JP2008151519A - 異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作が正常と判定される範囲内における信号電圧の変化を監視する。
【解決手段】第１測定回路（１３）からのモニター信号を受けて第１出力電圧に変換する第１変換回路（１２）を有する第１異常検出回路（３）と、第２測定回路（２３）からのモニター信号を受けて第２出力電圧に変換する第２変換回路（２２）を有する第２異常検出回路（４）とを具備する異常検出装置を構成する。その異常検出装置において、第１異常検出回路（３）に、更に、第１出力電圧と第２出力電圧とを比較し、所定の電位差を超えている場合に異常検出信号を出力する第１比較回路（１６）を構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自己が正常に動作しているか否かを診断する機能を備える異常検出装置に関する。

半導体技術の進歩に伴って、市場に流通する多くの工業製品にコンピュータが搭載されるようになってきている。そのようなコンピュータの中には、そのコンピュータ自身や周辺機器が正常に動作しているか否かを判断するための装置（以下、異常検出装置と呼ぶ。）を備えているものが存在する。工業製品に異常検出装置を備えるコンピュータを搭載することによって、その製品に異常が発生しているか否かを自動的に判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図１は、特許文献１に記載の異常検出回路の構成を示すブロック図である。特許文献１に記載の技術は、光捜査異常を検出することができる光走査異常検出回路を提供することを目的としている。図１を参照すると、その光走査異常検出回路は、スキャナ駆動回路１０７およびスキャナ１０８間のノード１０９と接地電位との間に抵抗１１０を接続している。コンパレータ１１１はノード１０９の電圧ＶＡを負の基準電位と比較して判定信号ＣＰ１を出力し、コンパレータ１１２はノード１０９の電圧ＶＡを正の基準電位と比較して判定信号ＣＰ２を出力する。ＯＲ回路１１３は、判定信号ＣＰ１，ＣＰ２を受け、検出信号ＤＰ１を出力する。ＣＰＵ（図示されず）は、検出信号ＤＰ１に基づいて制御回路（図示されず）にイネーブル信号を与えている。

上述した従来の異常検出装置は、監視対象の動作状態に応じて変化する電圧が、所定の範囲に含まれるか否かを監視している。現在市場に流通している工業製品の中には、一つの製品に複数のコンピュータユニットを搭載しているものが存在する。例えば自動車や航空機などの移動体は、一台の移動体に複数のコンピュータユニットを搭載している。そして、それらのコンピュータユニットを、移動体内のＬＡＮなどで接続したコンピュータシステムを構成している。

このようなコンピュータシステムでは、そのシステムを備える装置（例えば、自動車）の信頼性を確保するために、相互にバックアップが可能な複数の通信系を備えている場合がある。そして、その複数の通信系を、互いに独立して機能させることで、装置の機能を維持する技術が知られている。たとえば、二つの通信系を備えた移動体では、一方の通信系に支障が生じた場合に、他方の通信系を使用している。

互いに独立して機能する複数の通信系を有するコンピュータシステムにおいては、その複数の通信系のそれぞれが、上述のような異常検出装置を備えている。複数の通信系の何れかに支障が生じたとき、その通信系の動作を監視している異常検出装置から異常を知らせる信号が出力される。それよってユーザは、製品自体の動作とは独立に、通信系の動作状態を知ることができる。

特開平９−３８７８７号公報

異常検出装置は、監視対象から受ける情報に対応した信号電圧を用いて、システムの動作が正常または異常を示す検出信号を生成している。従来の異常検出装置は、その信号電圧が所定の範囲を超えているか否かに基づいて、その検出信号を生成していた。そのため、従来の異常検出装置では、動作が正常と判定される範囲内における信号電圧の変化を監視することが困難であった。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

上記課題を解決するために、第１測定回路（１３）からのモニター信号を受けて第１出力電圧に変換する第１変換回路（１２）を有する第１異常検出回路（３）と、第２測定回路（２３）からのモニター信号を受けて第２出力電圧に変換する第２変換回路（２２）を有する第２異常検出回路（４）とを具備する異常検出装置を構成する。
その異常検出装置において、前記第１異常検出回路（３）に、更に、前記第１出力電圧と前記第２出力電圧とを比較し、所定の電位差を超えている場合に異常検出信号を出力する第１比較回路（１６）を構成する。

本発明の異常検出装置によると、従来の異常判定装置にて動作が正常と判定される範囲内における信号電圧の変化を監視し、その信号変化に対応した動作判定をすることが可能である。

また、動作監視における判定で、従来の異常判定装置にて正常動作と判定されるような軽微な変化であっても、それを検出し、その軽微な変化を示す信号を制御回路に通知することができる。その変化が異常であるか否かを制御回路側の設定によって判断することができる。これによって、軽微な異常に対する早期対処が可能となる。

以下に、図面を参照して、本願発明を実施するための形態について説明を行う。本願発明は、移動体（例えば、自動車）に用いられるコンピュータシステムに適用可能である。したがって、以下の実施形態においては、本願発明を車両に備えられたＬＡＮシステム（以下、車内通信システム１と呼ぶ。）に適用する場合を例示して説明を行う。なお、以下の実施形態では、車内通信システム１が、相補な二つの通信系を備えている場合に対応して説明を行う。また、以下の実施形態において、同様に構成されている二つ以上の構成要素には、参照符号の後ろに枝符号（例えば、”２ａ”に付された”ａ”）を付して説明を行う。ここにおいて、その二つ以上の構成要素を区別しない場合には、その枝符号を省略する。

図２は、本願発明の異常検出装置を適用可能な車内通信システム１の構成を例示するブロック図である。車内通信システム１は、第１ユニット２ａと、第２ユニット２ｂと、第１通信系７と、第２通信系８とを含んで構成されている。

第１ユニット２ａは、車内通信システム１に組み込まれたコンピュータユニットである。第２ユニット２ｂは、車内通信システム１に組み込まれたコンピュータユニットである。第１通信系７は、無線または有線通信網で構成されている。第１通信系７は、第１ユニット２ａと第２ユニット２ｂとの間で送受信されるデータを伝送している。第２通信系８は、第１通信系７と同様に、無線または有線通信網で構成されている。第１通信系７は、第１ユニット２ａと第２ユニット２ｂとの間で送受信されるデータを伝送している。

第１通信系７と第２通信系８とは、それぞれ独立して機能することができるように構成されている。通常動作時において、車内通信システム１は、第１通信系７または第２通信系８を用いてデータの送受信を行う。また、車内通信システム１は、第１通信系７が機能しない場合であっても、第２通信系８を用いてデータの送受信を行う。その逆に、車内通信システム１は、第２通信系８が機能しない場合であっても、第１通信系７を用いてデータの送受信を行う。

第１ユニット２ａは、第１ユニット側第１トランシーバ３ａと、第１ユニット側第２トランシーバ４ａと、第１ユニット側制御回路５ａを含んで構成されている。また、第２ユニット２ｂは、第２ユニット側第１トランシーバ３ｂと、第２ユニット側第２トランシーバ４ｂと、第ユニット側制御回路５ｂとを含んで構成されている。第１通信系７は、第１ユニット側第１トランシーバ３ａと第２ユニット側第１トランシーバ３ｂとを含んで構成され、第２通信系８は、第１ユニット側第２トランシーバ４ａと第２ユニット側第２トランシーバ４ｂとを含んで構成されている。

図２に示されているように第１ユニット側第１トランシーバ３ａと第２ユニット側第１トランシーバ３ｂとは、第１通信系７を構成する通信線を介して接続されている。同様に、第１ユニット側第２トランシーバ４ａと第２ユニット側第２トランシーバ４ｂとは、第２通信系８を構成する通信線を介して接続されている。

第１ユニット側第１トランシーバ３ａは、データの送受信を行う機能を有する集積回路である。第１ユニット側第１トランシーバ３ａは、第１通信系７の通信線に接続されている。第１ユニット側第１トランシーバ３ａは、第１ユニット２ａから出力するデータを送信している。また、第１ユニット側第１トランシーバ３ａは、その通信線を介して送信されるデータを受信している。第１ユニット側第２トランシーバ４ａは、第１ユニット側第１トランシーバ３ａと同様のデータ送受信機能を有する集積回路である。第１ユニット側第２トランシーバ４ａは、第１ユニット２ａから出力するデータを第２通信系８の通信線を介して送信している。また、第１ユニット側第２トランシーバ４ａは、その第２通信系８の通信線を介して送信されるデータを受信している。第１ユニット側制御回路５ａは、第１ユニット側第１トランシーバ３ａまたは第１ユニット側第２トランシーバ４ａが正常に動作しているか否かを監視している。

第２ユニット２ｂの第２ユニット側第１トランシーバ３ｂは、第１ユニット側第１トランシーバ３ａと同様のデータ送受信機能を備えている。第２ユニット側第１トランシーバ３ｂは、第１通信系７の通信線を介して送信されるデータを受信する。第２ユニット側第１トランシーバ３ｂは、第２ユニット２ｂから出力するデータをその通信線を介して送信している。第２ユニット側第２トランシーバ４ｂは、第２ユニット側第１トランシーバ３ｂと同様のデータ送受信機能を備えている。第２ユニット側第２トランシーバ４ｂは、第２ユニット２ｂから出力するデータを第２通信系８の通信線を介して送信している。また、第２ユニット側第２トランシーバ４ｂは、その第２通信系８の通信線を介して送信されるデータを受信している。

第ユニット側制御回路５ｂは、第１ユニット側制御回路５ａと同様に構成されている。第ユニット側制御回路５ｂは、第２ユニット側第１トランシーバ３ｂまたは第２ユニット側第２トランシーバ４ｂが正常に動作しているか否かを監視している。

本実施形態において、第１ユニット２ａの第１ユニット側第１トランシーバ３ａと第１ユニット側第２トランシーバ４ａとは、第１ユニット側信号線６ａを介して接続されている。また、第２ユニット２ｂの第２ユニット側第１トランシーバ３ｂと第２ユニット側第２トランシーバ４ｂとは、第２ユニット側信号線６ｂを介して接続されている。第１ユニット側第１トランシーバ３ａと第１ユニット側第２トランシーバ４ａとは、第１ユニット側信号線６ａを介してデータ通信を行うことで、互いの動作状態を監視している。同様に、第２ユニット側第１トランシーバ３ｂと第２ユニット側第２トランシーバ４ｂとは、第２ユニット側信号線６ｂを介してデータ通信を行うことで互いの動作状態を監視している。

図３は、本実施形態の異常検出装置の構成を例示するブロック図である。図３を参照すると、実施形態の異常検出装置は、第１集積回路３０と、第２集積回路４０と、制御回路５とを含んで構成されている。第１集積回路３０は、上述の第１通信系７を介してデータの送受信をする機能を有する半導体装置である。第１集積回路３０は、上述の第１ユニット側第１トランシーバ３ａまたは第２ユニット側第１トランシーバ３ｂに対応している。第２集積回路４０は、第１集積回路３０と同様に、上述の第２通信系８を介してデータの送受信をする機能を有する半導体装置である。第２集積回路４０は、上述の第１ユニット側第２トランシーバ４ａまたは第２ユニット側第２トランシーバ４ｂに対応している。なお、図３は、本願発明の理解を容易にするために、第１集積回路３０または第２集積回路４０が、第１通信系７または第２通信系８を介してデータ送受信をするための機能ブロックを省略した異常検出装置の構成を例示している。

制御回路５は、第１集積回路３０または第２集積回路４０が正常に動作しているか否かを判定する機能ブロックである。制御回路５は、上述の第１ユニット側制御回路５ａまたは第ユニット側制御回路５ｂに対応している。図３に示されているように、第１集積回路３０は、第１異常検出回路３と第１測定回路１３とを含んで構成されている。また、第２集積回路４０は、第２異常検出回路４と第２測定回路２３とを含んで構成されている。第１異常検出回路３は、第１測定回路１３に接続され、第２異常検出回路４は、第２測定回路２３に接続されている。また、第１異常検出回路３と第２異常検出回路４とは、信号線６を介して接続されている。

第１測定回路１３は、第１電圧検出回路８１と、第１電流検出回路８２と、第１温度検出回路８３とを含んで構成されている。第１電圧検出回路８１は、第１集積回路３０の内部電圧を監視している。第１電圧検出回路８１は、第１集積回路３０の内部電圧を所定の電圧（以下、第１測定回路１３側電圧モニター信号と呼ぶ。）に変換して出力している。第１電流検出回路８２は、第１集積回路３０の内部電流を監視している。第１電流検出回路８２は、電流―電圧変換回路を含んで構成され、その電流―電圧変換回路によって、第１集積回路３０の内部電流を所定の電圧（以下、第１測定回路１３側電流モニター信号と呼ぶ。）に変換して出力している。第１温度検出回路８３は、第１集積回路３０に発生する熱を監視している。第１温度検出回路８３は、温度センサを備えて構成され、その温度センサの出力に基づいて、第１集積回路３０に発生する熱による温度上昇を所定の電圧（以下、第１測定回路１３側発熱モニター信号と呼ぶ。）に変換して出力している。

同様に、第２測定回路２３は、第２電圧検出回路８４と、第２電流検出回路８５と、第２温度検出回路８６とを含んで構成されている。第２電圧検出回路８４は、第２集積回路４０の内部電圧を監視している。第２電圧検出回路８４は、第２集積回路４０の内部電圧を所定の電圧（以下、第２測定回路２３側電圧モニター信号と呼ぶ。）に変換して出力している。第２電流検出回路８５は、第２集積回路４０の内部電流を監視している。第２電流検出回路８５は、電流―電圧変換回路を含んで構成され、その電流―電圧変換回路によって、第２集積回路４０の内部電流を所定の電圧（以下、第２測定回路２３側電流モニター信号と呼ぶ。）に変換して出力している。第２温度検出回路８６は、第２集積回路４０に発生する熱を監視している。第２温度検出回路８６は、温度センサを備えて構成され、その温度センサの出力に基づいて、第２集積回路４０に発生する熱による温度上昇を所定の電圧（以下、第２測定回路２３側発熱モニター信号と呼ぶ。）に変換して出力している。なお、本実施形態において、第１測定回路１３や第２測定回路２３が、さらに他の物理状態を監視する検出回路を備えていても良い。また、第１測定回路１３や第２測定回路２３が、各検出回路（第１電圧検出回路８１〜第２温度検出回路８６）の全てを備えていなくても良い。

信号線６は、第１信号線３５と第２信号線３６とを含んで構成されている。第１信号線３５は、第１集積回路３０の第２検出信号入力端子３２と第２集積回路４０の第２検出信号出力端子３３とを接続している。第２信号線３６は、第１集積回路３０の第１検出信号出力端子３１と第２集積回路４０の第１検出信号入力端子３４とを接続している。

図３に示されているように、第１異常検出回路３は、第１変換回路１２と、第１独立異常判定回路１４とを含んで構成されている。第１変換回路１２は、第１測定回路１３から出力される複数のモニター信号に基づいて、第１出力電圧を生成している。第１変換回路１２は、第１集積回路３０の電圧や電流の変化と、第２集積回路４０の電圧や電流の変化とに基づいて、第１集積回路３０の動作状態の微細な変化を検出している。第１変換回路１２は、その動作状態の変化を示す信号（以下、異常検出信号と呼ぶ。）を、第１異常検出信号出力端子３９を介して制御回路５に出力している。

第１独立異常判定回路１４は、第１測定回路１３に備えられた複数の検出回路（第１電圧検出回路８１、第１電流検出回路８２および第１温度検出回路８３）の出力を常時監視している。第１独立異常判定回路１４は、第１集積回路３０が正常に動作しているか否かを独立に監視している。第１独立異常判定回路１４は、第１測定回路１３から出力される複数のモニター信号の少なくとも一つが、第１集積回路３０の正常動作範囲を超えている場合、第１集積回路３０側の異常を示す信号（以下、第１独立異常検出信号と呼ぶ。）を出力している。

第１変換回路１２は、第１出力電圧生成部１５と第１比較回路１６とを含んで構成されている。その第１出力電圧生成部１５は、第１選択回路１７と第１増幅回路１８とを備えている。第１選択回路１７は、第１測定回路１３に接続されている。また、第１選択回路１７は、第１選択信号入力端子３８を介して制御回路５に接続されている。第１選択回路１７は、制御回路５から出力される選択信号を第１選択信号入力端子３８を介して受信している。第１選択回路１７は、その選択信号に応答して、第１測定回路１３から出力される複数のモニター信号の中から、一つを選択して第１増幅回路１８に供給している。

第１増幅回路１８は、第１選択回路１７から供給されるモニター信号（以下、選択モニター信号と呼ぶ。）を増幅して第１出力電圧を生成している。また、第１増幅回路１８は、第１選択回路１７から供給される選択モニター信号に応じたオフセット・ゲイン調整を行っている。第１増幅回路１８は、第１出力電圧を、第１比較回路１６に供給している。また、その第１出力電圧は、第１検出信号出力端子３１を介して第２異常検出回路４に供給されている。

第１比較回路１６は、第１出力電圧生成部１５から出力される第１出力電圧と、第２異常検出回路４から供給される信号（第２出力電圧）に応答して、異常検出信号を出力している。なお、第１比較回路１６の構成に関する詳細な説明は後述する。図３に示されているように、第１比較回路１６は、第１増幅回路１８の出力端に接続されている。第１比較回路１６には、第１増幅回路１８から出力される第１出力電圧が供給されている。また、第１比較回路１６は、第２検出信号入力端子３２を介して第２異常検出回路４に接続されている。第１比較回路１６は、第２異常検出回路４から出力される第２出力電圧を、第２検出信号入力端子３２を介して受け取っている。

上述したように、第２集積回路４０は第１集積回路３０と同様の構成を備えている。図３を参照すると、第２集積回路４０の第２異常検出回路４は、第２変換回路２２と、第２独立異常判定回路２４とを含んで構成されている。第２変換回路２２は、上述の第１出力電圧と第２出力電圧とに基づいて、第２集積回路４０の動作状態の微細な変化を検出している。第２変換回路２２は、その動作状態の変化を示す信号（以下、異常検出信号と呼ぶ。）を、第２異常検出信号出力端子４３を介して制御回路５に出力している。

第２独立異常判定回路２４は、第２測定回路２３に備えられた複数の検出回路（第２電圧検出回路８４、第２電流検出回路８５および第２温度検出回路８６）の出力を常時監視している。第２独立異常判定回路２４は、第２集積回路４０が正常に動作しているか否かを独立に監視している。第２独立異常判定回路２４は、第２測定回路２３から出力される複数のモニター信号の少なくとも一つが、第２集積回路４０の正常動作範囲を超えている場合、第２集積回路４０側の異常を示す信号（以下、第２独立異常検出信号と呼ぶ。）を出力している。

第２変換回路２２は、第２出力電圧生成部２５と第２比較回路２６とを含んで構成されている。その第２出力電圧生成部２５は、第２選択回路２７と第２増幅回路２８とを備えている。第２選択回路２７は、第２測定回路２３に接続されている。また、第２選択回路２７は、第２選択信号入力端子４２を介して制御回路５に接続されている。第２選択回路２７は、制御回路５から出力される選択信号を第２選択信号入力端子４２を介して受信している。第２選択回路２７は、その選択信号に応答して、第２測定回路２３から出力される複数のモニター信号の中から、一つを選択して第２増幅回路２８に供給している。第２選択信号入力端子４２と第１選択信号入力端子３８には、同じ選択信号が供給される。したがって、例えば、第１異常検出回路３側で第１測定回路１３側電圧モニター信号が選択されるとき、第２異常検出回路４側では第２測定回路２３側電圧モニター信号が選択される。

第２増幅回路２８は、第２選択回路２７から供給されるモニター信号（以下、選択モニター信号と呼ぶ。）を増幅して第２出力電圧を生成している。また、第２増幅回路２８は、第２選択回路２７から供給される選択モニター信号に応じたオフセット・ゲイン調整を行っている。第２増幅回路２８は、第２出力電圧を、第２比較回路２６に供給している。また、その第２出力電圧は、第２検出信号出力端子３３を介して第１異常検出回路３に供給されている。

第２比較回路２６は、第２出力電圧生成部２５から出力される第２出力電圧と、第１異常検出回路３から供給される信号（第１出力電圧）に応答して、異常検出信号を出力している。なお、第２比較回路２６の構成は、第１比較回路１６と同様であり、第２比較回路２６に関する詳細な説明は省略する。図３に示されているように、第２比較回路２６は、第２増幅回路２８の出力端に接続されている。第２比較回路２６には、第２増幅回路２８から出力される第２出力電圧が供給されている。また、第２比較回路２６は、第１検出信号入力端子３４を介して第１異常検出回路３に接続されている。第２比較回路２６は、第１集積回路３０の第１検出信号出力端子３１から出力される第１出力電圧を、第１検出信号入力端子３４を介して受け取っている。

図４は、第１比較回路１６の構成を例示する回路図である。なお、本実施形態において、第１比較回路１６と第２比較回路２６とは同様の構成である、したがって、以下の実施形態において、第２比較回路２６の構成に関する詳細な説明は省略する。また、上述の図面に用いた参照符号と同じ符号が付されている構成要素に関して、重複する説明は省略する。

図４を参照すると、第１比較回路１６は、定電圧源部５１と、比較部５２と、論理和回路５３とを含んで構成されている。また、第１比較回路１６は、第１ノードＮ１と、第２ノードＮ２とを含んで構成されている。その第１ノードＮ１は、第１増幅回路１８の出力端に接続されている。第２ノードＮ２は、上述の第２検出信号入力端子３２に接続されている。

定電圧源部５１は、第１定電圧源５４と第２定電圧源５５とを備えている。比較部５２は、第１コンパレータ５６と第２コンパレータ５７とを備えている。第１定電圧源５４の一端は、第１ノードＮ１を介して第１増幅回路１８の出力端に接続されている。第１定電圧源５４の他端は第１コンパレータ５６の反転入力端に接続されている。第１コンパレータ５６の正転入力端は、第２ノードＮ２を介して第２検出信号入力端子３２に接続されている。

第２定電圧源５５の一端は、第２ノードＮ２を介して第２検出信号入力端子３２に接続されている。第２定電圧源５５の他端は、第２コンパレータ５７の反転入力端に接続されている。第２コンパレータ５７の正転入力端は、第１ノードＮ１を介して第１増幅回路１８の出力端に接続されている。第１コンパレータ５６の出力端と第２コンパレータ５７の出力端は、論理和回路５３の入力端に接続されている。論理和回路５３は、第１コンパレータ５６から出力される信号と第２コンパレータ５７から出力される信号に応答して異常検出信号を生成している。

図５は、第１独立異常判定回路１４の構成を例示する回路図である。なお、本実施形態において、第１独立異常判定回路１４と第２独立異常判定回路２４とは同様の構成である。したがって、以下の実施形態において、第２独立異常判定回路２４の構成に関する詳細な説明は省略する。また、上述の図面に用いた参照符号と同じ符号が付されている構成要素に関して、重複する説明は省略する。

図５を参照すると、第１独立異常判定回路１４は、独立判定用定電圧源部６１と、コンパレータ群６２と、論理和回路６３とを含んで構成されている。独立判定用定電圧源部６１には、複数の定電圧源（定電圧源６４〜定電圧源６６）が備えられている。また、コンパレータ群６２には、複数のコンパレータ（コンパレータ６７〜コンパレータ６９）が備えられている。コンパレータ６７の反転入力端は定電圧源６４に接続されている。コンパレータ６７の正転入力端は第１電圧検出回路８１に接続されている。コンパレータ６８の反転入力端は定電圧源６５に接続されている。コンパレータ６８の正転入力端は第１電流検出回路８２に接続されている。コンパレータ６９の反転入力端は定電圧源６６に接続されている。コンパレータ６９の正転入力端は第１温度検出回路８３に接続されている。

コンパレータ６７は、定電圧源６４から供給される基準電圧と第１電圧検出回路８１から出力される第１測定回路１３側電圧モニター信号とを比較して、その比較結果を出力している。コンパレータ６８は、定電圧源６５から供給される基準電圧と第１電流検出回路８２から出力される第１測定回路１３側電流モニター信号とを比較して、その比較結果を出力している。コンパレータ６９は、定電圧源６６から供給される基準電圧と第１温度検出回路８３から出力される第１測定回路１３側発熱モニター信号とを比較して、その比較結果を出力している。論理和回路６３は、コンパレータ群６２から出力される信号（比較結果）に応答して、第１独立異常検出信号を生成している。

以下に、第１出力電圧が変動する場合に対応して、本願発明の動作に関して説明を行う。図６は、第１比較回路１６に供給される信号電圧の変化を例示する波形図である。第１波形７１は、第１出力電圧の時間変化を例示している。なお、本実施形態において、第１波形７１は、第１出力電圧として第１ノードＮ１の電位を計測した場合を例示している。第２波形７２は、第１定電圧源５４から出力される第１基準電圧Ｖｒｅｆ１の時間変化を例示している。第３波形７３は、第２出力電圧の時間変化を例示している。なお、本実施形態において、第３波形７３は、第２出力電圧として第２ノードＮ２の電位を計測した場合を例示している。第４波形７４は、第２定電圧源５５から出力される第２基準電圧Ｖｒｅｆ２の時間変化を例示している。

図６に示されているように、第１出力電圧が時間の経過に対応して変動するとき、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は、その変動に対応して変化する。また図６に示されているように、第２出力電圧が一定の電位を維持するとき、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２も一定の値を維持する。

以下に、上述のように信号電圧が変化する場合の第１比較回路１６の動作を、図面を参照して説明する。図７は、第１比較回路１６の各構成要素の動作を例示するタイミングチャートである。図７の（ａ）は、第２コンパレータ５７の正転入力端に供給される第１出力電圧と、反転入力端に供給される第２基準電圧Ｖｒｅｆ２との時間変化を例示している。図７の（ｂ）は、第１コンパレータ５６の正転入力端に供給される第２出力電圧と、反転入力端に供給される第１基準電圧Ｖｒｅｆ１との時間変化を例示している。図７の（ｃ）は、第２コンパレータ５７から出力される第２比較信号の時間変化を例示している。図７の（ｄ）は、第１コンパレータ５６から出力される第１比較信号の時間変化を例示している。図７の（ｅ）は、論理和回路５３から出力される異常検出信号の時間変化を例示している。

図７を参照すると、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、第１出力電圧が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きくなる。このとき、第２コンパレータ５７は、第２比較信号としてＨｉｇｈレベルの信号を出力する（図７（ｃ））。また、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、第２出力電圧が第２基準電圧Ｖｒｅｆ２より小さくなる。このとき、第１コンパレータ５６は、第１比較信号としてＨｉｇｈレベルの信号を出力する（図７（ｄ））。

ここにおいて、図７の（ｅ）を参照すると、論理和回路５３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間と、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間に、Ｈｉｇｈレベルの異常検出信号を出力する。制御回路５は、第１変換回路１２の論理和回路５３から出力される異常検出信号がＨｉｇｈレベルのときに、第１異常検出回路３の選択モニター信号と第２異常検出回路４の選択モニター信号との差が、通常よりも大きいと判断する。制御回路５は、その判断に基づいて、第１異常検出回路３または第２異常検出回路４の動作状態に異常と判定しうる変化が生じていることを制御回路５に通知する。

本実施形態において、第１異常検出回路３と第２異常検出回路４とは、相補に異常検出信号を出力している。図８Ａは、第１異常検出回路３側の動作を例示する波形図である。図８Ａの第５波形７５は、第１出力電圧から第２出力電圧を引いた差を示している。図８Ａに示されているように、時刻ｔ１０において、第１異常検出回路３は第１出力電圧と第２出力電圧との差が判定基準電圧を超えている。このとき、第１異常検出回路３の第１変換回路１２は、異常検出信号をＨｉｇｈレベルにしている。図８Ｂは、第２異常検出回路４側の動作を例示する波形図である。図８Ｂの第６波形７６は、第２出力電圧から第１出力電圧を引いた差を示している。図８Ｂに示されているように、第２異常検出回路４においても、時刻ｔ１０でＨｉｇｈレベルの異常検出信号が出力されている。

上述のように、第１集積回路３０と第２集積回路４０とが同様に構成されることによって、制御回路５は、第１集積回路３０と第２集積回路４０の両方から出力される異常検出信号を受信することができる。ここにおいて、本実施形態の異常検出装置は、第１集積回路３０または第２集積回路４０のどちらか一方から異常検出信号が出力される構成であっても良い。例えば、本実施形態の異常検出装置が、第１変換回路１２を備える第１異常検出回路３を有する第１集積回路３０と、第２比較回路２６を備えていない第２異常検出回路４を有する第２集積回路４０とで構成されていても良い。この場合に、第２異常検出回路４が第２出力電圧を第１異常検出回路３に供給する構成を備えているだけでよい。これによって、異常検出装置の構成を簡素化させることが可能になる。

図９は、本実施形態の異常検出装置が実行する判定動作を示す図である。第１異常検出回路３に対応してその判定動作について説明すると、第１独立異常判定回路１４は、第１測定回路１３から出力されるモニター信号と、絶対値判定用基準電圧（上述の独立判定用定電圧源部６１が供給する電圧）とを比較する。第１独立異常判定回路１４のコンパレータ群６２は、そのモニター信号が絶対値判定用基準電圧を超えていないときに、第１集積回路３０が正常動作をしていると判断する。ここで、第１比較回路１６は、そのモニター信号が絶対値判定用基準電圧を超えたか否かに関わらず、第１出力電圧と第２出力電圧との比較に基づいて、第１異常検出回路３の動作状態を監視する。
第１集積回路３０の第１異常検出回路３は、第１測定回路１３から出力されるモニター信号のみに基づく絶対値判定（独立異常判定）と、第１集積回路３０と第２集積回路４０との相対比較による異常判定の両方を行っている。図９に示されているように、第１異常検出回路３は、第１測定回路１３からの出力が絶対値判定用の基準電圧の範囲内であった場合でも、相対比較による微細な変化に基づく異常判定を実行することができる。このように、異常検出回路の出力値を絶対値での異常判定だけではなく、２重系のシステムを利用し、二つの集積回路にて、同じ動作状態における出力値との相対比較を行っているため、より高精度に動作監視をすることができる。

上述の異常検出装置を、簡素な言葉で表現すると、以下のようになる。その異常検出装置は、第１集積回路３０と、第２集積回路４０とを具備している。そして、前記第１集積回路３０は、前記第１集積回路３０の状態（例えば、動作電圧や温度変化）に応じて第１出力電圧を生成する第１変換回路１２を備えている。また、前記第１変換回路１２は、前記第２集積回路４０の状態（例えば、動作電圧や温度変化）を示す第２出力電圧を受け、前記第１出力電圧と前記第２出力電圧との差分に対応して異常検出信号を出力する第１比較回路１６を備えている。

その異常検出装置において、さらに、前記第１集積回路３０の動作を監視する制御回路５を具備する構成としても良い。ここで、前記制御回路５は、前記異常検出信号に基づいて、前記第１集積回路３０の動作が正常であるか否かを判断する。

また、前記第１比較回路１６は、論理和回路５３と、第１反転入力端と第１非反転入力端とを備える第１コンパレータ５６と、第２反転入力端と第２非反転入力端とを備える第２コンパレータ５７を備えている。ここにおいて、第１コンパレータ５６は、前記第１出力電圧に応じて変化する第１基準電圧と前記第２出力電圧との差に基づいて第１比較信号を生成する。また、第２コンパレータ５７は、前記第２出力電圧に応じて変化する第２基準電圧と前記第１出力電圧との差に基づいて第２比較信号を生成する。そして、論理和回路５３は、前記第１比較信号と前記第２比較信号とに応答して前記異常検出信号を生成する。

また、その異常検出装置において、さらに、前記第１集積回路３０の物理状態（例えば、動作電圧や温度変化）を監視し、その監視結果に応じて検出信号を出力する第１測定回路１３を第１集積回路３０の内部に備えていても良い。この場合において、前記第１集積回路３０は、前記第２出力電圧を受信する第２検出信号入力端子３２を具備することが好ましい。また、前記第１比較回路１６は、前記第１測定回路１３と前記第１反転入力端との間に接続される第１定電圧源５４と、前記第２検出信号入力端子３２と前記第２反転入力端との間に接続される第２定電圧源５５とを備える。そして、前記第１非反転入力端は、前記第２検出信号入力端子３２に接続され、前記第２非反転入力端が、前記第１測定回路１３に接続される構成とする。

その異常検出装置において、前記第１集積回路３０は、さらに、前記第１出力電圧に応答して独立異常信号を前記制御回路５に供給する第１独立異常判定回路１４を備えても良い。そして、前記制御回路５は、前記異常検出信号または前記第１独立異常信号に基づいて前記第１集積回路３０が正常に動作しているか否かを判断する。また、前記第１独立異常判定回路１４は、前記第２出力電圧に依存することなく前記第１独立異常信号を生成する。

上述の異常検出装置において、前記第１測定回路１３は、複数のセンサ（例えば、第１電圧検出回路８１、第１電流検出回路８２、第１温度検出回路８３）を含むものであってもよい。この場合において、前記第１変換回路１２は、さらに、第１出力電圧生成部１５を備えるものとする。その第１出力電圧生成部１５は、前記制御回路５から供給される選択信号に応答して、前記複数のセンサから出力されるセンサ出力の少なくとも一つを前記第１出力電圧として供給する。このとき、前記第１変換回路１２は、前記第１出力電圧生成部１５を介して供給される前記第１出力電圧に基づいて前記異常検出信号を生成する。また、前記第１独立異常判定回路１４は、前記複数のセンサのそれぞれから出力される複数のセンサ出力に応答して前記第１独立異常信号を生成する。

さらに、上述の異常検出装置において、前記第２集積回路４０は、前記第２集積回路４０の状態（例えば、動作電圧や温度変化）に応じて前記第２出力電圧を生成する第２測定回路２３を備えている。その第２測定回路２３は、前記第１出力電圧と前記第２出力電圧とを受け、前記第１出力電圧と前記第２出力電圧との差分に対応して第２異常信号を出力する第２比較回路２６を備えているものとする。ここで、前記制御回路５は、前記第２異常信号に基づいて、前記第２集積回路４０の動作が正常であるか否かを判断する。

その異常検出装置において、前記第２比較回路２６は、第３コンパレータ（図示されず：第１コンパレータ５６と同様の回路）と、第４コンパレータ（図示されず：第２コンパレータ５７と同様の回路）と、論理和回路（図示されず：論理和回路５３と同様の回路）を備えている。第３コンパレータは、第３反転入力端と第３非反転入力端とを備えている。同様に、第４コンパレータは、第４反転入力端と第４非反転入力端とを備えている。そして、第３コンパレータは、前記第１出力電圧に応じて変化する第３基準電圧と前記第２出力電圧との差に基づいて第３比較信号を生成する。また、第４コンパレータは、前記第２出力電圧に応じて変化する第４基準電圧と前記第１出力電圧との差に基づいて第４比較信号を生成する。その上で、第２異常信号生成回路は、前記第３比較信号と前記第４比較信号とに応答して前記第２異常信号を生成する。

その異常検出装置において、前記第２集積回路４０は、さらに、前記第１出力電圧を受信する第１検出信号入力端子３４を具備するものでも良い。ここで、前記第２変換回路２２は、前記第２測定回路２３と前記第３反転入力端との間に接続される第３電圧源と、前記第１出力電圧受信端子と前記第４反転入力端との間に接続される第４電圧源とを備えている。この場合において、前記第３非反転入力端は、前記第１検出信号入力端子３４に接続され、前記第４非反転入力端は、前記第２測定回路２３に接続されることが好ましい。

図１は、従来の異常検出回路の構成を示す回路図である。 図２は、本実施形態の異常検出装置を適用可能なシステムの構成を例示するブロック図である。 図３は、本実施形態の異常検出装置の構成を例示するブロック図である。 図４は、第１変換回路１２の構成を例示するブロック図である。 図５は、第１独立異常判定回路１４の構成を例示するブロック図である。 図６は、第１比較回路１６に供給される信号電圧の変化を例示する波形図である。 図７は、第１比較回路１６の動作を例示するタイミングチャートである 図８Ａは、第１集積回路３０側の動作を例示する波形図である。 図８Ｂは、第２集積回路４０側の動作を例示する波形図である。 図９は、本実施形態の異常検出装置の動作を例示するグラフである。

符号の説明

１…車内通信システム
２ａ…第１ユニット
２ｂ…第２ユニット
３ａ…第１ユニット側第１トランシーバ
４ａ…第１ユニット側第２トランシーバ
５ａ…第１ユニット側制御回路
３ｂ…第２ユニット側第１トランシーバ
４ｂ…第２ユニット側第２トランシーバ
５ｂ…第ユニット側制御回路
６ａ…第１ユニット側信号線
６ｂ…第２ユニット側信号線
２…異常検出装置
３…第１異常検出回路
３０…第１集積回路
４…第２異常検出回路
４０…第２集積回路
５…制御回路
６…信号線
７…第１通信系
８…第２通信系
１２…第１変換回路
１３…第１測定回路
１４…第１独立異常判定回路
１５…第１出力電圧生成部
１６…第１比較回路
１７…第１選択回路
１８…第１増幅回路
２２…第２変換回路
２３…第２測定回路
２４…第２独立異常判定回路
２５…第２出力電圧生成部
２６…第２比較回路
２７…第２選択回路
２８…第２増幅回路
３１…第１検出信号出力端子
３２…第２検出信号入力端子
３３…第２検出信号出力端子
３４…第１検出信号入力端子
３５…第１信号線
３６…第２信号線
３７…第１独立異常信号出力端子
３８…第１選択信号入力端子
３９…第１異常検出信号出力端子
４１…第２独立異常信号出力端子
４２…第２選択信号入力端子
４３…第２異常検出信号出力端子
５１…定電圧源部
５２…比較部
５３…論理和回路
５４…第１定電圧源
５５…第２定電圧源
５６…第１コンパレータ
５７…第２コンパレータ
６１…独立判定用定電圧源部
６２…コンパレータ群
６３…論理和回路
６４…定電圧源
６５…定電圧源
６６…定電圧源
６７…コンパレータ
６８…コンパレータ
６９…コンパレータ
７１…第１波形
７２…第２波形
７３…第３波形
７４…第４波形
７５…第５波形
７６…第６波形
８１…第１電圧検出回路
８２…第１電流検出回路
８３…第１温度検出回路
８４…第２電圧検出回路
８５…第２電流検出回路
８６…第２温度検出回路
Ｎ１…第１ノード
Ｎ２…第２ノード
Ｖｒｅｆ１…第１基準電圧
Ｖｒｅｆ２…第２基準電圧
１０７…スキャナ駆動回路
１０８…スキャナ
１０９…ノード
１１０…抵抗
１１１…コンパレータ
１１２…コンパレータ
１１３…ＯＲ回路

Claims (7)

1. 第１測定回路からのモニター信号を受けて第１出力電圧に変換する第１変換回路を有する第１異常検出回路と、
   第２測定回路からのモニター信号を受けて第２出力電圧に変換する第２変換回路を有する第２異常検出回路と
   を具備し、
   前記第１異常検出回路は、更に、
   前記第１出力電圧と前記第２出力電圧とを比較し所定の電位差を超えている場合に異常検出信号を出力する第１比較回路を有する
   異常検出装置。
2. 請求項１に記載の異常検出装置において、
   前記第２異常検出回路は、更に、
   前記第１出力電圧と前記第２出力電圧とを比較し所定の電位差を超えている場合に異常検出信号を出力する第２比較回路を有する
   異常検出装置。
3. 請求項２に記載の異常検出装置において、
   前記第１比較回路または前記第２比較回路の少なくとも一方は、
   前記第１出力電圧に応じて変化する第１基準電圧と前記第２出力電圧との差に基づいて第１比較信号を生成する第１比較部と、
   前記第２出力電圧に応じて変化する第２基準電圧と前記第１出力電圧との差に基づいて第２比較信号を生成する第２比較部と、
   前記第１比較信号と前記第２比較信号とに応答して前記異常検出信号を生成する異常検出信号生成回路と
   を具備する
   異常検出装置。
4. 請求項３に記載の異常検出装置において、さらに、
   前記異常検出信号に基づいて、前記第１異常検出回路または前記第２異常検出回路の動作が正常であるか否かを判断する制御回路を備える
   異常検出装置。
5. 請求項４に記載の異常検出装置において、
   前記第１異常検出回路は、
   前記第１出力電圧と、前記第２出力電圧に依存しない第３基準電圧とを比較して異常信号を出力する第１独立異常検出回路を備え、
   前記第２異常検出回路は、
   前記第２出力電圧と、前記第１出力電圧に依存しない第３基準電圧とを比較して異常信号を出力する第２独立異常検出回路を備える
   異常検出装置。
6. 請求項５に記載の異常検出装置において、
   前記第１測定回路は、
   異なる測定対象に対応する複数のモニター信号を出力し、
   前記第１変換回路は、
   前記複数のモニター信号から選択される一つのモニター信号を受けて前記第１出力電圧に変換し、
   前記第２測定回路は、
   異なる測定対象に対応する複数のモニター信号を出力し、
   前記第２変換回路は、
   前記複数のモニター信号から選択される一つのモニター信号を受けて前記第２出力電圧に変換する
   異常検出装置。
7. 請求項１から６の何れか１項に記載の異常検出装置において、
   前記第１測定回路と前記第１異常検出回路との各々は、
   第１の集積回路の内部に構成され、
   前記第２測定回路と前記第２異常検出回路との各々は、
   第２の集積回路の内部に構成される
   異常検出装置。

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