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公開番号2025000248
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2023100004
出願日2023-06-19
発明の名称センサユニット、およびセンサユニットの制御方法
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人暁合同特許事務所
主分類G01N 27/41 20060101AFI20241224BHJP(測定;試験)
要約【課題】算出する空燃比の精度を高める。
【解決手段】センサユニット20は、被検出ガスGeの酸素濃度に応じた検出信号Ipを出力するセンサ素子21と、変換式Fを用いて検出信号Ipを被検出ガスGeの空燃比に変換する演算部22Aと、を備え、演算部22Aは、予め取得した、検出信号Ipの統計上の分布を示す分布情報Dに基づいて、変換式Fをオフセットする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
被検出ガスの酸素濃度に応じた検出信号を出力するセンサ素子と、
変換式を用いて前記検出信号を前記被検出ガスの空燃比に変換する演算部と、を備えるセンサユニットであって、
前記演算部は、予め取得した、前記検出信号の統計上の分布を示す分布情報に基づいて、前記変換式をオフセットする、センサユニット。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
請求項１に記載のセンサユニットであって、
前記分布情報は、理論空燃比の前記被検出ガスを、複数の前記センサ素子で計測した場合における、前記検出信号の分布を示す情報である、センサユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサユニットであって、
前記演算部は、前記センサ素子で出力した前記検出信号が、前記分布情報に含まれる検出信号の平均値、中央値、または最頻値のうちのいずれか１つと一致する場合に、前記検出信号を用いて算出する空燃比が理論空燃比と一致するように、前記変換式をオフセットする、センサユニット。
【請求項４】
請求項２に記載のセンサユニットであって、
前記演算部は、前記センサ素子が出力した前記検出信号が、前記分布情報に含まれる検出信号のばらつき範囲の中心の値と一致する場合に、前記検出信号を用いて算出する空燃比が理論空燃比と一致するように、前記変換式をオフセットする、センサユニット。
【請求項５】
被検出ガスの酸素濃度に応じた検出信号を出力する検出処理と、
予め取得した、前記検出信号の統計上の分布を示す分布情報に基づいて、変換式をオフセットする、オフセット処理と、
オフセットした変換式を用いて、検出信号を被検出ガスの空燃比に変換する変換処理と、を含む、センサユニットの制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサユニット、およびセンサユニットの制御方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排気ガスの空燃比を計測するために、排気経路に設けられたガスセンサ素子（センサ素子）の出力から空燃比を求める酸素センサ（センサユニット）が知られている。このような酸素センサでは、所定の変換式を用いて、ガスセンサ素子が出力した検出信号を空燃比に変換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検出信号から空燃比を算出するための変換式は、設計上（理論上）の出力特性に基づいて作成されるが、実際の出力特性には個体差によるばらつきがある。ばらつきの原因は、例えば、被測定ガスのリーク（漏れ）や、測定時の環境温度等である。そのため、出力特性のばらつきが反映されていない変換式を用いて算出した空燃比は、実際の空燃比とは異なる値になる場合がある。
【０００５】
本発明は、予め取得した、出力特性のばらつきの情報（分布情報）に基づいて変換式をオフセットして、算出する空燃比の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）ガスセンサユニットは、被検出ガスの酸素濃度に応じた検出信号を出力するセンサ素子と、変換式を用いて前記検出信号を前記被検出ガスの空燃比に変換する演算部と、を備えるガスセンサユニットであって、前記変換部は、予め取得した、前記検出信号の統計上の分布を示す分布情報に基づいて、前記変換式をオフセットする。
【０００７】
センサ素子の検出信号は、センサ素子の個体差や、検出時の周囲環境等に影響を受ける。そのため、被検出ガスの酸素濃度が同一であったとしても、センサ素子ごとに、検出信号の大きさはばらつく。分布情報は、予め実験的に、またはシミュレーションによって求めた、検出信号の統計上の分布を示す情報である。また、本明細書において「オフセットする」とは、変換式の切片の値を変更することをいう。
【０００８】
予め取得した統計上の分布情報に基づいて変換式をオフセットすることで、ばらつきの影響を加味して、空燃比を算出することができる。これにより、センサユニットが算出する空燃比の精度を高めることができる。
【０００９】
（２）前記分布情報は、理論空燃比の前記被検出ガスを、複数の前記センサ素子で計測した場合における、前記検出信号の分布を示す情報であってもよい。
【００１０】
理論空燃比を計測したときの分布情報に基づいて変換式をオフセットすることで、被検出ガスが特に理論空燃比またはその近傍の空燃比である場合に、算出する空燃比の精度を高めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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