(57)【要約】  本発明は、測定量（Ｑ）を決定するための方法に関し、当該方法は、少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）を有する回路（ＤＡＣ）のモデル（Ｍ）を提供するステップと、回路（ＤＡＣ）を所定の信号（Ｈ）で駆動制御し且つｎ個の離散時点（ｔ１，ｔ２，ｔ３）で回路によって生成された操作量（Ｉ）の値（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）を検出し且つ回路（ＤＡＣ）によって生成された操作量（Ｉ）の検出された値（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）に基づいて少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）の値（ｔａｕＤＡＣ，ＩｍａｘＤＡＣ）を求めるステップと、ｍ個の離散時点（Ｔ１，Ｔ２）で回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける変量（Ｊ）の値（Ｊ１，Ｊ２）を検出し且つ回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける変量（Ｊ）の測定値（Ｊ１，Ｊ２）から、回路（ＤＡＣ）のモデル（Ｍ）を考慮して測定量（Ｑ）を決定するステップと、を含む。
2017537553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定量（Ｑ）を決定するための方法であって、
少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）を有する回路（ＤＡＣ）のモデル（Ｍ）を提供するステップと、
前記回路（ＤＡＣ）を所定の信号（Ｈ）で駆動制御し、且つ、ｎ個の離散時点（ｔ１，ｔ２，ｔ３）で前記回路によって生成された操作量（Ｉ）の値（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）を検出し、且つ、前記回路（ＤＡＣ）によって生成された前記操作量（Ｉ）の検出された値（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）に基づいて前記少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）の値（ｔａｕＤＡＣ，ＩｍａｘＤＡＣ）を求めるステップと、
ｍ個の離散時点（Ｔ１，Ｔ２）で前記回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける変量（Ｊ）の値（Ｊ１，Ｊ２）を検出し、且つ、前記回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける変量（Ｊ）の前記測定値（Ｊ１，Ｊ２）から、前記回路（ＤＡＣ）の前記モデル（Ｍ）を考慮して前記測定量（Ｑ）を決定するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記回路（ＤＡＣ）の前記モデル（Ｍ）は、式又はマップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回路（ＤＡＣ）は、特にデジタル信号をアナログ電流に変換するデジタルアナログ変換器である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）は、時定数及び／又は最大電流を含む、又は、前記測定量（Ｑ）の決定の際に乗法的に考慮される補正係数である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）は、少なくとも１つの構造タイプに起因する許容誤差を含んだ前記回路（ＤＡＣ）の変量を示している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の信号（Ｈ）は、立ち上がり信号であり、特に立ち上がり関数である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記操作量（Ｉ）は、電流である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記離散時点（ｔ１，ｔ２，ｔ３）は、時間的に固定的に設定される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記離散時点（ｔ１，ｔ２，ｔ３）のうちの少なくとも１つは、前記操作量（Ｉ）がトリガ閾値（ＩＴ）を上回るか又は下回ることによって与えられる、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける前記測定量（Ｊ）は、電流であり、特にアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によって検出される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ｎは、前記ｍよりも大である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記測定量（Ｑ）は、電荷量である、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法の各ステップを実施するように構成されているコンピュータプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムが記憶されている電子的記憶媒体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電気的記憶媒体が含まれている電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術からは、既に、測定量を決定するための方法及び装置が公知である。例えば以下のアドレス、
http://www.boschsemiconductors.de/media/pdf_1/einzeldownloads/engine management/CJ125 Product_Info.pdf
及び
http://www.boschsemiconductors.de/media/pdf_1/einzeldownloads/engine management/CJ135 Product_Information.pdf
から公知のマイクロコントローラによって、ラムダセンサが動作する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
発明の開示
冒頭に述べたような状況においては、回路によるこの種のセンサの駆動制御が、常に、構造タイプに起因する許容誤差に左右され、それによってこれらのセンサから出力される信号も、場合によってはエラーを含んだものになる。
【０００３】
それに対して前述の駆動制御量の監視は、連続的に又は高い時間分解能で原則的に可能ではあるが、しかしながら、このことは高いハードウエアコストの結果を招く。それ故、該当する変量の監視を、時間離散した少ない測定によって、好ましくは多重化方式において、且つ、それにもかかわらず高精度で可能にする方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このことは、本発明による、測定量を決定するための方法により、第１のステップにおいて、少なくとも１つのパラメータを有する回路のモデルを提供することで解決される。このステップは、シミュレーションとも称され得る。
【０００５】
この回路は、好ましくは電気回路である。例えばそれは、電気信号によって駆動制御可能で、且つ、所定の方法による駆動制御に依存して電気信号を出力する電気回路であってもよい。
【０００６】
例えばこの回路は、デジタルアナログ変換器であり得る。例示的とも称される他の例では、加熱装置であってもよい。
【０００７】
回路のモデルとは、式又はマップであってもよい。例えばモデルの少なくとも１つのパラメータは、回路の構造タイプに起因する許容誤差を含んだ変量を表し、この変量は、特に、回路を駆動制御する信号から、結果としてどのような信号が回路から出力されるかについての影響量を有している。それは例えば、デジタルアナログ変換器の反応時間及び最大電流であってもよい。他の例では、加熱装置の抵抗及びこの抵抗の温度依存性であってもよい。
【０００８】
他方では、パラメータは単に補正値でもあってもよく、この補正値は、決定すべき測定量の決定に例えば乗法的に関与する。
【０００９】
さらに本発明によれば、回路が所定の信号によって駆動制御されることが想定される。この所定の信号は、例えば最小値から最大値への立ち上がりであってもよくデジタルアナログ変換器の入力側を駆動制御する。他の例では、この所定の信号は、所定の速度に伴って増加し、電気的加熱装置に印加される電圧であってもよい。
【００１０】
さらに本発明によれば、ｎ個の離散した時点（以下では単に、離散時点とも称する）で回路によって生成された操作量を検出することが想定される。この場合、例えばそれはデジタルアナログ変換器の出力側を流れ、アナログデジタル変換器によって検出される３つの電流値であってもよい。他の例では、それは電気的加熱装置を流れる電流であってもよい。
【００１１】
複数の離散時点は、時間的に固定的に設定されていてもよく、例えば等間隔であってもよい。しかしながら、代替的に、レジスタ内にファイルされた値によって、フレキシブルな時点を設けることも可能である。生成された操作量は、例えば相互に離間した３つの時点で検出可能になる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、回路によって生成された操作量のｎ個の検出値に基づいて、モデルの少なくとも１つのパラメータに（即ち、モデルの１つ以上のパラメータに）、具体的な値が対応付けされることが想定される。これらの値の対応付けは、例えば分析方式で行われてもよいし、あるいは、特に多元決定のシステムのもとでの適合化であってもよい。
【００１３】
所定の信号による回路の駆動制御と、ｎ個の離散時点において回路によって生成された操作量の値の検出と、回路によって生成された操作量の検出値に基づく少なくとも１つのパラメータの値の検出とが、特に回路の較正とも称され得る。
【００１４】
較正に続いて、回路の動作とも称される方法ステップが続けられる。
【００１５】
本発明によれば、この場合、ｍ個の離散時点において、回路によって影響を受ける変量の値が検出されることが想定される。
【００１６】
回路によって影響を受ける変量とは、較正段階中に検出される回路の操作量を示す、物理的に同じ変量、例えばデジタルアナログ変換器の出力側からのアナログ電流であってもよい。しかしながら、基本的には、物理的に別の変量、例えば較正において回路を駆動制御する変量、即ち、例えばデジタルアナログ変換器の入力であってもよい。他の例では、電気的加熱装置に印加される電圧であってもよい。
【００１７】
回路の動作中に、所定の信号による回路の駆動制御が行われ得る。それどころか、回路の動作中に、所定の信号のみによる回路の駆動制御が行われることが想定されていてもよい。その場合には、この較正は、回路の動作時に検出できる測定量の精度を、特に著しく改善することが可能である。しかしながら、基本的には、回路の動作中に、回路の駆動制御を、他の信号形態によって行うことも可能である。
【００１８】
所定の信号が、立ち上がり信号又は立ち上がり関数、例えば１ｍＡの強度の電流から２ｍＡの強度の電流への立ち上がりであるならば、動作中に回路の駆動制御は、立ち上がり信号又は立ち上がり関数、例えば１０μＡから３００μＡへの立ち上がりと同様に行われることが好ましい。
【００１９】
特に、ｎは、ｍよりも大であることが想定される。即ち、換言すれば、較正中に回路によって生成された操作量は、動作中の測定量よりも頻繁に検出され、及び／又は、較正中に回路によって生成された操作量は、動作中の測定量よりも高頻度に検出され、及び／又は、較正中に回路によって生成された操作量は、所定の信号による回路の駆動制御毎に、動作中の測定量よりも頻繁に検出される。
【００２０】
例えば較正中に、回路の駆動制御における立ち上がりに続いて、３つの電流測定を、スナップショット測定を用いて行うことが可能であり、それに対して動作中に、回路の駆動制御における同一又は比較可能な立ち上がりに続いて、スナップショット測定を用いたさらに２回だけの電流測定が想定される。
【００２１】
本発明によれば、さらに、回路によって影響を受ける変量の測定値から、回路のモデルを考慮して、測定量が決定されることが想定される。
【００２２】
この測定量は、例えばデジタルアナログ変換器からその駆動制御における立ち上がりに続いて所定の時間内にそこから流れ出る電荷量であってもよい。このケースでは、この方法は、当該電荷量をデジタルアナログ変換器の構造タイプに起因する許容誤差に左右される立ち上がり特性を考慮して、適正に決定することに適している。他の例では、測定量は、加熱装置により電気エネルギーから所定の期間内に変換された熱エネルギーであってもよい。このケースでは、この方法は、例えば、構造タイプに起因する許容誤差に左右される加熱装置の温度依存性の抵抗を、熱エネルギーの決定の際に適正に考慮することが可能である。
【００２３】
本発明には、さらに、並列関係の独立請求項によるコンピュータプログラム、電子的記憶媒体及び電子制御装置が含まれる。
【００２４】
以下では、本発明を、本発明による実施例が示された図面に基づいて、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】マイクロコントローラと、ラムダセンサと、アナログデジタル変換器と、デジタルアナログ変換器とを有するシステムのブロック回路図。
【図２】同じ構造タイプの３つのデジタルアナログ変換器におけるデジタルアナログ変換器の出力側を通って流れる電流の時間シーケンスを示した図。
【図３】較正中のデジタルアナログ変換器の出力側を通って流れる電流の時間シーケンスを示した図。
【図４】動作中のデジタルアナログ変換器の出力側を通って流れる電流の時間シーケンスを示した図。
【図５】本発明に係る方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
実施例
以下に示す実施例は、所定の時間ｔ内で、立ち上がりＨに続いてデジタルアナログ変換器ＤＡＣの出力側を通ってその入力側に実際に流れる電荷量Ｑを正確に決定するための本発明に係る方法の応用を記載している。
【００２７】
前記の実施例と前述の説明とに照らせば、他の回路及び他の操作量などを有する他の実施例は、当業者にとっては、それらの実施例を以下で再度詳細に説明しなくとも明らかである。
【００２８】
図１からわかるように、この場合は、デジタルアナログ変換器ＤＡＣから出発し、このデジタルアナログ変換器は、デジタル入力側を介してマイクロコントローラμ１に接続され、その出力側はラムダセンサに接続されており、さらにアナログデジタル変換器ＡＤＣを介して評価可能であり、さらに第１のマイクロコントローラμ１及び／又は他のマイクロコントローラμ２にフィードバック可能である。このデジタルアナログ変換器ＤＡＣの出力側からは、操作量として、アナログ電流Ｉが出力される。
【００２９】
ここでは、デジタルアナログ変換器ＤＡＣは、構造タイプに起因してその入力側における立ち上がりＨに反応しその出力側からアナログ信号を提供しており、このアナログ信号は、確かに当該デジタルアナログ変換器にとっては、同じ構造タイプの他のデジタルアナログ変換器に比べて特徴的ではあるが、しかしながら、所定の許容誤差範囲内にある。
【００３０】
このことは、次のような時間シーケンスを表した図２に示されている。即ち、その開始時点（ｔ＝０）において、デジタルアナログ変換器ＤＡＣのデジタル入力信号Ｅが、ローからハイに立ち上がり、当該デジタルアナログ変換器ＤＡＣのアナログ出力信号Ｉがそれに続き、その立ち上がり特性（過渡特性）ｔａｕ及びその最大強度Ｉｍａｘに応じて反応する時間シーケンスである。この立ち上がり特性は、最大電流と開始時点（ｔ＝０）における電流変化の商に対応するパラメータｔａｕによって特徴付けられる。最大強度は、パラメータＩｍａｘによって、即ち、最大電流によって特徴付けられる。
【００３１】
比較のため、図２には、破線で、デジタルアナログ変換器ＤＡＣよりも反応の遅い別のデジタルアナログ変換器ＤＡＣ’のアナログ出力信号が示されている。さらに比較のために、図２には、一点鎖線で、デジタルアナログ変換器ＤＡＣよりも最大強度Ｉｍａｘが低いさらに別のデジタルアナログ変換器ＤＡＣ’’のアナログ出力信号が示されている。これらのデジタルアナログ変換器ＤＡＣ’とＤＡＣ’’は、それらの構造タイプに従って完全にデジタルアナログ変換器ＤＡＣに対応している。しかしながら、すべてのデジタルアナログ変換器の立ち上がり特性ｔａｕと最大強度Ｉｍａｘは、許容誤差範囲内で変動している。図２での個々のデジタルアナログ変換器ＤＡＣ、ＤＡＣ’、ＤＡＣ’’のそれぞれの電流Ｉの間の偏差は、より良好に見分け易くするために、誇張的に大幅に強調されている。
【００３２】
この方法のシミュレーションとも称される第１のステップでは、別のマイクロコントローラμ２におけるデジタルアナログ変換器ＤＡＣのモデルが提供される。このモデルは、パラメータｔａｕ及びＩｍａｘを含んでいる。即ち、別のマイクロコントローラμ２には、事前に得られたデータが格納されており、例えばそれは、信号Ｅの立ち上がりＨに続く電流Ｉの時間経過を、時間ｔに依存して、パラメータｔａｕ及びＩｍａｘと共に記述した関数であってもよい。また、他方ではそれは、例えば事前に回路における測定によって得られた相応のマップであってもよい。
【００３３】
この方法の較正とも称される後続のステップは、図３に示されている。
【００３４】
ここでは、デジタルアナログ変換器ＤＡＣのデジタル入力信号Ｅが、時点ｔ＝０において、ローからハイに切り替わる。それに続いて、３つの離散時点ｔ１，ｔ２及びｔ３において、多重化方式で動作するアナログデジタル変換器ＡＤＣを用いて、デジタルアナログ変換器ＤＡＣの出力側を流れる電流Ｉ１，Ｉ２及びＩ３が測定される。
【００３５】
離散時点ｔ１，ｔ２及びｔ３の情報と、デジタルアナログ変換器ＤＡＣの出力側を流れる電流Ｉ１，Ｉ２及びＩ３の情報とが、例えばパラメータｔａｕ及びＩｍａｘの一義的な決定を可能にする。
【００３６】
代替的に、さらに多くの時点ｔｎにおいて、電流Ｉｎを測定することも可能である。パラメータｔａｕ及びＩｍａｘの決定は、その後、適合化法を用いて行われる。
【００３７】
この方法の動作とも称される後続のステップは、図４に示されている。
【００３８】
この動作中でも、デジタルアナログ変換器ＤＡＣのデジタル入力信号Ｅは、時点ｔ＝０において、ローからハイに切り替わる。デジタルアナログ変換器ＤＡＣの出力側を通って流れる電流Ｊ１及びＪ２は、今や多重化方式で動作するアナログデジタル変換器ＡＤＣにおいて、単に２つの時点Ｔ１及びＴ２のみで検出される。
【００３９】
較正において求められたパラメータｔａｕ及びＩｍａｘの情報では、動作中に得られた値対（Ｔ１，Ｊ１）及び（Ｔ２，Ｊ２）に基づいて、電流Ｊの時間経過が再生され、図４中において破線で示される。
【００４０】
電流Ｊの時間経過からは、さらに、時点Ｔ＝０とＴ２との間における、デジタルアナログ変換器ＤＡＣの出力側を通って流れる全電荷量Ｑが推論され、図４において斜線を施した面として示されている。
【００４１】
シミュレーション１０１、較正１０２、及び動作１０３から成るこの方法は、図５において、再度まとめて示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月2日(2017.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定量（Ｑ）を決定するための方法であって、
少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）を有する回路（ＤＡＣ）のモデル（Ｍ）を提供するステップと、
前記回路（ＤＡＣ）を所定の信号（Ｈ）で駆動制御し、且つ、ｎ個の離散時点（ｔ１，ｔ２，ｔ３）で前記回路（ＤＡＣ）によって生成された操作量（Ｉ）の値（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）を検出し、且つ、前記回路（ＤＡＣ）によって生成された前記操作量（Ｉ）の検出された値（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）に基づいて前記少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）の値（ｔａｕＤＡＣ，ＩｍａｘＤＡＣ）を求めるステップと、
ｍ個の離散時点（Ｔ１，Ｔ２）で前記回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける変量（Ｊ）の測定値（Ｊ１，Ｊ２）を検出し、且つ、前記回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける変量（Ｊ）の前記測定値（Ｊ１，Ｊ２）から、前記回路（ＤＡＣ）の前記モデル（Ｍ）を考慮して前記測定量（Ｑ）を決定するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記回路（ＤＡＣ）の前記モデル（Ｍ）は、式又はマップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回路（ＤＡＣ）は、デジタル信号をアナログ電流に変換するデジタルアナログ変換器である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）は、時定数及び／又は最大電流を含む、又は、前記測定量（Ｑ）の決定の際に乗法的に関与する補正係数である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのパラメータ（ｔａｕ，Ｉｍａｘ）は、少なくとも１つの構造タイプに起因する許容誤差を含んだ前記回路（ＤＡＣ）の変量を示している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の信号（Ｈ）は、立ち上がり信号である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の信号（Ｈ）は、立ち上がり関数である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記操作量（Ｉ）は、電流である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記離散時点（ｔ１，ｔ２，ｔ３）は、時間的に固定的に設定される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記離散時点（ｔ１，ｔ２，ｔ３）のうちの少なくとも１つは、前記操作量（Ｉ）がトリガ閾値（ＩＴ）を上回るか又は下回ることによって与えられる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける前記測定量（Ｊ）は、電流である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記回路（ＤＡＣ）によって影響を受ける前記測定量（Ｊ）は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によって検出される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ｎは、前記ｍよりも大である、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記測定量（Ｑ）は、電荷量である、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
電子制御装置上で実行されるときに、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法の各ステップを実施するために構成されているコンピュータプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンピュータプログラムが記憶されている電子的記憶媒体。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電気的記憶媒体が含まれている電子制御装置。
【国際調査報告】
2017537553.tif 000008
2017537553.tif 000009
2017537553.tif 000010
2017537553.tif 000011