JP2011111089A - Seat belt retractor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用のシートベルトリトラクタ制御装置に関する。 The present invention relates to a seat belt retractor control device for a vehicle.
特許文献1に記載のシートベルト巻き取り制御装置における、図3,図8,図12,図14によれば、コントローラ(16)内のECU(163)とデータ記憶部(164)が別ブロックであり、また、データ記憶部(164)とはEEPROMもしくはFlashと記載されている。更には、データ記憶部には制御用パラメータおよび設定値変更条件テーブルが予め複数保存されている構成となっている。
According to FIG. 3, FIG. 8, FIG. 12, and FIG. 14 in the seat belt retractor described in
特許文献2に記載のシートベルトシステムにおける、図1によれば、CPU(23)とEEPROM(24)は別ブロックであり、EEPROM(24)にはミリ波レーダ(60),モータ(3a,3b)の故障情報が格納される構成となっている。
According to FIG. 1 in the seat belt system described in
特許文献3に記載のプリクラッシュシートベルト装置における、図1によれば、CPU(23)とEEPROM(24)は別ブロックであり、EEPROM(24)にはミリ波レーダ(60),モータ(3a,3b)の故障情報が格納される構成となっている。
According to FIG. 1, in the pre-crash seat belt device described in
特許文献4に記載の乗員保護システムの作動装置における、図1によれば、作動装置の電気回路が信号処理ASIC(45),電源ASIC(42),パワーASIC(43)を用いて構成されている。 According to FIG. 1 in the operating device of the passenger protection system described in Patent Document 4, the electric circuit of the operating device is configured using a signal processing ASIC (45), a power supply ASIC (42), and a power ASIC (43). Yes.
上記従来技術によれば、ECUとEEPROMもしくはFlashが別ブロックであり、回路基板上にECUの実装面積の他に、EEPROMもしくはFlashの実装領域が必要であり、シートベルトリトラクタ制御装置の小型化が困難であった。また、上記従来装置では、制御用パラメータおよび設定値変更条件テーブルが予め複数保存されているか、もしくは、ミリ波レーダなどの他の制御装置、もしくは、制御対象のモータの故障情報が保存されていた。しかし、シートベルト制御装置に必要なドアの開閉情報や、バックルスイッチの締結情報の保存場所が明示されていない。更に、作動装置の電気回路が、信号処理ASIC,電源ASIC,パワーASICの3つのASICにより構成されており、それぞれ、回路基板上に実装領域が必要であり、更なる回路基板の小型化、あるいは、更なるコストダウンが必要であった。 According to the above prior art, the ECU and the EEPROM or Flash are separate blocks, and in addition to the mounting area of the ECU on the circuit board, the mounting area of the EEPROM or Flash is necessary, and the seat belt retractor control device can be downsized. It was difficult. In the conventional apparatus, a plurality of control parameters and setting value change condition tables are stored in advance, or other control apparatus such as a millimeter wave radar, or failure information of a motor to be controlled is stored. . However, the storage location of door opening / closing information and buckle switch fastening information necessary for the seat belt control device is not clearly shown. Furthermore, the electric circuit of the actuator is composed of three ASICs, ie, a signal processing ASIC, a power supply ASIC, and a power ASIC, each of which requires a mounting area on the circuit board. Further cost reduction was necessary.
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の1つは次の通りである。 In order to solve the above problems, one of the desirable aspects of the present invention is as follows.
車両シートベルトと、シートベルトを巻き取り方向及び送り出し方向に駆動可能なアクチュエータと、アクチュエータを制御するシートベルトリトラクタ制御装置において、該制御装置は、該制御装置内に設けられた制御演算回路と、該制御装置外の機器との通信を行う回路と、を備え、該演算回路用に電力を供給する電源回路を1つの専用ICを用いて構成される。 In a vehicle seat belt, an actuator capable of driving the seat belt in a winding direction and a delivery direction, and a seat belt retractor control device that controls the actuator, the control device includes a control arithmetic circuit provided in the control device, And a circuit that communicates with devices outside the control device, and a power supply circuit that supplies power for the arithmetic circuit is configured using one dedicated IC.
本発明によれば、電気回路の主要部分を専用IC(カスタムIC)を用いて構成するもので、より回路の集積度が高められ、小型化・軽量化が可能となり、大幅なコストダウンが図れる。さらには、より小型なシートベルトリトラクタ制御装置を実現し、従来の技術では、車両空間に制限により搭載不可能であった小型車への搭載を可能とし、小型車の乗員に対する安全性を向上させることができる。 According to the present invention, the main part of the electric circuit is configured by using a dedicated IC (custom IC), so that the degree of circuit integration can be further increased, the size and weight can be reduced, and the cost can be greatly reduced. . Furthermore, a more compact seat belt retractor control device has been realized, which can be mounted in a small vehicle that could not be mounted due to restrictions in the vehicle space, and can improve safety for passengers of small vehicles. it can.
以下、図面を用いて実施例について説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
先ず図1に、車両における衝突安全装置の結線図を示す。車両10には、障害物との距離に応じた信号を出力する障害物センサ12が、車両前方部に取り付けられている。障害物センサ12の出力信号は、障害物センサ12と電気的に接続された衝突判断コントローラ14に伝達される。また、車両の速度に応じた信号を出力する車輪速度センサ18の信号も、車輪速度センサ18と電気的に接続された衝突判断コントローラ14に伝達される。衝突判断コントローラ14は、障害物センサ12と車輪速度センサ18の信号に基づき、車両10が障害物と衝突するか否かを判断する。例えば、障害物センサ12の出力信号から得られた障害物との距離が所定の値より短く、かつ、車輪速度センサ18の出力信号から得られた車両速度が所定の値より速い場合には、衝突判断コントローラ14は車両10が障害物と衝突すると判断し、車両10が障害物と衝突する前に、ブレーキアシスト装置16とシートベルト駆動コントローラ20に指令信号を出力する。
First, FIG. 1 shows a connection diagram of a collision safety device in a vehicle. An
ブレーキアシスト装置16とシートベルト駆動コントローラ20は、衝突判断コントローラ14と電気的に接続されており、衝突判断コントローラ14の指令信号に基づき、それぞれ、あらかじめ定められた動作を実行する。シートベルト駆動コントローラ20はリトラクター22と電気的に接続されており、リトラクター22への給電を制御している。
The
図2に、シートへの乗員拘束図を示す。リトラクター22にはモータ24が付設されており、モータ24が回転することによりシートベルトの巻き取りが可能となっている。例えば、乗員30が車両10を運転している状態において、乗員30が車両前方方向に微小ではあるが移動し、乗員30とシート28との間に空隙が生じている場合を考える。このような状況において、車両10が障害物と衝突した場合、乗員はシート28に拘束されていない状態であるため、シート28に強く打ちつけられてしまう。しかし、本システムによれば、リトラクター22に付設されたモータ24を動作させ、車両10と障害物が衝突する前にシートベルト26を巻き取ることにより、乗員30とシート28との間隙をなくすことが可能である。従って、車両10と障害物が衝突する時点では、すでに乗員30をシート28に拘束した状態であるため、乗員30への衝撃を緩和することができる。
FIG. 2 shows an occupant restraint diagram for the seat. The
図1及び図2によれば、ドア開閉状態を示すドアスイッチ11やシートベルトのバックル締結状態を示すバックルスイッチ13が、シートベルト駆動コントローラ20と電気的な結合を有しており、シートベルト駆動コントローラ20はドアスイッチ11やバックルスイッチ13のオン・オフ状態を周期的に読み込み、あるいは、オン・オフのスイッチ遷移発生時に、シートベルト駆動コントローラ20に内包されたCPU(図示せず)の割り込み機能を利用し、状態遷移を読み込みすることが可能である。また、乗員30の降車後には、車両バッテリの消費電力を抑制するため、シートベルト駆動コントローラ20が低消費電力モード(以下、スリープモード)となるが、ドアスイッチ11やバックルスイッチ13の状態変化などのウェイクアップ要因が発生した場合には、シートベルト駆動コントローラ20はスリープモードから通常モードへと移行し、車両に搭載された他の制御装置との通信およびシートベルト巻き取り動作等、所定動作を実行する。なお、シートベルト駆動コントローラ20のウェイクアップ要因としては、CAN(Contorl Area Network)通信やK−Line通信,Lin(Local Interconnect Network)通信などでもよく、その組合せ、あるいは、いずれかひとつの要因をウェイクアップ要因と設定してもよい。
According to FIGS. 1 and 2, the
また、図1で図示されたシートベルト駆動コントローラ20は、リトラクター22との一体化構造でもよく、本発明は、シートベルト駆動コントローラ20とリトラクター22との取り付け位置に制限されるものではない。
Further, the seat
図3に、本実施例に用いられるシートベルト駆動コントローラ20の分解斜視図を示す。回路基板42上に車両からの給電および車両に搭載された他の制御装置との通信を担うコネクタ35や後述する専用IC(カスタムIC)34が実装されている。この回路基板42には、モータ24を駆動するモータ駆動回路(図示せず)やカスタムIC34などの回路部品を過電圧や車両バッテリの逆接続から保護する保護素子(図示せず)などが実装されている。回路基板42はカバー32とネジ36,38などにより締結される。回路基板42とカバー32との締結はネジ締めによる方法以外に、接着剤による締結や嵌め込みによる締結も考えられる。互いに締結された回路基板42やカバー32はケース40と勘合され、シートベルト駆動コントローラ20の完成形となる。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the seat
また、図3(B)を参照すれば、回路基板42の裏面には、回路部品が実装されておらず、片面実装となっている点がわかる。これは、カスタムIC34を採用した効果のひとつであり、回路部品集約化を図り、片面実装を可能とした。これにより、半田リフロー工程や回路部品欠品および極性検査が片面、すなわち一回で済むなど、実装工程の簡略化による製造コストダウンが可能となった。
In addition, referring to FIG. 3B, it can be seen that the circuit component is not mounted on the back surface of the
その他、回路基板42の裏面にも電子部品を実装し、回路基板42のサイズをさらに縮小し、より小型化されたシートベルト駆動コントローラ20が考えられる。
In addition, the seat
図4に本実施例に用いられる制御回路基板42の部品配置図を示す。衝突判断コントローラ14からの指令信号や車両バッテリからの給電、ドアスイッチ11やバックルスイッチ13からの入力、車両に搭載された他の制御装置との通信を担うコネクタ35,モータ24を駆動する際に発生する伝導ノイズを抑制するアルミ電解コンデンサ58,モータ24への給電状態を切替えるモータ駆動回路を構成するMOSFET(46,48,50,52)、モータへ通電した電流を電圧に変換する電流検出用抵抗54,シートベルト駆動コントローラ20の制御機能をつかさどるカスタムIC34,カスタムIC34へ高精度なクロック信号を供給する発振子56、車両バッテリが逆極性の状態で車両に接続された場合に制御回路基板42上の回路部品を逆電圧から保護する保護用MOSFET44などが、半田や伝導性接着剤により制御回路基板42上に実装されている。
FIG. 4 shows a component layout of the
図5(A)に従来の方法における制御回路のブロック図を示す。従来の方法における制御回路には、スリープモード中に制御回路に電源を供給するRegulator2 60,ウェイクアップ要因が発生したことを検知し主電源であるRegulator1 64をウェイクアップするWakeupI/F62、通信制御や診断およびモータ制御系の計算処理を実行するCPU82,CPU82の指令信号をMOSFET(46,48,50,52)への駆動信号に変換するPreDriver88,PreDriver88の出力信号に基づき、モータ24への供給電力を切替えるMOSFET46,MOSFET48,MOSFET50,MOSFET52,電気的なエネルギーを回転エネルギーに変換するモータ24、モータ24への通電電流を電圧に変換する電流検出用抵抗54、電流検出用抵抗54で発生した電圧を増幅しCPU82のアナログ入力へ伝達するCurrent SenseI/F92、ドアの開閉に応じてスイッチのオン/オフ状態が変化するドアスイッチ11、バックルの締結・解除に応じてスイッチのオン/オフ状態が変化するバックルスイッチ13、バッテリ逆接続時に電子回路を保護する保護素子44、車両ブレーキの変位量やシートベルトの巻き取り量を計測するセンサ70やセンサ72、そのセンサ70やセンサ72に所定の電力を供給するRegulator3 66、そのセンサ70やセンサ72の信号をCPU82に伝達するセンサI/F68、また車両の他の制御装置とのCAN通信やLin通信あるいはK−Line通信を司る通信I/F74、また、さらには、CPU82とは別のICとして、車両パラメータやシートベルト制御装置の故障情報あるいは、ドアスイッチ11やバックルスイッチ13の状態変化、モータ制御定数を保存するEEPROM4がCPU82と接続されていた。これらの機能はそれぞれ単独のICとして回路基板上に実装され、その相互に作用する電気的接続は、回路基板上に生成される銅配線によって実現されていた。銅配線の線幅および間隔は、イオンマイグレーションによる短絡防止のため、所定以上の間隔が必要であり、また、それぞれのIC間の間隙は、半田ボールによる電極間ショートおよび実装機械部品保持部の精度などの制約があり、所定以上間隔をあける必要であった。また、それぞれのIC内部では、ベアチップとフレームなどの外部電極との接続にボンディングワイヤを使用しており、ボンディングワイヤのコストおよび、ボンディング面積の確保が必要など、シートベルト制御装置として、所望される小型化,低コスト化の実現が困難であった。
FIG. 5A shows a block diagram of a control circuit in the conventional method. The control circuit in the conventional method includes a regulator 260 that supplies power to the control circuit during the sleep mode, a wakeup I / F 62 that detects that a wake-up factor has occurred and wakes up the regulator 1 64 that is the main power source, communication control, Power supplied to the motor 24 based on output signals of the PreDriver 88 and PreDriver 88 that convert the command signal of the CPU 82 that executes diagnosis and calculation processing of the motor control system into a drive signal to the MOSFET (46, 48, 50, 52) MOSFET 46, MOSFET 48, MOSFET 50, MOSFET 52, the motor 24 that converts electrical energy into rotational energy, the current detection resistor 54 that converts the current applied to the motor 24 into voltage, and the voltage generated by the current detection resistor 54 Amplified and transmitted to analog input of CPU82 Current Sense I / F 92, door switch 11 whose on / off state changes according to opening / closing of the door, buckle switch 13 whose on / off state changes according to fastening / release of the buckle, when the battery is reversely connected A protective element 44 that protects the electronic circuit, a sensor 70 and a sensor 72 that measure the amount of displacement of the vehicle brake and a seat belt, a regulator 36 that supplies predetermined power to the sensor 70 and the sensor 72, the sensor 70, A sensor I / F 68 that transmits the signal of the sensor 72 to the CPU 82, a communication I / F 74 that controls CAN communication, Lin communication, or K-Line communication with other control devices of the vehicle, and further, is different from the CPU 82. As IC, vehicle parameters, failure information of seat belt control device,
図5(B)に本実施例におけるシートベルト駆動コントローラ20の制御回路ブロック図を示す。カスタムIC34の中には、上記で説明したRegulator2 60,WakeupI/F62,Regulator1 64,Regulator3 66,SensorI/F68,CAN(Lin)I/F74,SW I/F80,CPU82,RAM84、スリープモードでもデータ保持可能なBackupRAM84a、アプリケーションソフトを保存するFlashROM1 86a、車両パラメータや制御定数などを保存するFlashROM2 86b、シートベルト制御装置の故障情報などを保存するFlashROM3a 86cおよびFlashROM3b 86d、Current SenseI/F92、プリドライバ回路および過電流保護回路96が同一チップにて形成されている。このプリドライバ回路および過電流保護回路96は、ハイサイドMOSFET46およびハイサイドMOSFET48のドレインとソース間の電位差をそれぞれ計測し、また、電流検出抵抗54の出力を計測し、いずれかが、所定値を上回った場合に、プリドライバ回路の出力を停止し、MOSFET(46,48,50,52)をオフさせる機能がある。本実施例においては、CPU82もカスタムIC内部に実装しているが、上記保護機能はCPU82とは独立して形成されており、CPU82の動作停止時においても、その保護機能を継続的に有効とすることが可能である。
FIG. 5B shows a control circuit block diagram of the seat
また、Regulator3はその出力端子がリトラクター制御装置の外部、すなわち車両側への接続が考えられ、Regulator3の出力端子は、車両バッテリや車両筐体との短絡に対し、保護機能を有する。
Further, the output terminal of the
また、シートベルトの巻き取り量計測用センサなど、回転角度検出用エンコーダタイプのセンサに適応するため、カスタムIC内部34のSensorI/F68は、パルスのアップダウンカウント機能を有しており、位相差のある2信号、もしくは、回転方向および回転量を示す2信号の直接入力が可能となっている。
In addition, the sensor I /
また、カスタムIC34内部34のSWI/F80は、その入力端子の状態遷移によりシートベルト制御装置がスリープモードから通常モードへ遷移する機能を有する。
Further, the SWI /
また、カスタムIC34には、カスタムIC34のリセット状態が反映される端子が設けられており、その電位計測により、電源電圧低下時等の外部起因や、あるいは、ソフトウェアリセット発生等の内部起因によるリセット状態を確認することが可能である。また、この端子は外部からの入力端子としても機能し、外部回路によりGND電位を印加した場合は、カスタムIC34にリセットが発生し、内部回路をリセット状態に遷移する機能を有する。
Further, the
また、カスタムIC34には、AD変換時の電圧安定化のため、AD変換電圧安定化用コンデンサ98に接続するための端子が用意されており、該端子はCPU82のアナログ入力端子と直接的に接続されているため、外部計測装置などにより電位を計測することにより、回路設計の検証確認作業及びソフトウェアのデバッグ作業が可能である。また、本カスタムIC34においては、過電流保護機能がCPU82と独立して機能しており、内部故障などにより上記端子電位が正常範囲に固着し、CPU82が正常と認識し、モータ駆動を継続している場合においても、過電流発生時には、プリドライバ回路が停止し、MOSFETを安全にオフすることが可能である。
Further, the
また、カスタムIC34のCurrent SenseI/F92においては、モータ電流が停止しているとき、すなわち0A時の出力に、Current SenseI/F92の出力、すなわち、AD変換電圧安定化用コンデンサ98部に0.5V程度のオフセット電位を持たせる機能を有する。このため、Current SenseI/F92の出力がGND電位となるような故障、つまり、内部回路のGNDショート故障、あるいは、Current SenseI/F92の入力端子が開放故障時となった時に、AD変換電圧安定化用コンデンサ98に発生する電位がGND電位となるため、正常時との区別が可能であり、CPU82での故障検出が可能である。
Further, in the current sense I /
以上より、シートベルト駆動コントローラ20として必要な基本機能の中で、1A以上の定常電流を要しない機能をひとつのICによって実現し、複数ICの実装間隔や基板上の銅配線およびIC内部のワイヤボンディングとその面積を削減し、シートベルト駆動コントローラ20としての小型化が可能となっている。
As described above, among the basic functions necessary for the seat
この他、シートベルト駆動コントローラ20においては、カスタムIC34の外部、且つ、同一回路基板42上に、モータ24への供給電力を切替えるMOSFET46,MOSFET48,MOSFET50,MOSFET52,電流検出抵抗54,逆接続防止回路44,AD変換電圧安定化用コンデンサ98が実装されている。このため、シートベルト制御装置に限らず、より多くの電流を必要とする用途に対応する場合は、上記MOSFET46,48,50,52や電流検出抵抗54,逆接続防止回路44をより多くの電流能力を有する種類に変更することで、カスタムICを変更する必要がなく、回路サイズの最適化と同時に、電流能力の向上が可能である。
In addition, in the seat
図6(A)及び図6(B)に、本実施例における過電流保護の機能ブロックを示す。図6(A)においては、カスタムIC34内部に、CPU82およびCPU82の動作を監視するウォッチドッグタイマー(以下、WDT102)が形成されており、CPU82は常にパルス信号(以下、PRUN信号)をWDT102に送信している。CPU82の動作が停止し、PRUN信号が停止した場合には、WDT102によりCPU82にリセット信号を発生させる。同時に、WDT102はプリドライバ88にもリセット信号を発生し、プリドライバ88の機能を停止させ、MOSFET46,48,50,52がオフ状態となる。また、カスタムIC34内部には、比較器108,110,112が設置されており、比較器108は、ハイサイドMOSFET46のドレイン−ソース間電位差を比較し、比較器110はハイサイドMOSFET48のドレイン−ソース間電位差を比較し、比較器112は電流検出用抵抗54の両端に発生する電位差を比較する。ここで、ハイサイドMOSFET46およびハイサイドMOSFET48のドレイン−ソース電位差は、MOSFET46あるいはMOSFET48を流れるドレイン電流とMOSFET46あるいはMOSFET48のオン抵抗の積となる。このため、電流増加とともに、ドレイン−ソース間電位も増加し、過電流発生時には、比較器の閾値を超える仕組みである。さらに、それぞれの比較器での比較結果はOR回路114に伝達され、いずれかの比較器において、その閾値を超え、過電流と判定された場合は、プリドライバ88を停止する。また、プリドライバ88には、外部スイッチ120が接続されており、外部回路にてスイッチを締結状態(GND電位)とすることにより、カスタムIC34の処理内容とは関係なく、強制的にプリドライバ88を停止状態とし、MOSFET46,48,50,52をオフ状態にすることが可能である。また、電流検出抵抗54の電位差は、増幅器116にも伝達され、所定の増幅率にて処理された後、オフセット電圧発生部118にて生成されたオフセット電圧118を加算し、CPU82のアナログ入力部に伝達される。上記増幅および加算結果は、外部コンデンサ98への接続端子に出力され、外部機器により計測が可能である。ここで、比較器108,比較器110,比較器112,OR回路114はCPU82とは独立し機能しており、たとえば、CPU82の動作が停止している状態においても、比較器への入力電位差が所定値を上回った場合には、プリドライバ88を停止することが可能である。
6A and 6B show functional blocks for overcurrent protection in this embodiment. In FIG. 6A, a
図6(B)に、本実施例の別の方法における過電流保護の機能ブロックを示す。ハイサイドMOSFET46および48の上段に電流検出抵抗122が接続されており、その両端の電圧が、カスタムIC34内の比較器108に接続されている。電流値が増加し、電流検出抵抗122に発生する電位差が所定値を超えたときに、比較器108が反応し、プリドライバ回路88を停止することが可能である。この方法によれば、温度変化が大きいMOSFETのON抵抗によらず、電流検出抵抗122の抵抗値により、遮断される電流値が決定できるため、より高精度に保護回路を実現することが可能となる。
FIG. 6B shows a functional block for overcurrent protection in another method of this embodiment. The
図7(A)に従来の方法におけるデータ格納先を示す。従来の方法においては、CPU82と同一チップ上にFlashROM86を有し、BootCode124およびApplication Software126をFlashROM86に格納していた。また、変更頻度が多いデータ、車両走行中のデータ更新が必要なデータは、別のICであるEEPROM94に格納していた。例えば、モータ制御用パラメータ(MotorControlParameters)128,車両の機種情報(Vhiecle Parameters)130,故障診断情報(DiagnosticTroubleCode)132,ECUウェイクアップ回数およびドアスイッチ11やバックルスイッチ13のオン・オフ状態を示すECUStatus134などがそのデータに該当する。この方法においては、アプリケーションが格納されたFlashROM86と前述のデータが格納されたEEPROM94が別ICで構成されている。このため、CPU82とEEPROM94間のデータ通信はFlashROM86と独立しておりデータの干渉がなく、CPU82はFlashROM86に格納されたソフトを実行している最中に、随時EEPROM94のデータ消去および更新が可能である。ただし、回路基板上にEEPROM94をCPU82とは別ICとして実装する必要があり、制御装置の小型化や低コスト化への障害となっていた。
FIG. 7A shows a data storage destination in the conventional method. In the conventional method, the
図7(B)に本実施例におけるデータ格納先を示す。カスタムIC34内部において、CPUと同じチップ上にFlashROM186aが形成されており、BootCode124およびApplication Software126が格納されている、また、同一チップ上には、FlashROM2 86bが形成されており、MotorControlParameters128,Vhiecle Parameters130が格納されている。上記、BootCode124,Application Software126,MotorControlParameters128,Vhiecle Parameters130は、制御装置の製造ラインで書込みした後の車両走行状態での変更は不要であり、このため、データ更新作業に失敗した場合でも、データ更新作業のやり直しが許容されるため、それぞれひとつの領域(124,126,128,130)を割り当てている。
FIG. 7B shows a data storage destination in this embodiment. In the
また、同一チップ上に、FlashROM3a 86cおよびFlashROM3b 86dにはDiagnosticTroubleCode132およびECUのウェイクアップ回数などを示すECUStatus1 134が格納されている。これらの、DiagnosticTroubleCode132やECUStatus1 134は、車両走行中のデータ更新が必要であり、また、更新作業のやり直しが許容されないため、それぞれ、FlashROM3a 86cおよびFlashROM3b 86dの複数の領域を用意することにより、データ更新が失敗した場合には、他方の領域のデータを有効とするなど、より信頼性を高める構成としている。さらには、同一チップ上には書き換え回数に制限がなく、スリープモードにおいてもデータの保持が可能なバックアップRAM84aが形成され、ドアスイッチ11やバックルスイッチ13の情報が格納されている。これらのスイッチ情報は頻繁に状態が変化するため、保存先としては、データの更新回数に制限のない、バックアップRAM84aが最適である。
On the same chip, the
図8(A)に従来の方法におけるCPUと外部記憶装置の接続関係図を示す。従来の方法においては、CPU82の他に外部部品としてEEPROM86などの記憶装置が配置されていた。また、その間の接続には、複数の信号線が必要であり、それらは制御回路基板上の銅パターンにて形成されていた。
FIG. 8A shows a connection relationship between the CPU and the external storage device in the conventional method. In the conventional method, a storage device such as an
図8(B)に従来の方法におけるCPUと内部記憶装置の接続関係図を示す。従来の方法においては、CPU82および記憶装置(Flash)86との接続は内部結線であったが、それぞれ、異なるメモリバス及びデータバス136により接続されており、このため、メモリバス及びデータバス136の、チップ上に占める面積が大きくなり、チップサイズの増大あるいは、記憶装置の記憶容量制限など他機能への影響が考えられた。
FIG. 8B shows a connection relationship between the CPU and the internal storage device in the conventional method. In the conventional method, the connection between the
図8(C)に本実施例におけるCPUと内部記憶装置の接続関係図を示す。本実施例では、CPU82と内部記憶装置86をひとつのメモリバス及びデータバス136にて結線している。このため、チップサイズの縮小化が図られ、制御回路の小型化が可能となった。
FIG. 8C shows a connection relationship between the CPU and the internal storage device in this embodiment. In this embodiment, the
図9に本実施例における格納データの更新及び消去タイミングを示す。本実施例では、CPU82と内部記憶装置86の間をひとつのメモリバス及びデータバス136で結線しており、また、記憶装置の消去動作には通常数秒程度の時間が要するため、車両状態におけるデータの消去動作は、メモリバス及びデータバス136を占領してしまい、アプリケーションソフトの実行がその間停止することを意味する。これは、リアルタイム性を要求されるシートベルトリトラクタ制御装置では許容されない。このため、本実施例では、図9に示すように、通常モードからスリープモードへの遷移期間(スリープモード移行期間)おいて、必要であれば記憶装置のデータ消去動作を実行する。
FIG. 9 shows the update and erase timing of stored data in this embodiment. In this embodiment, the
次に制御装置の電源ウェイクアップ及び遮断シーケンスを示す。電源VB立上り後、内部電源(Regulator1)64によりVCCがウェイクアップし、FlashROM1 86a上に格納されたブートソフト124およびアプリケーションソフト126がウェイクアップする。CPU82はFlashROM1上のアプリケーションソフト126を実行することで、シートベルト駆動コントローラ20に必要な機能を実現する。ここで、乗員30の降車や一定時間の動作停止,CAN通信の停止などにより、スリープモードへの移行条件が成立した場合、スリープモード移行期間に移行し、CPU82は、RAM(図示せず)に必要なソフトを転送し、必要であれば、FlashROM3a 86cあるいはFlashROM3b 86dを消去し、FlashROM3a 86cあるいはFlashROM3b 86dのデータを更新する。この期間においては、通常モード時に動作しているFlashROM1 86a上に格納されたアプリケーションソフトの実行動作が数秒間停止しており、プログラムはRAM上で動作を実行している。また、この期間においても、WDTは機能しており、通常モード時と同様にPRUN信号を、定期的にCPU82からWDTに出力する必要がある。この場合は、通常のタイマー割り込みにて生成しているタイミングが使用できず、ソフト的な周期性に依存するため、PRUN信号の周期が、通常モードのそれと異なる可能性がある。また、この期間においても、再びドアの開閉やバックルスイッチの締結・開放,CAN通信の再開などのウェイクアップ要因が発生した場合は、RAM上のソフトがウェイクアップ要因の発生状態を監視しており、RAM上で動作するソフトにて動作継続およびFlashROM上で動作するアプリケーションソフトへの制御切替えが可能であり、このため、CPU82にリセットが発生することなく、通常モードへの復帰が可能である。CPU82はデータ消去などの必要動作が終了した後、内部VCC電源を遮断し、スリープモードとなり、制御装置としての消費電流を100μA以下(ただし、25℃)に抑制する。
Next, the power supply wake-up and shut-off sequence of the control device is shown. After the power supply VB rises, the VCC is woken up by the internal power supply (Regulator 1) 64, and the
また、この期間において、データが消去される場合は、FlashROMの全ビットに0が書込まれた後に、全ビットが消去され1となる。この期間に電源VBが遮断された場合は、FlashROMのデータが意図しないデータに変化している可能性があり、チェックサムなどにより、データの信頼性を確認する。 Also, when data is erased during this period, all bits are erased to 1 after 0 is written to all bits of the FlashROM. If the power supply VB is cut off during this period, the data in the Flash ROM may have changed to unintended data, and the reliability of the data is confirmed by a checksum or the like.
図10に本実施例にかかるスリープモードへの移行手順を示すフロー図を示す。通常モード中において、周期的に乗員降車,CAN通信などのスリープモード移行条件成立を確認140しており、スリープモード移行条件が成立した場合には、ウェイクアップ要因判定142を経由し、FlashROMデータ更新条件成立判定144を実行する。FlashROMデータ更新条件成立判定144にて、データの更新が必要と判定された場合には、所定の領域にデータを保存する。さらには、フラッシュROM消去条件成立判定148にて、フラッシュROM内のデータを消去する必要がありと判定された場合には、所定の領域のデータを消去する。次に消去完了判定を実施し、通常数秒間継続される消去動作の完了を判定する。この消去中にウェイクアップ要因が発生した場合に対応すべく、ウェイクアップ要因発生判定を周期的に実行しており、CAN通信などのウェイクアップ要因が発生した場合は、ソフトウェアによりその状態を確認し、通常モードへ復帰する。この期間において、CPU82の動作はRAM上のソフトで実行しており、RAM上のソフトでウェイクアップ要因のフラグを監視することで、10msec以内に通常モードに復帰することが可能である。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for shifting to the sleep mode according to the present embodiment. During normal mode, it is confirmed 140 that sleep mode transition conditions such as passenger disembarkation and CAN communication are periodically met. When the sleep mode transition conditions are satisfied, the flash ROM data is updated via
上記により、外部ICを使用する事なく、種々のデータをカスタムIC34内部に格納することが可能であり、制御装置の小型化が可能となった。
As described above, various data can be stored in the
図11(A)に従来の方法におけるウェイクアップ回路図を示す。ウェイクアップ要因として、CAN通信,LinもしくはK−Line通信,バックルスイッチ入力,ドアスイッチ入力,イグニッションSW入力があり、それぞれ、信号の立ち上がりおよび立下りを検出するエッジ検出回路(158a〜158e)が接続されている。これらのエッジ検出回路(158a〜158e)は、スリープモードにも、その機能が継続的に働く必要あり、常に電力が供給されている。また、これらのエッジ検出回路(158a〜158e)の出力はロジック部160を介して、ワンショットパルス発生器162に接続され、主電源Regulator1 64のウェイクアップ要因となる。主電源64のウェイクアップにより、CPU82は動作を開始する。CPU82の動作開始後、ワンショットパルス発生器162のパルス発生継続時間内に、CPU82はAlive号をRegulator1 64に供給し、Regulator1 64はウェイクアップ状態固定となり、ワンショットパルス発生器162にて生成されたパルス信号が無効(Low電位)となった後も、CPU82動作に必要な電源5Vを確保する。また、CPU82はウェイクアップ要因を判別するため、ウェイクアップ要因I/F回路160を介して、それぞれの端子電位および、エッジ検出回路の出力を確認する。以上の機能実現のため、従来の方法では、各機能を個別のICにて実現しており、その実装面積の縮小が課題であった。また、ウェイクアップ要因の有効・無効を切替えるためには、エッジ検出器の実装・非実装にて対応するため、同一アプリケーションにおいては、時不変なシステムのみ構築可能であり、車両走行中の切替えは対応不可であった。
FIG. 11A shows a wake-up circuit diagram in the conventional method. There are CAN communication, Lin or K-Line communication, buckle switch input, door switch input, and ignition SW input as wakeup factors, and edge detection circuits (158a to 158e) for detecting the rising and falling of the signal are connected. Has been. These edge detection circuits (158a to 158e) need to function continuously even in the sleep mode, and are always supplied with power. The outputs of these edge detection circuits (158a to 158e) are connected to the one-
図11(B)に本実施例におけるウェイクアップ回路図を示す。本実施例では、上記エッジ検出回路およびパルス発生器およびウェイクアップ要因I/F回路が同一カスタムIC34の中に形成されており、また、CPU82も同一チップ上に形成されているため、ウェイクアップ回路の簡素化が可能であり、制御回路基板の小型が可能となった。
FIG. 11B shows a wake-up circuit diagram in this embodiment. In the present embodiment, the edge detection circuit, the pulse generator, and the wakeup factor I / F circuit are formed in the
図11(C)に本実施例におけるウェイクアップ回路図の内部構成図を示す。ウェイクアップ要因として、CAN通信,LinもしくはK−Line通信,バックルスイッチ入力,ドアスイッチ入力,イグニッションSW入力があり、それぞれ、信号の有効,無効を切替えるスイッチ(168a〜168e)が接続されている。ウェイクアップ要因選択回路164はRegulator2 60から電力を供給されており、また、CPU82との電気的接続を有している。このため、スリープモード移行前に、ウェイクアップ要因をCPU82から選択することが可能であり、例えば、バックルが締結された状態でスリープモードへ移行した場合は、ドアの開閉ではなく、バックルの解除にて制御回路をウェイクアップさせるなど、制御回路が車両に実装された状態でウェイクアップ要因の切替えが可能である。また、発生したウェイクアップ要因は、メモリ内に保存されており、CPU82はウェイクアップ後にメモリをアクセスすることにより、ウェイクアップ要因を判定可能である。このメモリはスリープ時もデータの保持が可能であり、一例としては、バックアップRAMが考えられる。また、ウェイクアップ制御回路166は、ウェイクアップ要因発生後にRegulator1 64を有効とするため、CPU82から前述のAlive信号を生成する必要がなく、CPU82のウェイクアップ処理が簡略化される。
FIG. 11C shows an internal configuration diagram of a wake-up circuit diagram in this embodiment. As wake-up factors, there are CAN communication, Lin or K-Line communication, buckle switch input, door switch input, and ignition SW input, and switches (168a to 168e) for switching between valid and invalid of the signal are connected. The wake-up
10 車両
11 ドアスイッチ
12 障害物センサ
14 衝突判断コントローラ
16 ブレーキアシスト装置
18 車輪速度センサ
20 シートベルト駆動コントローラ
22 リトラクター
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該制御装置は、該制御装置内に設けられた制御演算回路と、
該制御装置外の機器との通信を行う回路と、を備え、
該演算回路用に電力を供給する電源回路を1つの専用ICを用いて構成される、シートベルトリトラクタ制御装置。 In a vehicle seat belt, an actuator that can drive the seat belt in a winding direction and a feeding direction, and a seat belt retractor control device that controls the actuator,
The control device includes a control arithmetic circuit provided in the control device;
A circuit for communicating with equipment outside the control device,
A seat belt retractor control device comprising a power supply circuit for supplying power for the arithmetic circuit using one dedicated IC.
該制御装置は、該制御装置内に設けられた制御演算回路と、
該制御装置外の機器との通信を行う回路と、
該制御装置の起動を行う回路と、を備え、
演算回路用電源回路を1つの専用ICを用いて構成される、シートベルトリトラクタ制御装置。 In a vehicle seat belt, an actuator that can drive the seat belt in a winding direction and a feeding direction, and a seat belt retractor control device that controls the actuator,
The control device includes a control arithmetic circuit provided in the control device;
A circuit for communicating with a device outside the control device;
A circuit for starting the control device,
A seatbelt retractor control device comprising a power circuit for an arithmetic circuit using one dedicated IC.
該制御装置は、
該制御装置は、該制御装置内に設けられた制御演算回路と
該センサ機構に電力を供給するセンサ用電源回路と、を備え、
該地絡及び天絡保護機能を有するセンサ用電源回路とを1つの専用ICを用いて構成される、シートベルトリトラクタ制御装置。 A vehicle seat belt, a sensor mechanism attached to the seat belt or the vehicle, an actuator capable of driving the seat belt in a winding direction and a feeding direction, and a seat for controlling the actuator based on a signal of the sensor mechanism In the belt retractor control device,
The control device
The control device includes a control arithmetic circuit provided in the control device, and a sensor power supply circuit for supplying power to the sensor mechanism,
A seat belt retractor control device comprising the sensor power supply circuit having a ground fault and a power fault protection function using one dedicated IC.
該制御装置は、該制御装置内に設けられた制御演算回路を備え、
該センサ機構の信号を処理する演算回路とを1つの専用ICを用いて構成される、シートベルトリトラクタ制御装置。 Based on a vehicle seat belt, an angle sensor mechanism for measuring a winding amount or a feeding amount of the seat belt, an actuator capable of driving the seat belt in a winding direction and a feeding direction, and a signal from the angle sensor mechanism, In the seat belt retractor control device that controls the actuator,
The control device includes a control arithmetic circuit provided in the control device,
A seatbelt retractor control device comprising an arithmetic circuit for processing a signal of the sensor mechanism and a single dedicated IC.
該電流に応じて電圧が変化する端子を有し、
該電流がゼロアンペアの場合でも、該端子に正電圧が発生する、請求項1乃至4何れか一に記載のシートベルトリトラクタ制御装置。 Having a function of measuring the current generated in the actuator;
Having a terminal whose voltage changes according to the current;
The seatbelt retractor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a positive voltage is generated at the terminal even when the current is zero amperes.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019080444A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 古河電気工業株式会社 | Power supply device |
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- 2009-11-30 JP JP2009270965A patent/JP2011111089A/en active Pending
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