JP2020051847A - Driving device for air-fuel ratio sensor - Google Patents

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Abstract

To provide a driver for an air-fuel ratio sensor which can reduce a voltage stress on an air-fuel ratio sensor.SOLUTION: A driving device 1 drives an air-fuel ratio sensor 2 having an oxygen pump cell 2a connected between a terminal AFV and a terminal COM and a Nernst cell 2b between a terminal AFR and the terminal COM. The output terminals of a first operational amplifier 3 and a second operational amplifier 4 are connected to the terminal AFV and the terminal COM, respectively. when a microcomputer 9 is turned on, the microcomputer performs voltage application processing of applying a predetermined voltage to both ends of the oxygen pump cell 2a through the first operational amplifier 3 and the second operational amplifier 4 before dual drive of the air-fuel ratio sensor starts to be controlled.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、酸素ポンプセル及び起電力セルを備えてなる空燃比センサを駆動する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for driving an air-fuel ratio sensor including an oxygen pump cell and an electromotive force cell.

酸素ポンプセル及び起電力セルを有する空燃比センサを駆動する装置では、アンプを介してこれらのセルに電圧を印加する。酸素ポンプセルには、O2ポンピング電流,所謂Ip電流を測定する際に電圧を印加する。 In a device for driving an air-fuel ratio sensor having an oxygen pump cell and an electromotive force cell, a voltage is applied to these cells via an amplifier. A voltage is applied to the oxygen pump cell when measuring an O 2 pumping current, a so-called Ip current.

特開2016−70883号公報JP-A-2006-70883 特開2018−105765号公報JP 2018-105765 A

しかしながら、その前のセンサ状態をモニタする段階で、酸素ポンプセルの一端に接続されているアンプの出力がハイインピーダンス状態になっていると、Ip電流を測定する際に酸素ポンプセルの両端に意図しない差電圧が印加され、ストレスがかかるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、空燃比センサにかかる電圧ストレスを軽減できる空燃比センサの駆動装置を提供することにある。
However, if the output of the amplifier connected to one end of the oxygen pump cell is in a high impedance state at the stage of monitoring the sensor state before that, an unintended difference between both ends of the oxygen pump cell when measuring the Ip current. There is a problem that voltage is applied and stress is applied.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air-fuel ratio sensor driving device capable of reducing voltage stress applied to the air-fuel ratio sensor.

請求項1記載の空燃比センサの駆動装置によれば、第1端子と共通端子との間に接続される酸素ポンプセル,及び第2端子と前記共通端子との間に接続される起電力セルを備える空燃比センサを駆動対象とする。第1,第2オペアンプの出力端子は、それぞれ第1端子,共通端子に接続される。電圧制御回路は、電源が投入されると、空燃比センサの駆動制御が開始される前に、第1,第2オペアンプを介して酸素ポンプセルの両端にそれぞれ所定の電圧を印加する電圧印加処理を行う。このように制御すれば、酸素ポンプセルの両端に意図しない差電圧が印加されることを回避できる。したがって空燃比センサにかかる電圧ストレスを軽減できる。   According to the air-fuel ratio sensor driving device of the first aspect, the oxygen pump cell connected between the first terminal and the common terminal, and the electromotive force cell connected between the second terminal and the common terminal are provided. The provided air-fuel ratio sensor is the drive target. Output terminals of the first and second operational amplifiers are connected to a first terminal and a common terminal, respectively. The voltage control circuit performs a voltage application process of applying a predetermined voltage to both ends of the oxygen pump cell via the first and second operational amplifiers when the power is turned on and before the driving control of the air-fuel ratio sensor is started. Do. With such control, it is possible to prevent an unintended voltage difference from being applied to both ends of the oxygen pump cell. Therefore, voltage stress applied to the air-fuel ratio sensor can be reduced.

請求項2記載の空燃比センサの駆動装置によれば、電流制御回路は、電圧制御回路が電圧印加処理を行った後に、第2端子を介して酸素ポンプセルへの通電を開始する。このように構成すれば、酸素ポンプセルへの通電を開始するための駆動電圧が印加されるタイミングよりも以前の段階で、酸素ポンプセルの両端の電位を確定させることができる。   According to the air-fuel ratio sensor driving device of the second aspect, the current control circuit starts energizing the oxygen pump cell via the second terminal after the voltage control circuit performs the voltage application process. With this configuration, the potentials at both ends of the oxygen pump cell can be determined at a stage before the timing at which the drive voltage for starting energization of the oxygen pump cell is applied.

第1実施形態であり、空燃比センサの駆動装置の構成,及び駆動制御モード:IDLEを示す図FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a driving device of an air-fuel ratio sensor and a driving control mode: IDLE according to the first embodiment. 駆動装置による駆動制御モード:AF2_IDLEを示す図Diagram showing drive control mode by drive device: AF2_IDLE 駆動装置による駆動制御モード:AF2_VSMONを示す図Diagram showing drive control mode by drive device: AF2_VSMON 駆動装置による駆動制御モード:AF2_JUDGEを示す図Diagram showing drive control mode by drive device: AF2_JUDGE 駆動装置による駆動制御モード:AF2_NORMを示す図Diagram showing drive control mode by drive device: AF2_NORM 図2から図6に示す制御モードの遷移に対応した処理を示すフローチャートFlow chart showing processing corresponding to the transition of the control mode shown in FIGS. 2 to 6 第2実施形態であり、空燃比センサの駆動装置の構成を示す図FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a driving device of an air-fuel ratio sensor according to a second embodiment. 第3実施形態であり、空燃比センサの駆動装置の構成を示す図FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a driving device of an air-fuel ratio sensor according to a third embodiment.

(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態の駆動装置1は、空燃比を検出するための空燃比センサ2を駆動対象とする。空燃比センサ2は、酸素ポンプセル2aと起電力セルに相当するネルンストセル2bとを有する2セルタイプのセンサであり、車両のエンジンの排気通路に配置される。空燃比センサ2は、排気ガスが導入される拡散室と基準酸素室との酸素濃度差に応じた起電力セル2bの出力電圧が目標値となるようにポンプセル2aが駆動され、ポンプセル2aに流れる電流が、空燃比を示すセンサ電流として測定される。
(1st Embodiment)
As shown in FIG. 1, a drive device 1 of the present embodiment is driven by an air-fuel ratio sensor 2 for detecting an air-fuel ratio. The air-fuel ratio sensor 2 is a two-cell type sensor having an oxygen pump cell 2a and a Nernst cell 2b corresponding to an electromotive force cell, and is arranged in an exhaust passage of an engine of a vehicle. In the air-fuel ratio sensor 2, the pump cell 2a is driven such that the output voltage of the electromotive force cell 2b according to the oxygen concentration difference between the diffusion chamber into which the exhaust gas is introduced and the reference oxygen chamber becomes the target value, and flows into the pump cell 2a. The current is measured as a sensor current that indicates the air-fuel ratio.

駆動装置1が備える端子AFCは、ポンプセル2aと起電力セル2bに共通のマイナス側端子COMに接続され、端子AFVはポンプセル2aのプラス側端子Ip+に接続され、端子AFRは起電力セル2bのプラス側端子VS+に接続されている。端子AFCは共通端子に、端子AFVは第1端子に、端子AFRは第2端子に夫々相当する。   The terminal AFC of the driving device 1 is connected to the negative terminal COM common to the pump cell 2a and the electromotive force cell 2b, the terminal AFV is connected to the positive terminal Ip + of the pump cell 2a, and the terminal AFR is connected to the positive terminal of the electromotive cell 2b. It is connected to the side terminal VS +. The terminal AFC corresponds to a common terminal, the terminal AFV corresponds to a first terminal, and the terminal AFR corresponds to a second terminal.

駆動装置1は、第1オペアンプ3,第2オペアンプ4,基準電圧発生回路5,D/Aコンバータ6,定電流回路7,電流印加回路8及びマイクロコンピュータ9を備えている。基準電圧発生回路5は、電源とグランドとの間に接続される抵抗素子5a及び5bの直列回路で構成される。抵抗素子5a及び5bの共通接続点は、第1スイッチ10を介して第1オペアンプ3の非反転入力端子に接続されている。   The driving device 1 includes a first operational amplifier 3, a second operational amplifier 4, a reference voltage generating circuit 5, a D / A converter 6, a constant current circuit 7, a current applying circuit 8, and a microcomputer 9. The reference voltage generation circuit 5 is configured by a series circuit of resistance elements 5a and 5b connected between the power supply and the ground. The common connection point of the resistance elements 5a and 5b is connected to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 3 via the first switch 10.

例えば14ビットであるD/Aコンバータ6の出力端子は、第2スイッチ11を介して第1オペアンプ3の非反転入力端子に接続されていると共に、第3スイッチ12を介して第2オペアンプ4の非反転入力端子に接続されている。第1オペアンプ3の出力端子は、抵抗素子13を介して端子AFVに接続されており、第2オペアンプ4の出力端子は、抵抗素子14を介して端子AFCに接続されている。第2オペアンプ4の反転入力端子は、第2オペアンプ4の出力端子に接続されている。第1オペアンプ3の反転入力端子は、第4スイッチ15を介して第1オペアンプ3の出力端子に接続されていると共に、第5スイッチ16を介して端子AFCに接続されている。   The output terminal of the D / A converter 6 of, for example, 14 bits is connected to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 3 via the second switch 11 and is connected to the second operational amplifier 4 via the third switch 12. Connected to non-inverting input terminal. An output terminal of the first operational amplifier 3 is connected to a terminal AFV via a resistance element 13, and an output terminal of the second operational amplifier 4 is connected to a terminal AFC via a resistance element 14. The inverting input terminal of the second operational amplifier 4 is connected to the output terminal of the second operational amplifier 4. The inverting input terminal of the first operational amplifier 3 is connected to the output terminal of the first operational amplifier 3 via the fourth switch 15 and to the terminal AFC via the fifth switch 16.

定電流回路7は、ネルンストセル2bに起電力を発生させるための一定電流を端子AFRに供給する。電流印加回路8は、端子AFRに対して、流れる方向が互いに逆の一定電流をそれぞれ供給する。本実施形態において、互いに逆方向の一定電流は同じ値に設定されるが、それらが異なっても良い。   The constant current circuit 7 supplies a constant current for generating an electromotive force to the Nernst cell 2b to the terminal AFR. The current applying circuit 8 supplies constant currents flowing in opposite directions to the terminal AFR. In the present embodiment, the constant currents in the opposite directions are set to the same value, but they may be different.

マイコン9は、D/Aコンバータ6の入力端子に電圧データを入力すると共に、各スイッチ10〜13,15,16のオンオフを制御する。また、マイコン9は、定電流回路7及び電流印加回路8の動作も制御する。尚、駆動装置1は、例えば特許文献2と同様に、抵抗素子14の両端電圧を増幅するオペアンプや、そのオペアンプの出力電圧をA/D変換してマイコン9に入力するA/Dコンバータ等も備えているが、これらの図示は省略している。マイコン9は電圧制御回路に相当する。また、定電流回路7,電流印加回路8及びマイコン9は、電流制御回路に相当する。   The microcomputer 9 inputs voltage data to an input terminal of the D / A converter 6 and controls on / off of each of the switches 10 to 13, 15, and 16. The microcomputer 9 also controls the operations of the constant current circuit 7 and the current application circuit 8. The driving device 1 includes, for example, an operational amplifier that amplifies the voltage between both ends of the resistance element 14, an A / D converter that converts the output voltage of the operational amplifier into an analog signal and inputs the converted voltage to the microcomputer 9, as in Patent Document 2. Although they are provided, they are not shown. The microcomputer 9 corresponds to a voltage control circuit. Further, the constant current circuit 7, the current application circuit 8, and the microcomputer 9 correspond to a current control circuit.

次に、本実施形態の作用について説明する。図1から図5に示すように、駆動装置1による空燃比センサ2の駆動制御には、例えば5つのモードがある。
<1:IDLE>
図1に示すモードIDLEは、駆動装置1に電源が投入された直後の状態である。この状態では、スイッチ10,12,16がオフしている。オペアンプ3及び4の出力端子は、何れもハイインピーダンス;HiZになっている。
Next, the operation of the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 to 5, the drive control of the air-fuel ratio sensor 2 by the drive device 1 has, for example, five modes.
<1: IDLE>
The mode IDLE shown in FIG. 1 is a state immediately after the power is supplied to the driving device 1. In this state, the switches 10, 12, and 16 are off. The output terminals of the operational amplifiers 3 and 4 are both high impedance; HiZ.

<2:AF2_IDLE>
図2に示すモードAF2_IDLEでは、空燃比センサ2の酸素ポンプセル2aに対して印加電圧制御を行う(図6,S1)。基準電圧発生回路5が生成する基準電圧は例えば2.5Vであり、マイコン9は、D/Aコンバータ6に電圧データを与えて2.5Vを出力させる。そして、スイッチ10及び12をオンしてスイッチ11をオフすることで、オペアンプ3,4の非反転入力端子にそれぞれ2.5Vを入力し、各電圧を酸素ポンプセル2aの両端に印加する。
<2: AF2_IDLE>
In the mode AF2_IDLE shown in FIG. 2, the applied voltage control is performed on the oxygen pump cell 2a of the air-fuel ratio sensor 2 (FIG. 6, S1). The reference voltage generated by the reference voltage generation circuit 5 is, for example, 2.5 V, and the microcomputer 9 supplies voltage data to the D / A converter 6 to output 2.5 V. Then, by turning on the switches 10 and 12 and turning off the switch 11, 2.5 V is input to the non-inverting input terminals of the operational amplifiers 3 and 4, respectively, and each voltage is applied to both ends of the oxygen pump cell 2a.

<3:AF2_VSMON>
図3に示すモードAF2_VSMONでは、マイコン9は定電流回路7を動作させ、微少な定電流Icpを端子AFRに供給する(S2)。これにより、ネルンストセル2bに通電を行い、常に一定の酸素分圧状態を形成する。この際に電流は、空燃比センサ2のインピーダンスに応じて流れる。尚、図3から図5に示すモードではスイッチ10〜12のオンオフに変化が無いので、これらの図示を省略している。
<3: AF2_VSMON>
In the mode AF2_VSMON shown in FIG. 3, the microcomputer 9 operates the constant current circuit 7 to supply a small constant current Icp to the terminal AFR (S2). As a result, electricity is supplied to the Nernst cell 2b, and a constant oxygen partial pressure state is always formed. At this time, the current flows according to the impedance of the air-fuel ratio sensor 2. In the modes shown in FIGS. 3 to 5, since there is no change in on / off of the switches 10 to 12, these are not shown.

<4:AF2_JUDGE>
図4に示すモードAF2_JUDGEでは、マイコン9は電流掃引回路8を動作させ、端子AFRより電流掃引を行う。そして、抵抗素子14の端子電圧をA/D変換して読み込んで起電力セル2bの両端電圧の変化量を検出すると、その電圧の変化量と掃引電流値とから、起電力セル2bのインピーダンスZacを算出する(S3)。
<4: AF2_JUDGE>
In the mode AF2_JUDGE shown in FIG. 4, the microcomputer 9 operates the current sweep circuit 8 to perform current sweep from the terminal AFR. Then, when the terminal voltage of the resistance element 14 is A / D converted and read and the amount of change in the voltage between both ends of the electromotive force cell 2b is detected, the impedance Zac of the electromotive force cell 2b is obtained from the amount of change in the voltage and the sweep current value. Is calculated (S3).

続いて、マイコン9は、インピーダンスZacを閾値Nと比較し、(Zac≧N)であれば(S4;NO)電流掃引を継続する(S5)。そして、(Zac<N)になると(YES)、次の制御モードに移行して空燃比制御を開始する(S6)。尚、モードAF2_VSMONからAF2_JUDGEまでが、空燃比センサ2が活性化するまでの活性待ち期間に相当する。   Subsequently, the microcomputer 9 compares the impedance Zac with the threshold value N, and if (Zac ≧ N) (S4; NO), continues the current sweep (S5). When (Zac <N) is satisfied (YES), the process shifts to the next control mode to start the air-fuel ratio control (S6). Note that the mode AF2_VSMON to AF2_JUDGE corresponds to an activation waiting period until the air-fuel ratio sensor 2 is activated.

<5:AF2_NORM>
図5に示すモードAF2_NORMでは、マイコン9は,端子AFR,AFC間の電圧が一定になるように空燃比制御を行う。ここでマイコン9は、スイッチ15をオフにすると共にスイッチ16をオンにする。ステップS5,S4と同様の処理を行い(S7,S8)、(Zac<N)になると(S8;YES)空燃比を測定する(S9)。そして、停止命令が発行されなければ(S10;NO)、ステップS7に戻って空燃比制御を継続する。
<5: AF2_NORM>
In the mode AF2_NORM shown in FIG. 5, the microcomputer 9 performs the air-fuel ratio control so that the voltage between the terminals AFR and AFC becomes constant. Here, the microcomputer 9 turns off the switch 15 and turns on the switch 16. The same processing as steps S5 and S4 is performed (S7, S8), and when (Zac <N) (S8; YES), the air-fuel ratio is measured (S9). If the stop command is not issued (S10; NO), the process returns to step S7 to continue the air-fuel ratio control.

尚、ステップS8で(Zac≧N)になると(NO)、空燃比センサ2の温度が低下したため再度活性化する必要があると判断し、ステップS3に移行する。すなわち、制御モードがAF2_JUDGEに遷移する。   If (Zac ≧ N) in step S8 (NO), it is determined that the temperature of the air-fuel ratio sensor 2 has decreased and it is necessary to activate again, and the process proceeds to step S3. That is, the control mode changes to AF2_JUDGE.

以上のように本実施形態によれば、駆動装置1は、端子AFVと端子COMとの間に接続される酸素ポンプセル2a,及び端子AFRと端子COMとの間に接続されるネルンストセル2bを備える空燃比センサ2を駆動対象とする。第1,第2オペアンプ3,4の出力端子は、それぞれ端子AFV,端子COMに接続され、マイコン9は、電源が投入されると、空燃比センサの2駆動制御が開始される前に、第1,第2オペアンプ3,4を介して酸素ポンプセル2aの両端にそれぞれ所定の電圧を印加する電圧印加処理を行う。   As described above, according to the present embodiment, the driving device 1 includes the oxygen pump cell 2a connected between the terminal AFV and the terminal COM, and the Nernst cell 2b connected between the terminal AFR and the terminal COM. The air-fuel ratio sensor 2 is to be driven. The output terminals of the first and second operational amplifiers 3 and 4 are connected to the terminal AFV and the terminal COM, respectively. When the power is turned on, the microcomputer 9 outputs the first and second operational amplifiers before starting the two-drive control of the air-fuel ratio sensor. A voltage application process for applying a predetermined voltage to both ends of the oxygen pump cell 2a via the first and second operational amplifiers 3 and 4 is performed.

具体的には、基準電圧発生回路5と、基準電圧発生回路5の出力端子と第1オペアンプ3の非反転入力端子との間に配置される第1スイッチ10と、D/Aコンバータ6と、D/Aコンバータ6の出力端子と第1オペアンプ3の非反転入力端子との間に配置される第2スイッチ11と、D/Aコンバータ6の出力端子と第2オペアンプ4の非反転入力端子との間に配置される第3スイッチ12とを備え、マイコン9は、D/Aコンバータ6に入力する電圧データを与え、第1〜第3スイッチ10〜12のオンオフを制御して電圧印加処理を行う。このように制御すれば、酸素ポンプセル2aの両端に意図しない差電圧が印加されることを回避できる。したがって空燃比センサ2にかかる電圧ストレスを軽減できる。   Specifically, the reference voltage generation circuit 5, a first switch 10 disposed between the output terminal of the reference voltage generation circuit 5 and the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 3, a D / A converter 6, A second switch 11 arranged between an output terminal of the D / A converter 6 and a non-inverting input terminal of the first operational amplifier 3; an output terminal of the D / A converter 6 and a non-inverting input terminal of the second operational amplifier 4; The microcomputer 9 supplies voltage data to be input to the D / A converter 6 and controls on / off of the first to third switches 10 to 12 to perform a voltage application process. Do. With such control, it is possible to avoid applying an unintended difference voltage to both ends of the oxygen pump cell 2a. Therefore, voltage stress applied to the air-fuel ratio sensor 2 can be reduced.

また、マイコン9は、電圧印加処理を行った後に、端子AFRを介して酸素ポンプセル2aへの通電を開始するので、酸素ポンプセル2aへの通電を開始するための駆動電圧が印加されるタイミングよりも以前の段階で、酸素ポンプセル2aの両端の電位を確定させることができる。   Further, since the microcomputer 9 starts energization to the oxygen pump cell 2a via the terminal AFR after performing the voltage application process, the microcomputer 9 performs timing more than the timing at which the drive voltage for starting energization to the oxygen pump cell 2a is applied. At the previous stage, the potential at both ends of the oxygen pump cell 2a can be determined.

(第2実施形態)
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図7に示すように、第2実施形態の駆動装置21は、第1スイッチ10と第1オペアンプ3の非反転入力端子との間に、CRフィルタ22を配置したものである。これにより、D/Aコンバータ6により出力される電圧が変化する際に発生する高い周波数のノイズを除去できる。
(2nd Embodiment)
Hereinafter, the same portions as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and different portions will be described. As shown in FIG. 7, the driving device 21 of the second embodiment has a CR filter 22 disposed between the first switch 10 and the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 3. Thus, high-frequency noise generated when the voltage output from the D / A converter 6 changes can be removed.

また、第2実施形態では、駆動制御モードAF2_IDLEにおいて酸素ポンプセル2aに対して印加電圧制御を行う場合に、スイッチ10をオフしてスイッチ11及び12をオンしている。これにより、オペアンプ3及び4の非反転入力端子には、何れもD/Aコンバータ6により出力された2.5Vの電圧が印加される。このような第2実施形態による場合も第1実施形態と同様の効果が得られる。尚、この場合、D/Aコンバータ6の出力電圧は2.5Vでなくても良い。   In the second embodiment, when the applied voltage control is performed on the oxygen pump cell 2a in the drive control mode AF2_IDLE, the switch 10 is turned off and the switches 11 and 12 are turned on. As a result, the voltage of 2.5 V output from the D / A converter 6 is applied to the non-inverting input terminals of the operational amplifiers 3 and 4. According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In this case, the output voltage of the D / A converter 6 does not have to be 2.5 V.

(第3実施形態)
図8に示すように、第3実施形態の駆動装置23は、第2実施形態の駆動装置21に第6スイッチ24を追加したものである。第6スイッチ24は、D/Aコンバータ6の出力端子とスイッチ11及び12の共通端子との間に配置されている。同図に示しているように、スイッチ10〜12をオンし、スイッチ24をオフすることで、D/Aコンバータ6を使用することなく、基準電圧発生回路5が発生させる基準電圧を第1,第2オペアンプ3,4の非反転入力端子に印加することができる。第6スイッチ24は、特許請求の範囲の第4スイッチに相当する。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 8, the driving device 23 of the third embodiment is obtained by adding a sixth switch 24 to the driving device 21 of the second embodiment. The sixth switch 24 is arranged between the output terminal of the D / A converter 6 and the common terminal of the switches 11 and 12. As shown in the figure, the switches 10 to 12 are turned on and the switch 24 is turned off, so that the reference voltage generated by the reference voltage generating circuit 5 can be changed to the first voltage without using the D / A converter 6. It can be applied to the non-inverting input terminals of the second operational amplifiers 3 and 4. The sixth switch 24 corresponds to a fourth switch in the claims.

(その他の実施形態)
第1実施形態の構成にCRフィルタ22を加えても良いし、第2,第3実施形態の構成からCRフィルタ22を削除しても良い。
第2,第3実施形態において、駆動制御モードAF2_IDLEを第1実施形態と同様に行っても良い。
駆動制御モードは、必ずしも5つである必要は無い。
電圧やD/Aコンバータのビット数等は、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
(Other embodiments)
The CR filter 22 may be added to the configuration of the first embodiment, or the CR filter 22 may be deleted from the configurations of the second and third embodiments.
In the second and third embodiments, the drive control mode AF2_IDLE may be performed in the same manner as in the first embodiment.
The number of drive control modes does not necessarily need to be five.
The voltage, the number of bits of the D / A converter, and the like may be appropriately changed according to individual designs.
Although the present disclosure has been described with reference to the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and the structures. The present disclosure also encompasses various modifications and variations within an equivalent range. In addition, various combinations and forms, and other combinations and forms including only one element, more or less, are also included in the scope and concept of the present disclosure.

図面中、1は駆動装置、2は空燃比センサ、2aは酸素ポンプセル、2bはネルンストセル、3は第1オペアンプ、4は第2オペアンプ、5は基準電圧発生回路、6はD/Aコンバータ、7は定電流回路、8は電流印加回路、9はマイクロコンピュータ、10〜12は第1〜第3スイッチ、15,16は第4,第5スイッチを示す。   In the drawing, 1 is a driving device, 2 is an air-fuel ratio sensor, 2a is an oxygen pump cell, 2b is a Nernst cell, 3 is a first operational amplifier, 4 is a second operational amplifier, 5 is a reference voltage generating circuit, 6 is a D / A converter, 7 is a constant current circuit, 8 is a current application circuit, 9 is a microcomputer, 10 to 12 are first to third switches, and 15, 16 are fourth and fifth switches.

Claims (6)

第1端子(AFV)と共通端子(AFC)との間に接続される酸素ポンプセル(2a),及び第2端子(AFR)と前記共通端子との間に接続される起電力セル(2b)を備える空燃比センサ(2)を駆動対象とするもので、
出力端子が前記第1端子に接続される第1オペアンプ(3)と、
出力端子が前記共通端子に接続される第2オペアンプ(4)と、
前記第1及び第2オペアンプを介して、前記第1端子及び前記共通端子にそれぞれ印加される電圧を制御する電圧制御回路(5,6,9)とを備え、
前記電圧制御回路は、電源が投入されると、前記空燃比センサの駆動制御が開始される前に、前記酸素ポンプセルの両端にそれぞれ所定の電圧を印加する電圧印加処理を行う空燃比センサの駆動装置。
An oxygen pump cell (2a) connected between the first terminal (AFV) and the common terminal (AFC), and an electromotive force cell (2b) connected between the second terminal (AFR) and the common terminal. The driving target is the air-fuel ratio sensor (2) provided.
A first operational amplifier (3) having an output terminal connected to the first terminal;
A second operational amplifier (4) having an output terminal connected to the common terminal;
A voltage control circuit (5, 6, 9) for controlling a voltage applied to each of the first terminal and the common terminal via the first and second operational amplifiers;
When the power is turned on, the voltage control circuit performs a voltage application process of applying a predetermined voltage to both ends of the oxygen pump cell before the drive control of the air-fuel ratio sensor is started. apparatus.
前記第2端子を介して酸素ポンプセルに通電される電流を制御する電流制御回路(7,8)を備え、
前記電流制御回路は、前記電圧制御回路が前記電圧印加処理を行った後に、前記酸素ポンプセルへの通電を開始する請求項1記載の空燃比センサの駆動装置。
A current control circuit (7, 8) for controlling a current supplied to the oxygen pump cell via the second terminal;
2. The air-fuel ratio sensor driving device according to claim 1, wherein the current control circuit starts energizing the oxygen pump cell after the voltage control circuit performs the voltage application process. 3.
基準電圧を発生させる基準電圧発生回路(5)と、
この基準電圧発生回路の出力端子と前記第1オペアンプの入力端子との間に配置される第1スイッチ(11)と、
D/Aコンバータ(6)と、
前記D/Aコンバータの出力端子と前記第1オペアンプの入力端子との間に配置される第2スイッチ(12)と、
前記D/Aコンバータの出力端子と前記第2オペアンプの入力端子との間に配置される第3スイッチ(13)とを備え、
前記電圧制御回路は、前記D/Aコンバータに入力する電圧データを与え、前記第1〜第3スイッチのオンオフを制御して前記電圧印加処理を行う請求項1又は2記載の空燃比センサの駆動装置。
A reference voltage generation circuit (5) for generating a reference voltage;
A first switch (11) disposed between an output terminal of the reference voltage generation circuit and an input terminal of the first operational amplifier;
A D / A converter (6);
A second switch (12) disposed between an output terminal of the D / A converter and an input terminal of the first operational amplifier;
A third switch (13) disposed between an output terminal of the D / A converter and an input terminal of the second operational amplifier,
3. The driving of the air-fuel ratio sensor according to claim 1, wherein the voltage control circuit supplies voltage data to be input to the D / A converter, and controls the on / off of the first to third switches to perform the voltage application process. apparatus.
前記電圧制御回路は、前記D/Aコンバータに前記基準電圧を出力させると共に前記第1及び第3スイッチをオンにして前記電圧印加処理を行う請求項3記載の空燃比センサの駆動装置。   4. The air-fuel ratio sensor driving device according to claim 3, wherein the voltage control circuit causes the D / A converter to output the reference voltage and turns on the first and third switches to perform the voltage application process. 前記電圧制御回路は、前記D/Aコンバータに所定電圧を出力させると共に前記第2及び第3スイッチをオンにして前記電圧印加処理を行う請求項3記載の空燃比センサの駆動装置。   4. The air-fuel ratio sensor driving device according to claim 3, wherein the voltage control circuit causes the D / A converter to output a predetermined voltage and turns on the second and third switches to perform the voltage application process. 前記D/Aコンバータの出力端子と前記第2及び第3スイッチとの間に配置される第4スイッチ(24)とを備え、
前記電圧制御回路は、前記第1〜第3スイッチをオンにし、前記第4スイッチをオフにして前記電圧印加処理を行う請求項3記載の空燃比センサの駆動装置。
A fourth switch (24) disposed between the output terminal of the D / A converter and the second and third switches;
4. The air-fuel ratio sensor driving device according to claim 3, wherein the voltage control circuit performs the voltage application process by turning on the first to third switches and turning off the fourth switch. 5.
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