用于排气传感器的控制装置的制作方法

1.本发明涉及用于排气传感器的控制装置。


背景技术：

2.常规上已知在内燃机的排气通路中设置排气传感器，以便降低排气排放物的劣化，其中，排气传感器检测排气中的特定成分的浓度。在这种排气传感器中，传感器元件被加热器加热，以便保持传感器元件是活跃的。
3.传感器元件的温度与传感器元件的阻抗相关联。在日本未审专利申请公报第2002
‑
071633号(jp 2002
‑
071633a)中所述的空燃比传感器中，供应到加热器的电力被反馈控制，以使传感器元件的阻抗达到期望阻抗。


技术实现要素：

4.但是，随着传感器元件退化，对应于相同元件温度的元件阻抗值增大。因而，在执行上述反馈控制时，传感器元件可能过热。
5.在jp 2002
‑
071633 a中所述的空燃比传感器中，基于指示传感器元件的退化状态的半活跃温度来限制供应到加热器的电力。但是，使用元件阻抗估计半活跃温度。因而，当元件阻抗和元件温度之间的关系改变时，半活跃温度的估计准确性降低。结果，供应到加热器的电力可能被不适当地限制，并且传感器元件可能过热。
6.本发明降低了通过加热器加热传感器元件的排气传感器中的传感器元件的过热。
7.根据本发明的一方面的用于排气传感器的控制装置被构造成控制排气传感器，所述排气传感器被设置在内燃机的排气通路中。控制装置包括：传感器元件；加热器，所述加热器被构造成加热所述传感器元件；电流检测电路，所述电流检测电路被构造成检测所述排气传感器的输出电流；以及电子控制装置，所述电子控制装置被构造成通过脉宽调制控制来控制被供应到所述加热器的电力。所述电子控制装置被构造成：与当由所述电流检测电路检测到的所述排气传感器的所述输出电流的变化量小于阈值时相比，当所述变化量等于或大于所述阈值时，将所述脉宽调制控制中的占空比的上限值设定成较低的值。
8.在上述方面，变化量可以是与脉宽调制控制的周期同步的排气传感器的输出电流的变化量。
9.在上述方面，变化量可以是当内燃机以稳态运行时由电流检测电路检测到的排气传感器的输出电流的变化量。
10.在上述方面，电子控制装置可以被构造成控制被供应到加热器的电力，以便使传感器元件的阻抗达到期望值，并且该电子控制装置可以被构造成当排气传感器的输出电流中的所述变化量等于或大于阈值时，改变期望值，以便将所述变化量降低至比所述阈值小的值。
11.在上述方面，电子控制装置可以被构造成控制被供应到加热器的电力，以便使传感器元件的阻抗达到期望值，并且该电子控制装置可以被构造成当排气传感器的输出电流
中的所述变化量等于或大于阈值时，修正阻抗，以便将所述变化量降低至比所述阈值小的值。
12.在上述方面，电子控制装置可以被构造成当排气传感器的输出电流的变化量等于或大于阈值时，以如下方式设定上限值，即：所述变化量越大，所述上限值越低。
13.根据本发明，在通过加热器加热传感器元件的排气传感器中降低了传感器元件的过热。
附图说明
14.下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记指示相同元件，并且其中：
15.图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的用于排气传感器的控制装置所应用到的内燃机；
16.图2是空燃比传感器的局部截面图；
17.图3示意性地示出了根据本发明的第一实施例的用于排气传感器的控制装置的构造；
18.图4示出了空燃比传感器的电压
‑
电流(v
‑
i)特性；
19.图5示出了当所施加的电压为0.45v时排气的空燃比与输出电流之间的关系；
20.图6是示出传感器元件的温度和传感器元件的阻抗之间的关系的曲线图；
21.图7a和图7b示出了空燃比传感器的输出电流的示例，其中来自加热器的噪声叠加在所述输出电流上；
22.图8是根据本发明的第一实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图；
23.图9是根据本发明的第二实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图；以及
24.图10是根据本发明的第三实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图。
具体实施方式
25.将参考附图详细地描述本发明的实施例。在下文说明中，以相同附图标记指示类似部件。
26.第一实施例
27.首先，将参考图1至图8描述本发明的第一实施例。
28.内燃机的总体说明
29.图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的用于排气传感器的控制装置所应用到的内燃机。图1中所示的内燃机是火花点火内燃机。该内燃机被安装在车辆上。
30.参考图1，42指示气缸体，43指示在气缸体42内往复运动的活塞，44指示固定在气缸体42上的气缸盖，45指示在活塞43与气缸盖44之间形成的燃烧室，46指示进气门，47指示进气口，48指示排气门，49指示排气口。进气门46打开和关闭进气口47，并且排气门48打开和关闭排气口49。
31.如图1中所示，在气缸盖44的内壁表面的中部中设置有火花塞50，并且在气缸盖44的内壁表面的周边部中设置有燃料喷射阀51。火花塞50被构造成响应于点火信号产生火花。燃料喷射阀51响应于喷射信号将预定量的燃料喷射到燃烧室45中。在本实施例中，使用
理论空燃比为14.6的汽油作为燃料。
32.每个气缸的每个进气口47都通过进气支管53中的对应一个进气支管联接到稳压罐54。稳压罐54通过进气管55联接到空气滤清器56。进气口47、进气支管53、稳压罐54、进气管55等形成用于将空气引导至燃烧室45的进气通路。由节气门驱动致动器57驱动的节气门58设置在进气管55中。节气门58通过节气门驱动致动器57而旋转，使得节气门58可以改变进气通路的开口面积。
33.每个气缸的每个排气口49都联接至排气歧管59。排气歧管59具有多个分支和收集器。分支联接到排气口49并且也汇聚到收集器中。排气歧管59的收集器联接至包含催化剂60的壳体61。壳体61联接至排气管62。排气口49、排气歧管59、壳体61、排气管62等形成排气通路，所述排气通路用于排出由燃烧室45中的空燃混合物的燃烧所产生的排气。催化剂60是例如能够同时去除碳氢化合物(hc)、一氧化碳(co)以及氮氧化物(nox)的三元催化剂。
34.电子控制单元(ecu)31执行对内燃机的各种控制。即，ecu 31起内燃机的控制装置的作用。ecu 31接收设在内燃机中的各种传感器的输出，并基于各种传感器的输出来控制内燃机的各种致动器，等等。
35.ecu 31是数字计算机，并包括随机存取存储器(ram)33、只读存储器(rom)34、微处理器(cpu)35、输入端口36以及输出端口37。ram33、rom 34、cpu 35、输入端口36以及输出端口37经由双向总线32彼此连接。尽管在本实施例中设置了一个ecu 31，但是对于每种功能都可以设置多个ecu。
36.在进气管55中设置空气流量计70。空气流量计70检测在进气管55中流动的空气的流速。空气流量计70的输出经由模数(a
‑
d)转换器38中的对应的一个模数转换器施加到输入端口36。
37.在排气通路(排气歧管59的收集器)中的催化剂60的上游设置空燃比传感器10。空燃比传感器10检测从内燃机的燃烧室45排出并进入催化剂60的排气的空燃比。下面将详细地描述空燃比传感器10。
38.负荷传感器72连接至配备有内燃机的车辆内设置的加速踏板71。负荷传感器72产生与加速踏板71的下压量成比例的输出电压。负荷传感器72的输出电压经由a
‑
d转换器38中的对应的一个a
‑
d转换器施加到输入端口36。ecu 31基于负荷传感器72的输出来计算发动机负荷。
39.曲柄角传感器73连接到输入端口36。曲柄角传感器73每当曲轴旋转预定角度(例如，10
°
)时就产生一个输出脉冲。输出脉冲被施加到输入端口36。ecu 31基于曲柄角传感器73的输出来计算发动机转速。
40.输出端口37经由驱动电路39连接到内燃机的各种致动器。在本实施例中，输出端口37连接到火花塞50、燃料喷射阀51和节气门驱动致动器57，并且ecu 31控制这些部件。具体地，ecu 31控制火花塞50的点火正时、燃料喷射阀51的喷射正时和喷射量以及节气门58的开度。
41.该内燃机是使用汽油作为燃料的非增压内燃机。但是，内燃机的构造不限于上述构造。内燃机的特定构造，诸如气缸布置、燃料喷射模式、进气和排气系统的构造、气门机构的构造以及是否存在增压器，可以与图1中所示的构造不同。例如，燃料喷射阀51可以被设置成将燃料喷射到进气口47中。内燃机可以是压燃式内燃机(柴油机)。
42.空燃比传感器的构造
43.在本实施例中，内燃机包括作为检测排气中的特定成分的排气传感器的空燃比传感器10。如上所述，空燃比传感器10设置在内燃机的排气通路中。将描述空燃比传感器10的构造。
44.图2是空燃比传感器10的局部截面图。空燃比传感器10包括传感器元件11和加热器20。
45.在本实施例中，空燃比传感器10是由彼此堆叠的多个层组成的多层式空燃比传感器。传感器元件11包括固体电解质层12、扩散控制层13、第一不透气层14、第二不透气层15、排气侧电极16以及大气侧电极17。固体电解质层12、排气侧电极16以及大气侧电极17形成作为电化学电池的传感器电池。
46.传感器元件11的各层从图2的底部开始按以下顺序堆叠：第一不透气层14，固体电解质层12，扩散控制层13以及第二不透气层15。传感器元件11在固体电解质层12与扩散控制层13之间具有测量气体室18，并且在固体电解质层12和第一不透气层14之间具有基准气体室19。
47.在排气通路中流动的排气作为测量气体(即，作为将被测量的气体)引入到测量气体室18中。将基准气体引入到基准气体室19中。基准气体例如是大气。在这种情况下，基准气体室19通向大气。
48.固体电解质层12是氧化物离子导电薄板。固体电解质层12是例如以cao、mgo、y2o3、yb2o3等为稳定剂的zro2(氧化锆)、hfo2、tho2、bi2o3等的烧结体。扩散控制层13是可透气薄板。扩散控制层13由例如氧化铝、氧化镁、二氧化硅、尖晶石或莫来石的多孔陶瓷制成的。第一不透气层14和第二不透气层15是不透气薄板，并且包含例如氧化铝。
49.排气侧电极16被设置在固体电解质层12的面对测量气体室18的表面上，使得排气侧电极16暴露于测量气体室18中的测量气体。在固体电解质层12的面对基准气体室19的表面上设置大气侧电极17，使得大气侧电极17暴露于基准气体室19中的基准气体。排气侧电极16和大气侧电极17被设置成隔着固体电解质层12彼此面对。排气侧电极16和大气侧电极17由具有高催化活性的贵金属，诸如铂(pt)制成。例如，排气侧电极16和大气侧电极17是主要包含pt的多孔金属陶瓷电极。
50.加热器20被设置在传感器元件11中，并且加热传感器元件11。在本实施例中，加热器20被嵌入第一不透气层14中。加热器20是例如包含铂(pt)和陶瓷(例如，氧化铝等)的金属陶瓷薄板。加热器20是当被施加电流时产生热的加热元件。
51.空燃比传感器10的构造不限于上述构造。例如，空燃比传感器10可以具有杯状结构。
52.用于排气传感器的控制装置
53.图3示意性地示出了根据本发明的第一实施例的用于排气传感器的控制装置1的构造。用于排气传感器的控制装置1包括电压施加电路4和电流检测电路5。
54.电压施加电路4连接至传感器元件11并向传感器元件11施加电压。具体地，电压施加电路4向传感器元件11施加电压，使得大气侧电极17的电势变得高于排气侧电极16的电势。因而，排气侧电极16用作负电极，大气侧电极17用作正电极。电压施加电路4连接至ecu31，并且ecu 31可以经由电压施加电路4控制施加至空燃比传感器10的电压。
55.电流检测电路5连接至传感器元件11并检测空燃比传感器10的输出电流。具体地，电流检测电路5检测在排气侧电极16和大气侧电极17之间流动的电流作为空燃比传感器17的输出电流。电流检测电路5连接到ecu 31，并且电流检测电路5的输出被施加给ecu 31。因而，ecu 31可以从电流检测电路5获取由电流检测电路5检测到的空燃比传感器10的输出电流。
56.图4示出了空燃比传感器10的电压
‑
电流(v
‑
i)特性。如图4中所示，排气的空燃比越高(越稀)，则空燃比传感器10的输出电流i越大。每个空燃比的v
‑
i曲线都具有基本平行于v轴范围，也就是说，每个空燃比的v
‑
i曲线都具有即使施加的电压变化，输出电流也几乎不变的范围。该电压范围被称为限制电流范围，该范围内的电流被称为限制电流。在图4中，w
18
和i
18
分别代表在排气的空燃比为18的情况下的限制电流范围和限制电流。
57.图5示出了当施加的电压为0.45v时，排气的空燃比和输出电流i之间的关系。即，图5示出了在图4中的虚线上的各点处的排气的空燃比和输出电流i之间的关系。如图5中所示，当排气的空燃比为理论空燃比时，空燃比传感器10的输出电流i为零。在空燃比传感器10中，排气的氧浓度越高，即排气的空燃比越稀，空燃比传感器10的输出电流i越大。因而，空燃比传感器10可以连续地(线性地)检测排气的空燃比。
58.如图3中所示，用于排气传感器的控制装置1进一步包括加热器控制单元2和加热器驱动电路3。在本实施例中，ecu 31(电子控制装置)起到加热器控制单元2的作用。加热器控制单元2是由ecu 31的执行存储在ecu 31的rom 34中的程序的cpu 35实现的功能块。加热器驱动电路3连接至ecu 31和加热器20。
59.为了使用空燃比传感器10准确地检测排气的空燃比，有必要激活空燃比传感器10的传感器元件11。因而，加热器控制单元2经由加热器驱动电路3将电力供应到空燃比传感器10的加热器20，以便通过加热器20加热传感器元件11。
60.具体地，加热器控制单元2通过脉宽调制(pwm)控制来控制供应到加热器20的电力。在pwm控制中，通过以固定的切换周期(频率)改变切换脉冲宽度(接通时间)来改变占空比，从而控制提供给加热器20的有效电压。通过将脉冲宽度除以周期来计算占空比(占空比＝脉冲宽度/周期)。脉冲宽度越长，占空比越高。例如，在接通时间期间，将安装在车辆上的电池的电压施加给加热器20。
61.为了确保空燃比传感器10的检测准确性，有必要保持空燃比传感器10的传感器元件11活跃。因而，加热器控制单元2控制供应到加热器20的电力，使得传感器元件11具有等于或高于活跃温度的温度。如图6中所示，传感器元件11的温度与传感器元件11的阻抗相关。因而，在本实施例中，加热器控制单元2基于传感器元件11的阻抗来反馈控制供应到加热器20的电力。例如，当高频交流电(ac)电压从电压施加电路4施加给传感器元件11时，基于由电流检测电路5检测到的空燃比传感器10的输出电流来计算传感器元件11的阻抗。
62.具体地，加热器控制单元2控制供应到加热器20的电力，以便使传感器元件11的阻抗达到期望值。当传感器元件11的阻抗高于期望值时，pwm控制中的占空比升高，以增加供应到加热器20的电力。当传感器元件11的阻抗低于期望值时，pwm控制中的占空比降低，以减少供应到加热器20的电力。
63.但是，随着传感器元件11退化，对应于相同元件温度的元件阻抗值升高。因而，当执行上述反馈控制时，传感器元件11可能过热。为了降低传感器元件11的过热，期望能够基
于除了阻抗之外的参数来监视传感器元件11的温度。
64.在这一点上，发明人已经通过他们的研究发现，空燃比传感器10的输出电流的变化量根据传感器元件11的温度而改变。可以认为这种现象是由于来自加热器10的噪声而发生的。在上述加热器20的pwm控制中，重复地执行开关切换，并且在加热器20中流动的电流值在切换时显著地改变。将此时产生的噪声叠加在空燃比传感器10的输出电流上。
65.图7a和图7b示出了空燃比传感器10的输出电流i的示例，其中来自加热器20的噪声叠加在所述输出电流上。图7a示出了当传感器元件11的温度为750℃时，输出电流i随时间的改变，图7b示出了当传感器元件11的温度为900℃时，输出电流i随时间的改变。
66.传感器元件11的固体电解质层12是在正常工作温度下在电极之间转移氧化物离子的氧化物离子导电层。但是，当传感器元件11的温度变得过高时，固体电解质层12开始传导除氧化物离子之外的物质。结果，如图7a和图7b中所示，传感器元件11的温度越高，来自加热器20的噪声的影响越大，并且空燃比传感器10的输出电流的变化量越大。
67.因而，与当由电流检测电路5检测到的空燃比传感器10的输出电流的变化量小于阈值时相比，当所述变化量等于或大于所述阈值时，加热器控制单元2将pwm控制中的占空比的上限值设定成较低的值。因而，当传感器元件11的温度过高时，限制供应到加热器20的电力。因而降低了传感器元件11的过热。
68.上限值设定过程
69.将参考图8的流程图描述用于设定pwm控制中的占空比的上限值的控制。图8是根据本发明的第一实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图。在内燃机起动之后，ecu 31以预定的时间间隔重复地执行该控制例程。
70.首先，在步骤s101中，加热器控制单元2确定空燃比传感器10的传感器元件11是否活跃。例如，当从内燃机起动起已经经过了预定时间时，加热器控制单元2确定传感器元件11活跃。加热器控制单元2可以基于传感器元件11的阻抗来计算传感器元件11的温度，并且可以在传感器元件11的所计算的温度等于或高于预定的活跃温度时确定传感器元件11活跃。
71.当加热器控制单元2在步骤s101中确定传感器元件11不活跃时，控制例程终止。当加热器控制单元2在步骤s101中确定传感器元件11活跃时，控制例程前进到步骤s102。
72.在步骤s102中，加热器控制单元2获取由电流检测电路5检测到的空燃比传感器10的输出电流的变化量δi。例如，输出电流的变化量δi被计算为电流检测电路5在预定周期期间检测到的空燃比传感器10的输出电流的最大和最小值之间的差。输出电流的变化量δi可以被计算为例如由电流检测电路5在预定周期期间检测到的空燃比传感器10的输出电流的方差(偏差平方)。
73.之后，在步骤s103中，加热器控制单元2确定空燃比传感器10的输出电流的变化量δi是否等于或大于阈值th。阈值th是根据实验提前确定的，并被设定成对应于可能使传感器元件11退化的温度(例如，1,000℃或更高)的值。当加热器控制单元2在步骤s103中确定变化量δi小于阈值th时，控制例程终止。
74.当加热器控制单元2在步骤s103中确定输出电流的变化量δi等于或大于阈值th时，控制例程前进到步骤s104。在步骤s104中，加热器控制单元2降低pwm控制中的占空比的上限值。控制例程在步骤s104之后终止。
75.当加热器控制单元2在步骤s103中确定输出电流的变化量δi等于或大于阈值th时，除了执行步骤s104之外，加热器控制单元2还可以确定空燃比传感器10异常，并且可以打开车辆中的警告灯。
76.在加热器20的pwm控制周期中，叠加在空燃比传感器10的输出电流上的噪声变得显著。因此，在步骤s102中，加热器控制单元2可以获取由电流检测电路5检测到的并与pwm控制的周期同步的空燃比传感器10的输出电流的变化量。即，与当由电流检测电路5检测到的并与pwm控制的周期同步的空燃比传感器10的输出电流的变化量小于阈值时相比，当所述变化量等于或大于所述阈值时，加热器控制单元2可以将pwm控制中占空比的上限值设定成较小的值。在这种情况下，例如，在电流检测电路5中设置对应于pwm控制的周期(频率)的带通滤波器，并且加热器控制单元2获取通过该带通滤波器检测到的空燃比传感器10的输出电流。
77.空燃比传感器10的输出电流的变化量δi越大，传感器元件11的估计温度越高。因而，在步骤s104中，加热器控制单元2可以将占空比的上限值设定成使得输出电流的变化量δi越大，占空比的上限值越低。即，随着输出电流的变化量δi增大，占空比的上限值可能以更大的幅度降低。因而，更有效地降低了传感器元件11的过热。
78.第二实施例
79.除了下文所述的几点之外，根据第二实施例的用于排气传感器的控制装置在构造和控制上都与根据第一实施例的用于排气传感器的控制装置基本类似。因此，本发明的第二实施例将关注于与第一实施例的差异来描述。
80.如上所述，加热器控制单元2基于空燃比传感器10的输出电流的变化量来限制加热器20的pwm控制中的占空比。但是，即使当传感器元件11的温度正常时，空燃比传感器10的输出电流的变化量也可能由于排气的空燃比的改变而增大。在这种情况下，不必限制pwm控制中的占空比。排气的空燃比趋向于在内燃机瞬态运行期间显著地改变。
81.因而，在第二实施例中，与当由电流检测电路5在内燃机稳态运行期间检测到的空燃比传感器10的输出电流的变化量小于阈值时相比，当所述变化量等于或大于所述阈值时，加热器控制单元2将pwm控制中的占空比的上限值设定成较小的值。这降低了即使传感器元件11的温度正常，占空比也可能受限的概率，并且更适当地降低了传感器元件11的过热。
82.上限值设定过程
83.图9是根据本发明的第二实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图。在内燃机起动之后，ecu 31以预定的时间间隔重复地执行该控制例程。
84.首先，与图8的步骤s101中一样，加热器控制单元2在步骤s201中确定空燃比传感器10的传感器元件11是否活跃。当加热器控制单元2在步骤s201中确定传感器元件11不活跃时，控制例程终止。当加热器控制单元2在步骤s201中确定传感器元件11活跃时，控制例程前进到步骤s202。
85.在步骤s202中，加热器控制单元2确定内燃机是否正以稳态运行。例如，当内燃机的预定运行参数的变化量等于或小于预定值时，加热器控制单元2确定内燃机正以稳态运行。例如，预定运行参数是进气量、发动机转速、燃料喷射量、发动机负荷等等。进气量基于空气流量计70的输出来计算，发动机转速基于曲柄角传感器73的输出来计算，燃料喷射量
基于从ecu 31到燃料喷射阀51的命令值来计算，并且发动机负荷基于负荷传感器72的输出来计算。当空燃比传感器10的输出电流的移动平均值的变化量小时，加热器控制单元2可以确定内燃机正以稳态运行。
86.当加热器控制单元2在步骤s202中确定内燃机正以瞬态运行时，控制例程终止。当加热器控制单元2在步骤s202中确定内燃机正以稳态运行时，控制例程前进到步骤s203。由于步骤s203至s205与图8的步骤s102至s104类似，因此将省略其说明。能够以与图8的控制例程类似的方式修改控制例程。
87.第三实施例
88.除了下文所述的几点之外，根据第三实施例的用于排气传感器的控制装置在构造和控制上都与根据第一实施例的用于排气传感器的控制装置基本类似。因此，本发明的第三实施例将关注于与第一实施例的差异来描述。
89.如上所述，加热器控制单元2控制供应到加热器20的电力，以便使传感器元件11的阻抗达到期望值。在这种情况下，当在元件温度和元件阻抗之间不存在对应性的改变，传感器元件11维持在期望的运行温度，并且空燃比传感器10的输出电流的变化量小于阈值。但是，当对应于相同元件温度的元件阻抗的值增大时，传感器元件11的温度在执行反馈控制以使阻抗达到期望值时变得过高。结果，空燃比传感器10的输出电流的变化量变得等于或大于阈值。
90.如上所述，当空燃比传感器10的输出电流的变化量等于或大于阈值时，可以通过限制占空比的上限值来降低传感器元件11的温度。结果，传感器元件11的阻抗变得低于期望值。因而，即使可以使传感器元件11的过热降低，但也可能无法适当地反馈控制传感器元件11的温度。
91.在第三实施例中，当空燃比传感器10的输出电流的变化量等于或大于阈值时，加热器控制单元2改变期望值，使得所述变化量变得小于所述阈值。例如，加热器控制单元2逐渐降低占空比，直到空燃比传感器10的输出电流的变化量变得小于阈值为止。然后，在变化量变得小于阈值时，加热器控制单元2将传感器元件11的阻抗设定成期望值。因而，可以通过反馈控制使传感器元件11的温度更接近期望的运行温度，并且抑制空燃比传感器10的空燃比检测准确性的降低。
92.上限值设定过程
93.图10是根据本发明的第三实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图。在内燃机起动之后，ecu 31以预定的时间间隔重复地执行该控制例程。
94.以与图8的步骤s101至s104类似的方式执行步骤s301至s304。
95.在步骤s304之后，在步骤s305中，加热器控制单元2改变期望值，使得空燃比传感器10的输出电流的变化量变得小于阈值。例如，加热器控制单元2逐渐降低占空比，直到空燃比传感器10的输出电流的变化量变得小于阈值为止。然后，在变化量变得小于阈值时，加热器控制单元2将传感器元件11的阻抗设定成期望值。因而，期望值变得大于其原始值。在步骤s305之后，控制例程终止。
96.在步骤s305中，当空燃比传感器10的输出电流的变化量等于或大于阈值，加热器控制单元2可以修正传感器元件11的阻抗，使得所述变化量变得小于所述阈值。即，加热器控制单元2可以修正传感器元件11的阻抗而不是改变期望值。在这种情况下，例如，加热器
控制单元2逐渐降低占空比，直到空燃比传感器10的输出电流的变化量变得小于阈值为止，并将阻抗的修正量设定成在所述变化量变得小于所述阈值时的传感器元件11的阻抗与期望值之间的差。加热器控制单元2通过从阻抗减去该修正量来修正阻抗。
97.能够以与图8的控制例程类似的方式修改该控制例程。
98.虽然上文描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于这些实施例，并且可以在不偏离权利要求的范围的情况下做出各种改型和变体。例如，空燃比传感器10可以被设置在催化剂60的下游。
99.代替空燃比传感器10，由用于排气传感器的控制装置1控制的排气传感器可以是：氮氧化物传感器(nox传感器)，其检测排气中的氮氧化物(nox)；氨传感器，其检测排气中的氨的浓度；氧传感器，其检测排气的空燃比是浓或是稀，等等。
100.上述实施例能够以任何组合实现。在其中第二和第三实施例组合的情况下，图9的步骤s202在图10的控制例程中的步骤s301和s302之间执行。