１）センサセル１４が非活性化状態であること。診断部２７４は、固体電解質体１１の温度が非活性化温度未満である場合には、センサセル１４が非活性化状態であると判定する。なお、診断部２７４は、例えばポンプ電圧Ｖｐを変動させた際に検出されるポンプ電流Ｉｐに基づいて固体電解質体１１の温度を推定することができる。
【００４３】
（ａ２）ガスセンサ４に異常が生じていること。具体的には、診断部２７４は、例えばガスセンサ４の配線に断線が生じていたり、地絡が生じたりしている場合には、ガスセンサ４に異常が生じていると判定する。なお、診断部２７４は、例えば各電流値Ｉｐ，Ｉｓ，Ｉｍが異常値を示していることに基づいて断線や地絡を検出する。
【００４４】
（ａ３）補正パラメータが所定範囲から外れていること。具体的には、診断部２７４は、補正パラメータである大気圧Ｐａ及び酸素濃度ＤＯが予め定められた所定範囲から外れているか否かを判断する。
診断部２７４は、診断条件が成立していないと判定した場合には、センサセル１４の劣化を精度良く診断できない可能性があるため、ステップＳ１３の処理で否定判断して、診断処理を終了する。
【００４５】
診断部２７４は、診断条件が成立した場合には、ステップＳ１３の処理で肯定判断する。この場合、制御部２７２は、ステップＳ１４の処理として、ポンプ電圧Ｖｐを通常時よりも低下させる。続いて、判定値取得部２７３は、ステップＳ１５の処理として、ポンプ電圧Ｖｐを低下させている期間に検出されるセンサ電流Ｉｓに基づいて、図６に示されるようなセンサ電流Ｉｓの時間変化量Ａを演算する。続いて、図９に示されるように、ステップＳ１６の処理として制御部２７２がポンプ電圧Ｖｐを通常値に復帰させた後、ステップＳ１７の処理として判定値取得部２７３が復帰後補正パラメータを取得する。具体的には、判定値取得部２７３は、復帰後補正パラメータとして、ポンプ電圧Ｖｐを通常値に復帰させた後の大気圧センサ５２の出力信号に基づいて大気圧Ｐａａを取得するとともに、ポンプ電流Ｉｐに基づいて酸素濃度ＤＯａを取得する。
【００４６】
診断部２７４は、ステップＳ１７に続くステップＳ１８の処理として、ポンプ電圧Ｖｐを低下させる前後の補正パラメータの変動量が小さいか否かを判断する。具体的には、診断部２７４は、ステップＳ１１の処理で取得した大気圧Ｐａに対して、ステップＳ１７の処理で取得した大気圧Ｐａａの変動量が所定範囲内であるか否かを判断する。また、診断部２７４は、ステップＳ１１の処理で取得した酸素濃度ＤＯに対して、ステップＳ１７の処理で取得した酸素濃度ＤＯａの変動量が所定範囲内であるか否かを判断する。診断部２７４は、ステップＳ１８の処理で否定判断した場合には、すなわちポンプ電圧Ｖｐを低下させる前後の補正パラメータの変動量が所定範囲内でない場合には、補正パラメータの真値が不明であると判定して、診断処理を終了する。
【００４７】
診断部２７４がステップＳ１８の処理で肯定判断した場合には、すなわちポンプ電圧Ｖｐを低下させる前後の補正パラメータの変動量が所定範囲内でない場合には、続くステップＳ１９の処理として、判定値取得部２７３がセンサセル１４の出力値の初期値比ＲＡを演算する。具体的には、判定値取得部２７３は、ステップＳ１５の処理で演算したセンサ電流Ｉｓの時間変化量Ａを初期値Ａ０で除算することにより、初期値比ＲＡを演算する。なお、初期値Ａ０は、劣化のない初期状態のガスセンサ４においてポンプ電圧Ｖｐを変化させた際のセンサ電流Ｉｓの時間変化量Ａであって、予め実験等により求められている。初期値Ａ０は、マイコン２７のメモリ２７１に予め記憶されている。センサ電流Ｉｓの時間変化量Ａは、センサセル１４の劣化に伴って低下する。したがって、初期値比ＲＡは、センサセル１４の劣化に伴って低下する値であって、センサセル１４の劣化の度合いを示す指標値となっている。
【００４８】
判定値取得部２７３は、ステップＳ１９に続くステップＳ２０の処理として、初期値比ＲＡに基づいて、センサ電流Ｉｓの初期からの変化率である出力率ＲＳを演算する。出力率ＲＳは、例えば一定の条件下で初期状態のセンサセル１４から出力されるセンサ電流を「Ｉｓ０」とし、同一条件下で現在のセンサセル１４から出力されるセンサ電流を「Ｉｓ１」とした場合、センサ電流Ｉｓ０に対するセンサ電流Ｉｓ１の割合を示したものである。すなわち、センサ電流Ｉｓ０とセンサ電流Ｉｓ１との間には、「Ｉｓ１＝Ｒｓ×Ｉｓ０」なる関係が成立する。この出力率ＲＳは、ステップＳ１９の処理で演算される初期値比ＲＡと、例えば図１０に示されるような相関関係がある。本実施形態では、図１０に示されるような出力率ＲＳと初期値比ＲＡとの関係を示すマップが、予め実験等により求められており、マイコン２７のメモリ２７１に記憶されている。判定値取得部２７３は、図１０に示されるようなマップを用いることにより、初期値比ＲＡに基づいて出力率ＲＳを演算する。
【００４９】
図９に示されるように、補正部２７５は、ステップＳ２０に続くステップＳ２１の処理として、ステップＳ１２の処理で演算された補正係数αを、ステップＳ２０の処理で演算された出力率ＲＳに乗算することにより、補正後の出力率ＲＳｃを演算する。続いて、診断部２７４は、ステップＳ２２の処理として、補正後の出力率ＲＳｃに基づいてガスセンサ４の劣化を診断する。具体的には、診断部２７４は、補正後の出力率ＲＳｃが判定閾値ＲＳｔｈ以下である場合には、センサセル１４が劣化していると判断して、ガスセンサ４に劣化が生じていると判定する。
【００５０】
以上説明した本実施形態のガスセンサ４の制御装置５によれば、以下の（１）〜（６）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）本実施形態のガスセンサ４によれば、ガスセンサ４の劣化診断に用いられる出力率ＲＳが、補正パラメータである大気圧Ｐａ及び酸素濃度ＤＯにより補正されることにより、大気圧Ｐａ及び酸素濃度ＤＯといった環境因子の影響を出力率ＲＳに反映させることができる。これにより、ガスセンサ４における排ガスの拡散速度が劣化診断に与える影響を排除することができるため、ガスセンサ４の劣化診断の精度を高めることができる。例えば車両が低地を走行中の場合と、高地を走行中の場合とでは、大気圧Ｐａが異なるため、排ガスの拡散速度が変化する可能性がある。本実施形態のガスセンサ４の制御装置５によれば、このような大気圧Ｐａが異なる状況においてガスセンサ４の劣化診断の精度を高めることが可能である。また、ガスセンサ４における排ガスの拡散速度の影響を出力率ＲＳに反映させることができれば、排ガスの拡散速度が変化するような状況下であってもガスセンサ４の劣化診断を精度良く行うことができるため、従来のガスセンサの制御装置と比較すると、ガスセンサ４の劣化診断を行うことの可能な機会を多くすることができる。すなわち、ガスセンサ４の劣化診断の実行頻度を増加させることも可能である。
【００５１】
（２）補正部２７５は、出力率ＲＳに補正係数αを乗算することにより、補正後の出力率ＲＳを求める。このような構成によれば、判定値である出力率ＲＳを容易に補正することが可能となる。
（３）診断部２７４は、内燃機関２が停止した後にガスセンサ４の劣化診断を行う。また、補正部２７５は、少なくとも大気圧Ｐａを補正パラメータとして用いることにより、図８に示されるように、大気圧Ｐａが小さくなるほど、補正係数αをより小さい値に設定する。すなわち、補正部２７５は、大気圧Ｐａが小さくなるほど補正後の出力率ＲＳｃが小さくなるように出力率ＲＳを補正する。このような構成によれば、内燃機関２が停止した後の排気圧Ｐｅは大気圧Ｐａに略等しくなるため、補正パラメータである排気圧Ｐｅとして大気圧Ｐａを代用することができる。これにより、車両に大気圧センサ５２が搭載されていれば、排気圧Ｐｅを検出するセンサが不要となるため、構造を簡素化することができる。
【００５２】
（４）制御部２７２は、ポンプ電圧Ｖｐを低下させることによりポンプセル１３の酸素の除去能力を一時的に低下させる。判定値取得部２７３は、センサセル１４の出力値として、ポンプセル１３の酸素の除去能力を一時的に低下させた際にセンサセル１４から出力されるセンサ電流Ｉｓの時間変化量Ａを演算する。補正部２７５は、センサ電流Ｉｓの時間変化量Ａから、その初期値比ＲＡを演算するとともに、演算された初期値比ＲＡに基づいて、センサ電流Ｉｓの初期からの変化率である出力率ＲＳを演算する。診断部２７４は、出力率ＲＳを判定閾値ＲＳｔｈと比較することにより、センサセル１４が劣化しているか否かを判断する。このような構成の場合、センサ電流Ｉｓが排ガスの拡散速度に応じて変化することから、センサ電流Ｉｓの時間変化量Ａが排ガスの拡散速度の影響を特に受け易い。そのため、排ガスの拡散速度がセンサセル１４の診断結果に大きな影響を及ぼし易くなる。したがって、本実施形態のように、出力率ＲＳを補正係数αに基づいて補正することにより排ガスの拡散速度がセンサセル１４の劣化診断に与える影響を小さくするような構成を採用することは特に有効である。
【００５３】
（５）補正部２７５は、補正パラメータである大気圧Ｐａ及び酸素濃度ＤＯが所定の範囲内であるときに出力率ＲＳの補正を行う。診断部２７４は、大気圧Ｐａ及び酸素濃度ＤＯが所定の範囲内から外れていること、センサセル１４が非活性化状態であること、ガスセンサ４に異常が生じていることのいずれかの条件が満たされている場合には、ガスセンサ４の劣化診断を禁止する。これにより、より高い精度で出力率ＲＳを補正することが可能であるため、結果としてガスセンサ４の劣化診断の精度を向上させることができる。
【００５４】
（６）診断部２７４は、ポンプ電圧Ｖｐを低下させる前に取得した大気圧Ｐａと、ポンプ電圧Ｖｐを復帰させた後に取得した大気圧Ｐａａとの偏差が所定範囲外である場合には、ガスセンサ４の劣化診断を禁止する。診断部２７４は、酸素濃度ＤＯに関しても同様の処理を行う。このような構成によれば、劣化診断時に大気圧Ｐａ及び酸素濃度ＤＯが大きく変動したような場合には、ガスセンサ４の劣化診断が禁止されるため、結果として劣化診断の精度を向上させることができる。
【００５５】
（第１変形例）
次に、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５の第１変形例について説明する。
本変形例の制御装置５では、大気圧Ｐａを排気圧Ｐｅとして用いるという構成に代えて、排気圧Ｐｅが排気圧センサにより直接検出される。具体的には、図１に破線で示されるように、排気通路１には、排気圧Ｐｅを検出する排気圧センサ６が設けられている。制御装置５は、この排気圧センサ６により検出される排気圧Ｐｅを補正パラメータとして用いる。このような構成によれば、大気圧センサ５２により検出される大気圧Ｐａを排気圧Ｐｅとして用いる構成と比較すると、より高い精度で排気圧Ｐｅを検出することができるため、補正係数αの演算精度を高めることができる。結果として、ガスセンサ４の劣化診断の精度を向上させることが可能となる。
【００５６】
（第２変形例）
次に、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５の第２変形例について説明する。
本変形例の制御装置５では、補正パラメータとして用いられる排ガスのガス組成として、酸素濃度ＤＯだけでなく、ＮＯｘ濃度ＤＮが用いられている。具体的には、図１１に示されるように、補正部２７５は、酸素濃度ＤＯ及びＮＯｘ濃度ＤＮに基づいてガス組成係数βを演算する。具体的には、マイコン２７のメモリ２７１には、図１２に示されるような酸素濃度ＤＯ、ＮＯｘ濃度ＤＮ、及びガス組成係数βの関係を示すマップが予め記憶されている。補正部２７５は、図１２に示されるマップを用いることにより、酸素濃度ＤＯ及びＮＯｘ濃度ＤＮからガス組成係数βを演算する。
【００５７】
また、図１１に示されるように、補正部２７５は、ガス組成係数β及び大気圧Ｐａに基づいて補正係数αを演算する。具体的には、マイコン２７のメモリ２７１には、図１３に示されるようなガス組成係数β、大気圧Ｐａ、及び補正係数αの関係を示すマップが予め記憶されている。補正部２７５は、図１３に示されるマップを用いることにより、ガス組成係数β及び大気圧Ｐａから補正係数αを演算する。
【００５８】
このような構成によれば、酸素濃度ＤＯの影響だけでなく、ＮＯｘ濃度ＤＮの影響を補正係数αに反映させることができるため、より精度の高い補正係数αを演算することができる。これにより、出力率ＲＳと補正係数αとから演算される補正後の出力率ＲＳｃの演算精度を向上させることができるため、ガスセンサ４の劣化診断の精度を向上させることが可能となる。
【００５９】
（第３変形例）
次に、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５の第３変形例について説明する。
本変形例の制御装置５は、図８に示されるステップＳ１５の処理において、センサ電流Ｉｓの時間変化量Ａに代えて、センサ電流Ｉｓの収束値Ｉｃを用いる。具体的には、図６（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ポンプ電圧Ｖｐを時刻ｔ１０で一時的に低下させたとすると、センサ電流Ｉｓは、時刻ｔ１０から時間の経過に伴って徐々に増加した後に所定値Ｉｃに収束する。センサセル１４が劣化すると、この収束値Ｉｃが小さくなる。したがって、センサ電流Ｉｓの時間変化量Ａに代えて収束値Ｉｃを用いた場合でも、同様にガスセンサ４の劣化を診断することが可能である。本変形例では、収束値Ｉｃが、第２セルの出力値に相当する。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、ガスセンサ４の制御装置５の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５との相違点を中心に説明する。
本実施形態の制御装置５は、劣化診断の判定値として用いられる出力率ＲＳを補正する構成に代えて、センサセル１４の出力値であるセンサ電流Ｉｓの時間変化量Ａを補正する構成を有するものである。
【００６１】
具体的には、図１４に示されるように、本実施形態の診断処理では、図９に示されるステップＳ２１の処理、すなわち出力率ＲＳを補正する処理が省略されている。
一方、図１４に示される診断処理では、判定値取得部２７３がステップＳ１５の処理でセンサ電流Ｉｓの時間変化量Ａを演算した後、補正部２７５が、ステップＳ３０の処理として、センサ電流Ｉｓの時間変化量Ａに補正係数αを乗算することにより、センサ電流Ｉｓの補正後時間変化量Ａｃを演算する。
【００６２】
また、判定値取得部２７３は、ステップＳ１９の処理として、センサ電流Ｉｓの補正後時間変化量Ａｃを初期値Ａ０で除算することにより、初期値比ＲＡを演算する。
本実施形態のような構成を有するガスセンサ４の制御装置５であっても、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
【００６３】
＜第３実施形態＞
次に、ガスセンサ４の制御装置５の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５との相違点を中心に説明する。
本実施形態の制御装置５は、劣化診断の判定値として用いられる出力率ＲＳを補正する構成に代えて、判定閾値ＲＳｔｈを補正する構成を有するものである。
【００６４】
具体的には、図１５に示されるように、本実施形態の診断処理では、図９に示されるステップＳ２１の処理、すなわち出力率ＲＳを補正する処理が省略されている。
一方、図１５に示される診断処理では、判定値取得部２７３がステップＳ２０の処理で出力率ＲＳを演算した後、補正部２７５が、ステップＳ４０の処理として、判定閾値ＲＳｔｈに補正係数αを乗算することにより、補正後判定閾値ＲＳｔｈｃを演算する。診断部２７４は、ステップＳ２２の処理として、出力率ＲＳと補正後判定閾値ＲＳｔｈｃとの比較に基づいてガスセンサ４の劣化を診断する。
【００６５】
本実施形態のような構成を有するガスセンサ４の制御装置５であっても、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
＜第４実施形態＞
次に、ガスセンサ４の制御装置５の第４実施形態について説明する。以下、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５との相違点を中心に説明する。
【００６６】
補正係数αを求めるために用いられる補正パラメータ、具体的には排気圧Ｐｅ及び酸素濃度ＤＯは、内燃機関２の状態量、例えば内燃機関２の回転速度や負荷と相関関係がある。これを利用し、本実施形態では、排気圧Ｐｅ及び酸素濃度ＤＯに代えて、内燃機関２の回転速度及び負荷を用いることとしている。
【００６７】
具体的には、図１６に示されるように、診断部２７４がステップＳ１０の処理で肯定判断した場合、すなわち内燃機関２が停止している場合には、判定値取得部２７３が、ステップＳ１１の処理として、補正係数αを演算するための補正パラメータを取得する。補正パラメータとしては、内燃機関２が停止する直前の内燃機関２の回転速度Ｎｅと負荷Ｌｅとが用いられる。負荷Ｌｅは、内燃機関２の負荷状態を数値化したものである。
【００６８】
具体的には、判定値取得部２７３は、クランク角センサ５０の出力信号に基づいて内燃機関２の回転速度Ｎｅを検出する。また、内燃機関の負荷状態は、例えば内燃機関２の回転速度Ｎｅと吸入空気量Ｇａと相関関係がある。そこで、判定値取得部２７３は、クランク角センサ５０の出力信号に基づいて取得可能な内燃機関２の回転速度Ｎｅと、エアフロメータ５１の出力信号に基づいて取得可能な内燃機関２の吸入空気量Ｇａとからマップ等を用いて内燃機関２の負荷Ｌｅを取得する。負荷Ｌｅは、内燃機関２が高負荷状態に向かうほど値が大きくなり、内燃機関２が低負荷状態に向かうほど値が小さくなるように設定されている。
【００６９】
補正部２７５は、ステップＳ１１に続くステップＳ１２の処理として、補正パラメータである内燃機関２の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌｅから補正係数αを演算する。具体的には、マイコン２７のメモリ２７１には、図１７に示されるような内燃機関２の回転速度Ｎｅ、負荷Ｌｅ、及び補正係数αの関係を示すマップが予め記憶されている。補正部２７５は、図１７に示されるマップを用いることにより、内燃機関２の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌｅから補正係数αを演算する。
【００７０】
続いて、診断部２７４は、ステップＳ１３の処理として、診断状態が成立しているか否かを判断する。その際、診断部２７４は、上述の（ａ３）に示される条件に代えて、以下の（ａ４）に示される条件を用いる。
（ａ４）補正パラメータが所定範囲から外れていること。具体的には、診断部２７４は、補正パラメータである内燃機関２の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌｅが所定範囲から外れているか否かを判断する。例えば、内燃機関２の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌｅが、図１７に点ハッチングで示される領域Ｈの値を示している場合、補正パラメータが所定範囲から外れていると判断する。
【００７１】
なお、図１６に示される診断処理では、図９に示されるステップＳ１７及びＳ１８の処理が省略されている。
本実施形態のような構成を有するガスセンサ４の制御装置５であっても、第１実施形態のガスセンサ４の制御装置５と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
【００７２】
＜他の実施形態＞
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第４実施形態のガスセンサ４の制御装置５では、内燃機関２の状態量として、回転速度Ｎｅ及び負荷Ｌｅとは異なる任意のパラメータを用いることが可能である。
【００７３】
各実施形態のガスセンサ４の構成は、モニタセル１５が設けられていないガスセンサにも適用可能である。
・本開示に記載の制御装置５及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置５及びその制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置５及びその制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
【００７４】
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００７５】
２：内燃機関
４：ガスセンサ
５：制御装置
１３：ポンプセル（第１セル）
１４：センサセル（第２セル）
２７２：制御部
２７３：判定値取得部
２７４：診断部
２７５：補正部
【図１】
2020122741.tif 000004
【図２】
2020122741.tif 000005
【図３】
2020122741.tif 000006
【図４】
2020122741.tif 000007
【図５】
2020122741.tif 000008
【図６】
2020122741.tif 000009
【図７】
2020122741.tif 000010
【図８】
2020122741.tif 000011
【図９】
2020122741.tif 000012
【図１０】
2020122741.tif 000013
【図１１】
2020122741.tif 000014
【図１２】
2020122741.tif 000015
【図１３】
2020122741.tif 000016
【図１４】
2020122741.tif 000017
【図１５】
2020122741.tif 000018
【図１６】
2020122741.tif 000019
【図１７】
2020122741.tif 000020