JP4397621B2 - 異常監視装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）の異常を監視する異常監視装置に関し、より詳細にはウォッチドッグタイマ方式の異常監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器はマイコンにより制御されるものが多くなり、特に高度な制御が要求される電子機器では殆どがマイコンにより制御されている。マイコンは各種演算処理により高度な制御が可能であるが、ノイズ等の影響により暴走する可能性もあり、多くの機器の場合、暴走を検出するとマイコンをリセットする等の対策が施されている。この対策としてウォッチドッグタイマ方式の異常監視装置があるが、これは正常時にはマイコンが所定時間間隔、あるいは所定時間内等、ある時間条件を満たすようなパルスを出力するように構成（プログラミング）しておき、そのパルスを監視対象のマイコンとは別に構成された監視装置（監視対象の動作に影響を受けないように構成されたもので、マイコン（ＣＰＵ）と同一パッケージ内に設けておくことも可能）で監視し、パルス出力が所定の時間条件を満たさない時に異常として検出している。
【０００３】
また、マイコンの暴走要因の１つである電源電圧の異常を検出することもよく行われている。これら暴走対策の具体的方法として、例えば、特開平３−２１７３６４号公報（特許文献１）、特開２０００−０１０８２５号公報（特許文献２）、特開平１０−０３１５３１号公報（特許文献３）等における方法が提案されている。
【０００４】
図１５は自動車用電子機器、例えばナビゲーションシステムにおけるマイコン周辺部分の構成を示すブロック図、図１６はその動作状態を示す波形図である。以下これらの図を用いて、ウォッチドッグタイマ方式の異常監視装置の一例を説明する。
【０００５】
マイコン１には、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２を介して所定電圧に定電圧化された電力が供給されている。マイコン１はこの電力の供給を受けて動作可能となるが、自動車の駐車時等、ナビゲーションシステム非使用時には、メモリに記憶されたデータの保持動作等、停車時にも動作が必要な部分を除いて電力供給が停止されたり、マイコン１の動作クロックの周波数を低下させるスタンバイ状態に移る。この時、マイコン１には、使用者によるナビゲーションシステム停止操作や自動車のエンジン停止操作に基づくスタンバイ信号（ＳＴＢＹ）が入力され、マイコン１はそのスタンバイ信号に基づいてスタンバイ状態となる。
【０００６】
マイコン１からは、異常監視装置３のウォッチドッグタイマ監視部（ＷＤＴ監視部）４に、異常検出用のパルスとして所定時間間隔にプログラムされたウォッチドッグクロックＷＤＴＣＬＫ信号が出力される。また、ＷＤＴ監視部４には、マイコン１の監視動作の動作／停止を指示する異常監視指示信号（ＷＤＴＥＮ信号）が入力され、ＷＤＴ監視部４はこのＷＤＴＥＮ信号によりその動作／停止が制御される。これは、マイコン１のスタンバイ状態では、マイコン１の大部分が停止状態、あるいは動作クロックの周波数が低下しているためにウォッチドッグクロックＷＤＴＣＬＫが正常に出力されず、ＷＤＴＣＬＫによる監視ができない（正常でも異常と検出する）ために設けられたもので、マイコン１のスタンバイ状態では、異常監視装置３の監視動作は停止される。
【０００７】
また、レギュレータ２の出力電圧は異常監視装置３の電圧監視部５により監視されており、電圧監視部５はレギュレータ２の出力電圧の異常（主に電圧が所定電圧以下に低下したことを検出するが、異常高圧を検出することも可能）を検出してタイマ６に出力する。そして、タイマ６はＷＤＴ監視部４からの信号、および電圧監視部５からの信号に基づき、ＷＤＴＣＬＫの異常およびレギュレータ２の出力電圧の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット（ＲＥＳＥＴ）信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【０００８】
次に、ＷＤＴＣＬＫに対する異常監視動作例を図１６を用いて説明する。時刻ｔ１でナビゲーションシステムの電源が投入されると、マイコン１は動作状態となり、異常監視装置３に監視を行う指示をするＷＤＴＥＮ信号（例えばハイレベル）が入力される。これに伴って、異常監視装置３はＷＤＴＣＬＫの監視を開始する。時刻ｔ３でマイコン１が何らかの原因で暴走するとＷＤＴＣＬＫが停止する。その状態が継続し、時刻ｔ４に達すると、リセット信号ＲＥＳＥＴはローに切り換えられ、その後時刻ｔ５で異常監視装置３はマイコン１にリセット信号ＲＥＳＥＴを出力する。すると、マイコン１はリセットされて時刻ｔ５でリスタートし、正常状態に復帰し、ＷＤＴＣＬＫの出力も再開される。時刻ｔ６でナビゲーションシステムの電源が遮断されると、マイコン１はスタンバイ状態となり、異常監視装置３による監視の停止のためにＷＤＴＥＮ信号（例えばローレベル）が入力される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平３−２１７３６４号公報
【特許文献２】
特開２０００−０１０８２５号公報
【特許文献３】
特開平１０−０３１５３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スタンバイ状態においてもノイズ等の影響により、マイコン１が暴走する可能性もある。この場合、異常監視装置３は監視停止状態である可能性が高く、その場合にはマイコン１の暴走は止まらない。従って、ナビゲーションシステムが停止中であるにも拘らず異常動作を行ったり、また異常動作が起こらないまでもマイコン１の暴走によりマイコン１の消費電力が正常動作時程度に大きくなり、バッテリＢＡＴＴ電力を消費し、最悪の場合にはバッテリあがりを招く虞れがあった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、ナビゲーションシステム等の制御対象装置の動作時、非動作時を問わず、確実にマイコンの異常動作を監視することのできる異常監視装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するため、本発明に係る異常監視装置（１）は、通常動作中に所定の時間間隔で異常検出用パルスを出力するマイコンの異常を監視する異常監視装置において、前記マイコンの通常動作中において、前記マイコンからの前記異常検出用パルスが一定時間以上入力されない場合、前記マイコンに異常が生じていると判断する通常時異常検出手段と、前記マイコンのスタンバイ動作中において、前記マイコンからの前記異常検出用パルスが検出された場合、前記マイコンに異常が生じていると判断するスタンバイ時異常検出手段と、前記マイコンへのスタンバイ指示信号に従い、前記通常時異常検出手段を動作させる通常検出モードと、前記スタンバイ時異常検出手段を動作させるスタンバイ検出モードとを切り換える検出モード切換手段とを備えていることを特徴としている。
上記異常監視装置（１）によれば、通常動作時とスタンバイ動作時の両方で、各々に適した異常検出を行えるので、確実な異常検出を行えると共に、消費電力をも考慮することが可能となる。
【００８０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る異常監視装置を図面に基づいて説明する。図１は実施の形態に係る異常監視装置及び周辺回路の構成を示すブロック図である。尚、この異常監視装置は車載用電子機器、例えばナビゲーションシステムに用いられている場合を示している。
【００８１】
マイコン１には、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２を介して所定電圧に定電圧化された電力が供給されている。マイコン１はこの電力の供給を受けて動作可能となるが、自動車の駐車時等、ナビゲーションシステムの非使用時には、メモリに記憶されたデータの保持動作等、停止時にも動作が必要な部分を除いて電力供給を停止させたり、マイコン１の動作クロックの周波数を低下させるスタンバイ状態に移る。この時、マイコン１には、使用者によるナビゲーションシステム停止操作や自動車のエンジン停止操作に基づくスタンバイ（ＳＴＢＹ）信号が入力され、マイコン１はそのＳＴＢＹ信号によりスタンバイ状態となる。
【００８２】
マイコン１からは、異常監視部３のウォッチドッグタイマ監視部（ＷＤＴ監視部）４とスタンバイ監視部７に、異常検出用のパルスとしてウォッチドッグクロック（ＷＤＴＣＬＫ）が出力される。本例では、マイコン１のプログラムにより所定時間間隔のパルスが出力されるようになっている。また、ＳＴＢＹ信号は監視モード切換部８にも入力され、監視モード切換部８は、通常動作時にウォッチドッグ監視モード、スタンバイ状態時にスタンバイ監視モードを指示する異常監視指示信号（ＷＤＴＳＷ信号）を、ＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７に出力するようになっている。
【００８３】
このＷＤＴＳＷ信号により、ＷＤＴ監視部４はウォッチドッグ監視モード時（通常動作時）に監視を行い、またスタンバイ監視部７はスタンバイ監視モード時（スタンバイ状態時）に監視を行う。そして、ＷＤＴ監視部４は通常動作時には起こり得ないＷＤＴＣＬＫの状態を検出した場合、つまり所定時間以内にウォッチドッグパルスが入力されない場合に異常と判断し、マイコン１に対してリセット信号を出力してマイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。またスタンバイ監視部７はスタンバイ時には起こり得ないＷＤＴＣＬＫの状態を検出した場合、つまりウォッチドッグパルスを検出した場合や短周期のウォッチドッグパルスを検出した場合等（スタンバイ状態ではマイコン１は通常のプログラムを実行しないためウォッチドッグパルスを出力しない、あるいは低周波数のクロックで動作するためウォッチドッグパルス間隔が長くなる等、スタンバイ状態での動作設定によりこの条件は決められる）の場合には異常と判断し、マイコン１に対してリセット信号を出力してマイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。尚、ＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７共に、異常状態が所定時間継続することを条件にマイコン１に対してリセット信号を出力するようにして、誤判断によるマイコン１のリセットを防止する構成とすることが望ましい。
【００８４】
また、レギュレータ２の出力電圧は異常監視部３の電圧監視部５により監視されており、電圧監視部５はレギュレータ２の出力電圧の異常（主に電圧が所定電圧以下に低下したことを検出するが、異常高圧も検出することも可能）を検出してタイマ６に出力する。そして、タイマ６は電圧監視部５からの信号に基づき、レギュレータ２の出力電圧の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【００８５】
次に、ＷＤＴＣＬＫに関する異常監視動作例を図２を用いて説明をする。時刻ｔ１でナビゲーションシステムの電源が投入されると、マイコン１は動作状態となり、監視モード切換部８はＷＤＴ監視部４に監視を行う指示をするＷＤＴＳＷ信号（ローレベル）を出力する。従って、ＷＤＴ監視部４はＷＤＴＣＬＫの監視を開始する。また、マイコン１は通常動作を始めるので、時刻ｔ２から、ＷＤＴＣＬＫの異常監視部３への出力も開始される。時刻ｔ３でマイコン１が何らかの原因で暴走するとＷＤＴＣＬＫが停止する。その状態（ＷＤＴ監視部４が検出）がタイマ時間継続し（タイマ６が計測）、時刻ｔ４に達すると、リセット信号ＲＥＳＥＴはローに切り換えられ、その後時刻ｔ５で異常監視部３はマイコン１にリセット信号ＲＥＳＥＴを出力する。すると、マイコン１はリセットされて時刻ｔ５でリスタートし、正常状態に復帰し、ＷＤＴＣＬＫの出力も再開される。時刻ｔ６でナビゲーションシステムの電源が遮断されると、マイコン１はスタンバイ状態となり、監視モード切換部８はスタンバイ監視部７に監視を行う指示をするＷＤＴＳＷ信号（ハイレベル）を出力する。従って、スタンバイ監視部７はＷＤＴＣＬＫの監視を開始する。また、マイコン１はスタンバイ状態となるので、ＷＤＴＣＬＫの異常監視部３への出力も停止する。時刻ｔ７でマイコン１が何らかの原因で暴走すると、ＷＤＴＣＬＫが出力される。その状態（スタンバイ監視部７が検出）がタイマ時間継続し（タイマ６が計測）、時刻ｔ８に達すると、つまりタイマ時間内に再度ＷＤＴＣＬＫを入力した場合（タイマ時間内の入力パルス数が所定数を超えた場合等、他の条件も可能）、リセット信号ＲＥＳＥＴはローに切り換えられ、その後時刻ｔ９で異常監視部３はマイコン１にリセット信号ＲＥＳＥＴを出力する。すると、マイコン１はリセットされて時刻ｔ９でリスタートし、正常状態に復帰する。尚、この復帰において、マイコン１はＳＴＢＹ信号に従いスタンバイ状態となる。
【００８６】
次に監視モード切換部８のより詳しい構成について説明する。図３は監視モード切換部８及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
ＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７には、各々バッテリからの電源ラインＶＣＣから電力が供給されているが、その間には、定電流の電力を供給する定電流回路１１、１２とスイッチ１３、１４が接続されており、各々スイッチ１３、１４のオン時に定電流回路１１、１２から定電流電力が供給されるようになっている。スイッチ１３はＳＴＢＹ信号により制御され、マイコン１のスタンバイ状態時にオンとなる。また、スイッチ１４は反転回路１０により反転されたＳＴＢＹ信号により制御され、マイコン１の動作状態時にオンとなる。従って、マイコン１の動作状態時にはＷＤＴ監視部４が動作し、またマイコン１のスタンバイ状態時にはＳＴＢＹ監視部７が動作することとなる。尚、この構成ではＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７のうち、動作が必要な方にのみ電力を供給するので消費電力を抑えることができる。
【００８７】
次に異常監視部のより詳しい構成を説明する。図４は異常監視部の主要部の構成を示すブロック図である。
スタンバイ監視部７は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントし、リセット端子ＲＳＴに入力される信号がハイレベル信号の時にカウント値をリセットするカウンタ１５を含んで構成されている。クロック端子ＣＫにはＷＤＴＣＬＫが入力され、またリセット端子ＲＳＴにはＷＤＴＳＷ信号が入力されるように各入力信号線が接続され、カウント値が所定の値に達した時に、異常を示す信号をセレクタ１８に出力するようになっている。カウンタ１５はフリップフロップ等を用いて構成された公知のカウンタで実現されている。
【００８８】
ＷＤＴ監視部４は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントし、リセット端子ＲＳＴに入力される信号の立ち下がり（あるいは立ち上がり）時にカウントを初期化するタイマ１６により構成されている。そして、クロック端子ＣＫには所定周期のパルスを出力する発振器１７のパルス出力が入力され、またリセット端子ＲＳＴにはＷＤＴＣＬＫ信号が入力されるように各入力信号線が接続され、カウント値が所定の値に達した時に異常を示す信号をセレクタ１８に出力する。タイマ１６はフリップフロップ等を用いて構成された公知のカウンタで実現されている。また、発振器１７は、ＷＤＴＳＷ信号によりその動作が制御されており、マイコン１のスタンバイ時（ＷＤＴＳＷ信号がＨ信号：ＷＤＴ監視部４の動作停止時）には発振器１７は停止する。従って、発振器１７の不要な発振動作を停止でき消費電力を低減できる。
【００８９】
セレクタ１８は、ＷＤＴＳＷ信号に応じて、スタンバイ監視部７の異常検出信号あるいはＷＤＴ監視部４の異常検出信号を選択し、リセット信号としてマイコン１に出力するもので、トランジスタ等で構成されたＷＤＴＳＷ信号を制御入力とするスイッチ回路により実現されている。セレクタ１８は、ＷＤＴＳＷ信号がＨ信号の場合にスタンバイ監視部７の異常出力信号をマイコン１に出力し、ＷＤＴＳＷ信号がＬ信号の場合にＷＤＴ監視部４の異常出力信号をマイコン１に出力するように構成されている。
【００９０】
次に動作を説明する。通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＬ信号であるため、スタンバイ監視部７のカウンタはリセット状態、セレクタ１８はＷＤＴ監視部４の異常検出信号をマイコン１に出力する状態で、スタンバイ監視部７は停止状態となる。また、発振器１７はパルスを出力中で、タイマ１６は動作している。従って、タイマ１６が所定時間をカウントするまでにＷＤＴＣＬＫが入力されない場合には、ＷＤＴ監視部４は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、通常のウォッチドッグ監視動作が行われる。
【００９１】
スタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＨ信号であるため、発振器１７は停止しており、タイマ１６は停止、つまりＷＤＴ監視部４は停止している。また、セレクタ１８はスタンバイ監視部７の異常検出信号をマイコン１に出力する状態となる。スタンバイ監視部７のカウンタ１５はカウント状態で、ＷＤＴＣＬＫをカウントしている。従って、カウンタ１５へのＷＤＴＣＬＫのパルスが所定値に達すると、スタンバイ監視部７は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、スタンバイ状態には起こり得ない、ＷＤＴＣＬＫのパルスを検出した場合に異常と判断され、マイコン１がリセットされることとなる。本例では、ノイズ等の影響による誤検出を防止するために、ＷＤＴＣＬＫの検出個数がスタンバイ状態になってから所定値に達した時に異常と判断される。
【００９２】
次に異常監視装置における主要部の別の実施の形態を図５に基づいて説明する。尚、図４に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９３】
本実施の形態では、所定周期のパルスを出力する発振器２１と、その発振器２１の出力信号を分周する分周器２２、２３を備え、分周器２２、２３の出力がカウンタ１５のＲＳＴ端子およびタイマ１６のＣＫ端子に入力されるように構成されている。
【００９４】
次に動作を説明する。通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＬ信号であるため、セレクタ１８はＷＤＴ監視部４の異常検出信号をマイコン１に出力する状態で、スタンバイ監視部７は停止状態（異常検出信号はセレクタ１８により遮断）となる。また、発振器２１のパルスは分周器２２を介してタイマ１６のＣＫ端子に出力され、タイマ１６は動作している。従って、タイマ１６が所定時間をカウントするまでにＷＤＴＣＬＫが入力されない場合には、ＷＤＴ監視部４は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、通常のウォッチドッグ監視動作が行われる。分周器２２の分周比は、異常と判断されるＷＤＴＣＬＫの非入力状態継続時間に応じて（発振器２１の発振周波数およびタイマ１６の異常信号出力設定カウント数に応じて）設定される。
【００９５】
スタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＨ信号であるため、セレクタ１８はスタンバイ監視部７の異常検出信号をマイコン１に出力する状態で、ＷＤＴ監視部４は停止状態（異常検出信号はセレクタ１８により遮断）となる。スタンバイ監視部７のカウンタ１５はカウント状態で、ＷＤＴＣＬＫをカウントしており、また分周器２３の出力によりリセットされる状態となっている。従って、カウンタ１５へのＷＤＴＣＬＫの入力が分周器２３からの出力信号が入力されるまでに所定値に達すると、スタンバイ監視部７は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、スタンバイ状態では起こり得ない、ＷＤＴＣＬＫのパルスを所定時間内に所定値以上検出した場合に異常と判断され、マイコン１がリセットされることとなる。本例では、ノイズ等の影響による誤検出を防止するために、ＷＤＴＣＬＫの検出個数が所定時間以内に所定値に達した時に異常と判断されるようになっている。
【００９６】
次に異常監視装置における主要部のさらに別の実施の形態を図６に基づいて説明する。尚、図５に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態では、水晶発振子等により構成されたマイコン１における動作クロック生成用の発振回路２３の発振出力（動作クロック）がカウンタ１５のＣＫ端子に入力されるように構成されている。つまり、スタンバイ状態ではマイコン１における動作クロックは停止あるいは周波数が低下している。しかし、異常状態になると、動作クロック停止状態であるにもかかわらずクロックが出力されたり、あるいは動作クロックが低周波数化されているにもかかわらず高周波数クロックが出力され、カウンタ１５は発振器２１の発振周波数と分周器２３の分周比とにより決定される所定時間内に所定個数以上の動作クロックをカウントすることとなる。従って、スタンバイ監視部７は、セレクタ１８を介してリセット信号をマイコン１に出力し、マイコン１はリセットされる。
【００９８】
次に異常監視装置における主要部のさらに別の実施の形態を図７に基づいて説明する。
本例におけるスタンバイ監視部７は、マイコン１の被制御装置（各種アクチュエータ等の負荷を駆動する回路等）が接続された出力ポートを監視するもので、スタンバイ状態では当該出力ポートが低電位レベルに固定されるマイコン１に適用される。マイコン１のポートＰ１とアースとの間には抵抗Ｒ３、Ｒ２が接続されており、抵抗Ｒ３、Ｒ２の間にはＮＰＮトランジスタＴＲ２のベースが接続されている。また、負荷２８にはＦＥＴＴＲ１のドレインが、バッテリＢＡＴＴにはＦＥＴＴＲ１のソースが接続されている。そして、ＦＥＴＴＲ１のゲートにはトランジスタＴＲ２のコレクタが接続され、またＦＥＴＴＲ１のゲートとソースとの間には抵抗Ｒ１が接続されている。トランジスタＴＲ２のエミッタは接地されている。
【００９９】
スタンバイ監視部７は、２入力端子の電圧を比較する比較器３１、基準電圧を印加する基準電源３４、２入力が共にローレベル信号である時にのみハイレベル信号を出力するＮＯＲ回路３２、入力がハイレベルである状態が所定時間継続した時に異常を示す信号を出力するタイマ３５を含んで構成されている。これらの回路は公知のアナログ回路および論理回路で構成されている。そして、比較器３１の反転入力端子―にはマイコン１のポートＰ１が接続され、非反転入力端子＋には基準電源３４が接続されている。また、ＮＯＲ回路３２の一方の端子にはＷＤＴＳＷ信号がインバータ３３を介して入力され、比較器３１の出力信号は、ＮＯＲ回路３２の他方の端子に入力される。そしてＮＯＲ回路３２の出力信号はタイマ３５に入力され、タイマ３５の出力信号はマイコン１のリセット端子に出力されるようになっている。
【０１００】
次に動作を説明する。負荷駆動時には、マイコン１の出力ポートＰ１はハイレベルとなり、ベースがハイレベルとなったトランジスタＴＲ２は導通状態となる。すると、ＦＥＴＴＲ１のゲートがローレベルとなって、ＦＥＴＴＲ１が導通して負荷２８に電流が流れる（電力が供給される）。またこの負荷駆動状態では、ＷＤＴＳＷ信号がローレベルのため、ＷＤＴＳＷ信号の反転信号はハイレベルとなってＮＯＲ回路３２に入力される。このため、ＮＯＲ回路３２の出力は常にローレベルとなりタイマ３５はカウントせず、スタンバイ監視部７は停止状態となる。
【０１０１】
スタンバイ状態では、マイコン１の出力ポートＰ１はローレベルとなり、ベースがローレベルとなったトランジスタＴＲ２は遮断状態となる。すると、ＦＥＴＴＲ１のゲートがハイレベル（抵抗Ｒ１を介してバッテリＢＡＴＴ電圧が印加される）となって、ＦＥＴＴＲ１が遮断されて負荷２８への電流が遮断される（電力が非供給となる）。また、このスタンバイ状態では、比較器３１の反転入力端子ーにはポートＰ１のローレベルが入力されるので、比較器３１の出力（ＮＯＲ回路３２の入力信号）はハイレベルとなる。従って、ＮＯＲ回路３２の出力は常にローレベルとなりタイマ３５はカウントせず、スタンバイ監視部７は異常（リセット）信号をマイコン１に出力しない。
【０１０２】
しかし、マイコン１が故障してポートＰ１がハイレベルとなると、比較器３１の出力（ＮＯＲ回路３２の入力信号）はローレベルとなる。従って、ＮＯＲ回路３２の両入力は共にローレベルとなり、ＮＯＲ回路３２出力はハイレベルとなってタイマ３５はカウントを開始する。そしてこの状態が所定時間継続すると、タイマ３５はマイコン１に異常（リセット）信号を出力する。
【０１０３】
尚、本例ではスタンバイ状態時にマイコン１のポートＰ１がローレベルになる場合を例にあげたが、ポートＰ１がハイレベルの場合やハイインピーダンスになる場合にも適用可能である。
【０１０４】
スタンバイ状態時にマイコン１のポートＰ１がハイレベルの場合への適用は、図８（Ａ）に示すように、比較器３１の非反転入力端子＋にポートＰ１を接続し、反転入力端子ーに基準電源３４を接続するようにすれば良い。
【０１０５】
またスタンバイ状態時にマイコン１のポートＰ１がハイインピーダンスになる場合への適用は、図８（Ｂ）に示すように、比較器３１の反転入力端子ーと接地間にプルダウン抵抗Ｒ４を接続すれば良い。
【０１０６】
次に異常監視装置におけるさらに別の実施の形態を図９に基づいて説明する。低周波異常検出部５４は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントして所定値に達した時に異常（リセット）信号をマイコン１に出力し、リセット端子ＲＳＴに入力される信号がローレベル信号の時にカウント値をリセットするタイマ５６を含んで構成されている。リセット端子ＲＳＴにはＷＤＴＣＬＫが入力され、またクロック端子ＣＫには発振器５１の発振パルス信号が分周器５２により分周されたパルス信号が入力されるようになっている。マイコン１にはメインクロック発振器５８とサブクロック発振器５９が設けられており、通常動作時にはメインクロック発振器５８による高い周波数の動作クロックによりマイコン１は動作し、スタンバイ状態ではサブクロック発振器５９による低い周波数の動作クロックによりマイコン１が動作するようになっている。
【０１０７】
また、発振器５１の発振周波数は、タイマ５６が異常（リセット）信号を出力する判断時間を規定する。つまりその時間継続してＷＤＴＣＬＫが検出できない場合に異常と判断できる時間を規定するが、その判断時間はＷＤＴＳＷ信号により切換制御され、通常動作状態とスタンバイ状態で異なった時間となる。これは、マイコン１の動作クロックの周波数差によるもので、動作クロックの周波数の高い通常動作時にはＷＤＴＣＬＫの周波数も高いため判断時間も短く、発振器５１の周波数も高くなる。通常、ＷＤＴＣＬＫはプログラムにより出力されるため、その周波数はマイコン１の動作クロックに比例する。このため、発振器５１の発振周波数もマイコン１の動作周波数に比例した値が適切である。また、発振器５１の発振周波数の切換は、例えば発振器５１を構成する容量素子にバリスタ等の可変容量素子を採用し、ＷＤＴＳＷ信号を前記可変容量素子の制御端子に印加する構成により実現される。
【０１０８】
次に動作を説明する。発振器５１のパルスは分周器５２を介してタイマ５６のＣＫ端子に入力され、タイマ５６のカウント値はＷＤＴＣＬＫのパルスによりリセットされる。正常時は、判断時間以内にＷＤＴＣＬＫが出力されるようにプログラムされているため、判断時間以内にＷＤＴＣＬＫがタイマ５６に入力され、異常検出（リセット）信号はマイコン１に出力されない。しかし、マイコン１の異常時には、判断時間以内にＷＤＴＣＬＫがタイマ５６に入力されない事態が起こり、タイマ５６はマイコン１に異常検出（リセット）信号を出力する。さらに、マイコン１の通常動作状態とスタンバイ状態に応じて発振器５１のパルス発振周波数は切り換えられ、タイマ５６のカウント値のリセット周期が変わるため、判断時間は状態に応じた時間に切り換えられる。
【０１０９】
次に異常監視装置における主要部のさらに別の実施の形態を図１０に基づいて説明する。尚、図９に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１０】
本例では、ＷＤＴＣＬＫの低周波異常だけでなく、高周波異常、つまりＷＤＴＣＬＫパルスが所定時間内に規定数以上検出された場合に、異常と判断する機能が付加されている。これは、プログラムによってＷＤＴＣＬＫのパルス出力周波数が規定されているため、その規定に対してあまりに多い数のパルスが検出された場合に異常と判断できるという原理に基づく。
【０１１１】
高周波異常検出部５７は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントして所定値に達した時に異常（リセット）信号をマイコン１に出力し、リセット端子ＲＳＴに入力される信号がローレベル信号の時にカウント値をリセットするカウンタ５５を含んで構成されている。そして、クロック端子ＣＫにはＷＤＴＣＬＫが入力され、またリセット端子ＲＳＴには発振器５１の発振パルス信号が分周器５３により分周されたパルス信号が入力されるようになっている。マイコン１にはメインクロック発振器５８とサブクロック発振器５９が設けられており、通常動作時にはメインクロック発振器５８による高い周波数の動作クロックによりマイコン１は動作し、スタンバイ状態ではサブクロック発振器５９による低い周波数の動作クロックによりマイコン１が動作するようになっている。
【０１１２】
また、発振器５１の発振周波数は、カウンタ５５が異常（リセット）信号を出力する所定時間にカウントされるパルス数を規定する。つまりその所定時間内にその数以上のＷＤＴＣＬＫのパルスが検出された場合に異常と判断できるパルス数を規定するが、そのパルス数はＷＤＴＳＷ信号により切換制御され、通常動作状態とスタンバイ状態で異なった数となる。これは、マイコン１の動作クロックの周波数差によるもので、動作クロックの周波数の高い通常動作時にはＷＤＴＣＬＫの周波数も高いため判断パルス数も多く、発振器５１の周波数も高くなる。通常、ＷＤＴＣＬＫはプログラムにより出力されるため、その周波数はマイコン１の動作クロックに比例する。このため、発振器５１の発振周波数もマイコン１の動作周波数に比例した値が適切である。そして、この条件は高周波異常検出部５７の条件とも一致するため、本例では発振器５１を共通化し、分周器５２、５３でそれぞれに適した値に調整されている。
【０１１３】
次に動作を説明する。発振器５１のパルスは分周器５３を介してカウンタ５５のＲＥＳ端子に入力され、カウンタ５５は分周器５３からパルスが出力される度にリセットされる。そして、カウンタ５５のカウント値はＷＤＴＣＬＫのパルスにより加算される。正常時は、分周器５３からパルスが出力される時間以内にＷＤＴＣＬＫのパルスの数が所定数となるようにプログラムされているため、その時間以内に異常判断数以上のＷＤＴＣＬＫのパルスがカウンタ５５に入力されることは無く、異常検出（リセット）信号はマイコン１に出力されない。しかし、マイコン１の異常時には、異常判断数以上のＷＤＴＣＬＫのパルスがカウンタ５５に入力される事態が起こり、カウンタ５５はマイコン１に異常検出（リセット）信号を出力する。さらに、マイコン１の通常動作状態とスタンバイ状態に応じて発振器５１のパルス発振周波数は切り換えられ、タイマ５６のカウント値のリセット周期が変わるため、異常判断パルス数は状態に応じた数に切り換えられる。
【０１１４】
次に本発明のさらに別の実施の形態に係る異常監視装置を図１１に基づいて説明する。尚、図１に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１５】
マイコン１からは、異常監視部６０のＷＤＴ監視部６４に、異常検出用のパルスとしてＷＤＴＣＬＫが出力される。尚、このＷＤＴ監視部６４は、図１〜図１０で説明したＷＤＴ監視部４と同様の構成となっている。ＳＴＢＹ信号は監視モード切換部８に入力され、監視モード切換部８は、通常動作時にウォッチドッグ監視モード、スタンバイ状態時にスタンバイ監視モードを指示する異常監視指示信号（ＷＤＴＳＷ信号）を、ＷＤＴ監視部６４に出力する。このＷＤＴＳＷ信号により、ＷＤＴ監視部６４はウォッチドッグ監視モード時にＷＤＴＣＬＫの監視を行う。そして、ＷＤＴ監視部６４は通常動作状態では起こりえないＷＤＴＣＬＫの状態を検出した場合に異常と判断し、タイマ６５に出力する。タイマ６５は、その異常検出状態が所定時間継続すれば、マイコン１に対してリセット信号を出力してマイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【０１１６】
また、レギュレータ２の出力電圧は異常監視部６０の減電圧監視部６１により監視されており、減電圧監視部６１はレギュレータ２の出力電圧の異常（本例では電圧が所定電圧以下に低下したことを検出するが、異常高圧を検出することも可能）を検出してタイマ６５に出力するようになっている。そして、タイマ６５は減電圧監視部６１からの信号に基づき、レギュレータ２の出力電圧の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。尚、この監視はスタンバイ状態でも行われる。
【０１１７】
レギュレータ２とバッテリＢＡＴＴとの間には、電流検出用の抵抗Ｒ５が接続されており、抵抗Ｒ５の両端の電圧値がＳＴＢＹ電源電流監視部６２により監視されている。つまり、抵抗Ｒ５による電圧降下値（抵抗Ｒ５の両端電圧の差）と抵抗Ｒ５の抵抗値により、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２に流れる電流値が検出されるようになっている。また、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２には、監視モード切換部８からのＷＤＴＳＷ信号が反転回路６６で反転されて入力されており、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２はスタンバイ状態でバッテリＢＡＴＴからレギュレータ２に流れる電流値を計測する。そして、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２は、スタンバイ状態における検出電流値が所定値より大きくなれば異常と判断して、タイマ６５に異常検出信号を出力する。そして、タイマ６５はＳＴＢＹ電源電流監視部６２からの信号に基づき、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２に流れる電流の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【０１１８】
これは、マイコン１がスタンバイ状態の場合、機能が殆ど停止して、動作クロック周波数が低下している等の理由で、動作電流が低い状態になっているが、暴走した場合にはこれらの条件が崩れて消費電力、つまり電流値が増加することを利用したものである。つまり、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２は、スタンバイ状態における電流値の異常増加から暴走を検出して、マイコン１をリセットするものである。
【０１１９】
尚、本実施の形態における異常監視部６０では、スタンバイ状態時にはＳＴＢＹ電源電流監視部６２による監視のみを行っているが、ＷＤＴ監視部６４に図１〜図１０に示したスタンバイ監視部７と同様の構成を付加し、ＷＤＴ監視部６４でもスタンバイ状態における監視を行うようにして暴走監視能力を向上させてもよい。
【０１２０】
また、本実施の形態によればレギュレータ２の入力側で電流検出を行うことにより電流検出用の抵抗Ｒ５によるマイコン１への供給電力への悪影響を防いでいるが、影響の程度が小さいような場合（抵抗による電圧降下の影響を小さくできる場合）には、レギュレータ２の出力側で電流検出を行うことも可能である。
【０１２１】
次にＳＴＢＹ電源電流監視部６２のより具体的構成を説明する。図１２はＳＴＢＹ電源電流監視部６２の構成を示す回路図である。尚、図１１に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２２】
抵抗Ｒ５のバッテリＢＡＴＴ接続側端子は定電圧低減用の電源ＶＲを介して比較器７１の反転入力端子ーに接続され、レギュレータ２接続側端子は比較器７１の非反転入力端子＋に接続されている。比較器７１の出力はＮＯＲ回路７３の一方の入力端子に入力され、ＮＯＲ回路７３の他方の入力端子にはＷＤＴＳＷ信号がインバータ６６を介して入力されている。そして、ＮＯＲ回路７３の出力はタイマ６５に入力されている。
【０１２３】
次に動作を説明する。マイコン１の通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はローレベルであるため、ＮＯＲ回路７３への入力はハイレベルになる。従って、ＮＯＲ回路７３の出力は常にローレベルとなり、タイマ６５によるカウントは行われず、結果としてＳＴＢＹ電源電流監視部６２は監視動作を行わないこととなる。
【０１２４】
マイコン１のスタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はハイレベルであるため、ＮＯＲ回路７３への入力はローレベルになる。従って、ＮＯＲ回路７３の出力は比較器７１の出力に依存することとなる。マイコン１が正常の状態では、スタンバイ状態のためにマイコン１に流れる電流は小さく、抵抗Ｒ５による電圧降下は小さく、電源ＶＲによる電圧低下量より小さい（電源ＶＲによる電圧低下量は異常時の抵抗Ｒ５の電圧降下量に設定されている）。従って、比較器７１への入力電圧は非反転入力端子＋側の方が高くなり、比較器７１の出力はハイレベルとなる。このためＮＯＲ回路７３への入力はハイレベルとローレベルとなり、その出力はローレベルとなる。その結果、タイマ６５によるカウントは行われず、マイコン１はリセットされない。
【０１２５】
異常状態では、スタンバイ状態であるにも係わらずマイコン１に流れる電流が大きくなることがある。この場合、抵抗Ｒ５による電圧降下は大きく、電源ＶＲによる電圧低下量より大きくなる。従って、比較器７１への入力電圧は反転入力端子ー側の方が高くなり、比較器７１からの出力はローレベルとなる。このためＮＯＲ回路７３への入力はローレベルとローレベルとなり、その出力はハイレベルとなる。その結果、タイマ６５はカウントを開始し、その状態が所定時間継続すると、マイコン１にリセット信号が出力され、マイコン１はリセットされる。
【０１２６】
次に、ＳＴＢＹ電源電流監視部の別の実施の形態を説明する。図１３はＳＴＢＹ電源電流監視部の別の実施の形態の構成を示す回路図である。尚、図１２に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２７】
本例では、マイコン１の通常動作時に抵抗Ｒ５に流れる電流による電圧降下による悪影響、レギュレータ２への入力電圧が低下してレギュレータ２が規定の電圧の出力をできなくなることを防止しており、通常動作時には抵抗Ｒ５をバイパスしてレギュレータ２とバッテリＢＡＴＴとが接続される構成となっている。
【０１２８】
抵抗Ｒ５のバッテリ接続側端子にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のエミッタが接続され、レギュレータ２接続側端子にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のコレクタが接続され、またＰＮＰトランジスタＴＲ８のエミッタとベースとの間には抵抗Ｒ６が介装され、スイッチングトランジスタによるバイパスが設けられている。またＰＮＰトランジスタＴＲ８のベースには、抵抗Ｒ７を介してＰＮＰトランジスタＴＲ８制御用のＮＰＮトランジスタＴＲ９のコレクタが接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ９のエミッタは接地されており、ＮＰＮトランジスタＴＲ９のオン時にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のベース電位が低下してトランジスタＴＲ８がオン状態となり、またＮＰＮトランジスタＴＲ９のオフ時にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のベース電位が高くなり（抵抗Ｒ６を介してバッテリＢＡＴＴ電圧となる）、ＰＮＰトランジスタＴＲ８がオフ状態となる。ＮＰＮトランジスタＴＲ９のベースは抵抗Ｒ８、Ｒ９を介して接地されると共に、抵抗Ｒ８とＲ９の接続点にはＷＤＴＳＷ信号がインバータ６６を介して印加されており、ＷＤＴＳＷ信号がローレベルの時はＮＰＮトランジスタＴＲ９はオン状態、ＷＤＴＳＷ信号がハイレベルの時はＮＰＮトランジスタＴＲ９はオフ状態となる。
【０１２９】
次に動作を説明する。マイコン１の通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はローレベルであるため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９のベースにはハイレベルの信号が印加される。このため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９はオン状態となり、ＰＮＰトランジスタＴＲ８のベースはローレベルとなってＰＮＰトランジスタＴＲ８はオン状態となる。この結果、レギュレータ２にはＰＮＰトランジスタ８を通る経路で大半の電流が流れ、抵抗Ｒ５による電圧降下の悪影響を防止できる。
【０１３０】
また、マイコン１のスタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はハイレベルであるため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９のベースにはローレベルの信号が印加される。このため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９はオフ状態となり、ＰＮＰトランジスタＴＲ８のベースはハイレベルとなってＰＮＰトランジスタＴＲ８はオフ状態となる。この結果、レギュレータ２には抵抗Ｒ５を通る経路で電流が流れ、電流量の検出は影響を受けず、マイコン１の異常を確実に検出できることとなる。
【０１３１】
次にリセット信号出力後の処理について説明する。図１４はリセット信号発生時の各種処理を行うリセット信号処理部の構成を示すブロック図である。尚、図１〜図１３に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１３２】
異常監視部９０からは、リセット信号がマイコン１に出力されるが、このリセット信号はカウンタ９５のＣＫ（カウント入力）端子にも入力され、カウンタ９５はリセット信号の発生回数をカウントする。また、カウンタ９５のＲＳＴ（リセット）端子にはＳＴＢＹ信号が入力され、マイコン１の通常動作状態ではカウント値がリセットされるようになっている。つまり、カウンタ９５はスタンバイ状態（１回）におけるリセット回数をカウントする。そして、カウンタ９５のカウント値が所定数に達すると、ＥＥＰＲＯＭ９７にその状態が記憶される。また、マイコン１はスタンバイ状態でリセットされるとその初期化処理においてＥＥＰＲＯＭ９７にリセットを行ったことを記憶させる。マイコン１は、このリセットの記憶をスタンバイ状態となる時に消去する。
【０１３３】
スタンバイ状態におけるリセット回数が所定値に達するとＥＥＰＲＯＭ９７にその状態が記憶されるが、この時、異常処理回路９３はリセットによる正常状態への復帰ができないと判断してマイコン１の動作を停止し、リセットも行わないようにする。具体的には、マイコン１への電源供給を停止（マイコン１への電源ラインのスイッチを遮断）する、マイコン１を内蔵するシステム全体、例えばナビゲーションシステム自体の電源供給を停止（システムへの電源ラインのスイッチを遮断）する、マイコン１の動作クロックを生成する発振器への電源供給を遮断（発振器への電源ラインのスイッチを遮断）する等の方法が採用される。
【０１３４】
またスタンバイ状態が解除された時には、異常処理回路９３はディスプレイ９１（ナビゲーションにおける地図表示等のためのディスプレイ）に、スタンバイ状態時にマイコン１のリセット処理で解消できない異常が発生したことを表示し、利用者の対応がとり易いようにする。また、ランプの点灯状態で異常を報知するウォーニングランプ９２を用いて、スタンバイ状態時にマイコン１のリセット処理で解消できない異常が発生したことを表示し、利用者の対応がとり易いようにする。このウォーニングランプ９２による報知は、ディスプレイ９１が無いシステムで特に有用である。尚、異常処理回路９３は、マイコン１の影響を受けない独立した回路で、画像表示回路、論理回路等で構成されている。また、ディスプレイ９１への表示に関しては、マイコン１の異常時にはマイコン１による表示処理はできないので、例えば他のシステムのマイコンに対してＬＡＮ等を用いて異常を伝達し、そのシステムにより表示処理を行ったり、異常処理回路９３にディスプレイ９１の駆動回路に規定の信号（所定の静止画像の信号）を出力する回路を搭載すること等により実現される。
【０１３５】
このように、数回のリセット処理で解消できない異常以外に、例えば１回のリセット処理でマイコン１が復帰した場合にもこれに応じた報知をするようにしてもよい。すなわちマイコン１はスタンバイ状態が解除された時に、ＥＥＰＲＯＭ９７の内容を読むことにより、スタンバイ状態でリセット処理を行ないマイコン１が正常復帰したか否かを確認し、リセット処理を行ったと判断した場合には、ディスプレイ９１あるいはウォーニングランプ９２を用いてスタンバイ状態でリセット処理を行った旨を報知する。ＥＥＰＲＯＭ９７にはマイコン１がリセットされ、マイコン１が復帰したか否かの情報が記憶される。前記報知により、利用者はスタンバイ状態でリセット処理がなされたことを把握でき、システムの状態、例えばシートコントロール装置におけるリセット処理によるシート位置の変更、ナビゲーションシステムにおけるリセット処理による設定目的地の消去等が発生しても、使用者はその状況を把握でき、使用者の戸惑を防止して、その後の対処を容易なものにすることができる。
【０１３６】
ＥＥＰＲＯＭ９７にリセット情報を記憶させる以外に、マイコン１が異常になったことを示す情報を記憶させておき、これに基づいてディスプレイ９１あるいはウォーニングランプ９２に、この旨を表示させるように異常処理回路９３に信号を出力させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る異常監視装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る異常監視装置の動作状態を示すタイミングチャートである。
【図３】監視モード切換部の具体的構成を示す回路図である。
【図４】実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図５】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図６】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図７】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示す回路図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はスタンバイ監視部を示す回路図である。
【図９】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図１０】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図１１】別の実施の形態に係る異常監視装置を示すブロック図である。
【図１２】ＳＴＢＹ電源電流監視部の実施の形態を示す回路図である。
【図１３】ＳＴＢＹ電源電流監視部の別の実施の形態を示す回路図である。
【図１４】リセット信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の異常監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】従来の異常監視装置の動作状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１・・・マイコン
４・・・ＷＤＴ監視部
５・・・電圧監視部
６・・・タイマ
７・・・スタンバイ監視部
８・・・監視モード切換部
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）の異常を監視する異常監視装置に関し、より詳細にはウォッチドッグタイマ方式の異常監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器はマイコンにより制御されるものが多くなり、特に高度な制御が要求される電子機器では殆どがマイコンにより制御されている。マイコンは各種演算処理により高度な制御が可能であるが、ノイズ等の影響により暴走する可能性もあり、多くの機器の場合、暴走を検出するとマイコンをリセットする等の対策が施されている。この対策としてウォッチドッグタイマ方式の異常監視装置があるが、これは正常時にはマイコンが所定時間間隔、あるいは所定時間内等、ある時間条件を満たすようなパルスを出力するように構成（プログラミング）しておき、そのパルスを監視対象のマイコンとは別に構成された監視装置（監視対象の動作に影響を受けないように構成されたもので、マイコン（ＣＰＵ）と同一パッケージ内に設けておくことも可能）で監視し、パルス出力が所定の時間条件を満たさない時に異常として検出している。
【０００３】
また、マイコンの暴走要因の１つである電源電圧の異常を検出することもよく行われている。これら暴走対策の具体的方法として、例えば、特開平３−２１７３６４号公報（特許文献１）、特開２０００−０１０８２５号公報（特許文献２）、特開平１０−０３１５３１号公報（特許文献３）等における方法が提案されている。
【０００４】
図１５は自動車用電子機器、例えばナビゲーションシステムにおけるマイコン周辺部分の構成を示すブロック図、図１６はその動作状態を示す波形図である。以下これらの図を用いて、ウォッチドッグタイマ方式の異常監視装置の一例を説明する。
【０００５】
マイコン１には、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２を介して所定電圧に定電圧化された電力が供給されている。マイコン１はこの電力の供給を受けて動作可能となるが、自動車の駐車時等、ナビゲーションシステム非使用時には、メモリに記憶されたデータの保持動作等、停車時にも動作が必要な部分を除いて電力供給が停止されたり、マイコン１の動作クロックの周波数を低下させるスタンバイ状態に移る。この時、マイコン１には、使用者によるナビゲーションシステム停止操作や自動車のエンジン停止操作に基づくスタンバイ信号（ＳＴＢＹ）が入力され、マイコン１はそのスタンバイ信号に基づいてスタンバイ状態となる。
【０００６】
マイコン１からは、異常監視装置３のウォッチドッグタイマ監視部（ＷＤＴ監視部）４に、異常検出用のパルスとして所定時間間隔にプログラムされたウォッチドッグクロックＷＤＴＣＬＫ信号が出力される。また、ＷＤＴ監視部４には、マイコン１の監視動作の動作／停止を指示する異常監視指示信号（ＷＤＴＥＮ信号）が入力され、ＷＤＴ監視部４はこのＷＤＴＥＮ信号によりその動作／停止が制御される。これは、マイコン１のスタンバイ状態では、マイコン１の大部分が停止状態、あるいは動作クロックの周波数が低下しているためにウォッチドッグクロックＷＤＴＣＬＫが正常に出力されず、ＷＤＴＣＬＫによる監視ができない（正常でも異常と検出する）ために設けられたもので、マイコン１のスタンバイ状態では、異常監視装置３の監視動作は停止される。
【０００７】
また、レギュレータ２の出力電圧は異常監視装置３の電圧監視部５により監視されており、電圧監視部５はレギュレータ２の出力電圧の異常（主に電圧が所定電圧以下に低下したことを検出するが、異常高圧を検出することも可能）を検出してタイマ６に出力する。そして、タイマ６はＷＤＴ監視部４からの信号、および電圧監視部５からの信号に基づき、ＷＤＴＣＬＫの異常およびレギュレータ２の出力電圧の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット（ＲＥＳＥＴ）信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【０００８】
次に、ＷＤＴＣＬＫに対する異常監視動作例を図１６を用いて説明する。時刻ｔ１でナビゲーションシステムの電源が投入されると、マイコン１は動作状態となり、異常監視装置３に監視を行う指示をするＷＤＴＥＮ信号（例えばハイレベル）が入力される。これに伴って、異常監視装置３はＷＤＴＣＬＫの監視を開始する。時刻ｔ３でマイコン１が何らかの原因で暴走するとＷＤＴＣＬＫが停止する。その状態が継続し、時刻ｔ４に達すると、リセット信号ＲＥＳＥＴはローに切り換えられ、その後時刻ｔ５で異常監視装置３はマイコン１にリセット信号ＲＥＳＥＴを出力する。すると、マイコン１はリセットされて時刻ｔ５でリスタートし、正常状態に復帰し、ＷＤＴＣＬＫの出力も再開される。時刻ｔ６でナビゲーションシステムの電源が遮断されると、マイコン１はスタンバイ状態となり、異常監視装置３による監視の停止のためにＷＤＴＥＮ信号（例えばローレベル）が入力される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平３−２１７３６４号公報
【特許文献２】
特開２０００−０１０８２５号公報
【特許文献３】
特開平１０−０３１５３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スタンバイ状態においてもノイズ等の影響により、マイコン１が暴走する可能性もある。この場合、異常監視装置３は監視停止状態である可能性が高く、その場合にはマイコン１の暴走は止まらない。従って、ナビゲーションシステムが停止中であるにも拘らず異常動作を行ったり、また異常動作が起こらないまでもマイコン１の暴走によりマイコン１の消費電力が正常動作時程度に大きくなり、バッテリＢＡＴＴ電力を消費し、最悪の場合にはバッテリあがりを招く虞れがあった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、ナビゲーションシステム等の制御対象装置の動作時、非動作時を問わず、確実にマイコンの異常動作を監視することのできる異常監視装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するため、本発明に係る異常監視装置（１）は、通常動作中に所定の時間間隔で異常検出用パルスを出力するマイコンの異常を監視する異常監視装置において、前記マイコンの通常動作中において、前記マイコンからの前記異常検出用パルスが一定時間以上入力されない場合、前記マイコンに異常が生じていると判断する通常時異常検出手段と、前記マイコンのスタンバイ動作中において、前記マイコンからの前記異常検出用パルスが検出された場合、前記マイコンに異常が生じていると判断するスタンバイ時異常検出手段と、前記マイコンへのスタンバイ指示信号に従い、前記通常時異常検出手段を動作させる通常検出モードと、前記スタンバイ時異常検出手段を動作させるスタンバイ検出モードとを切り換える検出モード切換手段とを備えていることを特徴としている。
上記異常監視装置（１）によれば、通常動作時とスタンバイ動作時の両方で、各々に適した異常検出を行えるので、確実な異常検出を行えると共に、消費電力をも考慮することが可能となる。
【００８０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る異常監視装置を図面に基づいて説明する。図１は実施の形態に係る異常監視装置及び周辺回路の構成を示すブロック図である。尚、この異常監視装置は車載用電子機器、例えばナビゲーションシステムに用いられている場合を示している。
【００８１】
マイコン１には、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２を介して所定電圧に定電圧化された電力が供給されている。マイコン１はこの電力の供給を受けて動作可能となるが、自動車の駐車時等、ナビゲーションシステムの非使用時には、メモリに記憶されたデータの保持動作等、停止時にも動作が必要な部分を除いて電力供給を停止させたり、マイコン１の動作クロックの周波数を低下させるスタンバイ状態に移る。この時、マイコン１には、使用者によるナビゲーションシステム停止操作や自動車のエンジン停止操作に基づくスタンバイ（ＳＴＢＹ）信号が入力され、マイコン１はそのＳＴＢＹ信号によりスタンバイ状態となる。
【００８２】
マイコン１からは、異常監視部３のウォッチドッグタイマ監視部（ＷＤＴ監視部）４とスタンバイ監視部７に、異常検出用のパルスとしてウォッチドッグクロック（ＷＤＴＣＬＫ）が出力される。本例では、マイコン１のプログラムにより所定時間間隔のパルスが出力されるようになっている。また、ＳＴＢＹ信号は監視モード切換部８にも入力され、監視モード切換部８は、通常動作時にウォッチドッグ監視モード、スタンバイ状態時にスタンバイ監視モードを指示する異常監視指示信号（ＷＤＴＳＷ信号）を、ＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７に出力するようになっている。
【００８３】
このＷＤＴＳＷ信号により、ＷＤＴ監視部４はウォッチドッグ監視モード時（通常動作時）に監視を行い、またスタンバイ監視部７はスタンバイ監視モード時（スタンバイ状態時）に監視を行う。そして、ＷＤＴ監視部４は通常動作時には起こり得ないＷＤＴＣＬＫの状態を検出した場合、つまり所定時間以内にウォッチドッグパルスが入力されない場合に異常と判断し、マイコン１に対してリセット信号を出力してマイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。またスタンバイ監視部７はスタンバイ時には起こり得ないＷＤＴＣＬＫの状態を検出した場合、つまりウォッチドッグパルスを検出した場合や短周期のウォッチドッグパルスを検出した場合等（スタンバイ状態ではマイコン１は通常のプログラムを実行しないためウォッチドッグパルスを出力しない、あるいは低周波数のクロックで動作するためウォッチドッグパルス間隔が長くなる等、スタンバイ状態での動作設定によりこの条件は決められる）の場合には異常と判断し、マイコン１に対してリセット信号を出力してマイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。尚、ＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７共に、異常状態が所定時間継続することを条件にマイコン１に対してリセット信号を出力するようにして、誤判断によるマイコン１のリセットを防止する構成とすることが望ましい。
【００８４】
また、レギュレータ２の出力電圧は異常監視部３の電圧監視部５により監視されており、電圧監視部５はレギュレータ２の出力電圧の異常（主に電圧が所定電圧以下に低下したことを検出するが、異常高圧も検出することも可能）を検出してタイマ６に出力する。そして、タイマ６は電圧監視部５からの信号に基づき、レギュレータ２の出力電圧の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【００８５】
次に、ＷＤＴＣＬＫに関する異常監視動作例を図２を用いて説明をする。時刻ｔ１でナビゲーションシステムの電源が投入されると、マイコン１は動作状態となり、監視モード切換部８はＷＤＴ監視部４に監視を行う指示をするＷＤＴＳＷ信号（ローレベル）を出力する。従って、ＷＤＴ監視部４はＷＤＴＣＬＫの監視を開始する。また、マイコン１は通常動作を始めるので、時刻ｔ２から、ＷＤＴＣＬＫの異常監視部３への出力も開始される。時刻ｔ３でマイコン１が何らかの原因で暴走するとＷＤＴＣＬＫが停止する。その状態（ＷＤＴ監視部４が検出）がタイマ時間継続し（タイマ６が計測）、時刻ｔ４に達すると、リセット信号ＲＥＳＥＴはローに切り換えられ、その後時刻ｔ５で異常監視部３はマイコン１にリセット信号ＲＥＳＥＴを出力する。すると、マイコン１はリセットされて時刻ｔ５でリスタートし、正常状態に復帰し、ＷＤＴＣＬＫの出力も再開される。時刻ｔ６でナビゲーションシステムの電源が遮断されると、マイコン１はスタンバイ状態となり、監視モード切換部８はスタンバイ監視部７に監視を行う指示をするＷＤＴＳＷ信号（ハイレベル）を出力する。従って、スタンバイ監視部７はＷＤＴＣＬＫの監視を開始する。また、マイコン１はスタンバイ状態となるので、ＷＤＴＣＬＫの異常監視部３への出力も停止する。時刻ｔ７でマイコン１が何らかの原因で暴走すると、ＷＤＴＣＬＫが出力される。その状態（スタンバイ監視部７が検出）がタイマ時間継続し（タイマ６が計測）、時刻ｔ８に達すると、つまりタイマ時間内に再度ＷＤＴＣＬＫを入力した場合（タイマ時間内の入力パルス数が所定数を超えた場合等、他の条件も可能）、リセット信号ＲＥＳＥＴはローに切り換えられ、その後時刻ｔ９で異常監視部３はマイコン１にリセット信号ＲＥＳＥＴを出力する。すると、マイコン１はリセットされて時刻ｔ９でリスタートし、正常状態に復帰する。尚、この復帰において、マイコン１はＳＴＢＹ信号に従いスタンバイ状態となる。
【００８６】
次に監視モード切換部８のより詳しい構成について説明する。図３は監視モード切換部８及びその周辺回路の構成を示す回路図である。
ＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７には、各々バッテリからの電源ラインＶＣＣから電力が供給されているが、その間には、定電流の電力を供給する定電流回路１１、１２とスイッチ１３、１４が接続されており、各々スイッチ１３、１４のオン時に定電流回路１１、１２から定電流電力が供給されるようになっている。スイッチ１３はＳＴＢＹ信号により制御され、マイコン１のスタンバイ状態時にオンとなる。また、スイッチ１４は反転回路１０により反転されたＳＴＢＹ信号により制御され、マイコン１の動作状態時にオンとなる。従って、マイコン１の動作状態時にはＷＤＴ監視部４が動作し、またマイコン１のスタンバイ状態時にはＳＴＢＹ監視部７が動作することとなる。尚、この構成ではＷＤＴ監視部４およびスタンバイ監視部７のうち、動作が必要な方にのみ電力を供給するので消費電力を抑えることができる。
【００８７】
次に異常監視部のより詳しい構成を説明する。図４は異常監視部の主要部の構成を示すブロック図である。
スタンバイ監視部７は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントし、リセット端子ＲＳＴに入力される信号がハイレベル信号の時にカウント値をリセットするカウンタ１５を含んで構成されている。クロック端子ＣＫにはＷＤＴＣＬＫが入力され、またリセット端子ＲＳＴにはＷＤＴＳＷ信号が入力されるように各入力信号線が接続され、カウント値が所定の値に達した時に、異常を示す信号をセレクタ１８に出力するようになっている。カウンタ１５はフリップフロップ等を用いて構成された公知のカウンタで実現されている。
【００８８】
ＷＤＴ監視部４は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントし、リセット端子ＲＳＴに入力される信号の立ち下がり（あるいは立ち上がり）時にカウントを初期化するタイマ１６により構成されている。そして、クロック端子ＣＫには所定周期のパルスを出力する発振器１７のパルス出力が入力され、またリセット端子ＲＳＴにはＷＤＴＣＬＫ信号が入力されるように各入力信号線が接続され、カウント値が所定の値に達した時に異常を示す信号をセレクタ１８に出力する。タイマ１６はフリップフロップ等を用いて構成された公知のカウンタで実現されている。また、発振器１７は、ＷＤＴＳＷ信号によりその動作が制御されており、マイコン１のスタンバイ時（ＷＤＴＳＷ信号がＨ信号：ＷＤＴ監視部４の動作停止時）には発振器１７は停止する。従って、発振器１７の不要な発振動作を停止でき消費電力を低減できる。
【００８９】
セレクタ１８は、ＷＤＴＳＷ信号に応じて、スタンバイ監視部７の異常検出信号あるいはＷＤＴ監視部４の異常検出信号を選択し、リセット信号としてマイコン１に出力するもので、トランジスタ等で構成されたＷＤＴＳＷ信号を制御入力とするスイッチ回路により実現されている。セレクタ１８は、ＷＤＴＳＷ信号がＨ信号の場合にスタンバイ監視部７の異常出力信号をマイコン１に出力し、ＷＤＴＳＷ信号がＬ信号の場合にＷＤＴ監視部４の異常出力信号をマイコン１に出力するように構成されている。
【００９０】
次に動作を説明する。通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＬ信号であるため、スタンバイ監視部７のカウンタはリセット状態、セレクタ１８はＷＤＴ監視部４の異常検出信号をマイコン１に出力する状態で、スタンバイ監視部７は停止状態となる。また、発振器１７はパルスを出力中で、タイマ１６は動作している。従って、タイマ１６が所定時間をカウントするまでにＷＤＴＣＬＫが入力されない場合には、ＷＤＴ監視部４は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、通常のウォッチドッグ監視動作が行われる。
【００９１】
スタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＨ信号であるため、発振器１７は停止しており、タイマ１６は停止、つまりＷＤＴ監視部４は停止している。また、セレクタ１８はスタンバイ監視部７の異常検出信号をマイコン１に出力する状態となる。スタンバイ監視部７のカウンタ１５はカウント状態で、ＷＤＴＣＬＫをカウントしている。従って、カウンタ１５へのＷＤＴＣＬＫのパルスが所定値に達すると、スタンバイ監視部７は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、スタンバイ状態には起こり得ない、ＷＤＴＣＬＫのパルスを検出した場合に異常と判断され、マイコン１がリセットされることとなる。本例では、ノイズ等の影響による誤検出を防止するために、ＷＤＴＣＬＫの検出個数がスタンバイ状態になってから所定値に達した時に異常と判断される。
【００９２】
次に異常監視装置における主要部の別の実施の形態を図５に基づいて説明する。尚、図４に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９３】
本実施の形態では、所定周期のパルスを出力する発振器２１と、その発振器２１の出力信号を分周する分周器２２、２３を備え、分周器２２、２３の出力がカウンタ１５のＲＳＴ端子およびタイマ１６のＣＫ端子に入力されるように構成されている。
【００９４】
次に動作を説明する。通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＬ信号であるため、セレクタ１８はＷＤＴ監視部４の異常検出信号をマイコン１に出力する状態で、スタンバイ監視部７は停止状態（異常検出信号はセレクタ１８により遮断）となる。また、発振器２１のパルスは分周器２２を介してタイマ１６のＣＫ端子に出力され、タイマ１６は動作している。従って、タイマ１６が所定時間をカウントするまでにＷＤＴＣＬＫが入力されない場合には、ＷＤＴ監視部４は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、通常のウォッチドッグ監視動作が行われる。分周器２２の分周比は、異常と判断されるＷＤＴＣＬＫの非入力状態継続時間に応じて（発振器２１の発振周波数およびタイマ１６の異常信号出力設定カウント数に応じて）設定される。
【００９５】
スタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はＨ信号であるため、セレクタ１８はスタンバイ監視部７の異常検出信号をマイコン１に出力する状態で、ＷＤＴ監視部４は停止状態（異常検出信号はセレクタ１８により遮断）となる。スタンバイ監視部７のカウンタ１５はカウント状態で、ＷＤＴＣＬＫをカウントしており、また分周器２３の出力によりリセットされる状態となっている。従って、カウンタ１５へのＷＤＴＣＬＫの入力が分周器２３からの出力信号が入力されるまでに所定値に達すると、スタンバイ監視部７は異常検出信号を出力し、セレクタ１８を介したこの異常検出信号によりマイコン１はリセットされる。つまり、スタンバイ状態では起こり得ない、ＷＤＴＣＬＫのパルスを所定時間内に所定値以上検出した場合に異常と判断され、マイコン１がリセットされることとなる。本例では、ノイズ等の影響による誤検出を防止するために、ＷＤＴＣＬＫの検出個数が所定時間以内に所定値に達した時に異常と判断されるようになっている。
【００９６】
次に異常監視装置における主要部のさらに別の実施の形態を図６に基づいて説明する。尚、図５に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態では、水晶発振子等により構成されたマイコン１における動作クロック生成用の発振回路２３の発振出力（動作クロック）がカウンタ１５のＣＫ端子に入力されるように構成されている。つまり、スタンバイ状態ではマイコン１における動作クロックは停止あるいは周波数が低下している。しかし、異常状態になると、動作クロック停止状態であるにもかかわらずクロックが出力されたり、あるいは動作クロックが低周波数化されているにもかかわらず高周波数クロックが出力され、カウンタ１５は発振器２１の発振周波数と分周器２３の分周比とにより決定される所定時間内に所定個数以上の動作クロックをカウントすることとなる。従って、スタンバイ監視部７は、セレクタ１８を介してリセット信号をマイコン１に出力し、マイコン１はリセットされる。
【００９８】
次に異常監視装置における主要部のさらに別の実施の形態を図７に基づいて説明する。
本例におけるスタンバイ監視部７は、マイコン１の被制御装置（各種アクチュエータ等の負荷を駆動する回路等）が接続された出力ポートを監視するもので、スタンバイ状態では当該出力ポートが低電位レベルに固定されるマイコン１に適用される。マイコン１のポートＰ１とアースとの間には抵抗Ｒ３、Ｒ２が接続されており、抵抗Ｒ３、Ｒ２の間にはＮＰＮトランジスタＴＲ２のベースが接続されている。また、負荷２８にはＦＥＴＴＲ１のドレインが、バッテリＢＡＴＴにはＦＥＴＴＲ１のソースが接続されている。そして、ＦＥＴＴＲ１のゲートにはトランジスタＴＲ２のコレクタが接続され、またＦＥＴＴＲ１のゲートとソースとの間には抵抗Ｒ１が接続されている。トランジスタＴＲ２のエミッタは接地されている。
【００９９】
スタンバイ監視部７は、２入力端子の電圧を比較する比較器３１、基準電圧を印加する基準電源３４、２入力が共にローレベル信号である時にのみハイレベル信号を出力するＮＯＲ回路３２、入力がハイレベルである状態が所定時間継続した時に異常を示す信号を出力するタイマ３５を含んで構成されている。これらの回路は公知のアナログ回路および論理回路で構成されている。そして、比較器３１の反転入力端子―にはマイコン１のポートＰ１が接続され、非反転入力端子＋には基準電源３４が接続されている。また、ＮＯＲ回路３２の一方の端子にはＷＤＴＳＷ信号がインバータ３３を介して入力され、比較器３１の出力信号は、ＮＯＲ回路３２の他方の端子に入力される。そしてＮＯＲ回路３２の出力信号はタイマ３５に入力され、タイマ３５の出力信号はマイコン１のリセット端子に出力されるようになっている。
【０１００】
次に動作を説明する。負荷駆動時には、マイコン１の出力ポートＰ１はハイレベルとなり、ベースがハイレベルとなったトランジスタＴＲ２は導通状態となる。すると、ＦＥＴＴＲ１のゲートがローレベルとなって、ＦＥＴＴＲ１が導通して負荷２８に電流が流れる（電力が供給される）。またこの負荷駆動状態では、ＷＤＴＳＷ信号がローレベルのため、ＷＤＴＳＷ信号の反転信号はハイレベルとなってＮＯＲ回路３２に入力される。このため、ＮＯＲ回路３２の出力は常にローレベルとなりタイマ３５はカウントせず、スタンバイ監視部７は停止状態となる。
【０１０１】
スタンバイ状態では、マイコン１の出力ポートＰ１はローレベルとなり、ベースがローレベルとなったトランジスタＴＲ２は遮断状態となる。すると、ＦＥＴＴＲ１のゲートがハイレベル（抵抗Ｒ１を介してバッテリＢＡＴＴ電圧が印加される）となって、ＦＥＴＴＲ１が遮断されて負荷２８への電流が遮断される（電力が非供給となる）。また、このスタンバイ状態では、比較器３１の反転入力端子ーにはポートＰ１のローレベルが入力されるので、比較器３１の出力（ＮＯＲ回路３２の入力信号）はハイレベルとなる。従って、ＮＯＲ回路３２の出力は常にローレベルとなりタイマ３５はカウントせず、スタンバイ監視部７は異常（リセット）信号をマイコン１に出力しない。
【０１０２】
しかし、マイコン１が故障してポートＰ１がハイレベルとなると、比較器３１の出力（ＮＯＲ回路３２の入力信号）はローレベルとなる。従って、ＮＯＲ回路３２の両入力は共にローレベルとなり、ＮＯＲ回路３２出力はハイレベルとなってタイマ３５はカウントを開始する。そしてこの状態が所定時間継続すると、タイマ３５はマイコン１に異常（リセット）信号を出力する。
【０１０３】
尚、本例ではスタンバイ状態時にマイコン１のポートＰ１がローレベルになる場合を例にあげたが、ポートＰ１がハイレベルの場合やハイインピーダンスになる場合にも適用可能である。
【０１０４】
スタンバイ状態時にマイコン１のポートＰ１がハイレベルの場合への適用は、図８（Ａ）に示すように、比較器３１の非反転入力端子＋にポートＰ１を接続し、反転入力端子ーに基準電源３４を接続するようにすれば良い。
【０１０５】
またスタンバイ状態時にマイコン１のポートＰ１がハイインピーダンスになる場合への適用は、図８（Ｂ）に示すように、比較器３１の反転入力端子ーと接地間にプルダウン抵抗Ｒ４を接続すれば良い。
【０１０６】
次に異常監視装置におけるさらに別の実施の形態を図９に基づいて説明する。低周波異常検出部５４は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントして所定値に達した時に異常（リセット）信号をマイコン１に出力し、リセット端子ＲＳＴに入力される信号がローレベル信号の時にカウント値をリセットするタイマ５６を含んで構成されている。リセット端子ＲＳＴにはＷＤＴＣＬＫが入力され、またクロック端子ＣＫには発振器５１の発振パルス信号が分周器５２により分周されたパルス信号が入力されるようになっている。マイコン１にはメインクロック発振器５８とサブクロック発振器５９が設けられており、通常動作時にはメインクロック発振器５８による高い周波数の動作クロックによりマイコン１は動作し、スタンバイ状態ではサブクロック発振器５９による低い周波数の動作クロックによりマイコン１が動作するようになっている。
【０１０７】
また、発振器５１の発振周波数は、タイマ５６が異常（リセット）信号を出力する判断時間を規定する。つまりその時間継続してＷＤＴＣＬＫが検出できない場合に異常と判断できる時間を規定するが、その判断時間はＷＤＴＳＷ信号により切換制御され、通常動作状態とスタンバイ状態で異なった時間となる。これは、マイコン１の動作クロックの周波数差によるもので、動作クロックの周波数の高い通常動作時にはＷＤＴＣＬＫの周波数も高いため判断時間も短く、発振器５１の周波数も高くなる。通常、ＷＤＴＣＬＫはプログラムにより出力されるため、その周波数はマイコン１の動作クロックに比例する。このため、発振器５１の発振周波数もマイコン１の動作周波数に比例した値が適切である。また、発振器５１の発振周波数の切換は、例えば発振器５１を構成する容量素子にバリスタ等の可変容量素子を採用し、ＷＤＴＳＷ信号を前記可変容量素子の制御端子に印加する構成により実現される。
【０１０８】
次に動作を説明する。発振器５１のパルスは分周器５２を介してタイマ５６のＣＫ端子に入力され、タイマ５６のカウント値はＷＤＴＣＬＫのパルスによりリセットされる。正常時は、判断時間以内にＷＤＴＣＬＫが出力されるようにプログラムされているため、判断時間以内にＷＤＴＣＬＫがタイマ５６に入力され、異常検出（リセット）信号はマイコン１に出力されない。しかし、マイコン１の異常時には、判断時間以内にＷＤＴＣＬＫがタイマ５６に入力されない事態が起こり、タイマ５６はマイコン１に異常検出（リセット）信号を出力する。さらに、マイコン１の通常動作状態とスタンバイ状態に応じて発振器５１のパルス発振周波数は切り換えられ、タイマ５６のカウント値のリセット周期が変わるため、判断時間は状態に応じた時間に切り換えられる。
【０１０９】
次に異常監視装置における主要部のさらに別の実施の形態を図１０に基づいて説明する。尚、図９に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１０】
本例では、ＷＤＴＣＬＫの低周波異常だけでなく、高周波異常、つまりＷＤＴＣＬＫパルスが所定時間内に規定数以上検出された場合に、異常と判断する機能が付加されている。これは、プログラムによってＷＤＴＣＬＫのパルス出力周波数が規定されているため、その規定に対してあまりに多い数のパルスが検出された場合に異常と判断できるという原理に基づく。
【０１１１】
高周波異常検出部５７は、クロック端子ＣＫに入力されるパルスをカウントして所定値に達した時に異常（リセット）信号をマイコン１に出力し、リセット端子ＲＳＴに入力される信号がローレベル信号の時にカウント値をリセットするカウンタ５５を含んで構成されている。そして、クロック端子ＣＫにはＷＤＴＣＬＫが入力され、またリセット端子ＲＳＴには発振器５１の発振パルス信号が分周器５３により分周されたパルス信号が入力されるようになっている。マイコン１にはメインクロック発振器５８とサブクロック発振器５９が設けられており、通常動作時にはメインクロック発振器５８による高い周波数の動作クロックによりマイコン１は動作し、スタンバイ状態ではサブクロック発振器５９による低い周波数の動作クロックによりマイコン１が動作するようになっている。
【０１１２】
また、発振器５１の発振周波数は、カウンタ５５が異常（リセット）信号を出力する所定時間にカウントされるパルス数を規定する。つまりその所定時間内にその数以上のＷＤＴＣＬＫのパルスが検出された場合に異常と判断できるパルス数を規定するが、そのパルス数はＷＤＴＳＷ信号により切換制御され、通常動作状態とスタンバイ状態で異なった数となる。これは、マイコン１の動作クロックの周波数差によるもので、動作クロックの周波数の高い通常動作時にはＷＤＴＣＬＫの周波数も高いため判断パルス数も多く、発振器５１の周波数も高くなる。通常、ＷＤＴＣＬＫはプログラムにより出力されるため、その周波数はマイコン１の動作クロックに比例する。このため、発振器５１の発振周波数もマイコン１の動作周波数に比例した値が適切である。そして、この条件は高周波異常検出部５７の条件とも一致するため、本例では発振器５１を共通化し、分周器５２、５３でそれぞれに適した値に調整されている。
【０１１３】
次に動作を説明する。発振器５１のパルスは分周器５３を介してカウンタ５５のＲＥＳ端子に入力され、カウンタ５５は分周器５３からパルスが出力される度にリセットされる。そして、カウンタ５５のカウント値はＷＤＴＣＬＫのパルスにより加算される。正常時は、分周器５３からパルスが出力される時間以内にＷＤＴＣＬＫのパルスの数が所定数となるようにプログラムされているため、その時間以内に異常判断数以上のＷＤＴＣＬＫのパルスがカウンタ５５に入力されることは無く、異常検出（リセット）信号はマイコン１に出力されない。しかし、マイコン１の異常時には、異常判断数以上のＷＤＴＣＬＫのパルスがカウンタ５５に入力される事態が起こり、カウンタ５５はマイコン１に異常検出（リセット）信号を出力する。さらに、マイコン１の通常動作状態とスタンバイ状態に応じて発振器５１のパルス発振周波数は切り換えられ、タイマ５６のカウント値のリセット周期が変わるため、異常判断パルス数は状態に応じた数に切り換えられる。
【０１１４】
次に本発明のさらに別の実施の形態に係る異常監視装置を図１１に基づいて説明する。尚、図１に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１５】
マイコン１からは、異常監視部６０のＷＤＴ監視部６４に、異常検出用のパルスとしてＷＤＴＣＬＫが出力される。尚、このＷＤＴ監視部６４は、図１〜図１０で説明したＷＤＴ監視部４と同様の構成となっている。ＳＴＢＹ信号は監視モード切換部８に入力され、監視モード切換部８は、通常動作時にウォッチドッグ監視モード、スタンバイ状態時にスタンバイ監視モードを指示する異常監視指示信号（ＷＤＴＳＷ信号）を、ＷＤＴ監視部６４に出力する。このＷＤＴＳＷ信号により、ＷＤＴ監視部６４はウォッチドッグ監視モード時にＷＤＴＣＬＫの監視を行う。そして、ＷＤＴ監視部６４は通常動作状態では起こりえないＷＤＴＣＬＫの状態を検出した場合に異常と判断し、タイマ６５に出力する。タイマ６５は、その異常検出状態が所定時間継続すれば、マイコン１に対してリセット信号を出力してマイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【０１１６】
また、レギュレータ２の出力電圧は異常監視部６０の減電圧監視部６１により監視されており、減電圧監視部６１はレギュレータ２の出力電圧の異常（本例では電圧が所定電圧以下に低下したことを検出するが、異常高圧を検出することも可能）を検出してタイマ６５に出力するようになっている。そして、タイマ６５は減電圧監視部６１からの信号に基づき、レギュレータ２の出力電圧の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。尚、この監視はスタンバイ状態でも行われる。
【０１１７】
レギュレータ２とバッテリＢＡＴＴとの間には、電流検出用の抵抗Ｒ５が接続されており、抵抗Ｒ５の両端の電圧値がＳＴＢＹ電源電流監視部６２により監視されている。つまり、抵抗Ｒ５による電圧降下値（抵抗Ｒ５の両端電圧の差）と抵抗Ｒ５の抵抗値により、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２に流れる電流値が検出されるようになっている。また、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２には、監視モード切換部８からのＷＤＴＳＷ信号が反転回路６６で反転されて入力されており、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２はスタンバイ状態でバッテリＢＡＴＴからレギュレータ２に流れる電流値を計測する。そして、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２は、スタンバイ状態における検出電流値が所定値より大きくなれば異常と判断して、タイマ６５に異常検出信号を出力する。そして、タイマ６５はＳＴＢＹ電源電流監視部６２からの信号に基づき、バッテリＢＡＴＴからレギュレータ２に流れる電流の異常が所定時間以上継続した場合に、マイコン１に対してリセット信号を出力し、マイコン１をリセットする。このリセットにより、マイコン１は正常状態に復帰する。
【０１１８】
これは、マイコン１がスタンバイ状態の場合、機能が殆ど停止して、動作クロック周波数が低下している等の理由で、動作電流が低い状態になっているが、暴走した場合にはこれらの条件が崩れて消費電力、つまり電流値が増加することを利用したものである。つまり、ＳＴＢＹ電源電流監視部６２は、スタンバイ状態における電流値の異常増加から暴走を検出して、マイコン１をリセットするものである。
【０１１９】
尚、本実施の形態における異常監視部６０では、スタンバイ状態時にはＳＴＢＹ電源電流監視部６２による監視のみを行っているが、ＷＤＴ監視部６４に図１〜図１０に示したスタンバイ監視部７と同様の構成を付加し、ＷＤＴ監視部６４でもスタンバイ状態における監視を行うようにして暴走監視能力を向上させてもよい。
【０１２０】
また、本実施の形態によればレギュレータ２の入力側で電流検出を行うことにより電流検出用の抵抗Ｒ５によるマイコン１への供給電力への悪影響を防いでいるが、影響の程度が小さいような場合（抵抗による電圧降下の影響を小さくできる場合）には、レギュレータ２の出力側で電流検出を行うことも可能である。
【０１２１】
次にＳＴＢＹ電源電流監視部６２のより具体的構成を説明する。図１２はＳＴＢＹ電源電流監視部６２の構成を示す回路図である。尚、図１１に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２２】
抵抗Ｒ５のバッテリＢＡＴＴ接続側端子は定電圧低減用の電源ＶＲを介して比較器７１の反転入力端子ーに接続され、レギュレータ２接続側端子は比較器７１の非反転入力端子＋に接続されている。比較器７１の出力はＮＯＲ回路７３の一方の入力端子に入力され、ＮＯＲ回路７３の他方の入力端子にはＷＤＴＳＷ信号がインバータ６６を介して入力されている。そして、ＮＯＲ回路７３の出力はタイマ６５に入力されている。
【０１２３】
次に動作を説明する。マイコン１の通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はローレベルであるため、ＮＯＲ回路７３への入力はハイレベルになる。従って、ＮＯＲ回路７３の出力は常にローレベルとなり、タイマ６５によるカウントは行われず、結果としてＳＴＢＹ電源電流監視部６２は監視動作を行わないこととなる。
【０１２４】
マイコン１のスタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はハイレベルであるため、ＮＯＲ回路７３への入力はローレベルになる。従って、ＮＯＲ回路７３の出力は比較器７１の出力に依存することとなる。マイコン１が正常の状態では、スタンバイ状態のためにマイコン１に流れる電流は小さく、抵抗Ｒ５による電圧降下は小さく、電源ＶＲによる電圧低下量より小さい（電源ＶＲによる電圧低下量は異常時の抵抗Ｒ５の電圧降下量に設定されている）。従って、比較器７１への入力電圧は非反転入力端子＋側の方が高くなり、比較器７１の出力はハイレベルとなる。このためＮＯＲ回路７３への入力はハイレベルとローレベルとなり、その出力はローレベルとなる。その結果、タイマ６５によるカウントは行われず、マイコン１はリセットされない。
【０１２５】
異常状態では、スタンバイ状態であるにも係わらずマイコン１に流れる電流が大きくなることがある。この場合、抵抗Ｒ５による電圧降下は大きく、電源ＶＲによる電圧低下量より大きくなる。従って、比較器７１への入力電圧は反転入力端子ー側の方が高くなり、比較器７１からの出力はローレベルとなる。このためＮＯＲ回路７３への入力はローレベルとローレベルとなり、その出力はハイレベルとなる。その結果、タイマ６５はカウントを開始し、その状態が所定時間継続すると、マイコン１にリセット信号が出力され、マイコン１はリセットされる。
【０１２６】
次に、ＳＴＢＹ電源電流監視部の別の実施の形態を説明する。図１３はＳＴＢＹ電源電流監視部の別の実施の形態の構成を示す回路図である。尚、図１２に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２７】
本例では、マイコン１の通常動作時に抵抗Ｒ５に流れる電流による電圧降下による悪影響、レギュレータ２への入力電圧が低下してレギュレータ２が規定の電圧の出力をできなくなることを防止しており、通常動作時には抵抗Ｒ５をバイパスしてレギュレータ２とバッテリＢＡＴＴとが接続される構成となっている。
【０１２８】
抵抗Ｒ５のバッテリ接続側端子にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のエミッタが接続され、レギュレータ２接続側端子にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のコレクタが接続され、またＰＮＰトランジスタＴＲ８のエミッタとベースとの間には抵抗Ｒ６が介装され、スイッチングトランジスタによるバイパスが設けられている。またＰＮＰトランジスタＴＲ８のベースには、抵抗Ｒ７を介してＰＮＰトランジスタＴＲ８制御用のＮＰＮトランジスタＴＲ９のコレクタが接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ９のエミッタは接地されており、ＮＰＮトランジスタＴＲ９のオン時にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のベース電位が低下してトランジスタＴＲ８がオン状態となり、またＮＰＮトランジスタＴＲ９のオフ時にはＰＮＰトランジスタＴＲ８のベース電位が高くなり（抵抗Ｒ６を介してバッテリＢＡＴＴ電圧となる）、ＰＮＰトランジスタＴＲ８がオフ状態となる。ＮＰＮトランジスタＴＲ９のベースは抵抗Ｒ８、Ｒ９を介して接地されると共に、抵抗Ｒ８とＲ９の接続点にはＷＤＴＳＷ信号がインバータ６６を介して印加されており、ＷＤＴＳＷ信号がローレベルの時はＮＰＮトランジスタＴＲ９はオン状態、ＷＤＴＳＷ信号がハイレベルの時はＮＰＮトランジスタＴＲ９はオフ状態となる。
【０１２９】
次に動作を説明する。マイコン１の通常動作状態では、ＷＤＴＳＷ信号はローレベルであるため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９のベースにはハイレベルの信号が印加される。このため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９はオン状態となり、ＰＮＰトランジスタＴＲ８のベースはローレベルとなってＰＮＰトランジスタＴＲ８はオン状態となる。この結果、レギュレータ２にはＰＮＰトランジスタ８を通る経路で大半の電流が流れ、抵抗Ｒ５による電圧降下の悪影響を防止できる。
【０１３０】
また、マイコン１のスタンバイ状態では、ＷＤＴＳＷ信号はハイレベルであるため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９のベースにはローレベルの信号が印加される。このため、ＮＰＮトランジスタＴＲ９はオフ状態となり、ＰＮＰトランジスタＴＲ８のベースはハイレベルとなってＰＮＰトランジスタＴＲ８はオフ状態となる。この結果、レギュレータ２には抵抗Ｒ５を通る経路で電流が流れ、電流量の検出は影響を受けず、マイコン１の異常を確実に検出できることとなる。
【０１３１】
次にリセット信号出力後の処理について説明する。図１４はリセット信号発生時の各種処理を行うリセット信号処理部の構成を示すブロック図である。尚、図１〜図１３に示した構成部品と同様の機能を有する構成部品については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１３２】
異常監視部９０からは、リセット信号がマイコン１に出力されるが、このリセット信号はカウンタ９５のＣＫ（カウント入力）端子にも入力され、カウンタ９５はリセット信号の発生回数をカウントする。また、カウンタ９５のＲＳＴ（リセット）端子にはＳＴＢＹ信号が入力され、マイコン１の通常動作状態ではカウント値がリセットされるようになっている。つまり、カウンタ９５はスタンバイ状態（１回）におけるリセット回数をカウントする。そして、カウンタ９５のカウント値が所定数に達すると、ＥＥＰＲＯＭ９７にその状態が記憶される。また、マイコン１はスタンバイ状態でリセットされるとその初期化処理においてＥＥＰＲＯＭ９７にリセットを行ったことを記憶させる。マイコン１は、このリセットの記憶をスタンバイ状態となる時に消去する。
【０１３３】
スタンバイ状態におけるリセット回数が所定値に達するとＥＥＰＲＯＭ９７にその状態が記憶されるが、この時、異常処理回路９３はリセットによる正常状態への復帰ができないと判断してマイコン１の動作を停止し、リセットも行わないようにする。具体的には、マイコン１への電源供給を停止（マイコン１への電源ラインのスイッチを遮断）する、マイコン１を内蔵するシステム全体、例えばナビゲーションシステム自体の電源供給を停止（システムへの電源ラインのスイッチを遮断）する、マイコン１の動作クロックを生成する発振器への電源供給を遮断（発振器への電源ラインのスイッチを遮断）する等の方法が採用される。
【０１３４】
またスタンバイ状態が解除された時には、異常処理回路９３はディスプレイ９１（ナビゲーションにおける地図表示等のためのディスプレイ）に、スタンバイ状態時にマイコン１のリセット処理で解消できない異常が発生したことを表示し、利用者の対応がとり易いようにする。また、ランプの点灯状態で異常を報知するウォーニングランプ９２を用いて、スタンバイ状態時にマイコン１のリセット処理で解消できない異常が発生したことを表示し、利用者の対応がとり易いようにする。このウォーニングランプ９２による報知は、ディスプレイ９１が無いシステムで特に有用である。尚、異常処理回路９３は、マイコン１の影響を受けない独立した回路で、画像表示回路、論理回路等で構成されている。また、ディスプレイ９１への表示に関しては、マイコン１の異常時にはマイコン１による表示処理はできないので、例えば他のシステムのマイコンに対してＬＡＮ等を用いて異常を伝達し、そのシステムにより表示処理を行ったり、異常処理回路９３にディスプレイ９１の駆動回路に規定の信号（所定の静止画像の信号）を出力する回路を搭載すること等により実現される。
【０１３５】
このように、数回のリセット処理で解消できない異常以外に、例えば１回のリセット処理でマイコン１が復帰した場合にもこれに応じた報知をするようにしてもよい。すなわちマイコン１はスタンバイ状態が解除された時に、ＥＥＰＲＯＭ９７の内容を読むことにより、スタンバイ状態でリセット処理を行ないマイコン１が正常復帰したか否かを確認し、リセット処理を行ったと判断した場合には、ディスプレイ９１あるいはウォーニングランプ９２を用いてスタンバイ状態でリセット処理を行った旨を報知する。ＥＥＰＲＯＭ９７にはマイコン１がリセットされ、マイコン１が復帰したか否かの情報が記憶される。前記報知により、利用者はスタンバイ状態でリセット処理がなされたことを把握でき、システムの状態、例えばシートコントロール装置におけるリセット処理によるシート位置の変更、ナビゲーションシステムにおけるリセット処理による設定目的地の消去等が発生しても、使用者はその状況を把握でき、使用者の戸惑を防止して、その後の対処を容易なものにすることができる。
【０１３６】
ＥＥＰＲＯＭ９７にリセット情報を記憶させる以外に、マイコン１が異常になったことを示す情報を記憶させておき、これに基づいてディスプレイ９１あるいはウォーニングランプ９２に、この旨を表示させるように異常処理回路９３に信号を出力させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る異常監視装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る異常監視装置の動作状態を示すタイミングチャートである。
【図３】監視モード切換部の具体的構成を示す回路図である。
【図４】実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図５】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図６】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図７】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示す回路図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はスタンバイ監視部を示す回路図である。
【図９】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図１０】別の実施の形態に係る異常監視装置の主要部を示すブロック図である。
【図１１】別の実施の形態に係る異常監視装置を示すブロック図である。
【図１２】ＳＴＢＹ電源電流監視部の実施の形態を示す回路図である。
【図１３】ＳＴＢＹ電源電流監視部の別の実施の形態を示す回路図である。
【図１４】リセット信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の異常監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】従来の異常監視装置の動作状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１・・・マイコン
４・・・ＷＤＴ監視部
５・・・電圧監視部
６・・・タイマ
７・・・スタンバイ監視部
８・・・監視モード切換部
Claims (1)
- 通常動作中に所定の時間間隔で異常検出用パルスを出力するマイクロコンピュータの異常を監視する異常監視装置において、
前記マイクロコンピュータの通常動作中において、前記マイクロコンピュータからの前記異常検出用パルスが一定時間以上入力されない場合、前記マイクロコンピュータに異常が生じていると判断する通常時異常検出手段と、
前記マイクロコンピュータのスタンバイ動作中において、前記マイクロコンピュータからの前記異常検出用パルスが検出された場合、前記マイクロコンピュータに異常が生じていると判断するスタンバイ時異常検出手段と、
前記マイクロコンピュータへのスタンバイ指示信号に従い、前記通常時異常検出手段を動作させる通常検出モードと、前記スタンバイ時異常検出手段を動作させるスタンバイ検出モードとを切り換える検出モード切換手段とを備えていることを特徴とする異常監視装置。
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