JP2015005116A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御データに異常が生じていた場合であっても、出力の異常が継続することを抑制できる負荷駆動装置を提供すること。
【解決手段】ドライバＩＣ２０は、シリアル通信にて受信したデータフレームに含まれたオン指示及びオフ指示に基づいて負荷２００を駆動するための負荷駆動出力の出力状態を第１状態及び第２状態にする。ドライバＩＣ２０は、データフレームを受信すると共に、オン指示をパラレル変換して第１指示信号を出力し、オフ指示をパラレル変換して第２指示信号を出力するシリアルパラレル変換部２１と、シリアルパラレル変換部２１から第１指示信号が出力されると第１状態とし、第２指示信号が出力されると第２状態とする出力回路部２２と、オン指示を含むデータフレームを受信している継続時間を計測すると共に、計測した継続時間がエラー判定閾値に達すると出力回路部２２を第２状態に強制的に移行させるタイマ回路２４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリアル通信にて制御データを受信し、その制御データに基づいて負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。

従来、負荷駆動装置の一例として、特許文献１に開示された周辺構成素子（以下、負荷駆動装置と称する）がある。この負荷駆動装置は、シリアル多線バスを介して計算装置（以下、マイコンと称する）と接続されている。また、負荷駆動装置は、シリアルデータを外部の手段に伝送するための出力段を備えて構成されている。

特表２００９−５０７３０５号公報

ところで、従来技術ではないが、負荷駆動装置は、受信した制御データの異常有無を判定することが考えられる。また、この異常有無の判定方法の一例としては、パリティチェックやサムチェックなどがある。

しかしながら、負荷駆動装置は、マイコンとの通信周期が比較的長い場合は上述のような判定が可能であるが、マイコンとの通信周期が短い場合は判定が困難になることも考えられる。例えば、特許文献１における負荷駆動装置は、マイクロセカンドチャネルによってマイコンと接続されている。このマイクロセカンドチャネルは、高速通信を特徴とし、ダウンストリームの通信周期が数μｓになる。このような通信周期の間では、マイコンは、継続的にソフトウェアによりパリティチェックやサムチェックなどの演算を実施することが難しい。また、このような通信周期の間では、制御データのデータフレームにエラーチェックビットを付加することは困難である。以下、マイクロセカンドチャネルをＭＳＣとも称する。

このように、負荷駆動装置は、受信した制御データの異常有無を判定することができない可能性がある。従って、負荷駆動装置は、受信した制御データに異常が有った場合に、制御データに基づく出力に異常が生じると共に、出力の異常が継続するという問題が起こり得る。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、制御データに異常が生じていた場合であっても、出力の異常が継続することを抑制できる負荷駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
シリアル通信にてデータ信号を含む通信フレームを受信し、受信した通信フレームにデータ信号として制御データが含まれていた場合、制御データに基づいて少なくとも一つの負荷を駆動するための負荷駆動出力の出力状態を第１状態及び第１状態とは異なる第２状態にする負荷駆動装置（２０）であって、
通信フレームを受信すると共に、通信フレームに含まれたデータ信号をパラレル変換して出力するものであり、制御データとして第１状態への移行指示を示す第１シリアルデータが含まれていた場合はパラレル変換して第１状態への移行指示を示す第１指示信号を出力し、制御データとして第２状態への移行指示を示す第２シリアルデータが含まれていた場合はパラレル変換して第２状態への移行指示を示す第２指示信号を出力する変換部（２１）と、
少なくとも一つ設けられるものであり、変換部から第１指示信号が出力されると第１状態とし、第２指示信号が出力されると第２状態とする出力回路部（２２）と、
変換部が第１シリアルデータを受信している継続時間を計測すると共に、出力回路部による負荷駆動出力の出力状態を指示するタイマ回路（２４）と、を備え、
タイマ回路は、計測した継続時間が異常判定時間に達すると、出力回路部を第２状態に強制的に移行させることを特徴とする。

このように、本発明は、変換部が受信した制御データである第１シリアルデータ及び第２シリアルデータをパラレル変換して、第１状態への移行指示を示す第１指示信号を出力すると共に、第２状態への移行指示を示す第２指示信号を出力する。そして、本発明は、変換部から第１指示信号が出力されると出力回路部が出力状態を第１状態とし、第２指示信号が出力されると出力回路部が出力状態を第２状態とすることで、制御データに基づいて負荷を駆動することができる。

更に、本発明は、タイマ回路が、第１シリアルデータを受信している第１指示信号が出力されている継続時間を計測して、継続時間が異常判定時間に達すると、出力回路部による出力状態を第２状態に強制的に移行させる。これによって、本発明は、制御データに異常が生じていることによって、出力回路部による出力状態が異常となった場合であっても、出力状態の異常が継続することを抑制できる。つまり、本発明は、出力状態の異常が異常判定時間よりも長く継続することを防止できる。

なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図１の電子制御装置におけるダウンストリームの通信フレームを示すイメージ図である。 図１の電子制御装置における処理動作を示すタイムチャートである。 図１の電子制御装置における電源電圧の印加開始時の処理動作を示すタイムチャートである。 図１の電子制御装置における電源電圧の印加開始時に行う動作確認処理を示すタイムチャートである。 図１の電子制御装置における電源電圧の印加停止時に行う動作確認処理を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態による負荷駆動装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、負荷駆動装置が、電子制御装置１００に適用された例について説明する。

図１に示すように、電子制御装置１００は、少なくとも一つの負荷２００を駆動するものであり、ホストマイコン１０と、特許請求の範囲における負荷駆動装置に相当するドライバＩＣ２０とを備えて構成されている。電子制御装置１００は、例えば、車両のエンジン（図示せず）の運転状態を制御するエンジン制御装置に適用することができる。この場合、電子制御装置１００は、負荷２００として、点火コイル、燃料噴射弁、スロットルバルブモータ、燃料ポンプモータなどの電気負荷を駆動制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。つまり、ドライバＩＣ２０は、エンジン以外の機器や装置を制御対象として制御装置に搭載されていてもよい。以下、ホストマイコンを単にマイコンとも称する。なお、ＩＣは、Integrated Circuitの略である。

マイコン１０及びドライバＩＣ２０は、ＭＳＣ用通信線３１，３２を介して接続されており、ＭＳＣによるシリアル通信にて、データ信号を含む通信フレームの送受信を行う。よって、マイコン１０及びドライバＩＣ２０は、それぞれＭＳＣインターフェース（図示せず）を有し、これらＭＳＣインターフェース及びＭＳＣ用通信線３１，３２を介して、相互に通信可能に構成されている。なお、ＭＳＣ用通信線３１は、マイコン１０からドライバＩＣ２０へのダウンストリーム用の送信ラインである。一方、ＭＳＣ用通信線３２は、ドライバＩＣ２０からマイコン１０へのアップストリーム用の送信ラインである。また、後ほど説明するが、データ信号としては、制御データとコマンドデータとがある。

ＭＳＣインターフェースは、高速にシリアル通信を行うための通信インターフェースであり、ＭＳＣ用通信線３１，３２は、高速にシリアル通信を行うための通信線である。よって、このＭＳＣインターフェースとＭＳＣ用通信線３１，３２は、例えば通信フレームを１〜数μｓ以内の時間で送信することが可能なものである。このように、マイコン１０及びドライバＩＣ２０は、マイクロセカンドレベルの通信周期で通信フレームの送受信を行うことができる。また、ＭＳＣは、上述の点火コイル、燃料噴射弁などのような、遅延なくオン及びオフさせることが望ましい負荷２００の駆動に適した高速シリアル通信方法といえる。

マイコン１０は、ＭＳＣインターフェースに加えて、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えて構成されている。なお、ＣＰＵはCentral Processing Unitの略であり、ＲＯＭはRead Only Memoryの略であり、ＲＡＭはRandom Access Memoryの略であり、Ｉ／ＯはInput/Outputの略である。

マイコン１０は、エンジンの運転状態を検出するために、Ｉ／Ｏを介して、各種のセンサの検出信号を取り込む。例えば、マイコン１０は、吸気管に設けられたスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、エンジンの所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ、エンジンの吸入空気量を検出するエアフローセンサ、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサなどから検出信号を取り込む。

そして、マイコン１０は、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶された各種の演算プログラムを実行することで、現在のエンジンの運転状態に基づき、そのエンジンの運転状態を所望の状態になるように制御するための制御データを演算する。そして、マイコン１０は、演算結果である制御データをドライバＩＣ２０に対して送信する。

なお、本実施形態では、制御データとして、ドライバＩＣ２０に対する第１状態への移行指示を示す第１シリアルデータ、及びドライバＩＣ２０に対する第２状態への移行指示を示す第２シリアルデータを送信する例を採用している。この第１状態及び第２状態とは、ドライバＩＣ２０による負荷駆動出力の状態を示すものである。つまり、ドライバＩＣ２０は、負荷２００を駆動するための負荷駆動出力の状態として、第１状態と、第１状態とは異なる第２状態とをとりうる。また、本実施形態では、第１状態としてオン状態、第２状態としてオフ状態を採用する。よって、第１シリアルデータは、オン指示を示す制御データであり、第２シリアルデータは、オフ指示を示す制御データである。しかしながら、本発明はこれに限定されない。本発明は、第１状態としてオフ状態、第２状態としてオン状態などを採用する。以下においては、オン指示を示す制御データを単にオン指示、オフ指示を示す制御データを単にオフ指示とも称する。

さらに、マイコン１０は、ドライバＩＣ２０に対して、エラーフラグを通知するように指示したり、設定データの変更を指示したりするためのコマンドデータを送信する。なお、このコマンドデータに関しては、後ほど詳しく説明する。

なお、マイコン１０は、ドライバＩＣ２０に対して、制御データ及びコマンドデータを送信する場合、自身に設けられたＭＳＣインターフェースが制御データを含むデータフレーム（ＤＦ）及びコマンドデータを含むコマンドフレーム（ＣＦ）を生成する。そして、マイコン１０に設けられたＭＳＣインターフェースは、生成したデータフレーム及びコマンドフレームを、ＭＳＣ用通信線３１を用いてドライバＩＣ２０に送信する。このように、上述の通信フレームは、データフレーム及びコマンドフレームを含むものである。なお、詳しい説明は省略するが、マイコン１０に設けられたＭＳＣインターフェースは、コマンドフレームのかわりにパッシプフレーム（ＰＦ）を生成して、生成したパッシプフレームを、ＭＳＣ用通信線３１を用いてドライバＩＣ２０に送信してもよい。マイコン１０は、例えば図２に示すように、連続的にかつ繰り返しデータフレームとコマンドフレームを送信する。

ドライバＩＣ２０は、図１に示すように、主に、シリアルパラレル変換部２１と出力回路部２２とタイマ回路２４とを備えて構成されている。また、ドライバＩＣ２０には、シリアルパラレル変換部２１と出力回路部２２とを接続している信号線２５、タイマ回路２４と出力回路部２２とを接続している信号線２６が設けられている。さらに、ドライバＩＣ２０は、設定用レジスタ２３を備えていてもよい。

このドライバＩＣ２０は、ＭＳＣ用通信線３１を介して、マイコン１０から送信されたデータフレームやコマンドフレームを受信する。ドライバＩＣ２０は、例えば、データフレームを受信した場合、データフレームに含まれている制御データに基づいて状態を第１状態及び第２状態にする。言い換えると、このドライバＩＣ２０は、制御データに基づいて負荷２００を駆動するための負荷駆動出力として、オン信号及びオフ信号を出力する。また、ドライバＩＣ２０は、ＭＳＣによって高速でデータフレームを受信するので、ホストマイコン１０からデータフレームが送信されてから、第１状態から第２状態、及び第２状態から第１状態へ移行するまでの遅延時間を抑えることができる。

シリアルパラレル変換部２１は、特許請求の範囲における変換部に相当する。この変換部２１は、例えば、シリアルパラレル変換回路２１ａ、オンオフレジスタ２１ｂを備えて構成されている。なお、以下、シリアルパラレル変換部は、単に変換部とも称する。また、シリアルパラレル変換回路は、単に変換回路とも称する。

変換部２１は、マイコン１０から送信された通信フレームを受信する。詳述すると、変換回路２１ａが、通信フレームを受信することになる。この変換回路２１ａは、受信した通信フレームに含まれたデータ信号をパラレル変換して出力する。そして、変換回路２１ａは、データフレームを受信した場合、このデータフレームに、制御データとしてオン指示が含まれていると、オン指示をパラレル変換して第１状態への移行指示を示す第１指示信号（ハイレベル）を出力する。また、変換回路２１ａは、データフレームを受信した場合、このデータフレームに、制御データとしてオフ指示が含まれていると、オフ指示をパラレル変換して第２状態への移行指示を示す第２指示信号（ロウレベル）を出力する。なお、第１指示信号及び第２指示信号は、特に区別する必要がない場合は纏めて出力指示信号とも称する。

オンオフレジスタ２１ｂは、変換回路２１ａから出力された出力指示信号が格納される。オンオフレジスタ２１ｂに格納された出力指示信号は、出力回路部２２及びタイマ回路２４に出力されることになる。このため、変換部２１は、オンオフレジスタ２１ｂを介して、出力指示信号を出力回路部２２及びタイマ回路２４に出力する、と言い換えることもできる。

出力回路２２は、例えば、ＡＮＤ回路２２ａ、ＭＯＳＦＥＴ２２ｂを備えて構成されている。ＡＮＤ回路２２ａは、一方の入力端子に信号線２５が接続されており、他方の入力端子に信号線２６が接続されており、出力端子がＭＯＳＦＥＴ２２ｂのゲート端子に接続されている。ＡＮＤ回路２２ａは、一方の入力端子に変換部２１から信号線２５を介して出力指示信号が入力され、他方の入力端子にタイマ回路２４から信号線２６を介して出力イネーブル信号が入力される。そして、出力回路部２２は、ＡＮＤ回路２２ａが出力指示信号及び出力イネーブル信号に基づいて、ＭＯＳＦＥＴ２２ｂをオン及びオフすることで、出力状態を第１状態又は第２状態とする。出力回路部２２は、出力イネーブル信号が入力されている場合、出力指示信号に基づいて出力状態を第１状態又は第２状態とし、出力イネーブル信号が入力されていない場合、出力指示信号に関係なく出力状態を第２状態とすることになる。

なお、この出力回路部２２は、電子制御装置１００が駆動する負荷２００の個数に対応した個数が設けられていればよい。よって、ドライバＩＣ２０は、出力回路部２２が一つ設けられていてもよいし、出力回路部２２が複数設けられていてもよい。

設定用レジスタ２３は、ドライバＩＣ２０における各種設定値が格納されている。例えば、設定用レジスタ２３には、第１状態が継続する異常を判定するためのエラー判定閾値などの設定値が格納されている。なお、エラー判定閾値は、特許請求の範囲における異常判定時間に相当する。

タイマ回路２４は、変換部２１が第１指示信号を出力している継続時間を計測すると共に、出力回路部２２による出力状態を指示する。詳述すると、タイマ回路２４は、オンオフレジスタ２１ｂの値を参照することで、変換部２１が第１指示信号を出力している継続時間を計測することができる。また、タイマ回路２４は、変換回路２１ａが第１指示信号を出力している継続時間を計測する、と言い換えることもできる。このように、タイマ回路２４は、第１指示信号の継続時間を計測することで、第１状態（ここではオン状態）の継続時間を計測するものである。つまり、タイマ回路２４は、第１指示信号の継続時間を計測することで、変換部２１がオン指示を受信している継続時間を計測する。

また、タイマ回路２４は、出力イネーブル信号を出力したり、出力イネーブル信号の出力を停止したりすることで、出力回路部２２による出力状態を指示する。なお、タイマ回路２４は、第１状態の継続時間がエラー判定閾値に達すると、継続異常と判定して、出力イネーブル信号の出力を停止する。よって、タイマ回路２４は、異常継続判定タイマと称することもできる。また、上述のように本実施形態では、第１状態としてオン状態を採用している。このため、第１状態が継続する異常は、オン継続異常と称することもできる。

ここで、図３〜図６を用いて、ドライバＩＣ２０の動作に関して説明する。なお、ドライバＩＣ２０の動作は、マイコン１０の動作と合わせて説明する。なお、タイマ回路２４は、ドライバＩＣ２０に電源が供給されるなど、ドライバＩＣ２０が動作可能な状態になると出力イネーブル信号を出力する。

まず、図３を用いて、マイコン１０及びドライバＩＣ２０が通常時の動作に関して説明する。なお、通常時とは、マイコン１０から有効コマンドが送信されてから無効コマンドが送信されるまでの期間である。この有効コマンド及び無効コマンドは、後ほど説明する。

図３に示すように、マイコン１０は、ドライバＩＣ２０に対して、所定の通信周期でデータフレームやコマンドフレームを送信する（チップセレクト信号）。つまり、マイコン１０は、駆動対象である負荷２００に対するデータフレームやコマンドフレームを送信する。

ドライバＩＣ２０は、マイコン１０から送信された、オフ指示を含むデータフレームを受信した場合、タイミングｔ１に示すように動作する。変換部２１は、受信したデータ信号をパラレル変換して、出力指示信号として第２指示信号を出力する。タイマ回路２４は、第２指示信号が入力されるので、出力イネーブル信号の出力を維持したままで、時間の計測は開始しない。そして、出力回路部２２は、第２指示信号が入力され、且つ出力イネーブル信号が入力されるので、第２指示信号に基づいてオン状態からオフ状態に移行する。

次に、ドライバＩＣ２０は、マイコン１０から送信された、オン指示を含むデータフレームを受信した場合、タイミングｔ２に示すように動作する。変換部２１は、受信したデータ信号をパラレル変換して、出力指示信号として第１指示信号を出力する。タイマ回路２４は、第１指示信号が入力されるので、出力イネーブル信号の出力を維持したままで、時間の計測を開始する。つまり、タイマ回路２４は、入力が第２指示信号から第１指示信号に切り替わると時間の計測を開始する。そして、出力回路部２２は、第１指示信号が入力され、且つ出力イネーブル信号が入力されるので、第１指示信号に基づいてオフ状態からオン状態に移行する。なお、タイマ回路２４は、入力が第１指示信号から第２指示信号に切り替わると、計測していた継続時間をクリアする。

このように、ドライバＩＣ１０は、変換部２１が受信したオフ指示をパラレル変換して第２指示信号を出力したり、オン指示をパラレル変換して第１指示信号を出力したりする。そして、ドライバＩＣ２０は、変換部２１から第２指示信号が出力されると出力回路部２２が第２状態とし、変換部２１から第１指示信号が出力されると出力回路部２２が第１状態とすることで、制御データに基づいて負荷を駆動することができる。

次に、マイコン１０から、オフ指示を含むデータフレームが送信されることなく、オン指示を含むデータフレームが連続して送信された場合に関して説明する。このような状況は、例えば、ＭＳＣ用通信線３１が接続されている通信端子に、オン固着の異常が発生した場合など、何らかの通信異常によって起こり得る。

このような場合、変換部２１は、第１指示信号の出力を継続することになる。タイマ回路２４は、第１指示信号が入力され続けるので、出力イネーブル信号の出力を維持したままで、時間の計測を継続する。出力回路部２２は、第１指示信号と出力イネーブル信号が入力され続けるので、第１指示信号に基づいてオン状態を継続することになる。図３の例では、出力回路部２２は、タイミングｔ２からｔ３の間、オン状態を継続することになる。

そして、タイマ回路２４は、タイミングｔ３に示すように、計測した時間がエラー判定閾値に達すると、オン継続異常とみなして出力イネーブル信号の出力を停止する。しかしながら、変換部２１は、第１指示信号の出力を継続する。そして、出力回路部２２は、出力イネーブル信号の入力が停止されるので、第１指示信号が入力されても、オン状態からオフ状態に移行することになる。なお、ドライバＩＣ２０は、タイマ回路２４が計測した時間がエラー判定閾値に達すると、フェールセーフを実行する、と言い換えることができる。

このように、ドライバＩＣ２０は、タイマ回路２４が第１指示信号が出力されている継続時間を計測して、継続時間がエラー判定閾値に達すると、出力回路部２２による出力状態を第２状態に強制的に移行させる。これによって、ドライバＩＣ２０は、制御データであるオン指示に異常が生じていることによって、出力回路部２２による出力状態が異常となった場合であっても、出力状態の異常が継続することを抑制できる。つまり、ドライバＩＣ２０は、出力状態の異常が、エラー判定閾値が示す時間よりも長く継続することを防止できる。また、ドライバＩＣ２０は、受信したデータフレームに含まれる制御データを直接的にチェックすることなく、出力状態の異常が、エラー判定閾値が示す時間よりも長く継続することを防止できる。なお、本実施形態で採用している負荷２００は、オン状態の継続時間がエラー判定閾値に達した場合にオフ状態にするのが好ましい負荷２００、ということができる。

また、ドライバＩＣ２０は、変換部２１が第１指示信号を出力している継続時間を計測することで、マイコン１０から送信されたオン指示を受信している継続時間を計測している。よって、ドライバＩＣ２０は、マイコン１０との間における端子を増やす必要がない。これによって、ドライバＩＣ２０、及び電子制御装置１００の小型化も可能となる。

ドライバＩＣ２０は、タイミングｔ３に示すように、タイマ回路２４が計測した時間がエラー判定閾値に達すると、エラーフラグをセットするようにしてもよい。このようにエラーフラグをセットすることによって、オン継続異常が発生したか否かをマイコン１０などの外部装置が確認することができる。

また、タイマ回路２４は、計測した時間がエラー判定閾値に達すると、時間の計測を停止する。但し、カウンタ回路２４は、計測した時間がエラー判定閾値に達しただけでは、計測した時間をクリアせず、エラー判定閾値に達した時間で保持する。そして、タイマ回路２４は、計測した時間がエラー判定閾値に達している間、出力イネーブル信号の出力を停止し続ける。これによって、出力回路部２２は、タイマ回路２４が計測した時間がエラー判定閾値に達している間、オフ状態を継続する。よって、図３の例では、出力回路部２２は、タイミングｔ３からｔ４の間、マイコン１０からオン指示のデータ信号を含むデータフレームが送信されたとしても、オフ状態を継続することになる。

次に、通信端子が正常に復帰した場合に関して説明する。この場合、マイコン１０は、ドライバＩＣ２０に対して、オフ指示を含むデータフレームを送信することができる。

ドライバＩＣ２０は、出力回路部２２が強制的に第２状態に移行した後、マイコン１０から送信された、オフ指示を含むデータフレームを受信した場合、タイミングｔ４に示すように動作する。変換部２１は、受信したデータ信号をパラレル変換して、出力指示信号として第２指示信号を出力する。タイマ回路２４は、入力されている出力指示信号が第１指示信号から第２指示信号に切替わるので、計測していた継続時間をクリアすると共に、出力イネーブル信号を出力する。そして、出力回路部２２は、第２指示信号が入力され、且つ出力イネーブル信号が入力されるので、第２指示信号に基づいてオフ状態を継続することになる。

このように、タイマ回路２４は、出力回路部２２による出力状態をオフ状態に強制的に移行させた場合、計測していた時間をクリアするまで、出力回路部２２の出力をオフ状態に継続することができる。つまり、ドライバＩＣ２０は、オン継続異常とみなした場合、オフ指示のデータ信号を含むデータフレームを受信するまでオフ状態を継続することができる。

また、ドライバＩＣ２０は、オン継続異常とみなした場合、オフ指示を受信すると、このデータ信号が正常であるか否かを判定してもよい。そして、ドライバＩＣ２０は、オン継続異常とみなした場合、正常なオフ指示を含むデータフレームを受信するまでオフ状態を継続するようにしてもよい。

また、ドライバＩＣ２０は、エラーフラグをセットした場合、エラーフラグをセットしたことを示すデータ信号、すなわち、オン継続異常が発生したことを示すデータ信号をマイコン１０に送信するようにしてもよい。この場合、マイコン１０は、エラーフラグのリード要求のコマンドデータを含むコマンドフレームを送信する。エラーフラグのリード要求のコマンドデータを含むコマンドフレームの送信は、定期的に実施するようにしてもよい。そして、ドライバＩＣ２０は、このコマンドフレームを受信すると、エラーフラグをセットしたことを示すデータ信号を含むデータフレームを生成する。そして、ドライバＩＣ２０は、ＭＳＣ用通信線３２を介して、生成したデータフレームをマイコン１０に送信する。また、ドライバＩＣ２０は、生成したデータフレームをマイコン１０に送信すると、タイミングｔ５に示すように、エラーフラグを解除する。

なお、第１状態としてオフ状態、第２状態としてオン状態を採用した場合、ドライバＩＣ２０は、タイマ回路２４が第２指示信号の継続時間を計測することで、オフ状態の継続時間を計測することになる。そして、ドライバＩＣ２０は、オフ状態の継続時間がエラー判定閾値に達すると、オフ継続異常とみなして、出力回路部２２による出力状態をオン状態に強制的に移行させる。この場合、ドライバＩＣ２０は、オフ継続異常とみなした場合、オン指示のデータ信号を含むデータフレームを受信するまでオフ状態を継続することができる。このようにしても、上述の効果と同様の効果を奏することができる。

次に、図４を用いて、電子制御装置１００に対する電源電圧の印加開始時の動作に関して説明する。電子制御装置１００は、例えば、電源制御装置（図示せず）から、動作電源である電源電圧が印加されて動作可能な状態となる。また、電子制御装置１００は、電源電圧が印加されると、自身への電源電圧の印加を確保するために、電源制御装置に対して電源保持信号を出力する。電源制御装置は、電源保持信号が入力されると、電源保持信号が解除されるまで、電子制御装置１００に対して電源電圧を印加し続ける。なお、電源制御装置は、電源電圧を印加すると、マイコン１０に対してリセット信号を出力する。

また、マイコン１０は、電源電圧の印加が開始されると、各種初期設定コマンドをコマンドデータとして含むコマンドフレームを送信するようにしてもよい。また、マイコン１０は、オン指示及びオフ指示による移行指示の有効化を示す有効コマンドをコマンドデータとして含むコマンドフレームを送信するようにしてもよい。

ドライバＩＣ２０は、各種初期設定コマンドを含むコマンドフレームを受信すると、初期設定コマンドに基づいて、設定用レジスタ２３の初期設定など各種初期設定を行う。また、ドライバＩＣ２０は、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信すると、出力回路部２２による第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を許可する。例えば、ドライバＩＣ２０は、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信すると、オンオフレジスタ２１ｂから出力回路部２２に対する第１指示信号及び第２指示信号の出力を許可する。このようにすることで、出力回路部２２による第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を許可することができる。

なお、ドライバＩＣ２０は、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信するまで、出力回路部２２による出力状態を第２状態に固定すると共に、第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を禁止する。ドライバＩＣ２０は、例えば、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信するまで、オンオフレジスタ２１ｂから出力回路部２２に対する第１指示信号及び第２指示信号の出力を禁止する。このようにすることで、出力回路部２２による出力状態を第２状態に固定すると共に、第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を禁止することができる。

つまり、変換部２１が有効コマンドを受信するまでに受信したオン指示やオフ指示は無効となる。よって、出力回路部２２は、タイミングｔ１やｔ２に示すように、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信するまでは、マイコン１０からオン指示が送信されたとしても、出力状態は移行しない。そして、出力回路部２２は、タイミングｔ３に示すように、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信すると、マイコン１０から送信されたオン指示に基づいてオン状態に移行する。

しかしながら、本発明は、これに限定されない。本発明は、各種初期設定を行うものでなくても目的を達成することができる。また、本発明は、有効コマンドに応じて、出力回路部２２による出力状態の移行を許可するものでなくても目的を達成することができる。

また、ドライバＩＣ２０は、タイマ回路２４が正常に動作するか否かの確認である動作確認を行うものであってもよい。つまり、ドライバＩＣ２０は、タイマ回路２４が出力回路部２２による出力状態を第２状態に強制的に移行させることができるか否かを確認する。この動作確認は、例えば、電源電圧の印加開始時に行うようにしてもよい。ここで、図５を用いて、電源電圧の印加開始時に動作確認を行う例を説明する。

電源電圧の印加開始時に動作確認を行う場合、図５に示すように、マイコン１０が有効コマンドを送信する前に行うと好ましい。なお、図５のタイミングｔ１やｔ２に示すように、変換部２１が有効コマンドを受信するまでに受信したオン指示やオフ指示は無効となる。

タイマ回路２４は、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信する前であっても、オン指示を含むデータフレームを受信すると、オン指示を含むデータフレームを受信している継続時間を計測する。タイマ回路２４は、タイミングｔ２で継続時間の計測を開始する。このとき、変換部２１が有効コマンドを含むコマンドフレームを受信していないため、出力回路部２２はオン状態に移行しない。そして、タイマ回路２４は、計測した継続時間がエラー判定閾値に達すると、タイミングｔ３に示すようにエラーフラグをセットする。なお、タイミングｔ４では、上述と同様にエラーフラグを解除する。また、タイミングｔ５では、上述と同様に計測していた時間をクリアして、出力イネーブル信号の出力を再開する。また、タイミングｔ６では、上述と同様に、出力回路部２２による第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を許可する。なお、このエラーフラグは、特許請求の範囲における異常フラグに相当する。

なお、動作確認中のエラー判定閾値は、通常動作時のエラー判定閾値よりも短い時間を設定すると好ましい。つまり、動作確認中のエラー判定閾値が示す時間は、通常動作時のエラー判定閾値が示す時間よりも短い。この動作確認中のエラー判定閾値は、特許請求の範囲における確認用判定時間に相当する。このようにすることによって、動作確認を比較的短い時間で行うことができる。

このように、ドライバＩＣ２０は、有効コマンドを受信するまでは、マイコン１０からオン指示やオフ指示が送信されたとしても、出力状態は移行しない。よって、ドライバＩＣ２０は、マイコン１０が有効コマンドを送信する前に動作確認を行うことで、負荷２００を駆動することなく動作確認を行うことができる。

また、タイマ回路２４は、動作確認中であっても、計測した継続時間がエラー判定閾値に達するとエラーフラグをセットすると好ましい。このようにすることで、ドライバＩＣ２０の外部に設けられたマイコン１０などの外部装置によって、エラーフラグを読み込むことによって、強制移行が正常に行われているか否かを確認することができる。

次に、図６を用いて、電子制御装置１００に対する電源電圧の印加停止時の動作に関して説明する。電子制御装置１００は、例えば、イグニッションスイッチのオフ信号が入力されるなど、所定の動作停止条件が成立すると、シャットダウン処理などを行う。そして、電子制御装置１００は、シャットダウン処理などが終了すると、電源制御装置に出力していた電源保持信号を解除する。これによって、電子制御装置１００は、自ら電源制御装置から印加されていた電源電圧の印加を停止させる。

また、図６に示すように、マイコン１０は、例えば動作停止条件が成立すると、オン指示及びオフ指示による移行指示の無効化を示す無効コマンドをコマンドデータとして含むコマンドフレームを送信するようにしてもよい。これに対して、ドライバＩＣ２０の出力回路部２２は、変換部２１が無効コマンドを含むコマンドフレームを少なくとも一回受信すると、第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を行わないようにしてもよい。つまり、ドライバＩＣ２０は、変換部２１が無効コマンドを含むコマンドフレームを受信すると、出力回路部２２による第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を禁止する。ドライバＩＣ２０は、例えば、変換部２１が無効コマンドを含むコマンドフレームを受信すると、オンオフレジスタ２１ｂから出力回路部２２に対する第１指示信号及び第２指示信号の出力を禁止する。このようにすることで、出力回路部２２による出力状態を第２状態に固定すると共に、第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を禁止することができる。

なお、マイコン１０は、無効コマンドを含むコマンドフレームを誤送信することも考えられる。そこで、ドライバＩＣ２０の出力回路部２２は、変換部２１が無効コマンドを含むコマンドフレームを連続で複数回受信すると、第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を行わないようにしてもよい。このようにすることで、ドライバＩＣ２０は、誤送信された無効コマンドに応じて、出力回路部２２による移行の禁止を抑制できる。

なお、本実施形態では、図６に示すように、無効コマンドを含むコマンドフレームを複数回、連続して受信した場合に、第１指示信号及び第２指示信号に基づく出力状態の移行を行わないようにする例を採用している。変換部２１が無効コマンドを受信した後に受信したオン指示やオフ指示は無効となる。よって、出力回路部２２は、タイミングｔ１以降に示すように、変換部２１が無効コマンドを含むコマンドフレームを受信すると、マイコン１０からオン指示が送信されたとしても、出力状態は移行しない。

また、上述の動作確認は、例えば、電源電圧の印加停止時に行うようにしてもよい。ここで、図６を用いて、電源電圧の印加停止時に動作確認を行う例を説明する。電源電圧の印加停止時に動作確認を行う場合、図６に示すように、マイコン１０が無効コマンドを送信した後に行うと好ましい。

タイマ回路２４は、変換部２１が無効コマンドを含むコマンドフレームを受信した後であっても、変換部２１がオン指示を含むデータフレームを受信すると、第１シリアルデータを受信している継続時間を計測する。タイマ回路２４は、上述と同様に、タイミングｔ２で継続時間の計測を開始する。このとき、変換部２１が無効コマンドを含むコマンドフレームを受信しているため、出力回路部２２はオン状態に移行しない。そして、タイマ回路２４は、上述と同様に、計測した継続時間がエラー判定閾値に達すると、出力イネーブル信号の出力を停止すると共に、タイミングｔ３に示すようにエラーフラグをセットする。なお、タイミングｔ４では、上述と同様にエラーフラグを解除する。また、タイマ回路２４は、タイミングｔ５では、上述と同様に、計測していた時間をクリアして、出力イネーブル信号の出力を再開する。

ドライバＩＣ２０は、無効コマンドを受信すると、マイコン１０からオン指示やオフ指示が送信されたとしても、出力状態は移行しない。よって、ドライバＩＣ２０は、マイコン１０が無効コマンドを送信した後に動作確認を行うことで、負荷２００を駆動することなく動作確認を行うことができるなど、動作確認は、有効コマンドを受信する前ではなく、無効コマンドを受信した後に行うことで、電子制御装置１００の起動時間を短縮することができるので好ましい。

また、上述のように、ドライバＩＣ２０は、複数の出力回路部２２が設けられていてもよい。この場合、複数の出力回路部２２の夫々には、駆動対象としての異なる負荷２００が接続されている。複数の出力回路部２２の夫々は、複数の負荷２００の夫々に対して個別に、状態を第１状態及び第２状態とする。つまり、各出力回路部２２は、自身の駆動対象である負荷２００に対して第１状態及び第２状態とする。

この場合、エラー判定閾値は、複数の負荷２００の夫々で異なる値を採用してもよい。そして、設定用レジスタ２３には、複数の負荷２００の夫々に対応したエラー判定閾値を格納しておく。つまり、設定用レジスタ２３には、複数の負荷２００の夫々に対して、エラー判定閾値が関連付けられて格納されている。負荷２００によっては、第１状態の継続時間が異なることもありうる。よって、このようにすることによって、様々な負荷２００に対応することができ、汎用性を向上させることができる。

また、各エラー判定閾値は、ホストマイコン１０から任意に設定できるようにしてもよい。この場合、マイコン１０は、各負荷２００に対応するエラー判定閾値及び各負荷２００に対応するエラー判定閾値の設定指示をコマンドデータとして含むコマンドフレームを送信する。この各負荷２００に対応するエラー判定閾値及び各負荷２００に対応するエラー判定閾値の設定指示は、時間設定コマンドと称することもできる。

そして、設定用レジスタ２３は、変換部２１が時間設定コマンドをデータとして含むコマンドフレームを受信すると、時間設定コマンドに基づいて、複数の負荷２００の夫々に関連付けてエラー判定閾値を格納する。このようにすることによって、様々な負荷２００に対応することができ、汎用性をより一層向上させることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。エラー判定閾値は、複数の負荷２００の夫々で同じ値を採用してもよい。

また、複数の負荷２００は、オン状態の継続時間がエラー判定閾値に達した場合にオフ状態にするのが好ましい負荷２００と、オフ状態の継続時間がエラー判定閾値に達した場合にオン状態にするのが好ましい負荷２００とを含むこともありうる。

この場合、設定用レジスタ２３には、設定値として、複数の負荷２００の夫々に対する第１状態と第２状態とを示す状態情報を格納しておく。詳述すると、状態情報は、オン状態を第１状態としオフ状態を第２状態とする第１状態情報と、オフ状態を第１状態としオン状態を第２状態とする第２状態情報とを含む。よって、設定用レジスタ２３には、複数の負荷２００の夫々に対して、第１状態情報又は第２状態情報が関連付けられて格納されている。

この場合、タイマ回路２４は、駆動対象である負荷２００に対する状態情報として第１状態情報が格納されている場合、第１状態であるオン状態の継続時間がエラー判定閾値に達すると第２状態であるオフ状態へ強制的に移行させる。一方、タイマ回路２４は、駆動対象である負荷２００に対する移行情報として第２状態情報が記憶されている場合、第１状態であるオフ状態の継続時間がエラー判定閾値に達すると第２状態であるオン状態へ強制的に移行させる。このようにすることによって、様々な負荷２００に対応することができ、汎用性を向上させることができる。

また、各状態情報は、ホストマイコン１０から任意に設定できるようにしてもよい。この場合、マイコン１０は、各負荷２００に対応する状態情報及び各負荷２００に対応する状態情報の設定指示をコマンドデータとして含むコマンドフレームを送信する。この各負荷２００に対応する状態情報及び各負荷２００に対応する状態情報の設定指示は、状態設定コマンドと称することもできる。

そして、設定用レジスタ２３は、変換部２１が状態設定コマンドをデータとして含むコマンドフレームを受信すると、状態設定コマンドに基づいて、複数の負荷２００の夫々に関連付けて状態情報を格納する。このようにすることによって、様々な負荷２００に対応することができ、汎用性をより一層向上させることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。状態情報は、複数の負荷２００の夫々で同じ値を採用してもよい。

また、複数の負荷２００は、第２状態への強制的な移行が有効な負荷２００と、第２状態への強制的な移行が無効な負荷２００とを含んでいてもよい。この場合、設定用レジスタ２３には、設定値として、複数の負荷２００の夫々に対する第２状態への強制的な移行の有効及び無効を示す移行情報を格納しておく。つまり、設定用レジスタ２３には、複数の負荷２００の夫々に対して、有効を示す移行情報又は無効を示す移行情報が関連付けられて格納されている。

この場合、タイマ回路２４は、駆動対象である負荷２００に対する移行情報として、有効を示す移行情報が記憶されている場合、計測した継続時間がエラー判定閾値に達すると第２状態へ強制的に移行させる。しかしながら、タイマ回路２４は、駆動対象である負荷２００に対する移行情報として、無効を示す移行情報が記憶されている場合、計測した継続時間がエラー判定閾値に達しても第２状態への強制的な移行は行わない。

負荷２００によっては、第２状態へ強制的に移行させたくない負荷２００もありうる。よって、このようにすることによって、様々な負荷２００に対応することができ、汎用性を向上させることができる。

また、各移行情報は、ホストマイコン１０から任意に設定できるようにしてもよい。この場合、マイコン１０は、各負荷２００に対応する移行情報及び各負荷２００に対応する移行情報の設定指示をコマンドデータとして含むコマンドフレームを送信する。この各負荷２００に対応する移行情報及び各負荷２００に対応する移行情報の設定指示は、移行設定コマンドと称することもできる。

そして、設定用レジスタ２３は、変換部２１が移行設定コマンドをデータとして含むコマンドフレームを受信すると、移行設定コマンドに基づいて、複数の負荷２００の夫々に関連付けて移行情報を格納する。このようにすることによって、様々な負荷２００に対応することができ、汎用性をより一層向上させることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。移行情報は、複数の負荷２００の夫々で同じ値を採用してもよい。

なお、本実施形態では、ＭＳＣによるシリアル通信にて、通信フレームを受信するドライバＩＣ２０を採用した。しかしながら、本発明は、これに限定されない。ドライバＩＣは、マイクロセカンドレベルよりも通信周期が短いシリアル通信で通信フレームを受信するものであってもよい。言い換えると、ドライバＩＣは、継続的にパリティチェックやサムチェックなどの演算を実施することが困難な通信周期のシリアル通信で通信フレームを受信するものであってもよい。ドライバＩＣは、このような通信周期のシリアル通信で通信フレームを受信するものであっても、出力状態の異常がエラー判定閾値よりも長く継続することを防止できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

１０ ホストマイコン、２０ ドライバＩＣ、２１ シリアルパラレル変換部、２１ａ シリアルパラレル変換回路、２１ｂ オンオフレジスタ、２２ 出力回路部、２２ａ ＡＮＤ回路、２２ｂ ＭＯＳＦＥＴ、２３ 設定用レジスタ、２４ タイマ回路、２５ 信号線、２６ 信号線、１００ 電子制御装置、２００ 負荷

Claims (12)

1. シリアル通信にてデータ信号を含む通信フレームを受信し、受信した前記通信フレームに前記データ信号として制御データが含まれていた場合、前記制御データに基づいて少なくとも一つの負荷を駆動するための負荷駆動出力の出力状態を第１状態及び前記第１状態とは異なる第２状態にする負荷駆動装置（２０）であって、
   前記通信フレームを受信すると共に、前記通信フレームに含まれた前記データ信号をパラレル変換して出力するものであり、前記制御データとして前記第１状態への移行指示を示す第１シリアルデータが含まれていた場合はパラレル変換して前記第１状態への移行指示を示す第１指示信号を出力し、前記制御データとして前記第２状態への移行指示を示す第２シリアルデータが含まれていた場合はパラレル変換して前記第２状態への移行指示を示す第２指示信号を出力する変換部（２１）と、
   少なくとも一つ設けられるものであり、前記変換部から前記第１指示信号が出力されると前記第１状態とし、前記第２指示信号が出力されると前記第２状態とする出力回路部（２２）と、
   前記変換部が前記第１シリアルデータを受信している継続時間を計測すると共に、前記出力回路部による前記出力状態を指示するタイマ回路（２４）と、を備え、
   前記タイマ回路は、計測した継続時間が異常判定時間に達すると、前記出力回路部を前記第２状態に強制的に移行させることを特徴とする負荷駆動装置。
2. 前記変換部は、マイクロセカンドチャネルによるシリアル通信にて、前記通信フレームを受信することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記タイマ回路は、前記変換部が受信している前記データ信号が前記第１シリアルデータから前記第２シリアルデータに切り替わると、計測していた継続時間をクリアすることを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記タイマ回路は、前記出力回路部による前記出力状態を前記第２状態に強制的に移行させた場合、計測していた継続時間をクリアするまで、前記出力回路部の出力を前記第２状態に保持することを特徴とする請求項３に記載の負荷駆動装置。
5. 前記シリアル通信にて、前記第１シリアルデータ及び前記第２シリアルデータによる移行指示の無効化を示す無効コマンドを前記データ信号として含む前記通信フレームを受信するものであり、
   前記出力回路部は、前記変換部が前記無効コマンドを含む前記通信フレームを少なくとも一回受信すると、前記第１指示信号及び前記第２指示信号に基づく前記出力状態の移行を行わないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
6. 前記出力回路部は、前記変換部が前記無効コマンドを含む前記通信フレームを連続で複数回受信すると、前記出力状態の前記第１状態への移行及び前記第２状態への移行を行わないことを特徴とする請求項５に記載の負荷駆動装置。
7. 前記タイマ回路は、前記出力回路部が前記無効コマンドに応じて前記出力状態の前記第１状態への移行及び前記第２状態への移行を行っていない場合において、前記変換部が前記第１シリアルデータを受信すると、前記第１シリアルデータを受信している継続時間を計測し、計測した継続時間が前記異常判定時間よりも短い時間である確認用判定時間に達すると、異常フラグをセットすることを特徴とする請求項５又は６に記載の負荷駆動装置。
8. 前記シリアル通信にて、前記第１シリアルデータ及び前記第２シリアルデータによる移行指示の有効化を示す有効コマンドを前記データ信号として含む前記通信フレームを受信するものであり、
   前記出力回路部は、前記変換部が前記有効コマンドを含む前記通信フレームを受信すると、前記第１指示信号及び前記第２指示信号に基づく前記出力状態の移行を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
9. 前記タイマ回路は、前記変換部が前記有効コマンドを含む前記通信フレームを受信する前に、前記第１シリアルデータを受信すると、前記第１シリアルデータを受信している継続時間を計測し、計測した継続時間が前記異常判定時間よりも短い時間である確認用判定時間に達すると、異常フラグをセットすることを特徴とする請求項８に記載の負荷駆動装置。
10. 前記出力回路部は複数設けられており、各出力回路部は、複数の前記負荷の夫々に対して個別に、前記出力状態を前記第１状態及び前記第２状態とするものであり、
    複数の前記負荷の夫々に対応した前記異常判定時間が格納された設定用レジスタ（２３）を備えており、
    前記設定用レジスタは、前記変換部が時間設定コマンドを前記データ信号として含む前記通信フレームを受信すると、前記時間設定コマンドに基づいて、複数の前記負荷の夫々に対応した前記異常判定時間を格納することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
11. 前記出力回路部は複数設けられており、各出力回路部は、複数の前記負荷の夫々に対して個別に、前記出力状態を前記第１状態及び前記第２状態とするものであり、
    複数の前記負荷の夫々に対する前記第１状態と前記第２状態とを示す状態情報が格納された設定用レジスタ（２３）を備えており、
    前記設定用レジスタは、前記変換部が状態設定コマンドを前記データ信号として含む前記通信フレームを受信すると、前記状態設定コマンドに基づいて、複数の前記負荷の夫々に対応した前記状態情報を格納することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
12. 前記出力回路部は複数設けられており、各出力回路部は、複数の前記負荷の夫々に対して個別に、前記出力状態を前記第１状態及び前記第２状態とするものであり、
    複数の前記負荷の夫々に対する前記第２状態への強制的な移行の有効及び無効を示す移行情報が格納された設定用レジスタ（２３）を備えており、
    前記設定用レジスタは、前記変換部が移行設定コマンドを前記データ信号として含む前記通信フレームを受信すると、前記移行設定コマンドに基づいて、複数の前記負荷の夫々に対応した前記移行情報を格納することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。

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