JP2018128354A - Sensor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、素子部とヒータ部とを有するセンサを制御するセンサ制御装置に関する。 The present invention relates to a sensor control device that controls a sensor having an element portion and a heater portion.
種々の状態量(ガス濃度、温度など)を検出するセンサを制御するセンサ制御装置が知られている(特許文献1)。
センサは、素子部とヒータ部とを有する。素子部は、固体電解質体および該固体電解質体に設けられた一対の電極を備えるセルを少なくとも1つ以上有して構成されている。ヒータ部は、セルの固体電解質体を加熱するように構成されている。
A sensor control device that controls a sensor that detects various state quantities (gas concentration, temperature, etc.) is known (Patent Document 1).
The sensor has an element part and a heater part. The element portion includes at least one cell including a solid electrolyte body and a pair of electrodes provided on the solid electrolyte body. The heater unit is configured to heat the solid electrolyte body of the cell.
センサ制御装置は、通信線(例えば、伝送ケーブル)を介して外部機器(例えば、エンジン制御装置)に接続されて、センサの制御に関する制御情報の送受信を行う。センサの制御に関する制御情報としては、例えば、センサ制御装置が外部機器に対して送信する情報(検出値など)や、外部機器がセンサ制御装置に対して送信する情報(制御指令値など)が挙げられる。 The sensor control device is connected to an external device (for example, an engine control device) via a communication line (for example, a transmission cable), and transmits and receives control information related to sensor control. Examples of control information related to sensor control include information (such as detection values) transmitted from the sensor control device to an external device, and information (such as control command values) transmitted from the external device to the sensor control device. It is done.
しかし、上記従来のセンサ制御装置では、外部機器との間での通信に通信異常が発生して外部機器との情報送受信が不可能となる場合がある。
このような通信異常が発生した場合には、外部機器からの制御情報が受信できない状態となるため、センサ制御状態が不適切な状態となる可能性がある。そのような事態が生じるのを抑制するために、センサ制御を停止するという対策が考えられる。
However, in the above conventional sensor control device, there is a case where communication abnormality occurs in communication with the external device and information transmission / reception with the external device becomes impossible.
When such a communication abnormality occurs, the control information from the external device cannot be received, and therefore the sensor control state may become inappropriate. In order to suppress the occurrence of such a situation, a countermeasure of stopping the sensor control can be considered.
しかし、センサ制御を停止する状態が長引いた場合、素子部の温度が低下してセンサが非活性化状態(状態量の検出が不可能な状態)となる可能性がある。センサが非活性化状態になると、その後に通信異常が解消されてセンサ制御を再開するにあたり、センサ(詳細には、素子部)が活性化状態(状態量の検出が可能な状態)になるまでに時間を要するという問題が生じる。 However, when the state in which the sensor control is stopped is prolonged, the temperature of the element portion is lowered, and the sensor may be in an inactivated state (a state quantity cannot be detected). When the sensor is deactivated, after the communication abnormality is resolved and the sensor control is resumed, until the sensor (specifically, the element unit) is activated (a state quantity can be detected). This causes a problem that it takes time.
そこで、本開示は、センサ制御装置と外部機器との通信に通信異常が発生し、その後に通信異常が解消された場合において、速やかにセンサを用いた状態量検出が再開可能なセンサ制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present disclosure provides a sensor control device that can quickly resume state quantity detection using a sensor when a communication error occurs in communication between the sensor control device and an external device, and then the communication error is resolved. The purpose is to provide.
本開示の一態様は、素子部とヒータ部とを有するセンサを制御するセンサ制御装置であって、センサ駆動部と、ヒータ制御部と、情報通信部と、通信異常検出部と、を備える。
素子部は、固体電解質体および該固体電解質体に設けられた一対の電極を備えるセルを少なくとも1つ以上有して構成されている。ヒータ部は、固体電解質体を加熱するように構成されている。
One aspect of the present disclosure is a sensor control device that controls a sensor including an element unit and a heater unit, and includes a sensor driving unit, a heater control unit, an information communication unit, and a communication abnormality detection unit.
The element portion includes at least one cell including a solid electrolyte body and a pair of electrodes provided on the solid electrolyte body. The heater unit is configured to heat the solid electrolyte body.
センサ駆動部は、素子部に接続されて、素子部を駆動するためにセルに通電するように構成されている。ヒータ制御部は、複数の通電モードのうち外部機器により指示される1つの通電モードでヒータ部を制御するように構成されている。情報通信部は、外部機器との間で、センサの制御に関する制御情報を少なくとも含む情報の送受信を行うように構成されている。 The sensor driving unit is connected to the element unit and configured to energize the cell to drive the element unit. The heater control unit is configured to control the heater unit in one energization mode instructed by an external device among the plurality of energization modes. The information communication unit is configured to transmit / receive information including at least control information related to sensor control to / from an external device.
このようなヒータ制御部を備えるセンサ制御装置は、ヒータ制御の通信モードを受信できる状況下では、受信した通信モードに基づいたヒータ制御を実行することで、外部機器の指令に応じたヒータ制御を実現できるが、通信異常が発生すると外部機器からヒータ制御の指示情報を受信できない。 A sensor control device including such a heater control unit performs heater control according to a command from an external device by executing heater control based on the received communication mode in a situation where the communication mode of heater control can be received. Although it can be realized, heater communication instruction information cannot be received from an external device when a communication error occurs.
そこで、このセンサ制御装置は、外部機器との通信異常を検出する通信異常検出部を備えている。ヒータ制御部は、通信異常検出部にて通信異常が検出された場合には、通信異常が検出される前の通電モードでのヒータ制御状態を維持してヒータ部を制御するように構成されている。 Therefore, the sensor control device includes a communication abnormality detection unit that detects a communication abnormality with an external device. The heater control unit is configured to control the heater unit while maintaining the heater control state in the energization mode before the communication abnormality is detected when the communication abnormality detection unit detects the communication abnormality. Yes.
このセンサ制御装置は、通信異常検出部が通信異常を検出した場合には、ヒータ制御状態を直ちに他の制御状態(例えば、ヒータ通電を停止)に移行するのではなく、通信異常が検出される前のヒータ制御状態を維持してヒータ部を制御するように構成されている。このため、このセンサ制御装置は、外部機器との通信異常が発生した場合でも、センサ(素子部)の活性化状態を維持することができ、通信異常が解消された後、早期にセンサを用いた検出を再開できる。 In this sensor control device, when the communication abnormality detection unit detects a communication abnormality, the heater control state is not immediately shifted to another control state (for example, heater energization is stopped), but a communication abnormality is detected. The heater unit is controlled while maintaining the previous heater control state. For this reason, this sensor control device can maintain the activated state of the sensor (element unit) even when a communication abnormality with an external device occurs, and uses the sensor early after the communication abnormality is resolved. You can resume detection.
よって、このセンサ制御装置は、外部機器との通信に通信異常が発生し、その後に通信異常が解消された場合において、速やかにセンサを用いた状態量検出を再開することができる。 Therefore, the sensor control device can quickly resume the state quantity detection using the sensor when the communication abnormality occurs in the communication with the external device and the communication abnormality is subsequently eliminated.
なお、センサの制御に関する制御情報とは、例えば、センサ制御装置が外部機器に対して送信する情報(検出値など)や、外部機器がセンサ制御装置に対して送信する情報(制御指令値など)が挙げられる。 The control information related to sensor control is, for example, information (detection value or the like) transmitted from the sensor control device to the external device, or information (control command value or the like) transmitted from the external device to the sensor control device. Is mentioned.
次に、本開示のセンサ制御装置は、センサ駆動部と素子部とを接続する配線における配線異常を少なくとも含む制御異常を検出する制御異常検出部を備えてもよい。そして、ヒータ制御部は、制御異常検出部が制御異常を検出すると、通信異常検出部が通信異常を検出したか否かにかかわらず、ヒータ部の制御状態を異常時制御状態に移行してもよい。 Next, the sensor control device of the present disclosure may include a control abnormality detection unit that detects a control abnormality including at least a wiring abnormality in a wiring connecting the sensor driving unit and the element unit. When the control abnormality detection unit detects a control abnormality, the heater control unit may change the control state of the heater unit to the abnormal state control state regardless of whether the communication abnormality detection unit detects a communication abnormality. Good.
このセンサ制御装置では、ヒータ制御部は、通信異常ではなく通常のヒータ制御状態である時、および通信異常検出前におけるヒータ制御状態を継続している時のいずれの場合でも、制御異常検出部が制御異常を検出すると、ヒータ部の制御状態を異常時制御状態に移行する。このようにヒータ部の制御状態を異常時制御状態に移行することで、制御異常が発生した状態でヒータ部の通常制御が継続されるのを抑制できる。これにより、ヒータ部の通常制御が継続されることに起因するヒータ部の破損が発生することを抑制できる。 In this sensor control device, the heater controller is in a normal heater control state, not a communication abnormality, and the control abnormality detector is in either case of continuing the heater control state before the communication abnormality is detected. When a control abnormality is detected, the control state of the heater unit is shifted to an abnormal time control state. By shifting the control state of the heater unit to the abnormal state control state in this way, it is possible to suppress the normal control of the heater unit from being continued in a state where the control abnormality has occurred. Thereby, it is possible to prevent the heater unit from being damaged due to the normal control of the heater unit being continued.
なお、配線異常は、例えば、短絡異常(グランド短絡、電源短絡など)や断線異常などが挙げられる。また、ヒータ部の制御の停止とは、例えば、ヒータへの通電停止などを意味する。 The wiring abnormality includes, for example, a short circuit abnormality (ground short circuit, power supply short circuit, etc.), a disconnection abnormality, and the like. Moreover, the stop of the control of the heater unit means, for example, a stop of energization to the heater.
次に、制御異常検出部を備える本開示のセンサ制御装置においては、ヒータ制御部は、異常時制御状態では、ヒータ部への印加電圧を予め設定した所定の異常時印加電圧に設定する構成であってもよい。 Next, in the sensor control device of the present disclosure including the control abnormality detection unit, the heater control unit is configured to set the application voltage to the heater unit to a predetermined abnormality application voltage set in advance in the abnormality control state. There may be.
このようにヒータ部への印加電圧を予め設定した所定の異常時印加電圧に設定することで、フィードバック制御が発散してヒータ部への印加電圧が不適切となるのを抑制できるとともに、不適切な電圧印加に伴うヒータ部の破損を抑制できる。ここで、予め設定するとは、例えば、異常時印加電圧に初期値として所定の値を記憶部(EEPROMなど)に設定しておくことや、通信異常が発生する前(つまり、通信が正常時)に外部機器から受信した値を異常時印加電圧として設定する方法などがある。 In this way, by setting the voltage applied to the heater unit to a predetermined abnormal voltage applied in advance, it is possible to suppress feedback control from spreading and improper application voltage to the heater unit, and inappropriate It is possible to suppress breakage of the heater part due to an applied voltage. Here, setting in advance means, for example, setting a predetermined value as an initial value for the applied voltage at the time of abnormality in the storage unit (EEPROM or the like), or before a communication abnormality occurs (that is, when communication is normal). There is also a method of setting a value received from an external device as an abnormal voltage applied.
なお、異常時印加電圧は、ヒータ部の破損に至らない電圧範囲内で設定される電圧であり、例えば、ヒータ部への印加可能電圧の最大値(許容最大電圧値)に対する50%値、30%値、10%値などであってもよい。 The abnormality applied voltage is a voltage set within a voltage range that does not cause damage to the heater section. For example, a 50% value with respect to the maximum value (allowable maximum voltage value) of the voltage that can be applied to the heater section, 30 % Value, 10% value, etc. may be used.
以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
Hereinafter, embodiments to which the present disclosure is applied will be described with reference to the drawings.
In addition, this indication is not limited to the following embodiment at all, and it cannot be overemphasized that various forms may be taken as long as it belongs to the technical scope of this indication.
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
図1は、本開示の実施形態としてのガス検知システム1の全体構成図である。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas detection system 1 as an embodiment of the present disclosure.
ガス検知システム1は、例えば、内燃機関の排気ガス中の特定ガス(本実施形態では、酸素)を検出する用途に用いられる。
ガス検知システム1は、ガス検知装置3と、ガスセンサ8と、を備える。
The gas detection system 1 is used for the purpose of detecting a specific gas (oxygen in the present embodiment) in the exhaust gas of an internal combustion engine, for example.
The gas detection system 1 includes a
ガス検知装置3は、センサ制御装置5と、エンジン制御装置7と、を備える。
センサ制御装置5は、ガスセンサ8を駆動制御して、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をエンジン制御装置7に通知する。センサ制御装置5の詳細については、後述する。
The
The sensor control device 5 drives and controls the
エンジン制御装置7は、内燃機関を制御するための各種制御処理を実行するマイクロコントローラであり、各種制御処理の1つとして、センサ制御装置5が検出した酸素濃度を用いて内燃機関の空燃比制御を行う。 The engine control device 7 is a microcontroller that executes various control processes for controlling the internal combustion engine. As one of the various control processes, the air-fuel ratio control of the internal combustion engine is performed using the oxygen concentration detected by the sensor control device 5. I do.
ガスセンサ8は、酸素を検出する酸素センサである。ガスセンサ8は、内燃機関(エンジン)の排気管に設けられて、排気ガス中の酸素濃度を広域にわたって検出するものであり、リニアラムダセンサとも呼ばれる。ガスセンサ8は、センサ素子9と、ヒータ26と、を備えて構成されている。
The
センサ素子9は、ポンプセル14を備えて構成されている。ポンプセル14は、部分安定化ジルコニア(ZrO2)により形成された酸素イオン伝導性の固体電解質体15と、その表面と裏面のそれぞれに主として白金で形成された一対の多孔質電極16と、を有している。
The sensor element 9 includes a
ヒータ26は、外部からの通電により発熱する発熱抵抗体を備えて構成されている。ヒータ26は、センサ素子9(特に、ポンプセル14)を加熱して、センサ素子9(ポンプセル14)を活性化状態(ガス検出が可能な状態)にするために備えられる。
The
なお、センサ素子9は、自身の内部に、ポンプセル14における一対の多孔質電極16のうち一方が露出する測定室(図示省略)と、他方が露出する基準酸素室(図示省略)と、を備えている。測定室には、外部から多孔質拡散層(図示省略)を介して測定対象ガス(本実施形態では、排気ガス)が導入される。基準酸素室には、外部から基準ガスとしての大気が導入される。
The sensor element 9 includes therein a measurement chamber (not shown) in which one of the pair of
センサ素子9は、いわゆる限界電流方式によって酸素濃度を検出する酸素センサ素子である。ポンプセル14における印加電圧Vpとポンプ電流Ipとの関係を示す出力特性としては、電圧軸に対して平行で平坦な領域、即ちポンプ電流Ipが一定となる限界電流の領域(限界電流域)があることが知られている。この平坦領域(限界電流域)は、印加電圧Vpが変化してもポンプ電流Ipが実質的に変化せず一定の値(限界電流)を保つ領域である。
The sensor element 9 is an oxygen sensor element that detects an oxygen concentration by a so-called limit current method. The output characteristic indicating the relationship between the applied voltage Vp and the pump current Ip in the
この平坦領域は、酸素濃度(即ち空燃比)に対応したポンプ電流Ipを示す限界電流域であり、限界電流の変化が、酸素濃度の変化に対応している。この限界電流域のポンプ電流Ipは、酸素濃度が高くなるほど大きくなることが知られている。このため、センサ素子9のポンプセル14に対して、限界電流域に応じた印加電圧Vpを付与し、それによって得られるポンプ電流Ipを用いることで、排気ガス中の酸素濃度を検出できる。つまり、排気ガス中の酸素濃度が高くなるほど(空燃比がリーン側になるほど)、ポンプ電流Ipの限界電流は増加し、排気ガス中の酸素濃度が低くなるほど(空燃比がリッチになるほど)、限界電流は減少するので、限界電流に基づいて酸素濃度(空燃比)を検出することができる。
This flat region is a limit current region indicating the pump current Ip corresponding to the oxygen concentration (that is, the air-fuel ratio), and the change in the limit current corresponds to the change in the oxygen concentration. It is known that the pump current Ip in this limit current region increases as the oxygen concentration increases. For this reason, the oxygen concentration in the exhaust gas can be detected by applying the applied voltage Vp corresponding to the limit current region to the
本実施形態では、センサ素子9のポンプセル14における一対の多孔質電極16に印加電圧Vpを印加して、一対の多孔質電極16の間にポンプ電流Ipを流し、このポンプ電流Ipによって酸素をポンピングする(例えば、測定室と基準酸素室との間で酸素を移動させる)。そして、周知のように、ポンピング時のポンプ電流Ipが一定になった電流値(限界電流)に基づいて酸素濃度を検出することができる。
In the present embodiment, an applied voltage Vp is applied to the pair of
つまり、ガスセンサ8は、センサ素子9におけるポンピング時のポンプ電流Ipが一定になった電流値(限界電流)に基づいて、測定対象ガス(排気ガス)に含まれている酸素濃度を検出する用途に用いられる。
That is, the
[1−2.センサ制御装置]
センサ制御装置5は、ガスセンサ8を駆動制御して、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をエンジン制御装置7に通知するように構成されている。
[1-2. Sensor control device]
The sensor control device 5 is configured to drive and control the
センサ制御装置5は、ASIC(Application Specific IC)により構成される。図1では、センサ制御装置5については、機能ブロック図として表している。
センサ制御装置5は、AD変換部31(アナログデジタル変換部31)、PID演算部33、ポンプ電流演算部34、電流DA変換部35(電流デジタルアナログ変換部35)、ガス検出信号演算部37、電流供給部42、基準電位生成部46、を備えている。また、センサ制御装置5は、Rpvs演算部51、ヒータ制御量演算部53、ヒータドライバ57、を備えている。さらに、センサ制御装置5は、ポンプ電流端子61(Ip+端子61)、検出電圧端子63(Vs+端子63)、基準電位端子65(COM端子65)、端子監視部67、異常検出部69、通信処理部71、を備える。
The sensor control device 5 is configured by an ASIC (Application Specific IC). In FIG. 1, the sensor control device 5 is represented as a functional block diagram.
The sensor control device 5 includes an AD conversion unit 31 (analog / digital conversion unit 31), a
電流供給部42は、検出電圧端子63を介して各種電流をセンサ素子9(詳細には、ポンプセル14)に供給するように構成されている。各種電流としては、例えば、センサ素子9(ポンプセル14)の内部抵抗値を検出するためのパルス電流Irpvsや、センサ素子9(ポンプセル14)にて酸素をポンピングして酸素基準電極を生成するための微小電流Icpなどが挙げられる。電流供給部42は、これらの電流を常時供給するのではなく、各電流をそれぞれの適切な時期に供給するように構成されている。
The
基準電位生成部46は、基準電位端子65(COM端子65)の電位を所定電位に設定するものである。具体的には、内燃機関のグランド電位GNDを基準として基準設定電圧(本実施形態では、2.7V)を加えた電位を、基準電位端子65の電位として設定している。なお、本実施形態では、基準電位端子65の電位が、センサ素子9(ポンプセル14)を制御する際の基準電位に相当する。
The reference
AD変換部31は、検出電圧端子63の電位および基準電位端子65の電位に基づいてポンプセル14の両端電圧(検知電圧Vs)を検出し、検知電圧Vsを示すアナログ値をデジタル値に変換する。AD変換部31は、変換後のデジタル値をセンサ制御装置5の各部(例えば、PID演算部33およびRpvs演算部51など)に通知する。
The
なお、ポンプセル14の両端電圧(検知電圧Vs)は、電流供給部42による微小電流Icpの入力時または電流DA変換部35によるポンプ電流Ipの入力時には、測定室の酸素濃度に応じて変化するセンサ出力信号Vs1として利用できる。また、ポンプセル14の両端電圧(検知電圧Vs)は、電流供給部42によるパルス電流Irpvsの入力時には、ポンプセル14の内部抵抗値に応じて変化する応答信号Vs2として利用できる。
Note that the voltage across the pump cell 14 (detection voltage Vs) changes according to the oxygen concentration in the measurement chamber when the minute current Icp is input by the
PID演算部33は、ポンプ電流制御処理をデジタル処理により実行するように構成されている。ポンプ電流制御処理は、ポンプセル14の検知電圧Vs(センサ出力信号Vs1)が目標制御電圧(本実施形態では、例えば450mV)となるように、ポンプセル14に通電するポンプ電流Ipを制御するための制御処理である。ポンプ電流制御処理を実行するPID演算部33は、目標制御電圧(450mV)とポンプセル14の検知電圧Vs(センサ出力信号Vs1)との偏差ΔVsに基づいてPID演算し、偏差ΔVsが0に近づくように(換言すれば、検知電圧Vsが目標制御電圧に近づくように)ポンプセル14に通電するためのポンプ電流Ipの通電制御値(通電制御電流Tip)を演算する。
The
ポンプ電流演算部34は、PID演算部33で演算された通電制御電流Tipを表すデジタル信号から予め定められた第1遮断周波数(本実施形態では、100Hz)よりも高い周波数成分を減衰させてなるDAC制御信号S1(第1フィルタ信号S1)をデジタル演算により抽出する。
The pump
DAC制御信号S1は、ポンプ電流Ipの通電制御電流Tipを示すデジタル信号から第1遮断周波数よりも高い周波数成分(ノイズ成分)が減衰された信号であるため、ポンプ電流Ipの通電制御電流Tipを示すデジタル信号であって、PID演算部33でのデジタル演算で重畳されたノイズ成分が減衰されたデジタル信号である。このため、ポンプ電流Ip(デジタル信号)のサンプリング周期を高速化した場合であっても、ポンプ電流Ipにおける微分ノイズ成分の増大を抑制できる。
Since the DAC control signal S1 is a signal in which a frequency component (noise component) higher than the first cutoff frequency is attenuated from the digital signal indicating the energization control current Tip of the pump current Ip, the energization control current Tip of the pump current Ip is The noise signal superimposed by the digital calculation in the
ガス検出信号演算部37は、ポンプ電流演算部34で抽出されたDAC制御信号S1を表すデジタル信号から予め定められた第2遮断周波数(本実施形態では、50Hz)よりも高い周波数成分を減衰させてなるガス検出信号S2(第2フィルタ信号S2)をデジタル演算により抽出する。
The gas detection
ガス検出信号S2は、DAC制御信号S1から第2遮断周波数よりも高い周波数成分(ノイズ成分)が減衰された信号であるため、DAC制御信号S1からさらにノイズ成分(ポンプ電流演算部34でのデジタル演算で重畳されたノイズ成分)が減衰されたデジタル信号である。 Since the gas detection signal S2 is a signal in which a frequency component (noise component) higher than the second cutoff frequency is attenuated from the DAC control signal S1, a noise component (digital at the pump current calculation unit 34) is further increased from the DAC control signal S1. This is a digital signal in which a noise component superimposed by calculation is attenuated.
そして、DAC制御信号S1は、ガス検出信号S2と比べて、フィルタ処理の回数が少ないため、ポンプ電流Ipの通電制御電流Tipを示すデジタル信号であって、ポンプセル14の検知電圧Vsにおける直近の変化状態が相対的に大きく反映されたデジタル信号となる。このようなデジタル信号は、ポンプセル14のフィードバック制御に適した信号となるため、DAC制御信号S1に基づいて生成したポンプ電流Ipをポンプセル14に対して通電することで、ポンプセル14の検知電圧Vsにおける直近の変化状態に応じて、ポンプセル14による酸素のポンピング(汲み出し、汲み入れ)を適切に実行できる。なお、DAC制御信号S1は、ポンプ電流Ipの通電制御値の電流値および通電方向(正方向、逆方向)に関する情報を含んだデジタル信号である。
The DAC control signal S1 is a digital signal indicating the energization control current Tip of the pump current Ip since the number of times of filter processing is smaller than that of the gas detection signal S2, and the most recent change in the detection voltage Vs of the
電流DA変換部35は、ポンプ電流演算部34で演算されたDAC制御信号S1(デジタル値)を受信し、受信したDAC制御信号S1についてDA変換を行い、DA変換後のアナログ値としてのポンプ電流Ipをポンプセル14に対して通電する。
The current
次に、ガス検出信号S2は、DAC制御信号S1と比べて、フィルタ処理の回数が多いため、ポンプ電流Ipの通電制御電流Tipを示すデジタル信号であって、ポンプセル14の検知電圧Vsにおける長期間の変化状態が相対的に大きく反映されたデジタル信号となる。このようなデジタル信号は、測定対象ガス(排気ガス)に含まれる特定成分(酸素)の検出に適した信号となる。このため、ガス検出信号S2を排気ガスに含まれる酸素濃度を検出するための信号として用いることで、ポンプセル14の検知電圧Vsにおける長期間の変化状態に基づいて、排気ガスに含まれる酸素濃度を検出することが可能となる。これにより、酸素濃度の検出精度を向上できる。
Next, the gas detection signal S2 is a digital signal indicating the energization control current Tip of the pump current Ip because the number of times of the filtering process is larger than that of the DAC control signal S1, and is a long period of time at the detection voltage Vs of the
通信処理部71は、SPI通信線72を介したSPI通信(シリアル・ペリフェラル・インターフェース通信)により、エンジン制御装置7との間で各種情報の送受信を行うための通信制御処理を実行する。通信処理部71は、センサ制御に関する制御情報を少なくとも含む情報の送受信を行う。例えば、通信処理部71は、ガス検出信号S2をエンジン制御装置7に送信する。 The communication processing unit 71 executes communication control processing for transmitting and receiving various types of information to and from the engine control device 7 through SPI communication (serial peripheral interface communication) via the SPI communication line 72. The communication processing unit 71 transmits and receives information including at least control information related to sensor control. For example, the communication processing unit 71 transmits the gas detection signal S <b> 2 to the engine control device 7.
また、通信処理部71は、エンジン制御装置7との通信状態が異常状態(通信異常)であるか否かを判定する機能を有している。通信処理部71は、通信状態が正常状態と判定すると通信異常フラグFcfをリセットし(Fcf=0)、通信状態が異常状態と判定すると通信異常フラグFcfをセットする(Fcf=1)。通信異常フラグFcfは、センサ制御装置5での各種制御処理に用いられる内部フラグの1つである。通信処理部71は、通信異常フラグFcfがリセット状態であることを確認した上で、エンジン制御装置7に対して情報を送信する。 The communication processing unit 71 has a function of determining whether or not the communication state with the engine control device 7 is an abnormal state (communication abnormality). When the communication processing unit 71 determines that the communication state is normal, the communication processing unit 71 resets the communication abnormality flag Fcf (Fcf = 0). When the communication processing unit 71 determines that the communication state is abnormal, the communication processing unit 71 sets the communication abnormality flag Fcf (Fcf = 1). The communication abnormality flag Fcf is one of internal flags used for various control processes in the sensor control device 5. The communication processing unit 71 transmits information to the engine control device 7 after confirming that the communication abnormality flag Fcf is in the reset state.
エンジン制御装置7は、ガス検出信号S2に基づいて、排気ガス中の特定ガス(本実施形態では、酸素)の濃度を演算する。つまり、エンジン制御装置7は、測定室の酸素濃度が所定の目標濃度(例えば、理論空燃比相当の酸素濃度)になるようにポンプセル14に流したポンプ電流Ipの履歴データに基づいて、測定対象ガスに含まれていた酸素濃度を演算する。
The engine control device 7 calculates the concentration of the specific gas (oxygen in this embodiment) in the exhaust gas based on the gas detection signal S2. That is, the engine control device 7 determines the measurement target based on the history data of the pump current Ip that has flowed through the
なお、センサ制御装置5は、図示しないEEPROMおよびRAMを備えている。EEPROMは、制御処理の内容や制御処理に用いる各種パラメータなどを記憶する記憶部である。また、EEPROMは、制御対象となるガスセンサ8の種類や特性に応じて定められる各種情報(ポンプセル14の許容最大電流など)を記憶している。これらの情報は、センサ制御装置5の製造段階でEEPROMに記憶される。RAMは、各種制御処理に用いられる制御データ等を一時的に記憶する記憶部である。
The sensor control device 5 includes an EEPROM and a RAM (not shown). The EEPROM is a storage unit that stores the contents of the control process and various parameters used for the control process. Further, the EEPROM stores various information (such as an allowable maximum current of the pump cell 14) determined according to the type and characteristics of the
Rpvs演算部51は、AD変換部31から通知された応答信号Vs2およびセンサ出力信号Vs1に基づいて、ポンプセル14の内部抵抗値Rpvsを演算する。
ヒータ制御量演算部53は、デジタル演算により、Rpvs演算部51で演算された内部抵抗値Rpvsに基づいてガスセンサ8(詳細には、センサ素子9のポンプセル14)の温度を演算し、演算された温度をセンサ目標温度に近づける、あるいは維持するために必要なヒータ発熱量を演算する。ヒータ制御量演算部53は、演算したヒータ発熱量に基づいて、ヒータ26に供給するべき電力のDUTY比率を演算して、そのDUTY比率に応じたPWM制御信号を生成する。
The
The heater control
なお、センサ目標温度は、予め定められた値が記憶部(ROM、RAMなど)に記憶されている。ヒータ制御量演算部53は、記憶部から読み出したセンサ目標温度を利用して、PWM制御信号を生成する。
Note that a predetermined value for the sensor target temperature is stored in a storage unit (ROM, RAM, etc.). The heater control
ヒータドライバ57は、電源装置59から供給される電力を用いて、ヒータ制御量演算部53からのPWM制御信号に基づいてヒータ26への通電制御を行う。これにより、ヒータ26の発熱量は、ガスセンサ8の温度をセンサ目標温度に近づける、あるいは維持するために必要な発熱量となる。
The
ポンプ電流端子61および検出電圧端子63は、センサ素子9のポンプセル14における一対の多孔質電極16のうち一方に接続されており、基準電位端子65は、一対の多孔質電極16のうち他方に接続されている。ポンプ電流端子61は、ガス検知装置3の内部において、検出電圧端子63とセンサ素子9(多孔質電極16)との接続経路に接続されることで、多孔質電極16と電気的に接続されている。
The pump
端子監視部67は、ポンプ電流端子61、検出電圧端子63、基準電位端子65のそれぞれの電位(アナログ値)を検出し、検出した各電位をAD変換して、変換後の各電位(デジタル値)を異常検出部69に送信する。
The
異常検出部69は、ポンプ電流端子61、検出電圧端子63、基準電位端子65のそれぞれの電位が予め定められた正常範囲に含まれるか否かを判定し、電位が正常範囲を逸脱する端子を異常状態であると判定する。例えば、端子が誤ってグランド電位GNDに電気的に接続される配線異常状態(グランド短絡異常状態)や、端子が誤って電源装置59に接続される配線異常状態(バッテリ短絡異常状態)が発生すると、その端子の電位が正常範囲を逸脱することになる。
The
つまり、異常検出部69は、各端子(ポンプ電流端子61、検出電圧端子63、基準電位端子65)の電位に基づいて、電流DA変換部35,電流供給部42,基準電位生成部46のそれぞれとセンサ素子9とを接続する配線における配線異常を少なくとも含む制御異常を検出するように構成されている。そして、異常検出部69は、各端子のうち少なくとも1つを異常状態と判定した場合には、異常状態と判定された端子の情報を含む異常情報信号を、PID演算部33やヒータ制御量演算部53などに送信する。
That is, the
PID演算部33およびヒータ制御量演算部53は、異常情報信号を受信すると、異常情報信号に応じて異常対応処理を実行する。例えば、PID演算部33は、異常対応処理として、ポンプセル14への通電を停止する処理を実行する。また、ヒータ制御量演算部53は、異常対応処理として、ヒータ26に供給する電力(換言すれば、ヒータに印加する電圧のDUTY比率)を低減する処理を実行する。
When the
また、異常状態と判定された端子が存在する場合には、異常検出部69は、異常状態と判定された端子の情報を含む異常情報信号を、通信処理部71を介してエンジン制御装置7に送信する。エンジン制御装置7は、異常情報信号の受信中にセンサ制御装置5から出力されるガス検出信号S2は正常値ではなく異常値であるとして、酸素濃度検出には利用しないように濃度検出処理を実行する。これにより、エンジン制御装置7は、センサ制御装置5からのガス検出信号S2に基づいて酸素濃度を検出するにあたり、検出精度の低下を抑制できる。
If there is a terminal determined to be in an abnormal state, the
[1−3.ヒータ制御切替処理]
ヒータ制御量演算部53で実行されるヒータ制御切替処理について、図2のフローチャートを用いて説明する。ヒータ制御切替処理は、予め定められた実行周期毎(例えば、10msec毎)に実行される。
[1-3. Heater control switching process]
The heater control switching process executed by the heater control
ヒータ制御切替処理が起動されると、まず、S110(Sはステップを表す)では、ヒータ制御量演算部53は、異常時制御電圧Vemが設定済みであるか否かを判定し、肯定判定するとS130に移行し、否定判定するとS120に移行する。異常時制御電圧Vemは、異常検出部69から異常情報信号を受信した場合に実行する異常対応処理において、ヒータ26に印加する電圧の電圧実効値に相当する。
When the heater control switching process is started, first, in S110 (S represents a step), the heater control
S110で否定判定してS120に移行すると、ヒータ制御量演算部53は、通信処理部71を介してエンジン制御装置7から異常時制御電圧Vemを受信する処理を実行するとともに、受信した異常時制御電圧Vemを記憶部(RAMなど)に記憶することで異常時制御電圧Vemを設定する処理を実行する。
When a negative determination is made in S110 and the process proceeds to S120, the heater control
エンジン制御装置7は、内燃機関の運転状態など各種条件に応じて、異常時制御電圧Vemとして適切な値を演算する処理を実行する。異常時制御電圧Vemは、ヒータ26の破損に至らない電圧範囲内で設定される電圧であり、例えば、ヒータ26への印加可能電圧の最大値(許容最大電圧値)に対する50%値、30%値、10%値などであってもよく、あるいは、0[V]であってもよい。
The engine control device 7 executes processing for calculating an appropriate value as the control voltage Vem at the time of abnormality in accordance with various conditions such as the operating state of the internal combustion engine. The abnormal control voltage Vem is a voltage set within a voltage range that does not cause the
S110で肯定判定してS130に移行すると、ヒータ制御量演算部53は、センサ異常が発生しているか否かを判定し、肯定判定するとS140に移行し、否定判定するとS150に移行する。ここでの「センサ異常」とは、ガスセンサ8の異常状態およびセンサ制御装置5の異常状態を含む概念であり、ガスセンサ8を用いた状態量検出が正常に実行できない状態を意味する。センサ異常としては、例えば、異常検出部69で判定される配線異常状態が挙げられる。ヒータ制御量演算部53は、異常検出部69から配線異常状態を表す異常情報信号を受信している場合には、センサ異常(配線異常状態)であると判定する。
When an affirmative determination is made in S110 and the process proceeds to S130, the heater control
S130で肯定判定してS140に移行すると、ヒータ制御量演算部53は、異常対応処理として、異常時制御モードでヒータ制御を実行する。具体的には、ヒータ26への印加電圧(実効値)が異常時制御電圧VemとなるようにPWM制御信号を生成する。つまり、異常時制御モードでは、Rpvs演算部51で演算された内部抵抗値Rpvsを用いたフィードバック制御を行うのではなく、予め定められた異常時制御電圧Vemに基づいてPWM制御信号を生成する。
When an affirmative determination is made in S130 and the process proceeds to S140, the heater control
S130で否定判定してS150に移行すると、ヒータ制御量演算部53は、エンジン制御装置7との通信状態が異常状態(通信異常)であるか否かを判定し、肯定判定するとS180に移行し、否定判定するとS160に移行する。このとき、ヒータ制御量演算部53は、通信異常フラグFcfの状態(セット状態、リセット状態)に基づいて、通信異常であるか否かを判定する。
When a negative determination is made in S130 and the process proceeds to S150, the heater control
S150で否定判定してS160に移行すると、ヒータ制御量演算部53は、通信処理部71を介してエンジン制御装置7からヒータ制御に関する指令情報を受信する。この指令情報は、センサ制御装置5の記憶部に記憶されたセンサ目標温度(以下、規定温度ともいう)をそのまま利用してヒータ制御を実施するか、規定温度を補正した補正後目標温度を用いてヒータ制御を実施するかを示す指令内容を含んでいる。指令情報の指令内容は、内燃機関の運転状態など各種条件に応じて、エンジン制御装置7が判断して設定している。このような指令情報を用いることで、例えば、内燃機関の運転状態が通常状態である場合には、規定温度をそのまま利用したヒータ制御を行い、内燃機関の運転状態が特殊状態である場合には、センサ目標温度を規定温度とは異なる温度に設定することが可能となる。
When a negative determination is made in S150 and the process proceeds to S160, the heater control
次のS170に移行すると、ヒータ制御量演算部53は、S160で受信した指令情報に基づいてヒータ制御を行う。
S150で肯定判定してS180に移行すると、ヒータ制御量演算部53は、通信異常に至る前に受信した最後の指令情報に基づいてヒータ制御を行う。つまり、通信異常が発生した場合には、エンジン制御装置7から新たな指令信号を受信できないため、最後に受信した指令信号に基づいてヒータ制御を行う。
In step S170, the heater control
When an affirmative determination is made in S150 and the process proceeds to S180, the heater control
S170またはS180が終了すると、ヒータ制御切替処理が終了する。
このようなヒータ制御切替処理を実行するヒータ制御量演算部53は、エンジン制御装置7との通信異常が発生したか否かによって、エンジン制御装置7から最新の指令信号を受信してヒータ制御を実行するか、エンジン制御装置7から最新の指令信号は受信せずに、最後に受信した指令信号に基づいてヒータ制御を実行するか、を切替えている。
When S170 or S180 ends, the heater control switching process ends.
The heater control
[1−4.効果]
以上説明したように、本実施形態のガス検知システム1におけるセンサ制御装置5においては、通信処理部71は、エンジン制御装置7との間で各種情報の送受信を行う機能を有するとともに、エンジン制御装置7との通信状態が異常状態(通信異常)であるか否かを判定する機能を有している。通信処理部71は、通信状態が正常状態と判定すると通信異常フラグFcfをリセットし(Fcf=0)、通信状態が異常状態と判定すると通信異常フラグFcfをセットする(Fcf=1)。
[1-4. effect]
As described above, in the sensor control device 5 in the gas detection system 1 of the present embodiment, the communication processing unit 71 has a function of transmitting and receiving various types of information to and from the engine control device 7, and the engine control device. 7 has a function of determining whether or not the communication state with the terminal 7 is an abnormal state (communication abnormality). When the communication processing unit 71 determines that the communication state is normal, the communication processing unit 71 resets the communication abnormality flag Fcf (Fcf = 0). When the communication processing unit 71 determines that the communication state is abnormal, the communication processing unit 71 sets the communication abnormality flag Fcf (Fcf = 1).
ヒータ制御量演算部53は、通信異常フラグFcfがセット状態であるか否かに基づいて通信異常が発生しているか否かを判定し(S150)、通信異常である場合には(S150で肯定判定)、通信異常に至る前に受信した最後の指令情報に基づいてヒータ制御を行う(S180)。つまり、通信異常が発生した場合には、エンジン制御装置7から新たな指令信号を受信できないため、ヒータ制御量演算部53は、最後に受信した指令信号に基づいてヒータ制御を行うことで、通信異常が発生したときのヒータ制御状態を維持してヒータ26を制御するように構成されている。
The heater control
このように、センサ制御装置5は、通信処理部71が通信異常を検出した場合には、ヒータ制御状態を直ちに他の制御状態(例えば、ヒータ通電を停止)に移行するのではなく、通信異常検出前のヒータ制御状態を維持してヒータ26を制御するように構成されている。このため、センサ制御装置5は、エンジン制御装置7との通信異常が発生した場合でも、ガスセンサ8(センサ素子9)の活性化状態を維持することができ、通信異常が解消された後、早期にガスセンサ8を用いた検出を再開できる。
Thus, when the communication processing unit 71 detects a communication abnormality, the sensor control device 5 does not immediately shift the heater control state to another control state (for example, the heater energization is stopped), but the communication abnormality. The
よって、センサ制御装置5は、エンジン制御装置7との通信に通信異常が発生し、その後に通信異常が解消された場合において、速やかにガスセンサ8を用いた状態量検出を再開することができる。
Therefore, the sensor control device 5 can quickly restart the state quantity detection using the
次に、センサ制御装置5は、制御異常を検出するための異常検出部69を備えている。異常検出部69は、各端子(ポンプ電流端子61、検出電圧端子63、基準電位端子65)の電位に基づいて、電流DA変換部35,電流供給部42,基準電位生成部46のそれぞれとセンサ素子9とを接続する配線における配線異常を少なくとも含む制御異常を検出するように構成されている。そして、異常検出部69は、各端子のうち少なくとも1つを異常状態と判定した場合には、異常状態と判定された端子の情報を含む異常情報信号を、PID演算部33やヒータ制御量演算部53などに送信する。
Next, the sensor control device 5 includes an
ヒータ制御量演算部53は、異常検出部69が制御異常を検出すると(S130で肯定判定)、通信処理部71が通信異常を検出したか否か(換言すれば、通信異常フラグFcfがセット状態であるか否か)にかかわらず、ヒータ26の制御状態を異常時制御状態モードに移行する(S140)。
When the
ヒータ制御量演算部53は、通信異常ではなく通常のヒータ制御状態である時(S170)、および通信異常検出前におけるヒータ制御状態を継続している時(S180)のいずれの場合でも、異常検出部69が制御異常を検出すると、ヒータ26の制御状態を異常時制御モードに移行する(S140)。このようにヒータ26の制御状態を異常時制御モードに移行することで、制御異常が発生した状態でヒータ26の通常制御が継続されるのを抑制できる。これにより、センサ制御装置5は、ヒータ26の通常制御が継続されることに起因するヒータ26の破損が発生することを抑制できる。
The heater control
なお、配線異常は、例えば、短絡異常(グランド短絡、電源短絡など)や断線異常などが挙げられる。また、ヒータ26の制御の停止とは、例えば、ヒータ26への通電停止などを意味する。
The wiring abnormality includes, for example, a short circuit abnormality (ground short circuit, power supply short circuit, etc.), a disconnection abnormality, and the like. Further, the stop of the control of the
次に、ヒータ制御量演算部53は、異常時制御モードでは(S140)、ヒータ26への印加電圧(実効値)を、エンジン制御装置7から受信した異常時制御電圧Vemに設定する。つまり、ヒータ制御量演算部53は、異常時制御モードでは、Rpvs演算部51で演算された内部抵抗値Rpvsを用いたフィードバック制御を行うのではなく、予め定められた異常時制御電圧Vemに基づいてPWM制御信号を生成する。
Next, in the abnormal control mode (S140), the heater control
センサ制御装置5は、このようにヒータ26への印加電圧を異常時制御電圧Vemに設定することで、フィードバック制御が発散してヒータ26への印加電圧が不適切となるのを抑制できるとともに、不適切な電圧印加に伴うヒータ26の破損を抑制できる。
The sensor control device 5 can suppress the feedback control from diverging and the application voltage to the
次に、ヒータ制御量演算部53は、通信処理部71を介して、エンジン制御装置7からヒータ制御に関する指令情報を受信するように構成されている(S160)。
このようなヒータ制御量演算部53を備えるセンサ制御装置5は、ヒータ制御の指令情報を受信できる状況下では(S150で否定判定)、受信した指令情報に基づいた通常通りのヒータ制御を実行することで(S170)、エンジン制御装置7の指令に応じたヒータ制御を実現できるが、通信異常が発生するとエンジン制御装置7からヒータ制御の指令情報を受信できない。
Next, the heater control
The sensor control device 5 including the heater control
このため、センサ制御装置5は、通信異常が発生した場合には(S150で肯定判定)、最後に正常受信したヒータ制御の指令情報に基づくヒータ制御を継続することで(S180)、通信異常が発生した場合にヒータ通電を停止する場合に比べて、通信異常が解消した後に通常制御に復帰するまでの時間を短縮できる。 For this reason, when a communication abnormality occurs (Yes in S150), the sensor control device 5 continues the heater control based on the last normally received heater control command information (S180). Compared with the case where the heater energization is stopped when it occurs, the time required for returning to the normal control after the communication abnormality is resolved can be shortened.
[1−5.文言の対応関係]
ここで、文言の対応関係について説明する。
センサ制御装置5がセンサ制御装置の一例に相当し、ガスセンサ8がセンサの一例に相当し、センサ素子9が素子部の一例に相当し、ポンプセル14がセルの一例に相当し、一対の多孔質電極16が一対の電極の一例に相当し、ヒータ26がヒータ部の一例に相当し、エンジン制御装置7が外部機器の一例に相当する。
[1-5. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between words will be described.
The sensor control device 5 corresponds to an example of a sensor control device, the
電流DA変換部35および電流供給部42がセンサ駆動部の一例に相当し、ヒータ制御量演算部53がヒータ制御部の一例に相当し、通信処理部71が情報通信部および通信異常検出部の一例に相当し、異常検出部69が制御異常検出部の一例に相当し、異常時制御モードが異常時制御状態の一例に相当し、異常時制御電圧Vemが異常時印加電圧の一例に相当する。
The current
[2.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[2. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.
例えば、上記実施形態では、1個のセル(ポンプセル14)のみを備える素子部(センサ素子9)を制御するセンサ制御装置について説明したが、制御対象の素子部はこのような構成に限られることはなく、2個以上のセルを備える素子部であってもよい。例えば、ポンプセルと起電力セル(検知セル)とを備える素子部(2セル型素子部)を制御するセンサ制御装置であってもよい。上述のセンサ制御装置5を用いて、2セル型素子部およびヒータ部を備えるセンサを制御する場合には、ポンプ電流端子61と基準電位端子65との間にポンプセルを接続し、検出電圧端子63と基準電位端子65との間に起電力セル(検知セル)を接続する。このような用途においても、センサ制御装置5は、エンジン制御装置7との通信に通信異常が発生し、その後に通信異常が解消された場合において、速やかに2セル型素子部を備えるセンサを用いた状態量検出を再開することができる。
For example, in the above-described embodiment, the sensor control device that controls the element unit (sensor element 9) including only one cell (pump cell 14) has been described. However, the element unit to be controlled is limited to such a configuration. There may be no element part provided with two or more cells. For example, the sensor control apparatus which controls an element part (2 cell type element part) provided with a pump cell and an electromotive force cell (detection cell) may be sufficient. In the case of controlling a sensor including a two-cell type element unit and a heater unit using the sensor control device 5 described above, a pump cell is connected between a pump
次に、上記実施形態では、異常時制御電圧Vemをエンジン制御装置7から受信する構成のセンサ制御装置5について説明したが、このような構成に限られることはない。例えば、異常時制御電圧Vemを予めセンサ制御装置5の記憶部(ROMなど)に記憶しておく構成であって、エンジン制御装置7から異常時制御電圧Vemを受信しない構成であってもよい。 Next, in the above-described embodiment, the sensor control device 5 configured to receive the abnormal-time control voltage Vem from the engine control device 7 has been described, but the configuration is not limited thereto. For example, the configuration may be such that the abnormal control voltage Vem is stored in advance in a storage unit (ROM or the like) of the sensor control device 5 and does not receive the abnormal control voltage Vem from the engine control device 7.
次に、上記実施形態では、センサとして酸素センサを用いる実施形態について説明したが、酸素以外のガス(例えば、NOxなど)を検出するガスセンサであってもよい。また、センサはガスセンサに限られることはなく、素子部およびヒータを備えるセンサであれば、ガスセンサ以外のセンサであってもよい。 Next, in the above embodiment, an embodiment using an oxygen sensor as a sensor has been described. However, a gas sensor that detects a gas other than oxygen (for example, NOx) may be used. The sensor is not limited to a gas sensor, and may be a sensor other than a gas sensor as long as the sensor includes an element unit and a heater.
次に、上記各実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。例えば、上記実施形態では、通信処理部71が情報通信部および通信異常検出部の一例に相当する形態について説明したが、通信処理部71が情報通信部の一例に相当し、通信処理部71とは別の異常検出部が通信異常検出部の一例に相当するものとして備えられる形態であってもよい。 Next, the function of one component in each of the above embodiments may be shared by a plurality of components, or the function of a plurality of components may be exhibited by one component. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of each said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of each of the above embodiments may be added to or replaced with the configuration of the other above embodiments. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure. For example, in the above embodiment, the communication processing unit 71 has been described as an example corresponding to an information communication unit and a communication abnormality detection unit. However, the communication processing unit 71 corresponds to an example of an information communication unit, and the communication processing unit 71 The form with which another abnormality detection part is equipped as what corresponds to an example of a communication abnormality detection part may be sufficient.
また、センサ制御装置は、上述のようなASICにより構成される形態に限られることはなく、例えば、マイクロコンピュータ(以下、マイコンともいう。)を備える形態であってもよい。マイコンは、CPU、ROM、RAMおよび信号入出力部を備える。このようなセンサ制御装置の各種機能は、CPUが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ROMが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。信号入出力部は、外部機器との間で各種信号の送受信を行う。なお、マイコンを構成するCPU、ROM、RAMおよび信号入出力部のそれぞれの個数は1つでも複数でもよい。また、マイコンが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。 In addition, the sensor control device is not limited to the form configured by the ASIC as described above, and may be a form including a microcomputer (hereinafter also referred to as a microcomputer), for example. The microcomputer includes a CPU, a ROM, a RAM, and a signal input / output unit. Various functions of such a sensor control device are realized by the CPU executing a program stored in a non-transitional physical recording medium. In this example, the ROM corresponds to a non-transitional tangible recording medium that stores a program. Further, by executing this program, a method corresponding to the program is executed. The signal input / output unit transmits / receives various signals to / from an external device. Note that the number of CPUs, ROMs, RAMs, and signal input / output units constituting the microcomputer may be one or more. Further, some or all of the functions executed by the microcomputer may be configured in hardware by one or a plurality of ICs.
本開示は、上述したASIC、マイコンの他、当該マイコンを構成要素とするシステム、当該マイコンとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、濃度算出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。 In addition to the ASIC and the microcomputer described above, the present disclosure includes a system including the microcomputer as a constituent element, a program for causing the computer to function as the microcomputer, a non-transitory actual recording medium such as a semiconductor memory storing the program, a concentration The present disclosure can also be realized in various forms such as a calculation method.
1…ガス検知システム、3…ガス検知装置、5…センサ制御装置、7…エンジン制御装置、8…ガスセンサ、9…センサ素子、14…ポンプセル、15…固体電解質体、16…多孔質電極、26…ヒータ、31…アナログデジタル変換部(AD変換部)、33…PID演算部、34…ポンプ電流演算部、35…電流デジタルアナログ変換部(電流DA変換部)、37…ガス検出信号演算部、42…電流供給部、46…基準電位生成部、51…Rpvs演算部、53…ヒータ制御量演算部、57…ヒータドライバ、61…ポンプ電流端子(Ip+端子)、63…検出電圧端子(Vs+端子)、65…基準電位端子(COM端子)、67…端子監視部、69…異常検出部、71…通信処理部、72…通信線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas detection system, 3 ... Gas detection apparatus, 5 ... Sensor control apparatus, 7 ... Engine control apparatus, 8 ... Gas sensor, 9 ... Sensor element, 14 ... Pump cell, 15 ... Solid electrolyte body, 16 ... Porous electrode, 26 ... Heater, 31 ... Analog / digital converter (AD converter), 33 ... PID calculator, 34 ... Pump current calculator, 35 ... Current digital / analog converter (current DA converter), 37 ... Gas detection signal calculator, 42 ... current supply unit, 46 ... reference potential generation unit, 51 ... Rpvs calculation unit, 53 ... heater control amount calculation unit, 57 ... heater driver, 61 ... pump current terminal (Ip + terminal), 63 ... detection voltage terminal (Vs + terminal) ), 65... Reference potential terminal (COM terminal), 67... Terminal monitoring unit, 69 .. abnormality detection unit, 71 .. communication processing unit, 72.
Claims (3)
前記素子部に接続されて、前記素子部を駆動するために前記セルに通電するセンサ駆動部と、
複数の通電モードのうち外部機器により指示される1つの通電モードで前記ヒータ部を制御するヒータ制御部と、
前記外部機器との間で、前記センサの制御に関する制御情報を少なくとも含む情報の送受信を行う情報通信部と、
を備え、
さらに、前記外部機器との通信異常を検出する通信異常検出部を備え、
前記ヒータ制御部は、前記通信異常検出部にて前記通信異常が検出された場合には、前記通信異常が検出される前の通電モードでのヒータ制御状態を維持して前記ヒータ部を制御する、
センサ制御装置。 A sensor control device that controls a sensor having a solid electrolyte body and an element section having at least one cell including a pair of electrodes provided on the solid electrolyte body and a heater section that heats the solid electrolyte body. And
A sensor driving unit connected to the element unit and energizing the cell to drive the element unit;
A heater control unit that controls the heater unit in one energization mode instructed by an external device among a plurality of energization modes;
An information communication unit that transmits and receives information including at least control information related to control of the sensor to and from the external device;
With
Furthermore, a communication abnormality detection unit that detects a communication abnormality with the external device,
When the communication abnormality is detected by the communication abnormality detection unit, the heater control unit controls the heater unit while maintaining the heater control state in the energization mode before the communication abnormality is detected. ,
Sensor control device.
前記ヒータ制御部は、前記制御異常検出部が前記制御異常を検出すると、前記通信異常検出部が前記通信異常を検出したか否かにかかわらず、前記ヒータ部の制御状態を異常時制御状態に移行する、
請求項1に記載のセンサ制御装置。 A control abnormality detecting unit for detecting a control abnormality including at least a wiring abnormality in a wiring connecting the sensor driving unit and the element unit;
When the control abnormality detection unit detects the control abnormality, the heater control unit changes the control state of the heater unit to the abnormal state control state regardless of whether the communication abnormality detection unit detects the communication abnormality. Transition,
The sensor control device according to claim 1.
請求項2に記載のセンサ制御装置。 The heater control unit sets the applied voltage to the heater unit to a predetermined abnormal applied voltage set in advance in the abnormal control state.
The sensor control device according to claim 2.
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