JP2008059517A - External load interface circuit, electronic control device, and method for switching driving voltage in external load interface circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等の移動体内のマイクロコンピュータから入力される各種の制御コマンドに従ってホール効果素子センサ等の外部負荷を駆動するための駆動電圧を上記外部負荷に供給する機能を有する外部負荷インタフェース回路、当該外部負荷インタフェース回路を有する電子制御装置、および外部負荷インタフェース回路における駆動電圧切替方法に関する。 The present invention provides an external load interface circuit having a function of supplying a driving voltage for driving an external load such as a Hall effect element sensor to the external load in accordance with various control commands input from a microcomputer in a moving body such as a vehicle. The present invention relates to an electronic control device having the external load interface circuit, and a drive voltage switching method in the external load interface circuit.
一般に、車両等の移動体内には、マイクロコンピュータおよびASIC(Application Specific Integrated Circuit :特殊用途向けIC)を有する電子制御装置が設けられている。このような電子制御装置は、通常、ECU(Electronic Control Unit)と呼ばれている。このECUにおいては、車両等の衝突が発生したことが検知された場合に、このような車両等の衝突の影響をできる限り緩和させるために、マイクロコンピュータにより移動体内の電子被制御機器(例えば、エアバッグや電子制御式エンジン等)を正しく制御してフェイルセーフ処理を実行することが要求される。ここで、「フェイルセーフ処理」とは、車両等の衝突やECUの一部に何らかの故障が発生した場合に、移動体内の電子被制御機器を安全側に作用させることによって衝突や故障等による被害を最小限に抑える処理を行うことを指している。 In general, an electronic control device having a microcomputer and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) is provided in a moving body such as a vehicle. Such an electronic control device is usually called an ECU (Electronic Control Unit). In this ECU, when it is detected that a collision of a vehicle or the like has occurred, in order to reduce the influence of the collision of such a vehicle or the like as much as possible, an electronic controlled device (for example, It is required that the fail-safe process is executed by correctly controlling an air bag, an electronically controlled engine, or the like). Here, “fail-safe processing” refers to damage caused by collision or failure by causing the electronically controlled device in the moving body to act on the safe side in the event of a vehicle collision or some failure in the ECU. It means to perform processing to minimize the.
例えば、エアバッグを制御するためのエアバッグECUの外部には、ホール効果素子センサ等の各種の外部センサからなる外部負荷が設けられている。この外部負荷は、車両等の衝突の発生に関連した事象を検知する機能を有している。さらに、上記外部負荷に必要な駆動電圧を供給するための外部負荷インタフェース回路が、ASICとして実装されている。ここで、従来の外部負荷インタフェース回路に関する問題点が容易に理解できるようにするために、添付図面(図1)を参照しながら、従来の外部負荷インタフェース回路の構成等を説明する。 For example, an external load composed of various external sensors such as a Hall effect element sensor is provided outside the airbag ECU for controlling the airbag. This external load has a function of detecting an event related to the occurrence of a collision of a vehicle or the like. Further, an external load interface circuit for supplying a driving voltage necessary for the external load is mounted as an ASIC. Here, in order to make it easy to understand the problems related to the conventional external load interface circuit, the configuration of the conventional external load interface circuit will be described with reference to the attached drawing (FIG. 1).
図1は、従来の外部負荷インタフェース回路の構成を示すブロック図である。ただし、図1では、車両等の移動体内のASIC10として実装される従来の外部負荷インタフェース回路の構成を簡略化して示す。なお、ここでは、従来の外部負荷インタフェース回路の主要部の特徴を簡単に説明するにとどめ、外部負荷インタフェース回路の各部の構成の詳細に関しては、後述の〔発明を実施するための最良の形態〕の項で説明することとする。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional external load interface circuit. However, in FIG. 1, the structure of the conventional external load interface circuit mounted as ASIC10 in moving bodies, such as a vehicle, is simplified and shown. Here, only the features of the main part of the conventional external load interface circuit will be described briefly, and the details of the configuration of each part of the external load interface circuit will be described later. [Best Mode for Carrying Out the Invention] It will be explained in the section.
図1に示すように、エアバッグECU等のECU90には、ASIC10および当該ASIC10に接続されるマイクロコンピュータ9が内蔵されている。このASIC10として、従来の外部負荷インタフェース回路が実装されている。さらに、ECU90の外部には、ホール効果素子センサ等の外部センサSEextからなる外部負荷が設けられている。この外部センサSEextは、ASIC10に対して外付けの抵抗Rextおよび外付けのコンデンサCextを介して、ASIC10の外部端子に接続される。一般に、外部センサSEextとして複数の種類の外部センサが考えられるが、ここでは、車両等の衝突が発生した場合に、シートベルトが正常に作動しているか否かを検知するためのホール効果素子センサを代表して示す。
As shown in FIG. 1, an
図1の従来の外部負荷インタフェース回路は、マイクロコンピュータ9から入力される各種の制御コマンドの入力情報を含むシリアル通信形式の通信信号COMINを認識してマイクロコンピュータ9との間で双方向の通信を行うシリアル通信部7と、このシリアル通信部7からのオン・オフ制御信号Socに従って基準電圧Vrefに対応する駆動電圧を出力する定電圧制御部4とを具備している。この定電圧制御部4内の演算増幅器40から送出される駆動電圧は、nチャネル型MOSトランジスタ(以下、nMOSトランジスタと略記する)等の駆動電圧出力トランジスタ50と外付けの抵抗RextおよびコンデンサCextを経由して、ホール効果素子センサ等の外部センサSEextに供給される。ここで、駆動電圧の電圧値は、ECU内部電源VBACKに接続される動作電源を含む動作電源部53、電源側抵抗55、駆動電圧出力トランジスタ50、出力側抵抗51、および駆動電圧設定トランジスタ52によって、外部センサSEextを駆動するために適合した電圧値になるように予め設定されている。
The conventional external load interface circuit of FIG. 1 recognizes a communication signal COMIN in the serial communication format including input information of various control commands input from the
さらに、図1の外部負荷インタフェース回路は、外部センサSEextを流れる負荷電流を検出するための負荷電流検出部7を具備している。この負荷電流検出部7は、電流ミラー増幅器70、ミラー電流検出用トランジスタ72、および抵抗71、73を有しており、外部センサSEextを流れる負荷電流に比例したミラー電流を検出し、負荷電流検出端子(SWREF)を介して負荷電流検出用抵抗75および負荷電流検出用コンデンサ76に送出する機能を有する。最終的に、負荷電流検出用抵抗75の両端子間の電圧をマイクロコンピュータ9に入力することによって、外部センサSEextを流れる負荷電流の変化を確認することができる。
Further, the external load interface circuit of FIG. 1 includes a load
一般に、車両等の衝突が発生した場合、電磁石等の作用によりシートベルトが作動して当該シートベルトに比較的大きな張力が瞬間的に付与され、乗員をシートに固定するようになっている。例えば、外部センサSEextとして、ホール効果素子センサが上記シートベルトの近傍に設けられている場合、電磁石等の作用によるシートベルトの近傍の磁界の変化によりホール効果素子センサを流れる電流が変化する。マイクロコンピュータ9は、このホール効果素子センサを流れる電流の変化によってシートベルトが正常に作動していることを検知し、この検知結果によって、車両等の衝突が発生していると判断する。このようなマイクロコンピュータ9による判断結果に基づき、エアバッグや電子制御式エンジン(いずれも図示していない)等の電子被制御機器を正しく制御して(例えば、エアバッグの点火時期や、電子制御式エンジンの燃料噴射量等を適切に制御して)フェイルセーフ処理を実行することができるようになる。
In general, when a vehicle collision occurs, the seat belt is actuated by the action of an electromagnet or the like, and a relatively large tension is instantaneously applied to the seat belt to fix the occupant to the seat. For example, when a Hall effect element sensor is provided as the external sensor SEext in the vicinity of the seat belt, the current flowing through the Hall effect element sensor changes due to a change in the magnetic field in the vicinity of the seat belt due to the action of an electromagnet or the like. The
さらに、図1の外部負荷インタフェース回路においては、マルチプレクサ制御部(図1では、MPX制御部と略記する)84に従って外部センサSEextの駆動電圧やECU内部のいくつかの電圧81の電圧値を切り替えて選択するマルチプレクサ(図1では、MPXと略記する)8が形成されている。このマルチプレクサ制御部84に従ってマルチプレクサ8から切替可能に選択されるマルチプレクサ出力電圧を、マルチプレクサ出力端子(MPXOUT)を介してマイクロコンピュータ9に入力することによって、このマルチプレクサ出力電圧に相当する任意の出力電圧が正常であるか否かを診断することができる。
Further, in the external load interface circuit of FIG. 1, the drive voltage of the external sensor SExt and the voltage values of
一般に、車両等の移動体内においては、車両等の衝突が発生した場合に、エアバッグや電子制御式エンジン等の電子被制御機器をより正確に制御してフェイルセーフ処理を迅速かつ的確に実行することができるようにするために、ホール効果素子センサ以外に、抵抗負荷センサ等の複数の種類の外部センサが設けられている。通常、これらの外部センサを駆動するために必要な駆動電圧は、外部センサの種類により異なっている。 Generally, in a moving body such as a vehicle, when a vehicle collision occurs, the electronic device to be controlled such as an airbag or an electronically controlled engine is more accurately controlled to execute the fail-safe process quickly and accurately. In order to be able to do so, a plurality of types of external sensors such as a resistive load sensor are provided in addition to the Hall effect element sensor. Usually, the drive voltage required to drive these external sensors differs depending on the type of external sensor.
しかしながら、図1に示したような従来の外部負荷インタフェース回路は、予め設定された一定の駆動電圧のみ出力するように構成されているので、一つの種類の外部センサ(例えば、ホール効果素子センサ)にしか対応することができなかった。換言すれば、複数の種類の外部センサに必要な駆動電圧を供給するために、全ての種類の外部センサにそれぞれ対応する複数の外部負荷インタフェース回路を実装してASICを形成することが必要になってくる。 However, since the conventional external load interface circuit as shown in FIG. 1 is configured to output only a predetermined driving voltage, one type of external sensor (for example, Hall effect element sensor) is configured. It was possible to cope only with. In other words, in order to supply drive voltages necessary for a plurality of types of external sensors, it is necessary to form an ASIC by mounting a plurality of external load interface circuits respectively corresponding to all types of external sensors. Come.
それゆえに、従来の外部負荷インタフェース回路においては、ASICの占有面積が大きくなると共に、ASICを製造する際の製造工程が増加して製造コストが高くなるという問題が発生する。 Therefore, in the conventional external load interface circuit, the occupying area of the ASIC is increased, and the manufacturing process for manufacturing the ASIC is increased, resulting in an increase in manufacturing cost.
ここで、参考のため、従来の外部負荷インタフェース回路に関連した技術内容が記載された2件の先行技術文献(特許文献1および特許文献2)を呈示する。
Here, for reference, two prior art documents (
特許文献1(特開平5−197420号公報)においては、負荷を駆動するための駆動手段において、負荷駆動用の出力端子と負荷の異常検出用の入力端子とを一つの端子で共用することによって、上記駆動手段である処理回路の端子数を削減するような負荷駆動装置の構成が開示されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-197420), in a driving means for driving a load, a load driving output terminal and a load abnormality detection input terminal are shared by one terminal. A configuration of a load driving device that reduces the number of terminals of the processing circuit as the driving means is disclosed.
特許文献2(特開2005−17091号公報)においては、外部から供給される制御コマンドに応じて車両デバイスを作動させる機能を有し、入出力端子数を少なくすると共に、チップサイズを小さくするような車両デバイス用集積回路装置の構成が開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-17091) has a function of operating a vehicle device in accordance with a control command supplied from the outside, so that the number of input / output terminals is reduced and the chip size is reduced. A configuration of an integrated circuit device for a vehicle device is disclosed.
しかしながら、特許文献1および特許文献2のいずれにおいても、集積回路のチップサイズ等を増大させることなく、ECUの外部に設けられた複数の種類の外部センサに対応することができるような外部負荷インタフェース回路を提供するための具体的な手法には言及していない。したがって、特許文献1および特許文献2のいずれにおいても、前述のような従来の外部負荷インタフェース回路の場合と同様の問題が依然として残る。
However, in both
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両等の衝突が発生した場合に電子被制御機器をより正確に制御してフェイルセーフ処理を迅速かつ的確に実行するために、ASICの占有面積および製造コストを増大させることなく、ECUの外部に設けられた複数の種類の外部センサからなる外部負荷に対応することができるような外部負荷インタフェース回路、電子制御装置、および外部負荷インタフェース回路における駆動電圧切替方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and in order to more accurately control electronic controlled devices and to perform fail-safe processing quickly and accurately in the event of a collision of a vehicle or the like, External load interface circuit, electronic control device, and external load interface circuit capable of dealing with external loads composed of a plurality of types of external sensors provided outside the ECU without increasing the occupied area and manufacturing cost It is an object of the present invention to provide a driving voltage switching method.
上記問題点を解決するために、本発明は、マイクロコンピュータから入力される制御コマンドに従って外部負荷を駆動するための駆動電圧を上記外部負荷に供給する機能を有し、上記外部負荷の種類に応じて複数の駆動電圧を切り替えるように構成される外部負荷インタフェース回路(すなわち、ASIC)を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention has a function of supplying a drive voltage for driving an external load to the external load in accordance with a control command input from a microcomputer, and according to the type of the external load. An external load interface circuit (ie, ASIC) configured to switch a plurality of drive voltages is provided.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路の内部で生成される基準電圧と、外部端子に印加される任意の外部電圧との間で切り替えを行うことによって、それぞれ対応する上記駆動電圧を出力するようになっている。 Further, preferably, by switching between a reference voltage generated inside the external load interface circuit of the present invention and an arbitrary external voltage applied to the external terminal, the corresponding driving voltage is output. It is supposed to be.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路において、上記駆動電圧を切り替える際の切替情報を上記制御コマンドに割り付けて、上記駆動電圧を切り替える制御を行うようになっている。 Further preferably, in the external load interface circuit of the present invention, switching information for switching the driving voltage is assigned to the control command, and control for switching the driving voltage is performed.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路において、上記外部端子に印加される任意の外部電圧がマルチプレクサから出力され、上記任意の外部電圧の異常を診断することが可能である。 Further, preferably, in the external load interface circuit of the present invention, an arbitrary external voltage applied to the external terminal is output from the multiplexer, and an abnormality of the arbitrary external voltage can be diagnosed.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路において、上記駆動電圧を分圧して得られる分圧値を上記マイクロコンピュータに送出する機能を有しており、上記分圧値に基づいて、上記駆動電圧の切り替えが正常に行われているか否かを診断することが可能である。 Further preferably, in the external load interface circuit of the present invention, the external load interface circuit has a function of sending a divided voltage value obtained by dividing the drive voltage to the microcomputer, and based on the divided voltage value, the drive It is possible to diagnose whether the voltage is switched normally.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路において、複数の上記外部負荷にそれぞれ対応する複数の制御チャネルのオン・オフ動作により上記分圧値を切り替える際に、各々の上記制御チャネルがオン状態になっている期間では上記駆動電圧が正常であるか否かを判定し、オフ状態になっている期間では上記外部負荷の天絡の検出を行うことが可能である。 Further preferably, in the external load interface circuit of the present invention, when the divided voltage value is switched by the on / off operation of a plurality of control channels respectively corresponding to the plurality of external loads, each of the control channels is turned on. It is possible to determine whether or not the drive voltage is normal during the period, and to detect a power fault of the external load during the off-state.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路において、上記外部負荷を流れる負荷電流を検出する負荷電流検出部が、複数の制御チャネルに対して共用される。 Further preferably, in the external load interface circuit of the present invention, a load current detection unit for detecting a load current flowing through the external load is shared by a plurality of control channels.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路を動作させるための動作電源が、バッテリ電源の電圧より昇圧された電源に接続されており、ある一つの外部負荷の天絡時に他の外部負荷の検出性能に影響を及ぼさないようになっている。 Further, preferably, the operating power supply for operating the external load interface circuit of the present invention is connected to a power supply boosted from the voltage of the battery power supply, and when one external load is in a power fault, The detection performance is not affected.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路において、上記の昇圧された電源の電圧を監視する機能を有しており、ある一つの上記外部負荷の天絡時に他の上記外部負荷の検出性能に異常を来たす電圧まで低下したことが検出された場合には、上記外部負荷への上記駆動電圧の供給を停止するようになっている。 Further, preferably, in the external load interface circuit of the present invention, the external load interface circuit has a function of monitoring the voltage of the boosted power supply, and the detection performance of the other external load at the time of a fault of one of the external loads When it is detected that the voltage has dropped to an abnormal voltage, the supply of the drive voltage to the external load is stopped.
さらに、好ましくは、本発明の外部負荷インタフェース回路において、上記の昇圧された電源の電圧の低下といずれか一つの外部負荷の天絡が検出された場合にのみ、上記外部負荷への上記駆動電圧の供給を停止するようになっている。 Furthermore, preferably, in the external load interface circuit of the present invention, the drive voltage to the external load is only detected when a decrease in the voltage of the boosted power supply and a power supply fault of any one of the external loads are detected. The supply is stopped.
さらに、本発明は、前述のような構成の外部負荷インタフェース回路と、この外部負荷インタフェース回路に接続されるマイクロコンピュータとを具備する電子制御装置(すなわち、ECU)を提供する。 Furthermore, the present invention provides an electronic control device (ie, ECU) including the external load interface circuit configured as described above and a microcomputer connected to the external load interface circuit.
さらに、本発明は、マイクロコンピュータから入力される制御コマンドに従って外部負荷を駆動するための駆動電圧を上記外部負荷に供給する外部負荷インタフェース回路において、上記外部負荷の種類に応じて複数の駆動電圧を切り替えるような外部負荷インタフェース回路における駆動電圧切替方法を提供する。 Furthermore, the present invention provides an external load interface circuit for supplying a drive voltage for driving an external load to the external load in accordance with a control command input from a microcomputer, wherein a plurality of drive voltages are set according to the type of the external load. Provided is a drive voltage switching method in an external load interface circuit for switching.
要約すれば、本発明では、移動体内のマイクロコンピュータから入力される制御コマンドに従って複数の種類の外部負荷(例えば、ホール効果素子センサや抵抗負荷センサ等の複数の種類の外部センサ)を駆動する際に、一つの外部負荷インタフェース回路の内部で、これらの外部負荷の種類に応じて複数の駆動電圧を切り替えることで当該駆動電圧に対応する外部負荷に供給するようになっている。 In summary, according to the present invention, when driving a plurality of types of external loads (for example, a plurality of types of external sensors such as a Hall effect element sensor and a resistance load sensor) in accordance with a control command input from a microcomputer in the moving body. In addition, a plurality of drive voltages are switched in accordance with the types of these external loads within one external load interface circuit to supply the external loads corresponding to the drive voltages.
好ましくは、本発明では、一つの外部負荷インタフェース回路の内部で生成される単一または複数の基準電圧と、外部端子に印加される任意の外部電圧との間で切り替えが行われ、それぞれ対応する駆動電圧が出力される。 Preferably, in the present invention, switching is performed between a single or a plurality of reference voltages generated inside one external load interface circuit and an arbitrary external voltage applied to an external terminal, and each corresponds. Drive voltage is output.
それゆえに、本発明によれば、外部負荷インタフェース回路の内部で複数の駆動電圧を切り替えることによって複数の種類の外部負荷に対応するような一つの外部負荷インタフェース回路を実装してASICを形成することができるので、車両等の衝突の発生した場合に電子被制御機器をより正確に制御してフェイルセーフ処理を迅速かつ的確に実行すると共に、従来の外部負荷インタフェース回路よりもASICの占有面積および製造コストを節減することが可能になる。 Therefore, according to the present invention, an ASIC is formed by mounting one external load interface circuit corresponding to a plurality of types of external loads by switching a plurality of drive voltages inside the external load interface circuit. Therefore, in the event of a collision of a vehicle or the like, the electronic controlled device is more accurately controlled to execute the fail-safe process quickly and accurately, and the ASIC occupying area and manufacturing than the conventional external load interface circuit are possible. Costs can be saved.
以下、添付図面(図2〜図5)を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings (FIGS. 2 to 5).
図2は、本発明の一実施形態に係る外部負荷インタフェース回路の構成を示すブロック図である。ただし、ここでは、車両等の移動体内のASIC10として実装されるような上記実施形態に係る外部負荷インタフェース回路の構成を簡略化して示す。なお、これ以降、前述した構成要素と同様のものについては、同一の参照番号を付して表すこととする。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an external load interface circuit according to an embodiment of the present invention. However, here, the configuration of the external load interface circuit according to the above-described embodiment that is mounted as the
図2に示すように、エアバッグECU等のECU90には、ASIC10および当該ASIC10に接続されるマイクロコンピュータ9が内蔵されている。このASIC10として、本発明の一実施形態に係る外部負荷インタフェース回路が実装されている。さらに、ECU90の外部には、ホール効果素子センサや抵抗負荷センサ等の複数の種類の外部センサからなる外部負荷が設けられている。ただし、ここでは、複数の種類の外部センサとして、第1のセンサSE1、第2のセンサSE2および第3のセンサSE3の3種類の外部センサのみを代表して示す。
As shown in FIG. 2, an
ECU90内のマイクロコンピュータ9からの指示に従って、上記の第1のセンサSE1、第2のセンサSE2および第3のセンサSE3の中でいずれか一つの外部センサが選択され、ASIC10に対して外付けの抵抗(R1、R2またはR3)および外付けのコンデンサC1、C2またはC3)を介して、ASIC10の切替外部端子(SWOUT1、SWOUT2またはSWOUT2)に接続される。現時点では、第1のセンサSE1が、外付けの抵抗R1および外付けのコンデンサC1を介して、ASIC10の切替外部端子SWOUT1に接続されているが、マイクロコンピュータ9からの指示によって、ASIC10の切替外部端子に接続される外部センサを第1のセンサSE1から第2のセンサSE2または第3のセンサSE3へ切り替えることが可能である。
In accordance with an instruction from the
図2の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、前述の図1の場合と同様に、マイクロコンピュータ9から入力される各種の制御コマンドの入力情報を含むシリアル通信形式の通信信号COMINを認識してマイクロコンピュータ9との間で双方向の通信を行うシリアル通信部7と、このシリアル通信部7からのオン・オフ制御信号Socに従って基準電圧Vrefに対応する駆動電圧を出力する定電圧制御部4とを備えている。
The external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 2 recognizes the communication signal COMIN in the serial communication format including the input information of various control commands input from the
ここで、マイクロコンピュータ9とシリアル通信部7との間で双方向の通信を行う際に、通信の基本となるクロック信号COMCLK、チップイネーブル信号CE、およびシリアル通信形式の通信信号COMINが、マイクロコンピュータ9からシリアル通信部7へ転送されると共に、ECU内の異常をマイクロコンピュータ9に通知するためのシリアル通信形式の通信信号COMOUTが、シリアル通信部7からマイクロコンピュータ9へ転送される。
Here, when bidirectional communication is performed between the
さらに、図2の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路において、定電圧制御部4は演算増幅器40を有している。この演算増幅器40の非反転入力端子(+)は、切替可能な基準電圧Vrefを生成するための基準電圧切替設定部2に接続され、上記演算増幅器40の反転入力端子(−)は、3種類の外部センサのいずれか一つの外部センサに対応して入力側の制御チャネルを切り替える入力側制御チャネル切替部3に接続されている。また一方で、演算増幅器40の出力端子は、3種類の外部センサのいずれか一つの外部センサに対応して出力側の制御チャネルを切り替える出力側制御チャネル切替部5に接続されている。さらに、演算増幅器40の出力端子は、出力側制御チャネル切替部5および入力側制御チャネル切替部3を介して、上記演算増幅器40の反転入力端子(−)に接続されている。このような構成では、演算増幅器40は約1倍の電圧利得を有しており、この演算増幅器40から出力される駆動電圧の電圧値は、基準電圧Vrefの電圧値にほぼ等しくなる。
Further, in the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 2, the constant
ここで、演算増幅器40の非反転入力端子(+)に接続される基準電圧切替設定部2において、3種類の外部センサをそれぞれ駆動するための3種類の基準電圧Vrefが生成され、これらの3種類の基準電圧を適宜切り替えることによって、それぞれ対応する駆動電圧が演算増幅器40の出力端子から出力されるようになっている点に注目すべきである。
Here, the reference voltage
さらに、図2の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、マイクロコンピュータ9からの指示により選択される外部センサの種類に応じて複数の駆動電圧を切り替える制御を行う駆動電圧切替制御部1を備えている。マイクロコンピュータ9からの指示により3種類の外部センサのいずれか一つの外部センサが選択された場合、当該外部センサが選択されたことを示す外部負荷選択信号(通信信号COMINに含まれる)が、シリアル通信部7から駆動電圧切替制御部1に供給される。ここで、駆動電圧切替制御部1は、外部負荷選択信号に対応する駆動電圧切替制御信号Sdsを基準電圧切替設定部2に送出することによって、現在選択されている外部センサ(例えば、第1のセンサSE1)に対応する基準電圧Vrefに切り替えるように基準電圧切替設定部2を制御する。
Furthermore, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 2 includes a drive voltage switching
このときに、入力側制御チャネル切替部3は、シリアル通信部7から供給される入力側制御チャネル切替信号Schiに基づいて,現在選択されている外部センサ(例えば、第1のセンサSE1)に対応して入力側制御チャネル(例えば、第1の入力側制御チャネル)を切り替える。また一方で、出力側制御チャネル切替部5は、シリアル通信部7から供給される出力側制御チャネル切替信号Schoに基づいて,現在選択されている外部センサ(例えば、第1のセンサSE1)に対応して出力側制御チャネル(例えば、第1の出力側制御チャネル)を切り替える。このようにして、マイクロコンピュータ9の指示により選択される外部センサの種類に応じて入力側制御チャネルおよび基準電圧Vrefを切り替えることにより、現在選択されている外部センサに対応する駆動電圧が、出力側制御チャネル切替部5の対応する出力側制御チャネルから出力されるようになる。
At this time, the input side control
さらに、図2の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、第1の出力側制御チャネル〜第3の出力側制御チャネルにそれぞれ接続されるゲートを有する第1の駆動電圧出力トランジスタ50−1〜第3の駆動電圧出力トランジスタ50−3と、これらの第1の駆動電圧出力トランジスタ50−1〜第3の駆動電圧出力トランジスタ50−3のソースとアースとの間にそれぞれ接続される第1の出力側抵抗51−1〜第3の出力側抵抗51−3および第1の駆動電圧設定トランジスタ52−1〜第3の駆動電圧設定トランジスタ52−3とを備えている。好ましくは、第1の駆動電圧出力トランジスタ50−1〜第3の駆動電圧出力トランジスタ50−3の各々は、nMOSトランジスタにより構成されており、第1の駆動電圧設定トランジスタ52−1〜第3の駆動電圧設定トランジスタ52−3は、バイポーラ型のnpnトランジスタにより構成される。 Furthermore, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 2 includes first drive voltage output transistors 50-1 to 50-1 having gates respectively connected to the first output side control channel to the third output side control channel. Three drive voltage output transistors 50-3 and first outputs connected between the sources of the first drive voltage output transistors 50-1 to 50-3 and the third drive voltage output transistors 50-3 and the ground, respectively. Side resistor 51-1 to third output side resistor 51-3 and first drive voltage setting transistor 52-1 to third drive voltage setting transistor 52-3. Preferably, each of the first driving voltage output transistor 50-1 to the third driving voltage output transistor 50-3 is configured by an nMOS transistor, and the first driving voltage setting transistor 52-1 to the third driving voltage setting transistor 52-1 The drive voltage setting transistor 52-3 is composed of a bipolar npn transistor.
さらに、第1の駆動電圧出力トランジスタ50−1〜第3の駆動電圧出力トランジスタ50−3の各々のドレインは、逆電流防止用ダイオード54および電源側抵抗55を介して、動作電源部53に接続される。この動作電源部53は、ECU内部電源VBACKに接続される動作電源を含む。この動作電源によって、ECU内部電源VBACKに基づき、外部負荷インタフェース回路の各部を動作させるために必要な電圧が生成される。
Further, the drains of the first drive voltage output transistor 50-1 to the third drive voltage output transistor 50-3 are connected to the operation
例えば、第1のセンサSE1が選択されている場合、出力側制御チャネル切替部5の第1の出力側制御チャネル(または、第1の入力側制御チャネル)から対応する駆動電圧が出力され、第1の駆動電圧出力トランジスタ50−1と外付けの抵抗R1および外付けのコンデンサC1を経由して、第1のセンサSE1に供給される。また一方で、第2のセンサSE2が選択されている場合、第2の出力側制御チャネル(または、第2の入力側制御チャネル)から対応する駆動電圧が出力され、第2の駆動電圧出力トランジスタ50−2と外付けの抵抗R2および外付けのコンデンサC2を経由して、第2のセンサSE2に供給される。また一方で、第3のセンサSE3が選択されている場合、第3の出力側制御チャネル(または、第3の入力側制御チャネル)から対応する駆動電圧が出力され、第3の駆動電圧出力トランジスタ50−3と外付けの抵抗R3および外付けのコンデンサC3を経由して、第3のセンサSE3に供給される。
For example, when the first sensor SE1 is selected, the corresponding drive voltage is output from the first output side control channel (or the first input side control channel) of the output side control
ここで、上記の3種類の駆動電圧の電圧値は、動作電源部53、電源側抵抗55、第1の駆動電圧出力トランジスタ50−1〜第3の駆動電圧出力トランジスタ50−3、第1の出力側抵抗51−1〜第3の出力側抵抗51−3、および第1の駆動電圧設定トランジスタ52−1〜第3の駆動電圧設定トランジスタ52−3によって、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3をそれぞれ駆動するために適した電圧値になるように予め設定されている。
Here, the voltage values of the three types of driving voltages are as follows: the operating
さらに、図2の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3を流れる負荷電流を検出するための負荷電流検出部7を具備している。この負荷電流検出部7は、電流ミラー増幅器70、ミラー電流検出用トランジスタ72、および抵抗71、73を有している。ここで、負荷電流検出部7は、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3にそれぞれ対応する第1の出力側制御チャネル〜第3の出力側制御チャネル(または、第1の入力側制御チャネル〜第3の入力側制御チャネル)に対して共用される点に注目すべきである。
Furthermore, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 2 includes a load
このような共用の負荷電流検出部7において、第1のセンサSE1、第2のセンサSE2または第3のセンサSE3等の外部負荷を流れる負荷電流に比例したミラー電圧Vmirが、電源側抵抗55から電流ミラー増幅器70の非反転入力端子(+)に入力される。このミラー電圧Vmirを適切な電圧値に設定することによって、負荷電流を1/n(nは任意の正の整数:例えば、n=50)に小さくしたミラー電流が電流ミラー増幅器70にて検出される。このような負荷電流の1/nに相当するミラー電流は、pチャネル型MOSトランジスタ(通常、pMOSトランジスタと略記する)等のミラー電流検出用トランジスタ72、抵抗73および5Vクランプ部(5Vの基準電圧に設定する部分)74を経由して、負荷電流検出端子(SWREF)から負荷電流検出用抵抗75および負荷電流検出用コンデンサ76に送出される。最終的に、負荷電流検出用抵抗75の両端子間の電圧(すなわち、負荷電流検出電圧)をマイクロコンピュータ9のA/D(アナログ/ディジタル)ポートに入力することによって、第1のセンサSE1、第2のセンサSE2または第3のセンサSE3等の外部負荷を流れる負荷電流の変化を確認することができる。
In such a shared load
ここで、車両等の衝突が発生した場合、電磁石等の作用によりシートベルトが作動して当該シートベルトに比較的大きな張力が瞬間的に付与され、乗員をシートに固定するようになっている。例えば、第1のセンサSE1としてホール効果素子センサが上記シートベルトの近傍に設けられている場合、電磁石等の作用によるシートベルトの近傍の磁界の変化によりホール効果素子センサを流れる電流が変化する。マイクロコンピュータ9は、このホール効果素子センサを流れる電流の変化によってシートベルトが正常に作動していることを検知し、この検知結果によって、車両等の衝突が発生していると判断する。さらに、他の外部センサ(例えば、抵抗負荷センサ)に対しても、マイクロコンピュータ9は、車両等の衝突の発生に関連した事象を容易に検知することができる。このようなマイクロコンピュータ9による複数の種類の外部センサに対する判断結果に基づき、エアバッグや電子制御式エンジン(いずれも図示していない)等の電子被制御機器をより正確に制御して(例えば、エアバッグの点火時期や、電子制御式エンジンの燃料噴射量等を適切に制御して)フェイルセーフ処理を迅速かつ的確に実行することができるようになる。
Here, when a collision of a vehicle or the like occurs, the seat belt is actuated by the action of an electromagnet or the like, and a relatively large tension is instantaneously applied to the seat belt to fix the occupant to the seat. For example, when a Hall effect element sensor is provided in the vicinity of the seat belt as the first sensor SE1, the current flowing through the Hall effect element sensor changes due to a change in the magnetic field in the vicinity of the seat belt due to the action of an electromagnet or the like. The
これまでは、駆動電圧切替制御部1により基準電圧切替設定部2の基準電圧Vrefを切り替えることによってそれぞれ対応する駆動電圧を出力するようにしているが、代替的に、予め定められた電圧範囲内の複数の駆動電圧を駆動電圧切替制御部1に格納しておき、これらの駆動電圧のいずれか一つの駆動電圧を切替可能に選択して出力することも可能である。
Until now, the drive voltage switching
さらに、図2の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3の駆動電圧やその他の各種の出力電圧を切り替えて選択するマルチプレクサ(図2では、MPXと略記する)8と、マイクロコンピュータ9からのマルチプレクサ制御信号Smpに従ってマルチプレクサ8の切替選択動作を制御するマルチプレクサ制御部(図2では、MPX制御部と略記する)84とを備えている。
Further, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 2 is a multiplexer (in FIG. 2, abbreviated as MPX) that switches and selects the driving voltage of the first sensor SE1 to the third sensor SE3 and other various output voltages. 8) and a multiplexer control unit (abbreviated as MPX control unit in FIG. 2) 84 for controlling the switching selection operation of the
より詳しく説明すると、マルチプレクサ8においては、第1の出力側制御チャネル〜第3の出力側制御チャネル(または、第1の入力側制御チャネル〜第3の入力側制御チャネル)から5Vクランプ部30およびマルチプレクサチャネル切替部((図2では、MPXチャネル切替部と略記する)を介して入力される第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3の駆動電圧の他に、ECU内部のいくつかの電圧81の電圧値が切替可能に選択されるようになっている。上記のマルチプレクサ制御部84に従ってマルチプレクサ8から切替可能に選択されるマルチプレクサ出力電圧(例えば、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3の駆動電圧、または他のECU内部のいくつかの電圧81の電圧値)は、バッファ85およびマルチプレクサ出力端子(MPXOUT)を介してマイクロコンピュータ9のA/Dポートに入力される。このマイクロコンピュータ9において、上記のマルチプレクサ出力電圧に相当する任意の出力電圧が正常であるか否かを診断することができる。
More specifically, in the
なお、これまでは、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3の3種類の外部センサをそれぞれ駆動するための3種類の駆動電圧を切り替えて出力するような構成について説明しているが、当然のことながら、4種類以上の外部センサをそれぞれ駆動するための4種類以上の駆動電圧を切り替えて出力するような構成にすることも可能である。 Heretofore, a configuration has been described in which three types of driving voltages for driving the three types of external sensors, the first sensor SE1 to the third sensor SE3, are switched and output. Of course, it is also possible to employ a configuration in which four or more types of drive voltages for driving four or more types of external sensors are switched and output.
図2の実施形態によれば、外部負荷インタフェース回路の内部で複数の駆動電圧を切り替えることによって、複数の種類の外部センサ等の外部負荷に対応するような一つの外部負荷インタフェース回路を実装してASICを形成することができるので、従来の外部負荷インタフェース回路よりもASICの占有面積および製造コストを節減することが可能になる。 According to the embodiment of FIG. 2, a single external load interface circuit corresponding to an external load such as a plurality of types of external sensors is mounted by switching a plurality of drive voltages inside the external load interface circuit. Since the ASIC can be formed, the area occupied by the ASIC and the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional external load interface circuit.
好ましくは、図2の実施形態において、図2の動作電源部53の動作電源が、バッテリ電源の電圧より昇圧されたECU内部電源VBACKに接続されるように構成することも可能である。一般に、外部センサの駆動電圧の電圧値は5V(ボルト)程度であり、上記の昇圧された電源の電圧値は、5Vよりもはるかに高い電圧値に設定されている。このような構成では、ある一つの外部センサが天絡した場合でも、上記の昇圧されたECU内部電源に接続されていることで、電源電圧が低下することがなくなり、他の外部センサの検出性能に影響を及ぼさないようにすることができるようになる。
Preferably, in the embodiment of FIG. 2, the operation power supply of the operation
さらに、好ましくは、図2の実施形態において、上記の昇圧された電源の電圧を監視する機能を外部負荷インタフェース回路内の動作電源部53に持たせることが可能である。ここで、ある一つの外部センサが天絡した場合に、他の外部センサの検出性能に異常を来たす電圧まで低下したことが動作電源部53により検出されたときには、他の外部センサへの駆動電圧の供給を停止するように構成することも可能である。
Furthermore, preferably, in the embodiment of FIG. 2, the operation
あるいは、代替的な例として、上記の昇圧された電源の電圧の低下が検出されると共にある一つの外部負荷の天絡が検出された場合にのみ、他の外部センサへの駆動電圧の供給を停止するように構成することも可能である。 Alternatively, as an alternative example, the drive voltage is supplied to the other external sensor only when a drop in the voltage of the boosted power source is detected and a power supply fault of one external load is detected. It can also be configured to stop.
図3は、本発明の他の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路の構成を示すブロック図である。ただし、ここでも、車両等の移動体内のASIC10として実装されるような上記実施形態に係る外部負荷インタフェース回路の構成を簡略化して示す。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an external load interface circuit according to another embodiment of the present invention. However, also here, the configuration of the external load interface circuit according to the above-described embodiment that is mounted as the
図3の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路の構成は、前述の図2の外部負荷インタフェース回路の構成と概ね同じである。ただし、図3の外部負荷インタフェース回路では、外部負荷インタフェース回路の基準電圧切替設定部2aで生成される基準電圧と、外部電圧生成部20から外部端子に印加される任意の外部電圧との間で切り替えを行う機能を有している点、および、負荷側チャネル切替部56および外部負荷異常検出部57で第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3の駆動電圧を分圧して得られる分圧値をマイクロコンピュータに送出する機能を有している点が、前述の図2の外部負荷インタフェース回路と異なっている。
The configuration of the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 3 is substantially the same as the configuration of the external load interface circuit of FIG. However, in the external load interface circuit of FIG. 3, between the reference voltage generated by the reference voltage switching setting unit 2a of the external load interface circuit and any external voltage applied from the external voltage generation unit 20 to the external terminal. And a divided voltage value obtained by dividing the drive voltages of the first sensor SE1 to the third sensor SE3 by the load-side
したがって、図3の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路においては、前述の図2の外部負荷インタフェース回路と同様の構成に関する再度の説明を省略し、前述の図2の外部負荷インタフェース回路と異なる機能を有する部分のみを説明する。 Therefore, in the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 3, the description of the same configuration as that of the external load interface circuit of FIG. 2 is omitted, and functions different from those of the external load interface circuit of FIG. Only the part which has is demonstrated.
既述したように、図3の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、外部負荷インタフェース回路の基準電圧切替設定部2aで生成される基準電圧Vrefと、外部電圧生成部20から外部端子に印加される任意の外部電圧との間で切り替えを行う機能を有している。 As described above, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 3 is applied to the reference voltage Vref generated by the reference voltage switching setting unit 2a of the external load interface circuit and the external voltage generation unit 20 to the external terminal. It has a function of switching between any external voltage.
より詳しく説明すると、図3の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、基準電圧Vref以外の任意の外部電圧を生成する外部電圧生成部20と、この外部電圧を増幅して基準電圧切替設定部2aに送出する増幅部21とを備えている。この外部電圧生成部20にて生成された外部電圧は、外部端子を介して増幅部21に入力される。この増幅部21では、予め設定された利得(倍率)でもって外部電圧が増幅され、基準電圧切替設定部2aに送出される。
More specifically, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 3 includes an external voltage generating unit 20 that generates an arbitrary external voltage other than the reference voltage Vref, and a reference voltage switching setting unit 2a that amplifies the external voltage. And an amplifying
図3の駆動電圧切替制御部1は、駆動電圧切替制御信号Sdsを基準電圧切替設定部2aに送出することによって、3種類の外部センサ(例えば、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3)にそれぞれ対応する3種類の基準電圧Vrefのいずれか一つの基準電圧を選択する制御を行うと共に、外部電圧生成部20から増幅部21を介して基準電圧切替設定部2aに供給される任意の外部電圧を選択する制御も行っている。上記の3種類の基準電圧Vrefは、第1の入力側制御チャネル〜第3の入力側制御チャネルにてそれぞれ選択され、上記の任意の外部電圧は、第4の入力側制御チャネルにて選択される。
The drive voltage switching
ここで、外部電圧生成部20から外部端子に印加される任意の外部電圧は、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3の駆動電圧と同様に、5Vクランプ部30およびマルチプレクサチャネル切替部80を介してマルチプレクサ8に入力される。さらに、上記の任意の外部電圧は、マルチプレクサ制御部84に従ってマルチプレクサ8から選択的に出力され、バッファ85およびマルチプレクサ出力端子(MPXOUT)を介してマイクロコンピュータ9のA/Dポートに入力される。最終的に、マイクロコンピュータ9において、上記の任意の外部電圧が正常であるか否かを診断することが可能である。
Here, an arbitrary external voltage applied to the external terminal from the external voltage generation unit 20 is applied to the
また一方で、既述したように、図3の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、負荷側チャネル切替部56および外部負荷異常検出部57で第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3の駆動電圧を分圧して得られる分圧値をマイクロコンピュータに送出する機能を有している。
On the other hand, as described above, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 3 uses the load side
より詳しく説明すると、図3の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路は、3種類の外部センサ(例えば、第1のセンサSE1〜第3のセンサSE3)にそれぞれ対応する3種類の駆動電圧を切り替えて選択する負荷側チャネル切替部56と、この負荷側チャネル切替部56にて選択された駆動電圧を分圧することにより外部センサの異常を検出する外部負荷異常検出部57とを備えている。
More specifically, the external load interface circuit according to the embodiment of FIG. 3 switches three types of driving voltages respectively corresponding to three types of external sensors (for example, the first sensor SE1 to the third sensor SE3). A load-side
ここで、出力側制御チャネル切替信号Schoに基づいて負荷側チャネル切替部56にて選択された駆動電圧を、外部負荷異常検出部57内の一対の分圧抵抗58、59により分圧することによって、所定の分圧値が得られる。このようにして得られた分圧値は、マイクロコンピュータ9に入力される。最終的に、マイクロコンピュータ9において、上記の分圧値に基づいて、駆動電圧の切り替えが正常に行われているか否かを診断することが可能である。
Here, the drive voltage selected by the load-side
なお、図3の実施形態においても、3種類の外部センサをそれぞれ駆動するための3種類の駆動電圧を切り替えて出力するような構成について説明しているが、当然のことながら、4種類以上の外部センサをそれぞれ駆動するための4種類以上の駆動電圧を切り替えて出力するような構成にすることも可能である。 In the embodiment of FIG. 3, a configuration has been described in which three types of driving voltages for driving the three types of external sensors are switched and output. However, naturally, four or more types of driving voltages are output. It is also possible to employ a configuration in which four or more types of drive voltages for driving each external sensor are switched and output.
図3の実施形態によれば、外部負荷インタフェース回路の内部で生成される複数の基準電圧の切り替えを行うと共に、任意の外部電圧との間で切り替えを行うことによって、複数の種類の外部センサ等の外部負荷に対応するような一つの外部負荷インタフェース回路を実装してASICを形成することができるので、従来の外部負荷インタフェース回路よりもASICの占有面積および製造コストを節減することが可能になる。 According to the embodiment of FIG. 3, a plurality of reference voltages generated inside the external load interface circuit are switched, and a plurality of types of external sensors and the like are switched by switching between arbitrary external voltages. Since an ASIC can be formed by mounting a single external load interface circuit corresponding to the external load, it is possible to reduce the occupied area and manufacturing cost of the ASIC as compared with the conventional external load interface circuit. .
図4は、本発明に使用される外部負荷インタフェース回路用制御コマンドに切替情報を割り付けた状態を示すデータフォーマット図である。 FIG. 4 is a data format diagram showing a state in which switching information is assigned to the external load interface circuit control command used in the present invention.
ここでは、前述の図2および図3の実施形態でシリアル通信形式の通信信号に含まれる外部負荷インタフェース回路用の制御コマンドに、外部センサの種類に応じて複数の駆動電圧を切り替える際の各種の切替情報が割り付けられている。 Here, the control commands for the external load interface circuit included in the communication signal in the serial communication format in the above-described embodiments of FIGS. 2 and 3 are used to switch various drive voltages according to the type of the external sensor. Switching information is assigned.
より具体的には、外部負荷インタフェース回路用の制御コマンドは、外部負荷インタフェース回路用制御コマンドビット以外に、オン・オフ制御情報、制御チャネル切替情報および駆動電圧切替情報等の各種の切替情報を含む。ここで、オン・オフ制御情報は、複数の入力側制御チャネル(または出力側制御チャネル)をオン状態またはオフ状態(すなわち、各々の入力側制御チャネルが選択されているか否か)にする制御を行うためのビット形式の情報であり、制御チャネル切替情報は、複数の入力側制御チャネル(または出力側制御チャネル)を切り替えて選択するためのビット形式の情報であり、駆動電圧切替情報は、複数の種類の外部センサにそれぞれ対応する複数の駆動電圧を切り替えて選択するためのビット形式の情報である。 More specifically, the control command for the external load interface circuit includes various types of switching information such as on / off control information, control channel switching information, and drive voltage switching information in addition to the control command bits for the external load interface circuit. . Here, the on / off control information is a control for turning on or off a plurality of input side control channels (or output side control channels) (that is, whether or not each input side control channel is selected). Information in a bit format for performing, control channel switching information is information in a bit format for switching and selecting a plurality of input side control channels (or output side control channels), and a plurality of drive voltage switching information Information in a bit format for switching and selecting a plurality of drive voltages respectively corresponding to external sensors of the above types.
本発明の実施形態に係る外部負荷インタフェース回路においては、上記のようなビット形式の切替情報をシリアル通信部(例えば、図2参照)で読み取ることにより、外部センサの種類に応じて複数の駆動電圧を切り替えて当該駆動電圧に対応する外部センサに供給することが容易に可能になる。 In the external load interface circuit according to the embodiment of the present invention, the switching information in the bit format as described above is read by a serial communication unit (for example, see FIG. 2), so that a plurality of drive voltages are provided according to the type of external sensor. Can be easily supplied to an external sensor corresponding to the drive voltage.
図5は、本発明の各制御チャネルのオン・オフ制御および駆動電圧切替の様子を説明するためのタイミングチャートである。ここでは、前述の図4の外部負荷インタフェース回路用の制御コマンドに従って、複数の入力側制御チャネル(または出力側制御チャネル)をオン状態またはオフ状態にする制御を行ったり複数の駆動電圧を切り替えたりする様子をタイミングチャートにより説明する。 FIG. 5 is a timing chart for explaining the on / off control and drive voltage switching of each control channel according to the present invention. Here, according to the control command for the external load interface circuit shown in FIG. 4 described above, control is performed to turn on or off a plurality of input side control channels (or output side control channels), or a plurality of drive voltages are switched. The manner of doing this will be described with reference to a timing chart.
図5の(a)においては、外部負荷インタフェース回路のシリアル通信部(例えば、図2参照)に入力される制御コマンドの入力情報が例示されている。図5の(b)においては、外部負荷インタフェース回路のシリアル通信部(例えば、図2参照)から出力される制御コマンドの出力情報が図示されている。 FIG. 5A illustrates input information of a control command input to the serial communication unit (for example, see FIG. 2) of the external load interface circuit. FIG. 5B shows output information of a control command output from the serial communication unit (for example, see FIG. 2) of the external load interface circuit.
さらに、図5の(c)〜(e)においては、ASICの切替外部端子(SWOUT1、SWOUT2およびSWOUT3)からそれぞれ出力される3種類の駆動電圧の電圧値の変化の様子が図示されている。 Further, FIGS. 5C to 5E show changes in voltage values of three types of drive voltages respectively output from the ASIC switching external terminals (SWOUT1, SWOUT2, and SWOUT3).
図5の(f)においては、ASICの負荷電流検出端子(SWREF)からマイクロコンピュータのA/Dポートに入力される負荷電流検出電圧の電圧値の変化の様子が図示されている。 FIG. 5 (f) shows a change in the voltage value of the load current detection voltage inputted from the load current detection terminal (SWREF) of the ASIC to the A / D port of the microcomputer.
図5の(g)においては、ASICのマルチプレクサ出力端子(MPXOUT)からマイクロコンピュータのA/Dポートに入力されるマルチプレクサ出力電圧の電圧値の変化の様子が図示されている。 FIG. 5G shows how the voltage value of the multiplexer output voltage inputted from the multiplexer output terminal (MPXOUT) of the ASIC to the A / D port of the microcomputer is changed.
ここでは、図5の(a)の制御コマンドの入力情報および出力情報に基づいて、各々の入力側制御チャネルをオン状態(すなわち、選択されている状態)またはオフ状態(すなわち、選択されていない状態)にする制御が実行されると共に、各々の入力側制御チャネルに対応する駆動電圧を切り替える制御が実行される(図5の(c)〜(e)参照)。このような入力側制御チャネルとして、図3の実施形態で説明したように、第1の入力側制御チャネル(CH#1)〜第3の入力側制御チャネル(CH#3)以外に、第4の入力側制御チャネル(CH#4)も含まれるが、図5の(c)〜(e)では、説明を簡単にするために、第1の入力側制御チャネル〜第3の入力側制御チャネルに対応して切替外部端子(SWOUT1、SWOUT2およびSWOUT3)からそれぞれ出力される3種類の駆動電圧の電圧値の変化の様子のみを示すこととする。 Here, based on the input information and output information of the control command in FIG. 5A, each input side control channel is turned on (ie, selected) or turned off (ie not selected). The control for switching the drive voltage corresponding to each input side control channel is executed (see (c) to (e) of FIG. 5). As such an input side control channel, as described in the embodiment of FIG. 3, in addition to the first input side control channel (CH # 1) to the third input side control channel (CH # 3), a fourth Input side control channels (CH # 4) are also included. In FIGS. 5C to 5E, for the sake of simplicity, the first input side control channel to the third input side control channel are included. Only the state of changes in the voltage values of the three types of drive voltages respectively output from the switching external terminals (SWOUT1, SWOUT2, and SWOUT3) is shown.
図5の(c)〜(e)から明らかなように、各々の入力側制御チャネルがオン状態になっている期間(すなわち、選択されている期間)では、高電圧値の電圧が出力され、各々の入力側制御チャネルがオフ状態になっている期間(すなわち、選択されていない期間)では、低電圧値の電圧が出力される。 As is clear from (c) to (e) of FIG. 5, during the period in which each input-side control channel is on (that is, during the selected period), a high voltage value voltage is output. During a period in which each input-side control channel is in an off state (that is, a period during which each input-side control channel is not selected), a low voltage value is output.
さらに、図5の(f)に示すように、各々の入力側制御チャネルがオン状態になっている期間では、各々の入力側制御チャネルのオン時の負荷電流検出電圧が、負荷電流検出端子(SWREF)からマイクロコンピュータのA/Dポートに入力される。このマイクロコンピュータにおいて、負荷電流検出電圧が正常であるか否かを検知することによって、各々の入力側制御チャネルに対応する駆動電圧が正常に出力されているか否かを判定することが可能である。 Further, as shown in FIG. 5 (f), during the period in which each input-side control channel is in the ON state, the load current detection voltage when each input-side control channel is ON is the load current detection terminal ( SWREF) is input to the A / D port of the microcomputer. In this microcomputer, it is possible to determine whether or not the drive voltage corresponding to each input side control channel is normally output by detecting whether or not the load current detection voltage is normal. .
さらに、図5の(g)に示すように、各々の入力側制御チャネルがオフ状態になっている期間では、各々の入力側制御チャネルのオフ時のマルチプレクサ出力電圧が、マルチプレクサ出力端子(MPXOUT)からマイクロコンピュータのA/Dポートに入力される。このマイクロコンピュータにおいて、マルチプレクサ出力電圧の電圧値が正常に変化しているか否かを検知することによって、各々の入力側制御チャネルに対応する外部センサの天絡の検出を行うことが可能である。 Further, as shown in FIG. 5 (g), during the period in which each input side control channel is in the OFF state, the multiplexer output voltage when each input side control channel is OFF is the multiplexer output terminal (MPXOUT). To the A / D port of the microcomputer. In this microcomputer, by detecting whether or not the voltage value of the multiplexer output voltage is changing normally, it is possible to detect the power supply fault of the external sensor corresponding to each input side control channel.
本発明の外部負荷インタフェース回路、電子制御装置、および外部負荷インタフェース回路における駆動電圧切替方法は、エアバッグや電子制御式エンジン等の電子被制御機器を制御するために車両等の移動体内に設けられたECUに適用することが可能である。特に、本発明の外部負荷インタフェース回路、電子制御装置、および外部負荷インタフェース回路における駆動電圧切替方法は、車両等の衝突やECUの一部に何らかの故障が発生した場合に、衝突や故障等による被害を最小限に抑えるために移動体内の電子被制御機器を迅速かつ的確に制御してフェイルセーフ処理を実行するためのコンピュータシステムに使用され得る。 The external load interface circuit, the electronic control device, and the drive voltage switching method in the external load interface circuit of the present invention are provided in a moving body such as a vehicle in order to control an electronic controlled device such as an airbag or an electronically controlled engine. It can be applied to other ECUs. In particular, the drive voltage switching method in the external load interface circuit, the electronic control device, and the external load interface circuit according to the present invention is a damage caused by a collision or a failure when a vehicle or the like or some failure occurs in a part of the ECU. In order to minimize the error, the electronic controlled device in the moving body can be used in a computer system for quickly and accurately performing the fail-safe process.
1 駆動電圧切替制御部
2 駆動電圧切替設定部
2a 駆動電圧切替設定部
3 入力側制御チャネル切替部
4 定電圧制御部
5 出力側制御チャネル切替部
7 シリアル通信部
8 マルチプレクサ
9 マイクロコンピュータ
10 ASIC
20 外部電圧生成部
21 増幅部
40 演算増幅器
50−1 第1の駆動電圧出力トランジスタ
50−2 第2の駆動電圧出力トランジスタ
50−3 第3の駆動電圧出力トランジスタ
53 動作電源部
56 負荷側チャネル切替部
57 外部負荷異常検出部
70 電流ミラー増幅器
72 ミラー電流検出用トランジスタ
80 マルチプレクサチャネル切替部
84 マルチプレクサ制御部
85 バッファ
90 ECU(電子制御装置)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 External
Claims (12)
前記外部負荷の種類に応じて複数の駆動電圧を切り替えるように構成されることを特徴とする外部負荷インタフェース回路。 In an external load interface circuit for supplying a drive voltage for driving an external load in accordance with a control command input from a microcomputer to the external load,
An external load interface circuit configured to switch a plurality of drive voltages in accordance with a type of the external load.
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