JP2004284388A

JP2004284388A - 制御用ｅｃｕの故障検出装置

Info

Publication number: JP2004284388A
Application number: JP2003075444A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Nakano; 稔久中野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】制御用ＥＣＵにおいて、マルチプレクサの入力端子の故障を容易かつ正確に検出することである。
【解決手段】制御用ＥＣＵの故障検出装置は、複数の入力端子２１から２８、複数の入力端子の何れよりも高い又は低い電圧が印加される故障検出端子２９、及び入力端子を択一的に選択するスイッチ３０を含むマルチプレクサ２０と、マルチプレクサからのアナログ信号をホールドするサンプルホールド回路３５と、サンプルホールド回路からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４０と、Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号に基づき入力端子の故障を判定するＣＰＵ４５と、から成る。スイッチ３０により複数の入力端子２１から２８の１つを選択する毎に、スイッチを故障検出端子２９に切り換える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制御用ＥＣＵの故障検出装置、特にマルチプレクサの入力端子の故障を検出するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、各種車載システムはマイコンによりデジタル制御される場合が多い。そのため、システムの入力信号系統に異常や故障がある場合、マイコンが乗員に故障内容を知らせるようになっている。いわゆる自己診断機能（ダイアグノーシス）である。
【０００３】
例えば車両のエアバッグシステムのように高い信頼性が要求されるシステムにでダイアグノーシスを付与する場合、複数箇所で計測した計測信号をＡ／Ｄ変換した後ＣＰＵに取り込む。そのためにＡ／Ｄ変換器と計測箇所との間にマルチプレクサが配置される。
【０００４】
エアバッグシステムの信頼性を高める上でＡ／Ｄ変換が重要であり、計測箇所からマルチプレクサに正確な信号が入力されることがその前提である。従来例（特許文献１参照）では、所定周波数のアナログ入力信号にアナログから成る照査信号が重畳されている。照査信号が重畳されているのに抽出されない場合、及び重畳されていないのに抽出された場合は故障と判定する。
【０００５】
照査信号は周波数が異なる複数種から成り、そのうちの一つの照査信号の下でマルチプレクサの故障が検出されたとき、他の照査信号の下でマルチプレクサの故障を判定する。そして、何れの照査信号の下でも故障と判定されたとき、マルチプレクサを故障と判定する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１６６８８４号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例は、故障の判定のために入力信号に周波数の異なる複数の照査信号を重畳する必要があり、故障の検出が面倒である。また、複数の入力信号の電圧値が同じ場合でも確実に故障判定ができるかどうか、不明である（従来例はこの点に言及していない）。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、マルチプレクサの入力端子の故障を容易かつ正確に検出できる、制御用ＥＣＵの故障検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、マルチプレクサに、所定の入力端子の他、これらよりも遙かに低い又は高い電圧が印加された故障検出端子を設けることを思い付いて、本発明を完成した。
【００１０】
本発明による制御用ＥＣＵの故障検出装置は、請求項１に記載したように、アナログ信号が入力される複数の入力端子、複数の入力端子の何れよりも高い又は低い電圧が印加される故障検出端子、及び複数の入力端子を択一的に選択するスイッチを含むマルチプレクサと；マルチプレクサから入力されるアナログ信号をホールドするサンプルホールド回路と；サンプルホールド回路から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と；Ａ／Ｄ変換器から入力されるデジタル信号に基づき入力端子の故障を判定するＣＰＵと；から成る。
【００１１】
この故障検出装置において、スイッチにより複数の入力端子の１つを択一的に選択する毎に、スイッチを故障検出端子に切り換える。それにより、サンプルホールド回路のホールド電圧が何れの入力端子の電圧よりも低く又は高くなる。
【００１２】
請求項２の故障検出装置は、請求項１において、複数の入力端子は２つで対を成し、各対に同じ大きさの電圧が印加されている。請求項３の故障検出装置は、請求項２において、各対の一方端子及び他方端子に同じ大きさの電圧が印加されている。
【００１３】
請求項４の故障検出装置は、請求項１において、故障検出端子が１つ配置されている。請求項５の故障検出装置は、請求項４において、故障検出端子はＧＮＤレベルの電圧、又はマルチプレクサ及びサンプルホールド回路の最大許容電圧が印加されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜制御用ＥＣＵ＞
例えば車載機器の制御用ＥＣＵが制御用ＥＣＵに該当し、より具体的にはエアバッグ用ＥＣＵが挙げられる。制御用ＥＣＵは少なくともマルチプレクサ、サンプルホールド回路、Ａ／Ｄ変換器及びＣＰＵを含む。複数の回路電圧の一つをマルチプレクサで選択し、Ａ／Ｄ変換器で変換して必要な電圧を取得するものである。
＜マルチプレクサ＞
マルチプレクサは、入力される複数の入力信号（アナログ信号）のうち１つの出力信号（サンプル信号）を選択し出力するものである。複数の入力端子、故障検出端子、スイッチ及び１つの出力端子を含む。複数の入力端子の電圧は全て異なっても、一部が異なって残部が同じでも、全て同じでも良い。２つの入力端子が対を成していても良い。
【００１５】
なお、「入力端子の故障」とは、被計測点からマルチプレクサ入力端子までの間の非導通（オープン状態）である。配線用基板や複数の電子部分にて構成された制御用ＥＣＵでは、接触不良や部分不良等によりオープン状態が発生する。
【００１６】
故障検出端子の個数は１つでも２つ以上でも良い。配置場所は端部に位置する入力端子に近接させても、隣接する入力端子の間でも良い。低いインピーダンスでＧＮＤ又はＶｃｃに接続される。
【００１７】
スイッチは複数の入力端子の１つを択一的に選択する毎に、スイッチを故障検出端子に接続する。換言すれば入力端子と故障検出端子とを交互に切り換える。入力端子と故障検出端子との交互切換は１回又は２回以上行うことができる。
＜サンプルホールド回路＞
サンプルホールド回路は、Ａ／Ｄ変換器がアナログ信号をデジタル信号に変換する間、アナログ電圧を一定に保つものである。ＦＥＴ等から成るスイッチと、電荷を貯えるコンデンサとを含む。マルチプレクサのサンプル信号の出力時はスイッチがオンし、コンデンサを充電又は放電する。ホールド信号のときスイッチがオフし、コンデンサのホールド電圧を保持する。
＜Ａ／Ｄ変換器，ＣＰＵ＞
Ａ／Ｄ変換器（コンバータ）は、スイッチやセンサ等からサンプルホールド回路を介して入力される電流、電圧等のアナログ信号を、コンピュータで処理するためにデジタル信号に変換して出力する。
【００１８】
ＣＰＵはＲＯＭのプログラムとＲＡＭのメモリに基づき、Ａ／Ｄ変換器から入力されるデジタル信号を処理する。マルチプレクサの何れかの入力端子が故障しているとき、所定の警告信号を出力する。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施例＞
（構成）
図１に本発明がエアバッグＥＣＵに適用された実施例を示す。エアバッグＥＣＵ（以下、実施例では「ＥＣＵ」と呼ぶ）１２０が４つのスクイブ１１から１４を制御するようになっている。第１スクイブ１１は左前シートベルトプリテンショナを、第２スクイブ１２は右前シートベルトプリテンショナを作動させる。第３スクイブ１３は左側エアバッグを、そして第４スクイブ１４は右側エアバッグをそれぞれ展開させる。なお、第１スクイブ１１から第４スクイブ１４の内部抵抗は、後述する第１抵抗７１から第８抵抗７８のそれに比して非常に小さい値であり、その電圧降下も非常に小さい。
【００２０】
ＥＣＵ１２０はマルチプレクサ２０と、これに接続されたサンプルホールド回路３５と、これに接続されたＡ／Ｄコンバータ４０と、これに接続されたＣＰＵ４５とを含む。さらに、点火電源１０３と、車両の衝撃を検知したときオンする衝突検知用スイッチ１０６と、ＣＰＵ４５からの信号で作動する８つのスイッチ９１から９８とを含む。
【００２１】
このうち、マルチプレクサ２０は第１入力端子２１から第８入力端子２８、故障検出端子２９、及びＣＰＵ４５からの命令により切り換えられるスイッチ３０を含む。故障検出端子２９は第８入力端子２８に隣接して配置され、ＧＮＤレベルの電圧が印加される。スイッチ３０が８つの入力端子２１から２８及び１つの故障検出端子２９（合計９つ）のいずれか１つに択一的に切り換えられる。
【００２２】
第１入力端子２１から第８入力端子２８は、第１配線５１から第８配線５８により、ＥＣＵ１２０の第１スクイブ端子１１１から第８スクイブ端子１１８にそれぞれ接続されている。第１配線５１から第８配線５８上に第１保護抵抗１２１から第８保護抵抗１２８が配置されている。
【００２３】
第１スクイブ端子１１１と第８スクイブ端子１１８との間に前記第４スクイブ１４が配置され、第２スクイブ端子１１２と第７スクイブ端子１１７との間に前記第３スクイブ１３が配置され、第３スクイブ端子１１３と第６スクイブ端子１１６との間に前記第２スクイブ１２が配置され、第４スクイブ端子１１４と第５スクイブ端子１１５との間に前記第１スクイブ１１が配置されている。
【００２４】
点火電源１０３から第１配線５１から第４配線５４に延びた第１配線６１から第４配線６４上に、それぞれ第１抵抗７１から第４抵抗７４が挿入されている。第５配線５５から第８配線５８からＧＮＤに延びた第５配線６５から第８配線６８上に、それぞれ第５抵抗７５から第８抵抗７８が挿入されている。第１抵抗７１から第４抵抗７４の抵抗値は全て等しく、第５抵抗７５から第８抵抗７８の抵抗値は全て等しい。よって、第１スクイブ１１から第４スクイブ１４の両端の電圧は全て等しい。
【００２５】
また、第１抵抗７１と第５抵抗７５との抵抗値の和、第２抵抗７２と第６抵抗７６との抵抗値の和、第３抵抗７３と第５抵抗７７との抵抗値の和、第４抵抗７４と第８抵抗７８との抵抗値の和は全て等しい。よって、点火電源１０３から第１配線５１から第８配線５８に流れる電流は全て等しく、点火電源１０３からマルチプレクサ２０の第１入力端子２１から第８入力端子２１から２８に印加される電圧は等しい。
【００２６】
また、衝突検知用スイッチ１０６から第１配線５１から第４配線５４に延びた第１配線８１から第４配線８４上に、それぞれ第１スイッチ９１から第４スイッチ９４が挿入されている。スイッチ１０６は衝突を検知したときオンし、第１スイッチ９１から第４スイッチ９４はＣＰＵ４５により制御される。
【００２７】
点火電源１０３と第１スイッチ９１から第４スイッチ９４との間にスイッチ１０６が配置されている。第５配線５５から第８配線５８からＧＮＤに延びた第５配線から第８配線８８上に、それぞれ第５スイッチ９５から第８スイッチ９８が、第５抵抗７５から第８抵抗７８と並列に挿入されている。第５スイッチ９５から第８スイッチ９８はＣＰＵ４５により制御される。
【００２８】
上記マルチプレクサ２０が接続されたサンプルホールド回路３５はスイッチ３６とコンデンサ３７とを含む。ＣＰＵ４５はＲＯＭとＲＡＭとを含む。
（作用）
ＣＰＵ４５からの命令によりスイッチ３０が第１入力端子２１に切り換わると、第１スクイブ１１１の電圧が第１配線５１、第１保護抵抗１２１を通して第１入力端子２１に入力される。この電圧信号はＡ／Ｄ変換器４０によりデジタル信号に変換され、その間サンプルアンドホールド回路３５が電圧をホールドする。Ａ／Ｄ変換器４０からの信号に基づきＣＰＵ４５が第１入力端子２１は正常と判断する。
【００２９】
次に、スイッチ３０を第２入力端子２２に切り換える前に、故障検出端子２９に切り換える。すると、サンプルホールド回路３５のコンデンサ３７の電荷が、故障検出端子２９を通して放電される。そして、スイッチ３０を第２入力端子２２に切り換えると、コンデンサ３７が充電される。
【００３０】
さらに、スイッチ３０を第３入力端子２３に切り換える前に、故障検出端子２９に切り換え、サンプルホールド回路３５のコンデンサ３７の電荷を故障検出端子２９を通して放電する。ここで、第３入力端子２３のオープン、第３保護抵抗１２８のオープン、又はそれらを接続する配線パターンに断線が生じていると、スイッチ３０を第３入力端子２３に切り換えても、コンデンサ３７が充電されない。よって、Ａ／Ｄ変換器４０からＣＰＵ４５へ所定のデジタル信号が入力されないので、ＣＰＵ４５は第３入力端子２３が故障と判定し、所定のアラームを発する。
【００３１】
なお、エアバッグシステムの作動時、衝突検知用スイッチ１０６により車両の衝突が検知され、かつＣＰＵ４５に接続される別の衝突検知手段（不図示）からの入力信号がＣＰＵ４５において予め書き込まれたプログラムに従って演算される。その演算結果が予め設定された条件を満たすと、ＣＰＵ４５からの指示によりスイッチ９１から９８がオンし、第１スクイブ１１から第４スクイブ１４のうちの一つ又は二つ以上が作動し、対応するシートベルトプリレンショナが作動し、又はエアバッグが展開する。
（効果）
この実施例によれば、第１に、第１入力端子２１から第８入力端子２８の故障を容易に検出できる。これは、上記従来例のように入力信号に別の信号を重畳させるのではなく、第１入力端子２１から第８入力端子２８に入力される電圧のレベルで故障を判断しているからである。
【００３２】
第２に、第１入力端子２１から第８入力端子２８に同じ電圧が印加されているにも関わらず、故障が発生した入力端子を正確に検出できる。これは、マルチプレクサ２０のスイッチ３０を８つの入力端子２１から２８の何れかに切り換える前に、ＧＮＤレベルの電圧が印加された故障検出端子２９に切り換えるからである。
＜比較例＞
比較例として、マルチプレクサが故障検出端子を含まず複数の入力端子とスイッチとを含み、８つの入力端子に同じ大きさの電圧が印加される場合を考える。
【００３３】
この場合、入力端子の故障を電圧のレベルで簡単に検出できる点は従来例よりも勝っている。但し、前回選択された入力端子の電圧がサンプルホールド回路にチャージされている。そして、今回選択した入力端子が故障していても、サンプルホールド回路での充放電が殆んどない。そのため、ＣＰＵは前回計測された電圧値を読み出し、これに基づき誤った故障判定をするおそれがある。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明による制御用ＥＣＵの故障検出装置によれば、マルチプレクサに入力端子の他に故障検出端子を設けたので、入力端子の故障を容易かつ確実に検出することができる。
【００３５】
請求項２及び３の故障検出装置によれば、複数の入力端子に印加される電圧が同じときでも、入力端子の故障を検出できる。請求項４及び５の故障検出装置によれば、マルチプレクサのスイッチが故障検出端子に切り換わったときは、サンプルホールド回路の電荷を放電することにより、故障した入力端子を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回路説明図である。
【符号の説明】
１１から１４：スクイブ２０：マルチプレクサ
２１から２８：入力端子２９：故障検出端子
３０：スイッチ３５：サンプルホールド回路
３７：コンデンサ４０：Ａ／Ｄ変換器
４５：ＣＰＵ７１から７８：抵抗
８１から８８：スイッチ１０３：点火電源
１０６：衝突検知用スイッチ１２０：ＥＣＵ

Claims

アナログ信号が入力される複数の入力端子、該複数の入力端子の何れよりも高い又は低い電圧が印加される故障検出端子、及び該複数の入力端子を択一的に選択するスイッチを含むマルチプレクサと、
前記マルチプレクサから入力されるアナログ信号をホールドするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から入力されるデジタル信号に基づき前記入力端子の故障を判定するＣＰＵと、から成り、
前記スイッチにより前記複数の入力端子の１つを選択する毎に、該スイッチを前記故障検出端子に切り換えることを特徴とする制御用ＥＣＵの故障検出装置。
前記複数の入力端子は２つで対を成し、各対に同じ大きさの電圧が印加されている請求項１に記載の故障検出装置。
前記各対の一方端子及び他方端子に同じ大きさの電圧が印加されている請求項２に記載の故障検出装置。
前記故障検出端子が１つ配置されている請求項１に記載の故障検出装置。
前記故障検出端子はＧＮＤレベルの電圧、又は前記マルチプレクサ及び前記サンプルホールド回路の最大許容電圧が印加されている請求項４に記載の故障検出装置。