ガスセンサ、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法
【課題】個体情報識別部に格納する個体情報の情報量を増大させることができると共に、個体情報識別部を簡単に構成することができるガスセンサ、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】ガスセンサ１は、測定ガス中の酸素濃度を測定することにより、エンジンにおける空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサである。ガスセンサ１は、これに固有の個体情報を格納した個体情報識別部２を有している。個体情報識別部２は、画像認識装置４１によって読み取るよう構成した２次元の情報コード２１によって構成してある。情報コード２１に含まれるセンサ出力値に関する情報によって、エンジンの制御装置へ実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行う。
【解決手段】ガスセンサ１は、測定ガス中の酸素濃度を測定することにより、エンジンにおける空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサである。ガスセンサ１は、これに固有の個体情報を格納した個体情報識別部２を有している。個体情報識別部２は、画像認識装置４１によって読み取るよう構成した２次元の情報コード２１によって構成してある。情報コード２１に含まれるセンサ出力値に関する情報によって、エンジンの制御装置へ実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個体情報を格納した個体情報識別部を有するガスセンサ、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等の内燃機関の排気系には、排ガス中の酸素濃度を測定するためのガスセンサが配設されている。このガスセンサには、酸素濃度を測定することによりエンジンにおける空燃比を検出する空燃比（Ａ／Ｆ）センサもしくはＯ2センサ、又はＮＯｘ、ＨＣもしくはＣＯ等の特定ガスの濃度を検出する成分検出センサ等がある。
【０００３】
ところで、同じ仕様で製造した複数のガスセンサにおいては、ガスセンサを構成する種々の構成部分の個体差により、酸素濃度等を測定したときの各ガスセンサのセンサ出力値にはバラツキが生じる。このバラツキがセンサ出力値に与える影響を小さくするために、ガスセンサには、そのセンサ出力値の誤差量を反映した識別抵抗を設けている場合がある。そして、各ガスセンサのセンサ出力値の誤差量を、上記識別抵抗の抵抗値によって示し、高い精度が要求されるエンジンの制御装置においては、識別抵抗の抵抗値によって、ガスセンサのセンサ出力値の補正を行うことができる。これにより、例えば、吸入空気量に対する燃料噴射量を精密に制御でき、エミッションや燃費を向上させるといったメリットがある。このような識別抵抗を用いて、ガスセンサのセンサ出力値の補正を行う技術としては、例えば、特許文献１、２に開示されたものがある。
【０００４】
しかしながら、上記識別抵抗を用いたガスセンサにおいては、以下の問題点がある。
すなわち、識別抵抗の抵抗値によって、センサ出力値の誤差量を示す際に、抵抗値の大きさの違いにより示すことができる誤差量の種類には限りがある。そのため、ガスセンサにおける多種多様の個体情報を管理することは困難であった。さらに、識別抵抗を用いたガスセンサにおいては、出力補正後の精度にも限りがあり、より精度が要求される場合には、識別抵抗の種類が増え、製造コストが増加するなど製造上の管理も困難であった。
また、ガスセンサから引き出したリード部を収束したコネクタ部に識別抵抗を設けると、このコネクタ部の構造を複雑にしてしまい、製造コストも高いという問題点もあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８１６１７号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、個体情報識別部に格納する個体情報の情報量を増大させることができると共に、個体情報識別部を簡単に構成することができるガスセンサ、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ガス濃度を検出するガスセンサであって、
該ガスセンサの個体情報を格納した個体情報識別部を有しており、
該個体情報識別部は、画像認識装置によって読み取るよう構成した２次元の情報コードによって構成してあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。
【０００８】
本発明のガスセンサは、上記個体情報識別部として構成した２次元の情報コードに、各ガスセンサに固有の個体情報を格納させてなる。そのため、情報コードには、多種多様のガスセンサの個体情報を格納させることができる。これにより、ガスセンサの個体情報識別部に格納する個体情報の情報量を増大させることができる。
また、本発明のガスセンサにおいては、上記情報コードを用いることにより、個体情報識別部を複雑にすることなく、簡単に構成することができる。
それ故、本発明のガスセンサによれば、個体情報識別部に格納する個体情報の情報量を増大させることができると共に、個体情報識別部を簡単に構成することができる。
【０００９】
第２の発明は、上記情報コードを備えたガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムであって、
上記情報コードに含まれる上記センサ出力値に関する情報によって、内燃機関の制御装置において、当該ガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正が行ってあることを特徴とするガス濃度検出システムにある（請求項１０）。
【００１０】
本発明のガス濃度検出システムは、上記個体情報識別部を２次元の情報コードによって構成したガスセンサを用いて、ガスセンサの個体差がガス濃度の検出に及ぼす悪影響を小さくして構成したものである。
具体的には、本発明においては、上記情報コードに含まれるガスセンサの個体情報としてのセンサ出力値に関する情報によって、内燃機関の制御装置において当該ガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行っている。そして、このセンサ出力読取値の補正は、豊富な情報量を格納することができる上記情報コードを用いて行っていることにより、正確に行うことができる。
そのため、本発明によれば、ガス濃度検出システムによるガス濃度の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
第３の発明は、上記情報コードを備えたガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムの製造方法であって、
画像認識装置を用いて、上記ガスセンサに設けた上記情報コードからコンピュータへ上記個体情報を読み取る読取工程と、
書込装置を用いて、上記コンピュータに読み取った上記個体情報を、当該ガスセンサを組み付ける内燃機関の制御装置に書き込む書込工程とを含むことを特徴とするガス濃度検出システムの製造方法にある（請求項１２）。
【００１２】
本発明の製造方法においては、上記個体情報識別部を２次元の情報コードによって構成したガスセンサを用いて、ガスセンサのセンサ出力値の補正又はガスセンサの製造情報の取得等を行って、ガスセンサ及び内燃機関の制御装置を用いたガス濃度検出システムを製造する。
そして、本発明においては、画像認識装置、書込装置及びこれらを接続したコンピュータを用いる。具体的には、画像認識装置、書込装置及びコンピュータを用いて上記読取工程及び書込工程を行い、ガスセンサにおける個体情報を、このガスセンサを組み付ける内燃機関の制御装置に入力する。
【００１３】
そのため、本発明によれば、内燃機関の制御装置において、この制御装置に組み付けたガスセンサのセンサ出力値の補正、又はこの制御装置に組み付けた製造情報の取得等を行って、ガス濃度検出システムを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上述した第１〜第３の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１〜第３の発明において、上記ガスセンサは、例えば、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ、酸素濃度センサ、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等の成分を検出する成分検出センサとすることができる。
【００１５】
上記第１の発明において、上記情報コードは、縦方向及び横方向の２方向に読み取りを行うよう構成したＱＲコードであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、縦方向及び横方向の２方向に向けて情報を有するＱＲコードにより、情報コードの情報量を飛躍的に増加させることができる。
【００１６】
また、上記個体情報には、検出するガス濃度の変化に応じて当該ガスセンサが出力するセンサ出力値に関する情報が含まれていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、各ガスセンサに固有のセンサ出力値に関する情報により、内燃機関の制御装置においてガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行うことができ、ガスセンサによるガス濃度の検出精度を向上させることができる。
【００１７】
また、上記センサ出力値に関する情報は、当該ガスセンサのセンサ出力特性値、又はセンサ出力理論値に対する上記センサ出力特性値の偏差量を示すセンサ出力補正値としての情報であることが好ましい（請求項４）。
上記センサ出力特性値とは、ガスセンサから直接出力されるセンサ出力値のことをいい、上記センサ出力理論値とは、各ガスセンサのセンサ出力特性値に個体差（バラツキ）がないときの理論上のセンサ出力値のことをいう。
【００１８】
上記センサ出力値に関する情報を各ガスセンサのセンサ出力特性値とした場合には、各ガスセンサのセンサ出力特性値を情報コードに直接格納しておくことができる。一方、センサ出力値に関する情報を各ガスセンサのセンサ出力補正値とした場合には、センサ出力理論値に対するセンサ出力特性値の偏差量を予め算出して、情報コードに格納しておくことができる。
【００１９】
また、上記ガスセンサは、限界電流式のガスセンサであり、該限界電流式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、限界電流が流れるときの電圧を印加しておき、当該一対の電極間に流れる電流値を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成してあり、上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、理論空燃比のポイントの情報、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つであることが好ましい（請求項５）。
この場合には、限界電流式のガスセンサにおいて、理論空燃比のポイント、燃料リッチ領域のポイント及び燃料リーン領域のポイントのうちの少なくとも１つのポイントにおけるセンサ出力読取値の補正を行うことができる。そのため、内燃機関における空燃比の検出精度を向上させることができる。
【００２０】
また、上記ガスセンサは、酸素濃淡起電力式のガスセンサとし、該酸素濃淡起電力式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、酸素濃度の差によって生ずる起電力を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成し、上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つとすることもできる（請求項６）。
この場合には、酸素濃淡起電力式のガスセンサにおいて、燃料リッチ領域のポイント及び燃料リーン領域のポイントのうちの少なくとも１つのポイントにおけるセンサ出力読取値の補正を行うことができる。そのため、内燃機関における空燃比の検出精度を向上させることができる。
【００２１】
また、上記個体情報には、当該ガスセンサの応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間のうちの少なくとも１つの情報が含まれていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、ガスセンサにおける応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間のうちの少なくとも１つの個体差を反映して、ガスセンサのセンサ出力特性を改善することができる。また、応答性、内部抵抗、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間の情報は、ガスセンサの個体差を反映した補正値の情報とすることができる。
【００２２】
また、例えば、応答性の補正値は、応答性の時定数の補正に用いることができる。また、例えば、内部抵抗、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間の補正値は、ガスセンサによるガス濃度の検出を開始する時期の補正に用いることができる。
なお、センサ活性時間とは、ガスセンサを始動した後、このガスセンサにおいて適切なガス濃度の検出が可能となるまでに必要とする時間のことをいう。
【００２３】
また、上記個体情報には、当該ガスセンサの製造情報が含まれていることが好ましい（請求項８）。
この場合には、ガスセンサには、上記情報コードとして、品番又は製造番号等の多種多様の製造情報を格納しておくことができる。
【００２４】
また、上記情報コードは、当該ガスセンサ本体、当該ガスセンサから引き出したリード部、又は該リード部の先端部に設けたコネクタのいずれかに設けてあることが好ましい（請求項９）。
この場合には、情報コードをガスセンサにおける各部位に容易に設けることができる。
【００２５】
また、上記第２の発明において、上記内燃機関の制御装置は、上記センサ出力読取値の補正を行った後、上記ガスセンサを所定期間使用したときには、当該ガスセンサにより測定する測定ガスを大気としたときの耐久時センサ出力値を測定し、特に上記センサ出力読取値に変化が生じた場合には、上記耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行うよう構成してあることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、ガスセンサを内燃機関に組み付ける際にセンサ出力読取値の補正を行った後、ガスセンサを用いてガス濃度の検出を行う際においても、センサ出力読取値の補正を行うことができる。
【００２６】
ところで、ガスセンサを用いたガス濃度検出システムの使用期間が長くなり、ガスセンサの耐久後には、ガスセンサに種々の劣化等が生じ、このガスセンサのセンサ出力値に変化が生じることがある。このとき、内燃機関の制御装置は、ガスセンサにより測定する測定ガスを大気としてガス濃度の検出を行い、このときのセンサ出力値を耐久時センサ出力値とする。そして、内燃機関の制御装置は、この耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行う。
これにより、ガスセンサの耐久劣化後においても、ガス濃度検出システムによるガス濃度の検出精度を高く維持することができる。
【実施例】
【００２７】
以下に、本発明のガスセンサ１、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、測定ガス中の酸素濃度を測定することにより、内燃機関（エンジン）における空燃比（Ａ／Ｆ、空気と燃料との混合比）を検出する空燃比センサである。また、本例のガスセンサ１は、これに固有の個体情報を格納した個体情報識別部２を有している。この個体情報識別部２は、画像認識装置４１によって読み取るよう構成した２次元の情報コード２１によって構成してある。
【００２８】
以下に、本例のガスセンサ１、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法につき、図１〜図８と共に詳説する。
図１、図７に示すごとく、本例の情報コード２１は、縦方向Ｈ及び横方向Ｗの２方向に向けて情報を有するＱＲコードである。そして、ガスセンサ１における情報コード２１に格納した個体情報は、画像認識装置４１により、縦方向Ｈ及び横方向Ｗの２方向に読み取りを行って認知することができる。
【００２９】
本例のガスセンサ１は、エンジンにおける空燃比を検出するために用いるものであり、限界電流式のガスセンサ１である。このガスセンサ１は、エンジンの排気管に設け、この排気管を通過する燃焼後の測定ガスの酸素濃度を測定するものである。
図２は、横軸に印加電圧（Ｖ）をとり、縦軸にセンサ出力値としての電流値（ｍＡ）をとって、限界電流式のガスセンサ１の特性を示す図である。限界電流式のガスセンサ１は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、限界電流ＩＬが流れるときの電圧Ｖｉ（Ｖ）を印加しておき、当該一対の電極間に流れる電流値（ｍＡ）を測定して、酸素濃度を測定するよう構成したものである。
【００３０】
本例のガスセンサ１を組み付ける車両においては、上記情報コード２１を備えたガスセンサ１及びエンジンの制御装置３（ＥＣＵ）を用いて、ガスセンサ１により測定した酸素濃度に基づき、エンジンにおける空燃比を検出する空燃比検出システム（ガス濃度検出システム）を構築している。
図３は、横軸にエンジンにおける空燃比をとり、縦軸にセンサ出力値（電流値（ｍＡ））をとって、センサ出力理論値Ｉａと空燃比（Ａ／Ｆ）との関係マップを示すグラフである。
【００３１】
同図に示すごとく、本例のエンジンの制御装置３においては、ガスセンサ１に個体差（バラツキ）がないときの理論上のセンサ出力理論値Ｉａと、このセンサ出力理論値Ｉａの大きさに応じて検出する空燃比（Ａ／Ｆ）との関係マップが格納されている。この関係マップは、エンジンの制御装置３において、比例関係等の数式表現を用い、ガスセンサ１のセンサ出力理論値Ｉａに基づいて、エンジンにおける空燃比を算出することができるよう構成してある。
そして、本例においては、上記情報コード２１に含まれるセンサ出力値に関する情報によって、上記センサ出力読取値の補正を行うことにより、上記関係マップの補正を行っている。
【００３２】
本例のガスセンサ１における情報コード２１には、検出する酸素濃度の変化に応じて当該ガスセンサ１が出力するセンサ出力値に関する情報、ガスセンサ１の製造情報等の各ガスセンサ１に固有の個体情報が格納してある。
図４は、情報コード２１における個体情報の格納状態を、模式的に示す図である。同図に示すごとく、画像認識装置４１が読み取る情報は、例えば、メモリの１〜５番地には品番の情報、６〜１１番地には製造番号の情報、１２〜１７番地には出力補正の情報として、情報コード２１に格納することができる。また、例えば、各番地を０〜Ｆの１６通りの保存を可能にしたときには、例えば、出力補正における理論空燃比（ストイキ）領域、燃料リッチ領域及び燃料リーン領域の各情報は、００〜ＦＦの２５６通りの情報を格納することができる。
【００３３】
また、本例の情報コード２１におけるセンサ出力値に関する情報は、上記関係マップにおけるセンサ出力理論値Ｉａに対する、各ガスセンサ１に固有のセンサ出力特性値Ｉｂの偏差量を示すセンサ出力補正値Ｒとして、情報コード２１に格納されている。このセンサ出力補正値Ｒは、Ｒ＝（Ｉｂ−Ｉａ）／Ｉａ×１００［％］として求めてある。
図３に示すごとく、本例のセンサ出力補正値Ｒの情報は、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）のポイントのセンサ出力補正値Ｒ１、燃料リッチ（Ａ／Ｆ＜１４．５）領域のポイント（本例ではＡ／Ｆ＝１３）のセンサ出力補正値Ｒ２、及び燃料リーン（Ａ／Ｆ＜１４．５）領域のポイント（本例ではＡ／Ｆ＝１８）のセンサ出力補正値Ｒ３として、情報コード２１に格納されている。
【００３４】
図３に示すごとく、上記関係マップにおいては、理論空燃比のポイントにおけるセンサ出力理論値Ｉａ１、燃料リッチ領域のポイントのセンサ出力理論値Ｉａ２、及び燃料リーン領域のポイントのセンサ出力理論値Ｉａ３が入力されている。そして、ガスセンサ１における情報コード２１から、上記センサ出力補正値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をエンジンの制御装置３に取得したときには、各ポイントのセンサ出力理論値Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３に各ポイントのセンサ出力補正値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をそれぞれ乗算して、ガスセンサ１からエンジンの制御装３に実際に読み取る補正後のセンサ出力読取値を算出している。
【００３５】
こうして、本例の空燃比検出システムにおいては、補正後の関係マップを用い、補正後のセンサ出力読取値の大きさに比例してエンジンにおける空燃比をできるだけ正確に算出することができる。
なお、情報コード２１には、センサ出力値に関する情報として、各ガスセンサ１に固有のセンサ出力特性値Ｉｂを格納しておくこともできる。この場合には、エンジンの制御装置３において、上記センサ出力補正値Ｒを求め、上記と同様にセンサ出力読取値の補正（関係マップの補正）を行うことができる。
【００３６】
また、上記情報コード２１に格納する個体情報には、ガスセンサ１の応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗又はセンサ活性時間の各情報を格納することもできる。
ガスセンサ１の応答性（追従性）は、ガスセンサ１における酸素イオン電流の検出遅れの度合いを示す値として、情報コード２１に格納することができる。そして、各ガスセンサ１に固有の応答性をエンジンの制御装置３に取得することにより、各ガスセンサ１に固有の応答性を考慮してガス濃度の検出を行うことができる。
【００３７】
ガスセンサ１の内部抵抗（素子インピーダンス）は、一対の電極を設けた固体電解質体の固有抵抗、一対の電極の固有抵抗及び導線部の固有抵抗等の値として、情報コード２１に格納することができる。なお、ガスセンサ１においては、ヒータを配設して当該ガスセンサ１の温度が所定の温度範囲内になるよう制御することにより、ガスセンサ１のセンサ出力特性を安定させている。そして、上記内部抵抗はガスセンサ１の温度に応じて変化するため、上記ガスセンサ１の温度制御を行う際には、内部抵抗の値を測定し、この内部抵抗が所定の値になるようにヒータのフィードバック制御を行っている。そのため、各ガスセンサ１に固有の内部抵抗をエンジンの制御装置３に取得することにより、各ガスセンサ１に固有の内部抵抗を考慮してガス濃度の検出を行うことができる。
【００３８】
ガスセンサ１のヒータ抵抗は、各ガスセンサ１に設けたジュール熱を利用した通電式のヒータに固有の抵抗値として、情報コード２１に格納することができる。ヒータ抵抗の大小は、ガスセンサ１の加温性能に影響する。そのため、各ガスセンサ１に固有のヒータ抵抗をエンジンの制御装置３に取得することにより、各ガスセンサ１に固有のヒータ抵抗を考慮してガスセンサ１の温度制御を行うことができる。
ガスセンサ１のセンサ活性時間は、ガスセンサ１の始動後、このガスセンサ１において適切なガス濃度の検出が可能となるまでに必要とする時間の値として、情報コード２１に格納することができる。
【００３９】
また、図１に示すごとく、本例の情報コード２１は、ガスセンサ本体１１に直接設けてある。ガスセンサ本体１１は、例えば、３００〜５００℃の高温に加熱されるため、情報コード２１は、ガスセンサ本体１１に、耐熱性のあるインクを用いて直接印字又はレーザマーキングを行うことが好ましい。
これ以外にも、情報コード２１は、例えば、図５に示すごとく、ガスセンサ１から引き出したリード部１２に設けることができる。この場合には、情報コード２１は品番等を印字したテープ２２に印字しておくことができる。また、この情報コード２１を印字したテープ２２は、複数のリード部１２を束ねて挿通させたチューブ１２１に取り付けておくことができる。
また、情報コード２１は、図６に示すごとく、リード部１２の先端部に設けたコネクタ１３等に設けることもできる。この場合には、情報コード２１を印字したテープをコネクタ１３に貼り付けることができ、また、コネクタ１３に情報コード２１を直接印字又はレーザマーキングして設けることができる。
【００４０】
本例の空燃比検出システムを製造するに当たっては、以下の個体情報取得工程、読取工程及び書込工程を行う。
すなわち、まず、個体情報取得工程として、ガスセンサ１を製造した後、このガスセンサ１の個体情報を情報コード２１に書き込む。この情報コード２１には、当該ガスセンサ１の品番、製造番号等の製造情報（個体情報）を書き込む。また、ガスセンサ１を製造した後には、このガスセンサ１の特性試験を行い、このガスセンサ１におけるセンサ出力値等の特性を測定する。そして、このセンサ出力値等の特性情報（個体情報）を、情報コード２１に書き込む。その後、上記各種の個体情報を書き込んだ情報コード２１を、ガスセンサ１に取り付ける。
また、個体情報取得工程は、ガスセンサ１を量産する際に、各ガスセンサ１について行っておく。
【００４１】
次いで、読取工程及び書込工程を行う際には、画像認識装置４１、書込装置４２及びこれらを接続したコンピュータ４３を用いる。図７は、ガスセンサ１からの情報コード２１の読取、及びこの情報コード２１のエンジンの制御装置３（ＥＣＵ）への書込を行う状態を模式的に示す図である。
そして、同図に示すごとく、読取工程として、画像認識装置４１を用いて、ガスセンサ１に設けた情報コード２１からコンピュータ４３へ上記各種の個体情報を読み取る。次いで、書込工程として、書込装置４２を用いて、コンピュータ４３に読み取った個体情報を、当該ガスセンサ１を組み付ける車両のエンジンの制御装置３に書き込む。
【００４２】
なお、書込装置は、エンジンの制御装置３に使用するメモリに対して上記個体情報の書き込みを行うことができる。そして、当該メモリをエンジンの制御装置３に装着することにより、個体情報をエンジンの制御装置３に格納することができる。
その後、ガスセンサ１及びエンジンの制御装置３を車両に組み付けたときには、エンジンの制御装置３において、この制御装置に組み付けたガスセンサ１のセンサ出力値の補正、及び制御装置に組み付けた製造情報の取得等を行って、空燃比検出システムを製造することができる。
【００４３】
本例のガスセンサ１は、上記個体情報識別部２として構成した２次元の情報コード２１（ＱＲコード）に、各ガスセンサ１に固有の個体情報を格納させてなる。そのため、情報コード２１には、多種多様のガスセンサ１の個体情報を格納させることができる。これにより、ガスセンサ１の個体情報識別部２に格納する個体情報の情報量を増大させることができる。
【００４４】
また、情報コード２１を用いた個体情報識別部２によれば、ガスセンサ１のセンサ出力値等の特性情報と、ガスセンサ１の品番、製造番号等の製造情報とを、１つの情報コード２１に集約することができる。そのため、本例の情報コード２１を利用したガスセンサ１によれば、従来の識別抵抗を用いる場合に比べて、個体情報識別部２の構成を簡単にすることができる。
【００４５】
また、情報コード２１を用いた個体情報識別部２によれば、種々の仕様のガスセンサ１に対しても、個体情報識別部２の構成を変更する必要がなく、汎用性に優れた個体情報識別部２を構成することができる。
それ故、本例のガスセンサ１によれば、個体情報識別部２に格納する個体情報の情報量を増大させることができると共に、簡単かつ汎用性に優れた個体情報識別部２を構成することができる。
【００４６】
また、本例の空燃比検出システムは、上記個体情報識別部２を２次元の情報コード２１によって構成したガスセンサ１を用いて、ガスセンサ１の個体差が空燃比の検出に及ぼす悪影響を小さくして構成したものである。
そして、同一仕様のガスセンサ１を量産する際において、同一仕様であっても各構成部品の個体差、組付状態等により、各ガスセンサ１のセンサ出力値には個体差が生じる。
【００４７】
そこで、本例の空燃比検出システムにおいては、上記情報コード２１に含まれるガスセンサ１の個体情報としてのセンサ出力補正値Ｒの情報によって、上記関係マップにおけるセンサ出力理論値Ｉａに対する当該ガスセンサ１の出力固有値の偏差量（ずれ量）の補正を行うことにより、エンジンの制御装置３において当該ガスセンサ１から実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行っている。そして、このセンサ出力読取値の補正は、豊富な情報量を格納することができる上記情報コード２１を用いて行っていることにより、正確に行うことができる。
そのため、本例によれば、空燃比検出システムによる空燃比の検出精度を向上させることができる。
【００４８】
図８は、上記情報コード２１（ＱＲコード）を設けたガスセンサ１（発明品）により、エンジンの制御装置３において実際に読み取るセンサ出力読取値のバラツキを改善できることを示すグラフである。同図において、情報コード２１を用いた本例のガスセンサ１（発明品）においては、より細かい精度によって段階分けを行って、各ガスセンサ１のセンサ出力特性値Ｉｂ又はセンサ出力補正値Ｒをエンジンの制御装置３に入力することができ、センサ出力読取値のバラツキを極力小さくできることがわかる。一方、識別抵抗を用いた従来のガスセンサ（比較品）においては、識別抵抗による補正量の段階分けは粗い精度によってしか行うことができず、センサ出力読取値のバラツキを小さくすることが困難であることがわかる。
【００４９】
なお、上記ガスセンサ１は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、酸素濃度の差によって生ずる起電力を測定して、エンジンにおける空燃比を検出するよう構成した酸素濃淡起電力式のガスセンサ１とすることもできる。この場合には、上記情報コード２１に格納するセンサ出力特性値Ｉｂ又はセンサ出力補正値Ｒの情報は、燃料リッチ領域のポイント及び燃料リーン領域のポイントのそれぞれについての情報とすることができる。
【００５０】
（実施例２）
本例の空燃比検出システムは、図９に示すごとく、ガスセンサ１を車両に組み付ける際にセンサ出力読取値（関係マップ）の補正を行うだけでなく、ガスセンサ１を用いて空燃比の検出を行う際においても、いわゆる大気学習法を用いてセンサ出力読取値の補正を行うものである。
すなわち、本例のエンジンの制御装置３（ＥＣＵ）は、ガスセンサ１を車両に組み付けてセンサ出力読取値の補正を行った後、ガスセンサ１を所定期間使用したときには、当該ガスセンサ１により測定する測定ガスを大気としたときの耐久時センサ出力値を測定し、この耐久時センサ出力値を用いて、センサ出力読取値の再補正を行うよう構成してある。
【００５１】
ところで、ガスセンサ１を用いた空燃比検出システムの使用期間が長くなり、ガスセンサ１の耐久後には、ガスセンサ１に種々の劣化等が生じ、このガスセンサ１のセンサ出力値に変化が生じることがある。このとき、エンジンの制御装置３は、ガスセンサ１により測定する測定ガスを大気状態として酸素濃度の検出を行い、このときのセンサ出力値を耐久時センサ出力値とする。なお、測定ガスの大気状態は、エンジンの燃料噴射装置から噴射する燃料をカットすることにより容易に形成することができる。そして、エンジンの制御装置３は、耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行う。
これにより、ガスセンサ１の耐久劣化後においても、空燃比検出システムによる空燃比の検出精度を高く維持することができる。
【００５２】
図９は、空燃比検出システムにおいて、情報コード２１（ＱＲコード）を用いた補正と大気学習法による補正とを行ったときのセンサ出力読取値のバラツキを示すグラフである。
同図に示すごとく、センサ出力読取値のバラツキは、ガスセンサ１の耐久劣化後において大きくなるものの、上記大気学習法による補正を行うことにより、再び情報コード２１を用いて補正を行った組付初期時と同等のバラツキに改善できることがわかる。
本例においても、その他は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１において、情報コードを設けたガスセンサを示す説明図。
【図２】実施例１において、横軸に印加電圧をとり、縦軸にセンサ出力値としての電流値をとって、限界電流式のガスセンサの特性を示すグラフ。
【図３】実施例１において、横軸にエンジンにおける空燃比（Ａ／Ｆ）をとり、縦軸にセンサ出力値（ｍＡ）をとって、これらの関係マップを示すグラフ。
【図４】実施例１において、情報コードにおける個体情報の格納状態を模式的に示す説明図。
【図５】実施例１において、情報コードをガスセンサから引き出したリード部に設けた状態を示す説明図。
【図６】実施例１において、情報コードをリード部の先端部に設けたコネクタに設けた状態を示す説明図。
【図７】実施例１において、ガスセンサからの情報コードの読取、及びこの情報コードのエンジンの制御装置への書込を行う状態を模式的に示す説明図。
【図８】実施例１において、情報コードを設けたガスセンサにより、センサ出力読取値のバラツキを改善した状態を示すグラフ。
【図９】実施例２において、情報コードを用いた補正と大気学習法による補正とを行って、センサ出力読取値のバラツキを改善した状態を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５４】
１ ガスセンサ
２ 個体情報識別部
２１ 情報コード
３ エンジンの制御装置
４１ 画像認識装置
４２ 書込装置
４３ コンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個体情報を格納した個体情報識別部を有するガスセンサ、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等の内燃機関の排気系には、排ガス中の酸素濃度を測定するためのガスセンサが配設されている。このガスセンサには、酸素濃度を測定することによりエンジンにおける空燃比を検出する空燃比（Ａ／Ｆ）センサもしくはＯ2センサ、又はＮＯｘ、ＨＣもしくはＣＯ等の特定ガスの濃度を検出する成分検出センサ等がある。
【０００３】
ところで、同じ仕様で製造した複数のガスセンサにおいては、ガスセンサを構成する種々の構成部分の個体差により、酸素濃度等を測定したときの各ガスセンサのセンサ出力値にはバラツキが生じる。このバラツキがセンサ出力値に与える影響を小さくするために、ガスセンサには、そのセンサ出力値の誤差量を反映した識別抵抗を設けている場合がある。そして、各ガスセンサのセンサ出力値の誤差量を、上記識別抵抗の抵抗値によって示し、高い精度が要求されるエンジンの制御装置においては、識別抵抗の抵抗値によって、ガスセンサのセンサ出力値の補正を行うことができる。これにより、例えば、吸入空気量に対する燃料噴射量を精密に制御でき、エミッションや燃費を向上させるといったメリットがある。このような識別抵抗を用いて、ガスセンサのセンサ出力値の補正を行う技術としては、例えば、特許文献１、２に開示されたものがある。
【０００４】
しかしながら、上記識別抵抗を用いたガスセンサにおいては、以下の問題点がある。
すなわち、識別抵抗の抵抗値によって、センサ出力値の誤差量を示す際に、抵抗値の大きさの違いにより示すことができる誤差量の種類には限りがある。そのため、ガスセンサにおける多種多様の個体情報を管理することは困難であった。さらに、識別抵抗を用いたガスセンサにおいては、出力補正後の精度にも限りがあり、より精度が要求される場合には、識別抵抗の種類が増え、製造コストが増加するなど製造上の管理も困難であった。
また、ガスセンサから引き出したリード部を収束したコネクタ部に識別抵抗を設けると、このコネクタ部の構造を複雑にしてしまい、製造コストも高いという問題点もあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８１６１７号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、個体情報識別部に格納する個体情報の情報量を増大させることができると共に、個体情報識別部を簡単に構成することができるガスセンサ、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ガス濃度を検出するガスセンサであって、
該ガスセンサの個体情報を格納した個体情報識別部を有しており、
該個体情報識別部は、画像認識装置によって読み取るよう構成した２次元の情報コードによって構成してあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。
【０００８】
本発明のガスセンサは、上記個体情報識別部として構成した２次元の情報コードに、各ガスセンサに固有の個体情報を格納させてなる。そのため、情報コードには、多種多様のガスセンサの個体情報を格納させることができる。これにより、ガスセンサの個体情報識別部に格納する個体情報の情報量を増大させることができる。
また、本発明のガスセンサにおいては、上記情報コードを用いることにより、個体情報識別部を複雑にすることなく、簡単に構成することができる。
それ故、本発明のガスセンサによれば、個体情報識別部に格納する個体情報の情報量を増大させることができると共に、個体情報識別部を簡単に構成することができる。
【０００９】
第２の発明は、上記情報コードを備えたガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムであって、
上記情報コードに含まれる上記センサ出力値に関する情報によって、内燃機関の制御装置において、当該ガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正が行ってあることを特徴とするガス濃度検出システムにある（請求項１０）。
【００１０】
本発明のガス濃度検出システムは、上記個体情報識別部を２次元の情報コードによって構成したガスセンサを用いて、ガスセンサの個体差がガス濃度の検出に及ぼす悪影響を小さくして構成したものである。
具体的には、本発明においては、上記情報コードに含まれるガスセンサの個体情報としてのセンサ出力値に関する情報によって、内燃機関の制御装置において当該ガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行っている。そして、このセンサ出力読取値の補正は、豊富な情報量を格納することができる上記情報コードを用いて行っていることにより、正確に行うことができる。
そのため、本発明によれば、ガス濃度検出システムによるガス濃度の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
第３の発明は、上記情報コードを備えたガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムの製造方法であって、
画像認識装置を用いて、上記ガスセンサに設けた上記情報コードからコンピュータへ上記個体情報を読み取る読取工程と、
書込装置を用いて、上記コンピュータに読み取った上記個体情報を、当該ガスセンサを組み付ける内燃機関の制御装置に書き込む書込工程とを含むことを特徴とするガス濃度検出システムの製造方法にある（請求項１２）。
【００１２】
本発明の製造方法においては、上記個体情報識別部を２次元の情報コードによって構成したガスセンサを用いて、ガスセンサのセンサ出力値の補正又はガスセンサの製造情報の取得等を行って、ガスセンサ及び内燃機関の制御装置を用いたガス濃度検出システムを製造する。
そして、本発明においては、画像認識装置、書込装置及びこれらを接続したコンピュータを用いる。具体的には、画像認識装置、書込装置及びコンピュータを用いて上記読取工程及び書込工程を行い、ガスセンサにおける個体情報を、このガスセンサを組み付ける内燃機関の制御装置に入力する。
【００１３】
そのため、本発明によれば、内燃機関の制御装置において、この制御装置に組み付けたガスセンサのセンサ出力値の補正、又はこの制御装置に組み付けた製造情報の取得等を行って、ガス濃度検出システムを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上述した第１〜第３の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１〜第３の発明において、上記ガスセンサは、例えば、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ、酸素濃度センサ、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等の成分を検出する成分検出センサとすることができる。
【００１５】
上記第１の発明において、上記情報コードは、縦方向及び横方向の２方向に読み取りを行うよう構成したＱＲコードであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、縦方向及び横方向の２方向に向けて情報を有するＱＲコードにより、情報コードの情報量を飛躍的に増加させることができる。
【００１６】
また、上記個体情報には、検出するガス濃度の変化に応じて当該ガスセンサが出力するセンサ出力値に関する情報が含まれていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、各ガスセンサに固有のセンサ出力値に関する情報により、内燃機関の制御装置においてガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行うことができ、ガスセンサによるガス濃度の検出精度を向上させることができる。
【００１７】
また、上記センサ出力値に関する情報は、当該ガスセンサのセンサ出力特性値、又はセンサ出力理論値に対する上記センサ出力特性値の偏差量を示すセンサ出力補正値としての情報であることが好ましい（請求項４）。
上記センサ出力特性値とは、ガスセンサから直接出力されるセンサ出力値のことをいい、上記センサ出力理論値とは、各ガスセンサのセンサ出力特性値に個体差（バラツキ）がないときの理論上のセンサ出力値のことをいう。
【００１８】
上記センサ出力値に関する情報を各ガスセンサのセンサ出力特性値とした場合には、各ガスセンサのセンサ出力特性値を情報コードに直接格納しておくことができる。一方、センサ出力値に関する情報を各ガスセンサのセンサ出力補正値とした場合には、センサ出力理論値に対するセンサ出力特性値の偏差量を予め算出して、情報コードに格納しておくことができる。
【００１９】
また、上記ガスセンサは、限界電流式のガスセンサであり、該限界電流式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、限界電流が流れるときの電圧を印加しておき、当該一対の電極間に流れる電流値を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成してあり、上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、理論空燃比のポイントの情報、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つであることが好ましい（請求項５）。
この場合には、限界電流式のガスセンサにおいて、理論空燃比のポイント、燃料リッチ領域のポイント及び燃料リーン領域のポイントのうちの少なくとも１つのポイントにおけるセンサ出力読取値の補正を行うことができる。そのため、内燃機関における空燃比の検出精度を向上させることができる。
【００２０】
また、上記ガスセンサは、酸素濃淡起電力式のガスセンサとし、該酸素濃淡起電力式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、酸素濃度の差によって生ずる起電力を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成し、上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つとすることもできる（請求項６）。
この場合には、酸素濃淡起電力式のガスセンサにおいて、燃料リッチ領域のポイント及び燃料リーン領域のポイントのうちの少なくとも１つのポイントにおけるセンサ出力読取値の補正を行うことができる。そのため、内燃機関における空燃比の検出精度を向上させることができる。
【００２１】
また、上記個体情報には、当該ガスセンサの応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間のうちの少なくとも１つの情報が含まれていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、ガスセンサにおける応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間のうちの少なくとも１つの個体差を反映して、ガスセンサのセンサ出力特性を改善することができる。また、応答性、内部抵抗、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間の情報は、ガスセンサの個体差を反映した補正値の情報とすることができる。
【００２２】
また、例えば、応答性の補正値は、応答性の時定数の補正に用いることができる。また、例えば、内部抵抗、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間の補正値は、ガスセンサによるガス濃度の検出を開始する時期の補正に用いることができる。
なお、センサ活性時間とは、ガスセンサを始動した後、このガスセンサにおいて適切なガス濃度の検出が可能となるまでに必要とする時間のことをいう。
【００２３】
また、上記個体情報には、当該ガスセンサの製造情報が含まれていることが好ましい（請求項８）。
この場合には、ガスセンサには、上記情報コードとして、品番又は製造番号等の多種多様の製造情報を格納しておくことができる。
【００２４】
また、上記情報コードは、当該ガスセンサ本体、当該ガスセンサから引き出したリード部、又は該リード部の先端部に設けたコネクタのいずれかに設けてあることが好ましい（請求項９）。
この場合には、情報コードをガスセンサにおける各部位に容易に設けることができる。
【００２５】
また、上記第２の発明において、上記内燃機関の制御装置は、上記センサ出力読取値の補正を行った後、上記ガスセンサを所定期間使用したときには、当該ガスセンサにより測定する測定ガスを大気としたときの耐久時センサ出力値を測定し、特に上記センサ出力読取値に変化が生じた場合には、上記耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行うよう構成してあることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、ガスセンサを内燃機関に組み付ける際にセンサ出力読取値の補正を行った後、ガスセンサを用いてガス濃度の検出を行う際においても、センサ出力読取値の補正を行うことができる。
【００２６】
ところで、ガスセンサを用いたガス濃度検出システムの使用期間が長くなり、ガスセンサの耐久後には、ガスセンサに種々の劣化等が生じ、このガスセンサのセンサ出力値に変化が生じることがある。このとき、内燃機関の制御装置は、ガスセンサにより測定する測定ガスを大気としてガス濃度の検出を行い、このときのセンサ出力値を耐久時センサ出力値とする。そして、内燃機関の制御装置は、この耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行う。
これにより、ガスセンサの耐久劣化後においても、ガス濃度検出システムによるガス濃度の検出精度を高く維持することができる。
【実施例】
【００２７】
以下に、本発明のガスセンサ１、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、測定ガス中の酸素濃度を測定することにより、内燃機関（エンジン）における空燃比（Ａ／Ｆ、空気と燃料との混合比）を検出する空燃比センサである。また、本例のガスセンサ１は、これに固有の個体情報を格納した個体情報識別部２を有している。この個体情報識別部２は、画像認識装置４１によって読み取るよう構成した２次元の情報コード２１によって構成してある。
【００２８】
以下に、本例のガスセンサ１、並びにこれを用いたガス濃度検出システム及びその製造方法につき、図１〜図８と共に詳説する。
図１、図７に示すごとく、本例の情報コード２１は、縦方向Ｈ及び横方向Ｗの２方向に向けて情報を有するＱＲコードである。そして、ガスセンサ１における情報コード２１に格納した個体情報は、画像認識装置４１により、縦方向Ｈ及び横方向Ｗの２方向に読み取りを行って認知することができる。
【００２９】
本例のガスセンサ１は、エンジンにおける空燃比を検出するために用いるものであり、限界電流式のガスセンサ１である。このガスセンサ１は、エンジンの排気管に設け、この排気管を通過する燃焼後の測定ガスの酸素濃度を測定するものである。
図２は、横軸に印加電圧（Ｖ）をとり、縦軸にセンサ出力値としての電流値（ｍＡ）をとって、限界電流式のガスセンサ１の特性を示す図である。限界電流式のガスセンサ１は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、限界電流ＩＬが流れるときの電圧Ｖｉ（Ｖ）を印加しておき、当該一対の電極間に流れる電流値（ｍＡ）を測定して、酸素濃度を測定するよう構成したものである。
【００３０】
本例のガスセンサ１を組み付ける車両においては、上記情報コード２１を備えたガスセンサ１及びエンジンの制御装置３（ＥＣＵ）を用いて、ガスセンサ１により測定した酸素濃度に基づき、エンジンにおける空燃比を検出する空燃比検出システム（ガス濃度検出システム）を構築している。
図３は、横軸にエンジンにおける空燃比をとり、縦軸にセンサ出力値（電流値（ｍＡ））をとって、センサ出力理論値Ｉａと空燃比（Ａ／Ｆ）との関係マップを示すグラフである。
【００３１】
同図に示すごとく、本例のエンジンの制御装置３においては、ガスセンサ１に個体差（バラツキ）がないときの理論上のセンサ出力理論値Ｉａと、このセンサ出力理論値Ｉａの大きさに応じて検出する空燃比（Ａ／Ｆ）との関係マップが格納されている。この関係マップは、エンジンの制御装置３において、比例関係等の数式表現を用い、ガスセンサ１のセンサ出力理論値Ｉａに基づいて、エンジンにおける空燃比を算出することができるよう構成してある。
そして、本例においては、上記情報コード２１に含まれるセンサ出力値に関する情報によって、上記センサ出力読取値の補正を行うことにより、上記関係マップの補正を行っている。
【００３２】
本例のガスセンサ１における情報コード２１には、検出する酸素濃度の変化に応じて当該ガスセンサ１が出力するセンサ出力値に関する情報、ガスセンサ１の製造情報等の各ガスセンサ１に固有の個体情報が格納してある。
図４は、情報コード２１における個体情報の格納状態を、模式的に示す図である。同図に示すごとく、画像認識装置４１が読み取る情報は、例えば、メモリの１〜５番地には品番の情報、６〜１１番地には製造番号の情報、１２〜１７番地には出力補正の情報として、情報コード２１に格納することができる。また、例えば、各番地を０〜Ｆの１６通りの保存を可能にしたときには、例えば、出力補正における理論空燃比（ストイキ）領域、燃料リッチ領域及び燃料リーン領域の各情報は、００〜ＦＦの２５６通りの情報を格納することができる。
【００３３】
また、本例の情報コード２１におけるセンサ出力値に関する情報は、上記関係マップにおけるセンサ出力理論値Ｉａに対する、各ガスセンサ１に固有のセンサ出力特性値Ｉｂの偏差量を示すセンサ出力補正値Ｒとして、情報コード２１に格納されている。このセンサ出力補正値Ｒは、Ｒ＝（Ｉｂ−Ｉａ）／Ｉａ×１００［％］として求めてある。
図３に示すごとく、本例のセンサ出力補正値Ｒの情報は、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）のポイントのセンサ出力補正値Ｒ１、燃料リッチ（Ａ／Ｆ＜１４．５）領域のポイント（本例ではＡ／Ｆ＝１３）のセンサ出力補正値Ｒ２、及び燃料リーン（Ａ／Ｆ＜１４．５）領域のポイント（本例ではＡ／Ｆ＝１８）のセンサ出力補正値Ｒ３として、情報コード２１に格納されている。
【００３４】
図３に示すごとく、上記関係マップにおいては、理論空燃比のポイントにおけるセンサ出力理論値Ｉａ１、燃料リッチ領域のポイントのセンサ出力理論値Ｉａ２、及び燃料リーン領域のポイントのセンサ出力理論値Ｉａ３が入力されている。そして、ガスセンサ１における情報コード２１から、上記センサ出力補正値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をエンジンの制御装置３に取得したときには、各ポイントのセンサ出力理論値Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３に各ポイントのセンサ出力補正値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をそれぞれ乗算して、ガスセンサ１からエンジンの制御装３に実際に読み取る補正後のセンサ出力読取値を算出している。
【００３５】
こうして、本例の空燃比検出システムにおいては、補正後の関係マップを用い、補正後のセンサ出力読取値の大きさに比例してエンジンにおける空燃比をできるだけ正確に算出することができる。
なお、情報コード２１には、センサ出力値に関する情報として、各ガスセンサ１に固有のセンサ出力特性値Ｉｂを格納しておくこともできる。この場合には、エンジンの制御装置３において、上記センサ出力補正値Ｒを求め、上記と同様にセンサ出力読取値の補正（関係マップの補正）を行うことができる。
【００３６】
また、上記情報コード２１に格納する個体情報には、ガスセンサ１の応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗又はセンサ活性時間の各情報を格納することもできる。
ガスセンサ１の応答性（追従性）は、ガスセンサ１における酸素イオン電流の検出遅れの度合いを示す値として、情報コード２１に格納することができる。そして、各ガスセンサ１に固有の応答性をエンジンの制御装置３に取得することにより、各ガスセンサ１に固有の応答性を考慮してガス濃度の検出を行うことができる。
【００３７】
ガスセンサ１の内部抵抗（素子インピーダンス）は、一対の電極を設けた固体電解質体の固有抵抗、一対の電極の固有抵抗及び導線部の固有抵抗等の値として、情報コード２１に格納することができる。なお、ガスセンサ１においては、ヒータを配設して当該ガスセンサ１の温度が所定の温度範囲内になるよう制御することにより、ガスセンサ１のセンサ出力特性を安定させている。そして、上記内部抵抗はガスセンサ１の温度に応じて変化するため、上記ガスセンサ１の温度制御を行う際には、内部抵抗の値を測定し、この内部抵抗が所定の値になるようにヒータのフィードバック制御を行っている。そのため、各ガスセンサ１に固有の内部抵抗をエンジンの制御装置３に取得することにより、各ガスセンサ１に固有の内部抵抗を考慮してガス濃度の検出を行うことができる。
【００３８】
ガスセンサ１のヒータ抵抗は、各ガスセンサ１に設けたジュール熱を利用した通電式のヒータに固有の抵抗値として、情報コード２１に格納することができる。ヒータ抵抗の大小は、ガスセンサ１の加温性能に影響する。そのため、各ガスセンサ１に固有のヒータ抵抗をエンジンの制御装置３に取得することにより、各ガスセンサ１に固有のヒータ抵抗を考慮してガスセンサ１の温度制御を行うことができる。
ガスセンサ１のセンサ活性時間は、ガスセンサ１の始動後、このガスセンサ１において適切なガス濃度の検出が可能となるまでに必要とする時間の値として、情報コード２１に格納することができる。
【００３９】
また、図１に示すごとく、本例の情報コード２１は、ガスセンサ本体１１に直接設けてある。ガスセンサ本体１１は、例えば、３００〜５００℃の高温に加熱されるため、情報コード２１は、ガスセンサ本体１１に、耐熱性のあるインクを用いて直接印字又はレーザマーキングを行うことが好ましい。
これ以外にも、情報コード２１は、例えば、図５に示すごとく、ガスセンサ１から引き出したリード部１２に設けることができる。この場合には、情報コード２１は品番等を印字したテープ２２に印字しておくことができる。また、この情報コード２１を印字したテープ２２は、複数のリード部１２を束ねて挿通させたチューブ１２１に取り付けておくことができる。
また、情報コード２１は、図６に示すごとく、リード部１２の先端部に設けたコネクタ１３等に設けることもできる。この場合には、情報コード２１を印字したテープをコネクタ１３に貼り付けることができ、また、コネクタ１３に情報コード２１を直接印字又はレーザマーキングして設けることができる。
【００４０】
本例の空燃比検出システムを製造するに当たっては、以下の個体情報取得工程、読取工程及び書込工程を行う。
すなわち、まず、個体情報取得工程として、ガスセンサ１を製造した後、このガスセンサ１の個体情報を情報コード２１に書き込む。この情報コード２１には、当該ガスセンサ１の品番、製造番号等の製造情報（個体情報）を書き込む。また、ガスセンサ１を製造した後には、このガスセンサ１の特性試験を行い、このガスセンサ１におけるセンサ出力値等の特性を測定する。そして、このセンサ出力値等の特性情報（個体情報）を、情報コード２１に書き込む。その後、上記各種の個体情報を書き込んだ情報コード２１を、ガスセンサ１に取り付ける。
また、個体情報取得工程は、ガスセンサ１を量産する際に、各ガスセンサ１について行っておく。
【００４１】
次いで、読取工程及び書込工程を行う際には、画像認識装置４１、書込装置４２及びこれらを接続したコンピュータ４３を用いる。図７は、ガスセンサ１からの情報コード２１の読取、及びこの情報コード２１のエンジンの制御装置３（ＥＣＵ）への書込を行う状態を模式的に示す図である。
そして、同図に示すごとく、読取工程として、画像認識装置４１を用いて、ガスセンサ１に設けた情報コード２１からコンピュータ４３へ上記各種の個体情報を読み取る。次いで、書込工程として、書込装置４２を用いて、コンピュータ４３に読み取った個体情報を、当該ガスセンサ１を組み付ける車両のエンジンの制御装置３に書き込む。
【００４２】
なお、書込装置は、エンジンの制御装置３に使用するメモリに対して上記個体情報の書き込みを行うことができる。そして、当該メモリをエンジンの制御装置３に装着することにより、個体情報をエンジンの制御装置３に格納することができる。
その後、ガスセンサ１及びエンジンの制御装置３を車両に組み付けたときには、エンジンの制御装置３において、この制御装置に組み付けたガスセンサ１のセンサ出力値の補正、及び制御装置に組み付けた製造情報の取得等を行って、空燃比検出システムを製造することができる。
【００４３】
本例のガスセンサ１は、上記個体情報識別部２として構成した２次元の情報コード２１（ＱＲコード）に、各ガスセンサ１に固有の個体情報を格納させてなる。そのため、情報コード２１には、多種多様のガスセンサ１の個体情報を格納させることができる。これにより、ガスセンサ１の個体情報識別部２に格納する個体情報の情報量を増大させることができる。
【００４４】
また、情報コード２１を用いた個体情報識別部２によれば、ガスセンサ１のセンサ出力値等の特性情報と、ガスセンサ１の品番、製造番号等の製造情報とを、１つの情報コード２１に集約することができる。そのため、本例の情報コード２１を利用したガスセンサ１によれば、従来の識別抵抗を用いる場合に比べて、個体情報識別部２の構成を簡単にすることができる。
【００４５】
また、情報コード２１を用いた個体情報識別部２によれば、種々の仕様のガスセンサ１に対しても、個体情報識別部２の構成を変更する必要がなく、汎用性に優れた個体情報識別部２を構成することができる。
それ故、本例のガスセンサ１によれば、個体情報識別部２に格納する個体情報の情報量を増大させることができると共に、簡単かつ汎用性に優れた個体情報識別部２を構成することができる。
【００４６】
また、本例の空燃比検出システムは、上記個体情報識別部２を２次元の情報コード２１によって構成したガスセンサ１を用いて、ガスセンサ１の個体差が空燃比の検出に及ぼす悪影響を小さくして構成したものである。
そして、同一仕様のガスセンサ１を量産する際において、同一仕様であっても各構成部品の個体差、組付状態等により、各ガスセンサ１のセンサ出力値には個体差が生じる。
【００４７】
そこで、本例の空燃比検出システムにおいては、上記情報コード２１に含まれるガスセンサ１の個体情報としてのセンサ出力補正値Ｒの情報によって、上記関係マップにおけるセンサ出力理論値Ｉａに対する当該ガスセンサ１の出力固有値の偏差量（ずれ量）の補正を行うことにより、エンジンの制御装置３において当該ガスセンサ１から実際に読み取るセンサ出力読取値の補正を行っている。そして、このセンサ出力読取値の補正は、豊富な情報量を格納することができる上記情報コード２１を用いて行っていることにより、正確に行うことができる。
そのため、本例によれば、空燃比検出システムによる空燃比の検出精度を向上させることができる。
【００４８】
図８は、上記情報コード２１（ＱＲコード）を設けたガスセンサ１（発明品）により、エンジンの制御装置３において実際に読み取るセンサ出力読取値のバラツキを改善できることを示すグラフである。同図において、情報コード２１を用いた本例のガスセンサ１（発明品）においては、より細かい精度によって段階分けを行って、各ガスセンサ１のセンサ出力特性値Ｉｂ又はセンサ出力補正値Ｒをエンジンの制御装置３に入力することができ、センサ出力読取値のバラツキを極力小さくできることがわかる。一方、識別抵抗を用いた従来のガスセンサ（比較品）においては、識別抵抗による補正量の段階分けは粗い精度によってしか行うことができず、センサ出力読取値のバラツキを小さくすることが困難であることがわかる。
【００４９】
なお、上記ガスセンサ１は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、酸素濃度の差によって生ずる起電力を測定して、エンジンにおける空燃比を検出するよう構成した酸素濃淡起電力式のガスセンサ１とすることもできる。この場合には、上記情報コード２１に格納するセンサ出力特性値Ｉｂ又はセンサ出力補正値Ｒの情報は、燃料リッチ領域のポイント及び燃料リーン領域のポイントのそれぞれについての情報とすることができる。
【００５０】
（実施例２）
本例の空燃比検出システムは、図９に示すごとく、ガスセンサ１を車両に組み付ける際にセンサ出力読取値（関係マップ）の補正を行うだけでなく、ガスセンサ１を用いて空燃比の検出を行う際においても、いわゆる大気学習法を用いてセンサ出力読取値の補正を行うものである。
すなわち、本例のエンジンの制御装置３（ＥＣＵ）は、ガスセンサ１を車両に組み付けてセンサ出力読取値の補正を行った後、ガスセンサ１を所定期間使用したときには、当該ガスセンサ１により測定する測定ガスを大気としたときの耐久時センサ出力値を測定し、この耐久時センサ出力値を用いて、センサ出力読取値の再補正を行うよう構成してある。
【００５１】
ところで、ガスセンサ１を用いた空燃比検出システムの使用期間が長くなり、ガスセンサ１の耐久後には、ガスセンサ１に種々の劣化等が生じ、このガスセンサ１のセンサ出力値に変化が生じることがある。このとき、エンジンの制御装置３は、ガスセンサ１により測定する測定ガスを大気状態として酸素濃度の検出を行い、このときのセンサ出力値を耐久時センサ出力値とする。なお、測定ガスの大気状態は、エンジンの燃料噴射装置から噴射する燃料をカットすることにより容易に形成することができる。そして、エンジンの制御装置３は、耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行う。
これにより、ガスセンサ１の耐久劣化後においても、空燃比検出システムによる空燃比の検出精度を高く維持することができる。
【００５２】
図９は、空燃比検出システムにおいて、情報コード２１（ＱＲコード）を用いた補正と大気学習法による補正とを行ったときのセンサ出力読取値のバラツキを示すグラフである。
同図に示すごとく、センサ出力読取値のバラツキは、ガスセンサ１の耐久劣化後において大きくなるものの、上記大気学習法による補正を行うことにより、再び情報コード２１を用いて補正を行った組付初期時と同等のバラツキに改善できることがわかる。
本例においても、その他は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１において、情報コードを設けたガスセンサを示す説明図。
【図２】実施例１において、横軸に印加電圧をとり、縦軸にセンサ出力値としての電流値をとって、限界電流式のガスセンサの特性を示すグラフ。
【図３】実施例１において、横軸にエンジンにおける空燃比（Ａ／Ｆ）をとり、縦軸にセンサ出力値（ｍＡ）をとって、これらの関係マップを示すグラフ。
【図４】実施例１において、情報コードにおける個体情報の格納状態を模式的に示す説明図。
【図５】実施例１において、情報コードをガスセンサから引き出したリード部に設けた状態を示す説明図。
【図６】実施例１において、情報コードをリード部の先端部に設けたコネクタに設けた状態を示す説明図。
【図７】実施例１において、ガスセンサからの情報コードの読取、及びこの情報コードのエンジンの制御装置への書込を行う状態を模式的に示す説明図。
【図８】実施例１において、情報コードを設けたガスセンサにより、センサ出力読取値のバラツキを改善した状態を示すグラフ。
【図９】実施例２において、情報コードを用いた補正と大気学習法による補正とを行って、センサ出力読取値のバラツキを改善した状態を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５４】
１ ガスセンサ
２ 個体情報識別部
２１ 情報コード
３ エンジンの制御装置
４１ 画像認識装置
４２ 書込装置
４３ コンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス濃度を検出するガスセンサであって、
該ガスセンサの個体情報を格納した個体情報識別部を有しており、
該個体情報識別部は、画像認識装置によって読み取るよう構成した２次元の情報コードによって構成してあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１において、上記情報コードは、縦方向及び横方向の２方向に読み取りを行うよう構成したＱＲコードであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記個体情報には、検出するガス濃度の変化に応じて当該ガスセンサが出力するセンサ出力値に関する情報が含まれていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項３において、上記センサ出力値に関する情報は、当該ガスセンサのセンサ出力特性値、又はセンサ出力理論値に対する上記センサ出力特性値の偏差量を示すセンサ出力補正値としての情報であることを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項４において、上記ガスセンサは、限界電流式のガスセンサであり、
該限界電流式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、限界電流が流れるときの電圧を印加しておき、当該一対の電極間に流れる電流値を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成してあり、
上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、理論空燃比のポイントの情報、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
請求項４において、上記ガスセンサは、酸素濃淡起電力式のガスセンサであり、
該酸素濃淡起電力式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、酸素濃度の差によって生ずる起電力を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成してあり、
上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記個体情報には、当該ガスセンサの応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間のうちの少なくとも１つの情報が含まれていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記個体情報には、当該ガスセンサの製造情報が含まれていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記情報コードは、当該ガスセンサ本体、当該ガスセンサから引き出したリード部、又は該リード部の先端部に設けたコネクタのいずれかに設けてあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１０】
請求項３〜６のいずれか一項に記載のガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムであって、
上記情報コードに含まれる上記センサ出力値に関する情報によって、内燃機関の制御装置において、当該ガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正が行ってあることを特徴とするガス濃度検出システム。
【請求項１１】
請求項１０において、上記内燃機関の制御装置は、上記センサ出力読取値の補正を行った後、上記ガスセンサを所定期間使用したときには、当該ガスセンサにより測定する測定ガスを大気としたときの耐久時センサ出力値を測定し、該耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行うよう構成してあることを特徴とするガス濃度検出システム。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムの製造方法であって、
画像認識装置を用いて、上記ガスセンサに設けた上記情報コードからコンピュータへ上記個体情報を読み取る読取工程と、
書込装置を用いて、上記コンピュータに読み取った上記個体情報を、当該ガスセンサを組み付ける内燃機関の制御装置に書き込む書込工程とを含むことを特徴とするガス濃度検出システムの製造方法。
【請求項１】
ガス濃度を検出するガスセンサであって、
該ガスセンサの個体情報を格納した個体情報識別部を有しており、
該個体情報識別部は、画像認識装置によって読み取るよう構成した２次元の情報コードによって構成してあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１において、上記情報コードは、縦方向及び横方向の２方向に読み取りを行うよう構成したＱＲコードであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記個体情報には、検出するガス濃度の変化に応じて当該ガスセンサが出力するセンサ出力値に関する情報が含まれていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項３において、上記センサ出力値に関する情報は、当該ガスセンサのセンサ出力特性値、又はセンサ出力理論値に対する上記センサ出力特性値の偏差量を示すセンサ出力補正値としての情報であることを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項４において、上記ガスセンサは、限界電流式のガスセンサであり、
該限界電流式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、限界電流が流れるときの電圧を印加しておき、当該一対の電極間に流れる電流値を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成してあり、
上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、理論空燃比のポイントの情報、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
請求項４において、上記ガスセンサは、酸素濃淡起電力式のガスセンサであり、
該酸素濃淡起電力式のガスセンサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体の両面にそれぞれ設けた一対の電極間に、酸素濃度の差によって生ずる起電力を測定して、内燃機関における空燃比を検出するよう構成してあり、
上記センサ出力特性値又はセンサ出力補正値の情報は、燃料リッチ領域のポイントの情報及び燃料リーン領域のポイントの情報のうちの少なくとも１つであることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記個体情報には、当該ガスセンサの応答性、内部抵抗（素子インピーダンス）、ヒータ抵抗及びセンサ活性時間のうちの少なくとも１つの情報が含まれていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記個体情報には、当該ガスセンサの製造情報が含まれていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記情報コードは、当該ガスセンサ本体、当該ガスセンサから引き出したリード部、又は該リード部の先端部に設けたコネクタのいずれかに設けてあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１０】
請求項３〜６のいずれか一項に記載のガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムであって、
上記情報コードに含まれる上記センサ出力値に関する情報によって、内燃機関の制御装置において、当該ガスセンサから実際に読み取るセンサ出力読取値の補正が行ってあることを特徴とするガス濃度検出システム。
【請求項１１】
請求項１０において、上記内燃機関の制御装置は、上記センサ出力読取値の補正を行った後、上記ガスセンサを所定期間使用したときには、当該ガスセンサにより測定する測定ガスを大気としたときの耐久時センサ出力値を測定し、該耐久時センサ出力値を用いて、上記センサ出力読取値の再補正を行うよう構成してあることを特徴とするガス濃度検出システム。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のガスセンサを用いて、ガス濃度を検出するよう構成したガス濃度検出システムの製造方法であって、
画像認識装置を用いて、上記ガスセンサに設けた上記情報コードからコンピュータへ上記個体情報を読み取る読取工程と、
書込装置を用いて、上記コンピュータに読み取った上記個体情報を、当該ガスセンサを組み付ける内燃機関の制御装置に書き込む書込工程とを含むことを特徴とするガス濃度検出システムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２１２４０５（Ｐ２００７−２１２４０５Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３９８（Ｐ２００６−３５３９８）
【出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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