JP7291206B2 - センサシステム、及び、センサシステムの故障検知方法 - Google Patents
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Description
以下、実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係るガスセンサシステム1を車両の内燃機関の制御に用いた場合の全体構成を示す図である。また、図2は、ガスセンサシステム1の概略構成を示す図である。このガスセンサシステム1は、車両(図示しない)のエンジンENGの排気管EPに装着されるガスセンサ2と、このガスセンサ2に図1において破線で示す通信線2B及び接続配線6を介して接続し、車両の電子制御を行うECU5とを備える。
+Ic・ΔVs(n)+J(n-1)
+Dc(ΔVs(n)-ΔVs(n-1)) …(1)
上述の実施形態では、電流DAC42の検査にあたり、PID演算部4C2に入力定数値Nを入力するため、切替部4C5Kにより、差分部4C4への目標Vs値入力部4C3からの入力を、定数部4C5Cから入力定数値Nの入力に切り換えた。これに加え、ADコンバータ44の出力である検知セル電圧値Vsvもゼロとするため、第3スイッチSW3をオンとし、ADコンバータ44に入力される検知セル電圧Vsを強制的にゼロとした。これに対し、本変形形態1では、ADコンバータ44と差分部4C4との間に、図2において破線で示す第4スイッチSW4を設ける。そして、電流DAC42の検査の際には、この第4スイッチSW4をオフとして、差分部4C4に、ADコンバータ44からの出力(検知セル電圧値Vsv)が入力されないようにし、他は実施形態と同様にした。
また、実施形態及び変形形態1では、電流DAC42の故障検知を行うタイミングとして、センサ素子部3S(酸素ポンプセル14)が高インピーダンスの場合、具体的には、エンジンENGがコールドスタートの場合としていた。これに対し、本変形形態2では、電流DAC42と第1端子T1との間に、図2において破線で示す第5スイッチSW5を設ける。そして、電流DAC42の検査の際には、この第5スイッチSW5をオフとして、検査電流Ichを、検査回路7に流すようにし、他は実施形態あるいは変形形態1と同様にした。
前述の実施形態及び変形形態1,2では、ガスセンサ2のセンサ制御回路部4とは別のECU5に、検査回路7及び故障検知部8を設けた(図2参照)。これに対し、本変形形態3のガスセンサシステム101では、図6に示すように、検査回路7及び故障検知部8をガスセンサ102のセンサ制御回路部104内に設けた点で、実施形態等と異なる。
1S,101S 検知部外制御システム(センサシステム)
2 ,102 ガスセンサ
3 ガス検知部(センサ)
3S センサ素子部(センサ素子)
14 酸素ポンプセル
24 酸素濃度検知セル
Vs 検知セル電圧(センサ電圧)
Vsv 検知セル電圧値(センサ電圧値)
22 第2検知電極
4 ,104 センサ制御回路部(センサ素子)
4C 制御部
4C2 PID演算部
J(n),J(n-1) PID演算値
4C2P 比例演算部
4C2I 積分演算部
4C2D 微分演算部
4C2A 加算部
4C2PC,4C2IC,4C2DC 係数保持部
Pc 比例係数
Ic 積分係数
Dc 微分係数
4C3 目標Vs値入力部
OVs 目標Vs値
4C4 差分部
ΔVs,ΔVs(n),ΔVs(n-1) 差分値
4C5 定数入力部(入力部)
4C5C 定数部
N 入力定数値
4C5K 切替部
SW3 第3スイッチ(入力部)
4C6 検査時係数設定部
Ipcmd 制御電流指示値
Chcmd 検査電流指示値
UL (検査電流指示値の)上限値
LL (検査電流指示値の)下限値
RChcmd 検査指示値列
42 電流DAコンバータ
44 ADコンバータ
Ip ポンプ電流(制御電流)
Icp 微少電流
5 ,105 ECU
6 (センサ制御回路部とECUとの)接続配線
7 検査回路
7n 検査ノード
Ich 検査電流
Ichv 検査電流値
RIchv 検査電流値列
Vcc 電源電位
GND 接地電位
Vch 検査電圧
71 ADコンバータ(検査電流検知部)
8 故障検知部
Claims (4)
- センサ素子に向けて制御電流を出力する電流DAコンバータと、
上記制御電流の大きさに対応する制御電流指示値を生成し、上記電流DAコンバータに入力する制御部と、を備える
センサシステムであって、
上記制御部で生成する上記制御電流指示値に代えて、上記電流DAコンバータに入力する予め定めた検査電流指示値が順に並んだ、上記電流DAコンバータの故障検知が可能な検査指示値列を生成する指示値列生成部と、
上記検査指示値列をなす上記検査電流指示値が順次入力された上記電流DAコンバータから出力された検査電流の検査電流値を検知する検査電流検知部と、
上記検査電流検知部で検知した上記検査電流値を検知順に並べた検査電流値列から、上記電流DAコンバータの故障を検知する故障検知部と、を備え、
前記検査指示値列は、
前記電流DAコンバータに入力し得る前記検査電流指示値の範囲内において、1LSBずつ順に変化させた上記検査電流指示値の列であり、
前記センサ素子のセンサ出力端子に生じるセンサ電圧を、順次、センサ電圧値に変換するADコンバータを備え、
前記制御部は、
上記センサ電圧値を用いたPID演算により、前記制御電流指示値を生成するPID演算部を有し、
前記指示値列生成部は、
上記制御部の上記PID演算部に、上記センサ電圧値に代えて、予め定めた入力定数値を入力させる入力部と、
上記PID演算部における上記PID演算のP項の係数Pc及びD項の係数Dcを0に定めると共に、I項の係数Icを上記PID演算部から1LSBずつ順に変化した前記検査電流指示値が出力される大きさに定める、検査時係数設定部と、を有する
センサシステム。 - 請求項1に記載のセンサシステムであって、
前記制御電流が入力される前記センサ素子を備える
センサシステム。 - センサ素子に向けて制御電流を出力する電流DAコンバータと、
上記制御電流の大きさに対応する制御電流指示値を生成し、上記電流DAコンバータに入力する制御部と、を備える
センサシステムの故障検知方法であって、
予め定めた検査電流指示値が順に並んだ、上記電流DAコンバータの故障検知が可能な検査指示値列を生成し、
上記制御部で生成する上記制御電流指示値に代えて、上記検査指示値列をなす上記検査電流指示値を上記電流DAコンバータに順次入力し、
上記電流DAコンバータから出力された検査電流の検査電流値を検知し、
検知した上記検査電流値を検知順に並べた検査電流値列から、上記電流DAコンバータの故障を検知し、
生成する前記検査指示値列は、
前記電流DAコンバータに入力し得る前記検査電流指示値の範囲内において、1LSBずつ順に変化させた上記検査電流指示値の列であり、
上記センサシステムは、
前記センサ素子のセンサ出力端子に生じるセンサ電圧を、センサ電圧値に順次変換するADコンバータを備え、
前記制御部は、
上記センサ電圧値を用いたPID演算により、前記制御電流指示値を生成するPID演算部を有しており、
上記PID演算のP項の係数Pc及びD項の係数Dcを0と定めると共に、I項の係数Icを上記PID演算部から1LSBずつ順に変化した前記検査電流指示値が出力される大きさに定め、
上記制御部の上記PID演算部に、上記センサ電圧値に代えて、予め定めた入力定数値を入力し、上記PID演算部に前記検査指示値列を生成させる
センサシステムの故障検知方法。 - 請求項3に記載のセンサシステムの故障検知方法であって、
上記センサシステムは、
前記制御電流が入力される前記センサ素子を備える
センサシステムの故障検知方法。
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