JP7285145B2 - Voltage detector - Google Patents
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Description
本発明は、電圧値をデジタル値に変換して検出するAD変換器と、複数のアナログ入力ポートとを備え、AD変換器に接続するアナログ入力ポートを切り換えることによって、アナログ入力ポートの電圧値を検出する電圧値検出装置に関する。 The present invention includes an AD converter that converts a voltage value into a digital value for detection, and a plurality of analog input ports. By switching the analog input port connected to the AD converter, the voltage value of the analog input port can be The present invention relates to a voltage value detection device for detection.
今日では、様々な機器にコンピューターが搭載されており、コンピューターを用いて複雑な制御を実行することが可能となっている。コンピューターは、制御を実行するに際して各種の情報を取得して、その内容を反映させながら制御を実行する。また、コンピューターが取得する情報の中には、スイッチの設定状態や他のコンピューターから出力されたデータのようなデジタル値の情報と、各種のセンサーから出力される電圧値のようなアナログ値の情報とが存在する。例えば、燃料ガスを燃焼させるなどして湯を生成する給湯器のコンピューターでは、各種スイッチの設定内容や、ユーザーによって設定された給湯温度などについてはデジタル値の情報として取得され、給湯器への給水温度や給湯器からの出湯温度などについてはアナログ値の情報として取得される。 Nowadays, computers are installed in various devices, and it is possible to execute complicated control using computers. The computer acquires various kinds of information when executing control, and executes control while reflecting the content of the information. In addition, the information acquired by the computer includes digital value information such as switch settings and data output from other computers, and analog value information such as voltage values output from various sensors. exists. For example, in the computer of a water heater that generates hot water by burning fuel gas, the setting contents of various switches and the hot water temperature set by the user are acquired as digital value information, and water is supplied to the water heater. The temperature and the temperature of hot water discharged from the water heater are acquired as analog value information.
ここで、コンピューターはアナログ値を直接取り扱うことは出来ないので、アナログ値を取得する際にはアナログ値をデジタル値に変換しておく必要がある。給湯器の場合であれば、温度センサーから出力された電圧値をデジタル値に変換する必要があり、この目的のために、いわゆるAD変換器が用いられる。尚、アナログ値からデジタル値への変換は、AD変換と呼ばれている。また、AD変換すべき情報は1つとは限らない。例えば、給湯器には、給水温度を検出するための温度センサー(以下、給水温度センサー)や、出湯温度を検出するための温度センサー(以下、出湯温度センサー)など、複数の温度センサーが搭載されている。このような場合、AD変換すべきアナログ値毎(すなわち、温度センサー毎)にAD変換器を搭載したのでは、多くのAD変換器を搭載する必要が生じてしまう。そこで、複数のアナログ入力ポートを設けておき、AD変換すべきアナログ値をアナログ入力ポートに入力しておく。そして、AD変換器に接続するアナログ入力ポートを切り換えることによって、1つのAD変換器で複数のアナログ値をAD変換できるようにしていることが通常である。更に、AD変換にはある程度の時間が掛かるので、AD変換中に電圧値が変化すると正しいデジタル値が得られなくなる。そこで、AD変換器の上流側にコンデンサーを設けて、AD変換中は電圧値が保持されるようにすることによって、正しいデジタル値が得られるようになっている(例えば、特許文献1)。 Here, since the computer cannot directly handle analog values, it is necessary to convert the analog values to digital values in order to obtain the analog values. In the case of a water heater, it is necessary to convert the voltage value output from the temperature sensor into a digital value, and a so-called AD converter is used for this purpose. Conversion from an analog value to a digital value is called AD conversion. Also, the number of pieces of information to be AD-converted is not limited to one. For example, water heaters are equipped with multiple temperature sensors, such as a temperature sensor for detecting the temperature of the water supply (hereinafter referred to as the water supply temperature sensor) and a temperature sensor for detecting the temperature of the discharged hot water (hereinafter referred to as the temperature sensor). ing. In such a case, if an AD converter is mounted for each analog value to be AD-converted (that is, for each temperature sensor), it will be necessary to mount many AD converters. Therefore, a plurality of analog input ports are provided, and analog values to be AD-converted are input to the analog input ports. In general, one AD converter can AD-convert a plurality of analog values by switching analog input ports connected to the AD converter. Furthermore, AD conversion takes a certain amount of time, so if the voltage value changes during AD conversion, a correct digital value cannot be obtained. Therefore, a correct digital value can be obtained by providing a capacitor upstream of the AD converter so that the voltage value is held during the AD conversion (for example, Patent Document 1).
しかし、複数のアナログ入力ポートを切り換えることによって、1つのAD変換器で複数の電圧値を検出可能とした場合、アナログ入力ポートで接触不良や断線などの故障が生じると、誤った電圧値が検出されてしまうと言う問題があった。この理由は、例えば、あるアナログ入力ポートが故障していた場合、そのアナログ入力ポートに切り換えても、AD変換器の上流側のコンデンサーには、切り換えたアナログ入力ポートの電圧値は伝わらない。このため、コンデンサーには切り換える前のアナログ入力ポートの電圧値が保持されたままになっており、その電圧値がAD変換される結果、切り換える前のアナログ入力ポートの電圧値が、切り換えたアナログ入力ポートの電圧値として検出されてしまうためである。 However, if a single AD converter can detect multiple voltage values by switching between multiple analog input ports, an incorrect voltage value will be detected if a failure such as poor contact or disconnection occurs at the analog input port. There was a problem that it would be done. The reason for this is that, for example, if a certain analog input port fails, even if the analog input port is switched to, the voltage value of the switched analog input port is not transmitted to the capacitor on the upstream side of the AD converter. Therefore, the capacitor retains the voltage value of the analog input port before switching, and as a result of the AD conversion of that voltage value, the voltage value of the analog input port before switching becomes This is because it is detected as the voltage value of the port.
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するために成されたものであり、複数のアナログ入力ポートを切り換えることによって、1つのAD変換器で複数の電圧値を検出可能であると共に、アナログ入力ポートが故障した場合でも、誤った電圧値を検出する虞のない電圧値検出装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a voltage value detection device that does not detect an erroneous voltage value even when an analog input port fails.
上述した課題を解決するために、本発明の電圧値検出装置は次の構成を採用した。すなわち、
電圧値をデジタル値に変換して検出する電圧値検出器と複数のアナログ入力ポートとを有し、前記電圧値検出器に接続する前記アナログ入力ポートを切り換えることによって、前記アナログ入力ポートの電圧値を検出する電圧値検出装置において、
前記電圧値検出器は、接続された前記アナログ入力ポートからの電荷を蓄えることによって前記アナログ入力ポートの電圧値を保持する電圧値保持コンデンサーを有すると共に、前記電圧値保持コンデンサーで保持された電圧値を前記アナログ入力ポートの電圧値として検出しており、
前記複数のアナログ入力ポートの中から予め選択された特定ポートと、
前記特定ポートを除いた前記複数のアナログ入力ポートの中から選択された対象ポートと、
前記特定ポートに所定の基準電圧が入力され、且つ、前記特定ポートが前記電圧値検出器に接続された基準状態を発生させる基準状態発生手段と、
前記対象ポートを前記電圧値検出器に接続することによって、前記対象ポートに入力されている電圧値を検出する検出状態を発生させる検出状態発生手段と、
前記基準状態で前記電圧値検出器によって検出された前記基準電圧と、前記検出状態で前記電圧値検出器によって検出された検出電圧との電圧差が所定の閾値電圧以上であった場合には、前記対象ポートは故障していないと診断するポート故障診断手段と
を備え、
前記対象ポートには、検出抵抗と該検出抵抗に対して直列に接続されたセンサーとの接続点の電圧が入力されると共に、前記検出抵抗と前記センサーとが直列に接続された検出部の上流側には電源が接続され、前記検出部の下流側は接地されており、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える抵抗値切換手段を備えており、
前記ポート故障診断手段は、
前記基準電圧と前記検出電圧との電圧差が前記閾値電圧よりも小さかった場合には、前記検出抵抗の抵抗値を切り換えた状態で、再び前記電圧値検出器によって検出された再検出電圧を取得して、
前記再検出電圧と前記基準電圧との電圧差が前記閾値電圧以上であれば、前記対象ポートは故障していないと診断し、
前記再検出電圧と前記基準電圧との電圧差が前記閾値電圧よりも小さかった場合は、前記対象ポートは故障していると診断する
ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the voltage value detection device of the present invention employs the following configuration. i.e.
A voltage value detector for converting a voltage value into a digital value for detection and a plurality of analog input ports, wherein the voltage value of the analog input port is switched by switching the analog input port connected to the voltage value detector. In a voltage value detection device that detects
The voltage value detector has a voltage value holding capacitor that holds the voltage value of the analog input port by storing charge from the connected analog input port, and the voltage value held by the voltage value holding capacitor. is detected as the voltage value of the analog input port,
a specific port preselected from among the plurality of analog input ports;
a target port selected from the plurality of analog input ports excluding the specific port;
reference state generating means for generating a reference state in which a predetermined reference voltage is input to the specific port and the specific port is connected to the voltage value detector;
detection state generation means for generating a detection state for detecting the voltage value input to the target port by connecting the target port to the voltage value detector;
When the voltage difference between the reference voltage detected by the voltage value detector in the reference state and the detected voltage detected by the voltage value detector in the detection state is equal to or greater than a predetermined threshold voltage, a port fault diagnosis means for diagnosing that the target port is not faulty ;
A voltage at a connection point between a detection resistor and a sensor connected in series with the detection resistor is input to the target port, and an upstream of a detection unit to which the detection resistor and the sensor are connected in series. A power supply is connected to the side, and the downstream side of the detection unit is grounded,
resistance value switching means for switching the resistance value of the detection resistor,
The port failure diagnosis means includes:
When the voltage difference between the reference voltage and the detection voltage is smaller than the threshold voltage, the re-detection voltage detected by the voltage value detector is acquired again while the resistance value of the detection resistor is switched. do,
if the voltage difference between the redetected voltage and the reference voltage is equal to or greater than the threshold voltage, diagnosing that the target port is not malfunctioning;
If the voltage difference between the redetected voltage and the reference voltage is smaller than the threshold voltage, the target port is diagnosed as faulty.
It is characterized by
かかる本発明の電圧値検出装置においては、複数のアナログ入力ポートの中で基準電圧を入力した特定ポートを電圧値検出器に接続することによって、基準電圧を検出する。また、複数のアナログ入力ポート中から特定ポートを除いた対象ポートを選択し、対象ポートを電圧値検出器に接続することによって対象ポートの電圧値を検出する。また、対象ポートには次のような電圧を入力する。センサーに対して検出抵抗を直列に接続すると共に、センサーおよび検出抵抗の上流側には電源を接続し、センサーおよび検出抵抗の下流側は接地しておき、センサーと検出抵抗との接続点の電圧を対象ポートに入力する。また、検出抵抗の抵抗値を切換可能としておく。そして、特定ポートを接続して検出した基準電圧と、対象ポートを接続して検出した電圧値との電圧差が所定の閾値電圧以上であった場合は、対象ポートは故障していないと判断する。更に、対象ポートを電圧値検出器に接続して得られた検出電圧と、基準電圧との電圧差が閾値電圧よりも小さかった場合には、検出抵抗の抵抗値を切り換えることによって、電圧値検出器を用いて再検出電圧を検出して、再検出電圧と基準電圧とを比較する。その結果、再検出電圧と基準電圧との電圧差が閾値電圧以上であれば、対象ポートは故障していないと診断し、電圧差が閾値電圧よりも小さかった場合は、対象ポートは故障していると診断する。 In the voltage value detection device of the present invention, the reference voltage is detected by connecting the specific port to which the reference voltage is input among the plurality of analog input ports to the voltage value detector. Also, the voltage value of the target port is detected by selecting the target port from among the plurality of analog input ports, excluding the specific port, and connecting the target port to the voltage value detector. Also, the following voltages are input to the target port. A detection resistor is connected in series with the sensor, a power supply is connected to the upstream side of the sensor and the detection resistor, the downstream side of the sensor and the detection resistor is grounded, and the voltage at the connection point between the sensor and the detection resistor is into the target port. Also, the resistance value of the detection resistor is made switchable. When the voltage difference between the reference voltage detected by connecting the specific port and the voltage value detected by connecting the target port is equal to or greater than a predetermined threshold voltage, it is determined that the target port is not malfunctioning. . Furthermore, when the voltage difference between the detected voltage obtained by connecting the target port to the voltage value detector and the reference voltage is smaller than the threshold voltage, the voltage value is detected by switching the resistance value of the detection resistor. A detector is used to detect the re-detected voltage and compare the re-detected voltage with the reference voltage. As a result, if the voltage difference between the re-detected voltage and the reference voltage is equal to or greater than the threshold voltage, the target port is diagnosed as not malfunctioning. Diagnose that there is
電圧値検出器が検出した電圧値は電圧値保持コンデンサーで保持されており、対象ポートを電圧値検出器に接続すると、電圧値保持コンデンサーの電圧値が対象ポートの電圧値に変化する。この時、電圧値保持コンデンサーの電圧値の方が対象ポートの電圧値よりも高かった場合は、電圧値保持コンデンサーの電圧が対象ポートを介して放電されることになり、電圧値保持コンデンサーの電圧値の方が対象ポートの電圧値よりも低かった場合は、対象ポートを介して電圧値保持コンデンサーに充電されることになる。しかし、対象ポートが故障していた場合は、対象ポートを介して電圧を放電したり充電したりすることが困難となるので、電圧値保持コンデンサーの電圧値が変化しないか、変化量が小さくなる。このことから、特定ポートを接続して検出した基準電圧と、対象ポートを接続して検出した電圧値との電圧差が閾値電圧以上であった場合は、電圧値保持コンデンサーの電圧が対象ポートを介して放電あるいは充電していることになるので、対象ポートは故障していないと判断することができる。加えて、検出抵抗の抵抗値を切り換えれば、検出抵抗とセンサーとの接続点での電圧値が変化するので、対象ポートに入力される電圧値も切り換わる。このため、対象ポートの電圧値が基準電圧に接近して、基準電圧との電圧差が閾値電圧よりも小さくなった場合でも、検出抵抗の抵抗値を切り換えてやれば、対象ポートの故障の有無を診断することが可能となる。 The voltage value detected by the voltage value detector is held in a voltage value holding capacitor, and when the target port is connected to the voltage value detector, the voltage value of the voltage value holding capacitor changes to the voltage value of the target port. At this time, if the voltage value of the voltage value holding capacitor is higher than the voltage value of the target port, the voltage of the voltage value holding capacitor will be discharged via the target port, and the voltage value of the voltage value holding capacitor will be discharged. If the value is lower than the voltage value of the target port, the voltage value holding capacitor is charged via the target port. However, if the target port fails, it will be difficult to discharge or charge the voltage via the target port, so the voltage value of the voltage value holding capacitor will not change or the amount of change will be small. . Therefore, if the voltage difference between the reference voltage detected by connecting the specific port and the voltage value detected by connecting the target port is greater than or equal to the threshold voltage, the voltage of the voltage value holding capacitor will be applied to the target port. Therefore, it can be determined that the target port is not out of order. In addition, by switching the resistance value of the detection resistor, the voltage value at the connection point between the detection resistor and the sensor changes, so the voltage value input to the target port also switches. Therefore, even if the voltage value of the target port approaches the reference voltage and the voltage difference from the reference voltage becomes smaller than the threshold voltage, the failure of the target port can be detected by switching the resistance value of the detection resistor. can be diagnosed.
また、上述したように、センサーと検出抵抗との接続点の電圧を対象ポートに入力して電圧値を検出する本発明の電圧値検出装置では、基準電圧を次のような電圧範囲内に設定することとしても良い。先ず、センサーとしては、温度によって抵抗値が変化する測温抵抗体を採用し、センサーと検出抵抗との接続点の電圧をセンサー出力として対象ポートに入力すると共に、電圧値検出装置には、検出可能な最低温度および最高温度を設定しておく。そして、最低温度でのセンサー出力の電圧値よりも、最高温度でのセンサー出力の電圧値の方が低い場合には、検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で最高温度でのセンサー出力を検出して、高い方の電圧値に閾値電圧を加えた電圧値を、基準電圧を設定可能な電圧範囲の下限電圧値とする。これに対して、最低温度でのセンサー出力の電圧値よりも、最高温度でのセンサー出力の電圧値の方が高い場合には、検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で最低温度でのセンサー出力を検出して、高い方の電圧値に閾値電圧を加えた電圧値を、基準電圧を設定可能な電圧範囲の下限電圧値とする。また、基準電圧を設定可能な電圧範囲の上限電圧値については、次のような電圧値に設定する。先ず、最低温度でのセンサー出力の電圧値よりも、最高温度でのセンサー出力の電圧値の方が低い場合には、検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で最低温度でのセンサー出力を検出して、低い方の電圧値から閾値電圧を減算した電圧値を、設定可能な電圧範囲の上限電圧値とする。これに対して、最低温度でのセンサー出力の電圧値よりも、最高温度でのセンサー出力の電圧値の方が高い場合には、検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で最高温度でのセンサー出力を検出して、低い方の電圧値から閾値電圧を減算した電圧値を、基準電圧を設定可能な電圧範囲の上限電圧値としてもよい。 Further, as described above, in the voltage value detection device of the present invention that detects the voltage value by inputting the voltage at the connection point between the sensor and the detection resistor to the target port, the reference voltage is set within the following voltage range. It is good to do. First, as a sensor, a resistance temperature detector whose resistance value changes according to temperature is adopted. Set minimum and maximum possible temperatures. If the voltage value of the sensor output at the highest temperature is lower than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, the sensor output at the highest temperature is detected before and after switching the resistance value of the detection resistor. , and the higher voltage value plus the threshold voltage is set as the lower limit voltage value of the voltage range in which the reference voltage can be set. On the other hand, if the voltage value of the sensor output at the highest temperature is higher than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, the sensor output at the lowest temperature before and after switching the resistance value of the detection resistor The voltage value obtained by adding the threshold voltage to the higher voltage value detected is set as the lower limit voltage value of the voltage range in which the reference voltage can be set. Also, the upper limit voltage value of the voltage range in which the reference voltage can be set is set to the following voltage value. First, if the voltage value of the sensor output at the highest temperature is lower than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, detect the sensor output at the lowest temperature before and after switching the resistance value of the detection resistor. , the voltage value obtained by subtracting the threshold voltage from the lower voltage value is set as the upper limit voltage value of the settable voltage range. On the other hand, if the voltage value of the sensor output at the highest temperature is higher than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, the sensor output at the highest temperature before and after switching the resistance value of the detection resistor A voltage value obtained by subtracting the threshold voltage from the lower voltage value detected may be used as the upper limit voltage value of the voltage range in which the reference voltage can be set.
基準電圧を設定可能な電圧範囲を、このような下限電圧値から上限電圧値によって定まる電圧範囲としておけば、抵抗値の切換前あるいは切換後のセンサー出力の電圧値の何れかが、基準電圧との電圧差が閾値電圧よりも大きくなる。このため、検出しようとする温度に拘わらず、対象ポートの故障の有無を診断することが可能となる。 If the voltage range in which the reference voltage can be set is set to the voltage range determined by the lower limit voltage value and the upper limit voltage value, either the voltage value of the sensor output before or after switching the resistance value can be used as the reference voltage. becomes larger than the threshold voltage. Therefore, regardless of the temperature to be detected, it is possible to diagnose whether or not the target port has a failure.
また、本発明の電圧値検出装置は次の態様で把握することもできる。すなわち、
電圧値をデジタル値に変換して検出する電圧値検出器と複数のアナログ入力ポートとを有し、前記電圧値検出器に接続する前記アナログ入力ポートを切り換えることによって、前記アナログ入力ポートの電圧値を検出する電圧値検出装置において、
前記電圧値検出器は、接続された前記アナログ入力ポートからの電荷を蓄えることによって前記アナログ入力ポートの電圧値を保持する電圧値保持コンデンサーを有すると共に、前記電圧値保持コンデンサーで保持された電圧値を前記アナログ入力ポートの電圧値として検出しており、
前記アナログ入力ポートには、検出抵抗と該検出抵抗に対して直列に接続されたセンサーとの接続点の電圧が入力されると共に、前記検出抵抗と前記センサーとが直列に接続された検出部の上流側には電源が接続され、前記検出部の下流側は接地されており、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える抵抗値切換手段と、
前記複数のアナログ入力ポートの中から選択された対象ポートと、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で前記対象ポートを前記電圧値検出器に接続することによって、前記対象ポートに入力されている電圧値を検出する検出状態を、前記抵抗値の切換前後で発生させる検出状態発生手段と、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前に検出された前記対象ポートの検出電圧と、前記検出抵抗の抵抗値を切り換えた後に検出された前記対象ポートの検出電圧との電圧差に基づいて、前記対象ポートの故障の有無を診断するポート故障診断手段と
を備え、
前記ポート故障診断手段は、
前記検出電圧の電圧差が所定値以上であれば、前記対象ポートは故障していないと診断し、
前記検出電圧の電圧差が所定値よりも小さかった場合は、前記対象ポートは故障していると診断する
ことを特徴とする電圧値検出装置として把握することもできる。
Also, the voltage value detection device of the present invention can be grasped in the following manner. i.e.
A voltage value detector for converting a voltage value into a digital value for detection and a plurality of analog input ports, wherein the voltage value of the analog input port is switched by switching the analog input port connected to the voltage value detector. In a voltage value detection device that detects
The voltage value detector has a voltage value holding capacitor that holds the voltage value of the analog input port by storing charge from the connected analog input port, and the voltage value held by the voltage value holding capacitor. is detected as the voltage value of the analog input port,
The voltage at the connection point between the detection resistor and the sensor connected in series with the detection resistor is input to the analog input port, and the detection unit in which the detection resistor and the sensor are connected in series. A power supply is connected to the upstream side, and the downstream side of the detection unit is grounded,
resistance value switching means for switching the resistance value of the detection resistor;
a target port selected from among the plurality of analog input ports;
By connecting the target port to the voltage value detector before and after switching the resistance value of the detection resistor, a detection state for detecting the voltage value input to the target port is generated before and after switching the resistance value. detection state generation means for causing
Based on the voltage difference between the detection voltage of the target port detected before switching the resistance value of the detection resistor and the detection voltage of the target port detected after switching the resistance value of the detection resistor, the target and a port failure diagnostic means for diagnosing the presence or absence of a port failure,
The port failure diagnosis means includes:
diagnosing that the target port is not malfunctioning if the voltage difference between the detected voltages is equal to or greater than a predetermined value;
It can also be grasped as a voltage value detection device characterized by diagnosing that the target port is faulty when the voltage difference between the detected voltages is smaller than a predetermined value.
かかる態様の本発明の電圧値検出装置においても、対象ポートが故障していた場合は、対象ポートを介して電圧を放電したり充電したりすることが困難となるので、検出抵抗の抵抗値を切り換える前と、抵抗値を切り換えた後とで電圧値を検出しても、電圧値が変化しないか、変化量が小さくなる。このため、検出抵抗を切り換える前後で検出した電圧値の電圧差が所定値以上であれば、対象ポートは故障していないと判断することができ、電圧差が所定値より小さい場合は、対象ポートが故障していると判断することができる。その結果、アナログ入力ポートの故障が原因で誤った電圧値を検出することを回避することが可能となる。 In the voltage value detection device of the present invention in this aspect as well, if the target port fails, it becomes difficult to discharge or charge the voltage through the target port. Even if the voltage value is detected before switching and after switching the resistance value, the voltage value does not change or the amount of change becomes small. Therefore, if the voltage difference between the voltage values detected before and after switching the detection resistor is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the target port is not malfunctioning. can be determined to be faulty. As a result, it is possible to avoid detecting an erroneous voltage value due to a failure of the analog input port.
図1は、本実施例の電圧値検出装置10を含んだ電圧値検出システム1の大まかな構造を示した説明図である。電圧値検出システム1は、電圧値を検出するための電圧値検出装置10に加えて、検出の対象となる電圧値を出力するセンサーや、センサーに電力を供給する電源PWRなどを有している。図1に示した例では、温度によって抵抗値が変化する測温抵抗体(いわゆるサーミスター)がセンサーとして用いられており、3つのサーミスターTh1、Th2、Th3から出力される3つの電圧値を検出可能となっている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a rough structure of a voltage
周知のようにサーミスターは、温度によって抵抗値が変化する特性を利用して温度を検出するセンサーであるが、温度に限らず環境の変化に応じて抵抗値が変化する特性を利用するセンサーは、検出抵抗と呼ばれる抵抗を直列に接続して用いられることが通常である。図1に示した例では、サーミスターTh1の上流側には検出抵抗Rs1が直列に接続され、サーミスターTh2の上流側には検出抵抗Rs2が、サーミスターTh3の上流側には検出抵抗Rs3が直列に接続されている。更に、検出抵抗Rs1の上流側にはバイパス抵抗Rb1が直列に接続されて、バイパス抵抗Rb1の上流側は電源PWRに接続されている。検出抵抗Rs2や、検出抵抗Rs3についても同様に、検出抵抗Rs2の上流側にはバイパス抵抗Rb2が接続され、検出抵抗Rs3の上流側にはバイパス抵抗Rb3が接続されており、バイパス抵抗Rb2およびバイパス抵抗Rb3の上流側は電源PWRに接続されている。 As is well known, a thermistor is a sensor that detects temperature by using the property that the resistance value changes with temperature. , and resistors called detection resistors are connected in series. In the example shown in FIG. 1, a detection resistor Rs1 is connected in series upstream of the thermistor Th1, a detection resistor Rs2 is connected upstream of the thermistor Th2, and a detection resistor Rs3 is connected upstream of the thermistor Th3. connected in series. Furthermore, a bypass resistor Rb1 is connected in series to the upstream side of the detection resistor Rs1, and the upstream side of the bypass resistor Rb1 is connected to the power supply PWR. Similarly, for the detection resistor Rs2 and the detection resistor Rs3, a bypass resistor Rb2 is connected to the upstream side of the detection resistor Rs2, and a bypass resistor Rb3 is connected to the upstream side of the detection resistor Rs3. The upstream side of resistor Rb3 is connected to power supply PWR.
更に、バイパス抵抗Rb1にはバイパススイッチSWb1が並列に接続されており、バイパススイッチSWb1をONにすることによってバイパス抵抗Rb1をバイパスさせることが可能となっている。バイパス抵抗Rb2やバイパス抵抗Rb3についても同様に、バイパススイッチSWb2やバイパススイッチSWb3が並列に接続されており、バイパススイッチSWb2をONにすることによってバイパス抵抗Rb2をバイパスさせ、バイパススイッチSWb3をONにすることによってバイパス抵抗Rb3をバイパスさせることが可能となっている。また、サーミスターTh1、TH2、Th3の下流側はグランドに接地されている。 Furthermore, a bypass switch SWb1 is connected in parallel with the bypass resistor Rb1, and the bypass resistor Rb1 can be bypassed by turning on the bypass switch SWb1. Similarly, a bypass switch SWb2 and a bypass switch SWb3 are connected in parallel to the bypass resistor Rb2 and the bypass resistor Rb3. By turning on the bypass switch SWb2, the bypass resistor Rb2 is bypassed and the bypass switch SWb3 is turned on. This makes it possible to bypass the bypass resistor Rb3. The downstream sides of the thermistors Th1, TH2, and Th3 are grounded.
このため、バイパススイッチSWb1をONにした状態で、電源PWRで電源電圧Vccを発生させると、検出抵抗Rs1とサーミスターTh1との接続点からは、電源電圧Vccを検出抵抗Rs1とサーミスターTh1の抵抗値とで分圧した電圧値V1Hが、サーミスターTh1のセンサー電圧として出力される。また、バイパススイッチSWb1をOFFすると、検出抵抗Rs1にバイパス抵抗Rb1が加わることになるので、検出抵抗Rs1の抵抗値が、あたかもバイパス抵抗Rb1の抵抗値の分だけ増加したかのような状態となる。その結果、サーミスターTh1のセンサー電圧は、検出抵抗Rs1にバイパス抵抗Rb1を加えた抵抗値と、サーミスターTh1の抵抗値とで電源電圧Vccを分圧した電圧値V1Lに低下する。 Therefore, when the power supply PWR generates the power supply voltage Vcc with the bypass switch SWb1 turned on, the power supply voltage Vcc is transmitted from the connection point between the detection resistor Rs1 and the thermistor Th1. A voltage value V1H divided by the resistance value is output as a sensor voltage of the thermistor Th1. When the bypass switch SWb1 is turned off, the bypass resistor Rb1 is added to the detection resistor Rs1, so that the resistance value of the detection resistor Rs1 is increased by the resistance value of the bypass resistor Rb1. . As a result, the sensor voltage of the thermistor Th1 drops to a voltage value V1L obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistance value obtained by adding the bypass resistance Rb1 to the detection resistor Rs1 and the resistance value of the thermistor Th1.
サーミスターTh2やサーミスターTh3についても同様に、バイパススイッチSWb2、SWb3をONにした状態では、検出抵抗Rs2とサーミスターTh2との接続点からは電圧値V2Hが出力され、検出抵抗Rs3とサーミスターTh3との接続点からは電圧値V3Hが出力される。この時の電圧値V2Hは、電源電圧Vccを検出抵抗Rs2とサーミスターTh2の抵抗値とで分圧した電圧値であり、電圧値V3Hは、電源電圧Vccを検出抵抗Rs3とサーミスターTh3の抵抗値とで分圧した電圧値となる。また、バイパススイッチSWb2、SWb3をOFFにすると、検出抵抗Rs2の抵抗値があたかもバイパス抵抗Rb2の抵抗値の分だけ増加し、検出抵抗Rs3の抵抗値があたかもバイパス抵抗Rb3の抵抗値の分だけ増加したような状態となる。このため、サーミスターTh2のセンサー出力は電圧値V2Hから電圧値V2Lに低下し、サーミスターTh3のセンサー出力は電圧値V3Hから電圧値V3Lに低下する。この時の電圧値V2Lは、電源電圧Vccを、検出抵抗Rs2にバイパス抵抗Rb2を加えた抵抗値と、サーミスターTh2の抵抗値とで分圧した電圧値となる。また、電圧値V3Lは、電源電圧Vccを、検出抵抗Rs3にバイパス抵抗Rb3を加えた抵抗値と、サーミスターTh3の抵抗値とで分圧した電圧値となる。 Similarly, for the thermistor Th2 and the thermistor Th3, when the bypass switches SWb2 and SWb3 are turned on, a voltage value V2H is output from the connection point between the detection resistor Rs2 and the thermistor Th2, and the detection resistor Rs3 and the thermistor are connected. A voltage value V3H is output from the connection point with Th3. The voltage value V2H at this time is a voltage value obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistance values of the detection resistor Rs2 and the thermistor Th2. It becomes the voltage value divided by the value. When the bypass switches SWb2 and SWb3 are turned off, the resistance value of the detection resistor Rs2 increases as if by the resistance value of the bypass resistor Rb2, and the resistance value of the detection resistor Rs3 increases as if by the resistance value of the bypass resistor Rb3. It will be in a state like Therefore, the sensor output of the thermistor Th2 drops from the voltage value V2H to the voltage value V2L, and the sensor output of the thermistor Th3 drops from the voltage value V3H to the voltage value V3L. The voltage value V2L at this time is a voltage value obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistance value obtained by adding the bypass resistance Rb2 to the detection resistor Rs2 and the resistance value of the thermistor Th2. The voltage value V3L is a voltage value obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistance value obtained by adding the bypass resistance Rb3 to the detection resistor Rs3 and the resistance value of the thermistor Th3.
尚、本実施例では、サーミスターTh1~Th3の上流側に検出抵抗Rs1~Rs3およびバイパス抵抗Rb1~Rb3が接続されているものとしているが、サーミスターTh1~Th3の下流側に検出抵抗Rs1~Rs3およびバイパス抵抗Rb1~Rb3を接続するようにしても良い。この場合は、バイパス抵抗Rb1~Rb3に並列に接続されたバイパススイッチSWb1~SWb3をONにすることによって、サーミスターTh1~Th3のセンサー出力は高い電圧値に切り換わることになる。また、本実施例では、サーミスターTh1と検出抵抗Rs1とバイパス抵抗Rb1とによって検出部D1が形成されている。同様に、サーミスターTh2と検出抵抗Rs2とバイパス抵抗Rb2とによって検出部D2が形成されており、サーミスターTh3と検出抵抗Rs3とバイパス抵抗Rb3とによって検出部D3が形成されている。 In this embodiment, the detection resistors Rs1 to Rs3 and the bypass resistors Rb1 to Rb3 are connected upstream of the thermistors Th1 to Th3. Rs3 and bypass resistors Rb1 to Rb3 may be connected. In this case, by turning on the bypass switches SWb1 to SWb3 connected in parallel to the bypass resistors Rb1 to Rb3, the sensor outputs of the thermistors Th1 to Th3 are switched to high voltage values. Further, in this embodiment, a detection section D1 is formed by the thermistor Th1, the detection resistor Rs1, and the bypass resistor Rb1. Similarly, the thermistor Th2, the detection resistor Rs2, and the bypass resistor Rb2 form a detection section D2, and the thermistor Th3, the detection resistor Rs3, and the bypass resistor Rb3 form a detection section D3.
また、電圧値検出装置10には、全体の動作を制御する制御部11と、電圧値をデジタル値にAD変換して検出する電圧値検出器12と、アナログの電圧値が入力される複数のアナログ入力ポートInP0~InP3と、電圧値検出器12に接続するアナログ入力ポートを切り換えるセレクター13などが搭載されている。尚、図1で、電圧値検出装置10が4つのアナログ入力ポートInP0~InP3を搭載しているのは、サーミスターTh1~Th3から出力される3つの電圧値を検出しようとしているためである。しかし、アナログ入力ポートの数は、検出しようとする電圧値の数よりも1つ以上、多ければ十分であり、必ずしも4つに限られるわけではない。
The voltage
図1に示されるように、4つのアナログ入力ポートInP0~InP3の内のアナログ入力ポートInP0には、基準電圧Vcrが入力されている。この基準電圧Vcrは、電源PWRが生成した電源電圧Vccを、抵抗Rd1と抵抗Rd2とで分圧することによって生成されている。また、アナログ入力ポートInP1には、サーミスターTh1のセンサー出力(すなわち、電圧値V1Lまたは電圧値V1H)が入力されている。同様に、アナログ入力ポートInP2には、サーミスターTh2のセンサー出力(すなわち、電圧値V2Lまたは電圧値V2H)が入力され、アナログ入力ポートInP3には、サーミスターTh3のセンサー出力(すなわち、電圧値V3Lまたは電圧値V3H)が入力されている。更に、サーミスターTh1~Th3からのセンサー出力がアナログ入力ポートInP1~InP3に入力される配線には、ノイズ対策用に小容量(数十μF以下)のコンデンサーCn1~Cn3が接続されている。 As shown in FIG. 1, a reference voltage Vcr is input to the analog input port InP0 among the four analog input ports InP0 to InP3. The reference voltage Vcr is generated by dividing the power supply voltage Vcc generated by the power supply PWR with the resistors Rd1 and Rd2. Further, the sensor output of the thermistor Th1 (that is, the voltage value V1L or the voltage value V1H) is input to the analog input port InP1. Similarly, the sensor output of the thermistor Th2 (ie, voltage value V2L or voltage value V2H) is input to the analog input port InP2, and the sensor output of the thermistor Th3 (ie, voltage value V3L) is input to the analog input port InP3. Or voltage value V3H) is input. In addition, capacitors Cn1 to Cn3 of small capacity (several tens of μF or less) are connected to the lines through which the sensor outputs from thermistors Th1 to Th3 are input to the analog input ports InP1 to InP3.
また、セレクター13の内部には、アナログ入力ポートの個数に相当する個数(図1では4つ)のスイッチSW0~SW3が搭載されており、何れかのスイッチをONにすることによって、複数のアナログ入力ポートInP0~InP3の何れかを電圧値検出器12に接続することが可能となっている。例えば、スイッチSW0をONとして、その他のスイッチSW1~SW3をOFFとすれば、アナログ入力ポートInP0が電圧値検出器12に接続される。また、スイッチSW1をONとして、その他のスイッチSW0、SW2、SW3をOFFとすれば、アナログ入力ポートInP1が電圧値検出器12に接続される。同様に、スイッチSW2をONとして、その他のスイッチSW0、SW1、SW3をOFFとすれば、アナログ入力ポートInP2が電圧値検出器12に接続され、スイッチSW3をONとして、その他のスイッチSW0~SW2をOFFとすれば、アナログ入力ポートInP3が電圧値検出器12に接続される。
Further, the
また、電圧値検出器12の内部には、セレクター13によって接続されたアナログ入力ポートInP0~InP3の電圧値をAD変換するAD変換器ADCと、AD変換器ADCに入力された電圧を保持するコンデンサーCsとが設けられている。このコンデンサーCsは、AD変換器ADCが、セレクター13によって接続されたアナログ入力ポートInP0~InP3の電圧値をAD変換している間に、電圧値が大きく変化しないように保持するためのものである。尚、このコンデンサーCsは、本発明における「電圧値保持コンデンサー」に対応する。また、図示は省略されているが、コンデンサーCsとセレクター13との間にはスイッチが設けられており、AD変換器ADCが電圧値をAD変換している間はスイッチをOFFにすることによって、電圧値が変化しないようになっている。
Further, inside the
また、図1に示されるように、電圧値検出装置10には出力端子OPbが設けられており、制御部11はバイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態を切り換えるための切換信号を、出力端子OPbを介して出力する。尚、図1に示した例では、1つの出力端子OPbからバイパススイッチSWb1~SWb3に切換信号が出力されており、従って、バイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態が同時に切り換わるようになっている。しかし、バイパススイッチSWb1~SWb3に対して個別に出力端子OPbを設けることによって、バイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態を個別に切り換え可能としても良い。
Further, as shown in FIG. 1, the voltage
前述したように、バイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態を切り換えると、あたかも検出抵抗Rs1~Rs3の抵抗値が変化したような状態となって、サーミスターTh1~Th3のセンサー出力が変化する。このようなことをしているのは、センサーの検出可能範囲を増加させると共に、分解能も増加させるためである。本実施例では、センサーとしてサーミスターTh1~Th3が用いられているから、検出可能な温度範囲が増加すると共に、検出する温度の分解能も増加することになる。こうしたことが可能となるのは、次のような理由による。 As described above, when the ON/OFF states of the bypass switches SWb1 to SWb3 are switched, it is as if the resistance values of the detection resistors Rs1 to Rs3 have changed, and the sensor outputs of the thermistors Th1 to Th3 change. The reason for doing this is to increase the detectable range of the sensor as well as increase the resolution. In this embodiment, the thermistors Th1 to Th3 are used as the sensors, so that the detectable temperature range is increased and the resolution of the temperature to be detected is increased. This is possible for the following reasons.
図2は、本実施例の電圧値検出装置10が、バイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態を切り換えている理由についての説明図である。図2では、温度に対してサーミスターTh1~Th3から出力される電圧値が示されている。図中に示した実線は、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの時に、温度の変化と共にサーミスターTh1~Th3から出力される電圧値が変化する様子を表している。また、図中に示した破線は、バイパススイッチSWb1~SWb3がONの時に、サーミスターTh1~Th3から出力される電圧値を表している。尚、本実施例のサーミスターTh1~Th3は、温度が増加するに従って抵抗値が減少するタイプのサーミスターを用いているが、温度の増加に従って抵抗値も増加するタイプのサーミスターを用いても良い。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the reason why the voltage
図2中に実線で示されるように、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの時のサーミスターTh1~Th3のセンサー出力は、低温側では温度の変化に対して電圧値が大きく変化するが、高温側では電圧値の変化が小さくなっている。従って、低温側では温度変化を高い分解能で検出することができるが、高温側では検出可能な温度の分解能が低くなる。これに対して、バイパススイッチSWb1~SWb3をONにすると、図2中に破線で示したように、サーミスターTh1~Th3のセンサー出力は、高温側では温度の変化に対して電圧値が大きく変化するが、低温側では電圧値の変化が小さくなっている。従って、この場合は、高温側では温度変化を高い分解能で検出することができるが、低温側では検出可能な温度の分解能が低くなる。 As shown by the solid line in FIG. 2, the sensor outputs of the thermistors Th1 to Th3 when the bypass switches SWb1 to SWb3 are OFF vary greatly in voltage value with respect to the change in temperature on the low temperature side. At , the change in voltage value is small. Therefore, temperature changes can be detected with high resolution on the low temperature side, but the detectable temperature resolution is low on the high temperature side. On the other hand, when the bypass switches SWb1 to SWb3 are turned ON, the voltage values of the sensor outputs of the thermistors Th1 to Th3 change greatly with temperature changes on the high temperature side, as indicated by the broken lines in FIG. However, the change in the voltage value is small on the low temperature side. Therefore, in this case, temperature changes can be detected with high resolution on the high temperature side, but the resolution of the detectable temperature on the low temperature side is low.
このことから、低温側では、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態で温度を検出し、高温側では、バイパススイッチSWb1~SWb3がONの状態で温度を検出すれば、低温側および高温側の何れの温度範囲でも高い分解能で温度を検出することができると共に、検出可能な温度範囲も拡大することが可能となる。そこで、本実施例の電圧値検出装置10では、予め設定しておいた閾値温度Tthを境として、閾値温度Tthよりも低温側では、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態で温度を検出し、閾値温度Tthよりも高温側では、バイパススイッチSWb1~SWb3がONの状態で温度を検出することとしている。図2中に実線で示したセンサー出力は低温側が太線で表示され、破線で示したセンサー出力は高温側が太線で表示されているのは、低温側では実線のセンサー出力を用いて温度を検出し、高温側では破線のセンサー出力を用いて温度を検出することを表している。
Therefore, if the temperature is detected on the low temperature side with the bypass switches SWb1 to SWb3 turned off, and if the temperature is detected on the high temperature side with the bypass switches SWb1 to SWb3 turned on, either the low temperature side or the high temperature side will be detected. Temperature can be detected with high resolution even in the temperature range of , and the detectable temperature range can be expanded. Therefore, in the voltage
もっとも、実際に温度を検出してみなければ、低温側の設定(すなわち、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態)、あるいは高温側の設定(すなわち、バイパススイッチSWb1~SWb3がON状態)の何れで検出すればよいのか分からない。そこで、検出範囲(すなわち、バイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態)を切り換えて電圧値を検出する場合には、次のようにして検出することが一般的である。 However, if the temperature is not actually detected, either the low temperature side setting (that is, the bypass switches SWb1 to SWb3 are in the OFF state) or the high temperature side setting (that is, the bypass switches SWb1 to SWb3 are in the ON state). I don't know if I should detect it with Therefore, when detecting the voltage value by switching the detection range (that is, the ON/OFF states of the bypass switches SWb1 to SWb3), the detection is generally performed as follows.
図3は、複数のアナログ入力ポートを備える電圧値検出装置でアナログ入力ポートの電圧値を検出する動作の概要を示した説明図である。図示されるように、アナログ入力ポートの電圧値を検出する際には、検出しようとするアナログ入力ポートを選択する。尚、図1を用いて前述したように、アナログ入力ポートInP1を選択する場合には、セレクター13内のスイッチSW1をONにして、他のスイッチSW0、SW2、SW3をOFFにすれば良い。また、例えば、アナログ入力ポートInP2を選択する場合には、スイッチSW2をONにして、他のスイッチSW0、SW1、SW3をOFFにすれば良い。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an overview of the operation of detecting voltage values of analog input ports in a voltage value detection device having a plurality of analog input ports. As illustrated, when detecting the voltage value of the analog input port, the analog input port to be detected is selected. As described above with reference to FIG. 1, when selecting the analog input port InP1, the switch SW1 in the
続いて、検出抵抗Rs1~Rs3の抵抗値を切り換える前(すなわち、バイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態を切り換える前)の電圧値を検出する。前述したように、バイパススイッチSWb1~SWb3のON/OFF状態を切り換えると、検出抵抗Rs1~Rs3の抵抗値をあたかも切り換えたような状態となる。尚、本実施例では、バイパススイッチSWb1~SWb3をOFFからONに切り換えるものとして説明するが、バイパススイッチSWb1~SWb3をONからOFFに切り換えても構わない。 Subsequently, voltage values before switching the resistance values of the detection resistors Rs1 to Rs3 (that is, before switching the ON/OFF states of the bypass switches SWb1 to SWb3) are detected. As described above, when the ON/OFF states of the bypass switches SWb1 to SWb3 are switched, it is as if the resistance values of the detection resistors Rs1 to Rs3 are switched. Although the bypass switches SWb1 to SWb3 are switched from OFF to ON in this embodiment, the bypass switches SWb1 to SWb3 may be switched from ON to OFF.
こうして検出抵抗Rs1~Rs3の抵抗値を切り換える前(ここでは、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFF)の状態で、先に選択しておいたアナログ入力ポートの電圧値を検出したら、検出抵抗Rs1~Rs3の抵抗値を切り換えた後(ここでは、バイパススイッチSWb1~SWb3をONにして)、再び、アナログ入力ポートの電圧値を検出する。以上のようにして、抵抗値を切り換える前と切り換えた後とで検出した電圧値が得られたら、それらの電圧値に基づいて、検出しようとしている温度が低温側あるいは高温側の何れにあるかを判断することができる。例えば、検出した電圧値の低い方に着目して、その電圧値が所定の電圧値よりも高い場合は低温側であり、低い場合は高温側であると判断することが出来る。その結果、低温側と判断した場合には、抵抗値切換前(ここでは、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFF)に検出した電圧値をセンサー出力として選択し、高温側と判断した場合には、抵抗値切換後(ここでは、バイパススイッチSWb1~SWb3がON)に検出した電圧値をセンサー出力として選択する。こうして、1つのアナログ入力ポートに入力された電圧値を検出したら、新たなアナログ入力ポートを選択して、そのアナログ入力ポートについても同様な手順を実施する。こうすれば、複数のアナログ入力ポートの電圧値を検出することができる。 In this way, before switching the resistance values of the detection resistors Rs1 to Rs3 (in this case, the bypass switches SWb1 to SWb3 are OFF), if the voltage value of the previously selected analog input port is detected, the detection resistors Rs1 to Rs3 (here, the bypass switches SWb1 to SWb3 are turned ON), the voltage value of the analog input port is detected again. When the voltage values detected before and after switching the resistance value are obtained as described above, it is determined whether the temperature to be detected is on the low temperature side or the high temperature side based on those voltage values. can be judged. For example, focusing on the lower detected voltage value, if the voltage value is higher than a predetermined voltage value, it can be determined that the temperature is on the low temperature side, and if the voltage value is lower than the predetermined voltage value, it can be determined that the temperature is on the high temperature side. As a result, when it is determined to be on the low temperature side, the voltage value detected before switching the resistance value (here, the bypass switches SWb1 to SWb3 are OFF) is selected as the sensor output, and when it is determined to be on the high temperature side, the resistor The voltage value detected after the value switching (in this case, the bypass switches SWb1 to SWb3 are ON) is selected as the sensor output. Thus, when the voltage value input to one analog input port is detected, a new analog input port is selected and the same procedure is performed for that analog input port. This makes it possible to detect voltage values of a plurality of analog input ports.
ところが、アナログ入力ポートで故障が発生すると、正しい電圧値を検出することができなくなる。例えば、アナログ入力ポートInP3で接続不良あるいは断線などの故障が発生していたとする。この場合、アナログ入力ポートInP3の電圧値を検出しようとして、スイッチSW3をONにし、他のスイッチSW0~SW2をOFFにしても、アナログ入力ポートInP3で接続不良または断線などが発生しているため、アナログ入力ポートInP3の電圧値V3が電圧値検出器12に伝わらない。このため、電圧値検出器12のコンデンサーCsは、前に接続されていたアナログ入力ポートの電圧値を保持し続けることになり、電圧値検出器12のAD変換器ADCは、その電圧値をAD変換して検出してしまう。また、こうして誤って検出された電圧値は、アナログ入力ポートInP3以外のアナログ入力ポートの電圧値であるため、特別に不自然な電圧値となっているわけではなく、電圧値が誤検出されていることに気付き難い。その結果、誤検出されたままで制御が継続されてしまうという問題がある。
However, if a failure occurs at the analog input port, the correct voltage value cannot be detected. For example, assume that a failure such as a poor connection or disconnection has occurred at the analog input port InP3. In this case, even if the switch SW3 is turned ON and the other switches SW0 to SW2 are turned OFF in an attempt to detect the voltage value of the analog input port InP3, a connection failure or disconnection occurs at the analog input port InP3. The voltage value V3 of the analog input port InP3 is not transmitted to the
そこで、本実施例の電圧値検出装置10では、図1に示したように、複数のアナログ入力ポートInP0~InP3の中のアナログ入力ポートInP0に、基準電圧Vcrを入力するとともに、以下のような手順でアナログ入力ポートInP1~InP3の電圧値を検出する。こうすれば、アナログ入力ポートInP1~InP3で故障が発生したか否かを容易に診断することが可能となる。
Therefore, in the voltage
図4は、本実施例の電圧値検出装置10がアナログ入力ポートInP1~InP3の故障有無を診断する動作の概要を示した説明図である。図3を用いて前述した手順(すなわち、故障を診断しない場合の手順)と比較すると、故障を診断する場合には、基準電圧Vcrを検出する動作と、抵抗値切換前の電圧値を検出した後に故障を診断する動作と、抵抗値切換後の電圧値を検出した後に故障を診断する動作とが追加されたものとなっている。以下では、図4の手順を構成するそれぞれの動作について、具体的に説明する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of the operation of diagnosing whether or not the analog input ports InP1 to InP3 are faulty by the voltage
図5は、アナログ入力ポートが故障していない場合に本実施例の電圧値検出装置10が電圧値を検出する場合を例示した説明図である。図5に示した例では、図5(a)中に示した温度Taおよび温度Tbの2つの温度を検出するものとして、図5(b)には温度Taを検出する場合が示され、図5(c)には温度Tbを検出する場合が示されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram exemplifying a case where the voltage
初めに、図5(b)を参照して、温度Taを検出する場合について説明する。図5(b)には、図4を用いて前述した各動作(すなわち、基準電圧検出、ポート選択、抵抗値切換前電圧値検出、ポート故障診断、抵抗値切換、抵抗値切換後電圧値検出、ポート故障診断、検出電圧値選択)の実行に伴って、コンデンサーCsの電圧値が変化する様子が示されている。 First, the case of detecting the temperature Ta will be described with reference to FIG. 5(b). FIG. 5(b) shows each of the operations described above with reference to FIG. , port failure diagnosis, detection voltage value selection) are shown to change the voltage value of the capacitor Cs.
図5(b)に示されるように、電圧値を検出するに際しては、先ず始めに基準電圧Vcrを検出する。図1を用いて前述したように、本実施例の電圧値検出装置10では、アナログ入力ポートInP0に基準電圧Vcrが入力されているから、セレクター13内のスイッチSW0をONにして、他のスイッチSW1~SW3をOFFにすれば、アナログ入力ポートInP0が電圧値検出器12に接続されて、基準電圧を検出することが可能となる。また、電圧値検出器12内にはコンデンサーCsが設けられているので、アナログ入力ポートInP0を電圧値検出器12に接続すると、コンデンサーCsの作用によって電圧値が過渡的に変化して、基準電圧Vcrで安定する。図5(b)には、「基準電圧検出」動作を行うことによって、コンデンサーCsの電圧値が基準電圧Vcrで安定する様子が示されている。電圧値検出装置10の制御部11は、セレクター13内のスイッチSW0~SW3を切り換えた後、コンデンサーCsの電圧値が安定したタイミングで、電圧値検出器12にトリガー信号を出力することによって電圧値を検出する。また、電圧値検出器12は、検出した電圧値を制御部11に出力する。
As shown in FIG. 5(b), when detecting the voltage value, the reference voltage Vcr is first detected. As described above with reference to FIG. 1, in the voltage
尚、本実施例では、アナログ入力ポートInP0が本発明における「特定ポート」に対応し、アナログ入力ポートInP0を電圧値検出器12に接続した状態が、本発明における「基準状態」に対応する。また、アナログ入力ポートInP0を電圧値検出器12に接続した状態は、制御部11がセレクター13内のスイッチSW0~SW3を切り換えることによって実現しているから、制御部11が本発明における「基準状態発生手段」に対応する。
In this embodiment, the analog input port InP0 corresponds to the "specific port" of the invention, and the state in which the analog input port InP0 is connected to the
次に、アナログ入力ポートInP1~InP3の中から電圧値を検出しようとするアナログ入力ポートを選択する。アナログ入力ポートの選択は、前述したように、セレクター13内のスイッチSW0~SW3を切り換えることによって行う。すると、選択したアナログ入力ポートが電圧値検出器12に接続されるので、電圧値検出器12内のコンデンサーCsの電圧値が、選択したアナログ入力ポートの電圧値に変化する。ここでは、検出する温度が温度Taであり、また、初めはバイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態で検出するとしているから、アナログ入力ポートの電圧値は、基準電圧Vcrよりも高い電圧値VaLとなっている(図5(a)参照)。このため、図5(b)に示したように、コンデンサーCsの電圧値は、基準電圧Vcrから電圧値VaLに上昇して安定する。そして、コンデンサーCsの電圧値が安定したタイミングで、電圧値を電圧値検出器12で検出する。アナログ入力ポートを選択するためにスイッチSW0~SW3を切り換える動作や、コンデンサーCsの電圧値が安定したタイミングで電圧値検出器12が電圧値を検出する動作は、制御部11によって制御されている。また、電圧値検出器12は、検出した電圧値を制御部11に出力する。
Next, an analog input port whose voltage value is to be detected is selected from the analog input ports InP1 to InP3. Selection of the analog input port is performed by switching the switches SW0 to SW3 in the
尚、アナログ入力ポートInP1~InP3の中から選択されたアナログ入力ポートが、本発明における「対象ポート」に対応し、選択されたアナログ入力ポートを電圧値検出器12に接続した状態が、本発明における「検出状態」に対応する。また、選択されたアナログ入力ポートを電圧値検出器12に接続した状態は、制御部11がセレクター13内のスイッチSW0~SW3を切り換えることによって実現しているから、制御部11は本発明における「検出状態発生手段」にも対応する。
An analog input port selected from the analog input ports InP1 to InP3 corresponds to the "target port" in the present invention, and the state in which the selected analog input port is connected to the
続いて、制御部11は、選択したアナログ入力ポートの故障の有無を診断する。故障の有無の診断は、基準電圧検出時に電圧値検出器12から取得した基準電圧Vcrと、抵抗値切換前に検出した電圧値VaLとの電圧差dV1を算出して、この電圧差dV1と所定の閾値電圧Vthとを比較することによって行う。前述したように電圧値検出器12はコンデンサーCsで保持されている電圧値を検出するから、検出した電圧値が変化したと言うことは、コンデンサーCsの電圧値が変化したことに他ならない。そして、例えば、コンデンサーCsの電圧値が高くなったのであれば、電圧値検出器12に接続したアナログ入力ポートを介してコンデンサーCsが充電されたことになり、逆に、コンデンサーCsの電圧値が低くなったのであれば、コンデンサーCsの電圧がアナログ入力ポートを介して放電されたことになる。何れの場合でも、電圧値検出器12に接続されたアナログ入力ポートでは、断線や接続不良などの故障は発生していないと考えて良い。そこで、基準電圧Vcrと抵抗値切換前の電圧値VaLとの電圧差dV1を閾値電圧Vthと比較して、電圧差dV1が閾値電圧Vthよりも大きかった場合は、選択されているアナログ入力ポートは故障していないと判断する。図5(b)に示した例では、電圧差dV1は閾値電圧Vthよりも大きいので、アナログ入力ポートは故障していないと判断される。尚、閾値電圧Vthの値は、経験によって、あるいは試行錯誤によって、適切な値を設定しておけばよい。
Subsequently, the
そして、アナログ入力ポートは故障していないと判断した場合は、バイパススイッチSWb1~SWb3をONにすることによって、抵抗値を切り換えた後、切換後の電圧値を検出する。すなわち、本実施例の電圧値検出装置10は、サーミスターTh1~Th3に対して直列に接続された抵抗値を切り換えることによって、検出可能な温度範囲および温度検出時の分解能を向上させているので、抵抗値切換前の電圧値を検出した後は、抵抗値切換後の電圧値も検出する。また、ここでは、検出する温度が温度Taであるとしているから、バイパススイッチSWb1~SWb3をOFFからONに切り換えると、サーミスターTh1~Th3のセンサー出力は、電圧値VaLから電圧値VaHに増加する(図5(a)参照)。このため、図5(b)中に示したように、コンデンサーCsの電圧値も電圧値VaLから電圧値VaHに上昇して安定する。そこで、制御部11は、コンデンサーCsの電圧値が安定したタイミングで、電圧値検出器12を用いて電圧値VaHを検出する。また、電圧値検出器12は、検出した電圧値VaHを制御部11に出力しておく。尚、抵抗値を切り換える操作は、図1を用いて前述したように、制御部11がバイパススイッチSWb1~SWb3に対して切換信号を出力することによって実現されている。従って、本実施例の制御部11は、本発明における「抵抗値切換手段」にも対応する。
When it is determined that the analog input port is not malfunctioning, the bypass switches SWb1 to SWb3 are turned ON to switch the resistance value, and then the voltage value after switching is detected. That is, the voltage
こうして、選択したアナログ入力ポートが故障していないと判断し、且つ、抵抗値切換前の電圧値VaLおよび抵抗値切換後の電圧値VaHが得られたら、分解能が高い方の電圧値(ここでは、図5(a)に示したように、温度Taを検出する場合を想定しているから、抵抗値切換前の電圧値VaL)を選択する。そして、選択した電圧値を外部に出力した後、次のアナログ入力ポートの電圧値を検出するべく、再び、基準電圧Vcrを検出する動作から始まる上述した一連の動作を実行する。 In this way, when it is determined that the selected analog input port is not malfunctioning and the voltage value VaL before the resistance value switching and the voltage value VaH after the resistance value switching are obtained, the voltage value with the higher resolution (here, , as shown in FIG. 5(a), the voltage value VaL) before switching the resistance value is selected because it is assumed that the temperature Ta is detected. After outputting the selected voltage value to the outside, the above-described series of operations starting from the operation of detecting the reference voltage Vcr are executed again in order to detect the voltage value of the next analog input port.
以上では、検出する温度が、図5(a)中に示した温度Taである場合について説明した。この場合は、抵抗値切換前に検出する電圧値VaLが、基準電圧Vcrに対して閾値電圧Vth以上高いので、抵抗値切換前の電圧値VaLを検出した段階で、アナログ入力ポートが故障していないと判断することができる。これに対して、図5(a)中の温度Tbを検出する場合のように、抵抗値切換前の電圧値VbLと基準電圧Vcrとの電圧差が閾値電圧Vthよりも小さくなることも起こり得る。このような場合は、抵抗値切換後の電圧値VbHも用いて、アナログ入力ポートの故障有無を診断する。以下では、図5(c)を参照することによって、抵抗値切換後の電圧値VbHも用いてアナログ入力ポートの故障有無を診断する方法について説明する。 The case where the temperature to be detected is the temperature Ta shown in FIG. 5A has been described above. In this case, the voltage value VaL detected before the resistance value switching is higher than the reference voltage Vcr by the threshold voltage Vth or more. can decide not to. On the other hand, as in the case of detecting the temperature Tb in FIG. 5A, the voltage difference between the voltage value VbL before the resistance value switching and the reference voltage Vcr may become smaller than the threshold voltage Vth. . In such a case, the voltage value VbH after switching the resistance value is also used to diagnose whether or not the analog input port is faulty. A method of diagnosing whether or not an analog input port is faulty will be described below using the voltage value VbH after switching the resistance value with reference to FIG. 5(c).
図5(c)には、検出する温度が図5(a)中の温度Tbであった場合に、アナログ入力ポートの故障有無を診断する様子が示されている。図5(c)の場合でも、前述した図5(b)の場合と同様に、先ず始めに基準電圧Vcrを検出する。続いて、セレクター13内のスイッチSW0~SW3を切り換えることによってアナログ入力ポートを選択する。図5(a)中に示したように、検出する温度が温度Tbで、抵抗値切換前(ここでは、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態)で検出する電圧値VbLは、基準電圧Vcrよりも低いので、アナログ入力ポートを選択すると、コンデンサーCsの電圧値は、基準電圧Vcrから電圧値VbLに低下して安定する(図5(c)参照)。そこで、コンデンサーCsの電圧値が安定したタイミングで、電圧値検出器12を用いて電圧値VbLを検出する。
FIG. 5(c) shows a state of diagnosing whether or not there is a failure in the analog input port when the temperature to be detected is the temperature Tb in FIG. 5(a). In the case of FIG. 5(c) as well, the reference voltage Vcr is first detected as in the case of FIG. 5(b). Subsequently, by switching the switches SW0 to SW3 in the
続いて、基準電圧Vcrと、抵抗値切換前の電圧値VbLとの電圧差dV1を、閾値電圧Vthと比較することによって、アナログ入力ポートの故障の有無を診断する。図5(b)を用いて前述したように、電圧差dV1が閾値電圧Vthよりも大きければ、アナログ入力ポートは故障していないと判断することができる。しかし、検出しようとしている温度が温度Tbの場合は、抵抗値切換前の電圧値VbLは基準電圧Vcrと近い電圧値となるので、アナログ入力ポートが故障していなくても、電圧差dV1が閾値電圧Vthよりも小さくなり得る。そこで、抵抗値切換前の電圧値VbLについては、基準電圧Vcrとの電圧差dV1が閾値電圧Vthよりも小さい場合でも、故障有無の判断を留保したまま、抵抗値を切り換えて、抵抗値切換後の電圧値VbHを検出する。図5(a)に示したように、抵抗値切換後の電圧値VbHは、基準電圧Vcrよりも高い値となっている。これに伴って、図5(c)に示すように、コンデンサーCsの電圧値も電圧値VbHまで上昇して安定する。そこで、電圧値が安定したタイミングで、電圧値検出器12を用いて抵抗値切換後の電圧値VbHを検出して、基準電圧Vcrと、抵抗値切換後の電圧値VbHとの電圧差dV2を、閾値電圧Vthと比較する。その結果、電圧差dV2が閾値電圧Vthよりも大きかった場合は、コンデンサーCsの電圧が、選択されたアナログ入力ポートを介して充電あるいは放電されたことを表している。従って、この場合は、アナログ入力ポートは故障していないと判断することができる。
Subsequently, the presence or absence of failure of the analog input port is diagnosed by comparing the voltage difference dV1 between the reference voltage Vcr and the voltage value VbL before switching the resistance value with the threshold voltage Vth. As described above with reference to FIG. 5B, if the voltage difference dV1 is greater than the threshold voltage Vth, it can be determined that the analog input port is not faulty. However, if the temperature to be detected is the temperature Tb, the voltage value VbL before the resistance value switching is close to the reference voltage Vcr. It can be smaller than the voltage Vth. Therefore, even when the voltage difference dV1 from the reference voltage Vcr is smaller than the threshold voltage Vth, the voltage value VbL before the resistance value switching is switched while the failure determination is suspended. is detected. As shown in FIG. 5A, the voltage value VbH after switching the resistance value is higher than the reference voltage Vcr. Along with this, as shown in FIG. 5(c), the voltage value of the capacitor Cs also rises to the voltage value VbH and stabilizes. Therefore, when the voltage value is stabilized, the
尚、抵抗値切換後の電圧値VbHは、抵抗値切換前の電圧値VbLと基準電圧Vcrとの電圧差dV1が閾値電圧Vthよりも小さかった場合に、抵抗値を切り換えた状態で検出された電圧値である。従って、本実施例では、抵抗値切換後の電圧値VbHが、本発明における「再検出電圧」に対応する。 It should be noted that the voltage value VbH after switching the resistance value was detected with the resistance value switched when the voltage difference dV1 between the voltage value VbL before the resistance value switching and the reference voltage Vcr was smaller than the threshold voltage Vth. voltage value. Therefore, in this embodiment, the voltage value VbH after switching the resistance value corresponds to the "re-detection voltage" in the present invention.
以上では、選択したアナログ入力ポートが故障していない場合について説明した。これに対して、アナログ入力ポートが故障していた場合、次のようにして、故障の発生を検出することができる。図6は、アナログ入力ポートが故障していた場合に本実施例の電圧値検出装置10が故障を診断する動作を示した説明図である。図6(a)には、検出しようとする温度が温度Taの場合にコンデンサーCsの電圧値が変化する様子が示されており、図6(b)には、検出しようとする温度が温度Tbの場合にコンデンサーCsの電圧値が変化する様子が示されている。何れの場合でも、基準電圧Vcrを検出する段階では、コンデンサーCsの電圧値は基準電圧Vcrに変化しており、電圧値検出器12では基準電圧Vcrを正しく検出することができる。
In the above description, the case where the selected analog input port is not faulty has been described. On the other hand, if the analog input port is faulty, the occurrence of the fault can be detected as follows. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of diagnosing the failure of the voltage
ところが、アナログ入力ポートを選択したときに、そのアナログ入力ポートで断線あるいは接触不良などの故障が発生していた場合には、選択したアナログ入力ポートの電圧値が電圧値検出器12に伝わらないので、コンデンサーCsの電圧値は変化しないか、変化しても変化量は僅かな値となる。このため、図6(a)に示したように、検出する温度がTaの場合でも、あるいは図6(b)に示したように、検出する温度がTbの場合でも、抵抗値切換前の電圧値VaL、VbLと、基準電圧Vcrとの電圧差dV1は閾値電圧Vthよりも小さくなる。更に、抵抗値を切り換えた場合でも、選択したアナログ入力ポートの電圧値が電圧値検出器12に伝わらないので、コンデンサーCsの電圧値は変化しないか、変化しても変化量は僅かな値となる。このため、抵抗値を切り換えた後に検出した電圧値VaH、VbHについても、基準電圧Vcrとの電圧差dV2は閾値電圧Vthより小さくなる。従って、抵抗値切換前の電圧値VaL、VbLと基準電圧Vcrとの電圧差dV1、および抵抗値切換後の電圧値VaH、VbHと基準電圧Vcrとの電圧差dV2の何れについても、閾値電圧Vthよりも小さかった場合には、選択したアナログ入力ポートが故障していると判断することができる。これに対して、何れか一方の電圧差dV1、dV2が閾値電圧Vthよりも大きかった場合は、選択したアナログ入力ポートが故障していないと判断することができる。
However, when an analog input port is selected, the voltage value of the selected analog input port will not be transmitted to the
尚、以上の説明では、基準電圧Vcrを検出すると、抵抗値切換前の電圧値を検出して、故障の有無を診断し、診断の結果が得られなかった場合(すなわち、故障していないという診断結果でなかった場合)には、抵抗値を切り換えた後に再び電圧値(すなわち抵抗値切換後の電圧値)を検出して、故障の有無を診断するものとして説明した(図4~図6を参照のこと)。しかし、抵抗値切換前の電圧値を検出してから、抵抗値切換後の電圧値を検出する前の何れかのタイミングで、再び基準電圧Vcrを検出しても良い。あるいは、基準電圧Vcrは検出しなくても、電圧値検出器12のコンデンサーCsに基準電圧Vcrを充電しても良い。こうすれば、以下の理由から、アナログ入力ポートの故障の有無をより一層正確に診断することが可能となる。
In the above description, when the reference voltage Vcr is detected, the voltage value before switching the resistance value is detected, and the presence or absence of failure is diagnosed. If it is not a diagnosis result), after switching the resistance value, the voltage value (that is, the voltage value after switching the resistance value) is detected again to diagnose the presence or absence of a failure (FIGS. 4 to 6). checking). However, the reference voltage Vcr may be detected again at any timing after the voltage value before the resistance value switching is detected and before the voltage value after the resistance value switching is detected. Alternatively, the capacitor Cs of the
先ず、基準電圧Vcrを検出する際には、電圧値検出器12のコンデンサーCsが基準電圧Vcrに充電される。その後、セレクター13内のスイッチSW0~SW3が切り換えられてアナログ入力ポートが選択される。選択したアナログ入力ポートが故障していなければ、コンデンサーCsの電圧値がアナログ入力ポートの電圧値に変化して、電圧値検出器12ではアナログ入力ポートの電圧値が検出されるが、アナログ入力ポートが故障していた場合には、コンデンサーCsの電圧値は基準電圧Vcrのままとなる。しかし、コンデンサーCsは周囲に対して電荷を自然放電したり、あるいは周囲から電荷が流入して自然充電したりすることがある。自然放電あるいは自然充電する電荷量は僅かなものに過ぎないが、コンデンサーCsの容量が小さい場合には、自然放電あるいは自然充電によるコンデンサーCsの電圧値の変化量も大きくなる。
First, when detecting the reference voltage Vcr, the capacitor Cs of the
そして、前述したように、抵抗値切換前の電圧値では診断結果が得られない場合は、抵抗値を切り換えた後に再び電圧値(すなわち抵抗値切換後の電圧値)を検出する必要があるので、基準電圧Vcrを検出してから診断結果が得られるまでの時間が長くなる。このため、抵抗値切換後の電圧値を検出した時点では、コンデンサーCsの自然放電あるいは自然充電による電圧値の変化量が閾値電圧Vthを超えてしまい、その結果、(実際にはアナログ入力ポートが故障しているにも拘わらず)抵抗値切換後の電圧値は基準電圧Vcrに対して大きく(閾値電圧Vth以上)変化しているので、アナログ入力ポートは故障していないと誤って診断してしまうことが起こり得る。そこで、抵抗値切換前の電圧値を検出してから、抵抗値切換後の電圧値を検出する前の何れかのタイミングで、再び基準電圧Vcrを検出するか、少なくとも、電圧値検出器12のコンデンサーCsに基準電圧Vcrを充電する。こうすれば、コンデンサーCsの自然放電あるいは自然充電に起因して誤って診断することを回避することができるので、より一層正確に、アナログ入力ポートの故障の有無を診断することが可能となる。
As described above, if the voltage value before switching the resistance value does not provide a diagnostic result, it is necessary to detect the voltage value again after switching the resistance value (that is, the voltage value after the resistance value switching). , the time from detection of the reference voltage Vcr to obtaining the diagnosis result becomes long. Therefore, when the voltage value after switching the resistance value is detected, the amount of change in the voltage value due to the natural discharge or charge of the capacitor Cs exceeds the threshold voltage Vth. Since the voltage value after switching the resistance value changes greatly (more than the threshold voltage Vth) with respect to the reference voltage Vcr (in spite of the failure), the analog input port is erroneously diagnosed as not having a failure. It can happen. Therefore, at some timing after the voltage value before the resistance value switching is detected and before the voltage value after the resistance value switching is detected, the reference voltage Vcr is detected again, or at least the
以上のような方法で、アナログ入力ポートの故障の有無を診断するためには、基準電圧Vcrを適切な値に設定しておくことが重要となる。以下では、基準電圧Vcrを設定可能な電圧範囲について説明する。図7は、基準電圧Vcrの設定可能範囲についての説明図である。先ず、図7(a)に示すように、バイパススイッチSWb1~SWb3がONの状態での温度に対するセンサー出力に着目して、このセンサー出力を中心として閾値電圧Vthだけ電圧値が異なる領域を考える。図7(a)には、この領域(以下では、診断不能領域と称する)が斜線を付して表示されている。ある基準電圧Vcrを設定した時に、基準電圧Vcrが診断不能領域を通過する温度範囲(図7(a)中の温度Tc~温度Tdの範囲)では、センサーが出力する電圧値と基準電圧Vcrとの電圧差が基準電圧Vcrよりも小さくなる。このため、検出しようとする温度がこの温度範囲(温度Tc~温度Tdの範囲)内にあった場合、このセンサー出力(ここでは、バイパススイッチSWb1~SWb3がONの状態でのセンサー出力)と基準電圧Vcrとの電圧差からでは、選択したアナログ入力ポートの故障の有無を診断することができなくなる。 It is important to set the reference voltage Vcr to an appropriate value in order to diagnose the presence or absence of a failure in the analog input port by the method described above. A voltage range in which the reference voltage Vcr can be set will be described below. FIG. 7 is an explanatory diagram of the settable range of the reference voltage Vcr. First, as shown in FIG. 7A, focusing on the sensor output with respect to temperature when the bypass switches SWb1 to SWb3 are ON, consider a region where the voltage value differs by the threshold voltage Vth around the sensor output. In FIG. 7(a), this area (hereinafter referred to as an undiagnosable area) is displayed with diagonal lines. When a certain reference voltage Vcr is set, the voltage value output by the sensor and the reference voltage Vcr are in the temperature range (range of temperature Tc to temperature Td in FIG. 7A) in which the reference voltage Vcr passes through the diagnosis impossible region. becomes smaller than the reference voltage Vcr. Therefore, when the temperature to be detected is within this temperature range (range of temperature Tc to temperature Td), this sensor output (here, the sensor output when the bypass switches SWb1 to SWb3 are ON) and the reference It becomes impossible to diagnose whether or not the selected analog input port has a failure based on the voltage difference from the voltage Vcr.
一方、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態でのセンサー出力に対しても、図7(b)に示すように、電圧値が閾値電圧Vthだけ異なる診断不能領域を考える。この診断不能領域についても、アナログ入力ポートの故障の有無を診断することができない温度範囲(図7(b)中の温度Te~温度Tfの範囲)が存在する。しかし、図7(a)のセンサー出力に対する診断不能な温度範囲(温度Tc~温度Td)と、図7(b)のセンサー出力に対する診断不能な温度範囲(温度Te~温度Tf)とが重なっていなければ、何れかのセンサー出力と基準電圧Vcrとの電圧差が閾値電圧Vthよりも大きくなるので、アナログ入力ポートの故障の有無を診断することができる。逆に言えば、2つの診断不能な温度範囲が少なくとも一部で重なるように基準電圧Vcrを設定してしまうと、温度範囲が重なった部分では、何れのセンサー出力を用いた場合でもアナログ入力ポートの故障の有無を診断することができなくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 7(b), a diagnosis impossible region is also considered in which the voltage value differs by the threshold voltage Vth with respect to the sensor output when the bypass switches SWb1 to SWb3 are OFF. In this non-diagnosable region, there is also a temperature range (range from temperature Te to temperature Tf in FIG. 7B) in which it is not possible to diagnose the presence or absence of a failure in the analog input port. However, the undiagnosable temperature range (temperature Tc to temperature Td) for the sensor output in FIG. 7(a) and the undiagnosable temperature range (temperature Te to temperature Tf) for the sensor output in FIG. 7(b) overlap. If not, the voltage difference between the output of any sensor and the reference voltage Vcr becomes larger than the threshold voltage Vth, so it is possible to diagnose whether or not the analog input port is faulty. Conversely, if the reference voltage Vcr is set so that the two undiagnosable temperature ranges overlap at least in part, the analog input port It becomes impossible to diagnose the presence or absence of failure of
例えば、図7(c)では、図7(a)に示した診断不能領域と図7(b)に示した診断不能領域とが重複した領域(以下、重複不能領域と称する)が、細かい斜線を付して表示されている。仮に、図7(c)中に示した電圧値Vcr1に基準電圧Vcrを設定した場合、低温側の温度範囲(図7(c)では、検出可能な最低温度Tmin~温度Tgの範囲)で基準電圧Vcrが重複不能領域を通過することになるので、この温度範囲ではアナログ入力ポートの故障の有無を診断することができなくなる。また、図7(c)中に示した電圧値Vcr2に基準電圧Vcrを設定した場合、高温側の温度範囲(図7(c)では、温度Th~検出可能な最高温度Tmaxの範囲)ではアナログ入力ポートの故障の有無を診断することができなくなる。従って、図7(c)に示した高温側の重複不能領域と、低温側の重複不能領域とによって挟まれた電圧範囲内(下限電圧値VcrL~上限電圧値VcrHの範囲内)に、基準電圧Vcrを設定しておけばよい。 For example, in FIG. 7(c), a region where the non-diagnosable region shown in FIG. 7(a) and the non-diagnosable region shown in FIG. are displayed with If the reference voltage Vcr is set to the voltage value Vcr1 shown in FIG. 7C, the temperature range on the low temperature side (in FIG. Since the voltage Vcr passes through the non-overlapping region, it becomes impossible to diagnose whether or not the analog input port is faulty within this temperature range. Also, when the reference voltage Vcr is set to the voltage value Vcr2 shown in FIG. 7(c), analog It becomes impossible to diagnose whether or not there is a failure in the input port. Therefore, within the voltage range sandwiched between the non-overlapping region on the high temperature side and the non-overlapping region on the low temperature side shown in FIG. Vcr should be set.
もっとも、上述した方法では、基準電圧Vcrを適切に設定するためには、低温側および高温側の重複不能領域を求めて、下限電圧値VcrLと上限電圧値VcrHとを決定する必要がある。そこで、簡易的には、次のようにして、下限電圧値VcrLと上限電圧値VcrHとを決定することによって、基準電圧Vcrの設定可能な電圧範囲を決定しても良い。 However, in the above-described method, in order to appropriately set the reference voltage Vcr, it is necessary to determine the lower limit voltage value VcrL and the upper limit voltage value VcrH by obtaining non-overlapping regions on the low temperature side and the high temperature side. Therefore, simply, the settable voltage range of the reference voltage Vcr may be determined by determining the lower limit voltage value VcrL and the upper limit voltage value VcrH as follows.
図8は、基準電圧Vcrの設定可能な電圧範囲を簡易的に決定する方法を示した説明図である。前述したように本実施例の電圧値検出装置10では、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態とONの状態とで、サーミスターTh1~Th3が出力する電圧値を検出する。従って、電圧値検出装置10で計測可能な温度範囲の最低温度Tminでも、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの状態で検出した電圧値と、バイパススイッチSWb1~SWb3がONの状態で検出した電圧値とが存在する。これら2つの電圧値の中で、低い方の電圧値を選択して、最高電圧値Vmaxとする。尚、最低温度Tminに対する2つの電圧値の中で、低い方の電圧値を選択している理由や、最低温度Tminに対して選択した電圧値を最高電圧値Vmaxとする理由については後述する。また、電圧値検出装置10で計測可能な温度範囲の最高温度Tmaxについても、バイパススイッチSWb1~SWb3がOFFの場合と、ONの場合の2つの電圧値が存在する。そこで、これら2つの電圧値の中で、今度は高い方の電圧値を選択して、最低電圧値Vminとする。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method for simply determining the settable voltage range of the reference voltage Vcr. As described above, the voltage
図8には、こうして選択された最高電圧値Vmaxと、最低電圧値Vminとが示されている。本実施例では、温度に対してサーミスターTh1~Th3が出力する電圧値は、温度が高くなるほど電圧値が低くなる特性となっているので、最低温度Tminに対する電圧値の方が、最高温度Tmaxに対する電圧値よりも高くなる。このことに対応して、最低温度Tminに対しては、2つの電圧値の中で低い方の電圧値を選択すると共に、その電圧値を最高電圧値Vmaxとする。また、最高温度Tmaxに対しては、2つの電圧値の中で高い方の電圧値を選択すると共に、その電圧値を最低電圧値Vminとしている。そして、こうして選択した最低電圧値Vminよりも閾値電圧Vthだけ高い電圧値を下限電圧値VcrLとする。また、最高電圧値Vmaxよりも閾値電圧Vthだけ低い電圧値を上限電圧値VcrHとしてもよい。こうすれば、図7(c)に示した厳密な方法よりも簡単な方法で、基準電圧Vcrの設定可能な電圧範囲を決定することができる。 FIG. 8 shows the highest voltage value Vmax and the lowest voltage value Vmin thus selected. In this embodiment, the voltage values output by the thermistors Th1 to Th3 with respect to temperature have a characteristic that the voltage value decreases as the temperature increases. higher than the voltage value for Correspondingly, for the minimum temperature Tmin, the lower voltage value is selected from among the two voltage values, and this voltage value is set as the maximum voltage value Vmax. Further, for the maximum temperature Tmax, the higher voltage value is selected from the two voltage values, and the selected voltage value is set as the minimum voltage value Vmin. A voltage value higher than the selected minimum voltage value Vmin by the threshold voltage Vth is set as the lower limit voltage value VcrL. Alternatively, a voltage value lower than the maximum voltage value Vmax by the threshold voltage Vth may be set as the upper limit voltage value VcrH. In this way, the settable voltage range of the reference voltage Vcr can be determined by a simpler method than the strict method shown in FIG. 7(c).
尚、図8では、温度に対してサーミスターTh1~Th3が出力する電圧値は、温度が高くなるほど電圧値が低くなる特性となっているものとして説明した。このような特性となっている理由は、温度が高くなるほど抵抗値が小さくなる特性のサーミスターTh1~Th3を用いており、且つ、サーミスターTh1~Th3の上流側に、検出抵抗Rs1~Rs3やバイパス抵抗Rb1~Rb3を接続しているためである。従って、サーミスターTh1~Th3を、温度が高くなるほど抵抗値が小さくなる特性のサーミスターに変更したり、検出抵抗Rs1~Rs3やバイパス抵抗Rb1~Rb3をサーミスターTh1~Th3の下流側に接続したりした場合には、温度に対してサーミスターTh1~Th3が出力する電圧値の特性が逆になる。そこで、このような場合に、簡易的に基準電圧Vcrの設定可能な電圧範囲を決定する方法についても簡単に説明しておく。 In FIG. 8, the voltage values output by the thermistors Th1 to Th3 have a characteristic that the higher the temperature, the lower the voltage value. The reason for such characteristics is that the thermistors Th1 to Th3 having the characteristic that the resistance value decreases as the temperature rises are used, and the detection resistors Rs1 to Rs3 and the detection resistors Rs1 to Rs3 are provided upstream of the thermistors Th1 to Th3. This is because the bypass resistors Rb1 to Rb3 are connected. Therefore, thermistors Th1 to Th3 are changed to thermistors whose resistance value decreases as the temperature rises, or the detection resistors Rs1 to Rs3 and the bypass resistors Rb1 to Rb3 are connected downstream of the thermistors Th1 to Th3. In such a case, the characteristics of the voltage values output by the thermistors Th1 to Th3 are reversed with respect to the temperature. Therefore, a method for simply determining the voltage range in which the reference voltage Vcr can be set in such a case will also be briefly described.
図9は、基準電圧Vcrの設定可能な電圧範囲を簡易的に決定する他の態様を示した説明図である。図8を用いて前述した場合に比べると、温度に対してサーミスターTh1~Th3が出力する電圧値の特性が逆転しており、温度が高くなるほど出力する電圧値が高くなっている。そこで、このような場合は、計測可能な温度範囲の最低温度Tminに対する2つの電圧値の中で高い方の電圧値を選択して、最低電圧値Vminとする。更に、計測可能な温度範囲の最高温度Tmaxに対する2つの電圧値の中で低い方の電圧値を選択して、最高電圧値Vmaxとする。そして、最低電圧値Vminよりも閾値電圧Vthだけ高い電圧値を下限電圧値VcrLとして決定し、最高電圧値Vmaxよりも閾値電圧Vthだけ低い電圧値を上限電圧値VcrHとして決定する。こうすれば、センサーの出力する電圧値が、図9に示すような特性の場合でも、基準電圧Vcrの設定可能な電圧範囲を簡単に決定することが可能となる。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing another aspect of simply determining the settable voltage range of the reference voltage Vcr. Compared to the case described above with reference to FIG. 8, the characteristics of the voltage values output by the thermistors Th1 to Th3 are reversed with respect to temperature, and the higher the temperature, the higher the output voltage value. Therefore, in such a case, the higher one of the two voltage values for the lowest temperature Tmin in the measurable temperature range is selected as the lowest voltage value Vmin. Further, the lower voltage value is selected from among the two voltage values for the maximum temperature Tmax in the measurable temperature range and set as the maximum voltage value Vmax. A voltage value higher than the minimum voltage value Vmin by the threshold voltage Vth is determined as the lower limit voltage value VcrL, and a voltage value lower than the maximum voltage value Vmax by the threshold voltage Vth is determined as the upper limit voltage value VcrH. This makes it possible to easily determine the settable voltage range of the reference voltage Vcr even when the voltage value output by the sensor has the characteristics shown in FIG.
尚、上述した本実施例の電圧値検出装置10では、検出抵抗Rs1~Rs3に対してバイパス抵抗Rb1~Rb3を直列に接続しておき、バイパススイッチSWb1~SWb3を用いてバイパス抵抗Rb1~Rb3をバイパスさせることによって、実質的に検出抵抗Rs1~Rs3の抵抗値を切り換えるものとして説明した。しかし、図10に示したように、抵抗値の異なる検出抵抗Rsa1と検出抵抗Rsb1とを並列に接続しておき、切換スイッチSWs1を用いて、サーミスターTh1に接続される検出抵抗を切り換えることによって、検出抵抗の抵抗値を切り換えるようにしても良い。サーミスターTh2、Th3についても同様に、抵抗値の異なる検出抵抗Rsa2、Rsa3と、検出抵抗Rsb2、Rsb3とを並列に接続しておき、切換スイッチSWs2、SWs3を用いて、サーミスターTh2、Th3に接続される検出抵抗を切り換えることによって、検出抵抗の抵抗値を切り換えるようにしても良い。このようにしても、出力端子OPbから切換スイッチSWs1~SWs3に切換信号を出力すれば、検出抵抗の抵抗値を切り換えることができる。その結果、上述した本実施例の電圧値検出装置10と同様にして、アナログ入力ポートInP1~InP3の故障の有無を診断することが可能となる。
In the voltage
また、上述した本実施例の電圧値検出装置10は、基準電圧Vcrと、抵抗値切換前の電圧値と、抵抗値切換後の電圧値とを検出しており、基準電圧Vcrと抵抗値切換前の電圧値との電圧差(および基準電圧Vcrと抵抗値切換後の電圧値との電圧差)に基づいて、アナログ入力ポートInP0~InP3の故障の有無を診断するものとして説明した。しかし、図5(a)に示したように、抵抗値切換前の電圧値と抵抗値切換後の電圧値との間には、必ず何某かの電圧差が存在している。従って、抵抗値切換前の電圧値と抵抗値切換後の電圧値とを比較して、所定値以上の電圧差が存在していた場合には、(抵抗値の切換前後の電圧値が正しく検出されているので)アナログ入力ポートは故障していないと診断し、電圧差が所定値よりも小さかった場合は、アナログ入力ポートが故障していると診断するようにしても良い。尚、診断に用いる所定値は、経験によって、試行錯誤によって適切な値を設定しておくことができる。
Further, the voltage
図11は、上述した変形例の電圧値検出装置10がアナログ入力ポートInP1~InP3の故障有無を診断する動作の概要を示した説明図である。図4を用いて前述した本実施例の動作と比較すると、基準電圧Vcrを検出する必要が無いので、基準電圧Vcrを検出する動作が省かれている。また、抵抗値切換後の電圧値が分からなければ診断できないので、抵抗値切換前にポート故障を診断する動作が省かれている。そして、抵抗値切換後にポート故障を診断する動作では、抵抗値切換前の電圧値と、抵抗値切換後の電圧値との電圧差に基づいて、アナログ入力ポートInP1~InP3の故障有無を診断するが、その他の動作は、本実施例の動作とほぼ同様である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an outline of the operation of diagnosing the presence or absence of a failure in the analog input ports InP1 to InP3 by the voltage
尚、上述した変形例では、図11中に破線で示したように,抵抗値切換前の電圧値を検出する前に、電圧値検出器12のコンデンサーCsに基準電圧Vcrを充電するようにしても良い。こうすれば、アナログ入力ポートInP1~InP3の故障有無を診断する前の条件を揃えることができるので、正確に診断することが可能となる。また、図11中に一点鎖線で示したように、抵抗値切換前の電圧値を検出してから、抵抗値切換後の電圧値を検出するまでの何れかのタイミングで(図11では抵抗値の切換前に)コンデンサーCsに基準電圧Vcrを充電するようにしても良い。こうすれば、コンデンサーCsの自然放電あるいは自然充電の影響でコンデンサーCsの電圧値が変化してしまい、アナログ入力ポートInP1~InP3が故障していないと誤って診断してしまう虞を回避することが可能となる。
In the modified example described above, as indicated by the dashed line in FIG. 11, the capacitor Cs of the
以上、本実施例および変形例の電圧値検出装置10について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
Although the voltage
1…電圧値検出システム、 10…電圧値検出装置、 11…制御部、
12…電圧値検出器、 13…セレクター、
SWb1~SWb3…バイパススイッチ、 SWs1~SWs3…切換スイッチ、
InP0~InP3…アナログ入力ポート、 D1~D3…検出部、
Vc…基準電圧Vc、 Cs…コンデンサー、 dV1、dV2…電圧差、
ADC…AD変換器、 SW0~SW3…スイッチ、
Rb1~Rb3…バイパス抵抗、 Th1~Th3…サーミスター、
Rs1~Rs3…検出抵抗、 Rsa1~Rsa3…検出抵抗、
Rsb1~Rsb3…検出抵抗、 PWR…電源、 OPb…出力端子、
Vcc…電源電圧、 Vcr…基準電圧、 Vth…閾値電圧。
DESCRIPTION OF
12... voltage value detector, 13... selector,
SWb1 to SWb3...Bypass switches, SWs1 to SWs3...Changeover switches,
InP0 to InP3: analog input ports, D1 to D3: detectors,
Vc...reference voltage Vc, Cs...capacitor, dV1, dV2...voltage difference,
ADC... AD converter, SW0 to SW3... switch,
Rb1 to Rb3...Bypass resistors, Th1 to Th3...Thermistors,
Rs1 to Rs3 ... detection resistors, Rsa1 to Rsa3 ... detection resistors,
Rsb1 to Rsb3...detection resistor, PWR...power supply, OPb...output terminal,
Vcc: power supply voltage, Vcr: reference voltage, Vth: threshold voltage.
Claims (3)
前記電圧値検出器は、接続された前記アナログ入力ポートからの電荷を蓄えることによって前記アナログ入力ポートの電圧値を保持する電圧値保持コンデンサーを有すると共に、前記電圧値保持コンデンサーで保持された電圧値を前記アナログ入力ポートの電圧値として検出しており、
前記複数のアナログ入力ポートの中から予め選択された特定ポートと、
前記特定ポートを除いた前記複数のアナログ入力ポートの中から選択された対象ポートと、
前記特定ポートに所定の基準電圧が入力され、且つ、前記特定ポートが前記電圧値検出器に接続された基準状態を発生させる基準状態発生手段と、
前記対象ポートを前記電圧値検出器に接続することによって、前記対象ポートに入力されている電圧値を検出する検出状態を発生させる検出状態発生手段と、
前記基準状態で前記電圧値検出器によって検出された前記基準電圧と、前記検出状態で前記電圧値検出器によって検出された検出電圧との電圧差が所定の閾値電圧以上であった場合には、前記対象ポートは故障していないと診断するポート故障診断手段と
を備え、
前記対象ポートには、検出抵抗と該検出抵抗に対して直列に接続されたセンサーとの接続点の電圧が入力されると共に、前記検出抵抗と前記センサーとが直列に接続された検出部の上流側には電源が接続され、前記検出部の下流側は接地されており、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える抵抗値切換手段を備えており、
前記ポート故障診断手段は、
前記基準電圧と前記検出電圧との電圧差が前記閾値電圧よりも小さかった場合には、前記検出抵抗の抵抗値を切り換えた状態で、再び前記電圧値検出器によって検出された再検出電圧を取得して、
前記再検出電圧と前記基準電圧との電圧差が前記閾値電圧以上であれば、前記対象ポートは故障していないと診断し、
前記再検出電圧と前記基準電圧との電圧差が前記閾値電圧よりも小さかった場合は、前記対象ポートは故障していると診断する
ことを特徴とする電圧値検出装置。 A voltage value detector for converting a voltage value into a digital value for detection and a plurality of analog input ports, wherein the voltage value of the analog input port is switched by switching the analog input port connected to the voltage value detector. In a voltage value detection device that detects
The voltage value detector has a voltage value holding capacitor that holds the voltage value of the analog input port by storing charge from the connected analog input port, and the voltage value held by the voltage value holding capacitor. is detected as the voltage value of the analog input port,
a specific port preselected from among the plurality of analog input ports;
a target port selected from the plurality of analog input ports excluding the specific port;
reference state generating means for generating a reference state in which a predetermined reference voltage is input to the specific port and the specific port is connected to the voltage value detector;
detection state generation means for generating a detection state for detecting the voltage value input to the target port by connecting the target port to the voltage value detector;
When the voltage difference between the reference voltage detected by the voltage value detector in the reference state and the detected voltage detected by the voltage value detector in the detection state is equal to or greater than a predetermined threshold voltage, a port fault diagnosis means for diagnosing that the target port is not faulty ;
A voltage at a connection point between a detection resistor and a sensor connected in series with the detection resistor is input to the target port, and an upstream of a detection unit to which the detection resistor and the sensor are connected in series. A power supply is connected to the side, and the downstream side of the detection unit is grounded,
resistance value switching means for switching the resistance value of the detection resistor,
The port failure diagnosis means includes:
When the voltage difference between the reference voltage and the detection voltage is smaller than the threshold voltage, the re-detection voltage detected by the voltage value detector is acquired again while the resistance value of the detection resistor is switched. do,
if the voltage difference between the redetected voltage and the reference voltage is equal to or greater than the threshold voltage, diagnosing that the target port is not malfunctioning;
If the voltage difference between the redetected voltage and the reference voltage is smaller than the threshold voltage, the target port is diagnosed as faulty.
A voltage value detection device characterized by:
前記センサーは、温度によって抵抗値が変化する測温抵抗体であり、
前記センサーと前記検出抵抗との接続点の電圧が、前記センサーのセンサー出力として前記対象ポートに入力されており、
前記電圧値検出装置には、検出可能な最低温度および最高温度が設定されており、
前記基準電圧を設定可能な電圧範囲の下限電圧値は、
前記最低温度での前記センサー出力の電圧値よりも前記最高温度での前記センサー出力の電圧値の方が低い場合には、前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で前記最高温度での前記センサー出力を検出した時の高い方の電圧値に前記閾値電圧を加えた電圧値となっており、
前記最低温度での前記センサー出力の電圧値よりも前記最高温度での前記センサー出力の電圧値の方が高い場合には、前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で前記最低温度での前記センサー出力を検出した時の高い方の電圧値に前記閾値電圧を加えた電圧値となっており、
前記基準電圧を設定可能な電圧範囲の上限電圧値は、
前記最低温度での前記センサー出力の電圧値よりも前記最高温度での前記センサー出力の電圧値の方が低い場合には、前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で前記最低温度での前記センサー出力を検出した時の低い方の電圧値から前記閾値電圧を減算した電圧値となっており、
前記最低温度での前記センサー出力の電圧値よりも前記最高温度での前記センサー出力の電圧値の方が高い場合には、前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で前記最高温度での前記センサー出力を検出した時の低い方の電圧値から前記閾値電圧を減算した電圧値となっている
ことを特徴とする電圧値検出装置。 In the voltage value detection device according to claim 1,
The sensor is a temperature measuring resistor whose resistance value changes with temperature,
a voltage at a connection point between the sensor and the detection resistor is input to the target port as a sensor output of the sensor;
The minimum and maximum detectable temperatures are set in the voltage value detection device,
The lower limit voltage value of the voltage range in which the reference voltage can be set is
When the voltage value of the sensor output at the highest temperature is lower than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, the sensor output at the highest temperature before and after switching the resistance value of the detection resistor is the voltage value obtained by adding the threshold voltage to the higher voltage value when detecting
When the voltage value of the sensor output at the highest temperature is higher than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, the sensor output at the lowest temperature before and after switching the resistance value of the detection resistor is the voltage value obtained by adding the threshold voltage to the higher voltage value when detecting
The upper limit voltage value of the voltage range in which the reference voltage can be set is
When the voltage value of the sensor output at the highest temperature is lower than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, the sensor output at the lowest temperature before and after switching the resistance value of the detection resistor It is a voltage value obtained by subtracting the threshold voltage from the lower voltage value when detecting
When the voltage value of the sensor output at the highest temperature is higher than the voltage value of the sensor output at the lowest temperature, the sensor output at the highest temperature before and after switching the resistance value of the detection resistor is the voltage value obtained by subtracting the threshold voltage from the lower voltage value when detecting
A voltage value detection device characterized by:
前記電圧値検出器は、接続された前記アナログ入力ポートからの電荷を蓄えることによって前記アナログ入力ポートの電圧値を保持する電圧値保持コンデンサーを有すると共に、前記電圧値保持コンデンサーで保持された電圧値を前記アナログ入力ポートの電圧値として検出しており、
前記アナログ入力ポートには、検出抵抗と該検出抵抗に対して直列に接続されたセンサーとの接続点の電圧が入力されると共に、前記検出抵抗と前記センサーとが直列に接続された検出部の上流側には電源が接続され、前記検出部の下流側は接地されており、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える抵抗値切換手段と、
前記複数のアナログ入力ポートの中から選択された対象ポートと、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前後で前記対象ポートを前記電圧値検出器に接続することによって、前記対象ポートに入力されている電圧値を検出する検出状態を、前記抵抗値の切換前後で発生させる検出状態発生手段と、
前記検出抵抗の抵抗値を切り換える前に検出された前記対象ポートの検出電圧と、前記検出抵抗の抵抗値を切り換えた後に検出された前記対象ポートの検出電圧との電圧差に基づいて、前記対象ポートの故障の有無を診断するポート故障診断手段と
を備え、
前記ポート故障診断手段は、
前記検出電圧の電圧差が所定値以上であれば、前記対象ポートは故障していないと診断し、
前記検出電圧の電圧差が所定値よりも小さかった場合は、前記対象ポートは故障していると診断する
ことを特徴とする電圧値検出装置。 A voltage value detector for converting a voltage value into a digital value for detection and a plurality of analog input ports, wherein the voltage value of the analog input port is switched by switching the analog input port connected to the voltage value detector. In a voltage value detection device that detects
The voltage value detector has a voltage value holding capacitor that holds the voltage value of the analog input port by storing charge from the connected analog input port, and the voltage value held by the voltage value holding capacitor. is detected as the voltage value of the analog input port,
The voltage at the connection point between the detection resistor and the sensor connected in series with the detection resistor is input to the analog input port, and the detection unit in which the detection resistor and the sensor are connected in series. A power supply is connected to the upstream side, and the downstream side of the detection unit is grounded,
resistance value switching means for switching the resistance value of the detection resistor;
a target port selected from among the plurality of analog input ports;
By connecting the target port to the voltage value detector before and after switching the resistance value of the detection resistor, a detection state for detecting the voltage value input to the target port is generated before and after switching the resistance value. detection state generation means for causing
Based on the voltage difference between the detection voltage of the target port detected before switching the resistance value of the detection resistor and the detection voltage of the target port detected after switching the resistance value of the detection resistor, the target port failure diagnosis means for diagnosing whether or not there is a port failure;
with
The port failure diagnosis means includes:
diagnosing that the target port is not malfunctioning if the voltage difference between the detected voltages is equal to or greater than a predetermined value;
A voltage value detection device, wherein the target port is diagnosed as faulty when the voltage difference between the detected voltages is smaller than a predetermined value.
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