JP5374295B2

JP5374295B2 - 車両用電子制御装置

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Publication number: JP5374295B2
Application number: JP2009218098A
Authority: JP
Inventors: 太一結城; 啓自清原
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: WO2011034053A1; JP2011063231A; TW201115289A; CN102498015B; CN102498015A; TWI430064B

Description

本発明は、車両用電子制御装置に関し、特に、内部に搭載されているマイクロコンピュータの駆動電圧の変化を検出して最適な動作状態を実現する車両用電子制御装置に関する。

近年、内部に搭載されているマイクロコンピュータの駆動電圧を検出する電圧監視回路を、マイクロコンピュータの外部に配置される単体の部品として備える車両用電子制御装置が用いられている。かかる車両用電子制御装置は、マイクロコンピュータの駆動電圧が所定の範囲を逸脱している場合、電圧監視回路が、マイクロコンピュータのリセット端子にリセット信号を入力することにより、マイクロコンピュータのプログラム処理をリセットする構成を有する。

具体的には、特許文献１は、マイコン制御装置１２から継続的に出力されるクロック信号を検出し、クロック信号の消失や周波数異常が検出された場合、マイコン制御装置１２のリセット端子にリセット信号を入力することにより、マイコン制御装置１２のプログラム処理をリセットするウォッチドッグ回路１５を備えるマイコン異常監視装置を開示する。かかるウォッチドッグ回路１５は、電圧監視回路１６と共に一つのパッケージ内に格納され、汎用ＩＣとしてマイコン制御装置１２の外部に付設されている。

特開平９−２５８８２１号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、かかる特許文献１の構成においては、電圧監視回路とウォッチドッグ回路とを含む汎用ＩＣが、マイコン制御装置の外部に配置される単体の部品であるために、部品点数削減による小型化や低コスト化には改良の余地がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、駆動電圧の変化を検出して最適な動作状態を実現しながら、小型化及び低コスト化を実現可能な車両用電子制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成すべく、本発明のマイクロコンピュータを備えた車両用電子制御装置では、前記マイクロコンピュータが、前記マイクロコンピュータの駆動電圧が車両用電子制御装置の制御動作が可能な第１の閾値電圧以上であるか否かを判別すると共に、前記マイクロコンピュータの前記駆動電圧がマイクロコンピュータ自体の動作が可能な第２の閾値電圧以上前記第１の閾値電圧未満であるか否かを判別する判別回路と、前記判別回路により前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧以上であると判別された場合に、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を許可する制御許可部と、前記判別回路により、前記駆動電圧が前記第２の閾値電圧未満の状態から前記第２の閾値電圧以上の状態となり、かつ、前記第２の閾値電圧以上前記第１の閾値電圧未満の状態であると判別された場合に、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を禁止する一方で、前記判別回路により、前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧未満の状態から前記第１の閾値電圧以上の状態になった後に、前記第１の閾値電圧未満の状態に低下したと判別された場合に、前記マイクロコンピュータの初期化を行い、更に、前記判別回路により、前記駆動電圧が再び前記第１の閾値電圧以上の大きさの状態になったと判別された場合に、前記制御許可部は、前記マイクロコンピュータによる制御動作を初期状態から開始するソフトウェアリセット処理を実行するソフトリセット部と、を備えることを第１の特徴とする。

また本発明は、かかる第１の特徴に加えて、前記マイコンは、更に、計時動作を実行して、計時が所定時間に到達したタイミングで前記マイクロコンピュータをリセットするウォッチドッグタイマーを備え、前記ソフトリセット部は、前記駆動電圧が第２の閾値電圧以上前記第１の閾値電圧未満の間は、所定周期毎に前記ウォッチドッグタイマーの計時時間をリセットすることを第２の特徴とする。

また本発明は、かかる第１の又は２の特徴に加えて、前記ソフトリセット部は、前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧以上になった後に、前記第１の閾値電圧未満に低下した場合に、再び、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を禁止することを第３の特徴とする。

以上の本発明に係る車両用電子制御装置によれば、マイクロコンピュータが、マイクロコンピュータの駆動電圧が車両用電子制御装置の制御動作が可能な第１の閾値電圧以上であるか否かを判別すると共に、マイクロコンピュータの駆動電圧がマイクロコンピュータ自体の動作が可能な第２の閾値電圧以上第１の閾値電圧未満であるか否かを判別する判別回路と、判別回路により駆動電圧が第１の閾値電圧以上であると判別された場合に、マイクロコンピュータによる制御動作を許可する制御許可部と、判別回路により、駆動電圧が第２の閾値電圧未満の状態から第２の閾値電圧以上の状態となり、かつ、第２の閾値電圧以上第１の閾値電圧未満の状態であると判別された場合に、マイクロコンピュータによる制御動作を禁止する一方で、判別回路により、駆動電圧が第１の閾値電圧未満の状態から
第１の閾値電圧以上の状態になった後に、第１の閾値電圧未満の状態に低下したと判別された場合に、マイクロコンピュータの初期化を行い、更に、判別回路により、駆動電圧が再び第１の閾値電圧以上の大きさの状態になったと判別された場合に、制御許可部は、マイクロコンピュータによる制御動作を初期状態から開始するソフトウェアリセット処理を実行するソフトリセット部と、を備えるものであるため、駆動電圧の変化を検出して最適な動作状態を実現しながら、小型化及び低コスト化を実現した車両用電子制御装置を提供できる。

また、かかるマイコンは、更に、計時動作を実行して、計時が所定時間に到達したタイミングでマイクロコンピュータをリセットするウォッチドッグタイマーを備え、ソフトリセット部は、駆動電圧が第２の閾値電圧以上第１の閾値電圧未満の間は、所定周期毎にウォッチドッグタイマーの計時時間をリセットするものであるため、一層の小型化及び低コスト化を実現しながら、ウォッチドッグタイマーからの不要なリセット信号を排除できる。

また、かかるソフトリセット部は、前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧以上になった後に、前記第１の閾値電圧未満に低下した場合に、再び、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を禁止するものであるために、駆動電圧が立ち上がった後の低下を検出して最適な動作状態を実現できる。

本発明の実施形態における車両用電子制御装置のマイクロコンピュータの構成を示すブロック図である。本発明の実施形態における車両用電子制御装置のマイクロコンピュータの処理の流れを示すフローチャートである。図２に示す処理を説明するためのマイクロコンピュータの駆動電圧に対するソフトリセット処理及びハードリセット処理のタイミングを示す図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における車両用電子制御装置につき、詳細に説明する。

図１は、本実施形態における車両用電子制御装置のマイクロコンピュータの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、図示を省略する車両用電子制御装置は、マイクロコンピュータＭを備え、マイクロコンピュータＭは、第１の駆動電圧監視回路１、第２の駆動電圧監視回路２、ハードリセット部３、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）４及びウォッチドッグタイマー５を内蔵して備える。なお、第１の駆動電圧監視回路１と第２の駆動電圧監視回路２とを併せて判別回路と称する。

具体的には、第１の駆動電圧監視回路１は、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が、マイクロコンピュータＭによる制御動作が可能、つまり車両用電子制御装置による車両に対する制御動作が可能な第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１（例えば４．３０±０．２０Ｖ）以上であるか否かを監視して判別するものである。より詳しくは、マイクロコンピュータＭの第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上の駆動電圧は、ＣＰＵ４がその機能を全て発揮して動作する通常動作領域に対応する。なお、かかる通常動作領域におけるマイクロコンピュータＭの駆動電圧の上限値は、電源電圧である。

また、第２の駆動電圧監視回路２は、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が、マイクロコンピュータＭ自体が動作可能な第２の閾値電圧Ｖｄｅｔ０（例えば２．８５±０．１５Ｖ）以上であるか否かを監視して判別するものである。より詳しくは、マイクロコンピュータＭの第２の閾値電圧Ｖｄｅｔ０以上第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１未満の駆動電圧は、ＣＰＵ４自体は動作するが、その機能が制限される可能性のある動作領域に対応する。

また、ハードリセット部３は、ハードリセット回路３ａ及び電圧検出回路３ｂを含み、第２の駆動電圧監視回路２から送出される出力信号に応じて、ＣＰＵ４に対しリセット信号を送出して、ＣＰＵ４に車両用電子制御装置のハードウェアリセット処理（以降、ハードリセット処理という）の実行を指示するものである。かかるハードリセット処理は、ＣＰＵ４が実行するマイクロコンピュータの初期化処理である。

また、ＣＰＵ４は、制御許可部４ａ及びソフトリセット部４ｂを機能ブロックとして含み、第１の駆動電圧監視回路１から送出される出力信号に応じて、制御許可部４ａが、マイクロコンピュータＭによる制御動作、つまり車両用電子制御装置を搭載する車両に対する制御動作を許可したり、ソフトリセット部４ｂが、ＣＰＵ４の動作を制限するソフトウエアリセット処理（以降、ソフトリセット処理という）の実行を指示するものである。かかるソフトリセット処理は、ＣＰＵ４自体の動作は許容するが、車両の各種デバイスに対する制御出力を送出させず、車両の各種デバイスに対する制御を禁止する処理である。また、かかるソフトリセット処理は、第１の閾値電圧以上になった後に、第１の閾値電圧以下に低下した場合において、車両の各種デバイスに対する制御を禁止する前に、マイクロコンピュータを初期化する処理も含むものである。

また、ウォッチドッグタイマー（ＷＤＴ：ＷａｔｃｈＤｏｇＴｉｍｅｒ）５は、計時動作を実行し、計時が所定時間に達したタイミングでＣＰＵ４に対しプログラム処理等のリセットを指示するリセット信号を送出するものである。

次に、以上の構成の車両用電子制御装置のマイクロコンピュータにおける処理につき、更に図２及び図３をも参照して、詳細に説明する。かかる処理は、主として、電子制御装置におけるＣＰＵ４が、実行する処理である。

図２は、本実施形態における車両用電子制御装置のマイクロコンピュータの処理の流れを示すフローチャートであり、図３は、図２に示す処理を説明するためのマイクロコンピュータの駆動電圧に対するソフトリセット処理及びハードリセット処理のタイミングを示す図である。なお、図３中、横軸は時間であり、縦軸は駆動電圧Ｖである。

図２に示すフローチャートは、車両用電子制御装置が搭載されている車両のイグニッションスイッチ（図示は省略する）がオフ状態からオン状態に切り替えられたタイミングで開始となり、処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、今回の処理が開始された後のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を判別し、イグニッションスイッチがオン状態であると判別すれば、ステップＳ２へ進む。一方で、イグニッションスイッチがオフ状態になると、マイクロコンピュータの処理は終了して、ステップＳ２以降の処理は実行されない。

ステップＳ２の処理では、第２の駆動電圧監視回路２が、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が第２の閾値電圧Ｖｄｅｔ０以上になったか否かを判別する。そして、判別の結果、駆動電圧が第２の閾値電圧Ｖｄｅｔ０以上になった図３に示す時刻Ｔ１において、処理は、次のステップＳ３に進む。なお、駆動電圧が第２の閾値電圧Ｖｄｅｔ０未満である場合には、ステップＳ２の処理が繰り返され、図３に示すように、ＣＰＵ４は、ハードリセット状態に維持される。

ステップＳ３の処理では、第２の駆動電圧監視回路２が、ハードリセット部３に駆動電圧が閾値電圧Ｖｄｅｔ０以上になった旨を示す出力信号を送出することにより、ハードリセット処理を解除する。同時に、第１の駆動電圧監視回路１が、ＣＰＵ４に駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１未満の範囲である旨を示す出力信号を送出することにより、ＣＰＵ４のソフトリセット部４ｂが、ＣＰＵ４自体の動作は許容するが、車両の各種デバイスに対する制御出力は送出させず、車両の各種デバイスに対する制御を禁止するソフトリセット処理を実行する。ここで、ＣＰＵ４は、ウォッチドッグタイマー５に対するＷＤＴ信号を送出して、所定周期毎にウォッチドッグタイマー５の計時をリセットすることにより、ウォッチドッグタイマー５によるリセット処理を禁止する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、処理は、次のステップＳ４に進む。

ステップＳ４の処理では、第１の駆動電圧監視回路１が、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上になったか否かを判別する。そして、判別の結果、駆動電圧が閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上になった図３に示す時刻Ｔ２において、処理は、次のステップＳ５に進む。なお、駆動電圧が閾値電圧Ｖｄｅｔ１未満である場合には、ステップＳ４の処理が繰り返される。

ステップＳ５の処理では、ＣＰＵ４の制御許可部４ａが、駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上であるから、マイクロコンピュータＭによる制御動作、つまり車両用電子制御装置を搭載する車両に対する制御動作を許可する。これにより、通常の制御処理が開始され、ステップＳ５の処理は完了し、処理は、次のステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、第１の駆動電圧監視回路１が、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１未満になった図３に示す時刻Ｔ３において、通常の制御処理に対して割り込み処理としてソフトリセット処理が発生し、処理は、次のステップＳ７に進む。なお、駆動電圧が閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上である場合には、ステップＳ６の処理が繰り返される。

ステップＳ７の処理では、再び、ＣＰＵ４のソフトリセット部４ｂが、マイクロコンピュータＭを初期化処理し、ステップＳ１へ戻る。

また、付言すれば、上述したステップＳ６以降の処理のように、第１の駆動電圧監視回路１が、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上であるか否かを判別して、その判別の結果、駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１未満になった図３に示す時刻Ｔ３において、通常の制御処理に対してソフトリセット処理が割り込み処理として発生し、マイクロコンピュータの初期化処理を行った後に、マイクロコンピュータによる通常の制御を禁止した場合において、再びマイクロコンピュータＭの駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上となったとすれば、図３に示す時刻Ｔ４に見られるように、マイクロコンピュータによる通常の制御が開始されることになる。

更に、第１の駆動電圧監視回路１が、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上であるか否かを判別して、その判別の結果、駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１未満になった図３に示す時刻Ｔ５において、通常の制御処理に対してソフトリセット処理が割り込み処理としてが発生した場合では、更に、駆動電圧が低下して、図３に示す時刻Ｔ６において第２の駆動電圧監視回路２が、駆動電圧が第２の閾値電圧Ｖｄｅｔ０未満になったことを判別する場合も考えられる。

かかる場合には、ＣＰＵ４のソフトリセット部４ｂが、ソフトリセット処理を解除すると共に、ハードリセット部３が、ＣＰＵ４にリセット信号を送出し、ハードリセット処理を再開させることになる。

そして、再び、第２の駆動電圧監視回路２が、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が第２の閾値電圧Ｖｄｅｔ０以上になったと判別する図３に示す時刻Ｔ７において、ハードリセット部３が、ハードリセット処理を解除して、ＣＰＵ４のソフトリセット部４ｂが、ソフトリセット処理を再開することになる。その後は、第１の駆動電圧監視回路１が、マイクロコンピュータＭの駆動電圧が第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上であると判別するまでは、かかるソフトリセット処理を継続し、第１の閾値電圧Ｖｄｅｔ１以上であると判別したタイミングで、ＣＰＵ４の制御許可部４ａが、ＣＰＵ４によるプログラム処理を再開させて、マイクロコンピュータＭによる制御動作、つまり車両用電子制御装置を搭載する車両に対する制御動作を許可することになる。

以上の本実施形態の車両用電子制御装置によれば、マイクロコンピュータが、マイクロコンピュータの駆動電圧が車両用電子制御装置の制御動作が可能な第１の閾値電圧以上であるか否かを判別すると共に、マイクロコンピュータの駆動電圧がマイクロコンピュータ自体の動作が可能な第２の閾値電圧以上第１の閾値電圧未満であるか否かを判別する判別回路と、判別回路により駆動電圧が第１の閾値電圧以上であると判別された場合に、マイクロコンピュータによる制御動作を許可する制御許可部と、判別回路により、駆動電圧が第２の閾値電圧未満の状態から第２の閾値電圧以上の状態となり、かつ、第２の閾値電圧以上第１の閾値電圧未満の状態であると判別された場合に、マイクロコンピュータによる制御動作を禁止する一方で、判別回路により、駆動電圧が第１の閾値電圧未満の状態から第１の閾値電圧以上の状態になった後に、第１の閾値電圧未満の状態に低下したと判別された場合に、マイクロコンピュータの初期化を行い、更に、判別回路により、駆動電圧が再び第１の閾値電圧以上の大きさの状態になったと判別された場合に、制御許可部は、マイクロコンピュータによる制御動作を初期状態から開始するソフトウェアリセット処理を実行するソフトリセット部と、を備えるものであるため、駆動電圧の変化を検出して最適な動作状態を実現しながら、小型化及び低コスト化を実現した車両用電子制御装置を提供できる。

また、かかるフトリセット部は、前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧以上になった後に
、前記第１の閾値電圧未満に低下した場合に、再び、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を禁止するものであるために、駆動電圧が立ち上がった後の低下を検出して最適な動作状態を実現できる。

なお、本発明は、構成要素の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、駆動電圧の変化を検出して最適な動作状態を実現しながら、小型化及び低コスト化を実現可能な車両用電子制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から車両等の電子制御装置に広範に適用され得るものと期待される。

Ｍ……マイクロコンピュータ
１……第１の駆動電圧監視回路
２……第２の駆動電圧監視回路
３……ハードリセット部
３ａ…ハードリセット回路
３ｂ…電圧検出回路路
４……ＣＰＵ
５……ウオッチドッグタイマ

Claims

マイクロコンピュータを備えた車両用電子制御装置であって、
前記マイクロコンピュータが、
前記マイクロコンピュータの駆動電圧が車両用電子制御装置の制御動作が可能な第１の閾値電圧以上であるか否かを判別すると共に、前記マイクロコンピュータの前記駆動電圧がマイクロコンピュータ自体の動作が可能な第２の閾値電圧以上前記第１の閾値電圧未満であるか否かを判別する判別回路と、
前記判別回路により前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧以上であると判別された場合に、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を許可する制御許可部と、
前記判別回路により、前記駆動電圧が前記第２の閾値電圧未満の状態から前記第２の閾値電圧以上の状態となり、かつ、前記第２の閾値電圧以上前記第１の閾値電圧未満の状態になったと判別された場合に、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を禁止する一方で、前記判別回路により、前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧未満の状態から前記第１の閾値電圧以上の状態になった後に、前記第１の閾値電圧未満の状態に低下したと判別された場合に、前記マイクロコンピュータの初期化を行い、更に、前記判別回路により、前記駆動電圧が再び前記第１の閾値電圧以上の大きさの状態になったと判別された場合に、前記制御許可部は、前記マイクロコンピュータによる制御動作を初期状態から開始するソフトウェアリセット処理を実行するソフトリセット部と、
を備えることを特徴とする車両用電子制御装置。
前記マイコンは、更に、計時動作を実行して、計時が所定時間に到達したタイミングで前記マイクロコンピュータをリセットするウォッチドッグタイマーを備え、前記ソフトリセット部は、前記駆動電圧が第２の閾値電圧以上前記第１の閾値電圧未満の間は、所定周期毎に前記ウォッチドッグタイマーの計時時間をリセットすることを特徴とする請求項１に記載の車両用電子制御装置。
前記ソフトリセット部は、前記駆動電圧が前記第１の閾値電圧以上になった後に、前記第１の閾値電圧未満に低下した場合に、再び、前記マイクロコンピュータによる前記制御動作を禁止する請求項１又は２に記載の車両用電子制御装置。