JP2017053802A - Gas concentration humidity detection device and gas concentration humidity detection method - Google Patents

Gas concentration humidity detection device and gas concentration humidity detection method Download PDF

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大 西島
寺本 諭司
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas concentration humidity detection device and a gas concentration humidity detection method capable of suppressing blackening.SOLUTION: A Vs cell 91 and an Ip cell 93 of a whole area air-fuel ratio sensor 9 are used to detect oxygen concentration in a detection target gas, and the Ip cell 93 is used to detect humidity. When the humidity is detected, a first voltage V1 for electrolyzing water in the detection target gas and a second voltage V2 lower in voltage than the first voltage V1 are applied to a pair of second electrodes 77, 79 of the Ip cell 93. Humidity of the detection target gas is detected based on a current difference ΔIp between a first pump current Ip1 flowing through the pair of second electrodes 77, 79 of the Ip cell 93 when the first voltage V1 is applied, and a second pump current Ip2 flowing through the pair of second electrodes 77, 79 of the Ip cell 93 when the second voltage V2 is applied.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、被検出ガス中の特定成分のガス濃度を検出するためのガスセンサ素子を用いて、被検出ガスの湿度を検出するガス濃度湿度検出装置及びガス濃度湿度検出方法に関する。   The present invention relates to a gas concentration / humidity detection device and a gas concentration / humidity detection method for detecting the humidity of a gas to be detected using a gas sensor element for detecting the gas concentration of a specific component in the gas to be detected.

従来、自動車に使用されるセンサの一つとして、自動車エンジンなどの内燃機関の排気通路に取り付けられ、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサが知られている。この酸素センサは、ガスセンサ素子を流れる電流の大きさが排ガス中の酸素濃度に応じて変化することを利用して、酸素濃度の検出、ひいては排ガスの空燃比を検出するものである。   2. Description of the Related Art Conventionally, an oxygen sensor that is attached to an exhaust passage of an internal combustion engine such as an automobile engine and detects an oxygen concentration in exhaust gas is known as one of sensors used in an automobile. This oxygen sensor detects the oxygen concentration and thus detects the air-fuel ratio of the exhaust gas by utilizing the fact that the magnitude of the current flowing through the gas sensor element changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas.

この酸素センサの駆動を制御するセンサ制御装置は、ガスセンサ素子を通電制御すると共に、ガスセンサ素子に流れる電流を電圧変換して電子制御装置(ECU)に出力する機能を有しており、ECUはセンサ制御装置からの出力に基づき排ガスの酸素濃度や空燃比を求めている。そして、得られた排ガスの酸素濃度や空燃比は、ECUにおいて、燃料噴射量の調整等の空燃比フィードバック制御に利用される。   The sensor control device for controlling the driving of the oxygen sensor has a function of energizing the gas sensor element and converting the current flowing through the gas sensor element into a voltage and outputting it to an electronic control unit (ECU). Based on the output from the controller, the oxygen concentration and air-fuel ratio of the exhaust gas are obtained. The obtained oxygen concentration and air-fuel ratio of the exhaust gas are used for air-fuel ratio feedback control such as adjustment of the fuel injection amount in the ECU.

また、自動車に搭載された酸素センサは、経時劣化や耐久劣化などによって特性が変化すると、同一条件下でのセンサ出力がシフトするおそれがある。そのため、酸素センサに生じた特性変化を、大気雰囲気中でのセンサ出力に基づいて補正することが知られている。   Further, when the characteristics of an oxygen sensor mounted on an automobile change due to deterioration with time or durability, sensor output under the same condition may shift. For this reason, it is known to correct the characteristic change that has occurred in the oxygen sensor based on the sensor output in the air atmosphere.

ところが、大気雰囲気中に曝された酸素センサは、その大気雰囲気中の湿度の影響によって同一条件下でのセンサ出力が変化する場合がある。そのため、酸素センサに生じた特性変化を大気雰囲気中でのセンサ出力に基づいて補正しても、酸素濃度の検出時における湿度がその補正時の湿度と異なる場合には、その湿度差に起因してセンサ出力の検出精度が低下するおそれがある。   However, the oxygen sensor exposed to the air atmosphere may change the sensor output under the same conditions due to the influence of humidity in the air atmosphere. Therefore, even if the characteristic change that occurred in the oxygen sensor is corrected based on the sensor output in the air atmosphere, if the humidity at the time of detecting the oxygen concentration is different from the humidity at the time of correction, it is caused by the humidity difference. As a result, the detection accuracy of the sensor output may be reduced.

この対策として、大気雰囲気中の湿度を検出し、その湿度に応じて大気条件出力を補正して大気校正値とし、その大気校正値を大気の酸素分圧に対応させてセンサ特性を補正することが考えられる。ところが、この方法では、大気雰囲気中の湿度を検出するための湿度センサを別途設ける場合には、装置構成が複雑となり製造コストが大きくなる。   As countermeasures, detect the humidity in the atmospheric air, correct the atmospheric condition output according to the humidity to obtain the atmospheric calibration value, and correct the sensor characteristics by making the atmospheric calibration value correspond to the atmospheric oxygen partial pressure. Can be considered. However, in this method, when a humidity sensor for detecting the humidity in the air atmosphere is separately provided, the device configuration becomes complicated and the manufacturing cost increases.

そこで、近年では、一対の第1電極を有する固体電解質体を備えた酸素濃度検出セル(起電力セル)と、一対の第2電極を有する固体電解質体を備えた酸素ポンプセルとを備えるガスセンサを有するガス濃度湿度検出装置を用いて、被検出ガスの湿度を検出する方法が提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, in recent years, it has a gas sensor including an oxygen concentration detection cell (electromotive force cell) having a solid electrolyte body having a pair of first electrodes and an oxygen pump cell having a solid electrolyte body having a pair of second electrodes. A method of detecting the humidity of a gas to be detected using a gas concentration / humidity detection device has been proposed (see Patent Document 1).

この技術では、酸素濃度検出セルの一対の第1電極間に生じる電圧が制御目標電圧となるように、酸素ポンプセルの一対の第2電極間に流れる電流を制御する。また、制御目標電圧は、第1電圧に設定される一方、第1電圧より高電圧の第2電圧に設定される。そして、被検出ガスが大気であると判別されているときに酸素ポンプセルにて検出される(第1電圧の印加時の)第1電流と、(第2電圧印加時の)第2電流とに基づいて、被検出ガスの湿度を検出する。   In this technique, the current flowing between the pair of second electrodes of the oxygen pump cell is controlled so that the voltage generated between the pair of first electrodes of the oxygen concentration detection cell becomes the control target voltage. The control target voltage is set to the first voltage, while being set to the second voltage that is higher than the first voltage. The first current (when the first voltage is applied) and the second current (when the second voltage is applied) detected by the oxygen pump cell when the gas to be detected is determined to be the atmosphere. Based on this, the humidity of the gas to be detected is detected.

これにより、被検出ガス中の特定成分のガス濃度を検出するためのガスセンサを用いた簡易な装置構成によって、湿度センサを別途に設けることなく、被検出ガスが大気であるときの湿度を検出することができる。   Thereby, the humidity when the gas to be detected is in the atmosphere is detected by a simple apparatus configuration using a gas sensor for detecting the gas concentration of the specific component in the gas to be detected without separately providing a humidity sensor. be able to.

特開2010−281732号公報JP 2010-281732 A

このようなガス濃度湿度検出装置では、酸素濃度検出セルの制御電圧を段階的に持ち上げることで湿度検知を行っているが、その場合には、酸素濃度検出セルと酸素ポンプセルとの間の制御をPID制御で行うために問題が生ずることがあった。   In such a gas concentration / humidity detection apparatus, humidity is detected by stepping up the control voltage of the oxygen concentration detection cell. In this case, control between the oxygen concentration detection cell and the oxygen pump cell is performed. A problem sometimes occurs because of the PID control.

詳しくは、酸素濃度検出セルの制御電圧(Vs)を変更する際の変化率が大きい場合には(図11(a)参照)、PID制御の追従ずれによって、酸素ポンプセルの電圧(Vp電圧)や酸素ポンプセルを流れる電流(Ip電流)がオーバーシュートすることがあった(図11(b)、(c)参照)。   Specifically, when the rate of change when changing the control voltage (Vs) of the oxygen concentration detection cell is large (see FIG. 11A), the voltage of the oxygen pump cell (Vp voltage) or The current flowing through the oxygen pump cell (Ip current) sometimes overshoots (see FIGS. 11B and 11C).

ところが、このようにVp電圧がオーバーシュートして一定電圧を超えると、酸素ポンプセルの固体電解質体中の酸素が電流として引き抜かれて、ブラックニングが生じるという問題があった。   However, when the Vp voltage overshoots and exceeds a certain voltage as described above, there is a problem that oxygen in the solid electrolyte body of the oxygen pump cell is extracted as a current and blackening occurs.

このブラックニングとは、固体電解質体に含まれる金属酸化物が還元され金属が生成される現象であり、ブラックニングが発生すると固体電解質体の特性(特にイオン伝導性)が劣化してしまう。   This blackening is a phenomenon in which a metal oxide contained in the solid electrolyte body is reduced to generate a metal. When blackening occurs, the characteristics (particularly ion conductivity) of the solid electrolyte body deteriorate.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ブラックニングの発生を抑制できるガス濃度湿度検出装置及びガス濃度湿度検出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a gas concentration / humidity detection device and a gas concentration / humidity detection method capable of suppressing the occurrence of blackening.

(1)本発明の第1局面のガス濃度湿度検出装置は、第1固体電解質体及び第1固体電解質体に形成された一対の第1電極を有し第1電極間に起電力を発生させることが可能な起電力セルと、第2固体電解質体及び第2固体電解質体に形成された一対の第2電極を有し第2電極間にて酸素のポンピングが可能な酸素ポンプセルと、を備えるガスセンサ素子に接続される。このガス濃度湿度検出装置では、起電力セルと酸素ポンプセルとを用いて被検出ガス中の特定成分のガス濃度の検出を行う。また、ガス濃度の検出とは別に、被検出ガスの湿度の検出を行う。   (1) A gas concentration / humidity detection device according to a first aspect of the present invention includes a first solid electrolyte body and a pair of first electrodes formed on the first solid electrolyte body, and generates an electromotive force between the first electrodes. An electromotive force cell, and an oxygen pump cell having a second solid electrolyte body and a pair of second electrodes formed on the second solid electrolyte body and capable of pumping oxygen between the second electrodes. Connected to the gas sensor element. In this gas concentration / humidity detection apparatus, a gas concentration of a specific component in a gas to be detected is detected using an electromotive force cell and an oxygen pump cell. In addition to detecting the gas concentration, the humidity of the gas to be detected is detected.

そして、湿度を検出する場合には、電圧印加手段によって、起電力セル又は酸素ポンプセルの一対の電極に、被検出ガス中の水分を電気分解する第1電圧を印加し、これとは別に、第1電圧より低い第2電圧を印加する。そして、湿度検出手段によって、第1電圧を印加した際に第1電圧を印加したセルの一対の電極間に流れる第1電流と、第2電圧を印加した際に第2電圧を印加したセルの一対の電極間に流れる第2電流との差に基づいて、被検出ガスの湿度を検出する。   When detecting the humidity, the voltage application means applies a first voltage for electrolyzing moisture in the gas to be detected to the pair of electrodes of the electromotive force cell or the oxygen pump cell. A second voltage lower than 1 voltage is applied. Then, the humidity detecting means applies a first current flowing between a pair of electrodes of the cell to which the first voltage is applied when the first voltage is applied, and a cell to which the second voltage is applied when the second voltage is applied. The humidity of the gas to be detected is detected based on the difference from the second current flowing between the pair of electrodes.

つまり、第1電流と第2電流との差は、被検出ガスの湿度に対応しているので、第1電流と第2電流との差から、湿度を求めることができる。
このように、本第1局面では、従来のように、PID制御を利用して被検出ガスの湿度検出を行うのでなく、起電力セル又は酸素ポンプセルに印加する電圧を制御して湿度検出を行うので、PID制御に伴うIp電流、Vp電圧のオーバーシュートが発生せず、固体電解質体にブラックニングが生じにくい。その結果、固体電解質体の特性が劣化しにくいので、ガス濃度湿度検出装置の耐久性が向上するという顕著な効果を奏する。
That is, since the difference between the first current and the second current corresponds to the humidity of the gas to be detected, the humidity can be obtained from the difference between the first current and the second current.
As described above, in the first aspect, the humidity detection is performed by controlling the voltage applied to the electromotive force cell or the oxygen pump cell, instead of performing the humidity detection of the gas to be detected using the PID control as in the prior art. Therefore, overshooting of the Ip current and the Vp voltage due to PID control does not occur, and blackening is unlikely to occur in the solid electrolyte body. As a result, since the characteristics of the solid electrolyte body are not easily deteriorated, there is a remarkable effect that the durability of the gas concentration / humidity detection device is improved.

また、本第1局面では、被検出ガスの湿度だけなく被検出ガス中の特定ガスのガス濃度(例えば酸素濃度)を検出することができる。
更に、例えば内燃機関にて燃料を燃焼させる場合に、燃焼後の排ガス(燃焼排ガス)を浄化する上で最適な燃焼点として、ストイキ状態の燃焼点(ストイキ点)が挙げられる。このストイキ点は、大気中の湿度や燃料中の不純物の水分量によって変化する。よって、大気や燃焼排ガスの湿度を測定することによって、最適なストイキ点を推定することができる。その結果、この推定したストイキ点に基づいて、燃料噴射量等のフィードバック制御を好適に行うことができる。
In the first aspect, not only the humidity of the gas to be detected but also the gas concentration (for example, oxygen concentration) of the specific gas in the gas to be detected can be detected.
Furthermore, for example, when fuel is burned in an internal combustion engine, a combustion point (stoichiometric point) in a stoichiometric state is an optimal combustion point for purifying exhaust gas after combustion (combustion exhaust gas). This stoichiometric point varies depending on the humidity in the atmosphere and the moisture content of impurities in the fuel. Therefore, the optimum stoichiometric point can be estimated by measuring the humidity of the atmosphere or combustion exhaust gas. As a result, feedback control such as the fuel injection amount can be suitably performed based on the estimated stoichiometric point.

ここで、被検出ガスの湿度を検出する原理を簡単に説明する。
湿度を検出する起電力セル又は酸素ポンプセル(以下湿度検出セルと称することもある)に電圧を印加する場合、湿度検出セルに被検出ガス中の水分を電気分解する第1電圧を印加したときに流れる第1電流と、その第1電圧より低い第2電圧(例えば実質的に水分を電気分解しない電圧)を印加したときに流れる第2電流とには違いがある。
Here, the principle of detecting the humidity of the gas to be detected will be briefly described.
When a voltage is applied to an electromotive force cell or oxygen pump cell (hereinafter also referred to as a humidity detection cell) for detecting humidity, when a first voltage for electrolyzing moisture in the gas to be detected is applied to the humidity detection cell There is a difference between a flowing first current and a second current flowing when a second voltage lower than the first voltage (for example, a voltage that does not substantially electrolyze moisture) is applied.

詳しくは、第1電圧が印加されると、水分の分解に伴い水分量の程度(従って湿度)に応じて第2電流より多くの電流(第2電流)が流れる。そして、その電流の差は、被検出ガスの湿度と対応関係がある。よって、この電流の差に基づいて被検出ガスの湿度を求めることができる。   Specifically, when the first voltage is applied, a larger amount of current (second current) flows than the second current according to the amount of moisture (and hence humidity) as the moisture decomposes. The difference in current has a corresponding relationship with the humidity of the gas to be detected. Therefore, the humidity of the gas to be detected can be obtained based on the difference in current.

(2)本発明の第2局面では、ガス濃度検出又は湿度検出のいずれを行うか判定する条件が満たされたか否かを判定する制御判定手段を備え、制御判定手段による判定結果に基づいて、前記条件が満たされた制御を行う。   (2) In the second aspect of the present invention, the apparatus includes a control determination unit that determines whether a condition for determining whether to perform gas concentration detection or humidity detection is satisfied, and based on a determination result by the control determination unit, Control that satisfies the above conditions is performed.

本第2局面では、ガス濃度検出を行う条件が満たされた場合にガス濃度検出を行うことができ、湿度検出を行う条件が満たされた場合に湿度検出を行うことができる。
(3)本発明の第3局面では、制御判定手段は、ガス濃度検出から湿度検出への切り替えの条件として、ガス濃度検出の結果を用いる。
In the second aspect, gas concentration detection can be performed when a condition for performing gas concentration detection is satisfied, and humidity detection can be performed when a condition for performing humidity detection is satisfied.
(3) In the third aspect of the present invention, the control determination means uses the result of gas concentration detection as a condition for switching from gas concentration detection to humidity detection.

本第3局面では、ガス濃度検出の結果に応じて、ガス濃度検出から湿度検出への切り替えを行うことができる。
例えば燃料がカットされた状態(例えば大気)に対応したガス濃度となった場合に、ガス濃度検出から湿度検出へ切り替えることができる。
In the third aspect, switching from gas concentration detection to humidity detection can be performed according to the result of gas concentration detection.
For example, when the gas concentration corresponds to a state in which the fuel is cut (for example, the atmosphere), the gas concentration detection can be switched to the humidity detection.

(4)本発明の第4局面では、ガスセンサ素子内に被検出ガスが導入される検出室を備えるとともに、起電力セルは、一対の第1電極のうちの一方の第1電極が検出室内に配置され、他方の第1電極が基準となる酸素濃度雰囲気に晒される構成を有している。更に、湿度検出を行っている際に、起電力セルによって検出室内の被検出ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備えている。そして、制御判定手段は、湿度検出からガス濃度検出への切り替えの条件として、酸素濃度検出手段によって検出された酸素濃度の検出結果を用いる。   (4) In the fourth aspect of the present invention, the electromotive force cell includes a detection chamber in which a gas to be detected is introduced into the gas sensor element, and the electromotive force cell has one of the pair of first electrodes in the detection chamber. The other first electrode is disposed and exposed to an oxygen concentration atmosphere serving as a reference. Furthermore, an oxygen concentration detection means is provided for detecting the oxygen concentration of the gas to be detected in the detection chamber by the electromotive force cell during humidity detection. The control determination unit uses the detection result of the oxygen concentration detected by the oxygen concentration detection unit as a condition for switching from the humidity detection to the gas concentration detection.

本第4局面では、湿度検出を行っている際に、検出室内の被検出ガスの酸素濃度を検出することができ、この酸素濃度に基づいて、湿度検出からガス濃度検出への切り替えを行うことができる。   In the fourth aspect, when performing humidity detection, the oxygen concentration of the gas to be detected in the detection chamber can be detected, and switching from humidity detection to gas concentration detection is performed based on this oxygen concentration. Can do.

(5)本発明の第5局面では、被検出ガスは内燃機関から排出されるガスであり、被検出ガスの湿度を検出する状態が、被検出ガスが大気又はストイキ状態の排ガスである場合には、どちらか一方又は両方の状態の場合にて、被検出ガスの湿度を検出する。   (5) In the fifth aspect of the present invention, the detected gas is a gas discharged from the internal combustion engine, and the state of detecting the humidity of the detected gas is an exhaust gas in the atmosphere or stoichiometric state. Detects the humidity of the gas to be detected in either or both cases.

本第5局面では、被検出ガスが大気やストイキ(理論空燃比)状態の排ガスである場合に、被検出ガスの湿度を検出することができる。
従って、各状態において検出した湿度に基づいて、例えば酸素センサの出力の補正を精度良く行うことができるので、酸素センサの出力に基づいて行われる例えばエンジンの動作の制御を好適に行うことができる。
In the fifth aspect, the humidity of the gas to be detected can be detected when the gas to be detected is exhaust gas in the atmosphere or stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) state.
Accordingly, for example, the output of the oxygen sensor can be accurately corrected based on the humidity detected in each state, and therefore, for example, the operation of the engine performed based on the output of the oxygen sensor can be suitably controlled. .

(6)本発明の第6局面のガス濃度湿度検出方法では、 第1固体電解質体及び第1固体電解質体に形成された一対の第1電極を有し第1電極間に起電力を発生させることが可能な起電力セルと、第2固体電解質体及び第2固体電解質体に形成された一対の第2電極を有し第2電極間にて酸素のポンピングが可能な酸素ポンプセルと、を備えるガスセンサ素子を用いる。このガス濃度湿度検出方法では、起電力セルと酸素ポンプセルとを用いて被検出ガス中の特定成分のガス濃度の検出を行う。また、ガス濃度の検出とは別に、被検出ガスの湿度の検出を行う。   (6) In the gas concentration / humidity detection method according to the sixth aspect of the present invention, the first solid electrolyte body and the pair of first electrodes formed on the first solid electrolyte body have an electromotive force generated between the first electrodes. An electromotive force cell, and an oxygen pump cell having a second solid electrolyte body and a pair of second electrodes formed on the second solid electrolyte body and capable of pumping oxygen between the second electrodes. A gas sensor element is used. In this gas concentration / humidity detection method, the gas concentration of a specific component in the gas to be detected is detected using an electromotive force cell and an oxygen pump cell. In addition to detecting the gas concentration, the humidity of the gas to be detected is detected.

そして、湿度の検出を行う場合には、電圧印加工程にて、起電力セル又は酸素ポンプセルの一対の電極に、被検出ガス中の水分を電気分解する第1電圧と、第1電圧より低い第2電圧とをそれぞれ印加する。湿度検出工程では、第1電圧を印加した際に第1電圧を印加したセルの一対の電極間に流れる第1電流と第2電圧を印加した際に第2電圧を印加したセルの一対の電極間に流れる第2電流との差に基づいて、被検出ガスの湿度を検出する。   When detecting the humidity, in the voltage application step, the first voltage for electrolyzing moisture in the gas to be detected is applied to the pair of electrodes of the electromotive force cell or the oxygen pump cell, and the first voltage lower than the first voltage. Two voltages are applied. In the humidity detection step, the pair of electrodes of the cell to which the second voltage is applied when the first current and the second voltage that are applied between the pair of electrodes of the cell to which the first voltage is applied when the first voltage is applied The humidity of the gas to be detected is detected based on the difference from the second current flowing therebetween.

本第6局面は、前記第1局面と同様な効果を奏する。
ここで、本発明の各構成について説明する。
・ガス濃度湿度検出装置及びガス濃度湿度検出方法とは、上述したように、起電力セルや酸素ポンプセルを備えたガスセンサ素子を用いて、被検出ガスの特定成分のガス濃度や湿度を検出する装置及び方法である。
The sixth aspect has the same effects as the first aspect.
Here, each structure of this invention is demonstrated.
As described above, the gas concentration / humidity detection device and the gas concentration / humidity detection method are devices that detect the gas concentration and humidity of a specific component of a gas to be detected using a gas sensor element including an electromotive force cell and an oxygen pump cell. And method.

・ガス検出素子とは、起電力セルや酸素ポンプセルを備え、被検出ガスの特定成分のガス濃度や湿度検出に用いられる素子である。
・固体電解質体とは、固体電解質としての特性(外部から加えられた電場によってイオン(例えば酸素イオン)を移動させることができる特性:イオン伝導性)を有する部材である。固体電解質の材料としては、例えばジルコニア(特にイットリア部分安定化ジルコニア、マグネシア部分安定化ジルコニア)、セリア(特にガドリニウムドープセリア、サマリウムドープセリア)等が挙げられる。
The gas detection element is an element that includes an electromotive force cell and an oxygen pump cell and is used for detecting the gas concentration and humidity of a specific component of the gas to be detected.
The solid electrolyte body is a member having characteristics as a solid electrolyte (characteristic that can move ions (for example, oxygen ions) by an electric field applied from the outside: ion conductivity). Examples of the material for the solid electrolyte include zirconia (particularly yttria partially stabilized zirconia and magnesia partially stabilized zirconia), ceria (particularly gadolinium-doped ceria and samarium-doped ceria), and the like.

・起電力セルとは、ガス濃度を検出する際には、一対の第1電極間の特定成分のガス濃度に応じて起電力が生じるセルである。酸素ポンプセルとは、ガス濃度を検出する際には、一対の第2電極間で酸素(酸素イオン)のポンピングを行うセルである。   An electromotive force cell is a cell in which an electromotive force is generated according to the gas concentration of a specific component between a pair of first electrodes when detecting the gas concentration. An oxygen pump cell is a cell that pumps oxygen (oxygen ions) between a pair of second electrodes when detecting a gas concentration.

なお、起電力セル又は酸素ポンプセルを用いて湿度を検出する際には、湿度検出に使用するセルの一対の電極間に第1電圧と第2電圧とを印加して、その際に流れる第1電流と第2電流とを測定する。   In addition, when detecting humidity using an electromotive force cell or an oxygen pump cell, a first voltage and a second voltage are applied between a pair of electrodes of a cell used for humidity detection, and the first voltage flowing at that time is applied. The current and the second current are measured.

・酸素ポンプセルのポンピング動作としては、酸素ポンプセルの一方の第2電極から他方の第2電極側に酸素(酸素イオン)を移動させる動作(酸素の汲み出しや汲み入れの動作)が挙げられる。   As the pumping operation of the oxygen pump cell, there is an operation of moving oxygen (oxygen ions) from one second electrode of the oxygen pump cell to the other second electrode side (an operation for pumping or pumping oxygen).

・被検出ガスとしては、例えば、内燃機関から排出される排ガス、燃料電池システムから排出される排ガス等が挙げられる。
・特定ガスとしては、酸素、NOx等が挙げられる。
Examples of the gas to be detected include exhaust gas discharged from an internal combustion engine, exhaust gas discharged from a fuel cell system, and the like.
-As specific gas, oxygen, NOx, etc. are mentioned.

なお、前記ガス濃度湿度検出装置の前提となる基本的な構成として、「第1固体電解質体及び該第1固体電解質体に形成された一対の第1電極を有し、該一対の第1電極のうちの一方の電極が、被検出ガスが導入される検出室内に配置され、他方の電極が基準となる酸素濃度雰囲気に晒される起電力セル(酸素濃度検出セル)と、第2固体電解質体及び該第2固体電解質体に形成された一対の第2電極を有し、該一対の第2電極のうちの一方の電極が前記検出室内に配置され、該一対の第2電極間に流れる電流に応じて、前記検出室に導入された前記被検出ガスに含まれる酸素の汲み出し又は汲み入れを行う酸素ポンプセルとを備えるガスセンサ素子に接続され、前記起電力セル及び酸素ポンプセルを用いた前記被検出ガス中の特定成分のガス濃度の検出と、前記被検出ガスの湿度の検出と、を行うガス濃度湿度検出装置」の構成を採用できる。   In addition, as a basic configuration as a premise of the gas concentration / humidity detection device, “a first solid electrolyte body and a pair of first electrodes formed on the first solid electrolyte body, and the pair of first electrodes” One of the electrodes is disposed in a detection chamber into which the gas to be detected is introduced, and the other electrode is exposed to a reference oxygen concentration atmosphere (oxygen concentration detection cell), and a second solid electrolyte body And a pair of second electrodes formed on the second solid electrolyte body, one electrode of the pair of second electrodes being disposed in the detection chamber, and a current flowing between the pair of second electrodes In response to the above, the gas sensor element comprising an oxygen pump cell that pumps or pumps oxygen contained in the gas to be detected introduced into the detection chamber, and is to be detected using the electromotive force cell and the oxygen pump cell. Gas of specific component in gas And detection of the concentration, detection and humidity of the gas to be detected, the configuration of the gas concentration humidity detection device "that performs can be employed.

内燃機関の排気系周りの概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure around the exhaust system of an internal combustion engine. 全領域空燃比センサ9の概略的な構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic structure of a full-range air-fuel ratio sensor 9; 第1実施形態のセンサ制御装置及びガスセンサを備えたセンサユニット等を酸素濃度検出(2セル制御)の際の回路状態と共に示す図である。It is a figure which shows the sensor control apparatus of 1st Embodiment, the sensor unit provided with the gas sensor, etc. with the circuit state in the case of oxygen concentration detection (2 cell control). 第1実施形態のセンサ制御装置及びガスセンサを備えたセンサユニット等を湿度検出(1セル制御)の際の回路状態と共に示す図である。It is a figure which shows the sensor control apparatus of 1st Embodiment, the sensor unit provided with the gas sensor, etc. with the circuit state in the case of humidity detection (1 cell control). 第1実施形態のセンサ制御装置で実行される制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the control processing performed with the sensor control apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態のセンサ制御装置及びガスセンサを備えたセンサユニット等を湿度検出(1セル制御)の際の回路状態と共に示す図である。It is a figure which shows the sensor unit etc. provided with the sensor control apparatus of 2nd Embodiment, and a gas sensor with the circuit state in the case of humidity detection (1 cell control). 第2実施形態のセンサ制御装置で実行される制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the control processing performed with the sensor control apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態のセンサ制御装置で実行される制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the control processing performed with the sensor control apparatus of 3rd Embodiment. 第4実施形態のセンサ制御装置で実行される制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the control processing performed with the sensor control apparatus of 4th Embodiment. 第5実施形態のセンサ制御装置及びガスセンサを備えたセンサユニット等を湿度検出(1セル制御)の際の回路状態と共に示す図である。It is a figure which shows the sensor control apparatus of 5th Embodiment, the sensor unit provided with the gas sensor, etc. with the circuit state in the case of humidity detection (1 cell control). 従来技術を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating a prior art.

以下、本発明を具体化したガス濃度湿度検出装置及びガス濃度湿度検出方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下では、本発明に係るガス濃度湿度検出装置の一例として、ガスセンサの出力する検出信号に基づき、被検出ガス中の酸素濃度及び被検出ガスの湿度を検出することが可能なセンサ制御装置を例に説明する。また、ガスセンサとしては、酸素濃度に応じてセンサ電流がリニアに変化する全領域空燃比センサを例に説明する。
Hereinafter, embodiments of a gas concentration / humidity detection apparatus and a gas concentration / humidity detection method embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following, as an example of the gas concentration / humidity detection device according to the present invention, a sensor control device capable of detecting the oxygen concentration in the gas to be detected and the humidity of the gas to be detected based on the detection signal output from the gas sensor. Will be described as an example. As a gas sensor, a full-range air-fuel ratio sensor in which the sensor current changes linearly according to the oxygen concentration will be described as an example.

[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
まず、図1に基づいて、第1実施形態のガス濃度湿度検出装置であるセンサ制御装置1が取り付けられる内燃機関3の概略的なシステム構成について説明する。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
First, a schematic system configuration of an internal combustion engine 3 to which a sensor control device 1 that is a gas concentration / humidity detection device of the first embodiment is attached will be described with reference to FIG.

内燃機関3は、自動車を駆動するためのエンジン5を有する。エンジン5には、エンジン5から排出される排ガスを車外に放出するための排気管7が接続されている。排気管7の経路上には、全領域空燃比センサ9が配設されている。   The internal combustion engine 3 has an engine 5 for driving an automobile. The engine 5 is connected to an exhaust pipe 7 for releasing the exhaust gas discharged from the engine 5 to the outside of the vehicle. A full-range air-fuel ratio sensor 9 is disposed on the path of the exhaust pipe 7.

より詳細には、全領域空燃比センサ9は、排気管7の排気通路を流通する排ガス中の特定成分(本第1実施形態では酸素)のガス濃度(酸素濃度)を検出するガスセンサである。全領域空燃比センサ9は、自身とは離れた位置に配設されるセンサ制御装置1とハーネス11を介して電気的に接続されており、センサ制御装置1によって通電制御されて酸素濃度を検出する。なお、後述するように、本第1実施形態では、この全領域空燃比センサ9を用いて排ガス中の湿度を検出する。   More specifically, the full-range air-fuel ratio sensor 9 is a gas sensor that detects a gas concentration (oxygen concentration) of a specific component (oxygen in the first embodiment) in the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the exhaust pipe 7. The full-range air-fuel ratio sensor 9 is electrically connected to the sensor control device 1 disposed at a position distant from itself through a harness 11 and is energized by the sensor control device 1 to detect the oxygen concentration. To do. As will be described later, in the first embodiment, this all-range air-fuel ratio sensor 9 is used to detect the humidity in the exhaust gas.

このうち、ハーネス11で接続された全領域空燃比センサ9とセンサ制御装置1からセンサユニット13が構成されている。つまり、センサユニット13では、全領域空燃比センサ9は、ハーネス11を介して、全領域空燃比センサ9とは離れた位置に取り付けられるセンサ制御装置1と電気的に接続されている。   Among these, the sensor unit 13 is configured by the full-range air-fuel ratio sensor 9 and the sensor control device 1 connected by the harness 11. That is, in the sensor unit 13, the full-range air-fuel ratio sensor 9 is electrically connected via the harness 11 to the sensor control device 1 attached at a position away from the full-range air-fuel ratio sensor 9.

このセンサ制御装置1は、バッテリ15から電力の供給を受けて駆動し、全領域空燃比センサ9を用いて検出した酸素濃度の検出信号をエンジン制御装置(ECU)17に出力する。ECU17では、全領域空燃比センサ9の出力に基づき、エンジン5の空燃比フィードバック制御が行われる。   The sensor control device 1 is driven by receiving power from the battery 15, and outputs a detection signal of the oxygen concentration detected using the full-range air-fuel ratio sensor 9 to an engine control device (ECU) 17. In the ECU 17, air-fuel ratio feedback control of the engine 5 is performed based on the output of the full-range air-fuel ratio sensor 9.

なお、センサ制御装置1の配設態様は適宜変更可能であり、例えばセンサ制御装置1をECU17に組み込み、全領域空燃比センサ9とECU17とによってセンサユニットとしてもよい。   In addition, the arrangement | positioning aspect of the sensor control apparatus 1 can be changed suitably, for example, the sensor control apparatus 1 is integrated in ECU17, and it is good also as a sensor unit by the full range air-fuel ratio sensor 9 and ECU17.

本第1実施形態では、エンジン5に燃料供給が行われているときは、上記のように排ガスが全領域空燃比センサ9の検出対象となる。一方、エンジン5への燃料供給が停止された状態(フューエルカット期間)では、排気管7内に大気が流通するため、排気管7内を流通する大気が全領域空燃比センサ9の検出対象となる。以下では、全領域空燃比センサ9の検出対象となる「被検出ガス」は、排ガス及び大気のいずれも包含するものとして説明する。   In the first embodiment, when fuel is being supplied to the engine 5, the exhaust gas becomes a detection target of the entire region air-fuel ratio sensor 9 as described above. On the other hand, in a state where the fuel supply to the engine 5 is stopped (fuel cut period), the atmosphere flows through the exhaust pipe 7, so that the atmosphere flowing through the exhaust pipe 7 is detected by the entire region air-fuel ratio sensor 9. Become. In the following description, it is assumed that the “detected gas” to be detected by the full-range air-fuel ratio sensor 9 includes both exhaust gas and air.

[1−2.全領域空燃比センサ9]
次に、図2に基づいて、全領域空燃比センサ9について簡単に説明する。
全領域空燃比センサ9は、筒状の主体金具23と、軸線O方向(図2の上下方向)に延びる板状形状のガスセンサ素子25と、ガスセンサ素子25の周囲を取り囲む筒状のセラミックスリーブ27と、ガスセンサ素子25の後端部(図2の上方)の周囲を取り囲む筒状の第1セパレータ31と、ガスセンサ素子25と第1セパレータ31との間に配置される複数個の接続端子33と、を主に備えている。
[1-2. Full-range air-fuel ratio sensor 9]
Next, the full-range air-fuel ratio sensor 9 will be briefly described with reference to FIG.
The full-range air-fuel ratio sensor 9 includes a cylindrical metal shell 23, a plate-shaped gas sensor element 25 extending in the direction of the axis O (the vertical direction in FIG. 2), and a cylindrical ceramic sleeve 27 surrounding the gas sensor element 25. A cylindrical first separator 31 surrounding the periphery of the rear end (upper side in FIG. 2) of the gas sensor element 25, and a plurality of connection terminals 33 disposed between the gas sensor element 25 and the first separator 31. , Mainly.

ガスセンサ素子25は、その先端側に、排ガスに含まれる酸素の濃度を検出する検出部35を備えており、後端側の外表面のうち表裏の位置関係となる各主面には、複数の電極パッド37が形成されている。   The gas sensor element 25 includes a detection unit 35 that detects the concentration of oxygen contained in the exhaust gas on the front end side, and a plurality of main surfaces that are in a positional relationship between the front and back sides of the outer surface on the rear end side have a plurality of An electrode pad 37 is formed.

接続端子33は、ガスセンサ素子25の電極パッド37にそれぞれ電気的に接続されるとともに、外部から全領域空燃比センサ9の内部に配設されるリード線39に電気的に接続されている。なお、リード線39が束ねられてハーネス11が構成される。   The connection terminals 33 are electrically connected to the electrode pads 37 of the gas sensor element 25, respectively, and are electrically connected from the outside to a lead wire 39 disposed inside the entire region air-fuel ratio sensor 9. The harness 11 is configured by bundling the lead wires 39.

主体金具23は、貫通孔41に挿通されたガスセンサ素子25を保持するよう構成されている。つまり、主体金具23の貫通孔41には、ガスセンサ素子25の周囲を取り囲む状態で、セラミックホルダ43と滑石リング45、47とセラミックスリーブ27が積層されている。なお、主体金具23の先端側には、プロテクタ49が取り付けられている。   The metal shell 23 is configured to hold the gas sensor element 25 inserted through the through hole 41. That is, the ceramic holder 43, the talc rings 45 and 47, and the ceramic sleeve 27 are laminated in the through hole 41 of the metal shell 23 so as to surround the periphery of the gas sensor element 25. A protector 49 is attached to the front end side of the metal shell 23.

一方、主体金具23の後端側外周には、外筒51が固定されており、外筒51の後端側にはグロメット53が配置され、グロメット53と第1セパレータ31との間には第2セパレータ55が配置されている。   On the other hand, an outer cylinder 51 is fixed to the outer periphery of the rear end side of the metal shell 23, and a grommet 53 is disposed on the rear end side of the outer cylinder 51. Two separators 55 are arranged.

[1−3.ガスセンサ素子]
次に、図3に基づいて、ガスセンサ素子25の構造について説明する。
ガスセンサ素子25は、ジルコニアを主体とする第1固体電解質体61及び第2固体電解質体63と、アルミナを主体とする第1絶縁基体65、第2絶縁基体67、第3絶縁基体69、第4絶縁基体71とを備えている。
[1-3. Gas sensor element]
Next, the structure of the gas sensor element 25 will be described with reference to FIG.
The gas sensor element 25 includes a first solid electrolyte body 61 and a second solid electrolyte body 63 mainly composed of zirconia, a first insulating base body 65, a second insulating base body 67, a third insulating base body 69, a fourth base body mainly composed of alumina. And an insulating base 71.

なお、ガスセンサ素子25では、図3の下方より、第1、第2絶縁基体65、67、第1固体電解質体61、第3絶縁基体69、第2固体電解質体63、第5絶縁基体71の順に積層されている。   In the gas sensor element 25, the first and second insulating bases 65 and 67, the first solid electrolyte body 61, the third insulating base 69, the second solid electrolyte body 63, and the fifth insulating base 71 are viewed from below in FIG. 3. They are stacked in order.

第1固体電解質体61の両面(図3の上下方向)には、白金を主体とする一対の第1電極73、75がそれぞれ形成されており、同様に、第2固体電解質体63の両面にも、一対の第2電極77、79がそれぞれ形成されている。そのうちの一方の第1電極73は、第1固体電解質体61と第2絶縁基体67との間に挟まれて埋設されている。   A pair of first electrodes 73 and 75 mainly composed of platinum are respectively formed on both surfaces of the first solid electrolyte body 61 (vertical direction in FIG. 3). Similarly, on both surfaces of the second solid electrolyte body 63 Also, a pair of second electrodes 77 and 79 are formed. One of the first electrodes 73 is embedded between the first solid electrolyte body 61 and the second insulating base 67.

なお、第1、第2固体電解質体61、63及び第1〜第5絶縁基体65〜71は、いずれも図3の紙面と垂直の方向に細長い板状に形成されており、図3ではその長手方向と直交する断面(即ち検出部35の断面)を示している。   The first and second solid electrolyte bodies 61 and 63 and the first to fifth insulating bases 65 to 71 are all formed in a plate shape elongated in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3, and in FIG. A cross section orthogonal to the longitudinal direction (that is, a cross section of the detection unit 35) is shown.

第3絶縁基体69の長手方向の一端側(即ち検出部35)には、第1、第2固体電解質体61、63を一壁面としつつ、排ガスを導入可能な中空の検出室81が形成されている。検出室81の幅方向(図3の左右方向)の両端には、外部より検出室81内に排ガスを導入する際の流入量を規制するための多孔質状の拡散律速部83が設けられている。   A hollow detection chamber 81 into which exhaust gas can be introduced while the first and second solid electrolyte bodies 61 and 63 are used as one wall surface is formed on one end side in the longitudinal direction of the third insulating substrate 69 (that is, the detection unit 35). ing. At both ends of the detection chamber 81 in the width direction (left-right direction in FIG. 3), porous diffusion rate-limiting portions 83 are provided for regulating the amount of inflow when the exhaust gas is introduced into the detection chamber 81 from the outside. Yes.

なお、第1固体電解質体61上の内側の第1電極75と、第2固体電解質体63上の内側の第2電極77とは、検出室81内にそれぞれ露出されている。
また、第1、第2絶縁基体65、67の間には、白金を主体とする発熱抵抗体85が埋設されている。第1、第2絶縁基体65、67及び発熱抵抗体85は、第1、第2固体電解質体61、63を加熱して活性化させるためのヒータとして機能する。
The inner first electrode 75 on the first solid electrolyte body 61 and the inner second electrode 77 on the second solid electrolyte body 63 are respectively exposed in the detection chamber 81.
In addition, a heating resistor 85 mainly composed of platinum is embedded between the first and second insulating bases 65 and 67. The first and second insulating bases 65 and 67 and the heating resistor 85 function as a heater for heating and activating the first and second solid electrolyte bodies 61 and 63.

第2固体電解質体63上の外側の第2電極79は、その表面がセラミックス(例えば、アルミナ)からなる多孔質性の保護層87に覆われている。つまり、排ガスに含まれるシリコン等の被毒成分によって劣化しないように、第2電極79が保護層87によって保護されている。なお、第2固体電解質体63上に積層された第5絶縁基体71には、第2電極79を覆わないように開口89が設けられており、保護層87はその開口89内に配設されている。   The outer second electrode 79 on the second solid electrolyte body 63 has a surface covered with a porous protective layer 87 made of ceramics (for example, alumina). That is, the second electrode 79 is protected by the protective layer 87 so as not to be deteriorated by poisoning components such as silicon contained in the exhaust gas. The fifth insulating base 71 laminated on the second solid electrolyte body 63 is provided with an opening 89 so as not to cover the second electrode 79, and the protective layer 87 is disposed in the opening 89. ing.

このように構成されたガスセンサ素子25において、第1固体電解質体61とその両面に設けられた一対の第1電極73、75は、両第1電極73、75間の酸素濃度の差に応じて起電力を発生させる酸素濃度検出セル(即ち起電力セル:以下、「Vsセル」ともいう。)91として機能する。なお、一方の第1電極73は、検出室81内の酸素濃度の検出のための基準となる酸素濃度を維持する酸素基準電極として機能する。   In the gas sensor element 25 configured as described above, the first solid electrolyte body 61 and the pair of first electrodes 73 and 75 provided on both surfaces thereof are in accordance with the difference in oxygen concentration between the first electrodes 73 and 75. It functions as an oxygen concentration detection cell (that is, electromotive force cell: hereinafter also referred to as “Vs cell”) 91 that generates electromotive force. One first electrode 73 functions as an oxygen reference electrode that maintains an oxygen concentration serving as a reference for detecting the oxygen concentration in the detection chamber 81.

同様に、第2固体電解質体63とその両面に設けられた一対の第2電極77、79は、外部から検出室81内に酸素を汲み入れ、あるいは検出室81から外部へ酸素を汲み出す酸素ポンプセル(以下、「Ipセル」ともいう。)93として機能する。なお、Ipセル93及びVsセル91の詳細な機能については後述する。   Similarly, the second solid electrolyte body 63 and a pair of second electrodes 77 and 79 provided on both surfaces of the second solid electrolyte body 63 pump oxygen into the detection chamber 81 from the outside, or pump oxygen from the detection chamber 81 to the outside. It functions as a pump cell (hereinafter also referred to as “Ip cell”) 93. The detailed functions of the Ip cell 93 and the Vs cell 91 will be described later.

[1−4.センサ制御装置]
次に、図3に基づいて、センサ制御装置1の構成について説明する。
センサ制御装置1は、マイクロコンピュータ101及び電気回路部103を構成主体としている。マイクロコンピュータ101は、公知の構成のCPU101a、ROM101b、RAM101c、不揮発性メモリ(図示せず)等を搭載したマイコンチップである。
[1-4. Sensor control device]
Next, the configuration of the sensor control device 1 will be described with reference to FIG.
The sensor control device 1 includes a microcomputer 101 and an electric circuit unit 103 as constituent elements. The microcomputer 101 is a microcomputer chip on which a CPU 101a, a ROM 101b, a RAM 101c, a nonvolatile memory (not shown), and the like having a known configuration are mounted.

なお、ROM101bには、CPU101aに各処理を実行させるための制御プログラムや、後述する電流差ΔIpと湿度との関係を示すテーブルや湿度補正を行うための湿度補正テーブルなどが記憶されている。   The ROM 101b stores a control program for causing the CPU 101a to execute each process, a table indicating a relationship between a current difference ΔIp and humidity described later, a humidity correction table for performing humidity correction, and the like.

電気回路部103は、ヒータ電圧供給回路105、起電力測定回路107、微小電流供給回路109、電圧出力回路111、基準電圧比較回路113、ポンプ電流駆動回路115、ポンプ電流検出回路117から構成される。   The electric circuit unit 103 includes a heater voltage supply circuit 105, an electromotive force measurement circuit 107, a minute current supply circuit 109, a voltage output circuit 111, a reference voltage comparison circuit 113, a pump current drive circuit 115, and a pump current detection circuit 117. .

また、起電力測定回路107と第1電極73との間には回路をオン(接続)・オフ(遮断)する第1スイッチ121が設けられ、起電力測定回路107と第2電極77との間には回路をオン・オフする第2スイッチ123が設けられている。微小電流供給回路109と第1回路125との間には回路をオン・オフする第3スイッチ127が設けられ、電圧出力回路111と第1回路125との間には回路をオン・オフする第4スイッチ129が設けられている。更に、第1回路125には、第1回路125と第1電極73と間の接続と第1回路125と第2電極79と間の接続を切り替える切替スイッチ131が設けられている。   A first switch 121 is provided between the electromotive force measuring circuit 107 and the first electrode 73 to turn on (connect) and turn off (shut off) the circuit. Is provided with a second switch 123 for turning on and off the circuit. A third switch 127 for turning on / off the circuit is provided between the minute current supply circuit 109 and the first circuit 125, and a third switch 127 for turning on / off the circuit is provided between the voltage output circuit 111 and the first circuit 125. Four switches 129 are provided. Further, the first circuit 125 is provided with a changeover switch 131 that switches a connection between the first circuit 125 and the first electrode 73 and a connection between the first circuit 125 and the second electrode 79.

ヒータ電圧供給回路105は、発熱抵抗体85の両端に供給される電圧VhをPWM制御して発熱抵抗体85を発熱させ、Ipセル93及びVsセル91の加熱を行う。
起電力測定回路107は、Vsセル91の一対の第1電極73、75間に発生する起電力Vsを測定する。この測定結果は、マイクロコンピュータ101に出力される。なお、起電力測定回路107は、湿度検出の際に、雰囲気(具体的には検出室81内の酸素濃度)が変化してないかをモニタする回路として用いることができるが、第1実施形態では省略してもよい。
The heater voltage supply circuit 105 performs PWM control on the voltage Vh supplied to both ends of the heating resistor 85 to cause the heating resistor 85 to generate heat, and heats the Ip cell 93 and the Vs cell 91.
The electromotive force measurement circuit 107 measures the electromotive force Vs generated between the pair of first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91. The measurement result is output to the microcomputer 101. The electromotive force measurement circuit 107 can be used as a circuit for monitoring whether the atmosphere (specifically, the oxygen concentration in the detection chamber 81) has changed during humidity detection. You may omit it.

微小電流供給回路109は、Vsセル91の一方の第1電極73から他方の第1電極75側へ微小電流Icpを流し、第1電極73側に酸素イオンを移動させて基準となる酸素濃度雰囲気を生成する。これにより、第1電極73は、被検出ガス中の酸素濃度を検出するための基準となる酸素基準電極として機能する。   The minute current supply circuit 109 causes a minute current Icp to flow from one first electrode 73 of the Vs cell 91 to the other first electrode 75 side, and moves oxygen ions to the first electrode 73 side to serve as a reference oxygen concentration atmosphere. Is generated. Thereby, the 1st electrode 73 functions as an oxygen reference electrode used as a standard for detecting oxygen concentration in gas to be detected.

電圧出力回路111は、酸素濃度を検出する際に、Vsセル91の一対の第1電極73、75間に生ずる起電力Vsを検出する。また、湿度を検出する際に、Ipセル93の一対の第2電極77、79間に生ずる起電力Vpを検出する。そして、その検出結果を基準電圧比較回路113に出力する。   The voltage output circuit 111 detects an electromotive force Vs generated between the pair of first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 when detecting the oxygen concentration. Further, when detecting the humidity, an electromotive force Vp generated between the pair of second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 is detected. The detection result is output to the reference voltage comparison circuit 113.

基準電圧比較回路113は、予め定められた基準電圧と、電圧出力回路111にて検出した起電力Vs又は起電力Vpとの比較を行い、比較結果をポンプ電流駆動回路115にフィードバックする。   The reference voltage comparison circuit 113 compares a predetermined reference voltage with the electromotive force Vs or electromotive force Vp detected by the voltage output circuit 111 and feeds back the comparison result to the pump current drive circuit 115.

ポンプ電流駆動回路115は、基準電圧比較回路113から得られた比較結果に基づき、Ipセル93の一対の第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipの大きさや向きを制御する。これにより、Ipセル93による検出室81内への酸素の汲み入れや検出室81からの酸素の汲み出しが行われる。   The pump current drive circuit 115 controls the magnitude and direction of the pump current Ip that flows between the pair of second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 based on the comparison result obtained from the reference voltage comparison circuit 113. As a result, oxygen is pumped into the detection chamber 81 and oxygen is pumped out of the detection chamber 81 by the Ip cell 93.

ポンプ電流検出回路117は、Ipセル93の一対の第2電極77、79間に流れるポンプ電流Ipを検出して電圧変換し、検出信号としてマイクロコンピュータ101に出力する。   The pump current detection circuit 117 detects the pump current Ip flowing between the pair of second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93, converts the voltage, and outputs it as a detection signal to the microcomputer 101.

本第1実施形態では、基準電圧比較回路113によって起電力Vs又は起電力Vpと比較される基準電圧として、2つの基準電圧(第1電圧V1及び第2電圧V2:第1電圧V1>第2電圧)を有する。   In the first embodiment, two reference voltages (first voltage V1 and second voltage V2: first voltage V1> second) are used as reference voltages to be compared with the electromotive force Vs or the electromotive force Vp by the reference voltage comparison circuit 113. Voltage).

このうち、第1電圧より低電圧の第2電圧V2は、後述するように、酸素濃度を検出する際と湿度を検出する際に用いられる。この第2電圧V2は、電圧出力回路111にて検出されたVsセル91における起電力Vs又はIpセル93における起電力Vpと比較するために用いられる。   Among these, the second voltage V2 lower than the first voltage is used when detecting the oxygen concentration and detecting the humidity, as will be described later. The second voltage V2 is used for comparison with the electromotive force Vs in the Vs cell 91 or the electromotive force Vp in the Ip cell 93 detected by the voltage output circuit 111.

つまり、酸素濃度を検出する場合には、起電力Vsが第2電圧V2となるように、ポンプ電流駆動回路115の動作が制御される。詳しくは、起電力Vsと比較する基準電圧として、常時は第2電圧V2が用いられて排ガス中の酸素濃度がポンプ電流Ipに基づいて算出される。なお、この第2電圧V2は、検出室81内に導入された排ガス中の水分(HO)が実質的に解離しないような電圧値(例えば450mV)に設定される。 That is, when the oxygen concentration is detected, the operation of the pump current drive circuit 115 is controlled so that the electromotive force Vs becomes the second voltage V2. Specifically, the second voltage V2 is normally used as the reference voltage to be compared with the electromotive force Vs, and the oxygen concentration in the exhaust gas is calculated based on the pump current Ip. The second voltage V2 is set to a voltage value (for example, 450 mV) such that moisture (H 2 O) in the exhaust gas introduced into the detection chamber 81 does not substantially dissociate.

一方、第2電圧より高電圧の第1電圧V1は、第2電圧V2とともに、後述するように、湿度を検出する際に用いられる電圧であり、電圧出力回路111にて検出されたIpセル93における起電力Vpと比較するために用いられる。   On the other hand, the first voltage V1 higher than the second voltage, together with the second voltage V2, is a voltage used when detecting humidity, as will be described later, and the Ip cell 93 detected by the voltage output circuit 111. Is used for comparison with the electromotive force Vp at.

つまり、湿度を検出する場合には、起電力Vpが第1電圧V1となるように、ポンプ電流駆動回路115の動作が制御され、また、起電力Vpが第2電圧V2となるように、ポンプ電流駆動回路115の動作が制御される。   That is, when detecting the humidity, the operation of the pump current drive circuit 115 is controlled so that the electromotive force Vp becomes the first voltage V1, and the pump is made so that the electromotive force Vp becomes the second voltage V2. The operation of the current drive circuit 115 is controlled.

なお、この第1電圧V1は、検出室81内に導入された排ガス中の水分(HO)が解離するような高い電圧値(例えば1000mV)に設定される。
[1−5.ECU]
次に、ECU17の構成について説明する。
The first voltage V1 is set to a high voltage value (for example, 1000 mV) such that moisture (H 2 O) in the exhaust gas introduced into the detection chamber 81 is dissociated.
[1-5. ECU]
Next, the configuration of the ECU 17 will be described.

ECU17は、自動車のエンジン5の駆動等を電子的に制御するための装置である。ECU17には公知の構成のCPU、ROM、RAM等を搭載したマイコンチップが用いられ、制御プログラムの実行にしたがって燃料の噴射タイミングや点火時期の制御が行われる。   The ECU 17 is a device for electronically controlling driving of the engine 5 of the automobile. The ECU 17 uses a microcomputer chip having a CPU, ROM, RAM, etc. having a known configuration, and controls the fuel injection timing and ignition timing according to the execution of the control program.

かかる制御を行うための情報として、センサ制御装置1から排ガス中の酸素濃度に応じた出力(検出信号)が入力される。また、その他の情報として、その他のセンサからの信号(例えば、エンジン5のピストン位置や回転数を検出できるクランク角、冷却水の水温、燃焼圧などの情報)も入力される。   As information for performing such control, an output (detection signal) corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas is input from the sensor control device 1. Further, as other information, signals from other sensors (for example, information such as a crank angle at which the piston position and the rotation speed of the engine 5 can be detected, a coolant temperature, a combustion pressure, etc.) are also input.

[1−6.ガス濃度湿度検出方法]
次に、センサ制御装置1にて行われるガス濃度湿度検出方法、即ち、酸素濃度の検出方法と湿度の検出方法とについて説明する。
[1-6. Gas concentration / humidity detection method]
Next, a gas concentration / humidity detection method performed by the sensor control device 1, that is, an oxygen concentration detection method and a humidity detection method will be described.

<酸素濃度の検出方法>
最初に、全領域空燃比センサ9を用いて排ガスの酸素濃度(従って排ガスの空燃比)を検出する動作について簡単に説明する。なお、排ガスの酸素濃度を検出する際には、上述したように、基準電圧比較回路113で比較対象となる基準電圧として、第2電圧V2(例えば450mV)が設定される。
<Method for detecting oxygen concentration>
First, the operation for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas (and hence the air-fuel ratio of the exhaust gas) using the full-range air-fuel ratio sensor 9 will be briefly described. When detecting the oxygen concentration of the exhaust gas, as described above, the second voltage V2 (for example, 450 mV) is set as the reference voltage to be compared by the reference voltage comparison circuit 113.

酸素濃度を検出する場合には、図3に示すように回路が接続される。即ち、第1、第2スイッチ121、123はオフ、第3、第4スイッチ127、129はオンに設定され、切替スイッチ131によって、第1回路125と電極73とが接続される。   When detecting the oxygen concentration, a circuit is connected as shown in FIG. That is, the first and second switches 121 and 123 are turned off, the third and fourth switches 127 and 129 are turned on, and the first circuit 125 and the electrode 73 are connected by the changeover switch 131.

この回路の接続状態において、まず、微小電流供給回路109によりVsセル91の一方の第1電極73から他方の第1電極75に向けて微小電流Icpを流す。この通電より、他方の第1電極75側から一方の第1電極73側に、第1固体電解質体61を介して排ガス中の酸素が汲み込まれ、第1電極73が酸素基準電極として機能する。   In the connection state of this circuit, first, the minute current supply circuit 109 causes a minute current Icp to flow from one first electrode 73 of the Vs cell 91 to the other first electrode 75. By this energization, oxygen in the exhaust gas is pumped from the other first electrode 75 side to the first electrode 73 side through the first solid electrolyte body 61, and the first electrode 73 functions as an oxygen reference electrode. .

そして、電圧出力回路111により両第1電極73、75間に発生する起電力Vsを検出し、この起電力Vsを基準電圧比較回路113で第2電圧V2と比較する。ポンプ電流駆動回路115では、基準電圧比較回路113による比較結果に基づいて、起電力Vsが第2電圧V2となるようにIpセル93の第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipの大きさや向きを制御する。   Then, an electromotive force Vs generated between the first electrodes 73 and 75 is detected by the voltage output circuit 111, and the electromotive force Vs is compared with the second voltage V2 by the reference voltage comparison circuit 113. In the pump current driving circuit 115, the magnitude of the pump current Ip passed between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 so that the electromotive force Vs becomes the second voltage V2 based on the comparison result by the reference voltage comparison circuit 113. Control the orientation.

なお、検出室81内に流入した排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであった場合、排ガス中の酸素濃度が薄いため、Ipセル93において外部から検出室81内に酸素を汲み入れるように、第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipが制御される。一方、検出室81内に流入した排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであった場合、排ガス中には多くの酸素が存在するため、Ipセル93において検出室81から外部へ酸素を汲み出すように、第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipが制御される。   If the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the detection chamber 81 is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas is low, so that oxygen is pumped into the detection chamber 81 from the outside in the Ip cell 93. In addition, the pump current Ip flowing between the second electrodes 77 and 79 is controlled. On the other hand, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the detection chamber 81 is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, a large amount of oxygen is present in the exhaust gas, so that oxygen is pumped from the detection chamber 81 to the outside in the Ip cell 93. The pump current Ip flowing between the second electrodes 77 and 79 is controlled so as to be output.

このときのポンプ電流Ipが、ポンプ電流検出回路117にて電圧変換されて全領域空燃比センサ9の出力(検出信号)としてマイクロコンピュータ101に出力される。マイクロコンピュータ101では、全領域空燃比センサ9から出力されるポンプ電流Ipの大きさと向きに基づいて、排ガス中に含まれる酸素濃度、ひいては排ガスの空燃比を特定できる。   The pump current Ip at this time is converted into a voltage by the pump current detection circuit 117 and output to the microcomputer 101 as the output (detection signal) of the full-range air-fuel ratio sensor 9. The microcomputer 101 can specify the concentration of oxygen contained in the exhaust gas and thus the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the magnitude and direction of the pump current Ip output from the full-range air-fuel ratio sensor 9.

つまり、上述したように、本第1実施形態では、センサユニット13(全領域空燃比センサ9及びセンサ制御装置1)が、従来のセンサユニットと同様の構成を有しており、排ガスの酸素濃度(排ガスの空燃比)の検出動作も従来と同様である。   That is, as described above, in the first embodiment, the sensor unit 13 (the entire region air-fuel ratio sensor 9 and the sensor control device 1) has the same configuration as that of the conventional sensor unit, and the oxygen concentration of the exhaust gas. The detection operation of (the exhaust gas air-fuel ratio) is the same as the conventional one.

<湿度の検出方法>
本第1実施形態では、以下に詳述するように、全領域空燃比センサ9の構成のうち、単一の湿度検出セルとして例えばIpセル93を用いて、エンジン5から排出されるガスの湿度を検出する。
<Humidity detection method>
In the first embodiment, as will be described in detail below, the humidity of the gas discharged from the engine 5 using, for example, the Ip cell 93 as a single humidity detection cell in the configuration of the entire region air-fuel ratio sensor 9. Is detected.

まず、湿度検出の基本的な原理について詳しく説明する。
例えば特開昭63−85351号公報に開示されているように、排ガスの成分が、水蒸気(水分)、酸素、窒素の場合において、Ipセル93に印加する電圧によって、Ipセル93に流れるポンプ電流Ipが変化する。
First, the basic principle of humidity detection will be described in detail.
For example, as disclosed in JP-A-63-85351, when the components of the exhaust gas are water vapor (moisture), oxygen, and nitrogen, the pump current that flows through the Ip cell 93 by the voltage applied to the Ip cell 93 is determined. Ip changes.

具体的には、酸素ガスのみが酸素イオンとして、Ipセル93を構成する第2固体電解質体63を通過する場合と、酸素ガスのみならず水分を電気分解して、HO→H+1/2Oで示される酸素イオンをも第2固体電解質体63を通過する場合がある。そのため、ポンプ電流Ipは、排ガスに含まれる水分量が同じであっても、Ipセル93の印加電圧によって変化する。 Specifically, when only oxygen gas passes through the second solid electrolyte body 63 constituting the Ip cell 93 as oxygen ions, water is electrolyzed as well as oxygen gas, and H 2 O → H 2 +1. Oxygen ions represented by / 2O 2 may also pass through the second solid electrolyte body 63. Therefore, the pump current Ip varies depending on the applied voltage of the Ip cell 93 even if the amount of water contained in the exhaust gas is the same.

詳しくは、水分を電気分解する第1電圧V1(例えば1000mV)にてIpセル93を駆動すると、Ipセル93に第1ポンプ電流Ip1が流れ、第1電圧V1より低い(水分を実質的に電気分解しない)第2電圧V2(例えば450mV)でIpセル93を駆動すると、Ipセル93に第1ポンプ電流Ip1より小さな第2ポンプ電流Ip2が流れる。   Specifically, when the Ip cell 93 is driven with a first voltage V1 (for example, 1000 mV) that electrolyzes moisture, the first pump current Ip1 flows through the Ip cell 93 and is lower than the first voltage V1 (substantially electrolyze moisture). When the Ip cell 93 is driven with the second voltage V2 (for example, 450 mV) that is not decomposed, a second pump current Ip2 smaller than the first pump current Ip1 flows through the Ip cell 93.

このときの水蒸気の分圧PH2Oは、気相平衡状態において、第1ポンプ電流Ip1と第2ポンプ電流Ip2との電流差ΔIpに比例することが知られている。
従って、第1ポンプ電流Ip2と第2ポンプ電流Ip1との電流差ΔIp(=Ip1−Ip2)から、水蒸気の分圧PH2Oを求めることができる。つまり、排ガスの湿度を求めることができる。
It is known that the partial pressure PH2O of water vapor at this time is proportional to the current difference ΔIp between the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 in the gas phase equilibrium state.
Therefore, the partial pressure PH2O of water vapor can be obtained from the current difference ΔIp (= Ip1−Ip2) between the first pump current Ip2 and the second pump current Ip1. That is, the humidity of the exhaust gas can be obtained.

そして、本第1実施形態において、上述した原理に基づいて湿度を検出する場合には、Vsセル91を動作させずにIpセル93のみを動作させるように、図4に示すように回路が接続される。   In the first embodiment, when the humidity is detected based on the principle described above, the circuit is connected as shown in FIG. 4 so that only the Ip cell 93 is operated without operating the Vs cell 91. Is done.

即ち、第1、第2、第3スイッチ121、123、127はオフ、第4スイッチ129はオンに設定され、切替スイッチ131によって、第1回路125と第2電極79とが接続される。   That is, the first, second, and third switches 121, 123, and 127 are turned off, the fourth switch 129 is turned on, and the first circuit 125 and the second electrode 79 are connected by the changeover switch 131.

この回路の接続状態において、まず、Ipセル93の両第2電極77、79間に例えば450mVの第2電圧V2を印加するように、ポンプ電流駆動回路115の動作を制御する。   In the connection state of this circuit, first, the operation of the pump current drive circuit 115 is controlled so that the second voltage V2 of, for example, 450 mV is applied between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93.

詳しくは、ポンプ電流駆動回路115によってIpセル93の両第2電極77、79間にポンプ電流Ipを流すとともに、その際に、電圧出力回路111により、Ipセル93の両第2電極77、79間に発生する起電力(ポンプ電圧)Vpを検出し、このポンプ電圧Vpを基準電圧比較回路113で第2電圧V2と比較する。   Specifically, the pump current drive circuit 115 causes the pump current Ip to flow between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93. At this time, the voltage output circuit 111 causes the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 to flow. An electromotive force (pump voltage) Vp generated in the meantime is detected, and this pump voltage Vp is compared with the second voltage V2 by the reference voltage comparison circuit 113.

なお、ポンプ電流Ipを流すことによって、両第2電極77、79間に酸素濃度の差が生じるので、この酸素濃度の差によって起電力Vpが発生する。
ポンプ電流駆動回路115では、基準電圧比較回路113による比較結果に基づいて、ポンプ電圧Vpが第2電圧V2となるようにIpセル93の両第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipの大きさを制御する。
In addition, since the difference of oxygen concentration arises between both the 2nd electrodes 77 and 79 by flowing pump current Ip, the electromotive force Vp generate | occur | produces by this oxygen concentration difference.
In the pump current driving circuit 115, the pump current Ip flowing between both the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 so that the pump voltage Vp becomes the second voltage V 2 based on the comparison result by the reference voltage comparison circuit 113. To control.

このときのポンプ電流Ipが、ポンプ電流検出回路117にて電圧変換されて、第2ポンプ電流Ip2としてマイクロコンピュータ101に出力される。
次に、Ipセル93の両第2電極77、79間に例えば1000mVの第1電圧V1を印加するように、ポンプ電流駆動回路115の動作を制御する。
The pump current Ip at this time is converted into a voltage by the pump current detection circuit 117 and output to the microcomputer 101 as the second pump current Ip2.
Next, the operation of the pump current drive circuit 115 is controlled so that the first voltage V1 of, for example, 1000 mV is applied between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93.

詳しくは、ポンプ電流駆動回路115によってIpセル93の両第2電極77、79間にポンプ電流Ipを流すとともに、その際に、電圧出力回路111により、Ipセル93の両第2電極77、79間に発生する起電力(ポンプ電圧)Vpを検出し、このポンプ電圧Vpを基準電圧比較回路113で第1電圧V1と比較する。   Specifically, the pump current drive circuit 115 causes the pump current Ip to flow between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93. At this time, the voltage output circuit 111 causes the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 to flow. An electromotive force (pump voltage) Vp generated in the meantime is detected, and this pump voltage Vp is compared with the first voltage V1 by the reference voltage comparison circuit 113.

ポンプ電流駆動回路115では、基準電圧比較回路113による比較結果に基づいて、ポンプ電圧Vpが第1電圧V1となるようにIpセル93の両第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipの大きさを制御する。   In the pump current driving circuit 115, based on the comparison result by the reference voltage comparison circuit 113, the pump current Ip flowing between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 so that the pump voltage Vp becomes the first voltage V 1. To control.

このときのポンプ電流Ipが、ポンプ電流検出回路117にて電圧変換されて、第1ポンプ電流Ip1としてマイクロコンピュータ101に出力される。
マイクロコンピュータ101では、第1ポンプ電流Ip1と第2ポンプ電流Ip2との電流差ΔIpを求める。そして、ROM101bに記憶された電流差ΔIpと湿度との関係を示すテーブルを用いて、電流差ΔIpから排ガスの湿度を求める。
The pump current Ip at this time is converted into a voltage by the pump current detection circuit 117 and output to the microcomputer 101 as the first pump current Ip1.
In the microcomputer 101, a current difference ΔIp between the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 is obtained. And the humidity of exhaust gas is calculated | required from current difference (DELTA) Ip using the table which shows the relationship between current difference (DELTA) Ip and humidity memorize | stored in ROM101b.

[1−7.制御処理]
次に、センサ制御装置1において実行されるガス濃度湿度検出処理について、図5を参照して説明する。図5に示す各処理を実行させるプログラムも、先述のROM101bに記憶されており、CPU101aが実行する。
[1-7. Control processing]
Next, the gas concentration / humidity detection processing executed in the sensor control apparatus 1 will be described with reference to FIG. A program for executing each process shown in FIG. 5 is also stored in the ROM 101b described above, and is executed by the CPU 101a.

本ガス濃度湿度検出処理は、エンジン5の始動時に湿度検出を行い、その後は、酸素濃度の検出を行うものである。
なお、エンジン5の始動直後にエンジン5から排出されるガスは、大気でもストイキ状態の排ガス(燃焼排ガス)でもないため、エンジン5が始動してから排ガスがストイキとなるように、所定の時間がたってから湿度検出を行うことが好ましい。
In this gas concentration / humidity detection process, the humidity is detected when the engine 5 is started, and thereafter the oxygen concentration is detected.
Since the gas discharged from the engine 5 immediately after the start of the engine 5 is neither the atmosphere nor the exhaust gas in the stoichiometric state (combustion exhaust gas), a predetermined time is required so that the exhaust gas becomes stoichiometric after the engine 5 is started. It is preferable to detect the humidity after a while.

図5のフローチャートに示すように、センサ制御装置1においてガス濃度湿度検出処理が起動されると、まず、ステップ(S)100にて、各種の初期設定を行う。例えば前回の湿度検知実行時に不揮発性メモリに保存された大気の湿度、及びストイキ時の湿度を不揮発性メモリから消去する処理等を行う。   As shown in the flowchart of FIG. 5, when the gas concentration / humidity detection process is started in the sensor control device 1, first, various initial settings are performed in step (S) 100. For example, a process of erasing the atmospheric humidity stored in the nonvolatile memory at the previous execution of humidity detection and the stoichiometric humidity from the nonvolatile memory is performed.

続くステップ110では、湿度検出のタイミングか否かを判定する。つまり、エンジン5が始動されてから所定の時間(即ち酸素濃度の検出を開始するまでの初期時間:例えば300秒以上)経過か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ120に進み、一方否定判断されるとステップ160に進む。   In the next step 110, it is determined whether or not it is the timing of humidity detection. That is, it is determined whether or not a predetermined time (that is, an initial time until the start of oxygen concentration detection: for example, 300 seconds or more) has elapsed since the engine 5 was started. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 120, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 160.

ステップ120では、湿度検出を行うために、1セル制御に切り替える処理を行う。具体的には、Vsセル91を使用せずに、Ipセル93のみを使用して湿度検出を行うために、前記図4に示すような各スイッチの接続状態を設定する。   In step 120, processing for switching to 1-cell control is performed in order to perform humidity detection. Specifically, in order to detect the humidity using only the Ip cell 93 without using the Vs cell 91, the connection state of each switch as shown in FIG. 4 is set.

続くステップ130では、前記図4に示す回路に設定されたセンサユニット13を用いて、Ipセル93を湿度検出セルとして用いて、上述した「湿度検出方法」の手順によって湿度検出を行う。   In the subsequent step 130, the humidity is detected by the above-described “humidity detection method” using the sensor unit 13 set in the circuit shown in FIG. 4 and the Ip cell 93 as the humidity detection cell.

つまり、上述したように、Ipセル93の両第2電極77、79間が450mVの第2電圧V2となるように、Ipセル93の両第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipを制御し、このときのポンプ電流Ipを第2ポンプ電流Ip2として求める。また、Ipセル93の両第2電極77、79間が1000mVの第1電圧V1となるように、Ipセル93の両第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipを制御し、このときにポンプ電流Ipを第1ポンプ電流Ip1として求める。そして、第1ポンプ電流Ip1と第2ポンプ電流Ip2との電流差ΔIpを求め、この電流差ΔIpから排ガスの湿度を求める。   That is, as described above, the pump current Ip flowing between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 is controlled so that the second voltage V2 of 450 mV is obtained between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93. Then, the pump current Ip at this time is obtained as the second pump current Ip2. Further, the pump current Ip flowing between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 is controlled so that the first voltage V1 of 1000 mV is established between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93. The pump current Ip is obtained as the first pump current Ip1. Then, a current difference ΔIp between the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 is obtained, and the humidity of the exhaust gas is obtained from the current difference ΔIp.

なお、第1電圧V1と第2電圧V2とを印加する順番、すなわち第1ポンプ電流Ip1と第2ポンプ電流Ip2とを検出する順番は、どちらを先に行ってもよい。
続くステップ140では、今回湿度検出を行う場合に、同じ排ガスの状態(雰囲気)が維持されているか否かを判定する。これは、車両の走行中にはドライバが加速・減速を任意に行うため、燃料噴射・燃料カットがランダムに起こり排ガスも一定ではない。すると、湿度検出の途中で測定雰囲気が変わってしまう可能性があるため、同じ雰囲気で湿度を検出するためにこの判定を加えている。
Note that the order in which the first voltage V1 and the second voltage V2 are applied, that is, the order in which the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 are detected may be performed first.
In the following step 140, it is determined whether or not the same exhaust gas state (atmosphere) is maintained when the present humidity detection is performed. This is because the driver arbitrarily accelerates and decelerates while the vehicle is traveling, so that fuel injection and fuel cut occur randomly and the exhaust gas is not constant. Then, since there is a possibility that the measurement atmosphere may change during the humidity detection, this determination is added to detect the humidity in the same atmosphere.

ここでは、例えば燃料カット(フューエルカット信号)に基づいて、フューエルカットがなされた場合には、雰囲気が変化したと判定する。ここで否定判断されると前記ステップ110に戻り、一方肯定判断されるとステップ150に進む。   Here, for example, when a fuel cut is made based on a fuel cut (fuel cut signal), it is determined that the atmosphere has changed. If a negative determination is made here, the process returns to step 110. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 150.

ステップ150では、同じ雰囲気にて適切に湿度が検出されたとして、この湿度をRAM101cに記憶し、前記ステップ110に戻る。
なお、その後、同じ処理によって複数回湿度が検出された場合には、例えばその平均値を湿度として採用できる。
In step 150, assuming that humidity is properly detected in the same atmosphere, the humidity is stored in the RAM 101c, and the process returns to step 110.
After that, when humidity is detected a plurality of times by the same process, for example, the average value can be adopted as the humidity.

ここで、検出された湿度や湿度の平均値は、不揮発性メモリにも記憶される(以下同様)。
また、前記ステップ110にて否定判断されて進むステップ160では、酸素濃度の検出を行うために、2セル制御に切り替える処理を行う。具体的には、Vsセル91及びIpセル93を使用して、通常のように酸素濃度の検出を行うために、前記図3に示すような各スイッチの接続状態を設定する。
Here, the detected humidity and the average value of the humidity are also stored in the nonvolatile memory (the same applies hereinafter).
Further, in step 160, which is determined to be negative in step 110, the process of switching to 2-cell control is performed in order to detect the oxygen concentration. Specifically, in order to detect the oxygen concentration as usual using the Vs cell 91 and the Ip cell 93, the connection state of each switch as shown in FIG. 3 is set.

続くステップ170では、前記図3に示す回路に設定されたセンサユニット13を用いて、上述した「酸素濃度の検出方法」の手順によって酸素濃度の検出を行う。
つまり、上述したように、Vsセル91とIpセル93とを用い、Vsセル91の起電力Vsが第2電圧(450mV)となるように、Ipセル93の第2電極77、79間に流すポンプ電流Ipの大きさや向きを制御し、このときのポンプ電流Ipに基づいて酸素濃度を求め、一旦本処理を終了する。
In the subsequent step 170, the oxygen concentration is detected by the above-described “oxygen concentration detection method” using the sensor unit 13 set in the circuit shown in FIG.
That is, as described above, the Vs cell 91 and the Ip cell 93 are used, and the electromotive force Vs of the Vs cell 91 is caused to flow between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 so as to become the second voltage (450 mV). The magnitude and direction of the pump current Ip are controlled, the oxygen concentration is obtained based on the pump current Ip at this time, and this process is temporarily terminated.

[1−8.効果]
本第1実施形態では、センサとして全領域空燃比センサ9を用いて、Vsセル91及びIpセル93を用いて排ガス中の酸素濃度の検出を行うことができ、また、Ipセル93を用いて湿度の検出を行うことができる。
[1-8. effect]
In the first embodiment, the full-range air-fuel ratio sensor 9 can be used as the sensor, and the oxygen concentration in the exhaust gas can be detected using the Vs cell 91 and the Ip cell 93, and the Ip cell 93 is used. Humidity can be detected.

具体的には、エンジン5の始動から所定時間経過した後に、Ipセル93の一対の第2電極77、79に、被検出ガス中の水分を電気分解する例えば1000mVの第1電圧V1を印加し、また、第1電圧V1より電圧の低い例えば450mVの第2電圧V2を印加する。そして、第1電圧V1を印加した際にIpセル93の一対の第2電極77、79間に流れる第1ポンプ電流Ip1と、第2電圧V2を印加した際にIpセル93の一対の第2電極77、79間に流れる第2ポンプ電流Ip2との電流差ΔIpに基づいて、排ガスの湿度を検出することができる。   Specifically, after a predetermined time has elapsed from the start of the engine 5, a first voltage V1 of, for example, 1000 mV for electrolyzing moisture in the gas to be detected is applied to the pair of second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93. Further, a second voltage V2 of 450 mV, for example, which is lower than the first voltage V1 is applied. A first pump current Ip1 flowing between the pair of second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 when the first voltage V1 is applied, and a pair of second of the Ip cell 93 when the second voltage V2 is applied. Based on the current difference ΔIp between the second pump current Ip2 flowing between the electrodes 77 and 79, the humidity of the exhaust gas can be detected.

つまり、本第1実施形態では、従来のように、Vsセル91及びIpセル93を用いるとともにPID制御を行って排ガスの湿度検出を行うのでなく、Ipセル93に印加する電圧を制御して湿度検出を行うので、PID制御に伴うIp電流やVp電圧のオーバーシュートが発生せず、第2固体電解質体63にブラックニングが生じにくい。その結果、第2固体電解質体63の特性が劣化しにくいので、全領域空燃比センサ9の耐久性が向上するという顕著な効果を奏する。   That is, in the first embodiment, the Vs cell 91 and the Ip cell 93 are used and the humidity of the exhaust gas is not detected by performing PID control as in the prior art, but the humidity applied by controlling the voltage applied to the Ip cell 93 is controlled. Since the detection is performed, overshoot of the Ip current and the Vp voltage accompanying the PID control does not occur, and the second solid electrolyte body 63 is not easily blackened. As a result, since the characteristics of the second solid electrolyte body 63 are not easily deteriorated, there is a remarkable effect that the durability of the full-range air-fuel ratio sensor 9 is improved.

なお、本第1実施形態では、Ipセル93を用いて湿度検出を行ったが、Ipセル93を使用せずに、Vsセル91を用いて湿度検出を行ってもよい。
[2.第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略又は簡易化して説明する。なお、第1実施形態と同様な構成には同様な番号を付して説明する。
In the first embodiment, the humidity detection is performed using the Ip cell 93, but the humidity detection may be performed using the Vs cell 91 without using the Ip cell 93.
[2. Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted or simplified. In addition, the same number is attached | subjected and demonstrated to the structure similar to 1st Embodiment.

本第2実施形態では、Ipセル93を用いて湿度検出を行う際に、同時に、Vsセル91を用いてVsセル91の起電力(従って酸素濃度)を測定(モニター)する。
[2−1.構成及び基本的な動作]
まず、第2実施形態における構成及び基本的な動作について説明する。
In the second embodiment, when the humidity detection is performed using the Ip cell 93, simultaneously, the electromotive force (and hence the oxygen concentration) of the Vs cell 91 is measured (monitored) using the Vs cell 91.
[2-1. Configuration and basic operation]
First, the configuration and basic operation in the second embodiment will be described.

図6に示すように、本第2実施形態におけるシステム構成では、第1実施形態と同様に、全領域空燃比センサ9及びセンサ制御装置1等を備えており、センサ制御装置1には、マイクロコンピュータ101及び電気回路部103を備えている。また、電気回路部103は、第1実施形態と同様に、各回路105〜117及び各スイッチ121、123、127、129、131を備えている。   As shown in FIG. 6, the system configuration in the second embodiment includes an entire-range air-fuel ratio sensor 9 and a sensor control device 1 as in the first embodiment. A computer 101 and an electric circuit unit 103 are provided. The electric circuit unit 103 includes the circuits 105 to 117 and the switches 121, 123, 127, 129, and 131 as in the first embodiment.

また、第2実施形態においては、図6に示すように回路が接続される。即ち、第1、第2スイッチ121、123はオン、第3スイッチ127はオフ、第4スイッチ129はオンに設定され、切替スイッチ131によって、第1回路125と第2電極79とが接続される。   In the second embodiment, a circuit is connected as shown in FIG. That is, the first and second switches 121 and 123 are turned on, the third switch 127 is turned off, and the fourth switch 129 is turned on, and the first circuit 125 and the second electrode 79 are connected by the changeover switch 131. .

この回路の接続状態において、Ipセル93を用いて湿度を検出する場合には、第1実施形態と同様に行うことができる。
つまり、Ipセル93の一対の第2電極77、79に、例えば1000mVの第1電圧V1を印加し、また、例えば450mVの第2電圧V2を印加する。そして、第1電圧V1を印加した際にIpセル93の第2電極77、79間に流れる第1ポンプ電流Ip1と、第2電圧V2を印加した際にIpセル93の第2電極77、79間に流れる第2ポンプ電流Ip2との電流差ΔIpに基づいて、排ガスの湿度を検出する。
When the humidity is detected using the Ip cell 93 in the connection state of this circuit, it can be performed in the same manner as in the first embodiment.
That is, a first voltage V1 of 1000 mV, for example, is applied to the pair of second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93, and a second voltage V2 of 450 mV, for example, is applied. The first pump current Ip1 that flows between the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 when the first voltage V1 is applied, and the second electrodes 77 and 79 of the Ip cell 93 when the second voltage V2 is applied. The humidity of the exhaust gas is detected based on the current difference ΔIp with the second pump current Ip2 flowing therebetween.

また、本第2実施形態では、上述した湿度検出の際に、Vsセル91にて排ガスの酸素濃度の変化を検出する。
具体的には、起電力測定回路107を用いて、Vsセル91の第1電極73、75間の電圧Vsを測定する。この測定結果は、マイクロコンピュータ101に送られ、マイクロコンピュータにて、電圧の変化から排ガスの酸素濃度を検出することができる。
In the second embodiment, the change in the oxygen concentration of the exhaust gas is detected by the Vs cell 91 when the humidity is detected as described above.
Specifically, the voltage Vs between the first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 is measured using the electromotive force measurement circuit 107. This measurement result is sent to the microcomputer 101, and the microcomputer can detect the oxygen concentration of the exhaust gas from the voltage change.

従って、排ガスの酸素濃度が変化した場合には、湿度検出を行っている排ガスの状態(雰囲気:成分)が変化したと見なすことができる。その場合には、そのまま、湿度検出を行うことは適当ではないとして、2セル制御による酸素濃度の検出に切り替える。   Therefore, when the oxygen concentration of the exhaust gas changes, it can be considered that the state (atmosphere: component) of the exhaust gas for which humidity detection is performed has changed. In that case, it is not appropriate to perform humidity detection as it is, and the operation is switched to detection of oxygen concentration by 2-cell control.

ここで、排ガスが大気の場合(例えばエンジン5に燃料が供給されていないフューエルカットの状態)では、酸素濃度が高く、一方、エンジン5に燃料が供給されて燃焼している場合には、排ガス中の酸素濃度は大気よりも低くなる。   Here, when the exhaust gas is in the atmosphere (for example, in a fuel cut state where no fuel is supplied to the engine 5), the oxygen concentration is high, while when the fuel is supplied to the engine 5 and burning, the exhaust gas The oxygen concentration inside becomes lower than the atmosphere.

従って、例えば、Vsセル91の電圧Vsにより、排ガスが大気か燃焼後の排ガスか(例えば理論空燃比(ストイキ)の状態の排ガスか)を判定することができる。よって、現在測定中の湿度が、大気の湿度か排ガス(例えばストイキ)の湿度かを判断することができる。   Therefore, for example, the voltage Vs of the Vs cell 91 can be used to determine whether the exhaust gas is air or exhaust gas after combustion (for example, exhaust gas in a stoichiometric state). Therefore, it is possible to determine whether the humidity currently being measured is atmospheric humidity or exhaust gas (for example, stoichiometric) humidity.

[2−2.制御処理]
次に、第2実施形態におけるガス濃度湿度検出処理について説明する。
図7のフローチャートに示すように、エンジン5が燃料の供給を受けて燃焼して作動している場合に、湿度検出の条件が満たされたとき(例えば大気:フューエルカットされたとき)には、湿度を検出するために、ステップ200にて、前記ステップ120と同様に、前記図4に示す1セル制御の状態に設定する。
[2-2. Control processing]
Next, the gas concentration / humidity detection processing in the second embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 7, when the engine 5 receives fuel supply and burns and operates, when the humidity detection condition is satisfied (for example, when the atmosphere is fuel cut), In order to detect the humidity, in step 200, as in step 120, the one-cell control state shown in FIG. 4 is set.

続くステップ210では、前記ステップ130と同様にし、1セル制御にて湿度を検出する。
続くステップ220では、前記ステップ140と同様に、同じ雰囲気が維持されているか否かを判定する。例えば、湿度検出開始時からモニタしているVsセル91の第1電極73、75間の電圧Vsが、雰囲気に変化がないことを示す所定範囲内に保たれているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ230に進み、一方否定判断されると一旦本前記ステップ210に戻る。
In the subsequent step 210, the humidity is detected by the one-cell control in the same manner as in step 130.
In the subsequent step 220, as in step 140, it is determined whether or not the same atmosphere is maintained. For example, it is determined whether or not the voltage Vs between the first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 monitored from the start of humidity detection is maintained within a predetermined range indicating that there is no change in the atmosphere. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 230. If a negative determination is made, the process returns to step 210.

ステップ230では、前記ステップ150と同様に、湿度を記憶する。
続くステップ240では、酸素濃度検出を行う状態であるか否かを判定する。例えばフューエルカットから燃料供給の状態に切り替わったことを(従って酸素濃度が大気から変化したことを)、前記Vsセル91の第1電極73、75間の電圧Vsが、前記所定範囲から外れたか否かによって判定する。ここで肯定判断されるとステップ250に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。
In step 230, the humidity is stored as in step 150.
In the following step 240, it is determined whether or not the oxygen concentration is detected. For example, when the fuel cut is switched to the fuel supply state (therefore, the oxygen concentration is changed from the atmosphere), whether or not the voltage Vs between the first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 is out of the predetermined range. Judge by. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 250, whereas if a negative determination is made, the present process is temporarily terminated.

ステップ250では、酸素濃度検出を行うために、前記ステップ160と同様に、2セル制御の状態に設定する。
続くステップ260では、前記ステップ170と同様に、2セル制御にて酸素濃度を検出し、一旦本処理を終了する。
In step 250, in order to detect the oxygen concentration, the two-cell control state is set as in step 160.
In the subsequent step 260, as in step 170, the oxygen concentration is detected by the two-cell control, and the process is temporarily terminated.

なお、その後は、湿度検出の条件が満たされるまでは、酸素濃度の検出を行う。
従って、本第2実施形態では、第1実施形態と同様な効果を奏するとともに、上述した制御処理によって、例えば大気の湿度の検出中に、酸素濃度検出の条件が満たされた場合には、酸素濃度検出に切り替えて酸素濃度を検出することができる。つまり、大気の湿度を精度良く検出することができる。
After that, the oxygen concentration is detected until the humidity detection condition is satisfied.
Therefore, in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and when the conditions for detecting the oxygen concentration are satisfied by the above-described control processing, for example, during the detection of atmospheric humidity, By switching to concentration detection, the oxygen concentration can be detected. That is, the atmospheric humidity can be detected with high accuracy.

[3.第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略又は簡易化して説明する。なお、第1実施形態と同様な構成には同様な番号を付して説明する。
[3. Third Embodiment]
Next, the third embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted or simplified. In addition, the same number is attached | subjected and demonstrated to the structure similar to 1st Embodiment.

本第3実施形態では、装置構成等は第1実施形態と同様であり、制御処理のみが異なるので、異なる制御処理のみを説明する。
本第3実施形態では、2セル制御にて酸素濃度を検出している場合に、湿度検出の条件が満たされたときに、酸素濃度検出から湿度検出に切り替えるものである。
In the third embodiment, the apparatus configuration and the like are the same as those in the first embodiment, and only the control processing is different. Therefore, only the different control processing will be described.
In the third embodiment, when the oxygen concentration is detected by two-cell control, when the humidity detection condition is satisfied, the oxygen concentration detection is switched to the humidity detection.

図8のフローチャートに示すように、エンジン5が燃料の供給を受けて燃焼して作動している場合には、ステップ300にて、前記ステップ160と同様に、前記図3に示す2セル制御の状態に設定する。   As shown in the flowchart of FIG. 8, when the engine 5 is supplied with fuel and burns and operates, in step 300, the two-cell control shown in FIG. Set to state.

続くステップ310では、前記ステップ170と同様にし、2セル制御にて酸素濃度を検出する。
続くステップ320では、湿度検出を行うタイミングであるか否かを判定する。例えば排ガスが大気となった場合に湿度検出を行う場合には、例えばフューエルカット信号が検出された場合に、湿度検出を行うタイミングであると判定する。ここで肯定判断されるとステップ330に進み、一方否定判断されると前記ステップ310に戻って、酸素濃度の検出を継続する。
In the subsequent step 310, as in step 170, the oxygen concentration is detected by the two-cell control.
In the subsequent step 320, it is determined whether or not it is time to perform humidity detection. For example, when the humidity detection is performed when the exhaust gas becomes the atmosphere, it is determined that it is the timing to perform the humidity detection when, for example, a fuel cut signal is detected. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 330, whereas if a negative determination is made, the process returns to step 310 to continue detection of the oxygen concentration.

ステップ330では、湿度検出を行うために、前記ステップ120と同様に、(Ipセル93を用いた)1セル制御の状態に設定する。
続くステップ340では、前記ステップ130と同様に、1セル制御にて湿度を検出する。
In step 330, in order to detect the humidity, a state of 1-cell control (using the Ip cell 93) is set as in step 120.
In the subsequent step 340, the humidity is detected by one-cell control, as in step 130.

続くステップ350では、前記ステップ140と同様に、同じ雰囲気が維持されているか否かを判定する。例えばフューエルカット信号が出力されて燃料カットが維持されているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ360に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。   In the subsequent step 350, as in step 140, it is determined whether or not the same atmosphere is maintained. For example, it is determined whether a fuel cut is maintained by outputting a fuel cut signal. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 360. If a negative determination is made on the other hand, the present process is temporarily terminated.

なお、Ipセル93を用いて湿度検出を行う際に、前記第2実施態様のようにVsセル91を用いて酸素濃度を検出する場合には、この酸素濃度に基づいて雰囲気の変化を判定してもよい。   When the humidity detection is performed using the Ip cell 93, when the oxygen concentration is detected using the Vs cell 91 as in the second embodiment, a change in the atmosphere is determined based on the oxygen concentration. May be.

ステップ360では、前記ステップ150と同様に、今回検出された湿度を記憶し、一旦本処理を終了する。
なお、本処理が終了した後にも、再度同様な処理が繰り返されて、酸素濃度の検出が実施される。
In step 360, as in step 150, the humidity detected this time is stored, and the process is temporarily terminated.
Even after this process is completed, the same process is repeated again to detect the oxygen concentration.

従って、本第3実施形態では、第1実施形態と同様な効果を奏するとともに、上述した制御処理によって、酸素濃度の検出中に、湿度検出の条件が満たされた場合には、湿度検出に切り替えて湿度を検出することができる。   Therefore, in the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and when the humidity detection condition is satisfied during the detection of the oxygen concentration by the above-described control processing, switching to the humidity detection is performed. The humidity can be detected.

[4.第4実施形態]
次に、第4実施形態について説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略又は簡易化して説明する。なお、第1実施形態と同様な構成には同様な番号を付して説明する。
[4. Fourth Embodiment]
Next, the fourth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted or simplified. In addition, the same number is attached | subjected and demonstrated to the structure similar to 1st Embodiment.

本第4実施形態では、装置構成等は第1実施形態と同様であり、制御処理のみが異なるので、異なる制御処理のみを説明する。
本第4実施形態では、2セル制御にて酸素濃度を検出している場合に、大気の湿度を検出する条件とストイキ状態の排ガスの湿度を検出する条件とが満たされたときに、それぞれ湿度の検出を行うものである。
In the fourth embodiment, the apparatus configuration and the like are the same as those in the first embodiment, and only the control processing is different. Therefore, only the different control processing will be described.
In the fourth embodiment, when the oxygen concentration is detected by the two-cell control, when the condition for detecting the humidity of the atmosphere and the condition for detecting the humidity of the exhaust gas in the stoichiometric condition are satisfied, Is detected.

図9のフローチャートに示すように、エンジン5が燃料の供給を受けて燃焼して作動している場合には、ステップ400にて、前記ステップ160と同様に、前記図3に示す2セル制御の状態に設定する。   As shown in the flowchart of FIG. 9, when the engine 5 is supplied with fuel and burns and operates, in step 400, the two-cell control shown in FIG. Set to state.

続くステップ410では、前記ステップ170と同様にし、2セル制御にて酸素濃度を検出する。
続くステップ420では、大気における湿度検出を行うタイミングであるか否かを判定する。つまり、排出されるガスが大気か否かを判定する。ここで、肯定判断されるとステップ420に進み、一方否定判断されるとステップ470に進む。
In the subsequent step 410, as in step 170, the oxygen concentration is detected by the two-cell control.
In the following step 420, it is determined whether or not it is time to detect humidity in the atmosphere. That is, it is determined whether or not the discharged gas is the atmosphere. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 420, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 470.

ここで、エンジン5から排出されるガスが大気か否かは、例えばステップ410にて検出される酸素濃度を用いて判断できる。つまり、酸素濃度が大気を示す濃度である場合には、大気であると判定できる。また、燃料カットされた場合(フューエルカット信号が検知された場合)に、大気であると判定してもよい。   Here, whether or not the gas discharged from the engine 5 is atmospheric can be determined using the oxygen concentration detected in step 410, for example. That is, when the oxygen concentration is a concentration indicating the atmosphere, it can be determined that the atmosphere is the atmosphere. Further, when the fuel is cut (when the fuel cut signal is detected), it may be determined that the atmosphere is air.

ステップ430では、湿度検出を行うために、前記ステップ120と同様に、(Ipセル93を用いた)1セル制御の状態に設定する。
続くステップ440では、前記ステップ130と同様に、1セル制御にて湿度を検出する。
In step 430, in order to perform humidity detection, a state of 1-cell control (using the Ip cell 93) is set as in step 120.
In the subsequent step 440, as in step 130, the humidity is detected by one-cell control.

続くステップ450では、前記ステップ140と同様に、同じ雰囲気が維持されているか否かを判定する。例えばフューエルカット信号が出力されて燃料カットが維持されているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ460に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。   In the subsequent step 450, as in step 140, it is determined whether or not the same atmosphere is maintained. For example, it is determined whether a fuel cut is maintained by outputting a fuel cut signal. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 460, whereas if a negative determination is made, the present process is temporarily terminated.

なお、Ipセル93を用いて湿度検出を行う際に、前記第2実施態様のようにVsセル91を用いて酸素濃度を検出する場合には、この酸素濃度に基づいて雰囲気の変化を判定してもよい。   When the humidity detection is performed using the Ip cell 93, when the oxygen concentration is detected using the Vs cell 91 as in the second embodiment, a change in the atmosphere is determined based on the oxygen concentration. May be.

ステップ460では、前記ステップ150と同様に、今回検出された湿度を大気の湿度として記憶し、一旦本処理を終了する。
また、前記ステップ420で否定判断されて進むステップ470では、ストイキ状態の排ガスにおける湿度検出を行うタイミングであるか否かを判定する。つまり、排ガスがストイキであるか否かを判定する。ここで、肯定判断されるとステップ480に進み、一方否定判断されると前記ステップ410に進む。
In step 460, as in step 150, the humidity detected this time is stored as the atmospheric humidity, and the process is temporarily terminated.
Further, in step 470 which proceeds with a negative determination in step 420, it is determined whether or not it is time to detect humidity in the exhaust gas in the stoichiometric state. That is, it is determined whether the exhaust gas is stoichiometric. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 480, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step 410.

つまり、エンジン5から排出されるガスが大気でもなくストイキ状態の排ガスでも無い場合には、湿度を検出する状態ではないとして、2セル制御による酸素濃度の検出を継続する。   That is, when the gas discharged from the engine 5 is neither the atmosphere nor the exhaust gas in the stoichiometric state, the detection of the oxygen concentration by the two-cell control is continued assuming that the humidity is not detected.

なお、エンジン5から排出されるガスがストイキ状態の排ガスか否かは、例えばステップ410にて検出される酸素濃度を用いて判断できる。つまり、酸素濃度がストイキを示す濃度である場合には、ストイキ状態の排ガスであると判定できる。   Whether the gas discharged from the engine 5 is exhaust gas in a stoichiometric state can be determined using, for example, the oxygen concentration detected in step 410. That is, when the oxygen concentration is a concentration indicating stoichiometry, it can be determined that the exhaust gas is in a stoichiometric state.

ステップ480では、湿度検出を行うために、前記ステップ120と同様に、(Ipセル93を用いた)1セル制御の状態に設定する。
続くステップ490では、前記ステップ130と同様に、1セル制御にて湿度を検出する。
In step 480, in order to detect the humidity, a state of 1-cell control (using the Ip cell 93) is set as in step 120.
In the following step 490, the humidity is detected by the one-cell control as in step 130.

続くステップ500では、前記ステップ140と同様に、同じ雰囲気が維持されているか否かを判定する。例えば、Ipセル93を用いて湿度検出を行う際に、前記第2実施態様のようにVsセル91を用いて酸素濃度を検出する場合には、この酸素濃度に基づいて雰囲気の変化を判定することができる。   In the subsequent step 500, as in step 140, it is determined whether or not the same atmosphere is maintained. For example, when the humidity detection is performed using the Ip cell 93, when the oxygen concentration is detected using the Vs cell 91 as in the second embodiment, a change in the atmosphere is determined based on the oxygen concentration. be able to.

ステップ510では、前記ステップ150と同様に、今回検出された湿度をストイキ状態の排ガスの湿度として記憶し、一旦本処理を終了する。
なお、本処理が終了した後にも、再度同様な処理が繰り返されて、酸素濃度の検出が実施される。
In step 510, as in step 150, the humidity detected this time is stored as the humidity of the exhaust gas in the stoichiometric state, and the process is temporarily terminated.
Even after this process is completed, the same process is repeated again to detect the oxygen concentration.

従って、本第4実施形態では、第1実施形態と同様な効果を奏するとともに、上述した制御処理によって、大気の湿度とストイキ状態の排ガスの湿度とを検出することができる。   Therefore, in the fourth embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the humidity of the atmosphere and the exhaust gas in the stoichiometric state can be detected by the control process described above.

[5.第5実施形態]
次に、第5実施形態について説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略又は簡易化して説明する。なお、第1実施形態と同様な構成には同様な番号を付して説明する。
[5. Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted or simplified. In addition, the same number is attached | subjected and demonstrated to the structure similar to 1st Embodiment.

[5−1.制御処理]
本第5実施形態では、1セル制御にて湿度検出を行う場合には、Ipセルの機能を停止して、Vsセルにて湿度検出を行う。
[5-1. Control processing]
In the fifth embodiment, when humidity detection is performed by 1-cell control, the function of the Ip cell is stopped and humidity detection is performed by the Vs cell.

図10に示すように、第5実施形態におけるシステム構成では、第1実施形態と同様に、全領域空燃比センサ9及びセンサ制御装置1等を備えており、センサ制御装置1には、マイクロコンピュータ101及び電気回路部103を備えている。また、電気回路部103は、第1実施形態と同様に、各回路105、109〜117及び各スイッチ121、123、127、129、131を備えている。   As shown in FIG. 10, the system configuration in the fifth embodiment includes an all-range air-fuel ratio sensor 9, a sensor control device 1, and the like, as in the first embodiment, and the sensor control device 1 includes a microcomputer. 101 and an electric circuit unit 103. The electric circuit unit 103 includes the circuits 105 and 109 to 117 and the switches 121, 123, 127, 129, and 131 as in the first embodiment.

特に、第5実施形態では、第1実施形態の起電力測定回路に代えてVsセル91の一対の第1電極73、75間に流す電流Isを制御するIs電流駆動回路106を備えている。   In particular, the fifth embodiment includes an Is current drive circuit 106 that controls the current Is that flows between the pair of first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 in place of the electromotive force measurement circuit of the first embodiment.

従って、ここでは、Is電流駆動回路106と第1電極73との間に第1スイッチ121が設けられ、Is電流駆動回路106と第1電極75との間に第2スイッチ123が設けられている。   Therefore, here, the first switch 121 is provided between the Is current drive circuit 106 and the first electrode 73, and the second switch 123 is provided between the Is current drive circuit 106 and the first electrode 75. .

また、第5実施形態においては、図10に示すように回路が接続される。即ち、第1、第2スイッチ121、123はオン、第3スイッチ127はオフ、第4スイッチ129はオンに設定され、切替スイッチ131によって、第1回路125と第2電極79とが接続される。   In the fifth embodiment, circuits are connected as shown in FIG. That is, the first and second switches 121 and 123 are turned on, the third switch 127 is turned off, and the fourth switch 129 is turned on, and the first circuit 125 and the second electrode 79 are connected by the changeover switch 131. .

この回路の接続状態において、Vsセル91を用いて湿度を検出する場合には、第1実施形態で用いるIpセル93をVsセル91に代えて、同様にVsセル91にそれぞれ第1電圧V1と第2電圧V2と印加することによって実施できる。   In this circuit connection state, when the humidity is detected using the Vs cell 91, the Ip cell 93 used in the first embodiment is replaced with the Vs cell 91, and similarly, the Vs cell 91 is supplied with the first voltage V1. This can be implemented by applying the second voltage V2.

つまり、Vp電流駆動回路106によって、Vsセル91の一対の第1電極73、75に、例えば1000mVの第1電圧V1を印加し、また、例えば450mVの第2電圧V2を印加する。そして、第1電圧V1を印加した際Vsセル91の第1電極73、75間に流れる第1ポンプ電流Ip1と、第2電圧V2を印加した際にVsセル91の第1電極73、75間に流れる第2ポンプ電流Ip2との電流差ΔIpに基づいて、排ガスの湿度を検出する。   That is, the first voltage V1 of 1000 mV, for example, and the second voltage V2 of 450 mV, for example, are applied to the pair of first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 by the Vp current driving circuit 106. When the first voltage V1 is applied, the first pump current Ip1 flowing between the first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 and between the first electrodes 73 and 75 of the Vs cell 91 when the second voltage V2 is applied. The humidity of the exhaust gas is detected based on a current difference ΔIp with the second pump current Ip2 flowing through

このように、第5実施形態は、第1実施形態とは使用する湿度検出セルは異なるが、第1実施形態と同様な効果を奏する。
[5−2.湿度検出後の処理]
ここで、湿度検出後の処理について簡単に説明する。なお、この湿度検出後の処理については、前記第1〜第4実施形態に適用することができる。
As described above, the fifth embodiment has the same effects as the first embodiment, although the humidity detection cell used is different from that of the first embodiment.
[5-2. Processing after humidity detection]
Here, the process after humidity detection will be briefly described. In addition, about the process after humidity detection, it can apply to the said 1st-4th embodiment.

a)大気の湿度のみを用いる場合
大気の湿度と最適ストイキ燃焼点(ストイキ点)(従って最適燃料噴射量)との関係を示すテーブル(マップデータ)が、ECU17に組み込まれている。
a) When only atmospheric humidity is used A table (map data) indicating the relationship between atmospheric humidity and the optimal stoichiometric combustion point (stoichiometric point) (and therefore the optimal fuel injection amount) is incorporated in the ECU 17.

従って、大気(フューエルカット時)に検出された湿度から、前記テーブルに基づいて、排ガスの浄化に適した最適燃料噴射量を求めることができる。
b)ストイキ状態の排ガスの湿度のみを用いる場合
ストイキの排ガスの湿度と最適ストイキ燃焼点(ストイキ点)(従って最適燃料噴射量)との関係を示すテーブル(マップデータ)が、ECU17に組み込まれている。
Therefore, the optimum fuel injection amount suitable for exhaust gas purification can be obtained from the humidity detected in the atmosphere (during fuel cut) based on the table.
b) When only stoichiometric exhaust gas humidity is used A table (map data) showing the relationship between the stoichiometric exhaust gas humidity and the optimal stoichiometric combustion point (stoichiometric point) (and hence the optimal fuel injection amount) is incorporated in the ECU 17. Yes.

従って、ストイキ時に検出された湿度から、前記テーブルに基づいて、排ガスの浄化に適した最適燃料噴射量を求めることができる。
c)大気の湿度とストイキ状態の排ガスの湿度を用いる場合
大気の湿度とストイキの排ガスの湿度と差(湿度差)と最適ストイキ燃焼点(ストイキ点)(従って最適燃料噴射量)との関係を示すテーブル(マップデータ)が、ECU17に組み込まれている。
Therefore, the optimum fuel injection amount suitable for exhaust gas purification can be obtained from the humidity detected during stoichiometry based on the table.
c) When using atmospheric humidity and stoichiometric exhaust gas humidity The relationship between the atmospheric humidity and stoichiometric exhaust gas humidity (difference in humidity) and the optimal stoichiometric combustion point (stoichiometric point) (and hence the optimal fuel injection amount) A table (map data) shown is incorporated in the ECU 17.

従って、検出された大気の湿度とストイキ状態の排ガスの湿度の湿度差を求め、前記テーブルに基づいて、湿度差から排ガスの浄化に適した最適燃料噴射量を求めることができる。   Therefore, the humidity difference between the detected atmospheric humidity and the stoichiometric exhaust gas humidity can be obtained, and the optimum fuel injection amount suitable for exhaust gas purification can be obtained from the humidity difference based on the table.

なお、ガソリンCH1.85の完全燃焼の場合を想定すると、燃焼前と燃焼後との関係は下記の式(1)で示される。
CH1.85+1.4625×O=CO+0.925×HO・・(1)
また、大気中の酸素と窒素の割合は、「酸素:窒素=21:76」である。
Assuming the case of complete combustion of gasoline CH 1.85 , the relationship between before combustion and after combustion is expressed by the following formula (1).
CH 1.85 + 1.4625 × O 2 ═CO 2 + 0.925 × H 2 O (1)
Further, the ratio of oxygen and nitrogen in the atmosphere is “oxygen: nitrogen = 21: 76”.

従って、これらの関係を考慮して、最適燃料噴射量が設定されている。
[3.実施形態と特許請求の範囲との対応関係]
上記実施形態において、S130等を実行するセンサ制御装置が本発明の「電圧印加手段(電圧印加工程)」及び「湿度検出手段(湿度検出工程)」に相当し、S240、S320、S420、S470等を実行するセンサ制御装置が本発明の「制御判定手段」に相当し、起電力測定回路107等が本発明の「酸素濃度検出手段」に相当し、ポンプ電流検出回路36及びS9を実行するCPU6が本発明の「第2電流検出手段」に相当する。
Therefore, the optimum fuel injection amount is set in consideration of these relationships.
[3. Correspondence between Embodiments and Claims]
In the above embodiment, the sensor control device that executes S130 and the like corresponds to the “voltage application means (voltage application process)” and “humidity detection means (humidity detection process)” of the present invention, and S240, S320, S420, S470, and the like. The sensor control device that executes the control corresponds to the “control determination means” of the present invention, the electromotive force measurement circuit 107 and the like correspond to the “oxygen concentration detection means” of the present invention, and the CPU 6 that executes the pump current detection circuits 36 and S9. Corresponds to the “second current detection means” of the present invention.

尚、本発明は、以上詳述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。
例えば、上記実施形態では、被検出ガス中の特定成分のガス濃度を検出するガスセンサとして、被検出ガス中の酸素濃度を検出する全領域空燃比センサを用いた場合を例示したが、これに限定されない。例えば、被検出ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサを用いても、上記と同様に湿度補正を行うことができる。
The present invention is not limited to the embodiment described in detail above, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the full-range air-fuel ratio sensor that detects the oxygen concentration in the detection gas is used as the gas sensor that detects the gas concentration of the specific component in the detection gas is exemplified. Not. For example, even if a NOx sensor that detects the NOx concentration in the gas to be detected is used, humidity correction can be performed in the same manner as described above.

つまり、周知の起電力セルと酸素ポンプセルを備えたNOxセンサのように、起電力セル及び酸素ポンプセルを駆動してNOx濃度を検出するNOxセンサにおいて、前記実施形態と同様に、起電力セル又は酸素ポンプセルに第1電圧と第2電圧とを印加し、各電圧の印加時の各電流の差に基づいて、被検出ガス中の湿度を求めてよい。   That is, in the NOx sensor that detects the NOx concentration by driving the electromotive force cell and the oxygen pump cell, such as a known NOx sensor having an electromotive force cell and an oxygen pump cell, as in the above embodiment, the electromotive force cell or oxygen The first voltage and the second voltage may be applied to the pump cell, and the humidity in the gas to be detected may be obtained based on the difference between the currents when the voltages are applied.

1…センサ制御装置
5…エンジン
9…全領域空燃比センサ
13…センサユニット
25…ガスセンサ素子
61…第1固体電解質体
63…第2固体電解質体
73、75…第1電極
77、79…第2電極
81… 検出室
91…酸素濃度検出セル(起電力セル:Vsセル)
93…酸素ポンプセル(Ipセル)
101…マイクロコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor control apparatus 5 ... Engine 9 ... Whole area air-fuel ratio sensor 13 ... Sensor unit 25 ... Gas sensor element 61 ... 1st solid electrolyte body 63 ... 2nd solid electrolyte body 73, 75 ... 1st electrode 77, 79 ... 2nd Electrode 81 ... Detection chamber 91 ... Oxygen concentration detection cell (electromotive force cell: Vs cell)
93 ... Oxygen pump cell (Ip cell)
101 ... Microcomputer

Claims (6)

第1固体電解質体及び該第1固体電解質体に形成された一対の第1電極を有し該第1電極間に起電力を発生させることが可能な起電力セルと、第2固体電解質体及び該第2固体電解質体に形成された一対の第2電極を有し該第2電極間にて酸素のポンピングが可能な酸素ポンプセルと、を備えるガスセンサ素子に接続され、
前記起電力セル及び前記酸素ポンプセルを用いた被検出ガス中の特定成分のガス濃度の検出に相当するガス濃度検出と、前記被検出ガスの湿度の検出に相当する湿度検出と、を行うガス濃度湿度検出装置であって、
前記起電力セル又は前記酸素ポンプセルの一対の電極に、前記被検出ガス中の水分を電気分解する第1電圧と、該第1電圧より低い第2電圧とをそれぞれ印加する電圧印加手段と、
前記第1電圧を印加した際に該第1電圧を印加したセルの前記一対の電極間に流れる第1電流と前記第2電圧を印加した際に該第2電圧を印加したセルの前記一対の電極間に流れる第2電流との差に基づいて、前記被検出ガスの湿度を検出する湿度検出手段と、
を備えたことを特徴とするガス濃度湿度検出装置。
An electromotive force cell having a first solid electrolyte body and a pair of first electrodes formed on the first solid electrolyte body and capable of generating an electromotive force between the first electrodes, a second solid electrolyte body, An oxygen pump cell having a pair of second electrodes formed on the second solid electrolyte body and capable of pumping oxygen between the second electrodes, and connected to a gas sensor element;
Gas concentration for performing gas concentration detection corresponding to detection of gas concentration of a specific component in the gas to be detected using the electromotive force cell and the oxygen pump cell, and humidity detection corresponding to detection of humidity of the gas to be detected A humidity detector,
Voltage application means for applying a first voltage for electrolyzing moisture in the gas to be detected and a second voltage lower than the first voltage to a pair of electrodes of the electromotive force cell or the oxygen pump cell;
The pair of cells to which the second voltage is applied when the first current flowing between the pair of electrodes of the cell to which the first voltage is applied and the second voltage are applied when the first voltage is applied Humidity detecting means for detecting the humidity of the gas to be detected based on a difference from a second current flowing between the electrodes;
A gas concentration / humidity detection device comprising:
前記ガス濃度検出又は前記湿度検出のいずれを行うか判定する条件が満たされたか否かを判定する制御判定手段を備え、
前記制御判定手段による判定結果に基づいて、前記条件が満たされた制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のガス濃度湿度検出装置。
Control determining means for determining whether a condition for determining whether to perform the gas concentration detection or the humidity detection is satisfied,
2. The gas concentration / humidity detection apparatus according to claim 1, wherein control satisfying the condition is performed based on a determination result by the control determination unit.
前記制御判定手段は、前記ガス濃度検出から前記湿度検出への切り替えの条件として、前記ガス濃度検出の結果を用いることを特徴とする請求項2に記載のガス濃度湿度検出装置。   The gas concentration / humidity detection apparatus according to claim 2, wherein the control determination unit uses a result of the gas concentration detection as a condition for switching from the gas concentration detection to the humidity detection. 前記ガスセンサ素子内に前記被検出ガスが導入される検出室を備えるとともに、前記起電力セルは、前記一対の第1電極のうちの一方の電極が前記検出室内に配置され、他方の第1電極が基準となる酸素濃度雰囲気に晒される構成を有しており、
更に、前記湿度検出を行っている際に、前記起電力セルによって、前記検出室内の前記被検出ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、
前記制御判定手段は、前記湿度検出から前記ガス濃度検出への切り替えの条件として、前記酸素濃度検出手段によって検出された前記酸素濃度の検出結果を用いることを特徴とする請求項2又は3に記載のガス濃度湿度検出装置。
The gas sensor element includes a detection chamber into which the gas to be detected is introduced, and the electromotive force cell includes one electrode of the pair of first electrodes disposed in the detection chamber, and the other first electrode. Is exposed to the standard oxygen concentration atmosphere,
Furthermore, when performing the humidity detection, the electromotive force cell comprises oxygen concentration detection means for detecting the oxygen concentration of the detected gas in the detection chamber,
The said control determination means uses the detection result of the said oxygen concentration detected by the said oxygen concentration detection means as conditions for switching from the said humidity detection to the said gas concentration detection. Gas concentration humidity detector.
前記被検出ガスは内燃機関から排出されるガスであり、前記被検出ガスが大気又はストイキ状態の排ガスである場合には、どちらか一方又は両方の場合にて、前記被検出ガスの湿度を検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス濃度湿度検出装置。   The detected gas is a gas exhausted from an internal combustion engine, and when the detected gas is atmospheric or stoichiometric exhaust gas, the humidity of the detected gas is detected in either or both cases. The gas concentration / humidity detection device according to claim 1, wherein 第1固体電解質体及び該第1固体電解質体に形成された一対の第1電極を有し該第1電極間に起電力を発生させることが可能な起電力セルと、第2固体電解質体及び該第2固体電解質体に形成された一対の第2電極を有し該第2電極間にて酸素のポンピングが可能な酸素ポンプセルと、を備えるガスセンサ素子を用い、
前記起電力セル及び前記酸素ポンプセルを用いた被検出ガス中の特定成分のガス濃度の検出に相当するガス濃度検出と、前記被検出ガスの湿度の検出に相当する湿度検出と、を行うガス濃度湿度検出方法であって、
前記起電力セル又は前記酸素ポンプセルの一対の電極に、前記被検出ガス中の水分を電気分解する第1電圧と、該第1電圧より低い第2電圧とをそれぞれ印加する電圧印加工程と、
前記第1電圧を印加した際に該第1電圧を印加したセルの前記一対の電極間に流れる第1電流と前記第2電圧を印加した際に該第2電圧を印加したセルの前記一対の電極間に流れる第2電流との差に基づいて、前記被検出ガスの湿度を検出する湿度検出工程と、
を有することを特徴とするガス濃度湿度検出方法。
An electromotive force cell having a first solid electrolyte body and a pair of first electrodes formed on the first solid electrolyte body and capable of generating an electromotive force between the first electrodes, a second solid electrolyte body, A gas sensor element comprising a pair of second electrodes formed on the second solid electrolyte body and an oxygen pump cell capable of pumping oxygen between the second electrodes,
Gas concentration for performing gas concentration detection corresponding to detection of gas concentration of a specific component in the gas to be detected using the electromotive force cell and the oxygen pump cell, and humidity detection corresponding to detection of humidity of the gas to be detected A humidity detection method comprising:
A voltage application step of applying a first voltage for electrolyzing moisture in the gas to be detected and a second voltage lower than the first voltage to a pair of electrodes of the electromotive force cell or the oxygen pump cell;
The pair of cells to which the second voltage is applied when the first current flowing between the pair of electrodes of the cell to which the first voltage is applied and the second voltage are applied when the first voltage is applied A humidity detecting step for detecting the humidity of the gas to be detected based on a difference from a second current flowing between the electrodes;
A gas concentration / humidity detection method comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018128353A (en) * 2017-02-08 2018-08-16 日本特殊陶業株式会社 Gas sensor control device
JP2019074360A (en) * 2017-10-13 2019-05-16 日本特殊陶業株式会社 Gas sensor control device
JP7430116B2 (en) 2020-07-09 2024-02-09 日本特殊陶業株式会社 Gas sensor unit, internal combustion engine control system and oxygen information acquisition method

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