JP4495124B2

JP4495124B2 - 信号処理装置、信号処理装置を備える車両用制御ユニットおよび車両用制御ユニットを備える車両

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Publication number: JP4495124B2
Application number: JP2006237046A
Authority: JP
Inventors: 和弘小松; 啓介木戸
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: JP2008059953A

Description

本発明は、接点の接続状態、たとえば接点の論理を検出する信号処理装置、信号処理装置を備える車両用制御ユニットおよび車両用制御ユニットを備える車両に関する。

図１は、従来の技術の制御ユニット１の電気的な構成を示すブロック図である。制御ユニット１は、信号処理装置２を備え、この信号処理装置２の入力端子３が、制御ユニット１外にあるスイッチング素子４に電気的に接続されている。信号処理装置２は、基本的に、腐食防止回路５と、電圧検出回路６と、接点論理判定回路７と、サージ保護回路８とを有する。腐食防止回路５は、腐食を除去するための腐食防止電流と、接点の接点論理を判定するための接点論理判定電流とを、スイッチング素子４に通電可能に構成される。電圧検出回路６は、スイッチング素子４の電圧に基づいて、スイッチング素子４の接点の腐食状態を検出する機能を有する。接点論理判定回路７は、スイッチング素子４の接点論理を判定する機能を有する。サージ保護回路８は、信号処理装置２に印加されるサージを吸収する機能を有する。このような構成を有する信号処理装置２には、ディスクリート部品として、サージ印加時のサージ電流を制限するためのシリーズ抵抗９が、スイッチング素子４と入力端子３との間に電気的に接続されている。

図２は、入力端子３に印加される電圧の電圧値Ｖの経時変化を示すグラフである。スイッチング素子４の腐食が進行すると、入力端子３に印加される電圧の電圧値Ｖが上昇する。電圧検出回路６は、入力端子３に印加される電圧の電圧値Ｖが、電圧値Ｖ１以上になると、スイッチング素子４の接点が腐食していると判断する。これによって電圧検出回路６は、腐食防止回路５に、スイッチング素子４に対して腐食防止電流を通電させて、腐食の除去を開始させる。腐食防止電流を流し続け、電圧検出回路６が入力端子３に印加される電圧の電圧値Ｖが、電圧値Ｖ２以下であると判断すると、接点の腐食が除去されたものと判断し、電圧検出回路６は、腐食防止回路５がスイッチング素子４に通電する電流を腐食防止電流から接点論理判定電流に切替える。（たとえば特許文献１参照）。

特許２８７９８０７号明細書

従来の技術の信号処理装置２では、スイッチング素子４が腐食すると、スイッチング素子４の接点に腐食防止電流を通電する。この腐食防止電流は、腐食を除去するために、接点論理判定電流より大きい電流値であり、腐食防止回路５は、このような大きな電流値の腐食防止電流を流すために回路のインピーダンスが極端に低く構成されている。このように構成されているので、大きな抵抗値の抵抗、たとえば１ｋΩの抵抗をシリーズ抵抗９に用いると、スイッチング素子４の腐食が除去されても、入力端子３に印加される電圧の電圧値Ｖが下降せず、腐食の除去を検出できない場合がある。電圧検出回路６によって、検出される腐食除去の検出が困難になるので、小さな抵抗値の抵抗、たとえば２２Ωの抵抗をシリーズ抵抗９に用いる。

このようにシリーズ抵抗９に小さな抵抗値の抵抗を用いているので、信号処理装置２外で発生したサージ（図１参照）が発生すると、サージ電流が抵抗値の小さいシリーズ抵抗９を介して信号処理装置２に流れやすく、サージストレスを受けやすい。このようにサージ電流が流れやすく、サージストレスを受けやすいので、信号処理装置２がサージ破壊するおそれが高い。
本発明の目的は、サージストレスを受け難い信号処理装置を提供することである。

本発明（１）に従えば、腐食検出手段が接点の腐食を検出すると、状態切替手段が前記腐食検出手段と同一の入力端子に設けられる腐食防止手段を腐食防止状態に切替える。これによって腐食する接点に腐食防止電流が流れ、接点の腐食を除去することができる。選択手段によって前記接点が選択されると、状態切替手段は、前記腐食防止状態にある腐食防止手段を接続検出状態に切替える。

本発明（２）に従えば、腐食検出手段が接点の腐食を検出すると、状態切替手段が前記腐食検出手段と同一の入力端子に設けられる腐食防止手段を腐食防止状態に切替える。これによって腐食する接点に腐食防止電流が流れ、接点の腐食を除去することができる。選択手段によって前記接点が選択されると、状態切替手段は、前記腐食防止状態にある腐食防止手段を接続検出状態に切替え、さらに出力切替手段が接続状態出力手段から出力する一の接続状態を、前記選択された接点の接続状態に切替える。

本発明（３）に従えば、選択手段が選択する接点を周期的に切替わる。前記腐食検出手段は、少なくとも選択手段によって接点が選択されてから選択が切替わる直後までの間、接続検出状態で接点の腐食状態を検出している。状態切替手段は、再度腐食検出手段が接続検出状態で検出した接点の腐食状態に基づいて、腐食防止手段の状態を切替える。このような動作が各接点において周期的に行なわれる。

本発明（４）に従えば、選択手段は、並行して与えられる複数の信号、またはシリアル信号に基づいて接点を選択することができる。

本発明（５）に従えば、選択手段によって選択される接点に電気的に接続される切替部が接続状態に切替わり、選択される接点以外の接点に電気的に接続される切替部が切断状態に切替わる。

本発明（６）に従えば、選択手段によって選択される接点の接続状態を接続状態出力手段から出力させることができる。

本発明（７）に従えば、腐食検出手段が接点の腐食を検出すると、状態切替手段が前記腐食検出手段と同一の入力端子に設けられる腐食防止手段を腐食防止状態に切替える。これによって腐食する接点に腐食防止電流が流れ、接点の腐食を除去することができる。出力要求手段が各接点の接続状態の出力を要求すると、状態切替手段は、前記腐食防止状態にある腐食防止手段を接続検出状態に切替える。これによって接続検出状態で接点の接続状態が検出され、出力切替手段がこの検出される接点の接続状態を接続状態出力手段から出力させる。

本発明（８）に従えば、信号処理装置を備える車両用制御ユニットを実現できる。
本発明（９）に従えば、車両用制御ユニットを備える車両を実現できる。

本発明（１）および（２）によれば、接点の接続状態を出力するとき、接点が腐食していても、腐食防止手段によって、腐食防止電流より電流値が小さい接続検出電流が入力端子を介して接点に流される。これによって接点が腐食している場合であっても、接続検出電流が流れる状態で、接点の接続状態を検出し、この検出された接続状態を出力することができる。このように腐食防止電流より電流値が小さい接続検出電流によって、接点の接続状態を検出することができるので、各入力端子と前記入力端子に電気的に接続される接点との間に、従来の技術の信号処理装置より大きな抵抗値のシリーズ抵抗を介在させても、接点の接続状態を良好に検出することができる。各入力端子と前記入力端子に電気的に接続される接点との間に大きな抵抗値のシリーズ抵抗を挿入することによって、従来の技術の信号処理装置よりサージ耐性が高い信号処理装置を提供することができる。

本発明（３）によれば、状態切替手段は、選択手段によって選択される接点が変更された直後において、腐食検出手段が接続検出状態で検出した接点の腐食状態に基づいて、腐食防止手段の状態を切替える。したがって接点が腐食し、腐食防止電流が流された後であっても、腐食した接点に接続検出電流を流して、腐食状態を検出することができ、腐食の検出が容易である。また周期的に選択される接点が切替わるので、周期的に、接続検出状態で接点の腐食状態を検出することができる。

本発明（４）によれば、選択手段によって接点を選択させるために与える信号として、並行して与えられる複数の信号、またはシリアル信号のいずれかを用いることができる。

本発明（５）によれば、選択手段によって選択される接点の接続状態だけを、接続状態出力手段から出力させることを実現できる。

本発明（６）によれば、選択手段によって選択される接点の接続状態だけを、接続状態出力手段から出力させることを実現できる。

本発明（７）によれば、接点が腐食していても、接点の接続状態の出力が要求されると、腐食防止手段によって、腐食防止電流より電流値が小さい接続検出電流を入力端子を介して接点に流され、接続状態検出手段が接点の接続状態を検出する。これによって接点が腐食している場合であっても、接続検出電流が流れる状態で接点の接続状態を検出し、この検出された接続状態を出力することができる。このように腐食防止電流より電流値が小さい接続検出電流によって、接点の接続状態を検出することができるので、各入力端子と前記入力端子に電気的に接続される接点との間に、従来の技術の信号処理装置より大きな抵抗値のシリーズ抵抗を介在させても、接点の接続状態を良好に検出することができる。各入力端子と前記入力端子に電気的に接続される接点との間に大きな抵抗値のシリーズ抵抗を挿入することによって、従来の技術の信号処理装置よりサージ耐性が高い信号処理装置を提供することができる。

本発明（８）によれば、信号処理装置を備える車両用制御ユニットを実現できる。
本発明（９）によれば、車両用制御ユニットを備える車両を実現できる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。また実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図３は、実施の第１の形態の信号処理装置１１の一部の電気的な構成を示すブロック図である。図４は、信号処理装置１１を含む制御ユニット１２の電気的な構成を示すブロック図である。図５は、信号処理装置１１の電気的な構成を示す回路図である。信号処理装置１１は、複数のスイッチング素子１３に電気的に接続され、各スイッチング素子１３の接点１４の腐食を除去するとともに、接点１４の論理判定を行うための装置である。信号処理装置１１は、腐食防止電流を前記接点１４に通電し、接点の腐食を除去する。ここでスイッチング素子１３の接点１４は、スイッチング素子１３の２つの端子を接触させたときの接点を意味する。信号処理装置１１は、制御ユニット１２、具体的には、自動車などの車両に搭載されている車両用制御ユニットである電子制御ユニット（略称：ＥＣＵ）１２に含まれる。

ＥＣＵ１２は、さらにマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）１５を含む。マイコン１５は、車両負荷１６を駆動する負荷駆動回路７７を制御する。信号処理装置１１とマイコン１５とは、電気的に接続され、さらに図示しない電源が電気的に接続されている。信号処理装置１１は、スイッチング素子１３の接点１４の接続状態、すなわち接点論理を判定し、この判定結果をマイコン１５に出力する。マイコン１５は、各入力接点の論理を処理に反映し、車両の制御を行う。

さらに詳細に説明すると、信号処理装置１１には、複数の入力端子１７が備えられ、各入力端子１７に、オーバドライブスイッチ、ブレーキスイッチ、ハザードスイッチなどの複数のスイッチング素子１３がそれぞれ電気的に接続されている。さらに各入力端子１７と、前記入力端子１７に接続されるスイッチング素子１３との間には、シリーズ抵抗１８が介在している。シリーズ抵抗１８は、ＥＣＵ１２に含まれ、たとえば抵抗値が１ｋΩの抵抗である。

信号処理装置１１は、前述のように、複数のスイッチング素子１３が電気的に接続され、各スイッチング素子１３の接点１４の接点論理を判定するとともに、各スイッチング素子１３の接点１４の腐食を除去する機能を有する。本実施の形態では、信号処理装置１１は、４つの入力端子１７を有し、各入力端子１７にスイッチング素子１３が電気的にそれぞれ接続されている。信号処理装置１１は、各入力端子１７毎に、導電路２１、腐食防止電流通電部２２、電圧検出回路２３およびタイミング生成手段２４が設けられている。信号処理装置１１は、さらに論理判定回路２５、出力切替回路１２６およびデコーダ３０を有する。各入力端子１７に設けられる導電路２１、腐食防止電流通電部２２、電圧検出回路２３およびタイミング生成手段２４は、それぞれ同様に構成されている。したがって一の入力端子１７に関してだけ説明し、他の入力端子１７に関しては、同一の構成について同一の符号を付し、その説明を省略する。

導電路２１は、その一端が入力端子１７に電気的に接続され、他端が論理判定回路２５に電気的に接続されている。この導電路２１には、腐食防止電流通電部２２および電圧検出回路２３が電気的に接続されている。腐食防止手段である腐食防止電流通電部２２は、判定電流通電手段２６と、腐食防止電流通電手段２７と通電状態切替部２８とを有する。判定電流通電手段２６、腐食防止電流通電手段２７および通電状態切替部２８は、電源ライン２９を介して、図示しない電源に電気的に接続されている。判定電流通電手段２６は、電源ライン２９から供給される電流に基いて、導電路２１に、接点論理判定電流を流す回路である。接点論理判定電流は、スイッチング素子１３の接点論理を判定するために、スイッチング素子１３に通電する電流である。判定電流通電手段２６は、判定電流通電部３１と判定電流調整部３２とを備える。

判定電流通電部３１は、電源ライン２９と導電路２１との間に並列的に接続されている。判定電流通電部３１は、前記接点論理判定電流を生成して導電路２１に供給できる手段であれば、どのような構成であっても構わない。判定電流通電部３１と導電路２１との間にはダイオード３３を介在させて、電流が導電路２１から電源ライン２９に逆流することを阻止しているが、逆流しても構わない場合はダイオード３３を省略することもできる。

腐食防止電流通電手段２７は、通電状態切替部２８と抵抗３５とを含んで構成され、スイッチング素子１３の接点１４に腐食防止電流を通電する機能を有する。腐食防止電流は、スイッチング素子１３の接点１４の腐食を除去可能な電流であり、接点論理接続電流の電流値よりはるかに大きい電流値の電流である。腐食防止電流は、たとえば１５ｍＡであり、接点論理判定電流は、たとえば１．５ｍＡである。

腐食防止電流通電手段２７と導電路２１との間には、逆流防止素子３６が介在している。本実施の形態では、逆流防止素子３６は、ダイオードであり、アノードが腐食防止電流通電手段２７に、カソードが導電路２１に電気的に接続されており、入力端子１７に印加される電圧が上昇した場合に電源ライン２９への逆流電流を抑制する。前記入力端子１７に印加される電圧によって導電路２１から電源ライン２９へ電流が逆流しても構わない場合は、前記逆流防止素子３６を省略することもできる。

通電状態切替部２８は、導電路２１に腐食防止電流が流れる腐食除去状態と、導電路２１に接点論理判定電流が流れる接点論理判定状態とを切替える機能を有する。通電状態切替部２８は、たとえばスイッチであり、抵抗３５に直列に電気的に接続され、その一端が電源ライン２９に、他端が抵抗３５に電気的に接続される。

腐食検出手段である電圧検出回路２３は、導電路２１に印加されている電圧に基いて、スイッチング素子１３の接点１４の腐食状態を検出する機能を有する。具体的には、電圧検出回路２３は、導電路２１の電圧値Ｖと、予め定められる基準駆動電圧値Ｖ４とを比較し、スイッチング素子１３の接点１４の腐食状態を検出する機能を有する。電圧検出回路２３は、コンパレータ４１と腐食分圧部４２とを含む。コンパレータ４１は、非反転入力端子が導電路２１に電気的に接続され、反転入力端子が腐食分圧部４２に電気的に接続される。さらにコンパレータ４１は、その出力端子がタイミング生成手段２４に電気的に接続されている。

腐食分圧部４２は、いわゆる分圧回路であり、電源ライン２９に印加される電圧を分圧して基準駆動電圧値Ｖ４の電圧を生成し、コンパレータ４１の反転入力端子に基準駆動電圧値Ｖ４の電圧を印加する機能を有する。基準駆動電圧値Ｖ４は、たとえば４．２Ｖの電圧であり、スイッチング素子１３の接点１４が腐食しているか否かを判定するための基準電圧値である。

電圧検出回路２３は、導電路２１の電圧値Ｖが、基準駆動電圧値Ｖ４を超えると、出力端子から腐食信号を出力する。本実施の形態では、腐食分圧部４２は、２つの抵抗が直列に電気的に接続され、その一端が電源ライン２９に電気的に接続され、他端が接地されている。さらに腐食分圧部４２は、直列に接続される２つの抵抗間にコンパレータ４１の反転入力端子が電気的に接続されている。

状態切替手段であるタイミング生成手段２４は、スイッチング素子１３の接点１４の腐食状態などに応じて、通電状態切替部２８に対し、接点論理判定状態と腐食除去状態とを切替させる機能を有する。本実施の形態では、タイミング生成手段２４は、ＡＮＤ（論理積）とＩＮＶ（否定）のロジック回路によって構成されている。腐食検知時は腐食防止電流を通電させるが、デコーダ３０により、そのチャンネルが選択されている場合は電流通電を行わない動作となる。

信号処理装置１１は、各入力端子１７毎に、さらにサージ保護手段４３が設けられている。サージ保護手段４３は、各入力端子１７に印加されるサージを吸収する機能を有する。サージ保護手段４３は、２つのツェナーダイオードを直列的に接続されて構成され、その一端が導電路２１に電気的に接続され、他端が接地されている。２つのツェナーダイオードは、互いにカソードが電気的に接続され、一方のツェナーダイオードのアノードが導電路２１に電気的に接続され、他方のツェナーダイオードのアノードが接地されている。ただし、サージ保護手段４３の構成は、このような構成に限定されない。

接続状態検出手段である論理判定回路２５は、スイッチング素子１３の接点論理を判定し、マイコン１５に接点論理を出力する機能を有する。具体的には、論理判定回路２５は、導電路２１の電圧値Ｖ、すなわち入力端子１７に印加される電圧の電圧値Ｖに基いて、スイッチング素子１３の接点１４の接点論理を判定する機能を有する。本実施の形態では、論理判定回路２５は、コンパレータ２５ａと判定部分圧部２５ｂとを含む。

コンパレータ２５ａは、非反転入力端子に各導電路２１が電気的に並列に接続され、反転入力端子に判定分圧部２５ｂが電気的に接続されている。コンパレータ２５ａの出力端子には、マイコン１５が電気的に接続されている。判定分圧部２５ｂは、いわゆる分圧回路であり、電源ライン２９に印加される電圧を分圧して接点論理基準電圧値Ｖ５の電圧を生成し、コンパレータ２５ａの反転入力端子に接点論理基準電圧値Ｖ５の電圧を印加する機能を有する。接点論理基準電圧値Ｖ５は、たとえば７Ｖであり、接点論理判定電流を通電したときに、スイッチング素子１３の接点１４が接続されているか否かを判定するための基準電圧値である。本実施の形態では、判定分圧部２５ｂは、２つの抵抗が直列に電気的に接続され、その一端が電源ライン２９に電気的に接続され、他端が接地されている。さらに判定分圧部２５ｂは、直列に接続される２つの抵抗の間に、コンパレータ２５ａの反転入力端子が電気的に接続されている。

各スイッチング素子１３と論理判定回路２５とをそれぞれ電気的に接続する経路をチャンネル（以下、「ｃｈ」という）という。本実施の形態では、４つのｃｈを備え、図３および図５において、紙面上から順に１ｃｈ、２ｃｈ、３ｃｈおよび４ｃｈという。

出力切替手段である出力切替回路１２６は、各導電路２１にわたって設けられ、各入力端子１７と論理判定回路２５との間に介在している。出力切替回路１２６は、いわゆるセレクタであり、複数の切替部４４、本実施の形態では、４つの切替部４４が含まれる。各切替部４４は、いわゆるスイッチであり、各導電路２１の各入力端子１７と論理判定回路２５との間にそれぞれ設けられ、各入力端子１７と論理判定回路２５との間の電気的な接続および切断を切替え可能に構成されている。換言すると、各切替部４４は、ｃｈ毎に設けられ、各ｃｈの電気的な接続および切断を切替え可能に構成されている。各切替部４４は、デコーダ３０に電気的に接続されている。

選択手段であるデコーダ３０は、出力切替回路１２６に含まれる複数の切替部４４のうち、いずれの切替部４４を電気的に接続させるかを選択し、さらに前記選択した切替部４４を接続させる機能を有する。換言すると、デコーダ３０は、ｃｈを選択し、選択したｃｈの切替部４４を電気的に接続させる機能を有する。さらにデコーダ３０は、タイミング生成手段２４に対して、接点論理判定状態と腐食除去状態とを切替えるタイミングを与える機能を有する。デコーダ３０は、マイコン１５に電気的に接続されている。マイコン１５は、デコーダ３０に複数のチャンネル選択信号（以下、「ｃｈ選択信号」という）を伝送する。デコーダ３０は、複数のｃｈ選択信号に基づいて、接続すべきｃｈを選択し、選択したｃｈの切替部４４およびタイミング生成手段２４にｃｈ信号を与える。本実施の形態では、第１および第２ｃｈ選択信号がマイコン２５からデコーダ３０に伝送される。

図６は、第１および第２ｃｈ選択信号、ならびに論理判定回路２５からの出力の経時変化を示す図である。まず腐食防止電流通電部２２が接点論理判定状態と、腐食除去状態とを切替える動作について説明する。電圧検出回路２３は、導電路２１の電圧値Ｖと、基準駆動電圧値Ｖ４とを比較し、スイッチング素子１３の接点が腐食していないかを判定する。スイッチング素子１３が腐食していない状態では、導電路２１の電圧値Ｖが基準駆動電圧値Ｖ４を越えることがなく、電圧検出回路２３からタイミング生成手段２４に腐食信号が出力されない。これによって腐食防止電流通電部２２は、接続論理判定状態で維持される。

スイッチング素子１３の接点１４の腐食が進行すると、導電路２１の電圧値Ｖが上昇する。導電路２１の電圧値Ｖが上昇し、基準駆動電圧値Ｖ４を超えると、電圧検出回路２３は、前記接点１４が腐食していると判定し、腐食信号をタイミング生成手段２４のＳ端子２４ａに出力する。タイミング生成手段２４は、Ｒ端子２４ｂにｃｈ信号が入力されていない場合、この腐食信号に基づいて、Ｑ端子２４ｃからタイミング信号を通電切替部２８に出力する。通電切替部２８は、タイミング信号に基づいて、腐食防止電流通電部２２を腐食除去状態に切替え、腐食防止電流通電手段２７によって導電路２１を介してスイッチング素子１３の接点１４に腐食防止電流を通電する。前記接点１４に対して腐食防止電流を継続して通電することによって、前記接点１４の腐食を除去される。

腐食が除去され、導電路２１の電圧値Ｖが基準駆動電圧値Ｖ４以下になると、電圧検出回路２３は、接点１４の腐食が除去されたと判断し、腐食信号の出力を停止する。腐食信号の出力が停止すると、タイミング信号２４からのタイミング信号の出力も停止する。これによって通電状態切替手段２８は、腐食防止電流通電部２２を接点論理判定状態に切替え、導電路２１を介して、接点１４に接点論理判定電流を通電する。

次にデコーダ３０が接続するｃｈを選択し、選択したｃｈの接点論理を出力させる動作について説明する。マイコン１５からデコーダ３０に対して、図６に示すような、異なる２つの周期の方形信号である第１および第２ｃｈ選択信号を出力する。第１ｃｈ選択信号は、第２ｃｈ選択信号に対して、半分の周期であり、同期している。本実施の形態では、第１ｃｈ選択信号の周期は、２ｍｓであり、第２ｃｈ選択信号の周期は、４ｍｓである。

マイコン１５から出力される第１および第２ｃｈ選択信号に基づいて、デコーダ３０は、接続するｃｈを選択、換言すると接点論理を検出すべきｃｈを選択する。具体的には、第１および第２ｃｈ選択信号がともにＨｉからＬｏに切り替わると、デコーダ３０は、１ｃｈを選択する。また第１ｃｈ選択信号がＬｏからＨｉに切替わり、第２ｃｈ選択信号がＬｏで維持されると、デコーダ３０は、２ｃｈを選択する。第１ｃｈ選択信号がＨｉからＬｏに切替わり、第２ｃｈ選択信号がＬｏからＨｉに切替わると、デコーダ３０は、３ｃｈを選択する。さらに第１ｃｈ選択信号がＨｉからＬｏに切替わり、第２ｃｈ選択信号がＬｏで維持されると、デコーダ３０は、４ｃｈを選択する。

デコーダ３０は、ｃｈを選択すると、選択したｃｈに設けられているタイミング生成手段２４および切替部４４にｃｈ信号をそれぞれ出力する。タイミング生成手段２４は、ｃｈ信号を受信すると、タイミング信号の出力を停止、またはタイミング信号を出力していない状態を維持する。これによって通電状態切替部２８は、接点論理判定状態に切替え、または維持する。また切替部４４は、ｃｈ信号を受信すると、入力端子１７と論理判定回路２５との間を電気的に接続する。これによって接点１４と論理判定回路２５とが電気的に接続され、論理判定回路２５によって選択された接点１４の接点論理を判定する。

具体的には、論理判定回路２５は、接点１４に印加される電圧値、つまり導電路２１の電圧値Ｖと接点論理基準電圧値Ｖ５とを比較し、接点論理を判定する。論理判定回路２５は、コンパレータ２５ａの出力端子からマイコン１５に判定結果を出力する。マイコン１５は、予め定めれるクロック信号に応じて、論理判定回路２５から出力される信号を取得する。本実施の形態では、マイコン１５は、１ｍｓ毎に論理判定回路２５から出力される信号を取得する。したがってマイコン１５は、選択されたｃｈのスイッチング素子１３の接点１４の接点論理を取得し、図６の矢印で示すように、１ｍｓ毎に、１ｃｈ〜４ｃｈの接点論理を順に取得する。これによってマイコン１５は、４ｍｓ毎に各ｃｈの接点論理を取得する。

さらに、１ｃｈの接点１４の腐食が開始し、この接点１４に腐食防止電流を通電して腐食を除去しつつ、接点論理を検出する動作について説明する。デコーダ３０が１ｃｈを選択していない状態で、１ｃｈの接点１４の腐食が開始し、さらに進行すると、電圧検出回路２３が１ｃｈの接点１４が腐食していると判定する。このように腐食していると判定すると、前述のように腐食信号がタイミング生成手段２４に出力され、タイミング生成手段２４から通電切替部２８にタイミング信号を出力する。これによって通電切替部２８は、腐食防止電流通電部２２を腐食除去状態に切替え、１ｃｈの接点１４に腐食防止電流を通電する。デコーダ３０が他のｃｈを選択している間、腐食防止電流通電部２２は、１ｃｈの接点１４に腐食防止電流を通電し続ける。

次に第１および第２ｃｈ選択信号に基づいて、デコーダ３０が１ｃｈを選択すると、デコーダ３０は、ｃｈ信号を１ｃｈのタイミング生成手段２４および切替部４４に出力する。前記タイミング生成手段２４は、ｃｈ信号をＲ端子で受信すると、Ｑ端子から出力するタイミング信号を停止する。これによって通電切替部２８は、腐食防止電流通電部２２を接点論理判定状態に切替える。このような状態で切替部４４が１ｃｈの接点１４と論理判定回路２５とを電気的に接続する。これによって論理判定回路２５は、１ｃｈの接点１４の接点論理を判定し、マイコン１５に判定結果を出力する。マイコン１５は、クロック信号に基づいて、前記判定結果を取得する。

その後、第１および第２ｃｈ選択信号に基づいて、デコーダ３０が２ｃｈを選択すると、切替部４４にｃｈ信号が出力されず、１ｃｈの切替部４４が１ｃｈの接点１４と論理判定回路２５とを電気的に切断する。これによって選択されていないｃｈの接点１４の接点論理の出力が停止させられる。このとき電圧検出回路２３が、前記接点１４がまだ腐食していると判定すると、再度腐食防止電流通電部２２を腐食除去状態に切替え、前記接点１４の腐食を除去し、前記接点１４が腐食していないと判定すると、接点論理判定状態を維持する。このようにして各ｃｈの接点１４の接点論理を出力させている。

以下では、このようにして構成される信号処理装置１１およびＥＣＵ１２が達成する効果について説明する。本実施の形態の信号処理装置１１によれば、電圧検出回路２３が接点１４の腐食を検出した場合、接点論理判定直前まで腐食除去状態を維持し、接点論理判定時に接点論理判定状態に切替わる。そのため接点１４の接点論理判定時には腐食防止電流が流れることなく、各入力端子１７と各接点１４との間に、従来の技術の信号処理装置２より大きな抵抗値のシリーズ抵抗１８を介在させても、接点１４の接点論理を良好に判定することができる。各入力端子１７と接点１４との間に大きな抵抗値のシリーズ抵抗１８を挿入することによって、従来の技術の信号処理装置２よりサージ耐性が高い信号処理装置１１を提供することができる。

本実施の形態の信号処理装置１１によれば、デコーダ３０によって選択される接点１４が変更された直後、接続検出状態で検出される接点１４の腐食状態に基づいて、タイミング生成手段２４は、腐食防止電流通電部２２の状態を切替える。したがって接点１４が腐食し、腐食防止電流が流された後であっても、腐食した接点に接続検出電流を流して、腐食状態を検出することができる。また周期的に選択される接点が切替わるので、周期的に、接続検出状態で接点の腐食状態を検出することができる。つまり複数の接点１４に対して、順に接点論理を判定することができる。

本実施の形態の信号処理装置１１によれば、デコーダ３０によって選択される接点１４の接点論理だけを、論理判定回路から出力させることを実現できる。

本実施の形態のＥＣＵ１２によれば、信号処理装置１１を備える制御ユニットを実現できる。さらに本実施の形態の車両によれば、ＥＣＵ１２を備える車両を実現できる。

図７は、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａの一部の電気的な構成を示すブロック図である。信号処理装置１１Ａは、実施の第１の形態の信号処理装置１１と構成が類似している。信号処理装置１１Ａの構成については、実施の第１の形態の信号処理装置１１と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。信号処理装置１１Ａは、ｃｈ毎に論理判定回路２５が設けられ、さらにセレクタ５１を含む。セレクタ５１は、デコーダ３０と同様に、マイコン１５から出力される第１および第２ｃｈ選択信号に基づいて、複数のｃｈのうち一のｃｈを選択し、選択したｃｈに設けられるタイミング生成手段２４にｃｈ信号を送信する機能を有する。さらにセレクタ５１は、各論理判定回路２５およびマイコン１５に電気的に接続され、選択されたｃｈの論理判定回路２５から出力される判定結果を選択的に取得し、マイコン１５に出力する機能を有する。具体的には、セレクタ５１は、各ｃｈ毎に設けられるＡＮＤ回路を含む。ＡＮＤ回路の２つの入力端子には、論理判定回路２５の判定結果とｃｈ信号とがそれぞれ入力される。ＡＮＤ回路は、設けられているｃｈの判定結果とｃｈ信号とが入力されると、マイコン１５に前記判定結果を出力し、ｃｈ信号が欠けていると、判定結果の出力を停止する。このようにセレクタ５１は、タイミング生成手段２４にｃｈ信号を出力するとともに、判定結果をマイコン１５に選択的に出力する。

このようにして構成される信号処理装置１１Ａは、実施の第１の形態の信号処理装置１１と同様に、マイコン１５から出力される第１および第２ｃｈ選択信号に基づいて、接点論理を出力すべきｃｈを選択し、選択されたｃｈからマイコン１５に接点論理を出力させ、マイコン１５が前記接点論理を取得する。

このようにして構成される信号処理装置１１Ａは、実施の第１の形態の信号処理装置１１と同様の効果を達成する。

図８は、実施の第３の形態の信号処理装置１１Ｂの一部の電気的な構成を示すブロック図である。図９は、パルス信号および通信手段５２からの出力の経時変化を示す図である。信号処理装置１１Ｂは、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａと構成が類似している。信号処理装置１１Ｂの構成については、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａと異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。信号処理装置１１Ｂは、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａのセレクタ５１に代えて、通信手段５２が設けられ、マイコン１５が各タイミング生成手段２５と通信手段５２と電気的に接続される。出力要求手段であるマイコン１５は、図９に示すような、予め定められる時刻毎に立上るパルス信号（シリアル信号）を各タイミング生成手段２４に出力する。前記パルス信号は、タイミング生成手段２４のＲ端子に入力され、タイミング生成手段２４は、パルス信号がＬｏからＨｉに切り替わるとともに、通電切替部２８にタイミング信号を出力する。

出力切替手段である通信手段５２は、各論理判定回路２５に電気的に接続され、パルス信号に基づいて、各論理判定回路２５の判定結果を取得し、取得した判定結果をマイコン１５に出力する機能を有する。具体的には、通信手段５２は、通信用レジスタを備え、パルス信号が立下り、つまりＨｉからＬｏに切替わるとともに、各判定結果を通信用レジスタに取り込み、取り込んだ全判定結果を順にマイコン１５に出力する。取得した判定結果は、データ化してマイコンに伝送される。このようにしてマイコン１５は、信号処理装置１１Ｂに判定結果を出力することを要求する。通信手段５２は、たとえばシフトレジスタＩＣ相当の回路を内蔵する。ただし通信手段５２は、前記シフトレジスタＩＣに限定するものではなく、前記機能を達成可能なものであればよい。

このようにして構成される信号処理装置１１Ｂは、マイコン１５から出力されるパルス信号がＬｏからＨｉに切替わると、各タイミング生成手段２４から通電状態切替部２８へのタイミング信号の出力を停止する、またはタイミング信号の出力の停止の維持する。これによって腐食防止電流通電部２２は、腐食除去状態から接点論理判定状態に切替わる、または接点論理判定状態が維持される。これによって各論理判定回路２５は、接点論理判定状態での判定結果を通信手段５２に出力可能な状態になる。通信手段５２は、パルス信号がＨｉからＬｏに切替わると、各論理判定回路２５の判定結果を取得し、この取得した判定結果をデータ化し、マイコン１５に出力する。このようにして接点１４が腐食していても、接点論理判定状態で接点論理を判定し、マイコン１５に出力することができる。

以下では、信号処理装置１１Ｂが達成する効果について説明する。本実施の形態の信号処理装置１１Ｂによれば、接点１４が腐食していても、接点１４の接点論理の出力が要求されると、腐食防止電流通電部２２によって、接続検出電流を入力端子１７を介して接点に流され、論理判定回路２５が接点１４の接続論理を判定する。これによって接点１４が腐食している場合であっても、接続検出電流が流れる状態で、接点１４の接点論理を判定し、この判定結果をマイコン１５に出力することができる。このように接続検出電流によって、接点１４の接続状態を検出することができるので、各入力端子１７と接点１４との間に、従来の技術の信号処理装置２より大きな抵抗値のシリーズ抵抗１８を介在させても、接点１４の接点論理を良好に検出することができる。各入力端子１７と接点１４との間に大きな抵抗値のシリーズ抵抗１８を挿入することによって、従来の技術の信号処理装置２よりサージ耐性が高い信号処理装置１１Ｂを提供することができる。

図１０は、実施の第４の形態の信号処理装置１１Ｃの一部の電気的な構成を示すブロック図である。図１１は、腐食防止制御信号（パルス信号）と、電圧検出回路２３からの出力信号と、腐食防止電流通電部２２の動作を示す図である。信号処理装置１１Ｃは、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａと構成が類似している。信号処理装置１１Ｃの構成については、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａと異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。信号処理装置１１Ｃは、１つのスイッチング素子１３に電気的に接続され、このスイッチング素子１３の接点１４の腐食を除去するとともに、接点１４の論理判定を行うための装置である。信号処理装置１１Ｃは、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ｂの構成からセレクタ５１を取り除き、腐食防止電流通電部２２と、電圧検出回路２３と、タイミング生成手段２４と、論理判定回路２５とを１つずつ含む構成である。出力要求手段であるマイコン１５は、図１０に示すような、予め定められる時刻毎に立上るパルス信号（腐食防止制御信号）をタイミング生成手段２４に出力する。前記パルス信号は、タイミング生成手段２４のＲ端子に入力され、タイミング生成手段２４は、パルス信号がＬからＨに切り替わるとともに、通電状態切替部２８にタイミング信号を出力する。以下の動作については、電圧検出回路２３によって検出した電圧値Ｖが上昇し、基準駆動電圧値Ｖ４を超える（腐食検出する）と、接点論理判定状態（接点検出）から腐食除去状態に切り換えて、腐食防止電流を通電するという、前述した実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

このようにして構成される信号処理装置１１Ｃは、スイッチ素子１３が１つの場合において、実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａと同様の効果を達成する。

前述した各実施の形態では、スイッチング素子１３の接点１４が１つであるけれども、一のスイッチング素子１３に複数の接点１４があってもよい。また前述した各実施の形態では、スイッチング素子１３の接点１４の腐食防止について説明しているけれども、スイッチング素子１３をＥＣＵ１２に接続するコネクタの接点にも適用できる。また前述した各実施の形態では、信号処理装置１１をローサイドスイッチに適用した場合について説明しているけれども、ハイサイドスイッチに適用してもよい。

従来の技術の制御ユニット１の電気的な構成を示すブロック図である。入力端子３に印加される電圧の電圧値Ｖの経時変化を示すグラフである。実施の第１の形態の信号処理装置１１の一部の電気的な構成を示すブロック図である。信号処理装置１１を含む制御ユニット１２の電気的な構成を示すブロック図である。信号処理装置１１の電気的な構成を示す回路図である。第１および第２ｃｈ選択信号、ならびに論理判定回路２５からの出力の経時変化を示す図である。実施の第２の形態の信号処理装置１１Ａの一部の電気的な構成を示すブロック図である。実施の第３の形態の信号処理装置１１Ｂの一部の電気的な構成を示すブロック図である。パルス信号および通信手段５２からの出力の経時変化を示す図である。実施の第４の形態の信号処理装置１１Ｃの一部の電気的な構成を示すブロック図である。腐食防止制御信号（パルス信号）と、電圧検出回路２３からの出力信号と、腐食防止電流通電部２２の動作を示す図である。

符号の説明

１１信号処理装置
１２制御ユニット
１３スイッチング素子
１４接点
１５マイクロコンピュータ
１７入力端子
２２腐食防止電流通電部
２３電圧検出回路
２４タイミング生成手段
２５論理判定回路
２６出力切替回路
２７腐食防止電流通電手段
２８通電状態切替部
３０デコーダ
４４切替部
５１セレクタ
５２通信手段

Claims

接点と電気的に接続される入力端子と、
入力端子を介して接点に、前記接点の腐食を除去するための腐食防止電流を流す腐食除去状態と、入力端子を介して接点に、前記接点の接続状態を検出するための接続検出電流を流す接続検出状態とにわたって切替可能な腐食防止手段と、
前記入力端子を介して接点の腐食を検出する腐食検出手段と、
前記接点の接続状態を検出する接続状態検出手段と、
前記腐食防止手段の状態を切替える状態切替手段とを備え、
前記状態切替手段は、腐食検出手段が接点の腐食を検出すると、腐食防止手段を接続状態から腐食除去状態に切替え、前記接続状態検出に対して接点の接続状態の出力が要求されると、該腐食防止手段を腐食除去状態から接続検出状態に切替えることを特徴とする信号処理装置。
複数の接点と電気的にそれぞれ接続される複数の入力端子と、
前記各入力端子毎に設けられ、入力端子を介して接点に、腐食を除去するための腐食除去電流を流す腐食除去状態と、入力端子を介して接点に、腐食防止電流より小さな電流値であり、接点の接続状態を検出するための接続検出電流を流す接続検出状態とにわたって切替可能な腐食防止手段と、
前記各入力端子毎に設けられ、前記入力端子を介して接点の腐食を検出する腐食検出手段と、
各接点の接続状態を検出可能な接続状態検出手段と、
接続状態検出手段によって検出される一の接続状態を出力する接続状態出力手段と、
接続状態を出力すべき接点を選択する選択手段、
各入力端子毎に設けられ、同一の入力端子に設けられる腐食防止手段および腐食検出手段に対応付けられている状態切替手段であって、
各腐食検出手段が接点の腐食を検出すると、対応する腐食防止手段を接続検出状態から腐食防止状態に切替え、
前記腐食が検出されている接点が選択手段によって選択されると、前記対応する腐食防止手段を腐食防止状態から接続検出状態に切替える状態切替手段と、
接続状態出力手段から出力する一の接続状態を、選択手段によって選択される接点の接続状態に切替える出力切替手段とを含むことを特徴とする信号処理装置。
選択手段は、選択する接点を周期的に切替えることを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
選択手段は、並行して与えられる複数の信号、またはシリアル信号に基づいて前記選択を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の信号処理装置。
出力切替手段は、各入力端子と接続状態検出手段との間にそれぞれ設けられ、入力端子と接続状態検出手段とを電気的に接続する接続状態と、電気的に切断する切断状態とにわたって切替可能な複数の切替部を有し、
各切替部は、入力端子を介して電気的に接続されている接点が、選択手段によって選択されると、接続状態に切替わり、前記接点が選択手段によって選択されないと、切断状態に切替わり、選択手段によって選択された接点の接続状態を、接続状態出力手段から出力させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の信号処理装置。
接続状態検出手段は、各入力端子毎に設けられ、接続状態出力手段に接点の接続状態を伝送し、
出力切替手段は、接続状態出力手段に伝送された接点の接続状態のうち、選択手段によって選択された接点の接続状態を、接続状態出力手段から出力させることを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
複数の接点と電気的にそれぞれ接続される複数の入力端子と、
前記各入力端子毎に設けられ、入力端子を介して接点に、腐食を除去するための腐食除去電流を流す腐食除去状態と、入力端子を介して接点に、腐食防止電流より小さな電流値であり、接点の接続状態を検出するための接続検出電流を流す接続検出状態とにわたって切替可能な腐食防止手段と、
前記各入力端子毎に設けられ、前記入力端子を介して接点の腐食を検出する腐食検出手段と、
前記各入力端子毎に設けられ、接点の接続状態を検出可能な接続状態検出手段と、
接続状態出力手段から各接点の接続状態を出力することを要求する出力要求手段と、
各入力端子毎に設けられ、同一の入力端子に設けられる腐食防止手段および腐食検出手段に対応付けて設けられる状態切替手段であって、
各腐食検出手段が接点の腐食を検出すると、対応する腐食防止手段を腐食防止状態に切替え、
出力要求手段が出力を要求すると、前記対応する腐食防止手段を腐食防止状態から接続検出状態に切替える状態切替手段と、
出力要求手段の要求に応じて、各接続状態検出手段によって検出される接続状態を出力する接続状態出力手段と含む信号処理装置。
請求項１〜７のいずれか１つに記載の信号処理装置を含むことを特徴とする車両用制御ユニット。
請求項８に記載の車両用制御ユニットを含むことを特徴とする車両。