JP2005331310A - ガス濃度検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】A/Fセンサのセンサ素子10は、T1端子及びT2端子を介してエンジンECU20に接続されている。エンジンECU20において、A/F検出時には、センサ素子10に電圧が印加されその電圧印加に伴い流れる素子電流がA/F出力電圧AFOとして計測される。また、T1,T2端子の各端子電圧VS+,VS−が各々計測される。CPU30は、T1,T2端子の各端子電圧VS+,VS−が同値であること、同端子電圧が印加電圧制御範囲内の値になること、及びA/F出力電圧AFOが異常値であることからT1,T2間のショート異常を検出する。
【選択図】 図1
Description
(1)センサ断線異常
(2)T1端子(センサ正側端子)のVBショート
(3)T1端子(センサ正側端子)のGNDショート
(4)T2端子(センサ負側端子)のVBショート
(5)T2端子(センサ負側端子)のGNDショート
(6)T1,T2間の端子間ショート
なお、前記(1)はT1,T2端子の何れかで断線が生じた異常を、前記(2),(3)はT1端子でバッテリショート、グランドショートがそれぞれ生じた異常を、前記(4),(5)はT2端子でバッテリショート、グランドショートがそれぞれ生じた異常を、前記(6)はT1,T2端子間がショートした異常を、それぞれ指す。
センサ断線異常が生じた場合、センサ活性前/活性後を通じてインピーダンス電流信号の変化量ΔIoutが0のままとなる。この場合、センサ活性前のΔIoutは正常値と同じであるが、センサ活性後のΔIoutは正常値と異なるものとなる。これは、後述する(2)〜(6)の異常発生時も同様であり、下記の(2)〜(6)説明時にはΔIoutには触れないこととする。
T1端子がVBショート生じた場合、当該T1端子にバッテリ電圧VB(例えば14V)がかかるため、センサ活性前/活性後を通じてA/F出力電圧AFO及びT1端子電圧VS+がセンサ制御部の出力上限値(5.0V)で固定される。図1の回路構成では、T1端子がVBショートした場合、電流検出抵抗22の両端子のA点電圧とB点電圧とが共に上昇する。これにより、AFO,VS+が5.0Vに貼り付く。また、T2端子電圧VS−は、センサ活性前は所定値(1.8V)で保持されるのに対し、センサ活性後は素子インピーダンスZacが低下することでT1端子側と同じく電圧が上昇し、センサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。
T1端子のGNDショートが生じた場合、当該T1端子がグランド電位(0V)となるため、センサ活性前/活性後を通じてT1端子電圧VS+が0Vとなる。この場合、図1の回路構成では、電流検出抵抗22の一端のA点電圧が0Vとなり、オペアンプ21がA点電圧を基準電圧(2.2V)まで引き上げようとして能力最大限の電流を流すためにB点電圧が上昇する。従って、センサ活性前/活性後を通じてA/F出力電圧AFOがセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。T2端子電圧VS−は、センサ活性前は所定値(1.8V)で保持されるのに対し、センサ活性後は図1のB点電圧=5.0Vとなるために印加電圧制御回路25により過剰に低減され、回路構成上の出力下限値(0.9V)となる。
T2端子のVBショートが生じた場合、当該T2端子にバッテリ電圧VBがかかるため、センサ活性前/活性後を通じてT2端子電圧VS−がセンサ制御部の出力上限値(5.0V)で固定される。このとき、センサ活性前はZac=∞であるため、T2端子側でVBショートが生じてもT1端子側では影響が及ばず、A/F出力電圧AFOとT1端子電圧VS+は基準電圧(2.2V)で保持される。これに対し、センサ活性後は素子インピーダンスZacが低下するため、T2端子側と同じくT1端子側でも電圧が上昇し、A/F出力電圧AFOとT1端子電圧VS+はセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。
T2端子のGNDショートが生じた場合、当該T2端子がグランド電位となるため、センサ活性前/活性後を通じてT2端子電圧VS−が0Vで固定される。このとき、センサ活性前はZac=∞であるため、T2端子側でGNDショートが生じてもT1端子側では影響が及ばず、A/F出力電圧AFOとT1端子電圧VS+は基準電圧(2.2V)で保持される。また、センサ活性後は、T1端子電圧VS+は基準電圧(2.2V)で保持することができるものの、VS+=2.2V、VS−=0Vとなる状態では素子電流が大きくなり、それに伴いT1端子電圧VS+がセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。
T1,T2間の端子間ショートが生じた場合、電流検出抵抗22に過剰に電流が流れるため、A/F出力電圧AFOがセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。これはセンサ活性前/活性後何れも同じである。この場合、図1のB点電圧が上昇することで、印加電圧制御回路25がセンサ印加電圧をリーン側限界値に制御する。これにより、T2端子電圧VS−が印加電圧制御範囲内のリーン限界値(1.1V)となる。また、T1端子電圧VS+は、T2端子電圧VS−と同じ電位(1.1V)となる。
・T1,T2の各端子電圧VS+,VS−が同値であること、
・VS+又はVS−が印加電圧制御範囲内の値になること、
・A/F出力電圧AFOが異常値であること、
からT1,T2間の端子間ショート異常が検出できる。
・T1,T2の各端子電圧VS+,VS−が同値であること、
・VS+又はVS−が印加電圧制御範囲内の値になること、
・A/F出力電圧AFOが異常値であること、
からT1,T2間の端子間ショート異常を検出したが、これを以下のように変更する。すなわち、
・センサ活性前において、T1,T2の各端子電圧VS+,VS−が同値であること、
・同じくセンサ活性前において、A/F出力電圧AFOが異常値であること、
からT1,T2間の端子間ショート異常を検出する。
Claims (4)
- 固体電解質体と少なくとも一対の電極とからなるセンサ素子を有したガス濃度センサに正負両側の接続端子を介して接続され、前記センサ素子に電圧を印加しその電圧印加に伴い流れる素子電流からガス濃度を検出するガス濃度検出装置において、
前記センサ素子に流れる素子電流を計測する素子電流計測手段と、
前記正負両側の接続端子の端子電圧をそれぞれ計測する端子電圧計測手段と、
前記正負両側の接続端子の端子電圧計測値が同値であること、同端子電圧計測値が印加電圧制御範囲内の値になること、及び素子電流計測値が異常値であることから前記正負両側の接続端子間でのショート異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするガス濃度検出装置。 - 前記異常検出手段は、端子電圧計測値が印加電圧制御範囲内の値になることを判定する際、端子電圧計測値がリーンガス検出時の印加電圧制御範囲範囲内の値になることを判定する請求項1に記載のガス濃度検出装置。
- 少なくとも前記印加電圧制御範囲とそれ以外とを区別可能にしきい値を設定しておき、前記異常検出手段は、前記端子電圧計測値と前記しきい値との大小比較により、端子電圧計測値が印加電圧制御範囲内の値になることを判定する請求項1又は2に記載のガス濃度検出装置。
- 固体電解質体と少なくとも一対の電極とからなるセンサ素子を有したガス濃度センサに正負両側の接続端子を介して接続され、前記センサ素子に電圧を印加しその電圧印加に伴い流れる素子電流からガス濃度を検出するガス濃度検出装置において、
前記センサ素子に流れる素子電流を計測する素子電流計測手段と、
前記正負両側の接続端子の端子電圧をそれぞれ計測する端子電圧計測手段と、
前記ガス濃度センサの活性前において、前記正負両側の接続端子の端子電圧計測値が同値であること及び素子電流計測値が異常値であることから前記正負両側の接続端子間でのショート異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするガス濃度検出装置。
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