JP6273221B2 - センサ制御装置およびセンサ制御システム - Google Patents

Description

本発明は、ガスセンサを制御するセンサ制御装置およびセンサ制御システムに関する。

従来、検出対象ガス中の特定ガスの濃度を検出するガスセンサが知られている。しかし、検出対象ガス中の特定ガスの濃度に応じてガスセンサが出力する濃度信号と特定ガスの濃度との対応関係を表す特性（以下、特定ガス濃度特性という）は、ガスセンサの製造バラツキに起因してガスセンサ毎に微妙に異なる場合がある。

そこで、複数のガスセンサのそれぞれに対し、その特定ガス濃度特性に基づいて予め設定された複数のランクの何れか１つのランクを割り当て、割り当てられたランクに対応付けられた抵抗値を有するラベル抵抗をガスセンサに取り付ける技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。これにより、ラベル抵抗の抵抗値に基づいて、使用するガスセンサの特定ガス濃度特性を特定し、特定した特定ガス濃度特性を用いて特定ガスの濃度を精度よく算出することができる。なお、ラベル抵抗の抵抗値は、予め設定された電流値を有する抵抗測定用電流をラベル抵抗に流したときにラベル抵抗の両端間で生じる電圧（以下、ラベル抵抗電圧という）を測定することにより算出される。

特開２００５−３１５７５７号公報

特定ガス濃度特性に基づいて設定されるランクの数が多くなるほど、ランクに基づいて特定ガス濃度特性を精度よく特定することが可能となり、特定ガス濃度の検出精度が向上する。

しかし、ラベル抵抗電圧を測定する電圧測定回路の電圧測定範囲内に、予め設定された全てのランクのラベル抵抗電圧が含まれるようにすると、ランクの総数が増加するほど、互いに隣接するランク間の電圧差が小さくなり、ラベル抵抗電圧を用いてランクを特定することが困難になる。このため、ランクの総数の増加によって特定ガス濃度の検出精度を向上させることが困難になってしまうという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、ラベル抵抗を用いた特定ガス濃度検出の精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、検出対象ガス中の特定ガスの濃度を検出するガスセンサを制御するセンサ制御装置であって、通電手段と、設定手段とを備える。
通電手段は、ガスセンサの特性を示すために予め設定された複数の特性抵抗値の中から選択された一つの特性抵抗値を有する特性抵抗体に、予め指示された指示電流値を有する抵抗測定用電流を流す。そして設定手段は、特性抵抗値の大きさに応じて、指示電流値を２段階以上に設定する。

このように構成された本発明のセンサ制御装置は、指示電流値を有する抵抗測定用電流を特性抵抗体に流したときに特性抵抗体の両端間で生じる電圧の値（以下、抵抗体電圧値という）を測定することにより、特性抵抗値を算出することができる。これにより、本発明のセンサ制御装置は、算出された特性抵抗値に基づいて、ガスセンサの特性に対応して予め設定されたランクを特定することができる。

そして、本発明のセンサ制御装置は、特性抵抗値の大きさに応じて、特性抵抗体に流す抵抗測定用電流の指示電流値を２段階以上に設定する。このため、本発明のセンサ制御装置は、指示電流値と特性抵抗値との乗算値により表される抵抗体電圧値が、抵抗体電圧値を測定する電圧測定回路の電圧測定範囲内に含まれるように、２段階以上の指示電流値の中から１つの指示電流値を設定することが可能となる。すなわち、予め設定された全てのランクに対応する特性抵抗値を、抵抗体電圧値が電圧測定回路の電圧測定範囲内に含まれるようにできる指示電流値に基づいて分類することが可能となる。

このため、指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の集合毎に、抵抗体電圧値が電圧測定回路の電圧測定範囲内に含まれるようにすればよい。これにより、電圧測定回路の電圧測定範囲内に含まれるランク数を低減することができる。したがって、ランクの総数の増加に伴い、隣接するランク間の抵抗体電圧差が小さくなるのを抑制することができる。

これにより、本発明のセンサ制御装置は、ガスセンサの特性に対応して設定されるランクの数を増加させることができ、特性抵抗体を用いた特定ガス濃度検出の精度を向上させることができる。

また本発明のセンサ制御装置は、抵抗測定用電流が特性抵抗体に流れているときにおける特性抵抗体の両端間の電圧値である抵抗体電圧値を測定する電圧測定手段を備え、指示電流値として、第１電流値と、第１電流値よりも小さい第２電流値とが設定されるようにするとよい。そして、本発明のセンサ制御装置では、更に、設定手段は、第１電流値を有する抵抗測定用電流が流れているときの抵抗体電圧値が、予め設定された電流切換判定値を超えている場合に、指示電流値を、第１電流値から第２電流値に切り換えて設定するようにするとよい。

これにより、本発明のセンサ制御装置は、抵抗体電圧値が電流切換判定値を超えているか否かを判断するという簡便な方法で、第１電流値を有する電流を流す特性抵抗体の集合と、第２電流値を有する電流を流す特性抵抗体の集合とに分類することができる。

また本発明のセンサ制御装置では、設定手段が、予め設定された電流増加手順で指示電流値を増加させることにより、指示電流値を複数段階に設定し、電圧測定手段と、電流値取得手段とを備えるようにするとよい。

電圧測定手段は、抵抗測定用電流が特性抵抗体に流れているときにおける特性抵抗体の両端間の電圧値である抵抗体電圧値を測定する。電流値取得手段は、電圧測定手段により測定された抵抗体電圧値が予め設定された測定終了判定値に達した時点における指示電流値を取得する。

これにより、本発明のセンサ制御装置は、測定終了判定値を、電流値取得手段が取得した指示電流値で除した除算値に基づいて、特性抵抗値を算出することができる。そして、本発明のセンサ制御装置では、特性抵抗値に基づいて設定されたランク毎に、特性抵抗値を算出するための指示電流値が異なる。このため、指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の集合のそれぞれには、１つの特性抵抗値のみが含まれる。すなわち、指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の集合毎に、電圧測定回路の電圧測定範囲内に含まれる抵抗体電圧値は１つのみである。したがって、ランクの総数が増加するほど、電圧測定回路の電圧測定範囲内において互いに隣接するランク間の電圧差が小さくなってしまうという事態の発生を防止することができる。指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の各集合には、隣接するランクが存在しないからである。

これにより、本発明のセンサ制御装置は、ガスセンサの特性に対応して設定されるランクの数を増加させることができ、特性抵抗体を用いた特定ガス濃度検出の精度を向上させることができる。

また本発明のセンサ制御装置では、ガスセンサの動作を制御するための動作制御電流をガスセンサに流す電流源を備える場合に、通電手段は、電流源を用いて、特性抵抗体に抵抗測定用電流を流すようにするとよい。

これにより、本発明のセンサ制御装置は、特性抵抗体に抵抗測定用電流を流すための電流源を新たに追加する必要がなくなり、センサ制御装置の構成を簡略化することができる。

また本発明のセンサ制御システムでは、検出対象ガス中の特定ガスの濃度を検出するガスセンサと、本発明のセンサ制御装置とを備えるようにするとよい。
このように構成された本発明のセンサ制御システムは、本発明のセンサ制御装置を備えたものであり、本発明のセンサ制御装置と同様の効果を得ることができる。

ガス検知システム１の構成を示す回路図である。 第１実施形態のラベル抵抗測定処理を示すフローチャートである。 第２実施形態のラベル抵抗測定処理を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態のガス検知システム１は、検出対象ガス（本実施形態では、内燃機関の排気ガス）における特定ガス（本実施形態では、酸素）の濃度を検出するために用いられる。

ガス検知システム１は、図１に示すように、ガスセンサ２と、センサ制御装置３とを備える。
ガスセンサ２は、内燃機関の排気管に設置されて、排気ガス中の酸素濃度を検出する。ガスセンサ２は、ポンプセル１１と、起電力セル１２と、ラベル抵抗１３と、端子１４，１５，１６，１７を備える。

ポンプセル１１は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ_２）により形成された酸素イオン伝導性固体電解質体２１と、主として白金で形成された一対の多孔質電極２２，２３とを備える。多孔質電極２２，２３はそれぞれ、酸素イオン伝導性固体電解質体２１の表面と裏面に配置される。

起電力セル１２は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ_２）により形成された酸素イオン伝導性固体電解質体３１と、主として白金で形成された一対の多孔質電極３２，３３とを備える。多孔質電極３２，３３はそれぞれ、酸素イオン伝導性固体電解質体３１の表面と裏面に配置される。

ガスセンサ２は、ポンプセル１１と起電力セル１２との間に測定室（不図示）を備えている。測定室には、多孔質拡散層（不図示）を介して排気ガスが導入される。
ポンプセル１１の多孔質電極２２，２３のうち測定室に臨む多孔質電極２３と、起電力セル１２の多孔質電極３２，３３のうち測定室に臨む多孔質電極３２とは、互いに導通されるとともに、端子１５に接続される。ポンプセル１１の多孔質電極２２は、端子１４に接続され、起電力セル１２の多孔質電極３３は、端子１６に接続される。

そして起電力セル１２は、測定室内の排気ガスに含まれる酸素の濃度に応じた起電力を、多孔質電極３２と多孔質電極３３との間に発生させる。以下、多孔質電極３２と多孔質電極３３との間の電圧を検知電圧Ｖｓという。

ラベル抵抗１３は、ガスセンサ２の特定ガス濃度特性に応じて予め設定されたランク（本実施形態では、例えば２０段階のランクが設定されている）を、ラベル抵抗１３の抵抗値で示す。特定ガス濃度特性は、検出対象ガス中の特定ガスの濃度に応じてガスセンサ２が出力する濃度信号と特定ガスの濃度との対応関係を表す特性である。なお特定ガス濃度特性は、ガスセンサ２の製造バラツキに起因して、ガスセンサ２毎に異なる。そしてラベル抵抗１３は、一端が端子１４に接続され、他端が端子１７に接続される。

センサ制御装置３は、制御部４１、電流ＤＡ変換器４２，４３、オペアンプ４４、ＡＤ変換器４５、マルチプレクサ４６、スイッチ４７、ＡＤ変換器４８および端子５０，５１，５２，５３を備える。

制御部４１は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３および信号入出力部６４等を備えるマイクロコンピュータを主要部として構成されている。制御部４１は、通信線（不図示）を介して、車両の内燃機関を制御する電子制御装置（不図示）との間でデータを送受信することが可能に構成されている。以下、この電子制御装置を車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）という。

電流ＤＡ変換器４２，４３は、入力されるデジタルデータが示す電流値を有する電流を出力する。
電流ＤＡ変換器４２は、ポンプ電流Ｉｐ（後述）の電流値を示すデジタルデータが制御部４１から入力されることで、出力端子からポンプ電流Ｉｐを出力する。電流ＤＡ変換器４２の出力端子は、端子５０に接続される。さらに端子５０は、ガスセンサ２の端子１４に接続される。

電流ＤＡ変換器４３は、微小電流Ｉｃｐ（後述）の電流値を示すデジタルデータが制御部４１から入力されることで、出力端子から微小電流Ｉｃｐを出力する。電流ＤＡ変換器４３の出力端子は、端子５２に接続される。さらに端子５２は、ガスセンサ２の端子１６に接続される。

オペアンプ４４は、非反転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆ（本実施形態では、２．５Ｖ）が印加され、反転入力端子と出力端子とが接続される。これにより、オペアンプ４４は、出力端子から基準電圧Ｖｒｅｆを出力するバッファとして機能する。オペアンプ４４の出力端子は、端子５１に接続される。さらに端子５１は、ガスセンサ２の端子１５に接続される。

ＡＤ変換器４５は、入力されるアナログ信号の電圧値をデジタルデータに変換して、制御部４１へ出力する。
マルチプレクサ４６は、スイッチ７１，７２，７３を備える。スイッチ７１，７２，７３はそれぞれ、端子５０，５１，５２からＡＤ変換器４５に到る通電経路上に設けられる。そして、スイッチ７１，７２，７３はそれぞれ、端子５０，５１，５２とＡＤ変換器４５とが電気的に接続されるオン状態と、端子５０，５１，５２とＡＤ変換器４５とが電気的に絶縁されるオフ状態の何れかの状態になるように動作する。

そしてマルチプレクサ４６は、制御部４１からのマルチプレクサ状態指令に応じて、スイッチ７１，７２，７３を、オン状態とオフ状態の何れかの状態になるように駆動する。これにより、ＡＤ変換器４５は、端子５０，５１，５２から入力されるアナログ信号の電圧値をデジタルデータに変換して、制御部４１へ出力することができる。

スイッチ４７は、一端が端子５３に接続され、他端が接地される。そしてスイッチ４７は、制御部４１からのスイッチ状態指令に応じて、端子５３が接地されるオン状態と、端子５３が接地されないオフ状態の何れかの状態になるように動作する。

ＡＤ変換器４８は、端子５０，５３から入力されるアナログ信号の電圧値をデジタルデータに変換して、制御部４１へ出力する。
このように構成されたセンサ制御装置３は、起電力セル１２の多孔質電極３３から多孔質電極３２へ向かう方向に、一定の電流値に設定された微小電流Ｉｃｐを流す処理を実行する。これにより、起電力セル１２が測定室から多孔質電極３３の側に酸素を汲み出し、多孔質電極３３の内部と周囲に形成された基準酸素室（不図示）には、ほぼ一定濃度の酸素が蓄積されることになる。基準酸素室内の酸素濃度は、ガスセンサ２が排気ガス中の酸素濃度を検出する際の基準酸素濃度となる。

またセンサ制御装置３は、起電力セル１２に一定の微小電流Ｉｃｐを流しつつ、起電力セル１２の検知電圧Ｖｓが所定の基準値（例えば、４５０ｍＶ程度）となるように、多孔質電極２２と多孔質電極２３との間で流れるポンプ電流Ｉｐを制御する処理を実行する。これにより、ポンプセル１１は、測定室内の排気ガスに含まれる酸素の汲み入れ又は汲み出しを行う。つまり制御部４１は、起電力セル１２の検知電圧Ｖｓが４５０ｍＶになるように、測定室内の酸素濃度をポンプセル１１を用いて調整する。

そして、ポンプ電流Ｉｐの電流値および電流方向は、排気ガス中の酸素濃度に応じて変化する。このため、ポンプ電流Ｉｐに基づいて、排気ガス中の酸素濃度を算出することができる。

また、センサ制御装置３の制御部４１は、ラベル抵抗測定処理を実行する。
ここで、ラベル抵抗測定処理の手順を説明する。このラベル抵抗測定処理は、センサ制御装置３が起動した直後に、その処理を開始する。

このラベル抵抗測定処理が実行されると、制御部４１のＣＰＵ６１は、図２に示すように、まずＳ１０にて、制御部４１のＲＡＭ６３に設けられた第１電圧格納変数ＶＳ１および第２電圧格納変数ＶＳ２の値を０に設定する。

そしてＳ２０にて、オン状態を指示するスイッチ状態指令をスイッチ４７へ出力する。これにより、スイッチ４７は、オン状態になるように動作する。
さらにＳ３０にて、予め設定された第１測定電流値Ｉｍ１（本実施形態では、２ｍＡ）を示すデジタルデータを電流ＤＡ変換器４２へ出力する。これにより、電流ＤＡ変換器４２は、第１測定電流値Ｉｍ１を有する電流を出力する。

その後Ｓ４０にて、端子５０，５３の電圧値を示すデジタルデータをＡＤ変換器４８から取得する。
またＳ５０にて、ＡＤ変換器４８から取得したデジタルデータに基づいて端子５０，５３の電圧値を算出し、端子５０の電圧値から端子５３の電圧値を減算した減算値をラベル抵抗電圧値として第１電圧格納変数ＶＳ１に格納する。

そしてＳ６０にて、第１電圧格納変数ＶＳ１に格納された値が、予め設定された電流切換判定値（本実施形態では、１Ｖに相当する値）を超えているか否かを判断する。ここで、第１電圧格納変数ＶＳ１に格納された値が電流切換判定値以下である場合には（Ｓ６０：ＮＯ）、Ｓ７０にて、オフ状態を指示するスイッチ状態指令をスイッチ４７へ出力する。これにより、スイッチ４７は、オフ状態になるように動作する。さらにＳ８０にて、第１電圧格納変数ＶＳ１に格納された値と、第２電圧格納変数ＶＳ２に格納された値を示すデジタルデータを車載ＥＣＵへ送信し、ラベル抵抗測定処理を終了する。

一方、第１電圧格納変数ＶＳ１に格納された値が電流切換判定値を超えている場合には（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ９０にて、第１測定電流値Ｉｍ１より低くなるように予め設定された第２測定電流値Ｉｍ２（本実施形態では、０．２ｍＡ）を示すデジタルデータを電流ＤＡ変換器４２へ出力する。これにより、電流ＤＡ変換器４２は、第２測定電流値Ｉｍ２を有する電流を出力する。

その後Ｓ１００にて、端子５０，５３の電圧値を示すデジタルデータをＡＤ変換器４８から取得する。
またＳ１１０にて、ＡＤ変換器４８から取得したデジタルデータに基づいて端子５０，５３の電圧値を算出し、端子５０の電圧値から端子５３の電圧値を減算した減算値をラベル抵抗電圧値として第２電圧格納変数ＶＳ２に格納する。

次にＳ１２０にて、オフ状態を指示するスイッチ状態指令をスイッチ４７へ出力する。これにより、スイッチ４７は、オフ状態になるように動作する。さらにＳ１３０にて、第１電圧格納変数ＶＳ１に格納された値と、第２電圧格納変数ＶＳ２に格納された値を示すデジタルデータを車載ＥＣＵへ送信し、ラベル抵抗測定処理を終了する。

このように構成されたセンサ制御装置３は、排気ガス中の酸素の濃度を検出するガスセンサ２を制御する。
そして、センサ制御装置３の電流ＤＡ変換器４２は、ガスセンサ２の特性を示すために予め設定された抵抗値（以下、特性抵抗値という）を有するラベル抵抗１３に、制御部４１から指示された電流値（以下、指示電流値という）を有する電流（以下、抵抗測定用電流という）を流す。さらに、センサ制御装置３の制御部４１は、ラベル抵抗１３の特性抵抗値の大きさに応じて、指示電流値を２段階に設定する（Ｓ３０，Ｓ６０，Ｓ９０）。

このようにセンサ制御装置３は、指示電流値を有する抵抗測定用電流をラベル抵抗１３に流したときにラベル抵抗１３の両端間で生じるラベル抵抗電圧値を測定することにより、特性抵抗値を算出することができる。これにより、センサ制御装置３は、算出された特性抵抗値に基づいて、ガスセンサ２の特性に対応して予め設定されたランクを特定することができる。

そしてセンサ制御装置３は、特性抵抗値の大きさに応じて、ラベル抵抗１３に流す抵抗測定用電流の指示電流値を２段階に設定する。このためセンサ制御装置３は、指示電流値と特性抵抗値との乗算値により表されるラベル抵抗電圧値が、ラベル抵抗電圧値を測定するＡＤ変換器４８の電圧測定範囲内に含まれるように、２つの指示電流値の中から１つの指示電流値を設定することが可能となる。すなわち、予め設定された全てのランクに対応する特性抵抗値を、ラベル抵抗電圧値がＡＤ変換器４８の電圧測定範囲内に含まれるようにできる指示電流値に基づいて分類することが可能となる。

このため、指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の集合毎に、ラベル抵抗電圧値がＡＤ変換器４８の電圧測定範囲内に含まれるようにすればよい。これにより、ＡＤ変換器４８の電圧測定範囲内に含まれるランク数を低減することができる。したがって、ランクの総数の増加に伴い、隣接するランク間のラベル抵抗電圧値の差が小さくなるのを抑制することができる。

これによりセンサ制御装置３は、ガスセンサ２の特性に対応して設定されるランクの数を増加させることができ、ラベル抵抗１３を用いた酸素濃度検出の精度を向上させることができる。

またセンサ制御装置３は、抵抗測定用電流がラベル抵抗１３に流れているときにおけるラベル抵抗１３の両端間の電圧値であるラベル抵抗電圧値を測定するＡＤ変換器４８を備え、指示電流値として、第１測定電流値Ｉｍ１と、第１測定電流値Ｉｍ１よりも小さい第２測定電流値Ｉｍ２とが設定される。そしてセンサ制御装置３では、更に、制御部４１は、第１測定電流値Ｉｍ１を有する抵抗測定用電流が流れているときのラベル抵抗電圧値が、予め設定された電流切換判定値を超えている場合に、指示電流値を、第１測定電流値Ｉｍ１から第２測定電流値Ｉｍ２に切り換えて設定する（Ｓ６０，Ｓ９０）。

これにより、センサ制御装置３は、ラベル抵抗電圧値が電流切換判定値を超えているか否かを判断するという簡便な方法で、第１測定電流値Ｉｍ１を有する電流を流す特性抵抗体の集合と、第２測定電流値Ｉｍ２を有する電流を流す特性抵抗体の集合とに分類することができる。

また電流ＤＡ変換器４２は、ガスセンサ２における酸素の汲み入れ又は汲み出しを制御するためのポンプ電流Ｉｐをガスセンサ２に流す電流源である。これにより、センサ制御装置３は、ラベル抵抗１３に抵抗測定用電流を流すための電流源を新たに追加する必要がなくなり、センサ制御装置３の構成を簡略化することができる。

以上説明した実施形態において、ガス検知システム１は本発明におけるセンサ制御システム、ラベル抵抗１３は本発明における特性抵抗体、電流ＤＡ変換器４２は本発明における通電手段、Ｓ６０，Ｓ９０の処理は本発明における設定手段、ＡＤ変換器４８は本発明における電圧測定手段である。

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。

第２実施形態のガス検知システム１は、ラベル抵抗測定処理が変更された点以外は第１実施形態と同じである。
ここで、第２実施形態のラベル抵抗測定処理の手順を説明する。このラベル抵抗測定処理は、センサ制御装置３が起動した直後に、その処理を開始する。

第２実施形態のラベル抵抗測定処理が実行されると、制御部４１のＣＰＵ６１は、図３に示すように、まずＳ２１０にて、制御部４１のＲＡＭ６３に設けられた電流格納変数ＩＳおよび電流指示変数ＩＣの値を０に設定する。そしてＳ２２０にて、オン状態を指示するスイッチ状態指令をスイッチ４７へ出力する。これにより、スイッチ４７は、オン状態になるように動作する。

さらにＳ２３０にて、電流指示変数ＩＣに格納された値に、予め設定された電流増大値ＤＣ（本実施形態では、２μＡに相当する値）を加算した加算値を、新たに電流指示変数ＩＣに格納する。すなわち、電流指示変数ＩＣが指示する電流値を電流増大値だけ加算する。

次にＳ２４０にて、電流指示変数ＩＣに格納された値を示すデジタルデータを電流ＤＡ変換器４２へ出力する。これにより、電流ＤＡ変換器４２は、電流指示変数ＩＣに対応する電流値を有する電流を出力する。

その後Ｓ２５０にて、端子５０，５３の電圧値を示すデジタルデータをＡＤ変換器４８から取得する。
またＳ２６０にて、ＡＤ変換器４８から取得したデジタルデータに基づいて端子５０，５３の電圧値を算出し、端子５０の電圧値から端子５３の電圧値を減算した減算値をラベル抵抗電圧値として算出する。

そしてＳ２７０にて、ラベル抵抗電圧値が、予め設定された測定終了判定値（本実施形態では、０．５Ｖ）以上であるか否かを判断する。ここで、ラベル抵抗電圧値が測定終了判定値未満である場合には（Ｓ２７０：ＮＯ）、Ｓ２３０に移行して、上述の処理を繰り返す。

一方、ラベル抵抗電圧値が測定終了判定値以上である場合には（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、Ｓ２８０にて、電流指示変数ＩＣに格納された値を電流格納変数ＩＳに格納する。そしてＳ２９０にて、オフ状態を指示するスイッチ状態指令をスイッチ４７へ出力する。これにより、スイッチ４７は、オフ状態になるように動作する。さらにＳ３００にて、電流格納変数ＩＳに格納された値を示すデジタルデータを車載ＥＣＵへ送信し、ラベル抵抗測定処理を終了する。

このように構成されたセンサ制御装置３では、制御部４１が、０から電流増大値ＤＣ（本実施形態では、２μＡに相当する値）ずつ指示電流値を増加させるように設定された電流増加手順で指示電流値を増加させることにより、指示電流値を複数段階に設定する（Ｓ２１０〜Ｓ２４０，Ｓ２７０）。

またＡＤ変換器４８は、抵抗測定用電流がラベル抵抗１３に流れているときにおけるラベル抵抗１３の両端間の電圧値であるラベル抵抗電圧値を測定する。そして制御部４１は、ＡＤ変換器４８により測定されたラベル抵抗電圧値が予め設定された測定終了判定値に達した時点における指示電流値を取得する（Ｓ２７０，Ｓ２８０）。

これにより、センサ制御装置３は、測定終了判定値を、取得した指示電流値で除した除算値に基づいて、特性抵抗値を算出することができる。そしてセンサ制御装置３では、特性抵抗値に基づいて設定されたランク毎に、特性抵抗値を算出するための指示電流値が異なる。このため、指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の集合のそれぞれには、１つの特性抵抗値のみが含まれる。すなわち、指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の集合毎に、ＡＤ変換器４８の電圧測定範囲内に含まれるラベル抵抗電圧値は１つのみである。したがって、ランクの総数が増加するほど、ＡＤ変換器４８の電圧測定範囲内において互いに隣接するランク間の電圧差が小さくなってしまうという事態の発生を防止することができる。指示電流値に基づいて分類された特性抵抗値の各集合には、隣接するランクが存在しないからである。

これにより、センサ制御装置３は、ガスセンサ２の特性に対応して設定されるランクの数を増加させることができ、ラベル抵抗１３を用いた酸素濃度検出の精度を向上させることができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ２１０〜Ｓ２４０，Ｓ２７０の処理は本発明における設定手段、Ｓ２７０，Ｓ２８０の処理は本発明における電流値取得手段である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。

例えば上記実施形態では、酸素濃度を検出するガスセンサにラベル抵抗を取り付けるものを示したが、個体毎に特性がばらつくガスセンサ（例えば、ＮＯｘセンサ）であれば本発明を適用することができる。

また上記実施形態では、ラベル抵抗電圧値または指示電流値を車載ＥＣＵへ送信するものを示した。しかし、センサ制御装置３が、ラベル抵抗電圧値または指示電流値に基づいて、ラベル抵抗１３の抵抗値を算出することにより、補正係数を特定するようにしてもよい。これにより、センサ制御装置３は、ガスセンサ２の検出結果を補正係数で補正し、補正後の検出結果を車載ＥＣＵへ送信することができる。

また上記実施形態では、ラベル抵抗電圧値または指示電流値を制御部４１のＲＡＭ６３に記憶するものを示した。しかし、制御部４１の外部に設けられた外部記憶装置にラベル抵抗電圧値または指示電流値を記憶させて、外部記憶装置から車載ＥＣＵへ送信するようにしてもよい。

１…ガス検知システム、２…ガスセンサ、３…センサ制御装置、１１…ポンプセル、１２…起電力セル、１３…ラベル抵抗、４１…制御部、４２，４３…電流ＤＡ変換器、４４…オペアンプ、４５，４８…ＡＤ変換器、４６…マルチプレクサ、４７…スイッチ、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…信号入出力部

Claims (5)

1. 検出対象ガス中の特定ガスの濃度を検出するガスセンサを制御するセンサ制御装置であって、
   前記ガスセンサの特性を示すために予め設定された複数の特性抵抗値の中から選択された一つの前記特性抵抗値を有する特性抵抗体に、予め指示された指示電流値を有する抵抗測定用電流を流す通電手段と、
   前記特性抵抗値の大きさに応じて、前記指示電流値を２段階以上に設定する設定手段とを備える
   ことを特徴とするセンサ制御装置。
2. 前記抵抗測定用電流が前記特性抵抗体に流れているときにおける前記特性抵抗体の両端間の電圧値である抵抗体電圧値を測定する電圧測定手段を備え、
   前記指示電流値として、第１電流値と、前記第１電流値よりも小さい第２電流値とが設定されており、
   前記設定手段は、前記第１電流値を有する抵抗測定用電流が流れているときの前記抵抗体電圧値が、予め設定された電流切換判定値を超えている場合に、前記指示電流値を、前記第１電流値から前記第２電流値に切り換えて設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ制御装置。
3. 前記設定手段は、予め設定された電流増加手順で前記指示電流値を増加させることにより、前記指示電流値を複数段階に設定し、
   前記抵抗測定用電流が前記特性抵抗体に流れているときにおける前記特性抵抗体の両端間の電圧値である抵抗体電圧値を測定する電圧測定手段と、
   前記電圧測定手段により測定された前記抵抗体電圧値が予め設定された測定終了判定値に達した時点における前記指示電流値を取得する電流値取得手段とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ制御装置。
4. 前記ガスセンサの動作を制御するための動作制御電流を前記ガスセンサに流す電流源を備え、
   前記通電手段は、前記電流源を用いて、前記特性抵抗体に前記抵抗測定用電流を流す
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のセンサ制御装置。
5. 検出対象ガス中の特定ガスの濃度を検出するガスセンサと、
   請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のセンサ制御装置とを備える
   を特徴とするセンサ制御システム。

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