(57)【要約】【課題】ガスセンサを用いた被測定ガス中のＨ2Ｏガスに関する情報取得にあたり、被測定ガス中のＣＯ2ガスに起因する影響を抑制できるガスセンサ制御装置を提供する。【解決手段】起電力セル２４及びポンプセル１４を備えるガスセンサ２のガスセンサ制御装置１は、起電力セル電圧Ｖｓが目標電圧Ｖｒとなるように、ポンプ電流Ｉｐを制御する電流制御手段６９と、起電力セル電圧Ｖｓが被測定ガスＥＧ中のＨ2Ｏガスが解離する第１目標電圧Ｖｒ１となった状態において、第１ポンプ電流Ｉｐ１を検知する第１電流検知手段Ｓ８と、第１目標電圧Ｖｒ１としたことによる被測定ガスＥＧ中のＣＯ2ガスの解離に起因して流れる電流に相当するＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得する相当電流取得手段Ｓ７，Ｓ１０と、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅを用いて、第１ポンプ電流Ｉｐ１に含まれるＣＯ2ガスの解離の影響を相殺した相殺ポンプ電流を得る相殺手段Ｓ１１と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素イオン伝導性の第１固体電解質体及びこの第１固体電解質体上に形成された一対の第１電極を有する起電力セル、及び、酸素イオン伝導性の第２固体電解質体及びこの第２固体電解質体上に形成された一対の第２電極を有するポンプセル、を備えるガスセンサのガスセンサ制御装置であって、
上記一対の第１電極間に生じる起電力セル電圧が目標電圧となるように、上記一対の第２電極間を流れるポンプ電流を制御する電流制御手段と、
上記ポンプ電流であって、上記起電力セル電圧が被測定ガス中のＨ2Ｏガスが解離する第１目標電圧となった状態において、上記一対の第２電極間を流れる第１ポンプ電流を検知する第１電流検知手段と、
上記起電力セル電圧を上記第１目標電圧としたことによる上記被測定ガス中のＣＯ2ガスの解離に起因して上記一対の第２電極間を流れる電流に相当する、ＣＯ2相当電流の値を取得する相当電流取得手段と、
上記ＣＯ2相当電流を用いて、上記第１ポンプ電流に含まれるＣＯ2ガスの解離の影響を相殺した相殺ポンプ電流を得る相殺手段と、を備える
ガスセンサ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサ制御装置であって、
前記目標電圧を、
前記第１目標電圧及び、
上記第１目標電圧より低く前記被測定ガス中のＨ2Ｏガスが実質的に解離しない第２目標電圧のいずれかに設定する
電圧設定手段と、
前記ポンプ電流であって、前記起電力セル電圧が上記第２目標電圧となった状態において、前記一対の第２電極間を流れる第２ポンプ電流を検知する第２電流検知手段と、を備え、
前記相殺手段は、
上記第２ポンプ電流を用いて、前記第１ポンプ電流に含まれる上記第２目標電圧で解離して酸素イオンを発生するガス種による影響をも相殺した前記相殺ポンプ電流を得、
上記相殺ポンプ電流を用いて、上記被測定ガス中のＨ2Ｏガス濃度を検知するＨ2Ｏ濃度検知手段を備える
ガスセンサ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のガスセンサ制御装置であって、
前記相殺手段は、
前記相殺ポンプ電流である、前記第１ポンプ電流から前記第２ポンプ電流及び前記ＣＯ2相当電流を減じた補正差分電流を求め、
前記Ｈ2Ｏ濃度検知手段は、
上記補正差分電流を用いて、前記Ｈ2Ｏガス濃度を検知する
ガスセンサ制御装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサ制御装置であって、
前記相当電流取得手段は、
前記被測定ガス中のＣＯ2濃度を検知するＣＯ2センサが得たＣＯ2濃度情報を取得する濃度情報取得手段、及び、
上記ＣＯ2濃度情報から前記ＣＯ2相当電流の値を得る第１取得手段、を有する
ガスセンサ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサ制御装置であって、
前記相当電流取得手段は、
前記被測定ガス中のＣＯ2濃度を推定した推定ＣＯ2濃度情報を取得する推定情報取得手段、及び、
上記推定ＣＯ2濃度情報から前記ＣＯ2相当電流の値を得る第２取得手段、を有する
ガスセンサ制御装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサ制御装置であって、
前記相当電流取得手段は、
予め記憶されていた記憶値を前記ＣＯ2相当電流とする第３取得手段、を有する
ガスセンサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサを用いて、被測定ガス中のＨ2Ｏ濃度を検知するガスセンサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の排気ガス等の被測定ガス中に含まれる特定ガスのガス濃度を検知するガスセンサとして、酸素濃度を検知する酸素センサや窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検知するＮＯｘセンサなどが知られている。これらのガスセンサは、ジルコニアを主体とした固体電解質体からなるセルを有する。例えば、酸素濃度に応じて出力がリニアに変化する全領域空燃比センサでは、起電力セルとポンプセルの２つのセルを有しており、起電力セルの電極間に生じる電圧が一定になるように、ポンプセルの電極間に流れる電流が制御され、このポンプセルを流れる電流の大きさから酸素濃度を検知する。
【０００３】
なお、特許文献１には、このようなガスセンサにおいて、被測定ガス中の特定ガス濃度に加えて、被測定ガスの湿度を検出するガス濃度湿度検出装置が開示されている。このガスセンサでは、検出した湿度に基づいて、検出される特定ガス濃度（酸素濃度など）を補正する。
この特許文献１に記載のガス濃度湿度検出装置では、被測定ガスの湿度、即ち、被測定ガス中のＨ2Ｏガス濃度の検出にあたり、起電力セルの制御目標電圧を、被測定ガス中のＨ2Ｏガスが実質的に解離しない第１基準電圧（例えば４５０ｍＶ）から、被測定ガス中のＨ2Ｏガスが解離する第２基準電圧（例えば１０００ｍＶ）に切り替えて用いる。そして、それぞれの電圧で検知されるポンプ電流である第１電流及び第２電流に基づいて、Ｈ2Ｏガス濃度を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８１７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＯ2ガスが解離する電圧値とＨ2Ｏガスが解離する電圧値とは比較的近いため、被測定ガス中にＣＯ2ガスも含まれている場合において、制御目標電圧を高めの第２基準電圧とすると、被測定ガス中のＨ2Ｏガスが解離するのみならず、被測定ガス中のＣＯ2ガスも一部解離する。このため、この状態で検出される第２電流には、ＣＯ2ガスの解離に起因して流れるＣＯ2電流が含まれている。従って、このＣＯ2の存在によって、Ｈ2Ｏガス濃度の検知精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、Ｈ2Ｏガス濃度の検知など、ガスセンサを用いた被測定ガス中のＨ2Ｏガスに関する情報取得にあたって、被測定ガス中のＣＯ2ガスに起因する影響を抑制できるガスセンサ制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その一態様は、酸素イオン伝導性の第１固体電解質体及びこの第１固体電解質体上に形成された一対の第１電極を有する起電力セル、及び、酸素イオン伝導性の第２固体電解質体及びこの第２固体電解質体上に形成された一対の第２電極を有するポンプセル、を備えるガスセンサのガスセンサ制御装置であって、上記一対の第１電極間に生じる起電力セル電圧が目標電圧となるように、上記一対の第２電極間を流れるポンプ電流を制御する電流制御手段と、上記ポンプ電流であって、上記起電力セル電圧が被測定ガス中のＨ2Ｏガスが解離する第１目標電圧となった状態において、上記一対の第２電極間を流れる第１ポンプ電流を検知する第１電流検知手段と、上記起電力セル電圧を上記第１目標電圧としたことによる上記被測定ガス中のＣＯ2ガスの解離に起因して上記一対の第２電極間を流れる電流に相当する、ＣＯ2相当電流の値を取得する相当電流取得手段と、上記ＣＯ2相当電流を用いて、上記第１ポンプ電流に含まれるＣＯ2ガスの解離の影響を相殺した相殺ポンプ電流を得る相殺手段と、を備えるガスセンサ制御装置である。
【０００８】
このガスセンサ制御装置では、相当電流取得手段により、ＣＯ2相当電流の値を取得している。なお、ここで、第１目標電圧は、被測定ガス中のＨ2Ｏガスが解離する大きさの起電力セル電圧である。
このガスセンサ制御装置は、相殺手段により、第１ポンプ電流から、この第１ポンプ電流中に含まれるＣＯ2ガスの解離の影響を相殺した相殺ポンプ電流を得る。このため、この相殺ポンプ電流を用いれば、その後の処理において、被測定ガス中に含まれるＨ2Ｏガスの情報におけるＣＯ2ガスに起因する影響を抑制することができる。例えば、Ｈ2Ｏガス濃度の検知を行うにあたり、ＣＯ2ガスの存在によるＨ2Ｏガス濃度の検知精度の低下を抑制して、適切なＨ2Ｏガス濃度を検知することができる。
【０００９】
なお、第１目標電圧は、被測定ガス中のＨ2Ｏガスが解離可能な電圧とする必要がある。但し、第１目標電圧を高くしすぎると、上述のＣＯ2ガスの解離をも生じやすくなるほか、ガスセンサの起電力セル（第１固体電解質体）にブラックニングを生じる可能性がふえる。このため、第１目標電圧は、Ｈ2Ｏガスが十分に解離可能な範囲で、できるだけ低く定めるのが好ましい。具体的には、９５０ｍＶ〜１１００ｍＶの範囲内で用いるのが好ましい。
また、ＣＯ2相当電流の値を取得する手法としては、例えば、ＣＯ2センサを用いて被測定ガス中のＣＯ2濃度を検知し、この検知したＣＯ2濃度に基づいてＣＯ2相当電流の値を得る手法が挙げられる。また、車両のエンジン（内燃機関）の運転状態に基づいて被測定ガス（排気ガス）中のＣＯ2濃度を推定するなど、各種の手法で、推定したＣＯ2濃度に基づいてＣＯ2相当電流の値を得る手法が挙げられる。また、予め記憶されていた記憶値を用いる手法も挙げられる。
【００１０】
さらに、上述のガスセンサ制御装置であって、前記目標電圧を、前記第１目標電圧及び、上記第１目標電圧より低く前記被測定ガス中のＨ2Ｏガスが実質的に解離しない第２
目標電圧のいずれかに設定する電圧設定手段と、前記ポンプ電流であって、前記起電力セ
ル電圧が上記第２目標電圧となった状態において、前記一対の第２電極間を流れる第２ポンプ電流を検知する第２電流検知手段と、を備え、前記相殺手段は、上記第２ポンプ電流を用いて、前記第１ポンプ電流に含まれる上記第２目標電圧で解離して酸素イオンを発生するガス種による影響をも相殺した前記相殺ポンプ電流を得、上記相殺ポンプ電流を用いて、上記被測定ガス中のＨ2Ｏガス濃度を検知するＨ2Ｏ濃度検知手段を備えるガスセンサ制御装置とすると良い。
【００１１】
このガスセンサ制御装置では、第２ポンプ電流を用いて、第１ポンプ電流に含まれる第２目標電圧で解離して酸素イオンを発生するガス種による影響をも相殺した相殺ポンプ電流を得、この相殺ポンプ電流を用いて、被測定ガス中のＨ2Ｏガス濃度を検知する。
これにより、Ｈ2Ｏガス濃度を適切に検知することができる。
なお、このＨ2Ｏガス濃度の検知にあたっては、第２ポンプ電流の測定時と第１ポンプ電流の測定時で、被測定ガス中の酸素濃度の変化をなくすと良い。このため、被測定ガス中の酸素濃度が予め定めた値となる状況であるとき、例えば、アイドリング状態での停車中等において、いわゆるストイキ制御が継続して行われている場合や、フューエルカット時などに、Ｈ2Ｏガス濃度の検知を行うと良い。
また、第２目標電圧は、第１目標電圧よりも低く、被測定ガス中のＨ2Ｏガスが実質的に解離しない電圧である。なお、この第２目標電圧としては、酸素ガスが十分解離する電圧、例えば、４００ｍＶ〜５００ｍＶとするのが好ましい。
【００１２】
さらに、上述のガスセンサ制御装置であって、前記相殺手段は、前記相殺ポンプ電流である、前記第１ポンプ電流から前記第２ポンプ電流及び前記ＣＯ2相当電流を減じた補正差分電流を求め、前記Ｈ2Ｏ濃度検知手段は、上記補正差分電流を用いて、前記Ｈ2Ｏガス濃度を検知するガスセンサ制御装置とすると良い。
【００１３】
このガスセンサ制御装置では、ＣＯ2相当電流分を相殺した相殺ポンプ電流である、上述の補正差分電流を用いて、Ｈ2Ｏガス濃度を検知している。これにより、簡易な処理で、ＣＯ2濃度による影響を抑えて、Ｈ2Ｏガス濃度を適切に検知することができる。
【００１４】
さらに、上述のいずれかのガスセンサ制御装置であって、前記相当電流取得手段は、前記被測定ガス中のＣＯ2濃度を検知するＣＯ2センサが得たＣＯ2濃度情報を取得する濃度情報取得手段、及び、上記ＣＯ2濃度情報から前記ＣＯ2相当電流の値を得る第１取得手段、を有するガスセンサ制御装置とすると良い。
【００１５】
このガスセンサ制御装置では、ＣＯ2センサが得たＣＯ2濃度情報からＣＯ2相当電流の値を得て、Ｈ2Ｏガス濃度を検知している。これにより、ＣＯ2センサを用いて、ＣＯ2相当電流の値を精度良く得て、より適切にＨ2Ｏガスに関する情報におけるＣＯ2ガスに起因する影響を抑えることができる。
なお、ＣＯ2センサとしては、例えば、特開平９−２６４８７３，特開平１０−２６６０５に記載の固体電解質を用いた二酸化炭素センサなどを用いることができる。
【００１６】
さらに、前述のいずれかのガスセンサ制御装置であって、前記相当電流取得手段は、前記被測定ガス中のＣＯ2濃度を推定した推定ＣＯ2濃度情報を取得する推定情報取得手段、及び、上記推定ＣＯ2濃度情報から前記ＣＯ2相当電流の値を得る第２取得手段、を有するガスセンサ制御装置とすると良い。
【００１７】
このガスセンサ制御装置では、相当電流取得手段は、推定ＣＯ2濃度情報を取得し、これからＣＯ2相当電流の値を得ている。これにより、ＣＯ2センサを用いずとも、推定によってＣＯ2相当電流の値を得て、Ｈ2Ｏガスに関する情報におけるＣＯ2ガスに起因する影響を抑えることができる。
なお、推定ＣＯ2濃度情報を取得する手法としては、被測定ガスとして内燃機関の排気ガスを用いる場合には、例えば、車両のエンジン（内燃機関）の運転状態に基づいて推定した推定ＣＯ2濃度情報を用いる手法が挙げられる。
【００１８】
さらに、前述のいずれかのガスセンサ制御装置であって、前記相当電流取得手段は、予め記憶されていた記憶値を前記ＣＯ2相当電流とする第３取得手段、を有するガスセンサ制御装置とすると良い。
【００１９】
このガスセンサ制御装置では、予め記憶されていた記憶値をＣＯ2相当電流としている。これにより、ＣＯ2センサ等を別途設けることなく、簡易な方法でＣＯ2相当電流を取得して、Ｈ2Ｏガスに関する情報におけるＣＯ2ガスに起因する影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るガスセンサ制御装置及びガスセンサを内燃機関の制御に用いた場合の全体構成を示す説明図である。
【図２】実施形態に係るガスセンサ制御装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】ガスセンサの構成を示す概略断面図である。
【図４】図２のガスセンサ制御装置のうち、ＰＩＤ制御回路の概略構成を示す説明図である。
【図５】実施形態に係るガスセンサ制御装置のうち、マイクロプロセッサの処理動作を示すフローチャートである。
【図６】変形形態１，２に係るガスセンサ制御装置及びガスセンサを内燃機関の制御に用いた場合の全体構成を示す説明図である。
【図７】変形形態１に係るガスセンサ制御装置のうち、マイクロプロセッサの処理動作を示すフローチャートである。
【図８】変形形態２に係るガスセンサ制御装置のうち、マイクロプロセッサの処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るガスセンサ制御装置１及びガスセンサ２を内燃機関の制御に用いた場合の全体構成を示す図である。また、図２は、ガスセンサ制御装置１の概略構成を示す図である。
ガスセンサ２は、車両（図示しない）の内燃機関ＥＮＧ（エンジン）の排気管ＥＰに装着され、排気ガスＥＧ（被測定ガス）中の酸素濃度（空燃比）をリニアに検出して、内燃機関ＥＮＧにおける空燃比フィードバック制御に用いる空燃比センサ（全領域酸素センサ）である。
ガスセンサ制御装置１は、このガスセンサ２に接続され、これを制御する。また、ガスセンサ制御装置１は、接続バス１０１を介して、車両のＣＡＮバス１０２に接続され、ＥＣＵ１００との間でデータの送受信が可能とされている。また、排気管ＥＰには、ガスセンサ２のほか、排気ガスＥＧ中のＣＯ2濃度を検知するＣＯ2センサ９０が装着され、ＣＯ2センサ制御装置９１により制御されている（詳細は後述）。なお、ＣＯ2センサ制御装置９１も、接続バス１０３を介して、ＣＡＮバス１０２に接続されている。
ガスセンサ２は、図２に示すように、酸素濃度を検出するセンサ素子部３、及びセンサ素子部３を加熱するヒータ部８０を有する。そして、ガスセンサ制御装置１は、マイクロプロセッサ３０と、ガスセンサ２のセンサ素子部３を制御するセンサ素子部制御回路４０と、ヒータ部８０を制御するヒータ部制御回路７０とを備えている。
【００２２】
まず、ガスセンサ２について説明する。図３は、ガスセンサ２の構成を示す概略構成図である。ガスセンサ２のうち、センサ素子部３は、ポンプセル１４と、多孔質層１８と、起電力セル２４と、をこの順番に積層した積層体である。そして、このセンサ素子部３に、さらにヒータ部８０が積層されている。
【００２３】
ポンプセル１４は、板状でジルコニアを主体とした酸素イオン伝導性を有する固体電解質体からなる電解質層１４ｃを基体とし、その両面に多孔質の白金を主体とする一対の電極１２，１６（多孔質電極）が形成されている。具体的には、電解質層１４ｃの一方の面（図中、上方）である外面１４Ｅに外電極１２が、他方の面（図中、下方）である内面１４Ｉに内電極１６が、それぞれ形成されている。
同様に、起電力セル２４は、板状でジルコニアを主体とした酸素イオン伝導性を有する固体電解質体からなる電解質層２４ｃを基体とし、その両面に多孔質の白金を主体とする一対の電極２２，２８（多孔質電極）が形成されている。具体的には、電解質層２４ｃの一方の面（図中、下方）である外面２４Ｅに外電極２８が、他方の面（図中、上方）である内面２４Ｉに内電極２２が、それぞれ形成されている。
【００２４】
ポンプセル１４の電解質層１４ｃの内面１４Ｉは、起電力セル２４の電解質層２４ｃの内面２４Ｉと対向し、電解質層１４ｃと電解質層２４ｃの間には、多孔質層１８が挟まれている。多孔質層１８は、電解質層１４ｃの内面１４Ｉ及び電解質層２４ｃの内面２４Ｉの縁に沿う多孔質壁部１８ｃを有しており、多孔質層１８の内部は、この多孔質壁部１８ｃと電解質層１４ｃと電解質層２４ｃとによって囲まれ、排気ガスＥＧを導入可能な中空の測定室２０を構成している。なお、多孔質層１８は、測定室２０内に排気ガスＥＧを導入する際の流入速度を制限する。
【００２５】
この測定室２０内には、ポンプセル１４の内電極１６及び、起電力セル２４の内電極２２が露出している。これらの電極１６，２２は、互いに電気的に導通されると共に、センサ素子部３の端子ＣＯＭに接続している。また、ポンプセル１４の外電極１２はセンサ素子部３の端子Ｉｐ＋に接続し、起電力セル２４の外電極２８はセンサ素子部３の端子Ｖｓ＋に接続している。
【００２６】
また、ポンプセル１４の外電極１２の全体は、外電極１２の被毒を抑制する保護層１５によって覆われている。保護層１５は、多孔質のセラミック等によって形成されており、排気ガスＥＧの流れる流路中に配置されている。排気ガスＥＧは、保護層１５を通じて、外電極１２に到達し得る。
【００２７】
ヒータ部８０は、起電力セル２４の電解質層２４ｃの外面２４Ｅに積層されており、導体で形成されたヒータ抵抗８７を、一対のアルミナシート８３，８５で挟んだ構成を有している。ヒータ部８０で、センサ素子部３の温度を高めることによって、センサ素子部３の電解質層１４ｃ，２４ｃを活性化させる。これにより、酸素イオンが電解質層１４ｃ，２４ｃ中を移動できるようになる。
【００２８】
また、ヒータ部８０のアルミナシート８３は、起電力セル２４の外電極２８の全体を覆うことによって、外電極２８を封止している。なお、外電極２８（多孔質電極）の内部の空間（孔）は、基準酸素室２６を形成しており、次述するように、内部酸素基準源として機能する。
【００２９】
次いで、図２を参照しつつ、ガスセンサ制御装置１について説明する。センサ素子部制御回路４０は、ＡＳＩＣを中心に構成され、接続経路４１，４２，４３（具体的には、回路上の配線及びリード線）を介して、センサ素子部３の３つの端子Ｖｓ＋，Ｉｐ＋，ＣＯＭにそれぞれ接続されている。そして、このセンサ素子部制御回路４０は、センサ素子部３の起電力セル２４に一定の微小電流Ｉｃｐを流しつつ、起電力セル２４の両端に発生する起電力セル電圧Ｖｓが４５０ｍＶ（＝第２目標電圧Ｖｒ２（後述する））になるように、ポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐを制御して、多孔質層１８を通じて測定室２０に導入された排気ガスＥＧ中の酸素の汲み入れ汲み出しを行う。そして、ポンプセル１４に流れるポンプ電流Ｉｐの電流値及び電流の方向は、多孔質層１８を通じて測定室２０内に導入される排気ガスＥＧ中の酸素濃度（空燃比）に応じて変化することから、このポンプ電流Ｉｐに基づいて排気ガスＥＧ中の酸素濃度を検出することができる。なお、微小電流Ｉｃｐは、起電力セル２４に対して、測定室２０の酸素を外電極２８（多孔質電極）の側に汲み出す方向に流されており、これにより、基準酸素室２６は内部酸素基準源として機能する。
【００３０】
このセンサ素子部制御回路４０では、ポンプ電流Ｉｐの大きさは、電圧信号に変換されたガス検出信号Ｖｉｐとして検出され、ガス検出信号出力端子４４から出力される。また、センサ素子部制御回路４０は、このガス検出信号Ｖｉｐの検出の他に、センサ素子部３の起電力セル２４の素子抵抗Ｒｐｖｓに応じて変化する電圧変化量ΔＶｓの検出を行い、電圧変化量出力端子４５から出力する。そして、マイクロプロセッサ３０は、ガス検出信号Ｖｉｐ及び電圧変化量ΔＶｓを、Ａ／Ｄ入力ポート３１，３２を通じて入力可能にされている。なお、検出されたガス検出信号Ｖｉｐの値は、接続バス１０１を通じて、Ｅ
ＣＵ１００に向けて送出される。
【００３１】
ヒータ部制御回路７０は、２本のリード線７１，７２を介して、ガスセンサ２のヒータ部８０に接続されると共に、マイクロプロセッサ３０のＰＷＭ出力ポート３４に接続され、このＰＷＭ出力ポート３４から出力されるＰＷＭパルスにより、ヒータ部８０への通電のオンオフをＰＷＭ制御する。
【００３２】
次いで、センサ素子部３により酸素濃度を測定する際の、センサ素子部制御回路４０の動作について説明する。
センサ素子部３の端子ＣＯＭは、接続経路４３及び抵抗器Ｒを介してＶｃｅｎｔ点に接続している。また、端子Ｉｐ＋は、接続経路４２を介して、第２オペアンプＯＰ２の出力端子に接続している。さらに、端子Ｖｓ＋は、接続経路４１を介して、第４オペアンプＯＰ４の非反転入力端子＋に接続している。また、端子Ｖｓ＋は、定電流源回路６２にも接続している。この定電流源回路６２は、前述した一定の微小電流Ｉｃｐを起電力セル２４に流す。
【００３３】
さらに、センサ素子部制御回路４０は、上述の抵抗器Ｒや定電流源回路６２のほか、第１オペアンプＯＰ１から第５オペアンプＯＰ５、１個の第１スイッチＳＷ１、３個の第２スイッチＳＷ２、２個の第３スイッチＳＷ３、ＰＩＤ制御回路６９、差動増幅回路６１、電流源６３，６４，６５，６６、制御部５９などから構成されている。そして、定電流源回路６２、起電力セル２４、抵抗器Ｒは、この順に接続経路４１，４３を介して接続されて、微小電流Ｉｃｐを流す電流路を構成している。
【００３４】
酸素濃度を測定する際には、制御部５９により第１スイッチＳＷ１がオン状態とされている。これにより、センサ素子部３の端子Ｖｓ＋の電位は、接続経路４１並びに、電圧フォロア回路をなす第４オペアンプＯＰ４及び第１オペアンプＯＰ１を介して、ＰＩＤ制御回路６９の入力端子ＩＴに入力される。なお、制御部５９は、センサ素子部制御回路４０をなすＡＳＩＣ内に構成されたロジック回路である。この制御部５９は、センサ素子部制御回路４０のコマンド受信ポート４６を通じて、マイクロプロセッサ３０のシリアル送信ポート３３と接続しており、マイクロプロセッサ３０からの指令に基づいて、第１スイッチＳＷ１から第３スイッチＳＷ３のオンオフ状態の制御などを行う。
また、第２オペアンプＯＰ２のうち、一方の入力端子はＶｃｅｎｔ点に接続され、他方の入力端子には基準電圧Ｖｃ（＝＋３．６Ｖ）が印加されている。そして、前述の通り、出力端子は接続経路４２を介して、センサ素子部３の端子Ｉｐ＋に接続されている。なお、Ｖｃｅｎｔ点は、ＰＩＤ制御回路６９の基準端子ＲＴにも接続されている。
【００３５】
ＰＩＤ制御回路６９は、上述の入力端子ＩＴ及び基準端子ＲＴに加えて、出力端子ＯＴを有し、第４オペアンプＯＰ４及び第１オペアンプＯＰ１を介して入力されたセンサ素子部３の端子Ｖｓ＋の電位（入力端子ＩＴ）とＶｃｅｎｔ点における電位（基準端子ＲＴ）との電位差が４５０ｍＶとなるように、ポンプ電流Ｉｐの大きさをＰＩＤ制御する。具体的には、ＰＩＤ制御回路６９にて、制御目標電圧（４５０ｍＶ）と起電力セル２４の両端（電極２８，２２間）に発生する起電力セル電圧Ｖｓとの偏差がＰＩＤ演算され、第２オペアンプＯＰ２にフィードバックされることで、第２オペアンプＯＰ２は、ポンプセル１４にポンプ電流Ｉｐを流す。
【００３６】
さらに、センサ素子部制御回路４０は、ポンプ電流Ｉｐの大きさを検出し、電圧信号に変換する検出抵抗Ｒ１を備え、この検出抵抗Ｒ１の両端電圧（電位Ｖｃｅｎｔと電位Ｖｐｉｄとの差電圧）は、差動増幅回路６１により差動増幅され、ガス検出信号Ｖｉｐとしてガス検出信号出力端子４４から出力される。前述の通り、ポンプ電流Ｉｐの電流値及び電流の方向は、酸素濃度（空燃比）に応じて変化するので、ポンプ電流Ｉｐの大きさを電圧信号に変換したガス検出信号Ｖｉｐから、酸素濃度を検知することができる。
マイクロプロセッサ３０は、このガス検出信号（酸素濃度信号）ＶｉｐをＡ／Ｄ入力ポート３１を通じ、デジタル値に変換して取得すると共に、取得した値を接続バス１０１を通じて、ＥＣＵ１００に向けて送出する。
【００３７】
なお、センサ素子部制御回路４０は、起電力セル２４の素子抵抗Ｒｐｖｓに応じて変化する電圧変化量ΔＶｓの検出にも用いられる。図２に示すセンサ素子部制御回路４０は、この電圧変化量ΔＶｓの検出に用いる回路ブロックを含むが、その動作及び回路の詳細については、例えば、特開２００８−２０３１９０に開示されており、公知のものであるので、ここでは説明を省略する。前述の通り、電圧変化量ΔＶｓは、センサ素子部制御回路４０の電圧変化量出力端子４５から出力され、マイクロプロセッサ３０のＡ／Ｄ入力ポート３２に入力される。マイクロプロセッサ３０は、電圧変化量ΔＶｓの値を定期的に検出し、電圧変化量ΔＶｓから起電力セル２４の素子抵抗Ｒｐｖｓを検知する。そして、この素子抵抗Ｒｐｖｓが所定の目標抵抗値となるように、ヒータ部制御回路７０によって、ヒータ部８０への通電がフィードバック制御され、センサ素子部３が加熱される。
【００３８】
次いで、このガスセンサ制御装置１を用いて、Ｈ2Ｏガス濃度を測定する手法について説明する。前述したように、排気ガスＥＧ中の酸素濃度を測定する際には、起電力セル電圧Ｖｓが第２目標電圧Ｖｒ２＝４５０ｍＶになるように、ポンプ電流Ｉｐを制御した。これに対し、Ｈ2Ｏガス濃度を測定するに際しては、起電力セル電圧Ｖｓが第１目標電圧Ｖｒ１＝１０００ｍＶとなるように、ポンプ電流Ｉｐを制御する。即ち、起電力セル電圧Ｖｓを第２目標電圧Ｖｒ２＝４５０ｍＶから第１目標電圧Ｖｒ１＝１０００ｍＶに切り替える。具体的には、センサ素子部制御回路４０のＰＩＤ制御回路６９は、図４に示すように、起電力セル電圧Ｖｓの目標電圧Ｖｒが、第１目標電圧Ｖｒ１＝１０００ｍＶとなるように設定された第１設定電圧Ｖ１（＝Ｖｃ−Ｖｒ１）を出力する第１定電圧源６９ａと、第２目標電圧Ｖｒ２＝４５０ｍＶとなるように設定された第２設定電圧Ｖ２（＝Ｖｃ−Ｖｒ２）を出力する第２定電圧源６９ｂの２つを内部に有しており、起電力セル電圧Ｖｓを切り替え可能とされている。さらに具体的には、制御部５９によってアナログマルチプレクサＭＵＸ１を切り替えて、第１定電圧源６９ａ、第２定電圧源６９ｂの２つの出力のうちのいずれかが、オペアンプ６９ｃの非反転入力端子＋に入力される。オペアンプ６９ｃは、ボルテージフォロアを構成しており、その出力は、第１設定電圧Ｖ１（＝Ｖｃ−Ｖｒ１）あるいは第２設定電圧Ｖ２（＝Ｖｃ−Ｖｒ２）となる。また、ＰＩＤ制御回路６９は、この他に、入力端子ＩＴ（＝Ｖｓ＋）と第１設定電圧Ｖ１（＝Ｖｃ−Ｖｒ１）あるいは第２設定電圧Ｖ２（＝Ｖｃ−Ｖｒ２）との和と、基準端子ＲＴ（≒Ｖｃ）との偏差を増幅するオペアンプ６９ｄ、このオペアンプ６９ｄの出力に接続され、ＰＩＤ演算を行うＰＩＤ演算部６９ｅを有している。これらにより、起電力セル電圧Ｖｓが、第１目標電圧Ｖｒ１（＝１０００ｍＶ）または第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）のいずれかの目標電圧Ｖｒになるように制御される。
なお、第１目標電圧Ｖｒ１（＝１０００ｍＶ）は、排気ガスＥＧ中のＨ2Ｏガスが解離する電圧である。一方、第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）は、Ｏ2ガスは解離するが、排気ガスＥＧ中のＨ2Ｏガスが実質的に解離しない電圧である。
【００３９】
被測定ガスである排気ガスＥＧのガスセンサ２への供給状況が、継続して排気ガスＥＧ中の酸素濃度が予め定めた値となる状況であるとき、例えば、信号待ち、その他アイドリング状態での停車中において、いわゆるストイキ制御が継続して行われている場合や、フューエルカット時など、特定の測定開始条件が揃うと、ＥＣＵ１００からＨ2Ｏガス濃度の測定の指示が出される。本実施形態のガスセンサ制御装置１は、この指示に従って測定を開始する。測定開始の直後は、目標電圧Ｖｒは第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）とされており、起電力セル電圧Ｖｓがこの第２目標電圧Ｖｒ２になるように、ポンプ電流Ｉｐが制御されている。そして、起電力セル電圧Ｖｓが第２目標電圧Ｖｒ２になった状態において、電極１２，１６間を流れるポンプ電流Ｉｐである第２ポンプ電流Ｉｐ２の値を測定する。なお、前述の通り、ポンプ電流Ｉｐの大きさは、検出抵抗Ｒ１によって検出されて、ガス検出信号（酸素濃度信号）Ｖｉｐとして出力されている。
【００４０】
次に、目標電圧Ｖｒを第１目標電圧Ｖｒ１（＝１０００ｍＶ）に切り替え、起電力セル電圧Ｖｓが第１目標電圧Ｖｒ１になるように、ポンプ電流Ｉｐを制御する。そして、起電力セル電圧Ｖｓ及びポンプ電流Ｉｐが安定するまでに要する所定時間を経過した後、起電力セル電圧Ｖｓが第１目標電圧Ｖｒ１となった状態において、電極１２，１６間を流れるポンプ電流Ｉｐである第１ポンプ電流Ｉｐ１の値を測定する。なお、この測定の間、測定条件（例えば、アイドリング状態）は保たれて、ストイキ状態など、排気ガスＥＧの酸素濃度は一定であるとする。
【００４１】
その後、第１ポンプ電流Ｉｐ１からＯ2ガスの解離によって流れる第２ポンプ電流Ｉｐ２を減じた差分値ΔＩｐ1-2（＝Ｉｐ１−Ｉｐ２）を算出すれば、この差分値ΔＩｐ1-2はＨ2Ｏガスの解離に起因する電流となるので、この差分値ΔＩｐ1-2から排気ガスＥＧ中のＨ2Ｏガス濃度を測定することができる。
【００４２】
ところで、目標電圧Ｖｒを第１目標電圧Ｖｒ１（＝１０００ｍＶ）とすると、排気ガスＥＧ中のＨ2Ｏガスが解離するのみならず、排気ガスＥＧ中のＣＯ2ガスも一部解離する。このため、第１ポンプ電流Ｉｐ１には、ＣＯ2ガスの解離に起因して流れるＣＯ2電流Ｉｃｏ2が含まれる。従って、Ｉｐ１−Ｉｐ２として算出した上述の差分値ΔＩｐ1-2にも、このＣＯ2電流Ｉｃｏ2が含まれる。従って、この差分値ΔＩｐ1-2から求めたＨ2Ｏガス濃度には、ＣＯ2ガスの存在によるオフセット誤差が含まれている。
【００４３】
そこで、本実施形態のガスセンサ制御装置１では、ＣＯ2電流Ｉｃｏ2によるオフセット誤差を補正すべく、このＣＯ2電流Ｉｃｏ2に相当するＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得している。そして、差分値ΔＩｐ1-2からＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅを差し引いた補正差分電流ΔＩｐ（＝Ｉｐ１−Ｉｐ２−Ｉｃｏ2ｅ）を用いて、Ｈ2Ｏガス濃度を得ている。
【００４４】
なお、本実施形態では、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得するにあたり、前述のＣＯ2センサ９０を用いた。即ち、本実施形態では、図１に示すように、排気管ＥＰには、ガスセンサ２のほか、排気ガスＥＧ中のＣＯ2濃度を検知するＣＯ2センサ９０が装着されている。このＣＯ2センサ９０は、固体電解質体からなる検出素子を有し、ＣＯ2センサ制御装置９１により制御される。このＣＯ2センサ制御装置９１も、接続バス１０３を介して、ＣＡＮバス１０２に接続されており、ガスセンサ制御装置１は、ＣＯ2センサ９０（ＣＯ2センサ制御装置９１）が出力するＣＯ2濃度情報ＩＡを取得可能にされている。
これにより、本実施形態のガスセンサ制御装置１では、ＣＯ2センサ９０が出力したＣＯ2濃度情報ＩＡを取得し、このＣＯ2濃度情報ＩＡからＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得る。
【００４５】
次いで、本実施形態に係るガスセンサ制御装置１（特にマイクロプロセッサ３０）の動作を、図５のフローチャートを参照して説明する。
ガスセンサ制御装置１のマイクロプロセッサ３０は、図５に示すメイン処理を予め定められたタイミング毎に定期的に実行し、酸素濃度の検知を行なっている。そして、ＥＣＵ１００からＨ2Ｏガス濃度の検知指示があったときに、Ｈ2Ｏガス濃度の検知を行う。
【００４６】
予め定められたタイミング毎にメイン処理が起動されると、まず、ステップＳ１で、酸素濃度を検知する。なお、このとき、センサ素子部制御回路４０のＰＩＤ制御回路６９において、起電力セル電圧Ｖｓの目標電圧Ｖｒは、第２目標電圧Ｖｒ２＝４５０ｍＶに設定されており、起電力セル電圧Ｖｓがこの第２目標電圧Ｖｒ２になるように、ポンプ電流Ｉｐが制御されている。そして、このときのポンプ電流Ｉｐの大きさをガス検出信号（酸素濃度信号）Ｖｉｐとして検知する。
【００４７】
続くステップＳ２では、アイドリング状態での停止中やフューエルカット時など、特定の測定開始条件が揃った場合に出されるＥＣＵ１００からのＨ2Ｏガス濃度の検知指示があるか否かを判断する。検知指示がない場合（Ｎｏ）には、そのまま本メイン処理を終了する。即ち、ステップＳ１の酸素濃度の検知のみが行われる。一方、Ｈ2Ｏガス濃度の検知指示があった場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３に進む。
【００４８】
ステップＳ３では、目標電圧Ｖｒが第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）とされ、起電
力セル電圧Ｖｓがこの第２目標電圧Ｖｒ２となっているときのポンプ電流Ｉｐの大きさ
（ガス検出信号Ｖｉｐ）を、第２ポンプ電流Ｉｐ２として読み込み、記憶する。次いで、ステップＳ４では、目標電圧Ｖｒを第１目標電圧Ｖｒ１（＝１０００ｍＶ）に変更する。具体的には、制御部５９を通じてアナログマルチプレクサＭＵＸ１を切り替え、第２定電圧源６９ｂに代えて、第１定電圧源６９ａをオペアンプ６９ｃに接続する。そして、続くステップＳ５では、このステップＳ４での目標電圧Ｖｒの変更から、起電力セル電圧Ｖｓ及びポンプ電流Ｉｐが安定するまでに要する予め定めた所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ６に進む。
【００４９】
ステップＳ６では、ステップＳ２でＥＣＵ１００から出されたＨ2Ｏガス濃度の検知指示が継続しているか否かを判断する。検知指示が継続している場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５とステップＳ６を繰り返しながら、所定時間の経過を待つ。そして、所定時間が経過した場合には、ステップＳ５でＹｅｓとなり、ステップＳ７に進む。一方、所定時間の経過を待っている途中で、ＥＣＵ１００からの検知指示が無くなると、ステップＳ６でＮｏとなり、ステップＳ１４に進む。
【００５０】
ステップＳ７では、ＣＡＮバス１０２を通じて、ＣＯ2センサ９０（ＣＯ2センサ制御装置９１）が出力したＣＯ2濃度情報ＩＡを取得する。そして、続くステップＳ８では、起電力セル電圧Ｖｓが第１目標電圧Ｖｒ１（＝１０００ｍＶ）となっているときのポンプ電流Ｉｐの大きさ（ガス検出信号Ｖｉｐ）を、第１ポンプ電流Ｉｐ１として読み込み、記憶する。
【００５１】
次いで、ステップＳ９では、目標電圧Ｖｒを第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）に戻す。具体的には、制御部５９を通じてアナログマルチプレクサＭＵＸ１を切り替え、第１定電圧源６９ａに代えて、第２定電圧源６９ｂをオペアンプ６９ｃに接続する。そして、続くステップＳ１０では、ステップＳ７で取得したＣＯ2濃度情報ＩＡからＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得る。
【００５２】
次いで、ステップＳ１１では、補正差分電流ΔＩｐを、ΔＩｐ＝Ｉｐ１−Ｉｐ２−Ｉｃｏ2ｅにより算出する。続くステップＳ１２で、補正差分電流ΔＩｐとＨ2Ｏガス濃度ＣＣとの関係を示すテーブルを参照して、得られた補正差分電流ΔＩｐに対応するＨ2Ｏガス濃度ＣＣを得る。そして、続くステップＳ１３で、検知したＨ2Ｏガス濃度ＣＣを、接続バス１０１を通じて、ＥＣＵ１００に向けて送出し、その後、本メイン処理を終了する。なお、ステップＳ６でＮｏとなって、ステップＳ１４に進んだ場合は、ステップＳ９と同様にして、目標電圧Ｖｒを第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）に戻し、その後、本メイン処理を終了する。
【００５３】
本実施形態では、起電力セル２４の電極２２，２８が、一対の第１電極に相当し、ポンプセル１４の電極１２，１６が、一対の第２電極に相当する。また、起電力セル２４の電解質層２４ｃが第１固体電解質体に相当し、ポンプセル１４の電解質層１４ｃが、第２固体電解質体に相当する。
さらに、センサ素子部制御回路４０のＰＩＤ制御回路６９が、電流制御手段に相当する。また、センサ素子部制御回路４０の検出抵抗Ｒ１、差動増幅回路６１及び、ステップＳ８を実行しているマイクロプロセッサ３０が、第１電流検知手段に相当する。また、センサ素子部制御回路４０の検出抵抗Ｒ１，差動増幅回路６１及び、ステップＳ３を実行しているマイクロプロセッサ３０が、第２電流検知手段に相当する。また、センサ素子部制御回路４０のうち、ＰＩＤ制御回路６９の第１定電圧源６９ａ、第２定電圧源６９ｂ及びアナログマルチプレクサＭＵＸ１、制御部５９並びに、ステップＳ４，Ｓ９，Ｓ１４を実行しているマイクロプロセッサ３０が、電圧設定手段に相当する。
さらに、ステップＳ７，Ｓ１０を実行しているマイクロプロセッサ３０が、相当電流取得手段に相当し、このうち、ステップＳ７を実行しているマイクロプロセッサ３０が、濃度情報取得手段に相当し、ステップＳ１０を実行しているマイクロプロセッサ３０が、第１取得手段に相当する。また、ステップＳ１１を実行しているマイクロプロセッサ３０が、相殺手段に相当し、補正差分電流ΔＩｐが相殺ポンプ電流に相当する。また、ステップＳ１２を実行しているマイクロプロセッサ３０が、Ｈ2Ｏガス濃度検知手段に相当する。
【００５４】
以上で説明したように、本実施形態のガスセンサ制御装置１では、相当電流取得手段である濃度情報取得手段（ステップＳ７）及び第１取得手段（ステップＳ１０）により、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得し、さらに相殺手段（ステップＳ１１）で、このＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅを相殺した相殺ポンプ電流である補正差分電流ΔＩｐを得ている。
これにより、第１ポンプ電流Ｉｐ１中に含まれるＣＯ2電流Ｉｃｏ2の影響を相殺することができ、その後のＨ2Ｏガス濃度ＣＣの検知処理（ステップＳ１２）において、ＣＯ2ガスに起因する影響を抑制することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態のガスセンサ制御装置１では、相殺ポンプ電流として、第１ポンプ電流Ｉｐ１からＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅを相殺し、さらに第２ポンプ電流Ｉｐ２による影響をも相殺した補正差分電流ΔＩｐを得ており、この補正差分電流ΔＩｐを用いて、Ｈ2Ｏガス濃度ＣＣを検知している。
これにより、簡易な処理で、また、適切にＨ2Ｏガス濃度ＣＣを検知することができる。
【００５６】
さらに、本実施形態のガスセンサ制御装置１では、ＣＯ2センサ９０（ＣＯ2センサ制御装置９１）が得たＣＯ2濃度情報ＩＡからＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得て、Ｈ2Ｏガス濃度ＣＣを検知している。これにより、ＣＯ2センサ９０を用いて、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を精度良く得て、より適切にＨ2Ｏガスに関する情報である第１ポンプ電流Ｉｐ１に含まれるＣＯ2ガスに起因する影響を抑えることができる。
【００５７】
（変形形態１）
次に、上述の実施形態の第１の変形形態について、図６を参照して説明する。前述の実施形態では、ＣＯ2センサ９０及びＣＯ2センサ制御装置９１を通じて得たＣＯ2濃度情報ＩＡを用いてＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得た。
これに対し、本変形形態１では、ＣＯ2センサ等を用いない代わりに、ＥＣＵ１００が車両の内燃機関ＥＮＧ（エンジン）の運転状態に基づいてＣＯ2濃度を推定した推定ＣＯ2濃度情報ＩＢを得る。なお、ＥＣＵ１００が推定ＣＯ2濃度情報ＩＢを得る手法としては、具体的には、例えば、特開２００６−１０４９８５の図１３に示されるように、エンジンの空燃比と、目標ＥＧＲ（排気再循環）率から、ＣＯ2濃度基本値を演算し、目標エンジントルク及びエンジン回転数からＣＯ2濃度補正値を演算し、双方を乗じて、推定ＣＯ2濃度ＩＢを得る手法などが挙げられる。そして、ガスセンサ制御装置１Ａは、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得るにあたり、ＥＣＵ１００が推定した推定ＣＯ2濃度情報ＩＢを、ＣＡＮバス１０２及び接続バス１０１を介して取得し、この推定ＣＯ2濃度情報ＩＢからＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得る。その他については、実施形態と同様の構成であるので、同様の部分については、説明を省略する。
【００５８】
次いで、本変形形態１に係るガスセンサ制御装置１Ａ（特にマイクロプロセッサ３０）の動作を、図７のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１〜Ｓ６，Ｓ１４は、図５に示した実施形態と同様であるので、説明を省略する。本変形形態１では、ステップＳ４から所定時間が経過してステップＳ５でＹｅｓとなると、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、ＥＣＵ１００が内燃機関ＥＮＧ（エンジン）の運転状態に基づいて推定した推定ＣＯ2濃度情報ＩＢを取得する。そし
て、続くステップＳ８，Ｓ９は、実施形態と同様であり、ステップＳ８で、第１ポンプ電流Ｉｐ１を読み込み、記憶した後、ステップＳ９で、目標電圧Ｖｒを第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）に戻す。そして、続くステップＳ３０では、ステップＳ２７で取得した推定ＣＯ2濃度情報ＩＢからＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得する。その後は実施形態と同様に、ステップＳ１１で、補正差分電流ΔＩｐを、ΔＩｐ＝Ｉｐ１−Ｉｐ２−Ｉｃｏ2ｅとして算出し、ステップＳ１２で、テーブルを参照して、補正差分電流ΔＩｐに対応するＨ2Ｏガス濃度ＣＣを得る。そして、ステップＳ１３で、Ｈ2Ｏガス濃度ＣＣをＥＣＵ１００に向けて送出する。
【００５９】
なお、本変形形態１では、ステップＳ２７，３０を実行しているマイクロプロセッサ３０が、相当電流取得手段に相当し、このうち、ステップＳ２７を実行しているマイクロプロセッサ３０が、推定情報取得手段に相当し、ステップＳ３０を実行しているマイクロプロセッサ３０が、第２取得手段に相当する。
【００６０】
本変形形態１のガスセンサ制御装置１Ａでは、相当電流取得手段である推定情報取得手段（ステップＳ２７）及び第２取得手段（ステップＳ３０）により、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得し、さらに相殺手段（ステップＳ１１）で、このＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅを相殺した相殺ポンプ電流である補正差分電流ΔＩｐを得ている。
これにより、その後のＨ2Ｏガス濃度ＣＣの検知処理（ステップＳ１２）において、ＣＯ2ガスに起因する影響を抑制することができる。
【００６１】
さらに、本変形形態１のガスセンサ制御装置１Ａでは、ＥＣＵ１００が車両の内燃機関
ＥＮＧ（エンジン）の運転状態に基づいて推定した推定ＣＯ2濃度情報ＩＢを、ＥＣＵ１００からＣＡＮバス１０２及び接続バス１０１を介して取得している（ステップＳ
２７）。そして、この推定ＣＯ2濃度情報ＩＢからＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得てい
る（ステップＳ３０）。これにより、ＣＯ2センサを用いずとも、推定によってＣＯ2相当
電流Ｉｃｏ2ｅの値を得て、Ｈ2Ｏガスに関する情報である第１ポンプ電流Ｉｐ１に含まれ
るＣＯ2ガスに起因する影響を抑えることができる。
【００６２】
（変形形態２）
次に、実施形態の第２の変形形態についても、図６を参照して説明する。
本変形形態２は、ＣＯ2センサを用いない点で変形形態１と同様であるが、本変形形態２のガスセンサ制御装置１Ｂは、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を得るにあたり、ＣＯ2センサのほかＥＣＵ１００からの情報をも用いることなく、マイクロプロセッサ３０のメモリ３５に予め記憶された記憶値ＩＣをＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値としている点で異なる。この記憶値ＩＣは、実施形態または変形形態１によって得られるＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの平均値あるいは中央値を、用いるＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの代表値として記憶したものである。その他については、実施形態及び変形形態１と同様の構成であるので、同様の部分については、説明を省略する。
【００６３】
次いで、本変形形態２に係るガスセンサ制御装置１Ｂ（特にマイクロプロセッサ３０）の動作を、図８のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１〜Ｓ６，Ｓ１４は、図５に示した実施形態と同様であるので、説明を省略する。本実施形態２では、ステップＳ４から所定時間が経過してステップＳ５でＹｅｓとなると、ステップＳ８に進む。ステップＳ８及びこれに続くステップＳ９は、実施形態と同様であり、ステップＳ８で、第１ポンプ電流Ｉｐ１を読み込み、記憶した後、ステップＳ９で、目標電圧Ｖｒを第２目標電圧Ｖｒ２（＝４５０ｍＶ）に戻す。そして、続くステップＳ５０では、上述のマイクロプロセッサ３０のメモリ３５に予め記憶された記憶値ＩＣをＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値とする。その後は実施形態と同様に、ステップＳ１１で、補正差分電流ΔＩｐを、ΔＩｐ＝Ｉｐ１−Ｉｐ２−Ｉｃｏ2ｅとして算出し、ステッ
プＳ１２で、テーブルを参照して、補正差分電流ΔＩｐに対応するＨ2Ｏガス濃度ＣＣを得る。そして、ステップＳ１３で、Ｈ2Ｏガス濃度ＣＣをＥＣＵ１００に向けて送出する。
【００６４】
なお、本変形形態２では、ステップＳ５０を実行しているマイクロプロセッサ３０が、相当電流取得手段及び、第３取得手段に相当する。
【００６５】
本変形形態２のガスセンサ制御装置１Ｂでは、相当電流取得手段である第３取得手段（ステップＳ５０）により、ＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得し、さらに相殺手段（ステップＳ１１）で、このＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅを相殺した相殺ポンプ電流である補正差分電流ΔＩｐを得ている。
これにより、その後のＨ2Ｏガス濃度ＣＣの検知処理（ステップＳ１２）において、ＣＯ2ガスに起因する影響を抑制することができる。
【００６６】
本変形形態２のガスセンサ制御装置１Ｂでは、予め記憶されていた記憶値ＩＣをＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値としている（ステップＳ５０）。これにより、ＣＯ2センサ等を別途設けることなく、簡易な方法でＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅの値を取得して、Ｈ2Ｏガスに関する情報である第１ポンプ電流Ｉｐ１に含まれるＣＯ2ガスに起因する影響を抑えることができる。
【００６７】
以上において、本発明のガスセンサ制御装置を、実施形態、及び変形形態１，２のガスセンサ制御装置１，１Ａ，１Ｂに即して説明したが、本発明は上記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態及び変形形態１，２では、ガスセンサ２として、排気ガスＥＧ中の酸素濃度（空燃比）を検出する空燃比センサを用いたが、「ガスセンサ」は、空燃比センサに限られず、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検出するＮＯｘセンサなどであっても良い。
また、ガスセンサは排気管に装着されるものに限定されず、ＥＧＲ装置を備えるエンジンの吸気管に装着されて、吸気ガス中の酸素濃度を検出するガスセンサに本発明を適用しても良い。
【００６８】
また、実施形態では、ＣＯ2センサ９０を、別途設けたＣＯ2センサ制御装置９１により制御し、ＣＯ2センサ制御装置９１を介して、ＣＯ2濃度情報ＩＡを得た。しかし、ガスセンサ制御装置１が、ＣＯ2センサをも制御する構成を含み、ＣＯ2センサから直接ＣＯ2濃度情報を得る構成としても良い。
また、変形形態１では、ＥＣＵ１００が車両の内燃機関ＥＮＧ（エンジン）の運転状態に基づいて推定した推定ＣＯ2濃度情報ＩＢを用いたが、ガスセンサ制御装置１が得た空燃比に基づいて、ガスセンサ制御装置１自身でＣＯ2濃度を推定して、推定ＣＯ2濃度情報を得る構成としても良い。
また、変形形態２では、マイクロプロセッサ３０のメモリ３５に予め記憶された記憶値ＩＣをＣＯ2相当電流Ｉｃｏ2ｅとしたが、予め空燃比等の情報に関係付けた複数の記憶値を記憶しておき、これらの記憶値のうちの１つを選択して用いる構成としても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ａ，１Ｂ  ガスセンサ制御装置
２  ガスセンサ
３  センサ素子部
１４  ポンプセル
１４ｃ  電解質層（第２電解質体）
２４  起電力セル
２４ｃ  電解質層（第１電解質体）
１２，１６  （ポンプセルの）電極（第２電極）
２２，２８  （起電力セルの）電極（第１電極）
Ｖｓ＋，Ｉｐ＋，ＣＯＭ  （センサ素子部の）端子
８０  ヒータ部
Ｉｐ  ポンプ電流
Ｖｓ  起電力セル電圧
Ｖｉｐ  ガス検出信号（酸素濃度信号）
３０  マイクロプロセッサ
３４  ＰＷＭ出力ポート
４０  センサ素子部制御回路
５９  制御部（電圧設定手段）
６１  差動増幅回路（第１電流検出手段、第２電流検出手段）
６９  ＰＩＤ制御回路（電流制御手段）
６９ａ  第１定電圧源（電圧設定手段）
６９ｂ  第２定電圧源（電圧設定手段）
ＭＵＸ１  アナログマルチプレクサ（電圧設定手段）
Ｒ１  検出抵抗（第１電流検出手段、第２電流検出手段）
７０  ヒータ部制御回路
ＥＮＧ  内燃機関（エンジン）
ＥＰ  排気管
ＥＧ  排気ガス（被測定ガス）
９０  ＣＯ2センサ
９１  ＣＯ2センサ制御装置
１００  ＥＣＵ
Ｖｒ  目標電圧
Ｖｒ１  第１目標電圧
Ｖｒ２  第２目標電圧
Ｉｐ１  第１ポンプ電流
Ｉｐ２  第２ポンプ電流
Ｉｃｏ2ｅ  ＣＯ2相当電流
ΔＩｐ  補正差分電流（相殺ポンプ電流）
ＩＡ  ＣＯ2濃度情報
ＩＢ  推定ＣＯ2濃度情報
ＩＣ  記憶値
ＣＣ  Ｈ2Ｏガス濃度
Ｓ３  第２電流検知手段
Ｓ８  第１電流検知手段
Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１４  電圧設定手段
Ｓ７  濃度情報取得手段（相当電流取得手段）
Ｓ１０  第１取得手段（相当電流取得手段）
Ｓ２７  推定情報取得手段（相当電流取得手段）
Ｓ３０  第２取得手段（相当電流取得手段）
Ｓ５０  第３取得手段（相当電流取得手段）
Ｓ１１  相殺手段
Ｓ１２  Ｈ2Ｏ濃度検知手段
【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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【図８】
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