故障判定装置、控制装置以及故障判定方法与流程

本发明涉及da转换电路(数字模拟转换电路)的故障判定装置、控制装置以及da转换电路的故障判定方法。

背景技术：

1、在专利文献1中公开了在气体传感器系统中诊断da转换电路的故障的结构。在该气体传感器系统中，在气体传感器的泵单元未发现氧离子传导性的条件下，对向泵单元输出泵电流的da转换电路输入任意的数字信号。此时，通过将施加于与泵单元并联连接的诊断电阻的电压值与阈值进行比较，来判断da转换电路中的故障的有无。

2、在先技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：国际公开第2020/189380号说明书

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、电流输出型的da转换电路一般具备与输入的数字数据的各位对应的电流源，将来自与在输入数字数据中设置的各位对应的电流源的电流相加而生成输出电流。在该情况下，作为da转换电路的故障模式，例如，在仅仅是与输入数字数据的最低位(lsb)对应的电流源发生故障的情况下，由该故障引起的da转换电路的输出电流相对于目标输出电流值的偏差成为与该da转换电路的量化误差同等的电平。例如，在最大输出电流为8ma的12位的da转换电路中，由与lsb对应的电流源的故障引起的输出电流的偏差为1μa左右，即使是与输入数字数据的lsb的第二位有关的故障的情况下，与目标电流值的偏差也极小，为几μa左右。

3、因此，在像上述以往的气体传感器系统那样根据在诊断电阻中产生的电压值与阈值的比较来检测da转换电路的故障的结构中，由于在上述比较中使用的比较电路所能够实现的判定精度，检测上述那样的因输入数字数据的低位的故障所引起的输出电流的偏差可能变得非常困难。

4、本发明的目的在于高精度地检测da转换电路的故障。

5、上述目的通过例如提高对内燃机的燃烧效率进行控制的数字控制装置等中的da转换电路的故障判定精度，能够带来社会整体的能量效率的改善，能够有助于实现可持续的开发目标(sdg7.3、9.4)。

6、用于解决课题的手段

7、本发明的一个方式是一种故障判定装置，具备：输出部，其向da转换电路输入第一数字值而使所述da转换电路生成模拟电输出；取得部，其取得与如下差分对应的第二数字值，该差分是所述da转换电路的所述模拟电输出与所述第一数字值所示的目标模拟电输出之间的差分；以及诊断部，其基于所述第二数字值来诊断所述da转换电路的故障，所述输出部以第一时间间隔使所述第一数字值递增并将其输入到所述da转换电路，所述取得部以比所述第一时间间隔短的第二时间间隔取得所述第二数字值，所述诊断部基于如下离散信号所包含的规定频率的交流成分的信号强度，判定所述da转换电路的故障的有无，该离散信号是以所述第二时间间隔取得的所述第二数字值。

8、根据本发明的另一方式，所述取得部以所述第二时间间隔对所述da转换电路的所述模拟电输出进行采样而作为第三数字值进行取得，根据所述第一数字值与所述第三数字值之差，计算并取得所述第二数字值。

9、根据本发明的其他方式，所述诊断部通过对所述离散信号乘以规定的周期函数来计算所述规定频率的交流成分被强调后的信号强度，所述周期函数是反复在1个周期内依次取-1、0、+1这3个值的函数。

10、根据本发明的另一方式，所述规定频率是与对所述第一时间间隔乘以2的乘方而得到的周期对应的至少一个频率。

11、根据本发明的另一方式，所述规定频率是与对所述第一时间间隔乘以2而得到的周期对应的频率，所述诊断部对与所述da转换电路中的输入数字数据的最低位有关的动作故障的有无进行判断。

12、根据本发明的另一方式，所述规定频率是与对所述第一时间间隔乘以4而得到的周期对应的频率，所述诊断部对与所述da转换电路中的输入数字数据的比最低位高一位的位有关的动作故障的有无进行判断。

13、根据本发明的另一方式，所述输出部针对作为2进制值的所述第一数字值的除了规定数量的低位以外的高位，依次将所述高位中的仅任意一位设置为1，所述取得部在所述输出部将所述高位中的仅任意一位设置为1时取得所述第二数字值，当取得部所取得的第二数字值为根据所述第一数字值规定的规定阈值以上时，所述诊断部判断在所述da转换电路中发生了与被设置为1的所述位有关的动作故障。

14、根据本发明的另一方式，所述da转换电路是用于生成向空燃比传感器的泵单元通电的泵电流的电路。

15、本发明的其他方式是具备上述任一项的故障判定装置的控制装置。

16、本发明的又一方式是一种故障判定方法，其是da转换电路的故障判定装置的计算机所执行的da转换电路的故障判定方法，其中，所述故障判定方法包括如下步骤：向所述da转换电路输入第一数字值而使所述da转换电路生成模拟电输出；取得与如下差分对应的第二数字值，该差分是所述da转换电路的所述模拟电输出与所述第一数字值所示的目标模拟电输出之间的差分；以及基于所述第二数字值来诊断所述da转换电路的故障，在进行所述生成的步骤中，以第一时间间隔使所述第一数字值递增并将其输入到所述da转换电路，在进行所述取得的步骤中，以比所述第一时间间隔短的第二时间间隔取得所述第二数字值，在进行所述诊断的步骤中，基于如下离散信号所包含的规定频率的交流成分的信号强度，判定所述da转换电路的故障的有无，该离散信号是以所述第二时间间隔取得的所述第二数字值。

17、发明效果

18、根据本发明，能够高精度地检测da转换电路的故障。

技术特征：

1.一种故障判定装置，其具有：

2.根据权利要求1所述的故障判定装置，其中，

3.根据权利要求1所述的故障判定装置，其中，

4.根据权利要求1所述的故障判定装置，其中，

5.根据权利要求4所述的故障判定装置，其中，

6.根据权利要求4所述的故障判定装置，其中，

7.根据权利要求1所述的故障判定装置，其中，

8.根据权利要求1所述的故障判定装置，其中，

9.一种控制装置，其中，

10.一种故障判定方法，其是da转换电路的故障判定装置的计算机所执行的da转换电路的故障判定方法，其中，

技术总结
本发明提供故障判定装置、控制装置以及故障判定方法。目的在于高精度地检测DA转换电路的故障。DA转换电路的故障判定装置具备：输出部(24)，其向DA转换电路(5)输入第一数字值，使DA转换电路生成模拟电输出；取得部(25)，其取得与DA转换电路的模拟电输出和第一数字值所示的目标模拟电输出之间的差分对应的第二数字值；以及诊断部(26)，其基于第二数字值诊断DA转换电路的故障，输出部以第一时间间隔使第一数字值递增并向DA转换电路输入，取得部以比第一时间间隔短的第二时间间隔取得第二数字值，诊断部基于如下离散信号中包含的规定频率的交流成分的信号强度，判定DA转换电路的故障的有无，该离散信号是以第二时间间隔取得的第二数字值。

技术研发人员：佐藤泰成
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14