JP4616754B2 - センサ制御装置 - Google Patents
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Description
なお、一例としては、NOxセンサに対して電圧印加を行うNOxセンサ制御装置を挙げることができる(特許文献1)。
ここで、前記センサ素子は、例えば、第1拡散抵抗部を介して測定対象ガスが導入される第1測定室と、酸素イオン導電体および該酸素イオン導電体上に形成された一対の電極を有し、前記一対の電極の一方が前記第1測定室に配置されて、前記第1測定室に導入された前記測定対象ガスに対する酸素の汲み出しまたは汲み入れを行う第1酸素イオンポンプセルと、前記第1測定室において酸素の汲み出しまたは汲み入れが行われた前記測定対象ガスが第2拡散抵抗部を介して導入される第2測定室と、酸素イオン導電体および該酸素イオン導電体上に形成された一対の電極を有し、前記一対の電極のうち一方が前記第2測定室に配置されて、前記第2測定室における特定ガス濃度に応じた電流が流れる第2酸素イオンポンプセルと、基準酸素分圧雰囲気に設定された基準酸素室と、酸素イオン導電体および該酸素イオン導電体上に形成された一対の電極を有し、前記一対の電極の一方が前記第1測定室に配置され、他方の電極が前記基準酸素室に配置された酸素分圧検知セルと、を備えるガスセンサ素子のうち前記第2酸素イオンポンプセルとすることができる。
図1は、本発明が適用されたセンサ制御装置50を備えるNOx検出装置1の概略構成を示す構成図である。
なお、このガスセンサ素子10は、別途に備えられるヒータにより活性化温度まで加熱される。
ガスセンサ素子10は、第1ポンプセル111,酸素濃度検知セル112,第2ポンプセル113を、アルミナを主体とする絶縁層114,115を介して積層した構造を有しており、多孔質物質からなる第1拡散抵抗体116を介して測定対象ガスが取り込まれる第1測定室159を備えている。
なお、センサ制御装置50は、配線42および配線43を介してガスセンサ素子10の第1ポンプセル111に接続されており、配線42および配線44を介してガスセンサ素子10の第2ポンプセル113に接続されており、配線41および配線42を介してガスセンサ素子10の酸素濃度検知セル112(Vsセル112)に接続されている。
すなわち、酸素濃度検知セル112の起電力VsがVs制御目標値よりも高い場合には、第1測定室159の酸素分圧が基準酸素分圧よりも低い状態にある。このような場合には、PID制御回路52は、偏差量△Vsを用いたPID演算により、不足分の酸素を第1ポンプセル111により汲み込むためのIp1電流が流れるように、Pout端子の電位を設定する。
また、Vs+端子とPID制御回路52との間に接続されるオペアンプ53は、ボルテージフォロア回路を構成している。これにより、Vs+端子からはPID制御回路52側が高インピーダンスに見えるため、オペアンプ53は、+数μAの定電流源回路72による供給電流がPID制御回路52に流れ込むことを抑制している。
なお、図3では、Vp2設定回路57に加えて、Ip2ドライバ56および第2ポンプセル113との概略接続状態を記載している。
目標電位出力回路75の出力電位(出力点目標電位Va)は、基準電位出力回路74の出力電位(定格値)に設定された基準電位KVcentを基準として、第2ポンプセル113に対する印加電圧が目標印加電圧TVp2となるときの電位出力端子(Ip2/Vp2端子)の電位に設定されている。なお、目標印加電圧TVp2は、第2ポンプセル113がNOxを解離(還元)可能な状態となる電圧値が設定されている。
オペアンプ81は、非反転入力端子(+)がVcent端子(電位基準端子)に接続され、反転入力端子(−)が第1抵抗素子R1を介して定電位出力回路83に接続され、出力端子が第2抵抗素子R2を介してIp2ドライバ56の非反転入力端子(+)に接続されている。なお、定電位出力回路83は、一定電位Vbを出力している。
例えば、Ip2/Vp2端子の電位設定のみならず、Vs+端子における電位設定においても、Vcent端子の電位変動を反映して電位を補正するように構成しても良い。
Claims (2)
- 電位基準端子および電位出力端子を備え、前記電位基準端子と前記電位出力端子との間に接続されるセンサ素子に対して電圧印加を行うセンサ制御装置であって、
前記電位基準端子の電位を基準点目標電位に設定する基準電位設定手段と、
前記基準点目標電位に設定された前記電位基準端子を基準として、前記電位出力端子の電位を、前記センサ素子に目標印加電圧を印加するための出力点目標電位に設定する出力電位設定手段と、
前記基準点目標電位に対する前記電位基準端子の電位変化量に応じて、前記センサ素子への印加電圧が前記目標印加電圧となるように、前記出力点目標電位を補正する出力点電位補正手段と、を備え、
前記出力電位設定手段は、前記電位出力端子の電位を補正後の前記出力目標電位に設定すること、
を特徴とするセンサ制御装置。 - 前記電位出力端子が複数備えられると共に、前記電位出力端子に対応して前記出力電位設定手段および前記出力点電位補正手段が複数備えられること、
を特徴とする請求項1に記載のセンサ制御装置。
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