特許 7167443 信号制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】信号制御装置

(51)【国際特許分類】

   H03M 1/10 20060101AFI20221101BHJP

   H03M 1/12 20060101ALI20221101BHJP

   G01R 31/54 20200101ALI20221101BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

H03M1/10 C

H03M1/12 A

G01R31/54

B62D5/04

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018008051

(22)【出願日】2018-01-22

(65)【公開番号】P2019129335

(43)【公開日】2019-08-01

【審査請求日】2020-12-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】滝 雅也

【審査官】工藤 一光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１４５４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－９６８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１８１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３７０７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ３１／５０－３１／７４

Ｈ０３Ｍ１／１０－１／６４

Ｂ６２Ｄ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め定められた変動範囲内で電圧値が変動する入力信号（ＡＮ）が入力回路（１５）から入力される一つ以上の信号入力端子（Ｔｉｎ）と、
一端が入力信号経路（４１）を介して前記信号入力端子に接続され、他端が基準電位に接続されたサンプリング用コンデンサ（Ｃｓｈ）と、
充電用電源端（Ｅｃ）から第１接続点（Ｊ１）を経由して前記入力信号経路上の第２接続点（Ｊ２）に至る充電経路（Ｐｃ）、前記第２接続点から前記第１接続点を経由して基準電位端（Ｅｄ）に至る放電経路（Ｐｄ）、前記充電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時に前記サンプリング用コンデンサに充電可能な充電スイッチ（ＳＷｃ）、及び、前記放電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時に前記サンプリング用コンデンサを放電可能な放電スイッチ（ＳＷｄ）を含む充放電回路（４２）と、
前記サンプリング用コンデンサにチャージされたアナログ電圧値をデジタル値にＡＤ変換するＡＤ変換回路（４５）と、
前記充電スイッチ及び前記放電スイッチを操作するスイッチ制御回路（４７）と、
前記充放電回路により前記サンプリング用コンデンサへの充電操作又は放電操作を行った上で前記ＡＤ変換回路によるＡＤ変換を行い、得られたＡＤ変換値についての診断結果に基づき前記充放電回路の異常を判定する異常判定部（３３、４８）と、
を備え、
前記異常判定部は、
前記充電スイッチもしくは前記充電経路の異常を診断する充電回路チェック、又は、
前記放電スイッチもしくは前記放電経路の異常を診断する放電回路チェック、の少なくとも一方を個別に実施し、
前記充電回路チェックを行う場合、前記充電スイッチをオンし前記放電スイッチをオフする充電操作をした状態でＡＤ変換を行い、得られたＡＤ変換値が下限閾値未満であるとき異常と診断する充電診断を１回以上行い、
前記放電回路チェックを行う場合、前記放電スイッチをオンし前記充電スイッチをオフする放電操作をした状態でＡＤ変換を行い、得られたＡＤ変換値が上限閾値を超えているとき異常と診断する放電診断を１回以上行う信号制御装置。

【請求項2】

前記異常判定部は、
前記充電回路チェックに引き続き前記放電回路チェックを行う処理、又は、
前記放電回路チェックに引き続き前記充電回路チェックを行う処理、の少なくとも一方を行う請求項１に記載の信号制御装置。

【請求項3】

前記異常判定部は、前記ＡＤ変換回路に対して、
前記充電回路チェックの前に前記放電操作を行う処理、又は、
前記放電回路チェックの前に前記充電操作を行う処理、の少なくとも一方を行う請求項１または２に記載の信号制御装置。

【請求項4】

前記異常判定部は、
前記充電回路チェックを行う場合において前記充電診断で異常と診断された場合、前記充電操作をした状態で再度ＡＤ変換を行った後、再度前記充電診断を行い、前記充電診断により異常と診断とされた回数が異常診断回数閾値に達した場合に異常と判定し、
前記放電回路チェックを行う場合において前記放電診断で異常と診断された場合、前記放電操作をした状態で再度ＡＤ変換を行った後、再度前記放電診断を行い、前記放電診断により異常と診断とされた回数が異常診断回数閾値に達した場合に異常と判定する請求項１～３のいずれか一項に記載の信号制御装置。

【請求項5】

前記異常判定部は、
前記充電回路チェックを行う場合において、１回以上の前記充電診断の結果に基づき、前記充電回路チェックの結果が異常と仮判定された場合、前記充電回路チェックを再度実施し、前記充電回路チェックにより異常と仮判定された回数が異常判定回数閾値に達した場合に異常と判定し、
前記放電回路チェックを行う場合において、１回以上の前記放電診断の結果に基づき、前記放電回路チェックの結果が異常と仮判定された場合、前記放電回路チェックを再度実施し、前記放電回路チェックにより異常と仮判定された回数が異常判定回数閾値に達した場合に異常と判定する請求項１～４のいずれか一項に記載の信号制御装置。

【請求項6】

前記異常判定部は、
前記充電回路チェック及び前記放電回路チェックの両方を一連の処理として実施し、
前記充電回路チェック又は前記放電回路チェックの少なくとも一方の結果が異常と仮判定された場合、一連の前記充電回路チェック及び前記放電回路チェックを再度実施し、前記充電回路チェック又は前記放電回路チェックにより異常と仮判定された回数が異常判定回数閾値に達した場合に異常と判定する請求項１～４のいずれか一項に記載の信号制御装置。

【請求項7】

予め定められた変動範囲内で電圧値が変動する入力信号（ＡＮ）が入力回路（１５）から入力される一つ以上の信号入力端子（Ｔｉｎ）と、
一端が入力信号経路（４１）を介して前記信号入力端子に接続され、他端が基準電位に接続されたサンプリング用コンデンサ（Ｃｓｈ）と、
充電用電源端（Ｅｃ）から第１接続点（Ｊ１）を経由して前記入力信号経路上の第２接続点（Ｊ２）に至る充電経路（Ｐｃ）、前記第２接続点から前記第１接続点を経由して基準電位端（Ｅｄ）に至る放電経路（Ｐｄ）、前記充電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時に前記サンプリング用コンデンサに充電可能な充電スイッチ（ＳＷｃ）、及び、前記放電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時に前記サンプリング用コンデンサを放電可能な放電スイッチ（ＳＷｄ）を含む充放電回路（４２）と、
前記サンプリング用コンデンサにチャージされたアナログ電圧値をデジタル値にＡＤ変換するＡＤ変換回路（４５）と、
前記充電スイッチ及び前記放電スイッチを操作するスイッチ制御回路（４７）と、
前記充放電回路により前記サンプリング用コンデンサへの充電操作又は放電操作を行った上で前記ＡＤ変換回路によるＡＤ変換を行い、得られたＡＤ変換値についての診断結果に基づき前記充放電回路の異常を判定する異常判定部（３３、４８）と、
を備え、
前記異常判定部は、
前記充電スイッチもしくは前記充電経路の異常、及び、前記放電スイッチもしくは前記放電経路の異常を同時に診断する充放電回路同時チェックを実施し、
前記充放電回路同時チェックにおいて、
前記充電スイッチ及び前記放電スイッチを共にオンした状態でＡＤ変換を行い、得られたＡＤ変換値が規定範囲外にあるとき、前記充放電回路が異常と診断する充放電同時診断を１回以上行う信号制御装置。

【請求項8】

前記ＡＤ変換回路によるＡＤ変換結果のうち少なくとも一部のＡＤ変換値を用いて所定の制御演算を実行する制御演算部（３１）をさらに備え、
前記制御演算部は、
複数の前記信号入力端子に対応する複数の前記充放電回路のうちいずれか一つ以上が異常と判定された場合、異常と判断された前記充放電回路に対応するＡＤ変換値の使用を停止し、正常と判断された前記充放電回路に対応するＡＤ変換値のみを用いて制御演算を実行する請求項１～７のいずれか一項に記載の信号制御装置。

【請求項9】

予め定められた変動範囲内で電圧値が変動する入力信号（ＡＮ）が入力回路（１５）から入力される一つ以上の信号入力端子（Ｔｉｎ）と、
一端が入力信号経路（４１）を介して前記信号入力端子に接続され、他端が基準電位に接続されたサンプリング用コンデンサ（Ｃｓｈ）と、
充電用電源端（Ｅｃ）から第１接続点（Ｊ１）を経由して前記入力信号経路上の第２接続点（Ｊ２）に至る充電経路（Ｐｃ）、前記第２接続点から前記第１接続点を経由して基準電位端（Ｅｄ）に至る放電経路（Ｐｄ）、前記充電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時に前記サンプリング用コンデンサに充電可能な充電スイッチ（ＳＷｃ）、及び、前記放電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時に前記サンプリング用コンデンサを放電可能な放電スイッチ（ＳＷｄ）を含む充放電回路（４２）と、
前記サンプリング用コンデンサにチャージされたアナログ電圧値をデジタル値にＡＤ変換するＡＤ変換回路（４５）と、
前記充電スイッチ及び前記放電スイッチを操作するスイッチ制御回路（４７）と、
前記充放電回路により前記サンプリング用コンデンサへの充電操作又は放電操作を行った上で前記ＡＤ変換回路によるＡＤ変換を行い、得られたＡＤ変換値についての診断結果に基づき前記充放電回路の異常を判定する異常判定部（３３、４８）と、
前記ＡＤ変換回路によるＡＤ変換結果のうち少なくとも一部のＡＤ変換値を用いて所定の制御演算を実行する制御演算部（３１）と、
を備え、
前記制御演算部は、
複数の前記信号入力端子に対応する複数の前記充放電回路のうちいずれか一つ以上が異常と判定された場合、異常と判断された前記充放電回路に対応するＡＤ変換値の使用を停止し、正常と判断された前記充放電回路に対応するＡＤ変換値のみを用いて制御演算を実行する信号制御装置。

【請求項10】

前記第２接続点（Ｊ２）よりも前記信号入力端子側で前記入力信号経路を遮断可能な入力遮断スイッチ（ＳＷｉｎ）をさらに備え、
前記異常判定部は、前記入力遮断スイッチを遮断した状態で、前記充放電回路の異常を判定する請求項１～９のいずれか一項に記載の信号制御装置。

【請求項11】

運転者の操舵トルクをアシストモータ（８）の出力トルクによって補助する電動パワーステアリングシステム（９０）に適用され、
前記入力信号は、操舵トルク信号、及び、前記アシストモータの出力制御に用いられるフィードバック信号を含む請求項１～１０のいずれか一項に記載の信号制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力信号をＡＤ変換して制御演算を行う信号制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、センサから入力されたアナログ信号をＡＤ変換し制御演算に用いる信号制御装置において、信号入力端子のオープン異常や入力信号の伝達経路の断線異常等の端子異常を検出する技術が知られている。

【0003】

例えば特許文献１に開示された信号制御装置は、ＡＤ変換器内に、サンプリング用コンデンサを充電又は放電可能な充放電回路が設けられる。この信号制御装置は、充放電回路とサンプリング用コンデンサとを導通させた状態で行う「充放電用ＡＤ変換」と、充放電回路とサンプリング用コンデンサとを遮断した状態で行う「入力用ＡＤ変換」とを互いに異なるタイミングで実行する。そして、この信号制御装置は、入力回路とサンプリング用コンデンサとが導通している状態で、充放電回路とサンプリング用コンデンサとの接続又は非接続をＡＤ変換毎に切り替えることで、端子異常を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－９６８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の信号制御装置は、ＡＤ変換器が正しく動作することを常に確認しながら、入力用ＡＤ変換で得られた正しいＡＤ変換値を用いた制御演算を行うことが可能である。しかし、何らかの要因で充放電回路自体に異常が生じると、正しく充放電が行えず、検出すべき端子異常を見逃すおそれがある。

【0006】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＡＤ変換器の端子異常を検出する前提として、充放電回路の機能に異常が無いことを確認可能な信号制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の信号制御装置は、一つ以上の信号入力端子（Ｔｉｎ）、サンプリング用コンデンサ（Ｃｓｈ）、充放電回路（４２）、ＡＤ変換回路（４５）、スイッチ制御回路（４７）、及び異常判定部（３３、４８）を備える。信号入力端子は、予め定められた変動範囲内で電圧値が変動する入力信号（ＡＮ）が入力回路（１５）から入力される。サンプリング用コンデンサは、一端が入力信号経路（４１）を介して信号入力端子に接続され、他端が基準電位に接続されている。

【0008】

充放電回路は、充電経路（Ｐｃ）、放電経路（Ｐｄ）、充電スイッチ（ＳＷｃ）及び放電スイッチ（ＳＷｄ）を含む。充電経路は、充電用電源端（Ｅｃ）から第１接続点（Ｊ１）を経由して入力信号経路上の第２接続点（Ｊ２）に至る。放電経路は、第２接続点から第１接続点を経由して基準電位端（Ｅｄ）に至る。充電スイッチは、充電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時にサンプリング用コンデンサに充電可能である。放電スイッチは、放電経路の導通又は遮断を切替可能であり、導通時にサンプリング用コンデンサを放電可能である。

【0009】

ＡＤ変換回路は、サンプリング用コンデンサにチャージされたアナログ電圧値をデジタル変換する。スイッチ制御回路は、充電スイッチ及び放電スイッチを操作する。

【0010】

異常判定部は、充放電回路によりサンプリング用コンデンサへの充電操作又は放電操作を行った上でＡＤ変換回路によるＡＤ変換を行う。そして異常判定部は、得られたＡＤ変換値についての診断結果に基づき充放電回路の異常を判定する。本発明により、充放電回路の機能に異常が無いことを予め確認することで、充放電回路が正しく動作しない状態で特許文献１による端子異常の検出を行うことを防止することができる。

【0011】

本発明の一態様では、異常判定部は、「充電スイッチもしくは充電経路の異常を診断する充電回路チェック」、又は、「放電スイッチもしくは放電経路の異常を診断する放電回路チェック」、の少なくとも一方を個別に実施する。

【0012】

異常判定部は、充電回路チェックを行う場合、「充電スイッチをオンし放電スイッチをオフする充電操作」をした状態でＡＤ変換を行い、「得られたＡＤ変換値が規定範囲内にあるか下限閾値以上であるとき正常と診断し、それ以外のとき異常と診断する充電診断」を１回以上行う。また、異常判定部は、放電回路チェックを行う場合、「放電スイッチをオンし充電スイッチをオフする放電操作」をした状態でＡＤ変換を行い、「得られたＡＤ変換値が規定範囲内にあるか上限閾値以下であるとき正常と診断し、それ以外のとき異常と診断する放電診断」を１回以上行う。

【0013】

この場合、異常判定部は「充電回路チェックに引き続き放電回路チェックを行う処理」、又は、「放電回路チェックに引き続き充電回路チェックを行う処理」の少なくとも一方を行うことが好ましい。これにより、充電回路チェック前の放電操作、又は、放電回路チェック前の充電操作を省略し、両方のチェックを効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】各実施形態による信号制御装置が適用される電動パワーステアリング装置の概略構成図。

【図2】第１、第２実施形態の信号制御装置の構成図。

【図3】第１実施形態の信号制御装置のＡＤ変換器の構成図。

【図4】充電スイッチが正常な場合のＡＤ変換値を説明する図。

【図5】充電スイッチが断線故障した場合のＡＤ変換値を説明する図。

【図6】充放電回路の故障モード及び故障検出方法を示す表。

【図7】充電回路チェックのフローチャート。

【図8】放電回路チェックのフローチャート。

【図9】充放電スイッチ操作とＡＤ変換とが連動する場合のフローチャート。

【図10】充電回路チェック及び放電回路チェックを組み合わせた異常判定処理のフローチャート。

【図11】充電回路チェック又は放電回路チェックで異常と仮判定された場合、個別のチェックを繰り返す異常判定処理のフローチャート。

【図12】充電回路チェック又は放電回路チェックで異常と仮判定された場合、一連のチェックを繰り返す異常判定処理のフローチャート。

【図13】充放電回路の異常が判定された場合の制御演算処理のフローチャート。

【図14】第２実施形態の信号制御装置のＡＤ変換器の構成図。

【図15】第２実施形態における図１０に対応するフローチャート。

【図16】第３実施形態の信号制御装置の構成図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、信号制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、第１～第３実施形態を包括して「本実施形態」という。最初に図１を参照し、各実施形態の信号制御装置が共通に適用される電動パワーステアリングシステムの概略構成を説明する。電動パワーステアリングシステム９０は、運転者の操舵トルクを、アシストモータ８の出力トルクによって補助するシステムである。なお、図１に示す電動パワーステアリングシステム９０はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式の電動パワーステアリングシステムにも同様に適用可能である。

【0016】

ステアリングシステム９９は、ハンドル９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、及び電動パワーステアリングシステム９０等を含む。ハンドル９１にはステアリングシャフト９２が接続されている。ステアリングシャフト９２の先端に設けられたピニオンギア９６は、ラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が設けられる。運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によりラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。

【0017】

電動パワーステアリングシステム９０は、アシストモータ８、ＥＣＵ１０、トルクセンサ９３及び減速ギア９４等を含む。アシストモータ８は、例えば三相交流ブラシレスモータである。アシストモータ８の回転角θは、図示しない回転角センサによって検出される。トルクセンサ９３は、ステアリングシャフト９２の途中に設けられ、操舵トルクＴｓを検出する。

【0018】

「信号制御装置」としてのＥＣＵ１０は、マイコン２０及びインバータ７等を含む。インバータ７は、マイコン２０からの出力指令に基づいてバッテリ６の直流電力を交流電力に変換し、アシストモータ８に供給する。インバータ７から出力されるインバータ電流Ｉｉｎｖは、図示しない電流センサによって検出される。インバータ電流Ｉｉｎｖ及び回転角θの情報は、マイコン２０において、アシストモータ８の出力制御のためのフィードバック信号として用いられる。

【0019】

ＥＣＵ１０のマイコン２０は、操舵トルクＴｓ、インバータ電流Ｉｉｎｖ、回転角θ、バッテリ電圧Ｖｂ等の情報が、基本的に、電圧値のアナログ信号として取得する。本実施形態では、個々の入力信号の種類を区別する必要はないため、各種のアナログ入力信号をまとめて、「ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮ」と記す。例えば、フェールセーフの観点から各センサが冗長的に設けられる構成では、同種の信号が複数入力されてもよい。また、全てをアナログ信号として取得するのではなく、いくつかの入力についてはデジタル通信など別の手段で取得してもよい。

【0020】

ここで、３桁目の「１、２・・・Ｎ」は、Ｎ個の入力信号に順に付番したものである。以下、本明細書では、複数の入力信号に対応して複数設けられる他の構成要素の符号についても同様の表記を用いる。なお、各実施形態では、主にＮが複数の場合を想定するが、Ｎ＝１、すなわち、ＥＣＵ１０に入力される入力信号が一つの場合も想定可能である。

【0021】

マイコン２０は、入力信号ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮに基づく制御演算により、アシストモータ８が出力するアシスト量を演算し、それに対応した駆動信号をインバータ７に出力する。これにより、アシストモータ８は、要求されるアシスト量に応じたトルクを出力するように通電が制御される。アシストモータ８が発生したアシストトルクは、減速ギア９４を介してステアリングシャフト９２に伝達される。なお、ＥＣＵ１０における各処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよく、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。また、ＥＣＵ１０とアシストモータ８とは一体に構成されてもよい。

【0022】

次に、ＥＣＵ１０のうち特にマイコン２０、及びマイコン２０内部のＡＤ変換器の構成について、第１～第３実施形態の順に説明する。各実施形態の説明では、ＥＣＵ１０及びマイコン２０の符号について、３桁目に実施形態の番号を付して区別する。例えば、第１実施形態のＥＣＵの符号を「１０１」とする。また、マイコン２０内部のＣＰＵについて包括符号を「３０」、ＡＤ変換器について包括符号を「４０」とした上で、同様に３桁目に実施形態の番号を付して区別する。

【0023】

（第１実施形態）
図２を参照し、第１実施形態のＥＣＵ１０１及びマイコン２０１の構成について説明する。なお、以下のＥＣＵの構成説明では、インバータ７を省略する。マイコン２０１は、ＡＤ変換器４０１、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ２７、ＤＭＡＣ２８等を含み、これらの間で、バス２９を介して情報を通信可能である。

【0024】

第１実施形態では、複数の入力信号ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮがマイコン２０１に入力される構成を前提とする。ＡＤ変換器４０１は、アナログマルチプレクサ４３、ＡＤ変換回路４５、及びＡＤ変換結果格納レジスタ４６等を含む。外部のセンサからＥＣＵ１０１の入力回路１５に入力された複数の入力信号ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮのうち、アナログマルチプレクサ４３で択一的に選択された信号がＡＤ変換回路４５でＡＤ変換される。ＡＤ変換回路４５によるＡＤ変換結果は、ＡＤ変換結果格納レジスタ４６に格納される。ＡＤ変換器４０１の詳細な構成は、図３を参照して後述する。

【0025】

第１実施形態のＣＰＵ３０１は、制御演算部３１、端子異常判定部３２及び充放電回路異常判定部３３を含む。制御演算部３１は、ＡＤ変換器４０１のＡＤ変換回路４５によるＡＤ変換結果のうち少なくとも一部のＡＤ変換値を用いて所定の制御演算を実行する。電動パワーステアリングシステム９０に適用される本実施形態では、制御演算部３１は、操舵トルクＴｓ、インバータ電流Ｉｉｎｖ、モータ回転角θ、バッテリ電圧Ｖｂ等の入力信号ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮのＡＤ変換値に基づいて、アシストモータ８のアシスト量を演算する。

【0026】

端子異常判定部３２は、特許文献１に開示された構成であり、図３を参照しつつ概要を説明する。端子異常判定部３２は、信号入力端子Ｔｉｎのオープン故障、或いは、入力信号経路４１の断線故障である「端子異常」を検出する。端子異常の検出にあたり、端子異常判定部３２は、充放電回路４２へ接続した状態での充放電用ＡＤ変換を実行する。端子異常判定部３２は、端子異常を検出すると、制御演算部３１に異常信号Ｓｆを通知する。

【0027】

充放電回路異常判定部３３は、端子異常判定部３２が端子異常を検出する前提として、充放電回路４２の機能に異常が無いことを確認するため、制御演算部３１が制御演算を行うタイミングとは異なるタイミングで充放電回路４２の異常を検出する。充放電回路異常判定部３３は、充放電回路４２が異常を検出すると、制御演算部３１に異常信号Ｓｃｄｆを通知する。本実施形態では、充放電回路４２の異常検出が主題であるため、以下、充放電回路異常判定部３３を単に「異常判定部３３」という。異常判定部３３は、内部に回数カウンタ３３１を有しており、後述する診断回数又は仮判定回数をカウントする。異常判定部３３の詳細な構成、作用については後述する。

【0028】

ＲＡＭ２７は、ＣＰＵ３０１による演算結果等を記憶する。ＤＭＡＣ（すなわち、Direct Memory Access Controller）２８は、ＣＰＵ３０１とは独立に動作し、ＡＤ変換結果格納レジスタ４６に格納されたＡＤ変換値をＲＡＭ２７に転送する。なお、これらは本実施形態特有の作用効果に直接的な関係はないが、特許文献１に開示された構成であるため、参考として記載する。

【0029】

次に、第１実施形態のＡＤ変換器４０１の構成について、図３を参照して説明する。第１実施形態のＡＤ変換器４０１には、予め定められた変動範囲内で電圧値が変動する複数の入力信号ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮが入力される。これに応じて、各入力信号に対応する構成が複数組設けられる。図３では、複数の構成要素について、数字又は英文字の符号末尾に「１、２・・・Ｎ」を示す。共通する事項については、末尾の「１、２・・・Ｎ」を除いた符号を用いて包括的に記載する。また、各構成要素の語頭に、適宜「第Ｎ」の語を付して記す。

【0030】

ＥＣＵ１０１において、ＡＤ変換器４０１の外部に設けられた入力回路１５１、１５２・・・１５Ｎは、外部の各センサからの信号が外部入力端子１４１、１４２・・・１４Ｎを介して入力される。入力抵抗Ｒｉｎ１、Ｒｉｎ２・・・ＲｉｎＮは、入力回路１５１、１５２・・・１５ＮとＡＤ変換器４０１の信号入力端子Ｔｉｎ１、Ｔｉｎ２・・・ＴｉｎＮとの間に接続される。

【0031】

入力側コンデンサＣｉｎ１、Ｃｉｎ２・・・ＣｉｎＮは、ＡＤ変換器４０１の入力回路１５１、１５２・・・１５Ｎ側において、信号入力端子Ｔｉｎ１、Ｔｉｎ２・・・ＴｉｎＮと基準電位との間に設けられており、入力電圧の変動を抑制する。ここで、入力側コンデンサＣｉｎの容量は、入力電圧の変動を好適に抑制するため、通常はＡＤ変換器４０１内のサンプリング用コンデンサＣｓｈの容量よりも大きいことが好ましい。ただし、入力信号の特性によってはその限りではなく、入力側コンデンサＣｉｎ自体を設けない構成としてもよい。

【0032】

ＡＤ変換器４０１は、信号入力端子Ｔｉｎ、サンプリング用コンデンサＣｓｈ、入力信号経路４１、充放電回路４２、アナログマルチプレクサ４３、ＡＤ変換回路４５、ＡＤ変換結果格納レジスタ４６、及び、スイッチ制御回路４７等を備える。入力信号経路４１は、特許文献１の「伝達経路４１」に相当する。信号入力端子Ｔｉｎ１、Ｔｉｎ２・・・ＴｉｎＮは、対応する入力回路１５１、１５２・・・１５Ｎから入力信号ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮが入力される。入力信号ＡＮ１、ＡＮ２・・・ＡＮＮは、入力信号経路４１１、４１２・・・４１Ｎ及びアナログマルチプレクサ４３を経由してサンプリング用コンデンサＣｓｈに伝達される。また、各信号入力端子Ｔｉｎ１、Ｔｉｎ２・・・ＴｉｎＮと基準電位との間には、浮遊容量（又は寄生容量）Ｃｆｌ１、Ｃｆｌ２・・・ＣｆｌＮが生成される。

【0033】

サンプリング用コンデンサＣｓｈは、一端がアナログマルチプレクサ４３及び入力信号経路４１を介して信号入力端子Ｔｉｎに接続され、他端が基準電位に接続されている。基準電位は典型的にはＧＮＤ電位であるが、それに限らない。アナログマルチプレクサ４３は、複数の信号入力端子Ｔｉｎのうちいずれかの信号入力端子を択一的に選択し、サンプリング用コンデンサＣｓｈと接続する。ＡＤ変換回路４５は、サンプリング用コンデンサＣｓｈにチャージされたアナログ電圧値をデジタル変換する。

【0034】

ＡＤ変換結果格納レジスタ４６は、ＡＤ変換回路４５によるＡＤ変換結果を格納する。ＡＤ変換結果格納レジスタ４６に格納されたＡＤ変換結果は、バス２９を介してＲＡＭ２７やＣＰＵ３０１に転送される。
スイッチ制御回路４７は、充放電回路４２の充電スイッチＳＷｃ、放電スイッチＳＷｄ及びアナログマルチプレクサ４３のスイッチを操作する。

【0035】

充放電回路４２は、サンプリング用コンデンサＣｓｈを積極的に充放電可能な回路であり、特許文献１では、充放電用ＡＤ変換のタイミングでサンプリング用コンデンサＣｓｈと接続される。図３には、第１充放電回路４２１の詳細構成を図示しているが、他の充放電回路４２２・・・４２Ｎも同様の構成である。

【0036】

充放電回路４２は、充電経路Ｐｃ、放電経路Ｐｄ、充電スイッチＳＷｃ及び放電スイッチＳＷｄを含む。充電経路Ｐｃは、破線で示すように、充電用電源端Ｅｃから第１接続点Ｊ１を経由して入力信号経路４１上の第２接続点Ｊ２に至る。放電経路Ｐｄは、二点鎖線で示すように、第２接続点Ｊ２から第１接続点Ｊ１を経由して基準電位端Ｅｄに至る。充電用電源端Ｅｃは充電用電源電圧Ｖｃｃ（例えば５［Ｖ］）が印加されている。基準電位端Ｅｄは、例えばＧＮＤ電位となっており、この場合、基準電位端Ｅｄを「接地端」と言い換えてもよい。充電用電源端Ｅｃと第１接続点Ｊ１との間は、充電経路Ｐｃ専用の部分であり、第１接続点Ｊ１と基準電位端Ｅｄとの間は、放電経路Ｐｄ専用の部分である。第１接続点Ｊ１と第２接続点Ｊ２との間は、充電経路Ｐｃ及び放電経路Ｐｄに共用される部分である。

【0037】

充電スイッチＳＷｃは、充電経路Ｐｃの導通又は遮断を切替可能であり、導通時にサンプリング用コンデンサＣｓｈに充電可能である。また、充電スイッチＳＷｃと直列に抵抗Ｒｃが接続されている。放電スイッチＳＷｄは、放電経路Ｐｄの導通又は遮断を切替可能であり、導通時にサンプリング用コンデンサＣｓｈを放電可能である。また、放電スイッチＳＷｄと直列に抵抗Ｒｄが接続されている。

【0038】

充電スイッチＳＷｃがオン、放電スイッチＳＷｄがオフされたとき、充電用電源電圧Ｖｃｃの電荷がサンプリング用コンデンサＣｓｈに充電される。この操作を「充電操作」という。また、放電スイッチＳＷｄがオン、充電スイッチＳＷｃがオフされたとき、サンプリング用コンデンサＣｓｈにチャージされた電荷が基準電位であるＧＮＤに放電される。この操作を「放電操作」という。

【0039】

充電スイッチＳＷｃ及び放電スイッチＳＷｄをいずれも接続しないとき、充放電回路４２とサンプリング用コンデンサＣｓｈとは遮断される。このように、充放電スイッチＳＷｃ、ＳＷｄをオン／オフ操作することにより、充放電回路４２とサンプリング用コンデンサＣｓｈとの導通又は遮断を切替可能であり、且つ、導通時にサンプリング用コンデンサＣｓｈを充電又は放電可能である。

【0040】

ここで、ＣＰＵ３０１の異常判定部３３の説明に戻る。異常判定部３３は、充放電回路４２によりサンプリング用コンデンサＣｓｈへの充電操作又は放電操作を行った上でＡＤ変換回路４５によるＡＤ変換を行う。そして異常判定部３３は、そのＡＤ変換値についての診断結果に基づき充放電回路４２の異常を判定する。

【0041】

次に、以上の構成による本実施形態の意義について説明する。例えば特許文献１の信号制御装置は、ＡＤ変換器が正しく動作することを常に確認しながら、入力用ＡＤ変換で得られた正しいＡＤ変換値を用いた制御演算を行うことが可能である。しかし、何らかの要因で充放電回路４２自体に異常が生じると、特許文献１の従来技術において正しく充放電が行えず、検出すべき端子異常を見逃すおそれがある。

【0042】

そこで本実施形態では、制御演算部３１が制御演算を行うタイミングとは異なるタイミングで、充放電回路４２によりサンプリング用コンデンサＣｓｈへの充電操作又は放電操作を行った上でＡＤ変換回路４５によるＡＤ変換を行う。そして、そのＡＤ変換値が正しい値であるか否かを評価することで、充放電回路４２の異常を判定する。なお、制御演算を行うタイミングとは、サンプリング用コンデンサＣｓｈに入力信号ＡＮがサンプリングされた状態でＡＤ変換を行い、入力信号ＡＮに応じた制御を実施するタイミングを指す。

【0043】

例えば充電スイッチＳＷｃをオンし放電スイッチＳＷｄをオフした状態、すなわち充電操作をした状態を図４に示す。充電スイッチＳＷｃが正常である場合、太実線で示すように経路が接続される。入力回路１５１の電圧をＶｉｎとすると、第２接続点Ｊ２の電位理論値Ｖｊ２は式（１）で示される値となり、この値がＡＤ変換される。
Ｖｊ２＝Ｖｉｎ＋（Ｖｃｃ－Ｖｉｎ）×Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒｃ） ・・・（１）

【0044】

仮に、制御開始前には入力回路電圧Ｖｉｎが必ずＧＮＤレベル（すなわち約０「Ｖ」）となることがわかっていれば、式（１）に「Ｖｉｎ＝０」を代入した式（２）の電位理論値Ｖｊ２が本来ＡＤ変換されるべき電圧値となる。
Ｖｊ２＝Ｖｃｃ×Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒｃ） ・・・（２）

【0045】

また、充電スイッチＳＷｃにオープン故障が生じた状態を図５に示す。このとき、第２接続点Ｊ２には充電用電源電圧Ｖｃｃに由来する電圧は印加されず、入力回路電圧Ｖｉｎから入力抵抗Ｒｉｎによる電圧降下分を差し引いた電圧が印加される。仮に入力回路電圧ＶｉｎがＧＮＤレベルであれば、ＡＤ変換値は０［Ｖ］に近い値となる。したがって、充電スイッチＳＷｃが正常な場合のＡＤ変換値と判別可能であるため、充電スイッチＳＷｃのオープン故障を検出することができる。

【0046】

図６に、充放電回路４２の故障モード、故障例、故障検出方法、及びＡＤ変換値の期待値を示す。ここで、故障検出方法は、図示のようにスイッチ操作した状態でＡＤ変換を実施する。期待値は、「Ｖｉｎ≒０、Ｒｉｎ＞＞Ｒｃ」と仮定した値を示す。なお、図１４に示す第２実施形態のように入力遮断スイッチＳＷｉｎを設ける構成では、入力遮断スイッチＳＷｉｎを遮断することで、理想的に「Ｖｉｎ＝０、Ｒｉｎ＝∞」の状態が実現される。入力遮断スイッチＳＷｉｎを設けない場合、或いは、入力遮断スイッチＳＷｉｎを接続した状態で故障検出する場合には、適宜、入力回路電圧Ｖｉｎ及び入力抵抗Ｒｉｎと抵抗Ｒｃとの分圧比を考慮して期待値を算出すればよい。

【0047】

続いて各チェックについて順に説明する。ここの説明では、「充電スイッチＳＷｃ」及び「放電スイッチＳＷｄ」を単に「ＳＷｃ」、「ＳＷｄ」と記す。また、「充電用電源電圧Ｖｃｃ」を単に「Ｖｃｃ」と記す。

【0048】

＜Ｎｏ．１：故障モード「正しく充電できない」＞
故障例はＳＷｃのオフ固着等である。ＳＷｃをオン、ＳＷｄをオフした状態でＡＤ変換を行う。正常であればＡＤ変換値はＶｃｃ近傍値となる。

【0049】

＜Ｎｏ．２：故障モード＝「常に充電してしまう」＞
故障例はＳＷｃのオン固着等である。ＳＷｃをオフ、ＳＷｄをオンした状態でＡＤ変換を行う。正常であればＡＤ変換値はＧＮＤ近傍値となる。

【0050】

＜Ｎｏ．３：故障モード＝「正しく放電できない」＞
故障例はＳＷｄのオフ固着等である。ＳＷｃをオフ、ＳＷｄをオンした状態でＡＤ変換を行う。正常であればＡＤ変換値はＧＮＤ近傍値となる。

【0051】

＜Ｎｏ．４：故障モード＝「常に放電してしまう」＞
故障例はＳＷｄのオン固着等である。ＳＷｃをオン、ＳＷｄをオフした状態でＡＤ変換を行う。正常であればＡＤ変換値はＶｃｃ近傍値となる。

【0052】

＜Ｎｏ．５：故障モード＝「充放電特性の異常」＞
故障例は、抵抗Ｒｃ、Ｒｄの抵抗値が変わることである。ＳＷｃをオン、ＳＷｄをオンした状態でＡＤ変換を行う。正常であればＡＤ変換値は、式（３）に示す分圧値Ｖｃ－ｄの近傍値となる。
Ｖｃ－ｄ＝Ｖｃｃ×Ｒｄ／（Ｒｃ＋Ｒｄ） ・・・（３）

【0053】

＜Ｎｏ．６：故障モード＝「上記の組み合わせ」＞
故障例は、ＳＷｃ、ＳＷｄ両方のオン固着等である。故障検出方法及び期待値は、上記の組み合わせによる。

【0054】

図６の故障例について、例えば「ＳＷｃのオフ固着等」には「抵抗Ｒｃや充電経路Ｐｃの配線の断線」等が含まれる。故障モードが同じであれば、図６の検出方法で検出可能である。図６に記載した６種類のチェックについては、全てを実施してもよいし、いずれかを選択して実施してもよい。

【0055】

なお、マイコン起動時には浮遊容量Ｃｆｌやサンプリング用コンデンサＣｓｈにどのような電荷が保持されているかは不明である。多くの場合、ＧＮＤ近傍となっていることが多いが、そのような場合にＮｏ．２のチェックを行うと、本来は放電できていないにもかかわらず、ＧＮＤ近傍値が得られることも考えられる。したがって、放電回路の故障検出を正しく行うには、予め充電操作をした上で放電動作を確認することが望ましい。その逆に、充電回路の故障検出を正しく行うには、予め放電操作をした上で充電動作を確認することが望ましい。

【0056】

また、例えばＮｏ．１のチェックを実施すると、充電回路が正常であれば必然的にサンプリング用コンデンサＣｓｈに電荷がチャージされることとなる。したがって、Ｎｏ．１からＮｏ．２の順にチェックを実施することで放電回路チェック前の充電を実現してもよい。同様に、Ｎｏ．３からＮｏ．４の順にチェックを実施することで充電回路チェック前の放電を実現してもよい。さらに、一時的な異常と恒久的な異常とを区別するため、充電診断及び放電診断のそれぞれについて回数カウンタを設け、正常又は異常と診断された回数が閾値に達したときに正常又は異常と判定する構成としてもよい。

【0057】

次に、異常判定部３３による異常判定処理の複数の実施例について、図７～図１２のフローチャートを参照して説明する。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。また、前述のステップと実質的に同一のステップには同一のステップ番号を付して説明を省略する。

【0058】

まず、図７に充電回路チェック、図８に放電回路チェックのフローチャートを個別に示す。例えば入力信号ＡＮの種類によっては、充電回路チェック又は放電回路チェックの一方さえできれば十分な場合もある。充電回路チェックは図６のＮｏ．１、４に対応し、放電回路チェックは図６のＮｏ．２、３に対応する。図７及び図８の全体処理は、図１０～図１２のフローチャートにおいて、それぞれ、定義済み処理Ｓ２０及びＳ５０として扱われる。

【0059】

異常判定処理では、異常判定部３３からの指令に基づき、スイッチ制御回路４７により充電スイッチＳＷｃ及び放電スイッチＳＷｄのオン／オフを操作する。また、異常判定部３３からの指令に基づき、ＡＤ変換回路４５によりＡＤ変換する。以下の説明では、スイッチ制御回路４７やＡＤ変換回路４５の関与についての記載を省略し、異常判定部３３がスイッチ操作やＡＤ変換を行うものとして記載する。

【0060】

図７の充電回路チェックにおいて異常判定部３３は、Ｓ２１で、充電スイッチＳＷｃをオンし放電スイッチＳＷｄをオフする充電操作をした状態で、Ｓ２２でＡＤ変換を行う。後述する図９の処理ではＡＤ変換後に充電スイッチＳＷｃがオフされるのに対し、図７の処理では、充電回路チェックが終了するまで充電スイッチＳＷｃがオンされた充電操作の状態が継続される。

【0061】

続いて異常判定部３３は、Ｓ２４～Ｓ２６でＡＤ変換値を下限閾値Ｖｔｈ＿Ｌと比較して充電診断を行う。ＡＤ変換値が下限閾値Ｖｔｈ＿Ｌ以上であり、Ｓ２４でＹＥＳと判断されたとき、Ｓ２５で正常カウンタがインクリメントされる。ＡＤ変換値が下限閾値Ｖｔｈ＿Ｌ未満であり、Ｓ２４でＮＯと判断されたとき、Ｓ２６で異常カウンタがインクリメントされる。なお、Ｓ２４において、ＡＤ変換値が下限閾値Ｖｔｈ＿Ｌ以上であることに加え、且つ上限閾値Ｖｔｈ＿Ｈ以下である場合に正常と診断してもよい。少なくともＡＤ変換値が下限閾値Ｖｔｈ＿Ｌ未満である場合に異常と診断される点は共通である。

【0062】

１回の充電回路チェックにおいて充電診断は１回以上行われ、正常と診断された回数、又は、異常と診断された回数が所定回数に達したときに、充電回路チェックの正常又は異常が判定される。Ｓ２７では正常カウンタが正常診断回数閾値Ｎ＿ＯＫに達したか判断され、ＮＯの場合、Ｓ２２に戻り再度ＡＤ変換を行う。Ｓ２８では異常カウンタが異常診断回数閾値Ｎ＿ＮＧに達したか判断され、ＮＯの場合、Ｓ２２に戻り再度ＡＤ変換を行う。このとき充電操作の状態が継続しており、「充電操作をした状態で再度ＡＤ変換を行う」という処理が実行されている。

【0063】

Ｓ２７でＹＥＳの場合、Ｓ２９で充電回路チェックの結果が正常と判定される。Ｓ２８でＹＥＳの場合、Ｓ３０で充電回路チェックの結果が異常と判定される。なお、診断回数閾値Ｎ＿ＯＫ、Ｎ＿ＮＧは１以上の整数に設定される。診断回数閾値Ｎ＿ＯＫ、Ｎ＿ＮＧを１回に設定した場合、実質的にカウンタを設けない場合と等価となる。したがって、図７のフローチャートには、正常判定又は異常判定の一方又は両方にカウンタを設けない構成が含まれる。正常判定のカウンタを設けない場合、Ｓ２５、Ｓ２７を無視してよく、異常判定のカウンタを設けない場合、Ｓ２６、Ｓ２８を無視してよい。

【0064】

図８の放電回路チェックのフローは、図７の充電回路チェックのフローと基本的に同じである。放電回路チェックにおいて異常判定部３３は、Ｓ５１で、放電スイッチＳＷｄをオンし充電スイッチＳＷｃをオフする放電操作をした状態で、Ｓ５２でＡＤ変換を行う。後述する図９の処理ではＡＤ変換後に放電スイッチＳＷｄがオフされるのに対し、図８の処理では、放電回路チェックが終了するまで放電スイッチＳＷｄがオンされた放電操作の状態が継続される。

【0065】

続いて異常判定部３３は、Ｓ５４～Ｓ５６でＡＤ変換値を上限閾値Ｖｔｈ＿Ｈと比較して放電診断を行う。ＡＤ変換値が上限閾値Ｖｔｈ＿Ｈ以下であり、Ｓ５４でＹＥＳと判断されたとき、Ｓ５５で正常カウンタがインクリメントされる。ＡＤ変換値が上限閾値Ｖｔｈ＿Ｈを超えており、Ｓ５４でＮＯと判断されたとき、Ｓ５６で異常カウンタがインクリメントされる。なお、Ｓ５４において、ＡＤ変換値が上限閾値Ｖｔｈ＿Ｈ以下であることに加え、且つ下限閾値Ｖｔｈ＿Ｌ以上である場合に正常と診断してもよい。少なくともＡＤ変換値が上限閾値Ｖｔｈ＿Ｈを超えている場合に異常と診断される点は共通である。

【0066】

１回の放電回路チェックにおいて放電診断は１回以上行われ、正常と診断された回数、又は、異常と診断された回数が所定回数に達したときに、放電回路チェックの正常又は異常が判定される。Ｓ５７では正常カウンタが正常診断回数閾値Ｎ＿ＯＫに達したか判断され、ＮＯの場合、Ｓ５２に戻り再度ＡＤ変換を行う。Ｓ５８では異常カウンタが異常診断回数閾値Ｎ＿ＮＧに達したか判断され、ＮＯの場合、Ｓ５２に戻り再度ＡＤ変換を行う。このとき放電操作の状態が継続しており、「放電操作をした状態で再度ＡＤ変換を行う」という処理が実行されている。なお、放電回路チェックの診断回数閾値は、充電回路チェックの診断回数閾値とは異なってもよい。

【0067】

Ｓ５７でＹＥＳの場合、Ｓ５９で放電回路チェックの結果が正常と判定される。Ｓ５８でＹＥＳの場合、Ｓ６０で放電回路チェックの結果が異常と判定される。図７と同様に、図８のフローチャートには、正常判定又は異常判定の一方又は両方にカウンタを設けない構成が含まれる。正常判定のカウンタを設けない場合、Ｓ５５、Ｓ５７を無視してよく、異常判定のカウンタを設けない場合、Ｓ５６、Ｓ５８を無視してよい。

【0068】

ここで、図６のＮｏ．５に対応する充放電回路同時チェックについて補足する。充放電回路同時チェックとは、充電スイッチＳＷｃもしくは充電経路Ｐｃの異常、及び、放電スイッチＳＷｄもしくは放電経路Ｐｄの異常を同時に診断するチェックである。異常判定部３３は、充放電回路同時チェックにおいて、「充放電同時診断」を１回以上行う。充放電同時診断では、充電スイッチＳＷｃ及び放電スイッチＳＷｄを共にオンした状態でＡＤ変換を行い、そのＡＤ変換値が規定範囲内にあるとき、充放電回路４２が正常と診断し、そのＡＤ変換値が規定範囲外にあるとき、充放電回路４２が異常と診断する。この規定範囲は、式（３）の分圧値Ｖｃ－ｄに対して誤差範囲を含めた範囲に設定される。

【0069】

次に図９に、充電スイッチＳＷｃ及び放電スイッチＳＷｄの操作がＡＤ変換と連動する場合のフローチャートを記す。図９では、充電回路チェックと放電回路チェックとを共通のフローで示し、内容が異なるステップについては各チェックの内容を併記する。図７、図８と異なる点として、Ｓ２２、Ｓ５２のＡＤ変換の後、充電スイッチＳＷｃをオフするＳ２３、又は、放電スイッチＳＷｄをオフするＳ５３のステップが追加される。また、Ｓ２７、Ｓ５７でＮＯと判断された場合、及び、Ｓ２８、Ｓ５８でＮＯと判断された場合、Ｓ２１、Ｓ５１の前に戻り、充電操作又は放電操作が再度実施される。なお、図９による充電回路チェック又は放電回路チェックの処理も、それぞれ、図１０～図１２のフローチャートにおける定義済み処理Ｓ２０及びＳ５０の一例として扱われる。

【0070】

マイコンによっては、ＡＤ変換のタイミングでしか充電スイッチＳＷｃ又は放電スイッチＳＷｄをオンすることができないものがある。その場合、充電操作又は放電操作は１回のＡＤ変換に対応する短い時間でしか行われないため、サンプリング用コンデンサＣｓｈの充放電がされるのに十分な時間が足りない可能性がある。そのため、実際に故障していなければ、最初に異常と診断されたとしても、充電操作又は放電操作を繰り返した状態でのＡＤ変換値を診断し直すことで、充放電が十分なレベルに達したときから正常と診断されるようになる。したがって、充放電が十分なレベルに達すると想定される充電操作又は放電操作の回数よりも多い回数に異常診断回数閾値Ｎ＿ＮＧを設定することで、正常であるのに異常と判定する誤判定を防止することができる。

【0071】

次に図１０を参照し、充電回路チェック及び放電回路チェックを組み合わせた異常判定処理について説明する。フローチャート中、Ｓ２０の充電回路チェックは図７又は図９に示され、Ｓ５０の放電回路チェックは図８又は図９に示される。図１０では充電回路チェックに引き続き放電回路チェックを行う処理を示す。ただし順番を逆にし、放電回路チェックに引き続き充電回路チェックを行う処理としてもよい。

【0072】

図１０のＳ１０では、Ｓ２０の充電回路チェックに先立って、放電スイッチＳＷｄをオンとし充電スイッチＳＷｃをオフとした状態でサンプリング用コンデンサＣｓｈの放電を待つ放電操作が実施される。Ｓ２０の後のＳ３１では、充電回路チェックの結果が正常であるか判断される。Ｓ３１でＹＥＳの場合、Ｓ４０に移行し、Ｓ３１でＮＯの場合、Ｓ３３で、あらためて充電回路チェックの結果が異常と判定される。

【0073】

Ｓ４０では、Ｓ５０の放電回路チェックに先立って、充電スイッチＳＷｃをオンとし放電スイッチＳＷｄをオフとした状態でサンプリング用コンデンサＣｓｈの充電を待つ充電操作が実施される。Ｓ５０の後のＳ６１では、放電回路チェックの結果が正常であるか判断される。Ｓ６１でＮＯ場合、Ｓ６３で、あらためて放電回路チェックの結果が異常と判定される。Ｓ６１でＹＥＳの場合、Ｓ６４で総合チェック結果が正常と判定される。

【0074】

図１０に破線で示したＳ１０又はＳ４０の一方又は両方のステップは省略可能な場合がある。例えばマイコン２０１の初期特性として、充電回路チェックの実施時にサンプリング用コンデンサＣｓｈは十分に低い電位から充電されることがわかっている場合がある。そのような場合には、充電回路チェック前の放電操作（すなわちＳ１０）を省略してもよい。また、充電回路チェックに引き続き放電回路チェックを行う処理の場合、充電回路チェック中にサンプリング用コンデンサＣｓｈへの充電が完了しているため、充電回路チェック終了後、あらためて充電操作（すなわちＳ４０）を行うことなく、放電回路チェックを適切に実施することができる。

【0075】

次に図１１、図１２を参照し、充電回路チェック又は放電回路チェックで異常と仮判定された場合にチェックを繰り返した後、最終的な判定を行う処理について説明する。この説明では、最終的な異常判定について「判定」を用い、それ以前のチェックでの異常判定については「仮判定」を用いる。なお、正常判定についてはやり直しをしないため、「仮判定」の用語は用いない。

【0076】

ここで、１回の充電回路チェック又は放電回路チェックにおいて充電診断又は放電診断を繰り返す処理と、１回以上の充電診断又は放電診断を含む充電回路チェック又は放電回路チェックを繰り返す処理とは、動作的には類似するが、目的とする意味合いが異なる。例えば図９を参照して説明したように、充放電スイッチＳＷｃ、ＳＷｄの操作とＡＤ変換とが連動する場合、１回の充放電操作の時間が足りないため、診断を繰り返して十分なレベルにまで充放電することで誤判定を防止する目的がある。一方、充放電回路チェックを繰り返す場合、ＡＤ変換回路４５の動作をリセットすることで、誤ったＡＤ変換値に基づく誤ったチェックの影響を解消し、正しいチェックをし直すことを目的とする。

【0077】

図１１に示す処理では、異常と仮判定された充電回路チェック又は放電回路チェックを個別に繰り返す。Ｓ２０の充電回路チェックの後、Ｓ３１では、充電回路チェックで正常と判定されたか判断される。Ｓ３１でＹＥＳの場合、Ｓ５０の放電回路チェックに移行する。Ｓ３１でＮＯ、すなわち充電回路チェックで異常と仮判定された場合、Ｓ３２で、異常と仮判定された回数が異常判定回数閾値ＮＪ＿ＮＧｃに達したか判断される。なお、以下の各異常判定回数閾値は１以上の整数に設定される。Ｓ３２でＮＯの場合、Ｓ２０に戻り再度充電回路チェックを行う。Ｓ３２でＹＥＳの場合、Ｓ３３で充電回路チェック結果が異常と判定される。

【0078】

Ｓ５０の放電回路チェックの後、Ｓ６１では、放電回路チェックで正常と判定されたか判断される。Ｓ６１でＮＯ、すなわち放電回路チェックで異常と仮判定された場合、Ｓ６２で、異常と仮判定された回数が異常判定回数閾値ＮＪ＿ＮＧｄに達したか判断される。なお、放電回路チェックの異常判定回数閾値ＮＪ＿ＮＧｄは、充電回路チェックの異常判定回数閾値ＮＪ＿ＮＧｃとは異なってもよい。Ｓ６２でＮＯの場合、Ｓ５０に戻り再度放電回路チェックを行う。Ｓ６２でＹＥＳの場合、Ｓ６３で放電回路チェック結果が異常と判定される。Ｓ６１でＹＥＳの場合、Ｓ６４で総合チェック結果が正常と判定される。

【0079】

図１２に示す処理では、充電回路チェック又は放電回路チェックの少なくとも一方で異常と仮判定された場合、一連のチェックを繰り返す。Ｓ２０の充電回路チェックに引き続きＳ５０の放電回路チェックが行われた後、Ｓ７１では、充電回路チェック及び放電回路チェックでいずれも正常と判定されたか判断される。Ｓ７１でＮＯの場合、Ｓ７２で、少なくとも一方のチェックで異常と仮判定された回数が異常判定回数閾値ＮＪ＿ＮＧｓに達したか判断される。なお、この異常判定回数閾値ＮＪ＿ＮＧｓは、図１１の異常判定回数閾値ＮＪ＿ＮＧｃ、ＮＪ＿ＮＧｄとは異なってもよい。Ｓ７２でＮＯの場合、Ｓ２０に戻り、再度、充電回路チェック及び放電回路チェックを行う。Ｓ７２でＹＥＳの場合、Ｓ７３で総合チェック結果が異常と判定される。Ｓ７１でＹＥＳの場合、Ｓ７４で総合チェック結果が正常と判定される。

【0080】

さらに、これらの異常判定処理は、各信号入力端子Ｔｉｎ１、Ｔｉｎ２・・・ＴｉｎＮに対応する充放電回路４２１、４２２・・・４２Ｎ毎に実施してもよいし、全ての充放電回路４２１、４２２・・・４２Ｎに対し一斉に充電操作又は放電操作を行ってから一斉にチェックしてもよい。或いは、特定の信号入力端子に対応する充放電回路について充電操作及び充電回路チェックを行い、その他の信号入力端子に対応する充放電回路について放電操作及び放電回路チェックを行う構成としてもよい。

【0081】

次に図１３を参照し、複数の充放電回路４２１、４２２・・・４２Ｎのうちいずれか一つ以上が異常と判定された場合の制御演算部３１による処理について説明する。Ｓ８１では、充放電回路チェック結果が正常であるか判断される。チェック結果が正常でありＳ８１でＹＥＳと判断された場合、Ｓ８２で通常制御が実行される。チェック結果が異常でありＳ８１でＮＯと判断された場合、Ｓ８３で異常時処置が実行される。

【0082】

異常時処置において制御演算部３１は、異常と判断された充放電回路４２に対応するＡＤ変換値の使用を停止し、正常と判断された充放電回路４２に対応するＡＤ変換値のみを用いて制御演算を実行する。また、制御演算の実行中、端子異常判定部３２は、正常と判断された充放電回路４２に対応する信号入力端子Ｔｉｎについて、特許文献１による端子異常の検出を適切に実施することができる。

【0083】

（第２実施形態）
第２実施形態について、図１４、図１５を参照して説明する。図１４に示すように、第２実施形態のＥＣＵ１０２は、ＡＤ変換器４０２において各入力信号経路４１１、４１２・・・４１Ｎの信号入力端子Ｔｉｎ１、Ｔｉｎ２・・・ＴｉｎＮと第２接続点Ｊ２との間に入力遮断スイッチＳＷｉｎ１、ＳＷｉｎ２・・・ＳＷｉｎＮが設けられる。入力遮断スイッチＳＷｉｎは、第２接続点Ｊ２よりも信号入力端子Ｔｉｎ側で入力信号経路４１を遮断可能である。

【0084】

第２実施形態により充電回路チェック及び放電回路チェックを組み合わせた異常判定処理を行う場合のフローチャートを図１５に示す。図１５の処理は、図１０の処理の最初に、入力遮断スイッチＳＷｉｎをオフするＳ０１が追加され、処理の最後にＳＷｉｎをオンするＳ７９が追加される。

【0085】

異常判定部３３は、制御用のＡＤ変換を行うタイミングとは異なるタイミングで（例えば制御開始前に）、入力遮断スイッチＳＷｉｎを遮断し、入力回路１５の電圧Ｖｉｎの影響を受けずに充放電回路４２のチェックを行うことができる。また、チェック終了後に入力遮断スイッチＳＷｉｎを接続することで、ＥＣＵ１０２は、制御開始後、入力回路１５（例えば電動パワーステアリングシステム９０の電流検出回路）から入力信号を取得し、通常制御の制御演算を行うことができる。

【0086】

（第３実施形態）
第３実施形態について、図１６を参照して説明する。第３実施形態のＥＣＵ１０３は、マイコン２０３のＡＤ変換器４０３に診断回路４８及び診断結果格納レジスタ４９を備える。ＡＤ変換回路４５にてＡＤ変換されたＡＤ変換値は、ＡＤ変換結果格納レジスタ４６からバス２９を介してＣＰＵ３０１の制御演算部３１に取得されると共に、ＡＤ変換器４０３の内部で診断回路４８に取得される。診断回路４８は、ＡＤ変換値を充放電診断における上下限閾値と比較し、その結果を診断結果格納レジスタ４９に格納する。すなわち、診断回路４８は、ＡＤ変換値と閾値との大小関係を判断する機能のみを有する。

【0087】

診断結果格納レジスタ４９に格納された診断結果は、バス２９を介して異常判定部３３に通知され、必要に応じて正常診断又は異常診断の回数がカウントされた上で充放電回路４２の正常又は異常が判定される。この構成は、第１、第２実施形態に対し、「異常判定部」の機能の一部を診断回路４８が代行するものと考えられる。或いは、ＡＤ変換器４０３の診断回路４８とＣＰＵ３０１の異常判定部３３とが協働して「異常判定部」の機能を発揮すると考えてもよい。この構成でも第１、第２実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0088】

（その他の実施形態）
（ａ）特許文献１と同様に、ＡＤ変換器４０に入力される入力信号ＡＮの数、すなわち信号入力端子Ｔｉｎの数は、複数でなく一つでもよい。

【0089】

（ｂ）本発明の信号制御装置が適用される電動パワーステアリングシステムは、インバータにより三相交流ブラシレスモータを駆動するものに限らず、Ｈブリッジ回路によりＤＣモータを駆動するものでもよい。また、本発明の信号制御装置は、電動パワーステアリングシステムの他、入力信号をＡＤ変換して制御演算を行うどのような装置に適用されてもよい。

【0090】

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0091】

１０（１０１、１０２、１０３）・・・ＥＣＵ（信号制御装置）、
１５・・・入力回路、
３３・・・（充放電回路）異常判定部、
４０（４０１、４０２、４０３）・・・ＡＤ変換器、
４１・・・入力信号経路、
４２・・・充放電回路、
４５・・・ＡＤ変換回路、
４７・・・スイッチ制御回路、
４８・・・診断回路（異常判定部）、
Ｊ１・・・第１接続点、 Ｊ２・・・第２接続点、
Ｓｗｃ・・・充電スイッチ、 Ｓｗｄ・・・放電スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】