JP4883357B2 - 車載機器制御装置 - Google Patents

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本発明は、ウオッチドッグ監視機能をそれぞれ内蔵する車載機器制御用の機器コントローラを複数有する車載機器制御装置におけるウオッチドッグ監視機能の選択使用方式の改善に関する。
制御CPUの暴走を監視するためのウオッチドッグ監視機能をもつエアバッグ制御装置が下記の特許文献1がなどに記載されている。このエアバッグ制御装置は、ウオッチドッグ監視回路の他、電源電圧監視回路、エアバッグ展開用のスクィブ駆動回路や定電源電圧発生回路などを内蔵してエアバッグ制御ICを有している。
それぞれ異なるエアバッグを展開制御する複数の各エアバッグ制御ICを一つのエアバッグ制御用の制御CPUで制御することが従来より行われている。以下、この場合のウオッチドッグ監視方式を図5を参照して説明する。
100は制御CPU、101は第1のエアバッグ制御IC、102は第2のエアバッグ制御ICであり、エアバッグ制御IC101、102はそれぞれ異なるエアバッグを展開制御する。エアバッグ制御IC101、102はそれぞれ、制御CPUの暴走を監視するウオッチドッグ回路部103と、電源電圧を監視する電源電圧監視回路部104と、エアバッグ展開用のスクィブ駆動回路を含む機器制御回路部105とを有している。
第1のエアバッグ制御IC101のウオッチドッグ回路部103は、制御CPU100のプログラム実行状態を示すパルス信号SPIが制御CPU100から所定時間入力しないか所定周期よりも早い場合に制御CPU100の暴走と判定して制御CPU100にリセット信号RESETを内部の機器制御回路部105にクリア信号CLRを出力する。以下、この明細書では、リセット信号RESET及びクリア信号CLRに相当する信号をウオッチドッグ信号とも称するものとする。なお、クリア信号CLRとは、エアバッグ制御IC101、102の内部をリセットするための内部リセット信号を意味し、リセット信号RESETとは制御CPU100をリセットするための外部リセット信号を意味する。
第2のエアバッグ制御IC102のウオッチドッグ回路部103は、制御CPU100のプログラム実行状態を示すパルス信号SPIが制御CPU100から所定時間入力しないか所定周期よりも早い場合に制御CPU100の暴走と判定して内部の機器制御回路部105にだけクリア信号CLRを出力する。
第1のエアバッグ制御IC101のウオッチドッグ回路部103は、所定期間内におけるパルス信号であるウオッチドッグ信号の出力回数が8回に達すると、ウオッチドッグ信号をラッチしてウオッチドッグ信号を常時出力する状態に移行する。
ただし、エアバッグ制御IC101、102を同一回路構成のICとすると、第2のエアバッグ制御IC101のウオッチドッグ回路部103が上記と同様のラッチを行うと、第1のエアバッグ制御IC101のウオッチドッグ回路部103がラッチ状態となる前に第2の機器コントローラが内部ラッチ状態となった場合に、その機器制御回路部105の状態がリセット状態に固定されてしまい回復できないという不具合が生じてしまう。つまり、第1のエアバッグ制御IC101はウオッチドッグ回路部103によるラッチがまだ生じていないにも拘わらず、第2のエアバッグ制御IC102はウオッチドッグ回路部103によるラッチに陥ってしまうという不具合が生じる。
このため、図5に示す従来のエアバッグ制御装置では、エアバッグ制御IC101のウオッチドッグ回路部103はラッチ有効とするものの、それ以外のエアバッグ制御IC(たとえば102)のウオッチドッグ回路部103はすべてラッチ無効としている。
特開2006−56441号公報
しかしながら、このようにエアバッグ制御IC101とそれ以外のエアバッグ制御ICとでウオッチドッグ回路部103のラッチの有効、無効を変化させるためには、エアバッグ制御IC101のIC内配線パターンを決定するマスクと、それ以外のエアバッグ制御IC(たとえば102)のIC内配線パターンを決定するマスクとを変更する必要が生じる。
このため、複数のエアバッグ制御IC101、102を制御CPU100により制御する従来のエアバッグ制御装置では、エアバッグ制御ICとして2種類のICを製造せねばならず、部品点数の増大や製造工数の増大を招き、部品管理も煩雑化した。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、それぞれウオッチドッグ監視機能を内蔵する複数の機器コントローラを制御CPUにより制御するに際して簡素な回路変更負担により各機器コントローラを同一回路構成とすることが可能な車載機器制御装置を提供することをその目的としている。
上記課題を解決するための第1、第2発明の車載機器制御装置は、複数の車載機器を制御するためICからなる制御CPUと、通信手段を通じて前記制御CPUから受信した命令に従って前記各車載機器の少なくとも一つを制御するICからなる第1の機器コントローラと、通信手段を通じて前記制御CPUから受信した命令に従って前記各車載機器の少なくとも他の一つを制御するICからなる第2の機器コントローラとを備え、前記第1、第2機器コントローラはそれぞれ前記制御CPUの暴走を監視するウオッチドッグ監視機能を有してCPU暴走検出時に前記制御CPUをリセットさせるため、かつ、内部の機器制御回路部の状態を所定状態に復帰させるためのウオッチドッグ信号を創成するウオッチドッグ回路部と、前記ウオッチドッグ信号を前記制御CPUのリセット信号入力端子に出力するためのリセット端子とを有している。
ここで言うウオッチドッグ信号は、制御CPUを初期化するリセット信号、及び、自己のIC内の機器制御回路部の作動禁止や初期化のためのクリア信号として機能する。ウオッチドッグ回路部は、従来同様、制御CPU100のプログラム実行状態を示すパルス信号SPIが制御CPU100から所定時間入力されないか所定周期よりも早いことを異常と検出してウオッチドッグ信号を出力するが、ウオッチドッグ信号が所定期間内に所定回数出力される場合に、ウオッチドッグ信号をラッチして継続出力するものとすることが好適である。以下、この動作モードのウオッチドッグ回路部をラッチ型ウオッチドッグ回路部とも言うものとする。
機器制御回路部は、外部の機器駆動制御用のアクチエータを制御するが、アクチエータを駆動制御する外部回路に駆動制御信号を出力するようにしてもよい。
第1発明の車載機器制御装置は特に、前記第1の機器コントローラ及び第2の機器コントローラはそれぞれ、前記リセット端子と前記内部の機器制御回路部とを接続するクリア信号用配線部と、前記ウオッチドッグ回路部から前記リセット端子への前記ウオッチドッグ信号の送出の是非を実質的に決定するウオッチドッグ信号出力切り替え回路部と、前記ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部の動作を外部から指定するための切り替え信号が入力される切り替え信号入力端子とを有し、前記両機器コントローラの前記リセット端子は互いに接続され、前記両機器コントローラの前記切り替え信号入力端子は、互いに異なる状態の前記切り替え信号を受け取ることを特徴としている。
すなわち、この発明は、複数の機器コントローラの一つ(以下、マスターコントローラとも言うものとする)は、そのリセット端子を通じてウオッチドッグ信号を制御CPUへCPU暴走禁止のために送信し、自己の機器制御回路部へ初期状態回帰のために従来同様に出力する。本発明では特に、すべての機器コントローラのリセット端子を接続することにより、上記マスターコントローラのウオッチドッグ信号を他の機器コントローラのウオッチドッグ信号出力用のリセット端子を通じて他の機器コントローラの機器制御回路部にそれらの初期状態回帰のために出力する。これにより、すべての機器コントローラは、一つのウオッチドッグ回路部で制御CPUのリセットとすべての機器制御回路部の一斉初期状態回帰を簡単な外部配線により実現することができる。これにより、制御CPUの暴走が生じても、制御CPU及びすべての機器制御回路部はタイミング誤差なく一斉に初期状態回帰などの所定状態への移行を行うことができる。
更に、この発明の各機器コントローラは、自己のウオッチドッグ回路部からそのリセット端子へのウオッチドッグ信号の出力の是非を実質的に制御可能なウオッチドッグ信号出力切り替え回路部と、このウオッチドッグ信号出力切り替え回路部の動作を規定するための切り替え信号入力端子とをもつため、切り替え信号入力端子への入力状態を外部配線で決定することにより、すべての機器コントローラを同回路構造のICチップにより実現することができるため、部品点数の削減及びIC製造コストの低減も実現することができる。
なお、ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部は、切り替え信号入力端子に定常的に印加される直流電位のレベルによりウオッチドッグ信号のリセット端子への送出の是非を決定することができるが、ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部が不揮発メモリやヒューズ回路などの記憶機能をもつ場合には切り替え信号入力端子を通じての出荷時の書き込みによりウオッチドッグ信号出力切り替え回路部の作動状態を決定することができる。
好適な態様において、前記両機器コントローラの前記切り替え入力端子の一方には接地電位が印加され、前記両機器コントローラの前記切り替え入力端子の他方には、電源電位が印加される。これにより、好適には、各機器コントローラが実装されるプリント基板の配線パターンにより各機器コントローラの切り替え信号入力端子への入力電位を決定することができ、切り替え信号の創成を簡素に行うことができる。
第2発明の車載機器制御装置は特に、すべての機器コントローラは、チップ外部の配線により制御CPUのリセット端子に接続されるクリア端子をもち、各クリア端子は、各機器コントローラチップ内部の機器制御回路部へのウオッチドッグ信号の入力端子に接続されている。また、各機器コントローラは、内部のウオッチドッグ回路部からウオッチドッグ信号が出力されるリセット端子をそれぞれもつ。
この発明では、複数の機器コントローラの一つ(以下、マスターコントローラとも言うものとする)のリセット端子のみが上記各クリア端子及び制御CPUのリセット端子に接続される。このようにすれば、上記した第1発明と同効果を更に簡素な回路構成にて実現することができる。すなわち、この発明によれば、各機器コントローラをなすICチップは、内部にウオッチドッグ信号出力切り替え回路部をもつ必要がなく、どの機器コントローラのウオッチドッグ信号を制御CPU及び各機器制御回路部に出力するかは、各機器コントローラをなすICのリセット端子の外部接続配線形態の変更のみで規定することができる。
好適な態様において、前記各機器コントローラは、それぞれ電源電圧を監視して前記電源電圧が所定しきい値よりも低下した場合に自己の前記機器制御回路部の動作を実質的に停止させる電源電圧監視回路部を有する。これにより、たとえば各機器コントローラのどれか一つへの電源電圧印加が大幅に低下してその機器制御回路部の動作が保証できない場合に、この電源電圧が低下した機器コントローラだけを作動停止させることができる。
上記した本発明の好適実施形態を図面を参照して具体的に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるべきではなく、本発明の技術思想を他の公知技術を組み合わせて実現してもよい。
(実施形態1)
本発明の車載機器制御装置の好適な実施形態1を図1を参照して説明する。図1は、車両用エアバッグ制御装置を示すブロック回路図である。
図1において、1は第1のエアバッグ制御IC、2は第2のエアバッグ制御ICであり、エアバッグ制御IC1、2はそれぞれ異なるエアバッグ(図示せず)を展開制御する。3はエアバッグ制御用の制御CPU、4はプリント基板であり、プリント基板4には、エアバッグ制御IC1、2及び制御CPU3が実装されている。エアバッグ制御IC1、2は本発明で言う機器コントローラをなす。
エアバッグ制御IC1、2はそれぞれ、制御CPU3の暴走を監視するウオッチドッグ回路部5と、電源電圧を監視する電源電圧監視回路部6と、エアバッグ展開用のスクィブ駆動回路を含む機器制御回路部7と、リセット端子Rと、クリア信号用配線部8と、ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部9と、切り替え信号入力端子Cxとを有している。
制御CPU3は、エアバッグ制御用のワンチップマイクロコンピュータであって、外部入力信号に基づいて複数のエアバッグの展開制御を行う。
プリント基板4は、制御CPU3のリセット端子Rcとエアバッグ制御IC1、2のリセット端子Rとを接続するリセット配線41と、制御CPU3の動作進行状態を表示するパルス信号SPIをエアバッグ制御IC1、2のウオッチドッグ回路部5に出力するSPI配線42とを有している。
ウオッチドッグ回路部5は、SPI配線42を通じて制御CPU3から受け取るパルス信号SPIが入力されるウオッチドッグタイマーを内蔵しており、このウオッチドッグタイマーは、そのタイムオーバーまでにパルス信号SPIが入力しない場合またはパルス信号SPIの入力周期が所定時間よりも短い場合にパルス信号形態のウオッチドッグ信号を出力する。このウオッチドッグ信号は、後述するように制御CPU3をリセットするためのリセット信号及び機器制御回路部7を作動禁止し初期状態に復帰させるクリア信号CLRとして用いられる。更に、ウオッチドッグ回路部5は、所定期間内にウオッチドッグ信号の出力回数が8回に達したかどうかをカウントするウオッチドッグカウンタと、カウンタが8回に達した場合に8回目に出力するウオッチドッグ信号をラッチしてウオッチドッグ信号を常時出力する状態に移行させるラッチ回路も有している。この種のラッチ型ウオッチドッグ回路部はよく知られているため、これ以上の説明は省略する。
電源電圧監視回路部6は、エアバッグ制御ICに印加される電源電圧を実質的に監視し、それが所定の許容電圧範囲から逸脱した場合に機器制御回路部7に作動禁止信号Maskを出力し、機器制御回路部7は作動禁止信号Maskが入力されるとそれが制御するアクチエータ(スクィブ)の作動を禁止する。
機器制御回路部7は、エアバッグ展開用のスクィブ駆動回路を含み、制御CPU3からの指令に基づいてエアバッグ展開用のスクィブの作動を指令する。機器制御回路部7の種類及びアクチエータ動作自体は本発明の要旨ではないため、これ以上の詳細説明は省略する。
エアバッグ制御IC1、2のクリア信号用配線部8は、エアバッグ制御IC1、2のリセット端子Rと機器制御回路部7のクリア信号入力端子Ciとを接続するチップ内部のメタル配線からなり、リセット端子Rに入力されるクリア信号CLRを機器制御回路部7に入力する。
この実施形態では、ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部9は、抵抗素子91とゲート回路92とを有している。抵抗素子91は、所定抵抗値を有して切り替え信号入力端子Cxの電位を接地している。ゲート回路92は、ウオッチドッグ回路部5の出力端とクリア信号用配線部8との間に介設されている。ゲート回路92は、切り替え信号入力端子Cxの電位が所定値未満の低電位(好適にはほぼ接地電位)の場合にウオッチドッグ回路部5からクリア信号用配線部8へウオッチドッグ信号を出力させ、切り替え信号入力端子Cxの電位が所定値以上の高電位の場合にウオッチドッグ回路部5からクリア信号用配線部8へのウオッチドッグ信号の出力を禁止する。この種のゲート回路は、トランスファスイッチの他、インバータ回路を2段用いるなど種々の公知回路により実現できるため、これ以上の詳細説明は省略する。
この実施形態では、エアバッグ制御IC1の切り替え信号入力端子Cxは開放され、エアバッグ制御IC2の切り替え信号入力端子Cxには電源電圧Vccが印加されている。これにより、エアバッグ制御IC1のウオッチドッグ回路部5はゲート回路92を通じて、クリア信号用配線部8にウオッチドッグ信号を出力する。クリア信号用配線部8に出力されたウオッチドッグ信号は、制御CPU3に出力されるリセット信号をなし、かつ、機器制御回路部7に出力されるクリア信号CLRをなす。また、エアバッグ制御IC2のウオッチドッグ回路部5はゲート回路92がオフしているため、クリア信号用配線部8にウオッチドッグ信号を出力しない。これにより、エアバッグ制御IC1のウオッチドッグ回路部5だけが有効となって実質的に制御CPU3及び各機器制御回路部7をウオッチドッグコントロールし、他のウオッチドッグ回路部5は実質的に無効となる。
つまり、既述したように、エアバッグ制御IC1のウオッチドッグ回路部5は、SPI配線42を通じて制御CPU3から受け取るパルス信号SPIに基づいてウオッチドッグ信号を出力して制御CPU3をリセットし、各機器制御回路部7を作動禁止し初期状態に復帰させる。更に、所定期間内のウオッチドッグ信号の出力回数が8回に達した場合にウオッチドッグ信号をラッチしてウオッチドッグ信号を常時出力し、制御CPU3の再スタートを禁止し、各制御CPU3を作動停止状態とする。なお、このラッチ状態からの回復は、たとえばエアバッグ制御IC1への電源電圧印加を解除し、再度電源電圧を印加するなどしてラッチを解除することにより行われる。
上記したこの実施例の車載機器制御装置は、切り替え信号入力端子Cxの電圧状態をプリント基板4の配線状態により変更するだけで上記回路機能を実現でき、各エアバッグ制御IC1、2を同一チップ構造とすることができるという優れた利点をもつ。また、エアバッグ制御IC1、2の機器制御回路部7及び制御CPU3を同一タイミングにてリセット・クリアすることができ、相互間のタイミングのずれによる不具合の発生を防止できる利点も享受することができる。
(変形態様1)
なお、抵抗素子91を電源側に配置するハイサイド側抵抗素子とし、切り替え信号入力端子Cxの接地の有無により切り替え信号を発生させてもよいことは明白である。
(変形態様2)
変形態様2を図2を参照して説明する。
この変形態様は、図1に示す実施形態において、ゲート回路92を省略し、切り替え信号入力端子Cxに入力された切り替え信号をウオッチドッグ回路部5に入力した点をその特徴としている。
ウオッチドッグ回路部5は、切り替え信号入力端子Cxから入力された切り替え信号Sがハイレベルである場合に動作を行い、切り替え信号Sがローレベルである場合に動作を行わない。又は、その逆でもよい。このような切り替え信号Sによるウオッチドッグ回路部5の動作制御を行う回路は通常の技術者であれば問題なく容易に設計できるため、具体的な回路図示は省略する。この変形態様によれば、エアバッグ制御IC2のウオッチドッグ回路部5の消費電力を節減することができる。
(変形態様3)
変形態様3を図3を参照して説明する。
この変形態様は、図1に示す実施形態において、抵抗素子91を省略し、エアバッグ制御IC1の切り替え信号入力端子Cxを接地し、エアバッグ制御IC2の切り替え信号入力端子Cxに電源電位Vccを印加した点をその特徴としている。このようにすれば、抵抗素子91の消費電力を節減し、チップの回路構成を簡素化することができる。
(実施形態2)
本発明の車載機器制御装置の好適な実施形態2を図4を参照して説明する。図4は、車両用エアバッグ制御装置を示すブロック回路図である。
この実施形態は、図1のエアバッグ制御IC1、2から、ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部9と切り替え信号入力端子Cxと省略し、その代わりにクリア端子CLを新設した点にその特徴がある。
エアバッグ制御IC1、2のクリア信号CLRは、リセット配線41により制御CPU3のリセット端子Rcに接続されている。エアバッグ制御IC1、2のリセット端子Rには、各ウオッチドッグ回路部5からウオッチドッグ信号が出力されるが、エアバッグ制御IC1のリセット端子Rのみが、配線43によりリセット配線41に接続されている。異なる観点に立って説明すると、リセット端子Rがクリア端子CLに接続されるエアバッグ制御ICのウオッチドッグ回路部5のみが有効となる。
このようにすれば、実施形態1と同一効果を奏することができるうえ、エアバッグ制御IC1、2を構成するICチップ内の回路構成を簡素化することができる。
実施形態1の車載機器制御装置(エアバッグ制御装置)を示すブロック回路図である。 実施形態1の変形態様を示すブロック回路図である。 実施形態1の変形態様を示すブロック回路図である。 実施形態2の車載機器制御装置(エアバッグ制御装置)を示すブロック回路図である。 従来の車載機器制御装置(エアバッグ制御装置)を示すブロック回路図である。
符号の説明
1 エアバッグ制御IC
2 エアバッグ制御IC
3 制御CPU
4 プリント基板
5 ウオッチドッグ回路部
6 電源電圧監視回路部
7 機器制御回路部
8 クリア信号用配線部
9 ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部
41 リセット配線
91 抵抗素子
92 ゲート回路

Claims (4)

  1. 複数の車載機器を制御するためICからなる制御CPUと、
    通信手段を通じて前記制御CPUから受信した命令に従って前記各車載機器の少なくとも一つを制御するICからなる第1の機器コントローラと、
    通信手段を通じて前記制御CPUから受信した命令に従って前記各車載機器の少なくとも他の一つを制御するICからなる第2の機器コントローラと、
    を備え、
    前記第1、第2機器コントローラはそれぞれ、
    前記制御CPUの暴走を監視するウオッチドッグ監視機能を有してCPU暴走検出時に前記制御CPUをリセットさせるため、かつ、内部の機器制御回路部の状態を所定状態に復帰させるためのウオッチドッグ信号を創成するウオッチドッグ回路部と、
    前記ウオッチドッグ信号を前記制御CPUのリセット信号入力端子に出力するためのリセット端子と、
    を有する車載機器制御装置において、
    前記第1の機器コントローラ及び第2の機器コントローラはそれぞれ、
    前記リセット端子と前記内部の機器制御回路部とを接続するクリア信号用配線部と、
    前記ウオッチドッグ回路部から前記リセット端子への前記ウオッチドッグ信号の送出の是非を実質的に決定するウオッチドッグ信号出力切り替え回路部と、
    前記ウオッチドッグ信号出力切り替え回路部の動作を外部から指定するための切り替え信号が入力される切り替え信号入力端子と、
    を有し、
    前記両機器コントローラの前記リセット端子は互いに接続され、
    前記両機器コントローラの前記切り替え信号入力端子は、互いに異なる状態の前記切り替え信号を受け取ることを特徴とする車載機器制御装置。
  2. 請求項1記載の車載機器制御装置において、
    前記両機器コントローラの前記切り替え信号入力端子の一方には接地電位が印加され、
    前記両機器コントローラの前記切り替え信号入力端子の他方には、電源電位が印加される車載機器制御装置。
  3. 複数の車載機器を制御するためICからなる制御CPUと、
    通信手段を通じて前記制御CPUから受信した命令に従って前記各車載機器の少なくとも一つを制御するICからなる第1の機器コントローラと、
    通信手段を通じて前記制御CPUから受信した命令に従って前記各車載機器の少なくとも他の一つを制御するICからなる第2の機器コントローラと、
    を備え、
    前記第1、第2機器コントローラはそれぞれ、
    前記制御CPUの暴走を監視するウオッチドッグ監視機能を有してCPU暴走検出時に前記制御CPUをリセットさせるため、かつ、内部の機器制御回路部の状態を所定状態に復帰させるためのウオッチドッグ信号を創成するウオッチドッグ回路部と、
    前記ウオッチドッグ信号を前記制御CPUのリセット信号入力端子に出力するためのリセット端子と、
    を有する車載機器制御装置において、
    前記第1の機器コントローラ及び第2の機器コントローラはそれぞれ、
    外部から入力される前記ウオッチドッグ信号を前記内部の機器制御回路部に伝送するクリア端子を有し、
    前記各機器コントローラのクリア端子は、前記制御CPUのリセット端子にそれぞれ接続され、
    前記第1の機器コントローラの前記リセット端子は前記クリア端子に接続され、
    前記第2の機器コントローラの前記リセット端子は前記クリア端子に接続されないことを特徴とする車載機器制御装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか記載の車載機器制御装置において、
    前記各機器コントローラは、それぞれ電源電圧を監視して前記電源電圧が所定しきい値よりも低下或いは上昇した場合に自己の前記機器制御回路部の動作を実質的に停止させる電源電圧監視回路部を有する車載機器制御装置。
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