CN102385322B - 电子控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子控制装置。在电子控制装置(1)中，在从调节器(4)供应的电源电压(VOM)开始下降时，微型计算机(3)停止其操作。在低电压检测电路(10)检测到所述电源电压(VOM)的下降时，所述微型计算机(3)立即复位并且允许通信开始检测电路(6)输出通信开始信号。也可以将微型计算机(3)维持在等待状态直到进行到睡眠模式，并且在所述等待状态的时段中上电开始信号改变到有效时进行到正常操作模式。

Description

电子控制装置

技术领域

本发明涉及电子控制装置，该电子控制装置包括用于对控制对象设备进行电控制的电子控制电路以及用于生成供应到所述控制电路的电源的电源电路。

背景技术

专利文献1公开一种车辆控制装置，该车辆控制装置包括用于车内通信的微型计算机(电子控制电路)以及用于向微型计算机供应电源的电源IC。

根据专利文献1，如由图11的流程图所示，在例如通过关断车辆的点火开关而满足睡眠条件(步骤S2：是)时，按照以下方式执行从正常控制状况切断系统(切断到微型计算机的电源供应)(步骤S1)。

在例如采用CAN作为车内LAN的情况下，在完成准备(CAN-唤醒允许，步骤S3)之后执行切断处理(步骤S4)以使得在向通信总线传输主(dominant)信号时微型计算机可唤醒并且响应性地开始通信。在电源IC切断供应到微型计算机的电源电压VOM时，电源电压VOM下降。在微型计算机复位(低-有效)时(步骤S5：是)，微型计算机将其状态改变到睡眠状态(步骤S6)并且停止其操作。

(专利文献1)JP 4032955对应于US 2004/0122565

然而，根据专利文献1的切断序列(sequence)，微型计算机在向电源IC输出切断命令之后重复步骤S5的无限循环。因而微型计算机等待复位。当在这一状况下如图8所示，任意一个主机向用于车内通信的通信总线传输主信号时(参照(c))，系统开始唤醒序列。由电源IC供应的电源电压VOM再次上升(参照(a))，但是微型计算机维持在相同的状况下(参照(d))，其中微型计算机重复无限循环并且等待复位。即，微型计算机在复位等待状态下维持死锁，等待复位信号变为低。

在例如用于控制车辆的齿轮传动的电子控制单元(ECU)的情况下，提供说明书(specification)以使得在车门打开或者驾驶员坐在驾驶员座椅上时在车辆中的仪器面板上显示此时传动中的齿轮位置。根据该说明书，在驾驶员关断点火开关之后打开车门下车时向通信总线传输主信号。结果，产生死锁状态。为了解决该问题，例如如图13所示，提出了监视在微型计算机在步骤S5中等待复位(否)的时段期间是否向通信总线传输了主信号(CAN Rx＝H)(步骤S7)。

然而，所提供的使得可与CAN一起操作的通信驱动器IC可以检测该主信号的阈值(例如大约2V)不同于所提供的使得微型计算机能够识别Rx信号的高电平阈值(例如3.SV)，该Rx信号是通信驱动器IC的输出信号。因而可能由于主信号和Rx信号的检测时序的差异而无法正常地执行唤醒序列。此外，每一个检测是在供应到微型计算机的电源电压波动的时段中执行的，检测时序的差异变得更大。结果，主信号和Rx信号的检测和识别之间可能变得不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子控制装置，其保护控制电路在执行切断(shutoff)处理中避免死锁。

根据本发明，一种电子控制装置包括用于对控制对象设备进行控制的控制电路；用于转换施加到其的信号，以用于通过通信总线在所述控制电路和外部装置之间进行通信的通信驱动器；用于检查所述通信是否已通过所述通信总线开始的检查电路；用于锁存从所述检查电路输出的通信开始信号的锁存电路；用于生成电源电压的电源电路，所述电源电压根据从所述控制电路输出的控制信号或者通过所述锁存电路施加的所述通信开始信号供应到所述控制电路；以及用于检测所述电源电压下降到低于预定阈值电平的低电压检测电路。

在一个方面，通过从所述低电压检测电路输出的低电压检测信号，复位所述控制电路并且允许所述检查电路输出所述通信开始信号。

在另一方面，在施加上电开始信号的状况下满足从正常操作模式改变到睡眠模式的条件时，所述控制电路将施加到所述电源电路的所述控制信号改变为无效，然后所述控制电路由所述低电压检测电路的所述低电压检测信号复位以维持在等待状态直到进行到所述睡眠模式，并且在所述等待状态的时段中所述上电开始信号改变到有效时，所述控制电路进行到所述正常操作模式。

附图说明

通过以下参照附图进行的详细描述，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是示出根据本发明第一实施例的电子控制装置的功能方框图；

图2是示出第一实施例中微型计算机的处理的流程图；

图3是示出第一实施例中点火信号IG-SW表明关(OFF)的情况的时间图；

图4是示出第一实施例中点火信号IG-SW表明关的另一情况的时间图；

图5是示出第一实施例中微型计算机的操作状态的时间图；

图6是示出根据本发明第二实施例的电子控制装置的功能方框图；

图7是示出根据本发明第三实施例的电子控制装置的功能方框图；

图8是示出第三实施例中微型计算机的处理的流程图；

图9是示出第三实施例中点火信号IG-SW表明关的情况的时间图；

图10是示出根据本发明第四实施例的电子控制装置的功能方框图；

图11是示出根据现有技术的微型计算机的处理的流程图(部分1)；

图12是示出现有技术中点火信号IG-SW表明关的情况的时间图；以及

图13是示出根据现有技术的微型计算机的处理的流程图(部分2)。

具体实施方式

(第一实施例)

以下将参照图1到图5描述第一实施例。图1是示出例如配置作为安装在车辆中的电子控制单元(ECU)的电子控制装置的功能方框图。

电子控制装置1包括电源IC 2和微型计算机(电子控制电路)3。电源IC 2包括调节器(电源电压供应电路)4，该调节器供应有车辆的电池电压BATT(例如12V)。调节器4生成通过逐渐降低电池电压BATT而供应到微型计算机3的电源电压VOM(例如5V)。

电源IC 2还包括通信驱动器(和接收器)5，该通信驱动器(和接收器)5例如可与CAN(受控域网络)一起操作并且连接到通信总线线路CANH和CANL。在通信驱动器5通过通信总线线路从其它结点，诸如外部装置(ECU)接收差分信号时，通信驱动器5将所接收的数据Rx转换和传输到微型计算机3。在微型计算机3向通信驱动器5输出传输数据Tx时，通信驱动器5根据传输数据Tx向通信总线线路CANH和CANL转换和输出差分信号(主，从(recessive))。总线CANH和CANL连接到通信开始检测电路(检查电路)6。在通信开始检测电路6检测到主信号输出至总线线路CANH和CANL时，通信开始检测电路6通过锁存电路7和或门8向调节器4输出通信开始信号。

锁存电路7例如在通信开始信号的上升时刻将其输出信号改变到高电平，并且维持其信号电平状况。具有三个输入的或门8还接收车辆的点火开关(未示出)的点火信号IG-SW以及由微型计算机3输出的系统切断信号(低-有效)。将点火信号IG-SW和系统切断信号施加到或门9的输入端子并且将这些信号的或信号施加作为锁存电路7的锁存信号。点火信号IG-SW也施加到微型计算机3的输入端子。

在从或门8施加的信号处于高电平时，调节器4操作并且向微型计算机3供应电源电压VOM。在点火信号IG-SW改变到低电平时，调节器4停止其操作并且将电源电压VOM降低到0V。低电压检测电路(电压降检测电路)10连接到调节器4的输出端子(用于电源电压VOM的电源供应线路)。在电源电压VOM下降到低于预定阈值Vth(例如4.5V)时，低电压检测电路10向复位信号生成电路11输出低电压检测信号，从而表明电源电压VOM的下降。

复位信号生成电路11响应于低电压检测信号而向微型计算机3输出复位信号(低-有效)。将复位信号、点火开关信号IG-SW和系统切断信号施加到三输入或门12的输入端子。将这些信号的或信号施加作为用于通信开始检测电路6的输出允许信号。在通过或门12施加的信号处于高电平时，通信开始检测电路6向锁存电路7输出通信开始信号。电源IC 2包括看门狗定时器13。在预定时段内没有从微型计算机3施加清零信号时，看门狗定时器13溢出并且向复位信号生成电路11输出溢出信号，从而使微型计算机3复位。

将进一步参照图2到图5描述第一实施例的操作。

按照与在步骤S1和S2中类似的方式，微型计算机3在步骤S11中执行正常控制并且在步骤S12中执行检查，直到满足睡眠条件，例如直到在正常控制状况下点火信号IG-SW改变到关(低电平)。在满足睡眠条件(步骤S12：是)时，微型计算机3将系统切断信号的电平从高电平(H)改变到低电平(L)(步骤S13)并且进行到复位等待状况(步骤S14)。

此后，微型计算机3的复位信号由于随后描述的硬件侧的操作而变为有效并且从调节器4供应的电源电压VOM的电平下降。电源IC 2因而采取待机(standby)状况(步骤S15)。在微型计算机3处于复位等待状况时，其继续输出用于看门狗定时器13的看门狗清零信号WDCLR并且因而看门狗定时器13不溢出。

如图3所示，与图12相对应，在电源电压VOM(a)的电平下降并且低电压检测电路10向复位信号生成电路11输出低电压检测信号时，复位信号生成电路11响应于检测信号而向微型计算机3输出复位信号(e)。在微型计算机3复位之前，将数据DATA1输出在由(d)指示的通信总线上。然而，由于微型计算机3此时在步骤S14中处于复位等待状况，因此不接收数据DATA1。

在与向微型计算机3输出复位信号的同时，允许通信开始检测电路6输出通信开始允许信号(c)。即，在微型计算机3在图2中的步骤S14中确定为是时，再次允许CAN-唤醒。当数据DATA2输出在通信总线上时，通信开始检测电路6输出通信开始允许信号。该信号通过锁存电路7和或门8施加到调节器4。调节器4响应性地再次开始其操作。电源电压VOM的电平上升并且超出预定电平，以使得微型计算机3的内置振荡电路开始其操作。在经过稳定该振荡的时间Tstb之后，微型计算机3从复位状况(e)释放。在这种情况下，微型计算机3错过获取数据DATA1到DATA3。然而，微型计算机3从复位等待状况继续的死锁状况释放。

在图4中所示的另一情况中，假设在微型计算机3复位(e)之后并且允许通信开始检测电路6输出通信开始允许信号(c)，将数据DATA1输出在由(d)指示的通信总线上。由于在输出数据DATA1时通信开始检测电路6输出通信开始检测信号并且调节器4再次开始其操作，因此电源电压VOM(a)的电平在比图3中更早的时间点处开始上升。微型计算机3因而错过获取数据DATA1和DATA2。然而，这与现有技术中的相同。

图5在(a)中示出微型计算机3的状态，在(b)中示出电源IC 2(调节器4)的操作状况的转变以及在(c)中示出所获取的数据Rx(主信号)的输出时序。即使在微型计算机3正在输出系统切断信号并且处于复位等待状况的同时输出所获取的数据Rx，但是微型计算机3未接受这样的数据并且调节器4也未激活，直到微型计算机3复位。如果在微型计算机3复位的同时输出所获取的数据Rx，则通信开始检测电路6输出通信开始信号并且调节器4再次开始其操作。电源电压VOM的电平开始上升。

如上所述，根据第一实施例，电子控制装置1配置为使得在从调节器4供应的电源电压VOM开始下降从而停止微型计算机3的操作并且低电压检测电路10检测到这一电压下降时，微型计算机3立即复位并且允许通信开始检测电路6输出通信开始信号。因而，不同于现有技术，即使在电源电压由于在电源电压开始下降之后通信的开始而开始再次上升时，微型计算机3也被保护免于保持在复位等待状况并且被死锁。在由于电源电压的上升而释放复位时，微型计算机3被使能以接收此后输出在通信总线上的数据。因而能够基于所获取的数据来控制所述控制对象设备。

并且，电源IC 2在相同的芯片(半导体衬底)上提供有调节器4、通信驱动器5、通信开始检测电路6和锁存电路7。因此，能够减少芯片之间连接端子的数量。能够没有延迟地向调节器4输出通信开始信号并且能够快速执行系列控制。

(第二实施例)

第二实施例是第一实施例的变型并且在图6中示出。与第一实施例相同的部件由相同的附图标记指示，由此不需要重复相同的描述。

在图6所示的电子控制装置1中，电源IC 2与第一实施例中的不同。将由外部ECU生成的用于微型计算机3的唤醒信号WAKE(高-有效)施加到电子控制装置1。将唤醒信号连同点火信号IG-SW一起通过或门23施加到或门8，9和12中的每一个。输出WAKE信号的外部ECU可以是如在电子控制装置1例如是用于传动的ECU的情况下先前描述的座椅ECU或者门ECU。

通信开始检测电路(检查电路)6由差分放大器电路25和与门26(信号输出禁止部分)形成。差分放大器电路25检测通信总线线路CANH和CANL之间的差分信号。与门26向锁存电路7输出差分放大器电路25的输出信号。当主信号输出在通信总线线路CANH和CANL上时，差分放大器电路25根据总线线路之间的电势差输出高电平信号。或门12的一个输出端子连接到与门26的输入端子(反相逻辑)。

接下来将描述第二实施例的操作。在从外部侧输出WAKE信号时，按照与点火信号IG-SW指示开的情况类似的方式通过或门23和8激活调节器4。电源电压VOM上升并且施加到微型计算机3，该微型计算机3响应性地开始其操作(唤醒)。由或门23输出的高电平信号也施加到或门9和12以使锁存电路7清零。在与门26的反相逻辑处的信号电平变为高。由此，即使在通信开始检测电路6的差分放大器电路25检测到主信号输出在通信总线线路CANH和CANL上时，用于锁存电路7的通信开始信号也由与门26禁止。前述操作与在点火信号IG-SW改变到高电平的情况相同。

如上所述，在根据第二实施例的电子控制装置1中，在从外部侧施加的用于微型计算机3的唤醒信号WAKE变为有效或者点火开关信号IG-SW指示开时，调节器4开始向微型计算机3供应电源电压VOM。与门26禁止通信开始检测电路24输出通信开始信号。即，在这种情况下，由于微型计算机3在唤醒信号变为有效或者点火信号IG-SW指示开时开始操作，因此通信开始检测电路6被禁止输出不必要的信号。

(第三实施例)

第三实施例是第一实施例的变型并且在图7中示出。与第一实施例相同的部件由相同的附图标记指示，由此不再重复相同的描述。

在第三实施例中，在检测到通信总线线路CANH和CANL上的主信号时，通信开始检测电路6通过锁存电路7和或门8向调节器4输出通信开始信号作为上电允许信号(电源供应开始信号)PWR-ON(高有效)。上电允许信号PWR-ON也施加到微型计算机3。即，调节器4、通信驱动器5、通信开始检测电路6和锁存电路7安装在电源IC 2的单个芯片(半导体衬底)上。

锁存电路7例如在通信开始信号的上升时刻将其输出信号改变到高电平，并且维持其状态。此外，将车辆的点火开关的点火信号IG-SW和从微型计算机3输出的系统切断信号(低有效，控制信号)施加到三输入或门8。点火信号IG-SW和系统切断信号也施加到或门9的输入端子并且将这些信号的或信号施加作为锁存电路7的清零信号。点火信号IG-SW也施加到微型计算机3的输入端子。

复位信号生成电路11响应于低电压检测信号而向微型计算机3输出复位信号(低有效)。点火开关信号IG-SW和系统切断信号施加到或门12的输入端子。这些信号的或信号施加作为通信开始检测信号的输出允许信号。在通过或门12施加的信号处于低电平的情况下，通信开始检测电路6向锁存电路7输出通信开始信号。

将进一步参照图8和图9描述第三实施例的操作。提供检查步骤S16以检查上电允许信号是否为高。即，微型计算机3在S16中检查在步骤S14中没有进行复位(否)时上电允许信号PWR-ON是否变为有效(高电平H)。当上电允许信号PWR-ON变为有效(是)时，微型计算机3执行步骤S11。如果上电允许信号PWR-ON无效(否)，则重复步骤S14直到进行复位。

当例如由于点火信号IG-SW指示关(低电平)而在步骤S12中满足睡眠条件(是)时，微型计算机3在步骤S13中将系统切断信号的电平从高(H)改变到低(L)并且进行到复位等待状态(步骤S14)。此时，或门12的输出信号变为低电平，通过通信的开始来允许微型计算机3的激活。在微型计算机3处于复位等待状况的同时，微型计算机3向看门狗定时器13持续输出清零信号，看门狗定时器13不溢出。

如图9所示，在微型计算机3在步骤S13中将系统切断信号的电平改变到低电平时，上电允许信号PWR-ON(b)变为有效并且从调节器4供应的电源电压VOM(a)的电平开始下降。在低电压检测电路10输出低电压检测信号时，在复位信号生成电路11向微型计算机3输出复位信号之前，在由(c)指示的通信总线上输出DATA1。因而，输出通信开始允许信号并且如由(b)指示的，上电允许信号PWR-ON变为有效。

调节器4重新开始其操作并且电源电压VOM的电平再次上升。在上电允许信号PWR-ON变为有效时，微型计算机3在步骤S16中确定为是。微型计算机3进行到由(b)指示的正常控制操作并且被使能以接收DATA1。因此，与现有技术相反，微型计算机3被保护免于在复位等待状况中被死锁。

如上所述，在根据第三实施例的电子控制装置1中，施加到调节器4的上电允许信号PWR0-ON也施加到微型计算机3。在微型计算机3确定用于从正常操作模式改变到睡眠模式的条件时，微型计算机3将系统切断信号改变到低电平并且将上电允许信号PWR-ON改变为无效。微型计算机3维持在等等状态直到其由低电压检测信号复位并且进行到睡眠模式。

在通过通信总线线路CANH和CANL连接到微型计算机3的其它设备通过在总线线路上输出各自信号而开始通信时，上电允许信号PWR-ON响应性地变为有效。调节器4因而重新开始到微型计算机3的电源供应。微型计算机3识别到上电允许信号PWR-ON改变到有效电平。微型计算机3因而从等待状况改变其状态并且进行到正常操作模式。如上所述，与现有技术相反，在电源电压VOM由于在电源电压的供应已经停止并且电源电压已经开始下降之后通信的开始而再次上升时，微型计算机3被保护免于在等待复位中被死锁。

(第四实施例)

第四实施例是第三实施例的变型并且在图10中示出。具体地说，按照与图6所示的第二实施例修改图1所示的第一实施例类似的方式，第四实施例通过增加或门23来修改第三实施例。因此，不再重复关于配置、操作和优点的相同描述。

本发明并不限于上述实施例。以下变型将是可能的。

电源IC 2、微型计算机3和相关联的电路可以形成在不同的芯片上或者相同的芯片上。

根据第二实施例和第四实施例，从外部侧施加到电子控制装置1的信号可以仅是唤醒信号WAKE和点火开关信号IG-SW中的一个。

在看门狗定时器13溢出时复位微型计算机3的情况下，如在第二实施例和第四实施例中的，可以禁止输出通信开始信号。

可以仅在必要时提供看门狗定时器13。车内通信并不限于CAN，而是可以是LIN、FlexRay(注册商标)等等。由于控制对象并不限于车内设备，因此所述通信并不限于车内通信。

Claims (7)

1.一种电子控制装置，包括：

控制电路（3），用于对控制对象设备进行控制；

通信驱动器（5），用于转换施加到其的信号，以用于通过通信总线在所述控制电路和外部装置之间进行的通信；

检查电路（6，25，26），用于检查所述通信是否已经通过所述通信总线开始；

锁存电路（7），用于锁存从所述检查电路输出的通信开始信号；

电源电路（4），用于生成电源电压，所述电源电压根据从所述控制电路输出的控制信号或者通过所述锁存电路施加的所述通信开始信号而被供应到所述控制电路；以及

低电压检测电路（10），用于检测所述电源电压下降到低于预定阈值电平，

其中，通过从所述低电压检测电路（10）输出的低电压检测信号，复位所述控制电路（3）并且允许所述检查电路（6，25，26）输出所述通信开始信号，其中：

在从外部侧针对所述控制电路施加的唤醒信号变为有效时，所述电源电路（4）开始向所述控制电路供应所述电源电压；并且

所述检查电路（6，25，26）包括信号输出禁止部分（26），在所述唤醒信号变为有效时，所述信号输出禁止部分（26）禁止所述通信开始信号的输出。

2.一种电子控制装置，包括：

控制电路（3），用于对控制对象设备进行控制；

通信驱动器（5），用于转换施加到其的信号，以用于通过通信总线在所述控制电路和外部装置之间进行的通信；

检查电路（6，25，26），用于检查所述通信是否已经通过所述通信总线开始；

锁存电路（7），用于锁存从所述检查电路输出的通信开始信号；

电源电路（4），用于生成电源电压，所述电源电压根据从所述控制电路输出的控制信号或者通过所述锁存电路施加的所述通信开始信号而被供应到所述控制电路；以及

低电压检测电路（10），用于检测所述电源电压下降到低于预定阈值电平，

其中，通过从所述低电压检测电路（10）输出的低电压检测信号，复位所述控制电路（3）并且允许所述检查电路（6，25，26）输出所述通信开始信号，其中：

在用于指示安装在车辆中的点火开关的开或者关的信号变为开时，所述电源电路（4）开始向所述控制电路供应所述电源电压；并且

所述检查电路（6，25，26）包括信号输出禁止部分（26），在点火开关信号变为开时，所述信号输出禁止部分（26）禁止所述通信开始信号的输出。

3.根据权利要求1或2所述的电子控制装置，其中：

所述通信驱动器（5）、所述检查电路（6，25，26）、所述锁存电路（7）和所述电源电路（4）全部形成在同一半导体衬底上。

4.一种电子控制装置，包括：

控制电路（3），用于对控制对象设备进行控制；

通信驱动器（5），用于转换施加到其的信号，以用于通过通信总线在所述控制电路和外部装置之间进行的通信；

检查电路（6，25，26），用于检查所述通信是否已经通过所述通信总线开始；

锁存电路（7），用于锁存从所述检查电路输出的通信开始信号；

电源电路（4），用于生成电源电压，所述电源电压在上电开始信号变为有效时而被供应到所述控制电路，在从所述控制电路输出的控制信号变为有效或者在通过所述锁存电路施加的所述通信开始信号变为有效时，所述上电开始信号变为有效；以及

低电压检测电路（10），用于检测所述电源电压下降到低于预定阈值电平，

其中，在施加上电开始信号的状况下满足从正常操作模式改变到睡眠模式的条件时，所述控制电路（3）将施加到所述电源电路的所述控制信号改变为无效，然后所述控制电路（3）由所述低电压检测电路的低电压检测信号复位以维持在等待状态直到进行到所述睡眠模式，并且在所述等待状态的时段中所述上电开始信号改变到有效时，所述控制电路（3）进行到所述正常操作模式。

5.根据权利要求4所述的电子控制装置，其中：

所述控制电路（3）被施加有来自外部侧的唤醒信号；

在所述唤醒信号变为有效时，所述电源电路（4）开始向所述控制电路供应所述电源电压；并且

所述检查电路（6）包括信号输出禁止部分（26），在所述唤醒信号变为有效时，所述信号输出禁止部分（26）禁止所述通信开始信号的输出。

6.根据权利要求4或者5所述的电子控制装置，其中：

所述控制电路（3）被施加有用于指示安装在车辆中的点火开关的开和关的点火信号；

在所述点火信号指示所述点火开关的开时，所述电源电路（4）开始向所述控制电路供应所述电源电压；并且

所述检查电路（6）包括信号输出禁止部分（26），在点火开关信号指示所述点火开关的开时，所述信号输出禁止部分（26）禁止所述通信开始信号的输出。

7.根据权利要求4或5所述的电子控制装置，其中：

所述通信驱动器（5）、所述检查电路（6，25，26）、所述锁存电路（7）和所述电源电路（4）全部形成在同一半导体衬底上。