(57)【要約】【課題】センサ信号など入力信号の電圧変動を抑え、また内部寄生容量の影響を抑制しつつ、検出速度も早く、かつ、高周波ノイズの発生を抑制できる自己診断機能を有する入力回路を提供する。【解決手段】入力ライン３に対して抵抗を介したパルス回路１２が発生させるパルス状の自己診断用電圧を印加し、１パルス目の立下り時と２パルス目の立上り時のときの第１、第２電圧Ｖ１、Ｖ２の差Ｖ１−Ｖ２を求める。そして、この差Ｖ１−Ｖ２を閾値Ｔｈと大小比較することで、外付コンデンサ７のオープン故障や端子オープンを含む異常が発生しているか否かを自己診断する。これにより、検出時の入力信号の電圧変動を抑え、寄生容量１５の影響を抑制しつつ、検出速度も早く、かつ、高周波ノイズの発生を抑制できる自己診断機能を有する入力回路１とすることが可能となる。【選択図】図１
2014211436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子（１ａ）を有し、入力信号発生源（２）から出力される入力信号を伝える入力ライン（３）に対して前記入力端子が接続され、前記入力ラインにおける前記入力信号発生源と前記入力端子との間に、前記入力ラインに対して並列接続された外付コンデンサ（７）を有するフィルタ回路（５）が備えられる入力回路であって、
自己診断時に制御信号を出力するコントローラ（８）と、
前記コントローラの制御信号に基づいて１パルスもしくは複数パルスとされるパルス状の自己診断用電圧を発生させるパルス回路（１２）と、
前記パルス回路と前記入力端子との間に備えられる抵抗（Ｒ１、Ｒ２）と、
前記コントローラからの制御信号に基づいて、前記自己診断時に、前記抵抗を介して前記入力ラインに前記パルス状の自己診断用電圧を印加し、前記パルス状の自己診断用電圧のハイレベル期間中とローレベル期間中それぞれの期間中における任意のタイミングでの前記入力ラインの電圧変化に基づいて、前記フィルタ回路のオープン故障もしくは前記入力端子のオープン不良を含む異常が発生しているか否かを判定する比較判定手段（１４、２０）と、を備えていることを特徴とする入力回路。
【請求項２】
前記パルス回路は、前記コントローラの制御信号に基づいて複数回のパルス状の自己診断用電圧を発生させ、
前記比較判定手段は、前記複数回のパルス状の自己診断用電圧の１パルス目における該自己診断用電圧の立下り時または立上り時に対する２パルス目における該自己診断用電圧の立上り時または立下り時の前記入力ラインの電圧変化に基づいて、前記フィルタ回路のオープン故障もしくは前記入力端子のオープン不良を含む異常が発生しているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の入力回路。
【請求項３】
前記コントローラからの制御信号に基づいて、前記１パルス目における前記自己診断用電圧の立下り時または立上り時の前記入力ラインの電圧である第１電圧（Ｖ１）を保持すると共に、前記２パルス目における前記自己診断用電圧の立上り時または立下り時の前記入力ラインの第２電圧（Ｖ２）を保持する保持回路（１３）を有し、
前記比較判定手段は、前記コントローラからの制御信号に基づいて、前記保持回路で保持された前記第１電圧と前記第２電圧の差（Ｖ１−Ｖ２）を演算すると共に、該差が所定の閾値（Ｔｈ）よりも大きければ異常と判定し、小さければ正常と判定することを特徴とする請求項２に記載の入力回路。
【請求項４】
前記自己診断時とは異なる通常時に、前記入力信号をサンプルホールドする第１サンプルホールド回路（９）と、
前記自己診断時に、前記コントローラからの制御信号に基づいて、前記１パルス目における前記自己診断用電圧の立下り時または立上り時に前記入力ラインの電圧である第１電圧（Ｖ１）をサンプルホールドする第２サンプルホールド回路（１３ａ）と、前記２パルス目における前記自己診断用電圧の立上り時または立下り時に前記入力ラインの第２電圧（Ｖ２）をサンプルホールドする第３サンプルホールド回路（１３ｃ）を含む保持回路（１３）と、
前記コントローラからの制御信号に基づいて、前記通常時には第１サンプルホールド回路で保持された電圧を選択し、前記１パルス目における前記自己診断用電圧の立下り時または立上り時には前記第２サンプルホールド回路で保持された電圧を選択し、前記２パルス目における前記自己診断用電圧の立上り時または立下り時には前記第３サンプルホールド回路で保持された電圧を選択する制御スイッチ（１０）と、
前記制御スイッチで選択された電圧を入力し、該電圧をＡＤ変換すると共に該ＡＤ変換したＡＤデータ信号を出力するＡＤ変換器（１１）と、
前記ＡＤデータ信号を入力し、前記コントローラからの制御信号に基づいて、前記通常時には、前記ＡＤデータ信号に基づいて前記入力信号をＡＤ変換した結果を出力し、前記自己診断時には、前記１パルス目における前記自己診断用電圧の立下り時または立上り時の前記ＡＤデータ信号が示すＡＤデータと前記２パルス目における前記自己診断用電圧の立上り時または立下り時の前記ＡＤデータ信号が示すＡＤデータとの差を演算すると共に、該差が所定の閾値（Ｔｈ）よりも大きければ異常と判定し、小さければ正常と判定するレジスタ部（２０）と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の入力回路。
【請求項５】
前記抵抗として、抵抗値の異なる第１抵抗（Ｒ１）と第２抵抗（Ｒ２）が備えられており、
前記パルス回路と前記入力端子との間に、前記第１抵抗と前記第２抵抗のいずれか一方を接続するスイッチ（ＳＷ２、ＳＷ３）を有し、
前記第１抵抗と前記第２抵抗のうち前記スイッチにて前記パルス回路と前記入力端子との間に接続された方を介して、前記自己診断用電圧が前記入力ラインに印加されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の入力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号をフィルタ回路などの外付コンデンサを有する回路を通じて入力する入力回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＩＣによって構成される入力回路に入力信号を入力する際のノイズ除去のために、入力信号の信号経路中に外付コンデンサを含むフィルタ回路を備えるようにしている。このような入力回路においては、入力信号が入力されるＩＣ入力端子から接続配線が外れるという入力端子のオープン故障が発生し得る。また、外付コンデンサが入力ラインから外れるという外付コンデンサのオープン故障やコンデンサの容量低下故障も発生し得る。このため、これらの問題が発生したことを検出できる機能が備えられる。例えば、２系統の入力回路で入力信号を入力し、各入力回路で入力された入力信号を比較することで常時異常検出を行うようにしている。
【０００３】
しかしながら、２系統の入力回路を備えるのは回路構成の複雑化を招き、コスト増の要因になることから１系統の入力回路で常時異常検出が行えるようにすることが望まれる。そこで、特許文献１において、検査コンデンサ方式を用いて外付コンデンサのオープン故障を検出することで、１系統の入力回路での常時異常検出を可能にする技術が提案されている。具体的には、入力回路の外部に設けられた検査コンデンサに対してチャージを行い、検査コンデンサに対してチャージを行った後、検査コンデンサをＩＣ入力端子側に接続させることで外付コンデンサに電荷を移動させる。また、ＩＣ入力端子に繋がる入力ラインの電圧を検出し、電荷移動に伴う入力ラインの電圧変化を検出する。そして、外付コンデンサが正常に接続されていれば電圧変化が平滑化され、オープン故障が発生していたときには入力ラインの電圧がチャージされた電圧と同等の電圧となることから、入力ラインの電圧変化に基づいて、外付コンデンサと入力端子のオープン故障を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４５４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の検査コンデンサ方式では、入力回路の外部に設けられた検査コンデンサに対してチャージを行ったのち、そのチャージされた電荷を外付コンデンサに移動させたときの入力ラインの電圧変化を利用している。このため、回路内に形成される内部寄生容量の影響が考えられ、検査コンデンサは内部寄生容量より大きな容量として外付けしている。また検査コンデンサを小さな容量とした場合は複数回チャージする方法も考えられる。これらの場合はそれぞれ外付け部品の増加、検出速度が遅くなることが懸念される。また検査コンデンサへのチャージおよび外付けフィルタコンデンサへの電荷移動は瞬間的な電荷移動を伴うため、高周波ノイズ放出も懸念される。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、内部寄生容量の影響を抑制しつつ、検査コンデンサの部品増加によるコスト増加がなく、検出速度も早く、センサ信号の電圧変動を抑制し、かつ、高周波ノイズの発生を抑制できる自己診断機能を有する入力回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、自己診断時に制御信号を出力するコントローラ（８）と、コントローラの制御信号に基づいて１パルスもしくは複数パルスとされるパルス状の自己診断用電圧を発生させるパルス回路（１２）と、パルス回路と入力端子との間に備えられる抵抗（Ｒ１、Ｒ２）と、コントローラからの制御信号に基づいて、自己診断時に、抵抗を介して入力ラインにパルス状の自己診断用電圧を印加し、パルス状の自己診断用電圧のハイレベル期間中とローレベル期間中それぞれの期間中における任意のタイミングでの入力ラインの電圧変化に基づいて、フィルタ回路のオープン故障もしくは入力端子のオープン不良を含む異常が発生しているか否かを判定する比較判定手段（１４、２０）と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
このように、入力ラインに対して抵抗を介してパルス回路が発生させるパルス状の自己診断用電圧を印加している。そして、パルス状の自己診断用電圧のハイレベル期間中とローレベル期間中それぞれの期間中における任意のタイミングでの入力ラインの電圧変化に基づいて、外付コンデンサのオープン故障および容量低下故障や端子オープンを含む異常が発生しているか否かを自己診断している。
【０００９】
このように、抵抗を介したパルス状の自己診断用電圧を印加したときの入力ラインでの電圧変化を確認するだけで異常検出が行えるため、一旦他の検査コンデンサにチャージしておいてからその電荷を外付コンデンサに瞬間的に移動させる必要がない。このため、検出速度が遅くなることはないし、抵抗で電荷移動速度が制限されるため、高周波ノイズが発生するという問題も減少できる。また、入力ラインの電圧変化を利用して自己診断を行っているが、従来のような検査コンデンサと外付コンデンサとの間の電荷の移動などに基づく電圧変化ではなく、パルス状の自己診断用電圧を印加したときの電圧変化であり、寄生容量による影響は小さい。よって、寄生容量の影響を抑制しつつ、検出速度も早く、かつ、高周波ノイズの発生を抑制できる自己診断機能を有する入力回路とすることが可能となる。またパルス状の自己診断用電圧の印加は短周期かつ必要最低限の回数とすることで入力信号側の電圧の変化を抑えることができ、定期的な常時異常検出が可能となる。
【００１０】
具体的には、請求項２に記載の発明のように、パルス回路にて、コントローラの制御信号に基づいて複数回のパルス状の自己診断用電圧を発生させ、比較判定手段では、複数回のパルス状の自己診断用電圧の１パルス目における該自己診断用電圧の立下り時または立上り時に対する２パルス目における該自己診断用電圧の立上り時または立下り時の入力ラインの電圧変化に基づいて、フィルタ回路のオープン故障もしくは入力端子のオープン不良を含む異常が発生しているか否かを判定することができる。
【００１１】
このように、例えば、１パルス目の立下り時または立上り時と２パルス目の立上り時または立下り時のときの入力ラインの電圧変化に基づいて、外付コンデンサのオープン故障および容量低下故障や端子オープンを含む異常が発生しているか否かを自己診断することができる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるフィルタ回路５が接続された入力回路１の回路構成を示す図である。
【図２】入力信号発生源２が発生した入力信号と、自己診断時の一例を示したタイムチャートである。
【図３】自己診断時におけるパルス回路１２の出力する自己診断用電圧と、正常時と異常時の入力ライン３（入力端子１ａ）の電圧変化を示したタイムチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるフィルタ回路５が接続された入力回路１の回路構成を示す図である。
【図５】他の実施形態で説明するパルス極性を逆にした場合の自己診断時におけるパルス回路１２の出力する自己診断用電圧と、正常時と異常時の入力ライン３（入力端子１ａ）の電圧変化を示したタイムチャートである。
【図６】他の実施形態で説明する単一パルスで自己診断を行う場合におけるパルス回路１２の出力する自己診断用電圧と、正常時と異常時の入力ライン３（入力端子１ａ）の電圧変化を示したタイムチャートである。
【図７】他の実施形態で説明する複数パルスで自己診断を行う場合におけるパルス回路１２の出力する自己診断用電圧と、正常時と異常時の入力ライン３（入力端子１ａ）の電圧変化を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１に示すように、入力回路１は、アナログ信号で表される入力信号を入力し、それをＡＤ変換してＡＤデータ信号として外部に出力するものである。例えば、入力回路１としてはブレーキ液圧制御を行うためのブレーキＥＣＵに備えられるセンサ信号入力回路などを挙げることができる。その場合、入力回路１では、圧力センサや加速度センサ（Ｇセンサ）等のセンサから出力されるセンサ信号を入力信号として入力し、それをＡＤ変換したＡＤデータ信号をセンシング結果が示された信号として出力することになる。
【００１６】
図１に示すように、入力回路１は、例えばセンサなどの入力信号発生源２から出力される信号が伝えられる入力ライン３に接続される。入力ライン３には、入力信号発生源２と入力回路１の入力端子１ａとの間において出力保護抵抗４が備えられていると共に、フィルタ回路５が備えられている。
【００１７】
フィルタ回路５は、外付抵抗６および外付コンデンサ７を有するＲＣフィルタを構成しており、外付抵抗６が入力ライン３に対して直列接続されていると共に外付コンデンサ７が入力ライン３に対して並列接続された構成とされている。
【００１８】
入力回路１は、ＩＣによって構成されており、上記した入力端子１ａを通じて入力ライン３に接続されている。本実施形態の場合、入力回路１は、コントローラ８に加え、入力信号を通常通りＡＤ変換したＡＤデータ信号を出力するための構成として、サンプルホールド（以下、Ｓ／Ｈという）回路９、制御スイッチ１０およびＡＤ変換器１１を備えている。また、入力回路１は、異常検出用の構成として、パルス回路１２、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３、第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２、保持回路１３および比較判定回路１４も備えている。
【００１９】
コントローラ８は、入力回路１に備えられたＳ／Ｈ回路９、制御スイッチ１０およびＡＤ変換器１１に対して制御信号を出力し、所定のサンプリング周期ごとに入力信号をＡＤ変換してＡＤデータ信号として出力させる。また、コントローラ８は、パルス回路１２、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３、第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２、保持回路１３および比較判定回路１４を制御し、異常の発生の有無について自己診断する。
【００２０】
Ｓ／Ｈ回路９は、コントローラ８からの制御信号に従って、所望のサンプリング周期ごとに入力信号のサンプリングを行う。制御スイッチ１０は、Ｓ／Ｈ回路９とＡＤ変換器１１との接続状態を制御するものであり、Ｓ／Ｈ回路９にてサンプリングされた信号をＡＤ変換器１１に入力する。ＡＤ変換器１１は、例えば複数のコンパレータなどを内蔵しており、Ｓ／Ｈ回路９でサンプリングされたアナログ信号で表される入力信号を複数のコンパレータにて大小比較し、その比較結果に応じたデジタル信号をＡＤデータ信号として出力する。
【００２１】
パルス回路１２は、コントローラ８からの制御信号に基づいてパルス状の自己診断用電圧（パルス信号）を発生させる。自己診断用電圧としては、パルス状の所定の正電圧（例えば５Ｖ）を２回以上の複数回、短周期で発生させている。このパルス回路１２で発生させられた自己診断用電圧は、第１抵抗Ｒ１もしくは第２抵抗Ｒ２を介して入力ライン３に印加される。
【００２２】
スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、入力ライン３への自己診断用電圧の印加を制御するものである。具体的には、パルス回路１２にて自己診断用電圧が発生させられるタイミングでスイッチＳＷ１がオンされ、スイッチＳＷ２、ＳＷ３によって自己診断用電圧を第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２のいずれを介して入力ライン３へ印加するかの切り替えを行っている。
【００２３】
第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２は、フィルタ回路５に対応して汎用性を持たせるために備えられるものであり、異なる抵抗値に設定されている。フィルタ回路５に備えられた外付抵抗６の抵抗値Ｒｆや外付コンデンサ７の容量値Ｃｆに応じて、入力ライン３に対して接続しても良い抵抗値の許容範囲が異なる。このため、抵抗値Ｒｆや容量値Ｃｆに基づいて第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２のいずれを用いるかを選択し、第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２のうち選択した方を通じて入力ライン３に自己診断用電圧が入力されるようにスイッチＳＷ２、ＳＷ３の切替えが行われる。
【００２４】
保持回路１３は、保持タイミングの際にコントローラ８から制御信号が入力されると、その制御信号に基づいて入力ライン３の電圧を保持する。具体的には、保持タイミングは、パルス回路１２によって形成されるパルス状の自己診断用電圧の１パルス目（以下、単に１パルス目という）の立下り時と２パルス目（以下、単に２パルス目という）の立上り時とされ、保持回路１３は、これら各タイミングの入力ライン３の電圧をそれぞれ第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２として保持する。
【００２５】
比較判定回路１４は、保持回路１３より保持している第１、第２電圧Ｖ１、Ｖ２を入力し、これら第１、第２電圧Ｖ１、Ｖ２を比較することによって異常判定を行い、その判定結果に応じた異常判定信号を出力する。具体的には、比較判定回路１４は、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の差Ｖ１−Ｖ２を演算すると共に、この差Ｖ１−Ｖ２が所定の閾値Ｔｈ以下であるか否かを判定し、差Ｖ１−Ｖ２が閾値Ｔｈ以下であれば正常、閾値Ｔｈを超えていれば異常と判定する。そして、比較判定回路１４は、正常か異常かを示す異常判定信号を出力する。
【００２６】
このような構成により、本実施形態にかかる入力信号が伝えられる入力ライン３にフィルタ回路５が接続された入力回路１が構成されている。このような入力回路１により、入力信号がＡＤ変換されたＡＤデータ信号が出力されると共に、異常判定結果を示す異常判定信号が出力されることで、外部に備えられた制御装置などにそれらが伝えられる。これにより、制御装置は、例えばセンサによるセンシング結果や外付コンデンサ７のオープン故障および容量低下故障や入力ライン３中における入力端子１ａのオープン不良（端子オープン）を含む異常判定結果を把握することが可能となる。したがって、制御装置は、センシング結果に基づいてブレーキ制御などの各種制御を行ったり、異常時には各種制御の介入を中止するなどの処置を取ることができる。
【００２７】
なお、入力回路１の入力端子１ａに接続された容量１５は寄生容量であり、外付コンデンサ７の容量値Ｃｆよりも十分に小さな容量値Ｃ２となっている。
【００２８】
続いて、上記のように構成された入力回路１による自己診断方法の詳細について、図２および図３を参照して説明する。
【００２９】
図２に示すように、入力信号発生源２は、アナログ信号で表される所定の入力信号を発生している。例えば、入力信号発生源２が車に搭載されたブレーキ液圧制御用のセンサである場合には、０Ｖ〜５Ｖの範囲において、センシング結果に応じたセンサ信号を入力信号として発生させている。
【００３０】
自己診断時ではない通常時には、所定のサンプリング周期ごとにＳ／Ｈ回路９にて入力信号がサンプリングされると共に、制御スイッチ１０を介してＡＤ変換器１１に入力信号が入力される。これにより、ＡＤ変換器１１にて入力信号がＡＤ変換され、それに応じたＡＤデータ信号がＡＤ変換器１１から出力される。
【００３１】
そして、図２中Ｔａで示したように自己診断時になると、コントローラ８からの制御信号に基づいて、パルス回路１２にてパルス状の自己診断用電圧が発生させられると共に、スイッチＳＷ１がオンされ、スイッチＳＷ２、ＳＷ３の切替えが行われる。これにより、スイッチＳＷ２、ＳＷ３にて選択された第１抵抗Ｒ１もしくは第２抵抗Ｒ２を介して自己診断用電圧が入力ライン３に印加され、自己診断用電圧に基づいて入力ライン３（入力端子１ａ）の電圧が変化する。
【００３２】
このとき、入力ライン３において外付コンデンサ７や入力ライン３における入力端子１ａの接続が正常であれば、入力ライン３の電圧上昇の時定数が第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２や外付コンデンサ７の容量値Ｃｆおよび寄生容量１５の容量値Ｃ２によって決まる。このため、図３に示した通り、入力端子１ａの電圧は、短時間のみのパルス状の自己診断用電圧の印加では、拡大スケールで見ればある程度変動があるものの、通常スケールで見れば殆ど変動が生じない。
【００３３】
これに対して、入力ライン３に対して外付コンデンサ７が正常に接続されていないオープン故障や端子オープンが発生している場合には、入力ライン３の電圧上昇の時定数が第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２や寄生容量１５の容量値Ｃ２によって決まることになる。このため、図３に示した通り、入力端子１ａの電圧は、短時間のみのパルス状の自己診断用電圧の印加であっても大きく変動し、ほぼパルス状の自己診断用電圧と同様の電圧変化となる。
【００３４】
したがって、１パルス目の立下り時と２パルス目の立上り時における入力端子１ａの第１、第２電圧Ｖ１、Ｖ２を保持し、これらの差Ｖ１−Ｖ２を求める。具体的には、１パルス目の立下り時の第１電圧Ｖ１は、１パルス目の印加によって自己診断用電圧の印加に基づいて最も入力端子１ａの電圧が大きくなったときの電圧である。また、２パルス目の立上り時の第２電圧Ｖ２は、１パルス目の印加による入力端子１ａの電圧の上昇が収まって最も入力端子１ａの電圧が小さくなったときの電圧である。したがって、これら１パルス目の立下り時の第１電圧Ｖ１と２パルス目の立上り時の第２電圧Ｖ２との差Ｖ１−Ｖ２は、外付コンデンサ７が正常に接続されていれば小さな値となり、外付コンデンサ７のオープン故障や端子オープンを含む異常が生じると大きな値となる。よって、差Ｖ１−Ｖ２を閾値Ｔｈと比較し、差Ｖ１−Ｖ２が所定の閾値Ｔｈ以下であれば正常、閾値Ｔｈを超えていれば異常と判定することができる。
【００３５】
以上説明したように、入力ライン３に対してパルス回路１２が発生させるパルス状の自己診断用電圧を印加し、１パルス目の立下り時と２パルス目の立上り時のときの第１、第２電圧Ｖ１、Ｖ２の差Ｖ１−Ｖ２を求めるようにしている。また、この差Ｖ１−Ｖ２を閾値Ｔｈと大小比較することで、外付コンデンサ７のオープン故障や端子オープンを含む異常が発生しているか否かを自己診断している。なお、以上は一例でありパルス極性を逆とした場合は第１電圧、第２電圧の保持タイミングの立上がり、立下りを入れ替えることで同様の機能が成立する。
【００３６】
このように、パルス状の自己診断用電圧を印加したときの入力ライン３での電圧変化を確認するだけで異常検出が行えるため、一旦他の検査コンデンサにチャージしておいてからその電荷を外付コンデンサ７に移動させる必要もない。このため、検出速度が遅くなることはないし、抵抗で電荷移動速度が制限されるため高周波ノイズが発生するという問題も減少できる。また、入力ライン３の電圧変化を利用して自己診断を行っているが、従来のような検査コンデンサと外付コンデンサとの間の電荷の移動などに基づく電圧変化ではなく、抵抗を介したパルス状の自己診断用電圧を印加したときの電圧変化であり、寄生容量１５による影響は小さく、高周波ノイズも抑制できる。よって、本実施形態によれば、寄生容量１５の影響を抑制しつつ、検出速度も早く、かつ、高周波ノイズの発生を抑制できる自己診断機能を有する入力回路１とすることが可能となる。またパルス状の自己診断用電圧を印加は短周期かつ必要最低限の回数とすることで入力信号側の電圧の変化を抑えることができ、定期的な常時異常検出が可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して制御スイッチ１０や保持回路１３の構成を変更すると共に比較判定回路１４に代えて他の構成を備えたものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態では、保持回路１３をＳ／Ｈ回路９（以下、第１Ｓ／Ｈ回路という）とは別に入力ライン３の電圧をサンプルホールドする第２、第３Ｓ／Ｈ回路１３ａ、１３ｂにて構成している。さらに、制御スイッチ１０を例えばマルチプレクサによって構成し、第１Ｓ／Ｈ回路９および第２、第３Ｓ／Ｈ回路１３ａ、１３ｂで保持されている電圧の１つを選択してＡＤ変換器１１に入力する選択スイッチとしている。
【００３９】
また、比較判定回路１４に代えて、レジスタ部２０を備えている。レジスタ部２０は、ＡＤ変換器１１にてＡＤ変換された後のＡＤデータ信号を入力し、それが示すＡＤデータを保持するなどを処理を行う。具体的には、レジスタ部２０には、第１Ｓ／Ｈ回路９にてサンプルホールドした入力信号をＡＤ変換した結果を保持すると共に出力する変換結果レジスタ２０ａが備えられている。また、レジスタ部２０には、第２、第３Ｓ／Ｈ回路９にてサンプルホールドした電圧をＡＤ変換した結果を保持する第２、第３Ｓ／Ｈ変換レジスタ２０ｂ、２０ｃも備えられている。さらに、レジスタ部２０には、第２、第３Ｓ／Ｈ変換レジスタ２０ｂ、２０ｃに保持された結果の差を演算する第２−第３Ｓ／Ｈレジスタ２０ｄや、その差に基づいて異常判定を行い、その判定結果を保持すると共に出力する比較判定レジスタ２０ｅも備えられている。
【００４０】
以上のようにして入力回路１を構成することもできる。このような入力回路１は、次のように動作する。
【００４１】
まず、自己診断時ではない通常時には、コントローラ８からの制御信号に基づいて制御スイッチ１０が制御され、第１Ｓ／Ｈ回路９で保持された電圧がＡＤ変換器１１に入力される。このため、ＡＤ変換器１１からは、入力信号を通常通りＡＤ変換したＡＤデータ信号が出力される。一方、レジスタ部２０にも、コントローラ８からの制御信号が入力され、自己診断時であるか通常の入力信号をＡＤ変換したＡＤデータ信号が入力されるタイミングであるかが伝えられる。そして、通常時には、ＡＤ変換器１１から出力されたＡＤデータ信号を変換結果レジスタ２０ａに保持し、これがＡＤデータ信号として出力されることで、外部に備えられた制御装置などに伝えられる。
【００４２】
また、自己診断時には、コントローラ８からの制御信号に基づいて、パルス回路１２にてパルス状の自己診断用電圧が発生させられると共に、スイッチＳＷ１がオンされ、さらにスイッチＳＷ２、ＳＷ３の切替えが行われる。これにより、スイッチＳＷ２、ＳＷ３にて選択された第１抵抗Ｒ１もしくは第２抵抗Ｒ２を介して自己診断用電圧が入力ライン３に印加され、入力ライン３の電圧が自己診断用電圧に基づいて変化する。このときの入力ライン３の電圧変化の様子は第１実施形態と同様であり、外付コンデンサ７のオープン故障および容量低下故障や端子オープンを含む異常が発生しているか否かに応じて異なった変化になる。
【００４３】
さらに、自己診断時における１パルス目の立下り時には、コントローラ８の制御信号に基づいて第２Ｓ／Ｈ回路１３ａにて入力ライン３の電圧が保持される。また、同時に、コントローラ８からの制御信号に基づいて制御スイッチ１０が制御されて、第２Ｓ／Ｈ回路１３ａに保持された電圧がＡＤ変換器１１に入力される。同様に、２パルス目の立上り時には、コントローラ８の制御信号に基づいて第３Ｓ／Ｈ回路１３ｂにて入力ライン３の電圧が保持される。また、同時に、コントローラ８からの制御信号に基づいて制御スイッチ１０が制御されて、第３Ｓ／Ｈ回路１３ｂに保持された電圧がＡＤ変換器１１に入力される。
【００４４】
そして、レジスタ部２０では、コントローラ８の制御信号に基づいて１パルス目の立下がり時と２パルス目の立上り時とを区別し、ＡＤ変換器１１から入力されたＡＤデータ信号を保持する。すなわち、１パルス目の立下り時にＡＤ変換器１１から入力されたＡＤデータを第２Ｓ／Ｈ変換レジスタ２０ｂに保持し、２パルス目の立上り時にＡＤ変換器１１から入力されたＡＤデータを第３Ｓ／Ｈ変換レジスタ２０ｃに保持する。また、これら第２、第３Ｓ／Ｈ変換レジスタ２０ｂ、２０ｃに保持された結果の差が第２−第３Ｓ／Ｈレジスタ２０ｄで演算され、その差が閾値Ｔｈを超えるか否かに基づいて、比較判定レジスタ２０ｅで異常判定が行われ、その判定結果が保持されると共に外部に出力される。
【００４５】
このように、保持回路１３を第２、第３Ｓ／Ｈ回路１３ａ、１３ｂにて構成し、通常時の入力信号をサンプルホールドする第１Ｓ／Ｈ回路９に加えて、自己診断時に第２、第３Ｓ／Ｈ回路１３ａ、１３ｂで入力ライン３の電圧をサンプルホールドする。そして、これらをＡＤ変換器１１でＡＤ変換したＡＤデータについて差を求め、その差から異常の発生の有無について自己診断するようにしている。このような構成としても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、入力回路１として、入力信号をＡＤ変換してＡＤデータ信号として外部に出力するＡＤ変換機能を有した構成としたが、入力信号を信号処理して外部に出力する他の機能を有するようなものであっても構わない。
【００４８】
また、上記実施形態では、汎用性を持たせるために、第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２を備え、スイッチＳＷ２、ＳＷ３にて第１、第２抵抗Ｒ１、Ｒ２のいずれかを選択してパルス回路１２と入力ライン３との間に接続されるようにしている。しかしながら、単一の抵抗が備えられた構成や３つ以上の抵抗が備えられた構成であっても構わない。
【００４９】
また、上記実施形態では、パルス極性をＬ（ローレベル）Ｈ（ハイレベル）の順を想定し説明したがパルス極性が逆にＨＬの順となっても構わない。この場合、自己診断時におけるパルス回路１２の出力する自己診断用電圧と、正常時と異常時の入力ライン３（入力端子１ａ）の電圧変化は図５のように表される。したがって、第１電圧、第２電圧の保持タイミングの立上りと立下りを入れ替え、また差電圧を逆に演算することで同様の機能となる。
【００５０】
また、上記実施形態では、パルス状の自己診断用電圧の１パルス目の立下り時と２パルス目の立上り時などのように、パルスエッジの電圧を第１電圧と第２電圧として保持するようにした。しかしながら、これらは単なる一例を示したのであり、他のタイミングを第１、第２電圧として保持しても良いし、パルス数も２パルスに限るものではない。
【００５１】
例えば、自己診断用電圧の１パルス分のみで第１、第２電圧を得ることもできる。すなわち、図６に示すように、自己診断用電圧の単一パルスの立上り時以降から立下り時以前までの任意のタイミングと、立下り時以降の任意のタイミングの電圧をそれぞれ第１電圧と第２電圧として保持し、これら第１、第２電圧の差に基づいて自己診断を行うこともできる。
【００５２】
また、自己診断用電圧を複数パルスとして、そのうちの任意のパルスの立上り時以降から立下り時以前までの任意のタイミングと立下り時以降から立上り時以前の任意のタイミングの電圧をそれぞれ第１電圧と第２電圧として保持し、これら第１、第２電圧の差に基づいて自己診断を行うようにしても良い。例えば、図７に示すように、自己診断用電圧のパルスを複数回出力し、隣り合う２パルスの最初のパルスの立上り時以降から立下り時以前の任意のタイミングを第１電圧とし、次のパルスの立下り時以降から立上り時以前の任意のタイミングを第２電圧とすることができる。
【００５３】
つまり、自己診断用電圧が１パルスと複数パルスのいずれの場合であったとしても、そのパルスがハイレベルの期間中（パルスの立上り時以降から立下り時以前までの期間）とローレベルの期間中（パルスの立下り時以降の期間）の電圧を第１、第２電圧とすることができる。そして、これらの電圧変化に基づいて、フィルタ回路５のオープン故障もしくは入力端子１ａのオープン不良を含む異常が発生しているか否かを判定することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…入力回路、１ａ…入力端子、２…入力信号発生源、３…入力ライン、４…出力保護抵抗、５…フィルタ回路、６…外付抵抗、７…外付コンデンサ、８…コントローラ、９…Ｓ／Ｈ回路、１０…制御スイッチ、１１…ＡＤ変換器、１２…パルス回路、１３…保持回路、１４…比較判定回路、１５…寄生容量、２０…レジスタ部、２０ａ…変換結果レジスタ、２０ｂ…第２Ｓ／Ｈ変換レジスタ、２０ｃ…第３Ｓ／Ｈ変換レジスタ、２０ｄ…第２−第３Ｓ／Ｈレジスタ、２０ｅ…比較判定レジスタ
【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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【図６】
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【図７】
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