控制装置的制作方法

文档序号:19418174发布日期:2019-12-14 01:08阅读:148来源:国知局
控制装置的制作方法

相关申请的相互参照

本申请基于2017年4月26日提出的日本专利申请第2017-086979号主张优先权,该基础申请的全部内容通过参照而包含于本说明书。

本发明涉及对气体浓度进行测定的气体传感器的控制装置。



背景技术:

在具有内燃机的车辆的排气通路中,设置有用来测定排放气体中包含的特定气体(例如氧)的浓度的气体传感器。例如,如o2传感器、a/f传感器那样用来测定氧浓度的气体传感器具有使氧离子透过的固体氧化物层,与被检测空间的氧浓度对应而使其电动势变化。

为了正确地进行气体传感器对气体浓度的测定,需要将气体传感器的温度保持在活性温度范围内。该活性温度范围是比较窄的温度范围,所以仅通过使气体传感器被排放气体加热,难以将气体传感器的温度保持为活性温度范围。因此,通常对气体传感器设置用来将其加热的加热器,并进行调整以使得通过向该加热器的通电而使气体传感器的温度成为活性温度范围内。

为了进行上述那样的温度调整,也可以考虑另外设置用来对气体传感器的温度进行测定的温度传感器。但是,鉴于零件成本的上升,这样的结构并不优选。所以,利用在气体传感器的温度与阻抗之间具有相关关系这一情况,通过测定气体传感器的阻抗来推定气体传感器的温度。

例如在下述专利文献1所记载的氧传感器元件阻抗检测装置(即气体传感器的控制装置)中,在暂时中断了气体传感器的气体浓度的测定的状态下,对气体传感器施加扫描电压。然后,通过用气体传感器的电压的增加量除以电流的增加量,计算气体传感器的阻抗。在计算出气体传感器的阻抗之后,再次开始气体传感器对气体浓度的测定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-177178号公报

在上述专利文献1所记载的控制装置中,在对气体传感器施加扫描电压而进行阻抗的计算之后,使扫描电压回到0,再次开始气体浓度的测定。但是,在气体传感器中,通过扫描电压的施加而积蓄(即充电)了电荷,在扫描电压回到0后,该电荷从气体传感器放电。结果,有表示气体传感器的测定值的电动势由于上述那样的放电的影响而变化的情况。即,有从气体传感器输出与对应于气体浓度的电动势不同的电动势的情况。

为了防止这样的现象,在使扫描电压回到0而再次开始气体浓度的测定之前,对气体传感器施加与上述扫描电压相反方向的电压(以下也称作“逆扫描电压”)。通过施加相反方向的电压,能够促进积蓄在气体传感器中的电荷的放电,抑制上述那样的对电动势的影响。

在再次开始气体浓度的测定的时点,为了将积蓄在气体传感器中的电荷的量较低地抑制为没有问题的程度,优选的是使逆扫描电压的绝对值与扫描电压的绝对值一致。此外,优选的是使施加逆扫描电压的期间的长度与施加扫描电压的期间的长度一致。

但是,在用来将扫描电压等向气体传感器施加的电路中,由于构成电路的电阻等的零件公差或温度等的偏差,从而有扫描电压及逆扫描电压的各自的绝对值发生偏差的情况。因此,难以使逆扫描电压的绝对值与扫描电压的绝对值相互正确地一致。从零件成本的观点出发,为了使两者正确地一致而严格地管理零件公差或另外设置用来抑制温度变化的机构并不现实。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供能够抑制起因于阻抗的测定的向气体传感器的电荷的积蓄、正确地进行气体传感器对气体浓度的测定的控制装置。

本发明的控制装置,是对气体浓度进行测定的气体传感器的控制装置,具备:电压施加部,为了测定气体传感器的阻抗而对气体传感器施加电压;动作控制部,对电压施加部的动作进行控制;以及扫描测定部,对流过气体传感器的电流或向气体传感器施加的电压中的至少任一方进行测定。动作控制部进行以下控制:第1控制,在第1期间中,使电压施加部进行动作,以使第1方向的电流流过气体传感器;以及第2控制,在接着第1期间的第2期间中,使电压施加部进行动作,以使与第1方向相反的第2方向的电流流过气体传感器;基于第1测定值与第2测定值的比较,变更第1期间及第2期间中的至少一方的长度,第1测定值是在进行第1控制时由扫描测定部测定出的值的绝对值,第2测定值是在进行第2控制时由扫描测定部测定出的值的绝对值。

在这样的结构的控制装置中,当在第1期间中在气体传感器中流过第1方向的电流后,在第2期间中在气体传感器中流过第2方向的电流。在第1期间中进行阻抗的测定,在第2期间中进行积蓄在气体传感器中的电荷的除去。此外,在上述控制装置中,基于由扫描测定部测定出的第1测定值和第2测定值,将第1期间及第2期间中的至少一方的长度变更。

因此,在由于零件的偏差等从而第1测定值与第2测定值相互不同的情况下,也能够通过将第1期间及第2期间中的至少一方的长度变更,将积蓄在气体传感器中的电荷大约抑制为0。由于防止了进行阻抗的测定后的电动势因积蓄的电荷而变动,所以能够正确地进行由气体传感器进行的气体浓度的测定。

根据本发明,提供能够抑制由阻抗的测定引起的向气体传感器的电荷的积蓄、正确地进行气体传感器对气体浓度的测定的控制装置。

附图说明

图1是示意地表示第1实施方式的气体传感器及控制装置的结构的图。

图2是表示在进行阻抗的测定时流过气体传感器的扫描电流的时间变化的图。

图3是表示在进行阻抗的测定时流过气体传感器的扫描电流的时间变化的图。

图4是表示在进行阻抗的测定时流过气体传感器的扫描电流的时间变化的图。

图5是用来说明第2期间等的长度被变更的定时的图。

图6是用来说明调整第2期间等的长度的方法的图。

图7是表示由图1的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图8是表示由图1的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图9是表示由图1的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图10是表示由图1的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图11是表示第1测定值与第2测定值之差和气体传感器的电动势变动量的关系的图。

图12是表示由第2实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图13是表示由第3实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图14是表示由第4实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图15是表示由第5实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图16是表示由第6实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图17是表示由第7实施方式的控制装置进行阻抗的测定时、流过气体传感器的扫描电流的时间变化的图。

图18是表示由第7实施方式的控制装置进行阻抗的测定时、流过气体传感器的扫描电流的时间变化的图。

图19是表示由第7实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图20是表示由第8实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图21是表示由第9实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。

图22是表示气体传感器的温度和阻抗的关系的图。

图23是表示由比较例的控制装置进行阻抗的测定时、流过气体传感器的扫描电流的时间变化的图。

图24是表示由比较例的控制装置进行了阻抗的测定的情况下、气体传感器的电动势与时间一起变化的状况的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本实施方式进行说明。为了使说明的理解变得容易,在各图中对于相同的构成要素尽可能赋予相同的标号而省略重复的说明。

参照图1对第1实施方式的控制装置100及气体传感器200各自的结构进行说明。气体传感器200设置在车辆的排气通路(未图示)中,是用来测定从该排气通路中通过的排放气体的氧浓度的o2传感器。控制装置100是用来通过进行对气体传感器200的电压施加等来执行气体传感器200对气体浓度的测定的装置。

首先,对气体传感器200的结构进行说明。气体传感器200具有由部分稳定化氧化锆形成的固体氧化物层和形成在固体氧化物层的两面的一对电极层(都未图示)。流过排气通路的排放气体被向一个电极层导入。大气被向另一个电极层导入。在气体传感器200中,对应于排放气体的氧浓度与大气的氧浓度之差,氧离子通过固体氧化物层。因此,在气体传感器200中,产生与排放气体的氧浓度对应的大小的电动势。

在图1中表示如上述那样构成的气体传感器200的等价电路。电阻r21、r22表示构成气体传感器200的各层的电阻成分。电容器c21、c22表示构成气体传感器200的各层的电容成分。电源v20示意地表示气体传感器200的电动势、即与排放气体的氧浓度对应的大小的电动势的发生源。该电动势当排放气体的空燃比与理论空燃比相比处于较浓侧时为大约1v,当排放气体的空燃比与理论空燃比相比处于较淡侧时为大约0v。在空燃比为理论空燃比的附近的区域中,上述电动势在1v与0v之间急剧地变化。

气体传感器200的电动势作为气体传感器200的一侧的端部p21与另一侧的端部p22之间的电位差而被向控制装置100输出。端部p21与控制装置100具有的端子t1连接。端部p22与控制装置100具有的端子t2连接。

此外,为了正确地进行气体传感器200对氧浓度的测定,需要将气体传感器200的温度(具体而言是固体氧化物层的温度)保持在活性温度范围内。由于该活性温度范围是比较窄的温度范围,所以仅通过将气体传感器200用排放气体加热,难以将气体传感器200的温度保持为活性温度范围。因此,对于气体传感器200,设置有用来将气体传感器200加热的加热器ht。控制装置100对向加热器ht供给的电流的大小进行控制,从而进行调整以使气体传感器200的温度成为上述活性温度范围内。

当控制装置100进行上述那样的调温控制时,控制装置100需要掌握气体传感器200的温度。因此,也可以考虑另外设置用来测定气体传感器200的温度的温度传感器。但是,鉴于零件成本的上升,这样的结构并不优选。

因此,本实施方式的控制装置100定期地测定气体传感器200的阻抗(具体而言是固体氧化物层的阻抗),基于该阻抗来推测气体传感器200的温度。图1的等价电路所示的电阻z20表示气体传感器200的阻抗。

在图22中表示气体传感器200的温度与阻抗的关系。如该图所示,有气体传感器200的温度越高则气体传感器200的阻抗越小的趋向。预先测定了图22所示的对应关系,存储在控制装置100具有的存储装置(未图示的存储器)中。控制装置100基于通过之后说明的方法测定的气体传感器200的阻抗和图22所示的对应关系,推测气体传感器200的温度。控制装置100基于推测出的气体传感器200的温度,调整向加热器ht施加的电压的占空比。

接着,参照图1对控制装置100的结构进行说明。在控制装置100中设置有电源线pl1、pl2。电源线pl1是用来使气体传感器200的端部p22的电位从接地电位向+侧偏移规定量的恒压源。电源线pl2是用来向运算放大器op供给动作用的电力的恒压源。

在电源线pl1与接地线之间,串联地配置有电阻r11和电阻r12。电阻r11与电阻r12之间的点p11被连接到运算放大器op的非反相输入部。

运算放大器op的输出部经由电阻r13及端子t2连接到气体传感器200的端部p22。此外,在从运算放大器op的输出部延伸的线的中途与接地线之间,配置有电容器c11。

从运算放大器op的输出部延伸的线在中途分支,分支出的线被连接到运算放大器op的反相输入部。因此,当进行气体传感器200对氧浓度的测定时,气体传感器200的端部p22的电位维持为与点p11相同的电位(在本实施方式中是2v)。气体传感器200的端部p21的电位成为对端部p22的电位加上气体传感器200的电动势后的电位。因此,气体传感器200对应于氧浓度而使端部p22的电位变化。端部p22的电位对应于排放气体的氧浓度而大约在2v与3v之间变化。

在控制装置100中,除了电源线pl1、pl2以外还设置有电源线pl3。电源线pl3是为了在测定气体传感器200的阻抗时对气体传感器200施加后述的扫描电压而设置的恒压源。在电源线pl3与接地线之间,依次排列地串联配置有电阻r14、开关元件f1、开关元件f2及电阻r12。

开关元件f1、f2都是场效应晶体管(fet)。开关元件f1、f2各自的开关动作由后述的动作控制部110单独地控制。

开关元件f1与开关元件f2之间的点p14经由端子t1连接到气体传感器200的端部p21。在将点p14与端子t1相连的线的中途与接地线之间,相互并联地配置有电阻r16和电容器c12。

当进行气体传感器200对氧浓度的测定时,开关元件f1、f2都被设为开状态。因此,点p14的电位不会受电源线pl3的影响,等于对端部p22的电位加上了气体传感器200的电动势后的电位。

如之后说明的那样,当进行气体传感器200的阻抗的测定时,进行使开关元件f2保持为开状态、并使开关元件f1以规定的占空比进行开闭的控制。由此,成为在从端部p21朝向端部p22的方向上(以下也将该方向称作“第1方向”)对气体传感器200施加了电压的状态。

此外,在刚刚进行了气体传感器200的阻抗的测定之后,进行使开关元件f1回到开状态并使开关元件f2以规定的占空比进行开闭的控制。由此,成为在从端部p22朝向端部p21的方向(以下也将该方向称作“第2方向”)上对气体传感器200施加了电压的状态。

进行上述那样的动作的开关元件f1、f2可以说是为了测定气体传感器200的阻抗而进行对气体传感器200的电压施加的部分。这样的开关元件f1、f2相当于本实施方式的“电压施加部”。

控制装置100还具备动作控制部110、测定部120、加热器控制部130和屏蔽(mask)设定部140。它们分别构成为单独的ic。但是,动作控制部110等的具体结构不限定于上述。例如,也可以将动作控制部110、测定部120及加热器控制部130的整体构成为单一的ic。此外,也可以将动作控制部110等的某个不是由1个而是由多个ic的组合来构成。

动作控制部110是向作为电压施加部的开关元件f1、f2分别发送控制信号、从而单独地控制各自的开闭动作的部分。

测定部120是对流过气体传感器200的电流及施加于气体传感器200的电压等进行测定的部分。如图1所示,向测定部120,输入了电阻r13与运算放大器op之间的点p12的电位、以及电阻r13与端部p22之间的点p13的电位。测定部120能够基于点p12与点p13之间的电位差,测定(计算)流过电阻r13的电流、即流过气体传感器200的电流的大小。

此外,向测定部120,还输入了点p14与端部p21之间的点p15的电位。测定部120能够基于点p15与点p13之间的电位差,测定气体传感器200的端部p21与端部p22的电位差。

当开关元件f1、f2都为开状态、进行气体传感器200对氧浓度的测定时,点p15与点p13之间的电位差等于气体传感器200的电动势。测定部120能够基于气体传感器200的电动势,计算当前时点的排放气体的氧浓度。

如之后说明的那样,测定部120还具有以下功能,即:基于施加于气体传感器200的电压(点p15与点p13之间的电位差)的变化量和流过气体传感器200的电流的变化量,计算气体传感器200的阻抗。

测定部120,作为功能性的控制块而具有传感器温度推定部121。传感器温度推定部121是基于气体传感器200的阻抗和图22所示的对应关系来推定当前时点的气体传感器200的温度的部分。

向测定部120,除了如上述那样将点p12等的电位输入以外,还将温度传感器150的测定值输入。温度传感器150是为了测定动作中的控制装置100的温度而设置的传感器,相当于本实施方式的“温度测定部”。被温度传感器150测定温度的部位优选是控制装置100中的电阻r14、电阻r15的附近。

加热器控制部130是进行对于气体传感器200的加热器ht的电流供给的部分。加热器控制部130调整向加热器ht施加的电压的占空比,以将由传感器温度推定部121推定出的气体传感器200的温度(即,基于气体传感器200的阻抗推定的温度)保持在活性温度范围内。

屏蔽设定部140是进行屏蔽期间tm10的设定的部分。对于屏蔽期间tm10在后面进行说明。

参照图2对控制装置100为了测定气体传感器200的阻抗而进行的处理的概要进行说明。如已经叙述的那样,当进行阻抗的测定时,向第1方向对气体传感器200施加电压,由此在气体传感器200中流过电流。在以下的说明中,将向气体传感器200施加的电压也称作“扫描电压”,将流过气体传感器200的电流也称作“扫描电流”。此外,扫描电压及扫描电流的值的正负都是将第1方向设为正、将第2方向设为负。图2示出了由测定部120测定的扫描电流(实际流过电阻r13的电流)的时间变化。

当测定气体传感器200的阻抗时,无法进行气体传感器200对氧浓度的测定。因此,控制装置100作为用来暂时禁止氧浓度的测定的期间而设定屏蔽期间tm10,在该屏蔽期间tm10中进行阻抗的测定。在图2的例子中,将从时刻t0到时刻t40的期间设定为屏蔽期间tm10。屏蔽期间tm10的设定由屏蔽设定部140进行。

当屏蔽期间tm10结束,则再次开始气体传感器200对氧浓度的测定。以下,将进行气体传感器200对氧浓度的测定的期间、即屏蔽期间tm10以外的期间也称作“浓度测定期间tm20”。

屏蔽期间tm10的设定以及该屏蔽期间tm10中的阻抗的测定每当经过规定的周期则被反复执行。因此,屏蔽期间tm10和浓度测定期间tm20交替地反复。

在刚刚成为屏蔽期间tm10之后的时刻t10,动作控制部110使开关元件f2保持为开状态,并使开关元件f1以规定的占空比开始开闭动作。由此,向气体传感器200,在从端部p21朝向端部p22的第1方向上施加扫描电压。上述占空比是预先设定的,以使流过气体传感器200的扫描电流的大小与规定的目标值(i10)一致。因此,在图2的例子中,时刻t10以后的扫描电流的大小为i10。对气体传感器200施加了第1方向的扫描电压的状态在规定的第1期间tm11中持续。

在第1期间tm11中,向气体传感器200施加扫描电压的控制可以称作使作为电压施加部的开关元件f1动作以使气体传感器200中流过第1方向的电流的控制。以下也将该控制称作“第1控制”。

在第1期间tm11中,测定部120通过用扫描电压的增加量除以扫描电流的增加量,来计算气体传感器200的阻抗。扫描电压的增加量及扫描电流的增加量都是由测定部120测定出的量。

在阻抗的计算完成、第1期间tm11结束以后,认为可以立刻再次开始气体传感器200对氧浓度的测定。但是,在第1期间tm11结束了的时点的气体传感器200中,成为通过扫描电压的施加而积蓄(即充电)了电荷的状态。因此,在第1期间tm11结束而使扫描电压回到0之后,持续比较长时间将上述电荷从气体传感器200放电。结果,表示气体传感器200的测定值的电动势有可能由于上述那样的放电的影响而暂时地变化。即,有可能从气体传感器200输出与对应于气体浓度的电动势不同的电动势。

因此,在本实施方式的控制装置100中,在第1期间tm11结束了的时刻t20以后,在使开关元件f1回到开状态后,使开关元件f2以规定的占空比开始开闭动作。由此,向气体传感器200,在从端部p22朝向端部p21的第2方向上施加扫描电压。由此,促进从气体传感器200的电荷的释放。

上述占空比是预先设定的,以使流过气体传感器200的扫描电流的大小与规定的目标值(-i10)一致。因此,在图2的例子中,时刻t20以后的扫描电流的大小为-i10。对气体传感器200施加了第2方向的扫描电压的状态在规定的第2期间tm12中持续。在图2的例子中,从时刻t20到时刻t30的期间为第2期间tm12。另外,屏蔽设定部140作为包括第1期间tm11及第2期间tm12双方的期间而设定了气体浓度的测定被暂时禁止的屏蔽期间tm10。

在第2期间tm12中,向气体传感器200施加扫描电压的控制可以说是使作为电压施加部的开关元件f2动作以使气体传感器200中流过与第1方向相反的第2方向的电流的控制。以下也将该控制称作“第2控制”。

在第1控制中流过气体传感器200的扫描电流的目标值(i10)和在第2控制中流过气体传感器200的扫描电流的目标值(-i10)各自的绝对值彼此相等。换言之,预先设定了开关元件f1、f2的开闭动作中的占空比,以使第1控制中的扫描电流的绝对值与第2控制中的扫描电流的绝对值彼此相等。

此外,进行第1控制的第1期间tm11的长度与进行第2控制的第2期间tm12的长度基本上相同。由此,在第1期间tm11中积蓄到气体传感器200中的电荷的量与在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量大致一致。结果,在再次开始气体传感器200对氧浓度的测定的时点(时刻t40),电荷对气体传感器200的电动势的影响基本没有。

进行以上这样的扫描电压的施加的屏蔽期间tm10如已经叙述的那样被反复设定。因此,在控制装置100中,反复执行基于开关元件f1等(电压施加部)的扫描电压的施加、以及基于测定部120的扫描电流的测定。

此外,在由于零件公差及温度偏差等从而例如电阻r14的电阻值从设计值背离的情况下,有第1期间tm11中的扫描电流的值成为与作为目标值的i10不同的值的情况。同样,有2期间tm12中的扫描电流的值成为与作为目标值的-i10不同的值的情况。

在图23中,表示了由比较例的控制装置执行了对气体传感器200的扫描电压的施加的情况下的扫描电流的时间变化的例子。在图23的例子中,第1期间tm11中的扫描电流的值由于零件偏差的影响而成为比目标值(i10)大的值(i11)。另一方面,第1期间tm11中的扫描电流的值与作为目标值的-i10一致。此外,在图23的例子中,第1期间tm11的长度与第2期间tm12的长度彼此相同。

在如图23那样施加了扫描电压的情况下,在第1期间tm11中积蓄在气体传感器200中的电荷的量变得比在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量多。因此,在成为浓度测定期间tm20而开始气体浓度的测定的时刻t40,由于残留电荷的影响而气体传感器200的电动势向+侧偏移,成为与对应于氧浓度的电动势不同的电动势。

进而,当反复施加图23所示那样的扫描电压,则积蓄在气体传感器200中的电荷的量也逐渐变大,如图24所示那样,气体传感器200的电动势也逐渐变大。即,实际测定的气体传感器200的电动势与对应于氧浓度的电动势(在图24的例子中是0v)之间的背离随着时间的经过而变大。

为了防止这样的电动势的背离,在本实施方式的控制装置100中,将第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更。参照图3对具体的例子进行说明。

图3(a)表示与之前说明的图2的情况同样地、第1期间tm11中的扫描电流的值与第2期间tm12中的扫描电流的值分别与目标值(i10,-i10)一致的情况下的扫描电流的时间变化。

控制装置100在时刻t191通过测定部120测定在进行第1控制的第1期间tm11中实际流过气体传感器200的扫描电流的值。时刻t191是作为从开始第1期间tm11的时刻t10经过了规定的期间(比第1期间tm11短的期间)的时刻而被预先设定的时刻。以下,将在第1期间tm11中由测定部120测定的扫描电流的绝对值也称作“第1测定值”。

同样,控制装置100在时刻t291由测定部120测定在进行第2控制的第2期间tm12中实际流过气体传感器200的扫描电流的值。时刻t291是作为从开始第2期间tm12的时刻t20经过了规定的期间(比第2期间tm12短的期间)的时刻而被预先设定的时刻。以下,将在第2期间tm12中由测定部120测定的扫描电流的绝对值也称作“第2测定值”。

图3(b)表示与之前说明的图23的例子同样地、第1期间tm11中的扫描电流的值成为比目标值i10大的i11的情况下的扫描电流的时间变化。在图3(b)的例子中,第1测定值(i11)变得比第2测定值(i10)大。

在第1测定值比第2测定值大的情况下,控制装置100的动作控制部110将第2期间tm12的长度变更以使其比图3(a)的情况长。在图3(b)的例子中,第2期间tm12结束的时刻被变更为比时刻t30靠后的时刻t31。结果,图3(b)的第2期间tm12的长度变得比图3(b)的第1期间tm11的长度长。

在图3的例子中,在成为第1期间tm11后,进行测定部120的测定(第1测定值的取得)的定时、即从时刻t10到时刻t191的期间的长度在

图3(a)与图3(b)之间没有被变更。此外,在成为第2期间tm12之后,进行测定部120的测定(第2测定值的取得)的定时、即从时刻t20到时刻t291的期间的长度在图3(a)与图3(b)之间没有被变更。

另外,在图3(b)中,随着第2期间tm12的延长,屏蔽期间tm10也被延长。具体而言,屏蔽期间tm10结束的时刻被从时刻t40向时刻t45变更。通过由屏蔽设定部140进行这样的处理,防止了气体浓度的测定在第2期间tm12结束之前的时点开始。

在图3(b)中,通过第2期间tm12的变长,在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量变大。即,不仅是在第1期间tm11中积蓄到气体传感器200中的电荷增加,而且在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷也增加。因此,在再次开始气体浓度的测定的时点(时刻t45),积蓄在气体传感器200中的电荷的量与图23所示的例子相比被抑制得较小。由于屏蔽期间tm10中的向气体传感器200的电荷的积蓄被抑制,所以能够正确地进行气体传感器200对气体浓度的测定。

另外,在第2测定值比i10小从而第1测定值比第2测定值大的情况下,也还是将第2期间tm12变更以使其变长。在此情况下,也与上述同样地抑制了向气体传感器200的电荷的积蓄。

参照图4说明与上述相反而第1测定值变得比第2测定值小的情况下的例子。图4(a)表示与之前说明的图2的情况同样地、第1期间tm11中的扫描电流的值和第2期间tm12中的扫描电流的值分别与目标值(i10,-i10)一致的情况下的扫描电流的时间变化。

图4(b)表示第1期间tm11中的扫描电流的值成为比目标值i10小的i09的情况下的扫描电流的时间变化。在图4(b)的例子中,第1测定值(i09)变得比第2测定值(i10)小。

在这样第1测定值比第2测定值小的情况下,控制装置100的动作控制部110将第1期间tm11的长度变更,以使其比图4(a)的情况长。在图4(b)的例子中,第1期间tm11结束的时刻(也是第2期间tm12的开始时刻)被变更为时刻t20之后的时刻t21。

此外,与此对应地,第2期间tm12结束的时刻被从时刻t30向时刻t32变更。因此,图4(b)中的第2期间tm12的长度与图4(a)中的第2期间tm12的长度相同。

进行以上那样的变更的结果是,图4(b)的第1期间tm11的长度变得比图4(b)的第2期间tm12的长度长。

在图4(b)中,在第2期间tm12中进行测定部120的测定(第2测定值的取得)的时刻被从时刻t291向时刻t292变更。但是,从时刻t21到时刻t292的期间的长度与图4(a)中的从时刻t20到时刻t291的期间的长度相同。

因此,在图4的例子中,在成为第2期间tm12后,进行测定部120的测定(第2测定值的取得)的定时在图4(a)与图4(b)之间也没有被变更。此外,在成为第1期间tm11后,进行测定部120的测定(第1测定值的取得)的定时也在图4(a)与图4(b)之间没有被变更。

另外,在图4(b)中,随着第1期间tm11的延长,屏蔽期间tm10也被延长。具体而言,屏蔽期间tm10结束的时刻被从时刻t40向时刻t46变更。通过由屏蔽设定部140进行这样的处理,防止了在第2期间tm12结束之前的时点开始气体浓度的测定。

在图4(b)中,在第1期间tm11中在气体传感器200中每单位时间积蓄的电荷的量与图4(a)的情况相比变小。但是,由于在图4(b)中第1期间tm11变长,所以在第1期间tm11中积蓄到气体传感器200中的电荷的量(总量)与图4(a)的情况大致相同。结果,能够将在第1期间tm11中积蓄在气体传感器200中的电荷的量与在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量之差较小地抑制为与图4(a)的情况相同程度。由于屏蔽期间tm10中的向气体传感器200的电荷的积蓄被抑制,所以能够正确地进行气体传感器200对气体浓度的测定。

另外,在第2测定值比i10大从而第1测定值比第2测定值小的情况下,也还是将第1期间tm11变更以使其变长。在此情况下,也与上述同样地,抑制了向气体传感器200的电荷的积蓄。

如以上叙述的那样,在控制装置100中,不是防止根据扫描电压被施加的方向而在扫描电流的绝对值上出现差异,而是以出现差异为前提,通过调整第1期间tm11等的长度而防止了测定精度的下降。因此,不会发生因将零件的公差抑制得较小而带来的成本上升等问题。

此外,以上说明那样的第1期间tm11、第2期间tm12的变更在与取得第1测定值及第2测定值的期间相同的屏蔽期间tm10中难以立即执行。因此,动作控制部110不是在取得了第1测定值等的屏蔽期间tm10中进行、而是在下个屏蔽期间tm10中进行基于第1测定值与第2测定值的比较的第1期间tm11等的长度变更。

在图5所示的例子中,在从时刻t0开始的屏蔽期间tm10中取得的第1测定值比在该期间测定的第2测定值大。但是,在该屏蔽期间tm10中,第1期间tm11的长度和第2期间tm12的长度彼此相等。

然后,在从时刻t100开始的下个屏蔽期间tm10中,基于与在从时刻t0开始的屏蔽期间tm10中取得的第1测定值及第2测定值的比较来进行变更,以使第2期间tm12变长。这样,动作控制部110基于此次测定的第1测定值与第2测定值的比较,将下次的第1期间tm11、第2期间tm12的长度变更。

另外,在从时刻t100开始的屏蔽期间tm10中,也取得第1测定值及第2测定值,并比较各自的长度。基于该比较,将再下个屏蔽期间tm10中的第1期间tm11的长度或第2期间tm12的长度变更。

如以上这样,在本实施方式的控制装置100中,基于第1测定值与第2测定值的比较来变更第1期间tm11及第2期间tm12中的一方的长度,第1测定值是在进行第1控制时由测定部120测定出的值的绝对值,第2测定值是在进行第2控制时由测定部120测定出的值的绝对值。取得第1测定值及第2测定值的测定部120相当于本实施方式的“扫描测定部”。

本实施方式的测定部120除了取得第1测定值及第2测定值的功能以外,还具有对点p15的电位等进行测定的功能。也可以代替这样的形态而采用如下那样的结构,即:测定部120仅具有取得第1测定值及第2测定值的功能,具体而言仅具有测定扫描电流的功能,其他功能由别的ic承担。

以上,说明了基于在第1期间tm11中由测定部120测定出的扫描电流的绝对值(第1测定值)、和在第2期间tm12中由测定部120测定出的扫描电流的绝对值(第2测定值)来变更第1期间tm11、第2期间tm12的长度的例子。也可以代替这样的形态,基于在第1期间tm11中由测定部120测定出的扫描电压的绝对值和在第2期间tm12中由测定部120测定出的扫描电压的绝对值,来变更第1期间tm11、第2期间tm12的长度。

即,也可以是,使用在第1期间tm11中取得的点p15与点p13之间的电位差的绝对值作为第1测定值,使用在第2期间tm12中取得的点p15与点p13之间的电位差的绝对值作为第2测定值。该情况下的第1期间tm11等的具体的变更方法与到此为止说明的方法相同。

在此情况下,也可以做成如下那样的结构,即:作为扫描测定部的测定部120仅具有取得第1测定值及第2测定值的功能,具体而言仅具有测定扫描电压的功能,其他功能由别的ic承担。

本实施方式的动作控制部110,将第1期间tm11、第2期间tm12的长度变更,以使在第1期间tm11中由测定部120测定出的值的时间积分值和在第2期间tm12中由测定部120测定出的值的时间积分值在各自的绝对值上相互一致。

所谓“在第1期间tm11中由测定部120测定出的值的时间积分值”,其绝对值相当于图6所示的面积s1。这样的时间积分值能够通过对在图3的时刻t191取得的第1测定值乘以第1期间tm11的长度来计算。此外,也可以在第1期间tm11中多次进行第1测定值的取得,更正确地计算时间积分值。

所谓“在第2期间tm12中由测定部120测定出的值的时间积分值”,其绝对值相当于图6所示的面积s2。这样的时间积分值能够通过对在图3的时刻t291取得的第2测定值乘以第2期间tm12的长度来计算。此外,也可以在第2期间tm12中多次进行第2测定值的取得,更正确地计算时间积分值。

在本实施方式中,使第1期间tm11中的时间积分值的绝对值(图6的面积s1)与第2期间tm12中的时间积分值的绝对值(图6的面积s2)相互一致。由此,能够使在第1期间tm11中积蓄在气体传感器200中的电荷的量与在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量大致正确地一致。结果,气体浓度的测定开始的时点的电荷的量大致成为0,所以能够更正确地进行气体浓度的测定。

另外,也可以是,为了使第1期间tm11中的时间积分值的绝对值(图6的面积s1)与第2期间tm12中的时间积分值的绝对值(图6的面积s2)相互一致,动作控制部110将第1期间tm11的长度及第2期间tm12的长度的双方变更而不是将一方变更。

说明为了实现以上说明的控制而由控制装置100执行的具体的处理的内容。

首先,参照图7对为了氧浓度的测定而执行的处理进行说明。图7所示的一系列处理每当经过规定的控制周期而由控制装置100反复执行。

在最初的步骤s01中,判定当前时点是否是屏蔽期间tm10。在当前时点是屏蔽期间的情况下,无法进行气体传感器200对气体浓度的测定。因此,结束图7所示的一系列处理。

在当前时点不是屏蔽期间tm10的情况下,向步骤s02转移。在步骤s02中,取得气体传感器200的电动势。具体而言,由测定部120取得图1的点p15与点p13之间的电位差,作为上述的电动势。

在接着步骤s02的步骤s03中,计算与电动势对应的氧浓度,基于该氧浓度进行内燃机的动作控制。本实施方式的控制装置100,除了进行气体传感器200的控制的功能以外,还具有对内燃机的动作进行控制的功能。即,控制装置100构成为所谓发动机ecu。

也可以代替这样的形态,不同于发动机ecu,控制装置100构成为进行气体传感器200的控制的专用装置。在此情况下,表示计算出的氧浓度的信号被从控制装置100向发动机ecu输出。另外,也可以是,图1的点p15与点p13之间的电位差作为表示氧浓度的信号直接向发动机ecu输出。

参照图8对为了测定气体传感器200的阻抗而执行的处理进行说明。图8所示的一系列处理每当经过规定的控制周期而由控制装置100反复执行。此外,该处理与图7所示的一系列处理并行执行。

在最初的步骤s11中,进行开始条件的确认。所谓“开始条件”,是被预先设定了的条件,作为为了一边将第1期间tm11、第2期间tm12变更一边进行阻抗的测定而需要的条件。参照图9对在步骤s11中进行的处理的更详细的内容进行说明。

在步骤s31中,判定由传感器温度推定部121推定出的气体传感器200的温度是否超过了规定温度。该“规定温度”是作为气体传感器200能够动作的最低限的温度而被预先设定的温度。在通过被加热器ht加热而气体传感器200的温度超过了规定温度的情况下,向步骤s32转移。在步骤s32中,做出开始条件成立的判定。

另一方面,在步骤s31中气体传感器200的温度没有超过规定温度的情况下,向步骤s33转移。在步骤s33中,做出开始条件不成立的判定。

这样,在本实施方式中,作为上述的开始条件而设定了:进行向加热器ht的通电、由传感器温度推定部121推定出的气体传感器200的温度超过了规定温度。

因此,动作控制部110在进行向加热器ht的通电、由传感器温度推定部121推定出的温度超过规定温度之后,开始将第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更的处理。由此,能够防止以下这样的状况,即:尽管处于还不能正确地进行气体传感器200的气体浓度的测定的状态,但是无用地进行第1期间tm11等的调整。

回到图8继续说明。在接着步骤s11的步骤s12中,判定是否在步骤s11中开始条件成立了。如果开始条件不成立,则向步骤s27转移。

在步骤s27中,测定气体传感器200的阻抗。这里,不将第1期间tm11及第2期间tm12变更,如图23的例子那样,在将各个长度固定了的状态下测定阻抗。具体而言,进行与在后述的步骤s13以后进行的一系列处理中的除了步骤s25以外的步骤相同的处理。然后,结束图8所示的一系列处理。

另外,在处理负荷成为问题那样的情况下,在步骤s27中,也可以进行与在后述的步骤s13以后进行的一系列处理中的除了步骤s21、s22、s25以外的步骤相同的处理。

如果在步骤s12中开始条件成立,则向步骤s13转移。在步骤s13中,由屏蔽设定部140执行使屏蔽期间tm10开始的处理。即,将步骤s13被执行以后的期间设定为参照图3等说明过的屏蔽期间tm10。

在接着步骤s13的步骤s14中,向气体传感器200施加第1方向的扫描电压的处理、即第1控制开始。如已经叙述的那样,该处理是使开关元件f1进行开闭动作的处理,由动作控制部110执行。从步骤s14的处理被执行的时点起,开始图3等所示的第1期间tm11。

在接着步骤s14的步骤s15中,判定是否是取得扫描电流的定时。这里所说的“取得扫描电流的定时”,例如与图3(a)的时刻t191对应,也可以说是“取得第1测定值的定时”。这里,基于是否从开始步骤s14的处理起经过了规定的期间,判定当前是否是上述的定时。

在判定为当前不是取得扫描电流的定时的情况下,反复执行步骤s15的处理。在判定为当前是取得扫描电流的定时的情况下,向步骤s16转移。

在步骤s16中,由测定部120测定流过气体传感器200的扫描电流的值,取得该值的绝对值作为第1测定值。

在接着步骤s16的步骤s17中,由测定部120取得施加于气体传感器200的扫描电压的值(点p15与点p13之间的电位差)。

在接着步骤s17的步骤s18中,基于在步骤s16中测定出的扫描电流的值和在步骤s17中测定出的扫描电压的值,计算气体传感器200的阻抗。具体而言,通过用扫描电压的增加量除以扫描电流的增加量而计算阻抗。

在步骤s18中计算出的阻抗被用于加热器控制部130进行的控制、即调整向加热器ht施加的电压的占空比而将气体传感器200的温度维持在活性温度范围内的控制。该控制与图8所示的一系列处理并行地执行。

在接着步骤s18的步骤s19中,判定是否从进行步骤s14的处理的时点起经过了第1期间tm11。另外,在该判定中使用的第1期间tm11的长度是图8所示的一系列处理在上次的控制周期中被执行时由后述的步骤s25设定(变更)后的第1期间tm11的长度。

如果还没有经过第1期间tm11,则反复执行步骤s19的处理,继续第1控制。如果经过了第1期间tm11,则向步骤s20转移。在步骤s20中,开始向气体传感器200施加第2方向的扫描电压的处理即第2控制。如已经叙述的那样,该处理是使开关元件f2进行开闭动作的处理,由动作控制部110执行。从执行了步骤s20的处理的时点起,开始图3等所示的第2期间tm12。

在接着步骤s20的步骤s21中,判定是否是取得扫描电流的定时。这里所说的“取得扫描电流的定时”,例如与图3(a)的时刻t291对应,也可以说是“取得第2测定值的定时”。这里,基于是否从开始步骤s20的处理起经过了规定的期间,判定当前是否是上述定时。

在判定为当前不是取得扫描电流的定时的情况下,反复执行步骤s21的处理。在判定为当前是取得扫描电流的定时的情况下,向步骤s22转移。

在步骤s22中,由测定部120测定流过气体传感器200的扫描电流的值,取得该值的绝对值作为第2测定值。

在接着步骤s22的步骤s23中,判定是否从进行步骤s20的处理的时点起经过了第2期间tm12。另外,在该判定中使用的第2期间tm12的长度是图8所示的一系列处理在上次的控制周期中被执行时由后述的步骤s25设定(变更)后的第2期间tm12的长度。

如果还没有经过第2期间tm12,则反复执行步骤s23的处理,继续第2控制。如果经过了第2期间tm12,则向步骤s24转移。在步骤s24中,将开关元件f2的开闭动作停止,使开关元件f2回到开状态。由此结束第2控制。

在接着步骤s24的步骤s25中,基于在步骤s16中取得的第1测定值以及在步骤s22中取得的第2测定值,进行将第1期间tm11或第2期间tm12中的至少一方的长度变更的处理。参照图10对在步骤s25中进行的处理的更详细的内容进行说明。

在步骤s41中,判定第1测定值是否比第2测定值大。在第1测定值比第2测定值大的情况下,向步骤s42转移。在步骤s42中,如参照图3(b)说明的那样,进行使第2期间tm12变长的处理。另外,这样长度被变更后的第2期间tm12,当图8所示的一系列处理在下个控制周期中被执行时,在步骤s23中的判定中被使用。

在步骤s41中,在第1测定值不比第2测定值大的情况下,向步骤s43转移。在步骤s43中,判定第1测定值是否比第2测定值小。在第1测定值比第2测定值小的情况下向步骤s44转移。在步骤s44中,如参照图4(b)说明的那样,进行使第1期间tm11变长的处理。另外,这样长度被变更后的第1期间tm11,当图8所示的一系列处理在下个控制周期中被执行时,在步骤s19中的判定中被使用。

在步骤s43中,在第1测定值不比第2测定值小的情况下,结束图10所示的一系列处理。该情况下第1测定值与第2测定值相互相等。因此,第1期间tm11及第2期间tm12的长度都不被变更。

回到图8继续说明。在接着步骤s25的步骤s26中,由屏蔽设定部140执行将屏蔽期间tm10结束的处理。进行该处理的时刻例如相当于图3(a)中的时刻t40。

通过由控制装置100进行以上这样的处理,实现图3及图4所示的形态的控制。

参照图11,对如上述那样进行本实施方式的阻抗的测定的效果进行说明。图11的图中的横轴是通过从第1测定值减去第2测定值而得到的值,在本实施方式的情况下可以说是“电流差”。该图中的纵轴是在阻抗的测定被反复执行规定的次数后、从点p15与点p13之间的电位差减去气体传感器200的电动势而得到的值。即,由测定部120测定的气体传感器200的电动势表示相对于与气体浓度对应的(正确的)值、在积蓄的电荷的影响下以何种程度进行了变动。以下,也将该纵轴所示的值称作“电动势变动量”。

在图11中,线l1表示使第1期间tm11的长度及第2期间tm12的长度都不变化而始终为固定的长度的情况下的电动势变动量的时间变化。在此情况下,由于第1测定值与第2测定值的差越大则积蓄在气体传感器200中的电荷也越多,所以电动势变动量也变大。

在图11中,点d1、d2、d3表示第1期间tm11的长度及第2期间tm12的长度如上述那样被变更了的情况下的电动势变动量的实测值。如这些点d1等所示,根据本实施方式的控制装置100进行的控制,不取决于第1测定值与第2测定值之差,电动势变动量被抑制在非常小的范围(±5mv以内)。结果,能够正确地进行浓度测定期间tm20中的气体浓度的测定。

参照图12对第2实施方式进行说明。在本实施方式中,仅在由图8的步骤s11进行的处理的内容、具体而言开始条件的内容方面与第1实施方式不同。以下,主要对与第1实施方式不同的点进行说明。

图12所示的一系列处理表示在图8的步骤s11中进行的处理的具体流程,代替图9所示的一系列处理而被执行。

在最初的步骤s51中,判定是否从由加热器控制部130开始向加热器ht的通电的时点起经过了规定期间。该“规定期间”是作为从开始加热器ht的加热起、到气体传感器200的温度到达足够的温度(气体传感器200能够动作的最低限的温度)为止所需要的期间而被预先设定的期间。

在步骤s51中,在从开始向加热器ht的通电的时点起经过了规定期间的情况下,向步骤s52转移。在步骤s52中,做出开始条件成立的判定。

另一方面,在步骤s51中,在从开始向加热器ht的通电的时点起没有经过规定期间的情况下,向步骤s53转移。在步骤s53中,做出开始条件不成立的判定。

这样,在本实施方式中,将从开始向加热器ht的通电起经过了规定期间设定为开始条件。因此,动作控制部110在从开始向加热器的通电起经过了规定期间后,开始将第1期间及第2期间中的至少一方的长度变更的处理。由此,能够防止以下那样的状况,即:尽管处于还不能进行气体传感器200的气体浓度的测定的状态,但是无用地进行第1期间tm11等的调整。在这样的形态下,也起到与在第1实施方式中说明过的同样的效果。

参照图13对第3实施方式进行说明。在本实施方式中,仅在由图8的步骤s11进行的处理的内容、具体而言开始条件的内容方面与第1实施方式不同。以下,主要对与第1实施方式不同的点进行说明。

图13所示的一系列处理表示在图8的步骤s11中进行的处理的具体流程,代替图9所示的一系列处理而被执行。

在最初的步骤s61中,由温度传感器150取得控制装置100的温度(主体温度)。在接着步骤s61的步骤s62中,判定在步骤s62中取得的控制装置100的温度是否从在上次的控制周期中取得的控制装置100的温度进行了变动。例如,如果上次取得的温度与此次取得的温度之差的绝对值超过规定的阈值,则判定为控制装置100的温度进行了变动。

在步骤s62中,在判定为控制装置100的温度变动了的情况下,向步骤s63转移。在步骤s63中,做出开始条件成立的判定。

另一方面,在步骤s62中判定为控制装置100的温度没有变动的情况下,向步骤s64转移。在步骤s64中,做出开始条件不成立的判定。

这样,在本实施方式中,将控制装置100的温度进行了变动这一情况设定为开始条件。因此,动作控制部110当由温度传感器150测定出的温度进行了变动时,开始将第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更的处理。由此,能够防止以下这样的状况,即:尽管是电阻r14等的电阻值没有根据温度而变化、对第1期间tm11等进行调整的必要性较低的状况,但是无用地进行第1期间tm11等的调整。即使是这样的状况,也起到与在第1实施方式中说明的同样的效果。

参照图14对第4实施方式进行说明。在本实施方式中,仅在由图8的步骤s11进行的处理的内容、具体而言开始条件的内容方面与第1实施方式不同。以下,主要对与第1实施方式不同的点进行说明。

图14所示的一系列处理表示在图8的步骤s11中进行的处理的具体流程,代替图9所示的一系列处理而被执行。

在最初的步骤s71中,判定是否从上次进行图8中的步骤s13以后的处理起经过了规定期间。如果经过了规定期间,则向步骤s72转移。在步骤s72中,做出开始条件成立的判定。另一方面,在步骤s71中判定为没有经过规定期间的情况下,向步骤s73转移。在步骤s73中,做出开始条件不成立的判定。

这样,在本实施方式中,将从上次进行步骤s13以后的处理起经过了规定期间这一情况作为开始条件而设定。因此,动作控制部110每当经过规定期间则开始将第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更的处理。

由于不经过复杂的处理而定期且适当地执行阻抗的测定,所以能够减轻控制装置100的处理负荷。根据这样的形态,也起到与在第1实施方式中说明的同样的效果。

参照图15对第5实施方式进行说明。在本实施方式中,仅在由图8的步骤s25进行的处理的内容方面与第1实施方式不同。以下,主要对与第1实施方式不同的点进行说明。

图15所示的一系列处理表示在图8的步骤s25中进行的处理的具体流程,代替图10所示的一系列处理而被执行。该处理成为在图10所示的一系列处理的开头追加了步骤s81及步骤s82的处理。

控制装置100将对气体传感器200施加了扫描电压的次数(也可以说是执行了阻抗的测定的次数)进行计数,并存储了该次数。以下,也将该次数称作“施加次数”。在最初的步骤s81中,判定施加次数是否达到了规定次数。如果施加次数达到了规定次数,则向步骤s82转移。

在步骤s82中,将施加次数复位为0。在接着步骤s82的步骤s41以后,进行与参照图10说明的同样的处理。因此,省略具体说明。

在步骤s81中,如果施加次数没有到达规定次数,则不将第1期间tm11、第2期间tm12的长度变更,结束图15所示的一系列处理。

执行以上那样的处理的结果是,根据本实施方式的动作控制部110,每当对气体传感器200的扫描电压的施加被进行的次数达到规定次数,则进行将第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更的处理。例如,如果进行将第1期间tm11的长度变更的处理,则在之后的施加次数达到规定次数为止的期间,在将第1期间tm11的长度维持为变更后的长度不变的状态下,反复执行扫描电压的施加及阻抗的测定。因此,与按照每个控制周期进行第1期间tm11等的变更的情况相比,能够减轻控制装置100的处理负荷。根据这样的形态,也起到与在第1实施方式中说明的同样的效果。

参照图16对第6实施方式进行说明。在本实施方式中,仅在由图8的步骤s25进行的处理的内容方面与第1实施方式不同。以下,主要对与第1实施方式不同的点进行说明。

图16所示的一系列处理表示在图8的步骤s25中进行的处理的具体流程,代替图10所示的一系列处理而被执行。

在本实施方式中也与上述第5实施方式同样地,控制装置100进行施加次数的计数。进而,控制装置100每当图8所示的一系列处理被执行,就将由测定部120取得的第1测定值及第2测定值作为履历进行存储。

在最初的步骤s91中,判定施加次数是否达到了规定次数。该规定次数作为为了计算第1测定值及第2测定值各自的平均值而需要的第1测定值等的个数而被预先设定。如果施加次数达到了规定次数,则向步骤s92转移。在步骤s92中,将施加次数复位为0。

在接着步骤s92的步骤s93中,计算取得了与上述的规定次数相同数量的第1测定值的平均值。此外,计算取得了与上述的规定次数相同数量的第2测定值的平均值。然后,判定第1测定值的平均值是否比第2测定值的平均值大。

在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值大的情况下,向步骤s94转移。在步骤s94中,如参照图3(b)说明的那样,进行使第2期间tm12变长的处理。

在步骤s93中,在第1测定值的平均值不比第2测定值的平均值大的情况下,向步骤s95转移。在步骤s95中,判定第1测定值的平均值是否比第2测定值的平均值小。在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值小的情况下向步骤s96转移。在步骤s96中,如参照图4(b)说明的那样,进行使第1期间tm11变长的处理。

在步骤s95中,在第1测定值的平均值不比第2测定值的平均值小的情况下,将图16所示的一系列处理结束。在此情况下,第1测定值的平均值与第2测定值的平均值相互相等。因此,第1期间tm11及第2期间tm12的长度都不被变更。

在步骤s91中,如果施加次数没有达到规定次数,则不将第1期间tm11、第2期间tm12的长度变更,将图16所示的一系列处理结束。

如以上这样,在本实施方式中,在分别进行了多次对于气体传感器200的扫描电压的施加以及由测定部120进行的扫描电流的测定(也可以是扫描电压的测定)之后,动作控制部110基于第1测定值的平均值与第2测定值的平均值的比较,将下次以后的第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更。

具体而言,在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值大的情况下,动作控制部110将下次以后的第2期间tm12变更以使其变长,在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值小的情况下,动作控制部110将下次以后的第1期间tm11变更以使其变长。

因此,在例如因噪声等的影响而第1测定值、第2测定值暂时地发生偏差的情况下,也能够减轻对于第1期间tm11、第2期间tm12的长度的影响。由此,能够更稳定地进行气体浓度的测定。

对第7实施方式进行说明。根据本实施方式的控制装置100,也为了防止积蓄电荷对于电动势的影响,将第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更。但是,变更的形态与第1实施方式的情况不同。参照图17对具体的例子进行说明。

图17(a)表示与之前说明的图2的情况同样地、第1期间tm11中的扫描电流的值和第2期间tm12中的扫描电流的值分别与目标值(i10,-i10)一致的情况下的扫描电流的时间变化。

图17(b)表示第1期间tm11中的扫描电流的值成为比目标值i10大的i11的情况下的扫描电流的时间变化。在图17(b)的例子中,第1测定值(i11)比第2测定值(i10)大。

在第1测定值比第2测定值大的情况下,本实施方式的动作控制部110将第1期间tm11的长度变更以使其比图17(a)的情况短。在图17(b)的例子中,第1期间tm11结束的时刻(也是第2期间tm12的开始时刻)被变更为比时刻t20靠前的时刻t19。

此外,与此对应地,第2期间tm12结束的时刻被从时刻t30向时刻t29变更。因此,图17(b)中的第2期间tm12的长度与图17(a)中的第2期间tm12的长度相同。

进行以上这样的变更的结果是,图17(b)的第1期间tm11的长度变得比图17(b)的第1期间tm11的长度短。

另外,在图17(b)中,随着第1期间tm11的缩短,屏蔽期间tm10也被缩短。具体而言,屏蔽期间tm10结束的时刻被从时刻t40向时刻t33变更。通过由屏蔽设定部140进行这样的处理,能够早期地进行向浓度测定期间tm20的转移及气体浓度的测定。

在图17(b)中,在第1期间tm11中每单位时间积蓄到气体传感器200中的电荷的量比图17(a)的情况大。但是,在图17(b)中第1期间tm11变短,所以在第1期间tm11中积蓄在气体传感器200中的电荷的量(总量)与图17(a)的情况大致相同。

结果,能够将在第1期间tm11中积蓄在气体传感器200中的电荷的量与在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量之间的差较小地抑制为与图17(a)的情况相同程度。由于屏蔽期间tm10中的向气体传感器200的电荷的积蓄被抑制,所以能够正确地进行由气体传感器200进行的气体浓度的测定。

另外,在第2测定值变得比i10小从而第1测定值变得比第2测定值大的情况下,也还是进行变更以使第1期间tm11变短。在此情况下,也与上述同样地抑制了向气体传感器200的电荷的积蓄。

如以上这样,本实施方式的动作控制部110在第1测定值比第2测定值大的情况下,将第1期间tm11变更以使其变短。此时,即使在成为第1期间tm11后在与图17(a)相同的定时(t191)尝试第1测定值的取得,也由于在该时点第1期间tm11结束,所以无法正确地取得第1测定值。

因此,在如本实施方式那样将第1期间tm11变更以使其变短的情况下,进行由测定部120进行的测定(第1测定值的取得)的定时也被变更。在图17(b)的例子中,将上述的定时变更,以在比时刻t191早的时刻t181取得第1测定值。从时刻t10到时刻t181的期间比变更后的第1期间tm11短。通过将取得第1测定值的定时如上述那样变更,能够正确地取得第1期间tm11中的第1测定值。

另外,在图17(b)的例子中,在成为第2期间tm12后取得第2测定值的定时不被变更。在图17(b)中,在比时刻t291早的时刻t281取得第2测定值,但从时刻t19到时刻t281的期间的长度与图17(a)中的从时刻t20到时刻t291的期间的长度相同。

参照图18说明与上述相反地、第1测定值变得比第2测定值小的情况下的例子。图18(a)表示与之前说明的图2的情况同样地、第1期间tm11中的扫描电流的值和第2期间tm12中的扫描电流的值分别与目标值(i10,-i10)一致的情况下的扫描电流的时间变化。

图18(b)表示第1期间tm11中的扫描电流的值成为比目标值i10小的i09的情况下的扫描电流的时间变化。在图18(b)的例子中,第1测定值(i09)比第2测定值(i10)小。

在这样第1测定值比第2测定值小的情况下,控制装置100的动作控制部110将第2期间tm12的长度变更以使其比图18(a)的情况短。在图18(b)的例子中,第2期间tm12结束的时刻被变更为比时刻t30靠前的时刻t29。

进行了以上那样的变更的结果是,图18(b)的第2期间tm12的长度变得比图18(b)的第1期间tm11的长度短。

在图18(b)中,随着第2期间tm12的缩短,屏蔽期间tm10也被缩短。具体而言,屏蔽期间tm10结束的时刻被从时刻t40向时刻t39变更。通过由屏蔽设定部140进行这样的处理,能够早期地进行向浓度测定期间tm20的转移及气体浓度的测定。

在图17(b)中,通过第2期间tm12的变短,在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量变小。即,不仅在第1期间tm11中积蓄到气体传感器200中的电荷减少了,而且在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷也减少。

结果,能够将在第1期间tm11中积蓄到气体传感器200中的电荷的量与在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量之间的差较小地抑制为与图18(a)的情况相同程度。由于屏蔽期间tm10中的向气体传感器200的电荷的积蓄被抑制,所以能够正确地进行由气体传感器200进行的气体浓度的测定。

另外,在第2测定值变得比i10大从而第1测定值变得比第2测定值小的情况下,也还是将第2期间tm12变更以使其变短。在此情况下,也与上述同样地抑制了向气体传感器200的电荷的积蓄。

如以上这样,本实施方式的动作控制部110在第1测定值比第2测定值小的情况下,将第2期间tm12变更以使其变短。此时,即使在成为第2期间tm12后在与图18(a)相同的定时(t291)尝试第2测定值的取得,也由于在该时点第2期间tm12结束,所以无法正确地取得第2测定值。

因此,在如本实施方式那样将第2期间tm12变更以使其变短的情况下,进行由测定部120进行的测定(第2测定值的取得)的定时也被变更。在图18(b)的例子中,上述的定时被变更,以在比时刻t291早的时刻t281取得第1测定值。从时刻t20到时刻t281的期间比变更后的第2期间tm12短。通过将取得第2测定值的定时如上述那样变更,能够正确地取得第2期间tm12中的第2测定值。

在图18(b)的例子中,在成为第1期间tm11后取得第1测定值的定时(t191)不被变更。

如以上这样,在本实施方式中,在第1期间t11、第2期间t12变短的情况下,将取得第1测定值的定时或取得第2测定值的定时适当变更。在由这样的变更带来的处理负荷成为问题那样的情况下,优选如第1实施方式(图3、图4)那样使第1期间t11、第2期间t12变长。

另外,以上说明那样的第1期间tm11、第2期间tm12的变更与在第1实施方式中参照图5说明的方法同样,不是此次而是在下次的屏蔽期间tm10中进行。

本实施方式的动作控制部110,也与在第1实施方式中参照图6说明的方法同样地,将第1期间tm11、第2期间tm12的长度变更,以使在第1期间tm11中由测定部120测定出的值的时间积分值(图6的面积s1)和在第2期间tm12中由测定部120测定出的值的时间积分值(图6的面积s2)在各自的绝对值上相互一致。

说明为了实现以上说明的控制而由控制装置100执行的具体处理的内容。在本实施方式中,也进行与参照图7至图9说明的第1实施方式同样的处理。但是,在本实施方式中进行的处理成为将第1实施方式中的图10所示的一系列处理(即,在图8的步骤s25中进行的处理)替换为图19所示的一系列处理后的处理。

在图19所示的处理中的最初的步骤s101中,判定第1测定值是否比第2测定值大。在第1测定值比第2测定值大的情况下,向步骤s102转移。在步骤s102中,如参照图17(b)说明的那样,进行使第1期间tm11变短的处理。另外,这样长度被变更后的第1期间tm11,当在下个控制周期中执行了图8所示的一系列处理时在步骤s19的判定中被使用。

在步骤s101中,在第1测定值不比第2测定值大的情况下,向步骤s103转移。在步骤s103中,判定第1测定值是否比第2测定值小。在第1测定值比第2测定值小的情况下向步骤s104转移。在步骤s104中,如参照图18(b)说明的那样,进行使第2期间tm12变短的处理。另外,这样长度被变更后的第2期间tm12,当在下个控制周期中执行了图8所示的一系列处理时在步骤s23的判定中被使用。

在步骤s103中,在第1测定值不比第2测定值小的情况下,将图19所示的一系列处理结束。在此情况下,第1测定值与第2测定值相互相等。因此,第1期间tm11及第2期间tm12的长度都不被变更。

通过由控制装置100进行以上那样的处理,实现图17及图18所示的形态的控制。

参照图20对第8实施方式进行说明。在本实施方式中,仅在由图8的步骤s25进行的处理的内容方面与上述的第7实施方式不同。以下,主要对与第7实施方式不同的点进行说明。

图20所示的一系列处理表示由图8的步骤s25进行的处理的具体流程,代替图19所示的一系列处理而被执行。

在本实施方式中,也与第5实施方式(图15)同样地,控制装置100进行施加次数的计数。进而,控制装置100每当执行图8所示的一系列处理就将由测定部120取得的第1测定值及第2测定值作为履历来存储。

在最初的步骤s111中,判定施加次数是否达到了规定次数。该规定次数作为为了计算第1测定值及第2测定值各自的平均值而需要的第1测定值等的个数而被预先设定。如果施加次数没有达到规定次数,则不将第1期间tm11、第2期间tm12的长度变更,结束图20所示的一系列处理。如果施加次数达到了规定次数,则向步骤s112转移。

在步骤s112中,将施加次数复位为0。在接着步骤s112的步骤s113中,计算取得了与上述规定次数相同数量的第1测定值的平均值。此外,计算取得了与上述规定次数相同数量的第2测定值的平均值。然后,判定第1测定值的平均值是否比第2测定值的平均值大。

在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值大的情况下,向步骤s114转移。在步骤s114中,如参照图17(b)说明的那样,进行使第1期间tm11变短的处理。

在步骤s113中,在第1测定值的平均值不比第2测定值的平均值大的情况下,向步骤s115转移。在步骤s115中,判定第1测定值的平均值是否比第2测定值的平均值小。在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值小的情况下向步骤s116转移。在步骤s116中,如参照图18(b)说明的那样,进行使第2期间tm12变短的处理。

在步骤s115中,在第1测定值的平均值不比第2测定值的平均值小的情况下,将图20所示的一系列处理结束。该情况下,第1测定值的平均值与第2测定值的平均值相互相等。因此,第1期间tm11及第2期间tm12的长度都不被变更。

如以上这样,在本实施方式中,在分别进行了多次对于气体传感器200的扫描电压的施加以及由测定部120进行的扫描电流的测定(也可以是扫描电压的测定)之后,动作控制部110基于第1测定值的平均值与第2测定值的平均值的比较,将下次以后的第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更。

具体而言,在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值大的情况下,动作控制部110将下次以后的第1期间tm11变更以使其变短,在第1测定值的平均值比第2测定值的平均值小的情况下,动作控制部110将下次以后的第2期间tm12变更以使其变短。

因此,例如在因噪声等的影响而第1测定值、第2测定值暂时地发生偏差的情况下,也能够减轻对于第1期间tm11、第2期间tm12的长度的影响。由此,能够更稳定地进行气体浓度的测定。

参照图21对第9实施方式进行说明。在本实施方式中,仅在由图8的步骤s25进行的处理的内容方面与第1实施方式不同。以下,主要对与第1实施方式不同的点进行说明。

图21所示的一系列处理表示由图8的步骤s25进行的处理的具体流程,代替图10所示的一系列处理而被执行。

在最初的步骤s121中,判定在第1期间tm11中由测定部120测定出的值(扫描电流或扫描电压)的时间积分值是否与规定的设计值一致。“在第1期间tm11中由测定部120测定出的值的时间积分值”的绝对值相当于图6所示的面积s1。这样的时间积分值能够通过对在图3的时刻t191取得的第1测定值乘以第1期间tm11的长度来计算。此外,也可以在第1期间tm11中进行多次第1测定值的取得,更正确地计算时间积分值。

此外,上述的“规定的设计值”是指,第1测定值与目标值一致并且第1期间tm11的长度是当初的设计值那样的情况下的上述的时间积分值。

如果时间积分值与设计值一致,则不将第1期间tm11的长度变更而向后述的步骤s123转移。如果时间积分值不与设计值一致,则向步骤s122转移。在步骤s122中,将第1期间tm11的长度变更,以使时间积分值与设计值一致。例如,在时间积分值比设计值小的情况下,将第1期间tm11变更以使其与之前相比变长。

在接着步骤s122的步骤s123中,判定在第2期间tm12中由测定部120测定出的值(扫描电流或扫描电压)的时间积分值是否与规定的设计值一致。“在第2期间tm12中由测定部120测定出的值的时间积分值”的绝对值相当于图6所示的面积s2。这样的时间积分值能够通过对在图3的时刻t291取得的第2测定值乘以第2期间tm12的长度来计算。此外,也可以在第2期间tm12中进行多次第2测定值的取得,更正确地计算时间积分值。

此外,上述的“规定的设计值”是指,第2测定值与目标值一致并且第2期间tm12的长度是当初的设计值那样的情况下的上述的时间积分值。

如果时间积分值与设计值一致,则不将第2期间tm12的长度变更,将图21所示的一系列处理结束。如果时间积分值不与设计值一致,则向步骤s124转移。在步骤s124中,将第2期间tm12的长度变更以使时间积分值与设计值一致。例如,在时间积分值比设计值小的情况下,将第2期间tm12变更以使其与之前相比变长。

通过进行以上那样的处理,能够使在第1期间tm11中积蓄到气体传感器200中的电荷的量和在第2期间tm12中从气体传感器200释放的电荷的量都接近于所设计的值。由此,使两者的差变小,能够正确地进行气体浓度的测定。另外,也可以是图21所示的步骤s121至步骤s122的处理和步骤s123至步骤s124的处理仅某一方被执行而另一方不被执行的形态。

如以上这样,本实施方式的动作控制部110将第1期间tm11及第2期间tm12中的至少一方的长度变更,以使在第1期间tm11中由测定部120测定出的值的时间积分值以及在第2期间tm12中由扫描测定部测定出的值的时间积分值中的至少一方与规定的设计值一致。这样的形态也能够起到与在第1实施方式中说明的同样的效果。

另外,在第1期间tm11的长度及第2期间tm12的长度双方被变更了的情况下,屏蔽设定部140将屏蔽期间tm10的长度变更,以使变更后的第1期间tm11和第2期间tm12双方包含在屏蔽期间tm10中。

以上,参照具体例对本实施方式进行了说明。但是,本发明并不限定于这些具体例。本领域技术人员对这些具体例适当加以设计变更后的形态也只要具备本发明的特征就包含在本发明的范围中。上述的各具体例具备的各要素及其配置、条件、形状等并不限定于例示而能够适当变更。上述的各具体例具备的各要素只要不发生技术上的矛盾,就能够适当改变组合。

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