(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスセンサの個体毎に被検出ガスの水分濃度相当値とポンプ電流の差との関係を個々に予め求めるために行われていた従来の煩雑な作業が不要となるガスセンサ装置を提供する。【解決手段】ガスセンサ装置４は、酸素濃度検出セル５０と酸素ポンプセル４０とを有するガスセンサ１と、ガスセンサ１に接続されたセンサ制御装置３とを備える。センサ制御装置３は、酸素ポンプセル４０に流れるポンプ電流を検出する電流検出部３６と、雰囲気判別部にて被検出ガスが大気であると判別されているときに電流検出部３６で検出された電流に基づいて被検出ガスの水分濃度に相当する水分濃度相当値を検出する水分濃度検出部２２０と、を備える。水分濃度検出部２２０は、第２ポンプ電流と第１ポンプ電流の差分に一定の係数Ｋ１(Ｋ１は１でない正の値）を乗じた値に基づいて水分濃度相当値を決定する。【選択図】図２
2016090264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１固体電解質体及び当該第１固体電解質体上に形成された一対の第１電極を有し、当該一対の第１電極のうちの一方の電極が、被検出ガスが導入される検出室内に配置され、他方の電極が基準となる酸素濃度雰囲気に晒される酸素濃度検出セルと、第２固体電解質体及び当該第２固体電解質体上に形成された一対の第２電極を有し、前記一対の第２電極のうちの一方の電極が前記検出室内に配置され、当該一対の第２電極間に流れる電流に応じて、前記検出室に導入された前記被検出ガスに含まれる酸素の汲み出し又は汲み入れを行う酸素ポンプセルと、を備えるガスセンサと、前記ガスセンサに接続されて前記被検出ガス中の特定成分のガス濃度及び前記被検出ガスが大気であるときの湿度を検出するセンサ制御装置とを備えたガスセンサ装置であり、前記センサ制御装置が、
前記検出室内の酸素濃度と前記基準となる酸素濃度雰囲気の酸素濃度との差異に起因して前記一対の第１電極間に生じる電圧を検出し、当該一対の第１電極間に生じる電圧が制御目標電圧となるように前記一対の第２電極間に流れる電流を制御する電流制御部と、
前記被検出ガスが大気であるか否かを判別する雰囲気判別部と、
前記制御目標電圧を第１基準電圧に設定する一方、前記雰囲気判別部によって前記被検出ガスが大気であると判別された場合に、前記制御目標電圧を前記第１基準電圧よりも大きい第２基準電圧に設定する電圧設定部と、
前記第１基準電圧が前記酸素濃度検出セルの前記一対の第１電極間に生じた状態において前記酸素ポンプセルの前記一対の第２電極間に流れる第１ポンプ電流を検出し、また、前記第２基準電圧が前記一対の第１電極間に生じた状態において前記一対の第２電極間に流れる第２ポンプ電流を検出する電流検出部と、
前記雰囲気判別部にて前記被検出ガスが大気であると判別されているときに前記電流検出部で検出された第１ポンプ電流及び第２ポンプ電流に基づいて、前記被検出ガスの水分濃度に相当する水分濃度相当値を検出する水分濃度検出部と、を備えたガスセンサ装置であって、
前記水分濃度検出部は、前記第２ポンプ電流と前記第１ポンプ電流の差分に、前記ガスセンサの個体差に応じた一定の係数Ｋ１(Ｋ１は１でない正の値）を乗じた値に基づいて前記水分濃度相当値を決定する、ことを特徴とするガスセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサ装置であって、
前記水分濃度検出部は、前記第２ポンプ電流と前記第１ポンプ電流の差分に前記係数Ｋ１を乗じた値と前記水分濃度相当値との関係を示す関数又はテーブルとして、前記ガスセンサの個体差に依存しない関数又はテーブルを格納するとともに、前記ガスセンサの個体差に依存して決定された前記係数Ｋ１を使用することを特徴とするガスセンサ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスセンサ装置であって、
前記水分濃度検出部は、前記第１ポンプ電流Ｉｐ１を示す電圧値Ｖｉｐ１を分圧することによって第１ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ１（Ｋ２はＫ１に比例する正の一定値）を出力するとともに、前記第２ポンプ電流Ｉｐ２を示す電圧値Ｖｉｐ２を分圧することによって第２ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ２を出力する分圧回路を備え、
前記水分濃度検出部は、前記分圧回路から出力される前記第２ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ２と前記第１ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ１の差分Ｋ２（Ｖｉｐ２−Ｖｉｐ１）から前記水分濃度相当値を決定する、ことを特徴とするガスセンサ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスセンサ装置であって、更に
前記水分濃度相当値を利用して前記ガスセンサのゼロ点較正を行うゼロ点較正部を備えることを特徴とするガスセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素センサや、空燃比センサ、ＮＯｘセンサなどの各種のガスセンサを利用したガスセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、酸素濃度検出セルと酸素ポンプセルとを有する空燃比センサを用いて、被検出ガスの水分濃度を検出することが可能な装置が開示されている。ここで、「水分濃度」とは、被検出ガスに含まれる水分を水蒸気とみなしたときの水分の体積割合を意味する。この特許文献１の装置では、酸素濃度検出セルの電圧Ｖｓを第1基準電圧とした状態で検出されたポンプ電流Ｉｐ＿ｐｒｉｍａｒｙと、酸素濃度検出セルの電圧Ｖｓを第２基準電圧とした状態で検出されたポンプ電流Ｉｐ＿ｓｅｃｏｎｄａｒｙとの差ΔＩｐに基づいて、被検出ガスの水分濃度を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、被検出ガスの水分濃度とポンプ電流の差ΔＩｐとの関係には、特許文献１の図５，図７にも例示されているように、ガスセンサ毎に個体差があり、ガスセンサの個体毎でΔＩｐは大幅に異なるものであった。このため、従来は、ガスセンサの構造、型式、品番等が同一であっても、ガスセンサの個体毎に被検出ガスの水分濃度とポンプ電流の誤差ΔＩｐとの関係を予め求めてガスセンサの制御装置内に格納しておく必要があり、煩雑な作業が必要であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、酸素濃度検出セルと酸素ポンプセルとを有するガスセンサと、前記ガスセンサに接続されて被検出ガス中の特定成分のガス濃度及び被検出ガスが大気であるときの湿度を検出するセンサ制御装置とを備えたガスセンサ装置が提供される。前記ガスセンサは、第１固体電解質体及び当該第１固体電解質体上に形成された一対の第１電極を有し、当該一対の第１電極のうちの一方の電極が、被検出ガスが導入される検出室内に配置され、他方の電極が基準となる酸素濃度雰囲気に晒される酸素濃度検出セルと、第２固体電解質体及び当該第２固体電解質体上に形成された一対の第２電極を有し、前記一対の第２電極のうちの一方の電極が前記検出室内に配置され、当該一対の第２電極間に流れる電流に応じて、前記検出室に導入された前記被検出ガスに含まれる酸素の汲み出し又は汲み入れを行う酸素ポンプセルと、を備える。前記センサ制御装置は、前記検出室内の酸素濃度と前記基準となる酸素濃度雰囲気の酸素濃度との差異に起因して前記一対の第１電極間に生じる電圧を検出し、当該一対の第１電極間に生じる電圧が制御目標電圧となるように前記一対の第２電極間に流れる電流を制御する電流制御部と、前記被検出ガスが大気であるか否かを判別する雰囲気判別部と、前記制御目標電圧を第１基準電圧に設定する一方、前記雰囲気判別部によって前記被検出ガスが大気であると判別された場合に、前記制御目標電圧を前記第１基準電圧よりも大きい第２基準電圧に設定する電圧設定部と、前記第１基準電圧が前記酸素濃度検出セルの前記一対の第１電極間に生じた状態において前記酸素ポンプセルの前記一対の第２電極間に流れる第１ポンプ電流を検出し、また、前記第２基準電圧が前記一対の第１電極間に生じた状態において前記一対の第２電極間に流れる第２ポンプ電流を検出する電流検出部と、前記雰囲気判別部にて前記被検出ガスが大気であると判別されているときに前記電流検出部で検出された第１ポンプ電流及び第２ポンプ電流に基づいて、前記被検出ガスの水分濃度に相当する水分濃度相当値を検出する水分濃度検出部と、を備える。前記水分濃度検出部は、前記第２ポンプ電流と前記第１ポンプ電流の差分に、前記ガスセンサの個体差に応じた一定の係数Ｋ１(Ｋ１は１でない正の値）を乗じた値に基づいて前記水分濃度相当値を決定することを特徴とする。
このガスセンサ装置によれば、ガスセンサの個体差に応じて第１ポンプ電流の値、及び、第２ポンプ電流の値と水分濃度との関係が異なる場合にも、一定の係数Ｋ１をガスセンサの個体差に応じた適切な値に設定することによって、第１ポンプ電流、第２ポンプ電流から水分濃度相当値を得ることができる。従って、ガスセンサの個体毎に被検出ガスの水分濃度相当値とポンプ電流の差との関係を個々に予め求めるために行われていた従来の煩雑な作業が不要となる。
【０００７】
（２）上記ガスセンサ装置において、前記水分濃度検出部は、前記第２ポンプ電流と前記第１ポンプ電流の差分に前記係数Ｋ１を乗じた値と前記水分濃度相当値との関係を示す関数又はテーブルとして、前記ガスセンサの個体差に依存しない関数又はテーブルを格納するとともに、前記ガスセンサの個体差に依存して決定された前記係数Ｋ１を使用するようにしてもよい。
このガスセンサ装置によれば、係数Ｋ１をガスセンサの個体差に応じた適切な値に設定することにより、同じ構造、型式、品番の複数のガスセンサに共通する関数又はテーブルを利用して、第１ポンプ電流、第２ポンプ電流から水分濃度相当値を得ることができる。
【０００８】
（３）上記ガスセンサ装置において、前記水分濃度検出部は、前記第１ポンプ電流Ｉｐ１を示す電圧値Ｖｉｐ１を分圧することによって第１ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ１（Ｋ２はＫ１に比例する正の一定値）を出力するとともに、前記第２ポンプ電流Ｉｐ２を示す電圧値Ｖｉｐ２を分圧することによって第２ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ２を出力する分圧回路を備え、前記水分濃度検出部は、前記分圧回路から出力される前記第２ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ２と前記第１ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ１の差分Ｋ２（Ｖｉｐ２−Ｖｉｐ１）から前記水分濃度相当値を決定するようにしてもよい。
このガスセンサ装置によれば、Ｋ２の値をガスセンサの個体差に応じた適切な値に設定することにより、第１ポンプ電流、第２ポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２から水分濃度相当値を得ることができる。
【０００９】
（４）上記ガスセンサ装置は、更に、前記水分濃度相当値を利用して前記ガスセンサのゼロ点較正を行うゼロ点較正部を備えるものとしてもよい。
このガスセンサ装置によれば、水分濃度を考慮したゼロ点較正を行うことができ、ガスセンサのゼロ点較正をより正確に行うことが可能である。
【００１０】
本発明は、ガスセンサ装置や、ガスセンサの制御装置、ガスセンサの制御方法、ガスセンサ装置の製造方法等の種々の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内燃機関の排気系周りの概略的な構成を示す図。
【図２】全領域空燃比センサの構造を示す図。
【図３】水分濃度検出に用いられる水分濃度テーブルの一例を示すグラフ。
【図４】ポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２の間の比例関係を示すグラフ。
【図５】水分濃度検出部の内部構成の一例を示すブロック図。
【図６】湿度検出を利用したセンサのゼロ点較正処理の手順を示すフローチャート。
【図７】大気の水分濃度と第１ポンプ電流との関係を示すグラフ。
【図８】ゼロ点水分補正値を考慮したゼロ点較正値の求め方を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．装置の構成
図１は、本発明の一実施形態としてのガスセンサ装置を備えた車両１００の概略的な構成を示す図である。車両１００は、内燃機関であるエンジン１０１を有し、エンジン１０１には排気ガスを車外に放出するための排気管１０２が接続されている。排気管１０２の経路上には、全領域空燃比センサ１が配設されている。全領域空燃比センサ１は、排気管１０２の排気通路を流通する排気ガス中の特定成分のガス濃度（この例では酸素濃度）を検出するガスセンサである。全領域空燃比センサ１は、自身とは離れた位置に配設されるセンサ制御装置３とハーネス９１（信号線）を介して電気的に接続されており、センサ制御装置３によって制御されて酸素濃度を検出する。センサ制御装置３はバッテリ８０から電力の供給を受けて動作し、全領域空燃比センサ１を用いて検出した酸素濃度を示す出力信号をエンジン制御装置５（「ＥＣＵ５」と呼ぶ）に出力する。ＥＣＵ５は、全領域空燃比センサ１の出力信号に基づいて、エンジン１０１の空燃比フィードバック制御を行う。
【００１３】
エンジン１０１に燃料供給が行われているときは、排気ガスが全領域空燃比センサ１の被検出ガスとなる。一方、エンジン１０１への燃料供給が停止された状態（フューエルカット期間）では、排気管１０２内に大気が流通するため、排気管１０２内を流通する大気が全領域空燃比センサ１の被検出ガスとなる。本明細書では、「被検出ガス」は、排気ガス及び大気の両方を包含する用語として使用する。後述するように、センサ制御装置３は、被検出ガス中の水分濃度を決定する機能も有する。
【００１４】
図２は、全領域空燃比センサ１とセンサ制御装置３とを含むガスセンサ装置４の内部構成を示す説明図である。全領域空燃比センサ１は、内部に細長で長尺な板状をなすセンサ素子１０を、ハウジング（図示省略）内に保持した構造を有する。全領域空燃比センサ１は、ハーネス９１（図１）を介してセンサ制御装置３と電気的に接続されている。なお、センサ制御装置３の一部又は全部の機能をＥＣＵ５に組み込んでもよい。
【００１５】
全領域空燃比センサ１のセンサ素子１０は、固体電解質体１１，１３と、絶縁基体１２，１７，１８，２４とを有している。これらの部材は、図２の下から順に、絶縁基体１８，１７、固体電解質体１３、絶縁基体１２、固体電解質体１１、絶縁基体２４の順に積層されている。なお、図２では、絶縁基体１２に設けられたガス検出室２３を描いているため、絶縁基体１２自身の断面は現れていない。固体電解質体１１の両面には、一対の電極１９，２０がそれぞれ形成されており、同様に、固体電解質体１３の両面にも一対の電極２１，２２がそれぞれ形成されている。そのうちの１つの電極２２は、固体電解質体１３と絶縁基体１７との間に埋設されている。固体電解質体１１，１３及び絶縁基体１２，１７，１８，２４は、いずれも細長い板状に形成されており、図２ではその長手方向と直交する断面を示している。
【００１６】
絶縁基体１２の長手方向の一端側には、固体電解質体１１，１３を一壁面としつつ、被検出ガスを導入可能な中空のガス検出室２３（単に「検出室２３」とも呼ぶ）が形成されている。ガス検出室２３の幅方向の両端には、ガス検出室２３内に被検出ガスを導入する際の流入量を規制するための多孔質状の拡散律速部１５が設けられている。なお、固体電解質体１１上の電極２０と、固体電解質体１３上の電極２１とは、ガス検出室２３内にそれぞれ露出している。
【００１７】
絶縁基体１７，１８の間には、発熱抵抗体２６が埋設されている。絶縁基体１７，１８及び発熱抵抗体２６は、固体電解質体１１，１３を加熱して活性化させるためのヒータとして機能する。
【００１８】
固体電解質体１１上の電極１９は、その表面がセラミックス（例えば、アルミナ）からなる多孔質性の保護層２５に覆われている。この保護層２５は、電極１９が排気ガスに含まれる被毒成分（例えばシリコン）によって劣化しないように、電極１９を保護するためのものである。固体電解質体１１上に積層された絶縁基体２４は、電極１９を覆わないように開口が設けられており、保護層２５はその開口内に配設されている。
【００１９】
このセンサ素子１０において、固体電解質体１１とその両面に設けられた一対の電極１９，２０は、外部からガス検出室２３内に酸素を汲み入れ、あるいはガス検出室２３から外部へ酸素を汲み出す酸素ポンプセル４０（「Ｉｐセル４０」とも呼ぶ）として機能する。また、固体電解質体１３とその両面に設けられた一対の電極２１，２２は、両電極間の酸素濃度に応じて起電力を発生させる酸素濃度検出セル５０（「Ｖｓセル５０」とも呼ぶ）として機能する。電極２２は、ガス検出室２３内の酸素濃度の検出のための基準となる酸素濃度を維持する酸素基準電極として機能する。Ｉｐセル４０及びＶｓセル５０の詳細な機能については後述する。
【００２０】
センサ制御装置３は、制御部９と電気回路部３０とを有している。制御部９は、被検出ガスのガス濃度（酸素濃度）を検出するガス濃度検出部２００と、被検出ガスが大気であるか否かを判別する雰囲気判別部２１０と、水分濃度を検出する水分濃度検出部２２０と、センサのゼロ点較正を行うゼロ点較正部２３０とを含んでいる。水分濃度検出部２２０は、基準電圧比較回路３５で使用される基準電圧（後述）を設定する電圧設定部２２５を含んでいる。但し、電圧設定部２２５を水分濃度検出部２２０の外部に設けても良い。これらの各部の機能については後述する。この制御部９の一部及び全部の要素は、ハードウェア回路として構成されていても良く、或いは、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを有するマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。後者の場合には、ＲＯＭなどの不揮発性の記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによって制御部９の一部又は全部の機能が実現される。
【００２１】
電気回路部３０は、ヒータ通電制御回路３１と、ポンプ電流駆動回路３２と、電圧検出回路３３と、微小電流供給回路３４と、基準電圧比較回路３５と、ポンプ電流検出回路３６とを備えている。
【００２２】
ヒータ通電制御回路３１は、発熱抵抗体２６の両端に供給される電圧ＶｈをＰＷＭ通電することによって発熱抵抗体２６を発熱させ、Ｉｐセル４０及びＶｓセル５０の加熱を行う。微小電流供給回路３４は、Ｖｓセル５０の電極２２から電極２１側へ微小電流Ｉｃｐを流し、電極２２側に酸素イオンを移動させて基準となる酸素濃度雰囲気を生成する。これにより、電極２２は、被検出ガス中の酸素濃度を検出するための基準となる酸素基準電極として機能する。電圧検出回路３３は、Ｖｓセル５０の電極２１，２２間に生ずる起電力Ｖｓを検出する。基準電圧比較回路３５は、予め定められた基準電圧と、電圧検出回路３３で検出した起電力Ｖｓとの比較結果（例えば差分）を求め、その比較結果をポンプ電流駆動回路３２にフィードバックする。ポンプ電流駆動回路３２は、基準電圧比較回路３５から得られた比較結果に基づき、Ｉｐセル４０の電極１９，２０間に流すポンプ電流Ｉｐの大きさや向きを制御する。この結果、電極２１，２２間に生ずる起電力Ｖｓが上記基準電圧となるようなフィードバック制御が行われる。このフィードバック制御により、Ｉｐセル４０によるガス検出室２３内への酸素の汲み入れやガス検出室２３からの酸素の汲み出しが行われる。ポンプ電流検出回路３６は、Ｉｐセル４０の電極１９，２０間に流れるポンプ電流Ｉｐを電圧に変換し、ポンプ電流Ｉｐを表す電圧値（「ポンプ電流相当電圧」とも呼ぶ）を検出信号として制御部９に出力する。ポンプ電流検出回路３６は、本発明の「電流検出部」に相当する。
【００２３】
本実施形態では、基準電圧比較回路３５によって起電力Ｖｓと比較される基準電圧として、以下の２つの基準電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２が使用される。
（１）第１基準電圧Ｖｒ１
第１基準電圧Ｖｒ１は、電圧検出回路３３の比較結果をポンプ電流駆動回路３２にフィードバックしてガス検出室２３内の雰囲気中の酸素濃度を制御したときに、ガス検出室２３内に導入された被検出ガス中の水分（Ｈ２Ｏ）が実質的に解離しないような電圧値に設定される。ここで、「水分の解離」とは、水素イオンと酸素イオンへの解離を意味する。第１基準電圧Ｖｒ１が「被検出ガス中の水分（Ｈ２Ｏ）が実質的に解離しないような電圧値」であるか否かは、例えば、水分濃度が２体積％の大気を被検出ガスとして使用し、第１基準電圧Ｖｒ１よりも１０％だけ大きな基準電圧１．１Ｖｒ１で得られるポンプ電流Ｉｐが、第１基準電圧Ｖｒ１で得られるポンプ電流Ｉｐ１からほとんど変化しない（変化量が±５％未満）か否かによって決定することが可能である。第１基準電圧Ｖｒ１は、例えば、４００ｍＶ〜６００ｍＶの範囲の値（特に、４５０ｍＶ）に設定することが好ましい。
（２）第２基準電圧Ｖｒ２
第２基準電圧Ｖｒ２は、電圧検出回路３３の比較結果をポンプ電流駆動回路３２にフィードバックしてガス検出室２３内の雰囲気中の酸素濃度を制御したときに、ガス検出室２３内に導入された被検出ガス中の水分（Ｈ２Ｏ）が解離するような電圧値に設定される。第２基準電圧Ｖｒ２が「被検出ガス中の水分（Ｈ２Ｏ）が解離するような電圧値」であるか否かは、例えば、水分濃度が２体積％の大気を被検出ガスとして使用し、第２基準電圧Ｖｒ２で得られるポンプ電流Ｉｐ２が、第１基準電圧Ｖｒ１で得られるポンプ電流Ｉｐ１より有意に大きい（５％以上大きい）か否かによって決定することが可能である。第２基準電圧Ｖｒ２は、第１基準電圧Ｖｒ１よりも高く、例えば、１０００ｍＶ〜１２００ｍＶの範囲の値に設定することが好ましい。
【００２４】
基準電圧比較回路３５は、被検出ガス中の酸素濃度を測定する場合には、起電力Ｖｓと比較する基準電圧として第１基準電圧Ｖｒ１を使用する。一方、被検出ガスの水分濃度を検出する場合には、第１基準電圧Ｖｒ１と第２基準電圧Ｖｒ２の両方が用いられる。水分濃度の検出方法については更に後述する。なお、ポンプ電流駆動回路３２，電圧検出回路３３，基準電圧比較回路３５が本発明の「電流制御部」に相当する。また、基準電圧比較回路３５において起電力Ｖｓと比較される基準電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２が本発明の「制御目標電圧」に相当する。
【００２５】
ＥＣＵ５は、車両１００のエンジン１０１を制御するための装置である。ＥＣＵ５には公知の構成のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を搭載したマイコンチップが用いられ、制御プログラムの実行にしたがって燃料の噴射タイミングや点火時期の制御が行われる。かかる制御を行うための情報として、センサ制御装置３から被検出ガス中の酸素濃度に応じた出力信号や、被検出ガス中の湿度に応じた出力信号が入力される。また、その他の情報として、その他のセンサからの信号（例えば、エンジン１０１のピストン位置や回転数を検出できるクランク角、冷却水の水温、燃焼圧などの情報）も入力される。
【００２６】
全領域空燃比センサ１を用いて被検出ガスの酸素濃度（排気ガスの空燃比）を検出する際には、基準電圧比較回路３５で比較対象となる基準電圧として、第１基準電圧Ｖｒ１（例えば４５０ｍＶ）が設定される。この際、まず微小電流供給回路３４によりＶｓセル５０の電極２２から電極２１に向けて微小電流Ｉｃｐを流す。この通電により、電極２１側から電極２２側に固体電解質体１３を介して被検出ガス中の酸素が汲み込まれ、電極２２が酸素基準電極として機能する。そして、電圧検出回路３３によって両電極２１，２２間に発生する起電力Ｖｓを検出し、この起電力Ｖｓを基準電圧比較回路３５で第１基準電圧Ｖｒ１と比較する。ポンプ電流駆動回路３２では、基準電圧比較回路３５による比較結果に基づいて、起電力Ｖｓが第１基準電圧Ｖｒ１に等しくなるようにＩｐセル４０の電極１９，２０間に流すポンプ電流Ｉｐの大きさや向きを制御する。
【００２７】
例えば、ガス検出室２３内に流入した排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであった場合、排気ガス中の酸素濃度が薄いため、Ｉｐセル４０において外部からガス検出室２３内に酸素を汲み入れるように、電極１９，２０間に流すポンプ電流Ｉｐが制御される。一方、ガス検出室２３内に流入した排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであった場合、排気ガス中には多くの酸素が存在するため、Ｉｐセル４０においてガス検出室２３から外部へ酸素を汲み出すように、電極１９，２０間に流すポンプ電流Ｉｐが制御される。このときのポンプ電流Ｉｐが、ポンプ電流検出回路３６において電圧変換されて全領域空燃比センサ１の出力信号（検出信号）として制御部９に出力される。制御部９のガス濃度検出部２００は、全領域空燃比センサ１から出力されるポンプ電流Ｉｐ（正確には「ポンプ電流相当電圧」）の大きさと向きに基づいて被検出ガス中に含まれる酸素濃度、ひいては排気ガスの空燃比を決定する。
【００２８】
以下に説明するように、センサ制御装置３は、全領域空燃比センサ１を用いて、被検出ガスが大気であるときの水分濃度を検出することができる。また、全領域空燃比センサ１のセンサ出力のゼロ点較正を、大気中の水分濃度を利用して実行することが可能である。
【００２９】
Ｂ．水分濃度の検出方法
図３は、水分濃度の検出に用いられる関係の一例を示すグラフである。このグラフは、以下の（１）式の関係を表している。
Ｈｍ＝ａ×（ΔＩｐ）２＋ｂ×（ΔＩｐ）＋ｃ        …（１）
ここで、Ｈｍは水分濃度（水蒸気の体積％）であり、ａ，ｂ，ｃは一定の係数、ΔＩｐ＝（Ｉｐ２−Ｉｐ１）、Ｉｐ１は上述した第１基準電圧Ｖｒ１を用いたときに得られるポンプ電流Ｉｐの値、Ｉｐ２は上述した第２基準電圧Ｖｒ２を用いたときに得られるポンプ電流Ｉｐの値である。図３の例では、ａ＝−１．０８３，ｂ＝８．９６８，ｃ＝−０．０８４である。
【００３０】
上記（１）式によれば、水分濃度Ｈｍは、第２ポンプ電流値Ｉｐ２と第１ポンプ電流値Ｉｐ１の差分（Ｉｐ２−Ｉｐ１）の２次関数として表現することができる。なお、図中のＲ２は、プロットされている実測点を上記（１）式で近似したときの相関係数Ｒの２乗である。Ｒ２が１に近いので、十分良好な近似が成立していることが分かる。
【００３１】
被検出ガスの湿度を求めたい場合には、温度センサ（図示省略）を用いて被検出ガスの温度を測定すれば、測定された温度と水分濃度Ｈｍから、飽和水蒸気テーブルを参照して被検出ガスの湿度を決定することが可能である。
【００３２】
図３のような関係を利用すれば、ポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２を測定することによって、水分濃度Ｈｍを検出することが可能である。但し、従来技術でも述べたように、ポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２にはセンサの個体差があり、センサの構造、型式、品番等が同じであってもセンサの個体毎にバラツキがある。従来は、特許文献１の図５，図７に示したように、全領域空燃比センサ１の個体毎に異なる関係を予め測定しておき、制御装置内にその関係を格納していた。しかしながら、以下に説明するように、本願の発明者は、第１ポンプ電流Ｉｐ１と第２ポンプ電流Ｉｐ２との間に比例関係が成立すること、及び、この比例関係を利用すればより簡単な作業で水分濃度の検出のための関係を設定できることを見出した。
【００３３】
図４は、第１ポンプ電流Ｉｐ１と第２ポンプ電流Ｉｐ２との間に成立する比例関係を示すグラフである。図４の点は、全領域空燃比センサ１の複数の個体で得られたポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２をプロットしたものである。この例では、以下の（２）式の比例関係が成立している。
Ｉｐ２＝α×Ｉｐ１
＝１．３２９・Ｉｐ１      …（２）
ここで、αは一定の係数である。
【００３４】
図４から理解できるように、全領域空燃比センサ１の個体差によってポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２はかなり異なる値を示すが、両者の値は良好な比例関係を示す。また、図４の例は水分濃度Ｈｍが５％の場合を示しているが、他の水分濃度でも同様の比例関係が得られることが判明した。
【００３５】
この比例関係を使用すれば、全領域空燃比センサ１の個体毎に異なる関係を個別に求める代わりに、同一構造、同一型式、同一品番の全領域空燃比センサ１に対して同一の関係（図３）を用い、以下の（３）式を用いて水分濃度を求めることが可能となる。
Ｈｍ＝ａ×（Ｋ１・ΔＩｐ）２＋ｂ×（Ｋ１・ΔＩｐ）＋ｃ      …（３）
ここで、係数ａ，ｂ，ｃは一定値、係数Ｋ１は正の一定値である。係数ａ，ｂ，ｃとしては、上記（１）式と同じ値を使用することが可能である。
【００３６】
この係数Ｋ１の値は、特定の水分濃度（例えばＨｍ＝５ｖｏｌ％）の大気を被検出ガスとして第１ポンプ電流Ｉｐ１を測定し、Ｋ１・Ｉｐ１が予め定めた既定値（例えばＫ１・Ｉｐ１＝３．８ｍＡ）に等しくなるように決定される。係数Ｋ１は通常は１．０でない値を取るが、センサの個体によってはＫ１＝１．０であってもよい。但し、同じ構造、型式、品番のすべてのセンサに対してＫ１＝１．０となることは無い。本明細書において、「Ｋ１は１でない正の値」という意味は、同じ構造、型式、品番のすべてのセンサに対してＫ１＝１．０となるものでは無いことを意味している。
【００３７】
係数Ｋ１を決定する際には、第１基準電圧Ｖｒ１を用いたときの第１ポンプ電流Ｉｐ１を測定するだけでよく、第２基準電圧Ｖｒ２を用いたときの第２ポンプ電流Ｉｐ２を測定する必要が無い。この理由は、図４に示したように、第１ポンプ電流Ｉｐ１と第２ポンプ電流Ｉｐ２との間に比例関係が成立するからである。また、ポンプ電流Ｉｐと水分濃度Ｈｍの関係としては、同じ構造、型式、品番のセンサであれば上記（３）式の関係を共通に使用することができる。このとき、（３）式において、センサの個体差で変わるのは係数Ｋ１のみであり、他の係数ａ，ｂ，ｃはセンサの個体に依存しない一定値である。従って、第１ポンプ電流Ｉｐ１と第２ポンプ電流Ｉｐ２の両方を測定していた従来に比べて、簡単な設定作業によって水分濃度を決定するための関係（例えば上記（３）式）を設定することが可能である。
【００３８】
水分濃度検出部２２０（図２）は、第２ポンプ電流Ｉｐ２と第１ポンプ電流Ｉｐ１の差分ΔＩｐ＝（Ｉｐ２−Ｉｐ１）に一定の係数Ｋ１(Ｋ１は１でない正の値）を乗じた値Ｋ１・ΔＩｐに基づいて水分濃度を決定することが可能である。この際、例えば、上記（３）式の関係を表す関数又はテーブルが使用される。
【００３９】
なお、上記（３）式の２次関数の代わりに、次の（４）式又は（５）式のような１次関数（直線関係）を用いて水分濃度Ｈｍを決定しても良い。
Ｈｍ＝ｄ×（Ｋ１・ΔＩｐ）＋ｅ      …（４）
Ｈｍ＝Ｋ１（ｆ×ΔＩｐ＋ｇ）        …（５）
ここで、ｄ，ｆはゼロでない一定の係数、ｅ，ｇは一定の係数である。
【００４０】
上述した（３）〜（５）式のいずれを使用するかは、センサの構造、型式、品番に応じて任意に選択される。また、各種の係数ａ〜ｇ，Ｋ１は、それぞれ実験的に決定される。なお、いずれの式を用いた場合にも、係数ａ〜ｇはセンサの構造、型式、品番が同じであれば同じ値が使用されるが、係数Ｋ１はセンサの個体差を考慮して個体毎に設定される。また、（３）〜（５）式の関係は、関数又はテーブルとしてセンサ制御装置３内に実装することが可能である。
【００４１】
図５は、水分濃度検出部２２０(図２）の内部構成の一例を示すブロック図である。この水分濃度検出部２２０は、分圧回路２２２と、水分濃度決定部２２４と、水分濃度テーブル２２６とを有している。分圧回路２２２は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を用いてポンプ電流検出回路３６の出力電圧Ｖｉｐを分圧することにより、分圧された電圧値Ｋ２・Ｖｉｐを出力する回路である。ポンプ電流検出回路３６の出力電圧Ｖｉｐは、ポンプ電流Ｉｐを表す電圧値である。抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比Ｋ２（＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））は、上記（３）〜（５）式で使用した係数Ｋ１に比例した値である。また、この分圧比Ｋ２は、ポンプ電流Ｉｐの電流値を電圧値Ｖｉｐに変換する際の変換係数を、上記係数Ｋ１に乗じた値に等しい。この分圧回路２２２の分圧比Ｋ２は、例えば、特定の水分濃度（例えばＨｍ＝５％）の大気を被検出ガスとして第１ポンプ電流Ｉｐ１に相当する出力電圧Ｖｉｐ１（「第１ポンプ電流相当電圧Ｖｉｐ１」とも呼ぶ）を測定し、Ｋ２・Ｖｉｐ１が予め定めた既定値（例えばＫ２・Ｖｉｐ１＝２．４Ｖ）に等しくなるように決定される。この分圧回路２２２を使用すれば、ポンプ電流検出回路３６から第２ポンプ電流Ｉｐ２に相当する出力電圧Ｖｉｐ２（「第１ポンプ電流相当電圧Ｖｉｐ１」とも呼ぶ）が分圧回路２２２に入力されると、分圧比Ｋ２を乗じた電圧Ｋ２・Ｖｉｐ２が出力される。第１ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ１と、第２ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ２は、分圧回路２２２から水分濃度決定部２２４に供給される。
【００４２】
水分濃度決定部２２４は、分圧回路２２２から供給される電圧Ｋ２・Ｖｉｐ１，Ｋ２・Ｖｉｐ２の差分Ｋ２・ΔＶｉｐを算出するとともに、この差分Ｋ２・ΔＶｉｐを用いて、上記（３）式と等価な次の（３ａ）式に従って水分濃度Ｈｍを決定する。
Ｈｍ＝ａ×（Ｋ２・ΔＶｉｐ）２＋ｂ×（Ｋ２・ΔＶｉｐ）＋ｃ      …（３ａ）
ここで、係数ａ，ｂ，ｃは一定値、ΔＶｉｐ＝Ｖｉｐ２−Ｖｉｐ１である。
【００４３】
上記（３ａ）式の関係は、例えば、水分濃度テーブル２２６（図５）として実現可能である。例えば、この水分濃度テーブル２２６は、電圧差Ｋ２・ΔＶｉｐを入力すると水分濃度Ｈｍを出力するルックアップテーブルとして実装することができる。この代わりに、上記（３ａ）式の関数を水分濃度決定部２２４内に記憶しておき、この関数を用いて水分濃度Ｈｍを算出しても良い。
【００４４】
なお、上記（３ａ）式の代わりに、上述した（４）式や（５）式に等価な下記の（４ａ）式や（５ａ）式を用いても良い。
Ｈｍ＝ｄ×（Ｋ２・ΔＶｉｐ）＋ｅ      …（４ａ）
Ｈｍ＝Ｋ２（ｆ×ΔＶｉｐ＋ｇ）        …（５ａ）
ここで、ｄ，ｆはゼロでない一定の係数、ｅ，ｇは一定の係数である。
【００４５】
このように、水分濃度検出部２２０は、第１ポンプ電流Ｉｐ１を示す電圧値Ｖｉｐ１を分圧した第１ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ１と、第２ポンプ電流Ｉｐ２を示す電圧値Ｖｉｐ２を分圧した第２ポンプ電流相当電圧Ｋ２・Ｖｉｐ２の差分Ｋ２（Ｖｉｐ２−Ｖｉｐ１）に基づいて、水分濃度Ｈｍを決定することができる。
【００４６】
なお、水分濃度Ｈｍは、被検出ガス中の水蒸気の体積％を表す値であり、被検出ガスの湿度に相当する値として利用可能である。水分濃度検出部２２０は、典型的には、水分濃度Ｈｍに比例するデジタル値を求めるものであるが、一般には、水分濃度Ｈｍを直接的又は間接的に表す値を求めるようにしてもよい。ここで、「水分濃度Ｈｍを直接的に表す値」とは、水分濃度Ｈｍに比例する値を意味し、「水分濃度Ｈｍを間接的に表す値」とは、水分濃度Ｈｍに比例しないが、その値から水分濃度Ｈｍを算出できる値を意味する。これらの値は、被検出ガスの水分濃度に対応付けられた「水分濃度相当値」に相当する。本明細書において、「水分濃度相当値」とは、被検出ガスの水分濃度を直接的に又は間接的に表す値を意味する。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、水分濃度検出部２２０が、第２ポンプ電流Ｉｐ２と第１ポンプ電流Ｉｐ１の差分（Ｉｐ２−Ｉｐ１）に一定の係数Ｋ１(Ｋ１は１でない正の値）を乗じた値Ｋ１（Ｉｐ２−Ｉｐ１）に基づいて水分濃度相当値を決定することができる。また、係数Ｋ１をガスセンサの個体差に応じた適切な値に設定すれば、上記差分（Ｉｐ２−Ｉｐ１）から水分濃度相当値を決定する関係を適切に設定できる。従って、ガスセンサの個体毎に被検出ガスの水分濃度相当値とポンプ電流の差ΔＩｐとの関係を個々に予め求めるために行われていた従来の煩雑な作業が不要となるという利点がある。
【００４８】
Ｃ．センサのゼロ点較正処理
図６は、水分濃度測定を利用したセンサのゼロ点較正処理の手順を示すフローチャートである。ここでは、上述した水分濃度測定を利用して、全領域空燃比センサ１のゼロ点較正を実行する。「全領域空燃比センサ１のゼロ点較正」とは、全領域空燃比センサ１の出力の経時的な変化を補償して、正しい出力が得られるように較正を行う処理である。この処理は、車両１００の駆動中に予め定められたタイミング毎に定期的に実行される。なお、電気回路部３０内の回路３１〜３６の駆動制御は、図６に示す処理とは別に、必要に応じて実行される。なお、車両１００の起動後であって、図６に示す処理が最初に実行される前段階では、水分濃度検出部２２０によって基準電圧比較回路３５の基準電圧（制御目標電圧）が上述した第１基準電圧Ｖｒ１に設定されている。
【００４９】
ステップＳ１では、雰囲気判別部２１０（図２）が、全領域空燃比センサ１の被検出ガスが大気であるか否かを判断する。例えば、エンジン１０１が燃料供給停止中であることを示す信号（以下、「フューエルカット信号」と呼ぶ）が受信されたか否かに基づいて、被検出ガスが大気であるか否かを判断することができる。雰囲気判別部２１０は、例えば、ＥＣＵ５から所定時間毎に燃料供給中であるか否かを示す信号を受信し、受信した信号を随時に制御部９内のＲＡＭ（図示省略）に記憶させているものとしてもよい。この場合には、制御部９内のＲＡＭにフューエルカット信号が記憶されているか否かに応じて、被検出ガスが大気であるか否かを判断することができる。被検出ガスが大気でない場合には、図６の処理を終了して、次の処理開始タイミングまで待機する。
【００５０】
被検出ガスが大気である場合は、エンジン１０１が燃料供給停止中であるため、排気管１０２の排気通路が大気で満たされる。フューエルカット信号を連続して受信している期間の長さは、別途実行されるタイマにより計測されて、制御部９内のＲＡＭに記憶されることが好ましい。フューエルカット信号を連続して受信している期間の長さは、燃料供給が停止された時点（つまり、フューエルカット開始時）からの経過時間を示す値として利用可能である。
【００５１】
ステップＳ３では、制御部９が、エンジン１０１の燃料供給が停止された時点から所定時間を経過したか否かを判断する。燃料供給停止時から所定時間を経過したと判断された場合は、排気管１０２の排気通路が十分に大気で満たされて、センサ素子１０の周囲の雰囲気が酸素濃度既知の大気となっている。所定時間が経過していない場合には、図６の処理を終了して次の処理開始タイミングまで待機する。一方、所定時間が経過している場合には、次のステップＳ５に移行する。
【００５２】
ステップＳ５では、水分濃度検出部２２０が、第１基準電圧Ｖｒ１（例えば４５０ｍＶ）を用いて測定されたポンプ電流Ｉｐ１を、ポンプ電流検出回路３６から読み込む。ステップＳ７では、電圧設定部２２５が、基準電圧比較回路３５に設定される基準電圧を第１基準電圧Ｖｒ１から第２基準電圧Ｖｒ２（例えば１１００ｍＶ）に変更する。
【００５３】
ステップＳ９では、水分濃度検出部２２０が、第２基準電圧Ｖｒ２を用いて測定されたポンプ電流Ｉｐ２を、ポンプ電流検出回路３６から読み込む。ステップＳ１１では、電圧設定部２２５が、基準電圧比較回路３５に設定される基準電圧を、第２基準電圧Ｖｒ２から第１基準電圧Ｖｒ１に変更する。
【００５４】
ステップＳ１３では、ステップＳ５，Ｓ９で得られたポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２から、被検出ガスの水分濃度Ｈｍが算出される。この算出は、上述した（３）〜（５）式，（３ａ）〜（５ａ）式のいずれかを表す関数又はテーブルを用いて実行される。
【００５５】
ステップＳ１５では、ゼロ点較正部２３０（図２）が、ステップＳ１３で得られた水分濃度Ｈｍに基づいて、以下の図７，図８で説明する方法に従って全領域空燃比センサ１のゼロ点較正値を決定する。
【００５６】
図７は、被検出ガスを大気としたときの水分濃度Ｈｍと第１ポンプ電流Ｉｐ１との関係を示すグラフである。このグラフの横軸は水分濃度Ｈｍであり、縦軸は第１ポンプ電流Ｉｐ１に上記係数Ｋ１（１でない一定値）を乗じた値Ｋ１・Ｉｐ１である。このグラフに示すように、第１基準電圧Ｖｒ１を用いて測定される第１ポンプ電流Ｉｐ１は、水分濃度Ｈｍが高いほど低下する傾向にある。この理由は、水分濃度Ｈｍが高いほど酸素濃度が低くなるためである。従って、ゼロ点較正を行う際に、水分濃度Ｈｍによる第１ポンプ電流Ｉｐ１への影響を、ゼロ点水分補正値δｗとして得ておくことが好ましい。このゼロ点水分補正値δｗは、図７に示すように、Ｈｍとｋ・Ｉｐ１との関係を予め求めて制御部９内に格納しておき、この関係を参照して実際の水分濃度Ｈｍ（ｔ１）から得ることが可能である。ここで、Ｈｍ（ｔ１）は、時刻ｔ１で得られた水分濃度を意味する。
【００５７】
図８は、ゼロ点水分補正値δｗを考慮したゼロ点較正値δｃの求め方を示すグラフである。このグラフの横軸は時刻であり、縦軸は第１ポンプ電流Ｉｐ１に上記係数Ｋ１（１でない一定値）を乗じた値Ｋ１・Ｉｐ１である。水平な破線は、値Ｋ１・Ｉｐ１の時刻ｔ０での初期値Ｋ１・Ｉｐ１（ｔ０）を示している。実線は、被検出ガスの水分の影響が無い場合（被検出ガスの水分がゼロの場合）にゼロ点が経時的に変化してゆく様子を示しており、一点鎖線は水分の影響がある場合を示している。実線と一点鎖線の差分は、水分濃度Ｈｍに起因するゼロ点水分補正値δｗに相当する。図７で説明したように、被検出ガス（大気）に水蒸気が含まれている場合には、実測値Ｋ１・Ｉｐ１は、ゼロ点水分補正値δｗの分だけ低い値となる。一点鎖線で示される実測値Ｋ１・Ｉｐ１の変化は、このゼロ点水分補正値δｗと、経時的なゼロ点の移動量（ゼロ点較正値δｃ）との和である。
【００５８】
ゼロ点較正部２３０（図２）は、時刻ｔ０での初期値Ｋ１・Ｉｐ１（ｔ０）と時刻ｔ１での実測値Ｋ１・Ｉｐ１（ｔ１）との差分から、図７で求めたゼロ点水分補正値δｗを減算することによって、ゼロ点較正値δｃを求める。このゼロ点較正値δｃは、全領域空燃比センサ１の経時的なゼロ点の移動量を補償する値である。このゼロ点較正値δｃは、ゼロ点較正部２３０からガス濃度検出部２００に供給され、このゼロ点較正値δｃを用いてゼロ点較正が実行される。従って、ガス濃度検出部２００は、その後に排気ガスを被検出ガスとしたときのガス濃度（酸素濃度）の検出の際に、正しい検出結果を得ることが可能である。
【００５９】
なお、図６〜図８の例では、水分濃度Ｈｍに基づいてセンサのゼロ点較正処理を行っていたが、水分濃度Ｈｍなどの水分濃度相当値は、これ以外の用途で利用してもよい。例えば、水分濃度相当値を水分濃度検出部２２０からＥＣＵ５に供給することによって、ＥＣＵ５がエンジン１０１の制御に水分濃度相当値を利用できるようにしてもよい。
【００６０】
・変形例
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００６１】
・変形例１
上記実施形態では、第１ポンプ電流Ｉｐ１と第２ポンプ電流Ｉｐ２の差分ΔＩｐから水分濃度Ｈｍ（水分濃度相当値）を求める際に用いる係数Ｋ１又は係数Ｋ２を、個々のセンサ毎に決定するものとしたが、これらの係数Ｋ１又は係数Ｋ２は、予め定めた有限個の複数の値の中から選択するようにしてもよい。後者の場合には、例えば、ガスセンサの製造時に測定した第１ポンプ電流Ｉｐ１の値に基づいて、ガスセンサを複数のランクに分類し、そのランクに対して予め設定されている係数Ｋ１又は係数Ｋ２を使用するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、図３に示したような関数又はテーブルとして、同じ構造、型式、品番のすべてのセンサに共通する１つの関数又はテーブルを用いるものとしたが、この代わりに、複数のランクに対応する複数個の関数又はテーブルを準備しておき、ガスセンサのランクに応じて１つの関数又はテーブルを選択して使用するようにしてもよい。
【００６３】
・変形例２
上記実施形態では、ポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２から水分濃度相当値を求める関係として、上記（３）〜（５）式や（３ａ）〜（５ａ）式で与えられる関数やテーブルを使用していたが、これら以外の任意の関数やテーブルを使用してもよい。例えば、ポンプ電流の差分ΔＩｐの２次関数や１次関数の代わりに、３次関数や４次関数などの他の関数を用いても良い。また、これらの関数やテーブルとしては、ポンプ電流Ｉｐ１，Ｉｐ２の差分ΔＩｐに係数Ｋ１を乗じた値Ｋ１・ΔＩｐ（又はＫ２・ΔＷｉｐ）のみに依存する関数又はテーブルを使用することが好ましい。但し、水分濃度相当値として被検出ガスの湿度を求める場合には、Ｋ１・ΔＩｐ（又はＫ２・ΔＷｉｐ）と被検出ガスの温度のみに依存する関数又はテーブルを使用することが好ましい。
【００６４】
・変形例３
上記実施形態では、被検出ガス中の特定成分のガス濃度を検出するガスセンサとして全領域空燃比センサを用いた例を説明したが、本発明は他の種類のガスセンサにも適用可能であり、例えば、被検出ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサにも適用可能である。
【００６５】
・変形例４
上記実施形態では、エンジンの燃料供給が停止されたときに出力されるフューエルカット信号に基づいて被検出ガスが大気であることを判断しているが、他の信号に基づいて被検出ガスが大気か否かを判断しても良い。例えば、全領域空燃比センサ１が酸素濃度既知の補正用ガスをセンサ素子１０の周囲の雰囲気に充填する装置を設け、補正用ガスが充填されるときに出力される信号に基づいて被検出ガスが大気であることを判断してもよい。
【００６６】
・変形例５
上記実施形態では、センサ制御装置３が排気ガス中の酸素濃度や空燃比、大気中の水分濃度などを決定しているが、この代わりに、センサ制御装置３からポンプ電流Ｉｐなどの各種の信号をＥＣＵ５に出力し、ＥＣＵ５がこれらの信号に基づいて排気ガス中の酸素濃度や空燃比、大気中の水分濃度などを決定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１…全領域空燃比センサ
３…センサ制御装置
４…ガスセンサ装置
５…エンジン制御装置（ＥＣＵ）
９…制御部
１０…センサ素子
１１…固体電解質体
１２…絶縁基体
１３…固体電解質体
１５…拡散律速部
１７…絶縁基体
１８…絶縁基体
１９〜２２…電極
２３…ガス検出室（検出室）
２４…絶縁基体
２５…保護層
２６…発熱抵抗体
３０…電気回路部
３１…ヒータ通電制御回路
３２…ポンプ電流駆動回路
３３…電圧検出回路
３４…微小電流供給回路
３５…基準電圧比較回路
３６…ポンプ電流検出回路（電流検出部）
４０…酸素ポンプセル
５０…酸素濃度検出セル
８０…バッテリ
９１…ハーネス
１００…車両
１０１…エンジン
１０２…排気管
２００…ガス濃度検出部
２１０…雰囲気判別部
２２０…水分濃度検出部
２２２…分圧回路
２２４…水分濃度決定部
２２５…電圧設定部
２２６…水分濃度テーブル
２３０…ゼロ点較正部
【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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