JP2000120476A - 通電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デューティ制御の周期に同期したＡ／Ｄ変換
を行うと共に、Ａ／Ｄ変換処理の途中で通電パルスがオ
フすることを未然に防止する。 【解決手段】 マイクロコンピュータにＡ／Ｄ用コンペ
アレジスタと通電制御用コンペアレジスタとを設ける。
マイクロコンピュータは、通電パルスをオンする毎にＡ
／Ｄ用コンペアレジスタにＡ／Ｄ起動タイミングをセッ
トする。この後、マイクロコンピュータ内のタイマの値
がＡ／Ｄ用コンペアレジスタの値に一致した時点で、Ａ
／Ｄ変換回路を起動して入力信号をＡ／Ｄ変換する。Ａ
／Ｄ変換終了時に、通電制御用コンペアレジスタに通電
パルスのオフタイミングをセットし（Ｂ，Ｃ参照）、タ
イマの値が通電制御用コンペアレジスタの値に一致した
時点で、通電パルスをオフする。但し、デューティ比が
１００％の時には、通電パルスのオフタイミングをセッ
トせず（Ａ参照）、通電をオフしない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負荷への通電をデ
ューティ制御すると共に、負荷への通電パルスのオン期
間中に負荷電流又は負荷電圧をＡ／Ｄ変換する機能を備
えた通電制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、負荷の通電制御に広く用いら
れているデューティ制御は、負荷への通電を短い周期で
繰り返しオン／オフさせ、１周期当たりのオン時間（通
電パルスの幅）の比率（デューティ比）を制御すること
で、負荷電流や負荷電圧を制御するようにしている。例
えば、内燃機関の排気管に設置された空燃比センサの素
子を加熱するヒータの通電制御もデューティ制御によっ
て行われ、ヒータの電流や電圧をＡ／Ｄ変換してマイク
ロコンピュータに取り込み、その検出値に基づいてヒー
タ電力をフィードバック制御したり、ヒータの異常診断
を行うようにしている。

【０００３】ヒータの通電をデューティ制御する場合、
図６に示すように、非常に短い周期Ｔ１でヒータの通電
のオン／オフを判定し、この判定周期Ｔ１の整数ｎ倍
（Ｔ１×ｎ）をデューティ制御の１周期としてデューテ
ィ制御を行う。従って、デューティ比をＤ％とすると、
Ｔ１×ｎ時間毎に通電をオンし、その時点からＴ１×ｎ
×Ｄ／１００だけ経過した時点で、通電をオフする。つ
まり、Ｔ１×ｎ時間毎にＴ１×ｎ×Ｄ／１００のパルス
幅の通電パルスをヒータに出力する。この際、Ａ／Ｄ変
換回路の起動は、一定周期Ｔ２で行われるが、デューテ
ィ制御の周期とは同期していない。

【０００４】Ａ／Ｄ変換を行う際に、Ａ／Ｄ変換器の入
力信号が安定するまでの時間（Ａ／Ｄ安定時間）とＡ／
Ｄ変換処理時間との合計時間Ｔ３よりも通電パルス幅
（Ｔ１×ｎ×Ｄ／１００）が短いと、正確にＡ／Ｄ変換
できないため、通電パルスのオンタイミング（立ち上が
りタイミング）から上記合計時間Ｔ３が経過するまでの
期間は、Ａ／Ｄ禁止フラグを「禁止」にセットし、Ａ／
Ｄ変換を禁止するようにしている。この結果、Ａ／Ｄ変
換が可能な期間は、通電パルスのオン期間中で且つＡ／
Ｄ禁止フラグが「許可」になっている期間となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、デューティ制御の周期（Ｔ１×ｎ）とＡ／Ｄ変換
の実行周期Ｔ２とが同期していないため、通電パルス幅
が判定周期Ｔ１とＡ／Ｄ禁止期間Ｔ３との合計時間（Ｔ
１＋Ｔ３）よりも短くなると、Ａ／Ｄ変換処理の途中で
通電パルスがオフしてしまい、正確なＡ／Ｄ変換値が取
り込めないという問題があった。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、デューティ制御の周
期に同期したＡ／Ｄ変換を行うと共に、Ａ／Ｄ変換処理
の途中で通電パルスがオフすることを未然に防止するこ
とができ、常に正確なＡ／Ｄ変換値を取り込むことがで
きる通電制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の通電制御装置は、負荷への通電
パルスのオンタイミングから所定時間経過後にＡ／Ｄ起
動手段によりＡ／Ｄ変換手段を起動し、その後、Ａ／Ｄ
変換が終了した時に通電パルスのオフタイミングをオフ
タイミングセット手段によりセットし、このオフタイミ
ングで通電パルスを通電パルスオフ手段によりオフす
る。

【０００８】従来は、デューティ制御の周期とＡ／Ｄ変
換の実行周期とが同期していないため、通電パルス幅が
Ｔ１＋Ｔ３（図６参照）よりも短くなると、Ａ／Ｄ変換
処理の途中で通電パルスがオフしてしまい、正確なＡ／
Ｄ変換値を取り込めなかったが、本発明では、デューテ
ィ制御の周期に同期したＡ／Ｄ変換を行うために、通電
パルスのオンタイミングからＡ／Ｄ変換手段の入力信号
が安定するまでの所定時間経過後にＡ／Ｄ変換手段を起
動するので、常に通電パルスのオンタイミングから最短
の時間でＡ／Ｄ変換手段を起動することができる。この
結果、通電パルス幅がＴ３（Ａ／Ｄ安定時間＋Ａ／Ｄ変
換処理時間）以上であれば、通電パルスのオン期間中に
Ａ／Ｄ変換処理を完了することができる。しかも、Ａ／
Ｄ変換終了時に通電パルスのオフタイミングをセットす
るため、処理遅れ等によりＡ／Ｄ変換処理が遅れても、
Ａ／Ｄ変換処理中は通電パルスがオフされず、従来のよ
うにＡ／Ｄ変換処理の途中で通電パルスがオフしてしま
う不具合を解消することができ、常に正確なＡ／Ｄ変換
値を取り込むことができる。

【０００９】ところで、本発明では、デューティ制御手
段で演算された通電パルス幅がＡ／Ｄ変換を行うのに必
要な時間（Ａ／Ｄ安定時間＋Ａ／Ｄ変換処理時間）より
も短い時に、Ａ／Ｄ変換手段を起動しても、Ａ／Ｄ変換
処理中は通電パルスがオフされないため、正確なＡ／Ｄ
変換値を取り込むことができるが、この場合には、通電
パルスのオフタイミングがＡ／Ｄ変換終了後に延ばされ
るため、実際のデューティ比が演算値からずれてしま
う。

【００１０】この対策として、請求項２のように、デュ
ーティ制御手段で演算された通電パルス幅がＡ／Ｄ変換
を行うのに必要な時間よりも短い時には、Ａ／Ｄ変換手
段の起動を中止することが好ましい。このようにすれ
ば、デューティ比のずれを防止でき、デューティ制御の
精度を良好に保つことができる。

【００１１】この場合、請求項３のように、Ａ／Ｄ変換
手段の起動中止が複数回連続した場合に、所定の条件を
満たした時に通電パルス幅をＡ／Ｄ変換を行うのに必要
な時間まで増加させるようにしても良い。つまり、Ａ／
Ｄ変換手段の起動中止が連続して発生すると、新たなＡ
／Ｄ変換値を取り込めなくなり、Ａ／Ｄ変換値を用いた
制御に支障を来すので、所定の条件を満たした時に通電
パルス幅をＡ／Ｄ変換を行うのに必要な時間まで増加さ
せて、強制的にＡ／Ｄ変換を行うものである。これによ
り、Ａ／Ｄ変換の中止が何回も連続するような場合で
も、適宜、新たなＡ／Ｄ変換値を取り込むことが可能と
なる。尚、所定の条件としては、例えば、Ａ／Ｄ変換手
段の起動中止の連続回数、負荷の制御状況、Ａ／Ｄ変換
値の更新の必要性等が考えられる。

【００１２】更に、請求項４のように、通電パルス幅を
Ａ／Ｄ変換を行うのに必要な時間まで増加させた場合に
は、その増加分に応じて次回以降の通電パルス幅を減少
させることが好ましい。このようにすれば、強制的なＡ
／Ｄ変換の実施によりデューティ比が増加方向にずれて
も、その後の通電パルス幅の減少処理により合計の通電
時間を一定にすることができ、デューティ制御の精度も
低下させずに済む。

【００１３】また、請求項５のように、デューティ制御
手段で演算されたデューティ比が１００％の時には、通
電パルスのオフタイミングのセットを中止すると良い。
これにより、デューティ比が１００％の時には、負荷に
連続通電することができる。尚、デューティ比が１００
％の場合でも、デューティ制御の周期毎に通電パルスの
オンタイミングを基準にしてＡ／Ｄ変換手段の起動タイ
ミングがセットされるため、デューティ制御の周期と同
期してＡ／Ｄ変換を行うことができる。

【００１４】以上説明した本発明は、通電制御をデュー
ティ制御で行う種々の通電制御装置に適用して実施でき
るが、請求項６のように、内燃機関の排気管に設置され
た空燃比センサの素子を加熱するヒータの通電制御に適
用しても良い。これにより、ヒータの電流や電圧を精度
良くＡ／Ｄ変換することができ、ヒータの電力制御や空
燃比センサの異常診断を精度良く行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を空燃比センサのヒ
ータ通電制御装置に適用した一実施形態を図１乃至図５
に基づいて説明する。まず、図１に基づいてシステム全
体の構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸
気管１２には、スロットルバルブ（図示せず）や燃料噴
射弁１３等が設けられ、排気管１４には排気ガス浄化用
の触媒１５が設けられ、この触媒１５の上流側には、排
気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ１６が設けられ
ている。この空燃比センサ１６の素子は、活性温度が高
く、しかも、活性温度範囲が狭いため、排気ガスの熱の
みでは、活性温度範囲を維持することが困難である。そ
こで、この空燃比センサ１６には、ヒータ１７を付設
し、このヒータ１７の加熱により空燃比センサ１６の素
子温度を活性温度範囲に維持するようになっている。

【００１６】この空燃比センサ１６のヒータ１７への通
電は、電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と略記する）１８
によってデューティ制御される。このＥＣＵ１８は、マ
イクロコンピュータ１９を主体として構成され、その周
辺回路として、Ａ／Ｄ変換回路２０（Ａ／Ｄ変換手
段）、ヒータ駆動回路２１、入力回路２２、出力回路２
３等が設けられている。入力回路２２は、空燃比センサ
１６の出力電圧（空燃比検出信号）を取り込んでＡ／Ｄ
変換回路２０に入力する。マイクロコンピュータ１９
は、Ａ／Ｄ変換回路２０でＡ／Ｄ変換した空燃比センサ
１６の出力電圧を取り込んで排気ガスの空燃比を検出
し、その検出値に基づいて空燃比をフィードバック制御
する。

【００１７】また、ヒータ駆動回路２１は、マイクロコ
ンピュータ１９からのデューティ信号に基づいてヒータ
１７をデューティ駆動して空燃比センサ１６の素子温度
を活性温度範囲に維持すると共に、ヒータ１７（負荷）
の電流や印加電圧を検出して、その検出信号をＡ／Ｄ変
換回路２０に出力する。マイクロコンピュータ１９は、
Ａ／Ｄ変換回路２０でＡ／Ｄ変換したヒータ１７の電流
や印加電圧を取り込んで、その電流や印加電圧に基づい
てヒータ１７の異常診断やヒータ１７のデューティ比の
演算を行う。また、マイクロコンピュータ１９は、燃料
噴射量や点火時期を演算し、出力回路２３から噴射信号
を燃料噴射弁１３に出力して燃料噴射弁１３の噴射動作
を制御すると共に、点火信号を点火装置２４に出力して
点火プラグ２５の点火動作を制御する。

【００１８】更に、マイクロコンピュータ１９は、Ａ／
Ｄ用コンペアレジスタ２６と通電制御用コンペアレジス
タ２７とを内蔵し、この２つのコンペアレジスタ２６，
２７を用いてＡ／Ｄ変換回路２０の起動タイミング（以
下「Ａ／Ｄ起動タイミング」という）とヒータ１７の通
電パルスのオフタイミング（立ち下がりタイミング）を
セットする。

【００１９】次に、図２に基づいて、通電パルスのオン
／オフタイミングとＡ／Ｄ変換処理タイミングとの関係
を説明する。デューティ制御の周期に同期して通電パル
スのオンタイミング毎にＡ／Ｄ用コンペアレジスタ２６
にＡ／Ｄ起動タイミングをセットする。この際、Ａ／Ｄ
起動タイミングは、通電パルスのオンタイミングからＡ
／Ｄ変換回路２０の入力信号が安定するまでの時間（Ａ
／Ｄ安定時間）が経過した時点でＡ／Ｄ変換回路２０を
起動するように設定される。

【００２０】Ａ／Ｄ起動タイミングのセット後、マイク
ロコンピュータ１９内のハードウエアのタイマの値がＡ
／Ｄ用コンペアレジスタ２６の値に一致した時点で、時
刻一致割り込み処理によりＡ／Ｄ変換回路２０を起動し
て入力信号をＡ／Ｄ変換する。これにより、デューティ
制御の周期に同期して、通電パルスのオンタイミングか
らＡ／Ｄ安定時間経過後にＡ／Ｄ変換が実施される。

【００２１】その後、Ａ／Ｄ変換が終了した時点で、通
電制御用コンペアレジスタ２７に通電パルスのオフタイ
ミングをセットする（Ｂ，Ｃ参照）。その後、マイクロ
コンピュータ１９内のタイマの値が通電制御用コンペア
レジスタ２７の値に一致した時点で、時刻一致割り込み
処理により通電パルスをオフする。但し、デューティ比
が１００％の時には、通電パルスのオフタイミングのセ
ットを中止し（Ａ参照）、通電パルスをオフせずに次の
周期の通電パルスに連続させる。

【００２２】尚、通電パルス幅がＡ／Ｄ変換を行うのに
必要な時間（Ａ／Ｄ安定時間）よりも短い時には、Ａ／
Ｄ用コンペアレジスタ２６にＡ／Ｄ起動タイミングをセ
ットせず（Ｅ参照）、Ａ／Ｄ変換を中止する。この場合
は、通電パルスのオンタイミングで、通電制御用コンペ
アレジスタ２７に通電パルスのオフタイミングをセット
する（Ｄ参照）。

【００２３】以上説明した処理は、マイクロコンピュー
タ１９により図３のフローチャートに従って実行され
る。本プログラムは、デューティ制御の周期（通電パル
スのオンタイミング）に同期して起動され、特許請求の
範囲でいうデューティ制御手段としての役割を果たす。
本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、
通電パルスのオンタイミングで通電パルスをオンしてヒ
ータ１７への通電を開始する。この後、ステップ１０２
で、通電パルス幅（通電時間）がＡ／Ｄ変換回路２０の
入力信号が安定するまでの時間（Ａ／Ｄ安定時間）以上
であるか否かを判定し、通電パルス幅がＡ／Ｄ安定時間
以上であれば、Ａ／Ｄ変換が可能であると判断して、ス
テップ１０３に進み、Ａ／Ｄ用コンペアレジスタ２６に
Ａ／Ｄ起動タイミングをセットし、そのＡ／Ｄ起動タイ
ミングになるまで待機する（ステップ１０４）。

【００２４】その後、Ａ／Ｄ起動タイミングになった時
点で、ステップ１０５に進み、Ａ／Ｄ変換回路２０を起
動して入力信号をＡ／Ｄ変換する。これらステップ１０
４，１０５の処理が特許請求の範囲でＡ／Ｄ起動手段と
しての役割を果たす。

【００２５】Ａ／Ｄ変換中は、ステップ１０６で、Ａ／
Ｄ変換が終了するまで待機し、Ａ／Ｄ変換が終了した時
点で、ステップ１０７に進み、マイクロコンピュータ１
９内にＡ／Ｄ変換値を取り込むと共に、ステップ１０８
で、通電パルスのオフタイミングを通電制御用コンペア
レジスタ２７にセットする。このステップ１０８の処理
が特許請求の範囲でいうオフタイミングセット手段とし
ての役割を果たす。

【００２６】その後、通電パルスのオフタイミングにな
るまで待機し（ステップ１０９）、オフタイミングにな
った時点で、ステップ１１０に進み、通電パルスをオフ
する。このステップ１１０の処理が特許請求の範囲でい
う通電パルスオフ手段としての役割を果たす。

【００２７】尚、前述したステップ１０２で、通電パル
ス幅がＡ／Ｄ安定時間よりも短いと判定された場合に
は、Ａ／Ｄ変換が不可能であるので、Ａ／Ｄ変換処理
（ステップ１０３〜１０７）を行わずにステップ１０８
に進み、通電パルスのオフタイミングを通電制御用コン
ペアレジスタ２７にセットして、通電パルスのオフタイ
ミングになるまで待機し（ステップ１０９）、オフタイ
ミングになった時点で、ステップ１１０に進み、通電パ
ルスをオフする。

【００２８】尚、本実施形態では、Ａ／Ｄ安定時間と比
較してＡ／Ｄ変換処理時間が十分に短いことを考慮し
て、ステップ１０２で、通電パルス幅がＡ／Ｄ安定時間
以上であるか否かで、Ａ／Ｄ変換処理が可能か否かを判
定するようにしたが、Ａ／Ｄ変換処理時間を考慮して、
通電パルス幅がＡ／Ｄ安定時間とＡ／Ｄ変換処理時間と
の合計時間以上であるか否かで、Ａ／Ｄ変換処理が可能
か否かを判定するようにしても良い。

【００２９】以上説明した図３のフローチャートは、本
実施形態のＡ／Ｄ変換処理の流れを概略的に説明したも
のである。本実施形態のように、マイクロコンピュータ
１９内にＡ／Ｄ用コンペアレジスタ２６と通電制御用コ
ンペアレジスタ２７とを設けたシステムでは、図４及び
図５のプログラムによってＡ／Ｄ変換処理が次のように
実施される。

【００３０】図４の通電開始処理プログラムは、デュー
ティ制御の周期（通電パルスのオンタイミング）に同期
して起動される。本プログラムが起動されると、まずス
テップ２０１で、空燃比センサ１６の素子温度を検出又
は推定して素子温度が目標温度（活性温度）となるよう
に、ヒータ１７のデューティ比（通電パルス幅）を算出
する。次のステップ２０２で、Ａ／Ｄ変換中止の回数
（つまり通電パルス幅＜Ａ／Ｄ安定時間となる回数）が
所定回数以上連続したか否かを判定し、所定回数以上連
続していなければ、ステップ２０４に進む。

【００３１】もし、Ａ／Ｄ変換中止が所定回数以上連続
した場合には、新たなＡ／Ｄ変換値を強制的に取り込む
ために、ステップ２０３に進み、通電パルス幅をＡ／Ｄ
安定時間で下限ガード処理して（つまり通電パルス幅＝
Ａ／Ｄ安定時間にセットして）、ステップ２０４に進
む。尚、通電パルス幅をＡ／Ｄ安定時間で下限ガード処
理した場合には、通電パルス幅の増加分に応じて次回以
降の通電パルス幅が減少され、合計の通電時間が当初の
演算値と同一となるように調整される。この通電パルス
幅の減少処理は、次回以降に本プログラムを起動したと
きに、ステップ２０１で行われる。

【００３２】ステップ２０４では、通電パルス幅が０
（つまりデューティ比＝０％）か否かを判定し、通電パ
ルス幅＝０の場合、つまりヒータ１７に通電しない場合
には、以降の処理を行わずに本プログラムを終了する。
これに対し、通電パルス幅＞０の場合には、ステップ２
０５に進み、通電パルスをオンしてヒータ１７への通電
を開始する。

【００３３】この後、ステップ２０６で、通電パルス幅
がＡ／Ｄ安定時間以上であるか否かを判定し、通電パル
ス幅がＡ／Ｄ安定時間以上であれば、Ａ／Ｄ変換が可能
であると判断して、ステップ２０７に進み、Ａ／Ｄ用コ
ンペアレジスタ２６にＡ／Ｄ起動タイミングをセットす
る。この際、Ａ／Ｄ起動タイミングは、通電パルスのオ
ンタイミングからＡ／Ｄ安定時間が経過した時点でＡ／
Ｄ変換回路２０を起動するように設定される。Ａ／Ｄ起
動タイミングのセット後、マイクロコンピュータ１９内
のタイマの値がＡ／Ｄ用コンペアレジスタ２６の値に一
致した時点で、時刻一致割り込み処理によりＡ／Ｄ変換
回路２０を起動して入力信号をＡ／Ｄ変換する。

【００３４】一方、上記ステップ２０６で、通電パルス
幅がＡ／Ｄ安定時間よりも短いと判定された場合には、
ステップ２０８に進み、通電制御用コンペアレジスタ２
７に通電パルスのオフタイミングをセットする。この場
合は、Ａ／Ｄ用コンペアレジスタ２６にＡ／Ｄ起動タイ
ミングをセットせず、Ａ／Ｄ変換が行われない。

【００３５】図５のＡ／Ｄ変換終了処理プログラムは、
Ａ／Ｄ変換終了に同期して起動される。本プログラムが
起動されると、まずステップ３０１で、デューティ比が
１００％未満か否かを判定し、１００％未満であれば、
ステップ３０２に進み、通電制御用コンペアレジスタ２
７に通電パルスのオフタイミングをセットした後、Ａ／
Ｄ変換値をマイクロコンピュータ１９内に取り込む（ス
テップ３０３）。その後、マイクロコンピュータ１９内
のタイマの値が通電制御用コンペアレジスタ２７の値に
一致した時点で、時刻一致割り込み処理により通電パル
スをオフする。

【００３６】一方、上記ステップ３０１で、デューティ
比が１００％と判定された場合（つまりヒータ１７に連
続通電する場合）には、通電制御用コンペアレジスタ２
７に通電パルスのオフタイミングをセットせずに、Ａ／
Ｄ変換値をマイクロコンピュータ１９内に取り込む（ス
テップ３０３）。尚、デューティ比が１００％の場合
に、通電パルスのオフタイミングを実際の１００％に相
当する時間よりも長く設定するようにしても良く、この
場合でも、ヒータ１７に連続通電することができる。

【００３７】以上説明した本実施形態によれば、通電パ
ルスのオンタイミングからＡ／Ｄ安定時間が経過した時
点でＡ／Ｄ変換回路２０を起動するようにしたので、常
に通電パルスのオンタイミングから最短の時間でＡ／Ｄ
変換回路２０を起動することができ、従来よりも通電パ
ルス幅が短くなっても、通電パルスのオン期間中にＡ／
Ｄ変換処理を完了することが可能となる。しかも、Ａ／
Ｄ変換終了時に通電パルスのオフタイミングをセットす
るため、処理遅れ等によりＡ／Ｄ変換処理が遅れても、
Ａ／Ｄ変換処理中は通電パルスがオフされず、従来のよ
うにＡ／Ｄ変換処理の途中で通電パルスがオフしてしま
う不具合を解消することができ、常に正確なＡ／Ｄ変換
値を取り込むことができる。

【００３８】また、本実施形態では、通電パルス幅がＡ
／Ｄ安定時間よりも短い時に、Ａ／Ｄ変換を中止するよ
うにしたが、Ａ／Ｄ変換中止が所定回数以上連続した場
合には、通電パルス幅をＡ／Ｄ安定時間で下限ガード処
理するようにしたので、強制的にＡ／Ｄ変換させること
ができて、Ａ／Ｄ変換値を更新することができる。しか
も、通電パルス幅をＡ／Ｄ安定時間で下限ガード処理し
た場合は、通電パルス幅の増加分に応じて次回以降の通
電パルス幅を減少させるようにしたので、強制的なＡ／
Ｄ変換の実施によりデューティ比が増加方向にずれて
も、その後の通電パルス幅の減少処理により合計の通電
時間を一定にすることができ、デューティ制御の精度も
低下させずに済む。

【００３９】また、従来は、図６に示すように、デュー
ティ制御の周期が判定周期Ｔ１の整数ｎ倍であるため、
デューティ制御の分解能が１／ｎと粗くなるという欠点
があり、分解能を細かくするには、ｎを大きくして周期
を長くする必要があった。これに対し、本実施形態で
は、コンペア一致出力を使用して通電パルスのオフタイ
ミングを制御するため、デューティ制御の周期を長くす
ることなく、分解能を上げることができる。従って、デ
ューティ制御の周期を従来よりも短くしてもデューティ
制御の精度を上げることができる。

【００４０】尚、本実施形態では、マイクロコンピュー
タ１９には、Ａ／Ｄ用と通電制御用の２つのコンペアレ
ジスタ２６，２７を設けたが、これを１つのコンペアレ
ジスタで兼用させるようにしても良い。１つのコンペア
レジスタで兼用させる場合には、コンペアレジスタにＡ
／Ｄ起動タイミングをセットし、Ａ／Ｄ変換終了時に該
コンペアレジスタの値を通電パルスのオフタイミングに
書き換えるようにすれば良い。

【００４１】また、コンペアレジスタを用いずに、ソフ
トウエアでコンペアレジスタの機能を実現するようにし
ても良い。或は、マイクロコンピュータ１９として、時
刻一致検出機能付きポートをもつマイクロコンピュータ
を使用して、そのポートをヒータ駆動用のポートとして
用い、ポート用コンペアレジスタに通電パルスのオフタ
イミングをセットして、タイマの値が該ポート用コンペ
アレジスタの値に一致した時点で、該ポートの出力をマ
イクロコンピュータ内のハードウエアでオフさせるよう
にしても良い。

【００４２】また、本実施形態では、Ａ／Ｄ起動タイミ
ングを通電パルスのオンタイミングからＡ／Ｄ安定時間
経過後に設定したが、Ａ／Ｄ起動タイミングは、Ａ／Ｄ
安定時間経過後から通電パルスのオフタイミングまでの
期間内で適宜変更しても良い。更に、Ａ／Ｄ変換処理時
間を考慮して、Ａ／Ｄ起動タイミングは、（Ａ／Ｄ安定
時間＋Ａ／Ｄ変換処理時間）から（通電パルス幅−Ａ／
Ｄ変換処理時間）までの期間内で適宜設定しても良い。
このようにすれば、通電パルスのオフタイミングをずら
さなくても、通電パルスのオン期間中にＡ／Ｄ変換処理
を完了することができる。

【００４３】その他、本発明の適用範囲は、空燃比セン
サ１６のヒータ１７の通電制御に限定されず、通電制御
をデューティ制御で行う種々の通電制御装置に本発明を
適用して実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すシステム全体の概略
構成図

【図２】通電パルスのオン／オフタイミングとＡ／Ｄ変
換処理タイミングとの関係を説明するタイムチャート

【図３】Ａ／Ｄ変換処理の流れを概略的に説明するフロ
ーチャート

【図４】通電開始処理プログラムの処理の流れを説明す
るフローチャート

【図５】Ａ／Ｄ変換終了処理プログラムの処理の流れを
説明するフローチャート

【図６】従来の通電パルスのオン／オフタイミングとＡ
／Ｄ変換処理タイミングとの関係を説明するタイムチャ
ート

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１４…排気管、１６…空
燃比センサ、１７…ヒータ（負荷）、１９…マイクロコ
ンピュータ（デューティ制御手段，Ａ／Ｄ起動手段，オ
フタイミングセット手段，通電パルスオフ手段）、２０
…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換手段）、２６…Ａ／Ｄ用
コンペアレジスタ、２７…通電制御用コンペアレジス
タ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 27/409 Ｇ０１Ｎ 27/58 Ｂ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷への通電をデューティ制御するデュ
   ーティ制御手段と、前記負荷への通電パルスのオン期間
   中に負荷電流又は負荷電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
   手段とを備えた通電制御装置において、 前記通電パルスのオンタイミングから所定時間経過後に
   前記Ａ／Ｄ変換手段を起動するＡ／Ｄ起動手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段によるＡ／Ｄ変換が終了した時に前
   記通電パルスのオフタイミングをセットするオフタイミ
   ングセット手段と、 前記オフタイミングセット手段でセットされたオフタイ
   ミングで前記通電パルスをオフする通電パルスオフ手段
   とを備えていることを特徴とする通電制御装置。
2. 【請求項２】 前記Ａ／Ｄ起動手段は、前記デューティ
   制御手段で演算された通電パルス幅が前記Ａ／Ｄ変換手
   段でＡ／Ｄ変換を行うのに必要な時間よりも短い時に
   は、前記Ａ／Ｄ変換手段の起動を中止することを特徴と
   する請求項１に記載の通電制御装置。
3. 【請求項３】 前記デューティ制御手段は、前記Ａ／Ｄ
   変換手段の起動中止が複数回連続した場合に、所定の条
   件を満たした時に前記通電パルス幅を前記Ａ／Ｄ変換手
   段でＡ／Ｄ変換を行うのに必要な時間まで増加させるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の通電制御装置。
4. 【請求項４】 前記デューティ制御手段は、前記通電パ
   ルス幅を前記Ａ／Ｄ変換手段でＡ／Ｄ変換を行うのに必
   要な時間まで増加させた場合には、その増加分に応じて
   次回以降の通電パルス幅を減少させることを特徴とする
   請求項３に記載の通電制御装置。
5. 【請求項５】 前記オフタイミングセット手段は、前記
   デューティ制御手段で演算されたデューティ比が１００
   ％の時には、前記通電パルスのオフタイミングをセット
   しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
   載の通電制御装置。
6. 【請求項６】 前記負荷は、内燃機関の排気管に設置さ
   れた空燃比センサの素子を加熱するヒータであることを
   特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の通電制御
   装置。