(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】濃度検出装置
(51)【国際特許分類】
G01N 27/409 20060101AFI20241112BHJP
G01N 27/41 20060101ALI20241112BHJP
G01N 27/419 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
G01N27/409 100
G01N27/41 325P
G01N27/419 327P
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022008049
(22)【出願日】2022-01-21
(65)【公開番号】P2023106981
(43)【公開日】2023-08-02
【審査請求日】2024-05-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000578
【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】青木 充
【審査官】大瀧 真理
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－０４０７２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１２０８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２９２４１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－１４２４４９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２７／４０６ － ２７／４１３
Ｇ０１Ｎ ２７／４１６ － ２７／４１９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を検出するガスセンサ（２）から、前記特定ガスの濃度に応じて値が変化する濃度検出信号を取得し、取得した前記濃度検出信号から高周波成分を抽出した高周波抽出信号を生成するように構成された高周波抽出部（３１，Ｓ３０）と、前記ガスセンサから前記濃度検出信号を取得し、取得した前記濃度検出信号を、前記高周波抽出部が前記高周波抽出信号を生成するのに要する高周波抽出処理時間だけ遅延させた遅延信号を生成するように構成された遅延部（３２，Ｓ２０）と、
前記遅延部により生成された前記遅延信号から、前記高周波抽出部により生成された前記高周波抽出信号を減算するように構成された減算部（３３，Ｓ４０）と
を備える濃度検出装置（３０，７）。
【請求項2】
請求項１に記載の濃度検出装置であって、更に、前記減算部が前記遅延信号から前記高周波抽出信号を減算することによって生成した減算信号から低周波成分を抽出するように構成された低周波抽出部（３６，Ｓ４５）を備える濃度検出装置。
【請求項3】
請求項１に記載の濃度検出装置であって、更に、前記高周波抽出部により生成された前記高周波抽出信号に基づいて、前記ガスセンサが備えるセンサ素子（３）の素子抵抗値を算出するように構成された素子抵抗算出部（３５，Ｓ６０）を備える濃度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ガス濃度を検出する濃度検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、直流電圧に交流電圧を重畳した印加電圧をガスセンサに印加し、このガスセンサから出力される濃度検出信号から高周波成分を除去した信号に基づいてガス濃度を検出し、濃度検出信号から低周波成分を除去した信号に基づいてガスセンサの素子抵抗値を検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第４４１９１９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、排気ガス規制が厳しくなる中で、排気ガスセンサの搭載性を向上させるための排気ガスセンサの小型化への要求、および、排気ガスセンサのガス濃度検出精度の向上に対する要求が増加している。
【0005】
排気ガスに含まれる特定ガス（例えば、酸素）の濃度を検出するためには、ガスセンサのセンサ素子を所定の温度に維持する必要がある。このため、ガスセンサにヒータが内蔵され、ヒータへの通電量が制御される。ヒータ通電はデューティ比制御により行われるため、ヒータ通電をオンとオフとの間で切り替えるときに電気ノイズが生じ、ガス濃度検出精度が悪化する。また、車両環境に起因して発生する電磁波などのノイズによってもガス濃度検出精度が悪化する。
【0006】
本開示は、ノイズに起因したガス濃度検出精度の低下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】
【0007】
本開示の一態様は、高周波抽出部（３１，Ｓ３０）と、遅延部（３２，Ｓ２０）と、減算部（３３，Ｓ４０）とを備える濃度検出装置（３０，７）である。
高周波抽出部は、ガスセンサ（２）から、特定ガスの濃度に応じて値が変化する濃度検出信号を取得し、取得した濃度検出信号から高周波成分を抽出した高周波抽出信号を生成するように構成される。ガスセンサは、被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を検出する。
高周波抽出部は、ガスセンサ（２）から、特定ガスの濃度に応じて値が変化する濃度検出信号を取得し、取得した濃度検出信号から高周波成分を抽出した高周波抽出信号を生成するように構成される。ガスセンサは、被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を検出する。
【0008】
遅延部は、ガスセンサから濃度検出信号を取得し、取得した濃度検出信号を、高周波抽出部が高周波抽出信号を生成するのに要する高周波抽出処理時間だけ遅延させた遅延信号を生成するように構成される。
【0009】
減算部は、遅延部により生成された遅延信号から、高周波抽出部により生成された高周波抽出信号を減算するように構成される。
このように構成された本開示の濃度検出装置は、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
このように構成された本開示の濃度検出装置は、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１，２実施形態のガスセンサ制御装置の構成を示す図である。
【図2】第１実施形態の濃度電流検出回路の構成を示す図である。
【図3】第１実施形態のノイズ除去方法を示すタイミングチャートである。
【図4】第２実施形態の濃度電流検出回路の構成を示す図である。
【図5】第２実施形態のノイズ除去方法を示すタイミングチャートである。
【図6】第３，４実施形態のガスセンサ制御装置の構成を示す図である。
【図7】第３実施形態の濃度電流検出処理を示すフローチャートである。
【図8】第４実施形態の濃度電流検出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】
【0011】
【0012】
ガスセンサ２は、センサ素子３と、ヒータ４とを備える。
センサ素子３は、車両の排気管に取り付けられ、車両のエンジンから排気管に排出された排気ガスに含まれる酸素の濃度を検出する。センサ素子３は、第１端子３ａと第２端子３ｂとを備える。センサ素子３は、第１端子３ａと第２端子３ｂとの間に所定の定電圧が印加されることによって、排気ガスの酸素濃度に応じた電流値を有する濃度検出電流を第２端子３ｂから出力する。
センサ素子３は、車両の排気管に取り付けられ、車両のエンジンから排気管に排出された排気ガスに含まれる酸素の濃度を検出する。センサ素子３は、第１端子３ａと第２端子３ｂとを備える。センサ素子３は、第１端子３ａと第２端子３ｂとの間に所定の定電圧が印加されることによって、排気ガスの酸素濃度に応じた電流値を有する濃度検出電流を第２端子３ｂから出力する。
【0013】
ヒータ４は、排気ガスの酸素濃度を検出することが可能な状態になるようにセンサ素子３を加熱する。
ガスセンサ制御装置１は、センサ制御部５と、ヒータ制御部６と、マイクロコンピュータ７（以下、マイコン７）と、第１センサ端子８と、第２センサ端子９と、ヒータ端子１０とを備える。
ガスセンサ制御装置１は、センサ制御部５と、ヒータ制御部６と、マイクロコンピュータ７（以下、マイコン７）と、第１センサ端子８と、第２センサ端子９と、ヒータ端子１０とを備える。
【0014】
センサ制御部５は、センサ制御回路１１と、Ｄ／Ａコンバータ１２，１３と、オペアンプ１４，１５と、シャント抵抗１６と、Ａ／Ｄコンバータ１７とを備える。
センサ制御回路１１は、特定用途向ＩＣ（すなわち、ＡＳＩＣ）で実現されている。ＡＳＩＣは、Application Specific ICの略である。センサ制御回路１１は、濃度電流検出回路３０を備える。
センサ制御回路１１は、特定用途向ＩＣ（すなわち、ＡＳＩＣ）で実現されている。ＡＳＩＣは、Application Specific ICの略である。センサ制御回路１１は、濃度電流検出回路３０を備える。
【0015】
Ｄ／Ａコンバータ１２は、センサ制御回路１１から入力されるデジタル値に対応した電圧値を有するアナログ信号を生成して、オペアンプ１４の非反転入力端子へ出力する。
Ｄ／Ａコンバータ１３は、センサ制御回路１１から入力されるデジタル値に対応した電圧値を有するアナログ信号を生成して、オペアンプ１５の非反転入力端子へ出力する。
Ｄ／Ａコンバータ１３は、センサ制御回路１１から入力されるデジタル値に対応した電圧値を有するアナログ信号を生成して、オペアンプ１５の非反転入力端子へ出力する。
【0016】
オペアンプ１４の出力端子は、オペアンプ１４の反転入力端子に接続されるとともに、第１センサ端子８に接続される。第１センサ端子８は、センサ素子３の第１端子３ａに接続される。これにより、オペアンプ１４は、センサ制御回路１１が指示した第１電圧をセンサ素子３の第１端子３ａへ出力するバッファとして機能する。
【0017】
オペアンプ１５の出力端子は、オペアンプ１５の反転入力端子に接続されるとともに、シャント抵抗１６を介して第２センサ端子９に接続される。第２センサ端子９は、センサ素子３の第２端子３ｂに接続される。これにより、オペアンプ１５は、センサ制御回路１１が指示した第２電圧をセンサ素子３の第２端子３ｂへ出力するバッファとして機能する。
【0018】
Ａ／Ｄコンバータ１７は、シャント抵抗１６の両端間の電圧をデジタル値に変換して濃度電流検出回路３０へ出力する。
センサ制御回路１１は、所定の測定周期Ｔｒで電圧値が振動する交流電圧が上記の所定の定電圧に重畳されるように、Ｄ／Ａコンバータ１２，１３へ出力するデジタル値を変化させる。
センサ制御回路１１は、所定の測定周期Ｔｒで電圧値が振動する交流電圧が上記の所定の定電圧に重畳されるように、Ｄ／Ａコンバータ１２，１３へ出力するデジタル値を変化させる。
【0019】
ヒータ制御部６は、マイコン７から入力されるセンサ素子温度データに基づいて、センサ素子３を所定温度に維持するために必要なデューティ比のＰＷＭ信号を、ヒータ端子１０を介してヒータ４へ出力する。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略である。
【0020】
マイコン７は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２およびＲＡＭ２３等を備える。マイコン７の各種機能は、ＣＰＵ２１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、ＲＯＭ２２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、ＣＰＵ２１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。
【0021】
濃度電流検出回路３０は、図２に示すように、デジタルハイパスフィルタ３１と、遅延回路３２と、減算器３３と、電流値算出回路３４と、素子抵抗算出回路３５とを備える。
デジタルハイパスフィルタ３１は、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力されるデジタル信号から低周波成分を除去したデジタル信号を出力する。
デジタルハイパスフィルタ３１は、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力されるデジタル信号から低周波成分を除去したデジタル信号を出力する。
【0022】
遅延回路３２は、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力されるデジタル信号を予め設定された遅延時間だけ遅延させて出力する。
減算器３３は、遅延回路３２から入力されるデジタル信号のデジタル値から、デジタルハイパスフィルタ３１から入力されるデジタル信号のデジタル値を減算した値に対応するデジタル信号を出力する。
減算器３３は、遅延回路３２から入力されるデジタル信号のデジタル値から、デジタルハイパスフィルタ３１から入力されるデジタル信号のデジタル値を減算した値に対応するデジタル信号を出力する。
【0023】
電流値算出回路３４は、減算器３３から出力されるデジタル信号に基づいて、センサ素子３から出力される濃度検出電流の電流値を算出し、この電圧値を示すデジタル信号をマイコン７へ出力する。マイコン７は、電流値算出回路３４から入力されるデジタル信号に基づいて、酸素濃度を算出する。
【0024】
素子抵抗算出回路３５は、デジタルハイパスフィルタ３１から出力されるデジタル信号に基づいて、センサ素子３の素子抵抗値を算出し、この素子抵抗値を示すデジタル信号をマイコン７へ出力する。マイコン７は、素子抵抗算出回路３５から入力されるデジタル信号に基づいて、センサ素子３の温度を算出する。
【0025】
図３は、Ａ／Ｄコンバータ１７、デジタルハイパスフィルタ３１、遅延回路３２および減算器３３から出力されるデジタル信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号ＤＳ１は、濃度検出電流成分Ｃ１と、素子抵抗電流成分Ｃ２と、ヒータノイズ成分Ｃ３と、車両環境ノイズ成分Ｃ４とを含む。
図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号ＤＳ１は、濃度検出電流成分Ｃ１と、素子抵抗電流成分Ｃ２と、ヒータノイズ成分Ｃ３と、車両環境ノイズ成分Ｃ４とを含む。
【0026】
濃度検出電流成分Ｃ１は、濃度検出電流の電流値である。素子抵抗電流成分Ｃ２は、測定周期Ｔｒで振動する交流電圧に起因して発生する素子抵抗電流の電流値である。素子抵抗電流成分Ｃ２は、測定周期Ｔｒで増減を繰り返す。
【0027】
ヒータノイズ成分Ｃ３は、ヒータ４へ入力されるＰＷＭ信号におけるオンとオフとの切り替えに起因して発生するノイズの電流値である。車両環境ノイズ成分Ｃ４は、車両内の電磁波などに起因して発生するノイズの電流値である。
【0028】
デジタルハイパスフィルタ３１から出力されるデジタル信号ＤＳ２は、デジタル信号ＤＳ１から低周波成分を除去した信号である。なお、第１実施形態では、素子抵抗電流成分Ｃ２の周波数は、デジタルハイパスフィルタ３１が抽出することができる周波数範囲に含まれる。したがって、デジタル信号ＤＳ２は、素子抵抗電流成分Ｃ２と、ヒータノイズ成分Ｃ３と、車両環境ノイズ成分Ｃ４とを含む。デジタル信号ＤＳ２は、デジタルハイパスフィルタ３１における処理に起因して、デジタル信号ＤＳ１の入力から遅延時間Ｔｄ１だけ遅延して出力される。
【0029】
遅延回路３２から出力されるデジタル信号ＤＳ３は、デジタル信号ＤＳ１を遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させた信号である。したがって、デジタル信号ＤＳ３は、濃度検出電流成分Ｃ１と、素子抵抗電流成分Ｃ２と、ヒータノイズ成分Ｃ３と、車両環境ノイズ成分Ｃ４とを含む。
【0030】
減算器３３から出力されるデジタル信号ＤＳ４は、デジタル信号ＤＳ３からデジタル信号ＤＳ２を減算した信号である。したがって、デジタル信号ＤＳ４は、濃度検出電流成分Ｃ１のみを含む。デジタル信号ＤＳ４は、減算器３３における処理に起因して、デジタル信号ＤＳ３の入力から遅延時間Ｔｄ２だけ遅延して出力される。
【0031】
このように構成されたガスセンサ制御装置１の濃度電流検出回路３０は、デジタルハイパスフィルタ３１と、遅延回路３２と、減算器３３とを備える。
デジタルハイパスフィルタ３１は、ガスセンサ２から、酸素の濃度に応じて値が変化する濃度検出信号（すなわち、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号ＤＳ１）を取得し、取得した濃度検出信号から高周波成分を抽出した高周波抽出信号を生成するように構成される。ガスセンサ２は、排気ガスに含まれる酸素の濃度を検出する。
デジタルハイパスフィルタ３１は、ガスセンサ２から、酸素の濃度に応じて値が変化する濃度検出信号（すなわち、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号ＤＳ１）を取得し、取得した濃度検出信号から高周波成分を抽出した高周波抽出信号を生成するように構成される。ガスセンサ２は、排気ガスに含まれる酸素の濃度を検出する。
【0032】
遅延回路３２は、ガスセンサ２から濃度検出信号を取得し、取得した濃度検出信号を、デジタルハイパスフィルタ３１が高周波抽出信号を生成するのに要する遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させた遅延信号を生成するように構成される。
【0033】
減算器３３は、遅延回路３２により生成された遅延信号から、デジタルハイパスフィルタ３１により生成された高周波抽出信号を減算するように構成される。
このような濃度電流検出回路３０は、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
このような濃度電流検出回路３０は、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
【0034】
また濃度電流検出回路３０は、デジタルハイパスフィルタ３１により生成された高周波抽出信号に基づいて、ガスセンサ２が備えるセンサ素子３の素子抵抗値を算出するように構成された素子抵抗算出回路３５を備える。これにより、濃度電流検出回路３０は、センサ素子３の素子抵抗値を検出することができる。
【0035】
以上説明した実施形態において、濃度電流検出回路３０は濃度検出装置に相当し、デジタルハイパスフィルタ３１は高周波抽出部に相当し、遅延回路３２は遅延部に相当し、減算器３３は減算部に相当する。
【0036】
また、排気ガスは被測定ガスに相当し、酸素は特定ガスに相当し、デジタル信号ＤＳ１は濃度検出信号に相当し、遅延時間Ｔｄ１は高周波抽出処理時間に相当し、素子抵抗算出回路３５は素子抵抗算出部に相当する。
［第２実施形態］
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
［第２実施形態］
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
【0037】
第２実施形態のガスセンサ制御装置１は、濃度電流検出回路３０の構成が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態の濃度電流検出回路３０は、図４に示すように、素子抵抗算出回路３５が省略された点と、デジタルローパスフィルタ３６が追加された点とが第１実施形態と異なる。
第２実施形態の濃度電流検出回路３０は、図４に示すように、素子抵抗算出回路３５が省略された点と、デジタルローパスフィルタ３６が追加された点とが第１実施形態と異なる。
【0038】
デジタルローパスフィルタ３６は、減算器３３から入力されるデジタル信号から高周波成分を除去したデジタル信号を電流値算出回路３４へ出力する。
図５は、Ａ／Ｄコンバータ１７、デジタルハイパスフィルタ３１、遅延回路３２、減算器３３およびデジタルローパスフィルタ３６から出力されるデジタル信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
図５は、Ａ／Ｄコンバータ１７、デジタルハイパスフィルタ３１、遅延回路３２、減算器３３およびデジタルローパスフィルタ３６から出力されるデジタル信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
【0039】
図５に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号ＤＳ１１は、濃度検出電流成分Ｃ１と、素子抵抗電流成分Ｃ２と、ヒータノイズ成分Ｃ３と、車両環境ノイズ成分Ｃ４とを含む。
【0040】
デジタルハイパスフィルタ３１から出力されるデジタル信号ＤＳ１２は、デジタル信号ＤＳ１１から低周波成分を除去した信号である。なお、第２実施形態では、素子抵抗電流成分Ｃ２の周波数は、デジタルハイパスフィルタ３１が抽出することができる周波数範囲に含まれない。したがって、デジタル信号ＤＳ１２は、ヒータノイズ成分Ｃ３と、車両環境ノイズ成分Ｃ４とを含む。デジタル信号ＤＳ１２は、デジタルハイパスフィルタ３１における処理に起因して、デジタル信号ＤＳ１１の入力から遅延時間Ｔｄ１だけ遅延して出力される。
【0041】
遅延回路３２から出力されるデジタル信号ＤＳ１３は、デジタル信号ＤＳ１１を遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させた信号である。したがって、デジタル信号ＤＳ１３は、濃度検出電流成分Ｃ１と、素子抵抗電流成分Ｃ２と、ヒータノイズ成分Ｃ３と、車両環境ノイズ成分Ｃ４とを含む。
【0042】
減算器３３から出力されるデジタル信号ＤＳ１４は、デジタル信号ＤＳ１３からデジタル信号ＤＳ１２を減算した信号である。したがって、デジタル信号ＤＳ１４は、濃度検出電流成分Ｃ１と、素子抵抗電流成分Ｃ２とを含む。デジタル信号ＤＳ１４は、減算器３３における処理に起因して、デジタル信号ＤＳ１３の入力から遅延時間Ｔｄ２だけ遅延して出力される。
【0043】
デジタルローパスフィルタ３６から出力されるデジタル信号ＤＳ１５は、デジタル信号ＤＳ１４から高周波成分を除去した信号である。したがって、デジタル信号ＤＳ１４は、濃度検出電流成分Ｃ１のみを含む。デジタル信号ＤＳ１５は、デジタルローパスフィルタ３６における処理に起因して、デジタル信号ＤＳ１４の入力から遅延時間Ｔｄ３だけ遅延して出力される。
【0044】
このように構成されたガスセンサ制御装置１の濃度電流検出回路３０は、デジタルハイパスフィルタ３１、遅延回路３２および減算器３３に加えて、さらに、デジタルローパスフィルタ３６を備える。デジタルローパスフィルタ３６は、減算器３３が遅延信号から高周波抽出信号を減算することによって生成した減算信号から低周波成分を抽出するように構成される。
【0045】
このような濃度電流検出回路３０は、デジタルハイパスフィルタ３１が抽出することができる周波数範囲に素子抵抗電流成分Ｃ２の周波数が含まれない場合において、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
【0046】
以上説明した実施形態において、デジタルローパスフィルタ３６は低周波抽出部に相当し、デジタル信号ＤＳ１１は濃度検出信号に相当する。
［第３実施形態］
以下に本開示の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
［第３実施形態］
以下に本開示の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
【0047】
第３実施形態のガスセンサ制御装置１は、図６に示すように、濃度電流検出回路３０が省略された点と、Ａ／Ｄコンバータ１７がデジタル信号をマイコン７へ出力する点と、マイコン７が濃度電流検出処理を実行する点とが第１実施形態と異なる。
【0048】
次に、マイコン７が実行する濃度電流検出処理の手順を説明する。濃度電流検出処理は、マイコン７の動作中において、予め設定された信号取得周期が経過する毎に実行される処理である。
【0049】
濃度電流検出処理が実行されると、マイコン７のＣＰＵ２１は、図７に示すように、まずＳ１０にて、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力されたデジタル信号のうち、直近の信号取得周期分のデジタル信号を取得する。
【0050】
そしてＣＰＵ２１は、Ｓ２０にて、Ｓ１０で取得した信号取得周期分のデジタル信号を遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させる。さらにＣＰＵ２１は、Ｓ３０にて、Ｓ１０で取得した信号取得周期分のデジタル信号から低周波成分を除去する。
【0051】
次にＣＰＵ２１は、Ｓ４０にて、Ｓ２０の処理で得られたデジタル信号から、Ｓ３０の処理で得られたデジタル信号を減算する。
そしてＣＰＵ２１は、Ｓ５０にて、Ｓ４０の処理で得られたデジタル信号に基づいて、濃度検出電流値を算出する。さらにＣＰＵ２１は、Ｓ６０にて、Ｓ３０の処理で得られたデジタル信号に基づいて、素子抵抗値を算出し、濃度電流検出処理を終了する。
そしてＣＰＵ２１は、Ｓ５０にて、Ｓ４０の処理で得られたデジタル信号に基づいて、濃度検出電流値を算出する。さらにＣＰＵ２１は、Ｓ６０にて、Ｓ３０の処理で得られたデジタル信号に基づいて、素子抵抗値を算出し、濃度電流検出処理を終了する。
【0052】
このように構成されたガスセンサ制御装置１のマイコン７は、ガスセンサ２から、酸素の濃度に応じて値が変化する濃度検出信号（すなわち、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるデジタル信号ＤＳ１）を取得し、取得した濃度検出信号から高周波成分を抽出した高周波抽出信号を生成するように構成される。
【0053】
マイコン７は、ガスセンサ２から濃度検出信号を取得し、取得した濃度検出信号を、高周波抽出信号を生成するのに要する遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させた遅延信号を生成するように構成される。
【0054】
マイコン７は、生成された遅延信号から、生成された高周波抽出信号を減算するように構成される。
このようなマイコン７は、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
このようなマイコン７は、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
【0055】
またマイコン７は、生成された高周波抽出信号に基づいて、ガスセンサ２が備えるセンサ素子３の素子抵抗値を算出するように構成される。これにより、マイコン７は、センサ素子３の素子抵抗値を検出することができる。
【0056】
以上説明した実施形態において、マイコン７は濃度検出装置に相当し、Ｓ３０は高周波抽出部としての処理に相当し、Ｓ２０は遅延部としての処理に相当し、Ｓ４０は減算部としての処理に相当し、Ｓ６０は素子抵抗算出部としての処理に相当する。
【0057】
［第４実施形態］
以下に本開示の第４実施形態を図面とともに説明する。なお第４実施形態では、第３実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
以下に本開示の第４実施形態を図面とともに説明する。なお第４実施形態では、第３実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
【0058】
第４実施形態のガスセンサ制御装置１は、濃度電流検出処理が変更された点が第３実施形態と異なる。
第４実施形態の濃度電流検出処理は、Ｓ４５の処理が追加された点と、Ｓ５０の代わりにＳ５５の処理を実行する点と、Ｓ６０の処理が省略された点とが第３実施形態と異なる。
第４実施形態の濃度電流検出処理は、Ｓ４５の処理が追加された点と、Ｓ５０の代わりにＳ５５の処理を実行する点と、Ｓ６０の処理が省略された点とが第３実施形態と異なる。
【0059】
すなわち、図８に示すように、Ｓ４０の処理が終了すると、ＣＰＵ２１は、Ｓ４５にて、Ｓ４０の処理で得られたデジタル信号から高周波成分を除去する。そしてＣＰＵ２１は、Ｓ５５にて、Ｓ４５の処理で得られたデジタル信号に基づいて、濃度検出電流値を算出し、濃度電流検出処理を終了する。
【0060】
このように構成されたガスセンサ制御装置１のマイコン７は、更に、遅延信号から高周波抽出信号を減算することによって生成した減算信号から低周波成分を抽出するように構成される。
【0061】
このようなマイコン７は、Ｓ３０の処理で抽出することができる周波数範囲に素子抵抗電流成分Ｃ２の周波数が含まれない場合において、濃度検出信号に重畳したノイズを低減することができ、ガス濃度検出精度の低下を抑制することができる。
【0062】
以上説明した実施形態において、Ｓ４５は低周波抽出部としての処理に相当する。
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。
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。
【0063】
本開示に記載のガスセンサ制御装置１およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載のガスセンサ制御装置１およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載のガスセンサ制御装置１およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。ガスセンサ制御装置１に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
【0064】
上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記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または置換してもよい。
【0065】
上述したガスセンサ制御装置１の他、当該ガスセンサ制御装置１を構成要素とするシステム、当該ガスセンサ制御装置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体的記録媒体、濃度検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【0066】
２…ガスセンサ、３…センサ素子、４…ヒータ、７…マイコン、３０…濃度電流検出回路、３１…デジタルハイパスフィルタ、３２…遅延回路、３３…減算器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】