JP5195847B2

JP5195847B2 - 電子制御装置

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Publication number: JP5195847B2
Application number: JP2010193824A
Authority: JP
Inventors: 英二杉立
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP2012051422A

Description

本発明は、制御対象機器を制御する制御回路と、この制御回路に供給する電源を生成する電源回路とを備えてなる電子制御装置に関する。

特許文献１には、車載通信を行うマイクロコンピュータ（マイコン，制御回路）と、そのマイコンに電源を供給する電源ＩＣとを備えた自動車用制御装置が開示されている。特許文献１では、図７のフローチャートに示すように、通常の制御状態（ステップＳ１）から、例えばイグニッションスイッチがオフするなどしてスリープ条件が成立すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、以下のようにしてシステムをシャットオフする（マイコンに対する電源供給を遮断する）ための処理が行われる。

車載ＬＡＮとして例えばＣＡＮを採用する場合には、通信バス上にドミナント信号が送出されて通信が開始された際にマイコンがウェイクアップするよう準備を行った後（再ＣＡＮ-Wake-Up許可，ステップＳ３）シャットオフ処理に移行する（ステップＳ４）。そして、電源ＩＣがマイコンに供給する電源ＶＯＭを遮断することで電源電圧が低下し、マイコンにリセット（ロウアクティブ）がかかると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、マイコンが動作を停止するスリープ状態に移行する（ステップＳ６）。

特許第４０３２９５５号公報

しかしながら、特許文献１のシャットオフシーケンスでは、マイコンは、電源ＩＣに対してシャットオフの指示を行った後に、ステップＳ５で無限ループを繰り返しながらリセットがかかるのを待機している。この状態で、図８に示すように車載通信のバス上に何れかのマスタが通信バス上にドミナント信号を送出すると（（ｃ）参照）、システムはウェイクアップシーケンスを開始し、電源ＩＣが供給する電源電圧は再度上昇に転ずるが（（ａ）参照）、マイコンが無限ループを実行しつつリセット待ちしている状態から変化せず（（ｄ）参照）、デッドロック状態に陥ることになる。

例えば、トランスミッションを制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）については、例えば車両のドアが開いた場合やドライバが運転席に着座した場合に、その時点のトランスミッションのポジションをインストルメントパネルに表示する、という仕様が定められる場合がある。すると、イグニッションがＯＦＦになった後、運転者が車外に出ようとする際にドアが開くと通信バス上に信号が送出されるので、上記のようにデッドロック状態が発生するおそれがある。このような問題を解決するには、例えば図９に示すように、マイコンがステップＳ５でリセット待ちをしている間（ＮＯ）は、通信バス上にドミナント信号が送出されたか（ＣＡＮＲｘ＝Ｈ）否かを監視する（ステップＳ７）ことが想定される。

しかしながら、ＣＡＮ対応の通信ドライバＩＣがドミナント信号を検出するための閾値（例えば２Ｖ程度）と、マイコンが通信ドライバＩＣの出力信号であるＲｘ信号を認識するハイレベル閾値（例えば３．５Ｖ程度）とは設定電圧が異なる。そのため、それぞれの検出タイミングにずれが生じて、ウェイクアップシーケンスが正常に進行しないおそれがある。加えて、上記の各判定はマイコンに供給される電源電圧が変動する期間に行われるので、検出タイミングにずれがより大きくなり双方の判定・認識が不一致となる可能性が高い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シャットオフ処理を行う場合に、制御回路がデッドロック状態に陥ることを回避できる電子制御装置を提供することにある。

請求項１記載の電子制御装置によれば、制御回路の動作を停止させるため電源回路によって供給される電源の電圧が低下を開始した場合に、その電圧低下が電圧低下検出回路によって検出されると、直ちに制御回路がリセットされると共に判定回路による通信開始信号の出力が許可される。したがって従来とは異なり、電源電圧が低下を開始した後に通信が開始された結果、電源電圧が再度上昇に転じた場合に、制御回路は自身にリセットがかけられることを待機したままデッドロック状態に陥ることが無く、一旦は確実にリセットされる。そして、電源電圧が上昇してリセットが解除されれば、制御回路はその後に通信バス上に送出されたデータを受信できるので、その受信データに基づいて制御対象機器を制御することが可能となる。

また、外部より与えられる制御回路のウェイクアップ信号がアクティブになると、電源回路は制御回路に対して電源の供給を開始し、信号出力阻止手段が判定回路による通信開始信号の出力を阻止する。すなわち、上記のケースでは、ウェイクアップ信号がアクティブになれば制御回路が動作を開始するので、判定回路からの不要な信号出力を阻止できる。

請求項２又は３記載の電子制御装置によれば、車両のイグニッションスイッチの信号がＯＮになると、電源回路は制御回路に対して電源の供給を開始し、信号出力阻止手段が判定回路による通信開始信号の出力を阻止する。すなわち、上記のケースでは、イグニッションスイッチの信号がＯＮになれば制御回路が動作を開始するので、請求項１と同様に判定回路からの不要な信号出力を阻止できる。

請求項４記載の電子制御装置によれば、通信ドライバ，判定回路，ラッチ回路及び電源回路を同一の半導体基板上に構成するので、半導体基板間（チップ間）の接続端子数を減らすことができる。また、通信開始信号を、電源回路に対して遅延なく出力することができ、制御の連携を迅速に行うことができる。

第１実施例であり、電子制御装置の構成を示す機能ブロック図マイコンの処理内容を示すフローチャート信号ＩＧ−ＳＷがＯＦＦを示した場合のタイミングチャート図３相当図（ａ）マイコン及び（ｂ）電源ＩＣの動作状態の遷移と、（ｃ）受信データＲｘの出力タイミングとを示す図第２実施例を示す図１相当図従来技術を示す図２相当図（その１）図３相当図図２相当図（その２）

（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図５を参照して説明する。図１は、電子制御装置の構成を示す機能ブロック図であり、例えば車両に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成されている。電子制御装置１は、電源ＩＣ２と、マイクロコンピュータ（マイコン，制御回路）３とを備えている。電源ＩＣ２にはレギュレータ（電源回路）４が搭載されており、レギュレータ４には、車両のバッテリ電源ＢＡＴＴ（例えば１２Ｖ）が与えられている。そして、レギュレータ４は、電源ＢＡＴＴを降圧してマイコン３に供給する電源ＶＯＭ（例えば５Ｖ）を生成する。

また、電源ＩＣ２には例えばＣＡＮに対応した通信ドライバ（及びレシーバ）５が搭載されている。通信ドライバ５には、通信バス線であるＣＡＮＨ，ＣＡＮＬが接続されており、通信ドライバ５は、これらの、通信バス線を介して他のノードより送信された差動信号を受信すると、受信データＲｘをマイコン３に送信する。また、マイコン３が送信データＴｘを通信ドライバ５に出力すると、通信ドライバ５は、送信データＴｘに応じて通信バス線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬに差動信号（ドミナント，レセッシブ）を出力する。
また、通信バス線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬには、通信起動検出回路（判定回路）６が接続されている。この通信起動検出回路６は、通信バス線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬにドミナント信号が出力されたことを検出すると、通信開始信号をラッチ回路７，ＯＲゲート８を介してレギュレータ４に出力する。

ラッチ回路７は、例えば通信開始信号の立ち上がりエッジで出力信号をハイレベルに遷移させてその状態を保持する。３入力のＯＲゲート８には、その他、車両のイグニッションスイッチの信号ＩＧ−ＳＷと、マイコン３が出力するシステムシャットオフ信号（ローアクティブ）が与えられている。また、信号ＩＧ−ＳＷと、システムシャットオフ信号とはＯＲゲート９の入力端子に与えられ、これらのＯＲ信号がラッチ回路７のクリア信号として与えられている。そして、信号ＩＧ−ＳＷは、マイコン３の入力端子にも与えられている。

レギュレータ４は、ＯＲゲート８を介して与えられる信号がハイレベルの場合に動作して、マイコン３に電源ＶＯＭを供給し、上記信号がロウレベルになると動作を停止して電源ＶＯＭの電圧を０Ｖにする。レギュレータ４の出力端子（電源ＶＯＭの供給線）には、低電圧検出回路（電圧低下検出回路）１０が接続されており、低電圧検出回路１０は、電源ＶＯＭの電圧が所定の閾値（例えば４．５Ｖ）を下回ると、電圧低下検出信号をリセット信号発生回路１１に出力する。

リセット信号発生回路１１は、上記電圧低下検出信号を受けてマイコン３にリセット信号（ロウアクティブ）を出力する。そして、リセット信号，イグニッションスイッチ信号ＩＧ−ＳＷ，システムシャットオフ信号は、３入力のＯＲゲート１２の入力端子に与えられており、これらのＯＲ信号が通信起動検出回路６の出力許可信号として与えられている。通信起動検出回路６は、ＯＲゲート１２を介して与えられる信号がロウレベルの場合に、通信開始信号をラッチ回路７に出力する。
また、電源ＩＣ２には、ウォッチドッグタイマ１３が搭載されており、ウォッチドッグタイマ１３は、マイコン３からのクリア信号が与えられない期間が所定の期間を超えるとオーバーフローして、オーバーフロー信号をリセット信号発生回路１１に出力し、マイコン３をリセットさせる。

次に、本実施例の作用について図２ないし図５も参照して説明する。図２は、図７相当図である。マイコン３は、ステップＳ１１，Ｓ１２において、ステップＳ１，Ｓ２と同様に通常の制御状態においてスリープ条件が成立する（例えば信号ＩＧ−ＳＷがＯＦＦ（ロウレベル）を示す）まで待機する。そして、スリープ条件が成立すると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、マイコン３はシステムシャットオフ信号のレベルをハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に変化させ（ステップＳ１３）、リセット待ち状態に移行する（ステップＳ１４）。

以降は、後述するハードウェア側の作用により、マイコン３のリセット信号がアクティブとなり、レギュレータ４より供給される電源ＶＯＭのレベルが低下することでスリープ状態に移行し、電源ＩＣ２はスタンバイ状態となる（ステップＳ１５）。尚、マイコン３がリセット待ち状態にある間、マイコン３はウォッチドッグタイマ１３のクリア信号を出力し続けているので、ウォッチドッグタイマ１３がオーバーフローすることはない。

図３は、図８相当図である。（ａ）電源ＶＯＭのレベルが低下して、低電圧検出回路１０が電圧低下検出信号をリセット信号発生回路１１に出力すると、リセット信号発生回路１１は、その信号を受けてマイコン３にリセット信号を出力する（ｅ）。図３（ｄ）では、マイコン３にリセットがかかる前に通信バス上にＤＡＴＡ１が出力されるが、この時点でマイコン３はステップＳ１４でリセット待ち状態にあるので、ＤＡＴＡ１は受信されない。

また、マイコン３にリセット信号が出力されると同時に、通信起動検出回路６による通信開始信号の出力が許可される（ｃ）。すなわち、図２のステップＳ１４で「ＹＥＳ」となる時点で「再ＣＡＮ-Wake-Up許可」の状態になる。そして、通信バス上にＤＡＴＡ２が出力されると、通信起動検出回路６が通信開始信号を出力し、当該信号がラッチ回路７及びＯＲゲート８を介してレギュレータ４に与えられる。
すると、レギュレータ４は動作を再開するので電源ＶＯＭのレベルは上昇に転じ、電源ＶＯＭのレベルが所定レベル以上になることで、マイコン３に内蔵されている発振回路が動作を開始すると、発振状態が安定するまでの時間が経過した後、マイコン３のリセットが解除される（ｅ）。したがってこの場合、マイコン３は、ＤＡＴＡ１〜３を取りこぼすことにはなるが、従来とは異なり、リセット待ちのデッドロック状態に陥ることはない。

また図４は、図３とは異なるケースであり、マイコン３にリセットがかかり、通信起動検出回路６による通信開始信号の出力が許可された後に、通信バス上にＤＡＴＡ１が出力された場合である。この場合は、ＤＡＴＡ１が出力されると通信起動検出回路６が通信開始信号を出力し、レギュレータ４が動作を再開するので、図３よりは早いタイミングで電源ＶＯＭのレベルが上昇に転じる。したがって、マイコン３は、ＤＡＴＡ１，２を取りこぼすことになるが、このパターンについては従来技術と同様の動作である。

更に図５は、（ａ）マイコン３，（ｂ）電源ＩＣ２（レギュレータ４）の動作状態の遷移と、（ｃ）受信データＲｘ（ドミナント信号）の出力タイミングとを示したものである。マイコン３がシステムシャットオフ信号を出力してリセット待ち状態となっている間に受信データＲｘが出力されても、マイコン３はそのデータを受け付けず、リセットがかかるまでの間はレギュレータ４も起動されない。そして、マイコン３にリセットがかかっている間に受信データＲｘが出力されると、通信起動検出回路６が通信開始信号を出力し、レギュレータ４が動作を再開して電源ＶＯＭのレベルが上昇に転じる。

以上のように本実施例によれば、電子制御装置１において、マイコン３の動作を停止させるためレギュレータ４により供給される電源ＶＯＭの電圧が低下を開始した場合に、その電圧低下が低電圧検出回路１０で検出されると、直ちにマイコン３がリセットされると共に通信起動検出回路６による通信開始信号の出力が許可されるようにした。したがって従来とは異なり、電源電圧が低下を開始した後に通信が開始された結果、その電源電圧が再度上昇に転じた場合に、マイコン３がリセット待ちで待機したままデッドロック状態に陥ることが無く、一旦は確実にリセットされる。そして、電源電圧が上昇してリセットが解除されれば、マイコン３はその後に通信バス上に送出されたデータを受信できるので、その受信データに基づいて制御対象機器を制御することが可能となる。

また、電源ＩＣ２に、レギュレータ４，通信ドライバ５，通信起動検出回路６，ラッチ回路７を搭載してこれらを同一のチップ（半導体基板）上に構成するので、チップ間の接続端子数を減らすことができる。また、通信開始信号を、レギュレータ４に対して遅延なく出力することができ、制御の連携を迅速に行うことができる。

（第２実施例）
図６は第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例の電子制御装置２１は、電源ＩＣ２２の構成が第１実施例の電源ＩＣ２とは相違している。電子制御装置２１に対しては、外部のＥＣＵより出力されるマイコン３のウェイクアップ信号；Wake信号（ハイアクティブ）が与えられており、そのWake信号は、信号ＩＧ−ＳＷと共にＯＲゲート２３を介して各ＯＲゲート８，９，１２に与えられる。尚、Wake信号を出力する外部のＥＣＵは、前述したように、例えば電子制御装置２１がトランスミッション用のＥＣＵである場合には、着座ＥＣＵやドアＥＣＵ等である。

また、通信起動検出回路（判定回路）２４についてはより実態的に示しており、通信バス線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬの差動信号を検出する差動増幅回路２５と、その差動増幅回路２５の出力信号をラッチ回路７に出力するＡＮＤゲート２６（信号出力阻止手段）とで構成されている。すなわち、通信バス線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬにドミナント信号が出力されると、バス間の電位差に応じて差動増幅回路２５はハイレベルの信号を出力する。そして、ＡＮＤゲート２６の他方の入力端子（負論理）には、ＯＲゲート１２の出力端子が接続されている。

次に、第２実施例の作用について説明する。外部よりWake信号が出力されると、信号ＩＧ−ＳＷがＯＮを示した場合と同様に、ＯＲゲート２３及び８を介してレギュレータ４が起動し、電源ＶＯＭの電圧が上昇してマイコン３に供給され、マイコン３が起動（ウェイクアップ）する。
この時、ＯＲゲート２３が出力するハイレベル信号は、ＯＲゲート９及び１２にも与えられてラッチ回路７がクリアされ、ＡＮＤゲート２６の負論理側の入力端子がハイレベルになる。したがって、この期間に通信起動検出回路２４の差動増幅回路２５が、通信バス線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬにドミナント信号が出力されたことを検知しても、ラッチ回路７に対する通信開始信号の出力は、ＡＮＤゲート２６により阻止される。尚、以上の動作については、信号ＩＧ−ＳＷがハイレベルに変化した場合も全く同様になる。

以上のように第２実施例によれば、電子制御装置２１は、外部より与えられるマイコン３のウェイクアップ信号Wakeがアクティブになるか、又は車両のイグニッションスイッチの信号ＩＧ−ＳＷがＯＮを示すと、レギュレータ４はマイコン３に対する電源ＶＯＭの供給を開始し、ＡＮＤゲート２６が通信起動検出回路２４による通信開始信号の出力を阻止する。すなわち、上記のケースでは、ウェイクアップ信号Wakeがアクティブになるか、又は信号ＩＧ−ＳＷがＯＮを示すことでマイコン３が動作を開始するので、通信起動検出回路２４からの不要な信号出力を阻止できる。

本発明は上記、又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変型又は拡張が可能である。
電源ＩＣ２とマイコン３とを、それぞれ異なるチップ上に構成する必要はなく、全てを同一のチップ上に構成しても良い。
第２実施例において、外部から電子制御装置２１に与える信号は、ウェイクアップ信号Wake，イグニッションスイッチ信号ＩＧ−ＳＷの何れか一方だけでも良い。
ウォッチドッグタイマ１３がオーバーフローすることでマイコン３をリセットする場合、第２実施例のように、通信開始信号の出力を阻止しても良い。
ウォッチドッグタイマ１３は、必要に応じて設ければ良い。
車載通信はＣＡＮに限ることなく、ＬＩＮやFlexRay（登録商標）等であっても良い。また、必ずしも車載機器を制御対象とするものに限らないので、車載通信に限る必要もない。

図面中、１は電子制御装置、２は電源ＩＣ、３はマイクロコンピュータ（制御回路）、４はレギュレータ（電源回路）、５は通信ドライバ、６は通信起動検出回路（判定回路）、７はラッチ回路、１０は低電圧検出回路（電圧低下検出回路）、２１は電子制御装置、２２は電源ＩＣ、２４は通信起動検出回路（判定回路）、２６はＡＮＤゲート（信号出力阻止手段）を示す。

Claims

制御対象機器を制御する制御回路と、
この制御回路が通信バスを介して通信を行うための通信ドライバと、
前記通信バスを介して通信が開始されたことを判定する判定回路と、
この判定回路により出力される通信開始信号をラッチするラッチ回路と、
前記制御回路に供給する電源を生成し、前記制御回路により出力される制御信号又は前記ラッチ回路を介して与えられる通信開始信号により前記電源の供給が制御される電源回路と、
前記電源の電圧低下を検出する電圧低下検出回路とを備え、
前記電圧低下検出回路により出力される電圧低下検出信号によって前記制御回路をリセットすると共に、前記判定回路による通信開始信号の出力を許可し、
外部より前記制御回路のウェイクアップ信号が与えられ、
前記ウェイクアップ信号がアクティブになると、前記電源回路は、前記制御回路に対して電源の供給を開始し、
前記ウェイクアップ信号がアクティブになると、前記判定回路による通信開始信号の出力を阻止する信号出力阻止手段を備えたことを特徴とする電子制御装置。
制御対象機器を制御する制御回路と、
この制御回路が通信バスを介して通信を行うための通信ドライバと、
前記通信バスを介して通信が開始されたことを判定する判定回路と、
この判定回路により出力される通信開始信号をラッチするラッチ回路と、
前記制御回路に供給する電源を生成し、前記制御回路により出力される制御信号又は前記ラッチ回路を介して与えられる通信開始信号により前記電源の供給が制御される電源回路と、
前記電源の電圧低下を検出する電圧低下検出回路とを備え、
前記電圧低下検出回路により出力される電圧低下検出信号によって前記制御回路をリセットすると共に、前記判定回路による通信開始信号の出力を許可し、
車両に搭載され、イグニッションスイッチのＯＮ，ＯＦＦを示す信号が与えられ、
前記イグニッションスイッチの信号がＯＮになると、前記電源回路は、前記制御回路に対して電源の供給を開始し、
前記イグニッションスイッチ信号がＯＮになると、前記判定回路による通信開始信号の出力を阻止する信号出力阻止手段を備えたことを特徴とする電子制御装置。
車両に搭載され、イグニッションスイッチのＯＮ，ＯＦＦを示す信号が与えられ、
前記イグニッションスイッチの信号がＯＮになると、前記電源回路は、前記制御回路に対して電源の供給を開始し、
前記イグニッションスイッチ信号がＯＮになると、前記判定回路による通信開始信号の出力を阻止する信号出力阻止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
前記通信ドライバ，前記判定回路，前記ラッチ回路及び前記電源回路を、同一の半導体基板上に構成したことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の電子制御装置。