JP6673194B2 - 空燃比センサ制御装置 - Google Patents
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Description
そこで、本開示は、2つのセルを備えた空燃比センサに接続される空燃比センサ制御装置において、空燃比センサの特定の端子と接続される接続端子の断線故障を検出可能な新規の技術を提供する。
判定部は、電流印加回路により第2接続端子に一定電流が印加されたことによる抵抗の両端電圧の変動量を、電圧検出回路を用いて検出し、その変動量の検出結果に基づいて、第1接続端子の断線故障の有無を判定する。第1接続端子の断線故障とは、第1接続端子と空燃比センサの第1端子との電気的接続が切れていることである。
[1.構成]
図1に示すように、実施形態の空燃比センサ制御装置(以下、ECU)1には、空燃比を検出するための空燃比センサ3が接続される。ECUは、「Electronic Control Unit」の略であり、即ち電子制御装置の略である。また、以下では、空燃比センサのことを、単に、センサともいう。
増幅回路27は、S端子17とCOM端子15との間の電圧(以下、S−COM間電圧)を増幅して出力する。S−COM間電圧は、起電力セル3bの両端電圧であり、起電力セル3bの出力電圧Vsでもある。ここでは説明を簡略化するために、増幅回路27の増幅度は1であるとする。つまり、増幅回路27からは起電力セル3bの出力電圧Vsと同じ電圧が出力されるものとして説明する。A/D変換器29は、増幅回路27の出力電圧をA/D変換し、そのA/D変換結果であるデジタル信号をマイコン21に出力する。
抵抗25の一端は、COM端子15に接続されている。抵抗25には、COM端子15に流れる電流と同じ電流が流れる。抵抗25の他端、即ち、COM端子15側とは反対側は、バッファ回路24の出力端子に接続されている。
正常時には、電圧制御回路22が機能するため、電流印加回路31によりS端子17に印加された一定電流ΔI1,ΔI2は、図1における一点鎖線の矢印Y2で示すように、S端子17とP端子16との間の経路、即ち、2つのセル3a,3bを通る経路に流れる。このため、一定電流ΔI1,ΔI2は抵抗25に流れない。よって、S端子17に一定電流ΔI1,ΔI2が印加されても、図2の6段目に示すように、抵抗両端電圧は変動しない。尚、図2では、空燃比に応じて抵抗25に流れるセンサ電流が0である場合を例示しているため、抵抗両端電圧は0Vのままになっている。
一方、P端子16の断線故障が生じている場合に、電流印加回路31によりS端子17に一定電流ΔI1,ΔI2が印加されると、その一定電流ΔI1,ΔI2は、ポンプセル3aに流れず、図1における二点鎖線の矢印Y3に示すように、S端子17とCOM端子15との間の経路に流れる。このため、一定電流ΔI1,ΔI2は抵抗25に流れる。よって、S端子17に一定電流ΔI1,ΔI2が印加されると、図3の6段目に示すように、抵抗両端電圧に変動が生じる。尚、P端子16の断線故障が生じた場合、図3の2〜7段目に示す各電圧の開始値、即ち、一定電流ΔI1,ΔI2が印加される前の値は、不定となる。このため、図3の2〜7段目において開始値は記載していない。
上述の通り、P端子16の断線故障が生じた場合と正常時とでは、S端子17に印加される一定電流ΔI1,ΔI2の流れる経路が異なる。このため、マイコン21によって実現される判定部44は、S端子17に一定電流ΔI1,ΔI2が印加されたことによる抵抗両端電圧の変動量を検出し、その変動量の検出結果に基づいて、P端子16の断線故障の有無を判定する。
一定電流ΔI1の印加が開始されてから所定の待ち時間Td1が経過すると、判定部44は、S130にて、再びA/D変換器28からのデジタル信号に基づき抵抗両端電圧を検出し、その検出結果をVr2として記憶する。
以上詳述した実施形態のECU1によれば、以下の効果を奏する。
(a)判定部44は、電流印加回路31によりS端子17に一定電流ΔI1,ΔI2が印加されたことによる抵抗両端電圧の変動量ΔV1,ΔV2を、増幅回路26及びA/D変換器28を用いて検出する。そして、判定部44は、その変動量ΔV1,ΔV2の検出結果に基づいて、P端子16の断線故障の有無を判定する。このため、P端子16の断線故障を、P端子16に異常検出用の電圧を印加するための回路を設けなくても、検出することができる。尚、増幅回路26及びA/D変換器28は、抵抗両端電圧を検出するための電圧検出回路に相当する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
例えば、負方向と正方向とのうち、負方向の一定電流ΔI1だけをS端子17に印加するのであれば、判定部44は、前述のΔV1を算出して、そのΔV1が閾値以上か否かを判定し、ΔV1が閾値以上であれば、P端子16の断線故障が生じていると判定するように構成することができる。
Claims (6)
- 第1セル(3a)と、第2セル(3b)と、前記第1セルと前記第2セルとの共通の端子である共通端子(5)と、前記第1セルの前記共通端子とは反対側の端子である第1端子(6)と、前記第2セルの前記共通端子とは反対側の端子である第2端子(7)と、を備える空燃比センサ(3)に接続される、空燃比センサ制御装置(1)であって、
前記共通端子に接続される共通接続端子(15)と、
前記第1端子に接続される第1接続端子(16)と、
前記第2端子に接続される第2接続端子(17)と、
前記共通接続端子の電圧が所定電圧となるように、前記第1接続端子の電圧を制御する電圧制御回路(22)と、
前記共通接続端子に一端が接続され、前記共通接続端子に流れる電流と同じ電流が流れる抵抗(25)と、
前記抵抗の両端電圧を検出するための電圧検出回路(26,28)と、
前記第2接続端子に一定電流を印加する電流印加回路(31)と、
前記電流印加回路により前記第2接続端子に前記一定電流が印加されたことによる前記両端電圧の変動量を、前記電圧検出回路を用いて検出し、その変動量の検出結果に基づいて、前記第1接続端子の断線故障の有無を判定する判定部(44)と、
を備える空燃比センサ制御装置。 - 請求項1に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記第1セルは酸素ポンプセルであり、前記第2セルは起電力セルである、
空燃比センサ制御装置。 - 請求項2に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記抵抗は、前記第1セルに流れる電流を前記空燃比センサの出力として検出するための抵抗と、共用されたものである、
空燃比センサ制御装置。 - 請求項3に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記電圧検出回路は、前記第1セルに流れる電流を前記空燃比センサの出力として検出するための回路と、共用されたものである、
空燃比センサ制御装置。 - 請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記電流印加回路は、前記第2セルのインピーダンスを検出するために前記第2接続端子に一定電流を印加するための回路と、共用されたものである、
空燃比センサ制御装置。 - 請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記電流印加回路は、前記第2接続端子に、流れる方向が互いに逆である第1の一定電流と第2の一定電流とを印加可能に構成されており、
当該空燃比センサ制御装置は、前記電流印加回路を制御して、前記第2接続端子に前記第1の一定電流と前記第2の一定電流とを順次印加させる電流制御部(42)を更に備え、
前記判定部は、
前記電流印加回路により前記第2接続端子に前記第1の一定電流が印加された場合に前記電圧検出回路により検出した前記両端電圧と、前記電流印加回路により前記第2接続端子に前記第2の一定電流が印加された場合に前記電圧検出回路により検出した前記両端電圧とを用いて、前記変動量を検出するように構成されている、
空燃比センサ制御装置。
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