DE112018002075B4

DE112018002075B4 - Elektronische steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112018002075B4
Application number: DE112018002075.4T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Doi; Atsushi Arata
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2038-04-12
Also published as: US20200083895A1; CN110622096B; DE112018002075T5; US10833688B2; JP6796203B2; WO2018235403A1; CN110622096A; JPWO2018235403A1

Abstract

Elektronische Steuervorrichtung, welche Folgendes aufweist:
eine integrierte Schaltung (18) mit einer Spannungseinstelleinheit und
eine diskrete Komponente (10), die mit der integrierten Schaltung verbunden ist,
wobei die integrierte Schaltung
einen A/D-Wandler (12), mit dem die diskrete Komponente verbunden ist,
ein Register (13) zum Speichern eines vom A/D-Wandler ausgegebenen Digitalcodes und
eine veränderliche Spannungsquelle (14), bei der die dem im Register gespeicherten Digitalcode entsprechende Spannung festgelegt wird, aufweist, und
wobei die Spannungsausgabe der Spannungseinstelleinheit durch Ändern der diskreten Komponente geändert wird, die Spannungseinstelleinheit die Spannung entsprechend der Spannung der veränderlichen Spannungsquelle einstellt und die von der Spannungseinstelleinheit ausgegebene Spannung einem Mikrocomputer zuzuführen ist, und
wobei die integrierte Schaltung ferner eine Schnittstelle (28) zum Lesen eines in einem Speicher (24) des Mikrocomputers gespeicherten Digitalcodes und zum Speichern des Digitalcodes im Register aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung mit einer Konstantspannungsversorgung.
Technischer Hintergrund
Ein an einer elektronischen Steuervorrichtung angebrachter Mikrocomputer benötigt abhängig vom Modell mehrere verschiedene Versorgungsspannungen. Insbesondere ist dabei für jedes Mikrocomputermodell infolge der Miniaturisierung von Halbleitern eine andere Kernversorgungsspannung erforderlich.
Einem Mikrocomputer wird eine Versorgungsspannung im Allgemeinen durch eine Stromversorgungsschaltung zugeführt, die aus einem Stromversorgungs-IC (einer integrierten Schaltung), wobei es sich um eine integrierte Halbleiterschaltung handelt, und seinen Peripherieschaltungen besteht, wobei die anzulegende Versorgungsspannung im Entwicklungsstadium festgelegt wird.
Deshalb ist bei der Entwicklung von Steuervorrichtungen, in denen sich Mikrocomputer befinden, bei denen verschiedene Versorgungsspannungen verwendet werden, ein Neuentwurf der Stromversorgungsschaltung einschließlich eines Neuentwurfs des Stromversorgungs-ICs erforderlich. Ferner muss bei einem Stromversorgungs-IC, der eine feste Versorgungsspannung erzeugt, der Stromversorgungs-IC neu entwickelt werden, wodurch die Entwicklungskosten und die Kosten der elektronischen Steuervorrichtung erhöht werden.
Daher wird der Neuentwurf der Stromversorgungsschaltung unnötig, wenn Versorgungsspannungen für verschiedene Mikrocomputer mit einer einzigen Stromversorgungsschaltung zugeführt werden, wodurch die Entwicklungskosten verringert werden und die Entwicklungsdauer verkürzt wird.
Bei einer herkömmlichen Technik zur Lösung dieses Problems wird die Ausgangsspannung durch Ändern des Verstärkungsgrads des Operationsverstärkers veränderlich gemacht.
Beispielsweise wird bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Technik das Verhältnis zwischen dem negativen Rückkopplungswiderstand der mit der Ausgangsspannung verbundenen Widerstände entsprechend der Einstellung eines Datenregisters in der Art eines EEPROMs durch einen Multiplexer geschaltet, wodurch der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers geändert wird, um die Ausgangsspannung veränderlich zu machen, um sie einstellen zu können.
Dokument zum Stand der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: japanisches Patent JP 2 577 897 B2
Vorrichtungen zur Spannungsregelung, bei denen die Spannungsausgabe auf der Grundlage von in einem Register gespeicherten Informationen festgelegt und durch Ändern einer diskreten Komponente geändert wird, sind in den Druckschriften US 2009 / 0 243 575 A1 und EP 2 038 720 B1 offenbart. Eine weitere der Erfindung ähnliche Steuereinrichtung für eine Leistungsversorgungsspannung ist in DE 10 2006 010 284 A1 offenbart.
Kurzfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Die in Patentdokument 1 beschriebene Technik ist durch eine Konstantspannungsversorgungsschaltung gegeben, die dafür ausgelegt ist, eine Ausgangsspannung unter Verwendung eines Datenregisters und eines Multiplexers zu steuern. Falls dieses Datenregister durch den EEPROM im Stromversorgungs-IC implementiert ist, wird ein Halbleiterprozess benötigt, wodurch der EEPROM hergestellt werden kann, wodurch die Kosten des Stromversorgungs-ICs und der Stromversorgungsschaltung erhöht werden.
Ferner ergibt sich, falls der Wert des jeder Versorgungsspannung entsprechenden EEPROMs bei der Herstellung des Stromversorgungs-ICs gespeichert wird, das Problem, dass die Verwaltungskosten durch eine Erhöhung der Anzahl der Typen von Stromversorgungs-ICs zunehmen.
Ferner nehmen, falls auch ein außerhalb des Stromversorgungs-ICs installierter EEPROM verwendet wird, die Kosten durch die Hinzufügung der Komponente zu. Andererseits kann, weil der am Mikrocomputer angebrachte EEPROM ein Speicher ist, der verwendet werden kann, nachdem dem Mikrocomputer die Versorgungsspannung zugeführt wurde, der EEPROM nicht für die Einstellung der Versorgungsspannung für den Mikrocomputer verwendet werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstige elektronische Steuervorrichtung zu implementieren, wodurch eine einem Mikrocomputer zugeführte Versorgungsspannung durch ein einfaches Verfahren geändert werden kann und der gleiche Stromversorgungs-IC an verschiedene Mikrocomputer angepasst werden kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung die in Patentanspruch 1 definierte elektronische Steuervorrichtung vor. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die elektronische Steuervorrichtung weist eine integrierte Schaltung mit einer Spannungseinstelleinheit und eine mit der vorstehend erwähnten integrierten Schaltung verbundene diskrete Komponente auf, wobei die von der vorstehenden Spannungseinstelleinheit ausgegebene Spannung durch Ändern der vorstehenden diskreten Komponente geändert wird.
Wirkungen der Erfindung
Durch die Stromversorgungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine kostengünstige elektronische Steuervorrichtung implementiert werden, wodurch die dem Mikrocomputer zugeführte Versorgungsspannung durch ein einfaches Verfahren geändert werden kann und der gleiche Stromversorgungs-IC an verschiedene Mikrocomputer angepasst werden kann.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer einen Stromversorgungs-IC aufweisenden elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 ein Aktivierungszeitdiagramm der Stromversorgungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 ein Zeitablaufdiagramm des Rücksetzens eines Registers von einem Mikrocomputer gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 ein Betriebszeitablaufdiagramm beim Auftreten eines Kurzschlusses zwischen dem Anschluss, mit dem der diskrete Widerstand verbunden ist, und Masse gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ein Zeitablaufdiagramm des Betriebs der Stromversorgungsschaltung beim Zurücksetzen der Versorgungsspannung von einem Mikrocomputer gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
die 7(A) bis 7(F) Diagramme, die jeweils ein Konfigurationsbeispiel einer diskreten Komponente zeigen und nur einen Teil der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, der sich von der ersten oder der zweiten Ausführungsform unterscheidet.

Modi zur Ausführung der Erfindung
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben.
Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Stromversorgungsschaltung 22, die eine elektronische Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Die Stromversorgungsschaltung 22, die eine elektronische Steuervorrichtung ist, führt einem Mikrocomputer 19 Strom zu. Die Stromversorgungsschaltung 22 weist eine integrierte Stromversorgungsschaltung (IC) 18 und periphere Elemente in der Art eines diskreten Widerstands 10 (ersten Widerstands), eines Induktors 23 und eines Kondensators 34 auf.
Die Stromversorgungsschaltung 22 weist einen Spannungsregler 16 (Spannungsregler 1 (ersten Spannungsregler)), einen Spannungsregler 17 (Spannungsregler 2 (zweiten Spannungsregler)) und eine Schaltstromversorgung 15 zur Zufuhr mehrerer Versorgungsspannungen zum Mikrocomputer 19 auf.
Die Spannungsregler 16 und 17 und die Schaltstromversorgung 15 bewirken, dass die für diese jeweiligen Komponenten bereitgestellte Referenzspannung einer Verstärkung mit negativer Rückkopplung beispielsweise durch einen Operationsverstärker unterzogen wird, wodurch jeweilige gewünschte Ausgangsspannungen V1, V2 und V3 erzeugt werden. Hier weist der Stromversorgungs-IC 18 eine Referenzspannung 14 zum selektiven Schalten der Kernspannung V3 für den verschiedene Versorgungsspannungen benötigenden Mikrocomputer 19 auf eine gewünschte Spannung auf. Diese Referenzspannung 14 ist veränderlich.
Der diskrete Widerstand 10 ist mit dem Stromversorgungs-IC 18 verbunden und kann selektiv als ein Widerstand mit einem geeigneten Widerstandswert angeschlossen werden, um die Referenzspannung 14 einzustellen. Mit anderen Worten kann der Wert der Spannung V3 einfach durch Auswählen des Widerstandswerts des diskreten Widerstands 10 und externes Anschließen des Widerstands an den Stromversorgungs-IC 18 geändert werden.
Der diskrete Widerstand 10 wird über einen Schalter 21 (ersten Schalter) und einen A/D-Wandler 12 mit einem Register 13 verbunden. Ferner fließt beim Schließen des Schalters 21 ein Strom von einer Stromquelle 11, die mit einer internen Spannungsquelle 20 der integrierten Stromversorgungsschaltung 18 (IC) und mit einem Punkt Zwischen dem Schalter 21 und dem A/D-Wandler 12 verbunden ist, durch den Schalter 21 zum diskreten Widerstand 10. Wenn ein Strom durch den diskreten Widerstand 10 fließt, wird eine Spannung an In1 erzeugt, wobei es sich um einen Verbindungsanschluss zwischen dem diskreten Widerstand 10 und dem Stromversorgungs-IC 18 handelt. Die erzeugte Spannung wird durch den A/D-Wandler 12 in einen gewünschten Digitalcode gewandelt.
Nachdem der durch A/D-Wandlung durch den A/D-Wandler 12 erzeugte Digitalcode im Register 13 gespeichert wurde, wird in der Referenzspannungsquelle 14 eine dem im Register 13 gespeicherten Digitalcode entsprechende Spannung festgelegt. Dann wird ein Schaltkreis 27 der Schaltstromversorgung 15 entsprechend der in der Referenzspannungsquelle 14 festgelegten Spannung aktiviert.
Der Schaltkreis 27 kann einen Vergleicher, einen Operationsverstärker, einen Widerstand, ein Schaltelement und dergleichen aufweisen, und der Kondensator 34 ist über den Induktor 23 außerhalb des Stromversorgungs-ICs 18 mit dem Schaltkreis 27 verbunden, um eine gewünschte Kernspannung V3 zu erzeugen. Die Versorgungsspannungen V1 und V2 des Mikrocomputers 19 werden auch durch den Spannungsregler 16 und den Spannungsregler 17 der Stromversorgungsschaltung 22 erzeugt, und der Mikrocomputer 19 kann arbeiten, wenn ihm Strom zugeführt wird.
Beim erläuterten Beispiel beträgt die Spannung V1 5 V, die Spannung V2 3,3 V und die Spannung der Kernstromversorgung 0,9 bis 1,6 V.
3 ist ein Aktivierungszeitdiagramm der Stromversorgungsschaltung 22 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 3 wird, wenn der Stromversorgungs-IC 18 zur Zeit t0 eingeschaltet wird, die interne Stromversorgung des Stromversorgungs-ICs 18 aktiviert. Als nächstes wird zur Zeit t1 zur Bestimmung des Werts des diskreten Widerstands 10 der Schalter 21 eingeschaltet, und es wird dann eine dem Wert des Stroms von der Stromquelle 11 und dem Widerstandswert des diskreten Widerstands 10 entsprechende Spannung am In1-Anschluss erzeugt.
Die In1-Klemmenspannung wird der A/D-Wandlung durch den A/D-Wandler 12 unterzogen, und es wird ein dem selektiv angeschlossenen diskreten Widerstand 10 entsprechender Digitalcode, nämlich „100“ im Fall des Beispiels in 3, erfasst.
Der Wert „100“, der das Ergebnis der A/D-Wandlung ist, wird an Stelle des Anfangswerts „000“ im Register 13 gespeichert, und die Widerstandswertbestimmung des diskreten Widerstands 10 durch den A/D-Wandler 12 wird abgeschlossen.
Nachdem die Widerstandswertbestimmung durch den A/D-Wandler 12 abgeschlossen wurde, leiten die Versorgungsspannungen V1, V2 und V3 zur Zeit t2 die Aktivierung ein. Dabei wird beim in 3 dargestellten Beispiel die Aktivierungsreihenfolge der Versorgungsspannungen als V2, V1 und V3 beschrieben, die Reihenfolge ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Kernspannung V3 wird aktiviert, um eine Spannung zu gewährleisten, die der durch den Wert „100“ des Registers 13 festgelegten Referenzspannung 14 entspricht, wodurch die gewünschte Versorgung erreicht wird.
Das Register 13 kann Daten durch SPI-Kommunikation zwischen einer SPI-Schnittstelle 28 und einer SPI-Schnittstelle 29 des Mikrocomputers 19 oder dergleichen lesen und schreiben.
Nachdem der Mikrocomputer 19 bei der vorstehend beschriebenen Prozedur durch die Stromversorgung des Stromversorgungs-ICs 18 aktiviert wurde, kann der Wert des Registers 13 des Stromversorgungs-ICs 18 gelesen werden, um festzustellen, ob der Digitalcode den gewünschten Wert aufweist.
Falls hierbei beim Vorversandtest der Stromversorgungsschaltung 22 die unter Verwendung des vorgegebenen diskreten Widerstands 10 ausgegebene Kernspannung V3 vom Sollwert abweicht und falls ein anderer Digitalcode dem Sollwert näher liegt, kann der Wert des Registers 13 zurückgesetzt werden, nachdem der Mikrocomputer 19 durch Aufzeichnen des für das Rücksetzen zu verwendenden Digitalcodes in einem EEPROM 24 (Speicher) des Mikrocomputers 19 aktiviert wurde, und kann die Kernspannung V3 mit höherer Genauigkeit festgelegt werden.
4 ist ein Zeitablaufdiagramm des Rücksetzens des Registers 13 vom Mikrocomputer 19 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Prozesse bis zum Aktivieren der Versorgungsspannungen V1, V2 und V3 gleichen jenen in 3.
Zur Zeit t3 in 4 wird der im EEPROM 24 des Mikrocomputers 19 gespeicherte Digitalcode über die SPI-Schnittstelle 29, einen SPI-Bus und die SPI-Schnittstelle 28 gelesen und dann in das Register 13 eingegeben und darin gespeichert.
Zur Zeit t4 führt die Referenzspannungsquelle 14 dem Schaltelement 27 nach dem Rücksetzen im Register 13 eine dem Digitalcode entsprechende Spannung zu, und die Spannung V3 wird festgelegt.
Auf diese Weise wird ein gewünschter Digitalcode oder ein Digitalcode, der als für das Rücksetzen aus dem Testprozess zu verwendend bestimmt wurde, im EEPROM 24 des Mikrocomputers 19 aufgezeichnet, und es kann dann durch Schreiben des im EEPROM 24 gespeicherten Digitalcodes in das Register 13, wenn der gespeicherte Wert vom Wert im Register 13 verschieden ist, die Kernspannung V3 auf eine gewünschte oder genauere Spannung eingestellt werden, so dass der Mikrocomputer 19 normal arbeiten kann.
Ferner kann beim durch den A/D-Wandler 12 ausgeführten Erfassungsvorgang für den diskreten Widerstand 10, falls infolge eines Problems im Register 13 kein gewünschter Digitalcode gesetzt ist, die Kernspannung V3 entsprechend dem Code auf den normalen Wert zurückgesetzt werden, indem der gewünschte Digitalcode des EEPROMs 24 im Mikrocomputer 19 in das Register 13 geschrieben wird.
5 ist ein Betriebszeitablaufdiagramm des Auftretens eines Kurzschlusses zwischen dem In1-Anschluss, an den der diskrete Widerstand 10 angeschlossen ist, und Masse gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 ist der gewünschte Digitalcode „101“, am In1-Anschluss wird jedoch 0 V angegeben, weil der In1-Anschluss an Masse kurzgeschlossen ist. Daher stellt der A/D-Wandler 12 fest, dass der Digitalcode „000“ ist, was kein gewünschter Wert ist, und dieser Digitalcode wird im Register 13 gehalten (Zeit t1 bis Zeit t2).
Weil die Kernspannung V3 entsprechend dem im Register 13 gehaltenen Digitalcode „000“ festgelegt wird, nimmt die Spannung den gewünschten Wert nicht an (Zeit t2 bis Zeit t3).
Selbst wenn die Kernspannung V3 unerwünscht ist, wird jedoch, sobald der Mikrocomputer 19 zur Zeit t3 aktiviert werden kann, der gewünschte Digitalcode im EEPROM 24 gelesen und in das Register 13 geschrieben (Zeit t3 bis Zeit t4), so dass die Spannung auf die normale Kernspannung V3 zurückgesetzt wird, wodurch der Mikrocomputer 19 den Normalbetrieb aufrechterhalten kann.
Unter Berücksichtigung möglicher Fehlermodi in der Art eines Massekurzschlusses des Anschlusses In1 wird die Kernspannung V3 für den dem Fehler entsprechenden Digitalcode so festgelegt, dass der maximale Nennwert des Mikrocomputers 19 nicht überschritten wird. Demgemäß kann die Spannung selbst bei einem Fehler in der Art eines Massekurzschlusses vom Mikrocomputer 19 auf einen normalen Wert zurückgesetzt werden und kann der Normalbetrieb der Stromversorgungsschaltung 22, wobei es sich um eine elektronische Steuervorrichtung handelt, fortgesetzt werden.
(Zusammenfassung der ersten Ausführungsform)
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Stromversorgungsschaltung 22 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die dem Mikrocomputer 19 zuzuführende Kernspannung V3 mit einem einfachen Verfahren ändern, bei dem der extern an den Stromversorgungs-IC 18 angeschlossene spezifische diskrete Widerstand 10 ersetzt wird.
Demgemäß kann selbst dann, wenn unterschiedliche Mikrocomputer verwendet werden, ein identischer Stromversorgungs-IC 18 verwendet werden, und können die Herstellungskosten des Stromversorgungs-ICs 18 verringert werden und kann die Entwicklungsdauer verkürzt werden.
Mit anderen Worten kann eine kostengünstige elektronische Steuervorrichtung implementiert werden, die es ermöglicht, dass die dem Mikrocomputer zugeführte Versorgungsspannung mit einem einfachen Verfahren geändert wird und ein identischer Stromversorgungs-IC an verschiedene Mikrocomputer angepasst wird.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Stromversorgungsschaltung 26, wobei es sich um eine den Stromversorgungs-IC 18 aufweisende elektronische Steuervorrichtung handelt, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die in 2 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich in der Hinsicht von der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform, dass die Stromversorgungsschaltung 26 gemäß der zweiten Ausführungsform einen diskreten Widerstand 10A (zweiten Widerstand) und einen zweiten Schalter 21A aufweist und die Funktion hat, die Referenzspannung der Versorgungsspannung V2 des Spannungsreglers 17 durch den vom Register 13 ausgegebenen Digitalcode einzustellen.
Hier weist der Spannungsregler 17 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Referenzspannung 25, einen Operationsverstärker 35 und Widerstände 36 und 36 auf. Die Referenzspannung 25 ist an den positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 35 angelegt, und der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 35 ist über die Widerstände 36 und 37 an Masse gelegt. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 36 und 37 ist mit dem negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 35 verbunden. Dann wird die Ausgabe des Operationsverstärkers 35 die Ausgangsspannung V2.
Die Referenzspannung 25 wird durch den vom Register 13 ausgegebenen Digitalcode auf mehrere Pegel eingestellt.
Der diskrete Widerstand weist im Allgemeinen eine bestimmte Variation seines Widerstandswerts auf, und der zur Bestimmung des Widerstandswerts an den Stromversorgungs-IC 18 angeschlossene Widerstand 10 hat auch eine bestimmte Variation. Deshalb werden die einstellbaren Optionen für die Versorgungsspannung durch einen diskreten Widerstand 10 begrenzt.
Beim Beispiel gemäß der ersten Ausführungsform kann der diskrete Widerstand (erste diskrete Widerstand) 10 mit einem 3-Bit-Digitalcode acht Optionen für die Kernspannung V3 bereitstellen. Es sei bemerkt, dass nicht nur ein 3-Bit-Entwurf, sondern auch ein Entwurf mit mehr Bits abhängig von der Auswahl der Genauigkeit des diskreten Widerstands 10 und vom Entwurf des Stromversorgungs-ICs 18 vorgenommen werden kann.
Hier können durch Hinzufügen des zweiten diskreten Widerstands 10A, wenn der Widerstand 10A beispielsweise die gleiche 3-Bit-Einstellung hat wie der Widerstand 10, der Widerstand 10 und der Widerstand 10A insgesamt 64 Versorgungsspannungen mit sechs Bits einstellen.
Wenn die Versorgungsspannungs-Einstellungsmuster umfangreicher werden, kann die Kernspannung V3 genauer eingestellt werden.
Ferner kann eine andere Versorgungsspannung V2 von 3,3 oder 5 V dem Mikrocomputer 19 zugeführt werden. Ein gewöhnlich verwendeter Mikrocomputer benötigt eine Versorgung mit 3,3 oder 5 V. Die Einstellung der Referenzspannung 25 kann gewechselt werden, indem ein Bit des durch den zweiten diskreten Widerstand 10A erweiterten einstellbaren Digitalcodes verwendet wird, um dadurch die Versorgungsspannung V2 zwischen 3,3 und 5 V zu schalten.
Ferner können der diskrete Widerstand 10 und der diskrete Widerstand 10A durch Bereitstellen des Schalters 21A zwischen der Stromquelle 11 und dem zweiten diskreten Widerstand 10A getrennt mit dem A/D-Wandler 12 verbunden werden und können mehrere Widerstände, nämlich die diskreten Widerstände 10 und 10A, durch einen A/D-Wandler 12 erfasst werden.
Durch Halten von sechs Datenbits, die drei Bits, welche durch die Verwendung des diskreten Widerstands 10 erfasst werden, als obere Bits und 3 Bits, die durch die Verwendung des diskreten Widerstands 10A erfasst werden, als untere Bits umfassen, im Register 13 und durch Einstellen der Versorgungsspannung 14 und der Referenzspannung 25 werden die gewünschte Kernspannung V3 und die gewünschte Versorgungsspannung V2 erzeugt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform können ähnlich wie gemäß der ersten Ausführungsform durch Einstellen eines gewünschten Digitalcodes im EEPROM 24 des Mikrocomputers 19 oder durch Einstellen eines besseren Digitalcodes beim Vorversand-Testprozess die Kernspannung V3 und die Versorgungsspannung V2 durch Schreiben eines Digitalcodes im Register 13 durch SPI-Kommunikation oder dergleichen nach der Aktivierung des Mikrocomputers 19 zurückgesetzt werden.
6 ist ein Zeitablaufdiagramm des Betriebs der Stromversorgungsschaltung 26 beim Rücksetzen der Versorgungsspannung vom Mikrocomputer 19 gemäß der zweiten Ausführungsform.
In 6 werden ähnlich dem in 4 dargestellten Vorgang zuerst die oberen drei Bits des diskreten Widerstands 10 durch den A/D-Wandler 12 bestimmt. Anschließend werden die unteren drei Bits des diskreten Widerstands 10A durch den Schalter 21A durch den A/D-Wandler 12 bestimmt, so dass insgesamt sechs Bits des Registers 13 bestimmt werden (Zeit t0 bis Zeit t2).
Wenn das höchstwertige Bit von den sechs Bits des Registers 13 zur Festlegung der Versorgungspannung V2 verwendet wird und die restlichen fünf Bits zur Festlegung der Kernspannung V3 verwendet werden, werden hier die Stromversorgungen aktiviert, um die gewünschten Versorgungsspannungen V2, V3 und V1 entsprechend jeder Einstellung und ihre Zufuhr zum Mikrocomputer 19 zu gewährleisten.
Wenn die Digitaldaten im EEPROM 24 des Mikrocomputers 19 von den Daten im Register 13 abweichen, nachdem dem Mikrocomputer 19 Strom zugeführt wurde, kann die Kernspannung V3 durch Schreiben des Digitalcodes des EEPROMs 24 in das Register 13 durch SPI-Kommunikation (SPI-Schnittstelle 28 und SPI-Schnittstelle 29) zurückgesetzt werden (Zeit t2 bis Zeit t4).
(Zusammenfassung der zweiten Ausführungsform)
Wie vorstehend beschrieben, können bei der Stromversorgungsschaltung 26 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Kernspannung V3 und die Versorgungsspannung V2, die dem Mikrocomputer 19 zuzuführen sind, durch ein einfaches Verfahren geändert werden, bei dem der spezifische diskrete Widerstand 10 und der diskrete Widerstand 10A, der extern an den Stromversorgungs-IC 18 angeschlossen ist, ersetzt werden.
Demgemäß kann selbst dann, wenn unterschiedliche Mikrocomputer verwendet werden, ein identischer Stromversorgungs-IC 18 verwendet werden, und können die Herstellungskosten des Stromversorgungs-ICs 18 verringert werden und kann die Entwicklungsdauer verkürzt werden.
Mit anderen Worten kann eine kostengünstige elektronische Steuervorrichtung implementiert werden, die es ermöglicht, dass die dem Mikrocomputer zugeführte Versorgungsspannung mit einem einfachen Verfahren geändert wird und ein identischer Stromversorgungs-IC an verschiedene Mikrocomputer angepasst wird.
Ferner werden gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei Widerstände 10 und 10A verwendet, um die externen diskreten Widerstände zu erweitern, und kann nicht nur die Spannung V3, sondern auch die Spannung V2 auf eine große Anzahl optionaler Spannungswerte eingestellt werden, so dass die Einstellwerte der Versorgungsspannung erweitert werden können und die Versorgungsspannung genauer eingestellt werden kann.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform werden die Kernspannung V3 und die Versorgungsspannung V2 durch Schalten der diskreten Widerstände 10 und 10A eingestellt. Das Schalten der Kernspannung V3 und der Versorgungsspannung V2 kann jedoch ohne Einschränkung auf das Verfahren, bei dem die Widerstände geschaltet werden, auch durch andere Verfahren ausgeführt werden.
Die 7(A) bis 7(F) sind Diagramme, die jeweils nur Teile der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, die von der ersten oder der zweiten Ausführungsform verschieden sind, wobei darin ein Konfigurationsbeispiel einer diskreten Komponente dargestellt ist, die aus einem diskreten Widerstand, einem diskreten Kondensator und einer Kombination davon besteht.
7(A) zeigt eine Konfiguration, bei der die Stromquelle 11 gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform durch einen internen Widerstand 32 ersetzt ist, um den diskreten Widerstand 10 zu erfassen.
Auch kann bei der in 7(A) dargestellten Konfiguration die am In-Anschluss erzeugte Spannung durch den A/D-Wandler 12 in einen Digitalcode umgewandelt werden.
7(B) zeigt eine Konfiguration, bei der der diskrete Widerstand 10 durch einen diskreten Kondensator 31 ersetzt ist.
Zur Erfassung des Kapazitätswerts des diskreten Kondensators 31 kann die Spannung des In-Anschlusses nach einer bestimmten Zeit durch Laden des diskreten Kondensators 31 durch die Stromquelle 11 durch den A/D-Wandler 12 gewandelt werden.
7(C) zeigt eine Konfiguration, bei der der diskrete Widerstand 10 durch den diskreten Kondensator 31 ersetzt ist und die Stromquelle 11 durch einen internen Kondensator 33 ersetzt ist. Die durch das Kapazitätsverhältnis zwischen dem diskreten Kondensator 31 und dem internen Kondensator 33 bestimmte Spannung am In-Anschluss kann durch den A/D-Wandler 12 gewandelt werden.
Die 7(D), 7(E) und 7(F) sind Konfigurationsbeispiele bei Verwendung von zwei oder mehr diskreten Komponenten.
Im Allgemeinen kann, weil diskrete Komponenten mit hoher Genauigkeit festgelegt werden können, eine genaue Festlegung der In-Klemmenspannung durch Verwenden der Konfiguration aus 7(D) erreicht werden und kann eine einfache und genaue Multiplikation von Bits durch A/D-Wandlung vorgenommen werden, wodurch mehrere Einstellungen der Versorgungsspannung vorgenommen werden können. Zuerst wird in 7(D) die Spannung der internen Spannungsquelle 20 an den Vout-Anschluss des Stromversorgungs-ICs 18 ausgegeben. Der Vout-Anschluss ist über Widerstände 10B und 10C an GND gelegt, und der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 10B und 10C ist mit dem In-Anschluss verbunden.
Mit anderen Worten sind die diskreten Komponenten zwei in Reihe geschaltete diskrete Widerstände 10B und 10C und ist der erste Schalter 21 mit einem Verbindungsmittelpunkt zwischen den beiden in Reihe geschalteten diskreten Widerständen 10B und 10C verbunden und sind ferner zwei in Reihe geschaltete diskrete Widerstände 10B und 10C mit der internen Spannungsquelle 20 der integrierten Stromversorgungsschaltung (IC) 18 verbunden.
Mit der vorstehenden Konfiguration kann eine durch die diskreten Widerstände 10B und 10C geteilte Spannung an den In-Anschluss angelegt werden und kann die Spannung durch den A/D-Wandler 12 gewandelt werden.
7(E) zeigt ein Beispiel, bei dem die in 7(D) dargestellten Widerstände 10B und 10C durch einen diskreten Kondensator 31A und einen diskreten Kondensator 32B ersetzt sind, und es ist darin eine Konfiguration dargestellt, die ein Kapazitätsverhältnis zwischen dem diskreten Kondensator 31A und dem diskreten Kondensator 32B verwendet.
Mit anderen Worten ist der erste Schalter 21 mit dem Verbindungsmittelpunkt zwischen zwei in Reihe geschalteten diskreten Kondensatoren 31A und 31B verbunden und sind die beiden in Reihe geschalteten diskreten Kondensatoren 31A und 31B mit der internen Spannungsquelle 20 in der integrierten Stromversorgungsschaltung (IC) 18 verbunden.
Die Spannung der internen Spannungsquelle 20 wird ausgegeben, nachdem die Kondensatoren 31A und 31B einmal auf 0 V vorgespannt wurden, wodurch eine dem Kapazitätsverhältnis der diskreten Kondensatoren 31A und 32B entsprechende Spannung am In-Anschluss erzeugt wird, welche durch den A/D-Wandler 12 gewandelt werden kann.
7(F) zeigt ein Beispiel, bei dem die Widerstände 10B und 10C aus 7(D) durch einen diskreten Widerstand 10D und einen diskreten Kondensator 31C ersetzt sind und die der vom Widerstand 10D und vom Kondensator 31C bestimmten Zeitkonstante entsprechende Ladespannung am In-Anschluss erzeugt wird.
Mit anderen Worten ist der erste Schalter 21 mit dem Verbindungsmittelpunkt zwischen dem diskreten Widerstand 10D und dem diskreten Kondensator 31C, die in Reihe geschaltet sind, verbunden und sind der diskrete Widerstand 31C und der diskrete Kondensator 10D, die in Reihe geschaltet sind, mit der internen Spannungsquelle 20 der integrierten Stromversorgungsschaltung (IC) 18 verbunden.
Mit der vorstehenden Konfiguration kann die Spannung nach einer gewissen Zeit durch den A/D-Wandler 12 gewandelt werden.
Bei jedem Beispiel der dritten Ausführungsform können die gleichen Wirkungen wie gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform erhalten werden.
(Bezüglich Modifikationen der vorliegenden Erfindung)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und schließt verschiedene Modifikationen ein. Beispielsweise wurden die vorstehenden Ausführungsformen zum einfachen Verständnis der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben und sind nicht notwendigerweise darauf beschränkt, dass sie alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen.
Ferner kann ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden und kann die Konfiguration einer anderen Ausführungsform zur Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Überdies kann ein Teil der Konfiguration der jeweiligen Ausführungsformen zu anderen Konfigurationen hinzugefügt werden, daraus entnommen werden und diese ersetzen.
Beispielsweise sind die Stromversorgungskonfigurationen für die Versorgungsspannungen V1, V2 und V3 die in Reihe geschalteten Stromversorgungen 16 und 17 bzw. die Schaltstromversorgung 15, die Stromversorgungen hängen jedoch nicht von der speziellen Form ab und können in verschiedenen Formen implementiert werden.
Zusätzlich ist die Anzahl der Bits des A/D-Wandlers 12 für die diskreten Widerstände 10 und 10A, wie in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben, nur ein Beispiel, und es kann die Anzahl der Bits für einen diskreten Widerstand erhöht werden, oder die Anzahl der Bits kann durch die Verwendung mehrerer diskreter Widerstände erhöht werden.
Ferner kann das Schalten durch die in der dritten Ausführungsform beschriebene diskrete Komponente mit der ersten und der zweiten Ausführungsform kombiniert werden. Überdies ist die vorliegende Erfindung nicht auf den diskreten Widerstand, den diskreten Kondensator und die Kombination davon, wie in der dritten Ausführungsform beschrieben, beschränkt und kann durch eine beliebige Kombination diskreter Komponenten konfiguriert werden.
Ferner kann die elektronische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf andere Dinge in der Art eines Industrieroboters unter Verwendung eines Mikrocomputers angewendet werden, statt auf eine als Spannungsquelle eines Mikrocomputers zur Fahrzeugsteuerung verwendete elektronische Steuervorrichtung angewendet zu werden.
Die Schaltstromversorgung 15 und die Spannungsregler 16 und 17, die vorstehend beschrieben wurden, können als Spannungseinstelleinheiten definiert werden, und die Schaltstromversorgung 15 ist als erste Spannungseinstelleinheit definiert, der Spannungsregler 16 ist als zweite Spannungseinstelleinheit definiert, und der Spannungsregler 17 ist als dritte Spannungseinstelleinheit definiert.
Ferner werden die diskreten Widerstände 10, 10A, 10B, 10C und 10D und die diskreten Kondensatoren 31, 31A, 31B und 31C gemeinsam als diskrete Komponenten definiert.
Bezugszeichenliste

10, 10A, 10B, 10C, 10D: diskreter Widerstand
11: Stromquelle
12: A/D-Wandler
13: Register
14: Referenzspannung
15: Schaltstromversorgung
16, 17: Spannungsregler
18: Stromversorgungs-IC
19: Mikrocomputer
20: interne Spannungsquelle
21, 21A: Schalter
22, 26: Stromversorgungsschaltung
23: Induktor
24: EEPROM
25: Referenzspannung
27: Schaltkreis
28, 29: SPI-Schnittstelle
31, 31A, 31B, 31C: diskreter Kondensator
32: interner Widerstand
33: interner Kondensator
34: Kondensator
35: Operationsverstärker
36, 37:: Widerstand

Claims

Elektronische Steuervorrichtung, welche Folgendes aufweist: eine integrierte Schaltung (18) mit einer Spannungseinstelleinheit und eine diskrete Komponente (10), die mit der integrierten Schaltung verbunden ist, wobei die integrierte Schaltung einen A/D-Wandler (12), mit dem die diskrete Komponente verbunden ist, ein Register (13) zum Speichern eines vom A/D-Wandler ausgegebenen Digitalcodes und eine veränderliche Spannungsquelle (14), bei der die dem im Register gespeicherten Digitalcode entsprechende Spannung festgelegt wird, aufweist, und wobei die Spannungsausgabe der Spannungseinstelleinheit durch Ändern der diskreten Komponente geändert wird, die Spannungseinstelleinheit die Spannung entsprechend der Spannung der veränderlichen Spannungsquelle einstellt und die von der Spannungseinstelleinheit ausgegebene Spannung einem Mikrocomputer zuzuführen ist, und wobei die integrierte Schaltung ferner eine Schnittstelle (28) zum Lesen eines in einem Speicher (24) des Mikrocomputers gespeicherten Digitalcodes und zum Speichern des Digitalcodes im Register aufweist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die diskrete Komponente einen diskreten Widerstand (10) aufweist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die integrierte Schaltung (18) ferner Folgendes aufweist: einen ersten Schalter (21), der den Widerstand (10) und den A/D-Wandler (12) verbindet, und eine Stromquelle (20), die mit einem Punkt zwischen dem ersten Schalter und dem A/D-Wandler verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die diskrete Komponente einen ersten Widerstand (10) und einen zweiten Widerstand (10A) aufweist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die integrierte Schaltung (18) ferner Folgendes aufweist: einen ersten Schalter (21), der den ersten Widerstand (10) und den A/D-Wandler (12) verbindet, eine Stromquelle (20), die mit einem Punkt zwischen dem ersten Schalter und dem A/D-Wandler verbunden ist, und einen zweiten Schalter (21A), der den zweiten Widerstand (10A) und den A/D-Wandler verbindet.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die integrierte Schaltung (18) ferner Folgendes aufweist: einen ersten Schalter (21), der den Widerstand (10) und den A/D-Wandler (12) verbindet, und einen Innenwiderstand (32), der mit einem Punkt zwischen dem ersten Schalter und dem A/D-Wandler verbunden ist und mit einer internen Spannungsquelle (20) der integrierten Schaltung verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die diskrete Komponente einen diskreten Kondensator (31) aufweist und die integrierte Schaltung (18) ferner Folgendes aufweist: einen ersten Schalter (21), der den diskreten Kondensator und den A/D-Wandler (12) verbindet, und eine Stromquelle (20), die mit einem Punkt zwischen dem ersten Schalter und dem A/D-Wandler verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die diskrete Komponente einen diskreten Kondensator (31) aufweist und die integrierte Schaltung (18) ferner Folgendes aufweist: einen ersten Schalter (21), der den diskreten Kondensator und den A/D-Wandler (12) verbindet, und einen internen Kondensator (33), der mit einem Punkt zwischen dem ersten Schalter und dem A/D-Wandler verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die diskrete Komponente zwei miteinander in Reihe geschaltete diskrete Widerstände (10B; 10C) aufweist, die integrierte Schaltung (18) ferner einen ersten Schalter (21) aufweist, der mit einem Verbindungsmittelpunkt zwischen den beiden in Reihe geschalteten diskreten Widerständen verbunden ist, und die beiden in Reihe geschalteten diskreten Widerstände mit einer internen Spannungsquelle (20) der integrierten Schaltung verbunden sind.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die diskrete Komponente zwei miteinander in Reihe geschaltete diskrete Kondensatoren (31A; 31B) aufweist, die integrierte Schaltung (18) ferner einen ersten Schalter (21) aufweist, der mit einem Verbindungsmittelpunkt zwischen den beiden in Reihe geschalteten diskreten Kondensatoren verbunden ist, und die beiden in Reihe geschalteten diskreten Kondensatoren mit einer internen Spannungsquelle (20) der integrierten Schaltung verbunden sind.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die diskrete Komponente einen diskreten Widerstand (10D) und einen diskreten Kondensator (31C) aufweist, die in Reihe geschaltet sind, die integrierte Schaltung (18) ferner einen ersten Schalter (21) aufweist, der mit einem Verbindungsmittelpunkt zwischen dem diskreten Widerstand und dem diskreten Kondensator, die in Reihe geschaltet sind, verbunden ist, und der diskrete Widerstand und der diskrete Kondensator, die in Reihe geschaltet sind, mit einer internen Spannungsquelle (20) der integrierten Schaltung verbunden sind.
Elektronische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die elektronische Steuervorrichtung eine Stromversorgung für einen Mikrocomputer (19) zur Fahrzeugsteuerung aufweist.