專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體傳感器裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用于內(nèi)燃機(jī)中的空燃比反饋控制的氣體傳感器的氣體傳感器裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
公知有如下氣體傳感器至少具有一個(gè)以上的由固體電解質(zhì)體以及一對(duì)電極構(gòu)成的單電池(cell)，檢測(cè)氧等特定氣體的濃度。固體電解質(zhì)體隨著溫度上升而活性化，并且根據(jù)被固體電解質(zhì)體隔開(kāi)的兩部分氣氛之間的氧濃度差而在一對(duì)電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。固體電解質(zhì)體通過(guò)由內(nèi)燃機(jī)排出的排氣氣體的熱而被加熱，另一方面存在為了固體電解質(zhì)體提前活性化而設(shè)置加熱器的情況。此外，由于單電池的內(nèi)部電阻值與溫度具有相關(guān)關(guān)系，因此加熱器的溫度控制通過(guò)基于單電池的內(nèi)部電阻值的反饋控制來(lái)進(jìn)行(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，以使單電池的內(nèi)部電阻值達(dá)到目標(biāo)電阻值的方式進(jìn)行向加熱器的電 力供給，并且進(jìn)行維持單電池溫度一定的控制。然而，公知若由于經(jīng)時(shí)劣化等使單電池劣化，則內(nèi)部電阻值產(chǎn)生變化。在單電池劣化了的情況下，為了保持單電池溫度一定，例如可以對(duì)應(yīng)于單電池的劣化狀態(tài)變更目標(biāo)電阻值。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，若單電池劣化并且內(nèi)部電阻值變化，則向加熱器的供給電力產(chǎn)生變化，所以在向加熱器的供給電力超過(guò)了預(yù)定電力的情況判定為單電池劣化，而進(jìn)行向與劣化狀態(tài)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電阻值的變更。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)平10-26599號(hào)公報(bào)但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，為了進(jìn)行單電池的劣化判定，單電池必須以能夠得到單電池的內(nèi)部電阻值與溫度的相關(guān)關(guān)系的程度來(lái)充分進(jìn)行活性化，并且也需要從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到能夠開(kāi)始進(jìn)行劣化檢測(cè)的時(shí)間。而且，由于不是直接判定單電池的劣化，而是基于向加熱器的供給電力間接進(jìn)行劣化判定，因此具有劣化檢測(cè)的精度不良的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而做出的，其目的在于提供一種氣體傳感器裝置及其控制方法，能夠提前開(kāi)始單電池的劣化判定，并且能夠高精度地進(jìn)行單電池的劣化判定。根據(jù)本發(fā)明的第I方式，提供一種氣體傳感器裝置，具有氣體傳感器，該氣體傳感器具有至少一個(gè)以上的由固體電解質(zhì)體以及一對(duì)電極構(gòu)成的單電池，并且輸出與排氣氣體中的特定氣體的濃度對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，所述氣體傳感器裝置適用于基于所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述氣體傳感器裝置具有獲取機(jī)構(gòu)，獲取從所述氣體傳感器輸出的所述檢測(cè)信號(hào)；電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)構(gòu)成所述氣體傳感器的一個(gè)所述單電池的內(nèi)部電阻值；判斷機(jī)構(gòu)，判斷通過(guò)所述獲取機(jī)構(gòu)獲取的所述檢測(cè)信號(hào)是否達(dá)到了能夠開(kāi)始所述空燃比反饋控制的開(kāi)始判定值；開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在通過(guò)所述判斷機(jī)構(gòu)判斷為所述檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了所述開(kāi)始判定值的情況下，通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)所述單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值；以及比較機(jī)構(gòu)，比較通過(guò)所述開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的所述開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和預(yù)先設(shè)定的劣化判定值。氣體傳感器在成為被加熱到目標(biāo)的溫度而完全活性化的狀態(tài)之前，成為如下?tīng)顟B(tài)在被加熱而使內(nèi)部電阻值逐漸下降的過(guò)程中，輸出能夠執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)的空燃比反饋控制的水準(zhǔn)的檢測(cè)信號(hào)。而且，本申請(qǐng)發(fā)明人研究之后，明白了檢測(cè)信號(hào)達(dá)到能夠開(kāi)始空燃比反饋控制的開(kāi)始判定值時(shí)的單電池的內(nèi)部電阻值和單電池的劣化狀態(tài)之間存在相關(guān)關(guān)系。因此，在第I方式中，單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值的比較，在氣體傳感器的檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了開(kāi)始判定值的情況下進(jìn)行，該開(kāi)始判定值用于判定是否達(dá)到了進(jìn)行空燃比反饋控制所需要的精度。由此，與氣體傳感器的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制并且穩(wěn)定之后進(jìn)行單電池的劣化判定的現(xiàn)有的氣體傳感器裝置相比，能夠提前開(kāi)始單電池的劣化判定。此夕卜，通過(guò)僅僅將單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值與劣化判定值比較這種直接并且簡(jiǎn)單的比較處理，就能夠進(jìn)行單電池的劣化的判定，所以能夠精準(zhǔn)并且迅速地進(jìn)行劣化判定，能夠使基于其判定結(jié)果的劣化校正處理等提前執(zhí)行。在第I方式中，所述氣體傳感器也可以還具有加熱器，該加熱器用于通過(guò)通電機(jī) 構(gòu)的通電來(lái)加熱所述固體電解質(zhì)體。在這種情況下，第I方式也可以還具有決定機(jī)構(gòu)，決定所述通電機(jī)構(gòu)向所述加熱器的通電量，以使通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的所述內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值；以及校正機(jī)構(gòu)，基于所述比較機(jī)構(gòu)的比較結(jié)果，校正所述目標(biāo)電阻值。在第I方式中，以使內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值的方式?jīng)Q定向加熱器的通電量，進(jìn)而基于比較機(jī)構(gòu)的比較結(jié)果能夠校正目標(biāo)電阻值，所以能夠精準(zhǔn)地決定向加熱器的通電量。由此，被加熱器加熱的單電池能夠維持一定的溫度，所以作為氣體傳感器的輸出，能夠得到更穩(wěn)定的輸出。根據(jù)本發(fā)明的第2方式，提供一種氣體傳感器裝置的控制方法，在氣體傳感器裝置中執(zhí)行，所述氣體傳感器裝置具有氣體傳感器，具有至少一個(gè)以上的由固體電解質(zhì)體以及一對(duì)電極構(gòu)成的單電池，并且輸出與排氣氣體中的特定氣體的濃度對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；以及電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)一個(gè)所述單電池的內(nèi)部電阻值，所述氣體傳感器裝置適用于基于所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述氣體傳感器裝置的控制方法包括以下步驟獲取步驟，獲取從所述氣體傳感器輸出的所述檢測(cè)信號(hào)；判斷步驟，判斷在所述獲取步驟獲取的所述檢測(cè)信號(hào)是否達(dá)到了能夠開(kāi)始所述空燃比反饋控制的開(kāi)始判定值；開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)步驟，在所述判斷步驟判斷為所述檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了所述開(kāi)始判定值的情況下，通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)所述單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值；以及比較步驟，比較在所述開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)步驟檢測(cè)出的所述開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和預(yù)先設(shè)定的劣化判定值。在第2方式中，單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值的比較，在氣體傳感器的檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了開(kāi)始判定值的情況下進(jìn)行，該開(kāi)始判定值用于判定是否達(dá)到了進(jìn)行空燃比反饋控制所需要的精度。由此，與氣體傳感器的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制并且穩(wěn)定之后進(jìn)行單電池的劣化判定的現(xiàn)有的氣體傳感器裝置相比，能夠提前開(kāi)始單電池的劣化判定。此外，通過(guò)僅僅將單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值與劣化判定值比較這種直接并且簡(jiǎn)單的比較處理，就能夠進(jìn)行單電池的劣化的判定，所以能夠精準(zhǔn)并且迅速地進(jìn)行劣化判定，能夠使基于其判定結(jié)果的劣化校正處理等提前執(zhí)行。在第2方式中，所述氣體傳感器也可以還具有加熱器，該加熱器用于通過(guò)通電機(jī)構(gòu)的通電來(lái)加熱所述固體電解質(zhì)體。在這種情況下，第2方式也可以還包括以下步驟決定步驟，決定所述通電機(jī)構(gòu)向所述加熱器的通電量，以使通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的所述內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值；以及校正步驟，基于所述比較步驟的比較結(jié)果，校正所述目標(biāo)電阻值。在第2方式中，以使內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值的方式?jīng)Q定向加熱器的通電量，進(jìn)而基于比較機(jī)構(gòu)的比較結(jié)果能夠校正目標(biāo)電阻值，所以能夠精準(zhǔn)地決定向加熱器的通電量。由此，被加熱器加熱的單電池能夠維持一定的溫度，所以作為氣體傳感器的輸出，能夠得到更穩(wěn)定的輸出。


圖I是表示氣體傳感器裝置I的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是劣化校正程序的流程圖。圖3表示從啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)過(guò)時(shí)間與單電池21的輸出值和元件溫度等的關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式以下，參照

將本發(fā)明具體化的氣體傳感器裝置的一個(gè)實(shí)施方式。首先，參照?qǐng)DI說(shuō)明作為一個(gè)例子的氣體傳感器裝置I的電氣結(jié)構(gòu)。圖I所示的氣體傳感器裝置I為搭載于機(jī)動(dòng)車(chē)的裝置，具有氣體傳感器2和電子控制單元(ECU) 5。作為本實(shí)施方式的氣體傳感器2的一個(gè)例子，為輸出值(檢測(cè)信號(hào)的值)對(duì)應(yīng)于從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣氣體中的氧濃度而變化、并且其輸出值以理論空燃比為界驟變的所謂λ型氧傳感器。另外，關(guān)于氧傳感器使用公知的傳感器，所以省略對(duì)其構(gòu)造等的詳情的說(shuō)明，但是以下簡(jiǎn)單說(shuō)明氧傳感器所使用的傳感器元件的排氣氣體的空燃比(排氣氣體中的氧濃度)的檢測(cè)原理。構(gòu)成傳感器元件的單電池使用由鉬構(gòu)成的一對(duì)多孔電極夾著具有在活性溫度以上時(shí)表示出氧離子導(dǎo)電性的性質(zhì)的氧化鋯制的固體電解質(zhì)體，形成為筒狀或板狀。由該固體電解質(zhì)體隔開(kāi)兩部分氣氛，利用在兩氣氛之間的氧分壓產(chǎn)生了差時(shí)氧離子會(huì)在固體電解質(zhì)體內(nèi)移動(dòng)這一情形，進(jìn)行氧濃度的檢測(cè)。具體而言，將排氣氣體氣氛和基準(zhǔn)氣體氣氛(具有基準(zhǔn)氧濃度的氣氛)用固體電解質(zhì)體隔開(kāi)。于是，在兩氣氛之間進(jìn)行氧分壓的平衡化時(shí)，通過(guò)在固體電解質(zhì)體內(nèi)移動(dòng)的氧離子來(lái)搬運(yùn)電子，隨之在多孔電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(檢測(cè)信號(hào))。該電動(dòng)勢(shì)根據(jù)通過(guò)多孔電極的催化作用使排氣氣體中的未燃燒氣體完全燃燒時(shí)的剩余氧的有無(wú)而大幅變化，以排氣氣體的空燃比為理論空燃比的情況為界，使用富裕側(cè)和貧乏側(cè)表示出二值的變動(dòng)。一般而言，排氣氣體的空燃比與理論空燃比相比處于富裕側(cè)(排氣氣體中的氧濃度低，氧不足以使未燃燒氣體完全燃燒)的情況下，傳感器元件所輸出的檢測(cè)信號(hào)的值以與基準(zhǔn)電位的電位差表示為約900mV。此外，排氣氣體的空燃比與理論空燃比相比處于貧乏側(cè)(排氣氣體中的氧濃度高，即使將未燃燒氣體完全燃燒仍有氧剩余)的情況下，以與基準(zhǔn)電位的電位差表不為約50mV。作為這樣的氧傳感器的一個(gè)例子,在本實(shí)施方式中，使用日本特開(kāi)2004-138599號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的氧傳感器進(jìn)行說(shuō)明。圖I所示的氣體傳感器2為如下構(gòu)造將加熱器26內(nèi)插于使用一個(gè)單電池21而形成為有底筒狀的傳感器元件，將該傳感器元件保持于用于安裝到排氣管(未圖示)的主體配件的內(nèi)側(cè)。加熱器26在由氧化鋁制的絕緣陶瓷構(gòu)成的基體的內(nèi)部埋設(shè)有以鉬或鎢等為主體的發(fā)熱電阻體27并形成為棒狀或者板狀。在氣體傳感器2被安裝于排氣管的情況下，有底筒狀的傳感器元件的前端部(筒底側(cè))被插入于排氣管內(nèi)，單電池21的一個(gè)多孔電極(形成于傳感器元件的外周面?zhèn)鹊碾姌O)暴露于排氣氣體。單電池21的另一個(gè)多孔電極(形成于傳感器元件的內(nèi)周面?zhèn)鹊碾姌O)，暴露于從排氣管外導(dǎo)入到筒內(nèi)的基準(zhǔn)氣體(在本實(shí)施方式中為大氣)，如上所述，進(jìn)行排氣氣體的空燃比(排氣氣體中的氧濃度)的檢測(cè)。此外，單電池21具有內(nèi)部電阻22，公知其電阻值(內(nèi)部電阻值、阻抗)具有對(duì)應(yīng)于固體電解質(zhì)體的溫度上升而下降的特性，內(nèi)部電阻值與單電池21的溫度之間存在預(yù)定的相關(guān)關(guān)系。在氣體傳感器裝置I中，檢測(cè)單電池21的內(nèi)部電阻值，以使其值達(dá)到目標(biāo)電阻 值的方式進(jìn)行向加熱器26的供給電力的控制，以使單電池21的溫度達(dá)到目標(biāo)溫度的方式謀求該單電池21的溫度的安定化。接著，E⑶5是根據(jù)氣體傳感器2的檢測(cè)信號(hào)來(lái)進(jìn)行包括空燃比反饋控制(例如，調(diào)整從噴射器噴射的燃料的噴射量)在內(nèi)的未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制的裝置。在本實(shí)施方式中，對(duì)于ECU5進(jìn)行如下處理所必須的結(jié)構(gòu)進(jìn)行著重說(shuō)明基于氣體傳感器2的檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)單電池21的內(nèi)部電阻值，判定單電池21的劣化，同時(shí)進(jìn)行目標(biāo)電阻值的校正，高精度地進(jìn)行加熱器26的PID控制。E⑶5具有微型計(jì)算機(jī)10、輸出檢測(cè)電路20、脈沖輸入電路30、補(bǔ)償電路40和加熱器控制電路50。微型計(jì)算機(jī)10具有用于進(jìn)行ECU5的控制的CPUll ；存儲(chǔ)后述的劣化校正程序等的R0M12 ;暫時(shí)存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)的RAM13 ;進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出的各種輸入輸出用的端口 15、16、17。另外，微型計(jì)算機(jī)10的CPU11、R0M12以及RAM13由公知的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。輸出檢測(cè)電路20由使用電阻器等的公知的電路構(gòu)成，經(jīng)由補(bǔ)償電路40與氣體傳感器2的單電池21的兩端即一對(duì)多孔電極電連接。向輸出檢測(cè)電路20輸入從單電池21輸出的檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行單電池21的兩端的電位差的檢測(cè)。能夠基于單電池21的兩端的電位差檢測(cè)出單電池21的電動(dòng)勢(shì)。輸出檢測(cè)電路20每隔預(yù)定時(shí)間獲取(檢測(cè))單電池21的兩端的電位差,并作為表不單電池21的電動(dòng)勢(shì)的信號(hào)向微型計(jì)算機(jī)10的Α/D端口 16輸出。此外，輸出檢測(cè)電路20具有未圖示的采樣保持電路，能夠保持所獲取的單電池21的兩端的電位差。詳情后述，若向單電池21施加脈沖電壓，則對(duì)應(yīng)于單電池21的內(nèi)部電阻值，兩端的電位差產(chǎn)生變動(dòng)。因此，在檢測(cè)單電池21的內(nèi)部電阻值時(shí)，通過(guò)脈沖輸入電路30向單電池21施加脈沖電壓。輸出檢測(cè)電路20在將脈沖電壓施加到單電池21時(shí)，也檢測(cè)單電池21的兩端的電位差。此時(shí)，在采樣保持電路中保持有剛被施加脈沖電壓前的單電池21的兩端的電位差。輸出檢測(cè)電路20將兩者的差分即伴隨脈沖電壓的施加而產(chǎn)生了變動(dòng)的部分的電位，作為表不單電池21的內(nèi)部電阻值的信號(hào)，向微型計(jì)算機(jī)10的Α/D端口 16輸出。
接著，補(bǔ)償電路40設(shè)置于連接單電池21的兩端和輸出檢測(cè)電路20的布線路徑上，補(bǔ)償單電池21輸出的電動(dòng)勢(shì)的電位。具體而言，在連接單電池21的高電位側(cè)和輸出檢測(cè)電路20的布線路徑上的P點(diǎn)、與連接單電池21的低電位側(cè)和輸出檢測(cè)電路20的布線路徑上的Q點(diǎn)之間，連接有電阻器42。低電位側(cè)的Q點(diǎn)與E⑶5的基準(zhǔn)電位(GND)連接。另夕卜，ECU5的基準(zhǔn)電位接地到機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)體等。高電位側(cè)的P點(diǎn)經(jīng)由電阻器41而與輸出預(yù)定的電源電壓VCC的電源連接。此外，噪聲防止用的電阻器43被連接于P點(diǎn)和輸出檢測(cè)電路20之間。如上所述，構(gòu)成單電池21的固體電解質(zhì)體具有對(duì)應(yīng)于固體電解質(zhì)體的溫度上升而內(nèi)部電阻值(阻抗)下降的特性。即，固體電解質(zhì)體的溫度低時(shí)(方便起見(jiàn)，也稱(chēng)為非活性時(shí))，內(nèi)部電阻值高，單電池21大致為絕緣狀態(tài)。此外，伴隨固體電解質(zhì)體的溫度上升，內(nèi)部電阻值下降，在單電池21活性化的情況下(方便起見(jiàn)，也稱(chēng)為活性時(shí))，內(nèi)部電阻值表示低值。而且單電池21的電動(dòng)勢(shì)在排氣氣體的空燃比處 于富裕側(cè)的情況下，以與基準(zhǔn)電位的電位差表示為約900mV，在處于貧乏側(cè)的情況下表示為約50mV。 電源電壓VCC通過(guò)電阻器41和電阻器42分壓，在本實(shí)施方式中，P點(diǎn)的電位設(shè)定為約450mV。此外，電阻器42被選擇為如下的電阻器其電阻值相比單電池21非活性時(shí)的內(nèi)部電阻值足夠小，相比活性時(shí)的內(nèi)部電阻值足夠大。在單電池21的非活性時(shí)，單電池21中無(wú)電流流動(dòng)、不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，所以單電池21的輸出為0V，但是通過(guò)補(bǔ)償電路40，在輸出檢測(cè)電路20中作為單電池21的輸出獲取約450mV。另一方面，在單電池21的活性時(shí)，電流幾乎不會(huì)流到與內(nèi)部電阻值相比電阻值足夠大的電阻器42，經(jīng)由補(bǔ)償電路40在輸出檢測(cè)電路20獲取的單電池21的輸出值(檢測(cè)信號(hào)所示的值)，大致為單電池21的電動(dòng)勢(shì)所示的值。接著，加熱器控制電路50具有例如晶體管51。晶體管51的集電極與加熱器26的一端連接，發(fā)射極經(jīng)由預(yù)定的電阻器(未圖示)而與基準(zhǔn)電位連接，基極與微型計(jì)算機(jī)10的PWM端口 17連接。此外，加熱器26的另一端與向E⑶5供給電力的電池6連接。加熱器26的通電控制通過(guò)微型計(jì)算機(jī)10的PID控制來(lái)進(jìn)行，基于在微型計(jì)算機(jī)10中運(yùn)算的占空t匕，進(jìn)行從加熱器控制電路50至加熱器26的PWM控制下的通電。具體而言，從微型計(jì)算機(jī)10的PWM端口 17輸出晶體管51的0N/0FF信號(hào)，控制在晶體管5 I的集電極-發(fā)射極之間流過(guò)的電流即從電池6流到加熱器26的電流的0N/0FF。另外，加熱器控制電路50不限于上述的晶體管51，也可以使用FET等來(lái)構(gòu)成。接著，脈沖輸入電路30是經(jīng)由輸出檢測(cè)電路20向單電池21施加矩形的脈沖電壓的電路。通過(guò)微型計(jì)算機(jī)10的運(yùn)算而生成表示矩形脈沖波形的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且從I/O端口15輸入到脈沖輸入電路30。脈沖輸入電路30基于接收到的脈沖波形的數(shù)據(jù)來(lái)生成矩形的脈沖電壓，并施加到單電池21。另外，脈沖電壓的施加時(shí)間可以在數(shù) 數(shù)百ms之間適當(dāng)設(shè)定。如上所述，通過(guò)將該脈沖電壓施加到單電池21，在輸出檢測(cè)電路20中獲取(檢測(cè))的單電池21的兩端的電位差暫時(shí)產(chǎn)生變動(dòng)。換言之，單電池21的電動(dòng)勢(shì)加上通過(guò)脈沖電壓的施加而在內(nèi)部電阻22的兩端產(chǎn)生的電位，作為單電池21輸出的檢測(cè)信號(hào)由輸出檢測(cè)電路20獲取(檢測(cè))。因此，可以根據(jù)通過(guò)脈沖電壓的施加而由輸出檢測(cè)電路20作為檢測(cè)信號(hào)獲取的單電池21的兩端的電位差所產(chǎn)生的變動(dòng)，通過(guò)運(yùn)算獲取單電池21的內(nèi)部電阻值(進(jìn)而與內(nèi)部電阻值存在相關(guān)關(guān)系的單電池21的溫度)。在氣體傳感器裝置I中，單電池21活性時(shí)的加熱器26的控制如下進(jìn)行如上所述通過(guò)基于PID控制的PWM控制，以使單電池21的內(nèi)部電阻值達(dá)到目標(biāo)電阻值的方式進(jìn)行向加熱器26的電力供給。在這種結(jié)構(gòu)的氣體傳感器裝置I中，單電池21的輸出(排氣氣體的空燃比在富裕側(cè)為約900mV，在貧乏側(cè)為約50mV)通過(guò)單電池21被加熱到相比活性溫度足夠高的預(yù)定的溫度(以下，稱(chēng)為“高溫控制溫度”)以上來(lái)得到。高溫控制溫度設(shè)定為例如700°C。單電池21的溫度在活性溫度以上并且不足高溫控制溫度時(shí)，盡管能從單電池21得到輸出，但是在排氣氣體的空燃比下富裕側(cè)的檢測(cè)信號(hào)的值和貧乏側(cè)的檢測(cè)信號(hào)的值的差分小。但是，剛剛開(kāi)始啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)存在溫度低、在排氣氣體中包含水滴的情況。如果該水滴附著于被加熱器26加熱至高溫的單電池21，則由于在單電池21的表面蒸發(fā)時(shí)奪去部分熱量，而存在使單電池21遭受熱沖擊而產(chǎn)生沾水破損等的不良狀況的危險(xiǎn)。因而在氣體傳感器裝置I中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，在排氣氣體中可能包含有水滴的期間(以下，稱(chēng)為“沾水時(shí)間”)進(jìn)行如下控制將單電池21的加熱溫度維持在使單電池21活性化并且即便是水滴 附著于單電池21也不產(chǎn)生沾水破損的程度的較低的溫度(以下，稱(chēng)為“沾水控制溫度”)。另外，沾水控制溫度為活性溫度以上并且不足高溫控制溫度的溫度，設(shè)定為例如400°C。此夕卜，沾水時(shí)間因發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)而不同，針對(duì)利用氣體傳感器裝置I的每種發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)先進(jìn)行設(shè)定。此外，在氣體傳感器裝置I中，對(duì)氣體傳感器2的單電池21的劣化的有無(wú)進(jìn)行判定。單電池21由于經(jīng)時(shí)劣化等產(chǎn)生了劣化的情況下，單電池21的同一溫度所對(duì)應(yīng)的內(nèi)部電阻值相比劣化前變高。如上所述內(nèi)部電阻值具有對(duì)應(yīng)于固體電解質(zhì)體的溫度上升而下降的特性，所以在單電池21劣化了的情況下，如果以使內(nèi)部電阻值達(dá)到目標(biāo)電阻值的方式進(jìn)行加熱器26的控制，則存在過(guò)度升溫的危險(xiǎn)。因此，在本實(shí)施方式中，伴隨氣體傳感器裝置I的驅(qū)動(dòng)，微型計(jì)算機(jī)10的CPUll執(zhí)行劣化校正程序，根據(jù)其處理，基于在單電池21的輸出滿足了預(yù)定的條件的情況下首次獲取的內(nèi)部電阻值(以下，稱(chēng)為“開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值”)進(jìn)行單電池21的劣化判定。而且微型計(jì)算機(jī)10根據(jù)劣化校正程序，在單電池21劣化了的狀態(tài)下，進(jìn)行目標(biāo)電阻值的變更(校正)。由此，在氣體傳感器裝置I中，進(jìn)行與單電池21的劣化狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的加熱器26的通電控制(PID控制)，所以不論單電池21的劣化狀態(tài)如何，均能保持單電池21的溫度一定。以下，適當(dāng)參照?qǐng)DI、圖3說(shuō)明微型計(jì)算機(jī)10根據(jù)圖2所示的劣化校正程序的流程圖進(jìn)行的處理。首先，說(shuō)明在劣化校正程序中參照的表格(劣化表、校正系數(shù)表)和變量(沾水控制用電阻值、高溫控制用電阻值)。劣化表是預(yù)先求出非劣化的單電池21的內(nèi)部電阻值的可采用的值(以下，稱(chēng)為“劣化判定值”)并進(jìn)行表格化的表格，被預(yù)先做成并存儲(chǔ)于R0M12。此外，校正系數(shù)表是以表示單電池21的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值越大校正系數(shù)的數(shù)值越大的關(guān)系的方式實(shí)驗(yàn)求出的表格，被預(yù)先做成并存儲(chǔ)于R0M12。而且,在本實(shí)施方式中,在氣體傳感器2的檢測(cè)信號(hào)的值達(dá)到了開(kāi)始空燃比反饋控制所需要的精度(水準(zhǔn))的情況下，獲取單電池21的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值，進(jìn)行與劣化判定值的比較。E⑶5在根據(jù)單電池21的輸出值(檢測(cè)信號(hào)的值)進(jìn)行空燃比反饋控制之前，實(shí)施空燃比的開(kāi)環(huán)控制(使噴射器的燃料噴射量以一定模式變化，以一定模式使空燃比變化為富裕、貧乏的控制)。在本實(shí)施方式中，更具體而言，在單電池21的輸出值(檢測(cè)信號(hào)的值)表示為比600mV大的值或者單電池21的輸出值表示為比300mV小的值的情況下，作為達(dá)到開(kāi)始空燃比反饋控制(空燃比的閉環(huán)控制)所需要的精度，獲取開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值。另外，輸出值的比較對(duì)象即上限值的600mV、下限值的300mV只不過(guò)是一個(gè)例子，也可以對(duì)應(yīng)于單電池21的輸出值來(lái)適當(dāng)設(shè)定。在單電池21的輸出值(檢測(cè)信號(hào)的值)達(dá)到開(kāi)始判定值而進(jìn)行劣化判定的情況下，通過(guò)將參照劣化表求出的劣化判定值與從單電池21獲取的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值比較，進(jìn)行劣化判定。另外，是否達(dá)到了進(jìn)行空燃比反饋控制所需要的精度的判定基準(zhǔn)即輸出值的比較對(duì)象值(具體而言600mV以及300mV)，在本發(fā)明中相當(dāng)于“開(kāi)始判定值”。 此外，在ROMl2中，進(jìn)行加熱器26的溫度控制，并且存儲(chǔ)內(nèi)部電阻值的目標(biāo)即目標(biāo)電阻值。如上所述，加熱器26的溫度以在經(jīng)過(guò)沾水時(shí)間之前達(dá)到沾水控制溫度的方式被控制，并且以在經(jīng)過(guò)沾水時(shí)間后達(dá)到高溫控制溫度的方式被控制。另外，R0M12存儲(chǔ)的目標(biāo)電阻值在單電池21為非劣化的情況下，包含有對(duì)應(yīng)于沾水控制溫度的內(nèi)部電阻值(以下，稱(chēng)為“沾水控制用電阻值”)和對(duì)應(yīng)于高溫控制溫度的內(nèi)部電阻值(以下，稱(chēng)為“高溫控制用電阻值”)。 以下，說(shuō)明執(zhí)行劣化校正程序的氣體傳感器裝置I的動(dòng)作。此外，在以下的說(shuō)明中，流程圖的各步驟簡(jiǎn)稱(chēng)為“S”。氣體傳感器裝置I在例如機(jī)動(dòng)車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)時(shí)被驅(qū)動(dòng)，微型計(jì)算機(jī)10的CPUlI開(kāi)始執(zhí)行R0M12存儲(chǔ)的劣化校正程序。如圖2所示，若劣化校正程序被執(zhí)行，則CPUlI將PWM控制中的占空比設(shè)定為固定值(S 12)。另外，在本實(shí)施方式中，將該占空比設(shè)定為1(100% )，向加熱器控制電路50繼續(xù)輸出0N/0FF信號(hào)(在這種情況下，通常輸出ON信號(hào))。具體而言，在與劣化校正程序并列執(zhí)行的加熱器控制程序(未圖示)中，對(duì)應(yīng)于占空比而生成用于PWM控制晶體管51的0N/0FF的信號(hào)，并輸出到加熱器控制電路50。對(duì)加熱器26的發(fā)熱電阻體27直接施加電池6的電壓，如圖3所示，伴隨時(shí)間的經(jīng)過(guò)，單電池21的溫度逐漸上升。接著，CPUll如圖2所示，開(kāi)始沾水時(shí)間的計(jì)時(shí)(S13)。如上所述，作為沾水時(shí)間，預(yù)先設(shè)定了與利用氣體傳感器裝置I的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，并且被存儲(chǔ)于R0M12。進(jìn)行氣體傳感器2的輸出(檢測(cè)信號(hào))的獲取(S15)。通過(guò)輸出檢測(cè)電路20獲取的單電池21的檢測(cè)信號(hào)，從Α/D端口 16輸入到微型計(jì)算機(jī)10，CPUll讀取檢測(cè)信號(hào)的值。如上所述，檢測(cè)信號(hào)被補(bǔ)償，如圖3所示的O Tl時(shí)所示，單電池21的非活性時(shí)的檢測(cè)信號(hào)的值表示為約450mV。然后，若單電池21的溫度逐漸上升，達(dá)到該單電池21的內(nèi)部電阻值某種程度地下降的Tl時(shí)，則對(duì)應(yīng)于空燃比(詳細(xì)地說(shuō)，執(zhí)行開(kāi)環(huán)控制時(shí)的空燃比)的變化，在單電池21中開(kāi)始產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的變化。即，空燃比在富裕側(cè)表示為比450mV高的值，空燃比在貧乏側(cè)表示為比450mV低的值。而且伴隨單電池21的溫度上升，在排氣氣體的空燃比下富裕側(cè)的檢測(cè)信號(hào)的值和貧乏側(cè)的檢測(cè)信號(hào)的值的差分逐漸變大。如圖2所示，檢測(cè)信號(hào)的值在600mV以下(S16 :否)并且其值在300mV以上(S17 否)時(shí)，返回到S15，重復(fù)對(duì)檢測(cè)信號(hào)的值的監(jiān)視。在單電池21的溫度達(dá)到活性溫度(在圖3中以實(shí)線E表示)之前的非活性的狀態(tài)(O Tl時(shí)(參照?qǐng)D3))下，檢測(cè)信號(hào)的值表示為約450mV。此外，即使在單電池21的溫度達(dá)到了活性溫度以后，在單電池21沒(méi)有被充分加熱時(shí)(Tl T2時(shí)(參照?qǐng)D3))，檢測(cè)信號(hào)的值仍是在空燃比的富裕側(cè)表示為600mV以下，在貧乏側(cè)表示為300mV以上。在這種情況下，單電池21即使活性化，在排氣氣體的空燃比下富裕側(cè)的檢測(cè)信號(hào)的值和貧乏側(cè)的檢測(cè)信號(hào)的值的差分仍較小，不能充分得到檢測(cè)排氣氣體的空燃比的精度。而且，在如下情況下進(jìn)入到S18，S卩，單電池21的輸出在排氣氣體的空燃比的富裕側(cè)表示為比600mV大的值的情況(S16 :是)，或者在貧乏側(cè)表示為比300mV小的值的情況617:是)。在圖3的圖表中表示在T2時(shí)單電池21的輸出成為比600mV大的值的例子。由于是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，所以排氣氣體的空燃比的狀態(tài)時(shí)刻變化。因此，只要單電池21的輸出值表示為比600mV大的值、或者單電池21的輸出值表示為比300mV小的值，就判斷為單電池21已活性化到能檢測(cè)排氣氣體的空燃比并且得到需要的精度的水準(zhǔn)。由此，ECU5可以使另外執(zhí)行著的空燃比的開(kāi)環(huán)控制，轉(zhuǎn)變到基于單電池21的輸出(檢測(cè)信號(hào))的公知的空燃比反饋控制(空燃比的閉環(huán)控制)。CPUll從I/O端口 15向脈沖輸入電路30輸出脈沖波形的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(S18)。脈沖輸入電路30生成矩形的脈沖電壓，施加到單電池21。而且輸出檢測(cè)電路20獲取伴隨脈沖電壓的施加而變動(dòng)的單電池21的電位，輸出到微型計(jì)算機(jī)10的Α/D端口 16。CPUll根據(jù) 已獲取的、伴隨脈沖電壓的施加而變動(dòng)的單電池21的電位，運(yùn)算并求出單電池21的內(nèi)部電阻值(S20)。另外，在S20中獲取的單電池21的內(nèi)部電阻值為開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值。參照在R0M12中存儲(chǔ)的劣化表，求出(設(shè)定)劣化判定值(預(yù)先設(shè)定了的劣化判定值)。而且，對(duì)在S20中獲取的單電池21的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值進(jìn)行比較，在一致或偏差為預(yù)定值以下的情況下，判斷為單電池21沒(méi)有劣化(S21 :否)。在這種情況下，將后述的用于校正目標(biāo)電阻值的校正系數(shù)設(shè)定為1，并且存儲(chǔ)于RAM13。另一方面，在單電池21的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值的偏差比預(yù)定值大的情況下，判斷為單電池21已劣化(S21 :是)。在這種情況下，通過(guò)參照表示開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和校正系數(shù)的關(guān)系的上述校正系數(shù)表，算出(決定)對(duì)應(yīng)于開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值的校正系數(shù)，并且存儲(chǔ)于RAM13(S22)。另外，校正系數(shù)的算出不限于使用校正系數(shù)表，也可以是準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)求出的運(yùn)算式(函數(shù))以便能夠算出隨著開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值的偏差變大而使目標(biāo)電阻值上升所需要的校正系數(shù)，并基于該運(yùn)算式算出校正系數(shù)。接著，進(jìn)行對(duì)于是否經(jīng)過(guò)了在S13中開(kāi)始計(jì)時(shí)的沾水時(shí)間的確認(rèn)(S25)。在沒(méi)有經(jīng)過(guò)沾水時(shí)間的情況下(T2 T3時(shí)(參照?qǐng)D3))，為了防止單電池21的沾水破損等，進(jìn)行將單電池21的加熱溫度維持在沾水控制溫度(在圖3中以實(shí)線F表示)的控制。如上所述，加熱器26的溫度控制如下進(jìn)行以使單電池21的內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值的方式進(jìn)行PID控制。向加熱器26的通電通過(guò)PWM控制來(lái)進(jìn)行，用于此處的占空比根據(jù)內(nèi)部電阻值和目標(biāo)電阻值并通過(guò)公知的PID運(yùn)算來(lái)求出。在經(jīng)過(guò)沾水時(shí)間之前(S25 :否)，從ROMl2讀出沾水控制用電阻值(在圖3中以單點(diǎn)劃線B表示)，并且設(shè)定為目標(biāo)電阻值(S27)。而且，讀出在S22或S23存儲(chǔ)的校正系數(shù)，適用于在S27中設(shè)定的目標(biāo)電阻值，校正為與單電池21的劣化對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電阻值(S28)。另外，在單電池21沒(méi)有劣化的情況下，校正系數(shù)被設(shè)定為1，所以S28中的校正前的目標(biāo)電阻值和校正后的目標(biāo)電阻值為同值，維持在圖3中以單點(diǎn)劃線B表示的目標(biāo)電阻值。另一方面，在單電池21劣化的情況，在S28中使用在S22中存儲(chǔ)的校正系數(shù)，以使校正前的目標(biāo)電阻值上升的方式進(jìn)行校正，從而校正為在圖3中以雙點(diǎn)劃線A表示的目標(biāo)電阻值。
CPUll進(jìn)行基于在S20中獲取的單電池21的內(nèi)部電阻值和在S28中校正的目標(biāo)電阻值的PID運(yùn)算，算出用于PWM控制向加熱器26的通電的占空比。而且，根據(jù)算出的占空比，向加熱器控制電路50繼續(xù)輸出0N/0FF信號(hào)(S30)。即，通過(guò)加熱器控制程序(未圖示)，對(duì)應(yīng)于占空比而生成PWM控制晶體管51的0N/0FF的信號(hào)，輸出到加熱器控制電路50。向加熱器26的發(fā)熱電阻體27施加被PWM控制的電池6的電壓。如圖3的T2 T3時(shí)所示，進(jìn)行向加熱器26的通電，以使單電池21的內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值，該目標(biāo)電阻值是通過(guò)使用在S22或S23中存儲(chǔ)的校正系數(shù)校正沾水控制用電阻值而得到的，由此單電池21的溫度被維持在沾水控制溫度(實(shí)線F)。接著，如圖2所示，等待預(yù)定時(shí)間(例如10 50msec)的經(jīng)過(guò)(S31 :否)之后(S31 是)，與S18同樣地，將脈沖電壓施加到單電池21 (S32)。而且與S20同樣地，求出單電池21的內(nèi)部電阻值(S33)，返回到S25。由此，在經(jīng)過(guò)沾水時(shí)間之前(S25 :否)，重復(fù)S27、S28 S33。由此，單電池21的溫度維持在沾水控制溫度。而且，若在T3時(shí)(參照?qǐng)D3)經(jīng)過(guò)沾水時(shí)間(S25 :是)，則為了提高空燃比的檢測(cè) 精度(氧濃度的檢測(cè)精度)，進(jìn)行將單電池21的加熱溫度維持在高溫控制溫度(在圖3中以實(shí)線G表示)的控制。從R0M12讀出高溫控制用電阻值(在圖3中以單點(diǎn)劃線D表示)，并且設(shè)定為目標(biāo)電阻值(S26)。與上述同樣地讀出在S22或S23中存儲(chǔ)的校正系數(shù)，適用于目標(biāo)電阻值，而校正為與單電池21的劣化對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電阻值(S28)。另外，在單電池21沒(méi)有劣化的情況下，由于校正系數(shù)被設(shè)定為1，所以S28中的校正前的目標(biāo)電阻值和校正后的目標(biāo)電阻值為同值，維持在圖3中以單點(diǎn)劃線D表示的目標(biāo)電阻值。另一方面，在單電池21劣化的情況，在S28中使用在S22中存儲(chǔ)的校正系數(shù)以使校正前的目標(biāo)電阻值上升的方式校正，校正為在圖3中以雙點(diǎn)劃線C表示的目標(biāo)電阻值。以下同樣地，通過(guò)基于占空比的PWM控制進(jìn)行向加熱器26的通電，該占空比通過(guò)基于在S20中獲取的單電池21的內(nèi)部電阻值和在S28中校正的目標(biāo)電阻值的PID運(yùn)算而求出(S30)。由此，進(jìn)行向加熱器26的通電以使單電池21的內(nèi)部電阻值達(dá)到目標(biāo)電阻值，該目標(biāo)電阻值是通過(guò)使用在S22或S23中存儲(chǔ)的校正系數(shù)校正高溫控制用電阻值而得到的，從而將單電池21的溫度維持在高溫控制溫度(實(shí)線G)。而且，等待預(yù)定時(shí)間的經(jīng)過(guò)(S31 :否)之后(S31 :是)，基于向單電池21的脈沖電壓的施加(S32)，求出單電池21的內(nèi)部電阻值(S33)，返回到S25。由此，沾水時(shí)間的經(jīng)過(guò)后(S25 :是)，重復(fù)S26、S28 S33。由此，在圖3所示T3時(shí)以后，進(jìn)行向加熱器26的通電，以使單電池21的內(nèi)部電阻值達(dá)到目標(biāo)電阻值，該目標(biāo)電阻值通過(guò)設(shè)定高溫控制用電阻值并且進(jìn)行了與劣化對(duì)應(yīng)的校正而得到。而且在T4時(shí)，單電池21的溫度達(dá)到高溫控制溫度，之后以維持高溫控制溫度的方式繼續(xù)進(jìn)行加熱器26的PID控制。單電池21的輸出(檢測(cè)信號(hào))在排氣氣體的空燃比處于富裕側(cè)的情況下得到約900mV，在處于貧乏側(cè)的情況下穩(wěn)定地得到約50mV，能夠高精度地檢測(cè)排氣氣體的空燃比。由此，在氣體傳感器裝置I中，在檢測(cè)信號(hào)的輸出值達(dá)到了開(kāi)始判定值的情況下進(jìn)行單電池21的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值的比較，所述開(kāi)始判定值用于判定是否達(dá)到了進(jìn)行空燃比反饋控制所需要的精度。由此，與檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制并且穩(wěn)定之后進(jìn)行單電池的劣化判定的現(xiàn)有的氣體傳感器裝置相比，能夠提前開(kāi)始單電池21的劣化判定。此外，通過(guò)僅僅將單電池21的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值與劣化判定值比較這種直接并且簡(jiǎn)單的比較處理，就能夠進(jìn)行單電池21的劣化的判定，所以能夠精準(zhǔn)并且迅速地進(jìn)行劣化判定。能夠使基于其判定結(jié)果的劣化校正處理等提前執(zhí)行。此外，以使內(nèi)部電阻值達(dá)到目標(biāo)電阻值的方式?jīng)Q定向加熱器26的通電量，更具體而言，決定通過(guò)PWM控制進(jìn)行加熱器26的通電時(shí)的占空比時(shí)，能夠使用對(duì)應(yīng)于單電池21的劣化狀態(tài)求出的校正系數(shù)來(lái)校正目標(biāo)電阻值，所以能夠精準(zhǔn)地求出占空比。由此，被加熱器26加熱的單電池21能夠維持一定的溫度，所以作為氣體傳感器2的輸出，能夠得到更穩(wěn)定的輸出。另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)也可以增加各種變更。在劣化校正程序的S21中，比較單電池21的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值，進(jìn)行單電池21是否劣化的判定。此時(shí)，可以不只是判定有無(wú)單電池21的劣化，也判定劣化的程度。例如，也可以對(duì)應(yīng)于伴隨脈沖電壓的施加而變動(dòng)的部分的電位的大小，判定單電池21的劣化的過(guò)渡狀態(tài)。在這種情況下，比較的劣化判定值不限于一個(gè)，如果準(zhǔn)備多個(gè)，則能夠分成與劣化判定值的數(shù)量對(duì)應(yīng)的階段來(lái)判定單電池21的劣化的程度。而且，分成多個(gè)階段判定單電池21的劣化的程度，同時(shí)考慮劣化的程度而基于不同的算出方法算出校正目 標(biāo)電阻值的校正系數(shù)，由此能夠?qū)?yīng)于單電池21的劣化狀態(tài)而精確地校正目標(biāo)電阻值。此外，在比較開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值時(shí)，比較兩者的偏差是否在預(yù)定值以下，此時(shí)該預(yù)定值不必如上述實(shí)施方式那樣在空燃比的富裕側(cè)和貧乏側(cè)均為同一值，也可以根據(jù)空燃比在富裕側(cè)和貧乏側(cè)而為不同的值。此外，為了獲取單電池21的內(nèi)部電阻值，在本實(shí)施方式中向單電池21施加了脈沖電壓，但是也可以施加脈沖電流或者交流電壓。此外，也可以具有控制氣體傳感器2的驅(qū)動(dòng)的控制器，并且配置在氣體傳感器2和ECU5之間，由該控制器和氣體傳感器2構(gòu)成氣體傳感器裝置。此外，在本實(shí)施方式的劣化校正程序中，在S13中開(kāi)始沾水時(shí)間的測(cè)量，在S25中判定是否經(jīng)過(guò)了沾水時(shí)間，由此決定出將單電池21維持在沾水控制溫度的期間。并不限于此，也可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者另外安裝在車(chē)輛上的水溫傳感器、排氣溫傳感器的信息是否滿足預(yù)定的條件進(jìn)行判定，從而決定將單電池21維持在沾水控制溫度的期間。例如，也可以如下進(jìn)行設(shè)定從上述劣化校正程序中刪除S13，將S25的處理設(shè)定為辨別基于水溫傳感器的輸出的水溫信息是否超過(guò)了預(yù)定的溫度的處理，在水溫信息超過(guò)預(yù)定溫度的情況下進(jìn)入S26，在水溫信息為預(yù)定溫度以下的情況下進(jìn)入S27。此外，氣體傳感器I舉例了傳感器元件由I個(gè)單電池構(gòu)成的氧傳感器的單電池，但也可以將構(gòu)成由2個(gè)單電池構(gòu)成的全范圍空燃比傳感器或者由3個(gè)單電池構(gòu)成的NOx傳感器的一個(gè)單電池作為對(duì)象，并適用于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種氣體傳感器裝置，具有氣體傳感器，該氣體傳感器具有至少一個(gè)以上的由固體電解質(zhì)體以及一對(duì)電極構(gòu)成的單電池，并且輸出與排氣氣體中的特定氣體的濃度對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，所述氣體傳感器裝置適用于基于所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制的內(nèi)燃機(jī)，所述氣體傳感器裝置的特征在于，具有 獲取機(jī)構(gòu)，獲取從所述氣體傳感器輸出的所述檢測(cè)信號(hào)； 電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)構(gòu)成所述氣體傳感器的一個(gè)所述單電池的內(nèi)部電阻值； 判斷機(jī)構(gòu)，判斷通過(guò)所述獲取機(jī)構(gòu)獲取的所述檢測(cè)信號(hào)是否達(dá)到了能夠開(kāi)始所述空燃比反饋控制的開(kāi)始判定值； 開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在通過(guò)所述判斷機(jī)構(gòu)判斷為所述檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了所述開(kāi)始判定值的情況下，通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)所述單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值；以及 比較機(jī)構(gòu)，比較通過(guò)所述開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的所述開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和預(yù)先設(shè)定的劣化判定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體傳感器裝置，其特征在于，所述氣體傳感器還具有加熱器，該加熱器用于通過(guò)通電機(jī)構(gòu)的通電來(lái)加熱所述固體電解質(zhì)體， 所述氣體傳感器裝置還具有 決定機(jī)構(gòu)，決定所述通電機(jī)構(gòu)向所述加熱器的通電量，以使通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的所述內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值；以及 校正機(jī)構(gòu)，基于所述比較機(jī)構(gòu)的比較結(jié)果，校正所述目標(biāo)電阻值。
3.一種氣體傳感器裝置的控制方法，在氣體傳感器裝置中執(zhí)行， 所述氣體傳感器裝置具有氣體傳感器，具有至少一個(gè)以上的由固體電解質(zhì)體以及一對(duì)電極構(gòu)成的單電池，并且輸出與排氣氣體中的特定氣體的濃度對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；以及電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)一個(gè)所述單電池的內(nèi)部電阻值， 所述氣體傳感器裝置適用于基于所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制的內(nèi)燃機(jī)， 所述氣體傳感器裝置的控制方法的特征在于，包括以下步驟 獲取步驟，獲取從所述氣體傳感器輸出的所述檢測(cè)信號(hào)； 判斷步驟，判斷在所述獲取步驟獲取的所述檢測(cè)信號(hào)是否達(dá)到了能夠開(kāi)始所述空燃比反饋控制的開(kāi)始判定值； 開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)步驟，在所述判斷步驟判斷為所述檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了所述開(kāi)始判定值的情況下，通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)所述單電池的開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值；以及 比較步驟，比較在所述開(kāi)始時(shí)電阻值檢測(cè)步驟檢測(cè)出的所述開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值和預(yù)先設(shè)定的劣化判定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體傳感器裝置的控制方法，其特征在于，所述氣體傳感器還具有加熱器，該加熱器用于通過(guò)通電機(jī)構(gòu)的通電來(lái)加熱所述固體電解質(zhì)體， 所述氣體傳感器裝置的控制方法還包括以下步驟 決定步驟，決定所述通電機(jī)構(gòu)向所述加熱器的通電量，以使通過(guò)所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的所述內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值；以及 校正步驟，基于所述比較步驟的比較結(jié)果，校正所述目標(biāo)電阻值。
全文摘要
提供一種能提前開(kāi)始單電池的劣化判定并能高精度地進(jìn)行單電池的劣化判定的氣體傳感器裝置及其控制方法。在從氣體傳感器的單電池獲取(S15)的檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了開(kāi)始判定值的情況下，具體而言在單電池的輸出值表示為比600mV大的值(S16是)或者單電池的輸出值表示為比300mV小的值的情況下(S17是)，向單電池施加脈沖電壓(S18)，基于因脈沖波而變化了的檢測(cè)信號(hào)獲取開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值(S20)。比較預(yù)先設(shè)定的劣化判定值和開(kāi)始時(shí)內(nèi)部電阻值(S21)。如果根據(jù)其比較結(jié)果校正加熱器的溫度控制(通電控制)所使用的單電池的目標(biāo)電阻值(S28)，則能夠與單電池的劣化無(wú)關(guān)而穩(wěn)定地保持單電池的溫度一定。
文檔編號(hào)G01N27/14GK102759549SQ20121013460
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者加藤剛, 川口壯一, 市田亮介, 日比野功稔, 森健太朗 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社