JPH116815A - Controller for gas concentration sensor - Google Patents
Controller for gas concentration sensorInfo
- Publication number
- JPH116815A JPH116815A JP10066572A JP6657298A JPH116815A JP H116815 A JPH116815 A JP H116815A JP 10066572 A JP10066572 A JP 10066572A JP 6657298 A JP6657298 A JP 6657298A JP H116815 A JPH116815 A JP H116815A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- sensor
- gas concentration
- concentration sensor
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車載用内
燃機関の排気ガス中のガス濃度を検出するためのガス濃
度センサに対し、ガス濃度に対応する電流範囲を越えた
電流が流れるような過大な電圧が印加されることを抑止
し、ガス濃度センサの劣化を防止できるガス濃度センサ
用制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas concentration sensor for detecting a gas concentration in exhaust gas of a vehicle-mounted internal combustion engine, for example, in which a current exceeding a current range corresponding to the gas concentration flows. The present invention relates to a control device for a gas concentration sensor that can suppress application of an excessive voltage and prevent deterioration of the gas concentration sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、自動車への応用を始めとして、ガ
ス濃度を検出するガス濃度センサを用いたガス濃度セン
サ用制御装置が提案されている。ガス濃度として例え
ば、酸素濃度を検出する酸素濃度センサに関連する先行
技術文献としては、特開昭５３−１１６８９６号公報に
て開示されたものが知られている。このものには、電圧
の印加に伴い被検出ガス中の酸素濃度に応じた電流信号
を出力することができる酸素濃度センサ（酸素濃度測定
用の測定センサ）が示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a control device for a gas concentration sensor using a gas concentration sensor for detecting a gas concentration has been proposed, including application to an automobile. As a prior art document relating to an oxygen concentration sensor for detecting an oxygen concentration as a gas concentration, for example, the one disclosed in JP-A-53-116896 is known. This shows an oxygen concentration sensor (measurement sensor for measuring oxygen concentration) that can output a current signal corresponding to the oxygen concentration in the gas to be detected with application of a voltage.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、酸素濃度セ
ンサを含むガス濃度センサに印加される電圧はこのガス
濃度センサを流れるセンサ電流に応じて可変制御され
る。このとき、何らかの原因によりガス濃度センサに正
側または負側の過大な電圧が印加されると、そのときの
ガス濃度に対応する電流範囲を越えたセンサ電流が過剰
に流れることでガス濃度センサが劣化するという不具合
があった。The voltage applied to the gas concentration sensor including the oxygen concentration sensor is variably controlled in accordance with the sensor current flowing through the gas concentration sensor. At this time, if an excessively high voltage on the positive or negative side is applied to the gas concentration sensor for some reason, the sensor current exceeding the current range corresponding to the gas concentration at that time flows excessively, and the gas concentration sensor There was a problem of deterioration.
【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、ガス濃度センサに対して過大
な電圧が印加されることを抑止し、ガス濃度センサの劣
化を防止できるガス濃度センサ用制御装置の提供を課題
としている。[0004] Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and is intended for a gas concentration sensor capable of preventing an excessive voltage from being applied to the gas concentration sensor and preventing deterioration of the gas concentration sensor. The task is to provide a control device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１のガス濃度セン
サ用制御装置によれば、電圧印加手段にてガス濃度セン
サに対して印加される電圧が、電圧判定手段にて所定の
電圧範囲内にあるかが判定される。これにより、ガス濃
度センサに印加される電圧が常時、適切な電圧範囲内に
あるかを知ることができる。According to the control apparatus for a gas concentration sensor of the present invention, the voltage applied to the gas concentration sensor by the voltage applying means is within a predetermined voltage range by the voltage determining means. Is determined. This makes it possible to always know whether the voltage applied to the gas concentration sensor is within an appropriate voltage range.
【０００６】請求項２のガス濃度センサ用制御装置で
は、電圧判定手段にてガス濃度センサに対して印加され
る電圧が所定の電圧範囲を外れたときには保護手段によ
りガス濃度センサの両端子が同電位にされる。このよう
に、ガス濃度センサに印加される電圧が適切な電圧範囲
を外れたときにはガス濃度センサの両端子が同電位にさ
れることで、センサ素子に過電流が流れることがないた
めガス濃度センサの劣化が防止される。In the control device for a gas concentration sensor according to the present invention, when the voltage applied to the gas concentration sensor by the voltage determination means is out of a predetermined voltage range, both terminals of the gas concentration sensor are protected by the protection means. Potential. As described above, when the voltage applied to the gas concentration sensor is out of the appropriate voltage range, both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential, so that an overcurrent does not flow through the sensor element. Is prevented from deteriorating.
【０００７】請求項３のガス濃度センサ用制御装置によ
れば、演算手段にて算出されたガス濃度センサに対する
印加電圧が、演算手段の出力が確定しない期間または演
算手段で構成部品の断線や短絡が検出されたときには、
保護手段によりガス濃度センサの両端子が同電位にされ
る。このような不定時には、ガス濃度センサの両端子が
同電位にされることで、センサ素子に過電流が流れるこ
とがないためガス濃度センサの劣化が防止される。According to the control device for a gas concentration sensor of the third aspect, the voltage applied to the gas concentration sensor calculated by the calculating means is a period during which the output of the calculating means is not determined, or a disconnection or short circuit of a component is caused by the calculating means. Is detected,
Both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential by the protection means. In such an uncertain time, since both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential, an overcurrent does not flow through the sensor element, so that deterioration of the gas concentration sensor is prevented.
【０００８】請求項４のガス濃度センサ用制御装置で
は、電圧判定手段にてガス濃度センサの印加電圧が所定
の電圧範囲を外れたと判定されたときには、保護手段に
よりガス濃度センサの両端子のうち何れか一方の端子が
他方の端子に接続される。これにより、ガス濃度センサ
に印加される電圧が適切な電圧範囲を外れたときにはガ
ス濃度センサの両端子が同電位にされることで、センサ
素子に過電流が流れることがないためガス濃度センサの
劣化が防止される。According to a fourth aspect of the present invention, when the voltage determining means determines that the applied voltage of the gas concentration sensor is out of the predetermined voltage range, the protection means determines whether the voltage applied to both terminals of the gas concentration sensor is higher than the predetermined voltage range. One of the terminals is connected to the other terminal. Thus, when the voltage applied to the gas concentration sensor is out of the appropriate voltage range, both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential, so that an overcurrent does not flow through the sensor element, so that Deterioration is prevented.
【０００９】請求項５のガス濃度センサ用制御装置で
は、電圧判定手段にてガス濃度センサの印加電圧が所定
の電圧範囲を外れたと判定されたときには、保護手段に
よりガス濃度センサの両端子のうち何れか一方の端子が
開放される。これにより、ガス濃度センサに印加される
電圧が適切な電圧範囲を外れたときにはガス濃度センサ
の両端子が同電位にされることで、センサ素子に過電流
が流れることがないためガス濃度センサの劣化が防止さ
れる。In the control device for a gas concentration sensor according to the present invention, when the voltage determining means determines that the applied voltage of the gas concentration sensor is out of the predetermined voltage range, the protection means detects the two terminals of the gas concentration sensor. One of the terminals is opened. Thus, when the voltage applied to the gas concentration sensor is out of the appropriate voltage range, both terminals of the gas concentration sensor are set to the same potential, so that an overcurrent does not flow through the sensor element, so that Deterioration is prevented.
【００１０】請求項６のガス濃度センサ用制御装置で
は、演算手段によって所定の周期でメモリ内に格納され
た値が比較値と比較され、所定範囲を外れているときに
は、メモリ内の値が所定値に更新される。これにより、
ガス濃度センサには適切な電圧が印加され、センサ素子
に過電流が流れることがないためガス濃度センサの劣化
が防止される。In the control device for a gas concentration sensor according to the present invention, the value stored in the memory at a predetermined cycle is compared with the comparison value by the calculating means. Updated to value. This allows
Since an appropriate voltage is applied to the gas concentration sensor and no overcurrent flows through the sensor element, the gas concentration sensor is prevented from deteriorating.
【００１１】請求項７のガス濃度センサ用制御装置で
は、演算手段によって予め設定された比較値が現在のガ
ス濃度に対応する比較値となるように変更される。即
ち、ガス濃度検出範囲が広いときには比較値がガス濃度
に応じて変更される。これにより、ガス濃度センサには
適切な電圧が印加され、センサ素子に過電流が流れるこ
とがないためガス濃度センサの劣化が防止される。In the control device for a gas concentration sensor according to the present invention, the comparison value set in advance by the calculation means is changed so as to be the comparison value corresponding to the current gas concentration. That is, when the gas concentration detection range is wide, the comparison value is changed according to the gas concentration. Accordingly, an appropriate voltage is applied to the gas concentration sensor, and an overcurrent does not flow through the sensor element, so that the gas concentration sensor is prevented from being deteriorated.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。なお、以下の実施例ではガス濃
度を検出するガス濃度センサとして具体的な、酸素濃度
を検出する酸素濃度センサを用いた酸素濃度センサ用制
御装置について述べる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples. In the following embodiment, a control device for an oxygen concentration sensor using an oxygen concentration sensor for detecting an oxygen concentration will be described as a specific gas concentration sensor for detecting a gas concentration.
【００１３】〈実施例１〉図１は本発明の実施の形態の
第１実施例にかかる酸素濃度センサ用制御装置が適用さ
れた空燃比検出装置の構成を示す概略図である。なお、
本実施例における空燃比検出装置は、自動車に搭載され
る内燃機関（ガソリンエンジン）の電子制御燃料噴射シ
ステムに採用され、この空燃比検出装置による検出結果
に基づき内燃機関に供給する燃料噴射量を増減し所望の
空燃比に制御する。以下、空燃比センサを用いた空燃比
（Ａ／Ｆ）の検出手順及び空燃比センサの印加電圧制御
手順について詳細に説明する。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an air-fuel ratio detecting device to which a control device for an oxygen concentration sensor according to a first embodiment of the present invention is applied. In addition,
The air-fuel ratio detection device according to the present embodiment is employed in an electronically controlled fuel injection system of an internal combustion engine (gasoline engine) mounted on an automobile, and based on a detection result by the air-fuel ratio detection device, a fuel injection amount supplied to the internal combustion engine is determined. The air-fuel ratio is controlled by increasing or decreasing. Hereinafter, a procedure for detecting the air-fuel ratio (A / F) using the air-fuel ratio sensor and a procedure for controlling the applied voltage of the air-fuel ratio sensor will be described in detail.
【００１４】図１において、空燃比検出装置は酸素濃度
センサとしての限界電流式空燃比センサ（以下、『Ａ／
Ｆセンサ』と記す）３０を備え、このＡ／Ｆセンサ３０
は、内燃機関１０の下流側に接続された排気通路１２に
配設されている。Ａ／Ｆセンサ３０からは、マイクロコ
ンピュータ（以下、『マイコン』と記す）２０から指令
される電圧の印加に伴い、排気ガス中の酸素濃度に応じ
たリニアな空燃比検出信号が出力される。マイコン２０
は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置として
のＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種デー
タを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ等
により構成され、所定の制御プログラムに従って後述の
バイアス制御回路４０及びヒータ制御回路７０が制御さ
れる。In FIG. 1, an air-fuel ratio detecting device is a limiting current type air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as "A /
F sensor ”), and the A / F sensor 30
Is disposed in an exhaust passage 12 connected to the downstream side of the internal combustion engine 10. The A / F sensor 30 outputs a linear air-fuel ratio detection signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas in response to application of a voltage commanded by a microcomputer (hereinafter, referred to as “microcomputer”) 20. Microcomputer 20
Is composed of a CPU as a central processing unit for executing various known arithmetic processing, a ROM for storing control programs, a RAM for storing various data, a B / U (backup) RAM, and the like. The bias control circuit 40 and the heater control circuit 70 are controlled.
【００１５】図２は、Ａ／Ｆセンサ３０の概略構成を示
す断面図である。図２において、Ａ／Ｆセンサ３０は排
気通路１２の内部に向けて突設されており、Ａ／Ｆセン
サ３０は主として、カバー３３、センサ本体３２及びヒ
ータ３１から構成されている。カバー３３は断面Ｕ字状
であって、その周壁にはカバー３３の内外を連通する多
数の小孔３３ａが形成されている。センサ素子部として
のセンサ本体３２は、空燃比リーン領域における酸素濃
度、または空燃比リッチ領域における未燃ガスとして一
酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、水素（Ｈ2 ）等
のガス濃度に対応する限界電流を発生する。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of the A / F sensor 30. As shown in FIG. 2, the A / F sensor 30 protrudes toward the inside of the exhaust passage 12, and the A / F sensor 30 mainly includes a cover 33, a sensor body 32, and a heater 31. The cover 33 has a U-shaped cross section, and a plurality of small holes 33a communicating with the inside and outside of the cover 33 are formed in a peripheral wall thereof. The sensor main body 32 as the sensor element portion has an oxygen concentration in an air-fuel ratio lean region or a gas concentration of carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), hydrogen (H 2 ) or the like as unburned gas in an air-fuel ratio rich region. Generates a limiting current corresponding to.
【００１６】次に、センサ本体３２の構成について詳述
する。センサ本体３２において、断面コップ状に形成さ
れた固体電解質層３４の外表面には、排気ガス側電極層
３６が固着され、内表面には大気側電極層３７が固着さ
れている。また、排気ガス側電極層３６の外側には、プ
ラズマ溶射法等により拡散抵抗層３５が形成されてい
る。固体電解質層３４は、ＺｒＯ2 、ＨｆＯ2 、ＴｈＯ
2 、Ｂｉ2 Ｏ3 等にＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｙｂ2
Ｏ3 等を安定剤として固溶させた酸素イオン伝導性酸化
物焼結体からなり、拡散抵抗層３５はアルミナ、マグネ
シャ、ケイ石質、スピネル、ムライト等の耐熱性無機物
質からなる。排気ガス側電極層３６及び大気側電極層３
７は共に、白金等の触媒活性の高い貴金属からなりその
表面には多孔質の化学メッキ等が施されている。なお、
排気ガス側電極層３６の面積は１０〜１００ｍｍ2 、厚
さは０．５〜２．０μｍ程度となっており、一方、大気
側電極層３７の面積は１０ｍｍ2 以上、厚さは０．５〜
２．０μｍ程度となっている。Next, the configuration of the sensor main body 32 will be described in detail. In the sensor main body 32, an exhaust gas-side electrode layer 36 is fixed to the outer surface of the solid electrolyte layer 34 formed in a cup shape, and an atmosphere-side electrode layer 37 is fixed to the inner surface. A diffusion resistance layer 35 is formed outside the exhaust gas side electrode layer 36 by a plasma spraying method or the like. The solid electrolyte layer 34 is made of ZrO 2 , HfO 2 , ThO
CaO to 2, Bi 2 O 3 and the like, MgO, Y 2 O 3, Yb 2
O 3 or the like made of an oxygen ion conductive oxide sintered body is solid-dissolved as a stabilizer, the diffusion resistance layer 35 is alumina, magnesia, silica, spinel, a heat-resistant inorganic materials such as mullite. Exhaust gas side electrode layer 36 and atmosphere side electrode layer 3
7 is made of a noble metal having high catalytic activity, such as platinum, and its surface is subjected to porous chemical plating or the like. In addition,
Area of the exhaust gas side electrode layer 36 is 10 to 100 mm 2, the thickness is on the order of 0.5 to 2.0 [mu] m, whereas the area of the atmosphere-side electrode layer 37 is 10 mm 2 or more, thickness of 0.5 ~
It is about 2.0 μm.
【００１７】ヒータ３１は大気側電極層３７内に収容さ
れており、その発熱エネルギによりセンサ本体３２（大
気側電極層３７、固体電極質層３４、排気ガス側電極層
３６及び拡散抵抗層３５）を加熱する。ヒータ３１はセ
ンサ本体３２を活性化するに十分な発熱容量を有してい
る。The heater 31 is accommodated in the atmosphere side electrode layer 37, and the heat generated by the heater body 32 causes the sensor body 32 (atmosphere side electrode layer 37, solid electrode layer 34, exhaust gas side electrode layer 36 and diffusion resistance layer 35). Heat. The heater 31 has a heat generating capacity sufficient to activate the sensor main body 32.
【００１８】上記構成のＡ／Ｆセンサ３０において、セ
ンサ本体３２は理論空燃比点よりリーン領域では酸素濃
度に応じた限界電流を発生する。この場合、酸素濃度に
対応する限界電流は、排気ガス側電極層３６の面積、拡
散抵抗層３５の厚さ、気孔率及び平均孔径により決定さ
れる。また、センサ本体３２は酸素濃度を直線的特性に
て検出し得るものであるが、このセンサ本体３２を活性
化するのに約６００℃以上の高温が必要とされると共
に、このセンサ本体３２の活性温度範囲が狭いため、内
燃機関１０の排気ガスのみによる加熱では素子温を活性
領域に制御できない。このため、本実施例では、ヒータ
３１への供給電力をデューティ比制御することにより、
センサ本体３２を活性温度域にまで加熱するようにして
いる。なお、理論空燃比よりもリッチ側の領域では、未
燃ガスである一酸化炭素（ＣＯ）等の濃度が空燃比に対
してほぼリニアに変化し、センサ本体３２は一酸化炭素
（ＣＯ）等の濃度に応じた限界電流を発生する。In the A / F sensor 30 having the above configuration, the sensor main body 32 generates a limit current corresponding to the oxygen concentration in a lean region from the stoichiometric air-fuel ratio point. In this case, the limiting current corresponding to the oxygen concentration is determined by the area of the exhaust gas side electrode layer 36, the thickness of the diffusion resistance layer 35, the porosity, and the average pore diameter. The sensor main body 32 can detect the oxygen concentration with a linear characteristic. However, a high temperature of about 600 ° C. or more is required to activate the sensor main body 32, Since the activation temperature range is narrow, the element temperature cannot be controlled in the activation region by heating only the exhaust gas of the internal combustion engine 10. For this reason, in the present embodiment, by controlling the power supply to the heater 31 with the duty ratio,
The sensor body 32 is heated to the activation temperature range. Note that in a region richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the concentration of unburned gas such as carbon monoxide (CO) changes almost linearly with respect to the air-fuel ratio, and the sensor body 32 displays carbon monoxide (CO) or the like. Generates a limiting current corresponding to the concentration of
【００１９】次に、Ａ／Ｆセンサ３０の電圧−電流特性
（Ｖ−Ｉ特性）について図３のテーブルを参照して説明
する。Next, the voltage-current characteristics (VI characteristics) of the A / F sensor 30 will be described with reference to the table shown in FIG.
【００２０】図３によれば、Ａ／Ｆセンサ３０の検出Ａ
／Ｆに比例するセンサ本体３２の固体電解質層３４への
流入電流と印加電圧とがリニアな特性を有することが分
かる。電圧軸Ｖに平行な直線部分がセンサ本体３２の限
界電流を特定する限界電流検出域であって、この限界電
流（センサ電流）の増減はＡ／Ｆの増減（即ち、リーン
・リッチ）に対応している。つまり、Ａ／Ｆがリーン側
になるほど限界電流は増大し、Ａ／Ｆがリッチ側になる
ほど限界電流は減少する。According to FIG. 3, the detection A of the A / F sensor 30
It can be seen that the current flowing into the solid electrolyte layer 34 of the sensor body 32 and the applied voltage, which are proportional to / F, have linear characteristics. The straight line portion parallel to the voltage axis V is a limit current detection area for specifying the limit current of the sensor main body 32. The increase / decrease of this limit current (sensor current) corresponds to the increase / decrease of A / F (that is, lean / rich). doing. That is, the limit current increases as the A / F becomes leaner, and decreases as the A / F becomes richer.
【００２１】また、図３の電圧−電流特性において、電
圧軸Ｖに平行な直線部分（限界電流検出域）よりも小さ
い電圧域は抵抗支配域となっており、この抵抗支配域に
おける一次直線部分の傾きは、センサ本体３２における
固体電解質層３４の内部抵抗である素子抵抗（素子イン
ピーダンス）ＺＤＣにより特定される。この素子抵抗Ｚ
ＤＣは温度変化に伴い変化し、センサ本体３２の温度が
低下すると素子抵抗ＺＤＣの増大によりその傾きが小さ
くなる。In the voltage-current characteristics of FIG. 3, a voltage region smaller than a linear portion (limit current detection region) parallel to the voltage axis V is a resistance dominant region, and a primary linear portion in this resistance dominant region. Is specified by an element resistance (element impedance) ZDC which is an internal resistance of the solid electrolyte layer 34 in the sensor body 32. This element resistance Z
The DC changes with the temperature change, and when the temperature of the sensor main body 32 decreases, the slope decreases due to an increase in the element resistance ZDC.
【００２２】一方、図１において、Ａ／Ｆセンサ３０に
電圧を印加するためのバイアス指令信号（ディジタル信
号）Ｖｒはマイコン２０からＤ／Ａ変換器２１に入力さ
れ、このＤ／Ａ変換器２１にてアナログ信号Ｖｂに変換
されバイアス制御回路４０に入力される。このバイアス
制御回路４０からはＡ／Ｆの検出電圧または素子抵抗の
検出電圧の何れかがＡ／Ｆセンサ３０に印加される。即
ち、バイアス制御回路４０からＡ／Ｆセンサ３０に対し
て、Ａ／Ｆ検出時には、図３に示す特性線Ｌ１を用いて
このときのＡ／Ｆに対応する所定の電圧Ｖｐが印加さ
れ、素子抵抗検出時には所定の周波数信号よりなる単発
的かつ所定の時定数を持つ電圧が印加される。On the other hand, in FIG. 1, a bias command signal (digital signal) Vr for applying a voltage to the A / F sensor 30 is input from the microcomputer 20 to the D / A converter 21. Is converted into an analog signal Vb and input to the bias control circuit 40. Either the A / F detection voltage or the element resistance detection voltage is applied to the A / F sensor 30 from the bias control circuit 40. That is, when the A / F is detected from the bias control circuit 40 to the A / F sensor 30, a predetermined voltage Vp corresponding to the A / F at this time is applied using the characteristic line L1 shown in FIG. At the time of resistance detection, a single voltage consisting of a predetermined frequency signal and having a predetermined time constant is applied.
【００２３】また、バイアス制御回路４０は、Ａ／Ｆセ
ンサ３０への電圧の印加に伴い流れる電流値を電流検出
回路５０にて検出し、この電流検出回路５０にて検出さ
れた電流値のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器２３を介して
マイコン２０に入力される。更に、バイアス制御回路４
０は、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧異常を過電圧
検出回路６０にて検出する。このバイアス制御回路４０
の詳細な電気的構成については後述する。Ａ／Ｆセンサ
３０に付設されたヒータ３１は、ヒータ制御回路７０に
よりその作動が制御される。つまり、ヒータ制御回路７
０にて、Ａ／Ｆセンサ３０の素子温やヒータ温度に応じ
てバッテリ電源（図示略）からヒータ３１に供給される
電力がデューティ比制御され、ヒータ３１の加熱制御が
実行される。The bias control circuit 40 detects the value of the current flowing with the application of the voltage to the A / F sensor 30 by the current detection circuit 50, and analogizes the current value detected by the current detection circuit 50. The signal is input to the microcomputer 20 via the A / D converter 23. Further, the bias control circuit 4
0 indicates that the abnormal voltage applied to the A / F sensor 30 is detected by the overvoltage detection circuit 60. This bias control circuit 40
The detailed electrical configuration will be described later. The operation of the heater 31 attached to the A / F sensor 30 is controlled by a heater control circuit 70. That is, the heater control circuit 7
At 0, the duty ratio of the power supplied from the battery power supply (not shown) to the heater 31 is controlled in accordance with the element temperature of the A / F sensor 30 and the heater temperature, and the heating control of the heater 31 is executed.
【００２４】次に、バイアス制御回路４０の電気的構成
について図４の回路図に基づいて説明する。Next, the electrical configuration of the bias control circuit 40 will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
【００２５】図４において、バイアス制御回路４０は大
別して、基準電圧回路４４と、第１の電圧供給回路４５
と、第２の電圧供給回路４７と、電流検出回路５０と、
過電圧検出回路６０とを有する。基準電圧回路４４に
て、定電圧Ｖccが分圧抵抗４４ａ，４４ｂにより分圧さ
れ一定の基準電圧Ｖａが生成される。In FIG. 4, the bias control circuit 40 is roughly divided into a reference voltage circuit 44 and a first voltage supply circuit 45.
A second voltage supply circuit 47, a current detection circuit 50,
And an overvoltage detection circuit 60. In the reference voltage circuit 44, the constant voltage Vcc is divided by the voltage dividing resistors 44a and 44b to generate a constant reference voltage Va.
【００２６】第１の電圧供給回路４５は電圧フォロア回
路にて構成され、第１の電圧供給回路４５から基準電圧
回路４４の基準電圧Ｖａと同じ電圧ＶａがＡ／Ｆセンサ
３０の一方の端子４２に供給される。より具体的には、
正側入力端子が各分圧抵抗４４ａ，４４ｂの分圧点に接
続されると共に負側入力端子がＡ／Ｆセンサ３０の一方
の端子４２に接続された演算増幅器４５ａと、この演算
増幅器４５ａの出力端子に一端が接続された抵抗４５ｂ
と、この抵抗４５ｂの他端にそれぞれベースが接続され
たＮＰＮトランジスタ４５ｃ及びＰＮＰトランジスタ４
５ｄとにより構成されている。ＮＰＮトランジスタ４５
ｃのコレクタは定電圧Ｖccに接続され、エミッタは電流
検出回路５０を構成する電流検出抵抗５０ａを介してＡ
／Ｆセンサ３０の一方の端子４２に接続されている。ま
た、ＰＮＰトランジスタ４５ｄのエミッタはＮＰＮトラ
ンジスタ４５ｃのエミッタに接続され、コレクタはアー
スされている。The first voltage supply circuit 45 is constituted by a voltage follower circuit, and the same voltage Va as the reference voltage Va of the reference voltage circuit 44 is supplied from the first voltage supply circuit 45 to one terminal 42 of the A / F sensor 30. Supplied to More specifically,
An operational amplifier 45a having a positive input terminal connected to the voltage dividing points of the voltage dividing resistors 44a and 44b and a negative input terminal connected to one terminal 42 of the A / F sensor 30; A resistor 45b having one end connected to the output terminal
And an NPN transistor 45c and a PNP transistor 4 each having a base connected to the other end of the resistor 45b.
5d. NPN transistor 45
The collector of C is connected to a constant voltage Vcc, and the emitter is connected to A through a current detection resistor 50a constituting a current detection circuit 50.
It is connected to one terminal 42 of the / F sensor 30. The emitter of the PNP transistor 45d is connected to the emitter of the NPN transistor 45c, and the collector is grounded.
【００２７】第２の電圧供給回路４７も同様に電圧フォ
ロア回路にて構成され、Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖ
ｂと同じ電圧ＶｂがＡ／Ｆセンサ３０の他方の端子４１
に供給される。より具体的には、正側入力端子がＤ／Ａ
変換器２１の出力に後述の切換スイッチＳＷを介して接
続されると共に負側入力端子がＡ／Ｆセンサ３０の他方
の端子４１に接続された演算増幅器４７ａと、この演算
増幅器４７ａの出力端子に一端が接続された抵抗４７ｂ
と、この抵抗４７ｂの他端にそれぞれベースが接続され
たＮＰＮトランジスタ４７ｃ及びＰＮＰトランジスタ４
７ｄとにより構成されている。ＮＰＮトランジスタ４７
ｃのコレクタは定電圧Ｖccに接続され、エミッタは抵抗
４７ｅを介してＡ／Ｆセンサ３０の他方の端子４１に接
続されている。また、ＰＮＰトランジスタ４７ｄのエミ
ッタはＮＰＮトランジスタ４７ｃのエミッタに接続さ
れ、コレクタはアースされている。The second voltage supply circuit 47 is similarly constituted by a voltage follower circuit, and outputs the output voltage V of the D / A converter 21.
the same voltage Vb as the other terminal 41 of the A / F sensor 30
Supplied to More specifically, the positive input terminal is D / A
An operational amplifier 47a connected to the output of the converter 21 via a changeover switch SW described later and having a negative input terminal connected to the other terminal 41 of the A / F sensor 30, and an output terminal of the operational amplifier 47a. Resistor 47b with one end connected
And an NPN transistor 47c and a PNP transistor 4 each having a base connected to the other end of the resistor 47b.
7d. NPN transistor 47
The collector of c is connected to the constant voltage Vcc, and the emitter is connected to the other terminal 41 of the A / F sensor 30 via the resistor 47e. The emitter of the PNP transistor 47d is connected to the emitter of the NPN transistor 47c, and the collector is grounded.
【００２８】このような構成により、Ａ／Ｆセンサ３０
の一方の端子４２には常時、基準電圧Ｖａが供給され
る。そして、Ｄ／Ａ変換器２１を経由してＡ／Ｆセンサ
３０の他方の端子４１に基準電圧Ｖａよりも低い電圧Ｖ
ｂが印加されると、Ａ／Ｆセンサ３０が正バイアスされ
る。また、Ｄ／Ａ変換器２１を経由してＡ／Ｆセンサ３
０の他方の端子４１に基準電圧Ｖａよりも高い電圧Ｖｂ
が印加されると、Ａ／Ｆセンサ３０が負バイアスされ
る。With such a configuration, the A / F sensor 30
The reference voltage Va is always supplied to one of the terminals. Then, the voltage V lower than the reference voltage Va is applied to the other terminal 41 of the A / F sensor 30 via the D / A converter 21.
When b is applied, the A / F sensor 30 is positively biased. Also, the A / F sensor 3 via the D / A converter 21
0 is applied to the other terminal 41 of the voltage Vb higher than the reference voltage Va.
Is applied, the A / F sensor 30 is negatively biased.
【００２９】そして、電圧の印加に伴って流れるセンサ
電流（限界電流）は、電流検出抵抗５０ａの両端電位差
として検出され、Ａ／Ｄ変換器２３を介してマイコン２
０に入力される。また、Ａ／Ｆセンサ３０の一方の端子
４２と電流検出回路５０との間には、出力バッファ５１
が接続されており、この出力バッファ５１からＡ／Ｆセ
ンサ３０で検出されたＡ／Ｆ（空燃比）が電圧信号とし
て直接取出せるようになっている。Then, the sensor current (limit current) flowing with the application of the voltage is detected as a potential difference between both ends of the current detecting resistor 50a, and is supplied to the microcomputer 2 via the A / D converter 23.
Input to 0. An output buffer 51 is provided between one terminal 42 of the A / F sensor 30 and the current detection circuit 50.
Is connected, so that the A / F (air-fuel ratio) detected by the A / F sensor 30 can be directly extracted from the output buffer 51 as a voltage signal.
【００３０】更に、Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖｂ
は、過電圧検出回路６０の比較器６１の負側入力端子及
び比較器６２の正側入力端子にそれぞれ入力される。一
方、比較器６１の正側入力端子には高電圧側の比較電圧
ＶthＨが入力され、比較器６２の負側入力端子には低電
圧側の比較電圧ＶthＬが入力されている。そして、比較
器６１及び比較器６２の両出力はＯＲゲート６３の入力
端子にそれぞれ入力される。このＯＲゲート６３からの
出力によってＤ／Ａ変換器２１と第２の電圧供給回路４
７の演算増幅器４７ａの正側入力端子との間に設けられ
た切換スイッチＳＷが切換えられる。Further, the output voltage Vb of the D / A converter 21
Are input to the negative input terminal of the comparator 61 and the positive input terminal of the comparator 62 of the overvoltage detection circuit 60, respectively. On the other hand, a high-voltage-side comparison voltage VthH is input to a positive-side input terminal of the comparator 61, and a low-voltage-side comparison voltage VthL is input to a negative-side input terminal of the comparator 62. The outputs of the comparator 61 and the comparator 62 are input to the input terminals of the OR gate 63, respectively. The output from the OR gate 63 causes the D / A converter 21 and the second voltage supply circuit 4
The changeover switch SW provided between the operational amplifier 47a and the positive input terminal of the operational amplifier 47a is switched.
【００３１】次に、上述のように構成された空燃比検出
装置の作用について説明する。Next, the operation of the air-fuel ratio detecting device configured as described above will be described.
【００３２】Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖｂが比較電
圧ＶthＨと比較電圧ＶthＬとの間の正常電圧域にあると
きには、切換スイッチＳＷは図４に示す切換位置にあ
り、Ｄ／Ａ変換器２１と第２の電圧供給回路４７の演算
増幅器４７ａの正側入力端子との間が接続状態とされ
る。一方、Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧Ｖｂが比較電圧
ＶthＨと比較電圧ＶthＬとの間を外れ異常電圧域となる
と過電圧検出回路６０のＯＲゲート６３からの出力によ
り切換スイッチＳＷが切換えられＤ／Ａ変換器２１と第
２の電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの正側入力端
子との間が開放状態とされると共に、第２の電圧供給回
路４７の演算増幅器４７ａの正側入力端子と第１の電圧
供給回路４５の演算増幅器４５ａの正側入力端子とが接
続状態とされ、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が
同電位とされることで、Ａ／Ｆセンサ３０が保護され
る。When the output voltage Vb of the D / A converter 21 is in the normal voltage range between the comparison voltage VthH and the comparison voltage VthL, the changeover switch SW is in the switching position shown in FIG. 21 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47. On the other hand, when the output voltage Vb of the D / A converter 21 falls outside the range between the comparison voltage VthH and the comparison voltage VthL and enters an abnormal voltage range, the changeover switch SW is switched by the output from the OR gate 63 of the overvoltage detection circuit 60 and the D / A The A converter 21 and the positive input terminal of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 are opened, and the positive input terminal of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 The A / F sensor 30 is protected by connecting the positive input terminal of the operational amplifier 45a of the first voltage supply circuit 45 to the connected state and setting the two terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 to the same potential. You.
【００３３】ところで、上記実施例では、過電圧検出回
路６０の比較器６１の負側入力端子及び比較器６２の正
側入力端子に入力される電圧を、バイアス制御回路４０
の切換スイッチＳＷのＤ／Ａ変換器２１側のＡ点の入力
電圧Ｖｂとしているが、バイアス制御回路４０の第２の
電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの出力端子側のＢ
点（図４参照）の電圧としてもよく、更に、バイアス制
御回路４０のＡ／Ｆセンサ３０の端子４１側のＣ点（図
４参照）に印加される電圧Ｖｂとしてもよい。In the above embodiment, the voltage input to the negative input terminal of the comparator 61 of the overvoltage detection circuit 60 and the voltage input to the positive input terminal of the comparator 62 are converted to the bias control circuit 40.
, The input voltage Vb at the point A on the D / A converter 21 side of the changeover switch SW, but B at the output terminal side of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 of the bias control circuit 40.
The voltage at point (see FIG. 4) may be used, and further, the voltage Vb applied to point C (see FIG. 4) on the terminal 41 side of the A / F sensor 30 of the bias control circuit 40 may be used.
【００３４】ここで、図４に示すように、バイアス制御
回路４０のＡ点からの電圧を過電圧検出回路６０に入力
した場合には、マイコン２０の暴走や初期化処理のとき
の不定によるマイコン２０の出力異常やＤ／Ａ変換器２
１の出力異常からＡ／Ｆセンサ３０が保護される。ま
た、バイアス制御回路４０のＢ点からの電圧を過電圧検
出回路６０に入力した場合には、上述の効果に加えて、
第２の電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの出力異常
からＡ／Ｆセンサ３０が保護される。更に、バイアス制
御回路４０のＣ点からの電圧を過電圧検出回路６０に入
力した場合には、上述の効果に加えて、第２の電圧供給
回路４７の演算増幅器４７ａの出力異常やＦ／Ｂ（フィ
ードバック）制御系の出力異常及びセンサラインに重畳
したノイズ等による過電圧からＡ／Ｆセンサ３０が保護
される。Here, as shown in FIG. 4, when the voltage from the point A of the bias control circuit 40 is input to the overvoltage detection circuit 60, the microcomputer 20 may run out of control due to runaway of the microcomputer 20 or indefiniteness during initialization processing. Output abnormalities and D / A converter 2
The A / F sensor 30 is protected from the output abnormality of No. 1. When the voltage from point B of the bias control circuit 40 is input to the overvoltage detection circuit 60, in addition to the above-described effects,
The A / F sensor 30 is protected from the output abnormality of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47. Further, when the voltage from the point C of the bias control circuit 40 is input to the overvoltage detection circuit 60, in addition to the above-described effects, the output abnormality of the operational amplifier 47a of the second voltage supply circuit 47 and the F / B ( (Feedback) The A / F sensor 30 is protected from overvoltage caused by output abnormality of the control system and noise superimposed on the sensor line.
【００３５】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、電圧の印加に伴い排ガス中のＡ／Ｆ（酸素
濃度）に応じた電流信号を出力するＡ／Ｆセンサ３０に
対して電圧を印加するマイコン（マイクロコンピュー
タ）２０、Ｄ／Ａ変換器２１、バイアス制御回路４０に
て構成される電圧印加手段と、前記電圧印加手段にてＡ
／Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定の電圧範囲内に
あるかを判定する過電圧検出回路６０にて構成される電
圧判定手段とを具備するものである。つまり、電圧印加
手段としてのマイコン２０、Ｄ／Ａ変換器２１、バイア
ス制御回路４０にてＡ／Ｆセンサ３０に対して印加され
る電圧が、電圧判定手段としての過電圧検出回路６０に
て高電圧側の比較電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧Ｖth
Ｌとの間にあるかが判定される。このため、Ａ／Ｆセン
サ３０に印加される電圧が常時、適切な電圧範囲内にあ
るかを知ることができる。As described above, the control device for the oxygen concentration sensor according to the present embodiment provides the A / F sensor 30 which outputs a current signal corresponding to the A / F (oxygen concentration) in the exhaust gas with the application of the voltage. A voltage applying means comprising a microcomputer (microcomputer) 20 for applying a voltage, a D / A converter 21, and a bias control circuit 40;
And a voltage determining means including an overvoltage detecting circuit 60 for determining whether the voltage applied to the / F sensor 30 is within a predetermined voltage range. That is, the voltage applied to the A / F sensor 30 by the microcomputer 20, the D / A converter 21, and the bias control circuit 40 as the voltage application means is changed to the high voltage by the overvoltage detection circuit 60 as the voltage determination means. Side comparison voltage VthH and low voltage side comparison voltage Vth
L is determined. Therefore, it is possible to always know whether the voltage applied to the A / F sensor 30 is within an appropriate voltage range.
【００３６】また、本実施例の酸素濃度センサ用制御装
置は、過電圧検出回路６０にて構成される電圧判定手段
にてＡ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定の電圧範
囲を外れたと判定されたときには、Ａ／Ｆセンサ３０の
両端子４１，４２を同電位にする切換スイッチＳＷにて
構成される保護手段を具備するものである。つまり、電
圧判定手段としての過電圧検出回路６０にてＡ／Ｆセン
サ３０に対して印加される電圧が高電圧側の比較電圧Ｖ
thＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間を外れたときに
は保護手段としての切換スイッチＳＷによりＡ／Ｆセン
サ３０の両端子４１，４２が同電位にされる。このた
め、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が適切な電圧範
囲を外れたときにはＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４
２が同電位にされることで、センサ素子に過電流が流れ
ることがないためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止され
る。In the control device for an oxygen concentration sensor according to the present embodiment, the voltage applied to the A / F sensor 30 is determined to be out of a predetermined voltage range by the voltage determination means constituted by the overvoltage detection circuit 60. In this case, a protection means constituted by a changeover switch SW for setting both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 to the same potential is provided. That is, the voltage applied to the A / F sensor 30 by the overvoltage detection circuit 60 as the voltage determination means is higher than the comparison voltage V on the high voltage side.
When the voltage deviates between thH and the comparison voltage VthL on the low voltage side, both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential by the changeover switch SW as protection means. Therefore, when the voltage applied to the A / F sensor 30 is out of the appropriate voltage range, the two terminals 41 and 4 of the A / F sensor 30
By setting 2 at the same potential, deterioration of the A / F sensor 30 is prevented because an overcurrent does not flow through the sensor element.
【００３７】そして、本実施例の酸素濃度センサ用制御
装置は、電圧の印加に伴い排ガス中のＡ／Ｆ（酸素濃
度）に応じた電流信号を出力するＡ／Ｆセンサ３０に対
して印加する電圧を算出するマイコン（マイクロコンピ
ュータ）２０にて構成される演算手段と、マイコン２０
の出力が確定しない期間またはマイコン２０が構成部品
の断線や短絡を検出したときには、Ａ／Ｆセンサ３０の
両端子４１，４２を同電位にする切換スイッチＳＷにて
構成される保護手段とを具備するものである。つまり、
演算手段としてのマイコン２０にて電圧の印加に伴い排
ガス中のＡ／Ｆ（酸素濃度）に応じた電流信号を出力す
るＡ／Ｆセンサ３０に対して算出された印加電圧が、マ
イコン２０の出力が確定しない期間またはマイコン２０
で構成部品の断線または短絡が検出されたときには、保
護手段としての切換スイッチＳＷによりＡ／Ｆセンサ３
０の両端子４１，４２が同電位にされる。Then, the control device for the oxygen concentration sensor of the present embodiment applies to the A / F sensor 30 which outputs a current signal corresponding to the A / F (oxygen concentration) in the exhaust gas with the application of the voltage. A calculating means comprising a microcomputer (microcomputer) 20 for calculating a voltage;
Protection means comprising a changeover switch SW for setting both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 to the same potential during a period when the output of the A / F sensor 30 is not determined or when the microcomputer 20 detects disconnection or short circuit of a component. Is what you do. That is,
The applied voltage calculated by the microcomputer 20 as an arithmetic means to the A / F sensor 30 which outputs a current signal according to the A / F (oxygen concentration) in the exhaust gas with the application of the voltage is output from the microcomputer 20. Is not fixed or microcomputer 20
When the disconnection or short circuit of the component is detected in the above, the A / F sensor 3 is switched by the changeover switch SW as the protection means.
0 terminals 41 and 42 are set to the same potential.
【００３８】このような不定時としては、マイコン２０
のリセット解除後でＤ／Ａ変換器２１の出力が確定され
るまでの期間、またはＤ／Ａ変換器２１の出力電圧が異
常であるとき、またはバイアス制御回路４０内の配線等
の断線や短絡が検出されたとき等である。このような不
定時には、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電
位にされることで、センサ素子に過電流が流れることが
ないためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止される。In such an irregular time, the microcomputer 20
After the reset is released, until the output of the D / A converter 21 is determined, or when the output voltage of the D / A converter 21 is abnormal, or a disconnection or short circuit of the wiring or the like in the bias control circuit 40. Is detected. In such an uncertain time, the two terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential, so that an overcurrent does not flow through the sensor element, so that the deterioration of the A / F sensor 30 is prevented.
【００３９】更に、本実施例の酸素濃度センサ用制御装
置は、切換スイッチＳＷにて構成される保護手段が、過
電圧検出回路６０にて構成される電圧判定手段にてＡ／
Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定の電圧範囲を外れ
たと判定されたときには、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子４
１，４２のうち一方の端子４１を他方の端子４２に接続
するものである。つまり、電圧判定手段としての過電圧
検出回路６０にてＡ／Ｆセンサ３０の印加電圧が高電圧
側の比較電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間
を外れたと判定されたときには、保護手段としての切換
スイッチＳＷによりＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４
２のうち一方の端子４１が他方の端子４２に接続され
る。このため、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が適
切な電圧範囲を外れたときにはＡ／Ｆセンサ３０の両端
子４１，４２が同電位にされることで、センサ素子に過
電流が流れることがないためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が
防止される。Further, in the control device for the oxygen concentration sensor of the present embodiment, the protection means constituted by the changeover switch SW is changed to A / A by the voltage judgment means constituted by the overvoltage detection circuit 60.
When it is determined that the voltage applied to the F sensor 30 is out of the predetermined voltage range, both terminals 4 of the A / F sensor 30
One terminal 41 of the terminals 1 and 42 is connected to the other terminal 42. That is, when the overvoltage detection circuit 60 as the voltage determination means determines that the applied voltage of the A / F sensor 30 has deviated between the high-voltage-side comparison voltage VthH and the low-voltage-side comparison voltage VthL, the protection means Switches 41, 4 of the A / F sensor 30
One of the terminals 41 is connected to the other terminal 42. For this reason, when the voltage applied to the A / F sensor 30 is out of the appropriate voltage range, both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential, so that an overcurrent flows through the sensor element. Because of the absence, the deterioration of the A / F sensor 30 is prevented.
【００４０】図５は本発明の実施の形態の第１実施例に
かかる酸素濃度センサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置のバイアス制御回路４０の変形例における電気的
構成を示す回路図である。なお、上述の実施例と同様の
構成または相当部分からなるものについては同一符号及
び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。FIG. 5 is a circuit diagram showing an electric configuration of a modified example of the bias control circuit 40 of the air-fuel ratio detection device to which the control device for the oxygen concentration sensor according to the first embodiment of the present invention is applied. is there. In addition, the same reference numerals and symbols are given to components having the same configuration or corresponding portions as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
【００４１】本実施例のバイアス制御回路４０の過電圧
検出回路６０′では、比較器６１の正側入力端子に入力
される高電圧側の比較電圧ＶthＨを、定電圧Ｖccが分圧
抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 にて分圧された２段階の電圧とし
ている。そして、マイコン２０にて切換スイッチＳＷ２
を制御することで比較器６１の正側入力端子に２段階の
電圧のうち何れかの比較電圧が入力される。このような
構成とすることで、Ａ／Ｆに対応した複数の異常電圧に
対処することができ、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電
圧が適切な電圧範囲を外れたときにはＡ／Ｆセンサ３０
の両端子４１，４２が同電位にされることで、センサ素
子に過電流が流れることがないためＡ／Ｆセンサ３０の
劣化が防止される。ここで、分圧抵抗の数及び切換スイ
ッチの端子数を増やすことで、より多段切換も可能であ
り、更に細かい比較電圧の設定が可能となる。また、比
較電圧の複数の設定は比較器６２の負側入力端子に設け
てもよい。In the overvoltage detection circuit 60 'of the bias control circuit 40 of the present embodiment, the comparison voltage VthH on the high voltage side input to the positive input terminal of the comparator 61 is changed to the constant voltage Vcc by the voltage dividing resistors R1 and R2. , R3 are two-stage voltages. Then, the changeover switch SW2 is provided by the microcomputer 20.
, One of the two-stage voltages is input to the positive input terminal of the comparator 61. With such a configuration, a plurality of abnormal voltages corresponding to the A / F can be dealt with, and when the voltage applied to the A / F sensor 30 is out of an appropriate voltage range, the A / F sensor 30
By setting both terminals 41 and 42 to the same potential, an overcurrent does not flow through the sensor element, so that deterioration of the A / F sensor 30 is prevented. Here, by increasing the number of voltage-dividing resistors and the number of terminals of the changeover switch, more multistage switching is possible, and more detailed setting of the comparison voltage becomes possible. A plurality of settings of the comparison voltage may be provided at the negative input terminal of the comparator 62.
【００４２】図６は本発明の実施の形態の第１実施例に
かかる酸素濃度センサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置のバイアス制御回路４０の他の変形例における電
気的構成を示す回路図である。なお、上述の実施例と同
様の構成または相当部分からなるものについては同一符
号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。FIG. 6 is a circuit diagram showing an electrical configuration of another modified example of the bias control circuit 40 of the air-fuel ratio detection device to which the control device for the oxygen concentration sensor according to the first embodiment of the present invention is applied. FIG. In addition, the same reference numerals and symbols are given to components having the same configuration or corresponding portions as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
【００４３】本実施例のバイアス制御回路４０の過電圧
検出回路６０″では、比較器６１の正側入力端子にＤ／
Ａ変換器６４が接続されており、マイコン２０にてＤ／
Ａ変換器６４を介して高電圧側の比較電圧ＶthＨが任意
に設定でき、また、比較器６２の負側入力端子にＤ／Ａ
変換器６５が接続されており、マイコン２０にてＤ／Ａ
変換器６５を介して低電圧側の比較電圧ＶthＬが任意に
設定できる。このような構成とすることで、Ａ／Ｆに対
応した複数の異常電圧に対処することができ、Ａ／Ｆセ
ンサ３０に印加される電圧が適切な電圧範囲を外れたと
きにはＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電位に
されることで、センサ素子に過電流が流れることがない
ためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止される。In the overvoltage detection circuit 60 ″ of the bias control circuit 40 according to the present embodiment, the D / D
The A converter 64 is connected, and the microcomputer 20
The comparison voltage VthH on the high voltage side can be arbitrarily set via the A converter 64, and D / A is input to the negative input terminal of the comparator 62.
The converter 65 is connected, and the microcomputer 20 performs D / A
Via the converter 65, the comparison voltage VthL on the low voltage side can be set arbitrarily. With such a configuration, a plurality of abnormal voltages corresponding to the A / F can be dealt with, and when the voltage applied to the A / F sensor 30 is out of an appropriate voltage range, the A / F sensor 30 By setting both terminals 41 and 42 to the same potential, an overcurrent does not flow through the sensor element, so that deterioration of the A / F sensor 30 is prevented.
【００４４】〈実施例２〉図７は本発明の実施の形態の
第２実施例にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用され
た空燃比検出装置におけるバイアス制御回路の電気的構
成を示す回路図である。なお、本実施例のバイアス制御
回路４０で上述の実施例と同様の構成または相当部分か
らなるものについては同一符号及び同一記号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。また、本実施例の空燃比検出
装置の概略構成は図１と同様であり詳細な説明を省略す
る。<Embodiment 2> FIG. 7 is a circuit diagram showing an electric configuration of a bias control circuit in an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to a second embodiment of the present invention is applied. FIG. In the present embodiment, the same reference numerals and symbols are given to the components of the bias control circuit 40 of the same configuration or corresponding portions as those of the above-described embodiment, and the detailed description thereof will be omitted. Further, the schematic configuration of the air-fuel ratio detection device of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 and detailed description is omitted.
【００４５】上述の実施例の図４ではＤ／Ａ変換器２１
と第２の電圧供給回路４７の演算増幅器４７ａの正側入
力端子との間に切換スイッチＳＷが設けられていたが、
本実施例のバイアス制御回路４０では、切換スイッチＳ
Ｗを省いてＡ／Ｆセンサ３０の端子４１側にＯＮ／ＯＦ
ＦスイッチＳＷ３が設けられ、図４と同様の過電圧検出
回路６０のＯＲゲート６３からの出力によりＯＮ／ＯＦ
ＦスイッチＳＷ３がＯＮ（接続）／ＯＦＦ（開放）され
る。In FIG. 4 of the above embodiment, the D / A converter 21
And a changeover switch SW is provided between the second voltage supply circuit 47 and the positive input terminal of the operational amplifier 47a.
In the bias control circuit 40 of the present embodiment, the changeover switch S
ON / OF on terminal 41 side of A / F sensor 30 without W
An F switch SW3 is provided, and is turned ON / OF by an output from the OR gate 63 of the overvoltage detection circuit 60 similar to that in FIG.
The F switch SW3 is turned on (connected) / off (opened).
【００４６】本実施例におけるバイアス制御回路４０で
は、Ｄ／Ａ変換器２１からの出力電圧Ｖｂが高電圧側の
比較電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間を外
れて異常となったときには、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳＷ
３がＯＦＦとされることで、Ａ／Ｆセンサ３０の両端子
４１，４２が同電位とされる。In the bias control circuit 40 of this embodiment, the output voltage Vb from the D / A converter 21 deviates between the high-voltage side comparison voltage VthH and the low-voltage side comparison voltage VthL, and becomes abnormal. Sometimes, ON / OFF switch SW
When 3 is turned off, both terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential.
【００４７】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳＷ３にて構成され
る保護手段が、過電圧検出回路６０にて構成される電圧
判定手段にてＡ／Ｆセンサ３０に印加される電圧が所定
の電圧範囲を外れたと判定されたときには、Ａ／Ｆセン
サ３０の両端子４１，４２のうち端子４１を開放するも
のである。つまり、電圧判定手段としての過電圧検出回
路６０にてＡ／Ｆセンサ３０の印加電圧が高電圧側の比
較電圧ＶthＨと低電圧側の比較電圧ＶthＬとの間を外れ
たと判定されたときには、保護手段としてのＯＮ／ＯＦ
ＦスイッチＳＷ３によりＡ／Ｆセンサ３０の両端子４
１，４２のうち端子４１が開放される。このため、Ａ／
Ｆセンサ３０に印加される電圧が適切な電圧範囲を外れ
たときにはＡ／Ｆセンサ３０の両端子４１，４２が同電
位にされることで、センサ素子に過電流が流れることが
ないためＡ／Ｆセンサ３０の劣化が防止される。As described above, in the control device for the oxygen concentration sensor according to the present embodiment, the protection means constituted by the ON / OFF switch SW3 is switched to the A / F by the voltage judgment means constituted by the overvoltage detection circuit 60. When it is determined that the voltage applied to the sensor 30 is out of the predetermined voltage range, the terminal 41 of the two terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 is opened. That is, when the overvoltage detection circuit 60 as the voltage determination means determines that the applied voltage of the A / F sensor 30 has deviated between the high-voltage-side comparison voltage VthH and the low-voltage-side comparison voltage VthL, the protection means ON / OF as
Both terminals 4 of A / F sensor 30 by F switch SW3
The terminal 41 of the terminals 1 and 42 is opened. Therefore, A /
When the voltage applied to the F sensor 30 is out of an appropriate voltage range, the two terminals 41 and 42 of the A / F sensor 30 are set to the same potential, so that an overcurrent does not flow through the sensor element. The deterioration of the F sensor 30 is prevented.
【００４８】ところで、上記実施例では、ＯＮ／ＯＦＦ
スイッチＳＷ３をＡ／Ｆセンサ３０の端子４１側に設け
ているが、本発明を実施する場合には、これに限定され
るものではなく、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳＷ３をＡ／Ｆ
センサ３０の端子４２側に設け、異常検出時には基準電
圧Ｖａ側を開放するようにしてもよい。By the way, in the above embodiment, ON / OFF
The switch SW3 is provided on the terminal 41 side of the A / F sensor 30. However, the present invention is not limited to this, and the ON / OFF switch SW3 is set to the A / F sensor.
It may be provided on the terminal 42 side of the sensor 30 and open the reference voltage Va side when an abnormality is detected.
【００４９】〈実施例３〉図８は本発明の実施の形態の
第３実施例にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用され
た空燃比検出装置で使用されているマイコン２０による
Ａ／Ｆセンサ３０に対する印加電圧設定の処理手順を示
すフローチャートである。また、図９は図８を説明する
ためのＡ／Ｆセンサ３０の電圧−電流特性を示すテーブ
ルである。なお、本実施例の空燃比検出装置の概略構成
は図１から過電圧検出回路６０を省いたものと同様であ
り詳細な説明を省略する。<Embodiment 3> FIG. 8 shows an A / F by a microcomputer 20 used in an air-fuel ratio detecting apparatus to which an A / F sensor control apparatus according to a third embodiment of the present invention is applied. 6 is a flowchart illustrating a procedure for setting an applied voltage to a sensor. FIG. 9 is a table showing the voltage-current characteristics of the A / F sensor 30 for explaining FIG. Note that the schematic configuration of the air-fuel ratio detection device of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 except that the overvoltage detection circuit 60 is omitted, and a detailed description thereof will be omitted.
【００５０】図８において、ステップＳ１０１で、電圧
の印加に伴ってＡ／Ｆセンサ３０を流れるセンサ電流Ｉ
ｐが、上述の実施例の図４に示すように、電流検出回路
５０の電流検出抵抗５０ａの両端電位差として検出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２３を介して読込まれる。次にステッ
プＳ１０２に移行して、ステップＳ１０１で読込まれた
センサ電流ＩｐからＡ／Ｆセンサ３０に印加すべき印加
電圧Ｖｐが算出されＲＡＭに格納される。次にステップ
Ｓ１０３に移行して、ステップＳ１０２でＲＡＭに格納
された印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納された例えば、
図９の電圧−電流特性に示すように、Ａ／Ｆ＝１８のセ
ンサ電流に対応する印加電圧範囲よりやや大きく設定さ
れている上限判定電圧ＶthＨ未満であるかが判定され
る。ステップＳ１０３の判定条件が成立せず、印加電圧
Ｖｐが上限判定電圧ＶthＨ以上であるときには、印加電
圧Ｖｐが異常であるとしてステップＳ１０４に移行し、
Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯＭに格納され
た上限の制限電圧Ｖ１が印加電圧ＶｐとしてＲＡＭに格
納される。In FIG. 8, in step S101, the sensor current I flowing through the A / F sensor 30 with the application of the voltage
As shown in FIG. 4 of the above-described embodiment, p is detected as a potential difference between both ends of the current detection resistor 50a of the current detection circuit 50, and is read via the A / D converter 23. Next, the process proceeds to step S102, where the applied voltage Vp to be applied to the A / F sensor 30 is calculated from the sensor current Ip read in step S101, and stored in the RAM. Next, the process proceeds to step S103, and the applied voltage Vp stored in the RAM in step S102 is stored in the ROM in advance.
As shown in the voltage-current characteristics of FIG. 9, it is determined whether the voltage is lower than the upper limit determination voltage VthH which is set slightly larger than the applied voltage range corresponding to the sensor current of A / F = 18. When the determination condition of step S103 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or higher than the upper limit determination voltage VthH, the application voltage Vp is determined to be abnormal, and the process proceeds to step S104.
The upper limit voltage V1 previously stored in the ROM to protect the A / F sensor 30 is stored in the RAM as the applied voltage Vp.
【００５１】一方、ステップＳ１０３の判定条件が成立
するときには、ステップＳ１０５に移行し、ステップＳ
１０２でＲＡＭに格納された印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭ
に格納された例えば、図９の電圧−電流特性に示すよう
に、Ａ／Ｆ＝１２のセンサ電流に対応する印加電圧範囲
よりやや小さく設定されている下限判定電圧ＶthＬより
大きいかが判定される。ステップＳ１０５の判定条件が
成立せず、印加電圧Ｖｐが下限判定電圧ＶthＬ以下であ
るときには、印加電圧Ｖｐが異常であるとしてステップ
Ｓ１０６に移行し、Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予
めＲＯＭに格納された下限の制限電圧Ｖ２が印加電圧Ｖ
ｐとしてＲＡＭに格納される。ステップＳ１０４または
ステップＳ１０６の処理ののち、また、ステップＳ１０
５の判定条件が成立し、元々の印加電圧Ｖｐが正常値で
あるときには、ステップＳ１０７に移行し、Ａ／Ｆセン
サ３０のセンサ素子にＲＡＭに格納された電圧Ｖｐが印
加され、本ルーチンを終了する。On the other hand, when the determination condition of step S103 is satisfied, the flow shifts to step S105, where
The applied voltage Vp stored in the RAM at 102
For example, as shown in the voltage-current characteristics of FIG. 9, it is determined whether the lower limit determination voltage VthL is set slightly smaller than the applied voltage range corresponding to the sensor current of A / F = 12. If the determination condition of step S105 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or lower than the lower limit determination voltage VthL, it is determined that the applied voltage Vp is abnormal, and the process proceeds to step S106, and is stored in the ROM in advance to protect the A / F sensor 30. The lower limit voltage V2 is the applied voltage V
It is stored in the RAM as p. After the processing of step S104 or step S106, step S10
When the determination condition of 5 is satisfied and the original applied voltage Vp is a normal value, the process proceeds to step S107, the voltage Vp stored in the RAM is applied to the sensor element of the A / F sensor 30, and the present routine ends. I do.
【００５２】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、Ａ／Ｆセンサ３０に印加される電圧を一時
的に格納するＲＡＭ（メモリ）を有するマイコン（マイ
クロコンピュータ）２０にて構成される演算手段を備
え、演算手段としてのマイコン２０が所定の周期で算出
され格納されたＲＡＭ内の印加電圧Ｖｐを予め設定され
ＲＯＭ内に格納された比較値としての上限判定電圧Ｖth
Ｈ、下限判定電圧ＶthＬと比較し、所定範囲を外れてい
るときには、強制的にＲＡＭ内の印加電圧Ｖｐを所定値
としての上限の制限電圧Ｖ１、下限の制限電圧Ｖ２に更
新するものである。即ち、マイコン２０によって所定の
周期毎に算出され格納されたＲＡＭの印加電圧Ｖｐが上
限判定電圧ＶthＨ、下限判定電圧ＶthＬと比較され、印
加電圧Ｖｐが異常であると判定されると、所定値として
の上限の制限電圧Ｖ１、下限の制限電圧Ｖ２に更新され
る。このため、Ａ／Ｆセンサ３０には適切な電圧が印加
され、Ａ／Ｆセンサ３０はセンサ素子に過電流が流れな
いため劣化が防止される。As described above, the control device for the oxygen concentration sensor of the present embodiment is constituted by the microcomputer (microcomputer) 20 having the RAM (memory) for temporarily storing the voltage applied to the A / F sensor 30. The microcomputer 20 as the calculating means calculates the applied voltage Vp in the RAM calculated and stored at a predetermined cycle and sets the upper limit determination voltage Vth as a comparison value stored in the ROM in advance.
H, comparing with the lower limit determination voltage VthL, if it is out of the predetermined range, the applied voltage Vp in the RAM is forcibly updated to the upper limit voltage V1 and the lower limit voltage V2 as predetermined values. That is, the applied voltage Vp of the RAM calculated and stored for each predetermined cycle by the microcomputer 20 is compared with the upper limit determination voltage VthH and the lower limit determination voltage VthL, and when it is determined that the applied voltage Vp is abnormal, a predetermined value is set. Is updated to the upper limit voltage V1 and the lower limit voltage V2. For this reason, an appropriate voltage is applied to the A / F sensor 30, and the A / F sensor 30 is prevented from deteriorating because no overcurrent flows through the sensor element.
【００５３】図１０は本発明の実施の形態の第３実施例
にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置で使用されているマイコン２０によるＡ／Ｆセン
サ３０に対する印加電圧設定の他の処理手順を示すフロ
ーチャートである。また、図１１は図１０を説明するた
めのＡ／Ｆセンサ３０の電圧−電流特性を示すテーブル
である。FIG. 10 shows the voltage applied to the A / F sensor 30 by the microcomputer 20 used in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the third embodiment of the present invention is applied. 9 is a flowchart illustrating another setting procedure. FIG. 11 is a table showing the voltage-current characteristics of the A / F sensor 30 for explaining FIG.
【００５４】図１０において、ステップＳ２０１で、電
圧の印加に伴ってＡ／Ｆセンサ３０を流れるセンサ電流
Ｉｐが、上述の実施例の図４に示すように、電流検出回
路５０の電流検出抵抗５０ａの両端電位差として検出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２３を介して読込まれる。次にステッ
プＳ２０２に移行して、ステップＳ２０１で読込まれた
センサ電流ＩｐからＡ／Ｆセンサ３０に対する現在の印
加電圧Ｖｐが算出されＲＡＭに格納される。次にステッ
プＳ２０３に移行して、Ａ／Ｆの検出タイミングで読込
まれたセンサ電流に基づきフューエルカット中であるか
が判定される。ステップＳ２０３の判定条件が成立し、
フューエルカット中であるときにはステップＳ２０４に
移行し、ステップＳ２０２でＲＡＭに格納された印加電
圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納された例えば、図１１の電圧
−電流特性に示すように、大気（フューエルカット中）
のセンサ電流に対応する印加電圧範囲よりやや大きく設
定されている上限判定電圧ＶthＨ２未満であるかが判定
される。ステップＳ２０４の判定条件が成立せず、印加
電圧Ｖｐが上限判定電圧ＶthＨ２以上であるときには、
印加電圧Ｖｐが異常であるとしてステップＳ２０５に移
行し、Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯＭに格
納された上限の制限電圧Ｖ３が印加電圧ＶｐとしてＲＡ
Ｍに格納される。In FIG. 10, in step S201, the sensor current Ip flowing through the A / F sensor 30 in response to the application of the voltage is changed to the current detection resistance 50a of the current detection circuit 50 as shown in FIG. And is read via the A / D converter 23. Next, the process proceeds to step S202, where the current applied voltage Vp to the A / F sensor 30 is calculated from the sensor current Ip read in step S201, and stored in the RAM. Next, the process proceeds to step S203, and it is determined whether or not fuel cut is being performed based on the sensor current read at the A / F detection timing. The determination condition of step S203 is satisfied,
When the fuel cut is being performed, the process proceeds to step S204, and the applied voltage Vp stored in the RAM in step S202 is stored in the ROM in advance. For example, as shown in the voltage-current characteristics of FIG.
It is determined whether the applied voltage is lower than the upper limit determination voltage VthH2 which is set slightly larger than the applied voltage range corresponding to the sensor current. If the determination condition of step S204 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or higher than the upper limit determination voltage VthH2,
It is determined that the applied voltage Vp is abnormal, and the process proceeds to step S205. In order to protect the A / F sensor 30, the upper limit voltage V3 previously stored in the ROM is RA as the applied voltage Vp.
M.
【００５５】一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立
せず、フューエルカット中でないときにはステップＳ２
０６に移行し、ステップＳ２０２でＲＡＭに格納された
印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納された例えば、図１１
の電圧−電流特性に示すように、Ａ／Ｆ＝１８のセンサ
電流に対応する印加電圧範囲よりやや大きく設定されて
いる上限判定電圧ＶthＨ１未満であるかが判定される。
ステップＳ２０６の判定条件が成立せず、印加電圧Ｖｐ
が上限判定電圧ＶthＨ１以上であるときには、印加電圧
Ｖｐが異常であるとしてステップＳ２０７に移行し、Ａ
／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯＭに格納された
上限の制限電圧Ｖ１が印加電圧ＶｐとしてＲＡＭに格納
される。On the other hand, when the determination condition of step S203 is not satisfied and the fuel cut is not being performed, step S2 is executed.
06, the applied voltage Vp stored in the RAM in step S202 is stored in the ROM in advance, for example, as shown in FIG.
As shown in the voltage-current characteristics, it is determined whether the applied voltage is lower than the upper limit determination voltage VthH1, which is set slightly larger than the applied voltage range corresponding to the sensor current of A / F = 18.
The determination condition of step S206 is not satisfied, and the applied voltage Vp
Is equal to or higher than the upper limit determination voltage VthH1, it is determined that the applied voltage Vp is abnormal, and the process proceeds to step S207.
The upper limit voltage V1 stored in the ROM in advance to protect the / F sensor 30 is stored in the RAM as the applied voltage Vp.
【００５６】一方、ステップＳ２０６の判定条件が成立
し、印加電圧Ｖｐが上限判定電圧ＶthＨ１未満であると
きにはステップＳ２０８に移行し、ステップＳ２０２で
ＲＡＭに格納された印加電圧Ｖｐが予めＲＯＭに格納さ
れた例えば、図１１の電圧−電流特性に示すように、Ａ
／Ｆ＝１２のセンサ電流に対応する印加電圧範囲よりや
や小さく設定されている下限判定電圧ＶthＬより大きい
かが判定される。ステップＳ２０８の判定条件が成立せ
ず、印加電圧Ｖｐが下限判定電圧ＶthＬ以下であるとき
には、印加電圧Ｖｐが異常であるとしてステップＳ２０
９に移行し、Ａ／Ｆセンサ３０を保護するため予めＲＯ
Ｍに格納された下限の制限電圧Ｖ２が印加電圧Ｖｐとし
てＲＡＭに格納される。ステップＳ２０５またはステッ
プＳ２０７またはステップＳ２０９の処理ののち、ま
た、ステップＳ２０４またはステップＳ２０８の判定条
件が成立し、元々の印加電圧Ｖｐが正常値であるときに
は、ステップＳ２１０に移行し、Ａ／Ｆセンサ３０のセ
ンサ素子にＲＡＭに格納された電圧Ｖｐが印加され、本
ルーチンを終了する。On the other hand, when the determination condition of step S206 is satisfied and the applied voltage Vp is lower than the upper limit determination voltage VthH1, the process proceeds to step S208, and the applied voltage Vp stored in the RAM in step S202 is stored in the ROM in advance. For example, as shown in the voltage-current characteristics of FIG.
It is determined whether the lower limit determination voltage VthL is set slightly lower than the applied voltage range corresponding to the sensor current of / F = 12. If the determination condition of step S208 is not satisfied and the applied voltage Vp is equal to or lower than the lower limit determination voltage VthL, it is determined that the applied voltage Vp is abnormal and step S20 is performed.
9 to protect the A / F sensor 30 from the RO
The lower limit voltage V2 stored in M is stored in the RAM as the applied voltage Vp. After the processing in step S205, step S207, or step S209, if the determination condition in step S204 or step S208 is satisfied and the original applied voltage Vp is a normal value, the process proceeds to step S210 and the A / F sensor 30 Is applied with the voltage Vp stored in the RAM, and this routine ends.
【００５７】このように、本実施例の酸素濃度センサ用
制御装置は、マイコン（マイクロコンピュータ）２０に
て構成される演算手段が、予め設定された比較値をＡ／
Ｆ（空燃比）に応じて変更するものである。即ち、マイ
コン２０によって予め設定された比較値が現在のＡ／Ｆ
に対応する比較値となるように変更される。このため、
Ａ／Ｆ検出範囲が広いような、例えば、フューエルカッ
ト中の大気雰囲気のときにはセンサ素子の印加電圧範囲
も広いため比較値も広げる必要があるが、比較値が予め
複数設定されＡ／Ｆに応じて変更され判定されること
で、Ａ／Ｆセンサ３０には適切な電圧が印加され、Ａ／
Ｆセンサ３０はセンサ素子に過電流が流れないため劣化
が防止される。また、Ａ／Ｆ検出範囲が広いシステムで
あっても的確に対応することができる。As described above, in the control device for an oxygen concentration sensor according to the present embodiment, the arithmetic means constituted by the microcomputer (microcomputer) 20 converts the preset comparison value to A / A
It changes according to F (air-fuel ratio). That is, the comparison value preset by the microcomputer 20 is the current A / F
Is changed so as to be a comparison value corresponding to. For this reason,
When the A / F detection range is wide, for example, in the air atmosphere during fuel cut, the applied voltage range of the sensor element is wide, so that the comparison value needs to be widened. The appropriate voltage is applied to the A / F sensor 30 and the A / F sensor 30
The F sensor 30 is prevented from deteriorating because no overcurrent flows through the sensor element. Further, it is possible to accurately cope with a system having a wide A / F detection range.
【００５８】ところで、上記実施例では、Ａ／Ｆ（空燃
比）を酸素濃度に応じた電流信号として検出するＡ／Ｆ
センサ３０用制御装置について述べたが、このＡ／Ｆセ
ンサ３０としては１セル式の限界電流式酸素濃度センサ
に限らず２セル式酸素濃度センサでもよい。また、コッ
プ型の酸素濃度センサに限らず積層型の酸素濃度センサ
でもよい。In the above embodiment, the A / F (air / fuel ratio) is detected as a current signal corresponding to the oxygen concentration.
Although the control device for the sensor 30 has been described, the A / F sensor 30 is not limited to a one-cell type limiting current type oxygen concentration sensor but may be a two-cell type oxygen concentration sensor. Further, the present invention is not limited to the cup-type oxygen concentration sensor, but may be a stacked-type oxygen concentration sensor.
【００５９】また、上記実施例では、ガス濃度センサ用
制御装置に用いるガス濃度センサとして、酸素濃度を検
出するＡ／Ｆセンサ３０について述べたが、その他のガ
ス濃度センサとして、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯx
）濃度を検出するＮＯx 濃度センサ１００について、
図１２を参照して説明する。なお、図１２は、ＮＯx 濃
度センサ１００の先端部の要部構成を示す断面模式図で
あり、このＮＯx 濃度センサ１００は所定の筒状ハウジ
ング内に収容され、図１に示すＡ／Ｆセンサ３０と同
様、内燃機関１０の下流側に接続された排気通路１２に
配設される。In the above embodiment, the A / F sensor 30 for detecting the oxygen concentration has been described as the gas concentration sensor used in the control device for the gas concentration sensor. Oxides (NOx
) Regarding the NOx concentration sensor 100 for detecting the concentration,
This will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the main part of the tip of the NOx concentration sensor 100. The NOx concentration sensor 100 is housed in a predetermined cylindrical housing, and the A / F sensor 30 shown in FIG. Similarly to the above, it is disposed in the exhaust passage 12 connected to the downstream side of the internal combustion engine 10.
【００６０】図１２において、ＮＯx 濃度センサ１００
は、主として、固体電解質ＳＥA と一対の電極１２１，
１２２からなる酸素ポンプセル１２０、固体電解質ＳＥ
B と一対の電極１５１，１５２からなる酸素検知セル１
５０及び固体電解質ＳＥB と一対の電極１６１，１６２
からなるＮＯx 検知セル１６０にて構成されている。そ
して、固体電解質ＳＥA と固体電解質ＳＥB との間に
は、アルミナ（酸化アルミニウム）等からなるスペーサ
１３０が介設され、このスペーサ１３０に設けられた抜
穴により第一の内部空間１３１、第二の内部空間１３２
が形成されている。また、固体電解質ＳＥB の裏面側に
はアルミナ等からなるスペーサ１４０が介設され、この
スペーサ１４０には長手方向の端縁まで延設された抜穴
により基準酸素濃度ガスである大気が導入される大気通
路１４１が形成され、更に、各セルを加熱するためのヒ
ータ１７０が積層されている。In FIG. 12, the NOx concentration sensor 100
Is mainly composed of the solid electrolyte SEA and a pair of electrodes 121,
122, an oxygen pump cell 120 comprising a solid electrolyte SE
Oxygen detection cell 1 comprising B and a pair of electrodes 151 and 152
50 and the solid electrolyte SEB and a pair of electrodes 161, 162
And a NOx detection cell 160 composed of A spacer 130 made of alumina (aluminum oxide) or the like is interposed between the solid electrolyte SEA and the solid electrolyte SEB, and the first inner space 131 and the second Interior space 132
Are formed. A spacer 140 made of alumina or the like is interposed on the back side of the solid electrolyte SEB, and the air as the reference oxygen concentration gas is introduced into the spacer 140 through a hole extending to an end in the longitudinal direction. An atmosphere passage 141 is formed, and a heater 170 for heating each cell is further stacked.
【００６１】酸素ポンプセル１２０は、第一の内部空間
１３１内の酸素濃度を所定濃度に保持するためのもの
で、シート状に形成された酸素イオン導電性の固体電解
質ＳＥA と、その両面の対向位置にスクリーン印刷等に
より形成された一対の電極１２１，１２２からなる。酸
素イオン導電性の固体電解質ＳＥA としては例えば、イ
ットリア添加ジルコニア等が用いられる。The oxygen pump cell 120 is for maintaining the oxygen concentration in the first internal space 131 at a predetermined concentration, and comprises a sheet-shaped oxygen ion-conductive solid electrolyte SEA and opposite positions on both surfaces thereof. And a pair of electrodes 121 and 122 formed by screen printing or the like. As the oxygen ion conductive solid electrolyte SEA, for example, yttria-added zirconia or the like is used.
【００６２】固体電解質ＳＥA 及び一対の電極１２１，
１２２を貫通して、所定の径寸法のピンホール１１１が
形成されている。このピンホール１１１の径寸法は、こ
れを通過して第一の内部空間１３１に導入される排気ガ
スの拡散速度が所定の速度となるように適宜設定され
る。また、排気ガス側の電極１２１及びピンホール１１
１を被覆して、多孔質アルミナ等からなる多孔質保護層
１１３が形成されており、電極１２１の被毒やピンホー
ル１１１が排気ガスに含まれる煤等で目詰まりするのが
防止される。The solid electrolyte SEA and the pair of electrodes 121,
A pinhole 111 having a predetermined diameter is formed through the base 122. The diameter of the pinhole 111 is appropriately set so that the diffusion speed of the exhaust gas passing through the pinhole 111 and introduced into the first internal space 131 is a predetermined speed. Further, the electrode 121 and the pinhole 11 on the exhaust gas side are used.
1, a porous protective layer 113 made of porous alumina or the like is formed, thereby preventing poisoning of the electrode 121 and clogging of the pinhole 111 with soot and the like contained in the exhaust gas.
【００６３】酸素検知セル１５０は第一の内部空間１３
１内の酸素濃度を検出するもので、ジルコニア等からな
るシート状の固体電解質ＳＥB と、その両面の対向位置
にスクリーン印刷等により形成された一対の電極１５
１，１５２からなる。一対の電極１５１，１５２のう
ち、電極１５１は例えば、多孔質Ｐｔ（白金）電極から
なり大気通路１４１に露出して形成され、この電極１５
１と固体電解質ＳＥB を挟んで対向する電極１５２は第
一の内部空間１３１に露出して形成されている。この電
極１５２は酸素ポンプセル１２０の電極１２２と同様、
ＮＯx の還元に対して不活性であり、酸素の還元に対し
て活性であるように電極活性が調整されている。The oxygen sensing cell 150 is provided in the first internal space 13.
1, a sheet-like solid electrolyte SEB made of zirconia or the like, and a pair of electrodes 15 formed by screen printing or the like at opposing positions on both surfaces thereof.
1,152. Of the pair of electrodes 151 and 152, the electrode 151 is made of, for example, a porous Pt (platinum) electrode and is formed so as to be exposed to the atmosphere passage 141.
The electrode 152 opposed to the electrode 1 with the solid electrolyte SEB interposed therebetween is formed so as to be exposed in the first internal space 131. This electrode 152 is similar to the electrode 122 of the oxygen pump cell 120.
The electrode activity is adjusted so as to be inactive for reduction of NOx and active for reduction of oxygen.
【００６４】ＮＯx 検知セル１６０はＮＯx の還元分解
により生じる酸素量からＮＯx 濃度を検出するもので、
酸素検知セル１５０と共通の固体電解質ＳＥB と、その
両面の対向位置にスクリーン印刷等により形成された一
対の電極１６１，１６２からなる。固体電解質ＳＥB に
隣接するスペーサ１３０の抜穴にて設けられた第一の内
部空間１３１と第二の内部空間１３２との間には絞りと
しての連通孔１１２が形成されており、第一の内部空間
１３１内の被測定ガスが所定の拡散速度で第二の内部空
間１３２内に導入される。The NOx detection cell 160 detects the NOx concentration from the amount of oxygen generated by the reduction and decomposition of NOx.
A solid electrolyte SEB common to the oxygen sensing cell 150 and a pair of electrodes 161 and 162 formed by screen printing or the like at opposing positions on both surfaces thereof. A communication hole 112 as a throttle is formed between the first internal space 131 and the second internal space 132 provided at the hole of the spacer 130 adjacent to the solid electrolyte SEB. The gas to be measured in the space 131 is introduced into the second internal space 132 at a predetermined diffusion rate.
【００６５】一対の電極１６１，１６２のうち、電極１
６１は例えば、多孔質Ｐｔ電極からなり大気通路１４１
に露出して形成され、この電極１６１と固体電解質ＳＥ
B を挟んで対向する電極１６２は第二の内部空間１３２
に露出して形成されている。この電極１６２はＮＯx の
還元に対して活性である例えば、多孔質Ｐｔ電極からな
る。このため、第二の内部空間１３２に導入される被測
定ガス中のＮＯx は、電極１６２にて還元分解され酸素
と窒素とが生成される。The electrode 1 of the pair of electrodes 161 and 162
61 is, for example, a porous Pt electrode,
The electrode 161 and the solid electrolyte SE
The electrodes 162 opposed to each other across the second inner space 132
It is formed to be exposed. The electrode 162 is, for example, a porous Pt electrode that is active for NOx reduction. Therefore, NOx in the gas to be measured introduced into the second internal space 132 is reduced and decomposed at the electrode 162 to generate oxygen and nitrogen.
【００６６】更に、ヒータ１７０はアルミナ等からなる
ヒータシート１７３面にヒータ電極１７１が形成されて
いる。ヒータ電極１７１としては、通常、Ｐｔ電極が用
いられ、その上面にはアルミナ等からなる絶縁層１７２
が形成されている。ヒータ電極１７１や各電極のリード
部には図示しないリードが接続されセンサ基部の端子に
接続されている。Further, the heater 170 has a heater electrode 171 formed on the surface of a heater sheet 173 made of alumina or the like. Usually, a Pt electrode is used as the heater electrode 171, and an insulating layer 172 made of alumina or the like is provided on the upper surface thereof.
Are formed. A lead (not shown) is connected to the heater electrode 171 and the lead of each electrode, and is connected to a terminal of the sensor base.
【００６７】上述のように構成されたＮＯx 濃度センサ
１００の作動について以下に説明する。被測定ガスであ
る排気ガスは、ピンホール１１１を通って第一の内部空
間１３１に導入される。酸素検知セル１５０では、第一
の内部空間１３１に面する電極１５２と大気が導入され
る大気通路１４１に面する電極１５１との酸素濃度差に
基づき、ネルンストの式で表される起電力が発生され
る。この起電力の大きさを測定することで、第一の内部
空間１３１内の酸素濃度を知ることができる。The operation of the NOx concentration sensor 100 configured as described above will be described below. The exhaust gas to be measured is introduced into the first internal space 131 through the pinhole 111. In the oxygen sensing cell 150, an electromotive force represented by the Nernst equation is generated based on a difference in oxygen concentration between the electrode 152 facing the first internal space 131 and the electrode 151 facing the atmosphere passage 141 into which the atmosphere is introduced. Is done. By measuring the magnitude of the electromotive force, the oxygen concentration in the first internal space 131 can be known.
【００６８】酸素ポンプセル１２０では、一対の電極１
２１，１２２間に電圧が印加され第一の内部空間１３１
内の酸素が出し入れされることにより、第一の内部空間
１３１内の酸素濃度が所定の低濃度に制御される。例え
ば、排気ガス側の電極１２１が（＋）極となるように所
定の電圧が印加されると、第一の内部空間１３１側の電
極１２２上で酸素が還元され酸素イオンとなり、ポンピ
ング作用により電極１２１側に排出される。一対の電極
１２１，１２２間への通電量は、酸素検知セル１５０の
一対の電極１５１，１５２間に発生する起電力が所定の
一定値となるようにフィードバック制御され、第一の内
部空間１３１内の酸素濃度が一定とされる。ここで、第
一の内部空間１３１に面する電極１２２，１５２は酸素
の還元に対しては活性であるが、ＮＯx の還元に対して
は不活性であるので、第一の内部空間１３１内では、Ｎ
Ｏx の分解は起こらず、従って、酸素ポンプセル１２０
の作動により第一の内部空間１３１内のＮＯx 量が変化
することはない。In the oxygen pump cell 120, a pair of electrodes 1
A voltage is applied between the first and second internal spaces 131 and 122.
The oxygen concentration in the first internal space 131 is controlled to a predetermined low concentration by taking oxygen in and out. For example, when a predetermined voltage is applied such that the electrode 121 on the exhaust gas side becomes a (+) pole, oxygen is reduced on the electrode 122 on the first internal space 131 side to become oxygen ions, and the electrode is pumped. It is discharged to the 121 side. The amount of current flowing between the pair of electrodes 121 and 122 is feedback-controlled so that the electromotive force generated between the pair of electrodes 151 and 152 of the oxygen detection cell 150 becomes a predetermined constant value. Is constant. Here, the electrodes 122 and 152 facing the first internal space 131 are active for the reduction of oxygen, but are inactive for the reduction of NOx. , N
Ox decomposition does not occur, and therefore the oxygen pump cell 120
Does not change the NOx amount in the first internal space 131.
【００６９】酸素ポンプセル１２０及び酸素検知セル１
５０により一定の低酸素濃度となった排気ガスは、連通
孔１１２を通って第二の内部空間１３２内に導入され
る。第二の内部空間１３２に面するＮＯx 検知セル１６
０は、ＮＯx に対して活性であるので、電極１６１が
（＋）極となるように一対の電極１６１，１６２間に所
定の電圧が印加されると、電極１６２上でＮＯx が還元
分解され、ＮＯx 分子内の酸素原子による酸素イオン電
流が流れる。この電流値が測定されることで排気ガス中
に含まれるＮＯx 濃度を検出することができる。Oxygen pump cell 120 and oxygen detection cell 1
Exhaust gas having a constant low oxygen concentration due to 50 is introduced into the second internal space 132 through the communication hole 112. NOx detection cell 16 facing second internal space 132
Since 0 is active for NOx, when a predetermined voltage is applied between the pair of electrodes 161 and 162 so that the electrode 161 becomes the (+) pole, NOx is reductively decomposed on the electrode 162, An oxygen ion current flows due to oxygen atoms in the NOx molecule. By measuring this current value, the concentration of NOx contained in the exhaust gas can be detected.
【００７０】上述の構成からなるＮＯx 濃度センサ１０
０における酸素ポンプセル１２０の一対の電極１２１，
１２２間、酸素検知セル１５０の一対の電極１５１，１
５２間、ＮＯx 検知セル１６０の電極１６１，１６２間
の各電圧にはそれぞれ適切な設定電圧が存在し、その電
圧を越えて過大な電圧が印加されると各セルの劣化を招
き、結果的として、ＮＯx 濃度センサ１００が不良にな
ってしまう。つまり、Ａ／Ｆセンサ３０と同様、ＮＯx
濃度センサ１００においても電圧の印加に伴って流れる
センサ電流（限界電流）からＮＯx 濃度を検出するので
あるが、ＮＯｘ濃度センサ１００に過電流が流れること
のないよう適切な所定範囲の電圧を印加することが必要
条件となる。そして、ＮＯｘ 濃度センサ１００に印加
される電圧が適切な電圧範囲を外れたときには、例え
ば、ＮＯx 濃度センサ１００の両端子が同電位にされる
ことで、センサ素子に過電流が流れることがないためＮ
Ｏx 濃度センサ１００の劣化が防止される。The NOx concentration sensor 10 having the above configuration
0, a pair of electrodes 121 of the oxygen pump cell 120,
122, a pair of electrodes 151, 1 of the oxygen sensing cell 150
52 and the voltage between the electrodes 161 and 162 of the NOx detection cell 160 have an appropriate set voltage, respectively. If an excessive voltage is applied beyond that voltage, the respective cells are deteriorated. , The NOx concentration sensor 100 becomes defective. That is, like the A / F sensor 30, NOx
In the concentration sensor 100, the NOx concentration is detected from the sensor current (limit current) flowing with the application of the voltage. However, a voltage in an appropriate predetermined range is applied to the NOx concentration sensor 100 so that an overcurrent does not flow. Is a necessary condition. When the voltage applied to the NOx concentration sensor 100 is out of an appropriate voltage range, for example, by setting both terminals of the NOx concentration sensor 100 to the same potential, no overcurrent flows through the sensor element. N
The deterioration of the Ox concentration sensor 100 is prevented.
【００７１】このように、ガス濃度センサ用制御装置に
用いるガス濃度センサとして、酸素濃度を検出するＡ／
Ｆセンサ３０、窒素酸化物（ＮＯx ）濃度を検出するＮ
Ｏx濃度センサ１００について述べたが、本発明を実施
する場合には、これらに限定されるものではなく、その
他、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）等のガス濃
度を検出するガス濃度センサを用いたガス濃度センサ用
制御装置にも同様に応用することができる。As described above, as the gas concentration sensor used in the control device for the gas concentration sensor, the A / A for detecting the oxygen concentration is used.
F sensor 30, N for detecting nitrogen oxide (NOx) concentration
Although the Ox concentration sensor 100 has been described, the present invention is not limited to these embodiments, but may be any other gas concentration detecting gas concentration such as hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO). The present invention can be similarly applied to a control device for a gas concentration sensor using a sensor.
【図１】 図１は本発明の実施の形態の第１実施例乃至
第３実施例にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用され
た空燃比検出装置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to first to third examples of the embodiment of the present invention is applied.
【図２】 図２は図１におけるＡ／Ｆセンサの概略構成
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of the A / F sensor in FIG.
【図３】 図３は本発明の実施の形態の第１実施例乃至
第３実施例にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用され
た空燃比検出装置で使用されているＡ／Ｆセンサの電圧
−電流特性を示すテーブルである。FIG. 3 is a diagram illustrating an A / F sensor used in an air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first to third examples of the embodiment of the present invention is applied; 9 is a table showing voltage-current characteristics.
【図４】 図４は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の電気的構成を示す回路図
である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a bias control circuit in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first example of the embodiment of the present invention is applied.
【図５】 図５は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の変形例における電気的構
成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an electric configuration of a modified example of the bias control circuit in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first embodiment of the present invention is applied; It is.
【図６】 図６は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の他の変形例における電気
的構成を示す回路図である。FIG. 6 shows an electrical configuration of another modification of the bias control circuit in the air-fuel ratio detection device to which the A / F sensor control device according to the first example of the embodiment of the present invention is applied. It is a circuit diagram.
【図７】 図７は本発明の実施の形態の第２実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置におけるバイアス制御回路の電気的構成を示す回路図
である。FIG. 7 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a bias control circuit in an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to a second example of the embodiment of the present invention is applied.
【図８】 図８は本発明の実施の形態の第３実施例にか
かるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検出装
置で使用されているマイコンによるＡ／Ｆセンサの印加
電圧設定の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a diagram illustrating a setting of an applied voltage of an A / F sensor by a microcomputer used in an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to a third embodiment of the present invention is applied; 6 is a flowchart showing the processing procedure of FIG.
【図９】 図９は図８を説明するためのＡ／Ｆセンサの
電圧−電流特性を示すテーブルである。FIG. 9 is a table showing voltage-current characteristics of the A / F sensor for explaining FIG. 8;
【図１０】 図１０は本発明の実施の形態の第３実施例
にかかるＡ／Ｆセンサ用制御装置が適用された空燃比検
出装置で使用されているマイコンによるＡ／Ｆセンサの
印加電圧設定の他の処理手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 10 is a diagram illustrating a setting of an applied voltage of an A / F sensor by a microcomputer used in an air-fuel ratio detection device to which an A / F sensor control device according to a third embodiment of the present invention is applied; 11 is a flowchart showing another processing procedure.
【図１１】 図１１は図１０を説明するためのＡ／Ｆセ
ンサの電圧−電流特性を示すテーブルである。FIG. 11 is a table showing voltage-current characteristics of the A / F sensor for explaining FIG. 10;
【図１２】 図１２はＮＯx 濃度センサの要部構成を示
す断面模式図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a main configuration of a NOx concentration sensor.
１０ 内燃機関 ２０ マイクロコンピュータ（マイコン） ３０ Ａ／Ｆセンサ（酸素濃度センサ） ３１ ヒータ ４０ バイアス制御回路 ５０ 電流検出回路 ６０ 過電圧検出回路 ７０ ヒータ制御回路 Reference Signs List 10 internal combustion engine 20 microcomputer (microcomputer) 30 A / F sensor (oxygen concentration sensor) 31 heater 40 bias control circuit 50 current detection circuit 60 overvoltage detection circuit 70 heater control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷田 哲志 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tetsushi Haseda 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Pref.
Claims (7)
度に応じた電流信号を出力するガス濃度センサに対して
電圧を印加する電圧印加手段と、 前記電圧印加手段にて前記ガス濃度センサに印加される
電圧が所定の電圧範囲内にあるかを判定する電圧判定手
段とを具備することを特徴とするガス濃度センサ用制御
装置。1. A voltage applying means for applying a voltage to a gas concentration sensor which outputs a current signal corresponding to a gas concentration in a gas to be detected in accordance with the application of a voltage; And a voltage determining means for determining whether a voltage applied to the sensor is within a predetermined voltage range.
サに印加される電圧が所定の電圧範囲を外れたと判定さ
れたときには、前記ガス濃度センサの両端子を同電位に
する保護手段を具備することを特徴とする請求項１に記
載のガス濃度センサ用制御装置。And a protection means for setting both terminals of the gas concentration sensor to the same potential when the voltage determination means determines that the voltage applied to the gas concentration sensor is out of a predetermined voltage range. The control device for a gas concentration sensor according to claim 1, wherein:
度に応じた電流信号を出力するガス濃度センサに対して
印加する電圧を算出する演算手段と、 前記演算手段の出力が確定しない期間または前記演算手
段が構成部品の断線や短絡を検出したときには、前記ガ
ス濃度センサの両端子を同電位にする保護手段とを具備
することを特徴とするガス濃度センサ用制御装置。3. A calculating means for calculating a voltage to be applied to a gas concentration sensor which outputs a current signal corresponding to a gas concentration in a gas to be detected with the application of a voltage, and a period during which the output of the calculating means is not determined. A protection device for a gas concentration sensor, comprising: a protection device for setting both terminals of the gas concentration sensor to the same potential when the arithmetic means detects a disconnection or a short circuit of a component.
前記ガス濃度センサに印加される電圧が所定の電圧範囲
を外れたと判定されたときには、前記ガス濃度センサの
両端子のうち何れか一方の端子を他方の端子に接続する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに
記載のガス濃度センサ用制御装置。4. The protection means, when the voltage determination means determines that the voltage applied to the gas concentration sensor is out of a predetermined voltage range, one of the two terminals of the gas concentration sensor. 4. The control device for a gas concentration sensor according to claim 1, wherein the terminal is connected to the other terminal.
前記ガス濃度センサに印加される電圧が所定の電圧範囲
を外れたと判定されたときには、前記ガス濃度センサの
両端子のうち何れか一方の端子を開放することを特徴と
する請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載のガス濃
度センサ用制御装置。5. The protection means, when the voltage determination means determines that the voltage applied to the gas concentration sensor is out of a predetermined voltage range, one of the two terminals of the gas concentration sensor. 4. The control device for a gas concentration sensor according to claim 1, wherein said terminal is opened.
一時的に格納するメモリを有する演算手段を備え、 前記演算手段は、所定の周期で前記メモリ内の値を予め
設定された比較値と比較し、所定範囲を外れているとき
には、強制的に前記メモリ内の値を所定値に更新するこ
とを特徴とする請求項１に記載のガス濃度センサ用制御
装置。6. An arithmetic unit having a memory for temporarily storing a voltage applied to the gas concentration sensor, wherein the arithmetic unit compares a value in the memory with a preset comparison value at a predetermined cycle. 2. The control device for a gas concentration sensor according to claim 1, wherein a value in the memory is forcibly updated to a predetermined value when the value is out of a predetermined range.
較値をガス濃度に応じて変更することを特徴とする請求
項６に記載のガス濃度センサ用制御装置。7. The control device for a gas concentration sensor according to claim 6, wherein said calculating means changes said preset comparison value according to a gas concentration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06657298A JP3487161B2 (en) | 1997-04-23 | 1998-03-17 | Control device for gas concentration sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10615997 | 1997-04-23 | ||
| JP9-106159 | 1997-04-23 | ||
| JP06657298A JP3487161B2 (en) | 1997-04-23 | 1998-03-17 | Control device for gas concentration sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116815A true JPH116815A (en) | 1999-01-12 |
| JP3487161B2 JP3487161B2 (en) | 2004-01-13 |
Family
ID=26407767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06657298A Expired - Lifetime JP3487161B2 (en) | 1997-04-23 | 1998-03-17 | Control device for gas concentration sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3487161B2 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000292411A (en) * | 1999-02-03 | 2000-10-20 | Denso Corp | Gas concentration detector |
| US6437372B1 (en) | 2000-01-07 | 2002-08-20 | Agere Systems Guardian Corp. | Diffusion barrier spikes for III-V structures |
| KR100441678B1 (en) * | 2001-07-19 | 2004-07-27 | 주식회사 진산물산 | Device and method for preventing wear of gas sensors |
| CN100443892C (en) * | 2004-06-28 | 2008-12-17 | 株式会社电装 | Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error |
| JP2010122241A (en) * | 2010-03-12 | 2010-06-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Method of protecting sensor control circuit |
| US7776194B2 (en) | 2004-04-16 | 2010-08-17 | Denso Corporation | Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error |
| JP2010249540A (en) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Sensor controller |
| US8092663B2 (en) | 2008-02-19 | 2012-01-10 | Denso Corporation | Gas sensor control device |
| JP2015121466A (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 日本特殊陶業株式会社 | Sensor control device and gas detection system |
| JP2017003463A (en) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | 株式会社デンソー | Gas sensor control device |
| WO2018092475A1 (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | 株式会社デンソー | Wiring line abnormality detecting device |
| KR20190131520A (en) | 2017-04-04 | 2019-11-26 | 메르크 파텐트 게엠베하 | Film forming composition |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP06657298A patent/JP3487161B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000292411A (en) * | 1999-02-03 | 2000-10-20 | Denso Corp | Gas concentration detector |
| US6437372B1 (en) | 2000-01-07 | 2002-08-20 | Agere Systems Guardian Corp. | Diffusion barrier spikes for III-V structures |
| KR100441678B1 (en) * | 2001-07-19 | 2004-07-27 | 주식회사 진산물산 | Device and method for preventing wear of gas sensors |
| US7776194B2 (en) | 2004-04-16 | 2010-08-17 | Denso Corporation | Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error |
| CN100443892C (en) * | 2004-06-28 | 2008-12-17 | 株式会社电装 | Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error |
| US8092663B2 (en) | 2008-02-19 | 2012-01-10 | Denso Corporation | Gas sensor control device |
| JP2010249540A (en) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Sensor controller |
| JP2010122241A (en) * | 2010-03-12 | 2010-06-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Method of protecting sensor control circuit |
| JP2015121466A (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 日本特殊陶業株式会社 | Sensor control device and gas detection system |
| JP2017003463A (en) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | 株式会社デンソー | Gas sensor control device |
| WO2018092475A1 (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | 株式会社デンソー | Wiring line abnormality detecting device |
| JP2018084425A (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-31 | 株式会社デンソー | Wiring abnormality detection device |
| KR20190131520A (en) | 2017-04-04 | 2019-11-26 | 메르크 파텐트 게엠베하 | Film forming composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3487161B2 (en) | 2004-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6295862B1 (en) | Gas concentration measuring apparatus compensating for error component of output signal | |
| US4306957A (en) | Device for producing control signal for feedback control of air/fuel ratio | |
| EP1026501B1 (en) | Gas concentration measuring apparatus compensating for error component of output signal | |
| JP4005273B2 (en) | Gas concentration detector | |
| US6921883B2 (en) | Gas sensor and method of heating the same | |
| EP1707950B1 (en) | Gas detection apparatus, gas-sensor control circuit used for gas detection apparatus, and inspection method for gas detection apparatus | |
| JP3684686B2 (en) | Oxygen concentration determination device | |
| US7776194B2 (en) | Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error | |
| JP4093190B2 (en) | Gas concentration detector | |
| JPH116813A (en) | Controller for gas concentration sensor | |
| EP1860431B1 (en) | Gas concentration measuring apparatus with multiple amplification ranges | |
| US4302312A (en) | Device for producing control signal for feedback control of air/fuel mixing ratio | |
| JP4415771B2 (en) | Gas concentration detector | |
| JP3487161B2 (en) | Control device for gas concentration sensor | |
| JP4124119B2 (en) | Gas concentration detector | |
| JP4872198B2 (en) | Gas concentration detector | |
| JP3420932B2 (en) | Method for detecting element resistance of gas concentration sensor | |
| US20020029612A1 (en) | Gas concentration measuring apparatus producing current signal as a function of gas concentration | |
| JP4016964B2 (en) | Gas concentration detector | |
| JP5067469B2 (en) | Gas concentration detector | |
| JP2009042242A (en) | Control device for gas concentration sensor | |
| JP2008076410A (en) | Gas concentration detector | |
| JP3695408B2 (en) | Control device for gas concentration sensor | |
| JP4569701B2 (en) | Gas concentration detector | |
| JP2006053126A (en) | Gas concentration detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |