JP6943722B2

JP6943722B2 - Gas sensor controller

Info

Publication number: JP6943722B2
Application number: JP2017199387A
Authority: JP
Inventors: 潤一郎三ツ野; 阿部　悟; 悟阿部; 智洋富松; 秀俊牧野; 朋典上村
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: JP2019074360A

Description

本開示は、ガスセンサを制御する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for controlling a gas sensor.

下記の特許文献１には、検知セルおよび酸素ポンプセルの２つのセルを有するガスセンサを制御するとともに、ガスセンサの故障を診断する機能を備えたガスセンサ制御装置が提案されている。酸素ポンプセルはＩＰ＋端子とＣＯＭ端子とに接続され、検知セルはＶＳ＋端子とＣＯＭ端子とに接続されて構成される。 Patent Document 1 below proposes a gas sensor control device having a function of controlling a gas sensor having two cells, a detection cell and an oxygen pump cell, and diagnosing a failure of the gas sensor. The oxygen pump cell is connected to the IP + terminal and the COM terminal, and the detection cell is connected to the VS + terminal and the COM terminal.

特開２００８−０７０１９４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-070194

上記のガスセンサ制御装置では２つのセルを有するガスセンサを制御するが、上記のガスセンサ制御装置を１つのセルのみを有するガスセンサの制御にも利用したいという要求がある。そこで、ＩＰ＋端子とＶＳ＋端子とをショートさせ、この１つのセルを、ＣＯＭ端子とショートさせた端子とに接続する構成が考えられる。 The gas sensor control device controls a gas sensor having two cells, but there is a demand that the gas sensor control device also be used to control a gas sensor having only one cell. Therefore, a configuration is conceivable in which the IP + terminal and the VS + terminal are short-circuited, and this one cell is connected to the COM terminal and the short-circuited terminal.

この構成では、ＩＰ＋端子とＶＳ＋端子とが正常にショートできているか否か、すなわち各端子とセルとが正常に接続されているか否かを検知できることが求められる。
本開示の一側面では、２つのセルを有するガスセンサに対するガスセンサ制御装置を、１つのセルのみを有するガスセンサにて適用し、各端子とセルとが正常に接続されているか否かを検知できるようにすることが望ましい。 In this configuration, it is required to be able to detect whether or not the IP + terminal and the VS + terminal are normally short-circuited, that is, whether or not each terminal and the cell are normally connected.
In one aspect of the present disclosure, a gas sensor control device for a gas sensor having two cells is applied to a gas sensor having only one cell so that it can detect whether or not each terminal and the cell are normally connected. It is desirable to do.

本開示の第１局面のセンサ制御装置は、第１端子部および第２端子部よりもガスセンサ素子側で第１端子部および第２端子部を電気的に接続した状態で、第１端子部および第２端子部を一対の電極のうちの一方に電気的に接続するとともに、第３端子部を一対の電極のうちの他方に電気的に接続するように構成され、電位設定部と、ポンプ供給部と、制御供給部と、初期供給部と、電位取得部と、接続判定部と、を備える。 In the sensor control device of the first aspect of the present disclosure, the first terminal portion and the first terminal portion and the second terminal portion are electrically connected to each other on the gas sensor element side of the first terminal portion and the second terminal portion. The second terminal portion is electrically connected to one of the pair of electrodes, and the third terminal portion is electrically connected to the other of the pair of electrodes. It includes a unit, a control supply unit, an initial supply unit, a potential acquisition unit, and a connection determination unit.

電位設定部は、第１端子部および第２端子部の電位を取得する。ポンプ供給部は、第１端子部と第３端子部との間に生じる電位が目標値となるように第２端子部を介してガスセンサ素子にポンプ電流を供給する。制御供給部は、第２端子部を介してガスセンサ素子に、前記ガスセンサ素子の状態を検知するためのテスト電流またはポンプ電流を表す制御電流を供給する。初期供給部は、制御電流が供給される前に、第１端子部を介してガスセンサ素子に初期電流を供給する。 The potential setting unit acquires the potentials of the first terminal unit and the second terminal unit. The pump supply unit supplies a pump current to the gas sensor element via the second terminal portion so that the potential generated between the first terminal portion and the third terminal portion becomes a target value. The control supply unit supplies the gas sensor element via the second terminal unit with a test current for detecting the state of the gas sensor element or a control current representing a pump current. The initial supply unit supplies the initial current to the gas sensor element via the first terminal unit before the control current is supplied.

電位取得部は、第１端子部および第２端子部の電位を取得する。
接続判定部は、判定用電流として制御電流または初期電流が切替えられて用いられており、判定用電流が供給されたときの第１端子部および第２端子部の電位を比較することによって、第１端子部および第２端子部のうちの少なくとも一方とガスセンサ素子とが電気的に接続されているか否かを判定する。 The potential acquisition unit acquires the potentials of the first terminal unit and the second terminal unit.
The connection determination unit is used by switching the control current or the initial current as the determination current, and by comparing the potentials of the first terminal portion and the second terminal portion when the determination current is supplied, the first terminal portion is used. It is determined whether or not at least one of the first terminal portion and the second terminal portion is electrically connected to the gas sensor element.

この構成において、電気的に接続されているはずの第１端子部および第２端子部が電気的に接続されていない場合には、第１端子部の電位と第２端子部の電位とが異なる電位になる可能性が高い。そこで、本開示のセンサ制御装置は、第１端子部の電位と第２端子部の電位とを比較し、第１端子部および第２端子部のうちの少なくとも一方とガスセンサ素子とが電気的に接続されているか否かを判定する。 In this configuration, when the first terminal portion and the second terminal portion that should be electrically connected are not electrically connected, the potential of the first terminal portion and the potential of the second terminal portion are different. It is likely to become an electric potential. Therefore, in the sensor control device of the present disclosure, the potential of the first terminal portion and the potential of the second terminal portion are compared, and at least one of the first terminal portion and the second terminal portion and the gas sensor element are electrically connected to each other. Determine if it is connected.

このようなセンサ制御装置によれば、少なくとも第１端子部および第２端子部のうちの何れかがガスセンサ素子と正常に接続されていないことを検知することができる。
本開示の第２局面のセンサ制御装置において、接続判定部は、初期電流を判定用電流として、判定用電流が供給されたときの第２端子部の電位が第１端子部の電位よりも低い場合に、第１端子部とガスセンサ素子とが電気的に接続されていないと判定するように構成される。 According to such a sensor control device, it is possible to detect that at least one of the first terminal portion and the second terminal portion is not normally connected to the gas sensor element.
In the sensor control device of the second aspect of the present disclosure, the connection determination unit uses the initial current as the determination current, and the potential of the second terminal unit when the determination current is supplied is lower than the potential of the first terminal unit. In this case, it is configured to determine that the first terminal portion and the gas sensor element are not electrically connected.

このようなセンサ制御装置によれば、第１端子部とガスセンサ素子とが電気的に接続されているか否かを判定することができる。
本開示の第３局面のセンサ制御装置において、接続判定部は、初期電流が判定用電流として供給されている間、第１端子部および第２端子部の電位の降下を監視し、第１端子部の電位の降下速度が第２端子部の電位の降下速度よりも遅い場合に、第１端子部とガスセンサ素子とが電気的に接続されていないと判定するように構成される。 According to such a sensor control device, it is possible to determine whether or not the first terminal portion and the gas sensor element are electrically connected.
In the sensor control device of the third aspect of the present disclosure, the connection determination unit monitors the potential drop of the first terminal portion and the second terminal portion while the initial current is supplied as the determination current, and the first terminal. When the rate of decrease in the potential of the unit is slower than the rate of decrease in the potential of the second terminal, it is determined that the first terminal and the gas sensor element are not electrically connected.

このようなセンサ制御装置によれば、電位の降下速度を継続的に監視するので、電位を一時的に比較する構成と比較して、第１端子部とガスセンサ素子とが電気的に接続されているか否かをより確実に判定することができる。 According to such a sensor control device, since the rate of decrease in potential is continuously monitored, the first terminal portion and the gas sensor element are electrically connected as compared with the configuration in which the potentials are temporarily compared. Whether or not it can be determined more reliably.

本開示の第４局面のセンサ制御装置は、第１端子部とガスセンサ素子とが電気的に接続されていないと判定された場合に、制御供給部により制御電流が供給されることを禁止するポンプ禁止部をさらに備える。 The sensor control device of the fourth aspect of the present disclosure is a pump that prohibits the supply of control current by the control supply unit when it is determined that the first terminal unit and the gas sensor element are not electrically connected. It also has a forbidden part.

このようなセンサ制御装置によれば、異常がある場合にガスセンサ素子に制御電流が流されることを抑制するので、ガスセンサ素子を保護することができる。
本開示の第５局面のセンサ制御装置において、接続判定部は、制御電流を判定用電流として、判定用電流が供給されたときの第２端子部の電位が第１端子部の電位よりも高い場合に、第２端子部とガスセンサ素子とが電気的に接続されていないと判定するように構成される。 According to such a sensor control device, it is possible to protect the gas sensor element because it suppresses the flow of the control current through the gas sensor element when there is an abnormality.
In the sensor control device of the fifth aspect of the present disclosure, the connection determination unit uses the control current as the determination current, and the potential of the second terminal unit when the determination current is supplied is higher than the potential of the first terminal unit. In this case, it is configured to determine that the second terminal portion and the gas sensor element are not electrically connected.

このようなセンサ制御装置によれば、第２端子部とガスセンサ素子とが電気的に接続されているか否かを判定することができる。 According to such a sensor control device, it is possible to determine whether or not the second terminal portion and the gas sensor element are electrically connected.

実施形態のセンサ制御装置を備えるガス検知システムの全体構成図である。It is an overall block diagram of the gas detection system including the sensor control device of embodiment. センサ素子の内部構造等を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the internal structure of a sensor element and the like. 端子オープン識別処理の処理内容を表したフローチャートである。It is a flowchart which showed the processing content of the terminal open identification processing. 端子オープン識別処理の処理内容を表したフローチャートである。It is a flowchart which showed the processing content of the terminal open identification processing. 端子オープン識別処理のタイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the timing of terminal open identification processing.

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。
［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。 Hereinafter, embodiments to which the present disclosure has been applied will be described with reference to the drawings.
[1. 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（図示せず）の排気ガス中の特定ガス（本実施形態では、酸素）の濃度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５と、を備える。ガス検知装置３は、ガスセンサ制御装置７と、エンジン制御装置９と、を備える。 The gas detection system 1 is used, for example, for detecting the concentration of a specific gas (oxygen in this embodiment) in the exhaust gas of an internal combustion engine (not shown). The gas detection system 1 includes a gas detection device 3 and a gas sensor 5. The gas detection device 3 includes a gas sensor control device 7 and an engine control device 9.

ガスセンサ制御装置７は、ガスセンサ５を駆動制御して、被測定ガス中の特定成分を測定する。特に、ガスセンサ制御装置７は、被測定ガス中の特定成分として、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９に通知する。なお、ガスセンサ制御装置７の詳細については、後述する。 The gas sensor control device 7 drives and controls the gas sensor 5 to measure a specific component in the gas to be measured. In particular, the gas sensor control device 7 detects the oxygen concentration in the exhaust gas as a specific component in the gas to be measured, and notifies the engine control device 9 of the detected oxygen concentration. The details of the gas sensor control device 7 will be described later.

エンジン制御装置９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、ガスセンサ制御装置７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 9 is a microcontroller that executes various control processes for controlling the internal combustion engine, and 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 gas sensor control device 7. I do.

［１−２．ガスセンサ］
次に、ガスセンサ５について、図２等に基づいて説明する。
ガスセンサ５は、酸素を検出する酸素センサである。このガスセンサ５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、リニアセンサとも呼ばれる。 [1-2. Gas sensor]
Next, the gas sensor 5 will be described with reference to FIG. 2 and the like.
The gas sensor 5 is an oxygen sensor that detects oxygen. The gas sensor 5 is provided in the exhaust pipe of an internal combustion engine (engine) and detects the oxygen concentration in the exhaust gas over a wide area, and is also called a linear sensor.

このガスセンサ５は、ガスセンサ素子１１とヒータ１３とを備えた、いわゆる１セル構造のガスセンサである。
ガスセンサ素子１１は、ポンプセル１５を備えている。ポンプセル１５は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ_２）により形成された酸素イオン伝導性の固体電解質体１７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１９（１９ａ、１９ｂ）と、を有している。 The gas sensor 5 is a so-called one-cell gas sensor including a gas sensor element 11 and a heater 13.
The gas sensor element 11 includes a pump cell 15. The pump cell 15 includes _{an oxygen ion conductive solid electrolyte 17 formed of partially stabilized zirconia (ZrO 2} ) and a pair of porous electrodes 19 (19a, 19b) mainly formed of platinum on the front surface and the back surface thereof, respectively. ) And.

ヒータ１３は、外部からの通電により発熱する発熱抵抗体を備えている。ヒータ１３は、ガスセンサ素子１１（特に、ポンプセル１５）を加熱して、ガスセンサ素子１１を、ガス濃度の検出が可能な活性化状態にするために備えられる。 The heater 13 includes a heat generating resistor that generates heat when energized from the outside. The heater 13 is provided to heat the gas sensor element 11 (particularly, the pump cell 15) to bring the gas sensor element 11 into an activated state in which the gas concentration can be detected.

また、図２に示すように、ガスセンサ素子１１は、自身の内部に、ポンプセル１５における一対の多孔質電極１９のうち一方（第１電極１９ａ）が露出する測定室２１と、他方（第２電極１９ｂ）が露出する基準酸素室２３と、を備えている。 Further, as shown in FIG. 2, the gas sensor element 11 has a measurement chamber 21 in which one (first electrode 19a) of the pair of porous electrodes 19 in the pump cell 15 is exposed inside the gas sensor element 11, and the other (second electrode). It is provided with a reference oxygen chamber 23 in which 19b) is exposed.

測定室２１には、外部からガスの拡散を律速する拡散律速部２５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２３には、外部から基準ガスとしての大気が導入される。 The gas to be measured (exhaust gas in the present embodiment) is introduced into the measurement chamber 21 from the outside via the diffusion rate-determining unit 25 that controls the diffusion of the gas. Atmosphere as a reference gas is introduced into the reference oxygen chamber 23 from the outside.

なお、第１電極１９ａは、第１リード部２７ａを介して、ガス検知装置３との接続部である第１コネクタ２９ａに接続されている。第２電極１９ｂは、第２リード部２７ｂを介して、同様な第２コネクタ２９ｂに接続されている。 The first electrode 19a is connected to the first connector 29a, which is a connection portion with the gas detection device 3, via the first lead portion 27a. The second electrode 19b is connected to a similar second connector 29b via the second lead portion 27b.

ガスセンサ素子１１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。ここで、限界電流方式について、簡単に説明する。
周知のように、ポンプセル１５におけるポンプ電圧Ｖｐ（すなわち一対の多孔質電極１９間の電圧）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、すなわちポンプ電流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。なお、ポンプ電流Ｉｐとは、ガスセンサ素子１１の一対の電極間、に生じる電位差が目標値となるようにするための電流を表す。この平坦領域（限界電流域）は、ポンプ電圧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 gas sensor element 11 is an oxygen sensor element that detects an oxygen concentration by a so-called limit current method. Here, the limit current method will be briefly described.
As is well known, the output characteristic showing the relationship between the pump voltage Vp (that is, the voltage between the pair of porous electrodes 19) and the pump current Ip in the pump cell 15 is a region parallel to the voltage axis and flat, that is, the pump. It is known that there is a limit current region (limit current region) in which the current Ip is constant. The pump current Ip represents a current for making the potential difference generated between the pair of electrodes of the gas sensor element 11 a target value. This flat region (limit current region) is a region in which the pump current Ip does not substantially change even if the pump voltage Vp changes and a constant value (limit current) is maintained.

この平坦領域は、酸素濃度（すなわち空燃比）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。 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.

このため、ガスセンサ素子１１のポンプセル１５に対して、限界電流域に応じたポンプ電圧Ｖｐを設定し、そのポンプ電圧Ｖｐとなるようにポンプ電流Ｉｐを制御（例えばフィードバック制御）し、その制御したポンプ電流Ｉｐを求めることによって、排気ガス中の酸素濃度を検出できる。 Therefore, the pump voltage Vp corresponding to the limit current region is set for the pump cell 15 of the gas sensor element 11, and the pump current Ip is controlled (for example, feedback control) so as to be the pump voltage Vp, and the controlled pump. By obtaining the current Ip, the oxygen concentration in the exhaust gas can be detected.

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、ポンプ電圧を適切な目標電圧として設定することによって、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。 That is, the higher the oxygen concentration in the exhaust gas (the leaner the air-fuel ratio), the higher the limit current of the pump current Ip, and the lower the oxygen concentration in the exhaust gas (the richer the air-fuel ratio), the more the limit. Since the current decreases, the oxygen concentration (air-fuel ratio) can be detected based on the critical current by setting the pump voltage as an appropriate target voltage.

本実施形態では、ポンプセル１５における一対の多孔質電極１９間のポンプ電圧Ｖｐとして、例えば４００ｍＶの目標電圧を設定し、一対の多孔質電極１９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２１と基準酸素室２３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。 In the present embodiment, a target voltage of, for example, 400 mV is set as the pump voltage Vp between the pair of porous electrodes 19 in the pump cell 15, a pump current Ip is passed between the pair of porous electrodes 19, and oxygen is oxygenated by the pump current Ip. (For example, moving oxygen between the measuring chamber 21 and the reference oxygen chamber 23). Then, as is well known, the oxygen concentration is detected based on the current value (faradaic current) at which the pump current Ip at the time of pumping becomes constant.

［１−３．センサ制御装置］
次に、ガスセンサ制御装置７について、図１等に基づいて説明する。
ガスセンサ制御装置７は、ガスセンサ５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９に通知するように構成されている。 [1-3. Sensor control device]
Next, the gas sensor control device 7 will be described with reference to FIG. 1 and the like.
The gas sensor control device 7 is configured to drive and control the gas sensor 5, detect the oxygen concentration in the exhaust gas, and notify the engine control device 9 of the detected oxygen concentration.

ガスセンサ制御装置７は、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩＣ）により構成される。
図１では、ガスセンサ制御装置７については、機能ブロック図として表している。 The gas sensor control device 7 is composed of an ASIC (Application Specific ASIC).
In FIG. 1, the gas sensor control device 7 is represented as a functional block diagram.

ガスセンサ制御装置７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３９、基準電位生成部４１、ポンプ電圧判定部４３、制御開始部４５を備える。 The gas sensor control device 7 includes an AD conversion unit 31 (analog-to-digital conversion unit 31), a PID calculation unit 33, a pump current calculation unit 34, a current DA conversion unit 35 (current digital-to-analog conversion unit 35), a gas detection signal calculation unit 37, and the like. It includes a current supply unit 39, a reference potential generation unit 41, a pump voltage determination unit 43, and a control start unit 45.

また、ガスセンサ制御装置７は、Ｒｐｖｓ演算部５１、ヒータ制御量演算部５３、ヒータドライバ５７を備える。
さらに、ガスセンサ制御装置７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。 Further, the gas sensor control device 7 includes an Rpvs calculation unit 51, a heater control amount calculation unit 53, and a heater driver 57.
Further, the gas sensor control device 7 includes a pump current terminal 61 (Ip + terminal 61), a detection voltage terminal 63 (Vs + terminal 63), a reference potential terminal 65 (COM terminal 65), a terminal monitoring unit 67, an abnormality detection unit 69, and communication processing. A unit 71 is provided.

以下、各構成について説明する。
電流供給部３９は、検出電圧端子６３を介して、各種電流をガスセンサ素子１１（詳細には、ポンプセル１５）に供給するように構成されている。 Hereinafter, each configuration will be described.
The current supply unit 39 is configured to supply various currents to the gas sensor element 11 (specifically, the pump cell 15) via the detection voltage terminal 63.

各種電流としては、例えば、パルス電流Ｉrpvsや微小電流Ｉｃｐなどが挙げられる。パルス電流Ｉrpvsは、ガスセンサ素子１１（詳しくはポンプセル１５）の内部抵抗を検出するための電流である。 Examples of various currents include pulse current Irpvs and minute current Icp. The pulse current Irpvs is a current for detecting the internal resistance of the gas sensor element 11 (specifically, the pump cell 15).

また、微小電流Ｉｃｐは、ポンプ電流Ｉｐのフィードバック制御前に、検出電圧端子６３と基準電位端子６５との間に流される初期電流であり、ガスセンサ素子１１（詳しくはポンプセル１５）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な電流である。 Further, the minute current Icp is an initial current that is passed between the detection voltage terminal 63 and the reference potential terminal 65 before the feedback control of the pump current Ip, and oxygen is pumped by the gas sensor element 11 (specifically, the pump cell 15). It is a minute current for generating an oxygen reference electrode.

電流供給部３９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。
基準電位生成部４１は、基準電位端子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、ガスセンサ素子１１（ポンプセル１５）を制御する際の基準電位に相当する。 The current supply unit 39 is configured to supply each current at an appropriate time, instead of constantly supplying these currents.
The reference potential generation unit 41 sets the potential of the reference potential terminal 65 to a predetermined potential. Specifically, the potential obtained by adding the reference setting voltage (2.7 V in this embodiment) with reference to the ground potential GND of the internal combustion engine is set as the potential of the reference potential terminal 65. In this embodiment, the potential of the reference potential terminal 65 corresponds to the reference potential when controlling the gas sensor element 11 (pump cell 15).

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１５の両端電圧（ポンプ電圧Ｖｐ＝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。なお、ポンプセル１５の両端電圧は、ポンプ電圧Ｖｐと記すが、電圧を検知する等の説明の際には、検知電圧Ｖｓと記すこともある。 The AD conversion unit 31 detects the voltage across the pump cell 15 (pump voltage Vp = detection voltage Vs) based on the potential of the detection voltage terminal 63 and the potential of the reference potential terminal 65, and digitalizes an analog value indicating the detection voltage Vs. Convert to. The voltage across the pump cell 15 is referred to as the pump voltage Vp, but may be referred to as the detected voltage Vs in the description of detecting the voltage or the like.

このＡＤ変換部３１は、変換後のデジタル値をガスセンサ制御装置７の各部、例えば、ＰＩＤ演算部３３、ポンプ電圧判定部４３、Ｒｐｖｓ演算部５１などに通知する。
なお、ポンプセル１５の両端電圧は、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、パルス電流Ｉrpvsの入力時には、ポンプセル１５の内部抵抗に応じて変化する応答信号Ｖｓ２として利用できる。 The AD conversion unit 31 notifies each unit of the gas sensor control device 7, for example, the PID calculation unit 33, the pump voltage determination unit 43, the Rpvs calculation unit 51, and the like after the conversion of the digital value.
The voltage across the pump cell 15 can be used as a sensor output signal Vs1 that changes according to the oxygen concentration, and can be used as a response signal Vs2 that changes according to the internal resistance of the pump cell 15 when the pulse current Irpvs is input.

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１５の検知電圧Ｖｓ（センサ出力信号Ｖｓ１）が目標電圧（本実施形態では、例えば４００ｍＶ）となるように、ポンプセル１５に通電するポンプ電流Ｉｐを制御するための制御処理（すなわちポンプ電流Ｉｐのフィードバック制御）である。 The PID calculation unit 33 is configured to execute the pump current control process by digital processing. The pump current control process is a control process for controlling the pump current Ip that energizes the pump cell 15 so that the detection voltage Vs (sensor output signal Vs1) of the pump cell 15 becomes the target voltage (for example, 400 mV in this embodiment). (That is, feedback control of the pump current Ip).

ポンプ電流制御処理を実行するＰＩＤ演算部３３は、目標電圧（４００ｍＶ）とポンプセル１５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が目標電圧に近づくように）ポンプセル１５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 PID calculation unit 33 that executes the pump current control process performs PID calculation based on the deviation ΔVs between the target voltage (400 mV) and the detection voltage Vs (sensor output signal Vs1) of the pump cell 15, so that the deviation ΔVs approaches 0. (In other words, the energization control value (energization control current Tip) of the pump current Ip for energizing the pump cell 15 (so that the detection voltage Vs approaches the target voltage) is calculated.

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 current calculation unit 34 attenuates a frequency component higher than a predetermined first cutoff frequency (100 Hz in this embodiment) from a digital signal representing the energization control current Tip calculated by the PID calculation unit 33. The DAC control signal S1 (first filter signal S1) is extracted by digital calculation.

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 signal calculation unit 37 attenuates a frequency component higher than a predetermined second cutoff frequency (50 Hz in this embodiment) from the digital signal representing the DAC control signal S1 extracted by the pump current calculation unit 34. The gas detection signal S2 (second filter signal S2) is extracted by digital calculation.

このようなデジタル信号は、ポンプセル１５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１５に対して通電することで、ポンプセル１５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１５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。 Since such a digital signal becomes a signal suitable for feedback control of the pump cell 15, the pump current Ip generated based on the DAC control signal S1 is applied to the pump cell 15 to increase the detection voltage Vs of the pump cell 15. Oxygen pumping (pumping, pumping) by the pump cell 15 can be appropriately executed according to the latest change state.

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。
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１５に対して、ガスセンサ素子１１を制御するための制御電流を通電する。制御電流には、少なくともポンプ電流Ｉｐおよび断線検知用電流Ｉｐｏｃが含まれる。 The DAC control signal S1 is a digital signal including information on the current value of the energization control value of the pump current Ip and the energization direction (forward direction, reverse direction).
The current DA conversion unit 35 receives the DAC control signal S1 (digital value) calculated by the pump current calculation unit 34, performs DA conversion on the received DAC control signal S1, and pump current as an analog value after DA conversion. A control current for controlling the gas sensor element 11 is applied to the pump cell 15 with Ip. The control current includes at least the pump current Ip and the disconnection detection current Ipoc.

また、この電流ＤＡ変換部３５は、第１モードおよび第２モードを備えている。第１モードでは、電流ＤＡ変換部３５は、ポンプ電流Ｉｐのフィードバック制御を行う場合に、ポンプセル１５にポンプ電流Ｉｐを供給する。 Further, the current DA conversion unit 35 includes a first mode and a second mode. In the first mode, the current DA conversion unit 35 supplies the pump current Ip to the pump cell 15 when performing feedback control of the pump current Ip.

また、第１モードでは、電流ＤＡ変換部３５は、ポンプ電流演算部３４による演算値に基づいて、検出電圧端子６３と基準電位端子６５との間に生じる電位差、すなわち検知電圧Ｖｓが目標値となるようにポンプ電流端子６１を介してガスセンサ素子１１にポンプ電流Ｉｐを供給する。 Further, in the first mode, the current DA conversion unit 35 sets the potential difference generated between the detection voltage terminal 63 and the reference potential terminal 65, that is, the detection voltage Vs as the target value based on the value calculated by the pump current calculation unit 34. The pump current Ip is supplied to the gas sensor element 11 via the pump current terminal 61 so as to be.

また、第２モードでは、電流ＤＡ変換部３５は、回路の断線の検知のために、ポンプセル１５に対して３０μＡ以下（例えば２２μＡ）の微小な定電流（断線検知用電流Ｉｐｏｃ）を供給する。 Further, in the second mode, the current DA conversion unit 35 supplies a minute constant current (disconnection detection current Ipoc) of 30 μA or less (for example, 22 μA) to the pump cell 15 in order to detect the disconnection of the circuit.

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１５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。 Since the gas detection signal S2 is filtered more times than the DAC control signal S1, it is a digital signal indicating the energization control current Tip of the pump current Ip, and is a long-term change state in the detection voltage Vs of the pump cell 15. Is a digital signal that reflects relatively large.

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１５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。 Such a digital signal is a signal suitable for detecting a specific component (oxygen) contained in the gas to be measured (exhaust gas). Therefore, by using the gas detection signal S2 as a signal for detecting the oxygen concentration contained in the exhaust gas, the oxygen concentration contained in the exhaust gas can be determined based on the long-term change state in the detection voltage Vs of the pump cell 15. It becomes possible to detect. Thereby, the detection accuracy of the oxygen concentration can be improved.

通信処理部７１は、ＳＰＩ通信線７２を介した通信により、エンジン制御装置９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９に送信する。 The communication processing unit 71 executes communication control processing for transmitting and receiving various information to and from the engine control device 9 by communication via the SPI communication line 72. The communication processing unit 71 transmits / receives information including at least control information related to sensor control. For example, the communication processing unit 71 transmits the gas detection signal S2 to the engine control device 9.

エンジン制御装置９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９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１５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 9 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 9 measures the measurement target based on the historical data of the pump current Ip passed through the pump cell 15 so that the oxygen concentration in the measurement chamber becomes a predetermined target concentration (for example, the oxygen concentration corresponding to the theoretical air-fuel ratio). Calculate the oxygen concentration contained in the gas.

なお、ガスセンサ制御装置７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１５の許容最大電流など）を記憶している。これらの情報は、ガスセンサ制御装置７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 gas sensor control device 7 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 in the control process. Further, the EEPROM stores various information (such as the maximum allowable current of the pump cell 15) determined according to the type and characteristics of the gas sensor 8 to be controlled. This information is stored in the EEPROM at the manufacturing stage of the gas sensor control device 7. The RAM is a storage unit that temporarily stores control data and the like used for various control processes.

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１５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５（詳細には、ガスセンサ素子１１のポンプセル１５）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。 The Rpvs calculation unit 51 calculates the internal resistance value Rpvs of the pump cell 15 based on the response signal Vs2 and the sensor output signal Vs1 notified from the AD conversion unit 31.
The heater control amount calculation unit 53 calculates and calculates the temperature of the gas sensor 5 (specifically, the pump cell 15 of the gas sensor element 11) based on the internal resistance value Rpvs calculated by the Rpvs calculation unit 51 by digital calculation. Calculate the amount of heat generated by the heater required to bring the temperature closer to or maintain the sensor target temperature.

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 heater control amount calculation unit 53 calculates the DUTY ratio of the electric power to be supplied to the heater 26 based on the calculated heater heat generation amount, and generates a PWM control signal according to the DUTY ratio.

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。 A predetermined value of the sensor target temperature is stored in a storage unit (ROM, RAM, etc.). The heater control amount calculation unit 53 generates a PWM control signal by using the sensor target temperature read from the storage unit.

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１３への通電制御を行う。これにより、ヒータ１３の発熱量は、ガスセンサ５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 heater driver 57 uses the electric power supplied from the power supply device 59 to control the energization of the heater 13 based on the PWM control signal from the heater control amount calculation unit 53. As a result, the calorific value of the heater 13 becomes the calorific value required to bring the temperature of the gas sensor 5 close to or maintain the sensor target temperature.

ポンプ電流端子６１および検出電圧端子６３は、ガスセンサ素子１１のポンプセル１５における一対の多孔質電極１９のうち一方（第１電極１９ａ）に接続されており、基準電位端子６５は、一対の多孔質電極１９のうち他方（第２電極１９ｂ）に接続されている。ポンプ電流端子６１は、ガス検知装置３の内部であって、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１よりもガスセンサ素子１１側で、検出電圧端子６３と第２電極１９ｂとの接続経路に接続されることで、第１電極１９ａと電気的に接続されている。 The pump current terminal 61 and the detection voltage terminal 63 are connected to one of a pair of porous electrodes 19 (first electrode 19a) in the pump cell 15 of the gas sensor element 11, and the reference potential terminal 65 is a pair of porous electrodes. It is connected to the other of 19 (second electrode 19b). The pump current terminal 61 is inside the gas detection device 3, and is connected to the connection path between the detection voltage terminal 63 and the second electrode 19b on the gas sensor element 11 side of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61. As a result, it is electrically connected to the first electrode 19a.

詳しくは、第１コネクタ２９ａ（従って第１電極１９ａ）は、第１導通部７３ａを介して、基準電位端子６５に接続されている。第２コネクタ２９ｂ（従って第２電極１９ｂ）は、第２導通部７３ｂを介して、検出電圧端子６３に接続されている。ポンプ電流端子６１は、第２導通部７３ｂに接続されている。 Specifically, the first connector 29a (hence, the first electrode 19a) is connected to the reference potential terminal 65 via the first conductive portion 73a. The second connector 29b (hence, the second electrode 19b) is connected to the detection voltage terminal 63 via the second conductive portion 73b. The pump current terminal 61 is connected to the second conductive portion 73b.

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 terminal monitoring unit 67 detects each potential (analog value) of the pump current terminal 61, the detection voltage terminal 63, and the reference potential terminal 65, AD-converts each detected potential, and converts each potential (digital value). ) Is transmitted to the abnormality detection unit 69.

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。 The abnormality detection unit 69 determines whether or not the potentials of the pump current terminal 61, the detection voltage terminal 63, and the reference potential terminal 65 are included in the predetermined normal range, and determines whether the potential deviates from the normal range. Determined to be in an abnormal state.

異常検出部６９は、制御電流（ここでは断線検知用電流Ｉｐｏｃ）または初期電流（微小電流Ｉｃｐ）を判定用電流として、判定用電流が供給されたときの検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１の電位を比較することによって、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１のうちの少なくとも一方とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されているか否かを判定する。 The abnormality detection unit 69 uses the control current (here, disconnection detection current Ipoc) or the initial current (small current Icp) as the determination current, and the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 when the determination current is supplied. By comparing the potentials, it is determined whether or not at least one of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 and the gas sensor element 11 are electrically connected.

すなわち、電気的に接続されているはずの検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１が電気的に接続されていない場合には、検出電圧端子６３の電位とポンプ電流端子６１の電位とが異なる電位になる可能性が高い。そこで、ガスセンサ制御装置７は、検出電圧端子６３の電位とポンプ電流端子６１の電位とを比較することで異常を判定する構成を採用する。 That is, when the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61, which should be electrically connected, are not electrically connected, the potential of the detection voltage terminal 63 and the potential of the pump current terminal 61 are different. Is likely to be. Therefore, the gas sensor control device 7 adopts a configuration in which an abnormality is determined by comparing the potential of the detection voltage terminal 63 with the potential of the pump current terminal 61.

異常検出部６９は、例えば、図３に示すマトリクスに従って検出電圧端子６３の電位とポンプ電流端子６１の電位とを比較することで、検出電圧端子６３またはポンプ電流端子６１がオープンであることを検出することができる。なお、オープンであるとは、端子がガスセンサ素子１１に対して電気的に接続されていないことを示す。 The abnormality detection unit 69 detects that the detection voltage terminal 63 or the pump current terminal 61 is open by comparing the potential of the detection voltage terminal 63 with the potential of the pump current terminal 61, for example, according to the matrix shown in FIG. can do. The term "open" means that the terminal is not electrically connected to the gas sensor element 11.

図３では、検出電圧端子（ＶＳＰ端子）６３がオープンであることを検出するには、微小電流Ｉｃｐを流した状態（ＯＮ）とし、かつ断線検知用電流Ｉｐｏｃを流さない状態（ＯＦＦ）として、各端子の電位を比較するとよいことを示す。また、ポンプ電流端子（ＩＰＰ）６１がオープンであることを検出するには、微小電流Ｉｃｐを流さない状態（ＯＦＦ）とし、かつ断線検知用電流Ｉｐｏｃを流す状態（ＯＮ）として、各端子の電位を比較するとよいことを示す。 In FIG. 3, in order to detect that the detection voltage terminal (VSP terminal) 63 is open, a state in which a minute current Icp is applied (ON) and a state in which a disconnection detection current Ipoc is not applied (OFF) is set. It is shown that the potentials of each terminal should be compared. Further, in order to detect that the pump current terminal (IPP) 61 is open, the potential of each terminal is set to a state in which a minute current Icp is not passed (OFF) and a state in which a disconnection detection current Ipoc is passed (ON). Show that it is good to compare.

つまり、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１という異なる端子からそれぞれ電流を供給し、このときの各端子の電位を順次比較する。
具体的には、後述する端子オープン識別処理にて、電流を供給する端子を順次切り替えることによって、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１の何れかがオープンであることを検出するだけでなく、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１のうちの何れの端子がオープンであるかを特定する。 That is, currents are supplied from different terminals such as the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61, and the potentials of the respective terminals at this time are sequentially compared.
Specifically, by sequentially switching the terminals that supply current in the terminal open identification process described later, not only is it detected that either the detection voltage terminal 63 or the pump current terminal 61 is open, but it is also detected. Which of the voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 is open is specified.

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。なお、端子がオープンであることは異常状態の一態様である。 When the abnormality detection unit 69 determines that at least one of the terminals is in an abnormal state, the abnormality information signal including the information of the terminal determined to be in the abnormal state is transmitted to the PID calculation unit 33 or the heater control amount calculation unit 53. Send to etc. It should be noted that the fact that the terminal is open is one aspect of the abnormal state.

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１５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 PID calculation unit 33 and the heater control amount calculation unit 53 receive the abnormality information signal, the PID calculation unit 33 and the heater control amount calculation unit 53 execute the abnormality response process according to the abnormality information signal. For example, the PID calculation unit 33 executes a process of stopping the energization of the pump cell 15 as an abnormality response process. Further, the heater control amount calculation unit 53 executes a process of reducing the electric power supplied to the heater 26 (in other words, the DUTY ratio of the voltage applied to the heater) as an abnormality response process.

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９に送信する。 When there is a terminal determined to be in an abnormal state, the abnormality detection unit 69 sends an abnormality information signal including information on the terminal determined to be in an abnormal state to the engine control device 9 via the communication processing unit 71. Send.

エンジン制御装置９は、異常情報信号の受信中にガスセンサ制御装置７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９は、ガスセンサ制御装置７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。 The engine control device 9 assumes that the gas detection signal S2 output from the gas sensor control device 7 during reception of the abnormality information signal is not a normal value but an abnormal value, and executes a concentration detection process so as not to be used for oxygen concentration detection. do. As a result, the engine control device 9 can suppress a decrease in detection accuracy when detecting the oxygen concentration based on the gas detection signal S2 from the gas sensor control device 7.

［１−４．端子オープン識別処理］
次に、ガスセンサ制御装置７で実行される端子オープン識別処理について、図４のフローチャートおよび図５のタイミングチャートを用いて説明する。この端子オープン識別処理とは、内燃機関の始動時に、ポンプ電流Ｉｐのフィードバック制御（ＦＢ制御）の開始を判定するための処理である。 [1-4. Terminal open identification process]
Next, the terminal open identification process executed by the gas sensor control device 7 will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and the timing chart of FIG. This terminal open identification process is a process for determining the start of feedback control (FB control) of the pump current Ip when the internal combustion engine is started.

例えば車両のイグニッションスイッチがオンとされて、内燃機関であるエンジンが始動された場合（時刻ｔ１）には、ステップ（以下Ｓと記す）１１０にて、ヒータ１３への通電が開始される。 For example, when the ignition switch of the vehicle is turned on and the engine which is an internal combustion engine is started (time t1), energization of the heater 13 is started in step 110 (hereinafter referred to as S).

続くＳ１２０では、例えばヒータ１３への通電とほぼ同時に、電流供給部３９により、ポンプセル１５の第２電極１９ｂに対して、判定用電流として、微小電流Ｉｃｐを供給する。この微小電流Ｉｃｐは、例えば３０μＡ以下（例えば１７μＡ）の定電流である。 In the subsequent S120, for example, at substantially the same time as the heater 13 is energized, the current supply unit 39 supplies a minute current Icp as a determination current to the second electrode 19b of the pump cell 15. This minute current Icp is, for example, a constant current of 30 μA or less (for example, 17 μA).

続くＳ１３０では、端子監視部６７によって、検出電圧端子６３の電圧を認識する。なお、微小電流Ｉｃｐを供給した直後は、固体電解質体１７の抵抗値が大きいので、検出電圧端子６３の電圧は、図５に示すように、上限値（ここでは例えば６Ｖ）に張り付いた状態となる。 In the following S130, the terminal monitoring unit 67 recognizes the voltage of the detection voltage terminal 63. Immediately after the minute current Icp is supplied, the resistance value of the solid electrolyte 17 is large, so that the voltage of the detection voltage terminal 63 is stuck to the upper limit value (here, for example, 6V) as shown in FIG. It becomes.

しかし、やがて固体電解質体１７の抵抗値は小さくなり、これに伴って検出電圧端子６３の電圧は低下する。Ｓ１３０−Ｓ１６０では、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１の電位の降下を監視し、検出電圧端子６３の電位の降下速度がポンプ電流端子６１の電位の降下速度よりも遅い場合に、検出電圧端子６３とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されていないと判定する。 However, the resistance value of the solid electrolyte 17 eventually decreases, and the voltage of the detection voltage terminal 63 decreases accordingly. In S130-S160, the potential drop of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 is monitored, and when the potential drop speed of the detection voltage terminal 63 is slower than the potential drop speed of the pump current terminal 61, the detection voltage terminal It is determined that the 63 and the gas sensor element 11 are not electrically connected.

詳細には、続くＳ１４０では、異常検出部６９によって、検出電圧端子６３の電圧が所定の判定値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ１５０に進み、一方否定判断されるとＳ２１０に進む。 Specifically, in the following S140, the abnormality detection unit 69 determines whether or not the voltage of the detection voltage terminal 63 is equal to or higher than the predetermined determination value Vth. If an affirmative judgment is made here, the process proceeds to S150, while if a negative judgment is made, the process proceeds to S210.

この判定値Ｖｔｈとは、微小電流Ｉｃｐを供給してから固体電解質体１７の温度が上昇して固体電解質体１７の抵抗値が徐々に低下し、端子の電圧が低下したことを判定するための判定値である。検出電圧端子６３がオープンであると、図５における破線［Ａ］に示すように、端子の電圧が低下しないことが発生し得る。 This determination value Vth is for determining that the temperature of the solid electrolyte 17 rises after the minute current Icp is supplied, the resistance value of the solid electrolyte 17 gradually decreases, and the terminal voltage decreases. It is a judgment value. When the detection voltage terminal 63 is open, it may occur that the voltage of the terminal does not decrease as shown by the broken line [A] in FIG.

なお、本処理で用いる判定値としては、例えば４．２Ｖを採用するとよいが、この判定値は実験等に基づいて最適な値を適宜設定することができる。
続くＳ１５０では、端子監視部６７によって、ポンプ電流端子６１の電圧を認識する。なお、ポンプ電流端子６１と検出電圧端子６３とは電気的に接続されているため、検出電圧端子６３から微小電流Ｉｃｐが供給されると、ポンプ電流端子６１の電圧は検出電圧端子６３の電圧に追従するはずである。しかし、検出電圧端子６３がオープンであると、図５における破線［Ｂ］に示すように、ポンプ電流端子６１の電圧が上昇しないことが発生し得る。 As the determination value used in this process, for example, 4.2V may be adopted, but the optimum determination value can be appropriately set based on an experiment or the like.
In the following S150, the terminal monitoring unit 67 recognizes the voltage of the pump current terminal 61. Since the pump current terminal 61 and the detection voltage terminal 63 are electrically connected to each other, when a minute current Icp is supplied from the detection voltage terminal 63, the voltage of the pump current terminal 61 becomes the voltage of the detection voltage terminal 63. Should follow. However, when the detection voltage terminal 63 is open, as shown by the broken line [B] in FIG. 5, the voltage of the pump current terminal 61 may not increase.

そこで、続くＳ１６０では、異常検出部６９によって、ポンプ電流端子６１の電圧が所定の判定値Ｖｔｈ未満であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ１７０に進み、一方否定判断されるとＳ１２０に戻る。なお、ある判定時間以上、Ｓ１６０にて否定判断される状況が繰り返される場合には、検出電圧端子６３の電圧が低下しない状況であるため、後述するＳ１８０に進んでもよい。 Therefore, in the subsequent S160, the abnormality detection unit 69 determines whether or not the voltage of the pump current terminal 61 is less than the predetermined determination value Vth. If an affirmative judgment is made here, the process proceeds to S170, while if a negative judgment is made, the process returns to S120. If the negative determination in S160 is repeated for a certain determination time or longer, the voltage of the detection voltage terminal 63 does not decrease, and the process may proceed to S180, which will be described later.

続くＳ１７０では、微小電流Ｉｃｐの供給を停止させる。
続くＳ１８０では、異常検出部６９によって、検出電圧端子６３がオープンであることを確定させる。つまり、判定用電流が供給されたときのポンプ電流端子６１の電位が検出電圧端子６３の電位よりも低い場合、或いは、検出電圧端子６３の電位の降下速度がポンプ電流端子６１の電位の降下速度よりも遅い場合に、検出電圧端子６３がオープンであると判定する。 In the following S170, the supply of the minute current Icp is stopped.
In the following S180, the abnormality detection unit 69 confirms that the detection voltage terminal 63 is open. That is, when the potential of the pump current terminal 61 when the determination current is supplied is lower than the potential of the detection voltage terminal 63, or the rate of decrease of the potential of the detection voltage terminal 63 is the rate of decrease of the potential of the pump current terminal 61. If it is slower than, it is determined that the detection voltage terminal 63 is open.

この場合、異常検出部６９は、検出電圧端子６３についての異常情報信号を送信する。
一方Ｓ２１０では、微小電流Ｉｃｐの供給を停止させる。
続くＳ２２０では、ポンプ電流演算部３４および電流ＤＡ変換部３５によって、判定用電流として断線検知用電流Ｉｐｏｃを供給する（図５の時刻ｔ２）。 In this case, the abnormality detection unit 69 transmits an abnormality information signal for the detection voltage terminal 63.
On the other hand, in S210, the supply of the minute current Icp is stopped.
In the following S220, the pump current calculation unit 34 and the current DA conversion unit 35 supply the disconnection detection current Ipoc as the determination current (time t2 in FIG. 5).

続くＳ２３０では、端子監視部６７によって、ポンプ電流端子６１の電圧を認識する。なお、ポンプ電流端子６１と検出電圧端子６３とは電気的に接続されているため、ポンプ電流端子６１から断線検知用電流Ｉｐｏｃが供給されると、検出電圧端子６３の電圧はポンプ電流端子６１の電圧に追従するはずである。しかし、ポンプ電流端子６１がオープンであると、図５における破線［Ｃ］に示すように、ポンプ電流端子６１の電圧だけが上昇することが発生し得る。 In the following S230, the terminal monitoring unit 67 recognizes the voltage of the pump current terminal 61. Since the pump current terminal 61 and the detection voltage terminal 63 are electrically connected, when the disconnection detection current Ipoc is supplied from the pump current terminal 61, the voltage of the detection voltage terminal 63 is the voltage of the pump current terminal 61. It should follow the voltage. However, when the pump current terminal 61 is open, it may occur that only the voltage of the pump current terminal 61 rises, as shown by the broken line [C] in FIG.

そこで、続くＳ２４０では、異常検出部６９によって、ポンプ電流端子６１の電圧が所定の判定値Ｖｔｈ未満であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ２５０に進み、一方否定判断されるとＳ１２０に戻る。 Therefore, in the subsequent S240, the abnormality detection unit 69 determines whether or not the voltage of the pump current terminal 61 is less than the predetermined determination value Vth. If an affirmative judgment is made here, the process proceeds to S250, while if a negative judgment is made, the process returns to S120.

続くＳ２５０では、断線検知用電流Ｉｐｏｃの供給を停止させる。
続くＳ２６０では、異常検出部６９によって、ポンプ電流端子６１がオープンであることを確定させる。つまり、判定用電流が供給されたときのポンプ電流端子６１の電位が検出電圧端子６３の電位よりも高い場合に、ポンプ電流端子６１がオープンであると判定する。この場合、異常検出部６９は、ポンプ電流端子６１についての異常情報信号を送信する。 In the following S250, the supply of the disconnection detection current Ipoc is stopped.
In the following S260, the abnormality detection unit 69 confirms that the pump current terminal 61 is open. That is, when the potential of the pump current terminal 61 when the determination current is supplied is higher than the potential of the detection voltage terminal 63, it is determined that the pump current terminal 61 is open. In this case, the abnormality detection unit 69 transmits an abnormality information signal for the pump current terminal 61.

なお、Ｓ２４０において、ある判定時間以上、否定判断される状況が繰り返される場合には、本処理を終了するとよい。この場合、ポンプ電流Ｉｐのフィードバック制御を開始するために、制御開始部４５からＰＩＤ演算部に対して、フィードバック制御に必要な演算に開始を指示する制御信号を出力する（図５の時刻ｔ３）。 In S240, if the negative determination is repeated for a certain determination time or longer, this process may be terminated. In this case, in order to start the feedback control of the pump current Ip, the control start unit 45 outputs a control signal instructing the PID calculation unit to start the calculation required for the feedback control (time t3 in FIG. 5). ..

つまり、ポンプ電流Ｉｐのフィードバック制御を開始するため条件が満たされたので、断線検知用電流Ｉｐｏｃの供給を停止し、ポンプ電流Ｉｐのフィードバック制御を開始して、酸素濃度の検出を開始する。なお、ポンプ電流端子６１または検出電圧端子６３がオープンである場合には、ポンプ電流演算部３４、電流ＤＡ変換部３５によりポンプ電流が供給されることが禁止される。 That is, since the condition for starting the feedback control of the pump current Ip is satisfied, the supply of the disconnection detection current Ipoc is stopped, the feedback control of the pump current Ip is started, and the detection of the oxygen concentration is started. When the pump current terminal 61 or the detection voltage terminal 63 is open, it is prohibited to supply the pump current by the pump current calculation unit 34 and the current DA conversion unit 35.

また、Ｓ１８０またはＳ２６０の処理の後、端子オープン識別処理を終了する。
［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。 Further, after the processing of S180 or S260, the terminal open identification processing is terminated.
[1-3. effect]
According to the embodiment described in detail above, the following effects are obtained.

（１ａ）上記のガスセンサ制御装置７は、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１よりもガスセンサ素子１１側で検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１を電気的に接続した状態で、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１を一対の電極のうちの一方に電気的に接続するとともに、基準電位端子６５を一対の電極のうちの他方に電気的に接続するように構成され、ポンプ電流演算部３４、電流ＤＡ変換部３５と、電流供給部３９と、端子監視部６７と、異常検出部６９と、を備える。 (1a) In the gas sensor control device 7, the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 are electrically connected to each other on the gas sensor element 11 side of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61. The pump current terminal 61 is electrically connected to one of the pair of electrodes, and the reference potential terminal 65 is electrically connected to the other of the pair of electrodes. It includes a DA conversion unit 35, a current supply unit 39, a terminal monitoring unit 67, and an abnormality detection unit 69.

ポンプ電流演算部３４、電流ＤＡ変換部３５は、ポンプ電流端子６１を介してガスセンサ素子１１に制御電流を供給する。制御電流には、テスト電流およびポンプ電流Ｉｐが含まれる。なお、テスト電流とは、断線検知用電流Ｉｐｏｃ、パルス電流Ｉrpvs等、ガスセンサ素子１１の異常を検出するための電流を表す。また、ポンプ電流Ｉｐとは、ガスセンサ素子１１の一対の電極間、例えば基準電位端子６５と検出電圧端子６３との間、に生じる電位差が目標値となるようにするための電流を表す。 The pump current calculation unit 34 and the current DA conversion unit 35 supply a control current to the gas sensor element 11 via the pump current terminal 61. Control currents include test currents and pump currents Ip. The test current represents a current for detecting an abnormality in the gas sensor element 11, such as a disconnection detection current Ipoc and a pulse current Irpfs. The pump current Ip represents a current for making the potential difference generated between the pair of electrodes of the gas sensor element 11, for example, between the reference potential terminal 65 and the detection voltage terminal 63, a target value.

電流供給部３９は、制御電流が供給される前に、検出電圧端子６３と基準電位端子６５との間に初期電流を供給する。
端子監視部６７は、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１の電位を取得する。 The current supply unit 39 supplies an initial current between the detection voltage terminal 63 and the reference potential terminal 65 before the control current is supplied.
The terminal monitoring unit 67 acquires the potentials of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61.

異常検出部６９は、制御電流または初期電流を判定用電流として、判定用電流が供給されたときの検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１の電位を比較することによって、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１のうちの少なくとも一方とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されているか否かを判定する。 The abnormality detection unit 69 uses the control current or the initial current as the determination current, and compares the potentials of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 when the determination current is supplied to compare the potentials of the detection voltage terminal 63 and the pump current. It is determined whether or not at least one of the terminals 61 and the gas sensor element 11 are electrically connected.

このようなガスセンサ制御装置７によれば、少なくとも検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１のうちの何れかがガスセンサ素子１１と正常に接続されていないことを検知することができる。 According to such a gas sensor control device 7, it is possible to detect that at least one of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 is not normally connected to the gas sensor element 11.

（１ｂ）上記のガスセンサ制御装置７において、接続判定部は、初期電流を判定用電流として、判定用電流が供給されたときのポンプ電流端子６１の電位が検出電圧端子６３の電位よりも低い場合に、検出電圧端子６３とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されていないと判定するように構成される。 (1b) In the gas sensor control device 7 described above, the connection determination unit uses the initial current as the determination current, and the potential of the pump current terminal 61 when the determination current is supplied is lower than the potential of the detection voltage terminal 63. It is configured to determine that the detection voltage terminal 63 and the gas sensor element 11 are not electrically connected.

このようなガスセンサ制御装置７によれば、検出電圧端子６３とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されているか否かを判定することができる。
（１ｃ）上記のガスセンサ制御装置７において、接続判定部は、初期電流が判定用電流として供給されている間、検出電圧端子６３およびポンプ電流端子６１の電位の降下を監視し、検出電圧端子６３の電位の降下速度がポンプ電流端子６１の電位の降下速度よりも遅い場合に、検出電圧端子６３とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されていないと判定するように構成される。 According to such a gas sensor control device 7, it is possible to determine whether or not the detection voltage terminal 63 and the gas sensor element 11 are electrically connected.
(1c) In the gas sensor control device 7 described above, the connection determination unit monitors the potential drop of the detection voltage terminal 63 and the pump current terminal 61 while the initial current is supplied as the determination current, and the detection voltage terminal 63. When the drop speed of the potential of the pump current terminal 61 is slower than the drop speed of the potential of the pump current terminal 61, it is determined that the detection voltage terminal 63 and the gas sensor element 11 are not electrically connected.

このようなガスセンサ制御装置７によれば、電位の降下速度を継続的に監視するので、電位を一時的に比較する構成と比較して、検出電圧端子６３とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されているか否かをより確実に判定することができる。 According to such a gas sensor control device 7, since the falling speed of the potential is continuously monitored, the detection voltage terminal 63 and the gas sensor element 11 are electrically connected as compared with the configuration in which the potentials are temporarily compared. It is possible to more reliably determine whether or not it has been performed.

（１ｄ）上記のガスセンサ制御装置７は、検出電圧端子６３とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されていないと判定された場合に、ポンプ電流演算部３４、電流ＤＡ変換部３５により制御電流が供給されることを禁止するポンプ禁止部をさらに備える。 (1d) In the gas sensor control device 7, when it is determined that the detection voltage terminal 63 and the gas sensor element 11 are not electrically connected, the control current is generated by the pump current calculation unit 34 and the current DA conversion unit 35. It is further provided with a pump prohibition unit that prohibits being supplied.

このようなガスセンサ制御装置７によれば、異常がある場合にガスセンサ素子１１に制御電流が流されることを抑制するので、ガスセンサ素子１１を保護することができる。
（１ｅ）上記のガスセンサ制御装置７において、接続判定部は、制御電流を判定用電流として、判定用電流が供給されたときのポンプ電流端子６１の電位が検出電圧端子６３の電位よりも高い場合に、ポンプ電流端子６１とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されていないと判定するように構成される。 According to such a gas sensor control device 7, the gas sensor element 11 can be protected because the control current is suppressed from flowing to the gas sensor element 11 when there is an abnormality.
(1e) In the gas sensor control device 7 described above, the connection determination unit uses the control current as the determination current, and the potential of the pump current terminal 61 when the determination current is supplied is higher than the potential of the detection voltage terminal 63. It is configured to determine that the pump current terminal 61 and the gas sensor element 11 are not electrically connected.

このようなガスセンサ制御装置７によれば、ポンプ電流端子６１とガスセンサ素子１１とが電気的に接続されているか否かを判定することができる。
［３．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。 According to such a gas sensor control device 7, it is possible to determine whether or not the pump current terminal 61 and the gas sensor element 11 are electrically connected.
[3. Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various embodiments without departing from the gist of the present invention.

（１）例えば、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。 (1) For example, in the above embodiment, the embodiment in which the oxygen sensor is used as the sensor has been described, but the gas sensor may be a gas sensor that detects a gas other than oxygen (for example, NOx). Further, the sensor is not limited to the gas sensor, and may be a sensor other than the gas sensor as long as it is a sensor including an element unit and a heater.

（２）また、例えば内燃機関の始動時にポンプセルに対して供給する電流（すなわち電流値が微小な定電流）としては、上述した微小電流Ｉｃｐや断線検知用電流Ｉｐｏｃに限定されるものではなく、始動時にポンプ電流の低下を検知できる各種の電流が挙げられる。 (2) Further, for example, the current supplied to the pump cell at the start of the internal combustion engine (that is, a constant current having a minute current value) is not limited to the above-mentioned minute current Icp or disconnection detection current Ipoc. Examples include various currents that can detect a decrease in pump current at start-up.

（３）フィードバック制御の開始の判定のために、センサ素子に電流を供給する電流供給部としては、上述したように、ポンプ電流供給部（例えば電流ＤＡ供給部３５）と判定用電流供給部（例えば電流供給部３９）を別にしてもよいし、ポンプ電流供給部が判定用電流供給部として機能しても良い。さらに、断線検知用電流Ｉｐｏｃの供給を、ポンプ電流供給部が行ってもよいし、判定用電流供給部が行ってもよい。 (3) As described above, the current supply unit that supplies current to the sensor element for determining the start of feedback control includes a pump current supply unit (for example, current DA supply unit 35) and a determination current supply unit (for example, a current DA supply unit 35). For example, the current supply unit 39) may be separated, or the pump current supply unit may function as a determination current supply unit. Further, the disconnection detection current Ipoc may be supplied by the pump current supply unit or the determination current supply unit.

（４）また、第１端子部、第２端子部の何れかがガスセンサ素子と正常に接続されているか否かを判定する構成としてもよい。すなわち、前記接続判定部は、前記制御電流が前記判定用電流として供給されたときの前記第１端子部の電位および前記第２端子部の電位の比較結果と、前記初期電流が前記判定用電流として供給されたときの前記第１端子部の電位および前記第２端子部の電位の比較結果と、に基づいて、前記第１端子部と前記ガスセンサ素子とが電気的に接続されているか否かおよび前記第２端子部と前記ガスセンサ素子とが電気的に接続されているか否かを判定するように構成されていてもよい。
このようなセンサ制御装置によれば、第１端子部および第２端子部のうちのどちらかが、ガスセンサ素子と正常に接続されているか否かを検知することができる。また、正常に接続されていない端子部が、第１端子部および第２端子部のうちのどちらであるかを特定することができる。
（５）さらに、上記実施形態における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。 (4) Further, it may be configured to determine whether or not any of the first terminal portion and the second terminal portion is normally connected to the gas sensor element. That is, the connection determination unit compares the potential of the first terminal portion and the potential of the second terminal portion when the control current is supplied as the determination current, and the initial current is the determination current. Whether or not the first terminal portion and the gas sensor element are electrically connected based on the comparison result of the potential of the first terminal portion and the potential of the second terminal portion when supplied as. And it may be configured to determine whether or not the second terminal portion and the gas sensor element are electrically connected.
According to such a sensor control device, it is possible to detect whether or not either one of the first terminal portion and the second terminal portion is normally connected to the gas sensor element. Further, it is possible to specify which of the first terminal portion and the second terminal portion is the terminal portion that is not normally connected.
(5) Further, the function of one component in the above embodiment may be shared by a plurality of components, or the function of the plurality of components may be exerted by one component. Further, a part of the configuration of each of the above embodiments may be omitted. In addition, at least a part of the configuration of each of the above embodiments may be added or replaced with respect to the configuration of the other embodiment. It should be noted that all aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.

（６）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。 (6) Further, the sensor control device is not limited to the form configured by the ASIC as described above, and may be a form including, for example, a microcomputer (hereinafter, also referred to as a microcomputer). 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 substantive recording medium.

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。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。 In this example, the ROM corresponds to a non-transitional substantive recording medium in which the program is stored. Execution of this program executes the method corresponding to the program. The signal input / output unit sends and receives various signals to and from an external device.

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。 The number of each of the CPU, ROM, RAM, and signal input / output unit constituting the microcomputer may be one or a plurality. Further, a part or all of the functions executed by the microcomputer may be configured in hardware by one or a plurality of ICs or the like.

（７）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記録媒体など、種々の形態で本開示を実現することもできる。 (7) In addition to the above-mentioned ASIC and microcomputer, the present disclosure includes various systems including the microcomputer as a component, a program for operating a computer as the microcomputer, and a recording medium such as a semiconductor memory in which this program is recorded. The present disclosure can also be realized in the form.

［４．実施形態の構成と本開示の構成との対応関係］
上記の実施形態において、検出電圧端子６３、ポンプ電流端子６１、基準電位端子６５、電流供給部３９、端子監視部６７、基準電位生成部４１は、順に、本開示でいう第１端子部、第２端子部、第３端子部、初期供給部、電位取得部、電位設定部に相当する。また、上記の実施形態において、ポンプ電流演算部３４、電流ＤＡ変換部３５は、本開示でいう制御供給部に相当する。また、上記の実施形態において、ＰＩＤ演算部３３、ポンプ電流演算部３４、電流ＤＡ変換部３５は、本開示でいうポンプ供給部に相当する。 [4. Correspondence between the configuration of the embodiment and the configuration of the present disclosure]
In the above embodiment, the detection voltage terminal 63, the pump current terminal 61, the reference potential terminal 65, the current supply unit 39, the terminal monitoring unit 67, and the reference potential generation unit 41 are sequentially referred to as the first terminal unit and the first terminal unit in the present disclosure. It corresponds to the 2 terminal part, the 3rd terminal part, the initial supply part, the potential acquisition part, and the potential setting part. Further, in the above embodiment, the pump current calculation unit 34 and the current DA conversion unit 35 correspond to the control supply unit referred to in the present disclosure. Further, in the above embodiment, the PID calculation unit 33, the pump current calculation unit 34, and the current DA conversion unit 35 correspond to the pump supply unit referred to in the present disclosure.

また、上記実施形態において端子オープン識別処理の概ね全般は、本開示でいう接続判定部に相当し、端子オープン識別処理のうちの、Ｓ１４０が肯定判定されることによりＳ２２０が未実施となる構成は、本開示でいうポンプ禁止部に相当する。 Further, in the above-described embodiment, the terminal open identification process generally corresponds to the connection determination unit referred to in the present disclosure, and among the terminal open identification processes, the configuration in which S220 is not implemented when S140 is positively determined is , Corresponds to the pump prohibition part referred to in this disclosure.

１…ガス検知システム、３…ガス検知装置、５…ガスセンサ、７…センサ制御装置、９…エンジン制御装置、１１…センサ素子、１３…ヒータ、１５…ポンプセル、１７…固体電解質体、１９…多孔質電極、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）、３９…電流供給部、４１…基準電位生成部、４３…ポンプ電圧判定部、４５…制御開始部、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）。 1 ... Gas detection system, 3 ... Gas detection device, 5 ... Gas sensor, 7 ... Sensor control device, 9 ... Engine control device, 11 ... Sensor element, 13 ... Heater, 15 ... Pump cell, 17 ... Solid electrolyte, 19 ... Porous Quality electrode, 31 ... Analog-to-analog conversion unit (AD conversion unit), 33 ... PID calculation unit, 34 ... Pump current calculation unit, 35 ... Current digital-to-analog conversion unit (current DA conversion unit), 39 ... Current supply unit, 41 ... Reference potential generation unit, 43 ... Pump voltage determination unit, 45 ... Control start unit, 61 ... Pump current terminal (Ip + terminal), 63 ... Detection voltage terminal (Vs + terminal), 65 ... Reference potential terminal (COM terminal).

Claims

A gas sensor control device including a first terminal portion, a second terminal portion, and a third terminal portion electrically connected to a gas sensor element including a solid electrolyte body and a cell having a pair of electrodes provided on the solid electrolyte body. hand,
The gas sensor control device is
With the first terminal portion and the second terminal portion electrically connected on the gas sensor element side of the first terminal portion and the second terminal portion, the first terminal portion and the second terminal portion are connected. It is configured to be electrically connected to one of the pair of electrodes and to electrically connect the third terminal to the other of the pair of electrodes.
A potential setting unit that sets the third terminal unit as a reference potential, and
A pump supply unit that supplies a pump current to the gas sensor element via the second terminal portion so that the potential generated between the first terminal portion and the third terminal portion becomes a target value.
A control supply unit that supplies a test current for detecting the state of the gas sensor element or a control current representing the pump current to the gas sensor element via the second terminal unit.
An initial supply unit that supplies an initial current to the gas sensor element via the first terminal unit before the control current is supplied.
The potential acquisition unit that acquires the potential of the first terminal portion and the second terminal portion, and the potential acquisition unit.
The control current or the initial current is switched and used as the determination current, and by comparing the potentials of the first terminal portion and the second terminal portion when the determination current is supplied, the said A connection determination unit that determines whether or not at least one of the first terminal unit and the second terminal unit and the gas sensor element are electrically connected, and a connection determination unit.
Sensor control device equipped with.

The sensor control device according to claim 1.
The connection determination unit uses the initial current as the determination current, and when the potential of the second terminal portion when the determination current is supplied is lower than the potential of the first terminal portion, the first A sensor control device configured to determine that the terminal portion and the gas sensor element are not electrically connected.

The sensor control device according to claim 1.
The connection determination unit monitors the potential drop of the first terminal portion and the second terminal portion while the initial current is supplied as the determination current, and the potential drop speed of the first terminal portion. A sensor control device configured to determine that the first terminal portion and the gas sensor element are not electrically connected when is slower than the rate of decrease of the potential of the second terminal portion.

The sensor control device according to claim 2 or 3.
Sensor control further provided with a pump prohibition unit that prohibits the control current from being supplied by the control supply unit when it is determined that the first terminal unit and the gas sensor element are not electrically connected. Device.

The sensor control device according to any one of claims 1 to 4.
The connection determination unit uses the control current as the determination current, and when the potential of the second terminal portion when the determination current is supplied is higher than the potential of the first terminal portion, the second terminal portion. A sensor control device configured to determine that the terminal portion and the gas sensor element are not electrically connected.