JP2019015672A - センサ状態模擬装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサとセンサ制御装置とにセンサ状態模擬装置を接続した場合に、素子インピーダンスを速やかに検出することができるセンサ状態模擬装置を提供する。【解決手段】センサ状態模擬装置５では、センサ状態模擬装置５の仮状態検出信号の第２の周期を、車両制御装置３の状態検出信号の第１の周期より短く設定しているので、同じ周期で仮状態検出信号と状態検出信号とを出力（即ち打ち込む）場合に比べて、両者の打ち込み時期がずれた場合でも、素子インピーダンスを示す信号の取得周期にずれが少ない。そのため、取得周期のずれが少ないので、実際のセンサ素子９への仮状態検出信号の打ち込み時期における素子インピーダンスを、精度よく求めることができる。よって、この素子インピーダンスに基づいて行われるヒータ１１の制御を好適に行うことができる。【選択図】図１

Description

本開示は、センサとセンサ制御装置とに接続され、センサ制御装置に対して模擬信号を送信するセンサ状態模擬装置に関する。

従来、例えば排ガス中の酸素濃度等のガス濃度を検出するセンサ素子を備えたガスセンサが知られており、さらに、このガスセンサに接続されてガスセンサの動作を制御するセンサ制御装置も知られている。

また、センサ制御装置には、ガスセンサを制御する機能に加えて、センサ素子の劣化判定を行う機能（ＯＢＤ機能）を有するものがある。このＯＢＤ機能を有するセンサ制御装置は、固体電解質体に一対の電極を設けたセルを少なくとも１つ以上有するセンサ素子に対して、センサ素子のインピーダンス（即ち素子インピーダンス：内部抵抗）を検出するための状態検出信号を出力し、センサ素子から、状態検出信号に対する応答信号であって素子インピーダンスを表す状態応答信号を検出するように構成されている。

詳しくは、センサ制御装置は、センサ素子に対して、状態検出信号として、例えば、電流値およびパルス幅が予め定められたパルス信号を周期的に入力し、状態検出信号に対する応答信号としてセンサ素子に生じる電圧変化量を検出する装置が知られている。このセンサ制御装置は、その電圧変化量およびパルス信号の電流値に基づいて素子インピーダンスを検出することができる。

例えば、図９に示すように、ガスセンサからガス濃度に応じて例えば波動状に変動するセンサ信号（即ちセンサ出力）があるときに、センサ制御装置からセンサ素子に対してパルス状の状態検出信号が出力された場合（即ち打ち込まれた場合）には、センサ制御装置では、ガス濃度に応じたセンサ信号に状態検出信号が重畳したセンサ出力が得られる。

このときには、センサ制御装置では、図９のＥＣＵ内部データに示すように、素子インピーダンス（Ｒｉ）の検出に遅れはない。また、ガス濃度を示すセンサ出力（Ｖout）自体も、マスク時間（即ちマスク処理を行う時間）による変形はあるものの遅れはない。

なお、マスク時間とは、状態検出信号をセンサ素子に打ち込む場合に、素子容量の関係からガスセンサの出力信号（即ちセンサ出力）が浮いてしまう（即ち異常な出力となる）ので、センサ出力が浮いている間は、センサ出力の値を一定時間保持（即ちホールド）する時間のことである。

また、近年では、センサ素子の状態を模擬するために、ガスセンサとセンサ制御装置との間に介在して、即ち、ガスセンサとセンサ制御装置とに接続されて、センサ制御装置に対して、センサ素子の状態（例えば劣化状態）を模擬した模擬信号を送信するセンサ状態模擬装置（即ち劣化シミュレータ：ＳＩＭ）が知られている（特許文献１参照）。

このセンサ状態模擬装置では、センサ素子から検出した実際のセンサ状態を基本状態として利用しつつ、ある特定時期には劣化状態を模擬した模擬信号を生成し、この模擬信号をセンサ制御装置に対して出力する。

このようにして模擬信号をセンサ制御装置に送信することで、劣化状態のセンサ素子を実際に準備することなく、劣化状態のセンサ素子に対するセンサ制御装置の制御状態が適切であるか否かを試験することができる。

また、例えば、図１０に示すように、ガスセンサとセンサ制御装置との間に、センサ状態模擬装置を配置する場合において、センサ素子のインピーダンスを検出するときには、センサ状態模擬装置によって、素子インピーダンスを検出する。
具体的には、センサ制御装置の場合と同様に、センサ状態模擬装置からガスセンサ（即ちセンサ素子）に対して、前記状態検出信号と同様なパルス状の信号（即ち仮状態検出信号）を周期的に印加し、それによってセンサ素子から出力される電圧（即ち仮状態応答信号）を取得し、この仮状態応答信号と仮状態検出信号とに基づいて素子インピーダンスを検出する。

このとき、センサ制御装置は、ガスセンサではなくセンサ状態模擬装置に接続されているので、センサ制御装置では、センサ状態模擬装置に対してパルス状の信号（即ち状態検出信号）を周期的に印加し、それによってセンサ状態模擬装置から、素子のインピーダンスに対応した信号（模擬状態応答信号）を、状態応答信号として取得する。そして、この模擬状態応答信号と状態検出信号とに基づいて素子インピーダンスを検出する。

特開２００４−０９３４００号

しかしながら、ガスセンサとセンサ制御装置との間にセンサ状態模擬装置を配置した技術では、センサ状態模擬装置から、センサ制御装置と同じパルス仕様（即ち同じ周期、同じパルス幅）の仮状態検出信号をセンサ素子に打ち込むので、つまり、センサ状態模擬装置の仮状態検出信号とセンサ制御装置の状態検出信号とを打ち込む周期（即ち打込周期）は同じであるので、センサ素子のインピーダンスを好適に検出できない恐れがあった。

具体的には、センサ状態模擬装置からセンサ素子に対して仮状態検出信号を打ち込むとともに、同様なパルス仕様で、センサ制御装置からセンサ状態模擬装置に対して状態検出信号を打ち込む場合に、センサ制御装置にて、実際の状態応答信号のように模擬状態応答信号を取得する際には、その取得する周期が長くなることがあった。例えば、最悪の場合、取得する周期が倍程度になる可能性があった。

以下、この点について詳しく説明する。
前記図１０に示すように、まず、波動状に変動するセンサ出力があるときには、センサ状態模擬装置では、そのセンサ出力に仮状態検出信号の打ち込みによって変動した仮状態応答信号が重畳した出力が得られる（図１０の「センサ出力」参照）。

なお、このセンサ状態模擬装置では、素子インピーダンス（Ｒｉ）の検出に遅れはない。また、ガス濃度に応じたセンサ出力（Ｖout）自体も、マスク時間による変形はあるものの遅れはない（図１０の「ＳＩＭ内部データ」参照）。

一方、センサ制御装置から同様な状態検出信号がセンサ状態模擬装置に打ち込まれた場合には、センサ状態模擬装置からセンサ制御装置に、図１０の「ＳＩＭ出力」に示すような模擬センサ出力が出力される。

なお、この模擬センサ出力は、センサ状態模擬装置の内部データのガス濃度に応じたセンサ出力に、センサ制御装置による状態検出信号の打ち込みによって変動する電圧が重畳したものである。即ち、センサ状態模擬装置にて得られた素子インピーダンスに対応する電圧を重畳したものである。

そして、このような場合において、センサ状態模擬装置による仮状態検出信号の打ち込み時期（タイミング）とセンサ制御装置による同様な状態検出信号の打ち込み時期とは、それぞれ独自に設定されているので、両者の打ち込み時期がずれた場合には、素子インピーダンスを示す信号の取得周期も大きくずれることがある。そして、取得周期がずれると（即ち遅れると）、実際のセンサ素子への仮状態検出信号の打ち込み時期における素子インピーダンスを、精度よく求めることができない恐れがある。

例えば、センサ状態模擬装置による仮状態検出信号の第１回の打込時期から第２回の打込時期の間において、第２回の打込時期に近いタイミングで、センサ制御装置による状態検出信号の第１回の打込時期がある場合には、センサ状態模擬装置による第１回の打込時期における素子インピーダンスと、センサ制御装置による第１回の打込時期における素子インピーダンスとがずれることがある。

つまり、センサ制御装置による第１回の打込時期における素子インピーダンスが検出できず、それ以前の例えば１周期程度時期がずれた素子インピーダンスが検出されることになる。そのため、この時期がずれた素子インピーダンスに基づいてヒータの制御を行うと、センサ素子の温度制御を適切に行うことが難しくなる。

本開示は上記問題点を解決するためになされたものであり、センサとセンサ制御装置とにセンサ状態模擬装置を接続した場合に、素子インピーダンスを速やかに検出することができるセンサ状態模擬装置を提供することを目的とする。

（１）本開示の第１局面は、センサ素子とセンサ素子の状態を検出するセンサ制御装置とに接続されるとともに、センサ制御装置に対して、センサ素子の出力を模擬した模擬信号を出力するセンサ状態模擬装置に関するものである。

センサ制御装置は、センサ素子に対して状態検出信号を第１の周期で出力し、状態検出信号に対する応答信号であってセンサ素子のインピーダンスを表す状態応答信号を、第１の周期に対応した所定の周期で検出する構成を有している。

センサ状態模擬装置は、センサ素子に対して仮状態検出信号を第２の周期で出力し、仮状態検出信号に対する応答信号であってセンサ素子のインピーダンスを表す仮状態応答信号を、第２の周期に対応した所定の周期で検出する構成を有している。さらに、センサ制御装置から状態検出信号を受信した場合には、センサ制御装置に対して、仮状態応答信号に対応して生成した模擬状態応答信号を状態検出信号に対する応答信号として出力する構成を有する。

しかも、本第１局面では、センサ状態模擬装置の仮状態検出信号の第２の周期を、センサ制御装置の状態検出信号の第１の周期より短く設定している。
このように、本第１局面では、センサ状態模擬装置の仮状態検出信号の第２の周期を、センサ制御装置の状態検出信号の第１の周期より短く設定しているので、同じ周期で仮状態検出信号と状態検出信号とを出力（即ち打ち込む）場合に比べて、両者の打ち込み時期がずれた場合でも、素子インピーダンスを示す信号の取得周期にずれが少ないという効果がある。

そのため、取得周期のずれが少ないので、素子インピーダンスを、精度よく求めることができる。
（２）本開示の第２局面では、センサ制御装置は、状態検出信号の信号幅である第１の信号時間よりも長い第１のマスク時間を設定し、状態検出信号の出力開始時から第１のマスク時間にわたり、センサ状態模擬装置から出力される前記模擬信号の出力を所定値とする機能（例えば出力を保持する機能）を有している。

また、センサ状態模擬装置は、仮状態検出信号の信号幅である第２の信号時間よりも長い第２のマスク時間を設定し、仮状態検出信号の出力開始時から第２のマスク時間にわたり、センサから出力されるセンサ信号の出力を所定値とする機能（例えば出力を保持する機能）を有している。

更に、本第２局面では、センサ状態模擬装置の仮状態検出信号の第２の信号時間を、センサ制御装置の状態検出信号の第１の信号時間より短く設定するとともに、第２のマスク時間を第１のマスク時間よりを短くしている。

このように、本第２局面では、センサ状態模擬装置の仮状態検出信号の第２の信号時間を、センサ制御装置の状態検出信号の第１の信号時間より短く設定するとともに、第２のマスク時間を第１のマスク時間より短くしているので、センサの検出対象の状態（例えばガス濃度など）に応じた精度の良いセンサ出力が得られるという効果がある。

つまり、センサ状態模擬装置によってセンサ素子に仮状態検出信号を打ち込む場合には、その打ち込みよる悪影響を避けるために、第２のマスク時間を設定する必要があり、そのため、センサの検出対象の状態に応じた精度のよいセンサ出力が得られないことがある。

それに対して、本第２局面では、第２の信号時間を第１の信号時間より短くすることにより、第２のマスク時間を第１のマスク時間より短くしているので、第２のマスク時間によるセンサ出力に対する悪影響を抑制して、精度の良いセンサ出力を得ることができる。

よって、精度の良いセンサ出力に基づいて、センサの検出対象の状態（例えばガス濃度など）を精度良く検出することができる。
（３）本開示の第３局面では、センサ状態模擬装置の仮状態検出信号の第２の信号時間とセンサ制御装置の状態検出信号の第１の信号時間との関係に基づいて、第２の信号時間と第１の信号時間との時間の差による仮状態応答信号と状態応答信号との出力の差を低減するように、仮状態応答信号を補正する。

上述のように、仮状態検出信号の第２の信号時間を状態検出信号の第１の信号時間より短くする場合には、仮状態応答信号は状態検出信号とは異なることがある。
詳しくは、例えば図４に示すように、仮状態検出時間（Ｔａ）が短い場合の仮状態応答信号を示す電圧（ΔＶａ）は、状態検出信号（Ｔｂ）が長い場合の状態応答信号を示す電圧（ΔＶｂ）より小さくなる傾向がある。このような場合には、この検出された電圧と打ち込まれた電流とによって求められる素子インピーダンスも異なるので、精度良くインピーダンスを求めることができないことがある。

それに対して、本第３局面では、上述した仮状態検出信号の第２の信号時間と状態検出信号の第１の信号時間との関係に基づいて、第２の信号時間と第１の信号時間との時間の差による仮状態応答信号と状態応答信号との出力の差（即ち電圧の差）を低減するように、仮状態応答信号を補正する。これにより、センサ制御装置では、この補正された仮状態応答信号に基づいて、即ち、この補正された仮状態応答信号を例えば状態応答信号として用いることにより、精度良く素子インピーダンスを検出することができる。

詳しくは、第２の信号時間と第１の信号時間との関係（即ち時間の長短の関係）と、仮状態応答信号と状態応答信号の関係（即ち信号の電圧の大小の関係）とには、一定の関係がある。具体的には、打ち込む信号の信号時間が長くなれば、出力される（即ち応答する）信号の電圧が大きくなる。

そこで、本第３局面のように、第２の信号時間と第１の信号時間との関係に基づいて、打ち込む信号（即ち各検出信号）の信号時間の違いによる応答信号のずれ（即ち電圧のずれ）を低減するように、仮状態応答信号を補正する。

これによって、センサ制御装置では、上述したような各検出信号の信号時間の違いによる応答時間のずれが補正（即ちＲｉ補正）された信号を用いることにより、精度良く素子インピーダンスを検出することができる。

実施形態のガスセンサおよび車両制御装置に接続されたセンサ状態模擬装置を備えたシステムの概略構成を表す説明図である。 （ａ）は状態検出信号のパルス信号を示す説明図、（ｂ）は仮状態検出信号のパルス信号を示す説明図である。 （ａ）は状態検出信号のパルス信号を示すタイミングチャート、（ｂ）は第１のマスク時間を示すタイミングチャート、（ｃ）は仮状態検出信号のパルス信号を示すタイミングチャート、（ｄ）は第２のマスク時間を示すタイミングチャートである。 異なる種類の状態検出信号に対するそれぞれの電圧変化量ΔＶを表した説明図である。 素子温度とパルス信号終了時の電圧変化量ΔＶとの対応関係の一例を示す説明図である。 模擬制御Ｒｐｖｓと車両ＥＣＵ制御Ｒｐｖｓとの対応関係を表す対応関係情報の一例を示す説明図である。 実施形態のシステムおける信号の状態を示す説明図である。 （ａ）はガスセンサに車両制御装置が接続された場合に車両制御装置が取得する信号を示す説明図、（ｂ）はガスセンサと車両制御装置とに従来のセンサ状態模擬装置が接続された場合に車両制御装置が取得する信号を示す説明図、（ｃ）は本実施形態において車両制御装置に取得する信号を示す説明図である。 ガスセンサとセンサ制御装置とが接続された従来のシステムおける信号の状態を示す説明図である。 ガスセンサとセンサ制御装置とに従来のセンサ状態模擬装置が接続された従来のシステムおける信号の状態を示す説明図である。

以下、本開示が適用されたセンサ状態模擬装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．実施形態］
［１−１．システムの全体構成］
図１に示すように、本実施形態では、ガスセンサ１と車両制御装置（即ち車両ＥＣＵ）３とセンサ状態模擬装置（即ちＳＩＭ）５を備えたシステム７を例に挙げて説明する。

このシステム７では、ガスセンサ１は、センサ状態模擬装置５と接続されており、センサ状態模擬装置５には、ガスセンサ１からのセンサ出力（例えばガス濃度を示す信号）が入力されるようになっている。

また、後述するように、センサ状態模擬装置５からガスセンサ１に対して、センサ素子９の内部抵抗であるインピーダンス（即ち素子インピーダンス）を検出するための仮状態検出信号が出力（即ち打ち込むことが）できるようになっている。

このセンサ状態模擬装置５は、ガスセンサ１（従ってセンサ素子９）の劣化状態等の状態を模擬する装置であり、車両制御装置３に接続されて、車両制御装置３に対して模擬信号（例えば劣化状態を示す劣化信号）を送信する。この模擬信号は、ガスセンサ１の状態を模擬する信号である。

車両制御装置３は、センサ状態模擬装置５から出力される模擬信号（例えば劣化信号）が入力されるようになっている。
また、後述するように、車両制御装置３からセンサ状態模擬装置５に対して、素子インピーダンスを求めるために状態検出信号が出力できるようになっており、車両制御装置３は、センサ状態模擬装置５から出力された模擬状態応答信号を入力する。そして、車両制御装置３は、模擬状態応答信号に基づいて素子インピーダンスを求め、ガスセンサ１（センサ素子９）の素子インピーダンスが目標とする値になるように、公知の手法のもとヒータ１１への通電制御（例えば、ＰＷＭ通電制御）を実行するための制御信号を当該ヒータ１１に対して出力する。

以下、各構成について詳細に説明する。
＜センサ＞
ガスセンサ１は、内燃機関を備える車両に搭載されて、排ガス中の特定ガスのガス濃度（例えば酸素濃度）を検出するように構成されている。このガスセンサ１は、センサ素子９とヒータ１１とを備える。センサ素子９は、ヒータ１１による加熱されて活性化状態になることで、ガス濃度を検出することができる。

なお、ガスセンサ１は、センサ素子９と、ヒータ１１と、センサ用信号線１３と、センサ用ヒータ線１５と、センサ用コネクタ１７と、を備える。
ガスセンサ１は、通常使用時（即ちセンサ状態模擬装置５に接続されていない場合）には、車両制御装置３に接続される。そして、車両制御装置３に制御されることで、ガス濃度に応じた信号や素子インピーダンスに応じた信号を車両制御装置３に出力する。

また、ガスセンサ１は、本実施形態のように、センサ状態模擬装置５に接続された場合には、車両制御装置３に対してと同様に、センサ状態模擬装置５に対して、ガス濃度に応じた信号や素子インピーダンスに応じた信号を出力する。

このガスセンサ１の例としては、起電力セルを備えたλセンサ、酸素ポンピングセルと酸素濃淡電池セルとを有するガスセンサなどが挙げられる。具体的には、酸素センサ（λセンサ、全領域空燃比センサ）、ＮＯｘセンサなどのガスセンサである。このようなガスセンサは、被測定ガス（排ガスなど）中の特定ガスのガス濃度（酸素濃度、ＮＯｘ濃度など）を検出する用途に用いられる。

ここでは、一例として、例えば、排ガス中の酸素濃度に応じて変化すると共に、理論空燃比を境にして出力値が急変する信号を出力する酸素センサ（いわゆるλセンサ）を例に挙げて説明する。

なお、酸素センサについては公知のものを使用しているため、その構造等の詳細については説明を省略するが、以下に、λセンサについて簡単に説明する。
センサ素子９は、活性温度以上で酸素イオン導電性を示す性質を有するジルコニア製の固体電解質体を、一対の多孔質電極で挟んだ筒状ないしは板状の素子である。

この固体電解質体は２つの雰囲気を隔てており、両雰囲気間で酸素分圧に差が生じたとき、固体電解質体内を酸素イオンが移動し、一対の多孔質電極間に電圧が発生する（即ち起電力による電圧が発生する）。従って、λセンサでは、この一対の多孔質電極間に発生した電圧に基づいて、酸素濃度の検出を行うことができる。

＜車両制御装置＞
車両制御装置３は、通常使用時（即ちセンサ状態模擬装置５に接続されていない場合）には、内燃機関を備える車両の各部を制御するとともに（例えば空燃比制御、点火時期制御など）、センサ制御装置として機能して、ガスセンサ１を制御する。なお、ガスセンサ１は、車両制御装置３に直接に接続されている。

この車両制御装置３は、ガスセンサ１の動作を制御することにより、排ガス中の酸素濃度に対応した信号を受信して、酸素濃度を求めることができる。また、素子インピーダンスを求めることができる。

例えば、素子インピーダンスを求める場合には、車両制御装置３からガスセンサ１（詳しくはセンサ素子９）に対して、状態検出信号を出力する（即ち打ち込む）。
具体的には、例えば図２（ａ）に示すように、電流値およびパルス幅が予め定められたパルス信号（即ち状態検出信号：打込パルス）を、センサ素子９に一定の周期的（例えば図３（ａ）に示す第１の周期Ｓ１）で打ち込む。そして、状態検出信号に対する応答信号（即ち状態応答信号）として、素子インピーダンスに対応したセンサ素子９に生じる電圧変化量を検出する。

車両制御装置３では、その電圧変化量およびパルス信号の電流値に基づいて、素子インピーダンスを検出することができる。この素子インピーダンスは、周知のように、センサ素子９の温度（即ち素子温度）に対応しているので、素子インピーダンスから素子温度を求めることができる。

従って、その素子温度の情報に基づいて、ヒータ１１に駆動電圧（ＰＷＭ通電制御を実行するための制御信号）を提供することにより、素子温度を目標とする温度に制御することができる。

また、車両制御装置３では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、状態検出信号（車両ＥＣＵ側打込パルス）の打ち込みに応じて、状態検出信号のパルス幅Ｔ１よりも長い第１のマスク時間Ｍ１を設定している。つまり、状態検出信号の信号幅である第１の信号時間Ｔ１よりも長い第１のマスク時間Ｍ１を設定し、状態検出信号の打込開始時から第１のマスク時間Ｍ１にわたり、センサ状態模擬装置５から出力される酸素濃度に応じた出力（電圧）を保持（ホールド）するようにしている。

なお、マスク時間とは、上述したように、状態検出信号をセンサ素子９に打ち込む場合に、素子容量の関係からガスセンサ１のセンサ出力が異常な値となるので、その異常の値となる間は、センサ出力をホールドする時間のことである。

一方、車両制御装置３が、センサ状態模擬装置５に接続された場合にも、車両制御装置３は、あたかもガスセンサ１と接続されているような動作を行う。
具体的には、車両制御装置３は、センサ状態模擬装置５から出力される酸素濃度に応じた信号（模擬センサ信号）に基づいて、酸素濃度を検出する。なお、後述するように、センサ状態模擬装置５にて、センサ素子９の劣化が模擬された場合には、この劣化が模擬された信号が前記模擬センサ信号として車両制御装置３に出力されるので、車両制御装置３では、この模擬センサ信号に基づいて酸素濃度を検出することができる。

また、素子インピーダンスを求めるために、車両制御装置３からセンサ状態模擬装置５に状態検出信号が出力された場合には、センサ状態模擬装置５から車両制御装置３に対して、素子インピーダンスに応じた信号として、状態応答信号に模擬した模擬状態応答信号が出力される。なお、車両制御装置３では、状態応答信号と模擬状態応答信号との区別はない。

従って、車両制御装置３では、この模擬状態応答信号に基づいて、素子インピーダンスを求めることができる。よって、素子インピーダンスから素子温度を求め、この素子温度の情報に基づいて、ヒータ１１に駆動電圧を提供することにより、素子温度を目標とする温度に制御することができる。

なお、車両制御装置３が、センサ状態模擬装置５に接続された場合にも、上述のように、第１のマスク時間Ｍ１が設定される。
この車両制御装置３は、例えば、マイクロコンピュータ（図示省略。以下、マイコンともいう。）を備えて構成される。マイコンは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび信号入出力部を備える。車両制御装置３の各種機能は、ＣＰＵが記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。信号入出力部は、外部機器との間で各種信号の送受信を行う。

なお、マイコンを構成するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび信号入出力部のそれぞれの個数は１つでも複数でもよい。また、マイコンが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

なお、車両制御装置３は、装置用信号線１９と、装置用ヒータ線２１と、装置用コネクタ２３と、を備える。
［１−２．センサ状態模擬装置］
次に、センサ状態模擬装置５について説明する。なお、このセンサ状態模擬装置５も、車両制御装置３と同様に、マイコンを主要部とする電子制御装置である。

＜センサ状態模擬装置の構成＞
センサ状態模擬装置５は、実センサ制御部２５と、模擬センサ制御部２７と、劣化ロジック部２９と、制御ロジック部３１と、Ｒｉ算出部３３と、Ｒｉ補正部３５と、を備える。また、センサ側仮コネクタ３７と、センサ模擬信号線３９と、装置側仮コネクタ４１と、装置模擬信号線４３と、模擬ヒータ線４５と、を備える。

このセンサ状態模擬装置５は、センサ側仮コネクタ３７がセンサ用コネクタ１７と接続されることで、ガスセンサ１と接続され、装置側仮コネクタ４１が装置用コネクタ２３と接続されることで、車両制御装置３と接続される。

また、センサ側仮コネクタ３７がセンサ用コネクタ１７と接続され、かつ、装置側仮コネクタ４１が装置用コネクタ２３と接続されることで、ガスセンサ１のヒータ１１と車両制御装置３とが、センサ用ヒータ線１５、模擬ヒータ線４５、装置用ヒータ線２１を介して接続される。これにより、ヒータ１１は、車両制御装置３により制御可能な状態となる。

実センサ制御部２５は、センサ側仮コネクタ３７およびセンサ用コネクタ１７等を介して、ガスセンサ１のセンサ素子９に接続されて、車両制御装置３のセンサ制御装置としての機能を模擬するものである。

この実センサ制御部２５は、センサ素子９からの出力（センサ出力：図７参照）を入力し、また、センサ素子９に対して、素子インピーダンスを検出するために、仮状態検出信号を出力する。

具体的には、センサ素子９から出力されるガス濃度に応じた信号（センサ信号）を入力する。また、センサ素子９に対して、素子インピーダンスを検出するための仮状態検出信号を打ち込み、この仮状態検出信号の打ち込みに対してセンサ素子９から出力される、素子インピーダンスに対応した仮状態応答信号を入力する。

また、実センサ制御部２５では、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、仮状態検出信号（ＳＩＭ側打込パルス）の打ち込みに応じて、仮状態検出信号のパルス幅Ｔ２よりも長い第２のマスク時間Ｍ２を設定している。つまり、仮状態検出信号の信号幅である第２の信号時間Ｔ２よりも長い第２のマスク時間Ｍ２を設定し、仮状態検出信号の打込開始時から第２のマスク時間Ｍ２にわたり、センサ素子９から出力される酸素濃度に応じた出力（電圧）を保持（ホールド）するようにしている。

模擬センサ制御部２７は、装置側仮コネクタ４１および装置用コネクタ２３等を介して車両制御装置３と接続されて、センサ素子９の状態を模擬する機能を有する。
この模擬センサ制御部２７では、劣化ロジック部２９でセンサ素子９の劣化状態を模擬するように生成された信号（例えばガス濃度に応じた模擬センサ信号）を、あたかもセンサ素子９から出力するようにして、車両制御装置３に出力する。

また、模擬センサ制御部２７では、車両制御装置３から状態検出信号が打ち込まれると、あたかもセンサ素子９に状態検出信号が打ち込まれた場合のように、状態応答信号を出力するタイミングで、その状態応答信号を模擬した模擬状態応答信号を出力する。

制御ロジック部３１は、図２（ｂ）に示すように、仮状態検出信号のパルス幅や周期（第２の周期Ｓ２）を管理する処理部である。この制御ロジック部３１は、所定の素子インピーダンスを検出するタイミングで、実センサ制御部２５に対して、仮状態検出信号を出力する指示を出す。なお、図１の指示信号は、仮状態検出信号のパルス打込時間であるパルス幅、パルス周期である第２の周期Ｓを指示する信号である。

本実施形態では、図２及び図３に示すように、仮状態検出信号の第２の周期Ｓ２は、状態検出信号の第１の周期Ｓ１より短く設定されている。また、仮状態検出信号のパルス幅である第２の信号時間Ｔ２は、状態検出信号の第１の信号時間Ｔ１より短く設定されている。

例えば、仮状態検出信号の第２の周期Ｓ２は１００ｍｓであり、状態検出信号の第１の周期Ｓ１は５００ｍｓである。また、例えば、仮状態検出信号の第２の信号時間Ｔ２は０．１ｍｓであり、状態検出信号の第１の信号時間Ｔ１は２ｍｓである。

Ｒｉ算出部３３は、実センサ制御部２５から取得する信号（取得信号）として、仮状態応答信号を示すパルス電圧と酸素濃度に応じたセンサ出力（即ち出力電圧）とを取得する。
このＲｉ算出部３３では、仮状態検出信号が打ち込まれたときのセンサ出力の電圧と、仮状態検出信号が打ち込まれたことによって変化したセンサ出力の電圧（即ち仮状態応答信号の電圧）とを比較して、その電圧差から素子インピーダンスを算出する。

劣化ロジック部２９は、実センサ制御部２５から取得する信号（取得信号）として、酸素濃度を示すセンサ出力（即ち出力電圧）を取得する。また、Ｒｉ算出部３３から、算出された素子インピーダンスを取得する。

この劣化ロジック部２９は、周知のように、センサ素子９の劣化を模擬するための処理部である。例えばセンサ素子９から得られた信号に対して、ゲインの変更や応答特性の遅れ、信号の遅延（遅延時間）などの様々な処理を施して、センサ出力の劣化信号を生成する。なお、これらの処理については、公知であるので詳しい説明は省略する（例えば特開２００７−３１５２１０号公報参照）。

この劣化ロジック部２９では、Ｒｉ算出部３３にて算出された素子インピーダンスに対して、例えばゲインなどをかけて素子インピーダンスを模擬（生成）することができる。なお、劣化ロジック部２９から、模擬センサ制御部２７に対して、指示信号として、上述のように模擬された信号（即ち出力電圧）が出力される。

Ｒｉ補正部３５は、車両制御装置３の状態検出信号の仕様（図２（ａ）に示すパルス仕様）に応じて、後述するように、素子インピーダンスを調整計算する処理を行う（いわゆるＲｉ補正を行う）。

［１−３．素子インピーダンスに関する処理］
次に、センサ状態模擬装置５にて行われる素子インピーダンスに関する処理について、詳細に説明する。なお、以下では、仮状態検出信号と状態検出信号とを検出信号と総称し、仮状態応答信号と状態応答信号とを応答信号と総称することもある。

センサ素子９は、自身の温度（以下、素子温度Ｔｎともいう）に応じて自身の抵抗値（即ち素子インピーダンス；以下、実抵抗値Ｒｉともいう）が変化する特性（温度特性）を有しており、Ｒｉ算出部３３にて検出した抵抗値は、センサ素子９の素子温度Ｔｎの検出に利用できる。

センサ素子９の実抵抗値Ｒｉを検出する方法としては、上述したように、センサ素子９に検出用電流（例えば仮状態検出信号）を通電したときのセンサ素子９の電圧値を検出する方法が挙げられる。

しかし、検出用電流の通電開始からセンサ素子９の電圧値が最終値に収束するまでに時間を要する場合がある。このような時間を短縮するために、検出用電流の通電開始後、変化途中（過渡期）の電圧値を検出し、この検出用電流および電圧値に基づき演算される抵抗値（以下、抵抗値Ｒｐｖｓともいう）を取得する方法がある。この抵抗値Ｒｐｖｓは、実抵抗値Ｒｉに応じて変化することから、実抵抗値Ｒｉと同様に、センサ素子９の素子温度Ｔｎの検出に利用できる。

従って、実センサ制御部２５は、電圧変化量ΔＶに基づいて、センサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓを検出することができる。例えば、仮状態検出信号の電流値Ｉrpvsと電圧変化量ΔＶとに基づいて、抵抗値Ｒｐｖｓ（＝ΔＶｒ／Ｉrpvs）を算出できる。

なお、仮状態検出信号を入力した際のセンサ素子９の検出電圧値は、経過時間が十分に長い場合（例えば、数秒）には最終電圧値に収束した状態となるが、経過時間が短い場合（例えば、ミリ秒）には収束値ではなく過渡期の値（変化途中の値）を示す。また、検出電圧値の変化状態（波形）は、センサ素子９の抵抗値および仮状態検出信号の電流値が同一値であれば、同一の変化状態（波形）を示す。

ここで、センサ素子９に対する仮状態検出信号の入力時におけるセンサ素子９の検出電圧値の変化状態（換言すれば、電圧変化量ΔＶ）について、図４を用いて説明する。
なお、図４では、仮状態検出信号に対応した信号を第１信号Ｓｐ１とし、状態検出信号に対応した信号を第２信号Ｓｐ２として説明する。

まず、仮状態検出信号に対応した第１信号Ｓｐ１に対する電圧変化量ΔＶは、第１信号Ｓｐ１の入力開始時点から増加を開始し、第１信号Ｓｐ１の終了時点で電圧変化量ΔＶがΔＶａに到達した後、値が低下する波形（図４では、実線で表す波形）を示す。この時の電圧変化量ΔＶａは、センサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓに応じて値が変化する。このため、第１信号Ｓｐ１に対する電圧変化量ΔＶａを検出することで、センサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓを検出できる。

また、第１信号Ｓｐ１の第１パルス幅Ｔａ（例えば、２ｍｓ）は、状態検出信号に対応した第２信号Ｓｐ２の第２パルス幅Ｔｂ（例えば、１０ｍｓ）に比べて小さく設定されている。そのため、第１信号Ｓｐ１に対する電圧変化量ΔＶの波形と第２信号Ｓｐ２に対する電圧変化量ΔＶの波形とは、波形が異なる。これにより、第１信号Ｓｐ１の終了時における電圧変化量ΔＶａは、第２信号Ｓｐ２の終了時における電圧変化量ΔＶｂと比べて、小さくなる（ΔＶａ＜ΔＶｂ）。

つまり、素子温度Ｔｎが同一のセンサ素子９に対して電流値が同一値のパルス信号を入力した場合でも、パルス幅が異なる場合には、パルス信号終了時における電圧変化量ΔＶは、パルス幅の大きさに応じて変化することになる。例えば、図５に示すように、素子温度Ｔｎが同一値（例えば、目標温度ＴＭ）であっても、検出信号であるパルス信号の終了時の電圧変化量ΔＶは、第１信号Ｓｐ１による検出結果（＝ΔＶａ）と、第２信号Ｓｐ２による検出結果（＝ΔＶｂ）とで、異なる値となる。

このため、パルス信号の電流値Ｉrpvsおよびパルス幅を一定として、パルス信号終了時の電圧変化量ΔＶを検出することで、センサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓを判定でき、ひいては素子温度Ｔｎを判定できる。

ここで、実センサ制御部２５から出力される仮状態検出信号と、車両制御装置３から出力される状態検出信号とを比較すると、上述したように、仮状態検出信号のパルス幅は、状態検出信号のパルス幅より短い（図２参照）。

従って、異なるパルス幅の検出信号を用いて素子インピーダンスを求めると、実際には素子インピーダンスが同一の場合でも、異なる値となることがある。そのため、例えば、実センサ制御部２５で検出した「パルス信号終了時の電圧変化量ΔＶ」を、そのまま車両制御装置３に送信した場合、車両制御装置３でこの電圧変化量ΔＶに基づき演算される素子温度は、センサ素子９の素子温度とは異なる誤った値を示す。

従って、この検出信号のパルス幅による測定誤差を補正する必要があり、この補正がＲｉ補正である。
本実施形態では、センサ状態模擬装置５では、Ｒｉ補正部３５は、車両制御装置３がセンサ素子９から直接取得する際の電圧変化量ΔＶに関する情報を予め記憶しており、その情報に基づいて模擬信号を生成する。

例えば、Ｒｉ補正部３５は、センサ素子９の素子温度Ｔｎが同一であるときの「実センサ制御部２５でのパルス信号終了時の電圧変化量ΔＶ（＝ΔＶａ）」と「車両制御装置３でのパルス信号終了時の電圧変化量ΔＶ（＝ΔＶｂ）」との対応関係を表す対応関係情報を記憶している。

なお、パルス信号終了時の電圧変化量ΔＶは、センサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓとして表すことができる。そのため、対応関係情報は、例えば、図６に示すように、センサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓを用いて表すことができる。

なお、図６では、「実センサ制御部２５で検出されたセンサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓ」を模擬制御Ｒｐｖｓとし、「車両制御装置３で検出されたセンサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓ」を車両ＥＣＵ制御Ｒｐｖｓとして、模擬制御Ｒｐｖｓと車両ＥＣＵ制御Ｒｐｖｓとの対応関係を表すマップ（対応関係情報）の一例を表している。ここで、第１抵抗値Ｒａは、図５における電圧変化量ΔＶａに対応する抵抗値Ｒｐｖｓであり、第２抵抗値Ｒｂは、図５における電圧変化量ΔＶｂに対応する抵抗値Ｒｐｖｓである。

そして、Ｒｉ補正部３５は、前記対応関係情報に基づいて、「実センサ制御部２５でのパルス信号終了時の電圧変化量ΔＶ」を「車両制御装置３でのパルス信号終了時の電圧変化量ΔＶ」に変換する処理、あるいは、「実センサ制御部２５で検出されたセンサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓ」を「車両制御装置３で検出されたセンサ素子９の抵抗値Ｒｐｖｓ」に変換する処理を実行する。

従って、Ｒｉ補正部３５では、上述した電圧変化量ΔＶを変換する処理後の模擬状態検出信号を生成し、この模擬状態検出信号を模擬センサ制御部２７に対して出力する。
模擬センサ制御部２７では、劣化ロジック部２９にて生成されたセンサ出力の劣化を模擬した劣化信号に、前記模擬状態検出信号を重畳して、車両制御装置３に出力する模擬センサ出力（即ち模擬信号）を生成する。

［１−４．システムにおける動作］
次に、システム全体における動作について説明する。
図７に示すように、まず、波動状に変動するセンサ出力があるときには、センサ状態模擬装置５では、そのセンサ出力に仮状態応答信号が重畳したセンサ出力が得られる（図７の「センサ出力」参照）。つまり、仮状態検出信号の第２の周期Ｓ２での打ち込みによって生ずる仮状態応答信号が重畳したセンサ出力が得られる。

このセンサ状態模擬装置５では、素子インピーダンス（Ｒｉ）の検出に遅れはない。また、ガス濃度に応じたセンサ出力（Ｖout）自体も、第２のマスク時間Ｓ２による変形はあるものの遅れはない（図７の「ＳＩＭ内部データ」参照）。

なお、センサ状態模擬装置５における第２のマスク時間Ｓ２（例えば１０ｍｓ）は、車両制御装置３における第１のマスク時間Ｓ１（例えば５０ｍｓ）よりも短いので、従来に比べて、センサ出力Ｖoutの変形は少ない。

一方、車両制御装置３から、状態検出信号が、第１の周期Ｓ１にてセンサ状態模擬装置５に打ち込まれた場合には、第１の周期Ｓ１に合わせた所定の周期にて、センサ状態模擬装置５から車両制御装置３に、図７の「ＳＩＭ出力」に示すような模擬センサ出力が出力される。

この模擬センサ出力とは、センサ状態模擬装置５の内部データのガス濃度に応じたセンサ出力（詳しくは劣化が模擬されたセンサ出力）に、車両制御装置３による状態検出信号の打ち込みに対応するように、仮状態応答信号をＲｉ補正等によって補正した模擬状態応答信号を重畳したものである。即ち、センサ状態模擬装置５にて得られた素子インピーダンスに対応する電圧を重畳したものである。

従って、車両制御装置３では、第１の周期Ｓ１に合わせた所定の周期にて取得した模擬センサ出力に基づいて、詳しくは、模擬状態応答信号に基づいて、素子インピーダンス（Ｒｉ）を求めることができる。なお、この場合には、第２の周期Ｓ２は１００ｍｓと短いので、素子インピーダンス（Ｒｉ）は最大１００ｍｓ程度の遅れで済む。

また、ガス濃度に応じたセンサ出力（Ｖout）自体は、第１のマスク時間Ｓ１による変形はあるものの遅れはない（図７のＲＡＭモニタによって得られた「ＥＣＵ内部データ」参照）。

さらに、車両制御装置３における第１のマスク時間Ｓ１（例えば５０ｍｓ）は、センサ状態模擬装置５における第２のマスク時間Ｓ２（例えば１０ｍｓ）よりも長いので、センサ出力Ｖoutの変形は大きいが、従来（図１０参照）に比べるとその変形は少ない。よって、ガス濃度を精度良く求めることができる。

なお、各時間の関係は、Ｓ１＞Ｓ２、Ｍ１＞Ｍ２、Ｓ１＜Ｍ１、Ｓ２＜Ｍ２である。
［１−５．効果］
（１）本実施形態では、センサ状態模擬装置５の仮状態検出信号の第２の周期Ｓ２を、車両制御装置３の状態検出信号の第１の周期Ｓ１より短く設定しているので、同じ周期で仮状態検出信号と状態検出信号とを出力（即ち打ち込む）場合に比べて、両者の打ち込み時期がずれた場合でも、素子インピーダンスを示す信号の取得周期にずれが少ない。

そのため、取得周期のずれが少ないので、実際のセンサ素子９への仮状態検出信号の打ち込み時期における素子インピーダンスを、精度よく求めることができる。よって、この素子インピーダンスに基づいて行われるヒータ１１の制御を好適に行うことができる。

その結果、ガス濃度を精度良く検出することができ、また、速やかにガス濃度を検出できるので、このガスセンサ１を用いた例えばエンジンの制御などへの影響を抑制できるという効果がある。

（２）また、本実施形態では、センサ状態模擬装置５の仮状態検出信号の第２の信号時間（パルス幅）Ｔ２を、車両制御装置３の状態検出信号の第１の信号時間（パルス幅）Ｔ１より短く設定するとともに、第２のマスク時間Ｓ２を第１のマスク時間Ｍ１よりも短くしているので、ガス濃度（酸素濃度）に応じた精度の良いセンサ出力が得られるという効果がある。

つまり、センサ状態模擬装置５によってセンサ素子９に仮状態検出信号を打ち込む場合には、その打ち込みよる悪影響を避けるために、第２のマスク時間Ｍ２を設定する必要があり、そのため、酸素濃度に応じた精度のよいセンサ出力が得られないことがある。

それに対して、本実施形態では、第２の信号時間Ｔ２を第１の信号時間Ｔ１より短くすることにより、第２のマスク時間Ｍ２を第１のマスク時間Ｍ１より短くするので、第１のマスク時間Ｍ１によるセンサ出力に対する悪影響を抑制して、精度の良いセンサ出力を得ることができる。

よって、精度の良いセンサ出力に基づいて、ガス濃度（酸素濃度）を精度良く検出することができる。
（３）さらに、本実施形態では、上述した仮状態検出信号の第２の信号時間Ｔ２と状態検出信号の第１の信号時間Ｔ１との関係に基づいて、第２の信号時間Ｔ２と第１の信号時間Ｔ１との時間の差による仮状態応答信号と状態応答信号との電圧の差を低減するように、仮状態応答信号を補正する（即ち上述したＲｉ補正を行う）。

従って、車両制御装置３では、この補正された仮状態応答信号（即ち模擬状態応答信号）に基づいて、即ち、この補正された仮状態応答信号を例えば状態応答信号として用いることにより、精度良く素子インピーダンスを検出することができる。

つまり、車両制御装置３では、上述したような各検出信号の信号時間の違いによる応答時間のずれが補正（即ちＲｉ補正）された信号を用いることにより、精度良く素子インピーダンスを検出することができる。

（４）次に、図８を用いて、本実施形態による効果と従来技術とを比較して、まとめて説明する。
図８（ａ）は、ガスセンサ１と車両制御装置３とを接続したものである。

この場合は、ガスセンサ１の劣化の模擬はできないが、素子インピーダンス（Ｒｉ）の検出遅れはない。また、センサ出力（Ｖout）は第１のマスク時間Ｓ１による変形（Ｈ１）はあるものの、その変形はわずかである。

図８（ｂ）は、ガスセンサ１と車両制御装置３とに従来のセンサ状態模擬装置を接続したものである（「ＳＩＭ有り（１）」参照）。
この場合は、ガスセンサ１の劣化の模擬はできるものの、車両制御装置３とセンサ状態模擬装置との検出信号（打込パルス）の仕様は同じであるので、素子インピーダンス（Ｒｉ）の検出に遅れ（例えば最大５００ｍｓの遅れ）がある。

また、センサ出力は、第１のマスク時間Ｓ１による変形（Ｈ１）と第２のマスク時間Ｓ２による変形（Ｈ２）とがあるので、その変形は大きい。そのため、酸素濃度を精度よく検出できないことがある。

図８（ｃ）は、ガスセンサ１と車両制御装置３とに本実施形態のセンサ状態模擬装置５を接続したものである（「ＳＩＭ有り（２）」参照）。
この場合は、ガスセンサ１の劣化の模擬ができる。また、センサ状態模擬装置５の仮状態検出信号の第２の周期Ｓ２は車両制御装置の状態検出信号の第１の周期Ｓ１より短いので、素子インピーダンス（Ｒｉ）の検出の遅れが少ない。例えば、最大１００ｍｓの遅れである。

また、センサ出力については、第２の信号時間Ｓ２は第１の信号時間Ｓ１より短いので、第２のマスク時間Ｍ２は第１のマスク時間Ｍ１より短い。そのため、第１のマスク時間Ｍ１による変形（Ｈ１）と第２のマスク時間Ｓ２による変形（Ｈ２）とがあるものの、第２のマスク時間Ｓ２による変形（Ｈ２）は少ないので、その変形は図８（ｂ）に示すセンサ出力より小さい。従って、酸素濃度を精度良く求めることができる。

［１−６．文言の対応関係］
ここで、文言の対応関係について説明する。
実施形態の、車両制御装置３、センサ状態模擬装置５、センサ素子９、第１の周期Ｓ１、第２の周期Ｓ２、第１の信号時間Ｔ１、第２の信号時間Ｓ２、第１のマスク時間Ｍ１、第２のマスク時間Ｍ２が、それぞれ、本開示の、車両制御装置、センサ状態模擬装置、センサ素子、第１の周期、第２の周期、第１の信号時間、第２の信号時間、第１のマスク時間、第２のマスク時間の一例に相当する。

［２．他の実施形態］
本開示は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本開示を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）例えば、前記実施形態では、λセンサを例に挙げたが、本開示は、例えば酸素ポンピング素子と酸素濃淡電池素子とを用いた全領域空燃比センサ等のガスセンサにも適用できる。

（２）また、前記実施形態では、例えば、センサ素子として酸素濃度を検出する酸素センサ素子を用いる例について説明したが、酸素以外のガス（例えば、ＮＯｘなど）を検出するガスセンサであってもよい。

（３）さらに、前記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、前記実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、前記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（４）また、上述したマイコンの他、当該マイコンを構成要素とするシステム、当該マイコンとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の記録媒体、濃度算出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…ガスセンサ
３…車両制御装置（車両ＥＣＵ）
５…センサ状態模擬装置
９…センサ素子
１１…ヒータ
２５…実センサ制御部
２７…模擬センサ制御部
２９…劣化ロジック部
３５…Ｒｉ補正部

Claims (3)

1. センサ素子と該センサ素子の状態を検出するセンサ制御装置とに接続されるとともに、前記センサ制御装置に対して、前記センサ素子の出力を模擬した模擬信号を出力するセンサ状態模擬装置において、
   前記センサ制御装置は、
   前記センサ素子に対して状態検出信号を第１の周期で出力し、前記状態検出信号に対する応答信号であって前記センサ素子のインピーダンスを表す状態応答信号を、前記第１の周期に対応した所定の周期で検出する構成を有しており、
   前記センサ状態模擬装置は、
   前記センサ素子に対して仮状態検出信号を第２の周期で出力し、前記仮状態検出信号に対する応答信号であって前記センサ素子のインピーダンスを表す仮状態応答信号を、前記第２の周期に対応した所定の周期で検出する構成を有するとともに、
   前記センサ制御装置から前記状態検出信号を受信した場合には、前記センサ制御装置に対して、前記仮状態応答信号に対応して生成した模擬状態応答信号を前記状態検出信号に対する応答信号として出力する構成を有し、
   且つ、前記センサ状態模擬装置の前記仮状態検出信号の前記第２の周期を、前記センサ制御装置の前記状態検出信号の前記第１の周期より短く設定した、
   センサ状態模擬装置。
2. 前記センサ制御装置は、前記状態検出信号の信号幅である第１の信号時間よりも長い第１のマスク時間を設定し、前記状態検出信号の出力開始時から前記第１のマスク時間にわたり、前記センサ状態模擬装置から出力される前記模擬信号の出力を所定値とする機能を有し、
   前記センサ状態模擬装置は、前記仮状態検出信号の信号幅である第２の信号時間よりも長い第２のマスク時間を設定し、前記仮状態検出信号の出力開始時から前記第２のマスク時間にわたり、前記センサから出力されるセンサ信号の出力を所定値とする機能を有し、
   更に、前記センサ状態模擬装置の前記仮状態検出信号の前記第２の信号時間を、前記センサ制御装置の前記状態検出信号の前記第１の信号時間より短く設定するとともに、前記第２のマスク時間を前記第１のマスク時間より短く設定した、
   請求項１に記載のセンサ状態模擬装置。
3. 前記センサ状態模擬装置の前記仮状態検出信号の前記第２の信号時間と前記センサ制御装置の前記状態検出信号の前記第１の信号時間との関係に基づいて、前記第２の信号時間と前記第１の信号時間との時間の差による前記仮状態応答信号と前記状態応答信号との出力の差を低減するように、前記仮状態検出信号を補正する、
   請求項１又は２に記載のセンサ状態模擬装置。

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