JP2011178237A - Signal input device and on-vehicle processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチ又はセンサ等からの複数の出力信号をマイコン(マイクロコンピュータ)などの信号処理装置へ入力する信号入力装置、並びに、この信号入力装置及び信号処理装置を車輌に搭載した車載処理システムに関する。 The present invention relates to a signal input device that inputs a plurality of output signals from switches or sensors to a signal processing device such as a microcomputer, and an in-vehicle processing system in which the signal input device and the signal processing device are mounted on a vehicle. About.
近年、車輌に搭載される電子機器は増加しており、これらの電子機器を制御するECU(Electronic Control Unit)などの電子制御ユニットに接続される信号線が増加し、電子制御ユニット内のマイコンへ入力される信号数が増加している。マイコンに設けることができる入出力ポートの数は限られているため、入力信号が増加するとマイコンのポートが不足するという問題が生じる。このため、マルチプレクサなどの信号選択回路により複数の信号から1つの信号を選択してマイコンへ入力することによって、マイコンのポート不足を解消する方式が用いられている。 In recent years, the number of electronic devices mounted on vehicles has increased, and the number of signal lines connected to electronic control units such as ECUs (Electronic Control Units) that control these electronic devices has increased. The number of input signals is increasing. Since the number of input / output ports that can be provided in the microcomputer is limited, there arises a problem that the number of ports of the microcomputer is insufficient when the input signal increases. For this reason, a system is used in which a shortage of ports of the microcomputer is eliminated by selecting one signal from a plurality of signals by a signal selection circuit such as a multiplexer and inputting it to the microcomputer.
例えば特許文献1においては、1チャンネルのマイコンの入出力ポートで、複数の入力信号線を選択し、且つ、選択した入力信号線上の入力信号をこの入出力ポートで読み込むことができる信号選択回路が提案されている。この信号選択回路では、マイコンが入出力ポートから制御信号を出力し、制御信号の立ち上がりエッジを用いてカウンタが選択信号を生成して復号回路へ与え、復号回路の出力信号によりマルチプレクサが複数の入力信号線のうちから所定の信号線を選択し、制御信号を出力したマイコンの入出力ポートにマルチプレクサの出力信号を入力する。
For example, in
特許文献1に記載の信号選択回路は、マイコンとは別のIC(Integrated Circuit)などで実現される。車輌に搭載される電子制御ユニットにおいては、信頼性及び安全性等を向上するために、マイコンには故障などの異常を検出する機能を搭載することが望ましい。しかし、異常検出機能をマイコンに搭載した場合であっても、信号選択回路などマイコン外のICにて発生した異常をマイコンが検出することはできず、信頼性及び安全性等が低下するという問題がある。
The signal selection circuit described in
また、マルチプレクサにより複数の信号を順次的に切り替えてマイコンへ入力する構成では、全ての信号の入力を完了するまでに時間を要するため、マイコンの処理時間が増大するという問題がある。特に、車輌のエンジン停止中においては、バッテリに蓄積された電力が電子制御ユニットへ供給されるため、消費電流の低減を目的としてマイコンをスリープモードなどの低消費電力動作状態で動作させている。ただし、低消費電力動作状態であってもマイコンは間欠的に入力信号を監視する必要があり、この際には消費電流が一時的に増大する。このため、入力信号の監視に要する処理時間が増大すると、マイコンによる消費電流が増大し、バッテリあがりなどを早める虞がある。 Further, in the configuration in which a plurality of signals are sequentially switched and input to the microcomputer by the multiplexer, there is a problem that the processing time of the microcomputer increases because it takes time to complete the input of all signals. In particular, when the vehicle engine is stopped, the electric power stored in the battery is supplied to the electronic control unit. Therefore, the microcomputer is operated in a low power consumption operation state such as a sleep mode in order to reduce current consumption. However, even in the low power consumption operation state, the microcomputer needs to monitor the input signal intermittently, and in this case, the current consumption temporarily increases. For this reason, when the processing time required for monitoring the input signal is increased, the current consumption by the microcomputer is increased, and there is a possibility that the battery is accelerated.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、マイコンなどの信号処理装置に設けられた入出力ポートを有効に活用することができると共に、信号の入力処理に係る信号処理装置の処理時間を短縮して消費電流を低減することができる信号入力装置及び車載処理システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to enable effective use of input / output ports provided in a signal processing device such as a microcomputer and to input signals. An object of the present invention is to provide a signal input device and an in-vehicle processing system that can reduce the current consumption by shortening the processing time of the signal processing device for processing.
また本発明の他の目的とするところは、自らが異常を検出して信号処理装置へ通知することで信頼性及び安全性を向上することができる信号入力装置及び車載処理システムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a signal input device and an in-vehicle processing system that can improve reliability and safety by detecting an abnormality and notifying the signal processing device. is there.
本発明に係る信号入力装置は、信号処理装置と該信号処理装置へ入力すべき信号を出力する一又は複数の他の装置との間に介在し、該他の装置が出力した複数の信号を前記信号処理装置へ入力する信号入力装置において、前記信号処理装置から与えられる共通の制御信号に応じて、複数の信号から一の信号を選択して出力する複数の選択手段と、前記制御信号に応じて、前記他の装置が出力した各信号の状態を保持する複数の信号状態保持手段とを備え、前記他の装置が出力した複数の信号のうち、複数の前記選択手段がそれぞれ選択した複数の信号を前記信号処理装置へ入力するようにしてあることを特徴とする。 A signal input device according to the present invention is interposed between a signal processing device and one or a plurality of other devices that output signals to be input to the signal processing device, and a plurality of signals output by the other devices. In the signal input device for inputting to the signal processing device, a plurality of selection means for selecting and outputting one signal from a plurality of signals in accordance with a common control signal given from the signal processing device, and the control signal And a plurality of signal state holding means for holding the state of each signal output by the other apparatus, and a plurality of selection means respectively selected from the plurality of signals output by the other apparatus. This signal is input to the signal processing device.
また、本発明に係る信号入力装置は、各選択手段に対してそれぞれ設けられ、前記制御信号に応じて選択されるべき一の信号及び前記選択手段が出力する信号を比較する複数の比較手段と、いずれかの前記比較手段にて信号の不一致が検出された場合に、前記信号処理装置へ通知を行う通知手段とを更に備えることを特徴とする。 The signal input device according to the present invention is provided for each selection means, and a plurality of comparison means for comparing one signal to be selected according to the control signal and a signal output by the selection means. And a notification means for notifying the signal processing device when any of the comparison means detects a signal mismatch.
また、本発明に係る信号入力装置は、前記制御信号を前記信号処理装置へ返送する返送手段を更に備えることを特徴とする。 The signal input device according to the present invention further includes a return means for returning the control signal to the signal processing device.
また、本発明に係る車載処理システムは、車輌に搭載され、上述のいずれか1つに記載の信号入力装置と、該信号入力装置から入力される信号に応じた処理を行う信号処理装置とを備える車載処理システムであって、前記信号処理装置は、前記車輌のエンジン停止中に電力消費量の少ない低消費電力動作状態で動作し、該低消費電力動作状態では、前記信号入力装置の複数の前記選択手段が所定の選択状態となるように前記制御信号を出力するようにしてあり、前記信号入力装置は、前記選択手段が前記所定の選択状態の場合に、前記車輌のエンジン停止中に前記信号処理装置が行う処理に係る信号を選択して前記信号処理装置へ入力するようにしてあることを特徴とする。 Further, an in-vehicle processing system according to the present invention includes a signal input device according to any one of the above-described signals and a signal processing device that performs processing according to a signal input from the signal input device. The signal processing device operates in a low power consumption operation state with low power consumption while the engine of the vehicle is stopped, and in the low power consumption operation state, a plurality of signal input devices The control signal is output so that the selection unit is in a predetermined selection state, and the signal input device is configured to output the control signal while the vehicle engine is stopped when the selection unit is in the predetermined selection state. A signal related to processing performed by the signal processing device is selected and input to the signal processing device.
また、本発明に係る車載処理システムは、前記車輌のエンジン停止中に前記信号処理装置が行う処理に係る信号には、前記車輌のドア若しくはトランクのロック/アンロックに係るスイッチからの信号、又は、前記車輌のライトのオン/オフに係るスイッチからの信号を含むことを特徴とする。 In the in-vehicle processing system according to the present invention, the signal relating to the processing performed by the signal processing device while the vehicle engine is stopped includes a signal from a switch relating to locking / unlocking the vehicle door or trunk, or And a signal from a switch for turning on / off the light of the vehicle.
本発明においては、マイコンなどの信号処理装置とスイッチ又はセンサ等の他の装置との間に、マルチプレクサなどの選択手段を複数備える信号入力装置を介在させ、他の装置からの信号を信号入力装置が選択して信号処理装置へ入力する。信号入力装置に選択手段を複数備えることによって、選択手段を1つのみ備える構成と比較して、選択を順次的に切り替えて他の装置からの全信号を信号処理装置へ入力する場合の処理時間を短縮することができる。また信号入力装置が備える複数の選択手段は、信号処理装置から与えられる共通の制御信号に応じて信号の選択を行う構成とする。これにより信号処理装置は複数の選択手段に対して複数の制御信号を出力する必要がないため、選択の制御に必要な信号処理装置の出力ポート数を低減できる。 In the present invention, a signal input device having a plurality of selection means such as a multiplexer is interposed between a signal processing device such as a microcomputer and another device such as a switch or sensor, and signals from other devices are signal input devices. Is selected and input to the signal processing device. Compared with a configuration in which only one selection means is provided by providing a plurality of selection means in the signal input device, the processing time when the selection is sequentially switched and all signals from other devices are input to the signal processing device. Can be shortened. Further, the plurality of selection means provided in the signal input device is configured to select a signal in accordance with a common control signal given from the signal processing device. As a result, the signal processing apparatus does not need to output a plurality of control signals to a plurality of selection means, so that the number of output ports of the signal processing apparatus necessary for selection control can be reduced.
また、他の装置から与えられる複数の信号の状態を、信号処理装置から与えられる制御信号に応じて保持する信号状態保持手段を信号入力装置に備える。信号状態保持手段は、例えばラッチ又はフリップフロップ等により実現することができ、制御信号のエッジに応じて信号状態の保持を行うことができる。
車輌に設けられる各種のスイッチには、プルアップ又はプルダウンがなされたものが多い。このようなスイッチの場合、信号処理装置がスイッチからの信号を取り込む前後の比較的長い期間に亘ってプルアップ又はプルダウンが行われ、この期間中の消費電力量が増大する。信号入力装置がこれらのスイッチの信号状態を保持することによって、その後にはスイッチのプルアップ又はプルダウンを停止することができるため、消費電力量を低減することができる。
Further, the signal input device includes a signal state holding unit that holds the states of a plurality of signals given from other devices in accordance with a control signal given from the signal processing device. The signal state holding unit can be realized by a latch or a flip-flop, for example, and can hold the signal state according to the edge of the control signal.
Many switches provided in the vehicle are pulled up or pulled down. In the case of such a switch, pull-up or pull-down is performed over a relatively long period before and after the signal processing device captures a signal from the switch, and the power consumption during this period increases. Since the signal input device holds the signal states of these switches, the switch pull-up or pull-down can be stopped thereafter, so that power consumption can be reduced.
また本発明においては、信号入力装置に、各選択手段の入出力について、制御信号に応じて選択されるべき一の信号と、この選択手段が出力する信号とを比較する比較手段を、複数の選択手段に対してそれぞれ設ける。複数の比較手段による比較の結果、いずれかの比較手段にて信号の不一致が検出された場合、信号入力装置のいずれかの選択手段に故障などの異常が発生していると判断できるため、この旨を信号処理装置へ通知する。これにより信号処理装置は、自装置内の異常のみでなく、信号入力装置にて生じた異常に対しても対処することが可能となる。また複数の比較手段による比較結果を1つにまとめて信号処理装置へ通知することにより、複数の比較手段による比較結果をそれぞれ信号処理装置へ通知する構成と比較して、通知に必要な信号処理装置の入力ポート数を低減できる。 In the present invention, the signal input device includes a plurality of comparison means for comparing one signal to be selected according to the control signal with respect to the input / output of each selection means and the signal output by the selection means. Provided for each selection means. As a result of comparison by a plurality of comparison means, when a signal mismatch is detected by any of the comparison means, it can be determined that an abnormality such as a failure has occurred in any of the selection means of the signal input device. This is notified to the signal processing device. As a result, the signal processing apparatus can cope with not only an abnormality in the apparatus itself but also an abnormality occurring in the signal input apparatus. Further, by comparing the comparison results of the plurality of comparison means into one and notifying the signal processing device, the signal processing required for notification is compared with the configuration in which the comparison results of the plurality of comparison means are respectively notified to the signal processing device. The number of input ports of the device can be reduced.
また本発明においては、信号入力装置は、信号処理装置から与えられた制御信号を、この信号処理装置へ返送する。これにより信号処理装置は、自らが信号入力装置へ与えた制御信号と返送された制御信号とを比較し、これらが一致するか否かに応じて、制御信号の伝達経路などに異常が生じているか否かを判断することができる。 In the present invention, the signal input device returns the control signal given from the signal processing device to the signal processing device. As a result, the signal processing device compares the control signal supplied to the signal input device with the returned control signal, and an abnormality occurs in the transmission route of the control signal depending on whether or not they match. It can be determined whether or not.
また、本発明においては、上述の信号入力装置及び信号処理装置を車輌に搭載する。信号処理装置は、車輌のエンジン停止中にバッテリの電力消費を低減するため、スリープモード又はスタンバイモード等の低消費電力動作状態で動作する。低消費電力動作状態において信号処理装置は、信号入力装置の選択手段が予め定められた選択状態となるように制御信号を出力し、信号入力装置から信号処理装置へ入力される信号を固定する。低消費電力動作状態において信号処理装置は、他の選択状態となるように信号入力装置を制御することはない。
信号入力装置は、上記のような制御信号が信号処理装置から与えられて各選択手段が予め定められた選択状態となった場合に、車輌に搭載された他の装置から与えられる複数の信号のうち、車輌のエンジン停止中に信号処理装置が行う処理に係る信号を選択して信号処理装置へ入力する。これにより信号処理装置は、制御信号によって信号入力装置の信号選択を順次的に切り替えることなく、車輌のエンジン停止中に必要な信号を得ることができるため、低消費電力動作状態において信号処理装置が入力信号の監視に要する処理時間を短縮でき、電力消費量を低減することができる。
なお、車輌のエンジン停止中に信号処理装置が行う処理に係る信号は、例えば車輌のドア若しくはトランクのロック/アンロックに係るスイッチからの信号、又は、車輌のライトのオン/オフに係るスイッチからの信号等が含まれる。ただし、これらに限るものではない。
In the present invention, the signal input device and the signal processing device described above are mounted on a vehicle. The signal processing device operates in a low power consumption operation state such as a sleep mode or a standby mode in order to reduce battery power consumption while the vehicle engine is stopped. In the low power consumption operation state, the signal processing device outputs a control signal so that the selection unit of the signal input device is in a predetermined selection state, and fixes a signal input from the signal input device to the signal processing device. In the low power consumption operation state, the signal processing device does not control the signal input device so as to be in another selected state.
The signal input device receives a plurality of signals from other devices mounted on the vehicle when each of the selection means is in a predetermined selection state when the control signal as described above is given from the signal processing device. Among them, a signal related to processing performed by the signal processing device while the vehicle engine is stopped is selected and input to the signal processing device. As a result, the signal processing device can obtain a necessary signal while the engine of the vehicle is stopped without sequentially switching the signal selection of the signal input device by the control signal. The processing time required for monitoring the input signal can be shortened, and the power consumption can be reduced.
The signal related to the processing performed by the signal processing device while the vehicle engine is stopped is, for example, a signal from a switch related to locking / unlocking of a vehicle door or trunk, or a switch related to turning on / off a vehicle light. These signals are included. However, it is not limited to these.
本発明による場合は、信号入力装置が複数の選択手段により信号を選択して信号処理装置へ入力する構成とすることにより、必要とされる信号処理装置の入力ポート数を低減することができ、複数の選択手段の選択を信号処理装置が出力する共通の制御信号に応じて行う構成とすることにより、必要とされる信号処理装置の出力ポート数を削減することができる。よって、信号処理装置に設けられた入力ポートを有効に活用することができる。
また、信号入力装置がいずれかの選択手段にて異常を検知した場合にこれを信号処理装置へ通知すると共に、信号処理装置から与えられる制御信号をこの信号処理装置へ返送することにより、信号入力装置にて生じた異常及び信号処理装置から信号入力装置への制御信号の伝達経路にて生じた異常等に信号処理装置が対処することが可能となるため、信号処理装置が行う処理の信頼性及び安全性を向上することができる。
In the case of the present invention, the number of input ports of the required signal processing device can be reduced by adopting a configuration in which the signal input device selects a signal by a plurality of selection means and inputs it to the signal processing device. By adopting a configuration in which selection of a plurality of selection means is performed according to a common control signal output from the signal processing device, the number of required output ports of the signal processing device can be reduced. Therefore, it is possible to effectively use the input port provided in the signal processing device.
In addition, when the signal input device detects an abnormality in any of the selection means, this is notified to the signal processing device, and the control signal given from the signal processing device is returned to the signal processing device, thereby inputting the signal. Reliability of processing performed by the signal processing device because the signal processing device can cope with abnormality occurring in the device and abnormality occurring in the transmission path of the control signal from the signal processing device to the signal input device. And safety can be improved.
また、信号処理装置が低消費電力動作状態において所定の制御信号を出力する構成とし、所定の制御信号が与えられた場合に、信号入力装置が車輌のエンジン停止中に信号処理装置が行う処理に係る信号を選択して出力する構成とすることにより、低消費電力動作状態において信号処理装置が入力信号の監視に要する処理時間を短縮できるため、電力消費量を低減して車輌のエンジン停止中におけるバッテリ上がりなどを防止することができる。 Further, the signal processing device is configured to output a predetermined control signal in the low power consumption operation state, and when the predetermined control signal is given, the signal input device performs processing performed by the signal processing device while the vehicle engine is stopped. By selecting and outputting such a signal, the signal processing device can shorten the processing time required for monitoring the input signal in the low power consumption operation state, so the power consumption is reduced and the vehicle engine is stopped. The battery can be prevented from running out.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る車載処理システムの構成を示すブロック図であり、図2は、車載処理システムの信号入力装置が有する入出力制御回路の構成を示すブロック図である。なお、信号入力装置は複数の入出力制御回路を有しているが、これらは同じ構成であるため、図2においては1つの入出力制御回路の構成のみを示してある。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an in-vehicle processing system according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an input / output control circuit included in a signal input device of the in-vehicle processing system. Although the signal input device has a plurality of input / output control circuits, these have the same configuration, and therefore, only the configuration of one input / output control circuit is shown in FIG.
図示の車載処理システムは、例えば車輌のボディECUなどに適用される構成であり、マイコン1とカスタムIC(Integrated Circuit)などとして実現される信号入力装置2とを備えている。マイコン1及び信号入力装置2は、例えばECUの回路基板上に搭載され、それぞれの入出力ポートが回路基板上の配線を介して接続されている。また車載処理システムには、車輌の適所に配設された各種のスイッチ(SW)がケーブルなどを介して信号入力装置2に接続されている。図示の例では、ドアロックSW91、フロント(F)ワイパーSW92、FウォッシャSW93、ヘッドライトSW94、リア(R)ワイパーSW95、RウォッシャSW96、ハザードSW97、ホーンSW98及びターンライトSW99等が信号入力装置2に接続されている(ただし、これらに限るものではない)。
The illustrated in-vehicle processing system is configured to be applied to a vehicle body ECU, for example, and includes a
マイコン1は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等の演算回路と、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等の記憶素子とを備えて構成されており、予めROMに記憶されたプログラムを実行することによって、各種の演算処理及び制御処理等を行うものである。例えばマイコン1は、ドアロックSW91に対する操作がなされた場合に、車輌のドアロック機構の動作を制御してドアのロック/アンロックを行う。また例えばマイコン1は、FワイパーSW92に対する操作がなされた場合に、車輌のフロントワイパーを駆動するアクチュエータなどを動作させる。
The
車輌に設けられたスイッチの数はマイコン1に設けられた入力ポートの数より多く、全てのスイッチをマイコン1の入力ポートへ直接的に接続することはできない。このため、マイコン1及び複数のスイッチの間には信号入力装置2が介在しており、信号入力装置2が各スイッチからの入力信号を選択してマイコン1へ与えている。図示の信号入力装置2は、マイコン1が入力を受け付けるスイッチの数に対して、マイコン1の入力ポート数を約1/3に低減することができる。即ち、信号入力装置2には3×N個のスイッチが接続されており、信号入力装置2は、これらのスイッチから与えられる3×N個の入力信号からN個の入力信号(図1において入力信号1〜入力信号N)を選択してマイコン1へ入力する。
The number of switches provided in the vehicle is greater than the number of input ports provided in the
信号入力装置2がいずれの信号を選択するかは、マイコン1から与えられる選択信号(制御信号)に応じて信号入力装置2が決定する。なお本例において、選択信号は2ビットのデジタル信号である。また信号入力装置2は、マイコン1から与えられた選択信号を、マイコン1へ返送する機能を有している。これによりマイコン1は、選択信号を伝達するためのマイコン1及び信号入力装置2間の配線が断絶するなどの異常を検出することが可能となる。更に信号入力装置2は、自らの異常を検出してマイコン1へ通知する機能を有しており、異常の有無を示す1ビットの異常検出信号をマイコン1へ与える。これによりマイコン1は、信号入力装置2にて生じた異常に対処することが可能となる。
Which signal the signal input device 2 selects is determined by the signal input device 2 according to a selection signal (control signal) given from the
信号入力装置2は、複数(N個)の入出力制御回路20と、それぞれ1つの返送部31及びOR回路32とを備えている。返送部31は、マイコン1から与えられた選択信号をマイコン1へ返送するためのものである。例えば返送部31は、マイコン1からの選択信号を受けて信号入力装置2内の複数の入出力制御回路20へ与える入力バッファと、入力バッファが出力した選択信号をマイコン1へ出力する出力バッファとを備える構成とすることができる(図示は省略する)。
The signal input device 2 includes a plurality (N) of input /
各入出力制御回路20は、3入力1出力のマルチプレクサ21と、3つの状態保持部22と、異常検出部23とを備えて構成されている。入出力制御回路20には3つのスイッチからの信号(図2において信号A〜C)が与えられ、3つの信号A〜Cはそれぞれ状態保持部22へ入力されている。状態保持部22はマイコン1からの選択信号に応じて入力された信号の状態(ハイレベル/ローレベル)を保持するものであり、各状態保持部22の出力(保持した信号状態)はマルチプレクサ21及び異常検出部23へ与えられる。
Each input /
図3は、マルチプレクサ21の動作を説明するための模式図であり、上段にマルチプレクサ21に対する入出力信号を示し、下段にマルチプレクサ21の真理値表を示す。マルチプレクサ21は、2ビットの選択信号(SEL1、SEL2)の値に応じて、3つの信号A〜Cから1つの信号を選択して出力する回路素子である。ただし選択信号(SEL1、SEL2)=(0、0)の場合、マルチプレクサ21は、入力される信号A〜Cに関係なく、ローレベル(L)の信号を出力する。またマルチプレクサ21は、選択信号(SEL1、SEL2)=(0、1)の場合に信号Bを選択して出力し、選択信号(SEL1、SEL2)=(1、0)の場合に信号Cを選択して出力し、選択信号(SEL1、SEL2)=(1、1)の場合に信号Aを選択して出力する。マルチプレクサ21の出力は、入力信号としてマイコン1へ与えられると共に、異常検出部23へ与えられている。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the
異常検出部23は、3つの状態保持部22の出力と、マルチプレクサ21の出力と、マイコン1からの選択信号とが与えられている。異常検出部23は、選択信号の値に応じて、3つの状態保持部22の出力のうちマルチプレクサ21により選択されるべき1つの信号と、マルチプレクサ21の出力信号とを比較する。例えば選択信号(SEL1、SEL2)=(0、1)の場合には、異常検出部23は、マルチプレクサ21により選択されるべき信号B(の保持された状態)と、マルチプレクサ21の出力とを比較する。比較の結果、異常検出部23は、2つの信号が一致する場合には、異常が発生していないと判断して異常検出信号をローレベルとして出力し、また、2つの信号が一致しない場合には、異常が発生したと判断して異常検出信号をハイレベルとして出力する。異常検出部23が出力する異常検出信号は、OR回路32へ与えられる。
The abnormality detection unit 23 is supplied with the outputs of the three
OR回路32は、信号入力装置が有するN個の入出力制御回路20からそれぞれ1ビットの異常検出信号が与えられ、即ちN個の異常検出信号が与えられている。OR回路32は、与えられた全ての異常検出信号がローレベルの場合には、ローレベルの異常検出信号をマイコン1へ与える。またOR回路32は、与えられた少なくとも1つの異常検出信号がハイレベルの場合には、ハイレベルの異常検出信号をマイコン1へ与える。
The OR
図4乃至図6は、本発明に係る車載処理システムの動作を説明するための模式図である。本発明に係る車載処理システムは、信号入力装置2内に複数のマルチプレクサ21を備えて信号を選択する構成であるが、本発明の構成とこれに対して1つのマルチプレクサのみで信号を選択する構成とを比較する。例えば6つの信号(信号A〜信号F)の選択を行う場合、図4(a)に示す本発明の構成では、3入力1出力のマルチプレクサ21を2つ用いて6つの信号からマイコン1への入力信号を2つ選択する。よって、マイコン1には2つの入力ポートが必要である。これに対して図4(b)に示すように6入力1出力のマルチプレクサを用いる構成では、6つの信号から1つの入力信号が選択される。この場合、マイコン1は1つの入力ポートが必要である。
4 to 6 are schematic diagrams for explaining the operation of the in-vehicle processing system according to the present invention. The in-vehicle processing system according to the present invention has a configuration in which a plurality of
マイコン1は、6つの信号の全てを取得するためには、選択信号を切り替えて6つの信号を順次的に取得しなければならない。この場合、1つの信号を取得するのに必要な時間をTとすれば、図4(a)に示す本発明の構成では、図5(a)に示すように時間3Tにて6つの信号を取得することが可能である。これに対して図4(b)に示す構成では、6つの信号を取得するために時間6Tが必要である。このことから、マイコン1の入力ポートに空きがあれば、できるだけ多数のマルチプレクサを用いて信号の選択を行う構成とすることで、入力信号の取得に係るマイコン1の処理時間を短縮することができる。
In order to acquire all the six signals, the
また、車輌においては、エンジン停止中にはバッテリに蓄積された電力が車載機器へ供給される。バッテリ上がりを防止するためには、車輌のエンジン停止中には車載機器の消費電力を低減することが望まれる。本発明の車載処理システムのマイコン1は、車輌のエンジン停止中に動作をスリープモード(低消費電力動作状態)へ移行することによって、消費電力を低減する機能を有している。スリープモードにおいてマイコン1は、各種の演算処理及び制御処理等を停止すると共に、間欠的に入力信号を取得し、入力信号に変化がある場合など処理が必要と判断した場合にのみウェイクアップして演算処理及び制御処理等を行い、処理の終了後にはスリープモードへ移行する。スリープモードにてマイコン1が入力信号の取得及び判定等の処理を行う際には消費電流が増加するため、これらの処理は可能な限り短時間で行うことが望まれる。
Further, in the vehicle, the electric power stored in the battery is supplied to the in-vehicle device while the engine is stopped. In order to prevent the battery from running out, it is desired to reduce the power consumption of the in-vehicle device while the vehicle engine is stopped. The
また車輌に搭載された機器は、エンジン停止中に必ずしもその全てを動作させる必要はなく、限られた一部の機器が動作すればよい場合が多い。このため、車載処理システムのマイコン1は、車輌のエンジン停止中には全ての入力信号の変化を監視する必要はなく、限られた一部の入力信号の変化のみを監視すればよい。
Further, it is not always necessary to operate all the devices mounted on the vehicle while the engine is stopped, and it is often sufficient that only a limited number of devices operate. For this reason, the
例えば図4において、車輌のエンジン停止中、即ちマイコン1がスリープモードで動作している場合において、マイコン1が監視しなければならない信号が、信号A及び信号Dの2信号であるとする。この場合、図4(a)に示す本発明の構成では、図6(a)に示すように時間Tにて信号A及び信号Dの両方を取得することが可能である。これに対して図4(b)に示す構成では、信号A及び信号Dを取得するために時間2Tが必要である。このことから、スリープモードにてマイコン1が取得する必要がある信号(即ち、エンジン停止中にマイコン1が行う処理に係る信号)を、複数のマルチプレクサ21に分散して割り当てると共に、定められた選択信号にてこれらの信号が選択されるようマルチプレクサ21への入力を適切に行うことによって、スリープモードにおけるマイコン1の処理時間を短縮することができ、マイコン1の消費電力量を低減することができる。
For example, in FIG. 4, when the engine of the vehicle is stopped, that is, when the
このため、図1に示す本発明の車載処理システムにおいては、車輌のエンジン停止中にマイコン1が監視するスイッチの操作状態を監視する必要があるドアロックSW91、ヘッドライトSW94及びハザードSW97を、それぞれ異なる入出力制御回路20に接続すると共に、マイコン1からの選択信号(SEL1、SEL2)=(1、1)の場合にこれらのスイッチからの信号が選択されて入力信号1〜入力信号Nとしてマイコン1へ入力されるようマルチプレクサ21への接続を設定してある。FワイパーSW92、FウォッシャSW93、RワイパーSW95、RウォッシャSW96、ホーンSW98及びターンライトSW99は、車輌のエンジン停止中にマイコン1が監視する必要のないスイッチである。
For this reason, in the in-vehicle processing system of the present invention shown in FIG. 1, the door lock SW91, the headlight SW94, and the hazard SW97 that need to monitor the operation state of the switch monitored by the
これによりマイコン1は、スリープモード中には選択信号(SEL1、SEL2)=(1、1)での入力信号の取得を行うのみでよく、(SEL1、SEL2)=(0、1)又は(1、0)へ選択信号を変化させて入力信号を逐次的に取得する必要がないため、入力信号の取得に要する処理時間を短縮することができる。
Thereby, the
図7乃至図9は、状態保持部22の動作を説明するための模式図である。車輌に配設されるスイッチは、抵抗を介して電源にプルアップされた構成である場合が多い。図7に示すように、例えば3つのスイッチ(SWA〜SWC)がそれぞれプルアップ抵抗RA〜RCを介してプルアップ回路90により電源にプルアップされる構成であり、各スイッチSWA〜SWC及び抵抗RA〜RC間の電圧が信号A0〜信号C0として信号入力装置2の状態保持部22へ入力される構成であるとする。プルアップ回路90は、FET(Field Effect Transistor)又はバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子により、プルアップ抵抗RA〜RCと電源との接続/遮断を行うものであり、マイコン1から与えられる制御信号により動作している。プルアップ回路90によるスイッチSWA〜SWCのプルアップが行われている場合、開状態のスイッチSWA〜SWCに対応する信号A0〜信号C0はハイレベルとなり、閉状態のスイッチSWA〜SWCに対応する信号A0〜信号C0はローレベルとなる。
7 to 9 are schematic diagrams for explaining the operation of the
信号A0〜信号C0がそれぞれ入力される3つの状態保持部22は、例えばラッチ回路などにより実現されるものであり、マイコン1から与えられる2ビットの選択信号の一方(SEL1)の立ち上がりエッジに応じて、信号A0〜C0の信号状態を保持する(信号A0〜信号C0の値をラッチする)。図8に示す例では、マイコン1が選択信号(SEL1、SEL2)を(0、0)→(1、1)→(1、0)→(0、1)の順に変化させて、状態保持部22の出力を信号A→信号B→信号Cの順にマイコン1へ入力する場合である。この場合、選択信号(SEL1、SEL2)が(0、0)から(1、1)へ変化した際にSEL1が立ち上がるため、状態保持部22は信号A0〜信号C0の信号状態を保持する。
The three
その後、選択信号の変化に応じてマルチプレクサ21は、状態保持部22に保持された信号を、信号A→信号B→信号Cの順にマイコン1へ入力する。マルチプレクサ21によって選択される信号はSEL1の立ち上がりにて保持された信号であるため、スイッチSWA〜SWCの状態が変化して状態保持部22へ入力される信号A0〜信号C0が変化した場合であっても、マルチプレクサ21が出力する信号A〜信号Cの状態が出力の途中で変化することはない。
Thereafter, the
図7に示したようにスイッチSWA〜SWCがプルアップ回路90によりプルアップされる構成の場合、スイッチSWA〜SWCが閉状態のときには電流が流れる。このためマイコン1は、スイッチSWA〜SWCの状態を判定する必要がある場合(信号入力装置2からの入力信号を取得する必要がある場合)にのみ、プルアップ回路90を動作させてスイッチSWA〜SWCのプルアップを行う。プルアップされていないスイッチSWA〜SWCからは、操作状態を示す正しい信号を得ることはできない。
As shown in FIG. 7, when the switches SWA to SWC are pulled up by the pull-up
もし信号入力装置2が状態保持部22を有していない場合、マイコン1はプルアップ回路90によるプルアップを開始し、プルアップ電圧が立ち上がって安定した後、スイッチSWA〜SWCのプルアップを継続した状態で、信号入力装置2からの入力信号を順に取得する必要がある(図9(a)参照)。これに対して信号入力装置2が状態保持部22を有する本実施の形態の構成では、プルアップ電圧が安定して状態保持部22に信号状態を保持した後は、マイコン1はプルアップ回路90によるプルアップを停止して、信号入力装置2からの入力信号を順に取得することができる(図9(b)参照)。よって、信号入力装置2に状態保持部22を設けることによって、スイッチSWA〜SWCのプルアップ時間を短縮することができ、プルアップに伴う電力消費量を低減することができる。
If the signal input device 2 does not have the
図10は、信号入力装置2が行う処理の手順を示すフローチャートであり、信号入力装置2が図7に示した構成の場合を例に、処理の手順を示してある。信号入力装置2は、マイコン1から与えられる選択信号の一方(SEL1)の立ち上がりエッジの有無を判断し(ステップS1)、SEL1が立ち上がりエッジの場合(S1:YES)、状態保持部22にてスイッチSWA〜SWCからの信号の状態を保持し(ステップS2)、SEL1が立ち上がりエッジでない場合には(S1:NO)、状態保持を行わない。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of processing performed by the signal input device 2. The procedure of processing is shown by taking the case where the signal input device 2 has the configuration shown in FIG. 7 as an example. The signal input device 2 determines the presence or absence of a rising edge of one of the selection signals (SEL1) given from the microcomputer 1 (step S1). If SEL1 is a rising edge (S1: YES), the signal is switched by the
また信号入力装置2は、マイコン1からの選択信号(SEL1、SEL2)が(1、1)であるか否かを判定し(ステップS3)、選択信号(SEL1、SEL2)が(1、1)でない場合(S3:NO)、選択信号(SEL1、SEL2)が(1、0)であるか否かを判定し(ステップS4)、選択信号(SEL1、SEL2)が(1、0)でない場合(S4:NO)、選択信号(SEL1、SEL2)が(0、1)であるか否かを判定する(ステップS5)。信号入力装置2は、選択信号(SEL1、SEL2)が(1、1)の場合(S3:YES)、信号Aを選択し(ステップS6)、選択信号(SEL1、SEL2)が(1、0)の場合(S4:YES)、信号Bを選択し(ステップS7)、選択信号(SEL1、SEL2)が(0、1)の場合(S5:YES)、信号Cを選択する(ステップS8)。また信号入力装置2は、選択信号(SEL1、SEL2)が(0、1)でな場合(S5:NO)、即ち選択信号(SEL1、SEL2)が(0、0)の場合には、信号A〜信号Cを選択せずにL(ローレベル)などの所定値を出力する。
The signal input device 2 determines whether the selection signals (SEL1, SEL2) from the
また信号入力装置2は、マルチプレクサ21への3つの入力(信号A0〜信号C0)のうち選択信号(SEL1、SEL2)の値に応じて選択されるべき1つの信号と、マルチプレクサ21の出力信号とが一致するか否かを異常検出部23にて判定する(ステップS9)。即ち信号入力装置2は、選択信号(SEL1、SEL2)=(1、1)の場合には信号A0とマルチプレクサ21の出力とが一致するか否かを判定し、選択信号(SEL1、SEL2)=(1、0)の場合には信号B0とマルチプレクサ21の出力とが一致するか否かを判定し、選択信号(SEL1、SEL2)=(0、1)の場合には信号C0とマルチプレクサ21の出力とが一致するか否かを判定する。信号入力装置2は、入出力が一致する場合(S9:YES)、異常検出信号をL(ローレベル)として出力し(ステップS10)、入出力が一致しない場合(S9:NO)、異常検出信号をH(ハイレベル)として出力する(ステップS11)。
The signal input device 2 also includes one signal to be selected according to the value of the selection signal (SEL1, SEL2) among the three inputs (signal A0 to signal C0) to the
なお信号入力装置2は、車輌のバッテリからの電力が供給されている間は、図10に示す処理を繰り返し(又は常時)行っている。 The signal input device 2 repeats (or always) performs the processing shown in FIG. 10 while power from the vehicle battery is supplied.
以上の構成の車載信号処理システムにおいては、マイコン1とドアロックSW91及びFワイパーSW92等の複数のスイッチとの間に、マルチプレクサ21を有する入出力制御回路20を複数備えた信号入力装置2を介在させ、複数のスイッチからの信号を信号入力装置2が選択してマイコン1へ入力する構成とすることにより、1つのマルチプレクサで複数の信号の選択を行う構成と比較して、マイコン1が全ての入力信号を取得するのに要する時間を短縮することができる。また信号入力装置2が有する複数のマルチプレクサ21が、マイコン1からの共通の選択信号に応じて信号の選択を行う構成とすることにより、マイコン1は各マルチプレクサ21に対して個別の選択信号を出力する必要がないため、信号入力装置2の制御に必要なマイコン1の出力ポート数を低減できる。
In the in-vehicle signal processing system having the above configuration, the signal input device 2 including a plurality of input /
また、信号入力装置2の各入出力制御回路20には、マイコン1からの制御信号に応じて選択されるべき信号と、マルチプレクサ21により選択された信号とを比較して異常を検出する異常検出部23をそれぞれ設け、いずれかの異常検出部23にて異常が検出された場合にマイコン1への通知を行う構成とすることにより、マイコン1は信号入力装置2における異常の有無を判断することができ、異常が生じた場合に処理を停止するなどの対処を行うことができる。また信号入力装置2は、マイコン1からの選択信号を返送部31にてマイコン1へ返送する構成とすることにより、マイコン1は、自らが信号入力装置2へ与えた選択信号と返送された選択信号とを比較し、これらが一致するか否かに応じて、選択信号の伝達経路などに異常が生じているか否かを判断することができる。
In addition, each input /
また、信号入力装置2は、複数のスイッチから与えられる信号の状態を状態保持部22にて保持する構成とすることにより、これらのスイッチがプルアップされるものである場合に、プルアップを行う時間を短縮することができ、スイッチのプルアップに伴う消費電力量を低減することができる。
In addition, the signal input device 2 is configured to hold the states of signals given from a plurality of switches by the
また、車輌のエンジン停止中にマイコン1がスリープモードで動作し、スリープモードにおいてマイコン1は予め定められた選択信号を出力して信号入力装置2からの入力信号を取得する。例えばマイコン1は、スリープモードにおいて選択信号(SEL1、SEL2)=(1、1)を出力し、これに応じて信号入力装置2から入力される信号(信号A)を取得して処理を行う(ただしマイコン1は、状態保持部23に信号状態を保持させるため、選択信号を(0、0)から(1、1)へ変化させる処理は行う)。
信号入力装置2では、マイコン1がスリープモードで出力する選択信号に対して、車輌のエンジン停止中にマイコン1が行う処理の対象となるドアロックSW91、ヘッドライトSW94及びハザードSW97等からの信号が選択されるように、マルチプレクサ21への各信号の入力が設定されている。
これらによりマイコン1は、スリープモードにおいて選択信号を順次的に切り替えることなく、車輌のエンジン停止中に必要な入力信号の取得を行うことができる。よって、スリープモードにおいてマイコン1が入力信号の取得に要する所持時間を短縮でき、電力消費量を低減することができる。
In addition, the
In the signal input device 2, in response to a selection signal output from the
Thus, the
なお、本実施の形態においては、ドアロックSW91、FワイパーSW92及びFウォッシャSW93等の各種のスイッチからの信号を信号入力装置2が選択してマイコン1へ入力する構成としたが、これに限るものではなく、各種のセンサなどその他の装置からの信号を信号入力装置2が選択してマイコン1へ入力する構成としてもよい。また図1に示したスイッチは一例であり、図示以外の他のスイッチからの信号を信号入力装置2が選択する構成としてもよい。車輌のエンジン停止中にマイコン1が必要とするスイッチとして、例えば車輌の各ドアのロック/アンロック操作用のスイッチ、トランクのロック/アンロック操作用のスイッチ、ハザードのオン/オフ操作用のスイッチ、ヘッドライト、スモールライト及びフォグライトのオン/オフ操作用のスイッチ、又は、ヘッドライトの照射方向を切り替えるスイッチ(ディマスイッチ)等がある。また車輌のエンジン停止中にマイコン1が必要としないスイッチとして、例えば方向指示器を操作するためのスイッチ(ターンライトスイッチ)、フロントワイパー又はリアワイパーを操作するためのスイッチ、又は、ホーンを鳴らすためのスイッチ等がある。
In the present embodiment, the signal input device 2 selects and inputs the signals from various switches such as the
また、信号入力装置2が有するマルチプレクサ21は3入力1出力のものとしたが、これに限るものではなく、2入力又は4入力以上のマルチプレクサであってもよい。信号入力装置2のマルチプレクサ21の構成は、マイコン1の入力ポートの数などに応じて適切に設定することができ、マルチプレクサ21の構成に応じて選択信号の構成を決定することができる。
In addition, the
1 マイコン(信号処理装置)
2 信号入力装置
20 入出力制御回路
21 マルチプレクサ(選択手段)
22 状態保持部(信号状態保持手段)
23 異常検出部(比較手段)
31 返送部(返送手段)
32 OR回路(通知手段)
91 ドアロックSW(他の装置)
92 FワイパーSW(他の装置)
93 FウォッシャSW(他の装置)
94 ヘッドライトSW(他の装置)
95 RワイパーSW(他の装置)
96 RウォッシャSW(他の装置)
97 ハザードSW(他の装置)
98 ホーンSW(他の装置)
99 ターンライトSW(他の装置)
1 Microcomputer (signal processing equipment)
2
22 State holding unit (signal state holding means)
23 Abnormality detection unit (comparison means)
31 Return part (return means)
32 OR circuit (notification means)
91 Door lock SW (other devices)
92 F Wiper SW (Other devices)
93 F washer SW (other devices)
94 Headlight SW (other devices)
95 R wiper SW (other devices)
96 R washer SW (other devices)
97 Hazard SW (Other devices)
98 Horn SW (other devices)
99 Turn Light SW (Other devices)
Claims (5)
前記信号処理装置から与えられる共通の制御信号に応じて、複数の信号から一の信号を選択して出力する複数の選択手段と、
前記制御信号に応じて、前記他の装置が出力した各信号の状態を保持する複数の信号状態保持手段と
を備え、
前記他の装置が出力した複数の信号のうち、複数の前記選択手段がそれぞれ選択した複数の信号を前記信号処理装置へ入力するようにしてあること
を特徴とする信号入力装置。 A signal input that is interposed between a signal processing device and one or more other devices that output signals to be input to the signal processing device, and that inputs a plurality of signals output by the other devices to the signal processing device. In the device
A plurality of selection means for selecting and outputting one signal from a plurality of signals according to a common control signal given from the signal processing device;
A plurality of signal state holding means for holding the state of each signal output by the other device in response to the control signal;
A signal input device, wherein a plurality of signals selected by a plurality of selection means among a plurality of signals output from the other device are input to the signal processing device.
いずれかの前記比較手段にて信号の不一致が検出された場合に、前記信号処理装置へ通知を行う通知手段と
を更に備えること
を特徴とする請求項1に記載の信号入力装置。 A plurality of comparison means provided for each selection means, for comparing one signal to be selected according to the control signal and a signal output from the selection means;
The signal input device according to claim 1, further comprising: a notification unit configured to notify the signal processing device when a signal mismatch is detected by any of the comparison units.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の信号入力装置。 The signal input device according to claim 1, further comprising return means for returning the control signal to the signal processing device.
前記信号処理装置は、
前記車輌のエンジン停止中に電力消費量の少ない低消費電力動作状態で動作し、
該低消費電力動作状態では、前記信号入力装置の複数の前記選択手段が所定の選択状態となるように前記制御信号を出力するようにしてあり、
前記信号入力装置は、
前記選択手段が前記所定の選択状態の場合に、前記車輌のエンジン停止中に前記信号処理装置が行う処理に係る信号を選択して前記信号処理装置へ入力するようにしてあること
を特徴とする車載処理システム。 An in-vehicle processing system that is mounted on a vehicle and includes a signal input device according to any one of claims 1 to 3 and a signal processing device that performs processing according to a signal input from the signal input device. There,
The signal processing device includes:
Operates in a low power consumption operating state with low power consumption while the vehicle engine is stopped,
In the low power consumption operation state, the control signal is output so that the plurality of selection units of the signal input device are in a predetermined selection state,
The signal input device is:
When the selection means is in the predetermined selection state, a signal related to processing performed by the signal processing device while the engine of the vehicle is stopped is selected and input to the signal processing device. In-vehicle processing system.
を特徴とする請求項4に記載の車載処理システム。 The signal related to the processing performed by the signal processing device while the vehicle engine is stopped includes a signal from a switch for locking / unlocking the door or trunk of the vehicle, or on / off of the light of the vehicle The in-vehicle processing system according to claim 4, further comprising a signal from a switch.
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