JP4582050B2 - Electronic control unit - Google Patents
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Description
本発明は、電源スイッチのオン時に電源電圧を生成する電源回路と、電源スイッチの状態に関係なく常時電源電圧を生成する電源回路との2種類の電源回路を備えた電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device including two types of power supply circuits, a power supply circuit that generates a power supply voltage when a power switch is turned on, and a power supply circuit that always generates a power supply voltage regardless of the state of the power switch.
従来より、自動車に搭載されるエンジン制御用の電子制御装置(以下、ECUという)50として、図9に例示するように、イグニッションスイッチ4のオン時に動作してエンジン制御を行うメインのマイクロコンピュータ(以下、メインマイコンという)12と、イグニッションスイッチ4のオン時にはメインマイコン12の動作を監視し、イグニッションスイッチ4のオフ時には制御データを保持するバックアップ用のマイクロコンピュータ(以下、サブマイコンという)14と、を備えたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an engine control electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 50 mounted on a vehicle, as illustrated in FIG. 9, a main microcomputer (not shown) that operates when the
そしてこの種のECU50には、イグニッションスイッチ4のオン時にバッテリ2から電源供給を受けて電源電圧Vmaを生成し、メインマイコン12を含む制御系各部に電源供給を行う電源回路(メイン電源コントロール部)16と、イグニッションスイッチ4のオン/オフ状態にかかわらずバッテリ2から常時電源供給を受けて電源電圧Vstを生成し、サブマイコン14及びその周辺回路に電源供給を行う電源回路(スタンバイ電源コントロール部)22との2種類の電源回路が搭載されている(例えば、特許文献1、2等参照)。
This type of ECU 50 receives a power supply from the
また、サブマイコン14は、メインマイコン12の動作を監視するものであるため、サブマイコン14には、メインマイコン12やメインマイコン12と共通の周辺機器(センサやセンサからの検出信号をデジタルデータに変換するAD変換器等)から各種信号が入力されるが、サブマイコン14側でこれらの入力信号を取り込む際には、メインマイコン12と同じ基準電圧Vrefで入力信号を識別する必要があるため、サブマイコン14には、信号入力用の基準電圧Vrefとして、メインマイコン12と同じ電源電圧(つまりメイン電源コントロール部16からの電源電圧Vma)が入力される。
ところで、電子制御装置において、制御回路として利用可能なマイクロコンピュータ(マイコン)には、電源電圧Vccの入力ラインと基準電圧Vrefの入力ラインとの間に寄生ダイオードD0が形成され、基準電圧Vrefの入力ラインが電源電圧Vccの入力ラインよりも電位が高くなって、寄生ダイオードD0に順方向に電流が流れると、故障してしまうものがある。 By the way, in the electronic control device, in a microcomputer that can be used as a control circuit, a parasitic diode D0 is formed between the input line of the power supply voltage Vcc and the input line of the reference voltage Vref, and the reference voltage Vref is input. If the line has a higher potential than the input line of the power supply voltage Vcc and a current flows through the parasitic diode D0 in the forward direction, some may break down.
従って、図9に示すように、この種のマイコンを、電子制御装置のサブマイコン14として利用すると、そのサブマイコン14の寄生ダイオードD0に電流が流れて、サブマイコン14が故障してしまうことが考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 9, when this type of microcomputer is used as the
つまり、上述した電子制御装置において、メイン電源コントロール部16とスタンバイ電源コントロール部22とは、通常、同電圧(例えば5V)の電源電圧Vma、Vstを生成するよう構成されることから、これら各電源回路16、22が正常に動作している場合には、サブマイコン14が故障するようなことはない。
That is, in the electronic control device described above, the main power
しかし、イグニッションスイッチ(換言すれば電源スイッチ)4のオン時にバッテリ電圧が低下して各電源回路16、22で正規の電源電圧Vma、Vstを生成できなくなったときや、イグニッションスイッチ4のオン時にサブマイコン14がフラッシュメモリへの制御データの書き込みを開始して、サブマイコン14にて消費される電力がスタンバイ電源コントロール部22から供給可能な電力量を越えるような場合には、スタンバイ電源コントロール部22からの電源電圧Vstがメイン電源コントロール部16からの電源電圧Vmaよりも低下して、サブマイコン14の寄生ダイオードD0に順方向に電流が流れ、サブマイコン14が故障してしまうことが考えられる。
However, when the ignition switch (in other words, the power switch) 4 is turned on, the battery voltage decreases and the
なお、図9に示すECU50には、上述した構成以外に、電源IC20、バッテリ低電圧検出部24、フラッシュ書込許可部26、ダイオードD1、D2等も記載されているが、これらは、後述する実施形態の電子制御装置(ECU10)と同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。
In addition to the configuration described above, the
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、電源スイッチのオン時に動作するメイン電源と常時動作するスタンバイ電源との2種類の電源回路を備えた電子制御装置において、メイン電源からの電源電圧を基準電圧として取り込み、スタンバイ電源から電源供給を受けて動作する制御回路が、各電源回路からの電源電圧の電圧差により故障するのを防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in an electronic control device including two types of power supply circuits, a main power supply that operates when a power switch is turned on and a standby power supply that operates constantly, a power supply voltage from the main power supply As a reference voltage, a control circuit that operates by receiving power supply from a standby power supply is prevented from failing due to a voltage difference between power supply voltages from the power supply circuits.
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の電子制御装置においては、第1電源回路と第2電源回路との2つの電源回路が備えられており、第1電源回路は、電源スイッチのオン時に電源電圧を生成し、その生成した電源電圧を、第1電源ラインを介して第1制御回路に供給する。また、第2電源回路は、電源スイッチのオン/オフ状態にかかわらず常時電源電圧を生成し、その生成した電源電圧を、第2電源ラインを介して第2制御回路に供給する。
The electronic control device according to
一方、第1制御回路は、第1電源回路から第1電源ラインを介して電源供給を受けることにより動作し、その第1電源ラインの電位を基準電位として外部装置から信号を取り込むことで第1制御処理を実行する。また、第2制御回路は、第2制御回路から第2電源ラインを介して電源供給を受けることにより動作し、第1制御回路と同様に、第1電源ラインの電位を基準電位として外部装置から信号を取り込むことで第2制御処理を実行する。 On the other hand, the first control circuit operates by receiving power supply from the first power supply circuit via the first power supply line, and takes in a signal from an external device by using the potential of the first power supply line as a reference potential. Execute control processing. The second control circuit operates by receiving power supply from the second control circuit via the second power supply line. Similar to the first control circuit, the second control circuit uses the potential of the first power supply line as a reference potential from an external device. The second control process is executed by capturing the signal.
このため、第2制御回路として、上述のマイクロコンピュータ(サブマイコン)を使用した場合には、外部電源の電源電圧低下時や、第2制御回路での不揮発性メモリ(フラッシュメモリ等)へのデータ書き込み時等に、第2制御回路の電源電圧が低下して寄生ダイオードに順方向電流が流れ、第2制御回路が故障してしまうことが考えられる。 For this reason, when the above-described microcomputer (sub-microcomputer) is used as the second control circuit, the data to the non-volatile memory (flash memory or the like) in the second control circuit or when the power supply voltage of the external power supply is reduced. At the time of writing or the like, it is conceivable that the power supply voltage of the second control circuit decreases and a forward current flows through the parasitic diode, causing the second control circuit to fail.
しかし、請求項1に記載の電子制御装置には、第2電源ラインの電位が第1電源ラインの電位に対して所定電圧以上低下したときに、第1電源ラインから第2電源ラインへと電流を流して、第2電源ラインの第1電源ラインに対する電位低下を制限する保護回路が設けられている。
However, in the electronic control device according to
従って、本発明の電子制御装置によれば、第2制御回路として上述のマイクロコンピュータ(サブマイコン)を使用しても、第1電源ラインと第2電源ラインとの間に生じた電位差によって第2制御回路が故障するようなことはなく、電源電圧の変動から第2制御回路を保護することができる。 Therefore, according to the electronic control device of the present invention, even if the above-described microcomputer (sub-microcomputer) is used as the second control circuit, the second difference is caused by the potential difference generated between the first power supply line and the second power supply line. The control circuit does not fail, and the second control circuit can be protected from fluctuations in the power supply voltage.
ここで、保護回路としては、例えば、請求項2に記載のように、第1電源ラインと第2電源ラインとの間に設けられたショットキーバリアダイオード(Shootkey Barrier Diode)にて構成することができる。
Here, as the protection circuit, for example, as described in
つまり、ショットキーバリアダイオードのアノードを第1電源ラインに接続し、ショットキーバリアダイオードのカソードを第2電源ラインに接続することにより、第1電源ラインの電位を、第2電源ラインの電位にショットキーバリアダイオードの順方向電圧Vfを加えた電位以下に制限するのである。 That is, by connecting the anode of the Schottky barrier diode to the first power supply line and connecting the cathode of the Schottky barrier diode to the second power supply line, the potential of the first power supply line is shot to the potential of the second power supply line. This is limited to a potential equal to or lower than the potential obtained by adding the forward voltage Vf of the key barrier diode.
そして、この場合、ショットキーバリアダイオードは、寄生ダイオード等の一般的なPNダイオードに比べて、順方向電圧Vfを低くすることができ、しかも、その電圧値を適宜選択することができることから、第2電源ラインの電位が第1電源ラインの電位よりも低下した際には、第2制御回路内で寄生ダイオード等に電流が流れ始める前に、第1電源ラインから第2電源ラインへと電流を流して、第2制御回路を保護することができる。 In this case, the Schottky barrier diode can lower the forward voltage Vf as compared with a general PN diode such as a parasitic diode, and the voltage value can be appropriately selected. When the potential of the two power supply lines is lower than the potential of the first power supply line, the current is supplied from the first power supply line to the second power supply line before the current starts to flow through the parasitic diode in the second control circuit. To protect the second control circuit.
ところで、電源スイッチがオフされ、第1電源回路の動作が停止しているときには、第1電源ラインがフローティング状態となって、第1電源ラインに接続された第1制御回路や第1制御回路に接続された電気負荷(センサ等)に電流が流れ、不具合が生じることも考えられる。 By the way, when the power switch is turned off and the operation of the first power supply circuit is stopped, the first power supply line is in a floating state, and the first control circuit and the first control circuit connected to the first power supply line are connected. It is also conceivable that a current flows through the connected electrical load (sensor or the like), causing a problem.
そこで、このような問題を防止するために、請求項3に記載のように、電源スイッチのオフ時に第1電源ラインを接地して第1電源ラインの電位をグランド電位に保持する接地回路を設けるようにしてもよい。
Therefore, in order to prevent such a problem, a ground circuit for grounding the first power supply line and holding the potential of the first power supply line at the ground potential when the power switch is turned off is provided as described in
なお、この接地回路としては、例えば、外部電源から第1電源回路へ電源供給を行う電源ラインの電圧を監視し、その電圧が所定のしきい値を下回ったときに、電源スイッチがオフされたと判断して、第1電源ラインを接地するコンパレータにて構成することができる。 As the ground circuit, for example, the voltage of the power supply line that supplies power from the external power supply to the first power supply circuit is monitored, and the power switch is turned off when the voltage falls below a predetermined threshold value. It can be configured by a comparator that determines and grounds the first power supply line.
また、ショットキーバリアダイオードは、PNダイオードに比べて順方向電圧Vfを低くすることができるものの、逆方向電流が大きくなるため、電源スイッチがオフされ、第1電源回路の動作が停止しているときには、ショットキーバリアダイオードを介して第2電源ラインから第1電源ラインへと流れる暗電流が大きくなることも考えられる。 In addition, although the Schottky barrier diode can lower the forward voltage Vf as compared with the PN diode, the reverse current increases, so that the power switch is turned off and the operation of the first power supply circuit is stopped. Sometimes, the dark current flowing from the second power supply line to the first power supply line via the Schottky barrier diode may be increased.
そこで、この暗電流を低減するには、請求項4に記載のように、保護回路には、ショットキーバリアダイオードに加えて、ショットキーバリアダイオードに直列に接続されて第1電源ラインと第2電源ラインとの間の電流経路を導通/遮断するトランジスタと、電源スイッチのオン時に第1電源ラインと第2電源ラインとの間に第2制御回路を劣化させる電位差が生じることが考えられる条件下でトランジスタを導通させる制御手段とを設けるようにしてもよい。 Therefore, in order to reduce this dark current, the protection circuit is connected in series to the Schottky barrier diode in addition to the Schottky barrier diode, and the first power supply line and the second power supply are connected to the protection circuit. Conditions under which a transistor that conducts / cuts off a current path between the power supply line and a potential difference that degrades the second control circuit may be generated between the first power supply line and the second power supply line when the power switch is turned on. And a control means for conducting the transistor.
そして、このようにすれば、電源スイッチのオン時に第1電源ラインと第2電源ラインとの間に第2制御回路を劣化させる電位差が生じることが考えられる条件下でトランジスタを導通させることで、第1電源ラインと第2電源ラインとの電位差を、ショットキーバリアダイオードの順方向電圧Vfとトランジスタのオン時の電圧降下分(オン電圧)とを加えた電圧以下に制限して、第2制御回路を保護することができ、しかも、電源スイッチのオフ時には、トランジスタにより第1電源ラインと第2電源ラインとの間の電流経路が遮断されることから、第2電源ラインから第1電源ラインへ暗電流が流れるのを防止できる。 And by doing in this way, by making the transistor conductive under a condition where a potential difference that degrades the second control circuit may occur between the first power supply line and the second power supply line when the power switch is turned on, The second control is performed by limiting the potential difference between the first power supply line and the second power supply line to a voltage equal to or lower than the voltage obtained by adding the forward voltage Vf of the Schottky barrier diode and the voltage drop (ON voltage) when the transistor is on The circuit can be protected, and when the power switch is turned off, the current path between the first power supply line and the second power supply line is interrupted by the transistor, so that the second power supply line to the first power supply line is cut off. A dark current can be prevented from flowing.
また、請求項4に記載の装置のように、電源スイッチのオン時に生じる第1電源ラインと第2電源ラインとの電位差を抑制し、且つ、電源スイッチのオフ時に第2電源ラインから第1電源ラインへ暗電流が流れるのを防止できるようにするには、必ずしもショットキーバリアダイオードを用いる必要はなく、請求項5に記載のように、保護回路を、単にトランジスタと制御手段とから構成してもよい。
Further, as in the device according to
そして、保護回路をこのように構成すれば、電源スイッチのオン時に、第1電源ラインと第2電源ラインとの電位差をトランジスタのオン電圧以下に制限することができることになり、ショットキーバリアダイオードを用いる場合に比べて、その電位差をより小さくすることができる。 If the protection circuit is configured in this way, the potential difference between the first power supply line and the second power supply line can be limited to be equal to or lower than the on-voltage of the transistor when the power switch is turned on. The potential difference can be further reduced as compared with the case of using.
ここで、請求項4又は請求項5に記載の装置において、制御手段は、請求項6に記載のように、第1電源回路から第1電源ラインに電源電圧が出力されているときに、トランジスタを導通させるように構成するとよい。
Here, in the device according to
つまり、制御手段をこのように構成すれば、第1電源回路から第1電源ラインに電源電圧が出力されているときに、第1電源ラインと第2電源ラインとの間に、トランジスタのオン電圧、若しくはこのオン電圧とショットキーバリアダイオードの順方向電圧Vfとを加えた電圧を超える電位差が生じると、第1電源ラインから第2電源ラインに電流が流れて、その電位差が、トランジスタのオン電圧、若しくはこのオン電圧とショットキーバリアダイオードの順方向電圧Vfとを加えた電圧、以下に制限されることになり、その電位差から第2制御回路を保護することができる。 That is, if the control means is configured in this way, when the power supply voltage is output from the first power supply circuit to the first power supply line, the on-voltage of the transistor is between the first power supply line and the second power supply line. Or, when a potential difference exceeding the voltage obtained by adding the ON voltage and the forward voltage Vf of the Schottky barrier diode is generated, a current flows from the first power supply line to the second power supply line, and the potential difference is determined by the transistor ON voltage. Or the voltage obtained by adding the ON voltage and the forward voltage Vf of the Schottky barrier diode is limited to the following, and the second control circuit can be protected from the potential difference.
また、請求項4又は請求項5に記載の装置において、制御手段は、電源スイッチのオン時に第1電源ラインと第2電源ラインとの間に、第2制御回路を劣化させる程度の電位差が生じたときに、トランジスタを導通(オン)させればよいため、必ずしも電源スイッチのオン時や第1電源回路が動作しているときにトランジスタを連続的にオンさせる必要はなく、請求項7又は請求項8に記載のように、第1電源ラインと第2電源ラインとの間に電位差が生じるであろう条件下で、トランジスタを導通させるよう構成してもよい。
In the device according to
つまり、第2制御回路がフラッシュメモリ等の不揮発性メモリへ制御データを書き込む際には、第2制御回路での消費電力が増加して、第2電源ラインの電源電圧が低下することがあることから、制御手段は、請求項7に記載のように、第2制御回路が不揮発性メモリへデータを書き込んでいるときにトランジスタを導通させるように構成してもよい。 That is, when the second control circuit writes control data to a non-volatile memory such as a flash memory, the power consumption in the second control circuit may increase and the power supply voltage of the second power supply line may decrease. Thus, as described in claim 7, the control means may be configured to turn on the transistor when the second control circuit is writing data to the nonvolatile memory.
また、外部電源から各電源回路への供給電圧が低下して、各電源回路にて生成される電源電圧が低下したときに、第2電源ラインの電位が第1電源ラインの電位よりも低下することがあるので、制御手段は、請求項8に記載のように、外部電源からの供給電圧が低下したときにトランジスタを導通させるように構成してもよい。 In addition, when the supply voltage from the external power supply to each power supply circuit decreases and the power supply voltage generated in each power supply circuit decreases, the potential of the second power supply line becomes lower than the potential of the first power supply line. Therefore, as described in claim 8, the control means may be configured to turn on the transistor when the supply voltage from the external power source decreases.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
図1は本発明が適用された第1実施形態の電子制御装置(ECU)10の概略構成を表す構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic control unit (ECU) 10 of a first embodiment to which the present invention is applied.
本実施形態のECU10は、自動車に搭載されたエンジンを制御するためのものであり、車両のイグニッションスイッチのオン時に動作してエンジン制御を行うメインマイコン12と、イグニッションスイッチのオン時にはメインマイコン12の動作を監視し、イグニッションスイッチのオフ時には制御データを保持するサブマイコン14と、これら各部に電源供給を行うための電源IC20とを備えている。
The
また、ECU10には、車両に搭載されているバッテリ2の正極側に直接接続されるバッテリ端子Tbと、イグニッションスイッチのオン時に電源スイッチ4を介してバッテリ2の正極側に接続される電源端子Tiと、バッテリ2の負極側と同電位のグランドに接続されるグランド端子Tgとが設けられており、このグランド端子TgにはECU10内のグランドラインが接続されている。
Further, the
また、バッテリ端子Tbには、バッテリ端子Tb側にアノードが接続された逆流防止用のダイオードD1を介して電源ICが接続されており、電源端子Tiには、電源IC20が直接接続されている。そして、バッテリ端子Tbから電源IC20に至る給電経路におけるダイオードD1のカソード側と、電源端子Tiから電源IC20に至る給電経路との間には、電源端子Ti側をアノードとして逆流防止用のダイオードD2が接続されている。
Further, a power supply IC is connected to the battery terminal Tb via a backflow prevention diode D1 having an anode connected to the battery terminal Tb side, and a
次に、電源IC20には、バッテリ2からバッテリ端子Tb及びダイオードD1を介して入力された電源電圧(以下、バッテリ供給電圧という)V(BATT)を受けて、サブマイコン14およびその周辺回路(これを第2制御回路という)を動作させるためのスタンバイ電源電圧Vstを生成し、この生成したスタンバイ電源電圧Vstを、電源ラインL2を介してサブマイコン14に供給するスタンバイ電源コントロール部22が設けられている。
Next, the
また、ECU10には、バッテリ2から電源スイッチ4を介して電源端子Tiに入力されたバッテリ電圧(以下、IG供給電圧という)V(+B)を受けて、メインマイコン12およびその周辺回路(これを第1制御回路という)並びにメインマイコン1に接続された周辺機器(センサ等)を動作させるためのメイン電源電圧Vmaを生成し、メイン電源電圧Vmaを、電源ラインL1を介してメインマイコン12等に供給するメイン電源コントロール部16も設けられている。
Further, the
そして、電源IC20は、電源端子Tiから電源スイッチ4を介してIG供給電圧V(+B)が入力されると、メイン電源コントロール部16を動作させて、メインマイコン12及びその周辺機器への給電を開始する。
When the IG supply voltage V (+ B) is input from the power supply terminal Ti via the
なお、スタンバイ電源コントロール部22及びメイン電源コントロール部16がそれぞれ生成するスタンバイ電源電圧Vst及びメイン電源電圧Vmaは、共に同じ電圧値であり、これら各電源コントロール部22、16は、供給可能な電力量だけが異なる。つまり、スタンバイ電源コントロール部22は、サブマイコン14に動作用の電源を供給できればよいため、メインマイコン12やその周辺機器に電源供給を行うメイン電源コントロール部16に比べて、電力容量が小さくなっている。
Note that the standby power supply voltage Vst and the main power supply voltage Vma generated by the standby power
次に、メインマイコン12は、メイン電源コントロール部16から電源ラインL1を介して供給されるメイン電源電圧Vmaを、自己の動作用の駆動電圧Vccとして取り込み、エンジン制御を開始するが、そのエンジン制御の際には、そのメイン電源電圧Vmaを信号入力用の基準電圧Vrefとしても利用し、周辺機器からの入力信号を取り込む。
Next, the
また、サブマイコン14は、スタンバイ電源コントロール部22から電源ラインL2を介して供給されるスタンバイ電源電圧Vstを、自己の動作用の駆動電圧Vccとして取り込み、メインマイコン12の動作状態の監視、制御データの保持等の制御処理を実行するが、メインマイコン12の監視時には、メインマイコン12と同じメイン電源電圧Vmaを信号入力用の基準電圧Vrefとして利用し、メインマイコン12やその周辺機器からの入力信号を取り込む。
Further, the sub-microcomputer 14 takes in the standby power supply voltage Vst supplied from the standby power
また、電源IC20には、IG供給電圧V(+B)が予め設定された低電圧判定電圧(例えば8V)を下回ると、低電圧検出信号DIをメインマイコン12及びサブマイコン14に出力するバッテリ低電圧検出部24や、ECU10の保守点検時等に保守点検用の外部機器からデータの更新指令が入力されたときに、メインマイコン12及びサブマイコン14にフラッシュ書込許可信号VPPを出力して、これら各マイコン12、14に設けられたフラッシュメモリへのデータの書き込みを許可するフラッシュ書込許可部26も設けられている。
Further, the
そして、各マイコン12、14は、バッテリ低電圧検出部24から低電圧検出信号DIが入力されると、通常の制御動作からバッテリ電圧低下時の制御動作に移行する制御処理を実行し、フラッシュ書込許可部26からフラッシュ書込許可信号VPPが入力されると、図示しないバスラインを介して保守点検用の外部機器から入力されるデータをフラッシュメモリへ書き込み、各種制御データを更新する更新処理を実行する。
Then, when the low voltage detection signal DI is input from the battery low
ところで、バッテリ低電圧検出部24にてバッテリ電圧(詳しくはIG供給電圧V(+B))の低下が検出されたときや、フラッシュ書込許可部26からフラッシュ書込許可信号VPPが出力されてサブマイコン14がフラッシュメモリへのデータの書き込みを行っているとき、或いは、メイン電源電圧Vma生成時のオーバーシュート、バッテリ2の瞬断、消費電流の急変等により電源電圧Vma、Vstが変動したときには、スタンバイ電源電圧Vstがメイン電源電圧Vmaよりも低下して、サブマイコン14の基準電圧Vrefの入力ラインと駆動電圧Vccの入力ラインとの間に形成された寄生ダイオードD0に順方向に電流が流れ、サブマイコン14が故障することがある。
By the way, when the battery low
つまり、自動車において、バッテリ2には、エンジン制御用のECU10以外にも各種電気負荷が接続されるため、これら電気負荷による消費電力の増加に伴い、バッテリ2の出力電圧が一時的に低下することがある。
That is, in the automobile, since various electric loads are connected to the
そして、図7(a)に示すように、バッテリ2の出力電圧が低下し始め(時点t1)、IG供給電圧V(+B)がバッテリ低電圧検出部24での低電圧判定電圧(例えば8V)を下回ると(時点t2)、バッテリ低電圧検出部24から低電圧検出信号DIが出力されるが、その後、バッテリ2の出力電圧が更に低下して、バッテリ2から各電源コントロール部16、22への供給電圧(IG供給電圧V(+B)、バッテリ供給電圧V(BATT)が、各電源コントロール部16、22にて正規の電源電圧(5V)を生成するのに必要な電圧(例えば5.5V)を下回ると、各電源コントロール部16、22からの出力電圧(メイン電源電圧Vma、スタンバイ電源電圧Vst)が正規の電源電圧(5V)から低下してゆくことになる。
Then, as shown in FIG. 7A, the output voltage of the
また、バッテリ2から直接供給されるバッテリ供給電圧V(BATT)は、その給電経路に逆流防止用のダイオードD1が設けられていることから、電源スイッチ4を介してバッテリ2から供給されるIG供給電圧V(+B)に比べて、ダイオードD1の順方向電圧Vf(約0.7V)だけ低くなり、バッテリ2の消費電力の増加に伴いバッテリ2からの出力電圧が低下してゆく過程では、スタンバイ電源電圧Vstがメイン電源電圧Vmaよりも早く正規の電圧値(5V)から低下し始めることになる(時点t3、t4参照)。
Further, the battery supply voltage V (BATT) directly supplied from the
従って、バッテリ電圧が低下したときには、サブマイコン14における駆動電圧Vccが基準電圧Vrefよりも低くなって、サブマイコン14内の寄生ダイオードD0に電流が流れ、サブマイコン14が故障してしまうことがあるのである。 Therefore, when the battery voltage is lowered, the drive voltage Vcc in the sub-microcomputer 14 becomes lower than the reference voltage Vref, and a current flows through the parasitic diode D0 in the sub-microcomputer 14 and the sub-microcomputer 14 may break down. It is.
また、例えば、図5(a)に示すように、サブマイコン14がフラッシュ書込許可部26からのフラッシュ書込許可信号VPPを受けて、フラッシュメモリへデータを書き込む際(時点t11〜時点t14)には、サブマイコン14での消費電流が一時的に増大して、スタンバイ電源電圧Vstが低下することがある(時点t12〜時点t13)。
For example, as shown in FIG. 5A, when the sub-microcomputer 14 receives the flash write permission signal VPP from the flash
そして、このようにフラッシュメモリへのデータの書込時にスタンバイ電源電圧Vstが低下したときにも、サブマイコン14内の寄生ダイオードD0に電流が流れ、サブマイコン14が故障してしまうことがある。 Even when the standby power supply voltage Vst drops during writing of data to the flash memory in this way, a current flows through the parasitic diode D0 in the sub-microcomputer 14 and the sub-microcomputer 14 may break down.
また、フラッシュメモリへのデータの書込時には、スタンバイ電源コントロール部22の電流リミッタにより、スタンバイ電源コントロール部22からサブマイコン14への供給電流が制限されることから、サブマイコン14が故障しない場合であっても、サブマイコン14側でフラッシュメモリへデータを書き込むのに必要な要求電流Isbをスタンバイ電源コントロール部22から供給することができなくなって、サブマイコン14が正常に動作しないことも考えられる。
In addition, when writing data to the flash memory, the current limiter of the standby power
そこで、本実施形態のECU10においては、メイン電源コントロール部16からの電源ラインL1とスタンバイ電源コントロール部22からの電源ラインL2との間に、電源ラインL1側をアノード、電源ラインL2側をカソードとして、ショットキーバリアダイオードD3を接続することにより、スタンバイ電源電圧Vstがメイン電源電圧Vmaよりも低くなって、その電位差(Vma−Vst)がサブマイコン14内の寄生ダイオードD0に電流が流れ始める電圧△V(例えば0.46V)に達する前に、ショットキーバリアダイオードD3にて電源ラインL1から電源ラインL2へと電流を流し、各電源ラインL1、L2の電位差(Vma−Vst)を、電圧△Vよりも小さい所定の電位差以下に制限するようにしている。
Therefore, in the
つまり、本実施形態では、電源ラインL1と電源ラインL2との間に、順方向電圧Vfがサブマイコン14固有の電圧△Vよりも小さいショットキーバリアダイオードD3を接続することにより、電源ラインL1と電源ラインL2との間の電位差(Vma−Vst)を、ショットキーバリアダイオードD3の順方向電圧Vfで決まる所定電圧以下に制限するようにしているのである。 That is, in the present embodiment, the Schottky barrier diode D3 having a forward voltage Vf smaller than the voltage ΔV specific to the sub-microcomputer 14 is connected between the power supply line L1 and the power supply line L2, thereby The potential difference (Vma−Vst) with respect to the power supply line L2 is limited to a predetermined voltage or less determined by the forward voltage Vf of the Schottky barrier diode D3.
従って、本実施形態のECU10によれば、電源スイッチ4のオン時に電源ラインL1と電源ラインL2との間に生じる電位差によりサブマイコン14が故障若しくは劣化するのを防止することができる。
Therefore, according to the
なお、本実施形態においては、メイン電源コントロール部16が本発明の第1電源回路に相当し、スタンバイ電源コントロール部22が本発明の第2電源回路に相当し、メインマイコン12及びその周辺回路が本発明の第1制御回路に相当し、サブマイコン14及びその周辺回路が本発明の第2電源回路に相当し、電源ラインL1が本発明の第1電源ラインに相当し、電源ラインL2が本発明の第2電源ラインに相当し、ショットキーバリアダイオードD3が本発明の保護回路に相当する。
[第2実施形態]
図2は本発明が適用された第2実施形態の電子制御装置(ECU)10の概略構成を表す構成図である。
In the present embodiment, the main power
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic control unit (ECU) 10 of the second embodiment to which the present invention is applied.
本実施形態のECU10は、基本的には第1実施形態のものと同様に構成されており、第1実施形態と異なる点は、電源スイッチ4がオフされバッテリ2からのIG供給電圧V(+B)が遮断された際に、メイン電源コントロール部16からの電源ラインL1をグランドラインに接地して、電源ラインL1の電圧の浮きによる不具合を防止する接地回路を設けた点である。
The
この接地回路は、バッテリ供給電圧V(BATT)を受けて動作するコンパレータ30を中心に構成されている。そして、コンパレータ30の非反転入力端子には、抵抗R1、R2にてIG供給電圧V(+B)を分圧した被判定電圧が入力され、コンパレータ30の反転入力端子には、抵抗R3、R4にてバッテリ供給電圧V(BATT)を分圧した判定用の基準電圧が入力され、コンパレータ30の出力端子には、抵抗R5を介して電源ラインL1が接続されている。
This ground circuit is configured around a
このため、コンパレータ30は、電源スイッチ4がオフされ、被判定電圧(換言すればIG供給電圧V(+B))が基準電圧を下回ったときに、抵抗R5を介して電源ラインL1をグランドラインに接地することになる。
Therefore, the
従って、このコンパレータ30によれば、電源スイッチ4がオフされた際に、電源ラインL1の電圧の浮きにより、第1電源ラインに接続された電気負荷(メインマイコン12やセンサ等の周辺機器)に電流が流れ、不具合が生じるのを防止できる。
Therefore, according to the
なお、抵抗R5は、電源スイッチ4がオフされた後、メイン電源コントロール部16や電源ラインL1に蓄積されている電荷によって、電源ラインL1からコンパレータ30に大電流が流れ込むのを防止するための保護抵抗である。
The resistor R5 is a protection for preventing a large current from flowing into the
また、この保護抵抗と同様の目的で、コンパレータ30の非反転入力端子には、一端がグランドラインに接地されたコンデンサC1の他端も接続されている。つまり、このコンデンサC1によって、電源スイッチ4がオフされた後、コンパレータ30の出力がハイレベルからローレベルに反転するまでの時間を遅延させ、その遅延期間中に、電源ラインL1等に残った電荷を電源ラインL1に接続された電気負荷に消費させるのである。
[第3実施形態]
図3は本発明が適用された第3実施形態の電子制御装置(ECU)10の概略構成を表す構成図である。
For the same purpose as this protective resistor, the other end of the capacitor C1 whose one end is grounded to the ground line is also connected to the non-inverting input terminal of the
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic control unit (ECU) 10 of a third embodiment to which the present invention is applied.
本実施形態のECU10は、基本的には第1実施形態のものと同様に構成されており、第1実施形態と異なる点は、ショットキーバリアダイオードD3のカソードと電源ラインL2との間に、この間の電流経路を導通/遮断するためのトランジスタTR1を設けた点である。
The
このトランジスタTR1は、PNP型のバイポーラトランジスタから構成されており、エミッタがショットキーバリアダイオードD3のカソードに接続され、コレクタが電源ラインL2に接続され、エミッタ−ベース間が抵抗R6を介して接続されている。 The transistor TR1 is composed of a PNP-type bipolar transistor. The emitter is connected to the cathode of the Schottky barrier diode D3, the collector is connected to the power supply line L2, and the emitter-base is connected via the resistor R6. ing.
また、このトランジスタTR1のベースは、メインマイコン12に接続されており、メインマイコン12の動作中には、トランジスタTR1はメインマイコン12によりオン状態に制御され、メイン電源電圧Vmaの低下に伴いメインマイコン12が動作を停止すると、トランジスタTR1はオフ状態となる。
The base of the transistor TR1 is connected to the
このため、本実施形態によれば、メイン電源コントロール部16から電源ラインL1へと、メインマイコン12が動作可能な電源電圧が供給されているときにだけ、ショットキーバリアダイオードD3による電源ラインL1から電源ラインL2への通電動作を許容し、電源ラインL1の電位が電源ラインL2の電位(スタンバイ電源電圧Vst)よりも低下して、これら各電源ラインL1、L2間の電位差によりサブマイコン14が故障することがないときには、ショットキーバリアダイオードD3による通電経路を遮断することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the power supply line L1 by the Schottky barrier diode D3 is only supplied from the main power
よって、本実施形態によれば、電源スイッチ4のオン時に、スタンバイ電源電圧Vstが低下することによって、サブマイコン14が故障するのを防止できるだけでなく、電源スイッチ4のオフ時に、ショットキーバリアダイオードD3を介して電源ラインL2から電源ラインL1へと暗電流が流れるのを防止して、バッテリ2の不要な電力消費を抑えることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the standby power supply voltage Vst decreases when the
なお、本実施形態においては、メインマイコン12が本発明の制御手段に相当する。
[第4実施形態]
図4は本発明が適用された第4実施形態の電子制御装置(ECU)10の概略構成を表す構成図である。
In the present embodiment, the
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic control unit (ECU) 10 of a fourth embodiment to which the present invention is applied.
本実施形態のECU10は、基本的には第1実施形態のものと同様に構成されており、第1実施形態と異なる点は、ショットキーバリアダイオードD3に代えて、電源ラインL1と電源ラインL2との間に、この間の電流経路を導通/遮断するためのトランジスタTR2を設け、このトランジスタTR2が、フラッシュ書込許可部26から出力されるフラッシュ書込許可信号VPPによりオンするように構成した点である。
The
つまり、このトランジスタTR2は、PNP型のバイポーラトランジスタから構成されており、エミッタがメイン電源電圧Vmaの電源ラインL1に接続され、コレクタがスタンバイ電源電圧Vstの電源ラインL2に接続され、エミッタ−ベース間が抵抗R7を介して接続されている。そして、このトランジスタTR2のベースには、反転回路32を介して、フラッシュ書込許可信号VPPが入力される。
That is, the transistor TR2 is composed of a PNP-type bipolar transistor, the emitter is connected to the power supply line L1 of the main power supply voltage Vma, the collector is connected to the power supply line L2 of the standby power supply voltage Vst, and the emitter-base is connected. Are connected via a resistor R7. The flash write permission signal VPP is input to the base of the transistor TR2 via the inverting
この結果、本実施形態によれば、図5(b)に示すように、フラッシュ書込許可部26からフラッシュ書込許可信号VPP(ハイレベル)が出力されて、サブマイコン14がフラッシュメモリへデータを書き込む際(時点t11〜時点t14)には、トランジスタTR2がオンされて、電源ラインL1、L2間の電位差が、トランジスタTR2のオン電圧(例えば0.1V)以下に制限されることになり、サブマイコン14によるフラッシュメモリへのデータの書込時にサブマイコン14内の寄生ダイオードD0に電流が流れ、サブマイコン14が故障するのを防止することができる。
As a result, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the flash write enable signal VPP (high level) is output from the flash write enable
また、サブマイコン14のフラッシュメモリへのデータの書込時には、スタンバイ電源コントロール部22とメイン電源コントロール部16との両方からサブマイコン14に電源供給を行うことができることから、サブマイコン14には、フラッシュメモリへデータを書き込むのに必要な要求電流Isbを供給して、サブマイコン14側でのデータの更新動作を正常に実行させることができる。
Further, when data is written to the flash memory of the sub-microcomputer 14, power can be supplied to the sub-microcomputer 14 from both the standby
なお、本実施形態においては、フラッシュ書込許可部26及び反転回路32が本発明の制御手段に相当する。
[第5実施形態]
図6は本発明が適用された第5実施形態の電子制御装置(ECU)10の概略構成を表す構成図である。
In the present embodiment, the flash
[Fifth Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic control unit (ECU) 10 of the fifth embodiment to which the present invention is applied.
本実施形態のECU10は、基本的には第1実施形態のものと同様に構成されており、第1実施形態と異なる点は、ショットキーバリアダイオードD3に代えて、電源ラインL1と電源ラインL2との間に、この間の電流経路を導通/遮断するためのトランジスタTR3を設け、このトランジスタTR3が、バッテリ低電圧検出部24から出力される低電圧検出信号DIによりオンするように構成した点である。
The
つまり、このトランジスタTR3は、第4実施形態のトランジスタTR2と同様、PNP型のバイポーラトランジスタから構成されており、エミッタがメイン電源電圧Vmaの電源ラインL1に接続され、コレクタがスタンバイ電源電圧Vstの電源ラインL2に接続され、エミッタ−ベース間が抵抗R8を介して接続されている。そして、このトランジスタTR3のベースには、反転回路34を介して、低電圧検出信号DIが入力される。
That is, the transistor TR3 is formed of a PNP-type bipolar transistor like the transistor TR2 of the fourth embodiment, the emitter is connected to the power supply line L1 of the main power supply voltage Vma, and the collector is the power supply of the standby power supply voltage Vst. It is connected to the line L2, and the emitter and base are connected via a resistor R8. The low voltage detection signal DI is input to the base of the transistor TR3 via the inverting
この結果、本実施形態によれば、図7(b)に示すように、IG供給電圧V(+B)がバッテリ低電圧検出部24での低電圧判定電圧(例えば8V)を下回って、バッテリ低電圧検出部24から低電圧検出信号DI(ハイレベル)が出力されると(時点t2)、トランジスタTR3がオンされて、電源ラインL1、L2間の電位差が、トランジスタTR3のオン電圧(例えば0.1V)以下に制限されることになり、バッテリ電圧の低下時にサブマイコン14内の寄生ダイオードD0に電流が流れ、サブマイコン14が故障するのを防止することができる。
As a result, according to the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the IG supply voltage V (+ B) falls below the low voltage determination voltage (for example, 8V) in the battery low
なお、本実施形態においては、バッテリ低電圧検出部24及び反転回路34が本発明の制御手段に相当する。
[第6実施形態]
図8は本発明が適用された第6実施形態の電子制御装置(ECU)10の概略構成を表す構成図である。
In the present embodiment, the battery low
[Sixth Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic control unit (ECU) 10 of a sixth embodiment to which the present invention is applied.
本実施形態のECU10は、基本的には第1実施形態のものと同様に構成されており、第1実施形態と異なる点は、ショットキーバリアダイオードD3に代えて、電源ラインL1と電源ラインL2との間に、この間の電流経路を導通/遮断するためのトランジスタTR4を設け、このトランジスタTR4が、メインマイコン12の動作中にのみオン状態となって、電源ラインL1と電源ラインL2との間を導通させるように構成した点である。
The
つまり、トランジスタTR4は、上述したトランジスタTR2、TR3と同様、PNP型のバイポーラトランジスタから構成されており、エミッタがメイン電源電圧Vmaの電源ラインL1に接続され、コレクタがスタンバイ電源電圧Vstの電源ラインL2に接続され、エミッタ−ベース間が抵抗R6を介して接続されている。そして、このトランジスタTR4のベースはメインマイコン12に接続されており、メインマイコン12の動作中には、トランジスタTR4はメインマイコン12によりオン状態に制御され、メイン電源電圧Vmaの低下に伴いメインマイコン12が動作を停止すると、トランジスタTR4はオフ状態となる。
That is, the transistor TR4 is composed of a PNP-type bipolar transistor like the transistors TR2 and TR3 described above, the emitter is connected to the power supply line L1 of the main power supply voltage Vma, and the collector is the power supply line L2 of the standby power supply voltage Vst. The emitter and base are connected via a resistor R6. The base of the transistor TR4 is connected to the
従って、本実施形態によれば、メイン電源コントロール部16から電源ラインL1へと、メインマイコン12が動作可能な電源電圧が供給されているときにだけ、トランジスタTR4がオンされて、電源ラインL1、L2間の電位差が、トランジスタTR4のオン電圧(例えば0.1V)以下に制限されることになり、電源ラインL1の電位が電源ラインL2の電位(スタンバイ電源電圧Vst)よりも低下して、これら各電源ラインL1、L2間の電位差によりサブマイコン14が故障することがないときには、電源ラインL1、L2間が遮断されることになる。
Therefore, according to the present embodiment, the transistor TR4 is turned on only when the power supply voltage capable of operating the
よって、本実施形態によれば、電源スイッチ4のオン時に、スタンバイ電源電圧Vstが低下することによって、サブマイコン14が故障するのを防止できるだけでなく、電源スイッチ4のオフ時に、電源ラインL2から電源ラインL1へと暗電流が流れるのを防止して、バッテリ2の不要な電力消費を抑えることができる。
Therefore, according to the present embodiment, not only can the sub-microcomputer 14 be prevented from being damaged by the standby power supply voltage Vst being lowered when the
なお、本実施形態においては、メインマイコン12が本発明の制御手段に相当する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に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内にて、種々の態様を採ることができる。
In the present embodiment, the
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、第4実施形態及び第5実施形態では、電源スイッチ4のオン時にスタンバイ電源電圧Vstがメイン電源電圧Vmaよりも低くなってサブマイコンが故障し易い2つの条件下で、それぞれ、トランジスタTR2、TR3を導通させて、電源ラインL1、L2間の電位差をこれら各トランジスタTR2、TR3のオン電圧以下に制限するように構成したが、第4実施形態と第5実施形態とを組み合わせ、フラッシュ書込許可部26からフラッシュ書込許可信号VPPが出力されているときと、バッテリ低電圧検出部24から低電圧検出信号DIが出力されているときに、電源ラインL1、L2間に設けたトランジスタを導通させるようにしてもよい。
For example, in the fourth embodiment and the fifth embodiment, when the
また、上記実施形態では、ECU10は、自動車に搭載されたエンジンを制御する電子制御装置であるものとして説明したが、本発明は、自動車に搭載された他の機器(自動変速機や制動装置等)を制御する電子制御装置であっても、或いは、車両搭載機器以外の制御対象を制御する電子制御装置であっても、上記実施形態と同様に適用することができる。つまり、本発明は、マイクロコンピュータ等からなる2つの制御回路を備え、これら各部へ異なる電源回路から電源供給を行う電子制御装置であれば、上記実施形態と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the
2…バッテリ、4…電源スイッチ、10…ECU(電子制御装置)、12…メインマイコン、14…サブマイコン、D0…寄生ダイオード、16…メイン電源コントロール部、Vma…メイン電源電圧、20…電源IC、22…スタンバイ電源コントロール部、Vst…スタンバイ電源電圧、D1,D2…ダイオード、L1,L2…電源ライン、24…バッテリ低電圧検出部、26…フラッシュ書込許可部、D3…ショットキーバリアダイオード、30…コンパレータ、C1…コンデンサ、R1〜R8…抵抗、TR1〜TR4…トランジスタ、32,34…反転回路、50…ECU(従来の電子制御装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記外部電源から常時電源供給を受けて前記第1電源と同じ電圧値の電源電圧を生成し、第2電源ラインに出力する第2電源回路と、
前記第1電源ラインから電源供給を受けて動作し、該第1電源ラインの電位を基準電位として外部装置から信号を取り込むことで第1制御処理を実行する第1制御回路と、
前記第2電源ラインから電源供給を受けて動作し、前記第1電源ラインの電位を基準電位として外部装置から信号を取り込むことで第2制御処理を実行する第2制御回路と、
を備えた電子制御装置であって、
前記第2電源ラインの電位が前記第1電源ラインの電位に対して所定電圧以上低下したときに、前記第1電源ラインから前記第2電源ラインへと電流を流して、前記第2電源ラインの前記第1電源ラインに対する電位低下を制限する保護回路を設けたことを特徴とする電子制御装置。 A first power supply circuit that receives a power supply from an external power supply when the power switch is turned on, generates a power supply voltage of a predetermined voltage value, and outputs the power supply voltage to the first power supply line;
A second power supply circuit that receives a constant power supply from the external power supply, generates a power supply voltage having the same voltage value as the first power supply, and outputs the power supply voltage to a second power supply line;
A first control circuit that operates by receiving power supply from the first power supply line and executes a first control process by taking a signal from an external device with the potential of the first power supply line as a reference potential;
A second control circuit that operates by receiving power supply from the second power supply line and executes a second control process by taking a signal from an external device with the potential of the first power supply line as a reference potential;
An electronic control device comprising:
When the potential of the second power supply line decreases by a predetermined voltage or more with respect to the potential of the first power supply line, a current is passed from the first power supply line to the second power supply line, and the second power supply line An electronic control device comprising a protection circuit for limiting a potential drop with respect to the first power supply line.
前記ショットキーバリアダイオードに直列に接続され、該ショットキーバリアダイオードを介して形成される前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとの間の電流経路を導通/遮断するトランジスタと、
前記電源スイッチのオン時に前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとの間に前記第2制御回路を劣化させる電位差が生じることが考えられる条件下で前記トランジスタを導通させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の電子制御装置。 The protection circuit is
A transistor connected in series to the Schottky barrier diode and conducting / blocking a current path between the first power supply line and the second power supply line formed via the Schottky barrier diode;
Control means for conducting the transistor under a condition where a potential difference that degrades the second control circuit may occur between the first power supply line and the second power supply line when the power switch is turned on;
The electronic control device according to claim 2, further comprising:
前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとの間に設けられ、該電源ライン間を導通/遮断するトランジスタと、
前記電源スイッチのオン時に前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとの間に前記第2制御回路を劣化させる電位差が生じることが考えられる条件下で前記トランジスタを導通させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 The protection circuit is
A transistor provided between the first power supply line and the second power supply line, which conducts / cuts off between the power supply lines;
Control means for conducting the transistor under a condition where a potential difference that degrades the second control circuit may occur between the first power supply line and the second power supply line when the power switch is turned on;
The electronic control device according to claim 1, further comprising:
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