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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, welche einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor vom 2-Zell-Typ steuert.
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HINTERGRUND
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Als einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor gibt es einen 2-Zell-Typ-Sensor, welcher eine elektromotorische Kraft-Zelle bzw. Quellenspannungszelle (auch Nernst-Zelle genannt) aufweist, welche eine Sauerstoffkonzentrations-Zelle ist, und eine Sauerstoff-Pumpzelle. In dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor vom 2-Zell-Typ wird der elektrische Pumpstrom, welcher durch die Sauerstoff-Pumpzelle fließt, gesteuert, so dass die Ausgangsspannung der Quellenspannungszelle (Nernst-Spannung) ein Zielwert wird. Ebenso werden das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Sauerstoff-Konzentration aus dem elektrischen Pumpstrom berechnet. Weiterhin weist der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ebenso einen Heizer zum Erwärmen der Quellenspannungszelle und der Sauerstoff-Pumpzelle auf (es sei Bezug genommen beispielsweise auf die
JP-2013-528810 A ).
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Die Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors weist eine Sensor-Treiber-IC bzw. Sensor-Antriebs-IC und einen Mikrocomputer auf.
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Die Sensor-Treiber-IC erfasst die Ausgangsspannung der Quellenspannungszelle. Die Sensor-Treiber-IC bestimmt den elektrischen Pumpstrom, so dass der erfasste Wert der Zielwert wird und veranlasst den bestimmten elektrischen Pumpstrom, durch die Sauerstoff-Pumpzelle zu strömen bzw. fließen. Eine Steuerung des Erfassens der Ausgangsspannung der Quellenspannungszelle und ein Bestimmen des elektrischen Pumpstroms aus dem erfassten Wert wird eine präzise Steuerung genannt. Ebenso überträgt die Sensor-Treiber-IC den Wert des elektrischen Pumpstroms zu dem Mikrocomputer.
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Der Mikrocomputer berechnet das Luft/Kraftstoff-Verhältnis basierend auf dem Wert des elektrischen Pumpstroms, welcher von der Sensor-Treiber-IC übertragen wird. Das berechnete Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Sauerstoff-Konzentration werden zum Korrigieren der Kraftstoff-Einspritzmenge der internen Verbrennungsmaschine verwendet. Die berechnete Sauerstoff-Konzentration wird zum Korrigieren der EGR(Abgas-Rezirkulation = Exhaust Gas Recirculation)-Ventilöffnung verwendet.
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Weiterhin ist der Mikrocomputer konfiguriert, um ein Treibersignal des PWM(Pulse Width Modulation = Pulsweitenmodulations)-Signals zu dem Heizer auszugeben und er steuert das Heizmaß des Heizers durch die relative Einschaltdauer des Treibersignals bzw. Antriebssignals.
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Der Zustand der Sensor-Treiber-IC wird abwechselnd in einen Zustand des Ausführens der präzisen Steuerung und einen Zustand des Nichtausführens der präzisen Steuerung geschaltet. Ebenso wird, wenn der Mikrocomputer das Treibersignal zu dem Heizer invertiert, während die Sensor-Treiber-IC die präzise Steuerung ausführt (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als „präzise Steuerungszeitdauer”), die Ausgangsspannung der Quellenspannungszelle nicht korrekt erfasst, und die Erfassungsgenauigkeit des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verschlechtert sich als ein Ergebnis. Ebenso weist die Inversion des Treibersignals sowohl die Inversion von dem nicht-aktiven Pegel der Nicht-Versorgung des Heizers mit Leistung zu dem aktiven Pegel des Mit-Leistung-Versorgen des Heizers und die Inversion von dem aktiven Pegel zu dem nicht-aktiven Pegel auf.
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Demnach ist es in einer herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor konfiguriert, dass ein Inversionserlaubnissignal, welches ein(e) Inversions-Erlaubnis/-Verbot des Treibersignals zu dem Heizer ausdrückt, von der Sensor-Treiber-IC zu dem Mikrocomputer ausgegeben wird. Das Inversionserlaubnissignal ist ein binäres Signal von hoch (high) und tief (low) und wird ein Pegel des Ausdrückens der Inversionserlaubnis des Treibersignals (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als „Inversionserlaubnispegel”), solange es nicht während der präzisen Steuerungszeitdauer ist. Im Gegensatz hierzu wird während der präzisen Steuerungszeitdauer das Inversionserlaubnissignal ein Pegel des Ausdrückens eines Inversionsverbots des Antriebssignals (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als „Inversionsverbotspegel”).
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Der Mikrocomputer überwacht das Inversionserlaubnissignal von der Sensor-Treiber-IC zu allen Zeiten. Wenn das Inversionserlaubnissignal in dem Inversionsverbotspegel ist, wird eine Inversion des Treibersignals nicht ausgeführt. Genauer erweitert, wenn es eine AUS-Einstellung ist, zu welcher das Treibersignal in dem aktiven Pegel in das Treibersignal in dem nicht-aktiven Pegel geändert wird, erreicht, der Mikrocomputer eine Inversion des Treibersignals zu dem nicht-aktiven Pegel bis sich das Inversionserlaubnissignal auf den Inversionserlaubnispegel ändert. In einer ähnlichen Art und Weise erstreckt bzw. verlängert, wenn das Inversionserlaubnissignal in dem Inversionsverbotspegel ist und es eine AN-Einstellung ist, zu welcher das Treibersignal in dem nicht-aktiven Pegel in den aktiven Pegel geändert wird, der Mikrocomputer die Inversion des Treibersignals auf den aktiven Pegel bis das Inversionserlaubnissignal sich zu dem Inversionserlaubnispegel ändert.
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In der obigen herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor hat der Mikrocomputer aber keine Auswahl, die AUS-Einstellung des Invertierens des Treibersignals zu dem Heizer auf den nicht-aktiven Pegel und die AN-Einstellung des Invertierens des Treibersignals zu dem aktiven Pegel unter den Umständen zu verzögern.
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Wenn sich die AUS-Einstellung des Treibersignals verzögert, wird die Zeitdauer, in welcher das Treibersignal in dem aktiven Pegel ist, länger als ein geforderter Wert zum Steuern des Heizers. Auf diese Zeitdauer der Leistungsversorgung wird Bezug genommen als „AN-Zeitdauer”. Demnach wird ein übermäßiger Temperaturanstieg (übermäßiges Erwärmen) der Zelle durch den Heizer erlitten. Ebenso wird, wenn die AN-Einstellung des Treibersignals sich verzögert, die Zeitdauer des Treibersignals lang. Weiterhin verschlechtert sich, wenn die Zeitdauer des Treibersignals länger als ein zulässiger Bereich der Zeitdauer wird, eine Folgbarkeit der aktuellen Temperatur zu einer Zieltemperatur.
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KURZFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, sowohl eine Nicht-Ausführung einer Inversion des Treibersignals für den Heizer während der präzisen Steuerzeitdauer als auch eine Steuerleistungsfähigkeit für den Heizer in einer Steuervorrichtung für einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, welche einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor vom 2-Zell-Typ steuert, zu erreichen.
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Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Steuerobjekts ist ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor vom 2-Zell-Typ, welcher eine elektromotorische Kraft-Zelle bzw. Quellenspannungszelle, eine Sauerstoff-Pumpzelle und einen Heizer zum Heizen bzw. Erwärmen der zwei Zellen aufweist. Weiterhin weist die Steuervorrichtung für einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor eine Sensor-Treibereinheit bzw. eine Sensor-Antriebseinheit und eine Heizer-Steuereinheit auf.
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Die Sensor-Treibereinheit führt eine präzise Steuerung des Erfassens der Ausgangsspannung der Quellenspannungszelle und ein Bestimmen des elektrischen Pumpstroms für die Sauerstoff-Pumpzelle durch, um den erfassten Wert zu einem Zielwert zu machen, und veranlasst den elektrischen Pumpstrom, welcher in der präzisen Steuerung bestimmt wird, durch die Sauerstoff-Pumpzelle zu fließen. Ebenso wird der Zustand der Sensor-Treibereinheit wechselnd auf einen Zustand des Ausführens der präzisen Steuerung und einen Zustand des Nicht-Ausführens der präzisen Steuerung geschaltet.
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Die Heizer-Steuereinheit ist zum Ausgeben eines Treibersignals des PWM-Signals zu dem Heizer und weist ein Speichermittel, ein Einstellungs-Bestimmungsmittel und ein Signal-Ausgabemittel auf.
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Das Speichermittel speichert Ablaufplan-Informationen bzw. Zeitplan-Informationen, welche die Zeit jeder einer präzisen Steuerzeitdauer, welche eine Zeitdauer ist, zu der die Sensor-Treibereinheit eine präzise Steuerung ausführt, und einer nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche eine Zeitdauer ist, zu der die Sensor-Treibereinheit eine präzise Steuerung nicht ausführt, ausdrücken.
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Das Einstellungs-Bestimmungsmittel bestimmt eine EIN-Einstellung und eine AUS-Einstellung des Treibersignals, um von der präzisen Steuerzeitdauer wegzugehen (in anderen Worten gesagt, um innerhalb der nicht-präzisen Steuerzeitdauer zu sein) basierend auf den Ablaufplan-Informationen, welche in dem Speichermittel gespeichert sind. Die EIN-Einstellung des Treibersignals ist eine Einstellung zum Invertieren des Treibersignals von einem nicht-aktiven Pegel des Nicht-mit-Leistung-Versorgens des Heizers zu einem aktiven Pegel eines Versorgens des Heizers mit Leistung. Die AUS-Einstellung des Treibersignals ist eine Einstellung zum Invertieren des Treibersignals von dem aktiven Pegel auf den nicht-aktiven Pegel.
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Das Signal-Ausgabemittel wird mit der AN-Einstellung und der AUS-Einstellung, welche durch das Einstellungs-Bestimmungsmittel bestimmt werden, instruiert. Ebenso invertiert das Signalausgabemittel den Ausgabepegel des Treibersignals auf einen aktiven Pegel, wenn die instruierte bzw. befohlene EIN-Einstellung ankommt, und invertiert den Ausgabepegel des Treibersignals auf einen nicht-aktiven Pegel, wenn die instruierte bzw. befohlene AUS-Einstellung ankommt. In der untenstehenden Beschreibung wird, um das Treibersignal von dem nicht-aktiven Pegel auf den aktiven Pegel zu invertieren, auch Bezug genommen als „AN”, und um das Treibersignal von dem aktiven Pegel auf den nicht-aktiven Pegel zu invertieren, wird auch Bezug genommen als „AUS”.
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In der Steuervorrichtung für einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor der vorliegenden Erfindung besitzt die Heizer-Steuereinheit die Ablaufplan-Informationen, welche die Zeit der präzisen Steuerzeitdauer und der nicht-präzisen Steuerzeitdauer in der Sensor-Treibereinheit ausdrücken.
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Demnach kann die Heizer-Steuereinheit die AUS-Einstellung des Treibersignals bestimmen, um von der präzisen Steuerzeitdauer wegzugehen, bevor das Treibersignal abgeschaltet bzw. aufgeschoben wird, und kann die EIN-Zeitdauer des Treibersignals bestimmen, um nicht länger als ein benötigter Wert zum Steuern des Heizers zu sein. Demzufolge kann ein übermäßiger Temperaturanstieg verhindert werden. In einer ähnlichen Art und Weise kann die Heizer-Steuereinheit die AN-Einstellung des Treibersignals bestimmen, um von der präzisen Steuerzeitdauer wegzugehen und so, dass die Zeitdauer des Treibersignals einen zulässigen Bereich der Zeitdauer nicht überschreitet (weiterhin vorzugsweise, um innerhalb des zulässigen Bereichs zu sein), bevor das Treibersignal angeschaltet wird. Demzufolge kann eine solche Verschlechterung der Temperatur-Folgbarkeit verhindert werden.
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Demnach können gemäß der Steuervorrichtung für einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor der vorliegenden Erfindung sowohl das Nicht-Ausführen einer Inversion des Treibersignals für den Heizer während der präzisen Steuerzeitdauer als auch die Steuerleistungsfähigkeit für den Heizer erreicht werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gefertigt ist. In den Zeichnungen:
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1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine elektronische Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit = Elektronische Steuereinheit) einer Ausführungsform veranschaulicht;
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2 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Steuerung (präzise Steuerung) des elektrischen Pumpstroms basierend auf der Nernst-Spannung;
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3 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären des Heizer-Steuermodus;
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4 ist ein erstes erklärendes Diagramm zum Erklären der Zeitdauer-Tabelle;
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5 ist ein zweites erklärendes Diagramm zum Erklären der Zeitdauer-Tabelle;
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6 ist eine erklärende Zeichnung einer geforderte AN-Zeitdauer/befohlene AN-Zeitdauer-Umwandlungs-Tabelle;
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7 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Bestimmungsbedingung der AN-Einstellung;
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8 ist ein Flussdiagramm, welches den Heizer-Steuervorgang veranschaulicht; und
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9 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären des Betriebs der elektrischen Steuereinheit.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine elektronische Steuereinheit einer Ausführungsform, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, wird beschrieben werden.
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Die elektronische Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit = Elektronische Steuereinheit) 1 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vorrichtung, welche eine Maschine für ein Fahrzeug steuert.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, ist ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 zum Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit der ECU 1 verbunden.
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Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 ist ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor vom 2-Zell-Typ, welcher zwei Zellen 3a, 3b einer Quellenspannungszelle 3a, welche eine Sauerstoffkonzentrations-Zelle ist, und einer Sauerstoff-Pumpzelle 3b aufweist. Der elektrische Pumpstrom, welcher durch die Sauerstoff-Pumpzelle 3b fließt, wird gesteuert, so dass die Ausgangsspannung (Nervst-Spannung) der Quellenspannungszelle 3a, welche der Sauerstoff-Konzentrationsdifferenz zwischen einem gemessenen Gasraum, in welchen das Abgas eingeführt wird, und einem Referenz-Gasraum, ein Zielwert wird. Der elektrische Pumpstrom drückt das Luft/Kraftstoff-Verhältnis aus.
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Weiterhin weist der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 auch einen Heizer 3c auf. Der Heizer 3c erwärmt bzw. heizt die Zellen 3a, 3b durch ein Mit-Leistung-versorgt-Werden durch das Antriebssignal bzw. Treibersignal des PWM-Signals (hierin nachstehend wird hierauf auch Bezug genommen als ein Heizer-Treibersignal), welches von der ECU 1 ausgegeben wird.
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Die ECU 1 weist eine Sensor-Treiber-IC 5 als eine Sensor-Treibereinheit zum Treiben des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 3 und eine Heizer-Steuereinheit 7 auf, welche das Heizer-Treibersignal an den Heizer 3c ausgibt. Ebenso weist die Heizer-Steuereinheit 7 einen Mikrocomputer 8 auf, welcher verschiedene Vorgänge einschließlich eines Steuervorgangs für den Heizer 3c ausführt, und eine Ausgabeschaltung 9, welche das Heizer-Treibersignal als einen Leistungsversorgungsstrom zu dem Heizer 3c gemäß einem Treiber-Befehlssignal bzw. Treiber-Instruktionssignal des PWM-Signals, welches von dem Mikrocomputer 8 ausgegeben wird, ausgibt.
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Wie in 2 veranschaulicht ist, führt die Sensor-Treiber-IC 5 eine präzise Steuerung des Erfassens der Nervst-Spannung, welche die Ausgabespannung der Quellenspannungszelle 3a ist, und ein Bestimmen des elektrischen Pumpstroms, um den erfassten Wert zu einem Zielwert zu machen (elektrisches Referenzpotential (= 0 V) in der vorliegenden Ausführungsform) aus, und der elektrische Pumpstrom, welcher in der präzisen Steuerung bestimmt wird, fließt durch Sauerstoff-Pumpzelle 3b. In anderen Worten gesagt wird der elektrische Pumpstrom angepasst, so dass die Nervst-Spannung das elektrische Referenz-Potential wird.
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Die Sensor-Treiber-IC 5 ist konfiguriert, um wechselweise in einen Zustand des Ausführens der präzisen Steuerung und einen Zustand des Nicht-Ausführens der präzisen Steuerung geschaltet zu werden. Auf die Zeitdauer, in welcher die Sensor-Treiber-IC 5 die präzise Steuerung ausführt, wird Bezug genommen als eine präzise Steuerzeitdauer, und auf die Zeitdauer, in welcher die Sensor-Treiber-IC 5 die präzise Steuerung nicht ausführt, wird auf eine nicht-präzise Steuerzeitdauer Bezug genommen.
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Wie in 7 gezeigt ist, kommen die präzise Steuerzeitdauer und die nicht-präzise Steuerzeitdauer dazu, wechselweise aufzutreten. Ebenso ist in 7 die Zeitdauer des low bzw. des niedrigen Pegels die präzise Steuerzeitdauer und die Zeitdauer des high bzw. des hohen Pegels ist die nicht-präzise Steuerzeitdauer. Dies trifft in einer ähnlichen Art und Weise ebenso auf 9, welche untenstehend beschrieben ist, zu.
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Ein Wert des elektrischen Pumpstroms, welcher der Wert des elektrischen Pumpstroms ist, welcher durch die Sauerstoff-Pumpzelle 3b fließt, wird von der Sensor-Treiber-IC 5 an den Mikrocomputer 8 durch eine serielle Kommunikation ausgegeben. Ebenso wandelt der Mikrocomputer 8 den elektrischen Pumpenstrom-Wert, welcher von der Sensor-Treiber-IC 5 erlangt wird, in das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Sauerstoff-Konzentration um. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, welches berechnet wird, wird zum Korrigieren der Kraftstoff-Einspritzmenge in die Maschine verwendet. Die Sauerstoff-Konzentration, welche berechnet wird, wird zum Korrigieren der EGR-Ventilöffnung verwendet.
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Die Sensor-Treiber-IC 5 führt einen Vorgang zum Erfassen der Impedanz der Quellenspannungszelle 3a in der nicht-präzisen Steuerzeitdauer aus. Beispielsweise wird ein elektrischer Strom zum Messen der Impedanz an die Quellenspannungszelle 3a angelegt, und die Impedanz der Quellenspannungszelle 3a wird aus der Differenz der zwei Anschluss-Spannungen der Quellenspannungszelle 3a, gemessen vor dem Anlegen und nach dem Anlegen des elektrischen Stroms berechnet. Weiterhin gibt die Sensor-Treiber-IC 5 ebenso den Wert der Impedanz, welche berechnet wird, an den Mikrocomputer 8, beispielsweise durch eine serielle Kommunikation, aus.
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Da die Impedanz der Quellenspannungszelle 3a mit der Temperatur der Quellenspannungszelle 3a korreliert ist, wird sie zum Steuern des Heizers 3c in dem Mikrocomputer 8 verwendet.
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Als der Steuermodus des Heizers 3c (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als Heizer-Steuermodus oder einfach als ein Modus) können, wie in 3 veranschaulicht ist, eine Niederschlags- bzw. Beschlags-Kondensations-Trocknungs-Steuerung (dew condensation drying control), eine schnelle Temperaturerhöhungs-Steuerung (quick temperature rise control) und eine Rückkopplungssteuerung (feedback (F/B) control) zitiert werden. „Heizerbetrieb” der Achse der Ordinate in 3 bedeutet, die relative Einschaltdauer des Heizer-Treibersignals, welches an den Heizer 3c ausgegeben wird.
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Die Niederschlags-Kondensations-Trocknungs-Steuerung ist die Steuerung zum Verhindern eines Reißens bzw. Berstens des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 3, verursacht durch Beschlags- bzw. Niederschlags-Kondensation, und ist die Steuerung, um die relative Einschaltdauer des Heizer-Treibersignals zu einem exakten Wert zu machen durch eine offene Steuerung und ein Mit-Leistung-Versorgen des Heizers 3c.
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Die schnelle Temperaturerhöhungs-Steuerung bzw. Schnell-Temperatur-Erhöhungssteuerung ist die Steuerung zu einem schnellen Erhöhen der Temperatur der Zellen 3a, 3b auf eine aktive Temperatur, welche geeignet ist für eine Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (Sauerstoff-Konzentration) und die Steuerung des Anpassens der relativen Einschaltdauer des Heizer-Treibersignals durch eine offene Steuerung.
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Die Rückkopplungssteuerung ist die Steuerung zum Aufrechterhalten der Temperatur der Zellen 3a, 3b bei einer aktiven Temperatur und ist die Steuerung des Anpassens der relativen Einschaltdauer des Heizer-Treibersignals, so dass die Impedanz der Quellenspannungszelle 3a ein Zielwert wird (in anderen Worten gesagt so, dass die Temperatur der Zellen 3a, 3b eine Zieltemperatur wird). Der Wert der Impedanz, welche von der Sensor-Treiber-IC 5 an den Mikrocomputer 8 ausgegeben wird, wird für diese Rückkopplungssteuerung verwendet.
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Ein Modus-Informationssignal, welches den Heizer-Steuermodus befiehlt, wird von der Sensor-Treiber-IC 5 an den Mikrocomputer 8 durch eine zugeordnete Signalleitung oder serielle Kommunikation ausgegeben. Ebenso führt der Mikrocomputer 8 eine Steuerung des Modus, welcher durch das Modus-Informationssignal instruiert ist, hinsichtlich der Steuerung des Heizers 3c aus. Der Heizer-Steuermodus verschiebt in der Reihenfolge von „Niederschlags-Kondensations-Trocknungs-Steuerung → Schnell-Temperatur-Erhöhungssteuerung → Rückkopplungssteuerung” wie in 3 veranschaulicht ist. Ebenso wird die Schalteinstellung jedes Modus die Einstellung des Mehrfachen der Zeitdauer des Heizer-Treibersignals.
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Der Mikrocomputer 8 weist eine CPU 11, einen ROM 13, welcher ein Programm 12 speichert, welches durch die CPU 11 ausgeführt wird, einen RAM 14 und eine PWM-Schaltung 15 auf. Eine Zeitdauer-Tabelle 17, welche untenstehend beschrieben ist, ist ebenso in dem ROM 13 gespeichert.
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Die PWM-Schaltung 15 ist eine Timer-Schaltung, welche ein Antriebs-Befehlssignal bzw. Treiber-Befehlssignal, welches ein PWM-Signal ist, zu der Ausgabeschaltung 9 ausgibt.
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Die PWM-Schaltung 15 wird dadurch instruiert, dass die CPU 11 die AN-Einstellung und AUS-Einstellung des Treiber-Befehlssignals einstellt. Die AN-Einstellung des Treiber-Befehlssignals ist eine Einstellung des Invertierens des Treiber-Befehlssignals von dem nicht-aktiven Pegel (low bzw. niedrig in diesem Beispiel) eines Nicht-Versorgens des Heizers 3c mit Leistung zu dem aktiven Pegel (hoch bzw. high in diesem Beispiel) des mit Mit-Leistung-Versorgens des Heizers 3c. Die AUS-Einstellung des Treiber-Befehlssignals ist eine Einstellung des Invertierens des Treiber-Befehlssignals von hoch bzw. high zu niedrig bzw. low.
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Wenn die AN-Einstellung, welche durch die CPU 11 eingestellt wird (in anderen Worten gesagt befohlen wird) ankommt, macht die PWM-Schaltung 15 den Ausgangspegel des Treiber-Befehlssignals high. Danach macht, wenn die AUS-Einstellung, welche durch die CPU 11 eingestellt (in anderen Worten befohlen) wird, ankommt, die PWM-Schaltung 15 den Ausgangspegel des Treiber-Befehlssignals low. Hinsichtlich der PWM-Schaltung 15 wird die beispielsweise Ablaufzeit von der AN-Einstellung als die AUS-Einstellung eingestellt.
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Die Ausgabeschaltung 9 versorgt den Heizer 3c mit Leistung, wenn das Treiber-Befehlssignal von dem Mikrocomputer 8 high ist, und stoppt die Versorgung mit Leistung des Heizers 3c, wenn das Treiber-Befehlssignal low ist. Die Versorgung des Heizers 3c mit Leistung ist äquivalent dazu, das Heizer-Treibersignal auf den aktiven Pegel (high in diesem Beispiel) zu verbringen, und ein Stoppen der Leistungsversorgung des Heizers 3c ist äquivalent damit, das Heizer-Treibersignal auf den nicht-aktiven Pegel (low in diesem Beispiel) zu verbringen.
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Als nächstes wird die Zeitdauer-Tabelle 17, welche in dem ROM 13 gespeichert ist, beschrieben werden.
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Die Zeitdauer-Tabelle 17 ist eine Ablaufplan-Information, welche die Zeit jeder der präzisen Steuerzeitdauer und der nicht-präzisen Steuerzeitdauer in der Sensor-Treiber-IC 5 ausdrückt.
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In der Zeitdauer-Tabelle 17 der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 4 gezeigt ist, hinsichtlich jedes Heizer-Steuermodus' die Übergangszeit (Startzeit) zum Start (0 μs) als die Referenzzeit gemacht, und die präzise Steuerzeitdauer und die nicht-präzise Steuerzeitdauer werden durch die Ablaufzeit von dem Start definiert. „Nicht-präzise Steuerzeitdauer → präzise Steuerzeitdauer → nicht-präzise Steuerzeitdauer” wird in jedem Modus wiederholt, und die Zeit jeder der Zeitdauern, welche wiederholt wird, wird in der Zeitdauer-Tabelle 17 aufgezeichnet.
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Die Zeitdauer-Tabelle 17, welche in 4 gezeigt ist, drückt die Inhalte der 5 aus.
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Genauer ist in dem Niederschlags-Kondensations-Trocknungs-Steuermodus die Dauer nach der Startzeit des Modus bis die Zeit T1 (= 6,310 μs) verstreicht, die nicht-präzise Steuerzeitdauer, und die Zeitdauer, bis zu der die Zeit T2 (= 1,490 μs) danach verstreicht ist die präzise Steuerzeitdauer. Die Zeitdauer, bis danach die Zeit T3 (= 640 μs) verstreicht ist die nicht-präzise Steuerzeitdauer, und die Dauer, bis danach die Zeit T4 (= 1,640 μs) verstreicht, ist die präzise Steuerzeitdauer. Ebenso ist in dem Schnell-Temperatur-Erhöhungs-Steuermodus die Dauer nach der Startzeit des Modus bis die Zeit T5 (= 253 μs) verstreicht, die nicht-präzise Steuerzeitdauer, und die Dauer, bis danach die Zeit T6 (= 413 μs) verstreicht, ist die präzise Steuerzeitdauer. In einer ähnlichen Art und Weise ist in dem Rückkopplungs-Steuermodus die Dauer nach der Startzeit des Modus bis die Zeit T7 (= 253 μs) verstreicht, die nicht-präzise Steuerzeitdauer, und die Dauer bis die Zeit T8 (= 413 μs) danach verstreicht, ist die präzise Steuerzeitdauer.
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Wenn der Mikrocomputer 8 das Heizer-Treiber-Signal zu dem Heizer 3c während der präzisen Steuerzeitdauer invertiert, wenn die Sensor-Treiber-IC 5 die präzise Kontrolle ausführt, wird die Nernst-Spannung der Quellenspannungszelle 3a nicht korrekt in der Sensor-Treiber-IC 5 erfasst, was zu einer Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses führt. Eine Inversion des Signals bedeutet sowohl die Inversion von low zu high und die Inversion von high zu low. In anderen Worten gesagt ist die präzise Steuerzeitdauer eine Zeitdauer, wenn die Inversion des Heizer-Treibersignals verboten ist, und die nicht-präzise Steuerzeitdauer ist eine Zeitdauer, wenn die Inversion des Heizer-Treibersignals erlaubt ist.
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Demnach bestimmt der Mikrocomputer 8 die AN-Einstellung des Invertierens des Heizer-Treibersignals von low zu high und die AUS-Einstellung des Invertierens des Heizer-Treibersignals von high zu low, um von der präzisen Steuerzeitdauer wegzugehen (in anderen Worten gesagt, um innerhalb der nicht-präzisen Steuerzeitdauer zu sein) unter Verwendung der Zeitdauer-Tabelle 17.
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Als nächstes werden Inhalte eines Vorgangs, den der Mikrocomputer 8 zum Steuern des Heizers 3c ausführt, beschrieben werden. Ebenso wird, da der Vorgang, welcher durch den Mikrocomputer 8 ausgeführt wird, durch die CPU 11 erreicht wird, welche das Programm 12 innerhalb des ROM 13 ausführt, die Beschreibung hauptsächlich für die CPU 11 getätigt.
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[Vorgangsinhalt 1: Berechnung der geforderten AN-Zeitdauer]
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Die CPU 11 berechnet die AN-Zeitdauer, welche der Dauer entspricht, nachdem das Heizer-Treibersignal high gemacht wurde, bis das Heizer-Treibersignal low gemacht wird, basierend auf der Steuerlogik des Heizers 3c. Die Steuerlogik des Heizers 3c wird in dem ROM 13 als das Programm 12 gespeichert. Die AN-Zeitdauer ist die high-Zeit bzw. Hoch-Zeit des Heizer-Treibersignals (nämlich die Leistungsversorgungszeit während einer Zeitdauer). Das Verhältnis der AN-Zeitdauer zu einer Periode des Heizer-Treibersignals (PWN-Signal) ist die relative Einschaltdauer. Da die AN-Zeitdauer, welche basierend auf der Steuerlogik des Heizers 3c berechnet wird, die AN-Zeitdauer ist, welche zum Steuern des Heizers 3c gefordert wird, wird sie die geforderte AN-Zeitdauer genannt.
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Beispielsweise wird die geforderte AN-Zeitdauer berechnet, um ein konstanter Wert in dem Niederschlags-Kondensations-Trocknungs-Steuermodus zu sein, und wird dann berechnet, um ein Wert gemäß der Ablaufzeit von der Startzeit des Modus in dem Schnelltemperatur-Erhöhungs-Steuermodus zu sein (es sei Bezug genommen auf 3). Ebenso wird in dem Rückkopplungs-Steuermodus die geforderte AN-Zeitdauer berechnet, um ein Wert zu sein, um die Impedanz der Quellenspannungszelle 3a zu einem Zielwert gemäß der Impedanz der Quellenspannungszelle 3a zu machen.
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[Vorgangsinhalt 2: Bereitstellung von geforderte AN-Zeitdauer/befohlene AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle]
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Die CPU 11 stellt eine geforderte AN-Zeitdauer/befohlene AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle (hierin nachstehend wird hierauf einfach Bezug genommen als AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle) bereit, wie in 6 veranschaulicht ist, unter Verwendung der Zeitdauer-Tabelle 17 für jeden Heizer-Steuermodus. Ebenso ist die geforderte AN-Zeitdauer die Zeitdauer von der AN-Einstellung des Heizer-Treibersignals, bis die geforderte AN-Zeitdauer verstreicht. Weiterhin ist die befohlene AN-Zeitdauer die Zeitdauer von der AN-Einstellung für den Befehl zu der PWM-Schaltung 15 bis zu der AUS-Einstellung.
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Wie in 6 veranschaulicht ist, ist die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle eine Datentabelle, in welcher, wenn eine optionale Zeit, wobei die Startzeit des Modus zum Startpunkt gemacht wird (genauer die Zeit nach der Startzeit des Modus), eingegeben wird, die Zeit, welche nicht in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist, als die Ausgabezeit erhalten.
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Genauer wird in der AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle, solange die Eingabezeit nicht in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist (in anderen Worten gesagt wenn die Eingabezeit in der nicht-präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist) die Eingabezeit die Ausgabezeit. Ebenso wird, wenn die Eingabezeit in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist, die Beendigungseinstellung der nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche unmittelbar vor der präzisen Steuerzeitdauer existiert, in der die Eingabezeit enthalten ist, die Ausgabezeit. Die Beendigungseinstellung der nicht-präzisen Steuerzeitdauer ist die letzte Zeit aus jeder Zeit der minimalen Auflösung, welche in der nicht-präzisen Steuerzeitdauer in der Tabelle enthalten ist.
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Wenn die Achse der Abszisse der 6 zu der Eingabezeit gemacht wird und die Achse der Ordinaten der 6 zu der Ausgabezeit gemacht wird, beispielsweise wenn die Zeit t1 innerhalb der nicht-präzisen Steuerzeitdauer in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle eingegeben wird, wird die Zeit t1 die Ausgabezeit. Ebenso wird, beispielsweise wenn die Zeit t3 innerhalb der präzisen Steuerzeitdauer in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle eingegeben wird, die Beendigungseinstellung (Zeit t2 in diesem Beispiel) der nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche unmittelbar vor der präzisen Steuerzeitdauer existiert, in der die Zeit t3 enthalten ist, die Ausgabezeit.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die AN-Einstellung des Heizer-Treibersignals die Zeit t1 ist und die AUS-Einstellung um die verlangte AN-Zeitdauer nach der EIN-Einstellung die Zeit t3 ist. Das heißt, es wird angenommen, dass die Zeitdauer von der Zeit t1 bis zu der Zeit t3 die verlangte AN-Zeitdauer ist, wie in einem Abschnitt (1) von 6 veranschaulicht ist.
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In diesem Fall gelangt es dazu, dass, wenn zwei Zeiten t1, t3 der AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle als die geforderte AN-Zeitdauer eingegeben werden, die Zeitdauer, welche von der Zeit t1 zu der Zeit t2 ist und die Zeitdauer ist, in der sowohl die AN-Einstellung als auch die AUS-Einstellung von der präzisen Steuerzeitdauer weggehen, ausgegeben werden. Ebenso kann, wie in einem Abschnitt von (2) in 6 veranschaulicht ist, die Zeitdauer von der Zeit t1 zu der Zeit t2 die Zeitdauer von der AN-Einstellung zu der AUS-Einstellung gemacht werden, welche in der PWM-Schaltung 15 befohlen wird (nämlich der befohlenen AN-Zeitdauer). Demnach wird die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle der 6 „geforderte AN-Zeitdauer/befohlene AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle” genannt. Wenn die Achse der Abszisse zu der geforderten AN-Zeitdauer gemacht wird und die Achse der Ordinaten zu der befohlenen AN-Zeitdauer gemacht wird, wird die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle ein Graph, welcher stufenähnlich in der präzisen Steuerzeitdauer aus der präzisen Steuerzeitdauer und der nicht-präzisen Steuerzeitdauer heraus wird. Ebenso ist die „geforderte AN-Zeitdauer”, welche in dem Abschnitt von (2) in 6 beschrieben ist, die Länge der befohlenen AN-Zeitdauer und ist die Zeit von der AN-Einstellung zu der AUS-Einstellung, welche in der PWM-Schaltung 15 befohlen wird.
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[Vorgangsinhalt 3: Bestimmung der AN-Einstellung des Heizer-Treibersignals]
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Die CPU 11 bestimmt die AN-Einstellung des Heizer-Treibersignals, so dass Bedingungen <1> bis <3>, welche untenstehend beschrieben sind, basierend auf der Zeitdauer-Tabelle 17, welche obenstehend beschrieben ist zu jeder Zeit erfüllt ist, bevor das Heizer-Treibersignal auf high invertiert wird. Weiterhin bedeutet „zu jeder Zeit bevor die Ausgabeschaltung 9 das Heizer-Treibersignal auf high invertiert” in anderen Worten gesagt ebenso „jederzeit bevor die PWM-Schaltung 15 das Treiber-Befehlssignal zu der Ausgangsschaltung 9 auf high invertiert”. Weiterhin bestimmt im Verlauf der Verarbeitung die CPU 11 die AN-Einstellung des Treiber-Befehlssignals, welches zu der PWM-Schaltung 15 befohlen wird, als die AN-Einstellung des Heizer-Treibersignals.
- <1> wie innerhalb der Ellipse der gepunkteten Linie in 7 gezeigt ist, geht die AN-Einstellung, welche die AN-Einstellung, welche bestimmt wird, ist, von der präzisen Steuerzeitdauer weg.
- <2> wie innerhalb der Ellipse der gepunkteten Linie in 7 gezeigt ist, ist das Intervall bzw. der Abstand T0 zwischen der gegenwärtigen AN-Einstellung und der vorangehenden Zeit AN-Einstellung, welche die AN-Einstellung ist, welche zur vorangehenden Zeit bestimmt wird, innerhalb des zulässigen Bereichs der Zeitdauer des Heizer-Treibersignals (dem Bereich von TCmin – TCmax; hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als ein zulässiger Zeitdauerbereich). Ebenso ist „TCmin” der zulässige minimale Wert der Zeitdauer und „TCmax” ist der zulässige maximale Wert der Zeitdauer.
- <3> wie innerhalb der Ellipse der einpunkt-strichpunktierten Linie in 7 gezeigt, geht die Einstellung von N Stücken (N ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr und N = 2 in diesem Beispiel), welche um jede Zeit (T1, T2 in diesem Beispiel) innerhalb des zulässigen Zeitdauerbereichs verzögert ist, wobei die gegenwärtige AN-Einstellung zum Startpunkt gemacht wird, von der präzisen Steuerzeitdauer weg.
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Die CPU 11 kann bestimmen, in welcher der präzisen Steuerzeitdauer und der nicht-präzisen Steuerzeitdauer die Zeit nach der Referenz der Startzeit jedes Heizer-Steuermodus (oder die Startzeit der Niederschlags-Kondensations-Trocknungs-Steuerung, welche der erste Modus ist) enthalten ist, basierend auf der Zeitdauer-Tabelle 17, welche obenstehend beschrieben ist. Demnach kann die CPU die gegenwärtige AN-Einstellung bestimmen, so dass die Bedingungen <1> bis <3>, welche obenstehend beschrieben sind, basierend auf der Zeitdauer-Tabelle 17 erfüllt sind.
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Beispielsweise bestimmt die CPU 11 die AN-Einstellung, welche als erste nach der Startzeit jedes Heizer-Steuermodus kommt, nur durch die Bedingung <1> aus den Bedingungen <1> bis <3>, welche obenstehend beschrieben sind. Beispielsweise wird die Einstellung innerhalb der nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche zuerst nach der Startzeit des Heizer-Steuermodus kommt, als die erste AN-Einstellung bestimmt.
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Die Einstellung von N Stücken, welche die Bedingung <3>, welche obenstehend beschrieben ist, erfüllt, kann als die AN-Einstellung der nächsten Zeit bzw. des nächsten Mals usw. eingesetzt werden. In anderen Worten gesagt ist die Bedingung <3> eine Bedingung zum Aktivieren der Erfüllung der Bedingungen <1> und <2>, welche obenstehend beschrieben sind, hinsichtlich ebenso der AN-Einstellung von N Stücken des nächsten Mals usw.
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Ferner ist es auch möglich, die Bedingung <3>, welche obenstehend beschrieben ist, aus den Bedingungen zum Bestimmen der gegenwärtigen AN-Einstellung zu löschen. Wenn jedoch konfiguriert ist, dass die gegenwärtige AN-Einstellung nur durch die Bedingungen <1> und <2>, welche obenstehend beschrieben sind, bestimmt wird, wird die Auswahl-Marge der gegenwärtigen AN-Einstellung breit. Als ein Ergebnis gibt es beispielsweise, wie in dem Abschnitt „Vergleichsbeispiel” in 7 beispielhaft dargestellt ist, eine Möglichkeit, dass die Einstellung, die die Bedingungen <1> und <2>, welche obenstehend beschrieben sind, erfüllt, bei einer Bestimmung der AN-Einstellung des nächsten Mals usw. nicht existiert. Andererseits kann, wenn die Bedingung <3>, welche obenstehend beschrieben ist, als die Bedingungen zum Bestimmen der gegenwärtigen AN-Einstellung enthalten ist, solch ein Ereignis verhindert werden, dass die Einstellung, welche die Bedingungen <1> und <2>, welche obenstehend beschrieben sind, erfüllt, beim Bestimmen der EIN-Einstellung des nächsten Mals usw. nicht existiert.
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[Vorgangsinhalt 4: Bestimmung der AUS-Einstellung des Heizer-Treibersignals]
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Die CPU 11 bestimmt die AUS-Einstellung des Heizer-Treibersignals durch ein Substituieren der Zeit, welche von der AN-Einstellung verzögert ist, welche in „Vorgangsinhalt 3” (gegenwärtige AN-Einstellung) bestimmt wird, durch die geforderte AN-Zeitdauer, welche in dem „Vorgangsinhalt 1” berechnet wird, in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle (6), welche oben beschrieben ist, als die Eingabezeit. Ebenso bestimmt die CPU 11 die AUS-Einstellung des Treiber-Befehlssignals, welches zu der PWM-Schaltung befohlen wird, als die AUS-Einstellung des Heizer-Treibersignals im Verlauf der Verarbeitung.
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Demnach wird, wenn die Einstellung, welche von der EIN-Einstellung um die geforderte AN-Zeitdauer verzögert ist, nicht in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist, die Einstellung, welche um die geforderte AN-Zeitdauer verzögert ist, als die AUS-Einstellung bestimmt. Ebenso wird, wie beispielhaft in dem Abschnitt von (1) in 6 dargestellt ist, angenommen, dass die Einstellung (Zeit t3 in 6), welche von der EIN-Einstellung um die geforderte AN-Zeitdauer verzögert ist, in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist. In diesem Fall ist, wie in dem Abschnitt von (2) von 6 beispielhaft dargestellt ist, die Beendigungseinstellung (Zeit t2 in 6) der nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche unmittelbar vor der präzisen Steuerzeitdauer existiert, in der die Einstellung (t3), welche von der EIN-Einstellung um die geforderte EIN-Zeitdauer verzögert ist, enthalten ist, als die AUS-Einstellung bestimmt.
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Weiterhin gibt es auch einen Fall, dass die geforderte AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung zunehmend durch eine Korrektur von „Vorgangsinhalt 5”, welche untenstehend beschrieben ist, korrigiert wird.
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[Vorgangsinhalt 5: Korrektur der geforderten AN-Zeitdauer]
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Wenn die Beendigungseinstellung der nicht-präzisen Steuerzeitdauer als die AUS-Einstellung beim Bestimmen der AUS-Einstellung der vorangehenden Zeit bestimmt wurde, addiert die CPU 11 einen Korrekturwert ΔT zu der geforderten AN-Zeitdauer, welche zum Bestimmen der AUS-Einstellung verwendet wird. Der Korrekturwert ΔT ist die Differenz der geforderten AN-Zeitdauer, welche zum Bestimmen der AUS-Einstellung der vorangehenden Zeit bzw. des vorangehenden Mals verwendet wird (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als die geforderte AN-Zeitdauer, welche in der vorangehenden Zeit verwendet wird), und der Zeit von der AN-Einstellung der vorangehenden Zeit zu der AUS-Einstellung der vorangehenden Zeit (nämlich die befohlene AN-Zeitdauer der vorangehenden Zeit und die tatsächliche bzw. aktuelle AN-Zeitdauer der vorangehenden Zeit).
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Genauer wird, wenn die Einstellung, welche von der bestimmten AN-Einstellung um die geforderte AN-Zeitdauer verzögert ist, in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist, und die Beendigungseinstellung der nicht-präzisen Steuerzeitdauer als die AUS-Einstellung bestimmt wird, die aktuelle AN-Zeitdauer länger als die geforderte AN-Zeitdauer. Demnach ist sie konfiguriert, dass der Korrekturwert ΔT zu der geforderten AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Zeitdauer der nächsten Zeit bzw. des nächsten Mals addiert wird.
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[Vorgangsinhalt 6: Korrektur der Verzögerung]
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Es gibt eine Operationsverzögerung bzw. Betriebsverzögerung in der Ausgabeschaltung 9. Genauer gibt es eine Verzögerung, nachdem das Treiber-Befehlssignal von dem Mikrocomputer 8 zu der Ausgabeschaltung 9 invertiert wird, bis der Ausgabepegel des Heizer-Treibersignals invertiert ist. Weiterhin gibt es eine Signal-Ausbreitungsverzögerung ebenso in der Signalschaltung von der PWM-Schaltung 15 innerhalb des Mikrocomputers 8 zu der Ausgabeschaltung 9.
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Demnach hat ein Abschnitt äquivalent zu einem Signalausgabemittel, welches das Heizer-Treibersignal ausgibt (die PWM-Schaltung 15 und die Ausgabeschaltung 9 in diesem Beispiel) eine erste Verzögerungszeit Td1, nachdem die AN-Einstellung, welche durch die CPU 11 befohlen wird, ankommt, bis der Ausgabepegel des Heizer-Treibersignals auf high invertiert ist. In einer ähnlichen Art und Weise hat ein Abschnitt äquivalent zu dem Signalausgabemittel eine zweite Verzögerungszeit Td2, nachdem die AUS-Einstellung, welche durch die CPU 11 befohlen wird, ankommt, bis der Ausgabepegel des Heizer-Treibersignals auf low invertiert ist. Ebenso können die erste Verzögerungszeit Td1 und die zweite Verzögerungszeit Td2 möglicherweise gleich zueinander sein und können möglicherweise unterschiedlich voneinander sein. Weiterhin können, da die Signalausbreitungsverzögerung der Signalpassage, welche obenstehend beschrieben ist, im Allgemeinen vergleichbar klein ist verglichen zu der Betriebsverzögerung der Ausgabeschaltung 9, die Verzögerungszeit Td1, Td2 als die Verzögerungszeit des Betriebs der Ausgabeschaltung 9 angesehen werden.
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Demnach führt die CPU 11 die Verzögerungskorrektur des Verschiebens der AN-Einstellung, welche in dem „Vorgangsinhalt 3” bestimmt wird, um die erste Verzögerungszeit Td1 nach vorne und ein Verschieben der AUS-Einstellung, welche in dem „Vorgangsinhalt 4” bestimmt wird, um die zweite Verzögerungszeit Td2 nach vorne aus. Ebenso befiehlt die CPU 11 die AN-Einstellung und die AUS-Einstellung nach der Verzögerungskorrektur zu der PWM-Schaltung 15. Weiterhin kann, wenn die Verzögerungszeit Td1, Td2 vernachlässigbar klein ist, solch eine Verzögerungskorrektur ausgelassen werden.
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Als nächstes wird der Heizer-Steuervorgang, welcher durch die CPU 11 zum Steuern des Heizers 3c ausgeführt wird, weiter unter Verwendung von 8 beschrieben werden.
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Beim Starten der Operation, welche die Leistungsversorgung der ECU 1 begleitet, führt die CPU 11 den Heizer-Steuerungsvorgang der 8 aus.
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In dem Heizer-Steuerungsvorgang bereitet zuerst in S110 die CPU 11 die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle (geforderte AN-Zeitdauer/befohlene AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle) hinsichtlich jedem Heizer-Steuerungsmodus unter Verwendung der Zeitdauer-Tabelle 17 innerhalb des ROM 13 wie in dem „Vorgangsinhalt 2” beschrieben ist, vor. Weiterhin ist es hinsichtlich der AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle ebenso möglich, eine entsprechend dem Niederschlags-Kondensations-Trocknungs-Steuermodus zuerst bereitzustellen, und danach eine entsprechend dem umgeschalteten Modus bereitzustellen, wann immer der Heizer-Steuermodus geschaltet wird.
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In S120 bestimmt die CPU 11 als nächstes die EIN-Einstellung des Heizer-Treibersignals (gegenwärtige EIN-Einstellung), wie in dem „Vorgangsinhalt 3” beschrieben ist.
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In S130 berechnet die CPU 11 als nächstes den Korrekturwert ΔT der geforderten AN-Zeitdauer, welcher in „Vorgangsinhalt 5” beschrieben ist. Der Korrekturwert ΔT ist ein Wert, welcher durch ein Abziehen der befohlenen EIN-Zeitdauer der vorangehenden Zeit von der geforderten EIN-Zeitdauer, welche in der vorangehenden Zeit wie obenstehend beschrieben verwendet wurde, erhalten wird.
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In S140 berechnet die CPU 11 als nächstes die geforderte EIN-Zeitdauer basierend auf der Steuerlogik des Heizers 3c, wie in dem „Vorgangsinhalt 1” beschrieben ist. Weiterhin ist es auch möglich, dass die geforderte AN-Zeitdauer konfiguriert ist, um durch einen Vorgang anders als denjenigen der 8 berechnet zu werden.
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In S150 berechnet als nächstes die CPU 11 einen Wert, welcher durch ein Addieren des Korrekturs ΔT, welcher in S130 berechnet wird, zu der geforderten AN-Zeitdauer, welche in S140 berechnet wird, erhalten wird als die geforderte AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung. Obwohl dieser Vorgang äquivalent zu der Korrektur der geforderten AN-Zeitdauer ist, welche in dem „Vorgangsinhalt 5” beschrieben ist, wird die Korrektur tatsächlich ausgeführt, wenn der Korrekturwert ΔT nicht null ist.
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In S160 bestimmt die CPU 11 als nächstes die AUS-Einstellung des Heizer-Treibersignals durch den Vorgang, welcher in dem „Vorgangsinhalt 4” beschrieben ist. Genauer bestimmt die CPU 11 die AUS-Einstellung durch ein Substituieren der Einstellung, welche von der AN-Einstellung, welche in S120 berechnet wird, um die geforderte AN-Zeitdauer verzögert ist, welche in S150 berechnet wird, in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle, welche obenstehend beschrieben ist als die Eingabezeit. Die Zeit von der AN-Einstellung, welche in S120 bestimmt wird, zu der AUS-Einstellung, welche in S150 bestimmt wird, wird die befohlene AN-Zeitdauer.
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Wenn die Einstellung, welche in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle substituiert wird (nämlich die Einstellung, welche von der AN-Einstellung um die geforderte AN-Zeitdauer verzögert ist, welche in der vorangehenden Zeit verwendet wird) nicht in der präzisen Steuerzeitdauer in S160 der vorangehenden Zeit enthalten ist, wird die Einstellung als die AUS-Einstellung bestimmt. In diesem Fall werden die geforderte AN-Zeitdauer, welche in der vorangehenden Zeit verwendet wird, und die befohlene AN-Zeitdauer der vorangehenden Zeit dieselben. Demnach wird der Korrekturwert ΔT in S130 null und die geforderte AN-Zeitdauer, welche in S140 berechnet wird, wird die geforderte AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung, wie sie in S150 ist. In anderen Worten gesagt, gelangt eine zunehmende Korrektur der geforderten AN-Zeitdauer nicht dazu, ausgeführt zu werden.
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Andererseits wird, wenn die Einstellung, welche in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle substituiert wird, in der präzisen Steuerzeitdauer in S160 der vorangehenden Zeit enthalten war, die Beendigungseinstellung der nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche unmittelbar vor der präzisen Steuerzeitdauer existiert, in der die Einstellung enthalten ist, als die AUS-Einstellung bestimmt. In diesem Fall wird die befohlene AN-Zeitdauer der vorangehenden Zeit kürzer als die geforderte AN-Zeitdauer, welche in der vorangehenden Zeit verwendet wird, und der Korrekturwert ΔT, welcher in S130 berechnet wird, wird ein Wert größer als null. Demnach gelangt eine zunehmende Korrektur der geforderten AN-Zeitdauer dazu, in S150 ausgeführt zu werden. In anderen Worten gesagt wird ein Wert, welcher durch ein Addieren des Korrekturwerts ΔT zu der geforderten AN-Zeit erhalten wird, welche auf der Steuerlogik des Heizers 3c basiert ist, die geforderte AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung.
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In S170 führt die CPU 11 als nächstes eine Verzögerungskorrektur des Verschiebens der AN-Einstellung, welche in S120 bestimmt wird, um die erste Verzögerungszeit Td1 nach vorne und ein Verschieben der AUS-Einstellung, welche in S160 bestimmt wird, um die zweite Verzögerungszeit Td2 nach vorne, wie in dem „Vorgangshinhalt 6” beschrieben ist, aus. Ebenso befiehlt in S180 die CPU als nächstes die AN-Einstellung und die AUS-Einstellung nach der Korrektur in S170 zu der PWM-Schaltung 50.
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Dann invertiert die PWM-Schaltung 15 das Treiber-Befehlssignal für die Ausgabeschaltung 9 auf high, wenn die AN-Einstellung aus der AN-Zeitdauer und die AUS-Einstellung, welche durch die CPU 11 befohlen wird, ankommt, und invertiert das Treiber-Befehlssignal zu low nach dem Ankommen der AN-Einstellung.
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In S190 bestimmt die CPU 11 als nächstes, ob das Treiber-Befehlssignal durch die PWM-Schaltung 15 high ist oder nicht, und wenn es high ist (nämlich wenn die AUS-Einstellung, welche zu der PWM-Schaltung 15 in S180 befohlen wurde, noch nicht angekommen ist) kehrt die CPU 11 zu S140 zurück. Durch ein Ausführen der Vorgänge von S140 bis S180 während der Zeit, nachdem die AN-Einstellung, welche zu der PWM-Schaltung 15 befohlen wurde, ankommt, bis die AUS-Einstellung ankommt, wird die AUS-Einstellung änderbar gemacht. Ebenso wird, auch wenn die Einstellung, welche bereits vergangen ist, zu der PWM-Schaltung 15 in S180 befohlen wird, die Ausgabe des Treiber-Befehlssignals nicht beeinflusst.
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Wenn in S190 bestimmt wird, dass das Treiber-Befehlssignal nicht high ist (das Treiber-Befehlssignal ist nämlich low), schreitet die CPU 11 zu Schritt S200 voran und bestimmt, ob die Heizer-Treiber-Stopp-Bedingung erfüllt ist oder nicht. Die Heizer-Treiber-Stopp-Bedingung ist beispielsweise erfüllt, wenn die Maschine stoppt.
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Wenn in S200 bestimmt wird, dass die Heizer-Treiber-Stopp-Bedingung nicht erfüllt ist, kehrt die CPU 11 zu S120 zurück. Demnach gelangt die CPU 11 dazu, die Vorgänge S120 bis S180 auszuführen, während das Treiber-Befehlssignal durch die PWM-Schaltung niedrig bzw. low ist (in anderen Worten gesagt, wann immer das Heizer-Treibersignal zu high invertiert wird).
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Wenn die CPU 11 bestimmt, dass die Heizer-Treiber-Stopp-Bedingung in S200 erfüllt ist, beendet die CPU 11 den Heizer-Steuervorgang.
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Als nächstes wird der Betrieb der ECU 1 unter Verwendung eines Beispiels von 9 beschrieben werden.
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In dem Abschnitt (2) der 9 ist „geforderte Zeitdauer” der Standardwert der Zeitdauer des Heizer-Treibersignals, welches zum Steuern des Heizers 3c gefordert wird, und ist der Mittelwert des zulässigen Zeitdauerbereichs (TCmin – TCmax). Ebenso ist im Abschnitt (2) der 9 „geforderte AN-Zeitdauer” die geforderte AN-Zeitdauer, welche in S140 der 8 berechnet wird (die AN-Zeitdauer des Heizer-Treibersignals gefordert für das Steuern des Heizers 3c). Weiterhin ist in dem Abschnitt (2) der 9 „geforderte AN-Zeitdauer nach der Korrektur” die geforderte AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung, zu welcher der Korrekturwert ΔT in S150 der 8 addiert worden ist.
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Der Abschnitt (3) von 9 drückt die AN-Einstellung und die AUS-Einstellung, welche in S120 und S160 der 8 berechnet wurden aus, und der Abschnitt (4) der 9 drückt die AN-Einstellung und die AUS-Einstellung aus, nachdem die Verzögerungskorrektur in S170 der 8 ausgeführt worden ist. In jedem Abschnitt (3) und (4) der 9 ist die Anstiegseinstellung der rechtwinkligen Welle die EIN-Einstellung und die abfallende Einstellung der rechtwinkligen Welle ist die AUS-Einstellung. Ebenso ist in dem Abschnitt (3) der 9 die „befohlene Zeitdauer” der Abstand der EIN-Einstellung, welche in S120 der 8 berechnet wird und die „befohlene Zeitdauer” wird die aktuelle Zeitdauer des Heizer-Treibersignals. Weiterhin ist in dem Abschnitt (3) der 9 die „befohlene AN-Zeitdauer” die Zeit von der AN-Einstellung zu der AUS-Einstellung, welche zu der PWM-Schaltung 15 wie obenstehend beschrieben befohlen wird, und die „befohlene AN-Zeitdauer” wird die tatsächliche AN-Zeitdauer des Heizer-Treibersignals.
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Wie in 9 veranschaulicht ist, wird angenommen, dass die Zeit t11 innerhalb der nicht-präzisen Steuerzeitdauer als die AN-Einstellung durch S120 der 8 bestimmt wird. Ebenso wird angenommen, dass der Korrekturwert ΔT, welcher in S130 der 8 berechnet wird, null ist, und die geforderte AN-Zeitdauer, welche in S140 der 8 berechnet wird, „Tron1” ist.
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In diesem Fall wird in S150 der 8 „Tron1” als die geforderte AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung berechnet (da ΔT = 0). Ebenso wird in S160 der 8 die Zeit t13, welche von der Zeit t11, welche die AN-Einstellung ist, um „Tron1” verzögert ist, in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle substituiert. In diesem Fall kommt es dazu, da die Zeit t13 in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist, dass die Beendigungseinstellung (Zeit t12 in diesem Beispiel) der nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche unmittelbar vor der präzisen Steuerzeitdauer existiert, in der die Zeit t13 enthalten ist, als die AUS-Einstellung bestimmt wird. Demnach wird die Zeit (= Tson1 < Tron1) von der Zeit t11 zu der Zeit t12 die befohlene AN-Zeitdauer.
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Durch S170, S180 der 8 werden, wie in dem Abschnitt (4) der 9 veranschaulicht ist, die Einstellung des Verschiebens der Zeit t11 nach vorne um die Verzögerungszeit Td1 und die Einstellung des Verschiebens der Zeit t12 nach vorne um die Verzögerungszeit Td2 zu der PWM-Schaltung 15 als jede der AN-Einstellung und der AUS-Einstellung befohlen.
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Dann wird, wie in dem Abschnitt (5) der 9 veranschaulicht ist, das aktuelle bzw. tatsächliche Heizer-Treibersignal high zu der Zeit t11 und es wird low zu der Zeit t12. In anderen Worten gesagt gelangt es dazu, dass das Heizer-Treibersignal bei der EIN-Einstellung und der AUS-Einstellung, bevor die Verzögerungskorrektur ausgeführt wird, invertiert wird.
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Die Operation zum Bestimmen der nächsten EIN-Einstellung und AUS-Einstellung wird beschrieben werden.
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In 9 sollte die Zeit t14, welche von der Zeit t11 durch die „geforderte Zeitdauer” verzögert ist, im Wesentlichen die nächste EIN-Einstellung werden. Die Zeit t14 jedoch ist in der präzisen Steuerzeitdauer in diesem Beispiel enthalten. Demnach wird angenommen, dass die Zeit t15 innerhalb der nicht-präzisen Steuerzeitdauer am nächsten zu der Zeit t14 als die EIN-Einstellung am nächsten zu der Zeit t11 durch S120 der 8 bestimmt wird. Weiterhin wird, obwohl die Zeit von der Zeit t11 zu der Zeit t15 die „befohlene Zeitdauer” ist, welche obenstehend beschrieben ist, und die aktuelle bzw. tatsächliche Zeitdauer des Heizer-Treibersignals wird, die Zeit t15 bestimmt, so dass die tatsächliche Zeitdauer innerhalb des zulässigen Zeitdauerbereichs wird.
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In diesem Fall wird, da die befohlene AN-Zeitdauer der vorangehenden Zeit (= Tson1) kürzer ist als die geforderte AN-Zeitdauer, welche in der vorangehenden Zeit (= Tron1) verwendet wird, der Korrekturwert ΔT, welcher in S130 der 8 berechnet wird, nicht null.
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Demnach wird, wenn angenommen wird, dass die geforderte AN-Zeitdauer, welche in S140 der 8 berechnet wird, „Tron2” ist, „Tron2 +ΔT” als die geforderte AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung (die geforderte AN-Zeitdauer nach der Korrektur) in S150 der 8 berechnet.
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In S160 der 8 wird die Zeit t16, welche von der Zeit t15, welche die AN-Einstellung ist, um „Tron2 + ΔT” verzögert ist, in die AN-Zeitdauer-Umwandlungstabelle substituiert. In diesem Beispiel gelangt, da die Zeit t16 nicht in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist (sie ist in der nicht-präzisen Steuerzeitdauer enthalten) die Zeit t16 dazu, als die AUS-Einstellung bestimmt zu werden. Demnach wird die Zeit von der Zeit t15 zu der Zeit t16 (= Tson2 = Tron2 + ΔT) die befohlene AN-Zeitdauer.
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Durch S170, S180 der 8 werden, wie in dem Abschnitt (4) der 9 veranschaulicht ist, die Einstellung des Verschiebens der Zeit t15 nach vorne um die Verzögerungszeit Td1 und die Einstellung des Verschiebens der Zeit t16 nach vorne um die Verzögerungszeit Td2 zu der PWM-Schaltung 50 als jede der EIN-Einstellung und der AUS-Einstellung befohlen.
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Dann wird, wie in dem Abschnitt (5) der 9 veranschaulicht, das tatsächliche Heizer-Treibersignal high zu der Zeit t15 und wird low zu der Zeit t16. Das Heizer-Treibersignal gelangt dazu, zu der EIN-Einstellung und der AUS-Einstellung invertiert zu werden, bevor die Verzögerungskorrektur ausgeführt wird.
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So weist die ECU1 wie obenstehend beschrieben, die Zeitdauer-Tabelle 17 in dem Mikrocomputer 8 auf, welcher die Heizer-Steuereinheit 7, die Zeitdauer-Tabelle 17, welche ausdrückt, wann die präzise Steuerzeitdauer und die nicht-präzise Steuerzeitdauer in der Sensortreiber-IC 5 sind, auf.
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Demnach kann, bevor das Heizer-Treibersignal abgeschaltet wird (auf low invertiert wird), der Mikrocomputer 8 (insbesondere die CPU 11) die AUS-Einstellung bestimmen, um von der präzisen Zeitdauer weg zu gehen und so, dass die tatsächliche EIN-Zeitdauer nicht länger wird als die geforderte EIN-Zeitdauer. Demzufolge kann ein übermäßiger Temperaturanstieg, wie er in der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik gesehen wird, verhindert werden. In einer ähnlichen Art und Weise kann, bevor das Heizer-Treibersignal angeschaltet wird (zu high invertiert wird) der Mikrocomputer 8 die EIN-Einstellung bestimmen, um von der präzisen Steuerzeitdauer weg zu gehen und so dass die Zeitdauer des Heizer-Treibersignals in dem zulässigen Bereich enthalten ist. Demzufolge kann eine Verschlechterung der Folgbarkeit der Temperatur, wie sie in der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik gesehen wird, verhindert werden.
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Damit kann die ECU 1 beides davon, dass die Inversion des Heizer-Treibersignals nicht während der präzisen Steuerzeitdauer ausgeführt wird, und die Steuerleistungsfähigkeit des Heizers 3c erfüllt werden.
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Wie in dem „Vorgangsinhalt 4” beschrieben ist, bestimmt, wenn die Einstellung, welche von der bestimmten EIN-Einstellung um die geforderte EIN-Zeitdauer verzögert ist, nicht in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist, die CPU 11 des Mikrocomputers 8 die Einstellung, welche um die geforderte EIN-Zeitdauer verzögert ist, als die AUS-Einstellung. Andererseits ist, wenn die Einstellung, welche von der EIN-Einstellung um die geforderte EIN-Zeitdauer verzögert ist, in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist, die Beendigungseinstellung der nicht-präzisen Steuerzeitdauer, welche unmittelbar vor der präzisen Steuerzeitdauer existiert, in der die Einstellung, welche um die geforderte EIN-Zeitdauer verzögert ist, enthalten ist, als die AUS-Einstellung bestimmt.
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Demnach kann die tatsächliche AN-Zeitdauer zu einer Zeit gemacht werden, welche die geforderte AN-Zeitdauer oder weniger ist und am nächsten zu der geforderten AN-Zeitdauer ist, während die AUS-Einstellung veranlasst wird, von der präzisen Steuerzeitdauer wegzugehen. Demzufolge wird bei der Steuerung des Heizers 3c die Folgbarkeit der Temperatur hinsichtlich der Zieltemperatur verbessert.
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Wie in dem „Vorgangsinhalt 5” beschrieben ist, addiert, wenn die Beendigungseinstellung der nicht-präzisen Steuerzeitdauer als die AUS-Einstellung beim Bestimmen der AUS-Einstellung der vorangehenden Zeit bestimmt worden ist, die CPU 11 den Korrekturwert ΔT, welcher obenstehend beschrieben ist, zu der geforderten AN-Zeitdauer zum Bestimmen der AUS-Einstellung. Demnach kann, wenn über die Zeitdauer einer Mehrzahl von Malen betrachtet, die aktuelle AN-Zeitdauer veranlasst werden, um mit der geforderten AN-Zeitdauer übereinzustimmen. Demnach kann bei der Steuerung des Heizers 3c die Temperatur-Folgbarkeit hinsichtlich der Zieltemperatur weiterhin verbessert werden.
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Die CPU 11 bestimmt die AN-Einstellung, so dass die Bedingungen <1> und <2>, welche in dem „Vorgangsinhalt 3” beschrieben sind, erfüllt sind. Demnach kann die EIN-Einstellung bestimmt werden, um von der präzisen Steuerzeitdauer wegzugehen, und so dass der Abstand bzw. das Intervall der EIN-Einstellung innerhalb des zulässigen des Zeitdauerbereichs des Heizer-Treibersignals wird. Demzufolge kann die tatsächliche Zeitdauer des Heizer-Treibersignals innerhalb des zulässigen Zeitdauerbereichs ausgeführt werden.
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Weiterhin bestimmt die CPU 11 die EIN-Einstellung, so dass die Bedingungen von <3>, welche in dem „Vorgangsinhalt 3” beschrieben sind, ebenso erfüllt sind. Demnach kann der zulässige Zeitdauerbereich des Heizer-Treibersignals mit mehr Sicherheit erfüllt werden.
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Wie in dem „Vorgangsinhalt 6” beschrieben ist, befiehlt die CPU 11 die Einstellung, welche von der bestimmten AN-Einstellung um die Verzögerungszeit Td1 nach vorwärts verschoben ist, zu der PWM-Schaltung 15 als die EIN-Einstellung. In einer ähnlichen Art und Weise befiehlt die CPU 11 die Einstellung, welche von der bestimmten AUS-Einstellung um die Verzögerungszeit Td2 nach vorne verschoben ist zu der PWM-Schaltung 15 als die AUS-Einstellung.
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Demnach kann solch ein Ereignis verhindert werden, das die tatsächliche Inversionseinstellung des Heizer-Treibersignals von der bestimmten AN-Einstellung und AUS-Einstellung verzögert ist und dass die aktuelle bzw. tatsächliche Inversionseinstellung in der präzisen Steuerzeitdauer enthalten ist. In anderen Worten gesagt kann das Heizer-Treibersignal durch die EIN-Einstellung und AUS-Einstellung, welche bestimmt werden, um die präzise Steuerzeitdauer zu vermeiden, sicher invertiert werden.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung obenstehend beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen, welche obenstehend beschrieben sind, beschränkt und kann verschiedene Formen einsetzen. Ebenso sind die numerischen Werte, welche obenstehend beschrieben sind, nur Beispiele und andere Werte können eingesetzt werden.
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Beispielsweise ist es ebenso möglich, dass das Erfassungsergebnis des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem Mikrocomputer 8 der ECU 1 zu einer anderen ECU übertragen wird, und die ECU eine Steuerung der Kraftstoff-Injektion ausführt. In anderen Worten gesagt kann die ECU 1 eine zugeordnete Vorrichtung zum Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sein.
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Funktionen, welche durch einen Bestandteil bzw. ein Glied in den Ausführungsformen besessen werden, welche obenstehend beschrieben sind, können über eine Mehrzahl von Bestandteilen verteilt sein, und Funktionen, welche durch die Bestandteile besessen werden, können in einen Bestandteil integriert werden. Weiterhin kann wenigstens ein Teil der Konfiguration der Ausführungsformen, welche obenstehend beschrieben sind, durch eine bekannte Konfiguration, welche eine ähnliche Funktion hat, ersetzt werden. Weiterhin kann ein Teil der Konfiguration der Ausführungsformen, welche obenstehend beschrieben sind, ausgelassen werden. Ebenso sind alle Aspekte, welche in dem technischen Gedanken enthalten sind, welcher in dem in den Ansprüchen beschriebenen Text spezifiziert ist, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung auch durch verschiedene Aspekte erreicht werden, wie beispielsweise ein System, welches die ECU als einen Bestandteil aufweist, ein Programm zum Veranlassen, dass der Computer als die ECU fungiert, ein Medium, welches das Programm speichert, ein Steuerverfahren für den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und dergleichen zusätzlich zu der ECU, welche obenstehend beschrieben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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