阅读说明：本技术 气体传感器控制装置 (Gas sensor control device ) 是由 小薮忠胜 村山勇树 加山龙三 长谷川明里 河本祐辅 于 2018-05-25 设计创作，主要内容包括：气体传感器具有泵单元与传感器单元。SCU(31～33)具备：电压切换部(M11),实施向增加气体室内的氧浓度一侧切换泵单元的施加电压(Vp)的第1电压切换,以及在该第1电压切换的实施后、向减少气体室内的氧浓度一侧切换施加电压的第2电压切换；输出变化计算部(M12),在实施了第1电压切换或者第2电压切换的状态中,对表示与该电压切换对应的传感器单元的输出变化的输出变化参数进行计算；浓度差计算部(M13),对于被检测气体中的氧浓度或者特定气体成分的浓度,对表示第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的浓度差的浓度差参数进行计算；以及劣化判定部(M14),基于通过输出变化参数以及浓度差参数,判定传感器单元的劣化状态。(The gas sensor has a pump unit and a sensor unit. The SCU (31-33) is provided with: a voltage switching unit (M11) for performing 1 st voltage switching for switching the applied voltage (Vp) of the pump unit to the side of increasing the oxygen concentration in the gas chamber and 2 nd voltage switching for switching the applied voltage to the side of decreasing the oxygen concentration in the gas chamber after the 1 st voltage switching is performed; an output change calculation unit (M12) that calculates an output change parameter indicating a change in the output of the sensor cell corresponding to the voltage switching, while the 1 st voltage switching or the 2 nd voltage switching is being performed; a concentration difference calculation unit (M13) that calculates a concentration difference parameter indicating a concentration difference between the concentration of oxygen in the gas to be detected and the concentration of the specific gas component before and after the 1 st voltage switching; and a deterioration determination unit (M14) that determines the deterioration state of the sensor cell based on the pass-through output variation parameter and the concentration difference parameter.)

气体传感器控制装置

关联申请的相互参照

本申请基于2017年5月26日申请的日本专利申请2017-104900号，在此引用其记载内容。

技术领域

本申请涉及气体传感器控制装置。

背景技术

作为检测内燃机的废气等的被检测气体中的特定气体成分的浓度的气体传感器，已知有检测NOx(氮氧化物)浓度的NOx传感器。例如如专利文献1记载那样，NOx传感器具有包括泵单元、监视器单元以及传感器单元的三单元构造，泵单元进行气体室内的废气中的氧的排出或者汲出，监视器单元检测穿过泵单元后的气体室内的残留氧浓度，传感器单元从穿过泵单元后的气体中检测NOx浓度。

若NOx传感器劣化则不能再检测准确的NOx浓度，其结果，在NOx传感器设置于汽车的排气系统的情况下，担心产生废气排放劣化等的不良情况。因此，以往提出有NOx传感器的劣化诊断方法，例如在专利文献1中公开了强制性地切换向泵单元的施加电压，并基于此时的传感器单元输出的变化量诊断NOx传感器的劣化的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-175013号公报

发明内容

然而，上述以往的劣化诊断方法为，通过切换泵单元施加电压来有意改变气体室内的残留氧浓度，基于伴随其残留氧浓度的变化的传感器单元的瞬态响应，来实施传感器单元的劣化诊断，但考虑到在泵单元施加电压的切换后，例如废气中的氧浓度发生变化、或NOx浓度发生变化等情况，会产生由该浓度变化引起的传感器单元输出的变化。换句话说，在传感器单元周边，作为气体气氛产生计划外的变化，考虑到传感器单元受到其影响。在该情况下，有可能对传感器单元的劣化诊断带来负面影响。

本申请鉴于上述课题而做出，其主要目的在于提供能够适当判定传感器单元的劣化状态的气体传感器控制装置。

为了解决上述课题，本方式为气体传感器控制装置，适用于气体传感器，实施与所述气体传感器相关的控制，所述气体传感器具有通过电压施加来调整导入气体室内的被检测气体中的氧浓度的泵单元、以及从通过所述泵单元调整了氧浓度后的所述被检测气体中检测特定气体成分的浓度的传感器单元，所述气体传感器控制装置具备：

电压切换部，实施向增加所述气体室内的氧浓度一侧切换所述泵单元的施加电压的第1电压切换，以及在该第1电压切换的实施后、向减少所述气体室内的氧浓度一侧切换所述施加电压的第2电压切换；

输出变化计算部，在实施了所述第1电压切换的状态以及实施了所述第2电压切换的状态的至少某一个中，对表示与该电压切换对应的所述传感器单元的输出变化的输出变化参数进行计算；

浓度差计算部，对于所述被检测气体中的氧浓度或者所述特定气体成分的浓度，对表示所述第1电压切换的实施前以及所述第2电压切换的实施后的浓度差的浓度差参数进行计算；以及

劣化判定部，基于通过所述输出变化计算部计算出的所述输出变化参数、以及通过所述浓度差计算部计算出的所述浓度差参数，判定所述传感器单元的劣化状态。

在上述构成中，在传感器单元的劣化判定时，若向增加气体室内的氧浓度一侧切换泵单元的施加电压来作为第1电压切换，或者若向减少气体室内的氧浓度一侧切换泵单元的施加电压来作为第2电压切换，则与该电压切换对应地产生传感器单元输出的瞬态变化。因此，能够使用表示传感器单元的输出变化的输出变化参数，判定传感器单元的劣化状态。但是，若在产生传感器单元的输出变化的期间中，被检测气体中的氧浓度或者特定气体成分的浓度产生变动，则担心由此对基于传感器单元的输出变化参数实施的传感器单元的劣化判定带来负面影响。

关于该点，根据上述构成，对于被检测气体中的氧浓度或者特定气体成分的浓度，对表示第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的浓度差的浓度差参数进行计算，并基于传感器单元的输出变化参数与浓度差参数，判定传感器单元的劣化状态。由此，假使在第1电压切换至第2电压切换的期间中，被检测气体中的氧浓度或者特定气体成分的浓度(NOx浓度)产生变动，也能够适当地判定传感器单元的劣化状态。

附图说明

本申请的上述目的以及其他目的、特征及优点通过参照附图及下述的详细记叙而更加明确。其附图为：

图1是表示发动机排气系统的系统构成的图，

图2是表示NOx传感器的构成的截面图，

图3是表示图2的III-III截面的截面图，

图4是用于说明伴随NOx传感器的劣化的传感器单元输出的瞬态特性的变化的图，

图5是表示斜率参数的计算中使用的起点以及终点的图，

图6是表示SCU以及ECU的功能框图，

图7是表示传感器单元的劣化判定的处理过程的流程图，

图8是表示反应速度比与劣化率的关系的图，

图9是表示多次实施电压切换循环时的表现的时序图，

图10是表示第2实施方式中传感器单元的劣化判定的处理过程的流程图，

图11是表示泵单元输出差ΔIpx与修正值KC的关系的图，

图12是表示第3实施方式中传感器单元的劣化判定的处理过程的流程图，

图13是表示其他的NOx传感器的构成的截面图。

具体实施方式

以下，基于附图说明实施方式。在本实施方式中，在将从车载的柴油发动机排出的废气作为被检测气体，通过NOx传感器检测该废气中的NOx浓度的系统中，将实施与NOx传感器相关的控制的气体传感器控制装置具体化。此外，在以下的各实施方式彼此中，对于彼此相同或者均等的部分，在图中赋予相同的附图标记，对于相同的附图标记的部分引用其说明。

(第1实施方式)

如图1所示，在作为柴油发动机的发动机10的排气侧，设置有净化废气的废气净化系统。作为废气净化系统的构成，在发动机10连接有形成排气通路的排气管11，在该排气管11中，从发动机10侧起依次设置有氧化催化剂转换器12与选择性还原催化剂转换器(以下称作SCR催化剂转换器)13。氧化催化剂转换器12具有柴油氧化催化剂14、以及DPF(DieselParticulate Filter)15。SCR催化剂转换器13作为选择性还原型的催化剂而具有SCR催化剂16。此外，在排气管11中，在氧化催化剂转换器12与SCR催化剂转换器13之间设置有用于向排气管11内添加供给作为还原剂的尿素水(尿素水溶液)的尿素水添加阀17。

在氧化催化剂转换器12中，柴油氧化催化剂14主要由陶瓷制的载体、成分为氧化铝、二氧化铈以及二氧化锆的氧化物混合物、以及铂、钯、铑等的贵金属催化剂构成。柴油氧化催化剂14使废气中含有的烃、一氧化碳、氮氧化物等氧化而净化。此外，柴油氧化催化剂14通过在催化反应时产生的热使废气温度上升。

DPF15由蜂窝结构体形成，通过使多孔质陶瓷担载铂、钯等的铂族催化剂而构成。DPF15通过使废气中含有的颗粒状物质堆积于蜂窝结构体的隔壁来捕集。堆积的颗粒状物质通过燃烧被氧化而净化。该燃烧利用柴油氧化催化剂14中的温度上升、及/或利用添加剂引起的颗粒状物质的燃烧温度降低。

SCR催化剂转换器13作为氧化催化剂转换器12的后处理装置，是将NOx还原为氮与水的装置，作为SCR催化剂16，例如使用在沸石或者氧化铝等的基材表面担载了Pt等的贵金属的催化剂。SCR催化剂16在催化剂温度处于活性温度区域的情况下，通过添加作为还原剂的尿素来将NOx还原净化。

在排气管11中，在氧化催化剂转换器12的上游侧、氧化催化剂转换器12与SCR催化剂转换器13之间且尿素水添加阀17的上游侧、以及SCR催化剂转换器13的下游侧，分别设置有极限电流型的NOx传感器21、22、23作为气体传感器。NOx传感器21～23在各个检测位置中检测排气中的NOx浓度。此外，发动机排气系统中的NOx传感器的位置以及个数可以是任意个。

NOx传感器21～23分别连接有SCU(Sensor Control Unit)31、32、33，NOx传感器21～23的检测信号按每个传感器向SCU31～33适当地输出。SCU31～33是具备具有CPU、各种存储器的微型计算机及其周边电路的电子控制装置，SCU31～33基于NOx传感器21～23的检测信号(极限电流信号)，计算废气中的氧(O₂)浓度、作为特定气体成分的浓度的NOx浓度等。

SCU31～33与CAN总线等的通信线34连接，并经由该通信线34与各种ECU(例如发动机ECU35)连接。换句话说，SCU31～33与发动机ECU35能够使用通信线34相互收发信息。从SCU31～33对发动机ECU35例如发送排气中的氧浓度、NOx浓度的信息。发动机ECU35是具备具有CPU、各种存储器的微型计算机及其周边电路的电子控制装置，对发动机10、排气系统的各种装置进行控制。发动机ECU35例如基于油门开度、发动机旋转速度来实施燃料喷射控制等。

此外，发动机ECU35基于通过各NOx传感器21～23检测的NOx浓度，实施由尿素水添加阀17进行的尿素水添加的控制。省略该尿素水添加的控制，发动机ECU35基于通过SCR催化剂转换器13的上游侧的NOx传感器21、22检测的NOx浓度，计算尿素水添加量，并且以通过SCR催化剂转换器13的下游侧的NOx传感器23检测的NOx浓度成为尽量小的值的方式对尿素水添加量进行反馈修正。并且，基于该尿素水添加量来控制尿素水添加阀17的驱动。

接下来，对NOx传感器21～23的构成进行说明。各NOx传感器21～23均具有相同的构成，这里对NOx传感器21说明其构成。图2以及图3是表示构成NOx传感器21的传感器元件40的内部构造的图。此外，图的左右方向是传感器元件40的长边方向，图的左侧是元件前端侧。传感器元件40具有包括泵单元41、传感器单元42以及监视器单元43的所谓的三单元构造。此外，监视器单元43与泵单元41相同，具有气体中的氧排出的功能，有时也被称作辅助泵单元或者第2泵单元。

传感器元件40具有由氧化铝等的绝缘体形成的第1主体部51以及第2主体部52，配置于该主体部51、52之间的固体电解质体53，扩散阻力体54，泵单元电极55，传感器单元电极56，监视器单元电极57，共用电极58，以及加热器59。在第1主体部51与固体电解质体53之间形成有作为浓度计测室的气体室61，在第2主体部52与固体电解质体53之间形成有作为基准气体室的大气室62。

泵单元41调整导入气体室61内的废气中的氧浓度，由泵单元电极55、共用电极58、以及固体电解质体53的一部分形成。传感器单元42基于在传感器单元电极56与共用电极58之间流动的氧离子电流，检测气体室61中的规定的气体成分的浓度(NOx浓度)，由传感器单元电极56、共用电极58、以及固体电解质体53的一部分形成。监视器单元43基于在监视器单元电极57与共用电极58之间流动的氧离子电流，检测气体室61中的残留氧浓度，由监视器单元电极57、共用电极58、以及固体电解质体53的一部分形成。

固体电解质体53是板状的部件，由氧化锆等的氧离子性固体电解质材料构成。第1主体部51与第2主体部52夹着固体电解质体53配置在其两侧。第1主体部51的固体电解质体53一侧呈台阶状，由该台阶形成的凹部成为气体室61。第1主体部51的凹部的一侧面开放，在该开放的一侧面配置有扩散阻力体54。扩散阻力体54由形成有多孔质材料或者细孔的材料形成。通过扩散阻力体54的作用来调节导入气体室61中的废气的速度。

第2主体部52也同样，固体电解质体53一侧呈台阶状，由该台阶形成的凹部成为大气室62。大气室62的一侧面开放。从固体电解质体53侧导入大气室62内的气体被释放到大气中。

在固体电解质体53中，在面向气体室61的面设置有阴极侧的泵单元电极55、传感器单元电极56、以及监视器单元电极57。在该情况下，泵单元电极55配置于距离扩散阻力体54较近的气体室61的入口侧、即气体室61内的上游侧，传感器单元电极56以及监视器单元电极57隔着泵单元电极55配置于扩散阻力体54的相反一侧、即气体室61内的下游侧。泵单元电极55与传感器单元电极56以及监视器单元电极57相比具有较大的表面积。传感器单元电极56以及监视器单元电极57排列配置于相互接近的位置、且相对于废气的流动方向成为同等的位置。泵单元电极55与监视器单元电极57是由对NOx不活泼的Au-Pt等的贵金属构成的电极(难以分解NOx的电极)，与此相对，传感器单元电极56是由对NOx活性的白金Pt、铑Rh等的贵金属构成的电极。

此外，在固体电解质体53中，在面向大气室62的面，在与阴极侧的各电极55～57对应的位置设置有成为阳极侧的共用电极58。

若对泵单元电极55与共用电极58之间施加电压，则气体室61内的废气中含有的氧被阴极侧的泵单元电极55离子化。并且，氧离子朝向阳极侧的共用电极58在固体电解质体53内移动，通过在共用电极58中释放电荷而成为氧，并向大气室62排出。由此，气体室61内被保持为规定的低氧状态。

泵单元41的施加电压(即泵单元电极55与共用电极58之间的施加电压)越高，则通过泵单元41从废气中排出的氧的量越多。相反，泵单元41的施加电压越低，则通过泵单元41从废气排出的氧的量越少。因此，通过对泵单元41的施加电压进行增减，能够使在后段的传感器单元42以及监视器单元43中流动的废气中的残留氧的量增减。在本实施方式中，对泵单元41施加的电压设为泵单元施加电压Vp，在泵单元41的电压施加状态下输出的电流设为泵单元电流Ip。

监视器单元43在通过泵单元41排出氧后的状态下，检测气体室61内残留的氧浓度。此时，监视器单元43输出伴随电压施加而产生的电流信号、或者与气体室61内的残留氧浓度对应的电动势信号，作为残留氧浓度的检测信号。监视器单元43的输出在SCU31～33中被作为监视器单元电流Im、或者监视器单元电动势Vm取得。

传感器单元42在通过泵单元41排出氧后的状态下，伴随电压施加将废气中的NOx还原分解，输出与气体室61内的NOx浓度以及残留氧浓度对应的电流信号。传感器单元42的输出在SCU31～33中被作为传感器单元电流Is取得。在SCU31～33中，利用传感器单元电流Is计算废气中的NOx浓度。

然而，在传感器单元42中，由于老化等的影响，存在即使废气中的被检测气体的浓度相同，作为其输出的传感器单元电流Is的瞬态响应性也发生变化的趋势。参照图4说明该趋势。在图4中，(a)示意示出泵单元施加电压Vp，(b)示意示出泵单元电流Ip，(c)示意示出传感器单元电流Is的时间推移。这里，说明了实施第1电压切换与第2电压切换的情况，第1电压切换为向增加气体室61内的残留氧浓度一侧切换泵单元施加电压Vp，第2电压切换为在该第1电压切换的实施后，向减少气体室61内的残留氧浓度一侧切换泵单元施加电压Vp。

在图4中，在时刻t1，作为第1电压切换，泵单元施加电压Vp从Vp0呈阶梯状向Vp1切换(Vp0＞Vp1)。由此，泵单元电流Ip向减少一侧变化，气体室61内的残留氧浓度增大。此时，泵单元电流Ip从Ip0随着拖尾(tailing)而变化，并收敛为Ip1。在传感器单元42中，传感器单元电流Is与残留氧浓度的增大对应地经过瞬态响应增大至稳态值。

在图4的(c)中，与泵单元施加电压Vp的降低对应的传感器单元电流Is的瞬态响应特性通过NOx传感器制造时的特性(初始特性)、与NOx传感器劣化时的特性(劣化后特性)这两种示出。实线表示初始特性，点划线表示劣化时特性。在图4的(c)中示出了，在对传感器单元42供给的废气为相同的氧浓度的情况下，在传感器单元电流Is的初始特性与劣化时特性上产生差异。在该情况下，第一，存在劣化时特性的稳态值低于初始特性的稳态值的趋势。第二，存在劣化时特性的上升迟于初始特性的上升的趋势。例如若观察瞬态变化中的期间Ta中的特性的斜率，则劣化时特性的斜率A11比初始特性的斜率A10平缓。此外，期间Ta是在伴随泵单元施加电压Vp的切换的瞬态响应中，起点P1与终点P2之间的期间。这些趋势随着传感器单元42的劣化进展而变得显著。

此外，在图4中，在时刻t2，作为第2电压切换，泵单元施加电压Vp从Vp1呈阶梯状向Vp2切换(Vp1＜Vp2)。由此，泵单元电流Ip向增加一侧变化，气体室61内的残留氧浓度降低。此时，泵单元电流Ip从Ip1随着拖尾而变化，并收敛为Ip2。在传感器单元42中，传感器单元电流Is与残留氧浓度的降低对应地经过瞬态响应而减少至稳态值。在实施第2电压切换的情况下，也在传感器单元电流Is的初始特性与劣化时特性上产生差异。在该情况下，例如若观察瞬态变化中的期间Tb中的特性的斜率，则劣化时特性的斜率A21比初始特性的斜率A20平缓。此外，期间Tb是在伴随泵单元施加电压Vp的切换的瞬态响应中，起点P3与终点P4之间的期间。

在第1电压切换的实施时，起点P1以及终点P2是包含在泵单元施加电压Vp的切换后且传感器单元电流Is稳定前的规定期间内的定时，以下对设定为起点P1以及终点P2的定时进行说明。

如图5所示，起点P1例如是以下的三点中的某一个。

(a1)成为与泵单元施加电压Vp的切换对应产生的泵单元电流Ip的拖尾最低点PL的定时(图5中的点P11)

(a2)与泵单元施加电压Vp的切换对应产生的传感器单元输出变动量达到规定值L1的定时(图5中的点P12)

(a3)在泵单元施加电压Vp的切换后经过规定时间E1的定时(图5中的点P13)

此外，如图5所示，终点P2例如是以下的两点中的某一个。

(a4)在泵单元施加电压Vp的切换后经过规定时间E2的定时(图5中的点P21)

(a5)与泵单元施加电压Vp的切换对应产生的传感器单元输出变动量达到规定值L2的定时(图5中的点P22)

规定值L1是如下的值，将在NOx传感器21～23的初始状态下、进行与本次相同的泵单元施加电压Vp的切换(Vp0→Vp1的切换)时的传感器单元电流Is的电流变化量设为100％时，从电压切换前的电流值中追加规定百分比(例如5～30％中的某一个)后的值。此外，规定值L2是大于规定值L1的值，是从相同的电压切换前的电流值中追加规定百分比(例如50～95％中的某一个)后的值。

此外，若考虑尽早实施劣化判定，则优选均通过尽可能早的定时来设定起点P1以及终点P2，在上述的具体例(a1)～(a5)中，优选将起点P1设定为上述(a1)，将终点P2设定为上述(a4)。

此外，在第2电压切换的实施时中，起点P3以及终点P4是包含在泵单元施加电压Vp的切换后且传感器单元电流Is稳定前的规定期间内的定时，起点P3以及终点P4如以下那样设定。此外，其设定方法依照起点P1以及终点P2的设定方法，故以下简单进行说明。

起点P3例如是以下的三点中的某一个。

(b1)成为与泵单元施加电压Vp的切换对应产生的泵单元电流Ip的拖尾最高点的定时

(b2)与泵单元施加电压Vp的切换对应产生的传感器单元输出变动量达到规定值L3的定时

(b3)在泵单元施加电压Vp的切换后经过规定时间E3的定时

此外，终点P2例如是以下的两点中的某一个。

(b4)在泵单元施加电压Vp的切换后经过规定时间E4的定时

(b5)与泵单元施加电压Vp的切换对应产生的传感器单元输出变动量达到规定值L4的定时

规定值L3、L4与规定值L1、L2相同，以在NOx传感器21～23的初始状态下进行与本次相同的泵单元施加电压Vp的切换(Vp1→Vp2的切换)时的传感器单元电流Is的电流变化量为基准，分别通过规定百分比确定即可(其中，L3＞L4)。

这里，在传感器单元42的劣化判定时，气体室61内的残留氧浓度随着泵单元施加电压Vp的切换而变化，基于伴随该残留氧浓度的变化的传感器单元42的瞬态响应来实施传感器单元42的劣化判定，但在泵单元施加电压Vp的切换后，例如若废气中的氧浓度发生变化，或NOx浓度发生变化，则产生由该浓度变化引起的传感器单元电流Is的变化。换句话说，在传感器单元42周边中，作为气体气氛产生计划外的变化，考虑到传感器单元42受到其影响。在该情况下，担心对传感器单元42的劣化判定带来负面影响。例如，在图4中，在泵单元施加电压Vp的切换后(时刻t1后)，若废气中的氧浓度增加，则由于其影响而传感器单元电流Is的变化量变大，担心作为用于劣化判定的参数的传感器单元电流Is的检测精度降低。

因此在本实施方式中设为，对于废气中的氧浓度计算第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的浓度差(即浓度变化量)，使用该浓度差判定传感器单元42的劣化状态，由此抑制传感器单元42的劣化判定的精度降低。

图6是用于说明各SCU31～33的功能的功能框图。各SCU31～33具备：实施第1电压切换以及第2电压切换作为泵单元施加电压Vp的切换的电压切换部M11；在通过电压切换部M11实施了第1电压切换的状态以及实施了第2电压切换的状态的至少某一个状态下，对表示与该电压切换对应的传感器单元42的输出变化的输出变化参数进行计算的输出变化计算部M12；对于废气中的氧浓度，计算表示第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的浓度差的浓度差参数的浓度差计算部M13；基于通过输出变化计算部M12计算出的输出变化参数、以及通过浓度差计算部M13计算出的浓度差参数，判定传感器单元42的劣化状态的劣化判定部M14。

电压切换部M11实施向增加气体室61内的氧浓度一侧切换泵单元施加电压Vp的第1电压切换(图4的Vp0→Vp1的电压切换)、以及在该第1电压切换的实施后，向减少气体室61内的氧浓度一侧切换泵单元施加电压Vp的第2电压切换(图4的Vp1→Vp2的电压切换)。换句话说，电压切换部M11实施使泵单元施加电压Vp降低后使其增加的一系列的电压切换循环。此外，在本实施方式中，以阶梯状切换泵单元施加电压Vp，但电压变化波形也可以是阶梯波形以外的波形。但是，由于通过与初始特性的比较来进行劣化判定，因此优选使初始特性的计测时与电压变化波形相同。

输出变化计算部M12对伴随由电压切换部M11进行的泵单元施加电压Vp的切换的传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率(图4的A11或者A21)进行计算。即，作为输出变化参数，在传感器单元电流Is的瞬态变化时，通过传感器单元电流Is相对于单位时间Δt的变化量ΔIs来计算瞬态变化的斜率。在本实施方式中，作为输出变化参数，计算第1电压切换(图4的Vp0→Vp1的电压切换)与第2电压切换(图4的Vp1→Vp2的电压切换)中的、伴随实施第1电压切换的传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率(图4的A11)。

浓度差计算部M13计算一系列的电压切换循环中的废气的氧浓度的变化量，作为浓度差参数，计算第1电压切换的实施前的泵单元电流Ip0与第2电压切换的实施后的泵单元电流Ip2之差、即泵单元输出差ΔIpx。

作为传感器单元42的劣化判定处理，劣化判定部M14基本上基于传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率，判定传感器单元42的劣化状态。在该情况下，在本实施方式中，基于通过输出变化计算部M12计算出的传感器单元电流Is的瞬态响应的斜率、以及通过浓度差计算部M13计算出的泵单元输出差ΔIpx，计算传感器单元42的劣化率C，并通过该劣化率C判定劣化状态。

在本实施方式中特别是，劣化判定部M14基于通过浓度差计算部M13计算出的泵单元输出差ΔIpx，判定传感器单元42的劣化判定是否有效。具体而言，若泵单元输出差ΔIpx小于规定值，则将传感器单元42的劣化判定设为有效，若泵单元输出差ΔIpx为规定值以上，则将传感器单元42的劣化判定设为无效。并且，在劣化判定部M14判定为传感器单元42的劣化判定非有效的情况下，通过电压切换部M11再次进行第1电压切换以及第2电压切换，在该再次的电压切换时，基于通过输出变化计算部M12计算出的输出变化参数、以及通过浓度差计算部M13计算出的浓度差参数，再次判定传感器单元42的劣化状态。

顺带，关于传感器单元42，在通常的NOx浓度检测时中以nA级别检测传感器单元电流Is，另一方面，在用于劣化判定的泵单元施加电压Vp的切换时，通过残留氧浓度增加而以μA级别检测传感器单元电流Is。在该情况下，在任一情况中，为了提高电流检测的分辨率，可以在NOx浓度检测时与劣化判定时，切换SCU31～33中的A/D转换的电流处理范围。在劣化判定时，与NOx浓度检测时相比可以使电流处理范围扩大。

此外，发动机ECU35具有基于各SCU31～33的劣化判定结果来判定排放劣化所致的异常的异常判定部M21。异常判定部M21基于由各SCU31～33的劣化判定部M14计算出的传感器单元42的劣化率C，来判定发动机排放的异常。此外，也可以是除了传感器单元42的劣化率C之外，还综合考虑NOx传感器21～23的输出、来自其他的传感器类的各种传感器信息、发动机运转状态等，来判定排放异常的构成。

既可以通过SCU31～33实施与NOx传感器21～23相关的劣化判定与排放异常判定双方，或者也可以通过发动机ECU35实施该双方判定。此外，由于排放异常判定希望使用NOx传感器21～23的劣化程度以外的要素来实施，因此优选通过发动机ECU35实施该判定。

接下来，参照图7的流程图对传感器单元42的劣化判定的处理过程进行说明。图7所示的处理是用于实现图6中记载的SCU31～33的各功能的运算处理，在各SCU31～33中，例如按每规定周期实施。

在步骤S10中，判定劣化判定的实施条件是否成立。作为本实施条件，例如包含从发动机ECU35接收到许可劣化判定的实施的主旨的许可信号。发动机ECU35在排气管11内的气体环境稳定的规定环境下的情况下发送许可信号。具体而言，发动机ECU35在发动机10处于规定运转状态、废气的量比较稳定的情况下，在燃料切断中的情况下，在点火开关的关闭之后(IG关闭紧后)的情况下，或者在由漏透计时器启动发动机ECU35中的情况下，发送许可信号。特别是优选将IG关闭紧之后作为实施条件。这是因为在IG关闭紧后中，由于发动机停止而无废气的流动，能够在气体环境稳定的状态下进行劣化判定。若劣化判定的实施条件成立，则向后续的步骤S11前进，若实施条件未成立，则结束本处理。

在步骤S11中，判断是否实施第1电压切换、即向增加气体室61内的残留氧浓度一侧的泵单元施加电压Vp的切换。此时，各SCU31～33对于废气中的氧浓度以及NOx浓度，对已成为每单位时间的变动量为规定以下的稳定状态进行判定，将判定为已成为稳定状态作为条件，许可第1电压切换的实施。具体而言，在第1电压切换的实施前，对泵单元电流Ip的每单位时间的变动量是否为规定以下进行判定，并且对传感器单元电流Is的每单位时间的变动量是否为规定以下进行判定。然后，若上述判定均为稳定状态，则肯定步骤S11并向后续的步骤S12前进。其中，也能够省略浓度稳定的判定处理。

此外，各SCU31～33也可以对于废气中的氧浓度以及NOx浓度中的任一方，对已成为每单位时间的变动量为规定以下的稳定状态进行判定。在该情况下，若废气中的氧浓度已成为稳定状态，或者废气中的NOx浓度已成为稳定状态，则许可第1电压切换的实施。在排气管11设置有A/F传感器的情况下，也可以基于A/F传感器的检测值，对废气中的氧浓度已成为稳定状态进行判定。

此外，也可以以废气中的氧浓度进入规定的浓度范围、NOx浓度进入规定的浓度范围作为条件，来许可第1电压切换的实施。在该情况下，可以代替废气中的氧浓度、NOx浓度已稳定的判定，或者与该判定共同实施氧浓度、NOx浓度进入规定的浓度范围的判定。

在步骤S11中，除了上述条件之外，也可以以无与发动机排气系统相关的故障履历(对话信息)、电源电压(电池电压)为规定值以上作为条件，来许可第1电压切换的实施。此外，若电源电压小于规定则对传感器加热器的通电变得不充分，不能将NOx传感器21～23维持在适当的活性状态，担心劣化判定的精度降低。

此外，例如在IG关闭紧后实施劣化判定的情况下，SCU31～33可以在从发动机ECU35接收许可信号之前，在从发动机ECU35接收到发动机停止信号的定时，开始取得NOx传感器21～23的检测信号。在该情况下，通过迅速取得传感器检测信号，能够尽早对废气中的氧浓度已成为稳定状态进行判定，进而能够迅速开始传感器单元42的劣化判定。

在实施第1电压切换的情况下，在步骤S12中，检测泵单元电流Ip0，该泵单元电流Ip0是将泵单元施加电压Vp向Vp1切换前(第1电压切换的实施前)、即泵单元施加电压Vp为Vp0的状态下的泵单元输出。

之后，在步骤S13中，将泵单元施加电压Vp从Vp0切换为Vp1。在图4的时序图中，在时刻t1中进行该处理。之后，在步骤S14中，检测第1电压切换中的起点P1处的传感器单元电流Is1、以及终点P2处的传感器单元电流Is2。在步骤S15中，检测将泵单元施加电压Vp切换为Vp1后的泵单元输出即泵单元电流Ip1。泵单元电流Ip1在从电压切换(时刻t1)起经过了规定时间的定时、即泵单元电流Ip稳定了的定时进行检测。此外，各传感器单元电流Is1、Is2、泵单元电流Ip1的检测顺序可以是任意的。

之后，在步骤S16中，例如使用下述的(1)式，基于起点P1以及终点P2的传感器单元电流Is1、Is2之差即电流变化量ΔIs1(＝Is2－Is1)、以及起点P1至终点P2的时间差Δt1，计算传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率A11。

A11＝ΔIs1/Δt1…(1)

此外，图4所示的初始特性下的斜率A10也使用上述(1)式来计算。

在步骤S17中，通过将斜率A11归一化来计算斜率B11。在该情况下，使用下述(2)式，基于传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率A11、以及伴随泵单元施加电压Vp的切换的泵单元电流Ip的变化量ΔIp1(＝Ip0－Ip1)，计算归一化后的斜率B11。

B11＝A11/ΔIp1…(2)

此外，在步骤S21中，判定是否实施第2电压切换、即向减少气体室61内的残留氧浓度一侧的泵单元施加电压Vp的切换。在实施第2电压切换的情况下，向步骤S22前进，将泵单元施加电压Vp从Vp1切换为Vp2。在图4的时序图中，在时刻t2中进行该处理。在本实施方式中，Vp2＝Vp0。

之后，在步骤S23中，检测泵单元电流Ip2，该泵单元电流Ip2是将泵单元施加电压Vp切换为Vp2后(第2电压切换的实施后)、即泵单元施加电压Vp为Vp2的状态下的泵单元输出。泵单元电流Ip2在从电压切换(时刻t2)起经过了规定时间的定时、即泵单元电流Ip稳定了的定时进行检测。

之后，在步骤S24中，计算在步骤S12、S23中检测出的泵单元电流Ip0、Ip2之差即泵单元输出差ΔIpx(ΔIpx＝Ip2－Ip0)。该泵单元输出差ΔIpx是表示第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的氧浓度之差的浓度差参数。

之后，在步骤S25中，判定泵单元输出差ΔIpx的绝对值是否小于规定的阈值TH。然后，若|ΔIpx|＜TH，则设为传感器单元42的劣化判定有效，向后续的步骤S26前进。

在步骤S26中，使用在步骤S17中计算出的斜率B11来计算传感器单元42的劣化率C(％)。此时，将斜率B11与初始特性的斜率B10之比(B11/B10)计算作为反应速度比，并且例如使用图8的关系，基于反应速度比B11/B10计算传感器单元42的劣化率C。反应速度比B11/B10作为针对向传感器单元42供给的氧的反应速度的比率而求出。此外，表示初始特性的斜率B10预先存储在SCU31～33内的存储器中。在图8中，决定了反应速度比B11/B10越小，即传感器单元42的劣化时特性与初始特性的差异越大，则劣化率C越大的关系。劣化率C较大意味着传感器单元42的劣化程度较大。

之后，在步骤S27中，对发动机ECU35发送传感器单元42的劣化率C。此时，从进行步骤S25的判定来看，以泵单元输出差ΔIpx小于规定的阈值TH作为条件，对发动机ECU35发送作为传感器单元42的劣化判定结果的劣化率C。

此外，在步骤S25中，若|ΔIpx|≥TH，则设为传感器单元42的劣化判定无效，为了实施再判定而返回步骤S11。即，SCU31～33再次实施第1电压切换并取得输出变化参数(步骤S12～S17)，并且之后再次实施第2电压切换并取得浓度差参数(步骤S22～S24)。然后，基于输出变化参数与浓度差参数，对传感器单元42的劣化状态进行再判定(步骤S26)。

此外，在步骤S27中，也可以与传感器单元42的劣化率C一同，对发动机ECU35发送表示泵单元输出差ΔIpx的绝对值小于规定的阈值TH、即本次的劣化判定已被正常实施的信息。此外，也可以是在步骤S25为否、再次实施劣化判定的情况下，向发动机ECU35发送表示实施了该再判定的信息的构成。

图9是表示多次实施电压切换循环的情况的表现的时序图。在图9中示出了两次的电压切换循环。此外，在图9中设为，在第1电压切换中，泵单元施加电压Vp被从Vp0切换为Vp1，在第2电压切换中，泵单元施加电压Vp被从Vp1切换为Vp0。

在图9中，在时刻t11、t12，分别实施第1电压切换、第2电压切换。此时，在t11～t12的期间中，若废气中的氧浓度变动，则在时刻t12之后中，判定为泵单元输出差ΔIpx的绝对值为规定的阈值TH以上。由此，判定为本次的电压切换循环中的劣化判定无效。然后，在时刻t21、t22，分别再次实施第1电压切换、第2电压切换，若判定为其电压切换循环中的劣化判定有效，则实施传感器单元42的劣化判定。

此外，在步骤S25中若|ΔIpx|≥TH，也可以直接结束本处理。在结束本处理的情况下，通过不实施其后的处理来使传感器单元42的劣化判定无效化。

在计算出传感器单元42的劣化率C后，SCU31～33在由NOx传感器21～23检测NOx浓度时，按每个NOx传感器21～23、利用劣化率C修正传感器单元电流Is，并基于该修正后的传感器单元电流Is计算NOx浓度。在该情况下，使现状的传感器单元特性返回初始特性来实施传感器单元电流Is的修正。

根据以上详述的本实施方式，能够获得以下的优异效果。

若在随着泵单元施加电压Vp的切换、产生传感器单元42的输出变化的期间中，废气中的氧浓度产生变动，则担心由此对基于传感器单元42的输出变化参数(斜率A11、A21)实施的传感器单元的劣化判定带来负面影响。关于该点，在上述构成中，对于废气中的氧浓度，对表示第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的浓度差的浓度差参数(泵单元输出差ΔIpx)进行计算，并基于传感器单元42的输出变化参数与浓度差参数，判定传感器单元42的劣化状态。由此，假使在从第1电压切换至第2电压切换的期间中，废气中的氧浓度产生变动，也能够适当地判定传感器单元42的劣化状态。

通过计算第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的泵单元输出差ΔIpx，能够适当掌握第1电压切换至第2电压切换的期间中的废气中的氧浓度的变动。由此，能够适当地判定传感器单元42的劣化状态。

在第1电压切换至第2电压切换的异常判定期间中，废气中的氧浓度未产生变动的状况下，通过在第1电压切换的实施前与第2电压切换的实施后，将泵单元施加电压Vp设为相同，在异常判定期间中，泵单元电流Ip、传感器单元电流Is不变。关于该点，由于将第1电压切换的实施前的泵单元施加电压Vp0、第2电压切换的实施后的泵单元施加电压Vp2设为相同，因此能够基于泵单元电流Ip、传感器单元电流Is，适当掌握废气中的氧浓度、NOx浓度有无变动。

构成为基于浓度差参数即泵单元输出差ΔIpx，判定传感器单元42的劣化判定是有效或是无效。具体而言，若废气中的氧浓度的浓度差为规定值以上，则将传感器单元42的劣化判定设为无效。由此，能够抑制错误判定传感器单元42的劣化状态。

构成为在判定为传感器单元42的劣化判定非有效的情况下，再次实施第1电压切换以及第2电压切换，并再次实施传感器单元42的劣化判定。通过像这样再次实施传感器单元42的劣化判定，即使前次的劣化判定不准确，也能够获得适当的劣化判定结果。此外，在传感器单元42的劣化判定有效的情况下，无需反复的劣化判定(电压切换)，因此能够实现劣化判定所需的时间的缩短化。

构成为对于废气中的氧浓度以及NOx浓度的至少某一个，对已成为每单位时间的变动量为规定以下的稳定状态进行判定，并以判定为已成为该稳定状态作为条件，许可泵单元施加电压Vp的切换(第1电压切换以及第2电压切换的实施)。由此，能够在发动机停止后、废气中的氧浓度NOx浓度稳定了的状态下，实施传感器单元42的劣化判定，能够实现判定精度的提高。

构成为各SCU31～33以第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的废气中的氧浓度的浓度差小于规定值作为条件，对发动机ECU35发送传感器单元42的劣化判定结果。由此，在发动机ECU35中，能够基于高精度的传感器单元42的劣化判定结果，实施排气系统异常诊断，能够提高异常诊断的可靠性。

以下，以与第1实施方式的不同点为中心说明其他的实施方式。

(第2实施方式)

在第2实施方式中，劣化判定部M14基于通过浓度差计算部M13计算出的浓度差参数，对传感器单元42的劣化判定结果实施修正。具体而言，SCU31～33实施图10的劣化判定处理来代替上述的图7的劣化判定处理。图10对图7的一部分进行了变更，对于与图7相同的处理，赋予相同的步骤编号。

在图10中，在步骤S24中，在计算泵单元输出差ΔIpx(ΔIpx＝Ip2－Ip0)作为浓度差参数后，向步骤S41前进。然后，在步骤S41中，使用在步骤S17计算出的斜率B11，计算传感器单元42的劣化率C。劣化率C的计算过程依照图7的步骤S26。

之后，在步骤S42中，基于泵单元输出差ΔIpx修正劣化率C。此时，若泵单元输出差ΔIpx为正值(即Ip2＞Ip0)，则在第1电压切换至第2电压切换期间，废气中的氧浓度增加，考虑到由此引起传感器单元电流Is的响应变化的斜率变大。因此，为了修正氧浓度的增加量，向减小劣化率C一侧进行修正。相反，若泵单元输出差ΔIpx为负值(即Ip2＜Ip0)，则在第1电压切换至第2电压切换期间，废气中的氧浓度减少，考虑到由此引起传感器单元电流Is的响应变化的斜率变小。因此，为了修正氧浓度的减少量，向增大劣化率C一侧进行修正。

具体而言，SCU31～33例如使用图11的关系，基于泵单元输出差ΔIpx计算修正值KC，并利用该修正值KC与劣化率C的积，计算修正后的劣化率C。在图11中，在ΔIpx＝0的附近，设置有将修正值KC设为零的不灵敏区域F，也可以不设置该不灵敏区域F。

此外，也可以是仅假定泵单元输出差ΔIpx为正值的情况、以及泵单元输出差ΔIpx为负值的情况中的任一方的构成。在该情况下，在步骤S42中，仅实施以泵单元输出差ΔIpx为正值作为条件向减小劣化率C一侧进行修正的处理、以及以泵单元输出差ΔIpx为负值作为条件向增大劣化率C一侧进行修正的处理中的任一方。

之后，在步骤S43中，对发动机ECU35发送传感器单元42的劣化率C、以及劣化率C的修正信息。此时，SCU31～33对发动机ECU35发送浓度差信息即泵单元输出差ΔIpx、以及基于该泵单元输出差ΔIpx的修正值KC的信息作为修正信息。

在上述的本实施方式中，基于浓度差参数即泵单元输出差ΔIpx，实施传感器单元42的劣化率(劣化判定结果)的修正。由此，假使在第1电压切换的实施前至第2电压切换的期间中，废气中的氧浓度产生变动，也能够适当地判定传感器单元42的劣化状态。

在泵单元输出差ΔIpx为正值的情况下，即在从第1电压切换至第2电压切换期间、废气中的氧浓度增加的情况下，为了修正该氧浓度的增加量，向减小劣化率C一侧进行修正。此外，构成为在泵单元输出差ΔIpx为负值的情况下，即在第1电压切换至第2电压切换期间、废气中的氧浓度减少的情况下，为了修正该氧浓度的减少量，向增大劣化率C一侧进行修正。由此，能够与电压切换循环内的废气中的氧浓度的变化对应且适当地计算劣化率C。

各SCU31～33构成为，对发动机ECU35发送传感器单元42的劣化判定结果、以及该劣化判定中使用的浓度差信息。由此，在发动机ECU35基于传感器单元42的劣化判定结果实施排气系统异常诊断的情况下，能够实现该异常诊断的合理化。

此外，如图7中说明那样，也可以构成为在|ΔIpx|≥TH的情况下，将传感器单元42的劣化判定设为无效，另一方面，在|ΔIpx|＜TH的情况下，基于泵单元输出差ΔIpx来修正劣化率C。

(第3实施方式)

在第3实施方式中，电压切换部M11以规定的时间间隔多次实施包括第1电压切换以及第2电压切换的电压切换循环。此外，劣化判定部M14基于下述的输出变化参数来判定传感器单元42的劣化状态，该输出变化参数是在多次电压切换循环中，分别通过浓度差计算部M13计算出的浓度差参数中的浓度差最小的电压切换循环的输出变化参数。

具体而言，SCU31～33实施图12的劣化判定处理来代替上述的图7的劣化判定处理。图12对图7的一部分进行了变更，对于与图7相同的处理赋予相同的步骤编号。

在图12中，在步骤S24中，在计算出泵单元输出差ΔIpx(ΔIpx＝Ip2－Ip0)作为浓度差参数后，向步骤S51前进。然后，在步骤S51中，判定是否实施了n次包括第1电压切换与第2电压切换的电压切换循环。n为2以上，例如n＝2或者n＝3。在步骤S51被否定的情况下，返回步骤S11。即，SCU31～33再次实施第1电压切换并取得输出变化参数(步骤S12～S17)，并且之后再次实施第2电压切换并取得浓度差参数(步骤S22～S24)。

然后，若步骤S51被肯定，则向步骤S52前进，选择n次电压切换循环中的、泵单元输出差ΔIpx(浓度差)最小的电压切换循环。在后续的步骤S53中，使用泵单元输出差ΔIpx最小的电压切换循环中的斜率B11(输出变化参数)，计算传感器单元42的劣化率C。劣化率C的计算过程依照图7的步骤S26。

之后，在步骤S54中，对发动机ECU35发送传感器单元42的劣化率C。此时，也可以与劣化率C一同向发动机ECU35发送最终在劣化率C的计算中使用的电压切换循环的浓度差参数的信息。

在上述的本实施方式中，基于多次电压切换循环中的、浓度差参数即泵单元输出差ΔIpx最小的电压切换循环的传感器单元42的输出变化参数，判定传感器单元42的劣化状态。由此，即使在某一电压切换循环中，从第1电压切换的实施前至第2电压切换、废气中的氧浓度产生变动，也能够排除该电压切换循环的判定结果，能够适当地判定传感器单元42的劣化状态。

此外，在实施三次以上的电压切换循环的情况下，例如也能够使用浓度差最小的电压切换循环中的输出变化参数、以及浓度差第二小的电压切换循环中的输出变化参数。在使用多个电压切换循环中的输出变化参数的情况下，例如可以将劣化率C的平均值设为最终的劣化率C。简而言之，只要是使用浓度差最小的电压切换循环中的输出变化参数，来判定传感器单元42的劣化状态的构成即可。此外，也可以构成为在实施多次(两次以上)的电压切换循环的情况下，使用浓度差小于规定的全部浓度差。

(其他的实施方式)

也可以例如按下述那样变更上述实施方式。

·在上述实施方式中，在泵单元施加电压Vp的切换前后中的氧浓度差为规定以上的情况(在步骤S25中|ΔIpx|≥TH的情况)下，不实施基于在该电压切换循环中取得的输出变化参数的劣化率C的计算(劣化判定)，通过未实施劣化率C的计算来使劣化判定无效化，但也可以对其进行变更。例如也可以构成为，在实施第1电压切换的情况下，基于伴随该电压切换得到的输出变化参数计算劣化率C，之后，以泵单元施加电压Vp的切换前后中的氧浓度差为规定以上作为条件，使本次计算出的劣化率C无效化。

·在上述实施方式中构成为，在浓度差计算部M13中，对于废气中的氧浓度计算第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的浓度差(泵单元输出差ΔIpx)，但也可以对其进行变更。例如也可以构成为，在浓度差计算部M13中，对于废气中的NOx浓度计算第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的浓度差(传感器单元输出差ΔIsx)。在该情况下，SCU31～33利用第1电压切换的实施前的传感器单元电流Is与第2电压切换的实施后的传感器单元电流Is之差，来计算传感器单元输出差ΔIsx。并且，若传感器单元输出差ΔIsx的绝对值小于规定值，则将传感器单元42的劣化判定设为有效，若传感器单元输出差ΔIsx的绝对值为规定值以上，则将传感器单元42的劣化判定设为无效。此外，也可以基于传感器单元输出差ΔIsx，修正劣化率C。

·也可以构成为，在浓度差计算部M13中，利用第1电压切换的实施前的监视器单元电流Im与第2电压切换的实施后的监视器单元电流Im之差，作为第1电压切换的实施前以及第2电压切换的实施后的氧浓度差，来计算监视器单元输出差。

·在上述实施方式中构成为，在传感器单元42的劣化判定时，作为输出变化参数，计算伴随第1电压切换的实施的传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率A11，使用该斜率A11(详细而言使斜率A11归一化后的斜率B11)实施劣化判定，但也可以对其进行变更。例如也可以构成为，对伴随第2电压切换的实施的传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率A21进行计算，并使用该斜率A21实施劣化判定。

此外也可以构成为，作为输出变化参数，计算伴随第1电压切换的实施的传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率A11、以及伴随第2电压切换的实施的传感器单元电流Is的瞬态变化时的斜率A21，并基于该斜率A11、A21，实施传感器单元42的劣化判定。例如，使用斜率A11、A21中的较大一方(或者较小一方)来实施劣化判定。或者，使用斜率A11、A21的平均值来实施劣化判定。

·在上述实施方式中，通过在发动机停止后等监视泵单元电流Ip、传感器单元电流Is的变化，从而对于废气中的氧浓度、NOx浓度，对每单位时间的变动量为规定以下的稳定状态进行判定，但也可以对其进行变更。例如也可以构成为，通过发动机停止后的经过时间，对废气中的氧浓度、NOx浓度已成为稳定状态进行判定。在该情况下，SCU31～33对发动机停止(IG关闭)起的经过时间进行计测，基于该经过时间达到规定时间(例如数分钟)，判定废气中的氧浓度、NOx浓度已成为稳定状态。

·也可以构成为在传感器单元42的劣化判定时，在将泵单元施加电压Vp向增加气体室61内的氧浓度一侧切换的情况(实施第1电压切换的情况)下，将泵单元施加电压Vp设为零，即向不施加电压的状态切换。或者，也可以构成为将泵单元施加电压Vp向负电压切换。无论哪种情况，气体室61内的氧浓度伴随施加电压的切换而被增加，均能够通过此时的传感器单元42的瞬态响应实施劣化判定。

·在上述实施方式中构成为，作为传感器单元电流Is的“斜率参数”，利用在传感器单元电流Is的瞬态期间中针对单位时间Δt的电流变化量ΔIs，计算瞬态变化的斜率，但也可以将其代替而使用规定时间内的电流变化量ΔIs作为斜率参数。或者，也可以使用产生规定的电流变化量所需的时间幅度作为斜率参数。也就是说，作为斜率参数，可以计算传感器单元电流Is的斜率、或者与其相关的值。

·在上述实施方式中构成为，将传感器单元电流Is的斜率A11归一化来计算斜率B11，并使用该斜率B11计算劣化率C，但也可以对其进行变更。例如，也可以构成为使用斜率A11来计算劣化率C。

·也能够使用传感器单元电流Is的斜率(斜率参数)以外的值来计算传感器单元42的劣化率C。例如，也可以将泵单元施加电压Vp的切换后、传感器单元电流Is的变化收敛的值计算作为传感器单元电流变化量ΔIs，并使用该电流变化量ΔIs计算传感器单元42的劣化率。

·在上述实施方式中构成为，作为传感器单元42的劣化状态的判定，计算传感器单元42的当前特性与初始特性之比即劣化率C(％)，但不限于此。例如也可以构成为，对于作为传感器单元42的劣化判定参数的传感器单元电流Is的斜率、与其相关的值、传感器单元电流Is的收敛后的电流变化量ΔIs，计算与初始值之差，并基于该差来掌握传感器单元42的劣化程度。此外，也可以是与预先决定的标准值的比较，而非与初始值的比较。也可以构成为利用“100－劣化率C”的指标来判定劣化程度。在该情况下，在该指标中，初始特性由100％表示，劣化越进展越由较小的值表示。无论哪种情况，只要是能够判定基于传感器单元42的特性变化的劣化状态，即劣化程度的指标即可。

·在上述实施方式中，传感器元件40设为具有单一的固体电解质体53与单一的气体室61的构成，但也可以对其进行变更。例如也可以构成为，传感器元件40具有多个固体电解质体53与多个气体室61，泵单元41以及传感器单元42分别为不同的固体电解质体53，并且设置为面向不同的气体室61。在图13中示出这样的构成的一例。

图13所示的传感器元件40具有对置配置的2片固体电解质体53a、53b，以及设置于该固体电解质体53a、53b之间的气体室61a、61b。气体室61a与废气导入口53c相通，气体室61b经由节流部71与气体室61a连通。泵单元41具有一对电极72、73，其中一方的电极72向气体室61a内露出地设置。传感器单元42具有对置配置的电极74与共用电极76，监视器单元43具有对置配置的电极75与共用电极76。传感器单元42与监视器单元43相邻地设置。在传感器单元42与监视器单元43的各单元中，一方的电极74、75向气体室61b内露出地设置。这样，在泵单元41以及传感器单元42分别设置于不同的气体室61a、61b的构成中，也能够适于实施上述实施方式的劣化判定等的各功能。

·作为NOx传感器21～23的传感器元件40，也能够使用具有双单元构造的传感器元件，该双单元构造具有泵单元与传感器单元。

·检测对象的特定气体成分也可以是NOx以外的成分。例如，也可以是将废气中的HC、CO作为检测对象的气体传感器。在该情况下，可以是通过泵单元排出废气中的氧，并通过传感器单元从排出氧后的气体中分解HC、CO来检测HC浓度、CO浓度的设备。另外，也可以是对被检测气体中的氨气的浓度进行检测的设备。

·也能够将下述的气体传感器控制装置具体化，该气体传感器控制装置将设置于内燃机的吸气通路的气体传感器、或除了柴油发动机以外还用于汽油发动机等其他形式的发动机的气体传感器作为对象。该气体传感器既可以将废气以外的气体作为被检测气体，此外，还可以用于汽车以外的用途。

本申请以实施例为基准进行了记叙，但应理解为本申请不限于该实施例及构造。本申请也包含各种变形例及均等范围内的变形。并且，各种组合、形态进而包含仅一要素、其以上或其以下的其他组合、形态也落入本发明的范畴及思想范围内。