(57)【要約】【課題】センサ素子の破損を抑制する【解決手段】センサ制御装置１は、固体電解質体１４と固体電解質体１４上に配置された一対のポンプ電極１５，１６とを有するポンプセル１３を有するセンサ素子１１と、センサ素子１１を加熱するヒータ１２とを備えるガスセンサ３を制御する。センサ制御装置１は、一対のポンプ電極１５，１６間に微小電流Ｉｃｐを流す。センサ制御装置１は、Ｖｓ＋端子４２の電圧を測定する。プレヒート終了条件が成立しているか否かを判断する。そしてセンサ制御装置１は、プレヒート終了条件が成立していないと判断した場合に、微小電流Ｉｃｐが流れているときのＶｓ＋端子４２の電圧に基づいて、センサ素子１１が、プレヒート制御温度となるようにヒータ１２を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質体と前記固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも１つ以上有するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するヒータとを備えるセンサを制御するセンサ制御装置であって、
前記一対の電極間に定電流を流すように構成された検出用通電部と、
前記一対の電極間の電圧を測定するように構成された電圧測定部と、
前記センサ素子に凝縮水が付着し得る状況になったことを示す予め設定された凝縮水付着条件が成立したか否かを判断するように構成された条件判断部と、
前記一対の電極間に前記定電流が流れているときにおける前記電圧を通電時電圧として、前記凝縮水付着条件が成立したと前記条件判断部が判断した場合に、前記通電時電圧の測定結果に基づいて、前記センサ素子に凝縮水が付着しても前記センサ素子が割れない温度となるように前記ヒータを制御するように構成された破損回避制御部と
を備えるセンサ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ制御装置であって、
前記センサ素子に凝縮水が付着しても前記センサ素子が割れない温度となるように前記破損回避制御部が前記ヒータを制御している間において、前記検出用通電部が前記一対の電極間に前記定電流を流すのを一時的に停止するように構成された通電停止部と、
前記一対の電極間に前記定電流が流れていないときにおける前記電圧を停止時電圧として、前記停止時電圧に基づいて、前記通電時電圧を補正した補正電圧を算出するように構成された補正部とを備え、
前記破損回避制御部は、前記センサ素子に凝縮水が付着しても前記センサ素子が割れない温度となるようにするために、前記補正電圧が予め設定された目標電圧となるように前記ヒータを制御するように構成されるセンサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、センサ素子とヒータとを有するセンサを制御するセンサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のように、内燃機関の排気管に取り付けられて、排気ガス中に含まれる特定ガスの濃度を検出するガスセンサを制御するセンサ制御装置が知られている。
ガスセンサは、ガス濃度を検出するセンサ素子と、ガス濃度を検出することが可能な状態となる活性化温度までセンサ素子を加熱するヒータとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６００１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関を冷間始動する場合には、排気管内の温度が低いために、内燃機関から排出される排気ガス中の水分が排気管内にて結露して凝縮水が発生することがある。凝縮水が発生する条件下でヒータに通電を行ってセンサ素子を高温に加熱すると、高温状態のセンサ素子に凝縮水が付着することによりセンサ素子が急冷されて、このときの熱衝撃によりセンサ素子が割れてしまうことがあった。
【０００５】
本開示は、センサ素子の破損を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、固体電解質体と固体電解質体上に配置された一対の電極とを有するセルを少なくとも１つ以上有するセンサ素子と、センサ素子を加熱するヒータとを備えるセンサを制御するセンサ制御装置である。
【０００７】
そして、本開示のセンサ制御装置は、検出用通電部と、電圧測定部と、条件判断部と、破損回避制御部とを備える。
検出用通電部は、一対の電極間に定電流を流すように構成される。電圧測定部は、一対の電極間の電圧を測定するように構成される。
【０００８】
条件判断部は、センサ素子に凝縮水が付着し得る状況になったことを示す予め設定された凝縮水付着条件が成立したか否かを判断するように構成される。
破損回避制御部は、凝縮水付着条件が成立したと条件判断部が判断した場合に、通電時電圧の測定結果に基づいて、センサ素子に凝縮水が付着してもセンサ素子が割れない温度となるようにヒータを制御するように構成される。通電時電圧は、一対の電極間に定電流が流れているときにおける電圧である。
【０００９】
このように構成された本開示のセンサ制御装置は、センサ素子に凝縮水が付着し得る状況になった場合に、センサ素子を、センサ素子に凝縮水が付着してもセンサ素子が割れない温度に維持することができるため、凝縮水の付着によるセンサ素子の破損を抑制することができる。
【００１０】
本開示の一態様では、通電停止部と、補正部とを備え、破損回避制御部は、センサ素子に凝縮水が付着してもセンサ素子が割れない温度となるようにするために、補正電圧が予め設定された目標電圧となるようにヒータを制御するように構成されるようにしてもよい。
【００１１】
通電停止部は、センサ素子に凝縮水が付着してもセンサ素子が割れない温度となるように破損回避制御部がヒータを制御している間において、検出用通電部が一対の電極間に定電流を流すのを一時的に停止するように構成される。
【００１２】
補正部は、一対の電極間に定電流が流れていないときにおける電圧を停止時電圧として、停止時電圧に基づいて、通電時電圧を補正した補正電圧を算出するように構成される。
【００１３】
停止時電圧は、一対の電極間に定電流が流れていないときにおける電圧であり、セルの起電力に対応する電圧である。すなわち、通電時電圧は、セルの内部抵抗に対応する電圧と、セルの起電力に対応する電圧を含む。
【００１４】
このため、本開示のセンサ制御装置は、通電時電圧に対するセルの起電力の影響を低減することができ、センサ素子に凝縮水が付着してもセンサ素子が割れない温度となるように制御するときの制御精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】センサ制御装置１を構成要素とするシステムの概略構成を示す図である。
【図２】センサ制御装置１とガスセンサ３の概略構成を示す図である。
【図３】ヒータ制御処理を示すフローチャートである。
【図４】プレヒート制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のセンサ制御装置１は、車両に搭載され、図１に示すように、ガスセンサ３を制御する。
【００１７】
センサ制御装置１は、エンジン５を制御する電子制御装置９との間で通信線８を介して、データを送受信することが可能に構成されている。以下、電子制御装置９をエンジンＥＣＵ９という。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略である。
【００１８】
ガスセンサ３は、エンジン５の排気管７に取り付けられ、排気ガス中の酸素濃度を広域にわたって検出するものであり、リニアラムダセンサとも呼ばれる。
ガスセンサ３は、図２に示すように、センサ素子１１と、ヒータ１２とを備える。
【００１９】
センサ素子１１は、ポンプセル１３を備える。ポンプセル１３は、部分安定化ジルコニアにより板状に形成された酸素イオン伝導性固体電解質体１４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ポンプ電極１５，１６とを備える。
【００２０】
なお、センサ素子１１は、センサ素子１１の内部に、図示しない測定室と、図示しない基準酸素室とを備える。ポンプ電極１５は測定室に対して露出し、ポンプ電極１６は基準酸素室に対して露出している。測定室には、センサ素子１１の外部から、図示しない多孔質拡散層を介して測定対象ガスが導入される。基準酸素室には、センサ素子１１の外部から、基準ガスとしての大気が導入される。
【００２１】
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。一対のポンプ電極１５，１６間に印加される電圧（以下、センサ素子電圧Ｖｐ）と、一対のポンプ電極１５，１６間に流れる電流（以下、ポンプ電流Ｉｐ）との関係を示す出力特性は、比例領域と、平坦領域とを有している。比例領域では、センサ素子電圧Ｖｐの増加に比例してポンプ電流Ｉｐが変化する。平坦領域では、センサ素子電圧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を保つ。
【００２２】
この平坦領域は、上記出力特性の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（以下、限界電流域）である。
この限界電流域におけるポンプ電流Ｉｐは、酸素濃度に対応した値となり、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。つまり、排気ガス中の酸素濃度が高くなるほど（すなわち、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（すなわち、空燃比がリッチ側になるほど）、限界電流は減少する。このため、センサ素子１１のポンプセル１３に対して、限界電流域に応じたセンサ素子電圧Ｖｐを印加し、それによって得られるポンプ電流Ｉｐを測定することで、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる。
【００２３】
ヒータ１２は、アルミナを主体とする材料にて形成され、その内部には、白金を主体とする材料にて形成された発熱抵抗体を備えている。ヒータ１２は、センサ制御装置１から供給される電力により、センサ素子１１の温度が活性化温度となるように制御される。また、発熱抵抗体の両端は、センサ制御装置１に電気的に接続されている。なお、ガスセンサ３は、ヒータ１２による加熱によりセンサ素子１１が活性化することで、ガス検出が可能な状態となる。
【００２４】
センサ制御装置１は、ＣＡＮインターフェース回路２１（以下、ＣＡＮＩ／Ｆ回路２１）と、制御回路２２と、マイクロコンピュータ２３（以下、マイコン２３）と、接続端子２４，２５，２６，２７とを備える。ＣＡＮは、Controller Area Networkの略である。また、ＣＡＮは登録商標である。
【００２５】
ＣＡＮＩ／Ｆ回路２１は、ＣＡＮ通信プロトコルに従って、通信線８を介してエンジンＥＣＵ９との間でデータの送受信を行う。
制御回路２２は、特定用途向集積回路（すなわち、ＡＳＩＣ）で実現されている。ＡＳＩＣは、Application Specific ICの略である。
【００２６】
制御回路２２は、基準電圧生成部３１、電流供給部３２、アナログデジタル変換部３３（以下、ＡＤ変換部３３）、ＰＩＤ演算部３４、電流デジタルアナログ変換部３５（以下、電流ＤＡ変換部３５）、Ｒｐｖｓ演算部３６、デューティ演算部３７およびヒータ駆動部３８を備える。また制御回路２２は、ポンプ電流端子４１（以下、Ｉｐ＋端子４１）、検出電圧端子４２（以下、Ｖｓ＋端子４２）、共通端子４３（以下、ＣＯＭ端子４３）およびヒータ端子４４（以下、ＨＴＲ＋端子４４）を備える。
【００２７】
Ｉｐ＋端子４１およびＶｓ＋端子４２は、センサ制御装置１の接続端子２５に接続されている。ＣＯＭ端子４３は、センサ制御装置１の接続端子２４に接続されている。そして、センサ素子１１のポンプ電極１５，１６はそれぞれ、センサ制御装置１の接続端子２４，２５に接続されている。またＨＴＲ＋端子４４は、センサ制御装置１の接続端子２６に接続されている。そして、ヒータ１２の両端はそれぞれ、センサ制御装置１の接続端子２６，２７に接続されている。なお、接続端子２７は接地されている。
【００２８】
基準電圧生成部３１は、ＣＯＭ端子４３に印加される基準電圧を発生させる。本実施形態では、基準電圧は２．７Ｖである。
電流供給部３２は、ポンプセル１３の内部抵抗値を検出するための微小電流Ｉｃｐおよびパルス電流Ｉｒｐｖｓを、Ｖｓ＋端子４２を介してセンサ素子１１へ供給する。なお、電流供給部３２は、微小電流Ｉｃｐおよびパルス電流Ｉｒｐｖｓを常時供給するのではなく、マイコン２３からの指令に基づいて、微小電流Ｉｃｐおよびパルス電流Ｉｒｐｖｓをそれぞれの適切な時期に供給する。
【００２９】
ＡＤ変換部３３は、Ｖｓ＋端子４２から入力されるアナログ信号の電圧値をデジタルデータへ変換し、ＰＩＤ演算部３４とＲｐｖｓ演算部３６へ出力する。
ＰＩＤ演算部３４は、ＡＤ変換部３３から入力されるデジタルデータに基づいて、Ｖｓ＋端子４２における電圧と、ＣＯＭ端子４３における電圧との電圧差が、予め設定された制御基準電圧となるように、ポンプ電流ＩｐをＰＩＤ制御するためのＰＩＤ演算を行う。本実施形態では、制御基準電圧は４５０ｍＶである。ＰＩＤ演算部３４は、ＰＩＤ演算によりポンプ電流Ｉｐの値を算出し、この電流値を示すデジタルデータを電流ＤＡ変換部３５へ出力する。
【００３０】
電流ＤＡ変換部３５は、ＰＩＤ演算部３４から入力されるデジタルデータが示す電流値を有する電流を、Ｉｐ＋端子４１を介してセンサ素子１１へ供給する。
Ｒｐｖｓ演算部３６は、電流供給部３２がパルス電流Ｉｒｐｖｓを供給しているときにＡＤ変換部３３から入力されるデジタルデータに基づいて、ポンプセル１３の内部抵抗値Ｒｐｖｓを算出するための演算を実行し、この内部抵抗値Ｒｐｖｓを示すデジタルデータをデューティ演算部３７へ出力する。
【００３１】
デューティ演算部３７は、Ｒｐｖｓ演算部３６から入力されるデジタルデータに基づいて、センサ素子１１の温度を予め設定されたセンサ目標温度に維持するために必要なヒータ発熱量を算出する。そしてデューティ演算部３７は、算出したヒータ発熱量に基づいて、ヒータ１２に供給する電力のデューティ比を算出する。さらにデューティ演算部３７は、算出したデューティ比に応じたＰＷＭ制御信号を生成し、このＰＷＭ制御信号をヒータ駆動部３８へ出力する。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略である。
【００３２】
ヒータ駆動部３８は、デューティ演算部３７から入力されるＰＷＭ制御信号に基づいて、ヒータ１２の両端に供給される電圧ＶｈをＰＷＭ制御してヒータ１２を発熱させる。
マイコン２３は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３を備える。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵ５１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭ５２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、センサ制御装置１を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。また、マイコン２３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。
【００３３】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムに基づいて、センサ素子１１を制御する処理と、ポンプ電流Ｉｐの流れる向きとポンプ電流Ｉｐの大きさに基づいて酸素濃度を算出する処理とを実行する。
【００３４】
また、マイコン２３のＣＰＵ５１は、ヒータ制御処理を実行する。このヒータ制御処理は、マイコン２３の動作中において繰り返し実行される処理である。
ヒータ制御処理が実行されると、ＣＰＵ５１は、図３に示すように、まずＳ１０にて、予め設定されたヒータ駆動条件が成立したか否かを判断する。ヒータ駆動条件は、例えば、供給されている電源電圧が安定していることとすることができる。より具体的には電源電圧が１０Ｖ以上の状態を連続１秒以上確認したり、エンジン回転数が５００ｒｐｍ以上になったことを確認したりする。
【００３５】
ここで、ヒータ駆動条件が成立していない場合には、Ｓ２０にて、ヒータ動作モードを「ヒータ停止」に設定し、Ｓ８０に移行する。一方、ヒータ駆動条件が成立している場合には、Ｓ３０にて、システム上に異常を検知したか否かを判断する。検知する異常には、例えば、センサ配線のショート異常や断線異常、電源電圧の過電圧異常などがある。
【００３６】
ここで、システム上に異常を検知した場合には、Ｓ４０にて、ヒータ動作モードを「保護制御」に設定し、Ｓ８０に移行する。一方、システム上に異常を検知していない場合には、Ｓ５０にて、予め設定されたプレヒート終了条件が成立したか否かを判断する。プレヒート終了条件は、例えば、プレヒートの実行を一定時間以上行った場合としたり、排気温が所定の値以上になったことが確認できた場合などとする。
【００３７】
ここで、プレヒート終了条件が成立していない場合には、Ｓ６０にて、ヒータ動作モードを「プレヒート」に設定し、Ｓ８０に移行する。一方、プレヒート終了条件が成立している場合には、Ｓ７０にて、ヒータ動作モードを「通常制御」に設定し、Ｓ８０に移行する。
【００３８】
そしてＳ８０に移行すると、設定されたヒータ動作モードに従ってヒータの設定を行う。ここで、ヒータ動作モードが「ヒータ停止」である場合には、Ｓ９０にて、ヒータ１２への通電を停止するヒータ停止処理を実行し、ヒータ制御処理を一旦終了する。
【００３９】
また、ヒータ動作モードが「プレヒート」である場合には、Ｓ１００にて、後述するプレヒート制御処理を実行し、ヒータ制御処理を一旦終了する。
また、ヒータ動作モードが「通常制御」である場合には、Ｓ１１０にて、通常ヒータ制御処理を実行し、ヒータ制御処理を一旦終了する。通常ヒータ制御処理では、センサ素子１１の温度をセンサ目標温度に維持するための処理を実行する。
【００４０】
また、ヒータ動作モードが「保護制御」である場合には、Ｓ１２０にて、保護ヒータ制御処理を実行し、ヒータ制御処理を一旦終了する。保護ヒータ制御処理では、例えば、検知した異常によって、ヒータへの通電を停止したり、供給する電力を小さくするなど、動作を切替える処理を行う。
【００４１】
次に、Ｓ１００で実行されるプレヒート制御処理の手順を説明する。
プレヒート制御処理が実行されると、ＣＰＵ５１は、図４に示すように、まずＳ２１０にて、後述するＳ３１０における微小電流Ｉｃｐのオン／オフの設定に応じて、電流供給部３２に微小電流Ｉｃｐを出力させたり、出力を停止させたりする。具体的には、Ｓ３１０において、微小電流Ｉｃｐの出力が「オン」に設定された場合には、電流供給部３２に微小電流Ｉｃｐを出力させ、微小電流Ｉｃｐの出力が「オフ」に設定された場合には、電流供給部３２に微小電流Ｉｃｐの出力を停止させる。なお、初期状態では、微小電流Ｉｃｐの出力が「オン」に設定される。
【００４２】
次にＳ２２０にて、Ｖｓ＋端子４２の電圧（以下、Ｖｓ＋端子電圧）を示すデータを制御回路２２から取得する。そしてＳ２３０にて、Ｓ２２０で取得したＶｓ＋端子電圧が予め設定された上限電圧であるか否かを判定する。本実施形態では、上限電圧は例えば６Ｖである。
【００４３】
ここで、Ｖｓ＋端子電圧が上限電圧である場合には、Ｓ２４０にて、固定電圧制御を実行し、プレヒート制御処理を終了する。固定電圧制御では、例えば、予め設定された固定実効電圧を印加する制御を行う。
【００４４】
一方、Ｖｓ＋端子電圧が上限電圧未満である場合には、Ｓ２５０にて、微小電流Ｉｃｐの出力が「オン」に設定されているか否かを判断する。ここで、微小電流Ｉｃｐの出力が「オン」に設定されている場合には、Ｓ２６０にて、ＲＡＭ５３に設けられているオン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎに、Ｓ２２０で取得したＶｓ＋端子電圧を格納して、Ｓ２８０に移行する。一方、微小電流Ｉｃｐの出力が「オフ」に設定されている場合には、Ｓ２７０にて、ＲＡＭ５３に設けられているオフ時端子電圧Ｖｓ＿ｏｆｆに、Ｓ２２０で取得したＶｓ＋端子電圧を格納して、Ｓ２８０に移行する。
【００４５】
そしてＳ２８０に移行すると、オン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎからオフ時端子電圧Ｖｓ＿ｏｆｆを減算した減算値を、ＲＡＭ５３に設けられている補正電圧Ｖｓ＿ｃａｌに格納する。次にＳ２９０にて、補正電圧Ｖｓ＿ｃａｌが予め設定された目標Ｖｓ電圧と一致するように、ヒータ１２をＰＩＤ制御するためのＰＩＤ演算を行い、ヒータ１２に供給する電力のデューティ比を算出する。目標Ｖｓ電圧は、プレヒート制御においてセンサ素子１１が維持される温度（以下、プレヒート制御温度）であるときのポンプセル１３の内部抵抗値と、微小電流Ｉｃｐの値と、ＣＯＭ端子４３に印加される基準電圧とに基づいて、予め設定されている。本実施形態では、プレヒート制御温度は例えば３５０℃に設定され、目標Ｖｓ電圧は例えば５Ｖに設定されている。
【００４６】
そしてＳ２９０では、算出したデューティ比をデューティ演算部３７へ出力する。これにより、デューティ演算部３７は、入力されたデューティ比に応じたＰＷＭ制御信号を生成し、このＰＷＭ制御信号をヒータ駆動部３８へ出力する。
【００４７】
次にＳ３００にて、Ｓ３１０において微小電流Ｉｃｐのオン／オフ反転が行われてから予め設定された切替時間が経過したか否かを判断する。微小電流Ｉｃｐのオン／オフ反転とは、微小電流Ｉｃｐの出力を「オン」から「オフ」または「オフ」から「オン」へ設定することである。本実施形態では、切替時間は５００ｍｓである。
【００４８】
ここで、切替時間が経過してない場合には、Ｓ３１０にて、微小電流Ｉｃｐのオン／オフ反転を行わず、プレヒート制御処理を終了する。一方、切替時間が経過した場合には、Ｓ３１０にて、微小電流Ｉｃｐのオン／オフ反転を行い、プレヒート制御処理を終了する。
【００４９】
このように構成されたセンサ制御装置１は、酸素イオン伝導性固体電解質体１４と酸素イオン伝導性固体電解質体１４上に配置された一対のポンプ電極１５，１６とを有するポンプセル１３を有するセンサ素子１１と、センサ素子１１を加熱するヒータ１２とを備えるガスセンサ３を制御する。
【００５０】
そしてセンサ制御装置１は、一対のポンプ電極１５，１６間に微小電流Ｉｃｐを流す。センサ制御装置１は、Ｖｓ＋端子電圧を測定する。
【００５１】
センサ制御装置１は、プレヒート終了条件が成立しているか否かを判断する。そしてセンサ制御装置１は、プレヒート終了条件が成立していないと判断した場合に、オン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎに基づいて、センサ素子が、プレヒート制御温度となるようにヒータ１２を制御する。
【００５２】
このようにセンサ制御装置１は、センサ素子１１に凝縮水が付着し得る状況になった場合に、センサ素子１１を、センサ素子１１に凝縮水が付着してもセンサ素子１１が割れない温度に維持することができるため、凝縮水の付着によるセンサ素子１１の破損を抑制することができる。
【００５３】
またセンサ制御装置１は、センサ素子１１がプレヒート制御温度となるようにヒータ１２を制御している間において、一対のポンプ電極１５，１６間に微小電流Ｉｃｐを流すのを一時的に停止する。またセンサ制御装置１は、オフ時端子電圧Ｖｓ＿ｏｆｆに基づいて、オン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎが小さくなるようにオン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎを補正した補正電圧Ｖｓ＿ｃａｌを算出する。
【００５４】
そしてセンサ制御装置１は、センサ素子１１がプレヒート制御温度となるようにするために、補正電圧Ｖｓ＿ｃａｌがプレヒート基準電圧Ｖｂとなるようにヒータ１２を制御する。
【００５５】
オフ時端子電圧Ｖｓ＿ｏｆｆは、一対のポンプ電極１５，１６間に微小電流Ｉｃｐが流れていないときにおけるＶｓ＋端子電圧であり、ポンプセル１３の起電力に対応する電圧である。すなわち、オン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎは、セルの内部抵抗に対応する電圧と、ポンプセル１３の起電力に対応する電圧を含む。
【００５６】
このため、センサ制御装置１は、オン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎに対するポンプセル１３の起電力の影響を低減することができ、センサ素子１１がプレヒート制御温度となるように制御するときの制御精度を向上させることができる。
【００５７】
なお、酸素イオン伝導性固体電解質体１４は固体電解質体に相当し、ポンプ電極１５，１６は一対の電極に相当し、ポンプセル１３はセルに相当する。
また、電流供給部３２は検出用通電部に相当し、ＡＤ変換部３３は電圧測定部に相当し、Ｓ５０は条件判断部としての処理に相当し、Ｓ２８０，Ｓ２９０は破損回避制御部としての処理に相当する。
【００５８】
また、微小電流Ｉｃｐは定電流に相当し、Ｖｓ＋端子４２の電圧は電圧に相当し、プレヒート終了条件が成立していないことは凝縮水付着条件に相当する。
また、オン時端子電圧Ｖｓ＿ｏｎは通電時電圧に相当し、プレヒート制御温度は「センサ素子に凝縮水が付着してもセンサ素子が割れない温度」に相当する。
【００５９】
また、Ｓ３００，Ｓ３１０は通電停止部としての処理に相当し、Ｓ２８０は補正部としての処理に相当し、オフ時端子電圧Ｖｓ＿ｏｆｆは停止時電圧に相当し、補正電圧Ｖｓ＿ｃａｌは補正電圧に相当し、目標Ｖｓ電圧は目標電圧に相当する。
【００６０】
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
例えば上記実施形態では、Ｖｓ＋端子４２の電圧を用いてヒータ１２を制御するものを示したが、Ｖｓ＋端子４２の電圧とＣＯＭ端子４３の電圧との差（すなわち、センサ素子電圧Ｖｐ）を用いてヒータ１２を制御するようにしてもよい。
【００６１】
また上記実施形態では、プレヒート終了条件が成立していないと判断した場合にプレヒート制御処理を実行するものを示した。しかし、エンジンＥＣＵ９からプレヒート制御開始要求を受信した場合にプレヒート制御処理を実行するようにしてもよい。プレヒート制御開始要求は、エンジン５の始動後に排気管７内に凝縮水が発生し得る状況になったか否かを判断するために予め設定された条件が成立したとエンジンＥＣＵ９が判断した場合に、エンジンＥＣＵ９からセンサ制御装置１へ送信されるものである。
【００６２】
また上記実施形態では、センサとして酸素センサを用いるものを説明したが、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、センサ素子と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。
【００６３】
上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００６４】
上述したセンサ制御装置１の他、当該センサ制御装置１を構成要素とするシステム、当該センサ制御装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、センサ制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【００６５】
１…センサ制御装置、３…ガスセンサ、１１…センサ素子、１２…ヒータ、１３…ポンプセル、１４…酸素イオン伝導性固体電解質体、１５，１６…ポンプ電極、２２…制御回路、２３…マイコン、３２…電流供給部、３３…ＡＤ変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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