JP7236342B2 - Semiconductor integrated circuit for switch monitoring - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチの状態を監視する技術に関する。 The present invention relates to technology for monitoring the state of switches.

従来、スイッチの状態を監視するスイッチ監視回路が種々提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various switch monitoring circuits have been proposed for monitoring the states of switches.

特開2018-14206号公報JP 2018-14206 A

特許文献1のスイッチ監視用半導体集積回路は、内蔵している電流源の出力電流を利用してスイッチの状態を監視する。しかしながら、特許文献1のスイッチ監視用半導体集積回路は、内蔵している電流源の故障を検出できないという問題を有する。 The switch monitoring semiconductor integrated circuit disclosed in Patent Document 1 monitors the state of the switch using the output current of the built-in current source. However, the semiconductor integrated circuit for switch monitoring of Patent Document 1 has a problem that it cannot detect a failure of the built-in current source.

スイッチ監視用半導体集積回路は、例えば車両に搭載される。昨今、各種車両メーカは機能安全への取り組みを精力的に進めている。例えば、車両に搭載されるスイッチ監視用半導体集積回路において上記の問題を解決できれば、車両の機能安全の担保につながる。 The switch monitoring semiconductor integrated circuit is mounted on a vehicle, for example. In recent years, various vehicle manufacturers are vigorously promoting efforts for functional safety. For example, if the above problem can be solved in a switch monitoring semiconductor integrated circuit mounted on a vehicle, it will lead to ensuring the functional safety of the vehicle.

本発明は、上記の状況に鑑み、内蔵している電流源の故障を検出できるスイッチ監視用半導体集積回路並びにこれを備える電子制御ユニット及び車両を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a switch monitoring semiconductor integrated circuit capable of detecting failure of a built-in current source, an electronic control unit and a vehicle having the same.

本明細書中に開示されているスイッチ監視用半導体集積回路は、監視対象スイッチが接続可能に構成されるスイッチ入力端子と、前記スイッチ入力端子に接続可能に構成される電流源と、前記スイッチ入力端子の電圧レベルを判定する第1判定部と、前記電流源の出力経路を前記監視対象スイッチを含む第1経路から負荷を含む第2経路に切り替えるための制御信号を生成する生成部と、を備える構成(第1の構成)である。 A switch monitoring semiconductor integrated circuit disclosed in this specification includes: a switch input terminal configured to be connectable to a switch to be monitored; a current source configured to be connectable to the switch input terminal; a first determination unit that determines a voltage level of a terminal; and a generation unit that generates a control signal for switching an output path of the current source from the first path including the monitored switch to the second path including the load. It is a configuration (first configuration) provided.

また、上記第1の構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、前記負荷と、前記電流源及び前記第1判定部と前記負荷との間に設けられる第1開閉スイッチと、を備え、前記第1開閉スイッチは、前記制御信号によって閉状態になる構成(第2の構成)であってもよい。 In the switch monitoring semiconductor integrated circuit having the first configuration, the load, and a first open/close switch provided between the current source and the first determination unit and the load, The opening/closing switch may be configured to be closed by the control signal (second configuration).

また、上記第1又は第2の構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、前記電流源及び前記第1判定部と前記スイッチ入力端子との間に設けられる第2開閉スイッチを備え、前記第2開閉スイッチは、前記制御信号によって開状態になる構成(第3の構成)であってもよい。 Further, in the switch monitoring semiconductor integrated circuit having the first or second configuration, a second open/close switch is provided between the current source and the first determination unit and the switch input terminal, The switch may be configured to be opened by the control signal (third configuration).

また、上記第1~第3いずれかの構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、予備電流源と、前記電流源の代わりに前記予備電流源を用いることを可能とする切替部と、を備える構成(第4の構成)であってもよい。 Further, in the semiconductor integrated circuit for switch monitoring having any one of the first to third configurations, a configuration comprising: a backup current source; and a switching unit capable of using the backup current source instead of the current source. (Fourth configuration).

また、上記第4の構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、前記予備電流源は前記電流源よりも電流能力が低い構成(第5の構成)であってもよい。 In the switch monitoring semiconductor integrated circuit of the fourth configuration, the backup current source may have a lower current capability than the current source (fifth configuration).

また、上記第4又は第5の構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、前記スイッチ入力端子、前記電流源、及び前記第1判定部を複数組備え、前記複数組の少なくとも二組において前記予備電流源を共用する構成(第6の構成)であってもよい。 Further, in the switch monitoring semiconductor integrated circuit having the fourth or fifth configuration, a plurality of sets of the switch input terminal, the current source, and the first determination section are provided, and at least two of the plurality of sets have the preliminary current. A configuration (sixth configuration) in which a source is shared may be used.

また、上記第1~第6いずれかの構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、前記スイッチ入力端子の電圧レベルを判定する第2判定部と、前記スイッチ入力端子及び前記第1判定部と前記第2判定部との間に設けられる第3開閉スイッチと、を備える構成(第7の構成)であってもよい。 Further, in the switch monitoring semiconductor integrated circuit having any one of the first to sixth configurations, a second determination section for determining a voltage level of the switch input terminal; and a third open/close switch provided between the second determination unit (seventh configuration).

また、上記第7の構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、前記第3開閉スイッチは、前記制御信号によって閉状態になる構成(第8の構成)であってもよい。 In the switch monitoring semiconductor integrated circuit of the seventh configuration, the third opening/closing switch may be closed by the control signal (eighth configuration).

また、上記第7又は第8の構成のスイッチ監視用半導体集積回路において、前記第1判定部の判定結果と前記第2判定部の判定結果とが一致するか否かを確認する確認部を備える構成(第9の構成)であってもよい。 The switch monitoring semiconductor integrated circuit of the seventh or eighth configuration further includes a confirming unit for confirming whether or not the determination result of the first determination unit and the determination result of the second determination unit match. A configuration (a ninth configuration) may be used.

本明細書中に開示されている電子制御ユニットは、上記第1~第9いずれかの構成のスイッチ監視用半導体集積回路と、前記スイッチ監視用半導体集積回路から送信される監視結果を受け取るマイクロコンピュータと、を備える構成(第10の構成)である。 The electronic control unit disclosed in this specification includes a switch monitoring semiconductor integrated circuit having any one of the first to ninth configurations, and a microcomputer receiving monitoring results transmitted from the switch monitoring semiconductor integrated circuit. and a configuration (tenth configuration).

本明細書中に開示されている車両は、上記第10の構成の電子制御ユニットと、前記監視対象スイッチと、を備える構成(第11の構成)である。 The vehicle disclosed in this specification has a configuration (eleventh configuration) including the electronic control unit of the tenth configuration and the monitoring target switch.

本明細書中に開示されているスイッチ監視用半導体集積回路並びにこれを備える電子制御ユニット及び車両によれば、スイッチ監視用半導体集積回路に内蔵されている電流源の故障を検出できる。 According to the switch monitoring semiconductor integrated circuit and the electronic control unit and vehicle provided with the switch monitoring semiconductor integrated circuit disclosed in this specification, it is possible to detect a failure of the current source incorporated in the switch monitoring semiconductor integrated circuit.

電子制御ユニットの一構成例を示す図A diagram showing a configuration example of an electronic control unit スイッチ監視用半導体集積回路の第1構成例を示す図FIG. 4 is a diagram showing a first configuration example of a switch monitoring semiconductor integrated circuit; スイッチ監視用半導体集積回路の第2構成例を示す図A diagram showing a second configuration example of the semiconductor integrated circuit for switch monitoring. スイッチ監視用半導体集積回路の第3構成例を示す図A diagram showing a third configuration example of the semiconductor integrated circuit for switch monitoring スイッチ監視用半導体集積回路の第4構成例を示す図A diagram showing a fourth configuration example of the semiconductor integrated circuit for switch monitoring スイッチ監視用半導体集積回路の第5構成例を示す図A diagram showing a fifth configuration example of the semiconductor integrated circuit for switch monitoring. 電子制御ユニットが搭載される車両の外観図External view of a vehicle equipped with an electronic control unit

<電子制御ユニット>
図1は、電子制御ユニットU1の一構成例を示す図である。電子制御ユニットU1は、スイッチ監視用半導体集積回路101と、電源回路201と、マイクロコンピュータ301と、バスインターフェース401と、を備える。
<Electronic control unit>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the electronic control unit U1. The electronic control unit U<b>1 includes a switch monitoring semiconductor integrated circuit 101 , a power supply circuit 201 , a microcomputer 301 and a bus interface 401 .

スイッチ監視用半導体集積回路101は、監視対象であるスイッチの状態を監視する。 The switch monitoring semiconductor integrated circuit 101 monitors the state of the switch to be monitored.

電源回路201は、メイン電圧VPUBをサブ電圧VPUA及び出力電圧VOUTに変換し、サブ電圧VPUA及び出力電圧VOUTを出力する。サブ電圧VPUAはスイッチ監視用半導体集積回路101で利用される。出力電圧VOUTは、スイッチ監視用半導体集積回路101において入出力用電源電圧VDDIとして利用され、マイクロコンピュータ301においてマイクロコンピュータ用電源電圧MVDDとして利用され、バスインターフェース401においてバスインターフェース用電源電圧BVDDとして利用される。 The power supply circuit 201 converts the main voltage VPUB into a sub-voltage VPUA and an output voltage VOUT, and outputs the sub-voltage VPUA and the output voltage VOUT. The sub-voltage VPUA is used in the semiconductor integrated circuit 101 for switch monitoring. The output voltage VOUT is used as the input/output power supply voltage VDDI in the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101, used as the microcomputer power supply voltage MVDD in the microcomputer 301, and used as the bus interface power supply voltage BVDD in the bus interface 401. be.

バスインターフェース401は、例えばCAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)バス等の通信バス501を介して外部と通信する。 A bus interface 401 communicates with the outside via a communication bus 501 such as a CAN (Controller Area Network) or LIN (Local Interconnect Network) bus.

<スイッチ監視用半導体集積回路の第1構成例>
図2は、スイッチ監視用半導体集積回路101の第1構成例を示す図である。第1構成例に係るスイッチ監視用半導体集積回路101A(以下、「スイッチ監視用半導体集積回路101A」と略す)は、サブ電圧系スイッチ入力端子T1~T8と、サブ電圧系スイッチ入力端子T1~T8に1対1対応する8個のサブ電圧系検出部D1Aと、サブ電圧系スイッチ入力端子T9~T16と、サブ電圧系スイッチ入力端子T9~T16に1対1対応する8個のサブ電圧系検出部D2Aと、メイン電圧系スイッチ入力端子T17~T22と、メイン電圧系スイッチ入力端子T17~T22に1対1対応する6個のメイン電圧系検出部D3Aと、を備える。
<First Configuration Example of Switch Monitoring Semiconductor Integrated Circuit>
FIG. 2 is a diagram showing a first configuration example of the semiconductor integrated circuit 101 for switch monitoring. A switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A (hereinafter abbreviated as “switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A”) according to the first configuration example includes sub-voltage system switch input terminals T1 to T8 and sub-voltage system switch input terminals T1 to T8. 8 sub-voltage system detection units D1A in one-to-one correspondence with , sub-voltage system switch input terminals T9-T16, and eight sub-voltage system detection units in one-to-one correspondence with sub-voltage system switch input terminals T9-T16. A section D2A, main voltage system switch input terminals T17 to T22, and six main voltage system detection sections D3A in one-to-one correspondence with the main voltage system switch input terminals T17 to T22.

<サブ電圧系検出部D1A>
サブ電圧系検出部D1Aは、電流源IS1及びIS2と、スイッチSW1~SW5と、抵抗R1及びR2と、コンパレータCOM1と、分圧回路DIV1と、を備える。
<Sub voltage system detection unit D1A>
The sub-voltage system detection unit D1A includes current sources IS1 and IS2, switches SW1 to SW5, resistors R1 and R2, a comparator COM1, and a voltage dividing circuit DIV1.

スイッチSW3は、高いESD(Electro-Static Discharge)耐性が要求されるため、例えばDMOS(Double-Diffused MOSFET)を用いるとよい。 Since the switch SW3 is required to have high ESD (Electro-Static Discharge) resistance, it is preferable to use, for example, a DMOS (Double-Diffused MOSFET).

電流源IS1の一端にサブ電圧VPUAが印加され、電流源IS1の他端がスイッチSW1を介してコンパレータCOM1の非反転入力端に接続される。電流源IS2の一端がスイッチSW2を介してコンパレータCOM1の非反転入力端に接続され、電流源IS2の他端が接地される。分圧回路DIV1の出力端がコンパレータCOM1の反転入力端に接続される。 A sub-voltage VPUA is applied to one end of the current source IS1, and the other end of the current source IS1 is connected to the non-inverting input end of the comparator COM1 via the switch SW1. One end of the current source IS2 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator COM1 via the switch SW2, and the other end of the current source IS2 is grounded. The output terminal of the voltage dividing circuit DIV1 is connected to the inverting input terminal of the comparator COM1.

上述した通り8個のサブ電圧系検出部D1Aはサブ電圧系スイッチ入力端子T1~T8に1対1対応している。そして、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に対応するサブ電圧系検出部D1Aに設けられるコンパレータCOM1の非反転入力端はスイッチSW3を介してサブ電圧系スイッチ入力端子T1に接続される。また、サブ電圧系スイッチ入力端子T2に対応するサブ電圧系検出部D1Aに設けられるコンパレータCOM1の非反転入力端はスイッチSW3を介してサブ電圧系スイッチ入力端子T2に接続される。サブ電圧系スイッチ入力端子T3~T8に1対1対応する6個のサブ電圧系検出部D1Aに設けられる各コンパレータCOM1の各非反転入力端についても同様である。 As described above, the eight sub-voltage system detection units D1A correspond one-to-one to the sub-voltage system switch input terminals T1 to T8. The non-inverting input terminal of the comparator COM1 provided in the sub-voltage system detection section D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 is connected to the sub-voltage system switch input terminal T1 via the switch SW3. Also, the non-inverting input terminal of the comparator COM1 provided in the sub-voltage system detection section D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T2 is connected to the sub-voltage system switch input terminal T2 via the switch SW3. The same applies to the non-inverting input terminals of the comparators COM1 provided in the six sub-voltage system detection units D1A corresponding one-to-one to the sub-voltage system switch input terminals T3 to T8.

抵抗R1の一端がスイッチSW4を介してコンパレータCOM1の非反転入力端に接続され、抵抗R1の他端が接地される。抵抗R2の一端にサブ電圧VPUAが印加され、抵抗R2の他端がスイッチSW5を介してコンパレータCOM1の非反転入力端に接続される。 One end of the resistor R1 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator COM1 through the switch SW4, and the other end of the resistor R1 is grounded. A sub-voltage VPUA is applied to one end of the resistor R2, and the other end of the resistor R2 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator COM1 via the switch SW5.

コンパレータCOM1はアナログ用電源電圧AVDDによって駆動する。分圧回路DIV1は基準電圧VREFを分圧して分圧Vaを生成する。分圧Vaはサブ電圧VPUAよりも小さい。なお、アナログ用電源電圧AVDD及び基準電圧VREFの詳細については後述する。 The comparator COM1 is driven by the analog power supply voltage AVDD. The voltage dividing circuit DIV1 divides the reference voltage VREF to generate a divided voltage Va. The divided voltage Va is smaller than the sub-voltage VPUA. Details of the analog power supply voltage AVDD and the reference voltage VREF will be described later.

ここでは、図2に図示されている通りメカニカルスイッチM1の極pがハーネスH1を介してサブ電圧系スイッチ入力端子T1に外付けされている場合を例に挙げて説明する。なお、メカニカルスイッチM1は、OPENであるか極pを第1接点fに接続するかを択一的に切り替える第1モードと、OPENであるか極pを第2接点sに接続するかを択一的に切り替える第2モードと、を有しており、第1モードと第2モードのいずれかを選択することができる3点スイッチである。メカニカルスイッチM1の第1接点fにサブ電圧VPUAが印加されており、メカニカルスイッチM1の第2接点sが接地されている。 Here, as shown in FIG. 2, the case where the pole p of the mechanical switch M1 is externally attached to the sub-voltage system switch input terminal T1 via the harness H1 will be described as an example. The mechanical switch M1 selects a first mode for selectively switching between being OPEN and connecting the pole p to the first contact f, and selecting whether to be OPEN or connecting the pole p to the second contact s. and a second mode that switches temporarily, and is a three-point switch that can select either the first mode or the second mode. A sub-voltage VPUA is applied to the first contact f of the mechanical switch M1, and the second contact s of the mechanical switch M1 is grounded.

始めにサブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1AにおいてスイッチSW1及びSW3がオン状態でスイッチSW2、SW4、及びSW5がオフ状態である場合について説明する。この場合、メカニカルスイッチM1を第2モードにする。メカニカルスイッチM1がOPENであれば、サブ電圧系スイッチ入力端子T1からメカニカルスイッチM1に向かって電流が流れずサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位がサブ電圧VPUAとほぼ一致するため、コンパレータCOM1の出力がハイレベルになる。一方、メカニカルスイッチM1が極pを第2接点sに接続している状態であれば、サブ電圧系スイッチ入力端子T1からメカニカルスイッチM1に向かって電流が流れサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM1の出力がローレベルになる。 First, the case where the switches SW1 and SW3 are on and the switches SW2, SW4, and SW5 are off in the sub-voltage system detection unit D1A corresponding one-to-one to the sub-voltage system switch input terminal T1 will be described. In this case, the mechanical switch M1 is set to the second mode. If the mechanical switch M1 is OPEN, no current flows from the sub-voltage system switch input terminal T1 to the mechanical switch M1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 substantially matches the sub-voltage VPUA. becomes high level. On the other hand, if the mechanical switch M1 is in a state where the pole p is connected to the second contact s, a current flows from the sub-voltage system switch input terminal T1 to the mechanical switch M1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 increases. Since it is almost the same as the ground potential, the output of the comparator COM1 becomes low level.

次にサブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1AにおいてスイッチSW2及びSW3がオン状態でスイッチSW1、SW4、及びSW5がオフ状態である場合について説明する。この場合、メカニカルスイッチM1を第1モードにする。メカニカルスイッチM1が極pを第1接点fに接続している状態であれば、メカニカルスイッチM1からサブ電圧系スイッチ入力端子T1に向かって電流が流れサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位がサブ電圧VPUAとほぼ一致するため、コンパレータCOM1の出力がハイレベルになる。一方、メカニカルスイッチM1がOPENであれば、メカニカルスイッチM1からサブ電圧系スイッチ入力端子T1に向かって電流が流れずサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM1の出力がローレベルになる。 Next, a case where the switches SW2 and SW3 are on and the switches SW1, SW4, and SW5 are off in the sub-voltage system detection section D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one will be described. In this case, the mechanical switch M1 is set to the first mode. When the mechanical switch M1 connects the pole p to the first contact f, current flows from the mechanical switch M1 to the sub-voltage system switch input terminal T1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 changes to the sub-voltage. Since it substantially matches VPUA, the output of comparator COM1 becomes high level. On the other hand, if the mechanical switch M1 is open, no current flows from the mechanical switch M1 to the sub-voltage system switch input terminal T1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 substantially matches the ground potential. Output goes low.

次にサブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1AにおいてスイッチSW1及びSW4がオン状態でスイッチSW2、SW3、及びSW5がオフ状態である場合について説明する。この場合、スイッチ監視用半導体集積回路101Aは、メカニカルスイッチM1の状態にかかわらず、電流源IS1の故障有無を判定することができる。 Next, the case where the switches SW1 and SW4 are on and the switches SW2, SW3, and SW5 are off in the sub-voltage system detection section D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one will be described. In this case, the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A can determine whether the current source IS1 is faulty regardless of the state of the mechanical switch M1.

電流源IS1が故障していなければ、電流源IS1から抵抗R1に向かって電流が流れサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位が分圧Vaより高くなるため、コンパレータCOM1の出力がハイレベルになる。例えば、電流源IS1の出力電流を15mA、抵抗R1の抵抗値を220Ω、分圧Vaを3Vにすればよい。一方、電流源IS1が故障していれば、電流源IS1から抵抗R1に向かって電流が流れずサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM1の出力がローレベルになる。つまり、メカニカルスイッチM1の状態を判定するコンパレータCOM1を用いて、電流源IS1の故障有無を判定することができる。ロジック制御部3は、この判定結果をSPI通信部4を用いて外部に送信することができる。 If the current source IS1 does not fail, a current flows from the current source IS1 to the resistor R1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 becomes higher than the divided voltage Va, so the output of the comparator COM1 becomes high level. For example, the output current of the current source IS1 should be 15 mA, the resistance value of the resistor R1 should be 220Ω, and the divided voltage Va should be 3V. On the other hand, if the current source IS1 fails, no current flows from the current source IS1 to the resistor R1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 substantially matches the ground potential, so the output of the comparator COM1 is low level. become. That is, it is possible to determine whether or not the current source IS1 is faulty using the comparator COM1 that determines the state of the mechanical switch M1. The logic control unit 3 can transmit this determination result to the outside using the SPI communication unit 4 .

次にサブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1AにおいてスイッチSW2及びSW5がオン状態でスイッチSW1、SW3、及びSW4がオフ状態である場合について説明する。この場合、スイッチ監視用半導体集積回路101Aは、メカニカルスイッチM1の状態にかかわらず、電流源IS2の故障有無を判定することができる。 Next, a case where the switches SW2 and SW5 are on and the switches SW1, SW3, and SW4 are off in the sub-voltage system detection section D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one will be described. In this case, the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A can determine whether the current source IS2 is faulty regardless of the state of the mechanical switch M1.

電流源IS2が故障していなければ、抵抗R2からサブ電圧系スイッチ入力端子T1に向かって電流が流れサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM1の出力がローレベルになる。一方、電流減IS2が故障していれば、抵抗R2からサブ電圧系スイッチ入力端子T1に向かって電流が流れずサブ電圧系スイッチ入力端子T1の電位がサブ電圧VPUAとほぼ一致するため、コンパレータCOM1の出力がハイレベルになる。つまり、メカニカルスイッチM1の状態を判定するコンパレータCOM1を用いて、電流源IS2の故障有無を判定することができる。ロジック制御部3は、この判定結果をSPI通信部4を用いて外部に送信することができる。 If the current source IS2 does not fail, current flows from the resistor R2 to the sub-voltage system switch input terminal T1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 substantially matches the ground potential, so the output of the comparator COM1 goes low. become a level. On the other hand, if the current reducer IS2 fails, no current flows from the resistor R2 to the sub-voltage system switch input terminal T1, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T1 substantially matches the sub-voltage VPUA. output goes high. That is, it is possible to determine whether or not the current source IS2 is faulty using the comparator COM1 that determines the state of the mechanical switch M1. The logic control unit 3 can transmit this determination result to the outside using the SPI communication unit 4 .

なお、メカニカルスイッチM1の第1接点fに印加する電圧はサブ電圧VPUAではなくメイン電圧VPUBであってもよい。 The voltage applied to the first contact f of the mechanical switch M1 may be the main voltage VPUB instead of the sub-voltage VPUA.

<サブ電圧系検出部D2A>
サブ電圧系検出部D2Aは、電流源IS3と、スイッチSW6~SW8と、抵抗R3と、コンパレータCOM2と、分圧回路DIV2と、を備える。
<Sub voltage system detection unit D2A>
The sub-voltage system detection unit D2A includes a current source IS3, switches SW6 to SW8, a resistor R3, a comparator COM2, and a voltage dividing circuit DIV2.

スイッチSW7は、高いESD耐性が要求されるため、例えばDMOSを用いるとよい。 Since the switch SW7 is required to have high ESD resistance, it is preferable to use DMOS, for example.

電流源IS3の一端にサブ電圧VPUAが印加され、電流源IS3の他端がスイッチSW6を介してコンパレータCOM2の非反転入力端に接続される。分圧回路DIV2の出力端がコンパレータCOM2の反転入力端に接続される。 A sub-voltage VPUA is applied to one end of the current source IS3, and the other end of the current source IS3 is connected to the non-inverting input end of the comparator COM2 via the switch SW6. The output terminal of the voltage dividing circuit DIV2 is connected to the inverting input terminal of the comparator COM2.

上述した通り8個のサブ電圧系検出部D2Aはサブ電圧系スイッチ入力端子T9~T16に1対1対応している。そして、サブ電圧系スイッチ入力端子T9に対応するサブ電圧系検出部D2Aに設けられるコンパレータCOM2の非反転入力端はスイッチSW7を介してサブ電圧系スイッチ入力端子T9に接続される。また、サブ電圧系スイッチ入力端子T10に対応するサブ電圧系検出部D2Aに設けられるコンパレータCOM2の非反転入力端はスイッチSW7を介してサブ電圧系スイッチ入力端子T10に接続される。サブ電圧系スイッチ入力端子T11~T16に1対1対応する6個のサブ電圧系検出部D2Aに設けられる各コンパレータCOM2の各非反転入力端についても同様である。 As described above, the eight sub-voltage system detection units D2A correspond one-to-one to the sub-voltage system switch input terminals T9 to T16. The non-inverting input terminal of the comparator COM2 provided in the sub-voltage system detection section D2A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 is connected to the sub-voltage system switch input terminal T9 via the switch SW7. Also, the non-inverting input terminal of the comparator COM2 provided in the sub-voltage system detection section D2A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T10 is connected to the sub-voltage system switch input terminal T10 via the switch SW7. The same applies to the non-inverting input terminals of the comparators COM2 provided in the six sub-voltage system detection units D2A corresponding one-to-one to the sub-voltage system switch input terminals T11 to T16.

抵抗R3の一端がスイッチSW8を介してコンパレータCOM2の非反転入力端に接続され、抵抗R3の他端が接地される。 One end of the resistor R3 is connected to the non-inverting input end of the comparator COM2 via the switch SW8, and the other end of the resistor R3 is grounded.

コンパレータCOM2はアナログ用電源電圧AVDDによって駆動する。分圧回路DIV2は基準電圧VREFを分圧して分圧Vaを生成する。分圧Vaはサブ電圧VPUAよりも小さい。なお、アナログ用電源電圧AVDD及び基準電圧VREFの詳細については後述する。 The comparator COM2 is driven by the analog power supply voltage AVDD. The voltage dividing circuit DIV2 divides the reference voltage VREF to generate a divided voltage Va. The divided voltage Va is smaller than the sub-voltage VPUA. Details of the analog power supply voltage AVDD and the reference voltage VREF will be described later.

ここでは、図2に図示されている通りメカニカルスイッチM2の一端がハーネスH2を介してサブ電圧系スイッチ入力端子T9に外付けされている場合を例に挙げて説明する。なお、メカニカルスイッチM2の他端が接地されている。 Here, as shown in FIG. 2, the case where one end of the mechanical switch M2 is externally attached to the sub voltage system switch input terminal T9 via the harness H2 will be described as an example. The other end of the mechanical switch M2 is grounded.

サブ電圧系スイッチ入力端子T9に1対1対応するサブ電圧系検出部D2AにおいてスイッチSW6及びSW7がオン状態でスイッチSW8がオフ状態である場合について説明する。この場合、メカニカルスイッチM2がオフ状態(OPEN)であれば、サブ電圧系スイッチ入力端子T9からメカニカルスイッチM2に向かって電流が流れずサブ電圧系スイッチ入力端子T9の電位がサブ電圧VPUAとほぼ一致するため、コンパレータCOM2の出力がハイレベルになる。一方、メカニカルスイッチM2がオン状態(CLOSE)であれば、サブ電圧系スイッチ入力端子T9からメカニカルスイッチM2に向かって電流が流れサブ電圧系スイッチ入力端子T9の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM2の出力がローレベルになる。 A case will be described where the switches SW6 and SW7 are on and the switch SW8 is off in the sub-voltage system detection unit D2A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 on a one-to-one basis. In this case, if the mechanical switch M2 is in the OFF state (OPEN), no current flows from the sub-voltage system switch input terminal T9 to the mechanical switch M2, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T9 substantially matches the sub-voltage VPUA. Therefore, the output of the comparator COM2 becomes high level. On the other hand, if the mechanical switch M2 is in the ON state (CLOSE), a current flows from the sub-voltage system switch input terminal T9 to the mechanical switch M2, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T9 substantially matches the ground potential. The output of comparator COM2 becomes low level.

次にサブ電圧系スイッチ入力端子T9に1対1対応するサブ電圧系検出部D2AにおいてスイッチSW6及びSW8がオン状態でスイッチSW7がオフ状態である場合について説明する。この場合、スイッチ監視用半導体集積回路101Aは、メカニカルスイッチM2の状態にかかわらず、電流源IS3の故障有無を判定することができる。 Next, the case where the switches SW6 and SW8 are in the ON state and the switch SW7 is in the OFF state in the sub-voltage system detection section D2A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 on a one-to-one basis will be described. In this case, the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A can determine whether the current source IS3 is faulty regardless of the state of the mechanical switch M2.

電流源IS3が故障していなければ、電流源IS3から抵抗R3に向かって電流が流れサブ電圧系スイッチ入力端子T9の電位が分圧Vaより高くなるため、コンパレータCOM2の出力がハイレベルになる。例えば、電流源IS3の出力電流を15mA、抵抗R3の抵抗値を220Ω、分圧Vaを3Vにすればよい。一方、電流源IS3が故障していれば、電流源IS3から抵抗R3に向かって電流が流れずサブ電圧系スイッチ入力端子T9の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM2の出力がローレベルになる。つまり、メカニカルスイッチM2の状態を判定するコンパレータCOM2を用いて、電流源IS3の故障有無を判定することができる。ロジック制御部3は、この判定結果をSPI通信部4を用いて外部に送信することができる。 If the current source IS3 does not fail, a current flows from the current source IS3 to the resistor R3 and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T9 becomes higher than the divided voltage Va, so that the output of the comparator COM2 becomes high level. For example, the output current of the current source IS3 should be 15 mA, the resistance value of the resistor R3 should be 220Ω, and the divided voltage Va should be 3V. On the other hand, if the current source IS3 fails, no current flows from the current source IS3 to the resistor R3, and the potential of the sub-voltage system switch input terminal T9 substantially matches the ground potential, so the output of the comparator COM2 is low level. become. That is, it is possible to determine whether or not the current source IS3 is faulty using the comparator COM2 that determines the state of the mechanical switch M2. The logic control unit 3 can transmit this determination result to the outside using the SPI communication unit 4 .

<メイン電圧系検出部D3A>
メイン電圧系検出部D3Aは、電流源IS4と、スイッチSW9~SW11と、抵抗R4と、コンパレータCOM3と、分圧回路DIV3と、を備える。
<Main voltage system detector D3A>
The main voltage system detection unit D3A includes a current source IS4, switches SW9 to SW11, a resistor R4, a comparator COM3, and a voltage dividing circuit DIV3.

スイッチSW01は、高いESD耐性が要求されるため、例えばDMOSを用いるとよい。 Since the switch SW01 is required to have high ESD resistance, it is preferable to use DMOS, for example.

電流源IS4の一端にメイン電圧VPUBが印加され、電流源IS4の他端がスイッチSW9を介してコンパレータCOM3の非反転入力端に接続される。分圧回路DIV3の出力端がコンパレータCOM3の反転入力端に接続される。 A main voltage VPUB is applied to one end of the current source IS4, and the other end of the current source IS4 is connected to the non-inverting input end of the comparator COM3 via the switch SW9. The output terminal of the voltage dividing circuit DIV3 is connected to the inverting input terminal of the comparator COM3.

上述した通り6個のメイン電圧系検出部D3Aはメイン電圧系スイッチ入力端子T17~T22に1対1対応している。そして、メイン電圧系スイッチ入力端子T17に対応するメイン電圧系検出部D3Aに設けられるコンパレータCOM3の非反転入力端はスイッチSW10を介してメイン電圧系スイッチ入力端子T17に接続される。また、メイン電圧系スイッチ入力端子T18に対応するメイン電圧系検出部D3Aに設けられるコンパレータCOM3の非反転入力端はスイッチSW10を介してメイン電圧系スイッチ入力端子T18に接続される。メイン電圧系スイッチ入力端子T19~T22に1対1対応する4個のメイン電圧系検出部D3Aに設けられる各コンパレータCOM3の各非反転入力端についても同様である。 As described above, the six main voltage system detection units D3A are in one-to-one correspondence with the main voltage system switch input terminals T17 to T22. The non-inverting input terminal of the comparator COM3 provided in the main voltage system detection section D3A corresponding to the main voltage system switch input terminal T17 is connected to the main voltage system switch input terminal T17 via the switch SW10. Also, the non-inverting input terminal of the comparator COM3 provided in the main voltage system detection section D3A corresponding to the main voltage system switch input terminal T18 is connected to the main voltage system switch input terminal T18 via the switch SW10. The same applies to the non-inverting input terminals of the comparators COM3 provided in the four main voltage system detection units D3A corresponding one-to-one to the main voltage system switch input terminals T19 to T22.

抵抗R4の一端がスイッチSW11を介してコンパレータCOM3の非反転入力端に接続され、抵抗R4の他端が接地される。 One end of the resistor R4 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator COM3 via the switch SW11, and the other end of the resistor R4 is grounded.

コンパレータCOM3はアナログ用電源電圧AVDDによって駆動する。分圧回路DIV3は基準電圧VREFを分圧して分圧Vaを生成する。分圧Vaはメイン電圧VPUBよりも小さい。なお、アナログ用電源電圧AVDD及び基準電圧VREFの詳細については後述する。 The comparator COM3 is driven by the analog power supply voltage AVDD. A voltage dividing circuit DIV3 divides the reference voltage VREF to generate a divided voltage Va. The divided voltage Va is smaller than the main voltage VPUB. Details of the analog power supply voltage AVDD and the reference voltage VREF will be described later.

ここでは、図2に図示されている通りメカニカルスイッチM3の一端がハーネスH3を介してメイン電圧系スイッチ入力端子T17に外付けされている場合を例に挙げて説明する。なお、メカニカルスイッチM3の他端が接地されている。 Here, as shown in FIG. 2, the case where one end of the mechanical switch M3 is externally attached to the main voltage system switch input terminal T17 via the harness H3 will be described as an example. The other end of the mechanical switch M3 is grounded.

メイン電圧系スイッチ入力端子T17に1対1対応するメイン電圧系検出部D3AにおいてスイッチSW9及びスイッチSW10がオン状態でスイッチSW11がオフ状態である場合について説明する。この場合、メカニカルスイッチM3がオフ状態(OPEN)であれば、メイン電圧系スイッチ入力端子T17からメカニカルスイッチM3に向かって電流が流れずメイン電圧系スイッチ入力端子T17の電位がメイン電圧VPUBとほぼ一致するため、コンパレータCOM3の出力がハイレベルになる。一方、メカニカルスイッチM3がオン状態(CLOSE)であれば、メイン電圧系スイッチ入力端子T17からメカニカルスイッチM3に向かって電流が流れメイン電圧系スイッチ入力端子T17の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM3の出力がローレベルになる。 A case will be described where the switches SW9 and SW10 are on and the switch SW11 is off in the main voltage system detection section D3A corresponding one-to-one to the main voltage system switch input terminal T17. In this case, if the mechanical switch M3 is in the OFF state (OPEN), no current flows from the main voltage system switch input terminal T17 to the mechanical switch M3, and the potential of the main voltage system switch input terminal T17 substantially matches the main voltage VPUB. Therefore, the output of the comparator COM3 becomes high level. On the other hand, if the mechanical switch M3 is in the ON state (CLOSE), a current flows from the main voltage system switch input terminal T17 to the mechanical switch M3. The output of comparator COM3 becomes low level.

次にメイン電圧系スイッチ入力端子T17に1対1対応するメイン電圧系検出部D3AにおいてスイッチSW9及びSW11がオン状態でスイッチSW10がオフ状態である場合について説明する。この場合、スイッチ監視用半導体集積回路101Aは、メカニカルスイッチM3の状態にかかわらず、電流源IS4の故障有無を判定することができる。 Next, a case will be described where the switches SW9 and SW11 are on and the switch SW10 is off in the main voltage system detection section D3A corresponding one-to-one to the main voltage system switch input terminal T17. In this case, the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A can determine whether the current source IS4 is faulty regardless of the state of the mechanical switch M3.

電流源IS4が故障していなければ、電流源IS4から抵抗R4に向かって電流が流れメイン電圧系スイッチ入力端子T17の電位が分圧Vaより高くなるため、コンパレータCOM3の出力がハイレベルになる。例えば、電流源IS4の出力電流を15mA、抵抗R4の抵抗値を220Ω、分圧Vaを3Vにすればよい。一方、電流源IS4が故障していれば、電流源IS4から抵抗R4に向かって電流が流れずメイン電圧系スイッチ入力端子T17の電位がグランド電位とほぼ一致するため、コンパレータCOM3の出力がローレベルになる。つまり、メカニカルスイッチM3の状態を判定するコンパレータCOM3を用いて、電流源IS4の故障有無を判定することができる。ロジック制御部3は、この判定結果をSPI通信部4を用いて外部に送信することができる。 If the current source IS4 does not fail, a current flows from the current source IS4 to the resistor R4 and the potential of the main voltage system switch input terminal T17 becomes higher than the divided voltage Va, so that the output of the comparator COM3 becomes high level. For example, the output current of the current source IS4 should be 15 mA, the resistance value of the resistor R4 should be 220Ω, and the divided voltage Va should be 3V. On the other hand, if the current source IS4 fails, no current flows from the current source IS4 to the resistor R4, and the potential of the main voltage system switch input terminal T17 substantially matches the ground potential, so the output of the comparator COM3 is low level. become. That is, it is possible to determine whether or not the current source IS4 is faulty using the comparator COM3 which determines the state of the mechanical switch M3. The logic control unit 3 can transmit this determination result to the outside using the SPI communication unit 4 .

<電源部1等>
スイッチ監視用半導体集積回路101Aは、電源部1と、発振器2と、ロジック制御部3と、SPI(Serial Peripheral Interface)通信部4と、端子T23~T33と、をさらに備える。
<Power supply unit 1, etc.>
The switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A further includes a power supply unit 1, an oscillator 2, a logic control unit 3, an SPI (Serial Peripheral Interface) communication unit 4, and terminals T23 to T33.

端子T33はグランド電位に接続される。入出力用電源電圧VDDIが端子T28に印加される。SPI通信部4は、入出力用電源電圧VDDIによって駆動する。 Terminal T33 is connected to the ground potential. Input/output power supply voltage VDDI is applied to terminal T28. The SPI communication unit 4 is driven by the input/output power supply voltage VDDI.

サブ電圧VPUAが端子T23に印加される。サブ電圧VPUAは、サブ電圧VPUAを用いる各部に供給される。メイン電圧VPUBが端子T24に印加される。メイン電圧VPUBは、メイン電圧VPUBを用いる各部に供給される。電源部1はメイン電圧VPUBを降圧して基準電圧VREF(例えば5Vの直流電圧)を生成する。基準電圧VREFは、基準電圧VREFを用いる各部と端子T25とに供給される。 A sub-voltage VPUA is applied to the terminal T23. The sub-voltage VPUA is supplied to each part using the sub-voltage VPUA. A main voltage VPUB is applied to terminal T24. The main voltage VPUB is supplied to each part using the main voltage VPUB. The power supply unit 1 steps down the main voltage VPUB to generate a reference voltage VREF (for example, a DC voltage of 5V). The reference voltage VREF is supplied to each section using the reference voltage VREF and to the terminal T25.

また、端子T26に印加されるアナログ用電源電圧AVDDがアナログ用電源電圧AVDDを用いる各部に供給され、端子T27に印加されるロジック用電源電圧LVDDがロジック制御部4に供給される。端子T25と端子T26と端子T27とはスイッチ監視用半導体集積回路101Aの外部で短絡されるので、アナログ用電源電圧AVDD及びロジック用電源電圧LVDDは基準電圧VREFと同値の電圧になる。なお、端子T25~T27を共通のコンデンサを介して接地してもよい。端子T25~T27を設けている理由は、スイッチ監視用半導体集積回路101Aの外部で短絡しなければ、基準電圧VREFが印加されるラインと、アナログ用電源電圧AVDDが印加されるラインと、ロジック用電源電圧LVDDが印加されるラインとを電気的に分離でき、スイッチ監視用半導体集積回路101Aの評価テストを行う際に便利だからである。 Further, the analog power supply voltage AVDD applied to the terminal T26 is supplied to each section using the analog power supply voltage AVDD, and the logic power supply voltage LVDD applied to the terminal T27 is supplied to the logic control section 4. Since the terminals T25, T26, and T27 are short-circuited outside the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A, the analog power supply voltage AVDD and the logic power supply voltage LVDD become the same voltage as the reference voltage VREF. The terminals T25 to T27 may be grounded via a common capacitor. The reason why the terminals T25 to T27 are provided is that a line to which the reference voltage VREF is applied, a line to which the analog power supply voltage AVDD is applied, and a line to which the logic power supply voltage AVDD is applied are connected to each other, unless short-circuited outside the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A. This is because the line to which the power supply voltage LVDD is applied can be electrically separated, which is convenient when performing an evaluation test of the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A.

発振器2はクロック信号CKをロジック制御部3に供給する。 The oscillator 2 supplies the clock signal CK to the logic controller 3 .

ロジック制御部3はレジスタに書き込まれている設定に従ってクロック信号CKに基づいて動作する。ロジック制御部3はSPI通信部4及び端子T29~T32を用いて外部とSPI通信を行う。チップセレクトバー入力信号CSBは、外部から端子T29を介してSPI通信部4に入力される。シリアルクロック入力信号SCLKは、外部から端子T30を介してSPI通信部4に入力される。シリアルデータ入力信号SIは、外部から端子T31を介してSPI通信部4に入力される。シリアルデータ出力信号SOは、SPI通信部4から端子T32を介して外部に出力される。チップセレクトバー入力信号CSBがローレベルのときにシリアルクロック入力信号SCLK、シリアルデータ入力信号SI、及びシリアルデータ出力信号SOが有効になる。シリアルデータ入力信号SIは、レジスタのアドレス、レジスタに書き込まれる設定情報、及びCRC演算値を含む。シリアルデータ出力信号SOは、フラグ、各メカニカルスイッチの状態情報、各電流源の故障情報、及びCRC演算値を含む。 The logic control unit 3 operates based on the clock signal CK according to the setting written in the register. The logic control unit 3 performs SPI communication with the outside using the SPI communication unit 4 and terminals T29 to T32. A chip select bar input signal CSB is input from the outside to the SPI communication section 4 via a terminal T29. A serial clock input signal SCLK is input from the outside to the SPI communication section 4 via a terminal T30. A serial data input signal SI is input from the outside to the SPI communication section 4 via a terminal T31. The serial data output signal SO is output from the SPI communication section 4 to the outside through the terminal T32. When the chip select bar input signal CSB is at low level, the serial clock input signal SCLK, serial data input signal SI and serial data output signal SO are enabled. The serial data input signal SI includes register addresses, setting information to be written to the registers, and CRC calculation values. The serial data output signal SO includes flags, state information of each mechanical switch, failure information of each current source, and CRC calculation value.

ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Aの電流源IS1に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、電流源IS1の出力経路をメカニカルスイッチM1を含む経路から抵抗R1を含む経路に切り替えるための制御信号を生成する。すなわち、ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Aの電流源IS1に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、スイッチSW3をオフ状態(開状態)にしスイッチSW4をオン状態(閉状態)にするための制御信号を生成し、当該制御信号を用いてスイッチSW3及びSW4を制御する。 When the logic control unit 3 is instructed from the outside via SPI communication to perform self-diagnosis on the current source IS1 of the sub-voltage system detection unit D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one, the logic control unit 3 outputs the current source IS1. A control signal is generated for switching the path from the path including the mechanical switch M1 to the path including the resistor R1. That is, when the logic control unit 3 is instructed from the outside via SPI communication to execute self-diagnosis regarding the current source IS1 of the sub-voltage system detection unit D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one, the logic control unit 3 turns on the switch SW3. A control signal is generated to turn off (open) the switch SW4 and turn on (close) the switch SW4, and the switches SW3 and SW4 are controlled using the control signal.

ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Aの電流源IS2に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、電流源IS2の出力経路をメカニカルスイッチM1を含む経路から抵抗R2を含む経路に切り替えるための制御信号を生成する。すなわち、ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Aの電流源IS2に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、スイッチSW3をオフ状態(開状態)にしスイッチSW5をオン状態(閉状態)にするための制御信号を生成し、当該制御信号を用いてスイッチSW3及びSW5を制御する。 When the logic control unit 3 is instructed from the outside via SPI communication to perform self-diagnosis on the current source IS2 of the sub-voltage system detection unit D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one, the logic control unit 3 outputs the current source IS2. A control signal is generated for switching the path from the path including the mechanical switch M1 to the path including the resistor R2. That is, when the logic control unit 3 is instructed from the outside via SPI communication to execute self-diagnosis regarding the current source IS2 of the sub-voltage system detection unit D1A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one, the logic control unit 3 turns on the switch SW3. A control signal is generated to turn off (open) the switch SW5 and turn on (close) the switch SW5, and the switches SW3 and SW5 are controlled using the control signal.

ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T9に1対1対応するサブ電圧系検出部D2Aの電流源IS3に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、電流源IS3の出力経路をメカニカルスイッチM2を含む経路から抵抗R3を含む経路に切り替えるための制御信号を生成する。すなわち、ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T9に1対1対応するサブ電圧系検出部D2Aの電流源IS3に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、スイッチSW7をオフ状態(開状態)にしスイッチSW8をオン状態(閉状態)にするための制御信号を生成し、当該制御信号を用いてスイッチSW7及びSW8を制御する。 When the logic control unit 3 is instructed from the outside via SPI communication to execute self-diagnosis regarding the current source IS3 of the sub-voltage system detection unit D2A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 one-to-one, the logic control unit 3 outputs the current source IS3. A control signal is generated for switching the path from the path including the mechanical switch M2 to the path including the resistor R3. That is, when the logic control unit 3 is instructed from the outside via SPI communication to perform self-diagnosis on the current source IS3 of the sub-voltage system detection unit D2A corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 on a one-to-one basis, the switch SW7 is turned on. A control signal is generated to turn off (open) the switch SW8 and turn on (close) the switch SW8, and the switches SW7 and SW8 are controlled using the control signal.

ロジック制御部3は、メイン電圧系スイッチ入力端子T17に1対1対応するメイン電圧系検出部D3Aの電流源IS4に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、電流源IS4の出力経路をメカニカルスイッチM3を含む経路から抵抗R4を含む経路に切り替えるための制御信号を生成する。すなわち、ロジック制御部3は、メイン電圧系スイッチ入力端子T17に1対1対応するメイン電圧系検出部D3Aの電流源IS4に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、スイッチSW10をオフ状態(開状態)にしスイッチSW11をオン状態(閉状態)にするための制御信号を生成し、当該制御信号を用いてスイッチSW10及びSW11を制御する。 When the logic control unit 3 is instructed from the outside via SPI communication to perform self-diagnosis on the current source IS4 of the main voltage system detection unit D3A corresponding to the main voltage system switch input terminal T17 one-to-one, the logic control unit 3 outputs the current source IS4. A control signal is generated for switching the path from the path including the mechanical switch M3 to the path including the resistor R4. That is, when the logic control unit 3 is instructed from the outside through SPI communication to execute self-diagnosis regarding the current source IS4 of the main voltage system detection unit D3A corresponding to the main voltage system switch input terminal T17 one-to-one, the switch SW10 is turned on. A control signal is generated to turn off (open) the switch SW11 and turn on (close) the switch SW11, and the switches SW10 and SW11 are controlled using the control signal.

<スイッチ監視用半導体集積回路の第2構成例>
図3は、スイッチ監視用半導体集積回路101の第2構成例を示す図である。第2構成例に係るスイッチ監視用半導体集積回路101B(以下、「スイッチ監視用半導体集積回路101B」と略す)は、スイッチ監視用半導体集積回路101Aにおいてサブ電圧系検出部D1Aをサブ電圧系検出部D1Bに置換しサブ電圧系検出部D2Aをサブ電圧系検出部D2Bに置換しメイン電圧系検出部D3Aをメイン電圧系検出部D3Bに置換し、スイッチSW3、SW7、及びSW10を外付けし、端子T34を新たに設けた構成である。
<Second Configuration Example of Switch Monitoring Semiconductor Integrated Circuit>
FIG. 3 is a diagram showing a second configuration example of the semiconductor integrated circuit 101 for switch monitoring. The switch monitoring semiconductor integrated circuit 101B (hereinafter abbreviated as "switch monitoring semiconductor integrated circuit 101B") according to the second configuration example replaces the sub voltage system detection unit D1A with the sub voltage system detection unit in the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A. D1B, sub-voltage system detection unit D2A is replaced with sub-voltage system detection unit D2B, main voltage system detection unit D3A is replaced with main voltage system detection unit D3B, switches SW3, SW7, and SW10 are externally attached, and terminals This is a configuration in which T34 is newly provided.

サブ電圧系検出部D1Bはサブ電圧系検出部D1AからスイッチSW3を取り除いた構成である。端子T1~T8のうちメカニカルスイッチが外付け接続される端子に、スイッチSW3が外付け接続される。 The sub-voltage system detection unit D1B has a configuration in which the switch SW3 is removed from the sub-voltage system detection unit D1A. A switch SW3 is externally connected to one of the terminals T1 to T8 to which a mechanical switch is externally connected.

サブ電圧系検出部D2Bはサブ電圧系検出部D2AからスイッチSW7を取り除いた構成である。端子T9~T16のうちメカニカルスイッチが外付け接続される端子に、スイッチSW7が外付け接続される。 The sub-voltage system detection unit D2B has a configuration obtained by removing the switch SW7 from the sub-voltage system detection unit D2A. A switch SW7 is externally connected to one of the terminals T9 to T16 to which a mechanical switch is externally connected.

メイン電圧系検出部D3Bはメイン電圧系検出部D3AからスイッチSW10を取り除いた構成である。端子T17~T22のうちメカニカルスイッチが外付け接続される端子に、スイッチSW10が外付け接続される。 The main voltage system detection section D3B has a configuration in which the switch SW10 is removed from the main voltage system detection section D3A. A switch SW10 is externally connected to one of the terminals T17 to T22 to which a mechanical switch is externally connected.

ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Bの電流源IS1又はIS2、サブ電圧系スイッチ入力端子T9に1対1対応するサブ電圧系検出部D2Bの電流源IS3、メイン電圧系スイッチ入力端子T17に1対1対応するメイン電圧系検出部D3Bの電流源IS4に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、制御信号を生成する。当該制御信号は、端子T33から出力され、スイッチSW3、SW7、及びSW10の各制御端に供給される。当該制御信号は、電流源IS1又はIS2の出力経路をメカニカルスイッチM1を含む経路から抵抗R1又はR2を含む経路に切り替え、電流源IS3の出力経路をメカニカルスイッチM2を含む経路から抵抗R3を含む経路に切り替え、電流源IS4の出力経路をメカニカルスイッチM3を含む経路から抵抗R4を含む経路に切り替えるための信号である。スイッチSW3、SW7、及びSW10が制御端にハイレベルの信号が供給された場合にオフ状態(開状態)になるスイッチである場合、当該制御信号はハイレベルの信号となる。一方、ロジック制御部3が上述した自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されていない場合、端子T34からローレベルの信号が出力されてスイッチSW3、SW7、及びSW10の各制御端に供給される。 The logic control unit 3 includes a current source IS1 or IS2 of the sub-voltage system detection unit D1B corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one, and a sub-voltage system detection unit corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 one-to-one. A control signal is generated when an external instruction is issued via SPI communication to perform a self-diagnosis regarding the current source IS3 of D2B and the current source IS4 of the main voltage system detection unit D3B corresponding to the main voltage system switch input terminal T17 one-to-one. . The control signal is output from the terminal T33 and supplied to each control end of the switches SW3, SW7, and SW10. The control signal switches the output path of the current source IS1 or IS2 from the path including the mechanical switch M1 to the path including the resistor R1 or R2, and switches the output path of the current source IS3 from the path including the mechanical switch M2 to the path including the resistor R3. , and switches the output path of the current source IS4 from the path including the mechanical switch M3 to the path including the resistor R4. When the switches SW3, SW7, and SW10 are switches that turn off (open) when a high level signal is supplied to the control terminal, the control signal is a high level signal. On the other hand, when the execution of the self-diagnosis described above is not instructed from the outside by the SPI communication to the logic control unit 3, a low level signal is output from the terminal T34 and supplied to the respective control terminals of the switches SW3, SW7, and SW10. be.

上記のように、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Bの電流源IS1又はIS2、サブ電圧系スイッチ入力端子T9に1対1対応するサブ電圧系検出部D2Bの電流源IS3、メイン電圧系スイッチ入力端子T17に1対1対応するメイン電圧系検出部D3Bの電流源IS4に関する自己診断を一斉に実行する仕様にすることで、スイッチ監視用半導体集積回路101Bは、スイッチ監視用半導体集積回路101Aからの端子数の増加を最低限に抑えることができる。 As described above, the current source IS1 or IS2 of the sub-voltage system detection section D1B corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 on a one-to-one basis, and the sub-voltage system detection section D2B corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 on a one-to-one basis. and the current source IS4 of the main voltage system detector D3B corresponding to the main voltage system switch input terminal T17 on a one-to-one basis. , an increase in the number of terminals from the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A can be minimized.

<スイッチ監視用半導体集積回路の第3構成例>
図4は、スイッチ監視用半導体集積回路101の第3構成例を示す図である。第3構成例に係るスイッチ監視用半導体集積回路101C(以下、「スイッチ監視用半導体集積回路101C」と略す)は、スイッチ監視用半導体集積回路101Bにおいてサブ電圧系検出部D1Bをサブ電圧系検出部D1Cに置換しサブ電圧系検出部D2Bをサブ電圧系検出部D2Cに置換しメイン電圧系検出部D3Bをメイン電圧系検出部D3Cに置換し、スイッチSW4、SW5、SW8、及びSW11並びに抵抗R1~R4を外付けした構成である。
<Third Configuration Example of Switch Monitoring Semiconductor Integrated Circuit>
FIG. 4 is a diagram showing a third configuration example of the semiconductor integrated circuit 101 for switch monitoring. A switch monitoring semiconductor integrated circuit 101C (hereinafter abbreviated as “switch monitoring semiconductor integrated circuit 101C”) according to the third configuration example replaces the sub voltage system detection unit D1B with the sub voltage system detection unit in the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101B. D1C, the sub voltage system detection unit D2B is replaced with the sub voltage system detection unit D2C, the main voltage system detection unit D3B is replaced with the main voltage system detection unit D3C, switches SW4, SW5, SW8, and SW11 and resistors R1 to This is a configuration in which R4 is attached externally.

サブ電圧系検出部D1Cはサブ電圧系検出部D1BからスイッチSW4及びSW5並びに抵抗R1及びR2を取り除いた構成である。端子T1~T8のうちメカニカルスイッチが外付け接続される端子に、スイッチSW4を介して抵抗R1が外付け接続され、スイッチSW5を介して抵抗R2が外付け接続される。 The sub-voltage system detection section D1C has a configuration obtained by removing the switches SW4 and SW5 and the resistors R1 and R2 from the sub-voltage system detection section D1B. A resistor R1 is externally connected through a switch SW4, and a resistor R2 is externally connected through a switch SW5 to the terminal to which the mechanical switch is externally connected among the terminals T1 to T8.

サブ電圧系検出部D2Cはサブ電圧系検出部D2BからスイッチSW8及び抵抗R3を取り除いた構成である。端子T9~T16のうちメカニカルスイッチが外付け接続される端子に、スイッチSW8を介して抵抗R3が外付け接続される。 The sub-voltage system detection unit D2C has a configuration obtained by removing the switch SW8 and the resistor R3 from the sub-voltage system detection unit D2B. A resistor R3 is externally connected via a switch SW8 to one of the terminals T9 to T16 to which a mechanical switch is externally connected.

メイン電圧系検出部D3Cはメイン電圧系検出部D3BからスイッチSW11及び抵抗R4を取り除いた構成である。端子T17~T22のうちメカニカルスイッチが外付け接続される端子に、スイッチSW11を介して抵抗R4が外付け接続される。 The main voltage system detection section D3C has a configuration obtained by removing the switch SW11 and the resistor R4 from the main voltage system detection section D3B. A resistor R4 is externally connected via a switch SW11 to one of the terminals T17 to T22 to which a mechanical switch is externally connected.

ロジック制御部3は、サブ電圧系スイッチ入力端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Cの電流源IS1又はIS2、サブ電圧系スイッチ入力端子T9に1対1対応するサブ電圧系検出部D2Cの電流源IS3、メイン電圧系スイッチ入力端子T17に1対1対応するメイン電圧系検出部D3Cの電流源IS4に関する自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されると、制御信号を生成する。当該制御信号は、端子T33から出力され、スイッチSW3、SW7、及びSW10の各制御端に供給される。当該制御信号は、電流源IS1又はIS2の出力経路をメカニカルスイッチM1を含む経路から抵抗R1又はR2を含む経路に切り替え、電流源IS3の出力経路をメカニカルスイッチM2を含む経路から抵抗R3を含む経路に切り替え、電流源IS4の出力経路をメカニカルスイッチM3を含む経路から抵抗R4を含む経路に切り替えるための信号である。スイッチSW3、SW4、SW5、SW7、SW8、SW10、及びSW11が制御端にハイレベルの信号が供給された場合にオフ状態(開状態)になるスイッチである場合、当該制御信号はハイレベルの信号となる。そして、当該制御信号の論理レベルを反転させて出力する否定ゲート(不図示)を端子T34に外付け接続し、当該否定ゲートの出力信号をスイッチSW4、SW5、SW8、及びSW11の各制御端に供給する。ただし、当該否定ゲートの出力信号がローレベルの信号である場合には、スイッチSW4及びSW5のいずれか一方に供給する信号のみをハイレベルの信号に変換する変換部を、当該否定ゲートとスイッチSW4及びSW5との間に設けるとよい。一方、ロジック制御部3が上述した自己診断の実行をSPI通信によって外部から指示されていない場合、端子T33からローレベルの信号が出力されてスイッチSW3、SW7、及びSW10の各制御端に供給され、上記否定ゲートからハイレベルの信号がスイッチSW4、SW5、SW8、及びSW11の各制御端に供給される。 The logic control unit 3 includes a current source IS1 or IS2 of the sub-voltage system detection unit D1C corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T1 one-to-one, and a sub-voltage system detection unit corresponding to the sub-voltage system switch input terminal T9 one-to-one. A control signal is generated when an external instruction is given via SPI communication to execute a self-diagnosis regarding the current source IS3 of the D2C and the current source IS4 of the main voltage system detection unit D3C corresponding to the main voltage system switch input terminal T17 on a one-to-one basis. . The control signal is output from the terminal T33 and supplied to each control end of the switches SW3, SW7, and SW10. The control signal switches the output path of the current source IS1 or IS2 from the path including the mechanical switch M1 to the path including the resistor R1 or R2, and switches the output path of the current source IS3 from the path including the mechanical switch M2 to the path including the resistor R3. , and switches the output path of the current source IS4 from the path including the mechanical switch M3 to the path including the resistor R4. When the switches SW3, SW4, SW5, SW7, SW8, SW10, and SW11 are switches that turn off (open) when a high level signal is supplied to the control terminal, the control signal is a high level signal. becomes. Then, a NOT gate (not shown) that inverts the logic level of the control signal and outputs it is externally connected to the terminal T34, and the output signal of the NOT gate is sent to each control end of the switches SW4, SW5, SW8, and SW11. supply. However, when the output signal of the NOT gate is a low level signal, the conversion unit for converting only the signal supplied to either one of the switches SW4 and SW5 to a high level signal is connected to the NOT gate and the switch SW4. and SW5. On the other hand, when the execution of the self-diagnosis described above is not instructed from the outside by the SPI communication to the logic control unit 3, a low-level signal is output from the terminal T33 and supplied to the respective control terminals of the switches SW3, SW7, and SW10. , a high-level signal is supplied to each control end of the switches SW4, SW5, SW8, and SW11 from the NOT gate.

上記の構成により、スイッチ監視用半導体集積回路101Cは、端子数をスイッチ監視用半導体集積回路101Bと同様にすることができる。 With the above configuration, the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101C can have the same number of terminals as the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101B.

<スイッチ監視用半導体集積回路の第4構成例>
図5は、スイッチ監視用半導体集積回路101の第4構成例を示す図である。第4構成例に係るスイッチ監視用半導体集積回路101D(以下、「スイッチ監視用半導体集積回路101D」と略す)は、スイッチ監視用半導体集積回路101Aにおいてサブ電圧系検出部D1Aをサブ電圧系検出部D1Dに置換しサブ電圧系検出部D2Aをサブ電圧系検出部D2Dに置換しメイン電圧系検出部D3Aをメイン電圧系検出部D3Dに置換した構成である。なお、図5において、電源部1等の図示を省略する。
<Fourth Configuration Example of Switch Monitoring Semiconductor Integrated Circuit>
FIG. 5 is a diagram showing a fourth configuration example of the semiconductor integrated circuit 101 for switch monitoring. A switch monitoring semiconductor integrated circuit 101D (hereinafter abbreviated as "switch monitoring semiconductor integrated circuit 101D") according to the fourth configuration example replaces the sub voltage system detection section D1A with the sub voltage system detection section in the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A. D1D, the sub-voltage system detection unit D2A is replaced with the sub-voltage system detection unit D2D, and the main voltage system detection unit D3A is replaced with the main voltage system detection unit D3D. In addition, in FIG. 5, illustration of the power supply unit 1 and the like is omitted.

サブ電圧系検出部D1Dはサブ電圧系検出部D1Aに予備電流源IS5及びIS6並びスイッチSW12及びSW13を追加した構成である。予備電流源IS5及びスイッチSW12の直列回路が、電流源IS1及びスイッチSW1の直列回路に並列接続される。予備電流源IS6及びスイッチSW13の直列回路が、電流源IS2及びスイッチSW2の直列回路に並列接続される。 The sub-voltage system detection unit D1D is configured by adding backup current sources IS5 and IS6 and switches SW12 and SW13 to the sub-voltage system detection unit D1A. A series circuit of standby current source IS5 and switch SW12 is connected in parallel to the series circuit of current source IS1 and switch SW1. A series circuit of standby current source IS6 and switch SW13 is connected in parallel to a series circuit of current source IS2 and switch SW2.

サブ電圧系検出部D2Dはサブ電圧系検出部D2Aに予備電流源IS7及びスイッチSW14を追加した構成である。予備電流源IS7及びスイッチSW14の直列回路が、電流源IS3及びスイッチSW6の直列回路に並列接続される。 The sub-voltage system detection section D2D is configured by adding a standby current source IS7 and a switch SW14 to the sub-voltage system detection section D2A. A series circuit of standby current source IS7 and switch SW14 is connected in parallel to a series circuit of current source IS3 and switch SW6.

メイン電圧系検出部D3Dはメイン電圧系検出部D3Aに予備電流源IS8及びスイッチSW15を追加した構成である。予備電流源IS8及びスイッチSW15の直列回路が、電流源IS4及びスイッチSW9の直列回路に並列接続される。 The main voltage system detection section D3D is configured by adding a standby current source IS8 and a switch SW15 to the main voltage system detection section D3A. A series circuit of standby current source IS8 and switch SW15 is connected in parallel to a series circuit of current source IS4 and switch SW9.

ロジック制御部3がスイッチSW12~SW15のうち故障を検出した電流源に対応するスイッチをオン状態(閉状態)に制御することで、故障を検出した電流源の代わりに予備電流源を用いることができる。なお、複数の検出部において予備電流源を共用する構成にしてもよい。例えば、端子T1に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Dと端子T2に1対1対応するサブ電圧系検出部D1Dとで予備電流源IS5を共用してもよい。 The logic control unit 3 turns on (closes) the switch corresponding to the current source in which the failure has been detected among the switches SW12 to SW15, so that the backup current source can be used instead of the current source in which the failure has been detected. can. It should be noted that a plurality of detection units may share a backup current source. For example, the auxiliary current source IS5 may be shared by the sub-voltage system detection unit D1D corresponding to the terminal T1 one-to-one and the sub-voltage system detection unit D1D corresponding to the terminal T2 one-to-one.

また、予備電流源の電流能力を当該予備電流源に対応する電流源(例えば予備電流源IS5の場合は電流源IS1)の電流能力よりも低くしてもよい。電流能力が低い予備電流源を用いた場合、監視対象スイッチに付着する酸化膜の除去効果が低くなり監視対象スイッチ自体の誤作動防止能力が低下することになるが、予備電流源は非常に用いるだけであるため、電流能力を低くして予備電流源の回路規模の縮小を図ることが望ましい。なお、電流能力とは、電流源が出力可能な電流の最大値を意味している。 Also, the current capability of the standby current source may be lower than the current capability of the corresponding current source (for example, the current source IS1 in the case of the standby current source IS5). If a backup current source with a low current capability is used, the effect of removing the oxide film adhering to the monitored switch will be low, and the ability to prevent malfunction of the monitored switch itself will be reduced. Therefore, it is desirable to reduce the circuit scale of the standby current source by lowering the current capability. The current capability means the maximum value of current that the current source can output.

<スイッチ監視用半導体集積回路の第5構成例>
図6は、スイッチ監視用半導体集積回路101の第5構成例を示す図である。第5構成例に係るスイッチ監視用半導体集積回路101E(以下、「スイッチ監視用半導体集積回路101E」と略す)は、スイッチ監視用半導体集積回路101Aにおいてサブ電圧系検出部D1Aをサブ電圧系検出部D1Eに置換しサブ電圧系検出部D2Aをサブ電圧系検出部D2Eに置換しメイン電圧系検出部D3Aをメイン電圧系検出部D3Eに置換した構成である。なお、図6において、電源部1等の図示を省略する。
<Fifth Configuration Example of Switch Monitoring Semiconductor Integrated Circuit>
FIG. 6 is a diagram showing a fifth configuration example of the semiconductor integrated circuit 101 for switch monitoring. A switch monitoring semiconductor integrated circuit 101E (hereinafter abbreviated as "switch monitoring semiconductor integrated circuit 101E") according to the fifth configuration example replaces the sub voltage system detection unit D1A with the sub voltage system detection unit in the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101A. D1E, the sub-voltage system detection unit D2A is replaced with the sub-voltage system detection unit D2E, and the main voltage system detection unit D3A is replaced with the main voltage system detection unit D3E. 6, illustration of the power supply unit 1 and the like is omitted.

サブ電圧系検出部D1Eはサブ電圧系検出部D1AにスイッチSW16、コンパレータCOM4、及び分圧回路DIV4を追加した構成である。 The sub-voltage system detection unit D1E has a configuration in which a switch SW16, a comparator COM4, and a voltage dividing circuit DIV4 are added to the sub-voltage system detection unit D1A.

コンパレータCOM4の非反転入力端がスイッチSW16を介してコンパレータCOM1の非反転入力端及びスイッチSW1~SW5に接続される。分圧回路DIV4の出力端がコンパレータCOM4の反転入力端に接続される。コンパレータCOM4はアナログ用電源電圧AVDDによって駆動する。ロジック制御部3は、コンパレータCOM1に関する自己診断を実行する場合にスイッチSW16をオン状態(閉状態)にし、それ以外のときはスイッチSW16をオフ状態(開状態)にする。したがって、コンパレータCOM4は、コンパレータCOM1よりもESDによるダメージを受け難いため、コンパレータCOM1よりも故障し難い。 The non-inverting input terminal of the comparator COM4 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator COM1 and the switches SW1 to SW5 via the switch SW16. The output terminal of the voltage dividing circuit DIV4 is connected to the inverting input terminal of the comparator COM4. The comparator COM4 is driven by the analog power supply voltage AVDD. The logic control unit 3 turns the switch SW16 on (closed) when performing self-diagnosis on the comparator COM1, and turns the switch SW16 off (open) otherwise. Therefore, the comparator COM4 is less likely to be damaged by ESD than the comparator COM1, and is less likely to fail than the comparator COM1.

コンパレータCOM1及びCOM4が故障していなければ、コンパレータCOM1の出力とコンパレータCOM4の出力とが一致する。一方、コンパレータCOM1が故障しておりコンパレータCOM4が故障していない場合、コンパレータCOM1の出力とコンパレータCOM4の出力とが一致しないことがある。 If comparators COM1 and COM4 are not faulty, the output of comparator COM1 and the output of comparator COM4 will match. On the other hand, when the comparator COM1 is out of order and the comparator COM4 is not out of order, the output of the comparator COM1 and the output of the comparator COM4 may not match.

本構成例では、ロジック制御部3は、コンパレータCOM1の出力とコンパレータCOM4の出力とを入力する否定排他的論理和ゲート31を備える。否定排他的論理和ゲート31の出力がローレベルである場合、コンパレータCOM1が故障しているとみなすことができる。なお、本構成例とは異なり、ロジック制御部3は、否定排他的論理和ゲート31を備えず、コンパレータCOM1の出力及びコンパレータCOM4の出力に関する情報をSPI通信部4を介して外部に送信するようにしてもよい。この場合、外部においてコンパレータCOM1の出力とコンパレータCOM4の出力とが一致しているか否かが判定されるようにすればよい。 In this configuration example, the logic control unit 3 includes a negative exclusive OR gate 31 to which the output of the comparator COM1 and the output of the comparator COM4 are input. If the output of negative exclusive OR gate 31 is at a low level, it can be assumed that comparator COM1 is faulty. Note that, unlike this configuration example, the logic control unit 3 does not include the negative exclusive OR gate 31, and is configured to transmit information regarding the output of the comparator COM1 and the output of the comparator COM4 to the outside via the SPI communication unit 4. can be In this case, it may be determined externally whether or not the output of the comparator COM1 and the output of the comparator COM4 match.

サブ電圧系検出部D2Eはサブ電圧系検出部D2AにスイッチSW17、コンパレータCOM5、及び分圧回路DIV5を追加した構成である。 The sub-voltage system detection unit D2E is configured by adding a switch SW17, a comparator COM5, and a voltage dividing circuit DIV5 to the sub-voltage system detection unit D2A.

コンパレータCOM5の非反転入力端がスイッチSW17を介してコンパレータCOM2の非反転入力端及びスイッチSW7及びSW8に接続される。分圧回路DIV5の出力端がコンパレータCOM5の反転入力端に接続される。コンパレータCOM5はアナログ用電源電圧AVDDによって駆動する。ロジック制御部3は、コンパレータCOM2に関する自己診断を実行する場合にスイッチSW17をオン状態(閉状態)にし、それ以外のときはスイッチSW17をオフ状態(開状態)にする。したがって、コンパレータCOM5は、コンパレータCOM2よりもESDによるダメージを受け難いため、コンパレータCOM2よりも故障し難い。 The non-inverting input terminal of comparator COM5 is connected to the non-inverting input terminal of comparator COM2 and switches SW7 and SW8 via switch SW17. The output terminal of the voltage dividing circuit DIV5 is connected to the inverting input terminal of the comparator COM5. The comparator COM5 is driven by the analog power supply voltage AVDD. The logic control unit 3 turns the switch SW17 on (closed) when performing self-diagnosis on the comparator COM2, and turns the switch SW17 off (open) otherwise. Therefore, the comparator COM5 is less likely to be damaged by ESD than the comparator COM2, and is less likely to fail than the comparator COM2.

コンパレータCOM2及びCOM5が故障していなければ、コンパレータCOM2の出力とコンパレータCOM5の出力とが一致する。一方、コンパレータCOM2が故障しておりコンパレータCOM5が故障していない場合、コンパレータCOM2の出力とコンパレータCOM5の出力と一致しないことがある。 If comparators COM2 and COM5 are not faulty, the output of comparator COM2 and the output of comparator COM5 will match. On the other hand, when the comparator COM2 is out of order and the comparator COM5 is not out of order, the output of the comparator COM2 may not match the output of the comparator COM5.

本構成例では、ロジック制御部3は、コンパレータCOM2の出力とコンパレータCOM5の出力とを入力する否定排他的論理和ゲート32を備える。否定排他的論理和ゲート32の出力がローレベルである場合、コンパレータCOM2が故障しているとみなすことができる。なお、本構成例とは異なり、ロジック制御部3は、否定排他的論理和ゲート32を備えず、コンパレータCOM2の出力及びコンパレータCOM5の出力に関する情報をSPI通信部4を介して外部に送信するようにしてもよい。この場合、外部においてコンパレータCOM2の出力とコンパレータCOM5の出力とが一致しているか否かが判定されるようにすればよい。 In this configuration example, the logic control unit 3 includes a negative exclusive OR gate 32 to which the output of the comparator COM2 and the output of the comparator COM5 are input. If the output of NEX-OR gate 32 is at a low level, it can be assumed that comparator COM2 has failed. Note that, unlike this configuration example, the logic control unit 3 does not include the negative exclusive OR gate 32, and transmits information about the output of the comparator COM2 and the output of the comparator COM5 to the outside via the SPI communication unit 4. can be In this case, it may be determined externally whether or not the output of the comparator COM2 and the output of the comparator COM5 match.

メイン電圧系検出部D3Eはメイン電圧系検出部D3AにスイッチSW18、コンパレータCOM6、及び分圧回路DIV6を追加した構成である。 The main voltage system detection section D3E is configured by adding a switch SW18, a comparator COM6, and a voltage dividing circuit DIV6 to the main voltage system detection section D3A.

コンパレータCOM6の非反転入力端がスイッチSW18を介してコンパレータCOM3の非反転入力端及びスイッチSW10及びSW11に接続される。分圧回路DIV6の出力端がコンパレータCOM6の反転入力端に接続される。コンパレータCOM6はアナログ用電源電圧AVDDによって駆動する。ロジック制御部3は、コンパレータCOM3に関する自己診断を実行する場合にスイッチSW18をオン状態(閉状態)にし、それ以外のときはスイッチSW18をオフ状態(開状態)にする。したがって、コンパレータCOM6は、コンパレータCOM3よりもESDによるダメージを受け難いため、コンパレータCOM3よりも故障し難い。 The non-inverting input terminal of comparator COM6 is connected to the non-inverting input terminal of comparator COM3 and switches SW10 and SW11 via switch SW18. The output terminal of the voltage dividing circuit DIV6 is connected to the inverting input terminal of the comparator COM6. The comparator COM6 is driven by the analog power supply voltage AVDD. The logic control unit 3 turns the switch SW18 on (closed) when performing self-diagnosis on the comparator COM3, and turns the switch SW18 off (open) otherwise. Therefore, the comparator COM6 is less likely to be damaged by ESD than the comparator COM3, and is less likely to fail than the comparator COM3.

コンパレータCOM3及びCOM6が故障していなければ、コンパレータCOM3の出力とコンパレータCOM6の出力とが一致する。一方、コンパレータCOM3が故障しておりコンパレータCOM6が故障していない場合、コンパレータCOM3の出力とコンパレータCOM6の出力と一致しないことがある。 If comparators COM3 and COM6 are not faulty, the output of comparator COM3 and the output of comparator COM6 will match. On the other hand, when the comparator COM3 is out of order and the comparator COM6 is not out of order, the output of the comparator COM3 may not match the output of the comparator COM6.

本構成例では、ロジック制御部3は、コンパレータCOM3の出力とコンパレータCOM6の出力とを入力する否定排他的論理和ゲート33を備える。否定排他的論理和ゲート33の出力がローレベルである場合、コンパレータCOM3が故障しているとみなすことができる。なお、本構成例とは異なり、ロジック制御部3は、否定排他的論理和ゲート33を備えず、コンパレータCOM3の出力及びコンパレータCOM6の出力に関する情報をSPI通信部4を介して外部に送信するようにしてもよい。この場合、外部においてコンパレータCOM3の出力とコンパレータCOM6の出力とが一致しているか否かが判定されるようにすればよい。 In this configuration example, the logic control unit 3 includes a negative exclusive OR gate 33 to which the output of the comparator COM3 and the output of the comparator COM6 are input. If the output of negative exclusive OR gate 33 is at a low level, it can be assumed that comparator COM3 has failed. Note that, unlike this configuration example, the logic control unit 3 does not include the negative exclusive OR gate 33, and transmits information about the output of the comparator COM3 and the output of the comparator COM6 to the outside via the SPI communication unit 4. can be In this case, it may be determined externally whether or not the output of the comparator COM3 and the output of the comparator COM6 match.

<用途>
上記の電子制御ユニットU1は、例えば、図7で示す車両X1に搭載することができる。この場合、メイン電圧系スイッチ入力端子T17~T22に接続されるメカニカルスイッチとしては、例えばドア開閉用スイッチ、ドアロック用スイッチ等が考えられる。また、サブ電圧系スイッチ入力端子T1~T16に接続されるメカニカルスイッチとしては、例えばパワーウインドウ用スイッチ、ドアミラー用スイッチ、カム信号用スイッチ、エアフロー用スイッチ、スロットル開閉用スイッチ等が考えられる。上記の電子制御ユニットU1を図7で示す車両X1に搭載する場合、メイン電圧VPUBは車両X1に搭載されるバッテリの出力電圧とすればよい。
<Application>
The electronic control unit U1 described above can be mounted, for example, on a vehicle X1 shown in FIG. In this case, as the mechanical switches connected to the main voltage system switch input terminals T17 to T22, for example, a door opening/closing switch, a door lock switch, etc. can be considered. Mechanical switches connected to the sub-voltage system switch input terminals T1 to T16 include, for example, power window switches, door mirror switches, cam signal switches, air flow switches, throttle opening/closing switches, and the like. When the electronic control unit U1 is installed in the vehicle X1 shown in FIG. 7, the main voltage VPUB may be the output voltage of the battery installed in the vehicle X1.

また、上記の電子制御ユニットU1は車両以外に例えば産業機械分野等への適用も考えられる。 Further, the electronic control unit U1 may be applied to, for example, the field of industrial machinery other than the vehicle.

<留意点>
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、複数の実施形態及び変形例は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。例えば、上記実施形態では、スイッチ監視用半導体集積回路101とマイクロコンピュータ301との通信にSPI通信を用いたが、他のシリアル通信(例えばI2C通信等)を用いてもよく、シリアル通信以外の通信を用いてもよい。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Points to note>
Various modifications can be made to the various technical features disclosed in this specification without departing from the gist of the technical creation in addition to the above-described embodiments. Also, multiple embodiments and modifications may be implemented in combination within a possible range. For example, in the above embodiment, SPI communication is used for communication between the switch monitoring semiconductor integrated circuit 101 and the microcomputer 301, but other serial communication (for example, I2C communication) may be used. may be used. That is, the above-described embodiments should be considered as examples and not restrictive in all respects, and the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. It is to be understood that a range and equivalents are meant to include all changes that fall within the range.

101、101A~101E スイッチ監視用半導体集積回路
COM1~COM6 コンパレータ
IS1~IS4 電流源
IS5~IS8 予備電流源
M1~M3 メカニカルスイッチ
T1~T16 サブ電圧系スイッチ入力端子
T17~T22 メイン電圧系スイッチ入力端子
U1 電子制御ユニット
X1 車両
101, 101A to 101E Switch monitoring semiconductor integrated circuit COM1 to COM6 Comparator IS1 to IS4 Current source IS5 to IS8 Standby current source M1 to M3 Mechanical switch T1 to T16 Sub voltage system switch input terminal T17 to T22 Main voltage system switch input terminal U1 Electronic control unit X1 vehicle

Claims (11)

監視対象スイッチが接続可能に構成されるスイッチ入力端子と、
前記スイッチ入力端子に接続可能に構成される電流源と、
前記スイッチ入力端子の電圧レベルを判定する第1判定部と、
前記電流源の出力経路を前記監視対象スイッチを含む第1経路から負荷を含む第2経路に切り替えるための制御信号を生成する生成部と、
を備える、スイッチ監視用半導体集積回路。
a switch input terminal to which a switch to be monitored can be connected;
a current source configured to be connectable to the switch input terminal;
a first determination unit that determines the voltage level of the switch input terminal;
a generator that generates a control signal for switching an output path of the current source from a first path including the monitored switch to a second path including a load;
A semiconductor integrated circuit for switch monitoring.
前記負荷と、
前記電流源及び前記第1判定部と前記負荷との間に設けられる第1開閉スイッチと、を備え、
前記第1開閉スイッチは、前記制御信号によって閉状態になる、請求項1に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。
the load;
a first open/close switch provided between the current source and the first determination unit and the load,
2. The semiconductor integrated circuit for switch monitoring according to claim 1, wherein said first open/close switch is closed by said control signal.
前記電流源及び前記第1判定部と前記スイッチ入力端子との間に設けられる第2開閉スイッチを備え、
前記第2開閉スイッチは、前記制御信号によって開状態になる、請求項1または請求項2に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。
a second open/close switch provided between the current source and the first determination unit and the switch input terminal;
3. The switch monitoring semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said second switch is opened by said control signal.
予備電流源と、
前記電流源の代わりに前記予備電流源を用いることを可能とする切替部と、
を備える、請求項1~3のいずれか一項に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。
a backup current source;
a switching unit that enables the backup current source to be used instead of the current source;
4. The semiconductor integrated circuit for switch monitoring according to claim 1, comprising:
前記予備電流源は前記電流源よりも電流能力が低い、請求項4に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。 5. The semiconductor integrated circuit for switch monitoring according to claim 4, wherein said standby current source has a lower current capability than said current source. 前記スイッチ入力端子、前記電流源、及び前記第1判定部を複数組備え、
前記複数組の少なくとも二組において前記予備電流源を共用する、請求項4または請求項5に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。
A plurality of sets of the switch input terminal, the current source, and the first determination unit,
6. The switch monitoring semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein at least two of said plurality of sets share said spare current source.
前記スイッチ入力端子の電圧レベルを判定する第2判定部と、
前記スイッチ入力端子及び前記第1判定部と前記第2判定部との間に設けられる第3開閉スイッチと、を備える、請求項1~6のいずれか一項に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。
a second determination unit that determines the voltage level of the switch input terminal;
7. The semiconductor integrated circuit for switch monitoring according to claim 1, comprising said switch input terminal and a third open/close switch provided between said first determination section and said second determination section. .
前記第3開閉スイッチは、前記制御信号によって閉状態になる、請求項7に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。 8. The semiconductor integrated circuit for switch monitoring according to claim 7, wherein said third open/close switch is closed by said control signal. 前記第1判定部の判定結果と前記第2判定部の判定結果とが一致するか否かを確認する確認部を備える、請求項7または請求項8に記載のスイッチ監視用半導体集積回路。 9. The semiconductor integrated circuit for switch monitoring according to claim 7, further comprising a confirmation unit for confirming whether or not the determination result of said first determination unit and the determination result of said second determination unit match. 請求項1~9のいずれか一項に記載のスイッチ監視用半導体集積回路と、
前記スイッチ監視用半導体集積回路から送信される監視結果を受け取るマイクロコンピュータと、を備える、電子制御ユニット。
a switch monitoring semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 9;
and a microcomputer that receives a monitoring result transmitted from the switch monitoring semiconductor integrated circuit.
請求項10に記載の電子制御ユニットと、
前記監視対象スイッチと、を備える、車両。
an electronic control unit according to claim 10;
and the monitored switch.
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