JPH03296831A - フェイルセーフ回路の故障診断方式 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ウオッチドックタイマに代表されるフェイル
セーフ回路それ自身の異常の有無を診断する故障診断方
式に関する。

Ｂ、従来の技術 本出願人は先に、フェイルセーフ回路の故障を診断する
回路として１例えば第４図に示す回路を特願平１−２３
３３５３号明細書において提案した。その概要について
説明する。

このフェイルセーフ回路６ａは、通常、マイクロコンピ
ュータ７の異常動作の監視を行なう。ウォッチドッグタ
イマ３ａはマイクロコンピュータ７のポート２から所定
ρ時間間隔で出方される監視信号の時間間隔を監視し、
この時間間隔が許容時間を越えたときはデマルチプレク
サ４ａの出ヵ端子Ａを介してマイクロコンピュータ７の
リセット端子に信号を送出し、マイクロコンピュータ７
をリセットしてその動作を停止させる。

次に、フェイルセーフ回路６ａそれ自身の故障診断時の
動作を第５回のタイムチャートにより説明する。

時刻１１で故障診断の動作を管理するタイマ５８に診断
開始信号が入力すると、タイマ５ａはウォッチドッグタ
イマ３ａと、デマルチプレクサ４ｄと、マイクロコンピ
ュータ７とに診断開始指令信号を送出する。この診断開
始指令信号を受信すると、ウォッチドッグタイマ３ａは
マイクロコンピュータ７の診断動作を停止し、デマルチ
プレクサ４ａはウォッチドッグタイマ３ａの出力信号を
マイクロコンピュータ７のリセット端子からホー１−１
へ出力するように切り換える。この結果、デマルチプレ
クサ４ａの出力端子Ａおよびマイクロコンピュータ７の
りセラ１一端子はハイ１ノベルとなるため、マイクロコ
ンピュータ７のリセットが解除される。さらに、マイク
ロコンピュータ７の内部では、上述の診断開始指令信号
を受信し１でフェイルセーフ回路６ａの故障診断プログ
ラム（不図示）が実行され、所定の診断パターンの信号
がボート２を介してウォッチドッグタイマ３ａへ送出さ
れる。ウォッチドッグタイマ３ａはこの診断パターンの
信号を受信して所定の時間間隔であるかどうかを判定し
、その応答信号をデマルチプレクサ４ａの出力端子Ｂを
介してマイクロピコ−タフのポート〕へ送出する。マイ
クロコンビコータ７はこの応答信号を受信ｌ、て、予め
記憶しているフェイルセーフ回路６ａが正常に動作する
時の信号パターンと比較し、両名の一致、不一致を判定
してフェイルセーフ回路６ａの異常の有無を診断する。

Ｃ，発明が解決しようとする課題 主にマイクロコンピュータの動作１視を目的としたこの
ような従来のフェイルセーフ回路の故障診断回路では、
フェイルセーフ回路の応答信号をマイクロコンビコータ
のリセット端子で受信せずにぞ九以外の端子で受信して
いる。これはリセ、ノ１一端子で応答信号を受信すると
マイクロコンビコータがリセットさ才１１でしまい、マ
イクロコンピュータがフェイルセーフ回路を診断しその
結果を判定するプログラムを実行できないからである。

しかし、このために、従来のフェイルセーフ回路の故障
診断回路″ｃは、フェイルセーフ回路の出力端子とマイ
クロコンピュータのリセット端子との間のりセラ１−信
号回路の故障、例えばりヤシ１−信号配線の断線を検出
することができない。

本発明の技術的課題は、リセット信号回路を含むフェイ
ルセーフ回路の故障診断を行なうことにある。

９１課題を解決するための手段才９よび作用本発明は、
監視対象の制御回路から所定の時間間隔で出力される監
視信号の時間間隔を監視し、この時間間隔が許容時間を
越えたときは制御回路をそのリセット端子を介して強制
的に安全側に制御するフエイシヤ・−フ回路の故障診断
を、制御回路の診断用端子の信号を用いて行なう故障診
断方式に適用される。

まず、故障診断に先立ってフェイルセーフ回路から制御
回路のりャッｌ一端子を通してリセット信号を制御回路
に送出し、いったん制御回路をリセットする。

次に、フェイルセーフ回路からリセット端子を通してリ
セット解除信号を送出して制御回路のリセットを解除す
る。そして、このリセット解除後にフェイルセーフ回路
は自身の故障診断髪質い。

この診断結果の信号４制御回路の診断用端子を通して制
御回路へ送出する。

制御回路はリセット解除後の所定時間経過後にその診断
結果の信号を判定してフェイルセーフ回路の故障の有無
を診断する。

Ｅ、実施例 第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図である。

１はパターン発生器で、後述の診断コントローラ５の指
令信号にしたがって例えば第２図に示す３種類の診断パ
ターンのパルス信号を発生する。

これらのパターンは診断パターン１、正常パターン、診
断パターン２で、各々のパターンの周期をそれぞれＴ１
、Ｔ２、Ｔ３とする。２は、パターン発生器１と後述の
ウォッチドッグタイマ３との間に接続されて、ウォッチ
ドッグタイマ３の入力へパターン発生器１からの診断信
号を送出するか、マイクロコンピュータ７のポート２か
らの監視信号を送出するかを切り換えるマルチプレクサ
である６３はウォッチドッグタイマで、パルス周期を計
測する周期カウンタ３１と、この周期カウンタ３１の計
測値からＴＳに相当する時間を検出する一致回路３２と
、同様にＴＬに相当する時間を検出する一致回路３３と
、これらの−数回路３２゜３３の検出結果からパルス周
期が所定の時間域（ＴＳ≦ｔ≦ＴＬ）に入っているかど
うかを判定する判定回路３４とから構成される。

なお、−数回路３２．３３の検出時間ＴＳ、ＴＬと上述
の診断パターンの周期Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ３との間には次の
関係がある。

Ｔｌ＜ＴＳ≦Ｔ２≦Ｔ　Ｌ＜Ｔ　３ ４は、ウォッチドッグタイマ３の出力信号を後述のマイ
クロコンピュータ７のリセット端子（ＲＥＳ）へ送出す
るかポート１へ送出するかを切り換えるデマルチプレク
サである。５は診断コントローラで、診断開始信号によ
って起動されてフェイルセーフ回路６の故障診断を開始
させ、上述の各回路（パターン発生器１．マルチプレク
サ２゜デマルチプレクサ４）へ種々の指令信号を送出し
てその動作を制御するものである。

このようにフェイルセーフ回路６が構成される。

７は、このフェイルセーフ回路６の監視対象であるマイ
クロコンピュータである。このマイクロコンピュータ７
は、フェイルセーフ回路６の故障を診断するために第３
図に示すプログラムを実行する。

この故障診断動作について第３図により説明する。

マイクロコンピュータ７は、リセットが解除されるとこ
の診断プログラムを実行する。ステップ５１０１でタイ
マが計時動作を開始し、ステップ５１０２に進んで１４
時間が経過したかを判別する。

ここで、時間Ｔ４は上述した時間ＴＬとの間にＴＬ＜Ｔ
４の関係を有する。

ステップ５１０２は時間Ｔ４がタイムアツプするまで繰
り返し実行され、タイムアツプしたらステップ５１０３
へ進み、ポート１の入力信号をサンプリングしてステッ
プ５１０４へ進む。ステップ５１０４でポート１の入力
信号がローレベルかどうかを判別し、ローレベルであれ
ばメインプログラムへ戻り、そうでなければステップ５
１０５へ進んで異常処理を行う。この異常処理とは、例
えばフェイルセーフ回路６が故障である旨の警報を発す
る。すなわち、マイクロコンピュータ７はリセット解除
後に時間Ｔ４が経過したときにポート１をモニタしてフ
ェイルセーフ回路６ａの診断を行う。

次に、フェイルセーフ回路６の動作を第２図に示すタイ
ムチャートにより説明する。

時刻ｔｌｏで診断開始信号が診断コントローラ５と判定
回路３４へ入力されると、フェイルセーフ回路６の診断
が開始される。まず、診断コントローラ５は、マルチプ
レクサ２とデマルチプレクサ４へ指令信号を送出してウ
ォッチドッグタイマ３の入力をパターン発生器１側へ、
出力をマイクロコンピュータ７のリセット端子側へそれ
ぞれ切り換える。これによって、マイクロコンピュータ
７のリセット端子はハイレベルとなり、マイクロコンピ
ュータ７はリセットが解除されて第３図に示す診断プロ
グラムを実行する。

次に診断コントローラ５は、パターン発生器１へ指令信
号を送出して診断パターン１のパルス信号を発生させる
。この信号はウォッチドッグタイマ３の周期カウンタ３
１へ送出され、周期カウンタ３１はこの信号を受信して
、その周期をカウントする。カウントを完了すると周期
カウンタ３１は一致回路３２と３３へ同時に診断パター
ン１の周期Ｔ１に関する信号を送出する。−数回路３２
゜３３はそれぞれこの周期Ｔ１と時間ＴＳ、ＴＬを比較
し、一致、不一致を検出して、その結果の信号を判定回
路：３４へ送出する。。

判定回路３４はこれらの信号に基づいて周期゛ｒｌと時
間Ｔ　ＳＨＴ　Ｌの関係を判定する。ここで、診断パタ
ーン１の周期は先に定義したようにＴ１＜ＴＳの関係に
あり、ウォッチドッグタイマ３はこの診断パターンは異
常であると判定して時刻ｔ１１でその出力をロー１！ベ
ルとする。ウォッチドッグタイマ３の出力はマイクロコ
ンピュータ７のノセッ１一端子へ接続されているので５
リセッｌ一端子はローレベルとなりマイクロコンピュー
タ７はりセラ！−される、従って５診断プログラムの実
行は途中で停止される。

続いて診断」ン１−ローラ５が正常パターンの発生指令
をパターン発生器１に送出すると、パターン発生器１は
その信号を発生してウォッチドッグタイマ３へ送出する
。ウォッチドッグタイマ３は。

上述した手順でこの信号の周期登判定する。先に定義し
たように正常パターンの周期Ｔ２はＴＳ≦１゛２≦１゛
Ｌの関係にあるので、ウォッチドッグタイマ３はこの信
号を正常と判断して時刻ｔ、　１２でその出力をハイ１
ノベルにする。従って、マイクロコンビコータ７のりセ
ラ１一端子がハイレベルとなってマイクロコンピュータ
７はリセット・を解除され、診断プログラムを実行する
。

次に、診断コン１ヘローラ５がパターン発生器１に診断
パターン２のパルス信号の発生指令を送出するど、パタ
ーン発生器１は周期Ｔ３を有するパルス信号をウォッチ
ドッグタイマ３へ送出する。

さらに、診断コン１−ローラ５はデマルチプレクサ４に
指令信号を送出して、ウォッチドッグタイマ３の出力を
ポー１−１側へ切り換える。こ：で、診断パターン２の
信号周期Ｔ３は先に定義しまたようにＴ　Ｌ＜Ｔ　３の
関係を有する。従って、周期カウンタ３１が診断パター
ン２の信号を受信開始した時刻ｔ１２から時間Ｔ　Ｌ後
の時刻ｔ１３においては、周期カウンタ３１から判定回
路３４ヘ力ウント終了信号が発生されない。判定回路３
４はこれを異常と判定してその出力をローレベルにする
。

この出力はデマルチプレクサ４を介してポー１−１へ送
られ、ポー）・１がローレベルになる。時刻ｔ】２で診
断プログラムの実行を開始しているマイクロコンピュー
タ７は時間Ｔ４を経過した時刻ｔ１４において、上述し
たようにボート１をサンプリングする。そしてローレベ
ルであることを確認し、フェイルセーフ回路６の機能お
よびその動作は正常と判定してメインプログラムの実行
を開始する。

この後、診断フン１−ローラ５はマルチプレクサ２とデ
マルチプレクづ４へ指令信号を送出し、ウォッチドッグ
タイマ３の入力をマイクロコンピュタ７のポート２側へ
、出力をリセット端子側へそれぞれ切り換えて、フェイ
ルセーフ回路６がマイクロコンピュータ７の動作を監視
する通常の動作に復帰させる。

以」二でフェイルセーフ回路６の故障診断を完了する。

次に、フェイルセーフ回路６に何らかの故障がある場合
の動作について説５明する。

まず、ウォッチドッグタイマ３が診断パターン１のパル
ス信号を受信してその異常を検出できなかった場合は、
時刻ｔ　１．　］で］ウォッチ１−ッグタイマの出力は
ローレベルに反転せず、マイクロコンビコータ７のリセ
ット端子もハイレベルのままになる。従って、マイクロ
コンビコータ７にリセッ１−がかからずその診断プログ
ラムの実行を継続するため、時間Ｔ４後の時刻ｔａでポ
ー１−１をサンプリングする。この時ポート１はハイレ
ベルのままであり、マイクロコンピュータ７はフェイル
セーフ回路６ｔこ何らかの故障ありと判定して、上述し
たように異常処理プログラムを実行する。

次に、ウォッチドッグタイマ３が診断パターン２のパル
ス信号を受信してその異常を検出できなかった場合は、
時刻ｔ１３でウォッチドッグタイマ３の出力はロー１！
ベルに反転せず、ポート］−はハイレベルのままである
。マイクロコンピュータ７は時刻ｔ１４でボート１がハ
イレベルであることを検出して上記と同様にフェイルセ
ーフ回路に故障ありと判定し、異常処理プログラムを実
行する。

このようにして、マイクロコンピュータ７のすセット回
路の故障、例えば断線事故を含めたフェイルセーフ回路
の故障診断を行うことができる。

なお、上述の診断開始信号を例えば電源をオンした時点
で発生させるようにすれば、このフェイルセーフ回路６
の故障診断の実行がマイクロコンピュータ７の本来の機
能およびその動作に支障を来すことはない。

Ｆ１発明の詳細 な説明したように本発明によれば、フェイルセーフ回路
の故障診断に先立って監視対象の制御回路をそのリセッ
ト端子を通していったんリセットし、その後、再びリセ
ットを解除するようにしたので、フェイルセーフ回路の
出力と監視対象の制御回路のリセット端子との間の回路
の故障の有無を診断し、その後、このリセット解除後に
フェイルセーフ回路は自身の故障診断を行い、その診断
結果の信号を制御回路へその診断用端子を通して送出す
ると、制御回路はリセット解除後の所定時間経過後にそ
の診断結果の信号を判定してフェイルセーフ回路の故障
の有無を診断するようにしたので、フェイルセーフ回路
の出力と監視対象の制御回路のリセット端子との間の回
路の故障の有無を含めたフェイルセーフ回路の故障診断
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図はそ
の動作を示すタイムチャート、第３図はマイクロコンピ
ュータの故障診断プログラムを示すフロチャート、第４
図は従来のフェイルセーフ回路の構成を示す図、第５図
はその動作を示すタイムチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 監視対象の制御回路から所定の時間間隔で出力される監
   視信号の時間間隔を監視し、この時間間隔が許容時間を
   越えたときは前記制御回路をそのリセット端子を介して
   強制的に安全側に制御するフェイルセーフ回路の故障診
   断を、制御回路の診断用端子の信号を用いて行なう故障
   診断方式において、 故障診断に先立って前記フェイルセーフ回路から前記制
   御回路のリセット端子を通してリセット信号を前記制御
   回路に送出していったんリセットし、その後リセット解
   除信号を前記リセット端子を通して送出して前記制御回
   路のリセット解除を行い、このリセット解除後に前記フ
   ェイルセーフ回路は自身の故障診断を行い、その診断結
   果の信号を前記制御回路の診断用端子を通して前記制御
   回路へ送出し、この制御回路はリセット解除後の所定時
   間経過後に前記診断結果の信号を判定して前記フェイル
   セーフ回路の故障の有無を診断することを特徴とするフ
   ェイルセーフ回路の故障診断方式。