DE112021001278T5 - control device - Google Patents

control device Download PDF

Info

Publication number
DE112021001278T5
DE112021001278T5 DE112021001278.9T DE112021001278T DE112021001278T5 DE 112021001278 T5 DE112021001278 T5 DE 112021001278T5 DE 112021001278 T DE112021001278 T DE 112021001278T DE 112021001278 T5 DE112021001278 T5 DE 112021001278T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cell
slope
deterioration
degree
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112021001278.9T
Other languages
German (de)
Inventor
Hiroshi Suzuki
Yuuki Murayama
Akira Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE112021001278T5 publication Critical patent/DE112021001278T5/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/007Arrangements to check the analyser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/417Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4175Calibrating or checking the analyser

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

Ein Abgassensor (100) weist eine erste Zelle (150) auf, welche Sauerstoff aus dem von einer Verbrennungskraftmaschine (EG) erzeugten Abgas abführt, und eine zweite Zelle (160), welche einen Strom mit einer Größe entsprechend der Konzentration eines in dem Abgas verbleibenden Sauerstoffs nach dem Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle ausgibt. Die Steuerungsvorrichtung weist zudem eine Steuerungseinheit (13) für die erste Zelle auf, welche das Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle steuert, eine Stromwerterlangungseinheit (14) zum Erlangen eines Zellenstromwerts, welcher dem Wert des von der zweiten Zelle ausgegebenen Stroms entspricht, und eine Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit (15) zum Berechnen eines Verschlechterungsgrads, welcher einem Index entspricht, der den Verschlechterungsgrad des Abgassensors anzeigt, wobei der Verschlechterungsgrad auf der Grundlage des Zellenstromwerts berechnet wird. Die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage sowohl einer ersten Steigung als auch einer zweiten Steigung berechnet, nachdem das Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle von der Steuerungseinheit für die erste Zelle unterdrückt wird, wobei die erste Steigung der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem vorgeschriebenen Zeitpunkt entspricht und die zweite Steigung der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem Zeitpunkt nach der ersten Steigung entspricht.An exhaust gas sensor (100) has a first cell (150) which removes oxygen from exhaust gas generated by an internal combustion engine (EG) and a second cell (160) which supplies a current having a magnitude corresponding to the concentration of a residual in the exhaust gas Oxygen outputs after exhausting oxygen through the first cell. The control device further comprises a first cell control unit (13) which controls the exhaust of oxygen by the first cell, a current value obtaining unit (14) for obtaining a cell current value which corresponds to the value of current output from the second cell, and a Deterioration degree calculation unit (15) for calculating a deterioration degree corresponding to an index indicative of the deterioration degree of the exhaust gas sensor, the deterioration degree being calculated based on the cell current value. The degree of deterioration calculation unit is configured to calculate the degree of deterioration based on both a first slope and a second slope after the first cell is suppressed from purging oxygen by the first cell control unit, the first slope being the slope corresponds to the change in cell current value at a prescribed point in time, and the second slope corresponds to the slope of change in cell current value at a point in time after the first slope.

Description

Querverweis auf verwandte AnmeldungenCross reference to related applications

Diese Anmeldung basiert auf der früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2020-031804 , welche am 27. Februar 2020 angemeldet wurde und deren Beschreibung hierin durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird, und beansprucht die Priorität selbiger.This application is based on earlier Japanese patent application no. 2020-031804 , which was filed on February 27, 2020, the specification of which is incorporated herein by reference and claims priority therefrom.

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für einen Abgassensor.The present disclosure relates to a control device for an exhaust gas sensor.

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

Die Abgasleitung eines Fahrzeugs mit einer Verbrennungskraftmaschine ist mit einem Abgassensor zur Messung der Konzentration eines im Abgas enthaltenen spezifischen Gases bereitgestellt. Bei dem „spezifischen Gas“ kann es sich beispielsweise um Stickoxide handeln. Ein solcher Abgassensor ist bekannt, der eine Mehrzahl von Zellen aufweist, in denen auf beiden Seiten einer Festelektrolytschicht Elektroden ausgebildet sind. In einer Zelle fließt ein Strom, dessen Größe der Konzentration der zu messenden Komponente entspricht, wenn eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird. Der Abgassensor misst die Konzentration der zu messenden Komponente auf der Grundlage des Stromwerts.The exhaust pipe of a vehicle having an internal combustion engine is provided with an exhaust gas sensor for measuring the concentration of a specific gas contained in exhaust gas. The “specific gas” can be nitrogen oxides, for example. Such an exhaust gas sensor is known, which has a plurality of cells in which electrodes are formed on both sides of a solid electrolyte layer. A current flows in a cell whose magnitude corresponds to the concentration of the component to be measured when a voltage is applied between the electrodes. The exhaust gas sensor measures the concentration of the component to be measured based on the current value.

Beispielsweise ist ein Abgassensor bekannt, der eine Konfiguration aufweist, bei welcher eine erste Zelle und eine zweite Zelle die vorstehend erwähnte Mehrzahl von Zellen bilden. In einer Vor-Abführung wird der im Abgas enthaltene Sauerstoff von der ersten Zelle, die sich im Abgasstrom stromaufwärts der zweiten Zelle befindet, vorab abgeführt. In der zweiten Zelle, die sich stromabwärts befindet, fließt ein Strom in Abhängigkeit von der Konzentration des Sauerstoffs und der Stickoxide, die nach der Abführung des Sauerstoffs noch im Abgas enthalten sind. Dieser Strom wird im Folgenden auch als der „Ausgangsstrom“ bezeichnet. Bei einem Abgassensor mit einer derartigen Konfiguration kann die Konzentration von Stickoxiden im Abgas genau gemessen werden, wenn die Abführrate von Sauerstoff aus dem Abgas größer ist als diese der Stickoxide.For example, there is known an exhaust gas sensor having a configuration in which a first cell and a second cell constitute the above-mentioned plurality of cells. In a pre-extraction, the oxygen contained in the exhaust gas is pre-extracted from the first cell, which is located in the exhaust gas flow upstream of the second cell. In the second cell, which is located downstream, a current flows depending on the concentration of oxygen and nitrogen oxides that are still contained in the exhaust gas after the oxygen has been removed. This current is also referred to below as the "output current". With an exhaust gas sensor having such a configuration, the concentration of nitrogen oxides in exhaust gas can be accurately measured when the rate of removal of oxygen from exhaust gas is larger than that of nitrogen oxides.

Bei einem Abgassensor, der eine Mehrzahl von Zellen aufweist, kann sich die Beziehung zwischen der Konzentration der zu messenden Komponente und dem Ausgangsstrom aufgrund einer Zellenverschlechterung ändern. Mit einer in dem nachstehenden Patentdokument 1 beschriebenen Gassensor-Steuerungsvorrichtung ist es möglich, einen Verschlechterungsgrad als einen Index zu berechnen, welcher den Verschlechterungsgrad des Abgassensors angibt. Insbesondere wird die an die erste Zelle (die Pumpzelle) angelegte Spannung vorübergehend reduziert, wodurch die Sauerstoffmenge, welche die zweite Zelle (die Sensorzelle) erreicht, vorübergehend erhöht wird, und der Verschlechterungsgrad wird auf der Grundlage der Steigung der Variation bzw. Veränderung des Ausgangsstroms der zweiten Zelle zu dieser Zeit berechnet.In an exhaust gas sensor having a plurality of cells, the relationship between the concentration of the component to be measured and the output current may change due to cell deterioration. With a gas sensor control device described in Patent Document 1 below, it is possible to calculate a degree of deterioration as an index indicating the degree of deterioration of the exhaust gas sensor. Specifically, the voltage applied to the first cell (the pump cell) is temporarily reduced, thereby temporarily increasing the amount of oxygen reaching the second cell (the sensor cell), and the degree of deterioration is determined based on the slope of the variation in the output current of the second cell at that time is calculated.

Zitierungslistecitation list

Patentliteraturpatent literature

Patentdokument 1: JP 2017 - 116 438 A Patent Document 1: JP 2017 - 116 438 A

Kurzfassung der ErfindungSummary of the Invention

Die Steigung der Variation bzw. Veränderung des Ausgangsstroms von der zweiten Zelle neigt dazu, gemäß einem erhöhten Verschlechterungsgrad der zweiten Zelle abzunehmen. Wenn die Steigung der Veränderung des Ausgangsstroms von der zweiten Zelle kleiner wird als im Normalzustand, kann daher beurteilt werden, dass sich die zweite Zelle verschlechtert hat, das heißt, dass der Verschlechterungsgrad des Abgassensors zugenommen hat.The slope of the variation in the output current from the second cell tends to decrease according to an increased degree of deterioration of the second cell. Therefore, when the slope of the change in the output current from the second cell becomes smaller than that in the normal state, it can be judged that the second cell has deteriorated, that is, the degree of deterioration of the exhaust gas sensor has increased.

Die Steigung der Veränderung des Ausgangsstroms von der zweiten Zelle ändert sich jedoch nicht nur gemäß dem Verschlechterungsgrad der zweiten Zelle, sondern auch gemäß der Temperatur der zweiten Zelle. Beispielsweise ist die Steigung der Veränderung des Ausgangsstroms von der zweiten Zelle tendenziell groß, wenn die Temperatur der zweiten Zelle höher als üblich ist. Daher wird, falls die Temperatur der zweiten Zelle hoch ist, die Steigung der Veränderung des Ausgangsstroms von der zweiten Zelle ungefähr die gleiche sein wie im Normalfall, so dass der Verschlechterungsgrad als kleiner als der tatsächliche Wert berechnet wird, auch wenn in der zweiten Zelle tatsächlich eine Verschlechterung auftritt. Infolgedessen kann fälschlicherweise beurteilt werden, dass sich der Abgassensor nicht verschlechtert hat.However, the slope of the change in the output current from the second cell changes not only according to the degree of deterioration of the second cell but also according to the temperature of the second cell. For example, the slope of the change in output current from the second cell tends to be large when the temperature of the second cell is higher than usual. Therefore, if the temperature of the second cell is high, the slope of the change in the output current from the second cell will be approximately the same as in the normal case, so the degree of deterioration will be calculated as smaller than the actual value even if in the second cell actually deterioration occurs. As a result, it may be wrongly judged that the exhaust gas sensor has not deteriorated.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, den Verschlechterungsgrad eines Abgassensors genau zu berechnen.It is an object of the present disclosure to provide a control device capable of accurately calculating the degree of deterioration of an exhaust gas sensor.

Die Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung entspricht einer Steuerungsvorrichtung für einen Abgassensor. Der zu steuernde Abgassensor weist eine erste Zelle auf, welche Sauerstoff aus dem in der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Abgas abführt, und eine zweite Zelle, welche einen Strom ausgibt, dessen Größe der Konzentration des in dem Abgas enthaltenen Restsauerstoffs nach dem Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle entspricht. Die Steuerungsvorrichtung umfasst eine Steuerungseinheit für die erste Zelle, welche das Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle steuert, und eine Stromwerterlangungseinheit, welche einen Zellenstromwert erlangt, der dem Wert des von der zweiten Zelle ausgegebenen Stroms entspricht. Eine Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit ist bereitgestellt, um einen Verschlechterungsgrad zu berechnen, der einem Index entspricht, welcher den Verschlechterungsgrad des Abgassensors angibt. Die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage sowohl einer ersten Steigung als auch einer zweiten Steigung berechnet, wobei die erste Steigung derjenigen der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem vorbestimmten Zeitpunkt oder Zeitraum nach dem Zeitpunkt entspricht, zu dem das Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle durch die Steuerungseinheit für die erste Zelle unterdrückt wird, und die zweite Steigung derjenigen der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem Zeitpunkt oder Zeitraum entspricht, der auf den der ersten Steigung folgt.The control device according to the present disclosure corresponds to a control device for an exhaust gas sensor. The exhaust gas sensor to be controlled has a first cell which removes oxygen from exhaust gas generated in the internal combustion engine, and a second cell which outputs a current whose magnitude corresponds to the concentration of oxygen contained in the exhaust gas Residual oxygen after the removal of oxygen by the first cell. The control device includes a first cell control unit that controls the exhaust of oxygen by the first cell, and a current value acquisition unit that acquires a cell current value corresponding to the value of the current output from the second cell. A degree of deterioration calculation unit is provided to calculate a degree of deterioration corresponding to an index indicating the degree of deterioration of the exhaust gas sensor. The degree of deterioration calculation unit is configured to calculate the degree of deterioration based on both a first slope and a second slope, the first slope corresponding to that of the change in the cell current value at a predetermined point in time or period after the point in time at which the purging of oxygen through the first cell is suppressed by the first cell control unit, and the second slope corresponds to that of the change in cell current value at a time or period subsequent to that of the first slope.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass unmittelbar nach dem Unterdrücken der Sauerstoffabführung durch die erste Zelle die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts nur unter dem Einfluss der Zellentemperatur signifikant schwankt, wobei die Zellenverschlechterung kaum einen Effekt auf die Steigung hat. Andererseits wurde herausgefunden, dass die Steigung später sowohl unter dem Einfluss der Verschlechterung als auch der Temperatur schwankt. Daher wird bei der Steuerungsvorrichtung mit der vorstehenden Konfiguration der Verschlechterungsgrad des Abgassensors auf der Grundlage von zwei Steigungen berechnet, das heißt, einer ersten Steigung, welche der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem vorbestimmten Zeitpunkt oder Zeitraum unmittelbar nach dem Unterdrücken der Sauerstoffabführung durch die erste Zelle entspricht, und einer zweiten Steigung, welche der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem Zeitpunkt oder Zeitraum nach der ersten Steigung entspricht. Dadurch ist es möglich, den Verschlechterungsgrad genau zu berechnen, während der Einfluss der Temperatur der zweiten Zelle auf die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts beseitigt wird.The inventors of the present invention have found that immediately after the first cell suppresses oxygen discharge, the slope of the change in cell current value fluctuates significantly only under the influence of cell temperature, with cell deterioration having little effect on the slope. On the other hand, it was found that the slope fluctuates later under both the influence of deterioration and temperature. Therefore, in the control device with the above configuration, the degree of deterioration of the exhaust gas sensor is calculated based on two slopes, that is, a first slope which is the slope of the change in cell current value at a predetermined time or period immediately after the oxygen purge is suppressed by the first cell, and a second slope, which corresponds to the slope of the change in cell current value at a time or period after the first slope. This makes it possible to accurately calculate the degree of deterioration while eliminating the influence of the temperature of the second cell on the slope of the change in cell current value.

Die vorliegende Offenbarung stellt somit eine Steuerungsvorrichtung bereit, die in der Lage ist, die Verschlechterungsrate eines Abgassensors genau zu berechnen.The present disclosure thus provides a control device capable of accurately calculating the rate of deterioration of an exhaust gas sensor.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine Abbildung, welche die Konfiguration eines Fahrzeugabgassystems schematisch zeigt, das mit einer Steuerungsvorrichtung und einem Abgassensor gemäß einer ersten Ausführungsform bereitgestellt ist; 1 12 is a diagram schematically showing the configuration of a vehicle exhaust system provided with a control device and an exhaust gas sensor according to a first embodiment;
  • 2 ist eine Abbildung, welche eine Konfiguration einer Steuerungsvorrichtung und eines Abgassensors gemäß der ersten Ausführungsform schematisch zeigt; 2 12 is a diagram schematically showing a configuration of a control device and an exhaust gas sensor according to the first embodiment;
  • 3 zeigt eine Schnittansicht durch III-III in 2; 3 shows a sectional view through III-III in 2 ;
  • 4 ist eine Abbildung zur Erläuterung von Messprinzipien eines Abgassensors; 4 Fig. 14 is an illustration for explaining measurement principles of an exhaust gas sensor;
  • 5 (A), (B) und (C) zeigen Diagramme, welche ein Beispiel für eine Variation bzw. Veränderung einer Pumpenzellenspannung usw. im Zeitverlauf darstellen; 5 (A) , (B) and (C) are graphs showing an example of a variation of a pump cell voltage, etc. with the passage of time;
  • 6 ist ein Graph, welcher Veränderungen im Sensorzellenstrom im Zeitverlauf zeigt; 6 Fig. 14 is a graph showing changes in sensor cell current over time;
  • 7 ist ein Graph, welcher Veränderungen im Sensorzellenstrom im Zeitverlauf zeigt; 7 Fig. 14 is a graph showing changes in sensor cell current over time;
  • 8 ist ein Kennfeld, welches ein Beispiel für eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem ersten Index, einem zweiten Index und berechneten Werten des Verschlechterungsgrads zeigt; 8th Fig. 12 is a map showing an example of a correspondence relationship among a first index, a second index and calculated values of the degree of deterioration;
  • 9 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Verarbeitung zeigt, welche von der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird; 9 12 is a flowchart showing a flow of processing executed by the control device according to the first embodiment;
  • 10 ist ein Graph, welcher Veränderungen im Sensorzellenstrom im Zeitverlauf zeigt; 10 Fig. 14 is a graph showing changes in sensor cell current over time;
  • 11 ist ein Diagramm, welches eine Korrespondenzbeziehung zwischen Werten des zweiten Index und dem Verschlechterungsgrad zeigt; 11 Fig. 14 is a diagram showing a correspondence relationship between values of the second index and the degree of deterioration;
  • 12 ist ein Diagramm, welches eine Korrespondenzbeziehung zwischen dem ersten Index und einem Korrekturkoeffizienten zeigt; und 12 Fig. 14 is a diagram showing a correspondence relationship between the first index and a correction coefficient; and
  • 13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Verarbeitung zeigt, welche von einer Steuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. 13 14 is a flowchart showing a flow of processing executed by a control device according to a second embodiment.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Ausführungsformen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben. Um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern, werden Komponenten, die in den jeweiligen Abbildungen identisch sind, in jeder Abbildung so weit wie möglich mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei auf eine doppelte Beschreibung verzichtet wird.Embodiments are described below with reference to the attached figures. In order to facilitate the understanding of the description, components that are identical in the respective figures are given the same references in each figure as much as possible numbers, with no duplicate description.

Es wird eine erste Ausführungsform beschrieben. Die Steuerungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist als eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgassensors 100 konfiguriert. 1 zeigt schematisch das Abgassystem eines Fahrzeugs, das mit einem Abgassensor 100 versehen ist. Wie in der Figur dargestellt, ist eine Abgasleitung 20 mit der Verbrennungskraftmaschine EG verbunden, um das von der Verbrennungskraftmaschine EG ausgestoßene Abgas nach außen zu führen. Der Abgassensor 100 dient zur Messung der Konzentration der im Abgas enthaltenen Stickoxide und ist an einer Zwischenposition in der Abgasleitung 20 bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform besteht die von dem Abgassensor 100 zu erfassende Komponente, wie vorstehend beschrieben, aus Stickoxiden, es ist jedoch gleichermaßen denkbar, dass es sich bei der Komponente um etwas anderes als Stickoxide handelt, beispielsweise Ammoniak.A first embodiment will be described. The control device 10 according to the present embodiment is configured as a device for controlling an exhaust gas sensor 100 . 1 FIG. 12 schematically shows the exhaust system of a vehicle provided with an exhaust gas sensor 100. FIG. As shown in the figure, an exhaust pipe 20 is connected to the internal combustion engine EG to lead the exhaust gas discharged from the internal combustion engine EG to the outside. The exhaust gas sensor 100 is for measuring the concentration of nitrogen oxides contained in the exhaust gas and is provided at an intermediate position in the exhaust pipe 20 . In the present embodiment, the component to be detected by the exhaust gas sensor 100 is nitrogen oxides as described above, but it is equally conceivable that the component is other than nitrogen oxides, such as ammonia.

Zusätzlich zum Abgassensor 100 ist in der Mitte der Abgasleitung 20 ein Oxidationskatalysator-Konverter 22 bereitgestellt, um im Abgas enthaltene Schadstoffe zu entfernen. In dem Oxidationskatalysator-Konverter 22 ist ein Oxidationskatalysator (in der Abbildung nicht dargestellt) aufgenommen. Der Oxidationskatalysator besteht hauptsächlich aus einem keramischen Träger, einer Oxidmischung, die Aluminiumoxid, Cerdioxid und Zirkoniumdioxid enthält, und einem Edelmetallkatalysator, wie Platin, Palladium oder Rhodium. Der Oxidationskatalysator oxidiert und reinigt im Abgas enthaltene Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Stickoxide und dergleichen. Zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Oxidationskatalysator kann in dem Oxidationskatalysator-Konverter 22 ein Partikelfilter zum Auffangen von feinen Partikeln enthalten sein.In addition to the exhaust gas sensor 100, an oxidation catalyst converter 22 is provided in the middle of the exhaust pipe 20 to remove pollutants contained in the exhaust gas. In the oxidation catalyst converter 22, an oxidation catalyst (not shown in the figure) is accommodated. The oxidation catalyst consists mainly of a ceramic support, an oxide mixture containing alumina, ceria and zirconia, and a noble metal catalyst such as platinum, palladium or rhodium. The oxidation catalytic converter oxidizes and purifies hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides and the like contained in the exhaust gas. In addition to the oxidation catalyst mentioned above, the oxidation catalyst converter 22 may include a particulate filter for capturing fine particulates.

Der Abgassensor 100, der dem Steuerungsziel der Steuerungsvorrichtung 10 entspricht, ist in der Abgasleitung 20 an einer Position stromabwärts des Oxidationskatalysator-Konverters 22 bereitgestellt und misst die Konzentration von Stickoxiden im Abgas an dieser Position.The exhaust gas sensor 100, which corresponds to the control target of the control device 10, is provided in the exhaust pipe 20 at a position downstream of the oxidation catalyst converter 22, and measures the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas at this position.

Die von dem Abgassensor 100 gemessene Konzentration von Stickoxiden wird an die Steuerungsvorrichtung 10 übermittelt. Die Steuerungsvorrichtung 10 führt auf der Grundlage der gemessenen Stickoxidkonzentration verschiedene Steuerungsvorgänge an der Verbrennungskraftmaschine EG durch. Die Steuervorgänge umfassen beispielsweise ein Anpassen des Zündzeitpunkts der Verbrennungskraftmaschine EG.The concentration of nitrogen oxides measured by exhaust gas sensor 100 is transmitted to control device 10 . The control device 10 performs various controls on the internal combustion engine EG based on the measured nitrogen oxide concentration. The control processes include, for example, adjusting the ignition timing of the internal combustion engine EG.

Die Steuerungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass diese zusätzlich zu der Steuerung des Abgassensors 100 die Verbrennungskraftmaschine EG steuert, wie im Folgenden beschrieben. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 10 dient auch als eine bekannte Maschinen-ECU. Es ist jedoch auch möglich, dass die Steuerungsvorrichtung 10 als eine dedizierte Vorrichtung zur Steuerung des Abgassensors 100 konfiguriert ist, das heißt, als eine von der Maschinen-ECU getrennte Steuerungsvorrichtung. In diesem Fall würde die Steuerungsvorrichtung 10 zu der von der Maschinen-ECU durchgeführten Steuerung der Verbrennungskraftmaschine EG beitragen, indem diese mit der Maschinen-ECU kommuniziert.The control device 10 according to the present embodiment is configured to control the internal combustion engine EG in addition to controlling the exhaust gas sensor 100 as described below. That is, the control device 10 also serves as a known engine ECU. However, it is also possible that the control device 10 is configured as a dedicated device for controlling the exhaust gas sensor 100, that is, as a separate control device from the engine ECU. In this case, the control device 10 would contribute to the control of the internal combustion engine EG performed by the engine ECU by communicating with the engine ECU.

Eine spezifische Konfiguration des Abgassensors 100 wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Teils des Abgassensors 100, welcher innerhalb der Abgasleitung 20 angeordnet ist. Die linke Seite in 2, das heißt, die Seite, an welcher der Diffusionswiderstand 140 angeordnet ist, entspricht der Spitze des Abgassensors 100, die in das Innere der Abgasleitung 20 ragt.A specific configuration of the exhaust gas sensor 100 is described with reference to FIG 2 until 4 described. 2 1 schematically shows a cross section of a part of the exhaust gas sensor 100, which is arranged within the exhaust pipe 20. FIG. The left side in 2 , that is, the side on which the diffusion resistor 140 is arranged corresponds to the tip of the exhaust gas sensor 100, which protrudes into the interior of the exhaust pipe 20.

Der Abgassensor 100 umfasst einen Festelektrolyt 110 und Hauptkörper 120 und 130.The exhaust gas sensor 100 includes a solid electrolyte 110 and main bodies 120 and 130.

Der Festelektrolyt 110 entspricht einem plattenförmigen Element, das aus einem Festelektrolytmaterial, wie Zirkonoxid, hergestellt ist. Der Festelektrolyt 110 wird für Sauerstoffionen leitend, wenn sich dieser in einem aktiven Zustand befindet, indem dieser über einer vorbestimmten Temperatur liegt. Eine Pumpzelle 150, eine Sensorzelle 160 und eine Monitor- bzw. Überwachungszelle 170, welche im Folgenden beschrieben werden, sind jeweils in dem Festelektrolyten 110 ausgebildet.The solid electrolyte 110 corresponds to a plate-shaped member made of a solid electrolyte material such as zirconia. The solid electrolyte 110 becomes conductive to oxygen ions when it is in an active state by being above a predetermined temperature. A pump cell 150, a sensor cell 160 and a monitor cell 170, which will be described later, are formed in the solid electrolyte 110, respectively.

Abschnitte der Hauptkörper 120 und 130 entsprechen beide plattenförmigen Elementen, welche aus einem isolierenden Material hergestellt sind, das als Hauptbestandteil Aluminiumoxid enthält. Die Hauptkörper 120 und 130 sind so angeordnet, dass diese den Festelektrolyten 110 sandwichartig dazwischen aufnehmen. Von den Seiten des Hauptkörpers 120 ist ein Teil der Oberfläche der Seite, die auf dem Festelektrolyten 110 liegt, zur gegenüberliegenden Seite hin vertieft. Folglich ist zwischen dem Hauptkörper 120 und dem Festelektrolyten 110 ein Raum ausgebildet. Dieser Raum entspricht einem Bereich, in den das zu messende Abgas eingeleitet wird. Nachfolgend wird dieser Raum auch als die „Messkammer 121“ bezeichnet.Portions of the main bodies 120 and 130 both correspond to plate-shaped members made of an insulating material containing alumina as a main component. The main bodies 120 and 130 are arranged to sandwich the solid electrolyte 110 therebetween. From the sides of the main body 120, part of the surface of the side that lies on the solid electrolyte 110 is recessed toward the opposite side. Consequently, a space is formed between the main body 120 and the solid electrolyte 110 . This space corresponds to an area into which the exhaust gas to be measured is introduced. This space is also referred to below as the "measuring chamber 121".

An der Spitze des Abgassensors 100 ist ein Diffusionswiderstand 140 angeordnet. Die Messkammer 121 öffnet sich über den Diffusionswiderstand 140 nach außen (das heißt, zum Inneren der Abgasleitung 20). Der Diffusionswiderstand 140 besteht aus einem keramischen Material, wie z. B. Aluminiumoxid, in dem Poren ausgebildet sind. A diffusion resistor 140 is arranged at the tip of exhaust gas sensor 100 . The measuring chamber 121 opens via the diffusion resistance faced 140 to the outside (that is, to the inside of the exhaust pipe 20). The diffusion resistance 140 consists of a ceramic material, such as. B. alumina in which pores are formed.

Die Strömungsrate des in die Messkammer 121 gesaugten Abgases wird durch die Wirkung des Diffusionswiderstandes 140 reguliert. Das Abgas, das durch den Diffusionswiderstand 140 in die Messkammer 121 geströmt ist, wird einer Pumpzelle 150, einer Sensorzelle 160 und einer Überwachungszelle 170 zugeführt, die im Folgenden beschrieben sind.The flow rate of the exhaust gas sucked into the measuring chamber 121 is regulated by the action of the diffusion resistance 140 . The exhaust gas that has flowed into the measurement chamber 121 through the diffusion resistance 140 is supplied to a pump cell 150, a sensor cell 160, and a monitor cell 170, which will be described later.

Von den Seiten des Hauptkörpers 130, die auf der anderen Seite des Festelektrolyten 110 angeordnet sind, ist ein Teil der Oberfläche der Seite auf dem Festelektrolyten 110 hin zu der gegenüberliegenden Seite des Hauptkörpers 130 vertieft. Folglich ist auch zwischen dem Hauptkörper 130 und dem Festelektrolyten 110 ein Raum ausgebildet. Ein Teil dieses Raums (in der Abbildung nicht dargestellt) ist zur Atmosphäre hin außerhalb der Leitung 20 offen. Mit anderen Worten, in diesen Raum wird atmosphärische Luft eingeleitet. Nachfolgend wird dieser Raum auch als die „Atmosphärenkammer 131“ bezeichnet.From the sides of the main body 130 located on the other side of the solid electrolyte 110 , a part of the surface of the side on the solid electrolyte 110 is recessed toward the opposite side of the main body 130 . Consequently, a space is also formed between the main body 130 and the solid electrolyte 110 . Part of this space (not shown in the figure) is open to the atmosphere outside the duct 20. In other words, atmospheric air is introduced into this space. This space is also referred to below as the “atmosphere chamber 131”.

Eine Pumpelektrode 111, eine Sensorelektrode 112 und eine Überwachungselektrode 113 sind entsprechend auf der Oberfläche des Körpers des Festelektrolyten 110 in Kontakt mit der Messkammer 121 ausgebildet. Von diesen ist die Pumpelektrode 111 auf dem Körper des Festelektrolyten 110 an der dem Diffusionswiderstand 140 am nächsten gelegenen Position ausgebildet. Die Sensorelektrode 112 und die Überwachungselektrode 113 sind auf dem Körper des Festelektrolyten 110 an Positionen gegenüber dem Diffusionswiderstand 140 ausgebildet, wobei die Pumpelektrode 111 zwischen diesen und dem Diffusionswiderstand 140 sandwichartig aufgenommen ist. Die Sensorelektrode 112 und die Überwachungselektrode 113 sind in 2 entlang der Tiefenrichtung der Papieroberfläche angeordnet (siehe 3).A pumping electrode 111, a sensor electrode 112 and a monitor electrode 113 are respectively formed on the surface of the body of the solid electrolyte 110 in contact with the measuring chamber 121. FIG. Of these, the pumping electrode 111 is formed on the body of the solid electrolyte 110 at the position closest to the diffusion resistance 140 . The sensor electrode 112 and the monitor electrode 113 are formed on the body of the solid electrolyte 110 at positions opposite to the diffusion resistor 140 with the pumping electrode 111 sandwiched between them and the diffusion resistor 140 . The sensor electrode 112 and the monitor electrode 113 are in 2 arranged along the depth direction of the paper surface (see 3 ).

Die Pumpelektrode 111 und die Überwachungselektrode 113 sind aus einer Pt-Au-Legierung (Platin-Gold-Legierung) ausgebildet. Beide Elektroden sind aktiv gegen Sauerstoff und inaktiv gegen Stickoxide. Die Sensorelektrode 112 hingegen ist aus einem Edelmetall, wie beispielsweise Pt (Platin) oder Rh (Rhodium), ausgebildet und ist sowohl gegen Sauerstoff als auch gegen Stickoxide aktiv.The pumping electrode 111 and the monitor electrode 113 are formed of Pt-Au alloy (platinum-gold alloy). Both electrodes are active against oxygen and inactive against nitrogen oxides. On the other hand, the sensor electrode 112 is formed of a noble metal such as Pt (platinum) or Rh (rhodium) and is active against both oxygen and nitrogen oxides.

Auf der Oberfläche des Körpers des Festelektrolyten 110, welche mit der Atmosphärenkammer 131 in Kontakt steht, ist eine gemeinsame Elektrode 114 ausgebildet. Die gemeinsame Elektrode 114 ist in einem Bereich ausgebildet, welcher mit allen aus der Pumpelektrode 111, der Sensorelektrode 112 und der Überwachungselektrode 113 überlappt, wenn man diese entlang einer Richtung senkrecht zum Körper des Festelektrolyten 110 betrachtet, wie in 3 zu sehen. Die gemeinsame Elektrode 114 ist aus einem Material ausgebildet, das Pt (Platin) als einen Hauptbestandteil enthält.On the surface of the body of the solid electrolyte 110 which is in contact with the atmosphere chamber 131, a common electrode 114 is formed. The common electrode 114 is formed in a region which overlaps with all of the pumping electrode 111, the sensor electrode 112 and the monitor electrode 113 when viewed along a direction perpendicular to the body of the solid electrolyte 110 as shown in FIG 3 to see. The common electrode 114 is formed of a material containing Pt (platinum) as a main component.

Wenn zwischen der Pumpelektrode 111 und der gemeinsamen Elektrode 114 eine Spannung angelegt wird, während sich der Körper des Festelektrolyten 110 in einem aktiven Hochtemperaturzustand befindet, wird ein in dem Abgas der Messkammer 121 enthaltener Sauerstoff an der Pumpelektrode 111 in Sauerstoffionen zerlegt. Die Sauerstoffionen durchdringen den Körper des Festelektrolyten 110, und folglich wird Sauerstoff aus der Messkammer 121 in die Atmosphärenkammer 131 abgeführt. Das heißt, die Teile der Pumpelektrode 111, der gemeinsamen Elektrode 114 und des Festelektrolyten 110, welche zwischen der Pumpelektrode 111 und der gemeinsamen Elektrode 114 sandwichartig aufgenommen sind, bilden einen Abschnitt, der als eine Pumpzelle 150 dient, um Sauerstoff aus dem Abgas abzuführen. Die Pumpzelle 150 entspricht der „ersten Zelle“ in der vorliegenden Ausführungsform.When a voltage is applied between the pumping electrode 111 and the common electrode 114 while the body of the solid electrolyte 110 is in a high-temperature active state, oxygen contained in the exhaust gas of the measurement chamber 121 is decomposed into oxygen ions at the pumping electrode 111 . The oxygen ions permeate the body of the solid electrolyte 110 and consequently oxygen is discharged from the measurement chamber 121 into the atmosphere chamber 131 . That is, the parts of the pumping electrode 111, the common electrode 114 and the solid electrolyte 110 sandwiched between the pumping electrode 111 and the common electrode 114 form a portion serving as a pumping cell 150 to discharge oxygen from the exhaust gas. The pump cell 150 corresponds to “first cell” in the present embodiment.

Wenn der Sauerstoff, wie vorstehend beschrieben, abgeführt wird, fließt ein Strom zwischen der Pumpelektrode 111 und der gemeinsamen Elektrode 114. Der Wert des Stroms ist proportional zu der Rate, mit welcher der Sauerstoff aus dem Abgas abgeführt wird, und ist proportional zu der Sauerstoffkonzentration des Abgases. Man kann also sagen, dass die Pumpzelle 150 einen Strom abgibt, dessen Größe der Sauerstoffkonzentration des Abgases entspricht. Basierend auf dem Wert dieses Stroms erlangt die Steuerungsvorrichtung 10 die Sauerstoffkonzentration des Abgases, das sich in der Messkammer 121 befindet.When the oxygen is purged as described above, a current flows between the pumping electrode 111 and the common electrode 114. The value of the current is proportional to the rate at which the oxygen is purged from the exhaust gas and is proportional to the oxygen concentration of the exhaust gas. Thus, it can be said that the pumping cell 150 delivers a current whose magnitude corresponds to the oxygen concentration of the exhaust gas. Based on the value of this current, the control device 10 obtains the oxygen concentration of the exhaust gas residing in the measurement chamber 121 .

Die zwischen der Pumpelektrode 111 und der gemeinsamen Elektrode 114 angelegte Spannung wird im Folgenden als „Pumpzellenspannung“ bezeichnet. Ferner wird der zwischen der Pumpelektrode 111 und der gemeinsamen Elektrode 114 fließende Strom, wenn die Pumpzellenspannung angelegt wird, im Folgenden auch als „Pumpzellenstrom“ bezeichnet.The voltage applied between the pumping electrode 111 and the common electrode 114 is hereinafter referred to as “pump cell voltage”. Furthermore, the current flowing between the pump electrode 111 and the common electrode 114 when the pump cell voltage is applied is also referred to as “pump cell current” hereinafter.

Wenn zwischen der Sensorelektrode 112 und der gemeinsamen Elektrode 114 eine Spannung angelegt wird, während sich der Festelektrolyt 110 in einem aktiven Hochtemperaturzustand befindet, werden Sauerstoff und Stickoxide, die in dem Abgas der Messkammer 121 enthalten sind, an der Elektrode 112 in Sauerstoffionen zerlegt, die durch den Festelektrolyten 110 hindurchgehen. Folglich fließt zwischen der Sensorelektrode 112 und der gemeinsamen Elektrode 114 ein Strom, welcher den Konzentrationen von Sauerstoff und Stickstoffoxiden in der Nähe der Sensorelektrode 112 entspricht. Der Wert dieses Stroms wird von der Steuerungsvorrichtung 10 erlangt.When a voltage is applied between the sensor electrode 112 and the common electrode 114 while the solid electrolyte 110 is in a high-temperature active state, oxygen and nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the measuring chamber 121 are decomposed at the electrode 112 into oxygen ions, which pass through the solid electrolyte 110. Consequently, flows between the sensor electrode 112 and the common electrode 114 a current which corresponds to the concentrations of oxygen and nitrogen oxides in the vicinity of the sensor electrode 112 . The value of this current is obtained from the control device 10 .

Das heißt, die Teile der Sensorelektrode 112, der gemeinsamen Elektrode 114 und des Festelektrolyten 110, welcher zwischen der Sensorelektrode 112 und der gemeinsamen Elektrode 114 sandwichartig aufgenommen ist, bilden einen Teil, welcher als eine Sensorzelle 160 dient, die beim Anlegen einer Spannung einen Strom abgibt, wobei die Größe des Stroms der Konzentration von Restsauerstoff und Stickoxiden im Abgas entspricht. Das Abgas, dessen Konzentration an Stickoxiden und Restsauerstoff von der Sensorzelle 160 gemessen wird, entspricht dem Gas, welches nach dem Abführen von Sauerstoff in der Pumpzelle 150 verbleibt. Die Sensorzelle 160 entspricht der „zweiten Zelle“ der vorliegenden Ausführungsform.That is, the parts of the sensor electrode 112, the common electrode 114 and the solid electrolyte 110 sandwiched between the sensor electrode 112 and the common electrode 114 form a part serving as a sensor cell 160 which generates a current upon application of a voltage emits, the magnitude of the current corresponding to the concentration of residual oxygen and nitrogen oxides in the exhaust gas. The exhaust gas whose concentration of nitrogen oxides and residual oxygen is measured by the sensor cell 160 corresponds to the gas which remains in the pump cell 150 after oxygen has been discharged. The sensor cell 160 corresponds to the “second cell” of the present embodiment.

Die zwischen der Sensorelektrode 112 und der gemeinsamen Elektrode 114 angelegte Spannung wird im Folgenden als die „Sensorzellenspannung“ bezeichnet. Der zwischen der Sensorelektrode 112 und der gemeinsamen Elektrode 114 fließende Strom, wenn die Sensorzellenspannung angelegt wird, wird im Folgenden auch als der „Sensorzellenstrom“ bezeichnet, und der Wert des Sensorzellenstroms wird im Folgenden auch als der „Zellenstromwert“ bezeichnet.The voltage applied between the sensor electrode 112 and the common electrode 114 is hereinafter referred to as the “sensor cell voltage”. The current flowing between the sensor electrode 112 and the common electrode 114 when the sensor cell voltage is applied is also referred to as the “sensor cell current” hereinafter, and the value of the sensor cell current is also referred to as the “cell current value” hereinafter.

Wenn zwischen der Überwachungselektrode 113 und der gemeinsamen Elektrode 114 eine Spannung angelegt wird, während sich der Festelektrolyt 110 in einem aktiven Hochtemperaturzustand befindet, wird der im Abgas der Messkammer 121 enthaltene Sauerstoff an der Überwachungselektrode 113 zerlegt und in Sauerstoffionen umgewandelt, die durch den Festelektrolyten 110 hindurchgehen. Folglich fließt zwischen der Überwachungselektrode 113 und der gemeinsamen Elektrode 114 ein Strom mit einem Wert entsprechend der Sauerstoffkonzentration in der Nähe der Überwachungselektrode 113. Der Wert dieses Stroms wird von der Steuerungsvorrichtung 10 erlangt.When a voltage is applied between the monitor electrode 113 and the common electrode 114 while the solid electrolyte 110 is in a high-temperature active state, the oxygen contained in the exhaust gas of the measuring chamber 121 is decomposed at the monitor electrode 113 and converted into oxygen ions, which are separated by the solid electrolyte 110 go through. Consequently, a current having a value corresponding to the oxygen concentration in the vicinity of the monitor electrode 113 flows between the monitor electrode 113 and the common electrode 114 .

Das heißt, die Teile der Überwachungselektrode 113, der gemeinsamen Elektrode 114 und des Festelektrolyten 110, welcher zwischen der Überwachungselektrode 113 und der gemeinsamen Elektrode 114 sandwichartig aufgenommen ist, bilden einen Teil, welcher als eine Monitor- bzw. Überwachungszelle 170 dient. Die Überwachungszelle 170 gibt einen Strom aus, dessen Größe der Konzentration von Restsauerstoff im Abgas entspricht. Das Abgas, dessen Restsauerstoffkonzentration von der Überwachungszelle 170 gemessen wird, entspricht dem Gas, das nach dem Abführen von Sauerstoff in der Pumpzelle 150 verbleibt.That is, the parts of the monitor electrode 113, the common electrode 114 and the solid electrolyte 110 sandwiched between the monitor electrode 113 and the common electrode 114 form a part serving as a monitor cell 170. FIG. The monitor cell 170 outputs a current whose magnitude corresponds to the concentration of residual oxygen in the exhaust gas. The exhaust gas whose residual oxygen concentration is measured by the monitor cell 170 corresponds to the gas remaining in the pump cell 150 after oxygen has been purged.

Die zwischen der Überwachungselektrode 113 und der gemeinsamen Elektrode 114 angelegte Spannung wird auch als die „Überwachungszellenspannung“ bezeichnet. Darüber hinaus wird der zwischen der Überwachungselektrode 113 und der gemeinsamen Elektrode 114 fließende Strom, wenn die Überwachungszellenspannung angelegt wird, im Folgenden auch als der „Überwachungszellenstrom“ bezeichnet.The voltage applied between the monitor electrode 113 and the common electrode 114 is also referred to as the “monitor cell voltage”. In addition, the current flowing between the monitor electrode 113 and the common electrode 114 when the monitor cell voltage is applied is also referred to as the “monitor cell current” hereinafter.

Auf diese Weise sind eine Überwachungszelle 170 und eine Sensorzelle 160 an Positionen auf der stromabwärtigen Seite der Pumpzelle 150 angeordnet. Die Überwachungszelle 170 gibt einen Strom aus, dessen Größe der Konzentration von Sauerstoff entspricht, der nach dem Abführen von Sauerstoff durch die Pumpzelle 150 im Abgas verbleibt, und die Sensorzelle 160 gibt einen Strom aus, dessen Größe der Konzentration von Sauerstoff und Stickoxiden entspricht, die nach dem Abführen von Sauerstoff durch die Pumpzelle 150 im Abgas verbleiben.In this way, a monitor cell 170 and a sensor cell 160 are arranged at positions on the downstream side of the pump cell 150 . The monitor cell 170 outputs a current whose magnitude corresponds to the concentration of oxygen remaining in the exhaust gas after oxygen has been purged by the pumping cell 150, and the sensor cell 160 outputs a current whose magnitude corresponds to the concentration of oxygen and nitrogen oxides which remain in the exhaust gas after the pumping cell 150 has purged oxygen.

Das Abgas, das durch den Diffusionswiderstand 140 in die Messkammer 121 eingeströmt ist, strömt an der Pumpzelle 150 entlang und wird dann jeweils der Sensorzelle 160 und der Überwachungszelle 170 zugeführt. Dieser Abgasstrom ist in 4 durch eine Mehrzahl von Pfeilen schematisch dargestellt. Der Pfeil AR10 gibt den Strom bzw. die Strömung von Sauerstoff an, welcher von der Pumpzelle 150 abgeführt wird, nachdem dieser durch den Diffusionswiderstand 140 in die Messkammer 121 strömt. Der größte Teil des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs wird in der Pumpzelle 150 entfernt, es ist jedoch schwierig, den Sauerstoff vollständig zu entfernen, und daher erreicht eine kleine Menge an Sauerstoff jeweils die Sensorzelle 160 und die Überwachungszelle 170. Der Pfeil AR11 gibt den Sauerstoffstrom an, welcher die Sensorzelle 160 erreicht, und der Pfeil AR12 gibt den Sauerstoffstrom an, welcher die Überwachungszelle 170 erreicht.The exhaust gas that has flowed into the measurement chamber 121 through the diffusion resistance 140 flows along the pump cell 150 and is then supplied to the sensor cell 160 and the monitor cell 170, respectively. This exhaust stream is in 4 represented schematically by a plurality of arrows. Arrow AR10 indicates the flow of oxygen discharged from pump cell 150 after flowing through diffusion resistance 140 into measurement chamber 121 . Most of the oxygen contained in the exhaust gas is removed in the pump cell 150, but it is difficult to remove the oxygen completely, and therefore a small amount of oxygen reaches each of the sensor cell 160 and the monitor cell 170. The arrow AR11 indicates the oxygen flow , which reaches the sensor cell 160, and the arrow AR12 indicates the oxygen flow, which reaches the monitor cell 170.

Wie vorstehend beschrieben, sind sowohl die Pumpelektrode 111 als auch die Überwachungselektrode 113 gegenüber Stickoxiden inaktiv. Daher werden die in dem in die Messkammer 121 strömenden Abgas enthaltenen Stickoxide von der Pumpzelle 150 oder der Überwachungszelle 170 nicht abgeführt und erreichen die Sensorelektrode 112 der Sensorzelle 160 unverändert. Der Pfeil AR20 gibt den Strom von Stickoxiden an, welche die Sensorzelle 160 auf diese Weise erreichen.As described above, both the pumping electrode 111 and the monitor electrode 113 are inactive to nitrogen oxides. Therefore, the nitrogen oxides contained in the exhaust gas flowing into the measurement chamber 121 are not discharged from the pump cell 150 or the monitor cell 170 and reach the sensor electrode 112 of the sensor cell 160 as they are. Arrow AR20 indicates the flow of nitrogen oxides reaching sensor cell 160 in this manner.

Wie in 4 dargestellt, erreichen sowohl die Stickoxide (Pfeil AR20) als auch der Restsauerstoff (Pfeil AR11) die Sensorzelle 160. Die Größe des Sensorzellenstroms gibt daher die Konzentration der im Abgas enthaltenen Stickoxide und des Sauerstoffs an.As in 4 shown, both the nitrogen oxides (arrow AR20) and the residual oxygen (arrow AR11) reach the sensor cell 160. The size of the The sensor cell current therefore indicates the concentration of the nitrogen oxides and oxygen contained in the exhaust gas.

Auf der anderen Seite gibt die Größe des Überwachungszellenstroms die Konzentration des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs an. Der Stromwert, welcher durch Subtrahieren des Überwachungszellenstromwerts von dem Sensorzellenstromwert erhalten wird, gibt daher nur die Konzentration von Stickoxiden an. Mit einem solchen Abgassensor 100 ist es daher möglich, den Einfluss des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs zu unterdrücken und die Konzentration von Stickoxiden exakt zu messen.On the other hand, the magnitude of the monitor cell current indicates the concentration of oxygen contained in the exhaust gas. Therefore, the current value obtained by subtracting the monitor cell current value from the sensor cell current value indicates only the concentration of nitrogen oxides. With such an exhaust gas sensor 100, therefore, it is possible to suppress the influence of oxygen contained in the exhaust gas and accurately measure the concentration of nitrogen oxides.

Wie in 2 gezeigt, ist in dem Hauptkörper 130 ein Heizer bzw. eine Heizvorrichtung 180 eingebettet. Der Heizer 180 erzeugt Wärme im Inneren des Hauptkörpers 130 und beheizt jede aus der Pumpzelle 150, der Sensorzelle 160 und der Überwachungszelle 170. Der Heizer 180 hält den Festelektrolyten 110 auf einer Temperatur, bei welcher dieser aktiv wird. Der Heizausgang bzw. die Heizleistung des Heizers 180 wird von der Steuerungsvorrichtung 10 angepasst.As in 2 1, a heater 180 is embedded in the main body 130. As shown in FIG. The heater 180 generates heat inside the main body 130 and heats each of the pump cell 150, the sensor cell 160 and the monitor cell 170. The heater 180 keeps the solid electrolyte 110 at a temperature at which it becomes active. The heating output or the heating power of the heater 180 is adjusted by the control device 10 .

Die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 10 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Steuerungsvorrichtung 10 ist als ein Computersystem konfiguriert, welches eine CPU, einen ROM, einen RAM usw. umfasst. Blockelemente, welche jeweilige Funktionen der Steuerungsvorrichtung 10 darstellen, bestehen aus einer Konzentrationserfassungseinheit 11, einer Verbrennungskraftmaschinen-Steuerungseinheit 12, einer Steuerungseinheit 13 für die erste Zelle, einer Stromwerterlangungseinheit 14, einer Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 und einer Speichereinheit 16.The configuration of the control device 10 is described with reference to FIG 2 described. The control device 10 is configured as a computer system including a CPU, ROM, RAM, and so on. Block elements representing respective functions of the control device 10 are composed of a concentration detection unit 11, an internal combustion engine control unit 12, a first cell control unit 13, a current value obtaining unit 14, a deterioration degree calculation unit 15, and a storage unit 16.

Die Konzentrationserfassungseinheit 11 erfasst die Konzentration der im Abgas enthaltenen Stickoxide auf der Grundlage der Werte des Überwachungszellenstroms und des Sensorzellenstroms. Wie vorstehend beschrieben, wird die Erfassung der Konzentration von Stickoxiden durch die Konzentrationserfassungseinheit 11 auf der Grundlage des Stromwertes durchgeführt, welcher durch Subtrahieren des Wertes des Überwachungszellenstroms von diesem des Sensorzellenstroms erhalten wird.The concentration detection unit 11 detects the concentration of nitrogen oxides contained in the exhaust gas based on the values of the monitor cell current and the sensor cell current. As described above, the detection of the concentration of nitrogen oxides by the concentration detection unit 11 is performed based on the current value obtained by subtracting the value of the monitor cell current from that of the sensor cell current.

Die Verbrennungskraftmaschinen-Steuerungseinheit 12 steuert die Verbrennungskraftmaschine EG auf der Grundlage der von der Konzentrationserfassungseinheit 11 erfassten Konzentration der Stickoxide, und führt Vorgänge durch, welche eine Anpassung der Kraftstoffeinspritzmengen der Verbrennungskraftmaschine EG umfassen, so dass die von dem Abgassensor 100 erfasste Konzentration von Stickoxiden gegen null geht. Wie vorstehend beschrieben, kann die Steuerungsvorrichtung 10 als eine dedizierte Vorrichtung zur Steuerung des Abgassensors 100 konfiguriert sein, das heißt, als eine andere Steuerungsvorrichtung als die Maschinen-ECU. In diesem Fall ist die Verbrennungskraftmaschinen-Steuerungseinheit 12 als Teil der Maschinen-ECU konfiguriert.The internal combustion engine control unit 12 controls the internal combustion engine EG based on the concentration of nitrogen oxides detected by the concentration detection unit 11, and performs operations including adjusting fuel injection amounts of the internal combustion engine EG so that the concentration of nitrogen oxides detected by the exhaust gas sensor 100 approaches zero goes. As described above, the control device 10 may be configured as a dedicated device for controlling the exhaust gas sensor 100, that is, a control device other than the engine ECU. In this case, the internal combustion engine control unit 12 is configured as part of the engine ECU.

Die Steuerungseinheit 13 für die erste Zelle steuert das Abführen von Sauerstoff durch die Pumpzelle 150, welche der ersten Zelle entspricht, durch Ändern der Pumpzellenspannung. Wenn die Konzentration von Stickoxiden vom Abgassensor 100 erfasst wird, das heißt, in einem normalen Zustand, hält die Steuerungseinheit 13 für die erste Zelle die Pumpzellenspannung auf einem im Wesentlichen konstanten Wert. Wenn andererseits der Verschlechterungsgrad berechnet wird, wie im Folgenden beschrieben, senkt die Steuerungseinheit 13 für die erste Zelle die Pumpzellenspannung vorübergehend ab.The first cell control unit 13 controls the discharge of oxygen by the pump cell 150, which corresponds to the first cell, by changing the pump cell voltage. When the concentration of nitrogen oxides is detected by the exhaust gas sensor 100, that is, in a normal state, the first cell control unit 13 maintains the pump cell voltage at a substantially constant value. On the other hand, when the degree of deterioration is calculated as described below, the first cell control unit 13 lowers the pump cell voltage temporarily.

Die Stromwerterlangungseinheit 14 erlangt den Wert des von jeder Zelle ausgegebenen Stroms, insbesondere die Werte des Pumpzellenstroms, des Sensorzellenstroms und des Überwachungszellenstroms. Im Normalzustand werden die von der Stromwerterlangungseinheit 14 erlangten Werte des Sensorzellenstroms usw. zur Berechnung der Stickoxidkonzentration verwendet. Die Werte des Sensorzellenstroms usw. werden auch zur Berechnung des Verschlechterungsgrads verwendet, wie im Folgenden beschrieben.The current value obtaining unit 14 obtains the value of the current output from each cell, specifically, the values of the pump cell current, the sensor cell current, and the monitor cell current. In the normal state, the values of the sensor cell current etc. obtained by the current value obtaining unit 14 are used for calculating the concentration of nitrogen oxides. The values of the sensor cell current, etc. are also used to calculate the degree of degradation, as described below.

Die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 führt eine Verarbeitung zur Berechnung des Verschlechterungsgrads des Abgassensors 100 durch. Der „Verschlechterungsgrad“ entspricht einem Index, welcher den Verschlechterungsgrad des Abgassensors 100 ausdrückt, und wird als ein Wert berechnet, der mit fortschreitender Verschlechterung des Abgassensors 100 zunimmt. In dieser Ausführungsform wird der Verschlechterungsgrad als ein Wert in dem Bereich von 0 % bis 100 % berechnet. Die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 berechnet den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage des Wertes des Sensorzellenstroms, das heißt, des Zellenstromwertes. Ein spezifisches Berechnungsverfahren wird im Folgenden beschrieben.The degree of deterioration calculation unit 15 performs processing for calculating the degree of deterioration of the exhaust gas sensor 100 . The “degree of deterioration” corresponds to an index expressing the degree of deterioration of the exhaust gas sensor 100, and is calculated as a value that increases as the deterioration of the exhaust gas sensor 100 progresses. In this embodiment, the degree of deterioration is calculated as a value in the range of 0% to 100%. The degree of deterioration calculation unit 15 calculates the degree of deterioration based on the value of the sensor cell current, that is, the cell current value. A specific calculation method is described below.

Der von der Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 berechnete Verschlechterungsgrad wird beispielsweise als ein Index zur Bestimmung dahingehend, ob der Abgassensor 100 normal ist, verwendet. Wenn der berechnete Verschlechterungsgrad einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann eine am Fahrzeug bereitgestellte Warnleuchte angeschaltet werden, um die Insassen zu motivieren, Maßnahmen, wie einen Austausch von Teilen, zu ergreifen. Der Verschlechterungsgrad kann auch zur Korrektur des Wertes der Konzentration der Stickoxide, wie vom Abgassensor 100 erlangt, verwendet werden.The degree of deterioration calculated by the degree of deterioration calculation unit 15 is used, for example, as an index for determining whether the exhaust gas sensor 100 is normal. When the calculated degree of deterioration exceeds a predetermined value, a warning lamp provided on the vehicle may be turned on to motivate the occupants to take measures such as replacing parts. The degree of deterioration can also be used to correct the value of the concentration of nitrogen oxides obtained from the exhaust gas sensor 100 .

Bei der Speichereinheit 16 handelt es sich um eine nichtflüchtige Speichervorrichtung, welche in der Steuerungsvorrichtung 10 bereitgestellt ist, insbesondere um einen Flash-Speicher. In der Speichereinheit 16 werden die für die Berechnung des Verschlechterungsgrads notwendigen Informationen vorab gespeichert. Spezifische Inhalte der Informationen werden im Folgenden beschrieben.The memory unit 16 is a non-volatile memory device provided in the control device 10, in particular a flash memory. In the storage unit 16, the information necessary for the calculation of the degree of deterioration is stored in advance. Specific contents of the information are described below.

Ein Überblick über die zur Berechnung des Verschlechterungsgrades durchgeführte Verarbeitung wird beschrieben. 5 (A) zeigt ein Beispiel für die Veränderung der Pumpzellenspannung im Zeitverlauf, wenn der Verschlechterungsgrad berechnet wird. 5 (B) zeigt ein Beispiel für die Veränderung des Pumpzellenstroms im Zeitverlauf, und 5 (C) zeigt ein Beispiel für die Veränderung des Sensorzellenstroms im Zeitverlauf.An outline of the processing performed to calculate the degree of deterioration will be described. 5 (A) Fig. 12 shows an example of the change in pump cell voltage with time when the degree of deterioration is calculated. 5 (B) shows an example of the change in pump cell current over time, and 5 (c) shows an example of the change in sensor cell current over time.

In den in 5 gezeigten Beispielen wird die normale Steuerung, das heißt, die Verarbeitung zur Messung der Stickoxidkonzentration, zum Zeitpunkt t0 vorübergehend angehalten, und die Verarbeitung zur Berechnung des Verschlechterungsgrades wird gestartet. Insbesondere ändert die Steuerungseinheit 13 für die erste Zelle die an die Pumpzelle 150 angelegte Spannung zum Zeitpunkt t0 von dem Ausgangswert VP1 auf einen niedrigeren Wert VP0 (5 (A)). Infolgedessen wird die Abführung von Sauerstoff durch die Pumpzelle 150 ab dem Zeitpunkt t0 vorübergehend unterdrückt.in the in 5 In the examples shown, the normal control, that is, the processing for measuring the concentration of nitrogen oxides, is temporarily stopped at time t0, and the processing for calculating the degree of deterioration is started. Specifically, the first cell control unit 13 changes the voltage applied to the pump cell 150 from the initial value VP1 to a lower value VP0 ( 5 (A) ). As a result, the discharge of oxygen by the pump cell 150 is temporarily suppressed from time t0.

Gleichzeitig sinkt der Pumpzellenstrom von dem Ausgangswert IP0 auf einen niedrigeren Wert von IP1 (5 (B)). Diese Abnahme im Pumpzellenstrom bedeutet, dass die Rate, mit der Sauerstoff durch die Pumpzelle 150 gelangt und die Sensorzelle 160 erreicht, nach dem Zeitpunkt t0 zugenommen hat. Wie mit der Linie L10 in 5 (C) gezeigt, beginnt der Sensorzellenstrom daher ab dem Zeitpunkt t0 zu steigen und erreicht schließlich einen im Wesentlichen konstanten Wert.At the same time, the pump cell current drops from the initial value IP0 to a lower value of IP1 ( 5 (B) ). This decrease in pump cell current means that the rate at which oxygen is passing through pump cell 150 and reaching sensor cell 160 has increased after time t0. As with the line L10 in 5 (c) shown, the sensor cell current therefore begins to increase from time t0 and eventually reaches a substantially constant value.

Anschließend wird zum Zeitpunkt t4 die Pumpzellenspannung auf den ursprünglichen Wert VP1 (5 (A)) zurückgeführt. Damit einhergehend steigt der Wert des Pumpzellenstroms auf IP2. IP2 kann gleich dem ursprünglichen Wert von IP0 sein, weicht aber häufig aufgrund von Änderungen des Zustands der Verbrennungskraftmaschine bis zu diesem Zeitpunkt leicht von IP0 ab.Subsequently, at time t4, the pump cell voltage is restored to the original value VP1 ( 5 (A) ) returned. As a result, the value of the pump cell current increases to IP2. IP2 may be equal to the initial value of IP0, but often differs slightly from IP0 due to changes in the engine state up to that point.

Nach dem Zeitpunkt t4 nimmt die Sauerstoffmenge, welche die Sensorzelle 160 erreicht, ab. Damit einhergehend nimmt der Wert des Sensorzellenstroms nach dem Zeitpunkt t4 ab (5 (C)). Wie vorstehend beschrieben, wird bei der Berechnung des Verschlechterungsgrades die Abführung von Sauerstoff durch die Pumpzelle 150 vorübergehend unterdrückt. In 5 wird der Zeitraum, in welchem die Abführung von Sauerstoff durch die Pumpzelle 150 vorübergehend unterdrückt ist, als „TM0“ bezeichnet.After time t4, the amount of oxygen reaching the sensor cell 160 decreases. Along with this, the value of the sensor cell current decreases after time t4 ( 5 (c) ). As described above, when the degree of deterioration is calculated, the discharge of oxygen by the pump cell 150 is temporarily suppressed. In 5 the period in which the discharge of oxygen by the pump cell 150 is temporarily suppressed is referred to as “TM0”.

Die Linie L10 in 5 (C) zeigt die Veränderung des Sensorzellenstroms im Zeitverlauf im Normalzustand, das heißt, in dem die Sensorzelle 160 nicht verschlechtert ist. Andererseits zeigt die Linie L11 in 5 (C) die zeitliche Veränderung des Sensorzellenstroms, wenn sich die Sensorzelle 160 verschlechtert hat.The line L10 in 5 (c) 12 shows the change in sensor cell current with time in the normal state, that is, in which the sensor cell 160 is not deteriorated. On the other hand, the line L11 in 5 (c) the change in sensor cell current over time when the sensor cell 160 has degraded.

Wie beim Vergleich der Linien L10 und L11 deutlich wird, ist die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts nach dem Zeitpunkt t0 kleiner, wenn sich die Sensorzelle 160 verschlechtert hat, als im Normalzustand. Außerdem nimmt die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts mit zunehmendem Verschlechterungsgrad der Sensorzelle 160 tendenziell ab. Daher kann der Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts nach dem Zeitpunkt t0 berechnet werden. Beispielsweise kann, wenn die Korrespondenzbeziehung zwischen der Steigung der Veränderung des Zellstromwerts und dem Verschlechterungsgrad im Voraus als Kennfeld ausgedrückt wird, der Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der Steigung der Veränderung des Zellstromwerts unter Bezugnahme auf das Kennfeld berechnet werden.As can be seen by comparing lines L10 and L11, the slope of the change in cell current value after time t0 when the sensor cell 160 has deteriorated is smaller than that in the normal state. In addition, as the degree of deterioration of the sensor cell 160 increases, the slope of the change in the cell current value tends to decrease. Therefore, the degree of deterioration can be calculated based on the slope of the change in cell current value after time t0. For example, when the correspondence relationship between the slope of change in cell current value and the degree of deterioration is expressed as a map in advance, the degree of deterioration can be calculated based on the slope of change in cell current value with reference to the map.

Die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts ändert sich jedoch nicht nur gemäß dem Verschlechterungsgrad der Sensorzelle 160, sondern auch gemäß der Temperatur der Sensorzelle 160. Beispielsweise ist die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts tendenziell groß, wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 höher als üblich ist. In dem Beispiel von 5 (C) nimmt die Steigung der Linie L11 zu, wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 hoch wird, so dass sich die Linie L11 der Linie L10 nähert. Wenn also die Sensorzelle 160 eine hohe Temperatur aufweist, wird die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts fast gleich dieser im Normalzustand, selbst wenn die Sensorzelle 160 tatsächlich verschlechtert ist. Daher wird der Verschlechterungsgrad als kleiner als sein tatsächlicher Wert berechnet. Folglich kann fälschlicherweise beurteilt werden, dass sich der Abgassensor 100 nicht verschlechtert hat.However, the slope of the change in cell current value changes not only according to the degree of deterioration of the sensor cell 160 but also according to the temperature of the sensor cell 160. For example, the slope of the change in cell current value tends to be large when the temperature of the sensor cell 160 is higher than usual. In the example of 5 (c) As the temperature of the sensor cell 160 becomes high, the slope of the line L11 increases, so that the line L11 approaches the line L10. Therefore, when the sensor cell 160 has a high temperature, the slope of the change in cell current value becomes almost equal to that in the normal state even if the sensor cell 160 is actually deteriorated. Therefore, the degree of deterioration is calculated to be smaller than its actual value. Consequently, it may be wrongly judged that the exhaust gas sensor 100 has not deteriorated.

Daher wird bei der Steuerungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Einfluss der Temperatur der Sensorzelle 160 auf den berechneten Verschlechterungsgrad reduziert, indem ein Verfahren zur Berechnung des Verschlechterungsgrades auf der Grundlage des Wertes des Sensorzellenstroms entwickelt wird.Therefore, in the control device 10 according to the present embodiment, the influence of the temperature of the sensor cell 160 on the calculated degree of deterioration by developing a method of calculating the degree of deterioration based on the value of the sensor cell current.

6 ist ein vergrößertes Diagramm der Veränderung des Sensorzellenstroms, welches einen Teil von 5 (C) zeigt. In dem Diagramm von 6 liegen ein anfänglicher Bereich, der von der gestrichelten Linie R1 umgeben ist, und ein nachfolgender Bereich, der von der gestrichelten Linie R2 umgeben ist, innerhalb der Zeitdauer TM0. 6 FIG. 12 is an enlarged diagram of the change in sensor cell current, showing part of FIG 5 (c) indicates. In the diagram of 6 an initial area surrounded by the broken line R1 and a subsequent area surrounded by the broken line R2 lie within the period TM0.

In der Anfangsphase der Zeitdauer TM0 gibt es innerhalb des Bereichs, der von der gestrichelten Linie R1 umgeben ist, nur einen kleinen Unterschied zwischen der Linie L10, welche die Veränderung des Zellenstromwerts während des normalen Betriebs ausdrückt, und der Linie L11, welche die Veränderung bei einer Verschlechterung ausdrückt. Das heißt, in der Anfangsphase der Zeitdauer TM0 ist die zeitliche Veränderung des Zellstromwerts weniger anfällig für eine Verschlechterung, wie vorstehend beschrieben.In the initial phase of the period TM0, within the area surrounded by the broken line R1, there is little difference between the line L10 expressing the change in cell current value during normal operation and the line L11 expressing the change at expresses a deterioration. That is, in the initial phase of the period TM0, the change over time in the cell current value is less susceptible to deterioration as described above.

Wie aus dem von der gestrichelten Linie R2 umgebenen Bereich hervorgeht, entsteht nach einiger Zeit, die seit dem Beginn der Zeitdauer TM0 verstrichen ist, ein großer Unterschied zwischen der Linie L 10, welche die Veränderung des Zellstromwerts während des Normalbetriebs ausdrückt, und der Linie L11, welche die Veränderung bei einer Verschlechterung ausdrückt. Das heißt, innerhalb des Bereichs, der von der gestrichelten Linie R2 umgeben ist und auf den Bereich folgt, der von der gestrichelten Linie R1 umgeben ist, wird die zeitliche Veränderung des Sensorzellenstroms, wie vorstehend beschrieben, leicht durch eine Verschlechterung beeinflusst.As can be seen from the area surrounded by the broken line R2, after some time elapsed from the start of the period TM0, a large difference arises between the line L10, which expresses the change in cell current value during the normal operation, and the line L11 , which expresses the change with deterioration. That is, within the range surrounded by the broken line R2 and subsequent to the range surrounded by the broken line R1, the change with time of the sensor cell current is easily affected by deterioration as described above.

Wenn sich jedoch die Temperatur der Sensorzelle 160 ändert, ändert sich die Steigung der Veränderung des Sensorzellenstroms innerhalb der beiden von der gestrichelten Linie R1 und der gestrichelten Linie R2 umgebenen Bereiche unter dem Einfluss der Temperaturänderung.However, when the temperature of the sensor cell 160 changes, the slope of the change in the sensor cell current changes within the two areas surrounded by the broken line R1 and the broken line R2 under the influence of the temperature change.

Auf diese Weise wird die Steigung der Veränderung des Zellenstroms unmittelbar nach dem Unterdrücken der Sauerstoffabführung durch die Pumpzelle 150 kaum durch eine Verschlechterung der Sensorzelle 160 beeinflusst und wird im Allgemeinen nur durch die Temperatur der Sensorzelle 160 beeinflusst. Andererseits wird festgestellt, dass die Steigung danach sowohl von der Verschlechterung als auch von der Temperatur beeinflusst wird. Aus diesem Grund erlangt die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 der vorliegenden Ausführungsform die Steigung der Veränderung des Wertes des Sensorzellenstroms zu jedem von zwei Zeitpunkten, zu denen die Temperatur der Sensorzelle 160 jeweils einen unterschiedlich großen Einfluss aufweist. Der Verschlechterungsgrad wird dann berechnet, wobei der Einfluss der Temperatur der Sensorzelle 160 so weit wie möglich beseitigt wird, indem die beiden erlangten Steigungen verwendet werden.In this way, the slope of the change in cell current immediately after the pump cell 150 suppresses oxygen discharge is hardly influenced by deterioration of the sensor cell 160 and is generally influenced only by the temperature of the sensor cell 160 . On the other hand, it is found that the slope thereafter is affected by both degradation and temperature. For this reason, the deterioration degree calculation unit 15 of the present embodiment obtains the slope of the change in the value of the sensor cell current at each of two time points at which the temperature of the sensor cell 160 has a different influence, respectively. The degree of deterioration is then calculated while removing the influence of the temperature of the sensor cell 160 as much as possible by using the two slopes obtained.

Ein spezifisches Verfahren zur Berechnung des Verschlechterungsgrades durch die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 wird beschrieben. 7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel für die Veränderung des Zellenstromwerts während der Zeitdauer TM0, wie in 5 (C), zeigt. In der Zeitdauer TM0 erlangt die Steuerungsvorrichtung 10 eine Mehrzahl von Zellstromwerten, wie die in 7 gezeigten Werte „IS 11‟ und „IS3“.A specific method of calculating the degree of deterioration by the degree of deterioration calculation unit 15 will be described. 7 FIG. 14 is a diagram showing an example of the change in cell current value during the period TM0 as shown in FIG 5 (c) , indicates. In the time period TM0, the control device 10 acquires a plurality of cell current values, such as those in FIG 7 shown values "IS 11" and "IS3".

Der in 7 gezeigte Wert „IS3“ entspricht dem Wert, auf den der Zellstromwert konvergiert, nachdem die Sauerstoffabführung unterdrückt wurde. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zeitdauer TM0 so eingestellt, dass der Zellstromwert unmittelbar vor dem Ende der Zeitdauer TM0 zum Zeitpunkt t4 den Wert IS3 annimmt, der wie vorstehend beschrieben definiert ist. Die Länge der Zeitdauer TM0 ist vorzugsweise in dem Bereich von 3 Sekunden bis 10 Sekunden eingestellt. Das heißt, IS3 entspricht dem Zellstromwert, der zu einem Zeitpunkt (Zeitpunkt t4) erlangt wird, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne im Bereich von 3 bis 10 Sekunden seit dem Beginn der Unterdrückung der Sauerstoffabführung durch die Pumpzelle 150 (zum Zeitpunkt t0) verstrichen ist.the inside 7 The value “IS3” shown is the value to which the cell current value converges after the oxygen exhaust is suppressed. In the present embodiment, the period TM0 is set so that the cell current value immediately before the end of the period TM0 at time t4 becomes IS3 defined as described above. The length of the period TM0 is preferably set in the range of 3 seconds to 10 seconds. That is, IS3 corresponds to the cell current value obtained at a time (time t4) after a predetermined period of time ranging from 3 to 10 seconds has elapsed since the pump cell 150 started to suppress oxygen discharge (at time t0).

Der in 7 gezeigte Wert IS 11 entspricht einem Zellstromwert, der als ein vorbestimmter Anteil von IS3 eingestellt ist. In 7 ist der Zeitpunkt, zu dem der Zellstromwert IS11 erreicht, als Zeitpunkt t1 dargestellt. Der Punkt P1, der dem Zeitpunkt t1 entspricht, ist ebenfalls auf dem Graphen von 7 dargestellt.the inside 7 The value IS 11 shown corresponds to a cell current value set as a predetermined proportion of IS3. In 7 the time when the cell current value reaches IS11 is shown as time t1. The point P1 corresponding to time t1 is also on the graph of 7 shown.

IS 12 und IS21, die in 7 gezeigt sind, sind Zellstromwerte, welche als jeweilige vorbestimmte Anteile von IS3 eingestellt sind. In 7 ist der Zeitpunkt, zu dem der Zellstromwert IS 12 und IS21 erreicht, als Zeitpunkt t2 dargestellt, und der Punkt P2 auf dem Graphen, der dem Zeitpunkt t2 entspricht, ist ebenfalls dargestellt.IS 12 and IS21, the in 7 shown are cell current values set as respective predetermined portions of IS3. In 7 the time when the cell current value IS reaches 12 and IS21 is shown as time t2, and the point P2 on the graph corresponding to time t2 is also shown.

Der in 7 gezeigte Wert IS22 entspricht einem Zellstromwert, der als ein vorbestimmter Anteil von IS3 eingestellt ist. In 7 ist der Zeitpunkt, zu dem der Zellstromwert IS22 erreicht, als Zeitpunkt t3 dargestellt, und der Punkt P3 auf dem Graphen, der dem Zeitpunkt t3 entspricht, ist ebenfalls dargestellt.the inside 7 The value IS22 shown corresponds to a cell current value set as a predetermined proportion of IS3. In 7 the time when the cell current value reaches IS22 is shown as time t3, and the point P3 on the graph corresponding to time t3 is also shown.

Die Zeitdauer TM1, die verstreicht, wenn sich der Zellstromwert von IS 11 auf IS 12 ändert, wird zur Berechnung der ersten Steigung A1 verwendet, die im Folgenden beschrieben ist. Um eine solche Zeitdauer einzustellen, ist der vorstehend erwähnte „vorbestimmte Anteil“ von IS3, der für jeden aus IS11 und IS12 eingestellt ist, vorzugsweise ein Wert in dem Bereich von 0 % bis 50 %. Das heißt, es ist bevorzugt, dass jeder Wert aus IS11 und IS12 als ein beliebiger Wert innerhalb des Bereichs von 0 % bis 50 % von IS3 eingestellt sein kann (wobei IS11 kleiner als IS12 ist).The time TM1 that elapses when the cell current value changes from IS 11 to IS 12 becomes Calculation of the first slope A1 is used, which is described below. In order to set such a length of time, the aforementioned “predetermined proportion” of IS3 set for each of IS11 and IS12 is preferably a value in the range of 0% to 50%. That is, it is preferable that each of IS11 and IS12 can be set as any value within the range of 0% to 50% of IS3 (where IS11 is smaller than IS12).

Gleichermaßen entspricht die Zeitdauer TM2 von IS21 bis IS22 des Zellenstromwertes einer Zeitdauer zur Berechnung der zweiten Steigung A2, die im Folgenden beschrieben ist. Um eine solche Zeitdauer einzustellen, ist der vorstehend erwähnte „vorbestimmte Anteil“, der für jeden Wert aus IS21 und IS22 eingestellt ist, vorzugsweise ein Wert in dem Bereich von 30 % bis 100 %. Das heißt, es ist bevorzugt, dass jeder Wert aus IS21 und IS22 als ein beliebiger Wert in dem Bereich von 30 % bis 100 % von IS3 eingestellt sein kann (wobei IS21 kleiner als IS22 ist).Likewise, the period TM2 from IS21 to IS22 of the cell current value corresponds to a period for calculating the second slope A2, which will be described later. In order to set such a length of time, the aforementioned “predetermined rate” set for each of IS21 and IS22 is preferably a value in the range of 30% to 100%. That is, it is preferable that each of IS21 and IS22 can be set as any value in the range of 30% to 100% of IS3 (where IS21 is smaller than IS22).

Die Zeitdauer TM1 vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2, in dem Bereich, der in 6 von der gestrichelten Linie R1 umgeben ist, entspricht einer Zeitdauer, in welcher die Steigung der Veränderung des Zellstromwerts nicht ohne weiteres von einer Verschlechterung betroffen ist. Die Steigung der Veränderung des Zellstromwerts in dieser Zeitdauer TM1 wird als die „erste Steigung A1“ berechnet. Die erste Steigung A1 entspricht der Steigung einer Geraden, welche die Punkte P1 und P2 verbindet, und wird unter Verwendung folgender Gleichung berechnet: A1 = ( IS12 IS11 ) / ( t2 t1 )

Figure DE112021001278T5_0001
The period of time TM1 from time t1 to time t2, in the range included in 6 surrounded by the broken line R1 corresponds to a period in which the slope of the change in cell current value is not easily affected by deterioration. The slope of the change in cell current value in this period TM1 is calculated as the “first slope A1”. The first slope A1 corresponds to the slope of a straight line connecting points P1 and P2 and is calculated using the following equation: A1 = ( IS12 IS11 ) / ( t2 t1 )
Figure DE112021001278T5_0001

Die erste Steigung A1 entspricht der Steigung der Veränderung des Zellenstromwertes in der Zeitdauer TM1, nachdem die Steuerungseinheit 13 für die erste Zelle die Sauerstoffabgabe durch die Pumpzelle 150 unterdrückt.The first slope A1 corresponds to the slope of the change in cell current value in the period TM1 after the first cell control unit 13 suppresses the oxygen discharge by the pumping cell 150 .

Die Zeitdauer TM2 vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3, in dem Bereich, der in 6 von der gestrichelten Linie R2 umgeben ist, entspricht einer Zeitdauer, in welcher die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts anfällig für eine Verschlechterung der Sensorzelle ist. Die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts in dieser Zeitdauer TM2 wird als die „zweite Steigung A2“ berechnet. Die zweite Steigung A2 entspricht der Steigung einer Geraden, welche die Punkte P2 und P3 verbindet, und wird unter Verwendung folgender Gleichung berechnet: A2 = ( IS22 IS21 ) / ( t3 t2 )

Figure DE112021001278T5_0002
The period of time TM2 from time t2 to time t3, in the range shown in 6 surrounded by the broken line R2 corresponds to a period in which the slope of the change in cell current value is susceptible to deterioration of the sensor cell. The slope of the change in cell current value in this period TM2 is calculated as the “second slope A2”. The second slope A2 corresponds to the slope of a straight line connecting points P2 and P3 and is calculated using the following equation: A2 = ( IS22 IS21 ) / ( t3 t2 )
Figure DE112021001278T5_0002

Die zweite Steigung A2 entspricht der Steigung der Veränderung des Zellstromwertes in der Zeitdauer TM2, die auf die vorstehend beschriebene erste Steigung A1 folgt.The second gradient A2 corresponds to the gradient of the change in the cell current value in the time period TM2 following the first gradient A1 described above.

Die in der Steuerungsvorrichtung 10 enthaltene Speichereinheit 16 weist ein vorab darin gespeichertes Kennfeld auf, das zur Berechnung des Verschlechterungsgrades auf der Grundlage der ersten Steigung A1 und der zweiten Steigung A2 in Kombination verwendet wird. 8 zeigt ein Beispiel für ein solches Kennfeld.The storage unit 16 included in the control device 10 has a map stored therein in advance, which is used for calculating the degree of deterioration based on the first slope A1 and the second slope A2 in combination. 8th shows an example of such a map.

Entlang der horizontalen Achse des Diagramms sind Werte eines „ersten Index“ dargestellt, die erhalten werden, indem Werte der ersten Steigung A1 durch einen Referenzwert von A1 dividiert werden. Der „Referenzwert von A1“ entspricht einem Wert der ersten Steigung A1, der erlangt wird, wenn sich der Abgassensor 100 nicht verschlechtert hat und die Sensorzelle 160 eine vorbestimmte Referenztemperatur aufweist. Das heißt, der Referenzwert von A1 entspricht einem Wert der ersten Steigung A1, welcher erhalten wird, wenn der Abgassensor 100 normal ist und die Sensorzelle 160 eine normale Temperatur aufweist.Shown along the horizontal axis of the graph are “first index” values obtained by dividing values of the first slope A1 by a reference value of A1. The “reference value of A1” corresponds to a value of the first slope A1 obtained when the exhaust gas sensor 100 has not deteriorated and the sensor cell 160 has a predetermined reference temperature. That is, the reference value of A1 corresponds to a value of the first slope A1 obtained when the exhaust gas sensor 100 is normal and the sensor cell 160 is normal in temperature.

Wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 höher als üblich wird, wird der Wert der ersten Steigung A1 groß, so dass der erste Index, welcher der horizontalen Achse in 8 entspricht, größer als 1,0 wird. Wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 andererseits niedriger als üblich wird, wird der Wert der ersten Steigung A1 kleiner, so dass der erste Index kleiner als 1,0 wird. Da der erste Index, der wie vorstehend beschrieben definiert ist, seinen Wert auf der Grundlage des Wertes der ersten Steigung A1 ändert, kann man sagen, dass dieser einem Index entspricht, der auf dem Wert der ersten Steigung A1 basiert.When the temperature of the sensor cell 160 becomes higher than usual, the value of the first slope A1 becomes large, so that the first index, which is the horizontal axis in 8th corresponds to becomes greater than 1.0. On the other hand, when the temperature of the sensor cell 160 becomes lower than usual, the value of the first slope A1 becomes smaller, so that the first index becomes smaller than 1.0. Since the first index defined as described above changes its value based on the value of the first slope A1, it can be said to correspond to an index based on the value of the first slope A1.

Je größer das Ausmaß der Unterdrückung der Sauerstoffabführung durch die Pumpzelle 150 in der Zeitdauer TM0 ist, das heißt, je größer die Größe von ΔIP in 5 (B) ist, desto größer werden sowohl die „erste Steigung A1“ als auch der „Referenzwert von A1“. Daher wird die Korrespondenzbeziehung zwischen ΔIP und dem Referenzwert von A1 auch vorab in der Speichereinheit 16 der Steuerungsvorrichtung 10 gespeichert. Bei der Berechnung des vorstehenden ersten Index verwendet die Steuerungsvorrichtung 10 den „Referenzwert von A1“, welcher dem gemessenen ΔIP entspricht. Auf diese Weise wird verhindert, dass der berechnete erste Index gemäß der Größe von ΔIP schwankt.The greater the degree of suppression of oxygen discharge by the pump cell 150 in the period TM0, that is, the greater the magnitude of ΔIP in 5 (B) is, the larger both the "first gradient A1" and the "reference value of A1" become. Therefore, the correspondence relationship between ΔIP and the reference value of A1 is also stored in advance in the storage unit 16 of the control device 10. In calculating the above first index, the control device 10 uses the “reference value of A1”, which corresponds to the measured ΔIP. In this way, the calculated first index is prevented from fluctuating according to the magnitude of ΔIP.

Entlang der vertikalen Achse des Diagramms in 8 sind Werte eines „zweiten Index“ dargestellt, die erhalten werden, indem Werte der zweiten Steigung A1 durch einen Referenzwert von A2 dividiert werden. Der „Referenzwert von A2“ entspricht einem Wert der zweiten Steigung A2, der erlangt wird, wenn sich der Abgassensor 100 nicht verschlechtert hat und die Sensorzelle 160 eine vorbestimmte Referenztemperatur aufweist. Das heißt, der Referenzwert von A2 entspricht dem Wert der zweiten Steigung A2, welcher erhalten wird, wenn der Abgassensor 100 normal ist und die Sensorzelle 160 eine normale Temperatur aufweist.Along the vertical axis of the chart in 8th Illustrated are "second index" values obtained by dividing values of the second slope A1 by a reference value of A2 will. The “reference value of A2” corresponds to a value of the second slope A2 obtained when the exhaust gas sensor 100 has not deteriorated and the sensor cell 160 has a predetermined reference temperature. That is, the reference value of A2 corresponds to the value of the second slope A2 obtained when the exhaust gas sensor 100 is normal and the sensor cell 160 is at a normal temperature.

Wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 höher als üblich wird oder wenn sich die Sensorzelle 160 verschlechtert, wird der Wert der zweiten Steigung A2 groß, und somit wird der zweite Index, dessen Werte entlang der vertikalen Achse in 8 dargestellt sind, größer als 1,0. Wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 niedriger als üblich ist und keine Verschlechterung in der Sensorzelle 160 aufgetreten ist, wird der Wert der zweiten Steigung A2 kleiner, so dass der zweite Index kleiner als 1,0 wird. Da der zweite Index, der wie vorstehend beschrieben definiert ist, seinen Wert auf der Grundlage des Wertes der zweiten Steigung A2 ändert, kann gesagt werden, dass dieser einem Index entspricht, der auf dem Wert der zweiten Steigung A2 basiert.When the temperature of the sensor cell 160 becomes higher than usual or when the sensor cell 160 deteriorates, the value of the second slope A2 becomes large, and thus the second index whose values along the vertical axis are in 8th are shown are greater than 1.0. When the temperature of the sensor cell 160 is lower than usual and no deterioration has occurred in the sensor cell 160, the value of the second slope A2 becomes smaller, so that the second index becomes smaller than 1.0. Since the second index defined as described above changes its value based on the value of the second slope A2, it can be said to correspond to an index based on the value of the second slope A2.

Je größer das Ausmaß der Unterdrückung der Sauerstoffabführung durch die Pumpzelle 150 in der Zeitdauer TM0 ist, das heißt, je größer die Größe bzw. der Betrag von ΔIP in 5 (B) ist, desto größer werden die „zweite Steigung A2“ und der „Referenzwert von A2“. Daher wird die Korrespondenzbeziehung zwischen ΔIP und dem Referenzwert von A2 auch vorab in der Speichereinheit 16 der Steuerungsvorrichtung 10 gespeichert. Bei der vorstehend beschriebenen Berechnung des zweiten Index verwendet die Steuerungsvorrichtung 10 den „Referenzwert von A2“ entsprechend dem gemessenen ΔIP. Dadurch wird verhindert, dass der berechnete zweite Index gemäß der Größe von ΔIP schwankt.The greater the degree of suppression of oxygen discharge by the pump cell 150 in the period TM0, that is, the greater the magnitude of ΔIP in 5 (B) is, the larger the “second slope A2” and the “reference value of A2” become. Therefore, the correspondence relationship between ΔIP and the reference value of A2 is also stored in the storage unit 16 of the control device 10 in advance. In the calculation of the second index described above, the control device 10 uses the “reference value of A2” corresponding to the measured ΔIP. This prevents the calculated second index from fluctuating according to the magnitude of ΔIP.

In der vorliegenden Ausführungsform sind Bereiche, welche jeweilige Kombinationen des ersten Index (horizontale Achse) und des zweiten Index (vertikale Achse) ausdrücken, in einen Satz von 4 × 4 Bereichen unterteilt, wie in 8 gezeigt, so dass insgesamt 16 Bereiche vorhanden sind. Für jeden dieser Bereiche wird ein entsprechender berechneter Wert des Verschlechterungsgrads eingestellt. In dem in 8 als „D0“ bezeichneten Bereich ist der berechnete Wert des Verschlechterungsgrads auf 0 % eingestellt. In dem mit „D1“ bezeichneten Bereich ist der berechnete Wert des Verschlechterungsgrads auf 20 % eingestellt. In dem mit „D2“ bezeichneten Bereich ist der berechnete Wert des Verschlechterungsgrads auf 50 % eingestellt. In dem mit „D4“ bezeichneten Bereich ist der berechnete Wert des Verschlechterungsgrads auf 80 % eingestellt.In the present embodiment, areas expressing respective combinations of the first index (horizontal axis) and the second index (vertical axis) are divided into a set of 4 × 4 areas as shown in FIG 8th shown so that there are a total of 16 areas. A corresponding calculated value of the degree of deterioration is set for each of these areas. in the in 8th In the area labeled “D0”, the calculated value of the degree of deterioration is set to 0%. In the area labeled “D1”, the calculated value of the degree of deterioration is set to 20%. In the area labeled “D2”, the calculated value of the degree of deterioration is set to 50%. In the area labeled “D4”, the calculated value of the degree of deterioration is set to 80%.

Falls beispielsweise die Temperatur der Sensorzelle 160 niedriger als üblich ist, wird der erste Index kleiner als 1,0. Zu dieser Zeit wird, wenn sich die Sensorzelle 160 nicht verschlechtert hat, auch der zweite Index reduziert. Wenn beispielsweise sowohl der erste Index als auch der zweite Index ungefähr 0,3 betragen, entspricht dies dem Bereich D0, und somit wird der Verschlechterungsgrad mit 0 % berechnet. Gleiches gilt, wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 höher als üblich ist und sowohl der erste Index als auch der zweite Index ungefähr 1,7 betragen.For example, if the temperature of the sensor cell 160 is lower than usual, the first index becomes less than 1.0. At this time, if the sensor cell 160 has not deteriorated, the second index is also reduced. For example, when both the first index and the second index are approximately 0.3, this corresponds to the area D0, and thus the degree of deterioration is calculated as 0%. The same is true when the temperature of the sensor cell 160 is higher than usual and both the first index and the second index are approximately 1.7.

Wenn die Temperatur der Sensorzelle andererseits höher als üblich ist und sich die Sensorzelle 160 verschlechtert hat, wird der erste Index größer als 1,0, während der zweite Index kleiner wird als bei einer normalen Sensorzelle. Folglich liegt der Bereich, welcher durch den ersten Index und den zweiten Index angegeben wird, in 8 unterhalb des Bereichs D0. Der Grund dafür liegt darin, dass, obwohl der erste Index weniger anfällig für eine Verschlechterung ist und nur von der Temperatur beeinflusst wird, der zweite Index sowohl von einer Verschlechterung als auch von der Temperatur beeinflusst wird.On the other hand, when the temperature of the sensor cell is higher than usual and the sensor cell 160 has deteriorated, the first index becomes larger than 1.0 while the second index becomes smaller than that of a normal sensor cell. Consequently, the range specified by the first index and the second index is in 8th below the area D0. This is because although the first index is less prone to deterioration and is only affected by temperature, the second index is affected by both deterioration and temperature.

Ferner steigt, wenn sich die Pumpzelle 150 verschlechtert hat, die Sauerstoffmenge, welche die stromabwärtige Seite erreicht, in der Zeitdauer TM0 an. Folglich wird die zweite Steigung A2 größer als im Normalzustand, so dass der durch den ersten Index und den zweiten Index angegebene Bereich in 8 oberhalb des Bereichs D0 liegt. Auch in diesem Fall wird der Verschlechterungsgrad als ein Wert größer als 0 % berechnet, wie in dem Fall, in dem eine Verschlechterung in der Sensorzelle 160 aufgetreten ist.Further, when the pump cell 150 has deteriorated, the amount of oxygen reaching the downstream side increases in the period TM0. As a result, the second slope A2 becomes larger than in the normal state, so that the range indicated by the first subscript and the second subscript is in 8th is above the range D0. In this case as well, the degree of deterioration is calculated as a value greater than 0% as in the case where deterioration has occurred in the sensor cell 160 .

Die Unterteilungsanordnung in 8 ist nur als ein Beispiel dargestellt, und die durch den ersten Index und den zweiten Index angegebenen Bereiche können in kleinere Bereiche unterteilt werden, wobei jedem der unterteilten Bereiche ein Wert eines Verschlechterungsgrads zugewiesen wird. In diesem Fall würde jeder in 8 gezeigte Bereich D0 weiter unterteilt werden, wobei den unterteilten Bereichen beispielsweise jeweilige Werte eines Verschlechterungsgrads in dem Bereich von 0 % bis 10 % zugewiesen werden. Gleichermaßen könnte jeder Bereich D1 weiter unterteilt werden, wobei den unterteilten Bereichen beispielsweise jeweilige Werte eines Verschlechterungsgrads in dem Bereich von 10 % bis 30 % zugewiesen werden, jeder Bereich D2 könnte weiter unterteilt werden, wobei den unterteilten Bereichen beispielsweise jeweilige Werte eines Verschlechterungsgrads in dem Bereich von 30 % bis 60 % zugewiesen werden, und jeder Bereich D3 könnte weiter unterteilt werden, wobei den unterteilten Bereichen beispielsweise jeweilige Werte eines Verschlechterungsgrads in dem Bereich von 60 % bis 100 % zugewiesen werden.The subdivision arrangement in 8th is presented only as an example, and the areas indicated by the first index and the second index can be divided into smaller areas, each of the divided areas being assigned a value of a degree of deterioration. In this case everyone would 8th The area D0 shown in FIG. Likewise, each area D1 could be further subdivided, with the subdivided areas being assigned, for example, respective values of a degree of deterioration in the range of 10% to 30%, each area D2 could be further subdivided, with the subdivided areas being assigned, for example, respective values of a degree of deterioration in the range from 30% to 60% can be assigned, and each area D3 could be further divided, the divided areas having, for example, respective values of a degree of deterioration in the range of 60% to 100% are assigned.

Auf diese Weise ist die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 der vorliegenden Ausführungsform derart konfiguriert, dass diese den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage sowohl einer ersten Steigung A1 als auch einer zweiten Steigung A2 berechnet, wobei A1 der Steigung der Veränderung des Zellstromwerts innerhalb einer vorgeschriebenen Zeitspanne TM1 entspricht und A2 der Steigung der Veränderung des Zellstromwerts innerhalb einer Zeitspanne TM2 entspricht, die auf die erste Steigung A1 folgt. Dies ermöglicht eine genaue Berechnung des Verschlechterungsgrads des Abgassensors 100, wobei der Einfluss der Temperatur der Sensorzelle 160 beseitigt wird.In this way, the degree of deterioration calculation unit 15 of the present embodiment is configured to calculate the degree of deterioration based on both a first slope A1 and a second slope A2, where A1 corresponds to the slope of the change in cell current value within a prescribed period TM1 and A2 corresponds to the slope of the change in cell current value within a period of time TM2 following the first slope A1. This enables the degree of deterioration of the exhaust gas sensor 100 to be calculated accurately, while the influence of the temperature of the sensor cell 160 is eliminated.

Die Zeitdauer TM1, welche zur Berechnung der ersten Steigung A1 verwendet wird, und die Zeitdauer TM2, welche zur Berechnung der zweiten Steigung A2 verwendet wird, können als Zeitdauern eingestellt sein, die, wie in der vorliegenden Ausführungsform, lückenlos aneinandergrenzen, es ist jedoch gleichermaßen möglich, diese als Zeitdauern einzustellen, welche einen gewissen Grad an gegenseitiger Überlappung besitzen. Beispielsweise kann die Zeitdauer TM2 vor dem Zeitpunkt beginnen, zu dem die Zeitdauer TM1 endet. In diesem Fall würde in dem Beispiel von 7 IS21 als ein kleinerer Wert als IS12 eingestellt sein.The length of time TM1 used to calculate the first slope A1 and the length of time TM2 used to calculate the second slope A2 can be set as lengths of time that are continuous with each other as in the present embodiment, but it is the same possible to set these as durations having some degree of mutual overlap. For example, time period TM2 may begin before time period TM1 ends. In this case, in the example of 7 IS21 must be set as a smaller value than IS12.

Alternativ kann die Zeitdauer TM2 beginnen, nachdem einige Zeit seit dem Ende der Zeitdauer TM1 verstrichen ist. In diesem Fall würde in dem Beispiel von 7 IS21 als ein größerer Wert als IS 12 eingestellt sein.Alternatively, time period TM2 may begin after some time has elapsed since the end of time period TM1. In this case, in the example of 7 IS21 must be set as a larger value than IS 12.

In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl die erste Steigung A1 als auch die zweite Steigung A2 als Steigungen innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer berechnet. Es wäre jedoch gleichermaßen möglich, dass zumindest eine der ersten Steigung A1 und der zweiten Steigung A2 als eine Steigung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt berechnet wird. Eine Steigung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt entspricht beispielsweise einem Differentialkoeffizienten zu einem spezifischen Zeitpunkt in einem Graphen der Variation des Zellstromwerts. Das heißt, die erste Steigung A1 und/oder die zweite Steigung A2 kann/können berechnet werden, wobei die Länge der vorstehenden „vorbestimmten Zeitdauer“ so nahe wie möglich an null gebracht wird.In the present embodiment, both the first gradient A1 and the second gradient A2 are calculated as gradients within a predetermined period of time. However, it would be equally possible for at least one of the first gradient A1 and the second gradient A2 to be calculated as a gradient at a predetermined point in time. For example, a slope at a predetermined time corresponds to a differential coefficient at a specific time in a graph of the variation in cell current value. That is, the first slope A1 and/or the second slope A2 may be calculated with the length of the above “predetermined period of time” made as close to zero as possible.

Die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 der vorliegenden Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass diese den Verschlechterungsgrad unter Verwendung einer Korrespondenzbeziehung zwischen dem ersten Index, der auf dem Wert der ersten Steigung A1 basiert, dem zweiten Index, der auf dem Wert der zweiten Steigung A2 basiert, und dem berechneten Verschlechterungsgrad berechnet. Das heißt, der Verschlechterungsgrad wird unter Bezugnahme auf das Kennfeld von 8 berechnet, das in der Speichereinheit 16 gespeichert ist. Der Verschlechterungsgrad kann somit einfach und genau gemäß der Temperatur der Sensorzelle 160 berechnet werden. Es ist anzumerken, dass eine solche Korrespondenzbeziehung anstelle eines Kennfelds gleichermaßen auch als eine mathematische Gleichung gespeichert werden kann.The degree of deterioration calculation unit 15 of the present embodiment is configured to calculate the degree of deterioration using a correspondence relationship between the first index based on the value of the first slope A1, the second index based on the value of the second slope A2, and the calculated degree of deterioration. That is, the degree of deterioration is determined with reference to the map of FIG 8th calculated, which is stored in the memory unit 16. Thus, the degree of deterioration can be easily and accurately calculated according to the temperature of the sensor cell 160 . It should be noted that such a correspondence relation may be stored as a mathematical equation instead of a map as well.

Wie vorstehend erwähnt, ist die Pumpelektrode 111 der Pumpzelle 150 aus einer Pt-Au-Legierung hergestellt, die Gold enthält. Da Gold einen relativ niedrigen Schmelzpunkt aufweist, kann ein Teil des Goldes bei steigender Temperatur der Pumpzelle 150 verdampfen und an der Sensorelektrode 112 der Sensorzelle 160 auf der stromabwärtigen Seite anhaften. Wenn eine solche Au-Vergiftung auftritt, verschlechtert sich die Sensorzelle 160 und die Steigung der Veränderung des Zellenstroms wird klein.As mentioned above, the pumping electrode 111 of the pumping cell 150 is made of a Pt-Au alloy containing gold. Since gold has a relatively low melting point, as the temperature of the pump cell 150 increases, part of the gold may evaporate and adhere to the sensor electrode 112 of the sensor cell 160 on the downstream side. When such Au poisoning occurs, the sensor cell 160 deteriorates and the slope of the cell current change becomes small.

Da eine Au-Vergiftung besonders wahrscheinlich in einem Abgassensor 100 auftritt, welcher eine derartige Konfiguration aufweist, dass die Elektrode der Sensorzelle 160 Gold enthält, was zu einer Verschlechterung der Sensorzelle 160 führt, ist die Anwendung des Verschlechterungsgrad-Berechnungsverfahrens unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 besonders vorteilhaft. In diesem Fall kann die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 den Verschlechterungsgrad genau berechnen, selbst wenn eine Verschlechterung, die durch eine Aggregation von Metall der Sensorelektrode 112 hervorgerufen wird, aufgrund der Effekte der Temperatur auftritt.Since Au poisoning is particularly likely to occur in an exhaust gas sensor 100 having such a configuration that the electrode of the sensor cell 160 contains gold, resulting in deterioration of the sensor cell 160, the application of the deterioration degree calculation method using the deterioration degrees described above is necessary -Calculation unit 15 particularly advantageous. In this case, the deterioration degree calculation unit 15 can accurately calculate the deterioration degree even if deterioration caused by aggregation of metal of the sensor electrode 112 occurs due to the effects of temperature.

In dem Abgassensor 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Pumpenelektrode 111 der Pumpzelle 150 und die Sensorelektrode 112 der Sensorzelle 160 innerhalb der gleichen Messkammer 121 angeordnet. Das heißt, diese sind im gleichen Raum angeordnet. Hier bedeutet „in dem gleichen Raum angeordnet“, dass es keine Struktur, wie z.B. einen porösen Körper, gibt, welche eine Trennung zwischen dem Raum, in dem die Pumpelektrode 111 angeordnet ist, und dem Raum, in dem die Sensorelektrode 112 angeordnet ist, bildet.In the exhaust gas sensor 100 according to the present embodiment, the pump electrode 111 of the pump cell 150 and the sensor electrode 112 of the sensor cell 160 are arranged within the same measurement chamber 121 . That is, these are arranged in the same room. Here, "arranged in the same space" means that there is no structure, such as a porous body, that separates the space where the pumping electrode 111 is arranged and the space where the sensor electrode 112 is arranged. forms.

In dem Abgassensor 100 mit einer solchen Konfiguration kann eine giftige Substanz, wie Au, die in der Pumpzelle 150 verdampft wird, leicht die Elektrode der Sensorzelle 160 erreichen, welche stromabwärts von der Pumpzelle 150 angeordnet ist, und dies wird tendenziell zu einer Verschlechterung der Sensorzelle 160 führen. Daher ist die Anwendung des Verschlechterungsgrad-Berechnungsverfahrens unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 besonders vorteilhaft.In the exhaust gas sensor 100 having such a configuration, a poisonous substance such as Au vaporized in the pump cell 150 can easily reach the electrode of the sensor cell 160 located downstream of the pump cell 150, and this tends to deteriorate the sensor cell 160 lead. Hence the Application of the deterioration degree calculation method using the deterioration degree calculation unit 15 described above is particularly advantageous.

Ein spezifischer Verarbeitungsablauf, welcher von der Steuerungsvorrichtung 10 zur Berechnung des Verschlechterungsgrades, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Der in 9 dargestellte Verarbeitungsablauf wird von der Steuerungsvorrichtung 10 in einem vorbestimmten Steuerungszyklus wiederholend ausgeführt.A specific flow of processing executed by the control device 10 for calculating the degree of deterioration as described above will be explained with reference to FIG 9 described. the inside 9 The flow of processing illustrated is repeatedly executed by the control device 10 in a predetermined control cycle.

In dem ersten Schritt S01 erfolgt eine Entscheidung dahingehend, ob der Zündschalter des Fahrzeugs an- oder ausgeschaltet ist. Wenn der Zündschalter angeschaltet ist, wird der in 9 gezeigte Verarbeitungsablauf ohne Berechnung des Verschlechterungsgrades beendet.In the first step S01, a decision is made as to whether the ignition switch of the vehicle is on or off. When the ignition switch is turned on, the in 9 The flow of processing shown above ends without calculating the degree of deterioration.

Wenn der Zündschalter angeschaltet ist und Abgas aus der Verbrennungskraftmaschine EG ausgestoßen wird, kann die Sauerstoffkonzentration um den Abgassensor 100 herum schwanken. Unter solchen Umständen ändert sich die Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts aufgrund anderer Faktoren als dem Verschlechterungsgrad und der Temperatur der Sensorzelle 160. Daher wird es schwierig sein, den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts genau zu berechnen. Aus diesem Grund wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Berechnung des Verschlechterungsgrads verhindert, während der Zündschalter angeschaltet ist.When the ignition switch is turned on and exhaust gas is exhausted from the internal combustion engine EG, the oxygen concentration around the exhaust gas sensor 100 may fluctuate. Under such circumstances, the slope of the change in cell current value changes due to factors other than the degree of deterioration and the temperature of the sensor cell 160. Therefore, it will be difficult to accurately calculate the degree of deterioration based on the slope of change in the cell current value. For this reason, in the present embodiment, the calculation of the degree of deterioration is prohibited while the ignition switch is turned on.

Wenn in Schritt S01 beurteilt wird, dass der Zündschalter ausgeschaltet ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S02 fort, um zu beurteilen, ob vorbestimmte Umgebungsbedingungen erfüllt sind. Die „Umgebungsbedingungen“ werden im Voraus als Bedingungen festgelegt, die für die Berechnung des Verschlechterungsgrades erforderlich sind. In der vorliegenden Ausführungsform liegen diese Umgebungsbedingungen darin, dass der Wert der Sauerstoffkonzentration um den Abgassensor 100 herum innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt und dass die Größe des Schwankungsbereichs der Sauerstoffkonzentration nicht mehr als ein vorgeschriebener Wert ist. Die „Sauerstoffkonzentration um den Abgassensor 100 herum“ kann auf der Grundlage des Wertes des Pumpzellenstroms erhalten werden.When it is judged in step S01 that the ignition switch is off, the processing proceeds to step S02 to judge whether predetermined environmental conditions are satisfied. The "environmental conditions" are set in advance as conditions required for the calculation of the degree of deterioration. In the present embodiment, these environmental conditions are that the value of the oxygen concentration around the exhaust gas sensor 100 is within a predetermined range and that the magnitude of the fluctuation range of the oxygen concentration is not more than a prescribed value. The “oxygen concentration around the exhaust gas sensor 100” can be obtained based on the value of the pump cell current.

Wenn diese Umgebungsbedingungen nicht erfüllt sind, ist es schwierig, den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der Steigung der Veränderung des Zellstromwertes genau zu berechnen. Daher wird in diesem Fall der in 9 gezeigte Verarbeitungsablauf beendet, ohne den Verschlechterungsgrad zu berechnen. Wenn die Umgebungsbedingungen erfüllt sind, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S03 voran.If these environmental conditions are not satisfied, it is difficult to accurately calculate the degree of deterioration based on the slope of the change in cell current value. Therefore, in this case, the in 9 The flow of processing shown ends without calculating the degree of deterioration. If the environmental conditions are satisfied, the processing proceeds to step S03.

In Schritt S03 wird eine Verarbeitung zum Erlangen des Wertes des Pumpzellenstroms durch die Stromwerterlangungseinheit 14 durchgeführt. Der Wert des Pumpzellenstroms, welcher hier erlangt wird, entspricht dem Wert unmittelbar vor dem Beginn des Unterdrückens der Sauerstoffabführung durch die Pumpzelle 150, das heißt, dem Wert IP0 in 5 (B).In step S<b>03 , processing for obtaining the value of the pump cell current is performed by the current value obtaining unit 14 . The value of the pump cell current obtained here corresponds to the value immediately before the pump cell 150 starts to suppress the oxygen discharge, that is, the value IP0 in 5 (B) .

In Schritt S04, der auf den Schritt S03 folgt, beginnt die Steuerungseinheit 13 für die erste Zelle, die Abführung von Sauerstoff durch die Pumpzelle 150 zu unterdrücken. Wie vorstehend beschrieben, wird die Pumpzellenspannung zu dieser Zeit von dem ursprünglichen Wert VP1 auf einen niedrigeren Wert, VP0, geändert. Dadurch startet die Zeitdauer TM0, und danach tastet die Stromwerterlangungseinheit 14 die Wellenform der Variation bzw. Veränderung des Sensorzellenstroms und die Wellenform der Veränderung des Pumpzellenstroms in jeweils vorgeschriebenen Zeiträumen ab.In step S<b>04 subsequent to step S<b>03 , the first cell control unit 13 starts to suppress the pump cell 150 from exhausting oxygen. At this time, as described above, the pump cell voltage is changed from the original value VP1 to a lower value VP0. Thereby, the time period TM0 starts, and thereafter the current value obtaining unit 14 samples the waveform of the variation in the sensor cell current and the waveform of the variation in the pump cell current at respective prescribed periods.

Diese Abtastung wird während der gesamten Zeitdauer von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t5 durchgeführt, wie in 5 (B) dargestellt. Der Zeitpunkt t5 ist als ein Zeitpunkt voreingestellt, zu dem sich der Wert des Pumpzellenstroms stabilisiert hat, nachdem die Zeitdauer TM0 endet und der Wert der Pumpzellenspannung auf VP1 zurückgeführt wurde. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Länge der Zeitdauer TM0 von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t4 in dem Bereich von 3 Sekunden bis 10 Sekunden eingestellt, und die Länge der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t5 ist in dem Bereich von 15 Sekunden bis 30 Sekunden eingestellt. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird die Abtastung der Wellenformen des Pumpzellenstroms und des Sensorzellenstroms über die Zeitdauer TM0 hinaus fortgesetzt.This sampling is performed throughout the period from time t0 to time t5 as shown in FIG 5 (B) shown. Time t5 is preset as a time when the value of the pump cell current is stabilized after the period TM0 ends and the value of the pump cell voltage is returned to VP1. In the present embodiment, the length of time period TM0 from time t0 to time t4 is set in the range of 3 seconds to 10 seconds, and the length of time period from time t0 to time t5 is in the range of 15 Seconds set to 30 seconds. That is, in the present embodiment, the sampling of the waveforms of the pump cell current and the sense cell current is continued beyond the period TM0.

Nachdem die Verarbeitung zu Schritt S04 fortgeschritten ist und der vorstehende Abtastzeitraum verstrichen ist, wird die Abtastung angehalten, und die Verarbeitung schreitet zu Schritt S05 voran. In Schritt S05 werden die in 5 (B) gezeigten Werte von IP1 und IP2 aus der Wellenform der Veränderung des abgetasteten Pumpzellenstroms erlangt. IP1 entspricht dem Wert des Pumpzellenstroms unmittelbar vor dem Ende der Zeitdauer TM0.After the processing has proceeded to step S04 and the above sampling period has elapsed, the sampling is stopped and the processing proceeds to step S05. In step S05, the in 5 (B) shown values of IP1 and IP2 are obtained from the waveform of the sampled pump cell current variation. IP1 corresponds to the value of the pump cell current just before the end of the period TM0.

Darüber hinaus werden die jeweiligen Werte von IS11, IS 12, IS21, IS22 und IS3, die in 7 gezeigt sind, in Schritt S05 aus der Wellenform der Veränderung des abgetasteten Sensorzellenstroms erlangt. Die Bedeutung jedes dieser Werte und der Zeitpunkt, zu dem jeder Wert erlangt wird, sind wie vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.In addition, the respective values of IS11, IS 12, IS21, IS22 and IS3 contained in 7 are obtained in step S05 from the waveform of the change in the sampled sensor cell current. The meaning of each of these stats and the time at which each stat is acquired is how above with reference to 7 described.

In Schritt S06, der auf Schritt S05 folgt, wird der Prozess zur Berechnung der in 5 (B) gezeigten ΔIP durchgeführt. Die in 5 (B) gezeigte gestrichelte Gerade DL1 zeigt die Veränderung des Pumpzellenstroms, wenn sich der Strom im Zeitraum vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t5 mit konstanter Steigung von IP0 auf IP2 ändern würde. In step S06 following step S05, the process for calculating the in 5 (B) shown ΔIP performed. In the 5 (B) The dashed straight line DL1 shown shows the change in the pump cell current if the current were to change with a constant gradient from IP0 to IP2 in the period from time t0 to time t5.

Die Gerade drückt sozusagen die Veränderung des Pumpzellenstroms aus, wenn der Wert der Pumpzellenspannung konstant auf VP1 gehalten würde. ΔIP, was dem Variationsbetrag des Pumpzellenstroms entspricht, wird als die Differenz zwischen dem Wert des Pumpzellenstroms, der durch die vorstehend definierte gestrichelte Linie DL1 ausgedrückt ist, und dem Wert des Pumpzellenstroms unmittelbar vor dem Zeitpunkt t4 (das heißt, dem Wert IP1) berechnet. Dieser Wert ΔIP entspricht der Abführmenge an Sauerstoff durch die Pumpzelle 150, welche unterdrückt wird. Es kann auch gesagt werden, dass ΔIP dem Zunahmebetrag des Sauerstoffs entspricht, der die Sensorzelle 160 zu Beginn der Zeitdauer TM0 erreicht.The straight line expresses, so to speak, the change in the pump cell current if the value of the pump cell voltage were kept constant at VP1. ΔIP, which corresponds to the variation amount of the pump cell current, is calculated as the difference between the value of the pump cell current expressed by the broken line DL1 defined above and the value of the pump cell current immediately before time t4 (that is, the value IP1). This value ΔIP corresponds to the purge amount of oxygen by the pump cell 150, which is suppressed. It can also be said that ΔIP corresponds to the increase amount of oxygen reaching the sensor cell 160 at the beginning of the period TM0.

In Schritt S07, der auf Schritt S06 folgt, wird eine Verarbeitung durchgeführt, um die Referenzwerte von A1 bzw. A2 zu berechnen. Wie vorstehend beschrieben, entspricht der „Referenzwert von A1“ einem Wert der ersten Steigung A1, der in Zusammenhang mit dem gemessenen Wert von ΔIP eingestellt ist und der zu einer Zeit erhalten wurde, wenn der Abgassensor 100 sich nicht verschlechtert hat und die Sensorzelle 160 eine vorbestimmte Referenztemperatur aufweist. Gleichermaßen entspricht der „Referenzwert von A2“ einem Wert der zweiten Steigung A2, der in Zusammenhang mit dem gemessenen Wert von ΔIP eingestellt ist und der erlangt wird, wenn sich der Abgassensor 100 nicht verschlechtert hat und die Sensorzelle 160 eine vorbestimmte Referenztemperatur aufweist.In step S07 following step S06, processing is performed to calculate the reference values of A1 and A2, respectively. As described above, the “reference value of A1” corresponds to a value of the first slope A1 set in association with the measured value of ΔIP and obtained at a time when the exhaust gas sensor 100 has not deteriorated and the sensor cell 160 has has predetermined reference temperature. Likewise, the “reference value of A2” corresponds to a value of the second slope A2 that is set in association with the measured value of ΔIP and that is obtained when the exhaust gas sensor 100 has not deteriorated and the sensor cell 160 has a predetermined reference temperature.

In Schritt S08, der auf Schritt S07 folgt, werden die jeweiligen Werte der ersten Steigung A1 und der zweiten Steigung A2 auf der Grundlage der in Schritt S05 berechneten Werte berechnet. Wie vorstehend beschrieben, werden diese Werte unter Verwendung der folgenden Gleichungen berechnet: A1 = ( IS12 IS11 ) / ( t2 t1 )

Figure DE112021001278T5_0003
A2 = ( IS22 IS21 ) / ( t3 t2 ) .
Figure DE112021001278T5_0004
In step S08 following step S07, the respective values of the first slope A1 and the second slope A2 are calculated based on the values calculated in step S05. As described above, these values are calculated using the following equations: A1 = ( IS12 IS11 ) / ( t2 t1 )
Figure DE112021001278T5_0003
A2 = ( IS22 IS21 ) / ( t3 t2 ) .
Figure DE112021001278T5_0004

Der erste Index und der zweite Index werden in Schritt S09 im Anschluss an Schritt S08 berechnet. Der erste Index wird berechnet, indem die erste Steigung A1 durch den Referenzwert von A1 dividiert wird. Der zweite Index wird berechnet, indem die zweite Steigung A2 durch den Referenzwert von A2 dividiert wird.The first index and the second index are calculated in step S09 subsequent to step S08. The first index is calculated by dividing the first slope A1 by the reference value of A1. The second index is calculated by dividing the second slope A2 by the reference value of A2.

In Schritt S10, der auf Schritt S09 folgt, wird ein Prozess zur Berechnung des Verschlechterungsgrads unter Bezugnahme auf den ersten Index, den zweiten Index und das in 8 gezeigte Kennfeld durchgeführt, die wie vorstehend beschrieben berechnet werden. Der Verschlechterungsgrad wird dadurch genau berechnet, wobei der Einfluss der Temperatur der Sensorzelle 160 beseitigt wird.In step S10 subsequent to step S09, a process of calculating the degree of deterioration with reference to the first index, the second index and the in 8th shown map, which are calculated as described above. The degree of deterioration is thereby calculated accurately with the influence of the temperature of the sensor cell 160 being eliminated.

Eine zweite Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben. Die Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in Bezug auf das Verfahren zum Berechnen des Verschlechterungsgrads durch die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15. Im Folgenden werden hauptsächlich Punkte beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden, wobei die Punkte, die bei der ersten Ausführungsform gleich sind, gegebenenfalls weggelassen sind.A second embodiment is described below. The control device according to the second embodiment differs from the first embodiment only in the method of calculating the degree of deterioration by the degree of deterioration calculation unit 15. The following will mainly describe points that differ from the first embodiment, with the points that are common to are the same as in the first embodiment are omitted where appropriate.

10 zeigt ein Beispiel für eine Veränderung des Zellstromwerts während der Zeitdauer TM10. Die Linie L20 in 10 entspricht einem Graphen, welcher ein Beispiel für die Veränderung des Zellenstromwertes zeigt, der tatsächlich in einem Zustand erlangt wurde, in dem die Temperatur der Sensorzelle 160 relativ hoch war. Die Linie L21 von 10 entspricht einem hypothetischen Graphen der Veränderung des Zellenstromwerts, der erlangt würde, wenn die Temperatur der Sensorzelle 160 auf einer normalen Temperatur liegt, falls der Verschlechterungsgrad der Sensorzelle 160 der gleiche ist wie im Falle der Linie L20. Das heißt, die Linie L21 entspricht einem Graphen, welcher die Veränderung eines virtuellen Zellenstromwerts zeigt, der erlangt würde, falls der Einfluss der Temperatur der Sensorzelle 160 beseitigt würde und nur der Einfluss der Verschlechterung der Sensorzelle 160 angewendet würde. 10 FIG. 12 shows an example of a change in the cell current value during the period TM10. The line L20 in 10 corresponds to a graph showing an example of the change in cell current value actually obtained in a state where the temperature of the sensor cell 160 was relatively high. The line L21 from 10 corresponds to a hypothetical graph of the change in cell current value that would be obtained when the temperature of the sensor cell 160 is at a normal temperature if the degree of deterioration of the sensor cell 160 is the same as in the case of the line L20. That is, the line L21 corresponds to a graph showing the change in a virtual cell current value that would be obtained if the influence of the temperature of the sensor cell 160 were eliminated and only the influence of the deterioration of the sensor cell 160 was applied.

Auch in dem Beispiel von 10 können die erste Steigung A1 und die zweite Steigung A2 der Linie L20, die auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben definiert ist, wie vorstehend beschrieben berechnet werden. Die erste Steigung A1 und die zweite Steigung A2 der Linie L21 können auf ähnliche Weise berechnet werden. Die erste Steigung A1 und die zweite Steigung A2, die im Falle der Linie L21 berechnet werden, werden im Folgenden als die „erste Steigung A1''' bzw. die „zweite Steigung A2''' bezeichnet.Also in the example of 10 the first slope A1 and the second slope A2 of the line L20 defined in the same manner as described above can be calculated as described above. The first slope A1 and the second slope A2 of the line L21 can be calculated in a similar way. The first slope A1 and the second slope A2 calculated in the case of the line L21 are hereinafter referred to as the “first slope A1''' and the "second slope A2''', respectively.

Die zweite Steigung A2' entspricht der Steigung der Veränderung des Zellenstromwertes, wenn die Effekte der Temperatur der Sensorzelle 160 ausgeschlossen sind, so dass nur die Effekte der Verschlechterung der Sensorzelle 160 übrig bleiben. Daher kann der Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der zweiten Steigung A2' genau berechnet werden, falls die zweite Steigung A2' durch irgendein Verfahren abgeschätzt werden kann.The second slope A2' corresponds to the slope of the change in cell current value when the effects of the temperature of the sensor cell 160 are excluded, so that only the effects of the deterioration of the sensor cell 160 remain. Therefore, the degree of deterioration can be accurately calculated based on the second slope A2' if the second slope A2' can be estimated by any method.

In der vorliegenden Ausführungsform wird die zweite Steigung A2' zunächst durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet, und der Verschlechterungsgrad wird dann auf der Grundlage der zweiten Steigung A2' unter Verwendung des in 11 dargestellten Kennfelds bzw. der Kennlinie berechnet. Die Werte entlang der horizontalen Achse von 11 werden erhalten, indem der Wert der zweiten Steigung A2' durch den „Referenzwert A2“ dividiert wird, das heißt, der oben beschriebene zweite Index. Die Werte entlang der vertikalen Achse von 11 sind Verschlechterungsgrade, die den jeweiligen Werten des zweiten Index entsprechen. Die Korrespondenzbeziehung zwischen dem zweiten Index und den Verschlechterungsgradwerten wird vorab als Kennfeld bzw. Kennlinie ausgedrückt, welche(s) in der Speichereinheit 16 der Steuerungsvorrichtung 10 gespeichert wird. Es wäre gleichermaßen möglich, die Korrespondenzbeziehung anstelle eines Kennfelds als eine mathematische Gleichung auszudrücken.In the present embodiment, the second slope A2' is first calculated by a method described below, and the degree of deterioration is then calculated based on the second slope A2' using the in 11 illustrated map or the characteristic calculated. The values along the horizontal axis of 11 are obtained by dividing the value of the second slope A2' by the “reference value A2”, that is, the second index described above. The values along the vertical axis of 11 are degrees of deterioration corresponding to the respective values of the second index. The correspondence relationship between the second index and the deterioration degree values is expressed in advance as a map, which is stored in the storage unit 16 of the control device 10 . It would be equally possible to express the correspondence relation as a mathematical equation instead of a map.

Wie vorstehend beschrieben, wird die Steigung der Veränderung des Zellstromwertes unmittelbar nach dem Beginn der Zeitdauer TM10 durch eine Verschlechterung der Sensorzelle 160 nicht wesentlich beeinflusst und ändert sich im Wesentlichen nur in Abhängigkeit von der Temperatur. Daher ist die erste Steigung A1' der Linie L21 im Wesentlichen identisch zu der Steigung, welche erhalten wird, wenn sich der Abgassensor 100 nicht verschlechtert hat und die Sensorzelle 160 eine vorbestimmte Referenztemperatur aufweist, das heißt, im Wesentlichen identisch zu dem „Referenzwert von A1“.As described above, the slope of the change in the cell current value immediately after the start of the period TM10 is not significantly affected by deterioration of the sensor cell 160 and changes substantially only depending on the temperature. Therefore, the first slope A1' of the line L21 is substantially identical to the slope obtained when the exhaust gas sensor 100 has not deteriorated and the sensor cell 160 has a predetermined reference temperature, that is, substantially identical to the "reference value of A1 “.

Wie vorstehend beschrieben, kann der Referenzwert von A1 auf der Grundlage des gemessenen Wertes von ΔIP in 5 berechnet werden. Daher kann das Ergebnis der Division des tatsächlich gemessenen Wertes der ersten Steigung A1 durch den „Referenzwert von A1“, der wie vorstehend beschrieben berechnet wird, als ein Index bezeichnet werden, welcher das Ausmaß ausdrückt, in dem sich der durch die Linie L20 gezeigte Graph bzw. die Kurve des Zellstromwertes aufgrund des Temperatureinflusses zu dem durch die Linie L21 gezeigten Graphen ändern würde, wie durch den Pfeil AR1 in 10 angegeben. Das heißt, der Pfeil AR1 kann als ein Index bezeichnet werden, welcher das Ausmaß der Änderung des Graphen anzeigt.As described above, the reference value of A1 can be calculated based on the measured value of ΔIP in 5 be calculated. Therefore, the result of dividing the actually measured value of the first slope A1 by the "reference value of A1" calculated as described above can be referred to as an index expressing the extent to which the graph shown by the line L20 changes or the curve of the cell current value would change to the graph shown by the line L21 due to the temperature influence, as indicated by the arrow AR1 in FIG 10 specified. That is, the arrow AR1 can be referred to as an index showing the degree of change of the graph.

In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Korrekturkoeffizient auf der Grundlage des Wertes berechnet, welcher durch Dividieren des Wertes der ersten Steigung A1 durch den „Referenzwert von A1“ erhalten wird, und dieser Korrekturkoeffizient wird mit der zweiten Steigung A2 multipliziert, um die zweite Steigung A2' zu berechnen.In the present embodiment, a correction coefficient is calculated based on the value obtained by dividing the value of the first slope A1 by the "reference value of A1", and this correction coefficient is multiplied by the second slope A2 to obtain the second slope A2' to calculate.

Der Wert, welcher durch Dividieren des Wertes der ersten Steigung A1 durch den „Referenzwert von A1“ erhalten wird, entspricht dem vorstehend beschriebenen ersten Index und drückt das Ausmaß aus, in dem die Linie L21 verändert wird, um zu der Linie L20 zu werden, wie durch den Pfeil AR1 in 10 angegeben. Ferner wird durch Multiplizieren der zweiten Steigung A2 der Linie L20 mit dem vorstehend beschriebenen Korrekturkoeffizienten die zweite Steigung A2 zu der zweiten Steigung A2' geändert, wie durch den Pfeil AR2 in 10 angegeben.The value obtained by dividing the value of the first slope A1 by the "reference value of A1" corresponds to the first index described above and expresses the extent to which the line L21 is changed to become the line L20, as indicated by the arrow AR1 in 10 specified. Further, by multiplying the second slope A2 of the line L20 by the correction coefficient described above, the second slope A2 is changed to the second slope A2' as indicated by the arrow AR2 in FIG 10 specified.

Wie in 12 gezeigt, gibt es eine feste Korrespondenzbeziehung zwischen dem Wert (Pfeil AR1 in 10), welcher durch Dividieren des Wertes der ersten Steigung A1 durch den „Referenzwert von A1“ erhalten wird, und dem Wert (Pfeil AR2 in 10) des vorstehenden Korrekturkoeffizienten. Eine solche Korrespondenzbeziehung wird vorab als Kennfeld bzw. Kennlinie in der Speichereinheit 16 der Steuerungsvorrichtung 10 gespeichert. Es wäre gleichermaßen möglich, die Korrespondenzbeziehung anstelle eines Kennfelds als eine mathematische Gleichung zu speichern.As in 12 shown, there is a fixed correspondence relation between the value (arrow AR1 in 10 ), which is obtained by dividing the value of the first slope A1 by the "Reference value of A1", and the value (arrow AR2 in 10 ) of the above correction coefficient. Such a correspondence relationship is stored in advance as a characteristic map in the storage unit 16 of the control device 10 . It would be equally possible to store the correspondence relation as a mathematical equation instead of a map.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Steigung A1 bzw. die zweite Steigung A2 auf der Grundlage eines erlangten Graphen von Zellstromwerten berechnet. Als nächstes wird der Wert der ersten Steigung A1 durch den „Referenzwert von A1“ dividiert, und ein Korrekturkoeffizient wird unter Verwendung des Divisionsergebnisses und des Kennfelds von 12 berechnet. Die zweite Steigung A2' wird dann berechnet, indem die zweite Steigung A2, die wie vorstehend beschrieben berechnet wird, mit dem Korrekturkoeffizienten multipliziert wird. Schließlich wird der Verschlechterungsgrad unter Verwendung der zweiten Steigung A2' und des Kennfelds von 11 berechnet.In summary, according to the present embodiment, the deterioration degree calculation unit 15 calculates the first slope A1 and the second slope A2, respectively, based on an obtained graph of cell current values. Next, the value of the first slope A1 is divided by the “reference value of A1”, and a correction coefficient is calculated using the division result and the map of 12 calculated. The second slope A2' is then calculated by multiplying the second slope A2 calculated as described above by the correction coefficient. Finally, the degree of deterioration is calculated using the second slope A2' and the map of FIG 11 calculated.

Auf diese Weise ist die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart konfiguriert, dass diese den Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage der ersten Steigung A1 berechnet, die zweite Steigung A2 unter Verwendung des berechneten Korrekturkoeffizienten korrigiert und den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der korrigierten zweiten Steigung A2 (das heißt, auf der Grundlage der zweiten Steigung A2') berechnet. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Verschlechterungsgrad des Abgassensors 100 genau berechnet werden, während die Effekte der Temperatur der Sensorzelle 160 beseitigt werden.In this way, according to the present embodiment, the degree of deterioration calculation unit 15 is configured to calculate the correction coefficient based on the first slope A1, correct the second slope A2 using the calculated correction coefficient, and calculate the degree of deterioration based on the corrected second slope A2 (that is, based on the second slope A2'). Also in this embodiment, the degree of deterioration of the exhaust gas sensor 100 can be accurately calculated while whereby the effects of the temperature of the sensor cell 160 are eliminated.

Ein spezifischer Verarbeitungsablauf, welcher von der Steuerungsvorrichtung 10 ausgeführt wird, um die vorstehend beschriebene Berechnung des Verschlechterungsgrades zu realisieren, wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. Die in 13 gezeigte Verarbeitungssequenz wird von der Steuerungsvorrichtung 10 anstelle der in 9 gezeigten Verarbeitungssequenz jedes Mal ausgeführt, wenn ein vorbestimmter Steuerungszeitraum verstreicht. Die Prozesse von Schritt S01 bis Schritt S08 in 13 sind identisch zu den entsprechenden Prozessen in 9.A specific flow of processing executed by the control device 10 to realize the above-described deterioration degree calculation will be described with reference to FIG 13 described. In the 13 The processing sequence shown is executed by the control device 10 instead of the one shown in FIG 9 processing sequence shown is executed every time a predetermined control period elapses. The processes from step S01 to step S08 in 13 are identical to the corresponding processes in 9 .

Nachdem die jeweiligen Werte der ersten Steigung A1 und der zweiten Steigung A2 in Schritt S08 berechnet werden, schreitet der Vorgang zu Schritt S21 voran. In Schritt S21 wird der Korrekturkoeffizient auf der Grundlage der in Schritt S08 berechneten ersten Steigung A1 und des „Referenzwertes von A1“ unter Verwendung des Kennfelds von 12 berechnet.After the respective values of the first slope A1 and the second slope A2 are calculated in step S08, the process proceeds to step S21. In step S21, the correction coefficient is calculated based on the first slope A1 calculated in step S08 and the “reference value of A1” using the map of FIG 12 calculated.

In Schritt S22, der auf Schritt S21 folgt, wird die zweite Steigung A2' berechnet, indem der in Schritt S21 berechnete Korrekturkoeffizient mit der in Schritt S08 berechneten zweiten Steigung A2 multipliziert wird.In step S22 following step S21, the second slope A2' is calculated by multiplying the correction coefficient calculated in step S21 by the second slope A2 calculated in step S08.

In Schritt S23, der auf Schritt S22 folgt, wird der Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der zweiten Steigung A2', die wie vorstehend beschrieben berechnet wird, und dem „Referenzwert von A2“ unter Verwendung des Kennfelds von 11 berechnet. Der Verschlechterungsgrad wird dadurch exakt berechnet, während die Effekte der Temperatur der Sensorzelle 160 beseitigt werden.In step S23 following step S22, the degree of deterioration is calculated based on the second slope A2' calculated as described above and the "reference value of A2" using the map of FIG 11 calculated. The degree of deterioration is thereby accurately calculated while eliminating the effects of the temperature of the sensor cell 160 .

Die vorliegende Ausführungsform wurde vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese spezifischen Beispiele beschränkt. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst diese spezifischen Beispiele, mit entsprechenden konstruktiven Änderungen, die von Fachleuten vorgenommen werden, falls die Merkmale der vorliegenden Offenbarung vorliegen. Jedes Element, welches in jedem der vorstehend erwähnten spezifischen Beispiele umfasst ist, seine Anordnung, Bedingungen, seine Gestalt usw. sind nicht auf die Dargestellten beschränkt und können in geeigneter Weise geändert werden. Die Kombinationen der Elemente, die in jedem der vorstehend erwähnten spezifischen Beispiele umfasst sind, können in geeigneter Weise geändert werden, sofern keine technischen Unstimmigkeiten auftreten.The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. The scope of the present disclosure includes these specific examples, with corresponding design changes made by those skilled in the art given the features of the present disclosure. Each element included in each of the above-mentioned specific examples, its arrangement, conditions, shape, etc. are not limited to those shown and can be changed as appropriate. The combinations of the elements included in each of the above-mentioned specific examples can be changed as appropriate unless technical inconsistencies arise.

Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Steuerungsvorrichtungen und Steuerungsverfahren können durch einen oder mehrere dedizierte Computer realisiert werden, bereitgestellt durch Konfigurieren eines Prozessors, der eine oder mehrere dedizierte Hardware-Logikschaltungen umfasst, die so programmiert sind, dass diese eine oder mehrere Funktionen ausführen, implementiert durch ein Computerprogramm. Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Steuerungsvorrichtungen und Steuerungsverfahren können durch einen oder mehrere dedizierte Computer realisiert werden, bereitgestellt durch Konfigurieren eines Prozessors, der eine oder mehrere dedizierte Hardware-Logikschaltungen umfasst. Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Steuerungsvorrichtungen und Steuerungsverfahren können durch einen oder mehrere dedizierte Computer realisiert werden, bereitgestellt durch Konfigurieren einer Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, der programmiert ist, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, und einem Prozessor, welcher eine oder mehrere Hardware-Logikschaltungen umfasst. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren, nicht-vorübergehenden Aufzeichnungsmedium als von dem Computer auszuführende Anweisungen gespeichert werden. Die dedizierten Hardware-Logikschaltungen und die Hardware-Logikschaltungen können durch digitale Schaltungen, die eine Mehrzahl von Logikschaltungen umfassen, oder durch analoge Schaltungen realisiert werden.The control devices and control methods described in the present disclosure may be implemented by one or more dedicated computers provided by configuring a processor that includes one or more dedicated hardware logic circuits programmed to perform one or more functions implemented by a computer program. The control devices and control methods described in the present disclosure may be implemented by one or more dedicated computers provided by configuring a processor that includes one or more dedicated hardware logic circuits. The control devices and control methods described in the present disclosure may be implemented by one or more dedicated computers provided by configuring a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions, and a processor that performs one or more Includes hardware logic circuits. The computer program may be stored on a computer-readable non-transitory recording medium as instructions to be executed by the computer. The dedicated hardware logic circuits and the hardware logic circuits can be realized by digital circuits including a plurality of logic circuits or by analog circuits.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • JP 2020031804 [0001]JP 2020031804 [0001]
  • JP 2017116438 A [0006]JP 2017116438 A [0006]

Claims (5)

Steuerungsvorrichtung (10) eines Abgassensors (100), wobei der Abgassensor eine erste Zelle (150), welche Sauerstoff aus dem von einer Verbrennungskraftmaschine (EG) erzeugten Abgas abführt, und eine zweite Zelle (160), welche einen Strom mit einer Größe entsprechend einer Konzentration eines in dem Abgas verbleibenden Sauerstoffs nach dem Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle ausgibt, aufweist, die Steuerungsvorrichtung aufweist: eine Steuerungseinheit (13) für die erste Zelle, welche das Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle steuert, eine Stromwerterlangungseinheit (14) zum Erlangen eines Zellenstromwerts, welcher einem Wert eines von der zweiten Zelle ausgegebenen Stroms entspricht, und eine Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit (15) zum Berechnen eines Verschlechterungsgrads, welcher einem Index entspricht, der einen Verschlechterungsgrad des Abgassensors anzeigt, wobei der Verschlechterungsgrad auf der Grundlage des Zellenstromwerts berechnet wird; wobei die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit derart konfiguriert ist, dass diese den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage von beiden aus dem Folgenden berechnet: einer ersten Steigung, welche der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem Zeitpunkt oder innerhalb einer Zeitdauer entspricht, nachdem das Abführen von Sauerstoff durch die erste Zelle von der Steuerungseinheit für die erste Zelle unterdrückt wird; und einer zweiten Steigung, welche der Steigung der Veränderung des Zellenstromwerts zu einem Zeitpunkt oder innerhalb einer Zeitdauer nach der ersten Steigung entspricht.Control device (10) of an exhaust gas sensor (100), wherein the exhaust gas sensor includes a first cell (150) which removes oxygen from exhaust gas generated by an internal combustion engine (EG), and a second cell (160) which detects a current having a magnitude corresponding to a concentration of oxygen remaining in the exhaust gas after removing outputs oxygen through the first cell, has the control device has: a first cell control unit (13) which controls the purging of oxygen through the first cell, a current value obtaining unit (14) for obtaining a cell current value corresponding to a value of a current output from the second cell, and a degree of deterioration calculation unit (15) for calculating a degree of deterioration corresponding to an index indicative of a degree of deterioration of the exhaust gas sensor, the degree of deterioration being calculated based on the cell current value; whereby the deterioration degree calculation unit is configured to calculate the deterioration degree based on either of the following: a first slope which corresponds to the slope of the change in the cell current value at a point of time or within a period of time after the first cell is suppressed from purging oxygen by the first cell control unit; and a second slope, which corresponds to the slope of the change in the cell current value at a point in time or within a period of time after the first slope. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Speichereinheit (16), welche eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem ersten Index, einem zweiten Index und berechneten Werten des Verschlechterungsgrads speichert, wobei der erste Index auf dem Wert der ersten Steigung basiert und der zweite Index auf dem Wert der zweiten Steigung basiert; wobei die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit den Verschlechterungsgrad auf der Grundlage der Korrespondenzbeziehung berechnet.control device claim 1 , further comprising: a storage unit (16) storing a correspondence relationship between a first index, a second index and calculated values of the degree of deterioration, the first index being based on the value of the first slope and the second index being based on the value of the second slope ; wherein the deterioration degree calculation unit calculates the deterioration degree based on the correspondence relationship. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verschlechterungsgrad-Berechnungseinheit derart konfiguriert ist, dass diese: einen Korrekturkoeffizienten basierend auf der ersten Steigung berechnet, die zweite Steigung unter Verwendung des berechneten Korrekturkoeffizienten korrigiert, und den Verschlechterungsgrad basierend auf der korrigierten zweiten Steigung berechnet.control device claim 1 , wherein the deterioration degree calculation unit is configured to: calculate a correction coefficient based on the first slope, correct the second slope using the calculated correction coefficient, and calculate the deterioration degree based on the corrected second slope. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Elektrode der ersten Zelle Gold enthält.Control device according to one of Claims 1 until 3 , where the electrode of the first cell contains gold. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abgassensor eine Elektrode der ersten Zelle und eine Elektrode der zweiten Zelle aufweist, die entsprechend innerhalb eines gemeinsamen Raums angeordnet sind.Control device according to one of Claims 1 until 4 wherein the exhaust gas sensor includes a first cell electrode and a second cell electrode respectively disposed within a common space.
DE112021001278.9T 2020-02-27 2021-02-12 control device Pending DE112021001278T5 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-031804 2020-02-27
JP2020031804A JP7234976B2 (en) 2020-02-27 2020-02-27 Control device
PCT/JP2021/005170 WO2021172041A1 (en) 2020-02-27 2021-02-12 Control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112021001278T5 true DE112021001278T5 (en) 2022-12-15

Family

ID=77491496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112021001278.9T Pending DE112021001278T5 (en) 2020-02-27 2021-02-12 control device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7234976B2 (en)
DE (1) DE112021001278T5 (en)
WO (1) WO2021172041A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023070336A (en) * 2021-11-09 2023-05-19 株式会社デンソー Controller

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017116438A (en) 2015-12-25 2017-06-29 株式会社デンソー Gas sensor controller
JP2020031804A (en) 2018-08-29 2020-03-05 株式会社サンセイアールアンドディ Game machine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4365830B2 (en) 2006-01-18 2009-11-18 株式会社日立製作所 Air-fuel ratio sensor diagnostic device for internal combustion engine
US9897028B2 (en) 2013-06-26 2018-02-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Diagnosis system of internal combustion engine
JP6658672B2 (en) 2017-05-26 2020-03-04 株式会社デンソー Gas sensor control device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017116438A (en) 2015-12-25 2017-06-29 株式会社デンソー Gas sensor controller
JP2020031804A (en) 2018-08-29 2020-03-05 株式会社サンセイアールアンドディ Game machine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021172041A1 (en) 2021-09-02
JP2021135176A (en) 2021-09-13
JP7234976B2 (en) 2023-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69533778T2 (en) Method for measuring a gas component
DE102012218514A1 (en) Gas sensor element and gas sensor
DE102016124633A1 (en) Control device for a gas sensor
EP3596453B1 (en) Method for operating a sensor for detecting at least one property of a measured gas in a measurement gas chamber
DE102014200063A1 (en) Method and device for monitoring the fat gas measuring capability of an exhaust gas probe
DE112021000183T5 (en) gas sensor
DE112019003230T5 (en) Gas sensor
DE112021001096T5 (en) gas sensing element
DE112018002709T5 (en) GAS SENSOR CONTROL DEVICE
DE112021001278T5 (en) control device
DE102020005125B4 (en) GAS SENSOR AND GAS SENSOR OPERATIONAL CONTROL METHOD
DE102017218979A1 (en) CONTROL DEVICE FOR A GAS DETECTOR AND CONTROL METHOD FOR A GAS DETECTOR
DE102017222736A1 (en) GAS DETECTION DEVICE
DE112018002768T5 (en) GAS SENSOR CONTROL DEVICE
DE112018002725T5 (en) GAS SENSOR CONTROL DEVICE
DE102011084734A1 (en) Method for adjusting a gas sensor
DE112019004369T5 (en) Control device
EP3899520B1 (en) Method for reducing measurement errors when detecting ammonia when operating a sensor system
DE102017209300A1 (en) Method for determining a state of at least one component of a sensor for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space
DE102018131926B4 (en) Catalyst deterioration detection system
DE102019110899A1 (en) Air-fuel ratio detection device and air-fuel ratio detection method
DE102009060172A1 (en) Exhaust gas sensor i.e. oxygen sensor, dynamic diagnosing method for motor vehicle, involves evaluating dynamic of gas sensor by response of measured signals of closed loop that is determined by modification of controlling signal
DE102020124251A1 (en) Sensor element, gas sensor and gas sensor unit
DE102020206042A1 (en) Process and computing unit for modeling the differential pressure across a particle filter
EP2411796A1 (en) Method for operating a sensor element and sensor element

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0027417000

Ipc: G01N0027419000