JP4545173B2

JP4545173B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP4545173B2
Application number: JP2007140390A
Authority: JP
Inventors: 崇杉本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2027-05-28
Also published as: JP2008290658A

Description

この発明は、ＣＰＵを利用した車両制御装置に関し、特に内外部からのスイッチ入力等
の信号取り込みの安定化を図った車両制御装置に関するものである。

自動車、二輪車、船外機等においては、エンジン制御装置或いは変速機制御装置等のＣＰＵを利用した車両制御装置が一般に広く利用されている。このような制御装置においては、キースイッチ等のバッテリ電圧を印加する電源スイッチやブレーキスイッチ等の入力スイッチを介して外部信号をＣＰＵに取り込んで、メモリへの保存、所定のプログラムによる演算、制御機器の駆動等を行う。

上記車両制御装置はこのような各種スイッチ入力をＣＰＵに取り込むが、その際、外部
状況変化あるいは車両内部の状況変化等何らかの原因によって入力信号レベルが低下して
しまうことがある。その典型的な例が入力スイッチの被水であり、これによって入力スイ
ッチの電流漏洩が発生し、入力信号レベルに応じて予め設定している閾値による所定の検
出動作が正常に行われなくなる問題があった。

以下、図８、図９を参照してこの状態を説明する。図８は従来の一般的なスイッチ入力
の取り込みを行うインターフェース回路例で、入力手段Ｓｗの操作信号を抵抗Ｒ２を介し
て入力ポートＩＮからＣＰＵに取り込む。上記抵抗Ｒ２と車両制御装置のＩ/Ｆ端子との間
にはＶｃｃ端子から抵抗Ｒ１を介して例えば５Ｖ程度の電圧が印加されている。Ｒ３は上
記被水等によって流れる漏洩電流の抵抗であり、これを通じてＳｗがＯＦＦの状態でも電
流が流れるため、入力ポートＩＮに入力される信号のレベルは低下することとなる。

図９はこのときのＣＰＵへの入力信号波形を示しており、通常時の動作を点線で、信号
レベル低下時の動作を実線で示している。通常時は、ＳｗがＯＦＦのときはＶｃｃの電圧
が、ＳｗがＯＮのときは接地電位０Ｖが入力され、Ｈ側閾値Ｖth(H1)とＬ側閾値Ｖth(L)
とによりＯＮ、ＯＦＦを検出する。一方、信号レベル低下時においては、ＳｗがＯＦＦの
時はＶｃｃの１/２以下の電圧が、ＳｗがＯＮのときは接地電位０Ｖとなり、Ｈ側閾値
Ｖth(H1)を跨がなくなるため、常にＨ待ちの状態が続き、ＳｗをＯＮしてもＯＦＦしても
入力信号を取り込めなくなる。

このような事態においても入力信号を正しく判断するために、従来、特許文献１に示す
ように、状況変化を検出することにより上記閾値を変更することが考えられる。すなわち
、信号レベルが低下したときには、ＣＰＵにて設定される閾値をＶth(H1)からＶth(H)に変
更することにより、信号レベル低下時においても入力信号が閾値Ｖth(H)を跨ぐことになり
所定の正しい検出動作が行える。

特開平６−３１６２５５号公報

前記特許文献１によれば、制動検出手段により所定以上の減速度を検出したときに、制動中あるいはアンチスキッド制御中の電源電圧を異常検出するための閾値を低い値に変更することにより安定したアンチスキッド制御を実現しようとするものである。しかし、例えば、制御装置等が待機中において、一定時間アクセスがなければ電力供給を停止して消費電力を低減するスリープモードを使用する場合が多いが、そのスリープモードから復帰させるために割り込み入力を使用するような場合には、上記閾値を任意に設定することができなかった。割り込み入力の閾値は通常、マイコンのＨ/Ｗにより決定されており、マイコンユーザが自由に設定できるものではなかったからである。

図１０はこのときのＣＰＵへの入力信号波形を示しており、図１０のように割り込み入力ＩＮＴが入り、ＳｗがＯＮからＯＦＦに移行しても、Ｈ信号が閾値Ｖth(H)を跨らないようになると、ＣＰＵはＳｗのＯＮ/ＯＦＦに拘らず常にＬが入力されているものと判断し、Ｓｗをどのように操作しても割り込みが掛からなくなる。従って、このような場合スリープから復帰できなくなるという問題があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、入力手段Ｓｗの操作信号入力の信号レベル低下時において、ＣＰＵが待機中などのスリープモードにあっても、スリープモードから復帰するための割り込み入力に対し、正しくＣＰＵに取り込むことができるようにした車両制御装置を提供するものである。

本発明による車両制御装置は、車両に設置された入力手段と、上記入力手段からの入力信号を取り込み該信号に応じて制御機器を制御する制御手段と、上記入力手段からの入力信号レベルが外的要因により低下したとき、上記制御手段への割り込み入力信号の電位をＨレベルに上昇させる電圧レベル固定手段とからなり、上記制御手段は上記電圧レベル固定手段により制御される割り込み入力ポートと、定期的に上記電圧レベル固定手段を導通させる信号を出力する出力ポートとを備え、上記電圧レベル固定手段を動通させる期間を上記入力手段がＯＮされる時間に比べ実質的に十分短く設定することにより、上記電圧レベル固定手段が導通されていない間に入力手段からの信号を上記制御手段に入力させるようにしたことを特徴とするものである。

上述したこの発明による車両制御装置によれば、入力手段Ｓｗの操作信号入力の信号レベルが外的要因により低下した場合においても、スリープモードから復帰するための割り込み信号を正しく、しかも簡単な回路構成で取り込むことができる効果を有する。

発明の実施の形態１.
以下、この発明の実施の形態１による車両制御装置を説明する。図１にこの発明の実施の形態１によるスイッチ入力の取り込みを行うインターフェース回路例を示しており、図中、図８の従来装置と同一及び相当部分には同一符号を付している。図１において、入力手段Ｓｗの操作信号は通常時には抵抗Ｒ２を介してＡＤ入力ポートＡＤからＣＰＵに取り込まれる。上記抵抗Ｒ２とＩ/Ｆ端子との接続点は抵抗Ｒ１を介して一定電圧Ｖｃｃに接続されており、更に抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、第１のトランジスタTｒ1を介してＶｃｃ端子に接続されており、上記抵抗Ｒ４とＲ５との接続点は割り込み端子ＩＮＴポートからＣＰＵに接続されている。また、上記トランジスタＴr1のベースには第２のトランジスタＴr2のコレクタが接続されている。

この第２のトランジスタＴr2のベースはＣＰＵの出力ポートに接続されており、入力手段Ｓｗに割り込み入力があったときにこれをＣＰＵで感知して、ＣＰＵの出力ポートからトランジスタＴr2のベースに信号が出力されるようになっている。上記トランジスタＴr1とトランジスタＴr2との組合せ回路は電圧レベル固定手段Ｌを構成しており、ＣＰＵからの出力により両トランジスタを導通させて、ＣＰＵの割り込み端子ＩＮＴポートの電位を抵抗Ｒ５とＲ４の分圧電位まで上昇させている。

図２はこの回路のアクティブ時（スリープ状態ではないとき）における被水等による信号レベル低下時のＣＰＵ入力信号を示している。上述のごとく割り込み入力ＩＮＴは、ＣＰＵからの出力により動作する電圧レベル固定手段Ｌにより図中点線のごとくＨ側に固定されている。ＡＤポート入力は図中実線のごとく信号レベル低下時のレベルでＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。従ってＡＤ入力による閾値をＶth(H)、Ｖth(L)のように設定することにより、ＳｗのＯＮ、ＯＦＦを正常に取り込むことができる。

図３はアクティブモードからスリープモードに移行する場合のＣＰＵ入力信号の状態を示している。なお、スリープモードに移行する時には必ず入力手段ＳｗがＯＦＦとなるように条件付けされている。またスリープ前には前述したように図１のトランジスタＴr1がＯＮしているため、ＩＮＴ入力のレベルはＨ側に持ち上げられているが、スリープ時には上記トランジスタＴr1がＯＦＦされるので、ＩＮＴ入力のレベルはＡＤ入力のそれと同じレベルまで下がることとなる。しかし、図１の抵抗Ｒ１によりＡＤ入力のＯＦＦ信号と同様のレベル以下には下がることはなく、割り込み入力ＩＮＴのＬ側閾値であるＶth(L):INTを跨ぐこともないため、Ｌ入力を待ったままスリープに入る。もちろんＡＤ入力のレベルはそのままなのでＡＤもＬ側閾値を跨ることはない。なお、上記割り込み入力ＩＮＴのＬ側あるいはＨ側閾値はＣＰＵ内に予め設定されている。

次に、スリープモードからアクティブモードに復帰する場合のＣＰＵ入力信号の状態について図４を参照して説明する。Ａ点でスリープモードからアクティブモードに復帰させるためにＳｗをＯＮさせたとすると、それまで前記のようにＡＤ入力のＯＦＦ信号と同様の中間レベルにあったＩＮＴ入力はＯＮ状態に移行する。これにより上記ＩＮＴ入力はＬ側閾値であるＶth(L):INTを跨ぐため、割り込み入力ＩＮＴがＬになったことをＣＰＵが検出し、その出力ポートから上記電圧レベル固定手段Ｌの導通信号を発生する。この結果、トランジスタＴr1、Tｒ2が導通し、ＩＮＴ入力のレベルが持ち上げられ、入力手段ＳｗをＢ点でＯＦＦしたときには上記ＩＮＴ入力はＨ側の閾値であるＶth(H)INTを跨ぐこととなる。
このように、アクティブモードに復帰した制御装置は再び図２の状態に戻り、以後これらのパターンを繰り返す。

以上のように、この実施の形態１によれば、入力手段Ｓｗの操作信号入力の信号レベルが外的要因により低下した場合にあっても、割り込みによるスリープから復帰信号に対応できるようにアクティブ時に上記ＩＮＴ入力電位をＨレベルに固定することにより、閾値を任意に設定できない場合においても正しく入力信号を取り込むことができる。

発明の実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２による車両制御装置を図５により説明する。図５は図１と同様なスイッチ入力の取り込みを行うインターフェース回路例を示しており、図中、図１と同一及び相当部分には同一符号を付している。図５において、図１と異なる部分はＣＰＵの入力ポートからアナログ入力ポートを一つ減らし、ＩＮＴポートのみとした点である。なお、スリープモードに移行時には必ず入力手段ＳｗがＯＦＦとなるように条件付けされているのは先の実施形態と同じである。

図６は図５のインターフェース回路において、スリープモードにおけるＣＰＵ入力信号の状態を示している。言うまでもなく、被水等による電流漏洩などにより入力手段Ｓｗの信号レベルが低下した状態でのＩＮＴ入力を示している。
入力手段ＳｗがＯＦＦされた直後は信号レベルが低下しているのでＨ側の閾値Ｖth(H):INTを跨がないが、ＣＰＵの出力ポートから定期的にトランジスタＴr1をＯＮさせ、強制的にＩＮＴポートの電位を上昇させて上記閾値Ｖth(H):INTを跨がらせ、Ｌ待ちにすることで、次に入力手段ＳｗがＯＮされるのを待つことができる。

この状態では、トランジスタＴr1をＯＮさせている間は入力手段ＳｗをＯＮさせてもＩＮＴ入力はＬ側の閾値Ｖth(L)INTを下回るところまで下がらないので、ＩＮＴ入力を検出することはできない。しかし、トランジスタＴr1をＯＮさせる期間を入力手段ＳｗがＯＮされる時間に比べ実使用上十分短く設定し、且つトランジスタＴr1をＯＮさせる頻度を増加すれば、トランジスタＴr1がＯＮされていない間に入力手段ＳｗをＣＰＵに入力させることができ、実質的に問題のないものとなる。すなわち、例えばＣ点で入力手段ＳｗがＯＮしたときにはＬ側の閾値であるＶth(L)INTを跨ぐこととなり、ＣＰＵが入力信号を検出することとなる。

図７はアクティブモードからスリープモードに移行する場合のＣＰＵ入力信号の状態を示している。アクティブモードからスリープモードに移行するためには、図７に示すように一定時間、入力手段ＳｗをＯＦＦさせ、その間にトランジスタＴr1をＯＮさせることを条件付けておけば、スリープモードに入るときには必ずＩＮＴ入力はＬ待ちの状態となるため、スリープ時に入力手段をＯＮさせるとＩＮＴ入力を検出することができ、スリープモードから復帰することができる。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、入力手段の信号レベルが外的要因により低下したときに、閾値を任意に設定できない場合においても正しく信号を取り込むことができると共に、アクティブ時の入力手段の監視のために必要となっていたＡＤ入力が不要となり、回路構成を簡単にすることができる。

この発明の実施の形態１によるスイッチ入力の取り込みを行うインターフェース回路例を示す。図１の回路のアクティブ時における被水等による信号レベル低下時のＣＰＵ入力信号を示している。図１のインターフェース回路において、アクティブモードからスリープモードに移行する場合のＣＰＵ入力信号の状態を示している。図１のインターフェース回路において、スリープモードからアクティブモードに復帰する場合のＣＰＵ入力信号の状態を示している。この発明の実施の形態２によるスイッチ入力の取り込みを行うインターフェース回路例を示す。図５のインターフェース回路において、スリープモードからアクティブモードに移行する場合のＣＰＵ入力信号の状態を示している。図５のインターフェース回路において、アクティブモードからスリープモードに移行する場合のＣＰＵ入力信号の状態を示している。従来の一般的なスイッチ入力の取り込みを行うインターフェース回路例を示す。信号レベル低下時のＣＰＵへの入力信号波形を示している。割り込み入力使用時のＣＰＵへの入力信号波形を示している。

符号の説明

Ｓｗ入力手段、ＣＰＵマイクロプロセッサ、
Ｒ３漏洩抵抗、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４抵抗、
Ｌ電圧上昇回路、ＰＵレベル固定手段、
Ｔr1、Ｔr2 トランジスタ。

Claims

車両に設置された入力手段と、上記入力手段からの入力信号を取り込み該信号に応じて制御機器を制御する制御手段と、上記入力手段からの入力信号レベルが外的要因により低下したとき、上記制御手段への割り込み入力信号の電位をＨレベルに上昇させる電圧レベル固定手段とからなり、上記制御手段は上記電圧レベル固定手段により制御される割り込み入力ポートと、定期的に上記電圧レベル固定手段を導通させる信号を出力する出力ポートとを備え、上記電圧レベル固定手段を動通させる期間を上記入力手段がＯＮされる時間に比べ実質的に十分短く設定することにより、上記電圧レベル固定手段が導通されていない間に入力手段からの信号を上記制御手段に入力させるようにしたことを特徴とする車両制御装置。
上記電圧レベル固定手段は、上記割り込み信号を検出した上記制御手段からの出力により導通され、上記割り込み入力端子の電位を所定のＨレベル閾値電位まで上昇させるトランジスタ回路から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
上記割り込み入力は、スリープモードからアクティブモードへの復帰信号であることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。