DE102017218277A1 - Luft-kraftstoff-verhältnis-sensor-steuervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung (1, 21) umfasst einen Spannungssteuerteil (5, 6, 35), der konfiguriert ist, um eine an einer Zelle (3a, 23a) eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (3, 23) anliegende Spannung Vo1 in Übereinstimmung mit einem in der Zelle (3a, 23a) fließenden Sensorstrom zu steuern, und einen Stromerfassungsteil (7, 37), der konfiguriert ist, um den Sensorstrom als einen physikalischen Wert zu erfassen, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt. In der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung (1, 21) sind ein Spannungsänderungszeitpunkt, bei dem der Spannungssteuerteil (5, 6, 35) die Spannung Vo1 ändert, und ein Stromerfassungszeitpunkt, bei dem der Stromerfassungsteil (7, 37) den Strom erfasst, zueinander verschoben. Eine Zeitperiode Ta von dem Stromerfassungszeitpunkt, der unmittelbar vor dem Spannungsänderungszeitpunkt liegt, bis zum Spannungsänderungszeitpunkt und einer Zeitperiode Tb von dem Spannungsänderungszeitpunkt bis zur Stromerfassungszeitperiode, die unmittelbar nach dem Spannungsänderungszeitpunkt folgt, sind festgelegt um Ta <Tb zu erfüllen.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • In einer herkömmlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung wird eine Spannung an eine Zelle eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors angelegt und ein in der Zelle fließender Strom als ein Sensorstrom erfasst, der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt. In einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung, die in der JP 2015-148471A ( US 2015/0219590 A1 ) offenbart ist, wird eine an einen Sensor anliegende Gleichspannung in Übereinstimmung mit einem Sensorstrom verändert.
  • Die Zelle des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors weist eine kapazitive Komponente (das heißt, eine elektrostatische Kapazität) auf. Aus diesem Grund verursacht eine stufenweise Änderung der Spannung im Falle einer digitalen Steuerung der an der Zelle anliegenden Spannung einen Stromfluss in der Zelle durch die kapazitive Komponente. In dem Fall, dass der durch die kapazitive Komponente der Zelle fließende Strom (nachfolgend als ein kapazitiver Strom bezeichnet) als ein Teil des Sensorstroms erfasst wird, wird die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung verringert.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe, die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung zu verbessern.
  • Gemäß einem Aspekt weist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung einen Spannungssteuerteil, der zum Steuern einer an einer Zelle eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors anliegenden Spannung in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten physikalischen Wert, der von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ausgegeben wird, konfiguriert ist; und einen Stromerfassungsteil auf, der konfiguriert ist, einen in der Zelle fließenden Strom als einen physikalischen Wert zu erfassen, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt. Der Spannungssteuerteil und der Stromerfassungsteil sind konfiguriert, um die Spannung bei einem Spannungsänderungszeitpunkt zu ändern und den Strom bei einem Stromerfassungszeitpunkt zu erfassen, wobei der Spannungsänderungszeitpunkt und der Stromerfassungszeitpunkt zueinander verschoben sind.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
    • 2 ist ein Betriebsdiagramm, das einen Betrieb der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Erfassungsstoppverarbeitung zeigt, die durch Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtungen gemäß einer zweiten und einer vierten Ausführungsform ausgeführt wird;
    • 4 ist ein Betriebsdiagramm, das einen Betrieb der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
    • 5 ist ein Blockschaltbild, das eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
    • 6 ist ein Betriebsdiagramm, das einen Betrieb der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt; und
    • 7 ist ein Betriebsdiagramm, das einen Betrieb der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschrieben.
  • [Erste Ausführungsform]
  • [Konfiguration]
  • Gemäß 1 ist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung, die eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) 1 ist, mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 verbunden, der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K-Verhältnis).
  • Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 ist ein einzelliger Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der ein Grenzstromtyp ist, der nur eine Zelle 3a aufweist. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 ist in einem Abgaskanal eines Motors eines Fahrzeugs positioniert. Die Zelle 3a des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 3 erzeugt einen Grenzstrom, der sich gemäß einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas ändert, wenn eine Spannung von der ECU 1 angelegt wird. Der in der Zelle 3a fließende Grenzstrom ist ein Sensorstrom, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Auslasskanal angibt, das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 erfasst wird.
  • Die ECU 1 beinhaltet einen ersten Spannungssteuerteil 5, einen zweiten Spannungssteuerteil 6, einen Stromerfassungsteil 7, D/A-Wandler (DACs) 8, 9, einen A/D-Wandler (ADC) 10, Pufferschaltungen 11, 12 , eine Verstärkerschaltung 13, eine Filterschaltung 14, einen Stromerfassungswiderstand 15, einen Schutzwiderstand 16, einen Taktgenerator 17 und einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18.
  • Ein Ende des Stromerfassungswiderstands 15 ist mit einem Anschluss (zum Beispiel dem negativseitigen Anschluss) 3n der Zelle 3a verbunden. Ein Ende des Schutzwiderstands 16 ist mit dem anderen Anschluss (zum Beispiel dem positivseitigen Anschluss) 3p der Zelle 3a verbunden. Der Stromerfassungswiderstand 15 und der Schutzwiderstand 16 werden einfach als Widerstände bezeichnet.
  • Der erste D/A-Wandler 8 gibt eine erste Spannung Vo1 aus, die einem ersten digitalen Signal (erster Befehl bzw. erste Anweisung) entspricht, das von dem ersten Spannungssteuerteil 5 ausgegeben wird. Die am den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 anliegende Spannung ist eine Gleichspannung. Die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 wird an die Pufferschaltung 11 angelegt. Die Pufferschaltung 11 gibt dieselbe Spannung wie die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 an das andere Ende des Schutzwiderstandes 16 aus, das der Seite der Zelle 3a gegenüberliegt.
  • Der zweite D/A-Wandler 9 gibt eine zweite Spannung Vo2 aus, die einem zweiten digitalen Signal (zweiter Befehl bzw. zweite Anweisung) entspricht, das von dem zweiten Spannungssteuerteil 6 ausgegeben wird. Die Filterschaltung 14 ist eine Tiefpassfilterschaltung, die beispielsweise aus einem Widerstand und einem Kondensator besteht. Die zweite Spannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 9 wird an die Filterschaltung 14 angelegt. Eine Ausgangsspannung der Filterschaltung 14 wird an die Pufferschaltung 12 angelegt. Die Pufferschaltung 12 gibt die gleiche Spannung wie die Ausgangsspannung der Filterschaltung 14 an das andere Ende des Widerstands 15 aus, das der Seite der Zelle 3a gegenüberliegt. In der ersten Ausführungsform ist die erste Spannung Vo1 größer als die zweite Spannung Vo2 (Vo1 > Vo2) festgelegt.
  • Als Ergebnis liegt eine Differenzspannung Vo1-Vo2 an der Zelle 3a über die Widerstände 15 und 16 als eine Anlegungsspannung an der Zelle 3a des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 3a zur Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung an. In dem Stromerfassungswiderstand 15 fließt ein gleicher Strom wie ein Strom (das heißt, ein Sensorstrom), der in der Zelle 3a gemäß dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis fließt.
  • Die Verstärkerschaltung 13 gibt eine Spannung aus, indem sie eine Potentialdifferenz zwischen beiden Enden des Stromerfassungswiderstands 15 verstärkt. Der A/D-Wandler 10 A/D-wandelt die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 13 als Reaktion auf den Befehl von dem Stromerfassungsteil 7 und gibt ein digitales Signal entsprechend diesem A/D-Wandlungsergebnis an den Stromerfassungsteil 7 aus. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht das vom A/D-Wandler 10 ausgegebene digitale Signal dem Erfassungsergebnis des Sensorstroms. Ein Zeitpunkt, bei dem der Stromerfassungsteil 7 den A/D-Wandler 10 anweist, die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 13 zu A/D-wandeln, entspricht einem Zeitpunkt zur Erfassung eines Sensorstroms (das heißt, einem Stromerfassungszeitpunkt).
  • Der Stromerfassungsteil 7 erfasst ein digitales Signal vom A/D-Wandler 10 durch Betreiben des A/D-Wandlers 10 und berechnet den Sensorstrom auf der Grundlage des erlangten Digitalen Signals. Insbesondere führt der Stromerfassungsteil 7 eine Umwandlungsverarbeitung zum Umwandeln eines erfassten digitalen Signalwerts in einen Sensorstromwert aus.
  • Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18 wandelt den von dem Stromerfassungsteil 7 berechneten Sensorstrom in das Luft-Kraftstoff-Verhältnis um und führt eine herkömmliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelungsverarbeitung aus, die eine Verarbeitung zum Korrigieren einer Kraftstoffeinspritzmenge in den Motor basierend auf das umgewandelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
  • Der Taktgenerator 17 erzeugt einen Takt CK einer festen Zyklusperiode, das heißt einer festen Frequenz, und gibt diesen aus. Der erste Spannungssteuerteil 5, der zweite Spannungssteuerteil 6 und der Stromerfassungsteil 7 arbeiten synchron mit dem vom Taktgenerator 17 ausgegebenen Takt.
  • Der erste Spannungssteuerteil 5 steuert die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 gemäß dem vom Stromerfassungsteil 7 berechneten Sensorstrom. Bei der ersten Ausführungsform wird die an der Zelle 3a anliegende Spannung durch Steuerung der erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 gesteuert. Insbesondere steuert der erste Spannungssteuerteil 5 die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 beispielsweise auf einen Zwischenwert in einem Spannungsbereich, in dem sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Sensorstrom wechselseitig entsprechen, in Übereinstimmung mit dem Sensorstrom. Beispielsweise wird die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 auf einen größeren Wert geändert, wenn der Sensorstrom mit einer Erhöhung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zunimmt.
  • In einem normalen Fall, in dem beispielsweise die Verarbeitung zum Erfassen einer Impedanz der Zelle 3a nicht durch den Stromerfassungsteil 7 und dergleichen ausgeführt wird, fixiert der zweite Spannungssteuerteil 6 die zweite Spannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 9 auf einen festen Wert, so dass die angelegte Spannung mit der ersten Spannung Vo1 variiert.
  • In dem Fall, in dem die Verarbeitung zum Erfassen der Impedanz der Zelle 3a ausgeführt wird, schaltet der zweite Spannungssteuerteil 6 beispielsweise abwechselnd die zweite Spannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 9 in zwei Arten von Gleichspannungsspannungen mit unterschiedlichen Spannungswerten mit einer vorbestimmten Umschaltperiode um. Selbst wenn die zweite Spannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 9 abwechselnd auf zwei Arten von Gleichspannungen umgeschaltet wird, wird die an die Pufferschaltung 12 ausgegebene Spannung durch die Filterschaltung 14 in eine geglätteten Spannung gefiltert, von der scharfe Änderungen entfernt werden, und folglich fließt kein kapazitiver Strom in der Zelle 3a.
  • Der erste Spannungssteuerteil 5, der zweite Spannungssteuerteil 6, der Stromerfassungsteil 7 und der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18 werden durch einen Mikrocomputer bereitgestellt, der eine CPU- und Halbleiterspeicher (nachfolgend als Speicher bezeichnet) wie ein RAM, ein ROM und einen Flash-Speicher beinhaltet. Das heißt, jede Funktion des ersten Spannungssteuerteils 5, des zweiten Spannungssteuerteils 6, des Stromerfassungsteils 7 und des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteils 18 wird durch die CPU realisiert, die Programme ausführt, die in einem nichtflüchtigen Speichermedium gespeichert sind, welches der Speicher des Mikrocomputers ist. Durch Ausführen der Programme werden Verfahren entsprechend den Programmen ausgeführt. Der erste Spannungssteuerteil 5, der zweite Spannungssteuerteil 6, der Stromerfassungsteil 7 und der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18 können von einem einzelnen Mikrocomputer oder mehreren Mikrocomputern bereitgestellt werden. Die Funktionen des ersten Spannungssteuerteils 5, des zweiten Spannungssteuerteils 6, des Stromerfassungsteils 7 und des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteils 18 können durch Ausführen von Software durch den Mikrocomputer ausgeführt werden. Alternativ kann ein Teil oder alle der Funktionen durch Hardware bereitgestellt werden. In dem Fall, dass die oben beschriebenen Funktionen durch eine elektronische Schaltung ausgeführt werden, die Hardware ist, kann die elektronische Schaltung als eine digitale Schaltung einschließlich einer Anzahl von Logikschaltungen, eine Analogschaltung oder eine Kombination der Digitalschaltung und der Analogschaltung konfiguriert sein.
  • [Betrieb]
  • Im Betrieb der ECU 1 weist der Stromerfassungsteil 7 den A/D-Wandler 10 an, die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 13 zu wandeln, das heißt, der Stromerfassungsteil 7 erfasst den Sensorstrom zu Zeitpunkten (A/D Wandlungszeitpunkt und Stromerfassungszeitpunkt) der festen Zyklusperiode, wie durch einen nach oben gerichteten Pfeil in der zweiten Stufe in 2 dargestellt ist.
  • Der erste Spannungssteuerteil 5 steuert die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 zu einem Zeitpunkt (Spannungssteuerzeitpunkt), der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stromerfassungszeitpunkten liegt, wie durch einen nach oben gerichteten Pfeil in der vierten Stufe in 2 dargestellt ist.
  • Der erste Spannungssteuerteil 5 ändert die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 an dem Spannungssteuerzeitpunkt durch Ausführen einer Verarbeitung zum Ändern der ersten Spannung Vo1, das heißt, einer Verarbeitung zum Ändern des ersten digitalen Signals, das an dem ersten D/A-Wandler 8 anliegt. Als Ergebnis ist der Zeitpunkt der Spannungssteuerung der Zeitpunkt, zu dem der erste Spannungssteuerteil 5 die an der Zelle 3a anliegende Spannung ändert (d.h. Spannungsänderungszeitpunkt).
  • Das heißt, gemäß der ECU 1 sind der Stromerfassungszeitpunkt zum Erfassen des Sensorstroms durch den Stromerfassungsteil 7 und der Spannungsänderungszeitpunkt zum Ändern der an der Zelle 3a anliegenden Spannung durch den ersten Spannungssteuerteil 5 gemäß dem Sensorstrom zueinander verschoben.
  • Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Zeitperiode T1, die von dem Stromerfassungszeitpunkt bis zum nächsten Spannungssteuerungszeitpunkt dauert, kürzer als eine Zeitperiode T2 festgelegt, die von dem Spannungssteuerungszeitpunkt bis zum nächsten Stromerfassungszeitpunkt dauert, das heißt, T1 <T2. Insbesondere ist die Zeitperiode T1 kürzer als die Hälfte der Zyklusperiode der Stromerfassung.
  • Aus diesem Grund ist, wenn die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 bei irgendeinem der Spannungssteuerungszeitpunkte geändert wird, eine Zeitperiode Ta von dem Stromerfassungszeitpunkt, der unmittelbar dem Spannungsänderungszeitpunkt vorausgeht, bis zu dem Spannungsänderungszeitpunkt gleich der Zeitperiode T1. Eine Zeitperiode Tb von dem Spannungsänderungszeitpunkt bis zu dem Stromerfassungszeitpunkt, der unmittelbar dem Spannungsänderungszeitpunkt folgt, ist gleich der Zeitperiode T2. Im Ergebnis ist die Zeitperiode Ta kürzer als die Zeitperiode Tb. Die Zeitperiode Tb ist länger als die Zeitperiode Ta.
  • Es wird in 2 beispielsweise angenommen, dass sich der Sensorstrom in Reaktion auf eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zum Zeitpunkt t1 ändert und der Stromerfassungsteil 7 den Sensorstrom nach der Sensorstromänderung zum Zeitpunkt t2 erfasst, der der Stromerfassungszeitpunkt ist, der unmittelbar auf den Zeitpunkt t1 folgt.
  • In diesem Fall ändert der erste Spannungssteuerteil 5 die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 in einen Wert, der dem von dem Stromerfassungsteil 7 erfassten geänderten Sensorstrom entspricht, bei irgendeinem der Spannungssteuerungszeitpunkte, die auf den Zeitpunkt t2 folgen. In diesem beispielhaften Fall ändert der erste Spannungssteuerteil 5 die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 zu einem Spannungssteuerzeitpunkt t3, der nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Verarbeitungszeitperiode Td vom Zeitpunkt t2 vorliegt. Bei dieser Änderung der ersten Spannung Vo1 ändert sich die an der Zelle 3a anliegende Spannung schrittweise und der kapazitive Strom fließt in der Zelle 3a. Als Ergebnis ist, wie zum Zeitpunkt t3 gezeigt, der kapazitive Strom in dem Sensorstrom enthalten.
  • In dem Fall, dass der Stromerfassungsteil 7 den kapazitiven Strom erfasst, der in der Zelle 3a als Teil des Sensorstroms fließt, wird die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung verringert. Gemäß der oben beschriebenen ECU 1 werden der Spannungssteuerzeitpunkt (das heißt, der Spannungsänderungszeitpunkt) und der Stromerfassungszeitpunkt voneinander verschoben. Aus diesem Grund erfasst der Stromerfassungsteil 7 den Sensorstrom bei dem Stromerfassungszeitpunkt nach dem Zeitpunkt t3, bei dem die an der Zelle 3a anliegende Spannung verändert wird, das heißt, zum Zeitpunkt t4, der nach der Zeitperiode T2 = Tb auf den Zeitpunkt t3 folgt. Zum Zeitpunkt t4 wird der kapazitive Strom ausreichend reduziert und der Sensorstrom konvergiert zu einem Wert, der das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt.
  • [Vorteile]
  • Die oben beschriebene erste Ausführungsform bietet folgende Vorteile.
  • (1a) Gemäß der ECU 1 sind der Spannungsänderungszeitpunkt des ersten Spannungssteuerteils 5 und der Stromerfassungszeitpunkt des Stromerfassungsteils 7 verschoben. Das heißt, die Änderung der Anlegungsspannung gemäß dem Sensorstrom und die Erfassung des Sensorstroms werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt.
  • In dem Fall, dass die an der Zelle 3a anliegende Spannung (Anlegungsspannung) durch den ersten Spannungssteuerteil 5 verändert wird, erfasst der Stromerfassungsteil 7 den Strom zu dem Zeitpunkt, der gegenüber dem Zeitpunkt der Spannungsänderung verschoben ist. Es ist somit möglich, zu unterdrücken, dass der kapazitive Strom der Zelle 3a in dem Sensorstrom enthalten ist, den der Stromerfassungsteil 7 erfasst. Infolgedessen ist es möglich, die Genauigkeit der Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage des erfassten Stroms zu verbessern.
  • (1b) Der Strom wird zu jedem festen Zeitintervall erfasst und die Spannung wird zu dem Zeitpunkt geändert, der zwischen den aufeinanderfolgenden zwei der Stromerfassungszeitpunkte liegt. Ferner wird die Zeitperiode Ta von dem Stromerfassungszeitpunkt, der unmittelbar vor dem Spannungsänderungszeitpunkt liegt, bis zum Spannungsänderungszeitpunkt eingestellt, um kürzer als die Zeitperiode Tb von dem Spannungsänderungszeitpunkt bis zum Stromerfassungszeit zu sein, der unmittelbar auf den Spannungsänderungszeitpunkt folgt.
  • Es ist zulässig, festzulegen, dass die Zeitperiode Ta länger als die Zeitperiode Tb ist, das heißt, Ta> Tb, im Gegensatz zu der oben beschriebenen Festlegung Ta <Tb in der ersten Ausführungsform. Es ist jedoch bevorzugt, die Zeitperiode Tb, die zwischen dem Ändern der an der Zelle 3a anliegenden Spannung und dem Erfassen des Sensorstroms liegt, zu verlängern, indem Ta <Tb wie in der ersten Ausführungsform festgelegt wird. Es ist einfacher, die Möglichkeit zu unterdrücken, dass der kapazitive Strom als Teil des Sensorstroms erkannt wird.
  • (1c) Der erste Spannungssteuerteil 5 erlangt den von dem Stromerfassungsteil 7 erfassten Sensorstrom als einen vorbestimmten physikalischen Wert, der von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 3 ausgegeben wird, und steuert die an der Zelle 3a anliegende Spannung. Es ist somit möglich, die ECU 1 für einen einzelligen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor zu verwenden.
  • In der ersten Ausführungsform ist der erste Spannungssteuerteil 5 ein Spannungssteuerteil und der in der Zelle 3a fließende Strom (das heißt, der Sensorstrom) ist ein physikalischer Wert eines Erfassungsobjekts, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • [Unterschied zur ersten Ausführungsform]
  • Eine zweite Ausführungsform ähnelt der ersten Ausführungsform in der Grundkonfiguration und daher werden nur Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gleiche Konfiguration wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Die ECU 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Stromerfassungsteil 7 eine in 3 gezeigte Erfassungsstoppverarbeitung ausführt. Der Stromerfassungsteil 7 führt die Erfassungsstoppverarbeitung von 3 in einem festen Zeitintervall aus, das kürzer ist als das aktuelle Erfassungszeitintervall.
  • Wie in 3 gezeigt ist, prüft der Stromerfassungsteil 7 bei S110 nach dem Starten der Erkennungsstoppverarbeitung, ob die an der Zelle 3a anliegende Spannung von dem ersten Spannungssteuerteil 5 geändert wurde. Insbesondere prüft der Stromerfassungsteil 7, ob die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 geändert wurde. Ob die erste Spannung Vo1 geändert wurde, kann beispielsweise durch Überwachen des ersten digitalen Signals, das von dem ersten Spannungssteuerteil 5 an den ersten D/A-Wandler 8 ausgegeben wird, oder durch Erlangen von Information, die angeben, dass die erste Spannung Vo1 von dem ersten Spannungssteuerteil 5 geändert wurde, überprüft werden. Ausgehend von der Bestimmung, dass die an der Zelle 3a anliegende Spannung durch den ersten Spannungssteuerteil 5 geändert wurde, stoppt der Stromerfassungsteil 7 die Erfassung des Sensorstroms für eine vorbestimmte Zeitperiode bei S120. Diese vorbestimmte Zeitperiode wird auf mehr als ganzzahlige Vielfache (N-fache) des Zeitintervalls der Stromerfassung gesetzt. N ist vorzugsweise größer als zwei oder mehr.
  • [Betrieb]
  • Wie in 4 dargestellt ist, die ein ähnliches Beispiel eines Betriebs wie 2 zeigt, wenn der erste Spannungssteuerteil 5 die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 zum Zeitpunkt t3 ändert, stoppt der Stromerfassungsteil 7 die Erfassung des Sensorstroms für eine vorbestimmte Zeitperiode. Der Stromerfassungsteil 7 beginnt erneut den Sensorstrom ab dem Zeitpunkt t5 zu erfassen, der der Stromerfassungszeitpunkt nach einem Verstreichen der vorbestimmten Zeitperiode ist. In 4 ist der Betrieb vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3 der gleiche wie in 2. In dem in 4 dargestellten Beispiel wird N als 3 angenommen. Das heißt, der Stromerfassungsteil 7 stoppt die Erfassung des Sensorstroms vom Zeitpunkt t3 bis zu einem dritten Stromerfassungszeitpunkt und erfasst den Sensorstrom erneut zum Zeitpunkt t5, der ein vierter Stromerfassungszeitpunkt ist.
  • [Vorteil]
  • Die zweite Ausführungsform bietet den folgenden Vorteil zusätzlich zu ähnlichen Vorteilen wie bei der ersten Ausführungsform. Das heißt, wenn der erste Spannungssteuerteil 5 die an der Zelle 3a anliegende Spannung ändert, stoppt der Stromerfassungsteil 7 die Sensorstromerfassung während der vorbestimmten Periode. Es ist somit möglich, sicherer zu verhindern, dass der kapazitive Strom, der als Reaktion auf die Veränderung der anliegenden Spannung fließt, als ein Teil des Sensorstroms erfasst wird.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • [Konfiguration]
  • Wie in 5 dargestellt ist, ist eine ECU 21 gemäß einer dritten Ausführungsform mit einem zweizelligen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 verbunden, der eine Pumpzelle 23a und eine elektromotorische Zelle bzw. eine sogenannte Nernstzelle 23b umfasst. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 weist eine Diffusionskammer auf, in die Abgas eingeführt wird, und eine Referenzsauerstoffkammer. Die Pumpkammer 23a wird so angetrieben, dass eine von der elektromotorischen Zelle 23b erzeugte Ausgangsspannung (das heißt, elektromotorische Kraft) in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen den Sauerstoffkonzentrationen in der Diffusionskammer und der Referenzsauerstoffkammer einen Sollwert erreicht. Ein Sensorstrom, der in der Pumpzelle 23 fließt, zeigt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis an. In diesem Beispiel weist der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 Anschlüsse 25 bis 27 auf. Der Anschluss 25 ist ein positivseitiger Anschluss der Pumpzelle 23a. Der Anschluss 26 ist ein negativseitiger Anschluss, der sowohl der Pumpzelle 23a als auch der elektromotorischen Zelle 23b gemein ist. Der Anschluss 27 ist ein positivseitiger Anschluss der elektromotorischen Zelle 23b.
  • Die ECU 21 beinhaltet eine Konstantstromschaltung 31, einen Verstärker 33, einen Spannungssteuerteil 35, einen Stromerfassungsteil 37, einen D/A-Wandler 38, einen A/D-Wandler 40, einen Operationsverstärker 41 und einen Stromerfassungswiderstand 45. Ähnlich zu der ECU 1 beinhaltet die ECU 21 auch den Taktgenerator 17 und den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18.
  • Die Konstantstromschaltung 31 legt an den Anschluss des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 einen konstanten Strom an, so dass die elektromotorische Zelle 23b die elektromotorische Kraft erzeugt. Der Verstärker 33 verstärkt eine zwischen den Anschlüssen 26 und 27 des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 entwickelte Spannung, das heißt, eine Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b und gibt die verstärkte Spannung aus. Eine Verstärkung des Verstärkers 33 wird zur Vereinfachung der Beschreibung mit 1 angenommen. Das heißt, es wird angenommen, dass der Verstärker 33 die gleiche Spannung wie die Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b ausgibt.
  • Der D/A-Wandler 38 gibt eine vom Spannungssteuerteil 35 angewiesene Spannung als ein digitales Signal (Befehl bzw. Anweisung) aus. Ein Ausgangsanschluss des D/A-Wandlers 38 ist mit dem Anschluss 26 des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 über den Widerstand 45 verbunden.
  • Der Operationsverstärker 41 empfängt eine Spannung des Anschlusses 26 und eine Konstantspannung Vc (z. B. 2,5 V). Ein Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 41 ist mit dem Anschluss 25 des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 verbunden. Der Operationsverstärker 41 regelt die Spannung des Anschlusses so, dass die Spannung des Anschlusses 26 gleich der konstanten Spannung Vc ist.
  • Ein gleicher Strom wie der in der Pumpzelle 23a fließende Strom fließt zu dem Widerstand 45. Der Verstärker 43 verstärkt eine Potentialdifferenz zwischen beiden Enden des Widerstands 45 und gibt eine verstärkte Spannung aus. Der A/D-Wandler 40 A/D-wandelt die Ausgangsspannung des Verstärkers 43 als Reaktion auf eine Anweisung von dem Stromerfassungsteil 37 und gibt ein digitales Signal, das ein A/D-Wandlungsergebnis angibt, an den Stromerfassungsteil 37 aus.
  • Die Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b wird über den Verstärker 33 an den Spannungssteuerteil 35 angelegt. Der Spannungssteuerteil 35 arbeitet synchron mit dem vom Taktgenerator 17 angelegten Takt CK. Der Spannungssteuerteil 35 erfasst die Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b in einem festen Zeitintervall und steuert eine Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 so, dass die Ausgangsspannung Vs einen Sollwert erreicht, der die konstante Spannung ist. Wenn die Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 sich ändert, ändert sich die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 41. Infolgedessen ändert sich die an die Pumpzelle 23a anliegende Spannung und der in der Pumpzelle 23a fließende Strom ändert sich. Das heißt, die an die Pumpzelle 23a anliegende Spannung wird durch Steuern der Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 gesteuert.
  • Der Stromerfassungsteil 37 arbeitet auch synchron mit dem vom Taktgenerator 17 ausgegebenen Takt CK. Der Stromerfassungsteil 37 weist den A/D-Wandler 40 an, zu arbeiten, erlangt das digitale Signal von dem A/D-Wandler 40 und berechnet den Strom, der in der Pumpzelle 23a fließt, basierend auf dem erlangten digitalen Signal. Insbesondere führt der Stromerfassungsteil 37 eine Umwandlungsverarbeitung eines erlangten digitalen Signalwerts in einen Stromwert aus. In der dritten Ausführungsform ist der in der Pumpzelle 23a fließende Strom ein physikalischer Wert eines Erfassungsobjekts, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt. Aus diesem Grund ist der in der Pumpzelle 23a fließende Strom der Sensorstrom. Das digitale Signal, das von dem A/D-Wandler 40 ausgegeben wird, ist das Erfassungsergebnis des Sensorstroms. Der Zeitpunkt, zu dem der Stromerfassungsteil 37 veranlasst, dass der A/D-Wandler 40 die Ausgangsspannung des Verstärkers 43 A/D-wandelt, ist der Zeitpunkt zum Erfassen des Sensorstroms (das heißt, der Stromerfassungszeitpunkt).
  • Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18 wandelt den vom Stromerfassungsteil 7 berechneten Sensorstrom in das Luft-Kraftstoff-Verhältnis um und führt die herkömmliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung aus, die eine Verarbeitung zur Korrektur einer Kraftstoffeinspritzmenge in den Motor basierend auf dem umgewandelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
  • Das heißt, in der ECU 21 steuert der Spannungssteuerteil 35 die an der Pumpzelle 23a anliegende Spannung, so dass die Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b die konstante Spannung erreicht und der Sensorstrom in der Pumpzelle 23a und dem Widerstand 45 in Übereinstimmung mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis fließt. Somit erfasst der Stromerfassungsteil 37 den Sensorstrom durch A/D-Wandlung der Ausgangsspannung des Verstärkers 43 unter Verwendung des A/D-Wandlers 40 und der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18 erfasst das Luft/Kraftstoffverhältnis von dem Sensorstrom, der durch den Stromerfassungsteil 37 erfasst wird.
  • Auch in der ECU 21 werden der Spannungssteuerteil 35, der Stromerfassungsteil 37 und der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18 von einem Mikrocomputer bereitgestellt, der eine CPU und Speicher beinhaltet. Das heißt, jede Funktion des Spannungssteuerteils 35, des Stromerfassungsteils 37 und des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteils 18 wird durch die CPU realisiert, die Programme ausführt, die in einem nicht flüchtigen Speichermedium gespeichert sind, welches der Speicher des Mikrocomputers ist. Durch Ausführung der Programme werden den Programmen entsprechende Verfahren ausgeführt. Der Spannungssteuerteil 35, der Stromerfassungsteil 37 und der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 18 können von einem einzelnen Mikrocomputer oder mehreren Mikrocomputern bereitgestellt werden. Die Funktionen des Spannungssteuerteils 35, des Stromerfassungsteils 37 und des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteils 18 können durch Ausführen von Software ausgeführt werden. Alternativ kann ein Teil oder alle der Funktionen von Hardware bereitgestellt werden. In dem Fall, dass die oben beschriebenen Funktionen durch eine elektronische Schaltung ausgeführt werden, die Hardware ist, kann die elektronische Schaltung als eine digitale Schaltung, die eine Anzahl von Logikschaltungen beinhaltet, eine Analogschaltung oder eine Kombination der Digitalschaltung und der Analogschaltung konfiguriert sein.
  • [Betrieb]
  • Der Stromerfassungsteil 37 weist den A/D-Wandler 40 an, die Ausgangsspannung des Verstärkers 43 zu wandeln, das heißt, der Stromerfassungsteil 37 erfasst den Sensorstrom, zu Zeitpunkten (A/D-Wandlungszeitpunkt und Stromerfassungszeitpunkt) der festen Zyklusperiode, wie durch einen nach oben gerichteten Pfeil in der dritten Stufe in 6 angegeben ist.
  • Der Spannungssteuerteil 35 steuert die Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 zum Zeitpunkt (Spannungssteuerzeitpunkt), der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stromerfassungszeitpunkten liegt, wie durch einen nach oben gerichteten Pfeil in der fünften Stufe in 6 angegeben ist.
  • Der Spannungssteuerteil 35 verändert die Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 am Spannungssteuerzeitpunkt durch Ausführen einer Verarbeitung zum Ändern der Ausgangsspannung Vo, das heißt, einer Verarbeitung zum Ändern des an den D/A-Wandler 38 angelegten digitalen Signals .Daher ist der Zeitpunkt der Spannungssteuerung der Zeitpunkt, zu dem der Spannungssteuerteil 35 die an der Pumpzelle 23a anliegende Spannung ändert (das heißt, beim Spannungsänderungszeitpunkt).
  • Das heißt, gemäß der ECU 21 sind der Stromerfassungszeitpunkt zum Erfassen des in der Pumpzelle 23a fließenden Sensorstroms durch den Stromerfassungsteil 37 und der Spannungsänderungszeitpunkt zum Ändern der an der Pumpzelle 3a anliegenden Spannung durch den Spannungssteuerteil 35 gemäß der Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b zueinander verschoben.
  • Wie in 6 gezeigt ist, wird die Zeitperiode T1, die von dem Stromerfassungszeitpunkt zu dem nächsten Spannungssteuerzeitpunkt dauert, kürzer eingestellt als die Zeitperiode T2, die von dem Spannungssteuerzeitpunkt bis zum nächsten Stromerfassungszeitpunkt dauert, das heißt, es gilt T1 <T2. Das heißt, die Zeitperiode T1 ist kürzer als die Hälfte der Zyklusperiode der Stromerfassung.
  • Aus diesem Grund ist, wenn die Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 zu irgendeinem der Spannungssteuerzeitpunkte geändert wird, eine Zeitperiode TA von dem Stromerfassungszeitpunkt, der dem Spannungsänderungszeitpunkt unmittelbar vorangeht, bis zum Spannungsänderungszeitpunkt gleich der Zeitperiode T1. Eine Zeitperiode TB von dem Spannungsänderungszeitpunkt bis zu dem Stromerfassungszeitpunkt, der unmittelbar dem Spannungsänderungszeitpunkt folgt, ist gleich der Zeitperiode T2. Demzufolge ist die Zeitperiode TA kürzer als die Zeitperiode TB. Die Zeitperiode TB ist länger als die Zeitperiode TA.
  • Es wird in 6 beispielsweise angenommen, dass sich die Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b von der konstanten Spannung (z. B. 450 mV) in Abhängigkeit von einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zum Zeitpunkt t11 ändert und der Spannungssteuerteil 35 die Spannung nach der Spannungsänderung zum Zeitpunkt t12 erlangt, was der Spannungssteuerzeitpunkt unmittelbar nach dem Zeitpunkt t11 ist. In diesem Fall erlangt der Spannungssteuerteil 35 die Ausgangsspannung Vs zu einem Zeitpunkt (nachfolgend als Spannungserlangungszeitpunkt bezeichnet). Jedoch kann der Spannungssteuerteil 35 die Ausgangsspannung Vs an dem anderen Spannungserlangungszeitpunkt (beispielsweise Stromerfassungszeitpunkt) erlangen, der sich von dem Spannungssteuerzeitpunkt unterscheidet.
  • In diesem Fall ändert der Spannungssteuerteil 35 an einem beliebigen der Spannungssteuerzeitpunkte, die nach dem Zeitpunkt t12 liegen, die Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38, so dass die Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b die vorhergehende konstante Spannung wiederherstellt. In diesem beispielhaften Fall ändert der Spannungssteuerteil 35 die Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 zum Zeitpunkt t13, der der Spannungssteuerzeitpunkt nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Verarbeitungszeitperiode Td ausgehend von der Zeit t12 ist. Bei dieser Änderung der Ausgangsspannung Vo ändert sich die an der Pumpzelle 3a anliegende Spannung schrittweise und der kapazitive Strom fließt in der Pumpzelle 23a. Demzufolge ist, wie zum Zeitpunkt t13 gezeigt, der kapazitive Strom in dem Sensorstrom beinhaltet.
  • In dem Fall, in dem der Stromerfassungsteil 37 den kapazitiven Strom erfasst, der in der Pumpzelle 23a als Teil des Sensorstroms fließt, wird die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung verringert. Gemäß der ECU 21 werden, wie oben beschrieben, der Spannungssteuerzeitpunkt (das heißt, der Spannungsänderungszeitpunkt) und der Stromerfassungszeitpunkt zueinander verschoben. Aus diesem Grund erfasst der Stromerfassungsteil 37 den Sensorstrom bei dem Stromerfassungszeitpunkt nach dem Zeitpunkt t13, bei dem die an der Pumpzelle 23a anliegende Spannung verändert wird, das heißt, zum Zeitpunkt t14, der nach der Zeitperiode T2 = TB auf den Zeitpunkt t13 folgt. Zum Zeitpunkt t14 ist der kapazitive Strom ausreichend reduziert und der Sensorstrom ist zu einem Wert konvergiert, der das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt.
  • [Vorteil]
  • (3a) Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform werden gemäß der ECU 21 der Spannungsänderungszeitpunkt des Spannungssteuerteils 35 und der Stromerfassungszeitpunkt des Stromerfassungsteils 37 zueinander verschoben. In dem Fall, dass die an der Pumpzelle 23a anliegende Spannung durch den Spannungssteuerteil 35 verändert wird, erfasst der Stromerfassungsteil 37 den Strom zu dem Zeitpunkt, der gegenüber dem Zeitpunkt der Spannungsänderung verschoben ist. Es ist somit möglich, zu unterdrücken, dass der kapazitive Strom der Pumpzelle 23a in dem Sensorstrom enthalten ist, den der Stromerfassungsteil 37 erfasst. Als Ergebnis ist es möglich, die Genauigkeit der Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage des erfassten Stroms zu verbessern.
  • (3b) Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird der Strom bei jedem festen Zeitintervall detektiert und die Spannung wird zu dem Zeitpunkt geändert, der zwischen den aufeinanderfolgenden zwei der Stromerfassungszeitpunkte liegt. Ferner wird die Zeitperiode TA von dem Stromerfassungszeitpunkt, der unmittelbar vor dem Spannungsänderungszeitpunkt liegt, bis zu dem Spannungsänderungszeitpunkt eingestellt, um kürzer als die Zeitperiode TB von dem Spannungsänderungszeitpunkt bis zum Stromerfassungszeitpunkt zu sein, der unmittelbar nach dem spannungsabhängigen Zeitpunkt liegt.
  • Es ist zulässig, festzulegen, dass die Zeitperiode TA länger als die Zeitperiode TB ist, das heißt, dass TA> TB gilt, im Gegensatz zu der oben beschriebenen Festlegung, dass TA <TB gilt. Es ist jedoch bevorzugt, die Zeitperiode TB, die sich zwischen der Änderung der an der Pumpzelle 23a anliegenden Spannung und der Erfassung des Sensorstroms befindet, durch Festlegen von TA <TB zu verlängern. Durch derartiges Verlängern der Zeitperiode TB ist es leichter, die Möglichkeit zu unterdrücken, dass der kapazitive Strom als Teil des Sensorstroms erfasst wird.
  • (3c) Der Stromerfassungsteil 37 erfasst den Strom der Pumpzelle 23a, die eine Zielzelle darstellt. Der Spannungssteuerteil 35 erlangt die Ausgangsspannung Vs der elektromotorischen Zelle 23b als einen vorbestimmten physikalischen Wert, der von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 ausgegeben wird, und steuert die an der Pumpzelle 23a anliegende Spannung, so dass die Ausgangsspannung Vs die konstante Spannung erreicht. Es ist somit möglich, die ECU 21 für den zweizelligen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor zu verwenden.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • [Unterschied zur dritten Ausführungsform]
  • Eine vierte Ausführungsform ähnelt der dritten Ausführungsform in ihrer Grundkonfiguration und daher werden nur Unterschiede zu der dritten Ausführungsform beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gleiche Konfiguration wie bei der dritten Ausführungsform.
  • Die ECU 21 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Stromerfassungsteil 37 die in 3 gezeigte Erfassungsstoppverarbeitung in dem festen Zeitintervall in ähnlicher Weise wie in der zweiten Ausführungsform ausführt. Jedoch prüft der Stromerfassungsteil 37 bei S110 in 3, ob die an der Pumpzelle 23a anliegende Spannung durch den Spannungssteuerteil 35 verändert wird. Insbesondere prüft der Stromerfassungsteil 37, ob die erste Spannung Vo1 des D/A-Wandlers 38 geändert wurde.
  • [Betrieb]
  • Im Betrieb, wie in 7 dargestellt ist, die ein ähnliches Beispiel des Betriebs wie 7 zeigt, wenn der Spannungssteuerteil 35 die Ausgangsspannung Vo des D/A-Wandlers 38 zum Zeitpunkt t13 ändert, stoppt der Stromerfassungsteil 37 die Erfassung des Sensorstroms für die vorbestimmte Zeitperiode. Der Stromerfassungsteil 37 beginnt erneut, den Sensorstrom ausgehend vom Zeitpunkt t15 zu erfassen, der der Stromerfassungszeitpunkt nach einem Verstreichen der vorbestimmten Zeitperiode ist.
  • In 7 ist der Betrieb vom Zeitpunkt t11 bis zum Zeitpunkt t13 der gleiche wie in 6. In dem in 7 dargestellten Beispiel wird angenommen, dass N gleich 3 ist, ähnlich dem in Fig. dargestellten Fall. Das heißt, der Stromerfassungsteil 37 stoppt das Erfassen des Sensorstroms vom Zeitpunkt t13 bis zum dritten Stromerfassungszeitpunkt und erfasst den Sensorstrom erneut zum Zeitpunkt t15, der der vierte Stromerfassungszeitpunkt ist.
  • [Vorteil]
  • Die vierte Ausführungsform bietet den folgenden Vorteil zusätzlich zu ähnlichen Vorteilen wie bei der dritten Ausführungsform. Das heißt, wenn der Spannungssteuerteil 35 die an der Pumpzelle 3a anliegende Spannung ändert, stoppt der Stromerfassungsteil 37 die Sensorstromdetektion für die vorbestimmte Zeitperiode. Es ist somit möglich, sicherer zu verhindern, dass der kapazitive Strom, der als Reaktion auf die Veränderung der anliegenden Spannung fließt, als ein Teil des Sensorstroms erfasst wird.
  • [Andere Ausführungsform]
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann mit den folgenden Modifikationen implementiert werden.
  • In der ECU 1 gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform kann die zweite Spannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 9, das heißt, die Spannung, die an dem negativseitigen Anschluss 3n der Zelle 3a durch den zweiten Spannungssteuerteil 6 anliegt, variabel in Übereinstimmung mit dem Sensorstrom gesteuert werden. In diesem Fall arbeitet der zweite Spannungssteuerteil 6 als Spannungssteuerteil. In der ECU 1 gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform können sowohl die erste Spannung Vo1 des ersten D/A-Wandlers 8 als auch die zweite Spannung Vo2 des zweiten D/A-Wandlers 9 variabel in Übereinstimmung mit dem Sensorstrom gesteuert werden. In diesem Fall arbeiten sowohl der erste Spannungssteuerteil 5 als auch der zweite Spannungssteuerteil 6 als Spannungssteuerteil.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015148471 A [0002]
    • US 2015/0219590 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung mit einem Spannungssteuerteil (5, 6, 35), der zum Steuern einer an einer Zelle (3a, 23a) eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (3, 23) anliegenden Spannung in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten physikalischen Wert, der von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (3, 23) ausgegeben wird, konfiguriert ist; und einem Stromerfassungsteil (7, 37), der konfiguriert ist, einen in der Zelle (3a, 23a) fließenden Strom als einen physikalischen Wert zu erfassen, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angibt, wobei der Spannungssteuerteil (5, 6, 35) und der Stromerfassungsteil (7, 37) konfiguriert sind, um die Spannung bei einem Spannungsänderungszeitpunkt zu ändern und den Strom bei einem Stromerfassungszeitpunkt zu erfassen, wobei der Spannungsänderungszeitpunkt und der Stromerfassungszeitpunkt zueinander verschoben sind.
  2. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stromerfassungszeitpunkt bei jedem vorbestimmten Zeitintervall festgelegt wird; der Spannungsänderungszeitpunkt zwischen aufeinanderfolgenden zwei der Stromerfassungszeitpunkte befindlich festgelegt wird; und eine Zeitperiode zwischen dem Stromerfassungszeitpunkt, der unmittelbar vor dem Spannungsänderungszeitpunkt liegt, und dem Spannungsänderungszeitpunkt so festgelegt wird, dass sie kürzer als eine Zeitperiode zwischen dem Spannungsänderungszeitpunkt und dem Stromerfassungszeitpunkt ist, der unmittelbar auf den Spannungsänderungszeitpunkt folgt.
  3. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stromerfassungsteil (7, 37) die Erfassung des Stroms für eine vorbestimmte Zeitperiode stoppt, wenn der Spannungssteuerteil (5, 6, 35) die Spannung verändert hat.
  4. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Luft-Kraftstoffverhältnissensor (3) ein einzelliger Typ mit einer einzelnen Zelle (3a) ist, die konfiguriert ist, um den darin fließenden Strom in Übereinstimmung mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zustand zu ändern, in dem die Spannung daran anliegt; der Stromerfassungsteil (7) konfiguriert ist, um den in der einzelnen Zelle (3a) fließenden Strom zu erfassen; und der Spannungssteuerteil (5, 6) konfiguriert ist, um die Spannung in Übereinstimmung mit dem durch den Stromerfassungsteil erfassten Strom, der den vorbestimmten physikalischen Wert darstellt, zu steuern.
  5. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (23) ein zweizelliger Typ mit einer Pumpzelle (23a) und einer elektromotorischen Zelle (23b) ist; der Stromerfassungsteil (37) konfiguriert ist, um den in der Pumpzelle (23a) fließenden Strom zu erfassen; und der Spannungssteuerteil (35) konfiguriert ist, um eine Ausgangsspannung der elektromotorischen Zelle (23b) als den vorbestimmten physikalischen Wert zu erfassen und eine an der Pumpzelle (23a) anliegende Spannung zu steuern, so dass die Ausgangsspannung der elektromotorischen Zelle (23b) eine konstante Spannung erreicht.
  6. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die vorbestimmte Zeitperiode mehr als ganzzahlige Vielfache des Zeitintervalls der Stromerfassung ist.
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