(57)【要約】【課題】  電子装置内で使用している複数種の電圧を監視することにより，過電圧，低電圧等の電圧異常を検出する多チャネルの電圧測定回路を有する装置において，電圧測定デバイスを二重化することなく、電圧測定回路の故障による電子装置の誤動作を防止する。【解決手段】  本発明では、電源供給手段と回路基板とを有する電子装置で、回路基板に供給される電圧を測定する電圧測定回路と、電子装置稼動中に電圧測定回路が正常に動作していることを電圧測定回路が測定した電圧値と記憶手段が有する基準値とに基づき検証する診断回路を持たせた。この自己診断機能を備えることで、電圧測定回路を二重化することなく電圧測定回路の検証を行なえる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給手段と回路基板とを有する電子装置において、前記回路基板に供給される電圧を測定する電圧測定回路と、当該電子装置稼動中に前記電圧測定回路が正常に動作していることを検証する診断回路を備えたことを特徴とする電圧測定回路診断機能付電子装置。
【請求項２】
請求項１において、電圧測定の基準値を予め記憶する手段を備え、前記診断回路は、前記電圧測定回路が測定した電圧値と前記記憶手段が有する基準値とに基づき前記電圧測定回路を検証することを特徴とする電圧測定回路診断機能付電子装置。
【請求項３】
前記診断回路は、前記電圧測定回路が測定するチャネルに電圧が出力されていない状態で電圧測定結果に基づき前記電圧測定回路の検証を実施することを特徴とする請求項１又は２の１に記載の電圧測定回路診断機能付電子装置。
【請求項４】
前記測定回路は複数のチャネルの電圧値を測定するマルチプレクサ方式の電圧測定素子を含み、前記診断回路は前記マルチプレクサ方式の電圧測定素子の複数のチャネルの測定結果に基づき前記測定回路の検証を行うことを特徴とする請求項１ないし３の１に記載の電圧測定回路診断機能付電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置で使用される電圧測定回路を診断する技術にかかわる。
【背景技術】
【０００２】
近年，装置の高性能化，低電圧化および，電子部品の低価格化に伴い，安価な装置に対してもマルチプレクサ方式の電圧測定素子及び，Ａ／Ｄコンバータ素子等の電圧測定デバイスを使用し，装置内で使用している直流電圧の測定を実施する装置が増加している。また，高信頼性を目的とした装置では，この直流電圧の測定結果を用いて，電源装置の故障等によって起こる電圧変動による素子破損や，動作不良に対する電圧監視または，電源装置の故障指摘の精度向上に使用している。
【０００３】
一般的に，高信頼性を目的とした装置では，マルチプレクサ方式の電圧測定素子及び，Ａ／Ｄコンバータ素子等の電圧測定デバイスおよび，データ集積回路を含む電圧制御回路等の保護機能に関する部品も、二重化または冗長化することにより、装置内でこれらの電圧監視をしている電圧制御回路の部品故障が発生した場合にも，装置を停止することなく安定した運転を実現している。この種の技術は例えば特開平５−５６５６１号(特許文献１)に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５６５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術のように、装置内で使用している複数種の電圧を監視することにより，過電圧，低電圧等の電圧異常を検出する多チャネルの電圧測定回路を有する装置において，マルチプレクサ方式の電圧測定素子及び，Ａ／Ｄコンバータ素子等の電圧測定デバイスが故障した時の測定電圧値の妥当性を確保する為には，これら電圧測定デバイスを二重化することが理想的であるが，これらの電圧測定回路系を二重に設けると，部品故障時に対する信頼性は向上するが，二重化等にともなうコストアップ，データ解析コントロールウェアを含む周辺制御回路の複雑化等の問題が発生する。
【０００６】
一方で、マルチプレクサ方式の電圧測定素子及び，Ａ／Ｄコンバータ素子等の電圧測定デバイスの二重化をしていない場合，本来の目的である過電圧，低電圧異常の検出による異常停止ではなく，マルチプレクサ方式の電圧測定素子及び，Ａ／Ｄコンバータ素子等の電圧測定デバイスに故障が発生した場合に，装置が異常停止される可能性がある。
【０００７】
例えば、電圧測定デバイスの故障により，電圧測定が正常に行われず不正確な電圧測定値が測定データ解析回路に収集された場合に，測定データ解析回路及び，制御プログラムは，収集した測定データのみで電圧の異常を判断するため，この不正確な電圧測定値で測定電圧の異常と誤判断する。
【０００８】
また、電圧測定精度を向上する為に，電圧測定デバイスの校正機能を有する装置においては，基準電圧に割り当てられたマルチプレクサ方式の電圧測定素子チャネルで故障が発生した場合に，正常な校正結果を得ることができず，不正確な測定結果から測定電圧の異常と誤判断する。
【０００９】
従って、このような電圧測定デバイスを二重化しない装置において，マルチプレクサ方式の電圧測定素子及び，Ａ／Ｄコンバータ素子等の電圧測定デバイス故障による測定データ解析回路の誤判断を排除し，装置の異常停止を防止することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の電源供給手段と回路基板とを有する電子装置では、回路基板に供給される電圧を測定する電圧測定回路と、電子装置稼動中に電圧測定回路が正常に動作していることを検証する診断回路を備える。自己診断機能を備えることで、電圧測定回路を二重化することなく電圧測定回路の検証を行える。
【００１１】
また、電圧測定の基準値を予め記憶する手段を持たせ、診断回路が、電圧測定回路が測定した電圧値と記憶手段が有する基準値とに基づき電圧測定回路を検証する。
【００１２】
前記診断回路は、電圧測定されるチャネルに電圧が出力されていない状態での電圧測定を実施させ，その結果に基づき前記電圧測定回路の検証を実施する。ことにより。Ａ／Ｄコンバータ素子が不正なランダムデータを送信してしまう故障及び，マルチプレクサ方式の電圧測定素子測定チャネルの一つがオープン状態になり，測定結果が不正な値になる故障の判断を行なう。
【００１３】
前記診断回路は、マルチプレクサ方式の電圧測定素子での全てのチャネル測定結果を自己診断回路によって比較することにより、マルチプレクサ方式の電圧測定素子及び，Ａ／Ｄコンバータ素子が，通信はできるが正常なデータを送信できない状態，例えば，マルチプレクサ方式の電圧測定素子からの測定値に関係なく，Ａ／Ｄコンバータ素子が常にハイレベルのＦＦやローレベルの００の同じデータを送信してしまう故障及び，マルチプレクサ方式の電圧測定素子の切り替え部が正常に動作せず，電圧測定結果が常に同じデータになってしまう故障の判断を行なう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では電子装置に上記自己診断機能を持たせたことにより、マルチプレクサ方式の電圧測定素子の故障及び、Ａ／Ｄコンバータ素子の故障による電圧異常誤検出による装置停止を未然に防ぎ，電圧測定回路を複数用いなくても，安価に複数用いている装置と同レベルの装置信頼性を確保することができる。
【００１５】
前記検証は、電子装置の起動時だけでなく、動作中に於いても常に検証することで、不正確な電圧測定値の影響による測定データ解析回路，制御プログラムの誤判断を排除する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は，電圧測定回路を搭載した電子装置の構成図である。電子装置６は，複数の論理ＬＳＩ６-a〜cと論理ＬＳＩへ電圧を給電する電源装置５等により構成されている装置であり，データ集積回路４は，電源装置５から論理ＬＳＩ６-a〜cに繋がっている給電ライン６-d上の電圧を測定する電圧測定デバイスＡ〜Ｄ(Ｃ，Ｄは図１には示してない)とデバイス通信用バス４-aにより繋がっている。
【００１８】
データ集積回路４は，デバイス通信用バス４-aから集積される測定データにより電子装置６内の電圧状態を監視し，過電圧／低電圧等の電圧異常を判断した場合に電源制御バス４-bを用いて電源装置５の停止等を行い，電源の状態の変化やアラーム等を上位デバイス通信バス４-cを用いて上位制御デバイス７に報告することが可能な回路である。
【００１９】
図２は，データ集積回路４の内部ブロック図である。データ集積回路４は，制御，自己診断用のソフトウェアや電圧基準値データを格納するファームウェアＲＯＭ４-e、電圧測定デバイスＡ〜Ｄから受け取った測定データを保存するためのワーク用のメモリであるＭｅｍｏｒｙ４-f及び，ファームウェアＲＯＭ4-eに格納されたソフトウェアを実行し、測定データの演算や電圧測定診断制御処理の実行主体となる検査制御用のＭＰＵ４-dによって構成される。
【００２０】
図３は、電圧測定デバイスの構成図である。また、データ集積回路の記憶素子内に格納されるデータも示す。電圧測定デバイスは、電子装置内に使用している複数の電圧を測定するためにマルチプレクサ方式による複数の電圧を測定する素子２と、データ集積回路との通信用の通信用Ａ／Ｄコンバータ素子３を備える。複数の電圧を測定する素子上のチャネル数に制限はないが、チャネル(a)〜(d)＋α部には、それぞれ電圧値が重ならない様に配列することが望ましい。
【００２１】
本診断機能では，マルチプレクサ方式による複数の電圧を測定する素子２、通信用Ａ／Ｄコンバータ素子３の故障を、データ集積回路４に送信されるデータ（ｆ）を使用し，測定結果（ｇ）と基準値（ｈ）等を用いて診断する。診断は、ファームウェアROM4-e内のソフトウェアをMPU4-dが読み出して実行することで行われる。前に述べたように基準値（ｈ）はファームウェアROM4-eに予め設定しておく。マルチプレクサ方式電圧測定素子２で測定された結果は，通信Ａ／Ｄコンバータ素子３を通りデバイス通信用バス４-aを介してデジタル データ（ｆ）としてデータ集積回路４内のMemory4-fに測定結果（ｇ）として格納される。
【００２２】
電圧測定素子２と通信Ａ／Ｄコンバータ素子３の故障モードとしては，以下のモードが考えられる。
【００２３】
マルチプレクサ方式電圧測定素子２の故障モードとして、複数のチャネルを有する素子内の切り替え部１が一つの測定チャネル（ａ）とのショートにより、そのほかのチャネルに対し、正常な切り替えが行われずに電圧を測定するチャネル（ａ）〜（ｅ）部の測定結果（ｇ１）〜（ｇ５）は、常にショートしたチャネルと同じ値の測定結果（ｇ１）となってしまうショート故障モード。
【００２４】
マルチプレクサ方式電圧測定素子２の故障モードとして、複数のチャネルを有す素子内の切り替え部１のオープンにより、測定チャネル（ａ）〜（ｅ）のどこへ切り替えても，常に不正な測定データ（ｆ）が測定結果（ｇ１）〜（ｇ５）に格納されてしまうオープン故障モード。
【００２５】
通信用Ａ／Ｄコンバータ素子３の動作不能故障時に発生する、出力信号部から送信されるデータ（ｆ）にハイレベル（ＦＦ）又は、ローレベル（００）しか出力できず，測定結果（ｇ１）〜（ｇ５）に不正なデータが格納されてしまうコンバータ故障モード。
【００２６】
通信用Ａ／Ｄコンバータ素子３が動作不能状態となり，データ集積回路間のデータ（ｆ）の通信が不可能な状態になり，測定結果（ｇ１）〜（ｇ２）にデータが格納できない通信故障モード。
【００２７】
診断ソフトウェアの判断機能としては以下の機能を持たせることになる。
【００２８】
ショート故障モード，オープン故障モード及びコンバータ故障モード等の測定データ(ｆ)が全て同じ値になってしまう故障モードの自己診断機能としては，測定チャネル（ａ）〜（ｅ）の測定結果（ｇ１）〜（ｇ５）の中から，最大値となる値（ｋ１）と最小値となる値（ｋ２）を求める。この最大値（ｋ１）から最小値（ｋ２）を引いた値（ｋ３）を予めデータ集積回路に設定してある基準範囲値（ｈ２）の範囲以上になっているかを比較し，範囲以下の場合は，測定素子の故障と判断する。
【００２９】
電圧測定デバイスの通信故障等の自己診断としては，マルチプレクサ方式電圧測定素子２の測定チャネルに０Ｖの基準電圧を測定するチャネル（ｅ）を設けておき，この基準電圧を測定し，測定結果（ｇ）と基準電圧値（ｈ）とを比較することにより，電圧測定デバイスが正常に通信することができているか判断する。
【００３０】
図４は，ファームウェアROMに格納されるソフトウェアの自己診断機能の処理フローである。
【００３１】
データ集積回路４は、各電圧測定デバイスが電圧測定を開始する前に、各電圧測定デバイスの診断を実施する。診断を実施する電圧測定デバイスを選択し（Ｓｔｅｐ１）、選択した電圧測定デバイスに、基準値となる０Ｖの測定を実施させる（Ｓｔｅｐ２）。データ集積回路４はまず切り替え部１を基準測定チャネル（ｅ）と接続させ、基準測定チャネルの０ｖ測定値を計測し、データ集積回路４に送信する。データ集積回路４は０ｖの測定値を受け取ると、０ｖ基準値と比較（Ｓｔｅｐ３）し、正常に電圧測定デバイスが動作しているかを判断する。例えば、測定値＜１００ｍVとなっていたら正常と判断する。
【００３２】
正常と判断された場合は，電圧測定デバイスに、他のチャネルの測定を指示して他の電圧測定チャネルの電圧測定（Ｓｔｅｐ４）を開始させる。０ｖ基準値の比較で異常と判断した場合は，異常の回数をカウント（Ｓｔｅｐ８）してリトライする。０ｖ基準値との比較において３回連続で異常（Ｓｔｅｐ９）となった場合は，電圧測定デバイスの０ｖエラーとして上位制御デバイス７に報告する（即ち通信故障モードであることを伝える）（Ｓｔｅｐ１０）。
【００３３】
０ｖ基準値の自己診断で正常と判断した後，他の電圧測定チャネルの電圧測定（Ｓｔｅｐ４）を実施し、診断対象としている電圧測定デバイスに未測定チャネルの電圧測定結果を報告させる。全ての電圧測定チャネルの測定結果を用いて，最大値と最小値から電圧測定差（Ｓｔｅｐ５）を求め，範囲基準値と比較して正常か否かを判定する。例えば，測定値＞８０ｍV以上となっている場合正常と判断する（Ｓｔｅｐ６）。正常と判断した場合は，該当電圧測定デバイスの電圧監視（Ｓｔｅｐ７）を開始する。
【００３４】
範囲比較（Ｓｔｅｐ６）にて異常と判断された場合は，０Ｖ基準値の異常時と同様に，異常の回数をカウント（Ｓｔｅｐ１１）してリトライする。範囲基準値との比較において３回連続で異常（Ｓｔｅｐ１２）となった場合は，電圧測定デバイスの範囲エラーとして上位制御デバイス７に報告する（Ｓｔｅｐ１３）。即ち、ショート故障モード，オープン故障モード及びコンバータ故障モードのいずれかが発生したことを上位制御デバイスに伝える。ステップ７にて電圧監視が開始されると、上記フローを繰り返して常時診断を実施する。常時診断は例えば所定の時間間隔を設定しておき時間に応じて診断処理を実行する。ステップ７において電圧監視が開始された後、または、ステップ１０、１３にて上位制御デバイス７へのエラー報告イベント発行処理を終了した後は未診断の他の電圧測定デバイスを選択し上述したステップ１〜１３の処理を、診断未実施の電圧測定デバイスがなくなるまで実行する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】電圧測定回路搭載の電子装置構成図
【図２】データ集積回路の構成図
【図３】電圧測定デバイスの構成図
【図４】電圧測定回路診断制御フローチャート
【符号の説明】
【００３６】
１…チャネル切り替え部、２…電圧測定素子、３…通信用Ａ／Ｄコンバータ素子、４…データ集積回路、４ｄ…ＭＰＵ、４ｅ…ファームウェアＲＯＭ、４ｆ…Ｍｅｍｏｒｙ、５…電源装置、６…電子装置、６ａ〜６ｃ…論理ＬＳＩ、７…上位制御デバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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