JP4767301B2 - 調整電圧異常判定装置 - Google Patents

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Description

この発明は、高周波回路の調整電圧異常判定装置に関するものである。
高精度の電圧調整が必要な制御系において、電圧調整手段としてDA変換器を用いることが一般的である。
高周波回路の電圧調整に関する従来技術としては、ミリ波の電波を送受信するミリ波送受信モジュールにおいて、送信系、受信系及び周波数逓倍系の3系統のMMIC群では、それぞれのMMICにゲート電圧を供給する送信系、受信系及び周波数逓倍系の3系統のバイアス調整系が必要となっており、これらバイアス調整系の電圧調整手段として、複数のDA変換器が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
その他、ETC車載器内部に設けられた高周波回路の特性の製品バラツキを補正するため、高周波回路に供給されるアナログ信号には高精度の電圧調整に、複数のDA変換器が用いられている(例えば、特許文献2参照)。
これら、DA変換器を用いた高精度の電圧調整手段において、DA変換器の動作異常を検出する手段としては、DA変換器の出力をAD変換器に戻して、デジタル値として比較し、DA変換器の異常を検出する手法がある(例えば、特許文献3参照)。
特許第4087802号公報 特開2006−262259号公報 特開平5−191280号公報
上記の特許文献1や、特許文献2で述べられた従来技術のように、高周波回路を搭載する機器においては、DA変換器の動作異常が高周波回路の特性異常や故障を招き、場合によっては、製品から出力される電波が規定の出力や周波数帯から逸脱し、法規違反を招く恐れもあり、DA変換器の異常を監視することが必要である。
したがって、これらのDA変換器の動作異常や故障を監視する為には、特許文献3の従来技術等を用いることになるが、調整箇所数が多くなると、調整値を出力するDA変換器の出力端子毎に個別の監視が必要となり、DA変換器の出力端子数の増加に伴い、出力端子を監視するための回路規模や判定のための処理負荷が増大するという問題点があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、電圧調整を出力端子数の増加に伴って回路規模や判定処理負荷が増大することなく、また、全ての調整値を監視するための切替えスイッチ回路など複雑な回路を付加することなく、簡単な回路構成で調整電圧の異常を検出することができる調整電圧異常判定装置を得るものである。
この発明に係る調整電圧異常判定装置は、設定された調整電圧データに基づき調整電圧を出力する複数の電圧調整手段と、前記複数の電圧調整手段に所定の順序で調整電圧データを設定する電圧設定手段と、所定の順序で設定される前記複数の電圧調整手段のうち、最初に設定される電圧調整手段の調整電圧が、しきい値に基づいて、所定の電圧であるか否かを判定する電圧判定手段とを設けたものである。
この発明に係る調整電圧異常判定装置は、電圧調整を出力端子数の増加に伴って回路規模や判定処理負荷が増大することなく、また、全ての調整値を監視するための切替えスイッチ回路など複雑な回路を付加することなく、簡単な回路構成で調整電圧の異常を検出することができるという効果を奏する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置について図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置の構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図1において、この発明の実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置100は、設定された調整電圧データに基づき調整電圧を出力する複数(♯1〜♯N)の電圧調整手段20と、複数の電圧調整手段20に所定の順序で調整電圧データを設定する電圧設定手段13と、所定の順序で設定される複数の電圧調整手段20のうち、最初に設定される電圧調整手段20の調整電圧が、しきい値に基づいて、所定の電圧であるか否かを判定する電圧判定手段12とが設けられている。
電圧判定手段12の判定は、後段の被調整回路部である高周波回路200の各入力端子のうち最初に調整する端子の電圧よって実施される。電圧調整手段20は、後述するように、例えば、レジスタ、DA変換器及び出力バッファで構成される。
図1の高周波回路200では、各入力端子に所定の順序で電圧調整する必要があり、このため複数の電圧調整手段20は、電圧設定手段13により所定の順序で設定される。
図2は、この発明の実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。
図2において、この発明の実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置100Aは、マイコン10と、複数(♯1〜♯N)の電圧調整手段20とが設けられている。
また、マイコン10は、ROM11と、電圧判定手段12と、電圧設定手段13とから構成されている。なお、電圧判定手段12及び電圧設定手段13は、ソフトウェアから構成されている。
さらに、電圧調整手段20は、レジスタ21と、DA変換器22と、出力バッファ23とから構成されている。
電圧設定手段13は、所望の出力電圧を得る為のデータを設定し、本データをデジタル信号S1により、電圧調整手段20内の複数のレジスタ21へ出力する。電圧調整手段20は、デジタル信号S1により、レジスタ21に入力されたレジスタデータを、DA変換器22でデジタル値からアナログ値へDA変換し、出力バッファ23を介してアナログ電圧として出力する。
電圧判定手段12は、♯1の出力バッファ23の出力を監視して出力電圧が所定の電圧であるか否かを判定する。このとき、電圧判定手段12へ入力する電圧は、高周波回路200の各入力端子で最初に調整する端子の電圧である。また、電圧判定手段12では、ROM11に予め記憶してあるしきい値に基づいて異常判定がなされる。
なお、しきい値は1値に限定したものではない。調整箇所毎の複数のしきい値、さらには上限値/下限値などを設けることで、監視する端子電圧の固体ばらつき、温度電圧特性、経年変化などを考慮した異常検知が可能となる。
電圧設定手段13は、予め、高周波回路200の各端子を所定の順序で調整するための調整順序が設定されてあって、この順序に基づいて、各レジスタ21へ調整電圧データを設定する。調整電圧データは、予めROM11に記憶されている。
つぎに、この実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置の動作について図面を参照しながら説明する。
本実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置100Aによる異常判定は、組み込まれる、あるいは搭載される機器の電源投入時に行うこととする。
電源投入後、電圧設定手段13は、ROM11から所定の順序でレジスタデータ(調整電圧データ)を読み出し、デジタル信号S1によってレジスタ21に出力する。DA変換器22は、このレジスタデータをDA変換しアナログ電圧を生成し、出力バッファ23を介して調整電圧が出力される。
レジスタ21、DA変換器22及び出力バッファ23からなる電圧調整手段20の数をNとすると、本調整は1からNまで実施されるが、2番目以降の調整を行う前に、まず最初(例えば、♯1)の電圧調整手段20により調整した結果を電圧判定手段12で判定する。
電圧判定手段12は、ROM11に記憶されたしきい値を基づいて、電圧調整手段20からの入力が所定の電圧であるか否かを監視し、異常を判定する。
電圧判定手段12による判定の結果、入力された電圧値が所望の値であれば、例えば、入力された電圧値がしきい値以上、あるいはしきい値未満の場合に、正常と判定し、引き続き2番目以降の調整を実施する。
電圧判定手段12による判定の結果、入力された電圧値が所望の値でなければ、例えば、入力された電圧値がしきい値未満、あるいはしきい値以上の場合に、異常と判定し、機器の異常や性能が低下したことをフェールとして、通信等の手段を介して他の制御機器やユーザに通知する。
この調整電圧異常判定装置100Aによれば、最初の調整だけでその電圧調整手段20の異常を判定できるため、異常を検出するための複数のAD変換器や切替えスイッチ回路などの複雑な回路を必要とせず、かつ、調整箇所数の増加に伴って回路規模や判定処理負荷が増大することを回避できる。従って、回路規模を最小限に留めたまま、一連の調整に関する異常を検知できる。
また、電源投入時に本調整を行うことで、動作をはじめる前に異常判断ができ、電源投入毎に異常検出を行うこととなるため、経年変化等による異常に対しても、速やかに異常を判断することができる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る調整電圧異常判定装置について説明する。この発明の実施の形態2に係る調整電圧異常判定装置の構成は、図2の実施の形態1と同様である。
上記の実施の形態1では、最初の調整電圧を調整した後に、電圧判定手段12により判定することで、電圧設定手段13からDA変換器22や出力バッファ23までの回路上の異常を検知することは可能であるが、他の調整電圧の調整中にサージ等のノイズによって、調整値に不具合が生じても検出できないといった問題が残っている。
そこで、この実施の形態2では、係る問題を解決するための対策について説明する。構成は、上述したように、実施の形態1と同一であり、レジスタ21、DA変換器22及び出力バッファ23で構成された電圧調整手段20と、ROM11、電圧判定手段12及び電圧設定手段13を含むマイコン10から構成されている。
ここで、上記の実施の形態1では、最初の調整を実施した後に電圧判定手段12により判定を実施することとしたが、この実施の形態2では、全ての電圧調整を施した後に、電圧判定手段12により最初の調整電圧の判定を実施する。
つぎに、この実施の形態2に係る調整電圧異常判定装置の動作について図面を参照しながら説明する。
調整開始時、電圧設定手段13は、ROM11から所定の順序で電圧調整データを読み出し、このデータをデジタル信号S1としてレジスタ21に出力する。DA変換器22では、このレジスタデータをDA変換してアナログ電圧を生成し、生成されたアナログ電圧は出力バッファ23から出力される。
レジスタ21、DA変換器22及び出力バッファ23からなる電圧調整手段20の数をNとしたとき、上記調整を♯1から♯Nまで実施する。
次に、最初に調整した出力バッファ23の出力電圧を、電圧判定手段12でモニタする。この電圧判定手段12は、ROM11に記憶されたしきい値を基づいて、最初に調整した出力バッファ23からの入力が所定の電圧であるか否かを監視し、異常を判定する。
電圧判定手段12による判定の結果、入力された電圧値が所望の値であれば、例えば、入力された電圧値がしきい値以上、あるいはしきい値未満の場合に、正常と判定し、引き続き機器の処理を継続する。
電圧判定手段12による判定の結果、入力された電圧値が所望の値でなければ、例えば、入力された電圧値がしきい値未満、あるいはしきい値以上の場合に、異常と判定し、通信等の手段を介して他の制御機器やユーザに通知する。
このようにすることで、例えば、調整中にサージやノイズ等が発生し、それ以前に設定されたレジスタ21の内容が失われたとしても、全ての調整電圧を設定した後に最初に調整した値を監視することとすれば、レジスタ21の内容に異常が生じたか否かを確認でき、後段の高周波回路200がダメージを受ける前に調整電圧値の異常を判定できる。
異常と判定された場合、予め決められた回数を上限として、異常判定が解除されるまで、上述した調整開始時の電圧設定手段13によるROM11から所定の順序で電圧調整データを読み出す処理から、電圧判定手段12による判定の結果、入力された電圧値が所望の値であれば、正常と判定する処理までを繰り返し実施しても良い。
実際、調整中に発生したサージやノイズ発生による設定値異常は、一時的なものである場合が多く、ノイズがなくなれば正常動作が行える場合には、異常と判定すべきではない。従って、上記のように繰り返し実施することにより、ノイズがなくなれば正常動作が行えるにもかかわらず異常と判断してしまう不具合が回避できる。
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る調整電圧異常判定装置について説明する。この発明の実施の形態3に係る調整電圧異常判定装置の構成は、図2の実施の形態1と同様である。
上記の実施の形態2では、N箇所の電圧調整手段20全てに対して調整が実施された後、電圧判定手段12により判定を行っていたが、1番目からN番目の間のn番目の電圧調整を行った後に、電圧判定手段12により最初の調整電圧の判定を実施しても構わない。
特に、後段の被調整回路部である高周波回路200において、調整電圧を印加した後でなければ調整ができない端子を有する場合や、システムの都合上、早期に調整電圧を印加しなければならない端子を有する場合などでは、全ての調整電圧を完了した後の判定では不都合を生じる場合がある。
このような場合は、先に調整電圧を印加しなければならないn箇所の調整が終わった後、電圧判定手段12により判定を行えば上述の不都合を回避できる。つまり、後段の被調整回路部において、調整電圧を印加した後でなければ調整が出来ない端子を有する場合や、システムの都合上、早期に調整電圧を印加しなければならない端子を有する場合などでも、速やかに調整電圧の異常を検出できる。
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係る調整電圧異常判定装置について図3を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態4に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態4は、他の実施の形態にも適用できる。
この実施の形態4は、上記の各実施の形態の構成に加えて、出力バッファ23の出力電圧をON/OFFする機能を備え、異常検知に加えて、より確実に後段の高周波回路200の保護を行うことができる。
この実施の形態4に係る調整電圧異常判定装置100Bの基本的な構成は、上記の実施の形態1と同一であり、ROM11、電圧判定手段12及び電圧設定手段13を含むマイコン10と、レジスタ21、DA変換器22及び出力バッファ23を含む電圧調整手段20とから構成されている。
図3中のS2は、電圧設定手段13から出力バッファ23の出力をON/OFFするための出力バッファON/OFF制御信号である。
このON/OFF機能を備えた場合の動作例を説明する。まず、電圧設定手段13は、出力バッファON/OFF制御信号S2により全ての出力バッファ23の出力をOFFとする。
次に、電圧設定手段13は、ROM11から所定の順序でレジスタデータ(調整電圧データ)を読み出し、デジタル信号S1として調整電圧データをレジスタ21に書き込む。その後、DA変換器22では、このレジスタデータをDA変換してアナログ電圧を生成し、生成されたアナログ電圧は出力バッファ23に入力される。
ここで、出力バッファ23は、前述の通り出力バッファON/OFF制御信号S2によりOFFに設定されているため、この段階ではまだ出力バッファ23から出力されていない状況にある。
上記の状態で、レジスタ21、DA変換器22及び出力バッファ23からなるN箇所の電圧調整手段20の全てに対して調整を実施する。
電圧設定手段13によって全ての調整を実施した後、最初に調整した出力バッファ23の出力のみONとする。
このときの出力電圧を電圧判定手段12でモニタし、電圧判定手段12は、ROM11に記憶されたしきい値を基づいて判定する。
電圧判定手段12の判定が正常ならば、2番目以降の出力バッファ23の出力を電圧設定手段13により所定の順序でONする。
電圧判定手段12の判定が異常ならば、予め決められた回数を上限として、異常判定が解除されるまで、電圧設定手段13による、出力バッファON/OFF制御信号S2により全ての出力バッファ23の出力電圧をOFFとする処理から、電圧設定手段13によって全ての調整を実施した後、最初に調整した出力バッファ23の出力電圧のみONとし、このときの出力電圧を電圧判定手段12でモニタし、電圧判定手段12により、ROM11に記憶されたしきい値を基づいて判定する処理までを繰り返す。
電圧判定手段12の判定が異常で、かつ電圧設定手段13による、出力バッファON/OFF制御信号S2により全ての出力バッファ23の出力電圧をOFFとする処理から、電圧設定手段13によって全ての調整を実施した後、最初に調整した出力バッファ23の出力電圧のみONとし、このときの出力電圧を電圧判定手段12でモニタし、電圧判定手段12により、ROM11に記憶されたしきい値を基づいて判定する処理を繰り返し実施して、予め決められた回数以内に電圧判定手段12の判定が正常となれば、2番目以降の出力バッファ23の出力電圧を電圧設定手段13により所定の順序でONする。
電圧判定手段12の判定が異常で、かつ電圧設定手段13による、出力バッファON/OFF制御信号S2により全ての出力バッファ23の出力電圧をOFFとする処理から、電圧設定手段13によって全ての調整を実施した後、最初に調整した出力バッファ23の出力電圧のみONとし、このときの出力電圧を電圧判定手段12でモニタし、電圧判定手段12により、ROM11に記憶されたしきい値を基づいて判定する処理を繰り返し実施して、予め決められた回数を繰り返しても正常とならない場合は、異常と判定する。
なお、判定が異常時に所定の回数繰り返すとしたが、繰り返さずに1度目の判定だけで、異常と判定しても構わない。
このようにすることによって、正しく調整が完了した場合のみ後段の高周波回路200に調整電圧を印加できるため、後段の被調整回路部である高周波回路200の保護を確実に実施できる。
この場合、最初の電圧調整は後段の高周波回路200への影響がない調整箇所であれば、なお安全である。もちろん、最初の設定電圧をダミー電圧としても構わない。
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係る調整電圧異常判定装置について図4を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態5に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態5は、他の実施の形態にも適用できる。
図4において、実施の形態5に係る調整電圧異常判定装置100Cは、ROM11、電圧判定手段12、電圧設定手段13及び再起手段14を含むマイコン10と、レジスタ21、DA変換器22及び出力バッファ23を含む電圧調整手段20とから構成されている。
再起手段14は、電圧判定手段12による判定結果に基づいて、異常の場合には、組み込まれる、あるいは搭載される機器全体あるいは一部にリセットを掛ける。
なお、電圧判定手段12の判定結果が異常と判定された場合、予め決められた回数を上限として、異常判定が解除されるまで電圧調整を繰り返し実施した後、それでも異常と判断された場合にリセットを掛けても良い。
この実施の形態5によれば、異常判定時に機器全体あるいは一部にリセットを掛けることで、他の回路の物理的な非可逆な故障を除き、他の外部機能の動作不良、例えばDA変換器の通信機能がハングアップすることによってレジスタに所定のデータが書き込めない状態となる等の不具合を解消できる。
また、電圧判定手段12による判定結果が異常の場合であっても、電圧判定手段12の判定を既定回数繰り返し試行することで、誤判定の確率が低減されるので異常判定に対する信頼性が向上でき、誤判定によって機器に頻繁にリセットが掛かることを防ぐことができる。
実施の形態6.
この発明の実施の形態6に係る調整電圧異常判定装置について説明する。この発明の実施の形態6に係る調整電圧異常判定装置の構成は、図2の実施の形態1と同様である。
上記の実施の形態1では、調整電圧異常判定装置100Aによる判定は、組み込まれる、あるいは搭載される機器の電源投入時に行うとしたが、上記の実施の時期に加えて、機器の処理周期毎に実施しても良い。
これにより、電源投入時だけでなく、機器の処理周期毎に調整電圧異常判定装置100Aによる異常検知が実施できるので、動作異常を速やかに判定できる。特に、処理周期が短い場合などでは、ほぼリアルタイムでの異常判定が可能となる。
なお、機器が車載用レーダ装置である場合には、調整電圧異常判定装置100Aによる判定を、車載用レーダ装置が電波を出力していない期間に実施しても構わない。このようにした場合にも、動作異常を速やかに判定でき、ほぼリアルタイムでの異常判定が可能となる。
実施の形態7.
この発明の実施の形態7に係る調整電圧異常判定装置について図5を参照しながら説明する。図5は、この発明の実施の形態7に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態7は、他の実施の形態にも適用できる。
図5において、実施の形態7に係る調整電圧異常判定装置100Dは、ROM11、電圧判定手段12及び電圧設定手段13を含むマイコン10と、レジスタ21、DA変換器22及び出力バッファ23をそれぞれ含む複数の電圧調整手段20と、インターフェース(I/F)などの車速取得手段30とから構成されている。
この実施の形態7においては、調整電圧異常判定装置100Dの用途が車両に搭載された機器、例えば車載用レーダ装置を例に説明する。
車速取得手段30は、スピードメータ、車速センサー、あるいは、車載用レーダ装置自身の演算処理の過程で得られた自車の速度を取得する。マイコン10内の電圧判定手段12は、得られた車速が予め決められた速度以下であるときに、判定を実施する。
これにより、例えば、定速走行装置、追従機能、前方障害物衝突軽減制動装置などの車載用レーダ装置を有するアプリケーションにおいて、そのアプリケーションが動作していない状況で異常判定を実施できるので、処理周期毎や電波を出力していない期間での異常判定がなんらかの理由で実行できない場合であっても、電源投入毎よりは判定頻度を向上させ、速やかに異常判定を行うことができる。
この発明の実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態4に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態5に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態7に係る調整電圧異常判定装置の詳細構成を示すブロック図である。
符号の説明
10 マイコン、11 ROM、12 電圧判定手段、13 電圧設定手段、14 再起手段、20 電圧調整手段、21 レジスタ、22 DA変換器、23 出力バッファ、30 車速取得手段、100 調整電圧異常判定装置、100A 調整電圧異常判定装置、100B 調整電圧異常判定装置、100C 調整電圧異常判定装置、100D 調整電圧異常判定装置、200 高周波回路。

Claims (10)

  1. 設定された調整電圧データに基づき調整電圧を出力する複数の電圧調整手段と、
    前記複数の電圧調整手段に所定の順序で調整電圧データを設定する電圧設定手段と、
    所定の順序で設定される前記複数の電圧調整手段のうち、最初に設定される電圧調整手段の調整電圧が、しきい値に基づいて、所定の電圧であるか否かを判定する電圧判定手段と
    を備えたことを特徴とする調整電圧異常判定装置。
  2. 前記電圧判定手段は、前記電圧設定手段によって全ての電圧調整手段への調整電圧データが設定された後、最初に設定された電圧調整手段の調整電圧が、しきい値に基づいて、所定の電圧であるか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項1記載の調整電圧異常判定装置。
  3. 前記電圧判定手段は、前記電圧調整手段の数をNとしたとき、前記電圧設定手段によってn(N>n>1)番目の電圧調整手段への調整電圧データが設定された後、最初に設定された電圧調整手段の調整電圧が、しきい値に基づいて、所定の電圧であるか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項1記載の調整電圧異常判定装置。
  4. 前記電圧設定手段は、全ての電圧調整手段の出力をOFFとし、
    次に、前記電圧設定手段は、所定の順序で調整電圧データを全ての電圧調整手段に設定し、
    次に、前記電圧設定手段は、最初に設定した電圧調整手段の出力のみONとし、
    前記電圧判定手段により正常と判定された場合に、前記電圧設定手段は、2番目以降に設定した電圧調整手段の出力を所定の順序でONする
    ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の調整電圧異常判定装置。
  5. 前記電圧判定手段により異常と判定された場合に、予め決められた回数を上限として、異常判定が解除されるまで前記電圧設定手段、前記電圧調整手段及び前記圧判定手段の処理を繰り返す
    ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の調整電圧異常判定装置。
  6. 前記電圧判定手段により異常と判定された場合、本装置が組み込まれる機器全体あるいは一部にリセットを掛ける再起手段をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の調整電圧異常判定装置。
  7. 前記電圧判定手段による判定は、本装置が組み込まれる機器の電源投入時に実施される
    ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかに記載の調整電圧異常判定装置。
  8. 前記電圧判定手段による判定は、本装置が組み込まれる機器の処理周期毎に実施される
    ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかに記載の調整電圧異常判定装置。
  9. 本装置が搭載された自車の速度を取得する車速取得手段をさらに備え、
    前記電圧判定手段は、得られた車速が予め決められた速度以下であるときに、判定を実施する
    ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかに記載の調整電圧異常判定装置。
  10. 前記電圧判定手段による判定は、本装置が組み込まれる車載用レーダ装置が電波を出力していないときに実施される
    ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかに記載の調整電圧異常判定装置。
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