JPH05189272A - コントローラ - Google Patents

コントローラ

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JPH05189272A
JPH05189272A JP4025749A JP2574992A JPH05189272A JP H05189272 A JPH05189272 A JP H05189272A JP 4025749 A JP4025749 A JP 4025749A JP 2574992 A JP2574992 A JP 2574992A JP H05189272 A JPH05189272 A JP H05189272A
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JP
Japan
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cpu
fail
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pulse
safe
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JP4025749A
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English (en)
Inventor
Hirohide Suda
浩秀 須田
Hirofumi Otsuka
浩文 大塚
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】CPU正常時のスタンバイモードであっても負
荷制御が可能で、しかもCPUの暴走時のバッテリ上り
を防止できるコントローラを提供することを目的とす
る。 【構成】 ウォッチドッグタイマ3は、ウォッチドッグ
パルスCK2の出力状態を監視し、ノイズ等によりCP
U1が暴走すると、これを検知してリセットパルスを発
してCPU1の動作を初期状態にリセットする。AND
ゲート4は、スタンバイモード時に、ウォッチドッグタ
イマ3からのリセットパルスを一定値に固定してCPU
1がリセット状態となるのを禁止する。FET16は、
CPU1の暴走時にフェール・セーフ信号FSに基づ
き、例えばイグニッションスイッチをオフするタイミン
グでバッテリからの電源供給をオフする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に設けられて
いる照明装置や信号装置あるいはワイパなどの電装品を
駆動制御するためのコントローラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車においては、電気によって
駆動・制御される電装品の種類及び数が増大してきてい
る。一般に、そのような電装品の制御には、操作スイッ
チやセンサなどの入力部品からの入力信号に応じてライ
トやモータ、あるいはソレノイドなどの負荷に対する通
電を制御するコントローラが用いられている。
【0003】従来、この種の装置としては、例えば実開
昭61−16603号公報に示すものがあった。
【0004】この文献に開示されているコントローラ
は、自動車の各種負荷を駆動制御する第1マイクロコン
ピュータを備えており、この第1マイクロコンピュータ
が暴走した場合、それをウォッチドッグタイマで検知
し、該第1マイクロコンピュータをリセットする。そし
て、このリセットにより、暴走前の駆動状態の信号を第
2マイクロコンピュータから再入力するように構成され
ている。
【0005】また、この種のコントローラには、スタン
バイ機能付マイクロコンピュータ(以下、CPUとい
う)を利用して前記通電を制御するものもあり、全ての
入力部品からの入力信号が供給されなくなり、CPUが
動作状態から動作不要状態へ移行した時、ソフトウェア
によってスタンバイモード(低消費電流モード)とな
る。これにより、CPUはシステムクロックの停止及び
プログラムの実行停止を行い、必要最低限の電流だけを
暗電流としてメモリ等に供給する。また、スタンバイモ
ード時に例えば負荷の操作スイッチがオンとなり、入力
信号がコントローラに供給されると、CPUは、その入
力信号の立上がり(また立下がり)エッジが外部割込み
端子に入力されたことを検知してシステムクロックを動
作させ、該システムクロックが安定状態となった時点で
プログラムの実行を開始するように動作する。
【0006】前記ウォッチドッグタイマとしては、例え
ば、特開昭57−55432号公報等に開示されている
ような構成のものがある。これは、発振器及びリセット
回路等で構成され、ノイズ等により前記CPUが暴走
(プログラムから逸脱する動作)すると、これを検知し
てCPUの動作を初期状態にリセットする回路である。
すなわち、該ウォッチドッグタイマは、プログラムに従
って動作する前記CPUに接続され、そのプログラムに
より予め定められた時間内の間隔(一定の処理を実行す
る毎)でCPUから発振されるパルス(ウォッチドッグ
パルス)を受けとる。そして、ノイズ等により、進行中
のプログラムから外れて無関係なプログラムにジャンプ
したCPU暴走時には、該ウォッチドッグパルスが前記
時間内に発振されないので、これを検出して前記CPU
の動作をリセットさせるリセットパルスをCPUに送出
する。こうしてCPUの暴走解除を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
コントローラでは、次のような課題があった。
【0008】ソフトウェアによるスタンバイモード時で
はプログラムの実行が停止するので、プログラム中のウ
ォッチドッグルーチンを実行することができなくなる。
そのため、ウォッチドッグパルスが発生されず、前述し
たようにウォッチドッグタイマからリセットパルスが出
力され、CPUは正常であるにもかかわらず、リセット
がかかる。その結果、フェール・セーフモードとなり、
CPUは各負荷を出力保持固定または出力禁止固定とす
るため、その後、操作スイッチ等をオンして動作モード
に復帰しても負荷制御ができなくなる。例えば、ヘッド
ライトが負荷である場合、点灯保持(出力保持固定)す
ることになり、そのためバッテリが上がりやすくなる。
また、パワーウィンドウやサンルーフは閉で保持(出力
禁止固定)となって開かなくなる。このように、CPU
正常時のスタンバイモードをCPU暴走と誤検知してフ
ェール・セーフモードとなり、負荷制御ができなくなる
という問題があった。
【0009】また、CPUの暴走時には、上述したよう
な時間内の間隔でウォッチドッグパルスが発生しないの
で、CPUにリセットがかかり、フェール・セーフモー
ドが継続される。そのため、負荷によっては出力保持固
定されるものがある結果、入力部品のうち入力信号を出
力するものが存在することとなり、スタンバイモードに
移行できなくなる。従って、消費電力がかさみバッテリ
上りとなってしまうという問題もあった。
【0010】本発明は上記従来の問題点に鑑み、CPU
正常時のスタンバイモードであっても負荷制御が可能
で、しかもCPUの暴走時のバッテリ上りを防止できる
コントローラを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、所定のプログラム条件下の第1の動作モー
ド時に予め設定された時間内の間隔でウォッチドッグパ
ルスを発振し、スタンバイモード時に該ウォッチドッグ
パルスの発振を停止する中央処理装置と、前記プログラ
ム条件を逸脱した前記中央処理装置における第2の動作
モード時を前記ウォッチドッグパルスの出力状態により
検出し、その第2の動作モードの検出時に該中央処理装
置へリセットパルスを送出して中央処理装置をリセット
状態にするウォッチドッグタイマとを備え、少なくとも
前記中央処理装置及び前記ウォッチドッグタイマに対し
て外部のバッテリから電源供給を行って前記中央処理装
置の出力側に接続される外部負荷を駆動制御するコント
ローラにおいて、前記リセットパルスに応じて所定のフ
ェール・セーフ動作を行うフェール・セーフ手段と、前
記スタンバイモード時に、前記ウォッチドッグタイマの
出力の前記フェール・セーフ手段への供給を阻止するフ
ェール・セーフ禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】前記フェール・セーフ禁止手段は、前記ス
タンバイモード時に、前記ウォッチドッグタイマの出力
を一定値に固定し、前記第2の動作モード時に前記ウォ
ッチドッグタイマから出力される前記リセットパルスを
前記フェール・セーフ手段へ送出する構成にしてもよ
い。
【0013】また、前記フェール・セーフ手段は、前記
リセットパルスに基づき所定の外部スイッチ手段をオフ
するタイミングで前記バッテリからの電源供給をオフす
る電源遮断手段を有することを特徴としてもよい。
【0014】
【作用】本発明によれば、ウォッチドッグタイマは、中
央処理装置から出力されるウォッチドッグパルスの出力
状態を監視し、それが前記予め設定された時間内の間隔
で発振されていることを検出している間、中央処理装置
が正常動作している第1の動作モード時として、中央処
理装置に対して一定値の信号を出力する。この第1の動
作モード時に外部負荷からの入力信号が全て断たれる
と、スタンバイモード時に移行して、中央処理装置は前
記ウォッチドッグパルスを停止する。このウォッチドッ
グパルスが停止すると、ウォッチドッグタイマからはリ
セットパルスが出力される。このスタンバイモード時に
フェール・セーフ禁止手段は、ウォッチドッグタイマか
らのリセットパルスをフェール・セーフ手段へ供給する
のを阻止する。これにより、CPU正常時のスタンバイ
モードであってもフェール・セーフモードとならない。
【0015】さらに、ウォッチドッグタイマは、ウォッ
チドッグパルスが前記予め設定された時間内の間隔で発
振されていないことを検出すると、中央処理装置が第2
の動作モード時(暴走時)になったとしてフェール・セ
ーフ手段へリセットパルスを送出し、中央処理装置をリ
セット状態にする。その結果、中央処理装置に接続され
ている外部負荷はオン固定またはオフ固定となる。その
際、電源遮断手段は、リセットパルスに基づき、例えば
イグニッションスイッチである外部スイッチ手段をオフ
するタイミングでバッテリからの電源供給をオフする。
これにより、中央処理装置等への電源供給は断たれる。
これにより、オン固定の外部負荷があっても、電力消費
がなくなる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0017】図1は、本発明に係るコントローラの実施
例の概略構成を示すブロック図である。
【0018】本実施例のコントローラは、自動車に搭載
される電装品の駆動制御を行うもので、コントローラ全
体の動作を制御するCPU1を有している。このCPU
1には、システムクロックCK1出力用の出力端子SY
SCLK、該CPU1をスタンバイモードにするための
スタンバイ信号STB入力用の入力端子STANBY、
ウォッチドッグパルスCK2出力用の出力端子WDCL
K、及びリセットパルスRST入力用のRESET入力
端子が設けられており、さらに、該システムクロックC
K1等のクロック信号を生成するための水晶振動子2が
外部接続されている。また、このCPU1には、図示省
略しているが、操作スイッチ等を介して電装品である負
荷の入力信号が供給されるようになっている。
【0019】前記CPU1の出力端子WDCLKは、レ
ギュレータ・ウォッチドッグタイマ部3内のウォッチド
ッグタイマに接続されている。このウォッチドッグタイ
マは、上述した従来のものと同様の構成をしており、ノ
イズ等によりCPU1が暴走した場合、これを検知して
該CPU1の動作を初期状態にリセットするための回路
である。該ウォッチドッグタイマの出力側は2入力AN
Dゲート4の一方入端に接続され、そのANDゲート4
の他方入力端には、インバータ5及びローパスフィルタ
6を介してCPU1の出力端子SYSCLKに接続され
ている。そして、ANDゲート4の出力側が、CPU1
のRESET入力端子に接続されると共に、カウンタ7
及びインバータ8を介してCPU1の入力端子STAN
BYに接続されている。カウンタ7は、ANDゲート4
からの出力パルスをカウントし、所定の設定数nをカウ
ントしたら、“H”レベルのフェール・セーフ信号FS
を出力する。カウント数がnに達しなければ“L”レベ
ルのフェール・セーフ信号FSを出力する。
【0020】また、本実施例のコントローラは、図示し
ないイグニッションスイッチ(スタータスイッチ)に接
続された入力端子9を有している。イグニッションスイ
ッチはエンジン点火系の各部に電流を供給するためのス
イッチで、このイグニッションスイッチのオン時にその
オン信号が本実施例のコントローラの入力端子9に供給
されるようになっている。この入力端子9は、ダイオー
ド10を介してNPNトランジスタTr1のベースに接
続され、そのコレクタが抵抗11を介して電源VDD側
に接続されると共に、2入力ANDゲート12の一方端
に接続されている。さらに、トランジスタTr1のエミ
ッタが接地されている。
【0021】一方、ANDゲート12の他方端には前記
カウンタ7が接続され、そのANDゲート12の出力側
がNPNトランジスタTr2のベースに接続されると共
に、抵抗13を介してそのエミッタ及びグランドに接続
されている。トランジスタTr2のコレクタは、抵抗1
4を介して電源VDD側に、抵抗15を介してFET1
6のゲートにそれぞれ接続されている。FET16のソ
ースは入力端子17を介して自動車に搭載されたバッテ
リのプラス端子(+B)に接続され、そのドレインがダ
イオード18を介してレギュレータ・ウォッチドッグタ
イマ部3内のレギュレータに接続されている。このレギ
ュレータは、ウォッチドッグタイマやCPU1等の各構
成要素に対して安定した電源VDD(例えばDC5v)
を供給するように電圧調整する。
【0022】さらに、前記CPU1はデータ出力端子Q
1,Q2を備え、そのうち、データ出力端子Q1がプル
アップ用抵抗19及び出力インターフェース21に接続
され、そのデータ出力端子Q2がプルダウン用抵抗20
及び出力インターフェース21に接続されている。そし
て、この出力インターフェース21が出力端子22,2
3を介して負荷である電装品(図示省略)にそれぞれ接
続されている。なお、出力端子22,23には、それぞ
れフェール・セーフモード時にオン固定及びオフ固定と
なる負荷が接続されている。
【0023】次に、以上のように構成されるコントロー
ラの動作(A)、(B)を図2及び図3を参照しつつ説
明する。なお、図2は本実施例の動作全体を説明するた
めのタイムチャートであり、図3は本実施例の部分動作
を説明するためのタイムチャートである。
【0024】(A)CPU正常時の動作 CPU1が第1の動作モードで正常に動作している状態
では、システムクロックCK1は、図2のに示すよう
に所定の周波数のパルスとなり、出力端子SYSCLK
から送出される。さらに、出力端子WDCLKからは、
図2ののP1に示すように、ウォッチドッグパルスC
K2が予め定められた時間内の間隔で連続して出力され
る。この予め定められた時間とは、次のようなものであ
る。通常、自動車に搭載されるCPUの制御動作は、ル
ープが形成されたプログラムに従って同一の動作を繰り
返す場合が多い。そこで、本実施例のようにウォッチド
ッグタイマに接続されるCPUは、ループを1回りする
毎にウォッチドッグパルスを1パルスを発生するように
プログラムされている。従って、前記予め定められた時
間とは、CPU1の正常動作時に該ループを1回りする
時間の最大値ということになる。
【0025】この時、レギュレータ・ウォッチドッグタ
イマ部3内のウォッチドッグタイマからの出力は、図2
ののP2に示すように“H”レベル固定となり、AN
Dゲート4の一方端に供給される。一方、図2のに示
す所定周波数のシステムクロックCK1がローパスフィ
ルタ6を通過すると、図2のに示すような“L”レベ
ル一定の波形となり、インバータ5により反転されて
“H”レベルの信号として前記ANDゲート4の他方端
に入力される。その結果、ANDゲート4の出力信号は
“H”レベル一定の信号となって(図2ののP3)、
CPU1のリセット端子RST及びカウンタ7へ供給さ
れる。これにより、CPU1はフェール・セーフモード
とならず、正常動作を行う。
【0026】また、カウンタ7はカウントアップするこ
となく、その出力であるフェール・セーフ信号FSは
“L”レベルであり、ANDゲート12の一方端に供給
される。この時、入力端子9にはイグニッションスイッ
チからのオン信号が供給されているため、トランジスタ
Tr1はオン状態であり、ANDゲート12の他方端子
には“L”レベルが供給されている。これにより、トラ
ンジスタTr2はオフしている結果、FET16はオン
状態となっており、バッテリ電源+Bがレギュレータ・
ウォッチドッグタイマ部3内のレギュレータに供給され
ている。
【0027】また、カウンタ7の“L”レベルの出力
は、インバータ8で反転され、動作モード時を示す
“H”レベルのスタンバイ信号STBとなり(図2の
)、CPU1の入力端子STANBYに供給されるの
で、CPU1はスタンバイモードにならず正常動作を維
持している。
【0028】このように、CPU1が正常動作をしてい
る時に、全ての操作スイッチやセンサなどの入力部品か
らの入力信号がオフとなると、プログラムによりCPU
1は動作モードからスタンバイモードへ移行し、システ
ムクロックCK1が“H”レベル一定となる(図2の
)。さらに、このソフトウェアによるスタンバイモー
ド時ではプログラムの実行が停止され、プログラム中の
ウォッチドッグルーチンは実行されなくなる結果、ウォ
ッチドッグパルスCK2が発生されなくなる(図2の
)。つまり、プログラムで設定された前述の予め定め
られた時間を経過しても、ウォッチドッグパルスCK2
が発生されないため、ウォッチドッグタイマは、図2の
のQ1に示すようなリセットパルスを出力するように
なる。
【0029】ところが、このスタンバイモード時では、
システムクロックCK1が“H”レベル一定となるた
め、ローパスフィルタ6を通過したシステムクロックC
K1は、“H”レベル一定となる(図2の)。この
“H”レベルのシステムクロックCK1がインバータ5
で反転されて“L”レベルの信号としてANDゲート4
の他方端に供給されている。従って、ANDゲート4の
出力は、図2ののQ2に示すように破線で示した矩形
波は送出されず、“L”レベル一定となる。これによ
り、CPU1はリセットせず、フェール・セーフモード
とはならない。
【0030】また、カウンタ7はカウントアップするこ
となく、その出力であるフェール・セーフ信号FSは、
図2のの破線に示すような“H”レベルとならず、実
線に示すような“L”レベルであるため、前記同様に、
FET16はオン状態となっており、バッテリ電源+B
がレギュレータ・ウォッチドッグタイマ部3内のレギュ
レータに供給されている。
【0031】このように、本実施例では、従来のように
CPU正常時のスタンバイモードをCPU暴走と誤検知
してフェール・セーフモードとすることがなくなり、動
作モード復帰後の負荷制御が可能となる。
【0032】(B)CPU暴走時の動作 CPU1の第1の動作モード時にノイズ等によりCPU
1が暴走して第2の動作モードになると、実行すべきプ
ログラムループから逸脱するため、ループを1回りする
毎に予め設定されている時間内の間隔で発生していたウ
ォッチドッグパルスCK2は、図2ののP4に示すよ
うに、その時間間隔が長くなり間欠した状態となる。こ
れによって、ウォッチドッグタイマは、図2ののP5
に示すような反転復帰を繰り返すリセットパルスをAN
Dゲート4の一方端へ送出する。
【0033】この時、ANDゲート4の他方端には、前
述したCPU正常時の動作と同様に、“H”レベルの信
号が供給されている。従って、ANDゲート4の出力
は、前記リセットパルスがそのまま出力されて(図2の
のP6)CPU1のリセット端子RST及びカウンタ
7へ供給される。従って、カウンタ7は設定数nをカウ
ントしたら、図2のに示すように、“H”レベルのフ
ェール・セーフ信号FSを出力する。これにより、イン
バータ8の出力のスタンバイ信号STBは“L”レベル
となり、CPU1はプログラムによらずハードウェア的
にスタンバイモードとなる。
【0034】また、このハードウェア・スタンバイモー
ド時には、前記リセットパルスがCPU1のリセット端
子RESETに供給されているため、CPU1はリセッ
トされてフェールセーフ動作が行われる。すなわち、出
力端子Q1,Q2はハイインピーダンス状態となり、プ
ルアップ用抵抗19及びプルダウン用抵抗20により、
出力インターフェース21を介した出力端子22,23
に接続される負荷は、それぞれオン固定及びオフ固定と
なる。
【0035】このようなCPU1の暴走時に、イグニッ
ションスイッチがオフされると、入力端子9にオン信号
が供給されないため、トランジスタTr1がオフする。
その結果、抵抗11を介して該トランジスタTr1のエ
ミッタ側の電位が上がりANDゲート12の一方端が
“H”レベルとなる。一方、該ANDゲート12の他方
端は“H”レベルのフェール・セーフ信号FSが入力さ
れているので、その出力は“H”レベルとなってトラン
ジスタTr2がオンする。すると、FET16のゲート
側の電位が下がって“L”レベルとなり、FET16は
オフ状態となる。従って、バッテリ電源が断となる(図
3)。これにより、CPU1等の各構成要素に電源VD
Dが供給されなくなり、オン固定となった負荷があって
も、電力消費がなくなる。
【0036】このように、本実施例では、CPU1の暴
走時にCPU1にリセットがかかり、出力保持固定され
る負荷があっても、イグニッションスイッチをオフする
ことにより、バッテリ電源が断されるので、バッテリ上
りを防止することができる。
【0037】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、前記リセットパルスに応じて所定のフェール・セー
フ動作を行うフェール・セーフ手段と、前記スタンバイ
モード時に、前記ウォッチドッグタイマの出力の前記フ
ェール・セーフ手段への供給を阻止するフェール・セー
フ禁止手段とを備えたので、CPU正常時のスタンバイ
モードをCPU暴走と誤検知してフェール・セーフモー
ドとなることがなくなり、動作モード復帰後の負荷制御
が可能となる。
【0038】また、前記フェール・セーフ手段は、前記
リセットパルスに基づき所定の外部スイッチ手段をオフ
するタイミングで前記バッテリからの電源供給をオフす
る電源遮断手段を有するようにしたので、CPUの暴走
時の第2の動作モード時に例えばイグニッションスイッ
チなどの外部スイッチ手段をオフすれば、中央処理装置
等への電源供給は断たれる。これにより、オン固定の外
部負荷があっても、電力消費がなくなり、CPUの暴走
時のバッテリ上りを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコントローラの実施例の概略構成
を示すブロック図である。
【図2】本実施例の動作全体を説明するためのタイムチ
ャートである。
【図3】本実施例の部分動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
【符号の説明】
1 CPU(フェール・セーフ手段) 3 レギュレータ・ウォッチドッグ部 4 ANDゲート(フェール・セーフ禁止手段) 5,8 インバータ 6 ローパスフィルタ 7 カウンタ(フェール・セーフ手段) 12 ANDゲート(フェール・セーフ手段) 16 FET(電源遮断手段) Tr1,Tr2 PNPトランジスタ(フェール・セー
フ手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のプログラム条件下の第1の動作モ
    ード時に予め設定された時間内の間隔でウォッチドッグ
    パルスを発振し、スタンバイモード時に該ウォッチドッ
    グパルスの発振を停止する中央処理装置と、前記プログ
    ラム条件を逸脱した前記中央処理装置における第2の動
    作モード時を前記ウォッチドッグパルスの出力状態によ
    り検出し、その第2の動作モードの検出時に該中央処理
    装置へリセットパルスを送出して中央処理装置をリセッ
    ト状態にするウォッチドッグタイマとを備え、少なくと
    も前記中央処理装置及び前記ウォッチドッグタイマに対
    して外部のバッテリから電源供給を行って前記中央処理
    装置の出力側に接続される外部負荷を駆動制御するコン
    トローラにおいて、 前記リセットパルスに応じて所定のフェール・セーフ動
    作を行うフェール・セーフ手段と、 前記スタンバイモード時に、前記ウォッチドッグタイマ
    の出力の前記フェール・セーフ手段への供給を阻止する
    フェール・セーフ禁止手段とを備えたことを特徴とする
    コントローラ。
  2. 【請求項2】 前記フェール・セーフ禁止手段は、 前記スタンバイモード時に、前記ウォッチドッグタイマ
    の出力を一定値に固定し、前記第2の動作モード時に前
    記ウォッチドッグタイマから出力される前記リセットパ
    ルスを前記フェール・セーフ手段へ送出する構成にした
    ことを特徴とする請求項1記載のコントローラ。
  3. 【請求項3】 前記フェール・セーフ手段は、 前記リセットパルスに基づき所定の外部スイッチ手段を
    オフするタイミングで前記バッテリからの電源供給をオ
    フする電源遮断手段を有することを特徴とする請求項1
    または2記載のコントローラ。
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