JP2000356556A - Failure-detecting device of sensor circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、A/D変換機能を
内蔵するワンチップのマイクロコンピュータ(以得を備
えたセンサ回路の故障検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a one-chip microcomputer having a built-in A / D conversion function.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】従来、例えばサーミス
タなどのセンサを含むセンサ回路からのアナログ検出信
号を、ワンチップのマイコンに内蔵するA/D変換器に
てA/D変換を行ない、マイコン内で信号処理を行なう
ものが知られている。例えば、図7において、RTHは温
度によりその抵抗値が変化するセンサとしてのサーミス
タ、RSは分圧用の抵抗であり、サーミスタRTHと抵抗
RSとの直列回路からなるセンサ回路1は、所定の電圧
を供給する電源端子VDDと接地ライン間に挿入接続され
る。また、このサーミスタRTHおよび抵抗RSの接続点
は、別の抵抗RHを介して制御手段であるマイコン2の
入力端子PIに接続されるとともに、抵抗RHおよび入力
端子PIの接続点と接地ライン間には、有極性のコンデ
ンサCSが接続される。抵抗RHおよびコンデンサCSか
らなる時定数回路3は、後述するA/D変換器4に入力
する信号線が長い場合に、この信号線に侵入するノイズ
やリプルを吸収するために付加されたものである。Conventionally, an analog detection signal from a sensor circuit including a sensor such as a thermistor is subjected to A / D conversion by an A / D converter built in a one-chip microcomputer. Is known to perform signal processing. For example, in FIG. 7, RTH is a thermistor as a sensor whose resistance value changes with temperature, RS is a resistor for voltage division, and the sensor circuit 1 composed of a series circuit of the thermistor RTH and the resistor RS generates a predetermined voltage. It is inserted and connected between the power supply terminal VDD to be supplied and the ground line. The connection point between the thermistor RTH and the resistor RS is connected to the input terminal PI of the microcomputer 2 serving as control means via another resistor RH, and between the connection point between the resistor RH and the input terminal PI and the ground line. Is connected to a polar capacitor CS. The time constant circuit 3 including the resistor RH and the capacitor CS is added to absorb noise and ripples entering the signal line when the signal line input to the A / D converter 4 described later is long. is there.
【0003】一方,マイコン2の内部には、前記センサ
回路1からの検出信号をデジタル変換するA/D変換器
4が設けられる。また、マイコン2の入力端子PIとA
/D変換器4との間には、保護用の抵抗Rと、マイコン
2からの指令を受けてA/D変換を行なう際にオンする
スイッチSとの直列回路が設けられるとともに、スイッ
チSおよびA/D変換器4の接続点と接地ライン間に
は、サンプルホールド用のコンデンサCが設けられてい
て、スイッチSとコンデンサCの接続点は、A/D変換
器4の内部にある比較器(図示せず)に接続される。On the other hand, an A / D converter 4 for digitally converting a detection signal from the sensor circuit 1 is provided inside the microcomputer 2. Also, the input terminals PI and A of the microcomputer 2
A series circuit of a protection resistor R and a switch S that is turned on when performing A / D conversion in response to a command from the microcomputer 2 is provided between the switch S and the / D converter 4. A sample and hold capacitor C is provided between the connection point of the A / D converter 4 and the ground line. A connection point between the switch S and the capacitor C is connected to a comparator inside the A / D converter 4. (Not shown).
【0004】上記構成において、回路内に断線故障など
が生じていない正常時には、サーミスタRTHの温度変化
に応じてその抵抗値が変動し、サーミスタRTHおよび抵
抗RSにより電源端子VDDの電圧を分圧したセンサ回路
1の検出信号も変化する。また、マイコン2からの指令
によりスイッチSは所定時間毎にオン・オフするように
なっており、スイッチSのオン期間中は、前記センサ回
路1の検出信号がマイコン2の入力端子PIを経由して
A/D変換器4に印加され、A/D変換器4によりデジ
タル信号に変換される。したがって、サーミスタRTHの
温度が変化すると、スイッチSをオンする毎に出力され
るA/D変換器4からのデジタル信号値(A/D変換
値)が段階的に変化し、マイコン2がこれを認識する。
このサーミスタRTHの温度変化に伴なうA/D変換値の
変化は、予め所定範囲内に収まるように設計されてい
る。[0004] In the above configuration, when the circuit is normal without any disconnection failure or the like, the resistance value fluctuates according to the temperature change of the thermistor RTH, and the voltage of the power supply terminal VDD is divided by the thermistor RTH and the resistance RS. The detection signal of the sensor circuit 1 also changes. Further, the switch S is turned on and off at predetermined time intervals by a command from the microcomputer 2, and during the ON period of the switch S, the detection signal of the sensor circuit 1 passes through the input terminal PI of the microcomputer 2. The signal is applied to the A / D converter 4 and converted into a digital signal by the A / D converter 4. Therefore, when the temperature of the thermistor RTH changes, the digital signal value (A / D conversion value) output from the A / D converter 4 every time the switch S is turned on changes stepwise. recognize.
The change of the A / D conversion value due to the temperature change of the thermistor RTH is designed to be within a predetermined range in advance.
【0005】次に、回路内で何らかの断線故障が生じた
場合の動作について説明する。マイコン2は、A/D変
換器4の変換結果であるA/D変換値が、正常時に予測
される前記所定範囲以下若しくは以上(例えば、8bit
のA/D変換器4の場合、A/D変換値が10Hex未満
若しくはF0Hex以上)になると、回路の故障を検知す
る。例えば、サーミスタRTHおよび抵抗RSの接続点と
サーミスタRTHとの間の線路Aで断線が起こると、それ
までコンデンサCSに蓄えられていた電荷は、抵抗RHお
よび抵抗RSを経由して放電するとともに、スイッチS
が閉じると、コンデンサCに蓄えられていた電荷も、抵
抗Rから抵抗RHおよび抵抗RSを経由して放出する。こ
れにより、コンデンサCS両端間の電圧VCSやコンデン
サC両端間の電圧VCはいずれも0Vとなり、前記A/
D変換値も所定範囲以下になって、マイコン2は回路内
の断線故障を検知できる。また、サーミスタRTHおよび
抵抗RSの接続点と抵抗RSとの間の線路A’で断線が起
こると、この場合はサーミスタRTHから抵抗RHを経由
して、コンデンサCSに電荷が蓄えられるとともに、ス
イッチSがオンすると、抵抗Rを経由してコンデンサC
にも電荷が蓄えられる。これにより、前記電圧VCSや電
圧VCはいずれも電源端子VDDと同じ電圧値になり、前
記A/D変換値も所定範囲以上になって、マイコン2は
回路内の断線故障を検知できる。Next, the operation in the case where some disconnection failure occurs in the circuit will be described. The microcomputer 2 determines that the A / D conversion value that is the conversion result of the A / D converter 4 is equal to or less than the predetermined range that is predicted when the A / D converter 4 is normal (for example, 8 bits).
In the case of the A / D converter 4, when the A / D conversion value becomes less than 10 Hex or more than F0 Hex), a circuit failure is detected. For example, when a disconnection occurs in the line A between the connection point of the thermistor RTH and the resistor RS and the thermistor RTH, the electric charge stored in the capacitor CS until that time is discharged via the resistor RH and the resistor RS, and Switch S
Is closed, the electric charge stored in the capacitor C is also released from the resistor R via the resistors RH and RS. As a result, both the voltage VCS between both ends of the capacitor CS and the voltage VC between both ends of the capacitor C become 0 V,
The D-converted value also falls below the predetermined range, and the microcomputer 2 can detect a disconnection failure in the circuit. Further, if the line A 'between the connection point of the thermistor RTH and the resistor RS and the resistor RS breaks, in this case, the electric charge is stored in the capacitor CS from the thermistor RTH via the resistor RH and the switch S Turns on, the capacitor C via the resistor R
Charge is also stored. As a result, the voltage VCS and the voltage VC both have the same voltage value as the power supply terminal VDD, and the A / D conversion value also becomes a predetermined range or more, and the microcomputer 2 can detect a disconnection failure in the circuit.
【0006】これを図8に示すフローチャートで説明す
ると、ステップS101において、マイコン2の指令によ
りスイッチSをオンしてA/D変換を行なったときに、
A/D変換器4で変換したA/D変換値が10Hex未満
であれば(ステップS102)、ステップS103に移行して
マイコン2は線路Aでの断線と判断する。逆に、このA
/D変換値がF0Hex以上であれば(ステップS104)、
ステップS105に移行してマイコン2は線路A’での断
線と判断する。そして、A/D変換値がそれ以外の10
Hex以上でF0Hex未満の所定範囲内にあるときには、断
線は発生していないものと判断して、このA/D変換値
に基づく制御をマイコン2が行なうようになっている
(ステップS106)。This will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 8. In step S101, when the switch S is turned on in accordance with a command from the microcomputer 2 to perform A / D conversion,
If the A / D conversion value converted by the A / D converter 4 is less than 10 Hex (step S102), the process proceeds to step S103, and the microcomputer 2 determines that the line A is disconnected. Conversely, this A
If the / D conversion value is equal to or more than F0Hex (step S104),
In step S105, the microcomputer 2 determines that the line A 'is disconnected. And the A / D conversion value is 10
When it is within the predetermined range of not less than Hex and less than F0Hex, it is determined that no disconnection has occurred, and the microcomputer 2 performs control based on the A / D converted value (step S106).
【0007】一方、サーミスタRTHおよび抵抗RSの接
続点から抵抗RHに至る線路Bが断線したり、抵抗RHお
よびコンデンサCSの接続点からマイコン2の入力端子
PIに至る線路Cが断線した場合には、マイコン2は回
路内の故障を検出できない。例えば、線路Bで断線した
と仮定すると、この場合はコンデンサCやコンデンサC
Sを放電する経路が存在しなくなるため、断線直前の電
圧VCSがコンデンサCSにそのまま保存された状態にな
る。したがって、スイッチSがオンしても、A/D変換
器4からのA/D変換値は正常な所定範囲内にあり、マ
イコン2は回路内の断線を認識できない。また、線路C
で断線が発生すると、マイコン2の入力端子PIは何も
接続していない状態となるので、マイコン2の入力側イ
ンピーダンスが高くなって、スイッチSをオンすると電
圧VCは不定になる。この場合、周囲の回路信号の状態
によって、電圧VCはある特定の値になるが、A/D変
換器4からのA/D変換値は所定範囲内にあって異常値
にならない場合が多い。On the other hand, if the line B from the connection point of the thermistor RTH and the resistor RS to the resistor RH is broken, or if the line C from the connection point of the resistor RH and the capacitor CS to the input terminal PI of the microcomputer 2 is broken, The microcomputer 2 cannot detect a failure in the circuit. For example, assuming that the line B is disconnected, in this case, the capacitor C or the capacitor C
Since there is no path for discharging S, the voltage VCS immediately before the disconnection is stored in the capacitor CS as it is. Therefore, even if the switch S is turned on, the A / D conversion value from the A / D converter 4 is within a normal predetermined range, and the microcomputer 2 cannot recognize the disconnection in the circuit. Also, track C
When the disconnection occurs, the input terminal PI of the microcomputer 2 is in a state where nothing is connected, so that the input side impedance of the microcomputer 2 increases, and when the switch S is turned on, the voltage VC becomes indefinite. In this case, the voltage VC becomes a specific value depending on the state of the surrounding circuit signal, but the A / D conversion value from the A / D converter 4 is often within a predetermined range and does not become an abnormal value.
【0008】以上のように、従来の回路構成では、断線
の発生した箇所によってはA/D変換器4からのA/D
変換値が所定範囲以外の値にならない場合があり、マイ
コン2による確実な故障検出が行なえない問題を生じて
いた。As described above, in the conventional circuit configuration, the A / D converter 4 outputs the A / D signal from the A / D converter 4 depending on where the disconnection occurs.
In some cases, the converted value does not fall outside the predetermined range, which causes a problem that the microcomputer 2 cannot reliably detect a failure.
【0009】本発明は、上記問題点を解決しようとする
もので、故障の発生した箇所に拘らず、確実な故障検出
を行なうことが可能なセンサ回路の故障検出装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a failure detection device for a sensor circuit capable of performing reliable failure detection regardless of a location where a failure has occurred. I do.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明におけるセンサ回
路の故障検出装置は、前記目的を達成するために、セン
サ回路からの検出信号をマイクロコンピュータ内でA/
D変換し、このA/D変換値が所定範囲外になったとき
に前記マイクロコンピュータにて故障を検出するセンサ
回路の故障検出装置において、前記マイクロコンピュー
タは、前記センサ回路に接続する入力端子を抵抗を介し
てプルアップまたはプルダウン状態に結線する結線回路
を備え、前記結線回路を接続したときのA/D変換値
と、前記結線回路を接続していないときのA/D変換値
に基づき、各々故障検出を行なうように構成したもので
ある。In order to achieve the above object, a failure detection device for a sensor circuit according to the present invention converts a detection signal from the sensor circuit into an A / A signal in a microcomputer.
In the failure detection device for a sensor circuit which performs D conversion and detects a failure in the microcomputer when the A / D conversion value is out of a predetermined range, the microcomputer has an input terminal connected to the sensor circuit. A connection circuit for connecting in a pull-up or pull-down state via a resistor, based on an A / D conversion value when the connection circuit is connected and an A / D conversion value when the connection circuit is not connected; Each is configured to perform failure detection.
【0011】断線が生じていない正常時は、結線回路を
接続してマイクロコンピュータの入力端子をプルアップ
またはプルダウン状態にしても、入力端子の電圧は結線
回路を接続していない場合とさほど変化せず、マイクロ
コンピュータ内のA/D変換値は結線回路を接続するか
否かに拘らず、正常時に予測される所定範囲内に収ま
る。In a normal state where no disconnection has occurred, even if the connection circuit is connected and the input terminal of the microcomputer is pulled up or pulled down, the voltage of the input terminal changes much as compared with the case where the connection circuit is not connected. However, the A / D conversion value in the microcomputer falls within a predetermined range expected in a normal state regardless of whether or not the connection circuit is connected.
【0012】一方、センサ回路からマイクロコンピュー
タの入力端子に至る線路が断線すると、結線回路を接続
していない状態では、入力端子が高インピーダンスとな
り、A/D変換値は所定範囲内にあって異常値にならな
い場合が多い。しかし、結線回路を接続してマイクロコ
ンピュータの入力端子をプルアップまたはプルダウン状
態にすれば、入力端子の電圧は結線回路を接続していな
い場合に比べて大幅に変化するので、A/D変換値は所
定範囲外になって故障を確実に検出できる。On the other hand, if the line from the sensor circuit to the input terminal of the microcomputer is broken, the input terminal has a high impedance when the connection circuit is not connected, and the A / D conversion value is within a predetermined range and is abnormal. In many cases, it is not a value. However, if the connection circuit is connected and the input terminal of the microcomputer is pulled up or pulled down, the voltage of the input terminal changes greatly compared to the case where the connection circuit is not connected. Is out of the predetermined range, and the failure can be reliably detected.
【0013】また、センサ回路内で断線などが生じた場
合は、マイクロコンピュータの入力端子の電圧そのもの
が異常値となるため、結線回路を接続しない状態でA/
D変換値は所定範囲外になり、この場合も故障を確実に
検出できる。If a disconnection or the like occurs in the sensor circuit, the voltage at the input terminal of the microcomputer itself becomes an abnormal value.
The D-converted value falls outside the predetermined range, and the failure can be reliably detected in this case as well.
【0014】つまり、入力端子をプルアップ制御または
プルダウン制御する機能を備えたマイクロコンピュータ
を利用すれば、このマイクロコンピュータのソフトウェ
アを一部変更するだけで、コストアップを伴なわずに、
故障の発生した箇所に拘らず、確実な故障検出を行なう
ことが可能になる。That is, if a microcomputer having a function of pull-up control or pull-down control of the input terminal is used, only a part of the software of the microcomputer is changed, and the cost is not increased.
Irrespective of the location where the failure has occurred, reliable failure detection can be performed.
【0015】[0015]
【発明の実施形態】以下、本発明の一実施例について、
添付図面を参照しながら説明する。先ず、本実施例で用
いるマイコン21内部の構成について説明すると、これは
図1に示すように、マイコン21の入力ポートである入力
端子PIを抵抗RPUを介して所定のプラス電圧端子(電
源端子VDD)に結線する結線回路に相当したプルアップ
回路22と、マイコン21から直接入力ポートに対し入出力
を行なう汎用入出力回路23とを内蔵している。このよう
に、マイコン21は、IO(入出力)の付加価値を高める
ために、A/D変換機能を有するポートにも、汎用入出
力機能やプルアップ制御(または、マイコン21の入力ポ
ートを抵抗を介して接地するプルダウン制御)機能を付
加したものが多く見られるれるようになっている。本実
施例は、こうしたマイコン21の特にプルアップ制御機能
やプルダウン制御機能に着目してなされたものである。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the accompanying drawings. First, the internal configuration of the microcomputer 21 used in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, an input terminal PI, which is an input port of the microcomputer 21, is connected to a predetermined positive voltage terminal (power supply terminal VDD) via a resistor RPU. ), And a general-purpose input / output circuit 23 for directly inputting / outputting an input port from the microcomputer 21. As described above, in order to increase the added value of the IO (input / output), the microcomputer 21 may provide a port having an A / D conversion function to the general-purpose input / output function or pull-up control (or connect the input port of the microcomputer 21 to a resistor). Many of them are provided with a function of adding a pull-down control (grounding through the ground). The present embodiment focuses on such a pull-up control function and a pull-down control function of the microcomputer 21 in particular.
【0016】図2は、本実施例における故障検出装置の
構成を示したものである。なお、従来例で示した図7と
同一部分には同一符号を付し、その共通する箇所の詳細
な説明は重複するため省略する。マイコン21の内部に
は、前述のように、抵抗RPUとスイッチSPUとからなる
直列回路を電源端子VDDと入力端子PIとの間に接続し
たプルアップ回路22が付加されている。スイッチSPU
は、前記スイッチSとは独立して、マイコン21からの指
令を受けてオン・オフするものであり、そのタイミング
はマイコン21のソフトウェアにより制御される。そし
て、スイッチSPUがオンすると、入力端子PIは抵抗RP
Uを介して電源端子VDDと接続した状態になる。これら
のプルアップ回路22を含むマイコン21内部の各素子は、
いずれもマイコン21の外装によりパッケージ化された密
封構造になっている。FIG. 2 shows the configuration of the failure detection device according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. 7 shown in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description of common parts will be omitted because they are duplicated. As described above, a pull-up circuit 22 in which a series circuit including a resistor RPU and a switch SPU is connected between the power supply terminal VDD and the input terminal PI is added inside the microcomputer 21. Switch SPU
Is turned on / off independently of the switch S in response to a command from the microcomputer 21, and its timing is controlled by software of the microcomputer 21. When the switch SPU is turned on, the input terminal PI is connected to the resistor RP
The state is connected to the power supply terminal VDD via U. Each element inside the microcomputer 21 including these pull-up circuits 22
Each of them has a sealed structure packaged by the exterior of the microcomputer 21.
【0017】なお図2において、抵抗RPUの抵抗値は10
0kΩ,抵抗Rおよび抵抗RHの抵抗値は10kΩ,抵抗R
Hの抵抗値は18kΩであり、サーミスタRTHの抵抗値は温
度に応じて4.5〜300kΩの範囲で変動するものを用いて
いる。また、コンデンサCの静電容量(10pF)に対
し、コンデンサCSは大きな静電容量(1μF)のもの
を用いている。その他の構成は、前述の図7と共通して
いる。In FIG. 2, the resistance value of the resistor RPU is 10
0 kΩ, resistance value of resistance R and resistance RH is 10 kΩ, resistance value of resistance R
The resistance value of H is 18 kΩ, and the resistance value of the thermistor RTH varies between 4.5 and 300 kΩ depending on the temperature. The capacitor CS has a large capacitance (1 μF) with respect to the capacitance of the capacitor C (10 pF). Other configurations are the same as those in FIG.
【0018】次に、上記実施例における作用を図3〜図
5の各波形図と、図6のフローチャートにて説明する。
なお、図3の上段の波形図は、正常時におけるコンデン
サCS両端間の電圧VCSを、時間tの経過とともに示し
たものであり、また下段の波形図は、プルアップ制御お
よびA/D変換の各動作が行なわれているか否かのタイ
ミングを、時間tの経過とともに示している。さらに、
図4の上段の波形図は、図2に示す線路Bで断線した場
合の電圧VCSを、時間tの経過とともに示しており、図
5の上段の波形図は、線路Cで断線した場合の入力端子
PIの電圧VADを、時間tの経過とともに示している。
これらの図4および図5の下段の波形図は、図3と同じ
ものである。Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to waveform diagrams of FIGS. 3 to 5 and a flowchart of FIG.
The upper waveform diagram of FIG. 3 shows the voltage VCS between both ends of the capacitor CS with the lapse of time t in the normal state, and the lower waveform diagram of the pull-up control and the A / D conversion shows the voltage VCS. The timing of whether or not each operation is performed is shown with the elapse of time t. further,
The upper waveform diagram of FIG. 4 shows the voltage VCS when the line B is disconnected in FIG. 2 with the elapse of time t, and the upper waveform diagram of FIG. The voltage VAD at the terminal PI is shown over time t.
4 and 5 are the same as those in FIG.
【0019】本実施例における故障判定は、図6のフロ
ーチャートに示す手順で行なわれる。先ず、ステップS
1において、マイコン21からの指令によりプルアップ回
路のスイッチSPUをオンにすることで、抵抗RPUを介し
て入力端子PIを電源端子VDDに結線する(プルアップ
制御オン)。そして、ステップS2において、この状態
のまま例えば100μsの時間待ちを行なう。所定の時間
待ちが過ぎると、マイコン21はスイッチSを所定時間オ
ンにして、A/D変換器4によるA/D変換を実行する
(ステップS3)。このステップS1〜S3の各動作
は、図3〜図5におけるプルアップ制御のオン期間中に
相当する。The failure determination in this embodiment is performed according to the procedure shown in the flowchart of FIG. First, step S
In step 1, the switch SPU of the pull-up circuit is turned on in response to a command from the microcomputer 21 to connect the input terminal PI to the power supply terminal VDD via the resistor RPU (pull-up control is on). Then, in step S2, a wait of, for example, 100 μs is performed in this state. After waiting for a predetermined time, the microcomputer 21 turns on the switch S for a predetermined time and executes A / D conversion by the A / D converter 4 (step S3). The operations in steps S1 to S3 correspond to the ON period of the pull-up control in FIGS.
【0020】このとき、A/D変換器4により変換した
A/D変換値が所定範囲外の例えばF8Hex以上であっ
たら(ステップS4)、直ちにステップS5に移行し
て、サーミスタRTHおよび抵抗RSの接続点から抵抗RH
に至る線路B、または抵抗RHおよびコンデンサCSの接
続点からマイコン2の入力端子PIに至る線路Cが断線
したとマイコン21が判定する。また、ステップS4にお
いて、A/D変換値がF8Hex未満であったら、ステッ
プS6に移行し、マイコン21はプルアップ回路22のスイ
ッチSPUをオフにして、抵抗RPUを介した入力端子PI
と電源端子VDDとの間の結線を遮断する(プルアップ制
御オフ)。そして、ステップS7において、この状態の
まま例えば400μsの時間待ちを行なう。At this time, if the A / D conversion value converted by the A / D converter 4 is out of a predetermined range, for example, F8Hex or more (step S4), the process immediately proceeds to step S5, where the thermistor RTH and the resistance RS are set. Resistance RH from connection point
The microcomputer 21 determines that the line B reaching the input terminal PI of the microcomputer 2 from the connection point of the resistor RH and the capacitor CS to the input terminal PI of the microcomputer 2 is disconnected. If the A / D converted value is less than F8Hex in step S4, the process proceeds to step S6, where the microcomputer 21 turns off the switch SPU of the pull-up circuit 22 and sets the input terminal PI via the resistor RPU.
Connection between the power supply terminal VDD and the power supply terminal VDD (pull-up control off). Then, in step S7, a wait of, for example, 400 μs is performed in this state.
【0021】図3〜図5にも示されているプルアップ制
御がオフの期間中は、プルアップ回路22が切り離されて
いるので、従来例で示した図7と同じ回路構成となる。
そして、この間に従来と同じステップS101〜S107の手
順で故障判定が行なわれる。すなわち、ステップS101
にてスイッチSをオンにしてA/D変換を行なった後、
A/D変換値が10Hex未満であれば(ステップS10
2)、ステップS103に移行してマイコン21は線路Aでの
断線と判断する。また、A/D変換値がF0Hex以上で
あれば(ステップS104)、ステップS105に移行してマ
イコン21は線路A’での断線と判断する。A/D変換値
がそれ以外の10Hex以上でF0Hex未満の所定範囲内に
あるときには、A/D変換値に基づく本来の制御(図示
しないが、例えば調理制御)をマイコン21が行ない、ス
テップS1の手順に戻る(ステップS106)。このよう
に、本実施例では、プルアップ回路22を接続せずにA/
D変換を行なったとき(図3〜図5に示すaの部分)の
A/D変換値だけでなく、プルアップ回路22を接続して
A/D変換を行なったとき(図3〜図5に示すbの部
分)のA/D変換値を故障判定に利用している。Since the pull-up circuit 22 is disconnected during the period in which the pull-up control shown in FIGS. 3 to 5 is off, the circuit configuration is the same as that of the conventional example shown in FIG.
In the meantime, a failure determination is performed in the same procedure as in the conventional steps S101 to S107. That is, step S101
After the switch S is turned on and A / D conversion is performed,
If the A / D conversion value is less than 10 Hex (step S10
2), the process proceeds to step S103, and the microcomputer 21 determines that the line A is disconnected. If the A / D conversion value is equal to or larger than F0Hex (step S104), the process proceeds to step S105, and the microcomputer 21 determines that the line A ′ is disconnected. When the A / D conversion value is within the predetermined range of 10 Hex or more and less than F0 Hex, the microcomputer 21 performs the original control (for example, cooking control (not shown) based on the A / D conversion value) at step S1. Return to the procedure (step S106). As described above, in this embodiment, the A / A
Not only the A / D converted value when the D conversion is performed (a portion shown in FIGS. 3 to 5) but also when the A / D conversion is performed by connecting the pull-up circuit 22 (FIGS. 3 to 5). The A / D conversion value of (b) shown in FIG.
【0022】ステップS1〜S3の各動作は、図3〜図
5におけるプルアップ制御のオン期間中に相当するが、
時定数回路3を含むマイコン21外部のセンサ回路1に異
常がなければ、ステップS1にてスイッチSPUがオンに
なっても、コンデンサCS両端間の電圧VCSは殆ど変化
せず、プルアップ制御を行なっていない状態に比べて最
大で5mV程度上昇するだけである。そして、プルアッ
プ制御がオフになれば、コンデンサCSに蓄えられてい
た電荷の一部が抵抗RHおよび抵抗RSを経由して放出さ
れ、元の状態に戻る。したがって、ステップS3におい
てスイッチSがオンすると、A/D変換器4直前の電圧
VCは前記電圧VCSと等しくなるが、A/D変換器4に
より変換したA/D変換値は、ステップS1〜ステップ
S106の各手順を何度繰り返しても所定範囲内にあって
殆ど変化しない。The operations in steps S1 to S3 correspond to the ON period of the pull-up control in FIGS.
If there is no abnormality in the sensor circuit 1 outside the microcomputer 21 including the time constant circuit 3, even if the switch SPU is turned on in step S1, the voltage VCS between both ends of the capacitor CS hardly changes, and pull-up control is performed. It only increases by about 5 mV at the maximum as compared with the state without the power. Then, when the pull-up control is turned off, a part of the charge stored in the capacitor CS is released via the resistors RH and RS, and returns to the original state. Therefore, when the switch S is turned on in step S3, the voltage VC immediately before the A / D converter 4 becomes equal to the voltage VCS, but the A / D converted value converted by the A / D converter 4 is calculated in steps S1 to S1. Even if each procedure of S106 is repeated many times, it is within the predetermined range and hardly changes.
【0023】これに対して、センサ回路1からマイコン
21の入力端子PIに至る線路、具体的には図2に示す線
路Bが断線した場合は、ステップS1においてスイッチ
SPUがオンすると、抵抗RPUを経由してコンデンサCS
が充電され、電圧VCSが5mV上昇する。しかし、その
後ステップS6でプルアップ制御がオフに切り替わって
も、正常時とは異なりコンデンサCSを放電する経路が
存在しないため、電圧VCSは5mV上昇したままとな
り、ステップS1〜ステップS106の各手順が繰り返さ
れる毎に徐々に上昇する。そして、最終的にはステップ
S4において、A/D変換値が例えばF8Hex以上に達
し、マイコン21が線路Bにおける断線を判定する。な
お、本実施例においては、ステップS1〜ステップS10
6に至る各手順の繰り返し時間を1msに設定した場
合、線路Bの断線が発生してから約3.4秒後に故障を判
定できることになる。On the other hand, from the sensor circuit 1 to the microcomputer
If the line to the input terminal PI of FIG. 21, specifically the line B shown in FIG. 2 is disconnected, when the switch SPU is turned on in step S1, the capacitor CS is connected via the resistor RPU.
Is charged, and the voltage VCS rises by 5 mV. However, even if the pull-up control is switched off in step S6 thereafter, unlike the normal state, there is no path for discharging the capacitor CS, so that the voltage VCS keeps increasing by 5 mV, and the procedures in steps S1 to S106 are repeated. It rises gradually with each repetition. Finally, in step S4, the A / D conversion value reaches, for example, F8Hex or more, and the microcomputer 21 determines whether the line B is disconnected. In this embodiment, steps S1 to S10
If the repetition time of each procedure up to 6 is set to 1 ms, a failure can be determined approximately 3.4 seconds after the line B is disconnected.
【0024】また、図2に示す線路Cが断線すると、プ
ルアップ制御がオフの状態では、従来例でも説明した通
り入力端子PIの電圧VADは不定になって、ステップS1
01でスイッチSをオンしても、A/D変換値は所定範囲
内になる場合が多い。しかし、プルアップ制御がオンす
ると、入力端子PIは何も接続していない状態となって
いるので、入力端子PIの電圧VADは電源端子VDDの電
圧と等しくなる。したがって、ステップS4において、
A/D変換値がF8Hex以上の例えばFFHexに達し、マ
イコン21が線路Cにおける断線を判定できる。なお、本
実施例ではスイッチSPUがオンしてから3.7μsで、入
力端子PIの電圧VADが電源端子VDDに等しくなる。When the line C shown in FIG. 2 is disconnected, the voltage VAD of the input terminal PI becomes indefinite as described in the conventional example and the pull-up control is turned off, as described in the conventional example.
Even if the switch S is turned on at 01, the A / D conversion value often falls within a predetermined range. However, when the pull-up control is turned on, the voltage VAD of the input terminal PI becomes equal to the voltage of the power supply terminal VDD because nothing is connected to the input terminal PI. Therefore, in step S4,
The A / D converted value reaches F8Hex or more, for example, FFHex, and the microcomputer 21 can determine the disconnection in the line C. In this embodiment, the voltage VAD of the input terminal PI becomes equal to the power supply terminal VDD 3.7 μs after the switch SPU is turned on.
【0025】以上のように、本実施例においては、セン
サ回路1からの検出信号をマイコン21内でA/D変換
し、このA/D変換値が所定範囲外になったときにマイ
コン21にて故障を検出するセンサ回路1の故障検出装置
において、マイコン21は、センサ回路1に接続する入力
端子PIを抵抗RPUを介してプルアップ状態に結線する
結線回路としてのプルアップ回路22を備え、プルアップ
回路22を接続したときのA/D変換値と、プルアップ回
路22を接続していないときのA/D変換値に基づき、各
々故障検出を行なうように構成している。As described above, in this embodiment, the detection signal from the sensor circuit 1 is A / D-converted in the microcomputer 21, and when the A / D conversion value is out of the predetermined range, the microcomputer 21 outputs the signal. In the failure detection device for the sensor circuit 1 that detects a failure by using the microcomputer 21, the microcomputer 21 includes a pull-up circuit 22 as a connection circuit that connects the input terminal PI connected to the sensor circuit 1 to a pull-up state via a resistor RPU. Fault detection is performed based on the A / D conversion value when the pull-up circuit 22 is connected and the A / D conversion value when the pull-up circuit 22 is not connected.
【0026】こうすると、マイコン21の外部で断線が生
じていない正常時は、スイッチSPUによりプルアップ回
路22を接続して、マイコン21の入力端子PIをプルアッ
プ状態(抵抗RPUを介して所定の電圧端子である電源端
子VDDに結線した状態)にしても、入力端子PIの電圧
VADはプルアップ回路22を接続していない場合とさほど
変化せず(本実施例では、5mV程度の変化)、マイコ
ン21内のA/D変換値はプルアップ回路22を接続するか
否かに拘らず、正常時に予測される所定範囲内に収ま
る。In this case, when there is no disconnection outside the microcomputer 21, the switch SPU connects the pull-up circuit 22 in a normal state and the input terminal PI of the microcomputer 21 is pulled up (predetermined via the resistor RPU). The voltage VAD of the input terminal PI does not change much as compared with the case where the pull-up circuit 22 is not connected (in the present embodiment, a change of about 5 mV) even when the power supply terminal VDD which is a voltage terminal is connected. The A / D conversion value in the microcomputer 21 falls within a predetermined range expected in a normal state regardless of whether the pull-up circuit 22 is connected or not.
【0027】一方、センサ回路1からマイコン21の入力
端子に至る線路Cが断線すると、プルアップ回路22を接
続していない状態では、入力端子PIが高インピーダン
スとなり、A/D変換値は所定範囲内にあって異常値に
ならない場合が多い。しかし、プルアップ回路22を接続
してマイコン21の入力端子をプルアップ状態にすれば、
入力端子PIの電圧はプルアップ回路22を接続していな
い場合に比べて大幅に変化するので、A/D変換値は所
定範囲外になって故障を確実に検出できる。On the other hand, when the line C from the sensor circuit 1 to the input terminal of the microcomputer 21 is broken, the input terminal PI has a high impedance when the pull-up circuit 22 is not connected, and the A / D conversion value is within a predetermined range. Often, there is no abnormal value. However, if the pull-up circuit 22 is connected and the input terminal of the microcomputer 21 is pulled up,
Since the voltage of the input terminal PI greatly changes as compared with the case where the pull-up circuit 22 is not connected, the A / D conversion value is out of the predetermined range, and the failure can be reliably detected.
【0028】また、センサ回路1内で断線などが生じた
場合は、マイコン21の入力端子PIの電圧VADそのもの
が0Vになったり、電源端子VDDと同じ電圧値になった
りして異常値となるため、プルアップ回路22を接続しな
い状態でA/D変換値は所定範囲外になり、この場合も
故障を確実に検出できる。When a disconnection or the like occurs in the sensor circuit 1, the voltage VAD of the input terminal PI of the microcomputer 21 becomes 0 V or the same voltage value as the power supply terminal VDD, resulting in an abnormal value. Therefore, the A / D conversion value is out of the predetermined range in a state where the pull-up circuit 22 is not connected. In this case, the failure can be reliably detected.
【0029】つまり、入力端子PIをプルアップ制御す
る機能を備えたマイコン21を利用すれば、このマイコン
21のソフトウェアを一部変更するだけで、コストアップ
を伴なわずに、故障の発生した箇所に拘らず、確実な故
障検出を行なうことが可能になる。That is, if the microcomputer 21 having the function of pulling up the input terminal PI is used,
By only partially changing the software of No. 21, it is possible to perform reliable failure detection regardless of the location where the failure has occurred, without increasing the cost.
【0030】なお、本実施例ではセンサ回路1からマイ
コン21の入力端子PIに至る途中に、抵抗RHとコンデン
サCSのL形回路からなる時定数回路3が、ノイズやリ
プルを吸収するために付加されているが、この場合は、
プルアップ回路22を接続したときのA/D変換値により
故障検出を行なう動作と、プルアップ回路22を接続して
いないときのA/D変換値により故障検出を行なう動作
を繰り返すことにより、時定数回路3からマイコン21の
入力端子に至る線路Cのみならず、センサ回路1から時
定数回路3に至る線路Bの断線も確実に検出できる。In this embodiment, on the way from the sensor circuit 1 to the input terminal PI of the microcomputer 21, a time constant circuit 3 comprising an L-shaped circuit of a resistor RH and a capacitor CS is added to absorb noise and ripples. But in this case,
By repeating the operation of detecting a failure based on the A / D conversion value when the pull-up circuit 22 is connected and the operation of detecting the failure based on the A / D conversion value when the pull-up circuit 22 is not connected, Disconnection of not only the line C from the constant circuit 3 to the input terminal of the microcomputer 21 but also the line B from the sensor circuit 1 to the time constant circuit 3 can be reliably detected.
【0031】つまり、線路Bが断線すると、プルアップ
回路22を接続したときに、抵抗RPUを経由してコンデン
サCSが充電され、電圧VCSが僅かではあるが変化(プ
ルアップ制御の場合は上昇)する。ところが、プルアッ
プ回路22を接続しない場合は、コンデンサCSを放電す
る経路が存在しないため、プルアップ回路22を接続する
動作と、プルアップ回路22を接続しない動作を繰り返し
ていくうちに、マイコン21内のA/D変換値は所定範囲
外に達する。したがって、マイコン21にこのような繰り
返し動作の機能を付加するだけで、線路Bの断線も確実
に検出できる。That is, when the line B is disconnected, when the pull-up circuit 22 is connected, the capacitor CS is charged via the resistor RPU, and the voltage VCS slightly changes (increases in the case of pull-up control). I do. However, when the pull-up circuit 22 is not connected, since the path for discharging the capacitor CS does not exist, the operation of connecting the pull-up circuit 22 and the operation of not connecting the pull-up circuit 22 are repeated. The A / D conversion value within the range goes out of the predetermined range. Therefore, disconnection of the line B can be reliably detected only by adding the function of such a repetitive operation to the microcomputer 21.
【0032】なお、本実施例では、プルアップ回路22を
接続したときに故障検出を判定する上での条件となるA
/D変換値の所定範囲(図6のステップS4の条件)
が、プルアップ回路22を接続していないときに故障検出
を判定する上でのA/D変換値の所定範囲(図6のステ
ップS104の条件)よりも狭く設定されている。このよ
うにすると、線路Bにて断線が発生した場合に、プルア
ップ回路22を接続したときのA/D変換値が、ステップ
S4の条件でF8Hex以上に達すると、その時点でマイ
コン21は故障を判断できるので、プルアップ回路22を接
続していないステップS102の条件で故障と判定される
ことはない。したがって、センサ回路1内の線路A’の
断線を判定するときと混同せず、どの地点で断線が起こ
ったのかを区別することができる。In this embodiment, when the pull-up circuit 22 is connected, A which is a condition for judging failure detection is used.
Predetermined range of / D conversion value (condition of step S4 in FIG. 6)
However, it is set to be narrower than a predetermined range of the A / D conversion value (the condition of step S104 in FIG. 6) for determining the failure detection when the pull-up circuit 22 is not connected. In this way, if the A / D conversion value when the pull-up circuit 22 is connected reaches F8Hex or more under the condition of step S4 when the line B is disconnected, the microcomputer 21 fails at that point. Is determined, the failure is not determined under the condition of step S102 in which the pull-up circuit 22 is not connected. Therefore, it is possible to distinguish at which point the disconnection has occurred without confusing with the determination of the disconnection of the line A ′ in the sensor circuit 1.
【0033】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形実施が可能である。例えば、本実施例
ではマイコン21内のプルアップ回路22を利用したもので
説明したが、抵抗RPUおよびスイッチSPUの直列回路
を、入力端子PIと接地ライン間に接続したプルダウン
回路により実現してもよい。この場合、線路Bで断線が
生じると、電圧VCSや電圧VCは徐々に低下して最終的
に0Vになり、また線路Cで断線が生じると、スイッチ
SPUがオンすると同時に0Vになって、プルアップ制御
時と同様の故障検出が可能になる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, although the present embodiment has been described using the pull-up circuit 22 in the microcomputer 21, a series circuit of the resistor RPU and the switch SPU may be realized by a pull-down circuit connected between the input terminal PI and the ground line. Good. In this case, when a disconnection occurs in the line B, the voltage VCS and the voltage VC gradually decrease and finally reach 0 V, and when a disconnection occurs in the line C, the switch SPU turns on and becomes 0 V at the same time as the pull-up. The same failure detection as in the up control can be performed.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明におけるセンサ回路の故障検出装
置は、センサ回路からの検出信号をマイクロコンピュー
タ内でA/D変換し、このA/D変換値が所定範囲外に
なったときに前記マイクロコンピュータにて故障を検出
するセンサ回路の故障検出装置において、前記マイクロ
コンピュータは、前記センサ回路に接続する入力端子を
抵抗を介してプルアップまたはプルダウン状態に結線す
る結線回路を備え、前記結線回路を接続したときのA/
D変換値と、前記結線回路を接続していないときのA/
D変換値に基づき、各々故障検出を行なうように構成し
たものであり、コストアップを伴なわずに、故障の発生
した箇所に拘らず、確実な故障検出を行なうことが可能
になる。According to the sensor circuit failure detection apparatus of the present invention, the detection signal from the sensor circuit is A / D converted in a microcomputer, and when the A / D conversion value is out of a predetermined range, the microcontroller is activated. In the failure detection device for a sensor circuit that detects a failure in a computer, the microcomputer includes a connection circuit that connects an input terminal connected to the sensor circuit to a pull-up or pull-down state via a resistor, and the connection circuit includes: A / when connected
D / D conversion value and A / when the connection circuit is not connected
In this configuration, failure detection is performed on the basis of the D-converted value, so that reliable failure detection can be performed irrespective of the location where the failure has occurred without increasing the cost.
【図1】本発明の一実施例を示すマイコン内部の回路図
である。FIG. 1 is a circuit diagram inside a microcomputer showing an embodiment of the present invention.
【図2】同上センサ回路の故障検出装置をあらわした回
路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a failure detection device for the sensor circuit according to the first embodiment;
【図3】同上正常時における各部の信号電圧を示した波
形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing signal voltages of various parts in the same normal operation.
【図4】同上線路Bで断線した場合の各部の信号電圧を
示した波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing signal voltages at various parts when the line B is disconnected.
【図5】同上線路Cで断線した場合の各部の信号電圧を
示した波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing signal voltages at various parts when the line C is disconnected.
【図6】同上故障判定時における動作手順を示すフロー
チャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure at the time of the failure determination.
【図7】従来例におけるセンサ回路の故障検出装置をあ
らわした回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a failure detection device for a sensor circuit in a conventional example.
【図8】同上故障判定時における動作手順を示すフロー
チャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure at the time of the failure determination.
1 センサ回路 21 マイコン(マイクロコンピュータ) 22 プルアップ回路(結線回路) RPU 抵抗 PI 入力端子 1 sensor circuit 21 microcomputer (microcomputer) 22 pull-up circuit (connection circuit) RPU resistor PI input terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G014 AA02 AB25 AB34 AC18 2G033 AA07 AB02 AC01 AD21 AG09 AG12 2G036 AA25 AA27 BA35 BB01 BB20 BB22 CA06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G014 AA02 AB25 AB34 AC18 2G033 AA07 AB02 AC01 AD21 AG09 AG12 2G036 AA25 AA27 BA35 BB01 BB20 BB22 CA06
Claims (1)
ンピュータ内でA/D変換し、このA/D変換値が所定
範囲外になったときに前記マイクロコンピュータにて故
障を検出するセンサ回路の故障検出装置において、前記
マイクロコンピュータは、前記センサ回路に接続する入
力端子を抵抗を介してプルアップまたはプルダウン状態
に結線する結線回路を備え、前記結線回路を接続したと
きのA/D変換値と、前記結線回路を接続していないと
きのA/D変換値に基づき、各々故障検出を行なうよう
に構成したことを特徴とするセンサ回路の故障検出装
置。1. A malfunction of a sensor circuit which A / D converts a detection signal from a sensor circuit in a microcomputer and detects a malfunction in the microcomputer when the A / D conversion value falls outside a predetermined range. In the detection device, the microcomputer includes a connection circuit that connects an input terminal connected to the sensor circuit to a pull-up or pull-down state via a resistor, and an A / D conversion value when the connection circuit is connected; A fault detecting device for a sensor circuit, wherein faults are detected based on A / D converted values when the connection circuit is not connected.
Priority Applications (1)
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JP11168787A JP2000356556A (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Failure-detecting device of sensor circuit |
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Publication Number | Publication Date |
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