JP3487161B2 - Control device for gas concentration sensor - Google Patents
Control device for gas concentration sensorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車載用内
燃機関の排気ガス中のガス濃度を検出するためのガス濃
度センサに対し、ガス濃度に対応する電流範囲を越えた
電流が流れるような過大な電圧が印加されることを抑止
し、ガス濃度センサの劣化を防止できるガス濃度センサ
用制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, a gas concentration sensor for detecting a gas concentration in exhaust gas of an internal combustion engine mounted on a vehicle, in which a current exceeding a current range corresponding to the gas concentration flows. The present invention relates to a gas concentration sensor control device capable of preventing an excessive voltage from being applied and preventing deterioration of a gas concentration sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、自動車への応用を始めとして、ガ
ス濃度を検出するガス濃度センサを用いたガス濃度セン
サ用制御装置が提案されている。ガス濃度として例え
ば、酸素濃度を検出する酸素濃度センサに関連する先行
技術文献としては、特開昭５３−１１６８９６号公報に
て開示されたものが知られている。このものには、電圧
の印加に伴い被検出ガス中の酸素濃度に応じた電流信号
を出力することができる酸素濃度センサ（酸素濃度測定
用の測定センサ）が示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a control device for a gas concentration sensor using a gas concentration sensor for detecting a gas concentration has been proposed, including application to an automobile. As the gas concentration, for example, as a prior art document related to an oxygen concentration sensor for detecting the oxygen concentration, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 53-116896 is known. This document shows an oxygen concentration sensor (measurement sensor for measuring oxygen concentration) that can output a current signal according to the oxygen concentration in the gas to be detected with the application of a voltage.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、酸素濃度セ
ンサを含むガス濃度センサに印加される電圧はこのガス
濃度センサを流れるセンサ電流に応じて可変制御され
る。このとき、何らかの原因によりガス濃度センサに正
側または負側の過大な電圧が印加されると、そのときの
ガス濃度に対応する電流範囲を越えたセンサ電流が過剰
に流れることでガス濃度センサが劣化するという不具合
があった。The voltage applied to the gas concentration sensor including the oxygen concentration sensor is variably controlled according to the sensor current flowing through the gas concentration sensor. At this time, if an excessive positive or negative voltage is applied to the gas concentration sensor for some reason, the sensor current exceeding the current range corresponding to the gas concentration at that time flows excessively, causing the gas concentration sensor to operate. There was a problem of deterioration.
【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、ガス濃度センサに対して過大
な電圧が印加されることを抑止し、ガス濃度センサの劣
化を防止できるガス濃度センサ用制御装置の提供を課題
としている。Therefore, the present invention has been made in order to solve such a problem, and is for a gas concentration sensor which can prevent an excessive voltage from being applied to the gas concentration sensor and prevent deterioration of the gas concentration sensor. The challenge is to provide a control device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１のガス濃度セン
サ用制御装置によれば、電圧印加手段にてガス濃度セン
サに対して印加される電圧が、電圧判定手段にて所定の
電圧範囲内にあるかが判定され、電圧判定手段にてガス
濃度センサに対して印加される電圧が所定の電圧範囲を
外れたときには保護手段によりガス濃度センサの両端子
が同電位にされる。これにより、ガス濃度センサに印加
される電圧が常時、適切な電圧範囲内にあるかを知るこ
とができると共に、ガス濃度センサに印加される電圧が
適切な電圧範囲を外れたときにはガス濃度センサの両端
子が同電位にされることで、センサ素子に過電流が流れ
ることがないためガス濃度センサの劣化が防止される。According to the gas concentration sensor control device of the first aspect, the voltage applied to the gas concentration sensor by the voltage application means is within a predetermined voltage range by the voltage determination means. it is in is determined, the gas by the voltage determining means
The voltage applied to the concentration sensor is within the specified voltage range.
When it comes off, both terminals of the gas concentration sensor are protected by protective means.
But Ru is at the same potential. Thus, the voltage applied to the gas concentration sensor is constantly, it is possible to know is within the proper voltage range, the gas concentration sensor when the voltage applied to the gas concentration sensor is out of the proper voltage range By setting both terminals to the same potential, an overcurrent does not flow in the sensor element, so that deterioration of the gas concentration sensor is prevented.
【０００６】請求項２のガス濃度センサ用制御装置で
は、電圧判定手段にてガス濃度センサの印加電圧が所定
の電圧範囲を外れたと判定されたときには、保護手段に
よりガス濃度センサの両端子のうち何れか一方の端子が
他方の端子に接続される。これにより、ガス濃度センサ
に印加される電圧が適切な電圧範囲を外れたときにはガ
ス濃度センサの両端子が同電位にされることで、センサ
素子に過電流が流れることがないためガス濃度センサの
劣化が防止される。In the gas concentration sensor control device according to the second aspect of the invention, when the voltage determination means determines that the applied voltage of the gas concentration sensor is out of the predetermined voltage range, the protection means selects one of the two terminals of the gas concentration sensor. One of the terminals is connected to the other terminal. As a result, when the voltage applied to the gas concentration sensor is out of the appropriate voltage range, both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential, so that overcurrent does not flow in the sensor element, so that the gas concentration sensor Deterioration is prevented.
【０００７】請求項３のガス濃度センサ用制御装置で
は、電圧判定手段にてガス濃度センサの印加電圧が所定
の電圧範囲を外れたと判定されたときには、保護手段に
よりガス濃度センサの両端子のうち何れか一方の端子が
開放される。これにより、ガス濃度センサに印加される
電圧が適切な電圧範囲を外れたときにはガス濃度センサ
の両端子が同電位にされることで、センサ素子に過電流
が流れることがないためガス濃度センサの劣化が防止さ
れる。In the gas concentration sensor control device according to the third aspect of the present invention, when the voltage determination means determines that the applied voltage of the gas concentration sensor is out of the predetermined voltage range, the protection means selects one of the two terminals of the gas concentration sensor. Either one of the terminals is opened. As a result, when the voltage applied to the gas concentration sensor is out of the appropriate voltage range, both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential, so that overcurrent does not flow in the sensor element, so that the gas concentration sensor Deterioration is prevented.
【０００８】請求項４のガス濃度センサ用制御装置で
は、演算手段によって所定の周期でメモリ内に格納され
た値が比較値と比較され、所定範囲を外れているときに
は、メモリ内の値が所定値に更新される。これにより、
ガス濃度センサには適切な電圧が印加され、センサ素子
に過電流が流れることがないためガス濃度センサの劣化
が防止される。[0008] In a gas concentration sensor control apparatus according to claim 4, when the value stored in memory at a predetermined cycle by the calculation means is compared with the comparison value is outside a predetermined range, the value in the memory a predetermined The value is updated. This allows
Appropriate voltage is applied to the gas concentration sensor, and overcurrent does not flow to the sensor element, so deterioration of the gas concentration sensor is prevented.
【０００９】請求項５のガス濃度センサ用制御装置で
は、演算手段によって予め設定された比較値が現在のガ
ス濃度に対応する比較値となるように変更される。即
ち、ガス濃度検出範囲が広いときには比較値がガス濃度
に応じて変更される。これにより、ガス濃度センサには
適切な電圧が印加され、センサ素子に過電流が流れるこ
とがないためガス濃度センサの劣化が防止される。In the gas concentration sensor control device according to the fifth aspect of the present invention, the comparison value preset by the calculating means is changed to the comparison value corresponding to the current gas concentration. That is, when the gas concentration detection range is wide, the comparison value is changed according to the gas concentration. As a result, an appropriate voltage is applied to the gas concentration sensor, and overcurrent does not flow in the sensor element, so deterioration of the gas concentration sensor is prevented.
【００１０】請求項６のガス濃度センサ用制御装置によ
れば、演算手段にて算出されたガス濃度センサに対する
印加電圧が、演算手段の出力が確定しない期間または演
算手段で構成部品の断線や短絡が検出されたときには、
保護手段によりガス濃度センサの両端子が同電位にされ
る。このような不定時には、ガス濃度センサの両端子が
同電位にされることで、センサ素子に過電流が流れるこ
とがないためガス濃度センサの劣化が防止される。According to the sixth aspect of the control device for the gas concentration sensor, the voltage applied to the gas concentration sensor calculated by the calculating means is in a period during which the output of the calculating means is not fixed or the connecting means is broken or short-circuited. Is detected,
Both terminals of the gas concentration sensor are brought to the same potential by the protection means. At such an uncertain time, both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential, and overcurrent does not flow to the sensor element, so that deterioration of the gas concentration sensor is prevented.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。なお、以下の実施例ではガス濃
度を検出するガス濃度センサとして具体的な、酸素濃度
を検出する酸素濃度センサを用いた酸素濃度センサ用制
御装置について述べる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below based on Examples. In the following embodiments, an oxygen concentration sensor control device using an oxygen concentration sensor that detects oxygen concentration, which is a specific gas concentration sensor that detects gas concentration, will be described.
【００１２】〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる酸素濃
度センサ用制御装置が適用された空燃比検出装置の構成
を示す概略図である。なお、本実施例における空燃比検
出装置は、自動車に搭載される内燃機関（ガソリンエン
ジン）の電子制御燃料噴射システムに採用され、この空
燃比検出装置による検出結果に基づき内燃機関に供給す
る燃料噴射量を増減し所望の空燃比に制御する。以下、
空燃比センサを用いた空燃比（Ａ／Ｆ）の検出手順及び
空燃比センサの印加電圧制御手順について詳細に説明す
る。<First Embodiment> FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an air-fuel ratio detection device to which a control device for an oxygen concentration sensor according to a first embodiment of the present invention is applied. The air-fuel ratio detection device according to the present embodiment is used in an electronically controlled fuel injection system for an internal combustion engine (gasoline engine) mounted on an automobile, and fuel injection supplied to the internal combustion engine based on the detection result by the air-fuel ratio detection device. The amount is increased or decreased to control the desired air-fuel ratio. Less than,
The procedure for detecting the air-fuel ratio (A / F) using the air-fuel ratio sensor and the procedure for controlling the applied voltage of the air-fuel ratio sensor will be described in detail.
【００１３】図１において、空燃比検出装置は酸素濃度
センサとしての限界電流式空燃比センサ（以下、『Ａ／
Ｆセンサ』と記す）３０を備え、このＡ／Ｆセンサ３０
は、内燃機関１０の下流側に接続された排気通路１２に
配設されている。Ａ／Ｆセンサ３０からは、マイクロコ
ンピュータ（以下、『マイコン』と記す）２０から指令
される電圧の印加に伴い、排気ガス中の酸素濃度に応じ
たリニアな空燃比検出信号が出力される。マイコン２０
は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置として
のＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種デー
タを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ等
により構成され、所定の制御プログラムに従って後述の
バイアス制御回路４０及びヒータ制御回路７０が制御さ
れる。In FIG. 1, an air-fuel ratio detecting device is a limiting current type air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as "A /
"A / F sensor 30".
Are arranged in the exhaust passage 12 connected to the downstream side of the internal combustion engine 10. The A / F sensor 30 outputs a linear air-fuel ratio detection signal according to the oxygen concentration in the exhaust gas in accordance with the application of the voltage commanded by the microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”) 20. Microcomputer 20
Is composed of a CPU as a central processing unit for executing various known arithmetic processes, a ROM storing a control program, a RAM storing various data, a B / U (backup) RAM, and the like, which will be described later according to a predetermined control program. The bias control circuit 40 and the heater control circuit 70 are controlled.
【００１４】図２は、Ａ／Ｆセンサ３０の概略構成を示
す断面図である。図２において、Ａ／Ｆセンサ３０は排
気通路１２の内部に向けて突設されており、Ａ／Ｆセン
サ３０は主として、カバー３３、センサ本体３２及びヒ
ータ３１から構成されている。カバー３３は断面Ｕ字状
であって、その周壁にはカバー３３の内外を連通する多
数の小孔３３ａが形成されている。センサ素子部として
のセンサ本体３２は、空燃比リーン領域における酸素濃
度、または空燃比リッチ領域における未燃ガスとして一
酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、水素（Ｈ2 ）等
のガス濃度に対応する限界電流を発生する。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic structure of the A / F sensor 30. In FIG. 2, the A / F sensor 30 is provided so as to project toward the inside of the exhaust passage 12, and the A / F sensor 30 mainly includes a cover 33, a sensor body 32, and a heater 31. The cover 33 has a U-shaped cross-section, and a large number of small holes 33 a that communicate the inside and outside of the cover 33 are formed on the peripheral wall of the cover 33. The sensor body 32 as a sensor element portion has a gas concentration such as oxygen concentration in the lean region of the air-fuel ratio or carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), hydrogen (H 2 ) or the like as unburned gas in the rich region of the air-fuel ratio. Generate a limiting current corresponding to.
【００１５】次に、センサ本体３２の構成について詳述
する。センサ本体３２において、断面コップ状に形成さ
れた固体電解質層３４の外表面には、排気ガス側電極層
３６が固着され、内表面には大気側電極層３７が固着さ
れている。また、排気ガス側電極層３６の外側には、プ
ラズマ溶射法等により拡散抵抗層３５が形成されてい
る。固体電解質層３４は、ＺｒＯ2 、ＨｆＯ2 、ＴｈＯ
2 、Ｂｉ2 Ｏ3 等にＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｙｂ2
Ｏ3 等を安定剤として固溶させた酸素イオン伝導性酸化
物焼結体からなり、拡散抵抗層３５はアルミナ、マグネ
シャ、ケイ石質、スピネル、ムライト等の耐熱性無機物
質からなる。排気ガス側電極層３６及び大気側電極層３
７は共に、白金等の触媒活性の高い貴金属からなりその
表面には多孔質の化学メッキ等が施されている。なお、
排気ガス側電極層３６の面積は１０〜１００ｍｍ2 、厚
さは０．５〜２．０μｍ程度となっており、一方、大気
側電極層３７の面積は１０ｍｍ2 以上、厚さは０．５〜
２．０μｍ程度となっている。Next, the structure of the sensor body 32 will be described in detail. In the sensor body 32, an exhaust gas side electrode layer 36 is fixed to the outer surface of a solid electrolyte layer 34 formed in a cup-shaped cross section, and an atmosphere side electrode layer 37 is fixed to the inner surface. A diffusion resistance layer 35 is formed on the outside of the exhaust gas side electrode layer 36 by a plasma spraying method or the like. The solid electrolyte layer 34 is made of ZrO 2 , HfO 2 , ThO.
2 , Bi 2 O 3, etc. to CaO, MgO, Y 2 O 3 , Yb 2
O 3 or the like made of an oxygen ion conductive oxide sintered body is solid-dissolved as a stabilizer, the diffusion resistance layer 35 is alumina, magnesia, silica, spinel, a heat-resistant inorganic materials such as mullite. Exhaust gas side electrode layer 36 and atmosphere side electrode layer 3
Both 7 are made of a noble metal having a high catalytic activity such as platinum, and the surface thereof is subjected to porous chemical plating or the like. In addition,
Area of the exhaust gas side electrode layer 36 is 10 to 100 mm 2, the thickness is on the order of 0.5 to 2.0 [mu] m, whereas the area of the atmosphere-side electrode layer 37 is 10 mm 2 or more, thickness of 0.5 ~
It is about 2.0 μm.
【００１６】ヒータ３１は大気側電極層３７内に収容さ
れており、その発熱エネルギによりセンサ本体３２（大
気側電極層３７、固体電極質層３４、排気ガス側電極層
３６及び拡散抵抗層３５）を加熱する。ヒータ３１はセ
ンサ本体３２を活性化するに十分な発熱容量を有してい
る。The heater 31 is housed in the atmosphere-side electrode layer 37, and the heat generated by the heater 31 causes the sensor body 32 (the atmosphere-side electrode layer 37, the solid electrode material layer 34, the exhaust gas-side electrode layer 36, and the diffusion resistance layer 35). To heat. The heater 31 has a sufficient heat generating capacity to activate the sensor body 32.
【００１７】上記構成のＡ／Ｆセンサ３０において、セ
ンサ本体３２は理論空燃比点よりリーン領域では酸素濃
度に応じた限界電流を発生する。この場合、酸素濃度に
対応する限界電流は、排気ガス側電極層３６の面積、拡
散抵抗層３５の厚さ、気孔率及び平均孔径により決定さ
れる。また、センサ本体３２は酸素濃度を直線的特性に
て検出し得るものであるが、このセンサ本体３２を活性
化するのに約６００℃以上の高温が必要とされると共
に、このセンサ本体３２の活性温度範囲が狭いため、内
燃機関１０の排気ガスのみによる加熱では素子温を活性
領域に制御できない。このため、本実施例では、ヒータ
３１への供給電力をデューティ比制御することにより、
センサ本体３２を活性温度域にまで加熱するようにして
いる。なお、理論空燃比よりもリッチ側の領域では、未
燃ガスである一酸化炭素（ＣＯ）等の濃度が空燃比に対
してほぼリニアに変化し、センサ本体３２は一酸化炭素
（ＣＯ）等の濃度に応じた限界電流を発生する。In the A / F sensor 30 having the above structure, the sensor body 32 generates a limiting current according to the oxygen concentration in the lean region from the stoichiometric air-fuel ratio point. In this case, the limiting current corresponding to the oxygen concentration is determined by the area of the exhaust gas side electrode layer 36, the thickness of the diffusion resistance layer 35, the porosity and the average pore diameter. Further, although the sensor body 32 can detect the oxygen concentration with a linear characteristic, a high temperature of about 600 ° C. or higher is required to activate the sensor body 32, and the sensor body 32 has a high temperature. Since the active temperature range is narrow, the element temperature cannot be controlled in the active region by heating only the exhaust gas of the internal combustion engine 10. Therefore, in this embodiment, by controlling the electric power supplied to the heater 31 by the duty ratio,
The sensor body 32 is heated to the active temperature range. In a region richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the concentration of unburned gas such as carbon monoxide (CO) changes almost linearly with respect to the air-fuel ratio, and the sensor body 32 has carbon monoxide (CO) etc. Generates a limiting current according to the concentration of.
【００１８】次に、Ａ／Ｆセンサ３０の電圧−電流特性
（Ｖ−Ｉ特性）について図３のテーブルを参照して説明
する。Next, the voltage-current characteristic (VI characteristic) of the A / F sensor 30 will be described with reference to the table of FIG.
【００１９】図３によれば、Ａ／Ｆセンサ３０の検出Ａ
／Ｆに比例するセンサ本体３２の固体電解質層３４への
流入電流と印加電圧とがリニアな特性を有することが分
かる。電圧軸Ｖに平行な直線部分がセンサ本体３２の限
界電流を特定する限界電流検出域であって、この限界電
流（センサ電流）の増減はＡ／Ｆの増減（即ち、リーン
・リッチ）に対応している。つまり、Ａ／Ｆがリーン側
になるほど限界電流は増大し、Ａ／Ｆがリッチ側になる
ほど限界電流は減少する。According to FIG. 3, the detection A of the A / F sensor 30 is detected.
It can be seen that the inflow current to the solid electrolyte layer 34 of the sensor body 32, which is proportional to / F, and the applied voltage have linear characteristics. The straight line portion parallel to the voltage axis V is the limit current detection region that specifies the limit current of the sensor body 32, and the increase / decrease in this limit current (sensor current) corresponds to the increase / decrease in A / F (that is, lean / rich). is doing. That is, the limit current increases as the A / F becomes leaner, and the limit current decreases as the A / F becomes richer.
【００２０】また、図３の電圧−電流特性において、電
圧軸Ｖに平行な直線部分（限界電流検出域）よりも小さ
い電圧域は抵抗支配域となっており、この抵抗支配域に
おける一次直線部分の傾きは、センサ本体３２における
固体電解質層３４の内部抵抗である素子抵抗（素子イン
ピーダンス）ＺＤＣにより特定される。この素子抵抗Ｚ
ＤＣは温度変化に伴い変化し、センサ本体３２の温度が
低下すると素子抵抗ＺＤＣの増大によりその傾きが小さ
くなる。In the voltage-current characteristic of FIG. 3, the voltage region smaller than the straight line portion (limit current detection region) parallel to the voltage axis V is the resistance dominant region, and the linear straight line portion in this resistance dominant region. The inclination of is specified by the element resistance (element impedance) ZDC which is the internal resistance of the solid electrolyte layer 34 in the sensor body 32. This element resistance Z
DC changes with a change in temperature, and when the temperature of the sensor body 32 decreases, the slope of the sensor main body 32 decreases due to an increase in the element resistance ZDC.
【００２１】一方、図１において、Ａ／Ｆセンサ３０に
電圧を印加するためのバイアス指令信号（ディジタル信
号）Ｖｒはマイコン２０からＤ／Ａ変換器２１に入力さ
れ、このＤ／Ａ変換器２１にてアナログ信号Ｖｂに変換
されバイアス制御回路４０に入力される。このバイアス
制御回路４０からはＡ／Ｆの検出電圧または素子抵抗の
検出電圧の何れかがＡ／Ｆセンサ３０に印加される。即
ち、バイアス制御回路４０からＡ／Ｆセンサ３０に対し
て、Ａ／Ｆ検出時には、図３に示す特性線Ｌ１を用いて
このときのＡ／Ｆに対応する所定の電圧Ｖｐが印加さ
れ、素子抵抗検出時には所定の周波数信号よりなる単発
的かつ所定の時定数を持つ電圧が印加される。On the other hand, in FIG. 1, a bias command signal (digital signal) Vr for applying a voltage to the A / F sensor 30 is input from the microcomputer 20 to the D / A converter 21, and this D / A converter 21 is supplied. Is converted into an analog signal Vb and input to the bias control circuit 40. From the bias control circuit 40, either the A / F detection voltage or the element resistance detection voltage is applied to the A / F sensor 30. That is, when the A / F is detected from the bias control circuit 40 to the A / F sensor 30, a predetermined voltage Vp corresponding to the A / F at this time is applied using the characteristic line L1 shown in FIG. At the time of resistance detection, a voltage having a predetermined frequency constant and consisting of a predetermined frequency signal is applied.
【００２２】また、バイアス制御回路４０は、Ａ／Ｆセ
ンサ３０への電圧の印加に伴い流れる電流値を電流検出
回路５０にて検出し、この電流検出回路５０にて検出さ
れた電流値のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器２３を介して
マイコン２０に入力される。更に、バイアス制御回路４
０は、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧異常を過電圧
検出回路６０にて検出する。このバイアス制御回路４０
の詳細な電気的構成については後述する。Ａ／Ｆセンサ
３０に付設されたヒータ３１は、ヒータ制御回路７０に
よりその作動が制御される。つまり、ヒータ制御回路７
０にて、Ａ／Ｆセンサ３０の素子温やヒータ温度に応じ
てバッテリ電源（図示略）からヒータ３１に供給される
電力がデューティ比制御され、ヒータ３１の加熱制御が
実行される。Further, the bias control circuit 40 detects the current value flowing with the application of the voltage to the A / F sensor 30 by the current detection circuit 50, and the analog value of the current value detected by the current detection circuit 50. The signal is input to the microcomputer 20 via the A / D converter 23. Further, the bias control circuit 4
When 0, the overvoltage detection circuit 60 detects an abnormal voltage applied to the A / F sensor 30. This bias control circuit 40
The detailed electrical configuration of the above will be described later. The operation of the heater 31 attached to the A / F sensor 30 is controlled by the heater control circuit 70. That is, the heater control circuit 7
At 0, the duty ratio of the electric power supplied from the battery power source (not shown) to the heater 31 is controlled according to the element temperature of the A / F sensor 30 and the heater temperature, and the heating control of the heater 31 is executed.
【００２３】次に、バイアス制御回路４０の電気的構成
について図４の回路図に基づいて説明する。Next, the electrical configuration of the bias control circuit 40 will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
【００２４】図４において、バイアス制御回路４０は大
別して、基準電圧回路４４と、第１の電圧供給回路４５
と、第２の電圧供給回路４７と、電流検出回路５０と、
過電圧検出回路６０とを有する。基準電圧回路４４に
て、定電圧Ｖccが分圧抵抗４４ａ，４４ｂにより分圧さ
れ一定の基準電圧Ｖａが生成される。In FIG. 4, the bias control circuit 40 is roughly classified into a reference voltage circuit 44 and a first voltage supply circuit 45.
A second voltage supply circuit 47, a current detection circuit 50,
And an overvoltage detection circuit 60. In the reference voltage circuit 44, the constant voltage Vcc is divided by the voltage dividing resistors 44a and 44b to generate a constant reference voltage Va.
【００２５】第１の電圧供給回路４５は電圧フォロア回
路にて構成され、第１の電圧供給回路４５から基準電圧
回路４４の基準電圧Ｖａと同じ電圧ＶａがＡ／Ｆセンサ
３０の一方の端子４２に供給される。より具体的には、
正側入力端子が各分圧抵抗４４ａ，４４ｂの分圧点に接
続されると共に負側入力端子がＡ／Ｆセンサ３０の一方
の端子４２に接続された演算増幅器４５ａと、この演算
増幅器４５ａの出力端子に一端が接続された抵抗４５ｂ
と、この抵抗４５ｂの他端にそれぞれベースが接続され
たＮＰＮトランジスタ４５ｃ及びＰＮＰトランジスタ４
５ｄとにより構成されている。ＮＰＮトランジスタ４５
ｃのコレクタは定電圧Ｖccに接続され、エミッタは電流
検出回路５０を構成する電流検出抵抗５０ａを介してＡ
／Ｆセンサ３０の一方の端子４２に接続されている。ま
た、ＰＮＰトランジスタ４５ｄのエミッタはＮＰＮトラ
ンジスタ４５ｃのエミッタに接続され、コレクタはアー
スされている。The first voltage supply circuit 45 is composed of a voltage follower circuit, and the same voltage Va as the reference voltage Va of the reference voltage circuit 44 from the first voltage supply circuit 45 is applied to one terminal 42 of the A / F sensor 30. Is supplied to. More specifically,
An operational amplifier 45a whose positive side input terminal is connected to the voltage dividing point of each of the voltage dividing resistors 44a and 44b and whose negative side input terminal is connected to one terminal 42 of the A / F sensor 30, and the operational amplifier 45a. A resistor 45b, one end of which is connected to the output terminal
And an NPN transistor 45c and a PNP transistor 4 each having a base connected to the other end of the resistor 45b.
And 5d. NPN transistor 45
The collector of c is connected to the constant voltage Vcc, and the emitter is connected to A via the current detection resistor 50a that constitutes the current detection circuit 50.
It is connected to one terminal 42 of the / F sensor 30. The emitter of the PNP transistor 45d is connected to the emitter of the NPN transistor 45c, and the collector is grounded.
【００２６】第２の電圧供給回路４７も同様に電圧フォ
ロア回路にて構成され、Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖ
ｂと同じ電圧ＶｂがＡ／Ｆセンサ３０の他方の端子４１
に供給される。より具体的には、正側入力端子がＤ／Ａ
変換器２１の出力に後述の切換スイッチＳＷを介して接
続されると共に負側入力端子がＡ／Ｆセンサ３０の他方
の端子４１に接続された演算増幅器４７ａと、この演算
増幅器４７ａの出力端子に一端が接続された抵抗４７ｂ
と、この抵抗４７ｂの他端にそれぞれベースが接続され
たＮＰＮトランジスタ４７ｃ及びＰＮＰトランジスタ４
７ｄとにより構成されている。ＮＰＮトランジスタ４７
ｃのコレクタは定電圧Ｖccに接続され、エミッタは抵抗
４７ｅを介してＡ／Ｆセンサ３０の他方の端子４１に接
続されている。また、ＰＮＰトランジスタ４７ｄのエミ
ッタはＮＰＮトランジスタ４７ｃのエミッタに接続さ
れ、コレクタはアースされている。Similarly, the second voltage supply circuit 47 is also composed of a voltage follower circuit, and the output voltage V of the D / A converter 21.
The same voltage Vb as b is applied to the other terminal 41 of A / F sensor 30.
Is supplied to. More specifically, the positive input terminal is a D / A
An operational amplifier 47a connected to the output of the converter 21 via a changeover switch SW described later and having a negative side input terminal connected to the other terminal 41 of the A / F sensor 30, and an output terminal of the operational amplifier 47a. Resistor 47b with one end connected
And an NPN transistor 47c and a PNP transistor 4 each having a base connected to the other end of the resistor 47b.
And 7d. NPN transistor 47
The collector of c is connected to the constant voltage Vcc, and the emitter is connected to the other terminal 41 of the A / F sensor 30 via the resistor 47e. The emitter of the PNP transistor 47d is connected to the emitter of the NPN transistor 47c, and the collector is grounded.
【００２７】このような構成により、Ａ／Ｆセンサ３０
の一方の端子４２には常時、基準電圧Ｖａが供給され
る。そして、Ｄ／Ａ変換器２１を経由してＡ／Ｆセンサ
３０の他方の端子４１に基準電圧Ｖａよりも低い電圧Ｖ
ｂが印加されると、Ａ／Ｆセンサ３０が正バイアスされ
る。また、Ｄ／Ａ変換器２１を経由してＡ／Ｆセンサ３
０の他方の端子４１に基準電圧Ｖａよりも高い電圧Ｖｂ
が印加されると、Ａ／Ｆセンサ３０が負バイアスされ
る。With such a configuration, the A / F sensor 30
The reference voltage Va is constantly supplied to one of the terminals 42. Then, the voltage V lower than the reference voltage Va is applied to the other terminal 41 of the A / F sensor 30 via the D / A converter 21.
When b is applied, the A / F sensor 30 is positively biased. In addition, the A / F sensor 3 via the D / A converter 21
Voltage Vb higher than the reference voltage Va at the other terminal 41 of 0
Is applied, the A / F sensor 30 is negatively biased.
【００２８】そして、電圧の印加に伴って流れるセンサ
電流（限界電流）は、電流検出抵抗５０ａの両端電位差
として検出され、Ａ／Ｄ変換器２３を介してマイコン２
０に入力される。また、Ａ／Ｆセンサ３０の一方の端子
４２と電流検出回路５０との間には、出力バッファ５１
が接続されており、この出力バッファ５１からＡ／Ｆセ
ンサ３０で検出されたＡ／Ｆ（空燃比）が電圧信号とし
て直接取出せるようになっている。The sensor current (limit current) flowing with the application of the voltage is detected as the potential difference across the current detection resistor 50a, and is sent via the A / D converter 23 to the microcomputer 2
Input to 0. Further, an output buffer 51 is provided between one terminal 42 of the A / F sensor 30 and the current detection circuit 50.
Is connected, and the A / F (air-fuel ratio) detected by the A / F sensor 30 can be directly taken out from this output buffer 51 as a voltage signal.
【００２９】更に、Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖｂ
は、過電圧検出回路６０の比較器６１の負側入力端子及
び比較器６２の正側入力端子にそれぞれ入力される。一
方、比較器６１の正側入力端子には高電圧側の比較電圧
ＶthＨが入力され、比較器６２の負側入力端子には低電
圧側の比較電圧ＶthＬが入力されている。そして、比較
器６１及び比較器６２の両出力はＯＲゲート６３の入力
端子にそれぞれ入力される。このＯＲゲート６３からの
出力によってＤ／Ａ変換器２１と第２の電圧供給回路４
７の演算増幅器４７ａの正側入力端子との間に設けられ
た切換スイッチＳＷが切換えられる。Further, the output voltage Vb of the D / A converter 21
Are input to the negative side input terminal of the comparator 61 and the positive side input terminal of the comparator 62 of the overvoltage detection circuit 60, respectively. On the other hand, the high voltage side comparison voltage VthH is input to the positive side input terminal of the comparator 61, and the low voltage side comparison voltage VthL is input to the negative side input terminal of the comparator 62. Both outputs of the comparator 61 and the comparator 62 are input to the input terminals of the OR gate 63, respectively. By the output from the OR gate 63, the D / A converter 21 and the second voltage supply circuit 4
The changeover switch SW provided between the operational amplifier 47a and the positive input terminal of the operational amplifier 47a is changed over.
【００３０】次に、上述のように構成された空燃比検出
装置の作用について説明する。Next, the operation of the air-fuel ratio detecting device constructed as described above will be described.
【００３１】Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖｂが比較電
圧ＶthＨと比較電圧ＶthＬとの間の正常電圧域にあると
きには、切換スイッチＳＷは図４に示す切換位置にあ
り、Ｄ／Ａ変換器２１と第２の電圧供給回路４７の演算
増幅器４７ａの正側入力端子との間が接続状態とされ
る。一方、Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖｂが比較電圧
ＶthＨと比較電圧ＶthＬとの間を外れ異常電圧域となる
と過電圧検出回路６０のＯＲゲート６３からの出力によ
り切換スイッチＳＷが切換えられＤ／Ａ変換器２１と第
２の電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの正側入力端
子との間が開放状態とされると共に、第２の電圧供給回
路４７の演算増幅器４７ａの正側入力端子と第１の電圧
供給回路４５の演算増幅器４５ａの正側入力端子とが接
続状態とされ、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が
同電位とされることで、Ａ／Ｆセンサ３０が保護され
る。When the output voltage Vb of the D / A converter 21 is in the normal voltage range between the comparison voltage VthH and the comparison voltage VthL, the changeover switch SW is in the changeover position shown in FIG. 21 and the positive side input terminal of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 are connected. On the other hand, when the output voltage Vb of the D / A converter 21 deviates from the comparison voltage VthH and the comparison voltage VthL and enters the abnormal voltage range, the changeover switch SW is changed over by the output from the OR gate 63 of the overvoltage detection circuit 60. The A converter 21 and the positive side input terminal of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 are opened, and the positive side input terminal of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 and the first side input terminal of the operational amplifier 47a are opened. The positive side input terminal of the operational amplifier 45a of the voltage supply circuit 45 of No. 1 is connected and both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential, so that the A / F sensor 30 is protected. It
【００３２】ところで、上記実施例では、過電圧検出回
路６０の比較器６１の負側入力端子及び比較器６２の正
側入力端子に入力される電圧を、バイアス制御回路４０
の切換スイッチＳＷのＤ／Ａ変換器２１側のＡ点の入力
電圧Ｖｂとしているが、バイアス制御回路４０の第２の
電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの出力端子側のＢ
点（図４参照）の電圧としてもよく、更に、バイアス制
御回路４０のＡ／Ｆセンサ３０の端子４１側のＣ点（図
４参照）に印加される電圧Ｖｂとしてもよい。By the way, in the above embodiment, the bias control circuit 40 applies the voltage input to the negative input terminal of the comparator 61 of the overvoltage detection circuit 60 and the positive input terminal of the comparator 62.
The input voltage Vb of the changeover switch SW at the point A on the D / A converter 21 side is used, but B on the output terminal side of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 of the bias control circuit 40 is used.
It may be the voltage at the point (see FIG. 4), or may be the voltage Vb applied to the point C (see FIG. 4) on the terminal 41 side of the A / F sensor 30 of the bias control circuit 40.
【００３３】ここで、図４に示すように、バイアス制御
回路４０のＡ点からの電圧を過電圧検出回路６０に入力
した場合には、マイコン２０の暴走や初期化処理のとき
の不定によるマイコン２０の出力異常やＤ／Ａ変換器２
１の出力異常からＡ／Ｆセンサ３０が保護される。ま
た、バイアス制御回路４０のＢ点からの電圧を過電圧検
出回路６０に入力した場合には、上述の効果に加えて、
第２の電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの出力異常
からＡ／Ｆセンサ３０が保護される。更に、バイアス制
御回路４０のＣ点からの電圧を過電圧検出回路６０に入
力した場合には、上述の効果に加えて、第２の電圧供給
回路４７の演算増幅器４７ａの出力異常やＦ／Ｂ（フィ
ードバック）制御系の出力異常及びセンサラインに重畳
したノイズ等による過電圧からＡ／Ｆセンサ３０が保護
される。Here, as shown in FIG. 4, when the voltage from the point A of the bias control circuit 40 is input to the overvoltage detection circuit 60, the microcomputer 20 is out of control due to runaway or indetermination during initialization processing. Output abnormality and D / A converter 2
The A / F sensor 30 is protected from the abnormal output of No. 1. When the voltage from the point B of the bias control circuit 40 is input to the overvoltage detection circuit 60, in addition to the above effects,
The A / F sensor 30 is protected from the output abnormality of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47. Furthermore, when the voltage from the point C of the bias control circuit 40 is input to the overvoltage detection circuit 60, in addition to the above-mentioned effect, the output abnormality of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 or F / B ( (Feedback) The A / F sensor 30 is protected from an overvoltage due to an output abnormality of the control system and noise superimposed on the sensor line.
【００３４】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、電圧の印加に伴い排ガス中のＡ／Ｆ（酸素
濃度）に応じた電流信号を出力するＡ／Ｆセンサ３０に
対して電圧を印加するマイコン（マイクロコンピュー
タ）２０、Ｄ／Ａ変換器２１、バイアス制御回路４０に
て構成される電圧印加手段と、前記電圧印加手段にてＡ
／Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定の電圧範囲内に
あるかを判定する過電圧検出回路６０にて構成される電
圧判定手段と、過電圧検出回路６０にて構成される電圧
判定手段にてＡ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定
の電圧範囲を外れたと判定されたときには、Ａ／Ｆセン
サ３０の両端子４１，４２を同電位にする切換スイッチ
ＳＷにて構成される保護手段とを具備するものである。
つまり、電圧印加手段としてのマイコン２０、Ｄ／Ａ変
換器２１、バイアス制御回路４０にてＡ／Ｆセンサ３０
に対して印加される電圧が、電圧判定手段としての過電
圧検出回路６０にて高電圧側の比較電圧ＶthＨと低電圧
側の比較電圧ＶthＬとの間にあるかが判定される。そし
て、電圧判定手段としての過電圧検出回路６０にてＡ／
Ｆセンサ３０に対して印加される電圧が高電圧側の比較
電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間を外れた
ときには保護手段としての切換スイッチＳＷによりＡ／
Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電位にされる。こ
のため、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が常時、適
切な電圧範囲内にあるかを知ることができ、Ａ／Ｆセン
サ３０に印加される電圧が適切な電圧範囲を外れたとき
にはＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電位にさ
れることで、センサ素子に過電流が流れることがないた
めＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止される。 As described above, the oxygen concentration sensor control device according to the present embodiment is directed to the A / F sensor 30 which outputs a current signal corresponding to the A / F (oxygen concentration) in the exhaust gas as the voltage is applied. A voltage applying unit configured by a microcomputer (microcomputer) 20 for applying a voltage, a D / A converter 21, and a bias control circuit 40, and A by the voltage applying unit.
/ F sensor 30 voltage determination means configured by the overvoltage detection circuit 60 for determining whether the voltage applied is within a predetermined voltage range, and the voltage configured by the overvoltage detection circuit 60
The voltage applied to the A / F sensor 30 is predetermined by the determination means.
If it is determined that the voltage range is out of range, the A / F sensor
Selector switch for setting both terminals 41, 42 of the service 30 to the same potential
And a protection means composed of SW .
That is, the microcomputer 20 as the voltage applying means, the D / A converter 21, and the bias control circuit 40 make the A / F sensor 30.
An overvoltage detection circuit 60 serving as a voltage determination unit determines whether the voltage applied to the reference voltage is between the high voltage side comparison voltage VthH and the low voltage side comparison voltage VthL. That
Then, in the overvoltage detection circuit 60 as the voltage determination means, A /
Comparison of the voltage applied to the F sensor 30 on the high voltage side
It is out of the range between the voltage VthH and the comparison voltage VthL on the low voltage side.
Occasionally, A /
Both terminals 41 and 42 of the F sensor 30 are set to the same potential. Therefore, it is possible to know the voltage applied to the A / F sensor 30 is always kept within the optimum voltage range, A / F sensor
When the voltage applied to the sensor 30 is out of the appropriate voltage range
Both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential.
By doing so, overcurrent does not flow to the sensor element.
Therefore, deterioration of the A / F sensor 30 is prevented.
【００３５】そして、本実施例の酸素濃度センサ用制御
装置は、電圧の印加に伴い排ガス中のＡ／Ｆ（酸素濃
度）に応じた電流信号を出力するＡ／Ｆセンサ３０に対
して印加する電圧を算出するマイコン（マイクロコンピ
ュータ）２０にて構成される演算手段と、マイコン２０
の出力が確定しない期間またはマイコン２０が構成部品
の断線や短絡を検出したときには、Ａ／Ｆセンサ３０の
両端子４１，４２を同電位にする切換スイッチＳＷにて
構成される保護手段とを具備するものである。つまり、
演算手段としてのマイコン２０にて電圧の印加に伴い排
ガス中のＡ／Ｆ（酸素濃度）に応じた電流信号を出力す
るＡ／Ｆセンサ３０に対して算出された印加電圧が、マ
イコン２０の出力が確定しない期間またはマイコン２０
で構成部品の断線または短絡が検出されたときには、保
護手段としての切換スイッチＳＷによりＡ／Ｆセンサ３
０の両端子４１，４２が同電位にされる。The controller for the oxygen concentration sensor of this embodiment applies the voltage to the A / F sensor 30 which outputs a current signal according to the A / F (oxygen concentration) in the exhaust gas. A calculating unit composed of a microcomputer (microcomputer) 20 for calculating a voltage, and the microcomputer 20.
When the microcomputer 20 detects the disconnection or short circuit of the component parts during the period in which the output of the above is not determined or the microcomputer 20 detects the disconnection or the short circuit of the component, the protection means is configured by the changeover switch SW for setting both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 to the same potential. To do. That is,
The applied voltage calculated for the A / F sensor 30 that outputs a current signal according to the A / F (oxygen concentration) in the exhaust gas with the application of the voltage by the microcomputer 20 as the calculation means is the output of the microcomputer 20. Is not confirmed or microcomputer 20
When a disconnection or short circuit of a component is detected by, the A / F sensor 3 is activated by the changeover switch SW as a protection means.
Both terminals 41 and 42 of 0 are set to the same potential.
【００３６】このような不定時としては、マイコン２０
のリセット解除後でＤ／Ａ変換器２１の出力が確定され
るまでの期間、またはＤ／Ａ変換器２１の出力電圧が異
常であるとき、またはバイアス制御回路４０内の配線等
の断線や短絡が検出されたとき等である。このような不
定時には、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電
位にされることで、センサ素子に過電流が流れることが
ないためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止される。In such an indefinite time, the microcomputer 20
Period after the reset is released until the output of the D / A converter 21 is determined, or when the output voltage of the D / A converter 21 is abnormal, or the wiring or the like in the bias control circuit 40 is broken or short-circuited. Is detected. At such an uncertain time, the terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential, so that the overcurrent does not flow to the sensor element and the deterioration of the A / F sensor 30 is prevented.
【００３７】更に、本実施例の酸素濃度センサ用制御装
置は、切換スイッチＳＷにて構成される保護手段が、過
電圧検出回路６０にて構成される電圧判定手段にてＡ／
Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定の電圧範囲を外れ
たと判定されたときには、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子４
１，４２のうち一方の端子４１を他方の端子４２に接続
するものである。つまり、電圧判定手段としての過電圧
検出回路６０にてＡ／Ｆセンサ３０の印加電圧が高電圧
側の比較電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間
を外れたと判定されたときには、保護手段としての切換
スイッチＳＷによりＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４
２のうち一方の端子４１が他方の端子４２に接続され
る。このため、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が適
切な電圧範囲を外れたときにはＡ／Ｆセンサ３０の両端
子４１，４２が同電位にされることで、センサ素子に過
電流が流れることがないためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が
防止される。Further, in the oxygen concentration sensor control device of this embodiment, the protection means constituted by the changeover switch SW is A / by the voltage judgment means constituted by the overvoltage detection circuit 60.
When it is determined that the voltage applied to the F sensor 30 is out of the predetermined voltage range, both terminals 4 of the A / F sensor 30.
One of the terminals 41 and 42 is connected to the other terminal 42. That is, when it is determined by the overvoltage detection circuit 60 as the voltage determination means that the applied voltage of the A / F sensor 30 is out of the comparison voltage VthH on the high voltage side and the comparison voltage VthL on the low voltage side, the protection means is provided. By means of the changeover switch SW as shown in FIG.
One terminal 41 of the two is connected to the other terminal 42. Therefore, when the voltage applied to the A / F sensor 30 is out of the appropriate voltage range, both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential, so that an overcurrent flows in the sensor element. Since there is no gap, deterioration of the A / F sensor 30 is prevented.
【００３８】図５は本発明の実施の形態の第１実施例に
かかる酸素濃度センサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置のバイアス制御回路４０の変形例における電気的
構成を示す回路図である。なお、上述の実施例と同様の
構成または相当部分からなるものについては同一符号及
び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。FIG. 5 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a modified example of the bias control circuit 40 of the air-fuel ratio detecting apparatus to which the oxygen concentration sensor control apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied. is there. It should be noted that the same reference numerals and symbols are given to those having the same configurations or corresponding portions as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
【００３９】本実施例のバイアス制御回路４０の過電圧
検出回路６０′では、比較器６１の正側入力端子に入力
される高電圧側の比較電圧ＶthＨを、定電圧Ｖccが分圧
抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 にて分圧された２段階の電圧とし
ている。そして、マイコン２０にて切換スイッチＳＷ２
を制御することで比較器６１の正側入力端子に２段階の
電圧のうち何れかの比較電圧が入力される。このような
構成とすることで、Ａ／Ｆに対応した複数の異常電圧に
対処することができ、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電
圧が適切な電圧範囲を外れたときにはＡ／Ｆセンサ３０
の両端子４１，４２が同電位にされることで、センサ素
子に過電流が流れることがないためＡ／Ｆセンサ３０の
劣化が防止される。ここで、分圧抵抗の数及び切換スイ
ッチの端子数を増やすことで、より多段切換も可能であ
り、更に細かい比較電圧の設定が可能となる。また、比
較電圧の複数の設定は比較器６２の負側入力端子に設け
てもよい。In the overvoltage detection circuit 60 'of the bias control circuit 40 of this embodiment, the constant voltage Vcc is the voltage dividing resistors R1 and R2 for the high voltage side comparison voltage VthH input to the positive side input terminal of the comparator 61. , R3 is divided into two levels of voltage. Then, the microcomputer 20 selects the changeover switch SW2.
By controlling, the comparison voltage of one of the two levels of voltage is input to the positive input terminal of the comparator 61. With such a configuration, it is possible to deal with a plurality of abnormal voltages corresponding to the A / F, and when the voltage applied to the A / F sensor 30 is outside the appropriate voltage range, the A / F sensor 30
Since both terminals 41 and 42 are set to the same potential, overcurrent does not flow in the sensor element, and therefore deterioration of the A / F sensor 30 is prevented. Here, by increasing the number of voltage dividing resistors and the number of terminals of the changeover switch, more multistage switching is possible, and it becomes possible to set a finer comparison voltage. Further, a plurality of settings of the comparison voltage may be provided at the negative side input terminal of the comparator 62.
【００４０】図６は本発明の実施の形態の第１実施例に
かかる酸素濃度センサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置のバイアス制御回路４０の他の変形例における電
気的構成を示す回路図である。なお、上述の実施例と同
様の構成または相当部分からなるものについては同一符
号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。FIG. 6 is a circuit diagram showing an electrical configuration of another modified example of the bias control circuit 40 of the air-fuel ratio detection device to which the oxygen concentration sensor control device according to the first embodiment of the present invention is applied. It is a figure. It should be noted that the same reference numerals and symbols are given to those having the same configurations or corresponding portions as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
【００４１】本実施例のバイアス制御回路４０の過電圧
検出回路６０″では、比較器６１の正側入力端子にＤ／
Ａ変換器６４が接続されており、マイコン２０にてＤ／
Ａ変換器６４を介して高電圧側の比較電圧ＶthＨが任意
に設定でき、また、比較器６２の負側入力端子にＤ／Ａ
変換器６５が接続されており、マイコン２０にてＤ／Ａ
変換器６５を介して低電圧側の比較電圧ＶthＬが任意に
設定できる。このような構成とすることで、Ａ／Ｆに対
応した複数の異常電圧に対処することができ、Ａ／Ｆセ
ンサ３０に印加される電圧が適切な電圧範囲を外れたと
きにはＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電位に
されることで、センサ素子に過電流が流れることがない
ためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止される。In the overvoltage detection circuit 60 "of the bias control circuit 40 of the present embodiment, D / is connected to the positive side input terminal of the comparator 61.
A / D converter 64 is connected and D /
The comparison voltage VthH on the high voltage side can be arbitrarily set via the A converter 64, and the negative side input terminal of the comparator 62 can be set to D / A.
A converter 65 is connected to the microcomputer 20 for D / A
The comparison voltage VthL on the low voltage side can be arbitrarily set via the converter 65. With such a configuration, it is possible to deal with a plurality of abnormal voltages corresponding to the A / F, and when the voltage applied to the A / F sensor 30 is outside the appropriate voltage range, the A / F sensor 30 Since both terminals 41 and 42 are set to the same potential, overcurrent does not flow in the sensor element, and therefore deterioration of the A / F sensor 30 is prevented.
【００４２】〈実施例２〉
図７は本発明の実施の形態の第２実施例にかかるＡ／Ｆ
センサ用制御装置が適用された空燃比検出装置における
バイアス制御回路の電気的構成を示す回路図である。な
お、本実施例のバイアス制御回路４０で上述の実施例と
同様の構成または相当部分からなるものについては同一
符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
また、本実施例の空燃比検出装置の概略構成は図１と同
様であり詳細な説明を省略する。Example 2 FIG. 7 is an A / F according to Example 2 of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a bias control circuit in an air-fuel ratio detection device to which the sensor control device is applied. In the bias control circuit 40 of the present embodiment, those having the same configurations or corresponding portions as those of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals and symbols, and detailed description thereof will be omitted.
Further, the schematic configuration of the air-fuel ratio detection device of the present embodiment is similar to that of FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted.
【００４３】上述の実施例の図４ではＤ／Ａ変換器２１
と第２の電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの正側入
力端子との間に切換スイッチＳＷが設けられていたが、
本実施例のバイアス制御回路４０では、切換スイッチＳ
Ｗを省いてＡ／Ｆセンサ３０の端子４１側にＯＮ／ＯＦ
ＦスイッチＳＷ３が設けられ、図４と同様の過電圧検出
回路６０のＯＲゲート６３からの出力によりＯＮ／ＯＦ
ＦスイッチＳＷ３がＯＮ（接続）／ＯＦＦ（開放）され
る。In FIG. 4 of the above embodiment, the D / A converter 21 is used.
The changeover switch SW is provided between the positive side input terminal of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47,
In the bias control circuit 40 of this embodiment, the changeover switch S
Turn on / off the terminal 41 side of the A / F sensor 30 by omitting W
An F switch SW3 is provided, and ON / OF is generated by the output from the OR gate 63 of the overvoltage detection circuit 60 similar to FIG.
The F switch SW3 is turned ON (connection) / OFF (open).
【００４４】本実施例におけるバイアス制御回路４０で
は、Ｄ／Ａ変換器２１からの出力電圧Ｖｂが高電圧側の
比較電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間を外
れて異常となったときには、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳＷ
３がＯＦＦとされることで、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子
４１，４２が同電位とされる。In the bias control circuit 40 of this embodiment, the output voltage Vb from the D / A converter 21 is out of the range of the comparison voltage VthH on the high voltage side and the comparison voltage VthL on the low voltage side and becomes abnormal. Sometimes ON / OFF switch SW
When 3 is turned off, both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 have the same potential.
【００４５】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳＷ３にて構成され
る保護手段が、過電圧検出回路６０にて構成される電圧
判定手段にてＡ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定
の電圧範囲を外れたと判定されたときには、Ａ／Ｆセン
サ３０の両端子４１，４２のうち端子４１を開放するも
のである。つまり、電圧判定手段としての過電圧検出回
路６０にてＡ／Ｆセンサ３０の印加電圧が高電圧側の比
較電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間を外れ
たと判定されたときには、保護手段としてのＯＮ／ＯＦ
ＦスイッチＳＷ３によりＡ／Ｆセンサ３０の両端子４
１，４２のうち端子４１が開放される。このため、Ａ／
Ｆセンサ３０に印加される電圧が適切な電圧範囲を外れ
たときにはＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電
位にされることで、センサ素子に過電流が流れることが
ないためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止される。As described above, in the oxygen concentration sensor control apparatus according to this embodiment, the protection means constituted by the ON / OFF switch SW3 is the A / F by the voltage judgment means constituted by the overvoltage detection circuit 60. When it is determined that the voltage applied to the sensor 30 is out of the predetermined voltage range, the terminal 41 of the terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 is opened. That is, when it is determined by the overvoltage detection circuit 60 as the voltage determination means that the applied voltage of the A / F sensor 30 is out of the comparison voltage VthH on the high voltage side and the comparison voltage VthL on the low voltage side, the protection means is provided. ON / OF as
Both terminals 4 of A / F sensor 30 by F switch SW3
The terminal 41 of 1, 42 is opened. Therefore, A /
When the voltage applied to the F sensor 30 is out of the appropriate voltage range, both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential, so that an overcurrent does not flow in the sensor element. The deterioration of the F sensor 30 is prevented.
【００４６】ところで、上記実施例では、ＯＮ／ＯＦＦ
スイッチＳＷ３をＡ／Ｆセンサ３０の端子４１側に設け
ているが、本発明を実施する場合には、これに限定され
るものではなく、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳＷ３をＡ／Ｆ
センサ３０の端子４２側に設け、異常検出時には基準電
圧Ｖａ側を開放するようにしてもよい。By the way, in the above embodiment, ON / OFF
Although the switch SW3 is provided on the side of the terminal 41 of the A / F sensor 30, the present invention is not limited to this, and the ON / OFF switch SW3 is not limited to the A / F.
It may be provided on the terminal 42 side of the sensor 30, and the reference voltage Va side may be opened when an abnormality is detected.
【００４７】〈実施例３〉
図８は本発明の実施の形態の第３実施例にかかるＡ／Ｆ
センサ用制御装置が適用された空燃比検出装置で使用さ
れているマイコン２０によるＡ／Ｆセンサ３０に対する
印加電圧設定の処理手順を示すフローチャートである。
また、図９は図８を説明するためのＡ／Ｆセンサ３０の
電圧−電流特性を示すテーブルである。なお、本実施例
の空燃比検出装置の概略構成は図１から過電圧検出回路
６０を省いたものと同様であり詳細な説明を省略する。<Third Embodiment> FIG. 8 shows an A / F according to a third embodiment of the present invention.
7 is a flowchart showing a processing procedure for setting an applied voltage to the A / F sensor 30 by the microcomputer 20 used in the air-fuel ratio detection device to which the sensor control device is applied.
Further, FIG. 9 is a table showing the voltage-current characteristics of the A / F sensor 30 for explaining FIG. The schematic structure of the air-fuel ratio detecting apparatus according to the present embodiment is similar to that of FIG. 1 except that the overvoltage detecting circuit 60 is omitted, and detailed description thereof will be omitted.
【００４８】図８において、ステップＳ１０１で、電圧
の印加に伴ってＡ／Ｆセンサ３０を流れるセンサ電流Ｉ
ｐが、上述の実施例の図４に示すように、電流検出回路
５０の電流検出抵抗５０ａの両端電位差として検出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２３を介して読込まれる。次にステッ
プＳ１０２に移行して、ステップＳ１０１で読込まれた
センサ電流ＩｐからＡ／Ｆセンサ３０に印加すべき印加
電圧Ｖｐが算出されＲＡＭに格納される。次にステップ
Ｓ１０３に移行して、ステップＳ１０２でＲＡＭに格納
された印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納された例えば、
図９の電圧−電流特性に示すように、Ａ／Ｆ＝１８のセ
ンサ電流に対応する印加電圧範囲よりやや大きく設定さ
れている上限判定電圧ＶthＨ未満であるかが判定され
る。ステップＳ１０３の判定条件が成立せず、印加電圧
Ｖｐが上限判定電圧ＶthＨ以上であるときには、印加電
圧Ｖｐが異常であるとしてステップＳ１０４に移行し、
Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯＭに格納され
た上限の制限電圧Ｖ１が印加電圧ＶｐとしてＲＡＭに格
納される。In FIG. 8, in step S101, the sensor current I flowing through the A / F sensor 30 in accordance with the application of the voltage.
As shown in FIG. 4 of the above-described embodiment, p is detected as the potential difference across the current detection resistor 50a of the current detection circuit 50 and read via the A / D converter 23. Next, in step S102, the applied voltage Vp to be applied to the A / F sensor 30 is calculated from the sensor current Ip read in step S101 and stored in the RAM. Next, in step S103, the applied voltage Vp stored in the RAM in step S102 is stored in advance in the ROM.
As shown in the voltage-current characteristic of FIG. 9, it is determined whether the voltage is less than the upper limit determination voltage VthH that is set to be slightly larger than the applied voltage range corresponding to the sensor current of A / F = 18. When the determination condition of step S103 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or higher than the upper limit determination voltage VthH, it is determined that the applied voltage Vp is abnormal, and the process proceeds to step S104.
The upper limit voltage V1 stored in advance in the ROM to protect the A / F sensor 30 is stored in the RAM as the applied voltage Vp.
【００４９】一方、ステップＳ１０３の判定条件が成立
するときには、ステップＳ１０５に移行し、ステップＳ
１０２でＲＡＭに格納された印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭ
に格納された例えば、図９の電圧−電流特性に示すよう
に、Ａ／Ｆ＝１２のセンサ電流に対応する印加電圧範囲
よりやや小さく設定されている下限判定電圧ＶthＬより
大きいかが判定される。ステップＳ１０５の判定条件が
成立せず、印加電圧Ｖｐが下限判定電圧ＶthＬ以下であ
るときには、印加電圧Ｖｐが異常であるとしてステップ
Ｓ１０６に移行し、Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予
めＲＯＭに格納された下限の制限電圧Ｖ２が印加電圧Ｖ
ｐとしてＲＡＭに格納される。ステップＳ１０４または
ステップＳ１０６の処理ののち、また、ステップＳ１０
５の判定条件が成立し、元々の印加電圧Ｖｐが正常値で
あるときには、ステップＳ１０７に移行し、Ａ／Ｆセン
サ３０のセンサ素子にＲＡＭに格納された電圧Ｖｐが印
加され、本ルーチンを終了する。On the other hand, when the determination condition of step S103 is satisfied, the process proceeds to step S105 and step S105.
The applied voltage Vp stored in the RAM at 102 is previously stored in the ROM.
For example, as shown in the voltage-current characteristics of FIG. 9, it is determined whether the voltage is larger than the lower limit determination voltage VthL that is set to be slightly smaller than the applied voltage range corresponding to the sensor current of A / F = 12. When the determination condition of step S105 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or lower than the lower limit determination voltage VthL, it is determined that the applied voltage Vp is abnormal, the process proceeds to step S106, and is stored in the ROM in advance to protect the A / F sensor 30. The lower limit voltage V2 is the applied voltage V
It is stored in the RAM as p. After the processing of step S104 or step S106, step S10
When the determination condition of 5 is satisfied and the original applied voltage Vp is a normal value, the process proceeds to step S107, the voltage Vp stored in the RAM is applied to the sensor element of the A / F sensor 30, and this routine ends. To do.
【００５０】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧を一時
的に格納するＲＡＭ（メモリ）を有するマイコン（マイ
クロコンピュータ）２０にて構成される演算手段を備
え、演算手段としてのマイコン２０が所定の周期で算出
され格納されたＲＡＭ内の印加電圧Ｖｐを予め設定され
ＲＯＭ内に格納された比較値としての上限判定電圧Ｖth
Ｈ、下限判定電圧ＶthＬと比較し、所定範囲を外れてい
るときには、強制的にＲＡＭ内の印加電圧Ｖｐを所定値
としての上限の制限電圧Ｖ１、下限の制限電圧Ｖ２に更
新するものである。即ち、マイコン２０によって所定の
周期毎に算出され格納されたＲＡＭの印加電圧Ｖｐが上
限判定電圧ＶthＨ、下限判定電圧ＶthＬと比較され、印
加電圧Ｖｐが異常であると判定されると、所定値として
の上限の制限電圧Ｖ１、下限の制限電圧Ｖ２に更新され
る。このため、Ａ／Ｆセンサ３０には適切な電圧が印加
され、Ａ／Ｆセンサ３０はセンサ素子に過電流が流れな
いため劣化が防止される。As described above, the control device for the oxygen concentration sensor of this embodiment is constituted by the microcomputer (microcomputer) 20 having the RAM (memory) for temporarily storing the voltage applied to the A / F sensor 30. The applied voltage Vp in the RAM, which is calculated and stored in a predetermined cycle by the microcomputer 20 as an arithmetic means, is set as an upper limit determination voltage Vth as a comparison value stored in the ROM.
H is compared with the lower limit determination voltage VthL, and when it is out of the predetermined range, the applied voltage Vp in the RAM is forcibly updated to the upper limit voltage V1 and the lower limit voltage V2 as the predetermined values. That is, the applied voltage Vp of the RAM, which is calculated and stored in a predetermined cycle by the microcomputer 20, is compared with the upper limit determination voltage VthH and the lower limit determination voltage VthL, and when it is determined that the applied voltage Vp is abnormal, it is determined as a predetermined value. Is updated to the upper limit voltage V1 and the lower limit voltage V2. Therefore, an appropriate voltage is applied to the A / F sensor 30, and the A / F sensor 30 is prevented from deterioration because an overcurrent does not flow to the sensor element.
【００５１】図１０は本発明の実施の形態の第３実施例
にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置で使用されているマイコン２０によるＡ／Ｆセン
サ３０に対する印加電圧設定の他の処理手順を示すフロ
ーチャートである。また、図１１は図１０を説明するた
めのＡ／Ｆセンサ３０の電圧−電流特性を示すテーブル
である。FIG. 10 shows the voltage applied to the A / F sensor 30 by the microcomputer 20 used in the air-fuel ratio detection apparatus to which the A / F sensor control apparatus according to the third embodiment of the present invention is applied. It is a flowchart which shows the other process procedure of a setting. FIG. 11 is a table showing the voltage-current characteristics of the A / F sensor 30 for explaining FIG.
【００５２】図１０において、ステップＳ２０１で、電
圧の印加に伴ってＡ／Ｆセンサ３０を流れるセンサ電流
Ｉｐが、上述の実施例の図４に示すように、電流検出回
路５０の電流検出抵抗５０ａの両端電位差として検出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２３を介して読込まれる。次にステッ
プＳ２０２に移行して、ステップＳ２０１で読込まれた
センサ電流ＩｐからＡ／Ｆセンサ３０に対する現在の印
加電圧Ｖｐが算出されＲＡＭに格納される。次にステッ
プＳ２０３に移行して、Ａ／Ｆの検出タイミングで読込
まれたセンサ電流に基づきフューエルカット中であるか
が判定される。ステップＳ２０３の判定条件が成立し、
フューエルカット中であるときにはステップＳ２０４に
移行し、ステップＳ２０２でＲＡＭに格納された印加電
圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納された例えば、図１１の電圧
−電流特性に示すように、大気（フューエルカット中）
のセンサ電流に対応する印加電圧範囲よりやや大きく設
定されている上限判定電圧ＶthＨ２未満であるかが判定
される。ステップＳ２０４の判定条件が成立せず、印加
電圧Ｖｐが上限判定電圧ＶthＨ２以上であるときには、
印加電圧Ｖｐが異常であるとしてステップＳ２０５に移
行し、Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯＭに格
納された上限の制限電圧Ｖ３が印加電圧ＶｐとしてＲＡ
Ｍに格納される。In FIG. 10, in step S201, the sensor current Ip flowing through the A / F sensor 30 with the application of the voltage is the current detection resistor 50a of the current detection circuit 50 as shown in FIG. 4 of the above embodiment. Is detected as a potential difference between both ends of the signal and is read through the A / D converter 23. Next, the process proceeds to step S202, and the current applied voltage Vp to the A / F sensor 30 is calculated from the sensor current Ip read in step S201 and stored in the RAM. Next, the routine proceeds to step S203, where it is judged based on the sensor current read at the A / F detection timing whether or not the fuel cut is in progress. The determination condition of step S203 is satisfied,
When the fuel is being cut, the process proceeds to step S204, and the applied voltage Vp stored in the RAM in step S202 is stored in advance in the ROM. For example, as shown in the voltage-current characteristic of FIG.
It is determined whether the voltage is less than the upper limit determination voltage VthH2 that is set to be slightly larger than the applied voltage range corresponding to the sensor current. When the determination condition of step S204 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or higher than the upper limit determination voltage VthH2,
It is determined that the applied voltage Vp is abnormal, the process proceeds to step S205, and the upper limit voltage V3 stored in the ROM in advance to protect the A / F sensor 30 is RA as the applied voltage Vp.
Stored in M.
【００５３】一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立
せず、フューエルカット中でないときにはステップＳ２
０６に移行し、ステップＳ２０２でＲＡＭに格納された
印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納された例えば、図１１
の電圧−電流特性に示すように、Ａ／Ｆ＝１８のセンサ
電流に対応する印加電圧範囲よりやや大きく設定されて
いる上限判定電圧ＶthＨ１未満であるかが判定される。
ステップＳ２０６の判定条件が成立せず、印加電圧Ｖｐ
が上限判定電圧ＶthＨ１以上であるときには、印加電圧
Ｖｐが異常であるとしてステップＳ２０７に移行し、Ａ
／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯＭに格納された
上限の制限電圧Ｖ１が印加電圧ＶｐとしてＲＡＭに格納
される。On the other hand, when the determination condition of step S203 is not satisfied and fuel cut is not in progress, step S2
In step S202, the applied voltage Vp stored in the RAM is stored in advance in the ROM.
As shown in the voltage-current characteristics of the above, it is determined whether the voltage is less than the upper limit determination voltage VthH1 which is set to be slightly larger than the applied voltage range corresponding to the sensor current of A / F = 18.
The determination condition of step S206 is not satisfied, and the applied voltage Vp
Is higher than the upper limit determination voltage VthH1, it is determined that the applied voltage Vp is abnormal and the process proceeds to step S207.
An upper limit voltage V1 stored in advance in the ROM to protect the / F sensor 30 is stored in the RAM as the applied voltage Vp.
【００５４】一方、ステップＳ２０６の判定条件が成立
し、印加電圧Ｖｐが上限判定電圧ＶthＨ１未満であると
きにはステップＳ２０８に移行し、ステップＳ２０２で
ＲＡＭに格納された印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納さ
れた例えば、図１１の電圧−電流特性に示すように、Ａ
／Ｆ＝１２のセンサ電流に対応する印加電圧範囲よりや
や小さく設定されている下限判定電圧ＶthＬより大きい
かが判定される。ステップＳ２０８の判定条件が成立せ
ず、印加電圧Ｖｐが下限判定電圧ＶthＬ以下であるとき
には、印加電圧Ｖｐが異常であるとしてステップＳ２０
９に移行し、Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯ
Ｍに格納された下限の制限電圧Ｖ２が印加電圧Ｖｐとし
てＲＡＭに格納される。ステップＳ２０５またはステッ
プＳ２０７またはステップＳ２０９の処理ののち、ま
た、ステップＳ２０４またはステップＳ２０８の判定条
件が成立し、元々の印加電圧Ｖｐが正常値であるときに
は、ステップＳ２１０に移行し、Ａ／Ｆセンサ３０のセ
ンサ素子にＲＡＭに格納された電圧Ｖｐが印加され、本
ルーチンを終了する。On the other hand, when the determination condition of step S206 is satisfied and the applied voltage Vp is less than the upper limit determination voltage VthH1, the process proceeds to step S208, and the applied voltage Vp stored in the RAM in step S202 is stored in the ROM in advance. For example, as shown in the voltage-current characteristic of FIG.
It is determined whether or not it is larger than the lower limit determination voltage VthL which is set to be slightly smaller than the applied voltage range corresponding to the sensor current of / F = 12. When the determination condition of step S208 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or lower than the lower limit determination voltage VthL, it is determined that the applied voltage Vp is abnormal and step S20.
9 and RO to protect the A / F sensor 30 in advance.
The lower limit voltage V2 stored in M is stored in the RAM as the applied voltage Vp. After the processing of step S205 or step S207 or step S209, or when the determination condition of step S204 or step S208 is satisfied and the original applied voltage Vp is a normal value, the process proceeds to step S210, and the A / F sensor 30. The voltage Vp stored in the RAM is applied to the sensor element of, and this routine ends.
【００５５】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、マイコン（マイクロコンピュータ）２０に
て構成される演算手段が、予め設定された比較値をＡ／
Ｆ（空燃比）に応じて変更するものである。即ち、マイ
コン２０によって予め設定された比較値が現在のＡ／Ｆ
に対応する比較値となるように変更される。このため、
Ａ／Ｆ検出範囲が広いような、例えば、フューエルカッ
ト中の大気雰囲気のときにはセンサ素子の印加電圧範囲
も広いため比較値も広げる必要があるが、比較値が予め
複数設定されＡ／Ｆに応じて変更され判定されること
で、Ａ／Ｆセンサ３０には適切な電圧が印加され、Ａ／
Ｆセンサ３０はセンサ素子に過電流が流れないため劣化
が防止される。また、Ａ／Ｆ検出範囲が広いシステムで
あっても的確に対応することができる。As described above, in the oxygen concentration sensor control apparatus according to the present embodiment, the calculating means constituted by the microcomputer (microcomputer) 20 uses the comparison value set in advance as A /
It is changed according to F (air-fuel ratio). That is, the comparison value preset by the microcomputer 20 is the current A / F.
Is changed to a comparison value corresponding to. For this reason,
When the A / F detection range is wide, for example, in the air atmosphere during fuel cut, the applied voltage range of the sensor element is also wide, so it is necessary to widen the comparison value. However, a plurality of comparison values are set in advance and depending on the A / F. Is changed and determined, an appropriate voltage is applied to the A / F sensor 30,
The F sensor 30 is prevented from deterioration because no overcurrent flows through the sensor element. Further, even a system having a wide A / F detection range can be appropriately handled.
【００５６】ところで、上記実施例では、Ａ／Ｆ（空燃
比）を酸素濃度に応じた電流信号として検出するＡ／Ｆ
センサ３０用制御装置について述べたが、このＡ／Ｆセ
ンサ３０としては１セル式の限界電流式酸素濃度センサ
に限らず２セル式の酸素濃度センサでもよい。また、コ
ップ型の酸素濃度センサに限らず積層型の酸素濃度セン
サでもよいBy the way, in the above embodiment, the A / F (air-fuel ratio) is detected as a current signal corresponding to the oxygen concentration.
Although the control device for the sensor 30 has been described, the A / F sensor 30 is not limited to the one-cell type limiting current type oxygen concentration sensor, and may be a two-cell type oxygen concentration sensor. The oxygen concentration sensor is not limited to the cup type, but may be a laminated type oxygen concentration sensor.
【００５７】また、上記実施例では、ガス濃度センサ用
制御装置に用いるガス濃度センサとして、酸素濃度を検
出するＡ／Ｆセンサ３０について述べたが、その他のガ
ス濃度センサとして、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯx
）濃度を検出するＮＯx 濃度センサ１００について、
図１２を参照して説明する。なお、図１２は、ＮＯx 濃
度センサ１００の先端部の要部構成を示す断面模式図で
あり、このＮＯx 濃度センサ１００は所定の筒状ハウジ
ング内に収容され、図１に示すＡ／Ｆセンサ３０と同
様、内燃機関１０の下流側に接続された排気通路１２に
配設される。Further, in the above embodiment, the A / F sensor 30 for detecting the oxygen concentration is described as the gas concentration sensor used in the control device for the gas concentration sensor, but as another gas concentration sensor, nitrogen in the exhaust gas is used. Oxides (NOx
) Regarding the NOx concentration sensor 100 for detecting the concentration,
This will be described with reference to FIG. Note that FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the main configuration of the tip portion of the NOx concentration sensor 100. The NOx concentration sensor 100 is housed in a predetermined cylindrical housing, and the A / F sensor 30 shown in FIG. Similarly to, the exhaust passage 12 is connected to the downstream side of the internal combustion engine 10.
【００５８】図１２において、ＮＯx 濃度センサ１００
は、主として、固体電解質ＳＥA と一対の電極１２１，
１２２からなる酸素ポンプセル１２０、固体電解質ＳＥ
B と一対の電極１５１，１５２からなる酸素検知セル１
５０及び固体電解質ＳＥB と一対の電極１６１，１６２
からなるＮＯx 検知セル１６０にて構成されている。そ
して、固体電解質ＳＥA と固体電解質ＳＥB との間に
は、アルミナ（酸化アルミニウム）等からなるスペーサ
１３０が介設され、このスペーサ１３０に設けられた抜
穴により第一の内部空間１３１、第二の内部空間１３２
が形成されている。また、固体電解質ＳＥB の裏面側に
はアルミナ等からなるスペーサ１４０が介設され、この
スペーサ１４０には長手方向の端縁まで延設された抜穴
により基準酸素濃度ガスである大気が導入される大気通
路１４１が形成され、更に、各セルを加熱するためのヒ
ータ１７０が積層されている。In FIG. 12, the NOx concentration sensor 100 is shown.
Is mainly a solid electrolyte SEA and a pair of electrodes 121,
Oxygen pump cell 120 consisting of 122, solid electrolyte SE
Oxygen detection cell 1 consisting of B and a pair of electrodes 151, 152
50 and solid electrolyte SEB and a pair of electrodes 161, 162
The NOx detection cell 160 is composed of A spacer 130 made of alumina (aluminum oxide) or the like is interposed between the solid electrolyte SEA and the solid electrolyte SEB, and the first inner space 131 and the second inner space 131 are formed by the holes formed in the spacer 130. Internal space 132
Are formed. Further, a spacer 140 made of alumina or the like is provided on the back surface side of the solid electrolyte SEB, and the atmosphere as the reference oxygen concentration gas is introduced into this spacer 140 through a hole extending to the end in the longitudinal direction. An atmosphere passage 141 is formed, and a heater 170 for heating each cell is further stacked.
【００５９】酸素ポンプセル１２０は、第一の内部空間
１３１内の酸素濃度を所定濃度に保持するためのもの
で、シート状に形成された酸素イオン導電性の固体電解
質ＳＥA と、その両面の対向位置にスクリーン印刷等に
より形成された一対の電極１２１，１２２からなる。酸
素イオン導電性の固体電解質ＳＥA としては例えば、イ
ットリア添加ジルコニア等が用いられる。The oxygen pump cell 120 is for keeping the oxygen concentration in the first internal space 131 at a predetermined concentration, and is a sheet-shaped oxygen ion conductive solid electrolyte SEA and its opposing positions on both sides. It is composed of a pair of electrodes 121, 122 formed by screen printing or the like. As the oxygen ion conductive solid electrolyte SEA, for example, yttria-added zirconia or the like is used.
【００６０】固体電解質ＳＥA 及び一対の電極１２１，
１２２を貫通して、所定の径寸法のピンホール１１１が
形成されている。このピンホール１１１の径寸法は、こ
れを通過して第一の内部空間１３１に導入される排気ガ
スの拡散速度が所定の速度となるように適宜設定され
る。また、排気ガス側の電極１２１及びピンホール１１
１を被覆して、多孔質アルミナ等からなる多孔質保護層
１１３が形成されており、電極１２１の被毒やピンホー
ル１１１が排気ガスに含まれる煤等で目詰まりするのが
防止される。Solid electrolyte SEA and a pair of electrodes 121,
A pinhole 111 having a predetermined diameter is formed through 122. The diameter of the pinhole 111 is appropriately set so that the diffusion speed of the exhaust gas passing through the pinhole 111 and introduced into the first internal space 131 becomes a predetermined speed. In addition, the exhaust gas side electrode 121 and the pinhole 11
1, a porous protective layer 113 made of porous alumina or the like is formed to prevent the electrode 121 from being poisoned and the pinhole 111 from being clogged with soot contained in the exhaust gas.
【００６１】酸素検知セル１５０は第一の内部空間１３
１内の酸素濃度を検出するもので、ジルコニア等からな
るシート状の固体電解質ＳＥB と、その両面の対向位置
にスクリーン印刷等により形成された一対の電極１５
１，１５２からなる。一対の電極１５１，１５２のう
ち、電極１５１は例えば、多孔質Ｐｔ（白金）電極から
なり大気通路１４１に露出して形成され、この電極１５
１と固体電解質ＳＥB を挟んで対向する電極１５２は第
一の内部空間１３１に露出して形成されている。この電
極１５２は酸素ポンプセル１２０の電極１２２と同様、
ＮＯx の還元に対して不活性であり、酸素の還元に対し
て活性であるように電極活性が調整されている。The oxygen detection cell 150 has the first internal space 13
A solid electrolyte SEB made of zirconia or the like and a pair of electrodes 15 formed by screen printing or the like on opposite sides of the solid electrolyte SEB.
It consists of 1,152. Of the pair of electrodes 151 and 152, the electrode 151 is made of, for example, a porous Pt (platinum) electrode and is formed so as to be exposed in the atmosphere passage 141.
The electrode 152, which is opposed to No. 1 with the solid electrolyte SEB interposed therebetween, is formed so as to be exposed in the first internal space 131. This electrode 152 is similar to the electrode 122 of the oxygen pump cell 120.
The electrode activity is adjusted so that it is inactive for NOx reduction and active for oxygen reduction.
【００６２】ＮＯx 検知セル１６０はＮＯx の還元分解
により生じる酸素量からＮＯx 濃度を検出するもので、
酸素検知セル１５０と共通の固体電解質ＳＥB と、その
両面の対向位置にスクリーン印刷等により形成された一
対の電極１６１，１６２からなる。固体電解質ＳＥB に
隣接するスペーサ１３０の抜穴にて設けられた第一の内
部空間１３１と第二の内部空間１３２との間には絞りと
しての連通孔１１２が形成されており、第一の内部空間
１３１内の被測定ガスが所定の拡散速度で第二の内部空
間１３２内に導入される。The NOx detecting cell 160 detects the NOx concentration from the amount of oxygen produced by the reductive decomposition of NOx.
A solid electrolyte SEB common to the oxygen detection cell 150, and a pair of electrodes 161 and 162 formed by screen printing or the like on opposite sides of the solid electrolyte SEB. A communication hole 112 as a diaphragm is formed between the first internal space 131 and the second internal space 132, which are provided by the hole of the spacer 130 adjacent to the solid electrolyte SEB, and the first internal space 131 is formed. The gas to be measured in the space 131 is introduced into the second internal space 132 at a predetermined diffusion rate.
【００６３】一対の電極１６１，１６２のうち、電極１
６１は例えば、多孔質Ｐｔ電極からなり大気通路１４１
に露出して形成され、この電極１６１と固体電解質ＳＥ
B を挟んで対向する電極１６２は第二の内部空間１３２
に露出して形成されている。この電極１６２はＮＯx の
還元に対して活性である例えば、多孔質Ｐｔ電極からな
る。このため、第二の内部空間１３２に導入される被測
定ガス中のＮＯx は、電極１６２にて還元分解され酸素
と窒素とが生成される。Of the pair of electrodes 161, 162, the electrode 1
Reference numeral 61 denotes, for example, a porous Pt electrode, and an atmosphere passage 141.
The electrode 161 and the solid electrolyte SE formed by being exposed to the
The electrodes 162 facing each other with B in between are the second internal space 132.
It is exposed and formed. This electrode 162 is, for example, a porous Pt electrode that is active for NOx reduction. Therefore, NOx in the measurement gas introduced into the second internal space 132 is reduced and decomposed at the electrode 162 to generate oxygen and nitrogen.
【００６４】更に、ヒータ１７０はアルミナ等からなる
ヒータシート１７３面にヒータ電極１７１が形成されて
いる。ヒータ電極１７１としては、通常、Ｐｔ電極が用
いられ、その上面にはアルミナ等からなる絶縁層１７２
が形成されている。ヒータ電極１７１や各電極のリード
部には図示しないリードが接続されセンサ基部の端子に
接続されている。Further, the heater 170 has a heater electrode 171 formed on the surface of a heater sheet 173 made of alumina or the like. A Pt electrode is usually used as the heater electrode 171, and an insulating layer 172 made of alumina or the like is formed on the upper surface of the Pt electrode.
Are formed. Leads (not shown) are connected to the heater electrodes 171 and the lead portions of the electrodes, and are connected to the terminals of the sensor base.
【００６５】上述のように構成されたＮＯx 濃度センサ
１００の作動について以下に説明する。被測定ガスであ
る排気ガスは、ピンホール１１１を通って第一の内部空
間１３１に導入される。酸素検知セル１５０では、第一
の内部空間１３１に面する電極１５２と大気が導入され
る大気通路１４１に面する電極１５１との酸素濃度差に
基づき、ネルンストの式で表される起電力が発生され
る。この起電力の大きさを測定することで、第一の内部
空間１３１内の酸素濃度を知ることができる。The operation of the NOx concentration sensor 100 configured as described above will be described below. The exhaust gas, which is the gas to be measured, is introduced into the first internal space 131 through the pinhole 111. In the oxygen detection cell 150, an electromotive force represented by the Nernst equation is generated based on the oxygen concentration difference between the electrode 152 facing the first internal space 131 and the electrode 151 facing the atmosphere passage 141 into which the atmosphere is introduced. To be done. By measuring the magnitude of this electromotive force, the oxygen concentration in the first internal space 131 can be known.
【００６６】酸素ポンプセル１２０では、一対の電極１
２１，１２２間に電圧が印加され第一の内部空間１３１
内の酸素が出し入れされることにより、第一の内部空間
１３１内の酸素濃度が所定の低濃度に制御される。例え
ば、排気ガス側の電極１２１が（＋）極となるように所
定の電圧が印加されると、第一の内部空間１３１側の電
極１２２上で酸素が還元され酸素イオンとなり、ポンピ
ング作用により電極１２１側に排出される。一対の電極
１２１，１２２間への通電量は、酸素検知セル１５０の
一対の電極１５１，１５２間に発生する起電力が所定の
一定値となるようにフィードバック制御され、第一の内
部空間１３１内の酸素濃度が一定とされる。ここで、第
一の内部空間１３１に面する電極１２２，１５２は酸素
の還元に対しては活性であるが、ＮＯx の還元に対して
は不活性であるので、第一の内部空間１３１内では、Ｎ
Ｏx の分解は起こらず、従って、酸素ポンプセル１２０
の作動により第一の内部空間１３１内のＮＯx 量が変化
することはない。In the oxygen pump cell 120, the pair of electrodes 1
A voltage is applied between the first and second inner spaces 131 and 131.
The oxygen concentration in the first internal space 131 is controlled to a predetermined low concentration by the oxygen in and out of the inside. For example, when a predetermined voltage is applied so that the electrode 121 on the exhaust gas side becomes the (+) pole, oxygen is reduced to oxygen ions on the electrode 122 on the first internal space 131 side, and the electrode is activated by the pumping action. It is discharged to the 121 side. The amount of electricity supplied between the pair of electrodes 121 and 122 is feedback-controlled so that the electromotive force generated between the pair of electrodes 151 and 152 of the oxygen detection cell 150 has a predetermined constant value. The oxygen concentration of is constant. Here, the electrodes 122 and 152 facing the first internal space 131 are active for the reduction of oxygen but inactive for the reduction of NOx. , N
No decomposition of Ox occurs and therefore the oxygen pump cell 120
The operation does not change the amount of NOx in the first internal space 131.
【００６７】酸素ポンプセル１２０及び酸素検知セル１
５０により一定の低酸素濃度となった排気ガスは、連通
孔１１２を通って第二の内部空間１３２内に導入され
る。第二の内部空間１３２に面するＮＯx 検知セル１６
０は、ＮＯx に対して活性であるので、電極１６１が
（＋）極となるように一対の電極１６１，１６２間に所
定の電圧が印加されると、電極１６２上でＮＯx が還元
分解され、ＮＯx 分子内の酸素原子による酸素イオン電
流が流れる。この電流値が測定されることで排気ガス中
に含まれるＮＯx 濃度を検出することができる。Oxygen pump cell 120 and oxygen detection cell 1
The exhaust gas having a constant low oxygen concentration by 50 is introduced into the second internal space 132 through the communication hole 112. NOx detection cell 16 facing the second internal space 132
Since 0 is active with respect to NOx, when a predetermined voltage is applied between the pair of electrodes 161 and 162 so that the electrode 161 becomes the (+) pole, NOx is reductively decomposed on the electrode 162, An oxygen ion current due to oxygen atoms in the NOx molecule flows. By measuring this current value, the NOx concentration contained in the exhaust gas can be detected.
【００６８】上述の構成からなるＮＯx 濃度センサ１０
０における酸素ポンプセル１２０の一対の電極１２１，
１２２間、酸素検知セル１５０の一対の電極１５１，１
５２間、ＮＯx 検知セル１６０の電極１６１，１６２間
の各電圧にはそれぞれ適切な設定電圧が存在し、その電
圧を越えて過大な電圧が印加されると各セルの劣化を招
き、結果的として、ＮＯx 濃度センサ１００が不良にな
ってしまう。つまり、Ａ／Ｆセンサ３０と同様、ＮＯx
濃度センサ１００においても電圧の印加に伴って流れる
センサ電流（限界電流）からＮＯx 濃度を検出するので
あるが、ＮＯx濃度センサ１００に過電流が流れること
のないよう適切な所定範囲の電圧を印加することが必要
条件となる。そして、ＮＯx 濃度センサ１００に印加さ
れる電圧が適切な電圧範囲を外れたときには、例えば、
ＮＯx 濃度センサ１００の両端子が同電位にされること
で、センサ素子に過電流が流れることがないためＮＯx
濃度センサ１００の劣化が防止される。The NOx concentration sensor 10 having the above structure.
A pair of electrodes 121 of the oxygen pump cell 120 at 0,
122 between the pair of electrodes 151, 1 of the oxygen sensing cell 150.
52, there is an appropriate set voltage for each voltage between the electrodes 161 and 162 of the NOx detection cell 160, and if an excessive voltage is applied exceeding that voltage, each cell is deteriorated, and as a result, , The NOx concentration sensor 100 becomes defective. That is, as with the A / F sensor 30, NOx
In the concentration sensor 100 as well, the NOx concentration is detected from the sensor current (limit current) that flows with the application of the voltage, but a voltage in an appropriate predetermined range is applied to the NOx concentration sensor 100 so that overcurrent does not flow. Is a necessary condition. When the voltage applied to the NOx concentration sensor 100 is out of the appropriate voltage range, for example,
Since both terminals of the NOx concentration sensor 100 are set to the same potential, NOx does not flow through the sensor element, so NOx
The deterioration of the density sensor 100 is prevented.
【００６９】このように、ガス濃度センサ用制御装置に
用いるガス濃度センサとして、酸素濃度を検出するＡ／
Ｆセンサ３０、窒素酸化物（ＮＯx ）濃度を検出するＮ
Ｏx濃度センサ１００について述べたが、本発明を実施
する場合には、これらに限定されるものではなく、その
他、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）等のガス濃
度を検出するガス濃度センサを用いたガス濃度センサ用
制御装置にも同様に応用することができる。As described above, the gas concentration sensor used in the gas concentration sensor control device detects A /
F sensor 30, N for detecting nitrogen oxide (NOx) concentration
Although the Ox concentration sensor 100 has been described, the present invention is not limited to these, but in addition, a gas concentration for detecting a gas concentration of hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), or the like. The present invention can be similarly applied to a gas concentration sensor control device using a sensor.
【図１】 図１は本発明の実施の形態の第１実施例乃至
第３実施例にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用され
た空燃比検出装置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to first to third examples of an embodiment of the present invention is applied.
【図２】 図２は図１におけるＡ／Ｆセンサの概略構成
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of the A / F sensor in FIG.
【図３】 図３は本発明の実施の形態の第１実施例乃至
第３実施例にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用され
た空燃比検出装置で使用されているＡ／Ｆセンサの電圧
−電流特性を示すテーブルである。FIG. 3 is a view showing an A / F sensor used in an air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first to third embodiments of the present invention is applied. It is a table which shows a voltage-current characteristic.
【図４】 図４は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の電気的構成を示す回路図
である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a bias control circuit in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first example of the embodiment of the present invention is applied.
【図５】 図５は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の変形例における電気的構
成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an electrical configuration in a modified example of the bias control circuit in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first embodiment of the present invention is applied. Is.
【図６】 図６は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の他の変形例における電気
的構成を示す回路図である。FIG. 6 shows an electrical configuration of another modified example of the bias control circuit in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first embodiment of the present invention is applied. It is a circuit diagram.
【図７】 図７は本発明の実施の形態の第２実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の電気的構成を示す回路図
である。FIG. 7 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a bias control circuit in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the second example of the embodiment of the present invention is applied.
【図８】 図８は本発明の実施の形態の第３実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置で使用されているマイコンによるＡ／Ｆセンサの印加
電圧設定の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a diagram showing an applied voltage setting of an A / F sensor by a microcomputer used in an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to a third embodiment of the present invention is applied. 5 is a flowchart showing the processing procedure of step S1.
【図９】 図９は図８を説明するためのＡ／Ｆセンサの
電圧−電流特性を示すテーブルである。9 is a table showing voltage-current characteristics of the A / F sensor for explaining FIG.
【図１０】 図１０は本発明の実施の形態の第３実施例
にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置で使用されているマイコンによるＡ／Ｆセンサの
印加電圧設定の他の処理手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 10 is a diagram showing an applied voltage setting of an A / F sensor by a microcomputer used in an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to a third embodiment of the present invention is applied. It is a flowchart which shows the other process procedure of.
【図１１】 図１１は図１０を説明するためのＡ／Ｆセ
ンサの電圧−電流特性を示すテーブルである。11 is a table showing voltage-current characteristics of the A / F sensor for explaining FIG.
【図１２】 図１２はＮＯx 濃度センサの要部構成を示
す断面模式図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a main configuration of a NOx concentration sensor.
１０ 内燃機関 ２０ マイクロコンピュータ（マイコン） ３０ Ａ／Ｆセンサ（酸素濃度センサ） ３１ ヒータ ４０ バイアス制御回路 ５０ 電流検出回路 ６０ 過電圧検出回路 ７０ ヒータ制御回路 10 Internal combustion engine 20 Microcomputer 30 A / F sensor (oxygen concentration sensor) 31 heater 40 Bias control circuit 50 Current detection circuit 60 Overvoltage detection circuit 70 Heater control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷田 哲志 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 昭63−279160（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−95855（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/41 G01N 27/416 G01N 27/419 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Haseda 1-chome, Showa-cho, Kariya city, Aichi Prefecture DENSO CORPORATION (56) References JP-A-63-279160 (JP, A) Sankaihei 2- 95855 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/41 G01N 27/416 G01N 27/419
Claims (6)
度に応じた電流信号を出力するガス濃度センサに対して
電圧を印加する電圧印加手段と、 前記電圧印加手段にて前記ガス濃度センサに印加される
電圧が所定の電圧範囲内にあるかを判定する電圧判定手
段と、 前記電圧判定手段にて前記ガス濃度センサに印加される
電圧が所定の電圧範囲を外れたと判定されたときには、
前記ガス濃度センサの両端子を同電位にする保護手段と
を具備することを特徴とするガス濃度センサ用制御装
置。1. A voltage application unit for applying a voltage to a gas concentration sensor that outputs a current signal according to the gas concentration in a gas to be detected in accordance with the application of a voltage, and the gas concentration sensor by the voltage application unit. Voltage determining means for determining whether the voltage applied to the gas is within a predetermined voltage range, and the voltage determining means applies the voltage to the gas concentration sensor.
When it is determined that the voltage is out of the predetermined voltage range,
A control device for a gas concentration sensor, comprising: a protection unit that sets both terminals of the gas concentration sensor to the same potential .
前記ガス濃度センサに印加される電圧が所定の電圧範囲
を外れたと判定されたときには、前記ガス濃度センサの
両端子のうち何れか一方の端子を他方の端子に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス濃度センサ用制
御装置。 2. The protection means, when the voltage determination means determines that the voltage applied to the gas concentration sensor is out of a predetermined voltage range, either one of both terminals of the gas concentration sensor is provided. The controller for a gas concentration sensor according to claim 1, wherein the terminal is connected to the other terminal.
前記ガス濃度センサに印加される電圧が所定の電圧範囲
を外れたと判定されたときには、前記ガス濃度センサの
両端子のうち何れか一方の端子を開放することを特徴と
する請求項１に記載のガス濃度センサ用制御装置。 3. The protection means, when the voltage determination means determines that the voltage applied to the gas concentration sensor is out of a predetermined voltage range, either one of both terminals of the gas concentration sensor is provided. The control device for the gas concentration sensor according to claim 1, wherein the terminal is opened.
一時的に格納するメモリを有する演算手段を備え、 前記演算手段は、所定の周期で前記メモリ内の値を予め
設定された比較値と比較し、所定範囲を外れているとき
には、強制的に前記メモリ内の値を所定値に更新するこ
とを特徴とする請求項１に記載のガス濃度センサ用制御
装置。 Wherein an arithmetic unit having a memory for storing the voltage applied to the gas concentration sensor temporarily said computing means, a preset comparison value the value in the memory at a predetermined cycle 2. The gas concentration sensor control device according to claim 1, wherein the control unit forcibly updates the value in the memory to a predetermined value when the values are out of the predetermined range.
較値をガス濃度に応じて変更することを特徴とする請求
項４に記載のガス濃度センサ用制御装置。 Wherein said computing means, claims and changes the preset comparison value depending on the gas concentration
Item 4. The control device for gas concentration sensor according to Item 4 .
度に応じた電流信号を出力するガス濃度センサに対して
印加する電圧を算出する演算手段と、 前記演算手段の出力が確定しない期間または前記演算手
段が構成部品の断線や短絡を検出したときには、前記ガ
ス濃度センサの両端子を同電位にする保護手段とを具備
することを特徴とするガス濃度センサ用制御装置。 6. A calculation means for calculating a voltage applied to a gas concentration sensor which outputs a current signal according to a gas concentration in a gas to be detected when a voltage is applied, and a period during which the output of the calculation means is not fixed. Alternatively, the control device for a gas concentration sensor is provided with a protection device that sets both terminals of the gas concentration sensor to the same potential when the arithmetic means detects a disconnection or a short circuit of a component.
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