(57)【要約】【課題】ガスセンサの測定精度を長期にわたって維持することができるセンサ制御装置およびセンサ制御システムを提供する【解決手段】内燃機関４０の吸気流路を流れる吸気雰囲気に含まれる特定ガスの濃度を測定する吸気側ガスセンサ１０に接続されるセンサ制御装置であって、内燃機関４０の排気流路４７を流れる排気雰囲気に含まれる特定ガスの濃度を測定する排気側ガスセンサ２０の出力信号、および、吸気側ガスセンサ１０の出力信号が入力され、排気側ガスセンサ２０の出力信号と、吸気側ガスセンサ１０の出力信号との相関関係が、所定の範囲を超えたと判定した際に、吸気側ガスセンサ１０の出力信号を補正するための補正値を、排気側ガスセンサ２０の出力信号に基づいて算出する補正処理部１２が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気流路を流れる吸気雰囲気に含まれる特定ガスの濃度を測定する吸気側ガスセンサに接続されるセンサ制御装置であって、
前記内燃機関の排気流路を流れる排気雰囲気に含まれる前記特定ガスの濃度を測定する排気側ガスセンサの出力信号、および、前記吸気側ガスセンサの出力信号が入力され、
前記排気側ガスセンサの出力信号と、前記吸気側ガスセンサの出力信号との相関関係が、所定の範囲を超えたと判定した際に、前記吸気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を、前記排気側ガスセンサの出力信号に基づいて算出する補正処理部が設けられていることを特徴とするセンサ制御装置。
【請求項２】
前記補正処理部は、前記吸気側ガスセンサの出力信号を補正するための前記補正値を算出する前記補正処理に加えて、前記排気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を前記排気側ガスセンサの出力信号に基づいて算出する補正処理をさらに行うことを特徴とする請求項１記載のセンサ制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気流路を流れる吸気雰囲気に含まれる特定ガスの濃度を測定する吸気側ガスセンサと、
前記内燃機関の排気流路を流れる排気雰囲気に含まれる前記特定ガスの濃度を測定する排気側ガスセンサと、
請求項１または２に記載のセンサ制御装置と、
が設けられていることを特徴とするセンサ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に吸入される吸気ガス（吸気雰囲気）中の特定成分濃度を測定するガスセンサの出力信号の補正に用いて好適なセンサ制御装置およびセンサ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の内燃機関では、燃費の向上や、排気ガスに含まれる有害物質の低減を目的として、吸入空気に対する燃料の比である空燃比を制御すること、より具体的には、吸入空気に含まれる酸素に対する燃料の比を制御することが一般的に行われている。この制御を行う上で吸入空気の体積を測定することが必要となる。例えば、吸入空気の体積を測定するエアマスフローセンサを用いる方法が知られている。エアマスフローセンサは、吸入絞り弁を備える内燃機関に用いることで、運転状態に応じて変動する、シリンダに吸入される吸入空気体積の測定を行うことができる。
【０００３】
その一方で、ディーゼルエンジンや、直噴ガソリンエンジンなどでは、吸気絞り弁が設けられておらず、シリンダに吸入される吸入空気体積は一定である。さらに、燃焼後の排気ガスの一部を吸入空気に還流させる排気ガス還流装置（以後、「ＥＧＲ装置」と表記する。）を有するディーゼルエンジンなどでは、還流される排気ガスの量（以後、「ＥＧＲ量」と表記する。）により、吸入空気に含まれる酸素の割合が変化する。言い換えると、シリンダに吸入される酸素量が変化する。
【０００４】
この場合、上述のエアマスフローセンサのみでは、空燃比を正確に制御することは困難であった。つまり、エアマスフローセンサのみを用いた空燃比の制御では、吸入空気に含まれる酸素の割合が、例えば大気に含まれる酸素の割合と同一であるという仮定の下に、シリンダに吸入される酸素量が算出されている。ＥＧＲ装置を有する内燃機関では、吸入空気に含まれる酸素の割合が変化するため、シリンダに吸入される酸素量を正確に算出することができなかった。
【０００５】
上述の問題を解決するために、吸入空気に含まれる酸素の割合、具体的には酸素分圧を測定する酸素センサを用いて、シリンダに吸入される酸素量を算出する技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。この技術では、シリンダに吸入される吸入空気の体積をエアマスフローセンサで測定し、さらに、吸入空気の酸素分圧を酸素センサで測定することにより、シリンダに吸入される酸素量が算出される。
【０００６】
上述の特許文献１および２に記載された酸素センサは、酸素分圧に対する出力値に、吸入空気の圧力依存性があることが知られている。つまり、吸入空気の圧力が異なると、酸素分圧が同じであっても出力値が異なる性質を有することが知られている。特許文献１および２に記載された技術では、吸入空気の圧力を測定する圧力センサを備え、圧力センサの出力値を用いて酸素センサの出力値を補正し、正確な酸素分圧を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０３９０１０号公報
【特許文献２】特開２００５−０６１４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
その一方で、酸素センサは、経時劣化により、同じ酸素分圧に対する出力値が変動する場合がある。このように経時劣化によって酸素センサの出力値が変動することがあると、シリンダに吸入される酸素量を正確に求めることができなくなり、空燃比を正確に制御できなくなる問題があった。
【０００９】
また、特許文献１および２に記載された技術では、酸素センサの経時劣化による出力値の変動を補正することはできない。言い換えると、例えば年単位の長期間にわたって、酸素センサによる酸素分圧の測定精度を維持することが難しく、空燃比の制御精度を維持することが難しいという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ガスセンサ（吸気側ガスセンサ）の測定精度を長期にわたって維持することができるセンサ制御装置およびセンサ制御システム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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の態様を提供する。
本発明のセンサ制御装置は、内燃機関の吸気流路を流れる吸気雰囲気に含まれる特定ガスの濃度を測定する吸気側ガスセンサに接続されるセンサ制御装置であって、前記内燃機関の排気流路を流れる排気雰囲気に含まれる前記特定ガスの濃度を測定する排気側ガスセンサの出力信号、および、前記吸気側ガスセンサの出力信号が入力され、前記排気側ガスセンサの出力信号と、前記吸気側ガスセンサの出力信号との相関関係が、所定の範囲を超えたと判定した際に、前記吸気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を、前記排気側ガスセンサの出力信号に基づいて算出する補正処理部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のセンサ制御装置によれば、排気側ガスセンサの出力信号と、吸気側ガスセンサの出力信号との相関関係が所定の範囲を超えると、吸気雰囲気に含まれる特定ガス濃度に対する吸気側ガスセンサの測定精度が低下したと判定される。補正処理部は、吸気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を、排気側ガスセンサの出力信号に基づいて算出する。これにより、補正値の更新を精度良く行うことが可能となり、吸気側ガスセンサの測定精度低下を抑制することができる。例えば、長期間の使用による劣化で、吸気側ガスセンサの測定精度が低下した場合であっても、排気側ガスセンサの出力信号との相関関係に基づくことにより、吸気側ガスセンサの測定精度の低下を判定することができる。そのため、長期間の使用による劣化に基づく、吸気側ガスセンサの測定精度低下を抑制することができる。
【００１３】
なお、上述の所定の範囲としては、内燃機関の排気に含まれる窒素酸化物などのエミッションの割合が法令などで定められる制限範囲に収まる範囲を例示することができる。つまり、吸気側ガスセンサの測定精度が低下すると、内燃機関の空燃比制御の精度が悪化し、内燃機関の排気に含まれるエミッションの割合が増加する。上述の所定の範囲は、エミッションの割合が制限範囲に収まる程度の吸気側ガスセンサの測定精度の低下を許容するものである。このようにすることで、吸気側ガスセンサの出力信号の補正を補正するための補正値を算出する処理を行う頻度が必要最小限に抑えられる。そのため、過度な補正処理による吸気側ガスセンサの測定精度の低下（ふらつき）を抑制することができる。
【００１４】
上記発明において前記補正処理部は、前記吸気側ガスセンサの出力信号を補正するための前記補正値を算出する前記補正処理に加えて、前記排気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を前記排気側ガスセンサの出力信号に基づいて算出する補正処理をさらに行うことが好ましい。
【００１５】
このように、排気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を算出する補正処理をも行うことにより、排気側ガスセンサの測定精度を確保することができる。そのため、排気側ガスセンサの出力信号を用いて内燃機関の適宜の処理を実行する場合に、排気側ガスセンサの出力信号を補正値にて補正することができ、測定精度の良い排気側ガスセンサの出力信号を用いた処理を実行することが可能となる。
【００１６】
本発明のセンサ制御システムは、内燃機関の吸気流路を流れる吸気雰囲気に含まれる特定ガスの濃度を測定する吸気側ガスセンサと、前記内燃機関の排気流路を流れる排気雰囲気に含まれる前記特定ガスの濃度を測定する排気側ガスセンサと、上記本発明に記載のセンサ制御装置と、が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明のセンサ制御システムによれば、排気側ガスセンサの出力信号に基づいて、吸気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を算出する補正処理を行う上記本発明のセンサ制御装置が設けられているため、吸気側ガスセンサの測定精度を長期にわたって維持することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のセンサ制御装置およびセンサ制御システムによれば、排気側ガスセンサの出力信号と、吸気側ガスセンサの出力信号との相関関係が所定の範囲を超えた際に、吸気側ガスセンサの出力信号を補正するための補正値を、排気側ガスセンサの出力信号に基づいて算出する補正処理を行うため、吸気側ガスセンサの測定精度を長期にわたって維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサ制御システムの全体構成を説明する模式図である。
【図２】図１の吸気側ガスセンサの構成を説明するブロック図である。
【図３】吸入空気量と、エンジンの回転数と、燃料噴射率との関係を説明するグラフである。
【図４】吸気側ガスセンサの出力の補正処理を説明するフローチャートである。
【図５】吸気側ガスセンサの出力の補正処理を説明するフローチャートである。
【図６】吸入空気量（酸素濃度）と、排気空燃比と、エンジン４０の回転数との相関関係を説明するグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るセンサ制御システムの全体構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１の実施形態〕
この発明の第１の実施形態に係るセンサ制御システムについて、図１から図６を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るセンサ制御システム１の全体構成を説明する模式図である。
【００２１】
本実施形態のセンサ制御システム１は、排気ガス還流させるＥＧＲ装置５０を備える内燃機関であるディーゼルエンジン４０（以下、「エンジン４０」と表記する。）に設けられるものであり、エンジン４０の空燃比制御に用いられる吸気雰囲気中の酸素濃度（特定ガス濃度）を測定する吸気センサ素子１１の出力信号である出力信号ＩｎｔＩｐの補正を行うものである。
【００２２】
センサ制御システム１には、吸気雰囲気中の酸素濃度を測定する吸気側ガスセンサ１０と、排気雰囲気中の酸素濃度を測定する排気側ガスセンサ２０と、が主に設けられている。
【００２３】
吸気側ガスセンサ１０は、エンジン４０に吸入される雰囲気が流れる流路に設けられるものであり、吸気雰囲気中の酸素濃度に応じてリニアに出力が変化する酸素センサである。より具体的には、吸気側ガスセンサ１０は、エンジン４０に吸入される大気であるエアと、ＥＧＲ装置５０によって還流された排気ガスとが合流した後の吸気雰囲気が流れるインテークマニホールド（吸気流路）４５に設けられるものである。なお、インテークマニホールド４５におけるエアのみが流れる領域、言い換えると上流領域には、エアの流量を制御するスロットルバルブ４６が設けられている。
【００２４】
排気側ガスセンサ２０は、エンジン４０から排出される排気ガスである排気雰囲気が流れる流路に設けられるものであり、排気雰囲気中の酸素濃度に応じてリニアに出力が変化する酸素センサである。より具体的には、排気側ガスセンサ２０は、エンジン４０から排出される排気ガスが流れるエギゾーストマニホールド（排気流路）４７に設けられるものである。
【００２５】
また、エンジン４０には、吸気雰囲気と燃料との混合気が燃焼する複数のシリンダ４１と、それぞれのシリンダ４１に燃料を噴射するインジェクタ４２と、インジェクタ４２から噴射される燃料量を制御するエンジンコントロールユニット４４（以後、「ＥＣＵ４４」と表記する。）と、が設けられている。図１では、４つのシリンダ４１を備えるエンジン４０の例が示されているが、エンジン４０に備えられるシリンダ４１の数を特に限定するものではない。
【００２６】
エンジン４０には、上述のインテークマニホールド４５が取り付けられているとともに、シリンダ４１において混合気が燃焼した後の排気ガスが流れるエギゾーストマニホールド４７が取り付けられている。さらにエンジン４０には、エンジン４０の回転数を検出する回転数センサ４８が設けられている。
【００２７】
ＥＧＲ装置５０には、エギゾーストマニホールド４７からインテークマニホールド４５へ排気ガスの還流を可能に接続するＥＧＲ流路５１と、ＥＧＲ流路５１を還流する排気ガスの温度を下げるＥＧＲクーラ５２と、ＥＣＵ４４からの制御信号に基づいてＥＧＲ流路５１を還流する排気ガスの流量を制御するＥＧＲバルブ５３と、が主に設けられている。
【００２８】
図２は、図１の吸気側ガスセンサ１０の構成を説明するブロック図である。
吸気側ガスセンサ１０には、図２に示すように、吸気雰囲気中の酸素濃度を測定する吸気センサ素子１１と、吸気センサ素子１１を駆動制御すると共に、吸気センサ素子１１から出力された出力信号ＩｎｔＩｐの検出を行う吸気センサ駆動制御回路部１８と、吸気センサ駆動制御回路部１８にて検出された出力信号ＩｎｔＩｐの補正を行うための補正係数Ｃｉを算出するための補正処理部（ガスセンサ制御装置）１２と、が主に設けられている。
【００２９】
本実施形態において吸気側ガスセンサ１０は、吸気センサ素子１１、吸気センサ駆動制御回路部１８のそれぞれを１つの筐体（図示せず）に保持した回路一体型センサの形態をなしている。その中で吸気センサ素子１１は、吸気雰囲気と接する位置に配置される素子である。なお、本実施形態では、補正処理部１２についても、吸気側ガスセンサ１０を構成する筐体内に収容されている。
【００３０】
補正処理部１２は、吸気センサ素子１１（吸気センサ駆動制御回路部１８）から出力される出力信号ＩｎｔＩｐと、吸気雰囲気中の酸素濃度との対応関係が、経時劣化などによって変化した際に、当該対応関係の補正を行うための後述する補正値（補正係数）Ｃｉを算出するものである。
【００３１】
補正処理部１２には、吸気センサ素子１１から出力された出力信号ＩｎｔＩｐ、排気側ガスセンサ２０から出力された出力信号ＥｘｈＩｐ、および、ＥＣＵ４４から出力された燃料カット信号が入力される吸気側入力部１３と、酸素濃度の算出に用いられる出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値Ｃｉを算出する処理を実行する吸気側演算部１４と、出力信号ＩｎｔＩｐを補正値Ｃｉと用いて補正した補正後出力信号ＩｎｔＩｐｃｏをＥＣＵ４４に出力する濃度信号出力部１５と、が主に設けられている。
【００３２】
吸気側入力部１３は吸気センサ素子１１からの出力信号ＩｎｔＩｐおよび排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐを検出する回路を有するものであり、例えば、出力信号ＩｎｔＩｐ，ＥｘｈＩｐに重畳するノイズなどを取り除くフィルタ回路やアナログ信号である出力信号ＩｎｔＩｐ，ＥｘｈＩｐをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを有するものである。吸気側入力部１３に入力された出力信号ＩｎｔＩｐ，ＥｘｈＩｐや燃料カット信号は、吸気側演算部１４に入力されるようになっている。
【００３３】
吸気側演算部１４は、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータであり、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶している制御プログラムを実行することにより、吸気センサ素子１１の出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値Ｃｉを算出する処理を実行するものである。なお、吸気側演算部１４における補正処理については後述する。
【００３４】
また、この吸気側演算部１４は、上記の補正値Ｃｉを算出する処理とは別途に、吸気側ガスセンサ１０からの出力信号ＩｎｔＩｐに補正値Ｃｉを乗じた補正後出力信号ＩｎｔＩｐｃｏを算出する処理を行う。なお、算出された補正後出力信号ＩｎｔＩｐｃｏは濃度信号出力部１５に送信され、当該濃度信号出力部１５からＥＣＵ４４に対して出力される。
【００３５】
排気側ガスセンサ２０には、排気雰囲気中の酸素濃度を測定する排気センサ素子２１が設けられている。排気センサ素子２１は、排気雰囲気と接する位置に配置される素子である。また、排気センサ素子２１を駆動制御すると共に、排気センサ素子２１から出力された出力信号ＩｎｔＩｐの検出を行う排気センサ駆動制御回路部２３が設けられており、排気センサ駆動制御回路部２３にて検出された出力信号ＩｎｔＩｐが、上記の吸気側入力部１３に入力されるように構成されている。
【００３６】
なお、本実施形態の排気側ガスセンサ２０において、排気センサ素子２１はケーシング内に配置されると共に、ケーシングの内部から外部に延びるコネクタ付きハーネスに接続されている。そのコネクタ内には、排気センサ駆動制御回路部２３が水密に収容されている。
【００３７】
なお、本実施形態において吸気センサ素子１１および排気センサ素子２１は、それぞれ同一の構成をなしている。つまり両者は、第１固体電解質層に一対の電極を設けたポンプセルと第２固体電解質層に一対の電極を設けた起電力セルとを、中空の測定室が形成された絶縁層を介して積層した構成をなしている。
【００３８】
そして、上述の起電力セルにて生ずる起電力（出力電圧）が一定値（例えば、４５０ｍＶ）となるように、ポンプセルに供給する電流の大きさおよび方向を、吸気センサ素子１１および排気センサ素子２１にそれぞれ対応する吸気センサ駆動制御回路部１８および排気センサ駆動制御回路部２３を用いて通電制御することにより、測定室内への酸素の汲み入れ、または、測定室外への酸素の汲み出しが行われる。
【００３９】
このとき、吸気センサ素子１１および排気センサ素子２１のそれぞれのポンプセルに流れる電流である出力信号ＩｎｔＩｐおよび出力信号ＥｘｈＩｐが、酸素濃度に応じて変化する信号に該当する。なお、吸気センサ素子１１および排気センサ素子２１は、必ずしも同一の構成である必要はなく、それぞれに異なる構成の素子を用いてもよい。
【００４０】
回転数センサ４８は、エンジン４０の回転数を検出して、回転数信号をＥＣＵ４４に出力するセンサである。回転数センサ４８としては、種々の測定形式のセンサを用いることができ、特に測定形式を限定するものではない。
【００４１】
次に、ＥＣＵ４４によるエンジン４０のシリンダ４１への燃料噴射の制御、言い換えると、燃料の噴射量の制御について図３を参照しながら説明する。
ＥＣＵ４４は、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータであり、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶している制御プログラムを実行することにより、燃料の噴射量の制御を行うものである。ＲＯＭ等の記憶装置には、さらに、図３に示すように、吸入空気量（言い換えると吸入酸素量）と、エンジン４０の回転数と、燃料噴射率との関係を定めたマップが予め記憶されている。
【００４２】
ＥＣＵ４４は、入力された吸気側ガスセンサ１０の補正後出力信号ＩｎｔＩｐｃｏ、および、回転数センサ４８の回転数信号と、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶された図３に示すマップに基づいて、シリンダ４１への燃料噴射率を求める処理を実行する。そして、ＥＣＵ４４は、求めた燃料噴射率に基づいて燃料の噴射量を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号をインジェクタ４２に出力する。インジェクタ４２は、制御信号に従って燃料をシリンダ４１へ噴射する。
【００４３】
次に、上記の構成からなるセンサ制御システム１における吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値（補正係数）Ｃｉを算出する処理について、図４を参照しながら説明する。図４は、吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値Ｃｉを算出する処理を説明するフローチャートである。
【００４４】
補正処理部１２の吸気側演算部１４は、電源が投入されると、または、エンジン４０の運転が開始されると、図４に示すように、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値を初期値である０に設定する処理を実行する（Ｓ１１）。燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の初期化処理が終了すると、吸気側演算部１４は、エンジン４０において燃料カット制御（Ｆ／Ｃ制御）が実施されているか否かの判定処理を実行する（Ｓ１２）。言い換えると、ＥＣＵ４４から燃料カット信号が入力されたか否かの判定処理を実行する。
【００４５】
ＥＣＵ４４から燃料カット信号が入力されている場合（ＹＥＳの場合）には、吸気側演算部１４は、ＥＧＲバルブ５３が全閉中（即ち、エギゾーストマニホールド４７からインテークマニホールド４５へ排気ガスの還流が行われない状態）であるか否かの判定処理を実行する（Ｓ１３）。ＥＣＵ４４よりＥＧＲバルブ５３が全閉中であるとの信号が入力されている場合（ＹＥＳの場合）、吸気側演算部１４は、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値を１つ増やす処理を実行する（Ｓ１４）。
【００４６】
言い換えると、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）をインクリメントする処理を実行する。その一方で、ＥＣＵ４４から燃料カット信号が入力されていない場合（Ｓ１２にてＮＯの場合）またはＥＧＲバルブ５３が全閉中であるとの信号が入力されていない場合（Ｓ１３にてＮＯの場合）には、吸気側演算部１４は、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）のインクリメント処理を行わない。
【００４７】
その後、吸気側演算部１４は、燃料カット制御が初回であるか否かの判定処理を実行する（Ｓ１５）。言い換えると、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値が１であるか否かの判定処理を実行する。燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値が１以外の値と判定された場合（ＮＯの場合）には、吸気側演算部１４は、次に説明するＳ１６からＳ２１を飛ばしてＳ２２の処理を実行する。
【００４８】
燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値が１であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、吸気側演算部１４は、燃料カット制御中の排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐを排気側初期値ＥｘｈＩｐ０として記憶する処理を実行する（Ｓ１６）。言い換えると、エギゾーストマニホールド４７の内部の雰囲気が大気と同一視できる場合の、排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐを排気側初期値ＥｘｈＩｐ０として吸気側演算部１４のＲＯＭ等の記憶装置に記憶する処理を実行する。
【００４９】
そして、補正値（補正係数）Ｃｅを算出して記憶する処理を実行する（Ｓ１７）。具体的には、予めＲＯＭに記憶しておいた排気側ガスセンサ２０を大気雰囲気時に晒した際に出力される基準値を排気側初期値ＥｘｈＩｐ０で除す算出処理を実行し、排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐを補正するための補正値Ｃｅを算出し、記憶する。
【００５０】
なお、この補正値Ｃｅは、吸気側演算部１４にて別途に実行される出力信号ＥｘｈＩｐの補正処理に用いられる。具体的には、排気側ガスセンサ２０から出力される出力信号ＥｘｈＩｐに補正値Ｃｅを乗じた値に基づいて補正後出力信号ＥｘｈＩｐｃｏを算出し、算出された補正後出力信号ＥｘｈＩｐｃｏを濃度信号出力部１５に送信する。
【００５１】
補正後出力信号ＥｘｈＩｐｃｏは、濃度信号出力部１５からＥＣＵ４４に対して出力され、ＥＣＵ４４にて排気ガスが流れる排気流路４７に設置された触媒の異常検出等の適宜の処理に用いられる。
【００５２】
次に、吸気側演算部１４は、燃料カット制御中の吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０として記憶する処理を実行する（Ｓ１８）。言い換えると、インテークマニホールド４５の内部の雰囲気が大気と同一視できる場合の、吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０として、排気側初期値ＥｘｈＩｐ０と同様に、吸気側演算部１４のＲＯＭ等の記憶装置に記憶する処理を実行する。
【００５３】
そして、補正値（補正係数）Ｃｉを算出して記憶する処理を実行する（Ｓ１９）。具体的には、予めＲＯＭに記憶しておいた吸気側ガスセンサ１０を大気雰囲気時に晒した際に出力される基準値を吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０で除す算出処理を実行し、吸気側ガスセンサ２０の出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値Ｃｉを算出し、記憶する。
【００５４】
なお、この補正値Ｃｉは、吸気側演算部１４にて別途に実行される吸気ガス（吸気雰囲気）の酸素濃度算出処理に用いられる。具体的には、吸気側ガスセンサ１０から出力される出力信号ＩｎｔＩｐに補正値Ｃｉを乗じた値をもとにして補正後出力信号ＩｎｔＩｐｃｏを算出し、算出された補正後出力信号ＩｎｔＩｐｃｏを濃度信号出力部１５に送信する。
【００５５】
吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０、および、排気側初期値ＥｘｈＩｐ０が記憶されると、吸気側演算部１４は、吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０と、排気側初期値ＥｘｈＩｐ０との比である初期吸排気比Ｋ０の算出処理を実行する（Ｓ２０）。初期吸排気比Ｋ０は、分母が排気側初期値ＥｘｈＩｐ０とされ、分子が吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０とされたものである。その後、吸気側演算部１４は、算出した初期吸排気比Ｋ０を、吸気側演算部１４のＲＯＭ等の記憶装置に記憶する処理を実行する（Ｓ２１）。
【００５６】
初期吸排気比Ｋ０の記憶処理が実行されると、次に吸気側演算部１４は、ＥＧＲバルブ５３が全閉にされた状態下での燃料カット制御の回数が１００回であるか否かの判定処理を実行する（Ｓ２２）。言い換えると、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値が１００であるか否かの判定処理を実行する。燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値が１００でないと判定された場合（ＮＯの場合）、より具体的には、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値が１００未満である場合には、吸気側演算部１４は、Ｓ１２に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【００５７】
燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値が１００であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、吸気側演算部１４は、１００回目の燃料カット制御中の排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐを排気側出力値ＥｘｈＩｐ１００として記憶する処理を実行する（Ｓ２３）。排気側出力値ＥｘｈＩｐ１００は、排気側初期値ＥｘｈＩｐ０と同様に、吸気側演算部１４のＲＯＭ等の記憶装置に記憶される。
【００５８】
次に、吸気側演算部１４は、１００回目の燃料カット制御中の吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを吸気側出力値ＩｎｔＩｐ１００として記憶する処理を実行する（Ｓ２４）。吸気側出力値ＩｎｔＩｐ１００は、吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０と同様に、吸気側演算部１４のＲＯＭ等の記憶装置に記憶される。
【００５９】
排気側出力値ＥｘｈＩｐ１００、および、吸気側出力値ＩｎｔＩｐ１００が記憶されると、吸気側演算部１４は、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値を初回＋１に設定する処理を実行する（Ｓ２５）。具体的には、燃料カット回数Ｎ（ＦＣ）の値を２に設定する処理を実行する。これは、Ｓ１６からＳ２１までの処理（初期補正の処理）を実行しないようにするためである。
【００６０】
その後、吸気側演算部１４は、排気側出力値ＥｘｈＩｐ１００と、排気側初期値ＥｘｈＩｐ０との比である、排気側出力比△ＥｘｈＩｐを算出する処理を実行する（Ｓ２６）。
排気側出力比△ＥｘｈＩｐが算出されると、吸気側演算部１４は、排気側出力比△ＥｘｈＩｐが予め設定された第１所定値ＴＨＲ１を超えるか否かを判定する処理を実行する（Ｓ２７）。排気側出力比△ＥｘｈＩｐが第１所定値ＴＨＲ１を超えると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、吸気側演算部１４は、排気側初期値ＥｘｈＩｐ０の値を、排気側出力値ＥｘｈＩｐ１００の値に置き換える更新処理を実行する（Ｓ２８）。
【００６１】
次に、吸気側演算部１４は、排気側ガスセンサ２０の測定精度が経時劣化等に起因して低下しているおそれがあるため、補正値（補正係数）Ｃｅの更新を行う。具体的には、予めＲＯＭに記憶しておいた排気側ガスセンサ２０を大気雰囲気時に晒した際に出力される基準値を更新された排気側初期値ＥｘｈＩｐ０（即ち、排気側出力値ＥｘｈＩｐ１００）で除す算出処理を実行する。次いで、排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐを補正するための補正値（補正係数）Ｃｅを算出し、当該補正値Ｃｅを更新する（Ｓ２９）。なお、更新後の補正値Ｃｅは、上述したように別途のＥＣＵ４４にて別途に実行される排気ガスの酸素濃度算出処理に用いられる。
【００６２】
排気側出力比△ＥｘｈＩｐが第１所定値ＴＨＲ１以下であると判定された場合（ＮＯの場合）には、吸気側演算部１４は、Ｓ２８およびＳ２９の処理を実行することなく、次のＳ３０の処理を実行する。
【００６３】
吸気側演算部１４は、吸気側出力値ＩｎｔＩｐ１００と、更新された排気側初期値ＥｘｈＩｐ０（即ち、排気側出力値ＥｘｈＩｐ１００）との比である吸排気比Ｋ１００の算出処理を実行する（Ｓ３０）。吸排気比Ｋ１００は、分母が排気側電圧値ＥｘｈＩｐ０とされ、分子が吸気側出力値ＩｎｔＩｐ１００とされたものである。
【００６４】
吸排気比Ｋ１００が算出されると、吸気側演算部１４は、吸排気比Ｋ１００を初期吸排気比Ｋ０で割った値であるＫ１００／Ｋ０が、予め設定された第２所定値ＴＨＲ２を超えるか否かの判定処理を実行する（Ｓ３１）。Ｋ１００／Ｋ０が、第２所定値ＴＨＲ２以下であると判定された場合（ＮＯの場合）には、吸気側演算部１４は、Ｓ１２に戻り上述の処理が繰り返し実行される。
【００６５】
Ｋ１００／Ｋ０が、第２所定値ＴＨＲ２を超える場合（ＹＥＳの場合）には、吸気側演算部１４は、更新された排気側初期値ＥｘｈＩｐ０に初期吸排気比Ｋ０で乗じた値である吸気側推定値ＩｎｔＩｐｅｓｔを算出する（Ｓ３２）。
【００６６】
吸気側推定値ＩｎｔＩｐｅｓｔが算出されると、吸気側演算部１４は、吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０の値を、吸気側推定値ＩｎｔＩｐｅｓｔの値に置き換える更新処理を実行する（Ｓ３３）。
【００６７】
次いで、吸気側演算部１４は、吸気側ガスセンサ１０の測定精度が経時劣化等に起因して低下しているおそれがあるため、補正値（補正係数）Ｃｉの更新を行う。具体的には、予めＲＯＭに記憶しておいた吸気側ガスセンサ１０を大気雰囲気時に晒した際に出力される基準値を更新された吸気側初期値ＩｎｔＩｐ０（即ち、吸気側推定値ＩｎｔＩｐｅｓｔ）で除す算出処理を実行する。その後、吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値（補正係数）Ｃｉを算出し、当該補正値Ｃｉを更新する（Ｓ３４）。なお、更新後の補正値Ｃｉは、上述したように吸気側演算部１４にて別途実行される出力信号ＩｎｔＩｐの補正処理に用いられる。吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値Ｃｉの更新処理が実行されると、吸気側演算部１４は、Ｓ１２に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【００６８】
上記の構成のセンサ制御システム１によれば、排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐと、吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐとの相関関係が所定の範囲を超えると、吸気雰囲気に含まれる酸素濃度に対する吸気側ガスセンサ１０の測定精度が低下したと判定される。補正処理部１２は、吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを、排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐ、より具体的には、排気側初期値ＥｘｈＩｐ０に初期吸排気比Ｋ０で乗じた値である吸気側推定値ＩｎｔＩｐｅｓｔに基づいて補正値Ｃｉを算出する処理を行い、さらにこの補正値Ｃｉを用いて吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを補正することにより、吸気側ガスセンサ１０の測定精度低下を抑制することができる。
【００６９】
例えば、長期間の使用による劣化で、吸気側ガスセンサ１０の測定精度が低下した場合であっても、排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐとの相関関係に基づくことにより、吸気側ガスセンサ１０の測定精度の低下を判定することができる。そのため、長期間の使用による劣化に基づく、吸気側ガスセンサ１０の測定精度低下を抑制することができる。
【００７０】
なお、上述の所定の範囲としては、エンジン４０の排気に含まれる窒素酸化物などのエミッションの割合が法令などで定められる制限範囲に収まる範囲を例示することができる。つまり、吸気側ガスセンサ１０の測定精度が低下すると、エンジン４０の空燃比制御の精度が悪化し、エンジン４０の排気に含まれるエミッションの割合が増加する。上述の所定の範囲は、エミッションの割合が制限範囲に収まる程度の吸気側ガスセンサ１０の測定精度の低下を許容するものである。このようにすることで、吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐの補正を行うための補正値を算出するための処理を行う頻度が必要最小限に抑えられる。
【００７１】
また、上述の実施形態のように、排気側ガスセンサ２０の出力信号ＥｘｈＩｐを補正するための補正値Ｃｅを算出する処理をも実行することにより、排気側ガスセンサの測定精度を確保することができる。そのため、排気側ガスセンサの出力信号を用いて内燃機関の適宜の処理を実行する場合に、排気側ガスセンサの出力信号を補正値にて補正することができ、測定精度の良い排気側ガスセンサの出力信号を用いた処理を実行することが可能となる。
【００７２】
なお、上述の実施形態のように、吸排気比Ｋ１００と初期吸排気比Ｋ０との比が、第２所定値ＴＨＲ２を超えるか否かに基づいて、吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値Ｃｉを算出する処理を実行するか否かを判断してもよいし、さらにエンジン４０の運転状態を加えて、補正値Ｃｉを算出する処理を実行するか否かを判断してもよい。
【００７３】
例えば、吸気側演算部１４のＲＯＭ等の記憶装置に予め、図６に示すような、吸入空気量（酸素濃度）と、排気空燃比と、エンジン４０の回転数との相関関係を示すマップが記憶され、このマップに基づいて吸気側ガスセンサ１０の出力信号ＩｎｔＩｐの補正処理を実行するか否かを判断してもよい。
【００７４】
なお、上述の実施形態では、本発明のセンサ制御システム１をディーゼルエンジン４０に適用して説明したが、ディーゼルエンジン４０に限定されることなく、ガソリンエンジンに適用してもよい。また、上述の実施形態では、ＥＧＲ装置５０を備えるエンジン４０に、本発明のセンサ制御システム１を適用して説明したが、ＥＧＲ装置５０を備えていないエンジン４０に適用してもよく、特に限定するものではない。
【００７５】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るセンサ制御システムについて図７を参照して説明する。本実施形態のセンサ制御システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、補正処理部が配置されている位置が異なっている。よって、本実施形態においては、図７を用いて補正処理部の配置についてのみを説明し、その他の説明を省略する。
【００７６】
本実施形態のセンサ制御システム１０１には、吸気雰囲気中の酸素濃度を測定する吸気側ガスセンサ１１０と、排気雰囲気中の酸素濃度を測定する排気側ガスセンサ２０と、吸気センサ素子１１から出力された出力信号を補正するための補正値を算出する補正処理部１１２と、が主に設けられている。
【００７７】
つまり、吸気センサ素子１１が備えられていた吸気側ガスセンサ１０に、一体的に吸気センサ駆動制御回路部１８および補正処理部１２が設けられていた第１の実施形態に対して、本実施形態では、吸気センサ駆動制御回路部１８および補正処理部１１２が吸気側ガスセンサ１１０に一体的に設けられていない点が異なっている。本実施形態では、補正処理部１１２がエンジン４０を制御するＥＣＵ４４に配置されている例に適用して説明する。
【００７８】
補正処理部１１２は、吸気センサ素子１１から出力される出力信号ＩｎｔＩｐと、吸気雰囲気中の酸素濃度との対応関係が、経時劣化などによって変化した際に、当該対応関係の補正を行うための補正値（補正係数）Ｃｉを算出するものである。補正処理部１１２には、吸気センサ素子１１から出力された出力信号ＩｎｔＩｐ、排気側ガスセンサ２０から出力された出力信号ＥｘｈＩｐ、および、ＥＣＵ４４から出力された燃料カット信号が入力される吸気側入力部１３と、酸素濃度の算出に用いられる出力信号ＩｎｔＩｐを補正するための補正値Ｃｉを算出する補正処理を実行するとともに、出力信号ＩｎｔＩｐに補正値Ｃｉを乗じて補正後出力信号ＩｎｔＩｐｃｏを算出する吸気側演算部１４と、が主に設けられている（図２参照）。
【００７９】
上記の構成からなるセンサ制御システム１０１における吸気側ガスセンサ１１０に対する補正値Ｃｉを算出する補正処理ついては、第１の実施形態のセンサ制御システム１における補正処理と同様であるため、その説明を省略する。
【符号の説明】
【００８０】
１，１０１…センサ制御システム、４０…ディーゼルエンジン（内燃機関）、１０，１１０…吸気側ガスセンサ、２０…排気側ガスセンサ、４５…インテークマニホールド（吸気流路）、４７…エギゾーストマニホールド（排気流路）、１２，１１２…補正処理部（ガスセンサ制御装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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