(57)【要約】【課題】一定時間間隔毎にＡ／Ｄ変換を行いながら、駆動パルス信号のオン期間とオフ期間とにおいて、駆動対象に流れる電流に基づくアナログ値のＡ／Ｄ変換値をそれぞれ取得すること。【解決手段】まず、前回のＡ／Ｄ変換のタイミングｔａｄｏｌｄから現在の時刻ｔｎｏｗまでの経過時間Δｔを求める。そして、Ａ／Ｄ変換周期Ｔａｄから経過時間Δｔを減算することにより、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙを算出する。この算出された時間Ｔｄｅｌａｙ経過後に、ＥＣＵ６から出力される駆動パルスがオン状態に切り換えられるように、駆動パルス電圧信号の出力をセットする。これにより、駆動パルス電圧信号のオンタイミングを次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗに同期させることができるので、駆動パルス電圧信号がオンした時のヒータ電流のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。【選択図】      図４
2006250123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象に対して、オン期間及び／又はオフ期間が変化する駆動パルス信号を出力する出力手段と、
前記駆動対象に流れる電流に基づくアナログ値を、一定間隔毎にサンプリングしてデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記駆動パルス信号のオン期間とオフ期間とにおいて、それぞれ前記Ａ／Ｄ変換手段によるサンプリングが行なわれるように、前記出力手段から駆動パルス信号が出力される時期を調整する調整手段とを備えることを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記駆動パルス信号のオン期間及びオフ期間において、前記Ａ／Ｄ変換手段によってそれぞれ変換されたデジタル値と、オン期間用異常判定値及びオフ期間用異常判定値との比較結果に基づいて、前記駆動対象の異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記出力手段から出力予定の駆動パルス信号のオン期間及び／又はオフ期間と、前記Ａ／Ｄ変換手段におけるＡ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔とを比較する比較手段を備え、
前記比較手段によって、前記駆動パルスのオン期間及び／又はオフ期間が、前記Ａ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短いと判定されたときに、前記出力手段から駆動パルス信号が出力される時期を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、前記出力手段による前記駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、
前記駆動パルス信号のオン期間が前記Ａ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短い場合に、前記計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出し、この残り時間分だけ、前記出力手段における前記駆動パルス信号の出力時期を遅延させることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、前記出力手段による前記駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、
前記駆動パルス信号のオン期間が前記Ａ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短い場合に、前記計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出し、この残り時間から前記駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間分だけ、前記出力手段における前記駆動パルス信号の出力時期を遅延させることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記調整手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、前記出力手段による前記駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、
前記駆動パルス信号のオン期間が前記Ａ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短い場合に、前記計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出し、かつ、この残り時間から前記駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間を算出し、これら減算時間と残り時間とによって規定される時間範囲内の任意の時間だけ、前記出力手段における前記駆動パルス信号の出力時期を遅延させることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
【請求項７】
前記調整手段は、前記減算時間と残り時間とによって規定される時間範囲において、前記駆動パルス信号の出力時期の遅延時間を決定する際に、当初の出力予定時期との差が最も小さくなるように前記遅延時間を決定することを特徴とする請求項６に記載の電子制御装置。
【請求項８】
前記調整手段は、前記出力手段から出力予定の駆動パルス信号のオン期間及び／又はオフ期間に、前記Ａ／Ｄ変換手段におけるＡ／Ｄ変換の実行時点が含まれるか否かを判定するタイミング判定手段を備え、
前記タイミング判定手段によって、前記駆動パルスのオン期間及び／又はオフ期間に、前記Ａ／Ｄ変換実行時点が含まれないと判定されたときに、前記出力手段から駆動パルス信号が出力される時期を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項９】
前記タイミング判定手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、前記出力手段による前記駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、
前記計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出し、この残り時間が、前記出力手段における前記駆動パルス信号のオン期間よりも長いとき、前記駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換実行時点が含まれないと判定することを特徴とする請求項８に記載の電子制御装置。
【請求項１０】
前記タイミング判定手段が、前記駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換実行時点が含まれないと判定したとき、前記調整手段は、前記残り時間分だけ、前記駆動パルス信号の出力時期を遅延させることを特徴とする請求項９に記載の電子制御装置。
【請求項１１】
前記タイミング判定手段が、前記駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換実行時点が含まれないと判定したとき、前記調整手段は、前記残り時間から前記駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間を算出し、その減算時間分だけ、前記出力手段における前記駆動パルス信号の出力時期を遅延させることを特徴とする請求項９に記載の電子制御装置。
【請求項１２】
前記タイミング判定手段が、前記駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換実行時点が含まれないと判定したとき、前記調整手段は、前記残り時間から前記駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間を算出し、この減算時間と前記残り時間とによって規定される時間範囲内の任意の時間だけ、前記出力手段における前記駆動パルス信号の出力時期を遅延させることを特徴とする請求項９に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動対象に対する駆動信号として、駆動パルス信号を出力するとともに、その駆動パルス信号のオン期間及びオフ期間のそれぞれにおいて、駆動対象に流れる電流に基づくアナログ値をデジタル値に変換して取り込む電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した電子制御装置の一例として、例えば特許文献１に記載される酸素センサのヒータ制御装置が知られている。このヒータ制御装置は、車載エンジンの排気ガスの空燃比（酸素濃度）を精度良く検出するために、酸素センサ素子の温度を所定の活性温度に維持すべく、酸素センサ素子に付設されたヒータの通電制御を行うものである。
【０００３】
具体的には、例えば酸素センサ素子温度と相関する酸素センサ素子のインピーダンスを算出し、この素子インピーダンスが目標インピーダンスに一致するように、ヒータの通電制御を行う。この通電制御においては、検出した素子インピーダンスに基づいて制御するパルス出力信号のデューティ比を算出して、このデューティ比に従う電流をヒータに通電する。このような通電制御により、ヒータが、酸素センサ素子の温度を所定の活性温度に維持可能な所定の目標温度まで加熱される。
【０００４】
上述した従来装置において、ヒータが異常となって、酸素センサ素子を活性温度に維持できない場合には、空燃比（酸素濃度）を正確に検出することができなくなる。このため、パルス信号がオンされたとき及びオフされたときのそれぞれにおいて、ヒータ電圧及びヒータ電流をＡ／Ｄ変換器を介して検出する。検出したヒータのオン電圧、オン電流、及びオフ電圧、オフ電流が、そのときのデューティ比に対応していればヒータ通電が正常であり、対応していなければヒータ通電が異常とみなされる。
【特許文献１】特開平１０−２９９５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来装置においては、ヒータに通電するパルスのデューティ比は、センサ素子のインピーダンスに応じて変化する。このような状況で、ヒータのオン電圧、オン電流、及びオフ電圧、オフ電流を正確に検出するために、従来装置では、パルスのデューティ比の変化に応じて、マイクロコンピュータがＡ／Ｄ変換の実行時期を変化させていた。
【０００６】
しかしながら、パルスのデューティ比の変化に対応するようにＡ／Ｄ変換の実行時期を変化させるためには、マイクロコンピュータが、例えば割り込み処理によって、Ａ／Ｄ変換器に対するＡ／Ｄ変換の実行指示及びその変換結果の取り込みを行なう必要が生ずる。このように、Ａ／Ｄ変換の実行の度に割り込み処理を行なうと、マイクロコンピュータにおける処理負荷が増大するとともに、他の処理の実行が遅延する等の弊害を招く。
【０００７】
また、電子制御装置としては一定時間毎にのみＡ／Ｄ変換を行い、任意のタイミングでＡ／Ｄ変換を行わない場合もあり、常にパルス出力のデューティ比を変化させる場合にヒータのオン電圧、オン電流、及びオフ電圧、オフ電流を常時捉えられない場合がある。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、一定時間間隔毎にＡ／Ｄ変換を行いながら、駆動パルス信号のオン期間とオフ期間とにおいて、駆動対象に流れる電流に基づくアナログ値のＡ／Ｄ変換値をそれぞれ取得することが可能な電子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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の電子制御装置は、
駆動対象に対して、オン期間及び／又はオフ期間が変化する駆動パルス信号を出力する出力手段と、
駆動対象に流れる電流に基づくアナログ値を、一定間隔毎にサンプリングしてデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
駆動パルス信号のオン期間とオフ期間とにおいて、それぞれＡ／Ｄ変換手段によるサンプリングが行なわれるように、出力手段から駆動パルス信号が出力される時期を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上述したように、請求項１に記載の電子制御装置では、調整手段を備え、この調整手段によって、出力手段から駆動パルス信号が出力される時期を調整する。これにより、一定時間間隔毎にＡ／Ｄ変換を行いながら、駆動パルス信号のオン期間とオフ期間とにおいて、それぞれ、駆動対象に流れる電流に基づくアナログ値のＡ／Ｄ変換値（デジタル値）を取得することができる。
【００１１】
請求項２に記載の電子制御装置は、駆動パルス信号のオン期間及びオフ期間において、Ａ／Ｄ変換手段によってそれぞれ変換されたデジタル値と、オン期間用異常判定値及びオフ期間用異常判定値との比較結果に基づいて、駆動対象の異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とする。このように、駆動パルス信号のオン期間及びオフ期間において取得されたＡ／Ｄ変換値（デジタル値）と、オン期間用異常判定値及びオフ期間用異常判定値をそれぞれ比較することにより、駆動対象の異常を確実に判定することができる。
【００１２】
請求項３に記載したように、調整手段は、出力手段から出力予定の駆動パルス信号のオン期間及び／又はオフ期間と、Ａ／Ｄ変換手段におけるＡ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔とを比較する比較手段を備え、当該比較手段によって、駆動パルスのオン期間及び／又はオフ期間が、Ａ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短いと判定されたときに、出力手段から駆動パルス信号が出力される時期を調整することが好ましい。駆動パルス信号のオン期間及び／又はオフ期間が、Ａ／Ｄ変換周期である一定時間間隔よりも長ければ、駆動パルス信号の出力時期の調整を行なわなくとも、オン期間及び／又はオフ期間における、駆動対象を流れる電流に基づくアナログ値のＡ／Ｄ変換値を取得できるためである。
【００１３】
請求項４に記載したように、調整手段は、Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、出力手段による駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、駆動パルス信号のオン期間がＡ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短い場合に、計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出し、この残り時間分だけ、出力手段における駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。このような構成により、当初の予定通りに駆動パルス信号を出力した場合には、次回のＡ／Ｄ変換実行時点が到来する前に、駆動パルス信号がオフとなってしまうケースにおいて、駆動パルス信号の出力時期を次回のＡ／Ｄ変換実行時点に同期させることができるので、駆動パルス信号がオンした時のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００１４】
請求項５に記載したように、調整手段は、Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、出力手段による駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、駆動パルス信号のオン期間がＡ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短い場合に、計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出し、この残り時間から駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間分だけ、出力手段における駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。このような構成により、駆動パルス信号がオンからオフに切り換わる切り換わり時期を、次回のＡ／Ｄ変換の実行時点に同期させることができる。このため、駆動パルス信号がオンしている間の、駆動対象電流に基づくアナログ値のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００１５】
請求項６に記載したように、調整手段は、Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、出力手段による駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、駆動パルス信号のオン期間がＡ／Ｄ変換周期に対応する一定間隔よりも短い場合に、計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出し、かつ、この残り時間から駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間を算出し、これら減算時間と残り時間とによって規定される時間範囲内の任意の時間だけ、出力手段における駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。
【００１６】
上述した時間範囲内の任意の時間だけ、駆動パルス信号の出力時期を遅延させると、Ａ／Ｄ変換の次回のＡ／Ｄ変換の実行時期に同期して、駆動パルス信号が立ち下がったり、立ち上がったりする以外に、次回のＡ／Ｄ変換の実行時期の到来前に駆動パルス信号を立ち上がらせて、かつ、次回のＡ／Ｄ変換の実行時期の到来まで、オン期間を維持することができる。従って、上述した構成によっても、駆動パルス信号がオンしている間の、駆動対象電流に基づくアナログ値のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００１７】
ただし、請求項７に記載したように、調整手段は、減算時間と残り時間とによって規定される時間範囲において、駆動パルス信号の出力時期の遅延時間を決定する際に、当初の出力予定時期との差が最も小さくなるように遅延時間を決定することが好ましい。これにより、パルス駆動信号の当初の出力予定時期と実際の出力時期のずれを小さくすることができ、駆動パルス信号による駆動対象の制御へ与える影響を小さくすることができる。
【００１８】
請求項８に記載したように、調整手段は、出力手段から出力予定の駆動パルス信号のオン期間及び／又はオフ期間に、Ａ／Ｄ変換手段におけるＡ／Ｄ変換の実行時点が含まれるか否かを判定するタイミング判定手段を備え、タイミング判定手段によって、駆動パルスのオン期間及び／又はオフ期間に、Ａ／Ｄ変換の実行時点が含まれないと判定されたときに、出力手段から駆動パルス信号が出力される時期を調整するようにしても良い。駆動パルス信号のオン期間及び／又はオフ期間が、Ａ／Ｄ変換手段におけるＡ／Ｄ変換周期よりも短い場合であっても、そのオン期間及び／又はオフ期間にＡ／Ｄ変換手段におけるＡ／Ｄ変換実行時点が属する場合には、駆動パルス信号の出力時期の調整は不要であるためである。
【００１９】
請求項９に記載したように、タイミング判定手段は、Ａ／Ｄ変換手段による直前のＡ／Ｄ変換の実行時点から、出力手段による駆動パルス信号の出力予定時点までの経過時間を計測する計測手段を備え、そして、計測手段によって計測される経過時間から次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間を算出することによって、駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換実行時点が含まれるか否かを判定することができる。つまり、残り時間が、出力手段における駆動パルス信号のオン期間よりも長ければ、駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換実行時点が含まれないと判定でき、短ければＡ／Ｄ変換実行時点が含まれると判定できる。
【００２０】
請求項１０に記載したように、タイミング判定手段が、駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換実行時点が含まれないと判定したとき、調整手段は、次回のＡ／Ｄ変換実行時点までの残り時間分だけ、駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。これにより、駆動パルス信号の出力時期を次回のＡ／Ｄ変換実行時点に同期させることができるので、駆動パルス信号がオンした時のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００２１】
請求項１１に記載したように、タイミング判定手段が、駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換の実行時点が含まれないと判定したとき、調整手段は、次回のＡ／Ｄ変換の実行時点までの残り時間から駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間を算出し、その減算時間分だけ、出力手段における駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。これにより、駆動パルス信号がオンからオフに切り換わる切り換わり時期を、次回のＡ／Ｄ変換実行時点に同期させることができるので、駆動パルス信号がオンしている時のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００２２】
請求項１２に記載したように、タイミング判定手段が、駆動パルス信号のオン期間にＡ／Ｄ変換の実行時点が含まれないと判定したとき、調整手段は、次回のＡ／Ｄ変換実行時点までの残り時間から駆動パルス信号のオン期間を減算した減算時間を算出し、この減算時間と残り時間とによって規定される時間範囲内の任意の時間だけ、出力手段における駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。このように駆動パルス信号の出力時期を調整しても、駆動パルス信号がオンしている時のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態においては、本発明による電子制御装置を空燃比検出装置に適用した例について説明するが、本発明による電子制御装置の適用対象はこれに限られず、駆動対象に対する駆動信号として駆動パルス信号を出力し、その駆動パルス信号のオン期間及びオフ期間のそれぞれにおいて、駆動対象に流れる電流に基づくアナログ値をデジタル値に変換して取り込む必要がある装置に対して広く適用できる。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、ディーゼルエンジン用のエンジン制御装置の全体構成を示す構成図である。このディーゼルエンジンにおいては、エンジン本体１に、吸入空気が流通する吸気通路２と、エンジン本体１の各気筒からの排気ガスが流通する排気通路３とが接続され、排気通路３の途中には排気の後処理装置４が設けてある。
【００２５】
本実施形態におけるディーゼルエンジンでは、エンジン本体１の各気筒に燃料を供給する、インジェクタを含む燃料供給装置５が設けられている。また、この燃料噴射装置５による、噴射燃料量及び燃料噴射時期等を制御するＥＣＵ６が設けられている。ＥＣＵ６は、このようにディーゼルエンジンの運転状態を制御することに加え、上述した排気の後処理装置４の制御を行う。
【００２６】
ＥＣＵ６には、ディーゼルエンジンの実際の運転状態を示す種々の信号が入力され、これらの入力信号に基づいて、上述した噴射燃料量及び燃料噴射時期を決定する。これにより、必要なトルクを発生しつつ、エミッションや騒音，振動などを低減するようにディーゼルエンジンの運転状態を制御する。
【００２７】
また、ＥＣＵ６には排気の後処理の状態を示す信号も入力される。これらの入力信号に基づいて排ガス中の空燃比を求め、排ガスの後処理を最適に制御する。すなわち、排気の後処理装置４の下流側には、空燃比検出装置として、排気ガスの空燃比を検出するためのＡ／Ｆセンサ１２が設けられ、その検出信号がＥＣＵ６に入力されている。なお、Ａ／Ｆセンサ１２は、排気の後処理装置４の上流側に設けられても良い。
【００２８】
Ａ／Ｆセンサ１２の構造及び検出原理については、例えば特開平１０−２９９５６１号公報に詳しく記載されているので、以下、簡単に説明する。Ａ／Ｆセンサ１２から安定した出力を得るためには、Ａ／Ｆセンサ１２を比較的高温の活性温度に加熱することが必要となるため、Ａ／Ｆセンサ１２はヒータ１２ａを内蔵している。
【００２９】
Ａ／Ｆセンサ１２は、排気ガス中の酸素ガス濃度、未燃ガス濃度に応じた電流値を出力する。このＡ／Ｆセンサ１２の出力は、ＥＣＵ６に含まれるＡ／Ｄ変換器１４によってデジタル値に変換され、ＥＣＵ６における制御に用いられる。
【００３０】
また、ヒータ１２ａには、Ａ／Ｆセンサ１２の温度を所望の活性温度に制御すべく、ＥＣＵ６からヒータ温度に応じたデューティ比の駆動パルス電圧信号が与えられる。なお、ヒータ温度は、ヒータ１２ａに通電した際の交流インピーダンス特性から求められるため、ヒータ電流が、ＥＣＵ６に含まれるＡ／Ｄ変換器１５を介して取り込まれる。なお、Ａ／Ｄ変換器１４，１５は、ＥＣＵ６の外部に設けられるものであっても良い。
【００３１】
上述したように、Ａ／Ｆセンサ１２によって検出される空燃比は、ＥＣＵ６において排気の後処理装置４を制御するために用いられるが、その他にも、エンジンの制御を行うために用いられる。このため、ヒータ１２ａが異常となって、Ａ／Ｆセンサ１２を活性温度に維持できない場合には、空燃比を正確に検出することができず、排気の後処理の制御及びエンジン制御が不良になる。
【００３２】
そのため、本実施形態では、パルス電圧信号がオンされたとき及びオフされたときのそれぞれにおいて、ヒータ電流をＡ／Ｄ変換器１５を介して検出し、ヒータ通電に異常が生じていないか否かを監視する。ただし、駆動パルス電圧信号のオン、オフに応じて不定期にヒータ電流のＡ／Ｄ変換を実行しようとすると、ＥＣＵ６の処理負荷の増大を招く等の理由から、一定周期毎に実行されるＡ／Ｄ変換機能を利用して、パルス電圧信号のオン及びオフ時のヒータ電流をそれぞれデジタル値に変換する。
【００３３】
以下、本実施形態における、一定周期毎に実行されるＡ／Ｄ変換機能を用いて、パルス電圧信号のオン及びオフ時のヒータ電流のＡ／Ｄ変換値を取得するための制御処理について説明する。
【００３４】
まず、図２のフローチャートに示す、Ａ／Ｆセンサ１２に内蔵されるヒータ１２ａに対する通電制御処理について説明する。
【００３５】
ステップＳ１００では、ヒータ１２ａの温度を検出する。このヒータ１２ａの温度は、上述したように、ヒータ通電時の交流インピーダンス特性から求められる。ただし、Ａ／Ｆセンサ１２に温度センサを装着して、Ａ／Ｆセンサ１２の温度を直接検出するようにしても良い。
【００３６】
ステップＳ１１０では、検出したヒータ温度に基づいて、Ａ／Ｆセンサ１２の温度が所望の活性温度に一致するように、ヒータ１２ａに対して出力すべき駆動パルス電圧信号のデューティ比を算出する。この場合、ヒータ温度とＡ／Ｆセンサ１２の活性温度との差が大きくなるほどデューティ比が大きくなり、差が小さくなるほどデューティ比が小さくなるように、駆動パルス電圧信号のデューティ比が算出される。これにより、駆動パルス電圧信号のオン期間及びオフ期間は、算出されるデューティ比に応じて変化することになる。
【００３７】
続くステップＳ１２０では、算出されたデューティ比に基づく駆動パルス電圧信号の出力処理を実行する。この駆動パルス電圧信号をオンする出力処理について、図３のフローチャートを用いて詳しく説明する。
【００３８】
ステップＳ２１０では、駆動パルスのデューティ比に基づいて、駆動パルス電圧信号がオンタイミングからオン状態を維持するオン時間Ｔｏｎを算出する。そして、ステップＳ２２０では、Ａ／Ｄ変換の実行周期Ｔａｄがオン時間Ｔｏｎよりも長いか否かを判定する。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換の実行周期Ｔａｄがオン時間Ｔｏｎよりも長い場合、駆動パルス電圧信号のオンタイミングによっては、駆動パルス電圧信号のオン時間Ｔｏｎ中にＡ／Ｄ変換タイミングが到来しない可能性が生じる。このため、ステップＳ２３０以降において、駆動パルス電圧信号の出力時期を調整する。これにより、駆動パルス信号のオン時間Ｔｏｎが、Ａ／Ｄ変換周期Ｔａｄよりも短くとも、確実に、駆動パルス信号がオンとなっているときのヒータ電流のＡ／Ｄ変換値を取得できる。
【００４０】
駆動パルス電圧信号の出力時期の調整のため、ステップＳ２３０では、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙを算出する。具体的には、まず、前回のＡ／Ｄ変換のタイミングｔａｄｏｌｄから現在の時刻ｔｎｏｗまでの経過時間Δｔを求める。そして、Ａ／Ｄ変換周期Ｔａｄから経過時間Δｔを減算することにより、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙを算出する。
【００４１】
ステップＳ２４０では、ステップＳ２３０にて算出された時間Ｔｄｅｌａｙ経過後に、ＥＣＵ６から出力される駆動パルスがオン状態に切り換えられるように、駆動パルス出力をセットする。
【００４２】
一方、ステップＳ２２０において、Ａ／Ｄ変換の実行周期Ｔａｄがオン時間Ｔｏｎよりも短いと判定された場合には、駆動パルス電圧信号の出力時期の調整を行わなくとも、オン時間Ｔｏｎ中に、Ａ／Ｄ変換タイミングが属することになる。このため、ステップＳ２５０に進んで、当初のオンタイミングに従ってオンするように駆動パルス出力をセットする。
【００４３】
図４は、上述した図３のフローチャートの駆動パルス出力処理による、駆動パルス電圧信号のオンタイミングの調整の一例を示す説明図である。図４に示すように、駆動パルス電圧信号のオン時間ＴｏｎがＡ／Ｄ変換の実行周期Ｔａｄよりも短い場合には、前回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｏｌｄから駆動パルス電圧信号のオンタイミングまでの時間Δｔを用いて、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗまでの時間Ｔｄｅｌａｙを算出する。そして、この時間Ｔｄｅｌａｙの経過後に、駆動パルス電圧信号をオンする。
【００４４】
これにより、当初の予定通りに駆動パルス電圧信号を出力した場合には、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗが到来する前に、駆動パルス電圧信号がオフとなってしまうケースにおいて、駆動パルス電圧信号の出力時期を次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗに同期させることができるので、駆動パルス電圧信号がオンした時のヒータ電流のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００４５】
図５は、取得したヒータ電流のＡ／Ｄ変換値に基づく、ヒータ１２ａの通電異常判定処理を示すフローチャートである。この通電異常判定処理は、Ａ／Ｄ変換器１５のＡ／Ｄ変換周期に同期して実行される。
【００４６】
まず、ステップＳ３００では、ヒータ電流のＡ／Ｄ変換値をＡ／Ｄ変換器１５から入力する。続くステップＳ３１０では、入力したＡ／Ｄ変換値が、駆動パルス電圧信号のオン時間Ｔｏｎ中のヒータ電流に対応するものか、オフ時間Ｔｏｆｆ中のヒータ電流に対応するものかを判定する。このとき、オン時間Ｔｏｎ中のヒータ電流に対応すると判定した場合には、ステップＳ３２０に進み、オフ時間Ｔｏｆｆ中のヒータ電流に対応すると判定した場合には、ステップＳ３４０に進む。
【００４７】
ステップＳ３２０では、入力したＡ／Ｄ変換値とオン用判定値との比較を行う。そして、ステップＳ３３０において、その比較結果に基づいてヒータ電流値が異常であるか否かを判定する。このとき、Ａ／Ｄ変換値が、オン用判定値によって規定される所定範囲に属している場合には、ヒータ電流値は正常と判定され、所定範囲外である場合には、ヒータ電流値が異常と判定される。
【００４８】
一方ステップＳ３４０では、入力したＡ／Ｄ変換値とオフ用判定値との比較を行う。そして、ステップＳ３５０において、その比較結果に基づいてヒータ電流値が異常であるか否かを判定する。このとき、Ａ／Ｄ変換値が、オフ用判定値によって規定される所定範囲に属している場合には、ヒータ電流値は正常と判定され、所定範囲外である場合には、ヒータ電流値が異常と判定される。
【００４９】
ステップＳ３３０またはステップＳ３５０にてヒータ電流値異常と判定された場合には、ステップＳ３６０に進んで、異常処理を行う。この異常処理では、ヒータ１２ａへの通電を禁止するとともに、図示しないインストルメントパネルに設けられた警告灯を点灯するなどの処理を行う。
【００５０】
上述したように、本実施形態では、駆動パルス電圧信号のオン時間Ｔｏｎ中に、Ａ／Ｄ変換タイミングが属さない可能性がある場合には、駆動パルス電圧信号のオンタイミングがＡ／Ｄ変換タイミングと同期するように、駆動パルス電圧信号のオンタイミングを調整する。従って、一定周期でＡ／Ｄ変換を行いながら、駆動パルス電圧信号のオン及びオフ時におけるヒータ電流のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００５１】
（第１実施形態の変形例１）
ヒータ１２ａの通電制御においては、一旦、Ａ／Ｆセンサ１２がヒータ１２ａによって活性温度付近まで加熱されると、その温度を維持するように、ヒータ１２ａには、比較的低いデューティ比の駆動パルス電圧信号が与えられる。このため、上述した実施形態においては、駆動パルス電圧信号のオン時間Ｔｏｎが短くなりやすい傾向にあることを考慮して、その短いオン時間Ｔｏｎ中にＡ／Ｄ変換タイミングが属するように、駆動パルス電圧信号の出力時期を調整する例について説明した。
【００５２】
しかしながら、例えば、ヒータの駆動初期等、駆動パルス信号のオフ時間ＴｏｆｆがＡ／Ｄ変換周期よりも短くなる傾向がある場合には、そのオフ時間Ｔｏｆｆに基づいて、駆動パルス信号のオンタイミングを調整して、そのオフ時間Ｔｏｆｆ中にＡ／Ｄ変換タイミングが属するようにしても良い。駆動パルス信号のオンタイミングの調整の一例としては、駆動パルス信号のオンタイミングを、次回のＡ／Ｄ変換タイミングよりも遅くなるように遅延させることが挙げられる。これにより、オフ時間Ｔｏｆｆ中に次回のＡ／Ｄ変換タイミングが属することになる。
【００５３】
さらに、デューティ信号において、オフ時間Ｔｏｆｆが短い場合には、オン時間Ｔｏｎは長くなり、オフ時間Ｔｏｆｆが長い場合には、オン時間Ｔｏｎは短くなる。このため、オフ時間Ｔｏｆｆとオン時間Ｔｏｎとで、相対的に短い方を選択し、その選択したオフ時間Ｔｏｆｆもしくはオン時間Ｔｏｎ中に、次回のＡ／Ｄ変換タイミングが属するように、駆動パルス信号のオンタイミングを調整しても良い。このようにすれば、時には、オフ期間ＴｏｆｆがＡ／Ｄ変換周期Ｔａｄよりも短くなり、また別の時には、オン期間ＴｏｎがＡ／Ｄ変換周期Ｔａｄよりも短くなる駆動パルス信号であっても、確実に、駆動パルス信号のオン及びオフ時におけるＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００５４】
（第１実施形態の変形例２）
上述した第１実施形態では、駆動パルス電圧信号のオン時間ＴｏｎがＡ／Ｄ変換の実行周期Ｔａｄよりも短い場合には、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗまでの時間Ｔｄｅｌａｙの経過後に、駆動パルス電圧信号をオンするようにした。しかしながら、図６に示すように、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗまでの第１の残り時間Ｔｄｅｌａｙ1を算出した後、さらに、この残り時間Ｔｄｅｌａｙ1から駆動パルス信号のオン時間Ｔｏｎを減算した第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2を算出し、この第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2分だけ、駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。これにより、駆動パルス信号がオンからオフに切り換わる立ち下がり時期を、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗに同期させることができる。このように、第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2分だけ、駆動パルス信号の出力時期を遅延させても、駆動パルス信号がオンしている間のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００５５】
さらに、上述した第１の残り時間Ｔｄｅｌａｙ1と第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2とによって規定される時間範囲内の任意の時間だけ、駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。このように、第１の残り時間Ｔｄｅｌａｙ1と第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2とによって規定される時間範囲内の任意の時間だけ、駆動パルス信号の出力時期を遅延させると、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗに同期して、駆動パルス信号が立ち下がったり、立ち上がったりする以外に、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗの到来前に駆動パルス信号を立ち上がらせて、かつ、その到来まで、オン状態を維持することができる。従って、このようにしても、駆動パルス信号がオンしている間のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００５６】
また、第１の残り時間Ｔｄｅｌａｙ1と第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2とによって規定される時間範囲において、駆動パルス信号のオンタイミングの遅延時間を決定する際に、当初に予定されていたオンタイミングとの差が最も小さくなるように遅延時間を決定するようにしても良い。これにより、パルス駆動信号の当初の出力予定時期と実際の出力時期のずれを小さくすることができ、駆動パルス信号によるヒータ通電制御へ与える影響を小さくすることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電子制御装置について説明する。なお、この第２実施形態に係る電子制御装置も、第1実施形態と同様に、エンジン制御装置の空燃比検出装置に適用されるものであり、その構成は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５８】
図７は、第２実施形態に係る空燃比検出装置において、一定周期のＡ／Ｄ変換によって、駆動パルス電圧信号のオン及びオフ時に、それぞれヒータ電流のＡ／Ｄ変換値を取得することができるように、Ａ／Ｆセンサ１２のヒータ１２ａに駆動パルス電圧信号を出力するための処理を示すフローチャートである。
【００５９】
図７のステップＳ４１０では、図３のフローチャートのステップＳ２１０と同様の処理を行う。すなわち、駆動パルス電圧信号のオンタイミングとなったときに、オン状態の継続時間であるオン時間Ｔｏｎを算出する。続くステップＳ４２０では、図３のフローチャートのステップＳ２３０と同様にして、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙを算出する。
【００６０】
ステップＳ４３０では、上述した次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙと駆動パルス電圧信号のオン時間Ｔｏｎとを比較する。このとき、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙがオン時間Ｔｏｎよりも長ければ、ステップＳ４４０に進んで、駆動パルス電圧信号をオフからオンに切り換える立ち上がり時期の調整を行う。具体的には、ステップＳ４２０にて算出された時間Ｔｄｅｌａｙ経過後に、駆動パルス電圧信号がオン状態に切り換えられるように、駆動パルス出力をセットする。これにより、駆動パルス電圧信号のオンへの切り換え時期を次回のＡ／Ｄ変換タイミングに同期させることができるので、駆動パルス電圧信号がオンした時のＡ／Ｄ変換値を取得することができる。
【００６１】
一方、ステップＳ４３０にて、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙが駆動パルス電圧信号のオン時間Ｔｏｎよりも短い場合には、図８に示すように、次回のＡ／Ｄ変換タイミングｔａｄｎｅｗは、そのオン時間Ｔｏｎに含まれるとみなすことができる。従って、この場合は、ステップＳ４５０に進んで、当初のオンタイミングに従ってオンするように駆動パルス出力をセットする。
【００６２】
上述したように、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの時間Ｔｄｅｌａｙと駆動パルス電圧信号のオン時間Ｔｏｎとを比較することにより、そのオン時間Ｔｏｎ中に次回のＡ／Ｄ変換タイミングが属するか否かを判別することができる。従って、駆動パルス電圧信号のオンタイミングを調整する必要があるときのみに限定して、駆動パルス出力の遅延処理を実施することが可能になり、駆動パルス電圧信号の周期のばらつきを抑制することができる。
【００６３】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態に関しても、第１実施形態の変形例１と同様に、駆動パルス信号のオフ時間ＴｏｆｆがＡ／Ｄ変換周期Ｔａｄよりも短くなる傾向がある場合には、そのオフ時間Ｔｏｆｆに基づいて、駆動パルス信号のオンタイミングを調整して、そのオフ時間Ｔｏｆｆ中にＡ／Ｄ変換タイミングが属するようにしても良い。
【００６４】
さらに、オフ時間Ｔｏｆｆとオン時間Ｔｏｎとで、相対的に短い方を選択し、その選択したオフ時間Ｔｏｆｆもしくはオン時間Ｔｏｎ中に、次回のＡ／Ｄ変換タイミングが属するように、駆動パルス信号のオンタイミングを調整しても良い。
【００６５】
また、上述した第１実施形態の変形例２と同様に、駆動パルス電圧信号のオンタイミングを遅延させる場合に、次回のＡ／Ｄ変換タイミングまでの第１の残り時間Ｔｄｅｌａｙ1だけ遅延させるのではなく、この第１の残り時間Ｔｄｅｌａｙ1から駆動パルス信号のオン時間Ｔｏｎを減算した第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2を算出し、この第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2分だけ、駆動パルス電圧信号のオンタイミングを遅延させても良い。さらに、上述した第１の残り時間Ｔｄｅｌａｙ1と第２の残り時間Ｔｄｅｌａｙ2とによって規定される時間範囲内の任意の時間だけ、駆動パルス信号の出力時期を遅延させても良い。
【００６６】
上述した第１及び第２実施形態では、本発明による電子制御装置を空燃比検出装置に適用し、その空燃比検出装置のセンサとしてＡ／Ｆセンサを用いる例について説明した。しかしながら、空燃比検出装置のセンサとしては、排気ガス中の酸素濃度を測定するＯ２センサであっても良い。また、空燃比検出装置として、ディーゼルエンジン用のエンジン制御装置のみならず、ガソリンエンジン用のエンジン制御装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による電子制御装置が空燃比検出装置として適用された、ディーゼルエンジン用のエンジン制御装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】Ａ／Ｆセンサ１２に内蔵されるヒータ１２ａに対する通電制御処理を示すフローチャートである。
【図３】駆動パルス電圧信号の出力処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートの駆動パルス出力処理による、オンタイミングの調整の一例を示す説明図である。
【図５】ヒータ電流のＡ／Ｄ変換値に基づく、ヒータ１２ａの通電異常判定処理を示すフローチャートである。
【図６】駆動パルス電圧信号のオンタイミングの調整に関する変形例を説明するための説明図である。
【図７】第２実施形態による、駆動パルス電圧信号の出力処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートの駆動パルス出力処理において、オンタイミングの調整が不要である一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  エンジン
２  吸気管
３  排気管
４  排気の後処理装置
５  燃料噴射装置
６  ＥＣＵ
１２  Ａ／Ｆセンサ
１２ａ  ヒータ
１４  Ａ／Ｄ変換器
１５  Ａ／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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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