JP4404125B2 - 電子制御装置及び信号監視回路 - Google Patents

Description

本発明は、低消費電力動作モードにあるマイコンを通常動作モードに移行させる（ウェイクアップさせる）技術に関する。

例えば車載電子制御装置においては、それに設けられるマイコンが車載バッテリを電源として動作するようになっている。
そして、車載バッテリが充電されないイグニッションスイッチのオフ時にも動作する必要のある車載電子制御装置では、特にイグニッションスイッチがオフされている場合に、消費電力を極力低減する必要がある。そのため、イグニッションスイッチがオフであることを含む所定の条件が成立すると、マイコンの動作モードを、通常動作モードよりも消費電力が小さい低消費電力動作モード（スタンバイモードやスリープモードと呼ばれる）に移行させるようにしている。

また、車載電子制御装置においては、マイコンが低消費電力動作モードにある場合でも、幾つかの信号を監視して、その信号に特定の変化が生じたことを検知すると、マイコンを通常動作モードに移行させる（ウェイクアップさせる）機能を設ける必要がある。

例えば、車両運転者によるブレーキ等の操作部に対する操作量に応じて電圧値が変化するアナログ信号が監視対象であるとすると、そのアナログ信号と基準電圧との大小関係が特定の関係（「アナログ信号＜基準電圧」や「アナログ信号＞基準電圧」）になったことを検知すると操作部が操作されたと判断してマイコンをウェイクアップさせる、というウェイクアップ機能が設けられることとなる。

更に、上記基準電圧は、最適値が例えば車種毎に異なることが考えられるため、上記ウェイクアップ機能で用いる基準電圧の値は、任意に変更可能なことが要求される。
そこで、上記ウェイクアップ機能を実現するための手法として、マイコンが、たとえ低消費電力動作モードになっても、一定時間毎に通常動作モードへ復帰して、監視対象のアナログ信号を内蔵のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換すると共に、そのＡ／Ｄ変換値とメモリ内の基準電圧相当値とを比較し、両値が特定の関係になっていたら低消費電力動作モードに戻らずに通常動作モードのままとなる、といった処理を行うようにすることが考えられる。

しかし、この手法では、たとえ一時的であってもマイコンが間欠的に通常動作モードに復帰しなければならないため、消費電力を十分に低減することができない。
このため、特許文献１には、ＣＰＵとは別に、アナログ信号を周期的にＡ／Ｄ変換すると共に、そのＡ／Ｄ変換値と期待値レジスタ内の値とを比較して、両値が所定の関係ならばＣＰＵにウェイクアップ信号を出力する、という動作を行う回路を設けることが提案されている。
特開２００４−２３４４６３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、マイコンの外にＡ／Ｄ変換器を含む回路を追加しなければならないため、回路規模及びコストの増加を招いてしまう。
そこで、本発明は、アナログ信号を監視して低消費電力動作モードのマイコンを通常動作モードに移行させるウェイクアップ機能を、小規模な回路で実現することを目的としている。

請求項１の電子制御装置は、通常動作モードと低消費電力動作モードとの何れかに切り替えて動作可能なマイコンと、信号監視回路とを備えている。
信号監視回路は、少なくともマイコンが低消費電力動作モードにある場合に周期的に動作して、電子制御装置の外部からのアナログ信号と基準電圧との大小関係が特定の関係にあることを検知すると、マイコンへ、低消費電力動作モードから通常動作モードへの移行を指示するウェイクアップ信号を出力する回路である。そして、マイコンは、低消費電力動作モードにある場合に、信号監視回路からのウェイクアップ信号を受けると、通常動作モードに移行する（即ち、ウェイクアップする）。

ここで特に、請求項１の電子制御装置において、信号監視回路は、コンデンサと、そのコンデンサを一定電流で充電するための定電流回路と、その定電流回路がコンデンサを充電する充電時間が記憶されるメモリと、当該信号監視回路の動作時において前記メモリに記憶されている充電時間だけ、定電流回路にコンデンサを充電させるタイマ回路と、当該信号監視回路の動作停止中にコンデンサを放電させる放電回路と、監視対象のアナログ信号とコンデンサの充電電圧とを大小比較する比較器とを備えている。そして、メモリには、タイマ回路によるコンデンサの充電終了時の充電電圧を前記基準電圧にするための充電時間が記憶される。そして更に、当該信号監視回路は、前記比較器の比較結果に基づいてマイコンへウェイクアップ信号を出力する。

このような電子制御装置において、信号監視回路が動作を開始すると、コンデンサが、メモリに記憶されている充電時間Ｔだけ、定電流回路からの一定電流Ｉにより充電され、信号監視回路が動作を停止すると、コンデンサは放電回路により放電される。このため、コンデンサの電圧は、信号監視回路が動作する毎に、最終的に「Ｔ×Ｉ」に比例した電圧となり、その電圧が基準電圧となる。そして、マイコンが低消費電力動作モードにある場合に信号監視回路が作動して、そのようなコンデンサの充電電圧と監視対象のアナログ信号とが比較器により比較され、アナログ信号と基準電圧との大小関係が特定の関係にあるならば、信号監視回路からマイコンへウェイクアップ信号が出力される。

つまり、請求項１の電子制御装置に設けた信号監視回路では、メモリに記憶した充電時間だけコンデンサを一定電流で充電する構成により、時間を電圧に変換するようにしている。そして、この構成により、メモリに記憶する充電時間に応じた所望の基準電圧を得るようにしている。

このような電子制御装置によれば、アナログ信号を監視して低消費電力動作モードのマイコンを通常動作モードに移行させるウェイクアップ機能を、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器を用いることなく、小規模な回路で実現することができる。また、マイコンが低消費電力動作モードにある場合に、信号監視回路は、動作し続けるのではなく周期的に動作するため、マイコン以外での消費電力も抑制することができる。

ところで、「アナログ信号＜基準電圧」になったらマイコンをウェイクアップさせる場合（つまり、ウェイクアップ条件としての特定の関係が「アナログ信号＜基準電圧」である場合）、信号監視回路は、請求項２に記載のように、比較器により、アナログ信号がコンデンサの充電電圧よりも低いことを検知すると、マイコンへウェイクアップ信号を出力するように構成すれば良い。

この構成によれば、信号監視回路が動作した際に、アナログ信号が基準電圧以上であれば、タイマ回路によるコンデンサの充電が終了しても（つまり、コンデンサがメモリに記憶された充電時間だけ充電されても）、未だアナログ信号がコンデンサの充電電圧以上となり、ウェイクアップ信号は出力されない。これに対して、信号監視回路が動作した際に、アナログ信号が基準電圧よりも低ければ、タイマ回路によるコンデンサの充電が開始されて終了するまでの間に、コンデンサの充電電圧がアナログ信号を上回ることとなり、「アナログ信号＜コンデンサの充電電圧」の関係が成立するため、マイコンへウェイクアップ信号が出力されることとなる。尚、前述の通り、基準電圧は、タイマ回路によるコンデンサの充電終了時の充電電圧である。

また、「アナログ信号＞基準電圧」になったらマイコンをウェイクアップさせる場合（つまり、ウェイクアップ条件としての特定の関係が「アナログ信号＞基準電圧」である場合）、信号監視回路は、請求項３に記載のように、タイマ回路によるコンデンサの充電が終了してから、比較器により、アナログ信号がコンデンサの充電電圧よりも高いことを検知すると、マイコンへウェイクアップ信号を出力するように構成すれば良い。つまり、この構成では、コンデンサがメモリ内の充電時間だけ充電されるのを待ち、充電終了後のコンデンサの充電電圧よりもアナログ信号の方が高いことを比較器によって検知したなら、ウェイクアップ信号を出力するようになっている。

この構成によれば、信号監視回路が動作した際に、アナログ信号が基準電圧以下であれば、タイマ回路によるコンデンサの充電が終了すると、コンデンサの充電電圧がアナログ信号以上となるため、ウェイクアップ信号は出力されない。これに対して、信号監視回路が動作した際に、アナログ信号が基準電圧よりも高ければ、タイマ回路によるコンデンサの充電が終了しても、コンデンサの充電電圧がアナログ信号以上にならず、「アナログ信号＞コンデンサの充電電圧」の関係が成立するため、マイコンへウェイクアップ信号が出力されることとなる。

尚、「アナログ信号＜基準電圧」になったらマイコンをウェイクアップさせる場合であっても、信号監視回路は、請求項３に記載の構成と同様に、「タイマ回路によるコンデンサの充電が終了してから、比較器により、アナログ信号がコンデンサの充電電圧よりも低いことを検知すると、マイコンへウェイクアップ信号を出力する」というように構成することもできる。但し、請求項２に記載のように構成する方が、コンデンサの充電終了を待つ必要がない分、回路構成を簡単なものにすることができ有利である。

一方、信号監視回路のメモリには、例えば、電子制御装置の製造時等において、その電子制御装置に接続される外部装置から充電時間が書き込まれるように構成することもできるが、請求項４に記載のように、電子制御装置のマイコンによって充電時間が書き込まれるように構成すれば、常に最適な基準電圧が得られる充電時間をメモリに記憶させることができ有利である。特に、周囲温度の変化や経年変化等によって定電流回路の一定電流とコンデンサ容量（コンデンサの静電容量）にばらつきが生じると、コンデンサの充電時間と充電電圧との関係が変化してしまうが、そのようなばらつきによる影響を解消可能な充電時間をメモリに記憶させることができるようになる。

そこで、請求項５の電子制御装置では、請求項４の電子制御装置において、マイコンは、アナログ信号と基準電圧との大小関係が前記特定の関係にないことを含む低消費電力動作モード移行条件が成立したと判定すると、通常動作モードから低消費電力動作モードへ移行するようになっており、更に、低消費電力動作モード移行条件が成立したと判定してから低消費電力動作モードへ移行するまでの間に、下記の時間計測処理と充電時間更新処理を行う。

まず、時間計測処理では、信号監視回路を、コンデンサの充電電圧がアナログ信号に達するまでは定電流回路がコンデンサを充電し続ける状態にして動作させて、コンデンサの充電が開始されてから、比較器によりコンデンサの充電電圧がアナログ信号に達したことが検知されるまでの時間を計測する。そして、充電時間更新処理では、時間計測処理で計測した時間に基づいて、メモリに書き込むべき充電時間を決定し、その決定した充電時間をメモリに更新して書き込む。

つまり、時間計測処理で計測される時間は、コンデンサを、定電流回路からの一定電流で充電電圧がアナログ信号と等しくなるまで充電するのに要した時間であり、実際の一定電流及びコンデンサ容量が反映された時間である。そして、その時間から、コンデンサを基準電圧まで充電するのに要する充電時間を決定するようにしている。このため、定電流回路の一定電流とコンデンサ容量のばらつきによる影響を受けることなく、目的の基準電圧が得られる充電時間をメモリに記憶させることができる。

例えば、時間計測処理で計測された時間がＴ１であり、時間計測処理を実行した時のアナログ信号の電圧がＶ１であり、基準電圧がＶｔｈであるとすると、メモリに書き込むべき充電時間Ｔは、下記の式１で決定することができる。尚、式１におけるＶ１としては、既知の値（固定値）を用いても良いし、実測値を用いても良い。

Ｔ＝Ｔ１×Ｖｔｈ／Ｖ１ …式１
また例えば、基準電圧Ｖｔｈを上記Ｖ１よりも所定電圧Ｖ２だけ低い電圧にするのであれば、式１におけるＶｔｈを「Ｖ１−Ｖ２」に置換して充電時間Ｔを決定すれば良く、基準電圧Ｖｔｈを上記Ｖ１よりも所定電圧Ｖ２だけ高い電圧にするのであれば、式１におけるＶｔｈを「Ｖ１＋Ｖ２」に置換して充電時間Ｔを決定すれば良い。

一方、請求項６〜９に係る発明の信号監視回路は、請求項１〜４の各々に記載された信号監視回路である。そして、そのような請求項６〜９の信号監視回路によれば、請求項１〜４の電子制御装置について述べた作用及び効果を達成することができる。

以下に、本発明が適用された実施形態の電子制御装置について説明する。尚、本実施形態の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）は、車載バッテリを電源として動作する車載ＥＣＵであり、車載バッテリが充電されないイグニッションスイッチのオフ時にも動作して、ドアロックやパワーウィンドウ等のボデー系電気負荷を制御するものである。
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態のＥＣＵ１は、制御対象を制御するための様々な処理を行うマイコン３と、信号監視回路５とを備えている。そして、マイコン３のＡ／Ｄ変換用入力端子には、ＥＣＵ１の外部に設けられているブレーキペダルセンサとしてのポテンショメータ７からのアナログ信号Ｖｂが入力されるようになっている。

ポテンショメータ７は、アナログ信号Ｖｂを出力する信号出力端子７ｂとグランドラインに接続されるマイナス端子７ｃとの間の抵抗値をＲ１とし、信号出力端子７ｂと電源電圧が供給されるプラス端子７ａとの間の抵抗値をＲ２とすると、Ｒ１とＲ２との比が、車両のブレーキペダルの踏み込み量に応じて変化するものである。そして、本第１実施形態では、ブレーキペダルが踏まれていない場合に、電源電圧の分圧比である「Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）」が最大となり、その分圧比は、ブレーキペダルの踏み込み量が多くなるほど小さくなる。よって、ポテンショメータ７のプラス端子７ａに電源電圧が供給されている場合、そのポテンショメータ７の出力電圧であるアナログ信号Ｖｂは、ブレーキペダルが踏まれていないときに最大値となり、ブレーキペダルが踏まれると、その最大値よりも低くなる。

そして、マイコン３は、ポテンショメータ７からのアナログ信号Ｖｂが、ブレーキペダルが踏まれているか否かを判定するための基準電圧Ｖｔｈよりも高いこと（即ち、ブレーキペダルが踏まれていないこと）と、イグニッションスイッチがオフであることとを含むスタンバイ条件が成立したと判定すると、通常動作モードから、それよりも消費電力の小さい低消費電力動作モードであるスタンバイモードへ移行するようになっている。

尚、図示は省略しているが、マイコン３には、イグニッションスイッチのオン／オフ状態を示すイグニッションスイッチ信号が入力されるようになっており、マイコン３は、そのイグニッションスイッチ信号に基づいて、イグニッションスイッチのオン／オフを判定する。また、マイコン３は、通常動作モードの場合、上記アナログ信号Ｖｂの電圧値を内蔵のＡ／Ｄ変換器によって検出する。そして、マイコン３は、スタンバイモードになると、内部の動作クロックを停止するか或いは低速にし、後述するウェイクアップ信号やイグニッションスイッチ信号等、当該マイコン３をスタンバイモードから通常動作モードへ移行させる（ウェイクアップさせる）ための信号を受け付ける機能以外の機能を停止することで、消費電力を抑制する。

一方、信号監視回路５は、周期的に動作すると共に、マイコン３がスタンバイモードである場合に、監視対象の上記アナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも低くなったこと（即ち、ブレーキペダルが踏まれたこと）を検知すると、マイコン３へウェイクアップ信号Ｓｂを出力して、マイコン３をウェイクアップさせる回路である。尚、信号監視回路５は、マイコン３とは別のＩＣ内に形成されている。

そして、信号監視回路５は、当該信号監視回路５の動作タイミングを決定する動作タイミング生成回路１１と、電源供給用トランジスタ１３と、コンデンサ１５と、コンデンサ１５を一定電流で充電するための定電流回路１７と、コンデンサ１５の充電時間（詳しくは、その充電時間を示すデジタルデータ）が記憶されるメモリ１９と、当該信号監視回路５の動作開始時からメモリ１９内の充電時間だけ定電流回路１７にコンデンサ１５を充電させるためのダウンカウンタ２１と、コンデンサを放電させるための放電用トランジスタ２３と、アナログ信号Ｖｂとコンデンサ１５の充電電圧（以下、コンデンサ電圧ともいう）Ｖｃとを大小比較する比較器２５とを備えている。

動作タイミング生成回路１１は、当該信号監視回路５を周期的に動作させるためのタイミング信号として、一定時間毎に所定時間ｔだけローになるクロック信号を出力する。
電源供給用トランジスタ１３は、本実施形態ではＰＮＰトランジスタであり、それのエミッタには一定の電源電圧ＶＤが供給されている。その電源電圧ＶＤは、ＥＣＵ１に備えられた電源回路（図示省略）によって車載バッテリの電圧から生成される。

また、電源供給用トランジスタ１３のコレクタは、定電流回路１７及び比較器２５の電源端子に接続されると共に、ＥＣＵ１の外部において、ポテンショメータ７のプラス端子７ａにも接続される。そして、電源供給用トランジスタ１３は、動作タイミング生成回路１１からのクロック信号がローになっている間だけオンして、ポテンショメータ７と定電流回路１７及び比較器２５に電源電圧ＶＤを供給する。尚、本実施形態では、上記クロック信号がローになっている期間が、信号監視回路５の動作期間となっている。

コンデンサ１５は、定電流回路１７とグランドラインとの間に接続されている。
ダウンカウンタ２１は、図２に示すように、電源供給用トランジスタ１３がオンして、その電源供給用トランジスタ１３のコレクタ電圧Ｖａが電源電圧ＶＤに相当するハイレベルになると、メモリ１９に記憶されている充電時間（メモリ値）がプリセットされてダウンカウントを開始する。そして、プリセットされた充電時間が経過してカウント値が０になると（アンダーフローすると）、その時点から電源供給用トランジスタ１３のコレクタ電圧Ｖａがローレベル（＝０Ｖ）に戻るまでの間、ハイレベルのアンダーフロー信号Ｓａを出力する。

定電流回路１７は、図２に示すように、電源供給用トランジスタ１３がオンして電源電圧ＶＤが供給されると、その時点から、ダウンカウンタ２１からのアンダーフロー信号Ｓａを受けるまでの間だけ作動して、コンデンサ１５を一定電流で充電する。このため、コンデンサ１５は、電源供給用トランジスタ１３がオンする当該信号監視回路５の動作開始時から、メモリ１９に記憶されている充電時間だけ、定電流回路１７からの一定電流で充電されることとなる。

そして、メモリ１９には、上記ダウンカウンタ２１の作用によるコンデンサ１５の充電終了時の充電電圧Ｖｃを前記基準電圧Ｖｔｈにするための充電時間が、マイコン３によって記憶される。尚、この充電時間は、動作タイミング生成回路１１からのクロック信号がローになっている時間ｔよりは短い時間である。

また、放電用トランジスタ２３は、本実施形態ではＮＰＮトランジスタであり、それのコレクタとエミッタがコンデンサ１５の両端に接続されている。そして、放電用トランジスタ２３は、動作タイミング生成回路１１からのクロック信号がハイのときにオンして、コンデンサ１５を放電させる。このため、コンデンサ１５は、当該信号監視回路の動作停止中に放電されてリセットされる。

比較器２５は、電源供給用トランジスタ１３のコレクタから電源電圧ＶＤが供給されると動作して、アナログ信号Ｖｂとコンデンサ電圧Ｖｃとを大小比較し、アナログ信号Ｖｂがコンデンサ電圧Ｖｃよりも低いことを検知すると、マイコン３へハイレベルのウェイクアップ信号Ｓｂを出力する。

このようなＥＣＵ１において、信号監視回路５が動作を開始すると、その信号監視回路５では、コンデンサ１５が、メモリ１９に記憶されている充電時間Ｔだけ、定電流回路１７からの一定電流Ｉにより充電され、信号監視回路５が動作を停止すると、コンデンサ１５は放電用トランジスタ２３により放電される。このため、コンデンサ電圧Ｖｃは、信号監視回路５が動作する毎に、最終的に「Ｔ×Ｉ」に比例した電圧となり、その電圧が基準電圧Ｖｔｈとなる（図２参照）。

そして、マイコン３がスタンバイモードにある場合に信号監視回路５が作動して、そのようなコンデンサ電圧Ｖｃとアナログ信号Ｖｂとが比較器２５により比較され、アナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも低い場合にのみ、信号監視回路５からマイコン３へウェイクアップ信号Ｓｂが出力されることとなる。

即ち、まず図２における一点鎖線で示すように、信号監視回路５が動作した際に、ブレーキペダルが踏まれておらず、アナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも高い「ＶｂＨ」であれば、コンデンサ１５がメモリ１９内の充電時間Ｔだけ充電されても、未だアナログ信号Ｖｂがコンデンサ電圧Ｖｃ以上となり、比較器２５からウェイクアップ（ＷＰ）信号Ｓｂは出力されない。

これに対して、図２における二点鎖線で示すように、信号監視回路５が動作した際に、ブレーキペダルが踏まれており、アナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも低い「ＶｂＬ」であれば、コンデンサ１５の充電が開始されて充電時間Ｔが経過するまでの間に、コンデンサ電圧Ｖｃがアナログ信号Ｖｂを上回って「Ｖｂ＜Ｖｃ」の関係が成立するため、その時点（図２の時刻ｔａ）で比較器２５からマイコン３へウェイクアップ信号Ｓｂが出力される。

すると、マイコン３はスタンバイモードから通常動作モードに戻ることとなる。尚、信号監視回路５からのウェイクアップ信号Ｓｂは、マイコン３の割り込み入力端子に入力されるようになっており、マイコン３では、そのウェイクアップ信号Ｓｂにより外部割り込み要求が発生してスタンバイモードから通常動作モードに復帰する。

このように信号監視回路５では、メモリ１９に記憶した充電時間だけコンデンサ１５を一定電流で充電する構成により、時間を電圧に変換するようにしており、この構成により、メモリ１９に記憶する充電時間に応じた所望の基準電圧Ｖｔｈを得るようにしている。

次に、マイコン３がメモリ１９に充電時間を書き込むために行う充電時間設定処理について、図３を用い説明する。尚、図３の充電時間設定処理は、マイコン３が、スタンバイ条件が成立したと判定してからスタンバイモードへ移行するまでの間（つまり、スタンバイモードに移行する直前）に実行される。

図３に示すように、マイコン３が充電時間設定処理の実行を開始すると、まずＳ１１０にて、信号監視回路５のメモリ１９に最大値を書き込む。ここで書き込む最大値とは、そのメモリ１９に書き込み可能な最大値であり、信号監視回路５の１回の動作時間ｔよりも長い時間に相当する値である。また、このような最大値をメモリ１９に書き込むのは、ダウンカウンタ２１による充電時間の制限を解除するためであり、信号監視回路５が動作した際に、コンデンサ電圧Ｖｃがアナログ信号Ｖｂに達するまでは定電流回路１７がコンデンサ１５を充電し続けるようにするためである。尚、メモリ１９に最大値を書き込む代わりに、例えば、ダウンカウンタ２１からアンダーフロー信号Ｓａが出力されないようにしたり、ダウンカウンタ２１からのアンダーフロー信号Ｓａが定電流回路１７に伝達されないようにしたりする処置を行うようにしても良い。

そして、次のＳ１２０にて、信号監視回路５が動作を開始してＡ／Ｄ変換用入力端子にアナログ信号Ｖｂが入力されるのを待つ。
ここで、図１に示すように、マイコン３には、信号監視回路５の動作タイミング生成回路１１が出力するクロック信号が入力されるようになっている。そして、Ｓ１２０では、そのクロック信号を監視し、そのクロック信号がハイからローに変化したならば、信号監視回路５が動作を開始したと判定して、Ｓ１３０に進む。そして、Ｓ１３０では、時間の計測を開始すると共に、Ａ／Ｄ変換用入力端子に入力されているアナログ信号Ｖｂの電圧値を内蔵のＡ／Ｄ変換器によって検出する。

尚、Ｓ１２０では、Ａ／Ｄ変換用入力端子に入力されているアナログ信号Ｖｂの電圧値を内蔵のＡ／Ｄ変換器により検出し続け、その検出値が０Ｖと見なすことにできる判定値よりも高くなったならば、信号監視回路５が動作を開始したと判定するようにしても良い。前述したように、信号監視回路５が動作を開始すると、ポテンショメータ７に電源電圧ＶＤが供給されて、アナログ信号Ｖｂが０Ｖではなくなるからである。

次に、Ｓ１４０にて、信号監視回路５からのウェイクアップ信号Ｓｂ（即ち、比較器２５の出力）がローからハイへ変化するまで待ち、ウェイクアップ信号Ｓｂがハイに変化したならば、次のＳ１５０にて、時間の計測を終了すると共に、その計測値を計測時間として記憶する。

つまり、当該充電時間設定処理が実行される時のアナログ信号Ｖｂは、ブレーキペダルが踏まれていない場合の電圧（本実施形態では、図２の一点鎖線で示したＶｂＨ）になっており、Ｓ１１０〜Ｓ１５０の処理では、信号監視回路５を、コンデンサ電圧Ｖｃがアナログ信号Ｖｂに達するまでは定電流回路１７がコンデンサ１５を充電し続ける状態にして動作させて、コンデンサ１５の充電が開始されてから比較器２５によりコンデンサ電圧Ｖｃがアナログ信号Ｖｂ（＝ＶｂＨ）に達したことが検知されるまでの時間を計測している。そして、このＳ１１０〜Ｓ１５０の処理で計測された時間は、コンデンサ１５を、定電流回路１７からの一定電流でコンデンサ電圧Ｖｃがアナログ信号Ｖｂ（＝ＶｂＨ）と等しくなるまで充電するのに要した時間であり、実際の一定電流及びコンデンサ１５の容量（コンデンサ容量）が反映された時間である。

次に、Ｓ１６０にて、上記Ｓ１５０で記憶した計測時間に基づいて、メモリ１９に書き込むべき充電時間Ｔを決定する。
具体的には、計測時間がＴ１であり、Ｓ１３０で検出したアナログ信号Ｖｂの電圧値（即ち、ＶｂＨの実測値）がＶ１であり、目的の基準電圧がＶｔｈであるとすると、メモリ１９に書き込むべき充電時間Ｔを、前述した式１で決定する。尚、式１に適用するＶ１としては、設計上既知であるＶｂＨの値（固定値）を用いても良い。また例えば、基準電圧Ｖｔｈを、Ｖ１よりも所定電圧Ｖ２だけ低い電圧にするのであれば、式１におけるＶｔｈを「Ｖ１−Ｖ２」に置換して充電時間Ｔを決定すれば良い。

次に、Ｓ１７０にて、上記Ｓ１６０で決定した充電時間Ｔをメモリ１９に更新して書き込む。そして、その後、当該充電時間設定処理を終了して、スタンバイモードに移行する。

このような充電時間設定処理によれば、コンデンサ１５を定電流回路１７の一定電流で「Ｖｃ＝ＶｂＨ」となるまで充電するのに要する時間であって、実際の一定電流及びコンデンサ容量が反映された時間から、コンデンサ１５を基準電圧Ｖｔｈまで充電するのに要する充電時間Ｔを決定するようにしているため、定電流回路１７の一定電流とコンデンサ容量のばらつきによる影響を受けることなく、目的の基準電圧Ｖｔｈが得られる充電時間Ｔをメモリ１９に記憶させることができる。

以上のようなＥＣＵ１に設けた信号監視回路５によれば、アナログ信号Ｖｂを監視してスタンバイモードのマイコン３を通常動作モードに移行させるウェイクアップ機能を、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器を用いることなく、小規模な回路で実現することができる。特にマイコン３外に同回路を集積できるＩＣを持つＥＣＵでは、その回路を極めて安価に実現することができる。

また、マイコン３がスタンバイモードにある場合に、信号監視回路５は、動作し続けるのではなく周期的に動作するため、マイコン３以外での消費電力も抑制することができる。更に、ポテンショメータ７には、信号監視回路５の動作時にだけ電源電圧ＶＤが供給されるようになっているため、消費電力を一層抑制することができる。

そして更に、マイコン３は、スタンバイモードに移行する直前毎に図３の充電時間設定処理を実行することにより、メモリ１９に充電時間Ｔを書き込むようにしているため、周囲温度の変化や経年変化等によって定電流回路１７の一定電流やコンデンサ容量にばらつきが生じても、基準電圧Ｖｔｈが正しく得られる充電時間Ｔをメモリ１９に記憶させることができる。

尚、本実施形態においては、ダウンカウンタ２１がタイマ回路に相当し、放電用トランジスタ２３が放電回路に相当している。また、図３の処理のうち、Ｓ１１０〜Ｓ１５０が時間計測処理に相当し、Ｓ１６０，Ｓ１７０が充電時間更新処理に相当している。
［第２実施形態］
第１実施形態のＥＣＵ１では、ポテンショメータ７として、ブレーキペダルの踏み込みによってアナログ信号Ｖｂの電圧が低下するものを用いていたが、図４に示す第２実施形態のＥＣＵ３１では、ポテンショメータ７として、ブレーキペダルの踏み込みによってアナログ信号Ｖｂの電圧が上昇するものを用いている。

つまり、本第２実施形態においては、ポテンショメータ７のプラス端子７ａに電源電圧が供給されている場合、そのポテンショメータ７からのアナログ信号Ｖｂは、ブレーキペダルが踏まれていないときに０Ｖよりは大きい最小値となり、ブレーキペダルが踏まれると、その最小値よりも高い電圧となる。

このため、第２実施形態のＥＣＵ３１では、第１実施形態のＥＣＵ１と比較すると、下記の点が異なっている。
まず、マイコン３は、電源電圧ＶＤが供給されている時のポテンショメータ７からのアナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも低いということを検知することにより、ブレーキペダルが踏まれていないことを確認し、そのことをスタンバイ条件のうちの１つとして、スタンバイモードに移行する。

また、信号監視回路５に代わって信号監視回路３３が設けられている。そして、信号監視回路３３は、第１実施形態の信号監視回路５と比較すると、下記（１）及び（２）の点が異なっている。

（１）比較器２５の各入力端子への入力信号が、第１実施形態とは逆になっている。つまり、比較器２５には、その非反転入力端子（＋端子）にアナログ信号Ｖｂが入力され、反転入力端子（−端子）にコンデンサ電圧Ｖｃが入力されている。このため、比較器２５の出力信号Ｓｂは、アナログ信号Ｖｂがコンデンサ電圧Ｖｃよりも高い場合にハイレベルとなる。そして、その比較器２５の出力信号Ｓｂは、ウェイクアップ信号とは別の信号として、マイコン３に入力されるようになっている。

（２）信号監視回路３３には、比較器２５の出力信号Ｓｂを入力とするバッファ回路３５が追加されている。そして、そのバッファ回路３５は、ダウンカウンタ２１からハイレベルのアンダーフロー信号Ｓａが出力されている間だけ、比較器２５の出力信号Ｓｂを出力し、それ以外の場合には出力をローにする。そして更に、そのバッファ回路３５の出力信号Ｓｃが、ハイアクティブのウェイクアップ信号としてマイコン３へ出力されるようになっている。

尚、本第２実施形態においても、信号監視回路３３のメモリ１９には、ダウンカウンタ２１の作用によるコンデンサ１５の充電終了時の充電電圧Ｖｃを、ブレーキペダルが踏まれているか否かを判定するための基準電圧Ｖｔｈにするための充電時間が、マイコン３によって記憶される。

そして、本第２実施形態の信号監視回路３３では、マイコン３がスタンバイモードになってから動作した場合に、ポテンショメータ７からのアナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも高くなったことを検知すると、マイコン３へウェイクアップ信号を出力する。

即ち、まず図５における二点鎖線で示すように、信号監視回路３３が動作した際に、ブレーキペダルが踏まれておらず、アナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも低い「ＶｂＬ」であれば、コンデンサ１５がメモリ１９内の充電時間Ｔだけ充電されると、コンデンサ電圧Ｖｃがアナログ信号Ｖｂ以上となり、比較器２５の出力信号Ｓｂはローとなる。このため、ダウンカウンタ２１からハイレベルのアンダーフロー信号Ｓａが出力されても、バッファ回路３５の出力信号Ｓｃはローのままとなり、マイコン３へハイアクティブのウェイクアップ信号は出力されない。

これに対して、図５における一点鎖線で示すように、信号監視回路３３が動作した際に、ブレーキペダルが踏まれており、アナログ信号Ｖｂが基準電圧Ｖｔｈよりも高い「ＶｂＨ」であれば、コンデンサ１５がメモリ１９内の充電時間Ｔだけ充電されても、コンデンサ電圧Ｖｃがアナログ信号Ｖｂ以上にならず、「Ｖｂ＞Ｖｃ」の関係が成立する。このため、当該信号監視回路３３の動作中において、比較器２５の出力信号Ｓｂはハイのままとなり、ダウンカウンタ２１からハイレベルのアンダーフロー信号Ｓａが出力されると、バッファ回路３５の出力信号Ｓｃがハイになる。そして、そのハイレベルの出力信号Ｓｃが、ウェイクアップ信号としてマイコン３に出力される。すると、マイコン３はスタンバイモードから通常動作モードに戻ることとなる。

つまり、第２実施形態の信号監視回路３３では、コンデンサ１５がメモリ１９内の充電時間だけ充電されるのを待ち、その充電終了後のコンデンサ電圧Ｖｃよりもアナログ信号Ｖｂの方が高いことを比較器２５によって検知したなら、バッファ回路３５からマイコン３へウェイクアップ信号を出力するようになっている。

また更に、本第２実施形態において、マイコン３は、図３の充電時間設定処理におけるＳ１４０では、信号監視回路３３の比較器２５からの信号Ｓｂがハイからローへ変化するまで待ち、その信号Ｓｂがローに変化したならば次のＳ１５０に進む。これは、前述したように、比較器２５の各入力端子への入力信号が第１実施形態とは逆になっているためである。

尚、本第２実施形態においても、図３におけるＳ１３０以降の処理は、アナログ信号Ｖｂが、ブレーキペダルが踏まれていない場合の電圧になっている状態で実行されることとなるが、その電圧は、図５の二点鎖線で示したＶｂＬである。また例えば、本第２実施形態において、基準電圧Ｖｔｈは、図３のＳ１３０で検出したアナログ信号Ｖｂの電圧値（即ち、ＶｂＬの実測値）Ｖ１よりも所定電圧Ｖ２だけ高い電圧に設定しても良く、その場合、図３のＳ１６０では、式１におけるＶｔｈを「Ｖ１＋Ｖ２」に置換して充電時間Ｔを決定すれば良い。

そして、以上のような第２実施形態のＥＣＵ３１によっても、第１実施形態のＥＣＵ１と同様の効果を得ることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

例えば、上記各実施形態の信号監視回路５，３３は、マイコン３の動作モードに拘わらず周期的に動作するようになっていたが、信号監視回路５，３３のうち、ポテンショメータ７に電源電圧ＶＤを供給するための回路以外の部分は、マイコン３が図３の充電時間設定処理を開始してからスタンバイモードになっている間だけ、動作するようにしても良い。また、マイコン３が図３の充電時間設定処理を行わずメモリ１９内の充電時間を変更しないのであれば、上記部分は、マイコン３がスタンバイモードになっている間だけ動作するようにしても良い。また例えば、イグニションスイッチがオンされている間や、マイコン３が通常動作モードにある場合には、ポテンショメータ７に常時電源電圧ＶＤが供給されるようにしても良い。

一方、図１の信号監視回路５において、ウェイクアップ信号の出力タイミングを、ダウンカウンタ２１のアンダーフロータイミングに合わせたいのであれば、図４の信号監視回路３３に備えられたバッファ回路３５と同じものを追加すれば良い。

また、信号監視回路５，３３のメモリ１９には、例えば、ＥＣＵ１，３１の製造時等において、そのＥＣＵ１，３３に接続される外部装置から充電時間が書き込まれるようにすることもできる。

また、本発明は、車両用以外の電子制御装置についても同様に適用することができる。

第１実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ）の構成を表す構成図である。 第１実施形態の信号監視回路の作用を表すタイムチャートである。 充電時間設定処理を表すフローチャートである。 第２実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ）の構成を表す構成図である。 第２実施形態の信号監視回路の作用を表すタイムチャートである。

符号の説明

１，３１…ＥＣＵ（電子制御装置）、３…マイコン、５，３３…信号監視回路、７…ポテンショメータ、７ａ…プラス端子、７ｂ…信号出力端子、７ｃ…マイナス端子、１１…動作タイミング生成回路、１３…電源供給用トランジスタ、１５…コンデンサ、１７…定電流回路、１９…メモリ、２１…ダウンカウンタ、２３…放電用トランジスタ、２５…比較器、３５…バッファ回路

Claims (9)

1. 通常動作モードと低消費電力動作モードとの何れかに切り替えて動作可能なマイコンと、
   少なくとも前記マイコンが低消費電力動作モードにある場合に周期的に動作して、外部からのアナログ信号と基準電圧との大小関係が特定の関係にあることを検知すると、前記マイコンへ、低消費電力動作モードから通常動作モードへの移行を指示するウェイクアップ信号を出力する信号監視回路と、
   を備えた電子制御装置であって、
   前記信号監視回路は、
   コンデンサと、
   前記コンデンサを一定電流で充電するための定電流回路と、
   前記定電流回路が前記コンデンサを充電する充電時間が記憶されるメモリと、
   当該信号監視回路の動作時において前記メモリに記憶されている充電時間だけ、前記定電流回路に前記コンデンサを充電させるタイマ回路と、
   当該信号監視回路の動作停止中に前記コンデンサを放電させる放電回路と、
   前記アナログ信号と前記コンデンサの充電電圧とを大小比較する比較器とを備え、
   前記メモリには、前記タイマ回路による前記コンデンサの充電終了時の充電電圧を前記基準電圧にするための充電時間が記憶されると共に、前記比較器の比較結果に基づいて前記マイコンへ前記ウェイクアップ信号を出力すること、
   を特徴とする電子制御装置。
2. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記信号監視回路は、
   前記比較器により、前記アナログ信号が前記コンデンサの充電電圧よりも低いことを検知すると、前記マイコンへ前記ウェイクアップ信号を出力すること、
   を特徴とする電子制御装置。
3. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記信号監視回路は、
   前記タイマ回路による前記コンデンサの充電が終了してから、前記比較器により、前記アナログ信号が前記コンデンサの充電電圧よりも高いことを検知すると、前記マイコンへ前記ウェイクアップ信号を出力すること、
   を特徴とする電子制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の電子制御装置において、
   前記メモリには、前記マイコンによって前記充電時間が書き込まれるようになっていること、
   を特徴とする電子制御装置。
5. 請求項４に記載の電子制御装置において、
   前記マイコンは、
   前記アナログ信号と前記基準電圧との大小関係が前記特定の関係にないことを含む低消費電力動作モード移行条件が成立したと判定すると、通常動作モードから低消費電力動作モードへ移行するようになっており、
   更に、前記低消費電力動作モード移行条件が成立したと判定してから低消費電力動作モードへ移行するまでの間に、
   前記信号監視回路を、前記コンデンサの充電電圧が前記アナログ信号に達するまでは前記定電流回路が前記コンデンサを充電し続ける状態にして動作させて、前記コンデンサの充電が開始されてから、前記比較器により前記コンデンサの充電電圧が前記アナログ信号に達したことが検知されるまでの時間を計測する時間計測処理と、
   前記時間計測処理で計測した時間に基づいて、前記メモリに書き込むべき充電時間を決定し、その決定した充電時間を前記メモリに更新して書き込む充電時間更新処理とを行うこと、
   を特徴とする電子制御装置。
6. 通常動作モードと低消費電力動作モードとの何れかに切り替えて動作可能なマイコンと共に電子制御装置に搭載され、
   少なくとも前記マイコンが低消費電力動作モードにある場合に周期的に動作して、外部からのアナログ信号と基準電圧との大小関係が特定の関係にあることを検知すると、前記マイコンへ、低消費電力動作モードから通常動作モードへの移行を指示するウェイクアップ信号を出力する信号監視回路であって、
   コンデンサと、
   前記コンデンサを一定電流で充電するための定電流回路と、
   前記定電流回路が前記コンデンサを充電する充電時間が記憶されるメモリと、
   当該信号監視回路の動作時において前記メモリに記憶されている充電時間だけ、前記定電流回路に前記コンデンサを充電させるタイマ回路と、
   当該信号監視回路の動作停止中に前記コンデンサを放電させる放電回路と、
   前記アナログ信号と前記コンデンサの充電電圧とを大小比較する比較器とを備え、
   前記メモリには、前記タイマ回路による前記コンデンサの充電終了時の充電電圧を前記基準電圧にするための充電時間が記憶されると共に、前記比較器の比較結果に基づいて前記マイコンへ前記ウェイクアップ信号を出力すること、
   を特徴とする信号監視回路。
7. 請求項６に記載の信号監視回路において、
   前記比較器により、前記アナログ信号が前記コンデンサの充電電圧よりも低いことを検知すると、前記マイコンへ前記ウェイクアップ信号を出力すること、
   を特徴とする信号監視回路。
8. 請求項６に記載の信号監視回路において、
   前記タイマ回路による前記コンデンサの充電が終了してから、前記比較器により、前記アナログ信号が前記コンデンサの充電電圧よりも高いことを検知すると、前記マイコンへ前記ウェイクアップ信号を出力すること、
   を特徴とする信号監視回路。
9. 請求項６ないし請求項８の何れか１項に記載の信号監視回路において、
   前記メモリには、前記マイコンによって前記充電時間が書き込まれるようになっていること、
   を特徴とする信号監視回路。

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