JP2008008667A - ガスセンサ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスセンサ制御装置2は、第1A/D変換器93、第2A/D変換器97およびCPU91を有するデジタル制御部31を備えており、ガス検出信号(Vip信号)の検出および素子抵抗値信号SRpvsの検出を実行するにあたり、ガスセンサ8の起電力セル24およびポンプセル14を介して供給される電気信号をA/D変換して得られるデジタル値を用いている。このため、ガスセンサ制御装置2は、アナログ回路を備えるガスセンサ制御装置に比べて、コンデンサ素子などのアナログ素子の使用個数を低減できると共にアナログ素子における特性値の誤差に起因する信号検出精度の低下を抑制できる。
【選択図】図1
Description
これに対して、近年、検出処理の一部をアナログ回路ではなくデジタル処理で実現するガスセンサ制御装置が提案されている(特許文献3)。
まず、本発明が適用されたガスセンサ制御装置2を備える内燃機関制御システム1の概略構成図を、図1に示す。
ガスセンサ制御装置2は、内燃機関(エンジン)の排気管に設けられるガスセンサ8からガス検出信号および素子抵抗値信号を検出し、ガス検出信号および素子抵抗値信号をエンジン制御装置9(エンジンCPU9)に出力する。
ガスセンサ8は、ポンプセル14と、多孔質拡散層18と、起電力セル24と、補強板30と、を備えて構成されている。
図1に戻り、ガスセンサ制御装置2における酸素濃度測定動作について説明する。
デジタル制御部31は、CPU、ROM、RAM等を有する公知のマイクロコンピュータ(マイコン)で構成できる。本実施形態のデジタル制御部31は、CPU91、EEPROM92、第1A/D変換器93、D/A変換器94、I/O入出力部95、シリアル送受信部96、第2A/D変換器97などを備えて構成されている。
また、デジタル制御部31(詳細には,CPU91)は、上記したPID制御により演算されたポンプ電流Ipの大きさと電流検出抵抗器83の抵抗値Rdを乗算する処理を行うことで、電流検出抵抗器83の両端電圧をガス検出信号(Vip信号)として検出する。そして、デジタル制御部31は、検出したガス検出信号(Vip信号)を、シリアル通信端子53を介してエンジン制御装置9に対して出力する。
まず、ガスセンサ制御装置2の定電流出力部61は、第1スイッチ63、第1定電流源回路65、第2スイッチ67、第2定電流源回路69、第3スイッチ71、第3定電流源回路73、第4スイッチ75、第4定電流源回路77、を備えている。
なお、信号検出制御処理は、ガスセンサ制御装置2が起動されると処理が開始される。
次のS120では、第1A/D変換器93、第2A/D変換器97を介して入力される信号に基づいて、Vs+端子41の電位、Vcent端子47の電位Vcentをそれぞれ読み取る処理を実行する。
次のS130では、起電力セル24の両端電圧Vsが目標制御電圧(450mV)となるように、ポンプセル14に流すポンプ電流Ipの大きさを設定するためのPID制御処理を実行する。
図4に、Rpvs測定処理の処理内容を表すフローチャートを示す。
Rpvs測定処理が起動されると、まず、S410では、起電力セル24の両端に発生する電圧Vsを取得する処理を実行する。
具体的には、定電流出力部61における第3スイッチ71および第4スイッチ75をOFF状態(開放状態)に駆動制御すると共に、第1スイッチ63および第2スイッチ67をON状態(導通状態)に駆動制御して、第1定電流源回路65および第2定電流源回路69により定電流を供給することで、起電力セル24に対してRpvs検出用Nパルス定電流を通電する。
詳細には、前述のS410と同様に、第1A/D変換器93、第2A/D変換器97を介してVs+端子41およびVcent端子47の電位を取得し、Vs+端子41とVcent端子47との電位差を算出し、算出した電位差を起電力セル24の両端電圧Vsとして検出する処理を実行する。また、S440では、検出した両端電圧Vsを第2両端電圧Vs2としてRAMなどに記憶する。
具体的には、定電流出力部61における第1スイッチ63および第2スイッチ67をOFF状態(開放状態)に駆動制御し、第1定電流源回路65および第2定電流源回路69による定電流の供給を停止することで、起電力セル24に対するRpvs検出用Nパルス定電流の通電を停止する。
具体的には、定電流出力部61における第1スイッチ63および第2スイッチ67をOFF状態(開放状態)に駆動制御すると共に、第3スイッチ71および第4スイッチ75をON状態(導通状態)に駆動制御して、第3定電流源回路73および第4定電流源回路77により定電流を供給することで、起電力セル24に対してRpvs検出用Pパルス定電流を通電する。
具体的には、定電流出力部61における第3スイッチ71および第4スイッチ75をOFF状態(開放状態)に駆動制御し、第3定電流源回路73および第4定電流源回路77による定電流の供給を停止することで、起電力セル24に対するRpvs検出用Pパルス定電流の通電を停止する。
S490での処理が終了すると、サブルーチンとしてのRpvs測定処理が終了して、再びメインルーチンである信号検出制御処理に移行すると共に、S180での処理が終了する。
S200では、ガス検出信号(Vip信号)および素子抵抗値信号SRpvsをシリアル送受信部96から出力する処理を実行する。これにより、ガス検出信号(Vip信号)および素子抵抗値信号SRpvsは、シリアル通信端子53およびシリアル通信ケーブル85を介して、エンジン制御装置9に対して送信される。
例えば、シリアル送受信部96が外部機器に対して送信する信号は、ガス検出信号および素子抵抗値信号に限られることはなく、他の信号(例えば、素子劣化判定信号など)を送信するように構成しても良い。
さらに、上記の実施形態では、ヒータ42の温度制御処理をエンジン制御装置9が実行する内燃機関制御システムについて説明したが、ガスセンサ制御装置がヒータの温度制御処理を実行するように、内燃機関制御システムを構成しても良い。
Claims (1)
- 固体電解質体を用いた素子部を備えるガスセンサに接続されて、測定対象ガス中に含まれる特定成分濃度に応じたガス検出信号を検出すると共に、前記素子部の内部抵抗値に応じた素子抵抗値信号を検出し、前記ガス検出信号および前記素子抵抗値信号を外部機器に対して出力するガスセンサ制御装置であって、
前記ガスセンサの前記素子部を介して供給される電気信号のアナログ値をデジタル値に変換する信号変換処理手段と、
前記信号変換処理手段にて変換されたデジタル値を用いて、前記ガス検出信号の検出および前記素子抵抗値信号の検出を実行するデジタル検出処理手段と、
前記デジタル検出処理手段にて検出した前記ガス検出信号および前記素子抵抗値信号を、多重信号伝送経路を介して前記外部機器に送信する多重信号送信手段と、
を備えることを特徴とするガスセンサ制御装置。
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