JP3381428B2 - マイクロコンピュータを有する制御装置 - Google Patents

マイクロコンピュータを有する制御装置

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JP3381428B2 JP31035194A JP31035194A JP3381428B2 JP 3381428 B2 JP3381428 B2 JP 3381428B2 JP 31035194 A JP31035194 A JP 31035194A JP 31035194 A JP31035194 A JP 31035194A JP 3381428 B2 JP3381428 B2 JP 3381428B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン制御用マイク
ロコンピュータ等に好適するもので、例えば過電圧検出
回路の出力信号をマイクロコンピュータの割込み端子に
入力し、過電圧印加時、パワー素子を駆動している出力
ポートを制御して同素子を保護することができるように
したマイクロコンピュータを有する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】首記のような制御装置の従来技術とし
て、実開昭59−117243号公報が開示された車載
用制御装置がある。すなわち、これは車載用制御装置で
出力駆動素子と前記出力駆動素子を保護する保護素子を
持ち、マイクロプロセッサを持つものにおいて、電源電
圧が所定の値を越えた時に、前記出力駆動素子に導通信
号を発生するルーチンを実行することを特徴とする車載
用制御装置である。
【0003】この従来技術は、より具体的には、+電源
ラインにのってくる比較的時間の長い60〜80Vのサ
ージをサージ検出回路により検出し、マイクロコンピュ
ータの割込み制御により各出力駆動素子としてのトラン
ジスタの動作状態をランダムアクセスメモリ(RAM)
に退避し、各トランジスタをオンする。
【0004】この後、サージ電圧の減衰を(A/D)ア
ナログ/デジタル変換により一定時間毎に監視し、サー
ジ電圧が素子に与える負荷がなくなった時点で、RAM
に退避していた動作状態に各トランジスタを復帰させ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来技術では、A/D変換で監視している間は
他の制御処理を実行することができないので、必要な他
の制御処理の実行が遅れてしまうという問題がある。
【0006】また、一定時間毎にA/D変換で監視して
いるので、実際電圧が下ったことを検出する際のタイミ
ング遅れが生じてしまうという問題もある。また、0.
1〜0.2msと比較的長い時間の後に各トランジスタ
の状態を退避状態に復帰させるので、制御対象によって
は制御上不具合が生じる可能性がある。
【0007】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、例えば出力段パワー素子の保護機能と、過
電圧印加時でも他の制御処理を実行することができる機
能とを兼ね備えたパワー素子の保護装置に適用し得るマ
イクロコンピュータを有する制御装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、電源電圧が所定値以上であること
を検出する比較回路と、この比較回路からの出力を割込
み入力に入力するマイクロコンピュータと、このマイク
ロコンピュータにより通電状態が制御される出力素子と
を備え、上記マイクロコンピュータは、上記比較回路か
らの割込みを受けて起動され、上記出力素子への通電を
耐サージ制御モードとするとともに、上記比較回路から
の割込みを受けて耐サージ制御モードを終了する制御手
段を有し、上記制御手段は過電圧印加開始時と終了時を
上記比較回路の出力信号による外部割込みにより検知
し、出力ポートを制御することを特徴とするマイクロコ
ンピュータを有する制御装置が提供される。
【0009】また、本発明によると、上記制御手段は過
電圧印加開始、待ち時間処理で保護不要なサージを判別
することを特徴とするマイクロコンピュータを有する制
御装置が提供される。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【作用】本発明は、電源電圧にのってくるサージを比較
回路により検出し、出力素子の保護開始時も復帰時もマ
イクロコンピュータの割込み端子による割込みルーチン
で処理を行う。
【0018】このような本発明によれば、過電圧を検出
する比較回路の出力信号をマイクロコンピュータの割込
み端子に入力し、過電圧印加時、出力素子を駆動してい
るマイクロコンピュータの出力ポートを制御して同素子
を保護することができる。
【0019】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。図1において、参照符号1は例えばエンジン
制御用コンピュータ(ECU)等のマイクロコンピュー
タを有した制御ユニットである。
【0020】また、2は電源ライン9の過電圧状態を検
出する過電圧検出回路で、比較回路(コンパレータ)2
1、トランジスタ25および図示接続の抵抗R1〜R5
で構成され、電源ライン9の電圧が所定の電圧以上にな
るとハイレベル、所定の電圧以下になるとローレベルを
出力する。
【0021】この過電圧検出回路2の出力信号22はマ
イクロコンピュータ(CPU)3の割込み端子INTに
接続されている。上記CPU3の出力ポートP0〜Pn
はバッファー(ドライブ回路)60〜6nを介してパワ
ートランジスタTr0〜Trnの各ベースに各々接続さ
れているので、このCPU3の出力ポートP0〜Pnを
制御することにより、パワートランジスタTr0〜Tr
nをオン/オフすることができる。
【0022】なお、このパワートランジスタTr0〜T
rnは、MOS系などの他のパワー素子でも良い。上記
パワートランジスタTr0〜Trnの各コレクタはリレ
ー、ランプ、モーター等のアクチュエータ(負荷)L0
〜Lnに接続されている。
【0023】上記負荷L0〜Lnは電源ライン9を介し
てバッテリー8に接続されている。また、上記ECU1
も同様に電源ライン9を介してバッテリー8に接続され
ている。
【0024】上記ECU1は内部にCPU3の動作電圧
Vccに変圧するレギュレータ回路5を有し、その出力電
圧はCPU3および過電圧検出回路2に供給される。ま
た、バッテリー8は、レギュレータ回路5と過電圧検出
回路2にも接続される。
【0025】そして、電源ライン9に図4に示すような
比較的長い減衰時間(τ=100〜200ms)を有す
るサージ電圧(ボトム値14V、ピーク値80V)が発
生すると、過電圧検出回路2内の抵抗R1とR2によっ
て分圧された電圧V23が入力されるコンパレータ21
の+端子電圧が上昇する。
【0026】この+端子の電圧がコンパレータ21の一
端子に接続されている抵抗R3とR4によって決定され
る所定の比較電圧V24以上になると、過電圧検出回路
2はハイレベルの出力信号22を出力する。
【0027】この出力信号22の電圧V22がハイレベ
ル(5V)になると、トランジスタ25がオンし、比較
電圧は抵抗R3〜R5によって決定される所定の電圧に
切替わる。
【0028】このようにして過電圧検出回路2の出力が
ローレベルからハイレベルに変化すると、あらかじめ立
上がりエッジにより検出するようにセットされているた
め、CPU3に割込みがかかり図2に示すような割込み
処理(1)へ動作が移る。
【0029】この割込み処理(1)でCPU3の出力ポ
ートのP0〜Pnを制御し、パワートランジスタTr0
〜Trnをオンする(ステップS1)。この場合、電源
ライン9が所定の電圧を超えてから、パワートランジス
タTr0〜Trnがオンするまでの時間は、コンパレー
タ21の信号伝達時間約200ns、および割込み端子
電圧がハイレベルになって出力ポートP0〜Pnを制御
するまでのCPU3の処理時間(CPUの能力にもよる
が数μs〜数10μs)および出力ポートP0〜Pnが
変化してパワートランジスタTr0〜Trnがオンする
までのスイッチング遅れ時間、数μsの合計になる。
【0030】これらの合計時間はパワートランジスタT
r0〜Trnが破壊に至らないうちにオンすることがで
きるに足る十分に短かい時間である。次に、CPU3
は、過電圧状態の終了により割込みを発生させるよう
に、割込み検出エッジを立下がりに設定し割込み処理
(1)を終了し、通常の制御処理に移行する(ステップ
S2)。
【0031】通常の制御処理においては、現在過電圧で
パワートランジスタTr0〜Trnを強制的にオンして
いるというフラグを立て、誤ってパワートランジスタT
r0〜Trnをオフすることを禁止する(図5ステップ
S3〜S5参照)。
【0032】そして、電源ライン9の電圧が低下すると
コンパレータ21の+端子電圧も低下し、抵抗R3〜R
5で決定される所定の電圧以下になると、過電圧検出回
路2の出力はハイレベルからローレベル(0V)に変化
する。
【0033】今度は立下りエッジで検出するようセット
されているので、再びCPU3に割込みがかかり、図3
に示す割込み処理(2)へ動作が移る。この割込み処理
(2)でCPU3は過電圧状態であるというフラグをク
リアした後、各パワートランジスタTr0〜Trnを正
常な状態に復帰するように出力ポートP0〜Pnを制御
する(ステップS6)。
【0034】そして、CPU3は割り込み検出エッジを
立上がりにセットし、割り込み処理を終了する(ステッ
プS7)。なお、過電圧状態の開始と終了を検出する電
圧レベルは、過電圧検出回路2内の抵抗R3〜R5で任
意に設定可能である。
【0035】このような構成・動作によって、過電圧検
出開始後各パワートランジスタをオンした後、電源ライ
ン9の電圧が過電圧終了レベルまで低下する間も、通常
の処理を実行でき、過電圧終了後各パワートランジスタ
を確切な状態で復帰させることができる。
【0036】次に、第2の実施例(但し、構成は図1と
同様である)として、パワートランジスタが破壊に至ら
ない程度、もしくは小型のコンデンサやツェナーダイオ
ード、パワートランジスタ内蔵の保護素子で保護できる
程度の時間の短いサージをマスキングする機能を付加し
た実施例の動作を図6と図7を参照して説明する。
【0037】過電圧が印加され始め、所定の電圧以上に
なると、過電圧検出回路2の出力はローレベルからハイ
レベルに変わる。CPU3はこの立上がりエッジにより
割り込みがかかり図6に示すように、外部割込み処理
(3)が発生した時刻のフリーランニングカウンタの値
に判定マスク時間TF (例えば50μs)を加えた値を
タイマにセットし、リターンする(ステップS8)。
【0038】そして、CPU3は他の制御処理の実行を
続け、フリーランニングカウンタの値が外部割込み処理
(3)にてセットした値と一致した時点で内部割込みが
かかり図7に示すような内部割込み処理(4)を実行す
る。
【0039】ここでは、最初に外部割込み端子INTの
ポート状態を判定し、同ポートがローなら、パワートラ
ンジスタTr0〜Trnを制御せずに割込み処理(4)
を終了するが、逆に同ポートがハイならばパワートラン
ジスタTr0〜Trnがオンするように出力ポートP0
〜Pnを制御した後、割込み検出エッジを立下がりにセ
ットする。
【0040】次に、第3の実施例を図8に示すフローチ
ャートを参照して説明する(ステップS9〜11)。こ
れは、マスク時間をNOP(ノンオペレーション)等の
制御に影響を与えない処理を数回〜数10回くり返す待
ち時間処理を行った後、外部割込み端子INTの状態を
判定するものである(ステップS12〜S15)。
【0041】第2、第3の実施例によると、実開昭59
−117243号公報に開示された従来技術のようにサ
ージ(過電圧)検出回路内にコンデンサ等のディレイ手
段を付加することなく、パワートランジスタを保護すべ
きサージなのか保護の必要ないサージなのか判断し、必
要ならば、出力ポートを制御し、パワートランジスタを
保護することができる。
【0042】また、以上のような本発明は、過電圧印加
時パワートランジスタをオンして保護するものである
が、負荷7の種類によっては(例えば、点火コイル等の
抵抗成分が小さい負荷)パワートランジスタをオフして
保護することもできる。すなわち、負荷の種類によって
、オンして保護する場合とオフして保護す場合とが
可能である。
【0043】
【発明の効果】従って、以上詳述したように本発明によ
れば、例えば、出力段パワー素子の保護機能と、過電圧
印加時でも他の制御処理を実行することができる機能と
を兼ね備えたパワー素子の保護装置に適用し得るマイク
ロコンピュータを有する制御装置を提供することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】一実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャート。
【図3】一実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャート。
【図4】一実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト。
【図5】一実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト。
【図6】他の実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート。
【図7】他の実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート。
【図8】他の実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート。
【符号の説明】
1…エンジン制御用コンピュータ(ECU)、2…過電
圧検出回路、21…コンパレータ(比較回路)、25…
トランジスタ、R1〜R5…抵抗、9…電源ライン、3
…マイクロコンピュータ(CPU)、Tr0〜Trn…
パワートランジスタ、L0〜Ln…負荷、8…バッテリ
ー、5…レギュレータ回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 9/04 H02H 7/20 H02J 3/20 H02J 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧が所定値以上であることを検出
    する比較回路と、 この比較回路からの出力を割込み入力に入力するマイク
    ロコンピュータと、 このマイクロコンピュータにより通電状態が制御される
    出力素子とを備え、 上記マイクロコンピュータは、 上記比較回路からの割込みを受けて起動され、上記出力
    素子への通電を耐サージ制御モードとするとともに、 上記比較回路からの割込みを受けて耐サージ制御モード
    を終了する制御手段を有し、 上記制御手段は過電圧印加開始時と終了時を上記比較回
    路の出力信号による外部割込みにより検知し、出力ポー
    トを制御することを特徴とするマイクロコンピュータを
    有する制御装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段は過電圧印加開始、待ち時
    間処理で保護不要なサージを判別することを特徴とする
    請求項1に記載のマイクロコンピュータを有する制御装
    置。
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