JPH11110039A - 故障判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＰＵ間における信号の伝送時間によって生
じる検出信号の信号レベルの差により、故障判定の信頼
性が低下すること。 【解決手段】 ＣＰＵ７、８は、所定世代前までの検出
信号を記憶保持し、これらの検出信号と、信号線１４、
１５を介して他方のＣＰＵから受信した受信信号との偏
差に基づいて、制御システム１、２の故障判定が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の制御手段
を備える故障判定装置に関するものであり、特に、簡単
な構成で、高い故障判定精度を有する故障判定装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平６−２７０８２３号公報
に記載されている発明では、装置のコストダウンを図る
ために、故障判定を行うための２つのＣＰＵのうちの一
方に安価で低機能なＣＰＵを用いている。このようなＣ
ＰＵは高価なものに較べて演算精度が低く、演算誤差に
よる誤動作が生じやすいため、誤差許容値の範囲を広く
設定したり、また、高機能なＣＰＵと低機能なＣＰＵと
の演算速度の差を考慮して、故障の判定時間を長くする
等の処置をとっていた。

【０００３】図８は、従来の故障判定装置における信号
の検出方法および伝送方法を概念的に示す図である。図
８において、実線は、一方のＣＰＵが直接検出する信号
の時間特性を示し、破線は、他方のＣＰＵからの受信信
号の時間特性を示す。なお、このような信号の伝送は、
２つのＣＰＵ間で行われており、また、検出信号は時間
に対して増加しているものとする。

【０００４】一方のＣＰＵが最新の信号を信号Ｓ(n)と
して検出すると共に、他方のＣＰＵから伝送される信号
Ｒｓを同時に受信した場合であっても、この信号Ｒｓ
は、２つのＣＰＵ間の伝送時間分だけ世代の旧い信号で
あるため、信号Ｒｓの方が信号Ｓ(n)の信号レベルより
小さくなり、信号Ｓ(n)と信号Ｒｓとの信号レベルの偏
差は、ＣＰＵ間における伝送時間が長いほど大きなもの
となる（但し、ＣＰＵ間の検出誤差を無視する）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、ＣＰＵ間
における信号の伝送時間を考慮して、従来の故障判定装
置の故障判定範囲では、Ｈ／Ｗ（ハードウェア）等の許
容検出誤差αに加えて、伝送時間を考慮した許容伝送誤
差ａ（＋、−）を考慮しなければならなかった。特に、
検出される信号が過渡的に変化する信号である場合は、
この許容伝送誤差ａを大きくとる必要があるため、故障
判定精度を上げることが困難となり、また、故障判定精
度を上げようとすると誤判定を行う可能性が増大すると
いう課題があった。

【０００６】また、検出信号が過渡的に変化する場合に
おける信号検出のタイミングずれによって誤差が拡大す
ることを考慮して、信号伝送トリガによって信号比較を
同期して行う装置や、比較誤差を極力小さくするために
演算結果の通信周期を故障判定時間よりも高速化した装
置も開発されているが、いずれの場合もシステムが高価
になるという課題があった。

【０００７】さらに、ＣＰＵ間で比較される信号の種類
数が多い場合には、比較誤差を考慮する必要も生じるた
め、故障判定範囲を小さく設定することができず、精度
を上げられないという課題があった。さらにまた、各Ｃ
ＰＵ間で共通の検出信号が早い周期（ＣＰＵの検出周期
以上）で変化するようなハンチング現象となったとき
は、各ＣＰＵで検出される信号の信号レベルが大きく異
なるため、故障判定時間を長く設定しても正常動作を故
障と誤検出する可能性が生じるという課題があった。

【０００８】また、ＰＷＭ信号による制御を行う場合に
おいて、フィードバック制御している場合などには、Ｐ
ＷＭ信号の周期や制御出力周期に応じてフィードバック
信号が変動するのを抑止するため、フィードバック信号
を検出する周期はＰＷＭ周期や制御周期に同期させるな
どして変動成分の影響を受けないように設計されている
場合がある。

【０００９】従って、この発明は、上述のような課題に
鑑みてなされたものであり、複数の制御システム（制御
手段）を備えた故障判定装置において、比較的簡単な構
成によって、過渡的な信号に対しても誤判定を行うこと
のない十分な故障判定精度を備える故障判定装置を安価
に提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の故障判定装置
は、信号検出手段が検出した検出信号に基づいて制御対
象を制御する複数の制御手段と、制御手段の故障判定を
行うために、制御手段間で検出信号を伝送する伝送手段
と、所定世代前までの検出信号を記憶保持する記憶手段
と、記憶手段に記憶保持された検出信号の信号レベル
と、伝送手段を介して受信した受信信号の信号レベルと
の偏差に基づいて、制御手段の故障を判定する判定手段
と、を備える。

【００１１】また、前記判定手段は、一連の処理を繰り
返し行った結果、記憶手段に記憶保持されている所定世
代前までの各検出信号の信号レベルと、受信信号の信号
レベルとのそれぞれの偏差の絶対値が、全て所定回数以
上連続して所定値以上となった場合に、制御手段が故障
していると判定する。

【００１２】また、前記判定手段は、一連の判定処理を
繰り返し行った結果、記憶手段に記憶保持された所定世
代前までの検出信号の信号レベルの最小値から最大値ま
での範囲から、所定回数以上連続して前記受信信号が所
定値以上逸脱した場合に、前記制御手段が故障している
と判定する。

【００１３】また、前記記憶手段は、新たな信号を検出
するたびに、所定世代前までの各検出信号を更新する。

【００１４】さらに、前記各記憶手段が信号を検出する
際の検出周期は、互いに異なり、かつ、一定周期毎に同
期するように設定されている。

【００１５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係る
故障判定装置の回路構成を概略的に示す図である。図１
において、故障判定装置は、共通の入力信号に基づいて
相互監視を行う制御手段としての第１制御システムとし
ての制御システム１と、第２制御システムとしての制御
システム２とを備える。

【００１６】制御システム１、２には、後述する制御対
象５、６を制御するために必要な信号を検出する検出手
段としてのセンサ３およびセンサ４が接続されている。
また、制御システム１は、第１の制御対象としての制御
対象５に接続され、制御システム２は、第２の制御対象
としての制御対象６に接続されている。

【００１７】センサ３、４から入力される信号は、制御
システム１及び制御システム２でそれぞれ演算処理が行
われてから、制御対象５および制御対象６に伝送され
る。制御システム１は、ＣＰＵ７、入力インターフェー
ス９、出力インターフェース１２、通信インターフェー
ス１６を備える。

【００１８】また、制御システム２は、ＣＰＵ８、入力
インターフェース１０、入力インターフェース１１、出
力インターフェース１３、通信インターフェース１７を
備える。なお、詳細については後述するが、ＣＰＵ７、
８は、記憶手段および判定手段としての機能を併せ持つ
ものである。

【００１９】また、ＣＰＵ７とＣＰＵ８は、通信インタ
ーフェース１６、１７および信号線１４、１５を介して
接続されており、それぞれのＣＰＵがセンサ３、４で検
出した信号を相互に伝送することができる。なお、伝送
手段としての信号線１４、１５は単線で構成されてお
り、シリアル通信が行われる。しかし、信号線１４、１
５を複数の信号線として、パラレル通信を行ってもよ
い。

【００２０】このような構成の制御システムにおいて、
例えばセンサ３あるいは４で検出された信号が、ポテン
ショメータの出力のようにリニアな特性を有する信号で
あれば、入力インターフェース９、１０としては信号の
ノイズ成分を除去するノイズフィルタが用いられ、セン
サ３あるいは４で検出される信号は、インターフェース
９、１０で必要な処理（増幅、オフセット等）が施され
てからＣＰＵ７、８にそれぞれ入力される。

【００２１】また、センサ３あるいは４で検出される信
号が車速センサの出力のようにパルス信号であれば、入
力インターフェース９、１０としてはパルス信号を整形
するフィルタが用いられ、センサ３あるいは４における
検出信号は、インターフェース９、１０で波形整形が行
われてからＣＰＵ７、８にそれぞれ入力される。

【００２２】出力インターフェース１１、１２は、ＣＰ
Ｕ７、８の出力信号に必要な処理を行ってから制御対象
５、６に伝送するものであり、例えば、ＣＰＵ７、８の
出力がパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であれば、ＰＷＭ信
号を制御対象５、６に伝送する。

【００２３】ＣＰＵ７およびＣＰＵ８は、信号線１４、
１５を通じてそれぞれのＣＰＵがセンサ３、４で検出し
た信号に同一内容の演算処理を行った信号（以下検出信
号と記す）を伝送し合い、後述する図３のフローに沿っ
て自己の検出信号と、他方のＣＰＵから受信した信号
（以下受信信号と記す）の比較を行うことにより、故障
判定を行う。

【００２４】ＣＰＵ７、８は、予め記憶されたプログラ
ムに従って、センサ３、４から入力インターフェース
９、１０を介して入力された検出信号を使用して制御対
象の制御に必要な演算処理を行う。ＣＰＵ７、８は、演
算処理の結果制御信号を出力し、出力インターフェース
１２、１３を通じて制御対象５、６にそれぞれ伝送さ
れ、制御対象５、６の制御が行われる。

【００２５】ＣＰＵ７とＣＰＵ８の演算処理能力が異な
る場合、例えば、ＣＰＵ８の演算処理能力の方がＣＰＵ
７よりも劣っている場合は、ＣＰＵ８での信号比較の整
合性をとるため、信号線１５を通じてＣＰＵ８からＣＰ
Ｕ７に伝送された信号をＣＰＵ８で重み付け変換（例え
ば、周波数変換）するか、または、予めＣＰＵ８で重み
付け変換（例えば、周波数変換）を行ってから信号線１
５を通じて信号をＣＰＵ７に伝送する。

【００２６】また、ＣＰＵ８には、入力インターフェー
ス１１および通信インターフェース１７を通じてＣＰＵ
７の出力信号が入力されるようになっている。この入力
信号は、ＣＰＵ７により出力される信号が正しいか否か
を判定するために用いられるものであり、ＣＰＵ７のタ
イマ等の演算部や出力部の故障を判定するために設けら
れている。

【００２７】即ち、入力インターフェース１１を通じて
ＣＰＵ７の出力であるＰＷＭ信号をＣＰＵ８に入力し
て、このＰＷＭ信号から検出した周期とデューティー比
と、信号線１４を介して受信する信号からＣＰＵ７の周
期とデューティー比とを比較することにより、故障判定
を行うものである。

【００２８】なお、ＣＰＵ８の出力を出力インターフェ
ース１３から信号線（図示せず）および通信インターフ
ェース１６をＣＰＵ７に入力して、ＣＰＵ８の演算動作
を監視するようにしてもよい。このような構成により、
ＣＰＵ７、８は、相互の検出信号を比較することによ
り、相互の故障判定を行いながら、それぞれの制御対象
５、７の制御を行う。

【００２９】次に、この発明の実施の形態１における信
号の検出方法および伝送方法について説明する。図２
は、この発明の故障判定装置における信号の検出方法お
よび伝送方法を概念的に示す図である。

【００３０】図２において、縦軸方向にセンサで検出さ
れる信号の値を示し、横軸方向に時間を示す。センサ３
あるいはセンサ４のいずれかで検出する現象は線形的に
増加する関数であり、実際に検出する信号を実線で示
し、検出信号が受信側のＣＰＵに伝送された場合の特性
を点線で示す。

【００３１】ＣＰＵ７、８は、それぞれ過去二世代前ま
での検出信号、即ち、最新の検出信号Ｓ(n)、一世代前
の検出信号Ｓ(n-1)、二世代前の検出信号Ｓ(n-2)を記憶
保持する。なお、信号の伝送時間は、信号受信側のＣＰ
Ｕが信号を記憶している時間よりも短いものとする。

【００３２】このように信号が伝送される際は、図２で
は受信側のＣＰＵが信号Ｓ(n)を検出するタイミング
と、信号Ｒｓを受信するタイミングがほぼ一致するよう
に図示してあるが、実際には検出信号Ｓ(n)と比較する
受信信号Ｒｓは最新の信号を用いるので、検出信号Ｓ
(n)を検出するタイミングとは若干時間差があるのが普
通であり、過去どれだけの世代数の検出信号を記憶する
かは、ＣＰＵ７、８間の伝送時間および伝送周期を考慮
して設定されている。

【００３３】以上説明したように、図２に示すような所
定世代前（図示例では二世代前）までの検出信号（Ｓ
(n)、Ｓ(n-1)、Ｓ(n-2)）と受信信号Ｒｓとの信号レベ
ルの偏差に基づいて故障判定を行うため、正常と判定さ
れる範囲は、図示するように許容検出誤差α（＋側、−
側）と、現世代と所定世代前との間での検出信号の偏差
を加えたものとなる。

【００３４】次に故障判定のフローについて説明する。
なお、制御システム１及び制御システム２の故障判定
は、ＣＰＵ８、７のそれぞれによって、同時に行われる
ものである。図３は、この発明の実施の形態１に係る故
障判定装置の故障判定処理を表すフローチャートであ
る。ＣＰＵ７とＣＰＵ８は、同一の入力信号に基づいて
相互監視による故障診断を行うものである。また、図４
は、検出信号の時間変化率が小さい場合における信号の
検出方法および伝送方法を概念的に示す図である。

【００３５】図３において、まずステップ３０では、記
憶保持する信号の更新を行う。即ち、ステップ３０で
は、それぞれのＣＰＵ７、８において更新前にＳ(n)に
記憶されていた信号がＳ(n-1)に代入され、更新前にＳ
(n-1)に記憶されていた信号がＳ(n-2)に代入される。

【００３６】次にステップ３１では、それぞれのＣＰＵ
において、センサ３、４で現在検出した信号を最新の信
号としてＳ(n)に記憶させる。信号Ｓ(n)としては、アナ
ログ信号をデジタル変換した信号でもよいし、パルス幅
を計測したものや計測信号を物理量に変換したものでも
よい。また、Ｓ(n)、Ｓ(n-1)、Ｓ(n-2)として用いる信
号は、それぞれのＣＰＵの出力信号でもよい。

【００３７】ステップ３２では、センサ３、４から入力
インターフェース９、１０をそれぞれ介してＣＰＵ７、
８に入力された信号Ｓ(n)を信号線１４、１５を通じて
相互に伝送する。ＣＰＵ７とＣＰＵ８の処理能力が異な
る場合は、信号の比較を行うために、比較する信号同士
を整合させなければならないため、ステップ３２で信号
を伝送する前に伝送側のＣＰＵで周波数変換等の重み付
け変換を行ってもよいし、後述するステップ３３で信号
Ｓ(n)を信号Ｒｓとして受信した受信側のＣＰＵが、重
み付け変換を行ってもよい。

【００３８】ステップ３３では、ＣＰＵ７にセンサ３、
４から入力インターフェース９を介して入力された信号
Ｒｓが信号線１４を通じて伝送される。受信信号Ｒｓ
は、ＣＰＵ７、８間で伝送された信号のうちの最新の信
号であり、故障検出周期に一回以上の伝送周期が入るよ
うにその周期が設定されている。

【００３９】ステップ３４では、信号Ｓ(n)と信号Ｒｓ
との偏差の絶対値を求め、この絶対値と所定値としての
許容検出誤差αとの比較が行われる。その結果、Ｓ(n)
−Ｒｓの偏差の絶対値が許容検出誤差αより大きい場合
はフローがステップ３５に進行し、Ｓ(n)−Ｒｓの偏差
の絶対値が許容検出誤差αより小さい場合は、信号Ｓ
(n)と信号Ｒｓとはほぼ一致すると判定され、フローが
ステップ３８に進行する。

【００４０】ステップ３５では、一世代前の信号Ｓ(n-
1)と信号Ｒｓとの偏差の絶対値を求め、この絶対値と所
定値としての許容検出誤差αとの比較が行われる。その
結果、Ｓ(n-1)−Ｒｓの絶対値が許容検出誤差αより大
きい場合はフローがステップ３６に進行し、Ｓ(n-1)−
Ｒｓの絶対値が許容検出誤差αより小さい場合は、信号
Ｓ(n-1)と信号Ｒｓとはほぼ一致すると判定され、フロ
ーがステップ３８に進行する。

【００４１】ステップ３６では、二世代前の信号Ｓ(n-
2)と信号Ｒｓとの偏差の絶対値を求め、この絶対値と所
定値としての許容検出誤差αとの比較が行われる。その
結果、Ｓ(n-2)−Ｒｓの絶対値が許容検出誤差αより大
きい場合はフローがステップ３７に進行し、Ｓ(n-2)−
Ｒｓの絶対値が許容検出誤差αより小さい場合は、信号
Ｓ(n-2)と信号Ｒｓとはほぼ一致と判定され、フローが
ステップ３８に進行する。

【００４２】ステップ３７では、ＣＰＵ内の故障判定カ
ウンタ（ＣＮＴ）のカウント数が１つ加算され、フロー
はステップ３９に進行する。このようにフローがステッ
プ３７に進行する場合は、ステップ３４、ステップ３５
およびステップ３６の全てのステップで、検出信号（Ｓ
(n)、Ｓ(n-1)、Ｓ(n-2)）と受信信号（Ｒｓ）との偏差
の絶対値が許容検出誤差αより大きいと判断された場合
である。

【００４３】また、ステップ３５、ステップ３６あるい
はステップ３７で検出信号（Ｓ(n)、Ｓ(n-1)、Ｓ(n-
2)）と受信信号（Ｒｓ）との偏差の絶対値がαより小さ
いと判断された場合は、前述したようにフローがステッ
プ３８に進行する。ステップ３８では、故障判定カウン
タ（ＣＮＴ）のカウントがリセットされて０になる。こ
のように故障判定カウンタ（ＣＮＴ）がリセットされた
場合は、フローがステップ３０にリターンして一連のフ
ローによる判定処理が繰り返される。

【００４４】一方、フローがステップ３９に進行した場
合は、故障判定カウンタ（ＣＮＴ）のカウント数が所定
値βと比較される。ここではβは例えば３に設定される
ので、ステップ３０からステップ３７が３回連続して繰
り返された場合（このとき故障判定カウンタ（ＣＮＴ）
のカウント数は３になる）にのみ、フローがステップ４
０に進行する。ステップ４０では、いずれかの制御シス
テムに故障が発生していると判定される。

【００４５】また、故障判定カウンタ（ＣＮＴ）のカウ
ント数が所定値β（ここでは３）より小さいと判定され
た場合は、フローがステップ３０にリターンして、一連
のフローによる判定処理が繰り返し行われる。なお、上
述のステップ３８およびステップ３９でフローがステッ
プ３０にリターンした場合は、正常であると判定され
る。

【００４６】また、実施の形態１では、センサ３、４で
検出された信号に基づく故障判定のみを行ったが、数種
類の信号をシリアル通信によって予め設定されている順
番に通信し、それぞれの信号に基づいて故障判定を行っ
てもよい。なお、その際の信号伝送方法は、パラレル通
信でもよいし、アナログ信号を予め設定された閾値によ
っデジタル変換した信号による通信方法でもよい。

【００４７】このように、この発明の故障判定装置によ
れば、最新の検出信号に基づく信号同士の比較だけでな
く、ＣＰＵ７、８間の伝送時間を考慮した所定世代前ま
での検出信号に基づく信号との比較をも行うことによっ
て故障判定を行うので、過去の検出信号の変化範囲を加
味することにより、故障判定における正常判定範囲を上
記図８の従来例に比べて小さくすることができるので、
故障判定の精度が向上し、誤判定を減少させる事ができ
る。また、図４に示すように検出信号の時間変化率が小
さいときは、従来に比べて正常判定範囲が縮小するた
め、判定精度をより一層向上させることができる。

【００４８】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２に係る故障判定装置における故障判定の内容を示
すフローチャートである。図６は、この発明の実施の形
態２に係る故障判定装置における故障判定範囲を概念的
に示す図である。

【００４９】図４に示すように、この発明の実施の形態
２では、図３に示すフローチャートとステップ３０から
ステップ３３までは共通であるが、検出信号（Ｓ(n)、
Ｓ(n-1)、Ｓ(n-2)）と受信信号（Ｒｓ）との偏差に基づ
く故障判定の方法が相違する。以下、相違するステップ
４４からステップ４７について説明する。なお、最終的
な故障判定の方法（ステップ３７からステップ４０）
は、実施の形態１（図３）と同様のものである。

【００５０】ステップ３２およびステップ３３で相互に
検出信号を送受信した後、ステップ４４では、検出信号
（Ｓ(n)、Ｓ(n-1)、Ｓ(n-2)）の信号レベルの最大値を
検出し、この最大値を信号Ｓmaxとする。また、同様に
して、ステップ４５では、検出信号（Ｓ(n)、Ｓ(n-1)、
Ｓ(n-2)）の信号レベルの最小値を検出し、この最小値
を信号Ｓminとする。

【００５１】ステップ４６では、受信信号Ｒｓと信号Ｓ
maxとの偏差と許容検出誤差αとの比較が行われる。そ
の結果、受信信号Ｒｓから検出信号Ｓmaxを減算して得
られる偏差が許容検出誤差αより小さければ、フローは
ステップ４７に進行し、受信信号Ｒｓから信号Ｓmaxを
減算して得られる偏差が許容検出誤差αより大きけれ
ば、フローはステップ３７に進行する。

【００５２】ステップ４７では、受信信号Ｒｓと信号Ｓ
minとの偏差と許容検出誤差αとの比較が行われる。そ
の結果、受信信号Ｒｓから信号Ｓminを減算して得られ
る偏差が許容検出誤差−αより小さければ、フローはス
テップ３７に進行し、受信信号Ｒｓから信号Ｓminを減
算して得られる偏差が許容検出誤差−αより大きけれ
ば、フローはステップ３８に進行する。

【００５３】ステップ４６またはステップ４７におい
て、フローがステップ３７に進行した場合は、ＣＰＵ内
の故障判定カウンタ（ＣＮＴ）のカウント数が１つ加算
され、フローはステップ３９に進行する。このようにフ
ローがステップ３７に進行する場合は、ステップ４４で
受信信号Ｒｓから検出信号の最大値Ｓmaxを減算して得
られる偏差が許容検出誤差αより大きいと判断された場
合、または、ステップ４５で受信信号Ｒｓから検出信号
の最小値Ｓminを減算して得られる偏差が許容検出誤差
−αより小さい（即ち、偏差の絶対値がαより大きい）
と判断された場合である。

【００５４】また、ステップ４４で検出信号の受信信号
Ｒｓから最大値Ｓmaxを減算して得られる偏差が許容検
出誤差αより小さいと判断され、かつ、その後のステッ
プ４５で受信信号Ｒｓから検出信号の最小値Ｓminを減
算して得られる偏差が許容検出誤差−αより大きいと判
断された場合は、フローがステップ３８に進行する。

【００５５】以上説明したように、フローがステップ３
７またはステップ３８に進行した後は、実施の形態１の
場合と同様にフローがステップ３９、ステップ４０と進
行して故障判定が行われるか、あるいは、フローがステ
ップ３０にリターンして、一連のフローによる故障判定
が繰り返し行われる。

【００５６】このように、受信信号Ｒｓから検出信号の
最大値Ｓmaxを減算することによって得られる偏差がα
以上である場合と、受信信号Ｒｓから検出信号の最小値
Ｓminを減算することによって得られる偏差が−α以下
である場合に、制御システムに故障が発生していると判
定するので、ＣＰＵ７、８は、所定世代前までの検出信
号の信号レベルの最小値Ｓminから最大値Ｓmaxまでの範
囲から、所定回数以上連続して受信信号Ｒｓが所定値以
上逸脱した場合に、制御システムが故障していると判定
することになる。

【００５７】従って、例えば、図５に示すように、一定
の振幅で周期的に変化する検出対象に対して、検出信号
Ｓ(n)、Ｓ(n-1)およびＳ(n-2)がその最大値および最小
値に該当することにより、これらの検出信号同士の偏差
が大きくなり、かつ、他方のＣＰＵから受信する受信信
号Ｒｓが振幅の中間値に該当するような場合には、上記
実施の形態１では、許容検出誤差αを相当大きくしない
と誤判定していたが、この発明の実施の形態２によれ
ば、上述したＳminから許容検出誤差αを減算した値か
らＳmaxに許容検出誤差αを加算した値までの範囲内で
あれば、故障していない（即ち正常）と判定するので、
検出対象が周期的に変動する場合でも故障誤判定を減少
させる事が可能である。

【００５８】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３に係る故障判定装置における信号検出のタイミン
グを概略的に示す図である。図６において、例えば、検
出対象である信号の変動周期が８msである場合に、ＣＰ
Ｕ７における信号の検出周期が変動周期と同じく８msで
あり、その検出タイミングが検出信号の最大値を検出す
るタイミングであるとする。

【００５９】また、ＣＰＵ８における信号の検出周期は
１０msに設定されており、その検出タイミングは検出対
象である信号の図６中一番左の周期における最小値と同
期しているものとする。なお、実施の形態１、２におけ
るステップ３９の故障判定の判断基準となる所定値βは
５に設定されているものとする。

【００６０】このように、ＣＰＵ７における信号の検出
周期と、ＣＰＵ８における信号の検出周期とが検出対象
である信号の変動周期と一定周期毎に同期するように設
定されていれば、図に示すように、信号のある周期（図
中一番左側の周期参照）において、それぞれのＣＰＵが
検出対象である信号の最大値および最小値を検出するよ
うな場合でも、それぞれのＣＰＵでの信号比較タイミン
グを一致させることにより、一定周期毎にそれぞれのＣ
ＰＵが検出している信号の偏差を必ず所定誤差αより小
さくすることができるので、時間的変化率の大きい信号
や周期的に変動する検出信号に対しても、誤った故障判
定を行うことなく、精度の高い故障判定を行うことがで
きる。

【００６１】なお、上述の実施の形態１から３では、２
つのＣＰＵが相互に故障判定を行っているが、ＣＰＵ
７、８間の信号線１４、１５をいずれか一方として、Ｃ
ＰＵ７あるいはＣＰＵ８のいずれか一方による故障判定
を行ってもよい。また、センサ３、４をいずれか一方と
して故障判定を行ってもよい。

【００６２】

【発明の効果】この発明の故障判定装置は、信号検出手
段が検出した検出信号に基づいて制御対象を制御する複
数の制御手段と、制御手段の故障判定を行うために、制
御手段間で検出信号を伝送する伝送手段と、所定世代前
までの検出信号を記憶保持する記憶手段と、記憶手段に
記憶保持された検出信号の信号レベルと、伝送手段を介
して受信した受信信号の信号レベルとの偏差に基づい
て、制御手段の故障を判定する判定手段と、を備えるの
で、演算手段の信号処理時間が異なったり、演算手段間
の伝送時間に誤差が含まれていても許容検出誤差を必要
以上に広げなくて済み、また、検出信号の時間変化率が
小さい場合は正常判定範囲を狭めて高精度な故障判定が
可能であり、さらに、検出信号が変動する場合には許容
誤差範囲を広げて高精度な故障判定を低コストで実現す
ることができる。

【００６３】また、前記判定手段は、一連の処理を繰り
返し行った結果、記憶手段に記憶保持されている所定世
代前までの各検出信号の信号レベルと、受信信号の信号
レベルとのそれぞれの偏差の絶対値が、全て所定回数以
上連続して所定値以上となった場合に、制御手段が故障
していると判定するので、より精度の高い故障判定を行
うことができる。

【００６４】また、前記判定手段は、一連の判定処理を
繰り返し行った結果、記憶手段に記憶保持された所定世
代前までの検出信号の信号レベルの最小値から最大値ま
での範囲から、所定回数以上連続して前記受信信号が所
定値以上逸脱した場合に、前記制御手段が故障している
と判定するので、変動率の大きい検出信号に基づいて精
度の高い故障判定を行うことができる。

【００６５】また、前記記憶手段は、新たな信号を検出
するたびに、所定世代前までの各検出信号を更新するの
で、より精度の高い故障判定を行うことができる。

【００６６】さらに、前記各記憶手段が信号を検出する
際の検出周期は、互いに異なり、かつ、一定周期毎に同
期するように設定されているので、時間的な変化率の高
い検出信号に基づいてより精度の高い故障判定を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の故障判定装置による相互監視の構
成を概略的に示すブロック図である。

【図２】 この発明の故障判定装置における信号の検出
方法および伝送方法を概念的に示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る故障判定装置
における処理内容を示すフローチャートである。

【図４】 この発明の故障判定装置における信号の検出
方法および伝送方法を概念的に示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態２に係る故障判定装置
における処理内容を示すフローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態２に係る故障判定装置
における検出信号の伝送の様子を時系列的に示す概念図
である。

【図７】 この発明の実施の形態３に係る故障判定装置
における検出信号の伝送の様子を時系列的に示す概念図
である。

【図８】 従来の故障判定装置における信号の検出方法
および伝送方法を概念的に示す図である。

【符号の説明】

１、２ 制御システム（制御手段）、３、４ センサ
（検出手段）、５、６制御対象、７、８ ＣＰＵ（記憶
手段、判定手段）、１４、１５ 信号線（伝送手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号検出手段が検出した検出信号に基づ
   いて制御対象を制御する複数の制御手段と、 前記制御手段の故障判定を行うために、前記制御手段間
   で前記検出信号を伝送する伝送手段と、 所定世代前までの検出信号を記憶保持する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶保持された検出信号の信号レベル
   と、前記伝送手段を介して受信した受信信号の信号レベ
   ルとの偏差に基づいて、前記制御手段の故障を判定する
   判定手段と、 を備える故障判定装置。
2. 【請求項２】 前記判定手段は、一連の処理を繰り返し
   行った結果、前記記憶手段に記憶保持されている所定世
   代前までの各検出信号の信号レベルと、前記受信信号の
   信号レベルとのそれぞれの偏差の絶対値が、全て所定回
   数以上連続して所定値以上となった場合に、前記制御手
   段が故障していると判定する請求項１に記載の故障判定
   装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、一連の判定処理を繰り
   返し行った結果、前記記憶手段に記憶保持された所定世
   代前までの検出信号の信号レベルの最小値から最大値ま
   での範囲から、所定回数以上連続して前記受信信号が所
   定値以上逸脱した場合に、前記制御手段が故障している
   と判定する請求項１に記載の故障判定装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は、新たな信号を検出する
   たびに、前記所定世代前までの各検出信号を更新する請
   求項１ないし請求項３のいずれかに記載の故障判定装
   置。
5. 【請求項５】 前記各記憶手段が信号を検出する際の検
   出周期は、互いに異なり、かつ、一定周期毎に同期する
   ように設定されている請求項１ないし請求項４のいずれ
   かに記載の故障判定装置。