JPS623346A - フエイルセ−フ回路付き制御装置 - 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】 〔概　要〕 マイクロコンピュータ動作モード（マイクロコンピュー
タからの制御信号により被制御機器を制御するモード）
とフェイルセーフ回路動作モード（フェイルセーフ回路
からの制御信号により被制御機器を制御するモード）と
の切換えをマイクロコンピュータから出力される制御信
号或いはフェイルセーフ回路から出力される制御信号に
同期して行なうことにより、モード切換時に生じ易い制
御の不安定さをなくすものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明はマイクロコンピュータに異常が発生した場合、
マイクロコンピュータの代りに機器の制御を行なうフェ
イルセーフ回路を備えた制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、マイクロコンピュータは種々の分野で使用されて
おり、例えばカーエレクトロニクスの分野でも盛んに利
用されるようになってきている。

ところで、カーエレクトロニクスの分野に於いては、燃
料噴射制御９点火時期制御等にマイクロコンピュータを
使用しているため、マイクロコンピュータに異常（プロ
グラム暴走等）が発生すると事故につながる惧れがある
。このようなことを防止するため、マイクロコンピュー
タの異常時に、般的に行なわれている。

第３図はフェイルセーフ回路を備えた従来の点火タイミ
ング制御装置の一例を示すブロック線図であり、３１は
中央演算装置、メモリ、インターフェイス等からなるマ
イクロコンピュータ、３２はエンジンのインテークマニ
ホールド圧を検出する圧力センサ、３３はクランク軸が
所定角度回転する毎に回転角位置信号を出力するクラン
ク角センサ、３４はマイクロコンピュータ３１の異常を
検出する異常検出回路、３５はフェイルセーフ回路、３
６はマルチプレクサ等からなる切換回路、３７はバッフ
ァ、３８は出力端子である。また、第４図（Ａ）〜（Ｅ
）は第３図の動作説明図である。

マイクロコンピュータ３１はその動作が正常である場合
は、圧力センサ３２の検出結果等に基づいて点火進角を
決定し、この点火進角とクランク角センサ３３からの回
転角位置信号とに基づいて点火制御信号Ｃを作成、出力
すると共に、一定周期Ｔのボンピング信号ａを出力する
ものである。また、異常検出回路３４はマイクロコンピ
ュータ３１から加　　　　　　　７゜えられるボンピン
グ信号ａの周期がＴであるか否　　　　　　八かに基づ
いて、マイクロコンピュータ３１の動作が　　　　　　
　１・′： 正常であるか否かを判断し、正常であると判断し　　　
　　　　。

′、 た場合はその出力信号すを“Ｏ”とし、異常であ　　　
　　　、すると判断した場合はその出力信号すを“１”
とするものである。また、フェイルセーフ回路３５は予
め定められている基本点火進角とクランク角センサ３３
からの回転角位置とに基づいて、マイクロコンピュータ
３１に異常が生じた場合の最低限の点火動作を保障する
ための点火制御信号ｄを作成、出力するものである。ま
た、切換回路３６は異常検出回路３４の出力信号すが０
”の場合は、マイクロコンピュータ３１からの点火制御
信号Ｃを出力し、信号すが１”の場合は、フェイルセー
フ回路３５からの点火制御信号を出力するものである。

今、例えば時刻ｔ１に於いてマイクロコンピュータ３１
に異常が発生し、時刻Ｌ３に於いてその動作が正常に戻
ったとすると、マイクロコンピュータ３１から出力され
るボンピング信号ａは第４図（Ａ）に示すものとなる。

異常検出回路３４は同図（Ｂ）に示すように、ボンピン
グ信号ａの周期が所定周期Ｔでなくなったことを検出す
ると（時刻ｔ２）、その出力信号すを“１”とし、ボン
ピング信号ａの周期が所定周期Ｔに戻ったことを検出す
ると（時刻ｔ４）、その出力信号すを“Ｏ”とする。従
って、異常検出回路３４でマイクロコンピュータ３１の
動作が正常であると判断している時刻ｔ２以前及び時刻
ｔ４以後に於いてはマイクロコンピュータ３１からの点
火制御信号Ｃが切換回路３６．バッファＭを介して図示
を省略した点火装置に加えられ、点火装置はマイクロコ
ンピュータ３１か、らの点火制御信　　　　　　　４、
号Ｃに従った点火制御を行なうこととなり（マイクロコ
ンビエータ動作モードと称す）、また異常検出回路３４
でマイクロコンピュータ３１の動作が異常であると判断
している時刻ｔ２〜時刻ｔ４に於いてはフェイルセーフ
３５からの点火制御信号ｄが切換回路３６．バッファ３
７を介して点火装置に加えられ、点火装置はフェイルセ
ーフ回路３５からの点火制御信号ｄに従った点火制御を
行なうことになる（フェイルセーフ回路動作モードと称
す）。即ち、マイクロコンピュータ３１に異常がある場
合は、フェイルセーフ回路３５からの点火制御信号ｄが
切換回路３６．バッファ３７．出力端子３８を介して点
火装置に供給され、マイクロコンピュータ３１に異常か
ある場合に於いても最低限の点火動作が保障されること
になる。

しかし、上述した従来例は、異常検出回路３４でマイク
ロコンピュータ３１に異常が発生したことを検出したタ
イミング及び異常検出回路３４でマイクロコンピュータ
３１が正常に戻ったことを検出したタイミングで切換回
路３６の切換を行なっていたため、次のような問題があ
った。

今、例えば、異常検出回路３４の出力信号すが第４図（
Ｂ）に示すように変化し、また、マイクロコンピュータ
３１及びフェイルセーフ回路３５から出力される点火制
御信号ｃ、　　ｄがそれぞれ同図（Ｃ）、（Ｄ）に示す
ものであるとすると、切換回路３６を介して点火装置に
供°給される点火制御信号ｅは同図（Ｅ）に示すものと
なる。従って、点火制御信号ｅの立下りで点火が行なわ
れるとすると、フェイルセーフ回路動作モードからマイ
クロコンピュータ動作モードへの移行時、時刻ｔ４に於
いて点火が行なわれることとなる。この点火タイミング
は同図（Ｄ）、　　（Ｅ）を比較して判るように、フェ
イルセーフ回路動作モードに於ける点火タイミングとは
異なるものである。従って、時刻ｔ４に於いて点火を行
なったとすると、エンジンストール等の不都合が生じる
ことがある。また、点火制御信号ｅの立上りに於いて点
火が行なわれるとすると、マイクロコンピュータ動作モ
ードからフェイルセーフ回路動作モードへの移行時、時
刻ｔ２に於いて点火が行なわれることになり、この場合
に於いても前述したと同様な不都合が生じる慣れがある
問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前述の如き問題点を解決したものであり、その
目的はマイクロコンピュータ動作モードからフェイルセ
ーフ回路動作モードへの移行時及びフェイルセーフ回路
動作モードからマイクロコンピュータ動作モードへの移
行時の制御の安定化を図ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の如き問題点を解決するため、被制御機器
に対する制御信号を出力するマイクロコンピュータと、
前記被制御機器の最低限の動作を保障する制御信号を出
力するフェイルセーフ回路と、前記マイクロコンピュー
タに異常が発生したか否かを判断する判断手段と、該判
断手段の判断結果に基づいて前記マイクロコンピュータ
から出力される制御信号或いは前記フェイルセーフ回路
から出力される制御信号の内の何れか一方を前記被制御
機器に供給する切換手段とを備えたフェイルセーフ回路
付き制御装置に於いて、前記切換手段を前記判断手段の
判断結果と前記マイクロコンピュータから出力される制
御信号と前記フェイルセーフ回路から出力される制御信
号とに基づいて、前記マイクロコンピュータから出力さ
れる制御信号或いは前記フェイルセーフ回路から出力さ
れる制御信号に同期して、前記マイクロコンピュータか
らの制御信号と前記フェイルセーフ回路からの制御信号
との切換を行なうように構成したものである。

〔作　用〕

マイクロコンピュータ動作モードからフェイルセーフ回
路動作モードへの移行或いはフェイルセーフ回路動作モ
ードからマイクロコンピュータ動作モードへの移行がマ
イクロコンピュータから出力される制御信号或いはフェ
イルセーフ回路から出力される制御信号マイクロコンピ
ュータから出力される制御信号に同期して行なわれるも
のであるから、モード切換時の制御の不安定さをなくす
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例のブロック線図であり、点火タ
イミング制御装置に本発明を通用した場合についてのも
のである。同図に於いて、１はマイクロコンピュータ、
２はエンジンのインテークマニホールド圧を検出する圧
力センサ、３はクランク軸が所定角度回転する毎に回転
角位置信号を出力するクランク角センサ、４は異常検出
回路、５はフェイルセーフ回路、６は切換回路、７はバ
ソファ、８は出力端子、ＦＦｌ−ＦＦ３はフリップフロ
ップ、ＩＮはインパーク、ＡＮＤＩ、　ＡＮＤ２はアン
ドゲート、ＯＲはオアゲートである。尚、フリップフロ
ップＦＦｉ〜ＦＦ３はクロック端子ＣＬＫに加えられる
信号の立上りに於いてＤ端子入力をラッチ、出力するも
のである。また、フリップフロップＦＦ３はリセット端
子Ｒに加えられる信号の立下りに於いてリセットされ、
そのＱ端子出力ｌをＯ“とするものである。

また、第２図（Ａ）〜（Ｈ）は第１図の動作説明図であ
り、以下同図（Ａ）〜（Ｈ）を参照して第１図の動作を
説明する。

マイクロコンピュータ１はその動作が正常である場合は
、圧力センサ２の検出結果に基づいて点火進角を決定し
、この点火進角とクランク角センサ３からの回転角位置
信号とに基づいて点火制御信号りを作成、出力すると共
に、所定周期Ｔのポンピング信号ｆを出力するものであ
る。また、異常検出回路４はマイクロコンピュータ１か
らのポンピング信号ｆの周期がＴであるか否かに基づい
て、マイクロコンピュータ１の動作が正常であるか否か
を判断し、正常であると判断した場合は、その出力信号
ｇを“０”とし、異常であると判断した場合はその出力
信号ｇを“１”とするものである。また、フェイルセー
フ回路５は予め定められている基本点火進角とクランク
角センサ３からの回転角位置信号とに基づいて、マイク
ロコンピュータ１に異常が生じた場合の最低限の点火動
作を保障するための点火制御信号ｉを作成、出力するも
のである。また、切換回路６はフリップフロップＦＦ３
の出力信号ｌが“Ｏ”の場合はマイクロコンピュータ１
からの点火制御信号りをバッファ７に加え、信号Ｅが１
′の場合はフェイルセーフ回路５からの点火制御信号ｉ
をバッファ７に加えるものである。

今、例えば時刻ｔ１に於いてマイクロコンピュータ１に
異常が発生し、時刻ｔ４に於いてマイクロコンピュータ
１の動作が正常に戻ったとすると、マイクロコンピュー
タ１から出力されるポンピング信号ｆは第２図（Ａ　）
％すものとなり、異常検出回路４の出力信号ｇは同図（
Ｂ、）に示すものとなる。ここで、フリップフロップＦ
ＦＩは前述したように、クロック端子ＣＬＫに加えられ
る信号の立上りに於いてＤ端子入力をラッチ、出力する
ものであり、フェイルセーフ回路５からの同図（Ｃ）に
示す点火制御信号ｉがクロック端子ＣＬＫに加えられ、
異常検出回路４からの同図（Ｂ）に示す信号ｇがＤ端子
に加えられているものであるから、その出力信号には同
図（Ｆ）に示すように、時刻ｔ３に於いて′１”となり
、時刻ｔ８に於いて“０”となる。

そして、時刻ｔ３に於いてフリップフロップＦＰＩの出
力信号ｋが立ち上がると、フリップフロップＦＰ３の出
力信号ｌが同図（Ｇ）に示すように時刻Ｌ３に於いて“
１”となり、切換回路６内のアンドゲート八ＭＤＩがオ
フ状態、アンドゲートへＮＤ２力くオン状態となる。こ
れにより、フェイルセーフ回路５から出力される点火制
御信号ｉが切換回路６．バッファ７、出力端子８を介し
て図示を省略して点火装置に供給されることになる。而
、時刻ｔ３以前に於いてはフリップフロップＦＦ３の出
力信号ｌが“０”であり、アンドゲートＡＮＤＩがオン
状態、アンドゲートＡＮＤ２がオフ状態であるから、マ
イクロコンピュータ−からの点火制御信号りが切換回路
６、バフファ７．出力端子８を介して点火装置に供給さ
れることになる。このように、本実施例では、マイクロ
コンピュータ動作モードからフェイルセーフ回路動作モ
ードへの移行は、フェイルセーフ回路５から出力される
点火制御信号ｉの立上　　　　　　−；（・影 りに於いて、即ち点火制御信号ｉに同期して行な　　　
　　　、ｉｉ’１ われることになる。　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　゛・・、５１ １、。

また、マイクロコンピュータ−からの点火制御　　　　
　　、。

信号ｆがクロック端子ＣＬＫに加えられ、異常検出　　
　　　　゛パ回路４の出力信号ｇがＤ端子に加えられて
いるフリップフロップＰＰ２は、前述したようにクロッ
ク端子ＣＬＫに加えられる信号の立上りに於いて、Ｄ　
　　　　　　；、Ｈ，：端子入力をラッチ、出力するの
であるから、その　　　　　　　′； 出力信号ｊは同図（Ｅ）に示すように、時刻ｔ５に　　
　　　　　、、。

於いて”１”となり、時刻ｔ７に於いて０”となる。従
って、リセット端子Ｒに加えられる信号の　　　　　　
　□；立下りに於いてリセットされるフリップフロップ
ＦＰ３の出力信号ｌは同図（Ｇ）に示すように、時刻ｔ
７に於いて０″となる。従って、時刻ｔ７に於いて切換
回路６内のアンドゲートＡＮＤＩがオン状態。

アンドゲートＡＮＤ２がオフ状態となり、マイクロコン
ピュータ１からの点火制御信号りが切換回路６゜バッフ
ァ７、出力端子８を介して点火装置に供給される。この
ように、本実施例ではフェイルセーフ回路動作モードか
らマイクロコンピュータ動作モードへの移行は、マイク
ロコンピュータ１からる。

このように、本実施例は、マイクロコンピュータ動作モ
ードからフェイルセーフ回路動作モードへの移行をフェ
イルセーフ回路５から出力される点火制御信号ｉに同期
して行ない、フェイルセーフ回路動作モードからマイク
ロコンピュータ動作％−Ｆ’への移行をマイクロコンピ
ュータｌから出力される点火制御信号りに同期して行な
うものであるから、切換回路６から出力される点火制御
信号ｍは第２図（Ｈ）に示すように、モード切換時に於
いても、マイクロコンピュータ１から出力される点火制
御信号り或いはフェイルセーフ回路５から出力される点
火制御信号ｌと同一タイミングのものとなる。従って、
本実施例によれば、モード切換時に、従来例のように制
御が不安定になることはない。

尚、上述した実施例は本発明を点火タイミング制御装置
に通用した場合について説明したが、これに限られるも
のではなく、マイクロコンピュータとフェイルセーフ回
路とを備えた装置であれば、その種類の如何に拘わらず
通用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、被制御機器（実施例に於
いては点火装置）に対する制御信号を出力するマイクロ
コンピュータと、前記被制御機器の最低限の動作を保障
する制御信号を出力するフェイルセーフ回路と、前記マ
イクロコンピュータに異常が発生したか否かを判断する
判断手段（実施例に於いては異常検出装置４）と、該判
断手段の判断結果に基づいて前記マイクロコンピュータ
から出力される制御信号或いは前記フェイルセーフ回路
から出力される制御信号の内の何れか一方を前記被制御
機器に供給する切換手段（実施例に於いては切換回路６
）とを備えたフェイルセーフ回路付き制御装置に於いて
、前記切換手段を前記判断手段の判断結果と前記マイク
ロコンピュータから出力される制御信号と前記フェイル
セーフ回路から出力される制御信号とに基づいて、前記
マイクロコンピュータから出力される制御信号或いは前
記フェイルセーフ回路から出力される制御信号に同期し
て、前記マイクロコンピュータからの制御信号と前記フ
ェイルセーフ回路からの制御信号との切換を行なうよう
に構成したものであるから、モード切換時に生じやすか
った制御の不安定さをなくすことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の時のブロック線図、第２図は第１図の
動作説明図、第３図は従来例のブロック線図、第４図は
第３図の動作説明図である９１．３１はマイクロコンピ
ュータ、２，３２は圧力センサ、３，３３はクランク角
センサ、４．３４は暎市検出回路、５，３５はフェイル
セーフ回路、６゜３６は切換回路、７．３７はバッファ
、８．３８は出力端子、ＦＰＩ〜ＦＰ３はフリップフロ
ップ、ＩＮはインバータ、ＡＮＤＩ　、　ＡＮＤ２はア
ンドゲート、ＯＲはオアゲートである。 特許出願人　富士通テン株式会社 代理人弁理士玉蟲久五部（外１名） 従来例のブロック線図 第　３　図 第３図の動作説明図 第４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　被制御機器に対する制御信号を出力するマイクロコン
   ピュータと、 前記被制御機器の最低限の動作を保障する制御信号を出
   力するフェイルセーフ回路と、 前記マイクロコンピュータに異常が発生したか否かを判
   断する判断手段と、 該判断手段の判断結果に基づいて前記マイクロコンピュ
   ータから出力される制御信号或いは前記フェイルセーフ
   回路から出力される制御信号の内の何れか一方を前記被
   制御機器に供給する切換手段とを備えたフェイルセーフ
   回路付き制御装置に於いて、 前記切換手段は前記判断手段の判断結果と前記マイクロ
   コンピュータから出力される制御信号と前記フェイルセ
   ーフ回路から出力される制御信号とに基づいて、前記マ
   イクロコンピュータから出力される制御信号或いは前記
   フェイルセーフ回路から出力される制御信号に同期して
   、前記マイクロコンピュータからの制御信号と前記フェ
   イルセーフ回路からの制御信号との切換えを行なうこと
   を特徴とするフェイルセーフ回路付き制御装置。