JP3693226B2 - マイコンのバックアップ装置及び自動車用パワーウインドウ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、マイコンのバックアップ装置及び自動車用パワーウインドウ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通称マイコンによる電子制御は一般産業機器の広い分野にわたっている。なかでも自動車の総合電子制御、そして移動通信機器の電子制御は飛躍的な進展をみている。反面、マイコン制御が電磁波の影響を受けたり、雨水浸水や水災害による冠水などでマイコン自体が異常を発生し易い環境にある。
例えば、自動車ドアのウインドウシールドガラス（以下、窓ガラスという）をモータを駆動源にして自動開閉するパワーウインドウ装置の場合も例外ではない。そのような環境下でマイコンに異常が発生すると、予測し得ないさまざまな弊害を生じる。
パワーウインドウ装置において、マイコン異常時にそれをバックアップして安全を確保することに目標をおいた以下の技術が提案されている。
【０００３】
従来のパワーウインドウ装置のバックアップ装置として、水没や故障によるマイコン動作停止時に、ウォッチドックタイマの動作を停止させて、そのリセット出力をハイインピーダンスにすることで、マイコンにリセットをかけるのを止めさせるようにしたものがある。
水没や故障によるマイコン動作停止時にウォッチドックタイマのリセット出力をハイインピーダンスするのは次の理由からである。
すなわち、水没や故障によるマイコン動作停止時に、マイコンにリセットをかけるのを止めさせなければ、ウォッチドックタイマのリセット出力が周期的にＨｉ／Ｌｏｗを繰り返すことになるので、手動操作による窓ガラスのアップ／ダウンを可能とするバックアップ回路の駆動条件として使用できないからである。
つまり、バックアップ回路は、ウォッチドックタイマのリセット出力がＬｏｗレベルの時即ちマイコンにリセットがかけられた時だけ手動操作による窓ガラスのアップ／ダウンが可能となるので、リセット出力が周期的にＨｉ／Ｌｏｗを繰り返してしまうと実用レベルでのアップ／ダウン操作はできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のバックアップ装置にあっては、解決すべき次の問題点が残されている。
それは、水没や故障ではなく一時的なマイコン暴走の場合でもウォッチドックタイマのリセット出力がハイインピーダンスになるので、一度でもマイコンが暴走すると、正常動作に復帰させることができず、バックアップ装置によるバックアップ動作即ち手動操作による窓ガラスのアップ／ダウン動作のみとなってしまうという点である。
イグニッションキーをオフにすることで、パワーウィンドウ装置への電源供給を停止する方式では、イグニッションキーのオフ／オン操作によって、マイコンをリセットして正常動作に復帰させることは可能であるが、バッテリ系より直に電源供給する方式では、バッテリを装置から外さなければマイコンをリセットすることができない。
【０００５】
したがって、実機搭載後の実用性を配慮すると、マイコンの一時的な暴走による動作停止と水没による動作停止に対応するフェイルセーフ制御は、これらのいずれの状態にあるかを判断して対応することが望ましい。すなわち、水没してマイコンが完全に動作を停止した場合に窓ガラスの開閉動力源であるモータの駆動を停止させるのではなく、車体各ドアの窓ガラス開閉スイッチが、プルアップ（引き上げ；閉じる）のオン状態になっているか、あるいはプルダウン（引き下げ；開く）のオン状態になっていれば、その状態に対応したモータの駆動制御を行うことができるようにする必要がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップができるマイコンのバックアップ装置及び自動車用パワーウインドウ制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明によるマイコンのバックアップ装置は、マイコンが行う制御をそれに代わって行うバックアップ手段と、前記マイコンの外部に設けられ、外部よりイネーブル／ディスエーブル設定が可能であり、前記マイコンから出力されるパルス信号を監視してそのパルス信号の周波数が所定範囲外になった場合に前記マイコンに定期的にリセットをかける外部マイコン監視手段と、前記マイコン本体内にプログラムとして組み込まれ、前記マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が予め設定した時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力し、その外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間に前記バックアップ手段を継続動作させる内部マイコン監視手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、外部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号を監視し、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかける。マイコン本体内に設けられた内部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合に、外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力する。そして、外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間、バックアップ手段を動作させる。これにより、例えばマイコンが制御対象に対して制御を行っている最中に完全に動作を停止した場合、バックアップ手段がマイコンに代わって制御対象を制御するので、水没したり故障したりしてマイコンが完全に動作を停止してもマイコンの制御対象を正常に制御できる。
したがって、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、請求項３記載の発明による自動車用パワーウインドウ制御装置は、操作スイッチの操作状態に応じて窓ガラスをプルアップまたはプルダウンし、起動とともに外部にパルス信号を出力するマイコンと、このマイコンが行う制御をそれに代わって行うバックアップ手段と、前記マイコンの外部に設けられ、外部からイネーブル／ディスエーブル設定が可能であり、前記マイコンから出力されるパルス信号を監視してそのパルス信号の周波数が所定範囲外になった場合に前記マイコンに定期的にリセットをかける外部マイコン監視手段と、前記マイコン本体内にプログラムとして組み込まれ、前記マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が予め設定された時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力し、その外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間に前記バックアップ手段を継続動作させる内部マイコン監視手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、外部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号を監視し、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかける。マイコン本体内に設けられた内部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合に、外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力する。そして、外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間、バックアップ手段を動作させる。これにより、例えばマイコンが制御対象に対して制御を行っている最中に完全に動作を停止した場合、バックアップ手段がマイコンに代わって制御対象を制御するので、水没したり故障したりしてマイコンが完全に動作を停止してもモータを正常に制御できる。
したがって、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００１６】
上記内部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号が、マイコンが一時的に暴走してから正常に復帰するまでの時間を超えて出力されなくなった場合に外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明による自動車用パワーウインドウ制御装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
この図において、この実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置１は、自動車ドアの各窓ガラスを開閉操作するための手動式および自動式の両操作スイッチ１１、１５からなるスイッチユニット１０を備えている。前述のように、少なくとも運転席ドア用のスイッチユニット１０は、手動式と自動式の両操作スイッチ１１、１５を備えている。
【００１８】
すなわち、運転者または同乗者によってスイッチ操作が行われると、窓ガラス開閉動力源の直流モータＭが正転方向または逆転方向に起動し、その回転力がガラス昇降機構であるアクチュエータ（図示せず）に伝動される。ガラス昇降機構はアクチュエータの作動を受けて、窓ガラスをプルアップ動作して閉じ、またはプルダウン動作して開くための装置である。
手動式操作スイッチ１１は、これを手動で操作し続けている間だけ直流モータＭが起動し、窓ガラスを途中位置まで開閉したり、あるいは全閉／全開方向へプルアップ／プルダウン動作を続行するときの操作用である。この手動操作スイッチ１１は、アース接地されて常にニュートラル位置に保持された可動接点１２と、この可動接点１２に手動による選択的な切替操作で接続させるプルアップ用とプルダウン用の各固定接点１３、１４からなっている。
【００１９】
自動操作スイッチ１５は、これを一度スイッチ操作すると、窓ガラスが下限の全開位置または上限の全閉位置で停止するまで、プルアップ／プルダウン動作させるための操作用である。この自動操作スイッチ１５もまたアース接地されて常にニュートラル位置に保持された可動接点１６と、この可動接点１６に手動による選択的な切替操作で接触させるプルアップ用とプルダウン用の各固定接点１７、１８からなっている。
また、本制御装置１は、スイッチユニット１０と直流モータＭとの間にマイコン本体２０、このマイコン本体２０の動作が正常／異常かを監視するマイコン監視手段としてのウォッチドックタイマ（外部ウォッチドックタイマという）３０、そして切替リレー回路４０などを互いに電気的に接続して備えている。
【００２０】
マイコン本体２０は、ＣＰＵ、メモリおよびＩ／Ｏポートなどからなり、定電圧源５Ｖ（ボルト）に接続されている。ＣＰＵは制御部や演算部からなり、その制御部に入力端子２１、２２、２３からスイッチユニット１０の手動または自動操作スイッチ１１、１５を切替操作したスイッチ信号が入力される。また、制御部は、外部ウォッチドックタイマ３０にパルス信号を入力するパルス出力端子２４と、外部ウォッチドックタイマ３０の状態（イネーブル／ディスエーブル）を設定するＢ信号を入力するＢ信号出力端子２８とを有し、また外部ウォッチドックタイマ３０から制御部にリセット信号が入力されるリセット端子２５を有している。さらに制御部は、制御信号をプルアップ用とプルダウン用のそれぞれリレー駆動用トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各ベースに入力する出力端子２６、２７を有している。
【００２１】
また、マイコン本体２０のＣＰＵには、制御部や演算部とは別に独立して動作するソフト的なマイコン監視手段であるウォッチドックタイマ（内部ウォッチドックタイマという）７０が設けられており、この内部ウォッチドックタイマ７０は、マイコン本体２０のＣＰＵの制御部から出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が出力されている間はＢ信号をＨｉレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばイネーブルにする（即ち動作状態にする）。また、前記パルス信号が予め設定した時間（マイコン本体２０が予期しない暴走などしたり、あるいはマイコン本体１０の電源電圧が低下するなどしてパルス信号が一時的にＨｉレベルか、またはＬｏｗレベルとなる時間を超える時間）以上出力されなくなると、Ｂ信号をＨｉレベルからＬｏｗレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばディスエーブルにする（即ち非動作状態にする）。
【００２２】
外部ウォッチドックタイマ３０は、入力端子３１、３３および出力端子３２を有しており、それらの端子でマイコン本体２０の制御部との間で信号が入出力可能となっている。この場合の外部ウォッチドックタイマ３０は、マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０のＢ信号出力端子２８から出力されるＢ信号を受け取り、そのＢ信号のレベルがＨｉ／Ｌｏｗであるかによって、イネーブル／ディスエーブルの制御がされる。そして、イネーブルの時には出力端子３２がリセット信号を出力可能となり、ディスエーブルの時には出力端子３２のインピーダンスがＨｉとなる。すなわち、マイコン本体２０のＣＰＵの制御部からパルス信号が出力されなくなり、それが予め設定した時間を超えると、マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０のＢ信号出力端子２８からのＢ信号のレベルによって、外部ウォッチドックタイマ３０がディスエーブルになり、その出力端子３２がＨｉインピーダンス（水没によるリークで電圧レベルが低下しやすいレベル）となる。
【００２３】
また、外部ウォッチドックタイマ３０は、マイコン本体２０の制御部のパルス出力端子２４から出力されるパルス信号を受け取り、その周波数の適否を監視する。
一般にウォッチドックタイマは、特定条件時にシステム全体またはその一部を停止させる機能を有するものとして用いられる。ここでは、外部ウォッチドックタイマ３０は、半導体ＩＣによる制御回路などからなっていて、マイコン本体１０からの出力パルスが所定の周波数範囲に入っているか否かを検出可能となっている。その検出信号に基づいて、外部ウォッチドックタイマ３０はマイコン本体１０が正常か異常かを判断する。そして、異常と判断した場合には定期的に出力端子３２のインピーダンスをＨｉ／Ｌｏｗにしてリセット信号を出力する。
なお、内部ウォッチドックタイマ７０から出力されるＢ信号が外部ウォッチドグタイマ３０をディスエーブルにしている間、出力端子３２がＨｉインピーダンスとなり、水没状態となった場合、リークで電圧レベルが低下しやすくなる。
【００２４】
切替リレー回路４０は、プルアップ用とプルダウン用の各切替リレー４０Ａ、４０Ｂを有している。プルアップ用の切替リレー４０Ａは、リレーコイル４１と、可動接点４２および二つの固定接点４３、４４からなっている。同じくプルダウン用切替リレー４０Ｂは、リレーコイル４５と、可動接点４６および二つの固定接点４７、４８からなっている。リレーコイル４１、４５の一端は例えば定電圧源５Ｖに接続されている。
プルアップ用の切替リレー４０Ａの固定接点４３と、プルダウン用の切替リレー４０Ｂの固定接点４７とは互いに接続され、イグニッションスイッチ５０を介して車載電源のバッテリ（図示せず）に接続されている。また、もう一方のプルアップ側とプルダウン側の両固定接点４４、４８は互いに接続され、アース接地されている。
【００２５】
ここで、上記リレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２はいずれもＮＰＮ型であり、それらの各コレクタが対応するプルアップ用とプルダウン用の各リレーコイル４１、４５に接続されている。すなわち、リレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２はそれらのベースにマイコン本体２０の制御部の出力端子２６、２７から制御信号が入力されると、オン状態にバイアスされる。そうしたスイッチング作用により、切替リレー回路４０のプルアップ用とプルダウン用の各切替リレー４０Ａ、４０Ｂのいずれかが作動する。切替リレー４０Ａ、４０Ｂの一方が作動すると、電源バッテリから負荷の直流モータＭに通電オンとなり、直流モータＭの正逆いずれかの方向への回転起動によって、窓ガラスをプルアップ／プルダウン動作させる。
【００２６】
一方、バックアップ回路６０は、その主体となるバックアップ用のＰＮＰ型トランジスタＴｒ３を有している。このバックアップトランジスタＴｒ３のベースは、抵抗Ｒ１を介してウォッチドックタイマ３０の出力端子３２に接続されている。したがって、外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２からの信号は、マイコン本体２０のリセット入力端子２５に対してはリセット信号として出力され、同時にバックアップトランジスタＴｒ３のベースに対してはセット信号として出力可能となっている。
【００２７】
このバックアップトランジスタＴｒ３のベースおよびエミッタ間には、バイアス抵抗Ｒ２が接続されている。バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタは、抵抗Ｒ３とＲ４、そしてダイオードＤ１とＤ２をそれぞれ介して手動操作スイッチ１１のプルアップ用とプルダウン用の二つの固定接点１３、１４に接続されている。なお、ダイオードＤ１、Ｄ２を設けた理由は、整流作用と相まって、スイッチユニット１０側から外乱信号が入ることにより、バックアップ回路６０が誤作動するのを防止するためである。
さらに、バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタは、上記抵抗Ｒ３、Ｒ４を介してプルアップ用とプルダウン用のリレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各ベースに接続されている。それにより、バイアスを加えたときのバックアップトランジスタＴｒ３のコレクタ電流をリレー駆動用トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベースに供給可能となる。
【００２８】
次に、以上の構成による本発明の自動車用パワーウインドウ制御装置１の動作および作用について説明する。
（イ）マイコン本体２０の動作
図２はマイコン本体２０の動作を示すフローチャートである。
前提条件として、正常作動時には、マイコン本体２０は、制御部のパルス出力端子２４から設定された周波数領域のパルス信号を出力する。このパルス信号は、マイコン本体２０内で内部ウォッチドックタイマ７０に取り込まれるとともに、入力端子３１を介して外部ウォッチドックタイマ３０に取り込まれる。
【００２９】
マイコン本体２０が正常に動作している状態で、まずステップＳ１において、手動操作スイッチ１１の可動接点１２と自動操作スイッチ１５の可動接点１６の両方がオフ状態か否かを判断する。両方共にオフであれば（Ｙｅｓ）、プルアップ用とプルダウン用の切替リレー４０Ａ、４０Ｂは共にオフ状態（即ちプルアップ用の切替リレー４０Ａの可動接点４２が固定接点４４に接続されており、プルダウン用の切替リレー４０Ｂの可動接点４６が固定接点４８に接続されている）であるから、モータＭの両端電位Ｖ１、Ｖ２はいずれもＬｏｗレベルになってモータＭは起動せず、窓ガラスは不動のままである（ステップＳ２）。
これに対して、ステップＳ１で可動接点１２又は可動接点１６のいずれかがオン状態のとき（Ｎｏ）にはステップＳ３に移行する。このステップＳ３では、可動接点１２がプルアップ用とプルダウン用の固定接点１３、１４のいずれに、又は可動接点１６がプルップ用とプルダウン用の固定接点１７、１８のいずれに接続されているかを判定する。
【００３０】
この判定において、手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルアップ用の固定接点１３に接続されていると判断した場合（Ｙｅｓ）、プルアップ用のリレー駆動用トランジスタＴｒ１にベースバイアスを印加してオン状態にし、プルアップ用の切替リレー４０Ａの可動接点４２を固定接点４３側に切り替える（ステップＳ４）。これにより、モータＭの一方電位Ｖ１がＨｉレベルで、他方電位Ｖ２がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルアップ方向へ回転起動する。この結果、窓ガラスがプルアップ動作して閉じる（ステップＳ５）。この動作は、可動接点１２がプルアップ用の固定接点１３に接続されている間継続して行われ、窓ガラスが完全に閉じ切った時点で停止する。
【００３１】
これに対して、手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルダウン用の固定接点１４に接続されていると判断した場合（Ｎｏ）、プルダウン用のリレー駆動用トランジスタＴｒ２にベースバイアスを印加してオン状態にし、プルダウン用の切替リレー４０Ｂの可動接点４６を固定接点４７側に切り替える（ステップＳ６）。これにより、モータＭの一方電位Ｖ２がＨｉレベルで、他方電位Ｖ１がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルダウン方向へ回転起動する。この結果、窓ガラスがプルダウン動作して開く（ステップＳ７）。この動作は、可動接点１２がプルダウン用の固定接点１４に接続されている間継続して行われ、窓ガラスが完全に開き切った時点で停止する。
【００３２】
一方、自動操作スイッチ１５の可動接点１６がプルアップ用の固定接点１７に接続されていると判断した場合（Ｙｅｓ）には、窓ガラスが完全に閉じ切るまで、プルアップ用のリレー駆動用トランジスタＴｒ１をオン状態にする。
また、自動操作スイッチ１５の可動接点１６がプルダウン用の固定接点１８に接続されていると判断した場合（Ｎｏ）は、窓ガラスが完全に開き切るまで、プルダウン用のリレー駆動用トランジスタＴｒ２をオン状態にする。
【００３３】
（ロ）マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０の動作
図３はマイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０の動作を示すフローチャートである。
内部ウォッチドックタイマ７０は、マイコン本体２０のＣＰＵの制御部から出力されるパルス信号を監視し、そのパルス信号が出力されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定において、パルス信号が出力されていると判断すると、Ｂ信号をＨｉレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばイネーブルにする（ステップＳ１１）。これに対して、パルス信号が出力されていないと判断すると、出力されていない時間が予め設定した時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定において、パルス信号が所定時間を超えて出力されていないと判断すると、水没又は故障状態であると判断して、Ｂ信号をＨｉレベルからＬｏｗレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばディスエーブルにする（ステップＳ１３）。その後、処理を終了する。
ステップＳ１２の判定において、パルス信号が所定時間以内に再び出力されたと判断すると、ステップＳ１１に移行し、Ｂ信号をＨｉレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばイネーブルにする。
【００３４】
（ハ）マイコン本体２０の外部ウォッチドックタイマ３０の動作
図４はマイコン本体２０の外部ウォッチドックタイマ３０の動作を示すフローチャートである。
外部ウォッチドックタイマ３０は、まず、マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０より出力されるＢ信号がＨｉレベルか否かを判定する（ステップＳ２０）。この判定において、Ｂ信号がＨｉレベルでないと判断すると、水没又は故障が生じたものとして、出力端子３２をハイインピーダンスにして（ステップＳ２１）処理を終了する。
【００３５】
これに対して、Ｂ信号がＨｉレベルであると判断すると、水没又は故障が生じていないとして、パルス信号の取り込みを行い（ステップＳ２２）、その周波数が所定の周波数範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。この判定において、パルス信号が所定の周波数範囲内にないと判断すると、マイコン本体２０で一時的な暴走が生じたものとして、フラグＦを「１」に設定した（ステップＳ２４）後、リセット信号出力処理を行う（ステップＳ２５）。このリセット信号出力処理においては、リセット信号を出力端子３２からマイコン本体２０に定期的に出力する。
これに対して、パルス信号が所定の周波数範囲内にあると判断すると、フラグＦの値が「１」か否かを判定する。この判定において、フラグＦの値が「１」でなければ何も処理しないでステップＳ２０に戻り、フラグＦの値が「１」であればリセット信号出力処理を停止する（ステップＳ２７）。これにより、リセット信号が出力されなくなる。
リセット信号出力処理を停止した後、フラグＦの値を「０」に設定して（ステップＳ２８）、ステップＳ２０に戻る。
【００３６】
上記ステップＳ２１で外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２がハイインピーダンスになり、水没によるリークで電圧レベルが低下すると、バックアップ回路６０のバックアップトランジスタＴｒ３にベースバイアスが印加される。
これにより、バックアップトランジスタＴｒ３がオン状態になり、このバックアップトランジスタＴｒ３のコレクタからは、コレクタ電流がリレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各ベースにＨｉレベルで供給され、これらリレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２がそれぞれオン状態になる。その結果、プルアップ用とプルダウン用の二つの切替リレー４０Ａ、４０Ｂが共に強制的にオン状態に動作する。
【００３７】
そして、このとき手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルアップ用の固定接点１３に接続されるか、または接続されていれば、バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタからプルダウン用のリレー駆動用トランジスタＴｒ２に流れるコレクタ電流がＬｏｗレベルとなり、プルダウン用の切替リレー４０Ｂが強制的にオフになる。これにより、モータＭの一方電位Ｖ１がＨｉレベルで、他方電位Ｖ２がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルアップ方向へ回転起動する。それによって、窓ガラスがプルアップ動作して閉じる。
【００３８】
これに対して、手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルダウン用の固定接点１４に接続されるか、または既に接続されていれば、バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタからプルアップ用のリレー駆動用トランジスタＴｒ１に流れるコレクタ電流がＬｏｗレベルとなり、プルアップ用の切替リレー４０Ａが強制的にオフになる。これにより、モータＭの一方電位Ｖ２がＨｉレベルで、他方電位Ｖ１がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルダウン方向へ回転起動する。それによって、窓ガラスがプルダウン動作して開く。
【００３９】
このように、この実施の形態では、マイコン本体２０から出力されるパルス信号を外部ウォッチドックタイマ３０で監視し、マイコン本体２０からのパルス信号の周波数が一時的に所定の周波数範囲から外れると、マイコン本体２０が一時的に暴走したものと判断して、外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２から「リセット信号」を出力してマイコン本体２０にリセットをかける。
また、マイコン本体２０から出力されるパルス信号を、マイコン本体２０内にプログラムとして組み込んだ内部ウォッチドックタイマ７０で監視して、パルス信号が所定時間を超えて出力されなくなると、水没又は故障によりマイコン本体２０の動作が完全に停止したものとして、外部ウォッチドックタイマ３０をディスエーブルにしてその出力端子３２をハイインピーダンスにする。これにより、水没時のリークでバックアップ回路６０のバックアップトランジスタＴｒ３がオン状態になり、スイッチユニット１０による窓ガラスの開閉操作が有効になる。
すなわち、外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２がハイインピーダンスになっている間はバックアップ回路６０が継続して動作するので、その間に手動操作スイッチ１１による窓ガラスの開閉操作が可能となる。
したがって、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、自動車用パワーウインドウ制御装置におけるマイコン本体２０の暴走をバックアップするものであったが、自動車用パワーウインドウ制御装置に限らず、マイコンを使用した装置であればどのようなものにも適用できることは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２記載の発明によれば、外部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号を監視して、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかけ、マイコン本体内に設けた内部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視して、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合には外部マイコン監視手段をディスエーブルにして、その間にバックアップ手段を動作させるので、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００４４】
請求項３、４記載の発明によれば、外部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号を監視して、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかけ、マイコン本体内に設けた内部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視して、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合には、外部マイコン監視手段をディスエーブルにして、その間にバックアップ手段を動作させるので、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。この結果、信頼性の高い自動車用パワーウインドウ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動車用パワーウインドウ制御装置の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図２】本実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置の動作フローチャートである。
【図３】本実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置の動作フローチャートである。
【図４】本実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１ 自動車用パワーウインドウ制御装置
１０ スイッチユニット
１１ 手動操作スイッチ
１５ 自動操作スイッチ
１２、１６ 可動接点
１３ プルアップ用の固定接点
１４ プルダウン用の固定接点
２０ マイコン本体
２１、２２、２３ スイッチ信号入力端子
２４ パルス出力端子
２５ リセット入力端子
２６ プルアップ出力端子
２７ プルダウン出力端子
３０ 外部ウォッチドックタイマ（外部マイコン監視手段）
３１ マイコンパルス入力端子
３２ 判断信号出力端子
４０ 切替リレー回路
４０Ａ プルアップ用切替リレー
４０Ｂ プルダウン用切替リレー
６０ バックアップ回路（バックアップ手段）
７０ 内部ウォッチドックタイマ（内部マイコン監視手段）
Ｔｒ３ ＰＮＰ型バックアップ用のトランジスタ
Ｔｒ１ プルアップ用のリレー駆動トランジスタ
Ｔｒ２ プルダウン用のリレー駆動トランジスタ
Ｄ１ プルアップ用のダイオード
Ｄ２ プルダウン用のダイオード
【産業上の利用分野】
本発明は、マイコンのバックアップ装置及び自動車用パワーウインドウ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通称マイコンによる電子制御は一般産業機器の広い分野にわたっている。なかでも自動車の総合電子制御、そして移動通信機器の電子制御は飛躍的な進展をみている。反面、マイコン制御が電磁波の影響を受けたり、雨水浸水や水災害による冠水などでマイコン自体が異常を発生し易い環境にある。
例えば、自動車ドアのウインドウシールドガラス（以下、窓ガラスという）をモータを駆動源にして自動開閉するパワーウインドウ装置の場合も例外ではない。そのような環境下でマイコンに異常が発生すると、予測し得ないさまざまな弊害を生じる。
パワーウインドウ装置において、マイコン異常時にそれをバックアップして安全を確保することに目標をおいた以下の技術が提案されている。
【０００３】
従来のパワーウインドウ装置のバックアップ装置として、水没や故障によるマイコン動作停止時に、ウォッチドックタイマの動作を停止させて、そのリセット出力をハイインピーダンスにすることで、マイコンにリセットをかけるのを止めさせるようにしたものがある。
水没や故障によるマイコン動作停止時にウォッチドックタイマのリセット出力をハイインピーダンスするのは次の理由からである。
すなわち、水没や故障によるマイコン動作停止時に、マイコンにリセットをかけるのを止めさせなければ、ウォッチドックタイマのリセット出力が周期的にＨｉ／Ｌｏｗを繰り返すことになるので、手動操作による窓ガラスのアップ／ダウンを可能とするバックアップ回路の駆動条件として使用できないからである。
つまり、バックアップ回路は、ウォッチドックタイマのリセット出力がＬｏｗレベルの時即ちマイコンにリセットがかけられた時だけ手動操作による窓ガラスのアップ／ダウンが可能となるので、リセット出力が周期的にＨｉ／Ｌｏｗを繰り返してしまうと実用レベルでのアップ／ダウン操作はできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のバックアップ装置にあっては、解決すべき次の問題点が残されている。
それは、水没や故障ではなく一時的なマイコン暴走の場合でもウォッチドックタイマのリセット出力がハイインピーダンスになるので、一度でもマイコンが暴走すると、正常動作に復帰させることができず、バックアップ装置によるバックアップ動作即ち手動操作による窓ガラスのアップ／ダウン動作のみとなってしまうという点である。
イグニッションキーをオフにすることで、パワーウィンドウ装置への電源供給を停止する方式では、イグニッションキーのオフ／オン操作によって、マイコンをリセットして正常動作に復帰させることは可能であるが、バッテリ系より直に電源供給する方式では、バッテリを装置から外さなければマイコンをリセットすることができない。
【０００５】
したがって、実機搭載後の実用性を配慮すると、マイコンの一時的な暴走による動作停止と水没による動作停止に対応するフェイルセーフ制御は、これらのいずれの状態にあるかを判断して対応することが望ましい。すなわち、水没してマイコンが完全に動作を停止した場合に窓ガラスの開閉動力源であるモータの駆動を停止させるのではなく、車体各ドアの窓ガラス開閉スイッチが、プルアップ（引き上げ；閉じる）のオン状態になっているか、あるいはプルダウン（引き下げ；開く）のオン状態になっていれば、その状態に対応したモータの駆動制御を行うことができるようにする必要がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップができるマイコンのバックアップ装置及び自動車用パワーウインドウ制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明によるマイコンのバックアップ装置は、マイコンが行う制御をそれに代わって行うバックアップ手段と、前記マイコンの外部に設けられ、外部よりイネーブル／ディスエーブル設定が可能であり、前記マイコンから出力されるパルス信号を監視してそのパルス信号の周波数が所定範囲外になった場合に前記マイコンに定期的にリセットをかける外部マイコン監視手段と、前記マイコン本体内にプログラムとして組み込まれ、前記マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が予め設定した時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力し、その外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間に前記バックアップ手段を継続動作させる内部マイコン監視手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、外部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号を監視し、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかける。マイコン本体内に設けられた内部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合に、外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力する。そして、外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間、バックアップ手段を動作させる。これにより、例えばマイコンが制御対象に対して制御を行っている最中に完全に動作を停止した場合、バックアップ手段がマイコンに代わって制御対象を制御するので、水没したり故障したりしてマイコンが完全に動作を停止してもマイコンの制御対象を正常に制御できる。
したがって、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、請求項３記載の発明による自動車用パワーウインドウ制御装置は、操作スイッチの操作状態に応じて窓ガラスをプルアップまたはプルダウンし、起動とともに外部にパルス信号を出力するマイコンと、このマイコンが行う制御をそれに代わって行うバックアップ手段と、前記マイコンの外部に設けられ、外部からイネーブル／ディスエーブル設定が可能であり、前記マイコンから出力されるパルス信号を監視してそのパルス信号の周波数が所定範囲外になった場合に前記マイコンに定期的にリセットをかける外部マイコン監視手段と、前記マイコン本体内にプログラムとして組み込まれ、前記マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が予め設定された時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力し、その外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間に前記バックアップ手段を継続動作させる内部マイコン監視手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、外部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号を監視し、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかける。マイコン本体内に設けられた内部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合に、外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力する。そして、外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間、バックアップ手段を動作させる。これにより、例えばマイコンが制御対象に対して制御を行っている最中に完全に動作を停止した場合、バックアップ手段がマイコンに代わって制御対象を制御するので、水没したり故障したりしてマイコンが完全に動作を停止してもモータを正常に制御できる。
したがって、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００１６】
上記内部マイコン監視手段は、マイコンから出力されるパルス信号が、マイコンが一時的に暴走してから正常に復帰するまでの時間を超えて出力されなくなった場合に外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明による自動車用パワーウインドウ制御装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
この図において、この実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置１は、自動車ドアの各窓ガラスを開閉操作するための手動式および自動式の両操作スイッチ１１、１５からなるスイッチユニット１０を備えている。前述のように、少なくとも運転席ドア用のスイッチユニット１０は、手動式と自動式の両操作スイッチ１１、１５を備えている。
【００１８】
すなわち、運転者または同乗者によってスイッチ操作が行われると、窓ガラス開閉動力源の直流モータＭが正転方向または逆転方向に起動し、その回転力がガラス昇降機構であるアクチュエータ（図示せず）に伝動される。ガラス昇降機構はアクチュエータの作動を受けて、窓ガラスをプルアップ動作して閉じ、またはプルダウン動作して開くための装置である。
手動式操作スイッチ１１は、これを手動で操作し続けている間だけ直流モータＭが起動し、窓ガラスを途中位置まで開閉したり、あるいは全閉／全開方向へプルアップ／プルダウン動作を続行するときの操作用である。この手動操作スイッチ１１は、アース接地されて常にニュートラル位置に保持された可動接点１２と、この可動接点１２に手動による選択的な切替操作で接続させるプルアップ用とプルダウン用の各固定接点１３、１４からなっている。
【００１９】
自動操作スイッチ１５は、これを一度スイッチ操作すると、窓ガラスが下限の全開位置または上限の全閉位置で停止するまで、プルアップ／プルダウン動作させるための操作用である。この自動操作スイッチ１５もまたアース接地されて常にニュートラル位置に保持された可動接点１６と、この可動接点１６に手動による選択的な切替操作で接触させるプルアップ用とプルダウン用の各固定接点１７、１８からなっている。
また、本制御装置１は、スイッチユニット１０と直流モータＭとの間にマイコン本体２０、このマイコン本体２０の動作が正常／異常かを監視するマイコン監視手段としてのウォッチドックタイマ（外部ウォッチドックタイマという）３０、そして切替リレー回路４０などを互いに電気的に接続して備えている。
【００２０】
マイコン本体２０は、ＣＰＵ、メモリおよびＩ／Ｏポートなどからなり、定電圧源５Ｖ（ボルト）に接続されている。ＣＰＵは制御部や演算部からなり、その制御部に入力端子２１、２２、２３からスイッチユニット１０の手動または自動操作スイッチ１１、１５を切替操作したスイッチ信号が入力される。また、制御部は、外部ウォッチドックタイマ３０にパルス信号を入力するパルス出力端子２４と、外部ウォッチドックタイマ３０の状態（イネーブル／ディスエーブル）を設定するＢ信号を入力するＢ信号出力端子２８とを有し、また外部ウォッチドックタイマ３０から制御部にリセット信号が入力されるリセット端子２５を有している。さらに制御部は、制御信号をプルアップ用とプルダウン用のそれぞれリレー駆動用トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各ベースに入力する出力端子２６、２７を有している。
【００２１】
また、マイコン本体２０のＣＰＵには、制御部や演算部とは別に独立して動作するソフト的なマイコン監視手段であるウォッチドックタイマ（内部ウォッチドックタイマという）７０が設けられており、この内部ウォッチドックタイマ７０は、マイコン本体２０のＣＰＵの制御部から出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が出力されている間はＢ信号をＨｉレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばイネーブルにする（即ち動作状態にする）。また、前記パルス信号が予め設定した時間（マイコン本体２０が予期しない暴走などしたり、あるいはマイコン本体１０の電源電圧が低下するなどしてパルス信号が一時的にＨｉレベルか、またはＬｏｗレベルとなる時間を超える時間）以上出力されなくなると、Ｂ信号をＨｉレベルからＬｏｗレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばディスエーブルにする（即ち非動作状態にする）。
【００２２】
外部ウォッチドックタイマ３０は、入力端子３１、３３および出力端子３２を有しており、それらの端子でマイコン本体２０の制御部との間で信号が入出力可能となっている。この場合の外部ウォッチドックタイマ３０は、マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０のＢ信号出力端子２８から出力されるＢ信号を受け取り、そのＢ信号のレベルがＨｉ／Ｌｏｗであるかによって、イネーブル／ディスエーブルの制御がされる。そして、イネーブルの時には出力端子３２がリセット信号を出力可能となり、ディスエーブルの時には出力端子３２のインピーダンスがＨｉとなる。すなわち、マイコン本体２０のＣＰＵの制御部からパルス信号が出力されなくなり、それが予め設定した時間を超えると、マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０のＢ信号出力端子２８からのＢ信号のレベルによって、外部ウォッチドックタイマ３０がディスエーブルになり、その出力端子３２がＨｉインピーダンス（水没によるリークで電圧レベルが低下しやすいレベル）となる。
【００２３】
また、外部ウォッチドックタイマ３０は、マイコン本体２０の制御部のパルス出力端子２４から出力されるパルス信号を受け取り、その周波数の適否を監視する。
一般にウォッチドックタイマは、特定条件時にシステム全体またはその一部を停止させる機能を有するものとして用いられる。ここでは、外部ウォッチドックタイマ３０は、半導体ＩＣによる制御回路などからなっていて、マイコン本体１０からの出力パルスが所定の周波数範囲に入っているか否かを検出可能となっている。その検出信号に基づいて、外部ウォッチドックタイマ３０はマイコン本体１０が正常か異常かを判断する。そして、異常と判断した場合には定期的に出力端子３２のインピーダンスをＨｉ／Ｌｏｗにしてリセット信号を出力する。
なお、内部ウォッチドックタイマ７０から出力されるＢ信号が外部ウォッチドグタイマ３０をディスエーブルにしている間、出力端子３２がＨｉインピーダンスとなり、水没状態となった場合、リークで電圧レベルが低下しやすくなる。
【００２４】
切替リレー回路４０は、プルアップ用とプルダウン用の各切替リレー４０Ａ、４０Ｂを有している。プルアップ用の切替リレー４０Ａは、リレーコイル４１と、可動接点４２および二つの固定接点４３、４４からなっている。同じくプルダウン用切替リレー４０Ｂは、リレーコイル４５と、可動接点４６および二つの固定接点４７、４８からなっている。リレーコイル４１、４５の一端は例えば定電圧源５Ｖに接続されている。
プルアップ用の切替リレー４０Ａの固定接点４３と、プルダウン用の切替リレー４０Ｂの固定接点４７とは互いに接続され、イグニッションスイッチ５０を介して車載電源のバッテリ（図示せず）に接続されている。また、もう一方のプルアップ側とプルダウン側の両固定接点４４、４８は互いに接続され、アース接地されている。
【００２５】
ここで、上記リレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２はいずれもＮＰＮ型であり、それらの各コレクタが対応するプルアップ用とプルダウン用の各リレーコイル４１、４５に接続されている。すなわち、リレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２はそれらのベースにマイコン本体２０の制御部の出力端子２６、２７から制御信号が入力されると、オン状態にバイアスされる。そうしたスイッチング作用により、切替リレー回路４０のプルアップ用とプルダウン用の各切替リレー４０Ａ、４０Ｂのいずれかが作動する。切替リレー４０Ａ、４０Ｂの一方が作動すると、電源バッテリから負荷の直流モータＭに通電オンとなり、直流モータＭの正逆いずれかの方向への回転起動によって、窓ガラスをプルアップ／プルダウン動作させる。
【００２６】
一方、バックアップ回路６０は、その主体となるバックアップ用のＰＮＰ型トランジスタＴｒ３を有している。このバックアップトランジスタＴｒ３のベースは、抵抗Ｒ１を介してウォッチドックタイマ３０の出力端子３２に接続されている。したがって、外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２からの信号は、マイコン本体２０のリセット入力端子２５に対してはリセット信号として出力され、同時にバックアップトランジスタＴｒ３のベースに対してはセット信号として出力可能となっている。
【００２７】
このバックアップトランジスタＴｒ３のベースおよびエミッタ間には、バイアス抵抗Ｒ２が接続されている。バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタは、抵抗Ｒ３とＲ４、そしてダイオードＤ１とＤ２をそれぞれ介して手動操作スイッチ１１のプルアップ用とプルダウン用の二つの固定接点１３、１４に接続されている。なお、ダイオードＤ１、Ｄ２を設けた理由は、整流作用と相まって、スイッチユニット１０側から外乱信号が入ることにより、バックアップ回路６０が誤作動するのを防止するためである。
さらに、バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタは、上記抵抗Ｒ３、Ｒ４を介してプルアップ用とプルダウン用のリレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各ベースに接続されている。それにより、バイアスを加えたときのバックアップトランジスタＴｒ３のコレクタ電流をリレー駆動用トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベースに供給可能となる。
【００２８】
次に、以上の構成による本発明の自動車用パワーウインドウ制御装置１の動作および作用について説明する。
（イ）マイコン本体２０の動作
図２はマイコン本体２０の動作を示すフローチャートである。
前提条件として、正常作動時には、マイコン本体２０は、制御部のパルス出力端子２４から設定された周波数領域のパルス信号を出力する。このパルス信号は、マイコン本体２０内で内部ウォッチドックタイマ７０に取り込まれるとともに、入力端子３１を介して外部ウォッチドックタイマ３０に取り込まれる。
【００２９】
マイコン本体２０が正常に動作している状態で、まずステップＳ１において、手動操作スイッチ１１の可動接点１２と自動操作スイッチ１５の可動接点１６の両方がオフ状態か否かを判断する。両方共にオフであれば（Ｙｅｓ）、プルアップ用とプルダウン用の切替リレー４０Ａ、４０Ｂは共にオフ状態（即ちプルアップ用の切替リレー４０Ａの可動接点４２が固定接点４４に接続されており、プルダウン用の切替リレー４０Ｂの可動接点４６が固定接点４８に接続されている）であるから、モータＭの両端電位Ｖ１、Ｖ２はいずれもＬｏｗレベルになってモータＭは起動せず、窓ガラスは不動のままである（ステップＳ２）。
これに対して、ステップＳ１で可動接点１２又は可動接点１６のいずれかがオン状態のとき（Ｎｏ）にはステップＳ３に移行する。このステップＳ３では、可動接点１２がプルアップ用とプルダウン用の固定接点１３、１４のいずれに、又は可動接点１６がプルップ用とプルダウン用の固定接点１７、１８のいずれに接続されているかを判定する。
【００３０】
この判定において、手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルアップ用の固定接点１３に接続されていると判断した場合（Ｙｅｓ）、プルアップ用のリレー駆動用トランジスタＴｒ１にベースバイアスを印加してオン状態にし、プルアップ用の切替リレー４０Ａの可動接点４２を固定接点４３側に切り替える（ステップＳ４）。これにより、モータＭの一方電位Ｖ１がＨｉレベルで、他方電位Ｖ２がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルアップ方向へ回転起動する。この結果、窓ガラスがプルアップ動作して閉じる（ステップＳ５）。この動作は、可動接点１２がプルアップ用の固定接点１３に接続されている間継続して行われ、窓ガラスが完全に閉じ切った時点で停止する。
【００３１】
これに対して、手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルダウン用の固定接点１４に接続されていると判断した場合（Ｎｏ）、プルダウン用のリレー駆動用トランジスタＴｒ２にベースバイアスを印加してオン状態にし、プルダウン用の切替リレー４０Ｂの可動接点４６を固定接点４７側に切り替える（ステップＳ６）。これにより、モータＭの一方電位Ｖ２がＨｉレベルで、他方電位Ｖ１がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルダウン方向へ回転起動する。この結果、窓ガラスがプルダウン動作して開く（ステップＳ７）。この動作は、可動接点１２がプルダウン用の固定接点１４に接続されている間継続して行われ、窓ガラスが完全に開き切った時点で停止する。
【００３２】
一方、自動操作スイッチ１５の可動接点１６がプルアップ用の固定接点１７に接続されていると判断した場合（Ｙｅｓ）には、窓ガラスが完全に閉じ切るまで、プルアップ用のリレー駆動用トランジスタＴｒ１をオン状態にする。
また、自動操作スイッチ１５の可動接点１６がプルダウン用の固定接点１８に接続されていると判断した場合（Ｎｏ）は、窓ガラスが完全に開き切るまで、プルダウン用のリレー駆動用トランジスタＴｒ２をオン状態にする。
【００３３】
（ロ）マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０の動作
図３はマイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０の動作を示すフローチャートである。
内部ウォッチドックタイマ７０は、マイコン本体２０のＣＰＵの制御部から出力されるパルス信号を監視し、そのパルス信号が出力されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定において、パルス信号が出力されていると判断すると、Ｂ信号をＨｉレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばイネーブルにする（ステップＳ１１）。これに対して、パルス信号が出力されていないと判断すると、出力されていない時間が予め設定した時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定において、パルス信号が所定時間を超えて出力されていないと判断すると、水没又は故障状態であると判断して、Ｂ信号をＨｉレベルからＬｏｗレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばディスエーブルにする（ステップＳ１３）。その後、処理を終了する。
ステップＳ１２の判定において、パルス信号が所定時間以内に再び出力されたと判断すると、ステップＳ１１に移行し、Ｂ信号をＨｉレベルにして外部ウォッチドックタイマ３０を例えばイネーブルにする。
【００３４】
（ハ）マイコン本体２０の外部ウォッチドックタイマ３０の動作
図４はマイコン本体２０の外部ウォッチドックタイマ３０の動作を示すフローチャートである。
外部ウォッチドックタイマ３０は、まず、マイコン本体２０の内部ウォッチドックタイマ７０より出力されるＢ信号がＨｉレベルか否かを判定する（ステップＳ２０）。この判定において、Ｂ信号がＨｉレベルでないと判断すると、水没又は故障が生じたものとして、出力端子３２をハイインピーダンスにして（ステップＳ２１）処理を終了する。
【００３５】
これに対して、Ｂ信号がＨｉレベルであると判断すると、水没又は故障が生じていないとして、パルス信号の取り込みを行い（ステップＳ２２）、その周波数が所定の周波数範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。この判定において、パルス信号が所定の周波数範囲内にないと判断すると、マイコン本体２０で一時的な暴走が生じたものとして、フラグＦを「１」に設定した（ステップＳ２４）後、リセット信号出力処理を行う（ステップＳ２５）。このリセット信号出力処理においては、リセット信号を出力端子３２からマイコン本体２０に定期的に出力する。
これに対して、パルス信号が所定の周波数範囲内にあると判断すると、フラグＦの値が「１」か否かを判定する。この判定において、フラグＦの値が「１」でなければ何も処理しないでステップＳ２０に戻り、フラグＦの値が「１」であればリセット信号出力処理を停止する（ステップＳ２７）。これにより、リセット信号が出力されなくなる。
リセット信号出力処理を停止した後、フラグＦの値を「０」に設定して（ステップＳ２８）、ステップＳ２０に戻る。
【００３６】
上記ステップＳ２１で外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２がハイインピーダンスになり、水没によるリークで電圧レベルが低下すると、バックアップ回路６０のバックアップトランジスタＴｒ３にベースバイアスが印加される。
これにより、バックアップトランジスタＴｒ３がオン状態になり、このバックアップトランジスタＴｒ３のコレクタからは、コレクタ電流がリレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各ベースにＨｉレベルで供給され、これらリレー駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２がそれぞれオン状態になる。その結果、プルアップ用とプルダウン用の二つの切替リレー４０Ａ、４０Ｂが共に強制的にオン状態に動作する。
【００３７】
そして、このとき手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルアップ用の固定接点１３に接続されるか、または接続されていれば、バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタからプルダウン用のリレー駆動用トランジスタＴｒ２に流れるコレクタ電流がＬｏｗレベルとなり、プルダウン用の切替リレー４０Ｂが強制的にオフになる。これにより、モータＭの一方電位Ｖ１がＨｉレベルで、他方電位Ｖ２がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルアップ方向へ回転起動する。それによって、窓ガラスがプルアップ動作して閉じる。
【００３８】
これに対して、手動操作スイッチ１１の可動接点１２がプルダウン用の固定接点１４に接続されるか、または既に接続されていれば、バックアップトランジスタＴｒ３のコレクタからプルアップ用のリレー駆動用トランジスタＴｒ１に流れるコレクタ電流がＬｏｗレベルとなり、プルアップ用の切替リレー４０Ａが強制的にオフになる。これにより、モータＭの一方電位Ｖ２がＨｉレベルで、他方電位Ｖ１がＬｏｗレベルとなることから、モータＭがプルダウン方向へ回転起動する。それによって、窓ガラスがプルダウン動作して開く。
【００３９】
このように、この実施の形態では、マイコン本体２０から出力されるパルス信号を外部ウォッチドックタイマ３０で監視し、マイコン本体２０からのパルス信号の周波数が一時的に所定の周波数範囲から外れると、マイコン本体２０が一時的に暴走したものと判断して、外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２から「リセット信号」を出力してマイコン本体２０にリセットをかける。
また、マイコン本体２０から出力されるパルス信号を、マイコン本体２０内にプログラムとして組み込んだ内部ウォッチドックタイマ７０で監視して、パルス信号が所定時間を超えて出力されなくなると、水没又は故障によりマイコン本体２０の動作が完全に停止したものとして、外部ウォッチドックタイマ３０をディスエーブルにしてその出力端子３２をハイインピーダンスにする。これにより、水没時のリークでバックアップ回路６０のバックアップトランジスタＴｒ３がオン状態になり、スイッチユニット１０による窓ガラスの開閉操作が有効になる。
すなわち、外部ウォッチドックタイマ３０の出力端子３２がハイインピーダンスになっている間はバックアップ回路６０が継続して動作するので、その間に手動操作スイッチ１１による窓ガラスの開閉操作が可能となる。
したがって、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、自動車用パワーウインドウ制御装置におけるマイコン本体２０の暴走をバックアップするものであったが、自動車用パワーウインドウ制御装置に限らず、マイコンを使用した装置であればどのようなものにも適用できることは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２記載の発明によれば、外部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号を監視して、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかけ、マイコン本体内に設けた内部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視して、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合には外部マイコン監視手段をディスエーブルにして、その間にバックアップ手段を動作させるので、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。
【００４４】
請求項３、４記載の発明によれば、外部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号を監視して、その周波数が一時的に所定の周波数範囲外になった場合にマイコンに定期的にリセットをかけ、マイコン本体内に設けた内部マイコン監視手段により、マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視して、そのパルス信号が所定時間を超えて出力されなくなった場合には、外部マイコン監視手段をディスエーブルにして、その間にバックアップ手段を動作させるので、マイコンの一時的な暴走による動作停止の場合と水没や故障による完全動作停止の場合のそれぞれにおいて、マイコンの制御対象に対して最適なバックアップが可能となる。この結果、信頼性の高い自動車用パワーウインドウ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動車用パワーウインドウ制御装置の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図２】本実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置の動作フローチャートである。
【図３】本実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置の動作フローチャートである。
【図４】本実施の形態の自動車用パワーウインドウ制御装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１ 自動車用パワーウインドウ制御装置
１０ スイッチユニット
１１ 手動操作スイッチ
１５ 自動操作スイッチ
１２、１６ 可動接点
１３ プルアップ用の固定接点
１４ プルダウン用の固定接点
２０ マイコン本体
２１、２２、２３ スイッチ信号入力端子
２４ パルス出力端子
２５ リセット入力端子
２６ プルアップ出力端子
２７ プルダウン出力端子
３０ 外部ウォッチドックタイマ（外部マイコン監視手段）
３１ マイコンパルス入力端子
３２ 判断信号出力端子
４０ 切替リレー回路
４０Ａ プルアップ用切替リレー
４０Ｂ プルダウン用切替リレー
６０ バックアップ回路（バックアップ手段）
７０ 内部ウォッチドックタイマ（内部マイコン監視手段）
Ｔｒ３ ＰＮＰ型バックアップ用のトランジスタ
Ｔｒ１ プルアップ用のリレー駆動トランジスタ
Ｔｒ２ プルダウン用のリレー駆動トランジスタ
Ｄ１ プルアップ用のダイオード
Ｄ２ プルダウン用のダイオード
Claims (4)
- マイコンが行う制御をそれに代わって行うバックアップ手段と、
前記マイコンの外部に設けられ、外部よりイネーブル／ディスエーブル設定が可能であり、前記マイコンから出力されるパルス信号を監視してそのパルス信号の周波数が所定範囲外になった場合に前記マイコンに定期的にリセットをかける外部マイコン監視手段と、
前記マイコン本体内にプログラムとして組み込まれ、前記マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が予め設定した時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力し、その外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間に前記バックアップ手段を継続動作させる内部マイコン監視手段と、
を備えたことを特徴とするマイコンのバックアップ装置。 - 前記内部マイコン監視手段は、前記マイコンから出力されるパルス信号が、前記マイコンが一時的に暴走してから正常に復帰するまでの時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力することを特徴とする請求項１記載のマイコンのバックアップ装置。
- 操作スイッチの操作状態に応じて窓ガラスをプルアップまたはプルダウンし、起動とともに外部にパルス信号を出力するマイコンと、
このマイコンが行う制御をそれに代わって行うバックアップ手段と、
前記マイコンの外部に設けられ、外部からイネーブル／ディスエーブル設定が可能であり、前記マイコンから出力されるパルス信号を監視してそのパルス信号の周波数が所定範囲外になった場合に前記マイコンに定期的にリセットをかける外部マイコン監視手段と、
前記マイコン本体内にプログラムとして組み込まれ、前記マイコンから出力されるパルス信号をマイコン本体内で監視し、そのパルス信号が予め設定された時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力し、その外部マイコン監視手段をディスエーブルにしている間に前記バックアップ手段を継続動作させる内部マイコン監視手段と、
を備えたことを特徴とする自動車用パワーウインドウ制御装置。 - 前記内部マイコン監視手段は、前記マイコンから出力されるパルス信号が、前記マイコンが一時的に暴走してから正常に復帰するまでの時間を超えて出力されなくなった場合に前記外部マイコン監視手段をディスエーブルにする信号を出力することを特徴とする請求項３記載の自動車用パワーウインドウ制御装置。
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