CN102928467A - 气体传感器装置及使用气体传感器的浓度测定方法 - Google Patents

Abstract

一种气体传感器装置及使用气体传感器的浓度测定方法，能够进一步提高根据由气体传感器测定的输出值而得到的气体中的特定气体成分的浓度的值的精度。气体传感器装置(1)设置有：气体传感器(10)，输出与气体所包含的特定气体成分的浓度即特定成分浓度对应的输出值；压力传感器(20)，测定气体的压力；以及运算部(30)，基于从气体传感器输出的输出值以及通过压力传感器测定的气体的压力值来算出特定成分浓度，运算部基于由菲克定律导出的式、且作为输出值和压力值的函数的式来算出假定特定成分浓度，基于假定特定成分浓度和压力值的函数即校正项来算出校正值，使用校正值来校正假定特定成分浓度从而算出特定成分浓度。

Description

气体传感器装置及使用气体传感器的浓度测定方法

技术领域

本发明涉及具有测定被检测气体的浓度的气体传感器的气体传感器装置及使用气体传感器的浓度测定方法，特别涉及用于需要对从气体传感器输出的输出值进行压力校正的情况的适合的气体传感器装置及使用气体传感器的浓度测定方法。

背景技术

在柴油发动机、汽油发动机等内燃机中，为了实现消耗燃料的降低或实现排气气体的净化，通常进行调节作为被送入燃烧室的气体与燃料的比例的混合比的控制。为了控制该混合比，由于需要测定吸气气体所包含的特定气体成分(例如氧气)的比例、排气气体所包含的特定气体成分的比例，因此使用气体传感器。

气体传感器具有配置在作为测定对象的气体中的传感器元件，从该传感器元件输出与特定气体成分的比例即特定气体成分的浓度(例如氧气浓度)相关的输出值。但是，公知从传感器元件输出的输出值不只是作为测定对象的气体中的特定气体成分的浓度，还受到气体的压力的影响。

近年来，对内燃机的控制变得精细，因此开始谋求特定气体成分的浓度的值也精准。因此，为了谋求作为测定对象的气体中的更精准的特定气体成分的浓度，提案从由气体传感器输出的输出值中除去压力的影响的各种方法(例如，参照专利文献1及2)。

在专利文献1及2中公开了：设置有测定作为测定对象的气体中的特定气体成分的浓度的传感器元件和测定压力的压力传感器的结构。而且，在专利文献1及2中提案有如下方法(校正方法)：将与从传感器元件输出的特定气体成分的浓度相关的输出值乘以基于由压力传感器测定的压力值的系数，由此从与特定气体成分的浓度相关的气体传感器的输出值中除去压力的影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-273381号公报

专利文献2：日本特开2005-061420号公报

相比没有进行与特定气体成分的浓度相关的气体传感器的输出值的校正的情况，通过使用上述专利文献1及2所记载的校正方法，特定气体成分的浓度的值的精度变得更精准。但是，预计对内燃机的控制在现在乃至将来会变得更精致。此时，特定气体成分的浓度的值也要求精度为更高的值。即，在上述专利文献1及2所记载的校正方法中，存在难以以所要求的精度得到特定气体成分的浓度的值的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而发明的，其目的在于提供一种气体传感器装置及使用气体传感器的浓度测定方法，能够进一步提高从由气体传感器测定的输出值得到的气体中的特定气体成分浓度的值的精度。

为了实现上述目的，本发明提供以下手段。本发明的气体传感器装置设置有：气体传感器，输出与特定气体成分的浓度对应的输出值，该特定气体成分包含于流过内燃机中所设置的流动路径内的气体内；压力传感器，测定上述气体的压力；以及运算部，基于从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述气体的压力值来算出上述特定成分浓度，上述气体传感器装置的特征在于，上述运算部基于由菲克定律导出的式、并且作为从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数的式，算出假定特定成分浓度，而且，基于上述假定特定成分浓度和通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数即校正项来算出校正值，使用上述校正值来校正上述假定特定成分浓度，从而算出上述特定成分浓度。

根据本发明的气体传感器装置，基于由菲克定律导出的式、并且作为气体传感器的输出值和压力传感器的压力值的函数的式，算出特定成分的浓度(假定特定成分浓度)，因此相比不校正与特定成分的浓度相关的气体传感器的输出值的情况，特定成分的浓度的值的精度能够变得更精准。

而且，根据本发明的气体传感器装置，尽管基于菲克定律求出的假定特定成分浓度存在误差，但通过使用基于假定特定成分浓度和通过压力传感器测定的压力值的函数即校正项的校正值来校正假定特定成分浓度，能够减小校正后的特定成分浓度的误差。

本发明的发明人通过实验发现了：对于使用基于菲克定律的式算出的假定特定成分浓度，特定气体成分的浓度与气体的压力存在相对紧密的依存性。即，发现了：尽管是具有相同的特定气体成分的浓度的气体，但如果气体的压力不同，则算出的假定特定成分浓度产生不同(误差)。因此，使用根据假定特定成分浓度和压力值的函数即校正项算出的校正值，校正假定特定成分浓度，从而从假定特定成分浓度中除去气体的压力所产生的变动，能够求出误差变得更小的特定成分浓度。此外，作为使用校正值的假定特定成分浓度的校正方法，优选对假定特定成分浓度减去校正值或者加上校正值的方法。

此外，在本发明的气体传感器装置中，流过内燃机中所设置的流动路径内的气体可以是吸气气体，也可以是排气气体，优选吸气气体。在吸气气体中，气体的压力变动大，因此处于气体传感器的输出值与特定成分浓度容易产生误差的状况。对此，通过使用本发明的气体传感器装置，即使是吸气气体，也能够从气体传感器的输出值中除去气体的压力所产生的变动，求出误差变得更小的特定成分浓度。

上述发明优选上述运算部使用下式

[数学式1]

算出假定特定成分浓度，

其中，I_p是从上述气体传感器输出的上述输出值，P是通过上述压力传感器测定的上述压力值，A、B是能够近似通过两个压力值和与两个压力值对应的两个输出值算出的两个假定特定成分浓度的常数。

由此，使用上式来算出假定特定成分浓度，因此相比不校正与特定成分的浓度相关的气体传感器的输出值的情况，特定成分的浓度的值的精度能够变得更精准。而且，尽管使用上式算出的假定特定成分浓度存在误差，但通过使用基于假定特定成分浓度和通过压力传感器测定的压力值的函数即校正项的校正值来校正假定特定成分浓度，能够减小校正后的特定成分浓度的误差。

上述发明优选上述校正项是与通过上述压力传感器测定的压力值相关的多项式。

由此，通过将校正项设为与测定的压力值相关的多项式，能够进一步减小由运算部求出的特定成分浓度的误差。例如，即使在假定特定成分浓度相对于气体压力的依存性根据气体压力的变化而连续的变化的情况下，通过与该变化对应的多项式用作校正项，也能够抑制特定成分浓度的误差变大。

上述发明优选在上述多项式的各项中分别包含有不同的系数，该系数是上述假定特定成分浓度的函数。

由此，通过校正项的各项中的系数成为假定特定成分浓度的函数，能够进一步减小由运算部求出的特定成分浓度的误差。例如，在假定特定成分浓度相对于气体压力的依存性根据气体的压力而较大地变化，即使使用作为固定的多项式的校正项也不能充分地校正的情况下，难以减小特定成分浓度的误差。即使在上述情况下，通过使多项式的各项的系数根据假定特定成分浓度而变化，能够扩大由校正项校正的范围，能够更确实地抑制特定成分浓度的误差变大。

另外，本发明的使用气体传感器的浓度测定方法，将输出与特定气体成分的浓度对应的输出值的气体传感器以及压力传感器配置于流动路径，该特定气体成分包含于流过内燃机中所设置的流动路径内的气体内，该压力传感器测定上述气体的压力，基于从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述气体的压力值算出特定成分浓度，上述使用气体传感器的浓度测定方法的特征在于，在算出上述特定成分浓度时，基于由菲克定律导出的式、并且作为从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数的式，算出假定特定成分浓度，而且，基于上述假定特定成分浓度和通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数即校正项来算出校正值，使用上述校正值来校正上述假定特定成分浓度，从而算出上述特定成分浓度。

根据本发明的使用气体传感器的浓度测定方法，基于由菲克定律导出的式、并且作为气体传感器的输出值和压力传感器的压力值的函数的式，算出特定成分的浓度(假定特定成分浓度)，因此相比不校正与特定成分的浓度相关的气体传感器的输出值的情况，特定成分的浓度的值的精度能够变得更精准。

而且，根据本发明的使用气体传感器的浓度测定方法，尽管基于菲克定律求出的假定特定成分浓度存在误差，但通过使用基于假定特定成分浓度和通过压力传感器测定的压力值的函数即校正项的校正值来校正假定特定成分浓度，能够减小校正后的特定成分浓度的误差。

上述发明优选在算出上述特定成分浓度时所使用的式是下式

[数学式2]

其中，I_p是从上述气体传感器输出的上述输出值，P是通过上述压力传感器测定的上述压力值，A、B是能够近似通过两个压力值和与两个压力值对应的两个输出值算出的两个假定特定成分浓度的常数。

由此，使用上式来算出假定特定成分浓度，因此相比不校正与特定成分的浓度相关的气体传感器的输出值的情况，特定成分的浓度的值的精度能够变得更精准。而且，尽管使用上式算出的假定特定成分浓度存在误差，但通过使用基于假定特定成分浓度和通过压力传感器测定的压力值的函数即校正项的校正值来校正假定特定成分浓度，能够减小校正后的特定成分浓度的误差。

上述发明优选上述校正项是与通过上述压力传感器测定的压力值相关的多项式。

由此，通过将校正项设为与测定的压力值相关的多项式，能够进一步减小由运算部求出的特定成分浓度的误差。例如，即使在假定特定成分浓度相对于气体压力的依存性根据气体压力的变化而连续的变化的情况下，通过与该变化对应的多项式用作校正项，也能够抑制特定成分浓度的误差变大。

上述发明优选在上述多项式的各项中分别包含有不同的系数，该系数是上述假定特定成分浓度的函数。

由此，通过校正项的各项中的系数成为假定特定成分浓度的函数，能够进一步减小由运算部求出的特定成分浓度的误差。例如，在假定特定成分浓度相对于气体压力的依存性根据气体的压力而较大地变化，即使使用作为固定的多项式的校正项也不能充分地校正的情况下，难以减小特定成分浓度的误差。即使在上述情况下，通过使多项式的各项的系数根据假定特定成分浓度而变化，能够扩大由校正项校正的范围，能够更确实地抑制特定成分浓度的误差变大。

根据本发明的气体传感器装置以及使用气体传感器的浓度测定方法，达到了能够提高根据通过气体传感器测定的输出值得到的气体中的特定气体成分的浓度的值的精度的效果。

附图说明

图1是说明本发明的一个实施方式所涉及的气体传感器装置的概略结构的示意图。

图2是说明图1的ECU中的氧气浓度的算出方法的流程图。

图3是说明求出校正项的系数C的计算式的系数a、b、C的图表。

图4是说明求出校正项的系数C的计算式的系数d、e的图表。

图5是说明由气体传感器装置测定的氧气浓度的测定误差的图表。

具体实施方式

参照图1至图5说明本发明的一个实施方式所涉及的气体传感器装置1。图1是说明本实施方式所涉及的气体传感器装置1的概略结构的示意图。如图1所示，气体传感器装置1测定被吸入到内燃机40的吸气气体所包含的氧气的浓度。由气体传感器装置1测定的氧气浓度用于内燃机40的控制，例如空燃比的控制。在气体传感器装置1中主要设置有氧气传感器(气体传感器)10、压力传感器20和发动机控制单元(运算部)30(以下，记载为“ECU30”)。

此外，在本实施方式中，说明将本发明的气体传感器装置1适用于测定被吸入到内燃机40的吸气气体所包含的氧气浓度的例子，但也可以适用于测定从内燃机40排气的排气气体所包含的氧气浓度的例子，没有什么特别的限定。其中，在吸气气体中，气体的压力变动大，后述的传感器元件的输出值和O₂浓度容易产生误差的状况，因此使用本发明的气体传感器装置是有效的。

氧气传感器10以及压力传感器20配置于相比内燃机40的吸入配管41与排气再循环配管43(以下，记载为“EGR配管43”)的合流点靠近内燃机40侧，换言之配置在下游侧。另外，在相比吸入配管41中的氧气传感器10以及压力传感器20的配置位置靠近上游侧，设置有调节流过吸入配管41的空气的流量的吸气阀44。此外，对于氧气传感器10以及压力传感器20的配置没有特别的限定，可以是氧气传感器10配置于压力传感器20的上游侧，也可以是压力传感器20配置于氧气传感器10的上游侧。

此外，EGR配管43是连接排气配管42和吸入配管41的配管，并且将流过排气配管42的排气气体的一部分引导到吸入配管41，换言之使排气气体再循环。在EGR配管43中设置有调节排气气体的再循环量的调节阀45。

氧气传感器10是测定流过吸入配管41的内部的吸气气体所包含的氧气浓度的传感器，输出作为对应于氧气浓度的输出值之一的电流I_p。电流I_p的值根据吸气气体所包含的氧气浓度而变化，并且还根据流过吸入配管41的吸气气体的压力而变化。换言之，电流I_p是氧气浓度的函数，并且还是吸气气体压力的函数。此外，作为氧气传感器10，只要是具有上述特性的公知的传感器即可，不需要特别限定其形式等。

压力传感器20是测定流过吸入配管41的内部的吸气气体的压力的传感器，输出对应于吸气气体的压力的测定信号。此外，作为压力传感器20，能够使用公知的压力传感器，没有特别的限定。

ECU30基于氧气传感器10的输出值以及压力传感器20的压力值，通过运算来求出流过吸入配管41的内部的吸气气体的氧气浓度，并且至少基于所求出的氧气浓度控制内燃机40的运转状态。后述ECU30中的氧气浓度的算出方法。

接着，说明由上述结构构成的气体传感器装置1中的氧气浓度的算出方法。图2是说明图1的ECU30中的氧气浓度的算出方法的流程图。

首先，ECU30执行以下处理：获取从氧气传感器10输出的输出值(电流I_p)以及从压力传感器20输出的测定信号即压力相关的电信号(S11)。压力相关的电信号基于在ECU30中预先存储的表格等，变换为流过吸入配管41的内部的吸气气体的压力值P。

接着，ECU30基于下述式(1)，执行算出假定O₂浓度(相当于本发明的“假定特定成分浓度”)的处理(S12)。假定O₂浓度是将电流I_p的值以及吸气气体的压力值P代入由菲克定律导出的式(1)而得到的氧气浓度的值。

[数学式3]

在此，I_p是从氧气传感器10输出的输出值，P是通过压力传感器20测定的压力值。此外，A、B是能够近似根据两个压力值算出的假定特定成分浓度的常数，具体而言，A是由下述式(2)规定的常数，B是由下述式(3)规定的常数。

[数学式4]

$A=\frac{\mathrm{LR}}{{4\mathrm{SFkT}}^{0.75}}\·\·\·\left(2\right)$

$B=\frac{k}{k^{\′}}{T}^{1.25}\·\·\·\left(3\right)$

在此，L是氧气传感器10的扩散孔的长度(m)，R是气体常数(8.314JK^-1mol^-1)，S是氧气传感器10的扩散孔的截面面积(m²)，F是法拉第常数(9.6485×10⁴Cmol^-1)，T是通过氧气传感器10的扩散孔时的气体的温度(K)。

此外，上述系数A以及系数B没有特别的限定，可以基于上述式(2)以及式(3)而求出，也可以测定预先判断了O₂浓度和压力的气体的氧气浓度，而用实验方式求出。

上述式(1)基于式(7)，该式(7)是将合成分子扩散系数D_m(=kT^1.75/P)以及克努森扩散系数D_k(=k'T^0.5)的扩散系数D_AB的式(6)代入由作为下述菲克定律的式(4)导出的式(5)之后进行整理而得到的。

[数学式5]

${\stackrel{\·}{c}}_A-w_A\stackrel{\·}{c}=-c{D}_{\mathrm{AB}}\frac{{\∂w}_A}{\∂y}\·\·\·\left(4\right)$

$I=-\frac{4{\mathrm{SFD}}_{\mathrm{AB}}P}{\mathrm{LRT}}\ln (1-\frac{P_A}{P})\·\·\·\left(5\right)$

在此，在c_A上添加有点(·)的符号是成分A的摩尔质量速度(=c_Av_A)，w_A是成分A的摩尔分率(=c_A/c)，在c上添加有点(·)的符号是摩尔质量速度(=cv)，c是摩尔浓度(kmol/m³)。另外，P_A是成分A的分压(kPa)，P是压力(kPa)，P_A/P是成分A的浓度(%)。

[数学式6]

$\frac{1}{D_{\mathrm{AB}}}=\frac{1}{D_m}+\frac{1}{D_k}$

$D_{\mathrm{AB}}=\frac{{\mathrm{kk}}^{\′}{T}^{2.25}}{{\mathrm{kT}}^{1.75}+k^{\′}{T}^{0.5}P}\·\·\·\left(6\right)$

[数学式7]

$I=-\frac{4\mathrm{SFP}}{\mathrm{LRT}}\frac{{\mathrm{kk}}^{\′}{T}^{2.25}}{{\mathrm{kT}}^{1.75}+k^{\′}{T}^{0.5}P}\ln (1-\frac{P_A}{P})$

$\ln (1-\frac{P_A}{P})=A\·I\·\frac{B+P}{P}$

$\frac{P_A}{P}=1-e^{(-A\·I\·\frac{B+P}{P})}\·\·\·\left(7\right)$

如果算出假定O₂浓度，则ECU30接着执行确定算出系数C的计算式的处理(S13)。系数C是根据假定O₂浓度求出O₂浓度(相当于本发明中的“特定成分浓度”)的下述式(8)的校正项所包含的系数(参照式(9))。

[数学式8]

O₂浓度=假定O₂浓度–校正项…(8)

校正项=假定O₂浓度·C/100…(9)

系数C基于与通过压力传感器20测定的吸气气体的压力对应而不同的计算式来算出。在本实施方式中，在不足预定的压力值P_T的情况下选择下述式(10)作为计算式，在为压力值P_T以上的情况下选择下述式(11)作为计算式，并且说明适用于上述情况的例子。

[数学式9]

C＝ax²+bx+c    …(10)

C=dx+e         …(11)

x是通过压力传感器20测定的吸气气体的压力。在此，a是基于假定O₂浓度的值来规定的系数，具体而言如图3(a)所示，是伴随假定O₂浓度的值变高而值变小的系数。b是基于假定O₂浓度的值来规定的系数，具体而言如图3(b)所示，是伴随假定O₂浓度的值变高而值变大的系数。c是基于假定O₂浓度的值来规定的系数，具体而言如图3(c)所示，是伴随假定O₂浓度的值变高而值变小的系数。

d是基于假定O₂浓度的值来规定的系数，具体而言如图4(a)所示，是根据假定O₂浓度的值而变化的系数。e是基于假定O₂浓度的值来规定的系数，具体而言如图4(b)所示，是伴随假定O₂浓度的值变高而值变小的系数。

如果在ECU30中选定了算出系数C的计算式，则接着通过ECU30执行算出系数C的处理(S14)。

例如，在通过压力传感器20测定的吸气气体压力不足压力值P_T的情况下，ECU30执行如下处理：选择上述式(10)作为计算式，基于与算出的假定O₂浓度对应的系数a、b、c的值以及通过压力传感器20测定的吸气气体压力来算出系数C的值。

如果算出系数C的值，则通过ECU30执行由运算求出作为校正项的值的校正值的处理(S15)。具体而言，基于上述式(9)、算出的假定O₂浓度、以及在S14中算出的系数C的值，由运算求出校正项的值。

而且，基于上述式(8)、算出的假定O₂浓度、以及在S15中算出的校正项的值，通过ECU30执行O₂浓度(特定成分浓度)的算出处理(S16)。根据以上内容，完成气体传感器装置1中的氧气浓度的算出。

接着，关于在本实施方式的气体传感器装置1中测定的氧气浓度的测定误差(测定精度)，参照图5与基于现有测定方法的氧气浓度(相当于本实施方式中的假定O₂)的测定误差进行对比并且进行说明。

在图5中，纵轴为氧气浓度的测定误差(Error)，横轴为作为测定对象的吸气气体的压力。另外，测定对象的吸气气体所包含的氧气的浓度(O₂conc.)为15%时的测定结果以菱形(◆、◇)的图表表示，18%时的测定结果以方形(■、□)的图表表示，21%时的测定结果以三角形(▲、△)的图表表示。而且，本实施方式的气体传感器装置1所产生的测定误差以空心的菱形(◇)、方形(□)、三角形(△)的图表表示，基于作为比较对象的现有测定方法的测定误差以实心的菱形(◆)、方形(■)、三角形(▲)的图表表示。

首先，着重说明测定误差中的作为测定对象的吸气气体的压力的影响。

针对全部的氧气浓度(◆、■、▲)，基于现有测定方法的氧气浓度的测定误差伴随空气压力的增减而测定误差的程度较大地变动。具体而言，在不足预定的压力值P_T的范围内，伴随空气压力的增加而测定误差变大，在为压力值P_T以上的范围内，伴随空气压力的增加而测定误差变小。

此外，在此记述的预定的压力值P_T与上述S13中的预定的压力值P_T为同一值。换言之，用于系数C的算出的计算式基于假定O₂浓度相对于吸气气体压力的变化的方式来选择。

与之相对，针对全部的氧气浓度(◇、□、△)，在本实施方式的气体传感器装置1中测定的氧气浓度的测定误差与吸气气体压力的增减无关，测定误差在较窄的范围内变动。换言之，本实施方式的气体传感器装置1能够不受吸气气体压力的增减的影响，输出一定的误差范围内的氧气浓度。

接着，着重说明测定误差中的作为测定对象的吸气气体的氧气浓度的影响。

基于现有测定方法的氧气浓度的测定误差伴随氧气浓度的变化而测定误差的程度较大地变动。具体而言，伴随氧气浓度变高(◆→■→▲)，测定误差变小。与之相对，本实施方式的气体传感器装置1所测定的氧气浓度的测定误差虽然伴随氧气浓度的变化而测定误差的程度变动，但显然变动的幅度变小。

根据以上内容可知，本实施方式的气体传感器装置1所产生的氧气浓度的测定误差与基于现有测定方法的氧气浓度的测定误差比较，难以受到作为测定对象的吸气气体的压力的影响，并且还难以受到吸气气体的氧气浓度的影响。

根据上述结构，尽管基于由菲克定律导出的式(1)求出的假定O₂浓度存在误差，但通过使用基于假定O₂浓度和通过压力传感器20测定的压力值P的函数即校正项的校正值来校正假定O₂浓度，由此能够从假定O₂浓度中除去吸气气体的压力所产生的变动，减小校正后的O₂浓度的误差。即，能够进一步提高通过氧气传感器10测定的氧气浓度的精度。

如式(1)所示，使用

[数学式10]

算出假定特定成分浓度，由此相比不校正与氧气浓度相关的氧气传感器的电流值I_p的情况，氧气浓度的精度能够变得更精准。而且，尽管使用式(1)算出的假定O₂浓度存在误差，但通过使用基于假定O₂浓度和通过压力传感器20测定的压力值P的函数即校正项的校正值来校正假定O₂浓度，能够减小校正后的O₂浓度的误差。

如式(9)以及式(10)或者式(9)以及式(11)所示，校正项设为与所测定的压力值x相关的多项式，从而能够进一步减小由ECU30求出的O₂浓度的误差。例如，即使在假定O₂浓度相对于吸气气体压力的依存性根据吸气气体压力的变化而连续变化的情况下，通过将与该变化对应的多项式用作校正项，能够抑制O₂浓度的误差变大。

通过校正项的各项中的系数a、b、c或者系数d、e成为假定O₂浓度的函数，能够进一步减小由ECU30求出的O₂浓度的误差。例如，在假定O₂浓度相对于吸气气体压力的依存性根据吸气气体的压力而较大地变化，即使使用作为固定的多项式的校正项也不能充分地校正的情况下，难以减小O₂浓度的误差。即使在上述情况下，通过使多项式的各项的系数a、b、C或者系数d、e根据假定O₂浓度而变化，能够扩大通过校正项校正的范围，能够更确实地抑制O₂浓度的误差变大。

此外，在上述实施方式中，说明了适用于在算出假定O₂浓度时使用式(1)的例子，但也可以使用将上述式(1)中的指数部分(-A·I_p(B+P)/P)泰勒展开的式来算出假定O₂浓度，对此没有特别的限定。

另外，在上述实施方式中，氧气传感器10的电流值I_p用作输出值，但不限于此，也可以氧气传感器10的电压值V_p用作输出值。

Claims (8)

1.一种气体传感器装置，设置有：气体传感器，输出与特定气体成分的浓度对应的输出值，该特定气体成分包含于流过内燃机中所设置的流动路径内的气体内；

压力传感器，测定上述气体的压力；以及

运算部，基于从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述气体的压力值来算出上述特定成分浓度，

上述气体传感器装置的特征在于，

上述运算部基于由菲克定律导出的式、并且作为从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数的式，算出假定特定成分浓度，

而且，基于上述假定特定成分浓度和通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数即校正项来算出校正值，

使用上述校正值来校正上述假定特定成分浓度，从而算出上述特定成分浓度。

2.如权利要求1所述的气体传感器装置，其特征在于，

上述运算部使用下式

[数学式1]

算出假定特定成分浓度，

其中，I_p是从上述气体传感器输出的上述输出值，P是通过上述压力传感器测定的上述压力值，A、B是能够近似通过两个压力值和与两个压力值对应的两个输出值算出的两个假定特定成分浓度的常数。

3.如权利要求1或2所述的气体传感器装置，其特征在于，

上述校正项是与通过上述压力传感器测定的压力值相关的多项式。

4.如权利要求3所述的气体传感器装置，其特征在于，

在上述多项式的各项中分别包含有不同的系数，

该系数是上述假定特定成分浓度的函数。

5.一种使用气体传感器的浓度测定方法，将输出与特定气体成分的浓度对应的输出值的气体传感器以及压力传感器配置于流动路径，该特定气体成分包含于流过内燃机中所设置的流动路径内的气体内，该压力传感器测定上述气体的压力，基于从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述气体的压力值算出特定成分浓度，上述使用气体传感器的浓度测定方法的特征在于，

在算出上述特定成分浓度时，

基于由菲克定律导出的式、并且作为从上述气体传感器输出的上述输出值以及通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数的式，算出假定特定成分浓度，

而且，基于上述假定特定成分浓度和通过上述压力传感器测定的上述压力值的函数即校正项来算出校正值，

使用上述校正值来校正上述假定特定成分浓度，从而算出上述特定成分浓度。

6.如权利要求5所述的使用气体传感器的浓度测定方法，其特征在于，

在算出上述特定成分浓度时所使用的式是下式

[数学式2]

其中，I_p是从上述气体传感器输出的上述输出值，P是通过上述压力传感器测定的上述压力值，A、B是能够近似通过两个压力值和与两个压力值对应的两个输出值算出的两个假定特定成分浓度的常数。

7.如权利要求5或6所述的使用气体传感器的浓度测定方法，其特征在于，

上述校正项是与通过上述压力传感器测定的压力值相关的多项式。

8.如权利要求7所述的使用气体传感器的浓度测定方法，其特征在于，

在上述多项式的各项中分别包含有不同的系数，

该系数是上述假定特定成分浓度的函数。

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