WO2017086202A1 - ガス濃度検出装置 - Google Patents
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Definitions
- Such a problem is not limited to the gas concentration detection device that performs heater control based on the resistance value of the sensor cell, but also to a gas concentration detection device that performs heater control based on the resistance value of a cell such as a pump cell. Is a common issue. Further, the problem is not limited to a gas concentration detection device that detects NOx, but is common to gas concentration detection devices that detect an air-fuel ratio, oxygen concentration, PM concentration, and the like.
- the exhaust discharged from the engine 2 flows through the exhaust passage 20 of the engine exhaust system ES.
- an oxidation catalytic converter 4 and an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalytic converter 5 are provided in order from the engine 2 side.
- the engine 2 is, for example, a diesel engine.
- the SCU 11 is mainly composed of a microcomputer having a CPU, a memory and the like.
- the detection signals of the exhaust sensor 6, the exhaust sensor 7, and the temperature sensor 8 are captured in the SCU 11.
- the SCU 11 detects the NOx concentration D1, the NOx concentration D2, and the exhaust temperature TE based on these detection signals.
- the monitor cell 65 is disposed at a position farther from the introduction hole 603 than the pump cell 63.
- the monitor cell 65 detects the concentration of residual oxygen in the exhaust gas that has passed through the pump cell 63.
- the monitor cell 65 includes a solid electrolyte body 61, a monitor electrode 650 disposed on the surface of the solid electrolyte body 61 on the measurement chamber 601 side, and a common cell electrode 67.
- the monitor electrode 650 is arranged so as to be aligned with the sensor electrode 640.
- the monitor electrode 650 is made of a NOx inert electrode that is difficult to decompose NOx, such as a Pt—Au (platinum-gold) alloy. As shown in FIG.
- the heater 66 is provided inside the main body 60.
- the heater 66 generates heat based on energization to heat the sensor cell 64 and maintain the temperature of the sensor cell 64 at a predetermined temperature.
- the predetermined temperature corresponds to the activation temperature of the solid electrolyte body 61.
- the heater 66 is controlled by the SCU 11. Therefore, the SCU 11 of this embodiment corresponds to a heater control device.
- the peripheral resistance value temperature acquisition unit 119f detects or estimates the peripheral resistance value temperature Te correlated with the peripheral resistance value Re as the process of step S20 following step S10. For example, the peripheral resistance value temperature acquisition unit 119f acquires the outside air temperature TO from the ECU 10, and uses the outside air temperature TO as a detection value of the peripheral resistance value temperature Te. Alternatively, the peripheral resistance value temperature acquisition unit 119f obtains an estimated value of the peripheral resistance value temperature Te by performing predetermined arithmetic processing based on the outside air temperature TO acquired from the ECU 10.
- the peripheral resistance value temperature information including a map indicating the relationship between the resistance value Re of the lead wire L3 and the peripheral resistance value temperature Te is stored in the memory 119a of the microcomputer 119.
- the relationship between the resistance value Re of the lead wire L3 and the temperature Te for the peripheral resistance value is the resistance value of the lead wire L3 when the ambient temperature is changed with the SCU 11 and the exhaust sensor 7 connected by the lead wire L3. It is obtained by measuring.
- the peripheral resistance value acquisition unit 119c estimates the peripheral resistance value Re from the peripheral resistance value temperature Te based on the peripheral resistance value temperature information.
- the microcomputer 119 includes a peripheral resistance value acquisition unit 119c into which the peripheral current Ie detected by the Ie detection circuit 116 is taken.
- the peripheral resistance value acquisition unit 119c detects the resistance value Re of the lead wire L3, that is, the peripheral resistance value Re, based on the peripheral current Ie and the sensor voltage Vs.
- the cell resistance value calculation unit 119d calculates the sensor cell resistance value Rs based on the peripheral resistance value Re and the combined resistance value Rc detected by the combined resistance value acquisition unit 119b.
- the heater 66 is controlled based on the pump cell resistance value Rp, which is the resistance value of the pump cell 63, instead of the sensor cell resistance value Rs.
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Abstract
ガス濃度検出装置（１００）は、センサ素子のセル（６３，６４）を加熱するヒータ（６６）と、前記ヒータを制御するヒータ制御装置（１１）と、を備える。前記ヒータ制御装置は、前記セルの抵抗値であるセル抵抗値及び前記セルに電気的に接続される周辺部材（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）の抵抗値である周辺抵抗値が合成された合成抵抗値を検出又は推定する合成抵抗値取得部と、前記周辺抵抗値を検出又は推定する周辺抵抗値取得部と、前記合成抵抗値及び前記周辺抵抗値に基づいて前記セル抵抗値を算出するセル抵抗値算出部と、前記セル抵抗値と前記セルの目標温度に対応する目標抵抗値との偏差に基づき前記ヒータを制御する制御部と、を有する。
Description
本出願は、２０１５年１１月１８日に出願された日本国特許出願２０１５－２２５７３１号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、被測定ガス中のガス成分の濃度を検出するガス濃度検出装置に関する。
従来、この種のガス濃度検出装置としては、特許文献１に記載の装置が知られている。特許文献１に記載のガス濃度検出装置は、ポンプセルと、センサセルと、ヒータと、制御回路とを備えている。ポンプセルは、被測定ガス中の酸素濃度を減少させる。センサセルには、酸素濃度減少後の被測定ガスが供給される。センサセルには、酸素濃度減少後の被測定ガス中のＮＯｘ濃度に応じた電流が流れる。ＮＯｘは窒素酸化物である。制御回路は、センサセルに流れる電流を検出し、このセンサセル電流に基づいて被測定ガス中のＮＯｘ濃度を検出する。ヒータは、センサセルを加熱することにより、センサセルの温度を所定の温度に保持する。これにより、センサセルの出力を安定化させることができるため、ＮＯｘ濃度の検出精度を向上させることができる。制御回路は、センサセルの抵抗値を検出し、このセンサセルの抵抗検出値に基づいてヒータを制御している。
特許文献１に記載の制御回路により検出されるセンサセルの抵抗検出値には、センサセルの電極の抵抗値だけでなく、周辺部材の抵抗値が含まれている。周辺部材は、例えば制御回路とセンサセルの電極とを電気的に接続するリード線である。したがって、センサセルの抵抗検出値は、周辺部材の抵抗値の分だけセンサセルの実際の抵抗値からずれる。センサセルの実際の抵抗値が小さくなるほど、周辺部材の抵抗値の影響が相対的に大きくなるため、センサセルの抵抗検出値の誤差が大きくなる。このような状況では、制御回路がセンサセルの抵抗検出値に基づいてヒータ制御を実行すると、センサセルの温度を目標温度に制御することが困難となるため、ＮＯｘの検出精度が低下する。
一方、周辺部材の抵抗値の影響を小さくするためには、センサセルの実際の抵抗値を大きくすることが考えられる。しかしながら、センサセルの実際の抵抗値が大きくなるほど、センサセルの抵抗値の温度感度が急峻になる。よって、センサセルの抵抗検出値とセンサセルの実際の温度との関係にずれが生じ易くなる。このような状況でも、センサセルの抵抗検出値に基づいてヒータの制御を実行した場合に、センサセルの温度を目標温度に制御することが困難となるため、同様にＮＯｘの検出精度が低下するという問題が生じ得る。
なお、このような課題は、センサセルの抵抗値に基づいてヒータの制御を実行するガス濃度検出装置に限らず、ポンプセル等のセルの抵抗値に基づいてヒータの制御を実行するガス濃度検出装置にも共通する課題である。また、ＮＯｘを検出するガス濃度検出装置に限らず、空燃比や酸素濃度、ＰＭ濃度等を検出するガス濃度検出装置にも共通する課題である。
本開示の目的は、より高い精度でセルの温度を制御することのできるガス濃度検出装置を提供することにある。
本開示の一態様によるガス濃度検出装置は、センサ素子のセルを流れる電流に基づいて被測定ガス中のガス成分の濃度を検出する。ガス濃度検出装置は、セルを加熱するヒータと、ヒータを制御するヒータ制御装置とを備える。ヒータ制御装置は、合成抵抗値取得部と、周辺抵抗値取得部と、セル抵抗値算出部と、制御部とを有する。合成抵抗値取得部は、セルの抵抗値であるセル抵抗値、及びセルに電気的に接続される周辺部材の抵抗値である周辺抵抗値が合成された合成抵抗値を検出又は推定する。周辺抵抗値取得部は、周辺抵抗値を検出又は推定する。セル抵抗値算出部は、合成抵抗値及び周辺抵抗値に基づいて、セル抵抗値を算出する。制御部は、セル抵抗値と、セルの目標温度に対応する目標抵抗値との偏差に基づきヒータを制御する。
この構成によれば、セルの実際の抵抗値に基づいてヒータを制御することができるため、合成抵抗値に基づいてヒータの制御を行う場合と比較すると、セルの温度を、目標抵抗値に対応した目標温度により高い精度で制御することができる。
＜第１実施形態＞
以下、ガス濃度検出装置の第１実施形態について説明する。はじめに、本実施形態のガス濃度検出装置が用いられるエンジン排気系ＥＳの概要について図１を参照して説明する。
以下、ガス濃度検出装置の第１実施形態について説明する。はじめに、本実施形態のガス濃度検出装置が用いられるエンジン排気系ＥＳの概要について図１を参照して説明する。
図１に示されるように、エンジン排気系ＥＳの排気通路２０には、エンジン２から排出される排気が流れる。排気通路２０には、エンジン２側から順に、酸化触媒コンバータ４と、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒コンバータ５とが設けられている。エンジン２は、例えばディーゼルエンジンである。
酸化触媒コンバータ４は、排気に含まれる有害物質を酸化又は還元により浄化するものであって、特に炭素などからなる粒子状物質（ＰＭ）を捕集する装置である。酸化触媒コンバータ４は、酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst）４０と、パティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter）４１とを有している。酸化触媒４０は、排気に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などを酸化させ浄化する。また、酸化触媒４０は、触媒反応の際に発生する熱により排気温度を上昇させる。パティキュレートフィルタ４１は、排気中に含まれる粒子状物質を堆積させる。堆積した粒子状物質は、燃焼によって酸化され浄化される。この燃焼には、酸化触媒４０における温度上昇や、添加剤による粒子状物質の燃焼温度低下が利用される。
ＳＣＲ触媒コンバータ５は、酸化触媒コンバータ４の後処理装置としてＮＯｘを窒素と水に還元する装置であって、選択還元型の触媒であるＳＣＲ５０を有する。ＳＣＲ５０は、触媒温度が活性温度域にあり、更に図示しない尿素インジェクタから噴射される尿素が添加されているときにＮＯｘを還元浄化するものである。
酸化触媒コンバータ４とＳＣＲ触媒コンバータ５との間には、センサ素子としての排気センサ６及び温度センサ８が配置されている。排気センサ６は、ＳＣＲ触媒コンバータ５通過前の排気中のＮＯｘ濃度Ｄ１を検出し、検出したＮＯｘ濃度Ｄ１に応じた検出信号を出力する。温度センサ８は、排気温度ＴＥを検出し、検出した排気温度ＴＥに応じた検出信号を出力する。
ＳＣＲ触媒コンバータ５の下流側には、センサ素子としての排気センサ７が配置されている。排気センサ７は、ＳＣＲ触媒コンバータ５通過後の排気中のＮＯｘ濃度Ｄ２を検出し、検出したＮＯｘ濃度Ｄ２に応じた検出信号を出力する。
エンジン排気系ＥＳには、ＳＣＵ（Sensor Control Unit）１１が設けられている。ＳＣＵ１１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０と、車載ネットワーク１２を介して互いに通信可能に接続されている。
ＳＣＵ１１は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＳＣＵ１１には、排気センサ６、排気センサ７、及び温度センサ８のそれぞれの検出信号が取り込まれている。ＳＣＵ１１は、それらの検出信号に基づいてＮＯｘ濃度Ｄ１、ＮＯｘ濃度Ｄ２、及び排気温度ＴＥを検出する。
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＥＣＵ１０は、エンジン２と、エンジン排気系ＥＳとを制御する装置である。ＥＣＵ１０には、外気温センサ３０、吸入空気量センサ３１、及び回転速度センサ３２等の検出信号が取り込まれている。外気温センサ３０は、エンジンルーム内の温度である外気温ＴＯを検出し、検出した外気温ＴＯに応じた検出信号を出力する。吸入空気量センサ３１は、エンジン２の吸入空気量を検出し、検出した吸入空気量ＧＡに応じた検出信号を出力する。回転速度センサ３２は、エンジン２の出力軸であるクランク軸の回転速度を検出し、検出したエンジン回転速度ＮＥに応じた検出信号を出力する。ＥＣＵ１０は、各センサ３０～３２の検出信号に基づいて検出される外気温ＴＯや吸入空気量ＧＡ、エンジン回転速度ＮＥの他、アクセルペダルの踏み込み量等の各種車両状態量に基づいてエンジン２の駆動を制御する。
ＥＣＵ１０及びＳＣＵ１１は、車載ネットワーク１２を介して互いに通信可能に接続されている。ＥＣＵ１０及びＳＣＵ１１は、車載ネットワーク１２を介して各種情報を授受する。例えばＥＣＵ１０は、ＮＯｘ濃度Ｄ１、ＮＯｘ濃度Ｄ２、及び排気温度ＴＥ等のエンジン排気系ＥＳの情報をＳＣＵ１１から取得することができる。また、ＳＣＵ１１は、外気温ＴＯや吸入空気量ＧＡ、エンジン回転速度ＮＥ等のエンジン２の運転状態量をＥＣＵ１０から取得することができる。
次に、図２及び図３を参照して、排気センサ６及び排気センサ７の具体的な構造について説明する。なお、排気センサ６及び排気センサ７は同一の構成であるため、以下では、便宜上、排気センサ６の構造について代表して説明する。
図２に示されるように、排気センサ６は、本体部６０と、固体電解質体６１と、拡散抵抗体６２と、ポンプセル６３と、センサセル６４と、モニタセル６５と、ヒータ６６とを備えている。
本体部６０は、所定の隙間を有して固体電解質体６１を厚さ方向に挟むように配置されている。本体部６０と固体電解質体６１との間に形成される一方の隙間は、測定室６０１を形成している。本体部６０には、本体部６０の外周面から測定室６０１に貫通する導入孔６０３が形成されている。測定室６０１には、導入孔６０３を介して排気通路２０内の排気が導入される。本体部６０と固体電解質体６１との間に形成される他方の隙間は、大気室６０２を構成している。大気室６０２には、図示しない本体部６０の大気口を介して基準酸素濃度ガスとしての大気が導入される。
拡散抵抗体６２は、導入孔６０３に配置されている。拡散抵抗体６２は、アルミナ等の多孔質部材、又は細孔を有する部材からなる。拡散抵抗体６２は、測定室６０１内に導入される排気量を制限する。これにより、一定量の排気を測定室６０１内に導入することができる。
ポンプセル６３は、センサセル６４及びモニタセル６５よりも導入孔６０３に近い位置に配置されている。ポンプセル６３は、導入孔６０３から導入される排気中の酸素をポンピングする。具体的には、ポンプセル６３は、固体電解質体６１と、固体電解質体６１の測定室６０１側の表面に配置されるポンプ電極６３０と、固体電解質体６１の大気室６０２側の表面に配置される共通セル電極６７とにより構成されている。ポンプ電極６３０は、例えばＰｔ－Ａｕ（白金－金）合金等のＮＯｘを分解し難いＮＯｘ不活性電極からなる。共通セル電極６７は、センサセル６４及びモニタセル６５に対応する領域まで延びている。ポンプ電極６３０と共通セル電極６７との間には、ポンプ電圧Ｖｐが印加されている。これにより、測定室６０１内の排気中の酸素がポンプ電極６３０に接触すると、酸素イオンに変換される。この酸素イオンは、固体電解質体６１内を共通セル電極６７に向かって流れ、共通セル電極６７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、大気室６０２から大気中に放出される。この際の電荷の流れに応じてポンプ電極６３０と共通セル電極６７との間にポンプ電流Ｉｐが流れる。したがって、ポンプ電流Ｉｐは、ポンプセル６３における酸素のポンピング量に応じた値、換言すれば排気中の酸素濃度に応じた値を示す。
センサセル６４は、ポンプセル６３よりも導入孔６０３から離間した位置に配置されている。センサセル６４は、ポンプセル６３を通過した排気中のＮＯｘ濃度を検出する。具体的には、センサセル６４は、固体電解質体６１と、固体電解質体６１の測定室６０１側の表面に配置されるセンサ電極６４０と、共通セル電極６７とにより構成されている。センサ電極６４０は、Ｐｔ－Ｒｈ合金（白金－ロジウム合金）等のＮＯｘを分解し易いＮＯｘ活性電極からなる。センサ電極６４０と共通セル電極６７との間には、センサ電圧Ｖｓが印加されている。これにより、ポンプ電極６３０を通過した排気中のＮＯｘがセンサ電極６４０に接触すると、窒素及び酸素に分解される。センサ電極６４０において分解された酸素、及び排気中の残留酸素は、センサ電極６４０から電荷を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イオンは、固体電解質体６１内を共通セル電極６７に向かって流れ、共通セル電極６７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、大気室６０２から大気中に放出される。この際の電荷の流れに応じてセンサ電極６４０と共通セル電極６７との間にセンサ電流Ｉｓが流れる。したがって、センサ電流Ｉｓは、排気中のＮＯｘ濃度及び残留酸素の濃度に応じた値を示す。
モニタセル６５は、ポンプセル６３よりも導入孔６０３から離間した位置に配置されている。モニタセル６５は、ポンプセル６３を通過した排気中の残留酸素の濃度を検出する。具体的には、モニタセル６５は、固体電解質体６１と、固体電解質体６１の測定室６０１側の表面に配置されるモニタ電極６５０と、共通セル電極６７とにより構成されている。図３に示されるように、モニタ電極６５０は、センサ電極６４０と並ぶように配置されている。モニタ電極６５０は、例えばＰｔ－Ａｕ（白金－金）合金等のＮＯｘを分解し難いＮＯｘ不活性電極からなる。図２に示されるように、モニタ電極６５０と共通セル電極６７との間には、モニタ電圧Ｖｍが印加されている。これにより、ポンプセル６３を通過した排気中の残留酸素がモニタ電極６５０に接触すると、酸素イオンに変換される。この酸素イオンは、固体電解質体６１内を共通セル電極６７に向かって流れ、共通セル電極６７において電荷を放出して酸素となる。この酸素は、大気室６０２から大気中に放出される。この際の電荷の流れに応じてモニタ電極６５０と共通セル電極６７との間にモニタ電流Ｉｍが流れる。したがって、モニタ電流Ｉｍは、排気中の残留酸素の濃度に応じた値を示す。
ヒータ６６は、本体部６０の内部に設けられている。ヒータ６６は、通電に基づき発熱することによりセンサセル６４を加熱し、センサセル６４の温度を所定温度に保持する。所定温度は、固体電解質体６１の活性化温度に相当する。ヒータ６６は、ＳＣＵ１１により制御される。したがって、本実施形態のＳＣＵ１１は、ヒータ制御装置に相当する。
次に、図４を参照して、ＳＣＵ１１の電気的な構成について説明する。
図４に示されるように、ＥＣＵ１０には、車両に搭載されたバッテリ１３からリード線Ｌ１を介してバッテリ電圧ＶＢが印加されている。このバッテリ電圧ＶＢは、ＥＣＵ１０からリード線Ｌ２を介してＳＣＵ１１にも印加されている。ＳＣＵ１１は、このリード線Ｌ１から印加されるバッテリ電圧ＶＢを動作電源として駆動する。
図４に示されるように、ＥＣＵ１０には、車両に搭載されたバッテリ１３からリード線Ｌ１を介してバッテリ電圧ＶＢが印加されている。このバッテリ電圧ＶＢは、ＥＣＵ１０からリード線Ｌ２を介してＳＣＵ１１にも印加されている。ＳＣＵ１１は、このリード線Ｌ１から印加されるバッテリ電圧ＶＢを動作電源として駆動する。
ＳＣＵ１１は、共通駆動回路１１０と、ポンプセル駆動回路１１１と、ヒータ駆動回路１１２と、Ｉｍ検出回路１１３と、Ｉｓ検出回路１１４と、Ｉｐ検出回路１１５と、共通電圧検出回路１１７と、ポンプ電圧検出回路１１８と、マイクロコンピュータ１１９とを備えている。以下、マイクロコンピュータ１１９を「マイコン１１９」と略記する。
共通駆動回路１１０は、バッテリ電圧ＶＢに基づいてセンサ電圧Ｖｓ及びモニタ電圧Ｖｍを生成する。本実施形態では、センサ電圧Ｖｓ及びモニタ電圧Ｖｍが同一の電圧値となっている。なお、センサ電圧Ｖｓ及びモニタ電圧Ｖｍは異なる電圧値であってもよい。共通駆動回路１１０により生成されたセンサ電圧Ｖｓ及びモニタ電圧Ｖｍは、リード線Ｌ３を介してセンサセル６４及びモニタセル６５に印加される。
ポンプセル駆動回路１１１は、バッテリ電圧ＶＢに基づいてポンプ電圧Ｖｐを生成する。ポンプセル駆動回路１１１により生成されたポンプ電圧Ｖｐは、リード線Ｌ４を介してポンプセル６３に印加される。
ヒータ駆動回路１１２は、バッテリ電圧ＶＢに基づいてヒータ６６への通電を行うことにより、ヒータ６６を発熱させる。
Ｉｍ検出回路１１３は、モニタセル６５を流れるモニタ電流Ｉｍを検出する。Ｉｍ検出回路１１３は、検出したモニタ電流Ｉｍに応じた検出信号をマイコン１１９に出力する。
Ｉｓ検出回路１１４は、センサセル６４を流れるセンサ電流Ｉｓを検出する。Ｉｓ検出回路１１４は、検出したセンサ電流Ｉｓに応じた検出信号をマイコン１１９に出力する。
Ｉｐ検出回路１１５は、ポンプセル６３を流れるポンプ電流Ｉｐを検出する。Ｉｐ検出回路１１５は、検出したポンプ電流Ｉｐに応じた検出信号をマイコン１１９に出力する。
共通電圧検出回路１１７は、センサ電圧Ｖｓ及びモニタ電圧Ｖｍを検出する。共通電圧検出回路１１７は、検出したセンサ電圧Ｖｓ及びモニタ電圧Ｖｍに応じた検出信号をマイコン１１９に出力する。
ポンプ電圧検出回路１１８は、ポンプ電圧Ｖｐを検出する。ポンプ電圧検出回路１１８は、検出したポンプ電圧Ｖｐに応じた検出信号をマイコン１１９に出力する。
マイコン１１９は、各検出回路の検出信号に基づいてモニタ電流Ｉｍ、センサ電流Ｉｓ、ポンプ電流Ｉｐ、センサ電圧Ｖｓ、モニタ電圧Ｖｍ、及びポンプ電圧Ｖｐを検出する。マイコン１１９は、ポンプ電流Ｉｐに基づいてポンプセル駆動回路１１１を制御することにより、ポンプ電圧Ｖｐを制御する。また、マイコン１１９は、センサ電流Ｉｓ及びモニタ電流Ｉｍに基づいてＮＯｘ濃度Ｄ１を算出する。
具体的には、センサ電流Ｉｓは、排気中のＮＯｘ濃度Ｄ１及び残留酸素の濃度と相関関係がある。また、モニタ電流Ｉｍは、排気中の残留酸素の濃度と相関関係がある。したがって、センサ電流Ｉｓからモニタ電流Ｉｍを減算すれば、排気中のＮＯｘ濃度に応じた電流値を得ることができる。そこで、マイコン１１９は、センサ電流Ｉｓからモニタ電流Ｉｍを減算し、その減算値に基づいてＮＯｘ濃度Ｄ１を演算する。
このように、本実施形態では、排気センサ６及びＳＣＵ１１により、ＮＯｘ濃度Ｄ１を検出するガス濃度検出装置１００が構成されている。
また、マイコン１１９のメモリ１１９ａには、リード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅが予め記憶されている。リード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅは、例えば排気センサ６とＳＣＵ１１とが接続された状態で、所定の雰囲気温度（例えば、２５℃）にて測定される。この測定されたリード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅがメモリ１１９ａに予め記憶されている。本実施形態では、リード線Ｌ３が周辺部材に相当し、リード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅが周辺抵抗値に相当する。また、メモリ１１９ａが記憶部に相当する。
マイコン１１９は、メモリ１１９ａに記憶されているリード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅと、センサ電流Ｉｓとに基づいてセンサセル６４の実際の抵抗値であるセンサセル抵抗値Ｒｓを算出する。センサセル抵抗値Ｒｓは、センサセル６４の温度と相関関係がある。そこで、マイコン１１９は、センサセル抵抗値Ｒｓと目標抵抗値Ｒｓ＊との偏差に基づくフィードバック制御を実行することによりＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、このＰＷＭ信号をヒータ駆動回路１１２に出力することによりヒータ６６を制御する。目標抵抗値Ｒｓ＊は、センサセル６４の目標温度に対応する抵抗値であり、マイコン１１９のメモリ１１９ａに予め記憶されている。目標抵抗値Ｒｓ＊は、例えばセンサセル６４の目標温度に対応するセンサセル６４の抵抗値を予め実験等により測定することで得ることができる。
次に、マイコン１１９によるヒータ６６の制御について詳しく説明する。
図５に示されるように、マイコン１１９は、合成抵抗値取得部１１９ｂと、周辺抵抗値取得部１１９ｃと、セル抵抗値算出部１１９ｄと、制御部１１９ｅとを有している。図６は、これらの構成要素により実行されるヒータ６６の制御手順について示したものである。なお、マイコン１１９は、図６に示される処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。
図５に示されるように、マイコン１１９は、合成抵抗値取得部１１９ｂと、周辺抵抗値取得部１１９ｃと、セル抵抗値算出部１１９ｄと、制御部１１９ｅとを有している。図６は、これらの構成要素により実行されるヒータ６６の制御手順について示したものである。なお、マイコン１１９は、図６に示される処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。
図６に示されるように、合成抵抗値取得部１１９ｂは、ステップＳ１０の処理として、センサセル抵抗値Ｒｓ、及び周辺部材であるリード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅが合成された合成抵抗値Ｒｃを検出する。具体的には、Ｉｓ検出回路１１４により検出されるセンサ電流Ｉｓは、センサセル抵抗値Ｒｓだけでなく、周辺部材としてのリード線Ｌ３の抵抗値である周辺抵抗値Ｒｅが反映された電流値となっている。そこで、合成抵抗値取得部１１９ｂは、センサ電圧Ｖｓをセンサ電流Ｉｓにより除算することにより合成抵抗値Ｒｃを検出する。
周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ１０の処理に続くステップＳ１１の処理として、周辺抵抗値Ｒｅを取得する。具体的には、メモリ１１９ａに記憶されているリード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅをメモリ１１９ａから読み出し、周辺抵抗値Ｒｅとして取得する。
セル抵抗値算出部１１９ｄは、ステップＳ１１の処理に続くステップＳ１２の処理として、合成抵抗値Ｒｃ及び周辺抵抗値Ｒｅに基づいてセンサセル抵抗値Ｒｓを算出する。具体的には、セル抵抗値算出部１１９ｄは、合成抵抗値Ｒｃから周辺抵抗値Ｒｅを減算することによりセンサセル抵抗値Ｒｓを算出する。
制御部１１９ｅは、ステップＳ１２の処理に続くステップＳ１３の処理として、ヒータ６６の制御を行う。具体的には、マイコン１１９は、センサセル抵抗値Ｒｓと目標抵抗値Ｒｓ＊との偏差に基づくフィードバック制御を実行することによりＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号をヒータ駆動回路１１２に出力することによりヒータ６６を制御する。
以上説明した本実施形態のガス濃度検出装置１００によれば、以下の（１）及び（２）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）センサセル６４の実際の抵抗値Ｒｓに基づいてヒータ６６を制御することができるため、合成抵抗値Ｒｃに基づいてヒータ６６を制御する場合と比較すると、より高い精度でセンサセル６４の温度を目標温度に制御することができる。
（２）セル抵抗値算出部１１９ｄは、合成抵抗値Ｒｃから周辺抵抗値Ｒｅを減算した減算値をセンサセル抵抗値Ｒｓとして用いる。これにより、センサセル抵抗値Ｒｓを容易に検出することができる。
＜第２実施形態＞
次に、ガス濃度検出装置１００の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
次に、ガス濃度検出装置１００の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
図７に示されるように、本実施形態のマイコン１１９は、周辺抵抗値用温度取得部１１９ｆを更に備えている。図８は、周辺抵抗値用温度取得部１１９ｆを含むマイコン１１９の構成要素により実行されるヒータ６６の制御手順を示したものである。なお、マイコン１１９は、図８に示される処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。
図８に示されるように、周辺抵抗値用温度取得部１１９ｆは、ステップＳ１０に続くステップＳ２０の処理として、周辺抵抗値Ｒｅと相関関係のある周辺抵抗値用温度Ｔｅを検出又は推定する。例えば、周辺抵抗値用温度取得部１１９ｆは、ＥＣＵ１０から外気温ＴＯを取得し、この外気温ＴＯを周辺抵抗値用温度Ｔｅの検出値として用いる。あるいは、周辺抵抗値用温度取得部１１９ｆは、ＥＣＵ１０から取得した外気温ＴＯに基づいて所定の演算処理を行うことにより、周辺抵抗値用温度Ｔｅの推定値を求める。
周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ２０に続くステップＳ２１の処理として、周辺抵抗値用温度Ｔｅに基づいて周辺抵抗値Ｒｅを推定する。具体的には、メモリ１１９ａには、図９に示されるような周辺抵抗値用温度Ｔｅと周辺抵抗値Ｒｅとの関係を示すマップからなる周辺抵抗値温度情報が記憶されている。第１実施形態においては、所定の雰囲気温度（例えば、２５℃）におけるリード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅを周辺抵抗値として、マイコン１１９のメモリ１１９ａに記憶している。しかしながら、リード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅは、雰囲気温度の影響を受ける。よって、第２実施形態では、リード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅと周辺抵抗値用温度Ｔｅとの関係を示すマップからなる周辺抵抗値温度情報をマイコン１１９のメモリ１１９ａに記憶する。リード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅと周辺抵抗値用温度Ｔｅとの関係は、ＳＣＵ１１と排気センサ７とをリード線Ｌ３により接続した状態で、雰囲気温度を変化させたときのリード線Ｌ３の抵抗値を測定することにより求められる。周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺抵抗値用温度Ｔｅから周辺抵抗値温度情報に基づいて周辺抵抗値Ｒｅを推定する。
以上説明した本実施形態のガス濃度検出装置１００によれば、以下の（３）に示される作用及び効果を更に得ることができる。
（３）本実施形態のマイコン１１９は、周辺抵抗値用温度Ｔｅに基づいて周辺抵抗値Ｒｅを推定することができるため、周辺抵抗値Ｒｅを直接検出する構成を有していない場合でも、周辺抵抗値Ｒｅを取得することができる。よって、周辺抵抗値Ｒｅを直接検出する構成を有していないガス濃度検出装置１００でも、高い精度でのセンサセル６４の温度制御が可能となる。
＜第３実施形態＞
次に、ガス濃度検出装置１００の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
次に、ガス濃度検出装置１００の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
排気センサ６やリード線Ｌ３の雰囲気温度が高くなると、センサセル６４やリード線Ｌ３の温度が高くなるため、それらの抵抗値が増加する。例えば、エンジン２の運転状態に応じて排気通路２０を流れる排気の温度が上昇すると、排気センサ６やリード線Ｌ３の雰囲気温度が高くなる。このような状況では、センサ電流Ｉｓや周辺電流Ｉｅが小さくなるため、結果的にセンサセル抵抗値Ｒｓや周辺抵抗値Ｒｅを検出することが困難となる。
そこで、図１０に示されるように、本実施形態の周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ１０に続くステップＳ３０の処理として、ＥＣＵ１０からエンジン２の運転状態量を取得する。エンジン２の運転状態量は、エンジン２の運転状態を示すパラメータである。周辺抵抗値取得部１１９ｃは、エンジン２の運転状態として、エンジン回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡ等をＥＣＵ１０から取得する。
次に、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ３１の処理として、排気センサ６やリード線Ｌ３の雰囲気温度が高く、周辺抵抗値Ｒｅの検出が困難な状況であるか否かを判定する。例えば、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度以上である場合には、周辺抵抗値Ｒｅの検出が困難な状況であると判定する。あるいは、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、吸入空気量ＧＡが所定量以上である場合には、周辺抵抗値Ｒｅの検出が困難な状況であると判定する。
周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺抵抗値Ｒｅの検出が困難な場合には、ステップＳ３１の処理で肯定判断する。この場合、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ３２の処理として、エンジン回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡ等のエンジン２の運転状態量に基づいて周辺抵抗値Ｒｅを推定する。例えば、メモリ１１９ａには、図１１に示されるようなエンジン回転速度ＮＥと周辺抵抗値Ｒｅとの関係を示すマップからなる運転状態抵抗値情報が記憶されている。周辺抵抗値取得部１１９ｃは、エンジン回転速度ＮＥから運転状態抵抗値情報に基づいて周辺抵抗値Ｒｅを推定する。
一方、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺抵抗値Ｒｅを検出可能な場合には、ステップＳ３１の処理で否定判断する。この場合、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ３３の処理として、第１実施形態の図６に示されるステップＳ１１と同様の処理を行うことにより、周辺抵抗値Ｒｅを取得する。
以上説明した本実施形態のガス濃度検出装置１００によれば、以下の（４）に示される作用及び効果を更に得ることができる。
（４）周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺抵抗値Ｒｅの検出が困難な場合には、エンジン回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡ等のエンジン２の運転状態量に基づいて周辺抵抗値Ｒｅを推定する。このような構成によれば。エンジン２の運転状態に応じて周辺抵抗値Ｒｅの検出及び推定を選択的に実行することができるため、より適切に周辺抵抗値Ｒｅを取得することができる。
＜第４実施形態＞
次に、ガス濃度検出装置１００の第４実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
次に、ガス濃度検出装置１００の第４実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
図１２に示されるように、本実施形態のＳＣＵ１１は、Ｉｅ検出回路１１６を更に備えている。Ｉｅ検出回路１１６は、リード線Ｌ３のうち、センサセル６４に電圧を印加するためのリード線を流れる周辺電流Ｉｅを検出する。Ｉｅ検出回路１１６は、検出した周辺電流Ｉｅに応じた検出信号をマイコン１１９に出力する。
図１３に示されるように、マイコン１１９は、Ｉｅ検出回路１１６により検出される周辺電流Ｉｅが取り込まれる周辺抵抗値取得部１１９ｃを備えている。周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺電流Ｉｅ及びセンサ電圧Ｖｓに基づいてリード線Ｌ３の抵抗値Ｒｅ、すなわち周辺抵抗値Ｒｅを検出する。セル抵抗値算出部１１９ｄは、この周辺抵抗値Ｒｅと、合成抵抗値取得部１１９ｂにより検出される合成抵抗値Ｒｃとに基づいてセンサセル抵抗値Ｒｓを算出する。
次に、マイコン１１９によるヒータ６６の制御について詳しく説明する。
図１４に示されるように、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ１０の処理に続くステップＳ４０の処理として、周辺抵抗値Ｒｅを検出する。具体的には、Ｉｅ検出回路１１６により検出される周辺電流Ｉｅは、周辺部材であるリード線Ｌ３の抵抗値が反映された電流値となっている。そこで、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、センサ電圧Ｖｓを周辺電流Ｉｅで除算することにより周辺抵抗値Ｒｅを検出する。
図１４に示されるように、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ１０の処理に続くステップＳ４０の処理として、周辺抵抗値Ｒｅを検出する。具体的には、Ｉｅ検出回路１１６により検出される周辺電流Ｉｅは、周辺部材であるリード線Ｌ３の抵抗値が反映された電流値となっている。そこで、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、センサ電圧Ｖｓを周辺電流Ｉｅで除算することにより周辺抵抗値Ｒｅを検出する。
セル抵抗値算出部１１９ｄは、ステップＳ４０の処理に続くステップＳ１２の処理として、合成抵抗値Ｒｃ及び周辺抵抗値Ｒｅに基づいてセンサセル抵抗値Ｒｓを算出する。具体的には、セル抵抗値算出部１１９ｄは、合成抵抗値Ｒｃから周辺抵抗値Ｒｅを減算することによりセンサセル抵抗値Ｒｓを算出する。
以上説明した本実施形態のガス濃度検出装置１００によれば、以下の（５）に示される作用及び効果を更に得ることができる。
（５）周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺抵抗値Ｒｅとして、センサセル６４とＳＣＵ１１との間に配置されるリード線Ｌ３の抵抗値を検出する。具体的には、周辺抵抗値取得部１１９ｃは、センサ電圧Ｖｓを周辺電流Ｉｅで除算することにより周辺抵抗値Ｒｅを検出する。これにより、周辺抵抗値Ｒｅを容易に検出することができる。
＜第５実施形態＞
次に、ガス濃度検出装置１００の第５実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
次に、ガス濃度検出装置１００の第５実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態のガス濃度検出装置１００では、センサセル抵抗値Ｒｓに代えて、ポンプセル６３の抵抗値であるポンプセル抵抗値Ｒｐに基づいてヒータ６６の制御が行われる。
具体的には、マイコン１１９のメモリ１１９ａには、ポンプセル６３に接続されるリード線Ｌ４の抵抗値Ｒｅが、予め記憶されている。本実施形態では、リード線Ｌ４が周辺部材に相当し、リード線Ｌ４の抵抗値Ｒｅが周辺抵抗値に相当する。
マイコン１１９は、図６に示される第１実施形態の制御手順に準じた手順でヒータ６６を制御する。次に、マイコン１１９によるヒータ６６の制御について詳しく説明する。
合成抵抗値取得部１１９ｂは、ステップＳ１０の処理として、ポンプセル抵抗値Ｒｐ、及び周辺部材であるリード線Ｌ４の抵抗値Ｒｅが合成された合成抵抗値Ｒｃを検出する。具体的には、合成抵抗値取得部１１９ｂは、ポンプ電圧Ｖｐをポンプ電流Ｉｐにより除算することにより合成抵抗値Ｒｃを検出する。
周辺抵抗値取得部１１９ｃは、ステップＳ１０の処理に続くステップＳ１１の処理として、周辺抵抗値Ｒｅを取得する。具体的には、メモリ１１９ａに記憶されているリード線Ｌ４の抵抗値Ｒｅをメモリ１１９ａから読み出し、周辺抵抗値Ｒｅとして取得する。
セル抵抗値算出部１１９ｄは、ステップＳ１１の処理に続くステップＳ１２の処理として、合成抵抗値Ｒｃ及び周辺抵抗値Ｒｅに基づいてポンプセル抵抗値Ｒｐを算出する。具体的には、セル抵抗値算出部１１９ｄは、合成抵抗値Ｒｃから周辺抵抗値Ｒｅを減算することによりポンプセル抵抗値Ｒｐを算出する。
制御部１１９ｅは、ステップＳ１２の処理に続くステップＳ１３の処理として、ヒータ６６の制御を行う。具体的には、マイコン１１９は、ポンプセル抵抗値Ｒｐと目標抵抗値との偏差に基づくフィードバック制御を実行することによりＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号をヒータ駆動回路１１２に出力することによりヒータ６６を制御する。
以上説明した本実施形態のガス濃度検出装置１００によれば、以下の（６）及び（７）に示される作用及び効果を得ることができる。
（６）ポンプセル６３の実際の抵抗値Ｒｐに基づいてヒータ６６を制御することができるため、合成抵抗値Ｒｃに基づいてヒータ６６を制御する場合と比較すると、より高い精度でポンプセル６３の温度を目標温度に制御することができる。
（７）セル抵抗値算出部１１９ｄは、合成抵抗値Ｒｃから周辺抵抗値Ｒｅを減算した減算値をポンプセル抵抗値Ｒｐとして用いる。これにより、ポンプセル抵抗値Ｒｐを容易に検出することができる。
＜他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第３実施形態のガス濃度検出装置１００では、エンジン２の運転状態量として、エンジン回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡを用いたが、それ以外のパラメータを用いてもよい。例えば、吸気弁及び/又は排気弁の開弁時期や閉弁時期、点火時期をパラメータとして用いてもよい。
なお、上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第３実施形態のガス濃度検出装置１００では、エンジン２の運転状態量として、エンジン回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡを用いたが、それ以外のパラメータを用いてもよい。例えば、吸気弁及び/又は排気弁の開弁時期や閉弁時期、点火時期をパラメータとして用いてもよい。
・各実施形態のガス濃度検出装置１００では、合成抵抗値Ｒｃを直接検出する方法に代えて、合成抵抗値Ｒｃを推定する方法を採用してもよい。例えば、図１５に示されるように、マイコン１１９に合成抵抗値用温度取得部１１９ｇを更に設ける。合成抵抗値用温度取得部１１９ｇは、合成抵抗値Ｒｃと相関関係のある合成抵抗値用温度Ｔｃを検出又は推定する。具体的には、合成抵抗値用温度取得部１１９ｇは、ＥＣＵ１０から外気温ＴＯを取得し、この外気温ＴＯを合成抵抗値用温度Ｔｃの検出値として用いる。あるいは、合成抵抗値用温度取得部１１９ｇは、ＥＣＵ１０から取得した外気温ＴＯに基づいて所定の演算処理を行うことにより、合成抵抗値用温度Ｔｃの推定値を求める。合成抵抗値取得部１１９ｂは、合成抵抗値用温度Ｔｃに基づいて合成抵抗値Ｒｃを推定する。具体的には、メモリ１１９ａには、合成抵抗値用温度Ｔｃと合成抵抗値Ｒｃとの関係を示すマップからなる合成抵抗値温度情報が記憶されている。合成抵抗値取得部１１９ｂは、合成抵抗値用温度Ｔｃから合成抵抗値温度情報に基づいて合成抵抗値Ｒｃを推定する。
・第１～第４実施形態の周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺抵抗値Ｒｅとして、センサセル６４とＳＣＵ１１との間に配置されるリード線Ｌ３の抵抗値に加え、例えば図１６に示されるように、バッテリ１３とＥＣＵ１０との間のリード線Ｌ１の抵抗値、及びＳＣＵ１１とＥＣＵ１０との間のリード線Ｌ２の抵抗値を含む抵抗値を用いてもよい。同様に、第５実施形態の周辺抵抗値取得部１１９ｃは、周辺抵抗値Ｒｅとして、ポンプセル６３とＳＣＵ１１との間に配置されるリード線Ｌ４の抵抗値に加え、リード線Ｌ１，Ｌ２の抵抗値を含む抵抗値を用いてもよい。これにより、ポンプセル６３やセンサセル６４の周辺抵抗値Ｒｅを精度良く検出することができるため、より高い精度でヒータ６６を制御することが可能となる。この場合、第１実施形態のリード線Ｌ３の抵抗値のように、リード線Ｌ１、リード線Ｌ２の抵抗値を、リード線が組み付けられた状態で測定し、予めマイコン１１９のメモリ１１９ａに記憶するとよい。この場合、外気温で各抵抗値を補正してもよい。また、第２実施形態のように、外気温ＴＯ等に基づいて各補正値を推定してもよい。
・セル抵抗値算出部１１９ｄによるセンサセル抵抗値Ｒｓの算出方法は適宜変更可能である。例えば、セル抵抗値算出部１１９ｄは、周辺抵抗値Ｒｅに基づいて所定の係数を演算し、この係数を合成抵抗値Ｒｃに乗算することによりセンサセル抵抗値Ｒｓを求めてもよい。また、センサセル抵抗値Ｒｓは、合成抵抗値Ｒｃ及び周辺抵抗値Ｒｅに基づいてセンサセル抵抗値Ｒｓをマップにより演算してもよい。
・各実施形態の排気センサ６は、モニタセル６５を有していない構成であってもよい。換言すれば、各実施形態の排気センサ６は、センサセル６４及びポンプセル６３のみにより構成されるものであってもよい。
・各実施形態のガス濃度検出装置１００の構成は、ＮＯｘ濃度を検出する排気センサ６に限らず、酸素（Ｏ2）センサや空燃比（Ａ／Ｆ）センサ、ＰＭ（Particulate matter）センサ等のセンサ素子にも適用することができる。また、適用対象のセンサ素子に応じて、排ガス以外の被測定ガスを用いてもよい。さらに、検出するガス成分は、ＮＯｘ以外のガス成分であってもよい。要は、各実施形態のガス濃度検出装置１００の構成は、センサ素子のセルを流れる電流に基づいて被測定ガス中のガス成分の濃度を検出するガス濃度検出装置に適用することが可能である。
・ＳＣＵ１１が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えばＳＣＵ１１がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路により提供することができる。
・本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
Claims (8)
- センサ素子（６）のセル（６３，６４）を流れる電流に基づいて被測定ガス中のガス成分の濃度を検出するガス濃度検出装置（１００）であって、
前記セルを加熱するヒータ（６６）と、
前記ヒータを制御するヒータ制御装置（１１）と、を備え、
前記ヒータ制御装置は、
前記セルの抵抗値であるセル抵抗値、及び前記セルに電気的に接続される周辺部材（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）の抵抗値である周辺抵抗値が合成された合成抵抗値を検出又は推定する合成抵抗値取得部（１１９ｂ）と、
前記周辺抵抗値を検出又は推定する周辺抵抗値取得部（１１９ｃ）と、
前記合成抵抗値及び前記周辺抵抗値に基づいて、前記セル抵抗値を算出するセル抵抗値算出部（１１９ｄ）と、
前記セル抵抗値と、前記セルの目標温度に対応する目標抵抗値との偏差に基づき前記ヒータを制御する制御部（１１９ｅ）と、を有するガス濃度検出装置。 - 前記ヒータ制御装置は、
前記周辺抵抗値と相関関係のある周辺抵抗値用温度を検出又は推定する周辺抵抗値用温度取得部（１１９ｆ）と、
前記周辺抵抗値用温度及び前記周辺抵抗値の関係を示す周辺抵抗値温度情報が記憶された記憶部（１１９ａ）と、を更に備え、
前記周辺抵抗値取得部は、
前記周辺抵抗値用温度取得部により検出又は推定される前記周辺抵抗値用温度から前記周辺抵抗値温度情報に基づいて前記周辺抵抗値を推定する
請求項１に記載のガス濃度検出装置。 - 前記被測定ガスは、
車両のエンジンから排出される排気であり、
前記周辺抵抗値取得部は、
前記周辺抵抗値の検出が困難であるか否かを判定し、前記周辺抵抗値の検出が困難である場合には、前記エンジンの運転状態量に基づいて前記周辺抵抗値を推定する
請求項１に記載のガス濃度検出装置。 - 前記ヒータ制御装置は、
前記合成抵抗値と相関関係のある合成抵抗値用温度を検出又は推定する合成抵抗値用温度取得部（１１９ｇ）と、
前記合成抵抗値用温度及び前記合成抵抗値の関係を示す合成抵抗値温度情報が記憶された記憶部（１１９ａ）と、を更に備え、
前記合成抵抗値取得部は、
前記合成抵抗値用温度取得部により検出又は推定される前記合成抵抗値用温度から前記合成抵抗値温度情報に基づいて前記合成抵抗値を推定する
請求項１～３のいずれか一項に記載のガス濃度検出装置。 - 前記セル抵抗値算出部は、
前記合成抵抗値から前記周辺抵抗値を減算した減算値を前記セル抵抗値として用いる
請求項１～４のいずれか一項に記載のガス濃度検出装置。 - 前記周辺抵抗値取得部は、
前記周辺抵抗値として、前記センサ素子と、前記センサ素子に電圧を印加するバッテリ（１３）との間に配置されるリード線（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の抵抗値を検出又は推定する
請求項１～５のいずれか一項に記載のガス濃度検出装置。 - 前記周辺抵抗値取得部は、
前記周辺抵抗値として、前記センサ素子と、前記ヒータ制御装置との間に配置されるリード線（Ｌ３）の抵抗値を検出又は推定する
請求項１～５のいずれか一項に記載のガス濃度検出装置。 - 前記被測定ガスは、
車両のエンジンから排出される排気であり、
前記被測定ガス中のガス成分は、
前記排気中のＮＯｘであり、
前記センサ素子は、
前記排気中の酸素濃度を検出するポンプセル（６３）と、前記排気中のＮＯｘ濃度を検出するセンサセル（６４）と、を有する排気センサであり、
前記合成抵抗値取得部は、
前記センサセルの抵抗値、及び前記センサセルに電気的に接続される周辺抵抗値が合成された合成抵抗値を検出し、
前記セル抵抗値算出部は、
前記合成抵抗値と前記周辺抵抗値とに基づいて前記センサセルの抵抗値を算出し、
前記制御部は、
前記センサセルの抵抗値と、前記センサセルの目標温度に対応する目標抵抗値との偏差に基づき前記ヒータを制御する
請求項１～７のいずれか一項に記載のガス濃度検出装置。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202350A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-12 | Toyota Motor Corp | 酸素センサ用ヒ−タの制御装置 |
| JPH04235341A (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-24 | Ngk Insulators Ltd | 加熱型酸素センサにおけるヒータ電圧制御方法 |
| JP2000065794A (ja) * | 1998-08-25 | 2000-03-03 | Robert Bosch Gmbh | 測定センサの温度調整方法 |
| JP2002048762A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | Denso Corp | ガス濃度センサのヒータ制御装置 |
| JP2011043333A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Nippon Soken Inc | ＮＯｘセンサ |
-
2015
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-
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- 2016-11-08 WO PCT/JP2016/083025 patent/WO2017086202A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202350A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-12 | Toyota Motor Corp | 酸素センサ用ヒ−タの制御装置 |
| JPH04235341A (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-24 | Ngk Insulators Ltd | 加熱型酸素センサにおけるヒータ電圧制御方法 |
| JP2000065794A (ja) * | 1998-08-25 | 2000-03-03 | Robert Bosch Gmbh | 測定センサの温度調整方法 |
| JP2002048762A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | Denso Corp | ガス濃度センサのヒータ制御装置 |
| JP2011043333A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Nippon Soken Inc | ＮＯｘセンサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16866204 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16866204 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |