JP2001165899A

JP2001165899A - 酸素センサの自己診断方法ならびにその装置

Info

Publication number: JP2001165899A
Application number: JP35417799A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Nakawa; 良春名川
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】限界電流式酸素センサの測定誤差を未然に防
止し、メンテナンスを容易にする。【解決手段】ＣＰＵ２は記憶回路３に格納されたプロ
グラムに従い、プレート電圧印加回路４を介して酸素セ
ンサ１に印加する電圧を制御することにより所定の間隔
で電圧を逐次与え、記憶回路３に、都度、各電圧におけ
る酸素センサ１の出力電流を記憶し、被測定ガスの濃度
域によって決まる大気中の基準電圧と酸素センサ１に印
加する任意の電圧における酸素センサ１の出力電流の比
率を演算し、その比率があらかじめ定義される閾値に満
たない場合、表示回路８、外部出力回路９を介して酸素
センサ１の交換、もしくは調整を促す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定範囲内の印加
電圧に対して被測定ガス中の酸素濃度に対応した限界電
流値を有する限界電流式酸素濃度検出装置に用いて好適
な、酸素センサの自己診断方法ならびにその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガス燃焼装置では、燃焼排ガス中の酸素
濃度を検出することにより、空燃比の制御を行ってい
る。これに用いられる酸素濃度検出装置として限界電流
式酸素センサがある。限界電流式酸素センサ（以下、単
に酸素センサという）は、酸素輸送をガス拡散にて行
い、その拡散量を制御する拡散律速体として多孔質アル
ミナ基板を用いている。その多孔質アルミナ基板の一面
に、ガラス透過性の白金電極（陰極）、ジルコニア固体
電解質、白金電極（陽極）を高周波スパッタリングによ
り順次積層して検知部を形成し、他面には、素子を動作
温度まで加熱する白金ヒータを形成している。電極及び
ヒータからは超音波ボールボンディングを用いて白金リ
ード線を取り出し、更に保護を目的に素子全体を多孔質
のセラミック層で覆っている。

【０００３】上記酸素センサに印加する電圧を徐々に増
加させていくと電圧が低い間は両電極間に流れる電流は
電圧にほぼ比例して増加する。この電圧領域を抵抗支配
領域と称するが、更に電圧を増加していくと、ある電圧
範囲において電流は電圧に左右されず、ほぼ一定とな
る。この範囲内の電圧領域を過電圧支配領域と称し、こ
のほぼ一定の電流を限界電流と称する。この限界電流値
は被測定ガス中の酸素濃度とほぼ比例関係にあり、これ
を求めることによって酸素濃度を検出できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記酸素セ
ンサを継続使用することにより当然のことながら劣化現
象が生じ、上記した「電圧値を変化させても電流値が変
化しない特性が得られるときの電流値が酸素濃度に比例
する」といった特性が得られなくなり、電圧値の変化に
より電流値も変化する特性に変化すると、その電流値は
酸素濃度に対応した電流値でなくなるため、正確な酸素
濃度の測定ができなくなる。

【０００５】このため、従来から大気中の限界電流の経
時変化を随時補正する方法が提案されているが、回路及
びシステムの簡素化のために検出電圧の切替えを行わな
い場合には酸素センサ劣化に対し補正にも限界があり、
逆に誤差を拡大させてしまうことがある。

【０００６】図１０（ａ）に酸素センサ出力特性（電圧
電流特性）の経時変化を、図１０（ｂ）に酸素センサ劣
化時におけるリニア特性誤差補正シミュミレーショング
ラフを示す。図中、●でプロットした点は初期状態にお
ける酸素濃度誤差を％表示してものであり、▲でプロッ
トした点は酸素センサ劣化後における酸素濃度誤差を％
表示したものであり、◆でプロットした点は大気中の限
界電流の経時変化を２０％補正した結果を、×でプロッ
トした点は大気中の経時変化を１８％補正した結果を示
す。

【０００７】また、検出電圧の切替えを実施したとして
も、酸素センサ劣化により限界電流域が減少し、検出電
圧レベルが酸素センサ出力電流の抵抗支配領域にかかっ
た場合には安定した特性が得られにくく、図１１（ｂ）
に示すように上記した補正を行っても誤差の拡大につな
がることになる。図１１（ａ）は酸素センサ劣化時の出
力特性の経時変化を、図１１（ｂ）は酸素センサの出力
劣化に伴う、限界電流域が減少した場合の補正シュミレ
レーションを示す。尚、図中、●▲◆×印は図１０に示
すものと同様である。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、被測定ガスの濃度域によって決まる大気中の基準
電圧と酸素センサに印加する任意の電圧における酸素セ
ンサ出力電流の比率を演算し、その比率があらかじめ定
義される閾値に満たない場合に酸素センサの交換、もし
くは調整を促すことによって酸素センサ劣化の度合を把
握し、このことにより、測定誤差の拡大を未然に防ぎ信
頼性の向上をはかると共に、酸素センサのメンテナンス
の容易化をはかった酸素センサの自己診断方法ならびに
その装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために請求項１に記載の酸素センサの自己診断方法は、
所定範囲の印加電圧に対して被測定ガス中の酸素濃度
に対応する限界電流を有する酸素センサによる濃度検出
装置に用いられ、前記酸素センサに印加する電圧を制御
することにより所定の間隔で逐次与え、都度各電圧にお
ける酸素センサの出力電流を記憶し、被測定ガスの濃度
域によって決まる大気中の基準電圧と前記酸素センサに
印加する任意の電圧における酸素センサ出力電流の比率
を演算し、その比率があらかじめ定義される閾値に満
たない場合に前記酸素センサの交換、もしくは調整を促
すこととした。

【００１０】このことにより、酸素センサ劣化の基準と
して、大気中での検出電圧であるプレート電圧（ＶＰ）
が０．７Ｖとプレート電圧が０．５Ｖ時の酸素センサ電
流値の比率を演算し、その比率が例えば９５％以上あれ
ばその酸素センサは良好とし、９５％未満の場合は例え
ばエラー表示して酸素センサの交換を促し、更に酸素セ
ンサの劣化度合を把握するものである。従って、測定誤
差の拡大が未然に防止でき、酸素センサのメンテナンス
が容易にできる。

【００１１】また、請求項２に記載の酸素センサの自己
診断方法は、請求項１に記載の同方法において、前記閾
値を複数設定し、前記演算された比率と各閾値とを比較
することにより、前記酸素センサの交換、もしくは調整
の目安として、劣化の度合を表示することとした。この
ことにより、例えば酸素センサ劣化のレベルを５段階に
設定し、レベルＩは残使用可能期間6カ月〜１年、レベ
ルIIは３カ月〜６カ月、レベルIIIは１カ月〜３カ月、
レベルIVは１カ月以内、レベルＶは早期にユニット交換
要であって使用可能期間は１週間以内であると認識で
き、酸素センサのメンテナンスを木目細かく実行でき
る。

【００１２】更に、請求項３に記載の酸素センサの自己
診断方法は、請求項１に記載の同方法において、前記調
整は、酸素センサの劣化の度合に従い、外部から調整濃
度を設定することにより酸素センサの電圧電流の出力特
性を変化させることとした。このことにより、レベル
Ｉ、IIは調整点２０％、レベルIIIは調整点１９％、レ
ベルIV、Ｖは１８％と設定でき、交換用の酸素センサを
用意できないときに濃度を再調整することにより対応で
きる。

【００１３】上記した課題を解決するために請求項４に
記載の酸素センサにおける自己診断装置は、所定範囲の
印加電圧に対して被測定ガス中の酸素濃度に対応する限
界電流を有する酸素センサによる濃度検出装置におい
て、前記酸素センサに印加する電圧を制御することによ
り所定の間隔で逐次与える電圧印加回路と、都度、各電
圧における前記酸素センサの出力電流値が計測され、電
圧値に変換された値が設定記憶される記憶回路と、前記
被測定ガスの濃度域によって決まる大気中の基準電圧と
前記酸素センサに印加する任意電圧の比率を演算する演
算回路と、前記演算回路によって演算された比率があら
かじめ定義される閾値に満たない場合に前記酸素センサ
の交換、もしくは調整を促す表示回路とを有することと
した。

【００１４】上記構成により、電圧印加回路をコントロ
ールし、例えば、０．１Ｖから０．１Ｖ／秒の割合で印
加電圧を高方に順次切替え、各電圧での酸素センサ出力
電流を記憶回路に記録し、酸素センサ劣化の基準として
大気中での検出電圧０．７Ｖと印加電圧０．５Ｖ時の酸
素センサ電流値の比率を演算し、９５％未満となったと
きに表示回路を駆動して酸素センサ交換を促す目安とす
る。このことにより、酸素センサ劣化の度合を把握で
き、測定誤差の拡大を未然に防止でき、酸素センサのメ
ンテナンスの容易化が可能となる。

【００１５】また、請求項５に記載の酸素センサの自己
診断装置は、請求項４に記載の同装置において、前記閾
値を複数設定し、前記演算された比率と各閾値とを比較
することによって前記酸素センサ交換、もしくは調整の
目安として劣化の度合を表示する表示回路を更に有する
こととした。更に、請求項６に記載の酸素センサの自己
診断装置は、請求項４に記載の同装置において、前記酸
素センサ劣化の度合が所定値を越えたときに警報を発す
る出力回路を更に有することとした。

【００１６】このことにより、表示回路によって酸素セ
ンサの交換を促し、あるいは、劣化レベルを５段階に設
定し、そのレベル値を外部出力回路に表示または、判定
レベルによっては出力回路を介して警報を発することに
より、酸素センサのメンテナンスの容易化がはかれ、装
置としての信頼性が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示すブ
ロック図である。図において、１は酸素センサであり、
その構造等については上述したとおりである。２は酸素
センサ１の診断を行うＣＰＵであり、記憶回路３にあら
かじめ記録されたプログラムを逐次読出し実行すること
により、図２にフローチャートで示す酸素センサ２の自
己診断を行う。ここでは、ＣＰＵ２に接続される各周辺
回路４、５、６、７、８、９のコントロールを行う他
に、大気中での検出電圧とある特定のプレート電圧との
比率を演算し、あらかじめ定義された閾値と比較するこ
とにより、酸素センサ１の交換、あるいは補正の目安を
与える演算回路としても機能する。

【００１８】４はプレート電圧印加回路である。プレー
ト電圧印加回路４は、ＣＰＵ２によるコントロールの
下、酸素センサ１のプレートに印加する電圧を適当な時
間間隔で逐次上昇させ供給する。５は酸素センサ出力検
出回路であり、酸素センサ１のプレートに電圧が印加さ
れた結果、酸素センサ１に流れる限界電流を含む電流値
を測定し、この電流値を電圧に変換してＣＰＵ２へ供給
する。６はヒータ電圧印加回路である。ヒータ電圧印加
回路６は、酸素センサ素子を動作温度まで加熱するため
に設けられる。

【００１９】７は濃度表示回路、８はエラー表示回路で
あり、共にＣＰＵ２によるコントロールの下、それぞ
れ、限界電流値に対応する酸素濃度を表示し、あるいは
エラー表示を行い酸素センサ交換を促す。９は外部出力
回路であり、後述する５段階診断時ＣＰＵ２により酸素
センサ劣化の度合（レベルＩ〜Ｖ）が判断され、そのレ
ベルによっては外部に警報を発するか、あるいはそのレ
ベルを表示する回路である。

【００２０】図２は、ＣＰＵ２による酸素センサ１の自
己診断処理の手順をフローチャートで示した図である。
以下、図２に示すフローチャートを参照しながら図１に
示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。ま
ず、ＣＰＵ２は、プレート電圧印加回路４をコントロー
ルし、０．１Ｖから０．１Ｖ／秒の割合で印加電圧を移
行させ、各電圧での酸素センサ１の出力電流を測定し、
都度、記憶回路３に記録する（ステップＳ２１〜Ｓ３
６）。次に、酸素センサ１の劣化基準として、ＣＰＵ２
で、大気中での検出電圧ＶＰ＝０．７ＶとＶＰ＝０．５
Ｖ時における酸素センサ電流の比率を演算する（ステッ
プＳ３７）。ここで、例えば閾値として設定される９２
％未満となった場合にはエラー表示回路８にエラー表示
を行い（ステップＳ３８）、酸素センサ１の交換を促す
目安とする。

【００２１】ここで、検出電圧の基準、及び閾値の設定
につき補足する。まず、検出電圧の基準については、測
定対象となる濃度域、及び使用環境により多少前後する
が、概略、０．６〜０．８Ｖの範囲に設定している。こ
こでは、０．７Ｖとしたが、後述する５段階診断の場合
は０．６Ｖを基準としている。むしろ基準となるセンサ
出力特性の傾きの角度（変化量）としては高い方の電圧
で評価した方が良い。また、閾値については、大気中等
調整を実施した場合に濃度誤差が初期規格（±１％／１
０％以下）を外れる可能性が高いのが９５％であり、比
率が下がるに従い誤差が拡大していく。判定基準値とし
ては９５％程度の設定が望ましいが、実使用における誤
差を考慮し、ここでは閾値を９２％とした。従って、こ
の閾値は誤差濃度との関係から求めた値であり、的確な
計算式は存在しない。

【００２２】上記した動作をふまえ、本発明による酸素
センサの自己診断シュミレーションの結果を３例、図３
〜図８に表とグラフで示す。図３〜図８は、異なる環境
下でのシュミレーションの結果を示すものであり、１例
につき、酸素センサ出力特性の経時変化（図３、５、
７）と、酸素センサ劣化時におけるリニア特性誤差補正
シミュミレーション（図４、６、８）をいずれも表とグ
ラフで示してある。

【００２３】以下、表及びグラフの見方について補足す
る。図３において、初期値とあるのは工場出荷直前の状
態を、返却直後とあるのは不具合発生後、工場へ戻され
た状態を、通電１８ｈ後とあるのは、返却後、その酸素
センサ１に１８Ｈ通電した後の状態をいう。図４におけ
る表は、（ａ）出力値、（ｂ）換算濃度、（ｃ）誤差濃
度のそれぞれを示し、いずれも酸素濃度は大気中の濃度
（２０．６％）を含むリニア特性測定時の検査ガス濃度
を示す。ガス濃度は酸素センサ１のリニア特性そのもの
のデータである。

【００２４】また、１０２５（１０１１）ｈＰａとある
のは気圧を示している。気圧が変化すれば当然のことな
がら酸素濃度も変化する。ここでの数値は、酸素センサ
出力電流に関し検出抵抗を用いて電圧に変換し、２５％
でＤＣ５Ｖになるように調整している。この値を酸素濃
度に変換した値が表中のガス濃度になる。

【００２５】尚、再調とは、交換用の酸素センサを準備
していないときの配慮であり、図１に示す実施形態で
は、劣化時に酸素センサ１を交換することを主旨とする
が、交換用の酸素センサを準備していないときには再調
整する必要がある。従ってこの表は、指定した調整濃度
（２０％、１９％、１８％）で再調整したときのシュミ
レーション結果である。即ち、大気中の濃度２０．６％
を、各指定した調整濃度に設定したときの酸素センサ出
力電圧を示す。また、酸素センサ劣化の閾値につき、図
３、図４に示す例では比率９５％以上、図５、図６に示
す例では比率９０〜９５％、図７、図８に示す例では比
率９０％以下となっている。各グラフからわかるよう
に、９５％未満は補正濃度にもよるが、誤差が拡大して
いる。尚、自己診断なしに大気レベルのみ補正した場合
に、見た目に問題ないように思われるが、実際には低濃
度域で誤差が拡大している。

【００２６】図９は、本発明の他の診断方法を示すため
に引用した表であり、酸素センサ１の劣化レベルを５段
階（Ｉ〜Ｖ）に分類する方法が示されている。即ち、測
定ポイントを以下に列挙する（１）〜（５）の５種類設
定し、そのうち、Ｉ₄を基準として、それぞれの酸素セ
ンサ１の電流出力を除算し、除算して得たそれぞれの値
が判定基準である閾値９２％を越えるか、あるいは８５
％を越え、９２％未満であるか否かをＣＰＵ２が判定す
ることによりなされる。（１）Ｉ₁：プレート電圧（ＶＰ）０．３Ｖ時の酸素セ
ンサ電流出力（２）Ｉ₂：プレート電圧（ＶＰ）０．４Ｖ時の酸素セ
ンサ電流出力（３）Ｉ₃：プレート電圧（ＶＰ）０．５Ｖ時の酸素セ
ンサ電流出力（４）Ｉ₄：プレート電圧（ＶＰ）０．６Ｖ時の酸素セ
ンサ電流出力（５）Ｉ₅：プレート電圧（ＶＰ）０．７Ｖ時の酸素セ
ンサ電流出力

【００２７】ここでは、レベルＩとして、Ｉ₁／Ｉ₄＞９
２％以上のとき酸素センサ劣化度合を良好とし、出力特
性の劣化はなし、調整点は２０％とし、その酸素センサ
１の使用継続期間を６カ月〜１年として認定する。ま
た、レベルIIとして、ＩＶ比率がＩ₂／Ｉ₄＞９２％以上
のとき、出力絶対値が初期値の６０％以上（＞１２．４
％Ｏ₂）となり、酸素センサ１が劣化し始めたものと解
釈し、調整により使用可能であり調整点は２０％、その
酸素センサ１の使用継続期間を３カ月〜６カ月として認
定する。更に、レベルIIIとして、ＩＶ比率がＩ₃／Ｉ₄
＞９２％以上のとき、出力絶対値が初期値の７０％以上
（＞１４．４％Ｏ₂）となり、酸素センサ１の劣化がや
や進行したものと解釈し、依然として調整により使用可
能であり調整点は１９％、その酸素センサ１の使用継続
期間を１カ月〜３カ月として認定する。

【００２８】また、レベルIVとして、出力特性の比率が
８５％＜Ｉ₃／Ｉ₄＜９２％のとき、出力絶対値が初期値
の７５％以上（＞１５．４％Ｏ₂）となり、この場合、
酸素センサ１がかなり劣化してきたものと解釈し、使用
域での出力特性の劣化がやや進行し、短期間の使用は調
整により使用可能であるとし、その場合の調整点は１８
％、その酸素センサ１の使用継続期間は１カ月以内であ
ると認定する。更に、レベルＶとして、ＩＶ比率がＩ₃
／Ｉ₄＞８５％のとき酸素センサ１は使用不可、使用域
において酸素センサ１の劣化が顕著であるものと認定
し、できるだけ早期にユニット交換を要するものと認定
している。ここで、調整点は１８％、使用可能期間の目
安として１週間以内とする。尚、このレベル判定Ｉ〜Ｖ
は、図３〜図８に示したシュミレーション例にも示され
ている。

【００２９】上記したように診断レベルを５段階に設定
した場合も図１に示す実施形態と同様の構成で実現で
き、ＣＰＵ２が記憶回路３にプログラムされた内容を逐
次読み出し、それぞれ演算することにより実行される。
このとき、エラー表示回路８、もしくは別途用意される
外部出力回路９により警報を発するか、あるいは劣化レ
ベルＩ〜Ｖを表示することにより、調整等メンテナンス
がより容易になる。尚、上記した自己診断を手動で実行
する場合には、大気中の安定した状態で図示せぬキー操
作により行い、また、自動実行する場合は酸素センサの
使用環境を十分に考慮の上タイミングを設定する必要が
ある。

【００３０】以上説明のように本発明は、所定範囲の印
加電圧に対して被測定ガス中の酸素濃度に対応する限界
電流を有する酸素センサによる濃度検出装置に用いら
れ、前記酸素センサに印加する電圧を制御することによ
り所定の間隔で逐次与え、都度、各電圧における酸素セ
ンサの出力電流を記憶し、被測定ガスの濃度域によって
決まる大気中の基準電圧と前記酸素センサに印加する任
意の電圧における酸素センサ出力電流の比率を演算し、
その比率があらかじめ定義される閾値に満たない場合に
前記酸素センサの交換、もしくは調整を促すものであ
り、このことにより、酸素センサの劣化の度合を容易に
知ることができ、酸素センサ交換の目安としてのメンテ
ナンスを容易に行うことができる。また、測定誤差が拡
大した酸素センサをそのまま市場に残すことなく回収で
き、クレーム等の低減にも効果がある。

【００３１】

【発明の効果】以上説明のように請求項１に記載の発明
によれば、酸素センサ劣化の基準として、大気中での検
出電圧と所定のプレート電圧印加時における酸素センサ
電流値の比率を演算し、その比率が例えば９５％以上あ
れば酸素センサは良好とし、９５％未満の場合は例えば
エラー表示し、このことにより酸素センサの交換を促
し、酸素センサの劣化度合を把握するものである。従っ
て、測定誤差の拡大が未然に防止でき、酸素センサのメ
ンテナンスが容易にできる。また、測定誤差が拡大した
酸素センサをそのまま市場に残すことなく回収でき、ク
レーム等の低減にも効果が得られる。

【００３２】また、請求項２に記載の発明によれば、例
えば酸素センサ劣化のレベルを５段階に設定し、レベル
Ｉは残使用可能期間6カ月〜１年、レベルIIは３カ月〜
６カ月、レベルIIIは１カ月〜３カ月、レベルIVは１カ
月以内、レベルＶは早期にユニット交換要、使用可能期
間１週間以内と判断でき、このことにより、酸素センサ
のメンテナンスを木目細かく実行できる。更に、請求項
３に記載の発明によれば、例えば、酸素センサの劣化レ
ベルＩ、IIは調整点２０％、レベルIIIは調整点１９
％、レベルIV、Ｖは１８％と自動的に設定でき、交換用
の酸素センサを用意できないときに濃度を再調整するこ
とにより対応できる。

【００３３】請求項４に記載の発明によれば、ＣＰＵに
よりプレート電圧印加回路をコントロールし、所定間隔
で印加電圧を順次高い方に切替え、各電圧での酸素セン
サ出力電流を記憶回路に記録し、酸素センサ劣化の基準
として大気中での検出電圧と所定のプレート電圧時にお
ける酸素センサ電流値の比率を演算し、例えば９５％未
満となったときにエラー表示回路を駆動して酸素センサ
交換を促す目安とし、このことにより、酸素センサ劣化
の度合を把握でき、測定誤差の拡大を未然に防止できる
と共に、酸素センサのメンテナンスの容易化が可能とな
る。また、請求項５、請求項６に記載の発明によれば、
エラー表示回路によって酸素センサの交換を促し、ある
いは、劣化レベルを複数段に設定し、そのレベル値を外
部出力回路に表示、または、判定レベルによっては警報
を発することにより、酸素センサのメンテナンスの容易
化がはかれ、装置としての信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。

【図２】本発明実施形態の動作をフローチャートで示し
た図である。

【図３】本発明の実使用形態（１）をシュミレーション
した図であり、出力特性を表とグラフで示した図であ
る。

【図４】本発明の実使用形態（１）をシュミレーション
した図であり、酸素センサ劣化時におけるリニア特性濃
度換算誤差を表とグラフで示した図である。

【図５】本発明の実使用形態（２）をシュミレーション
した図であり、出力特性を表とグラフで示した図であ
る。

【図６】本発明の実使用形態（２）をシュミレーション
した図であり、酸素センサ劣化時におけるリニア特性濃
度換算誤差を表とグラフで示した図である。

【図７】本発明の実使用形態（３）をシュミレーション
した図であり、出力特性を表とグラフで示した図であ
る。

【図８】本発明の実使用形態（３）をシュミレーション
した図であり、酸素センサ劣化時におけるリニア特性濃
度換算誤差を表とグラフで示した図である。

【図９】本発明の他の診断方法を示すために引用した表
であり、酸素センサの劣化レベルを５段階（Ｉ〜Ｖ）に
分類する例が示されている。

【図１０】従来例（１）における酸素センサ出力特性
（電圧電流）の経時変化と、酸素センサ劣化時における
リニア特性誤差補正シミュミレーションを示す図であ
る。

【図１１】従来例（２）における酸素センサ出力特性
（電圧電流）の経時変化と、酸素センサ劣化時における
リニア特性誤差補正シミュミレーションを示す図であ
る。

【符号の説明】

１酸素センサ２ＣＰＵ３記憶回路４プレート電圧印加回路５センサ出力検出回路６ヒータ電圧印加回路７濃度表示回路８エラー表示回路９外部出力回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定範囲の印加電圧に対して被測定ガス
中の酸素濃度に対応する限界電流を有する酸素センサに
よる濃度検出装置に用いられ、前記酸素センサに対し電圧を所定の時間間隔で逐次印可
し、都度、各印可電圧における酸素センサの出力電流を
記憶し、被測定ガスの濃度域によって決まる大気中の基準電圧に
おける電流と前記酸素センサに印加される任意の印可電
圧における酸素センサ出力電流の比率を演算し、その比率があらかじめ定義される閾値に満たない場合に
前記酸素センサの交換、もしくは調整を促すことを特徴
とする酸素センサの自己診断方法。
【請求項２】前記閾値を複数設定し、前記演算された
比率と各閾値とを比較することにより、前記酸素センサ
の交換、もしくは調整の目安として劣化の度合を出力す
ることを特徴とする請求項１に記載の酸素センサの自己
診断方法。
【請求項３】前記調整は、酸素センサの劣化の度合に
従い外部から調整濃度を設定することにより前記酸素セ
ンサの電流電圧特性を変化させることを特徴とする請求
項１に記載の酸素センサの自己診断方法。
【請求項４】所定範囲の印加電圧に対して被測定ガス
中の酸素濃度に対応する限界電流を有する酸素センサに
よる濃度検出装置において、前記酸素センサに印加する電圧を制御することにより所
定の間隔で逐次与える電圧印加回路と、都度、各電圧における前記酸素センサの出力電流値が計
測され、電圧値に変換された値が設定記憶される記憶回
路と、前記被測定ガスの濃度域によって決まる大気中の基準電
圧と前記酸素センサに印加する任意電圧の比率を演算す
る演算回路と、前記演算回路によって演算された比率があらかじめ定義
される閾値に満たない場合に前記酸素センサの交換、も
しくは調整を促す表示回路と、を有することを特徴とす
る酸素センサの自己診断装置。
【請求項５】前記閾値を複数設定し、前記演算された
比率と各閾値とを比較することによって前記酸素センサ
の交換、もしくは調整の目安として劣化の度合を表示す
る出力回路を更に有することを特徴とする請求項４に記
載の酸素センサの自己診断装置。
【請求項６】前記酸素センサの劣化の度合が所定値を
越えたときに警報を発する出力回路を更に有することを
特徴とする請求項４に記載の酸素センサの自己診断装
置。