JPH04500875A - 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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 五豆弦豆 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６ 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、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スはソレノイドの故 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″ウォッチドッグボートが設けら 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、ウォッチドッグボートのパル スが途切れる。このウォ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 ディスエイプル（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とりに関連した故障は、規定の正 常の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ォッチドッ グボートに伝達され続けるといった故障を招く。

ヱ１Ｌ鉱Ｌｊ 本発明は、マイクロコントローラのウォッチドッグボートに接続されたウォッチ 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ォ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、ウォ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ォッチドッグボ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ォッチドッグ回路に 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 てウォッチドッグボ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ォ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ォッチドッグ回路の系統図、 第３図は、ウォッチドッグ制御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ォッチドッグ回路の別の実施例を示す図である 。

１血豆 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 どなろう。

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ＩＯ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、いがなる個数を用いてもよい）が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 。ｉｔ／Ｊｌｌ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が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２ｏ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６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 調整回路２ｏを接続している出方ライン２２に制御信号を発生することにより、 信号調整回路２ｏの自己ヂエ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 が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ツノバス 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ードバックループ３０を経て駆動回路２８の動 作をモニタリングし、バス２６を経て送られた制御コマンドが駆動回路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３ｏ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が開 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 クロプロセッサ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０種々の入力／出力ボートは、センサ、信号ｍｍ回路２ ｏ及び駆動回路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がら送られ、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ォ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。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 ォッチドッグ回路によって受け取られる。ウォッチドッグ回路３４によって発生 されたイネーブル信号は、回路３６により駆動回路２８へ送られる。駆動回路２ ８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、ウォッチドッグ回路３４は、ウォッチドッグ出力ライン３ ２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／を圧コンバータ４ｏの入力に接続される。この周波数／を圧 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、その出ツノ は、ソレノイドイネーブルライン３６を経て駆動回路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かも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／を圧コンバ 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、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３ ６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４ｏ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、ライン３２が高レベルになると、抵抗 ４６及びキャパシタ４８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、出方ライン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 、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５ ４がオンとなり、周波数／電圧コンバータ４ｏ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：よと充電されないことに注意されたい。従って、比較器５４は、入力ライン 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４ｏへ信号を通す。周波数／電圧コンバータ４ｏ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５２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、ライン３６の信号が高レベルとなって、出力ライン ３６にソレノイドイネーブル信号を発生する、周波数／を圧コンバータ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７ ０がオンになり、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、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、ウォッチドッグ回路３４の変形実施例が示されている。この実施例 において、従来設計のウィンドウ比較器゛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。ウォッチドッグライン３２のパルス信号は周波外に変換されるので、ウィン ドウ比較器７２はライン３２の信号の周波数が所定の範囲内にある場合だけライ ン３６に信号を発生する。

国際調査報告　ＰＣＴ７ＵＳ　８９１００５０６国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 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 号を送リ出すウオ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制御信号を受 信した場合には制御手段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た制御システムにおいて、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オッチ ドッグボ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ようにされたことを特徴と する制御システム。
2. ２．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てこのパルス信号 をその周波数の関数として変化する経時変化信号に変換するための周波数／電圧 コンバータと、この経時変化信号が少なくとも１つの基準レベルと所定関係にあ るときに上記イネーブル信号を発生するための比較手段とを備えた請求項１に記 載の制御システム。
3. ３．上記比較手段はウインドウ比較器であり、このウインドウ比較器は、上記経 時変化信号が第１の所定基準レベルより低く且つ第２の所定基準レベルより高い ときに上記イネーブル信号を発生する請求項２に記載の制御システム。
4. ４．上記イネーブル信号発生手段は、上記周波数／電圧コンバータの入力に接続 されたフィルタを備えており、このフィルタは、上記パルス信号の周波数が上記 所定の周波数レンジと所定関係にあるときに上記周波数／電圧コンバータヘの上 記パルス信号の伝達を防止する請求項２に記載の制御システム。
5. ５．上記比較手段は、上記経時変化信号を単一の所定基準レベルと比較し、上記 経時変化信号が上記単一の所定基準レベルと所定関係にあるときにのみ上記イネ ーブル信号を発生する請求項４に記載の制御システム。
6. ６．上記比較手段は、上記経時変化信号を所定基準レベルと比較し、上記経時変 化信号が上記所定基準レベルと所定関係にあるときにのみ上記イネーブル信号を 発生する請求項２に記載の制御システム。
7. ７．上記フィルタは、上記パルス信号の周波数が所定周波数よりも低い場合にの み上記パルス信号を上記周波数／電圧コンバータヘ送信するローパスフィルタで ある請求項４に記載の制御システム。
8. ８．上記比較手段は、上記経時変化信号が上記所定の基準レベルより高いときに のみ上記イネーブル信号を発生する請求項７に記載の制御システム。
9. ９．上記制御システムは、車輪、該車輪を制御する流体圧力作動ブレーキ、及び 該ブレーキを作動する流体圧力ソースを有する自動車のブレーキ制御システムの 要素であり、上記制御手段は、上記ブレーキと上記流体圧力ソースとの間の連通 を制御するための電気制御バルブであり、入力信号を送信する上記手段は、少な くとも１つの上記車輪の回信に応答して該少なくとも１つの車輪の速度の関数と して変化する信号を発生するための車輪速度感知手段を備えている請求項のいず れかに記載の制御システム。