(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号線に共通に接続された複数の信号出力機器からのアナログ入力信号をディジタル入力信号に変換して所定の演算処理を施し得られた制御信号を出力するディジタル制御装置であって、
入力信号線が接続された入力端子に接続されアナログ入力信号をディジタル入力信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、
前記アナログ／ディジタル変換器の出力に従って入力信号線での接地、地絡、断線を考慮した制御用入力値を求める入力処理部と、
前記制御装置内で入力端子に接続された信号出力機器用電源と、
を備え、
前記入力処理部が、
前記入力信号線が接続された入力端子からの電圧が接地判定値以下の時に入力信号線が接地されていると判定する接地判定処理手段と、
前記制御装置の起動直後の第１の所定期間中、入力端子からの電圧に係わらず制御用入力値として第１の規定値を出力するフェール判定無効化手段と、
前記第１の所定期間後、入力端子からの電圧が前記信号出力機器の出力レンジ下限である地絡判定値より低ければ入力信号線の地絡判定処理を行い、入力端子からの電圧が前記地絡判定値以上、前記出力レンジ上限である断線判定値以下ならば制御用入力値として入力端子からの電圧に基づく値を出力し、入力端子からの電圧が前記地絡判定値より低い場合は、前記第１の所定期間後の第２の所定期間中は制御用入力値として第３の規定値を出力し、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上前記地絡判定値より低い状態を維持すれば制御用入力値として前記第１の規定値を出力する地絡検出処理手段と、
前記第１の所定期間後、入力端子からの電圧が前記断線判定値より高ければ入力信号線の断線判定処理を行い、前記第２の所定期間中は制御用入力値として第２の規定値を出力し、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上前記断線判定値より高い状態を維持すれば制御用入力値として前記第１の規定値を出力する断線検出処理手段と、
を含むことを特徴とするディジタル制御装置。
【請求項２】
入力信号線に共通に接続された複数の信号出力機器からのアナログ入力信号をディジタル入力信号に変換して所定の演算処理を施し得られた制御信号を出力するディジタル制御装置であって、
入力信号線が接続された入力端子に接続されアナログ入力信号をディジタル入力信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、
前記アナログ／ディジタル変換器の出力に従って入力信号線でのプルアップ状態、天絡、断線を考慮した制御用入力値を求める入力処理部と、
前記制御装置内で入力端子に接続されたプルダウン線と、
を備え、
前記入力処理部が、
前記入力信号線が接続された入力端子からの電圧がプルアップ状態値以上の時に入力信号線がプルアップ状態と判定するプルアップ判定処理手段と、
前記制御装置の起動直後の第１の所定期間中、入力端子からの電圧に係わらず制御用入力値として第１の規定値を出力するフェール判定無効化手段と、
前記第１の所定期間後、入力端子からの電圧が前記信号出力機器の出力レンジ下限である断線判定値より低ければ入力信号線の断線判定処理を行い、入力端子からの電圧が前記断線判定値以上なら制御用入力値として入力端子からの電圧に基づく値を出力し、入力端子からの電圧が前記断線判定値より低い場合は、前記第１の所定期間後の第２の所定時間中は制御用入力値として第３の規定値を出力し、入力端子からの電圧が前記第２の所定時間以上前記断線判定値より低い状態を維持すれば制御用入力値として前記第１の規定値を出力する断線検出処理手段と、
前記第１の所定期間後、入力端子からの電圧が前記信号出力機器の出力レンジ上限である天絡判定値より高ければ入力信号線の天絡判定処理を行い、入力端子からの電圧が前記天絡判定値より高い場合、前記第２の所定時間中は制御用入力値として前記第２の規定値を出力し、入力端子からの電圧が前記第２の所定時間以上前記天絡判定値より高い状態を維持すれば制御用入力値として前記第１の規定値を出力する天絡検出処理手段と、
を含むことを特徴とするディジタル制御装置。
【請求項３】
前記第１の規定値が無効を示す値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のディジタル制御装置。
【請求項４】
前記第１、第２、第３の規定値が等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載のディジタル制御装置。
【請求項５】
前記地絡検出処理手段において、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上、前記地絡判定値より低い状態を維持して地絡を判定した場合に、制御用入力値として前記第３の規定値から前記第１の規定値に漸近していく値を出力させる手段と、
前記断線検出処理手段において、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上、前記断線判定値より高い状態を維持して断線を判定した場合に、制御用入力値として前記第２の規定値から前記第１の規定値に漸近していく値を出力する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のディジタル制御装置。
【請求項６】
前記断線検出処理手段において、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上、前記断線判定値より低い状態を維持して断線を判定した場合に、制御用入力値として前記第３の規定値から前記第１の規定値に漸近していく値を出力する手段と、
前記天絡検出処理手段において、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上、前記天絡判定値より高い状態を維持して天絡を判定した場合に、制御用入力値として前記第２の規定値から前記第１の規定値に漸近していく値を出力する手段と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のディジタル制御装置。
【請求項７】
前記断線検出処理手段において、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上、前記断線判定値より高い状態を維持すると故障判定し、入力端子からの電圧が第３の所定期間以上、前記断線判定値以下の状態を維持すると故障復帰判定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のディジタル制御装置。
【請求項８】
前記断線検出処理手段において、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上、前記断線判定値より低い状態を維持すると故障判定し、入力端子からの電圧が第３の所定期間以上、前記断線判定値以上の状態を維持すると故障復帰判定する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載のディジタル制御装置。
【請求項９】
前記第２の所定期間と第３の所定期間が等しいことを特徴とする請求項７又は８に記載のディジタル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アナログ信号を入力としこれをディジタル信号に変換して処理を行うディジタル制御装置に関し、特にアナログ入力信号が入力される入力信号線での断線又は短絡等を考慮した入力処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば下記特許文献１に、信号線の断線や正常な状態から接地線の断線を正確に識別できる車両用制御装置が開示されている。この車両用制御装置では、油温センサ、水温センサ、エンジン回転数センサは接地端子は共用して、信号線をそれぞれの入力回路に接続している。マイコン回路は、油温センサの検出信号を検知して予め定めた故障検出範囲にあるか否かを断続的に繰り返し識別する。そして、故障検出範囲と判断した回数が所定の限界値に達したら、エンジンと自動変速機にフェイルセーフ制御を実行させる。接地端子を共有しているので、コネクタピン数や配線数が削減され、接地線の断線検出のための特別な回路を設ける必要が無い。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３８２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような装置では、センサからの入力信号線に断線や短絡が生じている場合、断線又は短絡を検知するまでの間において異常なセンサ値すなわち入力値が入力され、これが原因でこの制御装置さらにはこの制御装置を含む制御システムにおいて誤動作や、表示器に異常なセンサ値が表示される可能性がある。
【０００５】
この発明は、このような入力線側に断線又は短絡等が発生した場合の、断線又は短絡を検知するまでの間に生じうる異常な入力信号による、制御装置の誤制御等を防止したディジタル制御装置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】
【０００６】
この発明は、入力信号線に共通に接続された複数の信号出力機器からのアナログ入力信号をディジタル入力信号に変換して所定の演算処理を施し得られた制御信号を出力するディジタル制御装置であって、入力信号線が接続された入力端子に接続されアナログ入力信号をディジタル入力信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、前記アナログ／ディジタル変換器の出力に従って入力信号線での接地、地絡、断線を考慮した制御用入力値を求める入力処理部と、前記制御装置内で入力端子に接続された信号出力機器用電源と、を備え、前記入力処理部が、前記入力信号線が接続された入力端子からの電圧が接地判定値以下の時に入力信号線が接地されていると判定する接地判定処理手段と、前記制御装置の起動直後の第１の所定期間中、入力端子からの電圧に係わらず制御用入力値として第１の規定値を出力するフェール判定無効化手段と、前記第１の所定期間後、入力端子からの電圧が前記信号出力機器の出力レンジ下限である地絡判定値より低ければ入力信号線の地絡判定処理を行い、入力端子からの電圧が前記地絡判定値以上、前記出力レンジ上限である断線判定値以下ならば制御用入力値として入力端子からの電圧に基づく値を出力し、入力端子からの電圧が前記地絡判定値より低い場合は、前記第１の所定期間後の第２の所定期間中は制御用入力値として第３の規定値を出力し、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上前記地絡判定値より低い状態を維持すれば制御用入力値として前記第１の規定値を出力する地絡検出処理手段と、前記第１の所定期間後、入力端子からの電圧が前記断線判定値より高ければ入力信号線の断線判定処理を行い、前記第２の所定期間中は制御用入力値として第２の規定値を出力し、入力端子からの電圧が前記第２の所定期間以上前記断線判定値より高い状態を維持すれば制御用入力値として前記第１の規定値を出力する断線検出処理手段と、を含むことを特徴とするディジタル制御装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、断線判定処理過程における制御及び短絡判定処理過程における制御を、入力信号線側に断線及び短絡が発生することを考慮して、より安全な制御に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
最初にこの発明の技術背景について説明を加える。図９にはこの発明に関連するディジタル制御装置の入力側の構成を示す。制御装置の入力端子４には複数種の入力信号が入力される。入力端子４には信号出力機器として、センサ３とスイッチ２とが接続され、これらからアナログ入力信号を受ける。制御装置の入力には、アナログ入力信号をディジタル入力信号に変換するアナログ／ディジタル(Ａ／Ｄ)変換器１１ａを含む入力回路１１が設けられている。入力端子４と入力回路１１との間にはセンサ電源６(信号出力機器電源)が接続されている。
【０００９】
ディジタル制御装置１が例えば船外機用エンジン制御装置である場合、入力信号線５の現行使用例として、スイッチ２がバックシフトスイッチ、センサ３が水圧センサからなる組み合わせがある。バックシフトスイッチは、ＯＮ／ＯＦＦにより点火時期を切り替える信号を発生するためのものである。ディジタル制御装置１は、入力信号が接地電位(０Ｖ)付近の場合にバックシフトスイッチがＯＮ状態と判定する。Ａ／Ｄ変換及びバックシフトスイッチのＯＮ／ＯＦＦ判定はメインルーチン毎(例：５ｍＳ毎)にサンプリングして行われる。水圧センサは、水圧センサの信号を用いて、ゲージなどの表示機器に冷却水圧を表示するためのものである。発生電圧値はＡ／Ｄ変換してディジタル値として処理される。
【００１０】
制御装置はスイッチ２を、入力端子４からの入力が接地状態と見なす第１の所定値以下の時にＯＮ(閉成状態)、それ以外の時をＯＦＦ(開放状態)と判定する。センサ３は、第１の所定値より大きく後述の第２の所定値より小さい第３の所定値以上上記第２の所定値以下の出力レンジを持つ。スイッチ２とセンサ３の２つの出力が制御装置の同一の入力端子４に接続される。このように複数の入力信号で一つの入力端子を共用することで、制御装置の必要な端子数を減らすことができる。また、センサ３はオプションであり、センサが接続されていない仕様の制御装置もある。
【００１１】
この制御装置における一般的な断線検出処理は、所定回数又は所定時間以上連続して上記第２の所定値より大きい入力電圧を検知した時、断線が発生したと判定する。これは入力信号線５のどこかで断線が発生すると、入力信号線５の電圧が制御装置の入力端子４とＡ／Ｄ変換器１１ａの間のセンサ電源６により、回路電源電圧(例えば５Ｖ)付近まで引き上げられるためである。また、この制御装置における一般的な地絡検出処理は、第２の所定期間(又は上記サンプリングの回数を考慮した第２の所定回数)以上連続して第３の所定値より低い入力電圧を検知した時、地絡が発生した、つまり入力電圧がセンサのレンジ下限閾値より低くなったと判定する。これは入力信号線５のどこかで地絡が発生する(スイッチ２がＯＮされた接地の場合を含む)と、入力回路１１に入力される入力電圧が接地電圧(例えば０Ｖ)付近まで引き下げられることによる。
【００１２】
図１０〜１３には、ディジタル制御装置の動作を説明するためのタイムチャートを示す。各図は、一般的な断線検出処理での種々の状況における入力端子４からの入力電圧と、該入力電圧の制御装置内で実際に制御演算に使用される制御用センサ値(制御用入力値)とのタイムチャートを示す。図１０に示すように、スイッチ２がＯＮ状態の時は入力信号線５は接地されているため、入力端子４からの入力電圧は０Ｖとなり、この時の制御装置内でのセンサ３の制御用センサ値も０Ｖとする。そしてスイッチ２がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御装置内では入力端子４からの入力電圧に従った値を制御用センサ値とする。
【００１３】
また図１１に示すように、スイッチ２がＯＦＦであることを判定後、入力端子４からの入力信号が所定回数(サンプリング回数)又は所定時間以上連続して第３の所定値以上の場合には、断線が発生したと判断し、制御装置は制御用センサ値として予め定められた規定値を出力する。また、入力信号線５(センサ３)が断線していない場合は、図１０に示すように入力端子４から入力される電圧は第２の所定値より小さいので、スイッチ２がＯＦＦすると、制御装置は入力端子４から入力される電圧に従った正常な制御用センサ値を出力する。また、図１２に示すようにスイッチ２がＯＦＦでかつ制御装置が電源をＯＮ(通電開始)した時も、同様に入力端子４から入力される電圧に従った正常な制御用センサ値を出力する。また図１３に示すように、スイッチ２がＯＦＦの状態で制御装置が電源をＯＮした時は、入力端子４からの入力電圧に従った制御用センサ値を出力し、電源ＯＮから所定回数又は所定時間以上連続して入力電圧が第２の所定値以上の電圧である場合には断線が発生したと判定し、その後、規定値の制御用センサ値を出力する。
【００１４】
この発明では、断線判定処理過程及び地絡判定処理過程における制御を、入力信号線側に断線故障や地絡が発生する(スイッチ２がＯＮされた場合を含む)ことを考慮して、より安全な制御に改善した。
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態によるディジタル制御装置の構成を示す図である。ディジタル制御装置１は、アナログ入力信号をディジタル入力信号に変換するアナログ／ディジタル(Ａ／Ｄ)変換器１１ａを含む入力回路１１、ディジタル入力信号に基づき所定の演算処理を行って制御信号を生成するコンピュータからなる制御部１２、生成された制御信号を制御対象等の機器に出力する出力回路１３を備える。制御部１２は、ディジタル入力信号に基づき所定の演算処理を行って制御信号を生成する制御処理部１２ｂと、この制御処理部１２ｂの前段で、入力信号線５の接地／プルアップ状態や断線により生じる異常入力信号の影響を受けないように入力信号から制御用入力値(制御用入力信号)を求める入力処理部１２ａを含む。そして入力処理部１２ａは、後述する初期化処理手段１２１、接地判定処理手段１２２、地絡検出処理手段１２３、断線検出処理手段１２４、フェール判定無効化手段１２５、フェール復帰判定手段１２６及び記憶部１２９を備える。
【００１６】
制御装置１の入力端子４には複数種の入力信号が入力される。入力端子４には入力信号線５を介して信号出力機器として、例えば入力信号線５を接地するスイッチ２と、センサ３が接続され、これらからアナログ入力信号を受ける。入力端子４と入力回路１１との間にはセンサ電源６が接続されている。センサ３は例えば０．２Ｖ以上４．８Ｖ以下の出力レンジを持つ。なおこの発明では、入力信号線５からセンサ３等からなる信号出力機器が切り離されたような断線にも対応可能である。
【００１７】
また図２には、図１のディジタル制御装置１の制御部１２内の特に入力処理部１２ａでの動作を示すフローチャート、図３、図４には種々の状況における入力端子４からの入力電圧と、該入力電圧の制御装置１内で実際に制御演算に使用される制御用センサ値(制御用入力値)とのタイムチャートを示す。なお、以下の説明における接地、プルアップ、短絡、天絡、遮断等の判定のために設定される各所定値は上記のものとは異なる。
【００１８】
以下、図２〜４を参照しながら、図１に示した制御装置のこの実施の形態による特に入力処理部１２ａでの具体的な動作について説明する。図３は、スイッチ２がＯＮからＯＦＦに切り替わる、入力信号線５の接地状態が解けた時の入力端子４からの入力電圧と該入力電圧の入力処理された制御用センサ値を示している。また図４は、制御装置１の電源がＯＮされてからその後の入力電圧と該入力電圧の入力処理された制御用センサ値を示している。制御装置１の電源をＯＮした時点でセンサ３又は入力信号線５は断線状態であり、スイッチ２はＯＦＦ状態に維持されている。
【００１９】
図２では、この実施の形態のディジタル制御装置１における処理全体の流れをフローチャートで示している。接地判定処理手段１２２に相当する接地判定部Ａは、スイッチ２がＯＮされているか否かを判定する処理であり(入力電圧が０Ｖ付近であることを判定するための例えば０．１Ｖ(第１の所定値)以下か否かを判定)、これを「接地判定処理」とする。地絡検出処理手段１２３、断線検出処理手段１２４、フェール判定無効化手段１２５、フェール復帰判定手段１２６等に相当する地絡・断線検出部Ｂは、入力端子４からの入力電圧がセンサ３のレンジ上下限閾値の範囲内である(例えば０．２Ｖ(第２の所定値)以上４．８Ｖ(第３の所定値)以下)と判定したときには制御用センサ値として入力電圧値を出力する。また、入力端子４からの入力電圧がレンジの上下限閾値外(０．２Ｖ(第２の所定値)より低い、又は４．８Ｖ(第３の所定値)より高い)であると判定したときには制御用センサ値として、後述する規定値を出力する。これらを「地絡・断線検出処理」とする。初期化処理手段１２１に相当する初期化部Ｃは、接地判定部Ａ及び地絡・断線検出部Ｂで用いる記憶部１２９に設定された各フラグや例えばプログラム等で構成される各カウンタの設定値からなる変数の初期値設定を行う処理であり、これを「初期化処理」とする。
【００２０】
図２のフローチャートに従って、電源(図示省略)がＯＮされてディジタル制御装置１が起動すると、初期化部ＣのステップＳ１００の(１)〜(８)項にて、接地判定処理及び地絡・断線検出処理に用いる変数の初期値設定を行う。(１)項の変数は接地判定処理に用い、(２)〜(８)項の変数は地絡・断線検出処理に用いる。(１)項ではスイッチフラグをクリア(＝０：スイッチ２をＯＦＦ状態を示す)、(２)(３)項ではセンサ故障Ｌフラグ及びセンサ故障Ｈフラグをそれぞれクリア(＝０)、(４)項ではディジタル制御装置起動直後のセンサフェール(故障)判定無効カウンタを１０msec(第１の所定期間)にセット、(５)項ではセンサフェール判定カウンタを１００msec(第２の所定期間)にセット、(６)項ではセンサフェール復帰遅延判定カウンタを０msecにセット、(７)項ではセンサフェールフラグクリア(＝０)、(８)項では制御用センサ値として５Ｖ(第１の規定値)を設定する。
【００２１】
図２の前記(１)〜(８)項の「初期化処理」が完了すると、以降は「メイン処理」に移行し、接地判定処理及び地絡・断線検出処理が５msec周期で実行される。
【００２２】
まず、図２の接地判定部Ａで接地判定処理(スイッチ２のＯＮ／ＯＦＦ判定処理)を行う。ステップＳ１０１にて入力端子４からの入力電圧が０．１Ｖ(第１の所定値)以下ならば、スイッチ２がＯＮ状態(接地されている)であることを示すために、スイッチフラグをセット(＝１)する(Ｓ１０３)。入力端子４からの入力電圧が０．１Ｖ(第１の所定値)より高ければスイッチ２がＯＦＦ状態(接地されていない)であることを示すために、スイッチフラグをクリア(＝０)する(Ｓ１０２)。
【００２３】
図２の接地判定部Ａで接地判定処理が完了すると、次に地絡・断線検出部Ｂで地絡・断線検出処理(制御用センサ値出力処理)を行う。ステップＳ１０４では、入力端子４からの入力電圧が０．２Ｖ(第２の所定値)以上かどうか、つまり、入力端子４からの入力電圧がセンサのレンジ下限閾値以上かどうかの判定を行う。入力端子４からの入力電圧が０．２Ｖ(第２の所定値)以上であれば、入力電圧がセンサのレンジ下限閾値以上(センサのレンジ内)であることを示すために、センサ故障Ｌフラグをクリア(＝０)する(Ｓ１０５)。入力端子４からの入力電圧が０．２Ｖ(第２の所定値)より低い電圧であれば、入力電圧がセンサのレンジ下限閾値より低い状態(センサのレンジ外)であることを示すためにセンサ故障Ｌフラグをセット(＝１)する(Ｓ１０６)。
【００２４】
前述ステップＳ１０５又はＳ１０６の処理が完了すると、今度は、ステップＳ１０７にて、入力端子４からの入力電圧が４．８Ｖ(第３の所定値)以下かどうか、つまり、入力端子４からの入力電圧がセンサのレンジ上限閾値以下であるかどうかの判定を行う。入力端子４からの入力電圧が４．８Ｖ(第３の所定値)以下であれば、入力電圧がセンサのレンジ上限閾値以下(センサのレンジ内)であることを示すために、センサ故障Ｈフラグをクリア(＝０)する(Ｓ１０８)。入力端子４からの入力電圧が４．８Ｖ(第３の所定値)より高い電圧であれば、入力電圧がセンサのレンジ上限閾値より高い状態(センサのレンジ外)であることを示すために、センサ故障Ｈフラグをセット(＝１)する(Ｓ１０９)。
【００２５】
前述ステップＳ１０８又はＳ１０９の処理が完了するとステップＳ１１０にて、ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効カウンタが０かどうか、つまり、ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール(故障)判定無効期間である１０msec(第１の所定期間)が経過したかどうかの判定を行う。前記ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効カウンタが０であれば１０msec(第１の所定期間)が経過したと判断し、センサフェール(故障)判定処理を行うためにステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１０の条件が成立しなければ、１０msec(第１の所定期間)がまだ経過中であると判断し、センサフェール判定カウンタを初期値である１００msec(第２の所定期間)にセットし、センサフェール復帰遅延カウンタを初期値である０msecにセットする(Ｓ１１２)。ステップＳ１１０の条件が成立しない場合は、後述するステップＳ１１６にて、入力端子４からの入力電圧がセンサのレンジ外である(０．２Ｖ(第２の所定値)より低い、又は４．８Ｖ(第３の所定値)より高い)状態を１００msec(第２の所定時間)の間維持した場合に、センサフェールが確定したことを示す「センサフェールフラグ」をセットする処理が行われないため、「センサフェールフラグ」は初期値(クリア)のまま保持される。このようなステップＳ１１２での処理をセンサフェール判定無効化処理とする。
【００２６】
ステップＳ１１１では、センサ故障Ｌフラグがセット(＝１＝ＯＮ)されているか否か、又はセンサ故障Ｈフラグがセット(＝１＝ＯＮ)されているか否か、つまり入力端子４からの入力電圧がセンサのレンジ外である(０．２Ｖ(第２の所定値)より低い、又は４．８Ｖ(第３の所定値)より高い)ことを示す前記いずれかのフラグがセットされているかどうか、の判定を行う。前記のいずれかのフラグがセットされていれば、入力センサ値(入力端子４からの入力電圧)がセンサのレンジ外と判断し、ステップＳ１１３に進む。また、ステップＳ１１１の条件が成立しなければ、入力センサ値(入力端子４からの入力電圧)がセンサのレンジ内と判断し、ステップＳ１１５に進む。
【００２７】
ステップＳ１１３では、センサフェール判定カウンタが０msecかどうか、つまりセンサ故障Ｌフラグ、又はセンサ故障Ｈフラグがセットされた状態が１００msec(第２の所定期間)の間連続して維持されたかどうか、の判定を行う。ステップＳ１１１にてセンサ故障Ｌフラグ、又はセンサ故障Ｈフラグがセットされている場合は、後述するステップＳ１１５の経路を通らないため、センサフェール判定カウンタがリセットされることなく、ステップＳ１１７にて、毎メイン処理ごとに５msecずつダウンカウントされる。この経路の処理がメイン処理ごとに連続して２０回実行されると、センサフェール判定カウンタが０msecになる。よって、センサフェール判定カウンタが０msecであるということは、入力センサ値(入力端子４からの入力電圧)がセンサのレンジ外である(０．２Ｖ(第２の所定値)より低い、又は４．８Ｖ(第３の所定値)より高い)状態が１００msec(第２の所定時間)連続して維持されたと判断し、センサフェールを確定させる。このときの処理として、ステップＳ１１４では、センサフェール復帰遅延判定カウンタを１００msec(第３の所定期間)にセットし、センサフェールが確定したことを示すためにセンサフェールフラグをセットする。ここで、センサフェールフラグは、後述する地絡・断線検出処理に用いる。また、前記センサフェール復帰遅延判定カウンタを１００msec(第３の所定期間)にセットしている理由は、このステップＳ１１４にてセンサフェール復帰判定のための初期値を設定して、入力端子４からの入力電圧が再びセンサレンジ内に復帰した場合に、後述のステップＳ１１５及びＳ１１６で説明するセンサフェール復帰判定処理に用いるためである。また、本実施の形態では、図２のステップＳ１１４にて第３の所定期間を第２の所定期間と同じ値(１００msec)に設定している。このように設定することで、センサフェール判定に要する期間とセンサフェール復帰判定に要する期間を等しくすることができる。
【００２８】
ステップＳ１１１にて、入力センサ値(入力端子４からの入力電圧)が正常と判断した場合は、ステップＳ１１５にてセンサフェール復帰判定処理を行う。ステップＳ１１１にてセンサ故障Ｌフラグ、又はセンサ故障Ｈフラグがクリア(＝０)されている場合は、前述のステップＳ１１４の経路を通らないため、センサフェール復帰遅延判定カウンタに初期値(１００msec)がセットされることなく、ステップＳ１１７にて、毎メイン処理ごとに５msecずつダウンカウントされる。この経路の処理がメイン処理ごとに連続して２０回実行されると、センサフェール復帰遅延判定カウンタが０msecになる。よって、センサフェール復帰遅延判定カウンタが０msecであるということは、入力センサ値(入力端子４からの入力電圧)がセンサのレンジ内である状態が１００msec(第３の所定時間)連続して維持されたと判断し、センサフェール復帰を確定させる。このときの処理として、ステップ１１６では、センサフェール判定カウンタを、初期値である１００msec(第２の所定期間)にセットし、また、センサフェール復帰判定が確定したことを示すためにセンサフェールフラグをクリア(＝０)する。このように、センサフェールが確定してセンサフェールフラグがセットされた後、センサフェールからの復帰が確定した場合にセンサフェールフラグをクリアする一連の処理を、センサフェール復帰判定処理とする。
【００２９】
ステップＳ１１７では、ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効カウンタ、センサフェール復帰遅延判定カウンタ、センサフェール判定カウンタをそれぞれ５msecダウンカウントし、処理が完了するとステップＳ１１８に進む。ただし、前記の各カウンタが０msecの場合は０クリップ処理によりダウンカウントは行わず、ステップＳ１１８に進む。
【００３０】
ステップＳ１１８では、ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効カウンタが０でないか否か、つまり第１の所定期間経過中か否か、又はセンサフェールフラグがセット(＝１＝ＯＮ)されているか否か、つまりセンサフェールが確定しているか否か、を判定する。前記ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効カウンタが０でない、又はセンサフェールフラグがセットされていれば、センサフェール判定が無効、又はセンサフェールが確定したと判断し、制御用センサ値(無効値)として５Ｖ(第１の規定値)を出力する(Ｓ１２４)。ステップＳ１１８の条件が成立しなければ、ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効期間である１０msec(第１の所定時間)経過中、又はセンサフェール判定中(センサフェール判定カウンタが０でない)と判断し、ステップ１１９に進む。
【００３１】
ステップＳ１１９では、ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効期間である１０msec(第１の所定時間)経過、かつセンサフェール判定中である(センサフェール判定カウンタが０でない)場合に、「センサ故障Ｌフラグがセットされているか否か」を判定する。センサ故障Ｌフラグがセット(＝１＝ＯＮ)されていれば、センサフェール確定前であり、かつ入力端子４からの入力電圧が０．２Ｖ(第２の所定値)より低いと判断し、制御用センサ値として０．２Ｖ(第３の規定値)を出力し(Ｓ１２３)、ステップＳ１１９の条件が成立しなければセンサ故障Ｈフラグがセット(＝１＝ＯＮ)されている(入力端子４からの入力電圧が４．８Ｖ(第３の所定値)より高い)かどうかを判定するためにステップＳ１２０に進む。
【００３２】
ステップＳ１２０では、ディジタル制御装置起動直後のセンサフェール判定無効期間である１０msec(第１の所定時間)経過、かつセンサフェール判定中である(センサフェール判定カウンタが０でない)、かつセンサ故障Ｌフラグがセットされていない場合に「センサ故障Ｈフラグがセットされているか否か」を判定し、センサ故障Ｈフラグがセットされていればセンサフェール確定前であり、かつ入力端子４からの入力電圧が４．８Ｖ(第３の所定値)より高いと判断し、制御用センサ値として４．８Ｖ(第２の規定値)を出力する(Ｓ１２２)。ステップＳ１２０の条件が成立しなければ、入力端子４からの入力電圧がセンサのレンジ内(０．２Ｖ(第２の所定値)以上４．８Ｖ(第３の所定値)以下)であるので、入力センサ値(入力端子４からの入力電圧)が正常と判断し、制御用センサ値として入力電圧値を出力する(Ｓ１２１)。
【００３３】
上記の処理を施すことにより、センサ３の無い仕様のディジタル制御装置１の場合、スイッチ２がＯＮからＯＦＦに切り替わった時の制御用センサ値の出力は図３のようになる。スイッチ２がＯＦＦの時にセンサ３(入力信号線５)が断線していた場合、断線検出するまでの１００msec(第２の所定期間)中、無効値の制御用センサ値が出力されており、異常な制御用センサ値を出力することを防ぐことができる。また、電源をＯＮした時点でセンサ３又は入力信号線５が断線状態にあり、スイッチ２がＯＦＦ状態にあった時の制御用センサ値の出力は図４のようになる。すなわち１００msec(第２の所定期間)の断線検出判定行程後、無効値の制御用センサ値が出力される。
【００３４】
ここで、ステップＳ１０１の比較判定に等号が含まれている場合、ステップＳ１０４、ステップＳ１０７の比較判定に等号が含まれない場合、また、第１、第２、第３の所定期間は、所定周期で繰り返される処理における判定回数を基準に第１、第２、第３の所定回数と置き換えた場合にも、同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００３５】
また、第１〜３の所定値は、入力信号線５がそれぞれ、接地された状態が判定可能な接地判定値、入力信号機器が出力レンジより低い(地絡)及び高い(断線)信号を出力していることが判定可能な地絡判定値、断線判定値であればよく、上述の値に限定されるものではない。また、第１〜３の規定値、及び第１〜３の所定期間(回数)の値も適宜選択可能であり、上述の値に限定されるものではない。
【００３６】
実施の形態２．
図５はこの発明の別の実施の形態によるディジタル制御装置の構成を示す図である。このディジタル制御装置１では、図１のスイッチ２を、電源へのプルアップ状態をＯＮ、それ以外をＯＦＦとみなすスイッチに置き換えたものである。また、ディジタル制御装置１は図１のものがローアクティブ動作(接地状態をスイッチ２がＯＮ状態と判定する)の制御装置であったのに対し、図５のものはハイアクティブ動作(プルアップ状態をスイッチ２がＯＮ状態と判定する)の制御装置である。入力端子４と入力回路１１との間にはプルダウン(接地)線７が接続されている。また、この実施の形態では、入力処理部１２ａは初期化処理手段１２１ａ、プルアップ判定処理手段１２２ａ、天絡検出処理手段１２３ａ、断線検出処理手段１２４ａ、フェール判定無効化手段１２５ａ、フェール復帰判定手段１２６ａ及び記憶部１２９を備える。
【００３７】
図５における入力処理部１２ａの処理を示したフローチャートを図６に示す。なお、各図において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一もしくは関連した符号で示し、説明を省略する(以下同様)。図６において、プルアップ判定処理手段１２２ａに相当するプルアップ判定部Ｄを「プルアップ判定処理」、天絡検出処理手段１２３ａ、断線検出処理手段１２４ａ、フェール判定無効化手段１２５ａ、フェール復帰判定手段１２６ａ等に相当する天絡・断線検出部Ｅを「天絡・断線検出処理」、初期化処理手段１２１ａに相当する初期化部Ｃを「初期化処理」とする。
【００３８】
ローアクティブ動作の制御装置に関する上記実施の形態１の図２のフローチャートでは、第１の所定値を０．１Ｖに設定した。本実施の形態の図５のハイアクティブ動作の制御装置に適用した図６のフローチャートの場合、第１の所定値を４．９Ｖに設定する。図１の制御装置ではスイッチ２がＯＮされると、入力電圧が０Ｖ付近までに引き下げられるため、スイッチ２のＯＮ判定閾値である第１の所定値を０．１Ｖとした。図５の制御装置の場合は、スイッチ２がＯＮされると入力端子４からの入力電圧は電源電圧である例えば５Ｖ付近に引き上げられるため、スイッチ２のＯＮ判定閾値をその５Ｖ付近の値に設定する必要がある。従って図２のフローチャートにおけるステップＳ１０１では、「入力電圧が０．１Ｖ(第１の所定値)より高いか否か」を判定していたが、対応する図６のステップＳ１２５では第１の所定値を、例えば４．９Ｖに設定して「入力電圧が４．９Ｖ(第１の所定値)より低いか否か」を判定し、入力電圧が４．９Ｖ(第１の所定値)より低ければ、スイッチ２はＯＮされていないと判断し、スイッチフラグをクリア(＝０)する(Ｓ１０２)。入力電圧が４．９Ｖ(第１の所定値)以上であればスイッチ２がＯＮされたと判定し、スイッチフラグをセット(＝１)する(Ｓ１０３)。これらの処理を「プルアップ判定処理」とする(図６のプルアップ判定部Ｄ)。
【００３９】
また、図２において、ステップＳ１０４の「入力電圧が０．２Ｖ(第２の所定値)以上か否か」の判定処理が、「地絡状態であるか否か」を判定することを意味し、図２のステップＳ１０７の「入力電圧が４．８Ｖ(第３の所定値)以下か否か」の判定処理が、「断線状態であるか否か」を判定することを意味していたため、地絡・断線検出処理としていた。しかし、図５において入力信号線５のどこかで断線が発生すると、入力信号線５の電圧が制御装置の入力端子４とＡ／Ｄ変換器１１ａの間のプルダウン線７により、接地電位(０Ｖ)付近まで引き下げられる。そこで対応する図６のステップＳ１０４は「断線状態であるか否か」を判定することを意味し、図６のステップＳ１０７は「天絡状態であるか否か」を判定することを意味するため、これを「天絡・断線検出処理」とする(図６の天絡・断線検出処理)。
【００４０】
従って、第２の所定値と第３の所定値の判定目的が、実施の形態１と異なるだけであり、図２の地絡、断線検出処理と、図６の天絡、断線検出処理は同じ処理となる。そして、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、図６のステップＳ１１４にて、第３の所定期間を第２の所定期間と同じ値(１００msec)に設定している。このように設定することで、センサフェール判定に要する期間とセンサフェール復帰判定に要する期間を等しくすることができる。
【００４１】
このように構成しても、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【００４２】
また、第１〜３の所定値は、入力信号線５がそれぞれ、プルアップされた状態が判定可能なプルアップ判定値、入力信号機器が出力レンジより低い(断線)及び高い(天絡)信号を出力していることが判定可能な断線判定値、天絡判定値であればよく、上述の値に限定されるものではない。また、第１〜３の規定値、及び第１〜３の所定期間(回数)の値も適宜選択可能であり、上述の値に限定されるものではない。
【００４３】
実施の形態３．
図７には図１のディジタル制御装置１の入力処理部１２ａでのこの実施の形態による別の動作例を示すフローチャートを示す。図２のフローチャートと異なるところは、図２ではステップＳ１２２で制御用センサ値を４．８Ｖ(第２の規定値)としたのに対して、図７のフローチャートでは、対応するステップＳ１２６で、第２の規定値を５Ｖ(無効値)に設定している。また、図２ではステップＳ１２３で制御用センサ値を０．２Ｖ(第３の規定値)としたのに対して、図７のフローチャートでは、対応するステップＳ１２７で第３の規定値を５Ｖ(無効値)に設定している。すなわち第１、第２、第３の規定値を同一にしている。
【００４４】
なお、図５のディジタル制御装置１においても、図６のフローチャートのステップＳ１２２，Ｓ１２３、Ｓ１２４における第１、第２、第３の規定値を同一にしてもよい。
【００４５】
このように構成しても、同様の効果を奏する。
【００４６】
実施の形態４．
図８には、図１のディジタル制御装置１の入力処理部１２ａでのこの実施の形態によるさらに別の動作例を示すフローチャートを示す。図２のフローチャートと異なるところは以下の点である。
【００４７】
まず、図２における初期化処理のステップＳ１００の(８)項では、制御用センサ値の初期値として第１の規定値を５Ｖに設定する処理を行っていたが、図８のフローチャートの対応する初期化処理のステップＳ１２８の(８)項では、制御用センサ値の初期値として第１の規定値を、例えば２．２Ｖに設定している。また、「センサ出力漸近Ｌ０フラグ」及び「センサ出力漸近Ｈｉフラグ」を新たに用意する。「センサ出力漸近Ｌ０フラグ」は制御用センサ値を漸減させることを示し、「センサ出力漸近Ｈｉフラグ」は制御用センサ値を漸増させることを示すものである。センサ出力漸近Ｌ０フラグ及びセンサ出力漸近Ｈｉフラグの初期値設定は、図８における初期化処理のステップＳ１２８の(９)(１０)項にてクリア状態とする(Ｓ１２８)。これらのフラグは、センサフェールが確定したと判断したときにセットされ(Ｓ１２９)、センサフェール復帰が確定したと判断したときにクリアされる(Ｓ１３０)。そして、これらのフラグは制御用センサ値の漸近処理を実行するための条件として使用する(Ｓ１３１)。
【００４８】
図２では、ステップＳ１１３にてセンサフェールが確定したと判断したときに、ステップＳ１１４にて、センサフェール復帰遅延判定カウンタを１００msec(第３の所定期間)にセットし、センサフェールフラグをセットしていたが、図８のフローチャートでは対応するステップＳ１２８にてさらに、制御用センサ値の漸近処理を行うことを示すために「センサ故障ＬフラグがＯＮならセンサ出力漸近Ｈｉフラグをセットし、センサ故障ＨフラグＯＮならセンサ出力漸近Ｌ０フラグをセットする」処理を行う。
【００４９】
また、図２のステップＳ１１５にてセンサフェール復帰が確定したと判断したときに、ステップＳ１１６にて、センサフェール判定カウンタを１００msec(第２の所定期間)にセットし、センサフェールフラグをクリアする処理を行っていたが、図８のフローチャートでは、対応するステップＳ１３０にてさらに、制御用センサ値の漸近処理を解除することを示すために「センサ出力漸近Ｌ０フラグをクリアし、センサ出力漸近Ｈｉフラグをクリアする」処理を行っている。
【００５０】
さらに図２のフローチャートでは、ステップＳ１２４にて第１の規定値を５Ｖに設定して、制御用センサ値として５Ｖ(第１の規定値)を出力する処理を行っていたが、図８のフローチャートでは対応するステップＳ１３１にて、第１の規定値を、例えば２．２Ｖに設定し、「センサ出力漸近ＨｉフラグがＯＮなら制御用センサ値を０．２Ｖ(第３の規定値)から２．２Ｖ(第１の規定値)に向かって漸近させ、センサ出力漸近Ｌ０フラグがＯＮなら制御用センサ値を４．８Ｖ(第２の規定値)から２．２Ｖ(第１の規定値)に向かって漸近させる」処理を行っている。
【００５１】
なお、図５のディジタル制御装置１の動作を示す図６のフローチャートにおいても、同様にステップＳ１００の処理に加えて「センサ出力漸近Ｌ０フラグをクリアし、センサ出力漸近Ｈｉフラグをクリアする」初期化処理を行い、ステップＳ１１４の処理に加えて、「センサ故障ＬフラグがＯＮならセンサ出力漸近Ｈｉフラグをセットし、センサ故障ＨフラグがＯＮならセンサ出力漸近Ｌ０フラグをセットする」処理を行い、ステップＳ１１６の処理に加えて、「センサ出力漸近Ｌ０フラグをクリアし、センサ出力漸近Ｈｉフラグをクリアする」処理を行い、ステップＳ１２４にて、第１の規定値を、例えば２．２Ｖに設定し、「センサ出力漸近ＨｉフラグがＯＮなら制御用センサ値を０．２Ｖ(第３の規定値)から２．２Ｖ(第１の規定値)に向かって漸近させ、センサ出力漸近Ｌ０フラグがＯＮなら制御用センサ値を４．８Ｖ(第２の規定値)から２．２Ｖ(第１の規定値)に向かって漸近させる」処理を行うようにしてもよい。
【００５２】
このように構成しても同様の効果を奏する。
【００５３】
また上記各実施の形態において、各所定期間、規定回数、所定値、規定値は一例に過ぎず、実施条件に応じて適宜設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の一実施の形態によるディジタル制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１のディジタル制御装置の入力処理部での動作を示すフローチャートである。
【図３】図１のディジタル制御装置の入力処理部での動作を説明するための入力電圧と該入力電圧の制御装置内での制御用センサ値とのタイムチャートである。
【図４】図１のディジタル制御装置の入力処理部での動作を説明するための入力電圧と該入力電圧の制御装置内での制御用センサ値とのタイムチャートである。
【図５】この発明の別の実施の形態によるディジタル制御装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるディジタル制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３によるディジタル制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４によるディジタル制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明に関連するディジタル制御装置の入力側の構成を示す図である。
【図１０】ディジタル制御装置の断線検出処理での一般的な動作を説明するための入力電圧と該入力電圧の制御装置内での制御用センサ値とのタイムチャートである。
【図１１】ディジタル制御装置の断線検出処理での一般的な動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】ディジタル制御装置の断線検出処理での一般的な動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】ディジタル制御装置の断線検出処理での一般的な動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１  ディジタル制御装置、２  スイッチ、３  センサ、４  入力端子、５  入力信号線、６  センサ(信号出力機器)電源、７  プルダウン(接地)線、１１  入力回路、１１ａ  Ａ／Ｄ変換器、１２  制御部、１２ａ  入力処理部、１２b  制御処理部、１３  出力回路。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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