JP4111169B2 - Gas concentration detector - Google Patents
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Description
本発明は、ガス濃度検出装置に関するものであり、特にガス濃度センサの端子間ショート異常を好適に検出することのできる技術に関する。 The present invention relates to a gas concentration detection device, and more particularly to a technique capable of suitably detecting a short-circuit abnormality between terminals of a gas concentration sensor.
例えば、車両用エンジンより排出される排ガスを被検出ガスとして同ガス中の酸素濃度(空燃比)を検出する限界電流式の空燃比センサ(いわゆるA/Fセンサ)が知られている。すなわち、A/Fセンサは、固体電解質体と該固体電解質体に設けられる一対の電極とよりなるセンサ素子を有し、該センサ素子への電圧印加に伴いその都度の酸素濃度に応じた素子電流を流すよう構成されている。そして、センサ素子に流れる素子電流が計測され、その計測結果から酸素濃度(空燃比)が検出されるようになっている。 For example, a limit current type air-fuel ratio sensor (so-called A / F sensor) is known that detects an oxygen concentration (air-fuel ratio) in an exhaust gas discharged from a vehicle engine as a detected gas. That is, the A / F sensor has a sensor element composed of a solid electrolyte body and a pair of electrodes provided on the solid electrolyte body, and an element current corresponding to the oxygen concentration each time a voltage is applied to the sensor element. Is configured to flow. The element current flowing in the sensor element is measured, and the oxygen concentration (air-fuel ratio) is detected from the measurement result.
上記A/Fセンサでは、何らかの異常が生じると、素子電流を正確に計測することができず、酸素濃度(空燃比)の検出が不可能となる。それ故、従来からA/Fセンサの異常発生を検出するための技術が数多く提案されている。例えば特許文献1に示す従来技術では、A/Fセンサの素子抵抗を検出し、該素子抵抗が所定範囲にあるか否かによりセンサ異常検出を実施している。又は、エンジンへの燃料供給量を増減させた時のセンサ出力によりセンサ異常検出を実施している。
If any abnormality occurs in the A / F sensor, the device current cannot be accurately measured, and the oxygen concentration (air-fuel ratio) cannot be detected. Therefore, many techniques for detecting the occurrence of an abnormality in the A / F sensor have been proposed. For example, in the prior art disclosed in
しかしながら、近年では排ガス法規制等が益々厳しくなる実状にあり、より高精度に異常を検出することや、異常箇所を細部まで特定すること等が要求されつつある。この場合、既存の異常検出手法では近時の要求に応えられないという問題があった。特に、異常形態の一つとして、A/Fセンサの正負両端子間でショート(短絡)が生じた場合、その異常を特定できる技術は存在していなかった。
本発明は、ガス濃度センサの異常形態を特定すること、特にセンサの正負両端子間のショート異常を特定することができるガス濃度検出装置を提供することを主たる目的とするものである。 The main object of the present invention is to provide a gas concentration detection device that can identify an abnormal form of a gas concentration sensor, and in particular, can identify a short-circuit abnormality between both positive and negative terminals of the sensor.
請求項1に記載の発明では、センサ素子に流れる素子電流が計測されると共に、ガス濃度センサに接続される正負両側の接続端子の端子電圧がそれぞれ計測される。そして、正負両側の接続端子の端子電圧計測値が同値であること、同端子電圧計測値が印加電圧制御範囲内の値になること、及び素子電流計測値が異常値であることから前記正負両側の接続端子間でのショート異常が検出される。 According to the first aspect of the present invention, the element current flowing through the sensor element is measured, and the terminal voltages at both the positive and negative connection terminals connected to the gas concentration sensor are measured. Since the terminal voltage measurement values of the connection terminals on both the positive and negative sides are the same value, the same terminal voltage measurement value is within the applied voltage control range, and the element current measurement value is an abnormal value. A short circuit abnormality is detected between the connection terminals.
要するに、正負両側の接続端子間でのショート異常が発生すると、素子電流を流すための素子電流経路に素子電流が過剰に流れることとなるため、素子電流計測値が異常値となる。但し、ショート異常であっても、ガス濃度センサに対して適正に電圧が印加される。この場合、正負両側の接続端子の端子電圧は概ね一致し、その値は印加電圧制御範囲内の値になる。これにより、ガス濃度センサの異常形態を特定すること、特にセンサの正負両端子間のショート異常を特定することができる。 In short, when a short circuit abnormality occurs between the connection terminals on both the positive and negative sides, the element current excessively flows in the element current path for flowing the element current, so that the element current measurement value becomes an abnormal value. However, a voltage is appropriately applied to the gas concentration sensor even if there is a short circuit abnormality. In this case, the terminal voltages of the connection terminals on both the positive and negative sides are almost the same, and the value is within the applied voltage control range. Thereby, it is possible to specify an abnormal form of the gas concentration sensor, and in particular, to specify a short abnormality between the positive and negative terminals of the sensor.
なお、正負何れかの接続端子で電源ショートやグランドショートが生じた場合には、端子間ショート異常と同様に、正負両側の接続端子の端子電圧計測値が同値となり且つ素子電流計測値が異常値となるが、端子電圧計測値が電源電圧かグランド値に張り付き、印加電圧制御範囲内の値にはならない。従って、電源ショートやグランドショートとの差別化ができるようになっている。 If a power supply short circuit or ground short circuit occurs at either the positive or negative connection terminal, the terminal voltage measurement value at both the positive and negative connection terminals is the same value and the element current measurement value is an abnormal value, as in the case of a short circuit between terminals. However, the terminal voltage measurement value sticks to the power supply voltage or the ground value, and does not fall within the applied voltage control range. Therefore, it is possible to differentiate from a power supply short circuit and a ground short circuit.
ここで、請求項2に記載したように、端子電圧計測値が印加電圧制御範囲内の値になることを判定する際、端子電圧計測値がリーンガス検出時の印加電圧制御範囲範囲内の値になることを判定すると良い。 Here, as described in claim 2, when determining that the measured terminal voltage value is within the applied voltage control range, the measured terminal voltage value is set to a value within the applied voltage control range at the time of lean gas detection. It is good to determine that
前記請求項1,2の発明においては、請求項3に記載したように、少なくとも印加電圧制御範囲とそれ以外とを区別可能にしきい値を設定しておき、端子電圧計測値としきい値との大小比較により、端子電圧計測値が印加電圧制御範囲内の値になることを判定すると良い。 In the inventions of the first and second aspects, as described in the third aspect, a threshold value is set so that at least the applied voltage control range and the other can be distinguished, and the measured terminal voltage value and the threshold value are set. It is preferable to determine that the measured terminal voltage value is within the applied voltage control range by comparing the magnitudes.
また、請求項4に記載の発明では、センサ素子に流れる素子電流が計測されると共に、正負両側の接続端子の端子電圧がそれぞれ計測される。そして、ガス濃度センサの活性前において、正負両側の接続端子の端子電圧計測値が同値であること及び素子電流計測値が異常値であることから前記正負両側の接続端子間でのショート異常が検出される。 In the invention according to claim 4, the element current flowing through the sensor element is measured, and the terminal voltages of the connection terminals on both the positive and negative sides are measured. Then, before the gas concentration sensor is activated, the terminal voltage measurement value on both the positive and negative connection terminals is the same value and the element current measurement value is an abnormal value, so a short circuit abnormality between the positive and negative connection terminals is detected. Is done.
要するに、正負両側の接続端子間でのショート異常が発生すると、素子電流を流すための素子電流経路に素子電流が過剰に流れることとなるため、素子電流計測値が異常値となる。また、センサ活性前は、センサ素子の内部抵抗が無限大であるため、接続端子間でのショート異常が発生した場合を除き、正負両側の接続端子の端子電圧が各々異なる値となる。従って、ガス濃度センサの異常形態を特定すること、特にセンサの正負両端子間のショート異常を特定することができる。 In short, when a short circuit abnormality occurs between the connection terminals on both the positive and negative sides, the element current excessively flows in the element current path for flowing the element current, so that the element current measurement value becomes an abnormal value. Further, since the internal resistance of the sensor element is infinite before the sensor is activated, the terminal voltages of the positive and negative connection terminals have different values except when a short circuit abnormality occurs between the connection terminals. Therefore, it is possible to identify the abnormal form of the gas concentration sensor, and in particular, to identify a short circuit abnormality between the positive and negative terminals of the sensor.
以下、本発明のガス濃度検出装置を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態では、車載エンジンより排出される排ガス(燃焼ガス)を被検出ガスとして同ガス中の酸素濃度(空燃比、以下A/Fとも言う)を検出する空燃比検出装置を具体化しており、空燃比の検出結果はエンジンECU等により構成される空燃比制御システムにて用いられる。空燃比制御システムでは、空燃比をストイキ近傍でフィードバック制御するストイキ燃焼制御や、同空燃比を所定のリーン領域でフィードバック制御するリーン燃焼制御等が適宜実現される。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a gas concentration detection device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an air-fuel ratio detection device that detects an oxygen concentration (air-fuel ratio, hereinafter also referred to as A / F) in the same gas using exhaust gas (combustion gas) discharged from an on-vehicle engine as a detection gas is embodied. The air-fuel ratio detection result is used in an air-fuel ratio control system constituted by an engine ECU or the like. In the air-fuel ratio control system, stoichiometric combustion control in which the air-fuel ratio is feedback-controlled in the vicinity of the stoichiometry, lean combustion control in which the air-fuel ratio is feedback-controlled in a predetermined lean region, and the like are appropriately realized.
先ずはじめに、ガス濃度センサとしてのA/Fセンサの構成を図2を用いて説明する。本A/Fセンサは積層型構造のセンサ素子10を有し、図2にはセンサ素子10の断面構成を示す。実際には当該センサ素子10は図2の紙面直交方向に延びる長尺状をなし、素子全体がハウジングや素子カバー内に収容される構成となっている。
First, the configuration of an A / F sensor as a gas concentration sensor will be described with reference to FIG. The A / F sensor has a
センサ素子10は、固体電解質11、拡散抵抗層12、遮蔽層13及び絶縁層14を有し、これらが図の上下に積層されて構成されている。同素子10の周囲には図示しない保護層が設けられている。長方形板状の固体電解質11(固体電解質体)は部分安定化ジルコニア製のシートであり、その固体電解質11を挟んで上下一対の電極15,16が対向配置されている。電極15,16は白金Pt等により形成されている。拡散抵抗層12は電極15へ排ガスを導入するための多孔質シートからなり、遮蔽層13は排ガスの透過を抑制するための緻密層からなる。これら各層12,13は何れも、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスをシート成形法等により成形したものであるが、ポロシティの平均孔径及び気孔率の違いによりガス透過率が相違するものとなっている。
The
絶縁層14はアルミナ、ジルコニア等のセラミックスからなり、電極16に対面する部位には大気ダクト17が形成されている。また、同絶縁層14には白金Pt等により形成されたヒータ18が埋設されている。ヒータ18は、バッテリ電源からの通電により発熱する線状の発熱体よりなり、その発熱により素子全体を加熱する。なお以下の説明では場合によって、電極15を拡散層側電極、電極16を大気側電極とも言うこととする。本実施の形態では、大気側電極16に接続される端子を正側端子(+端子)、拡散層側電極15に接続される端子を負側端子(−端子)としている。
The
上記センサ素子10において、その周囲の排ガスは拡散抵抗層12の側方部位から導入されて拡散層側電極15に達する。排ガスがリーンの場合、排ガス中の酸素は電極15,16間の電圧印加により拡散層側電極15で分解され、イオン化されて固体電解質11を通過した後、大気側電極16より大気ダクト17に排出される。このとき、大気側電極16→拡散層側電極15の向きに電流(正電流)が流れる。また、排ガスがリッチの場合、逆に大気ダクト17内の酸素が大気側電極16で分解され、イオン化されて固体電解質11を通過した後、拡散層側電極15より排出される。そして、排ガス中のHCやCO等の未燃成分と触媒反応する。このとき、拡散層側電極15→大気側電極16の向きに電流(負電流)が流れる。
In the
図3は、A/Fセンサについての基本的な電圧−電流特性(V−I特性)を示す図面である。図3において、電圧軸(横軸)に平行な平坦部分はセンサ素子10の素子電流Ip(限界電流)を特定する限界電流域であって、この素子電流Ipの増減が空燃比の増減(すなわち、リーン・リッチの程度)に対応している。つまり、空燃比がリーン側になるほど素子電流Ipは増大し、空燃比がリッチ側になるほど素子電流Ipは減少する。
FIG. 3 is a drawing showing basic voltage-current characteristics (VI characteristics) of the A / F sensor. In FIG. 3, a flat portion parallel to the voltage axis (horizontal axis) is a limit current region for specifying the element current Ip (limit current) of the
このV−I特性において、限界電流域よりも低電圧側は抵抗支配域となっており、抵抗支配域における一次直線部分の傾きはセンサ素子10の直流内部抵抗Riにより特定される。直流内部抵抗Riは素子温に応じて変化し、素子温が低下すると直流内部抵抗Riが増大する。すなわちこのとき、抵抗支配域の一次直線部分の傾きが小さくなる(直線部分が寝た状態となる)。また、素子温が上昇すると直流内部抵抗Riが減少する。すなわちこのとき、抵抗支配域の一次直線部分の傾きが大きくなる(直線部分が立った状態となる)。図中のRGは、センサ素子10への印加電圧Vpを決定するための印加電圧特性(印加電圧線)を表している。
In this VI characteristic, the lower voltage side than the limit current region is a resistance dominant region, and the slope of the primary straight line portion in the resistance dominant region is specified by the DC internal resistance Ri of the
A/Fセンサは、エンジンECUに設けられたセンサ制御部にて制御されるようになっており、その構成を図1に基づいて説明する。 The A / F sensor is controlled by a sensor control unit provided in the engine ECU, and the configuration thereof will be described with reference to FIG.
エンジンECU20において、センサ素子10の大気側電極16に接続された+端子T1には、オペアンプ21及び電流検出抵抗22を介して基準電源23が図示の如く接続され、同センサ素子10の拡散層側電極15に接続された−端子T2には印加電圧制御回路25が接続されている。この場合、電流検出抵抗22の一端のA点は基準電圧Ref1(例えば2.2V)と同じ電圧に保持される。素子電流Ipは電流検出抵抗22を介して流れ、素子電流Ipに応じてB点の電圧が変化する。排ガスがリーンの場合、センサ素子10には+端子T1から−端子T2に向けて素子電流Ipが流れるためB点電圧が上昇し、逆にリッチの場合、センサ素子10には−端子T2から+端子T1に向けて素子電流Ipが流れるためB点電圧が低下する。
In the
印加電圧制御回路25は、B点電圧をモニタすると共にその電圧値に応じてセンサ素子10に印加すべき電圧を決定するものであり、前記図3に示す印加電圧特性RGの如く、基本的に素子電流Ipの増加時(すなわちB点電圧の上昇時)に印加電圧を上昇させるよう印加電圧制御を実施する。
The applied
また、図のB点及び基準電源23にはオペアンプ(差動増幅器)26が接続されており、オペアンプ26の出力AFOがA/F出力電圧としてCPU30のA/DポートAD1に取り込まれる。CPU30は、AD1より取り込んだ各A/F出力電圧AFOに基づいてその都度のA/F値を算出する。このA/F値は空燃比フィードバック制御等に適宜用いられる。
Further, an operational amplifier (differential amplifier) 26 is connected to the point B and the
また、CPU30は、センサ素子10への印加電圧を一時的に交流的に変化させる旨指令し、その際の電流変化量に基づき素子内部抵抗としての素子インピーダンスZacを検出する。より具体的には、インピーダンス検出に際し、印加電圧制御回路25がCPU30からの指令を受け、センサ素子10への印加電圧を所定幅(例えば0.2V)で正負両側に変化させる。このとき、センサ印加電圧の変化に伴い、その都度の素子インピーダンスに応じてB点電圧が変化する。B点の電圧変化はインピーダンス電流検出回路27にてモニタされ、そのインピーダンス電流検出回路27の出力Ioutがインピーダンス電流信号としてCPU30のA/DポートAD2に取り込まれる。インピーダンス電流検出回路27は、例えばハイパスフィルタとピークホールド回路とを直列に接続して構成されており、このハイパスフィルタ及びピークホールド回路により、インピーダンス検出期間に対応する所定のゲートオン期間内においてB点での交流電流の変化量が計測される。なお、ピークホールドされたB点電圧は、ゲートオフ毎にリセットされる。
Further, the
CPU30は、インピーダンス検出時の電圧変化量ΔVと、それに伴うインピーダンス電流信号の変化量ΔIoutとから素子インピーダンスZacを算出する。なお、インピーダンス検出に際し、センサ素子10に流す電流を交流的に変化させ、その際の電流又は電圧の応答変化量から素子インピーダンスZacを演算する構成とすることも可能である。
The
上記インピーダンス検出は所定周期毎(すなわち、例えば128msec毎)に実施されるようになっており、その所定周期毎にCPU30から印加電圧制御回路25に対して電圧変化が指令される。また、CPU30は、素子インピーダンスZacが所定の目標値に保持されるようヒータ18への通電を制御する。これにより、センサ素子10の温度が所定の目標値(例えば750℃)に保持され、当該センサ素子10の活性状態が維持されるようになる。
The impedance detection is performed every predetermined period (that is, every 128 msec, for example), and a voltage change is commanded from the
その他、図1の構成では、T1端子の電圧(T1端子電圧VS+)がCPU30のA/DポートAD3に取り込まれると共に、T2端子の電圧(T2端子電圧VS−)がCPU30のA/DポートAD4に取り込まれるようになっている。
1, the voltage at the T1 terminal (T1 terminal voltage VS +) is taken into the A / D port AD3 of the
本実施の形態では、A/Fセンサにて発生する各種異常に関し、その異常を検出することはもとより、その異常形態を特定することができる構成を採用しており、その詳細を以下に説明する。かかる異常検出には、CPU30のAD1〜AD4に取り込まれる各計測信号が用いられ、それら計測信号が正常時と同じであるかどうかによりセンサ異常発生が検出されると共にその異常形態が特定されるようになっている。
In the present embodiment, regarding various abnormalities that occur in the A / F sensor, a configuration that can identify the abnormal form as well as detecting the abnormalities is adopted, and the details will be described below. . For such an abnormality detection, each measurement signal taken into AD1 to AD4 of the
ここで、センサ活性前から活性後にかけてA/F出力電圧AFO、インピーダンス電流信号の変化量ΔIout、T1端子電圧VS+、T2端子電圧VS−がどういった値となるのかを説明する。なお本実施の形態では、A/F出力電圧AFOが「素子電流計測値」に、T1端子電圧VS+,T2端子電圧VS−が「端子電圧計測値」に、それぞれ相当する。 Here, the values of the A / F output voltage AFO, the change amount ΔIout of the impedance current signal, the T1 terminal voltage VS +, and the T2 terminal voltage VS− before and after the sensor activation will be described. In the present embodiment, the A / F output voltage AFO corresponds to the “element current measurement value”, and the T1 terminal voltage VS + and the T2 terminal voltage VS− correspond to the “terminal voltage measurement value”.
図4は、A/Fセンサ正常時における各計測信号の変化を示すタイムチャートである。図4のタイミングt1はセンサ活性完了のタイミング(例えば素子インピーダンスZacが所定の活性判定値に到達するタイミング)を示しており、t1以前を活性前、t1以後を活性後としている。 FIG. 4 is a time chart showing changes in each measurement signal when the A / F sensor is normal. The timing t1 in FIG. 4 indicates the timing of sensor activation completion (for example, the timing at which the element impedance Zac reaches a predetermined activation determination value). The period before t1 is before activation and the period after t1 is after activation.
図4において、センサ活性前は、素子インピーダンスZacが無限大(∞)であり、センサ素子10に電流が流れない。そのため、A/F出力電圧AFOは、基準電圧Ref1と同じ電圧(2.2V)に保持されている。このとき、インピーダンス検出時において印加電圧を交流的に変化させても電流の応答変化はなく、インピーダンス電流信号の変化量ΔIoutは0のままとなる。また、T1端子電圧VS+は基準電圧Ref1と同じ2.2V固定となっており、T2端子電圧VS−はストイキ時を基準とする所定値(例えば1.8V)に保持されている。
In FIG. 4, before the sensor activation, the element impedance Zac is infinite (∞), and no current flows through the
そして、その後次第にセンサ素子温が上昇し始めると、素子インピーダンスZacが低下し、タイミングt1でZacが活性判定値に達することでセンサ活性完了と判定される。センサ活性化に伴い素子電流が流れるようになるため、A/F出力電圧AFOがその都度の排ガス雰囲気に応じた値に収束する。図には、排ガス雰囲気が極リーン(大気)の場合と、リーン(例えばA/F=18)の場合と、ストイキの場合と、リッチ(例えばA/F=12)の場合とを例示しており、ストイキを境に、リーン側ではA/F出力電圧AFOが上昇し、リッチ側ではA/F出力電圧AFOが下降する。A/F=12〜大気をA/F検出範囲とする場合、A/F出力電圧AFOは概ね1.6〜4.1Vの範囲で変化する。 Then, when the sensor element temperature starts to gradually increase thereafter, the element impedance Zac decreases, and it is determined that sensor activation is completed when Zac reaches the activation determination value at timing t1. Since the element current flows as the sensor is activated, the A / F output voltage AFO converges to a value corresponding to the exhaust gas atmosphere each time. The figure exemplifies the case where the exhaust gas atmosphere is extremely lean (atmosphere), lean (for example, A / F = 18), stoichiometric, and rich (for example, A / F = 12). On the lean side, the A / F output voltage AFO increases on the lean side, and the A / F output voltage AFO decreases on the rich side. When A / F = 12 to the atmosphere is used as the A / F detection range, the A / F output voltage AFO changes in a range of approximately 1.6 to 4.1V.
インピーダンス電流信号の変化量ΔIoutは、素子インピーダンスZacの低下(センサ素子温の上昇)に伴い変化し、その後所定の活性様態に至ることで所定値に収束する。 The change amount ΔIout of the impedance current signal changes as the element impedance Zac decreases (the sensor element temperature increases), and then converges to a predetermined value by reaching a predetermined active state.
また、T1端子電圧VS+は、センサ活性後も2.2Vのまま固定されるのに対し、T2端子電圧VS−は、印加電圧制御回路25によりその都度の素子電流に応じて制御される。この場合、リーンであるほど、センサ印加電圧を増大させるようにしているため、ストイキ時の所定値(例えば1.8V)を境にリーン側ではT2端子電圧VS−が下降し、リッチ側ではT2端子電圧VS−が上昇する。
The T1 terminal voltage VS + is fixed at 2.2 V even after the sensor is activated, whereas the T2 terminal voltage VS− is controlled by the applied
A/Fセンサが正常である時は、センサ活性化に伴い前記図4の如くAFO,ΔIout,VS+,VS−が変化するのに対し、A/Fセンサの異常発生時には、同AFO,ΔIout,VS+,VS−の変化が正常時とは異なるものとなる。以下には、A/Fセンサの異常を代表的な異常形態である次の(1)〜(6)に分別してそれらを順に説明する。
(1)センサ断線異常
(2)T1端子(センサ正側端子)のVBショート
(3)T1端子(センサ正側端子)のGNDショート
(4)T2端子(センサ負側端子)のVBショート
(5)T2端子(センサ負側端子)のGNDショート
(6)T1,T2間の端子間ショート
なお、前記(1)はT1,T2端子の何れかで断線が生じた異常を、前記(2),(3)はT1端子でバッテリショート、グランドショートがそれぞれ生じた異常を、前記(4),(5)はT2端子でバッテリショート、グランドショートがそれぞれ生じた異常を、前記(6)はT1,T2端子間がショートした異常を、それぞれ指す。
When the A / F sensor is normal, AFO, ΔIout, VS +, and VS− change as the sensor is activated as shown in FIG. 4, whereas when the A / F sensor is abnormal, the AFO, ΔIout, The change in VS + and VS− is different from that in the normal state. Hereinafter, the abnormality of the A / F sensor is classified into the following (1) to (6) which are typical abnormality forms, and these will be described in order.
(1) Abnormal sensor disconnection (2) VB short of T1 terminal (sensor positive terminal) (3) GND short of T1 terminal (sensor positive terminal) (4) VB short of T2 terminal (sensor negative terminal) (5 ) GND short of T2 terminal (sensor negative side terminal) (6) Short between terminals between T1 and T2 Note that the above (1) is an abnormality caused by disconnection at either T1 or T2 terminal. (3) shows an abnormality in which a battery short and a ground short have occurred at the T1 terminal, (4) and (5) show an abnormality in which a battery short and a ground short have occurred at the T2 terminal, and (6) shows that T1, Each of the abnormalities in which the T2 terminals are short-circuited is indicated.
本願発明者らは、前記(1)〜(6)の各異常時におけるAFO,ΔIout,VS+,VS−を各々計測した。その計測結果を図5に示しており、同図5を参照しながら前記(1)〜(6)の各異常時におけるAFO,ΔIout,VS+,VS−の具体的数値を説明する。図5の最下段には、比較のために正常時の数値を示している。各数値の右横には、異常値であると判定できるものに「×」を、それ以外のものに「○」を付している。なお、図5の各数値は、センサ活性途中における過渡的な数値とならないよう、活性前数値はセンサ起動直後に(エンジン始動直後に)、活性後数値はセンサ起動後、規定時間(例えば1分程度)が経過した時に計測された数値である。 The inventors of the present application measured AFO, ΔIout, VS +, and VS− at the time of each of the abnormalities (1) to (6). The measurement results are shown in FIG. 5, and specific numerical values of AFO, ΔIout, VS +, and VS− at the time of each abnormality (1) to (6) will be described with reference to FIG. The lowermost part of FIG. 5 shows normal values for comparison. On the right side of each numerical value, “×” is attached to those that can be determined as abnormal values, and “◯” is attached to the others. Note that the numerical values in FIG. 5 do not become transient values during sensor activation, the values before activation are immediately after the sensor is started (immediately after the engine is started), and the values after activation are the specified time (for example, 1 minute) after the sensor is activated. It is a numerical value measured when the degree) has elapsed.
(1)センサ断線異常
センサ断線異常が生じた場合、センサ活性前/活性後を通じてインピーダンス電流信号の変化量ΔIoutが0のままとなる。この場合、センサ活性前のΔIoutは正常値と同じであるが、センサ活性後のΔIoutは正常値と異なるものとなる。これは、後述する(2)〜(6)の異常発生時も同様であり、下記の(2)〜(6)説明時にはΔIoutには触れないこととする。
(1) Abnormal sensor disconnection When an abnormal sensor disconnection occurs, the amount of change ΔIout of the impedance current signal remains 0 before / after sensor activation. In this case, ΔIout before the sensor activation is the same as the normal value, but ΔIout after the sensor activation is different from the normal value. This is the same when an abnormality occurs in (2) to (6) described later, and ΔIout is not touched when the following (2) to (6) are described.
A/F出力電圧AFOは、センサ活性前/活性後を通じて基準電圧(2.2V)で不変となる。この場合、センサ活性前のAFOは正常値と同じであり、センサ活性後のAFOはAFO正常範囲(1.6〜4.1V)に含まれる。また、T1端子電圧VS+は、センサ活性前/活性後を通じて基準電圧(2.2V)で不変となり、T2端子電圧VS−は、センサ活性前/活性後を通じて所定値(1.8V)で不変となる。 The A / F output voltage AFO remains unchanged at the reference voltage (2.2 V) through before / after sensor activation. In this case, the AFO before the sensor activation is the same as the normal value, and the AFO after the sensor activation is included in the AFO normal range (1.6 to 4.1 V). Further, the T1 terminal voltage VS + remains unchanged at the reference voltage (2.2V) before / after sensor activation, and the T2 terminal voltage VS− remains unchanged at a predetermined value (1.8V) before / after sensor activation. Become.
(2)T1端子(センサ正側端子)のVBショート
T1端子がVBショート生じた場合、当該T1端子にバッテリ電圧VB(例えば14V)がかかるため、センサ活性前/活性後を通じてA/F出力電圧AFO及びT1端子電圧VS+がセンサ制御部の出力上限値(5.0V)で固定される。図1の回路構成では、T1端子がVBショートした場合、電流検出抵抗22の両端子のA点電圧とB点電圧とが共に上昇する。これにより、AFO,VS+が5.0Vに貼り付く。また、T2端子電圧VS−は、センサ活性前は所定値(1.8V)で保持されるのに対し、センサ活性後は素子インピーダンスZacが低下することでT1端子側と同じく電圧が上昇し、センサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。
(2) VB short of T1 terminal (sensor positive side terminal) When a VB short occurs at T1 terminal, battery voltage VB (for example, 14V) is applied to the T1 terminal, so the A / F output voltage before / after sensor activation The AFO and T1 terminal voltage VS + are fixed at the output upper limit value (5.0 V) of the sensor control unit. In the circuit configuration of FIG. 1, when the T1 terminal is short-circuited by VB, both the point A voltage and the point B voltage of both terminals of the
(3)T1端子(センサ正側端子)のGNDショート
T1端子のGNDショートが生じた場合、当該T1端子がグランド電位(0V)となるため、センサ活性前/活性後を通じてT1端子電圧VS+が0Vとなる。この場合、図1の回路構成では、電流検出抵抗22の一端のA点電圧が0Vとなり、オペアンプ21がA点電圧を基準電圧(2.2V)まで引き上げようとして能力最大限の電流を流すためにB点電圧が上昇する。従って、センサ活性前/活性後を通じてA/F出力電圧AFOがセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。T2端子電圧VS−は、センサ活性前は所定値(1.8V)で保持されるのに対し、センサ活性後は図1のB点電圧=5.0Vとなるために印加電圧制御回路25により過剰に低減され、回路構成上の出力下限値(0.9V)となる。
(3) GND short of T1 terminal (sensor positive side terminal) When a GND short of T1 terminal occurs, the T1 terminal becomes the ground potential (0V), so the T1 terminal voltage VS + is 0V before / after sensor activation. It becomes. In this case, in the circuit configuration of FIG. 1, the point A voltage at one end of the
(4)T2端子(センサ負側端子)のVBショート
T2端子のVBショートが生じた場合、当該T2端子にバッテリ電圧VBがかかるため、センサ活性前/活性後を通じてT2端子電圧VS−がセンサ制御部の出力上限値(5.0V)で固定される。このとき、センサ活性前はZac=∞であるため、T2端子側でVBショートが生じてもT1端子側では影響が及ばず、A/F出力電圧AFOとT1端子電圧VS+は基準電圧(2.2V)で保持される。これに対し、センサ活性後は素子インピーダンスZacが低下するため、T2端子側と同じくT1端子側でも電圧が上昇し、A/F出力電圧AFOとT1端子電圧VS+はセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。
(4) VB short of T2 terminal (sensor negative side terminal) When VB short of T2 terminal occurs, battery voltage VB is applied to the T2 terminal, so that T2 terminal voltage VS− is sensor controlled before / after sensor activation. Output upper limit value (5.0V). At this time, since Zac = ∞ before the sensor activation, even if a VB short-circuit occurs on the T2 terminal side, the T1 terminal side is not affected, and the A / F output voltage AFO and the T1 terminal voltage VS + are the reference voltage (2. 2V). On the other hand, since the element impedance Zac decreases after the sensor is activated, the voltage increases on the T1 terminal side as well as on the T2 terminal side, and the A / F output voltage AFO and the T1 terminal voltage VS + are output upper limit values ( 5.0V).
(5)T2端子(センサ負側端子)のGNDショート
T2端子のGNDショートが生じた場合、当該T2端子がグランド電位となるため、センサ活性前/活性後を通じてT2端子電圧VS−が0Vで固定される。このとき、センサ活性前はZac=∞であるため、T2端子側でGNDショートが生じてもT1端子側では影響が及ばず、A/F出力電圧AFOとT1端子電圧VS+は基準電圧(2.2V)で保持される。また、センサ活性後は、T1端子電圧VS+は基準電圧(2.2V)で保持することができるものの、VS+=2.2V、VS−=0Vとなる状態では素子電流が大きくなり、それに伴いT1端子電圧VS+がセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。
(5) GND short of T2 terminal (sensor negative side terminal) When GND short of T2 terminal occurs, T2 terminal becomes ground potential, so T2 terminal voltage VS- is fixed at 0V before / after sensor activation. Is done. At this time, since Zac = ∞ before sensor activation, even if a GND short circuit occurs on the T2 terminal side, the T1 terminal side is not affected, and the A / F output voltage AFO and the T1 terminal voltage VS + are the reference voltage (2. 2V). In addition, after the sensor is activated, the T1 terminal voltage VS + can be held at the reference voltage (2.2V). However, in the state where VS + = 2.2V and VS− = 0V, the device current increases, and accordingly T1 The terminal voltage VS + becomes the output upper limit value (5.0 V) of the sensor control unit.
(6)T1,T2間の端子間ショート
T1,T2間の端子間ショートが生じた場合、電流検出抵抗22に過剰に電流が流れるため、A/F出力電圧AFOがセンサ制御部の出力上限値(5.0V)となる。これはセンサ活性前/活性後何れも同じである。この場合、図1のB点電圧が上昇することで、印加電圧制御回路25がセンサ印加電圧をリーン側限界値に制御する。これにより、T2端子電圧VS−が印加電圧制御範囲内のリーン限界値(1.1V)となる。また、T1端子電圧VS+は、T2端子電圧VS−と同じ電位(1.1V)となる。
(6) Short-circuit between terminals between T1 and T2 When a short-circuit between terminals between T1 and T2 occurs, excessive current flows through the
なお、T1,T2間の端子間ショートの発生時において、VS+,VS−が印加電圧制御範囲内のどの値になるかは、T1側のオペアンプ21とT2側のオペアンプ(印加電圧制御回路25内のオペアンプ)との電流制御能力の違いによる。本実施の形態では、T2側のオペアンプ(印加電圧制御回路25内のオペアンプ)の電流制御能力が勝っているため、VS+,VS−がその時の印加電圧制御回路25の制御値(リーン限界値:1.1V)となる。但し、T1側のオペアンプ21が勝っていれば、VS+,VS−が最大2.2Vまでの範囲内の電圧値となる。
It should be noted that the value of VS + and VS− within the applied voltage control range when a short circuit between the terminals T1 and T2 occurs depends on the
上記のとおりセンサ異常時には、その異常形態に応じてAFO,ΔIout,VS+,VS−が正常値と異なり所定の異常値になるため、AFO,ΔIout,VS+,VS−のどれが如何なる異常値となるかで異常種別の特定が可能となる。 As described above, when the sensor is abnormal, AFO, ΔIout, VS +, and VS− are different from normal values and have predetermined abnormal values according to the abnormality form. It is possible to specify the type of abnormality.
特に本実施の形態では、前記(6)T1,T2間の端子間ショートを検出することを要旨としており、具体的には、CPU30は、図6に示すフローチャートの処理手順に従い、T1,T2間の端子間ショート異常を検出する。
In particular, in the present embodiment, (6) the short circuit between the terminals T1 and T2 is detected. Specifically, the
図6において、ステップS101では、異常検出の実行条件を判別する。異常検出の実行条件として具体的には、バッテリ電圧が所定の正常範囲(例えば11〜16V)であること、ヒータ電源電圧が所定値(例えば11V)であること、CPU30の駆動電圧である定電圧及びグランド電位が正常判定されていること等を含み、これら各条件が全て成立している場合に、後続のステップに進む。
In FIG. 6, in step S101, an abnormality detection execution condition is determined. Specifically, the abnormality detection execution condition is that the battery voltage is in a predetermined normal range (for example, 11 to 16 V), the heater power supply voltage is a predetermined value (for example, 11 V), and a constant voltage that is a driving voltage of the
ステップS102では、T1端子電圧VS+とT2端子電圧VS−とが同電位であるか否かを判別する。この場合実際には、VS+,VS−の差が規定値(例えば0.1V)以下であるか否かを判別する。また、ステップS103では、A/F出力電圧AFOが異常値(4.7V以上)であるか否かを判別する。 In step S102, it is determined whether or not the T1 terminal voltage VS + and the T2 terminal voltage VS− are at the same potential. In this case, it is actually determined whether or not the difference between VS + and VS− is equal to or less than a specified value (for example, 0.1 V). In step S103, it is determined whether or not the A / F output voltage AFO is an abnormal value (4.7 V or more).
ステップS104では、T2端子電圧VS−が異常値(3V以下)であるか否かを判別する。ここで、ステップS104で用いる異常判定値(3V)は、T2端子電圧VS−が印加電圧制御範囲内(特に、リーンガス検出時の印加電圧制御範囲内)にあることを判別するためのしきい値であり、本実施の形態の場合、当該判定値は、リーン側の印加電圧制御範囲(1.1〜2.2V)とT1,T2端子のVBショート時のVS−値(5.0V)との間で設定される。ステップS104では、T2端子電圧VS−に代えてT1端子電圧VS+を判定パラメータとして用いることも可能である。なお、ステップS102〜S104の判定パラメータ(VS+,VS−,AFO)は、センサ活性前/活性後の何れの計測値であっても良い。 In step S104, it is determined whether or not the T2 terminal voltage VS− is an abnormal value (3 V or less). Here, the abnormality determination value (3V) used in step S104 is a threshold value for determining that the T2 terminal voltage VS− is within the applied voltage control range (particularly, within the applied voltage control range at the time of lean gas detection). In the case of the present embodiment, the determination value includes the lean side applied voltage control range (1.1 to 2.2 V) and the VS-value (5.0 V) when the T1 and T2 terminals are shorted to VB. Set between. In step S104, the T1 terminal voltage VS + can be used as a determination parameter instead of the T2 terminal voltage VS−. Note that the determination parameters (VS +, VS−, AFO) in steps S102 to S104 may be measured values before / after sensor activation.
ステップS102〜S104が何れもYESの場合、ステップS105に進み、T1,T2間の端子間ショート異常であると判定する。但しこの場合、所定回数連続してT1,T2間の端子間ショート異常が検出された場合に、異常発生の最終判定を実施するようにしても良い。異常発生の最終判定時には、故障警告灯を点灯させる、異常情報をバックアップRAM等に記憶する、A/Fセンサのヒータ18をOFFする等の処置が実施され、次回の電源投入時には再度異常検出が実施される。
When all of Steps S102 to S104 are YES, the process proceeds to Step S105, and it is determined that a short circuit between the terminals T1 and T2 is abnormal. However, in this case, the final determination of the occurrence of an abnormality may be performed when a short-circuit abnormality between the terminals T1 and T2 is detected a predetermined number of times. At the final determination of the occurrence of abnormality, measures such as turning on the failure warning lamp, storing abnormality information in the backup RAM, turning off the
なお、前記(1)〜(5)の各異常については、前記図5に示す各異常値から各々異常種別の特定が可能となる。但し本実施の形態では要旨でないため説明を割愛する。 For each of the abnormalities (1) to (5), it is possible to specify the abnormal type from the abnormal values shown in FIG. However, since it is not a gist in this embodiment, explanation is omitted.
以上詳述した本実施の形態によれば、T1,T2端子のVBショート等と間違えることなく、T1,T2間の端子間ショート異常を好適に検出できる。異常形態の特定が可能となれば、ECUの検査、ハーネスの検査、センサの検査などの手間を大幅に省くことができ、保守点検が容易となる。 According to the present embodiment described in detail above, it is possible to preferably detect a short-circuit abnormality between terminals T1 and T2 without making a mistake with a VB short-circuit between the terminals T1 and T2. If the abnormal form can be specified, troubles such as ECU inspection, harness inspection, and sensor inspection can be saved greatly, and maintenance inspection becomes easy.
ところで、前記図1の回路構成では、センサ素子10の正側端子(T1端子)に電流検出抵抗22を接続し、同負側端子(T2端子)に印加電圧制御回路25を接続したが、この構成を変更する。例えば、図7の回路構成とする。図7の回路構成は、基本的にセンサ制御部のT1端子側の構成とT2端子側の構成とを入れ替えたものであり、相違点を中心に説明する。
In the circuit configuration of FIG. 1, the
エンジンECU40において、T2端子には、オペアンプ41及び電流検出抵抗42を介して基準電源43が図示の如く接続され、T2端子には印加電圧制御回路45が接続されている。この場合、電流検出抵抗42の一端のA点は基準電源43の基準電圧(例えば2.2V)と同じ電圧に保持される。素子電流Ipは電流検出抵抗42を介して流れ、素子電流Ipに応じてB点の電圧が変化する。排ガスがリーンの場合、センサ素子10にはT1端子からT2端子に向けて素子電流Ipが流れるためB点電圧が下降し、逆にリッチの場合、センサ素子10にはT2端子からT1端子に向けて素子電流Ipが流れるためB点電圧が上昇する。
In the
印加電圧制御回路45は、B点電圧をモニタすると共にその電圧値に応じてセンサ素子10に印加すべき電圧を決定するものであり、前記図3に示す印加電圧特性RGの如く、基本的に素子電流Ipの増加時(すなわちB点電圧の下降時)に印加電圧を上昇させるよう印加電圧制御を実施する。
The applied
また、図のB点及び基準電源43にはオペアンプ(差動増幅器)46が接続されており、オペアンプ46の出力AFOがA/F出力電圧としてCPU50のA/DポートAD1に取り込まれる。CPU50は、AD1より取り込んだ各A/F出力電圧AFOに基づいてその都度のA/F値を算出する。インピーダンス検出に際し、印加電圧制御回路45はCPU50からの指令を受け、センサ素子10への印加電圧を所定幅(例えば0.2V)で正負両側に変化させる。このとき、センサ印加電圧の変化に伴うB点の電圧変化はインピーダンス電流検出回路47にてモニタされ、そのインピーダンス電流検出回路47の出力Ioutがインピーダンス電流信号としてCPU50のA/DポートAD2に取り込まれる。
Further, an operational amplifier (differential amplifier) 46 is connected to the point B in the figure and the
その他、図7の構成では、T1端子電圧VS+がCPU50のA/DポートAD3に取り込まれると共に、T2端子電圧VS−がCPU50のA/DポートAD4に取り込まれるようになっている。
In addition, in the configuration of FIG. 7, the T1 terminal voltage VS + is taken into the A / D port AD3 of the
図8は、前記図7の回路構成において、前記(1)〜(6)の異常発生時にAFO,ΔIout,VS+,VS−がどのように出力されるかを示した図表である。その内容は概ね前述の図5に準ずるため、詳細な説明は割愛するが、本図8の関係を用いることで、前記同様、A/Fセンサの各種異常が好適に検出できる。ここでは特に、
・T1,T2の各端子電圧VS+,VS−が同値であること、
・VS+又はVS−が印加電圧制御範囲内の値になること、
・A/F出力電圧AFOが異常値であること、
からT1,T2間の端子間ショート異常が検出できる。
FIG. 8 is a chart showing how AFO, ΔIout, VS +, and VS− are output when the abnormalities (1) to (6) occur in the circuit configuration of FIG. Since the contents are substantially the same as those in FIG. 5 described above, a detailed description is omitted. However, by using the relationship shown in FIG. 8, various abnormalities in the A / F sensor can be suitably detected as described above. Especially here
-The terminal voltages VS + and VS- of T1 and T2 are the same value,
-VS + or VS- becomes a value within the applied voltage control range,
The A / F output voltage AFO is an abnormal value,
To T1, T2 between terminals can be detected.
センサ制御部の更に別の構成として、T1端子及びT2端子の何れか一方に、電流検出抵抗22と印加電圧制御回路25を共に設ける構成とすることも可能である。
As still another configuration of the sensor control unit, a configuration in which the
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。 In addition, this invention is not limited to the content of description of the said embodiment, For example, you may implement as follows.
上記実施の形態では、
・T1,T2の各端子電圧VS+,VS−が同値であること、
・VS+又はVS−が印加電圧制御範囲内の値になること、
・A/F出力電圧AFOが異常値であること、
からT1,T2間の端子間ショート異常を検出したが、これを以下のように変更する。すなわち、
・センサ活性前において、T1,T2の各端子電圧VS+,VS−が同値であること、
・同じくセンサ活性前において、A/F出力電圧AFOが異常値であること、
からT1,T2間の端子間ショート異常を検出する。
In the above embodiment,
-The terminal voltages VS + and VS- of T1 and T2 are the same value,
-VS + or VS- becomes a value within the applied voltage control range,
The A / F output voltage AFO is an abnormal value,
The short-circuit abnormality between terminals T1 and T2 was detected, but this is changed as follows. That is,
Before the sensor activation, the terminal voltages VS + and VS− of T1 and T2 are the same value,
Similarly, the A / F output voltage AFO is an abnormal value before sensor activation.
To T1 and T2 between terminals is detected.
要するに、前記図5又は図8からも分かるように、T1,T2間の端子間ショート異常時には、センサ活性前において、A/F出力電圧AFOが異常値で、且つVS+=VS−となる。これは、他の異常形態と異なる出力パターンであり、各異常形態からT1,T2間の端子間ショート異常が特定できる。 In short, as can be seen from FIG. 5 or FIG. 8, when the short circuit between the terminals T1 and T2 is abnormal, the A / F output voltage AFO is an abnormal value and VS + = VS− before the sensor activation. This is an output pattern different from other abnormal forms, and a short-to-terminal abnormality between T1 and T2 can be specified from each abnormal form.
1セル構造のA/Fセンサに限らず、2セル又は3セル構造のA/Fセンサに本発明を適用することも可能である。また、積層型構造のA/Fセンサに限らず、コップ型構造のA/Fセンサに本発明を適用することも可能である。排ガス中の酸素濃度に応じてセンサ素子の電極間に起電力を発生させるようにした、いわゆるO2センサにも適用できる。 The present invention can be applied not only to an A / F sensor having a 1-cell structure but also to an A / F sensor having a 2-cell or 3-cell structure. Further, the present invention can be applied not only to an A / F sensor having a stacked structure but also to an A / F sensor having a cup structure. The present invention can also be applied to a so-called O2 sensor in which an electromotive force is generated between the electrodes of the sensor element in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas.
酸素濃度を検出対象とするA/Fセンサ以外に、他の成分濃度を検出対象とするガス濃度センサにも本発明が適用できる。例えば、複合型のガス濃度センサは、固体電解質体にて形成された複数のセルを有し、そのうちポンプセルでは、チャンバ内に導入した被検出ガス中の酸素を排出又はくみ出すと共に酸素濃度を検出し、センサセルでは酸素排出後のガスから特定成分濃度を検出する。これに加え、チャンバ内の残留酸素濃度に応じて起電力信号を出力するモニタセルを有するガス濃度センサであっても良い。このガス濃度センサは、例えば排ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサとして具体化されるものであり、本発明の適用により、NOxセンサについても好適なセンサ異常検出が可能となる。 In addition to an A / F sensor whose oxygen concentration is a detection target, the present invention can be applied to a gas concentration sensor whose detection target is another component concentration. For example, a composite type gas concentration sensor has a plurality of cells formed of a solid electrolyte body, of which a pump cell discharges or draws oxygen in a detection gas introduced into the chamber and detects the oxygen concentration. In the sensor cell, the specific component concentration is detected from the gas after the oxygen is discharged. In addition, a gas concentration sensor having a monitor cell that outputs an electromotive force signal according to the residual oxygen concentration in the chamber may be used. This gas concentration sensor is embodied as, for example, a NOx sensor that detects the NOx concentration in the exhaust gas. By applying the present invention, it is possible to detect a sensor abnormality suitable for the NOx sensor.
NOx濃度を検出可能なガス濃度センサの他に、特定成分濃度としてHC濃度やCO濃度を検出可能なガス濃度センサにも適用できる。この場合、ポンプセルにて被検出ガス中の余剰酸素を排出し、センサセルにて余剰酸素排出後のガスからHCやCOを分解してHC濃度やCO濃度を検出する。更に、自動車用以外のガス濃度検出装置に用いること、排ガス以外のガスを被検出ガスとすることも可能である。 In addition to the gas concentration sensor capable of detecting the NOx concentration, the present invention can also be applied to a gas concentration sensor capable of detecting the HC concentration and the CO concentration as the specific component concentration. In this case, surplus oxygen in the gas to be detected is discharged by the pump cell, and HC and CO are decomposed from the gas after the surplus oxygen is discharged by the sensor cell to detect the HC concentration and the CO concentration. Furthermore, it can be used for gas concentration detection devices other than those for automobiles, and gases other than exhaust gas can be used as gas to be detected.
10…センサ素子、11…固体電解質、15,16…電極、22…電流検出抵抗、30…CPU、42…電流検出抵抗、50…CPU、T1…+端子、T2…−端子。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記センサ素子に流れる素子電流を計測する素子電流計測手段と、
前記正負両側の接続端子の端子電圧をそれぞれ計測する端子電圧計測手段と、
前記正負両側の接続端子の端子電圧計測値が同値であること、同端子電圧計測値が印加電圧制御範囲内の値になること、及び素子電流計測値が異常値であることから前記正負両側の接続端子間でのショート異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするガス濃度検出装置。 Applied to a gas concentration sensor having a sensor element composed of a solid electrolyte body and at least a pair of electrodes, and a pair of electrodes arranged opposite to each other with the solid electrolyte body sandwiched in the sensor element via connection terminals on both positive and negative sides In a gas concentration detection device that is connected and applies a voltage to the sensor element and detects a gas concentration from an element current flowing along with the voltage application,
Element current measuring means for measuring element current flowing in the sensor element;
Terminal voltage measuring means for measuring terminal voltages of the connection terminals on both the positive and negative sides,
Since the terminal voltage measurement value of the connection terminal on both the positive and negative sides is the same value, the same terminal voltage measurement value is a value within the applied voltage control range, and the element current measurement value is an abnormal value. An abnormality detection means for detecting a short abnormality between the connection terminals;
A gas concentration detection device comprising:
前記センサ素子に流れる素子電流を計測する素子電流計測手段と、
前記正負両側の接続端子の端子電圧をそれぞれ計測する端子電圧計測手段と、
前記ガス濃度センサの活性前において、前記正負両側の接続端子の端子電圧計測値が同値であること及び素子電流計測値が異常値であることから前記正負両側の接続端子間でのショート異常を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とするガス濃度検出装置。 Applied to a gas concentration sensor having a sensor element composed of a solid electrolyte body and at least a pair of electrodes, and a pair of electrodes arranged opposite to each other with the solid electrolyte body sandwiched in the sensor element via connection terminals on both positive and negative sides In a gas concentration detection device that is connected and applies a voltage to the sensor element and detects a gas concentration from an element current flowing along with the voltage application,
Element current measuring means for measuring element current flowing in the sensor element;
Terminal voltage measuring means for measuring terminal voltages of the connection terminals on both the positive and negative sides,
Prior to activation of the gas concentration sensor, the terminal voltage measurement values of the connection terminals on both the positive and negative sides are the same value and the element current measurement value is an abnormal value, so that a short abnormality between the connection terminals on both the positive and negative sides is detected. Anomaly detection means to
A gas concentration detection device comprising:
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