CN1642014A - 车载电子控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车载电子控制装置。本发明使用分辨率低于微处理器的控制精度的多路A/D变换器,提高低模拟信号电压电平的数字变换精度。其中通过模拟开关(111a)、多路A/D变换器(102)的第1输入端子(CH1)和第2输入端子(CH2),将可变模拟信号源(101a)产生的电压输入到微处理器(103A),存放在数据存储器(105)中。把模拟开关(111a)开路时的各输入端子(CH1、CH2)的电压作为第1、第2误差电压加以存储,并用作修正信号。输入电压低时,选择作为第2放大器(120a)的放大输入的第2输入端子(CH2),并使用除以校正倍率的值,高电压区则选择使用作为全区输入的第1输入端子(CH1)。
Description
技术领域
本发明涉及汽车等用的车载电子控制装置,尤其涉及改进成对多个模拟信号使用普通分辩率的多路A/D变换器提高部分模拟信号的低电压区或特定中间区的精度的车载电子控制装置。
背景技术
车载电子控制装置中处理多个模拟信号,例如使用2个分辩率为10位的16路A/D变换器,把该模拟信号输入到车载电子装置内运算处理用的16位或32位微处理器。
然而,由于对部分模拟信号存在用10位分辩率得不到足够的精度的问题而使用具有高精度分辩率的多路A/D变换器,则对不要求高精度的一般模拟信号存在规格奢侈、比较贵的问题。
作为应对此问题的措施,根据专利文献1(日本国专利公开2000-13227号公报,段落0006~0011和图1~7),已揭示对同一模拟信号并用处理全电压区的第1A/D变换器和处理低电压区的第2A/D变换器,以高效率提高A/D变换精度的技术。所述第1A/D变换器上,通过例如施加5V的基准电压,将0~5V的输入信号电压变换成数字值0~1023,第2A/D变换器则通过施加1.25V的基准电压,将0~1.25V的低电压区的输入电压变换成数字值0~1023。
上述专利文献1的技术中,为了维持低电压区0~1.25V的数字变换值与高电压区1.25~5V的数字变换值的连续性,将加在第2A/D变换器上的1.25V基准电压作为第1A/D变换器的输入信号输入,求出其数字变换值(1024×1.25/5=256),在作为低电压区与高电压区的中继用的中间电压的1.25V基准电压变动时,通过监视该数字变换值,进行校正。
然而,没有论述低电压区中成为问题的零调整问题。
另一方面,根据专利文献2(日本国专利公开平11-214996号公报,段落0005和图1),通过多路A/D变换器将与前置放大器级联的主放大器的各输出输入到微处理器,并且在前置放大器的输入电路设置零调整用的模拟开关SW1、增益调整用的模拟开关SW2和增益调整用的基准电源。
微处理器对各模拟开关进行通断控制,并读取该时间点的各A/D变换值,从而获得零调整用数据和增益调整用数据。
此外,结合本发明,根据专利文献3(日本国专利公开平10-169500号公报,段落00096~0010和图1),其揭示的技术为具有氧泵激元件和氧浓淡电池元件的废气传感器,并利用对设在泵激电流供给电路的电流检测电阻两端的电压进行差动放大而得到的信号电压检测出空燃比,其中在获得大气环境的断燃料状态下进行检测输出的校正,修正传感器的特性偏差。
根据以上说明的已有技术,在引例1的情况下,存在将第2A/D变换器专门用作处理低电压区的信号电压的A/D变换器,同时对1个模拟信号占用共计3路输入的问题。
在引例2的情况下,目的不是提高低电压区中的数字变换精度,适用的多路A/D变换器的分辩率使对前置放大器和主放大器的输出的数字变换值固定。
引例3的情况下,目的不是提高数字变换精度,而是修正检测空燃比用的废气传感器的偏差。
发明内容
本发明的第1目的是提供一种简易手段,用于对汽车用的车载电子控制装置中处理的多个模拟信号使用具有相同的满刻度输入电压的普通分辩率的多路AD变换器,提高部分模拟信号在低电压区或特定中间区的数字变换精度,并且适用规定的基准倍率,以维持低电压区与高电压区之间的连续性和特定中间区与该中间区外之间的数字变换值的连续性。
本发明的第2目的是提供一种手段,通过添加确保规定中间电压的手段,能随时学习并算出高精度校正倍率,以维持所述低电压区与高电压区之间的连续性和特定中间区与该中间区外之间的连续性。
本发明的第3目的是提供一种手段,即使没有确保规定中间电压的手段,也能学习并算出高精度校正倍率,以维持所述低电压区与高电压区之间的连续性和特定中间区与该中间区外之间的连续性。
根据本发明,一种车载电子控制装置,通过模拟信号输入电路将可变模拟信号源产生的电压输入到多路A/D变换器,变换成数字值,同时通过微处理器将该数字值写入数据存储器,其中
所述模拟信号输入电路具有
(1)连接在所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器的第1输入端子之间提供第1输入电压并且在所述可变模拟信号源产生的电压为最大值时按该第1输入电压大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系设置的全区输入电路、以及
(2)连接在所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器的第2输入端子之间提供第2输入电压并且在所述第1输入电压为小于最大值的规定中间电压时按该第2输入电压大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系设置的扩大区输入电路,同时
所述微处理器具有可处理精度高于所述多路A/D变换器的分辩率的位长的数字数据的能力,
与该微处理器协同工作的非易失性程序存储器包含以下各手段:
(1)误差信号存储手段,在所述可变模拟信号源产生的电压为零时起作用,并且将所述第1输入电压的数字变换值作为第1误差电压写入所述数据存储器的第1地址,同时将所述第2输入电压的数字变换值作为第2误差电压写入所述数据存储器的第2地址加以存储;
(2)倍率校正手段,算出从作为所述第2输入电压的数字变换值的第2当前电压减去所述第2误差电压后所得的第2修正电压,将该第2修正电压除以校正倍率或乘以倒倍率,从而获得第2校正电压,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压成为大致等于从作为所述第1输入电压的数字变换值的第1当前电压减去所述第1误差电压后所得的第1修正电压的低电压区的值的关系;
(3)选择切换手段,在所述第1输入电压处于所述中间电压以下的低电压区时选择并使用所述第2校正电压,同时在所述第1输入电压处于所述中间电压以上的高电压区时选择并使用所述第1修正电压,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述数据存储器的规定地址。
又,根据本发明,一种车载电子控制装置,通过模拟信号输入电路将可变模拟信号源产生的电压输入到多路A/D变换器,变换成数字值,同时通过微处理器将该数字值写入数据存储器,其中
作为所述可变模拟信号源的一部分,使用具有氧泵激元件和氧浓淡电池元件的废气传感器;
作为所述模拟信号输入电路,构成具有供给所述氧泵激元件正负泵激电流的泵激电流供给电路、设在所述泵激电流供给电路的电流检测电阻和将偏压与对该电流检测电阻两端的电压进行差动放大后所得的正负信号电压相加的偏置电源的可变模拟信号电路;
所述可变模拟信号电路具有
(1)连接在所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器的第1输入端子之间提供第1输入电压并且在所述可变模拟信号源输出的电压为最大值时按该第1输入电压设定成大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系设置的全区输入电路、以及
(2)连接在所述可变模拟信号源与多路A/D变换器的第2输入端子之间提供第2输入电压并且在所述第1输入电压为小于最大值的规定中间电压时按该第2输入电压大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系设置的扩大区输入电路,同时
所述微处理器具有可处理精度高于所述多路A/D变换器的分辩率的位长的数字数据的能力,
与该微处理器协同工作的非易失性程序存储器包含的程序为以下3种手段:
(1)误差信号存储手段,在所述电流检测电阻两端的电压为零、所述第1和第2输入电压均为规定的偏压时起作用,求出偏离与作为符合规格的正常偏压对应的原数字变换值的基准偏压的误差电压,并且将从所述第1输入电压的数字变换值减去所述基准偏压后所得的值作为第1误差电压写入所述数据存储器的第1地址,同时将从所述第2输入电压的数字变换值减去所述基准偏压后所得的值作为第2误差电压写入所述数据存储器的第2地址加以存储;
(2)倍率校正手段,从作为所述第2输入电压的数字变换值的第2当前电压减去所述第2误差电压,算出第2修正电压,将从该第2修正电压减去所述基准偏压后所得到的第2增量电压除以校正倍率或乘以倒倍率后,加上所述基准偏压,从而获得第2校正电压,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压成为大致等于从作为所述第1输入电压的数字变换值的第1当前电压减去所述第1误差电压后所得的第1修正电压的中间区值的关系;
(3)选择切换手段,在所述第1输入电压处于所述中间电压以下的中间区时选择并使用所述第2校正电压,同时在所述第1输入电压处于所述中间区以外的外侧区时选择并使用所述第1修正电压,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述数据存储器的规定地址。
根据本发明的车载电子控制装置,其具有的效果为:即使是分辩率低的廉价A/D变换器,也能抑制低电压输入状态下的数字变换值的阶跃状变化量,改善成获得小刻度输出特性,同时添加在行车状态下可适时进行的误差调整功能,因而不需要产品出厂调整,可进行实际产品适应实际使用环境的自动校正,谋求提高数字变换精度。
又,根据本发明,其具有的效果为:即使是分辩率低的廉价A/D变换器,也能改善在理论空燃比附近使用最多的中间电压范围中的数字变换值的分辩率,同时添加在行车状态下可适时进行的误差调整功能,因而不需要产品出厂调整,可进行实际产品适应实际使用环境的自动校正,谋求提高数字变换精度。
附图说明
图1是本发明实施例装置1的总体电路框图。
图2是实施例装置1的输入电压特性线图。
图3是说明实施例装置1的运作的流程图。
图4是本发明实施例装置2的总体电路框图。
图5是实施例装置2的输入电压特性线图。
图6是说明实施例装置2的运作的流程图。
图7是本发明实施例装置3的总体电路框图。
图8是实施例装置3的输入电压特性线图。
图9是说明实施例装置3的运作的流程图。
图10是本发明实施例装置4的总体电路框图。
图11是实施例装置3的输入电压特性线图。
图12是说明实施例装置3的运作的流程图。
图13是本发明实施例装置5的总体电路框图。
图14是实施例装置5的输入电压特性线图。
图15是说明实施例装置5的运作的流程图。
图16是本发明实施例装置6的总体电路框图。
图17是实施例装置6的输入电压特性线图。
图18是说明实施例装置6的运作的流程图。
符号说明
附图中,100a~100f是电子控制装置,101a~101f是可变模拟信号源,102是多路A/D变换器,302b是现状保持手段,303a是误差信号输入手段,303b是误差信号存储手段,103a~103f是微处理器,104a~104f是非易失性程序存储器,105是RAM存储器(数据存储器),106是废气传感器,106a是氧泵激元件,106b是氧浓淡电池,110a是分压连接电路,110b~110f是第1放大器,111a~111c是第1模拟开关,111d~111f是馈电切断用模拟开关,112b是第2模拟开关,112e是减流检测用模拟开关,113是中间电压产生电路,114是泵激电流供给电路,115是基准氧电压产生电路。116是偏压电源,120a~120f是第2放大器,200是第1当前电压,201是第1修正电压,201a是第1修正电压(低电压区),201b是第1修正电压(中间区),210是第2当前电压,211是第2修正电压,212a~212f是第2校正电压,213c是第2推断电压,213e是第2推断电压,213f是第2推断电压,214a是第2平均电压,214c~214f是的2平均电压,308是校正时期判断手段,311是选择切换手段,312是倍率校正手段(可变加权平均化手段),314是整数化手段,402b是现状保持手段,403a是误差信号输入手段,403b是误差信号存储手段,404a是中间信号输入手段,404b是中间信号存储手段,406是倍率运算手段,408是校正时期判断手段,411是选择切换手段,412是倍率校正手段。414是整数化手段,502b是现状保持手段,503a是误差信号输入手段,503b是误差信号存储手段,504b是中间信号存储手段,505是中间信号检验手段,506a是倍率运算手段,508是定期校正时期判断手段,509a是不定期校正时期判断手段,511a是选择切换手段,511b是准选择切换手段,512a是倍率校正手段,512b是准倍率校正手段(可变加权平均化手段),514a是整数化手段,514b是整数化手段,602b是现状保持手段,603a是误差信号输入手段,603b是误差信号存储手段,608是校正时期判断手段(断燃料检测手段),611是选择切换手段,612是倍率校正手段(可变加权平均化手段),614是整数化手段,703a是误差信号输入手段,703b是误差信号存储手段,704a是减流检测手段,704b是中间信号存储手段,705是中间信号检验手段,706a是倍率运算手段,708是定期校正时期判断手段,709a是不定期校正时期判断手段,709b是校正存储判断手段,709c是断燃料检测手段,711a是选择切换手段,711b是准选择切换手段,712a是倍率校正手段,712b是倍率校正手段(可变加权平均化手段),714是整数化手段,802b是现状保持手段,803a是误差信号输入手段,803b是误差信号存储手段,804b是中间信号存储手段,805是中间信号检验手段,806a是倍率运算手段,808是定期校正时期判断手段,809a是不定期校正时期判断手段,809b是校正存储判断手段,811a是选择切换手段,811b是准选择切换手段,812a是倍率校正手段,812b是倍率校正手段(可变加权平均化手段),814a是整数化手段,814是整数化手段,CH1是第1输入端子,CH2是第2输入端子,R31是电流检测手段,R39是并联电阻,RAM11是第1误差电压,RAM12是第1中间电压,RAM21是第2误差电压,RAM22是第2中间电压,SW1是第1指令信号,SW2是第2指令信号,V0是基准偏压,V10是第1输入电压,V20是第2输入电压,Va是认定输出电压,Vb是最大输出电压,Vc是下限输出电压,Vd是偏压,Vf是满刻度输入电压,Vs是中间电压,G是理论倍率,R是基准倍率,K是校正倍率,H是倒校正倍率,X是放大倍率,Y是放大倍率。
具体实施方式
实施方式1
下面,说明示出本发明实施例装置1的总体电路框图的图1。
图1中,100a是装载在汽车上的例如发动机控制装置等车载电子控制装置,该电子控制装置连接作为多个模拟传感器之一的可变模拟信号源101a。
作为所述电子控制装置100a的部分内部组成单元,102是在电源端子Vcc和基准电压端子Vref连接DC5V的稳定电压的、分辩率为10位的多路AD变换器,该多路A/D变换器的第1输入端子CH1上施加0~5V的第1输入电压V10,同时第2输入端子CH2上施加0~5V的第2输入电压V20。
因此,受到数字变换的输入电压的最小单位为DC5/1023V5mV,该值相当于输入电压最大值的约0.1%。
所述多路A/D变换器102连接图中未示出的其它多个模拟信号输入,将各输入通道连接的模拟电压值依次加以数字变换后,存放到多路A/D变换器102内设置的缓存器。
103a是例如能同时处理32位数据的微处理器,104a是通过总线连接该微处理器的非易失性程序存储器,该程序存储器存放作为车载电子控制装置的各种控制程序和控制常数,同时存放成为本实施例中应用的各种控制手段的程序和控制数据。
105是通过总线与所述微处理器103a连接的运算处理用的RAM存储器,该RAM存储器还具有作为数存储器的作用,构成利用所述微处理器103a适时读出所述多路AD变换器102内的缓存器存放的数字数据后,可写入所述RAM存储器105。
110a是由输入电阻R10与下拉电阻R11的串联电路构成的分压连接电路,111a是与所述输入电阻串联并且连接在所述可变模拟信号源101a与第1输入端子CH1中间的第1模拟开关,用所述微处理器103a产生的第1指令信号SW1对该模拟开关进行通断控制,同时所述第1输入电压V10的值为利用所述串联电阻R10和下拉电阻R11对所述可变模拟信号源101a的输出电压进行分压后得到的值。
120a是提供第2输入电压V20而且同时连接下拉电阻R19的第2放大器,该第2放大器的正输入端子通过输入电阻R16连接所述第1输入端子CH1,同时负输入端子连接分压电阻R17与反馈电阻R18的接点,所述反馈电阻R18连接所述第2放大器120a的输出端子。
因此,用下式可算出有关所述第1输入电压V10与第2输入电压V20的比率的理论倍率G。
G=V20/V10=(R17+R18)/R17 ……(1)
示出图1的装置的输入电压特性线的图2(A)中,横轴为以所述多路A/D变换器102的第1输入电压V10为基准的模拟输入电压,纵轴示出与第1输入电压V10和第2输入电压V20对应的数字变换值。
作为模拟输入电压最大值的满刻度电压Vf相当于加在多路A/D变换器102的基准电压端子Vref上的电压,本实施例中为DC5V。
本实施例中,作为数字变换值的最大值的最大输出电压Vb为数字索引值1023。
200是与所述第1输入电压V10对应的数字变换值(即第1当前电压),该第1当前电压在所述第1输入电压V10为零时,包含第1误差电压RAM11。
201是以数字方式从所述第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压,在图2(B)的201a示出该低电压区。
210是与所述第2输入电压V20对应的数字变换值(即第2当前电压);与所述第1输入电压V10相比,所述第2输入电压V20被按理论倍率放大G倍,因而在例如第1输入电压V10为V10=1.25V左右的中间电压时,该数字变换值达到最大输出电压Vb=1023。
所述第2当前电压210在所述第1输入电压V10为零时,包含第2误差电压RAM21。
211是以数字方式从第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压。
212a是将所述第2修正电压211除以理论倍率G后得到的第2校正电压,如果所述第2放大器120a的放大率准确地等于理论倍率G,则所述第2校正电压212a与所述第1修正电压201的低电压区201a重叠。
然而,图1中的分压电阻R17和反馈电阻R18的电阻值存在偏差,即使采用例如误差0.1%的高精度电阻,尽管不大,也产生偏移,含有该误差程度与所述多路A/D变换器102的分辩率相同的问题。因此,所述第2校正电压212a难以和所述第1修正电压201的低电压区201a完全重叠。
但是,实际上可用作为基于许多产品取样的实测平均值的基准倍率R代替所述理论倍率G,使该误差减小。
放大示出输入电压的低电压区的图2(B)中,201a是所述第1修正电压201的低电压区,212a是所述第2校正电压,214a是第2平均电压,可用下式算出该第2平均电压。
V214=[V201×α+V212(1-α)]/2 ……(2)
α=V211/(Vb-RAM21) ……(3)
其中V201=第1修正电压
V212=第2修正电压
V214=第2平均电压
α=加权系数Vb=最大输出电压RAM21=第2误差电压
说明作为对图1那样组成的本发明实施例装置1示出其作用、运作的运作说明用流程图的图3。
图3中,300是微处理器103a的校正运作开始的步骤,构成该开始步骤经后文说明的运作结束步骤反复激活。
301的步骤在所述步骤300后接着起作用,通过监视下一步骤302a中是否设定首次运作标记,判断是否首次运作;302a的步骤在该步骤301的判断为“是”,即首次运作时起作用,将初始值写入到所述RAM存储器105的规定地址RAM00,同时设定首次运作标记(未示出),该首次运作标记在切断控制装置的电源前,一直将运作加以存储。
所述RAM00是写入与可变模拟信号源101a产生的电压成正比的数字变换值的数据存储器,微处理器103a在需要与可变模拟信号源101a产生的电压成正比的数字变换值时,随时读出并使用该RAM存储器的RAM00的内容。
302b的步骤在所述步骤302a后接着起作用,禁止写入,使RAM存储器的RAM00的内容不变;303a的步骤在该步骤302b后接着起作用,使第1指令信号SW1停止,切断第1模拟开关111a;303b的步骤在该步骤303a后接着起作用,将与第1输入电压V10对应的数字变换值作为第1误差电压RAM11写入RAM存储器105的第1地址,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2误差电压RAM21写入RAM存储器105的第2地址;304的步骤在该步骤303b后接着起作用,产生第1指令信号SW1使第1模拟开关111a导通;306的步骤在该步骤304后接着起作用,读出基准倍率R;该步骤306中读出的基准倍率R的数据为:对第1输入电压V10等于中间电压Vs时的第2修正电压211的实测值V2与第1输入电压V10等于中间电压Vs时的第1修正电压201的实测值V1的比率V2/V1,测量对多个产品取样的实测平均比率,将其作为基准倍率R预先存放在非易失性程序存储器104a。
308的步骤在所述步骤301的判断为“否”,即不是首次运作时起作用,判断是否执行再次校正;该步骤308中,每逢与控制电路部周边温度产生变化的经历时间均衡的周期或可变模拟信号源101a为不使用状态,重复进行“是”的判断后,转移到所述步骤302b。
310的步骤在所述步骤308判断为“否”,即已进行定期校正时,或后续于所述步骤306起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM10写入RAM存储器105的第2虚拟区。
311的步骤在所述步骤310后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否小于最大输出电压Vb;312的步骤在该步骤311判断为“是”的低电压区起作用,将从第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压除以所述步骤306读出的基准倍率R,把所得到商存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;313的步骤在所述步骤311的判断为“否”的高电压区起作用,将从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压原样存放到RAM存储器105规定地址RAM00。314的步骤在所述步骤312或步骤313后起作用,使RAM存储器的RAM00的值乘以固定倍率N后,将其积盖写RAM存储器的RAM00;315是后续于该步骤314转移的运作结束步骤。
所述步骤312中,也可进行所述式2、式3示出的可变加权平均,并存放到规定地址RAM00。
所述步骤306中,如果预先存储基准倍率R的倒数,可将步骤312中的除法运算换成乘法运算,乘法运算具有使微处理器103a的运算速度比除法运算快的优点。
所述步骤306中,预先存储放大倍率X=固定倍率N/基准倍率R的值,在步骤312乘所述放大倍率X,以代替除以基准倍率R,并且在步骤313乘固定倍率N。这样具有对步骤312的运算次数能减少的优点。
所述基准倍率R和固定倍率N,使用例如R=4.05、N=32的值。这时所述存储值X=7.9,但即使从步骤312的运算结果去掉小数点,也在预先放大32倍的数值的基础上去除小数点,所以误差不大。
以上那样,实施方式1将A/D变换的输入电压划分为低电压区和高电压区后,用基准倍率进行综合,并且用100段号的符号所示的图1、200段号的符号所示的图2和300段号的符号所示的图3进行说明。
根据本发明实施例装置1的车载电子控制装置100a,通过多路A/D变换器102和微处理器103a将可变模拟信号源101a产生的电压作为数字值写入RAM存储器105的模拟信号输入电路中,所述模拟信号输入电路的一部分具有后文说明的全区输入电路和扩大区输入电路,同时所述微处理器103a使用能处理精度高于所述多路A/D变换器102的分辩率的位长的数字数据的处理器,与该微处理器103a协同工作的非易失性程序存储器104a包含成为后文说明的误差信号存储手段303b和倍率校正手段312和选择切换手段311的程序。
所述全区输入电路连接在所述可变模拟信号源101a与多路A/D变换器102的第1输入端子CH1之间,提供第1输入电压V10,并且在所述可变模拟信号源101a产生的电压为最大值时,成为按该第1输入电压V10大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的分压连接电路110a。
所述扩大区输入电路连接在所述可变模拟信号源101a与多路A/D变换器102的第2输入端子CH2之间,提供第2输入电压V20,并且在所述第1输入电压V10为小于最大值Vf的规定中间电压Vs时,包含按该第2输入电压V20大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第2放大器120a。
所述误差信号存储手段303b在所述可变模拟信号源101a产生的电压为零时起作用,将所述第1输入电压V10的数字变换值作为第1误差电压RAM11写入所述RAM存储器105的第1地址,同时将所述第2输入电压V20的数字变换值作为第2误差电压RAM21写入所述RAM存储器105的第2地址,进行存储。
所述倍率校正手段312算出从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,将该第2修正电压211除以校正倍率或乘以倒倍率,从而获得第2校正电压212a,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压212a成为大致等于从作为所述第1输入电压V10的数字变换值的第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后所得的第1修正电压201的低电压区201a的值的关系。
所述选择切换手段311在所述第1输入电压V10处于所述中间电压Vs以下的低电压区时选择并使用所述第2校正电压212a,同时在所述第1输入电压V10处于所述中间电压Vs以上的高电压区时选择并使用所述第1修正电压201,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
可变模拟信号源101a产生的电压与多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf相比,是足够大的值时,全区输入电路和扩大区输入电路分别设置没有放大器的分压连接电路,可通过预先更改其分压比,使第1输入电压V10与第2输入电压V20的比率为规定的倍率。
根据本发明实施例装置1的车载电子控制装置100a,所述输入电路具有第1模拟开关111a,同时所述非易失性程序存储器104a包含成为误差信号输入手段303a和现状保持手段302b的程序,所述第1模拟开关111a是一种开关元件,设置在所述全区输入电路和所述扩大区输入电路中,切断所述可变模拟信号源101a与所述多路A/D变换器102之间的连接,强制形成与所述可变模拟信号源101a产生的电压为零的状态相同的状态,所述误差信号输入手段303a利用所述微处理器103a的第1指令信号SW1控制所述第1模拟开关101a通断,使所述误差信号存储手段303b工作,所述现状保持手段302b,使所述选择切换手段311选择并存放的数据存储器的内容保持所述误差信号输入手段303a工作瞬间之前的值,在所述误差信号输入手段303a运转中不变化。
因此,其特征在于,即使实际的输入信号不是零电压的状态,微处理器也能随时进行误差调整,同时在误差调整处理中,通过预先存储并保持上次的数字变换值,从而不发生错误的数字变换值。
根据本发明实施例装置1的车载电子控制装置100a,所述非易失性程序存储器104a包含基准倍率数据,该基准倍率数据用多个取样测量所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时的所述第2修正电压211的实测值V2与所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时的所述第1修正电压201的实测值V1的比率并将基于多个取样的平均值或中值等的统计值作为基准倍率R=V2/V1或其倒数的倒基准倍率预先存放,所述倍率校正手段312中用的校正倍率是所述基准倍率R。
因此,其特征在于,能用多个产品取样预先算出与部件偏差的中心值对应的基准倍率,所以实际产品中不会在输入电压的低电压区和高电压区的数字变换值连续性上产生大阶跃变动。
所述中间电压Vs的值可等于第2输入电压V20的数字变换值为最大输出电压Vb的理想中间电压或为比该理想中间电压小一点的值,即使中间电压Vs稍微变动,由相互比率算出的基准倍率R也不产生误差。
根据本发明实施例装置1的车载电子控制装置100a,所述非易失性程序存储器104a包含成为可变加权平均化手段312的程序,该可变加权平均化手段计算所述第2校正电压212a与所述第1修正电压201的重复部分(低电压区210a)的加权平均电压,所述第2校正电压212a与第1修正电压201之差的绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数减去越大的对第2校正电压212a所乘的加权系数(1~0)的值,同时所述绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数增加越大的对所述第1修正电压201所乘的加权系数(0~1)的值,从而求出加权平均值,将该加权平均值作为第2平均电压214a;所述选择切换手段311选择并使用所述第2平均电压214a,以代替所述第2校正电压212a。
因此,其特征在于,即使实际产品中第2校正电压212a与第1修正电压201的数字变换值连续性不充分,也能抑制数字变换值的快速变化,进行平缓的转过渡。
根据本发明实施例装置1的车载电子控制装置100a,在控制装置100a开始运作的时刻执行所述误差信号存储手段303b,同时所述非易失性程序存储器104a包含成为校正时期判断手段308的程序,该校正时期判断手段308每逢所希望的与产生周边温度变化的经历时间均衡的周期或该可变模拟信号源101a成为不使用状态,反复指令所述误差信号存储手段执行再次校正。
因此,其特征在于,通过提高误差调整频度,应对使用环境的变化,适时进行校正处理。
根据本发明实施例装置1的车载电子控制装置100a,所述非易失性程序存储器104a包含成为整数化手段314的程序,该整数化手段314对所述模拟信号的数字变换值乘规定的固定倍率N后,将其存放到所述RAM存储器105,所述固定倍率N即使在所述RAM存储器105存放的数值为最大值时,也被限制为所述微处理器103a能处理的数据位长以下,同时舍去所述第2校正电压212a或第2平均电压214a等倍率校正数据乘所述固定倍率N后残留的小数点以下的数值。
因此,其特征在于,最后得到的数字变换值不含小数点,所以其后的利用阶段中,微处理器103a的运算处理速度加快。
作为乘所述固定倍率N的时期,可以是从对RAM存储器105输入A/D变换值的时期至获得最后结论为止的任意时期。
实施方式2
下面说明示出本发明实施例装置2的总体电路框图的图4。
图4中,100b是装载在汽车上的例如发动机控制装置等车载电子控制装置,该电子控制装置连接作为多个模拟传感器之一的可变模拟信号源101b。
作为所述电子控制装置100b的部分内部组成单元,102是在电源端子Vcc和基准电压端子Vref连接DC5V的稳定电压的、分辩率为10位的电路AD变换器,该多路A/D变换器的第1输入端子CH1上施加0~5V的第1输入电压V10,同时第2输入端子CH2上施加0~5V的第2输入电压V20。
因此,受到数字变换的输入电压的最小单位为DC5/1023V5mV,该值相当于输入电压最大值的约0.1%。
所述多路A/D变换器102连接图中未示出的其它多个模拟信号输入,将各输入通道连接的模拟电压值依次加以数字变换后,存放到多路A/D变换器102内设置的缓存器。
103b是能同时处理例如32位数据的微处理器,104b是通过总线连接该微处理器的非易失性程序存储器,该程序存储器存放作为车载电子控制装置的各种控制程序和控制常数,同时存放成为本实施例中应用的各种控制手段的程序和控制数据。
105是通过总线与所述微处理器103b连接的运算处理用的RAM存储器,该RAM存储器还具有作为数据存储器的作用,构成所述微处理器103b适时读出所述多路AD变换器102内的缓存器存放的数字数据后,可写入所述RAM存储器105。
110b是供给所述第1输入电压V10,同时连接下拉电阻R15的第1放大器,该第1放大器的正输入端子通过输入电阻R12和后文说明的第1模拟开关111b连接所述可变模拟信号源101b,同时负输入端子连接分压电阻R13与反馈电阻R14的接点,所述反馈电阻R14连接所述第1放大器110b的输出端子。
111b是连接在所述可变模拟信号源101b与下拉电阻R11之间,同时还连接所述输入电阻R12的第1模拟开关,利用所述微处理器103b产生的第1指令信号SW1对该模拟开关进行通断控制。
112b是第2模拟开关,113是中间电压产生电路;所述微处理器103b使所述第1指令信号SW1停止之后产生第二指令信号SW2,从而切断所述第1模拟开关111b后,使第2模拟开关112b导通,可代替所述可变模拟信号源101b对所述输入电阻R12供给所述中间电压产生电路113的输出电压。
120b是提供所述第2输入电压V20,同时还连接下拉电阻R19的第2放大器,该第2放大器的正输入端子通过输入电阻R16连接所述第1输入端子CH1,同时负输入端子连接分压端子R17与反馈电阻R18的接点,所述反馈电阻R18连接所述第2放大器120b的输出端子。
因此,可用上述式1算出有关所述第1输入电压V10与第2输入电压V20的比率的理论倍率G。
示出图4的装置的输入电压特性线的图5中,横轴为以所述多路A/D变换器102的第1输入电压V10为基准的模拟输入电压,纵轴示出与第1输入电压V10和第2输入电压V20对应的数字变换值。作为模拟输入电压最大值的满刻度电压Vf相当于加在多路A/D变换器102的基准电压端子Vref上的电压,本实施例中为DC5V。
本实施例中,作为数字变换值的最大值的最大输出电压Vb为数字索引值1023。
200是与所述第1输入电压V10对应的数字变换值(即第1当前电压),该第1当前电压在所述第1输入电压V10为零时,包含第1误差电压RAM11。
201是以数字方式从所述第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压。
210是与所述第2输入电压V20对应的数字变换值(即第2当前电压);与所述第1输入电压V10相比,所述第2输入电压V20被按理论倍率放大G倍,因而在例如第1输入电压V10为V10=1.25V左右的中间电压时,该数字变换值达到最大输出电压Vb=1023。
所述第2当前电压210在所述第1输入电压V10为零时,包含第2误差电压RAM21。
211是以数字方式从第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压。
图4中的第1模拟开关111b开路、第2模拟开关112b开路时,在第1放大器110b的正输入端子施加中间电压产生电路113的一定电压;结果,把图5所示的中间电压Vs作为第1输入电压V10供给多路A/D变换器120。
设定式1的理论倍率G,使这时的第2输入电压V20大致等于多路A/D变换器102的满刻度输入电压。
212b是通过将第2修正电压211除以下式所示的校正倍率K或乘以下式所示的倒校正倍率H后得到的第2校正电压,该第2校正电压接在所述第1修正电压201的下方扩展位置。
校正倍率K=(RAM22-RAM21)/(RAM12-RAM11) ……(4)
倒校正倍率H=(RAM12-RAM11)/(RAM22-RAM21) ……(5)
其中,RAM12是作为第1输入电压V10为所述中间电压Vs时的第1输入电压V10所对应的数字变换值的第1中间电压,RAM22是作为第1输入电压V10为所述中间电压Vs时的第2输入电压V20所对应的数字变换值的第2中间电压,RAM11是第1误差电压,RAM21是第2误差电压。
说明作为对图4那样构成的本发明实施例装置2示出其作用、运作的说明运作用的流程图的图6。
图6中,400是微处理器103b的校正运作开始的步骤,构成该开始步骤经后文说明的运作结束步骤415反复激活。
401的步骤在所述步骤400后接着起作用,通过监视下一步骤402a中是否设定首次运作标记,判断是否首次运作402a的步骤在该步骤401的判断为“是”,即首次运作时起作用,将初始值写入到所述RAM存储器105的规定地址RAM00,同时设定首次运作标记(未示出),该首次运作标记在切断控制装置的电源前,一直将运作加以存储。
所述RAM00是写入与可变模拟信号源101b产生的电压成正比的数字变换值的数据存储器,在微处理器103b需要与可变模拟信号源101b产生的电压成正比的数字变换值时,随时读出并使用该RAM存储器的RAM00的内容。
402b的步骤在所述步骤402a后接着起作用,禁止写入,使RAM存储器的RAM00的内容不变;403a的步骤在该步骤402b后接着起作用,使第1指令信号SW1停止,切断第1模拟开关111b,同时使第二指令信号SW2也停止并预先切断第二模拟开关112b;403b的步骤在该步骤403a后接着起作用,将与第1输入电压V10对应的数字变换值作为第1误差电压RAM11写入RAM存储器105的第1地址,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2误差电压RAM21写入RAM存储器105的第2地址;404a的步骤在该步骤403b后接着起作用,使第1指令信号SW1停止,切断第1模拟开关111b,同时产生第2指令信号SW2,使第2模拟开关112b闭合,404b的步骤在该步骤404a后接着起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1中间电压RAM12写入到RAM存储器105的第3地址,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2中间电压RAM22写入到RAM存储器105的第4地址;406的步骤在该步骤404b后接着起作用,根据上述式4,算出校正倍率K并加以存储,407的步骤在该步骤406后接着起作用,产生第1指令信号SW1,使第1模拟开关111b闭合,同时停止第2指令信号SW2,使第2模拟开关112b阻断。
408的步骤在所述步骤401的判断为“否”,即不是首次运作时起作用,判断是否执行再次校正;该步骤408中,每逢与控制电路部周边温度产生变化的经历时间均衡的周期或可变模拟信号源101b为不使用状态,重复进行“是”的判断后,转移到所述步骤402b。
410的步骤在所述步骤408判断为“否”,即已进行定期校正时,或后续于所述步骤407起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM10写入RAM存储器105的第2虚拟区。
411的步骤在所述步骤410后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否小于最大输出电压Vb;412的步骤在该步骤411判断为“是”的低电压区起作用,将从第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压除以所述步骤406计算存储的校正倍率K,把所得到商存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;413的步骤在所述步骤411的判断为“否”的高电压区起作用,将从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压原样存放到RAM存储器105规定地址RAM00。414的步骤在所述步骤412或步骤413后起作用,使RAM存储器的RAM00的值乘以固定倍率N后,将其积盖写RAM存储器的RAM00;415是后续于该步骤414转移的运作结束步骤。
所述步骤406中,如果预先存储校正倍率K的倒数,可将步骤412中的除法运算换成乘法运算,乘法运算具有使微处理器103b的运算速度比除法运算快的优点。
所述步骤406中,预先存储放大倍率X=固定倍率N/校正倍率K的值,在步骤412乘所述放大倍率X,以代替除以校正倍率K,并且在步骤413乘固定倍率N。这样具有对步骤412的运算次数能减少的优点。
所述校正倍率K和固定倍率N,使用例如K=4.05、N=32的值。这时所述存储值X=7.9,但即使从步骤412的运算结果去掉小数点,也在预先放大32倍的数值的基础上去除小数点,所以误差不大。
如上所述,实施方式2将A/D变换的输入电压划分为低电压区和高电压区后,用使用中间电压产生电路113算出的校正倍率进行综合,并且用100段号的符号所示的图4、200段号的符号所示的图5和400段号的符号所示的图6进行说明。
根据本发明实施例装置2的车载电子控制装置100b,在通过多路A/D变换器102和微处理器103b将可变模拟信号源101b产生的电压作为数字值写入RAM存储器105的模拟信号输入电路中,所述模拟信号输入电路的一部分具有后文说明的全区输入电路和扩大区输入电路,同时所述微处理器103b使用能处理精度高于所述多路A/D变换器102的分辩率的位长的数字数据的处理器,与该微处理器协同工作的非易失性程序存储器104b包含成为后文说明的误差信号存储手段403b和倍率校正手段412和选择切换手段411的程序。
所述全区输入电路连接在所述可变模拟信号源101b与多路A/D变换器102的第1输入端子CH1之间,提供第1输入电压V10,并且在所述可变模拟信号源101b产生的电压为最大值时,包含按该第1输入电压V10大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第1放大器110b。
所述扩大区输入电路连接在所述可变模拟信号源101b与多路A/D变换器102的第2输入端子CH2之间,提供第2输入电压V20,并且在所述第1输入电压V10为小于最大值的规定中间电压Vs时,包含按该第2输入电压V20大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第2放大器120b。
所述误差信号存储手段403b在所述可变模拟信号源101b产生的电压为零时起作用,将所述第1输入电压V10的数字变换值作为第1误差电压RAM11写入所述RAM存储器105的第1地址,同时将所述第2输入电压V20的数字变换值作为第2误差电压RAM21写入所述RAM存储器105的第2地址,进行存储。
所述倍率校正手段412算出从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,将该第2修正电压211除以校正倍率K,从而获得第2校正电压212b,并且应用所述校正倍率K使该第2校正电压212b成为大致等于从作为所述第1输入电压V10的数字变换值的第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后所得的第1修正电压201的低电压区201a的值的关系。
所述选择切换手段411在所述第1输入电压V10处于所述中间电压Vs以下的低电压区时选择并使用所述第2校正电压212b,同时在所述第1输入电压V10处于所述中间电压Vs以上的高电压区时选择并使用所述第1修正电压201,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
根据本发明实施例装置2的车载电子控制装置100b,所述输入电路具有第1模拟开关111b,同时所述非易失性程序存储器104b包含成为误差信号输入手段403a和现状保持手段402b的程序,所述第1模拟开关111b是一种开关元件,设置在所述全区输入电路和所述扩大区输入电路中,切断所述可变模拟信号源101b与所述多路A/D变换器102之间的连接,强制形成与所述可变模拟信号源101b产生的电压为零的状态相同的状态,所述误差信号输入手段403a利用所述微处理器103b的第1指令信号SW1控制所述第1模拟开关111b通断,使所述误差信号存储手段403b工作,所述现状保持手段402b,使所述选择切换手段411选择并存放的数据存储器105的内容保持所述误差信号输入手段403a工作瞬间之前的值,在所述误差信号输入手段403a运转中不变化。
因此,其特征在于,即使实际的输入信号不是零电压的状态,微处理器103b也能随时进行误差调整,同时在误差调整处理中,预先存储并保持上次的数字变换值,从而不发生错误的数字变换值。
根据本发明实施例装置2的车载电子控制装置100b,所述非易失性程序存储器104b包含成为中间信号存储手段404b和倍率运算手段406的程序。
所述中间信号存储手段404b在将所述第1输入电压V10强制设定为大致等于所述中间电压Vs的值时起作用,把所述第1输入电压V10的数字变换值作为第1中间电压RAM12写入所述RAM存储器105的第3地址,同时把所述第2输入电压V20的数字变换值作为第2中间电压RAM22写入所述RAM存储器105的第4地址加以存储。
所述倍率运算手段406,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压,作为所述第1中间电压RAM12与第1误差电压RAM11之差的第1偏差电压与所述第2中间电压RAM22与第2误差电压RAM21之差的第2偏差电压的比率进行存储;所述倍率校正手段412中应用的校正倍率是所述倍率运算手段算出的校正倍率K。
因此,其特征在于,与应用基于产品取样数据的基准倍率或其倒倍率的场合相比,因为利用基于实物现品的学习功能计算校正倍率,所以即使电路电阻的偏差大,输入电压的低电压区与高电压区的数字变换值连续性也不产生阶跃变动。
根据本发明实施例装置2的车载电子控制装置100b,所述输入电路具有以下的中间电压产生电路113和第2模拟开关112b,同时所述非易失性程序存储器104b包含以下的中间信号输入手段404a和现状保持手段402b。
所述中间电压产生电路113是产生小于所述可变模拟信号源101b产生的电压的最大值的规定的中间信号电压的基准电压产生电路,所述第2模拟开关112b是一种开关元件,设置在所述全区输入电路和扩大区输入电路中,将所述中间电压产生电路113的中间信号电压通过所述全区输入电路和扩大区输入电路施加到所述多路A/D变换器102的第1和第2输入端子VH1和CH2上,以代替所述可变模拟信号源101b。所述中间信号输入手段404a利用所述微处理器103b的第2指令信号SW2对所述第2模拟开关112b进行通断控制,使所述中间信号存储手段404b工作;所述现状保持手段402b使所述选择切换手段411选择并存放的RAM存储器105的内容保持所述中间信号输入手段404a工作瞬间之前的值,在所述中间信号输入手段404a运转中不变化。
因此,即使实际的输入信号不是中间信号电压状态,微处理器103b也能随时进行校正倍率的学习运算,同时在运算处理中存储并保持上次的数字变换值,因而不发生错误的数字变换值。
根据本发明实施例装置2的车载电子控制装置100b,在控制装置100b开始运作的时刻执行所述误差信号存储手段403b、中间信号存储手段404b和倍率运算手段412,同时所述非易失性程序存储器104b还包含成为校正时期判断手段408的程序,该校正时期判断手段408每逢所希望的与产生周边温度变化的经历时间均衡的周期或该可变模拟信号源成为不使用状态,反复指令所述误差信号存储手段403b、中间信号存储手段404b和倍率运算手段412执行再次校正。
因此,其特征在于,通过提高误差调整和倍率运算的频度,应对使用环境的变化,适时进行校正处理。
根据本发明实施例装置2的车载电子控制装置100b,所述非易失性程序存储器104b包含成为整数化手段414的程序,该整数化手段414对所述模拟信号电压的数字变换值乘以规定的固定倍率N后,将其存放到所述RAM存储器105,所述固定倍率N即使在所述RAM存储器105存放的数值为最大值时,也被限制为所述微处理器103b能处理的数据位长以下,同时舍去所述第2校正电压212b的倍率校正数据乘所述固定倍率N后残留的小数点以下的数值。
因此,其特征在于,最后得到的数字变换值不含小数点,所以其后的利用阶段中,微处理器的运算处理速度加快。
实施方式3
下面说明示出本发明实施例装置3的总体电路框图的图7。
图7中,100c是装载在汽车上的例如发动机控制装置等车载电子控制装置,该电子控制装置连接作为多个模拟传感器之一的可变模拟信号源101c。
作为所述电子控制装置100c的部分内部组成单元,102是在电源端子Vcc和基准电压端子Vref连接DC5V的稳定电压的、分辩率为10位的多路AD变换器,该多路A/D变换器的第1输入端子CH1上施加0~5V的第1输入电压V10,同时第2输入端子CH2上施加0~5V的第2输入电压V20。
因此,受到数字变换的输入电压的最小单位为DC5/1023V5mV,该值相当于输入电压最大值的约0.1%。
所述多路A/D变换器102连接图中未示出的其它多个模拟信号输入,将各输入通道连接的模拟电压值依次加以数字变换后,存放到多路A/D变换器102内设置的缓存器。
103c是能同时处理例如32位数据的微处理器,104c是通过总线连接该微处理器的非易失性程序存储器,该程序存储器存放作为车载电子控制装置的各种控制程序和控制常数,同时存放成为本实施例中应用的各种控制手段的程序和控制数据。
105是通过总线与所述微处理器103c连接的运算处理用的RAM存储器,该RAM存储器还具有作为数据存储器的作用,构成所述微处理器103c适时读出所述多路AD变换器102内的缓存器存放的数字数据后,可写入所述RAM存储器105。
110c是供给所述第1输入电压V10,同时连接下拉电阻R25的第1放大器,该第1放大器的正输入端子通过输入电阻R22和限流电阻R20连接所述可变模拟信号源101c,同时负输入端子连接分压电阻R23与反馈电阻R24的接点,所述反馈电阻R24连接所述第1放大器110c的输出端子。
111c是对所述可变模拟信号源101c与限流电阻R20的串联电路并联的第1模拟开关,利用所述微处理器103c产生的第1指令信号SW1对该模拟开关进行通断控制。
120c是供给所述第2输入电压V20,同时还连接下拉电阻R29的第2放大器,该第2放大器的正输入端子通过输入电阻R26和所述限流电阻R20连接所述可变模拟信号源101c,同时负输入端子连接分压电阻R27与反馈电阻R28的接点,所述反馈电阻R28连接所述第2放大器120c的输出端子。
因此,可用下式算出有关所述1输入电压V10与第2输入电压V20的比率的理论倍率G。
理论倍率G=V20/V10=[(R27+R28)/R27]/[(R23+R24)/R23]……(6)
示出图7的装置的输入电压特性线的图8(A)中,横轴为以所述多路A/D变换器102的第1输入电压V10为基准的模拟输入电压,纵轴示出与第1输入电压V10和第2输入电压V20对应的数字变换值。
作为模拟输入电压最大值的满刻度电压Vf相当于加在多路A/D变换器102的基准电压端子Vref上的电压,本实施例中为DC5V。
本实施例中,作为数字变换值的最大值的最大输出电压Vb为数字索引值1023。
200是与所述第1输入电压V10对应的数字变换值(即第1当前电压),该第1当前电压在所述第1输入电压V10为零时,包含第1误差电压RAM11。
201是以数字方式从所述第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压。
210是与所述第2输入电压V20对应的数字变换值(即第2当前电压);与所述第1输入电压V10相比,所述第2输入电压V20被按理论倍率放大G倍,因而例如在第1输入电压V10为V10=1.25V左右的中间电压时,该数字变换值达到最大输出电压Vb=1023。
所述第2当前电压210在所述第1输入电压V10为零时,包含第2误差电压RAM21。
211是以数字方式从第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压。
212c是通过将第2修正电压211除以上述式4算出的校正倍率K或乘以式5算出的倒校正倍率H后得到的第2校正电压,该第2校正电压接在所述第1修正电压201的下方扩展位置。
其中,RAM12是作为第1输入电压V10等于所述中间电压Vs时的第1输入电压V10所对应的数字变换值的第1中间电压,RAM22是作为第1输入电压V10等于所述中间电压Vs时的第2输入电压V20所对应的数字变换值的第2中间电压,RAM11是第1误差电压,RAM21是第2误差电压。
所述中间电压Vs是由可变模拟信号源101c偶尔获得的中间电压,为了保持上述式4、式5的精度,在RAM22的值为最大输出电压Vb以下,而且值比最大输出电压Vb小一点的认定输出电压Va以上时,执行式4、式5的校正倍率K或倒校正倍率H的运算。
213c是将所述第2修正电压211除以式6算出的理论倍率G后得到的第2推断电压,如果所述第1、第2放大器110c、120c的放大率准确地等于理论倍率,则所述第2推断电压213c与所述第1修正电压201的低电压区201a重叠。
然而,图7中的分压电阻R23、R27和反馈电阻R24、R28的电阻值存在偏差,即使采用例如误差0.1%的高精度电阻,尽管不大,也产生偏移,含有该误差程度与所述多路A/D变换器102的分辨率相同的问题。因此,所述第2推断电压213c难以和所述第1修正电压201的低电压区201a完全重叠。
但是,实际上可用作为基于许多产品取样的实测平均值的基准倍率R代替所述理论倍率G,使该误差减小。
放大示出输入电压的低电压区的图8(B)中,201a是所述第1修正电压201的低电压区,213c是所述第2推断电压,214c是第2平均电压,可用下式算出该第2平均电压。
V214=[V201×α+V213(1-α)]/2 ……(7)
α=V211/(Vb-RAM21) ……(8)
其中V201=第1修正电压
V213=第2推断电压
V214=第2平均电压
α=加权系数Vb=最大输出电压RAM21=第2误差电压
说明作为对图7那样组成的本发明实施例装置3示出其作用、运作的运作说明用流程图的图9。
图9中,500是微处理器103c的校正运作开始的步骤,构成该开始步骤经后文说明的运作结束步骤反复激活。
501的步骤在所述步骤500后接着起作用,通过监视下一步骤502a中是否设定首次运作标记,判断是否首次运作;502a的步骤在该步骤501的判断为“是”,即首次运作时起作用,将初始值写入到所述RAM存储器105的规定地址RAM00,同时设定首次运作标记(未示出),该首次运作标记在切断控制装置的电源前,一直助记运作。
所述RAM00是写入与可变模拟信号源101c产生的电压成正比的数字变换值的数据存储器,微处理器103c在需要与可变模拟信号源101c产生的电压成正比的数字变换值时,随时读出并使用该RAM存储器的RAM00的内容。
502b的步骤在所述步骤502a后接着起作用,禁止写入,使RAM存储器的RAM00的内容不变;503a的步骤在该步骤502b后接着起作用,产生第1指令信号SW1,使第1模拟开关111c闭合,从而使输入信号为零电压状态;503b的步骤在该步骤503a后接着起作用,将与第1输入电压V10对应的数字变换值作为第1误差电压RAM11写入RAM存储器105的第1地址,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2误差电压RAM21写入RAM存储器105的第2地址;504a的步骤在该步骤503b后接着起作用,使第1指令信号SW1停止,切断第1模拟开关111c,从而使输入信号有效,504b的步骤在该步骤504a后接着起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1中间电压RAM12写入到RAM存储器105的第3地址,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2中间电压RAM22写入到RAM存储器105的第4地址。
505的步骤在所述步骤504b后接着起作用,判断是否在步骤504b中存储的第2中间电压RAM22的值为多路A/D变换器102的最大输出电压Vb以下、而且在值比该最大输出电压Vb小一点的认定输出电压Va以上的范围(即认定区);506a的步骤在该步骤505的判断为“是”,也即为认定区时起作用,根据所述的式5计算并存储倒校正倍率H,同时设定更新标记(未示出),以表示进行倒校正倍率H的计算;514a的步骤在该步骤506a后接着起作用,计算并存储所述倒校正倍率H与固定倍率N的乘积,即放大倍率X。
508的步骤在所述步骤501判断为否,也即不是首次运作时起作用,判断是否执行再次校正,该步骤508每逢与控制电路周边温度产生变化的经历时间均衡的周期或可变模拟信号源101c成为不使用状态,反复进行“是”的判断后,转移到所述步骤502b。
509a的步骤在步骤508的判断为“否”,也即判断为不是校正时期时起作用,借助所述步骤506a运算并存储倒校正倍率H;514a的步骤判断是否计算并存储放大倍率X。
在所述步骤509a的判断为“否”,也即没有存储放大倍率X时,转移到所述步骤504b,与所述步骤508判断为不是校正时期无关,其转移目的处为图中虚线所示的步骤502b也可以。
510a的步骤在步骤509a的判断为“是”,也即存储放大倍率X时,或后续于所述步骤514a起作用,把第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟区,同时把第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM20写入RAM存储器105的第2虚拟区。
511a的步骤在所述步骤510a后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否小于最大输出电压Vb;512a的步骤在该步骤511a的判断为“是”的低电压区起作用,对从所述第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211乘所述步骤514a中算出并存储的放大倍率X,并将其乘积存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;513a的步骤在所述步骤511a的判断为“否”的高电压区起作用,对从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201乘固定倍率N,并将其乘积存放到RAM存储器105的规定地址RAM00。
506b的步骤在所述步骤判断为“否”,也即所述步骤504b中存储的第2中间电压RAM22不是规定的认定区内的值时起作用,使所述步骤506a中设定的更新标记复原;509b的步骤在该步骤506b后接着起作用,判断所述步骤514a是否运算并存储放大倍率X,在该步骤509b的判断为“是”,也即已存储放大倍率X时,转移到所述步骤510a。
510b的步骤在所述步骤509b的判断为“否”,也即所述步骤514a尚未运算并存储放大倍率X时起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM20写入RAM存储器105的第2虚拟区;514b的步骤运算并存储将固定倍率N除以基准倍率R后得到的放大倍率Y。
所述基准倍率R的数据为:用多个取样测量所述第1输入电压大致等于所述中间电压时的所述第2修正电压实测值V2与所述第1输入电压大致等于所述中间电压时的所述第1修正电压实测值V1,将基于多个取样的平均值或中值的统计值作为基准倍率R=V2/V1或作为其倒数的倒基准倍率,预先存放到非易失性存储器104c。固定倍率N使用例如固定值N=32,用于将处理的数值整数化。
511b的步骤在所述步骤514b后接着起作用,判断所述步骤510b中存储的第2当前电压RAM20是否小于最大输出电压Vb;512b的步骤在该步骤511b的判断为“是”的低电压区起作用,对从所述第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211乘所述步骤514b中算出并存储的放大倍率Y,并将其乘积存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;513b的步骤在所述步骤511b的判断为“否”的高电压区起作用,对从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201乘固定倍率N,并将其乘积存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;515是在所述步骤512a或步骤513a或步骤512b或步骤513b后接着进行转移的运作结束步骤。
以上那样,实施方式3将A/D变换的输入电压划分为低电压区和高电压区后,用不使用中间电压产生电路113算出的校正倍率进行综合,并且用100段号的符号所示的图7、200段号的符号所示的图8和300段号的符号所示的图9进行说明。
根据本发明实施例装置3的车载电子控制装置100c,在通过多路A/D变换器102和微处理器103b将可变模拟信号源101c产生的电压作为数字值写入RAM存储器105的模拟信号输入电路中,所述模拟信号输入电路的一部分具有后文说明的全区输入电路和扩大区输入电路,同时所述微处理器103c使用能处理精度高于所述多路A/D变换器102的分辨率的位长的数字数据的处理器,与该微处理器103c协同工作的非易失性程序存储器104c包含成为后文说明的误差信号存储手段503b和倍率校正手段512a和选择切换手段511a的程序。
所述全区输入电路连接在所述可变模拟信号源101c与多路A/D变换器102的第1输入端子CH1之间,提供第1输入电压V10,并且在所述可变模拟信号源101c产生的电压为最大值时,包含按该第1输入电压V10大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第1放大器110c。
所述扩大区输入电路连接在所述可变模拟信号源101c与多路A/D变换器102的第2输入端子CH2之间,提供第2输入电压V20,并且在所述第1输入电压V10为小于最大值Vf的规定中间电压Vs时,包含按该第2输入电压V20大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第2放大器120c。
所述误差信号存储手段503b在所述可变模拟信号源101c产生的电压为零时起作用,将所述第1输入电压V10的数字变换值作为第1误差电压RAM11写入所述RAM存储器105的第1地址,同时将所述第2输入电压V20的数字变换值作为第2误差电压RAM21写入所述RAM存储器105的第2地址,进行存储。
所述倍率校正手段512a算出从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,将该第2修正电压211除以校正倍率K或乘以倒校正倍率H,从而获得第2校正电压212c,并且应用所述校正倍率K使该第2校正电压212c成为大致等于从作为所述第1输入电压V10的数字变换值的第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后所得的第1修正电压201的低电压区201a的值的关系。
所述选择切换手段511a在所述第1输入电压V10处于所述中间电压Vs以下的低电压区时选择并使用所述第2校正电压212c,同时在所述第1输入电压V10处于所述中间电压Vs以上的高电压区时选择并使用所述第1修正电压201,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
根据本发明实施例装置3的车载电子控制装置100c,所述输入电路具有第1模拟开关111c,同时所述非易失性程序存储器104c包含成为误差信号输入手段503a和现状保持手段502b的程序,所述第1模拟开关111c是一种开关元件,设置在所述全区输入电路和所述扩大区输入电路中,使所述可变模拟信号源101c与所述多路A/D变换器102之间的输入电路短路,强制形成与所述可变模拟信号源101c产生的电压为零的状态相同的状态,所述误差信号输入手段503a利用所述微处理器103c的第1指令信号SW1控制所述第1模拟开关111c通断,使所述误差信号存储手段503b工作,所述现状保持手段402c使所述选择切换手段511a选择并存放的数据存储器的内容保持所述误差信号输入手段503a工作瞬间之前的值,在所述误差信号输入手段503a运转中不变化。
因此,其特征在于,即使实际的输入信号不是零电压的状态,微处理器103c也能随时进行误差调整,同时在误差调整处理中,预先存储并保持上次的数字变换值,从而不发生错误的数字变换值。
又,其特征还在于,与切断输入信号电路相比,将输入电路短路而形成零电压状态的方法使噪声难混入。
根据本发明实施例装置3的车载电子控制装置100c,所述非易失性程序存储器104c包含成为所述中间信号存储手段504b、倍率运算手段506a以及中间信号检验手段505的程序。
所述中间信号存储手段504b在所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs的值时起作用,把所述第1输入电压V10的数字变换值作为第1中间电压RAM12写入所述RAM存储器105的第3地址,同时把所述第2输入电压V20的数字变换值作为第2中间电压RAM22写入所述RAM存储器105的第4地址加以存储。
所述倍率运算手段506a,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压或倒校正倍率H=第1偏差电压/第2偏差电压,作为所述第1中间电压RAM12与第1误差电压RAM11之差的第1偏差电压与所述第2中间电压RAM22与第2误差电压RAM21之差的第2偏差电压的比率进行存储。
所述中间信号检验手段505判断所述中间信号存储手段504b存储的第2中间电压RAM22是否在所述多路A/D变换器102的最大输出电压Vb以下、而且值比该最大电压小一点的认定输出电压Va以上的认定区内,所述第2中间电压RAM22在所述认定区内时,使所述中间信号存储手段504b存储的第1、第2中间电压RAM12、RAM22有效,执行所述倍率运算手段506a的倍率运算;所述倍率校正手段512a中应用的校正倍率是所述倍率运算手段506a算出的校正倍率K或倒校正倍率H。
因此,具有以下效果:与应用基于产品取样数据的基准倍率或其倒倍率的场合相比,因为利用基于实物现品的学习功能计算校正倍率或者倒校正倍率,所以即使电路电阻的偏差大,输入电压的低电压区与高电压区的数字变换值连续性也不产生变动。
而且,由于不必专门准备基准电压源,以获得第2中间电压,能构成廉价、小型的输入电路。
又,其特征在于,测量的第2中间电压RAM22小,因而能防止倍率运算的误差变大。
根据本发明实施例装置3的车载电子控制装置100c,所述非易失性程序存储器104c包含成为以下的基准倍率数据R、校正存储判断手段509b、准倍率校正手段512b和准选择切换手段511b。
所述基准倍率数据为:用多个取样测量所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时的所述第2修正电压211的实测值V2与所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时的所述第1修正电压201的实测值V1的比率,并将基于多个取样的平均值或中值等的统计值作为基准倍率R=V2/V1或其倒数的倒基准倍率预先存放。
所述校正存储判断手段509b判断所述倍率运算手段506a是否运算并存储校正倍率K或倒校正倍率H。
在所述校正存储判断手段509b的判断为未存储时,执行所述准倍率校正手段512b,以代替所述倍率校正手段512a,该准倍率校正手段512b把从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211除以所述基准倍率R或乘以基准倍率R的倒数,从而算出第2推断电压213c。
在所述校正存储判断手段509b的判断为未存储时,执行所述准选择切换手段511b,以代替所述选择切换手段511a,该准选择切换手段511b在所述第1输入电压V10处在小于所述中间电压Vs的低电压区时,选择并使用所述第2推断电压213c,同时在所述第1输入电压V10处在所述中间电压Vs以上的高电压区时,选择并使用从作为所述第1输入电压V10的数字变换值的第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201,并且指示将与选择结果成正比的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
因此,其特征在于,在输入信号电压有时成为适合第2中间电压的值前的期间是得不到基于倍率运算的校正倍率的状态的情况下,应用基于取样数据的基准倍率,输入电压的低电压区和高电压区的数字变换连续性不会产生大阶跃变动,同时测量认定区内的第2中间电压,运算并存储校正倍率后,改善输入电压的低电压区和高电压区的数字变换值的连续性,从而进一步提高总的数字变换精度。
而且,由于不必专门准备基准电压源,以获得第2中间电压,能构成廉价、小型的输入电路。
根据本发明实施例装置3的车载电子控制装置100c,所述非易失性程序存储器104包含成为可变加权平均化手段512b的程序,该可变加权平均化手段512b计算所述第2推断电压213c与第1修正电压201的重复部分的加权平均电压,所述第2推断电压213c与第1修正电压201之差的绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数减去越大的第2推断213c电压所乘的加权系数(1~0)的值,同时所述绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数增加越大的所述第1修正电压201所乘的加权系数(0~1)的值,从而求出加权平均值,将该加权平均值作为第2平均电压214c;所述准选择切换手段选择并使用所述第2平均电压214c,以代替所述第2推断电压213c。
因此,其特征在于,即使实际产品中第2推断电压213c与第1修正电压201的数字变换值连续性不充分,也能抑制数字变换值的快速变化,进行平缓的过渡。
根据本发明实施例装置3的车载电子控制装置100c,在控制装置100c开始工作的时刻执行所述误差信号存储手段503b、中间信号存储手段504b、中间信号检验手段505和倍率运算手段506a,同时所述非易失性程序存储器104c包含成为所述定期校正时期判断手段508和非定期校正时期判断手段509a的程序。
所述定期校正时期判断手段508每逢所希望的与产生周边温度变化的经历时间均衡的周期或该可变模拟信号源101c成为不使用状态,反复进行再次校正,并指令执行所述误差信号存储手段503b、中间信号存储手段504b、中间信号检验手段505和倍率运算手段506a。
所述非定期校正时期判断手段509a在所述运作开始时刻和定期校正时期中所述中间信号检验手段505的检验结果为认定区外时起作用,指令后续运算周期中重复执行所述中间信号存储手段504b和中间信号检验手段505,并且在该中间信号检验手段505的判断为认定区内时,执行所述倍率运算手段506a。
因此,其特征在于,快速发现输入信号电压偶尔适合中间电压的机会,并且如果中间信号检验手段505的判断为认定区内,就直接进行倍率运算,从而可将倍率校正手段应用的校正倍率从基准倍率R置换成基于倍率运算的校正倍率K,对全区输入电压进行高精度的数字变换。
根据本发明实施例装置3的车载电子控制装置100c,所述非易失性程序存储器104c包含成为整数化手段514a、514b的程序,该整数化手段514a、514b对所述模拟信号电压的数字变换值乘规定的固定倍率N后,将其存放到所述RAM存储器105,所述固定倍率N即使在所述RAM存储器105存放的数值为最大值时,也被限制为所述微处理器103c能处理的数据位长以下,同时舍去所述第2校正电压212c、第二推断电压213c、或者第二平均电压214等的倍率校正数据乘所述固定倍率N后残留的小数点以下的数值。
因此,其特征在于,最后得到的数字变换值不含小数点,所以其后的利用阶段中,微处理器103c的运算处理速度加快。
实施方式4
下面说明示出本发明实施例装置4的总体电路框图的图10。
图10中,100d是装载在汽车上的例如发动机控制装置等车载电子控制装置,该电子控制装置连接作为多个模拟传感器之一的废气传感器106。
作为所述电子控制装置100d的部分内部组成单元,102是在电源端子Vcc和基准电压端子Vref连接DC5V的稳定电压的、分辨率为10位的多路AD变换器,该多路A/D变换器的第1输入端子CH1上施加0~5V的第1输入电压V10,同时第2输入端子CH2上施加0~5V的第2输入电压V20。
所述多路A/D变换器102连接图中未示出的其它多个模拟信号输入,将各输入通道连接的模拟电压值依次加以数字变换后,存放到多路A/D变换器102内设置的缓存器。
103d是例如能同时处理32位数据的微处理器,104d是通过总线连接该微处理器的非易失性程序存储器,该程序存储器存放作为车载电子控制装置的各种控制程序和控制常数,同时存放成为本实施例中应用的各种控制手段的程序和控制数据。
105是通过总线与所述微处理器103d连接的运算处理用的RAM存储器,该RAM存储器还具有作为数据存储器的作用,构成所述微处理器103d适时读出所述多路AD变换器102内的缓存器存放的数字数据后,可写入所述RAM存储器105。
所述废气传感器106具有氧化锆固体电解质材料组成的氧泵激元件106a和氧化锆固体电解质材料组成的氧浓淡电池元件106b,所述氧泵激元件106a和氧浓度电池元件106b收装在气体扩散多孔材料(未示出)组成的气体通路壁构成的气体检测室,并利用陶瓷制的电热器(未示出)控制成一定温度环境。
114是由比较控制电路构成的泵激电流供给电路,115是例如450mV固定电压的基准电压产生电路,所述比较电路的负输入端子上施加所述氧浓淡电池元件106b产生的氧浓度检测电压,同时所述比较电路的正输入端子上施加所述基准电压产生电路115的基准电压,并且进行泵激电流的供给,使所述氧浓度检测电压等于基准电压450mV。
根据泵激电流供给电路114供给的泵激电流Ip的大小、正负,增减所述气体检测室内的氧浓度,泵激电流Ip对空燃比A/F(即供给发动机的混合气的空气重量A对燃料重量F的比率)的关系为:对例如A/F=10、14.57、40而言,Ip=-4.4、0、3.8mA的值,尤其在A/F为无限大的大气环境中,Ip=6.0mA。
116是对所述泵激元件106a供给负电流用的偏置电源,111d是连接在泵激电流供给电路14与氧泵激元件106a之间的馈电切断用模拟开关,101d是将连接在所述泵激电流供给电路114的输出端子与所述氧泵激元件106a之间的电流检测电阻R31两端的电压作为模拟信号源的可变模拟信号源,正泵激电流Ip从所述泵激电流供给电路114通过馈电切断用模拟开关111d、电流检测电阻R31、氧泵激元件106a、偏置电源116,对氧泵激元件106a进行馈电。
负泵激电流Ip从所述偏置电源116通过氧泵激元件106a、电流检测电阻R31、馈电切断用模拟开关111d、泵激电流供给电路114,对氧泵激元件106a进行馈电。
R32和R33是相互串联的分压电阻,该分压电阻连接所述馈电切断用模拟开关111d与电流检测电阻R31的接点,同时所述分压电阻R33上并联连接并联电阻R37。
R34和R35是相互串联的分压电阻,该分压电阻施加所述电流检测电阻R31与氧泵激元件106a的接点的电压。
110d是对所述多路A/D变换器102的第1输入端子CH1供给第1输入电压V10,同时还连接下拉电阻R30的第1放大器,该第1放大器的正输入端子连接分压电阻R32与R33的接点,同时负输入端子连接分压电阻R34与R35的接点,并通过反馈电阻R36连接所述第1放大器110d的输出端子。
117a是由所述分压电阻R32与R33、R34与R35、并联电阻R37构成的第1分压电路,R38是与所述偏置电源116并联的电阻,所述分压电阻R33和并联电阻R37的负端连接所述偏置电源116。
作为所述各电阻的设计值,设计成对称,即R32=R34、R33=R35、R36=R37,将所述第1放大器110d构成通过把作为可变模拟信号源101d的电流检测电阻R31两端的电压与偏置电源116的电压相加,使所述第1输入电压V10不为负值。
120d是对多路A/D变换器102的第2输入端子CH2供给第2输入电压V20,同时还连接下拉电阻R40的第2放大器,117b是由与所述第1分压电路117a同等的电路构成,并且连接所述电流检测电阻R31的两端的第2分压电路,所述第2放大器120d的负输入端子通过反馈电阻R46连接所述第2放大器120d的输出端子。
结果,可根据用所述第1分压电路117a和第2分压电路117b选择的电路常数,计算所述第1输入电压V10与第2输入电压V20的比率,从而获得规定的理论倍率G。
示出图10的装置的输入电压特性线的图11(A)中,横轴为以所述多路A/D变换器102的第1输入电压V10为基准的模拟输入电压,纵轴示出与第1输入电压V10和第2输入电压V20对应的数字变换值。
作为模拟输入电压最大值的满刻度电压Vf相当于加在多路A/D变换器102的基准电压端子Vref上施加的电压,本实施例中为DC5V。
本实施例中,作为数字变换值的最大值的最大输出电压Vb为数字索引值1023。
200是与所述第1输入电压V10对应的数字变换值(即第1当前电压),该第1当前电压在所述第1输入电压V10为偏压Vd时,包含该偏压Vd的数字变换值,即与基准偏压V0之间的第1误差电压RAM11。
所述偏压Vd是由偏置电源116供给的电压,且电流检测电阻R31两端的电压为零。
201是以数字方式从所述第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压,图11(B)的201b示出其中间区。
210是与所述第2输入电压V20对应的数字变换值(即第2当前电压);与所述第1输入电压V10相比,所述第2输入电压V20被按理论倍率放大G倍,因而在例如第1输入电压V10为V10=3V左右的中间电压时,该数字变换值达到最大输出电压Vb=1023。
所述第2当前电压210在所述第1输入电压V10为偏压Vd时,对基准偏压V0包含第2误差电压RAM21。
211是以数字方式从第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压。
在放大表示输入电压的中间区的图11(B)中,201b是所述第1修正电压201的中间区,212d是把从所述第2修正电压211减去基准偏压V0后得到的第2增量值除以理论倍率G并将其商加基准偏压V0后所得的第2校正电压,所述第1、第2放大器110d、120d的放大率,即对电流检测电阻R31两端的电压的放大倍率,如果准确地等于所述理论倍率G,则所述第2校正电压212d与所述第1修正电压201的中间区201b重叠。
然而,图10中的第1分压电路117a、第2分压电路117b以及反馈电阻R36和R46的电阻值存在偏差,即使采用例如误差0.1%的高精度电阻,尽管不大,也产生偏移,含有该误差程度与所述多路A/D变换器102的分辨率相同的问题。因此,所述第2校正电压212d难以和所述第1修正电压201的中间区201b完全重叠。
但是,实际上可用作为基于许多产品取样的实测平均值的基准倍率R代替所述理论倍率G,使该误差减小。
214d是第2平均电压,该第二平均电压是计算所述第2校正电压212d和所述第1修正电压201的中间区201b的加权平均电压的手段,所述第2校正电压212d与第1修正电压201的中间区201b的差的绝对值越大,该加权平均运算的加权系数减第2校正电压212d所乘的加权系数(1~0)的值越大,同时所述绝对值越大,该加权平均运算的加权系数加所述第1修正电压201的中间区201b所乘的加权系数(0~1)的值越大。
因此,第1输入电压V10和第2输入电压都在成为偏压Vd的基准点附近重视所述第2校正电压212d,并且越远离该基准点,越重视第1修正电压,使从所述中间区往外侧转移时不产生突然变化。
所述中间区处在所述第2当前值210大致等于最大输出电压Vb的中间电压Vs的下方区域,是第2当前电压210为0并且所述第2校正电压212d的值成为下限输出电压Vc前的区域。
说明作为对图10那样组成的本发明实施例装置4示出其作用、运作的运作说明用流程图的图12。
图12中,600是微处理器103d的校正运作开始的步骤,构成该开始步骤经后文说明的运作结束步骤615反复激活。
601的步骤在所述步骤600后接着起作用,通过监视下一步骤602a中是否设定首次运作标记,判断是否首次运作;602a的步骤在该步骤601的判断为“是”,即首次运作时起作用,将初始值写入到所述RAM存储器105的规定地址RAM00,同时设定首次运作标记(未示出),该首次运作标记在切断控制装置的电源前,一直助记运作。
所述RAM00是写入与将偏压加在可变模拟信号源101d产生的电压上得到的合计电压成正比的数字变换值的数据存储器,微处理器103d在需要与所述合计电压成正比的数字变换值时,随时读出并使用该RAM存储器的RAM00的内容。
602b的步骤在所述步骤602a后接着起作用,禁止写入,使RAM存储器的RAM00的内容不变603a的步骤在该步骤602b后接着起作用,停止第1指令信号SW1,切断第1模拟开关111d;603b的步骤在该步骤603a后接着起作用,把从第1输入电压V10所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第1误差电压RAM11写入RAM存储器105的第1地址,同时把从第2输入电压V20所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第2误差电压RAM21写入RAM存储器105的第2地址;604的步骤在该步骤603b后接着起作用,产生第1指令信号SW1,使第1模拟开关111d导通;606的步骤在步骤604后接着起作用,读出基准倍率R,该步骤606读出的基准倍率R的数据为:对第1输入电压V10等于中间电压Vs时的第2修正电压211的实测值V2与第1输入电压V10等于中间电压Vs时的第1修正电压201的实测值V1的比率V2/V1,测量多个产品抽样所对应的实测平均比率,将其作为基准不理R预先存放在非易失性存储器104d。
所述基准偏压V0是施加正常偏压Vd时的原数字变换值,实际偏压Vd存在误差时,产生所述误差电压RAM11、RAM21。
608的步骤在所述步骤601判断为否,也即不是首次运作时起作用,判断是否执行再次校正,该步骤608每逢与控制电路周边温度产生变化的经历时间均衡的周期或在断燃料状态亦即废气传感器106为不使用状态,反复进行“是”的判断后,转移到所述步骤602b。
610的步骤在所述步骤608判断为“否”,也即已进行定期校正时起作用,或后续于所述步骤606起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟存储区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM20写入RAM存储器105的第2虚拟存储区。
611的步骤在所述步骤610后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否大于0且小于最大输出电压Vb;612的步骤在该步骤611判断为是时的中间区起作用,计算从所述第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,又将从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到的第2增量值除以所述步骤606中读出的基准倍率R,并把所得的商加基准偏压V0后得到的第2校正电压212d存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;613的步骤在所述步骤611的判断为“否”的外侧区域起作用,把从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201原样存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;614的步骤后续于所述步骤612或步骤613起作用,对RAM00存储器的值乘固定倍率N后,将所得的积盖写在RAM00存储器上;615的步骤是后续于该步骤614接着转移的运作结束步骤。
也可在所述步骤612进行所述可变加权平均,并存放到规定地址RAM00。
如果在所述步骤606存储基准倍率的倒数,可将步骤612的除法运算换成乘法运算,从而具有乘法运算比除法运算微处理器103d的运算速度快的优点。
在所述步骤606预先存储放大倍率X=固定倍率N/基准倍率R的值,在步骤612乘所述放大倍率X,以代替除以所述基准倍率R,并且在步骤613乘固定倍率N。这样具有能减少对步骤612的运算次数。
作为所述基准倍率R和固定倍率N,使用例如R=3.05、N=32的值。这时所述放大比率X=10.49,即使从步骤612的运算结果去掉小数点,也在预先放大32倍的基础上去除小数点,因而误差不大。
如上所述,实施方式4将A/D变换的输入电压划分为中间区和外侧区,用基准倍率R进行综合,并且用100段号的符号所示的图10、200段号的符号所示的图11和600段号的符号所示的图12进行说明。
根据本发明实施例装置4的车载电子控制装置100d,在通过多路A/D变换器102和微处理器103d将可变模拟信号源产生的电压作为数字值写入RAM存储器105的模拟信号输入电路中,所述模拟信号输入电路的一部分使用具有氧泵激元件106a和氧浓淡电池元件106b的废气传感器106,并且配备对所述氧泵激元件106a供给正负泵激电流的泵激电流供给电路114、设在该泵激电流供给电路的电流检测电阻R31以及将偏压加在对该电流检测电阻两端的电压进行差动放大后得到的正负信号电压上的偏置电源116,以构成可变模拟电路,其中该可变模拟信号电路具有后文说明的全区输入电路和扩大区输入电路,同时所述微处理器103d使用能处理精度高于所述多路A/D变换器102的分辨率的位长的数字数据的处理器,与该微处理器103d协同工作的非易失性程序存储器104d包含成为后文说明的误差信号存储手段603b和倍率校正手段612a和选择切换手段611的程序。
所述全区输入电路连接在所述可变模拟信号电路与多路A/D变换器102的第1输入端子CH1之间,提供第1输入电压V10,并且在所述可变模拟信号电路的输出电压为最大值时,包含按该第1输入电压V10大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第1放大器110d。
所述扩大区输入电路连接在所述可变模拟信号电路与多路A/D变换器102的第2输入端子CH2之间,提供第2输入电压V20,并且在所述第1输入电压V10为小于最大值Vf的规定中间电压Vs时,包含按该第2输入电压V20大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第2放大器120d。
所述误差信号存储手段603b是在所述电流检测电阻R31两端的电压为零、所述第1和第2输入电压V10、V20均为规定的偏压Vd时起作用,求偏离作为与符合标准的正常偏压对应的原数字变换值的基准偏压V0的误差电压的手段,并且能够将从所述第1输入电压V10的数字变换值减去所述基准偏压V0后所得的值作为第1误差电压RAM11写入所述RAM存储器105的第1地址,同时将从所述第2输入电压V20的数字变换值减去所述基准偏压V0后所得的值作为第2误差电压RAM21写入所述RAM存储器的第2地址加以存储。
所述倍率校正手段612算出从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21所得的第2修正电压211,将从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0所得到第二增量电压除以校正倍率或乘以倒倍率后,加上所述基准偏压V0,从而获得第2校正电压212d,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压212d成为大致等于从作为所述第1输入电压V10的数字变换值的第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后所得的第1修正电压201的中间区201b的值的关系。
所述选择切换手段611在所述第1输入电压V10处于所述中间电压以下的中间区201b时选择并使用所述第2校正电压212d,同时在所述第1输入电压V10处于所述中间区以外的外侧区时选择并使用所述第1修正电压201,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
根据本发明实施例装置4的车载电子控制装置100d,所述泵激电流供给电路114具有馈电切断用模拟开关111d,同时所述非易失性程序存储器104d包含成为误差信号输入手段603a、断燃料检测手段608和现状保持手段602b中的至少一种手段的程序;所述馈电切断用模拟开关111d通过将对所述电流检测电阻R31的通电电流切断强制使所述全区输入电路和扩大区输入电路的输入信号电压等于所述偏压Vd;所述误差信号输入手段603a利用所述微处理器103d产生的第1指令信号SW1对所述馈电切断用模拟开关111d进行通断控制,使所述误差信号存储手段603b工作。
所述断燃料检测手段608在行车开始瞬间之前或下坡惯性行车时或减速惯性行车时控制电源虽接通却不进行燃料供给的状态下,判断为断燃料状态,所述现状保持手段602b使所述选择切换手段611选择存放的RAM存储器105的内容保持所述误差信号输入手段603a工作瞬间之前的值,在所述误差信号输入手段603a工作中不变化;所述误差信号输入手段603a在所述断燃料检测手段608工作中或所述现状保持手段602b工作中,使所述误差信号存储手段603b工作。
因此,其特征在于,即使实际的电流检测电阻R31两端的电压不是零电压状态,微处理器103d也能随时进行对偏压的误差调整,同时通过在误差调整处理中预先存储并保持上次的数字变换值,不产生错误的数字变换值。
尤其在断燃料中进行误差调整,则该状态下不利用废气传感器的输出,因而不影响空燃比。
根据本发明实施例装置4的车载电子控制装置100d,所述非易失性程序存储器104d包含基准倍率数据,该基准倍率数据用多个取样测量所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到第2增量电压的实测值V2与所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第1修正电压201减去所述基准偏压V0后得到的第1增量电压的实测值V1的比率,并将基于多个取样的平均值或中值等的统计值作为基准倍率R=V2/V1或其倒数的倒基准倍率预先存放;所述倍率基准手段612中应用的基准倍率为所述基准倍率R。
因此,其特征在于,能预先利用多个产品的取样算出部件偏差中值所对应的基准倍率R,因而实际产品中第2基准电压212d与第1修正电压201的连续性不会产生阶跃变动。
根据本发明实施例装置4的车载电子装置100d,所述非易失性程序存储器104d包含成为可变加权平均化手段612的程序,该可变加权平均化手段612计算所述第2校正电压212d与第1修正电压201的重复部分的加权平均电压,所述第2校正电压212d与第1修正电压201之差的绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数减去越大的第2校正电压212d所乘的加权系数(1~0)的值,同时所述绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数增加越大的所述第1修正电压201所乘的加权系数(0~1)的值,从而求出加权平均值,将该加权平均值作为第2平均电压214d;所述准选择切换手段611选择并使用所述第2平均电压214d,以代替所述第2校正电压212d。
因此,其特征在于,即使实际产品中第2校正电压212d与第1修正电压201的数字变换值连续性不充分,也能抑制数字变换值的快速变化,进行平缓的过渡。
根据本发明实施例装置4的车载电子控制装置100d,在控制装置100d开始工作的时刻执行所述误差信号存储手段603d,同时所述非易失性程序存储器104d包含成为校正时期判断手段608的程序,该校正时期判断手段608每逢断燃料状态,也即每逢废气传感器106成为不使用状态,指令重复执行所述误差信号存储手段603b。
因此,其特征在于,每逢进行下坡行车和减速惯性行车,进行误差调整,因而能应对使用环境的变化,适时进行校正处理。
根据本发明实施例装置4的车载电子控制装置100d,所述非易失性程序存储器104d包含成为整数化手段614的程序,该整数化手段614对所述模拟信号的数字变换值乘规定的固定倍率N后,将其存放到所述RAM存储器105,所述固定倍率N即使在所述RAM存储器105存放的数值为最大值时,也被限制为所述微处理器103d能处理的数据位长以下,同时舍去所述第2校正电压212d或者第二平均电压214d等的倍率校正数据乘所述固定倍率N后残留的小数点以下的数值。
因此,其特征在于,最后得到的数字变换值不含小数点,所以其后的利用阶段中,微处理器103d的运算处理速度加快。
实施方式5
下面说明示出本发明实施例装置5的总体电路框图的图13。
图13中,100e是装载在汽车上的例如发动机控制装置等车载电子控制装置,该电子控制装置连接作为多个模拟传感器之一的废气传感器106。
作为所述电子控制装置100e的部分内部组成单元,102是在电源端子Vcc和基准电压端子Vref连接DC5V的稳定电压的、分辨率为10位的多路AD变换器,该多路A/D变换器的第1输入端子CH1上施加0~5V的第1输入电压V10,同时第2输入端子CH2上施加0~5V的第2输入电压V20。
所述多路A/D变换器102连接图中未示出的其它多个模拟信号输入,将各输入通道连接的模拟电压值依次加以数字变换后,存放到多路A/D变换器102内设置的缓存器。
103e是例如能同时处理32位数据的微处理器,104e是通过总线连接该微处理器的非易失性程序存储器,该程序存储器存放作为车载电子控制装置的各种控制程序和控制常数,同时存放成为本实施例中应用的各种控制手段的程序和控制数据。
105是通过总线与所述微处理器103e连接的运算处理用的RAM存储器,该RAM存储器还具有作为数据存储器的作用,构成所述微处理器103e适时读出所述多路AD变换器102内的缓存器存放的数字数据后,可写入所述RAM存储器105。
所述废气传感器106与图10的传感器相同,也具有氧泵激元件106a和氧浓淡电池元件106b,并且由泵激电流供给电路114供电。
116是对所述泵激元件106a供给负电流用的偏压电源,111e是连接在泵激电流供给电路14与氧泵激元件106a之间的馈电切断用模拟开关,101e是将连接在所述泵激电流供给电路114的输出端子与所述氧泵激元件106a之间的电流检测电阻R31两端的电压作为模拟信号源的可变模拟信号源,正泵激电流Ip从所述泵激电流供给电路114通过馈电切断用模拟开关111e、电流检测电阻R31、氧泵激元件106a、偏压电源116,对氧泵激元件106a进行馈电。
负泵激电流Ip从所述偏压电源116通过氧泵激元件106a、电流检测电阻R31、馈电切断用模拟开关111e、泵激电流供给电路114,对氧泵激元件106a进行馈电。
R32和R33是相互串联的分压电阻,该分压电阻连接所述馈电切断用模拟开关111e与电流检测电阻R31的接点,同时所述分压电阻R33上并联连接并联电阻R37。
R34和R35是相互串联的分压电阻,该分压电阻施加所述电流检测电阻R31与氧泵激元件106a的接点的电压。
110e是对所述多路A/D变换器102的第1输入端子CH1供给第1输入电压V10,同时还连接下拉电阻R30的第1放大器,该第1放大器的正输入端子连接分压电阻R32与R33的接点,同时负输入端子连接分压电阻R34与R35的接点,并通过反馈电阻R36连接所述第1放大器110e的输出端子。
117a是由所述分压电阻R32与R33、R34与R35、并联电阻R37构成的第1分压电路,R38是与所述偏压电源116并联的电阻,所述分压电阻R33和并联电阻R37的负端连接所述偏压电源116。
作为所述各电阻的设计值,设计成对称,即R32=R34、R33=R35、R36=R37,将所述第1放大器110e构成通过把作为可变模拟信号源101e的电流检测电阻R31两端的电压与偏压电源116的电压相加,使所述第1输入电压V10不为负值。
120e是对所述多路A/D变换器102的第2输入端子CH2供给第2输入电压V20,同时还连接下拉电阻R40的第2放大器,117b是由与所述第1分压电路117a同等的电路构成,并且连接所述电流检测电阻R31的两端的第2分压电路,所述第2放大器120e的负输入端子通过反馈电阻R46连接所述第2放大器120e的输出端子。
结果,可根据用所述第1分压电路117a和第2分压电路117b选择的电路常数,计算所述第1输入电压V10与第2输入电压V20的比率,从而获得规定的理论倍率G。
R39是并联电阻,112e是减流检测用模拟开关,该减流检测用模拟开关与并联电阻R39相互串联,并且对所述电流检测电阻R31并联,同时利用所述微处理器103e产生的第2指令SW2对减流检测用模拟开关112e进行通断控制。
还构成在长期停止的发动机开始运作瞬间之前、下坡惯性行车时、减速惯性行车时等不进行燃料喷射的断燃料状态下,泵激电流Ip成为规定的最大值,因而这时所述减流检测用模拟开关112e闭合,使电流检测电阻R31连接并联电阻R39,从而获得中间电压Vs。
但是,废气传感器106的环境温度成为适当值前,得不到所述最大泵激电流Ip,因而不进行后文说明的校正倍率K或倒校正倍率H的计算,进行基于理论倍率G或基准倍率R的校正运算。
示出图13的装置的输入电压特性线的图14(A)中,横轴为以所述多路A/D变换器102的第1输入电压V10为基准的模拟输入电压,纵轴示出与第1输入电压V10和第2输入电压V20对应的数字变换值。
作为模拟输入电压最大值的满刻度电压Vf相当于加在多路A/D变换器102的基准电压端子Vref上的电压,本实施例中为DC5V。
本实施例中,作为数字变换值的最大值的最大输出电压Vb为数字索引值1023。
200是与所述第1输入电压V10对应的数字变换值(即第1当前电压),该第1当前电压在所述第1输入电压V10为偏压Vd时,包含该偏压Vd的数字变换值,即与基准偏压V0之间的第1误差电压RAM11。
所述偏压Vd是由偏置电源116供给的电压,且电流检测电阻R31两端的电压为零。
201是以数字方式从所述第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压,图14(B)的201b示出其中间区。
210是与所述第2输入电压V20对应的数字变换值(即第2当前电压);与所述第1输入电压V10相比,所述第2输入电压V20被按理论倍率放大G倍,因而在例如第1输入电压V10为V10=3V左右的中间电压时,该数字变换值达到最大输出电压Vb=1023。
所述第2当前电压210在所述第1输入电压V10为偏压Vd时,对基准偏压V0包含第2误差电压RAM21。
211是以数字方式从所述第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压。212e是从第2修正电压211减去基准偏压V0后得到的第2增量值乘以倒校正倍率H,并对其结果加基准偏压V0后得到的第2基准电压,由上述的式5算出所述倒校正倍率H。
在放大表示输入电压的中间区的图14(B)中,201b是所述第1修正电压201的中间区,213e是把从所述第2修正电压211减去基准偏压V0后得到的第2增量值除以理论倍率G并将其商加基准电压V0后所得的第2推断电压,在尚未算出所述倒校正倍率时使用该第2推断电压。
所述第1、第2放大器110e、120e的放大率,即对电流检测电阻R31两端的电压的放大倍率,如果准确地等于所述理论倍率G,则所述第2推断电压213e与所述第1修正电压201的中间区201b重叠。
然而,图13中的第1分压电路117a、第2分压电路117b以及反馈电阻R36和R46的电阻值存在偏差,即使采用例如误差0.1%的高精度电阻,尽管不大,也产生偏移,含有该误差程度与所述多路A/D变换器102的分辨率相同的问题。因此,所述第2推断电压213e难以和所述第1修正电压201的中间区201b完全重叠。
但是,实际上可用作为基于许多产品取样的实测平均值的基准倍率R代替所述理论倍率G,使该误差减小。
214e是第2平均电压,该平均电压是计算所述第2推断电压213e和所述第1修正电压201的中间区201b的加权平均电压的手段,所述第2推断电压213e与第1修正电压201的中间区201b的差的绝对值越大,该加权平均运算的加权系数减第2推断电压213e所乘的加权系数(1~0)的值越大,同时所述绝对值越大,该加权平均运算的加权系数加所述第1修正电压201的中间区201b所乘的加权系数(0~1)的值越大。
因此,第1输入电压V10和第2输入电压都在成为偏压Vd的基准点附近重视所述第2推断电压213e,并且越远离该基准点,越重视第1修正电压,使从所述中间区往外侧转移时不产生突然变化。
所述中间区处在所述第2当前值210大致等于最大输出电压Vb的中间电压Vs的下方区域,是第2当前电压210为0并且所述第2推断电压213e的值成为下限输出电压Vc前的区域。
说明作为对图13那样组成的本发明实施例装置5示出其作用、运作的运作说明用流程图的图15。
图15中,700是微处理器103e的校正运作开始的步骤,构成该开始步骤经后文说明的运作结束步骤715反复激活。
701的步骤在所述步骤700后接着起作用,通过监视下一步骤702a中是否设定首次运作标记,判断是否首次运作;702a的步骤在该步骤701的判断为“是”,即首次运作时起作用,将初始值写入到所述RAM存储器105的规定地址RAM00,同时设定首次运作标记(未示出),该首次运作标记在切断控制装置的电源前,一直助记运作。
所述RAM00是写入与将偏压与可变模拟信号源101e产生的电压相加所得到的合计电压成正比的数字变换值的数据存储器,微处理器103e在需要与所述合计电压成正比的数字变换值时,随时读出并使用该RAM存储器的RAM00的内容。
703a的步骤在该步骤702a后接着起作用,停止第1指令信号SW1,切断馈电切断用模拟开关111e,同时也停止第2指令信号SW2,使减流检测用模拟开关112e为开放状态;703b的步骤在该步骤703a后接着起作用,把从第1输入电压V10所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第1误差电压RAM11写入RAM存储器105的第1地址,同时把从第2输入电压V20所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第2误差电压RAM21写入RAM存储器105的第2地址;704a的步骤在该步骤703b后接着起作用,产生第1指令信号SW1,使馈电切断用模拟开关111e闭合,同时也产生第2指令信号SW2,使减流检测用模拟开关112e为闭合状态704b的步骤在该704a步骤后接着起作用,把从第1输入电压V10所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第1中间电压RAM12写入RAM存储器105的第3地址,同时把从第2输入电压V20所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第2中间电压RAM22写入RAM存储器105的第4地址。
所述基准偏压V0是施加正常偏压Vd时的原数字变换值,实际偏压Vd存在误差时,产生所述第1、第2误差电压RAM11、RAM21。
705的步骤在所述步骤704b后接着起作用,判断是否将基准偏压与在步骤704b中存储的第2中间电压RAM22相加所得到的值为多路A/D变换器102的最大输出电压Vb以下、而且在值比该最大输出电压Vb小一点的认定输出电压Va以上的范围(即认定区);706a的步骤在该步骤705的判断为“是”,也即为认定区时起作用,根据所述的式5计算并存储倒校正倍率H,同时设定更新标记(未示出),以表示进行倒校正倍率H的计算;707a的步骤在该步骤706a后接着起作用,产生第1指令信号SW1,使馈电切断用模拟开关111e闭合,同时停止第2指令信号SW2,使减流检测用模拟开关112e为开放状态。
709c的步骤在所述步骤701的判断为“否”,也即不是首次运作时起作用,判断是否为停止燃料喷射的断燃料状态;708的步骤在该步骤709c的判断为“是”,也即处于断燃料状态时起作用,并判断是否执行再次校正,该步骤708按与控制电路部周边温度产生变化的经历时间均衡的周期反复进行“是”的判断后。转移倒所述步骤703a。
709a的步骤在所述步骤708的判断为“否”,即判断为不是校正时期时起作用,并判断所述步骤706a是否运算并存储倒校正倍率H,该步骤709a的判断为“否”,也即没有运算并存储倒校正倍率H时,转移到所述步骤703a,与所述步骤708判断为不是校正时期无关。
710a的步骤在所述步骤709a的判断为“是”,也即已运算并存储倒校正倍率H时起作用,或后续于所述步骤707a起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟存储区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM20写入RAM存储器105的第2虚拟存储区。
711a的步骤在所述步骤710a后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否大于0且小于最大输出电压Vb;712a的步骤在该步骤711a判断为“是”时的中间区起作用,计算从所述第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,又将从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到的第2增量值乘以所述步骤706a中算出的倒校正倍率H,并把所得的乘积加基准偏压V0后得到的第2校正电压212e存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;713a的步骤在所述步骤711a的判断为“否”的外侧区域起作用,把从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201原样存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;714的步骤后续于所述步骤712a或步骤713a起作用,对RAM00存储区的值乘固定倍率N后,将所得的积盖写在RAM00存储区上;715的步骤是后续于该步骤714接着转移的运作结束步骤。
706b的步骤在所述步骤705的判断为“否”,也即所述步骤704b中存储的第2中间电压RAM22与基准偏压V0的合计值不是规定认定区内的值时起作用,使所述步骤706a设定更新标记复原707b的步骤在该步骤706b后接着起作用,产生第1指令信号SW1,使馈电切断用模拟开关111e闭合,同时停止第2指令信号SW2,使减流检测用模拟开关112e为开放状态;709b的步骤在所述步骤709c的判断为“否”,也即不是断燃料状态时起作用,或后续于所述步骤707b起作用,判断所述步骤706a是否运算并存储倒校正倍率H,并且在该步骤709b的判断为“是”,也即存储倒校正倍率H时,转移到所述步骤710a。
710b的步骤在所述步骤709b的判断为“否”,也即尚未运算并存储倒校正倍率H时起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟存储区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM20写入RAM存储器105的第2虚拟存储区;711b的步骤在该步骤710b后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否大于0且小于最大输出电压Vb;712b的步骤在该步骤711b判断为“是”时的中间区起作用,计算从所述第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,又将从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到的第2增量值除以基准倍率R,并把所得的商加基准偏压V0后得到的第2推断电压213e存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;713b的步骤在所述步骤711b的判断为“否”的外侧区域起作用,把从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201原样存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;在所述步骤712b或步骤713b后接着转移到所述步骤714。
所述步骤712b中使用的基准倍率R的数据为:对所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到第2增量电压的实测值V2与所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第1修正电压201减去所述基准偏压V0后得到的第1增量电压的实测值V1的比率V2/V1,测量多个产品取样所对应的实测平均比率,将其作为基准倍率R预先存放在非易失性程序存储器104e。
也可在所述步骤712b进行所述可变加权平均。并存放到规定地址RAM00。
如果预先存储基准倍率R的倒数,可将步骤712的除法运算换成乘法运算,从而具有乘法运算比除法运算微处理器103e的运算速度快的优点。
在所述步骤706b预先存储放大倍率X=固定倍率N×倒校正倍率H的值,在步骤712a乘所述放大倍率X,以代替除以所述倒校正倍率H,并且在步骤713a乘固定倍率N。这样具有能减少对步骤712a的运算次数。
步骤712b和步骤713b的运算也同样,作为所述基准倍率R、倒校正倍率H和固定倍率N,使用例如R=3.05、H=0.328、N=32的值。这时所述放大比率X=10.49,即使从步骤714的运算结果去掉小数点,也在预先放大32倍的基础上去除小数点,因而误差不大。
以上那样,实施方式5将A/D变换的输入电压划分为中间区和外侧区后,有效利用以中间电压供给手段算出的倒校正倍率进行综合,并且用100段号的符号所示的图13、200段号的符号所示的图14和700段号的符号所示的图15进行说明。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,在通过多路A/D变换器102和微处理器103e将可变模拟信号源产生的电压作为数字值写入RAM存储器105的模拟信号输入电路中,所述可变模拟信号源的一部分使用具有氧泵激元件106a和氧浓淡电池元件106b的废气传感器106,并且配备对所述氧泵激元件106a供给正负泵激电流的泵激电流供给电路114、设在该泵激电流供给电路114的电流检测电阻R31以及将偏压加在对该电流检测电阻两端的电压进行差动放大后得到的正负信号电压上的偏压电源116,以构成可变模拟电路,其中该可变模拟信号电路具有后文说明的全区输入电路和扩大区输入电路,同时所述微处理器103e使用能处理精度高于所述多路A/D变换器102的分辨率的位长的数字数据的处理器,与该微处理器103e协同工作的非易失性程序存储器104e包含成为后文说明的误差信号存储手段703b和倍率校正手段712a和选择切换手段711a的程序。
所述全区输入电路连接在所述可变模拟信号电路与多路A/D变换器102的第1输入端子CH1之间,提供第1输入电压V10,并且在所述可变模拟信号电路的输出电压为最大值时,包含按该第1输入电压V10大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第1放大器110e。
所述扩大区输入电路连接在所述可变模拟信号电路与多路A/D变换器102的第2输入端子CH2之间,提供第2输入电压V20,并且在所述第1输入电压V10为小于最大值Vf的规定中间电压Vs时,包含按该第2输入电压V20大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第2放大器120e。
所述误差信号存储手段703b在所述电流检测电阻R31两端的电压为零、所述第1和第2输入电压V10、V20均为规定的偏压Vd时起作用,求出偏离作为符合规格的正常偏压所对应的原数字变换值的基准偏压V0的误差电压,并且将从所述第1输入电压V10的数字变换值减去所述基准偏压V0后所得的值作为第1误差电压RAM11写入所述RAM存储器105的第1地址,同时将从所述第2输入电压V20的数字变换值减去所述基准偏压V0后所得的值作为第2误差电压RAM21写入所述RAM存储器105的第2地址加以存储。
所述倍率校正手段712a从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21,算出第2修正电压211,将从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0后所得到的第二增量除以校正倍率或乘以倒倍率后,加上所述基准偏压V0,从而获得第2校正电压212e,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压212e成为大致等于从作为所述第1输入电压的数字变换值的第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后所得的第1修正电压201的中间区201b的值的关系。
所述选择切换手段711a在所述第1输入电压V10处于所述中间电压以下的中间区201b时选择并使用所述第2校正电压212e,同时在所述第1输入电压V10处于所述中间区以外的外侧区时选择并使用所述第1修正电压201,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,所述泵激电流供给电路114具有馈电切断用模拟开关111e,同时所述非易失性程序存储器104e包含成为误差信号输入手段703a和断燃料检测手段709c的程序;所述馈电切断用模拟开关111e通过将对所述电流检测电阻R31的通电电流切断,强制使所述全区输入电路和扩大区输入电路的输入信号电压等于所述偏压Vd;所述误差信号输入手段703a利用所述微处理器103e产生的第1指令信号SW1对所述馈电切断用模拟开关111e进行通断控制,使所述误差信号存储手段703b工作;所述断燃料检测手段709c在行车开始瞬间之前或下坡惯性行车时或减速惯性行车时控制电源虽接通却不进行燃料供给的状态下,判断为断燃料状态;所述误差信号输入手段703a在所述断燃料检测手段709c工作中使所述误差信号存储手段703b工作。
因此,其特征在于,即使实际的电流检测电阻R31两端的电压不是零电压状态,只要正在断燃料,微处理器103e就也能随时进行对偏压的误差调整,同时由于此状态下不利用废气传感器106的输出,不影响空燃比的控制。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,所述非易失性程序存储器104e包含成为中间信号存储手段704b和倍率运算手段706a的程序。所述中间信号存储手段704b在将所述第1输入电压V10强制设定为大致等于所述中间电压Vs的值时起作用,把从所述第1输入电压V10的数字变换值减去基准偏压V0后得到的值作为第1中间电压RAM12写入所述RAM存储器105的第3地址,同时把从所述第2输入电压V20的数字变换值减去所述基准偏压V0后得到的值作为第2中间电压RAM22写入所述RAM存储器105的第4地址加以存储。所述倍率运算手段706a,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压或倒校正倍率H=第1偏差电压/第2偏差电压,作为所述第1中间电压RAM12与第1误差电压RAM11之差的第1偏差电压与所述第2中间电压RAM22与第2误差电压RAM21之差的第2偏差电压的比率进行存储。所述倍率校正手段712a中用的校正倍率为所述倍率运算手段706a算出的校正倍率K或倒校正倍率H。
因此,其特征在于,与应用基于产品取样数据的基准倍率R或其倒倍率相比,由于利用基于实物现品的学习功能算出校正倍率K或倒校正倍率H,即使电路的电阻偏差大,中间电压以下的中间区的数字变换值的连续性也不会产生阶跃变动。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,所述泵激电流供给电路114具有减流检测用模拟开关112e,同时所述非易失性程序存储器104e包含成为断燃料检测手段709c和减流指令手段704a的程序。
所述减流检测用模拟开关112e是一种开关元件,对所述电流检测电阻R31的并联电阻R39串联,并且在使合成电流检测电阻减小以进行最大电流通电时强制使所述全区输入电路的扩大区输入电路的输入信号电压为中间信号电压Vs。所述断燃料检测手段709c在行车开始瞬间之前或下坡惯性行车时或减速惯性行车时虽接通控制电源却不进行燃料供给的状态下,判断为断燃料状态。
所述减流检测指令手段704a在所述断燃料检测手段709c检测出断燃料状态时,利用所述微处理器产生的第2指令信号SW2,对所述减流检测用模拟开关112e进行通断控制,以便使所述中间信号存储手段704b工作。
因此,其特征在于,即使实际的电流检测电阻R31两端的电压不是中间信号电压状态,如果正在断燃料,微处理器就也能随时进行校正倍率的学习运算。
其特征又在于,在断燃料中进行所述学习运算,并且此状态下不利用废气传感器,因而不影响空燃比的控制;其特征还在于,利用氧泵激电流成为最大值,获得中间电压,因而不必准备中间电压信号用的基准电压源。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,所述非易失性程序存储器104e包含成为中间信号检验手段705的程序,该中间信号检验手段705判断所述多路A/D变换器最大输出电压Vb以下、而且值比该最大电压Vb小一点所认定输出电压Va以上的认定区内是否包含所述中间信号存储手段704b存储的第2中间电压RAM 22加所述基准偏压V0后得到的合计值,所述合计值在所述认定区内时,使所述中间信号存储手段704b存储的第1、第2中间电压RAM12、RAM22为有效,执行所述倍率运算手段706a的倍率运算。
因此,其特征在于,即使是断燃料状态,在废气传感器的温度低而得不到足够的氧泵激电流Ip时,通过使测量的第2中间电压无效,也能不进行错误的倍率运算。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,所述非易失性程序存储器104e包含成为以下的基准倍率数据、校正存储判断手段709b、准倍率校正手段712b和准选择切换手段711b。
所述基准倍率数据为:用多个取样测量所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到的第2增量电压的实测值V2与所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第1修正电压201减去所述基准偏压V0后得到的第1增量电压的实测值V1的比率,并将基于多个取样的平均值或中值等的统计值作为基准倍率R=V2/V1或其倒数的倒基准倍率预先存放。
所述校正存储判断手段709b判断所述倍率运算手段706a是否运算并存储校正倍率K或倒校正倍率H;
在所述校正存储判断手段709b的判断为未存储时,执行所述准倍率校正手段712b,以代替所述倍率校正手段712a,该准倍率校正手段712b从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21,算出第2修正电压211,将从该第二修正电压211减去所述基准偏压V0后所得到的第二增量电压除以所述基准倍率R或乘以倒倍率后加上所述基准偏压V0,从而算出第2推断电压213e。
在所述校正存储判断手段709b的判断为未存储时,执行所述准选择切换手段711b,以代替所述选择切换手段711a,该准选择切换手段711b在所述第1输入电压V10处在小于所述中间电压Vs的中间区时,选择并使用所述第2推断电压213e,同时在所述第1输入电压V10处在所述中间区以外的外侧区时,选择并使用所述第1修正电压201,并且指示将与选择结果成正比的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
因此,其特征在于,在废气传感器106的环境温度达到规定值前的期间,即使将减流检测用模拟开关112e闭合也得不到适当的第2中间电压,从而得不到基于倍率运算手段706a的校正倍率K的状态下,应用基于取样数据的基准倍率R,输入电压的中间区和中间区以外的外侧区的数字变换值的连续性也不会产生大阶跃变动。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,所述非易失性程序存储器104e包含成为可变加权平均化手段712b的程序,该可变加权平均化手段712b计算所述第2推断电压213e与第1修正电压201的重复部分的加权平均电压,所述第2推断电压213e与第1修正电压201之差的绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数减去越大的第2推断电压213e所乘的加权系数(1~0)的值,同时所述绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数增加越大的所述第1修正电压201所乘的加权系数(0~1)的值,从而求出加权平均值,将该加权平均值作为第2平均电压214e,所述准选择切换手段711b选择并使用所述第2平均电压214e,以代替所述第2推断电压213e。
因此,其特征在于,即使在运算并存储校正倍率前的时间点上第2推断电压213e与第1修正电压201的数字变换值连续性不充分,也能抑制数字变换值的快速变化,进行平缓的过渡。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,在控制装置100e开始工作的时刻执行所述误差信号存储手段703b、中间信号存储手段704b、中间信号检验手段705和倍率运算手段706a,同时所述非易失性程序存储器104e包含成为定期校正时期判断手段708和非定期校正时期判断手段709a。
所述定期校正时期判断手段708每逢所希望的与产生周边温度变化的经历时间均衡的周期,反复进行再次校正,并指令执行所述误差信号存储手段703b、中间信号存储手段704b、中间信号检验手段705和倍率运算手段706a。所述非定期校正时期判断手段709a在所述运作开始时刻和定期校正时期中所述中间信号检验手段705的检验结果为认定区外时起作用,指令后续运算周期中重复执行所述中间信号存储手段704b和中间信号检验手段705,并且在该中间信号检验手段705的判断为认定区内时,执行所述倍率运算手段706a。
因此,其特征在于,快速发现输入信号电压适合中间电压Vs的值的机会,并且如果中间信号检验手段705的判断为认定区内,就直接进行倍率运算,从而可将倍率校正手段应用的校正倍率从基准倍率R置换成基于倍率运算的校正倍率K,对全区输入电压进行高精度的数字变换。
根据本发明实施例装置5的车载电子控制装置100e,所述非易失性程序存储器104e包含成为整数化手段714的程序,该整数化手段714对所述模拟信号电压的数字变换值乘规定的固定倍率N后,将其存放到所述RAM存储器105,所述固定倍率N即使在所述RAM存储器105存放的数值为最大值时,也被限制为所述微处理器103e能处理的数据位长以下,同时舍去所述第2校正电压212e或第2推断电压213e或第2平均电压214e等的倍率校正数据乘所述固定倍率N后残留的小数点以下的数值。
因此,其特征在于,最后得到的数字变换值不含小数点,所以其后的利用阶段中,微处理器103e的运算处理速度加快。
实施方式6
下面说明示出本发明实施例装置6的总体电路框图的图16。
图16中,100f是装载在汽车上的例如发动机控制装置等车载电子控制装置,该电子控制装置连接作为多个模拟传感器之一的废气传感器106。
作为所述电子控制装置100f的部分内部组成单元,102是在电源端子Vcc和基准电压端子Vref连接DC5V的稳定电压的、分辨率为10位的多路AD变换器,该多路A/D变换器的第1输入端子CH1上施加0~5V的第1输入电压V10,同时第2输入端子CH2上施加0~5V的第2输入电压V20。
所述多路A/D变换器102连接图中未示出的其它多个模拟信号输入,将各输入通道连接的模拟电压值依次加以数字变换后,存放到多路A/D变换器102内设置的缓存器。
103f是例如能同时处理32位数据的微处理器,104f是通过总线连接该微处理器的非易失性程序存储器,该程序存储器存放作为车载电子控制装置的各种控制程序和控制常数,同时存放成为本实施例中应用的各种控制手段的程序和控制数据。
105是通过总线与所述微处理器103f连接的运算处理用的RAM存储器,该RAM存储器还具有作为数据存储器的作用,构成所述微处理器103f适时读出所述多路AD变换器102内的缓存器存放的数字数据后,可写入所述RAM存储器105。
所述废气传感器106与图10的传感器相同,也具有氧泵激元件106a和氧浓淡电池元件106b,并且由泵激电流供给电路114供电。
116是对所述泵激元件106a供给负电流用的偏置电源,111f是与连接在泵激电流供给电路114与氧泵激元件106a之间的电流检测电阻R31并联并且通过将该电流检测电阻R31的两端短路切断对电流检测电阻R31馈电的馈电切断用模拟开关,101f是将所述电流检测电阻R31两端的电压作为模拟信号源的可变模拟信号源,正泵激电流Ip从所述泵激电流供给电路114通过电流检测电阻R31、氧泵激元件106a、偏置电源116,对氧泵激元件106a进行馈电。
负泵激电流Ip从所述偏置电源116通过氧泵激元件106a、电流检测电阻R31、泵激电流供给电路114,对氧泵激元件106a进行馈电。
R32和R33是相互串联的分压电阻,该分压电阻连接所述泵激电流供给电路114与电流检测电阻R31的接点,同时所述分压电阻R33上并联连接并联电阻R37。
R34和R35是相互串联的分压电阻,该分压电阻施加所述电流检测电阻R31与氧泵激元件106a的接点的电压。
110f是对所述多路A/D变换器102的第1输入端子CH1供给第1输入电压V10,同时还连接下拉电阻R30的第1放大器,该第1放大器的正输入端子连接分压电阻R32与R33的接点,同时负输入端子连接分压电阻R34与R35的接点,并通过反馈电阻R36连接所述第1放大器110f的输出端子。
117a是由所述分压电阻R32与R33、R34与R35、并联电阻R37构成的第1分压电路,R38是与所述偏置电源116并联的低电阻,所述分压电阻R33和并联电阻R37的负端连接所述偏置电源116。
作为所述各电阻的设计值,设计成对称,即R32=R34、R33=R35、R36=R37,将所述第1放大器110f构成通过把作为可变模拟信号源101f的电流检测电阻R31两端的电压与偏置电源116的电压相加,使所述第1输入电压V10不为负值。
120f是对多路A/D变换器102的第2输入端子CH2供给第2输入电压V20,同时还连接下拉电阻R40的第2放大器,117b是由与所述第1分压电路117a同等的电路构成,并且连接所述电流检测电阻R31的两端的第2分压电路,所述第2放大器120f的负输入端子通过反馈电阻R46连接所述第2放大器120f的输出端子。
结果,可根据用所述第1分压电路117a和第2分压电路117b选择的电路常数,计算所述第1输入电压V10与第2输入电压V20的比率,从而获得规定的理论倍率G。
示出图16的装置的输入电压特性线的图17(A)中,横轴为以所述多路A/D变换器102的第1输入电压V10为基准的模拟输入电压,纵轴示出与第1输入电压V10和第2输入电压V20对应的数字变换值。
作为模拟输入电压最大值的满刻度电压Vf相当于加在多路A/D变换器102的基准电压端子Vref上的电压,本实施例中为DC5V。
本实施例中,作为数字变换值的最大值的最大输出电压Vb为数字索引值1023。
200是与所述第1输入电压V10对应的数字变换值(即第1当前电压),该第1当前电压在所述第1输入电压V10为偏压Vd时,包含该偏压Vd的数字变换值,即与基准偏压V0之间的第1误差电压RAM11。
所述偏压Vd是由偏置电源116供给的电压,且电流检测电阻R31两端的电压为零。
201是以数字方式从所述第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压,图17(B)的201b示出其中间区。
210是与所述第2输入电压V20对应的数字变换值(即第2当前电压);与所述第1输入电压V10相比,所述第2输入电压V20被按理论倍率放大G倍,因而在例如第1输入电压V10为V10=3V左右的中间电压时,该数字变换值达到最大输出电压Vb=1023。
所述第2当前电压210在所述第1输入电压V10为偏压Vd时,对基准偏压V0包含第2误差电压RAM21。
211是以数字方式从第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压。212f是从第2修正电压211减去基准偏压V0后得到的第2增量值乘以倒校正倍率H,并对其结果加基准偏压V0后得到的第2校正电压,由上述的式5算出所述倒校正倍率H。
在放大表示输入电压的中间区的图17(B)中,201b是所述第1修正电压201的中间区,213f是把从所述第2修正电压211减去基准偏压V0后得到的第2增量值除以理论倍率G并将其商加基准电压V0后所得的第2推断电压,在尚未算出所述倒校正倍率H时使用该第2推断电压。
所述第1、第2放大器110f、120f的放大率,即对电流检测电阻R31两端的电压的放大倍率,如果准确地等于所述理论倍率G,则所述第2推断电压213f与所述第1修正电压201的中间区201b重叠。
然而,图16中的第1分压电路117a、第2分压电路117b以及反馈电阻R36和R46的电阻值存在偏差,即使采用例如误差0.1%的高精度电阻,尽管不大,也产生偏移,含有该误差程度与所述多路A/D变换器102的分辨率相同的问题。因此,所述第2推断电压213f难以和所述第1修正电压201的中间区201b完全重叠。
但是,实际上可用作为基于许多产品取样的实测平均值的基准倍率R代替所述理论倍率G,使该误差减小。
214f是第2平均电压,该第二平均电压是计算所述第2推断电压213f和所述第1修正电压201的中间区201b的加权平均电压的手段,所述第2推断电压213f与第1修正电压201的中间区201b的差的绝对值越大,该加权平均运算的加权系数减第2推断电压213f所乘的加权系数(1~0)的值越大,同时所述绝对值越大,该加权平均运算的加权系数加所述第1修正电压201的中间区201b所乘的加权系数(0~1)的值越大。
因此,第1输入电压V10和第2输入电压都在成为偏压Vd的基准点附近重视所述第2推断电压213e,并且越远离该基准点,越重视第1修正电压,使从所述中间区往外侧转移时不产生突然变化。
所述中间区处在所述第2当前值210大致等于最大输出电压Vb的中间电压Vs的下方区域,是第2当前电压210为0并且所述第2推断电压213f的值成为下限输出电压Vc前的区域。
说明作为对图16那样组成的本发明实施例装置6示出其作用、运作的运作说明用流程图的图18。
图18中,800是微处理器103f的校正运作开始的步骤,构成该开始步骤经后文说明的运作结束步骤815反复激活。
801的步骤在所述步骤800后接着起作用,通过监视下一步骤802a中是否设定首次运作标记,判断是否首次运作802a的步骤在该步骤801的判断为“是”,即首次运作时起作用,将初始值写入到所述RAM存储器105的规定地址RAM00,同时设定首次运作标记(未示出),该首次运作标记在切断控制装置的电源前,一直助记运作。
所述RAM00是写入与可变模拟信号源101f产生的电压加偏压所得的合计电压成正比的数字变换值的数据存储器,微处理器103f在需要与所述总电压成正比的数字变换值时,随时读出并使用该RAM存储器的RAM00的内容。
802b的步骤在所述步骤802a后接着起作用,禁止写入,使RAM存储区RAM00的内容不变803a的步骤在所述步骤802b后接着起作用,产生第1指令信号SW1,使所述馈电切断用模拟开关111f闭合803b的步骤在所述步骤803a后接着起作用,把从第1输入电压V10所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第1误差电压RAM11写入RAM存储器105的第1地址,同时把从第2输入电压V20所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第2误差电压RAM21写入RAM存储器105的第2地址804a的步骤在该步骤803b后接着起作用,停止第1指令信号SW1,使馈电切断用模拟开关111f开放;804b的步骤在该步骤804a后接着起作用,把从第1输入电压V10所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第1中间电压RAM12写入RAM存储器105的第3地址,同时把从第2输入电压V20所对应的数字变换值减去基准偏压V0的值后得到的值作为第2中间电压RAM22写入RAM存储器105的第4地址。
所述基准偏压V0是施加正常偏压Vd时的原数字变换值,实际偏压Vd存在误差时,产生所述第1、第2误差电压RAM11、RAM21。
805的步骤在所述步骤804b后接着起作用,判断是否将基准偏压V0与在步骤804b中存储的第2中间电压RAM22的值相加后所得到的值为多路A/D变换器102的最大输出电压Vb以下、而且在值比该最大输出电压Vb小一点的认定输出电压Va以上的范围(即认定区);806a的步骤在该步骤805的判断为“是”,也即为认定区时起作用,根据所述的式5计算并存储倒校正倍率H,同时设定更新标记(未示出),以表示进行倒校正倍率H的计算;814a的步骤在该步骤806a后接着起作用,计算并存储放大倍率X=固定倍率N×倒基准倍率H。
808的步骤在所述步骤801的判断为“否”,也即不是首次运作时起作用,判断是否执行再次校正;该步骤808每逢与控制电路部周边温度产生变化的经历时间均衡的周期重复进行“是”的判断后,转移到所述步骤802b。
809a的步骤在所述步骤808的判断为“否”,也即不是校正时期时起作用,判断所述步骤814a是否运算并存储放大倍率X;该步骤809a的判断为“否”,也即未存储放大倍率X时,转移到所述步骤804b或转移到所述步骤802b,与所述步骤808判断为不是校正时期无关。
810a的步骤在所述步骤809a的判断为“是”,也即已运算并存储放大倍率X时起作用,或后续于所述步骤814a起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟存储区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM20写入RAM存储器105的第2虚拟存储区。
811a的步骤在所述步骤810a后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否大于0且小于最大输出电压Vb;812a的步骤在该步骤811a判断为“是”时的中间区起作用,计算从所述第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,又将从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到的第2增量值乘以所述步骤814a中算出的放大倍率X,并把所得的乘积加基准偏压V0×固定倍率N的积后得到的第2校正电压212f的N倍的值存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;813a的步骤在所述步骤811a的判断为“否”的外侧区域起作用,使从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201乘固定倍率N后,将其商存放到RAM存储器105的规定地址RAM00。
806b的步骤在所述步骤805的判断为“否”,也即所述步骤804b中存储的第2中间电压RAM22与基准偏压V0的合计值不是规定认定区内的值时起作用,使所述步骤806a设定更新标记复原;809b的步骤在该步骤806b后接着起作用,判断所述步骤814a是否计算并存储放大倍率X;该步骤809b的判断为“是”,也即计算并存储放大倍率X时,转移到所述步骤810a。
810b的步骤在所述步骤809b的判断为“否”,也即尚未运算并存储放大倍率X时起作用,将第1输入电压V10所对应的数字变换值作为第1当前电压RAM10写入RAM存储器105的第1虚拟存储区,同时将第2输入电压V20所对应的数字变换值作为第2当前电压RAM20写入RAM存储器105的第2虚拟存储区;814b的步骤在该步骤810后接着起作用,计算并存储放大倍率Y=固定倍率N/基准倍率R;811b的步骤在该步骤814b后接着起作用,判断所述第2当前电压RAM20是否大于0且小于最大输出电压Vb;812b的步骤在该步骤811b判断为“是”时的中间区起作用,计算从所述第2当前电压RAM20减去第2误差电压RAM21后得到的第2修正电压211,又使从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到的第2增量值乘所述放大倍率Y,并把所得的积加基准偏压V0×固定倍率N的积后得到的第2推断电压213f的N倍的值存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;813b的步骤在所述步骤811b的判断为“否”的外侧区域起作用,使从所述第1当前电压RAM10减去第1误差电压RAM11后得到的第1修正电压201乘固定倍率N,将其积存放到RAM存储器105的规定地址RAM00;815是在所述步骤812a或步骤813a或步骤812b或步骤813b后接着转移的运作结束步骤。
所述步骤812b中使用的基准倍率R的数据为:对所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到第2增量电压的实测值V2与所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第1修正电压201减去所述基准偏压V0后得到的第1增量电压的实测值V1的比率V2/V1,测量多个产品取样所对应的实测平均比率,将其作为基准倍率R预先存放在非易失性程序存储器104f。
也可在所述步骤812b进行所述可变加权平均,并存放到规定地址RAM00。
作为所述基准倍率R、倒校正倍率H和固定倍率N,使用例如R=3.05、H=0.34、N=32的值。这时所述放大比率X=10.88、Y=10.49,即使从步骤812a或者步骤812b的运算结果去掉小数点,也在预先放大32倍的基础上去除小数点,因而误差不大。
以上那样,实施方式6将A/D变换的输入电压划分为中间区和外侧区后,有效利用以不用中间电压供给手段的方法算出的倒校正倍率进行综合,并且用100段号的符号所示的图16、200段号的符号所示的图17和800段号的符号所示的图18进行说明。
根据本发明实施例装置6的车载电子控制装置100f,在通过多路A/D变换器102和微处理器103f将可变模拟信号源产生的电压作为数字值写入RAM存储器105的模拟信号输入电路中,所述可变模拟信号源的一部分使用具有氧泵激元件106a和氧浓淡电池元件106b的废气传感器106,并且配备对所述氧泵激元件106a供给正负泵激电流的泵激电流供给电路114、设在该泵激电流供给电路114的电流检测电阻R31以及将偏压加在对该电流检测电阻两端的电压进行差动放大后得到的正负信号电压上的偏置电源116,以构成可变模拟电路,其中该可变模拟信号电路具有后文说明的全区输入电路和扩大区输入电路,同时所述微处理器103f使用能处理精度高于所述多路A/D变换器102的分辨率的位长的数字数据的处理器,与该微处理器103f协同工作的非易失性程序存储器104f包含成为后文说明的误差信号存储手段803b和倍率校正手段812a和选择切换手段811a的程序。
所述全区输入电路连接在所述可变模拟信号电路与多路A/D变换器102的第1输入端子CH1之间,提供第1输入电压V10,并且在所述可变模拟信号电路的输出电压为最大值时,包含按该第1输入电压V10大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第1放大器110f。
所述扩大区输入电路连接在所述可变模拟信号电路与多路A/D变换器102的第2输入端子CH2之间,提供第2输入电压V20,并且在所述第1输入电压V10为小于最大值的规定中间电压Vs时,包含按该第2输入电压V20大致等于所述多路A/D变换器102的满刻度输入电压Vf的关系连接的第2放大器120f。
所述误差信号存储手段803b在所述电流检测电阻R31两端的电压为零、所述第1和第2输入电压V10、V20均为规定的偏压Vd时起作用,求出偏离作为符合规格的正常偏压所对应的原数字变换值的基准偏压V0的误差电压,并且将从所述第1输入电压V10的数字变换值减去所述基准偏压V0后所得的值作为第1误差电压RAM11写入所述RAM存储器的第1地址,同时将从所述第2输入电压V20的数字变换值减去所述基准偏压V0后所得的值作为第2误差电压RAM21写入所述RAM存储器的第2地址加以存储。
所述倍率校正手段812a算出从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21所得的第2修正电压211,把从该第2修正电压211减去所述基准偏压V0所得的第2增量电压除以校正倍率或乘以倒倍率后,加上所述基准偏压V0,从而获得第2校正电压212f,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压212f成为大致等于从作为所述第1输入电压V10的数字变换值的第1当前电压200减去所述第1误差电压RAM11后所得的第1修正电压201的中间区201b的值的关系。
所述选择切换手段811a在所述第1输入电压V10处于所述中间电压以下的中间区201b时选择并使用所述第2校正电压212f,同时在所述第1输入电压V10处于所述中间区以外的外侧区时选择并使用所述第1修正电压201,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
根据本发明实施例装置6的车载电子控制装置100f,所述泵激电流供给电路114具有馈电切断用模拟开关111f,同时所述非易失性程序存储器104f包含成为误差信号输入手段803a和现状保持手段802b的程序;所述馈电切断用模拟开关111f通过将对所述电流检测电阻R31的通电电流短路强制使所述全区输入电路和扩大输入区电路的输入信号电压等于所述偏压Vd;所述误差信号输入手段803a利用所述微处理器103f的第1指令信号SW1对所述馈电切断用模拟开关111f进行通断控制,使所述误差信号存储手段803b工作;所述现状保持手段802b使所述选择切换手段811a选择并存放的RAM存储区RAM00的内容保持所述误差信号输入手段803a运作瞬间之前的值,在所述误差信号输入手段803a运作中不变;所述误差信号输入手段803a在所述现状保持手段802b运作中,使所述误差信号存储手段803b运作。
因此,其特征在于,即使实际的电流检测电阻R31两端的电压不是零电压状态,微处理器103f也能随时进行对偏压的误差调整,同时在误差调整处理中预先保持上次的数字变换值,因而不产生错误的数字变换值。
其特征尤其在于,如果在断燃料中进行误差调整,则由于此状态下不利用废气传感器的输出,不影响空燃比的控制。
其特征又在于,能在误差调整中继续供给泵激电流。
根据本发明实施例装置6的车载电子控制装置100f,所述非易失性程序存储器104f包含成为中间信号存储手段804b、倍率运算手段806a和中间信号检验手段805的程序。
所述中间信号存储手段804b在所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs的值时起作用,把从所述第1输入电压V10的数字变换值减去基准偏压V0后得到的值作为第1中间电压RAM12写入所述RAM存储器的第3地址,同时把从所述第2输入电压V20的数字变换值减去所述基准偏压V0后得到的值作为第2中间电压RAM22写入所述RAM存储器的第4地址加以存储。
所述倍率运算手段806a,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压或倒校正倍率H=第1偏差电压/第2偏差电压,作为所述第1中间电压RAM12与第1误差电压RAM11之差的第1偏差电压与所述第2中间电压RAM22与第2误差电压RAM21之差的第2偏差电压的比率进行存储。
所述中间信号检验手段805判断是否所述中间信号存储手段804b存储的第2中间电压RAM 22加所述基准偏压V0后得到的合计值在所述多路A/D变换器102的最大输出电压Vb以下,而且被包含在值比该最大电压Vb小一点的认定输出电压Va以上的认定区内,所述合计值在所述认定区内时,使所述中间信号存储手段804b存储的第1、第2中间电压RAM12、RAM22为有效,执行所述倍率运算手段806a的倍率运算;所述倍率运算手段812a中应用的校正倍率为所述倍率运算手段806a算出的校正倍率K或倒校正倍率H。
因此,其特征在于,与应用基于产品取样的基准倍率R或其倒倍率相比,由于利用基于实物现品的学习功能算出校正倍率K或倒校正倍率H,即使电路电阻的偏差大,中间电压以下的中间区的数字变换值连续性也不会产生阶跃变动。
而且,由于不必为获得第2中间电压而准备专用基准电压源,能构成廉价、小型的输入电路。
其特征还在于,测量的第2中间电压小,能防止倍率运算误差大。
根据本发明实施例装置6的车载电子控制装置100f,所述非易失性程序存储器104f包含成为以下的基准倍率数据、校正存储判断手段809b、准倍率校正手段812b和准选择切换手段811b。
所述基准倍率数据为:用多个取样测量所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第2修正电压211减去所述基准偏压V0后得到的第2增量电压的实测值V2与所述第1输入电压V10大致等于所述中间电压Vs时从所述第1修正电压201减去所述基准偏压V0后得到的第1增量电压的实测值V1的比率,并将基于多个取样的平均值或中值等的统计值作为基准倍率R=V2/V1或其倒数的倒基准倍率预先存放。
所述校正存储判断手段809b判断所述倍率运算手段806a是否运算并存储校正倍率K或倒校正倍率H;在所述校正存储判断手段809b的判断为未存储时,执行所述准倍率校正手段812b,以代替所述倍率校正手段812a,该准倍率校正手段812a从作为所述第2输入电压V20的数字变换值的第2当前电压210减去所述第2误差电压RAM21,算出第2修正电压211,将从该第二修正电压211减去所述基准偏压V0后所得到的第二增量电压除以所述基准倍率R,或乘以倒倍率后加上所述基准偏压V0,从而获得第2推断电压213f。
在所述校正存储判断手段809b的判断为未存储时,执行所述准选择切换手段811b,以代替所述选择切换手段811a,该准选择切换手段811b在所述第1输入电压V10处在小于所述中间电压Vs的中间区时,选择并使用所述第2推断电压213f,同时在所述第1输入电压V10处在所述中间区以外的外侧区时,选择并使用第1修正电压201,并且指示将与选择结果成正比的数字值存放到所述RAM存储器105的规定地址RAM00。
因此,其特征在于,在输入信号电压有时成为适合第2实际电压前的期间,得不到基于倍率运算的校正倍率的状态下,应用基于取样数据的基准倍率R,使输入电压的中间区和中间区以外的外侧区的数字变换值连续性不会产生大阶跃变动。
其特征还在于,测量认定区内的第2中间电压,运算并存储校正倍率后,改善输入电压的中间区和外侧区的数字变换值连续性,从而使总体的数字变换精度进一步提高。
根据本发明实施例装置6的车载电子控制装置100f,所述非易失性程序存储器104f包含成为可变加权平均化手段812b的程序,该可变加权平均化手段812b计算所述第2推断电压213f与第1修正电压201的重复部分的加权平均电压,所述第2推断电压213f与第1修正电压201之差的绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数减去越大的第2推断电压213f所乘的加权系数(1~0)的值,同时所述绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数增加越大的所述第1修正电压201所乘的加权系数(0~1)的值,从而求出加权平均值,将该加权平均值作为第2平均电压214f,所述准选择切换手段811b选择并使用所述第2平均电压214f,以代替所述第2推断电压213f。
因此,其特征在于,即使在实际产品上第2推断电压213f与第1修正电压201的数字变换值连续性不充分,也能抑制数字变换值的快速变化,进行平缓的过渡。
根据本发明实施例装置6的车载电子控制装置100f,在控制装置100f开始工作的时刻执行所述误差信号存储手段803b、中间信号存储手段804b、中间信号检验手段805和倍率运算手段806a,同时所述非易失性程序存储器104f包含成为定期校正时期判断手段808和非定期校正时期判断手段809a的程序。
所述定期校正时期判断手段808每逢所希望的与产生周边温度变化的经历时间均衡的周期,反复进行再次校正,并指令执行所述误差信号存储手段803b、中间信号存储手段804b、中间信号检验手段805和倍率运算手段806a。所述非定期校正时期判断手段809a在所述运作开始时刻和定期校正时期中所述中间信号检验手段805的检验结果为认定区外时起作用,指令后续运算周期中重复执行所述中间信号存储手段804b和中间信号检验手段805,并且在该中间信号检验手段805的判断为认定区内时,执行所述倍率运算手段806a。
因此,其特征在于,快速发现输入信号电压适合中间电压的机会,并且如果中间信号检验手段805的判断为认定区内,就直接进行倍率运算,从而可将倍率校正手段应用的校正倍率从基准倍率R置换成基于倍率运算的校正倍率K,对全区输入电压进行高精度的数字变换。
根据本发明实施例装置6的车载电子控制装置100f,所述非易失性程序存储器104f包含成为整数化手段814a、814b的程序,该整数化手段814a、814b对所述模拟信号电压的数字变换值乘规定的固定倍率N后,将其存放到所述RAM存储器105,所述固定倍率N即使在所述RAM存储器105存放的数值为最大值时,也被限制为所述微处理器103f能处理的数据位长以下,同时舍去所述第2校正电压212f或第2推断电压213f或第2平均电压214f等的倍率校正数据乘所述固定倍率N后残留的小数点以下的数值。
因此,其特征在于,最后得到的数字变换值不含小数点,所以其后的利用阶段中,微处理器103f的运算处理速度加快。
生产事业上的可用性
本发明可用于汽车等用的车载电子控制装置,尤其可用于对多个模拟信号使用普通分辨率的多路A/D变换器的各种车载电子控制装置。
Claims (15)
1.一种车载电子控制装置,通过模拟信号输入电路将可变模拟信号源产生的电压输入到多路A/D变换器,变换成数字值,同时通过微处理器将该数字值写入数据存储器,其特征在于,
所述模拟信号输入电路具有
(1)连接在所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器的第1输入端子之间,提供第1输入电压,并且在所述可变模拟信号源产生的电压为最大值时按该第1输入电压大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系设置的全区输入电路、以及
(2)连接在所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器的第2输入端子之间,提供第2输入电压,并且在所述第1输入电压为小于最大值的规定中间电压时按该第2输入电压大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系设置的扩大区输入电路,同时
所述微处理器具有可处理精度高于所述多路A/D变换器的分辩率的位长的数字数据的能力,
与该微处理器协同工作的非易失性程序存储器包含以下各手段,即
(1)误差信号存储手段,在所述可变模拟信号源产生的电压为零时起作用,将所述第1输入电压的数字变换值作为第1误差电压写入所述数据存储器的第1地址,同时将所述第2输入电压的数字变换值作为第2误差电压写入所述数据存储器的第2地址加以存储;
(2)倍率校正手段,计算出从作为所述第2输入电压的数字变换值的第2当前电压减去所述第2误差电压所得的第2修正电压,将该第2修正电压除以校正倍率或乘以倒倍率,从而获得第2校正电压,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压成为大致等于从作为所述第1输入电压的数字变换值的第1当前电压减去所述第1误差电压所得的第1修正电压的低电压区的值的关系;
(3)选择切换手段,在所述第1输入电压处于所述中间电压以下的低电压区时选择使用所述第2校正电压,同时在所述第1输入电压处于所述中间电压以上的高电压区时选择使用所述第1修正电压,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述数据存储器的规定地址。
2.如权利要求1所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述模拟信号输入电路具有第1模拟开关,该开关设置在所述全区输入电路和所述扩大区输入电路中,切断所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器之间的连接,或将所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器之间的输入电路短路,强制形成与所述可变模拟信号源产生的电压为零的状态相同的状态,同时
所述非易失性程序存储器包含的程序为以下2种手段,即
(1)误差信号输入手段,利用所述微处理器的第1指令信号对所述第1模拟开关进行通断控制,使所述误差信号存储手段工作;
(2)现状保持手段,使所述选择切换手段选择并存放的数据存储器的内容在所述误差信号输入手段工作中不变化,保持所述误差信号输入手段工作前的值。
3.如权利要求1或2所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述非易失性程序存储器包含用多个取样测量所述第1输入电压大致等于所述中间电压时的所述第2修正电压的实测值V2与所述第1输入电压大致等于所述中间电压时的所述第1修正电压的实测值V1的比率,并将基于多个取样的平均值或中值等的统计值作为基准倍率R=V2/V1或其倒数、即倒基准倍率预先存放的基准倍率数据,所述倍率校正手段中用的校正倍率是所述基准倍率R。
4.一种车载电子控制装置,通过模拟信号输入电路将可变模拟信号源产生的电压输入到多路A/D变换器,变换成数字值,同时通过微处理器将该数字值写入数据存储器,其中
作为所述可变模拟信号源的一部分,使用具有氧泵激元件和氧浓淡电池元件的废气传感器;
作为所述模拟信号输入电路,构成具有提供给所述氧泵激元件以正负泵激电流的泵激电流供给电路、设在所述泵激电流供给电路中的电流检测电阻、以及将偏压与对该电流检测电阻两端的电压进行差动放大后所得的正负信号电压相加的偏置电源的可变模拟信号电路;其特征在于,
所述可变模拟信号电路具有
(1)连接在所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器的第1输入端子之间,提供第1输入电压,并且在所述可变模拟信号源产生的电压为最大值时按该第1输入电压大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系的设置的全区输入电路、以及
(2)连接在所述可变模拟信号源与所述多路A/D变换器的第2输入端子之间,提供第2输入电压,并且在所述第1输入电压为小于最大值的规定中间电压时按该第2输入电压大致等于所述多路A/D变换器的满刻度输入电压的关系设置的扩大区输入电路,同时
所述微处理器具有可处理精度高于所述多路A/D变换器的分辩率的位长的数字数据的能力,
与该微处理器协同工作的非易失性程序存储器包含的程序为以下3种手段,即
(1)误差信号存储手段,在所述电流检测电阻两端的电压为零,所述第1和第2输入电压均为规定的偏压时起作用,求出偏离作为与符合规格的正常偏压对应的原数字变换值的基准偏压的误差电压,并且将从所述第1输入电压的数字变换值减去所述基准偏压所得的值作为第1误差电压写入所述数据存储器的第1地址,同时将从所述第2输入电压的数字变换值减去所述基准偏压所得的值作为第2误差电压写入所述数据存储器的第2地址加以存储;
(2)倍率校正手段,算出从作为所述第2输入电压的数字变换值的第2当前电压减去所述第2误差电压所得的第2修正电压,将该第2修正电压减去所述基准偏压得到的第2增量电压除以修正倍率,或乘以倒倍率后,加上所述基准偏压,从而获得第2校正电压,并且应用所述校正倍率使该第2校正电压成为大致等于从作为所述第1输入电压的数字变换值的第1当前电压减去所述第1误差电压所得的第1修正电压的中间区的值的关系;
(3)选择切换手段,在所述第1输入电压处于所述中间电压以下的中间区时,选择并使用所述第2校正电压,同时在所述第1输入电压处于所述中间区以外的外侧区时选择并使用所述第1修正电压,而且指示将与选择结果成比例的数字值存放到所述数据存储器的规定地址。
5.如权利要求4所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述泵激电流供给电路具有通过将对所述电流检测电阻的通电电流切断或短路,强制使所述全区输入电路和扩大区输入电路的输入信号电压等于所述偏压的馈电切断用模拟开关,同时
所述非易失性程序存储器包含的程序为以下2种手段,即
(1)误差信号输入手段,利用所述微处理器的第1指令信号对所述馈电切断用模拟开关进行通断控制,使所述误差信号存储手段工作;
(2)现状保持手段,使在行车开始前片刻、下坡惯性行车时、或减速惯性行车时控制电源虽接通却不进行燃料供给的状态下判断为断燃料状态的断燃料检测手段或所述选择切换手段选择存放的数据存储器内容在所述误差信号输入手段工作中不变化,保持所述误差信号输入手段工作前片刻的值;
所述误差信号输入手段在所述断燃料检测手段工作中或所述现状保持手段工作中,使所述误差信号存储手段工作。
6.如权利要求4或5所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述非易失性程序存储器包含用多个取样测定从所述第1输入电压大致等于所述中间电压时的所述第2修正电压减去所述基准偏压所得的第2增量电压的实测值V2与从所述第1输入电压大致等于所述中间电压时的所述第1修正电压减去所述基准偏压所得的第1增量电压的实测值V1的比率,并将基于多个取样的平均值或中值等的统计值作为基准倍率R=V2/V1或其倒数的倒基准倍率预先存放的基准倍率数据,
所述倍率校正手段中用的校正倍率是所述基准倍率R。
7.如权利要求3所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述非易失性程序存储器包含成为可变加权平均化手段的程序,该可变加权平均化手段计算所述第2校正电压与第1修正电压的重复部分的加权平均电压,所述第2校正电压与第1修正电压之差的绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数减去越大的对第2校正电压所乘的加权系数(1~0)的值,同时所述绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数增加越大的对所述第1修正电压所乘的加权系数(0~1)的值,从而求出加权平均值,将该加权平均值作为第2平均电压;
所述选择切换手段选择并使用所述第2平均电压,以代替所述第2校正电压。
8.如权利要求6所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述非易失性程序存储器包含成为可变加权平均化手段的程序,该可变加权平均化手段计算所述第2校正电压与第1修正电压的重复部分的加权平均电压,所述第2校正电压与第1修正电压之差的绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数减去越大的对第2校正电压所乘的加权系数(1~0)的值,同时所述绝对值越大,该加权平均运算中的加权系数增加越大的对所述第1修正电压所乘的加权系数(0~1)的值,从而求出加权平均值,将该加权平均值作为第2平均电压;
所述选择切换手段选择并使用所述第2平均电压,以代替所述第2校正电压。
9.如权利要求1或2所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述非易失性程序存储器包含的程序为以下2种手段,即
(1)中间信号存储手段,在将所述第1输入电压强制设定为大致等于所述中间电压的值时起作用,把所述第1输入电压的数字变换值作为第1中间电压写入所述数据存储器的第3地址,同时把所述第2输入电压的数字变换值作为第2中间电压写入所述数据存储器的第4地址加以存储;
(2)倍率运算手段,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压或者倒校正倍率H=第1偏差电压/第2偏差电压,作为所述第1中间电压与第1误差电压之差即第1偏差电压、与所述第2中间电压与第2误差电压之差即第2偏差电压的比率进行存储;
所述倍率校正手段中应用的校正倍率是所述倍率运算手段算出的校正倍率K或倒校正倍率H。
10.如权利要求9所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述模拟信号输入电路具有
(1)产生小于所述可变模拟信号源产生的电压的最大值的规定的中间信号电压的中间电压产生电路、以及
(2)设置在所述全区输入电路和扩大区输入电路中,将所述中间电压产生电路的发生的中间信号电压通过所述全区输入电路和扩大区输入电路施加于所述多路A/D变换器的第1和第2输入端子上,以代替所述可变模拟信号源的第2模拟开关,同时
所述非易失性程序存储器包含的程序为以下2种手段,即
(1)中间信号输入手段,利用所述微处理器的第2指令信号对所述第2模拟开关进行通断控制,使所述中间信号存储手段工作;
(2)现状保持手段,使所述选择切换手段选择并存放的数据存储器的内容保持所述中间信号输入手段工作前的值,在所述中间信号输入手段运行中不变化。
11.如权利要求4或5所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述非易失性程序存储器包含的程序为以下2种手段,即
(1)中间信号存储手段,在将所述第1输入电压强制设定为大致等于所述中间电压的值时起作用,把从所述第1输入电压的数字变换值减去所述基准偏压所得的值作为第1中间电压写入所述数据存储器的第3地址,同时把从所述第2输入电压的数字变换值减去所述基准偏压所得的值作为第2中间电压写入所述数据存储器的第4地址加以存储;
(2)倍率运算手段,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压或者倒校正倍率H=第1偏差电压/第2偏差电压,作为所述第1中间电压与第1误差电压之差即第1偏差电压、与所述第2中间电压与第2误差电压之差即第2偏差电压的比率进行存储;所述倍率校正手段中应用的校正倍率是所述倍率运算手段算出的校正倍率K或倒校正倍率H。
12.如权利要求11所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述泵激电流供给电路具有串联连接对所述电流检测电阻的并联的电阻,并且在使合成电流检测电阻减小从而通过最大电流时强制使所述全区输入电路与扩大区输入电路的输入信号电压为中间信号电压的减流检测用模拟开关,同时所述非易失性程序存储器包含的程序为以下2种手段,即
(1)断燃料检测手段,在行车开始前、下坡惯性行车时、或减速惯性行车时虽接通控制电源却不进行燃料供给的状态下,判断为断燃料状态;
(2)减流检测指令手段,在所述断燃料检测手段检测出断燃料状态时,利用所述微处理器产生的第2指令信号,对所述减流检测用模拟开关进行通断控制,以使所述中间信号存储手段工作。
13.如权利要求12所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述非易失性程序存储器包含成为中间信号检验手段的程序,该程序判断所述中间信号存储手段存储的第2中间电压加上所述基准偏压所得的合计值是否在所述多路A/D变换器的最大输出电压Vb以下,而且包含于值比该最大电压小若干的认定输出电压Va以上的认定范围内,所述合计值在所述认定范围内时,所述中间信号存储手段存储的第1、第2中间电压有效,执行所述倍率运算手段的倍率运算。
14.如权利要求1或2中所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述非易失性程序存储器包含的程序为以下3种手段,即
(1)中间信号存储手段,在将所述第1输入电压强制设定为大致等于所述中间电压的值时起作用,把所述第1输入电压的数字变换值作为第1中间电压写入所述数据存储器的第3地址,同时把所述第2输入电压的数字变换值作为第2中间电压写入所述数据存储器的第4地址加以存储;
(2)倍率运算手段,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压或者倒校正倍率H=第1偏差电压/第2偏差电压,作为所述第1中间电压与第1误差电压之差即第1偏差电压、与所述第2中间电压与第2误差电压之差即第2偏差电压的比率进行存储;
(3)中间信号检验手段,判断是否所述中间信号存储手段存储的第2中间电压在所述多路A/D变换器的最大输出电压Vb以下,而且包含于值比该最大电压小若干的认定输出电压Va以上的认定范围内,所述第2中间电压在所述认定范围内时,使所述中间信号存储手段存储的第1、第2中间电压有效,由所述倍率运算手段进行倍率运算;
所述倍率校正手段中应用的校正倍率是所述倍率运算手段算出的校正倍率K或倒校正倍率H。
15.如权利要求4或5所述的车载电子控制装置,其特征在于,所述非易失性程序存储器包含的程序为以下3种手段,即
(1)中间信号存储手段,在将所述第1输入电压强制设定为大致等于所述中间电压的值时起作用,把从所述第1输入电压的数字变换值减去所述基准偏压所得的值作为第1中间电压写入所述数据存储器的第3地址,同时把从所述第2输入电压的数字变换值减去所述基准偏压所得的值作为第2中间电压写入所述数据存储器的第4地址加以存储;
(2)倍率运算手段,算出校正倍率K=第2偏差电压/第1偏差电压或者倒校正倍率H=第1偏差电压/第2偏差电压,作为所述第1中间电压与第1误差电压之差即第1偏差电压、与所述第2中间电压与第2误差电压之差即第2偏差电压的比率进行存储;
(3)中间信号检验手段,判断所述中间信号存储手段存储的第2中间电压加上所述基准偏压所得的合计值是否在所述多路A/D变换器的最大输出电压Vb以下,而且包含于值比该最大电压小若干的认定输出电压Va以上的认定范围内,所述合计值在所述认定范围内时,使所述中间信号存储手段存储的第1、第2中间电压有效,所述倍率运算手段进行倍率运算;
所述倍率校正手段中应用的校正倍率是所述倍率运算手段算出的校正倍率K或倒校正倍率H。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091014 Termination date: 20120914 |