JP4898544B2 - Sensor control device - Google Patents
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Description
本発明は、一対の多孔質電極が固体電解質体の表面に形成されたセルを複数備えるガスセンサを制御するにあたり、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するために複数のセルにおける通電状態を制御するセンサ制御装置に関する。 In the present invention, when controlling a gas sensor including a plurality of cells each having a pair of porous electrodes formed on the surface of a solid electrolyte body, the energization state in the plurality of cells is controlled in order to detect a specific gas contained in the measurement target gas. The present invention relates to a sensor control device.
従来、一対の多孔質電極が固体電解質体の表面に形成されたセルを複数備えるガスセンサを制御するセンサ制御装置が知られている。
そのようなガスセンサの一例としては、酸素濃度を検出するための2セル式の酸素センサや3セル式の窒素酸化物(NOx)の濃度を検出するためのNOxセンサなどがある。なお、酸素センサやNOxセンサは、例えば自動車のエンジン等の内燃機関の排気通路に取り付けられ、排気ガス中の特定ガス濃度(酸素濃度、NOx濃度)に応じて変化する電気信号(以下、センサ信号ともいう)を出力する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sensor control device that controls a gas sensor having a plurality of cells each having a pair of porous electrodes formed on the surface of a solid electrolyte body is known.
As an example of such a gas sensor, there are a 2-cell type oxygen sensor for detecting an oxygen concentration, a NOx sensor for detecting a concentration of nitrogen oxide (NOx) of a 3-cell type, and the like. The oxygen sensor and the NOx sensor are attached to an exhaust passage of an internal combustion engine such as an automobile engine, for example, and change in accordance with a specific gas concentration (oxygen concentration, NOx concentration) in the exhaust gas (hereinafter referred to as a sensor signal). (Also called).
そして、ガスセンサを制御するにあたり、センサ制御装置は、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するために複数のセルにおける通電状態を適宜制御する。センサ制御装置は、電気信号ケーブルなどの接続経路を介してガスセンサ(詳細には、セル)と電気的に接続されることで、各セルの通電状態を制御する。 And in controlling a gas sensor, a sensor control apparatus controls the energization state in a plurality of cells suitably, in order to detect specific gas contained in measurement object gas. The sensor control device is electrically connected to a gas sensor (specifically, a cell) via a connection path such as an electric signal cable to control the energization state of each cell.
しかし、ガスセンサとセンサ制御装置を接続する接続経路が断線やグランドショート(接地短絡)等の異常状態に陥ると、センサ制御装置はガスセンサを適切に制御することが不可能になり、正常なガス検出が不可能となる。 However, if the connection path connecting the gas sensor and the sensor control device falls into an abnormal state such as disconnection or ground short (ground short circuit), the sensor control device cannot properly control the gas sensor, and normal gas detection Is impossible.
これに対して、接続経路の異常を判定する機能を有するセンサ制御装置が提案されている(特許文献1、特許文献2)。これら従来の装置は、複数のセルのうち異常判定対象セルとは異なるセルに対してガス検出時に入力する検出時信号とは異なる試験信号を入力して、試験信号の入力に起因して異常判定対象セルの出力信号が変動したか否かを判定することにより、接続経路の異常を判定する。
On the other hand, a sensor control device having a function of determining a connection path abnormality has been proposed (
つまり、従来の装置は、検出時信号とは異なる試験信号を入力して異常判定対象セルの出力信号が変動する状況を強制的に発生させた上で、そのときの異常判定対象セルの出力信号が変動しない場合には、接続経路に何らかの異常(断線異常など)が発生したと判定する。
しかし、上記従来の装置においては、異常判定対象セルとセンサ制御装置との接続状態が異常であるか否かを判定するにあたり、ガス検出時に入力される検出時信号とは異なる試験信号を入力する必要があるため、ガス検出動作を中断する必要があるという問題がある。 However, in the above-described conventional apparatus, when determining whether or not the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control apparatus is abnormal, a test signal different from the detection signal input at the time of gas detection is input. Since this is necessary, there is a problem that the gas detection operation needs to be interrupted.
つまり、接続経路が異常であるか否かを判定する期間中においては、試験信号が入力されるセルは、検出時信号が入力されないため、特定ガス濃度を検出するための動作が不可能となる。この結果、接続経路の異常判定時には、ガスセンサ全体として、測定対象ガス中の特定ガス濃度が検出できない状態となる。 That is, during the period for determining whether or not the connection path is abnormal, the cell to which the test signal is input does not receive the detection time signal, and thus cannot operate for detecting the specific gas concentration. . As a result, when the abnormality of the connection path is determined, the gas sensor as a whole cannot detect the specific gas concentration in the measurement target gas.
そこで、本発明はこうした問題に鑑みなされたものであり、特定ガス濃度の検出動作を中断することなく、ガスセンサとセンサ制御装置との接続状態が異常であるか否かを判定する技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these problems, and provides a technique for determining whether or not the connection state between the gas sensor and the sensor control device is abnormal without interrupting the detection operation of the specific gas concentration. For the purpose.
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、一対の多孔質電極が固体電解質体の表面に形成されたセルを複数備えるガスセンサを制御するにあたり、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するために複数のセルにおける通電状態を制御するセンサ制御装置であって、複数のセルのうち異常判定対象セルとは異なるセルであって、異常判定対象セルの通電状態を変動させる要因に関連して自身の通電状態が変動する変動判定基準セルに関して、当該変動判定基準セルの通電状態が変動したか否かを判定する通電状態変動判定手段と、通電状態変動判定手段にて変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定された場合において、異常判定対象セルの通電状態が変動した場合には、異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を正常状態と判定し、異常判定対象セルの通電状態が変動しない場合には、異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を異常状態と判定する接続状態判定手段と、を備えることを特徴とするセンサ制御装置である。
The invention according to
まず、複数のセルのうち異常判定対象セルの通電状態を変動させる要因に関連して自身の通電状態が変動するセルを変動判定基準セルと定めた場合においては、変動判定基準セルの通電状態が変動する場合には、異常判定対象セルの通電状態もそれに応じて変動することになる。 First, in the case where a cell whose own energization state varies in relation to a factor that varies the energization state of the abnormality determination target cell among a plurality of cells is defined as a variation determination reference cell, the energization state of the variation determination reference cell is When it fluctuates, the energization state of the abnormality determination target cell also fluctuates accordingly.
このことから、上記の通電状態変動判定手段を備えるセンサ制御装置は、異常判定対象セルとは異なる変動判定基準セルの通電状態に基づいて、異常判定対象セルの通電状態が変動するか否かを判定することができる。つまり、このセンサ制御装置は、ガスセンサのセルに対して異常検出用の信号を入力することなく、変動判定基準セルの通電状態が変動したか否かに基づいて、異常判定対象セルの通電状態が変動する時期を判定できるとともに、異常判定対象セルの通電状態が変動することを予測できる。 Therefore, the sensor control device including the above-described energization state variation determination unit determines whether or not the energization state of the abnormality determination target cell varies based on the energization state of the variation determination reference cell different from the abnormality determination target cell. Can be determined. That is, the sensor control device determines whether the abnormality determination target cell is energized based on whether or not the variation determination reference cell has been energized without inputting an abnormality detection signal to the gas sensor cell. It is possible to determine the time of fluctuation, and to predict that the energization state of the abnormality determination target cell will fluctuate.
そして、通電状態変動判定手段にて変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定された場合において、異常判定対象セルの通電状態が変動しない場合には、異常判定対象セルの通電状態がセンサ制御装置に対して適切に伝達されていない異常状態と判断できる。 If the energization state of the abnormality determination target cell does not vary when the energization state of the fluctuation determination reference cell is determined to have changed by the energization state variation determination means, the energization state of the abnormality determination target cell is determined by sensor control. It can be determined that the abnormal state is not properly transmitted to the apparatus.
つまり、上記の接続状態判定手段のように、変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定された場合に、異常判定対象セルの通電状態が変動したか否かを判断することで、異常判定対象セルとセンサ制御装置との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定することができる。 That is, when it is determined that the energization state of the fluctuation determination reference cell has changed as in the above-described connection state determination means, the abnormality determination is performed by determining whether the energization state of the abnormality determination target cell has changed. It is possible to determine whether the connection state between the target cell and the sensor control device is a normal state or an abnormal state.
このため、上記の接続状態判定手段を備えるセンサ制御装置は、異常判定対象セルとセンサ制御装置との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定できる。
そして、このように構成されたセンサ制御装置は、ガスセンサのセルに対して異常検出用の信号入力を行うことなく、異常判定対象セルとセンサ制御装置との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定できる。つまり、このセンサ制御装置は、異常判定対象セルとセンサ制御装置との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定するにあたり、ガス検出を中断する必要が無くなる。
For this reason, a sensor control device provided with the above-mentioned connection state determination means can determine whether the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is a normal state or an abnormal state.
The sensor control device configured as described above is configured so that the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is a normal state or an abnormal state without inputting an abnormality detection signal to the gas sensor cell. Can be determined. That is, this sensor control device does not need to interrupt gas detection when determining whether the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is a normal state or an abnormal state.
よって、本発明のセンサ制御装置によれば、特定ガス濃度の検出動作を中断することなく、ガスセンサとセンサ制御装置との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。つまり、このセンサ制御装置によれば、特定ガス濃度の検出動作と、ガスセンサとセンサ制御装置との接続状態の異常判定動作とを、並行して実行することができる。 Therefore, according to the sensor control device of the present invention, it is possible to determine whether or not the connection state between the gas sensor and the sensor control device is abnormal without interrupting the detection operation of the specific gas concentration. That is, according to this sensor control device, the specific gas concentration detection operation and the abnormality determination operation of the connection state between the gas sensor and the sensor control device can be executed in parallel.
なお、「異常判定対象セルの通電状態を変動させる要因」としては、測定対象ガスの酸素濃度変化や、ガスセンサの素子温度変化などが挙げられる。
また、接続状態判定手段は、通電状態変動判定手段にて変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定された場合に、即座に異常判定対象セルとセンサ制御装置との接続状態が正常であるか異常であるかを判定するように構成されていても良い。ただし、異常判定対象セルの通電状態の変動は、変動判定基準セルの通電状態の変動に遅れて追従変動する。この追従遅れ時間を考慮して、通電状態変動判定手段にて変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定されてから一定時間経過後に、異常判定対象セルの通電状態が変動したか否かを検出し、異常判定対象セルとセンサ制御装置との接続状態が正常であるか否かを判定するように、接続状態判定手段を構成しても良い。
Note that examples of the “factor that changes the energization state of the abnormality determination target cell” include a change in oxygen concentration of the measurement target gas and a change in element temperature of the gas sensor.
In addition, the connection state determination unit immediately determines that the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is normal when the energization state variation determination unit determines that the energization state of the fluctuation determination reference cell has changed. Or may be determined to be abnormal. However, the fluctuation of the energization state of the abnormality determination target cell follows and fluctuates behind the fluctuation of the energization state of the fluctuation determination reference cell. In consideration of this follow-up delay time, whether or not the energization state of the abnormality determination target cell has changed after a lapse of a certain time after the energization state of the variation determination reference cell has been determined to have changed by the energization state change determination means. The connection state determination means may be configured to detect and determine whether or not the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is normal.
そして、上述のセンサ制御装置においては、請求項2に記載のように、通電状態変動判定手段は、変動判定基準セルにおける通電状態の変動量を示す基準セル変動量と、変動判定基準セルの通電状態が変動したことを判定するために予め定められた基準変動判定値とを比較して、基準セル変動量が基準変動判定値以上である場合には、変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定し、基準セル変動量が基準変動判定値よりも小さい場合には、変動判定基準セルの通電状態が変動していないと判定する、という構成を採ることができる。 In the above-described sensor control device, as described in claim 2, the energization state variation determination means includes the reference cell variation amount indicating the variation amount of the energization state in the variation determination reference cell and the energization of the variation determination reference cell. When the reference cell fluctuation amount is equal to or larger than the reference fluctuation determination value by comparing with a predetermined reference fluctuation determination value to determine that the state has changed, the energization state of the fluctuation determination reference cell has changed. If the reference cell fluctuation amount is smaller than the reference fluctuation judgment value, it can be determined that the energization state of the fluctuation judgment reference cell is not fluctuated.
このようにして、基準セル変動量と基準変動判定値とを比較することで、変動判定基準セルの通電状態が変動したか否かを判定することができる。
なお、基準セル変動量としては、変動判定基準セルにおける電極間電圧の変動量や電極間電流の変動量などを用いることができる。また、基準変動判定値は、基準セル変動量の種類に応じて、変動判定基準セルの通電状態が変動したときの変動量を設定することができ、実際のガスセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。
In this way, by comparing the reference cell fluctuation amount with the reference fluctuation determination value, it is possible to determine whether the energization state of the fluctuation determination reference cell has changed.
As the reference cell fluctuation amount, a fluctuation amount of the interelectrode voltage or a fluctuation amount of the interelectrode current in the fluctuation determination reference cell can be used. In addition, the reference fluctuation determination value can set a fluctuation amount when the energization state of the fluctuation determination reference cell fluctuates according to the type of reference cell fluctuation amount, and is based on actual measurement data using an actual gas sensor. Can be determined.
また、上述のセンサ制御装置においては、請求項3に記載のように、接続状態判定手段は、異常判定対象セルにおける通電状態の変動量を示す対象セル変動量と、異常判定対象セルの通電状態が変動したことを判定するために予め定められた対象変動判定値とを比較して、対象セル変動量が対象変動判定値以上である場合には、異常判定対象セルの通電状態が変動したと判定して、異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を正常状態と判定し、対象セル変動量が対象変動判定値よりも小さい場合には、異常判定対象セルの通電状態が変動していないと判定して、異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を異常状態と判定する、という構成を採ることができる。 Further, in the above-described sensor control device, as described in claim 3, the connection state determination means includes the target cell fluctuation amount indicating the fluctuation amount of the energization state in the abnormality determination target cell and the energization state of the abnormality determination target cell. When the target cell fluctuation amount is equal to or larger than the target fluctuation determination value, the energization state of the abnormality determination target cell has changed. When the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is determined to be normal, and the target cell fluctuation amount is smaller than the target fluctuation determination value, the energization state of the abnormality determination target cell varies. It can be determined that the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is an abnormal state.
このようにして、対象セル変動量と対象変動判定値とを比較することで、異常判定対象セルの通電状態が変動したか否かを判定することができる。
なお、対象セル変動量としては、異常判定対象セルにおける電極間電圧の変動量や電極間電流の変動量などを用いることができる。また、対象変動判定値は、対象セル変動量の種類に応じて、異常判定対象セルの通電状態が変動したときの変動量を設定することができ、実際のガスセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。
In this way, by comparing the target cell fluctuation amount with the target fluctuation determination value, it is possible to determine whether or not the energization state of the abnormality determination target cell has changed.
As the target cell fluctuation amount, a fluctuation amount of the interelectrode voltage or a fluctuation amount of the interelectrode current in the abnormality determination target cell can be used. The target fluctuation determination value can be set as the fluctuation amount when the energization state of the abnormality determination target cell fluctuates according to the type of the target cell fluctuation amount, and is based on actual measurement data using an actual gas sensor. Can be determined.
次に、上述のセンサ制御装置においては、請求項4に記載のように、変動判定基準セルは、ガスセンサの温度を検知するための温度検知セルである、という構成を採ることができる。 Next, in the above-described sensor control device, as described in claim 4, it is possible to adopt a configuration in which the fluctuation determination reference cell is a temperature detection cell for detecting the temperature of the gas sensor.
つまり、固体電解質体からなるセルの通電状態はガスセンサの素子温度との相関関係があるため、ガスセンサの温度変化が生じた場合には、異常判定対象セルの通電状態が変化する。このため、温度検知セルは、異常判定対象セルの通電状態を変動させる素子温度に関連して自身の通電状態が変動するものであり、変動判定基準セルとして利用できる。 That is, since the energization state of the cell made of the solid electrolyte body has a correlation with the element temperature of the gas sensor, the energization state of the abnormality determination target cell changes when the temperature change of the gas sensor occurs. For this reason, the temperature detection cell changes its energization state in relation to the element temperature that changes the energization state of the abnormality determination target cell, and can be used as a fluctuation determination reference cell.
このため、通電状態変動判定手段において温度検知セルの通電状態が変動したと判定された場合には、接続経路が正常状態であれば異常判定対象セルの通電状態が変動するのに対して、接続経路が異常状態であれば異常判定対象セルの通電状態が変動しない。 For this reason, when it is determined in the energization state variation determining means that the energization state of the temperature detection cell has fluctuated, the energization state of the abnormality determination target cell varies if the connection path is in a normal state, whereas the connection state If the path is in an abnormal state, the energization state of the abnormality determination target cell does not change.
よって、本発明のように、温度検知セルを変動判定基準セルとして用いることで、特定ガス濃度の検出動作を中断することなく、ガスセンサとセンサ制御装置との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。 Therefore, as in the present invention, by using the temperature detection cell as a fluctuation determination reference cell, whether or not the connection state between the gas sensor and the sensor control device is abnormal without interrupting the detection operation of the specific gas concentration. It becomes possible to judge.
なお、温度検知セルは、温度検知のためだけに備えられるセルに限られることはなく、温度検知に加えてその他の機能(例えば、ガス濃度検出など)を果たすセルであってもよい。 The temperature detection cell is not limited to a cell provided only for temperature detection, but may be a cell that performs other functions (for example, gas concentration detection) in addition to temperature detection.
次に、上述のセンサ制御装置においては、請求項5に記載のように、ガスセンサは、測定対象ガスを導入するとともに、測定対象ガスの酸素濃度を目標濃度に調整して調整後測定対象ガスを生成するための第1測定室と、第1測定室において酸素濃度が目標濃度に調整された調整後測定対象ガスが導入される第2測定室と、を備えており、異常判定対象セルは、自身の一対の多孔質電極のうち一方が第2測定室に配置されるとともに、調整後測定対象ガスに含まれる特定成分としてのNOxの濃度に応じた電極間電流が流れるように構成されており、変動判定基準セルは、自身の一対の多孔質電極のうち一方が第1測定室に配置されている、という構成を採ることができる。 Next, in the above-described sensor control device, as described in claim 5, the gas sensor introduces the measurement target gas and adjusts the oxygen concentration of the measurement target gas to the target concentration to obtain the adjusted measurement target gas. A first measurement chamber for generating, and a second measurement chamber into which an adjusted measurement target gas in which the oxygen concentration is adjusted to a target concentration in the first measurement chamber is introduced. One of the pair of porous electrodes is arranged in the second measurement chamber, and an interelectrode current corresponding to the concentration of NOx as the specific component contained in the adjusted measurement target gas flows. The variation determination reference cell can take a configuration in which one of the pair of porous electrodes is disposed in the first measurement chamber.
このような構成のガスセンサにおいては、第1測定室で酸素濃度が変動すれば、複数のセルのうち、一対の多孔質電極の一方が第1測定室に配置されているセルの通電状態が変動するとともに、調整後測定対象ガスの酸素濃度が変動して第2測定室の酸素濃度も変動する。そして、第2測定室の酸素濃度が変動すれば、複数のセルのうち、一対の多孔質電極の一方が第2測定室に配置されているセルの通電状態が変動することになる。 In the gas sensor having such a configuration, if the oxygen concentration fluctuates in the first measurement chamber, among the plurality of cells, the energization state of the cell in which one of the pair of porous electrodes is arranged in the first measurement chamber fluctuates. At the same time, the oxygen concentration of the measurement target gas after adjustment varies and the oxygen concentration in the second measurement chamber also varies. And if the oxygen concentration of a 2nd measurement chamber changes, the electricity supply state of the cell by which one of a pair of porous electrodes will be arrange | positioned in a 2nd measurement chamber among several cells will change.
つまり、このガスセンサにおいては、第1測定室で酸素濃度が変動すれば、変動判定基準セルの通電状態が変動するとともに、調整後測定対象ガスの酸素濃度が変動して第2測定室の酸素濃度も変動する。そして、第2測定室の酸素濃度が変動すれば、異常判定対象セルの通電状態も変動する。 That is, in this gas sensor, if the oxygen concentration fluctuates in the first measurement chamber, the energization state of the fluctuation determination reference cell fluctuates, and the oxygen concentration of the adjusted measurement target gas fluctuates to change the oxygen concentration in the second measurement chamber. Also fluctuate. If the oxygen concentration in the second measurement chamber varies, the energization state of the abnormality determination target cell also varies.
このため、このような構成のガスセンサを制御するセンサ制御装置は、変動判定基準セルの通電状態が変動した場合において、異常判定対象セルの通電状態が変動したか否かに基づいて、接続状態が正常であるか異常であるかを判定することができる。 For this reason, the sensor control device that controls the gas sensor having such a configuration has a connection state based on whether or not the energization state of the abnormality determination target cell varies when the energization state of the variation determination reference cell varies. Whether it is normal or abnormal can be determined.
よって、本発明によれば、特定ガス濃度(NOx濃度)の検出動作を中断することなく、ガスセンサとセンサ制御装置との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to determine whether or not the connection state between the gas sensor and the sensor control device is abnormal without interrupting the detection operation of the specific gas concentration (NOx concentration).
そして、上述のセンサ制御装置においては、請求項6に記載のように、ガスセンサは、自身の一対の多孔質電極のうち一方が第1測定室に配置されるとともに、当該多孔質電極のうち他方が基準雰囲気に配置され、第1測定室における酸素濃度に応じた電極間電圧が発生する酸素検知セルと、自身の一対の多孔質電極のうち一方が第1測定室に配置され、酸素検知セルの電極間電圧が予め定められた電圧値になるように、第1測定室に導入された測定対象ガスの酸素の汲み出しまたは汲み入れを行う酸素ポンプセルと、を備えており、変動判定基準セルは、酸素ポンプセルまたは酸素検知セルのいずれかである、という構成を採ることができる。 And in the above-mentioned sensor control apparatus, as described in claim 6, the gas sensor has one of its own pair of porous electrodes arranged in the first measurement chamber and the other of the porous electrodes. Is arranged in a reference atmosphere, an oxygen detection cell that generates an interelectrode voltage according to the oxygen concentration in the first measurement chamber, and one of its pair of porous electrodes is arranged in the first measurement chamber, and the oxygen detection cell An oxygen pump cell for pumping out or pumping in oxygen of the measurement target gas introduced into the first measurement chamber so that the inter-electrode voltage becomes a predetermined voltage value. It is possible to adopt a configuration in which either the oxygen pump cell or the oxygen detection cell is used.
酸素ポンプセル、酸素検知セルは、ともに自身の一対の多孔質電極のうち少なくとも一方が第1測定室に配置されているため、第1測定室における酸素濃度の変化に応じて通電状態が変動する特性がある。つまり、酸素ポンプセルまたは酸素検知セルの通電状態が変動した場合には、一対の多孔質電極の少なくとも一方が第2測定室に配置されている異常判定対象セルの通電状態が変動する。 Since both the oxygen pump cell and the oxygen detection cell have at least one of their own pair of porous electrodes disposed in the first measurement chamber, the current-carrying state varies depending on the change in oxygen concentration in the first measurement chamber. There is. That is, when the energization state of the oxygen pump cell or the oxygen detection cell varies, the energization state of the abnormality determination target cell in which at least one of the pair of porous electrodes is disposed in the second measurement chamber varies.
このため、このような構成のガスセンサを制御するセンサ制御装置は、酸素ポンプセルまたは酸素検知セルの通電状態が変動した場合において、異常判定対象セルの通電状態が変動したか否かに基づいて、接続状態が正常であるか異常であるかを判定することができる。 For this reason, the sensor control device that controls the gas sensor having such a configuration is connected based on whether or not the energization state of the abnormality determination target cell varies when the energization state of the oxygen pump cell or the oxygen detection cell varies. It can be determined whether the state is normal or abnormal.
よって、本発明によれば、特定ガス濃度(NOx濃度)の検出動作を中断することなく、ガスセンサとセンサ制御装置との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to determine whether or not the connection state between the gas sensor and the sensor control device is abnormal without interrupting the detection operation of the specific gas concentration (NOx concentration).
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1は、本発明が適用されたセンサ制御装置20を備えるガス濃度測定装置1の概略構成を示す説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a gas
図1に示すように、ガス濃度測定装置1は、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)の濃度を検出するガスセンサ10(以下、NOxセンサ10ともいう)と、NOxセンサ10を制御するセンサ制御装置20と、を備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the gas
NOxセンサ10は、センサ素子としてのセンサ本体11と、センサ本体11を加熱するためのヒータ12と、を備えて構成されている。
そして、センサ本体11は、第1ポンプセル31、酸素濃度検知セル36、第2ポンプセル41を、アルミナを主体とする絶縁層14、15を介して積層した構造を有する。
The
The
このうち、第1ポンプセル31は、酸素イオン伝導性を有するジルコニアからなる第1固体電解質体32と、第1固体電解質体32を挟み込むように配置された第1内側電極33および第1外側電極34と、を備えて構成されている。なお、第1内側電極33および第1外側電極34は、白金(Pt)で形成されている。
Among these, the
また、第2ポンプセル41は、酸素イオン伝導性を有するジルコニアからなる第2固体電解質体42と、第2固体電解質体42の表面のうち絶縁層15に面する表面に配置された第2内側電極43および第2外側電極44と、を備えて構成されている。なお、第2内側電極43および第2外側電極44は、白金(Pt)で形成されている。
The
更に、酸素濃度検知セル36は、酸素イオン伝導性を有するジルコニアからなる検知用固体電解質体37と、検知用固体電解質体37を挟み込むように配置された検知用電極38および基準用電極39と、を備えて構成されている。なお、検知用電極38および基準用電極39は、白金(Pt)で形成されている。
Further, the oxygen
そして、NOxセンサ10の内部のうち第1ポンプセル31と酸素濃度検知セル36との間には、測定対象ガスが導入される第1測定室46が形成されている。第1測定室46には、第1ポンプセル31と酸素濃度検知セル36との間に配置された第1拡散抵抗体16を介して、測定対象ガスが導入される。なお、第1拡散抵抗体16は、多孔質体で構成されている。
A
また、NOxセンサ10の内部には、酸素濃度検知セル36と第2ポンプセル41との間に形成される空間と、酸素濃度検知セル36を貫通する孔部と、第1ポンプセル31と酸素濃度検知セル36との間に形成される空間と、が連通して形成される第2測定室47が形成されている。第2測定室47は、第1測定室46において酸素濃度が目標濃度に調整された調整後測定対象ガスが導入される。
Further, inside the
なお、第1測定室46と第2測定室47とは、第1ポンプセル31と酸素濃度検知セル36との間に配置された第2拡散抵抗体17によって隔てられている。第2拡散抵抗体17は、多孔質体で構成されている。
The
第1ポンプセル31の第1内側電極33および酸素濃度検知セル36の検知用電極38は、第1測定室46に面するように配置されており、第2ポンプセル41の第2内側電極43は、第2測定室47に面するように配置されている。
The first
NOxセンサ10の内部のうち、酸素濃度検知セル36と第2ポンプセル41との間には、基準酸素室18が形成されている。そして、酸素濃度検知セル36の基準用電極39および第2ポンプセル41の第2外側電極44は、基準酸素室18に面するように配置されている。
A
このように構成されたNOxセンサ10は、第1ポンプセル31により第1測定室46における酸素のポンピング(汲み入れ、汲み出し)が可能に構成されており、第1測定室46に導入された測定対象ガスの酸素濃度を目標濃度に調整することができる。このとき、酸素濃度検知セル36にて基準酸素室18と第1測定室46との酸素濃度差を検出できるため、酸素濃度が一定に制御された基準酸素室18を基準として第1測定室46の酸素濃度を判定する。
The
なお、本実施の形態では、図2に示すセンサ制御装置20に設けられた定電流回路24を用いて一定値の微小電流Icpを酸素濃度検知セル36に通電することで、酸素濃度検知セル36を介して第1測定室46(図1参照)から基準酸素室18(図1参照)に酸素を供給しており、これにより基準酸素室18の酸素濃度は一定に制御される。
In the present embodiment, a constant
第1測定室46に導入された測定対象ガスは、酸素濃度が目標濃度に調整されて調整後測定対象ガスとなり、調整後測定対象ガスは、第2拡散抵抗体17を介して第2測定室47に導入される。
The measurement target gas introduced into the
第2測定室47では、一定電圧(Vp2)が印加された第2ポンプセル41を構成する第2内側電極43の触媒作用によって、調整後測定対象ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)が分解される。これにより、調整後測定対象ガスに含まれる窒素酸化物の濃度(換言すれば、分解により得られた酸素の量)に対応した電極間電流(第2ポンプ電流Ip2)が第2ポンプセル41に流れる。このことから、第2ポンプセル41に流れる第2ポンプ電流Ip2の大きさ(あるいは電流積分値)に基づいて、測定対象ガス中の特定ガス(窒素酸化物)の濃度を測定することが可能となる。
In the
次に、ヒータ12は、平板状に形成されており、第1ポンプセル31に対向して配置されている。また、ヒータ12は、センサ制御装置20から供給される電力により、センサ本体11の温度が所定の活性化温度(約550〜900[℃])になるように制御される。
Next, the
次に、NOxセンサ10により、排気ガス中の窒素酸化物の濃度測定を行うセンサ制御装置20について、図2に基づき説明する。
図2は、NOxセンサ10およびセンサ制御装置20を備えるガス濃度測定装置1の回路構成を示す回路図である。
Next, a
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the gas
図2に示すように、センサ制御装置20は、第1ポンプセル31(以下「P1セル31」ともいう)に第1ポンプ電流Ip1を供給する第1ポンプ電流供給回路21と、酸素濃度検知セル36(以下「Vsセル36」ともいう)の両端電圧(電極間電圧)Vsが一定値(425mV)となるように、第1ポンプ電流供給回路21が供給する第1ポンプ電流Ip1をPID(比例・積分・微分)制御するPID回路22と、第2ポンプセル41(以下「P2セル41」ともいう)に一定の第2ポンプ電圧Vp2を印加するための第2ポンプ電圧印加回路23と、ヒータ12の温度を制御するヒータ制御回路25と、センサ制御装置20の全体の制御を行う制御部30と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
尚、センサ制御装置20は、Vsセル36の内部抵抗の測定を行うための内部抵抗測定ブロック48を有している。
この内部抵抗測定ブロック48は、Vsセル36に一定電流を流すための2つの定電流源28,29と、PID回路22の入力段に設けられVsセル36とPID回路22の接続/遮断を行うスイッチSW1と、Vsセル36と定電流源の切断/接続を行うスイッチSW2およびスイッチSW3と、を備えて構成されている。なお、内部抵抗測定ブロック48に備えられるスイッチSW1、SW2、SW3は、制御部30によってオン/オフ制御される。
The
This internal
第1ポンプ電流供給回路21は、非反転入力端子に所定の第1基準電圧Vf1(例えば2.5V)が印加され、反転入力端子に電流検出抵抗Rp1を介してPID回路22の出力が印加され、出力端子と反転入力端子との間にP1セル31が接続されたオペアンプOP1を備えて構成される。
In the first pump current supply circuit 21, a predetermined first reference voltage Vf1 (for example, 2.5 V) is applied to the non-inverting input terminal, and the output of the
また、P1セル31の第1内側電極33、P2セル41の第2内側電極43、Vsセル36の検知用電極38は、オペアンプOP1の反転入力端子側に共通に接続されている。従って、P1セル31、P2セル41、Vsセル36の共通接続側電極の電位は、いずれもオペアンプOP1の非反転入力端子と同電位、即ち第1基準電圧Vf1に保持される。
Further, the first
第2ポンプ電圧印加回路23は、出力端子が電流検出抵抗Rp2を介してP2セル41に接続されると共に、反転入力端子に電流検出抵抗Rp2のP2セル41側端が接続され、非反転入力端子への印加電圧(第2基準電圧Vf2)をP2セル41に印加するための周知のバッファ回路として構成されたオペアンプOP2を備えて構成される。
The second pump
また、センサ制御装置20は、ヒータ12の温度を制御するヒータ制御回路25を備えている。ヒータ制御回路25は、Vsセル36の内部抵抗Rpvsを測定し、測定した内部抵抗Rpvsに基づいてセンサ本体11の温度を判定して、センサ本体11を目標温度に近づけるためにヒータ12の温度を制御する。
The
なお、センサ制御装置20は、第1ポンプ電流Ip1および第2ポンプ電流Ip2の検出値として、電流検出抵抗Rp1、Rp2の両端電圧をそれぞれ図示しない差動増幅回路にて差動増幅し、得られた電圧V(Rp1),V(Rp2)を制御部30に出力するとともに、Vsセル36の内部抵抗Rpvsとして抵抗Rp3の一端(オペアンプOP4と接続される側とは反対側の端)の電圧V(Rp3)を制御部30に対して出力するように構成されている。
The
このように構成されたセンサ制御装置20は、ヒータ12にてセンサ本体11を活性温度(例えば800℃)まで加熱する。そして、センサ制御装置20は、センサ本体11を活性温度にした状態で、酸素濃度検知セル36の電極間電圧Vsが予め設定された一定電圧(例えば425mV)となるように第1ポンプ電流Ip1を制御する。また、センサ制御装置20は、第2ポンプセル41に対して、第2測定室47から酸素を汲み出す方向に一定の第2ポンプ電圧Vp2(例えば450mV)を印加するとともに、第2ポンプセル41に流れる第2ポンプ電流Ip2の検出を行う。
The
つまり、センサ制御装置20が上記のように第1ポンプ電流Ip1を制御して第1測定室46における酸素のポンピング(汲み入れ、汲み出し)を行うことで、第1測定室46の酸素濃度は、低酸素濃度(≒0%)に保持される。これにより、第1測定室46に導入された測定対象ガスは、酸素濃度が目標濃度に調整されて調整後測定対象ガスとなり、調整後測定対象ガスは、第2測定室47に導入される。
That is, when the
また、センサ制御装置20が第2ポンプ電圧Vp2を所定の電圧に保持することで、第2内側電極43の触媒作用により第2測定室47の窒素酸化物が分解され、その分解量に応じた第2ポンプ電流Ip2が第2ポンプセル41に流れる。このように、第2ポンプ電流Ip2が窒素酸化物の濃度に対応した大きさとなることから、第2ポンプ電流Ip2(電流値、電流積分値など)に基づいて測定対象ガス中の窒素酸化物の濃度を判定することが可能となる。
Further, the
なお、測定対象ガス中の特定ガス(窒素酸化物)の濃度を判定するための特定ガス検出処理は、制御部30にて実行される。つまり、特定ガス検出処理を実行する制御部30が、センサ制御装置20における各部の動作を制御する(例えば、第1ポンプ電流Ip1の制御など)とともに、ガス検知に必要な情報(第2ポンプ電流Ip2など)を取得することで、測定対象ガス中の窒素酸化物の濃度が判定できる。
The specific gas detection process for determining the concentration of the specific gas (nitrogen oxide) in the measurement target gas is executed by the
次に、センサ制御装置20において、Vsセル36の内部抵抗の測定を行う内部抵抗測定ブロック48について説明する。
内部抵抗測定ブロック48に備えられるオペアンプOP3は、その入力端子がスイッチSW1を介して、Vsセル36の出力端子に接続されている。また、オペアンプOP3の出力端子は、PID回路22の入力端子に接続されている。
Next, the internal
The operational amplifier OP3 provided in the internal
オペアンプOP3は、その入力端子とグランド電位(以下「GND」ともいう。)との間に設けられているコンデンサC1と共に、サンプルホールド回路を形成している。
そして、オペアンプOP3とコンデンサC1とで構成されるサンプルホールド回路は、Vsセル36の内部抵抗測定を行うための内部抵抗測定用電流を供給する直前のVsセル36の出力電圧Vsを保持して、PID回路22に出力する役割を果たす。
The operational amplifier OP3 forms a sample and hold circuit together with a capacitor C1 provided between its input terminal and a ground potential (hereinafter also referred to as “GND”).
The sample hold circuit composed of the operational amplifier OP3 and the capacitor C1 holds the output voltage Vs of the
オペアンプOP4は、2入力の差動アンプであり、+側の入力端子がオペアンプOP3の出力端子に接続され、−側の入力端子がVsセル36の出力端子に接続されている。そして、オペアンプOP4は、サンプルホールド回路に保持されている電圧(内部抵抗測定用電圧を印加する直前のVsセル36の出力電圧Vs)と、Vsセル36に内部抵抗測定用電流−Iconstを供給したときのVsセル36の端子電圧との差分(以下、電圧変化量ΔVsともいう)を抵抗Rp3を介して、制御部30およびヒータ制御回路25に出力する。
The operational amplifier OP4 is a two-input differential amplifier. The + side input terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier OP3, and the − side input terminal is connected to the output terminal of the
スイッチSW1は、Vsセル36の出力端子とオペアンプOP3の入力端子との間に設けられ、制御部30によりオン/オフ制御されて、センサ制御装置20の動作状態を、ガス濃度測定状態または内部抵抗測定状態のいずれかに切替えるために備えられている。
The switch SW1 is provided between the output terminal of the
なお、センサ制御装置20の動作状態をガス濃度測定状態に設定する場合には、スイッチSW1がオン状態(短絡状態)に設定されて、オペアンプOP3は、PID回路22に対してVsセル36の出力電圧を入力する。また、センサ制御装置20の動作状態を内部抵抗測定状態に設定する場合には、スイッチSW1がオフ状態(開放状態)に設定されて、オペアンプOP3は、コンデンサC1に保持されている電圧(内部抵抗測定用電圧を印加する直前のVsセル36の出力電圧Vs)を、PID回路22に対して出力する。
When the operation state of the
また、スイッチSW2は、Vsセル36の出力端子と定電流源28との間に設けられ、制御部30によりオン/オフ制御されることで、定電流源28からの内部抵抗測定用の電流−IconstをVsセル36に供給/遮断する役割を果たしている。
The switch SW2 is provided between the output terminal of the
スイッチSW3は、Vsセル36の出力端子と定電流源29との間に設けられ、制御部30によりオン/オフ制御され、スイッチSW2を介してVsセル36に流される内部抵抗測定用電流−Iconstとは逆極性の電流+Iconstを、Vsセル36に供給/遮断する役割を果たしている。
The switch SW3 is provided between the output terminal of the
そして、制御部30は、Vsセル36の内部抵抗Rpvsを演算するための内部抵抗測定処理を所定タイミングで実行する。なお、内部抵抗測定処理では、スイッチSW1、SW2、SW3をオン/オフ制御して、Vsセル36に一定電流−Iconstを流し、一定電流−Iconstの通電によるVsセル36の電圧変化量ΔVsを検出して、一定電流−Iconstと電圧変化量ΔVsとに基づいてVsセル36の内部抵抗Rpvsを演算するという一連の処理を行う。
Then, the
なお、本実施形態のガス濃度測定装置1は、自動車エンジンの排気ガス中の窒素酸化物濃度を測定するために備えられており、センサ制御装置20の制御部30は、ガスセンサ10から検出した各種情報を電子制御装置(ECU)に対して出力するように構成されている。そして、電子制御装置(ECU)は、自動車の各部を総合的に制御するものであり、例えば、空燃比制御などを実行する。
In addition, the gas
また、センサ制御装置20の制御部30は、特定ガス検出処理や内部抵抗測定処理等の他に、NOxセンサ10とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(配線経路)が異常状態であるか否かを判定するための処理(接続判定処理)を実行する。
In addition to the specific gas detection process and the internal resistance measurement process, the
そこで、制御部30が実行する接続判定処理について説明する。
図3に、接続判定処理の処理内容を表したフローチャートを示す。
接続判定処理が起動されると、まず、S110(Sはステップを表す)にて、NOxセンサ10が活性化状態であるか否かを判断しており、活性化状態である場合には肯定判定されてS120に移行し、活性化状態ではない場合には否定判定されて、活性化状態になるまで同ステップを繰り返し実行する。
Therefore, the connection determination process executed by the
FIG. 3 shows a flowchart showing the processing contents of the connection determination processing.
When the connection determination process is activated, first, in S110 (S represents a step), it is determined whether or not the
なお、S110では、具体的には、内部抵抗測定処理で測定されたVsセル36の内部抵抗Rpvsに基づき判定されるNOxセンサ10の判定温度が、所定の活性化温度であるか否かを判断することで、NOxセンサ10が活性化状態であるか否かを判断する。
In S110, specifically, it is determined whether or not the determination temperature of the
S110で肯定判定されてS120に移行すると、S120では、第1ポンプ電流Ip1および第2ポンプ電流Ip2を検出して蓄積するとともに、第2ポンプセル41の通電状態が変動する要因が発生したか否かを判定する処理(情報サンプリング処理)を実行する。
When an affirmative determination is made in S110 and the process proceeds to S120, in S120, the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 are detected and accumulated, and whether or not a factor that causes the energization state of the
図4に、情報サンプリング処理の処理内容を表したフローチャートを示す。
情報サンプリング処理では、まず、S210にて、処理に用いる内部変数の初期化処理を実行する。具体的には、Ip1軌跡長積算変数(以下、ΣIp1軌跡長ともいう)、Ip2軌跡長積算変数(以下、ΣIp2軌跡長ともいう)、測定時間変数などの各変数に対して初期値(0など)を代入することで、各変数を初期化する。
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the information sampling process.
In the information sampling process, first, in S210, an initialization process of internal variables used for the process is executed. Specifically, initial values (such as 0) for each variable such as an Ip1 trajectory length integration variable (hereinafter also referred to as ΣIp1 trajectory length), an Ip2 trajectory length integration variable (hereinafter also referred to as ΣIp2 trajectory length), and a measurement time variable. ) To initialize each variable.
なお、Ip1軌跡長積算変数(ΣIp1軌跡長)は、第1ポンプセル31の通電状態(詳細には、第1ポンプ電流Ip1)の変化量(換言すれば、第1ポンプ電流Ip1の波形の軌跡長)に応じた値を記録するための変数である。Ip2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)は、第2ポンプセル41の通電状態(詳細には、第2ポンプ電流Ip2)の変化量(換言すれば、第2ポンプ電流Ip2の波形の軌跡長)に応じた値を記録するための変数である。測定時間変数は、経過時間を記録するための変数である。 The Ip1 trajectory length integration variable (ΣIp1 trajectory length) is the amount of change in the energized state of the first pump cell 31 (specifically, the first pump current Ip1) (in other words, the trajectory length of the waveform of the first pump current Ip1). ) Is a variable for recording a value corresponding to. The Ip2 trajectory length integration variable (ΣIp2 trajectory length) is a change amount of the energization state (specifically, the second pump current Ip2) of the second pump cell 41 (in other words, the trajectory length of the waveform of the second pump current Ip2). It is a variable for recording the corresponding value. The measurement time variable is a variable for recording the elapsed time.
また、S210では、測定時間変数を初期化した後、単位時間毎に測定時間変数を更新して経過時間を計測するタイマカウント処理を起動する。なお、タイマカウント処理は、本処理(情報サンプリング処理)と並行して実行される。 In S210, after the measurement time variable is initialized, a timer count process for updating the measurement time variable for each unit time and measuring the elapsed time is started. The timer count process is executed in parallel with the present process (information sampling process).
次のS220では、測定時間変数の値を用いて経過時間を判断し、予め定められた1サンプリング時間が経過するまで待機するとともに、1サンプリング時間が経過した時点で、第1ポンプ電流Ip1および第2ポンプ電流Ip2を検出する処理を実行する。 In the next S220, the elapsed time is determined using the value of the measurement time variable, and the process waits until one predetermined sampling time elapses. At the time when one sampling time elapses, the first pump current Ip1 and the first The process which detects 2 pump current Ip2 is performed.
続くS230では、今回のサンプリング時期(数値検出時期)に検出した第1ポンプ電流Ip1および第2ポンプ電流Ip2の数値を用いて、Ip1軌跡長積算変数(ΣIp1軌跡長)およびIp2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)を更新する処理を行う。 In subsequent S230, using the numerical values of the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 detected at the current sampling time (numerical value detection time), the Ip1 trajectory length integration variable (ΣIp1 trajectory length) and the Ip2 trajectory length integration variable ( (ΣIp2 locus length) is updated.
なお、Ip1軌跡長積算変数の更新は、第1ポンプ電流Ip1における今回検出値Ip1(n)と前回検出値Ip1(n−1)との差分値(以下、軌跡(Ip1(n)−Ip1(n−1)ともいう)を算出し、算出した差分値(軌跡(Ip1(n)−Ip1(n−1))をIp1軌跡長積算変数に加算することで実行する。なお、第1回目の検出時には、前回検出値として予め定められた値を用いて演算処理を実行する。 The Ip1 trajectory length integration variable is updated by calculating a difference value between the current detection value Ip1 (n) and the previous detection value Ip1 (n−1) in the first pump current Ip1 (hereinafter referred to as a trajectory (Ip1 (n) −Ip1 ( n-1)) and the calculated difference value (trajectory (Ip1 (n) -Ip1 (n-1)) is added to the Ip1 trajectory length integration variable. At the time of detection, a calculation process is executed using a predetermined value as the previous detection value.
また、Ip2軌跡長積算変数の更新については、第2ポンプ電流Ip2を用いて、Ip1軌跡長積算変数の更新と同様の演算を行うことにより実行する。
次のS240では、Ip1軌跡長積算変数(ΣIp1軌跡長)が閾値(予め定められた第1電流軌跡変動判定値)以上であるか否かを判定し、肯定判定されると本処理(情報サンプリング処理)を終了し、否定判定されると再びS220に移行する。
Further, the update of the Ip2 trajectory length integration variable is executed by performing the same calculation as the update of the Ip1 trajectory length integration variable using the second pump current Ip2.
In next step S240, it is determined whether or not the Ip1 trajectory length integration variable (ΣIp1 trajectory length) is equal to or greater than a threshold value (predetermined first current trajectory fluctuation determination value). If the determination is negative, the process proceeds to S220 again.
なお、第1電流軌跡変動判定値は、第1ポンプセル31の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、第1電流軌跡変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因(例えば、測定対象ガスの酸素濃度変化など)に関連して第1ポンプセル31の通電状態が変動したときの第1ポンプ電流Ip1(詳細には、第1ポンプ電流Ip1の軌跡積算値)に基づいて定めることができる。
The first current locus fluctuation determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
つまり、S240では、Ip1軌跡長積算変数(ΣIp1軌跡長)に基づいて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する要因が発生したか否かを判定する処理を行う。
S240で肯定判定されると、本処理(情報サンプリング処理)を終了するとともに、再び接続判定処理に処理を移行する。
That is, in S240, based on the Ip1 trajectory length integration variable (ΣIp1 trajectory length), a process of determining whether or not a factor that causes the energization state of the
If an affirmative determination is made in S240, the present process (information sampling process) is terminated, and the process proceeds to the connection determination process again.
次に、接続判定処理におけるS130では、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)に異常が無いか否かを判定する処理(Ip2+配線判定処理)を実行する。
Next, in S130 in the connection determination process, a process (Ip2 + wiring determination process) for determining whether or not there is an abnormality in the connection path (Ip2 + wiring path) connecting the
図5に、Ip2+配線判定処理の処理内容を表したフローチャートを示す。
Ip2+配線判定処理では、まず、S310にて、情報サンプリング処理で得られたIp2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)の数値が判定値(予め定められた第2電流軌跡変動判定値)以上であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS320に移行し、否定判定されるとS330に移行する。
FIG. 5 is a flowchart showing the contents of the Ip2 + wiring determination process.
In the Ip2 + wiring determination process, first, in S310, the value of the Ip2 trajectory length integration variable (ΣIp2 trajectory length) obtained by the information sampling process is equal to or greater than a determination value (predetermined second current trajectory fluctuation determination value). If the determination is affirmative, the process proceeds to S320. If the determination is negative, the process proceeds to S330.
なお、第2電流軌跡変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、第2電流軌跡変動判定値は、上述した情報サンプリング処理(詳細にはS240)で判断される要因(第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因)に起因して第2ポンプセル41の通電状態が変動したときの第2ポンプ電流Ip2(詳細には、第2ポンプ電流Ip2の波形の軌跡積算値)に基づいて定めることができる。
The second current trajectory fluctuation determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
つまり、S310では、Ip2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)を用いて第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定する処理を行う。
S310で肯定判定されてS320に移行すると、S320では、Ip2+配線経路が正常である(換言すれば、異常が無い)と判断して、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す経路異常フラグFaをリセットする処理を行う。
That is, in S310, processing for determining whether or not the energization state of the
When an affirmative determination is made in S310 and the process proceeds to S320, in S320, it is determined that the Ip2 + wiring path is normal (in other words, there is no abnormality), and the path abnormality flag Fa indicating that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state. Perform processing to reset.
S310で否定判定されてS330に移行すると、S330では、情報サンプリング処理で計測を開始した測定時間変数の数値に基づき、情報サンプリング処理(S120)の所要時間が閾値(予め定められた所要時間判定値)以上であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS350に移行し、否定判定されるとS340に移行する。 When a negative determination is made in S310 and the process proceeds to S330, in S330, the time required for the information sampling process (S120) is set to a threshold (predetermined required time determination value) based on the numerical value of the measurement time variable that starts measurement in the information sampling process. ) Or not. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S350, and if a negative determination is made, the process proceeds to S340.
なお、所要時間判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因の発生期間に基づいて定められている。つまり、所要時間判定値は、情報サンプリング処理の所要時間(換言すれば、第1ポンプ電流Ip1および第2ポンプ電流Ip2のサンプリング所要時間)として、Ip2+配線経路の状態判定に誤差を生じさせない範囲内の時間で設定されている。
The required time determination value is determined based on a generation period of a factor that changes the energization state of the
すなわち、情報サンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、所要時間が長時間であることがIp2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)を大きくした原因の1つとなるため、実際に第2ポンプ電流Ip2が僅かしか変動していない場合でも、Ip2軌跡長積算変数が大きい値となる場合がある。このため、情報サンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを正確に判定することができない虞がある。
That is, when the time required for the information sampling process is long, the long time required is one of the causes of increasing the Ip2 trajectory length integration variable (ΣIp2 trajectory length). Even when the pump current Ip2 varies only slightly, the Ip2 trajectory length integration variable may be a large value. For this reason, when the time required for the information sampling process is long, it may not be possible to accurately determine whether or not the energization state of the
このことから、S330で肯定判定されてS350に移行した場合には、S350では、Ip2+配線経路の状態判定を行わない。
他方、S330で否定判定されてS340に移行すると、S340では、Ip2+配線経路が異常状態であると判断して、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す経路異常フラグFaをセットする処理を行う。
For this reason, when an affirmative determination is made in S330 and the process proceeds to S350, the state determination of the Ip2 + wiring path is not performed in S350.
On the other hand, when a negative determination is made in S330 and the process proceeds to S340, in S340, it is determined that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state, and a process of setting a path abnormality flag Fa indicating that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state is performed. .
なお、経路異常フラグFaがセットされると、別途実行される異常発生対応処理が起動される。異常発生対応処理では、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)が異常状態であることを使用者に報知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度に誤差があることを通知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度を他の制御処理に使用するのを禁止する処理などを実行する。
When the route abnormality flag Fa is set, an abnormality handling process that is executed separately is started. In the abnormality handling process, a process for notifying the user that the connection path (Ip2 + wiring path) connecting the
S320,S340,S350のいずれかの処理が終了すると、本処理(Ip2+配線判定処理)を終了するとともに、再び接続判定処理に処理を移行する。
このあと、S130の処理が終了するとともに、接続判定処理が終了する。
When one of the processes of S320, S340, and S350 is completed, the present process (Ip2 + wiring determination process) is ended, and the process is again transferred to the connection determination process.
Thereafter, the process of S130 ends and the connection determination process ends.
なお、接続判定処理は、センサ制御装置20の起動中において、一定周期毎に繰り返し実行される。
ここで、実際のNOxセンサを用いて第1ポンプ電流Ip1および第2ポンプ電流Ip2を測定したときの測定結果を図12に示す。
The connection determination process is repeatedly executed at regular intervals while the
Here, FIG. 12 shows measurement results when the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 are measured using an actual NOx sensor.
図12に示すように、第1ポンプ電流Ip1(換言すれば、第1ポンプセル31の通電状態)が大きく変動した時には、これに追従するようにして、第2ポンプ電流Ip2(換言すれば、第2ポンプセル41の通電状態)が大きく変動することが判る。なお、このような通電状態の変動は、例えば、第1測定室46に導入される測定対象ガスの酸素濃度が変動することに起因して発生する。
As shown in FIG. 12, when the first pump current Ip1 (in other words, the energized state of the first pump cell 31) fluctuates greatly, the second pump current Ip2 (in other words, the first pump current Ip2 in other words) is followed. It can be seen that the energization state of the two
このため、上述した接続判定処理のように、Ip1軌跡長積算変数(ΣIp1軌跡長)に基づいて第1ポンプ電流Ip1の通電状態が変動するか否かを判定(S240)することで、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定することができる。
Therefore, as in the connection determination process described above, the second state is determined by determining whether the energization state of the first pump current Ip1 varies based on the Ip1 locus length integration variable (ΣIp1 locus length) (S240). The time when the energized state of the
そして、第1ポンプ電流Ip1の通電状態が変動したと判定(S240で肯定判定)されて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定したあと、実際に第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定(S310)することで、Ip2+配線経路が異常状態であるか否かを判定できる。
Then, after it is determined that the energization state of the first pump current Ip1 has fluctuated (Yes in S240) and the timing when the energization state of the
以上説明したように、本実施形態のセンサ制御装置20は、第1ポンプセル31の通電状態(第1ポンプ電流Ip1)が変動したと判定された場合に、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かによって、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定している。
As described above, the
このため、センサ制御装置20は、NOxセンサ10のセルに対して異常検出用の信号入力を行うことなく、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定できる。つまり、センサ制御装置20は、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定するにあたり、ガス検出を中断する必要が無いという利点がある。
For this reason, the
よって、本実施形態のセンサ制御装置20によれば、特定ガス(NOx)濃度の検出動作を中断することなく、NOxセンサ10(詳細には、第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。すなわち、センサ制御装置20は、特定ガス(NOx)濃度の検出動作と、NOxセンサ10とセンサ制御装置20との接続状態の異常判定動作とを、並行して実行できるという作用効果を奏するものとなる。
Therefore, according to the
また、センサ制御装置20は、Ip1軌跡長積算変数(ΣIp1軌跡長)を用いて判断することから(S240)、第1ポンプセル31の通電状態(第1ポンプ電流Ip1)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を適切に判定できる。
Further, since the
さらに、センサ制御装置20は、Ip2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)を用いて判断することから(S310)、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、NOxセンサ10(第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを適切に判定できる。
Further, since the
なお、本実施形態においては、NOxセンサ10が特許請求の範囲に記載のガスセンサに相当し、第2ポンプセル41が異常判定対象セルに相当し、第1ポンプセル31が変動判定基準セルに相当し、S120(情報サンプリング処理)を実行する制御部30が通電状態変動判定手段に相当し、S130(Ip2+配線判定処理)を実行する制御部30が接続状態判定手段に相当する。
In this embodiment, the
また、Ip1軌跡長積算変数(ΣIp1軌跡長)が基準セル変動量に相当し、第1電流軌跡変動判定値が基準変動判定値に相当し、Ip2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)が対象セル変動量に相当し、第2電流軌跡変動判定値が対象変動判定値に相当する。 Further, the Ip1 trajectory length integration variable (ΣIp1 trajectory length) corresponds to the reference cell fluctuation amount, the first current trajectory fluctuation determination value corresponds to the reference fluctuation determination value, and the Ip2 trajectory length integration variable (ΣIp2 trajectory length) corresponds to the target cell. It corresponds to the fluctuation amount, and the second current locus fluctuation determination value corresponds to the target fluctuation determination value.
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ことはなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態(以下、第1実施形態ともいう)では、変動判定基準セルの通電状態を第1ポンプ電流Ip1によって判定し、異常判定対象セルの通電状態を第2ポンプ電流Ip2によって判定して、接続経路の異常判定を行う実施形態について説明したが、第1ポンプ電流Ip1、第2ポンプ電流Ip2とは別の状態量を用いてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken.
For example, in the above embodiment (hereinafter also referred to as the first embodiment), the energization state of the fluctuation determination reference cell is determined by the first pump current Ip1, and the energization state of the abnormality determination target cell is determined by the second pump current Ip2. The embodiment for determining the abnormality of the connection path has been described, but a state quantity different from the first pump current Ip1 and the second pump current Ip2 may be used.
そこで、第2実施形態として、変動判定基準セルの通電状態として第1ポンプセル31の電極間電圧(第1ポンプ電圧Vp1)を用いて判定し、異常判定対象セルの通電状態として第2ポンプ電流Ip2を用いて判定して、接続経路の異常判定を行う実施形態について説明する。
Therefore, in the second embodiment, the energization state of the variation determination reference cell is determined using the interelectrode voltage (first pump voltage Vp1) of the
なお、第2実施形態では、詳細には、第1ポンプ電圧Vp1の軌跡長と第2ポンプ電流Ip2の積分値(面積)とを用いて、接続経路の異常判定を行う。また、第2実施形態のガス濃度測定装置は、基本的な構成は第1実施形態のガス濃度測定装置1と同様であり、制御部30が実行する接続判定処理の処理内容が異なることから、以下の説明では、接続判定処理を中心に説明する。なお、第2実施形態の構成要素のうち第1実施形態と同様の構成要素は、同一符号を用いて表す。
In the second embodiment, in detail, the abnormality determination of the connection path is performed using the locus length of the first pump voltage Vp1 and the integrated value (area) of the second pump current Ip2. The basic configuration of the gas concentration measurement device of the second embodiment is the same as that of the gas
まず、第2実施形態のガス濃度測定装置における接続判定処理の処理内容は、図3に示すフローチャートのうちS120の処理内容およびS130の処理内容が、第1実施形態とは異なる。 First, the processing content of the connection determination processing in the gas concentration measurement apparatus of the second embodiment differs from the processing content of S120 and the processing content of S130 in the flowchart shown in FIG.
図6に第2実施形態でのS120の処理内容(第2情報サンプリング処理)を表すフローチャートを示し、図7に第2実施形態でのS130の処理内容(第2Ip2+配線判定処理)を表すフローチャートを示す。 FIG. 6 is a flowchart showing the processing content (second information sampling processing) of S120 in the second embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing the processing content (second Ip2 + wiring determination processing) of S130 in the second embodiment. Show.
第2情報サンプリング処理では、まず、S410にて、第2ポンプ電流Ip2の平均値Ip2#avgを演算する処理を実行する。なお、平均値Ip2#avgの演算方法としては、予め定められた検出期間中に検出される第2ポンプ電流Ip2の蓄積データに基づいて、検出期間中の第2ポンプ電流Ip2の平均値(移動平均値)を演算する演算方法等がある。 In the second information sampling process, first, in S410, a process of calculating an average value Ip2 # avg of the second pump current Ip2 is executed. The average value Ip2 # avg is calculated based on the average value (movement) of the second pump current Ip2 during the detection period based on the accumulated data of the second pump current Ip2 detected during the predetermined detection period. There are calculation methods for calculating (average value).
次のS420では、処理に用いる内部変数の初期化処理を実行する。具体的には、Vp1軌跡長積算変数(以下、ΣVp1軌跡長ともいう)、Ip2面積変数(以下、ΣIp2面積ともいう)、測定時間変数などの各変数に対して初期値(0など)を代入することで、各変数を初期化する。 In the next S420, initialization processing of internal variables used for the processing is executed. Specifically, initial values (such as 0) are substituted for variables such as Vp1 trajectory length integration variable (hereinafter also referred to as ΣVp1 trajectory length), Ip2 area variable (hereinafter also referred to as ΣIp2 area), and measurement time variable. By doing so, each variable is initialized.
なお、Vp1軌跡長積算変数(ΣVp1軌跡長)は、第1ポンプセル31の通電状態(詳細には、第1ポンプ電圧Vp1)の変化量(換言すれば、第1ポンプ電圧Vp1の波形の軌跡長)に応じた値を記録するための変数である。Ip2面積変数(ΣIp2面積)は、第2ポンプセル41の通電状態(詳細には、第2ポンプ電流Ip2)の変化量(換言すれば、第2ポンプ電流Ip2の波形の積分値)に応じた値を記録するための変数である。測定時間変数は、経過時間を記録するための変数である。 Note that the Vp1 trajectory length integration variable (ΣVp1 trajectory length) is the amount of change in the energization state of the first pump cell 31 (specifically, the first pump voltage Vp1) (in other words, the trajectory length of the waveform of the first pump voltage Vp1). ) Is a variable for recording a value corresponding to. The Ip2 area variable (ΣIp2 area) is a value corresponding to the amount of change (in other words, the integrated value of the waveform of the second pump current Ip2) in the energization state of the second pump cell 41 (specifically, the second pump current Ip2). Is a variable for recording. The measurement time variable is a variable for recording the elapsed time.
また、S420では、測定時間変数を初期化した後、単位時間毎に測定時間変数を更新して経過時間を計測するタイマカウント処理を起動する。なお、タイマカウント処理は、本処理(第2情報サンプリング処理)と並行して実行される。 In S420, after the measurement time variable is initialized, a timer count process for updating the measurement time variable every unit time and measuring the elapsed time is started. The timer count process is executed in parallel with the present process (second information sampling process).
次のS430では、測定時間変数の値を用いて経過時間を判断し、予め定められた1サンプリング時間が経過するまで待機するとともに、1サンプリング時間が経過した時点で、第1ポンプ電圧Vp1および第2ポンプ電流Ip2を検出する処理を実行する。 In the next S430, the elapsed time is determined using the value of the measurement time variable, and the process waits until one predetermined sampling time elapses. When one sampling time elapses, the first pump voltage Vp1 and the first pump voltage Vp1 The process which detects 2 pump current Ip2 is performed.
続くS440では、今回のサンプリング時期(数値検出時期)に検出した第1ポンプ電圧Vp1および第2ポンプ電流Ip2の数値を用いて、Vp1軌跡長積算変数(ΣVp1軌跡長)およびIp2面積変数(ΣIp2面積)を更新する処理を行う。 In subsequent S440, using the numerical values of the first pump voltage Vp1 and the second pump current Ip2 detected at the current sampling time (numerical value detection time), the Vp1 trajectory length integration variable (ΣVp1 trajectory length) and the Ip2 area variable (ΣIp2 area) ) Is updated.
なお、Vp1軌跡長積算変数の更新は、第1ポンプ電圧Vp1における今回検出値Vp1(n)と前回検出値Vp1(n−1)との差分値(以下、軌跡(Vp1(n)−Vp1(n−1)ともいう)を算出し、算出した差分値(軌跡(Vp1(n)−Vp1(n−1))をVp1軌跡長積算変数に加算することで実行する。なお、第1回目の検出時には、前回検出値として予め定められた値を用いて演算処理を実行する。 The Vp1 trajectory length integration variable is updated by calculating a difference value between the current detection value Vp1 (n) and the previous detection value Vp1 (n-1) (hereinafter referred to as a trajectory (Vp1 (n) -Vp1 ( (also referred to as n-1)), and the calculated difference value (trajectory (Vp1 (n) -Vp1 (n-1))) is added to the Vp1 trajectory length integration variable. At the time of detection, a calculation process is executed using a predetermined value as the previous detection value.
また、Ip2面積変数の更新は、まず、第2ポンプ電流Ip2における今回検出値Ip2(n)とS410の演算で得られた平均値Ip2#avgとの差分値を算出し、その差分値の絶対値に1サンプリング時間を乗じて得られる値(今回算出面積)を算出する。そして、Ip2面積変数(ΣIp2面積)に今回算出面積を加算することで、Ip2面積変数の更新を行う。 The update of the Ip2 area variable is performed by first calculating a difference value between the current detection value Ip2 (n) in the second pump current Ip2 and the average value Ip2 # avg obtained by the calculation of S410, and calculating the absolute value of the difference value. A value (currently calculated area) obtained by multiplying the value by one sampling time is calculated. Then, the Ip2 area variable is updated by adding the current calculated area to the Ip2 area variable (ΣIp2 area).
次のS450では、Vp1軌跡長積算変数(ΣVp1軌跡長)が閾値(予め定められた第1電圧軌跡変動判定値)以上であるか否かを判定し、肯定判定されると本処理(第2情報サンプリング処理)を終了し、否定判定されると再びS430に移行する。 In next S450, it is determined whether or not the Vp1 trajectory length integration variable (ΣVp1 trajectory length) is equal to or greater than a threshold value (predetermined first voltage trajectory fluctuation determination value). If the information sampling process is terminated and a negative determination is made, the process proceeds to S430 again.
なお、第1電圧軌跡変動判定値は、第1ポンプセル31の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、第1電圧軌跡変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因(例えば、測定対象ガスの酸素濃度変化など)に関連して第1ポンプセル31の通電状態が変動したときの第1ポンプ電圧Vp1(詳細には、第1ポンプ電圧Vp1の軌跡積算値)に基づいて定めることができる。
The first voltage locus fluctuation determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
つまり、S450では、Vp1軌跡長積算変数(ΣVp1軌跡長)に基づいて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する要因が発生したか否かを判定する処理を行う。
S450で肯定判定されると、本処理(第2情報サンプリング処理)を終了するとともに、再び接続判定処理に処理を移行する。
That is, in S450, based on the Vp1 trajectory length integration variable (ΣVp1 trajectory length), processing is performed to determine whether or not a factor that causes the energization state of the
If an affirmative determination is made in S450, the present process (second information sampling process) ends, and the process shifts again to the connection determination process.
次に、第2実施形態の接続判定処理におけるS130では、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)に異常が無いか否かを判定する処理(第2Ip2+配線判定処理)を実行する。
Next, in S130 in the connection determination process of the second embodiment, a process of determining whether or not there is an abnormality in the connection path (Ip2 + wiring path) connecting the
図7に示すように、第2Ip2+配線判定処理では、まず、S510にて、第2情報サンプリング処理で得られたIp2面積変数(ΣIp2面積)の数値が判定値(予め定められた第2電流面積変動判定値)以上であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS520に移行し、否定判定されるとS530に移行する。 As shown in FIG. 7, in the second Ip2 + wiring determination process, first, in S510, the numerical value of the Ip2 area variable (ΣIp2 area) obtained by the second information sampling process is determined as a determination value (predetermined second current area). It is determined whether or not it is equal to or greater than (variation determination value). If an affirmative determination is made, the process proceeds to S520.
なお、第2電流面積変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、第2電流面積変動判定値は、上述した第2情報サンプリング処理(詳細にはS450)で判断される要因(第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因)に起因して第2ポンプセル41の通電状態が変動したときの第2ポンプ電流Ip2(詳細には、第2ポンプ電流Ip2の波形の積分値)に基づいて定めることができる。
The second current area variation determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
つまり、S510では、Ip2面積変数(ΣIp2面積)を用いて第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定する処理を行う。
S510で肯定判定されてS520に移行すると、S520では、Ip2+配線経路が正常である(換言すれば、異常が無い)と判断して、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す経路異常フラグFaをリセットする処理を行う。
That is, in S510, a process of determining whether or not the energization state of the
When an affirmative determination is made in S510 and the process proceeds to S520, in S520, it is determined that the Ip2 + wiring path is normal (in other words, there is no abnormality), and the path abnormality flag Fa indicating that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state. Perform processing to reset.
S510で否定判定されてS530に移行すると、S530では、第2情報サンプリング処理で計測を開始した測定時間変数の数値に基づき、第2情報サンプリング処理(S120)の所要時間が閾値(予め定められた所要時間判定値)以上であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS550に移行し、否定判定されるとS540に移行する。 When a negative determination is made in S510 and the process proceeds to S530, in S530, the time required for the second information sampling process (S120) is set to a threshold (predetermined based on the numerical value of the measurement time variable that has started measurement in the second information sampling process. It is determined whether or not it is equal to or greater than (required time determination value). If an affirmative determination is made, the process proceeds to S550, and if a negative determination is made, the process proceeds to S540.
なお、所要時間判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因の発生期間に基づいて定められている。つまり、所要時間判定値は、第2情報サンプリング処理の所要時間(換言すれば、第1ポンプ電圧Vp1および第2ポンプ電流Ip2のサンプリング所要時間)として、Ip2+配線経路の状態判定に誤差を生じさせない範囲内の時間で設定されている。
The required time determination value is determined based on a generation period of a factor that changes the energization state of the
すなわち、第2情報サンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、所要時間が長時間であることがIp2面積変数(ΣIp2面積)を大きくした原因の1つとなるため、実際に第2ポンプ電流Ip2が僅かしか変動していない場合でも、Ip2面積変数が大きい値となる場合がある。このため、第2情報サンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを正確に判定することができない虞がある。
That is, when the time required for the second information sampling process is long, the long time required is one of the causes of increasing the Ip2 area variable (ΣIp2 area). Even when the current Ip2 varies only slightly, the Ip2 area variable may be a large value. For this reason, when the time required for the second information sampling process is long, it may not be possible to accurately determine whether or not the energization state of the
このことから、S530で肯定判定されてS550に移行した場合には、S550では、Ip2+配線経路の状態判定を行わない。
他方、S530で否定判定されてS540に移行すると、S540では、Ip2+配線経路が異常状態であると判断して、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す経路異常フラグFaをセットする処理を行う。
For this reason, when an affirmative determination is made in S530 and the process proceeds to S550, the state determination of the Ip2 + wiring path is not performed in S550.
On the other hand, when a negative determination is made in S530 and the process proceeds to S540, in S540, it is determined that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state, and a process of setting a path abnormality flag Fa indicating that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state is performed. .
なお、経路異常フラグFaがセットされると、別途実行される異常発生対応処理が起動される。異常発生対応処理では、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)が異常状態であることを使用者に報知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度に誤差があることを通知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度を他の制御処理に使用するのを禁止する処理などを実行する。
When the route abnormality flag Fa is set, an abnormality handling process that is executed separately is started. In the abnormality handling process, a process for notifying the user that the connection path (Ip2 + wiring path) connecting the
S520,S540,S550のいずれかの処理が終了すると、本処理(第2Ip2+配線判定処理)を終了するとともに、再び接続判定処理に処理を移行する。
このあと、第2実施形態におけるS130の処理が終了するとともに、第2実施形態の接続判定処理が終了する。なお、接続判定処理は、センサ制御装置20の起動中において、一定周期毎に繰り返し実行される。
When any one of S520, S540, and S550 is completed, the present process (second Ip2 + wiring determination process) is ended, and the process shifts to the connection determination process again.
Thereafter, the process of S130 in the second embodiment ends, and the connection determination process of the second embodiment ends. The connection determination process is repeatedly executed at regular intervals while the
図12に示す測定結果から判るように、第1ポンプ電流Ip1(換言すれば、第1ポンプセル31の通電状態)が大きく変動した時には、これに追従するようにして、第2ポンプ電流Ip2(換言すれば、第2ポンプセル41の通電状態)が大きく変動する。なお、このような通電状態の変動は、例えば、第1測定室46に導入される測定対象ガスの酸素濃度が変動することに起因して発生する。
As can be seen from the measurement results shown in FIG. 12, when the first pump current Ip1 (in other words, the energization state of the first pump cell 31) greatly fluctuates, the second pump current Ip2 (in other words, follows this). If so, the energization state of the second pump cell 41) greatly fluctuates. Such a change in the energized state occurs due to a change in the oxygen concentration of the measurement target gas introduced into the
このため、本実施形態の接続判定処理のように、Vp1軌跡長積算変数(ΣVp1軌跡長)に基づいて第1ポンプセル31の通電状態が変動するか否かを判定(S450)することで、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定することができる。
Therefore, as in the connection determination process of this embodiment, it is determined whether or not the energization state of the
そして、第1ポンプセル31の通電状態が変動したと判定(S450で肯定判定)されて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定したあと、実際に第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定(S510)することで、Ip2+配線経路が異常状態であるか否かを判定できる。
Then, after it is determined that the energization state of the
以上説明したように、第2実施形態のセンサ制御装置20は、第1ポンプセル31の通電状態(第1ポンプ電圧Vp1)が変動したと判定された場合に、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かによって、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定している。
As described above, the
このため、第2実施形態のセンサ制御装置20は、第1実施形態と同様に、NOxセンサ10のセルに対して異常検出用の信号入力を行うことなく、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定できるため、接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定するにあたり、ガス検出を中断する必要が無いという利点がある。
For this reason, the
よって、本実施形態のセンサ制御装置20によれば、特定ガス濃度(NOx)の検出動作を中断することなく、NOxセンサ10(詳細には、第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。
Therefore, according to the
また、センサ制御装置20は、Vp1軌跡長積算変数(ΣVp1軌跡長)を用いて判断することから(S450)、第1ポンプセル31の通電状態(第1ポンプ電圧Vp1)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を適切に判定できる。
Further, since the
さらに、センサ制御装置20は、Ip2面積変数(ΣIp2面積)を用いて判断することから(S510)、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、NOxセンサ10(第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを適切に判定できる。
Further, since the
なお、本実施形態においては、S120(第2情報サンプリング処理)を実行する制御部30が通電状態変動判定手段に相当し、S130(第2Ip2+配線判定処理)を実行する制御部30が接続状態判定手段に相当する。
In this embodiment, the
また、Vp1軌跡長積算変数(ΣVp1軌跡長)が基準セル変動量に相当し、第1電圧軌跡変動判定値が基準変動判定値に相当し、Ip2面積変数(ΣIp2面積)が対象セル変動量に相当し、第2電流面積変動判定値が対象変動判定値に相当する。 Further, the Vp1 trajectory length integration variable (ΣVp1 trajectory length) corresponds to the reference cell fluctuation amount, the first voltage trajectory fluctuation determination value corresponds to the reference fluctuation determination value, and the Ip2 area variable (ΣIp2 area) corresponds to the target cell fluctuation amount. The second current area fluctuation determination value corresponds to the target fluctuation determination value.
次に、第3実施形態として、変動判定基準セルの通電状態として酸素濃度検知セル36の電極間電圧(酸素検知電圧Vs)を用いて判定し、異常判定対象セルの通電状態として第2ポンプ電流Ip2を用いて判定して、接続経路の異常判定を行う実施形態について説明する。
Next, as a third embodiment, determination is made using the interelectrode voltage (oxygen detection voltage Vs) of the oxygen
なお、第3実施形態では、詳細には、酸素検知電圧Vsの積分値(面積)と第2ポンプ電流Ip2の積分値(面積)とを用いて、接続経路の異常判定を行う。また、第3実施形態のガス濃度測定装置は、基本的な構成は第1実施形態のガス濃度測定装置1と同様であり、制御部30が実行する接続判定処理の処理内容が異なることから、以下の説明では、接続判定処理を中心に説明する。なお、第3実施形態の構成要素のうち第1実施形態と同様の構成要素は、同一符号を用いて表す。
In the third embodiment, specifically, the abnormality determination of the connection path is performed using the integrated value (area) of the oxygen detection voltage Vs and the integrated value (area) of the second pump current Ip2. The basic configuration of the gas concentration measurement device of the third embodiment is the same as that of the gas
まず、第3実施形態のガス濃度測定装置における接続判定処理の処理内容は、図3に示すフローチャートのうちS120の処理内容およびS130の処理内容が、第1実施形態とは異なる。 First, the processing content of the connection determination processing in the gas concentration measurement device of the third embodiment differs from the processing content of S120 and the processing content of S130 in the flowchart shown in FIG.
図8に第2実施形態でのS120の処理内容(第3情報サンプリング処理)を表すフローチャートを示し、図9に第2実施形態でのS130の処理内容(第3Ip2+配線判定処理)を表すフローチャートを示す。 FIG. 8 is a flowchart showing the processing content (third information sampling processing) of S120 in the second embodiment, and FIG. 9 is a flowchart showing the processing content (third Ip2 + wiring determination processing) of S130 in the second embodiment. Show.
第2情報サンプリング処理では、まず、S610にて、酸素検知電圧Vsの平均値Vs#avgおよび第2ポンプ電流Ip2の平均値Ip2#avgを演算する処理を実行する。なお、平均値Vs#avgおよび平均値Ip2#avgの演算方法としては、予め定められた検出期間中に検出される酸素検知電圧Vsおよび第2ポンプ電流Ip2の蓄積データに基づいて、検出期間中の酸素検知電圧Vsおよび第2ポンプ電流Ip2の平均値(移動平均値)をそれぞれ演算する演算方法等がある。 In the second information sampling process, first, in S610, a process of calculating the average value Vs # avg of the oxygen detection voltage Vs and the average value Ip2 # avg of the second pump current Ip2 is executed. The average value Vs # avg and the average value Ip2 # avg are calculated based on the oxygen detection voltage Vs detected during a predetermined detection period and the accumulated data of the second pump current Ip2 during the detection period. There are calculation methods for calculating the average value (moving average value) of the oxygen detection voltage Vs and the second pump current Ip2, respectively.
次のS620では、処理に用いる内部変数の初期化処理を実行する。具体的には、Vs面積変数(以下、ΣVs面積ともいう)、Ip2面積変数(以下、ΣIp2面積ともいう)、Vs超過回数変数(以下、ΣVs超過回数ともいう)、Ip2超過回数変数(以下、ΣIp2超過回数ともいう)、測定時間変数などの各変数に対して初期値(0など)を代入することで、各変数を初期化する。 In next step S620, initialization processing of internal variables used for the processing is executed. Specifically, a Vs area variable (hereinafter also referred to as ΣVs area), an Ip2 area variable (hereinafter also referred to as ΣIp2 area), a Vs excess frequency variable (hereinafter also referred to as ΣVs excess frequency), an Ip2 excess frequency variable (hereinafter, Each variable is initialized by substituting an initial value (such as 0) for each variable such as a measurement time variable.
なお、Vs面積変数(ΣVs面積)は、酸素濃度検知セル36の通電状態(詳細には、酸素検知電圧Vs)の変化量(換言すれば、酸素検知電圧Vsの波形の積分値)に応じた値を記録するための変数である。Ip2面積変数(ΣIp2面積)は、第2ポンプセル41の通電状態(詳細には、第2ポンプ電流Ip2)の変化量(換言すれば、第2ポンプ電流Ip2の波形の積分値)に応じた値を記録するための変数である。 Note that the Vs area variable (ΣVs area) corresponds to the amount of change in the energization state (specifically, the oxygen detection voltage Vs) of the oxygen concentration detection cell 36 (in other words, the integrated value of the waveform of the oxygen detection voltage Vs). A variable for recording a value. The Ip2 area variable (ΣIp2 area) is a value corresponding to the amount of change (in other words, the integrated value of the waveform of the second pump current Ip2) in the energization state of the second pump cell 41 (specifically, the second pump current Ip2). Is a variable for recording.
また、Vs超過回数変数(ΣVs超過回数)は、酸素検知電圧Vsが予め定められた閾値(Vs電圧超過判定値)以上となった回数を記録するための変数である。Ip2超過回数変数(ΣIp2超過回数)は、第2ポンプ電流Ip2が予め定められた閾値(Ip2超過判定値)以上となった回数を記録するための変数である。さらに、測定時間変数は、経過時間を記録するための変数である。 The Vs excess number variable (ΣVs excess number) is a variable for recording the number of times that the oxygen detection voltage Vs is equal to or higher than a predetermined threshold value (Vs voltage excess determination value). The Ip2 excess count variable (ΣIp2 excess count) is a variable for recording the number of times that the second pump current Ip2 is equal to or greater than a predetermined threshold (Ip2 excess determination value). Furthermore, the measurement time variable is a variable for recording the elapsed time.
また、S620では、測定時間変数を初期化した後、単位時間毎に測定時間変数を更新して経過時間を計測するタイマカウント処理を起動する。なお、タイマカウント処理は、本処理(第3情報サンプリング処理)と並行して実行される。 In S620, after the measurement time variable is initialized, a timer count process for updating the measurement time variable for each unit time and measuring the elapsed time is started. The timer count process is executed in parallel with the present process (third information sampling process).
次のS630では、測定時間変数の値を用いて経過時間を判断し、予め定められた1サンプリング時間が経過するまで待機するとともに、1サンプリング時間が経過した時点で、酸素検知電圧Vsおよび第2ポンプ電流Ip2を検出する処理を実行する。 In the next step S630, the elapsed time is determined using the value of the measurement time variable, and it waits until one predetermined sampling time elapses. When one sampling time elapses, the oxygen detection voltage Vs and the second time are measured. A process of detecting the pump current Ip2 is executed.
続くS640では、今回のサンプリング時期(数値検出時期)に検出した酸素検知電圧Vsおよび第2ポンプ電流Ip2の数値を用いて、Vs面積変数(ΣVs面積)およびIp2面積変数(ΣIp2面積)を更新する処理を行う。 In subsequent S640, the Vs area variable (ΣVs area) and the Ip2 area variable (ΣIp2 area) are updated using the oxygen detection voltage Vs and the second pump current Ip2 detected at the current sampling time (numerical value detection time). Process.
なお、Vs面積変数の更新は、まず、酸素検知電圧Vsにおける今回検出値Vs(n)とS610の演算で得られた平均値Vs#avgとの差分値を算出し、その差分値の絶対値に1サンプリング時間を乗じて得られる値(今回算出面積)を算出する。そして、Vs面積変数(ΣVs面積)に今回算出面積を加算することで、Vs面積変数の更新を行う。 The Vs area variable is updated by first calculating the difference value between the current detection value Vs (n) at the oxygen detection voltage Vs and the average value Vs # avg obtained by the calculation of S610, and the absolute value of the difference value. A value (currently calculated area) obtained by multiplying by 1 sampling time is calculated. Then, the Vs area variable is updated by adding the currently calculated area to the Vs area variable (ΣVs area).
また、Ip2面積変数の更新は、まず、第2ポンプ電流Ip2における今回検出値Ip2(n)とS610の演算で得られた平均値Ip2#avgとの差分値を算出し、その差分値の絶対値に1サンプリング時間を乗じて得られる値(今回算出面積)を算出する。そして、Ip2面積変数(ΣIp2面積)に今回算出面積を加算することで、Ip2面積変数の更新を行う。 The update of the Ip2 area variable is performed by first calculating a difference value between the current detection value Ip2 (n) in the second pump current Ip2 and the average value Ip2 # avg obtained by the calculation of S610, and calculating the absolute value of the difference value. A value (currently calculated area) obtained by multiplying the value by one sampling time is calculated. Then, the Ip2 area variable is updated by adding the current calculated area to the Ip2 area variable (ΣIp2 area).
次のS650では、酸素検知電圧Vsの今回検出値Vs(n)が閾値(予め定められたVs電圧超過判定値)以上であるか否かを判定し、肯定判定されるとS660に移行し、否定判定されるとS670に移行する。 In next S650, it is determined whether or not the current detection value Vs (n) of the oxygen detection voltage Vs is equal to or greater than a threshold value (predetermined Vs voltage excess determination value). If an affirmative determination is made, the process proceeds to S660. If a negative determination is made, the process proceeds to S670.
なお、Vs電圧超過判定値は、酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、Vs電圧超過判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因(例えば、測定対象ガスの酸素濃度変化など)に関連して酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したときの酸素検知電圧Vs(詳細には、酸素検知電圧Vsのピーク値)に基づいて定めることができる。
The Vs voltage excess determination value is a determination value determined for determining that the energization state of the oxygen
S650で肯定判定されてS660に移行すると、S660では、Vs超過回数変数(ΣVs超過回数)を1インクリメントする処理を行う。
S650で否定判定されるか、S660が終了してS670に移行すると、S670では、第2ポンプ電流Ip2の今回検出値Ip2(n)が閾値(予め定められたIp2電流超過判定値)以上であるか否かを判定し、肯定判定されるとS680に移行し、否定判定されるとS690に移行する。
When an affirmative determination is made in S650 and the process proceeds to S660, a process of incrementing the Vs excess count variable (ΣVs excess count) by 1 is performed in S660.
When a negative determination is made in S650 or when S660 ends and the process proceeds to S670, in S670, the current detection value Ip2 (n) of the second pump current Ip2 is equal to or greater than a threshold value (predetermined Ip2 current excess determination value). If the determination is affirmative, the process proceeds to S680. If the determination is negative, the process proceeds to S690.
なお、Ip2電流超過判定値は、第2ポンプセル41の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、Ip2電流超過判定値は、上述したS650で判断される要因(第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因)に起因して第2ポンプセル41の通電状態が変動したときの第2ポンプ電流Ip2(詳細には、第2ポンプ電流Ip2のピーク値)に基づいて定めることができる。
The Ip2 current excess determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
S670で肯定判定されてS680に移行すると、S680では、Ip2超過回数変数(ΣIp2超過回数)を1インクリメントする処理を行う。
S670で否定判定されるか、S680が終了してS690に移行すると、S690では、Vs面積変数(ΣVs面積)が閾値(予め定められたVs電圧面積変動判定値)以上である、かつ、Vs超過回数変数(ΣVs超過回数)が閾値(予め定められたVs回数判定値)以上である、という条件を満たすか否かを判定し、肯定判定されると本処理(第3情報サンプリング処理)を終了し、否定判定されると再びS630に移行する。
When an affirmative determination is made in S670 and the process proceeds to S680, a process of incrementing the Ip2 excess count variable (ΣIp2 excess count) by 1 is performed in S680.
When a negative determination is made in S670, or when S680 ends and the process proceeds to S690, in S690, the Vs area variable (ΣVs area) is equal to or greater than a threshold value (predetermined Vs voltage area fluctuation determination value) and exceeds Vs. It is determined whether or not the condition that the frequency variable (number of times of exceeding ΣVs) is equal to or greater than a threshold value (predetermined Vs frequency determination value) is satisfied, and if an affirmative determination is made, this processing (third information sampling processing) is terminated. If a negative determination is made, the process proceeds to S630 again.
なお、Vs電圧面積変動判定値は、酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、Vs電圧面積変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因(例えば、測定対象ガスの酸素濃度変化など)に関連して酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したときの酸素検知電圧Vs(詳細には、酸素検知電圧Vsの波形の積分値)に基づいて定めることができる。
The Vs voltage area variation determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the oxygen
また、Vs回数判定値は、酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、Vs回数判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因(例えば、測定対象ガスの酸素濃度変化など)に関連して酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したときの酸素検知電圧Vs(詳細には、酸素検知電圧VsがVs電圧超過判定値(S650で用いる判定値)を超過した回数)に基づいて定めることができる。
The Vs count determination value is a determination value determined for determining that the energization state of the oxygen
つまり、S690では、Vs面積変数(ΣVs面積)およびVs超過回数変数(ΣVs超過回数)に基づいて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する要因が発生したか否かを判定する処理を行う。
That is, in S690, a process is performed to determine whether or not a factor that causes a change in the energization state of the
なお、Vs面積変数(ΣVs面積)およびVs超過回数変数(ΣVs超過回数)に基づいて判定する場合には、Vs面積変数(ΣVs面積)またはVs超過回数変数(ΣVs超過回数)のいずれか一方のみに基づいて判定する場合に比べて、より正確な判定が可能となる。 In the case of determining based on the Vs area variable (ΣVs area) and the Vs excess number variable (ΣVs excess number), only one of the Vs area variable (ΣVs area) and the Vs excess number variable (ΣVs excess number) is used. Compared with the case of making a determination based on this, a more accurate determination can be made.
S690で肯定判定されると、本処理(第3情報サンプリング処理)を終了するとともに、再び接続判定処理に処理を移行する。
次に、第3実施形態の接続判定処理におけるS130では、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)に異常が無いか否かを判定する処理(第3Ip2+配線判定処理)を実行する。
If an affirmative determination is made in S690, the present process (third information sampling process) ends, and the process shifts to the connection determination process again.
Next, in S130 in the connection determination process of the third embodiment, a process for determining whether or not there is an abnormality in the connection path (Ip2 + wiring path) connecting the
図9に示すように、第3Ip2+配線判定処理では、まず、S710にて、第3情報サンプリング処理で得られたIp2面積変数(ΣIp2面積)の数値およびIp2超過回数変数(ΣIp2超過回数)を用いて、判定処理を行う。具体的には、Ip2面積変数(ΣIp2面積)の数値が判定値(予め定められた第2電流面積変動判定値)以上である、かつ、Ip2超過回数変数(ΣIp2超過回数)の数値が判定値(予め定められたIp2回数判定値)以上である、という条件を満たすか否かを判定しており、肯定判定されるとS720に移行し、否定判定されるとS730に移行する。 As shown in FIG. 9, in the third Ip2 + wiring determination process, first, in S710, the value of the Ip2 area variable (ΣIp2 area) and the Ip2 excess count variable (ΣIp2 excess count) obtained in the third information sampling process are used. The determination process is performed. Specifically, the numerical value of the Ip2 area variable (ΣIp2 area) is equal to or greater than the determination value (predetermined second current area fluctuation determination value), and the numerical value of the Ip2 excess frequency variable (ΣIp2 excess frequency) is the determination value. It is determined whether or not the condition that it is equal to or greater than (predetermined Ip2 number determination value) is satisfied. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S720, and if a negative determination is made, the process proceeds to S730.
なお、第2電流面積変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、第2電流面積変動判定値は、上述した第2情報サンプリング処理(詳細にはS690)で判断される要因(第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因)に起因して第2ポンプセル41の通電状態が変動したときの第2ポンプ電流Ip2(詳細には、第2ポンプ電流Ip2の波形の積分値)に基づいて定めることができる。
The second current area variation determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
また、Ip2回数判定値は、第2ポンプセル41の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、Ip2回数判定値は、上述した第2情報サンプリング処理(詳細にはS690)で判断される要因(第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因)に起因して第2ポンプセル41の通電状態が変動したときの第2ポンプ電流Ip2(詳細には、第2ポンプ電流Ip2がIp2電流超過判定値(S670で用いる判定値)を超過した回数)に基づいて定めることができる。
Further, the Ip2 number determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
つまり、S710では、Ip2面積変数(ΣIp2面積)およびIp2超過回数変数(ΣIp2超過回数)を用いて、第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定する処理を行う。
That is, in S710, processing is performed to determine whether the energization state of the
S710で肯定判定されてS720に移行すると、S720では、Ip2+配線経路が正常である(換言すれば、異常が無い)と判断して、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す経路異常フラグFaをリセットする処理を行う。 When an affirmative determination is made in S710 and the process proceeds to S720, in S720, it is determined that the Ip2 + wiring path is normal (in other words, there is no abnormality), and the path abnormality flag Fa indicating that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state. Perform processing to reset.
S710で否定判定されてS730に移行すると、S730では、第3情報サンプリング処理で計測を開始した測定時間変数の数値に基づき、第3情報サンプリング処理(S120)の所要時間が閾値(予め定められた所要時間判定値)以上であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS750に移行し、否定判定されるとS740に移行する。 When a negative determination is made in S710 and the process proceeds to S730, in S730, the time required for the third information sampling process (S120) is set to a threshold (predetermined based on the numerical value of the measurement time variable that has started measurement in the third information sampling process. It is determined whether or not it is equal to or greater than the required time determination value. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S750, and if a negative determination is made, the process proceeds to S740.
なお、所要時間判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因の発生期間に基づいて定められている。つまり、所要時間判定値は、第3情報サンプリング処理の所要時間(換言すれば、酸素検知電圧Vsおよび第2ポンプ電流Ip2のサンプリング所要時間)として、Ip2+配線経路の状態判定に誤差を生じさせない範囲内の時間で設定されている。
The required time determination value is determined based on a generation period of a factor that changes the energization state of the
すなわち、第3情報サンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、所要時間が長時間であることがIp2面積変数(ΣIp2面積)およびIp2超過回数変数(ΣIp2超過回数)を大きくした原因の1つとなるため、実際に第2ポンプ電流Ip2が僅かしか変動していない場合でも、Ip2面積変数およびIp2超過回数変数が大きい値となる場合がある。このため、第3情報サンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを正確に判定することができない虞がある。
That is, when the time required for the third information sampling process is long, the long time is the cause of increasing the Ip2 area variable (ΣIp2 area) and the Ip2 excess count variable (ΣIp2 excess count). Therefore, even if the second pump current Ip2 actually fluctuates slightly, the Ip2 area variable and the Ip2 excess number variable may be large values. For this reason, when the time required for the third information sampling process is long, it may not be possible to accurately determine whether or not the energization state of the
このことから、S730で肯定判定されてS750に移行した場合には、S750では、Ip2+配線経路の状態判定を行わない。
他方、S730で否定判定されてS740に移行すると、S740では、Ip2+配線経路が異常状態であると判断して、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す経路異常フラグFaをセットする処理を行う。
For this reason, when an affirmative determination is made in S730 and the process proceeds to S750, the state determination of the Ip2 + wiring path is not performed in S750.
On the other hand, when a negative determination is made in S730 and the process proceeds to S740, in S740, it is determined that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state, and a process of setting a path abnormality flag Fa indicating that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state is performed. .
なお、経路異常フラグFaがセットされると、別途実行される異常発生対応処理が起動される。異常発生対応処理では、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)が異常状態であることを使用者に報知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度に誤差があることを通知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度を他の制御処理に使用するのを禁止する処理などを実行する。
When the route abnormality flag Fa is set, an abnormality handling process that is executed separately is started. In the abnormality handling process, a process for notifying the user that the connection path (Ip2 + wiring path) connecting the
S720,S740,S750のいずれかの処理が終了すると、本処理(第3Ip2+配線判定処理)を終了するとともに、再び接続判定処理に処理を移行する。
このあと、第3実施形態におけるS130の処理が終了するとともに、第3実施形態の接続判定処理が終了する。なお、接続判定処理は、センサ制御装置20の起動中において、一定周期毎に繰り返し実行される。
When one of the processes of S720, S740, and S750 ends, the process (third Ip2 + wiring determination process) ends, and the process shifts to the connection determination process again.
Thereafter, the process of S130 in the third embodiment ends, and the connection determination process of the third embodiment ends. The connection determination process is repeatedly executed at regular intervals while the
なお、実際の測定結果の図示は省略するが、酸素検知電圧Vs(換言すれば、酸素濃度検知セル36の通電状態)が大きく変動した時には、これに追従するようにして、第2ポンプ電流Ip2(換言すれば、第2ポンプセル41の通電状態)が大きく変動することが、実際のガスセンサを用いた実測データにより判明している。なお、このような通電状態の変動は、例えば、第1測定室46に導入される測定対象ガスの酸素濃度が変動することに起因して発生する。
Although illustration of actual measurement results is omitted, when the oxygen detection voltage Vs (in other words, the energization state of the oxygen concentration detection cell 36) greatly fluctuates, the second pump current Ip2 is followed so as to follow this. (In other words, the energization state of the second pump cell 41) has been found to fluctuate greatly from actual measurement data using an actual gas sensor. Such a change in the energized state occurs due to a change in the oxygen concentration of the measurement target gas introduced into the
このため、本実施形態の接続判定処理のように、Vs面積変数(ΣVs面積)およびVs超過回数変数(ΣVs超過回数)に基づいて酸素濃度検知セル36の通電状態が変動するか否かを判定(S690)することで、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定することができる。
For this reason, as in the connection determination process of this embodiment, it is determined whether or not the energization state of the oxygen
そして、酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したと判定(S690で肯定判定)されて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定したあと、実際に第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定(S710)することで、Ip2+配線経路が異常状態であるか否かを判定できる。
Then, after it is determined that the energization state of the oxygen
以上説明したように、第3実施形態のセンサ制御装置20は、酸素濃度検知セル36の通電状態(酸素検知電圧Vs)が変動したと判定された場合に、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かによって、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定している。
As described above, the
このため、第3実施形態のセンサ制御装置20は、第1実施形態と同様に、NOxセンサ10のセルに対して異常検出用の信号入力を行うことなく、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定できるため、接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定するにあたり、ガス検出を中断する必要が無いという利点がある。
For this reason, the
よって、本実施形態のセンサ制御装置20によれば、特定ガス濃度(NOx)の検出動作を中断することなく、NOxセンサ10(詳細には、第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。
Therefore, according to the
また、センサ制御装置20は、Vs面積変数(ΣVs面積)およびVs超過回数変数(ΣVs超過回数)を用いて判断することから(S690)、酸素濃度検知セル36の通電状態(酸素検知電圧Vs)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を適切に判定できる。
Further, since the
さらに、センサ制御装置20は、Ip2面積変数(ΣIp2面積)およびIp2超過回数変数(ΣIp2超過回数)を用いて判断することから(S710)、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、NOxセンサ10(第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを適切に判定できる。
Further, since the
なお、本実施形態においては、S120(第3情報サンプリング処理)を実行する制御部30が通電状態変動判定手段に相当し、S130(第3Ip2+配線判定処理)を実行する制御部30が接続状態判定手段に相当する。
In the present embodiment, the
また、Vs面積変数(ΣVs面積)およびVs超過回数変数(ΣVs超過回数)が基準セル変動量に相当し、Vs電圧面積変動判定値およびVs回数判定値が基準変動判定値に相当する。さらに、Ip2面積変数(ΣIp2面積)およびIp2超過回数変数(ΣIp2超過回数)が対象セル変動量に相当し、第2電流面積変動判定値およびIp2回数判定値が対象変動判定値に相当する。 Further, the Vs area variable (ΣVs area) and the Vs excess count variable (ΣVs excess count) correspond to the reference cell fluctuation amount, and the Vs voltage area fluctuation determination value and the Vs frequency determination value correspond to the reference fluctuation determination value. Further, the Ip2 area variable (ΣIp2 area) and the Ip2 excess frequency variable (ΣIp2 excess frequency) correspond to the target cell fluctuation amount, and the second current area fluctuation determination value and the Ip2 frequency determination value correspond to the target fluctuation determination value.
次に、第4実施形態として、変動判定基準セルの通電状態として酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvsを用いて判定し、異常判定対象セルの通電状態として第2ポンプ電流Ip2を用いて判定して、接続経路の異常判定を行う実施形態について説明する。
Next, as a fourth embodiment, determination is made using the internal resistance Rpvs of the oxygen
なお、第4実施形態では、詳細には、酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvsを示す波形の積分値(面積)と第2ポンプ電流Ip2を示す波形の積分値(面積)とを用いて、接続経路の異常判定を行う。また、第4実施形態のガス濃度測定装置は、基本的な構成は第1実施形態のガス濃度測定装置1と同様であり、制御部30が実行する接続判定処理の処理内容が異なることから、以下の説明では、接続判定処理を中心に説明する。なお、第4実施形態の構成要素のうち第1実施形態と同様の構成要素は、同一符号を用いて表す。
In the fourth embodiment, in detail, using an integrated value (area) of a waveform indicating the internal resistance Rpvs of the oxygen
第4実施形態のガス濃度測定装置1(詳細には、センサ制御装置20の制御部30)で実行される総合接続判定処理の処理内容を表したフローチャートを図10に示す。
なお、総合接続判定処理は、NOxセンサ10とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(配線経路)が異常状態であるか否かを判定するための処理である。
FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the comprehensive connection determination process executed by the gas concentration measurement device 1 (specifically, the
The comprehensive connection determination process is a process for determining whether or not the connection path (wiring path) connecting the
総合接続判定処理が起動されると、まず、S810にて、処理に用いる内部変数等の初期化処理を実行する。具体的には、異常判断回数変数(以下、判断count ともいう)に対して初期値(0など)を代入するとともに、経路異常フラグFaをリセット(0を代入)することで、変数およびフラグを初期化する。 When the general connection determination process is started, first, in S810, an initialization process for internal variables used for the process is executed. Specifically, an initial value (such as 0) is substituted for an abnormality determination frequency variable (hereinafter also referred to as a determination count), and the path abnormality flag Fa is reset (0 is substituted), thereby setting the variable and flag. initialize.
なお、異常判断回数変数(判断count )は、後述する判定処理(S830)においてIp2+配線経路が異常であると判定された回数を記録するための変数であり、経路異常フラグFaは、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す状態フラグである。 The abnormality determination frequency variable (determination count) is a variable for recording the number of times that the Ip2 + wiring path is determined to be abnormal in the determination process (S830) described later, and the path abnormality flag Fa is Ip2 + wiring path. Is a status flag indicating an abnormal state.
次のS820では、ヒータ12、他のセンサ、回路などが正常動作しているか否かを判定しており、肯定判定されるとS830に移行し、否定判定されると本処理(総合接続判定処理)を終了する。
In the next S820, it is determined whether or not the
なお、ヒータ12、他のセンサ、回路などが正常動作しているか否かの判定は、センサ制御装置20や他の制御装置において別途実行される正常動作判定処理での判定結果を用いて判定される。この正常動作判定処理としては、公知の手法を適宜採用すればよいことから、当該処理についての説明は省略する。
Note that whether or not the
S820で肯定判定されてS830に移行すると、S830では、酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvsおよび第2ポンプ電流Ip2を検出して蓄積して、第2ポンプセル41の通電状態が変動する要因が発生したか否かを判定するとともに、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)に異常が無いか否かを判定する処理(Ip2+配線異常検出処理)を実行する。
When an affirmative determination is made in S820 and the process proceeds to S830, in S830, the internal resistance Rpvs of the oxygen
図11に、Ip2+配線異常検出処理の処理内容を表したフローチャートを示す。
Ip2+配線異常検出処理が起動されると、まず、S910にて、NOxセンサ10が活性化状態であるか否かを判断しており、活性化状態である場合には肯定判定されてS120に移行し、活性化状態ではない場合には否定判定されて、活性化状態になるまで同ステップを繰り返し実行する。
FIG. 11 is a flowchart showing the contents of the Ip2 + wiring abnormality detection process.
When the Ip2 + wiring abnormality detection process is started, first, in S910, it is determined whether or not the
なお、S910では、具体的には、内部抵抗測定処理で測定されたVsセル36の内部抵抗Rpvsに基づき判定されるNOxセンサ10の判定温度が、所定の活性化温度であるか否かを判断することで、NOxセンサ10が活性化状態であるか否かを判断する。
In S910, specifically, it is determined whether or not the determination temperature of the
S910で肯定判定されてS920に移行すると、S920では、第2ポンプ電流Ip2の平均値Ip2#avgを演算する処理を実行する。なお、平均値Ip2#avgの演算方法としては、予め定められた検出期間中に検出される第2ポンプ電流Ip2の蓄積データに基づいて、検出期間中の第2ポンプ電流Ip2の平均値(移動平均値)を演算する演算方法等がある。 When an affirmative determination is made in S910 and the process proceeds to S920, a process of calculating an average value Ip2 # avg of the second pump current Ip2 is executed in S920. The average value Ip2 # avg is calculated based on the average value (movement) of the second pump current Ip2 during the detection period based on the accumulated data of the second pump current Ip2 detected during the predetermined detection period. There are calculation methods for calculating (average value).
次のS930では、処理に用いる内部変数の初期化処理を実行する。具体的には、Rpvs面積変数(以下、ΣRpvs面積ともいう)、Ip2面積変数(以下、ΣIp2面積ともいう)、測定時間変数などの各変数に対して初期値(0など)を代入することで、各変数を初期化する。 In next step S930, initialization processing of internal variables used for the processing is executed. Specifically, by substituting initial values (such as 0) for variables such as an Rpvs area variable (hereinafter also referred to as ΣRpvs area), an Ip2 area variable (hereinafter also referred to as ΣIp2 area), and a measurement time variable. Initialize each variable.
なお、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)は、酸素濃度検知セル36の通電状態(詳細には、内部抵抗Rpvsに応じた通電状態)の変化量(換言すれば、酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvsに関する波形の積分値)に応じた値を記録するための変数である。Ip2面積変数(ΣIp2面積)は、第2ポンプセル41の通電状態(詳細には、第2ポンプ電流Ip2)の変化量(換言すれば、第2ポンプ電流Ip2の波形の積分値)に応じた値を記録するための変数である。測定時間変数は、経過時間を記録するための変数である。 Note that the Rpvs area variable (ΣRpvs area) is the amount of change in the energization state of the oxygen concentration detection cell 36 (specifically, the energization state according to the internal resistance Rpvs) (in other words, the internal resistance Rpvs of the oxygen concentration detection cell 36). Is a variable for recording a value corresponding to the integral value of the waveform. The Ip2 area variable (ΣIp2 area) is a value corresponding to the amount of change (in other words, the integrated value of the waveform of the second pump current Ip2) in the energization state of the second pump cell 41 (specifically, the second pump current Ip2). Is a variable for recording. The measurement time variable is a variable for recording the elapsed time.
次のS940では、測定時間変数の値を用いて経過時間を判断し、予め定められた1サンプリング時間が経過するまで待機するとともに、1サンプリング時間が経過した時点で、酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvsおよび第2ポンプ電流Ip2を検出する処理を実行する。 In the next step S940, the elapsed time is determined using the value of the measurement time variable, and the process waits until a predetermined sampling time elapses. A process of detecting the resistor Rpvs and the second pump current Ip2 is executed.
続くS950では、今回のサンプリング時期(数値検出時期)に検出した酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvsおよび第2ポンプ電流Ip2の数値を用いて、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)およびIp2面積変数(ΣIp2面積)を更新する処理を行う。
In subsequent S950, the Rpvs area variable (ΣRpvs area) and the Ip2 area variable (ΣIp2) are calculated using the values of the internal resistance Rpvs and the second pump current Ip2 of the oxygen
なお、Rpvs面積変数の更新は、まず、酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvsにおける今回検出値Rpvs(n)と予め定められたRpvs目標値との差分値を算出し、その差分値の絶対値に1サンプリング時間を乗じて得られる値(今回算出面積)を算出する。そして、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)に今回算出面積を加算することで、Rpvs面積変数の更新を行う。
To update the Rpvs area variable, first, the difference value between the current detection value Rpvs (n) and the predetermined Rpvs target value in the internal resistance Rpvs of the oxygen
また、Ip2面積変数の更新は、まず、第2ポンプ電流Ip2における今回検出値Ip2(n)とS920の演算で得られた平均値Ip2#avgとの差分値を算出し、その差分値の絶対値に1サンプリング時間を乗じて得られる値(今回算出面積)を算出する。そして、Ip2面積変数(ΣIp2面積)に今回算出面積を加算することで、Ip2面積変数の更新を行う。 In addition, to update the Ip2 area variable, first, the difference value between the current detection value Ip2 (n) in the second pump current Ip2 and the average value Ip2 # avg obtained by the calculation of S920 is calculated, and the absolute value of the difference value is calculated. A value (currently calculated area) obtained by multiplying the value by one sampling time is calculated. Then, the Ip2 area variable is updated by adding the current calculated area to the Ip2 area variable (ΣIp2 area).
さらに、測定時間変数の更新は、1サンプリング時間を測定時間変数に加算することで実行する。
次のS960では、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)が閾値(予め定められたRpvs面積変動判定値)以上であるか否かを判定し、肯定判定されるとS970に移行し、否定判定されると再びS940に移行する。
Furthermore, the measurement time variable is updated by adding one sampling time to the measurement time variable.
In next S960, it is determined whether or not the Rpvs area variable (ΣRpvs area) is equal to or greater than a threshold value (predetermined Rpvs area variation determination value). If an affirmative determination is made, the process proceeds to S970, and a negative determination is made. The process proceeds to S940 again.
なお、Rpvs面積変動判定値は、酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、Rpvs面積変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因(例えば、センサ本体11の温度変化など)に関連して酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したときの内部抵抗Rpvs(詳細には、内部抵抗Rpvsに関する波形の積分値(面積))に基づいて定めることができる。
The Rpvs area variation determination value is a determination value determined for determining that the energization state of the oxygen
つまり、S960では、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)に基づいて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する要因が発生したか否かを判定する処理を行う。
S960で肯定判定されてS970に移行すると、S970では、S950の処理で得られたIp2面積変数(ΣIp2面積)の数値が判定値(予め定められた第2電流面積変動判定値)以上であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS980に移行し、否定判定されるとS990に移行する。
That is, in S960, based on the Rpvs area variable (ΣRpvs area), a process of determining whether or not a factor that causes the energization state of the
When an affirmative determination is made in S960 and the process proceeds to S970, in S970, is the value of the Ip2 area variable (ΣIp2 area) obtained in the process of S950 equal to or greater than a determination value (predetermined second current area fluctuation determination value)? If a positive determination is made, the process proceeds to S980. If a negative determination is made, the process proceeds to S990.
なお、第2電流面積変動判定値は、第2ポンプセル41の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、第2電流面積変動判定値は、上述したS960で判断される要因(第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因)に起因して第2ポンプセル41の通電状態が変動したときの第2ポンプ電流Ip2(詳細には、第2ポンプ電流Ip2の波形の積分値)に基づいて定めることができる。
The second current area variation determination value is a determination value determined to determine that the energization state of the
つまり、S970では、Ip2面積変数(ΣIp2面積)を用いて第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定する処理を行う。
S970で肯定判定されてS980に移行すると、S980では、Ip2+配線経路が正常である(換言すれば、異常が無い)と判断して、異常判断回数変数(判断count )を1ディクリメント(1減算)する処理を実行する。なお、異常判断回数変数(判断count )の採りうる最小値は0であり、演算結果が0未満になる場合には、異常判断回数変数(判断count )の数値を0に設定する。
That is, in S970, a process of determining whether or not the energization state of the
When an affirmative determination is made in S970 and the process proceeds to S980, in S980, it is determined that the Ip2 + wiring path is normal (in other words, there is no abnormality), and the abnormality determination frequency variable (determination count) is decremented by 1 (1 subtraction). ) Is executed. Note that the minimum value that can be taken by the abnormality determination number variable (determination count) is 0, and when the calculation result is less than 0, the numerical value of the abnormality determination number variable (determination count) is set to zero.
S970で否定判定されてS990に移行すると、S990では、S950で更新された測定時間変数の数値に基づき、内部抵抗Rpvsおよび第2ポンプ電流Ip2のサンプリング処理(S940〜S960の繰り返し処理)の所要時間が閾値(予め定められた所要時間判定値)以上であるか否かを判定しており、肯定判定されるとS1010に移行し、否定判定されるとS1000に移行する。 When a negative determination is made in S970 and the process proceeds to S990, in S990, the time required for sampling processing of the internal resistance Rpvs and the second pump current Ip2 (repetition processing of S940 to S960) based on the numerical value of the measurement time variable updated in S950. Is greater than or equal to a threshold value (predetermined required time determination value). If an affirmative determination is made, the process proceeds to S1010, and if a negative determination is made, the process proceeds to S1000.
なお、所要時間判定値は、第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因の発生期間に基づいて定められている。つまり、所要時間判定値は、内部抵抗Rpvsおよび第2ポンプ電流Ip2のサンプリング処理(S940からS960までの繰り返し処理)の所要時間として、Ip2+配線経路の状態判定に誤差を生じさせない範囲内の時間で設定されている。
The required time determination value is determined based on a generation period of a factor that changes the energization state of the
すなわち、内部抵抗Rpvsおよび第2ポンプ電流Ip2のサンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、所要時間が長時間であることがIp2面積変数(ΣIp2面積)を大きくした原因の1つとなるため、実際に第2ポンプ電流Ip2が僅かしか変動していない場合でも、Ip2面積変数が大きい値となる場合がある。このため、内部抵抗Rpvsおよび第2ポンプ電流Ip2のサンプリング処理の所要時間が長時間となる場合には、第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを正確に判定することができない虞がある。
That is, when the time required for the sampling process of the internal resistance Rpvs and the second pump current Ip2 is long, the long time is one of the causes of increasing the Ip2 area variable (ΣIp2 area). Therefore, even if the second pump current Ip2 actually fluctuates only slightly, the Ip2 area variable may become a large value. For this reason, when the time required for the sampling process of the internal resistance Rpvs and the second pump current Ip2 is long, it may not be possible to accurately determine whether or not the energization state of the
このことから、S990で肯定判定されてS1010に移行した場合には、S10100では、Ip2+配線経路の状態判定を行わず、また、異常判断回数変数(判断count )の更新処理を行わない。 For this reason, when an affirmative determination is made in S990 and the process proceeds to S1010, in S10100, the state determination of the Ip2 + wiring path is not performed, and the abnormality determination frequency variable (determination count) is not updated.
他方、S990で否定判定されてS1000に移行すると、S1000では、Ip2+配線経路が異常状態であると判断して、異常判断回数変数(判断count )を1インクリメント(1加算)する処理を実行する。なお、異常判断回数変数(判断count )の採りうる最大値は、後述するS840で用いる閾値(判断回数判定値)と等しい値であり、演算結果が判断回数判定値よりも大きくなる場合には、異常判断回数変数(判断count )の数値を判断回数判定値に設定する。 On the other hand, when a negative determination is made in S990 and the process proceeds to S1000, in S1000, it is determined that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state, and a process of incrementing (adding 1) the abnormality determination frequency variable (determination count) is executed. Note that the maximum value that can be taken by the abnormality determination number variable (determination count) is equal to a threshold value (determination number determination value) used in S840, which will be described later. The numerical value of the abnormality determination number variable (determination count) is set as the determination number determination value.
S980,S1000,S1010のいずれかの処理が終了すると、本処理(Ip2+配線異常検出処理)を終了するとともに、再び総合接続判定処理に処理を移行する。
総合接続判定処理に戻り、次のS840では、異常判断回数変数(判断count )が閾値(予め定められた判断回数判定値)以上であるか否かを判定し、肯定判定されるとS850に移行し、否定判定されると再びS820に移行する。
When any one of S980, S1000, and S1010 is completed, the present process (Ip2 + wiring abnormality detection process) is ended, and the process is again transferred to the general connection determination process.
Returning to the general connection determination process, in next step S840, it is determined whether or not the abnormality determination frequency variable (determination count) is equal to or greater than a threshold value (predetermined determination frequency determination value), and if an affirmative determination is made, the flow proceeds to S850. If a negative determination is made, the process proceeds to S820 again.
なお、判断回数判定値は、第2ポンプセル41の通電状態が変動したことを判定するために定められた判定値であり、実際のNOxセンサを用いた実測データなどに基づいて定めることができる。例えば、判断回数判定値は、上述したS960で判断される要因(第2ポンプセル41の通電状態を変動させる要因)に起因して第2ポンプセル41の通電状態が変動したときに、実際にS970で肯定判定された実測肯定回数(あるいは実測肯定回数に所定の係数を乗じた値)に基づいて定めることができる。
The determination number determination value is a determination value determined for determining that the energization state of the
つまり、S840では、異常判断回数変数(判断count )を用いて第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定する処理を行う。
なお、本実施形態では、S970での判定結果に基づき直ちにIp2+配線経路が正常であるか異常であるかを判定するのではなく、S970で異常状態と判定(否定判定)された回数(つまり、異常判断回数変数(判断count ))に基づいて、Ip2+配線経路が正常であるか異常であるかを判定する。このように複数回の判定結果に基づいて総合的に判定を行うことで、誤判定による影響を低減することができ、Ip2+配線経路の状態判定を精度良く実現することができる。
That is, in S840, processing for determining whether or not the energization state of the
In the present embodiment, it is not immediately determined whether the Ip2 + wiring path is normal or abnormal based on the determination result in S970, but the number of times determined as an abnormal state (negative determination) in S970 (that is, negative determination) Based on the abnormality determination number variable (determination count)), it is determined whether the Ip2 + wiring path is normal or abnormal. Thus, by making a comprehensive determination based on a plurality of determination results, it is possible to reduce the influence of erroneous determination, and to accurately determine the state of the Ip2 + wiring path.
S840で肯定判定されてS850に移行すると、S850では、Ip2+配線経路が異常状態であると判断して、Ip2+配線経路が異常状態であることを示す経路異常フラグFaをセットする処理を行う。 When an affirmative determination is made in S840 and the process proceeds to S850, in S850, it is determined that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state, and a process of setting a path abnormality flag Fa indicating that the Ip2 + wiring path is in an abnormal state is performed.
なお、経路異常フラグFaがセットされると、別途実行される異常発生対応処理が起動される。異常発生対応処理では、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20とを接続する接続経路(Ip2+配線経路)が異常状態であることを使用者に報知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度に誤差があることを通知する処理、特定ガス検出処理で得られた特定ガス濃度を他の制御処理に使用するのを禁止する処理などを実行する。
When the route abnormality flag Fa is set, an abnormality handling process that is executed separately is started. In the abnormality handling process, a process for notifying the user that the connection path (Ip2 + wiring path) connecting the
S850の処理が終了すると、本処理(総合接続判定処理)が終了する。
なお、総合接続判定処理は、センサ制御装置20の起動中において、一定周期毎に繰り返し実行される。
When the process of S850 is completed, the present process (total connection determination process) is completed.
The comprehensive connection determination process is repeatedly executed at regular intervals while the
また、実際の測定結果についての図示は省略するが、酸素濃度検知セル36の内部抵抗Rpvs(換言すれば、酸素濃度検知セル36の通電状態)が大きく変動した時には、これに追従するようにして、第2ポンプ電流Ip2(換言すれば、第2ポンプセル41の通電状態)が大きく変動することが、実際のガスセンサを用いた実測データにより判明している。なお、このような第2ポンプセル41の通電状態の変動は、例えば、センサ素子の温度が変動したことに起因して発生する。
Although illustration of actual measurement results is omitted, when the internal resistance Rpvs of the oxygen concentration detection cell 36 (in other words, the energization state of the oxygen concentration detection cell 36) fluctuates greatly, this is followed. It has been found from actual measurement data using an actual gas sensor that the second pump current Ip2 (in other words, the energized state of the second pump cell 41) fluctuates greatly. Such a change in the energization state of the
このため、本実施形態の接続判定処理のように、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)に基づいて酸素濃度検知セル36の通電状態が変動するか否かを判定(S960)することで、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定することができる。
Therefore, as in the connection determination process of the present embodiment, the second pump cell is determined by determining whether the energization state of the oxygen
そして、酸素濃度検知セル36の通電状態が変動したと判定(S960で肯定判定)されて、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を特定したあと、実際に第2ポンプセル41の通電状態が変動したか否かを判定(S970)することで、Ip2+配線経路が異常状態であるか否かを判定できる。
Then, after it is determined that the energization state of the oxygen
以上説明したように、第4実施形態のセンサ制御装置20は、酸素濃度検知セル36の通電状態(内部抵抗Rpvs)が変動したと判定された場合に、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かによって、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定している。
As described above, the
このため、第4実施形態のセンサ制御装置20は、第1実施形態と同様に、NOxセンサ10のセルに対して異常検出用の信号入力を行うことなく、第2ポンプセル41とセンサ制御装置20との接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定できるため、接続状態が正常状態であるか異常状態であるかを判定するにあたり、ガス検出を中断する必要が無いという利点がある。
For this reason, the
よって、本実施形態のセンサ制御装置20によれば、特定ガス濃度(NOx)の検出動作を中断することなく、NOxセンサ10(詳細には、第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを判定することが可能となる。
Therefore, according to the
また、センサ制御装置20は、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)を用いて判断することから(S960)、酸素濃度検知セル36の通電状態(内部抵抗Rpvs)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、第2ポンプセル41の通電状態が変動する時期を適切に判定できる。
Further, since the
さらに、センサ制御装置20は、Ip2面積変数(ΣIp2面積)を用いて判断することから(S970)、第2ポンプセル41の通電状態(第2ポンプ電流Ip2)が変動したか否かを適切に判断できるとともに、NOxセンサ10(第2ポンプセル41)とセンサ制御装置20との接続状態が異常であるか否かを適切に判定できる。
Furthermore, since the
また、本実施形態のセンサ制御装置20は、Ip2面積変数(ΣIp2面積)を用いてIp2+配線経路の接続状態が異常であるか否かを判定し(S970)、異常状態と判定(S970で否定判定)された回数(異常判断回数変数(判断count ))に基づいて、Ip2+配線経路が異常であるか否かを最終的に判定する(S840)。
Further, the
つまり、本実施形態のセンサ制御装置20は、S970での1回の判定結果に基づき直ちにIp2+配線経路が正常であるか異常であるかを判定するのではなく、S970での複数回の判定結果に基づいて総合的に判定を行う構成である。このようにして総合的な判定を行うことから、本実施形態のセンサ制御装置20は、誤判定による影響を低減することができ、Ip2+配線経路の状態判定を精度良く実現することができる。
That is, the
なお、本実施形態においては、Ip2+配線異常検出処理におけるS940からS960までの処理を実行する制御部30が通電状態変動判定手段に相当し、Ip2+配線異常検出処理におけるS940,S950およびS970からS1010までの処理ならびに総合接続判定処理におけるS840からS850の処理を実行する制御部30が接続状態判定手段に相当する。
In the present embodiment, the
また、Rpvs面積変数(ΣRpvs面積)が基準セル変動量に相当し、Rpvs面積変動判定値が基準変動判定値に相当する。さらに、Ip2面積変数(ΣIp2面積)および異常判断回数変数(判断count )が対象セル変動量に相当し、第2電流面積変動判定値および判断回数判定値が対象変動判定値に相当する。 Further, the Rpvs area variable (ΣRpvs area) corresponds to the reference cell fluctuation amount, and the Rpvs area fluctuation determination value corresponds to the reference fluctuation determination value. Further, the Ip2 area variable (ΣIp2 area) and the abnormality determination frequency variable (determination count) correspond to the target cell fluctuation amount, and the second current area fluctuation determination value and the determination frequency determination value correspond to the target fluctuation determination value.
さらに、酸素濃度検知セル36においては、内部抵抗Rpvsが検出されるが、この内部抵抗Rpvsの値は、ガスセンサ(NOxセンサ10)の温度に相関があり、NOxセンサ10の温度を検知するための温度検知セルにあたるものである。従って、本実施形態においては、酸素濃度検知セル36が、温度検知セルに相当する。
Further, in the oxygen
以上、本発明に関する複数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ことはなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、接続判定処理は、センサ制御装置の起動中において、一定周期毎に繰り返し実行される形態に限られることはなく、予め定められた判定処理実行条件が成立したときに実行するようにしてもよい。
As mentioned above, although several embodiment regarding this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken.
For example, the connection determination process is not limited to a form that is repeatedly executed at regular intervals during activation of the sensor control device, and may be executed when a predetermined determination process execution condition is satisfied. Good.
また、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態においては、1回の判定結果に基づき直ちにIp2+配線経路が正常であるか異常であるかを判定する構成であるが、第4実施形態のように、複数回の判定結果に基づいて総合的に判定を行う構成を採ることができる。このようにして総合的な判定を行うことで、誤判定による影響を低減することができ、Ip2+配線経路の状態判定を精度良く実現することができる。 In the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, it is configured to immediately determine whether the Ip2 + wiring path is normal or abnormal based on one determination result. As in the embodiment, it is possible to adopt a configuration in which determination is comprehensively made based on a plurality of determination results. By performing comprehensive determination in this manner, the influence of erroneous determination can be reduced, and the state determination of the Ip2 + wiring path can be realized with high accuracy.
さらに、基準セル変動量として用いる状態量と、対象セル変動量として用いる状態量の組合せは、上記の各実施形態の内容に限定されることはない。例えば、基準セル変動量としてRpvs面積変数(ΣRpvs面積)を用い、対象セル変動量としてIp2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)を用いる形態や、基準セル変動量としてVs面積変数(ΣVs面積)を用い、対象セル変動量としてIp2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)および異常判断回数変数(判断count )を用いる形態などを採用しても良い。 Furthermore, the combination of the state quantity used as the reference cell fluctuation amount and the state quantity used as the target cell fluctuation amount is not limited to the contents of the above embodiments. For example, an Rpvs area variable (ΣRpvs area) is used as the reference cell fluctuation amount, an Ip2 trajectory length integration variable (ΣIp2 trajectory length) is used as the target cell fluctuation amount, and a Vs area variable (ΣVs area) is used as the reference cell fluctuation amount. It is also possible to adopt a form in which the Ip2 trajectory length integration variable (ΣIp2 trajectory length) and the abnormality determination frequency variable (determination count) are used as the target cell fluctuation amount.
また、第4実施形態においては、NOxセンサ10の温度を検知するための温度検知セルが酸素濃度検知セル36であったが、第1ポンプセル31または第2ポンプセル41を温度検知セルとし、いずれかのセル31,41の内部抵抗Rpvsを検出して、その内部抵抗Rpvsの値に基づいてガスセンサ(NOxセンサ10)の温度を検知するようにしても良い。
Further, in the fourth embodiment, the temperature detection cell for detecting the temperature of the
また、第1〜第3実施形態においては、第1ポンプセル31の通電状態が変動していると判定された(第1実施形態のS240での肯定判定、第2実施形態のS450での肯定判定、第3実施形態のS690での肯定判定)直後に、接続判定処理におけるS130の処理に移行するものであったが、第2ポンプセル41の通電状態の変動は、第1ポンプセル31の変動に遅れて追従変動する。このことを考慮して、第1ポンプセル31の通電状態が変動していると判断されてから、所定の一定時間が経過した後に、接続判定処理におけるS130の処理に移行するようにフローチャートを構成しても良い。
Moreover, in the 1st-3rd embodiment, it determined with the electricity supply state of the
その一例として、第1実施形態における情報サンプリング処理(S120)の変形形態を、図13を用いて説明する。なお、図13のフローチャートにおいて、S210〜S240の処理は、第1実施形態の処理内容と同様であるため説明は省略し、S240にて肯定判定された後からの処理について、以下に説明する。 As an example, a modification of the information sampling process (S120) in the first embodiment will be described with reference to FIG. In the flowchart of FIG. 13, the processing of S210 to S240 is the same as the processing content of the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. The processing after the affirmative determination is made in S240 will be described below.
S240にて肯定されると、S250に移行し、このS250では、測定時間変数の値を用いて経過時間を判断し、予め定められた1サンプリング時間が経過するまで待機するとともに、1サンプリング時間が経過した時点で、第2ポンプ電流Ip2を検出する処理を実行する。 If the result in S240 is affirmative, the process proceeds to S250. In S250, the elapsed time is determined using the value of the measurement time variable, and the process waits until one predetermined sampling time elapses, and one sampling time. When the time has elapsed, processing for detecting the second pump current Ip2 is executed.
続くS260では、今回のサンプリング時期(数値検出時期)に検出した第2ポンプ電流Ip2の数値を用いて、Ip2軌跡長積算変数(ΣIp2軌跡長)をS230の処理に引き続いて更新する処理を行う。 In subsequent S260, using the numerical value of the second pump current Ip2 detected at the current sampling timing (numerical value detection timing), processing for updating the Ip2 trajectory length integrated variable (ΣIp2 trajectory length) is performed following the processing of S230.
次のS270では、S240での肯定判定後に第2ポンプ電流Ip2の検出が複数サンプリング(例えば、3サンプリング)行われたか否かを判定し、第2ポンプ電流Ip2の検出が複数サンプリング行われたと肯定判定されると本処理(情報サンプリング処理)を終了し、接続判定処理(S130)に処理を移行する。一方、S270にて否定判定されると再びS250の処理に移行する。 In next S270, it is determined whether or not the second pump current Ip2 is detected by a plurality of samplings (for example, 3 samplings) after the affirmative determination in S240, and it is affirmed that the second pump current Ip2 is detected by a plurality of samplings. If it is determined, the process (information sampling process) is terminated, and the process proceeds to the connection determination process (S130). On the other hand, if a negative determination is made in S270, the process proceeds to S250 again.
このような変更を行うことで、上述の実施形態において、第1ポンプセル31の通電状態が変動していると判断されてから、所定の一定時間経過した後に、接続判定処理におけるS130の処理に移行するようなフローチャートを構成することができる。
By making such a change, in the above-described embodiment, after it is determined that the energization state of the
また、上述の各実施形態においては、自動車の各部を総合的に制御するための電子制御装置(ECU)とは別に備えられたセンサ制御装置について説明したが、センサ制御機能を有する電子制御装置(ECU)において、本発明を適用しても良い。つまり、電子制御装置(ECU)は、センサ制御装置を介してガスセンサと接続される形態に限られることはなく、ガスセンサと直接接続される形態であってもよい。 In the above-described embodiments, the sensor control device provided separately from the electronic control device (ECU) for comprehensively controlling each part of the automobile has been described. However, the electronic control device having the sensor control function ( (ECU) The present invention may be applied. That is, the electronic control unit (ECU) is not limited to the form connected to the gas sensor via the sensor control unit, but may be the form directly connected to the gas sensor.
そして、ガスセンサと直接接続される形態の電子制御装置(ECU)において、ガスセンサと自身(電子制御装置)とを接続する接続経路(配線経路)が異常状態であるか否かを判定するための処理(接続判定処理)を実行してもよい。 In an electronic control unit (ECU) that is directly connected to the gas sensor, a process for determining whether or not a connection path (wiring path) that connects the gas sensor and itself (electronic control unit) is in an abnormal state. (Connection determination processing) may be executed.
1…ガス濃度測定装置、10…ガスセンサ(NOxセンサ)、11…センサ本体、12…ヒータ、20…センサ制御装置、30…制御部、31…第1ポンプセル(P1セル)、32…第1固体電解質体、33…第1内側電極、34…第1外側電極、36…酸素濃度検知セル(Vsセル)、37…検知用固体電解質体、38…検知用電極、39…基準用電極、41…第2ポンプセル(P2セル)、42…第2固体電解質体、43…第2内側電極、44…第2外側電極、46…第1測定室、47…第2測定室。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数のセルのうち異常判定対象セルとは異なるセルであって、前記異常判定対象セルの通電状態を変動させる要因に関連して自身の通電状態が変動する変動判定基準セルに関して、当該変動判定基準セルの通電状態が変動したか否かを判定する通電状態変動判定手段と、
前記通電状態変動判定手段にて前記変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定された場合において、前記異常判定対象セルの通電状態が変動した場合には、前記異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を正常状態と判定し、前記異常判定対象セルの通電状態が変動しない場合には、前記異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を異常状態と判定する接続状態判定手段と、
を備えることを特徴とするセンサ制御装置。 In controlling a gas sensor having a plurality of cells each having a pair of porous electrodes formed on the surface of a solid electrolyte body, sensor control for controlling energization states in the plurality of cells in order to detect a specific gas contained in the measurement target gas A device,
Among the plurality of cells, the variation determination is performed with respect to a variation determination reference cell that is different from the abnormality determination target cell and whose own energization state varies in association with a factor that varies the energization state of the abnormality determination target cell. Energization state variation determining means for determining whether or not the energization state of the reference cell has changed;
In the case where the energization state of the variation determination reference cell is determined to be varied by the energization state variation determination means, and the energization state of the abnormality determination target cell is varied, the abnormality determination target cell and the sensor control Connection state determination for determining a connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device as an abnormal state when the connection state with the device is determined as a normal state and the energization state of the abnormality determination target cell does not vary Means,
A sensor control device comprising:
前記変動判定基準セルにおける通電状態の変動量を示す基準セル変動量と、前記変動判定基準セルの通電状態が変動したことを判定するために予め定められた基準変動判定値とを比較して、
前記基準セル変動量が前記基準変動判定値以上である場合には、前記変動判定基準セルの通電状態が変動したと判定し、
前記基準セル変動量が前記基準変動判定値よりも小さい場合には、前記変動判定基準セルの通電状態が変動していないと判定すること、
を特徴とする請求項1に記載のセンサ制御装置。 The energization state variation determining means includes
A reference cell fluctuation amount indicating a fluctuation amount of the energization state in the fluctuation determination reference cell is compared with a reference fluctuation determination value determined in advance to determine that the energization state of the fluctuation determination reference cell has changed,
If the reference cell fluctuation amount is greater than or equal to the reference fluctuation determination value, it is determined that the energization state of the fluctuation determination reference cell has changed,
When the reference cell fluctuation amount is smaller than the reference fluctuation determination value, it is determined that the energization state of the fluctuation determination reference cell has not changed,
The sensor control apparatus according to claim 1.
前記異常判定対象セルにおける通電状態の変動量を示す対象セル変動量と、前記異常判定対象セルの通電状態が変動したことを判定するために予め定められた対象変動判定値とを比較して、
前記対象セル変動量が前記対象変動判定値以上である場合には、前記異常判定対象セルの通電状態が変動したと判定して、前記異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を正常状態と判定し、
前記対象セル変動量が前記対象変動判定値よりも小さい場合には、前記異常判定対象セルの通電状態が変動していないと判定して、前記異常判定対象セルと当該センサ制御装置との接続状態を異常状態と判定すること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサ制御装置。 The connection state determination means includes
Comparing the target cell fluctuation amount indicating the fluctuation amount of the energization state in the abnormality determination target cell with a target fluctuation determination value determined in advance to determine that the energization state of the abnormality determination target cell has changed,
If the target cell fluctuation amount is equal to or greater than the target fluctuation determination value, it is determined that the energization state of the abnormality determination target cell has changed, and the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device is normal. It is determined that
When the target cell fluctuation amount is smaller than the target fluctuation determination value, it is determined that the energization state of the abnormality determination target cell has not changed, and the connection state between the abnormality determination target cell and the sensor control device Is determined to be abnormal
The sensor control device according to claim 1 or 2, wherein
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のセンサ制御装置。 The fluctuation determination reference cell is a temperature detection cell for detecting the temperature of the gas sensor;
The sensor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記測定対象ガスを導入するとともに、前記測定対象ガスの酸素濃度を目標濃度に調整して調整後測定対象ガスを生成するための第1測定室と、
前記第1測定室において酸素濃度が目標濃度に調整された前記調整後測定対象ガスが導入される第2測定室と、を備えており、
前記異常判定対象セルは、自身の前記一対の多孔質電極のうち一方が前記第2測定室に配置されるとともに、前記調整後測定対象ガスに含まれる特定成分としてのNOxの濃度に応じた電極間電流が流れるように構成されており、
前記変動判定基準セルは、自身の前記一対の多孔質電極のうち一方が前記第1測定室に配置されていること、
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のセンサ制御装置。 The gas sensor
A first measurement chamber for introducing the measurement target gas and adjusting the oxygen concentration of the measurement target gas to a target concentration to generate an adjusted measurement target gas;
A second measurement chamber into which the adjusted measurement target gas whose oxygen concentration is adjusted to a target concentration in the first measurement chamber is introduced, and
In the abnormality determination target cell, one of the pair of porous electrodes is disposed in the second measurement chamber, and an electrode corresponding to the concentration of NOx as a specific component contained in the adjusted measurement target gas Is configured to flow current between
The variation determination reference cell has one of the pair of porous electrodes disposed in the first measurement chamber,
The sensor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記変動判定基準セルは、前記酸素ポンプセルまたは前記酸素検知セルのいずれかであること、
を特徴とする請求項5に記載のセンサ制御装置。 In the gas sensor, one of the pair of porous electrodes is disposed in the first measurement chamber, and the other of the porous electrodes is disposed in a reference atmosphere, depending on the oxygen concentration in the first measurement chamber. One of the oxygen detection cell that generates the inter-electrode voltage and the pair of porous electrodes is disposed in the first measurement chamber so that the inter-electrode voltage of the oxygen detection cell has a predetermined voltage value. And an oxygen pump cell for pumping out or pumping in oxygen of the measurement target gas introduced into the first measurement chamber,
The variation determination reference cell is either the oxygen pump cell or the oxygen detection cell;
The sensor control apparatus according to claim 5.
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