(57)【要約】【課題】ノイズによる電子制御装置の誤作動を防ぎ、被制御装置の危険な動作を抑制する。【解決手段】被制御装置を制御する電子制御装置であって、被制御装置から情報を取得する入出力部と、被制御装置から取得した情報からノイズを除去するノイズ除去部とを備え、前記ノイズ除去部は、前記制御装置に影響する装置の状態によって発生するノイズの特徴に基づいて定められた量のデータを統計処理した値を用いて、前記被制御装置から取得した情報からノイズを除去する。【選択図】図２
2020065381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制御装置を制御する電子制御装置であって、
被制御装置から情報を取得する入出力部と、
被制御装置から取得した情報からノイズを除去するノイズ除去部とを備え、
前記ノイズ除去部は、前記電子制御装置に影響する装置の状態によって発生するノイズの特徴に基づいて定められた量のデータを統計処理した値を用いて、前記被制御装置から取得した情報からノイズを除去することを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記ノイズ除去部は、被制御装置から取得した情報に含まれているノイズの量が大きければ、前記統計処理に用いるデータの量を増加することを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記統計処理に用いるデータの量は、前記電子制御装置に入力される情報及び前記電子制御装置から出力される情報に基づいて定められることを特徴とする電子制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の電子制御装置であって、
前記状態が変化した後、当該変化後の状態に対応する、前記統計処理に用いるデータを取得することを特徴とする電子制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電子制御装置であって、
前記状態が変化した後、変化前の状態で設定されている量及び変化後の状態で設定されている量の大きい方の量のデータを取得することを特徴とする電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズ除去機能を有する電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御装置及び被制御装置を含む組込み装置は、電子制御装置に入力された信号に従って被制御装置を制御する。しかし、電子制御装置に入力される信号に加わったノイズが被制御装置の制御に影響することがある。このため、電子制御装置では、入力信号に加わったノイズを除去する必要がある。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、特開２０１７−６０３１２号公報（特許文献１）がある。特開２０１７−６０３１２号公報には、「インバータ制御装置のモータ制御ＣＰＵの周波数演算部は、インバータ主回路の出力電流の電流検出値を電流検出器から受け取り、その電流検出値から電流の周波数を算出して異常判断処理部に出力する。異常判断処理部は、電流の周波数から実トルク推定値を算出し、算出した実トルク推定値と、指令入力処理部を介して上位コントローラから与えられるトルク指令値との差分の絶対値が閾値以上であった場合に異常である旨を表す異常判断信号を安全出力処理部へ出力する。安全出力処理部は、異常である旨を表す異常判断信号に応じて阻止スイッチにインバータ主回路へのゲート信号の供給を遮断させる。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−６０３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたインバータ制御装置では、緊急性が高い状態の際に反応速度を上げるために移動平均算出のサンプル時間区間を変更しており、この時間区間は、車両速度、運転者の平均応答時間、フォールトトレラントタイムインターバルなどから決定されている。このように、ノイズを考慮せずに緊急度を考慮する場合、ノイズによる誤差が生じて、電子制御装置が誤作動することがある。
【０００６】
このため、ノイズによる電子制御装置の誤作動を防ぎ、被制御装置の危険な動作を抑制する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、被制御装置を制御する電子制御装置であって、被制御装置から情報を取得する入出力部と、被制御装置から取得した情報からノイズを除去するノイズ除去部とを備え、前記ノイズ除去部は、前記制御装置に影響する装置の状態によって発生するノイズの特徴に基づいて定められた量のデータを統計処理した値を用いて、前記被制御装置から取得した情報からノイズを除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、ノイズによる電子制御装置の誤作動を防ぎ、被制御装置の危険な動作を抑制できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例の組込み装置を示すブロック図である。
【図２】実施例１の電子制御装置内の処理の一例を示す図である。
【図３】実施例２の電子制御装置内の処理の一例を示す図である。
【図４】実施例２のノイズ除去部が実行する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施例について詳述する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例の組込み装置を示すブロック図である。
【００１２】
本実施例では、組込み装置は、複数の電子制御装置１０１、１０２、１０３と、該複数の電子制御装置１０１、１０２、１０３の各々に接続された被制御装置１０１ａ、１０２ａ、１０３ａとで構成される。電子制御装置１０１、１０２、１０３は、通信路１０４で接続されている。例えば、被制御装置１０１ａは、モータを制御するための電力変換装置（インバータ）や、パワーステアリング、エンジンなどである。通信路１０４は、例えば、コンピュータ間の通信で使用されるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、マイコン間の通信で使用されるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などで構成できる。通信路１０４は、ケーブルを使用した有線方式に限らず、無線送受信機を使用した無線方式でもよい。また、各電子制御装置１０１、１０２、１０３は、それぞれ被制御装置１０１ａ、１０２ａ、１０３ａと接続されており、接続された被制御装置に制御信号を送信し、接続された被制御装置の状態を観測している。被制御装置の状態とは、例えばインバータの力行、回生、惰行などで、電子制御装置からの指令信号や被制御装置から出力されるデータ（例えば、電圧値、電流値、温度など）から取得する。
【００１３】
本実施例では、電子制御装置１０１、１０２、１０３の各々が、接続された被制御装置１０１ａ、１０２ａ、１０３ａと、他の電子制御装置の状態を観測し、予め想定されたノイズの状態を認識する。設計段階において、それぞれの状態でのノイズ量を推定し、各状態でノイズを除去するための統計処理（例えば、移動平均）を行うサンプル区間を指定する。電子制御装置１０１、１０２、１０３は、移動平均によるノイズ除去を行う場合、各状態で指定されたサンプル区間を使用する。統計処理として移動平均を用いることによって、被制御装置の制御状態の急激な変化を抑制でき、状態が定常値になったことが分かる。
【００１４】
電子制御装置１０１、１０２、１０３の各々は、プログラムを実行するプロセッサ（演算装置）と、プロセッサがプログラムの実行時に使用するデータを格納するメモリと、プロセッサが実行するプログラムを格納する補助記憶装置と、通信インターフェースを有する。
【００１５】
プロセッサは、プログラムを実行し、各機能部が実現する。なお、プロセッサがプログラムを実行して行う処理の一部を、他の形式の（例えばハードウェアによる）演算装置（例えば、ＦＰＧＡ（Field Programable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））で実行してもよい。
【００１６】
メモリは、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭを含む。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ）などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、プロセッサが実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。
【００１７】
補助記憶装置は、例えば、フラッシュメモリ（ＳＳＤ）、磁気記憶装置（ＨＤＤ）等の大容量かつ不揮発性の記憶装置である。補助記憶装置は、プロセッサがプログラムの実行時に使用するデータ及びプロセッサが実行するプログラムを格納する。このプログラムは、補助記憶装置から読み出されて、メモリにロードされて、プロセッサによって実行される。プロセッサが実行するプログラムは、ネットワーク又はリムーバブルメディア（フラッシュメモリなど）を介して電子制御装置に導入され、非一時的記憶媒体である不揮発性の補助記憶装置に格納される。
【００１８】
通信インターフェースは、所定のプロトコルに従って、他の装置との通信を制御する。
【００１９】
以下、各電子制御装置での具体的な処理の実施例について説明する。
【００２０】
＜実施例１＞
電子制御装置１０１は、被制御装置１０１ａと他の電子制御装置１０２及び１０３の状態を測定し、予め想定されたノイズの状態を認識する。例えば、被制御装置１０１ａが動作していない状態のノイズ量を設計段階で推定し、ノイズ除去を行うための移動平均のサンプル区間を選択する。なお、サンプリング区間の長さは状態によって変えてもよい。例えば、ノイズ量や周波数の変化が少なければサンプリング期間を短くし、ノイズ量や周波数の変化が大きければサンプリング期間を長くするとよい。ノイズ量は一つの状態（例えば、定常状態、非動作状態）で推定しても、複数の状態（特定の動作状態を含む）で推定してもよい。電子制御装置１０１が、前記ノイズ量が推定された状態において、移動平均によるノイズ除去を行う場合は、このサンプル区間のノイズデータを使用する。
【００２１】
ノイズ量を推定する状態は、電子制御装置１０１の特定の動作モードでもよいし、外部装置である被制御装置１０１ａ、電子制御装置１０２、１０３などの特定の状態でもよい。これらの状態は、各装置の動作時の入力信号に対するノイズの混入の許容度や、各状態で発生するノイズの量及び性質（周波数など）によって決定するとよい。例えば、被制御装置１０１ａから入力されるＰＷＭ信号に対し、電子制御装置１０１が発生するＰＷＭ信号がノイズとして影響する場合、電子制御装置１０１のＰＷＭ出力動作によって、ノイズ量を推定する状態を決めるとよい。
【００２２】
図２は、実施例１の電子制御装置１０１内の処理の一例を示す図である。
【００２３】
入出力部２０１は、被制御装置１０１ａから状態を取得し、取得した状態を示す信号値をデータサンプリング部２０２へ送る。
【００２４】
データサンプリング部２０２は、入出力部２０１から送られた信号値を、所定の周期でサンプリングし、サンプリングの結果を生データ格納部２０３へ格納する。データサンプリング周期は、望ましくはノイズの周波数の２倍以上とする。ノイズ除去部２０５は、生データ格納部２０３に格納されるサンプリング結果の格納位置と、被制御装置１０１ａの状態と関連付けて管理する。
【００２５】
その後、状態判定部２０４は、通信制御部２０７を経由して取得した通信値によって、ソフトウェア内部の情報から外部装置（被制御装置１０１ａ、電子制御装置１０２、１０３など）の状態の遷移を検知し、現在の状態をノイズ除去部２０５へ報告する。ノイズ除去部２０５は、生データ格納部２０３に格納されている最新値２０３ａから現在の状態に対応するサンプル区間分のデータを参照し、統計処理（例えば、移動平均処理）を行い、統計処理後のデータを用いて最新値２０３ａからノイズを除去して、ノイズが除去されたデータを処理データ格納部２０６に格納する。処理データ格納部２０６に格納されたデータは、他の機能で使用される。
【００２６】
以上に説明したように、本発明の実施例１によると、被制御装置の状態に応じてノイズ除去用データを予め準備し、制御装置（ノイズ除去部）は、被制御装置の状態に応じたノイズ除去用データを用いてノイズを除去するので、ノイズによる電子制御装置の誤作動を防ぎ、被制御装置の危険な動作を抑制できる。
【００２７】
また、被制御装置から取得した情報に含まれているノイズの量が大きければ、統計処理に用いるデータの量を増加するので、ノイズ量が少ない状態での応答性能を犠牲にすることなく、ノイズ量が多い状態での雑音遮蔽性能向上できる。
【００２８】
また、統計処理に用いるデータの量は、電子制御装置に入力される情報及び電子制御装置から出力される情報に基づいて定めるので、電子制御装置の動作に影響する被制御装置の状態を正確に把握できる。
【００２９】
＜実施例２＞
前述した実施例１では、被制御装置の状態に応じたノイズ除去用データを用いてノイズを除去したが、実施例２では、予めノイズ除去用データを準備しなくても、状態遷移時の最初にノイズ除去用データを収集する形態を説明する。
【００３０】
図３は、実施例２の電子制御装置１０１内の処理の一例を示す図であり、実施例１の処理に加えて、状態遷移時を考慮した処理の構成を示す。
【００３１】
状態判定部２０４は、通信制御部２０７を経由して取得した通信値によって、ソフトウェア内部の情報から外部装置（被制御装置１０１ａ、電子制御装置１０２、１０３など）の状態遷移を検知し、現在の状態をデータサンプリング部２０２へ報告する。
【００３２】
データサンプリング部２０２は、状態判定部２０４から状態遷移の報告を受けたら、入出力部２０１から送られた信号値を、所定の周期でサンプリングし、サンプリングの結果を生データ格納部２０３へ格納する。また、現状態のデータサンプル取得数を計数し、現在の状態と現状態のデータサンプル取得数をノイズ除去部２０５へ報告する。ノイズ除去部２０５は、状態遷移後に取得されたサンプル区間によって、ノイズ除去時に使用するサンプル区間の長さを決定し、生データ格納部２０３に格納されるサンプリング結果の格納位置と、被制御装置１０１ａの状態とを関連付けて管理する。
【００３３】
その後、ノイズ除去部２０５は、現在の状態において取得されたサンプル区間分のデータを参照し、統計処理（例えば、移動平均処理）を行い、統計処理後のデータを用いて最新値２０３ａからノイズを除去して、ノイズが除去されたデータを処理データ格納部２０６に格納する。処理データ格納部２０６に格納されたデータは、他の機能で使用される。
【００３４】
図４は、実施例２のノイズ除去部２０５が実行する処理のフローチャートである。
【００３５】
ノイズ除去部２０５は、現在の状態のデータサンプル取得数が予め設定されたサンプル数以上かを判定する（Ｓ３０１）。現在の状態のデータサンプル取得数が予め指定されたサンプル数以上であれば、予め設定されたサンプル数のデータサンプルを取得したので、移動平均で使用するサンプル区間を現在の状態で指定されているサンプル区間に設定する（ステップＳ３０２）。
【００３６】
一方、現在の状態のデータサンプル取得数が予め指定されたサンプル数より小さければ、状態が遷移したかを判定する（Ｓ３０５）。状態が遷移していない場合、ステップＳ３０２に進む。一方、状態遷移を検出した場合、新たな遷移後の状態のサンプルを取得するためのサンプル区間設定処理を実行する（Ｓ３０６）。すなわち、ステップＳ３０６では、ステップＳ３０１で使用されるサンプル数の閾値を設定する。このサンプル数の閾値は、状態によって変えるとよい。例えば、ノイズ量や周波数の変化が少なければデータサンプル取得数を小さくし、ノイズ量や周波数の変化が大きければデータサンプル取得数を大きくするとよい。また、データサンプル取得数が大きい状態からデータサンプル取得数が小さい状態へ遷移した場合は、遷移前の大きなデータサンプル取得数を採用する。これは、状態遷移後にサンプルが十分に取得できていない状態で少ないサンプル数で統計処理を行うと、遷移前のノイズ量や周波数の変化が大きい状態の影響を受けるため、状態遷移後のサンプル数を大きくするとよい。
【００３７】
その後、ノイズ除去部２０５は、移動平均の処理を行い（Ｓ３０３）、移動平均処理後のデータを用いて最新値２０３ａからノイズを除去して、ノイズが除去されたデータを処理データ格納部２０６に格納する。
【００３８】
以上に説明したように、本発明の実施例２によると、状態遷移を契機に被制御装置の状態に応じたノイズ除去用データを取得するので、ノイズ除去用データを予め準備しなくても、被制御装置の状態に応じたノイズ除去用データを用いてノイズを除去できる。
【００３９】
また、状態遷移後に、遷移前の状態で設定されている量及び遷移後の状態で設定されている量の大きい方の量のデータを取得するので、状態遷移後にサンプルが十分に取得できていない状態で、遷移前のノイズ量や周波数の変化が大きい状態の影響を抑制できる。
【００４０】
以上に説明した実施例１と実施例２とを組み合わせてもよい。例えば、被制御装置の状態に応じたノイズ除去用データを予め準備するが、ノイズ除去用データが準備されている状態と異なる状態に変化した場合、状態変化時の最初にノイズ除去用データを収集するとよい。
【００４１】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【００４２】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【００４３】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【００４４】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０１、１０２、１０３  電子制御装置
１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ  被制御装置
１０４  通信路
２０１  入出力部
２０２  データサンプリング部
２０３  生データ格納部
２０３ａ  生データ最新値
２０４  状態判定部
２０５  ノイズ除去部
２０６  処理データ格納部
２０７  通信制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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