JP2015221654A - Electronic control unit - Google Patents

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清 愛木
Kiyoshi Aiki
清 愛木
広津 鉄平
Teppei Hirotsu
鉄平 広津
拓也 黛
Takuya Mayuzumi
黛  拓也
豊原 正裕
Masahiro Toyohara
正裕 豊原
昌義 川津
Masayoshi Kawatsu
昌義 川津
藤井 義久
Yoshihisa Fujii
義久 藤井
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic control unit including a stable power supply circuit capable of preventing a reduction in the power supply voltage of a microcomputer even if a battery voltage decreases at a time of starting an engine while reducing the capacity of a capacitor.SOLUTION: An electronic control unit comprises: a microcomputer 20; and a power supply circuit 10 that includes a step-up/step-down DCDC circuit 110 and that generates a power supply voltage of the microcomputer 20 using a battery 30, an operation mode of the microcomputer 20 transitioning from a normal operation mode to a power saving mode in which power consumption is relatively lower than that in the normal operation mode if it is determined that the battery voltage decreases at a time of starting an engine.

Description

本発明は、車載バッテリに接続された電子制御ユニットに係り、特に車載バッテリの電圧が急峻に低下してもマイコンの電源を安定にするために好適な電子制御ユニットに関する。   The present invention relates to an electronic control unit connected to an in-vehicle battery, and more particularly to an electronic control unit suitable for stabilizing the power supply of a microcomputer even when the voltage of the in-vehicle battery drops sharply.

例えば、自動車等の車両においては、環境問題、排気ガス排出規制への対応はもとより、省エネルギー意識の高まりや資源枯渇の懸念から内燃機関の燃費(燃料消費量)を改善することが要請されている。そして、このためには内燃機関の燃焼効率を高めることによって少ない燃料で燃焼を行い、更に排気有害成分を低減するようにしている。   For example, in vehicles such as automobiles, it is required to improve the fuel consumption (fuel consumption) of internal combustion engines in response to environmental problems and exhaust gas emission regulations, as well as heightened awareness of energy conservation and concerns about resource depletion. . For this purpose, by increasing the combustion efficiency of the internal combustion engine, combustion is performed with less fuel, and exhaust harmful components are further reduced.

また、自動車等での無用な燃焼を可能な限り停止させる例として、停車時に無用なアイドリングを行わないためにエンジン(内燃機関)を停止するようにしたアイドルストップがある。アイドルストップは、駐停車時や交差点での信号待ちなどの際にエンジンを停止させることで燃料の節約や排気ガスの削減が行える。   Further, as an example of stopping unnecessary combustion in an automobile or the like as much as possible, there is an idle stop in which the engine (internal combustion engine) is stopped so as not to perform unnecessary idling when the vehicle is stopped. In idle stop, fuel can be saved and exhaust gas can be reduced by stopping the engine when parking or waiting for traffic lights at intersections.

一方で、自動車等のエンジン始動時(アイドルストップ後のエンジン始動も含む)は、スタータモータにラッシュ電流(瞬間的に数百A程度)が流れるためにバッテリの内部抵抗による電圧降下が発生して、バッテリ電圧が急峻に低下してしまう。そのため、バッテリ電圧を電源電圧とする車載の電子制御ユニットや装備品の電子機器は、その電圧低下への耐性が求められている。   On the other hand, when the engine of a car or the like is started (including engine start after idling stop), a rush current (approximately several hundreds A) flows through the starter motor, so that a voltage drop due to the internal resistance of the battery occurs. The battery voltage will drop sharply. Therefore, an in-vehicle electronic control unit that uses a battery voltage as a power supply voltage or an electronic device as an accessory is required to have resistance to voltage drop.

例えば、エンジン始動時の電圧低下を抑制して車載機器への不具合を未然に防止する発明としては、特開2002−38984号公報(特許文献1)に記載されたものがある。この特許文献1には、エンジン始動時の電圧低下を補う目的で電圧補償手段を設けてバッテリ電圧を補償する方法が記載されている。   For example, as an invention that suppresses a voltage drop at the time of starting an engine and prevents a problem with an in-vehicle device, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-38984 (Patent Document 1). This Patent Document 1 describes a method for compensating a battery voltage by providing a voltage compensating means for the purpose of compensating for a voltage drop at the time of starting the engine.

また、ISO16750−2「始動プロフィール」には、エンジン始動中のバッテリ電圧変動に対する機器の耐性試験の規格が示されている。   In addition, ISO 16750-2 “Starting Profile” shows a standard for a device resistance test against battery voltage fluctuation during engine starting.

特開2002−38984号公報JP 2002-38984 A

ところで、従来の電子制御ユニットの電源回路では、バッテリ電圧を降圧DCDC回路で降圧することによってマイコンの電源電圧を生成していたため、エンジン始動時にバッテリ電圧がマイコンの動作電圧より下回るとマイコンにリセットがかかり、さらには停止してしまうという現象があった。   By the way, in the power supply circuit of the conventional electronic control unit, since the power supply voltage of the microcomputer is generated by stepping down the battery voltage by the step-down DCDC circuit, the microcomputer is reset when the battery voltage falls below the operation voltage of the microcomputer at the time of engine start. There was a phenomenon that it stopped and stopped.

この現象に対処するために、従来の技術においては、大容量のコンデンサを配置することで電圧リプルを吸収する手法が一般的であった。しかしながら、近年、電子制御ユニットの小型化等の要請を理由に、コンデンサの小容量化と共にバッテリ電圧低下への耐性が強く要請されてきている。   In order to cope with this phenomenon, in the conventional technique, a method of absorbing a voltage ripple by arranging a large-capacity capacitor is generally used. However, in recent years, there has been a strong demand for resistance to a decrease in battery voltage as well as a reduction in the capacity of the capacitor because of the demand for downsizing the electronic control unit.

本発明の目的は、このような要請に応えるため、コンデンサの容量を低減しつつ、エンジン始動時のバッテリ電圧低下に際してもマイコンの電源電圧を低下させない、安定した電源回路を備えた電子制御ユニットを提供することにある。   An object of the present invention is to meet such demands by providing an electronic control unit having a stable power supply circuit that does not reduce the power supply voltage of the microcomputer even when the battery voltage drops at the time of starting the engine while reducing the capacity of the capacitor. It is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は、マイコン部と、昇降圧DCDC回路を有し、前記マイコン部の電源電圧を外部電源を元に生成する電源部とを備え、前記マイコン部は、エンジン始動時に前記外部電源の電圧が低下したと判断した時には、前記マイコンの動作モードを通常動作モードから当該通常動作モードよりも消費電力の低い低消費電力モードに遷移することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention includes a microcomputer unit and a power supply unit that has a step-up / step-down DCDC circuit and generates a power supply voltage of the microcomputer unit based on an external power supply. When it is determined that the voltage of the external power supply has decreased at the time of startup, the operation mode of the microcomputer is changed from the normal operation mode to the low power consumption mode in which the power consumption is lower than that of the normal operation mode.

本発明によれば、外部電源の電圧が低下した場合にマイコン部の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに遷移するので、外部電源電圧の低下中にもマイコン部を安定動作しながら消費電力を抑制でき、コンデンサ容量の削減又はコンデンサレスが実現できる。   According to the present invention, when the voltage of the external power supply decreases, the operation mode of the microcomputer unit transitions from the normal operation mode to the low power consumption mode. The power can be suppressed, and the capacitor capacity can be reduced or the capacitor can be reduced.

本発明の実施の形態に係る電子制御ユニット(ECU)1の電源回路の構成図。1 is a configuration diagram of a power supply circuit of an electronic control unit (ECU) 1 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る電子制御ユニット1の昇降圧DCDC回路110をスイッチング素子で構成した場合の構成図。The block diagram at the time of comprising the buck-boost DCDC circuit 110 of the electronic control unit 1 which concerns on embodiment of this invention with the switching element. 本発明の実施の形態に係る電子制御ユニット1の昇降圧DCDC回路110をスイッチング素子で構成した場合の動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows operation | movement at the time of comprising the buck-boost DCDC circuit 110 of the electronic control unit 1 which concerns on embodiment of this invention by a switching element. 本発明の実施の形態に係る電子制御ユニット1の外部電源として試験電圧311を利用した場合における昇降圧DCDC回路110とレギュレータ120の出力電圧の時間変化の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of the time change of the output voltage of the buck-boost DCDC circuit 110 and the regulator 120 at the time of utilizing the test voltage 311 as an external power supply of the electronic control unit 1 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電子制御ユニット1への電源投入をトリガーに実行されるメインの処理フロー。The main processing flow performed when the power supply to the electronic control unit 1 which concerns on embodiment of this invention is turned on is a trigger. マイコン20に割り込みを許可する設定がされているときに所定の割り込みをトリガーに実行される割り込み処理フロー。An interrupt processing flow that is executed with a predetermined interrupt as a trigger when the microcomputer 20 is set to permit an interrupt. 図4A及び図4Bの処理フローの結果、電子制御ユニット1によって行われる間欠動作のタイミング図。FIG. 4 is a timing diagram of intermittent operation performed by the electronic control unit 1 as a result of the processing flow of FIGS. 4A and 4B. 電源回路に降圧DCDC回路210を備えた比較例の電子制御ユニット201の構成図。The block diagram of the electronic control unit 201 of the comparative example provided with the pressure | voltage fall DCDC circuit 210 in the power supply circuit. 図6に示した電子制御ユニット201における降圧DCDC回路210の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a step-down DCDC circuit 210 in the electronic control unit 201 shown in FIG. 6. 図6に示した電子制御ユニット201における電源回路の出力波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output waveform of the power supply circuit in the electronic control unit 201 shown in FIG. 参考文献におけるマイコンのDC特性の一例を示した説明図。Explanatory drawing which showed an example of the DC characteristic of the microcomputer in a reference. 参考文献におけるマイコンのAC特性の一例を示した説明図。Explanatory drawing which showed an example of the AC characteristic of the microcomputer in a reference. エンジン始動のために車両に搭載された構成要素の説明図。Explanatory drawing of the component mounted in the vehicle for engine starting. ISO16750−2に記載の試験電圧の時間変化(電圧波形)を示す説明図。Explanatory drawing which shows the time change (voltage waveform) of the test voltage as described in ISO16750-2. ISO16750−2に記載の試験電圧と時間の関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between the test voltage as described in ISO16750-2, and time. 本発明の実施の形態に係る電子制御ユニット1においてアイドルストップからのエンジン再始動時に出力されるスタート信号をトリガーに実行されるメインの処理フロー。The main process flow performed by using the start signal output at the time of the engine restart from an idle stop in the electronic control unit 1 which concerns on embodiment of this invention as a trigger.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内での種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。例えば、本発明は、以下の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and includes various modifications and application examples without departing from the scope of the present invention. It is included in the range. For example, the present invention is not limited to the one having all the configurations described in the following embodiments, and includes a configuration in which a part of the configuration is deleted.

図1は、本発明の実施形態に係る電子制御ユニット(ECU)1の電源回路の構成図である。この図に示した電子制御ユニット1は、原動機としてエンジンを備える自動車に搭載されたものであり、その内部に電源回路10とマイコン(マイコン部)20を備えている。電源回路10は、外部電源であるバッテリ30からの入力電圧を昇圧/降圧して出力する昇降圧DCDC回路110と、バッテリ30の電圧を検出する電圧検出部150と、所定の値の電圧を出力するレギュレータ120と、マイコン20にリセット信号を出力するためのリセット回路130と、電源回路10の制御に係る各種処理を実行する制御部140を備えている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply circuit of an electronic control unit (ECU) 1 according to an embodiment of the present invention. The electronic control unit 1 shown in this figure is mounted on an automobile including an engine as a prime mover, and includes a power supply circuit 10 and a microcomputer (microcomputer unit) 20 therein. The power supply circuit 10 outputs a step-up / down DCDC circuit 110 that steps up / steps down and outputs an input voltage from a battery 30 that is an external power supply, a voltage detection unit 150 that detects the voltage of the battery 30, and outputs a voltage of a predetermined value. And a regulator 120 for outputting a reset signal to the microcomputer 20 and a control unit 140 for executing various processes related to control of the power supply circuit 10.

電源回路10では、前段の昇降圧DCDC回路110によってバッテリ30の電圧から例えば6Vを生成し、後段のシリーズ電源であるところのレギュレータ120で例えば5Vを生成して、これをマイコン20の電源電圧としてラインL3を介してマイコン20に供給する。つまり、本実施の形態に係る電源回路10は、変換効率のよいDCDC回路110を前段に配し、出力電圧リプルの少ないシリーズ電源(レギュレータ)120を後段に配したものである。コンデンサ3はラインL3における電圧リプルを抑制するために備えたものである。   In the power supply circuit 10, for example, 6 V is generated from the voltage of the battery 30 by the step-up / step-down DCDC circuit 110, and for example, 5 V is generated by the regulator 120, which is the subsequent series power supply, and this is used as the power supply voltage of the microcomputer 20. This is supplied to the microcomputer 20 via the line L3. That is, in the power supply circuit 10 according to the present embodiment, the DCDC circuit 110 with high conversion efficiency is arranged in the front stage, and the series power supply (regulator) 120 with a small output voltage ripple is arranged in the rear stage. The capacitor 3 is provided to suppress voltage ripple in the line L3.

リセット回路130にはラインL3の電圧値が入力されており、リセット回路130はラインL4を介してマイコン20と接続されている。リセット回路130は、電源投入時にマイコン20に対してリセット信号を発行し、また、ラインL3の電圧がマイコン20の動作電圧未満の値まで低下した際(例えば、マイコン20の動作電圧が5VのときにL3の電圧が4.5Vまで低下したとき)にもマイコン20を再始動するためにリセット信号を発行する。   The voltage value of the line L3 is input to the reset circuit 130, and the reset circuit 130 is connected to the microcomputer 20 via the line L4. The reset circuit 130 issues a reset signal to the microcomputer 20 when the power is turned on, and when the voltage of the line L3 decreases to a value lower than the operating voltage of the microcomputer 20 (for example, when the operating voltage of the microcomputer 20 is 5V). The reset signal is issued to restart the microcomputer 20 even when the voltage of L3 drops to 4.5V.

外部のバッテリ30の正極は、ラインL1を介して、昇降圧DCDC回路110の端子Viと電圧検出部150に、さらにはマイコン20の端子A/Dに接続される。   The positive electrode of the external battery 30 is connected to the terminal Vi and the voltage detection unit 150 of the step-up / step-down DCDC circuit 110 and further to the terminal A / D of the microcomputer 20 via the line L1.

マイコン20は、ラインL1及び端子A/Dを介してアナログ信号として入力されるバッテリ電圧(当該アナログ信号はマイコン20内部のAD変換器(図示せず)でデジタル信号に変換される)をエンジン始動時に監視し、バッテリ電圧が設定値Vm(例えば、マイコン20の動作電圧値(5V))未満に達したことを当該監視電圧に基づいて検出することで「バッテリ30の電圧が低下した」と判断し、マイコン20は自身の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに遷移する。詳細は後述するが、低消費電力モードは、通常動作モードよりも相対的に消費電力が低い動作モードである。   The microcomputer 20 starts the battery voltage (analog signal is converted into a digital signal by an AD converter (not shown) inside the microcomputer 20) input as an analog signal via the line L1 and the terminal A / D. Sometimes, the battery voltage is determined to be “the voltage of the battery 30 has decreased” by detecting that the battery voltage has reached less than a set value Vm (for example, the operating voltage value (5V) of the microcomputer 20) based on the monitoring voltage. Then, the microcomputer 20 changes its own operation mode from the normal operation mode to the low power consumption mode. Although details will be described later, the low power consumption mode is an operation mode in which power consumption is relatively lower than that in the normal operation mode.

図1では省略しているが、マイコン20によるバッテリ電圧の検出に関連して、バッテリ30の正極とマイコン20の端子A/Dを接続するラインL1には、マイコン20の動作電圧を超える電圧がバッテリ30から入力されることを回避するために分圧回路が設けられている(当該分圧回路はマイコン20の端子A/Dの近傍に設けることが好ましい)。当該分圧回路の例としては、バッテリ30の正極に30kΩと10kΩの抵抗を直列接続し、当該10kΩの抵抗をバッテリ30の端子GNDに接続し、当該2つの抵抗の接続点をマイコン20の端子A/Dに入力するものがある。この場合、バッテリ電圧は1/4に分圧されてマイコン20の端子A/Dに入力されるため、バッテリ電圧が12Vのときには3Vがマイコン20に入力される。したがって、バッテリ電圧が所定の値(例えば、上記設定値Vm(5V))未満まで低下したか否かは、マイコン20の端子A/Dに入力される電圧が当該所定の値に1/4を乗じた値(当該所定の値が5Vのときは1.25V)未満に達したか否かで判定することができる。   Although omitted in FIG. 1, in connection with the detection of the battery voltage by the microcomputer 20, a voltage exceeding the operating voltage of the microcomputer 20 is present on the line L <b> 1 connecting the positive electrode of the battery 30 and the terminal A / D of the microcomputer 20. In order to avoid the input from the battery 30, a voltage dividing circuit is provided (the voltage dividing circuit is preferably provided in the vicinity of the terminal A / D of the microcomputer 20). As an example of the voltage dividing circuit, 30 kΩ and 10 kΩ resistors are connected in series to the positive electrode of the battery 30, the 10 kΩ resistor is connected to the terminal GND of the battery 30, and the connection point of the two resistors is the terminal of the microcomputer 20. Some input to A / D. In this case, since the battery voltage is divided into ¼ and inputted to the terminal A / D of the microcomputer 20, 3V is inputted to the microcomputer 20 when the battery voltage is 12V. Therefore, whether or not the battery voltage has decreased to a value less than a predetermined value (for example, the set value Vm (5V)) is determined by whether the voltage input to the terminal A / D of the microcomputer 20 is ¼ of the predetermined value. The determination can be made based on whether or not the value has reached less than the multiplied value (1.25 V when the predetermined value is 5 V).

なお、マイコン20で現在いずれの動作モードが選択されているかについては、例えば、本実施の形態のようにマイコン20の動作電圧が一定の場合には、ラインL3の電流値を電流センサ等で測定すれば判断可能である。   As to which operation mode is currently selected in the microcomputer 20, for example, when the operation voltage of the microcomputer 20 is constant as in this embodiment, the current value of the line L3 is measured by a current sensor or the like. Judgment is possible.

また、マイコン20にバッテリ電圧を入力する構成については図示及び上記で説明したものに限定せず、公知の構成が利用可能である。例えば、本実施の形態のマイコン20は、ラインL1を介して直接的にバッテリ電圧の値を検出しているが、電圧検出部150のようなマイコン20と独立した電圧検出手段(電圧検出部)を別途設置して、そこからの出力(バッテリ電圧)を端子A/Dに入力するように構成しても良い。また、本実施の形態にように端子A/Dを介してバッテリ電圧を入力することに代えて、アナログの電圧コンパレータをマイコンに内蔵し、当該電圧コンパレータを介して入力したバッテリ電圧に基づいて電圧の判定を行っても良い。   In addition, the configuration for inputting the battery voltage to the microcomputer 20 is not limited to that illustrated and described above, and a known configuration can be used. For example, the microcomputer 20 of the present embodiment directly detects the value of the battery voltage via the line L1, but voltage detection means (voltage detection unit) independent of the microcomputer 20 such as the voltage detection unit 150. May be installed separately, and the output (battery voltage) from there may be input to the terminal A / D. Further, instead of inputting the battery voltage via the terminal A / D as in the present embodiment, an analog voltage comparator is built in the microcomputer, and the voltage is determined based on the battery voltage input via the voltage comparator. It may be determined.

昇降圧DCDC回路110の端子Voは、ラインL2を介してレギュレータ120の端子Viと制御部140に接続される。レギュレータ120の端子Voは、ラインL3を介してマイコン20の端子VCCとリセット回路130に接続される。リセット信号は、ラインL4を介してマイコン20の端子RESに接続される。ラインL5はマイコン20の端子DIO(デジタル入出力端子)に接続される。ラインL5の他端には、エンジン及び車両の状態量を検出するための各種センサ並びにエンジン及び車両内の各種アクチュエータ等が接続されており、例えば、エンジンのクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ90(図10参照)、およびエンジン冷却水温度を検出する水温センサ(図示せず)等を含むエンジンの状態量を検出する各種センサの出力が端子DIOを介してマイコン20に入力される。   The terminal Vo of the step-up / step-down DCDC circuit 110 is connected to the terminal Vi of the regulator 120 and the control unit 140 via a line L2. The terminal Vo of the regulator 120 is connected to the terminal VCC of the microcomputer 20 and the reset circuit 130 via a line L3. The reset signal is connected to the terminal RES of the microcomputer 20 via the line L4. The line L5 is connected to a terminal DIO (digital input / output terminal) of the microcomputer 20. Connected to the other end of the line L5 are various sensors for detecting the state quantity of the engine and the vehicle and various actuators in the engine and the vehicle. For example, the crank angle for detecting the rotation angle of the crankshaft of the engine. The outputs of various sensors that detect the state quantity of the engine, including a sensor 90 (see FIG. 10) and a water temperature sensor (not shown) that detects the engine coolant temperature, are input to the microcomputer 20 via the terminal DIO.

制御部140はラインL6を介して昇降圧DCDC回路110に接続されており、制御部140はラインL6を介してPWMスイッチング動作と昇圧/降圧の切替えを行うための制御信号を昇降圧DCDC回路110に出力する。また、制御部140はラインL7を介して電圧検出部150に接続されており、電圧検出部150から出力されるバッテリ電圧の検知信号はラインL7を介して制御部140に送られる。   The control unit 140 is connected to the step-up / step-down DCDC circuit 110 via the line L6, and the control unit 140 sends a control signal for switching between the PWM switching operation and the step-up / step-down operation via the line L6. Output to. The control unit 140 is connected to the voltage detection unit 150 via the line L7, and the battery voltage detection signal output from the voltage detection unit 150 is sent to the control unit 140 via the line L7.

本実施の形態に係る制御部140は、電圧検出部150からラインL7を介して入力されるバッテリ電圧が設定値Vb未満のときは、バッテリ30の電圧が低下したと判断し、昇降圧DCDC回路110に昇圧動作を指示する制御信号をラインL6を介して出力し、一方、電圧検出部150から入力されるバッテリ電圧が設定値Vb以上のときは、バッテリ30の電圧が正常または回復したと判断し、昇降圧DCDC回路110に降圧動作を指示する制御信号を出力する。設定値Vbは、電源部10(制御部140)がバッテリ(外部電源)30の電圧が低下または回復したと判断する際に利用する値であり、例えば、昇降圧DCDC回路110の出力電圧値(6V)以上で、且つ、バッテリ30の通常動作時電圧(一般的には12〜14V程度であり、後述の図11Aの例では試験電圧UB=12Vが該当する)以下の範囲に含まれており、ここではVb=8Vとする。なお、後述の図11Aにおける試験期間t8のリプル電圧が5〜7Vになることから、Vb=8Vは好適であるが、Vbはこの値に限定されるものではない。   The control unit 140 according to the present embodiment determines that the voltage of the battery 30 has decreased when the battery voltage input from the voltage detection unit 150 via the line L7 is less than the set value Vb, and the step-up / step-down DCDC circuit 110 outputs a control signal for instructing a boosting operation via line L6. On the other hand, when the battery voltage input from voltage detector 150 is equal to or higher than set value Vb, it is determined that the voltage of battery 30 is normal or recovered. Then, a control signal for instructing the step-down operation to the step-up / step-down DCDC circuit 110 is output. The set value Vb is a value used when the power supply unit 10 (control unit 140) determines that the voltage of the battery (external power supply) 30 has dropped or recovered. For example, the set value Vb is an output voltage value of the step-up / down DCDC circuit 110 ( 6V) or more, and is included in the range below the normal operating voltage of the battery 30 (generally about 12 to 14V, which corresponds to the test voltage UB = 12V in the example of FIG. 11A described later). Here, Vb = 8V. In addition, since the ripple voltage in the test period t8 in FIG. 11A described later becomes 5 to 7V, Vb = 8V is preferable, but Vb is not limited to this value.

図2に昇降圧DCDC回路110の構成を示す。図2Aは、本発明の電子制御ユニット1の昇降圧DCDC回路110をスイッチング素子で構成した場合の構成図で、図2Bは、本発明の電子制御ユニット1の昇降圧DCDC回路110をスイッチング素子で構成した場合の動作を示す説明図である。   FIG. 2 shows the configuration of the step-up / step-down DCDC circuit 110. 2A is a configuration diagram when the step-up / step-down DCDC circuit 110 of the electronic control unit 1 of the present invention is configured by a switching element, and FIG. 2B is a configuration diagram of the step-up / step-down DCDC circuit 110 of the electronic control unit 1 of the present invention by a switching element. It is explanatory drawing which shows the operation | movement at the time of comprising.

図2Aに示すように、昇降圧DCDC回路110は、典型的なトポロジーの降圧DCDC回路と昇圧DCDC回路を直列接続した構成にあって、スイッチング素子(MOSFET等)を使用した回路構成であり、インダクタ113とコンデンサ117を降圧DCDC回路と昇圧DCDC回路で共用する構成となっている。図2Aの例では、入力端子Vi側(図中、左側)に降圧DCDC回路、出力端子側Vo側(図中、右側)に昇圧DCDC回路を配したが逆であってもよい。   As shown in FIG. 2A, the step-up / step-down DCDC circuit 110 has a configuration in which a step-down DCDC circuit and a step-up DCDC circuit having a typical topology are connected in series, and uses a switching element (such as a MOSFET), and includes an inductor. 113 and the capacitor 117 are shared by the step-down DCDC circuit and the step-up DCDC circuit. In the example of FIG. 2A, the step-down DCDC circuit is arranged on the input terminal Vi side (left side in the figure), and the step-up DCDC circuit is arranged on the output terminal side Vo side (right side in the figure).

先ず、降圧動作を説明する。降圧DCDC回路は、スイッチング素子111とスイッチング素子112とインダクタ113から構成される。図2Bに示すように、降圧動作時は、制御信号CTRL3によりスイッチング素子115をOFF状態、制御信号CTRL4によりスイッチング素子116をON状態に設定する。そして、制御信号CTRL1と制御信号CTRL2により、スイッチング素子111とスイッチング素子112をPWM制御することにより、端子Viから入力された電圧より低い電圧を端子Voに出力することが可能である。   First, the step-down operation will be described. The step-down DCDC circuit includes a switching element 111, a switching element 112, and an inductor 113. As shown in FIG. 2B, during the step-down operation, the switching element 115 is set to the OFF state by the control signal CTRL3, and the switching element 116 is set to the ON state by the control signal CTRL4. A voltage lower than the voltage input from the terminal Vi can be output to the terminal Vo by PWM-controlling the switching element 111 and the switching element 112 with the control signal CTRL1 and the control signal CTRL2.

次に、昇圧動作を説明する。昇圧DCDC回路は、インダクタ113とスイッチング素子115とスイッチング素子116から構成される。図2Bに示すように、昇圧動作時は、制御信号CTRL2によりスイッチング素子112をOFF状態、制御信号CTRL1によりスイッチング素子111をON状態に設定する。そして、制御信号CTRL3と制御信号CTRL4により、スイッチング素子115とスイッチング素子116をPWM制御することにより、端子Viから入力された電圧より高い電圧を端子Voに出力することが可能である。   Next, the boosting operation will be described. The step-up DCDC circuit includes an inductor 113, a switching element 115, and a switching element 116. As shown in FIG. 2B, during the step-up operation, the switching element 112 is set to the OFF state by the control signal CTRL2, and the switching element 111 is set to the ON state by the control signal CTRL1. A voltage higher than the voltage input from the terminal Vi can be output to the terminal Vo by PWM control of the switching element 115 and the switching element 116 using the control signal CTRL3 and the control signal CTRL4.

以上のように、昇降圧DCDC回路110は、制御信号CTRL1〜CTRL4によって、昇圧動作と降圧動作を切替えることが可能である。   As described above, the step-up / step-down DCDC circuit 110 can switch between the step-up operation and the step-down operation by the control signals CTRL1 to CTRL4.

図3は、本発明の実施形態に係る電子制御ユニット1の外部電源として試験電圧311を利用した場合における昇降圧DCDC回路110とレギュレータ120の出力電圧の時間変化の様子を示す説明図である。なお、図中の試験電圧311はISO16750−2で定められたものであり、試験電圧311の詳細については図11を用いて後述する。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the output voltages of the step-up / step-down DCDC circuit 110 and the regulator 120 change with time when the test voltage 311 is used as the external power source of the electronic control unit 1 according to the embodiment of the present invention. The test voltage 311 in the figure is determined by ISO 16750-2, and details of the test voltage 311 will be described later with reference to FIG.

図3に示すように、印加開始直後の試験電圧311(図3中の細線)は設定値Vb(8V)以上であるため、昇降圧DCDC回路110は降圧動作を行う。その後、電源回路10は、バッテリ電圧に対応する試験電圧311が設定値Vb未満に達したことを検知することで「外部電源の電圧(試験電圧311)が低下した」と判断し、これをきっかけにそれまでの降圧動作から昇圧動作に切替える(図3のタイミングt3)。これにより、試験電圧311がさらに低下して図示のように3Vまで達しても昇降圧DCDC回路110の出力電圧312(図3中の太線)が昇圧されて、昇降圧DCDC回路110は安定的に目標電圧である6Vの電圧を出力していることが見てとれる。本実施の形態では、目標電圧は、設定値Vb(8V)よりも小さい値であり、マイコン動作電圧(5V)より高い値に設定されている。   As shown in FIG. 3, since the test voltage 311 (thin line in FIG. 3) immediately after the start of application is equal to or higher than the set value Vb (8 V), the step-up / step-down DCDC circuit 110 performs a step-down operation. Thereafter, the power supply circuit 10 determines that “the voltage of the external power supply (test voltage 311) has decreased” by detecting that the test voltage 311 corresponding to the battery voltage has reached less than the set value Vb. Then, switching from the current step-down operation to the step-up operation is performed (timing t3 in FIG. 3). As a result, even if the test voltage 311 further decreases and reaches 3V as shown in the figure, the output voltage 312 (thick line in FIG. 3) of the step-up / step-down DCDC circuit 110 is boosted, and the step-up / step-down DCDC circuit 110 is stably It can be seen that the target voltage of 6V is output. In the present embodiment, the target voltage is a value smaller than the set value Vb (8V) and is set to a value higher than the microcomputer operating voltage (5V).

また、昇圧動作中の昇降圧DCDC回路110は、入力電圧が目標電圧(6V)未満の時は目標電圧(6V)を出力し、入力電圧が目標電圧(6V)を超えると入力電圧と同じ電圧(すなわち目標電圧を超える電圧)を出力する。さらに、昇降圧DCDC回路110は、試験電圧311が設定値Vb以上に回復した時(図3のタイミングt4)に、昇圧動作から降圧動作に切替えられ、DCDC回路出力電圧312は降圧されて6Vに戻る。   The step-up / step-down DCDC circuit 110 during the boosting operation outputs the target voltage (6V) when the input voltage is less than the target voltage (6V), and the same voltage as the input voltage when the input voltage exceeds the target voltage (6V). (That is, a voltage exceeding the target voltage) is output. Further, the step-up / step-down DCDC circuit 110 is switched from the step-up operation to the step-down operation when the test voltage 311 recovers to the set value Vb or more (timing t4 in FIG. 3), and the DCDC circuit output voltage 312 is stepped down to 6V. Return.

図3に示したように、本発明の昇降圧DCDC回路110は、試験電圧311の時間変化に応じて降圧動作と昇圧動作を適宜切替えるのでDCDC回路出力電圧312が6V以上確保される。これによりレギュレータ出力電圧313(図中、太い点線)は5Vで継続的に安定している。したがって、バッテリ電圧が急峻に低下して、マイコン20の動作電圧(5V)より下がった場合にも(図3のタイミングt1〜タイミングt2の間)、マイコン20の電源電圧を動作電圧に維持出来るため、電子制御ユニットは何ら障害を受けないのである。   As shown in FIG. 3, the step-up / step-down DCDC circuit 110 according to the present invention appropriately switches between the step-down operation and the step-up operation according to the time change of the test voltage 311, so that the DCDC circuit output voltage 312 is ensured to be 6V or more. As a result, the regulator output voltage 313 (thick dotted line in the figure) is continuously stable at 5V. Therefore, even when the battery voltage drops sharply and falls below the operating voltage (5 V) of the microcomputer 20 (between timing t1 and timing t2 in FIG. 3), the power supply voltage of the microcomputer 20 can be maintained at the operating voltage. The electronic control unit is not disturbed at all.

なお、降圧動作から昇圧動作の切替えと昇圧動作から降圧動作への切替えの判断は、バッテリ電圧が8V(設定値Vb)未満か否かで行うと説明したが、当該判断に利用する電圧値は8Vに限定されるものではない。DCDC回路出力電圧312の6Vが低下しないように、バッテリ電圧が8V未満に低下する手前(例えば9V)で早めに昇圧動作に切替えてもよく、且つ、レギュレータ120の損失を抑えるために、昇降圧DCDC回路110の入力Viと出力Voの間の電位差が大きくならない電圧値が望ましいのは言うまでもない。   Although it has been described that the switching between the step-down operation and the step-up operation and the switching from the step-up operation to the step-down operation are performed based on whether or not the battery voltage is less than 8 V (set value Vb), the voltage value used for the determination is as follows. It is not limited to 8V. In order to prevent 6V of the DCDC circuit output voltage 312 from dropping, the voltage may be switched to the boosting operation immediately before the battery voltage drops below 8V (for example, 9V), and in order to suppress the loss of the regulator 120, It goes without saying that a voltage value that does not increase the potential difference between the input Vi and the output Vo of the DCDC circuit 110 is desirable.

ところで、マイコン20は、試験電圧311が設定値Vm(マイコン20の動作電圧である5V)未満に達したことを検知した場合(図3のタイミングt1〜タイミングt2の間)、自身の動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに切り替える。設定値Vmは、設定値Vbより小さい値に設定されているので、試験電圧311では、昇降圧DCDC回路110の昇圧動作が開始した後にマイコン20の動作モードが低消費電力モードに切り換えられ、マイコン20の動作モードが通常モードに復帰した後に昇降圧DCDC回路110は再び降圧動作を行うことになる。   By the way, when the microcomputer 20 detects that the test voltage 311 has reached less than the set value Vm (the operation voltage of the microcomputer 20 is 5V) (between timing t1 and timing t2 in FIG. 3), the microcomputer 20 changes its operation mode. Switch from normal operation mode to low power consumption mode. Since the set value Vm is set to a value smaller than the set value Vb, the test mode 311 switches the operation mode of the microcomputer 20 to the low power consumption mode after the step-up operation of the step-up / step-down DCDC circuit 110 is started. After the 20 operation modes return to the normal mode, the step-up / step-down DCDC circuit 110 performs the step-down operation again.

上記のように構成した電子制御ユニット1によれば、電源回路10に昇降圧DCDC回路110を備えているので、バッテリ電圧が設定値Vb未満に低下した場合に昇降圧DCDC回路110を降圧動作から昇圧動作に切替えることによってマイコン20の電源電圧の低下を防止できる。これによりエンジン始動時の一時的な急峻なバッテリ電圧低下に備えてコンデンサを大容量化する必要がなくなり、電子制御ユニットの小型化が実現できる。さらに、本実施の形態では、昇降圧DCDC回路110の昇圧動作中にバッテリ電圧が設定値Vm未満に低下したとマイコン20が判断した場合には、マイコン20自身の動作モードが通常動作モードから低消費電力モードに遷移されるので、昇降圧DCDC回路110が昇圧動作中の負荷電流を低減することができる。したがって、本実施の形態に係る電子制御ユニット1によれば、バッテリ電圧の低下中にもマイコン20を安定動作させながら消費電力の抑制が可能となり、電圧リプルを吸収するために電源部10に設置するコンデンサの容量削減又は電源部10のコンデンサレス化が実現できる。   According to the electronic control unit 1 configured as described above, since the power supply circuit 10 includes the step-up / step-down DCDC circuit 110, when the battery voltage drops below the set value Vb, the step-up / step-down DCDC circuit 110 is switched from the step-down operation. By switching to the boosting operation, it is possible to prevent a decrease in the power supply voltage of the microcomputer 20. As a result, it is not necessary to increase the capacity of the capacitor in preparation for a temporary steep drop in battery voltage when the engine is started, and the electronic control unit can be downsized. Furthermore, in the present embodiment, when the microcomputer 20 determines that the battery voltage has dropped below the set value Vm during the step-up operation of the step-up / step-down DCDC circuit 110, the operation mode of the microcomputer 20 itself is lower than the normal operation mode. Since the mode is changed to the power consumption mode, the load current during the step-up / step-down DCDC circuit 110 during the boosting operation can be reduced. Therefore, according to the electronic control unit 1 according to the present embodiment, it is possible to suppress power consumption while stably operating the microcomputer 20 even when the battery voltage is lowered, and the power supply unit 10 is installed to absorb voltage ripple. The capacity of the capacitor to be reduced or the power supply unit 10 can be reduced.

そして、昇降圧DCDC回路110の昇圧動作中にバッテリ電圧が設定値Vm以上に回復したとマイコン20が判断した場合には、通常モードに速やかに遷移するので、マイコン20のCPU停止時間を最小化できる。   When the microcomputer 20 determines that the battery voltage has recovered to the set value Vm or higher during the step-up operation of the step-up / step-down DCDC circuit 110, the microcomputer 20 quickly shifts to the normal mode, so the CPU stop time of the microcomputer 20 is minimized. it can.

ところで、マイコン20の動作モードが低消費電力モードの場合には、一時的に通常モードに移り、各種車載センサ出力の入力や所定の処理等を行った後に、再び低消費電力モードに戻る間欠動作を行うことが好ましい。   By the way, when the operation mode of the microcomputer 20 is the low power consumption mode, the operation temporarily changes to the normal mode, and after performing various in-vehicle sensor output inputs and predetermined processing, the intermittent operation returns to the low power consumption mode again. It is preferable to carry out.

図4Aおよび図4Bは本発明の実施形態に係る電子制御ユニット1においてエンジン始動時にマイコン20が行う動作フローの説明図である。図4Aは電子制御ユニット1への電源投入をトリガーに実行されるメインの処理フローを示し、図4Bはマイコン20に割り込みを許可する設定(以下では「割り込み設定」と称することがある)がされているときに所定の割り込み(ここではクランク角センサ90の出力に基づくハード的な割り込み要求(IRQ))をトリガーに実行される割り込み処理フローを示している。なお、以下の説明で参照するスタータモータ70およびスタートスイッチ60を含むエンジン始動のための構成の詳細については図10を用いて後述する。   4A and 4B are explanatory diagrams of an operation flow performed by the microcomputer 20 when the engine is started in the electronic control unit 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a main processing flow executed when the power to the electronic control unit 1 is turned on. FIG. 4B shows a setting for permitting an interrupt to the microcomputer 20 (hereinafter sometimes referred to as “interrupt setting”). 5 shows an interrupt processing flow executed when a predetermined interrupt (here, a hardware interrupt request (IRQ based on the output of the crank angle sensor 90)) is used as a trigger. Details of the configuration for starting the engine including the starter motor 70 and the start switch 60 referred to in the following description will be described later with reference to FIG.

先ず、図4Aのメインの処理フローについて説明する。電子制御ユニット1に電源が入れられると図4Aの処理フローが開始され、リセット回路130からリセット信号がマイコン20に発行され、当該リセット信号によりマイコン20が初期化され通常モードで立ち上がる(処理S1)。   First, the main processing flow of FIG. 4A will be described. When the electronic control unit 1 is powered on, the processing flow of FIG. 4A is started, a reset signal is issued from the reset circuit 130 to the microcomputer 20, the microcomputer 20 is initialized by the reset signal, and starts up in a normal mode (processing S1). .

処理S2では、スタートスイッチ60(図10参照)がオン状態か否かを判断し、スタートスイッチ60がオン状態にあると検出したら処理S3に進む。処理S2でスタートスイッチ60がオフ状態にあると検出したら再度処理S2を実行する。つまり、この場合、スタートスイッチ60がオン状態になるまで次の処理の実行は中断される。   In process S2, it is determined whether or not the start switch 60 (see FIG. 10) is in an on state. If it is detected that the start switch 60 is in an on state, the process proceeds to process S3. If it is detected in step S2 that the start switch 60 is off, step S2 is executed again. That is, in this case, execution of the next process is interrupted until the start switch 60 is turned on.

スタートスイッチ60がオン状態になるとスタータモータ70が回転を開始し、これによりエンジン始動時のバッテリ30の電圧が急峻に低下する。処理S3ではマイコン20は端子A/Dを介してエンジン始動時のバッテリ30の電圧を読み込む。   When the start switch 60 is turned on, the starter motor 70 starts rotating, whereby the voltage of the battery 30 at the time of starting the engine sharply decreases. In process S3, the microcomputer 20 reads the voltage of the battery 30 at the time of engine start via the terminal A / D.

処理S4では、マイコン20は、バッテリ電圧が設定値Vm未満まで低下したか否かを判定し、バッテリ電圧が設定値Vm未満まで低下したと判断したら処理S5に進む。一方、処理S4でバッテリ電圧が設定値Vm以上であると判断したら、処理S2に戻る。   In process S4, the microcomputer 20 determines whether or not the battery voltage has decreased to less than the set value Vm. If it is determined that the battery voltage has decreased to less than the set value Vm, the process proceeds to process S5. On the other hand, if it is determined in process S4 that the battery voltage is equal to or higher than the set value Vm, the process returns to process S2.

処理S5でマイコン20は割り込み設定を行い、処理S6で「sleep命令」を発行してプログラム実行状態(通常モード)から低消費電力モード(スリープモード)に遷移する。なお、マイコン20のCPUは「sleep命令」の実行後に停止するが、CPUのレジスタ内容は保持される。   In process S5, the microcomputer 20 sets an interrupt, issues a “sleep instruction” in process S6, and transitions from the program execution state (normal mode) to the low power consumption mode (sleep mode). Note that the CPU of the microcomputer 20 stops after executing the “sleep instruction”, but the register contents of the CPU are retained.

次に、図4Bの割込み処理フローについて説明する。以下の説明では、クランク角センサ90(図10参照)からマイコン20に対する入力(割り込み要求)が図4Bの処理開始のトリガーであるものとして説明する。   Next, the interrupt processing flow of FIG. 4B will be described. In the following description, it is assumed that an input (interrupt request) from the crank angle sensor 90 (see FIG. 10) to the microcomputer 20 is a trigger for starting the process in FIG. 4B.

マイコン20は、割り込み設定中に割り込み要求が入力されたら、当該割り込み要求がクランク角センサ90からの入力であるか否かを確認し、当該割り込み要求がクランク角センサ90からの入力(センサデータ)であることが確認できたら、動作モードを通常モードに戻して図4Bの処理を開始し、当該センサデータを読み込む(処理S11)。   When an interrupt request is input during interrupt setting, the microcomputer 20 checks whether the interrupt request is input from the crank angle sensor 90, and the interrupt request is input from the crank angle sensor 90 (sensor data). If it can be confirmed, the operation mode is returned to the normal mode, the processing of FIG. 4B is started, and the sensor data is read (processing S11).

処理S12では、マイコン20は、バッテリ電圧や水温センサ等のセンサデータが更新されているか否かを判定して、更新されていると判定したら処理S13に進み、更新されていないと判定したら処理14に進む。なお、処理S12におけるセンサデータの更新の有無は、例えば、電子制御ユニット1のメモリ内に格納された各センサデータを参照することで確認できる。   In process S12, the microcomputer 20 determines whether sensor data such as a battery voltage or a water temperature sensor has been updated. If it is determined that the data has been updated, the process proceeds to process S13, and if it has not been updated, process 14 is performed. Proceed to In addition, the presence or absence of the update of the sensor data in process S12 can be confirmed by referring each sensor data stored in the memory of the electronic control unit 1, for example.

処理S13では処理S12で更新されたと判定されたセンサデータ(例えば、バッテリ電圧や水温センサデータ)を読み込む。処理S14では、処理S11および処理S13で読み込んだクランク角センサや他のセンサ(例えば、水温センサなど)のデータを元にして、エンジン始動に必要な気筒判別処理やその他の所定の処理を行う。   In process S13, sensor data (for example, battery voltage or water temperature sensor data) determined to have been updated in process S12 is read. In process S14, based on the data of the crank angle sensor and other sensors (for example, a water temperature sensor) read in process S11 and process S13, a cylinder discrimination process necessary for starting the engine and other predetermined processes are performed.

処理S15では、マイコン20は、端子A/Dからの入力に基づいてバッテリ電圧が設定値Vm以上に回復したか否かを判断し、回復したと判断したら処理S18に進み、割込み設定を解除し(処理S18)、動作モードを通常モードに戻す(処理S19)。   In process S15, the microcomputer 20 determines whether or not the battery voltage has recovered to the set value Vm or more based on the input from the terminal A / D. If it is determined that the battery voltage has recovered, the process proceeds to process S18 to cancel the interrupt setting. (Process S18), the operation mode is returned to the normal mode (Process S19).

一方、処理S15でマイコン電圧が回復したと判断されなかった場合には、処理S11と同様に割込み設定を行い(処理S16)、処理S17で「sleep命令」を発行して、低消費電力モード(スリープモード)を継続する。   On the other hand, if it is not determined in step S15 that the microcomputer voltage has been recovered, interrupt setting is performed in the same manner as in step S11 (step S16), a “sleep instruction” is issued in step S17, and the low power consumption mode ( (Sleep mode) is continued.

なお、上記の説明では、間欠動作を行うトリガーとしてクランク角センサからの入力を利用したが、これは一例に過ぎず、他の割り込みをトリガーとしても良い。また、上記で説明した処理S11,S13で読み込むセンサデータの種類やS14で行う所定の処理は一例に過ぎず、エンジン始動を含む車両稼働に必要なデータ及び処理であって、通常モードへの一時的な復帰時に取得または実行可能なものであれば上記のものに限られない。さらに、上記では、バッテリ電圧が設定値Vm未満に低下したか否か(処理S4)、設定値Vm以上に回復したか否か(処理S15)の判断主体はマイコン20であったが、当該判断主体をマイコン20以外の他の部分とし、その判断に基づいてマイコン20の動作モードを切り替えても良い。   In the above description, the input from the crank angle sensor is used as a trigger for performing an intermittent operation. However, this is only an example, and another interrupt may be used as a trigger. In addition, the types of sensor data read in the processes S11 and S13 described above and the predetermined process performed in S14 are merely examples, and are data and processes necessary for vehicle operation including engine start, and temporarily enter the normal mode. As long as it can be acquired or executed at the time of a general return, it is not limited to the above. Further, in the above description, whether or not the battery voltage has decreased below the set value Vm (process S4) and whether or not the battery voltage has recovered to the set value Vm or more (process S15) is the microcomputer 20, The main body may be a part other than the microcomputer 20, and the operation mode of the microcomputer 20 may be switched based on the determination.

図5は、図4A及び図4Bの処理フローの結果、電子制御ユニット1によって行われる間欠動作のタイミング図である。以下、動作を説明する。   FIG. 5 is a timing chart of the intermittent operation performed by the electronic control unit 1 as a result of the processing flow of FIGS. 4A and 4B. The operation will be described below.

図5の第1行に示すようにスタートスイッチ(図5中のSTARTスイッチ)60がオンになるとスタータモータ70が回転を開始し、これによりバッテリ電圧の低下(設定値Vm(5V)未満)が検出される(図5の第2行参照)。   As shown in the first row of FIG. 5, when the start switch (START switch in FIG. 5) 60 is turned on, the starter motor 70 starts to rotate, and this causes a decrease in battery voltage (less than the set value Vm (5 V)). Is detected (see the second row in FIG. 5).

バッテリ電圧が設定値Vm(5V)未満に低下すると、図5の第5行に示すようにマイコン20は通常モードから低消費電力モード(スリープモード)に遷移する(タイミングt1)。   When the battery voltage drops below the set value Vm (5 V), the microcomputer 20 transitions from the normal mode to the low power consumption mode (sleep mode) as shown in the fifth row of FIG. 5 (timing t1).

低消費電力モードへの遷移後(タイミングt1以後)にスタータモータ70が回転すると、所定の間隔(例えば、5ミリ秒間隔)でクランク角センサ90からセンサ信号がマイコン20に出力され(図5の第4行の(1)〜(n+2)参照)、これがマイコン20で割込み要求として受け付けられ、マイコン20はその都度一時的に通常モードに復帰する。   When the starter motor 70 rotates after the transition to the low power consumption mode (after timing t1), a sensor signal is output from the crank angle sensor 90 to the microcomputer 20 at a predetermined interval (for example, every 5 milliseconds) (see FIG. 5). This is accepted as an interrupt request by the microcomputer 20 and the microcomputer 20 temporarily returns to the normal mode each time.

その一方で、クランク角センサ90以外のバッテリ電圧や水温センサ等のセンサデータも所定の間隔(例えば、10ミリ秒間隔)で更新されている(図5の第3行の(d1)〜(dm+1)参照)。   On the other hand, sensor data such as battery voltage and water temperature sensor other than the crank angle sensor 90 are also updated at a predetermined interval (for example, every 10 milliseconds) ((d1) to (dm + 1 in the third row in FIG. 5). )reference).

マイコン20は、一時的に通常モードに復帰した際に、クランク角センサのデータを読み込むとともに、他のセンサデータ(バッテリ電圧データや水温センサデータ)が更新されている場合にのみ当該更新されたセンサデータを読み込み、読み込んだセンサデータを元に予め定められた所定の処理を実行した後で、再び低消費電力モードに遷移する。   When the microcomputer 20 temporarily returns to the normal mode, the microcomputer 20 reads the data of the crank angle sensor, and the updated sensor only when other sensor data (battery voltage data or water temperature sensor data) is updated. After the data is read and a predetermined process is executed based on the read sensor data, the mode is again shifted to the low power consumption mode.

そして、タイミングt2でバッテリ電圧が設定値Vm(5V)を超えたら、マイコン20は低消費電力モードから通常モードに復帰する。   When the battery voltage exceeds the set value Vm (5 V) at timing t2, the microcomputer 20 returns from the low power consumption mode to the normal mode.

図5から見てとれるように、間欠動作時は、消費電流の大きな通常モードと消費電流の小さな低消費電力モードを繰り返すために、歯抜けの矩形状の電流波形となるのが特徴的である。   As can be seen from FIG. 5, during the intermittent operation, a normal current waveform with a large current consumption and a low power consumption mode with a small current consumption are repeated, so that the current waveform has a rectangular tooth shape. .

以上、上記の一連の動作フローによれば、マイコン20は、バッテリ電圧低下時にあっては低消費電力モードに遷移することで電源回路10の負荷を軽減し、さらに間欠動作をすることでセンシングと低消費電力動作を可能としている。   As described above, according to the above-described series of operation flows, the microcomputer 20 reduces the load on the power supply circuit 10 by shifting to the low power consumption mode when the battery voltage is low, and further performs intermittent operation by performing intermittent operation. Low power consumption operation is possible.

次に、間欠動作による消費電流削減の効果の一例を示す(なお、マイコン20のDC特性およびAC特性の一例については、後述の図9の説明を参照のこと)。例えば、各動作モードの電流、動作時間および動作周期を下記条件A〜Eのように仮定する。
A:通常モード電流=60mA
B:低消費電力モード電流=44mA
C:通常モード動作時間=0.5ms
D:低消費電力モード動作時間=4.5ms
E:動作周期=5ms
この仮定の下、「間欠動作なし」の場合の動作電流は次式のように通常モード電流に一致するので、60mAとなる。一方、「間欠動作あり」の場合は、平均電流を次式のように設定すると、45.6mAとなる。
Next, an example of the effect of reducing the current consumption by the intermittent operation is shown (for an example of the DC characteristic and the AC characteristic of the microcomputer 20, refer to the description of FIG. 9 described later). For example, the current, operation time, and operation cycle of each operation mode are assumed as in the following conditions A to E.
A: Normal mode current = 60 mA
B: Low power consumption mode current = 44 mA
C: Normal mode operation time = 0.5 ms
D: Low power consumption mode operation time = 4.5 ms
E: Operation cycle = 5 ms
Under this assumption, the operating current in the case of “no intermittent operation” is equal to the normal mode current as shown in the following equation, and is 60 mA. On the other hand, in the case of “with intermittent operation”, the average current is set to 45.6 mA when the following equation is set.

したがって、この2つの結果からも明らかなように、低消費電力モード中に一時的に通常モードに戻る間欠動作を行うと、低消費電力モード中のセンシング及びエンジン制御に必要な各種演算処理だけでなく、消費電流の更なる削減も可能となる。   Therefore, as is clear from these two results, if the intermittent operation for temporarily returning to the normal mode is performed during the low power consumption mode, only various arithmetic processes necessary for sensing and engine control during the low power consumption mode are performed. In addition, the current consumption can be further reduced.

Figure 2015221654
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以下、一連の説明をした本実施の形態を比較例と比較する。図6に電源回路に降圧DCDC回路210を備えた比較例の電子制御ユニット201の構成を、図7に図6に示した電子制御ユニット201における降圧DCDC回路210の構成を、図8に図6に示した電子制御ユニット201における電源回路の出力波形を示している。   Hereinafter, the present embodiment described in a series will be compared with a comparative example. 6 shows a configuration of a comparative electronic control unit 201 provided with a step-down DCDC circuit 210 in the power supply circuit, FIG. 7 shows a configuration of the step-down DCDC circuit 210 in the electronic control unit 201 shown in FIG. 6, and FIG. The output waveform of the power supply circuit in the electronic control unit 201 shown in FIG.

図6と図1を比較することから分かるように、図6に示した電子制御ユニット201が本実施の形態と異なるのは、降圧DCDC回路210とマイコン220である(それ以外の構成要素の詳細な説明は省略する)。マイコン220は、図1に示したマイコン20のような通常モードから低消費電力モードへの遷移機能および低消費電力モードにおける間欠動作機能を備えていない。   As can be seen from a comparison between FIG. 6 and FIG. 1, the electronic control unit 201 shown in FIG. 6 differs from the present embodiment in a step-down DCDC circuit 210 and a microcomputer 220 (details of other components) Will be omitted). The microcomputer 220 does not have the transition function from the normal mode to the low power consumption mode and the intermittent operation function in the low power consumption mode, unlike the microcomputer 20 shown in FIG.

図7は降圧DCDC回路210を示しており、降圧DCDC回路210は、MOSFET211と、ダイオード212と、インダクタ213と、コンデンサ214を備えている(この回路はよく知られた典型的なトポロジーなので詳細な説明は省略する)。MOSFET211をPWM制御することにより、Vi端子から入力された電圧より低い電圧をVo端子から出力することが可能な回路である。Vo端子の電圧をモニタしてMOSFET211のDutyを可変制御することによって出力電圧を目的の電圧(6V)に保つことが可能となる。降圧DCDC回路210は、昇圧機能は備えていないので、入力電圧を超えた電圧を出力することはできない。また、入力電圧が目的の電圧(6V)より低下した場合、出力電圧も同時に低下する。   FIG. 7 shows a step-down DCDC circuit 210. The step-down DCDC circuit 210 includes a MOSFET 211, a diode 212, an inductor 213 and a capacitor 214. (Description is omitted). This is a circuit capable of outputting from the Vo terminal a voltage lower than the voltage inputted from the Vi terminal by PWM control of the MOSFET 211. By monitoring the voltage at the Vo terminal and variably controlling the duty of the MOSFET 211, the output voltage can be maintained at the target voltage (6V). The step-down DCDC circuit 210 does not have a step-up function, and therefore cannot output a voltage exceeding the input voltage. Further, when the input voltage falls below the target voltage (6V), the output voltage also falls simultaneously.

図8に、始動プロフィール試験波形の場合での図6の電子制御ユニット201の降圧DCDC回路210およびレギュレータ120の出力電圧を示している。試験電圧301(図中、細線)がUB(12V)の時は、降圧DCDC回路出力電圧302(図中、太線)は6V(目的電圧)で、レギュレータ303(図中、太い点線)の出力電圧は5Vである。試験電圧301が降圧DCDC回路210の目的電圧(6V)を下回ると、降圧DCDC回路210の出力も同時低下し、降圧DCDC回路210の出力が5Vを下回るとマイコン220の電源電圧も同じ期間(図8のタイミングt1〜t2の間)に低下する。その後、試験電圧301が5V以上に回復するとレギュレータ120の出力電圧303は5Vに回復する。以上のように、降圧DCDC回路210を備える電子制御ユニット201では、試験電圧301が5V以下となるタイミングt1からt2の間でマイコン220の電源電圧も5V以下になってしまうのである。   FIG. 8 shows output voltages of the step-down DCDC circuit 210 and the regulator 120 of the electronic control unit 201 of FIG. 6 in the case of the starting profile test waveform. When the test voltage 301 (thin line in the figure) is UB (12 V), the step-down DCDC circuit output voltage 302 (thick line in the figure) is 6 V (target voltage) and the output voltage of the regulator 303 (thick dotted line in the figure) Is 5V. When the test voltage 301 falls below the target voltage (6V) of the step-down DCDC circuit 210, the output of the step-down DCDC circuit 210 also decreases simultaneously, and when the output of the step-down DCDC circuit 210 falls below 5V, the power supply voltage of the microcomputer 220 is also the same period (see FIG. 8 (between timings t1 and t2). Thereafter, when the test voltage 301 recovers to 5V or higher, the output voltage 303 of the regulator 120 recovers to 5V. As described above, in the electronic control unit 201 including the step-down DCDC circuit 210, the power supply voltage of the microcomputer 220 also becomes 5 V or less during the timing t1 to t2 when the test voltage 301 becomes 5 V or less.

このように、図6に示した比較例に係る電子制御ユニット201は、降圧DCDC回路210を備えた構成であり、エンジン始動時に発生するバッテリ30の電圧の急峻な低下によって、マイコン220の電源電圧が確保できないという課題があった。   As described above, the electronic control unit 201 according to the comparative example shown in FIG. 6 has a configuration including the step-down DCDC circuit 210, and the power supply voltage of the microcomputer 220 is reduced due to a sharp drop in the voltage of the battery 30 generated when the engine is started. There was a problem that could not be secured.

これに対して、上述した本実施の形態によれば、昇降圧DCDC回路110を備えた構成にすることでマイコン20の電源電圧を安定確保できるようになる。また、バッテリ電圧低下時にマイコン20を低消費電力モードに遷移させることで、昇降圧DCDC回路110の負荷を軽減することが可能となるためコンデンサ容量を削減することができ、電子制御ユニット1を小型化できる。   On the other hand, according to the present embodiment described above, the power supply voltage of the microcomputer 20 can be secured stably by using the configuration including the step-up / step-down DCDC circuit 110. In addition, by shifting the microcomputer 20 to the low power consumption mode when the battery voltage drops, the load on the step-up / step-down DCDC circuit 110 can be reduced, so that the capacitor capacity can be reduced, and the electronic control unit 1 can be reduced in size. Can be

これより以下では、上記で参照された内容について説明する。まず、図9を用いてマイコンの低消費電力モードについて説明する。本実施の形態に係る電子制御ユニットへの適用が可能な低消費電力モードを有するマイコンの一例としては、「ルネサス32ビット RISCマイクロコンピュータ SH72531 ユーザーズマニュアル ハードウェア編」(以下、参考文献と称する)に記載のものがある。ここでは、当該参考文献に記載のマイコンを例に挙げて低消費電力モードを説明する。   The contents referred to above will be described below. First, the low power consumption mode of the microcomputer will be described with reference to FIG. As an example of a microcomputer having a low power consumption mode that can be applied to the electronic control unit according to the present embodiment, “Renesas 32-bit RISC microcomputer SH72531 User's Manual: Hardware” (hereinafter referred to as a reference) There is a description. Here, the low power consumption mode will be described by taking the microcomputer described in the reference as an example.

図9Aは参考文献におけるマイコンのDC特性の一例を示した説明図であり、図9Bは参考文献におけるマイコンのAC特性の一例を示した説明図である。図9Aによれば、マイコンの通常動作時(通常モード時)の電流は、クロック周波数が120MHzの時に60mA(Typ値)である。低消費電力モードは、クロック周波数が通常動作時と同じでソフトウェア命令(マイコンのCPUからのSleep命令)で遷移するスリープモードと、クロック供給を停止しハード信号で遷移するスタンバイモードの2つのモードがある。スリープモードではCPU以外の内蔵周辺モジュールは動作するが、スタンバイモードではCPUだけでなく内蔵周辺モジュールも停止する。   FIG. 9A is an explanatory diagram showing an example of the DC characteristic of the microcomputer in the reference document, and FIG. 9B is an explanatory diagram showing an example of the AC characteristic of the microcomputer in the reference document. According to FIG. 9A, the current during normal operation (normal mode) of the microcomputer is 60 mA (Typ value) when the clock frequency is 120 MHz. The low power consumption mode has two modes: a sleep mode in which the clock frequency is the same as in normal operation and a transition by a software instruction (Sleep instruction from the CPU of the microcomputer) and a standby mode in which the clock supply is stopped and a transition is made by a hardware signal is there. In the sleep mode, the built-in peripheral modules other than the CPU operate, but in the standby mode, not only the CPU but also the built-in peripheral modules are stopped.

スリープモード時の電流は44mA(Typ値)で、スタンバイモード時の電流は0.3mA(Max値)である。スリープモードは、スタンバイモードと比較して消費電流がやや大きいものの、通常動作時とクロック周波数が同じなので復帰時間が数μsと小さく、スタンバイモードは、スリープモードと比較して消費電流が小さいものの、クロックを停止しているので復帰に10msの時間が必要である(図9B)。   The current in the sleep mode is 44 mA (Typ value), and the current in the standby mode is 0.3 mA (Max value). Although the sleep mode has a slightly larger current consumption than the standby mode, the clock frequency is the same as that during normal operation, so the recovery time is as short as several μs. The standby mode has a smaller current consumption than the sleep mode, Since the clock is stopped, it takes 10 ms to recover (FIG. 9B).

図9A及び図9Bに示した特性を有するマイコンを利用して、本実施の形態のように5ms間隔(図4参照)で低消費電力モードから通常モードに復帰する間欠動作を行う場合には、復帰時間が5msを超えるスタンバイモードではなく、復帰時間が5ms未満のスリープモードを低消費電力モードとして利用することが好ましい。そこで、本実施の形態では、低消費電力モードとして、スリープモードを利用している。ただし、これは本発明に利用する低消費電力モードを図9のスリープモードに限定するものではなく、間欠動作における通常モードへの復帰間隔よりも短い復帰時間の低消費電力モードであれば本発明に適用可能である。また、本発明に適用可能なマイコンの個体を限定するものではない。   When performing an intermittent operation for returning from the low power consumption mode to the normal mode at 5 ms intervals (see FIG. 4) using the microcomputer having the characteristics shown in FIG. 9A and FIG. 9B, It is preferable to use the sleep mode in which the return time is less than 5 ms as the low power consumption mode instead of the standby mode in which the return time exceeds 5 ms. Therefore, in this embodiment, the sleep mode is used as the low power consumption mode. However, this does not limit the low power consumption mode used in the present invention to the sleep mode of FIG. 9, and the present invention is not limited to the low power consumption mode having a shorter recovery time than the return interval to the normal mode in intermittent operation. It is applicable to. Moreover, the individual microcomputers applicable to the present invention are not limited.

図10にエンジン始動のために車両に搭載された構成要素を示す。バッテリ30の正極には、ラインL11を介してイグニッションスイッチ40の一端とリレー50における一方の接点が接続される。イグニッションスイッチ40の他端は、ラインL12を介して、電子制御ユニット1の電源回路10と、リレー50のコイル端子の一端に接続される。リレー50のコイル端子の他端は、ラインL13を介してスタートスイッチ60の一端に接続される。リレー50における他方の接点はラインL14を介してスタータモータ70に接続される。バッテリ30の負極には、ラインL15を介して、モータ70、スタートスイッチ60の他端および電子制御ユニット1(電源部10及びマイコン20)が接続される。   FIG. 10 shows components mounted on the vehicle for starting the engine. One end of the ignition switch 40 and one contact of the relay 50 are connected to the positive electrode of the battery 30 via a line L11. The other end of the ignition switch 40 is connected to the power supply circuit 10 of the electronic control unit 1 and one end of the coil terminal of the relay 50 via a line L12. The other end of the coil terminal of the relay 50 is connected to one end of the start switch 60 via a line L13. The other contact of relay 50 is connected to starter motor 70 via line L14. The negative electrode of the battery 30 is connected to the motor 70, the other end of the start switch 60, and the electronic control unit 1 (the power supply unit 10 and the microcomputer 20) via a line L15.

次に動作を説明する。イグニッションスイッチ40がオン状態にある時にスタートスイッチ60がオン状態になると、リレー50のコイルが励起されて、リレー50の接点が接触して閉回路になるために、スタータモータ70が回転を始める。これと同時に、スタータモータ70のピニオンギア71がエンジン(図示せず)のクランク軸80に取り付けられたリングギア81と噛み合うことで、エンジンが回転を始める。   Next, the operation will be described. When the start switch 60 is turned on when the ignition switch 40 is in the on state, the coil of the relay 50 is excited and the contact of the relay 50 comes into contact to form a closed circuit, so that the starter motor 70 starts rotating. At the same time, the pinion gear 71 of the starter motor 70 meshes with the ring gear 81 attached to the crankshaft 80 of the engine (not shown), so that the engine starts rotating.

リングギア81の回転はクランク角センサ90により検知され、他の情報(例えば水温センサなど)と合せてマイコン20で処理することによって回転数検知や気筒判別を行い、燃料噴射や点火タイミングを判断する。   The rotation of the ring gear 81 is detected by the crank angle sensor 90, and is processed by the microcomputer 20 together with other information (for example, a water temperature sensor) to detect the rotational speed and discriminate the cylinder to determine the fuel injection and ignition timing. .

クランク角センサ90からの信号は、例えば、リングギアが6°毎に出力し、スタータモータ70が200rpmで回転した場合、1秒あたりのパルス数は200であり(パルス数=(200rpm/60s)×(360°/6°)=200パルス)、間隔は5ms(1/200=5ms)となる。   For example, when the ring gear is output every 6 ° and the starter motor 70 rotates at 200 rpm, the number of pulses per second is 200 (number of pulses = (200 rpm / 60 s). X (360 ° / 6 °) = 200 pulses), and the interval is 5 ms (1/200 = 5 ms).

次に図11を用いてISO16750−2「始動プロフィール」に記載の耐性試験の規格について説明する。図11AはISO16750−2に記載の試験電圧(上記実施の形態の説明における試験電圧301に相当)の時間変化(電圧波形)を示す説明図で、図11BはISO16750−2に記載の試験電圧と時間の関係を示す説明図である。図11BにおけるUs,Ua,fはそれぞれ図11Aに示した2箇所の電圧および周期に対応している。   Next, the standard of the durability test described in ISO 16750-2 “Starting Profile” will be described with reference to FIG. FIG. 11A is an explanatory diagram showing a time change (voltage waveform) of the test voltage described in ISO 16750-2 (corresponding to the test voltage 301 in the description of the above embodiment), and FIG. 11B shows the test voltage described in ISO 16750-2. It is explanatory drawing which shows the relationship of time. Us, Ua, and f in FIG. 11B correspond to the two voltages and periods shown in FIG. 11A, respectively.

以下、図11Aに示した試験電圧300について、図11Bの試験項目(III)の場合で説明する。   Hereinafter, the test voltage 300 shown in FIG. 11A will be described in the case of the test item (III) in FIG. 11B.

(1)試験電圧300は、先ず12V(UB)の定常状態から始まるが、その後時間tf(5ms)の間に3V(Us)まで急低下し、時間t6(15ms)の間3Vを保持して、時間t7(50ms)の経過後に6Vまで回復する。ここまでの電圧変化はスタータモータの始動時のラッシュ電流によるバッテリの電圧降下に相当する。   (1) The test voltage 300 starts from a steady state of 12V (UB), but then suddenly drops to 3V (Us) during a time tf (5ms) and maintains 3V for a time t6 (15ms). After the elapse of time t7 (50 ms), the voltage recovers to 6V. The voltage change so far corresponds to the voltage drop of the battery due to the rush current at the start of the starter motor.

(2)続いて、試験電圧300は、時間t8(1s)の間は周期2Hz、振幅2Vで揺らぐ。これはエンジンが回転するクランキング動作に相当する。   (2) Subsequently, the test voltage 300 fluctuates at a period of 2 Hz and an amplitude of 2 V during the time t8 (1 s). This corresponds to a cranking operation in which the engine rotates.

(3)その後、試験電圧300は、時間tr(100ms)の経過後に12Vの定常状態に回復する。これはエンジンが始動してオルタネータが発電を始めたことによって、スタータモータの負荷が軽くなったことに相当する。   (3) Thereafter, the test voltage 300 recovers to a steady state of 12 V after elapse of time tr (100 ms). This corresponds to a reduction in the load on the starter motor due to the start of the engine and the alternator starting to generate power.

上記の本実施の形態の説明ではマイコン20は動作電圧が5Vの場合を例にしているが、図11Bの試験項目(III)での期間t6におけるバッテリ電圧は当該動作電圧未満の3Vであるために、その期間t6での電圧低下への耐性が必須となる。   In the above description of the present embodiment, the microcomputer 20 exemplifies the case where the operating voltage is 5V, but the battery voltage in the period t6 in the test item (III) in FIG. 11B is 3V which is less than the operating voltage. In addition, resistance to voltage drop during the period t6 is essential.

ところで、車速低下が検知された場合にエンジンを自動的に停止するアイドルストップ機構を備える車両では、エンジン停止後のドライバーの発進操作(例えば、ドライバーがブレーキペダルから足を離したり、ハンドル操作したりする操作)を検知してエンジンを再始動するが、当該エンジン再始動には通常のエンジン始動時と同様にスタータモータを利用するため、上記と同様にバッテリ電圧の急峻な低下が発生する。そのため、本発明は、通常のエンジン始動時だけでなく、アイドルストップ後のエンジン再始動時にも適用可能である。そこで、本稿における「エンジン始動時」には、通常のものだけでなく、アイドルストップからのエンジン再始動時も含むものとする。ここで電子制御ユニット1においてアイドルストップからのエンジン再始動時(復帰時)にマイコン20が行う動作フローについて説明する。   By the way, in a vehicle equipped with an idle stop mechanism that automatically stops the engine when a decrease in vehicle speed is detected, the driver's start operation after the engine stops (for example, the driver removes his foot from the brake pedal or operates the steering wheel) When the engine is restarted, the starter motor is used in the same way as when the engine is started normally, so that the battery voltage sharply decreases as described above. Therefore, the present invention can be applied not only at the time of normal engine start but also at the time of engine restart after idle stop. Therefore, “at the time of engine start” in this paper includes not only the normal time but also the time of engine restart from idle stop. Here, an operation flow performed by the microcomputer 20 when the engine is restarted (returned) from the idle stop in the electronic control unit 1 will be described.

図12は、電子制御ユニット1においてアイドルストップからのエンジン再始動時(復帰時)にマイコン20が行う動作フローのうち、当該エンジン再始動時に出力されるスタート信号(後述)をトリガーにマイコン20で実行されるメインの処理フローを示す。つまり、図12は既に説明した図4Aに対応し、処理S21を除く他の処理は図4Aと同じであり説明は省略する。また、マイコン20に割り込み設定がされているときに実行される割り込み処理フローは図4Bと同じなので説明は省略する。   FIG. 12 shows the operation flow performed by the microcomputer 20 when the engine is restarted (returned) from the idle stop in the electronic control unit 1. The microcomputer 20 is triggered by a start signal (described later) output when the engine is restarted. The main processing flow to be executed is shown. That is, FIG. 12 corresponds to FIG. 4A which has already been described, and the other processes except the process S21 are the same as those in FIG. The interrupt process flow executed when the interrupt setting is set in the microcomputer 20 is the same as that in FIG.

車速低下が検知されアイドルストップ(エンジン停止)が実行されたら、マイコン20は図12に示す処理フローを開始し、スタート信号がオン状態か否か(スタート信号が出力されたか否か)を判断する(処理S21)。スタート信号とは、アイドルストップ状態にある車両においてドライバーの発進操作(例えば、ドライバーがブレーキペダルから足を離したり、ハンドル操作したりする操作)が検知された際に出力される信号であり、スタータモータ70の回転開始(つまりエンジン再始動)のトリガーとなる信号である。   When a decrease in vehicle speed is detected and idling stop (engine stop) is executed, the microcomputer 20 starts the processing flow shown in FIG. 12, and determines whether or not the start signal is on (whether or not the start signal is output). (Process S21). A start signal is a signal that is output when a driver's start operation (for example, an operation in which the driver lifts his or her foot from a brake pedal or operates a steering wheel) is detected in a vehicle in an idle stop state. This is a signal that triggers the start of rotation of the motor 70 (that is, engine restart).

マイコン20が処理S21でスタート信号がオン状態にあると検出したら処理S3に進む。スタート信号がオン状態になるとスタータモータ70が回転を開始し、これによりバッテリ30の電圧が急峻に低下する。処理S3でマイコン20は端子A/Dを介してエンジン始動時のバッテリ30の電圧を読み込む。処理S4でバッテリ電圧の低下を検知したときには、マイコン20は割り込み設定をしてSleep命令を発行してスリープモードに遷移する(処理S5,S6)。   If the microcomputer 20 detects in step S21 that the start signal is on, the process proceeds to step S3. When the start signal is turned on, the starter motor 70 starts to rotate, and thereby the voltage of the battery 30 sharply decreases. In process S3, the microcomputer 20 reads the voltage of the battery 30 at the time of engine start via the terminal A / D. When detecting a decrease in battery voltage in process S4, the microcomputer 20 sets an interrupt, issues a Sleep command, and transitions to the sleep mode (processes S5 and S6).

このように本発明はアイドルストップからのエンジン再始動時にも適用することが可能である。   Thus, the present invention can also be applied when the engine is restarted from an idle stop.

1,201…電子制御ユニット(ECU)、3…コンデンサ、10,11…電源回路(PS)、20,220…マイコン(MPU)、30…バッテリ、40…IGNスイッチ、50…リレー、60…スタートスイッチ、70…スタータモータ、71…ピニオンギア、80…クランク軸、81…リングギア、90…クランク角センサ、110…昇降圧DCDC回路、111,112,115,116…スイッチング素子、113…インダクタ、117…コンデンサ、120…レギュレータ、130…リセット回路、140…制御部、150…電圧検出部、210…降圧DCDC回路、211…MOSFET、212…ダイオード、213…インダクタ、214…コンデンサ、L1〜L7,L11〜L16…接続ライン、300,301,311…試験電圧、302,312…DCDC回路出力電圧、303,313…レギュレータ出力電圧   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201 ... Electronic control unit (ECU), 3 ... Capacitor, 10, 11 ... Power supply circuit (PS), 20, 220 ... Microcomputer (MPU), 30 ... Battery, 40 ... IGN switch, 50 ... Relay, 60 ... Start Switch, 70 ... Starter motor, 71 ... Pinion gear, 80 ... Crankshaft, 81 ... Ring gear, 90 ... Crank angle sensor, 110 ... Buck-boost DCDC circuit, 111, 112, 115, 116 ... Switching element, 113 ... Inductor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 117 ... Capacitor, 120 ... Regulator, 130 ... Reset circuit, 140 ... Control part, 150 ... Voltage detection part, 210 ... Step-down DCDC circuit, 211 ... MOSFET, 212 ... Diode, 213 ... Inductor, 214 ... Capacitor, L1-L7, L11 to L16 ... connection line, 300, 301, 311 Test voltage, 302,312 ... DCDC circuit output voltage, 303, 313 ... regulator output voltage

Claims (7)

マイコン部と、
昇降圧DCDC回路を有し、前記マイコン部の電源電圧を外部電源を元に生成する電源部とを備え、
前記マイコン部は、エンジン始動時に前記外部電源の電圧が低下したと判断された時には、前記マイコンの動作モードを通常動作モードから当該通常動作モードよりも消費電力の低い低消費電力モードに遷移することを特徴とする電子制御ユニット。
A microcomputer section;
A step-up / step-down DCDC circuit, and a power supply unit that generates a power supply voltage of the microcomputer unit based on an external power supply
When the microcomputer unit determines that the voltage of the external power supply has decreased when the engine is started, the microcomputer unit changes the operation mode of the microcomputer from the normal operation mode to a low power consumption mode that consumes less power than the normal operation mode. Electronic control unit characterized by
請求項1記載の電子制御ユニットにあって、
前記マイコン部は、前記外部電源の電圧が低下したと判断された後に前記外部電源の電圧が回復したと判断された時には、前記マイコン部の動作モードを前記低消費電力モードから前記通常動作モードに復帰させることを特徴とする電子制御ユニット。
The electronic control unit according to claim 1,
The microcomputer unit changes the operation mode of the microcomputer unit from the low power consumption mode to the normal operation mode when it is determined that the voltage of the external power source has recovered after it is determined that the voltage of the external power source has decreased. An electronic control unit characterized by being restored.
請求項1記載の電子制御ユニットにあって、
前記マイコン部は、前記低消費電力モード中に一時的に前記通常モードに移り、各種センサ出力の入力や所定の処理を行った後に、再び前記低消費電力モードにもどる間欠動作を行うことを特徴とする電子制御ユニット。
The electronic control unit according to claim 1,
The microcomputer unit temporarily shifts to the normal mode during the low power consumption mode, performs various sensor output inputs and performs predetermined processing, and then performs an intermittent operation to return to the low power consumption mode again. Electronic control unit.
請求項1又は2記載の電子制御ユニットにあって、
前記外部電源の電圧が低下又は回復したと判断される電圧値は、前記マイコン部の動作電圧値であることを特徴とする電子制御ユニット。
In the electronic control unit according to claim 1 or 2,
The electronic control unit according to claim 1, wherein the voltage value at which the voltage of the external power source is determined to have decreased or recovered is the operating voltage value of the microcomputer unit.
請求項1記載の電子制御ユニットにあって、
前記電源部は、前記外部電源の電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記電源部は、前記電圧検出部の出力に基づいて前記外部電源の電圧が低下したと判断した時には、前記昇降圧DCDC回路を降圧動作から昇圧動作に切り替えることを特徴とする電子制御ユニット。
The electronic control unit according to claim 1,
The power supply unit further includes a voltage detection unit that detects a voltage of the external power supply,
The electronic control unit according to claim 1, wherein the power supply unit switches the step-up / step-down DCDC circuit from a step-down operation to a step-up operation when determining that the voltage of the external power supply has dropped based on the output of the voltage detection unit.
請求項5記載の電子制御ユニットにあって、
前記電源部は、前記外部電源の電圧が低下したと判断した後に前記電圧検出部の出力に基づいて前記外部電源の電圧が回復したと判断した時には、前記昇降圧DCDC回路を昇圧動作から降圧動作に切り替えることを特徴とする電子制御ユニット。
The electronic control unit according to claim 5,
When the power supply unit determines that the voltage of the external power supply has recovered based on the output of the voltage detection unit after determining that the voltage of the external power supply has decreased, the step-down / step-down DCDC circuit is reduced from the step-up operation. Electronic control unit characterized by switching to
請求項5又は6記載の電子制御ユニットにあって、
前記電源部が前記外部電源の電圧が低下又は回復したと判断する電圧値は、前記昇降圧DCDC回路の出力電圧値以上で、且つ、前記外部電源の通常動作時電圧以下の範囲であることを特徴とする電子制御ユニット。
In the electronic control unit according to claim 5 or 6,
The voltage value at which the power supply unit determines that the voltage of the external power supply has dropped or recovered is in a range that is not less than the output voltage value of the step-up / step-down DCDC circuit and not more than the normal operation voltage of the external power supply. A featured electronic control unit.
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