(57)【要約】【課題】酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えて、大気電極に被毒物質が付着しにくくすることができるガスセンサの被毒抑制制御装置を提供する。【解決手段】被毒抑制制御装置は、センサ出力が燃焼制御に利用されないガスセンサの非使用時において、大気電極が、大気に含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するために用いられる。被毒抑制制御装置は、ガスセンサの使用状態が使用時から非使用時に移行した移行時点Ｘから、大気側カバーの温度が最大になる最大時点Ｔ１までの待機時間ｔ０を推測する時間推測部と、待機時間ｔ０が経過したときに、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部とを有する。【選択図】図４
2019020240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質体（２１）、前記固体電解質体に設けられた検出電極（２２）、前記固体電解質体に設けられた大気電極（２３）、及び前記大気電極へ大気（Ａ）を導入するための大気ダクト（２５）を有するセンサ素子（２）と、前記検出電極及び前記大気電極に電気接続された電気接続部（３４）を覆う大気側カバー（３５）と、を備え、前記検出電極へは、取付け配管（６２１）の内部を流れる検出ガス（Ｇ）が導かれ、前記大気ダクトへは、前記大気側カバーの導入孔（３５１）を経由して前記取付け配管の外部に存在する大気が導入され、かつ、使用時において、前記検出電極と前記大気電極との間に生じる電流又は起電力に基づくセンサ出力が、内燃機関（６）の燃焼制御に利用されるガスセンサ（１）に用いられ、
前記センサ出力が前記燃焼制御に利用されない非使用時において、前記大気電極が前記大気に含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するための被毒抑制制御装置（４）であって、
前記使用時から前記非使用時に移行した移行時点（Ｘ）又は前記移行時点以降の特定時点から、前記大気側カバーの温度が最大になる時点（Ｔ１）もしくは前記大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が最大になる時点（Ｔ１）までの待機時間（ｔ０）を推測する時間推測部（４１）と、
前記待機時間が経過したときに、前記検出電極から前記大気電極への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部（４２）と、を有するガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項２】
前記時間推測部は、
前記使用時における前記内燃機関の燃焼運転状況、及び前記使用時における前記検出ガスの温度の積算値もしくは前記移行時点における前記検出ガスの温度の少なくとも一方を用いた受熱量（Ｑ１）に基づいて、前記大気側カバーの温度が最大になる時点を推測する、請求項１に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項３】
前記時間推測部は、
前記使用時における前記内燃機関の燃焼運転状況、及び前記使用時における前記検出ガスの温度の積算値もしくは前記移行時点における前記検出ガスの温度の少なくとも一方を用いた受熱量（Ｑ１）から、前記移行時点以降における、前記内燃機関の周辺に配置された冷却ファン（７１）の消費電力の積算値を用いた放熱量（Ｑ２）を減算した減算熱量（Ｑ１−Ｑ２）に基づいて、前記大気側カバーの温度が最大になる時点を推測する、請求項１に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項４】
前記時間推測部は、
前記使用時における前記内燃機関の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つの積算値と、前記移行時点における前記内燃機関の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つと、の一方又は双方を用いた受熱量（Ｑ１）に基づいて、前記大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が最大になる時点を推測する、請求項１に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項５】
前記時間推測部は、
前記使用時における前記内燃機関の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つの積算値と、前記移行時点における前記内燃機関の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つと、の一方又は双方を用いた受熱量（Ｑ１）から、
前記移行時点以降における、前記内燃機関の周辺に配置された冷却ファン（７１）の消費電力の積算値を用いた放熱量（Ｑ２）を減算した減算熱量（Ｑ１−Ｑ２）に基づいて、前記大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が最大になる時点を推測する、請求項１に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項６】
前記時間推測部は、外気温、及び前記内燃機関へ吸気される大気の吸気温の少なくとも一方を用いて、前記放熱量を補正する、請求項３又は５に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項７】
固体電解質体（２１）、前記固体電解質体に設けられた検出電極（２２）、前記固体電解質体に設けられた大気電極（２３）、及び前記大気電極へ大気（Ａ）を導入するための大気ダクト（２５）を有するセンサ素子（２）と、前記検出電極及び前記大気電極に電気接続された電気接続部（３４）を覆う大気側カバー（３５）と、を備え、前記検出電極へは、取付け配管（６２１）の内部を流れる検出ガス（Ｇ）が導かれ、前記大気ダクトへは、前記大気側カバーの導入孔（３５１）を経由して前記取付け配管の外部に存在する大気が導入され、かつ、使用時において、前記検出電極と前記大気電極との間に生じる電流又は起電力に基づくセンサ出力が、内燃機関（６）の燃焼制御に利用されるガスセンサ（１）に用いられ、
前記センサ出力が前記燃焼制御に利用されない非使用時において、前記大気電極が前記大気に含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するための被毒抑制制御装置（４）であって、
前記使用時から前記非使用時に移行した移行時点（Ｘ）以降において、前記大気側カバーの温度が低下を開始する時点もしくは前記大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が低下を開始する時点を、低下開始時点（Ｔ２）として特定する低下開始特定部（４１）と、
前記低下開始時点になったときに、前記検出電極から前記大気電極への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部（４２）と、を有するガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項８】
前記低下開始特定部は、
前記移行時点以降における前記取付け配管内の温度に基づいて、前記大気側カバーの温度が低下を開始する時点を特定する、請求項７に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項９】
前記低下開始特定部は、
前記移行時点以降における前記内燃機関の油温及び水温の一方又は双方の積算値に基づいて、前記大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が低下を開始する時点を特定する、請求項７に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１０】
固体電解質体（２１）、前記固体電解質体に設けられた検出電極（２２）、前記固体電解質体に設けられた大気電極（２３）、及び前記大気電極へ大気（Ａ）を導入するための大気ダクト（２５）を有するセンサ素子（２）と、前記検出電極及び前記大気電極に電気接続された電気接続部（３４）を覆う大気側カバー（３５）と、を備え、前記検出電極へは、取付け配管（６２１）の内部を流れる検出ガス（Ｇ）が導かれ、前記大気ダクトへは、前記大気側カバーの導入孔（３５１）を経由して前記取付け配管の外部に存在する大気が導入され、かつ、使用時において、前記検出電極と前記大気電極との間に生じる電流又は起電力に基づくセンサ出力が、内燃機関（６）の燃焼制御に利用されるガスセンサ（１）に用いられ、
前記センサ出力が前記燃焼制御に利用されない非使用時において、前記大気電極が前記大気に含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するための被毒抑制制御装置（４）であって、
前記使用時から前記非使用時に移行した移行時点（Ｘ）以降において、前記大気側カバーに接触する大気の流速が所定の流速以下に低下した時点を、低下時点（Ｔ４）として特定する低下特定部（４１）と、
前記低下時点になったときに、前記検出電極から前記大気電極への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部（４２）と、を有するガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１１】
前記低下特定部は、
前記内燃機関の周辺に配置された冷却ファン（７１）の、前記移行時点以降における動作状態に基づいて、前記低下時点を特定する、請求項１０に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１２】
前記被毒抑制制御装置は、
前記冷却ファンが、動作状態にあるか動作停止状態にあるかの情報を受信する動作受信部を有し、
前記低下特定部は、前記動作受信部が前記動作状態を受信する状態から変化して前記動作停止状態を受信した時点を、前記低下時点として特定する、請求項１１に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１３】
前記移行時点は、前記内燃機関の燃焼が停止された燃焼停止時点とする、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１４】
前記ガスセンサは、車両における前記内燃機関が搭載された搭載室（６０）内であって、前記内燃機関から排出される排ガスが流れる前記取付け配管に配置されており、かつ、前記排ガスを前記検出ガスとしてガス検出を行うものである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１５】
前記ガスセンサは、前記使用時において、前記大気電極と前記検出電極との間に電圧を印加する電圧印加手段（１１）を有する限界電流式のものであり、
前記ポンピングは、前記電圧印加手段を用いて行う、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１６】
前記ガスセンサは、
通電によって発熱する発熱体（２８２）によって前記固体電解質体を加熱するヒータ（２８）と、
前記固体電解質体を介した前記検出電極と前記大気電極との間のインピーダンス値を測定する測定手段（１４）と、を有し、
前記被毒抑制制御装置は、
前記測定手段による前記インピーダンス値が、前記使用時における値（Ｚ１）以上であって、前記固体電解質体の活性化温度を保つための値（Ｚ２）以下になるよう、前記発熱体への通電を制御する通電制御部を有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【請求項１７】
前記ガスセンサは、
通電によって発熱する発熱体（２８２）によって前記固体電解質体を加熱するヒータ（２８）と、
前記発熱体の抵抗値を測定する測定手段（１４）と、を有し、
前記被毒抑制制御装置は、
前記測定手段による前記抵抗値が、前記使用時における値（Ｙ１）以下であって、前記固体電解質体の活性化温度を保つための値（Ｙ２）以上になるよう、前記発熱体への通電を制御する通電制御部を有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のガスセンサの被毒抑制制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサに用いられ、ガスセンサのセンサ素子における大気電極が被毒することを抑制するための被毒抑制制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、排気センサとして、内燃機関から排気される排ガス中の酸素濃度又は特定ガス成分濃度を検出するガスセンサにおいては、排気管内を流れる排ガスに晒される電極に、オイル、ガソリン等に含まれる被毒物質が付着しないようにする工夫がなされている。具体的には、電極の表面、電極へ排ガスを導入するための導入部等に、多孔質体から形成された、被毒物質のトラップ層又は保護層を設けることが行われている。
【０００３】
また、ガスセンサが配置される排気管の外部の環境下においては、種々のゴム製品、樹脂製品等の部品が存在し、この部品が所定の温度以上に加熱されると、電極の被毒物質が発生することが知られている。例えば、特許文献１のセンサ制御装置においては、排気管の外部からガスセンサ内に導入される大気に晒される電極に、被毒物質が付着しないようにする工夫がなされている。
【０００４】
特許文献１のセンサ制御装置においては、具体的には、大気に晒される大気側電極が被毒環境にあるか否かを判定し、被毒環境にあると判定された場合には、排ガスに晒されるガス側電極から大気側電極へ酸素をポンピングすることが行われている。そして、エンジンの運転停止直後の所定期間内にある場合を、大気側電極が被毒環境にあると判定して、酸素のポンピングを行い、大気側電極が被毒することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−７５７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、エンジンの運転停止直後の所定期間内においては、大気側電極が被毒環境にあるとみなしている。しかし、発明者の更なる研究の結果、大気側電極が被毒されやすい環境は、必ずしもエンジンの運転停止直後に生じるとは限らないことが判明した。エンジンの運転停止直後においては、ガスセンサの周辺に高温の大気が滞留することが多く、これによってガスセンサの温度が高温に維持される。その後、時間の経過とともにガスセンサの周辺の大気の温度が低下し、ガスセンサの温度も低下することになる。
【０００７】
特許文献１のガスセンサにおいては、センサ素子に、大気側電極へ大気を接触させるための大気ダクトが形成されており、大気ダクトへは、大気側カバーの導入口からガスセンサ内に導入された大気が導入される。そして、大気ダクト内へ、被毒物質を含む大気が導入されることによって、大気側電極に被毒物質が付着する。このとき、ガスセンサ内への大気の導入量は、大気側カバーの温度に依存していることが確認された。
【０００８】
具体的には、大気側カバーの温度が低下する際に、ガスセンサ内の、大気による圧力が低下し、ガスセンサ内への大気の導入量が多くなる。そして、大気側カバーの温度が低下する際に、大気側電極への被毒物質の接触量が多くなる。従って、大気側カバーの温度が低下する際における大気電極の被毒を抑制することが重要であることが分かった。
【０００９】
また、ガスセンサの周辺に配置された種々のゴム製品、樹脂製品等の部品から被毒物質が発生しているときであっても、ガスセンサの周辺における大気の流速が速い場合には、大気側カバー内へ導入される大気における被毒物質の濃度が低くなる。エンジンの運転停止直後の所定期間内においては、ラジエータを冷却するファン等の送風手段が動作している場合がある。この場合には、送風手段の動作が停止した後に、大気側カバーの導入口からガスセンサ内へ導入される大気における被毒物質の濃度が高くなり、大気側電極への被毒物質の接触量が多くなる。従って、ガスセンサに接触する大気の流速が低下した際における大気電極の被毒を抑制することも重要であることが分かった。
【００１０】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えて、大気電極に被毒物質が付着しにくくすることができるガスセンサの被毒抑制制御装置を提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、固体電解質体（２１）、前記固体電解質体に設けられた検出電極（２２）、前記固体電解質体に設けられた大気電極（２３）、及び前記大気電極へ大気（Ａ）を導入するための大気ダクト（２５）を有するセンサ素子（２）と、前記検出電極及び前記大気電極に電気接続された電気接続部（３４）を覆う大気側カバー（３５）と、を備え、前記検出電極へは、取付け配管（６２１）の内部を流れる検出ガス（Ｇ）が導かれ、前記大気ダクトへは、前記大気側カバーの導入孔（３５１）を経由して前記取付け配管の外部に存在する大気が導入され、かつ、使用時において、前記検出電極と前記大気電極との間に生じる電流又は起電力に基づくセンサ出力が、内燃機関（６）の燃焼制御に利用されるガスセンサ（１）に用いられ、
前記センサ出力が前記燃焼制御に利用されない非使用時において、前記大気電極が前記大気に含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するための被毒抑制制御装置（４）であって、
前記使用時から前記非使用時に移行した移行時点（Ｘ）又は前記移行時点以降の特定時点から、前記大気側カバーの温度が最大になる時点（Ｔ１）もしくは前記大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が最大になる時点（Ｔ１）までの待機時間（ｔ０）を推測する時間推測部（４１）と、
前記待機時間が経過したときに、前記検出電極から前記大気電極への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部（４２）と、を有するガスセンサの被毒抑制制御装置にある。
【００１２】
本発明の第２の態様は、固体電解質体（２１）、前記固体電解質体に設けられた検出電極（２２）、前記固体電解質体に設けられた大気電極（２３）、及び前記大気電極へ大気（Ａ）を導入するための大気ダクト（２５）を有するセンサ素子（２）と、前記検出電極及び前記大気電極に電気接続された電気接続部（３４）を覆う大気側カバー（３５）と、を備え、前記検出電極へは、取付け配管（６２１）の内部を流れる検出ガス（Ｇ）が導かれ、前記大気ダクトへは、前記大気側カバーの導入孔（３５１）を経由して前記取付け配管の外部に存在する大気が導入され、かつ、使用時において、前記検出電極と前記大気電極との間に生じる電流又は起電力に基づくセンサ出力が、内燃機関（６）の燃焼制御に利用されるガスセンサ（１）に用いられ、
前記センサ出力が前記燃焼制御に利用されない非使用時において、前記大気電極が前記大気に含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するための被毒抑制制御装置（４）であって、
前記使用時から前記非使用時に移行した移行時点（Ｘ）以降において、前記大気側カバーの温度が低下を開始する時点もしくは前記大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が低下を開始する時点を、低下開始時点（Ｔ２）として特定する低下開始特定部（４１）と、
前記低下開始時点になったときに、前記検出電極から前記大気電極への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部（４２）と、を有するガスセンサの被毒抑制制御装置にある。
【００１３】
本発明の第３の態様は、固体電解質体（２１）、前記固体電解質体に設けられた検出電極（２２）、前記固体電解質体に設けられた大気電極（２３）、及び前記大気電極へ大気（Ａ）を導入するための大気ダクト（２５）を有するセンサ素子（２）と、前記検出電極及び前記大気電極に電気接続された電気接続部（３４）を覆う大気側カバー（３５）と、を備え、前記検出電極へは、取付け配管（６２１）の内部を流れる検出ガス（Ｇ）が導かれ、前記大気ダクトへは、前記大気側カバーの導入孔（３５１）を経由して前記取付け配管の外部に存在する大気が導入され、かつ、使用時において、前記検出電極と前記大気電極との間に生じる電流又は起電力に基づくセンサ出力が、内燃機関（６）の燃焼制御に利用されるガスセンサ（１）に用いられ、
前記センサ出力が前記燃焼制御に利用されない非使用時において、前記大気電極が前記大気に含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するための被毒抑制制御装置（４）であって、
前記使用時から前記非使用時に移行した移行時点（Ｘ）以降において、前記大気側カバーに接触する大気の流速が所定の流速以下に低下した時点を、低下時点（Ｔ４）として特定する低下特定部（４１）と、
前記低下時点になったときに、前記検出電極から前記大気電極への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部（４２）と、を有するガスセンサの被毒抑制制御装置にある。
【発明の効果】
【００１４】
（第１の態様）
前記一態様のガスセンサの被毒抑制制御装置においては、ガスセンサの使用状態が使用時から非使用時に移行した後、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを開始する時期に工夫をしている。
具体的には、被毒抑制制御装置は、時間推測部及びポンピング開始部を有しており、時間推測部は、使用時から非使用時への移行時点から、大気側カバーの温度が最大になる時点又は大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が最大になる時点までの待機時間を推測する。そして、ポンピング開始部は、待機時間を経過したときに、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを開始する。
【００１５】
発明者による研究の結果、ガスセンサの使用状態が使用時から非使用時に移行した直後において、ガスセンサに接触する大気の流速がほとんどない場合には、大気側カバーの温度は、一旦上昇した後に低下を始めることが確認された。このことは、使用時から非使用時への移行直後においては、内燃機関の温度が高く、ガスセンサの周辺における大気が滞留しやすくなることが関係していると考えられる。
【００１６】
大気側カバーの温度が、最大になった後に低下を始めるときから、ガスセンサ内の、大気による圧力も低下を始め、これに伴って、ガスセンサの周辺に存在する大気が大気側カバー内及び大気ダクト内に導入されやすくなる。そのため、大気側カバーの温度が最大になる時点以降に、ポンピング開始部によって、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを行うことにより、大気電極へ送られる酸素によって、大気ダクト内の圧力、しいてはガスセンサ内の圧力が低下しにくくすることができる。これにより、被毒物質を含む大気が大気側カバー内に導入されにくくし、大気ダクト内の大気電極に被毒物質が付着しにくくすることができる。
【００１７】
そして、ポンピング開始部による酸素のポンピングは、大気側カバーの温度が上昇する時期においては待機し、大気側カバーの温度が低下を始める時期、すなわち大気電極への被毒物質の付着の抑制が必要になった時期に開始することができる。これにより、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えることができる。
【００１８】
また、大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度、すなわちガスセンサの周辺に存在する大気における被毒物質の濃度は、大気側カバーの温度と同様に、使用時から非使用時への移行直後において、一旦上昇した後に低下を始めると考えられる。そのため、大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度が最大になる時点以降に、ポンピング開始部によって酸素のポンピングを行うことによっても、大気側カバーの温度が最大になる時点以降に酸素のポンピングを行う場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００１９】
それ故、前記第１の態様のガスセンサの被毒抑制制御装置によれば、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えて、大気電極に被毒物質が付着しにくくすることができる。
【００２０】
（第２の態様）
前記第２の態様のガスセンサの被毒抑制制御装置においても、ガスセンサの使用状態が使用時から非使用時に移行した後、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを開始する時期に工夫をしている。
本態様においては、使用時から非使用時への移行時点以降において、低下特定部によって、大気側カバーの温度の低下が開始する時点もしくは大気側カバー内に導入される大気における被毒物質の濃度の低下が開始する時点を、低下開始時点として特定する。そして、低下開始時点になったときに、ポンピング開始部によって、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを開始する。
【００２１】
本態様においては、前記第１の態様に示される待機時間を推測する代わりに、温度又は濃度の低下が開始する時点を特定する。前記第１の態様は、主に、移行時点以降に、温度、濃度等を推測する手段がない場合に、移行時点以前のデータを用いて待機時間を推測するものである。一方、本態様は、主に、移行時点以降に、温度、濃度等を推測する手段がある場合に、移行時点以降のデータを用いて低下開始時点を特定するものである。
【００２２】
本態様の被毒抑制制御装置による作用効果は、前記第１の態様の場合と同様である。
それ故、前記第２の態様のガスセンサの被毒抑制制御装置によっても、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えて、大気電極に被毒物質が付着しにくくすることができる。
【００２３】
（第３の態様）
前記第３の態様のガスセンサの被毒抑制制御装置においても、ガスセンサの使用状態が使用時から非使用時に移行した後、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを開始する時期に工夫をしている。
具体的には、被毒抑制制御装置は、低下特定部及びポンピング開始部を有しており、低下特定部は、移行時点以降において、大気側カバーに接触する大気の流速が所定の流速以下に低下した時点を、低下時点として特定する。そして、ポンピング開始部は、低下時点になったときに、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを開始する。
【００２４】
発明者による研究の結果、使用時から非使用時への移行直後において、大気側カバーに接触する大気の流速が所定の流速を超える場合には、大気側カバーの導入孔からガスセンサ内に導入される大気における被毒物質の濃度が低く維持されることが確認された。このことは、大気の流れによって、ガスセンサの周辺に存在する種々の部品から発生する被毒物質の濃度が低くなるためであると考えられる。
【００２５】
そして、大気側カバーに接触する大気の流速が所定の流速以下に低下した時点以降には、ガスセンサ内及び大気ダクト内に導入される大気における被毒物質の濃度が高くなる。そのため、大気側カバーに接触する大気の流速が所定の流速以下に低下した時点以降に、ポンピング開始部によって、検出電極から大気電極への酸素のポンピングを行うことにより、大気電極から大気ダクト内に充満される酸素によって、被毒物質の濃度が高い大気が大気ダクト内へ導入されにくくすることができる。これにより、大気ダクト内の大気電極に被毒物質が付着しにくくすることができる。また、前記一態様の場合と同様の理由により、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えることができる。
【００２６】
それ故、前記他の態様のガスセンサの被毒抑制制御装置によっても、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えて、大気電極に被毒物質が付着しにくくすることができる。
【００２７】
なお、本発明の一態様において示す各構成要素のカッコ書きの符号は、実施形態における図中の符号との対応関係を示すが、各構成要素を実施形態の内容のみに限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１にかかる、エンジンの搭載室内の構成を示す説明図。
【図２】実施形態１にかかる、ガスセンサを示す説明図。
【図３】実施形態１にかかる、センサ素子及び被毒抑制制御装置を示す説明図。
【図４】実施形態１にかかる、大気側カバーの温度の時間的変化、及び被毒抑制制御装置による被毒抑制制御を行うタイミングを示す説明図。
【図５】実施形態１にかかる、一対の電極への印加電圧とセンサ出力との関係を示すグラフ。
【図６】実施形態１にかかる、（ａ）時間と検出ガスの温度の積算値との関係、（ｂ）検出ガスの温度の積算値と大気側カバーの最高温度との関係、（ｃ）検出ガスの温度の積算値と待機時間との第１関係マップとの関係を示すグラフ。
【図７】実施形態１にかかる、冷却ファンが駆動された場合における、大気側カバーの温度の時間的変化、及び被毒抑制制御装置による被毒抑制制御を行うタイミングを示す説明図。
【図８】実施形態１にかかる、冷却ファンが駆動された場合における、（ａ）時間と検出ガスの温度の積算値との関係、（ｂ）時間と冷却ファンの消費電力との関係、（ｃ）減算熱量と大気側カバーの最高温度との関係、（ｄ）減算熱量と待機時間との第２関係マップとの関係を示すグラフ。
【図９】実施形態１にかかる、被毒抑制制御装置の制御動作を示すフローチャート。
【図１０】実施形態２にかかる、被毒物質の濃度の時間的変化、及び被毒抑制制御装置による被毒抑制制御を行うタイミングを示す説明図。
【図１１】実施形態２にかかる、（ａ）時間と油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値との関係、（ｂ）油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値と被毒物質の最高濃度との関係、（ｃ）油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値と待機時間との第１関係マップとの関係を示すグラフ。
【図１２】実施形態２にかかる、冷却ファンが駆動された場合における、被毒物質の濃度の時間的変化、及び被毒抑制制御装置による被毒抑制制御を行うタイミングを示す説明図。
【図１３】実施形態２にかかる、冷却ファンが駆動された場合における、（ａ）時間と油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値との関係、（ｂ）時間と冷却ファンの消費電力との関係、（ｃ）減算熱量と被毒物質の最高濃度との関係、（ｄ）減算熱量と待機時間との第２関係マップとの関係を示すグラフ。
【図１４】実施形態３にかかる、大気側カバーの温度の時間的変化、及び被毒抑制制御装置による被毒抑制制御を行うタイミングを示す説明図。
【図１５】実施形態３にかかる、被毒抑制制御装置の制御動作を示すフローチャート。
【図１６】実施形態４にかかる、被毒物質の濃度の時間的変化、及び被毒抑制制御装置による被毒抑制制御を行うタイミングを示す説明図。
【図１７】実施形態５にかかる、大気側カバーの温度の時間的変化、及び被毒抑制制御装置による被毒抑制制御を行うタイミングを示す説明図。
【図１８】実施形態５にかかる、被毒抑制制御装置の制御動作を示すフローチャート。
【図１９】実施形態６にかかる、被毒抑制制御装置の制御動作を示すフローチャート。
【図２０】実施形態７にかかる、被毒抑制制御装置の制御動作を示すフローチャート。
【図２１】実施形態８にかかる、固体電解質体の温度と、一対の電極間のインピーダンス値との関係を示すグラフ。
【図２２】実施形態８にかかる、被毒抑制制御装置の制御動作を示すフローチャート。
【図２３】実施形態８にかかる、固体電解質体の温度と、発熱体の抵抗値との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
前述したガスセンサの被毒抑制制御装置にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
本形態の被毒抑制制御装置４は、図１及び図２に示すように、センサ素子２及び大気側カバー３５を備えるガスセンサ１に用いられるものである。センサ素子２は、固体電解質体２１と、固体電解質体２１に設けられた、検出ガスＧに晒される検出電極２２と、固体電解質体２１に設けられた、大気Ａに晒される大気電極２３と、大気電極２３へ大気Ａを導入するための大気ダクト２５とを有する。大気側カバー３５は、検出電極２２及び大気電極２３に電気接続された電気接続部３４を覆う。検出電極２２へは、ガスセンサ１を取り付ける取付け配管６２１の内部を流れる検出ガスＧが導かれる。大気ダクト２５内へは、大気側カバー３５の導入孔３５１を経由して取付け配管６２１の外部に存在する大気Ａが導入される。
【００３０】
ガスセンサ１の使用時においては、検出電極２２と大気電極２３との間に生じる電流に基づくセンサ出力が、内燃機関としてのエンジン６の燃焼制御に利用される。被毒抑制制御装置４は、センサ出力が燃焼制御に利用されないガスセンサ１の非使用時において、大気電極２３が、大気Ａに含まれる被毒物質によって被毒することを抑制するために用いられる。
【００３１】
被毒抑制制御装置４は、図３及び図４に示すように、使用時から非使用時に移行した移行時点Ｘから、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１までの待機時間ｔ０を推測する時間推測部４１と、待機時間ｔ０が経過したときに、検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部４２とを有する。
【００３２】
以下に、本形態のガスセンサ１の被毒抑制制御装置４について詳説する。
（ガスセンサ１）
本形態のガスセンサ１は、車両に搭載されるものであり、車両のエンジン６から排出される排ガスを検出ガスＧとして、ガス検出を行うものである。本形態のガスセンサ１は、排ガスの組成から求まるエンジン６の空燃比を検出するＡ／Ｆ（空燃比）センサとして使用される。
【００３３】
図３に示すように、本形態のガスセンサ１は、その使用時において、大気電極２３と検出電極２２との間に電圧を印加する電圧印加手段１１を有する限界電流式のものである。ガスセンサ１の使用時においては、電圧印加手段１１によって、大気電極２３と検出電極２２との間に、所定の大きさの制御電圧（直流電圧）Ｖが印加される。この制御電圧Ｖは、検出電極２２へ導入される検出ガスＧの流量が制限され、大気電極２３から検出電極２２へ流れる電流値が飽和する限界電流特性を示す電圧値とする。電圧印加手段１１による電圧は、検出電極２２から大気電極２３へ酸素をポンピングするよう、大気電極２３側をプラス側にして印加される。
【００３４】
また、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御を行う、ガスセンサ１の非使用時において、ポンピング開始部４２による、検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングは、電圧印加手段１１を用いて行われる。そして、図５に示すように、ガスセンサ１の非使用時における電圧印加手段１１による電極２２，２３間への印加電圧は、検出ガスＧにおける酸素分子が酸素原子へ解離するとともに限界電流特性を示すための限界電流域Ｒ１内の所定の電圧とすることができる。また、ポンピング開始部４２の動作により、大気ダクト２５内の圧力をできるだけ高くするには、電圧印加手段１１による印加電圧を高くした方がよい。そのため、電圧印加手段１１による印加電圧は、固体電解質体２１から酸素が抜け出すブラックニングを生じない電圧として、検出ガスＧにおける水が分解する水分解域Ｒ２内の電圧とすることもできる。
【００３５】
Ａ／Ｆセンサの使用時においては、検出電極２２と大気電極２３との間に限界電流域Ｒ１内の電圧が印加される状態において、検出ガスＧの酸素濃度が変化したときに、検出電極２２と大気電極２３との間における酸素イオン（Ｏ2-）の移動量及び移動方向が変化し、燃料リッチ側の空燃比及び燃料リーン側の空燃比が、それぞれ所定の検出レンジ内において定量的に検出される。
【００３６】
具体的には、Ａ／Ｆセンサにおいては、検出電極２２と大気電極２３との間に電圧が印加されていることにより、空燃比が燃料リーン側にあるときには、固体電解質体２１を介して、検出ガスＧにおける酸素分子が酸素イオンに解離して検出電極２２から大気電極２３へ移動する。この酸素イオンの移動量は、検出ガスＧの酸素濃度に依存し、電流値の変化として検出されることにより、燃料リーン側における空燃比が定量的に検出される。
【００３７】
一方、空燃比が燃料リッチ側にあるときには、検出ガスＧにおける未燃ガスが、検出電極２２において酸素と化学反応する。そして、大気ダクト２５内の大気Ａにおける酸素分子が酸素イオンに解離して、固体電解質体２１を介して、大気電極２３から検出電極２２へ移動し、検出電極２２における化学反応に使用される。この酸素イオンの移動量は、検出ガスＧの未燃ガス濃度に依存し、電流値の変化として検出されることにより、燃料リッチ側における空燃比が定量的に検出される。
【００３８】
被毒物質が大気電極２３に付着したときには、大気電極２３に絶縁物が形成されることになり、この絶縁物は、特に、大気電極２３において酸素分子が酸素イオンに解離することを阻害する。つまり、大気電極２３が被毒物質によって被毒されると、大気電極２３から検出電極２２へ、化学反応に必要な十分な酸素を送ることができなくなり、燃料リッチ側の空燃比の検出精度が低下することになる。従って、Ａ／Ｆセンサにおける燃料リッチ側の空燃比の検出精度を高く維持するためには、大気電極２３の被毒を抑制することが重要となる。
【００３９】
（他のガスセンサ１）
ガスセンサ１は、Ａ／Ｆセンサとする以外にも、検出ガスＧの組成から求められるエンジン６の空燃比が、理論空燃比に対して燃料リッチ側にあるのか燃料リーン側にあるのかをＯＮ−ＯＦＦで判別する酸素センサとしてもよい。酸素センサにおいては、大気Ａと検出ガスＧとの酸素濃度の差によって、大気電極２３と検出電極２２との間に生じる起電力が検出され、この起電力が所定の閾値を超えているか否かのセンサ出力が出力される。酸素センサに被毒抑制制御装置４を適用することによっても、酸素センサにおける大気電極２３の被毒を抑制することができる。
【００４０】
また、ガスセンサ１は、ＮＯｘ等の特定ガス成分の濃度を検出するセンサとしてもよい。ＮＯｘセンサにおいては、検出電極２２に接触する検出ガスＧの流れの上流側に、電圧の印加によって検出電極２２から大気電極２３へ酸素をポンピングするポンプ電極が配置される。大気電極２３はポンプ電極に対して固体電解質体２１を介して対向する位置にも形成される。ＮＯｘセンサに被毒抑制制御装置４を適用することによっても、ＮＯｘセンサにおける大気電極２３の被毒を抑制することができる。
【００４１】
（エンジン６）
図１に示すように、本形態のガスセンサ１は、エンジン６が搭載された搭載室（エンジンルーム）６０内であって、エンジン６から排出される排ガスが流れる、取付け配管６２１を構成する排気管６２に配置されている。なお、排気管６２に、排気管６２から吸気管６１への排気再循環経路が形成される場合には、ガスセンサ１を配置する取付け配管６２１は、吸気管６１における、排気再循環経路の合流部の排ガスの流れの下流側位置に配置したものとすることができる。
【００４２】
エンジン６は、複数の気筒を有するレシプロエンジンの他、ロータリーエンジン等の種々のエンジンとすることができる。また、エンジン６は、点火コイルによって着火されて燃焼を行うガソリンエンジンの他、自然着火によって燃焼を行うディーゼルエンジンとすることもできる。
【００４３】
搭載室６０内には、種々のゴム製品、樹脂製品、金属製品等の部品が配置されている。この部品がエンジン６の燃焼による熱を受けて高温に加熱されると、ケイ素、硫黄、リン、アンモニア、炭化水素、気相状態の金属等が被毒ガスとして発生し、搭載室６０内の大気Ａ中に含まれることになる。これらの発生物質は、大気電極２３を被毒する被毒物質となる可能性があるため、被毒抑制制御装置４によって大気ダクト２５内へ導入されることを抑制する。
【００４４】
図１及び図３に示すように、本形態のガスセンサ１は、センサ制御装置（ＳＣＵ）５２に接続されており、センサ制御装置５２においては、検出電極２２と大気電極２３との間に電圧を印加する電圧印加手段１１、検出電極２２と大気電極２３との間に流れる電流を検出する電流検出手段１２等が構築されている。また、センサ制御装置５２は、エンジン６における燃焼動作の制御を行うエンジン制御装置５１に接続されている。センサ制御装置５２において検出されるエンジン６の空燃比のデータは、エンジン制御装置５１に送られ、エンジン制御装置５１において、エンジン６において燃料と空気とを燃焼させる際の空燃比の制御に用いられる。
【００４５】
センサ制御装置５２は、エンジン制御装置５１内に構築されていてもよい。また、本形態の被毒抑制制御装置４は、エンジン制御装置５１内に構築されている。被毒抑制制御装置４における、時間推測部４１、ポンピング開始部４２等の少なくともいずれかは、センサ制御装置５２内に構築されていてもよい。
【００４６】
図１に示すように、搭載室６０内には、エンジン６の他に、エンジン６に空気を吸気する吸気管６１、吸気管６１に配置されたエアフローメータ（空気流量センサ）７２、エンジン６の周辺に配置された冷却ファン７１、エンジン６から排ガスが排気される排気管６２の一部、排気管６２に設けられた浄化触媒６３等が配置されている。本形態の冷却ファン７１は、エンジン６に用いられる冷却水を冷却するためのラジエータのファンである。また、エアフローメータ７２又は吸気管６１には、吸気管６１内を流れてエンジン６に吸気される空気の温度を測定する吸気温センサ７３が配置されている。排気管６２における、エンジン６と浄化触媒６３との間の位置には、エンジン６から排気されて排気管６２内を流れる排ガスの温度を測定する排気温センサ７４と、排気センサとしてのガスセンサ１とが配置されている。
【００４７】
また、エンジン６には、エンジンオイルの温度である油温を測定する油温センサ７５、エンジン６の冷却水の温度である水温を測定する水温センサ７６、エンジン６のクランクシャフトの回転角を測定するクランク角センサ７７等が設けられている。また、車両における適宜箇所には、外気温を測定する外気温センサ７８が配置されている。冷却ファン７１、エアフローメータ７２、吸気温センサ７３、排気温センサ７４、油温センサ７５、水温センサ７６、クランク角センサ７７、外気温センサ７８等はエンジン制御装置５１に接続されている。
【００４８】
また、エンジン６には、燃料を噴射する燃料噴射装置、燃料噴射弁等が設けられている。エンジン６の燃焼制御を行う際に、燃料噴射装置又は燃料噴射弁からエンジン６内に噴射される燃料噴射量は、エンジン制御装置５１において求められる。そして、被毒抑制制御装置４においては、燃料噴射量の所定時間内の積算値を算出することができる。また、エンジン６の負荷は、エンジン制御装置５１において、アクセルの開度、スロットルバルブの開度、エンジン６の回転速度等によって求められる。エンジン６の回転速度は、クランク角センサ７７等によって測定することができる。燃料噴射量が多い場合、あるいはエンジン６の負荷が高い場合には、より多くの燃料が燃焼され、搭載室６０内の温度はより高温になる。
【００４９】
（センサ素子２）
図３に示すように、センサ素子２の固体電解質体２１は、ジルコニアを主成分とするものであり、希土類金属元素又はアルカリ土類金属元素によってジルコニアの一部を置換させた安定化ジルコニア又は部分安定化ジルコニアからなる。本形態の固体電解質体２１は、イットリア安定化ジルコニア又はイットリア部分安定化ジルコニアからなる。固体電解質体２１は、所定の活性化温度において、酸素イオンを伝導させるイオン伝導性を有するものである。検出電極２２及び大気電極２３は、酸素に対する触媒活性を示す白金、及び固体電解質体２１を構成する材料を含有している。
【００５０】
本形態のセンサ素子２は、板状の固体電解質体２１における一方側の主面２０１に検出電極２２が設けられるとともに、板状の固体電解質体２１における他方側の主面２０２に大気電極２３が設けられ、かつ、固体電解質体２１にヒータ２８が積層された積層型のものである。ヒータ２８は、セラミック基板２８１に対して、通電によって発熱する発熱体２８２を配置して構成されている。
【００５１】
同図に示すように、センサ素子２には、検出ガスＧを導入するためのガス室２４が形成されており、検出電極２２は、ガス室２４内に配置されている。また、センサ素子２における、ガス室２４に連通する箇所には、ガス室２４内へ所定の拡散速度で検出ガスＧを導入するための拡散抵抗層２６が形成されている。検出電極２２、大気電極２３、ガス室２４及び拡散抵抗層２６は、センサ素子２の先端部に配置されており、この先端部においてガス検知を行う検知部２７を形成している。
【００５２】
本形態においては、ガスセンサ１が取付け配管６２１の内部に配置される側を先端側といい、ガスセンサ１が取付け配管６２１の外部に配置される側を基端側という。
【００５３】
また、センサ素子２における大気ダクト２５は、センサ素子２の基端面から、大気電極２３が配置された先端部に向けて形成されている。大気ダクト２５は、センサ素子２の基端面において開口している。大気電極２３は、大気ダクト２５内の先端側の位置に配置されている。また、図示は省略するが、センサ素子２の先端部の外側面の周りには、拡散抵抗層２６を覆うようにして、検出電極２２を検出ガスＧに含まれる被毒物質から保護するための保護層が形成されている。
【００５４】
図２に示すように、センサ素子２は、絶縁碍子３２に挿通された状態で、ハウジング３１に保持されている。ハウジング３１の先端側には、センサ素子２の先端部（検知部２７）を覆って、センサ素子２を保護する検出側カバー３３が装着されている。ハウジング３１の基端側には、センサ素子２における一対の電極２２，２３及び発熱体２８２の電気接続を行うための電気接続部３４を内部に配置するための大気側カバー３５が装着されている。電気接続部３４は、各電極２２，２３及び発熱体２８２に繋がる接点端子３４１、接点端子３４１に繋がるリード線３４２の一部等によって形成されている。
【００５５】
検出側カバー３３には、検出ガスＧが流通するための複数のガス流通孔３３１が設けられている。検出ガスＧは、ガス流通孔３３１を通って検出側カバー３３内に流入して、センサ素子２の検出電極２２に導かれるとともに、他のガス流通孔３３１を通って検出側カバー３３の外部に流出される。
【００５６】
大気側カバー３５には、大気Ａの導入孔３５１が形成されており、導入孔３５１には、水の通過を阻止する一方、大気Ａを通過させるフィルタ３５２が配置されている。大気側カバー３５内に導入される大気Ａは、センサ素子２の基端面から大気ダクト２５内に取り込まれ、大気ダクト２５内の大気電極２３へ導かれる。
【００５７】
センサ素子２は、有底筒状に形成されたコップ型のものとすることもできる。コップ型のセンサ素子２は、有底筒状の固体電解質体２１と、固体電解質体２１の外側面に設けられた検出電極２２と、固体電解質体２１の内側面に設けられた大気電極２３と、固体電解質体２１の内側に配置されたヒータ２８とを有する。コップ型のセンサ素子２においては、固体電解質体２１の内側の空間が大気ダクト２５となる。また、この場合におけるガスセンサ１のその他の構成は、積層型のガスセンサ１の場合と同様である。
【００５８】
（被毒抑制制御装置４）
本形態の被毒抑制制御装置４は、ガスセンサ１の使用時から非使用時への移行時点Ｘ以降において、大気側カバー３５の温度を直接測定する手段を有していない。また、移行時点Ｘ以降において、大気側カバー３５の温度を推測するための、ガスセンサ１の周辺に存在する種々のセンサによる温度の変化を使用しない。そのため、時間推測部４１は、ガスセンサ１の使用時における検出ガスＧの温度の履歴、又は使用時から非使用時への移行時点Ｘにおける、検出ガスＧの温度を用いて、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１を推測する。
【００５９】
被毒抑制制御装置４は、コンピュータによるエンジン制御装置５１内に構築されるプログラムである。また、被毒抑制制御装置４における時間推測部４１及びポンピング開始部４２も同様に、エンジン制御装置５１内に構築されるプログラムである。
【００６０】
また、図４に示すように、本形態の時間推測部４１は、移行時点Ｘ又は移行時点Ｘ直後において、移行時点Ｘから最大時点Ｔ１までの待機時間ｔ０を推測する。なお、待機時間ｔ０は、移行時点Ｘ又は移行時点Ｘ直後において、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１が、どれだけ後に観測されるかを示すものである。
【００６１】
ガスセンサ１によって検出される空燃比は、エンジン６の燃焼制御に用いられるため、一般的に、エンジン６の燃焼が停止されたときには、ガスセンサ１による空燃比の検出動作も停止される。そして、本形態のガスセンサ１の使用時から非使用時への移行時点Ｘは、内燃機関の燃焼が停止された燃焼停止時点とする。燃焼停止時点は、イグニッションスイッチがオフとなった時点とすることができる。また、燃焼停止時点は、車両が停車して、エンジン６のアイドリング状態が所定時間継続されたことによって、エンジン６の燃焼が停止された時点（アイドリングストップ時点）とすることもできる。
【００６２】
エンジン６の燃焼が行われているときであっても、ガスセンサ１によって検出された空燃比を用いない場合も想定される。この場合には、使用時から非使用時への移行時点Ｘと燃焼停止時点とが異なることがある。
【００６３】
エンジン６の燃焼が停止された後においても、被毒抑制制御装置４が構築されたエンジン制御装置５１、ガスセンサ１及び冷却ファン７１は動作する。そして、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が行われた後に、エンジン制御装置５１の動作が停止される。
【００６４】
図６（ａ）に示すように、本形態の時間推測部４１は、ガスセンサ１の使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値を用いた、大気側カバー３５の受熱量Ｑ１に基づいて、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１を求める。検出ガスＧの温度は、排気温センサ７４によって測定される温度とする。燃料及び空気の混合気の燃焼後の排ガスである検出ガスＧの温度は、大気Ａに接触する大気側カバー３５の温度とは異なる。大気側カバー３５の温度は、搭載室６０内の大気Ａの温度及び排気管６２から熱伝達によって伝わる温度等によって決まる。一般的に、大気側カバー３５の温度は、検出ガスＧの温度よりは低くなる。
【００６５】
ただし、大気側カバー３５の温度は、排気管６２内の排ガスである検出ガスＧの温度による影響を受けて変化する。そのため、大気側カバー３５の温度は、検出ガスＧの温度に追従して変化し、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１は、検出ガスＧの温度が最大になる時点であると仮定する。そして、図６（ｃ）に示すように、時間推測部４１においては、ガスセンサ１の使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値と、移行時点Ｘから最大時点Ｔ１までの待機時間ｔ０との関係を、実測に基づく第１関係マップＭ１として求めておく。第１関係マップＭ１は、移行時点Ｘ又は移行時点Ｘ直後において、待機時間ｔ０を求めるために用いられる。
【００６６】
図６（ｂ）に示すように、使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値が大きいほど、非使用時における大気側カバー３５の最高温度が高くなる。また、図６（ｃ）に示すように、使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値が大きいほど、待機時間ｔ０が若干長くなると考えられる。
【００６７】
なお、第１関係マップＭ１を作成する際に、使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値の違いに拘わらず、待機時間ｔ０が同様の値として求められる場合も想定される。この場合には、時間推測部４１が、移行時点Ｘからの待機時間ｔ０としての所定時間が経過したことを検出したときに、ポンピング開始部４２が、酸素のポンピングを開始することができる。
【００６８】
車両の運転が行われ、エンジン６及びガスセンサ１が動作するガスセンサ１の使用時には、被毒抑制制御装置４においては、排気温センサ７４によって測定される検出ガスＧの温度を積算し、温度の積算値として記憶する。エンジン６の燃焼が停止されて使用時から非使用時への移行時点Ｘになったときには、図６（ａ）に示すように、時間推測部４１は、移行時点Ｘから所定時間ｔａ遡及した過去の時点から、移行時点Ｘまでの検出ガスＧの温度の積算値を求める。
【００６９】
そして、時間推測部４１は、求められた積算値を第１関係マップＭ１に代入し、対応する待機時間ｔ０を求める。言い換えれば、時間推測部４１は、使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値を用いた受熱量Ｑ１に基づいて、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１を推測する。その後、移行時点Ｘからの経過時間が、第１関係マップＭ１から求めた待機時間ｔ０になったときには、ポンピング開始部４２によって電圧印加手段１１を用いた酸素のポンピングが開始される。
【００７０】
（移行時点Ｘ以降に冷却ファン７１が動作する場合）
図７に示すように、移行時点Ｘ以降としての燃焼停止時点以降に、搭載室６０内に配置された、ラジエータのファン等の冷却ファン７１が駆動されるときには、冷却ファン７１の駆動によって大気側カバー３５が冷却される。この場合、大気側カバー３５の温度が低くなるとともに、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１が、冷却ファン７１の駆動が停止された後になると考えられる。そのため、燃焼停止時点以降に冷却ファン７１が駆動される場合には、第１関係マップＭ１における、使用時における検出ガスＧの温度の積算値と待機時間ｔ０との関係を、非使用時における冷却ファン７１の消費電力を用いて補正することができる。
【００７１】
具体的には、図８（ｄ）に示すように、第１関係マップＭ１の代わりに、冷却ファン７１の駆動停止後に用いられる第２関係マップＭ２を、実測に基づいて求めておく。第２関係マップＭ２においては、図８（ａ）に示すように、使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値を、大気側カバー３５の受熱量Ｑ１とし、図８（ｂ）に示すように、非使用時（移行時点Ｘ以降）における冷却ファン７１の消費電力の積算値に基づく温度換算値を、大気側カバー３５の放熱量Ｑ２として、図８（ｃ）に示すように、受熱量Ｑ１から放熱量Ｑ２を減算した減算熱量Ｑ１−Ｑ２を求め、この減算熱量Ｑ１−Ｑ２と待機時間ｔ０との関係として作成することができる。冷却ファン７１の消費電力の積算値は、移行時点Ｘから、冷却ファン７１の駆動停止時までの消費電力の積算値として、冷却ファン７１の駆動停止時又は駆動停止直後に求められる。
【００７２】
そして、時間推測部４１は、冷却ファン７１の動作停止時又は動作停止直後において、使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値を用いた受熱量Ｑ１から、非使用時における、冷却ファン７１の消費電力の積算値を用いた放熱量Ｑ２を減算して減算熱量Ｑ１−Ｑ２を求め、この減算熱量Ｑ１−Ｑ２を第２関係マップＭ２に代入し、冷却ファン７１の駆動停止後において大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１を求める。その後、ポンピング開始部４２は、図７に示すように、冷却ファン７１の駆動停止後における最大時点Ｔ１になったときに、酸素のポンピングを開始することができる。
【００７３】
移行時点Ｘ以降に冷却ファン７１が動作する場合には、時間推測部４１は、冷却ファン７１による大気側カバー３５の冷却を考慮して待機時間ｔ０を推測することができ、待機時間ｔ０を推測する精度を向上させることができる。
【００７４】
また、第２関係マップＭ２においては、待機時間ｔ０を用いる代わりに、冷却ファン７１の駆動停止時から大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１までの停止後時間を用いることができる。そして、時間推測部４１は、減算熱量Ｑ１−Ｑ２と停止後時間との第２関係マップＭ２に、減算熱量Ｑ１−Ｑ２を代入して停止後時間を求め、ポンピング開始部４２は、冷却ファン７１の駆動停止時から停止後時間が経過したときに、酸素のポンピングを開始することができる。
【００７５】
なお、冷却ファン７１の消費電力の積算値が大きい場合には、冷却ファン７１の駆動中において、大気側カバー３５の温度が低下を始めることも想定される。この場合には、冷却ファン７１の駆動停止時又は駆動停止直後に、ポンピング開始部４２によって酸素のポンピングを開始することができる。
【００７６】
また、時間推測部４１は、外気温、及びエンジン６へ吸気される大気Ａの吸気温の少なくとも一方を用いて、大気側カバー３５の放熱量Ｑ２を補正することができる。外気温は、外気温センサ７８によって測定される値とし、吸気温は、吸気温センサ７３によって測定される値とすることができる。外気温又は吸気温が低いほど、大気側カバー３５が冷却されやすい状態にあり、待機時間ｔ０が若干短くなると考えられる。
【００７７】
また、第１関係マップＭ１及び第２関係マップＭ２においては、ガスセンサ１の使用時における所定時間ｔａ内の検出ガスＧの温度の積算値を用いる代わりに、ガスセンサ１の移行時点Ｘにおける検出ガスＧの温度を用いることもできる。この場合には、第１関係マップＭ１は、移行時点Ｘにおける検出ガスＧの温度と待機時間ｔ０との関係として作成され、時間推測部４１は、移行時点Ｘにおける検出ガスＧの温度を第１関係マップＭ１に代入して、対応する待機時間ｔ０を求めることになる。また、この場合にも、冷却ファン７１による冷却が行われる場合の第２関係マップＭ２及び第２関係マップＭ２を用いた待機時間ｔ０の算出については、前述した場合と同様である。
【００７８】
また、エンジン６において排気温センサ７４が使用されておらず、検出ガスＧの温度が測定できない場合には、検出ガスＧの温度の代わりに、ガスセンサ１の使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の燃焼運転状況を用いて第１関係マップＭ１を作成することもできる。エンジン６の燃焼運転状況は、移行時点Ｘから所定時間ｔａ遡及した過去の時点から、移行時点Ｘまでのエンジン６の負荷、燃料噴射量等の履歴に基づいて求められる。この場合には、第１関係マップＭ１は、使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の燃焼運転状況と待機時間ｔ０との関係として作成され、時間推測部４１は、使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の燃焼運転状況を第１関係マップＭ１に代入して、対応する待機時間ｔ０を求めることになる。また、この場合における、第２関係マップＭ２の作成及び第２関係マップＭ２を用いた待機時間ｔ０の算出は、前述した場合と同様に行うことができる。
【００７９】
なお、時間推測部４１は、検出ガスＧの温度及びエンジン６の燃焼運転状況の両方を用いて待機時間ｔ０を推測することもできる。
【００８０】
また、図３、図４及び図７に示すように、被毒抑制制御装置４は、ポンピング開始部４２によって開始された酸素のポンピングを停止させるポンピング停止部４３を有する。本形態のポンピング停止部４３は、ポンピング開始部４２によって酸素のポンピングを開始した後、所定時間ｔ１を経過したときに、酸素のポンピングを停止させるよう構成されている。この所定時間ｔ１は、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が、大気電極２３が被毒物質による影響を受けない濃度以下に低下したと考えられる時間を基準として設定することができる。
【００８１】
（制御動作）
次に、本形態のガスセンサ１の被毒抑制制御装置４の動作を、図９のフローチャートを参照して説明する。
エンジン６の燃焼運転が行われる際には、ガスセンサ１によって検出される空燃比（センサ出力）がエンジン６の燃焼制御に利用され、エンジン制御装置５１によって、エンジン６における空燃比の制御が行われる。このとき、被毒抑制制御装置４においては、排気温センサ７４による検出ガスＧの温度が逐次測定されるとともに積算され、この積算値が記憶される。また、エンジン６の燃焼制御が行われる際には、被毒抑制制御装置４によって、エンジン６の燃焼が停止されたか否かが判定される（図９のステップＳ１０１）。そして、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が開始される。
【００８２】
エンジン６の燃焼が停止されたときには、ガスセンサ１の使用時から非使用時への移行時点Ｘが検出され、移行時点Ｘからの経過時間の計測が開始される（ステップＳ１０２）。このとき、被毒抑制制御装置４によって、過去の時点から移行時点Ｘまでの所定時間ｔａ内における検出ガスＧの温度の積算値が求められる（ステップＳ１０３）。
【００８３】
次いで、被毒抑制制御装置４によって、冷却ファン７１が駆動されたか否かが判定される（ステップＳ１０４）。冷却ファン７１が駆動されていないと判定された場合には、移行時点Ｘ又は移行時点Ｘ直後において、検出ガスＧの温度の積算値が、第１関係マップＭ１に代入され、第１関係マップＭ１から待機時間ｔ０が求められる（ステップＳ１０５）。そして、移行時点Ｘからの経過時間が待機時間ｔ０になるまでポンピング開始部４２が待機し（ステップＳ１０６）、経過時間が待機時間ｔ０になったときには、ポンピング開始部４２によって電圧印加手段１１を用いた酸素のポンピングが開始される（ステップＳ１０７）。このとき、酸素のポンピングが開始された時点からの停止用の経過時間の計測が開始される。次いで、この停止用の経過時間が所定時間ｔ１になったときには（ステップＳ１０８）、ポンピング停止部４３によって酸素のポンピングが停止される（ステップＳ１０９）。
【００８４】
一方、ステップＳ１０４において、冷却ファン７１が駆動されたと判定された場合には、移行時点Ｘ以降における、冷却ファン７１の消費電力が積算される（ステップＳ１１０）。次いで、冷却ファン７１の駆動が停止されるまで、消費電力が積算される。そして、冷却ファン７１の駆動停止時又は駆動停止直後には、検出ガスＧの温度の積算値に基づく受熱量Ｑ１から、冷却ファン７１の消費電力の積算値に基づく放熱量Ｑ２が減算されるとともに、この減算熱量Ｑ１−Ｑ２が第２関係マップＭ２に代入され、第２関係マップＭ２から待機時間ｔ０が求められる（ステップＳ１１１）。次いで、冷却ファン７１が駆動されなかった場合と同様にして、ステップＳ１０６〜Ｓ１０９が実行される。
【００８５】
（作用効果）
本形態のガスセンサ１の被毒抑制制御装置４においては、時間推測部４１によって、第１関係マップＭ１又は第２関係マップＭ２を用いて、使用時から非使用時への移行時点（燃焼停止時点）Ｘから、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１までの待機時間ｔ０を推測し、待機時間ｔ０を経過したときに、ポンピング開始部４２によって、検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングを開始する。
【００８６】
発明者による研究の結果、エンジン６の燃焼が停止された直後において、冷却ファン７１が駆動されない場合には、搭載室６０内の温度、つまり大気側カバー３５の温度は、一旦上昇した後に低下を始めることが確認された。このことは、エンジン６の燃焼停止直後においては、エンジン６の温度が高く、搭載室６０内における大気Ａが滞留しやすくなることが関係していると考えられる。また、エンジン６の燃焼が停止された直後において、冷却ファン７１が駆動される場合には、搭載室６０内の温度、言い換えれば大気側カバー３５の温度は、冷却ファン７１の駆動停止後に、一旦上昇した後に低下を始めることが確認された。
【００８７】
大気側カバー３５の温度が、最大になった後に低下を始めるときから、ガスセンサ１内の、大気Ａによる圧力も低下を始め、これに伴って、搭載室６０内に存在する大気Ａが大気側カバー３５内及び大気ダクト２５内に導入されやすくなる。そのため、大気側カバー３５の温度が最大になる時点以降に、ポンピング開始部４２によって、検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングを行うことにより、大気電極２３へ送られる酸素によって、大気ダクト２５内の圧力、しいてはガスセンサ１内の圧力が低下しにくくすることができる。これにより、被毒物質を含む大気Ａが大気側カバー３５内に導入されにくくし、大気ダクト２５内の大気電極２３に被毒物質が付着しにくくすることができる。
【００８８】
そして、ポンピング開始部４２は、搭載室６０内の温度、言い換えれば大気側カバー３５の温度が上昇する時期においては待機し、搭載室６０内の温度、言い換えれば大気側カバー３５の温度が低下を始める時期に、酸素のポンピングを開始することができる。つまり、ポンピング開始部４２による酸素のポンピングは、大気電極２３への被毒物質の付着の抑制が必要になった時期に開始することができる。これにより、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えることができる。
【００８９】
それ故、本形態のガスセンサ１の被毒抑制制御装置４によれば、酸素のポンピングに消費される電力を小さく抑えて、大気電極２３に被毒物質が付着しにくくすることができる。
【００９０】
＜実施形態２＞
本形態においては、時間推測部４１は、大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１を推測する代わりに、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が最大になる最大時点Ｔ１を推測する。被毒抑制制御装置４は、大気Ａにおける被毒物質の濃度を直接測定する手段を有していない。そのため、ガスセンサ１の大気側カバー３５の周辺における種々のセンサの温度を用いて、被毒物質の濃度を推測する。
【００９１】
図１０及び図１１（ａ）に示すように、本形態の時間推測部４１は、使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つの積算値を用いた受熱量Ｑ１に基づいて、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が最大になる最大時点Ｔ１を推測する。油温の積算値は、油温センサ７５によって測定される値の積算値とし、水温の積算値は、水温センサ７６によって測定される値の積算値とする。また、エンジン６の負荷の積算値は、エンジン制御装置５１において、アクセルの開度、スロットルバルブの開度、エンジン６の回転速度等に基づいて求められた値の積算値とする。また、燃料噴射量の積算値は、燃料噴射装置又は燃料噴射弁から噴射される燃料の量の積算値とする。
【００９２】
エンジン６の油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値が大きいほど、エンジン６が高温になり、大気側カバー３５の温度、言い換えれば大気側カバー３５に接触する大気Ａの温度が高くなる。また、エンジン６の油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値が大きいほど、搭載室６０内の温度も高くなる。そして、搭載室６０内の温度が高くなるほど、搭載室６０内に配置されたゴム製、樹脂製、金属製等の被毒物質発生部品から発生する被毒物質の濃度が高くなり、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が高くなる。また、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、エンジン６の油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値が大きいほど、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が最大になる最大時点Ｔ１が遅くなり、待機時間ｔ０が若干長くなると考えられる。
【００９３】
図１１（ｃ）に示すように、本形態の第１関係マップＭ１は、使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値と待機時間ｔ０との関係として作成され、時間推測部４１は、使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の油温、水温、負荷又は燃料噴射量の積算値を第１関係マップＭ１に代入して、対応する待機時間ｔ０を求めることになる。
【００９４】
また、図１２に示すように、本形態において、移行時点Ｘ以降としての燃焼停止時点以降に、搭載室６０内に配置された、ラジエータのファン等の冷却ファン７１が動作するときには、冷却ファン７１の動作によって、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が低くなる。この場合、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が最大になる最大時点Ｔ１が、冷却ファン７１の動作が停止された後になると考えられる。そのため、燃焼停止時点以降に冷却ファン７１が動作する場合には、第１関係マップＭ１における、使用時におけるエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つの積算値と待機時間ｔ０との関係を、非使用時における冷却ファン７１の消費電力を用いて補正することができる。
【００９５】
具体的には、図１３（ｄ）に示すように、第１関係マップＭ１の代わりに、冷却ファン７１の駆動停止後に用いられる第２関係マップＭ２を、実測に基づいて求めておく。第２関係マップＭ２においては、図１３（ａ）に示すように、使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つの積算値を、搭載室６０内の受熱量Ｑ１とし、図１３（ｂ）に示すように、非使用時（移行時点Ｘ以降）における冷却ファン７１の消費電力の積算値を、搭載室６０内の放熱量Ｑ２として、図１３（ｄ）に示すように、受熱量Ｑ１から放熱量Ｑ２を減算し、この減算熱量Ｑ１−Ｑ２と待機時間ｔ０との関係として作成する。
【００９６】
そして、時間推測部４１は、冷却ファン７１の動作停止時又は動作停止直後において、使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つの積算値を用いた受熱量Ｑ１から、非使用時における、冷却ファン７１の消費電力の積算値を用いた放熱量Ｑ２を減算して減算熱量Ｑ１−Ｑ２を求め、この減算熱量Ｑ１−Ｑ２を第２関係マップＭ２に代入し、冷却ファン７１の駆動停止後において、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が最大になる最大時点Ｔ１を求める。これにより、時間推測部４１は、冷却ファン７１による搭載室６０内の冷却を考慮して待機時間ｔ０を推測することができ、待機時間ｔ０を推測する精度を向上させることができる。
【００９７】
また、時間推測部４１は、外気温、及びエンジン６へ吸気される大気Ａの吸気温の少なくとも一方を用いて、搭載室６０内の放熱量Ｑ２を補正することができる。外気温又は吸気温が低いほど、搭載室６０内が冷却されやすい状態にあり、待機時間ｔ０が若干短くなると考えられる。
【００９８】
また、第１関係マップＭ１においては、ガスセンサ１の使用時における所定時間ｔａ内のエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つの積算値を用いる代わりに、ガスセンサ１の移行時点Ｘにおけるエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つを用いることもできる。この場合には、第１関係マップＭ１は、移行時点Ｘにおけるエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つと待機時間ｔ０との関係として作成され、時間推測部４１は、移行時点Ｘにおけるエンジン６の油温、水温、負荷及び燃料噴射量のうちの少なくとも１つを第１関係マップＭ１に代入して、対応する待機時間ｔ０を求めることになる。また、この場合における、第２関係マップＭ２の作成及び第２関係マップＭ２を用いた待機時間ｔ０の算出は、前述した場合と同様に行うことができる。
【００９９】
（制御動作）
本形態のガスセンサ１の使用時においては、被毒抑制制御装置４によって、エンジン６の油温、水温及び燃料噴射量が逐次測定されるとともに積算され、この積算値が記憶される。そして、エンジン６の燃焼が停止され、ガスセンサ１が使用時から非使用時へ移行したときには、被毒抑制制御装置４によって、過去の時点から移行時点Ｘまでの所定時間ｔａ内におけるエンジン６の油温、水温及び燃料噴射量の積算値が求められる。
【０１００】
移行時点Ｘにおいて冷却ファン７１が駆動されない場合には、移行時点Ｘ又は移行時点Ｘ直後において、エンジン６の油温、水温及び燃料噴射量の積算値が、第１関係マップＭ１に代入され、第１関係マップＭ１から待機時間ｔ０が求められる。一方、移行時点Ｘにおいて冷却ファン７１が駆動される場合には、冷却ファン７１の消費電力が積算され、冷却ファン７１の駆動停止時又は駆動停止直後において、エンジン６の油温、水温及び燃料噴射量の積算値に基づく受熱量Ｑ１から、冷却ファン７１の消費電力の積算値に基づく放熱量Ｑ２が減算され、この減算熱量Ｑ１−Ｑ２が第２関係マップＭ２に代入されて、第２関係マップＭ２から待機時間ｔ０が求められる。
その他の制御動作は、実施形態１の場合と同様である。
【０１０１】
（作用効果）
大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度、すなわちガスセンサ１の周辺に存在する大気Ａにおける被毒物質の濃度は、大気側カバー３５の温度と同様に、使用時から非使用時への移行直後において、一旦上昇した後に低下を始めると考えられる。そのため、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が最大になる最大時点Ｔ１以降に、ポンピング開始部４２によって酸素のポンピングを行うことによっても、実施形態１に示した大気側カバー３５の温度が最大になる最大時点Ｔ１以降に酸素のポンピングを行う場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０２】
本形態の車両、エンジン６、被毒抑制制御装置４等におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
【０１０３】
＜実施形態３＞
本形態の被毒抑制制御装置４は、ガスセンサ１が使用時から非使用時に移行した後においても、エンジン６の周辺に搭載された各種センサの信号の利用が可能である場合に、大気電極２３の被毒を抑制するための酸素のポンピングの開始時点を特定するものである。
【０１０４】
本形態の被毒抑制制御装置４は、使用時から非使用時に移行した移行時点Ｘ以降において、ガスセンサ１の大気側カバー３５の温度が低下を開始する時点を、低下開始時点Ｔ２として特定する低下開始特定部４１と、低下時点Ｔ４になったときに、検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングを開始するポンピング開始部４２とを有する。なお、低下開始特定部４１は、被毒抑制制御装置４内に構築されるプログラムであるため、時間推測部４１と同じ符号によって示す。
【０１０５】
本形態においては、エンジン６の燃焼が停止された後においても、被毒抑制制御装置４が構築されたエンジン制御装置５１、ガスセンサ１及び冷却ファン７１の他に、排気温センサ７４も動作する。そして、ガスセンサ１の移行時点Ｘ以降においても、排気温センサ７４によって取付け配管６２１内の温度が測定され、この温度が利用可能である。
【０１０６】
本形態においては、実施形態１の時間推測部４１による待機時間ｔ０の推測が行われる代わりに、図１４に示すように、低下開始特定部４１によって、移行時点Ｘ以降における取付け配管６２１内の温度に基づいて、大気側カバー３５の温度が低下を開始する低下開始時点Ｔ２が特定される。移行時点Ｘ以降としての、エンジン６の燃焼が停止された燃焼停止時点以降において、取付け配管６２１内には、燃焼後の排ガスが滞留する。移行時点Ｘ以降における取付け配管６２１内の温度は、エンジン６の燃焼が停止された直後においては、エンジン６の搭載室６０内の雰囲気ガス（大気Ａ）の温度と同様に、一旦上昇した後に低下を始める、あるいは、暫くの間、最高温度に維持された後に低下を始めると考えられる。
【０１０７】
そして、低下開始特定部４１においては、移行時点Ｘ以降における取付け配管６２１内の温度の推移を監視することにより、移行時点Ｘ以降における大気側カバー３５の温度の推移を監視する。具体的には、低下開始特定部４１は、排気温センサ７４によって測定される取付け配管６２１内の温度を所定の測定間隔ごとに測定し、過去時点の測定値に対して現時点の測定値が上昇したか低下したかを判別する。そして、低下開始特定部４１は、現時点の測定値が低下したときには、この時点を、大気側カバー３５の温度が低下を開始した低下開始時点Ｔ２として特定する。
【０１０８】
また、本形態においては、移行時点Ｘ以降としての燃焼停止時点以降に、搭載室６０内に配置された、ラジエータのファン等の冷却ファン７１が動作するときであっても、低下開始特定部４１による低下開始時点Ｔ２の特定の仕方は変わらない。冷却ファン７１が動作するときには、搭載室６０内の大気Ａ及び取付け配管６２１内の残留排ガスも冷却される。
【０１０９】
燃焼停止時点以降は、走行していた車両が停止して、車両の走行風による搭載室６０内への大気Ａの流れがなくなる。そのため、燃焼停止時点以降に冷却ファン７１が動作しても、搭載室６０内の大気Ａの温度及び取付け配管６２１内の残留排ガスの温度は、あまり変化しないと考えられる。そして、冷却ファン７１の動作が停止された後に、搭載室６０内の大気Ａの温度及び取付け配管６２１内の残留排ガスの温度は、若干上昇した後に低下すると考えられる。
【０１１０】
図１４に示すように、本形態の被毒抑制制御装置４は、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が、大気電極２３が被毒物質による影響を受けない濃度以下に低下した時点を、ポンピング停止時点Ｔ３として特定する停止特定部と、ポンピング停止時点Ｔ３になったときに、酸素のポンピングを停止するポンピング停止部４３とを有する。停止特定部は、被毒抑制制御装置４に構築されるプログラムであるため、符号を省略して示す。
【０１１１】
大気電極２３が被毒物質による影響を受けない濃度とは、大気電極２３がほとんど被毒されない被毒物質の濃度のことをいう。本形態においては、この大気電極２３が影響を受けない被毒物質の濃度のことを、被毒物質の特定濃度という。
【０１１２】
被毒物質の濃度を直接測定する手段はない。被毒物質の濃度は、ガスセンサ１が配置された搭載室６０内の温度と関連しており、搭載室６０内の温度は、取付け配管６２１内の温度と関連している。そのため、本形態においては、取付け配管６２１内の温度を監視し、取付け配管６２１内の温度が所定温度以下になった時点を、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が、特定濃度以下に低下したポンピング停止時点Ｔ３とする。
【０１１３】
本形態においては、実際の車両において、エンジン６の燃焼停止後における、取付け配管６２１内の温度と被毒物質の濃度との関係を実測し、被毒物質の特定濃度に対応する、取付け配管６２１内の特定温度を求めておく。
【０１１４】
また、停止特定部は、取付け配管６２１内の温度の低下が所定の低下速度以下になった時点、あるいは取付け配管６２１内の温度の低下がほとんどなくなった時点を、ポンピング停止時点Ｔ３として特定することもできる。また、停止特定部は、取付け配管６２１内の温度、エンジン６の油温及びエンジン６の水温の少なくともいずれかに基づいて、大気側カバー３５の温度を推定し、この温度の低下が所定の低下速度以下になった時点、あるいはこの温度の低下がほとんどなくなった時点を、ポンピング停止時点Ｔ３として特定することもできる。
【０１１５】
（制御動作）
次に、本形態のガスセンサ１の被毒抑制制御装置４の動作を、図１５のフローチャートを参照して説明する。
エンジン６の燃焼運転が行われる際には、ガスセンサ１によって検出される空燃比（センサ出力）がエンジン６の燃焼制御に利用され、エンジン制御装置５１によって、エンジン６における空燃比の制御が行われる。また、エンジン６の燃焼制御が行われる際には、被毒抑制制御装置４によって、エンジン６の燃焼が停止されたか否かが判定される（図１５のステップＳ２０１）。エンジン６の燃焼が停止されたときには、ガスセンサ１の使用時から非使用時への移行時点Ｘが検出される。また、移行時点Ｘ以降においても、排気温センサ７４による取付け配管６２１内の温度の測定が継続される（ステップＳ２０２）。
【０１１６】
次いで、被毒抑制制御装置４によって、現時点における取付け配管６２１内の温度が、過去時点における取付け配管６２１内の温度に比べて低下したか否かが判定される（ステップＳ２０３）。そして、現時点における取付け配管６２１内の温度が低下するまで待機する。次いで、現時点における取付け配管６２１内の温度が低下したときには、低下開始特定部４１は、この時点を、大気側カバー３５の温度が低下を開始した時点として特定し、ポンピング開始部４２によって電圧印加手段１１を用いた酸素のポンピングが開始される（ステップＳ２０４）。
【０１１７】
また、酸素のポンピングの開始後も、排気温センサ７４による取付け配管６２１内の温度の測定は継続されている。そして、停止特定部によって、取付け配管６２１内の温度が、被毒物質の特定濃度に対応する特定温度になったか否かが判定される（ステップＳ２０５）。取付け配管６２１内の温度が特定温度になったときには、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が特定濃度に低下したとして、ポンピング停止部４３によって酸素のポンピングが停止される（ステップＳ２０６）。
【０１１８】
（作用効果）
本形態においては、実施形態１に示される待機時間ｔ０を推測する代わりに、大気側カバー３５の温度の低下が開始する低下開始時点Ｔ２を特定する。本形態においては、移行時点Ｘ以降において、排気温センサ７４による取付け配管６２１内の温度の測定を継続し、この温度を用いて、低下開始時点Ｔ２を特定する。そのため、ガスセンサ１における、酸素のポンピングを開始する時点及び酸素のポンピングを停止する時点を適切に決定することができる。
【０１１９】
本形態の車両、エンジン６、被毒抑制制御装置４等におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
【０１２０】
＜実施形態４＞
本形態の被毒抑制制御装置４においては、図１６に示すように、低下開始特定部４１は、大気側カバー３５の温度が低下を開始する時点を特定する代わりに、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が低下を開始する低下開始時点Ｔ２を特定する。本形態の低下開始特定部４１は、使用時から非使用時に移行した移行時点Ｘ以降において、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が低下を開始する時点を、低下開始時点Ｔ２として特定する。
【０１２１】
本形態においては、エンジン６の燃焼が停止された後においても、被毒抑制制御装置４が構築されたエンジン制御装置５１、ガスセンサ１及び冷却ファン７１の他に、油温センサ７５及び水温センサ７６の一方又は双方も動作する。そして、ガスセンサ１の移行時点Ｘ以降においても、油温センサ７５によるエンジンオイルの温度の測定と、水温センサ７６によるエンジン６の冷却水の温度の測定との一方又は双方が継続され、これらの温度が利用可能である。
【０１２２】
本形態の低下開始特定部４１においては、移行時点Ｘ以降におけるエンジン６の油温及び水温の一方又は双方の推移を監視することにより、移行時点Ｘ以降における大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度の推移を監視する。エンジン６の油温及び水温は、エンジン６が搭載された搭載室６０内の温度に関連しており、被毒物質の濃度は、搭載室６０内の温度に関連している。そして、搭載室６０内の温度が高くなるほど、搭載室６０内に配置されたゴム製、樹脂製、金属製等の部品から発生する被毒物質の濃度が高くなる。
【０１２３】
低下開始特定部４１は、油温センサ７５及び水温センサ７６の一方又は双方による油温及び水温の一方又は双方を所定の測定間隔ごとに測定し、過去時点の測定値に対して現時点の測定値が上昇したか低下したかを判別する。そして、低下開始特定部４１は、現時点の測定値が低下したときには、この時点を、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が低下を開始した低下開始時点Ｔ２として特定する。
【０１２４】
また、本形態においても、移行時点Ｘ以降としての燃焼停止時点以降に、冷却ファン７１が動作するときであっても、低下開始特定部４１による低下開始時点Ｔ２の特定の仕方は変わらない。
【０１２５】
搭載室６０内の温度と関連するエンジン６の油温及び水温の一方又は双方と、特定物質の濃度とは関連する。そして、実際の車両において、エンジン６の燃焼停止後における、エンジン６の油温及び水温の一方又は双方と被毒物質の濃度との関係を実測し、大気電極２３が影響を受けない被毒物質の特定濃度に対応する、エンジン６の油温及び水温の一方又は双方の特定温度を求めておく。図１６に示すように、本形態の停止特定部は、エンジン６の油温及び水温の一方又は双方が特定温度になったときに、大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が、特定濃度に低下したと特定する。そして、本形態のポンピング停止部４３によって酸素のポンピングが停止される。
【０１２６】
本形態の車両、エンジン６、被毒抑制制御装置４等におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態３の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態３に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態３の場合と同様である。
【０１２７】
＜実施形態５＞
本形態の被毒抑制制御装置４においては、図１６に示すように、低下特定部４１は、移行時点Ｘ以降において、大気側カバー３５に接触する大気Ａの流速が所定の流速以下に低下した時点を、低下時点Ｔ４として特定する。そして、低下時点Ｔ４になったときに、ポンピング開始部４２が検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングを開始する。なお、低下特定部４１は、被毒抑制制御装置４内に構築されるプログラムであるため、時間推測部４１と同じ符号によって示す。
【０１２８】
エンジン６の燃焼が停止された移行時点Ｘ以降において、搭載室６０内に配置されたラジエータのファン等の冷却ファン７１は、エンジン６の冷却水の温度が所定の温度以下に冷却されるまで、あるいは所定の時間の間、動作する。そのため、移行時点Ｘ以降において、冷却ファン７１が動作するときには、搭載室６０内の大気Ａの流速が所定の流速を超えており、搭載室６０内の温度の上昇が抑制される。
【０１２９】
大気側カバー３５に接触する大気Ａの「所定の流速」は、車両が走行する際に搭載室６０内に生じる強制風、又は冷却ファン７１が動作する際に搭載室６０内に生じる強制風による流速と区別するための閾値である。「所定の流速」は、車両が停車した際に、大気Ａの自然風によって搭載室６０内に生じる流速と、強制風による流速との間の値として設定することができる。
【０１３０】
また、冷却ファン７１の動作が停止された後においては、搭載室６０内の温度が低下を開始し、大気側カバー３５内に、被毒物質を含む大気Ａが導入されやすい状態が形成される。本形態の低下特定部４１は、冷却ファン７１の、移行時点Ｘ以降における動作状態に基づいて低下時点Ｔ４を特定する。
【０１３１】
具体的には、被毒抑制制御装置４は、冷却ファン７１が、動作状態にあるか動作停止状態にあるかの情報を、冷却ファン７１から受信する動作受信部を有する。この情報は、エンジン制御装置５１によって冷却ファン７１の動作の制御を行うときの信号とすることができる。なお、動作受信部は、被毒抑制制御装置４に構築されるプログラムであるため、符号を省略して示す。また、低下特定部４１は、動作受信部が、移行時点Ｘ以降において、動作状態を受信する状態から変化して動作停止状態を受信した時点を、低下時点Ｔ４として特定する。
【０１３２】
（制御動作）
次に、本形態のガスセンサ１の被毒抑制制御装置４の動作を、図１８のフローチャートを参照して説明する。
エンジン６の燃焼運転が行われる際には、ガスセンサ１によって検出される空燃比（センサ出力）がエンジン６の燃焼制御に利用され、エンジン制御装置５１によって、エンジン６における空燃比の制御が行われる。また、エンジン６の燃焼制御が行われる際には、被毒抑制制御装置４によって、エンジン６の燃焼が停止されたか否かが判定される（図１８のステップＳ３０１）。エンジン６の燃焼が停止されたときには、ガスセンサ１の使用時から非使用時への移行時点Ｘが検出される。また、移行時点Ｘにおいては、冷却ファン７１が駆動され、冷却ファン７１の動作が開始される（ステップＳ３０２）。
【０１３３】
次いで、動作受信部によって、冷却ファン７１の動作が動作状態から動作停止状態に変化したか否かが判定される（ステップＳ３０３）。冷却ファン７１の動作が停止され、動作受信部が動作停止状態を受信したときには、この時点が、低下時点Ｔ４として、大気側カバー３５に接触する大気Ａの流速が所定の流速以下に低下した低下時点Ｔ４として特定される。
【０１３４】
そして、低下時点Ｔ４が特定されたときには、ポンピング開始部４２によって酸素のポンピングが開始される（ステップＳ３０４）。このとき、酸素のポンピングが開始された時点からの停止用の経過時間の計測が開始される。次いで、この停止用の経過時間が所定時間ｔ１になったときには（ステップＳ３０５）、ポンピング停止部４３によって酸素のポンピングが停止される（ステップＳ３０６）。
【０１３５】
（作用効果）
本形態においては、冷却ファン７１の動作状態を監視し、冷却ファン７１の動作が停止されたときに、ポンピング開始部４２による検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングを開始する。
【０１３６】
発明者による研究の結果、使用時から非使用時への移行直後において、大気側カバー３５に接触する大気Ａの流速が所定の流速を超える場合には、大気側カバー３５の導入孔３５１からガスセンサ１内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が低く維持されることが確認された。このことは、大気Ａの流れによって、ガスセンサ１の周辺に存在する種々の部品から発生する被毒物質の濃度が低くなるためであると考えられる。
【０１３７】
そして、大気側カバー３５に接触する大気Ａの流速が所定の流速以下に低下した時点以降には、ガスセンサ１内及び大気ダクト２５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度が高くなる。そのため、大気側カバー３５に接触する大気Ａの流速が所定の流速以下に低下した時点以降に、ポンピング開始部４２によって、検出電極２２から大気電極２３への酸素のポンピングを行うことにより、大気電極２３から大気ダクト２５内に充満される酸素によって、被毒物質の濃度が高い大気Ａが大気ダクト２５内へ導入されにくくすることができる。これにより、大気ダクト２５内の大気電極２３に被毒物質が付着しにくくすることができる。
【０１３８】
本形態の車両、エンジン６、被毒抑制制御装置４等におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
【０１３９】
＜実施形態６＞
本形態は、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が開始される時点が、エンジン６の燃焼が停止された時点と異なる場合について示す。
本形態においては、ガスセンサ１の使用時及び非使用時において、車両が走行する際に搭載室６０内に生じる走行風と、搭載室６０内における被毒物質（被毒ガス）の発生速度とが測定される。
【０１４０】
走行風は、車両の走行速度に応じて、搭載室６０内に生じる流速Ｖ１（ｍ／ｓ）として求める。被毒物質の発生速度は、被毒物質が発生する所定の温度以上に加熱された際に、搭載室６０内に配置された全ての被毒物質発生部品から被毒物質が発生するときの単位時間当たりの発生量Ｖ２（ｍ3／ｓ）として求める。また、走行風がガスセンサ１の大気側カバー３５の周辺を通過するときの流路の断面積Ｂ（ｍ2）を求めておく。
【０１４１】
被毒物質の発生量Ｖ２は、搭載室６０内に配置された種々の被毒物質発生部品の種類と、搭載室６０内の温度を推測可能な排気温センサ７４、油温センサ７５、水温センサ７６等の温度、エンジン６の負荷、燃料噴射量等の履歴（過去の積算値）のうちの少なくとも１つとに基づいて推測することができる。被毒物質の発生量は、車両において搭載室６０内の温度が変化したときの発生量として実測しておき、この実測値を制御において使用することができる。そして、被毒抑制制御装置４によって被毒抑制制御を行う際には、被毒物質の発生量の実測値を、搭載室６０内の推定温度によって適宜補正して用いることができる。
【０１４２】
また、被毒抑制制御装置４においては、ガスセンサ１のセンサ出力がエンジン６の燃焼制御に使用されず（ガスセンサ１が非使用時になり）、かつ、走行風の流速Ｖ１と断面積Ｂとの積である走行風流量Ｖ１・Ｂが、被毒物質の発生量Ｖ２以下になったときに、ガスセンサ１が被毒環境にあることを検出することができる。そして、ガスセンサ１が被毒環境にある場合に、実施形態１，２の時間推測部４１、実施形態３，４の低下開始特定部４１、実施形態５の低下特定部４１による動作を行った後に、ポンピング開始部４２による動作を行うことができる。この場合には、実施形態１，２の時間推測部４１は、移行時点Ｘ以降の特定時点を、走行風流量Ｖ１・Ｂが、被毒物質の発生量Ｖ２以下になったときとして、待機時間ｔ０を算出する際の起算点とすることができる。
【０１４３】
また、エンジン６の燃焼が停止された後に、ガスセンサ１におけるガス検出機能に異常がないかを診断する場合がある。この場合には、エンジン６の燃焼停止後であっても、ガスセンサ１が他の用途に使用される。そのため、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が開始される時点は、エンジン６の燃焼停止後であって、ガスセンサ１が異常検出等の他の用途に使用されなくなった時点とすることができる。また、この場合には、実施形態１，２の時間推測部４１は、待機時間ｔ０を算出する際の起算点となる移行時点Ｘ以降の特定時点を、ガスセンサ１が異常検出等の他の用途に使用されなくなった時点とすることができる
【０１４４】
（制御動作）
本形態においても、エンジン６の燃焼制御が行われる際には、被毒抑制制御装置４によって、エンジン６の燃焼が停止されたか否かが判定される（図１９のステップＳ４０１）。エンジン６の燃焼が停止されたときには、ガスセンサ１のセンサ出力がエンジン６の燃焼制御に利用されなくなり、使用時から非使用時への移行時点Ｘが検出される。
【０１４５】
そして、エンジン６の燃焼が停止されたときには、ガスセンサ１が空燃比の検出を行う以外の他の用途に使用されるか否かが判定される（ステップＳ４０２）。ガスセンサ１が他の用途に使用される場合には、ガスセンサ１が他の用途に使用されなくなるまで待機する（ステップＳ４０３）。そして、ガスセンサ１が他の用途に使用されなくなったときに、被毒抑制制御装置４によって移行時点Ｘ以降の特定時点が検出される。そして、特定時点が検出された後、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が開始される（ステップＳ４０４）。実施形態１，２においては、この特定時点を起算点として待機時間ｔ０が算出される。
【０１４６】
ステップＳ４０２において、ガスセンサ１が他の用途に使用されない場合には、被毒抑制制御装置４によって移行時点Ｘ以降の特定時点が検出され、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が開始される（ステップＳ４０４）。この被毒抑制制御は、実施形態１〜５に示した被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御のステップＳ１０２，Ｓ２０２，Ｓ３０２以降のステップとして実行することができる。
【０１４７】
一方、ステップＳ４０１において、エンジン６の燃焼が停止されていないとき（イグニッションスイッチがオンになっているとき）には、ガスセンサ１のセンサ出力がエンジン６の燃焼制御に使用されているか否かが判定される（ステップＳ４０５）。この判定において、センサ出力がエンジン６の燃焼制御に使用されている場合には、エンジン６の使用時が継続しており、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御は行われない。この場合には、エンジン６の状態が、エンジン６への燃料の噴射が停止されるフューエルカット状態にある場合、エンジン６の空燃比が、検出可能範囲を超えた燃料リッチ状態にある場合等が該当する。
【０１４８】
ステップＳ４０５の判定において、センサ出力がエンジン６の燃焼制御に使用されていない場合には、使用時から非使用時への移行時点Ｘが検出され、走行風流量Ｖ１・Ｂが、被毒物質の発生量Ｖ２以下になったか否かが判定される（ステップＳ４０６）。そして、走行風流量Ｖ１・Ｂが、被毒物質の発生量Ｖ２以下になったときが、被毒抑制制御装置４が移行時点Ｘ以降の特定時点として検出され、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が開始される（ステップＳ４０４）。
【０１４９】
実施形態１，２においては、この特定時点を起算点として待機時間ｔ０が算出される。また、走行風流量Ｖ１・Ｂが、被毒物質の発生量Ｖ２を超えている場合には、被毒物質が走行風によって流されることによって、大気側カバー３５内に被毒物質が流入しにくく、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御は行われない。
【０１５０】
本形態の車両、エンジン６、被毒抑制制御装置４等におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
【０１５１】
＜実施形態７＞
本形態は、実施形態３において、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御を、冷却ファン７１の駆動の有無を考慮して行う場合について示す。
本形態においては、冷却ファン７１によって搭載室６０内に生じる冷却風の流速Ｖ３（ｍ／ｓ）と、被毒物質の発生量Ｖ２（ｍ3／ｓ）とを検出する。冷却風の流速Ｖ３は、冷却ファン７１が駆動されているときに発生し、冷却ファン７１の印加電圧又は消費電力が高いほど高くなる。また、冷却風がガスセンサ１の大気側カバー３５の周辺を通過するときの流路の断面積Ｂ（ｍ2）を求めておく。被毒物質の発生量Ｖ２は、実施形態６に示したものと同様である。
【０１５２】
本形態においては、冷却風の流速Ｖ３と断面積Ｂとの積である走行風流量Ｖ３・Ｂと、被毒物質の発生量Ｖ２とが比較される。冷却風の流速Ｖ３は、冷却ファン７１の動作が停止されるとき、又は冷却ファン７１の印加電圧又は消費電力が所定値以下になるときに小さくなる。そして、走行風流量Ｖ３・Ｂが被毒物質の発生量Ｖ２以下になったときに、ガスセンサ１が被毒環境にあることが検出され、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御が開始される。
【０１５３】
（制御動作）
本形態の制御動作においては、エンジン６の燃焼が停止された後（図２０のステップＳ５０１）、排気温センサ７４による取付け配管６２１内の温度の測定が継続されるときには（ステップＳ５０２）、冷却ファン７１が駆動されたか否かが判定される（ステップＳ５０３）。冷却ファン７１が駆動された場合には、走行風流量Ｖ３・Ｂが被毒物質の発生量Ｖ２以下であるか否かが判定される（ステップＳ５０４）。そして、走行風流量Ｖ３・Ｂが被毒物質の発生量Ｖ２以下になるまで待機する。その後、走行風流量Ｖ３・Ｂが被毒物質の発生量Ｖ２以下になったときには、被毒抑制制御装置４による被毒抑制制御として、ステップＳ５０５〜Ｓ５０８が実行される。一方、ステップＳ５０３において、冷却ファン７１が駆動されなかった場合には、ステップＳ５０５〜Ｓ５０８が実行される。ステップＳ５０５〜Ｓ５０８は、実施形態３のステップＳ２０３〜Ｓ２０６と同様である。
【０１５４】
本形態は、実施形態４に適用することもできる。本形態の車両、エンジン６、被毒抑制制御装置４等におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態３の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１，３に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１，３の場合と同様である。
【０１５５】
＜実施形態８＞
本形態は、被毒抑制制御装置４のポンピング開始部４２による酸素のポンピングが開始された後に、ヒータ２８の発熱体２８２によって固体電解質体２１を加熱する場合について示す。
ポンピング開始部４２によって酸素のポンピングが開始されるときは、大気側カバー３５の温度が最大になるとき、又は最大になった後に低下を始めるときであり、固体電解質体２１の温度がその活性化温度以上に保たれている場合が多いと考えられる。
【０１５６】
一方、ポンピング開始部４２による酸素のポンピングが行われている間には、大気側カバー３５を含むガスセンサ１の全体の温度が低下し、固体電解質体２１の温度がその活性化温度よりも低くなることが想定される。この場合に、固体電解質体２１の温度が活性化温度以上にあるかを確認し、活性化温度よりも低くなったときには、ヒータ２８の発熱体２８２に通電を行って固体電解質体２１を加熱する。
【０１５７】
本形態のガスセンサ１は、図３に示すように、ヒータ２８に通電を行う通電手段１３の他に、固体電解質体２１を介した検出電極２２と大気電極２３との間のインピーダンス値を測定する測定手段１４を有する。測定手段１４は、検出電極２２と大気電極２３との間に交流電圧を印加してインピーダンス値を検出するものとする。
【０１５８】
図２１に示すように、電極２２，２３間のインピーダンス値は、固体電解質体２１の温度及び各電極２２，２３の温度によって変化し、これらの温度が高くなるほど小さくなる。被毒抑制制御装置４は、測定手段１４によるインピーダンス値が、ガスセンサ１の使用時の制御温度における制御インピーダンス値Ｚ１以上であって、固体電解質体２１の活性化温度を保つための活性化インピーダンス値Ｚ２以下になるよう、発熱体２８２への通電を制御する通電制御部を有する。通電制御部は、被毒抑制制御装置４に構築されるプログラムであるため、符号を省略して示す。
【０１５９】
本形態においては、制御インピーダンス値Ｚ１以上であって、活性化インピーダンス値Ｚ２以下であるインピーダンス値を、被毒抑制時の被毒制御インピーダンス値Ｚ３という。そして、通電制御部は、固体電解質体２１の温度の低下によって、電極２２，２３間のインピーダンス値が、活性化インピーダンス値Ｚ２を超えたときには、発熱体２８２に通電を行って、電極２２，２３間のインピーダンス値を被毒制御インピーダンス値Ｚ３に保つ。
【０１６０】
（制御動作）
本形態の制御動作においては、ポンピング開始部４２によって酸素のポンピングが開始されたときには（図２１のステップＳ６０１）、通電制御部によって電極２２，２３間のインピーダンス値が測定される（ステップＳ６０２）。そして、電極２２，２３間のインピーダンス値が活性化インピーダンス値Ｚ２を超えたか否かが判定される（ステップＳ６０３）。電極２２，２３間のインピーダンス値が活性化インピーダンス値Ｚ２を超えたときには、通電制御部は、発熱体２８２に通電を行い（ステップＳ６０４）、インピーダンス値が被毒制御インピーダンス値Ｚ３になるようにする。一方、電極２２，２３間のインピーダンス値が活性化インピーダンス値Ｚ２以下のときには、発熱体２８２への通電は行われない。
【０１６１】
そして、酸素のポンピングの停止条件が満たされたか否かが判定される（ステップＳ６０５）。この停止条件が満たされるまで、ステップＳ６０３及びＳ６０４が繰り返され、停止条件が満たされたときには、酸素のポンピングが停止される（ステップＳ６０６）。
【０１６２】
本形態において、酸素のポンピングが開始されるまでの制御動作は、実施形態１〜７に示した制御動作と同様である。
【０１６３】
本形態においては、被毒抑制制御装置４の被毒抑制制御を行う際に、ヒータ２８の発熱体２８２への通電量は、固体電解質体２１の活性化温度を維持するために必要最小限の通電量とすることができる。これにより、ヒータ２８に消費される電力を小さく抑えることができ、被毒抑制制御を行う際の消費電力を小さく抑えることができる。
【０１６４】
また、図２３に示すように、測定手段１４は、電極２２，２３間のインピーダンス値を測定する代わりに、発熱体２８２の抵抗値を測定することもできる。発熱体２８２の抵抗値は、発熱体２８２の温度、しいては発熱体２８２と対向する固体電解質体２１の温度によって変化し、これらの温度が高くなるほど大きくなる。この場合には、通電制御部は、測定手段１４による発熱体２８２の抵抗値が、ガスセンサ１の使用時の制御温度における制御抵抗値Ｙ１以下であって、固体電解質体２１の活性化温度を保つための活性化抵抗値Ｙ２以上になるよう、発熱体２８２への通電を制御する。また、通電制御部は、発熱体２８２の抵抗値が、活性化抵抗値Ｙ２よりも小さくなったときには、発熱体２８２に通電を行って、発熱体２８２の抵抗値が活性化抵抗値Ｙ２から制御抵抗値Ｙ１の間に保たれるようにする。
【０１６５】
本形態の車両、エンジン６、被毒抑制制御装置４等におけるその他の構成、作用効果等については、実施形態１の場合と同様である。また、本形態においても、実施形態１に示した符号と同一の符号が示す構成要素は、実施形態１の場合と同様である。
【０１６６】
＜その他の実施形態＞
搭載室６０内には、排気温センサ７４、油温センサ７５、水温センサ７６等の他に、温度の検出が可能なセンサ、装置等が配置される場合がある。例えば、吸気管６１に配置されたエアフローメータ（空気流量センサ）には、温度計が設けられることがある。また、エンジン制御装置５１、センサ制御装置５２等の制御装置に温度計が設けられることも考えられる。被毒抑制制御装置４による大気側カバー３５の温度、又は大気側カバー３５内に導入される大気Ａにおける被毒物質の濃度は、搭載室６０内の温度を測定する種々の温度センサによる温度を利用して推測することができる。
【０１６７】
本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。
また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。
【符号の説明】
【０１６８】
１  ガスセンサ
２  センサ素子
２１  固体電解質体
２２  検出電極
２３  大気電極
２５  大気ダクト
４  被毒抑制制御装置
６  エンジン（内燃機関）
【図１】
2019020240.tif 000003
【図２】
2019020240.tif 000004
【図３】
2019020240.tif 000005
【図４】
2019020240.tif 000006
【図５】
2019020240.tif 000007
【図６】
2019020240.tif 000008
【図７】
2019020240.tif 000009
【図８】
2019020240.tif 000010
【図９】
2019020240.tif 000011
【図１０】
2019020240.tif 000012
【図１１】
2019020240.tif 000013
【図１２】
2019020240.tif 000014
【図１３】
2019020240.tif 000015
【図１４】
2019020240.tif 000016
【図１５】
2019020240.tif 000017
【図１６】
2019020240.tif 000018
【図１７】
2019020240.tif 000019
【図１８】
2019020240.tif 000020
【図１９】
2019020240.tif 000021
【図２０】
2019020240.tif 000022
【図２１】
2019020240.tif 000023
【図２２】
2019020240.tif 000024
【図２３】
2019020240.tif 000025