WO2019065366A1 - 制御装置 - Google Patents

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勇樹 村山
竜三 加山
祐介 藤堂
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    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device of an exhaust gas sensor.
  • An exhaust gas sensor that detects a component contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine is activated when a predetermined condition is satisfied after the start of driving, and detection data having a detection error within a predetermined range can be output. Therefore, what performs activation determination of an exhaust gas sensor like patent document 1 below, for example is known.
  • An object of the present disclosure is to provide a control device capable of determining activation of an exhaust gas sensor in consideration of not only a temperature condition but also a condition inside the sensor.
  • the present disclosure is a control device of an exhaust gas sensor, wherein oxygen is removed by a first parameter indicating a temperature of a first cell for removing oxygen from exhaust gas discharged from an internal combustion engine, or operation of the first cell.
  • the temperature rise determination unit that acquires the second parameter that indicates the temperature of the second cell for detecting the measurement target component contained in the measurement target gas, and the exhaust gas sensor ensure predetermined accuracy and are in an active state that can be measured
  • an activity determination unit that determines whether or not it has become.
  • the temperature rise determination unit determines whether the temperature rise conditions for the first cell and the second cell are satisfied based on whether the first parameter or the second parameter exceeds a predetermined temperature threshold, and the activity determination unit holds the temperature rise condition. After that, when the time condition corresponding to the temperature threshold is satisfied, it is determined that the exhaust gas sensor is in the active state.
  • the temperature rise condition When the temperature rise condition is satisfied, it can be determined that the first cell or the second cell constituting the exhaust gas sensor satisfies the necessary condition of the active state.
  • the establishment of the time condition is determined corresponding to the temperature threshold value for determining the establishment of the temperature rising condition of the first cell or the second cell, when the temperature threshold value is set high or low Even in this case, it is possible to determine the decrease in the concentration of the inhibition factor gas according to the set value.
  • FIG. 1 is a view schematically showing an engine exhaust system.
  • FIG. 2 is a view schematically showing the configuration of the NOx sensor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a III-III cross section of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the SCU shown in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the microcomputer shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing processing of the ECU and the SCU shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing processing of the ECU and the SCU shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the process of the SCU shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the process of the SCU shown in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the process of the SCU shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the process of the SCU shown in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the process of the SCU shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the process of the SCU shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the process of the SCU shown in FIG.
  • the engine exhaust system ES is provided with an ECU (Engine Control Unit) 10 and an SCU (Sensor Control Unit) 40.
  • the ECU 10 is a device that controls the diesel engine 20 and an engine exhaust system ES connected thereto.
  • the ECU 10 has a function of controlling the behavior of the diesel engine 20.
  • the ECU 10 adjusts the opening degree of the fuel injection valve based on the accelerator opening degree and the engine rotational speed.
  • a diesel oxidation catalytic converter 22 and a selective catalytic reduction (SCR) catalytic converter 28 are provided in order from the diesel engine 20 side.
  • the diesel oxidation catalytic converter 22 includes a diesel oxidation catalyst (DOC) 221 and a diesel particulate filter (DPF: diesel particulate filter) 222.
  • DOC diesel oxidation catalyst
  • DPF diesel particulate filter
  • the diesel oxidation catalytic converter 22 purifies harmful substances contained in the exhaust gas by oxidation or reduction, and is an apparatus for collecting particulate matter (PM: Particulate Matter) made of carbon or the like.
  • PM particulate Matter
  • the diesel oxidation catalyst 221 is mainly composed of a ceramic carrier, an oxide mixture containing aluminum oxide, cerium dioxide and zirconium dioxide as components, and a noble metal catalyst such as platinum, palladium and rhodium.
  • the diesel oxidation catalyst 221 oxidizes and purifies hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides and the like contained in the exhaust gas.
  • the diesel oxidation catalyst 221 raises the temperature of the exhaust gas by the heat generated during the catalytic reaction.
  • the diesel particulate filter 222 is formed of a honeycomb structure in which a platinum group catalyst such as platinum or palladium is supported on porous ceramic.
  • the diesel particulate filter 222 deposits particulate matter contained in the exhaust gas on the partition walls of the honeycomb structure.
  • the deposited particulate matter is oxidized and purified by combustion. For this combustion, the temperature rise in the diesel oxidation catalyst 221 and the combustion temperature decrease of the particulate matter due to the additive are used.
  • the SCR catalytic converter 28 is an apparatus for reducing NOx to nitrogen and water as an aftertreatment device for the diesel oxidation catalytic converter 22, and has an SCR 281 which is a selective reduction type catalyst.
  • the SCR 281 can be exemplified by a catalyst in which a noble metal such as Pt is supported on a substrate surface such as zeolite or alumina.
  • the SCR 281 reduces and purifies NOx when the catalyst temperature is in the active temperature range and urea as a reducing agent is further added.
  • a urea addition injector 26 is provided upstream of the SCR catalytic converter 28 for urea addition.
  • the NOx sensor 24 is disposed between the diesel oxidation catalytic converter 22 and the urea addition injector 26, and the NOx sensor 30 is disposed downstream of the SCR catalytic converter 28.
  • the amount of urea to be added from the urea addition injector 26 to the SCR catalytic converter 28 is determined. More specifically, the amount of urea to be added is determined based on the NOx concentration detected from the exhaust gas before passing through the SCR catalytic converter 28 in the NOx sensor 24. Further, feedback is performed so that the NOx concentration detected from the exhaust gas after passing through the SCR catalytic converter 28 in the NOx sensor 30 becomes as small as possible, and the amount of urea to be added is corrected.
  • the amount of urea thus determined is added from the urea addition injector 26 to the SCR 281, whereby the NOx in the exhaust gas is properly reduced in the SCR 281.
  • hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas are externally transmitted from the tail pipe (not shown) which is the end of the engine exhaust system ES. Exhausted.
  • the SCU 40 detects the current output from the NOx sensor 24 and the NOx sensor 30.
  • the SCU 40 detects an amount of gas and performs abnormality detection processing, and transmits necessary data to the ECU 10.
  • the ECU 10 and the SCU 40 are connected to a CAN (Controller Area Network) bus 50 and perform information communication via the CAN bus 50.
  • CAN Controller Area Network
  • the ECU 10 includes an arithmetic device such as a CPU, a RAM, a ROM, an input / output port, and a storage device.
  • an arithmetic device such as a CPU, a RAM, a ROM, an input / output port, and a storage device.
  • the function of detecting an abnormality in the electrical system connected to the NOx sensors 24 and 30 will be mainly described. Since the NOx sensor 24 and the NOx sensor 30 have the same configuration, the configuration will be described by taking the NOx sensor 24 as an example.
  • the NOx sensor 24 includes a first body portion 241 a, a second body portion 241 b, a solid electrolyte body 244, a diffusion resistor 245, a pump electrode 246, and a heater 247. , A sensor electrode 248, a monitor electrode 249, and a common electrode 250.
  • the solid electrolyte body 244 is a plate-like member, and is made of an oxygen ion conductive solid electrolyte material such as zirconia oxide.
  • the first main body portion 241 a and the second main body portion 241 b are made of an insulator mainly composed of alumina, and are disposed with the solid electrolyte body 244 interposed therebetween.
  • the first main body portion 241 a is formed with a recess provided so as to retract from the solid electrolyte body 244 side.
  • the recess functions as a measurement chamber 242.
  • One side of the measurement chamber 242 is open.
  • a diffusion resistor 245 is disposed on the open side.
  • the diffusion resistor 245 is made of a porous or porous ceramic material such as alumina. The action of the diffusion resistor 245 regulates the speed of the exhaust gas drawn into the measuring chamber 242.
  • the second main body portion 241 b is also provided with a recess provided so as to retract from the solid electrolyte body 244 side.
  • the recess functions as an atmosphere chamber 243.
  • One side of the atmosphere chamber 243 is open. The gas drawn into the atmosphere chamber 243 from the solid electrolyte body 244 side is released to the atmosphere.
  • a pump electrode 246 which is a cathode side is provided on the surface of the solid electrolyte body 244 facing the measurement chamber 242 and on the diffusion resistor 245 side.
  • the pump electrode 246 is made of a Pt-Au alloy (platinum-gold alloy).
  • a common electrode 250 which is an anode side with respect to the pump electrode 246 and is mainly composed of platinum is provided on the surface of the solid electrolyte body 244 facing the atmosphere chamber 243 and corresponding to the pump electrode 246. .
  • the common electrode 250 is provided so that the sensor electrode 248 and the monitor electrode 249 overlap in the facing area when projected through the solid electrolyte 244.
  • oxygen contained in the exhaust gas in the measurement chamber 242 contacts the cathode side pump electrode 246 and becomes oxygen ions.
  • the oxygen ions flow in the solid electrolyte body 244 toward the common electrode 250 on the anode side, release charges in the common electrode 250 to become oxygen, and are discharged from the air chamber 243 to the air.
  • the pump electrode 246, the common electrode 250, and the solid electrolyte 244 sandwiched between these two electrodes form a pump cell having a function of discharging oxygen ions from the measurement chamber 242 to the atmosphere chamber 243.
  • a monitor electrode 249 serving as a cathode side is provided on the surface of the solid electrolyte body 244 facing the measurement chamber 242 and opposite to the diffusion resistor 245 across the pump electrode 246. The side opposite to the diffusion resistor 245 across the pump electrode 246 corresponds to the rear side of the pump electrode 246.
  • a common electrode 250 which is an anode side of the monitor electrode 249 is provided on the surface of the solid electrolyte body 244 facing the atmosphere chamber 243 and at a position corresponding to the monitor electrode 249. As described above, the monitor electrode 249, the common electrode 250, and the solid electrolyte 244 sandwiched between the two electrodes form a monitor cell having a function of detecting the oxygen concentration.
  • the monitor cell detects the concentration of oxygen remaining in the exhaust gas from which oxygen has been exhausted by the pump cell.
  • a voltage is applied between the monitor electrode 249 and the common electrode 250, residual oxygen contained in the exhaust gas from which oxygen is exhausted by the pump cell comes in contact with the monitor electrode 249 on the cathode side to become oxygen ions.
  • the oxygen ions flow in the solid electrolyte body 244 toward the common electrode 250 on the anode side, release charges in the common electrode 250 to become oxygen, and are discharged from the air chamber 243 to the air.
  • the charge at this time is detected as the monitor cell current Im by the monitor cell detection unit 404, and the residual oxygen concentration in the exhaust gas can be calculated based on the monitor cell current Im.
  • a sensor electrode 248 which is a cathode side is provided on the surface of the solid electrolyte body 244 facing the measurement chamber 242 and opposite to the diffusion resistor 245 with the pump electrode 246 interposed therebetween.
  • a common electrode 250 which is an anode side of the sensor electrode 248 is provided at a position corresponding to the sensor electrode 248, which is a surface of the solid electrolyte body 244 facing the atmosphere chamber 243.
  • the sensor electrode 248 is made of a Pt-Rh alloy (platinum-rhodium alloy) and has a strong reducibility against NOx.
  • the NOx in contact with the sensor electrode 248 is reductively decomposed into N2 and O2.
  • the decomposed O 2 receives a charge from the sensor electrode 248 on the cathode side to become oxygen ions.
  • the oxygen ions flow in the solid electrolyte body 244 toward the common electrode 250 on the anode side, release charges in the common electrode 250 to become oxygen, and are discharged from the air chamber 243 to the air.
  • the charge at this time is detected as the sensor cell current Is by the sensor cell detection unit 403, and the concentration of NOx in the exhaust gas and the residual oxygen concentration can be calculated based on the sensor cell current Is.
  • the pump cell can detect the output depending on the oxygen concentration in the exhaust gas
  • the function of the A / F sensor can also be provided.
  • the element temperature is calculated by the output current when a predetermined voltage is applied.
  • the element temperature has a correlation with the resistance of the element, but since the element has a capacitive component, it is preferable to remove the influence of the capacitive component. Therefore, it is preferable to set the applied voltage as a sweep voltage of a predetermined frequency. By applying the sweep voltage, the charge accumulated in the capacitive component of the element can be removed.
  • the application of the sweep voltage has an effect of superimposing the current raised by the sweep on the output current depending on the original gas concentration, so that the gas concentration is not detected in the application period of the sweep voltage or for a predetermined time. desirable.
  • the output current may be any element current. Since the current flowing by the sweep voltage is larger than the current flowing through the sensor electrode 248 and the monitor electrode 249 when detecting the gas concentration, it is preferable to grasp the element temperature by the output current of the pump electrode 246.
  • the heater 247 is supplied with a voltage to the SCU 40 to start the micro-energization mode when it can be driven.
  • the fine current conduction mode By setting the fine current conduction mode, it is possible to avoid sudden pressure change due to internal water boiling and breakage of the element due to water condensation on the exhaust pipe on the vehicle side being wetted by the sensor.
  • the temperature is raised to a temperature at which the gas concentration can be detected, so that high-duty activation is performed early.
  • the SCU 40 is configured as a digital processor with part or all of an analog circuit or a memory. In any case, in order to perform the function of outputting a control signal based on the received electrical signal, the SCU 40 is configured with a functional control block.
  • FIG. 4 shows the SCU 40 as such a functional control block diagram.
  • the SCU 40 includes a heater control unit 401, a pump cell detection unit 402, a sensor cell detection unit 403, a monitor cell detection unit 404, a common electrode detection unit 405, a microcomputer 406, a power supply circuit 407, a CAN communication unit 408, and a voltage. And an application circuit 409.
  • the heater control unit 401 is a part that controls the voltage applied to the heater 247 and controls the amount of heat generation of the heater 247.
  • the pump cell detection unit 402 is a portion that detects a pump cell current Ip flowing to the pump electrode 246.
  • the pump cell detection unit 402 outputs a signal indicating the detected pump cell current Ip to the microcomputer 406.
  • the pump cell detection unit 402 can also detect a pump cell voltage Vp of the pump cell.
  • the pump cell detection unit 402 outputs a signal indicating the detected pump cell voltage Vp to the microcomputer 406.
  • the sensor cell detection unit 403 is a portion that detects a sensor cell current Is flowing to the sensor electrode 248.
  • the sensor cell detection unit 403 outputs a signal indicating the detected sensor cell current Is to the microcomputer 406.
  • the monitor cell detection unit 404 is a part that detects a monitor cell current Im flowing to the monitor electrode 249.
  • the monitor cell detection unit 404 outputs a signal indicating the detected monitor cell current Im to the microcomputer 406.
  • the common electrode detection unit 405 is a portion that detects the common electrode current Icom flowing to the common electrode 250.
  • the common electrode detection unit 405 outputs a signal indicating the detected common electrode current Icom to the microcomputer 406.
  • the common electrode detection unit 405 can also detect the common electrode voltage Vcom of the common electrode 250.
  • the common electrode detection unit 405 outputs a signal indicating the detected common electrode voltage Vcom to the microcomputer 406.
  • the microcomputer 406 is a control unit in the SCU 40.
  • the microcomputer 406 outputs a control signal for controlling the temperature of the heater 247 to the heater control unit 401.
  • the microcomputer 406 is a part that calculates the NOx concentration in the exhaust gas based on the sensor cell current Is detected by the sensor cell detection unit 403 and the monitor cell current Im detected by the monitor cell detection unit 404.
  • the microcomputer 406 subtracts the monitor cell current Im, which is the output current of the monitor electrode 249, from the sensor cell current Is, which is the output current of the sensor electrode 248, to remove the current value due to the residual oxygen concentration in the exhaust gas emitted by the sensor cell. Calculate the NOx concentration in the exhaust gas.
  • the microcomputer 406 outputs a signal indicating the calculated NOx concentration to the CAN communication unit 408.
  • the power supply circuit 407 is a power supply circuit in the SCU 40.
  • the CAN communication unit 408 transmits a signal output from the microcomputer 406 to the CAN bus 50, and outputs a signal received from the CAN bus 50 to the microcomputer 406.
  • the voltage application circuit 409 is a circuit unit for applying a voltage to the common electrode 250 and the pump electrode 246.
  • the voltage application circuit 409 applies, to the common electrode 250, a sweep voltage in which the voltage changes continuously.
  • the voltage application circuit 409 can apply a voltage to the pump electrode 246, and the voltage is variable. Further, the voltage application circuit 409 may be a composite circuit combined with another detection function (current detection or voltage detection).
  • the microcomputer 406 includes, as functional components, a temperature rise determination unit 406a, an activity determination unit 406b, a time setting unit 406c, and an early activation unit 406d.
  • step S101 the ECU 10 determines that the sensor energization condition is satisfied.
  • the sensor energization condition is determined based on whether the environment of the NOx sensor 24 which is an exhaust gas sensor satisfies the drying condition. If the sensor energization condition is satisfied, the process proceeds to the process of step S102. If the sensor energization condition is not satisfied, the process ends.
  • step S102 the sensor driving permission is transmitted from the ECU 10 to the SCU 40.
  • step S103 the SCU 40 energizes the NOx sensor 24, and sensor driving is started.
  • step S104 it is determined whether the pump cell admittance Ap exceeds the activity determination admittance Tha. If the pump cell admittance Ap exceeds the activity determination admittance Tha, the process proceeds to the process of step S105. If the pump cell admittance Ap does not exceed the activity determination admittance Tha, the determination of step S104 is repeated.
  • step S105 the water evaporation time is calculated.
  • the water evaporation time is calculated based on the time from when the sensor drive is started until the pump cell admittance Ap exceeds the activity determination admittance Tha.
  • step S106 it is determined whether a time condition is satisfied.
  • the establishment of the time condition is to ensure a time during which the influence of the water vapor and / or the rich gas on the sensor cell and the monitor cell which are the second cell is eliminated after the temperature rising condition is established. If the activity determination admittance Tha for setting the temperature rising condition is set low, the time for eliminating the influence of the water vapor and / or the rich gas becomes long, so the setting time for the time condition establishment becomes long. If the activity determination admittance Tha for setting the temperature rising condition is set high, the time for eliminating the influence of water vapor and / or rich gas becomes short, so the setting time for the time condition establishment becomes short, depending on the case. May be zero.
  • the time condition under the operating condition where the time for which the water vapor and / or the rich gas disappear is the longest is set.
  • the elapsed time from the sensor driving in step S103 to the establishment of the temperature rise condition in step S104 or the elapse of the threshold time variable according to the sensor environment can be regarded as the establishment of the time condition.
  • the evaporation time of the water vapor and / or the rich gas becomes longer.
  • the flow velocity of the portion where the NOx sensor 24 is disposed becomes slower, the evaporation time of the water vapor and / or the rich gas becomes longer.
  • the threshold time can be determined according to such a situation. Further, the evaporation time corresponding to the minimum flow velocity of the mounted vehicle may be set as the threshold time.
  • the evaporation time of the water vapor and / or the rich gas can also be set from the relationship between the rotational speed and the load. For example, in the idle condition, it is set to 50 s.
  • step S106 If the time condition is not satisfied in step S106, the determination in step S106 is repeated. If the time condition is satisfied in step S106, the process proceeds to step S107. In step S107, the sensor activation determination is ON for water vapor and / or rich gas.
  • step S201 the ECU 10 determines that the sensor energization condition is satisfied.
  • the sensor energization condition is determined based on whether the environment of the NOx sensor 24 which is an exhaust gas sensor satisfies the drying condition. If the sensor energization condition is satisfied, the process proceeds to the process of step S202. If the sensor energization condition is not satisfied, the process ends.
  • step S202 the sensor drive permission is transmitted from the ECU 10 to the SCU 40.
  • step S203 following step S202 the SCU 40 energizes the NOx sensor 24, and sensor driving is started.
  • step S204 following step S203 early activation control is executed. Specifically, the voltage applied to the pump cell is temporarily raised.
  • step S205 it is determined whether an activation control time condition is established. Instead of the activation control time condition, it may be determined whether an output condition is satisfied.
  • the establishment of the activation control time condition is conditioned on the passage of time for eliminating the influence of hydrogen generated due to the early activation control.
  • the establishment of the output condition is on the condition that the output of the monitor cell has a substantially positive value.
  • (A) shows the current of the monitor cell
  • (B) shows the detected NOx concentration.
  • the solid line shows an example of the NOx sensor whose hydrogen elimination is slow
  • the broken line shows the example of the NOx sensor whose hydrogen elimination is early.
  • the detected NOx concentration is close to the actual gas concentration from the vicinity where the value of the monitor cell current exceeds zero. Therefore, on the condition that the output of the monitor cell has a substantially positive value, it can be determined that the influence of the residual hydrogen is eliminated.
  • the monitor cell current value may fluctuate, not only when the monitor cell current value instantaneously becomes positive but also when the monitor cell current value becomes positive several times continuously or intermittently. It is preferable to judge that the influence of residual hydrogen is eliminated.
  • the threshold may be slightly offset to the negative side (about several nA).
  • step S205 if the activation control time condition or the output condition is not satisfied, the determination in step S205 is repeated.
  • step S106 when the activation control time condition or the output time condition is satisfied, the process proceeds to step S206.
  • step S206 the sensor activation determination is ON for hydrogen.
  • FIG. 8 shows the establishment of the temperature condition described with reference to FIG. 6 and the establishment of the time condition of water vapor / rich gas evaporation.
  • FIG. 8B shows the establishment of the time condition for hydrogen annihilation described with reference to FIG.
  • the time t1 in (A) of FIG. 8 is the processing timing of step S102 of FIG.
  • Time t2 in (A) of FIG. 8 is the processing timing of step S104 of FIG.
  • Time t4 in (A) of FIG. 8 is processing timing of step S106 of FIG.
  • Time t1 in (B) of FIG. 8 is processing timing of steps S203 and S204 of FIG.
  • Time t3 in (B) of FIG. 8 is timing when the process of step 204 of FIG. 7 ends.
  • Time t5 in (B) of FIG. 8 is processing timing of step S205 of FIG.
  • the early activation control when the early activation control is not performed, it can be determined that the activation of the NOx sensor 24 is completed, with the establishment of the temperature condition and the establishment of the time condition of water vapor / rich gas evaporation described with reference to FIG.
  • the abnormality determination of the NOx sensor 24 can be performed using the satisfaction of the temperature condition described with reference to FIG.
  • the NOx sensor 24 is normal, as shown in FIG. 13, since the abnormality determination start timing comes after the establishment of the temperature condition and the time condition of water vapor / rich gas evaporation, the activation abnormality flag is transitioned from indeterminate to normal. .
  • the microcomputer 406 is a control device of the NOx sensor 24 which is an exhaust gas sensor, and is a first cell indicating a temperature of a pump cell which is a first cell for removing oxygen from exhaust gas discharged from the internal combustion engine 20.
  • the parameter and the second parameter indicating the temperature of the sensor cell and the monitor cell which are the second cell for detecting the measurement target component contained in the measurement target gas from which the oxygen has been removed by the operation of the pump cell which is the first cell
  • a temperature determination unit 406a and an activity determination unit 406b that determines whether the NOx sensor 24 is in an active state that can be measured while securing predetermined accuracy are provided.
  • the temperature rise determination unit 406a determines whether the temperature rise conditions for the first cell and the second cell are satisfied, based on whether at least one of the first parameter and the second parameter exceeds a predetermined temperature threshold, and the activity determination unit 406b After the temperature raising condition is established, when the time condition corresponding to the temperature threshold is satisfied, it is determined that the NOx sensor 24 is in the activated state.
  • the temperature raising condition When the temperature raising condition is satisfied, it can be determined that the first cell or the second cell constituting the NOx sensor 24 which is the exhaust gas sensor satisfies the necessary condition of the active state.
  • the establishment of the time condition it is also possible to determine the concentration decrease of the gas that becomes the inhibiting factor to secure the detection accuracy in the NOx sensor 24, so the activity determination with higher accuracy It can be performed. Since the establishment of the time condition is determined corresponding to the temperature threshold value for determining the establishment of the temperature rising condition of the first cell and the second cell, when the temperature threshold value is set high or low Even in this case, it is possible to determine the decrease in the concentration of the inhibiting gas according to the set value.
  • the time condition is set so as to ensure a time during which the influence of water vapor and / or rich gas on the second cell is eliminated after the temperature raising condition is satisfied.
  • the time condition is set so as to ensure the time during which the influence of water vapor and / or rich gas on the second cell is eliminated after the temperature rising condition is satisfied, the influence of water vapor and / or rich gas as an inhibiting gas is It is possible to make sure that the determination is made and the activity determination can be performed with higher accuracy.
  • At least one of the first parameter and the second parameter is an admittance or an impedance when an alternating voltage is applied. Since the admittance or impedance at the time of AC voltage application is used as the parameter used for the temperature rise determination, the temperature rise determination can be performed accurately.
  • the time setting unit 406 c is further provided which sets a predetermined time for determining the establishment of the time condition, and the time setting unit 406 c starts to energize the first cell and the second cell.
  • the predetermined time is set based on the time until the temperature rise condition is established.
  • the time from the start of energization of the first cell and the second cell to the establishment of the temperature rising condition varies depending on the reaction capacity of the cell, so setting the predetermined time according to this time Judgment of establishment can be optimized.
  • the time setting unit 406 c is further provided to set a predetermined time for determining the establishment of the time condition, and the time setting unit 406 c operates the environment where the NOx sensor 24 is provided or the operation of the internal combustion engine 20.
  • the predetermined time is set based on the conditions.
  • the time condition according to the environment and operating conditions can be set by setting the predetermined time in consideration of these. It becomes possible to set
  • the early activation unit 406d is further provided which executes early activation control to temporarily increase the voltage applied to the first cell when the internal combustion engine 20 is started.
  • the early activation unit 406d determines an early activation completion condition for completing early activation control. In the case where the temperature determination condition, the time condition, and the early activation completion condition are satisfied, and the activity control time condition for eliminating the influence of hydrogen generated due to the early activation control is satisfied.
  • the exhaust gas sensor is determined to be in an active state. Since the early activation control enables determination of the activation state in consideration of the influence of hydrogen generated, early activation judgment can be performed by utilizing the effect of the early activation.
  • the NOx sensor 24 includes, as the second cell, a monitor cell for detecting the concentration of oxygen contained in the gas to be measured from which the oxygen has been removed by the operation of the first cell. 406b determines that the NOx sensor 24 is in the activated state if the output of the monitor cell indicates that the influence of hydrogen is removed instead of the establishment of the activation control time condition after the temperature rise condition is established. Since the monitor cell can confirm that the influence of hydrogen has been eliminated, it is possible to judge the activation state earlier and with higher accuracy.
  • the activity determining unit 406b determines that the NOx sensor 24 is abnormal. Since the abnormality of the NOx sensor 24 can be determined by not satisfying the conditions within the predetermined time, the abnormality determination can be performed without spending unnecessary time.
  • the temperature rise condition is determined based on whether at least one of the first parameter and the second parameter indicates that the admittance or impedance at the time of application of the alternating voltage exceeds a predetermined threshold value.
  • the method of determining the temperature rise condition is not limited to this.
  • each threshold corresponding to the first parameter and the second parameter is set in advance, and the temperature rise condition is determined based on whether each of the first parameter and the second parameter exceeds the set threshold. You may configure. According to this, since the temperature rise determination is performed based on both the first parameter and the second parameter, it is possible to reliably determine the active state.
  • the NOx sensor 24 is disposed between the diesel oxidation catalytic converter 22 and the urea addition injector 26, and the NOx sensor 30 is disposed downstream of the SCR catalytic converter 28.
  • An NOx storage reduction catalyst LNT Lean NOx Trap
  • LNT Lean NOx Trap
  • the LNT is composed of a NOx storage material and a ceramic carrier. LNT temporarily occludes NOx in exhaust gas into a NOx storage material consisting of an alkali metal such as potassium or an alkaline earth metal such as barium when the engine state is lean, to make the engine state rich
  • the HC is supplied into the exhaust gas to release the stored NOx. Then, the released NOx is reduced by the function of the SCR catalytic converter provided downstream.
  • the NOx sensor can be further provided upstream of the LNT. That is, the NOx sensor can be provided on the upstream side of the NOx storage reduction catalyst, between the diesel oxidation catalytic converter 22 and the urea addition injector 26, and on the downstream side of the SCR catalytic converter 28, respectively. And each NOx sensor is connected to one SCU. Others are the same as the said embodiment.
  • the state of the engine can be switched to rich or lean on the ECU 10 side.
  • the NOx sensor on the upstream side of the LNT contains a large amount of other gases because the exhaust gas discharged from the engine often does not pass through the reduction catalyst etc., and the influence of the other gases is large when detecting the NOx sensor. Therefore, in the activity determination of the NOx sensor on the upstream side of LNT, it is necessary to set a long time during which the influence of water vapor and / or rich gas on the sensor cell and monitor cell is eliminated after the temperature rising condition is satisfied corresponding to step S105. There is.
  • the time condition is preferably set longer than the NOx sensor provided downstream of the LNT.
  • the time during which the influence of water vapor and / or rich gas is eliminated becomes longer than the NOx sensor provided on the downstream side of LNT, so the influence of gas which is an inhibiting factor to secure the detection accuracy of the NOz sensor is taken into consideration.
  • the activity of the NOx sensor can be determined accurately.
  • the NOx sensor provided upstream of the LNT in the first modification can be provided between the LNT and the diesel oxidation catalytic converter.
  • the NOx sensor can be provided between the LNT and the diesel oxidation catalytic converter, between the diesel oxidation catalytic converter 22 and the urea addition injector 26, and downstream of the SCR catalytic converter 28, respectively.
  • the NOx sensor is a gas whose exhaust gas does not pass through a reduction catalyst or the like, so the influence of other gases is also large. Therefore, as in the first modification, the first parameter or the second parameter is the determination with respect to the activity determination admittance Tha for establishing the temperature rising condition in the NOx sensor provided between the LNT and the diesel oxidation catalytic converter
  • the time condition from exceeding the admittance Tha of to the activation judgment ON is set longer than the NOx sensor provided between the diesel oxidation catalytic converter 22 and the urea addition injector 26 or downstream of the SCR catalytic converter 28. Is preferred.
  • the time during which the influence of water vapor and / or rich gas is eliminated is longer than the NOx sensor provided between the diesel oxidation catalytic converter 22 and the urea addition injector 26 or downstream of the SCR catalytic converter 28.
  • the activity of the NOx sensor can be determined with high accuracy, taking into consideration the influence of gas, which is an inhibiting factor for securing the detection accuracy of the NOz sensor.

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Abstract

第１パラメータが予め定められた第１閾値を超えたか、又は第２パラメータが予め定められた第２閾値を超えたかの一方の条件成立によって、第１セル又は第２セルの昇温条件成立を判断し、昇温条件成立後、対応する時間条件が成立している場合に、排出ガスセンサが活性状態になっていると判断する。

Description

制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、2017年9月29日に出願された日本国特許出願2017-190369号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
　本開示は、排出ガスセンサの制御装置に関する。
　内燃機関から排出される排出ガスに含まれる成分を検出する排出ガスセンサは、駆動開始から所定の条件を満たすと活性状態となり、検出誤差が所定範囲内の検出データを出力することができる。そのため、例えば下記特許文献１のように、排出ガスセンサの活性化判定を行うものが知られている。
特開２００９－２５７８８９号公報
　特許文献１では、排出ガスセンサを構成するセルの素子温を表すパラメータに基づいて、排出ガスセンサの活性化がなされたか否かを判断している。しかしながら、温度条件のみでは、排出ガスセンサ内の状況が一義的に把握できないため、例えば検出データの正確性を阻害するガス成分が残った状態であることも想定される。
　本開示は、温度条件のみならずセンサ内部の状況も勘案して排出ガスセンサの活性化を判断することが可能な制御装置を提供することを目的とする。
　本開示は、排出ガスセンサの制御装置であって、内燃機関から排出される排気ガスから酸素を除去するための第１セルの温度を示す第１パラメータ、又は第１セルの作動により酸素が除去された測定対象ガスに含まれる測定対象成分を検出するための第２セルの温度を示す第２パラメータを取得する昇温判定部と、排出ガスセンサが、所定の精度を確保し測定可能な活性状態になったか否かを判断する活性判定部と、を備えている。昇温判定部は、第１パラメータ又は第２パラメータが予め定められた温度閾値を超えたかによって、第１セル及び第２セルの昇温条件成立を判断し、活性判定部は、昇温条件成立後、温度閾値に対応する時間条件が成立している場合に、排出ガスセンサが活性状態になっていると判断する。
　昇温条件成立によって、排出ガスセンサを構成する第１セル又は第２セルが活性状態の必要条件を満たしていると判断することができる。この昇温条件に加えて、時間条件の成立を判断することで、排出ガスセンサ内において検出精度を確保する阻害要因となるガスの濃度低下も判断することができるので、より精度の高い活性判定を行うことができる。時間条件の成立は、第１セル又は第２セルの昇温条件成立を判断するための温度閾値に対応して判断するようにしているので、温度閾値が高く設定されたり低く設定されたりした場合であっても、その設定値に応じた阻害要因ガスの濃度低下を判断することができる。
図１は、エンジン排気系を模式的に示す図である。 図２は、図１に示されるＮＯｘセンサの構成を模式的に示す図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面図である。 図４は、図１に示されるＳＣＵの構成を示すブロック図である。 図５は、図４に示されるマイコンの機能的な構成を示すブロック図である。 図６は、図１に示されるＥＣＵ及びＳＣＵの処理を示すフローチャートである。 図７は、図１に示されるＥＣＵ及びＳＣＵの処理を示すフローチャートである。 図８は、図１に示されるＳＣＵの処理を説明するための図である。 図９は、図１に示されるＳＣＵの処理を説明するための図である。 図１０は、図１に示されるＳＣＵの処理を説明するための図である。 図１１は、図１に示されるＳＣＵの処理を説明するための図である。 図１２は、図１に示されるＳＣＵの処理を説明するための図である。 図１３は、図１に示されるＳＣＵの処理を説明するための図である。 図１４は、図１に示されるＳＣＵの処理を説明するための図である。
　以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
　図１に示されるように、エンジン排気系ＥＳには、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１０及びＳＣＵ（Ｓｅｎｓｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）４０が設けられている。ＥＣＵ１０は、ディーゼルエンジン２０及びそれに繋がるエンジン排気系ＥＳを制御する装置である。ＥＣＵ１０は、ディーゼルエンジン２０の挙動を制御する機能を有している。ＥＣＵ１０は、アクセル開度及びエンジン回転速度に基づいて燃料噴射弁の開度を調整する。
　エンジン排気系ＥＳには、ディーゼルエンジン２０側から順に、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と、ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒コンバータ２８と、が設けられている。ディーゼル酸化触媒コンバータ２２は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｃａｔａｌｙｓｔ）２２１と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）２２２と、を有している。
　ディーゼル酸化触媒コンバータ２２は、排出ガスに含まれる有害物質を酸化又は還元により浄化するものであって、特に炭素などからなる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ）を捕集する装置である。
　ディーゼル酸化触媒２２１は、主としてセラミック製の担体と、酸化アルミニウム、二酸化セリウム及び二酸化ジルコニウムを成分とする酸化物混合物、並びに白金、パラジウム、ロジウムといった貴金属触媒で構成されている。ディーゼル酸化触媒２２１は、排出ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などを酸化させ浄化する。また、ディーゼル酸化触媒２２１は、触媒反応の際に発生する熱により排出ガス温度を上昇させる。
　ディーゼルパティキュレートフィルタ２２２は、多孔質セラミックに白金やパラジウムなどの白金族触媒が担持され、ハニカム構造体で形成される。ディーゼルパティキュレートフィルタ２２２は、排出ガス中に含まれる粒子状物質をハニカム構造体の隔壁に堆積させる。堆積した粒子状物質は、燃焼によって酸化され浄化される。この燃焼には、ディーゼル酸化触媒２２１における温度上昇や、添加剤による粒子状物質の燃焼温度低下が利用される。
　ＳＣＲ触媒コンバータ２８は、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２の後処理装置としてＮＯｘを窒素と水に還元する装置であって、選択還元型の触媒であるＳＣＲ２８１を有する。ＳＣＲ２８１は、ゼオライト又はアルミナなどの基材表面にＰｔなどの貴金属を担持した触媒が例示できる。ＳＣＲ２８１は、触媒温度が活性温度域にあり、さらに、還元剤としての尿素が添加されているときにＮＯｘを還元浄化するものである。尿素添加のため、ＳＣＲ触媒コンバータ２８の上流側には、尿素添加インジェクタ２６が設けられている。
　本実施形態では、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と尿素添加インジェクタ２６との間にＮＯｘセンサ２４が、ＳＣＲ触媒コンバータ２８の下流側にＮＯｘセンサ３０がそれぞれ配置されている。
　ＮＯｘセンサ２４で検出されるＮＯｘ濃度と、ＮＯｘセンサ３０で検出されるＮＯｘ濃度とに基づき尿素添加インジェクタ２６からＳＣＲ触媒コンバータ２８に対して添加される尿素の量が決定される。より具体的には、ＮＯｘセンサ２４においてＳＣＲ触媒コンバータ２８通過前の排出ガスから検出されるＮＯｘ濃度に基づいて添加する尿素の量が決定される。また、ＮＯｘセンサ３０においてＳＣＲ触媒コンバータ２８を通過した後の排出ガスから検出されるＮＯｘ濃度が極力小さい値となるようにフィードバックし、添加する尿素の量を補正する。このように決定された量の尿素が、尿素添加インジェクタ２６からＳＣＲ２８１に対して添加されることで、ＳＣＲ２８１において排出ガス中のＮＯｘが適正に還元される。このように、排出ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物は、ＮＯｘセンサ２４及びＮＯｘセンサ３０を通過した後、エンジン排気系ＥＳの終端であるテールパイプ（不図示）から外部に排出される。
　ＮＯｘセンサ２４及びＮＯｘセンサ３０が出力する電流は、ＳＣＵ４０が検出している。ＳＣＵ４０は、ガス量を検出すると共に異常検出処理を行って、必要なデータをＥＣＵ１０に送信している。ＥＣＵ１０及びＳＣＵ４０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）バス５０に繋がっており、ＣＡＮバス５０を介して情報通信を行っている。
　ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ等の演算装置、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力ポート、及び記憶装置を含むものである。特に本実施形態の説明では、ＮＯｘセンサ２４，３０に繋がる電気系統の異常を検出する機能を中心に説明をする。ＮＯｘセンサ２４とＮＯｘセンサ３０とは同一の構成であるため、ＮＯｘセンサ２４を例にとってその構成を説明する。
　図２及び図３に示されるように、ＮＯｘセンサ２４は、第１本体部２４１ａと、第２本体部２４１ｂと、固体電解質体２４４と、拡散抵抗体２４５と、ポンプ電極２４６と、ヒータ２４７と、センサ電極２４８と、モニタ電極２４９と、共通電極２５０と、を備えている。
　固体電解質体２４４は板状の部材であって、酸化ジルコニア等の酸素イオン伝導性固体電解質材料によって構成されている。第１本体部２４１ａ及び第２本体部２４１ｂは、アルミナを主成分とする絶縁体からなり、固体電解質体２４４を挟んで配置されている。第１本体部２４１ａには、固体電解質体２４４側から後退するように設けられた凹部が形成されている。その凹部は測定室２４２として機能している。測定室２４２の一側面は開放されている。その開放された一側面に拡散抵抗体２４５が配置されている。拡散抵抗体２４５は、多孔質又は細孔が形成されたアルミナ等のセラミック材料からなっている。拡散抵抗体２４５の作用により、測定室２４２内に引き込まれる排出ガスの速度が律せられる。
　第２本体部２４１ｂにも、固体電解質体２４４側から後退するように設けられた凹部が形成されている。その凹部は大気室２４３として機能している。大気室２４３の一側面は開放されている。固体電解質体２４４側から大気室２４３内に引き込まれる気体は大気に放出される。
　固体電解質体２４４の測定室２４２側に臨む面であって、拡散抵抗体２４５側には陰極側となるポンプ電極２４６が設けられている。ポンプ電極２４６は、Ｐｔ－Ａｕ合金（白金－金合金）からなる。また、固体電解質体２４４の大気室２４３に臨む面であって、ポンプ電極２４６と対応する位置には、ポンプ電極２４６に対して陽極側となり主成分がプラチナからなる共通電極２５０が設けられている。共通電極２５０は、センサ電極２４８及びモニタ電極２４９が固体電解質２４４を介して投影した際の対向領域において重なるように設けられている。
　ポンプ電極２４６と共通電極２５０との間に電圧が印加されると、測定室２４２内の排出ガス中に含まれる酸素が陰極側のポンプ電極２４６に接触して酸素イオンとなる。この酸素イオンは、陽極側の共通電極２５０に向かって固体電解質体２４４内を流れ、共通電極２５０において電荷を放出して酸素となり、大気室２４３から大気中に排出される。このように、ポンプ電極２４６、共通電極２５０、及びこれら２つの電極に挟まれる固体電解質２４４によって、酸素イオンを測定室２４２から大気室２４３に排出する機能を有するポンプセルが形成されている。
　なお、ポンプ電極２４６と共通電極２５０との間に印加する電圧が高いほど、ポンプセルによって排出ガス中から大気室２４３を経由して大気中に排出される酸素の量は多くなる。逆にポンプ電極２４６と共通電極２５０との間に印加する電圧が低いほど、ポンプセルによって排出ガス中から排出される酸素の量は減る。従って、ポンプ電極２４６と共通電極２５０との間に印加する電圧を増減することで、後段のセンサ電極２４８及びモニタ電極２４９に流れる排出ガス中の残留酸素の量を増減させることができる。
　固体電解質体２４４の測定室２４２側に臨む面であって、ポンプ電極２４６を挟んで拡散抵抗体２４５とは反対側には陰極側となるモニタ電極２４９が設けられている。ポンプ電極２４６を挟んで拡散抵抗体２４５とは反対側は、ポンプ電極２４６よりも後段側に相当する。固体電解質体２４４の大気室２４３に臨む面であって、モニタ電極２４９と対応する位置にモニタ電極２４９に対して陽極側となる共通電極２５０が設けられている。このように、モニタ電極２４９、共通電極２５０、及びこれら２つの電極に挟まれる固体電解質２４４によって、酸素濃度を検出する機能を有するモニタセルが形成されている。
　モニタセルは、ポンプセルによって酸素が排出された排出ガス中に残留する酸素濃度を検出する。モニタ電極２４９と共通電極２５０との間に電圧が印加されると、ポンプセルによって酸素が排出された排出ガス中に含まれる残留酸素が陰極側のモニタ電極２４９に接触して酸素イオンとなる。この酸素イオンは、陽極側の共通電極２５０に向かって固体電解質体２４４内を流れ、共通電極２５０において電荷を放出して酸素となり、大気室２４３から大気中に排出される。この際の電荷は、モニタセル検出部４０４によりモニタセル電流Ｉｍとして検出され、このモニタセル電流Ｉｍに基づいて、排出ガス中の残留酸素濃度を算出し得る。
　固体電解質体２４４の測定室２４２側に臨む面であって、ポンプ電極２４６を挟んで拡散抵抗体２４５とは反対側には陰極側となるセンサ電極２４８が設けられている。固体電解質体２４４の大気室２４３に臨む面であって、センサ電極２４８と対応する位置にセンサ電極２４８に対して陽極側となる共通電極２５０が設けられている。このように、センサ電極２４８、共通電極２５０、及びこれら２つの電極に挟まれる固体電解質２４４によって、排出ガス中のＮＯｘの濃度及び残留酸素濃度を算出するセンサセルが形成されている。
　センサ電極２４８は、Ｐｔ－Ｒｈ合金（白金－ロジウム合金）からなり、ＮＯｘに対して強い還元性を有している。センサ電極２４８に接触したＮＯｘは、Ｎ２とＯ２とに還元分解される。センサ電極２４８と共通電極２５０との間に電圧が印加されると、分解されたＯ２は、陰極側のセンサ電極２４８から電荷を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イオンは、陽極側の共通電極２５０に向かって固体電解質体２４４内を流れ、共通電極２５０において電荷を放出して酸素となり、大気室２４３から大気中に排出される。この際の電荷は、センサセル検出部４０３によりセンサセル電流Ｉｓとして検出され、このセンサセル電流Ｉｓに基づいて、排出ガス中のＮＯｘの濃度及び残留酸素濃度を算出し得る。
　ポンプセルで排出する酸素によって、測定室２４２内に流入する絶対ガス量が変化するため、ＮＯｘ濃度の算出にあたっては、ポンプセルの影響を補正することが好ましい。
　また、ポンプセルにおいて、排出ガス内の酸素濃度に依存した出力を検出することができるため、Ａ／Ｆセンサの機能ももたせることができる。Ａ／Ｆの算出にあたっては、ポンプ電極２４６と共通電極２５０との間を流れる電流であるポンプセル電流Ｉｐにて算出することが好ましい。これらガス濃度検知は、車両で使われ方を考慮し、例えば５ｍｓ毎に行うことができる。
　ガス濃度検知のためには、酸素イオンを流すため、素子温度が所定温度となるようにヒータ２４７で加温する必要がある。素子温度を把握することが必要であるが、直接温度を検知するセンサは装備していないため、所定の電圧を印加した場合の出力電流によって素子温度を算出する。素子温度は素子の抵抗と相関性があるが、素子には容量成分があるため、容量成分の影響を除去することが好ましい。そのため、印加電圧を所定周波数の掃引電圧とすることが好ましい。掃引電圧を印加することで、素子の容量成分に溜まった電荷を抜くことができる。掃引電圧の印加は、本来のガス濃度に依存した出力電流に掃引によって隆起された電流も重畳させる影響を及ぼすため、掃引電圧の印加期間もしくは、所定時間においてはガス濃度の検出を行わないことが望ましい。また、共通電極の電圧を掃引電圧とすることにより、ポンプ電極２４６、センサ電極２４８、モニタ電極２４９の各々の電流が流れる為、素子温度としてはどの出力電流としても良い。ガス濃度を検知する際にセンサ電極２４８やモニタ電極２４９を流れる電流に対して、掃引電圧によって流れる電流は大きくなるため、ポンプ電極２４６の出力電流によって素子温度を把握することが好ましい。
　ヒータ２４７には、素子の破壊を防ぐため、ＳＣＵ４０に電圧が供給され駆動できる状態になった段階で微通電モードを開始する。微通電モードとすることで、内部水分の沸騰による圧力急変や車両側の排気管の凝縮水がセンサに被水し素子が破壊することを避けることができる。その後、ＥＣＵ１０からの通電要求を受け取ると、ガス濃度検知ができる温度に昇温するため、高デューティで早期活性させる。また、素子が破壊されたことやセンサの異常（断線、ショート等）をトリガとして、ヒータ２４７への通電を強制カットする機能を備えることも好ましい。ＳＣＵ４０の電源電圧によって素子の活性度合いが変化することを防止するため、ＳＣＵ４０の認識した電圧によってヒータ２４７のデューティを変化させることも好ましい。
　一方、ヒータ２４７へ通電し、ポンプセル、及びセンサセルが機能する温度条件まで昇温させた後には、上述したようにポンプセルにより酸素を測定室２４２から大気室２４３へ排出するために電圧を印加する。ここで、エンジン始動時ではセンサ電極２４８の表面が酸化している可能性があり、このセンサ電極２４８の表面に含まれる酸素の影響によりセンサセルにおいて電流が流れてしまう可能性がある。これにより、エンジン始動時にはＮＯｘ濃度を精度良く検出することができない可能性がある。そこで、通常時よりも一時的に高い電圧をポンプセルに印加することで、測定室内のガスに含まれる水蒸気等の水分から電気分解により水素を生成させ、センサ電極２４８の表面に含まれる酸素を強制的に還元させることが望ましい。以降、ポンプセルにこの一時的な電圧を印加する制御を早期活性制御と呼称する。
　ＳＣＵ４０は、その一部又は全部が、アナログ回路で構成されるか、メモリを備えたデジタルプロセッサとして構成される。いずれにしても、受信した電気信号に基づいて制御信号を出力する機能を果たすため、ＳＣＵ４０には機能的な制御ブロックが構成される。図４は、ＳＣＵ４０を、このような機能的な制御ブロック図として示したものである。
　続いて、ＳＣＵ４０の機能的な構成要素について説明する。ＳＣＵ４０は、ヒータ制御部４０１と、ポンプセル検出部４０２と、センサセル検出部４０３と、モニタセル検出部４０４と、共通電極検出部４０５と、マイコン４０６と、電源回路４０７と、ＣＡＮ通信部４０８と、電圧印加回路４０９と、を備えている。
　ヒータ制御部４０１は、ヒータ２４７に印加する電圧を制御し、ヒータ２４７の発熱量を制御する部分である。
　ポンプセル検出部４０２は、ポンプ電極２４６に流れるポンプセル電流Ｉｐを検出する部分である。ポンプセル検出部４０２は、検出したポンプセル電流Ｉｐを示す信号をマイコン４０６に出力する。ポンプセル検出部４０２は、ポンプセルのポンプセル電圧Ｖｐも検出することができる。ポンプセル検出部４０２は、検出したポンプセル電圧Ｖｐを示す信号をマイコン４０６に出力する。
　センサセル検出部４０３は、センサ電極２４８に流れるセンサセル電流Ｉｓを検出する部分である。センサセル検出部４０３は、検出したセンサセル電流Ｉｓを示す信号をマイコン４０６に出力する。
　モニタセル検出部４０４は、モニタ電極２４９に流れるモニタセル電流Ｉｍを検出する部分である。モニタセル検出部４０４は、検出したモニタセル電流Ｉｍを示す信号をマイコン４０６に出力する。
　共通電極検出部４０５は、共通電極２５０に流れる共通電極電流Ｉｃｏｍを検出する部分である。共通電極検出部４０５は、検出した共通電極電流Ｉｃｏｍを示す信号をマイコン４０６に出力する。共通電極検出部４０５は、共通電極２５０の共通電極電圧Ｖｃｏｍも検出することができる。共通電極検出部４０５は、検出した共通電極電圧Ｖｃｏｍを示す信号をマイコン４０６に出力する。
　マイコン４０６は、ＳＣＵ４０内の制御部である。マイコン４０６は、ヒータ制御部４０１にヒータ２４７の温度を制御するための制御信号を出力する。マイコン４０６は、センサセル検出部４０３が検出したセンサセル電流Ｉｓ及びモニタセル検出部４０４が検出したモニタセル電流Ｉｍに基いて、排出ガス中のＮＯｘ濃度を算出する部分である。マイコン４０６は、センサ電極２４８の出力電流であるセンサセル電流Ｉｓからモニタ電極２４９の出力電流であるモニタセル電流Ｉｍを減算することで、センサセルが出した排出ガス中の残留酸素濃度による電流値を除き、排出ガス中のＮＯｘ濃度を算出する。マイコン４０６は、算出したＮＯｘ濃度を示す信号をＣＡＮ通信部４０８に出力する。
　電源回路４０７は、ＳＣＵ４０内の電源回路である。ＣＡＮ通信部４０８は、マイコン４０６が出力する信号をＣＡＮバス５０に送信し、ＣＡＮバス５０から受信する信号をマイコン４０６に出力する。
　電圧印加回路４０９は、共通電極２５０やポンプ電極２４６に電圧を印加するための回路部である。電圧印加回路４０９は、共通電極２５０に、電圧が連続的に変化する掃引電圧を印加する。電圧印加回路４０９は、ポンプ電極２４６に電圧を印加することができ、その電圧は可変である。また、電圧印加回路４０９は、他の検出機能（電流検出や電圧検出）と複合した複合回路でも良い。
　続いて、マイコン４０６の機能的な構成要素について、図５を参照しながら説明する。マイコン４０６は、機能的な構成要素として、昇温判定部４０６ａと、活性判定部４０６ｂと、時間設定部４０６ｃと、早期活性部４０６ｄと、を備えている。
　続いて、ＥＣＵ１０及びＳＣＵ４０の動作について、図６に示されるフローチャートを参照しながら説明する。
　ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１０がセンサ通電条件成立を判断する。センサ通電条件は、排出ガスセンサであるＮＯｘセンサ２４の環境が、乾燥条件を満たしているかどうかで判断される。センサ通電条件が成立していれば、ステップＳ１０２の処理に進み、センサ通電条件が成立していなければ、処理を終了する。
　ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１０からＳＣＵ４０にセンサ駆動許可が送信される。ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、ＳＣＵ４０がＮＯｘセンサ２４に通電し、センサ駆動が開始される。
　ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、ポンプセルアドミタンスＡｐが活性判定アドミタンスＴｈａを超えているか否かを判断する。ポンプセルアドミタンスＡｐが活性判定アドミタンスＴｈａを超えていれば、ステップＳ１０５の処理に進み、ポンプセルアドミタンスＡｐが活性判定アドミタンスＴｈａを超えていなければ、ステップＳ１０４の判断を繰り返す。
　ステップＳ１０５では、水分蒸発時間を算出する。水分蒸発時間は、センサ駆動開始から、ポンプセルアドミタンスＡｐが活性判定アドミタンスＴｈａを超えるまでの時間に基づいて算出される。
　ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６では、時間条件が成立しているか否かを判断する。時間条件の成立は、昇温条件成立後において第２セルであるセンサセル及びモニタセルに対する水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間が確保されるようにすることになる。昇温条件成立のための活性判定アドミタンスＴｈａが低く設定されていれば、水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間は長くなるので、時間条件成立のための設定時間は長くなる。昇温条件成立のための活性判定アドミタンスＴｈａが高く設定されていれば、水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間は短くなるので、時間条件成立のための設定時間は短くなり、場合によっては０となる場合もあり得る。
　一例としては、水蒸気及び／又はリッチガスが消失する時間が最も長くなる運転条件での時間条件を設定する。また別例としては、ステップＳ１０３のセンサ駆動からステップＳ１０４の昇温条件成立までの経過時間や、センサ環境に応じて可変される閾値時間の経過を時間条件の成立とすることもできる。
　図９に示されるように、センサを駆動するための通電開始から活性判定アドミタンス到達までの時間が短くなると、水蒸気及び／又はリッチガスの蒸発時間は長くなる。また、ＮＯｘセンサ２４が配置されている部分の流速が遅くなれば、水蒸気及び／又はリッチガスの蒸発時間は長くなる。このような状況に応じて閾値時間を決定することができる。また、搭載車両のミニマム流速に対応した蒸発時間を閾値時間として設定してもよい。
　図１０に示されるように、回転数と負荷との関係から、水蒸気及び／又はリッチガスの蒸発時間を設定することもできる。例えば、アイドル条件では、５０ｓに設定される。
　ステップＳ１０６において、時間条件が成立しなければ、ステップＳ１０６の判断を繰り返す。ステップＳ１０６において、時間条件が成立すれば、ステップＳ１０７の処理に進む。ステップＳ１０７において、水蒸気及び／又はリッチガスについて、センサ活性判定はＯＮとなる。
　続いて、早期活性制御を行う場合のＥＣＵ１０及びＳＣＵ４０の動作について、図７に示されるフローチャートを参照しながら説明する。
　ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１０がセンサ通電条件成立を判断する。センサ通電条件は、排出ガスセンサであるＮＯｘセンサ２４の環境が、乾燥条件を満たしているかどうかで判断される。センサ通電条件が成立していれば、ステップＳ２０２の処理に進み、センサ通電条件が成立していなければ、処理を終了する。
　ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１０からＳＣＵ４０にセンサ駆動許可が送信される。ステップＳ２０２に続くステップＳ２０３では、ＳＣＵ４０がＮＯｘセンサ２４に通電し、センサ駆動が開始される。
　ステップＳ２０３に続くステップＳ２０４では、早期活性制御が実行される。具体的には、ポンプセルに印加される電圧を一時的に上げる。
　ステップＳ２０４に続くステップＳ２０５では、活性制御時間条件が成立しているか否かを判断する。活性制御時間条件に代えて、出力条件が成立しているか否かを判断してもよい。活性制御時間条件の成立は、早期活性制御に起因して発生する水素の影響を排除するための時間の経過を条件とする。出力条件の成立は、モニタセルの出力が実質的に正の値になったことを条件とする。
　図１１に示されるように、早期活性制御が終了してポンプセルへの電圧印加が終了しても、残存水素の影響により、実際のガス濃度からのずれが発生する。そこで、図１１に示されるような水素消滅時間を設定し、水素消滅時間の経過をもって活性制御時間条件が成立しているものとすることができる。
　図１２では、（Ａ）にモニタセルの電流、（Ｂ）に検出ＮＯｘ濃度、を示している。実線が水素消滅が遅いＮＯｘセンサ、破線は水素消滅が早いＮＯｘセンサの例を示している。いずれの場合も、モニタセル電流の値が０を超えた付近から検出ＮＯｘ濃度が実際のガス濃度に近くなっている。そこで、モニタセルの出力が実質的に正の値になったことを条件とし、残存水素の影響が排除されたものと判断することができる。尚、モニタセル電流の値は揺らぐことが考えられるので、瞬間的にモニタセル電流の値が正になったのみならず、ある程度継続し又は断続的に数回モニタセル電流の値が正になった場合に、残存水素の影響が排除されたものと判断することが好ましい。また、ＳＣＵ４０のモニタセル電流検出誤差を考慮して、僅かに負側にオフセットした閾値（数ｎＡ程度）としてもよい。
　ステップＳ２０５において、活性制御時間条件又は出力条件が成立しなければ、ステップＳ２０５の判断を繰り返す。ステップＳ１０６において、活性制御時間条件又は出力時間条件が成立すれば、ステップＳ２０６の処理に進む。ステップＳ２０６において、水素について、センサ活性判定はＯＮとなる。
　図８の（Ａ）は、図６を参照しながら説明した温度条件の成立及び水蒸気／リッチガス蒸発の時間条件成立を示すものである。図８の（Ｂ）は、図７を参照しながら説明した水素消滅のための時間条件成立を示すものである。
　図８の（Ａ）における時刻ｔ１は、図６のステップＳ１０２の処理タイミングである。図８の（Ａ）における時刻ｔ２は、図６のステップＳ１０４の処理タイミングである。図８の（Ａ）における時刻ｔ４は、図６のステップＳ１０６の処理タイミングである。
　図８の（Ｂ）における時刻ｔ１は、図７のステップＳ２０３，２０４の処理タイミングである。図８の（Ｂ）における時刻ｔ３は、図７のステップ２０４の処理が終了するタイミングである。図８の（Ｂ）における時刻ｔ５は、図７のステップＳ２０５の処理タイミングである。
　従って、早期活性制御を行わない場合、図６を参照しながら説明した温度条件の成立及び水蒸気／リッチガス蒸発の時間条件成立をもって、ＮＯｘセンサ２４の活性化が完了したと判断することができる。一方、早期活性制御を行う場合、図６を参照しながら説明した温度条件の成立及び水蒸気／リッチガス蒸発の時間条件成立と、図７を参照しながら説明した水素消滅のための時間条件成立と、の双方の条件が成立した場合に、ＮＯｘセンサ２４の活性化が完了したと判断することができる。
　図６を参照しながら説明した温度条件の成立を利用して、ＮＯｘセンサ２４の異常判定を行うことができる。ＮＯｘセンサ２４が正常の場合、図１３に示されるように、温度条件の成立及び水蒸気／リッチガス蒸発の時間条件成立後に異常判定開始タイミングが到来するので、活性異常フラグは不定から正常に遷移される。
　一方、ＮＯｘセンサ２４が異常の場合、図１４に示されるように、異常判定開始タイミングが到来しても温度条件も時間条件も不成立となっているので、活性異常フラグは不定から異常に遷移される。
　本実施形態のマイコン４０６は、排出ガスセンサであるＮＯｘセンサ２４の制御装置であって、内燃機関２０から排出される排気ガスから酸素を除去するための第１セルであるポンプセルの温度を示す第１パラメータ、及び第１セルであるポンプセルの作動により酸素が除去された測定対象ガスに含まれる測定対象成分を検出するための第２セルであるセンサセル及びモニタセルの温度を示す第２パラメータを取得する昇温判定部４０６ａと、ＮＯｘセンサ２４が、所定の精度を確保し測定可能な活性状態になったか否かを判断する活性判定部４０６ｂと、を備えている。
　昇温判定部４０６ａは、第１パラメータ及び第２パラメータの少なくとも一方が予め定められた温度閾値を超えたかによって、第１セル及び第２セルの昇温条件成立を判断し、活性判定部４０６ｂは、昇温条件成立後、温度閾値に対応する時間条件が成立している場合に、ＮＯｘセンサ２４が活性状態になっていると判断する。
　昇温条件成立によって、排出ガスセンサであるＮＯｘセンサ２４を構成する第１セル又は第２セルが活性状態の必要条件を満たしていると判断することができる。この昇温条件に加えて、時間条件の成立を判断することで、ＮＯｘセンサ２４内において検出精度を確保する阻害要因となるガスの濃度低下も判断することができるので、より精度の高い活性判定を行うことができる。時間条件の成立は、第１セル及び第２セルの昇温条件成立を判断するための温度閾値に対応して判断するようにしているので、温度閾値が高く設定されたり低く設定されたりした場合であっても、その設定値に応じた阻害要因ガスの濃度低下を判断することができる。
　また本実施形態では、時間条件は、昇温条件成立後において第２セルに対する水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間が確保されるように設定される。
　時間条件は、昇温条件成立後において第２セルに対する水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間が確保されるように設定されるので、阻害要因ガスとしての水蒸気及び／又はリッチガスの影響を確実に排除し、より精度の高い活性判定を行うことができる。
　また本実施形態では、第１パラメータ及び第２パラメータの少なくとも一方は、交流電圧印加時のアドミタンス又はインピーダンスである。昇温判定に用いるパラメータとして、交流電圧印加時のアドミタンス又はインピーダンスを用いるので、的確に昇温判定を行うことができる。
　また本実施形態では、更に、時間条件の成立を判断するための所定時間を設定する時間設定部４０６ｃを備え、時間設定部４０６ｃは、第１セル及び第２セルへの通電を開始してから昇温条件成立までの時間に基づいて所定時間を設定する。
　第１セル及び第２セルへの通電を開始してから昇温条件成立までの時間は、セルの反応能力によって変動するものなので、この時間に応じて所定時間を設定することで、時間条件の成立判断を最適化することができる。
　また本実施形態では、更に、時間条件の成立を判断するための所定時間を設定する時間設定部４０６ｃを備え、時間設定部４０６ｃは、ＮＯｘセンサ２４が設けられている環境又は内燃機関２０の運転条件に基づいて所定時間を設定する。
　排出ガスセンサが設けられている環境や内燃機関の運転条件は、阻害要因ガスの濃度低下に影響を与えるので、これらを勘案して所定時間を設定することで、環境や運転条件に応じた時間条件の設定が可能になる。
　また本実施形態では、更に、内燃機関２０の始動時に第１セルへの印加電圧を一時的に高める早期活性制御を実行する早期活性部４０６ｄを備えている。早期活性部４０６ｄは、早期活性制御が完了する早期活性完了条件を判断する。活性判定部４０６ｂは、昇温条件、時間条件及び早期活性完了条件がともに成立し、早期活性制御に起因して発生する水素の影響を排除するための活性制御時間条件が成立している場合に、排出ガスセンサが活性状態になっていると判断する。早期活性制御によって発生する水素の影響を勘案した活性状態の判定が可能になるので、早期活性の効果を活かして早期の活性判定を行うことができる。
　また本実施形態では、ＮＯｘセンサ２４は、第２セルとして、第１セルの作動により酸素が除去された測定対象ガスに含まれる酸素濃度を検出するためのモニタセルを有しており、活性判定部４０６ｂは、昇温条件成立後、活性制御時間条件の成立に代えてモニタセルの出力が水素の影響が排除されたものを示す場合に、ＮＯｘセンサ２４が活性状態になっていると判断する。水素の影響が排除されたことをモニタセルで確認することができるので、より早期かつ高精度に活性状態の判断が可能となる。
　また本実施形態では、活性判定部４０６ｂは、昇温条件が所定時間経過しても成立しない場合、ＮＯｘセンサ２４に異常が発生していると判断する。所定時間内に条件成立をしないことで、ＮＯｘセンサ２４の異常を判断することができるので、無駄な時間を費やすこと無く異常判断を行うことができる。
　また、本実施形態では、第１パラメータ及び第２パラメータの少なくとも一方が、交流電圧印加時のアドミタンス、またはインピーダンスが、予め定められた閾値を超えたか否かによって昇温条件を判断しているが、昇温条件の判断手法はこれに限るものではない。例えば、第１パラメータ、及び第２パラメータに対応するそれぞれの閾値を予め設定し、第１パラメータ、第２パラメータがいずれも各々設定された閾値を超えたか否かによって昇温条件を判断するように構成しても良い。これによれば、第１パラメータ及び第２パラメータの両方に基づいて昇温判定を行うので確実に活性状態を判断することができる。
　例えば、本実施形態では、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と尿素添加インジェクタ２６との間にＮＯｘセンサ２４が、ＳＣＲ触媒コンバータ２８の下流側にＮＯｘセンサ３０がそれぞれ配置されているが、変形例１として、ディーゼル酸化触媒コンバータの流れ方向の上流側に、更にＮＯｘ吸蔵還元触媒であるＬＮＴ（Ｌｅａｎ　ＮＯｘ　Ｔｒａｐ）を設けてもよい。
　ＬＮＴは、ＮＯｘ吸蔵材とセラミックス製の担体からなる。ＬＮＴは、排ガス中のＮＯｘをエンジンの状態がリーン状態のときにカリウムなどのアルカリ金属、またはバリウムなどのアルカリ土類金属からなるＮＯｘ吸蔵材に一旦吸蔵させ、エンジンの状態をリッチ状態にすることで排ガス中にＨＣを供給して、吸蔵されたＮＯｘを放出させる。そして、放出させたＮＯｘを下流側に設けられているＳＣＲ触媒コンバータの機能により還元する。
　このような構成においては、ＮＯｘセンサは、ＬＮＴの上流側にさらに設けることができる。すなわち、ＮＯｘセンサは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の上流側、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と尿素添加インジェクタ２６との間、及びＳＣＲ触媒コンバータ２８の下流側に、それぞれ設けることができる。そして、それぞれのＮＯｘセンサが、一つのＳＣＵに接続されている。その他は、上記実施形態と同様である。
　この構成によれば、ＬＮＴ上流側のＮＯｘ濃度を検知し、検出されたＮＯｘ濃度をＳＣＵ４０からＥＣＵ１０に送信することで、ＥＣＵ１０側でエンジンの状態をリッチかリーンかに切り替えることができる。
　一方で、ＬＮＴ上流側のＮＯｘセンサは、エンジンから排出された排ガスが還元触媒等を通らないガスであることが多いために他ガスを多く含み、ＮＯｘセンサの検知に際して他ガスの影響が大きい。したがって、ＬＮＴ上流側のＮＯｘセンサの活性判定では、実施例中において、ステップＳ１０５に相当する昇温条件成立後におけるセンサセル及びモニタセルに対する水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間を長く設定する必要がある。
　すなわち、ＬＮＴ上流側に用いられるＮＯｘセンサに本発明を適用する場合には、第１パラメータ、または第２パラメータが昇温条件成立のための活性判定アドミタンスＴｈａを超えてから、活性判定ＯＮまでの時間条件は、ＬＮＴの下流に設けられているＮＯｘセンサよりも長く設定されていることが好ましい。これにより、水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間が、ＬＮＴ下流側に設けられたＮＯｘセンサよりも長くなるので、ＮＯｚセンサの検出精度を確保する阻害要因となるガスの影響を考慮し、精度良くＮＯｘセンサの活性を判定することができる。
　また、変形例２としては、変形例１におけるＬＮＴ上流に設けられているＮＯｘセンサを、ＬＮＴとディーゼル酸化触媒コンバータとの間に設けることもできる。このような構成では、ＮＯｘセンサは、ＬＮＴとディーゼル酸化触媒コンバータとの間、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と尿素添加インジェクタ２６との間、及びＳＣＲ触媒コンバータ２８の下流側に、それぞれ設けることができる。
　このような構成であっても、当該ＮＯｘセンサは、排ガスが還元触媒等を通らないガスであるので、やはり他ガスの影響が大きいものとなる。したがって、変形例１のように、ＬＮＴとディーゼル酸化触媒コンバータとの間に設けたＮＯｘセンサにおける昇温条件成立のための活性判定アドミタンスＴｈａに対して、第１パラメータ、または第２パラメータが当該判定のアドミタンスＴｈａを超えてから活性判定ＯＮまでの時間条件は、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と尿素添加インジェクタ２６との間、またはＳＣＲ触媒コンバータ２８の下流側に設けられたＮＯｘセンサよりも長く設定されていることが好ましい。
　これにより、水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間が、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と尿素添加インジェクタ２６との間、またはＳＣＲ触媒コンバータ２８の下流側に設けられたＮＯｘセンサよりも長くなるので、ＮＯｚセンサの検出精度を確保する阻害要因となるガスの影響を考慮し、精度良くＮＯｘセンサの活性を判定することができる。
　以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

Claims (9)

  1. 　排出ガスセンサの制御装置であって、
    　内燃機関から排出される排気ガスから酸素を除去するための第１セルの温度を示す第１パラメータ、又は前記第１セルの作動により酸素が除去された測定対象ガスに含まれる測定対象成分を検出するための第２セルの温度を示す第２パラメータを取得する昇温判定部（４０６ａ）と、
    　前記排出ガスセンサが、所定の精度を確保し測定可能な活性状態になったか否かを判断する活性判定部（４０６ｂ）と、を備え、
    　前記昇温判定部は、前記第１パラメータ又は前記第２パラメータが予め定められた温度閾値を超えたかによって、前記第１セル又は前記第２セルの昇温条件成立を判断し、
    　前記活性判定部は、前記昇温条件成立後、前記温度閾値に対応する時間条件が成立している場合に、前記排出ガスセンサが活性状態になっていると判断する、制御装置。
  2. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記昇温判定部は、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータを取得し、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータが各々予め定められた温度閾値を超えたかによって、前記第１セル及び前記第２セルの昇温条件成立を判断する、制御装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の制御装置であって、
    　前記第１パラメータ及び前記第２パラメータの少なくとも一方は、交流電圧印加時のアドミタンス又はインピーダンスである、制御装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置であって、
    　更に、前記時間条件の成立を判断するための所定時間を設定する時間設定部（４０６ｃ）を備え、
    　前記時間設定部は、前記第１セル及び前記第２セルへの通電を開始してから前記昇温条件成立までの時間に基づいて前記所定時間を設定する、制御装置。
  5. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置であって、
    　更に、前記時間条件の成立を判断するための所定時間を設定する時間設定部（４０６ｃ）を備え、
    　前記時間設定部は、前記排出ガスセンサが設けられている環境又は前記内燃機関の運転条件に基づいて前記所定時間を設定する、制御装置。
  6. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置であって、
    　更に、内燃機関の始動時に前記第１セルへの印加電圧を一時的に高める早期活性制御を実行する早期活性部（４０６ｄ）を備え、
    　前記早期活性部は、前記早期活性制御が完了する早期活性完了条件を判断し、
    　前記活性判定部は、前記昇温条件、前記時間条件及び前記早期活性完了条件がともに成立し、早期活性制御に起因して発生する水素の影響を排除するための活性制御時間条件が成立している場合に、前記排出ガスセンサが活性状態になっていると判断する、制御装置。
  7. 　請求項６に記載の制御装置であって、
    　前記排出ガスセンサは、前記第２セルとして、前記第１セルの作動により酸素が除去された測定対象ガスに含まれる酸素濃度を検出するためのモニタセルを有しており、
    　前記活性判定部は、前記昇温条件成立後、前記活性制御時間条件の成立に代えて前記モニタセルの出力が水素の影響が排除されたものを示す場合に、前記排出ガスセンサが活性状態になっていると判断する、制御装置。
  8. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置であって、
    　前記時間条件は、前記昇温条件成立後において前記第２セルに対する水蒸気及び／又はリッチガスの影響が排除される時間が確保されるように予め設定される、制御装置。
  9. 　請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置であって、
    　前記活性判定部は、前記昇温条件が所定時間経過しても成立しない場合、前記排出ガスセンサに異常が発生していると判断する、制御装置。
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