JP2001195147A - 電子制御装置及び電子制御システム - Google Patents

電子制御装置及び電子制御システム

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JP2001195147A
JP2001195147A JP2000006639A JP2000006639A JP2001195147A JP 2001195147 A JP2001195147 A JP 2001195147A JP 2000006639 A JP2000006639 A JP 2000006639A JP 2000006639 A JP2000006639 A JP 2000006639A JP 2001195147 A JP2001195147 A JP 2001195147A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリスタル発振回路よりも精度の劣る第2発
振回路のクロック信号をシステムクロックとした場合に
も、処理能力の低下や誤差の発生を良好に抑制すること
のできる電子制御装置または電子制御システムの提供。 【解決手段】 発振切り替え部14は、通常は、クリス
タル発振回路12が発生するクロック信号をシステムク
ロックとしてマイコン11に入力するが、リンプホーム
時には、CR発振回路13(第2発振回路)のクロック
信号をシステムクロックとする。しかしながら、CR発
振回路13は精度が劣る。そこで、出荷時にECU10
を計測器20に接続し、CR発振回路13のクロック信
号に基づいて10msのワンショットパルスを計測器2
0に出力し、計測データとして返送される実際のパルス
幅と比較することによってCR発振補正値を算出する。
そのCR発振補正値を用いて、CR発振回路13使用時
の処理精度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、システムクロック
に基づいて各種処理を行う電子制御装置に関し、詳しく
は、そのシステムクロックの供給源を、クリスタル発振
回路またはそれよりも精度の劣る第2発振回路に切り替
えることのできる電子制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の電子制御装置とし
て、クリスタル発振回路と、該クリスタル発振回路より
精度の劣る第2発振回路と、上記クリスタル発振回路ま
たは上記第2発振回路が発生するクロック信号の内のい
ずれをシステムクロックとするかを切り替える切り替え
手段と、上記システムクロックに基づいて処理を行う処
理手段と、を備えたものが考えられている。このように
構成された電子制御装置では、通常は、クリスタル発振
回路が発生するクロック信号をシステムクロックとし
て、処理手段が各種処理を実行する。クリスタル発振回
路は、高周波数でしかも極めて正確なクロック信号を発
生することができる。このため、このクリスタル発振回
路のクロック信号をシステムクロックとすることによ
り、処理手段は、各種処理を迅速にかつ正確に実行する
ことができる。
【0003】ところが、クリスタル発振回路には電源電
圧の低下等によって異常が生じることがある。そこで、
このような場合、上記電子制御装置では切り換え手段に
よって第2発振回路のクロック信号をシステムクロック
とするように切り替え、処理手段による処理を継続的に
実行可能としている(例えば、特開平7−78125号
公報参照)。なお、第2発振回路としては、例えばCR
発振回路を利用することが考えられている。CR発振回
路等はクリスタル発振回路に比べて安価であるので、シ
ステムクロックの供給源を複数設けることによるコスト
アップを良好に抑制することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CR発
振回路等は前述のようにクリスタル発振回路に比べて精
度が劣るので、これらの第2発振回路のクロック信号を
システムクロックとした場合、処理手段の処理能力が低
下したり処理結果に誤差が生じたりする可能性がある。
例えば、CR発振回路の出力精度は一般的に±1〜10
%と、クリスタル発振回路に比べて1桁ほど精度が悪
く、これが処理結果に誤差として反映される可能性があ
る。そこで、本発明は、クリスタル発振回路よりも精度
の劣る第2発振回路のクロック信号をシステムクロック
とした場合にも、処理能力の低下や誤差の発生を良好に
抑制することのできる電子制御装置または電子制御シス
テムを提供することを目的としてなされた。
【0005】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項1記載の発明は、クリス
タル発振回路と、該クリスタル発振回路より精度の劣る
第2発振回路と、上記クリスタル発振回路または上記第
2発振回路が発生するクロック信号の内のいずれをシス
テムクロックとするかを切り替える切り替え手段と、上
記システムクロックに基づいて処理を行う処理手段と、
を備えた電子制御装置であって、上記第2発振回路が発
生するクロック信号の誤差を記憶する誤差記憶手段と、
上記第2発振回路が発生するクロック信号が上記コンピ
ュータのシステムクロックとされるとき、上記誤差記憶
手段に記憶された誤差に基づいて上記処理手段の処理を
補正する補正手段と、を備えたことを特徴としている。
【0006】このように、本発明では、第2発振回路が
発生するクロック信号の誤差を誤差記憶手段が記憶して
おり、その誤差に基づいて、補正手段は、第2発振回路
が発生するクロック信号が上記システムクロックとされ
るときに、処理手段の処理を補正する。この補正によっ
て、本発明の電子制御装置では、第2発振回路のクロッ
ク信号をシステムクロックとした場合にも、処理手段の
処理能力が低下したり処理結果に誤差が生じたりするの
を良好に抑制することができる。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の構
成に加え、上記第2発振回路がCR発振回路であること
を特徴としている。CR発振回路はクリスタル発振回路
に比べて極めて安価である。このため、本発明では、請
求項1記載の発明の効果に加えて、システムクロックの
供給源を複数設ける(すなわち、クリスタル発振回路に
加えて第2発振回路を設ける)ことによるコストアップ
を良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【0008】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の構成に加え、上記第2発振回路が発生するクロッ
ク信号に基づいて、所定幅のワンショットパルスを、該
ワンショットパルスの実際のパルス幅を計測する計測装
置に対して出力するパルス出力手段と、上記計測装置に
よって計測された上記ワンショットパルスの実際のパル
ス幅に基づき、上記誤差を算出する誤差算出手段とを、
更に備えたことを特徴としている。
【0009】本発明では、パルス出力手段は、第2発振
回路が発生するクロック信号に基づいて、所定幅のワン
ショットパルスを計測装置に出力する。すると、計測装
置は、そのワンショットパルスの実際のパルス幅を計測
する。誤差算出手段は、その計測装置によって計測され
た上記ワンショットパルスの実際のパルス幅に基づき、
上記誤差を算出する。すなわち、第2発振回路のクロッ
ク信号に基づいてパルス出力手段が発生しようとしたパ
ルス幅と実際に計測されたパルス幅とを比較することに
よって、第2発振回路のクロック信号の誤差を算出する
のである。
【0010】このように、本発明では、実際の計測デー
タに基づいて第2発振回路のクロック信号の誤差を算出
している。そして、その誤差は誤差記憶手段に記憶され
て補正手段による上記補正に適用されるので、上記補正
を極めて正確に行うことができる。従って、請求項1ま
たは2記載の発明の効果に加えて、処理手段の処理結果
に誤差が生じるのを一層良好に抑制することができると
いった効果が生じる。また、本発明では、電子制御装置
自身が上記パルス手段及び誤差算出手段を備えているの
で、その電子制御装置の実装状態でも上記誤差の算出が
可能となる。このため、上記誤差を一層正確に算出する
と共に、定期的に上記誤差を算出することによって上記
誤差の経時変化にも対応することができ、処理手段の処
理結果に誤差が生じるのを更に一層良好に抑制すること
ができる。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項3記載の構
成に加え、上記計測装置がオシロスコープであることを
特徴としている。オシロスコープは、ワンショットパル
スが入力された場合にそのワンショットパルスの実際の
パルス幅を計測し、計測データとして出力する機能を標
準的に備えている。本発明では、上記計測装置としてこ
のようなオシロスコープを利用しているので、請求項3
記載の発明の効果に加えて、上記誤差の算出が極めて手
軽に実行できるといった効果が生じる。
【0012】請求項5記載の発明は、請求項3記載の電
子制御装置を複数備えた電子制御システムであって、一
つの上記電子制御装置の上記パルス出力手段から上記ワ
ンショットパルスが出力されたとき、もう一つの上記電
子制御装置の上記処理手段が、その電子制御装置の上記
クリスタル発振回路が発生するクロック信号をシステム
クロックとして上記ワンショットパルスの実際のパルス
幅を計測することを特徴としている。
【0013】すなわち、本発明の電子制御システムで
は、その電子制御システムに備えられた複数の請求項3
記載の電子制御装置の内、一つの電子制御装置に対する
上記計測装置として、同一の電子制御システム内のもう
一つの電子制御装置を利用している。このため、本発明
の電子制御システムでは、そのシステム内に備えられた
上記各電子制御装置のみによって請求項3記載の発明と
同様の効果が生じ、しかも、上記誤差の算出を外部の計
測装置に接続することなくシステムの内部だけで実行す
ることができる。従って、上記誤差の算出を定期的に行
うことが容易となり、第2発振回路が発生するクロック
信号の誤差の経時変化に一層良好に対応することがで
き、延いては、処理手段の処理結果に誤差が生じるのを
一層良好に抑制することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図1は、本発明が適用された電子制御
装置としてのECU10の構成を、計測器20(ここで
はオシロスコープ)の構成と共に表すブロック図であ
る。図1に示すように、ECU10は、マイクロコンピ
ュータ(以下、マイコンという)11と、クリスタル発
振回路12と、CR発振回路13と、発振切り替え部1
4とを備えている。
【0015】発振切り替え部14は、クリスタル発振回
路12またはCR発振回路13が発生するクロック信号
の内、いずれをシステムクロックとしてマイコン11に
入力するかを切り替える。マイコン11は、信号等を出
力する出力ピン11aと、主として双方向のデータ通信
を行うための通信ピン11bとを備え、内部には、計時
等を司るタイマ機能16、各種演算処理を実行するCP
U17、外部との通信を司る外部通信機能18、各種デ
ータを不揮発的に記憶するフラッシュメモリ19、等を
備えている。マイコン11に内蔵された上記各部16〜
19は、発振切り替え部14を介して入力された上記シ
ステムクロックに同期して各種動作を実行する。
【0016】発振切り替え部14は、通常は、クリスタ
ル発振回路12が発生するクロック信号をシステムクロ
ックとしてマイコン11に入力する。クリスタル発振回
路12は高周波数でしかも極めて正確なクロック信号を
発生することができるので、クリスタル発振回路12の
クロック信号をシステムクロックとすることにより、マ
イコン11のCPU17は、各種処理を迅速にかつ正確
に実行することができる。ところが、クリスタル発振回
路12には電源電圧の低下等によって異常が生じること
がある。そこで、このようないわゆるリンプホーム時に
は、発振切り替え部14はCR発振回路13のクロック
信号をシステムクロックとしてマイコン11に入力す
る。これによって、CPU17は処理を継続的に実行可
能となる。
【0017】しかしながら、CR発振回路13はクリス
タル発振回路12に比べて精度が劣るので、CR発振回
路13のクロック信号をそのままシステムクロックとす
ると、CPU17の処理能力が低下したり演算結果に誤
差が生じたりする可能性がある。そこで、ECU10で
は、CR発振回路13のクロック信号の誤差を次のよう
にフラッシュメモリ19に記憶しておき、上記処理能力
の低下や誤差の発生を防止している。続いて、このCR
発振回路13のクロック信号の誤差に関連してECU1
0が実行する処理について説明する。
【0018】ECU10の出荷時には、計測器20を用
いて、CR発振回路13のクロック信号の誤差を次のよ
うにして算出する作業が施される。計測器20としての
オシロスコープは、ワンショットパルスが入力された場
合にそのワンショットパルスの実際の幅を計測するパル
ス幅計測機能21と、その計測されたパルス幅等を計測
データとして双方向通信等によって外部に出力する外部
通信機能22とを標準的に備えている。そこで、ECU
10の出荷時には、作業者はECU10の出力ピン11
aを計測器20のパルス幅計測機能21に対応するピン
に接続し、ECU10の通信ピン11bを計測器20の
外部通信機能22に対応するピンに接続する。そして、
ECU10に所定の命令を入力することによって、CP
U17に、図2(A)に示す補正値算出処理を実行させ
る。
【0019】図2(A)に示すように、この補正値算出
処理を開始するとCPU17は、先ず、S1(Sはステ
ップを表す:以下同様)にて、CR発振回路13が出力
するクロック信号に、上記システムクロックを強制的に
切り替える。続くS3では、タイマ機能16を介して、
10msのワンショットパルスを出力ピン11aから出
力する。ここでいう「10ms」は、CR発振回路13
のクロック信号に基づいて計時したものであり、多少の
誤差を含んでいる。更に、続くS5では、通信ピン11
bを介して計測器20から計測データを受信するまで待
機する。
【0020】一方、計測器20は、ECU10から上記
ワンショットパルスが入力されると、図2(B)に示す
処理を実行する。すなわち、上記ワンショットパルスの
実際のパルス幅(以下、Tact(ms)とする)を計
測し(S51)、続いて、そのパルス幅Tactを計測
データとしてECU10に送信する(S53)。
【0021】すると、マイコン11は通信ピン11bを
介して上記パルス幅Tactを計測データとして受信し
(S5:YES)、CPU17の処理はS5に続くS7
へ移行する。S7では、上記受信したパルス幅Tact
に基づき、CR発振補正値を算出する。例えば、Tac
t=11msであったとすると、 CR発振補正値=10ms/Tactms=10ms/
11ms=0.909 とする。続くS9では、S7にて算出したCR発振補正
値をフラッシュメモリ19に記憶して、処理を終了す
る。以上の処理により、CR発振回路13のクロック信
号の誤差が、その逆数であるCR発振補正値としてフラ
ッシュメモリ19に記憶される。
【0022】次に、図3は、上記CR発振補正値を用い
てCPU17が実際に制御値を算出する場合の処理を表
すフローチャートである。なお、図3の処理に対応する
制御値としては、例えばガソリンの噴射量を決定する噴
射時間の制御値が挙げられる。この種の制御値は、デジ
タルで演算された制御値を、アナログである噴射時間出
力に変換する際に、システムクロックの誤差が反映され
てしまう。前述の例では、デジタルである制御値は10
msであったものが、実際の出力は11msとなりシス
テムクロックの誤差を含むこととなる。
【0023】すなわち、図3に示すように、処理を開始
するとCPU17は、先ず、S91にて通常通りの演算
によって制御値を算出する。続くS93では、CR発振
回路13を使用中であるか否かを判断する。CR発振回
路13を使用中でない場合は(S93:NO)、クリス
タル発振回路12を使用して正確な処理が実行されてい
るので、S95にて、上記通常通りの演算によって算出
された制御値(通常演算制御値という)をそのまま最終
制御値として処理を終了する。
【0024】一方、CR発振回路13を使用中である場
合は(S93:YES)、システムクロックに前述の誤
差が含まれ、その誤差が出力値にも反映されているもの
と考えられる。そこで、この場合、処理はS97へ移行
し、フラッシュメモリ19から前述のCR発振補正値を
読み出し、その補正値を上記通常演算制御値にかけた値
を最終制御値として処理を終了する。この処理によっ
て、CR発振回路13のクロック信号をシステムクロッ
クとした場合にも、CPU17の処理能力が低下したり
算出された最終制御値に誤差が生じたりするのを良好に
抑制することができる。
【0025】また、ECU10がこのように車両制御用
の電子制御回路である場合、計測器20を接続してなさ
れる上記補正値算出処理は、出荷時のみならずディーラ
での定期検査時等にも実行してもよい。CR発振回路1
3のクロック信号の誤差は経時変化を起こすことがある
が、このように定期的に補正値算出処理を実行する場
合、上記誤差の経時変化に良好に対応することができ、
上記最終制御値に誤差が生じるのを一層良好に抑制する
ことができる。更に、オシロスコープの代わりに車両に
搭載可能な計測器20を使用すれば、ECU10に計測
器20を常時接続しておき、イグニッションスイッチが
ON位置まで回動する毎に上記補正値算出処理を実行さ
せることもできる。この場合、上記経時変化に一層良好
に対応することができ、上記誤差の発生を更に一層良好
に抑制することができる。
【0026】図4に示すECU30は、マイコン11と
ほぼ同様の二つのマイコン31,41を備えている。マ
イコン31には、クリスタル発振回路32またはCR発
振回路33のクロック信号が、発振切り替え部34を介
してシステムクロックとして入力され、マイコン41に
は、クリスタル発振回路42またはCR発振回路43の
クロック信号が、発振切り替え部44を介してシステム
クロックとして入力されている。また、マイコン31,
41は、それぞれマイコン11と同様に、タイマ機能3
6,46、CPU37,47、外部通信機能38,4
8、及び、フラッシュメモリ39,49を備えている。
なお、マイコン31,41のタイマ機能36,46は、
計測器20のパルス幅計測機能21と同様の機能も備え
ている。
【0027】この場合、例えばCR発振回路33に対す
るCR発振補正値を算出する場合、マイコン31にCR
発振回路33のクロック信号をシステムクロックとして
入力すると共に、マイコン41にクリスタル発振回路4
2のクロック信号をシステムクロックとして入力する。
そして、その状態でマイコン31のタイマ機能36から
ワンショットパルスをマイコン41のタイマ機能46に
入力し、そのワンショットパルスの実際のパルス幅Ta
ctを計測データとしてマイコン41からマイコン31
に送信すれば、前述のようにCR発振補正値を算出する
ことができる。
【0028】逆に、マイコン31にクリスタル発振回路
32のクロック信号をシステムクロックとして入力する
と共に、マイコン41にCR発振回路43のクロック信
号をシステムクロックとして入力すれば、CR発振回路
43に対するCR発振補正値を算出することができる。
【0029】このように、一つのECU30(ネットワ
ーク化された一連のECUであってもよい)に設けられ
た複数のマイコンの内の一つ(例えばマイコン41)が
もう一つのマイコン(例えば31)に対する計測装置と
して機能する場合、前述のように、イグニッションスイ
ッチがON位置まで回動する毎にCR発振補正値を算出
する処理等が極めて容易となる。従って、ECU30で
は、CR発振回路33等のクロック信号の誤差の経時変
化に極めて良好に対応することができる。なお、車両制
御用の電子制御回路において、CR発振補正値を算出す
るタイミングとしては、イグニッションスイッチがON
位置まで回動する毎の他、イグニッションスイッチがO
FF位置からACC位置まで回動する毎、車両が所定距
離走行する毎、電子制御回路に所定時間通電がなされる
毎、等のように、車両または内燃機関の運転状態に応じ
た種々のタイミングに設定することができる。
【0030】一方、前述のように計測器20としてオシ
ロスコープを利用する場合、オシロスコープはパルス幅
計測機能21及び外部通信機能22を標準的に備えてい
るので、上記CR発振補正値の算出が極めて手軽に実行
できる。なお、上記各実施の形態において、CR発振回
路13,33,43が第2発振回路に、発振切り替え部
14,34,44が切り替え手段に、CPU17,3
7,47が処理手段に、フラッシュメモリ19,39,
49が誤差記憶手段に、CPU17,37,47におけ
るS97の処理に関わる構成が補正手段に、タイマ機能
16,36,46がパルス出力手段に、CPU17,3
7,47におけるS7の処理に関わる構成が誤差算出手
段に、ECU30が請求項5記載の電子制御システム
に、マイコン31,クリスタル発振回路32,CR発振
回路33,及び発振切り替え部34と、マイコン41,
クリスタル発振回路42,CR発振回路43,及び発振
切り替え部44とが請求項5における各電子制御装置
に、それぞれ相当する。
【0031】また、本発明は上記実施の形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の形態で実施することができる。例えば、第2発振
回路としては、CR発振回路の他、チップレゾネータ
(商品名:京セラ製)等の種々の発振回路を適用するこ
とができる。但し、CR発振回路はクリスタル発振回路
に比べて極めて安価である。このため、上記実施の形態
では、システムクロックの供給源を複数設けることによ
るコストアップを良好に抑制することができる。
【0032】また、CR発振回路13のクロック信号の
誤差は、ECU10に組み込む前に予め他の計測装置で
計測しておき、その計測値をフラッシュメモリ19に書
き込んでもよい。但し、上記各実施の形態のようにCR
発振回路13をECU10に実装した上で上記クロック
信号の誤差を計測する場合、その誤差の値が実際の使用
時の値と極めて良好に一致し、通常演算制御値の補正を
極めて正確に行うことができる。従って、CPU17の
処理能力が低下したり算出された制御値に誤差が生じた
りするのを一層良好に抑制することができる。しかも、
上記実施の形態では、ワンショットパルスを出力すると
共にその実際のパルス幅を計測することによって上記誤
差を計測しているので、上記誤差の計測処理(補正値算
出処理)が極めて容易となるといった効果が生じる。
【0033】更に、上記各実施の形態では、通常演算制
御値にCR発振補正値をかけることによって補正を行っ
ているが(S97)、処理手段の処理を補正する補正手
段の構成としては、この他にも種々の形態が考えられ
る。例えば、CR発振回路13等のクロック信号自体に
変形を加えてもよく、制御値の算出(S91)に使用さ
れるデータに補正を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用されたECUの構成を表すブロ
ック図である。
【図2】 そのECUの補正値算出処理を表すフローチ
ャートである。
【図3】 そのECUの制御値算出時の処理を表すフロ
ーチャートである。
【図4】 本発明が適用された他のECUの構成を表す
ブロック図である。
【符号の説明】
10,30…ECU 11,31,41
…マイクロコンピュータ 12,32,42…クリスタル発振回路 13,3
3,43…CR発振回路 14,34,44…発振切り替え部 16,3
6,46…タイマ機能 17,37,47…CPU 18,22,3
8,48…外部通信機能 19,39,49…フラッシュメモリ 20…計測器
21…パルス幅計測機能
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03B 5/32 G06F 1/04 310A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クリスタル発振回路と、 該クリスタル発振回路より精度の劣る第2発振回路と、 上記クリスタル発振回路または上記第2発振回路が発生
    するクロック信号の内のいずれをシステムクロックとす
    るかを切り替える切り替え手段と、 上記システムクロックに基づいて処理を行う処理手段
    と、 を備えた電子制御装置であって、 上記第2発振回路が発生するクロック信号の誤差を記憶
    する誤差記憶手段と、 上記第2発振回路が発生するクロック信号が上記コンピ
    ュータのシステムクロックとされるとき、上記誤差記憶
    手段に記憶された誤差に基づいて上記処理手段の処理を
    補正する補正手段と、 を備えたことを特徴とする電子制御装置。
  2. 【請求項2】 上記第2発振回路がCR発振回路である
    ことを特徴とする請求項1記載の電子制御装置。
  3. 【請求項3】 上記第2発振回路が発生するクロック信
    号に基づいて、所定幅のワンショットパルスを、該ワン
    ショットパルスの実際のパルス幅を計測する計測装置に
    対して出力するパルス出力手段と、 上記計測装置によって計測された上記ワンショットパル
    スの実際のパルス幅に基づき、上記誤差を算出する誤差
    算出手段と、 を、更に備えたことを特徴とする請求項1または2記載
    の電子制御装置。
  4. 【請求項4】 上記計測装置がオシロスコープであるこ
    とを特徴とする請求項3記載の電子制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の電子制御装置を複数備え
    た電子制御システムであって、 一つの上記電子制御装置の上記パルス出力手段から上記
    ワンショットパルスが出力されたとき、もう一つの上記
    電子制御装置の上記処理手段が、その電子制御装置の上
    記クリスタル発振回路が発生するクロック信号をシステ
    ムクロックとして上記ワンショットパルスの実際のパル
    ス幅を計測することを特徴とする電子制御システム。
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JP2009159426A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Yokogawa Electric Corp パルス出力装置
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