JP6923345B2 - センサ装置およびセンサユニット - Google Patents

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Description

本開示は、センサ素子とヒータとを備えるガスセンサを用いて特定ガスの濃度を算出するセンサ装置およびセンサユニットに関する。
特許文献1のように、ガス濃度を検出するセンサ素子と、ガス濃度を検出することが可能な状態となる活性化温度までセンサ素子を加熱するヒータとを備えて被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を検出するガスセンサのポンプ電流を、標準温度特性に基づいて補正するセンサ装置が知られている。この標準温度特性は、センサ素子の内部抵抗値から算出される素子温度と、ポンプ電流の補正量との関係を1次式で表している。
特開平11−304758号公報
しかし、素子温度と補正量とを1対1で対応させた関係式を用いた補正では、ガスセンサによるガス濃度検出精度が低下してしまうことがあった。
本開示は、ガスセンサによるガス濃度検出精度を向上させることを目的とする。
本開示の一態様は、固体電解質体と固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも1つ以上有するセンサ素子と、センサ素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサを用いて、被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出するセンサ装置である。
そして、本開示のセンサ装置は、取得部と、補正部とを備える。
取得部は、固体電解質体の内部抵抗の値を示す抵抗情報と、一対の電極間で流れて特定ガスの濃度に応じて値が変動する濃度検出電流の値を示す電流情報とを繰り返し取得するように構成される。
補正部は、取得部により取得された抵抗情報が示す内部抵抗の値と、目標内部抵抗値と、取得部により繰り返し取得された複数の抵抗情報が示す複数の内部抵抗の値に基づいて算出される抵抗変化速度とに基づいて、取得部により取得された電流情報が示す濃度検出電流の値を補正するように構成される。なお、センサ素子が特定ガスの濃度を検出するためにヒータによる加熱で維持される固体電解質体の温度を目標温度とし、目標温度に対応する内部抵抗の値を目標内部抵抗値とし、内部抵抗における単位時間当たりの変化量を抵抗変化速度とする。
このように構成された本開示のセンサ装置は、センサ素子の固体電解質体の内部抵抗の値と目標内部抵抗値との相違だけではなく、内部抵抗における単位時間当たりの変化量をも用いて、特定ガスの濃度に応じて値が変動する濃度検出電流の値を補正する。すなわち、本開示のセンサ装置は、内部抵抗の値が目標内部抵抗値との間で一定の差を維持している静的な状態である場合に濃度検出電流に対して及ぼす影響だけではなく、内部抵抗が変化している最中である過渡的な状態である場合に濃度検出電流に対して及ぼす影響をも考慮して、濃度検出電流の値を補正する。このため、本開示のセンサ装置は、ガスセンサによるガス濃度検出精度を向上させることができる。
本開示の一態様では、具体的には、補正部は、電流情報が示す濃度検出電流の値をIp、抵抗情報が示す内部抵抗の値をRpvs、目標内部抵抗値をRpvs_t、抵抗変化速度をdRpvs/dt、補正部により補正された濃度検出電流の値をIpoとし、係数a、係数bおよび係数βを予め設定された定数として、下式(1)により、濃度検出電流の値を補正するようにしてもよい。
Figure 0006923345

また、本開示の一態様では、具体的には、補正部は、電流情報が示す濃度検出電流の値をIp、抵抗情報が示す内部抵抗の値と目標内部抵抗値との差をΔRpvs、抵抗変化速度をdRpvs/dt、補正部により補正された濃度検出電流の値をIpoとし、係数αおよび係数βを予め設定された定数として、下式(2)により、濃度検出電流の値を補正するようにしてもよい。
Figure 0006923345

本開示の別の態様は、固体電解質体と固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも1つ以上有するセンサ素子と、センサ素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサと、本開示の一態様のセンサ装置とを備えるセンサユニットである。
このように構成された本開示のセンサユニットは、本開示の一態様のセンサ装置を備えているため、本開示のセンサ装置と同様の効果を得ることができる。
センサ制御装置1を構成要素とするシステムの概略構成を示す図である。 センサ制御装置1とガスセンサ3の概略構成を示す図である。 電流補正処理を示すフローチャートである。 ln(Ip)と1/ln(Rpvs)との関係を示すグラフである。 ΔRpvsとΔIpの時間変化を示すグラフである。 dRpvs/dtとΔIpとの関係を示すグラフである。 IpmとRpvs_mとIpoの時間変化を示すグラフである。 ΔRpvsとΔIpとの関係を示すグラフである。
以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のセンサ制御装置1は、車両に搭載され、図1に示すように、ガスセンサ3を制御する。
センサ制御装置1は、エンジン5を制御する電子制御装置9との間で通信線8を介して、データを送受信することが可能に構成されている。以下、電子制御装置9をエンジンECU9という。ECUは、Electronic Control Unitの略である。
ガスセンサ3は、エンジン5の排気管7に取り付けられ、排気ガス中の酸素濃度を広域にわたって検出するものであり、リニアラムダセンサとも呼ばれる。
ガスセンサ3は、図2に示すように、センサ素子11と、ヒータ12とを備える。
センサ素子11は、ポンプセル13を備える。ポンプセル13は、部分安定化ジルコニアにより板状に形成された酸素イオン伝導性固体電解質体14と、その表面と裏面のそれぞれに主として白金で形成されたポンプ電極15,16とを備える。
なお、センサ素子11は、図2では模式的に示しているが、センサ素子11の内部に、図示しない測定室と、図示しない基準酸素室とを備える。ポンプ電極15は測定室に対して露出し、ポンプ電極16は基準酸素室に対して露出している。測定室には、センサ素子11の外部から、図示しない多孔質拡散層を介して被測定ガスが導入される。基準酸素室には、センサ素子11の外部から、基準ガスとしての大気が導入される。
センサ素子11は、いわゆる限界電流方式によって酸素濃度を検出する酸素センサ素子である。一対のポンプ電極15,16間に印加される電圧(以下、センサ素子電圧Vp)と、一対のポンプ電極15,16間に流れる電流(以下、ポンプ電流Ip)との関係を示す出力特性は、比例領域と、平坦領域とを有している。比例領域では、センサ素子電圧Vpの増加に比例してポンプ電流Ipが変化する。平坦領域では、センサ素子電圧Vpが変化してもポンプ電流Ipが実質的に変化せず一定の値を保つ。
この平坦領域は、上記出力特性の電圧軸に対して平行で平坦な領域、すなわちポンプ電流Ipが一定となる限界電流の領域(以下、限界電流域)である。
この限界電流域におけるポンプ電流Ipは、酸素濃度に対応した値となり、酸素濃度が高くなるほど大きくなることが知られている。つまり、排気ガス中の酸素濃度が高くなるほど(すなわち、空燃比がリーン側になるほど)、ポンプ電流Ipの限界電流は増加し、排気ガス中の酸素濃度が低くなるほど(すなわち、空燃比がリッチ側になるほど)、限界電流は減少する。このため、センサ素子11のポンプセル13に対して、限界電流域に応じたセンサ素子電圧Vpを印加し、それによって得られるポンプ電流Ipを測定することで、排気ガス中の酸素濃度を広域にわたって検出することができる。
ヒータ12は、アルミナを主体とする材料にて形成され、その内部には、白金を主体とする材料にて形成された発熱抵抗体を備えている。ヒータ12は、センサ制御装置1から供給される電力により、センサ素子11の温度が活性化温度となるように制御される。また、発熱抵抗体の両端は、センサ制御装置1に電気的に接続されている。なお、ガスセンサ3は、ヒータ12による加熱によりセンサ素子11が活性化することで、ガス検出が可能な状態となる。
センサ制御装置1は、CANインターフェース回路21(以下、CANI/F回路21)と、制御回路22と、マイクロコンピュータ23(以下、マイコン23)と、接続端子24,25,26,27とを備える。CANは、Controller Area Networkの略である。また、CANは登録商標である。
CANI/F回路21は、CAN通信プロトコルに従って、通信線8を介してエンジンECU9との間でデータの送受信を行う。
制御回路22は、特定用途向集積回路(すなわち、ASIC)で実現されている。ASICは、Application Specific ICの略である。
制御回路22は、基準電圧生成部31、電流供給部32、アナログデジタル変換部33(以下、AD変換部33)、PID演算部34、電流デジタルアナログ変換部35(以下、電流DA変換部35)、Rpvs演算部36、デューティ演算部37およびヒータ駆動部38を備える。また制御回路22は、ポンプ電流端子41(以下、Ip+端子41)、検出電圧端子42(以下、Vs+端子42)、共通端子43(以下、COM端子43)およびヒータ端子44(以下、HTR+端子44)を備える。
Ip+端子41およびVs+端子42は、センサ制御装置1の接続端子25に接続されている。COM端子43は、センサ制御装置1の接続端子24に接続されている。そして、センサ素子11のポンプ電極15,16はそれぞれ、センサ制御装置1の接続端子24,25に接続されている。またHTR+端子44は、センサ制御装置1の接続端子26に接続されている。そして、ヒータ12の両端はそれぞれ、センサ制御装置1の接続端子26,27に接続されている。なお、接続端子27は接地されている。
基準電圧生成部31は、COM端子43に印加される基準電圧を発生させる。本実施形態では、基準電圧は2.7Vである。
電流供給部32は、ポンプセル13の内部抵抗値を検出するためのパルス電流Irpvsを、Vs+端子42を介してセンサ素子11へ供給する。なお、電流供給部32は、パルス電流Irpvsを常時供給するのではなく、マイコン23からの指令に基づいて、パルス電流Irpvsを定期的に所定期間にわたって供給する。
AD変換部33は、Vs+端子42から入力されるアナログ信号の電圧値をデジタルデータへ変換し、PID演算部34とRpvs演算部36へ出力する。
PID演算部34は、AD変換部33から入力されるデジタルデータに基づいて、Vs+端子42における電圧と、COM端子43における電圧との電圧差が、予め設定された制御基準電圧となるように、ポンプ電流IpをPID制御するためのPID演算を行う。本実施形態では、制御基準電圧は400mVである。PID演算部34は、PID演算によりポンプ電流Ipの値を算出し、この電流値を示すデジタルデータを電流DA変換部35へ出力する。
電流DA変換部35は、PID演算部34から入力されるデジタルデータが示す電流値を有する電流を、Ip+端子41を介してセンサ素子11へ供給する。
Rpvs演算部36は、電流供給部32がパルス電流Irpvsを供給しているときにAD変換部33から入力されるデジタルデータに基づいて、ポンプセル13の内部抵抗値Rpvsを算出するための演算を実行し、この内部抵抗値Rpvsを示すデジタルデータをデューティ演算部37へ出力する。
デューティ演算部37は、Rpvs演算部36から入力されるデジタルデータに基づいて、センサ素子11の温度を予め設定されたセンサ目標温度に維持するために必要なヒータ発熱量を算出する。そしてデューティ演算部37は、算出したヒータ発熱量に基づいて、ヒータ12に供給する電力のデューティ比を算出する。さらにデューティ演算部37は、算出したデューティ比に応じたPWM制御信号を生成し、このPWM制御信号をヒータ駆動部38へ出力する。PWMは、Pulse Width Modulationの略である。
ヒータ駆動部38は、デューティ演算部37から入力されるPWM制御信号に基づいて、ヒータ12の両端に供給される電圧VhをPWM制御してヒータ12を発熱させる。
マイコン23は、CPU51、ROM52、RAM53を備える。マイクロコンピュータの各種機能は、CPU51が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ROM52が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、センサ制御装置1を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でもよい。また、マイコン23が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。
CPU51は、ROM52に記憶されたプログラムに基づいて、ポンプ電流Ipを補正する電流補正処理を実行する。
次に、マイコン23のCPU51が実行する電流補正処理の手順を説明する。電流補正処理は、マイコン23の動作中において繰り返し実行される処理である。
電流補正処理が実行されると、CPU51は、図3に示すように、まずS10にて、RAM53に設けられている判定タイマTjを起動する。判定タイマTjは、例えば10ms毎にインクリメントするタイマであり、起動されると、その値が0からインクリメント(すなわち、1加算)する。
そしてS20にて、判定タイマTjの値が予め設定された測定判定値X1より大きいか否かを判断する。本実施形態では、測定判定値X1は、例えば100msに相当する値である。ここで、判定タイマTjの値が測定判定値X1以下である場合には、S20の処理を繰り返すことで、判定タイマTjの値が測定判定値X1より大きくなるまで待機する。
一方、判定タイマTjの値が測定判定値X1より大きい場合には、S30にて、電流供給部32に対してパルス電流Irpvsの供給を指示する供給指令を制御回路22へ出力する。これにより、制御回路22の電流供給部32は、パルス電流Irpvsを1回だけセンサ素子11へ供給する。
そしてS40にて、Rpvs演算部36が算出した最新の内部抵抗値Rpvsを示すデータ(以下、内部抵抗値データ)と、PID演算部34が算出した最新のポンプ電流Ipを示すデータ(以下、ポンプ電流データ)とを制御回路22から取得し、RAM53に記憶する。
さらにS50にて、内部抵抗時間微分値dRpvs/dt(以下、微分値dRpvs/dt)を算出する。具体的には、RAM53に記憶されている複数の内部抵抗値Rpvsのうち、S40で取得したタイミングが最も遅い(すなわち、1番目に遅い)ものを内部抵抗値Rpvs(1)とし、S40で取得したタイミングがn番目に遅いものを内部抵抗値Rpvs(n)とする。なお、nは2以上の整数である。そして、内部抵抗値Rpvs(1)を取得したタイミングと、内部抵抗値Rpvs(n)を取得したタイミングとの時間間隔をΔTdとする。そしてS50では、下式(3)により、微分値dRpvs/dtを算出する。
dRpvs/dt={Rpvs(1)−Rpvs(n)}/ΔTd ・・・(3)
次にS60にて、下式(1)により、ポンプ電流Ipを補正した補正ポンプ電流Ipoを算出し、電流補正処理を一旦終了する。なお、式(1)の係数a、係数bおよび係数βは、予め設定された定数である。係数a、係数bおよび係数βの設定方法については後述する。また、式(1)の目標内部抵抗値Rpvs_tは、上記のセンサ目標温度に対応する内部抵抗値Rpvsである。
Figure 0006923345

次に、係数aと係数bの設定方法について説明する。
図4に示すように、ポンプ電流Ipの対数(以下、ln(Ip))と、内部抵抗値Rpvsの対数の逆数(以下、1/ln(Rpvs))との関係は、直線L1で示すように1次式で表すことができる。すなわち、ln(Ip)と1/ln(Rpvs)との関係は、下式(4)で表される。なお、下式(4)の係数Aおよび係数Bはそれぞれ、直線L1を表す1次式の傾き及び切片である。そして、図4の直線L1では、傾きを示す係数Aの値は約25.1であり、切片を示す係数Bは約7.0である。
ln(Ip) = A×{1/ln(Rpvs)}+B ・・・(4)
そして、式(4)より、ポンプ電流Ipは、下式(5)で表される。
Ip = exp[A×{1/ln(Rpvs)}+B] ・・・(5)
そして、式(1)の右辺における角括弧内の関数と式(5)の右辺とを比較することにより、式(1)の係数aは式(5)の係数Aに相当し、式(1)の係数bは式(5)の係数Bに相当することが理解できる。
従って、ガスセンサ3においてポンプ電流Ipと内部抵抗値Rpvsとを測定し、図4に示すようにln(Ip)と1/ln(Rpvs)との関係を1次式で表すことにより、式(1)の係数aと係数bを設定することができる。
次に、係数βの設定方法について説明する。
図5は、目標内部抵抗値Rpvs_tを基準として内部抵抗値Rpvsを周期的に増減させた場合において、内部抵抗差ΔRpvsとポンプ電流差ΔIpの時間変化を示すグラフである。内部抵抗差ΔRpvsは、内部抵抗値Rpvsから目標内部抵抗値Rpvs_tを減算した値である。ポンプ電流差ΔIpは、内部抵抗値Rpvsにおけるポンプ電流Ipから、目標内部抵抗値Rpvs_tにおけるポンプ電流Ipを減算した値である。
図5に示すように、内部抵抗差ΔRpvsの周期的な増減に応じて、ポンプ電流差ΔIpも周期的に増減している。
図6は、内部抵抗値Rpvsの単位時間当りの変化量を示す上記の微分値dRpvs/dtと、ポンプ電流差ΔIpとの関係を示すグラフである。
図6に示すように、微分値dRpvs/dtと、ポンプ電流差ΔIpとの関係は、直線L2で示すように1次式で表すことができる。すなわち、微分値dRpvs/dtとポンプ電流差ΔIpとの関係は、下式(6)で表される。なお、下式(6)の係数Cおよび係数Dはそれぞれ、直線L2を表す1次式の傾き及び切片である。そして、図6の直線L2では、傾きを示す係数Cの値は約−0.15であり、切片を示す係数Dは0(約0)である。
ΔIp = C×dRpvs/dt +D ・・・(6)
そして、式(1)の右辺における最も右側の関数(すなわち、β×dRpvs/dt)と式(6)の右辺とを比較することにより、式(1)の係数βは式(6)の係数Cに相当することが理解できる。
従って、ガスセンサ3において内部抵抗値Rpvsを周期的に増減させたときのポンプ電流Ipと内部抵抗値Rpvsとを測定し、図6に示すように、微分値dRpvs/dtとポンプ電流差ΔIpとの関係を1次式で表すことにより、式(1)の係数βを設定することができる。
図7は、ポンプ電流Ipの実測値Ipm(以下、電流実測値Ipm)と、内部抵抗値Rpvsの実測値Rpvs_m(以下、抵抗実測値Rpvs_m)と、式(2)により算出された補正ポンプ電流Ipoとの時間変化を示すグラフである。
図7に示すように、内部抵抗値Rpvsの変動に伴う電流実測値Ipmの変動と比較して、内部抵抗値Ppvsの変動に伴う補正ポンプ電流Ipoの変動が小さく抑制されており、酸素濃度の検出精度が向上していることが分かる。
このように構成されたセンサ制御装置1は、センサ素子11と、センサ素子11を加熱するヒータ12とを備えるガスセンサ3を用いて、排気ガスに含まれる酸素の濃度を算出する。センサ素子11は、酸素イオン伝導性固体電解質体14と酸素イオン伝導性固体電解質体14上に配置された一対のポンプ電極15,16とを有するポンプセル13を有する。
センサ制御装置1は、酸素イオン伝導性固体電解質体14の内部抵抗値Rpvsを示す内部抵抗値データと、一対のポンプ電極15,16間で流れて酸素の濃度に応じて値が変動するポンプ電流Ipの値を示すポンプ電流データとを繰り返し取得する。
センサ制御装置1は、取得された内部抵抗値データが示す内部抵抗値Rpvsの値と、目標内部抵抗値Rpvs_tと、繰り返し取得された複数の内部抵抗値データが示す複数の内部抵抗値Rpvsに基づいて算出される微分値dRpvs/dtとに基づいて、取得されたポンプ電流データが示すポンプ電流Ipの値を補正する。
このようにセンサ制御装置1は、センサ素子11の酸素イオン伝導性固体電解質体14の内部抵抗値Rpvsと目標内部抵抗値Rpvs_tとの相違だけではなく、内部抵抗における単位時間当たりの変化量をも用いて、ポンプ電流Ipの値を補正する。すなわち、センサ制御装置1は、内部抵抗値Rpvsが目標内部抵抗値Rpvs_tとの間で一定の差を維持している静的な状態である場合にポンプ電流Ipに対して及ぼす影響だけではなく、内部抵抗が変化している最中である過渡的な状態(動的な状態)である場合にポンプ電流Ipに対して及ぼす影響をも考慮して、ポンプ電流Ipの値を補正する。このため、センサ制御装置1は、ガスセンサ3によるガス濃度検出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、センサ制御装置1はセンサ装置に相当し、酸素イオン伝導性固体電解質体14は固体電解質体に相当し、ポンプ電極15,16は一対の電極に相当し、ポンプセル13はセルに相当する。
また、排気ガスは被測定ガスに相当し、酸素は特定ガスに相当し、ポンプ電流Ipは濃度検出電流に相当し、内部抵抗値データは抵抗情報に相当し、ポンプ電流データは電流情報に相当する。
また、S10〜S40は取得部としての処理に相当し、S50〜S60は補正部としての処理に相当する。
また、センサ目標温度は目標温度に相当し、微分値dRpvs/dtは抵抗変化速度に相当し、センサ制御装置1およびガスセンサ3はセンサユニットに相当する。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
例えば上記実施形態では、式(1)によりポンプ電流Ipを補正する形態を示したが、下式(2)によりポンプ電流Ipを補正するようにしてもよい。なお、式(2)の係数αは、予め設定された定数である。
Figure 0006923345

次に、係数αの設定方法について説明する。
図8は、内部抵抗差ΔRpvsとポンプ電流差ΔIpとの関係を示すグラフである。
図8の直線L3で示すように、内部抵抗差ΔRpvsとポンプ電流差ΔIpとの関係を1次式で近似することができる内部抵抗差ΔRpvsの範囲(以下、近似可能範囲)が存在する。図8では、内部抵抗差ΔRpvsが−10Ωから+5Ωまでの範囲が近似可能範囲である。そして、直線L3を表す1次式の傾きが係数αに相当する。
従って、ガスセンサ3において内部抵抗差ΔRpvsとポンプ電流差ΔIpとを測定し、図8に示すように、近似可能範囲において内部抵抗差ΔRpvsとポンプ電流差ΔIpとの関係を1次式で表すことにより、式(2)の係数αを設定することができる。
これにより、センサ制御装置1は、内部抵抗差ΔRpvsに係数αを乗じるという簡便な演算により、上記の静的な状態である場合にポンプ電流Ipに対して及ぼす影響を考慮した補正を行うことができ、センサ制御装置1の処理負荷を低減することができる。
また上記実施形態では、センサとして酸素センサを用いるものを説明したが、酸素以外のガス(例えば、NOxなど)を検出するガスセンサであってもよい。また、センサとして酸素センサを用いる場合であっても、上記実施形態のように1つのセルを用いつつ限界電流方式によって酸素濃度を検出するセンサ素子に限定されない、例えば、一対の電極を有する酸素ポンプセルと、一対の電極を有する酸素濃度検出セルとの2つのセルとの間に測定室を介在させたセンサ素子に対して、本発明を適用してもよい。この2つのセルを有するセンサ素子は、酸素濃度検出セルの電極間に発生する起電力が目標値となるように酸素ポンプセルの通電状態を制御して測定室に向けて酸素を汲み入れたり、測定室から酸素を汲み出したりするように駆動することで、酸素ポンプセルに流れるポンプ電流に基づいて酸素濃度を広域にわたって検出することができる。
上記各実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
上述したセンサ制御装置1の他、当該センサ制御装置1を構成要素とするシステム、当該センサ制御装置1としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、濃度算出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
1…センサ制御装置、3…ガスセンサ、11…センサ素子、12…ヒータ、13…ポンプセル、14…酸素イオン伝導性固体電解質体、15,16…ポンプ電極

Claims (5)

  1. 固体電解質体と前記固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも1つ以上有するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサを用いて、被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出するセンサ装置であって、
    前記固体電解質体の内部抵抗の値を示す抵抗情報と、前記一対の電極間で流れて前記特定ガスの濃度に応じて値が変動する濃度検出電流の値を示す電流情報とを繰り返し取得するように構成された取得部と、
    前記センサ素子が前記特定ガスの濃度を検出するために前記ヒータによる加熱で維持される前記固体電解質体の温度を目標温度とし、前記目標温度に対応する前記内部抵抗の値を目標内部抵抗値とし、前記内部抵抗における単位時間当たりの変化量を抵抗変化速度として、前記取得部により取得された前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値と、前記目標内部抵抗値と、前記取得部により繰り返し取得された複数の前記抵抗情報が示す複数の前記内部抵抗の値に基づいて算出される前記抵抗変化速度とに基づいて、前記取得部により取得された前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値を補正するように構成された補正部と
    を備え、
    前記補正部は、前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値をIp、前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値をRpvs、前記目標内部抵抗値をRpvs_t、前記抵抗変化速度をdRpvs/dt、前記補正部により補正された前記濃度検出電流の値をIpoとし、係数a、係数bおよび係数βを予め設定された定数として、下式(1)により、前記濃度検出電流の値を補正するセンサ装置。
    Figure 0006923345
  2. 固体電解質体と前記固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも1つ以上有するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサを用いて、被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出するセンサ装置であって、
    前記固体電解質体の内部抵抗の値を示す抵抗情報と、前記一対の電極間で流れて前記特定ガスの濃度に応じて値が変動する濃度検出電流の値を示す電流情報とを繰り返し取得するように構成された取得部と、
    前記センサ素子が前記特定ガスの濃度を検出するために前記ヒータによる加熱で維持される前記固体電解質体の温度を目標温度とし、前記目標温度に対応する前記内部抵抗の値を目標内部抵抗値とし、前記内部抵抗における単位時間当たりの変化量を抵抗変化速度として、前記取得部により取得された前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値と、前記目標内部抵抗値と、前記取得部により繰り返し取得された複数の前記抵抗情報が示す複数の前記内部抵抗の値に基づいて算出される前記抵抗変化速度とに基づいて、前記取得部により取得された前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値を補正するように構成された補正部と
    を備え、
    前記補正部は、前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値をIp、前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値と前記目標内部抵抗値との差をΔRpvs、前記抵抗変化速度をdRpvs/dt、前記補正部により補正された前記濃度検出電流の値をIpoとし、係数αおよび係数βを予め設定された定数として、下式(2)により、前記濃度検出電流の値を補正するセンサ装置。
    Figure 0006923345
  3. 固体電解質体と前記固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも1つ以上有するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサを用いて、被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出するセンサ装置であって、
    前記固体電解質体の内部抵抗の値を示す抵抗情報と、前記一対の電極間で流れて前記特定ガスの濃度に応じて値が変動する濃度検出電流の値を示す電流情報とを繰り返し、かつ、同タイミングで取得するように構成された取得部と、
    前記センサ素子が前記特定ガスの濃度を検出するために前記ヒータによる加熱で維持される前記固体電解質体の温度を目標温度とし、前記目標温度に対応する前記内部抵抗の値を目標内部抵抗値とし、前記内部抵抗における単位時間当たりの変化量を抵抗変化速度として、前記取得部により取得された前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値と、前記目標内部抵抗値と、前記取得部により繰り返し取得された複数の前記抵抗情報が示す複数の前記内部抵抗の値に基づいて算出される前記抵抗変化速度とに基づいて、前記取得部により取得された前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値を補正するように構成された補正部と
    を備え、
    前記補正部は、前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値をIp、前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値をRpvs、前記目標内部抵抗値をRpvs_t、前記抵抗変化速度をdRpvs/dt、前記補正部により補正された前記濃度検出電流の値をIpoとし、係数a、係数bおよび係数βを予め設定された定数として、下式(1)により、前記濃度検出電流の値を補正するセンサ装置。
    Figure 0006923345
  4. 固体電解質体と前記固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも1つ以上有するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサを用いて、被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出するセンサ装置であって、
    前記固体電解質体の内部抵抗の値を示す抵抗情報と、前記一対の電極間で流れて前記特定ガスの濃度に応じて値が変動する濃度検出電流の値を示す電流情報とを繰り返し、かつ、同タイミングで取得するように構成された取得部と、
    前記センサ素子が前記特定ガスの濃度を検出するために前記ヒータによる加熱で維持される前記固体電解質体の温度を目標温度とし、前記目標温度に対応する前記内部抵抗の値を目標内部抵抗値とし、前記内部抵抗における単位時間当たりの変化量を抵抗変化速度として、前記取得部により取得された前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値と、前記目標内部抵抗値と、前記取得部により繰り返し取得された複数の前記抵抗情報が示す複数の前記内部抵抗の値に基づいて算出される前記抵抗変化速度とに基づいて、前記取得部により取得された前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値を補正するように構成された補正部と
    を備え、
    前記補正部は、前記電流情報が示す前記濃度検出電流の値をIp、前記抵抗情報が示す前記内部抵抗の値と前記目標内部抵抗値との差をΔRpvs、前記抵抗変化速度をdRpvs/dt、前記補正部により補正された前記濃度検出電流の値をIpoとし、係数αおよび係数βを予め設定された定数として、下式(2)により、前記濃度検出電流の値を補正するセンサ装置。
    Figure 0006923345
  5. 固体電解質体と前記固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも1つ以上有するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサと、
    請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のセンサ装置と
    を備えるセンサユニット。
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