JP6727355B1 - 排気ガスセンサの内部抵抗測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前述した特許文献1及び特許文献2に開示された従来技術において、排気ガスセンサの内部抵抗Rxは、その環境温度によって大幅に変動するので、この内部抵抗に測定電流I0を流した時に発生する内部抵抗の両端電圧[Vx=Rx×I0]の値を正確に測定するためには、内部抵抗Rxの大小に応じて測定電流を減増することが望ましい。しかし、特許文献1においては、測定電流I0の設定電圧となる基準電源VBinの設定誤差と、これに基づいて測定電流I0を発生する負帰還制御回路である定電流回路6のオフセット誤差、比例ゲインのバラツキ誤差、及びカレントミラー回路8の電流ミラー比の個体バラツキ変動、温度変動、或いは抵抗R71の個体バラツキ変動、温度変動などが発生して、安定した大小の測定電流I0を得ることが困難となる課題点がある。
本願は、排気ガスセンサの内部抵抗を測定するために、この排気ガスセンサに供給される測定電流の設定及び制御精度を向上させるとともに、シンク電流とソース電流に微差があっても、排気ガスセンサに対する残留電荷の発生を抑制して空燃比の検出精度の悪化を防止することができる排気ガスセンサの内部抵抗測定装置を得ることを目的とする。
被測定気流の空燃比に応動して発生電圧Vdを出力する検出素子と、前記検出素子に含まれて環境温度によって現在抵抗値Rsが変化する内部抵抗と、前記検出素子の活性化を図るためのヒータとを備えた排気ガスセンサに対し、前記現在抵抗値Rsを測定して、前記ヒータの通電制御を行う演算制御回路部を備えた排気ガスセンサの内部抵抗測定装置であって、
前記検出素子は、負側端子にバイアス電圧発生回路によるバイアス電圧V0が印加されるとともに、正側端子に前記バイアス電圧V0よりも高い電源電圧Veが印加され、
前記検出素子の前記正側端子に正側電流Ipを供給し得る正側電流印加回路と、
グランド回路を介して負側電流Inを流出させ得る負側電流印加回路と、
を備え、
前記正側電流印加回路と前記負側電流印加回路との接続点と前記正側端子との間に正側電流検出抵抗が接続され、若しくは、前記負側端子と前記バイアス電圧発生回路との間に負側電流検出抵抗が接続され、
前記正側電流検出抵抗若しくは前記負側電流検出抵抗は、既知の値である所定抵抗値R33を備え、
前記演算制御回路部は、
プログラムメモリと協働するマイクロプロセッサと、
前記正側端子の対グランド電位である正側電圧Vaと、前記負側端子の対グランド電位である負側電圧Vbと、監視電圧Vcとの値をデジタル変換して前記マイクロプロセッサに入力する多チャンネルAD変換器と、
を備え、
前記監視電圧Vcは、前記正側電流検出抵抗又は前記負側電流検出抵抗の一端の対グランド電位であって、前記正側電流検出抵抗を有する場合には、前記監視電圧Vcと前記正側電圧Vaとの差分電圧[ΔVca=Vc−Va]は前記正側電流検出抵抗の両端電圧V33に相当し、前記負側電流検出抵抗を有する場合には、前記負側電圧Vbと前記監視電圧Vcとの差分電圧[ΔVbc=Vb−Vc]は前記負側電流検出抵抗の前記両端電圧V33に相当し、
前記プログラムメモリは、均一化処理手段と発生電圧監視手段、及び測定電流検出手段と内部抵抗算出手段、となる制御プログラムを包含し、
前記均一化処理手段は、前記正側電流印加回路を駆動して所定の前記正側電流Ipを所定の付勢時間Tpにおいて発生する付勢指令信号Trpと、前記負側電流印加回路を駆動して所定の前記負側電流Inを所定の回復時間Tnにおいて発生する回復指令信号Trnとを交互に定期的に発生するとともに、前記正側電流Ipと前記付勢時間Tpとの積である正側付勢電流の積分値と、前記負側電流Inと前記回復時間Tnとの積である負側回復電流の積分値とは等しくなる関係に制御する手段であり、
前記発生電圧監視手段は、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnが共に停止している通常期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbとの差分電圧[ΔV1=Va−Vb]によって前記発生電圧Vdを測定する手段であり、
前記測定電流検出手段は、前記正側電流Ip又は前記負側電流Inの通電期間において、前記差分電圧[ΔVca=Vc−Va]若しくは前記差分電圧[ΔVbc=Vb−Vc]である差分値ΔV2によって、前記正側電流検出抵抗又は前記負側電流検出抵抗の前記両端電圧V33を測定して、前記所定抵抗値R33に基づいて前記正側電流Ip又は前記負側電流Inの値である[ΔV2/R33]を算出する手段であり、
前記内部抵抗算出手段は、前記通電期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbの差分電圧[ΔV3=Va−Vb]から、前記発生電圧監視手段により測定された前記発生電圧Vdである前記差分電圧[ΔV1=Va−Vb]を減算することにより前記現在抵抗値Rsの両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]を算出し、この両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]を前記測定電流検出手段により検出された前記正側電流Ip又は前記負側電流Inで割るか、又は前記両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]と前記両端電圧V33との比率に前記所定抵抗値R33を掛け合わせることにより前記現在抵抗値Rsを算出する手段である、
ことを特徴とする。
従って、前記増分値は、排気ガスセンサの現在の発生電圧の大小にかかわらず内部抵抗の両端電圧を正確に測定することができるとともに、前記測定電流の値は電流検出抵抗を高精度の抵抗としておくことによって正確に検出することができ、多チャンネルAD変換器は正負の入力信号を扱わない簡易なものを使用することができる効果がある。また、測定電流によって印加された電荷量と回復電流によって除去される電荷量は、それぞれの電流時間積を一致させるものであるため、正側電流と負側電流を一致させておく必要がなく、簡易な電流印加回路を適用することができる効果がある。
(1)構成の詳細な説明
以下、実施の形態1による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置について、その構成を詳細に説明する。図1は、実施の形態1による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置の全体ブロック図である。図1において、測定装置100Aの外部には、電源スイッチ10と電源端子を介して車載バッテリ1Xのバッテリ電圧Vbbが印加されており、その負極端子はグランド回路GNDによって相互に接続されている。また、排気ガスセンサ4Xは、測定装置100Aのセンサ接続端子である正側端子3aと負側端子3bとの間に接続された検出素子41と、バッテリ電圧Vbbから給電されて、検出素子41の早期活性化を図るヒータ43を含み、ヒータ43の負側端子は測定装置100Aのヒータ接続端子3cに接続されている。
Vd=Va0−Vb0 ・・・・式(1)
但し、Va0とVb0は、この通常状態における正側電圧Va又は負側電圧Vbの値である。
Ip×Rs=Vap−(Vbp+Vd) ・・・・・・式(2p)
Ip×R33=Vbp−Vc ・・・・・・・・・・・式(3p)
∴Rs=R33×[(Vap−Vbp)−(Va0−Vb0)]
/(Vbp−Vc) ・・・・・・・・・・・・・式(4p)
但し、VapとVbpは、正側電流Ipを通電したときの正側電圧Va又は負側電圧Vbの値である。
In×Rs=Vbn−Van+Vd ・・・・・・・・式(2n)
In×R33=Vc−Vbn ・・・・・・・・・・・式(3n)
∴Rs=R33×[(Va0−Vb0)−(Van−Vbn)]
/(Vc−Vbn) ・・・・・・・・・・・・式(4n)
但し、VanとVbnは、負側電流Inを通電したときの正側電圧Va又は負側電圧Vbの値である。
以下、図1に示すように構成された実施の形態1による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置100Aの作用動作について説明する。図4は、実施の形態1による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置の作用動作を説明するタイムチャートによる説明図である。まず、図1において電源スイッチ10が閉路されると、図示していないエンジン始動装置と燃料噴射装置が動作して車載エンジンが運転動作を開始し、エアフローセンサで検出された吸気量と燃料噴射量の適正化を図るために、排気ガスセンサ4Xによる空燃比λの検出が行われ、この検出した空燃比λが理論空燃比λ0よりも大きいか小さいか、に応動して燃料噴射量の増量又は減量制御が行われるようになっている。以下に述べる排気ガスセンサの内部抵抗の測定装置は、排気ガスセンサ4Xnの早期活性化と活性化を維持するためのヒータ43の制御手段として、排気ガスセンサ4Xの環境温度を検出するためのものであるとともに、排気ガスセンサ4Xの異常の有無を判定するようになっている。
以上のとおり、実施の形態1による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置は、被測定気流の空燃比に応動して発生電圧Vdを出力する検出素子41と、この検出素子に含まれて環境温度によって現在抵抗値Rsが変化する内部抵抗42と、前記検出素子41の早期活性化を図るためのヒータ43とを備えた排気ガスセンサ4Xに対し前記現在抵抗値Rsを測定して、前記ヒータ43の通電制御を行う演算制御回路部2Aと、を備えた排気ガスセンサの内部抵抗測定装置100Aであって、
前記検出素子41の負側端子3bには、バイアス電圧発生回路7によるバイアス電圧V0が印加されるとともに、
前記検出素子41の正側端子3aには、前記バイアス電圧V0よりも高い電源電圧Veから正側電流Ipを供給することができる正側電流印加回路5と、グランド回路GNDを介して負側電流Inを流出させることができる負側電流印加回路6とが接続され、
前記負側端子3bと前記バイアス電圧発生回路7との間には負側電流検出抵抗33bが接続され、
前記負側電流検出抵抗33bの抵抗値は、既知の値である所定抵抗値R33となってお
り、
前記演算制御回路部2Aは、
プログラムメモリPMEMと協働するマイクロプロセッサCPUと、
前記正側端子3aの対グランド電位である正側電圧Vaと、前記負側端子3bの対グランド電位である負側電圧Vbと、監視電圧Vcとの値をデジタル変換して前記マイクロプロセッサCPUに入力する多チャンネルAD変換器ADCと、
を備え、
前記監視電圧Vcは、前記負側電流検出抵抗33bの一端の対グランド電位であって、前記負側電圧Vbと前記監視電圧Vcとの差分電圧[ΔVbc=Vb−Vc]は,前記負側電流検出抵抗33bの前記両端電圧V33に相当している。
前記均一化処理手段514nは、前記正側電流印加回路5を駆動して所定の前記正側電流Ipを所定の付勢時間Tpにおいて発生する付勢指令信号Trpと、前記負側電流印加回路6を駆動して所定の前記負側電流Inを所定の回復時間Tnにおいて発生する回復指令信号Trnとを交互に定期的に発生するとともに、前記正側電流Ipと前記付勢時間Tpとの積である正側付勢電流の積分値と、前記負側電流Inと前記回復時間Tnとの積である負側回復電流の積分値とは等しくなる関係に制御する手段であり、
前記発生電圧監視手段503は、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnが共に停止している通常期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbとの差分電圧[ΔV1=Va−Vb]により前記発生電圧Vdを測定する手段であり、
前記測定電流検出手段512p、512nは、前記正側電流Ip又は前記負側電流Inの通電期間において、前記差分電圧ΔVbcである差分電圧ΔV2によって、前記負側電流検出抵抗33bの前記両端電圧V33を測定して、前記所定抵抗値R33を基にして前記正側電流Ip又は負側電流Inの値である[ΔV2/R33]を算出する手段であり、
前記内部抵抗算出手段513p、513nは、前記通電期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbの差分電圧[ΔV3=Va−Vb]から、前記発生電圧監視手段503によって測定された前記発生電圧Vdである前記差分電圧ΔV1を減算することによって前記現在抵抗値Rsの両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]を算出し、この両端電圧Vxを前記測定電流検出手段512p、512nによって検出された前記正側電流Ip又は前記負側電流Inで割るか、又は前記両端電圧Vxと前記両端電圧V33との比率に前記所定抵抗値R33を掛け合わせることによって前記現在抵抗値Rsを算出する手段となっている。
前記発生電圧監視手段503は、定期的に交互に印加される正側電流Ipと負側電流Inが共に停止しているときに検出された前記発生電圧Vdの移動平均値を算出する移動平均化手段505を備えている。
以上のとおり、本願の請求項2に関連し、内部抵抗算出手段は正負の測定電流によって算出された現在抵抗値Rsの平均値を算出する平均化手段を備えているとともに、発生電圧監視手段は正側電流Ipと負側電流Inが共に停止している時期における発生電圧Vdの移動平均値が適用されるようになっている。
従って、均一化処理手段による電流時間積に誤差があっても、検出された現在抵抗値Rs及び発生電圧Vdの精度が悪化しない特徴がある。これは、後述の実施の形態2についても同様である。
前記分圧抵抗71、72による分圧比は、前記発生電圧Vdがゼロである場合の1/2から、前記発生電圧Vdが最大値である場合の[(1−Vd/Ve)/2]の範囲に設定されている。
以上のとおり、本願の請求項3に関連し、前記バイアス電圧V0は、前記電源電圧Veを一対の分圧抵抗で分圧して、バッファアンプによって変動抑制したものであり、その分圧比は排気ガスセンサの発生電圧の有無を想定した1/2以下の値となっている。
従って、バッファアンプの出力は、排気ガスセンサに対し負側電流を流すときの電流源となるものであるとともに、現在抵抗値Rsの両端電圧Vxは、正側電流Ip又は負側電流Inのいずれの場合であってもほぼ均等な電圧となるようにすることができる特徴がある。これは、後述の実施の形態2についても同様である。
前記電源電圧Veを発生する前記正側電圧である定電圧電源11と前記正側端子3aとの間に接続された正側出力トランジスタ52と、この正側出力トランジスタ52に対してカレントミラー回路で接続された正側指令トランジスタ51と、前記付勢指令信号Trpが発生したときに閉路駆動されて、正側電流指定抵抗31を介して前記正側指令トランジスタ51に前記正側電流Ipの指令電流を供給する付勢トランジスタ50を備え、
前記付勢指令信号Trpが発生すると、前記正側出力トランジスタ52に流れる前記正側電流Ipは、前記電源電圧Veを前記正側電流指定抵抗31の正側抵抗値R31で割って得られる前記指令電流に等しくなり、
前記負側電流印加回路6は、
前記正側端子3aと前記グランド回路GNDとの間に接続された負側出力トランジスタ62と、この負側出力トランジスタ62に対してカレントミラー回路で接続された負側指令トランジスタ61と、前記回復指令信号Trnが発生したときに閉路駆動されて、負側電流指定抵抗32を介して前記負側指令トランジスタ61に前記負側電流Inの指令電流を供給する回復トランジスタ60を備え、
前記回復指令信号Trnが発生すると、前記負側出力トランジスタ62に流れる前記負側電流Inは、前記電源電圧Veを前記負側電流指定抵抗32の負側抵抗値R32で割って得られる前記指令電流に等しくなり、前記電源電圧Veは、前記多チャンネルAD変換器ADCの端子に基準電圧Vrefとして接続される。
従って、前記指令電流に基づいて電流検出抵抗の両端に発生する両端電圧V33は、電源電圧Veの増減変動に対して比例して増減するが、多チャンネルAD変換器における基準電圧も電源電圧Veに比例して変動しているので、そのデジタル変換値は電源電圧Veの変動の影響を受けることがなく、高精度に両端電圧V33を測定することができる特徴がある。これは、後述の実施の形態2についても同様である。
前記プルダウン抵抗34は、前記検出素子41の前記現在抵抗値Rsの最大値と同等以上の高抵抗であり、
前記プログラムメモリPMEMは、更に、素子異常検出手段602aと測定電流禁止手段603aとなる制御プログラムを包含し、
前記素子異常検出手段602aは、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnを停止している通常状態において、前記正側電圧Vaが発生していないことによって前記検出素子41の断線異常であると判定する手段であり、
前記測定電流禁止手段603aは、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnを停止している通常状態において、前記正側電圧Vaの値が前記バイアス電圧V0未満となっているときに、前記付勢指令信号Trp及び前記回復指令信号Trnによる正側電流Ip及び負側電流Inの発生を禁止する手段となっている。
従って、正側電圧Vaを監視することによって検出素子の断線異常を検出することができるとともに、検出素子の内部抵抗が高抵抗の低温状態に置いては正側電流Ip及び負側電流Inの発生を待機しておくことができる特徴がある。
前記プルダウン抵抗34は、前記検出素子41の前記現在抵抗値Rsの最大値と同等以上の高抵抗であり、
前記検出素子の断線異常検出手段908aは、前記検出素子41の負側端子3bに対して前記バイアス電圧発生回路7による前記バイアス電圧V0が印加されている状態において、前記正側電流印加回路5によって前記正側電流Ipを供給した場合に、前記正側電圧Vaが前記電源電圧Veに接近した値である第1の電圧以上となるか、若しくは、前記検出素子41の負側端子3bに対して前記バイアス電圧発生回路7による前記バイアス電圧V0が印加されている状態において、前記負側電流印加回路6によって前記負側電流Inを供給した場合に、前記正側電圧Vaが前記グランド回路GNDの電位に接近した値である第2の電圧以下となったときに前記検出素子41の断線異常が発生したと判定する手段であり、
前記第1の電圧は、前記正側電流Ipと前記プルダウン抵抗34の抵抗値R34との積を下限とし、前記電源電圧Veを上限とする電圧であり、
前記第2の電圧は、前記バイアス電圧V0の1/2未満の電圧であり、
前記検出素子の断線異常検出手段908aは、更に、前記検出素子41の負側端子3bに対して前記正側電流Ip及び前記負側電流Inが通電されていないときに、前記正側電圧Vaが前記グランド回路GNDの電位に接近した値である前記第2の電圧以下となったときに前記検出素子41の断線異常が発生したと判定する手段を包含している。
従って、正常運転中に常時断線異常の有無が判定されているので、検出素子による空燃比の検出結果に対する信頼性が向上する特徴がある。
また、プルダウン抵抗が設けられていることによって、付勢指令信号及び回復指令信号を発生していない通常期間においても正側電圧Vaを監視することによって検出素子の断線異常の有無が判定できるようになっている。
(1)構成の詳細な説明
次に、実施の形態2による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置100Bについて、図1によるものとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。図7は、実施の形態2による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置の全体ブロック図ある。図7において、排気ガスセンサの内部抵抗測定装置100B(以下、測定装置100Bと称することがある)には、図1の実施の形態1による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置と同様に、車載バッテリ1Xと排気ガスセンサ4Yとが外部接続されている。測定装置100Bの内部でも実施の形態1と同様に、定電圧電源11と、演算制御回路2Bと、正側電流印加回路5と、負側電流印加回路6と、バイアス電圧発生回路7と、ヒータ制御回路9が設けられている。
(1)排気ガスセンサ4Yの正側端子3aに対して、正側電源から正方向測定電流を供給する正側電流印加回路5における正側指令トランジスタ51には、図1の正側電流指定抵抗31と付勢トランジスタ50との直列回路に代わって、第1の正側電流指定抵抗31aと第1の付勢トランジスタ50aとの直列回路と、第2の正側電流指定抵抗31bと第2の付勢トランジスタ50bとの直列回路とが並列接続されていることである。
以下、図7のとおり構成された実施の形態2による排気ガスセンサの内部抵抗測定装置100Bについて、図1のものとの相違点を中心としてその作用動作を詳細に説明する。なお、実施の形態2においても、図4で示されたタイムチャートと図5Aと図5Bで示されたフローチャートが適用されているが、図5Aにおけるステップ600(図6参照)に代わって、後述の図8で示されたステップ800が使用されている。また、図5Aにおけるステップ512pと図5Bにおけるステップ512nでは、前述したとおり差分電圧ΔV2の算式が異なっている。
以上のとおり、本願の実施の形態2に於ける排気ガスセンサの内部抵抗測定装置は、被測定気流の空燃比に応動して発生電圧Vdを出力する検出素子41と、この検出素子に含まれ環境温度によって現在抵抗値Rsが変化する内部抵抗42と、前記検出素子41の早期活性化を図るためのヒータ43とを備えた排気ガスセンサ4Yに対し、前記現在抵抗値Rsを測定して、前記ヒータ43の通電制御を行う演算制御回路部2Bを備えた排気ガスセンサの内部抵抗測定装置 100Bであって、
前記検出素子41の負側端子3bにはバイアス電圧発生回路7によるバイアス電圧V0が印加されるとともに、正側端子3aには前記バイアス電圧V0よりも高い電源電圧Veから正側電流Ipを供給することができる正側電流印加回路5と、グランド回路GNDを介して負側電流Inを流出させることができる負側電流印加回路6とが接続され、
前記正側電流印加回路5と前記負側電流印加回路6との接続点CPと前記正側端子3aとの間には、正側電流検出抵抗33aが接続され、
前記正側電流検出抵抗33aの抵抗値は、既知の値である所定抵抗値R33となっており、
前記演算制御回路部2Bは、
プログラムメモリPMEMと協働するマイクロプロセッサCPUと、前記正側端子3aの対グランド電位である正側電圧Vaと、前記負側端子3bの対グランド電位である負側電圧Vbと、監視電圧Vcとの値をデジタル変換して前記マイクロプロセッサCPUに入力する多チャンネルAD変換器ADCを備え、
前記監視電圧Vcは、前記正側電流検出抵抗33aの一端の対グランド電位であって、前記監視電圧Vcと前記正側電圧Vaとの差分電圧[ΔVca=Vc−Va]は、前記正側電流検出抵抗33aの両端電圧V33に相当している。
前記均一化処理手段514nは、前記正側電流印加回路5を駆動して所定の前記正側電流Ipを所定の付勢時間Tpにおいて発生する付勢指令信号Trpと、前記負側電流印加回路6を駆動して所定の前記負側電流Inを所定の回復時間Tnにおいて発生する回復指令信号Trnとを交互に定期的に発生するとともに、前記正側電流Ipと前記付勢時間Tpとの積である正側付勢電流の積分値と、前記負側電流Inと前記回復時間Tnとの積である負側回復電流の積分値とは等しくなる関係に制御する手段であり、
前記発生電圧監視手段503は、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnが共に停止している通常期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbとの差分電圧[ΔV1=Va−Vb]よって前記発生電圧Vdを測定する手段であり、
前記測定電流検出手段512p、512nは、前記正側電流Ip又は前記負側電流Inの通電期間において、前記差分電圧ΔVcaである差分値ΔV2[ΔV2=Va−Vc]によって、前記正側電流検出抵抗33aの前記両端電圧V33を測定して、前記所定抵抗値R33を基にして前記正側電流Ip又は負側電流Inの値である[ΔV2/R33]を算出する手段であり、
前記内部抵抗算出手段513p、513nは、前記通電期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbの差分電圧[ΔV3=Va−Vb]から、前記発生電圧監視手段503によって測定された前記発生電圧Vdである前記差分電圧[ΔV1=Va−Vb]を減算することによって前記現在抵抗値Rsの両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]を算出し、この両端電圧Vxを前記測定電流検出手段512p、512nによって検出された前記正側電流Ip又は前記負側電流Inで割るか、又は前記両端電圧Vxと前記両端電圧V33との比率に前記所定抵抗値R33を掛け合わせることによって前記現在抵抗値Rsを算出する手段となっている。
前記付勢指令信号Trpが発生すると、前記正側出力トランジスタ52に流れる前記正側電流Ipは、前記電源電圧Veを前記正側電流指定抵抗31の正側抵抗値R31で割って得られる前記指令電流に等しくなり、
前記負側電流印加回路6は、前記正側電流検出抵抗33aと前記グランド回路GNDとの間に接続された負側出力トランジスタ62と、この負側出力トランジスタ62に対してカレントミラー回路で接続された負側指令トランジスタ61と、前記回復指令信号Trnが発生したときに閉路駆動されて、負側電流指定抵抗32を介して前記負側指令トランジスタ61に前記負側電流Inの指令電流を供給する回復トランジスタ60を備え、
前記回復指令信号Trnが発生すると、前記負側出力トランジスタ62に流れる前記負側電流Inは、前記電源電圧Veを前記負側電流指定抵抗32の負側抵抗値R32で割って得られる前記指令電流に等しくなり、
前記電源電圧Veは、前記多チャンネルAD変換器ADCの端子に基準電圧Vrefとして接続されている。
従って、前記指令電流に基づいて電流検出抵抗の両端に発生する両端電圧V33は、電源電圧Veの増減変動に対して比例して増減するが、多チャンネルAD変換器における基準電圧も電源電圧Veに比例して変動しているので、そのデジタル変換値は電源電圧Veの変動の影響を受けることがなく、高精度に両端電圧V33を測定することができる特徴がある。これは、実施の形態1と同様である。
前記負側指令トランジスタ61には、前記負側電流指定抵抗32と前記回復トランジスタ60との直列回路に代わって、第1の負側電流指定抵抗32aと第1の回復トランジスタ60aとの直列回路と、第2の負側電流指定抵抗32bと第2の回復トランジスタ60bとの少なくとも二つの直列回路とが並列接続され、
前記演算制御回路部2Bは、前記付勢指令信号Trpに代わって、前記第1の付勢トランジスタ50aを駆動する第1の付勢指令信号Trpa、及び前記第2の付勢トランジスタ50bを駆動する第2の付勢指令信号Trpbの内の何れか一方又は両方を発生し、前記演算制御回路部2Bはまた、前記回復指令信号Trnに代わって、前記第1の回復トランジスタ60aを駆動する第一回復指令信号Trna、及び前記第2の回復トランジスタ60bを駆動する第2の回復指令信号Trnbの内の何れか一方又は両方を発生する電流切換手段802bを備えている。
同様に、負側指令トランジスタに接続される負側電流指定抵抗は、第1の回復トランジスタ、及び第2の回復トランジスタの一方又は両方を閉路することによって、第1の負側電流指定抵抗、又は第2の負側電流指定抵抗、又はその並列抵抗、による3段階の設定変更が可能となっている。
従って、環境温度によって大幅に変動する現在抵抗値Rsの現在状態に対応して、現在抵抗Rsの両端電圧Vxが過小であれば正負の測定電流を増加させ、両端電圧Vxが過大であれば、正負の測定電流を減少させて、バイアス電圧V0と検出電圧Vdと両端電圧Vxの加算値が電源電圧Ve以上とならないように制限しながら、高精度に現在抵抗値Rsの測定を行うことができる特徴がある。
なお、正側電流指定抵抗と付勢トランジスタとの直列回路を3回路として3点の付勢指令信号で選択接続し、負側電流指定抵抗と回復トランジスタとの直列回路を3回路として3点の回復指令信号で選択接続すれば、8種類の正側電流と8種類の負側電流を用いてよ
り高精度に現在抵抗値Rsの測定を行うことができる特徴がある。
前記プルダウン抵抗34は、前記検出素子41の現在抵抗値Rsの最大値と同等以上の高抵抗であり、
前記プログラムメモリPMEMは更に、素子異常検出手段602aと第1の測定電流許可手段803aと第2の測定電流許可手段803bとなる制御プログラムを包含し、
前記素子異常検出手段602aは、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnを停止している通常状態において、前記正側電圧Vaが発生していないことによって前記検出素子41の断線異常であると判定する手段であり、
前記第1の測定電流許可手段803aは、前記正側電圧Vaの値が前記バイアス電圧V0未満となっているときに、前記付勢指令信号Trp及び前記回復指令信号Trnによる前記正側電流Ip及び前記負側電流Inの値を第1のレベルの電流に制限する手段であるとともに、
前記第2の測定電流許可手段803bは、前記正側電圧Vaの値が前記バイアス電圧V0以上となっているときに、前記付勢指令信号Trp及び前記回復指令信号Trnによる前記正側電流Ip及び前記負側電流Inの値を第2のレベルの電流に設定する手段であって、
前記第2のレベルの電流は、前記第1のレベルの電流よりも大きな値となっている。
従って、正側電圧Vaを監視することによって検出素子の断線異常を検出することができるとともに、検出素子の内部抵抗が高抵抗の低温状態においては正側電流Ip及び負側電流Inの発生を第1のレベルの電流に抑制しておくことによって早期に内部抵抗の測定を可能にし、内部抵抗の減少にともなって第2のレベルの電流に増加させることによって活性化前後における内部抵抗を正確に測定することができる特徴がある。
前記正側端子3a又はこの正側端子に直列接続されている前記正側電流検出抵抗33aと前記グランド回路GNDとの間にはプルダウン抵抗34が接続されていて、
前記プルダウン抵抗34は、前記検出素子41の前記現在抵抗値Rsの最大値と同等以上の高抵抗であり、
前記検出素子の断線異常検出手段908aは、前記検出素子41の負側端子3bに対して前記バイアス電圧発生回路7による前記バイアス電圧V0が印加されている状態において、前記正側電流印加回路5によって前記正側電流Ipを供給した場合に、前記正側電圧Vaが前記電源電圧Veに接近した値である第1の電圧以上となるか、若しくは、前記検出素子41の負側端子3bに対して前記バイアス電圧発生回路7による前記バイアス電圧V0が印加されている状態において、前記負側電流印加回路6によって前記負側電流Inを供給した場合に、前記正側電圧Vaが前記グランド回路GNDの電位に接近した値である第2の電圧以下となったときに前記検出素子41の断線異常が発生したと判定する手段であり、
前記第一電圧は、前記正側電流Ipと前記プルダウン抵抗34の抵抗値R34との積を下限とし、前記電源電圧Veを上限とする電圧であり、
前記第2の電圧は、前記バイアス電圧V0の1/2未満の電圧であり、
前記検出素子の断線異常検出手段908aは更に、前記検出素子41の負側端子3bに対して前記正側電流Ip及び前記負側電流Inが通電されていないときに、前記正側電圧Vaが前記グランド回路GNDの電位に接近した値である前記第2の電圧以下となったときに前記検出素子41の断線異常が発生したと判定する手段を包含している。
従って、正常運転中に常時断線異常の有無が判定されているので、検出素子による空燃比の検出結果に対する信頼性が向上する特徴がある。
また、プルダウン抵抗が設けられていることによって、付勢指令信号及び回復指令信号を発生していない通常期間においても正側電圧Vaを監視することによって検出素子の断線異常の有無が判定できるようになっている。
前記バッファアンプ70の出力回路には電流制限回路73が内蔵又は外付け接続されており、
前記正側出力トランジスタ52から前記負側出力トランジスタ62との前記接続点CPに至る径路には、前記正側端子3aから前記正側出力トランジスタ52に至る逆流電流の発生を防止する逆流防止ダイオード35が接続され、
前記多チャンネルAD変換器ADCのアナログ入力信号AD1、AD2、AD3の内の少なくとも前記正側端子3a又は負側端子3bに接続される入力回路には、バイパス回路36の限流抵抗が直列接続され、
前記限流抵抗と前記多チャンネルAD変換器ADCの入力端子との接続点は、プルダウンダイオードを介して前記電源電圧Veに接続されており、
前記プログラムメモリPMEMは更に、前記正側電流Ip及び前記負側電流Inの通電指令の有無に関わらず作用して、前記検出素子41の前記正側端子3a又は前記負側端子3bが、前記グランド回路GNDと混触する正側又は負側端子の地絡異常検出手段903b、901b、及び前記正側端子3a又は前記負側端子3bが車載バッテリ1Xの電源線と混触する正側又は負側端子の天絡異常検出手段904b、902b、及び前記正側端子3aと前記負側端子3bとが相互に短絡接続される検出素子41の短絡異常検出手段905bを備えている。
前記正側端子の地絡異常検出手段903bは、前記正側電圧Vaが「0」に接近した値であって、少なくとも前記バイアス電圧V0として設定されている目標電圧の1/2以下の電圧であることによって正側端子3aがグランド回路GNDと混触していると判定する手段であり、
前記負側端子の天絡異常検出手段902bは、前記負側電圧Vbが前記電源電圧Veに接近した値であって、少なくとも前記電源電圧Veして設定されている目標電圧の80[%]以上の電圧であることによって負側端子3bが前記車載バッテリ1Xの電源線と混触していると判定する手段であり、
前記正側端子の天絡異常検出手段904bは、前記正側電圧Vaが前記電源電圧Veに接近した値であって、少なくとも前記電源電圧Veして設定されている目標電圧の80[%]以上の電圧であることによって正側端子3aが前記車載バッテリ1Xの電源線と混触していると判定する手段であり、
前記検出素子の短絡異常検出手段905bは、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbとの差分電圧が、前記正側電流Ip及び前記負側電流Inとして予定されている最小電流と、前記検出素子41の内部抵抗42の現在抵抗値Rsの最小値との積よりも小さいことによって、前記正側端子3aと前記負側端子3bとが短絡接続されていると判定する手段となっている。
そして、負側端子の天絡異常又は地絡異常にともなうバッファアンプの損傷は、バッファアンプに内蔵又は外付けされた電流制限回路によって保護され、正側端子の天絡異常に対しては、逆流防止ダイオードとバイパス回路によって保護されるとともに、正側及び負側電流印加回路の正側出力トランジスタ及び負側出力トランジスタはカレントミラー回路によって定電流制御が行われているので、天絡又は地絡に伴って過大電流が流れないように保護されている。
従って、検出された異常要因に応じて異常報知を行って、定められた異常処理を行うことができる特徴がある。これは、実施の形態1についても同様であるが、実施の形態1の場合には負側端子3bとバッファアンプ70との間に低抵抗の負側電流検出抵抗33bが接続されている。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合又は省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
4X、4Y 排気ガスセンサ、5 正側電流印加回路、6 負側電流印加回路、
7 バイアス電圧発生回路、11 定電圧電源、31 正側電流指定抵抗、
31a 第1の正側電流指定抵抗、31b 第2の正側電流指定抵抗、
32 負側電流指定抵抗、32a 第1の負側電流指定抵抗、
32b 第2の負側電流指定抵抗、33a 正側電流検出抵抗、
33b 負側電流検出抵抗、34 プルダウン抵抗、35 逆流防止ダイオード、
36 バイパス回路、41 検出素子、42 内部抵抗、43 ヒータ、
50 付勢トランジスタ、50a 第1の付勢トランジスタ、
50b 第2の付勢トランジスタ、51 正側指令トランジスタ、
52 正側出力トランジスタ、60 回復トランジスタ、
60a 第1の回復トランジスタ、60b 第2の回復トランジスタ、
61 負側指令トランジスタ、62 負側出力トランジスタ、70 バッファアンプ、
71、72 分圧抵抗、73 電流制限回路、
100A、100B 排気ガスセンサの内部抵抗測定装置、
503 発生電圧監視手段、505 移動平均化手段、506 平均化手段、
512p、512n 測定電流検出手段、513p、513n 内部抵抗算出手段、
514n 均一化処理手段、602a 素子異常検出手段、802b 電流切換手段、
803a 第1の測定電流許可手段、803b 第2の測定電流許可手段、
901b 負側端子の地絡異常検出手段、902b 負側端子の天絡異常検出手段、
603a 測定電流禁止手段、903b 正側端子の地絡異常検出手段、
904b 正側端子の天絡異常検出手段、905b 検出素子の短絡異常検出手段、
908a 検出素子の断線異常検出手段
Claims (9)
- 被測定気流の空燃比に応動して発生電圧Vdを出力する検出素子と、前記検出素子に含まれて環境温度によって現在抵抗値Rsが変化する内部抵抗と、前記検出素子の活性化を図るためのヒータとを備えた排気ガスセンサに対し、前記現在抵抗値Rsを測定して、前記ヒータの通電制御を行う演算制御回路部を備えた排気ガスセンサの内部抵抗測定装置であって、
前記検出素子は、負側端子にバイアス電圧発生回路によるバイアス電圧V0が印加されるとともに、正側端子に前記バイアス電圧V0よりも高い電源電圧Veが印加され、
前記検出素子の前記正側端子に正側電流Ipを供給し得る正側電流印加回路と、
グランド回路を介して負側電流Inを流出させ得る負側電流印加回路と、
を備え、
前記正側電流印加回路と前記負側電流印加回路との接続点と前記正側端子との間に正側電流検出抵抗が接続され、若しくは、前記負側端子と前記バイアス電圧発生回路との間に負側電流検出抵抗が接続され、
前記正側電流検出抵抗若しくは前記負側電流検出抵抗は、既知の値である所定抵抗値R33を備え、
前記演算制御回路部は、
プログラムメモリと協働するマイクロプロセッサと、
前記正側端子の対グランド電位である正側電圧Vaと、前記負側端子の対グランド電位である負側電圧Vbと、監視電圧Vcとの値をデジタル変換して前記マイクロプロセッサに入力する多チャンネルAD変換器と、
を備え、
前記監視電圧Vcは、前記正側電流検出抵抗又は前記負側電流検出抵抗の一端の対グランド電位であって、前記正側電流検出抵抗を有する場合には、前記監視電圧Vcと前記正側電圧Vaとの差分電圧[ΔVca=Vc−Va]は前記正側電流検出抵抗の両端電圧V33に相当し、前記負側電流検出抵抗を有する場合には、前記負側電圧Vbと前記監視電圧Vcとの差分電圧[ΔVbc=Vb−Vc]は前記負側電流検出抵抗の前記両端電圧V33に相当し、
前記プログラムメモリは、均一化処理手段と発生電圧監視手段、及び測定電流検出手段と内部抵抗算出手段、となる制御プログラムを包含し、
前記均一化処理手段は、前記正側電流印加回路を駆動して所定の前記正側電流Ipを所定の付勢時間Tpにおいて発生する付勢指令信号Trpと、前記負側電流印加回路を駆動して所定の前記負側電流Inを所定の回復時間Tnにおいて発生する回復指令信号Trnとを交互に定期的に発生するとともに、前記正側電流Ipと前記付勢時間Tpとの積である正側付勢電流の積分値と、前記負側電流Inと前記回復時間Tnとの積である負側回復電流の積分値とは等しくなる関係に制御する手段であり、
前記発生電圧監視手段は、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnが共に停止している通常期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbとの差分電圧[ΔV1=Va−Vb]によって前記発生電圧Vdを測定する手段であり、
前記測定電流検出手段は、前記正側電流Ip又は前記負側電流Inの通電期間において、前記差分電圧[ΔVca=Vc−Va]若しくは前記差分電圧[ΔVbc=Vb−Vc]である差分値ΔV2によって、前記正側電流検出抵抗又は前記負側電流検出抵抗の前記両端電圧V33を測定して、前記所定抵抗値R33に基づいて前記正側電流Ip又は前記負側電流Inの値である[ΔV2/R33]を算出する手段であり、
前記内部抵抗算出手段は、前記通電期間において、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbの差分電圧[ΔV3=Va−Vb]から、前記発生電圧監視手段により測定された前記発生電圧Vdである前記差分電圧[ΔV1=Va−Vb]を減算することにより前記現在抵抗値Rsの両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]を算出し、この両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]を前記測定電流検出手段により検出された前記正側電流Ip又は前記負側電流Inで割るか、又は前記両端電圧[Vx=ΔV3−ΔV1]と前記両端電圧V33との比率に前記所定抵抗値R33を掛け合わせることにより前記現在抵抗値Rsを算出する手段である、
ことを特徴とする排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記内部抵抗算出手段は、前記正側電流Ipを通電した場合と、前記負側電流Inを通電した場合の両方に適用され、前記正側電流Ipと前記負側電流Inの両方の電流で測定された2種類の前記現在抵抗値Rsの平均値を正式の前記現在抵抗値Rsとして決定する平均化手段を備えているとともに、
前記発生電圧監視手段は、定期的に交互に印加される前記正側電流Ipと前記負側電流Inが共に停止しているときに検出された前記発生電圧Vdの移動平均値を算出する移動平均化手段を備えている、
ことを特徴とする請求項1に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記負側端子又は前記負側電流検出抵抗を介して前記負側端子に印加される前記バイアス電圧V0は、前記電源電圧Veを一対の分圧抵抗により分圧して得られる分圧電圧を、バッファアンプにより変動抑制したものであり、
前記分圧抵抗による分圧比は、前記発生電圧Vdが「0」である場合の[1/2]から前記発生電圧Vdが最大値である場合の[(1−Vd/Ve)/2]の範囲に設定されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記正側電流印加回路は、前記電源電圧Veを発生する前記正側電圧Vaである定電圧電源と前記正側端子又は前記正側電流検出抵抗との間に接続された正側出力トランジスタと、前記正側出力トランジスタに対してカレントミラー回路で接続された正側指令トランジスタと、前記付勢指令信号Trpが発生したときに閉路駆動されて、正側電流指定抵抗を介して前記正側指令トランジスタに前記正側電流Ipの指令電流を供給する付勢トランジスタとを備え、
前記付勢指令信号Trpが発生すると、前記正側出力トランジスタに流れる前記正側電流Ipは、前記電源電圧Veを前記正側電流指定抵抗の正側抵抗値R31で割って得られる前記指令電流に等しくなり、
前記負側電流印加回路は、前記正側端子又は前記正側電流検出抵抗と前記グランド回路との間に接続された負側出力トランジスタと、前記負側出力トランジスタに対してカレントミラー回路により接続された負側指令トランジスタと、前記回復指令信号Trnが発生したときに閉路駆動されて、負側電流指定抵抗を介して前記負側指令トランジスタに前記負側電流Inの指令電流を供給する回復トランジスタとを備え、
前記回復指令信号Trnが発生すると、前記負側出力トランジスタに流れる前記負側電流Inは、前記電源電圧Veを前記負側電流指定抵抗の負側抵抗値R32で割って得られる前記指令電流に等しくなり、
前記電源電圧Veは、前記多チャンネルAD変換器の端子に基準電圧Vrefとして接続されている、
ことを特徴とする請求項1から3のうちの何れか1項に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記正側端子又は前記正側電流検出抵抗と前記グランド回路との間には、プルダウン抵抗が接続されており、
前記プルダウン抵抗は、前記検出素子の前記現在抵抗値Rsの最大値と同等以上の抵抗値を有し、
前記プログラムメモリは更に、素子異常検出手段と測定電流禁止手段となる制御プログラムを包含し、
前記素子異常検出手段は、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnを停止している通常状態において、前記正側電圧Vaが発生していないことによって前記検出素子の断線異常であると判定する手段であり、
前記測定電流禁止手段は、前記付勢指令信号Trpと前記回復指令信号Trnを停止している通常状態において、前記正側電圧Vaの値が前記バイアス電圧V0未満となっているときに、前記付勢指令信号Trp及び前記回復指令信号Trnによる正側電流Ip及び負側電流Inの発生を禁止する手段である、
ことを特徴とする請求項4に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記正側指令トランジスタには、前記正側電流指定抵抗と前記付勢トランジスタとの直列回路に代わって、第1の正側電流指定抵抗と第1の付勢トランジスタとの直列回路と、第2の正側電流指定抵抗と第2の付勢トランジスタとの少なくとも二つの直列回路とが並列接続され、
前記負側指令トランジスタには、前記負側電流指定抵抗と前記回復トランジスタとの直列回路に代わって、第1の負側電流指定抵抗と第1の回復トランジスタとの直列回路と、第2の負側電流指定抵抗と第2の回復トランジスタとの少なくとも二つの直列回路とが並列接続され、
前記演算制御回路部は、前記付勢指令信号Trpに代わって、前記第1の付勢トランジスタを駆動する第1の付勢指令信号Trpa、及び前記第2の付勢トランジスタを駆動する第2の付勢指令信号Trpbのうちの何れか一方又は両方を発生し、
前記演算制御回路部はまた、前記回復指令信号Trnに代わって、前記第1の回復トランジスタを駆動する第1の回復指令信号Trna、及び前記第2の回復トランジスタを駆動する第2の回復指令信号Trnbのうちの何れか一方又は両方を発生する電流切換手段を備えている、
ことを特徴とする請求項4に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記正側端子又は前記正側電流検出抵抗と前記グランド回路との間には、プルダウン抵抗が接続されており、
前記プルダウン抵抗は、前記検出素子の前記現在抵抗値Rsの最大値と同等以上の抵抗値を有し、
前記プログラムメモリは更に、素子異常検出手段と第1の測定電流許可手段と第2の測定電流許可手段となる制御プログラムを包含し、
前記素子異常検出手段は、前記第1の付勢指令信号Trpa及び前記第2の付勢指令信号Trpbと前記第1の回復指令信号Trna及び前記第2の回復指令信号Trnbとを停止している通常状態において、前記正側電圧Vaが発生していないことによって前記検出素子の断線異常であると判定する手段であり、
前記第1の測定電流許可手段は、前記正側電圧Vaの値が前記バイアス電圧V0未満となっているときに、前記第1の付勢指令信号Trpa及び前記第2の付勢指令信号Trpbと、前記第1の回復指令信号Trna及び前記第2の回復指令信号Trnbとによる前記正側電流Ip及び前記負側電流Inの値を第1のレベルの電流に制限する手段であるとともに、
前記第2の測定電流許可手段は、前記正側電圧Vaの値が前記バイアス電圧V0以上となっているときに、前記第1の付勢指令信号Trpa及び前記第2の付勢指令信号Trpbと、前記第1の回復指令信号Trna及び前記第2の回復指令信号Trnbとによる前記正側電流Ip及び前記負側電流Inの値を第2のレベルの電流に設定する手段であって、
前記第2のレベルの電流は、前記第1のレベルの電流よりも大きな値となっている、
ことを特徴とする請求項6に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記プログラムメモリは更に、前記検出素子の断線異常検出手段となる制御プログラムを包含しているとともに、
前記正側端子又はこの正側端子に直列接続されている前記正側電流検出抵抗と前記グランド回路との間にはプルダウン抵抗が接続されており、
前記プルダウン抵抗は、前記検出素子の前記現在抵抗値Rsの最大値と同等以上の抵抗値を有し、
前記検出素子の断線異常検出手段は、前記検出素子の負側端子に対して前記バイアス電圧発生回路による前記バイアス電圧V0が印加されている状態において、前記正側電流印加回路により前記正側電流Ipを供給した場合に、前記正側電圧Vaが前記電源電圧Veに接近した値である第1の電圧以上となるか、若しくは、前記検出素子の負側端子に対して前記バイアス電圧発生回路による前記バイアス電圧V0が印加されている状態において、前記負側電流印加回路によって前記負側電流Inを供給した場合に、前記正側電圧Vaが前記グランド回路の電位に接近した値である第2の電圧以下となったときに前記検出素子の断線異常が発生したと判定する手段であり、
前記第1の電圧は、前記正側電流Ipと前記プルダウン抵抗の抵抗値R34と積を下限とし、前記電源電圧Veを上限とする電圧であり、
前記第2の電圧は、前記バイアス電圧V0の[1/2]未満の電圧であり、
前記検出素子の断線異常検出手段は更に、前記検出素子の負側端子に対して前記正側電流Ip及び前記負側電流Inが通電されていないときに、前記正側電圧Vaが前記グランド回路の電位に接近した値である前記第2の電圧以下となったときに前記検出素子の断線異常が発生したと判定する手段を包含している、
ことを特徴とする請求項4に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。 - 前記負側端子又は前記負側電流検出抵抗を介して前記負側端子に接続される前記バイアス電圧発生回路は、前記バイアス電圧V0の出力回路となるバッファアンプを備えるとともに、
前記バッファアンプの出力回路には、電流制限回路が内蔵又は外付け接続されており、
前記正側出力トランジスタから前記負側出力トランジスタとの接続点に至る径路には、前記正側端子から前記正側出力トランジスタに至る逆流電流の発生を防止する逆流防止ダイオードが接続され、
前記多チャンネルAD変換器のアナログ入力回路のうちの少なくとも前記正側端子又は前記負側端子に接続される入力回路には、バイパス回路の限流抵抗が直列接続され、
前記限流抵抗と前記多チャンネルAD変換器の入力端子との接続点は、プルダウンダイオードを介して前記電源電圧Veに接続され、
前記プログラムメモリは更に、
前記正側電流Ip及び前記負側電流Inの通電指令の有無に関わらず作用して、前記検出素子の前記正側端子又は前記負側端子が、前記グランド回路と混触する前記正側端子又は前記負側端子の地絡異常検出手段と、
前記正側端子又は前記負側端子が車載バッテリの電源線と混触する前記正側端子又は前記負側端子の天絡異常検出手段と、
前記正側端子と前記負側端子とが相互に短絡接続される検出素子の短絡異常検出手段と、を備え、
前記負側端子の地絡異常検出手段は、前記負側電圧Vbが「0」に接近した値であって、少なくとも前記バイアス電圧V0として設定されている目標電圧の[1/2]以下の電圧であることによって前記負側端子が前記グランド回路と混触していると判定する手段であり、
前記正側端子の地絡異常検出手段は、前記正側電圧Vaが「0」に接近した値であって、少なくとも前記バイアス電圧V0として設定されている目標電圧の[1/2]以下の電圧であることによって前記正側端子が前記グランド回路と混触していると判定する手段であり、
前記負側端子の天絡異常検出手段は、前記負側電圧Vbが前記電源電圧Veに接近した値であって、少なくとも前記電源電圧Veして設定されている目標電圧の80[%]以上の電圧であることによって前記負側端子が前記車載バッテリの電源線と混触していると判定する手段であり、
前記正側端子の天絡異常検出手段は、前記正側電圧Vaが前記電源電圧Veに接近した値であって、少なくとも前記電源電圧Veして設定されている目標電圧の80[%]以上の電圧であることによって前記正側端子が前記車載バッテリの電源線と混触していると判定する手段であり、
前記検出素子の短絡異常検出手段は、前記正側電圧Vaと前記負側電圧Vbとの差分電圧が、前記正側電流Ip及び前記負側電流Inとして予定されている最小電流と、前記検出素子の内部抵抗の現在抵抗値Rsの最小値との積よりも小さいことによって、前記正側端子と前記負側端子とが短絡接続されていると判定する手段である、
ことを特徴とする請求項4に記載の排気ガスセンサの内部抵抗測定装置。
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