JP2018194390A - センサ制御装置およびガス検知システム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、センサのセルは、固体電解質体および該固体電解質体に設けられた一対の電極を備えて構成されている。センサは、セルとして、ポンプ電流に応じて酸素の汲み入れまたは汲み出しを行う酸素ポンプセルを少なくとも備えるとともに、測定対象ガスに含まれる特定成分を検出するように構成されている。
つまり、上記従来のセンサ制御装置は、特定種類のセンサ向けに製造されているため、遮断周波数が異なる他の種類のセンサを制御する用途に利用することができない。
このような遮断周波数設定部を備えるセンサ制御装置は、第1遮断周波数および第2遮断周波数のうち少なくとも一方を設定することで、第1遮断周波数および第2遮断周波数のうち少なくとも一方の値を変更することが可能となるため、制御可能なセンサの種類を増やすことができ、汎用性が高まる。
なお、このセンサ制御装置は、同一種類のセンサにおいて個体差が生じる場合にも、個体差に応じて第1遮断周波数および第2遮断周波数のうち少なくとも一方を設定(変更)してもよい。
この場合、第1フィルタ信号は、第2フィルタ信号と比べて、広い周波数帯域成分を含んだデジタル信号となり、ポンプ電流の通電制御値を示すデジタル信号であって、酸素ポンプセルの一対の電極における電極間電圧における直近の変化状態が相対的に大きく反映されたデジタル信号となる。このため、第1フィルタ信号に基づいて生成したポンプ電流を酸素ポンプセルに対して通電することで、酸素ポンプセルの一対の電極における電極間電圧における直近の変化状態に応じて、酸素ポンプセルによる酸素のポンピングを適切に実行できる。
尚、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
[1−1.全体構成]
図1は、本開示の実施形態としてのガス検知システム1の全体構成図である。
ガス検知システム1は、ガス検知装置3と、ガスセンサ8と、を備える。
センサ制御装置5は、ガスセンサ8を駆動制御して、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をエンジン制御装置7に通知する。センサ制御装置5の詳細については、後述する。
センサ制御装置5は、ガスセンサ8を駆動制御して、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をエンジン制御装置7に通知するように構成されている。
ヒータ制御量演算部53は、デジタル演算により、Rpvs演算部51で演算された内部抵抗値Rpvsに基づいてガスセンサ8(詳細には、センサ素子9のポンプセル14)の温度を演算し、演算された温度をセンサ目標温度に近づける、あるいは維持するために必要なヒータ発熱量を演算する。ヒータ制御量演算部53は、演算したヒータ発熱量に基づいて、ヒータ26に供給するべき電力のDUTY比率を演算して、そのDUTY比率に応じたPWM制御信号を生成する。
周波数設定部74は、ポンプ電流演算部34における第1遮断周波数および濃度演算部37における第2遮断周波数をそれぞれ所定の値に設定するように構成されている。周波数設定部74は、接続線29を介して情報記憶部28からセンサ情報Siを受信するように構成されている。本実施形態では、このセンサ情報Siには、センサ素子9の種類に関する情報(センサ種別情報Si1)が含まれており、センサ種別情報Si1には、センサ素子9を用いた酸素濃度の検出に適した第1遮断周波数および第2遮断周波数に関する情報(周波数設定情報Sf)が含まれている。
以上説明したように、本実施形態のガス検知システム1は、ガスセンサ8を制御するセンサ制御装置5を備えている。
ポンプ電流演算部34は、PID演算部33で演算された通電制御電流Tipを表すデジタル信号から第1遮断周波数よりも高い周波数成分を減衰させてなるDAC制御信号S1(第1フィルタ信号S1)をデジタル演算により抽出する。DAC制御信号S1は、ポンプ電流Ipの通電制御電流Tipを示すデジタル信号から第1遮断周波数よりも高い周波数成分(ノイズ成分)が減衰された信号であるため、ポンプ電流Ipの通電制御電流Tipを示すデジタル信号であって、PID演算部33でのデジタル演算で重畳されたノイズ成分が減衰されたデジタル信号である。このため、ポンプ電流Ip(デジタル信号)のサンプリング周期を高速化した場合であっても、ポンプ電流Ipにおける微分ノイズ成分の増大を抑制できる。
[1−5.文言の対応関係]
ここで、文言の対応関係について説明する。
[2−1.全体構成]
第2実施形態として、使用者が操作部を用いて遮断周波数(第1遮断周波数、第2遮断周波数)を設定する構成の第2センサ制御装置105を備える第2ガス検知システム101について説明する。
第2ガス検知システム101は、例えば、内燃機関の排気ガス中の特定ガス(本実施形態では、酸素)を検出する用途に用いられる。第2ガス検知システム101は、第2ガスセンサ108と、第2ガス検知装置103とを備える。第2ガス検知装置103は、第2センサ制御装置105と、エンジン制御装置7と、を備える。
以上説明したように、第2実施形態の第2ガス検知システム101においては、第2センサ制御装置105は、操作部78を備えており、使用者の入力操作に応じて、第1遮断周波数および第2遮断周波数を設定できるように構成されている。
ここで、文言の対応関係について説明する。
第2センサ制御装置105が、センサ制御装置の一例に相当し、第2ガス検知システム101がガス検知システムの一例に相当する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
Claims (4)
- 固体電解質体および該固体電解質体に設けられた一対の電極を有しポンプ電流に応じて酸素の汲み入れまたは汲み出しを行う酸素ポンプセルを少なくとも備えるとともに、測定対象ガスに含まれる特定成分を検出するように構成されたセンサを制御するセンサ制御装置であって、
当該センサ制御装置は、
アナログ信号である前記酸素ポンプセルの前記一対の電極における電極間電圧をデジタル値に変換するアナログデジタル変換部と、
前記電極間電圧のデジタル値に基づいて、前記酸素ポンプセルに通電する前記ポンプ電流の通電制御値をデジタル制御で演算する通電制御値演算部と、
前記ポンプ電流の前記通電制御値を示すデジタル信号に基づいて、前記酸素ポンプセルに対して通電するポンプ電流を生成するデジタルアナログ変換部と、
前記ポンプ電流の前記通電制御値を示すデジタル信号から予め定められた第1遮断周波数よりも高い周波数成分を減衰させてなる第1フィルタ信号をデジタル演算により抽出する第1フィルタ部と、
前記第1フィルタ部で抽出された前記第1フィルタ信号から予め定められた第2遮断周波数よりも高い周波数成分を減衰させてなる第2フィルタ信号をデジタル演算により抽出する第2フィルタ部と、
前記第1遮断周波数および前記第2遮断周波数のうち少なくとも一方を設定する遮断周波数設定部と、
を備えており、
前記デジタルアナログ変換部は、前記第1フィルタ信号に基づいて前記ポンプ電流を生成し、
前記第2フィルタ部は、前記第2フィルタ信号を、前記測定対象ガスに含まれる前記特定成分を検出するためのポンプ電流信号として出力する、
センサ制御装置。 - 前記遮断周波数設定部は、外部から取得した周波数設定情報に基づいて前記第1遮断周波数および前記第2遮断周波数のうち少なくとも一方を設定する、
請求項1に記載のセンサ制御装置。 - 前記第1遮断周波数は、前記第2遮断周波数よりも高い周波数である、
請求項1または請求項2に記載のセンサ制御装置。 - 固体電解質体および該固体電解質体に設けられた一対の電極を有しポンプ電流に応じて酸素の汲み入れまたは汲み出しを行う酸素ポンプセルを少なくとも備えるとともに、測定対象ガスに含まれる特定成分を検出するように構成されたセンサと、
前記センサを制御するセンサ制御装置と、
を備えるガス検知システムであって、
前記センサ制御装置として、請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のセンサ制御装置を備える、
るガス検知システム。
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