CN102177431B - 排气传感器的活性判定装置、内燃机的控制装置 - Google Patents

排气传感器的活性判定装置、内燃机的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种排气传感器的活性判定装置，其能够准确地判定排气传感器输出的使用可能时期，并抑制因使用包含大量的吸附物质的影响的排气传感器输出而引起的不良影响。在空燃比传感器(48)的暖机中，从空燃比传感器(48)的温度达到规定温度(T1)时刻起计测时间。若该时间达到规定的目标保持时间(Te)以上，则判定为空燃比传感器(48)处于活性状态。目标保持时间(Te)优选被设定为，吸附于空燃比传感器(48)的吸附物质完全脱离并且传感器元件部(50)周边完全被置换为废气的程度的长度。

Description

排气传感器的活性判定装置、内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及排气传感器的活性判定装置、内燃机的控制装置。 
背景技术
以往，例如，如日本特开2008-138569号公报所公开的那样，使用排气传感器的输出的内燃机的空燃比控制技术得到了广泛的使用。排气传感器通过达到活性温度而产生与废气的空燃比对应的输出。在内燃机起动时，为了在早期获得良好的排放性状，存在想要在早期使利用排气传感器输出的空燃比控制开始这样的要求。通常，为了应对该要求而在排气传感器内部设置有加热器，并在内燃机起动时该加热器将排气传感器迅速加热至规定的活性温度。 
然而，即使在排气传感器达到活性温度之前、即本活性状态之前，只要备齐特定的条件，则就算利用排气传感器输出也有时不会产生障碍。因此，通过判定即使是本活性状态之前也能够使用排气传感器输出的状态、即半活性状态，而能够在更早的阶段将排气传感器输出使用于空燃比控制中。 
然而，在内燃机停止时，在排气传感器的电极部、传感器元件的多孔质体部等上吸附废气成分。以下，将吸附于排气传感器的废气成分统称为“吸附物质”。在内燃机开始起动时排气传感器逐渐被加热的途中，该吸附物质开始脱离。脱离后的吸附物质存在于排气传感器附近，而对排气传感器的输出造成影响，妨碍废气空燃比的准确的测定。在吸附物质的影响残留的期间，排气传感器输出无法表示废气空燃比的准确的值。这样，因脱离吸附物质的影响而产生输出偏差，存在妨碍排气传感器输出的早期利用的问题。 
为此，在日本特开2008-138569号公报涉及的空燃比控制装置中，担心存在吸附物质的影响的状况下，在从半活性之后达到本活性的期间，对排气传感器输出值进行屏蔽。由此，能够根据需要，采取用于防止由吸附物质引起的输出偏差的不良影响的措施。 
专利文献1：日本特开2008-138569号公报 
专利文献2：日本特开2005-207924号公报 
专利文献3：日本特开平8-75695号公报 
专利文献4：日本特开2006-170849号公报 
专利文献5：日本特开2004-211611号公报 
如上所述，在内燃机的起动时，一般存在想要在早期使利用排气传感器输出的空燃比控制开始这样的要求。为了应对该要求，在上述的现有技术中，基本上在半活性中使用排气传感器输出，除此之外，在担心存在吸附物质的影响的状况下，从半活性到本活性的期间对排气传感器输出进行屏蔽。 
如前所述，在内燃机起动时排气传感器被加热的途中，吸附物质从排气传感器脱离。在此，本申请发明人发现吸附物质的影响在排气传感器达到活性温度之后也残留下来，也就是说，即使排气传感器成为充分高的温度吸附物质的影响也依然残留的情况。 
上述的专利文献1的技术中，在从半活性到本活性为止的期间对排气传感器输出进行屏蔽，但在本活性之后开始进行利用排气传感器输出的空燃比控制(反馈控制)。因而，在上述以往技术中，吸附物质的影响在本活性之后也大量存在的情况下，尽管排气传感器输出包含大量吸附物质的影响，也会开始进行利用排气传感器输出的空燃比控制。这样，以往的技术在避开由吸附物质引起的不良影响的点上，依旧存在待改进的余地。 
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而提出的，其目的在于，提供一种排气传感器的活性判定装置，其能够准确地判定排气传感器输出的使用可能时期，从而能够抑制因包含大量的吸附物质的影响的排气传感器输出被使用而引起的不良影响。 
此外，本发明的目的在于，提供一种内燃机的控制装置，其具备抑制内燃机起动时由吸附物质引起的传感器输出偏差的弊端的构成。 
为实现上述的目的，第1发明为一种排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备：加热器，其用于在内燃机起动时加热排气传感器；和判定单元，其在上述内燃机起动时，基于在作为上述排气传感器所吸附的废气成分的吸附物质开始脱离后是否经过了上述吸附物质从上述排气传感器的周围实际上消失的程度的时间，来判定上述排气传感器的活性状态。 
此外，第2发明在第1发明的基础上，其特征在于，该活性判定装置还具备取得与上述排气传感器的温度具有相关性的物理量的取得单元，上述判定单元包括：温度判定单元，其基于上述物理量，来判定上述排气传感器的温度是否达到在脱离开始温度以上的温度区域内预先设定的规定温度，该脱离开始温度是作为上述排气传感器所吸附的排气成分的吸附物质开始脱离的温度；以及活性判定单元，其基于从上述排气传感器的温度达到上述规定温度的时刻起所经过的经过时间，来判定上述排气传感器的活性状态。 
此外，第3发明在第1发明的基础上，其特征在于，该活性判定装置还具备取得与上述排气传感器的温度具有相关性的物理量的取得单元，上述加热器为在内燃机起动时将排气传感器加热至目标温度的加热器，上述判定单元包括活性判定单元，该活性判定单元在上述加热器开始加热后，基于从上述排气传感器的温度达到在上述目标温度以下的温度区域内预先设定的规定温度的时刻起所经过的经过时间，来判定上述排气传感器的活性状态。 
此外，第4发明在上述第2或者第3发明的基础上，其特征在于，上述活性判定单元为基于上述排气传感器的温度和上述经过时间来判定上述排气传感器的活性状态的单元，该活性判定单元包括：活性温度判定单元，其基于上述排气传感器是否达到活性温度来判定上述排气传感器的活性状态；以及活性判定禁止单元，其在上述经过时间超过规定时间为止之前，不论上述活性温度判定单元的判定结果如何，均禁止判定为上述排气传感器达到了活性状态。 
此外，第5发明在上述第4发明的基础上，其特征在于，具备按如下方式设定上述规定时间的单元，该方式为：使由上述活性判定禁止单元进行的禁止被解除的时刻，超过利用在内燃机起动时加热上述排气传感器的加热器使该排气传感器达到活性温度的时刻。 
此外，第6发明在上述第2或者第3发明的基础上，其特征在于，上述规定温度为上述排气传感器的活性温度，上述活性判定单元，在上述排气传感器达到活性温度之后经过了规定时间时，判定为上述排气传感器处于活性状态。 
此外，第7发明在上述第2或者第3发明的基础上，其特征在于，上述活性判定单元为基于上述经过时间是否超过规定时间来判定上述排气传感器的活性状态的单元，该规定时间以超过通过上述加热器的加热而使上述排气传感器达到活性温度的时刻的方式被设定，且被设定为由吸附物质引起的该排气传感器的输出偏差实际上消失的程度的长度。 
此外，第8发明在上述第2至第7发明中的任一发明的基础上，其特征在于，上述规定温度为选自300℃以上且700℃以下的温度区域的温度。 
此外，第9发明在上述第2至第7发明中的任一发明的基础上，其特征在于，上述取得单元取得的物理量为上述排气传感器的阻抗或导纳，上述规定温度为选自400℃以上的温度区域的温度。 
此外，第10发明在上述第4至第9发明中的任一发明的基础上，其特征在于，具备：性状取得单元，其取得内燃机的燃料性状；以及性状条件时间设定单元，其根据上述性状取得单元取得的燃料性状，将上述规定时间设定为不同的长度。 
此外，第11发明在上述第4至第10发明中的任一发明的基础上，其特征在于，具备：浓侧峰值取得单元，其在内燃机起动中，上述排气传感器为非活性的期间，取得该排气传感器的输出所表示的空燃比的浓侧的峰值；以及浓侧条件时间设定单元，上述浓侧峰值取得单元取得的空燃比在浓侧越大，该浓侧条件时间设定单元将上述规定时间设定为越长。 
此外，第12发明在上述第4至第11发明中的任一发明的基础上，其特征在于，具备：吸附量取得单元，其取得与在内燃机停止过程中上述排气传感器所吸附的气体成分的量即停止时吸附量具有相关性的量；以及吸附量条件时间设定单元，其根据上述吸附量取得单元取得的量，来变更上述规定时间。 
此外，第13发明在上述第12发明的基础上，其特征在于，上述吸附量取得单元包括取得内燃机起动时的水温、进气温、油温、内燃机起动时 的排气传感器器温度及与此具有相关性的物理量、以及内燃机从停止到开始起动为止的期间的长度即停止期间中的至少一个的单元；以及上述吸附量条件时间设定单元包括如下单元：内燃机起动时的水温或油温越低，内燃机起动时的排气传感器温度越是低温，或者上述停止期间越长，将上述规定时间设定为越长。 
此外，第14发明在上述第4至第10发明中的任一发明的基础上，其特征在于，具备：第11发明所述的浓侧峰值取得单元及浓侧条件时间设定单元、和第12或第13发明所述的吸附量取得单元及吸附量条件时间设定单元中的至少一组；以及即时活性判定单元，其在上述浓侧峰值取得单元取得的空燃比表示理论空燃比或稀侧的值的情况下，和/或上述吸附量取得单元表示的吸附量小于规定的基准值的情况下，当上述排气传感器达到活性温度时，将该排气传感器判定为活性状态。 
此外，第15发明在上述第1发明的基础上，其特征在于，上述判定单元基于以上述内燃机的累计空气量、上述废气传感器的元件温度及上述废气传感器的元件的导纳中的至少一个为对象进行测定的结果，来判定在作为上述排气传感器所吸附的废气成分的吸附物质开始脱离后是否经过了上述吸附物质从上述排气传感器的周围实际上消失的程度的期间。 
为实现上述目的，第16发明为一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备：排气传感器；进行上述排气传感器的活性判定的上述第1至15的发明中任一项所述的排气传感器的活性判定装置；反馈控制单元，其用于基于上述排气传感器的输出来对内燃机的空燃比进行反馈控制；和反馈控制开始单元，其在内燃机起动时，基于上述活性判定装置的判定结果，开始进行由上述反馈控制单元进行的控制。 
此外，第17发明在上述第16发明的基础上，其特征在于，上述排气传感器为临界电流式的空燃比传感器。 
根据第1发明，判定单元能够在由吸附物质引起的排气传感器的输出偏差消失的时刻判定为排气传感器处于活性状态。由此，能够抑制使用包含大量的吸附物质的影响的排气传感器输出。 
根据第2发明，能够考虑排气传感器的温度达到脱离开始温度的时刻起所经过的经过时间，来判定排气传感器的活性状态。若排气传感器 的温度上升某中程度，则排气传感器自身的输出特性处于稳定。然而，吸附物质的影响有时即使排气传感器成为高温也会残留下来。若排气传感器处在脱离开始温度以上的环境下，则吸附物质的量随着时间的经过而减少。为此，在第2发明中，将排气传感器温度达到脱离开始温度以上的规定温度的时刻作为起算点，来计测时间。通过使规定温度达到后的经过时间包含于活性判定的基础中，能够使吸附物质的影响的消失程度反映在活性判定中。由此，能够抑制使用包含大量的吸附物质的影响的排气传感器输出。 
根据第3发明，在排气传感器的温度上升的过程中，能够考虑从达到规定温度的时刻起的经过时间，来判定排气传感器的活性状态。在内燃机起动时，非活性状态的排气传感器以在早期开始使用为目的而通过加热器被快速加热。此时，排气传感器的温度在内燃机起动时迅速上升至目标温度。另一方面，当排气传感器的温度上升至脱离开始温度以上时，吸附物质的量逐渐减少。也就是说，在每次内燃机起动时，空燃比传感器被加热至目标温度的途中，随着时间的经过进行着吸附物质脱离之后从空燃比传感器48周边去除吸附物质为止的物理现象。为此，在第3发明中，在内燃机起动时，以排气传感器温度达到目标温度以下的预先确定的规定温度的时刻为起算点，来计测时间。通过使该时间包含在活性判定的基础中，能够将与吸附物质脱离有关的一系列物理现象的进行度反映在活性判定中。由此，能够抑制使用包含大量的吸附物质的影响的排气传感器输出。 
根据第4发明，在基于排气传感器的温度进行排气传感器活性判定的情况下，能够与吸附物质的影响残留无关地抑制使用排气传感器输出的事态。即，根据第4发明，即使排气传感器达到活性温度，在脱离开始温度以后的经过时间短于规定时间的情况下，禁止判定为排气传感器处于活性状态。也就是说，在经过预先设定的时间之前，能够确保排气传感器输出的使用禁止状态。其结果，能够与吸附物质的影响残留无关地抑制使用排气传感器输出的事态。 
根据第5发明，即使排气传感器达到活性温度，也不会立即判定为排气传感器处于活性状态。根据本申请发明人的发现，认为在现实中排气传感器达到活性温度之后吸附物质的影响还残留的情况较多。本申请发明人发现，在存在排气传感器输出的早期使用的请求时，有效的是超 过活性温度达到时刻来设置排气传感器输出使用禁止期间。由此，能够可靠地防止使用吸附物质的影响残留的排气传感器输出的事态。 
根据第6发明，在将排气传感器达到活性温度的时刻作为起算点并且从该起算点又经过规定时间之后，判定为排气传感器处于活性状态。根据本申请发明人的发现，认为在现实中排气传感器达到活性温度之后吸附物质的影响仍残留的情况较多。本申请发明人发现，在存在排气传感器输出的早期使用的请求时，有效的是导入在活性温度达到后不将排气传感器判定为活性状态的时间(换言之，等待时间)。由此，能够可靠地防止使用吸附物质的影响残留的排气传感器输出的事态。 
根据第7发明，能够基于对经过时间与规定时间的比较，来判断通过加热器的加热而排气传感器是否超过达到活性温度的时刻、和是否经过了由吸附物质引起的排气传感器的输出偏差实际上消失的程度的时间。从而，根据第6发明，能够通过时间计测，来一并进行排气传感器的达到活性温度的判定、和由吸附物质引起的输出偏差的影响消失的判定。 
根据第8发明，能够从吸附物质的脱离温度主要分布的温度范围内，设定决定时间的起算点的规定温度的值。即，废气中包含成为吸附物质时的脱离温度不同的多种成分。根据本申请发明人的发现，在汽油中，吸附物质中的脱离温度低的物质(具体而言，较低分子的HC或氧)，其脱离温度分布在大约300℃以上的温度区域。另一方面，在汽油中，吸附物质中的脱离温度高的物质(具体而言，较高分子的HC)，其脱离温度收敛在大致700℃以下的温度区域。根据第8发明，能够根据汽油中吸附物质的脱离温度分散的温度范围，适当地选择规定温度的值。 
根据第9发明，作为与排气传感器的温度具有相关性的物理量，利用阻抗、导纳。此时，为了使这些电学物理量达到某种程度高的精度，需要使排气传感器的温度上升某种程度。为此，在第9发明中，考虑到这一点，从400℃以上的温度区域中，选择用于确定时间计测的起算点的规定温度。由此，能够进行高精度的时间计测。 
根据第10发明，能够根据燃料性状，来变更上述的第4至第6发明中的规定时间。由此，能够使由燃料性状的不同引起的排气传感器输出偏差程度的不均匀，反映在上述的第4至第6发明中的规定时间中。 
根据第11发明，考虑到浓侧输出偏差期间的长度根据浓侧峰值而变化的情况，而能够根据浓侧峰值，来变更上述的第4至第6发明中的规定时间。其结果，能够以过多和不足较少的长度，变更上述的第4至第6发明中的规定时间。 
根据第12发明，能够根据吸附物质的量，来变更上述的第4至第6发明中的规定时间。其结果，能够以过多和不足较少的长度，变更上述的第4至第6发明中的规定时间。 
根据第13发明，通过利用与吸附物质的量具有相关性的各种量，能够设定为吸附物质的量越多使上述的第4至第6发明中的规定时间越长。 
根据第14发明，在能够判断为吸附物质的影响小到可忽视的情况下，能够在排气传感器达到活性温度的时刻，判定为排气传感器处于活性状态。由此，在能够忽视吸附物质的影响的情况下，对应于此能够迅速地进行排气传感器的活性判定。 
根据第15发明，能够进行对累计空气量、元件温度或元件导纳的计测，并据此判定吸附物质的影响从排气传感器的输出被充分去除的情况。 
根据第16发明，在内燃机起动时，能够抑制由吸附物质引起的传感器输出偏差造成的各种弊端、例如空燃比控制性的恶化或对操纵性的不良影响等。 
根据第17发明，能够对由吸附物质引起的输出偏差的影响大的临界电流式排气传感器，准确地进行活性状态的判定。 
附图说明
图1为用于说明本发明的实施方式1的系统构成的图。 
图2为表示空燃比传感器48的传感器元件部50的剖视图。 
图3为用于说明暖机中空燃比传感器48的输出偏差的影响的图。 
图4为在实施方式1中ECU60执行的程序的流程图。 
图5为用于说明本发明的实施方式2的系统构成的图。 
图6为在实施方式2中ECU60执行的程序的流程图。 
图7为在实施方式3中ECU60执行的程序的流程图。 
图8为在实施方式4中ECU60执行的程序的流程图。 
图9为规定了与冷却水温THWI对应的目标保持时间TWACT的映射图的一例。 
图10为在实施方式5中ECU60执行的程序的流程图。 
图11为规定了与阻抗值TIMPI对应的目标保持时间TIACT的映射图的一例。 
图12为在实施方式6中ECU60执行的程序的流程图。 
图13为规定了与浓侧峰值AFBACTP对应的目标保持时间TAFPACT的映射图的一例。 
具体实施方式
实施方式1 
[实施方式1的系统构成的说明] 
图1为用于说明本发明的实施方式1的系统构成的图。本实施方式的系统具备内燃机(以下称作“发动机”)1。内燃机1虽然具有多个汽缸2，但在图1中只示出其中的一个汽缸。 
内燃机1具备在内部具有活塞4的汽缸体6。在汽缸体6上设有检测内燃机1的冷却水温THWI的冷却水温传感器8。活塞4经由曲柄机构与曲轴10连接。在曲轴10的附近设有曲轴转角传感器12。曲轴转角传感器12构成为检测曲轴10的旋转角度(以下称作“曲轴转角”)CA。 
在汽缸体6的上部装配有汽缸盖14。从活塞4上表面到汽缸盖14为止的空间形成燃烧室16。在汽缸盖14上设有对燃烧室16内的混合气进行点火的火花塞18。 
汽缸盖14具备与燃烧室16连通的进气口20。在该进气口20与燃烧室16的连接部设有进气门22。进气口20与进气通道24连接。在进气通道24上设有向进气口20的附近喷射燃料的喷射器26。 
在喷射器26的上游设有节气门28。节气门28为通过节气门电机30进行控制的电子控制式的气门。节气门28基于由油门开度传感器32检测出的油门开度AA被驱动。在节气门28的附近，设有检测节气门开度的节气门开度传感器34。 
在节气门28的上游设有红外线式空气流量计36。空气流量计36构成为检测吸入空气量Ga。在空气流量计36的上游设有空气滤清器38。 
此外，汽缸盖14具备与燃烧室16连通的排气口40。在排气口40与燃烧室16的连接部设有排气门42。排气口40与排气通道44连接。在排气通道44上设有净化废气的排气净化催化剂(以下称作“催化剂”)46。在催化剂46的上游设有临界电流式空燃比传感器48。该空燃比传感器48具有如图2所示的传感器元件部50。 
图2为表示空燃比传感器48的传感器元件部50的剖视图。传感器元件部50具有作为检测元件51的固体电解质层。固体电解质层51由部分稳定化氧化锆(zirconia)组成，并具有氧离子导电性。在固体电解质层51的一面设有计测电极52。此外，在固体电解质层51的另一面，设有大气侧电极(也称作“基准气体侧电极”)53。这些计测电极52及大气侧电极53均由铂等构成，并经由导线58a、58b分别与后述的ECU60连接。 
此外，在固体电解质层51的一面形成有多孔质扩散电阻层54。多孔质扩散电阻层54具有覆盖计测电极52并且用于向该计测电极52导入废气的气体透过层54a、和抑制废气透过的气体遮断层54b。这些气体透过层54a及气体遮断层54b由氧化铝或氧化锆等陶瓷构成，且平均孔径或气孔率互不相同。 
在固体电解质层51的另一面形成有大气导入管道55。大气导入管道55在上部具有大气室(也称作“基准气体室”)56。在该大气室56内配置有上述大气侧电极53。大气导入管道55由氧化铝等高导热性陶瓷构成。在大气导入管道55的下表面设有加热器57。加热器57具有通过 通电而发热的多个发热体57a、和覆盖该发热体57a的绝缘层57b。发热体57a经由导线58c与ECU60连接。 
具有这种构成的传感器元件部50能够按照直线特性检测出氧浓度，能够将与氧浓度对应的临界电流向ECU60输出。该空燃比传感器输出(临界电流)与废气的空燃比具有相关性。具体而言，废气的空燃比越靠稀侧临界电流越大，废气的空燃比越靠浓侧临界电流越少。 
此外，检测元件51的导纳值As与检测元件51的温度具有相关性。利用这点，在本实施方式中，基于检测元件51的导纳值As，来计测空燃比传感器48的温度。 
此外，本实施方式的系统具备作为控制装置的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)60。ECU60的输出侧与火花塞18、喷射器26、节气门电机30等连接。ECU60的输入侧与冷却水温传感器8、曲轴转角传感器12、油门开度传感器32、节气门开度传感器34、空气流量计36、空燃比传感器48等连接。 
ECU60基于曲轴转角传感器12的输出而算出内燃机转速NE。此外，ECU60基于由油门开度传感器32检测出的油门开度AA等来算出内燃机负荷KL。ECU60基于内燃机转速NE或内燃机负荷KL等来决定燃料喷射量。此外，ECU60还具备对时间进行计时的计时功能。 
[吸附物质的影响] 
在内燃机停止时，在排气传感器的电极部等吸附废气成分，这是公知的。在实施方式1的情况下，内燃机1停止时，在传感器元件部50的计测电极52上吸附废气成分(未燃成分即HC、H2O或O2)。此外，在空燃比传感器48的各种多孔质陶瓷构造部的表面上吸附废气成分。以下，将吸附于空燃比传感器48的废气成分统称为“吸附物质”。 
当内燃机1起动时，由于开始对加热器57通电，所以传感器元件部50的温度上升。另外，当传感器元件部50的温度超过特定的温度区域时，吸附物质开始从计测电极52的表面脱离，并且，在其表面上各种反应开始被激活。此时，由于在计测电极52的表面上生成作为还原物质的H2、或者由于计测电极52上的与氧的反应点因吸附物质的存在而减少，所以空燃比传感器48的输出暂时向浓侧转移。此外，相反地， 由于在计测电极52的表面上O2增加，所以空燃比传感器48的输出暂时向稀侧转移。另外，随着传感器元件部50的升温吸附物质脱离进一步进行时，最终，传感器输出的浓偏差或稀偏差得以消除。 
图3为用于说明暖机中空燃比传感器48的输出偏差的影响的图。图3为本申请发明人所进行的实验结果。在图3中用实线分别表示显示器用A/F传感器输出、控制用A/F传感器输出、元件导纳。控制用A/F传感器为模拟配置于内燃机的排气通道上的通常的A/F传感器而准备的A/F传感器。显示器用A/F传感器为为了准确地显示向控制用A/F传感器流入的废气的空燃比而准备的A/F传感器。在该实验中，模拟起动时暖机运转状况，将控制用A/F传感器利用加热器加热至活性温度。图3中的元件导纳值与控制用A/F传感器的温度具有相关性。另一方面，显示器用A/F传感器常态下保持于活性温度。也就是说，显示器用A/F传感器输出所示的空燃比的废气向控制用A/F传感器侧流动。控制用A/F传感器成为能够产生前述的吸附物质的影响的状态(内燃机停止后，放置充分的时间，充分吸附了吸附物质的状态)。 
对于图3按照时刻t0→t5的时间经过进行说明。首先，从时刻t0起，对控制用A/F传感器开始供应废气。在该时刻，虽然由加热器进行加热但控制用A/F传感器还未达到活性温度，输出值恒定地表示理论空燃比。之后，当达到时刻t1时，控制用A/F传感器输出逐渐向浓侧偏移。在该时刻，虽然在图3的曲线图中未示出，但元件导纳的值约为300℃。当达到耐刻t2时，元件导纳的值显现在图3的曲线图中。在时刻t2时，控制用A/F传感器处于400℃。其中，由于元件导纳的计测精度在400℃以上的温度范围内变得充分高，所以图3中从400℃以上起表示计测值。 
之后，从时刻t3附近起，控制用A/F传感器的输出开始快速地向浓侧偏移。相对于此，显示器用A/F传感器输出表示理论空燃比附近。可以看出在时刻t3附近，吸附到控制用A/F传感器的吸附物质的影响开始活跃起来。之后，在时刻t4，向控制用A/F传感器的浓侧的输出偏差达到峰值。然后，在时刻t4以后，控制用A/F传感器输出逐渐向稀侧恢复。最终，在时刻t5，控制用A/F传感器输出与显示器用A/F传感器输出一致。在该时刻，可以认为由吸附物质带来的影响完全消除。 
[实施方式1的动作] 
在内燃机起动时，一般存在想要在早期使利用排气传感器输出的空燃比控制(反馈控制)开始这样的要求。在内燃机1中也一样，优选为，能够在早期利用空燃比传感器48的输出，并且尽可能在早期开始空燃比反馈控制。 
一般情况下，排气传感器的温度上升至活性温度时，排气传感器自身的输出特性处于稳定。因此，若空燃比传感器48达到活性温度，则关于温度条件，可以认为空燃比传感器48的准备完成。此外，以往在排气传感器成为活性温度程度时(或者，排气传感器即使低于活性温度，也只要处于某种程度的高温)，认为吸附物质的影响充分消失了。由此，在以往的技术所涉及的传感器活性判定中，认为在空燃比传感器48达到活性温度的时刻，得出空燃比传感器48处于活性状态的判断。 
然而，本申请发明人发现有时排气传感器达到活性温度之后吸附物质的影响也残留，也就是说，有时即使排气传感器成为充分的高温吸附物质的影响也依然残留下来。具体而言，在图3的时刻t5之前，有可能产生控制用A/F传感器达到活性温度的情况。例如即使空燃比传感器48的输出精度为充分高的精度，吸附物质的影响依然残留的情况下，也造成传感器输出包含由吸附物质的影响引起的误差。其结果，妨碍废气空燃比的准确的测定。不考虑这种状况就开始进行使用空燃比传感器48的输出的空燃比控制是不优选的。 
为此，本申请发明人鉴于这种吸附物质的影响，除了基于空燃比传感器48是否达到活性温度之外，还基于是否从空燃比传感器48的输出充分去除了吸附物质的影响，来判定空燃比传感器48的活性状态。换言之，在满足下述两个条件的情况下，判定为空燃比传感器48处于活性状态。 
(i)空燃比传感器48已达到活性温度，且空燃比传感器48的输出特性处于稳定。 
(ii)从空燃比传感器48的输出充分去除了吸附物质的影响。 
于是，本申请发明人想到了通过在由加热器57进行的空燃比传感器48的暖机途中计测时间来判别上述(ii)的条件是否成立的方法。即，在本实施方式中，空燃比传感器48的温度达到规定温度(以下，表示 为T1，在本实施方式中T1＝500℃)之后，经过预定的时间(以下，称作“目标保持时间”，标记为“Te”)之后，得出空燃比传感器48处于活性状态的判定。也就是说，在达到温度T1之后若没有经过时间Te，则空燃比传感器48的温度即使达到活性温度，也不判定为空燃比传感器48为活性状态。 
(温度T1的设定) 
在本实施方式中，按照下述观点设定温度T1。吸附物质有HC或O2等各种种类。各个吸附物质当成为特定的温度时，开始从计测电极52的表面脱离。也就是说，各个吸附物质分别具备开始从计测电极52的表面脱离的固有的温度(以下，也称作“脱离温度”)。在空燃比传感器48的温度达到这些脱离温度中最低的温度的时刻，吸附物质开始脱离。以下，将吸附物质开始从空燃比传感器48脱离的温度、换言之将脱离温度中最低的温度简称为“脱离开始温度”。 
废气中包含成为吸附物质时的脱离温度不同的多个成分。根据本申请发明人的发现，汽油的吸附物质中脱离温度低的物质(具体而言，较低分子的HC或氧)其脱离温度分布在大约300℃以上的温度区域。另一方面，汽油的吸附物质中脱离温度高的物质(具体而言，较高分子的HC)其脱离温度收纳于大体700℃以下的温度区域。本申请发明人发现，即使考虑燃料中包含各种分子数的HC等方面，汽油中的吸附物质的脱离温度也收纳于300℃以上且700℃以下的范围。此外，根据本申请发明人的发现，可预期到若为400℃以上的温度则能够确保某种程度高的元件导纳或元件阻抗的计测精度，因此从高精度地进行时间Te的计测的观点出发，优选为将温度T1设定为400℃以上。本实施方式中考虑到上述的观点，将温度T1设为500℃。 
(目标保持时间Te的设定) 
考虑到以下方面，通过实验或模型预先设定时间Te。在本实施方式中，通过实验预先设定将空燃比传感器48达到温度T1即500℃的时刻作为起算点，达到传感器输出值充分收敛为止的时刻(图3所说的时刻t5)的时间。将该时刻设为Te。 
如反复进行的说明，本申请发明人的着眼于，吸附物质的影响即使 在排气传感器达到活性温度之后也依然残留。根据本申请发明人的发现，认为在现实中空燃比传感器48达到活性温度之后吸附物质的影响也依然残留的情况较多。也就是说，本申请发明人发现，即使在从空燃比传感器48的活性温度达到时刻之后到传感器输出使用开始为止产生若干时间损失，若加大设定时间Te，则对于避开吸附物质的影响使内燃机1良好地起动来说还是很有效的。 
为此，在本实施方式中，将时间Te长度设定为超过内燃机1起动时由加热器57使空燃比传感器48达到活性温度的时刻的长度。Te优选设定成，在温度T1之后吸附物质的影响从空燃比传感器48的输出值消失而空燃比传感器48的输出值处于稳定为止的时间。即，Te优选设定成，空燃比传感器48的输出包含偏差而能够确认出收敛成废气的实际的空燃比的程度的时间。在考虑这些条件得到满足的情况下，例如即使成为超过空燃比传感器48的活性温度达到时刻的程度的长度，对于Te而言也优选为设定得充分长。由此，能够可靠地防止残留吸附物质的影响的空燃比传感器48输出被使用的事态。 
其中，在设定时间Te时，优选考虑以下方面。为了使吸附物质的影响从传感器输出值充分消失，首选需要使吸附物质充分脱离。进而，需要从空燃比传感器48附近(也就是说，传感器元件部50的附近)充分去除脱离了的吸附物质的影响。换言之，需要将吸附物质脱离后包围传感器元件部50的浓氛围气体或稀氛围气体置换为内燃机1所排出的废气。 
如上所述，当空燃比传感器48的温度超过脱离开始温度时，吸附在计测电极52等上的吸附物质，从脱离温度低的物质起依次开始脱离。之后，各个吸附物质的量随着时间的经过分别减少。这样，在将脱离开始温度以上的特定的温度作为起算点的情况下，首先，存在吸附物质的脱离过程所消耗的时间部分Te1。另外，与该Te1不同，还存在根据废气的流量用于置换浓氛围气体或稀氛围气体的时间部分Te2。优选为考虑Te1及Te2的时间来设定Te。 
其中，在实施方式1中，作为前提条件，将内燃机1停止后空燃比传感器48得到充分冷却而吸附物质的量多的预期状况作为对象。具体而言，将内燃机1停止后经过数小时以上、或一天以上程度的期间的情况作为对象。 
(实施方式1的传感器活性状态判定) 
在本实施方式中，通过使用如上所述地设定的温度T1和时间Te进行时间计测，判定内燃机1起动时空燃比传感器48的活性状态。具体而言，在实施方式1中，内燃机起动时加热器57对传感器元件部50进行加热的期间，作为与空燃比传感器48的温度相关的物理量，取得检测元件51的导纳值As。当导纳值As上升至表示空燃比传感器48的温度达到温度T1这一情况的值时，将该时刻作为起算点开始进行时间计测。 
在时间计测开始之后，由加热器57加热空燃比传感器48，最终空燃比传感器48的温度达到活性温度(例如750℃等)。此时，前述的(i)的条件成立。然而，在本实施方式中，如前所述地充分加大时间Te。从而，在该时刻，从计测开始时刻起的经过时间不超过Te。由此，还不能得出空燃比传感器48处于活性状态的判定。 
之后，若从计测开始时刻起的经过时间超过Te，则可判断为前述(ii)的条件成立。即，得出从空燃比传感器48的输出充分去除吸附物质的影响的判断。在该时刻，得出空燃比传感器48处于活性状态的判定。 
如上所述，根据实施方式1，能够将空燃比传感器48的温度达到温度T1的时刻作为起算点来计测时间。另外，通过在活性判定的基础上包含脱离开始温度达到后的经过时间，而能够使吸附物质的影响的消失程度反映在活性判定中。由此，能够抑制包含大量的吸附物质的影响的传感器输出被使用。 
即，根据实施方式1，在温度T1达到后的经过时间小于时间Te的情况下，即使空燃比传感器48(传感器元件部50)达到活性温度，也禁止判定为空燃比传感器48处于活性状态。其结果，在时间Te经过之前，能够确保空燃比传感器48输出的使用禁止状态。其结果，能够可靠地抑制即使吸附物质的影响大量存在也使用空燃比传感器48输出的事态。 
此外，根据本实施方式，预先将时间Te设定为上述的充分的长度(超过空燃比传感器48的活性温度达到时刻的程度的长度)。从而，即使空燃比传感器48达到了活性温度，也无法立即判定空燃比传感器48 处于活性状态。这样，在本实施方式中，存在空燃比传感器48输出的早期使用的请求时，还是超过活性温度达到时刻来设置空燃比传感器48输出的使用禁止期间。其结果，能够可靠地抑制即使残留吸附物质的影响也使用空燃比传感器48输出的事态。 
[实施方式1的具体处理] 
以下，使用图4，来说明实施方式1涉及的具体处理。图4为实施方式1中ECU60执行的程序的流程图，在内燃机1起动时反复执行。其中，在实施方式1中，在内燃机1停止后经过一天以上程度的期间的情况下执行。 
在图4所示的程序开始之后，判别是否为发动机起动后、及空燃比传感器48有无异常(步骤102)。在该步骤102中，判别传感器元件部50是否破损、导线58a、58b、58c等是否断线。若在该步骤中判别出空燃比传感器48存在异常的情况下，例如，可以采取将传感器异常指示器设为“1”等措施。这样当传感器异常指示器被设为“1”时，例如，设在车内的警告灯等(未图示)被点亮。由此，车辆驾驶员能够识别出传感器异常。 
在认可了步骤S102的条件成立的情况下，开始向加热器57通电的同时开始计算出导纳值As(步骤S104)。由此，开始空燃比传感器48的暖机，并且监视空燃比传感器48的温度。 
接着，判定传感器元件部50的温度是否达到了温度T1(步骤S106)。在该步骤中，判定导纳值As是否成为传感器元件部50的温度达到温度T1时的导纳值As1以上。在该步骤的条件不成立的情况下，结束本次的程序。在认可了步骤S106的条件成立的情况下，将作为该条件成立时的步骤中的时刻作为起算点，ECU60开始计测时间。 
之后，判定ECU60的计测开始后是否经过了时间Te(步骤S108)。在该步骤中，判定ECU60的计测时间、即从传感器元件部50的温度达到温度T1的时刻起的经过时间是否在Te以上。在认可该步骤成立之前程序暂时转移到“结束”并终止，之后再次反复执行本程序。 
在步骤S108的条件成立的情况下，得出空燃比传感器48处于活性状态的判定(步骤S110)。在该步骤中，ECU60将空燃比传感器活性指 示器设为导通(ON)。之后，内燃机1的控制转移到利用了空燃比传感器48的输出的空燃比反馈控制。 
根据以上处理，考虑空燃比传感器48的温度和从空燃比传感器48的温度达到脱离开始温度的时刻起的经过时间，能够判定空燃比传感器48的活性状态。也就是说，能够将空燃比传感器48温度达到温度T1的时刻作为起算点来计测时间。然后，在活性判定的基础上，包含温度T1达到后的经过时间，从而能够使吸附物质的影响的消失程度反映在活性判定中。由此，能够抑制使用包含大量的吸附物质的影响的空燃比传感器48输出。其结果，在内燃机1起动时，能够抑制传感器输出偏差所带来的各种弊端、例如空燃比控制性的恶化或对操纵性带来的不良影响等。 
其中，在上述的实施方式1中，利用图4的程序中的步骤S104到S110的一系列处理，来实现上述第1发明的“判定单元”。 
其中，在上述的实施方式1中，利用图4的程序中的步骤S104以后的由检测元件51取得导纳值As的处理，来实现上述第2发明中的“取得单元”，利用图4的程序中的步骤S106的处理，来实现上述第2发明中的“温度判定单元”，利用图4的程序中的步骤S108及S110的处理，来实现上述第2发明中的“活性判定单元”。此外，在实施方式1中，温度T1相当于上述第2发明中的“规定温度”。 
[实施方式1的变形例] 
(第1变形例) 
在实施方式1中，将温度T1设定为500℃，在从温度T1经过了时间Te之后，判定为空燃比传感器48处于活性状态。然而，本发明不限于此。可以将T1设定为与500℃不同的温度。 
如前所述，吸附物质的脱离温度根据吸附物质种类的不同而不同。例如，即使考虑燃料中包含各种分子数的HC等的点，例如若是汽油，则粗略估算为吸附物质的脱离温度收纳在300℃以上且700℃以下的范围。也就是说，能够粗略估算脱离开始温度为300℃。可以将实施方式1的温度T1设定为选自300℃以上且700℃以下的范围的一个温度，例如，设定为350℃、400℃、450℃、550℃、600℃或者650℃。在这种 情况下，可以根据温度预先通过实验来决定将所选择的温度作为起算点时的时间Te。 
(第2变形例) 
可以使温度T1与空燃比传感器48的活性温度一致。即，在空燃比传感器48的活性温度为例如750℃的情况下，可以将温度T1设定为750℃。在该变形例中，将空燃比传感器48的活性温度达到时刻作为起算点并从该起算点起经过了规定时间之后，判定为空燃比传感器48处于活性状态。 
如在实施方式1中已叙述，根据本申请发明人的发现，认为现实中空燃比传感器48达到活性温度之后吸附物质的影响依旧残留的情况较多。根据该变形例，存在早期使用空燃比传感器48输出的请求时，还是会导入在活性温度达到后不将空燃比传感器48判定为活性状态的时间(换言之，传感器活性指示器被导通为止的等待时间)。由此，能够可靠地防止吸附物质的影响残留的空燃比传感器48输出被使用的事态。 
(第3变形例) 
在实施方式1中，经过时间Te后，将空燃比传感器48的活性指示器设为导通。在此，本发明中所说的“排气传感器的活性状态”可以改称为“许可排气传感器输出的使用开始的状态”或“排气传感器真正成为能够准确地测定废气的空燃比的状态”。即，若空燃比传感器48达到活性温度，则对于温度条件而言，可以称作空燃比传感器48处于活性状态。但是，在本发明中，如前所述，将空燃比传感器48的输出能够作为表示废气空燃比的值来利用的状态，视为空燃比传感器48的活性状态。 
从而，如下所述的变形也包含于本发明的技术范围。例如，分别准备与空燃比传感器48的温度条件有关的“活性温度指示器”、和能够将空燃比传感器48的输出使用于空燃比控制中的“使用许可指示器”。或者，分别准备活性温度指示器、和表示从空燃比传感器48的输出充分除去了吸附物质的影响的情况的“吸附物质影响指示器”。另外，活性温度指示器在空燃比传感器48达到了活性温度的时刻被导通。但是，使用许可指示器和吸附物质影响指示器在经过时间Te之前断开(OFF)。 由此，即使判定为空燃比传感器48相对温度条件处于活性状态，但在使用许可指示器和吸附物质影响指示器被断开的期间，判断为空燃比传感器48未达到本发明的“活性状态”。至少，这种变形例也包含于本发明的技术范围。 
(第4变形例) 
在实施方式1中，鉴于本申请发明人的发现，设定了较长的时间Te。也就是说，设定即使空燃比传感器48达到了活性温度之后也不判定为空燃比传感器48处于活性状态的期间。然而，本发明不限于此，只要根据状况将时间Te设定为适当的长度即可。也就是说，吸附物质的影响消失为止的时间，小于空燃比传感器的活性温度达到时刻的情况下，针对这种情况，只要将时间Te设定为较短即可。 
(第5变形例) 
在实施方式1中，作为与空燃比传感器48的温度具有相关性的物理量，利用了导纳值As。然而，本发明不限于此。也可以使用基于元件阻抗的方法，来测定空燃比传感器48的温度。此外，还可以根据对加热器57的供给电力累加值来进行推定等。有关空燃比传感器的温度计测，由于有大量的公知技术，在此省略过多的说明。 
(第6变形例) 
在实施方式1中，将温度T1设定在吸附物质的脱离开始温度以上的温度区域。然而，本发明不限于此。如下所述，可以将温度T1设定为小于脱离开始温度的温度(也就是说，对于实施方式1而言，小于300℃的温度)。 
在内燃机1的起动时，非活性状态的空燃比传感器48以在早期开始使用为目的通过加热器57进行快速加热。此时，空燃比传感器48的温度在内燃机1起动时迅速上升至目标温度Ttgt(与活性温度相同或比其温度高的特定温度)。传感器暖机时的加热器57的占空比设定为例如100％等。 
当空燃比传感器48的温度上升至脱离开始温度以上时，吸附物质的量逐渐减少。也就是说，在每次内燃机起动时，空燃比传感器48被 加热到目标温度的途中，随着时间的经过进行着吸附物质脱离之后从空燃比传感器48周边去除吸附物质为止的物理现象。 
为此，在本变形例中，在内燃机1起动时，以目标温度Ttgt以下的预先确定的规定温度为起算点来对时间TTMP进行计测。另外，与实施方式1同样，判定计测开始后的经过时间是否超过了事先设定的目标保持时间。根据与实施方式1同样的观点，即，将目标保持时间(以下，标记为“Tee”)预先设定为由吸附物质引起的输出偏差的影响充分消失的程度的长度。与实施方式1同样，作为映射图存储到ECU60中。然后，在TTMP成为Tee以上时，将空燃比传感器48的活性指示器设为导通。 
如上所述，通过在空燃比传感器暖机过程中进行时间计测并使该时间包含于活性判定的基础中，从而能够使与吸附物质脱离有关的一系列物理现象的进行度反映在活性判定中。由此，与实施方式1同样，能够抑制包含大量的吸附物质的影响的空燃比传感器48输出被使用。 
(第7变形例) 
能够适用本发明的空燃比传感器不限于实施方式1的空燃比传感器48的构成。例如，还可以对所谓两单元式的层叠式空燃比传感器适用本发明。 
另外，近年来，采用加大元件表面的多孔质陶瓷涂层厚度，并强化传感器的保护功能的构造。其目的在于，相对于内燃机冷起动时的排气管中的飞散凝缩水，提高元件强度。在这种构造中，由于陶瓷涂层的表面积增大，所以相应于此，存在吸附物质的吸附量增多的倾向。这种类型的空燃比传感器，存在长期残留吸附物质的影响的可能性，因而适用本发明的意义非常大。 
另外，在实施方式1中对空燃比传感器48进行了活性判定，但本发明不限于此。对于氧传感器或用于检测废气中的NOx的量的NOx传感器等，也可以适用本发明。对于配置于内燃机1的排气通道上并可受到吸附物质的影响的传感器，且根据废气的空燃比、成分而改变输出值的传感器，能够适用本发明。 
另外，在实施方式1中，主要举出了传感器输出向浓侧偏移的情况， 但本发明不限于此。在向稀侧偏移的状况下，通过适当地设定温度T1及目标保持时间Te，与实施方式1同样地进行空燃比传感器的活性判定即可。 
实施方式2. 
以下，说明本发明的实施方式2。实施方式2与实施方式1同样，具备内燃机1等的图1的构成。实施方式2与实施方式1的不同点在于，根据投入到内燃机1的燃料的性状来变更时间Te。以下，围绕与实施方式1的不同点进行说明，对于与实施方式1重复的事项省略或简化说明。 
[实施方式2的系统构成的说明] 
图5表示实施方式2的系统构成。实施方式2的系统与实施方式1同样具备内燃机1(简化表示)、催化剂46、空燃比传感器48及ECU60。其他的实施方式1的构成在图5中省略图示，但与图1同样地存在。 
实施方式2的系统具备燃料罐70。燃料罐70的燃料经由燃料配管72向内燃机1的喷射器26供给。在燃料配管72上配置有燃料性状传感器74。燃料性状传感器74生成与燃料罐70内的燃料的性状对应的输出，并且该输出被输入到ECU60。 
[实施方式2的动作及具体处理] 
空燃比传感器48起动时的暖机过程中的输出偏差，根据吸附物质的吸附容易度和脱离温度的不同而不同。尤其，在使用乙醇混合燃料的FFV中，相比于使用通常的汽油的情况，存在起动时的暖机过程中的输出偏差的程度大大偏离的倾向。为此，在实施方式2中，考虑上述的倾向，根据燃料性状，变更实施方式1中的温度T1及时间Te的值。 
图6为实施方式2中ECU60执行的程序的流程图。图6的程序也在与实施方式1的图5的程序同样的条件下反复被执行。图6的程序除了步骤S205、S208的处理内容之外，具备与图5的程序相同的步骤。以下，围绕不同点进行说明。 
当图6的程序开始进行时，与图5的程序同样地执行步骤S102～S104的处理。之后，达到步骤S205。 
在步骤S205中，基于燃料性状传感器74取得燃料罐70内的燃料的性状。在此，在实施方式2中，预先制作与投入的燃料的性状对应的时间Te的映射图。具体而言，例如，根据燃料中的乙醇浓度的不同，具体而言，针对E0、E85、E100等每种燃料，预先通过实验决定时间Te。在步骤S205中，参照时间Te的映射图，取得基于燃料性状传感器74的与当前的燃料性状I对应的目标保持时间即Te(I)。 
之后，与实施方式1同样，在步骤S106开始了ECU60的时间计测之后，达到步骤S208。在步骤S208中，判定从步骤S106中的时间计测开始时起，是否经过了在步骤S205中得到的Te(I)。之后，若经过了Te(I)，则向步骤S110转移而将传感器活性指示器设为导通。之后，与实施方式1同样，向空燃比反馈控制转移。 
如以上所进行的说明，根据实施方式2，能够根据燃料性状来变更时间Te。由此，能够使由燃料性状的不同引起的空燃比传感器48的输出偏差程度的偏差反映在时间Te中。其结果，能够没有过多和不足地设定基于时间Te的空燃比传感器48的活性指示器导通为止的等待时间。 
其中，不限于燃料性状传感器74，还可以根据上一次运转中的空燃比传感器48的输出来判定燃料性状，或利用各种燃料性状的推定方法。这些方法是公知的，由于不是新事项所以省略说明。 
实施方式3 
实施方式3是将与实施方式1相同的系统构成、动作作为前提的。以下，围绕实施方式3与实施方式1的不同点进行说明。 
在实施方式3中，与日本特开2008-138569号公报同样，将实施方式1中的传感器输出屏蔽成理论空燃比。也就是说，在空燃比传感器48的活性指示器成为导通之前，将空燃比传感器48的输出固定为理论空燃比。 
在此，在空燃比传感器48的活性指示器被导通的瞬间，解除屏蔽而引入空燃比传感器48的实际的输出。此时，存在作为空燃比传感器48的输出被识别的输出信号，从理论空燃比输出向实际的输出不连续地较大地变化的可能性。存在将这种变化识别成控制(ECU60)侧缺乏空 燃比的可能性。为此，在实施方式3中，为了防止这种影响，在空燃比传感器48的活性指示器导通之后，对空燃比传感器48的输出信号进行规定的均化处理(向时间方向的均化处理)。 
图7为在实施方式3中ECU60执行的程序的流程图。图7的程序具备与图5的程序相同的步骤S102到S110的处理。图7的程序除了步骤S300、S302、S304、S306的处理之外，与图5的流程图相同。 
在图7的程序中，与图5的程序同样，执行步骤S102到S110的处理。在步骤S102、S106、S108的各个步骤中条件不成立时，在步骤S300的处理中空燃比传感器48的输出被屏蔽成理论空燃比。 
在经过步骤S110的处理而空燃比传感器48的活性指示器被导通时，接着判定传感器活性指示器导通之后是否经过了规定时间(例如1秒左右)(步骤S302)。在该步骤的条件被否定的情况下，得出当前为传感器活性指示器刚被导通之后，需要传感器输出的均化处理的判断。另外，在步骤S306中，进行传感器输出的均化处理。其中，在实施方式3中，作为一个例子进行下述的信号处理。 
本次传感器输出＝(上一次传感器输出×63+本次传感器输出)/64 
其中，上一次传感器输出的初始值为理论空燃比输出。 
在认可了步骤S302的条件成立的情况下，判断为从传感器活性指示器导通起经过了充分的时间。因此，结束传感器输出的均化处理(或者，先经过第二次均化处理等，最终结束均化处理)，利用空燃比传感器48的实际的输出信号来进行空燃比控制。 
如以上所进行的说明，根据实施方式3，能够抑制在空燃比传感器48的输出的使用开始时期引起的空燃比控制性的恶化。 
实施方式4 
[实施方式4的基本思想] 
以下，实施方式4具有与实施方式1相同的系统构成，并以能够执行相同的动作为前提，说明实施方式4。但是，在实施方式4中，与实施方式1～3不同，将温度T1设定为空燃比传感器48的活性温度(换言 之，加热器57的目标温度Ttgt)。因此，实施方式4如前述的实施方式1的第2变形例那样，目标保持时间作为空燃比传感器48的达到活性温度之后的等待时间发挥作用。 
空燃比传感器48所吸附的吸附物质的量(以下，称作“吸附量”)，根据内燃机1停止后的空燃比传感器48的冷却状况的不同而发生变化。吸附物质主要是在空燃比传感器48的温度下降到大约300℃以下的状况下，废气中的HC成分等吸附到传感器元件部50等上的物质。若吸附量不同，则由吸附物质引起的空燃比传感器48的输出偏差所残留的时间长度不同。 
在此，本申请发明人着眼于下述的两个倾向。 
(a)在从空燃比传感器48完全冷却(下降至常温以下)的状态起进行暖机时，即使在空燃比传感器48达到活性温度到之后，输出偏差也会长时间残留。 
(b)在从上一次的内燃机停止后空燃比传感器48几乎没有被冷却的状态起再次进行暖机(例如，在内燃机1的停止后数小时之内再次进行暖机)的情况下，空燃比传感器48达到活性温度之后的输出偏差在较短的时间内消失。 
为此，在实施方式4中，考虑上述的倾向，基于空燃比传感器48的冷却状况，来变更目标保持时间Te。具体而言，在实施方式4中，基于内燃机1起动时的冷却水温THWI，来推定空燃比传感器48的冷却状况，并变更目标保持时间Te。 
[实施方式4的动作及具体处理] 
图8为在实施方式4中ECU60执行的程序的流程图。对于与图5的流程图共通的步骤，标记相同的符号。 
图9表示在执行图8的程序时ECU60所参照的映射图。图9表示规定了与冷却水温THWI对应的目标保持时间(在实施方式4中，标记为TWACT)的映射图的一个例子。图9的映射图被设定成冷却水温THWI越高目标保持时间TWACT越短。另外，在冷却水温THWI充分高的情况下(在实施方式4中为40℃)，将目标保持时间TWACT设 定为0。该映射图通过实验预先制作。 
在图8的程序中，首先判定传感器活性判定程序开始之后点火开关是否导通即是否处于发动机活动状态(步骤S400)。在步骤S400的条件成立的情况下，接着基于冷却水温传感器8的输出，取得起动时的冷却水温THWI(步骤S402)。接着，在发动机起动后，判定空燃比传感器48是否存在故障(步骤S404)。在该步骤中，与图5等程序中的步骤S102的处理内容同样，判定空燃比传感器48有无异常。之后，与图5等的程序同样，执行步骤S104、S106的处理。 
在步骤S106判定出空燃比传感器48达到了温度T1之后，利用ECU60所具有的计时功能对经过时间进行计测(步骤S406)。在实施方式4中，将在此计测的时间标记为TTMP。 
在步骤S406之后，接着参照图9的映射图，取得与在步骤S402中取得的冷却水温THWI对应的目标保持时间TWACT(步骤S408)。 
接着，判定TTMP是否在TWACT以上(步骤S410)。在该步骤中，进入循环处理，直至从空燃比传感器48达到温度T1的时刻起所经过的经过时间TTMP超过目标保持时间TWACT为止。其中，在实施方式4中，在该期间，空燃比传感器48的输出被屏蔽成理论空燃比。之后，在TTMP成为TWACT以上的时刻从循环处理中跳出。最终，在步骤S104中传感器活性指示器被导通，从而结束本次的程序。 
根据以上的处理，能够将输出偏差期间的长度随着空燃比传感器48的冷却状况而变化的点反映在目标保持时间中。其结果，能够以过多和不足较少的长度，变更目标保持时间。 
其中，替代冷却水温，还可以利用内燃机1起动时的进气温或油温等。 
此外，在本实施方式中制作了图9所示的映射图，但本发明不限于此。例如，还可以在时间Te乘以修正系数等，以使冷却水温THWI越高目标保持时间越短。 
此外，在本实施方式中，起动时的冷却水温高的情况下，判断为相对空燃比传感器48的HC成分的吸附量几乎不存在，从而将目标保持 时间TWACT设定为0。在这种情况下，传感器元件部50的温度达到活性温度的时刻，迅速导通步骤S110中的传感器活性指示器。然而，本发明不限于此，作为目标保持时间，可以确保某种程度的微小时间。 
另外，在实施方式4中，将温度T1设定为活性温度，但可以如实施方式1那样，将温度T1适当地设定为500℃等的温度。即使在这种情况下，如上述的说明那样，只要预先制作将输出偏差期间的长度根据空燃比传感器48的冷却状况而变化的情况反映到目标保持时间中的映射图，就能够获得与实施方式4同样的效果。 
实施方式5 
[实施方式5的基本思想] 
以下，以实施方式5具有与实施方式1相同的系统构成，且能够执行相同的动作为前提，对实施方式5进行说明。其中，实施方式5也与实施方式4同样，将温度T1设定为空燃比传感器48的活性温度(换言之，加热器57的目标温度Ttgt)。 
实施方式5与实施方式4的共通点在于，基于空燃比传感器48的冷却状况来变更实施方式1中的目标保持时间Te。然而，实施方式5中，与实施方式4不同，基于内燃机1起动时的空燃比传感器48的温度来变更目标保持时间Te。在实施方式5中，作为与空燃比传感器48的温度具有相关性的物理量，利用检测元件51的阻抗。在实施方式5中，基于在实施方式4中叙述的两个倾向((a)及(b))，来变更目标保持时间Te。 
[实施方式5的动作及具体处理] 
以下，与实施方式5的具体处理一起，对实施方式5的动作进行说明。图10为在实施方式5中ECU60执行的程序的流程图。在图10的程序中，对于与在实施方式1～4中说明的程序相同的处理内容的程序，标记相同的符号。 
图11为在实施方式5中预先存储在ECU60中的映射图。在实施方式5中，如图11所示，将内燃机1起动时的检测元件51的阻抗值TIMPI(或者，还可以为导纳值As)、与时间TIACT之间的关系通过实验规 定在映射图中。该映射图中，将阻抗值TIMPI规定成，越是表示空燃比传感器48为高温，越使目标保持时间(在实施方式5中，标记为TIACT)短。 
在图10的程序中，首先，与实施方式4同样地执行步骤S400的处理。之后，执行取得起动时的阻抗值TIMPI的处理(步骤S500)。为了求得空燃比传感器等的温度而获得阻抗值的技术为已知的公知技术，不是新事项。从而，在此省略说明。在执行步骤S500的处理之后，依次执行步骤S404、S104、S106，进而在S406中开始进行对TTMP的计时。 
接着，参照图11所示的映射图，根据在步骤S500中取得的TIMPI的值，取得目标保持时间TIACT(步骤S508)。 
接着，判定TTMP是否达到TIACT以上(步骤S510)。在该步骤中，进入循环处理，直至从空燃比传感器48达到温度T1的时刻起所经过的经过时间超过目标保持时间为止。其中，在实施方式5中，在该期间，空燃比传感器48的输出被屏蔽成理论空燃比。之后，在TTMP达到TIACT以上的时刻从循环处理中跳出。最终，在步骤S104中导通传感器活性指示器，从而结束本次的程序。 
根据以上的处理，能够将输出偏差期间的长度根据空燃比传感器48的冷却状况变化的情况反映在目标保持时间中。其结果，能够以过多和不足较少的长度，变更目标保持时间。 
另外，在本实施方式中，如图11所示，在起动时的阻抗值TIMPI处于超过空燃比传感器48的300℃相当值的范围的情况下，将TIACT设定为0。这是因为，根据本申请发明人的发现，在空燃比传感器48处于300℃以上的温度区域的情况下，由于吸附量微小，所以能够判断为可忽视由吸附物质引起的输出偏差的影响。在这种情况下，传感器元件部50的温度达到活性温度(例如750℃)的时刻，导通步骤S110中的传感器活性指示器。然而，本发明不限于此，作为目标保持时间，可以确保某种程度的微小时间。 
另外，除实施方式4、实施方式5之外，例如，也可以基于从上一次期间停止时起到本次起动时为止的经过时间(即，内燃机停止期间)， 来变更目标保持时间。可以推定为内燃机停止期间越长，吸附量也越多。由此，可以设定成内燃机停止期间越长使目标保持时间越长。 
另外，在实施方式5中，将温度T1设定为活性温度，但也可以如实施方式1那样，将温度T1适当地设定为500℃等的温度。即使在这种情况下，只要制作将输出偏差期间的长度根据空燃比传感器48的冷却状况而变化的情况反映在目标保持时间中的映射图，就能够获得与实施方式5同样的效果。 
实施方式6 
[实施方式6的基本思想] 
以下，以实施方式6具有与实施方式1相同的系统构成，且能够执行相同的动作为前提，对实施方式6进行说明。但是，实施方式5也与实施方式4同样，将温度T1设定为空燃比传感器48的活性温度(换言之，加热器57的目标温度Ttgt)。 
实施方式6与实施方式4及5的共通点在于，变更实施方式1中的目标保持时间Te。然而，在变更目标保持时间之际，着眼于内燃机1起动时的空燃比传感器48的浓侧的峰值(以下，称作“浓侧峰值”)，在这一点上，实施方式6与实施方式4、5不同。 
根据本申请发明人的发现，在考虑吸附物质的影响的基础上，优选的是考虑下述的两个倾向。 
(1)在空燃比传感器冷却时吸附于传感器元件部(在实施方式1中传感器元件部50)的吸附物质的量越多，越难引起吸附物质的氧化。 
(2)空燃比传感器暖机时的传感器周边氛围越浓，越难引起吸附物质的氧化。 
由于很难(妨碍)引起吸附物质的氧化，空燃比传感器暖机过程中的浓侧输出偏差将会长时间持续下去。 
为此，本申请发明人想到了基于空燃比传感器暖机时的浓侧峰值来变更目标保持时间的方法。即，在实施方式5中，在起动时暖机中的活性判定之前，空燃比传感器48所表示的输出越浓，将目标保持时间设 定为越长。 
[实施方式6的动作及具体处理] 
以下，与实施方式6的具体处理一起对实施方式6的动作进行说明。图12为在实施方式6中ECU60执行的程序的流程图。在图12的程序中，对于与在实施方式1～5中说明的程序相同的处理内容的程序，标记相同的符号。 
图13为在实施方式6中预先存储于ECU60中的映射图。在实施方式6中，如图13所示，将浓侧峰值AFBACTP与目标保持时间(在实施方式6中，标记为TAFPACT)之间的关系通过实验规定在映射图中。该映射图中规定成，浓侧峰值AFBACTP越浓，使TAFPACT越长。 
在图12的程序中，首先，分别执行与实施方式4同样的步骤S400、S404、和与实施方式1同样的步骤S104、S106。 
在此，内燃机1刚开始起动后等空燃比传感器48的温度依然低的情况下，对步骤S106的条件进行否定。即，除起动时空燃比传感器48处于高温的情况等之外，至少否定一次步骤S106的条件。此时，处理向步骤S600转移。另外，在图12的程序中，即使在步骤S400和S404中条件被否定的情况下，处理也进入到步骤S600。在步骤S600中，执行取得传感器暖机过程中的浓侧峰值AFBACTP的处理。即，本程序执行中，依次保持空燃比传感器48的输出，在处理每次进入到步骤S600时，将在此之前空燃比传感器48所表示的浓侧输出值的最大值设定为浓侧峰值AFBACTP。 
在图12的程序反复执行的过程中，空燃比传感器48的暖机也在进行。最终，在空燃比传感器48达到温度T1的阶段，步骤S106的条件得到肯定。其结果，处理进入到步骤S406，开始对TTMP的计测。 
接着，参照图13所示的映射图，根据在步骤S600中取得的AFBACTP的值，取得目标保持时间TAFPACT(步骤S602)。 
接着，判定TTMP是否在TAFPACT以上(步骤S604)。在该步骤中，进入循环处理，直至从空燃比传感器48达到温度T1的时刻起所经过的经过时间超过目标保持时间为止。另外，在实施方式6中，也在该 期间，空燃比传感器48的输出被屏蔽成理论空燃比。之后，在TTMP成为TAFPACT以上的时刻，从循环处理中跳出。最终，在步骤S104中导通传感器活性指示器，从而结束本次的程序。 
根据以上的处理，能够将浓侧输出偏差期间的长度根据浓侧峰值而变化的情况反映在目标保持时间中。其结果，能够以过多和不足较少的长度，变更目标保持时间。 
另外，在实施方式6中，在浓侧峰值为理论空燃比或处于稀侧的情况下，能够视为不存在浓侧输出偏差期间。因此，在图13的映射图中，AFBACTP为理论空燃比的情况下，将TAFPACT设为0。虽然在图13进行了省略，但在稀侧也将TAFPACT设为0。由此，在没有浓侧输出偏差的情况下，空燃比传感器48达到活性温度之后，能够迅速导通活性指示器。其结果，在能够忽略吸附物质的影响的情况下，能够相应于此迅速进行空燃比传感器48的活性判定，结果空燃比反馈控制也能够在早期开始。 
另外，在实施方式6中，将温度T1设定为活性温度，但也可以如实施方式1那样，将温度T1适当地设定为500℃等温度。即使在这种情况下，通过浓侧峰值越浓将目标保持时间变更为越长，而能够获得与实施方式6同样的效果。 
实施方式7 
在实施方式1至6中，通过在利用加热器57对空燃比传感器48进行暖机的途中计测时间，来进行实施方式1所述的(ii)的判定也就是说判定吸附物质的影响是否从空燃比传感器48的输出被充分去除。另一方面，不限于时间计测这样的方法，例如，可以通过计测累计空气量、元件温度或元件导纳，并根据该计测结果，来判定吸附物质的影响是否从空燃比传感器48的输出被充分去除。 
实施方式8 
本发明不限于如上述的各实施方式那样，利用从脱离开始温度起是否经过规定时间来判定空燃比传感器48的活性状态的方式。该规定时间被设定成超过因加热器的加热而排气传感器达到活性温度的时刻且具有由吸附物质引起的该排气传感器的输出偏差实质上消失的程度的 长度。根据本发明，作为其他例子，也可以根据最终由吸附物质引起的空燃比传感器48的输出偏差是否消失来判定空燃比传感器48的活性状态。也就是说，可以从起动起到吸附物质几乎消失的时刻为止进行计测，并根据经过了该时刻这一情况来判定排气传感器的活性状态。 
其中附图标记说明如下： 
1内燃机，8冷却水温传感器，26喷射器，44排气通道，46催化剂，48空燃比传感器，50传感器元件部，51检测元件，52计测电极，53大气侧电极，54多孔质扩散电阻层，57加热器，70燃料罐，72燃料配管，74燃料性状传感器。 

Claims (17)

1.一种排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备： 
加热器，其用于在内燃机起动时加热排气传感器； 
取得单元，其取得与上述排气传感器的温度具有相关性的物理量，上述物理量是导纳值、阻抗值以及对上述加热器的供给电力累加值中的任一个；和 
判定单元，其在上述内燃机起动时，基于在作为上述排气传感器所吸附的废气成分的吸附物质开始脱离后是否经过了上述吸附物质从上述排气传感器的周围实际上消失的程度的期间，来判定上述排气传感器的活性状态， 
上述判定单元包括： 
温度判定单元，其基于上述物理量，来判定上述排气传感器的温度是否达到在脱离开始温度以上的温度区域内预先设定的规定温度，该脱离开始温度是作为上述排气传感器所吸附的废气成分的吸附物质开始脱离的温度；以及 
活性判定单元，其基于从上述排气传感器的温度达到上述规定温度的时刻起所经过的经过时间，来判定上述排气传感器的活性状态。 
2.一种排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备： 
加热器，其用于在内燃机起动时加热排气传感器； 
取得单元，其取得与上述排气传感器的温度具有相关性的物理量，上述物理量是导纳值、阻抗值以及对上述加热器的供给电力累加值中的任一个；和 
判定单元，其在上述内燃机起动时，基于在作为上述排气传感器所吸附的废气成分的吸附物质开始脱离后是否经过了上述吸附物质从上述排气传感器的周围实际上消失的程度的期间，来判定上述排气传感器的活性状态， 
上述加热器为在内燃机起动时将排气传感器加热至目标温度的加热器， 
上述判定单元包括活性判定单元，该活性判定单元在上述加热器开始加热后，基于从上述排气传感器的温度达到在上述目标温度以下的温度区域内预先设定的规定温度的时刻起所经过的经过时间，来判定上述排气传感器的活性状态。 
3.根据权利要求1或2所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于， 
上述活性判定单元为基于上述排气传感器的温度和上述经过时间来判定上述排气传感器的活性状态的单元， 
该活性判定单元包括： 
活性温度判定单元，其基于上述排气传感器是否达到活性温度来判定上述排气传感器的活性状态；以及 
活性判定禁止单元，其在上述经过时间超过规定时间为止之前，不论上述活性温度判定单元的判定结果如何，均禁止判定为上述排气传感器达到了活性状态。 
4.根据权利要求3所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备按如下方式设定上述规定时间的单元，该方式为：使由上述活性判定禁止单元进行的禁止被解除的时刻，超过利用在内燃机起动时加热上述排气传感器的加热器使该排气传感器达到活性温度的时刻。 
5.根据权利要求1或2所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于， 
上述规定温度为上述排气传感器的活性温度， 
上述活性判定单元在上述排气传感器达到活性温度之后经过了规定时间时，判定为上述排气传感器处于活性状态。 
6.根据权利要求1或2所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于， 
上述活性判定单元为基于上述经过时间是否超过规定时间来判定上述排气传感器的活性状态的单元， 
该规定时间以超过通过上述加热器的加热而使上述排气传感器达到活性温度的时刻的方式被设定，且被设定为由吸附物质引起的该排气传感器的输出偏差实际上消失的程度的长度。 
7.根据权利要求1或2所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，上述规定温度为选自300℃以上且700℃以下的温度区域的温度。 
8.根据权利要求1或2所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于， 
上述取得单元取得的物理量为上述排气传感器的阻抗或导纳， 
上述规定温度为选自400℃以上的温度区域的温度。 
9.根据权利要求3～8中任一项所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备： 
性状取得单元，其取得内燃机的燃料性状；以及 
性状条件时间设定单元，其根据上述性状取得单元取得的燃料性状，将上述规定时间设定为不同的长度。 
10.根据权利要求3～8中任一项所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备： 
浓侧峰值取得单元，其在内燃机起动过程中，上述排气传感器为非活性的期间，取得该排气传感器的输出所表示的空燃比的浓侧的峰值；以及 
浓侧条件时间设定单元，上述浓侧峰值取得单元取得的空燃比在浓侧越大，该浓侧条件时间设定单元将上述规定时间设定为越长。 
11.根据权利要求3～8中任一项所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备： 
吸附量取得单元，其取得与停止时吸附量具有相关性的量，其中，上述与停止时吸附量具有相关性的量是内燃机起动时的水温、进气温、油温、内燃机起动时的排气传感器温度及与上述排气传感器温度具有相关性的物理量、以及内燃机从停止到开始起动为止的期间的长度即停止期间中的至少一个，上述停止时吸附量是在内燃机停止过程中上述排气传感器所吸附的气体成分的量；以及 
吸附量条件时间设定单元，其根据上述吸附量取得单元取得的与停止时吸附量具有相关性的量来变更上述规定时间。 
12.根据权利要求11所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于， 
上述吸附量取得单元包括取得内燃机起动时的水温、进气温、油温、内燃机起动时的排气传感器温度及与上述排气传感器温度具有相关性 的物理量、以及内燃机从停止到开始起动为止的期间的长度即停止期间中的至少一个的单元；以及 
上述吸附量条件时间设定单元包括如下单元：内燃机起动时的水温或油温越低，内燃机起动时的排气传感器温度越是低温，或者上述停止期间越长，将上述规定时间设定为越长。 
13.根据权利要求3～8中任一项所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备： 
浓侧峰值取得单元，其在内燃机起动过程中，上述排气传感器为非活性的期间，取得该排气传感器的输出所表示的空燃比的浓侧的峰值； 
浓侧条件时间设定单元，上述浓侧峰值取得单元取得的空燃比在浓侧越大，该浓侧条件时间设定单元将上述规定时间设定为越长；以及 
即时活性判定单元，其在上述浓侧峰值取得单元取得的空燃比表示理论空燃比或稀侧的值的情况下，当上述排气传感器达到活性温度时，将该排气传感器判定为活性状态。 
14.根据权利要求1或2所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，上述判定单元基于以上述内燃机的累计空气量、上述排气传感器的元件温度及上述排气传感器的元件导纳中的至少一个为对象进行测定的结果，来判定在作为上述排气传感器所吸附的废气成分的吸附物质开始脱离后是否经过了上述吸附物质从上述排气传感器的周围实际上消失的程度的期间。 
15.一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备： 
排气传感器； 
进行上述排气传感器的活性判定的权利要求1至14中任一项所述的排气传感器的活性判定装置； 
反馈控制单元，其用于基于上述排气传感器的输出来对内燃机的空燃比进行反馈控制；和 
反馈控制开始单元，其在内燃机起动时，基于上述活性判定装置的判定结果，开始进行由上述反馈控制单元进行的控制。 
16.根据权利要求15所述的内燃机的控制装置，其特征在于，上述排气传感器为临界电流式的空燃比传感器。 
17.根据权利要求3～8中任一项所述的排气传感器的活性判定装置，其特征在于，具备： 
吸附量取得单元，其取得与停止时吸附量具有相关性的量，其中，上述停止时吸附量是在内燃机停止过程中上述排气传感器所吸附的气体成分的量，上述与停止时吸附量具有相关性的量是内燃机起动时的水温、进气温、油温、内燃机起动时的排气传感器温度及与上述排气传感器温度具有相关性的物理量、以及内燃机从停止到开始起动为止的期间的长度即停止期间中的至少一个； 
吸附量条件时间设定单元，其根据上述吸附量取得单元取得的上述与停止时吸附量具有相关性的量，来变更上述规定时间； 
即时活性判定单元，其在上述吸附量取得单元表示的吸附量小于规定的基准值的情况下，当上述排气传感器达到活性温度时，将该排气传感器判定为活性状态。 
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