JP2017003493A - センサの印加電圧制御装置 - Google Patents

センサの印加電圧制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】素子温度を高精度に推定できるセンサの印加電圧制御装置を提供する。【解決手段】直流電圧Vdcを印加することにより酸素量に応じた直流電流Idcが流れ、交流電圧Vacを印加することによりセンサインピーダンスZacに応じた交流電流Iacが流れる酸素濃度センサ3の印加電圧制御装置としての印加電圧制御回路11は、酸素濃度センサ3に印加する交流電圧Vacのカットオフ周波数を可変とするフィルタ回路16を備える。これにより、酸素濃度センサ3の素子温度の変化等に応じて適切なカットオフ周波数を設定することが可能となり、酸素濃度センサ3のセンサインピーダンスZacの検出精度を向上させることによって、センサインピーダンスZacから導出される酸素濃度センサ3の素子温度を高精度に推定できる。【選択図】図1

Description

本発明は、電圧を印加することにより酸素量に応じた電流が流れるセンサの印加電圧制御装置に関する。
従来、例えば酸素濃度センサや空燃比センサなどのように、直流電圧を印加することにより酸素量に応じた電流が流れる特性を有し、出力される電流値に基づいて酸素量を検出することができるセンサが知られている。一般に、このようなセンサはその出力が素子温度によってばらつく温度依存性が大きいため、酸素量の検出精度を良好に維持するには素子温度を適温(活性温度)に保つ必要がある。そのため、センサにヒータを付設し、このヒータの発熱により素子温度を活性温度に保つようにヒータへの通電をフィードバック制御するようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。
このシステムでは、ヒータへの通電をフィードバック制御するために素子温度を検出する必要があるが、素子温度を直接計測する温度センサをセンサに配設すると、センサの大型化やコストアップを招いてしまう。そこで、素子温度以外の情報に基づきセンサの素子温度を推定する手法が提案されており、例えば特許文献1には、酸素濃度センサに印加するAC電圧ΔVから発生するセンサAC電流ΔIを検出して、センサのACインピーダンスZ(=ΔV/ΔI)またはアドミタンスY(=1/Z=ΔI/ΔV)を算出し、これらのインピーダンスZまたはアドミタンスYに基づき酸素濃度センサの素子温度を推定する手法が記載されている。また、特許文献1には、インピーダンスZとアドミタンスYの温度特性を考慮して、低温領域ではインピーダンスZを算出して温度推定に用い、高温領域ではアドミタンスYを算出して温度推定に用いるように切り替えることが記載されている。
特開2000−65781号公報
しかしながら、特許文献1に記載されるような従来の素子温度の推定手法では、センサの素子温度を高精度に推定するためにさらなる改善の余地があった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子温度を高精度に推定できるセンサの印加電圧制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る印加電圧制御装置(11)は、直流電圧(Vdc)を印加することにより酸素量に応じた直流電流(Idc)が流れ、交流電圧(Vac)を印加することによりセンサインピーダンス(Zac)に応じた交流電流(Iac)が流れるセンサ(3)の印加電圧制御装置(11)において、前記センサに印加する前記交流電圧のカットオフ周波数を可変とするフィルタ処理部(16)を備えることを特徴とする。
この構成により、センサの素子温度の変化等に応じて交流電圧のカットオフ周波数を適切に設定できるので、センサのセンサインピーダンスの検出精度を向上させることが可能となり、センサインピーダンスから導出されるセンサの素子温度を高精度に推定できる。
本発明によれば、素子温度を高精度に推定できるセンサの印加電圧制御装置を提供することができる。
図1は、本発明の第一実施形態に係る印加電圧制御回路(印加電圧制御装置)を含む酸素濃度センサのセンサ制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図2は、図1中の印加電圧制御回路の構成の一例を示す回路図である。 図3は、センサインピーダンス−カットオフ周波数特性と、センサ素子温度との関係と示す図である。 図4は、第一実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理を示すフローチャートである。 図5は、第一実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理の挙動の一例を説明するためのタイムチャートである。 図6は、第二実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理を示すフローチャートである。 図7は、第二実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理の挙動の一例を説明するためのタイムチャートである。 図8は、第二実施形態の変形例におけるカットオフ周波数の切り替え処理の挙動の一例を説明するためのタイムチャートである。 図9は、第三実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理を示すフローチャートである。 図10は、第三実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理の挙動の一例を説明するためのタイムチャートである。 図11は、第四実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理を示すフローチャートである。 図12は、第四実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理の挙動の一例を説明するためのタイムチャートである。 図13は、第五実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理を示すフローチャートである。 図14は、第五実施形態におけるカットオフ周波数の切り替え処理の挙動の一例を説明するためのタイムチャートである。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
(第一実施形態)
図1〜5を参照して第一実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態では、直流電圧を印加することにより酸素量に応じた直流電流が流れるセンサの一例として酸素濃度センサ3を挙げ、この酸素濃度センサ3に印加する電圧を制御する印加電圧制御装置の一例とし印加電圧制御回路11を挙げる。図1に示すように、本発明の一実施形態に係る印加電圧制御装置としての印加電圧制御回路11は、酸素濃度センサ3の動作を制御するセンサ制御装置10の一部として組み込まれている。
酸素濃度センサ3は、エンジン1の排気管2に設置され、排気ガス(被検出ガス)中の酸素濃度を検出する。酸素濃度センサ3は、直流電圧Vdcを印加することにより酸素濃度に応じた直流電流Idc(以降では「センサ出力電流」とも表記する)が流れる特性をもつセンサ素子4を有し、排気ガス中の酸素濃度にほぼ比例する限界電流を発生する限界電流式のセンサである。つまり、酸素濃度センサ3は、排気管2を流れる排気ガス中の酸素濃度に応じて、出力する直流電流Idcを変化させるものとなっている。排気ガス中の酸素濃度が高くなれば、酸素濃度センサ3から出力される直流電流Idcは大きくなり、排気ガス中の酸素濃度が低くなれば、酸素濃度センサ3から出力される直流電流Idcは小さくなる。
また、酸素濃度センサ3のセンサ素子4は、交流電圧Vacを印加することにより交流電流Iac(以降では「センサ出力電流」とも表記する)が流れる特性も持つ。
酸素濃度センサ3のセンサ素子4は、例えば部分安定化ジルコニアからなる固体電解質層を含んで構成され、所定の活性温度の範囲(例えば700℃以上)のときに活性状態となり、上記のセンサ出力電流を酸素濃度に応じて発生させることができる。センサ素子4の温度を活性温度の範囲内に維持するために、酸素濃度センサ3にはヒータ5が内蔵されている。ヒータ5の発熱によってセンサ素子4の温度を上昇させることができる。
排気温度センサ6は、エンジン1の排気管2に設定され、排気管2内の排気ガスの温度(排気温度Te)を検出する。排気温度センサ6は、検出した排気温度Teに関する情報をセンサ制御装置10のマイコン13に出力する。
センサ制御装置10は、印加電圧制御回路11と、ヒータ制御回路12と、マイコン13とを備える。
印加電圧制御回路11は、図1,2に示すように、酸素濃度センサ3のセンサ素子4と電気的に接続されており、センサ素子4に印加する印加電圧(交流電圧Vac、直流電圧Vdc)を制御すると共に、センサ素子4から出力されるセンサ出力電流(交流電流Iac、直流電流Idc)に応じた電圧値を取得する。また、印加電圧制御回路11は、マイコン13とも電気的に接続されており、マイコン13からの指令信号(図2中のAC−TRG及びCUT−OFF−SW)に応じて印加電圧Vac,Vdcを制御すると共に、センサ素子4から取得したセンサ出力電流Iac,Idcに対応する電圧値(図2中のAD1、AD2)をマイコン13に出力する。
ヒータ制御回路12は、酸素濃度センサ3のヒータ5及びマイコン13と電気的に接続されており、マイコン13からの指令信号に応じてヒータ5の発熱量を制御する。ヒータ制御回路12は、例えばヒータ5の通電率(デューティ)を制御することで、ヒータ5の発熱量を制御することができる。
マイコン13は、印加電圧制御回路11及びヒータ制御回路12を介して酸素濃度センサ3の動作を制御する。マイコン13は、A/D変換器14(図1,2中に「A/D」と表記)を介して、印加電圧制御回路11からセンサ出力電流Iac,Idcに対応する電圧値を取得する。また、マイコン13は、D/A変換器15(図1,2中に「出力」と表記)を介して、印加電圧制御回路11及びヒータ制御回路12にそれぞれ指令信号を出力する。
マイコン13は、印加電圧制御回路11を制御して酸素濃度センサ3のセンサ素子4に所望の直流電圧Vdcを印加し、これに応じて酸素濃度センサ3から出力される直流電流Idcに対応する電圧値を印加電圧制御回路11から取得する。マイコン13は、印加電圧制御回路11から取得した電圧値から直流電流Idcを算出し、この算出した直流電流Idcに基づき排気ガスの酸素濃度を算出することができる。
また、マイコン13は、印加電圧制御回路11を制御して酸素濃度センサ3のセンサ素子4に所望の交流電圧Vacを印加し、これに応じて出力される交流電流Iacに対応する電圧値を印加電圧制御回路11から取得する。マイコン13は、印加電圧制御回路11から取得した電圧値から交流電流Iacを算出し、この算出したセンサ出力電流Iacと、交流電圧Vacとに基づき、酸素濃度センサ3のセンサインピーダンスZacを算出する。センサインピーダンスZacは、酸素濃度センサ3に印加する交流電圧Vacを、これに応じて酸素濃度センサ3から出力される交流電流Iacで除することで導出できる(Zac=Vac/Iac)。つまり、交流電圧Vacを酸素濃度センサ3に印加することによって、センサインピーダンスZacに応じた交流電流Iacが酸素濃度センサ3に流れる、とも表現することができる。
センサインピーダンスZacの大小関係は、酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものである。センサインピーダンスが相対的に大きい場合には素子温度が相対的に高くなり、センサインピーダンスが相対的に低い場合には素子温度が相対的に低くなる(回路構成によってはインピーダンスの大小関係と素子温度の高低関係とが逆となる場合もある)。つまり、マイコン13は、センサインピーダンスZacに基づき酸素濃度センサ3の素子温度を間接的に把握することができる。
また、マイコン13は、酸素濃度センサ3のセンサ素子4の温度(素子温度)に関連する「素子温度関連情報」を印加電圧制御回路11などから取得し、この素子温度関連情報に基づいて素子温度を推定し、または、素子温度を間接的に把握することができる。本実施形態では、このような素子温度関連情報として酸素濃度センサ3のセンサインピーダンスZacが用いられる。
マイコン13は、このように推定した素子温度に基づいて、酸素濃度センサ3のセンサ素子4の実際の温度が所望の設定温度となるようにヒータ制御回路12をフィードバック制御する。また、マイコン13は、エンジン1の運転状態などに応じて(例えば燃費が高効率領域となるように)、センサ素子4の設定温度を活性温度領域内で適宜設定することができる。
なお本実施形態では、酸素濃度センサ3のサイズや設置スペース、コストなどの制約のため、センサ素子4の実際の温度を温度センサ等によって直接計測せず、素子温度との関連性を有するセンサインピーダンスZacに基づきマイコン13が素子温度を推定する構成をとる。このため、センサ素子4の素子温度の推定精度が悪いと、設定温度が活性温度領域の境界付近に設定された場合に、上記のフィードバック制御により素子温度を制御しても実際の素子温度が活性温度領域から外れてしまい、酸素濃度センサ3が機能しない虞がある。このような状況を回避すべく、少なくとも活性温度領域を含む範囲において素子温度を高精度に推定できることが望ましい。
図1に示すセンサ制御装置10では、印加電圧制御回路11にて生成される交流電圧Vacは、一般に所定のカットオフ周波数で高周波成分を除去するフィルタ処理を施された後にセンサ素子4に印加される。ここで、図3を参照して、このカットオフ周波数とセンサインピーダンスZac及び素子温度との関係について説明する。図3にはカットオフ周波数とセンサインピーダンスとの間に係る特性のグラフA,Bが図示されている。図3の縦軸はセンサインピーダンスZacを示し、横軸はカットオフ周波数を示す。グラフAは、素子温度が500℃の低温状態におけるセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性を示すものであり、グラフBは、素子温度が700℃の高温状態におけるセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性を示すものである。グラフA,Bのそれぞれでは、センサ単品特性の代表値が実線で示され、最大値が点線で示され、最小値が一点鎖線で示されている。
図3のグラフAまたはグラフBに示すように、素子温度が同一の場合には、カットオフ周波数が高周波になるほどセンサインピーダンスZacは減少する特性がある。センサインピーダンスZacが小さくなるほどセンサ出力電流Iacが増大し、これにより回路規模が大型化してコストが増加する懸念がある。このため、カットオフ周波数を低周波側に設定し、センサインピーダンスZacが大きくなる領域にてセンサインピーダンスZacを検出できることが好ましい。
また、図3のグラフA,Bに示すように、素子温度が異なる場合には、素子温度が低温になるほど、センサインピーダンス−カットオフ周波数特性が正方向に遷移し、カットオフ周波数に対応するセンサインピーダンスZacが増大する特性がある。さらに、カットオフ周波数が低周波になるほどセンサインピーダンスZacのばらつき(最大値と最小値との間の幅)が大きくなる傾向があり、この傾向は素子温度が低温になるほど顕著となる。すなわち、低温領域の特性を示すグラフAのほうが、高温領域の特性を示すグラフBと比較して、センサインピーダンスZacのばらつきが大きく、また、低周波側でばらつきが大きくなる傾向が比較的高周波側で始まっている。センサインピーダンスZacのばらつきが大きいとセンサの検出精度が低下する虞がある。以上より、センサインピーダンス−カットオフ周波数特性において、センサインピーダンスZacが大きくなる領域、かつ、センサインピーダンスZacのばらつきが少なくなる領域にてカットオフ周波数を設定することが好ましい。
従来の酸素濃度センサ3の制御手法では、カットオフ周波数を固定として、単一のカットオフ周波数を用いていた。この場合、酸素濃度センサ3の活性温度(例えば700℃)においてセンサインピーダンスZacの検出精度が高くなるように、カットオフ周波数が設定されていた。つまり、図3に領域Cとして示すように、センサの活性温度に相当するセンサ高温領域の特性(図3のグラフB)を基準として、この特性において、センサインピーダンスZacが比較的大きく、かつ、センサインピーダンスZacのばらつきが少なくなるようにカットオフ周波数が設定されていた。このようにセンサ高温時にセンサインピーダンスZacの検出精度が高くなるようにカットオフ周波数を設定すると、グラフAに示すように素子温度が低温側になるほど、センサ単品特性のばらつきが大きくなり、センサインピーダンスZacの検出精度が低くなる傾向にあった。
これに対して本実施形態では、図3に領域D1,D2として示すように、酸素濃度センサ3の素子温度が高温状態の場合と、低温状態の場合とでカットオフ周波数を切り替える構成となっている。素子温度が高温状態の場合には、従来手法と同様にセンサ高温領域の特性(図3のグラフB)を基準として、図3に領域D2として示すように、この特性において、センサインピーダンスZacが大きく、かつ、センサインピーダンスZacのばらつきが小さくなるようにカットオフ周波数が設定される。これにより、素子温度が高温状態の場合には、センサインピーダンスZacが大きくなる領域においてセンサインピーダンスZacを検出することができる。一方、素子温度が低温状態の場合には、図3に領域D1として示すように、カットオフ周波数が高温状態の場合のもの(領域D2)に比べて相対的に高く設定される。このため、センサ温度が低温状態であり、センサ低温領域の特性(図3のグラフA)であっても、センサインピーダンスZacのばらつきが小さくなるようにカットオフ周波数が設定される。これにより、素子温度が低温状態の場合でも、センサインピーダンスZacのばらつきが小さい領域においてセンサインピーダンスZacを検出することができる。したがって、酸素濃度センサ3の素子温度によらず、センサインピーダンスZacの検出精度を向上させることが可能となり、素子温度を高精度に推定できる。
このように酸素濃度センサ3に印加する交流電圧Vacのカットオフ周波数を切り替える機能は、本実施形態ではマイコン13及び印加電圧制御回路11により実現される。
マイコン13は、素子温度関連情報に基づいてカットオフ周波数の変更要否を決定する。第一実施形態では、上述のとおり素子温度関連情報としてセンサインピーダンスZacを用いており、また、センサインピーダンスZacの大小関係は、酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応している。このため、マイコン13は、センサインピーダンスZacが相対的に高いときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定する。また、センサインピーダンスZacが相対的に低いときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定する。したがって、マイコン13は、センサインピーダンスZacが所定の閾値以上の状態(低温領域)から閾値を超過して閾値以下の状態(高温領域)に遷移したとき、カットオフ周波数を高周波のものから低周波のものに変更することを決定する。同様に、マイコン13は、センサインピーダンスZacが所定の閾値以下の状態(高温領域)から閾値を超過して閾値以上の状態(低温領域)に遷移したとき、カットオフ周波数を低周波のものから高周波のものに変更することを決定する。マイコン13は、このようなカットオフ周波数の変更を決定すると、この変更に応じた指令信号(図2中のCUT−OFF−SW)を印加電圧制御回路11に出力し、印加電圧制御回路11は、指令信号の受信に応じて交流電圧Vacのカットオフ周波数を切り替える。
マイコン13は、CPU、ROM、RAM、入出力インタフェース(A/D変換器14及びD/A変換器15)を備えたコンピュータシステムとして構成される。マイコン13は、例えばセンサ制御装置10が搭載される車両のECU(Electronic Control Unit)の一部として実装される。
印加電圧制御回路11の具体的な回路構成は、例えば図2に示す構成とすることができる。印加電圧制御回路11は、3つのオペアンプOP1,OP2,OP3と、8つの抵抗R1〜R8と、コンデンサC1と、AC電圧生成スイッチSW1と、カットオフ周波数変更スイッチSW2と、を備える。抵抗R1、抵抗R2,及び抵抗R3は直列接続され、抵抗R1は定電源VOMに接続され、抵抗R3は接地されている。抵抗R1及び抵抗R2の中間点にはオペアンプOP1の正側入力端子が接続されており、抵抗R2及び抵抗R3の中間点にはオペアンプOP2の正側入力端子が接続されている。
オペアンプOP1の出力端子は、このオペアンプOP1の負側入力端子と、オペアンプOP3の正側入力端子とに接続されている。オペアンプOP1の出力端子とオペアンプOP3の正側入力端子との間には抵抗R5が設けられ、抵抗R5とオペアンプOP1の出力端子との中間点には、AC電圧生成スイッチSW1及び抵抗R4を介して定電源VOMが接続されている。オペアンプOP3の出力端子は、このオペアンプOP3の負側入力端子と接続されており、さらに抵抗R6及び抵抗R7と並列接続されている。抵抗R6は、センサ素子4の正側端子S+に接続されており、抵抗R6と正側端子S+との間の中間点にはコンデンサC1が接続されている。コンデンサC1は接地されている。抵抗R7のオペアンプOP3側には、カットオフ周波数変更スイッチSW2が設けられている。
AC電圧生成スイッチSW1は、マイコン13のD/A変換器(出力)から出力される指令信号AC−TRGに応じてON状態とOFF状態が切り替わる。印加電圧制御回路11では、AC電圧生成スイッチSW1のON状態とOFF状態とを交互に切り替えることによって交流電圧Vacが生成される。印加電圧制御回路11のうち抵抗R6、抵抗R7、及びコンデンサC1から構成される部分は、生成された交流電圧をローパスフィルタ処理するためのフィルタ回路16(フィルタ処理部)である。つまり、印加電圧制御回路11で生成された交流電圧Vacは、フィルタ回路16にてローパスフィルタ処理を施された後に、酸素濃度センサ3のセンサ素子4に印加される。なお、印加電圧制御回路11の回路構成によっては、酸素濃度センサ3の正側端子S+と負側端子S−とが逆となる場合もある。言い換えると、印加電圧制御回路11の回路構成によっては、コンデンサC1と並列に配置される酸素濃度センサ3の正側端子S+及び負側端子S−の位置が逆となる場合もある。
カットオフ周波数変更スイッチSW2は、マイコン13のD/A変換器(出力)から出力される指令信号CUT−OFF−SWに応じてON状態とOFF状態が切り替わる。カットオフ周波数変更スイッチSW2がON状態のとき抵抗R7が通電状態となり、OFF状態のとき抵抗R7が非通電状態となる。フィルタ回路16は、カットオフ周波数変更スイッチSW2のON状態とOFF状態の切り替えによってローパスフィルタ処理のフィルタ時定数(カットオフ周波数)を可変とすることができる。
オペアンプOP2の出力端子は、このオペアンプOP2の負側入力端子と、抵抗R8とに接続されている。抵抗R8は、センサ素子4の負側端子S−に接続されている。抵抗R8とセンサ素子4の負側端子S−との中間点と、抵抗R8とオペアンプOP2の出力端子との中間点には、それぞれ信号線が接続されており、マイコン13のA/D変換器14にこれらの中間点における電圧値AD1,AD2を出力できるように構成されている。マイコン13は、これらの電圧値AD1,AD2に基づきセンサ出力電流Iac,Idcを算出することができる。
また、印加電圧制御回路11では、AC電圧生成スイッチSW1がOFF状態(またはON状態)に維持されることによって直流電圧Vdcが生成される。
次に、図4のフローチャートと図5のタイムチャートを参照して、第一実施形態における印加電圧制御回路11のカットオフ周波数を切り替える処理について説明する。図4のタイムチャートの一連の処理は、エンジン1が作動状態のときにセンサ制御装置10により実施される。図5のタイムチャートには、カットオフ周波数の切り替え処理を実施中の(a)エンジン状態、(b)センサ温度(酸素濃度センサ3の実際の素子温度)、(c)CUT−OFF−SW(印加電圧制御回路11中のカットオフ周波数変更スイッチSW2の制御信号)、(d)カットオフ周波数、(e)AC電圧(交流電圧Vac)の印加波形、(f)センサインピーダンスZacの時間変化が示されている。以下、図4のフローチャートに沿って、図5のタイムチャートを参照しつつ説明する。
ステップS101にて車両のイグニッションスイッチがON状態となると、ステップS102のセンサ非活性(すなわち酸素濃度センサ3の素子温度が低温で非活性)の状態で、ステップS103にてセンサAC電圧(交流電圧Vac)の周期生成が開始される。つまり、印加電圧制御回路11が、マイコン13からの指令信号AC−TRGに従って交流電圧Vacを生成して、酸素濃度センサ3のセンサ素子4への交流電圧Vacの印加を開始する。より詳細には、マイコン13が印加電圧制御回路11のAC電圧生成スイッチSW1の指令信号AC−TRGを適宜切り替えることで、AC電圧生成スイッチSW1のオン状態とオフ状態とが切り替えられ、これにより印加電圧制御回路11に交流電圧Vacが生成される。また、これに併せて、マイコン13は、センサインピーダンスZacを用いた温度推定を開始する。ステップS103の処理が完了するとステップS104に進む。
ステップS104では、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態に切り替えられ、印加電圧制御回路11のカットオフ周波数が高周波側に変更される。ステップS104の処理が完了するとステップS105に進む。
図5のタイムチャートでは、時刻t0以前の区間において、図5(b)に示すようにセンサ温度が低温で酸素濃度センサ3が非活性状態となっている。そして、時刻t0において、図5(e)に示すようにステップS103の交流電圧Vacの生成が開始され、周期的な交流電圧Vacの波形が出力され始める。また、時刻t0において、図5(c)に示すようにステップS104のカットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態へ切り替えられ、図5(d)に示すように印加電圧制御回路11のカットオフ周波数が高周波側に変更されている。
ステップS105では、センサ加温が開始される。マイコン13は、ステップS103にて推定が開始された酸素濃度センサ3の素子温度に基づいて、素子温度が所定の設定温度(エンジン1の運転状態等に基づき活性温度領域内で決定される)になるようヒータ制御回路12によるフィードバック制御(ヒータ制御)を開始する。ヒータ制御の実施中には、ヒータ制御回路12は、例えばヒータ5の通電率(デューティ)を適宜制御することで、ヒータ5の発熱量を制御する。ステップS105が完了するとステップS106に進む。
図5のタイムチャートでは、時刻t0において、図5(b)に示すようにセンサ加温(ヒータ制御)が開始され、時刻t0以降の区間では、設定温度(図5では「制御目標温度」と表記)として設定された700℃となるようにセンサ温度が上昇している。
ステップS106では、センサインピーダンスZacが算出される。マイコン13は、図2に示すように、印加電圧制御回路11内の抵抗R8の両端部の電圧値AD1,AD2を取得し、これらの電圧値AD1,AD2に基づき、抵抗R8を流れる電流値、すなわち印加電圧制御回路11を流れるセンサ出力電流Iacを算出する。また、マイコン13は、印加電圧制御回路11から酸素濃度センサ3に印加される交流電圧Vacも取得しており、交流電圧Vacをセンサ出力電流Iacで除することでセンサインピーダンスZacを算出する(Zac=Vac/Iac)。ステップS106の処理が完了するとステップS107へ進む。
ステップS107では、センサインピーダンスZacが閾値を超過したか否かが判定される。閾値としては、図5(f)に示すように、センサ温度が低温領域から高温領域へ遷移する際の閾値(例えば図5のTH1)と、高温領域から低温領域へ遷移する際の閾値(例えば図5のTH2)を個別に設定してもよいし、または、両方向の遷移において共通の閾値を設定してもよい。ステップS107の判定の結果、センサインピーダンスZacが閾値を超過していない場合(ステップS107のNo)にはステップS106に戻り、センサインピーダンスZacが閾値を超過している場合(ステップS107のYes)にはステップS108に進む。
ステップS108では、ステップS107にてセンサインピーダンスZacが閾値を超過しているので、カットオフ周波数変更スイッチSW2が切り替えられる。すなわち、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態の場合にはオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態の場合にはオン状態に切り替えられる。ステップS108の処理が完了するとステップS109に進む。
ステップS109では、ヒータ制御が継続しているか否かが判定される。ステップS109の判定の結果、ヒータ制御が継続している場合(ステップS109のYes)にはステップS106に戻り、ステップS106〜S108の処理が繰り返される。一方、ヒータ制御が終了した場合(ステップS109のNo)には本制御フローを終了する。
図5のタイムチャートでは、時刻t0〜t1の区間において、センサ温度の昇温に伴って図5(f)に示すようにセンサインピーダンスZacが減少を続ける。この区間では、センサインピーダンスZacは、センサ温度が低温領域から高温領域へ遷移する際の閾値TH1を超過していないので、ステップS106,S107が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は高周波側の領域D1のものに設定されている。
時刻t1においてセンサインピーダンスZacが閾値TH1を超過すると、図5(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数が低周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が低周波側の領域D2に遷移し、低温領域の特性(グラフA)から高温領域の特性(グラフB)へ切り替わる。このカットオフ周波数の切り替えに伴い、時刻t1では、図5(f)に示すようにセンサインピーダンスZacがステップ状に増加している。また、時刻t1では、図5(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度に到達し、センサ暖気が完了している。なお、暖気完了前に、予め高温に到達した段階でカットオフ周波数を切り替える制御などもある。この場合、例えば、センサインピーダンスZacの閾値TH1を図5の例より小さく設定して、センサ暖気が完了する前にセンサインピーダンスZacが閾値TH1を超えるように構成することができる。
時刻t1〜t2の区間では、図5(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度を超過している状態が維持され、時刻t2においてエンジン状態が通常状態から停止に切り替わるとセンサ温度が下降し始める。時刻t2〜t3の区間では、センサ温度の下降に伴って図5(f)に示すようにセンサインピーダンスZacが増加を続ける。この区間では、センサインピーダンスZacは、センサ温度が高温領域から低温領域へ遷移する際の閾値TH2を超過していないので、ステップS106,S107が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は低周波側の領域D2に留まっている。
時刻t3においてセンサインピーダンスZacが閾値TH2を超過すると、図5(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態に切り替えられ、カットオフ周波数が再び高周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が高周波側の領域D1に再び遷移している。このカットオフ周波数の切り替えに伴い、時刻t3では、図5(f)に示すようにセンサインピーダンスZacがステップ状に減少している。時刻t3以降では図5(b)に示すようにセンサ温度は引き続き低減し、時刻t4において初期値まで低減されている。また、センサ温度の下降に伴って、図5(f)に示すようにセンサインピーダンスZacも増加する。
第一実施形態に係る印加電圧制御回路11(印加電圧制御装置)の効果について説明する。図3を参照して説明したように、単一のカットオフ周波数を用いる構成では、酸素濃度センサ3の活性温度の近傍(高温領域)においてセンサインピーダンスZacの検出精度が高くなるように(すなわち、センサインピーダンスZacが比較的大きく、かつ、センサインピーダンスZacのばらつきが少なくなるように)、カットオフ周波数が設定されているので、素子温度が低温側になるほどセンサ単品特性のばらつきが大きく、センサインピーダンスZacの検出精度が低くなる傾向があり、この結果、酸素濃度センサ3のセンサインピーダンスZacの検出精度にばらつきが生じる場合があった。これに対して、本実施形態の印加電圧制御回路11は、酸素濃度センサ3に印加する交流電圧Vacのカットオフ周波数を可変としているので、酸素濃度センサ3の素子温度の変化等に応じて適切なカットオフ周波数を設定することが可能となる。これにより、酸素濃度センサ3のセンサインピーダンスZacの検出精度を向上させることが可能となり、この結果、センサインピーダンスZacから導出される酸素濃度センサ3の素子温度を高精度に推定できる。さらに、素子温度の推定精度が向上することで、センサ制御装置10による酸素濃度センサ3の温度制御を精度良く行うことが可能となり、この結果酸素濃度センサ3の検出精度を向上できる。
また、図3を参照して説明したように、センサインピーダンス−カットオフ周波数特性は素子温度の変化に応じて変動するので、単一のカットオフ周波数を用いるときに生じるセンサインピーダンスZacの検出精度のばらつきは、素子温度の変化の影響が強いと考えられる。これに対して、第一実施形態の印加電圧制御回路11は、酸素濃度センサ3の素子温度に関連する素子温度関連情報に基づくマイコン13からの指令信号に応じて、カットオフ周波数を可変としている。より詳細には、素子温度関連情報に基づいて、素子温度が相対的に低いときにカットオフ周波数を相対的に高く設定し、素子温度が相対的に高いときにカットオフ周波数を相対的に低く設定する。これにより、センサインピーダンスZacの検出精度のばらつきの影響の強い素子温度に応じて適切なカットオフ周波数を設定することが可能となるので、酸素濃度センサ3のセンサインピーダンスZacの検出精度の向上を促進でき、酸素濃度センサ3の素子温度の推定精度をさらに向上できる。
また、第一実施形態では、素子温度関連情報としてセンサインピーダンスZacを用いており、センサインピーダンスZacが相対的に高いときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、センサインピーダンスZacが相対的に低いときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定する。センサインピーダンスZacの大小関係は、酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものであり、素子温度の変化を好適に反映させる情報であるので、素子温度の変化を精度良く把握することが可能となり、酸素濃度センサ3の素子温度の推定精度をさらに向上できる。
(第二実施形態)
次に、図6,7を参照して第二実施形態について説明する。図6に示すように、第二実施形態は、酸素濃度センサ3の素子温度に関連する素子温度関連情報としてセンサ出力電流Iac(交流電流Iac)を用いる点、及び、このセンサ出力電流Iacに基づきカットオフ周波数を可変とする点で第一実施形態と異なるものである。
図7(b),(g)に示すように、センサ出力電流Iacも、センサインピーダンスZacと同様に、その大小関係が酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものである。なお、本実施形態でカットオフ周波数の切り替え判定に用いるセンサ出力電流Iacとは、酸素濃度センサ3から出力される交流電流の実効値や半波平均値など、交流電流の大きさに対応する指標値を意味する。
図6のフローチャートと図7のタイムチャートを参照して、第二実施形態における印加電圧制御回路11のカットオフ周波数を切り替える処理について説明する。図6のタイムチャートの一連の処理は、エンジン1が作動状態のときにセンサ制御装置10により実施される。図7のタイムチャートには、カットオフ周波数の切り替え処理を実施中の(a)エンジン状態、(b)センサ温度(酸素濃度センサ3の実際の素子温度)、(c)CUT−OFF−SW(印加電圧制御回路11中のカットオフ周波数変更スイッチSW2の制御信号)、(d)カットオフ周波数、(e)AC電圧(交流電圧Vac)の印加波形、(g−1)センサ出力電流Iac(交流電流Iac)の時間変化が示されている。以下、図6のフローチャートに沿って、図7のタイムチャートを参照しつつ説明する。なお、ステップS201〜S205の各処理は、図4のステップS101〜S105の各処理と同様であるので説明を省略する。
ステップS206では、センサ出力電流Iacが算出される。マイコン13は、図2に示すように、印加電圧制御回路11内の抵抗R8の両端部の電圧値AD1,AD2を取得し、これらの電圧値AD1,AD2に基づき、抵抗R8を流れる電流値、すなわち印加電圧制御回路11を流れるセンサ出力電流Iacを算出する。ステップS206の処理が完了するとステップS207へ進む。
ステップS207では、センサ出力電流Iacが閾値THIacを超過したか否かが判定される。ステップS207の判定の結果、センサ出力電流Iacが閾値THIacを超過していない場合(ステップS207のNo)にはステップS206に戻り、センサ出力電流Iacが閾値を超過している場合(ステップS207のYes)にはステップS208に進む。
ステップS208では、ステップS207にてセンサ出力電流Iacが閾値を超過しているので、カットオフ周波数変更スイッチSW2が切り替えられる。すなわち、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態の場合にはオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態の場合にはオン状態に切り替えられる。ステップS208の処理が完了するとステップS209に進む。
ステップS209では、ヒータ制御が継続しているか否かが判定される。ステップS209の判定の結果、ヒータ制御が継続している場合(ステップS209のYes)にはステップS206に戻り、ステップS206〜S208の処理が繰り返される。一方、ヒータ制御が終了した場合(ステップS209のNo)には本制御フローを終了する。
図7のタイムチャートでは、時刻t0〜t1の区間において、センサ温度の昇温に伴って図7(g)に示すようにセンサ出力電流Iacが増加を続ける。この区間では、センサ出力電流Iacは閾値THIacを超過していないので、ステップS206,S207が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は高周波側の領域D1のものに設定されている。
時刻t1においてセンサ出力電流Iacが閾値THIacを超過すると、図7(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数が低周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が低周波側の領域D2に遷移し、低温領域の特性(グラフA)から高温領域の特性(グラフB)へ切り替わる。また、時刻t1では、図7(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度に到達し、センサ暖気が完了している。
時刻t1〜t2の区間では、図7(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度を超過している状態が維持され、時刻t2においてエンジン状態が通常状態から停止に切り替わるとセンサ温度が下降し始める。時刻t2〜t3の区間では、センサ温度の下降に伴って図7(g)に示すようにセンサ出力電流Iacが減少を続ける。この区間では、センサ出力電流Iacは閾値THIacを超過していないので、ステップS206,S207が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は低周波側の領域D2に留まっている。
時刻t3においてセンサ出力電流Iacが閾値THIacを超過すると、図7(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態に切り替えられ、カットオフ周波数が再び高周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が高周波側の領域D1に再び遷移している。
このように第二実施形態では、第一実施形態とは異なりセンサ出力電流Iacに基づきカットオフ周波数を可変としている。より詳細には、センサ出力電流Iacが相対的に小さいときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、センサ出力電流Iacが相対的に大きいときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定する。このセンサ出力電流Iacは、第一実施形態のセンサインピーダンスZacと同様に、酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものであり、素子温度の変化を好適に反映させる情報である。したがって、第二実施形態の構成でも、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
(第二実施形態の変形例)
図8を参照して第二実施形態の変形例を説明する。図8のタイムチャートには、カットオフ周波数の切り替え処理を実施中の(a)エンジン状態、(b)センサ温度(酸素濃度センサ3の実際の素子温度)、(c)CUT−OFF−SW(印加電圧制御回路11中のカットオフ周波数変更スイッチSW2の制御信号)、(d)カットオフ周波数、(e)AC電圧(交流電圧Vac)の印加波形、(g−2)センサ出力電流Idc(直流電流Idc)の時間変化が示されている。
印加電圧に応じて酸素濃度センサ3から出力されるセンサ出力電流を、カットオフ周波数の切り替え指標の素子温度関連情報に用いる場合、第二実施形態で例示したように交流電圧Vacの印加に応じて出力される交流電流Iacの代わりに、直流電圧Vdcの印加に応じて出力される直流電流Idcを用いることもできる。ここで、直流電流Idcは、上述のとおり酸素濃度センサ3が検知する酸素濃度に対応する指標値である。酸素濃度センサ3は、活性していくにつれてセンサガス雰囲気に応じて本来の直流電流Idcを出力できるようになり、センサ温度の上昇に対応して直流電流Idcが上昇していく挙動となる。つまり、直流電流Idcは、酸素濃度センサ3の素子温度と関係性があり、例えば図8(b),(g−2)に示すように、素子温度が上昇して活性化してくると振幅が大きくなる特性や、素子温度がある程度の高温になると振幅の最大値が飽和する(所定値に漸近する)特性がある。
素子温度関連情報として直流電流Idcを用いる場合、例えば図8(g−2)に示すように、所定の閾値THIdcを設定し、直流電流Idcの時間推移と閾値THIdcとの関係によって素子温度の高低を判断することができる。例えば、直流電流Idcの振動波形が閾値THIdcと交差しない状態(図8の時刻t0〜t1の区間及び時刻t3〜t4の区間)のとき、センサ出力電流Idcが相対的に小さく、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定する。また、直流電流Idcの振動波形が閾値THIdcと交差する状態(図8の時刻t1〜t2の区間)のとき、センサ出力電流Idcが相対的に大きく、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定する。「直流電流Idcの振動波形が閾値THIdcと交差する状態」とは、例えば、直流電流Idcの振幅の最大値が閾値THIdcより大きい状態が所定時間以上継続すること、などで判定することができる。
(第三実施形態)
次に、図9,10を参照して第三実施形態について説明する。図9に示すように、第三実施形態は、酸素濃度センサ3の素子温度に関連する素子温度関連情報として排気管2内の排気温度Te(センサ雰囲気ガス温度)を用いる点、及び、この排気温度Teに基づきカットオフ周波数を可変とする点で第一,第二実施形態と異なるものである。
図1に示すように、排気温度Teは、酸素濃度センサ3が酸素量を検出する排気管2内の排気ガス(被検出ガス)の温度であって、酸素濃度センサ3が設置される空間(排気管2)内の雰囲気ガスの温度とも表現することができる。図10(b),(h)に示すように、排気温度Teも、センサインピーダンスZacと同様に、その大小関係が酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものである。
図9のフローチャートと図10のタイムチャートを参照して、第三実施形態における印加電圧制御回路11のカットオフ周波数を切り替える処理について説明する。図9のタイムチャートの一連の処理は、エンジン1が作動状態のときにセンサ制御装置10により実施される。図10のタイムチャートには、カットオフ周波数の切り替え処理を実施中の(a)エンジン状態、(b)センサ温度(酸素濃度センサ3の実際の素子温度)、(c)CUT−OFF−SW(印加電圧制御回路11中のカットオフ周波数変更スイッチSW2の制御信号)、(d)カットオフ周波数、(e)AC電圧(交流電圧Vac)の印加波形、(h)排気温度Teの時間変化が示されている。以下、図9のフローチャートに沿って、図10のタイムチャートを参照しつつ説明する。なお、ステップS301〜S305の各処理は、図4のステップS101〜S105の各処理と同様であるので説明を省略する。
ステップS306では、排気温度Teが検出される。マイコン13は、図1に示すように排気温度センサ6から排気温度Teに関する情報を取得する。ステップS306の処理が完了するとステップS307へ進む。
ステップS307では、排気温度Teが閾値THtを超過したか否かが判定される。ステップS307の判定の結果、排気温度Teが閾値THtを超過していない場合(ステップS307のNo)にはステップS306に戻り、排気温度Teが閾値を超過している場合(ステップS307のYes)にはステップS308に進む。
ステップS308では、ステップS307にて排気温度Teが閾値を超過しているので、カットオフ周波数変更スイッチSW2が切り替えられる。すなわち、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態の場合にはオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態の場合にはオン状態に切り替えられる。ステップS308の処理が完了するとステップS309に進む。
ステップS309では、ヒータ制御が継続しているか否かが判定される。ステップS309の判定の結果、ヒータ制御が継続している場合(ステップS309のYes)にはステップS306に戻り、ステップS306〜S308の処理が繰り返される。一方、ヒータ制御が終了した場合(ステップS309のNo)には本制御フローを終了する。
図10のタイムチャートでは、時刻t0〜t1の区間において、センサ温度の昇温に伴って図10(h)に示すように排気温度Teが増加を続ける。この区間では、排気温度Teは閾値THtを超過していないので、ステップS306,S307が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は高周波側の領域D1のものに設定されている。
時刻t1において排気温度Teが閾値THtを超過すると、図10(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数が低周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が低周波側の領域D2に遷移し、低温領域の特性(グラフA)から高温領域の特性(グラフB)へ切り替わる。また、時刻t1では、図10(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度に到達し、センサ暖気が完了している。
時刻t1〜t2の区間では、図10(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度を超過している状態が維持され、時刻t2においてエンジン状態が通常状態から停止に切り替わるとセンサ温度が下降し始める。時刻t2〜t3の区間では、センサ温度の下降に伴って図10(g)に示すように排気温度Teが減少を続ける。この区間では、排気温度Teは閾値THtを超過していないので、ステップS306,S307が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は低周波側の領域D2に留まっている。
時刻t3において排気温度Teが閾値THtを超過すると、図10(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態に切り替えられ、カットオフ周波数が再び高周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が高周波側の領域D1に再び遷移している。
このように第三実施形態では、第一実施形態とは異なり排気温度Teに基づきカットオフ周波数を可変としている。より詳細には、排気温度Teが相対的に小さいときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、排気温度Teが相対的に大きいときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定する。この排気温度Teは、第一実施形態のセンサインピーダンスZacと同様に、酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものであり、素子温度の変化を好適に反映させる情報である。したがって、第三実施形態の構成でも、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、第三実施形態では、カットオフ周波数の切り替え判定に用いる素子温度関連情報として排気温度Teを用いる構成を例示したが、制御対象のセンサが設置される空間の雰囲気ガスの温度を用いる構成であればよく、例えば、制御対象のセンサが吸気管に設置される場合には吸気温度を用いることができる。また、制御対象のセンサが設置される空間の雰囲気ガスの温度が低温か高温かを推定することができれば、センサと離れた位置の温度を用いることもできる。
(第四実施形態)
次に、図11,12を参照して第四実施形態について説明する。図11に示すように、第四実施形態は、酸素濃度センサ3の素子温度に関連する素子温度関連情報としてヒータ電流Ihを用いる点、及び、このヒータ電流Ihに基づきカットオフ周波数を可変とする点で第一実施形態と異なるものである。
ヒータ電流Ihは、ヒータ5が酸素濃度センサ3のセンサ素子4を加熱するときにヒータ5内に流れる電流である。素子温度の昇温制御においては、一般に、設定温度に対して素子温度が低温側に離れているほど、ヒータ5の通電率(ヒータ通電率)が高く制御されヒータ電流Ihは大きくなり、また、素子温度が上昇して設定温度に近づくにつれて、ヒータ5の通電率が低く制御されヒータ電流Ihは小さくなる。したがって、図12(b),(i)に示すように、ヒータ電流Ihも、センサインピーダンスZacと同様に、その大小関係が酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものである。
図11のフローチャートと図12のタイムチャートを参照して、第四実施形態における印加電圧制御回路11のカットオフ周波数を切り替える処理について説明する。図11のタイムチャートの一連の処理は、エンジン1が作動状態のときにセンサ制御装置10により実施される。図12のタイムチャートには、カットオフ周波数の切り替え処理を実施中の(a)エンジン状態、(b)センサ温度(酸素濃度センサ3の実際の素子温度)、(c)CUT−OFF−SW(印加電圧制御回路11中のカットオフ周波数変更スイッチSW2の制御信号)、(d)カットオフ周波数、(e)AC電圧(交流電圧Vac)の印加波形、(i)ヒータ電流Ihの時間変化が示されている。以下、図11のフローチャートに沿って、図12のタイムチャートを参照しつつ説明する。なお、ステップS401〜S405の各処理は、図4のステップS101〜S105の各処理と同様であるので説明を省略する。
ステップS406では、ヒータ電流Ihが検出される。マイコン13は、ヒータ制御回路12によるヒータ5の通電率の情報からヒータ電流を算出することもできるし、ヒータ5から電流値に関する情報を直接取得することもできる。ステップS406の処理が完了するとステップS407へ進む。
ステップS407では、ヒータ電流Ihが閾値THhを超過したか否かが判定される。ステップS407の判定の結果、ヒータ電流Ihが閾値THhを超過していない場合(ステップS407のNo)にはステップS406に戻り、ヒータ電流Ihが閾値を超過している場合(ステップS407のYes)にはステップS408に進む。
ステップS408では、ステップS407にてヒータ電流Ihが閾値を超過しているので、カットオフ周波数変更スイッチSW2が切り替えられる。すなわち、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態の場合にはオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態の場合にはオン状態に切り替えられる。ステップS408の処理が完了するとステップS409に進む。
ステップS409では、ヒータ制御が継続しているか否かが判定される。ステップS409の判定の結果、ヒータ制御が継続している場合(ステップS409のYes)にはステップS406に戻り、ステップS406〜S408の処理が繰り返される。一方、ヒータ制御が終了した場合(ステップS409のNo)には本制御フローを終了する。
図12のタイムチャートでは、時刻t0〜t1の区間において、センサ温度の昇温に伴って図12(i)に示すようにヒータ電流Ihが減少を続ける。この区間では、ヒータ電流Ihは閾値THhを超過していないので、ステップS406,S407が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は高周波側の領域D1のものに設定されている。
時刻t1においてヒータ電流Ihが閾値THhを超過すると、図12(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数が低周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が低周波側の領域D2に遷移し、低温領域の特性(グラフA)から高温領域の特性(グラフB)へ切り替わる。また、時刻t1では、図12(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度に到達し、センサ暖気が完了している。
時刻t1〜t2の区間では、図12(b)に示すようにセンサ温度が制御目標温度を超過している状態が維持され、時刻t2においてエンジン状態が通常状態から停止に切り替わるとセンサ温度が下降し始める。時刻t2〜t3の区間では、センサ温度の下降に伴って図12(i)に示すようにヒータ電流Ihが増加を続ける。この区間では、ヒータ電流Ihは閾値THhを超過していないので、ステップS406,S407が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は低周波側の領域D2に留まっている。
時刻t3においてヒータ電流Ihが閾値THhを超過すると、図12(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオン状態に切り替えられ、カットオフ周波数が再び高周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が高周波側の領域D1に再び遷移している。
このように第四実施形態では、第一実施形態とは異なりヒータ電流Ihに基づきカットオフ周波数を可変としている。より詳細には、ヒータ電流Ihが相対的に高いときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、ヒータ電流Ihが相対的に低いときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定する。このヒータ電流Ihは、第一実施形態のセンサインピーダンスZacと同様に、酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものであり、素子温度の変化を好適に反映させる情報である。したがって、第四実施形態の構成でも、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、素子温度関連情報としてヒータ電流Ihを適用する場合には、ヒータ通電率に拘らず、ヒータ5内部の抵抗値(ヒータ抵抗)の大小と対応してヒータ電流Ihが変動する特性を利用することもできる。ヒータ電流Ihは、ヒータ通電率に関係なく、ヒータ通電率が一定のままでもヒータ5の温度(ヒータ温度)が上昇することで変動する特性がある。一般的に、ヒータ温度が低温のとき、ヒータ抵抗が小さくなるためヒータ電流Ihは相対的に大きくなり、また、ヒータ温度が高温のとき、ヒータ抵抗が大きくなるためヒータ電流Ihは相対的に小さくなる。この特性を利用してカットオフ周波数を可変とする場合、ヒータ5の通電率によらず、ヒータ抵抗が相対的に小さくヒータ電流Ihが相対的に高いときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、ヒータ抵抗が相対的に大きくヒータ電流Ihが相対的に低いときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定することができる。
また、制御対象の酸素濃度センサ3の特性によっては、ヒータ電流Ihに基づくカットオフ周波数の切り替えを第四実施形態と反対に設定することもできる。すなわち、素子温度関連情報としてヒータ電流Ihを適用する場合には、ヒータ電流Ihが相対的に低いときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、ヒータ電流Ihが相対的に高いときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定することもできる。
(第五実施形態)
次に、図13,14を参照して第五実施形態について説明する。図13に示すように、第五実施形態は、酸素濃度センサ3の素子温度に関連する素子温度関連情報としてセンサ昇温電力Wrを用いる点、及び、このセンサ昇温電力Wrに基づきカットオフ周波数を可変とする点で第一実施形態と異なるものである。
センサ昇温電力Wrは、ヒータ5が酸素濃度センサ3のセンサ素子4を加熱するときのヒータ5における消費電力量である。センサ昇温電力Wrは、酸素濃度センサ3の素子温度の昇温制御の実行中に積算されて増加するものであり、図14(b),(j)に示すように、その増加傾向が昇温制御によるセンサ温度の上昇に対応する。
図13のフローチャートと図14のタイムチャートを参照して、第五実施形態における印加電圧制御回路11のカットオフ周波数を切り替える処理について説明する。図13のタイムチャートの一連の処理は、エンジン1が作動状態のときにセンサ制御装置10により実施される。図14のタイムチャートには、カットオフ周波数の切り替え処理を実施中の(a)エンジン状態、(b)センサ温度(酸素濃度センサ3の実際の素子温度)、(c)CUT−OFF−SW(印加電圧制御回路11中のカットオフ周波数変更スイッチSW2の制御信号)、(d)カットオフ周波数、(e)AC電圧(交流電圧Vac)の印加波形、(j)センサ昇温電力Wrの時間変化が示されている。以下、図13のフローチャートに沿って、図14のタイムチャートを参照しつつ説明する。なお、ステップS501〜S505の各処理は、図4のステップS101〜S105の各処理と同様であるので説明を省略する。
ステップS506では、センサ昇温電力Wrが算出される。マイコン13は、ヒータ制御回路12によるヒータ5の通電率の情報等からセンサ昇温電力Wrを算出することもできるし、ヒータ5から消費電力量に関する情報を直接取得することもできる。ステップS506の処理が完了するとステップS507へ進む。
ステップS507では、センサ昇温電力Wrが閾値THwを超過したか否かが判定される。ステップS507の判定の結果、センサ昇温電力Wrが閾値THwを超過していない場合(ステップS507のNo)にはステップS506に戻り、センサ昇温電力Wrが閾値を超過している場合(ステップS507のYes)にはステップS508に進む。
ステップS508では、ステップS507にてセンサ昇温電力Wrが閾値を超過しているので、カットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態に切り替えられる。ステップS508の処理が完了すると本制御フローを終了する。
図14のタイムチャートでは、時刻t0〜t1の区間において、センサ温度の昇温に伴って図14(j)に示すようにセンサ昇温電力Wrが増加を続ける。この区間では、センサ昇温電力Wrは閾値THwを超過していないので、ステップS506,S507が繰り返される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数は高周波側の領域D1のものに設定されている。
時刻t1においてセンサ昇温電力Wrが閾値THwを超過すると、図14(c)に示すようにカットオフ周波数変更スイッチSW2がオフ状態に切り替えられ、カットオフ周波数が低周波のものに変更される。このとき、図3のセンサインピーダンス−カットオフ周波数特性では、カットオフ周波数が低周波側の領域D2に遷移し、低温領域の特性(グラフA)から高温領域の特性(グラフB)へ切り替わる。
このように第五実施形態では、第一実施形態とは異なりセンサ昇温電力Wrに基づきカットオフ周波数を可変としている。より詳細には、センサ昇温電力Wrが相対的に少ないときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、センサ昇温電力Wrが相対的に多いときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定する。このセンサ昇温電力Wrは、第一実施形態のセンサインピーダンスZacと同様に、酸素濃度センサ3の素子温度の高低関係と対応するものであり、素子温度の変化を好適に反映させる情報である。したがって、第五実施形態の構成でも、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、第五実施形態では、素子温度関連情報としてセンサ昇温電力Wrを用いる構成を例示したが、この代わりにセンサ昇温時間を用いることもできる。センサ昇温時間は、ヒータ5が酸素濃度センサ3のセンサ素子4を加熱するときの経過時間である。センサ昇温時間は、センサ昇温電力Wrと同様に、酸素濃度センサ3の素子温度の昇温制御の実行中に積算されて増加するものであり、図14(j)のセンサ昇温電力Wrと同様の時間推移となる。つまり、センサ昇温時間が相対的に少ないときに、素子温度が相対的に低い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に高く設定し、また、センサ昇温時間が相対的に多いときに、素子温度が相対的に高い状態と判断して、カットオフ周波数を相対的に低く設定することができる。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
上記実施形態では、センサ制御装置10の制御対象として酸素濃度センサ3を例示したが、制御対象は、直流電圧Vdcを印加することにより酸素量に応じた電流Idcが流れ、酸素量を検出できるセンサであればよく、例えば空燃比センサなど他の形態のセンサを適用することもできる。
また、上記実施形態では、酸素濃度センサ3に印加する交流電圧Vacを制御する印加電圧制御装置として印加電圧制御回路11を例示したが、同様の機能を発揮することができれば他の回路構成でもよいし、ソフトウェアによって同様の機能を実現する構成でもよい。
また、上記実施形態では、酸素濃度センサ3の素子温度に応じて2段階のカットオフ周波数を切り替える構成を例示したが、3段階以上のカットオフ周波数を切り替える構成としてもよい。
また、上記実施形態では、印加電圧制御回路11内のフィルタ回路16において、抵抗R7の通電を切り替えることによってカットオフ周波数を変更する構成を例示したが、例えばフィルタ回路が複数のコンデンサを有し、スイッチ等によってコンデンサを付け替えるなど、他の構成によってカットオフ周波数を変更することもできる。
また、上記実施形態では、酸素濃度センサ3の素子温度に関連する素子温度関連情報に基づいて素子温度の状態を把握して、カットオフ周波数を切り替える構成を例示したが、酸素濃度センサ3から素子温度を直接計測して、計測した素子温度に基づきカットオフ周波数を切り替える構成としてもよい。
3:酸素濃度センサ
5:ヒータ
11:印加電圧制御回路(印加電圧制御装置)
16:フィルタ回路(フィルタ処理部)
Vac:交流電圧
Iac:交流電流(センサ出力電流、素子温度関連情報)
Vdc:直流電圧
Idc:直流電流(センサ出力電流、素子温度関連情報)
Zac:センサインピーダンス(素子温度関連情報)
Te:排気温度(センサ雰囲気ガス温度、素子温度関連情報)
Ih:ヒータ電流(素子温度関連情報)
Wr:センサ昇温電力(素子温度関連情報)

Claims (16)

  1. 直流電圧(Vdc)を印加することにより酸素量に応じた直流電流(Idc)が流れ、交流電圧(Vac)を印加することによりセンサインピーダンス(Zac)に応じた交流電流(Iac)が流れるセンサ(3)の印加電圧制御装置(11)において、
    前記センサに印加する前記交流電圧のカットオフ周波数を可変とするフィルタ処理部(16)を備える
    ことを特徴とするセンサの印加電圧制御装置。
  2. 前記フィルタ処理部は、前記センサの素子温度に関連する素子温度関連情報(Zac,Iac,Idc,Te,Ih,Wr)に基づいて前記カットオフ周波数を可変とする
    ことを特徴とする、請求項1に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  3. 前記フィルタ処理部は、前記素子温度関連情報に基づいて、前記素子温度が相対的に低いときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、前記素子温度が相対的に高いときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項2に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  4. 前記素子温度関連情報は、前記センサの前記センサインピーダンスを含む
    ことを特徴とする、請求項2または3に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  5. 前記フィルタ処理部は、
    前記センサインピーダンスが相対的に高いときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、
    前記センサインピーダンスが相対的に低いときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項4に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  6. 前記素子温度関連情報は、前記センサから出力される前記直流電流または前記交流電流であるセンサ出力電流(Iac,Idc)を含む
    ことを特徴とする、請求項2または3に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  7. 前記フィルタ処理部は、
    前記センサ出力電流が相対的に小さいときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、
    前記センサ出力電流が相対的に大きいときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項6に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  8. 前記素子温度関連情報は、前記センサが酸素量を検出する被検出ガスの温度であるセンサ雰囲気ガス温度(Te)を含む
    ことを特徴とする、請求項2または3に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  9. 前記フィルタ処理部は、
    前記センサ雰囲気ガス温度が相対的に低いときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、
    前記センサ雰囲気ガス温度が相対的に高いときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項8に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  10. 前記センサが所定の設定温度となるように前記センサを加熱するヒータ(5)を備え、
    前記素子温度関連情報は、前記ヒータが前記センサを加熱するときのヒータ電流(Ih)を含む
    ことを特徴とする、請求項2または3に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  11. 前記フィルタ処理部は、
    前記ヒータ電流が相対的に高いときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、
    前記ヒータ電流が相対的に低いときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項10に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  12. 前記フィルタ処理部は、
    前記ヒータ電流が相対的に低いときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、
    前記ヒータ電流が相対的に高いときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項10に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  13. 前記センサが所定の設定温度となるように前記センサを加熱するヒータを備え、
    前記素子温度関連情報は、前記ヒータが前記センサを加熱するときの消費電力量であるセンサ昇温電力(Wr)を含む
    ことを特徴とする、請求項2または3に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  14. 前記フィルタ処理部は、
    前記センサ昇温電力が相対的に少ないときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、
    前記センサ昇温電力が相対的に多いときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項13に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  15. 前記センサが所定の設定温度となるように前記センサを加熱するヒータを備え、
    前記素子温度関連情報は、前記ヒータが前記センサを加熱するときの経過時間であるセンサ昇温時間を含む
    ことを特徴とする、請求項2または3に記載のセンサの印加電圧制御装置。
  16. 前記フィルタ処理部は、
    前記センサ昇温時間が相対的に短いときに前記カットオフ周波数を相対的に高く設定し、
    前記センサ昇温時間が相対的に長いときに前記カットオフ周波数を相対的に低く設定する、
    ことを特徴とする、請求項15に記載のセンサの印加電圧制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019035341A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 株式会社デンソー 電子制御装置
JP2022119773A (ja) * 2018-01-05 2022-08-17 ハーン-シッカート-ゲゼルシャフト フュア アンゲヴァンテ フォアシュング アインゲトラーゲナー フェライン 熱ガスセンサの評価装置、方法およびコンピュータプログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH116813A (ja) * 1997-04-23 1999-01-12 Denso Corp ガス濃度センサの制御装置
JP2000046780A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Toyota Motor Corp 空燃比センサの制御装置
US6084418A (en) * 1996-02-28 2000-07-04 Denso Corporation Method for accurately detecting sensor element resistance
JP2001228111A (ja) * 2000-02-14 2001-08-24 Denso Corp 酸素濃度センサの素子抵抗検出装置
JP2003262610A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス検出器の制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3050019B2 (ja) * 1993-10-12 2000-06-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の酸素センサ制御装置
US5547552A (en) * 1994-06-20 1996-08-20 Nippondenso Co., Ltd. Oxygen concentration detecting apparatus
JP2000065781A (ja) 1998-08-19 2000-03-03 Denso Corp 酸素濃度センサの素子温度検出装置
US7467628B2 (en) * 2007-01-31 2008-12-23 Gm Global Technology Operations, Inc. Oxygen sensor heater control methods and systems
JP4379820B2 (ja) * 2007-02-21 2009-12-09 株式会社デンソー センサ制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084418A (en) * 1996-02-28 2000-07-04 Denso Corporation Method for accurately detecting sensor element resistance
JPH116813A (ja) * 1997-04-23 1999-01-12 Denso Corp ガス濃度センサの制御装置
JP2000046780A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Toyota Motor Corp 空燃比センサの制御装置
JP2001228111A (ja) * 2000-02-14 2001-08-24 Denso Corp 酸素濃度センサの素子抵抗検出装置
JP2003262610A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス検出器の制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019035341A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 株式会社デンソー 電子制御装置
JP2022119773A (ja) * 2018-01-05 2022-08-17 ハーン-シッカート-ゲゼルシャフト フュア アンゲヴァンテ フォアシュング アインゲトラーゲナー フェライン 熱ガスセンサの評価装置、方法およびコンピュータプログラム
US11686695B2 (en) 2018-01-05 2023-06-27 Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Evaluation arrangement for a thermal gas sensor, methods and computer programs
US11874242B2 (en) 2018-01-05 2024-01-16 Habn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Evaluation arrangement for a thermal gas sensor, methods and computer programs
JP7460682B2 (ja) 2018-01-05 2024-04-02 ハーン-シッカート-ゲゼルシャフト フュア アンゲヴァンテ フォアシュング アインゲトラーゲナー フェライン 熱ガスセンサの評価装置、方法およびコンピュータプログラム

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