(57)【要約】      （修正有）【課題】必要とされる電子部品が極力少なく、ノイズによって異常データとなった信号を実質的に再生可能とする方法を提供する。【解決手段】入力されたシリアルパルス信号Ｘを基にシリアルパルス信号の正常時に等価な疑似シリアルパルス信号Ｙが生成されると共に、入力されたシリアルパルス信号が一時的に保存されるＳ１０２一方、異常検出ブロックにより所要の検出信号が出力されない場合には、一時的に保存されたシリアルパルス信号Ｘが最終的な処理出力信号ＺとしてＳ１０８、異常検出ブロックにより所要の検出信号が出力された場合には、その検出タイミングに入力されたシリアルパルス信号Ｘに代えて、疑似シリアルパルス信号Ｙが処理出力信号ＺとしてＳ１０６、順次出力される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズに起因するシリアルパルス信号に生じた異常データを除去し出力する異常データ信号処理方法であって、 
前記シリアルパルス信号を基に前記シリアルパルス信号の正常時に等価な疑似シリアルパルス信号を生成すると共に、前記シリアルパルス信号を一時的に保存する一方、 
前記シリアルパルス信号の電源ライン及びグランドにおけるノイズの発生の有無を検出し、前記ノイズの発生が検出されない場合には、前記一時的に保存された前記シリアルパルス信号を、前記ノイズの発生が検出された場合には、その検出タイミングに入力された前記シリアルパルス信号に代えて、前記疑似シリアルパルス信号を、順次出力することを特徴とする異常データ信号処理方法。 
【請求項２】
ノイズに起因するシリアルパルス信号に生じた異常データを除去し出力する異常データ信号処理装置であって、 
前記シリアルパルス信号を所要の制御に供し、前記所要の制御を実行可能に構成されてなる電子制御ユニットと、 
前記シリアルパルス信号の電源ライン及びグランドにおけるノイズの発生の有無を検出し、前記ノイズの発生が検出された際に、所要の検出信号を出力するよう構成されてなる異常検出回路と、を具備し、 
前記電子制御ユニットは、 
前記シリアルパルス信号を基に前記シリアルパルス信号の正常時に等価な疑似シリアルパルス信号を生成すると共に、前記シリアルパルス信号を一時的に保存する一方、 
前記異常検出回路により所要の検出信号が出力されない場合には、前記一時的に保存された前記シリアルパルス信号を、前記所要の検出信号が出力された場合には、その検出タイミングに入力された前記シリアルパルス信号に代えて、前記疑似シリアルパルス信号を、順次出力可能に構成されてなることを特徴とする異常データ信号処理装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリアルパルス信号におけるノイズに起因した異常データ信号の処理方法及びその装置に係り、特に、処理の簡素化、安定性の確保等を図ったものに関する。 
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車両においては、いわゆるマイクロコンピュータ等を用いてなる電子制御ユニットが設けられて、種々のソフトウェアの実行により、相互に複雑に関係する車両動作に関する様々な制御が可能となっているが、この電子制御ユニットには、電子制御ユニットの周囲の限られた収納スペースに設けられた様々な電子回路やセンサ等からの様々な種類の信号が入力され、車両の動作制御に供されるようになっていることは、良く知られている通りである。 
【０００３】
電子制御ユニットの周辺に設けられた数々の電子回路の中には、数アンペア乃至数十アンペアに及ぶ比較的大電流が流れる回路がある一方、数ミリアンペア程度の微弱な電流で動作する回路もあり、これらが混在して設けられているため、特に、大電流の回路がノイズ発生源となり、微弱電流で動作する回路に影響を与える可能性が高い。 
通常、ノイズの発生を断つことは難しいため、ノイズの影響を受ける回路側で、それぞれ様々ノイズ対策が施されることが多く、そのための回路が種々提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６７０１号公報（第４−８頁、図１−図６）
【特許文献２】特開２００９−１０８２７号公報（第７−１５頁、図１−図１５）
【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、自動車両にあっては、先に述べたように構成品を収納するスペースが限られているため、ノイズ対策は、必要とされる電子部品が極力少なくて済み、しかも確実な方策が所望される。 
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、必要とされる電子部品が極力少なく、ノイズによって異常データとなった信号を実質的に再生可能とする異常データ信号処理方法及び異常データ信号処理装置を提供するものである。 
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る異常データ信号処理方法は、 
ノイズに起因するシリアルパルス信号に生じた異常データを除去し出力する異常データ信号処理方法であって、 
前記シリアルパルス信号を基に前記シリアルパルス信号の正常時に等価な疑似シリアルパルス信号を生成すると共に、前記シリアルパルス信号を一時的に保存する一方、 
前記シリアルパルス信号の電源ライン及びグランドにおけるノイズの発生の有無を検出し、前記ノイズの発生が検出されない場合には、前記一時的に保存された前記シリアルパルス信号を、前記ノイズの発生が検出された場合には、その検出タイミングに入力された前記シリアルパルス信号に代えて、前記疑似シリアルパルス信号を、順次出力するよう構成されてなるものである。 
また、本発明の上記目的を達成するため、本発明に係る異常データ信号処理装置は、 
ノイズに起因するシリアルパルス信号に生じた異常データを除去し出力する異常データ信号処理装置であって、 
前記シリアルパルス信号を所要の制御に供し、前記所要の制御を実行可能に構成されてなる電子制御ユニットと、 
前記シリアルパルス信号の電源ライン及びグランドにおけるノイズの発生の有無を検出し、前記ノイズの発生が検出された際に、所要の検出信号を出力するよう構成されてなる異常検出回路と、を具備し、 
前記電子制御ユニットは、 
前記シリアルパルス信号を基に前記シリアルパルス信号の正常時に等価な疑似シリアルパルス信号を生成すると共に、前記シリアルパルス信号を一時的に保存する一方、 
前記異常検出回路により所要の検出信号が出力されない場合には、前記一時的に保存された前記シリアルパルス信号を、前記所要の検出信号が出力された場合には、その検出タイミングに入力された前記シリアルパルス信号に代えて、前記疑似シリアルパルス信号を、順次出力可能に構成されてなるものである。 
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ノイズの発生を検出する回路を用いてノイズの発生を検出し、その検出を入力パルス信号の処理に反映させることで、異常データの入力パルス信号を後段の処理へ送ることなく、入力パルス信号の正常時に等価な信号を後段へ供給できるようにしたので、必要とされる電子部品が極力少なく、ノイズによって異常データとなった信号を実質的に再生することができ、後段の種々の制御動作に影響を与えることなく、装置動作の信頼性、安定性の向上を図ることができるという効果を奏するものである。 
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態における異常データ信号処理装置の構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示された異常データ信号処理装置を構成する異常検出ブロックの第１の回路構成例を示す回路図である。
【図３】図２に示された回路の主要部における信号波形を示す波形図であって、図３（Ａ）は比較器の非反転入力端子に設定される基準電圧を示す波形図、図３（Ｂ）は比較器の反転入力端子に入力するノイズの波形図、図３（Ｃ）は比較器の出力変化を示す波形図である。
【図４】異常検出ブロックにおいて用いられる基準電圧発生回路の回路構成例を示す回路図であって、図４（ａ）は第１の回路構成例を示す回路図、図４（ｂ）は第２の回路構成例を示す回路図である。
【図５】図１に示された異常データ信号処理装置を構成する異常処理ブロックにおいて実行される異常データ信号処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。
【図６】異常処理ブロックにおいて異常データ信号処理が実行される場合の主要部のタイミング波形を示すタイミングチャートである。
【図７】図５に示された異常処理ブロックにおいて実行される異常データ信号処理を論理回路で実現する場合の場合の等価回路論理回路の構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照しつつ説明する。 
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。 
最初に、本発明の実施の形態における異常データ信号処理装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。 
本発明の実施の形態における異常データ信号処理装置は、例えば、自動車両の動作制御を行う電子制御ユニット１０１内にあって、後述するように異常検出ブロック（異常検出回路）１０２と、異常検出ブロック１０３と信号処理ブロックで構成されてなるものである。 
異常検出ブロック１０２は、電子制御ユニット１０１に入力される信号の波形の異常の発生、換言すれば、ノイズの発生を検出する電子回路である。 
ここで、電子制御ユニット１０１に入力される信号の波形の異常とは、電源ライン又はグランドにノイズが発生し、そのノイズ発生のタイミングに電子制御ユニット１０１へ入力される後述のようなパルス信号にノイズが混入した状態を言う。 
【００１１】
本発明の実施の形態における異常データ信号処理方法の対象となる電子制御ユニット１０１に入力される信号は、いわゆるシリアルパルス信号である。 
本発明の実施の形態においては、特に、シリアルパルス信号として、具体的には、ＰＷＭ回路（図１においては「ＰＷＭ」と表記）５１から出力された周波数一定のＰＷＭ信号と、パルス回路（図１においいては「ＰＵＬＳＥ」と表記）５２から出力された周波数可変のパルス信号を異常データ信号処理方法の対象としている。これらの信号は、自動車両の動作制御において良く用いられるもので、図１においては、説明の便宜上、それぞれ１つずづの回路が示されているが、実際には、自動車両の構成等によって、使用される信号の数や回路数は様々である。また、異常データ信号処理方法の対象とされる信号は、図１に示されたように、必ずしもＰＷＭ信号と周波数可変のパルス信号（以下、「周波数可変パルス信号」と称する）の双方である必要はなく、いずれか一方でも良いものである。 
【００１２】
異常検出ブロック１０２は、電子制御ユニット１０１に入力されるシリアルパルス信号の波形の異常を後述するような回路構成により検出し、後述する異常データ信号処理の実行によって、異常処理ブロック１０３が実現され、処理後の信号は、従来同様、種々の車両動作制御に必要とされる信号の選択、信号変換、フィルタリング等を行う信号処理ブロックに供給されるようになっている。 
【００１３】
次に、異常検出ブロック１０２の第１の回路構成例について、図２及び図３を参照しつつ説明する。 
最初に、回路構成について図２を参照しつつ説明する。 
この異常検出ブロック１０２は、比較器１を用いた比較回路が以下に説明するように構成されたものとなっている。 
まず、比較器１の非反転入力端子は、基準電圧発生回路５３が接続され、その出力電圧Ｖrefが後述する比較動作の閾値電圧(threshold)として印加されるようになっている。 
【００１４】
また、比較器１の反転入力端子は、第３の抵抗器（図２においては「Ｒ３」と表記）１３の一端に接続され、第３の抵抗器１３の他端には、電源電圧Ｖｃｃが印加されるようになっている。さらに、比較器１の反転入力端子は、第４の抵抗器（図２においては「Ｒ４」と表記）１４を介してグランドに接続されている。 
【００１５】
しかして、この異常検出ブロック１０２は、電源、又は、グランドから侵入するノイズのいずれに対しても、検出動作が可能なものとなっている。 
以下、具体的な検出動作について、図３に示されたタイミングチャートを参照しつつ説明する。 
まず、図２に示された構成において、比較器１の非反転入力端子は、検知したいノイズの電圧レベルとしての閾値(threshold)を設定する端子として利用されており、これに対して、反転入力端子は、電源、又は、グランドから侵入するノイズの検出端子として用いられている。 
【００１６】
かかる前提の下、ノイズの発生の無い状態においては、反転入力端子の電圧は、非反転入力端子の閾値を超えることはないため（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）、比較器１は、論理値Ｈｉｇｈに相当する電圧を出力した状態となる（図３（Ｃ）参照）。 
一方、例えば、電源側から図３（Ｂ）に示されたようなノイズが侵入してきて反転入力端子において、非反転入力端子における閾値（図３（Ａ）参照）を超えると、比較器１の出力端子からは、図３（Ｃ）に示されたように、論理値Ｌｏｗに相当する電圧が出力されることとなる。 
【００１７】
比較器１の出力の変化は、後述する異常処理ブロック１０３における処理に供されることとなる。 
なお、上述のノイズは、電源側からの侵入の場合として説明したが、グランド側で発生した場合も、基本的には、図３で示されたと同様な動作となる。 
【００１８】
次に、異常検出ブロック１０２の基準電圧発生回路５３の回路構成例について、図４を参照しつつ説明する。 
図４（ａ）には、基準電圧発生回路５３の第１の回路構成例が示されており、第１及び第２の抵抗器（図４においては、それぞれ「Ｒ１」、「Ｒ２」と表記）１１，１２と、カップリングコンデンサ２１とを有して構成されたものとなっている。 
この例において、第１及び第２の抵抗器１１，１２は、電源電圧Ｖｃｃとグランドとの間に、電源電圧Ｖｃｃ側から順に直列接続されて設けられると共に、相互の接続点の電圧がカップリングコンデンサ２１を介して閾値電圧Ｖrefとして出力されるようになっている。なお、カップリングコンデンサ２１は、図４（ａ）において、グランドと接続された一端を、電源電圧Ｖｃｃ側に接続する構成としても良い。 
【００１９】
この回路構成例においては、第１の抵抗器１１と第３の抵抗器１３の抵抗値が同一に設定されると共に、第２の抵抗器１２と第４の抵抗器１４の抵抗値が同一に設定されたものとなっている。 
かかる構成においては、比較器１（図２参照）の非反転入力端子とグランドの間（又は、電源電圧Ｖｃｃの間）に、カップリングコンデンサ２１が接続されるため、非反転入力端子における電圧Ｖin＋の変動が抑圧され、電源又はグランドから侵入するノイズが抑圧されるものとなっている。 
【００２０】
また、図４（ｂ）には、基準電圧発生回路５３の第２の回路構成例として、いわゆる三端子レギュレータ３１を用いた例が示されている。 
基準電圧発生回路５３として、上述の回路構成のいずれを用いるかは任意である。 
上述の構成の異常検出ブロック１０２は、電源、又は、グランドから侵入するノイズのいずれに対しても、検出動作が可能なものである点は、先に図２に示された第１の回路構成例の場合と同様である。 
【００２１】
次に、電子制御ユニット１０１における異常データ信号処理の実行により実現される異常処理ブロック１０３について、図５乃至図７を参照しつつ説明する。 
最初に、電子制御ユニット１０１により実行される異常データ信号処理の手順について、図５に示されたサブルーチンを参照しつつ説明する。 
まず、この図５に示された一連の処理は、先に述べたシリアルパルス信号である入力パルス信号が入力される度毎に繰り返されるものである。 
しかして、電子制御ユニット１０１による処理が開始されると、入力パルス信号のバッファ保存が行われる（図５のステップＳ１０２参照）。 
【００２２】
ここで、本発明の実施の形態における異常信号波形処理の対象とされる電子制御ユニット１０１へ外部から入力されるシリアルパルス信号を、便宜的に”Ｘ”と表すと共に、その後ろに、入力順を表す添字として、入力タイミングの早い順に１から昇順に算用数字を付すこととする。 
また、電子制御ユニット１０１の適宜な記憶領域に適宜確保されたバッファ（図示せず）に保存された信号（以下、説明の便宜上「バッファ信号」と称する）を、便宜的に”Ｙ”と表すと共に、その後ろに、保存のタイミングの早い順に０１から昇順に算用数字を添字として付すこととする。 
【００２３】
ここで、ステップＳ１０２における入力信号のバッファ保存について、図６に示されたタイミングチャート、及び、図７に示された等価論理回路例を参照しつつ、具体的に説明することとする。 
まず、図７には、電子制御ユニット１０１により実行される図５に示された異常データ信号処理を、論理回路で構成する場合の等価回路が示されており、以下、この等価論理回路構成例について説明する。 
この等価論理回路は、入力用ラッチ回路５と、セレクタ６と、出力用ラッチ回路７とを有して構成されたものとなっている。 
【００２４】
入力用ラッチ回路５と出力用ラッチ回路７は、基本的に同一の構成を有して成るものであり、より具体的には、例えば、Ｄフリップフロップである。 
以下、入力用ラッチ回路５の構成、動作について説明し、この説明を以て、出力用ラッチ回路７の説明に代えることとする。 
入力用ラッチ回路５は、クロック信号(CLK)が入力される共に、ラッチの対象となる信号、すなわち、入力パルス信号Ｘが入力されるようになっており、クロック信号に同期して入力パルス信号が読み込まれてラッチされる一方、クロック信号に同期してラッチされた信号が出力されるようになっている。 
【００２５】
この入力用ラッチ回路５における入力パルス信号のラッチと、出力動作について、図６のタイミングチャートを参照しつつ、より具体的に説明する。 
図６（Ａ）は、先に説明したように電子制御ユニット１０１内において生成されるクロック信号であり、例えば、このクロック信号の立ち下がりと、直後の立ち上がりのそれぞれにおける入力パルス信号の信号レベルが読み込まれることで、１つの入力パルス信号がラッチされるようになっている。 
入力用ラッチ回路５の出力Ｙには、入力パルス信号Ｘが、１クロック信号分遅れて出力されるようになっている。 
【００２６】
このため、異常検出ブロック１０２から異常検出タイミング信号が入らない時 
（図６（Ｂ）参照）は、入力パルス信号は、正常値としてラッチされることとなる（図６（Ｃ）参照）。 
したがって、入力用ラッチ回路５により得られる信号Ｙは、入力パルス信号（シリアルパルス信号）が正常な状態に等価な疑似シリアルパルス信号と言えるものである。 
【００２７】
一方、セレクタ６には、入力パルス信号Ｘと、入力用ラッチ回路５の出力信号Ｙとが、それぞれ入力され、一時的に保存され、入力パルス信号について異常検出がなければ、出力用ラッチ回路７に対して入力パルス信号Ｘが出力される一方、入力パルス信号について異常検出がなされた場合には、出力用ラッチ回路７に対して、入力パルス信号Ｘに代えて、疑似シリアルパルス信号Ｙが出力されるようになっている。 
出力用ラッチ回路７においては、上述のようにしてセレクタ６から出力された信号が、先に説明した入力用ラッチ回路５と同様な動作によりラッチされ、後段の信号処理ブロックへ出力されるようになっている。 
【００２８】
ここで、再び、図５のサブルーチンフローチャートの説明に戻ることとする。 
上述したようにしてバッファ保存（図５のステップＳ１０２参照）が実行された後は、入力パルス信号に異常が検出されたか否かが判定される（図５のステップＳ１０４参照）。 
入力パルス信号に生ずる波形の異常の原因は、電源ライン、又は、グランドから侵入するノイズであり、かかるノイズは、電子制御ユニット１０１において、入力信号がクロックに同期せしめられて読み込まれる際に、異常なＰＷＭ値となって入力され、ＰＷＭ回路では正常か異常か判断できない。 
【００２９】
このノイズの検出は、先に説明したように異常検出ブロック１０２により行われ、ノイズが検出された際に、所定の信号、すなわち、本発明の実施の形態においては、論理値Ｌｏｗに相当する信号が出力され、電子制御ユニット１０１に読み込まれる。 
したがって、電子制御ユニット１０１においては、この所定の信号が読み込まれたか否かを判定することで、入力パルス信号の波形に異常が生じたか否かが判定されることとなる。 
【００３０】
しかして、ステップＳ１０４において、入力パルス信号に異常が検出されたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０６の処理へ進む一方、入力パルス信号に異常は検出されなかったと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１０８の処理へ進むこととなる。 
例えば、入力パルス信号がＸ１（図６（Ｂ）参照）であるとすると、このＸ１は正常な信号であるので、ステップＳ１０４においては異常は検出されなかっと判定され、ステップＳ１０８の処理へ進むこととなる。 
【００３１】
ステップＳ１０８においては、異常処理ブロック１０３から出力される信号（以下、説明の便宜上「処理出力信号」と称すると共に「Ｚ」と表記する）は、Ｘ１とされ、処理出力信号Ｚ０として出力されることとなる（図５のステップＳ１１０参照）。 
すなわち、処理出力信号Ｚ０として、本来の入力パルス信号Ｘ１の入力タイミングから１クロック信号分遅れて、Ｘ１が出力されることとなり（図６（Ｄ参照））、一旦、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。 
【００３２】
メインルーチンにおいて、必要に応じて他の処理等が実行された後、再び、ステップＳ１０２の処理が開始され、今度は、先の入力パルス信号Ｘ１に続く、入力パルス信号Ｘ２がバッファ保存され、次いで、この入力パルス信号Ｘ２について異常が検出されたか否かが判定される（図５のステップＳ１０４参照）。 
図６（Ｂ）に示されたように、入力パルス信号Ｘ２においては、異常検出がなされるため、ステップＳ１０６の処理へ進むこととなる。 
【００３３】
ステップＳ１０６においては、入力パルス信号Ｘ２に異常検出がなされたことに対応して、処理出力信号Ｚ２は、入力パルス信号Ｘ２に代えてバッファ保存されたＹ１とされ、処理出力信号Ｚ１として出力されることとなる（図５のステップＳ１１０及び図６（Ｂ）乃至図６（Ｄ）参照）。 
以下、続く入力パルス信号Ｘ３、Ｘ４・・・について、正常な信号については、上述のＸ１と同様に、また、異常検出がなされた信号については、上述のＸ２と同様に、それぞれ処理され、処理出力信号Ｚ２、Ｚ３・・・と出力されることとなる。 
【００３４】
したがって、信号処理ブロックに対しては、入力パルス信号にノイズに起因する異常データが生じても、正常の場合と同様の信号が入力され、必要な処理に供されることとなり、入力パルス信号を必要とする制御動作の信頼性、安定性が確実に確保されることとなる。 
【産業上の利用可能性】
【００３５】
ノイズに起因する異常データ信号が発生しても、後段の回路、装置等における誤動作の抑圧、防止が所望される電子装置に適用できる。 
【符号の説明】
【００３６】
１０１…電子制御ユニット 
１０２…異常検出ブロック 
１０３…異常処理ブロック 
【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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