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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor.
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Bekannt, als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, ist ein Zweizellen-Typ mit einer EMK-(elektromotorische Kraft)-Zelle und einer Sauerstoff-Pumpzelle, die Sauerstoffkonzentrationszellen sind. Bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Zweizellen-Typs wird ein in einer Sauerstoff-Pumpzelle fließender Pumpstrom derart gesteuert, dass eine Ausgangsspannung der EMK-Zelle einen Soll-Wert annimmt, und der Pumpstrom als ein Sensorstrom entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
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Bekannt, als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, ist ferner ein Einzellen-Typ mit einer einzigen Zelle, in der ein Strom entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zustand, in dem eine Spannung an dieser anliegt, fließt. Bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Einzellen-Typs wird der in der Zelle fließende Strom als der Sensorstrom entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
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Sowohl bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Einzellen-Typs als auch dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Zweizellen-Typs ist die Fertigung einer Steuervorrichtung mit einer fest zugeordneten Hardware von Nachteil, um die Fertigungskosten der Steuervorrichtung zu verringern, da die Auswahl der Steuervorrichtungen zunimmt und die Stückzahl der jeweiligen Steuervorrichtungen nicht zunimmt.
Patentdokument 1:
JP 10-48180 A (entsprechend der
US 6,120,677 )
Patentdokument 2:
JP 11-230931 A -
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung bereitzustellen, die von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Einzellen-Typs und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Zweizellen-Typs gemeinsam genutzt werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung verbunden mit einem von: einem Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor mit einer EMK-(elektromotorische Kraft)-Zelle und einer Sauerstoff-Pumpzelle, die Sauerstoffkonzentrationszellen sind, derart, dass ein in der Sauerstoff-Pumpzelle fließender Pumpstrom derart gesteuert wird, dass eine Ausgangsspannung der EMK-Zelle einen Soll-Wert erreicht, und der Pumpstrom einen Strom entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis annimmt; und einem Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor mit einer einzigen Zelle, in der ein Strom entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis unter einer Bedingung fließt, dass eine Spannung an die eine Zelle gelegt wird. Der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor weist auf: einen ersten Zweizellen-Anschluss, der mit einer von einem Paar von Elektroden in der Sauerstoff-Pumpzelle verbunden ist; einen zweiten Zweizellen-Anschluss, der sowohl mit der anderen des Paares von Elektroden in der Sauerstoff-Pumpzelle als auch einer von einem Paar von Elektroden in der EMK-Zelle verbunden ist; und einen dritten Zweizellen-Anschluss, der mit der anderen des Paares von Elektroden in der EMK-Zelle verbunden ist, als Anschlüsse zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors. Der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor weist auf: einen ersten Einzellen-Anschluss, der mit einer von einem Paar von Elektroden in der einen Zelle verbunden ist; und einen zweiten Einzellen-Anschluss, der mit der anderen des Paares von Elektroden in der einen Zelle verbunden ist, als Anschlüsse zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors. Die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung weist auf: einen ersten Verbindungsanschluss, einen zweiten Verbindungsanschluss und einen dritten Verbindungsanschluss, als Anschlüsse zur Verbindung von einem des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und des Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors; eine Steuerschaltung, die, durch ein- und ausschalten von wenigstens einem Umschalter, zwischen einer Einzellen-Schaltungskonfiguration und einer Zweizellen-Schaltungskonfiguration umschaltbar ist, wobei die Zweizellen-Schaltungskonfiguration den Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor über den ersten, den zweiten und den dritten Verbindungsanschluss steuert und die Einzellen-Schaltungskonfiguration den Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor über den ersten und den zweiten Verbindungsanschluss steuert; und eine Steuereinheit, die eine Schaltungskonfiguration der Steuerschaltung auf eine der Einzellen-Schaltungskonfiguration und der Zweizellen-Schaltungskonfiguration einstellt, indem sie den wenigstens einen Umschalter steuert.
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Bei der obigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung kann die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Einzellen-Typs und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor des Zweizellen-Typs gemeinsam genutzt werden.
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Die obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
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2 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Zustands von Schaltern in jeweiligen Modi einer Steuerschaltung;
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3 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Änderung in den Modi der Steuerschaltung, nachdem die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung mit Energie versorgt wurde;
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4 eine Abbildung zur Veranschaulichung des Übergangs der Modi der Steuerschaltung;
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5 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung eines Schaltungszustands, wenn ein Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor mit einem Label-Widerstand mit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung verbunden und die Steuerschaltung in einem Label-Widerstands-Messmodus versetzt wird;
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6 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung nur von Komponenten, die im Label-Widerstands-Messmodus arbeiten, von Komponenten der in der 5 gezeigten Steuerschaltung;
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7 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung eines Schaltungszustands, wenn ein Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor mit einem Label-Widerstand mit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung verbunden und die Steuerschaltung in einem Label-Widerstands-Messmodus versetzt wird;
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8 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung eines Schaltungszustands, wenn der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor mit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung verbunden und die Steuerschaltung in einen Einzellen-Modus versetzt wird;
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9 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung nur von Komponenten, die im Einzellen-Modus arbeiten, von Komponenten der in der 8 gezeigten Steuerschaltung;
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10 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Verarbeitungsinhalts eines Mikrocomputers, wenn sich die Steuerschaltung im Einzellen-Modus befindet;
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11 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung eines Schaltungszustands, wenn der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor mit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung verbunden und die Steuerschaltung in einen Zweizellen-Modus versetzt wird;
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12 eine Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung nur von Komponenten, die im Zweizellen-Modus arbeiten, von Komponenten der in der 11 gezeigten Steuerschaltung; und
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13 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Verarbeitungsinhalts eines Mikrocomputers, wenn sich die Steuerschaltung im Zweizellen-Modus befindet.
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Nachstehend ist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung (nachstehend als „ECU” bezeichnet) dieser Ausführungsform wird übrigens in einem Kraftstoffeinspritzsystem zur Realisierung einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung (Steuerung zur Regelung einer Kraftstoffeinspritzmenge auf ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) eines in einem Fahrzeug befestigten Verbrennungsmotors verwendet.
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Eine ECU 10 dieser Ausführungsform ist, wie in 1 gezeigt, mit einem beliebigen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 1 eines Einzellen-Typs und eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 eines Zweizellen-Typs als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor verbunden.
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Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (nachstehend als „Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor” bezeichnet) 1 eines Einzellen-Typs weist eine einzige Zelle 15 auf, in die ein Strom entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zustand fließt, in dem eine Spannung angelegt wird. Aus diesem Grund wird, im Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1, ein in der Zelle 15 fließender Strom als ein Sensorstrom entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst. Der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor eines Begrenzungsstromtyps.
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Die Zelle 15 weist einen Festelektrolytkörper beispielsweise aus Zirconiumdioxid und ein Paar von Elektroden, die an beiden Oberflächen (einer atmosphärischen Seite und einer Abgasseite) des Festelektrolytkörpers vorgesehen sind, auf. Der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 weist, als Anschlüsse zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 1, einen Anschluss 11, der mit einer des Paares von Elektroden in der Zelle 15 verbunden ist, und einen Anschluss 12, der mit der anderen des Paares von Elektroden in der Zelle 15 verbunden ist, auf.
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Demgegenüber weist der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (nachstehend als „Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor” bezeichnet) 2 des Zweizellen-Typs eine EMK-(elektromotorische Kraft)-Zelle 25 und eine Sauerstoff-Pumpzelle 26 auf, die Sauerstoffkonzentrationszellen sind. Bei dem Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 wird ein in die Sauerstoff-Pumpzelle 26 fließender Pumpstrom derart gesteuert, dass eine Ausgangsspannung der EMK-Zelle 25 einen Soll-Wert erreicht und der Pumpstrom einen Strom entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis annimmt. Aus diesem Grund wird der Pumpstrom als ein Sensorstrom entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst.
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Sowohl die EMK-Zelle 25 als auch die Sauerstoff-Pumpzelle 26 weisen einen Festelektrolytkörper beispielsweise aus Zirconiumdioxid und ein Paar von Elektroden auf beiden Oberflächen des Festelektrolytkörpers auf. Der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 weist, als Anschlüsse zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2, einen Anschluss 21, der mit einer eines Paar von Elektroden in der Sauerstoff-Pumpzelle 26 verbunden ist, einen Anschluss 22, der sowohl mit der anderen des Paares von Elektroden in der Sauerstoff-Pumpzelle 26 als auch einer eines Paares von Elektroden in der EMK-Zelle 25 verbunden ist, und einen Anschluss 23, der mit der anderen des Paares von Elektroden in der EMK-Zelle 25 verbunden ist, auf.
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Ferner kann der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 einen Label-Widerstand 17 und einen Anschluss 14, der mit einem Ende des Label-Widerstands 17 verbunden ist, aufweisen. In gleicher Weise kann der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 den Label-Widerstand 17 und einen Anschluss 24, der mit einem Ende des Label-Widerstands 17 verbunden ist, aufweisen.
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Die Label-Widerstände 17 sind vorgesehen, um die Eigenschaftsänderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 zu korrigieren, und die Widerstandswerte der Label-Widerstände 17 werden gemessen, um die Eigenschaftsänderungen der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 zu korrigieren. Der Korrekturbetrag (wie beispielsweise ein Korrekturkoeffizient) für einen erfassten Wert eines Sensorstroms wird beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Widerstandwert jedes Label-Widerstands 17 bestimmt. Die Widerstandswerte der Label-Widerstände 17 werden auf der Grundlage der gemessenen Eigenschaften der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 während einer Fertigung der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 bestimmt.
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Als der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 mit dem Label-Widerstand 17 sind ein Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1a (siehe auch 7) eines Typs, bei dem das andere Ende (eine Seite gegenüberliegend der Seite des Anschlusses 14) des Label-Widerstands 17, wie in 1 gezeigt, mit dem Anschluss 11 verbunden ist, und ein Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1b eines Typs, bei dem das andere Ende des Label-Widerstands 17, wie in 7 gezeigt, mit einer Masseleitung verbunden ist, vorhanden.
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In gleicher Weise sind, als der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 mit dem Label-Widerstand 17, ein Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2a (siehe auch 5) eines Typs, bei dem das andere Ende (Seite gegenüberliegend der Seite des Anschlusses 24) des Label-Widerstands 17, wie in 1 gezeigt, mit dem Anschluss 21 verbunden ist, und ein Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2b eines Typs, bei dem das andere Ende des Label-Widerstands 17, wie in 5 gezeigt, mit einer Masseleitung verbunden ist, vorhanden.
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Demgegenüber sind, als der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1, wie in 8 gezeigt, ebenso ein Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1c ohne den Label-Widerstand 17 und den Anschluss 14 vorhanden. In gleicher Weise sind, als der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2, wie in 11 gezeigt, ebenso ein Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2c ohne den Label-Widerstand 17 und den Anschluss 24 vorhanden.
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Wenn die Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1a, 1b und 1c nicht insbesondere unterschieden sind, ist „1” als Bezugszeichen verwendet, und wenn die Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 2a, 2b und 2c nicht insbesondere unterschieden sind, ist „2” als Bezugszeichen verwendet.
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Die ECU 10 weist vier Verbindungsanschlüsse J1, J2, J3 und J4 als Anschlüsse zur Verbindung eines beliebigen der jeweiligen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 auf.
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Wenn der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 mit der ECU 10 verbunden ist, ist der Anschluss 21 mit dem Verbindungsanschluss J1 verbunden, der Anschluss 22 mit dem Verbindungsanschluss J2 verbunden und der Anschluss 23 mit dem Verbindungsanschluss J3 verbunden. Wenn der mit der ECU 10 verbundene Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 die Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 2a und 2b beschreibt, die jeweils den Label-Widerstand 17 aufweisen, ist der Anschluss 24 mit dem Verbindungsanschluss J4 verbunden.
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Ferner ist dann, wenn der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 mit der ECU 10 verbunden ist, der Anschluss 11 mit dem Verbindungsanschluss J1 verbunden und der Anschluss 12 mit dem Verbindungsanschluss J2 verbunden. Wenn der mit der ECU 10 verbundene Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 die Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1a und 1b beschreibt, die jeweils den Label-Widerstand 17 aufweisen, ist der Anschluss 14 mit dem Verbindungsanschluss J4 verbunden.
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Die ECU 10 weist eine Steuerschaltung 31 zur Steuerung der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 und einen Mikrocomputer 33 als einen Controller oder eine Steuereinheit auf. Der Mikrocomputer 33 weist eine CPU 35, ein ROM 36, in dem von der CPU 35 auszuführende Programme und feste Daten gespeichert werden, ein RAM 37, in dem Rechenergebnisse der CPU 35 gespeichert werden, und einen A/D-Wandler (ADC) 38 auf. Der Betrieb des Mikrocomputers 33, der nachstehend noch beschrieben ist, wird realisiert, indem es der CPU 35 erlaubt wird, die Programme innerhalb des ROMs 36 auszuführen.
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Die Schaltungskonfiguration (nachstehend als „Modus” bezeichnet) der Steuerschaltung 31 kann durch den Mikrocomputer 33 auf eine von mehreren Arten umgeschaltet werden. Insbesondere wird der Modus der Steuerschaltung 31 auf einen eines Leerlaufmodus, bei dem die Verbindungsanschlüsse J1 bis J4 in einen Zustand hoher Impedanz versetzt werden, eines Label-Widerstands-Messmodus zur Messung der Widerstandswerte der Label-Widerstände 17, eines Zweizellen-Modus (entsprechend einer Zweizellen-Schaltungskonfiguration) zur Steuerung des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 über die Verbindungsanschlüsse J1 bis J3 und eines Einzellen-Modus (entsprechend einer Einzellen-Schaltungskonfiguration) zur Steuerung des Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 1 über die Verbindungsanschlüsse J1 und J2 versetzt.
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Die Steuerschaltung 31 weist einen ersten D/A-Wandler (DAC) 41, einen zweiten D/A-Wandler 42 und einen dritten D/A-Wandler 43 auf. Jeder der D/A-Wandler 41 bis 43 gibt eine Spannung entsprechend einem digitalen Signal als ein Befehl vom Mikrocomputer 33 aus.
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Ferner weist die Steuerschaltung 31 auf: einen Operationsverstärker 44, einen Schalter SW10, der einschaltet, um einen Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 44 mit dem Verbindungsanschluss J1 zu verbinden, einen Schalter SW1, der einschaltet, um einen invertierenden Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 44 zu verbinden, einen Schalter SW2, der einschaltet, um den invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 44 mit dem Verbindungsanschluss J2 zu verbinden, einen Schalter SW3, der einschaltet, um den Verbindungsanschluss J1 mit einer Masseleitung zu verbinden, zwei in Reihe geschaltete Widerstände 45 und 46, die eine konstante Versorgungsspannung VD (gemäß diesem Beispiel eine Versorgungsspannung des Mikrocomputers 33 und der Steuerschaltung 31 von beispielsweise 5 V), die innerhalb der ECU 10 erzeugt wird, teilen, einen Schalter SW4, der einschaltet, um eine Spannung an einem Knotenpunkt der Widerstände 45 und 46 an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 44 zu geben, und einen Schalter SW5, der einschaltet, um eine Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 an den nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 44 zu geben.
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Ferner weist die Steuerschaltung 31 auf: einen Operationsverstärker 47 mit einem nicht-invertierenden Eingangsanschluss, an den eine Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 gegeben wird, und einem Ausgangsanschluss, von dem die Eingangsspannung ausgegeben wird, als einen Puffer, einen Stromerfassungswiderstand 48, dessen eines Ende mit dem Verbindungsanschluss J2 verbunden ist, einen Schalter SW11, der einschaltet, um das andere Ende des Stromerfassungswiderstands 48 mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 47 zu verbinden, eine Verstärkerschaltung 49, die eine Spannung ausgibt, die eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Endes des Stromerfassungswiderstands 48 anzeigt, und eine Verstärkungsschaltung 50, die eine Spannung ausgibt, die eine Spannungsdifferenz zwischen dem Verbindungsanschluss J2 und dem Verbindungsanschluss J3 anzeigt. Die jeweiligen Ausgangsspannungen der Verstärkungsschaltungen 49 und 50 werden an den Mikrocomputer 33 gegeben.
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Ferner weist die Steuerschaltung 31 eine Stromversorgungsschaltung 51 zur Bereitstellung eines Konstantstroms, um es der EMK-Zelle 25 des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 zu erlauben, zu arbeiten (zur Erzeugung einer Spannung in der EMK-Zelle 25), am Verbindungsanschluss J3 auf.
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In der Stromversorgungsschaltung 51 sind ein Widerstand 52 und ein Transistor 53 in der angegebenen Reihenfolge zwischen der Versorgungsspannung VD und dem Verbindungsanschluss J3 in Reihe geschaltet. Gemäß diesem Beispiel ist der Transistor 53 aus einem MOSFET gebildet, kann der Transistor jedoch aus Schaltelementen anderen Typs, wie beispielsweise einem Bipolartransistor oder einem IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), gebildet sein.
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Die Stromversorgungsschaltung 51 weist einen Operationsverstärker 54 und einen Schalter SW12 auf. Der Schalter SW12 schaltet ein, um einen Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 54 mit einem Gate des Transistors 53 zu verbinden. Ferner wird dann, wenn der Schalter SW12 ausgeschaltet wird, der Transistor 53 gesperrt.
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Eine Spannung an einem Knotenpunkt des Widerstands 52 und des Transistors 53 wird an einen invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 54 gegeben. Ferner wird eine Ausgangsspannung Vo3 des dritten D/A-Wandlers 43 an einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 54 gegeben. Wenn der Schalter SW12 eingeschaltet ist, schaltet der Operationsverstärker 54 den Transistor 53 derart leitend, das die Spannung am Knotenpunkt des Widerstands 52 und des Transistors 53 mit der Ausgangsspannung Vo3 des dritten D/A-Wandlers 43 übereinstimmt.
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Aus diesem Grund wird dann, wenn angenommen wird, dass ein Widerstandswert des Widerstands 52 gleich R52 ist, ein Strom von ”(VD – Vo3)/R52” durch die Stromversorgungsschaltung 51 an den Verbindungsanschluss J3 gegeben.
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Ferner weist die Steuerschaltung 31 eine Stromversorgungsschaltung 55 zur Bereitstellung eines Konstantstroms zum Messen einer Impedanz der EMK-Zelle 25 im Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 an dem Verbindungsanschluss J3 und einen Schalter SW6 auf.
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In der Stromversorgungsschaltung 55 sind ein Widerstand 56, ein Transistor 57, ein Transistor 58 und ein Widerstand 59 zwischen der Versorgungsspannung VD und der Masseleitung in der angegebenen Reihenfolge in Reihe geschaltet. Ein Knotenpunkt zwischen dem Transistor 57 und dem Transistor 58 ist mit dem Verbindungsanschluss J3 verbunden. Gemäß diesem Beispiel ist jeder der Transistoren 57 und 58 aus einem MOSFET gebildet, können die Transistoren jedoch aus Schaltelementen anderen Typs, wie beispielsweise einem Bipolartransistor oder einem IGBT, gebildet sein.
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Die Stromversorgungsschaltung 55 weist Operationsverstärker 60, 61 und Schalter SW7, SW8 auf. Der Schalter SW7 schaltet ein, um einen Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 60 mit einem Gate des Transistors 57 zu verbinden. Ferner wird dann, wenn der Schalter SW7 ausgeschaltet wird, der Transistor 57 gesperrt. In gleicher Weise schaltet der Schalter SW8 ein, um einen Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 61 mit einem Gate des Transistors 58 zu verbinden. Ferner wird dann, wenn der Schalter SW8 ausgeschaltet wird, der Transistor 58 gesperrt.
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Eine Spannung an einem Knotenpunkt des Widerstands 56 und des Transistors 57 wird an einen invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 60 gegeben. Eine Spannung an einem Knotenpunkt des Widerstands 59 und des Transistors 58 wird an einen invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 61 gegeben. Ferner wird der Schalter SW6 eingeschaltet, wodurch die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 an nicht-invertierende Eingangsanschlüsse der Operationsverstärker 60 und 61 gegeben wird.
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Wenn die Schalter SW6 und SW7 eingeschaltet sind, schaltet der Operationsverstärker 60 den Transistor 57 derart leitend, dass die Spannung am Knotenpunkt des Widerstands 56 und des Transistors 57 mit der Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 übereinstimmt. In gleicher Weise schaltet dann, wenn der Schalter SW6 und der Schalter SW8 eingeschaltet sind, der Operationsverstärker 61 den Transistor 58 derart leitend, dass die Spannung am Knotenpunkt des Widerstands 59 und des Transistors 58 mit der Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 übereinstimmt.
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Aus diesem Grund werden dann, wenn angenommen wird, dass ein Widerstandswert des Widerstands 56 gleich R56 ist, der Schalter SW6 und der Schalter SW7 eingeschaltet, wodurch ein Strom von ”(VD – Vo1)/R56” an den Verbindungsanschluss J3 gegeben wird, in einer Richtung, in der der Strom in den Verbindungsanschluss J3 fließt. Nachstehend ist dieser Strom als „+Iz” gekennzeichnet. Ferner werden dann, wenn angenommen wird, dass ein Widerstandswert des Widerstands 59 gleich R50 ist, der Schalter SW6 und der Schalter SW8 eingeschaltet, wodurch ein Strom von ”Vo1/R59” an den Verbindungsanschluss J3 gegeben wird, in einer Richtung, in der der Strom aus dem Verbindungsanschluss J3 gezogen wird. Nachstehend ist dieser Strom als „–Iz” bezeichnet.
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Ferner weist die Steuerschaltung 31 einen Transistor 63 und einen Schalter SW9 auf, die einen Strom (nachstehend als „Label-Widerstand-Messstrom” bezeichnet) zur Bereitstellung eines Widerstandswertes des Label-Widerstands 17 am Verbindungsanschluss J4 in Kooperation mit dem Widerstand 56 und einem Operationsverstärker 60, die die Stromversorgungsschaltung 55 bilden, auf. Gemäß diesem Beispiel ist der Transistor 63 aus einem MOSFET gebildet, kann der Transistor jedoch aus Schaltelementen anderen Typs, wie beispielsweise einem Bipolartransistor oder einem IGBT, gebildet sein.
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Der Transistor 63 ist zwischen ein Ende des Widerstands 56 gegenüberliegend der Seite der Versorgungsspannung VD und den Verbindungsanschluss J4 geschaltet, und der Schalter SW9 wird eingeschaltet, wodurch ein Gate des Transistors 63 mit einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 60 verbunden wird. Ferner wird dann, wenn der Schalter SW9 ausgeschaltet wird, der Transistor 63 gesperrt.
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Wenn der Schalter SW6 und der Schalter SW9 eingeschaltet sind, schaltet der Operationsverstärker 60 den Transistor 63 derart leitend, dass die Spannung am Knotenpunkt des Widerstands 56 und des Transistors 63 mit der Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 übereinstimmt.
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Aus diesem Grund werden der Schalter SW6 und der Schalter SW9 eingeschaltet, wodurch der Strom von ”(VD – Vo1)/R56” als der Label-Widerstands-Messstrom an den Verbindungsanschluss J4 gegeben wird. Eine Spannung des Verbindungsanschlusses J4 wird an den Mikrocomputer 33 gegeben.
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Die jeweiligen Schalter SW1 bis SW12 schalten in Übereinstimmung mit Steuersignalen SC1 bis SC12 vom Mikrocomputer 33 ein/aus. In dieser Ausführungsform werden die jeweiligen Schalter SW1 bis SW12 eingeschaltet, wenn die entsprechenden Steuersignale SC1 bis SC12 hohen Pegels sind.
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Anschließend wechseln die Schalter SW1 bis SW12, wie in 2 gezeigt, in Ein/Aus-Zustände, um so einen Modus der Steuerschaltung 31 auf irgendeinen des Leerlaufmodus, des Label-Widerstands-Messmodus, des Einzellen-Modus und des Zweizellen-Modus zu setzen. Im Zweizellen-Modus werden der Schalter SW7 und der Schalter SW8 während der Messung der Impedanz der EMK-Zelle 25 ein/aus geschaltet.
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Ferner nimmt der Modus der Steuerschaltung 31, wie in 3 gezeigt, während der Bereitstellung von Energie für die ECU 10 für einen Betrieb den Leerlaufmodus an. Wenn ein Zündschalter eines Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird eine Fahrzeugbatteriespannung als die Energieversorgung für den Betrieb an die ECU 10 gegeben.
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Der Mikrocomputer 33, der gestartet wurde, indem die ECU 10 mit Energie versorgt wird, gibt die Steuersignale SC1 bis SC12 an die jeweiligen Schalter SW1 bis SW12, um so den Modus der Steuerschaltung 31 in einem Modus verschieden vom Leerlaufmodus umzuschalten. Ferner wechselt der Mikrocomputer 33, wie in den 3 und 4, wenn der Modus der Steuerschaltung 31 geändert wird, in einen anderen Modus, nachdem er einmal in den Leerlaufmodus zurückgekehrt ist.
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Wenn die Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1a und 1b oder die Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 2a und 2b, die jeweils den Label-Widerstand 17 aufweisen, mit der ECU 10 verbunden sind, schaltet der Mikrocomputer 33 dann, wenn der Mikrocomputer 33 startet, indem die ECU 10, wie in 3 gezeigt, mit Energie versorgt wird, den Modus der Steuerschaltung 31 von dem Leerlaufmodus in den Label-Widerstands-Messmodus und misst der Mikrocomputer 33 den Widerstandswert des Label-Widerstands 17. Anschließend setzt der Mikrocomputer 33, nach Beendigung der Messung des Widerstandswertes des Label-Widerstands 17, den Modus der Steuerschaltung 31 zurück in den Leerlaufmodus. Anschließend schaltet der Mikrocomputer 33 den Modus der Steuerschaltung 31 in den Einzellen-Modus, wenn die Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1a und 1b mit der ECU 10 verbunden sind, und schaltet der Mikrocomputer 33 den Modus der Steuerschaltung 31 ferner in den Zweizellen-Modus, wenn die Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 2a und 2b mit der ECU 10 verbunden sind.
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Ferner schaltet der Mikrocomputer 33 dann, wenn der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1c oder der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2c, die jeweils keinen Label-Widerstand 17 aufweisen, mit der ECU 10 verbunden sind, wenn der Mikrocomputer 33 startet, indem die ECU 10 mit Energie versorgt wird, den Modus der Steuerschaltung 31 nicht in den Label-Widerstands-Messmodus, sondern in den Einzellen-Modus oder in den Zweizellen-Modus.
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Nachstehend sind die Schaltungskonfiguration und der Betrieb in den jeweiligen Modi der Steuerschaltung 31 und die Verarbeitungsinhalte des Mikrocomputers 33 in den jeweiligen Modi beschrieben.
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<Leerlaufmodus>
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Der Modus der Steuerschaltung 31 nimmt, wie in 2 gezeigt, den Leerlaufmodus an, wenn alle der Schalter SW1 bis SW12 ausgeschaltet sind.
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Auch wenn die ECU 10 mit Energie versorgt wird, nimmt der Modus der Steuerschaltung 31 den Leerlaufmodus an, da alle der Steuersignale SC1 bis SC12 niedrigen Pegels sind, bis der Mikrocomputer 33 beginnt, eines der Steuersignale SC1 bis SC12 auf einen hohen Pegel zu setzen. Anschließend nehmen, im Leerlaufmodus, da wenigstens die Schalter SW3 und SW7 bis SW12 ausgeschaltet sind, die Verbindungsanschlüsse J1 bis J4 einen Zustand hoher Impedanz (Freigabezustand) an. Aus diesem Grund wird verhindert, dass eine nicht gewünschte Spannung an den Verbindungsanschlüssen J1 bis J4 ausgegeben wird, und zwar unmittelbar nach dem Einschalten der ECU 10. Wenn die Schalter SW7 bis SW9 und SW12 ausgeschaltet sind, sperren die Transistoren 53, 57, 58 und 63.
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<Label-Widerstands-Messmodus>
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Wenn die Schalter SW3, SW6 und SW9 der Schalter SW1 bis SW12 eingeschaltet sind, nimmt der Modus der Steuerschaltung 31, wie in 2 gezeigt, den Label-Widerstands-Messmodus an.
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5 zeigt einen Schaltungszustand, wenn der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2a mit dem Label-Widerstand 17 mit der ECU 10 verbunden und der Modus der Steuerschaltung 31 in den Label-Widerstands-Messmodus versetzt wird. 6 zeigt nur Komponenten, die im Label-Widerstands-Messmodus arbeiten, von Komponenten der in der 5 gezeigten Steuerschaltung 31.
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Im Falle des Label-Widerstands-Messmodus fließt der vorstehend beschriebene Strom von ”(VD – Vo1)/R56”, wie in den 5 und 6 gezeigt, als ein Label-Widerstands-Messstrom entlang einer Route des Transistors 63, des Verbindungsanschlusses J4, des Label-Widerstands 17, des Verbindungsanschlusses J1, des Schalters SW3 und der Masseleitung in der angegebenen Reihenfolge.
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Aus diesem Grund steuert der Mikrocomputer 33 dann, wenn der Modus der Steuerschaltung 31 in den Label-Widerstands-Messmodus versetzt wird, die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 derart, dass der Label-Widerstands-Messstrom einen geeigneten Wert annimmt (d. h. die Spannung des Verbindungsanschlusses J4 eine lesbare Spannung annimmt). Anschließend erfasst der Mikrocomputer 33 die Spannung des Verbindungsanschlusses J4 durch den A/D-Wandler 38 und berechnet der Mikrocomputer 33 den Widerstandswert des Label-Widerstands 17 in Übereinstimmung mit der erfassten Spannung. Wenn die erfasste Spannung des Verbindungsanschlusses J4 durch den Label-Widerstands-Messstrom geteilt wird, kann der Widerstandswert des Label-Widerstands 17 berechnet werden. Die Berechnung des Widerstandswertes des Label-Widerstands 17 entspricht der Messung des Widerstandswertes.
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Ferner bestimmt der Mikrocomputer 33 einen Korrekturbetrag für den erfassten Wert des Sensorstroms auf der Grundlage des gemessenen Widerstandswertes des Label-Widerstands 17. Ein Korrespondenzverhältnis zwischen dem Widerstandswert des Label-Widerstands 17 und dem Korrekturbetrag für den Sensorstrom wird beispielsweise im ROM 36 gespeichert, und der gemessene Widerstandswert wird auf das Korrespondenzverhältnis angewandt, um den Korrekturbetrag zu bestimmen, der während der Erfassung des Sensorstroms verwendet wird.
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In den 5 und 6 fließt, wie auf einer rechten Seite des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2a gezeigt, wenn der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2b des Typs, bei dem eine Seite des Label-Widerstands 17 gegenüberliegend der Seite des Anschlusses 24 mit der Masseleitung verbunden ist, mit der ECU 10 verbunden wird, ein Strom in den Label-Widerstand 17, ohne den Schalter SW3 zu passieren, was sich vom obigen Fall unterscheidet. In diesem Fall kann der Schalter SW3 dazu ausgelegt sein, nicht eingeschaltet zu werden, kann der Schalter SW3 jedoch problemlos eingeschaltet werden.
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Ferner zeigt 7 einen Schaltungszustand, wenn der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1a (oder 1b) mit dem Label-Widerstand 17 mit der ECU 10 verbunden und der Modus der Steuerschaltung 31 in den Label-Widerstands-Messmodus versetzt wird. In gleicher Weise ist, in diesem Fall, die Schaltungskonfiguration der Steuerschaltung 31 identisch mit derjenigen in den 5 und 6 und erfolgen der gleiche Betrieb und die gleiche Verarbeitung wie diejenigen, wenn die Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 2a und 2b mit der ECU 10 verbunden werden.
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(Einzellen-Modus)
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Wenn die Schalter SW1, SW5, SW10 und SW11 der Schalter SW1 bis SW12 eingeschaltet werden, nimmt der Modus der Steuerschaltung 31, wie in 2 gezeigt, den Einzellen-Modus an.
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8 zeigt einen Schaltungszustand, wenn der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 mit der ECU 10 verbunden und der Modus der Steuerschaltung 31 in den Einzellen-Modus versetzt wird. 9 zeigt nur Komponenten, die im Einzellen-Modus arbeiten, von Komponenten der in der 8 gezeigten Steuerschaltung 31. Die 8 und 9 zeigen einen Zustand, in dem der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1a mit der ECU 10 verbunden ist. Für den Fall, dass auf die 8 und 9 Bezug genommen wird, wobei der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1b, bei dem ein Ende des Label-Widerstands 17 mit der Masseleitung verbunden ist, mit der ECU 10 verbunden ist, wie durch ein Symbol in Klammern und eine gestrichelte Linie unterhalb des Label-Widerstands 17 gezeigt, oder für den Fall, dass auf die 8 und 9 Bezug genommen wird, wobei der Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1c mit der ECU 10 verbunden ist, wie auf einer rechten Seite des Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 1a (1b) gezeigt, erfolgen der gleiche Betrieb und die gleiche Verarbeitung.
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Im Falle des Einzellen-Modus dient der Operationsverstärker 44, wie in 9 gezeigt, da der Schalter SW1 der Schalter SW1 und SW2 eingeschaltet wird, als ein Puffer, der die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 ausgibt. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 44 wird über den Verbindungsanschluss J1 mit dem Anschluss 11 des Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 1 verbunden. Aus diesem Grund wird die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandler 41 an eine Elektrode (Elektrode auf der Seite des Anschlusses 11) der Zelle 15 gegeben.
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Ferner wird die Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 über den Operationsverstärker 47 als der Puffer an eine Seite des Stromerfassungswiderstands 48 gegenüberliegend der Seite des Verbindungsanschlusses J2 gegeben. Die Seite des Verbindungsanschlusses J2 des Stromerfassungswiderstands 48 wird über den Verbindungsanschluss J2 mit dem Anschluss 12 des Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 1 verbunden. Aus diesem Grund wird die Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 über den Stromerfassungswiderstand 48 an eine Elektrode der Zelle 15 auf der Seite des Anschlusses 12 gegeben.
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Es fließt der gleiche Strom wie der Strom, der in die Zelle 15 fließt, in den Stromerfassungswiderstand 48, und es wird eine Spannung, die eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Endes des Stromerfassungswiderstands 48 anzeigt, die eine Spannung ist, die einen Strom in die Zelle 15 fließenden Strom anzeigt, von der Verstärkerschaltung 49 an den Mikrocomputer 33 gegeben.
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Der Mikrocomputer 33 steuert den ersten D/A-Wandler 41 und den zweite D/A-Wandler 42, um so eine Wechselspannung (AC-varying Voltage) an die Zelle 15 zu geben. Der Mikrocomputer 33 erfasst eine Gleichstromkomponente (DC-Komponente) des in den Stromerfassungswiderstand 48 fließenden Stroms als einen Sensorstrom entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und erfasst die Impedanz der Zelle 15 über eine Wechselstromkomponente (AC-Komponente) des in den Stromerfassungswiderstand 48 fließenden Stroms.
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Nachstehend ist der Verarbeitungsinhalt des Mikrocomputers 33 näher beschrieben.
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Der Mikrocomputer 33 setzt die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41, wie in einer ersten Reihe der 10 gezeigt, auf eine konstante Spannung Vp. Die Spannung Vp kann einen festen Wert aufweisen oder sich in Übereinstimmung mit dem Sensorstrom ändern.
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Der Mikrocomputer 33 schaltet die Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42, ferner, wie in einer zweiten Reihe der 10 gezeigt, in einer vorbestimmten Periode Ts abwechselnd auf eine erste Spannung VH und eine zweite Spannung VL, die sich von der obigen Spannung Vp unterscheiden. Die Ausgangsspannung Vo2 nimmt in einer Hälfte der Periode Ts die erste Spannung VH an und in deren anderen Hälfte die zweite Spannung VL an. Es wird beispielsweise ein Betragsverhältnis von ”Vp > VH > VL” erfüllt. Die erste Spannung VH und die zweite Spannung VL, die so geschaltet werden, werden an eine Seite des Stromerfassungswiderstands 48 gegenüberliegend der Seite der Zelle 15 gegeben.
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Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die Spannung Vp 2,9 V beträgt, die erste Spannung VH 2,7 V beträgt und die zweite Spannung VL 2,3 V beträgt, nimmt ein Mittelwert der angelegten Spannungen an eine Reihenschaltung aus der Zelle 15 und dem Stromerfassungswiderstand 48 einen Wert von 0,4 V an (= 2.9 V – (2.7 V + 2.3 V)/2). Ferner nimmt eine Differenz ΔV zwischen der ersten Spannung VH und der zweiten Spannung VL einen Wert von 0,4 V an (= 2.7 V – 2.3 V) und wird die Differenz dv zu einer Änderungsbreite der Änderung der angelegten Spannung in einer AC-Weise. Der Grund dafür, dass sich die angelegte Spannung um die Differenz ΔV in der AC-Weise ändert, liegt darin, die Impedanz (Wechselstromwiderstand oder AC-Widerstand) der Zelle 15 zu erfassen.
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Wie in der zweiten Reihe und einer vierten Reihe in der 10 gezeigt, wird eine Ausgangsspannung VoA (siehe 9) der Verstärkerschaltung 49 durch den Mikrocomputer 33 einer A/D-Wandlung unterzogen, und zwar jedes Mal unmittelbar vor einem Wechsel der Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 von einer der ersten Spannung VH und der zweiten Spannung VL in die andere.
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In der 10 zeigen gestrichelte Pfeile nach oben einen A/D-Wandlungszeitpunkt des Ausgangssignals VoA der Verstärkerschaltung 49. In der 10 und der nachfolgenden Beschreibung kennzeichnet „ADH” ein A/D-Wandlungsergebnis, wenn die Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 die erste Spannung VH ist, und genauer gesagt, ein A/D-Wandlungsergebnis unmittelbar bevor die Ausgangsspannung Vo2 von der ersten Spannung VH zur zweiten Spannung VL wechselt. Ferner kennzeichnet „ADL” in der 10 und der nachfolgenden Beschreibung ein A/D-Wandlungsergebnis, wenn die Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 die zweite Spannung VL ist, und genauer gesagt, ein A/D-Wandlungsergebnis unmittelbar bevor die Ausgangsspannung Vo2 von der zweiten Spannung VL zur ersten Spannung VH wechselt. Demgegenüber beschreibt „Vr” in einer dritten Reihe in der 10 eine Spannungsdifferenz (siehe 9) zwischen beiden Enden des Stromerfassungswiderstands 48. Ferner ist, wie in 10 gezeigt, bei „Vr” und „VoA”, eine Richtung von der Seite der Zelle 15 zur Seite des Operationsverstärkers 47 von Richtungen des Stroms, der in den Stromerfassungswiderstand 48 fließt, positiv, und nimmt ein Wert zu, wenn der Strom in der positiven Richtung zunimmt.
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Der Mikrocomputer 33 berechnet einen Sensorstrom Is und eine Impedanz Z der Zelle 15 unter Verwendung von zwei aufeinander folgenden A/D-Wandlungsergebnissen (d. h. ADH und ADL, bei denen der A/D-Wandlungszeitpunkt aufeinander folgend ist).
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Insbesondere berechnet der Mikrocomputer 33 den Sensorstrom Is anhand der folgenden Gleichung 1. In der Gleichung beschreibt „G” eine Verstärkung (Verstärkungsgrad) der Verstärkerschaltung 49 und „Rs” einen Widerstandswert des Stromerfassungswiderstands 48. Is = (ADH + ADL)/2/G/Rs (1)
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Genauer gesagt, der Mikrocomputer 33 mittelt ADH und ADL, bei denen der A/D-Wandlungszeitpunkt aufeinander folgend ist, und berechnet den Sensorstrom Is entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung mit dem gemittelten Wert. Anschließend wendet der Mikrocomputer 33 den berechneten Sensorstrom Is auf eine vorbestimmte Gleichung oder ein vorbestimmtes Datenkennfeld an, um den Sensorstrom Is in das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu wandeln. Wenn der Mikrocomputer 33 den Widerstandswert des Label-Widerstands 17 misst, um den Korrekturbetrag des Sensorstroms zu bestimmen, korrigiert der Mikrocomputer 33 den anhand der Gleichung 1 berechneten Sensorstrom Is unter Verwendung des Korrekturbetrags und berechnet der Mikrocomputer 33 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung mit dem korrigierten Sensorstrom. Das so berechnete Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird für eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung eines Verbrennungsmotors verwendet.
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Ferner berechnet der Mikrocomputer 33 die Impedanz Z der Zelle 15 anhand der folgenden Gleichung 2. Z = {G × ΔV – (ADL – ADH)} × Rs/(ADL – ADH) (2)
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D. h., der Mikrocomputer 33 berechnet die Impedanz Z in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen ADH und ADL, bei den der A/D-Wandlungszeitpunkt aufeinander folgend ist.
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„ΔV” in der Gleichung 2 beschreibt „VH – VL”. Die Gleichung 2 wird aus den folgenden Gleichung 3 und 4 hergeleitet. Ferner ist, in den Gleichungen 2 bis 4, gleich der dritten Reihe und der vierten Reihe in der 10, eine Richtung von der Seite der Zelle 15 zur Seite des Operationsverstärkers 47 von Richtungen des Stroms, der in den Stromerfassungswiderstand 48 fließt, positiv, und nimmt die Ausgangsspannung VoA der Verstärkerschaltung 49 zu, wenn der Strom in der positiven Richtung zunimmt. ADH = G × (Vp – VH) × Rs/(Rs + Z) (3) ADL = G × (Vp – VL) × Rs/(Rs + Z) (4)
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Da die Impedanz Z der Zelle 15 mit der Temperatur der Zelle 15 korreliert, bestimmt der Mikrocomputer 33, ob oder nicht die Zelle 15 einen aktiven Zustand aufweist, oder steuert der Mikrocomputer 33 eine Heizvorrichtung (nicht gezeigt) zum Erwärmen der Zelle 15, und zwar auf der Grundlage der berechneten Impedanz Z.
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Demgegenüber kann der Mikrocomputer 33, gemäß einem anderen Beispiel, die Ausgangsspannung VoA der Verstärkerschaltung 49 der Verarbeitung eines Tiefpassfilters und eines Hochpassfilters unterziehen und die Impedanz Z der Zelle 15 über einen Wert berechnen, der durch Peak-Holding (Spitzenwert-Halten) eines Ausgangsergebnisses des Hochpassfilters mit einem Ausgangsergebnis des Tiefpassfilters als der Sensorstrom Is erhalten wird.
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(Zweizellen-Modus)
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Wenn die Schalter SW2, SW4, SW6 und SW10 bis SW12 der Schalter SW1 bis SW12, wie in 2 gezeigt, eingeschaltet werden, nimmt der Modus der Steuerschaltung 31 den Zweizellen-Modus an.
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11 zeigt einen Schaltungszustand, wenn der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 mit der ECU 10 verbunden und der Modus der Steuerschaltung 31 in den Zweizellen-Modus versetzt wird. 12 zeigt nur Komponenten, die im Zweizellen-Modus arbeiten, von Komponenten der in der 11 gezeigten Steuerschaltung 31. Die 11 und 12 zeigen einen Zustand, in dem der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2a mit der ECU 10 verbunden ist. Für den Fall, dass auf die 11 und 12 Bezug genommen wird, wobei der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2b, bei dem ein Ende des Label-Widerstands 17 mit der Masseleitung verbunden ist, mit der ECU 10 verbunden ist, wie durch ein Symbol in Klammern und eine gestrichelte Linie unterhalb des Label-Widerstands 17 gezeigt, oder für den Fall, dass auf die 11 und 12 Bezug genommen wird, wobei der Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2c mit der ECU 10 verbunden ist, wie auf einer rechten Seite des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2a (2b) gezeigt, erfolgen jedoch der gleiche Betrieb und die gleiche Verarbeitung.
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Im Falle des Zweizellen-Modus wird, wie in 12 gezeigt, da der Schalter SW2 der Schalter SW1 und SW2 eingeschaltet wird, der invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 44 über den Verbindungsanschluss J2 mit dem Anschluss 22 des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 verbunden. Ferner wird der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 44 über den Verbindungsanschluss J1 mit dem Anschluss 21 des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 verbunden.
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Aus diesem Grund gibt der Operationsverstärker 44 derart eine Spannung an den Anschluss 21, dass eine an den nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 44 gegebene Spannung mit der Spannung des Anschlusses 22 übereinstimmt. Ferner wird eine Spannung Vc (wie beispielsweise 2,5 V) an einem Knotenpunkt der Widerstände 45 und 46 über den Schalter SW4 an den nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 44 gegeben. Folglich gibt der Operationsverstärker 44 die Spannung derart an den Anschluss 21, dass die Spannung des Anschlusses 22 die Spannung Vc erreicht.
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Ebenso wird, gleich dem Einzellen-Modus, die Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 im Zweizellen-Modus über den Operationsverstärker 47 als der Puffer an eine Seite des Stromerfassungswiderstands 48 gegenüberliegend der Seite des Verbindungsanschlusses J2 gegeben. Die Seite des Verbindungsanschlusses J2 des Stromerfassungswiderstands 48 wird über den Verbindungsanschluss J2 mit dem Anschluss 22 des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 verbunden.
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Aus diesem Grund fließt ein Pumpstrom aufgrund des Operationsverstärkers 44 und des Operationsverstärkers 47 in die Sauerstoff-Pumpzelle 26 und fließt der Pumpstrom in den Stromerfassungswiderstand 48. Anschließend wird eine Spannung, die eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Enden des Stromerfassungswiderstands 48 anzeigt, die eine Spannung ist, die den Pumpstrom anzeigt, von der Verstärkerschaltung 49 an den Mikrocomputer 33 gegeben.
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Ferner wird ein Konstantstrom, der es der EMK-Zelle 25 erlaubt, zu arbeiten, von der Stromversorgungsschaltung 51 über den Verbindungsanschluss J3 an den Anschluss 23 des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 gegeben.
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Der Mikrocomputer 33 steuert die Ausgangsspannung Vo3 des dritten D/A-Wandlers 43 derart, dass der Ausgangsstrom (der vorstehend beschriebene ”(VD-Vo3)/R52”) der Stromversorgungsschaltung 51 einen optimalen Wert des mit der ECU 10 verbundenen Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 2 annimmt.
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Ferner wird eine Spannung zwischen beiden Ende der EMK-Zelle 25 (Spannung zwischen den Anschlüssen 23 und 22) von der Verstärkungsschaltung 50 als eine Zwischensensorspannung Vs an den Mikrocomputer 33 gegeben.
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Der Mikrocomputer 33 steuert die Ausgangsspannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 42 (d. h. die Ausgangsspannung an den Stromerfassungswiderstand 48) derart, dass die Zwischensensorspannung Vs den Soll-Wert (wie beispielsweise 0,45 V) annimmt.
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Gemäß der obigen Konfiguration wird der in die Sauerstoff-Pumpzelle 26 fließende Pumpstrom derart gesteuert, dass die Zwischensensorspannung Vs, die die Ausgangsspannung der EMK-Zelle 25 ist, den Soll-Wert annimmt, und fließt der Pumpstrom als der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigende Sensorstrom in den Stromerfassungswiderstand 48.
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Aus diesem Grund erfasst der Mikrocomputer 33 den Sensorstrom auf der Grundlage der von der Verstärkerschaltung 49 eingegebenen Spannung und wendet der Mikrocomputer 33 den erfassten Sensorstrom auf eine vorbestimmte Gleichung oder ein vorbestimmtes Datenkennfeld an, um so den Sensorstrom in das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu wandeln. Wenn der Mikrocomputer 33 den Widerstandswert des Label-Widerstands 17 misst, um den Korrekturbetrag des Sensorstroms zu bestimmen, korrigiert der Mikrocomputer 33 den erfassten Sensorstrom unter Verwendung des Korrekturbetrags und berechnet der Mikrocomputer 33 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung mit dem korrigierten Sensorstrom. Das so berechnete Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird für eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung eines Verbrennungsmotors verwendet.
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Ferner wird, im Falle des Zweizellen-Modus, die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 an die nicht-invertierenden Eingangsanschlüsse der Operationsverstärker 60 und 61 in der Stromversorgungsschaltung 55 gegeben.
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Der Mikrocomputer 33 schaltet, wie in einer ersten Reihe und in einer zweiten Reihe in der 13 gezeigt, den Schalter SW7 für eine vorbestimmte Zeitspanne T2 nach dem Einschalten von beispielsweise dem Schalter SW8 der Schalter SW7 und SW8 für eine vorbestimmte Zeitspanne T2 ein und schaltet anschließend den Schalter SW8 von ein zu aus, und zwar jede vorbestimmte Zeitspanne T1. Aus diesem Grund gibt die Stromversorgungsschaltung 55 den vorstehend beschriebenen „–Iz” jede vorbestimmte Zeitspanne T1 an die EMK-Zelle 25 und gibt die Stromversorgungsschaltung 55, nach Beendigung der Bereitstellung von „–Iz”, „+Iz” entgegengesetzter Richtung zu „–Iz” an die EMK-Zelle 25. Die vorbestimmte Zeitspanne T1 ist eine Periode, in der die Impedanz Z der EMK-Zelle 25 erfasst wird.
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Ferner steuert der Mikrocomputer 33 die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 derart, dass der „–Iz”, wenn der Schalter SW8 eingeschaltet wird, und der „+Iz”, wenn der Schalter SW7 eingeschaltet wird, den gleichen Stromwert annehmen. D. h., „–Iz” und „+Iz” sind konstante Ströme identischen Absolutwertes und entgegengesetzter Richtungen, wobei in der nachfolgenden Beschreibung ein Absolutwert (Stromwert) von „–Iz” und „+Iz” als „Versorgungsstromwert Iz” bezeichnet ist.
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Die Zwischensensorspannung Vs (Spannung zwischen beiden Enden der EMK-Zelle 25) ändert sich, wie in der dritten Reihe in der 13 gezeigt, mit der Bereitstellung von „–Iz” und „+Iz” für die EMK-Zelle 25. In der 13 nimmt, da die Zwischensensorspannung Vs als die Spannung des Anschlusses 23 basierend auf der Spannung des Anschlusses 22 beschrieben ist, die Zwischensensorspannung Vs durch die Bereitstellung von „–Iz” (Einschalten des Schalters SW8) ab und durch die Bereitstellung von „+Iz” (Einschalten des Schalters SW7) zu.
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Der Mikrocomputer 33 erfasst, wie in der dritten Reihe in der 13 gezeigt, eine Vorstromversorgungsspannung Va, die die Zwischensensorspannung Vs unmittelbar vor der Bereitstellung von „–Iz” für die EMK-Zelle 25 (d. h. unmittelbar bevor der Schalter SW8 eingeschaltet wird) ist, und eine Nachstromversorgungsspannung Vb, die die Zwischensensorspannung Vs in einer Periode ist, wenn „–Iz” bereitgestellt wird (in diesem Fall unmittelbar bevor der Schalter SW8 ausgeschaltet wird.
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Ferner berechnet der Mikrocomputer 33 die Impedanz Z der EMK-Zelle 25 auf der Grundlage einer Differenz ΔVs (Absolutwert einer Differenz zwischen Va und Vb) zwischen der Vorstromversorgungsspannung Va und der Nachstromversorgungsspannung Vb und des Versorgungsstromwertes Iz. Insbesondere teilt der Mikrocomputer 33 die Differenz ΔVs durch den Versorgungsstromwertes Iz, um die Impedanz Z zu berechnen (= ΔVs/Iz).
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Da die Impedanz Z der EMK-Zelle 25 mit der Temperatur der EMK-Zelle 25 korreliert, bestimmt der Mikrocomputer 33, ob oder nicht die EMK-Zelle 25 und die Sauerstoff-Pumpzelle 26 einen aktiven Zustand aufweisen oder steuert der Mikrocomputer 33 eine Heizvorrichtung (nicht gezeigt) zum Erwärmen der EMK-Zelle 25 und der Sauerstoff-Pumpzelle 26, und zwar auf der Grundlage der berechneten Impedanz Z.
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Der Grund dafür, dass nachdem „–Iz” zur Erfassung der Impedanz Z an die EMK-Zelle 25 gegeben wurde, „+Iz” entgegengesetzt zu „–Iz” an diese gegeben wird, liegt darin, eine normale Erholungszeit zu verringern, bis ein Zustand der EMK-Zelle 25 in einen normalen Zustand zur Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zurückkehrt (d. h., einen Zustand, in dem der Sensorstrom einen Wert entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis annimmt). Ferner werden „–Iz” und „+Iz” in der Reihenfolge entgegengesetzt zu der vorstehend beschriebenen Reihenfolge an die EMK-Zelle 25 gegeben und kann „+Iz” auf einen Strom für eine Impedanzerfassung gesetzt werden. Ferner kann beispielsweise nur einer von „–Iz” und „+Iz” an die EMK-Zelle 25 gegeben werden.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen ECU 10 kann, da der Modus der Steuerschaltung 31 durch den Mikrocomputer 33 in den Einzellen-Modus und in den Zweizellen-Modus umgeschaltet werden kann, die Steuerschaltung 31 von dem Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1 und dem Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2 gemeinsam genutzt werden.
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Ferner nehmen die Verbindungsanschlüsse J1 und J2, die gemeinsam zur Verbindung von wenigstens den jeweiligen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 der Verbindungsanschlüsse J1 bis J3 verwendet werden, während des Einschalens der ECU 10 einen Zustand hoher Impedanz an. Nachdem der Mikrocomputer 33 durch das Einschalten der ECU 10 gestartet wurde, setzt der Mikrocomputer 33 den Modus der Steuerschaltung 31 auf einen des Einzellen-Modus und des Zweizellen-Modus. Aus diesem Grund kann sicher verhindert werden, dass eine nicht erforderliche Spannung an die mit der ECU 10 verbundenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1 und 2 gegeben wird. Die Zustände hoher Impedanz der Verbindungsanschlüsse J1 und J2 werden durch das Einschalten der Schalter SW10 und SW11 gelöst.
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Ferner schaltet die Steuerschaltung 31 in Abhängigkeit davon, welcher der Schalter SW1 und SW2 eingeschaltet wird, in den Einzellen-Modus oder in den Zweizellen-Modus um, und kann der Operationsverstärker 44 zwischen dem Einzellen-Modus und dem Zweizellen-Modus anders arbeiten bzw. einen anderen Betrieb ausführen. Folglich kann eine Verringerung des Maßstabes der Schaltung realisiert werden.
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In der obigen Ausführungsform sind, da der erste D/A-Wandler 41 für drei Funktionen in Form der Steuerung der an den Anschluss 11 des Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 1 zu legenden Spannung, der Steuerung von „–Iz” und „+Iz” und der Steuerung des Label-Widerstands-Messstroms verwendet wird, die Widerstände 45, 46 und die Schalter SW4 bis SW6 vorgesehen. Aus diesem Grund sind dann, wenn diese jeweiligen Steuerungen durch die einzelnen D/A-Wandler realisiert werden, die Widerstände 45, 46 und die Schalter SW4 bis SW6 nicht mehr erforderlich. Bei einer Konfiguration, bei der die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 beispielsweise nur an den nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 44 gegeben wird, kann die Ausgangsspannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 41 gesteuert werden, um mit der obigen Spannung Vc im Zweizellen-Modus übereinzustimmen. In diesem Fall dient der erste D/A-Wandler 41 als eine erste Spannungsänderungseinheit. Ferner kann dann, wenn die einzelnen D/A-Wandler zur Steuerung des Label-Widerstands-Messstroms vorgesehen sind, ein Operationsverstärker zur Steuerung des Transistors 63 zusätzlich zum Operationsverstärker 60 vorgesehen sein. Demgegenüber können dann, wenn es nicht erforderlich ist, die Verbindungsanschlüsse J1 bis J4 in den Zustand hoher Impedanz zu versetzen, die Schalter SW9 bis SW12 ausgelassen werden.
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Ferner weist die ECU 10 auf: den Verbindungsanschluss J4, der mit einem der Anschlüsse 14 und 24 des Label-Widerstands 17 verbunden ist, die Schaltung (41, 56, 60, 63, SW6, SW9), die den Label-Widerstands-Messstrom an den Verbindungsanschluss J4 gibt, und den Schalter SW3 zur Widerstandsmessung, der den Verbindungsanschluss (J1 im obigen Beispiel), der mit dem anderen Ende des Label-Widerstands 17 verbunden ist, von den Verbindungsanschlüssen J1 bis J3 mit der Masseleitung verbindet. Der Mikrocomputer 33 schaltet den Schalter SW3 ein, gibt den Label-Widerstands-Messstrom an die obige Schaltung (41, 56, 60, 63, SW6, SW9) und misst den Widerstand des Label-Widerstands 17 auf der Grundlage der Spannung des Verbindungsanschlusses J1.
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Aus diesem Grund kann, auch bei dem Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1a des Typ, bei dem eine Seite des Label-Widerstands 17 gegenüberliegend der Seite des Anschlusses 14 mit dem Anschluss 11 verbunden ist, oder bei dem Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2a des Typs, bei dem die Seite des Label-Widerstands 17 gegenüberliegend der Seite des Anschlusses 24 mit dem Anschluss 21 verbunden ist, der Widerstandswert des Label-Widerstands 17 gemessen werden. Dies liegt daran, dass die Seite des Label-Widerstands 17 gegenüberliegend der Seite der Anschlüsse 14 und 24 durch den Schalter SW3 mit der Masseleitung verbunden werden kann.
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Auch wenn die Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1a und 1b oder die Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 2a und 2b, die jeweils den Label-Widerstand 17 aufweisen, mit der ECU 10 verbunden werden, führt der Mikrocomputer 33 dann, wenn der Mikrocomputer 33 startet, zunächst den Betrieb zum Messen des Widerstandswertes des Label-Widerstands 17 aus und setzt der Mikrocomputer 33 anschließend den Modus der Steuerschaltung 31 auf einen des Einzellen-Modus und des Zweizellen-Modus (siehe 3). Aus diesem Grund kann, nachdem der Korrekturbetrag zum Korrigieren der Eigenschaftsänderungen der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 1a, 1b, 2a und 2b auf der Grundlage des Widerstandswertes des Label-Widerstands 17 bestimmt wurde, ein Prozess zur Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses realisiert werden.
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Der Schalter SW3 kann in einem beliebigen Verbindungsanschluss der Verbindungsanschlüsse J1 bis J3 vorgesehen sein, bei dem es wahrscheinlich ist, dass dieser mit dem Ende des Label-Widerstands 17 verbunden wird. Bei dem Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1a ist beispielsweise, wie vorstehend beschrieben, die Seite des Label-Widerstands 17 gegenüberliegend der Seite des Anschlusses 14 mit dem Anschluss 11 verbunden. Demgegenüber ist, bei dem Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2a, die Seite des Label-Widerstands 17 gegenüberliegend der Seite des Anschlusses 24 mit dem Anschluss 22 oder dem Anschluss 23 verbunden. In diesem Fall kann ein Schalter mit der gleichen Funktion wie derjenigen des Schalters SW3 auch im Verbindungsanschluss J2 oder Verbindungsanschluss J3 vorgesehen sein.
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Vorstehend sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Die vorstehend beschriebenen numerischen Werte dienen als Beispiel und können andere Werte aufweisen.
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Es kann beispielsweise ein IC anstelle des Mikrocomputers 33 verwendet werden.
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Ferner kann eine Funktion von einem bildenden Element in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf mehrere bildende Elemente verteilt werden oder können Funktionen von mehreren bildenden Elementen in einem bildenden Element integriert sein. Darüber hinaus kann wenigstens ein Teil der Konfigurationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durch eine bekannte Konfiguration gleicher Funktion ersetzt werden. Ferner kann ein Teil der Konfigurationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgelassen werden, solange die Aufgabe gelöst werden kann. Darüber hinaus sind alle Aspekte, die im Schutzumfang umfasst sind, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung kann ebenso durch verschiedene Konfigurationen, wie beispielsweise ein System mit der ECU als eine Komponente, ein Programm, das bewirkt, dass ein Computer als die ECU arbeitet, ein Medium, das das Programm speichert, oder ein Verfahren zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen ECU, realisiert werden.
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Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend in Verbindung mit ihren Ausführungsformen beschrieben ist, sollte wahrgenommen werden, dass sie nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen mit abdecken soll. Ferner sollen, obgleich vorstehend die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen beschrieben sind, andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einziges Element aufweisen, ebenso als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet verstanden werden.
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Vorstehend ist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung beschrieben.
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Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung, die mit einem Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 2, 2a, 2b, 2c mit einer EMK-Zelle 25 und einer Sauerstoff-Pumpzelle 26 mit einem ersten bis dritten Zweizellen-Anschluss 21, 22, 23 oder einem Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 1, 1a, 1b, 1c mit einer einzigen Zelle 15 mit einem ersten und einem zweiten Einzellen-Anschluss 11, 12 verbunden wird, weist auf: einen ersten bis dritten Verbindungsanschluss J1, J2, J3 zur Verbindung des Einzellen- oder Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors; eine Steuerschaltung 31, die zwischen einer Zweizellen-Schaltungskonfiguration zur Steuerung des Zweizellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors über den ersten bis dritten Verbindungsanschluss und einer Einzellen-Schaltungskonfiguration zur Steuerung des Einzellen-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors über den ersten und den zweiten Verbindungsanschluss umschaltbar ist; und eine Steuereinheit 33, die eine Schaltungskonfiguration der Steuerschaltung auf die Einzellen- oder Zweizellen-Schaltungskonfiguration setzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 10-48180 A [0004]
- US 6120677 [0004]
- JP 11-230931 A [0004]
