JP2714466B2 - マイクロコントローラをベースとする制御システムのための故障検出機構 - Google Patents

マイクロコントローラをベースとする制御システムのための故障検出機構

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Description

【発明の詳細な説明】 先行技術 本発明は、電気作動機構を制御するのに通常用いられ
ているマイクロコントローラの故障中に該機構の制御を
禁止するための故障検出機構に係る。
マイクロコントローラは、近年、種々の制御システ
ム、特に自動車に用いられている制御システムに次第に
使用されてきている。例えば、自動車の燃料管理系統や
ブレーキ系統を制御するのにこのようなマイクロコント
ローラをベースとする制御システムが使用されている。
このような装置を用いて自動車のアンチロックブレーキ
システム又は適応ブレーキシステムのようなブレーキ系
統を制御するときには、自動車のブレーキへのブレーキ
圧力の伝達を制御するソレノイドバルブがシステムの故
障中にブレーキ圧力を減衰されるような状態にならない
ように注意しなければならない。このようなシステムに
必要なことは、故障の場合にも、システムがせいぜい通
常のブレーキ動作に復帰し、即ち適応ブレーキシステム
が全くない場合に得られるブレーキ動作に復帰すること
である。このような適応ブレーキシステムは、１つ以上
の車輪の回転に応答して車輪の速度として変化する信号
を供給する車輪速度センサと、自動車ブレーキへのブレ
ーキ圧力の伝達を制御する電気作動制御バルブと、車輪
速度信号を処理し、入力信号に応答して制御バルブを制
御する出力信号を発生するためのマイクロコントローラ
とを備えている。制御バルブは、１つ以上の電気作動ソ
レノイドを備えている。
このようなシステムに一般に生じるほとんどの故障は
センサ又はソレノイドの故障であるが、マイクロコント
ローラの故障も生じる。上記したように、単一の故障の
場合に、システムは電子制御なしで機能するがごとくに
機能しなければならない。従って、マイクロコントロー
ラには、いわゆる“ウオッチドッグ”ポートが設けら
れ、これには、マイクロコントローラの正常の動作中
に、所定周波数で脈動するパルス信号が与えられる。理
論的には、マイクロコントローラが故障すると、ウオッ
チドッグポートのパルスが途切れる。このウオッチドッ
グ信号は公知技術ではマイクロコントローラをディスエ
イブル（作動停止）するのに用いられている。しかしな
がら、ある種の故障、特に、プログラムの実行及びタイ
ミングどりに関連した故障は、規定の正常な作動周波数
では伝達されることがほとんどあり得ないパルスがウオ
ッチドッグポートに伝達され続けるといった故障を招
く。
発明の要旨 本発明は、マイクロコントローラのウオッチドッグポ
ートに接続されたウオッチドッグ回路であって、マイク
ロコントローラからの出力信号に応答するソレノイド駆
動回路にイネーブル信号を伝達するウオッチドッグ回路
を提供する。この駆動回路、ひいては、ソレノイドは、
ウオッチドッグ回路からイネーブル信号が送られたとき
だけイネーブル（作動可能に）され、そしてこのイネー
ブル信号は、マイクロコントローラのウオッチドッグポ
ートのパルスがその標準作動周波数のまわりの比較的狭
い所定の周波数レンジ内にあるときだけウオッチドッグ
回路によって送信される。従って、本発明は、ソレノイ
ドの制御に影響を及ぼすようなマイクロコントローラに
よるプログラム実行の故障であって、パルスが依然とし
てウオッチドッグポートに送られてしまうようなマイク
ロコントローラ欠陥を生じさせる故障を検出できるとい
う効果を発揮する。これにより、本発明は、マイクロコ
ントローラが規定周波数のウオッチドッグパルスで故障
を招く機会がほとんど起こり得ない程度にあることを除
けば、マイクロコントローラ又はシステムの他の要素の
故障中にソレノイドバルブが作動されないように確保す
るものである。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明により構成された車両制御システム
の系統図、 第２図は、本発明の重要部品をなすウオッチドッグ回
路の系統図、 第３図は、ウオッチドッグ回路の詳細な電気回路図、
そして 第４図は、本発明に用いられるウオッチドッグ回路の
別の実施例を示す図である。
実施例 本発明のこれら及び他の効果は、添付図面を参照した
以下の詳細な説明から明かとなろう。
添付図面を参照すれば、自動車の適応ブレーキシステ
ムが参照番号10で概略的に示されている。この適応ブレ
ーキシステム10は、参照番号12で一般的に示された電子
制御ユニットを備えており、該ユニットは、車輪速度セ
ンサ14（２つしか示されていないが、いかなる個数を用
いてもよい）からの入力信号を受け取り、制御バルブ16
のソレノイド（図示せず）を作動する制御信号を送信す
る。制御バルブ16は、自動車ブレーキへの流体の連通を
制御し、ブレーキの圧力を制御する。
電子制御ユニット12は、参照番号18で一般的に示され
たマイクロコントローラを備えており、該コントローラ
は、センサ14から受け取った入力信号に応答して制御バ
ルブ16を制御する信号を発生するようにプログラムされ
ている。電子制御ユニット12は、更に、信号調整回路20
も備えており、これは、速度センサ14からの信号を受け
取ってそれをマイクロコントローラ18へ送信する。信号
調整回路20は、該回路20が正しく動作することをテスト
すると共にセンサ14が切断又は短絡されていないことを
チェックする自己テスト回路を備えている。マイクロコ
ントローラは、システムの始動時に、マイクロコントロ
ーラと信号調整回路20を接続している出力ライン22に制
御信号を発生することにより、信号調整回路20の自己チ
ェック回路を始動する。マイクロコントローラ18は、自
己チェック回路を作動し、第１図にライン24で示された
正常信号路を通して返送される適当な応答を探索する。
マイクロコントローラ18は、センサ14から受け取った信
号に応答して出力信号を発生し、これら出力信号は出力
バス26によりソレノイド駆動回路28へ送られ、該回路
は、制御バルブ16内に収容された電気作動ソレノイドを
駆動する。マイクロコントローラ18は、該コントローラ
によって使用されるフィドバックループ30を経てソレノ
イド駆動回路28の動作をモニタリングし、出力バス26を
経て送られた制御コマンドがソレノイド駆動回路28によ
って正しく実行されることを確認する。マイクロコント
ローラ18は、当業者に良く知られたやり方で、フィード
バックライン30を経て受け取ったフィードバック応答を
解読することにより、制御バルブ16内のソレノイドが短
絡したか開路したかを判断することもできる。
又、マイクロコントローラ18は、それ自身をチェック
することもできる。マイクロコントローラ18の内部プロ
グラムは、全てのプログラムメモリが動作可能であるこ
とを確認すると共に、種々のビットパターンをランダム
アクセスメモリ（RAM）へ書き込んだりそこから読み取
ったりすることによりRAMの確認を行なう。又、テスト
ルーチンでは、マイクロコントローラ18内のデータ命令
デコードロジックを確認する。種々の入力／出力ポート
は、センサ、信号調整回路20及びソレノイド駆動回路28
のテストの一部分としてチェックされる。これらテスト
のための刺激信号はマイクロコントローラから送られ、
適当な応答が上記したように返送される。全てが適切に
動作していると仮定すれば、マイクロコントローラのプ
ログラムは、参照番号32で一般的に示されたウオッチド
ッグ出力ラインを所定の割合でトグルするように構成さ
れている。ウオッチドッグ出力ライン32を経て送られる
所定周波数のパルス出力信号は、以下に述べるように、
参照番号34で示されたウオッチドッグ回路によって受け
取られる。ウオッチドッグ回路34によって発生されたイ
ネーブル信号は、ソレノイドイネーブルライン36により
ソレノイド駆動回路28へ送られる。ソレノイド駆動回路
28は、単純な“AND"ゲートのようなロジックを備えてお
り、出力バス26及びソレノイドイネーブルライン36の両
方から同時に信号が受け取られたときだけ上記のソレノ
イドバルブが作動されるように確保する。
第２図を参照すれば、ウオッチドッグ回路34は、ウオ
ッチドッグ出力ライン32に接続されたローパスフィルタ
38を備えている。このフィルタ38の出力は、従来型の周
波数／電圧コンバータ40の入力に接続される。この周波
数／電圧コンバータ40の出力はスレッシュホールド比較
器42に接続され、その出力は、ソレノイドイネーブルラ
イン36を経てソレノイド駆動回路28に送られる。ローパ
スフィルタ38は、送信される信号の周波数が該ローパス
フィルタ38の限界値より低い場合にのみ周波数／電圧コ
ンバータ40へ信号を通す。周波数／電圧コンバータ40
は、ローパスフィルタ38から送られる信号がもしあれば
その信号の周波数の直接的な関数として変化する出力信
号に変換する。周波数／電圧コンバータ40の出力は、ス
レッシュホールド比較器42により所定基準レベルと比較
され、この周波数／電圧コンバータ40により発生された
信号のレベルが所定の基準レベルより高い場合だけソレ
ノイドイネーブルライン36に出力信号が発生される。従
って、ウオッチドッグ出力ライン32上の信号の周波数が
所定周波数を中心とする比較的狭いレンジ内にある場合
にだけソレノイドイネーブルライン36に信号が発生され
る。所定の周波数レンジより高い周波数は、ローパスフ
ィルタ38により除去される。所定の周波数レベルより低
い信号は、周波数／電圧コンバータ40によって出力信号
に変換されると、スレッシュホールド比較器42において
比較されたときに所定のスレッシュホールドレベルより
低いものとなる。
第３図を参照すれば、ローパスフィルタ38は電界効果
トランジスタ44を備えており、該トランジスタは、マイ
クロコントローラ18からウオッチドッグ出力ライン32に
送られるパルス信号によってスイッチングされ、ウオッ
チドッグ出力ライン32が高レベルになると、抵抗46及び
キャパシタ48により成るRC回路に信号が送られるように
なっている。従って、ウオッチドッグ出力ライン32が低
レベルになると、キャパシタ48は、抵抗46及びキャパシ
タ48の値によって設定された所定の割合で充電される。
しかしながら、ウオッチドッグ出力ライン32上の出力が
高レベルになると、キャパシタ48は、アースライン50を
経て直接アースに接続される。キャパシタ48は比較器54
の正の入力52に接続され、その他方の端子56は電圧分割
抵抗58、60により設定された所定の値に接続される。従
って、端子52の値が端子56の値を越えると、比較器54が
オンとなり、周波数／電圧コンバータ40の入力に信号を
送信する。これにより、充分高い周波数においては、キ
ャパシタ48が端子56の値を越えるに足るほど充電されな
いことに注意されたい。従って、比較器54は、ウオッチ
ドッグ出力ライン32の信号の周波数が充分に低く、該ラ
イン32の信号が高レベルになる前にキャパシタ48が端子
56の値を越える値まで充電する機会を得る場合にのみ周
波数／電圧コンバータ40へ信号を通す。周波数／電圧コ
ンバータ40は、比較器54により送られた信号の周波数の
関数である信号を出力62に発生する。この信号は、別の
電圧比較器66の反転端子64に接続され、その他方の端子
68は電圧分割抵抗58、60に接続される。従って、端子64
の値が比較器66の状態を変化させるに充分なほど端子68
の値を越えて増加したときには、出力トランジスタ70が
オフとなり、ソレノイドイネーブルライン36の信号が高
レベルとなって、ソレノイドイネーブルライン36にソレ
ノイドイネーブル信号を発生する。周波数／電圧コンバ
ータ40の出力62の信号が比較器66の端子68の値より小さ
いときには、トランジスタ70がオンになり、ソレノイド
イネーブルライン36のソレノイドイネーブル信号をオフ
にする。上記したように、ソレノイド駆動回路28は、制
御バルブ16に収容されたソレノイドバルブを作動するた
めにはソレノイドイネーブルライン36に入力を必要とす
る。
第４図には、ウオッチドッグ回路34の変形実施例が示
されている。この実施例において、従来設計のウインド
ウ比較器72は周波数／電圧コンバータ40の出力に応答し
てスイッチングし、周波数／電圧コンバータ40の出力が
所定の範囲内に入る場合だけソレノイドイネーブルライ
ン36に出力が現われるようにする。ウオッチドッグ出力
ライン32のパルス信号は周波数／電圧コンバータ40によ
り周波数の関数として変化する信号に変換されるので、
ウインドウ比較器72は、ウオッチドッグ出力ライン32の
信号の周波数が所定の範囲内にある場合だけソレノイド
イネーブルライン36に信号を発生する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−255044（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288934（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−178603（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4583198（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マイクロコントローラと、このマイクロコ
    ントローラへ入力信号を送信する手段と、上記マイクロ
    コントローラからの出力信号を送信する手段とを具備
    し、 上記マイクロコントローラは、上記入力信号に応答して
    上記出力信号を発生する手段及びマイクロコントローラ
    の通常の動作中に所定周波数レンジ内のパルス信号を送
    り出すウォッチドッグポートを備えているものであり、 更に、上記出力信号に応答する出力信号応答制御手段
    と、上記出力信号及びイネーブル信号に応答するインタ
    ーフェイス手段であって、上記出力信号に応答して上記
    出力信号応答制御手段を通常動作できるようにするが上
    記イネーブル信号が存在しないときに上記出力信号を受
    信した場合には上記出力信号応答制御手段の動作を禁止
    するようなインターフェイス手段と、イネーブル信号発
    生手段とを具備し、 上記イネーブル信号発生手段は、上記パルス信号に応答
    し、上記パルス信号の周波数が上記所定の周波数レンジ
    内にあるときに上記イネーブル信号を発生し、上記パル
    ス信号が上記ウォッチドッグポートに存在する場合でも
    このパルス信号の周波数が上記所定周波数レンジから外
    れる場合には上記イネーブル信号を除去する、 ことを特徴とする制御システム。
JP1505782A 1988-09-29 1989-02-09 マイクロコントローラをベースとする制御システムのための故障検出機構 Expired - Fee Related JP2714466B2 (ja)

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