(57)【要約】【課題】マイコンが有する複数の構成要素のうちいずれかが故障したことを効率的に検出すること。【解決手段】本発明に係る電子制御システム１は、故障検出用のデジタルデータを格納する記憶部１３１、１３２と、演算機能を有する算術演算器１７１と、ＡＤ変換器１４１と、を有する制御マイコン１１０と、算術演算器１６１と同一の演算を行うアナログ算術演算部１２０と、を備える。記憶部１３１、１３２のデジタルデータをアナログ信号に変換してアナログ演算部１２０により演算を行い、当該演算結果をＡＤ変換器１４１によりデジタルデータに変換した演算結果と、記憶部１３１、１３２のデジタルデータを算術演算器１６１により演算を行った演算結果と、を比較して、演算結果の差分が所定の上限値を超える場合に、制御マイコン１１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定する。【選択図】図１
2011142537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
故障検出用のデジタルデータを格納する記憶部と、加減乗除の演算機能を有する算術演算器と、入力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換器と、を有する制御マイコンと、
前記算術演算器が行う演算と同一の演算を行うアナログ算術演算部と、を備える電子制御システムであって、
前記記憶部に格納されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、前記変換したアナログ信号を前記アナログ演算部により演算を行い、当該演算結果を前記ＡＤ変換器によりデジタルデータに変換して第一の演算結果とし、
前記記憶部に格納されたデジタルデータを前記算術演算器により演算を行い、当該演算結果を第二の演算結果として、
前記第一の演算結果と前記第二の演算結果を比較して、前記第一の演算結果と前記第二の演算結果との差分が所定の上限値を超える場合に、前記制御マイコンが有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定する
ことを特徴とする電子制御システム。
【請求項２】
前記制御マイコンが本来の動作を行っている際に、定期的に、前記制御マイコンの故障判定処理を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子制御システム。
【請求項３】
前記制御マイコンは、
前記算術演算器が用いる演算用レジスタと、
前記第一の演算結果と前記第二の演算結果との比較判定処理に用いる演算用レジスタと、を更に有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御システム。
【請求項４】
前記制御マイコンは、
前記算術演算器による加減乗除の演算結果をそれぞれ格納する複数の汎用レジスタと、
前記アナログ演算部による加減乗除の演算結果を前記ＡＤ変換器によりデジタルデータにそれぞれ変換し、当該変換したデジタルデータの加減乗除の演算結果をそれぞれ格納する複数の汎用レジスタと、を更に有する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の電子制御システム。
【請求項５】
前記アナログ演算部による加減乗除の演算結果がそれぞれ入力される複数の入力ポートを有するアナログマルチプレクサを更に備え、
前記アナログマルチプレクサは、前記制御マイコンからの選択信号に従って前記複数の入力ポートから入力される演算結果のうち一の演算結果を選択し、当該選択した演算結果を前記ＡＤ変換器に出力する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の電子制御システム。
【請求項６】
前記制御マイコンは、
入力されるデジタルデータをアナログ信号に変換するＤＡ変換器を更に有し、
前記ＤＡ変換器は、前記記憶部に格納されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、当該変換したアナログ信号を前記アナログ演算部に入力する
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の電子制御システム。
【請求項７】
入力信号をアナログ信号に変換するローパスフィルタを更に備え、
前記制御マイコンは、
入力されるデジタルデータに対応したパルス幅を有するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭコントローラを更に有し、
前記ＰＷＭコントローラは、前記記憶部に格納されたデジタルデータに対応するＰＷＭ信号を生成し、
前記ローパスフィルタは、当該ＰＷＭ信号をアナログ信号に変換して、当該変換したアナログ信号を前記アナログ演算部に入力する
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の電子制御システム。
【請求項８】
入力信号をアナログ信号に変換するローパスフィルタを更に備え、
前記制御マイコンは、
信号のハイ及びロー期間を規定するタイマと、
ハイ及びローのいずれかの信号を出力するデジタル出力端子と、を更に有し、
前記タイマは、前記記憶部に格納されたデジタルデータに応じて前記デジタル出力端子からハイ及びローのいずれかの信号を出力させ、
前記ローパスフィルタは、前記デジタル出力端子から出力されたアナログ信号に変換して、当該変換したアナログ信号を前記アナログ演算部に入力する
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の電子制御システム。
【請求項９】
入力されるデジタルデータをアナログ信号に変換するＤＡ変換器を更に備え、
前記制御マイコンは、
前記記憶部に格納されたデジタルデータが入力され、当該入力されたデジタルデータを出力するデジタル出力端子を更に有し、
前記ＤＡ変換器は、前記デジタル出力端子から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して、当該変換したアナログ信号を前記アナログ演算部に入力する
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の電子制御システム。
【請求項１０】
入力されるデジタルデータをアナログ信号に変換するＤＡ変換器を更に備え、
前記制御マイコンは、
前記記憶部に格納されたデジタルデータが入力され、当該入力されたデジタルデータをシリアル通信するシリアル通信部を更に有し、
前記ＤＡ変換器は、前記シリアル通信部から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して、当該変換したアナログ信号を前記アナログ演算部に入力する
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の電子制御システム。
【請求項１１】
故障検出用のデジタルデータを格納する記憶部と、加減乗除の演算機能を有する算術演算器と、入力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換器と、を有する制御マイコンと、
前記算術演算器が行う演算と同一の演算を行うアナログ算術演算部と、を備える電子制御システムの故障検出方法であって、
前記記憶部に格納されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、前記変換したアナログ信号を前記アナログ演算部により演算を行い、当該演算結果を前記ＡＤ変換器によりデジタルデータに変換して第一の演算結果とするステップと、
前記記憶部に格納されたデジタルデータを前記算術演算器により演算を行い、当該演算結果を第二の演算結果とするステップと、
前記第一の演算結果と前記第二の演算結果を比較して、前記第一の演算結果と前記第二の演算結果との差分が所定の上限値を超える場合に、前記制御マイコンが有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定するステップと、を有する
ことを特徴とする電子制御システムの故障検出方法。
【請求項１２】
前記制御マイコンが本来の動作を行っている際に、定期的に、前記制御マイコンの故障判定処理を実行する
ことを特徴とする請求項１１に記載の電子制御システムの故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御システム及びその故障検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
介護補助機器や、倒立二輪制御により走行する車両システムなどが開発されている。このような機器や車両システムでは、その電気システムに故障が生じた場合には、システムの故障を検出し、安全性確保のために転倒防止などの処理を実施する必要がある。
【０００３】
例えば特許文献１に開示された故障検出装置は、マイコンからデジタル信号Ａを出力して、外部ＤＡ変換器でアナログ信号に変換し、その信号を外部ＡＤ変換器でデジタル信号Ｂに変換してマイコンに入力する。デジタル信号Ａとデジタル信号Ｂをマイコン内部で比較することで、ＡＤ変換器の故障を検出する。
【０００４】
また特許文献２に開示された電子制御装置は、メインマイコンとサブマイコンという構成でそれらに同一のアナログ信号を入力し、ＡＤ変換後のデジタルデータの差分を計算し、その値が一定の値以上の時に、ＡＤ変換器の故障と判定する。
【０００５】
尚、本発明に関連する他の技術として、特許文献３には、マイコン内の複数のＡＤ変換器の故障検出を検出する技術が開示されている。また、特許文献４乃至７には、マイコン内の単一のＡＤ変換器の故障を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７２６３４号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５６５５号公報
【特許文献３】特開２０００−１５１４０５号公報
【特許文献４】特開２０００−３５６５５６号公報
【特許文献５】特開２００５−１８４１１８号公報
【特許文献６】特開２００７−００６５１２号公報
【特許文献７】特開２００９−１７３１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の故障検出装置では、通常の組込みシステムが備えている構成要素のうち、特定の１つの構成要素（例えば、ＡＤ変換器）のみについて故障検出を行うことはできるものの、システムのその他の構成要素も含めて、効率的に故障検出を行うものではない。すなわち、組込みシステムが複数の構成要素を備えている場合に、そのいずれかの構成要素が故障したことを効率的に検出するものではない。
【０００８】
また、特許文献２に開示されるように、マイコンなどのコントローラは、システムに常に複数系統存在するものとは限られない。このため、システムに単一系統のコントローラしか存在しない場合に、故障検出のためだけにコントローラを組み込むものとしては、部品のコストや実装面積の増大を招き、ひいては、ソフトウェア開発の負担も大きなものとなってしまう。
【０００９】
従って、本発明は、上述した課題を解決して、マイコンが有する複数の構成要素のうちいずれかが故障したことを効率的に検出することができる電子制御システム及びその故障検出方法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】
【００１０】
本発明に係る電子制御システムは、故障検出用のデジタルデータを格納する記憶部と、加減乗除の演算機能を有する算術演算器と、入力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換器と、を有する制御マイコンと、前記算術演算器が行う演算と同一の演算を行うアナログ算術演算部と、を備える電子制御システムであって、前記記憶部に格納されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、前記変換したアナログ信号を前記アナログ演算部により演算を行い、当該演算結果を前記ＡＤ変換器によりデジタルデータに変換して第一の演算結果とし、前記記憶部に格納されたデジタルデータを前記算術演算器により演算を行い、当該演算結果を第二の演算結果として、前記第一の演算結果と前記第二の演算結果を比較して、前記第一の演算結果と前記第二の演算結果との差分が所定の上限値を超える場合に、前記制御マイコンが有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定することを特徴とするものである。
【００１１】
これにより、システムの複数の機能のいずれかが故障したことを効率的に検出することができる。
【００１２】
本発明に係る電子制御システムの制御方法は、故障検出用のデジタルデータを格納する記憶部と、加減乗除の演算機能を有する算術演算器と、入力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換器と、を有する制御マイコンと、前記算術演算器が行う演算と同一の演算を行うアナログ算術演算部と、を備える電子制御システムの故障検出方法であって、前記記憶部に格納されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、前記変換したアナログ信号を前記アナログ演算部により演算を行い、当該演算結果を前記ＡＤ変換器によりデジタルデータに変換して第一の演算結果とするステップと、前記記憶部に格納されたデジタルデータを前記算術演算器により演算を行い、当該演算結果を第二の演算結果とするステップと、前記第一の演算結果と前記第二の演算結果を比較して、前記第一の演算結果と前記第二の演算結果との差分が所定の上限値を超える場合に、前記制御マイコンが有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定するステップと、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、システムの複数の機能のいずれかが故障したことを効率的に検出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マイコンが有する複数の構成要素のうちいずれかが故障したことを効率的に検出することができる電子制御システム及びその故障検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る電子制御システムの機能構成図である。
【図２】実施の形態１に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２に係る電子制御システムの機能構成図である。
【図４】実施の形態２に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態３に係る電子制御システムの機能構成図である。
【図６】実施の形態３に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態４に係る電子制御システムの機能構成図である。
【図８】実施の形態４に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態５に係る電子制御システムの機能構成図である。
【図１０】実施の形態５に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態６に係る電子制御システムの機能構成図である。
【図１２】実施の形態６に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る電子制御システムの機能構成図である。図に示すように、電子制御システム１は、制御マイコン１１０と、アナログ演算部１２０と、を備えている。
【００１７】
制御マイコン１１０は、故障検出用のデジタルデータを格納する記憶部としてのレジスタ１３１及びレジスタ１３２（図では、レジスタ１、レジスタ２として示す）と、加減乗除の演算機能を有する算術演算器（ＡＬＵ）１６１と、入力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換器１４１と、ＡＬＵ１６１が演算する際に用いる演算用レジスタ１７２と、ＡＬＵ１６１による加減乗除の演算結果をそれぞれ格納する複数の汎用レジスタ１８１〜１８４（図では、レジスタ３〜レジスタ６として示す）と、ＡＤ変換器１４１から出力される加減乗除の演算結果をそれぞれ格納する複数の汎用レジスタ１５１〜１５４（図では、レジスタ７〜１０として示す）と、レジスタ１８１〜１８４に格納された演算結果とレジスタ１５１〜１５４に格納された演算結果との比較判定処理に用いる演算用レジスタ１７１と、入力されるデジタルデータをアナログ信号に変換するＤＡ変換器１３３と、を有している。
【００１８】
ＡＤ変換器１４１は、複数の入力ポートを備えている。制御マイコン１１０のＡＤ変換器としては、ＡＤ変換器の内部で入力信号を切替えることで、入力ポート数よりも少ない個数のＡＤ変換器を用いてデータの変換を行うものが良く知られている。制御マイコン１１０は、いずれかの入力ポートからの入力信号をモニタすることで、ＡＤ変換器１４１の故障を検出することができる。ＤＡ変換器１３３は、レジスタ１３１及びレジスタ１３２に格納されたデジタルデータをアナログ信号に変換し、その変換したアナログ信号をアナログ演算部１２０に入力する。尚、制御マイコン１１０のＤＡ変換器１３３及びＡＤ変換器１４１のポートは故障検出機能のみでの使用を目的とする必要は無く、本来使用する機能と共有することもできる。
【００１９】
アナログ演算部１２０は、ＡＬＵ１６１が行う演算と同一の演算を行い、アナログ加算器１２１と、アナログ減算器１２２と、アナログ乗算器１２３と、アナログ除算器１２４と、を有している。尚、アナログ加算器１２１、アナログ減算器１２２は、一般的に、例えば、オペアンプと複数の抵抗、コンデンサを用いて構成することができる。また、アナログ乗算器１２３、アナログ減算器１２４は、一般的に、例えば、複数のオペアンプと複数のトランジスタと複数の抵抗、コンデンサを用いて構成することができる。
【００２０】
電子制御システム１は、制御マイコン１１０が本来の動作を行っている際に、定期的に、制御マイコン１１０が有するいずれかの機能が故障したか否かの判定処理を実行する。電子制御システム本来のソフトウェアを動作させている最中に後述する故障検出処理を定期的に実行することで、制御マイコン１１０が有している（１つ又は複数の）機能のうちのいずれかの機能に故障が発生したことを検出することができる。
【００２１】
図２は、本実施の形態に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。以下に、故障検出のフローを示す。
【００２２】
電子制御システム１は、レジスタ１３１、レジスタ１３２に故障検出用の任意のデジタルデータを格納する（Ｓ１０１）。
【００２３】
電子制御システム１は、レジスタ１３１、レジスタ１３２に格納された値を、ＤＡ変換器１３３を用いてアナログ信号に変換する。そして、変換したアナログ信号についてアナログ演算部１２０を用いてアナログ演算処理を実施する（Ｓ１０２）。
【００２４】
電子制御システム１は、ＡＤ変換器１４１を用いてＡＤ変換を順番に実施し、アナログ演算部１２０による加算結果をレジスタ１５１に、減算結果をレジスタ１５２に、乗算結果をレジスタ１５３に、除算結果をレジスタ１５４にそれぞれ格納する（Ｓ１０３）。
【００２５】
電子制御システム１は、レジスタ１３１、レジスタ１３２に格納された値を、ＡＬＵ１６１により演算して、加算結果をレジスタ１８１に、減算結果をレジスタ１８２に、乗算結果をレジスタ１８３に、除算結果をレジスタ１８４にそれぞれ格納する（Ｓ１０４）。
【００２６】
電子制御システム１は、レジスタ１８１の値とレジスタ１５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ１０５）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン１１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。
【００２７】
電子制御システム１は、レジスタ１８２値とレジスタ１５２の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ１０６）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン１１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。
【００２８】
電子制御システム１は、レジスタ１８３の値とレジスタ１５３の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ１０７）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン１１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。
【００２９】
電子制御システム１は、レジスタ１８４の値とレジスタ１５４の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ１０８）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン１１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態に係る電子制御システム１によれば、制御マイコン１１０の機能ブロックのうちの、ＡＤ変換器１４１、ＤＡ変換器１３３、ＡＬＵ１６１のいずれかに故障が発生したか否かを効率的に検出することができる。そして、上述した処理により故障を検出した場合には、故障発生処理へと速やかに移行することで、システムを安全に停止するなどの処理を行うことができる。尚、制御マイコン１１０の機能以外のアナログ演算部１２０や、制御マイコン１１０のレジスタ１３１などのその他の機能についても、いずれかが故障したかを検出することができる。
【００３１】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１と比べて、基本的な動作は上述した実施の形態１と同様であるが、実施の形態２は、アナログ演算結果の取得を、アナログマルチプレクサ（Ａ−ＭＵＸ）２２５を用いて加算、減算、乗算、除算と逐次的に行い、その都度、制御マイコン２１０内のデジタルデータの演算結果との比較を行う点が異なる。この構成により、故障検出に使用するアナログポートの数と、制御マイコン２１０内部のリソースを減らすことができる。このため、以下では、実施の形態１と異なる構成・動作を中心に説明し、上述した実施の形態と同様の構成・動作については、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
図３は、本実施の形態に係る電子制御システムの機能構成図である。図に示すように、電子制御システム２は、制御マイコン２１０と、アナログ演算部２２０と、アナログマルチプレクサ（Ａ−ＭＵＸ）２２５と、を備えている。尚、アナログ加算器２２１、アナログ減算器２２２、アナログ乗算器２２３、アナログ除算器２２４の構成・動作は上述した実施の形態で説明した各器と同一であるため、その説明を省略する。
【００３３】
制御マイコン２１０は、レジスタ２３１及びレジスタ２３２（図では、レジスタ１、レジスタ２として示す）と、算術演算器（ＡＬＵ）２６１と、ＡＤ変換器２４１と、演算用レジスタ２７２と、ＡＬＵ２６１による加減乗除の演算結果を格納する汎用レジスタ２８１（図では、レジスタ３として示す）と、ＡＤ変換器２４１から出力される加減乗除の演算結果を格納する汎用レジスタ２５１（図では、レジスタ７として示す）と、レジスタ２８１に格納された演算結果とレジスタ２５１に格納された演算結果との比較判定処理に用いる演算用レジスタ２７１と、ＤＡ変換器２３３と、Ａ−ＭＵＸ２２５への制御信号を出力するデジタル出力端子（ＤＯＵＴ）２９１、とを有している。
【００３４】
Ａ−ＭＵＸ２２５は、アナログ演算部２２０による加減乗除の演算結果がそれぞれ入力される複数の入力ポートを備えている。Ａ−ＭＵＸ２２５は、ＤＯＵＴ２９１からの２ビットの選択信号に従って、入力される４つの演算結果のうち一の演算結果を選択し、その選択した演算結果をＡＤ変換器２４１に出力する。
【００３５】
図４は、本実施の形態に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。以下に、故障検出のフローを示す。
【００３６】
電子制御システム２は、レジスタ２３１、レジスタ２３２に故障検出用の任意のデジタルデータを格納する（Ｓ２０１）。
【００３７】
電子制御システム２は、レジスタ２３１、レジスタ２３２に格納された値を、ＤＡ変換器２３３でアナログ信号に変換する。そして、変換したアナログ信号についてアナログ演算部２２０を用いてアナログ演算処理を実施する（Ｓ２０２）。
【００３８】
電子制御システム２は、Ａ−ＭＵＸ２２５に加算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ２９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ２２５により選択された加算結果の信号をＡＤ変換器２４１で取得し、レジスタ２５１に格納する（Ｓ２０３）。
【００３９】
電子制御システム２は、レジスタ２３１、レジスタ２３２に格納された値を、ＡＬＵ２６１により演算して、加算結果をレジスタ２８１に格納する（Ｓ２０４）。
【００４０】
電子制御システム２は、レジスタ２８１の値とレジスタ２５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ２０５）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン２１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００４１】
電子制御システム２は、Ａ−ＭＵＸ２２５に減算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ２９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ２２５により選択された減算結果の信号をＡＤ変換器２４１で取得し、レジスタ２５１に格納する（Ｓ２０６）。
【００４２】
電子制御システム２は、レジスタ２３１、レジスタ２３２に格納された値を、ＡＬＵ２６１により演算して、減算結果をレジスタ２８１に格納する（Ｓ２０７）。
【００４３】
電子制御システム２は、レジスタ２８１の値とレジスタ２５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ２０８）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン２１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００４４】
電子制御システム２は、Ａ−ＭＵＸ２２５に乗算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ２９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ２２５により選択された乗算結果の信号をＡＤ変換器２４１で取得し、レジスタ２５１に格納する（Ｓ２０９）。
【００４５】
電子制御システム２は、レジスタ２３１、レジスタ２３２に格納された値を、ＡＬＵ２６１により演算して、乗算結果をレジスタ２８１に格納する（Ｓ２１０）。
【００４６】
電子制御システム２は、レジスタ２８１の値とレジスタ２５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ２１１）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン２１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００４７】
電子制御システム２は、Ａ−ＭＵＸ２２５に除算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ２９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ２２５により選択された除算結果の信号をＡＤ変換器２４１で取得し、レジスタ２５１に格納する（Ｓ２１２）。
【００４８】
電子制御システム２は、レジスタ２３１、レジスタ２３２に格納された値を、ＡＬＵ２６１により演算して、除算結果をレジスタ２８１に格納する（Ｓ２１３）。
【００４９】
電子制御システム２は、レジスタ２８１の値とレジスタ２５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ２１４）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン２１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態に係る電子制御システム２によれば、制御マイコン２１０の機能ブロックのうちの、ＡＤ変換器２４１、ＤＡ変換器２３３、ＡＬＵ２６１のいずれかに故障が発生したか否かを効率的に検出することができる。そして、上述した処理を定期的に行うことで故障を検出し、故障が発生したことを検出した場合には、故障発生処理へと速やかに移行することで、システムを安全に停止するなどの処理を行うことができる。尚、制御マイコン２１０の機能以外のアナログ演算部２２０や、制御マイコン２１０のレジスタ２３１などのその他の機能についても、いずれかが故障したかを検出することができる。
【００５１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態２と比べて、基本的な動作は上述した実施の形態２と同様であるが、実施の形態３は、アナログ信号の生成を、制御マイコン３１０のＰＷＭコントローラ３９２、３９３と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２６、３２７との組合せで実施している点が異なる。このため、以下では、実施の形態２と異なる構成・動作を中心に説明し、上述した実施の形態と同様の構成・動作については、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
図５は、本実施の形態に係る電子制御システムの機能構成図である。図に示すように、電子制御システム３は、制御マイコン３１０と、アナログ演算部３２０と、アナログマルチプレクサ（Ａ−ＭＵＸ）３２５と、入力信号をアナログ信号に変換するローパスフィルタ３２６、３２７と、を備えている。尚、アナログ加算器３２１、アナログ減算器３２２、アナログ乗算器３２３、アナログ除算器３２４の構成・動作は上述した実施の形態で説明した各器と同一であるため、その説明を省略する。
【００５３】
制御マイコン３１０は、レジスタ３３１及びレジスタ３３２（図では、レジスタ１、レジスタ２として示す）と、算術演算器（ＡＬＵ）３６１と、ＡＤ変換器３４１と、演算用レジスタ３７２と、汎用レジスタ３８１（図では、レジスタ３として示す）と、汎用レジスタ３５１（図では、レジスタ７として示す）と、演算用レジスタ３７１と、入力されるデジタルデータに対応したパルス幅を有するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭコントローラ３９２、３９３と、デジタル出力端子（ＤＯＵＴ）３９１、とを有している。
【００５４】
図６は、本実施の形態に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。以下に、故障検出のフローを示す。
【００５５】
電子制御システム３は、レジスタ３３１、レジスタ３３２に故障検出用の任意のデジタルデータを格納する（Ｓ３０１）。
【００５６】
電子制御システム３は、レジスタ３３１、レジスタ３３２に格納された値を用いて、ＰＷＭコントローラ３９２、３９３でＰＷＭ信号を生成する。そして、生成したＰＷＭ信号をＬＰＦ３２６、３２７で処理してアナログ信号に変換して、変換したアナログ信号についてアナログ演算部３２０を用いてアナログ演算処理を実施する（Ｓ３０２）。
【００５７】
電子制御システム３は、Ａ−ＭＵＸ３２５に加算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ３９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ３２５により選択された加算結果の信号をＡＤ変換器３４１で取得し、レジスタ３５１に格納する（Ｓ３０３）。
【００５８】
電子制御システム３は、レジスタ３３１、レジスタ３３２に格納された値を、ＡＬＵ３６１により演算して、加算結果をレジスタ３８１に格納する（Ｓ３０４）。
【００５９】
電子制御システム３は、レジスタ３８１の値とレジスタ３５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ３０５）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン３１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００６０】
以下、電子制御システム３は、Ｓ３０３〜Ｓ３０５での処理と同様にして、減算、乗算、除算についての処理をＳ３０６〜Ｓ３１４にかけて行う。そして、Ｓ３１４での判定の結果、許容上限値を超えている場合には、制御マイコン３１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態に係る電子制御システム３によれば、制御マイコン３１０の機能ブロックのうちの、ＰＷＭコントローラ３９２、３９３、ＡＤ変換器３４１、ＡＬＵ３６１のいずれかに故障が発生したか否かを効率的に検出することができる。そして、上述した処理を定期的に行うことで故障を検出し、故障が発生したことを検出した場合には、故障発生処理へと速やかに移行することで、システムを安全に停止するなどの処理を行うことができる。尚、制御マイコン３１０の機能以外のアナログ演算部３２０や、制御マイコン３１０のレジスタ３３１などのその他の機能についても、いずれかが故障したかを検出することができる。
【００６２】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態２と比べて、基本的な動作は上述した実施の形態２と同様であるが、実施の形態４は、アナログ信号の生成を、制御マイコン４１０のタイマ４９４、４９６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２６、４２７との組合せで実施している点が異なる。このため、以下では、実施の形態２と異なる構成・動作を中心に説明し、上述した実施の形態と同様の構成・動作については、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
図７は、本実施の形態に係る電子制御システムの機能構成図である。図に示すように、電子制御システム４は、制御マイコン４１０と、アナログ演算部４２０と、アナログマルチプレクサ（Ａ−ＭＵＸ）４２５と、ローパスフィルタ４２６、４２７と、を備えている。尚、アナログ加算器４２１、アナログ減算器４２２、アナログ乗算器４２３、アナログ除算器４２４の構成・動作は上述した実施の形態で説明した各器と同一であるため、その説明を省略する。
【００６４】
制御マイコン４１０は、レジスタ４３１及びレジスタ４３２（図では、レジスタ１、レジスタ２として示す）と、算術演算器（ＡＬＵ）４６１と、ＡＤ変換器４４１と、演算用レジスタ４７２と、汎用レジスタ４８１（図では、レジスタ３として示す）と、汎用レジスタ４５１（図では、レジスタ７として示す）と、演算用レジスタ４７１と、ＤＯＵＴ４９１と、信号のハイ及びロー期間を規定するタイマ４９４、４９６（図では、ＴＩＭＥＲ１、ＴＩＭＥＲ２として示す）と、ハイ及びローのいずれかの信号を出力するデジタル出力端子（図では、ＤＯＵＴ１、ＤＯＵＴ２として示す）４９５、４９７と、を有している。
【００６５】
図８は、本実施の形態に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。以下に、故障検出のフローを示す。
【００６６】
電子制御システム４は、レジスタ４３１、レジスタ４３２に故障検出用の任意のデジタルデータを格納する（Ｓ４０１）。
【００６７】
電子制御システム４は、レジスタ４３１、レジスタ４３２に格納された値を用いて、タイマ４９４、４９６とデジタル出力端子４９５、４９７でＰＷＭ信号を生成する。具体的には、タイマ４９４、４９６は、デジタルデータに応じてデジタル出力端子４９５、４９７からハイ及びローのいずれかの信号を出力させる。そして、生成したＰＷＭ信号をＬＰＦ４２６、４２７で処理してアナログ信号に変換して、変換したアナログ信号についてアナログ演算部４２０を用いてアナログ演算処理を実施する（Ｓ４０２）。
【００６８】
電子制御システム４は、Ａ−ＭＵＸ４２５に加算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ４９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ４２５により選択された加算結果の信号をＡＤ変換器４４１で取得し、レジスタ４５１に格納する（Ｓ４０３）。
【００６９】
電子制御システム４は、レジスタ４３１、レジスタ４３２に格納された値を、ＡＬＵ４６１により演算して、加算結果をレジスタ４８１に格納する（Ｓ４０４）。
【００７０】
電子制御システム４は、レジスタ４８１の値とレジスタ４５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ４０５）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン４１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００７１】
以下、電子制御システム４は、Ｓ４０３〜Ｓ４０５での処理と同様にして、減算、乗算、除算についての処理をＳ４０６〜Ｓ４１４にかけて行う。そして、Ｓ４１４での判定の結果、許容上限値を超えている場合には、制御マイコン４１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態に係る電子制御システム４によれば、制御マイコン４１０の機能ブロックのうちの、タイマ４９４、４９７、デジタル出力端子４９５、４９７、ＡＤ変換器４４１、ＡＬＵ４６１のいずれかに故障が発生したか否かを効率的に検出することができる。そして、上述した処理を定期的に行うことで故障を検出し、故障が発生したことを検出した場合には、故障発生処理へと速やかに移行することで、システムを安全に停止するなどの処理を行うことができる。尚、制御マイコン４１０の機能以外のアナログ演算部４２０や、制御マイコン４１０のレジスタ４３１などのその他の機能についても、いずれかが故障したかを検出することができる。
【００７３】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。実施の形態２と比べて、基本的な動作は上述した実施の形態２と同様であるが、実施の形態５は、アナログ信号の生成を、制御マイコン５１０のデジタル出力端子５３３からデジタルデータを出力し、外部のＤＡ変換器５２８で実施している点が異なる。このため、以下では、実施の形態２と異なる構成・動作を中心に説明し、上述した実施の形態と同様の構成・動作については、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
図９は、本実施の形態に係る電子制御システムの機能構成図である。図に示すように、電子制御システム５は、制御マイコン５１０と、アナログ演算部５２０と、アナログマルチプレクサ（Ａ−ＭＵＸ）５２５と、ＤＡ変換器５２８と、を備えている。尚、アナログ加算器５２１、アナログ減算器５２２、アナログ乗算器５２３、アナログ除算器５２４の構成・動作は上述した実施の形態で説明した各器と同一であるため、その説明を省略する。
【００７５】
制御マイコン５１０は、レジスタ５３１及びレジスタ５３２（図では、レジスタ１、レジスタ２として示す）と、算術演算器（ＡＬＵ）５６１と、ＡＤ変換器５４１と、演算用レジスタ５７２と、汎用レジスタ５８１（図では、レジスタ３として示す）と、汎用レジスタ５５１（図では、レジスタ７として示す）と、演算用レジスタ５７１と、ＤＯＵＴ５９１と、デジタル出力端子（ＤＯＵＴ）５３３と、を有している。
【００７６】
図１０は、本実施の形態に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。以下に、故障検出のフローを示す。
【００７７】
電子制御システム５は、レジスタ５３１、レジスタ５３２に故障検出用の任意のデジタルデータを格納する（Ｓ５０１）。
【００７８】
電子制御システム５は、レジスタ５３１、レジスタ５３２に格納された値を、ＤＯＵＴ５３３から出力する。そして、出力したデジタル信号をＤＡ変換器５２８で処理してアナログ信号に変換して、変換したアナログ信号についてアナログ演算部５２０を用いてアナログ演算処理を実施する（Ｓ５０２）。
【００７９】
電子制御システム５は、Ａ−ＭＵＸ５２５に加算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ５９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ５２５により選択された加算結果の信号をＡＤ変換器５４１で取得し、レジスタ５５１に格納する（Ｓ５０３）。
【００８０】
電子制御システム５は、レジスタ５３１、レジスタ５３２に格納された値を、ＡＬＵ５６１により演算して、加算結果をレジスタ５８１に格納する（Ｓ５０４）。
【００８１】
電子制御システム５は、レジスタ５８１の値とレジスタ５５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ５０５）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン５１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００８２】
以下、電子制御システム５は、Ｓ５０３〜Ｓ５０５での処理と同様にして、減算、乗算、除算についての処理をＳ５０６〜Ｓ５１４にかけて行う。そして、Ｓ５１４での判定の結果、許容上限値を超えている場合には、制御マイコン５１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態に係る電子制御システム５によれば、制御マイコン５１０の機能ブロックのうちの、デジタル出力端子５３３、ＡＤ変換器５４１、ＡＬＵ５６１のいずれかに故障が発生したか否かを効率的に検出することができる。そして、上述した処理を定期的に行うことで故障を検出し、故障が発生したことを検出した場合には、故障発生処理へと速やかに移行することで、システムを安全に停止するなどの処理を行うことができる。尚、制御マイコン５１０の機能以外のアナログ演算部５２０や、制御マイコン５１０のレジスタ５３１などのその他の機能についても、いずれかが故障したかを検出することができる。
【００８４】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について説明する。実施の形態２と比べて、基本的な動作は上述した実施の形態２と同様であるが、実施の形態６は、アナログ信号の生成を、制御マイコン６１０のシリアル通信ポートからデジタルデータを出力し、外部のＤＡ変換器６２９で実施している点が異なる。このため、以下では、実施の形態２と異なる構成・動作を中心に説明し、上述した実施の形態と同様の構成・動作については、その詳細な説明を省略する。
【００８５】
図１１は、本実施の形態に係る電子制御システムの機能構成図である。図に示すように、電子制御システム６は、制御マイコン６１０と、アナログ演算部６２０と、アナログマルチプレクサ（Ａ−ＭＵＸ）６２５と、ＤＡ変換器６２８と、を備えている。尚、アナログ加算器６２１、アナログ減算器６２２、アナログ乗算器６２３、アナログ除算器６２４の構成・動作は上述した実施の形態で説明した各器と同一であるため、その説明を省略する。
【００８６】
制御マイコン６１０は、レジスタ６３１及びレジスタ６３２（図では、レジスタ１、レジスタ２として示す）と、算術演算器（ＡＬＵ）６６１と、ＡＤ変換器６４１と、演算用レジスタ６７２と、汎用レジスタ６８１（図では、レジスタ３として示す）と、汎用レジスタ６５１（図では、レジスタ７として示す）と、演算用レジスタ６７１と、ＤＯＵＴ６９１と、入力されるデジタルデータをシリアル通信するシリアル通信部（Ｓｅｒｉａｌ）６９９と、を有している。
【００８７】
図１２は、本実施の形態に係る電子制御システムの故障検出処理を示すフローチャートである。以下に、故障検出のフローを示す。
【００８８】
電子制御システム６は、レジスタ６３１、レジスタ６３２に故障検出用の任意のデジタルデータを格納する（Ｓ６０１）。
【００８９】
電子制御システム６は、レジスタ６３１、レジスタ６３２に格納された値を、シリアル通信部６９９の出力ポートから出力する。そして、出力したシリアル信号をＤＡ変換器６２８で処理してアナログ信号に変換して、変換したアナログ信号についてアナログ演算部６２０を用いてアナログ演算処理を実施する（Ｓ６０２）。
【００９０】
電子制御システム６は、Ａ−ＭＵＸ６２５に加算結果を選択させる制御信号を、ＤＯＵＴ６９１から出力する。そして、Ａ−ＭＵＸ６２５により選択された加算結果の信号をＡＤ変換器６４１で取得し、レジスタ６５１に格納する（Ｓ６０３）。
【００９１】
電子制御システム６は、レジスタ６３１、レジスタ６３２に格納された値を、ＡＬＵ６６１により演算して、加算結果をレジスタ６８１に格納する（Ｓ６０４）。
【００９２】
電子制御システム６は、レジスタ６８１の値とレジスタ６５１の値とを比較し、その差分が、一定の許容上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ６０５）。許容上限値を超えている場合には、制御マイコン６１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００９３】
以下、電子制御システム６は、Ｓ６０３〜Ｓ６０５での処理と同様にして、減算、乗算、除算についての処理をＳ６０６〜Ｓ６１４にかけて行う。そして、Ｓ６１４での判定の結果、許容上限値を超えている場合には、制御マイコン６１０が有する機能のいずれかに故障が発生したものと判定し、故障発生処理を行う。許容上限値を超えていない場合には、故障検出フローを終了する。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態に係る電子制御システム６によれば、制御マイコン６１０の機能ブロックのうちの、シリアル通信部６９９、ＡＤ変換器６４１、ＡＬＵ６６１のいずれかに故障が発生したか否かを効率的に検出することができる。そして、上述した処理を定期的に行うことで故障を検出し、故障が発生したことを検出した場合には、故障発生処理へと速やかに移行することで、システムを安全に停止するなどの処理を行うことができる。尚、制御マイコン６１０の機能以外のアナログ演算部６２０や、制御マイコン６１０のレジスタ６３１などのその他の機能についても、いずれかが故障したかを検出することができる。
【００９５】
以上説明したように、従来の故障検出方法では、システムの機能のうち単一の機能が故障したことのみしか検出することができなかったが、本発明では、制御マイコンで複数のアナログ信号を生成し、外部のアナログ演算器で演算を行い、その演算結果を制御マイコンに入力して、マイコン内部での演算結果との差分を許容上限値と比較することで、システムの複数の機能のいずれかが故障したことを効率的に検出することができる。
【００９６】
尚、本発明は上述した各実施の形態に限定されず、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１、２、３、４、５、６  電子制御システム、
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０  制御マイコン、
１２０、２２０、３３０、４３０、５３０、６３０  アナログ演算部、
１３１、２３１、３３１、４３１、５３１、６３１  レジスタ、
１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２  レジスタ、
１６１、２６１、３６１、４６１、５６１、６６１  ＡＬＵ、
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１、６４１  ＡＤ変換器、
１７１、１７２、２７１、２７２、３７１、３７２、４７１、４７２、５７１、５７２、６７１、６７２、  レジスタ、
１８１〜１８４、２８１、３８１、４８１、５８１、６８１  レジスタ、
１５１〜１５４、２５１、３５１、４５１、５５１、６５１  レジスタ、
１３３、２３３、  ＤＡ変換器、
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１  アナログ加算器、
１２２、２２２、３２２、４２２、５２２、６２２  アナログ減算器、
１２３、２２３、３２３、４２３、５２３、６２３  アナログ乗算器、
１２４、２２４、３２４、４２４、５２４、６２４  アナログ除算器、
２９１、３９１、４９１、５９１  ＤＯＵＴ、
２２５  Ａ−ＭＵＸ、
３９２、３９３  ＰＷＭ１、２
３２６、３２７、４２６、４２７  ＬＰＦ、
４９４、４９６  ＴＩＭＥＲ１、２、
４９５、４９７  ＤＯＵＴ１、２、
５２８  ＤＡ変換器、
５３３  ＤＯＵＴ、
６９９  Ｓｅｒｉａｌ、
６２９  ＤＡ変換器
【図１】
2011142537.tif 000003
【図２】
2011142537.tif 000004
【図３】
2011142537.tif 000005
【図４】
2011142537.tif 000006
【図５】
2011142537.tif 000007
【図６】
2011142537.tif 000008
【図７】
2011142537.tif 000009
【図８】
2011142537.tif 000010
【図９】
2011142537.tif 000011
【図１０】
2011142537.tif 000012
【図１１】
2011142537.tif 000013
【図１２】
2011142537.tif 000014