DE102015210547A1

DE102015210547A1 - Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis und Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis

Info

Publication number: DE102015210547A1
Application number: DE102015210547.4A
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa WATARU
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2015-12-10
Also published as: CN105320029B; US9494626B2; CN105320029A; JP6450094B2; US20150355250A1; JP2015232766A

Abstract

Ein Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis zur Überwachung eines Festperiodensignals, das periodisch ausgegeben wird, wenn ein im Einklang mit einem Programm arbeitender Steuerungsprozessor normal ist, umfasst ein Signaleingangsterminal, das das Festperiodensignal empfängt, einen Sprungerkennungsabschnitt, der eine Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau oder von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau als einen Sprung des Festperiodensignals erkennt, und einen Zeitmessabschnitt, der auf der Basis einer Ausgabe des Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des Sprungs anhält, und der im Falle, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nummer 2014-118840 , die am 9. Juni 2014 angemeldet wurde und deren Inhalte durch Bezugnahme hierin enthalten sind.
HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis zur Überwachung eines vorgegebenen Festperiodensignals, das periodisch ausgegeben wird, wenn ein gemäß einem vorgegebenen Programm arbeitender Steuerungsprozessor von außerhalb des Steuerungsprozessors normal ist.
Ein Steuerungs-Mikroprozessor, d. h. ein Mikrocomputer (CPU: Zentralprozesseinheit), der gemäß einem vorgegebenen Programm arbeitet, ist in verschiedenen elektronischen Steuereinheiten (ECUs) enthalten, die in Fahrzeugen zu montieren sind.
Ein solcher Mikrocomputer führt gewöhnlich verschiedene Steuerungen aus, wie gemäß dem Inhalt eines im Voraus vorbereiteten Programms beabsichtigt ist. Jedoch kann beispielsweise in dem Fall, dass der Mikrocomputer aufgrund von elektromagnetischen Störsignalen beeinträchtigt wird, die von außen eindringen, im Falle dass der Mikrocomputer fehlerhaft wird, oder im Fall dass der Mikrocomputer aufgrund von im Programm selbst enthaltenen Fehlern (Bugs) fehlerhaft läuft, der Mikrocomputer gelegentlich eine unerwartete Operation ausführen und kann in einen Durchgangszustand gebracht werden.
Wenn der Mikrocomputer in einen solchen Durchgangszustand gebracht wird, fällt die gesamte elektrische Steuerungseinheit in einen unkontrollierbaren Zustand. Daher ist es in den Systemen solcher verschiedener elektrischer Steuerungseinheiten notwendig, zu überwachen, ob in dem Mikrocomputer eine Unregelmäßigkeit aufgetreten ist, und in dem Fall, dass das Vorkommen einer Unregelmäßigkeit erkannt wird, ist es notwendig, den Mikrocomputer in seinen Normalzustand zurückzuführen.
Demnach führt der Mikrocomputer in solchen verschiedenen elektrischen Steuerungseinheiten eine Steuerung derart durch, um periodische Pulssignale auszugeben, die nach außen als ein Überwachungssignal bezeichnet werden. Ferner ist ein Überwachungsschaltkreis außerhalb des Mikrocomputers angeschlossen, und dieser Überwachungsschaltkreis überwacht stets das Überwachungssignal, das von dem Mikrocomputer ausgegeben wird. Falls in dem Mikrocomputer eine Unregelmäßigkeit auftritt, tritt das Überwachungssignal nicht in Erscheinung. Beim Erkennen des Zustands, in welchem das Überwachungssignal für eine konstante Zeitdauer nicht auftritt, leitet der Überwachungsschaltkreis den Betrieb des Mikrocomputers ein.
In der fahrzeugeigenen elektronischen Steuerungseinheit gemäß JP-A-2010-13988 , wenn die in 1 gezeigte Haupt-CPU 10 in einen Durchgangszustand gebracht wird und die Pulsweite eines Überwachungssignals WDS übermäßig groß wird, erkennt ein Leistungssteuerungsschaltkreis 113 diesen Zustand und erzeugt ein Rückstellpulssignal RST.
Auch in dem elektronischen Steuerungssystem für Fahrzeuganwendungen gemäß der JP-A-2011-98593 überwacht der in einer Energiequellensteuerung IC 23 enthaltene Überwachungszeitnehmer 24 den Betriebszustand einer CPU 1 auf der Basis des von der CPU 1 übertragenen Überwachungssignals und überträgt ein Rückstellsignal RST, wenn eine Unregelmäßigkeit auftritt.
Wie in JP-A-2010-13988 und JP-A-2011-98593 beschrieben ist, kann eine Unregelmäßigkeit im Betrieb des Mikrocomputers durch Überwachen der Überwachungssignalausgabe des Mikrocomputers erkannt werden. Zusätzlich legt der Schaltkreis zur Überwachung des Überwachungssignals beim Erkennen einer Unregelmäßigkeit das Rückstellsignal an den Mikrocomputer an. Wenn das Rückstellsignal angelegt wird, leitet der Mikrocomputer den Zustand der Hardware ein und startet die Ausführung des Programms neu von der Startposition an, wie zum Zeitpunkt der Energieversorgung.
Daher kann der Betrieb des Mikrocomputers durch Anlegen des Rückstellsignals in seinen Normalzustand zurückgebracht werden, im Falle, dass der Mikrocomputer aufgrund eines temporären Faktors wie dem Eindringen eines elektromagnetischen Störsignals in einen Durchgangszustand gebracht wird.
Jedoch kann der Betrieb des Mikrocomputers im Fall, dass ein dauerhafter Fehler im Mikrocomputer auftritt, nicht in seinen Normalzustand zurückgeführt werden, selbst wenn das Rückstellsignal angelegt wird. Ferner kann in dem Fall, dass ein Fehler in dem Mikrocomputer auftritt, der in einer elektronischen Steuerungseinheit für eine An/Aus-Steuerung der Energieversorgung eines Verbrauchers bereitgestellt ist, die Energieversorgung des Verbrauchers nicht an-/ausgeschaltet werden, selbst wenn ein Schaltkreis zur Überwachung des Überwachungssignals montiert ist.
Daher ist es wünschenswert, dass ein Sicherheitsschaltkreis an einer fahrzeugeigenen elektronischen Steuerungseinheit oder dergleichen in Vorbereitung für das Auftreten eines Fehlers im Mikrocomputer montiert werden sollte. In anderen Worten, anstelle des Mikrocomputers ist ein Schaltkreis zur Erzeugung eines Sicherheitssteuerungssignals zur Steuerung eines Verbrauchers erforderlich, so dass die Energieversorgung des Verbrauchers an-/ausgeschaltet werden kann, selbst wenn der Mikrocomputer fehlerhaft ist.
Jedoch wird der Zustand des Ausgangsanschlusses des Mikrocomputers, von dem das Überwachungssignal ausgegeben wird, unsicher, wenn das Programm des Mikrocomputers in einen Durchgangszustand gebracht wird. D. h., es tritt ein Fall auf, in welchem ein niedriges Niveau (ein Potenzial nahe bei 0 V) ausgegeben wird oder ein Fall, in welchem ein hohes Niveau (ein Potenzial nahe bei 5 V) von dem Ausgabeanschluss ausgegeben wird.
Daher ist es im Schaltkreis zur Überwachung des Überwachungssignals notwendig, das Gleichstrompotenzial des Signals zu ignorieren und nur die Veränderung im Potenzial (Wechselstromkomponenten) zu überwachen. In einem elektrischen Schaltkreis für diese Art von Anwendung ist es eine allgemeine Praxis, dass ein Kondensator an den Eingang des Überwachungsschaltkreises angeschlossen ist, um die Gleichstromkomponenten auszuschalten.
Ein Konfigurationsbeispiel des Überwachungsschaltkreises, in welchem ein Kondensator an den Eingang angeschlossen ist, ist in 4 gezeigt. Zusätzlich sind Beispiele von Signalwellenformen an verschiedenen Abschnitten in dem Überwachungsschaltkreis in 5 gezeigt.
In dem in 4 gezeigten Überwachungsschaltkreis wird das periodisch von dem Mikrocomputer ausgegebene Überwachungssignal w/D an ein Eingangsterminal 54 angelegt. Dieses Überwachungssignal wird über einen Kondensator C1 zum Ausschalten der Gleichstromkomponenten in das Löschungsterminal CLR eines Zählers 51 eingegeben. Ferner ist das Löschungsterminal des Zählers 51 über einen Widerstand R1 geerdet. Zusätzlich wird das von einem Taktgeber 53 ausgegebene Taktsignal CLK an das Takteingangsterminal CK des Zählers 51 angelegt.
Wenn das Niveau des Ausgangssignals des Zählers 51 „Hi” wird, sperrt die an das Ausgangsterminal Q3 des Zählers 51 angeschlossene, bistabile Kippschaltung 52 des D-Typs diesen Zustand und erzeugt ein Sicherheitssteuerungssignal SGbk.
Wie in 5 gezeigt ist, wenn das Potenzial eines Löschungssignals SGcr niedriger als ein Löschungsgrenzwert ist, zählt der in 4 gezeigte Zähler 51 die Anzahl der Taktpulse CLK. Ferner, wenn das Potential des Löschungssignals SGcr größer als der Löschungsgrenzwert ist, löscht der Zähler 51 den Zählwert.
Weil ein Zeitkonstantenschaltkreis einschließlich des Kondensators C1 in dem Überwachungsschaltkreis in 4 eingesetzt wird, ändert sich das Potenzial des Löschungssignals SGcr in Abhängigkeit von der Zeitkonstante des Schaltkreises. Daher, wie in 5 gezeigt ist, wird die Zeit (Löschungszeit) während der der Zähler 51 seinen Löschungszustand beibehält, vergleichsweise lang. Ferner wird die Sicherheitswiederherstellungszeit vom Ende des Überwachungssignals W/D bis zur Ausgabe des Sicherheitssteuerungssignals SGbk aufgrund des Einflusses der Löschungszeit lang, wie in 5 gezeigt ist. In anderen Worten, in einer elektronischen Steuerungseinheit zur Steuerung der Energieversorgung eines Verbrauchers, im Fall, dass der Mikrocomputer davon fehlerhaft wird, kann das Sicherheitssteuerungssignal SGbk nicht schnell ausgegeben werden, wodurch die Zeitdauer, während der der Verbraucher nicht gesteuert werden kann, lange andauert. Zusätzlich kann in einer Situation, in welcher eine Veränderung in der Eigenschaft des Kondensators C1 aufgrund individueller Unterschiede groß ist, eine erhebliche Variation in der Länge der Sicherheitswiederherstellungszeit eintreten.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Umstände gemacht, und das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis sowie einen Verbrauchersteuerungssicherungssignalerzeugungsschaltkreis bereitzustellen, die in der Lage sind, das Auftreten einer Unregelmäßigkeit schnell zu erkennen, wenn ein aus einem Mikrocomputer aufgebauter Steuerungsschaltkreis fehlerhaft wird.
Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, hat ein Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis gemäß der vorliegenden Erfindung die in den folgenden Ziffern (1) bis (6) beschriebenen Eigenschaften.

(1) Ein Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis zur Überwachung eines Festperiodensignals, das periodisch ausgegeben wird, wenn ein im Einklang mit einem Programm arbeitender Steuerungsprozessor von außerhalb des Steuerungsprozessors normal ist, wobei der Überwachungsschaltkreis umfasst: ein Signaleingangsterminal, das das Festperiodensignal empfängt; einen Sprungerkennungsabschnitt, der eine Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau oder von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau als einen Sprung des Festperiodensignals erkennt; und einen Zeitmessabschnitt, der auf der Basis einer Ausgabe des Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des Sprungs anhält, und der im Fall, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt.
(2) Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (1) beschrieben konfiguriert ist, wobei der Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen Positiv-Sprungerkennungsabschnitt, der die Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau als einen positiven Sprung des Festperiodensignals erkennt; und einen Negativ-Sprungerkennungsabschnitt, der die Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von dem hohen Niveau auf das niedrige Niveau als einen negativen Sprung des Festperiodensignals erkennt; und wobei der Zeitmessabschnitt auf der Basis einer Ausgabe des Positiv-Sprungerkennungsabschnitts und einer Ausgabe des Negativ-Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des positiven Sprungs und des negativen Sprungs anhält, und der in dem Fall, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt.
(3) Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (2) beschrieben konfiguriert ist, wobei der Zeitmessabschnitt einen Löschungssignalerzeugungsabschnitt aufweist, der ein Signal zur Löschung der gemessenen Zeit erzeugt, wenn der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt oder wenn der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt.
(4) Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (2) beschrieben konfiguriert ist, wobei der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt ein Positiv-Sprungpulssignal ausgibt, wenn der Erkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt; und wobei der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt ein Negativ-Sprungpulssignal ausgibt, wenn der Erkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt.
(5) Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (4) beschrieben konfiguriert ist, wobei der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen ersten bistabilen Kippschalter, der eingestellt wird, wenn der Erkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt; und einen ersten Verzögerungsschaltkreis, der den ersten bistabilen Kippschalter automatisch zurückstellt, nachdem der erste bistabile Kippschalter eingestellt ist; und wobei der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen zweiten bistabilen Kippschalter, der eingestellt wird, wenn der Erkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt; und einen zweiten Verzögerungsschaltkreis, der den zweiten bistabilen Kippschalter automatisch zurückstellt, nachdem der zweite bistabile Kippschalter eingestellt ist.
(6) Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (2) beschrieben konfiguriert ist, wobei der Zeitmessabschnitt umfasst: einen Takterzeugungsabschnitt, der Taktpulse mit einer festen Periode ausgibt; und einen Zähler, der die Anzahl der Taktpulse zählt.

Mit dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (1) beschrieben konfiguriert ist, ist es nicht notwendig, einen Kondensator zum Ausschalten der Gleichstromkomponenten zu verwenden, weil die Zeit auf der Basis des Zeitpunkts gemessen wird, an welchem der Sprung des Festperiodensignals erkannt wird. Daher wird die Messung nicht durch die Zeitkonstante eines CR Schaltkreises beeinträchtigt. In anderen Worten, im Falle, dass das Festperiodensignal, wie ein Überwachungssignal endet, kann diese Unregelmäßigkeit in einer minimalen Zeit festgestellt werden.
Mit dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (2) beschrieben konfiguriert ist, weil die Zeit auf der Basis des Zeitpunkts gemessen wird, an welchem die positiven und negativen Sprünge des Festperiodensignals erkannt werden, ist es nicht notwendig, einen Kondensator zum Ausschalten der Gleichstromkomponenten einzusetzen. Daher wird die Messung nicht durch die Zeitkonstante eines CR Schaltkreises beeinträchtigt. In anderen Worten, im Falle, dass das Festperiodensignal, wie ein Überwachungssignal endet, kann diese Unregelmäßigkeit in einer minimalen Zeit festgestellt werden.
Mit dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (3) beschrieben konfiguriert ist, weil die gemessene Zeit gelöscht werden kann, wenn der positive Sprung erkannt wird und wenn der negative Sprung erkannt wird, ist es möglich, nur die Zeit zu messen, während der das Festperiodensignal anhält.
Mit dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (4) beschrieben konfiguriert ist, weil die Pulssignale zu entsprechenden Zeitpunkten ausgegeben werden, wenn der positive Sprung und der negative Sprung erkannt werden, können die Zeitpunkte einfach auf der Basis dieser Pulssignale gesteuert werden.
Mit dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (5) beschrieben konfiguriert ist, können Pulssignale zu den jeweiligen Zeitpunkten ausgegeben werden, wenn der positive Sprung und der negative Sprung erkannt werden.
Mit dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (6) beschrieben konfiguriert ist, weil die Zeit durch Zählen der Anzahl der Taktpulse gemessen wird, kann die Zeitmessung mit einer vergleichsweise hohen Genauigkeit durchgeführt werden.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, hat ein Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis gemäß der vorliegenden Erfindung die in der folgenden Ziffer (7) beschriebenen Eigenschaften.

(7) Ein Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis zur Ausgabe eines Sicherheitssteuerungssignals an einen Schalter eines Verbrauchers, der an einen Ausgang eines im Einklang mit einem Programm arbeitenden Steuerungsprozessors angeschlossen ist, wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Steuerungsprozessor auftritt, wobei der Schaltkreis umfasst: ein Signaleingangsterminal, das ein Festperiodensignal empfängt, das periodisch ausgegeben wird, wenn der Steuerungsprozessor normal ist; einen Sprungerkennungsabschnitt, der eine Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau oder von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau als einen Sprung des Festperiodensignals erkennt; einen Zeitmessabschnitt, der auf der Basis einer Ausgabe des Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des Sprungs anhält, und der im Falle, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt; und einen Sicherheitssignalausgabeabschnitt, der das Sicherheitssteuerungssignal erzeugt, wenn das Unregelmäßigkeitserkennungssignal am Ausgang des Zeitmessabschnitts erscheint.

Mit dem Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis, der wie in der oben erwähnten Ziffer (7) beschrieben konfiguriert ist, weil die Zeit auf der Basis des Zeitpunkts gemessen wird, an welchem der Sprung des Festperiodensignals erkannt wird, ist es nicht notwendig, einen Kondensator zum Ausschalten der Gleichstromkomponenten einzusetzen. Daher wird die Messung nicht durch die Zeitkonstante eines CR Schaltkreises beeinträchtigt. In anderen Worten, wenn das Festperiodensignal, wie ein Überwachungssignal, endet, kann diese Unregelmäßigkeit in einer minimalen Zeit erkannt werden und das Sicherheitssteuerungssignal kann ausgegeben werden.
Mit dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis und dem Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten einer Unregelmäßigkeit schnell erkannt werden, wenn ein aus einem Mikrocomputer oder dergleichen aufgebauter Steuerungsschaltkreis fehlerhaft wird.
Die vorliegende Erfindung wurde zuvor kurz beschrieben. Die Details der vorliegenden Erfindung werden durch Lesen der Beschreibung des Weges (nachstehend als „Ausführungsbeispiel” bezeichnet) zur Ausführung der Erfindung, der nachstehend unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben ist, weiter klargestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer elektronischen Steuerungseinheit umfassend einen Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis im Einklang mit einem Ausführungsbeispiel umfasst.
2 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das eine detaillierte Konfiguration eines Teils des in 1 gezeigten Schaltkreises zeigt.
3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Betriebsbeispiel des in 1 gezeigten Schaltkreises zeigt.
4 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Festperiodensignalüberwachungsschaltkreises zeigt.
5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Betriebsbeispiel des Festperiodensignalüberwachungsschaltkreises zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein spezifisches Ausführungsbeispiel in Bezug auf einen Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis und einen Verbrauchersteuerungssicherungssignalerzeugungsschaltkreis im Einklang mit der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
<Beschreibung eines Konfigurationsbeispiels>
<Allgemeine Beschreibung der gesamten Steuerungseinheit>
Ein Konfigurationsbeispiel des Hauptabschnitts einer elektronischen Steuerungseinheit 100 umfassend einen Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 und einen Sicherheitssignalerzeugungsabschnitt 22 im Einklang mit diesem Ausführungsbeispiel ist in 1 gezeigt.
Die elektronische Steuerungseinheit 100, die in 1 gezeigt ist, umfasst einen Mikrocomputer 10, der als ein Hauptsteuerungsabschnitt dient. Der Mikrocomputer 10 kann eine Steuerung zur Verwirklichung von Funktionen ausführen, die für die elektrische Steuerungseinheit erforderlich sind, durch Ausführen von Programmen, die zuvor zum Beispiel in einem internen Speicher (ROM) integriert wurden.
In dem in 1 gezeigten Konfigurationsbeispiel gibt der Mikrocomputer 10 ein Steuerungssignal SG1, wie ein einfaches binäres Signal oder ein PWM (Pulsweitenmodulations-)Signal abhängig von einem erkannten Zustand an einen Ausgabeanschluss 11 aus, und ist dadurch in der Lage, die Energieversorgung eines Verbrauchers 31 zu steuern.
Jede der verschiedenen fahrzeugeigenen elektrischen Komponenten kann als ein spezifisches Beispiel des Verbrauchers 31 angenommen werden. Ferner steuert eine Schaltungsvorrichtung 32, die aus einem Leistungs-FET aufgebaut ist, den An/Aus-Zustand der Energieversorgung des Verbrauchers 31 im Einklang mit dem An/Aus-(hohes Niveau/niedriges Niveau)Zustand eines Energieversorgungssteuerungssignals SG2, wie einem PWM-Signal oder einem binären Signal.
Durch die Bearbeitung des Mikrocomputers 10 verändert sich das Energieversorgungssteuerungssignal SG2 zur Steuerung des Verbrauchers 31 üblicherweise in Abhängigkeit von dem Steuerungssignal SG1, das an den Ausgangsanschluss 11 des Mikrocomputers ausgegeben wird. Jedoch kann in einigen Fällen ein dauerhafter oder temporärer Fehler in dem Mikrocomputer 10 auftreten. Falls der Mikrocomputer 10 fehlerhaft ist, verändert sich das Steuerungssignal SG1 nicht, wobei der Mikrocomputer in einen Zustand gebracht wird, in dem er unfähig ist, die An/Aus-Steuerung des Verbrauchers 31 durchzuführen.
Der Sicherheitssignalerzeugungsabschnitt 22 ist als eine Sicherung montiert, wenn der Mikrocomputer 10 fehlerhaft wird. In anderen Worten, wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Mikrocomputer 10 auftritt und das normal auszugebende Steuerungssignal SG1 nicht ordnungsgemäß ausgegeben wird, steuert ein Sicherheitssteuerungssignal SGbk, das von dem Sicherheitssignalerzeugungsabschnitt 22 ausgegeben wird, den Verbraucher 31 anstelle des Mikrocomputers 10.
Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 überwacht das Überwachungssignal SGw/d, das periodisch von dem Mikrocomputer 10 ausgegeben wird, und identifiziert dabei die Anwesenheit oder Abwesenheit des Auftretens einer Unregelmäßigkeit in dem Mikrocomputer 10. Der Sicherheitssignalerzeugungsabschnitt 22 erzeugt das Sicherheitssteuerungssignal SGbk auf der Basis der Ausgabe des Festperiodensignalüberwachungsschaltkreises 21.
Der Ausgabeanschluss 11 des Mikrocomputers 10 ist über eine Rückströmungsverhinderungsdiode D3 an den Steuerungseingang (Anschlussterminal) der Schaltungsvorrichtung 32 angeschlossen. Ferner ist der Ausgang des Sicherheitssignalerzeugungsabschnitts 22 über eine Diode D4 an den Steuerungseingang der Schaltungseinrichtung 32 angeschlossen.
Wenn demnach der Mikrocomputer 10 fehlerhaft wird und das Steuerungssignal SG1 nicht ausgegeben wird, kann die Schaltungseinrichtung 32 in Abhängigkeit von dem Sicherheitssteuerungssignal SGbk, das über die Diode D4 eingegeben wird, an-/ausgeschaltet werden. Zudem, wenn das Sicherheitssteuerungssignal SGbk ausgegeben werden kann, unmittelbar nachdem das Steuerungssignal SG1 nicht ausgegeben wird, kann die Zeitdauer, während der der Verbraucher 31 nicht gesteuert werden kann, minimiert werden.
<Beschreibung des Festperiodensignalüberwachungsschaltkreises 21>
Der in 1 gezeigte Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 umfasst ein Überwachungseingangsterminal 21a, das an den Überwachungssignalausgangsanschluss 12 des Mikrocomputers 10 angeschlossen ist. In anderen Worten überwacht der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 das Überwachungssignal SGw/d, das als ein Festperiodensignal dient, und identifiziert die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Unregelmäßigkeit.
Zusätzlich sind ein Positiv-Sprungerkennungsabschnitt 23, ein Negativ-Sprungerkennungsabschnitt 24, Dioden D1 und D2, ein Zähler 25 und ein Takterzeuger 26 in dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 bereitgestellt.
Sowohl die Eingangsterminals des Positiv-Sprungerkennungsschaltkreises 23 als auch des Negativ-Sprungerkennungsschaltkreises 24 sind an den Überwachungseingangsterminal 21a angeschlossen. Ferner ist das Ausgangsterminal des Positiv-Sprungerkennungsschaltkreises 23 über die Diode D1 an den Löschungseingangsterminal CLR des Zählers 25 angeschlossen, und das Ausgangsterminal des Negativ-Sprungerkennungsschaltkreises 24 ist über die Diode D2 an das Löschungseingangsterminal CLR des Zählers 25 angeschlossen.
Nach dem Erkennen der Veränderung im Niveau des Überwachungssignals SGw/d am Überwachungseingangsterminal 21a von einem niedrigen Niveau (Lo) auf ein hohes Niveau (Hi), d. h. dem ansteigenden Sprung des Signals, gibt der Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23 ein Pulssignal aus. Ferner, nach dem Erkennen der Veränderung im Niveau des Überwachungssignals SGw/d am Überwachungseingangsterminal 21a von einem hohen Niveau (Hi) auf ein niedriges Niveau (Lo), d. h. dem fallenden Sprung des Signals, gibt der Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 24 ein Signal aus.
Weil sowohl der Ausgang des Positiv-Sprungerkennungsschaltkreises 23 als auch der Ausgang des Negativ-Sprungerkennungsschaltkreises 24 an das Löschungseingangsterminal CLR des Zählers 25 angeschlossen sind, kann der Zählwert des Zählers 25 zu dem Zeitpunkt gelöscht werden, wenn der Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23 den positiven Sprung des Signals erkennt und wenn der Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 24 den negativen Sprung des Signals erkennt. In anderen Worten ist das an das Löschungseingangsterminal CLR des Zählers 25 anzulegende Löschungssignal SGcr das logische ODER der Pulssignalausgabe von dem Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23 und der Pulssignalausgabe von dem Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 24.
Der Zähler 25 hat ein Takteingangsterminal CK und n-Bit-Ausgangsterminals Q1, Q2, Q3, ..., Qn zusätzlich zu dem Löschungseingangsterminal CLR. Wenn ein effektives Löschungssignalniveau („Hi” in diesem Ausführungsbeispiel) nicht an dem Löschungseingangsterminal CLR anliegt, zählt der Zähler 25 die Anzahl der Pulssignale des an das Takteingangsterminal CK anzulegenden Taktimpulssignals CLK. Dementsprechend erscheinen die binären numerischen Werte, die als Ergebnis der Zählung erhalten werden, als binären Signale (Hi/Lo) an den Ausgangsterminals Q1, Q2, Q3, ..., Qn. In dem in 1 gezeigten Beispiel, wird das Signal „Hi” am Ausgangsterminal Q3 des Zählers 25 als ein effektives Unregelmäßigkeitserkennungssignal verwendet.
Der Takterzeuger 26 gibt stets das Taktpulssignal CLK mit einer konstanten Periode aus. Wenngleich der Takterzeuger 26 beispielsweise als ein Kristall-Oszillator ausgebildet sein kann, kann ein kostengünstiger Oszillationsschaltkreis mit einem CR-Zeitkonstantenschaltkreis, der aus einem Kondensator und einem Widerstand aufgebaut ist, ebenso für Anwendungen eingesetzt werden, die keine hohe Genauigkeit erfordern. Die Genauigkeit der Unregelmäßigkeitserkennungszeit kann dadurch verbessert werden, dass die Periode des Taktpulssignals CLK in ausreichender Weise kürzer als die Pulsperiode des zu überwachenden Überwachungssignals SGw/d gemacht wird.
<Beschreibung des Positiv-Sprungerkennungsschaltkreises 23 und des Negativ-Sprungerkennungsschaltkreises 24>
2 zeigt eine detaillierte Konfiguration eines Teils des in 1 gezeigten Schaltkreises. D. h., 2 zeigt detaillierte Konfigurationsbeispiele des Positiv-Sprungerkennungsschaltkreises und des Negativ-Sprungerkennungsschaltkreises, die in 1 gezeigt sind.
In dem in 2 gezeigten Beispiel umfasst der Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23 einen bistabilen Kippschalter (DFF) des D-Typs 23a und einen Verzögerungsschaltkreis 23b. Das Dateneingangsterminal (D) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 23a ist an eine Energiequellenleitung (VDD) mit einem hohen Niveau angeschlossen und wird dabei hochgezogen, während das Takteingangsterminal (CK, aktiv bei Hi) davon an das Überwachungseingangsterminal 21a angeschlossen ist.
Zusätzlich ist das Ausgangsterminal (Q) auf der positiven Seite des bistabilen Kippschalters des D-Typs 23a über den Verzögerungsschaltkreis 23b an das Rückstelleingangsterminal (RST) davon angeschlossen. Der Verzögerungsschaltkreis 23b ist als ein aus einem Widerstand und einem Kondensator aufgebauter Integrationsschaltkreis konfiguriert. Ferner ist die Ausgangsseite des Verzögerungsschaltkreises 23b über die Diode D1 an das Löschungseingangsterminal CLR des Zählers 25 angeschlossen. Jedoch kann die Eingangsseite des Verzögerungsschaltkreises 23b an die Diode D1 angeschlossen sein.
In dem in 2 gezeigten Beispiel sperrt (hält) der bistabile Kippschalter des D-Typs 23a das Niveau des Dateneingangsterminals (D) zum Zeitpunkt des ansteigenden Sprungs des an das Takteingangsterminal (CK) angelegten Signals und gibt das gehaltene Niveau an das Ausgangsterminal (Q) aus. Ferner, wenn ein wirksam eingestelltes Niveau „Hi” an das Rückstelleingangsterminal (RST) angelegt wird, wird der bistabile Kippschalter des D-Typs 23a in seinen Anfangszustand zurückgestellt.
Ferner umfasst der Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 24 in dem in 2 gezeigten Beispiel einen bistabilen Kippschalter des D-Typs (DFF) 24a und einen Verzögerungsschaltkreis 24b. Das Dateneingangsterminal (D) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 24a ist an die Energiequellenleitung (VDD) mit einem hohen Niveau angeschlossen und wird dabei hochgezogen, während das Takteingangsterminal (CK, aktiv bei Lo) davon an das Überwachungseingangsterminal 21a angeschlossen ist.
Ferner ist das Ausgangsterminal (Q) der positiven Seite des bistabilen Kippschalters des D-Typs 24a über den Verzögerungsschaltkreis 24b an das Rückstelleingangsterminal (RST) davon angeschlossen. Überdies ist die Ausgangsseite des Verzögerungsschaltkreises 24b über die Diode D2 an das Löschungseingangsterminal CLR des Zählers 25 angeschlossen. Jedoch kann die Eingangsseite des Verzögerungsschaltkreises 24b an die Diode D2 angeschlossen sein.
In dem in 2 gezeigten Beispiel sperrt (hält) der bistabile Kippschalter des D-Typs 24a das Niveau des Dateneingangsterminals (D) zum Zeitpunkt des fallenden Sprung des an das Takteingangsterminal (CK) angelegten Signals und gibt das gehaltene Niveau an das Ausgangsterminal (Q) aus. Ferner, wenn ein wirksam eingestelltes Niveau „Hi” am Rückstelleingangsterminal (RST) angelegt wird, wird der bistabile Kippschalter des D-Typs 24a in seinen Anfangszustand zurückgestellt.
Folglich wird das Niveau am Ausgangsterminal (Q) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 23a am ansteigenden Sprung des Pulssignals des am Überwachungseingangsterminal 21a erscheinenden Überwachungssignals SGw/d von „Lo” auf „Hi” geschaltet. Weil dieses Signal „Hi” an das Rückstelleingangsterminal (RST) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 23a angelegt wird, während es durch den Verzögerungsschaltkreis 23b geringfügig verzögert wird, wird der bistabile Kippschalter 23a des D-Typs unverzüglich zurückgestellt, und das Niveau am Ausgangsterminal (Q) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 23a kehrt auf „Lo” zurück.
In anderen Worten, wenn der ansteigende Sprung des Pulssignals des Überwachungssignals SGw/d am Überwachungseingangsterminal 21a erscheint, wird ein Pulssignal an das Ausgangsterminal (Q) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 23a ausgegeben, das nur für einen sehr kurzen Zeitraum „Hi” wird. Ein Pulssignal, das nur für einen konstanten Zeitraum „Hi” wird, kann unter Verwendung des Verzögerungsschaltkreises 23b sicher ausgegeben werden.
Zusätzlich wird das Niveau am Ausgangsterminal (Q) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 24a am abfallenden Sprung des Pulssignals des am Überwachungseingangsterminal 21a erscheinenden Überwachungssignals SGw/d von „Lo” auf „Hi” geschaltet. Weil das Signal „Hi” an das Rückstelleingangsterminal (RST) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 24a angelegt wird, während es geringfügig durch den Verzögerungsschaltkreis 24b verzögert wird, wird der bistabile Kippschalter des D-Typs 24a unverzüglich zurückgestellt, und das Niveau am Ausgangsterminal (Q) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 24a kehrt auf „Lo” zurück.
In anderen Worten, wenn der abfallende Sprung des Pulssignals des Überwachungssignals SGw/d am Überwachungseingangsterminal 21a erscheint, wird ein Pulssignal an das Ausgangsterminal (Q) des bistabilen Kippschalters des D-Typs 24a ausgegeben, das nur für eine sehr kurze Zeitdauer „Hi” wird. Ein Pulssignal, das nur für eine konstante Zeitdauer „Hi” wird, kann unter Verwendung des Verzögerungsschaltkreises 24b sicher ausgegeben werden.
Im Ergebnis erscheint in dem Löschungssignal SGcr, das als das logische ODER des Ausgangssignals der Diode D1 und des Ausgangssignals der Diode D2 dient, ein Pulssignal nur für einen kurzen Zeitraum zu den Zeitpunkten sowohl des Anstiegs als auch des Abfallens des Pulssignals des Überwachungssignals SGw/d.
<Beschreibung des Sicherheitssignalerzeugungsabschnitts 22>
Der in 1 gezeigte Sicherheitssignalerzeugungsabschnitt 22 ist als ein Sperrschaltkreis 27 unter Verwendung eines bistabilen Kippschalters des D-Typs aufgebaut. Das Dateneingangsterminal (D) des Sperrschaltkreises 27 ist über einen Widerstand an die Energiequellenleitung (VDD) mit einem hohen Niveau angeschlossen und wird dabei hochgezogen. Zusätzlich ist das Takteingangsterminal (CK, aktiv bei Hi) des Sperrschaltkreises 27 über das Eingangsterminal 22b des Sicherheitssignalerzeugungsabschnitts 22 an das dritte Bit-Ausgangssignal (Q3) des Zählers 25 angeschlossen.
In anderen Worten, wenn das Niveau des Signalausgangs vom Ausgangsterminal (Q3) des Zählers 25 von „Lo” auf „Hi” geschaltet wird, sperrt der Sperrschaltkreis 27 „Hi” des Dateneingangsterminal (D) davon und gibt das Signal „Hi” als ein Sicherheitssteuersignal SGbk aus.
<Beschreibung der Funktion>
Ein Funktionsbeispiel des in 1 gezeigten Schaltkreises ist in 3 gezeigt. Die in 3 gezeigte Funktion wird nachstehend beschrieben.
Pulssignale mit einer festen Zeitdauer erscheinen immer in dem Taktsignal CLK. Ferner, wenn der Mikrocomputer 10 normal arbeitet, verändert sich das Niveau des Überwachungssignalausgangsanschlusses 12 jedes Mal, wenn der Mikrocomputer 10 eine von verschiedenen Routinen ausführt, wobei Pulssignale mit einer näherungsweise festen Zeitdauer wiederholt als Überwachungssignal SGw/d erscheinen.
Zum Zeitpunkt, wenn die Pulssignale in dem Überwachungssignal SGw/d wie oben beschrieben erscheinen, gibt der Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23 ein Pulssignal Pp mit einer kurzen Zeitlänge an jedem der ansteigenden Sprünge des Pulssignals des Überwachungssignals SGw/d aus, wie in 3 gezeigt ist. Ferner gibt der Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 23 ein Pulssignal Pn mit einer kurzen Zeitlänge bei jedem der abfallenden Sprünge der Pulssignale des Überwachungssignals SGw/d aus, wie in 3 gezeigt ist.
Wenn das Pulssignal Pp oder Pn in dem Löschungssignal SGcr erscheint, wird der Zählwert des Zählers 25 zum Zeitpunkt des Auftretens gelöscht und die Zählfunktion hält an. Weil jedoch die „Hi”-Zeitbreite jedes der Pulssignale Pp und Pn kurz ist, wird die „Löschungszeit” in 3 kurz, und das Löschungssignal SGcr kehrt unverzüglich nach der Ausgabe der Pulssignale Pp und Pn auf „Lo” zurück. Daher nimmt der Zähler 25 das Zählen der Taktpulse nach der Ausgabe der Pulssignale Pp und Pn wieder auf.
Es wurde herausgefunden, dass die in 3 gezeigte „Löschungszeit” weit kürzer ist als die in 5 gezeigte „Löschungszeit”. In anderen Worten, weil der Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23 und der Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 24 Pulssignale mit einer kurzen Zeitbreite ausgeben, kann die „Löschungszeit” verkürzt werden.
Das Niveau (Hi/Lo) des bei jeder der jeweiligen Bit-Ausgaben (Q1 bis Qn) des Zählers 25 erscheinenden Signals verändert sich auf das Niveau, das einem Zählwert im Einklang mit dem Fortschritt der Zählfunktion im Zähler 25 entspricht. Wenn der Zählwert des Zählers 25 im Dezimalsystem „4” wird, wird das Niveau des Signals bei Q3 auf „Hi” geschaltet und der Sperrschaltkreis 27 sperrt das „Hi” des Dateneingangsterminals (D) zum Zeitpunkt des Schaltens. Im Ergebnis wird „Hi” (entsprechend dem AN-Zustand des Verbrauchers) als das Sicherheitssteuerungssignal SGbk ausgegeben.
Wenn die Funktion des Mikrocomputers 10 normal ist, erscheinen die Pulssignale des Überwachungssignals SGw/d periodisch, wobei der Zählwert des Zählers 25 zurückgestellt wird, bevor der Wert groß wird. Daher wird während der Normalzeit „Hi” nicht als das Sicherheitssteuerungssignal SGbk ausgegeben und das Energieversorgungssteuerungssignal SG2 verändert sich in Abhängigkeit des Steuerungssignals SG1.
Andererseits, wenn in der Funktion des Mikrocomputers 10 eine Unregelmäßigkeit auftritt, endet das Pulssignal des Überwachungssignals SGw/d im Zustand von „Lo” oder „Hi”. Weil in diesem Fall das Pulssignal Pp des Positiv-Sprungerkennungsschaltkreises 23 und das Pulssignal Pn des Negativ-Sprungerkennungsschaltkreises 24 nicht erscheinen, führt der Zähler 25 die Zählung der Pulssignale des Taktsignals CLK fort. Wenn nach dem Anhalten des Pulssignals des Überwachungssignals SGw/d eine vorgegebene Zeit abläuft, wird die Ausgabe (Q3) des Zählers 25 „Hi”, und der Sperrschaltkreis 27 gibt „Hi” zu diesem Zeitpunkt als das Sicherheitssteuerungssignal SGbk aus.
Folglich, selbst in dem Fall, dass eine Unregelmäßigkeit im Mikrocomputer 10 auftritt und das Steuerungssignal SG1 endet, erscheint das Sicherheitssteuerungssignal SGbk in dem Energieversorgungssteuerungssignal SG2 nach dem Ablauf der „Sicherheitswiederherstellungszeit”, wie in 3 gezeigt ist. Die Energieversorgung des Verbrauchers 31 kann unter Verwendung des Sicherheitssteuerungssignals SGbk selbst dann gesteuert werden, wenn in dem Mikrocomputer 10 eine Unregelmäßigkeit auftritt.
<Möglichkeit der Modifizierung>
In der in 1 gezeigten Konfiguration, wenngleich der Sperrschaltkreis 27 die Zählerausgangssignalausgabe des Zählausgangsterminals Q3 des Zählers 25 überwacht, kann die Konfiguration derart modifiziert werden, dass irgendeine der Signalausgaben von Q1 bis Qn wie erforderlich überwacht wird. In anderen Worten wird es angenommen, dass eine Modifikation wie erforderlich durchgeführt wird, in Abhängigkeit des Unterschieds in der Pulsperiode des Taktsignals, das von dem Taktgeber 26 ausgegeben wird, oder im Einklang mit dem Erwartungswert der erforderlichen Zeit, bis das Sicherheitssteuerungssignal SGbk nach dem Ausgabestopp des Pulssignals das Überwachungssignal SGw/d startet.
In der in 1 gezeigten Konfiguration, wenngleich der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 den Takterzeuger 26 enthält, muss der Takterzeuger 26 nicht in dem Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 enthalten sein, vorausgesetzt, dass eine Umgebung verfügbar ist, in welcher eine externe Einheit (nicht gezeigt), die die gewünschten Taktpulse ausgeben kann, an den Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 angeschlossen werden kann.
In der in 1 gezeigten Konfiguration, wenn die Ausgabe des Pulssignals des Überwachungssignals SGb/d anhält und das Sicherheitssteuerungssignal SGbk angeschaltet wird, wird die Schaltungsvorrichtung 32 angeschaltet und der Verbraucher 31 wird auf einen normalen Energieversorgungszustand eingestellt. Jedoch wird beispielsweise in dem Fall, dass der Verbraucher 31 manuell gesteuert werden soll, angenommen, dass das Energieversorgungssteuerungssignal SG2 unter Verwendung des logischen ODER oder des logischen UND eines Signals gesteuert wird, das sich in Abhängigkeit der Einstellung eines vorgegebenen Funktionsschalters und des Sicherheitssteuerungssignals SGbk verändert.
Ferner, wenngleich der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21 und der Sicherheitssignalerzeugungsabschnitt 22, die in 1 gezeigt sind, die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Unregelmäßigkeit nur auf der Basis des Zustands des Pulssignals des Überwachungssignals SGw/d erkennen, können auch andere Signale, wie das Steuerungssignal SG1, zur selben Zeit überwacht werden.
Die Eigenschaften der oben erwähnten Ausführungsbeispiele des Festperiodensignalüberwachungsschaltkreises und des Sicherheitssignalerzeugungsabschnitts im Einklang mit der vorliegenden Erfindung werden kurz zusammengefasst und in den folgenden Ziffern [1] bis [7] aufgelistet.

[1] Ein Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis (21) zur Überwachung eines Festperiodensignals (Überwachungssignal SGw/d), das periodisch ausgegeben wird, wenn ein im Einklang mit einem Programm arbeitender Steuerungsprozessor (Mikrocomputer 10) von außerhalb des Steuerungsprozessors normal ist, wobei der Überwachungsschaltkreis umfasst: ein Signaleingangsterminal (Überwachungseingangsterminal 21a), das das Festperiodensignal empfängt; einen Sprungerkennungsabschnitt (Positiv-Sprungerkennungsabschnitt 23, Negativ-Sprungerkennungsabschnitt 24), der eine Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau oder von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau als ein Sprung des Festperiodensignals erkennt; und einen Zeitmessabschnitt (Zähler 25), der auf der Basis einer Ausgabe des Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des Sprungs anhält, und der ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt, wenn die gemessene Zeit einen vorbestimmten Wert überschreitet.
[2] Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der in der oben erwähnten Ziffer [1] beschrieben ist, wobei der Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen Positiv-Sprungerkennungsabschnitt (Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23), der die Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau als einen positiven Sprung des Festperiodensignals erkennt; und einen Negativ-Sprungerkennungsabschnitt (Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 24), der die Veränderung des am Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von dem hohen Niveau auf das niedrige Niveau als einen negativen Sprung des Festperiodensignals erkennt; und wobei der Zeitmessabschnitt auf der Basis einer Ausgabe des Positiv-Sprungerkennungsabschnitts und einer Ausgabe des Negativ-Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des positiven Sprungs und des negativen Sprungs anhält, und der in dem Fall, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt.
[3] Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der in der oben erwähnten Ziffer [2] beschrieben ist, wobei der Zeitmessabschnitt einen Löschungssignalerzeugungsabschnitt (Dioden D1 und D2) aufweist, der ein Signal (Löschungssignal SGcr) zum Löschen der gemessenen Zeit erzeugt, wenn der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt, oder wenn der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt.
[4] Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der in der oben erwähnten Ziffer [2] beschrieben ist, wobei der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt ein Positiv-Sprungpulssignal (Pp) ausgibt, wenn der Erkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt; und wobei der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt ein Negativ-Sprungpulssignal (Pn) ausgibt, wenn der Erkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt.
[5] Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der in der oben erwähnten Ziffer [4] beschrieben ist, wobei der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen ersten bistabilen Kippschalter (bistabiler Kippschalter des D-Typs 23a), der eingestellt wird, wenn der positive Sprung erkannt wird; und einen ersten Verzögerungsschaltkreis (23b), der den ersten bistabilen Kippschalter automatisch zurückstellt, nachdem der erste bistabile Kippschalter eingestellt ist; und wobei der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen zweiten bistabilen Kippschalter (bistabiler Kippschalter des D-Typs 24a), der eingestellt wird, wenn der negative Sprung erkannt wird; und einen zweiten Verzögerungsschaltkreis (24b), der den zweiten bistabilen Kippschalter automatisch zurückstellt, nachdem der zweite bistabile Kippschalter eingestellt ist.
[6] Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis, der in der oben erwähnten Ziffer [2] beschrieben ist, wobei der Zeitmessabschnitt umfasst: einen Takterzeugungsabschnitt (Takterzeuger 26), der Taktpulse mit einer festen Periode ausgibt; und einen Zähler (25), der die Anzahl der Taktpulse zählt.
[7] Ein Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis (Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis 21, Sicherheitssignalerzeugungsabschnitt 22), zur Ausgabe eines Sicherheitssteuerungssignals (SGbk) an einen Schalter (Schaltungsvorrichtung 32) eines Verbrauchers (31), der an einen Ausgang eines im Einklang mit einem Programm arbeitenden Steuerungsprozessors (Mikrocomputer 10) angeschlossen ist, wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Steuerungsprozessor auftritt, wobei der Schaltkreis umfasst: ein Signaleingangsterminal (Überwachungseingangsterminal 21a), das ein Festperiodensignal (Überwachungssignal SGw/d) empfängt, das periodisch ausgegeben wird, wenn der Steuerungsprozessor normal ist; einen Sprungerkennungsabschnitt (Positiv-Sprungerkennungsschaltkreis 23, Negativ-Sprungerkennungsschaltkreis 24), der eine Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau oder von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau als einen Sprung des Festperiodensignals erkennt; einen Zeitmessabschnitt (Zähler 25), der auf der Basis einer Ausgabe des Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des Sprungs anhält, und der im Falle, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt; und einen Sicherheitssignalausgabeabschnitt (Sperrschaltkreis 27), der das Sicherheitssteuerungssignal erzeugt, wenn das Unregelmäßigkeitserkennungssignal am Ausgang des Zeitmessabschnitts erscheint.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014-118840 [0001]
JP 2010-13988 A [0007, 0009]
JP 2011-98593 A [0008, 0009]

Claims

Ein Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis zur Überwachung eines Festperiodensignals, das periodisch ausgegeben wird, wenn ein im Einklang mit einem Programm arbeitender Steuerungsprozessor von außerhalb des Steuerungsprozessors normal ist, wobei der Überwachungsschaltkreis umfasst: ein Signaleingangsterminal, das das Festperiodensignal empfängt; einen Sprungerkennungsabschnitt, der eine Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau oder von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau als einen Sprung des Festperiodensignals erkennt; und einen Zeitmessabschnitt, der auf der Basis einer Ausgabe des Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des Sprungs anhält, und der im Fall, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt.
Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis gemäß Anspruch 1, wobei der Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen Positiv-Sprungerkennungsabschnitt, der die Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau als einen positiven Sprung des Festperiodensignals erkennt; und einen Negativ-Sprungerkennungsabschnitt, der die Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von dem hohen Niveau auf das niedrige Niveau als einen negativen Sprung des Festperiodensignals erkennt; und wobei der Zeitmessabschnitt auf der Basis einer Ausgabe des Positiv-Sprungerkennungsabschnitts und einer Ausgabe des Negativ-Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des positiven Sprungs und des negativen Sprungs anhält, und der in dem Fall, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt.
Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis gemäß Anspruch 2, wobei der Zeitmessabschnitt einen Löschungssignalerzeugungsabschnitt aufweist, der ein Signal zur Löschung der gemessenen Zeit erzeugt, wenn der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt oder wenn der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt.
Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis gemäß Anspruch 2, wobei der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt ein Positiv-Sprungpulssignal ausgibt, wenn der Erkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt; und wobei der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt ein Negativ-Sprungpulssignal ausgibt, wenn der Erkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt.
Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis gemäß Anspruch 4, wobei der Positiv-Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen ersten bistabilen Kippschalter, der eingestellt wird, wenn der Erkennungsabschnitt den positiven Sprung erkennt; und einen ersten Verzögerungsschaltkreis, der den ersten bistabilen Kippschalter automatisch zurückstellt, nachdem der erste bistabile Kippschalter eingestellt ist; und wobei der Negativ-Sprungerkennungsabschnitt umfasst: einen zweiten bistabilen Kippschalter, der eingestellt wird, wenn der Erkennungsabschnitt den negativen Sprung erkennt; und einen zweiten Verzögerungsschaltkreis, der den zweiten bistabilen Kippschalter automatisch zurückstellt, nachdem der zweite bistabile Kippschalter eingestellt ist.
Der Festperiodensignalüberwachungsschaltkreis gemäß Anspruch 2, wobei der Zeitmessabschnitt umfasst: einen Takterzeugungsabschnitt, der Taktpulse mit einer festen Periode ausgibt; und einen Zähler, der die Anzahl der Taktpulse zählt.
Einen Verbrauchersteuerungssicherheitssignalerzeugungsschaltkreis zur Ausgabe eines Sicherheitssteuerungssignals an einen Schalter eines Verbrauchers, der an einen Ausgang eines im Einklang mit einem Programm arbeitenden Steuerungsprozessors angeschlossen ist, im Falle, dass eine Unregelmäßigkeit in dem Steuerungsprozessor auftritt, wobei der Schaltkreis umfasst: ein Signaleingangsterminal, das ein Festperiodensignal empfängt, das periodisch ausgegeben wird, wenn der Steuerungsprozessor normal ist; einen Sprungerkennungsabschnitt, der eine Veränderung des an dem Signaleingangsterminal erscheinenden Festperiodensignals von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau oder von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau als einen Sprung des Festperiodensignals erkennt; einen Zeitmessabschnitt, der auf der Basis einer Ausgabe des Sprungerkennungsabschnitts eine Länge der Zeit misst, während der ein Zustand des Nichterkennens des Sprungs anhält, und der im Falle, dass die gemessene Zeit einen Grenzwert überschreitet, ein Unregelmäßigkeitserkennungssignal ausgibt; und einen Sicherheitssignalausgabeabschnitt, der das Sicherheitssteuerungssignal erzeugt, wenn das Unregelmäßigkeitserkennungssignal am Ausgang des Zeitmessabschnitts erscheint.