JP2007022355A - Control unit for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車用制御ユニットに関し、特に動作モードが通常動作モードと、該通常動作モードよりも消費電力量が少ないスリープモードとの間で切り替え可能とされた自動車用制御ユニットに関する。 The present invention relates to an automobile control unit, and more particularly to an automobile control unit in which an operation mode can be switched between a normal operation mode and a sleep mode that consumes less power than the normal operation mode.
自動車には、自動車に搭載された各種機器(被制御要素)を制御するために、CPUを主制御部としたECU(制御ユニット)が搭載されている。ECUは、ある条件で、例えば、車両が駐車状態にある場合、又はあるスイッチ操作がない場合にスリープモードに移行するようにしている(特許文献1、特許文献2)。具体的にはスリープモードとは、ECUを構成する発振器を停止したスタンバイモードや、通常動作と異なる低周波数の発振器で動作するスロークロックモード、あるいは一定時間ごとにCPUを間欠的に動作させる間欠モードなどであり、低消費電流モードにあることをいう。特に、キーレスエントリ方式のように、携帯器を保有したユーザーが自動車に接近したことを上記携帯器を介して無線検知し、ドアロック解除やエンジン始動などの動作を自動制御したい場合、この制御を司るECUは、駐車中あるいはエンジン停止中であっても動作を常時継続していなければならない。特に駐車時間が長期に渡る場合、通常動作モードでECUを作動させつづけるとバッテリー電圧低下を招き、自動車を始動できなくなる問題を生ずるので、ECUのスリープ制御は、バッテリー保護の観点から近年重要性を増しつつある。スリープモードからのウェイクアップには、外部からのプログラム起動指令ないし入力があったとき、割り込み処理により不定期にウェイクアップする場合(以下、外部要因ウェイクアップという)と、内部タイマー制御により定期的にスリープとウェイクアップとを繰り返す場合(以下、内部要因ウェイクアップという)との2種類がある。後者は、例えばキーレスエントリシステムのように、ユーザーの携帯器からの信号受信スタンバイ期間を、スリープ期間を介して断続的に生じさせ、節電を図る目的に活用されている。 In order to control various devices (controlled elements) mounted on the vehicle, the vehicle is mounted with an ECU (control unit) having a CPU as a main control unit. The ECU shifts to the sleep mode under certain conditions, for example, when the vehicle is in a parked state or when there is no switch operation (Patent Documents 1 and 2). Specifically, the sleep mode is a standby mode in which the oscillator that constitutes the ECU is stopped, a slow clock mode that operates with a low-frequency oscillator different from the normal operation, or an intermittent mode in which the CPU is intermittently operated at regular intervals. It means that it is in the low current consumption mode. In particular, as in the keyless entry method, when the user who owns the portable device detects wirelessly that the user has approached the vehicle via the portable device and wants to automatically control operations such as door lock release and engine start, this control is performed. The controlling ECU must always continue to operate even when parking or when the engine is stopped. Especially when the parking time is extended for a long time, if the ECU is continuously operated in the normal operation mode, the battery voltage is lowered and the vehicle cannot be started. Therefore, the sleep control of the ECU has recently become important from the viewpoint of battery protection. It is increasing. Wake-up from sleep mode can be triggered by interrupt processing when an external program start command or input is received (hereinafter referred to as external factor wake-up), and periodically by internal timer control. There are two types of cases where sleep and wakeup are repeated (hereinafter referred to as internal factor wakeup). The latter is used for the purpose of saving power by intermittently generating a signal reception standby period from a user's portable device through a sleep period, as in a keyless entry system, for example.
内部要因ウェイクアップによるスリープ/ウェイクアップ制御時において、そのスリープ期間中に、例えばユーザーのスイッチ押下等に基づくウェイクアップ信号を外部から受けた場合は、ECUは直ちにウェイクアップする必要があり、そのための処理を、該ウェイクアップ信号が直接入力される専用のウェイクアップ検出回路を用いて行なうことも多い。この場合、ウェイクアップ検出回路が、ウェイクアップを指令する内容に定められた信号状態を1つでも検出すると、その信号のレベル持続時間とは無関係にこれを正常なウェイクアップ信号として受け付けるようにしていた。 During sleep / wake-up control by internal factor wake-up, if a wake-up signal based on, for example, a user pressing a switch is received from the outside during the sleep period, the ECU must wake up immediately. The processing is often performed using a dedicated wakeup detection circuit to which the wakeup signal is directly input. In this case, when the wake-up detection circuit detects even one signal state defined in the content for instructing the wake-up, this is accepted as a normal wake-up signal regardless of the level duration of the signal. It was.
しかし、上記の構成では、ノイズ等の要因により極度にレベル持続時間の短い信号状態であっても、ウェイクアップを指令する内容と合致していれば、ウェイクアップが本来意図されてないにも拘わらずECUはウェイクアップ動作を行なうことになる。その結果、ノイズ等が頻繁に発生する状況では、ECUが頻繁にウェイクアップを繰り返し、消費電力が増大してしまう問題がある。 However, in the above configuration, even if the signal state has an extremely short level duration due to factors such as noise, the wakeup is not originally intended as long as it matches the content of the wakeup command. First, the ECU performs a wake-up operation. As a result, in a situation where noise or the like frequently occurs, there is a problem that the ECU frequently wakes up and power consumption increases.
本発明の課題は、ノイズによる不正なウェイクアップ要因の発生確率を低減し、ひいては節電効果をより高めることができる自動車用制御ユニットを提供することにある。 The subject of this invention is providing the control unit for motor vehicles which can reduce the generation | occurrence | production probability of the illegal wake-up factor by noise, and can improve a power-saving effect more by extension.
上記の課題を解決するために、本発明の自動車用制御ユニットは、自動車上の被制御要素の電気的動作を制御する主制御部を有し、該主制御部の動作モードが通常動作モードと、該通常動作モードよりも消費電力量が少ないスリープモードとの間で切り替え可能とされた自動車用制御ユニットであって、
スリープモードから通常モードに主制御部をウェイクアップさせるためのエッジ有効信号であって、二値の信号レベルの一方を第一レベル、他方を第二レベルとして、第一レベルから第二レベルへの変化エッジをウェイクアップ要因として使用する外部ウェイクアップ信号の受信端子と、
外部ウェイクアップ信号の第二レベルをウェイクアップ有効レベルとして定め、受信端子への入力信号の上記変化エッジを検出するエッジ検出手段と、
エッジ検出手段によりレベル変化が検出された場合に、該レベル変化の検出タイミングよりも時系列的に後の1以上の予め定められたタイミングをポストエッジレベル検出タイミングとして、該ポストエッジレベル検出タイミングにおける入力信号のレベルを検出するポストエッジレベル検出手段と、
エッジ検出手段により上記変化エッジが検出され、かつポストエッジレベル検出手段が検出する入力信号のレベルが第二レベルである場合にのみ、主制御部をウェイクアップさせるためのウェイクアップ指令信号を出力するウェイクアップ指令信号出力手段と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an automobile control unit of the present invention has a main control unit that controls electrical operation of a controlled element on the automobile, and the operation mode of the main control unit is a normal operation mode. An automotive control unit that is switchable between a sleep mode, which consumes less power than the normal operation mode,
Edge valid signal for waking up the main control unit from the sleep mode to the normal mode, one of the binary signal levels as the first level and the other as the second level, from the first level to the second level An external wakeup signal receiving terminal that uses the changing edge as a wakeup factor,
Edge detection means for determining the second edge of the external wakeup signal as a wakeup effective level, and detecting the change edge of the input signal to the receiving terminal;
When a level change is detected by the edge detection means, one or more predetermined timings chronologically after the level change detection timing are used as the post edge level detection timing. Post-edge level detection means for detecting the level of the input signal;
A wake-up command signal for wake-up of the main control unit is output only when the change edge is detected by the edge detection means and the level of the input signal detected by the post-edge level detection means is the second level. And a wake-up command signal output means.
上記本発明の第一の構成では、外部ウェイクアップ信号をエッジ有効信号として、これを専用の受信端子で受信する方式を前提とする。この場合、短時間のパルス状ノイズでも、ウェイクアップ要因となる信号レベルの変化エッジが生ずる状況には変わりなく、誤ウェイクアップの要因となりうる。しかし、正規のエッジ有効信号であれば、第一レベルから第二レベルへ信号付勢してエッジが形成された後も、しばらくは第二レベルの保持状態を持続するのが、安定な信号処理を実現する上での常識である。 The first configuration of the present invention is based on the premise that the external wake-up signal is used as an edge valid signal and is received by a dedicated receiving terminal. In this case, even a short pulse-like noise does not change the situation in which a signal level change edge that causes a wake-up occurs, and may cause a false wake-up. However, in the case of a regular edge valid signal, stable signal processing is to maintain the second level holding state for a while after the edge is formed by energizing the signal from the first level to the second level. It is common sense in realizing.
そこで、本発明の第一の構成では、エッジ検出手段により信号エッジ(レベル変化)が検出された場合において、そのエッジ検出後も信号レベルの持続状態を監視する。具体的には、該レベル変化の検出タイミングよりも時系列的に後の1以上の予め定められたタイミングをポストエッジレベル検出タイミングとして定め、該ポストエッジレベル検出タイミングにおける入力信号のレベルが第二レベルである場合にのみ、主制御部をウェイクアップさせるためのウェイクアップ指令信号を出力するようにした。この方式であると、ノイズ等による信号エッジ形成では、エッジ検出後の信号レベルの持続時間が概して短いため、ポストエッジレベル検出タイミングを適切に定めておけば、該タイミングでの信号レベルが第一レベルに戻り、正規の信号エッジでないことを容易に識別できる。つまり、エッジ検出後も信号レベルの持続状態を監視することでノイズフィルタリングの機能が実現し、不正なウェイクアップ要因の発生確率を低減でき、ひいては節電効果をより高めることができる。 Therefore, in the first configuration of the present invention, when a signal edge (level change) is detected by the edge detection means, the signal level persistence state is monitored even after the edge detection. Specifically, one or more predetermined timings chronologically after the level change detection timing are defined as post edge level detection timing, and the level of the input signal at the post edge level detection timing is the second level. A wakeup command signal for waking up the main control unit is output only when the level is set. With this method, in signal edge formation due to noise or the like, since the duration of the signal level after edge detection is generally short, if the post-edge level detection timing is appropriately determined, the signal level at the timing is first. Returning to the level, it can be easily identified that it is not a regular signal edge. In other words, the noise filtering function can be realized by monitoring the signal level sustain state even after edge detection, the probability of occurrence of an illegal wakeup factor can be reduced, and the power saving effect can be further enhanced.
本発明の第一の構成においては、外部ウェイクアップ信号を受信しない状態において、主制御部の動作をスリープモードと通常モードとの間でタイマーにより周期的に切り替える内部スリープ制御手段を設けることができる。この場合、ウェイクアップ指令信号は、該内部スリープ制御手段が規定するスリープ期間中に外部ウェイクアップ信号を受けた場合の割り込みウェイクアップ処理の起動信号に使用できる。これにより、内部スリープ制御手段による適切なスリープ間隔が、ノイズ等の影響により乱されることがなくなり、意図した間隔よりも短い周期でウェイクアップを繰り返す不具合を効果的に防止できる。 In the first configuration of the present invention, there can be provided an internal sleep control means for periodically switching the operation of the main control unit between the sleep mode and the normal mode by a timer in a state where the external wakeup signal is not received. . In this case, the wakeup command signal can be used as an activation signal for interrupt wakeup processing when an external wakeup signal is received during the sleep period defined by the internal sleep control means. As a result, the appropriate sleep interval by the internal sleep control means is not disturbed by the influence of noise or the like, and it is possible to effectively prevent the problem that the wakeup is repeated at a cycle shorter than the intended interval.
エッジ検出手段は、外部ウェイクアップ信号のレベルを周期的にサンプリングし、そのサンプリングされる信号レベルが第一レベルから第二レベルへ変化した直後のサンプリング結果を変化エッジの検出情報として記憶保持する変化エッジ検出記憶部を備えたものとして構成できる。また、ポストエッジレベル検出手段は、変化エッジの検出後の一定時間をおいたタイミングをポストエッジレベル検出タイミングとして、該ポストエッジレベル検出タイミングにおける外部ウェイクアップ信号のサンプリング結果を、ポストエッジレベルとして記憶保持するポストエッジレベル検出記憶部を備えたものとして構成できる。そして、ウェイクアップ指令信号出力手段は、該変化エッジ検出記憶部とポストエッジレベル検出記憶部とのレベル記憶内容が第二レベルにて一致した場合に、ウェイクアップ指令信号をレベル信号にて出力するものとして構成できる。 The edge detection means periodically samples the level of the external wakeup signal, and stores and holds the sampling result immediately after the sampled signal level changes from the first level to the second level as detection information of the changed edge An edge detection storage unit can be provided. Further, the post edge level detection means stores the sampling result of the external wake-up signal at the post edge level detection timing as a post edge level detection timing as a post edge level detection timing after a change edge is detected. A post edge level detection storage unit to be held can be provided. The wakeup command signal output means outputs a wakeup command signal as a level signal when the level storage contents of the change edge detection storage unit and the post edge level detection storage unit match at the second level. Can be configured.
ノイズか正規の外部ウェイクアップ信号かを判別するには、信号エッジを起動トリガーとしてタイマー計測する方式も可能であるが、タイマーハードウェアを設けることはコストアップの要因となるし、ソフトウェアタイマーを用いることは主制御部の処理負担増加につながる。そこで、上記のごとく、変化エッジの検出と、その後一定時間をおいたポストエッジレベル検出タイミングでの信号レベル検出とを組み合わせることで、複雑なタイマーハードウェアや、処理負担の大きいソフトウェアタイマーを用いずとも、正規の外部ウェイクアップ信号か否かを判別することが可能となる。 To determine whether it is noise or a regular external wakeup signal, a timer measurement using a signal edge as a trigger is possible, but providing timer hardware increases costs and uses a software timer. This leads to an increase in processing load on the main control unit. Therefore, as described above, by combining the detection of the change edge and the signal level detection at the post-edge level detection timing after a certain period of time, a complicated timer hardware or a software timer with a heavy processing load is not used. In both cases, it is possible to determine whether or not the signal is a regular external wakeup signal.
この場合、外部ウェイクアップ信号のサンプリング周期を規定するサンプリングクロック信号発生回路を設け、該サンプリングクロック信号の、変化エッジの検出に係るクロックパルスを基準パルスとして、該基準パルスよりも一定数後のクロックパルスをポストエッジレベルのサンプリングパルスとして使用することができる。一定周期で発生するサンプリングパルスに従い、あるパルスまでは第一レベルが検出され、その1つ後のパルスにおいて第二レベルに信号レベルが変化した場合において、該第二レベルに信号レベルが変化したときのパルスが、変化エッジ検出に係る基準パルスである。そして、上記の方式では、基準パルスと、該基準パルスから一定数後のパルスとの最低2回(精度を上げるために、基準パルス後の複数個のパルスで、それぞれレベル検出するようにしてもよい)において信号レベルを検出し、変化エッジ検出記憶部とポストエッジレベル検出記憶部とに記憶保持する。そして、それら記憶されたレベルが第二レベルにて一致した場合に正規の外部ウェイクアップ信号として判定する。サンプリングパルスに従った単純なレベルサンプリング及び比較により、正規の外部ウェイクアップ信号か否かを確実に判定できる。この場合、基準パルスの直後のクロックパルスをポストエッジレベルのサンプリングパルスとして使用すれば、サンプリング回路のロジックがより単純化され、また、実際に変化エッジが検出されてから、正規の外部ウェイクアップ信号か否かが判定されるまでの遅れが精々1パルス周期分となるので、例えばユーザーによる操作等があってからウェイクアップまでの遅れもほとんど目立たずに済む。 In this case, a sampling clock signal generation circuit that defines the sampling cycle of the external wakeup signal is provided, and a clock pulse that is a certain number of times after the reference pulse is used with the clock pulse related to detection of a change edge of the sampling clock signal as a reference pulse. The pulse can be used as a post-edge level sampling pulse. When the signal level changes to the second level when the first level is detected up to a certain pulse and the signal level changes to the second level in the subsequent pulse according to the sampling pulse generated at a fixed period. Is a reference pulse related to change edge detection. In the above method, at least two times of a reference pulse and a pulse after a certain number of times from the reference pulse (in order to improve accuracy, each of the plurality of pulses after the reference pulse may be subjected to level detection. The signal level is detected and stored in the change edge detection storage unit and the post edge level detection storage unit. When these stored levels match at the second level, it is determined as a regular external wakeup signal. Simple level sampling and comparison according to the sampling pulse can reliably determine whether or not the signal is a regular external wakeup signal. In this case, if the clock pulse immediately after the reference pulse is used as a post-edge level sampling pulse, the logic of the sampling circuit is further simplified, and a regular external wakeup signal is detected after the change edge is actually detected. The delay until the determination is made is exactly one pulse period, so the delay from the user operation to the wake-up is hardly noticeable.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の自動車用制御ユニットをなすECU1の概略図である。ECU1は、CPU3、ROM5、RAM4及び入出力部(I/Oポート)2がバス接続されたマイクロプロセッサ(マイコン)からなる。ECU1は、本実施形態では自動車のボデー系の制御を司るボデー系ECUとして構成され、図2はその概略アーキテクチャを示すものである。マイクロプロセッサからなるハードウェア制御主体上に搭載されるソフトウェアは、プラットフォームと、そのプラットフォーム上で動作する、ボデー系機能を実現するためのアプリケーションである。なお、複数のアプリケーションを区別するために、1〜nの記号を付して示した。プラットフォームは、ベースとなるハードウェアが相違する場合にも、各アプリケーションに共通の動作環境を与えるためのものであり、該アプリケーションに対する基本ソフト(OS)のほか、アプリケーションやハードウェアとの連携を図るインターフェースプログラムなどを含んで構成されるが、概念的には周知の部分なので説明の詳細は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of an ECU 1 that forms a control unit for an automobile according to the present invention. The ECU 1 includes a microprocessor (microcomputer) in which a
アプリケーションは、車両利用者による車両各部の操作に係る機能であるボデー系機能を実現するものである。このボデー系機能とは、具体的には、ドア開閉に伴う制御、窓開閉に伴う制御、ライトスイッチのオン/オフに伴う制御、キーレスエントリ方式等に採用されるワイヤレスドアロック機構の制御、・・・といったものをいう。具体的には、以下のようなものを例示できる:
・運転席ドア、助手席ドア、後部右側座席ドア、後部左側座席ドア、ルーフなどのロック/ロック解除、パワーウィンドウ動作など。
・エアコン、カーオーディオ、カーナビゲーションシステムなどの電源動作など。
・ルームランプ、コックピットランプ、ヘッドライト、スモールランプ、ハザードランプ、テールランプなどのスイッチ点灯制御など。
The application realizes a body function that is a function related to operation of each part of the vehicle by the vehicle user. Specifically, the body system functions include control associated with opening / closing of a door, control associated with opening / closing of a window, control associated with turning on / off a light switch, control of a wireless door lock mechanism employed in a keyless entry system, etc.・ ・ Etc. Specific examples include the following:
-Driver door, passenger door, rear right seat door, rear left seat door, roof lock / unlock, power window operation, etc.
・ Power supply operation for air conditioners, car audio systems, car navigation systems, etc.
-Switch lighting control for room lamp, cockpit lamp, headlight, small lamp, hazard lamp, tail lamp, etc.
図1に戻り、各アプリケーション1、2、‥はROM5に記憶されており、RAM4の各アプリケーションに対応したワークエリア上でCPU3により実行される。ECU1は、必要に応じて外部からのスイッチやセンサからの入力信号等も参照しつつ、各アプリケーションの実行により、前述した各種ボデー系の制御対象機器(被制御要素)の動作制御を司る。しかし、ECU1は、ある条件を充足した場合、例えば車両が駐車状態にある場合又はあるスイッチ操作がない場合に、スリープモードに移行する。このスリープモードへの移行は、具体的には全てのアプリケーションが動作終了し、次の動作開始のための待機状態になっている場合に、ECU1全体を低消費電力モード(本実施形態では、CPU(主制御部)3の動作クロック信号を出力する主クロック信号出力回路8の動作を停止したスタンバイモードとする)へ移行させる形で行なうものであり、その制御は図2のプラットフォーム部分が担うこととなる(図1のROM5に搭載されている)。
Returning to FIG. 1, each
ECU1は、ネットワークバスを介して他のハードウェア制御主体(例えば他のECU)と接続されており、該ネットワークバスを介した通信により、リセット指示又はウェイクアップ要因を判断すると動作を開始する。また、図3には、プラットフォームの機能の一部として形成されたスケジューラによって、複数のアプリケーション1,2‥nが順次起動される様子が示されている。スリープ管理・制御ソフト(図1:ROM5内)は、アプリケーションソフトウェア毎に異なる要求スリープ期間の開始時刻及び終了時刻を直接的又は間接的に特定するためのスリープ制御情報を取得する。各アプリケーションは、図6の上に示すように、要求するスリープ期間をタイマー設定し、スリープとウェイクアップとを定期的に繰り返すようにプログラミングされている。例えば、キーレスエントリ方式が採用される場合、図1の「スイッチ/センサ等の入力」として、ユーザー携帯器からの無線信号が受信入力され、キーレスエントリ方式に対応したドアロック制御アプリケーションは、その受信スタンバイ期間を通常モード期間として、スリープ期間と交互に繰り返すようにECU1の作動制御を行なうこととなる。
The ECU 1 is connected to another hardware control entity (for example, another ECU) via a network bus, and starts operation when a reset instruction or a wake-up factor is determined by communication via the network bus. 3 shows a state in which a plurality of
図1に示すごとく、上記のタイマーは、ウェイクアップ中は各アプリケーションがソフト的に実行し、スリープに入る前に次にウェイクアップしたい時刻を、スリープ制御回路7のスリープタイマーにセットする。スリープ制御回路7は、スリープに入る際に、CPU3の動作クロック信号を与える主クロック信号発生回路8にスリープ信号を送り、その動作を停止させる。他方、スリープタイマーがタイムアップすると、ウェイクアップ信号をCPU3に出力し、ウェイクアップ処理に移行させる。この処理を本明細書では内部ウェイクアップ処理といい、スリープ制御回路7がそのためにCPU3に出力するウェイクアップ信号を内部ウェイクアップ信号という。このスリープ中のタイマー計測は、主クロック信号発生回路8とは別電源で、スリープ中も動作を継続するサブクロック信号発生回路6からのクロックパルスを用いて行なわれる。
As shown in FIG. 1, the above-described timer is executed by each application in software during wakeup, and the next time to wake up before entering sleep is set in the sleep timer of the sleep control circuit 7. When entering the sleep mode, the sleep control circuit 7 sends a sleep signal to the main clock
他方、アプリケーションの一部又は全部は、上記のスリープサイクルとは無関係に、外部の操作信号(ライト点灯、ドアロック解除指令など)をトリガーとして割り込み処理指令を受けた場合も、これをウェイクアップ要因として随時ウェイクアップするようになっている。この処理を本明細書では外部ウェイクアップ処理という。上記割り込み処理指令の原因となるウェイクアップ信号が図1の専用のウェイクアップバスを介して、ECU(制御ユニット)1に設けられた専用のウェイクアップ端子110に入力される。このウェイクアップ信号を、本明細書では外部ウェイクアップ信号という。
On the other hand, some or all of the applications may receive an interrupt processing command triggered by an external operation signal (light lighting, door lock release command, etc.) regardless of the sleep cycle described above. As wake up from time to time. This process is referred to as an external wake-up process in this specification. A wake-up signal that causes the interrupt processing command is input to a dedicated wake-up
図1の自動車用制御ユニット1においては、上記外部ウェイクアップ処理においてCPU(制御部)3をウェイクアップさせる外部ウェイクアップ信号が、図6に示すように、エッジ有効信号とされている。具体的には、二値の信号レベルの一方を第一レベル(本実施形態ではLoとする)、他方を第二レベル(本実施形態ではHiとする)として、第一レベルから第二レベルへの変化エッジεをウェイクアップ要因として使用する。つまり、外部ウェイクアップ信号の第二レベルをウェイクアップ有効レベルとして定める形で、受信端子への入力信号の上記変化エッジを検出する(エッジ検出手段)。 In the vehicle control unit 1 of FIG. 1, an external wake-up signal that wakes up the CPU (control unit) 3 in the external wake-up process is an edge valid signal as shown in FIG. Specifically, one of the binary signal levels is a first level (Lo is assumed in this embodiment), and the other is a second level (Hi is assumed in this embodiment), from the first level to the second level. Is used as a wake-up factor. That is, the change edge of the input signal to the receiving terminal is detected in such a manner that the second level of the external wakeup signal is determined as the wakeup effective level (edge detection means).
また、エッジ検出手段により信号エッジに対応したレベル変化が検出された場合に、該レベル変化の検出タイミングt1よりも時系列的に後の1以上の予め定められたタイミングをポストエッジレベル検出タイミングt2として、該ポストエッジレベル検出タイミングt2における外部ウェイクアップ信号の入力信号レベルを検出する(ポストエッジレベル検出手段)。そして、上記変化エッジが検出され、かつポストエッジレベル検出タイミングt2での信号レベルが第二レベル(Hi)である場合にのみ、CPU(主制御部)3をウェイクアップさせるためのウェイクアップ指令信号が出力され(ウェイクアップ指令信号出力手段)、ECU1がウェイクアップするようにしている。 Further, when a level change corresponding to the signal edge is detected by the edge detection means, one or more predetermined timings after the level change detection timing t1 are set to the post-edge level detection timing t2. The input signal level of the external wakeup signal at the post edge level detection timing t2 is detected (post edge level detection means). Then, only when the change edge is detected and the signal level at the post-edge level detection timing t2 is the second level (Hi), the wake-up command signal for waking up the CPU (main control unit) 3 Is output (wake-up command signal output means) so that the ECU 1 wakes up.
上記のごとく、外部ウェイクアップ信号をエッジ有効信号として、これを専用の受信端子で受信する方式を前提とする場合、図7右下のように、短時間のパルス状ノイズが入った場合においても、ウェイクアップ要因となる信号レベルの変化エッジが生ずる状況には変わりはない。従って、単に信号エッジが検出かされたかどうかの判定しか行なわない場合は、ノイズによるエッジもウェイクアップ要因として識別されてしまい、誤ウェイクアップの要因となりうる。正規のエッジ有効信号であれば、第一レベルから第二レベルへ信号付勢してエッジが形成された後も、しばらくは第二レベルの保持状態を持続するのが、安定な信号処理を実現する上での常識である。しかし、上記のような単純な信号エッジ検出方式では、このようなポストエッジレベルの保持状態は全く識別することができない。 As described above, assuming that the external wake-up signal is an edge valid signal and this is received by a dedicated receiving terminal, even when short-time pulse noise is input as shown in the lower right of FIG. There is no change in the situation in which a signal level change edge that causes wake-up occurs. Therefore, when only determining whether or not a signal edge has been detected, an edge due to noise is also identified as a wakeup factor, which can be a factor of erroneous wakeup. If it is a valid edge valid signal, the signal is activated from the first level to the second level, and after the edge is formed, the second level holding state is maintained for a while, thereby realizing stable signal processing. It is common sense in doing. However, with the simple signal edge detection method as described above, such a post-edge level holding state cannot be identified at all.
そこで、図6に示す本実施形態の方式では、ウェイクアップ端子が受ける信号のエッジ(レベル変化)が検出された後も、そのポストエッジレベルの持続状態を監視する。そして、エッジ検出タイミングから一定期間後に定められるポストエッジレベル検出タイミングでのレベルが第二レベル(Hi)である場合に限ってウェイクアップ指令信号を出力するので、ノイズによる不正なウェイクアップ要因の発生確率を低減でき、節電効果を高めることができる。 Therefore, in the system of this embodiment shown in FIG. 6, even after the edge (level change) of the signal received by the wake-up terminal is detected, the post-edge level sustaining state is monitored. Since the wake-up command signal is output only when the level at the post-edge level detection timing determined after a certain period from the edge detection timing is the second level (Hi), an illegal wake-up factor is generated due to noise. The probability can be reduced and the power saving effect can be enhanced.
図1のスリープ制御回路7は、既に説明したごとく、外部ウェイクアップ信号を受信しない状態において、CPU(主制御部)3の動作をスリープモードと通常モードとの間でタイマーにより周期的に切り替える内部スリープ制御手段を構成している。上記のウェイクアップ指令信号は、該内部スリープ制御手段が規定するスリープ期間中に外部ウェイクアップ信号を受けた場合の割り込みウェイクアップ処理の起動信号に使用される。 As described above, the sleep control circuit 7 in FIG. 1 is an internal switch that periodically switches the operation of the CPU (main control unit) 3 between a sleep mode and a normal mode by a timer in a state where an external wakeup signal is not received. It constitutes a sleep control means. The wake-up command signal is used as a start signal for interrupt wake-up processing when an external wake-up signal is received during the sleep period defined by the internal sleep control means.
上記のエッジ検出手段は、外部ウェイクアップ信号のレベルを周期的にサンプリングし、そのサンプリングされる信号レベルが第一レベル(Lo)から第二レベル(Hi)へ変化した直後のサンプリング結果を変化エッジの検出情報として記憶保持する変化エッジ検出記憶部を有する。また、ポストエッジレベル検出手段は、変化エッジの検出後の一定時間をおいたタイミングをポストエッジレベル検出タイミングとして、該ポストエッジレベル検出タイミングにおける外部ウェイクアップ信号のサンプリング結果を、ポストエッジレベルとして記憶保持するポストエッジレベル検出記憶部を有する。そして、ウェイクアップ指令信号出力手段は、該変化エッジ検出記憶部とポストエッジレベル検出記憶部とのレベル記憶内容が第二レベル(Hi)にて一致した場合に、ウェイクアップ指令信号をレベル信号にて出力するものとされる。 The edge detection means periodically samples the level of the external wakeup signal, and changes the sampling result immediately after the sampled signal level changes from the first level (Lo) to the second level (Hi). And a change edge detection storage unit that stores and holds the detection information. Further, the post edge level detection means stores the sampling result of the external wake-up signal at the post edge level detection timing as a post edge level detection timing as a post edge level detection timing after a change edge is detected. A post edge level detection storage unit is provided. The wakeup command signal output means converts the wakeup command signal into a level signal when the level storage contents of the change edge detection storage unit and the post edge level detection storage unit match at the second level (Hi). Output.
以下、上記の機能がいかなるハードウェア構成により実現されるのかを、より詳細に説明する。図1の入出力部2をなすロジックIC内には、図4に示すように、上記の記憶部及びウェイクアップ指令信号の出力機能を統合した外部スリープ信号制御回路20が組み込まれている。外部スリープ信号制御回路20は、エッジ有効信号として入力される外部ウェイクアップ信号をレベル信号に変換する機能を果たすもので、ウェイクアップ端子を介して入力される信号を受けてその信号レベルを上記方式に従いサンプリングするサンプリング部21と、該サンプリング部21の出力結果に基づいてウェイクアップ指令信号をレベル信号の形で出力するウェイクアップ指令信号出力部22とを有する。このレベル信号の内容は、ウェイクアップ処理の割り込み起動用に使用されるポートを指定した形で、割込みリクエストレジスタ124にストアされる。なお、ウェイクアップに係る割り込み処理が起動すれば、サンプリング部21とウェイクアップ指令信号出力部23に含まれる後述のDフリップフリップ回路23,24,26(図5A)のラッチ内容をクリアするクリア信号が、割込みコントロールレジスタ123より各Dフリップフリップ回路23,24,26に入力される。
Hereinafter, it will be described in more detail with what hardware configuration the above functions are realized. As shown in FIG. 4, an external sleep
また、ECU1には、上記外部ウェイクアップ信号のサンプリング周期を規定するサンプリングクロック信号発生回路(本実施形態では、既に説明したサブクロック信号発生回路6が兼用している:以下、同一の符号を用いてサンプリングクロック信号発生回路6ともいう)が設けられている。図6に示すように、該サンプリングクロック信号(サブクロック信号)の、変化エッジの検出に係るクロックパルスを基準パルスPとして、該基準パルスよりも一定数後のクロックパルスをポストエッジレベルのサンプリングパルスSとして使用する。一定周期で発生するサンプリングパルスに従い、あるパルスまでは第一レベル(Lo)が検出され、その1つ後のパルスPにおいて第二レベル(Hi)に信号レベルが変化した場合において、該第二レベル(Hi)に信号レベルが変化したときのパルスが、変化エッジ検出に係る基準パルスPである。そして、基準パルスPと、該基準パルスPから一定数後のパルスとの最低2回において信号レベルを検出し、変化エッジ検出記憶部とポストエッジレベル検出記憶部とにそれぞれ記憶保持する。そして、それら記憶されたレベルが第二レベル(Hi)にて一致した場合に正規の外部ウェイクアップ信号として判定する。
The ECU 1 also has a sampling clock signal generation circuit that defines the sampling period of the external wake-up signal (in this embodiment, the sub-clock
主制御部をなすCPU3の動作クロック信号を発生する主クロック信号発生回路8はスリープモードでは動作を停止するように構成できる。これにより、スリープ時の暗電流が一層低減され、省電力化効果が高められる。また、サンプリングクロック信号発生回路6は、主クロック信号発生回路8とは別に設けられ、かつスリープモードでも動作を継続するものとして構成されている。主クロック信号発生回路8のスリープモードでの動作が停止していても、ウェイクアップ信号のサンプリングに使用するクロック信号を発生でき、不正なウェイクアップの監視を問題なく行なうことができる。サンプリングクロック信号のパルス周期は、瞬時的なノイズに対するフィルタリング効果を高めるため、主クロック信号のパルス周期よりも長く設定しておくとよい(本実施形態では、主クロック信号の周波数が4MHz又は8MHz、サンプリングクロック信号(サブクロック信号)の周波数が25kHz)。また、サンプリングクロック信号発生回路6は、インダクタを用いないCR発振回路で構成しておくと、制御システムをECUマイコンで構成する場合のワンチップ化にも対応しやすい。図5Cは、そのようなCR発振回路を、シュミットトリガインバータを用いて構成した例を示すが、動作は周知であるので説明は省略する。
The main clock
図4の外部スリープ信号制御回路20は、図5Aに示すようなハードウェア構成により具体化できる。すなわち、変化エッジ検出記憶部を第一Dフリップフロップ回路24で構成し、ポストエッジレベル検出記憶部を、第一Dフリップフロップ回路24の前段側にカスケード接続された第二Dフリップフロップ回路23で構成する。サンプリングクロック信号発生回路6は、それら第一Dフリップフロップ回路24及び第二Dフリップフロップ回路23を同期制御する共通のサンプリングクロック信号を与えるものとして構成する。そして、第一Dフリップフロップ回路24の出力と第二Dフリップフロップ回路23の出力との論理積を演算する主論理積演算回路25を設ける。第一Dフリップフロップ回路24、第二Dフリップフロップ回路23及び主論理積演算回路25がサンプリング部21を構成している。
The external sleep
上記の構成では、カスケード接続された2つのDフリップフロップ回路23,24が外部ウェイクアップ信号を、サンプリングクロック信号のパルス周期に従いパイプライン的に順次遅延してサンプリングするので、第一Dフリップフロップ回路24の出力と、第二Dフリップフロップ回路23の出力は、連続入力される2つのクロックパルスによる信号レベルのサンプリング結果を保持するものとなる(カスケード接続された複数のDフリップフロップ回路群は、後段側に位置するものほど時系列的に先行する信号レベルを保持する点に注意)。従って、これらの論理積を主論理積演算回路25(当然、2入力が第二レベルに対応した入力となる場合に肯定出力となるもの)にて演算することにより、その出力を、外部ウェイクアップ信号の真贋判定に直接利用することができる。要部が2個のDフリップフロップ回路と1個の論理積演算回路で構成されるので、簡便かつ安価であり、また、ECUマイコンへのワンチップ化も容易である。
In the above configuration, the two D flip-
なお、主論理積演算回路25の出力をそのままウェイクアップ指令信号として用いることも可能であるが、ノイズフィルタリング効果をより高めるために、図5Aでは以下のような構成を採用している。すなわち、ウェイクアップ指令信号出力部(手段)22を、第一Dフリップフロップ回路24の後段側にカスケード接続され、主論理積演算回路25の出力が自身の出力イネーブル信号として入力されるスリーステート型の第三Dフリップフロップ回路26と、該第三Dフリップフロップ回路26の出力と、主論理積演算回路25の出力との論理積を演算する補助論理積演算回路27とを備えたものとして構成する。サンプリングクロック回路は、第三Dフリップフロップ回路26にも(同期制御用の)サンプリングクロック信号を与えるものとし、補助論理積演算回路27のレベル出力をウェイクアップ指令信号として使用する。
Although the output of the main AND
上記構成によると、第三Dフリップフロップ回路26は、主論理積演算回路25の出力をイネーブル信号として用いるスリーステート形であり、主論理積演算回路25の出力が否定のとき(つまり、2入力の少なくとも一方が第一レベルに対応したものであるとき)は、補助論理積演算回路27への第三Dフリップフロップ回路26からの入力がハイインピーダンス化し、補助論理積演算回路27から最終的に出力されるウェイクアップ指令信号にノイズが漏れ出す確率を大幅に低減できる。
According to the above configuration, the third D flip-
図5Bに示すように、主論理積演算回路25への入力は、第一Dフリップフロップ回路24の出力Bが第二Dフリップフロップ回路23の出力Aに対しクロック1周期分だけ遅延する。この場合、ノイズ幅がサンプリングクロックのパルス幅と同程度かそれよりも小さいと、主論理積演算回路25の2つの入力は、例えば第二レベルがHi(ドミナント)の場合、第一Dフリップフロップ回路24からの入力Bの立ち上がりエッジと、第二Dフリップフロップ回路23からの入力Aの立ち下がりエッジとが一致する。この場合、理想的には主論理積演算回路25が肯定となる期間は存在しないはずであるが、フリップフロップ回路の出力反転には一定の遷移期間TPが必要なので、その遷移期間TPの途中で主論理積演算回路25の出力が瞬時的ではあるが肯定レベルに反転する恐れがある。このような主論理積演算回路25への第一Dフリップフロップ回路24からの入力反転と、第二Dフリップフロップ回路23からの入力反転とが、同一のクロックパルスエッジに基づいて生ずる場合においては、遷移期間TPの重なりに伴う主論理積演算回路25の瞬時的な肯定出力がウェイクアップ処理起動に関与しないよう、これを無効化するウェイクアップ無効化手段を設けておくことが望ましい。
As shown in FIG. 5B, the input to the main AND
図5Aにより既に説明した第三Dフリップフロップ回路26と補助論理積演算回路27とは、該ウェイクアップ無効化手段の機能も実現するものとなっている。つまり、上記状況下で主論理積演算回路25の出力が瞬時的に肯定化することがあっても、第三Dフリップフロップ回路26の出力はその出力肯定化が生じている期間以外はハイインピーダンスであり、他方、第一Dフリップフロップ回路24からの反転後の出力レベルは、第三Dフリップフロップ回路26の出力にさらに1パルス周期遅れて反映されるので、結果的に補助論理積演算回路27の出力(つまり、ウェイクアップ指令信号)が肯定化することはありえない。すなわち、ノイズに起因した主論理積演算回路25の瞬時的な肯定出力は、ウェイクアップ処理起動に関与せず無効化されている。
The third D flip-
1 ECU(自動車用制御ユニット)
3 CPU(主制御部)
6 サブクロック信号発生回路(サンプリングクロック信号発生回路)
8 主クロック信号発生回路
23 第二Dフリップフロップ回路(ポストエッジレベル検出記憶部)
24 第一Dフリップフロップ回路(変化エッジ検出記憶部)
25 主論理積演算回路
26 第三Dフリップフロップ回路
27 補助論理積演算回路
110 受信端子
120ウェイクアップ用ポート
1 ECU (Automotive control unit)
3 CPU (Main Control Unit)
6 Sub clock signal generation circuit (sampling clock signal generation circuit)
8 Main clock
24 1st D flip-flop circuit (change edge detection storage unit)
25 Main AND
Claims (8)
前記スリープモードから前記通常モードに前記主制御部をウェイクアップさせるためのエッジ有効信号であって、二値の信号レベルの一方を第一レベル、他方を第二レベルとして、前記第一レベルから前記第二レベルへの変化エッジをウェイクアップ要因として使用する外部ウェイクアップ信号の受信端子と、
前記外部ウェイクアップ信号の前記第二レベルをウェイクアップ有効レベルとして定め、前記受信端子への入力信号の前記変化エッジを検出するエッジ検出手段と、
エッジ検出手段により前記レベル変化が検出された場合に、該レベル変化の検出タイミングよりも時系列的に後の1以上の予め定められたタイミングをポストエッジレベル検出タイミングとして、該ポストエッジレベル検出タイミングにおける前記入力信号のレベルを検出するポストエッジレベル検出手段と、
前記エッジ検出手段により前記変化エッジが検出され、かつ前記ポストエッジレベル検出手段が検出する前記入力信号のレベルが前記第二レベルである場合にのみ、前記主制御部をウェイクアップさせるためのウェイクアップ指令信号を出力するウェイクアップ指令信号出力手段と、
を有することを特徴とする自動車用制御ユニット。 A main control unit that controls the electrical operation of a controlled element on the vehicle, and the operation mode of the main control unit is between a normal operation mode and a sleep mode that consumes less power than the normal operation mode; A control unit for an automobile that is switchable,
An edge valid signal for waking up the main control unit from the sleep mode to the normal mode, wherein one of the binary signal levels is a first level, the other is a second level, An external wakeup signal receiving terminal that uses the transition edge to the second level as a wakeup factor;
Edge detecting means for determining the second level of the external wakeup signal as a wakeup effective level and detecting the change edge of the input signal to the receiving terminal;
When the level change is detected by the edge detection means, the post edge level detection timing is set to one or more predetermined timings chronologically after the level change detection timing as the post edge level detection timing. Post edge level detection means for detecting the level of the input signal in
Wakeup for causing the main control unit to wake up only when the edge detection means detects the change edge and the level of the input signal detected by the post edge level detection means is the second level. A wakeup command signal output means for outputting a command signal;
An automobile control unit comprising:
前記ポストエッジレベル検出手段は、前記変化エッジの検出後の一定時間をおいたタイミングを前記ポストエッジレベル検出タイミングとして、該ポストエッジレベル検出タイミングにおける前記外部ウェイクアップ信号のサンプリング結果を、ポストエッジレベルとして記憶保持するポストエッジレベル検出記憶部を備え、
前記ウェイクアップ指令信号出力手段は、該変化エッジ検出記憶部と前記ポストエッジレベル検出記憶部とのレベル記憶内容が前記第二レベルにて一致した場合に、前記ウェイクアップ指令信号を出力する請求項1又は請求項2に記載の自動車用制御ユニット。 The edge detection means periodically samples the level of the external wakeup signal, and uses the sampling result immediately after the sampled signal level changes from the first level to the second level as detection information of the changed edge. A change edge detection storage unit for storing and holding,
The post edge level detection means uses the sampling result of the external wakeup signal at the post edge level detection timing as the post edge level detection timing at a timing after a predetermined time after the detection of the change edge. As a post edge level detection storage unit
The wakeup command signal output means outputs the wakeup command signal when the level storage contents of the change edge detection storage unit and the post edge level detection storage unit match at the second level. The control unit for motor vehicles according to claim 1 or 2.
第一Dフリップフロップ回路の前段側にカスケード接続された前記ポストエッジレベル検出記憶部をなす第二Dフリップフロップ回路とを備え、
前記サンプリングクロック信号発生回路は、それら第一Dフリップフロップ回路及び第二Dフリップフロップ回路を同期制御する共通のサンプリングクロック信号を与えるものであり、
前記第一Dフリップフロップ回路の出力と前記第二Dフリップフロップ回路の出力との論理積を演算する主論理積演算回路が設けられている請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載の自動車用制御ユニット。 A first D flip-flop circuit forming the change edge detection storage unit;
A second D flip-flop circuit that forms the post edge level detection storage unit cascade-connected to the previous stage side of the first D flip-flop circuit;
The sampling clock signal generation circuit provides a common sampling clock signal for synchronously controlling the first D flip-flop circuit and the second D flip-flop circuit,
7. The main logical product operation circuit for calculating a logical product of the output of the first D flip-flop circuit and the output of the second D flip-flop circuit is provided. Car control unit.
前記サンプリングクロック回路は、前記第三Dフリップフロップ回路にも前記サンプリングクロック信号を与えるものであり、前記補助論理積演算回路のレベル出力を前記ウェイクアップ指令信号として使用するものである請求項7記載の自動車用制御ユニット。 The wake-up command signal output means is cascade-connected to the rear stage side of the first D flip-flop circuit, and a three-state third D flip-flop in which the output of the main AND operation circuit is input as its own output enable signal And an auxiliary AND operation circuit that calculates a logical product of the output of the third D flip-flop circuit and the output of the AND operation circuit,
8. The sampling clock circuit, which supplies the sampling clock signal to the third D flip-flop circuit, uses the level output of the auxiliary AND operation circuit as the wake-up command signal. Car control unit.
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