(57)【要約】【課題】ガスセンサから複数の信号を検出すると共に複数の信号を外部機器に出力するにあたり、アナログ素子における特性値の誤差による信号検出精度の低下を抑制すると共に、従来よりも小型化できるガスセンサ制御装置を提供する。【解決手段】ガスセンサ制御装置２は、第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７およびＣＰＵ９１を有するデジタル制御部３１を備えており、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）の検出および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓの検出を実行するにあたり、ガスセンサ８の起電力セル２４およびポンプセル１４を介して供給される電気信号をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル値を用いている。このため、ガスセンサ制御装置２は、アナログ回路を備えるガスセンサ制御装置に比べて、コンデンサ素子などのアナログ素子の使用個数を低減できると共にアナログ素子における特性値の誤差に起因する信号検出精度の低下を抑制できる。【選択図】図１
2008008667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質体を用いた素子部を備えるガスセンサに接続されて、測定対象ガス中に含まれる特定成分濃度に応じたガス検出信号を検出すると共に、前記素子部の内部抵抗値に応じた素子抵抗値信号を検出し、前記ガス検出信号および前記素子抵抗値信号を外部機器に対して出力するガスセンサ制御装置であって、
前記ガスセンサの前記素子部を介して供給される電気信号のアナログ値をデジタル値に変換する信号変換処理手段と、
前記信号変換処理手段にて変換されたデジタル値を用いて、前記ガス検出信号の検出および前記素子抵抗値信号の検出を実行するデジタル検出処理手段と、
前記デジタル検出処理手段にて検出した前記ガス検出信号および前記素子抵抗値信号を、多重信号伝送経路を介して前記外部機器に送信する多重信号送信手段と、
を備えることを特徴とするガスセンサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質体を用いた素子部を備えるガスセンサに接続されて、測定対象ガス中に含まれる特定成分濃度に応じたガス検出信号を検出すると共に、素子部の内部抵抗値に応じた素子抵抗値信号を検出し、ガス検出信号および素子抵抗値信号を外部機器に対して出力するガスセンサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固体電解質体を用いた素子部を備えるガスセンサに接続されて、ガス検出信号および素子抵抗値信号を検出し、検出した各信号を外部機器に対して出力するガスセンサ制御装置が知られている（特許文献１および２）。なお、ガス検出信号は、測定対象ガス中に含まれる特定成分濃度に応じた信号であり、素子抵抗値信号は、素子部の内部抵抗値に応じた信号である。
【０００３】
そして、ガスセンサ制御装置は、ガス検出信号や素子抵抗値信号の検出を行うアナログ回路を備えて構成される。
これに対して、近年、検出処理の一部をアナログ回路ではなくデジタル処理で実現するガスセンサ制御装置が提案されている（特許文献３）。
【０００４】
つまり、このガスセンサ制御装置では、ガス検出信号の検出処理をアナログ回路ではなくデジタル処理で実現している。ただし、このガスセンサ制御装置においても、抵抗値信号の検出処理は、アナログ回路で実現している。
【特許文献１】特開平１０−０７３５６６号公報（図２）
【特許文献２】特開２００２−２５７７８３号公報（図２）
【特許文献３】特開平１０−３００７２０号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の特許文献３に記載のガスセンサ制御装置においても、素子抵抗値信号の検出処理を実行するアナログ回路を備える必要があることから、装置の小型化に限界があるという問題がある。
【０００６】
つまり、アナログ回路の実装面積の小型化は、アナログ素子（抵抗素子、コンデンサ素子など）の小型化が技術的にも限界になりつつあるため、更なる小型化の要求に応えることが困難な状況となりつつある。とりわけ、コンデンサ素子は、比較的体積が大きく、特に大きな静電容量を必要とする用途においては物理的な体積が大きくなるため、コンデンサ素子を備えるアナログ回路は、小型化が一層困難となる。
【０００７】
また、アナログ素子は、同一品番であっても特性値（抵抗値、静電容量など）について個体差による誤差が生じるおそれがあり、この誤差に起因して各種信号の検出値にバラツキが生じてしまい、信号検出精度が低下する虞がある。
【０００８】
さらに、複数の信号（例えば、ガス検出信号および素子抵抗値信号）を外部機器に出力する場合には、それぞれの信号について信号出力部を備える必要があるため、複数の信号出力部が占有する面積が大きくなることにより、ガスセンサ制御装置の小型化が困難となる問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ガスセンサから複数の信号を検出すると共に複数の信号を外部機器に出力するにあたり、アナログ素子における特性値の誤差による信号検出精度の低下を抑制すると共に、従来よりも小型化できるガスセンサ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、固体電解質体を用いた素子部を備えるガスセンサに接続されて、測定対象ガス中に含まれる特定成分濃度に応じたガス検出信号を検出すると共に、素子部の内部抵抗値に応じた素子抵抗値信号を検出し、ガス検出信号および素子抵抗値信号を外部機器に対して出力するガスセンサ制御装置であって、ガスセンサの素子部を介して供給される電気信号のアナログ値をデジタル値に変換する信号変換処理手段と、信号変換処理手段にて変換されたデジタル値を用いて、ガス検出信号の検出および素子抵抗値信号の検出を実行するデジタル検出処理手段と、デジタル検出処理手段にて検出したガス検出信号および素子抵抗値信号を、多重信号伝送経路を介して外部機器に送信する多重信号送信手段と、を備えることを特徴とするガスセンサ制御装置である。
【００１１】
このガスセンサ制御装置は、信号変換処理手段およびデジタル検出処理手段を備えており、ガス検出信号の検出および素子抵抗値信号の検出を実行するにあたり、ガスセンサの素子部を介して供給される電気信号のアナログ値を用いるのではなく、素子部を介して供給される電気信号をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル値を用いている。つまり、このガスセンサ制御装置は、ガス検出信号の検出および素子抵抗値信号の検出を実行するためのアナログ回路を備える必要が無くなり、コンデンサ素子などのアナログ素子の使用個数を低減できると共に、アナログ素子における特性値の誤差に起因する信号検出精度の低下を抑制できる。
【００１２】
また、デジタル検出処理手段は、少なくとも２つの検出処理（ガス検出信号の検出処理および素子抵抗値信号の検出処理）を実行することから、２個のアナログ回路による検出処理と同様の処理を実行することができる。つまり、このガスセンサ制御装置は、少なくとも２個のアナログ回路を１個のデジタル検出処理手段に置き換えた構成となり、コンデンサ素子などのアナログ素子の使用個数を低減できる。
【００１３】
このように、本発明のガスセンサ制御装置は、アナログ素子の使用個数を低減でき、アナログ回路の占有面積を削減できると共に、複数の処理を実行できるデジタル検出処理手段を備えることから、装置全体としての小型化を図ることができる。
【００１４】
さらに、多重信号送信手段が多重信号伝送経路を介して複数の信号（少なくともガス検出信号および素子抵抗値信号）を外部機器に送信することから、このガスセンサ制御装置は、物理的に１つの信号経路（多重信号伝送経路）を介して複数の信号を外部機器に対して送信できる。
【００１５】
つまり、このガスセンサ制御装置は、１個の多重信号送信手段を備えることで複数の信号を外部機器に出力できることから、複数の信号を外部機器へ出力するにあたり、信号出力手段（信号出力部）の個数を減らすことができ、装置全体としての小型化を図ることができる。
【００１６】
よって、本発明のガスセンサ制御装置によれば、ガスセンサから複数の信号を検出すると共に複数の信号を外部機器に出力するにあたり、アナログ回路の占有面積を削減できると共に信号出力部の個数を削減できることから、従来の装置に比べて小型化を図ることができる。また、本発明のガスセンサ制御装置は、アナログ回路を削減できることから、アナログ素子における特性値の誤差に起因する信号検出精度の低下を抑制できる。
【００１７】
なお、本発明のガスセンサ制御装置は、素子抵抗値信号を検出するにあたり、ガスセンサの素子部に対して抵抗値検出用定電流の通電または抵抗値検出用定電圧の印加を行う抵抗値検出用通電手段を備え、デジタル検出処理手段が、検出用信号印加手段が抵抗値検出用定電流の通電または抵抗値検出用定電圧の印加したときに、素子部を介して供給される電気信号に基づいて素子抵抗値信号を検出する、という構成を採ることができる。
【００１８】
例えば、ガスセンサの素子部に対して抵抗値検出用定電流の通電を行う場合には、素子部の両端電圧値は、抵抗値検出用定電流と素子部の内部抵抗値とを乗算して得られる値だけ変化する。つまり、素子部を介して供給される電気信号に基づいて素子部の両端電圧値を検出し、検出した両端電圧値と抵抗値検出用定電流とを用いて演算を行うことで、素子部の内部抵抗値を算出することができる。
【００１９】
また、ガスセンサが、測定対象ガスが導入される拡散室と、拡散室における特定成分濃度を検出する起電力セルと、拡散室から特定成分の汲み入れまたは汲み出しを行うポンプセルと、を備える場合においては、本発明のガスセンサ制御装置は、上記の信号変換処理手段およびデジタル検出処理手段が、以下の構成を採ることができる。
【００２０】
即ち、信号変換処理手段は、起電力セルの起電力（両端に発生する電圧）を検知するために、当該起電力セルを介して供給される１つ以上の電気信号のアナログ値をデジタル値に変換し、デジタル検出処理手段が、信号変換処理手段により変換されたデジタル値を用いて検知される起電力セルの起電力（両端に発生する電圧）が一定となるように、ポンプセルに流すポンプ電流を制御するＰＩＤ制御（デジタルＰＩＤ制御）を実行し、ＰＩＤ制御においてポンプセルに流すポンプ電流に基づいてガス検出信号を検出する、という構成を採ることができる。
【００２１】
なお、デジタル検出処理手段にて起電力セルの起電力を検知するには、起電力セルの両端における電圧（換言すれば、２つの電気信号）のアナログ値を信号変換処理手段にてそれぞれデジタル値に変換し、２つのデジタル値の差分より起電力を検知することができる。あるいは、起電力セルの両端における電圧の差電圧を差動増幅回路を介して出力させ、このアナログ値としての差電圧を信号変換処理手段にてデジタル値に変換し、このデジタル値より起電力セルの起電力を検知するようにしてもよい。
【００２２】
そして、ポンプセルに流れるポンプ電流の電流値及び電流方向は、測定対象ガス中の特定成分濃度に応じて変化することから、このポンプ電流に基づいて測定対象ガス中の特定成分濃度を演算することができる。このため、ポンプ電流の通電方向および大きさを表すガス検出信号は、測定対象ガス中の特定成分濃度を表す信号となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
まず、本発明が適用されたガスセンサ制御装置２を備える内燃機関制御システム１の概略構成図を、図１に示す。
【００２４】
内燃機関制御システム１は、少なくともガスセンサ制御装置２、ガスセンサ８、エンジン制御装置９を備えて構成されている。
ガスセンサ制御装置２は、内燃機関（エンジン）の排気管に設けられるガスセンサ８からガス検出信号および素子抵抗値信号を検出し、ガス検出信号および素子抵抗値信号をエンジン制御装置９（エンジンＣＰＵ９）に出力する。
【００２５】
なお、ガスセンサ８は、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、また、エンジン制御装置９は、各種制御処理の１つとして、ガス検出信号を用いてエンジンの空燃比制御を行う。
【００２６】
ガスセンサ制御装置２は、各種制御処理を実行するデジタル制御部３１、第１オペアンプ３３，第２オペアンプ３５，第３オペアンプ３７、ガスセンサ８などに接続される外部接続端子３９、ガスセンサ８の内部抵抗値検出用の定電流を出力する定電流出力部６１、定電流（微小電流Ｉｃｐ）を出力する定電流源回路６２、シリアル通信経路に接続されるシリアル通信端子５３など、を備えている。
【００２７】
このうち、外部接続端子３９は、ガスセンサ８に接続される端子（Ｖｓ＋端子４１、Ｐｏｕｔ端子４５，Ｖｃｅｎｔ端子４７、ＣＯＭ端子４９、Ｉｐ＋端子５１）と、コンデンサ５７に接続されるコンデンサ用端子４３と、を備えている。
【００２８】
ここで、ガスセンサ８の概略構成図を図２に示すと共に、ガスセンサについて簡単に説明する。
ガスセンサ８は、ポンプセル１４と、多孔質拡散層１８と、起電力セル２４と、補強板３０と、を備えて構成されている。
【００２９】
ポンプセル１４は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2 ）により形成された酸素イオン伝導性固体電解質体１３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多孔質電極１２、１６と、を有している。また、起電力セル２４は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2 ）により形成された酸素イオン伝導性固体電解質体２３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多孔質電極２２、２８と、を有している。
【００３０】
ポンプセル１４のうち拡散室２０に臨む多孔質電極１６と、起電力セル２４のうち拡散室２０に臨む多孔質電極２２とは、互いに導通されるとともに、ガスセンサ８のセンサＣＯＭ端子１７に接続されている。なお、ガスセンサ８のセンサＣＯＭ端子１７は、ガスセンサ制御装置２のＶｃｅｎｔ端子４７およびＣＯＭ端子４９に接続されると共に、電流検出抵抗器８３を介してＰｏｕｔ端子４５に接続されている（図１参照）。
【００３１】
また、ポンプセル１４の多孔質電極１２は、ガスセンサ８のセンサＩｐ＋端子１９に接続されており、起電力セル２４の多孔質電極２８は、ガスセンサ８のセンサＶｓ＋端子１５に接続されている。なお、センサＩｐ＋端子１９は、外部接続端子３９のＩｐ＋端子５１に接続されており、センサＶｓ＋端子１５は、外部接続端子３９のＶｓ＋端子４１に接続されている（図１参照）。
【００３２】
また、補強板３０は、起電力セル２４との間で基準酸素室２６を形成するように、基準室形成層２９を介して起電力セル２４に積層されている。なお、起電力セル２４の多孔質電極２８は、基準酸素室２６に面している。
【００３３】
ポンプセル１４と起電力セル２４との間には、多孔質拡散層１８により包囲された拡散室２０が形成されている。即ち、拡散室２０は、多孔質拡散層１８を介して測定ガス雰囲気と連通されている。なお、本実施形態では、多孔質物質を充填して成る多孔質拡散層１８を用いるが、この代わりに小孔を配設して、拡散室２０への測定対象ガスの流入速度を律速することも可能である。
【００３４】
なお、ガスセンサ８は、ヒータ４２を備えており、ヒータ４２による加熱によりポンプセル１４および起電力セル２４を活性化することで、ガス検出が可能となる。
図１に戻り、ガスセンサ制御装置２における酸素濃度測定動作について説明する。
【００３５】
ガスセンサ制御装置２では、定電流源回路６２より起電力セル２４に対して一定の微小電流Ｉｃｐを流しつつ、起電力セル２４の両端に発生する電圧Ｖｓが４５０ｍＶになるようにポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐを制御して、拡散室２０の酸素の汲み入れないし汲み出しを行う。
【００３６】
ポンプセル１４に流れるポンプ電流Ｉｐの電流値及び電流方向は、排気ガス中の酸素濃度（空燃比）に応じて変化することから、このポンプ電流Ｉｐに基づいて排気ガス中の酸素濃度を演算することができる。なお、起電力セル２４に対して拡散室２０の酸素を多孔質電極２８側にくみ出す方向に微小電流Ｉｃｐを流すことで、基準酸素室２６は内部酸素基準源として機能する。
【００３７】
第３オペアンプ３７は、反転入力端子がＶｃｅｎｔ端子４７に接続され、非反転入力端子には基準電圧（＋３．６Ｖ）が印加され、出力端子がポンプセル１４のセンサＩｐ＋端子１９に接続されている。
【００３８】
次に、デジタル制御部３１について説明する。
デジタル制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する公知のマイクロコンピュータ（マイコン）で構成できる。本実施形態のデジタル制御部３１は、ＣＰＵ９１、ＥＥＰＲＯＭ９２、第１Ａ／Ｄ変換器９３、Ｄ／Ａ変換器９４、Ｉ／Ｏ入出力部９５、シリアル送受信部９６、第２Ａ／Ｄ変換器９７などを備えて構成されている。
【００３９】
ＣＰＵ９１は、各種演算制御処理を実行する中央演算処理装置であり、ＥＥＰＲＯＭ９２は、演算制御処理の内容やパラメータマップなどを記憶する記憶部であり、ＲＡＭ（図示省略）は、制御データ等を一時的に記憶する記憶部である。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換器は、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器であり、デジタル制御部３１においては、第１オペアンプ３３の出力電圧をＡ／Ｄ変換するための第１Ａ／Ｄ変換器９３と、Ｖｃｅｎｔ端子４７における電圧をＡ／Ｄ変換するための第２Ａ／Ｄ変換器９７と、が備えられている。
【００４１】
Ｄ／Ａ変換器は、デジタル信号をアナログ信号に変換する変換器であり、デジタル制御部３１においては、抵抗器８１に対して出力する出力電圧をＤ／Ａ変換するためのＤ／Ａ変換器９４が備えられている。
【００４２】
Ｉ／Ｏ入出力部は、ＯＮ信号やＯＦＦ信号などの２値信号の入力および出力を行う入出力部であり、デジタル制御部３１においては、定電流出力部６１に対する制御指令信号を出力するＩ／Ｏ入出力部９５が備えられている。
【００４３】
シリアル送受信部は、予め定められた伝送プロトコルに従いシリアル通信を行う送受信部であり、デジタル制御部３１においては、少なくともエンジン制御装置９との間でシリアル通信により信号送受信するためのシリアル送受信部９６が備えられている。
【００４４】
そして、デジタル制御部３１（詳細には、ＣＰＵ９１）は、センサＶｓ＋端子１５の電位とＶｃｅｎｔ端子４７の電位との電位差（起電力セル２４の両端に発生する電圧Ｖｓ）を検知し、起電力セル２４の起電力（両端に発生する電圧Ｖｓ）が４５０ｍＶとなるように、ポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐの大きさをＰＩＤ制御する。具体的には、デジタル制御部３１は、目標制御電圧（４５０ｍＶ）と起電力セル２４の両端電圧Ｖｓ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、両端電圧Ｖｓが目標制御電圧に近づくように）第２オペアンプ３５の出力電圧を制御することで、第３オペアンプ３７からポンプセル１４に流れるポンプ電流Ｉｐを制御する。
【００４５】
このポンプ電流Ｉｐは、その正負の値により、ポンプセル１４を介して第３オペアンプ３７の出力端子に流れ込むか、または第３オペアンプ３７から供給される。
また、デジタル制御部３１（詳細には，ＣＰＵ９１）は、上記したＰＩＤ制御により演算されたポンプ電流Ｉｐの大きさと電流検出抵抗器８３の抵抗値Ｒｄを乗算する処理を行うことで、電流検出抵抗器８３の両端電圧をガス検出信号（Ｖｉｐ信号）として検出する。そして、デジタル制御部３１は、検出したガス検出信号（Ｖｉｐ信号）を、シリアル通信端子５３を介してエンジン制御装置９に対して出力する。
【００４６】
なお、エンジン制御装置９は、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）に基づいて、内部に保持しているマップ（ガス検出信号と酸素濃度値との相関関係を表すマップ）から対応する酸素濃度値を算出する。さらに、エンジン制御装置９は、算出した酸素濃度値に基づき空燃比を検出する処理を行うと共に、目標空燃比となるように空燃比制御処理を行う。
【００４７】
また、本実施の形態のデジタル制御部３１を構成する第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７、Ｄ／Ａ変換器９４は、分解能を１２ｂｉｔ以上（最小単位：１．２２ｍＶ以下）に設定している。分解能が上記の条件を満たさない場合には、排気ガスの空燃比の変化に伴ってポンプ電流Ｉｐが変化する際の振れ幅が大きくなり過ぎて、精度の良い酸素濃度検知を行えない虞があるからである。
【００４８】
次に、ガスセンサ制御装置２における起電力セル２４の抵抗値（温度）測定動作について説明する。
まず、ガスセンサ制御装置２の定電流出力部６１は、第１スイッチ６３、第１定電流源回路６５、第２スイッチ６７、第２定電流源回路６９、第３スイッチ７１、第３定電流源回路７３、第４スイッチ７５、第４定電流源回路７７、を備えている。
【００４９】
このうち、第１スイッチ６３、第１定電流源回路６５、第２スイッチ６７、第２定電流源回路６９は、起電力セル２４に対してＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流（−Ｉconst ）を流すために備えられている。また、第３スイッチ７１、第３定電流源回路７３、第４スイッチ７５、第４定電流源回路７７は、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流とは逆極性のＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流（＋Ｉconst ）を起電力セル２４に対して流すために備えられている。
【００５０】
また、ガスセンサ制御装置２のデジタル制御部３１は、ＣＰＵ９１での制御処理において、起電力セル２４の両端に発生する電圧Ｖｓのデジタル値をＲＡＭ（図示省略）に記憶することで、起電力セル２４の両端に発生する電圧Ｖｓをサンプルホールドできるよう構成されている。
【００５１】
つまり、起電力セル２４の抵抗値測定時には、定電流出力部６１から起電力セル２４に対して定電流が通電されることから、起電力セル２４の両端電圧Ｖｓは、定電流の影響を受けて電圧値が変動する。これに対して、定電流出力部６１から起電力セル２４への通電開始直前に、デジタル制御部３１が起電力セル２４の両端電圧Ｖｓをサンプルホールドすることにより、デジタル制御部３１は、抵抗値測定直前の両端電圧Ｖｓを用いてＰＩＤ制御することが可能となる。
【００５２】
また、デジタル制御部３１は、起電力セル２４の測定前両端電圧Ｖｓ１と測定時両端電圧Ｖｓ２との抵抗測定時差分ΔＶｒ（＝｜Ｖｓ１−Ｖｓ２｜）を演算する（後述するＳ４９０での処理）。なお、測定前両端電圧Ｖｓ１は、定電流出力部６１による通電開始前にサンプルホールドした起電力セル２４の両端電圧Ｖｓであり、測定時両端電圧Ｖｓ２は、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流（−Ｉconst ）を通電した際の起電力セル２４の両端電圧Ｖｓである。この抵抗測定時差分ΔＶｒは、起電力セル２４の内部抵抗値に比例することから、起電力セル２４の内部抵抗値を表す素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓとして利用することができる。
【００５３】
つまり、デジタル制御部３１は、抵抗測定時差分ΔＶｒを演算することで、起電力セル２４の内部抵抗値を表す素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓを出力可能に構成されている。なお、素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓは、起電力セル２４の内部抵抗値に比例するとともに、起電力セル２４の温度に比例する特性を有している。
【００５４】
なお、起電力セル２４の両端電圧Ｖｓ（測定時両端電圧Ｖｓ２）は、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流（−Ｉconst ）の通電開始後、値が安定するまでに一定の時間を要する。このことから、デジタル制御部３１は、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流（−Ｉconst ）の通電開始からＲｐｖｓ検出用待機時間が経過した後に、起電力セル２４の両端電圧Ｖｓ（測定時両端電圧Ｖｓ２）を検出する処理を行う（後述するＳ４４０での処理）。
【００５５】
次に、デジタル制御部３１で実行される信号検出制御処理について説明する。図３に信号検出制御処理の処理内容を表すフローチャートを示す。
なお、信号検出制御処理は、ガスセンサ制御装置２が起動されると処理が開始される。
【００５６】
信号検出制御処理が開始されると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す。以下同じ）では、予め定められた待機時間（例えば、１［ｍｓ］）が経過するまで待機する。
次のＳ１２０では、第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７を介して入力される信号に基づいて、Ｖｓ＋端子４１の電位、Ｖｃｅｎｔ端子４７の電位Ｖｃｅｎｔをそれぞれ読み取る処理を実行する。
【００５７】
なお、Ｖｓ＋端子４１の電位は、第１オペアンプ３３の出力電圧として、第１Ａ／Ｄ変換器９３よりデジタル制御部３１に入力されている。また、Ｖｃｅｎｔ端子４７の電位は、第２Ａ／Ｄ変換器９７よりデジタル制御部３１に入力されている。
【００５８】
また、Ｓ１２０では、Ｖｓ＋端子４１とＶｃｅｎｔ端子４７の電位差を算出し、算出した電位差を起電力セル２４の両端電圧Ｖｓ（起電力）として検出する処理を実行する。
次のＳ１３０では、起電力セル２４の両端電圧Ｖｓが目標制御電圧（４５０ｍＶ）となるように、ポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐの大きさを設定するためのＰＩＤ制御処理を実行する。
【００５９】
具体的には、目標制御電圧（４５０ｍＶ）と起電力セル２４の両端電圧Ｖｓとの偏差ΔＶｓに基づいてＰＩＤ演算し、偏差ΔＶｓを０に近づけるため（換言すれば、両端電圧Ｖｓを目標制御電圧に近づけるため）のポンプ電流Ｉｐを演算する処理を行う。
【００６０】
次のＳ１４０では、Ｓ１３０での演算結果であるポンプ電流Ｉｐを通電したときの電流検出抵抗器８３の両端電圧値を演算し、この両端電圧値にＶｃｅｎｔ端子４７の電位Ｖｃｅｎｔを加算した電圧値を「Ｐｏｕｔ出力値」として算出する処理を実行する。
【００６１】
なお、デジタル制御部３１は、電流検出抵抗器８３の抵抗値を予め内部データとして記憶していることから、Ｓ１３０での演算結果であるポンプ電流Ｉｐの通電方向および大きさと上記抵抗値に基づき、電流検出抵抗器８３の両端電圧値を演算することができる。そして、電流検出抵抗器８３の両端電圧は、ポンプ電流Ｉｐの通電方向および大きさを表すガス検出信号（Ｖｉｐ信号）に相当するものであり、また、ポンプ電流Ｉｐの通電方向および大きさは、排気ガス中の酸素濃度に応じて変化するものである。つまり、Ｓ１４０では、電流検出抵抗器８３の両端電圧を排気ガス中の酸素濃度を表すガス検出信号（Ｖｉｐ信号）として検出する処理をも実行していることになる。
【００６２】
なお、電流検出抵抗器８３の両端電圧値は、ポンプ電流Ｉｐの通電方向に応じて正の値または負の値となる。本実施形態では、ポンプ電流Ｉｐの通電方向がセンサＣＯＭ端子１７からセンサＩｐ＋端子１９に向かう通電方向の場合には、電流検出抵抗器８３の両端電圧値は負の値となり、ポンプ電流Ｉｐの通電方向がセンサＩｐ＋端子１９からセンサＣＯＭ端子１７に向かう通電方向の場合には、電流検出抵抗器８３の両端電圧値は正の値となる。
【００６３】
次のＳ１５０では、Ｓ１４０で算出したＰｏｕｔ出力値をＤ／Ａ変換器９４（Ｄ／Ａコンバータ９４）から出力する処理を実行する。なお、このＤ／Ａ変換器９４の出力端子は、抵抗器８１の一端に接続されている。
【００６４】
デジタル制御部３１のＤ／Ａ変換器９４がＰｏｕｔ出力値（電圧値）を出力すると、出力開始からコンデンサ５７が充電されるまでの過渡期には、Ｄ／Ａ変換器９４、抵抗器８１、コンデンサ５７、グランドラインからなる通電経路にＰｐｕｔ出力値に応じた電流が流れて、最終的には、コンデンサ５７がＰｏｕｔ出力値に応じた両端電圧値に充電される。コンデンサ５７がＰｏｕｔ出力値に応じた両端電圧値となることで、第２オペアンプ３５の非反転入力端子＋にＰｏｕｔ出力値に応じた電位が入力されて、第２オペアンプ３５の出力電位がＰｏｕｔ出力値に応じた電位となり、Ｐｏｕｔ端子４５がＰｏｕｔ出力値に応じた電位に制御される。
【００６５】
このようにしてＳ１２０〜Ｓ１５０の処理を実行することで、目標制御電圧（４５０ｍＶ）と起電力セル２４の両端電圧Ｖｓ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、両端電圧Ｖｓが目標制御電圧に近づくように）第２オペアンプ３５の出力電位（換言すれば、Ｐｏｕｔ端子４５の電位）を制御する処理を実行する。これにより、Ｖｃｅｎｔ端子４７の電位を制御すると共に第３オペアンプ３７の出力電位を制御することができ、さらには、第３オペアンプ３７からポンプセル１４に流れるポンプ電流Ｉｐを制御することができる。
【００６６】
次のＳ１６０では、起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓの測定タイミングであるか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ１７０に移行し、否定判定する場合にはＳ１９０に移行する。
【００６７】
本実施形態では、予め定められたＲｐｖｓ測定周期毎に起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓを測定しており、Ｓ１６０では、前回のＲｐｖｓ測定時期からＲｐｖｓ測定周期（本実施形態では、１００［ｍｓ］）が経過したか否かを判定することで、起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓの測定タイミングであるか否かを判定している。
【００６８】
なお、Ｓ１６０の初回実行時のように「前回のＲｐｖｓ測定時期」が存在しない場合には、Ｒｐｖｓ測定周期が経過したか否かを判定できないことから、「前回のＲｐｖｓ測定時期」が存在しない場合には、Ｓ１６０では肯定判定する。
【００６９】
Ｓ１６０で肯定判定されてＳ１７０に移行すると、Ｓ１７０では、Ｒｐｖｓ測定が許可されているか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ１８０に移行し、否定判定する場合にはＳ１９０に移行する。
【００７０】
本実施形態では、Ｒｐｖｓ測定許可の判定方法として、エンジン制御装置９に対してＲｐｖｓ測定の可否について問い合わせを行い、回答の内容が「測定許可」の場合に肯定判定し、回答の内容が「測定不可」の場合に否定判定するという判定方法を採用している。
【００７１】
なお、他の判定方法として、デジタル制御部３１での演算処理に用いるフラグとしてＲｐｖｓ測定許可フラグを用意しておき、Ｓ１７０では、Ｒｐｖｓ測定許可フラグが「測定許可状態」または「測定不可状態」のいずれであるか基づいてＲｐｖｓ測定が許可されているか否かを判定しても良い。この場合、エンジン制御装置９の許可判定結果に応じてＲｐｖｓ測定許可フラグの状態を更新するフラグ更新処理を別途に実行する。
【００７２】
Ｓ１７０で肯定判定されてＳ１８０に移行すると、Ｓ１８０では、起電力セル２４の内部抵抗値を測定するとともに、起電力セル２４の内部抵抗値に応じた素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓを検出する処理を実行している。
【００７３】
なお、起電力セル２４の内部抵抗値は、起電力セル２４の温度に比例した値を示す。
図４に、Ｒｐｖｓ測定処理の処理内容を表すフローチャートを示す。
Ｒｐｖｓ測定処理が起動されると、まず、Ｓ４１０では、起電力セル２４の両端に発生する電圧Ｖｓを取得する処理を実行する。
【００７４】
詳細には、前述のＳ１２０と同様に、第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７を介してＶｓ＋端子４１およびＶｃｅｎｔ端子４７の電位を取得し、Ｖｓ＋端子４１とＶｃｅｎｔ端子４７との電位差を算出し、算出した電位差を起電力セル２４の両端電圧Ｖｓとして検出する処理を実行する。また、Ｓ４１０では、検出した両端電圧Ｖｓを第１両端電圧Ｖｓ１としてＲＡＭなどに記憶する。
【００７５】
次のＳ４２０では、起電力セル２４に対するＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の通電を開始する処理を実行する。
具体的には、定電流出力部６１における第３スイッチ７１および第４スイッチ７５をＯＦＦ状態（開放状態）に駆動制御すると共に、第１スイッチ６３および第２スイッチ６７をＯＮ状態（導通状態）に駆動制御して、第１定電流源回路６５および第２定電流源回路６９により定電流を供給することで、起電力セル２４に対してＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流を通電する。
【００７６】
なお、このときのＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流は、第２定電流源回路６９からＣＯＭ端子４９およびセンサＣＯＭ端子１７を介して起電力セル２４に流れた後、センサＶｓ＋端子１５およびＶｓ＋端子４１を介して第１定電流源回路６５に流れる。つまり、本実施形態のガスセンサ制御装置２は、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流が電流検出抵抗器８３に流れない構成であることから、起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓの検出に伴い電流検出抵抗器８３によるポンプ電流Ｉｐの検出値に誤差が生じるのを抑制できる。
【００７７】
次のＳ４３０では、起電力セル２４に対してＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の通電を開始した時点から、Ｒｐｖｓ検出用待機時間が経過するまで待機する処理を実行する。本実施形態では、Ｒｐｖｓ検出用待機時間として６０［μｓ］が経過するまで待機した後、次のステップに移行する。
【００７８】
続くＳ４４０では、起電力セル２４の両端電圧Ｖｓを取得する処理を実行する。
詳細には、前述のＳ４１０と同様に、第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７を介してＶｓ＋端子４１およびＶｃｅｎｔ端子４７の電位を取得し、Ｖｓ＋端子４１とＶｃｅｎｔ端子４７との電位差を算出し、算出した電位差を起電力セル２４の両端電圧Ｖｓとして検出する処理を実行する。また、Ｓ４４０では、検出した両端電圧Ｖｓを第２両端電圧Ｖｓ２としてＲＡＭなどに記憶する。
【００７９】
なお、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の通電開始からＲｐｖｓ検出用待機時間（本実施形態では、６０［μｓ］）経過した時の両端電圧Ｖｓ（第２両端電圧Ｖｓ２）を測定するのは、起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓを測定するにあたり、多孔質電極と固体電解質体との界面における抵抗成分の影響が含まれないようにするためである。つまり、低周波の電流や電圧によって測定を行う場合には、起電力セル２４の多孔質電極２２、２８と固体電解質体との界面の劣化等による該界面における抵抗成分の変化分を含む値が検出されるため、この変化分によって起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓを正確に測定できない虞がある。なお、視点を変えると、この測定の時間を変化させることにより劣化を含めた抵抗を測定し、劣化検出に用いることが可能となる。
【００８０】
次のＳ４５０では、起電力セル２４に対するＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の通電を停止する処理を実行する。
具体的には、定電流出力部６１における第１スイッチ６３および第２スイッチ６７をＯＦＦ状態（開放状態）に駆動制御し、第１定電流源回路６５および第２定電流源回路６９による定電流の供給を停止することで、起電力セル２４に対するＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の通電を停止する。
【００８１】
次のＳ４６０では、起電力セル２４に対するＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流の通電を開始する処理を実行する。
具体的には、定電流出力部６１における第１スイッチ６３および第２スイッチ６７をＯＦＦ状態（開放状態）に駆動制御すると共に、第３スイッチ７１および第４スイッチ７５をＯＮ状態（導通状態）に駆動制御して、第３定電流源回路７３および第４定電流源回路７７により定電流を供給することで、起電力セル２４に対してＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流を通電する。
【００８２】
なお、このときのＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流は、第３定電流源回路７３からＶｓ＋端子４１およびセンサＶｓ＋端子１５を介して起電力セル２４に流れた後、センサＣＯＭ端子１７およびＣＯＭ端子４９を介して第４定電流源回路７７に流れる。つまり、本実施形態のガスセンサ制御装置２は、Ｒｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流が電流検出抵抗器８３に流れ込まない構成であることから、起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓの検出に伴い電流検出抵抗器８３によるポンプ電流Ｉｐの検出値に誤差が生じるのを抑制できる。
【００８３】
次のＳ４７０では、起電力セル２４に対してＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流の通電を開始した時点から、Ｒｐｖｓ検出用待機時間が経過するまで待機する処理を実行する。本実施形態では、Ｒｐｖｓ検出用待機時間として６０［μｓ］が経過するまで待機した後、次のステップに移行する。なお、Ｓ４７０におけるＲｐｖｓ検出用待機時間は、Ｓ４３０におけるＲｐｖｓ検出用待機時間と同一値を設定する。
【００８４】
次のＳ４８０では、起電力セル２４に対するＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流の通電を停止する処理を実行する。
具体的には、定電流出力部６１における第３スイッチ７１および第４スイッチ７５をＯＦＦ状態（開放状態）に駆動制御し、第３定電流源回路７３および第４定電流源回路７７による定電流の供給を停止することで、起電力セル２４に対するＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流の通電を停止する。
【００８５】
このようにして、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流とは逆方向のＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流を起電力セル２４に通電するのは、起電力セル２４に対してＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流を通電した後、起電力セル２４を構成する酸素イオン伝導性固体電解質体の配向現象を早期に解消することを目的としている。
【００８６】
つまり、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流を通電すると、起電力セル２４を構成する酸素イオン伝導性固体電解質体の配向現象によって内部起電力が影響を受けてしまい、起電力セル２４の両端電圧Ｖｓは、本来の酸素濃度差が反映された内部起電力値に配向現象の影響を受けた電圧値を示すことになる。なお、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の通電を停止した後、時間経過に伴い配向現象は徐々に解消するが、配向現象が解消するまでの間は、起電力セル２４の両端電圧Ｖｓに基づく酸素濃度の検出精度が低下してしまう。
【００８７】
これに対して、Ｒｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の通電後、逆方向のＲｐｖｓ検出用Ｐパルス定電流を通電することで、酸素イオン伝導性固体電解質体の配向現象を早期に解消できることから、正常な状態に復帰するまでの復帰時間を短縮させることができ、起電力セル２４の内部抵抗値の測定後に短時間で酸素濃度の測定を再開できる。
【００８８】
次のＳ４９０では、起電力セル２４の内部抵抗値Ｒｐｖｓを演算する処理を実行する。具体的には、第１両端電圧Ｖｓ１と第２両端電圧Ｖｓ２との差分値（抵抗測定時差分ΔＶｒ＝｜Ｖｓ１−Ｖｓ２｜）を算出し、この差分値をＲｐｖｓ検出用Ｎパルス定電流の電流値で除算して得られる値を、内部抵抗値Ｒｐｖｓ（素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓ）として演算する処理を実行する。
【００８９】
なお、第１両端電圧Ｖｓ１および第２両端電圧Ｖｓ２は、前述の測定前両端電圧Ｖｓ１および測定時両端電圧Ｖｓ２に相当するものである。
Ｓ４９０での処理が終了すると、サブルーチンとしてのＲｐｖｓ測定処理が終了して、再びメインルーチンである信号検出制御処理に移行すると共に、Ｓ１８０での処理が終了する。
【００９０】
Ｓ１６０で否定判定されるか、Ｓ１７０で否定判定されるか、Ｓ１８０での処理が終了するとＳ１９０に移行し、Ｓ１９０では、エンジン制御装置９からデータ（ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓ）の送信要求があるか否かを判断し、肯定判定する場合にはＳ２００に移行し、否定判定する場合には再びＳ１１０に移行する。
【００９１】
なお、本実施形態では、Ｓ１９０での判定方法として、エンジン制御装置９に対してデータ要求の有無について問い合わせを行い、回答の内容が「要求有り」の場合に肯定判定し、回答の内容が「要求無し」の場合に否定判定するという判定方法を採用している。
【００９２】
Ｓ１９０で肯定判定されてＳ２００に移行すると、シリアル通信によりエンジン制御装置９に対してデータを送信する処理を実行する。
Ｓ２００では、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓをシリアル送受信部９６から出力する処理を実行する。これにより、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓは、シリアル通信端子５３およびシリアル通信ケーブル８５を介して、エンジン制御装置９に対して送信される。
【００９３】
本実施形態のガスセンサ制御装置２は、２つの信号（ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓ）をエンジン制御装置９に対して送信するにあたり、各信号毎に個別に設けられた信号経路（信号ケーブル）を用いるのではなく、１個の信号経路（シリアル通信端子５３およびシリアル通信ケーブル８５など）を用いる構成である。
【００９４】
なお、エンジン制御装置９は、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）に基づいてガス濃度（排気ガス中の酸素濃度）を判定すると共に、判定結果のガス濃度が目標値に近づくように空燃比制御などを実行する。また、エンジン制御装置９は、素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓに基づいて、起電力セル２４の内部抵抗値と相関する値が目標値となるように、ガスセンサ８を加熱するためのヒータ４２への通電を制御する。この温度制御は、起電力セル２４の温度が目標値よりも高いときには電圧を低下させ、また、起電力セル２４の温度が目標値よりも低いときには電圧を上げることにより、ガスセンサ８の温度を目標温度（例えば、８００℃）に保つよう機能する。
【００９５】
なお、本実施形態においては、ガスセンサ制御装置２が特許請求の範囲に記載のガスセンサ制御装置に相当し、デジタル制御部３１の第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７が信号変換処理手段に相当し、デジタル制御部３１のＣＰＵ９１がデジタル検出処理手段に相当し、デジタル制御部３１のシリアル送受信部９６が多重信号送信手段に相当している。
【００９６】
また、ガスセンサ８のポンプセル１４および起電力セル２４が素子部に相当し、エンジン制御装置９が外部機器に相当し、シリアル通信端子５３およびシリアル通信ケーブル８５が多重信号伝送経路に相当している。
【００９７】
以上説明したように、ガスセンサ制御装置２は、第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７およびＣＰＵ９１を有するデジタル制御部３１を備えており、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）の検出および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓの検出を実行するにあたり、ガスセンサ８の起電力セル２４を介して供給される電気信号をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル値を用いている。
【００９８】
つまり、ガスセンサ制御装置２は、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓを検出するにあたり、ガスセンサ８の起電力セル２４を介して供給される電気信号のアナログ値をそのまま用いる構成ではないため、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）の検出および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓの検出を実行するためのアナログ回路を備える必要が無い。このため、ガスセンサ制御装置２は、アナログ回路を備えるガスセンサ制御装置に比べて、コンデンサ素子などのアナログ素子の使用個数を低減できると共に、アナログ素子における特性値の誤差に起因する信号検出精度の低下を抑制できる。
【００９９】
また、デジタル制御部３１は、ＣＰＵ９１において、ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）の検出処理（Ｓ１３０およびＳ１４０）および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓの検出処理（Ｓ１８０）を実行する。つまり、デジタル制御部３１は、ＣＰＵ９１にて少なくとも２つの検出処理（ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）の検出処理および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓの検出処理）を実行することから、２個のアナログ回路による検出処理と同様の検出処理を実行することができる。
【０１００】
このため、ガスセンサ制御装置２は、少なくとも２個のアナログ回路を１個のデジタル制御部３１に置き換えた構成となり、コンデンサ素子などのアナログ素子の使用個数を低減できる。
【０１０１】
このように、本実施形態のガスセンサ制御装置２は、アナログ素子の使用個数を低減でき、アナログ回路の占有面積を削減できると共に、複数の処理を実行できるデジタル制御部３１を備えることから、装置全体としての小型化を図ることができる。
【０１０２】
さらに、デジタル制御部３１のシリアル送受信部９６は、シリアル通信ケーブル８５を介して複数の信号（少なくともガス検出信号および素子抵抗値信号）をエンジン制御装置９との間で送受信するために備えられている。このことから、ガスセンサ制御装置２は、物理的に１つの信号経路（シリアル通信ケーブル８５）を介して複数の信号を外部機器（エンジン制御装置９）に対して送信できる。
【０１０３】
つまり、ガスセンサ制御装置２は、１個のシリアル送受信部９６を備えることで複数の信号を外部機器に出力できることから、複数の信号を外部機器へ出力するにあたり、信号出力手段（信号出力部）の個数を減らすことができ、装置全体としての小型化を図ることができる。
【０１０４】
よって、ガスセンサ制御装置２によれば、ガスセンサ８から複数の信号（ガス検出信号（Ｖｉｐ信号）および素子抵抗値信号ＳＲｐｖｓ）を検出すると共に、これら複数の信号をエンジン制御装置９に出力するにあたり、アナログ回路の占有面積を削減できると共に信号出力部の個数を削減できることから、従来のガスセンサ制御装置に比べて小型化を図ることができる。また、ガスセンサ制御装置２は、アナログ回路を削減できることから、アナログ素子における特性値の誤差に起因する信号検出精度の低下を抑制できる。
【０１０５】
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、種々の態様を採ることができる。
例えば、シリアル送受信部９６が外部機器に対して送信する信号は、ガス検出信号および素子抵抗値信号に限られることはなく、他の信号（例えば、素子劣化判定信号など）を送信するように構成しても良い。
【０１０６】
また、信号の送信先となる外部機器は、エンジン制御装置９に限られることはなく、他の機器に対して信号送受信するように構成しても良い。
さらに、上記の実施形態では、ヒータ４２の温度制御処理をエンジン制御装置９が実行する内燃機関制御システムについて説明したが、ガスセンサ制御装置がヒータの温度制御処理を実行するように、内燃機関制御システムを構成しても良い。
【０１０７】
また、本実施の形態のデジタル制御部３１では、第１Ａ／Ｄ変換器９３、第２Ａ／Ｄ変換器９７を介して電気信号を読み取る待機時間（換言すれば、サンプリング時間）を１［ｍｓ］に設定（Ｓ１１０での処理）しているが、この待機時間は１００［μｓ］〜１０［ｍｓ］の範囲内に設定することが好ましい。上記待機時間が上記範囲内に設定されない場合には、Ｉｐ＋端子５１における電圧が大きな発振を生じ易くなり、デジタル制御部３１（ＣＰＵ９１）におけるポンプ電流Ｉｐの演算を良好に行うことができない虞がある。
【０１０８】
さらに、ガスセンサ制御装置の制御対象となるガスセンサは、上記実施形態のように２個のセル（起電力セル、ポンプセル）を備えるガスセンサ（酸素センサ）に限られることはなく、少なくともガス検出信号および素子抵抗値信号を検出可能な構成であれば、上記構成とは異なる酸素センサでもよい。
【０１０９】
また、測定対象ガスは、内燃機関の排気ガスに限られることはなく、他のガスであっても良い。さらに、特定成分濃度は、酸素濃度に限られることはなく、ＮＯｘ濃度など酸素濃度以外のガス濃度であってもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態のガスセンサ制御装置は、排気ガス中の酸素濃度を検出して空燃比フィードバック制御を行うための内燃機関制御システムに備えられるものを説明したが、ガスセンサ制御装置の用途は、これに限られることはなく、測定成分分析、センサ劣化シミュレータ（センサ劣化信号模擬発生装置）などの用途にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明が適用されたガスセンサ制御装置を備える内燃機関制御システムの概略構成図である。
【図２】ガスセンサの概略構成図である。
【図３】信号検出制御処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図４】Ｒｐｖｓ測定処理の処理内容を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１…内燃機関制御システム、２…ガスセンサ制御装置、８…ガスセンサ、９…エンジン制御装置、１４…ポンプセル、２０…拡散室、２４…起電力セル、３１…デジタル制御部、３９…外部接続端子、４１…Ｖｓ＋端子、４２…ヒータ、４５…Ｐｏｕｔ端子、４７…Ｖｃｅｎｔ端子、４９…ＣＯＭ端子、５１…Ｉｐ＋端子５１、５３…シリアル通信端子、６１…定電流出力部、６２…定電流源回路、８３…電流検出抵抗器、８５…シリアル通信ケーブル、９３…第１Ａ／Ｄ変換器、９４…Ｄ／Ａ変換器、９５…Ｉ／Ｏ入出力部、９６…シリアル送受信部、９７…第２Ａ／Ｄ変換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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