JPS61208526A - 電子制御装置の入力拡張回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子制御装置の入力拡張回路に関し、特に自
動車に載置するマイクロコンピュータを使用した電子制
御装置の入力拡張回路に関するものである。

〔従来技術〕

近年、自動車等に対する排ガスの清浄化、省エネルギー
化、あるいは操作の簡易化等の要求を満足させるべく、
エンジンあるいはトランスミッション等を電子的に制御
する電子制御装置が数多く開発されている。例えば燃料
噴射装置では、各種センサによって検出したエンジンの
動作情報をマイクロコンピュータで処理し、燃料噴射量
、噴射りイミノジ等を制御している。かかる電子制御装
置に使用するマイクロコンピュータは、低価格化、小型
化のため、中央処置装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモ
リ（ＲＯＭ）　、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　
、タイマ、入出力ＣＩ　１０）ポート等が単一のＩＣパ
ッケージに収められた、いわゆるワンチップマイクロコ
ンピュータが一般的になってきている。

かかるマイクロコンピュータの例としてはインテル社の
８０４８．８０４９．８０５１等があげられる。このよ
うなマイクロコンピュータを使用して構成した電子制御
装置においては、センサからの情報のＣＰＵへの入力や
、ＣＰＵでの処理結果のアクチュエータへの出力はＩ１
０ポートを介して行われる。ところが特に前述のワンチ
ップマイクロコンピュータにおいては工／○ポートの数
はそのＩＣのピン数によって制約を受けるため必ずしも
十分でない場合があり、そのマイクロコンピュータが持
つＩ１０ポート数を超えて入出力を必要とする場合は、
入力拡張回路を用いている。

上記入力拡張回路技術としては、従来、ＭＣ８−４８、
Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｍａｎｕ
ａｌインテル社、（１９７８）Ｐ５−１０に記載された
ものがある。

第２図は、上記文献に記載された入力拡張回路の構成を
示すブロック図である。同図において、１は制御用のマ
イクロコンピュータ、２゛は拡張Ｉ１０ポートであり、
４本のインターフェイス信号３を介して相互に信号を伝
送することによりマイクロコンピュータはそれ自身のＩ
１０ポートがあたかも１６本増加されたかのごとく動作
することが可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記構成の入力拡張回路では、不足する
入出力回路数が数本であるような場合であっても拡張Ｉ
１０ポートを追加しなければならず、制御装置の低価格
化、小型化を実現できないという欠点があった。

本発明は、上述の点にかんがみてなされたもので、特に
入力回路数の不足が比較的小規模に発生する場合に、極
めて簡単な回路により入力回路の拡張ができる電子制御
装置の入力拡張回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、多数の入力端子
を複数組の入力端子群に分割し、各組内でエミッタを相
互に接続したトランジスタを入力端子群とマイクロコン
ピュータからなる電子制御装置の入力ポート間に配置す
ると共に、電子制御装置の出力ポートの出力を受けてト
ランジスタを各組ごとに選択的に切換え入力端子群と電
子制御装置の入力ポートを接続する切換手段を設けて、
マイクロコンピュータから電子制御装置の入力回路を拡
張した。

〔作用〕

電子制御装置の入力拡張回路を上記のように構成するこ
とにより、入力端子を複数組の入力端子に分割し、入力
端子群と入力ポートの間にエミッタを共通に接続したト
ランジスタを配置し、該トランジスタを各組に切換える
切換手段を設けるという簡単な構成で、電子制御装置の
入力回路を拡張することが可能になる。しかも、自動車
に載置する電子制御装置においては、入力回路からのノ
イズ、サージ等によるＩＣ素子の破壊、誤動作を防止す
るため入力信号をバイポーラトランジスタのベースに入
力し、該トランジスタのコレクタによって処理用ＩＣｔ
Ｉ−駆動することが広く行なわれているから、この入力
回路に挿入されたトランジスタを複数組に分けて使用す
ることが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例をなす電子制御装置の
入力拡張回路を示す回路図である。同図において、２１
は第１組の入力端子群で、該第１組の入力端子群２１の
うち１番目の入力端子２２ａについて説明すれば、この
端子２２ａに入力された信号は電流制限用直列抵抗２３
ａを通してトランジスタ２４ａのベースを駆動し、この
トランジスタ２４ａのコレクタはマイクロコンピュータ
２５の入力ポート２６ａを駆動する。ここで、トランジ
スタ２４ａがオフとなっている場合に入力ポート２６ａ
のハイレベル信号を保証するために、入力ポート２６ａ
に対してプルアップ抵抗が必要となるが、前述したイン
テル社８０４８のごときマイクロコンピュータの疑似双
方向性ポートを入力ポートとして使用すれば、マイクロ
コンピュータ内部にプルアップ抵抗が内蔵されているの
で省略できる。

トランジスタ２４ａのエミッタは第１各組の他の入力端
子２２ｂ、２２ｃに対応するトランジスタ２４ｂ、２４
ｃのエミッタと共通に接続され、さらに別のトランジス
タ２９のコレクタに接続される。トランジスタ２９のベ
ースは直列抵抗２８を介してマイクロコンピュータ２５
の出力ポート２７に接続されている。

３０は第２組の入力端子群であり、該第２組の第１番目
の入力端子３１ａについて説明すれば、第１組の端子群
２１と全く同様に直列抵抗３２ａ、トランジスタ３３ａ
を介して入力ポート２６ａを駆動する。

トランジスタ３３ａのエミッタは第２組入力端子群３０
の他の入力端子３１ｂ、３１ｃに対応するトランジスタ
３３ｂ、３３ｃのエミッタと共通に接続され、さらに別
のトランジスタ３６のコレクタに接続される。トランジ
スタ３６のベースはインバータ３４および直列抵抗３５
を介してマイクロコンピュータ２５の出力ポート２７に
接続される。

上記構成の入力拡張回路においては、まず出力ポート２
７がハイレベルの時はトランジスタ２９はオンとなり、
トランジスタ２４ａおよび第１組の入力端子群２１のう
ち他の対応するトランジスタ２４ｂ、２４ｃのエミッタ
が接地されることにより、端子２２ａにハイレベル信号
が入力されるとトランジスタ２４ａをオンとし、入力信
号の反転された形でローレベル信号をマイクロコンピュ
ータ２５が入力ポート２６ａから読み込むことができる
。また、端子２２ａにローレベル信号が入力されるとト
ランジスタ２４ａはオフとなり、入力信号の反転された
形でハイレベル信号をマイクロコンピユータ２５が入力
ポート２６ａから読み込むことができる。これは第１組
の他の入力端子２２ｂ、２２ｃに関しても全く同様であ
る。

しかるに出力ポート２７がハイレベルの時はトランジス
タ３６はオフ状態にあるため、トランジスタ３３ａおよ
び第２組の入力端子群３０内の他の対応するトランジス
タ３３ｂ、３３ｃのエミッタはオープンとなり、入力端
子３１ａにハイレベル信号が入力されてもトランジスタ
３３ａがオンすることはなく、トランジスタ２４とコレ
クタが共通に接続された入力ポート２６には何ら影響を
与えない。これは第２組の入力端子群３０の他の入力端
子３１ｂ、３１ｃに関しても全く同様である。

次に出力ポート２７がローレベルの時は上記説明とは全
く逆に第２組の入力端子群３０の入力信号が有効となり
、第１組の入力端子群２１の入力信号は無効となる。

すなわち本実施例では出力ポート２７がハイレベルの時
は、第１組の入力端子群２１の入力を選択する状態に、
出力ポート２７がローレベルの時は第２組の入力端子群
３０の入力を選択する状態になる。すなわち入力端子群
を２組に分けてどちらかを選択するようにして、入力拡
張回路を構成している。

なお、本実施例では入力端子群を２組に分けた場合のみ
について説明したが、選択用の出力ポート数を増すこと
により、入力端子群を３組以上に分け、より多くの入力
信号数にまで拡張できることは明白である。

第３図は、本発明の第２の実施例をなす電子制御装置の
入力拡張回路を示す回路図である。本実施例では第２組
の入力信号は入力端子を介して外部のセンサ信号を入力
するのではなく、装置内部で発生される固定データを入
力する。固定データは、マイクロコンピュータ内部のソ
フトウェアは共通のものを使用して何種類かの機種を構
成する場合に、プログラムの分岐、データの修飾等を行
なうために用いられるものである。

３図において出力ポート４６がハイレベルの時は入力端
子４１ａからの信号が入力可能状態となり、第１の実施
例と全く同様の手順でトランジスタ４８は直列抵抗４７
を介してハイレベル信号が印加されることによりオンと
なって１〜ランジスタ４３ａのエミッタを接地し、入力
端子４１ａにハイレベル信号が入力されると直列抵抗４
２を介してトランジスタ４３ａをオンとし、マイクロコ
ンピュータ４４は入力ポート４５ａからローレベル信号
を読出数る。また、この時ダイオード５１は逆方向にバ
イアスされるので、読取り信号には影響を与えない。入
力端子４１ｂ、４１ｃに対しても、上記と全く同様とな
り、ダイオード５０，４９も逆方向にバイアスされるか
ら同様に読取り信号に影響を与えない。

次に出力ポート４６がローレベルの時は第１の実施例と
同様に入力端子からの入力信〜号は無効となる。しかる
に入力ポート４５はダイオード５１を介してローレベル
信号が印加されるためアイクロコンピユータ４４はロー
レベル信号を読み取る。

ここで、本電子制御装置の製造段階においてダイオード
４９，５０．５１の取付位置は全機種共通に用意してお
き、機種に応じてダイオードの実装、非実装を選択する
ように構成しておくことにより機種の切換が可能である
。

例えばすべてのダイオードを実装しなければ出力ポート
４６をローレベルとした時に読み取る固定データは１１
１なる値となり、ダイオード４９と５１を実装して５０
を実装しなければ固定データは０１０なる値となる。

なお本実施例では２組の入力信号のうちの片方を固定デ
ータとしたが、両方を固定データとしても、もちろんさ
しつかえない。

第４図は、本発明の第３の実施例をなす電子制御装置の
入力拡張回路を示す回路図である。第４図において、６
０は、第３図に示す入力拡張回路と同じ構成の入力拡張
回路であり、詳細な説明は省略する。６３は出力ポート
であり、入力拡張回路６０の切換信号であると同時にウ
ォッチドッグタイマ６２のリセット信号でもある。ここ
でウォッチドッグタイマとはマイクロコンピュータ６１
の暴走を防止する回路であり、通常はマイクロコンピュ
ータ６１のソフトウェアにより出力ポートロ３を介して
一定周期でリセットされ、出力端子６４にも信号が発生
しないが、マイクロコンピュータ６１が暴走したために
出力ポートロ３に一定時間以上リセット信号が現われな
いと、ウォッチドッグタイマ６２がタイムアツプして出
力端子６４に信号が発生し、これによりマイクロコンピ
ュータ６１をリセットして初期状態に復帰させるように
構成したものである。こようにウォッチドッグタイマ６
２のリセット信号は一定周期で常にハイレベルとローレ
ベルに切換わっているため、この信号を利用して入力拡
張回路６０を切換えればウォッチドッグタイマのリセッ
ト周期と同一の頻度で入力信号を読み込むことが可能で
ある。

第１図および第３図に示す第１および第２の実施例では
入力信号を切換えるために専用の出力ポートを使用した
が、ここでは他の出力ポートと共用化することが可能で
ある。なお、この出力ポートロ３は、必要とされる入力
信号の読み取り頻度よりも短い時間間隔で常にハイレベ
ルとローレベルに切換わっていることが必要である。

以上説明したように上記実施例によれば、多数の入力端
子を複数の入力端子群に分割し、各組内でエミッタを相
互に接続したトランジスタを入力端子とマイクロコンピ
ュータの入力ポートに配置しベースを入力端子にコレク
タをコンピュータの入力ポートに接続すると共に、該ト
ランジスタのエミッタを各組ごとに接地して切換えるト
ランジスタ等を設けるという極めて簡単な構成で入力回
路を自由に拡張できる。また、自動車に載置する電子制
御装置においては、入力回路からのノイズ、サージ等に
よるＩＣ素子の破壊、誤動作を防止するため入力信号を
バイポーラトランジスタのベースに入力し、該トランジ
スタのコレクタによってマイクロコンピュータ等の処理
用ＩＣの入力ポートを駆動する方法が広く行われている
。従って該入力回路に挿入されたトランジスタを複数の
組に分け、各組内でエミッタを共通に接続して用いれば
、特別にトランジスタを準備することなく、第２図に示
す従来例に比較して、極めて安価に入力拡張回路を構成
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、極めて簡単な回
路構成により入力信号を複数の組に分けて入力できる入
力拡張回路を構成できるので、電子制御装置の低価格化
、小型化に極めて顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例をなす電子制御装置の入力
拡張回路を示す回路図、第２図は従来の入力拡張回路の
構成を示すブロック図、第３図は本発明の第２実施例を
なす入力拡張回路を示す回路図、第４図は本発明の第３
実施例をなす入力拡張回路を示す回路図である。 図中、２５，４４．６１・・・マイクロコンピュータ、
２１　、３０−＝入力端子群、２２　ａ　−２２ｃ　。 ３］ａ〜３１ｃ、４１ａ〜４１ｃ・・・入力端子、２３
ａ−２３ｂ、２８．３２ａ〜３２ｃ、３５゜４２ａ〜４
２ｃ、４７・・・電流制限抵抗、２４ａ〜２４ｃ、　　
２９．　３３ａ−３３ｃ、　　３６．　４３ａ　−４３
ｃ、４８−トランジスタ、２６　ａ　−２６ｃ　。 ４５ａ〜４５ｃ・・・入力ポート、２７．４６・・・出
力ポート、３４・・・インバータ、４９，５０，５１・
・・ダイオード、６０・・・入力拡張回路、６２・・・
ウォッチドッグタイマ、６３・・・出力ポート、６４・
・・出力端子。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の入力端子を複数組の入力端子群に分割し、
   各組内でエミッタを相互に接続したトランジスタを前記
   入力端子群と電子制御装置の入力ポート間に配置すると
   共に、前記電子制御装置の出力ポートの出力を受けて前
   記トランジスタを各組ごとに選択的に切換え前記入力端
   子群と電子制御装置の入力ポートを接続する切換手段を
   設けたことを特徴とする電子制御装置の入力拡張回路。
2. （２）前記複数の組に分割した端子群のうち少なくとも
   １つ以上の端子群の前記トランジスタの少なくとも１つ
   以上を前記入力ポートと前記出力ポートの間に挿入され
   たダイオードに置き換えたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の電子制御装置の入力拡張回路。
3. （３）前記出力ポートの出力を他の周期的に変化する出
   力信号と兼用したことを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項または第（２）項記載の電子制御装置の入力拡張
   回路。
4. （４）前記周期的に変化する出力信号としてウォッチド
   ッグタイマのリセット信号を用いたことを特徴とする特
   許請求の範囲第（３）項記載の電子制御装置の入力拡張
   回路。