JP2010093538A - Ad変換装置およびad変換装置の故障検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 AD変換装置1は、第1入力端子2の電圧値を変動させて入力信号をAD変換したときのAD変換器5のAD変換値に基づいて、外付けコンデンサ8の信号入力側に発生したオープン故障を判断する故障判断部6を備える。
【選択図】 図1
Description
図1は、実施例1のAD変換装置1の構成図である。
実施例1のAD変換装置1は、例えば、車両のECU内に設けられ、アナログセンサからの信号をAD変換してデジタル信号に変換し、ECU内のCPUに出力するために用いられる。CPUは、AD変換装置1からのデジタル信号に基づいて、各種の制御を行う。また、AD変換装置1自体がマイコンであってもよい。
電源ポート4は、AD変換器5および故障判断部6を駆動するための電源電圧9と接続されている。
サンプリングコンデンサ13は、入力端子切り替えスイッチ11により選択された入力端子からの信号により充電する。
図2は、実施例1のAD変換装置1で実行されるオープン故障判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、本処理は、所定の制御周期で繰り返し実行される。
ステップS12では、Vb=VcとしてステップS2へ移行する。
アナログ電圧源と外付けコンデンサを介して接続されたAD変換装置では、外付けコンデンサの信号入力側にオープン故障が発生した場合、AD変換器には外付けコンデンサに充電された電圧が入力されるため、オープン故障を検出できない。
オープン故障が発生していない場合には、図2のフローチャーチにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8、またはステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなる。
オープン故障発生時には、図2のフローチャートにおいて、ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS9→ステップS10→ステップS12へと進む流れを繰り返し、ステップS10で|変動量2|≧故障判断閾値の成立後、ステップS10→ステップS11へと進んで故障判断がなされる。
実施例1では、第1入力端子2の電圧値を変動させて入力信号をAD変換したときのAD変換器5のAD変換値に基づいて、外付けコンデンサ8の信号入力側に発生したオープン故障を判断する故障判断部6を備える。これにより、外付けコンデンサ8の信号入力側で発生したオープン故障を検出できる。
ここで、所定電圧値の供給は、第2入力端子3を出力端子とし'High'出力してもよいし、第2入力端子3はアナログ入力端子のまま電源を接続してもよい。
すなわち、実施例2の「入出力ポート」機能は、H/L切り替えスイッチ15が第2入力端子3の接続先をグランドGNDに切り替え、かつ、入力端子切り替えスイッチ11が第1入力端子2を選択した状態を指す。なお、他の構成については実施例1と同じであるため、図示ならびに説明を省略する。
図5は、実施例2のAD変換装置1で実行されるオープン故障判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、実施例1と同一処理を行うステップには、同一番号を付して説明を省略する。
(正常時)
オープン故障が発生していない場合には、図5のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS21→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS22→ステップS8、またはステップS1→ステップS21→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS22→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなる。
オープン故障発生時には、図5のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS22→ステップS7→ステップS9→ステップS10→ステップS12へと進む流れを繰り返し、ステップS10で|変動量2|≧故障判断閾値の成立後、ステップS10→ステップS11へと進んで故障判断がなされる。
以上説明したように、実施例2においても、実施例1と同様の作用効果を奏する。
図7は、実施例3のAD変換装置1で実行されるオープン故障判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、実施例1と同一処理を行うステップには、同一番号を付して説明を省略する。
オープン故障発生時には、図7のフローチャートにおいて、ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS31→ステップS12へと進む流れを繰り返し、ステップS31でVc≧故障判断閾値の成立後、ステップS31→ステップS11へと進んで故障判断がなされる。
故障判断部6は、第1入力端子2からの信号と第2入力端子からの信号を交互にAD変換し、第1入力端子2からの信号をAD変換したときのAD変換器5のAD変換値Vcが故障判断閾値以上の場合にオープン故障と判断するため、オープン故障の発生を正確に検出できる。
図8は、実施例4のAD変換装置1で実行されるオープン故障判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、実施例2と同一処理を行うステップには、同一番号を付して説明を省略する。
オープン故障発生時には、図8のフローチャートにおいて、ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS41→ステップS12へと進む流れを繰り返し、ステップS41でVc≦故障判断閾値の成立後、ステップS41→ステップS11へと進んで故障判断がなされる。
故障判断部6は、第1入力端子2からの信号と第2入力端子からの信号を交互にAD変換し、第1入力端子2からの信号をAD変換したときのAD変換器5のAD変換値Vcが故障判断閾値以下の場合にオープン故障と判断するため、オープン故障の発生を正確に検出できる。
図9は、実施例5のAD変換装置20の構成図であり、第2入力端子3は、トランジスタスイッチ21の出力端子21aと接続されている。このトランジスタスイッチ21は、入力端子21bに供給する信号(電圧値)を変えることで出力端子21aの電圧値、すなわち第2入力端子3の電圧値を変動させることができる。すなわち、入力端子21bに"1"信号を加えることで出力端子21aの出力電圧はゼロに維持され、入力端子21bに"0"信号を加えることで出力端子21aの出力電圧は電源電圧に維持される。
なお、他の構成については実施例1と同じであるため、図示ならびに説明を省略する。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、各実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、各実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
1 AD変換装置
2 第1入出力ポート(第1入力端子)
3 第2入出力ポート(第2入力端子)
4 電源ポート
5 AD変換器
6 故障判断部
7 センサ素子(アナログ電圧源)
8 外付けコンデンサ
9 電源電圧(固定電位)
10 信号入力ライン
11 入力端子切り替えスイッチ
12 サンプリングスイッチ
13 サンプリングコンデンサ
14 比較器
15 H/L切り替えスイッチ
Claims (13)
- アナログ電圧源と外付けコンデンサを介して接続された第1入力端子と、
入力信号をAD変換するAD変換器と、
を有するAD変換装置において、
前記第1入力端子の電圧値を変動させて前記入力信号をAD変換したときの前記AD変換器の出力値に基づいて、前記外付けコンデンサの信号入力側に発生したオープン故障を判断する故障判断部を備えることを特徴とするAD変換装置。 - 請求項1に記載のAD変換装置において、
前記AD変換器は、入力信号によりサンプリングコンデンサを充電し、充電された電圧値に基づいてAD変換を行い、
前記故障判断部は、前記第1入力端子からの信号をAD変換する前に前記サンプリングコンデンサを充電または放電することにより、前記第1入力端子の電圧値を変動させることを特徴とするAD変換装置。 - 請求項2に記載のAD変換装置において、
前記AD変換器は、アナログ電圧源と接続されていない第2入力端子を有し、
前記故障判断部は、前記第2入力端子に所定電圧値を供給した後に前記第2入力端子からの信号をAD変換することにより、前記サンプリングコンデンサを充電または放電することを特徴とするAD変換装置。 - 請求項3に記載のAD変換装置において、
前記故障判断部は、前記第2入力端子の機能を入出力ポートに切り替えて固定電位と接続した後、その機能をアナログ入力端子に戻して前記第2入力端子からの信号をAD変換することを特徴とするAD変換装置。 - 請求項3に記載のAD変換装置において、
前記第2入力端子を、固定電位と常時接続したことを特徴とするAD変換装置。 - 請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のAD変換装置において、
前記故障判断部は、前記第1入力端子からの信号と前記第2入力端子からの信号を交互にAD変換し、前記第1入力端子からの信号をAD変換したときの前記AD変換器の出力値の初期値からの変動量が故障判断閾値以上となった場合に前記オープン故障と判断することを特徴とするAD変換装置。 - 請求項6に記載のAD変換装置において、
前記故障判断部は、前記出力値の初期値が小さいときは、大きいときよりも前記故障判断閾値をより小さな値に設定することを特徴とするAD変換装置。 - 請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のAD変換装置において、
前記故障判断部は、前記第1入力端子からの信号と前記第2入力端子からの信号を交互にAD変換し、前記第1入力端子からの信号をAD変換したときの前記AD変換器の出力値が前記アナログ電圧源の出力可能電圧範囲から外れた場合に前記オープン故障と判断することを特徴とするAD変換装置。 - 請求項8に記載のAD変換装置において、
前記故障判断部は、前記出力値の初期値が小さいときは、大きいときよりも前記出力可能電圧範囲をより狭くすることを特徴とするAD変換装置。 - 請求項6ないし請求項9のいずれか1項に記載のAD変換装置において、
前記故障判断部は、前記出力値の前回値との差分が前記オープン故障発生時に予測される前記第1入力端子の電圧変動量である予測変動量を超えた場合、または前記電圧値の変動方向が前記予測変動量の変動方向と反対方向である場合には、前記オープン故障なしと判断することを特徴とするAD変換装置。 - 請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載のAD変換装置において、
前記故障判断部は、前記オープン故障と複数回判断した場合、当該オープン故障と確定することを特徴とするAD変換装置。 - アナログ電圧源と外付けコンデンサを介して接続された第1入力端子に入力された信号をAD変換器によりAD変換するAD変換装置において、
前記第1入力端子の電圧値を一定の割合で変動させながら前記入力信号を繰り返しAD変換したときの前記AD変換器の出力値または当該出力値の変動量が、前記第1入力端子の電圧値または電圧値の変動量と対応している場合、前記外付けコンデンサの信号入力側にオープン故障が発生していると判断することを特徴とするAD変換装置。 - アナログ電圧源と外付けコンデンサを介して接続された第1入力端子に入力された信号をAD変換器によりAD変換するAD変換装置の故障検出方法において、
前記第1入力端子の電圧値を一定の割合で変動させながら前記入力信号を繰り返しAD変換し、
前記AD変換器の出力値または当該出力値の変動量が、前記第1入力端子の電圧値または電圧値の変動量と対応している場合、前記外付けコンデンサの信号入力側にオープン故障が発生していると判断することを特徴とするAD変換装置の故障検出方法。
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