JP4340966B2

JP4340966B2 - マイコン電源電圧監視システム

Info

Publication number: JP4340966B2
Application number: JP2004014848A
Authority: JP
Inventors: 雅志山崎; 直樹松田; 敏久山本; 秀樹株根
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2024-01-22
Also published as: JP2005208939A

Description

本発明は、自動車用電子制御装置のマイコンに供給される電源を監視するシステムに関するものである。

自動車に対する情報化や安全性向上等の社会的ニーズに対応するため、走行性能向上、運転の操作性向上、経路誘導、防盗などの便利性・安全性向上、ITS関連の予知安全および情報通信など、に関連する多数の電子制御装置が自動車に搭載されるようになってきた。これらの電子制御装置の多くにはマイコン(Microcomputer)が採用され、高性能で且つ高安全性のデジタル制御が行われている。近年、このマイコンにはRAM/ROM/Interface等の周辺回路をシングルチップに一体化したワンチップ・マイコンが装置の小形化並びに低コスト等の観点
から使用されることも多い。このような自動車の高度エレクトロニクス化の環境にあって、マイコンによる各種制御に対する安全性や信頼性の向上が大切になっている。

また、マイコンに搭載されるROMの種類には、プログラムの書き換えが可能なFlash ROMや書き換えができないMask ROMといった種類が存在し、用途に応じて使い分けられる。このように自動車用電子制御装置においても用途に応じて様々なマイコンを使い分けているが、使用するマイコンの種類によって必要電圧が異なる。このため自動車用電子制御装置に搭載する電源には、しばしば複数の電圧出力を切り替える機能が備えられており、搭載するマイコンに必要な電圧を得るために電圧出力を切り替えて使用されることが多い。このときマイコン制御の安全性、信頼性の観点から、マイコンに適正な電圧が、電源から出力されているかどうかを判断する必要がある。この問題を解決するため、電源出力と電子制御装置外部で設定された電圧値とを比較して一致したときに、電源の出力を許可する方法が特許文献1に示されている。
特開平７−２３１５６２号公報

しかしながら、電源出力がマイコンの動作が保証される電源電圧 (以後、この電圧を「適正電源電圧」という)であるかどうかの判断を行うためには、電子制御装置外部に電源監視機能を設ける必要がある。だが、電子制御装置の小型化や部品点数削減のため、電子制御装置内部に電源監視機能を設けなければならないという問題があった。

本発明の課題は、マイコンに供給される電源電圧が適正であるか否かを判断する、高信頼、高安全のマイコン電源電圧監視システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のマイコン電源電圧監視システムは、ＲＡＭ／ＲＯＭ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ等の周辺回路をシングルチップに一体化したワンチップ・マイコンであるマイコンを使用して自動車の電動パワーステアリング制御をおこなう自動車用電子制御装置において、マイコンに電源を供給する電源供給部の出力端子と該マイコンの電源供給端子とを接続する電源電圧供給線上の電圧である電源電圧が、マイコンの動作を保証する適正電源電圧であるか否かを監視する電源監視手段を有し、電源監視手段は、電源電圧が、予め定められた上側閾値電圧と下側閾値電圧との範囲である適正電源電圧範囲に収まるか否かを判別し、電源供給部の電源電圧が上側閾値電圧を上回るとき、および電源供給部の電源電圧が下側閾値電圧を下回るとき、マイコンから出力される制御信号を受けて外部負荷を制御する出力ドライバを停止させる、あるいは、マイコンの動作を停止させることを特徴とする。

このようにすると、電源電圧が電子制御装置内部にあるマイコン自身が記憶している適正電源電圧と一致しているか否かを監視するので、電子制御装置外部に電源監視機能を設けることなく、電源電圧の影響に基づくマイコンの誤動作を防止することが可能である。その結果、人為的ミスもしくは切り替えスイッチ等の故障等に基づく電源電圧の誤り設定、あるいは突発的な電源回路の故障等による異常電源電圧の発生など、に因るマイコン制御の誤作動を予防することができる。

また本発明のマイコン電源電圧監視システムは、電源供給部が、マイコンに出力する出力電圧を切り替える出力電圧切り替え手段を備え、
電源電圧は、出力電圧切り替え手段で切り替えられた出力電圧であるように構成してもよい。

このようにすると、電源供給部に出力電圧切り替え手段を一体化することになり、マイコン電源電圧監視システムの小形化と低コスト化が可能である。

また本発明のマイコン電源電圧監視システムは、電源監視手段が、マイコンに設けられ、マイコンは、適正電源電圧範囲あるいは適正電源電圧の情報を記憶しており、電源監視手段は、電源電圧の値を検出する電源電圧検出手段を備え、検出した電源電圧の値が、適正電源電圧範囲に収まるか否か、あるいは適正電源電圧であるか否かを監視するように構成することもできる。

このようにすれば、電源電圧が適正電圧であるか否かを判断する電源監視機能をマイコン自身が果たすので新たな回路を設ける必要が無く、マイコン電源電圧監視システムの小形化およびコストダウンが図れる。

また本発明のマイコン電源電圧監視システムは、電源監視手段が、電源供給部に設けられるように構成することもできる。

このようにすると、電源監視機能を電源供給部に一体化することになり、電源監視機能を電源供給部の外に設ける場合に比べてその配線が簡単になるため、マイコン電源電圧監視システムの信頼性向上やコスト低下が図れる。

また本発明のマイコン電源電圧監視システムは、電源電圧検出手段は、電源電圧をA/D変換するA/D変換器を含み、電源監視手段は、電源電圧をA/D変換した値が、マイコンに電圧のA/D変換値として記憶された適正電源電圧範囲に収まるか否か、あるいはマイコンに電圧のA/D変換値として記憶された適正電源電圧であるか否かを監視するように構成することも可能である。

このようにすると、マイコンに供給される電源が適正であるか否かを、マイコン自身が定量的に分析することができ、電源電圧に重畳したノイズや高周波誘導等を含めて詳細かつ精確に判断することができる。［マイコンの数値演算手段による電源監視手段］

また、本発明のマイコン電源電圧監視システムは、ＲＡＭ／ＲＯＭ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ等の周辺回路をシングルチップに一体化したワンチップ・マイコンであるマイコンを使用して自動車の電動パワーステアリング制御をおこなう自動車用電子制御装置において、マイコンに電源を供給する電源供給部の出力端子と該マイコンの電源供給端子とを接続する電源電圧供給線上の電圧である電源電圧が、マイコンの動作を保証する適正電源電圧であるか否かを監視する電源監視手段を有し、電源供給部は、その電源供給部に用意された複数の電源回路の出力に対応した電圧信号を生成してマイコンに出力する電圧信号出力回路を備え、マイコンは、該マイコンの動作に必要な電圧値に対応する必要電圧情報を記憶するとともに、入力された電圧信号に基づいて電源電圧情報を生成し、電源監視手段は、電源電圧が適正電源電圧である場合でも、電源電圧情報と必要電圧情報とが一致しないとき、マイコンから出力される制御信号を受けて外部負荷を制御する出力ドライバを停止させる、あるいは、マイコンの動作を停止させることを特徴とする。

このようにすると、電源回路の出力の切り替えに同期した電源フラグ（すなわち、本発明の電源電圧情報、以下も同様）と、マイコンの適正電圧に対応した必要電圧フラグ（すなわち、本発明の必要電圧情報、以下も同様）とを比較することで、電源電圧が適正電圧であるか否かを簡単に判別することができる。その結果、マイコン自身あるいは電源供給部のいずれが、この電源監視機能を果たす場合においても、その機能を容易に実現することができる。具体的には、マイコン自身が電源監視機能を果たす場合には、マイコン自身にA/D変換機能を必要とせず、I/Oポートを１つ設けるだけで、電源フラグと必要電圧フラグの簡単な論理演算を行うことによって達成できる（論理演算の構成の詳細は後述）。［論理演算手段による電源監視手段］

また本発明のマイコン電源電圧監視システムにおける適正電源電圧は、予め定められた上側閾値電圧と下側閾値電圧との範囲である適正電源電圧範囲として定められ、適正電源電圧範囲は、マイコンに記憶された必要電圧情報に応じて切り替えられ、電源監視手段は、電源電圧の値を検出する電源電圧検出手段を備え、電源監視手段は、検出した電源電圧の値が、適正電源電圧範囲に収まるか否かを判別するように構成してもよい。

このようにすると、電源電圧が適正電圧であるか否かを判別する電源監視機能を、簡単なアナログ回路等によって実現することができる。［アナログ演算手段による電源監視手段］

また本発明のマイコン電源電圧監視システムは、電圧信号は、電源電圧に対応して出力されるＨｉｇｈレベルあるいはＬｏｗレベルの電圧信号であり、電源電圧情報は、ＨｉｇｈレベルあるいはＬｏｗレベルの電圧信号に基づいて生成される１ｂｉｔの２進符号で、必要電圧情報は、マイコンに予め記憶されて、該マイコンの動作を保証する適正電源電圧に対応した１ｂｉｔの２進符号であり、電源監視手段は、電源電圧情報と必要電圧情報との排他的論理和をとり、前記電源電圧情報と前記必要電圧情報とが一致するか否かを判別するように構成することが好ましい。

このようにすると、マイコン自身が電源監視機能を果たす場合も、あるいは電源供給部が電源監視機能を果たす場合においても、電源フラグと必要電圧フラグの排他的論理和とることによって実現できる。例えば、電源供給部でこの機能を行う場合には、EX-OR（Exclusive OR）等の簡単な論理ゲート回路を使用して実現できる。

また本発明のマイコン電源電圧監視システムは、ステアリングの操舵力を補助するための電動パワーステアリング装置に適用されるマイコン電源電圧監視システムにおいて、
前記外部負荷は、前記電動パワーステアリング装置のモータリレー、前記電動パワーステアリング装置のモータを駆動する半導体スイッチング素子および前記電動パワーステアリング装置の電源リレーのいずれかであるように構成することが好ましい。

このようにすれば、ステアリングの操作性を向上する電動パワーステアリング装置において、電源電圧監視システムが異常を検出した際には、マイコンによる外部負荷、すなわちモータリレー、電源リレー、モータ等の制御を停止することができる。その結果、電動パワーステアリング装置の安全性・信頼性を一層向上させることができる。

また本発明のマイコン電源電圧監視システムは、マイコンの動作が正常であるか否かを監視する、ウオッチドックと宿題回答との少なくともいずれかの動作監視手段と、
マイコンに供給される電源電圧が適正電源電圧であるか否かを監視する電源監視手段とを併用するように構成してもよい。このようにすると、マイコンを使用した車両制御に対する安全性を二重にすることができ、その信頼性を一層向上させることが可能である。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明のマイコン電源電圧監視システムの最良形態を説明する。図１に本発明のマイコン電源電圧監視システムの回路ブロックの構成を示す。マイコン電源電圧監視システム1は外部負荷60を制御するマイコン10とそれに電圧切り替え機能を備えた電源電圧を供給する電源供給部20で構成される。マイコン10にはその動作が正常であるか否かを監視する動作監視手段としての動作監視回路30［W/D回路および宿題回答で構成される（詳細後述）］が接続されている。電源供給部20の定電圧電源21からマイコンの種類に応じた電圧に切り替えて供給される電源電圧はマイコン10の電源端子に印加されると同時に、マイコン10のI/Oポートから取込まれる。ポートから入力された電源電圧は、マイコン10の「動作が保証されている電源電圧範囲」を示す適正電源電圧値11と比較されて、電源電圧が適正電源電圧（「動作が保証されている電源電圧範囲」）であるか否かを電源監視12（電源監視手段として）される。もう一方で、マイコン10は制御信号S_cを出力して外部負荷（詳細後述）60に接続された出力ドライバ40を制御する。この電源監視出力と動作監視回路30の出力とをOR回路等の論理演算回路50に導いて、マイコン10に供給された電源電圧が適正電源電圧でないとき、あるいはマイコン10の動作が正常でないときには、外部負荷60をコントロールする出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンをリセットして外部負荷60の制御を停止させる。

次に、前記の電源監視機能をマイコン10の外部に設けた場合の別の最良形態について、図２を用いて説明する。マイコン10にはその動作が正常であるか否かを監視する動作監視手段としての動作監視回路30が同様に接続されている。電源供給部20の定電圧電源21から同様にマイコンの種類に応じた電圧に切り替えて供給される電源電圧は、マイコン10の電源端子に供給される。電源が供給されると、マイコン10は制御信号S_cを出力して外部負荷60に接続された出力ドライバ40を制御する。もう一方で、電源電圧は電源監視回路28（電源監視手段として）に入力されて、マイコン10が出力する適正電源電圧値11と比較され、電源電圧が適正電源電圧であるか否かを電源監視される。この電源監視回路28の出力と動作監視回路30の出力とをOR回路等の論理演算回路50に導いて、マイコン10に供給された電源電圧が適正電源電圧でないとき、あるいはマイコン10の動作が正常でないときには、外部負荷60をコントロールする出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンをリセットして外部負荷60の制御を停止させる。

以下、４つの代表的な実施形態について回路ブロック図とフローチャートを使用して順次に説明する。まず実施形態１について、その構成と機能を図３のブロック図を用いて説明する。マイコン電源電圧監視システム1は外部負荷60を制御するマイコン10とそれに電源電圧を供給する電源供給部20で構成される。マイコン10にはその動作が正常であるか否かを監視する動作監視手段として、W/D回路および宿題回答で構成される動作監視回路30が接続されている。

マイコン10にはWatchdog Timerと呼ばれるCounterがあり、プログラム実行に伴ってクロック信号でそのCounterがカウントアップされる。プログラム実行のサイクル毎にリセット信号を発生してそのCounterをリセットすることにより、プログラムが正常に実行されていることを監視する。もし、マイコン10がなんらかの原因によって暴走した場合には、CounterがOverflowしてマイコンのシステム動作をリセットする。このリセット信号の発生状態をモニタするのがW/D[Watch Dog]回路である。また、宿題回答はマイコン10に数値演算等の課題解決指示を定期的に送信し、それに対するマイコン10の回答を受信してその内容を調べ、マイコン10の機能が正常であるか否かを監視する。

電源供給部20の定電圧電源21からマイコンの種類に応じた電圧に切り替えて（各図では例として2.5V用／1.5V用の2種類）供給される電源電圧はマイコン10の電源端子に印加されると同時に、マイコン10のI/Oポートから取込まれる。ポートから入力された電源電圧はA/D変換13されて2進符号（2進数、16進数等を含む）Xとなり、マイコン10の適正電源電圧（範囲）値11を示す2進符号Yと比較されて、電源電圧が適正電源電圧（範囲）に収まっているか否か電源監視12（電源監視手段：数値演算手段として）される。もう一方で、マイコン10は制御信号S_cを出力して、電動パワーステァリングのモータリレー61、電源リレー62およびモータを駆動する半導体スイッチング素子（MOS FETなど）63の少なくとも何れかである外部負荷60を制御する出力ドライバ40をコントロールする。電源監視12の出力と動作監視回路30の出力とをOR回路等の論理演算回路50に導いて、マイコン10に供給された電源電圧が適正電源電圧（範囲）でないとき、あるいはマイコン10の動作が正常でないときには、外部負荷60を制御する出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンをリセットしてマイコン10による外部負荷60の制御を停止させる。

次に図７のフローチャートを使用して、実施形態１の動作の概要を説明する。P1において定電圧電源21からマイコン10に電源が供給される。P2ではWatchdogの監視［W/D回路］および宿題回答による動作監視が行われて、P3でマイコン10の動作が正常であるか否か判断される。もし、No：異常の場合には即時にP8移行して出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンがリセットされ、その出力が禁止されて外部負荷60の制御が停止される。P3でYes：正常な場合にはP4で電源電圧がI/Oから取込まれ、P5でA/D変換されて2進数Xとなる。P6で適正電源電圧値Yが内部メモリ等から読み出されてP7において、A/D変換出力のXと適正電源電圧（範囲）値Yとを比較する電源監視が行われる。電源電圧が適正電源電圧値の範囲内にある場合、即ちYes：正常の場合にはP2に戻り、マイコン10の動作監視と電源電圧の電源監視が所定の周期で定期的に行われる。もし、電源電圧が適正電源電圧値から外れた場合には、即ちNo：異常のときには、P8において出力ドライバ40がインヒビットおよびマイコンがリセットされ、その出力が禁止されて外部負荷60の制御が停止される。このP5からP7のステップを「数値演算手段」という。

次に実施形態２について、その構成と機能を図４のブロック図を用いて説明する。［４Ａ］において、マイコン電源電圧監視システム1は外部負荷60を制御するマイコン10とそれに電源電圧を供給する電源供給部20で構成される。マイコン10にはその動作が正常であるか否かを監視する動作監視手段として、W/D回路および宿題回答で構成される動作監視回路30が接続されている。

電源供給部20の定電圧電源21から供給される電源電圧はマイコン10の電源端子に印加されると同時に、過電圧・低電圧モニタ回路22に入力される。電源供給部20には定電圧電源21の２種の電源電圧(2.5V用／1.5V用)の選択切り替えに同期して電源フラグ（High：2.5V用／Low：1.5V用）を発生する電源フラグ回路23が用意されている。過電圧・低電圧モニタ回路22の２つの参照基準電圧、すなわち上側閾値電圧V_ref-H、下側閾値電圧V_ref-Lはこの電源フラグに同期して選択切り替え（2.5V用／1.5V用）がなされる。具体的には、1.5V用のときには、上側閾値電圧：V_re-H＝1.65V、下側閾値電圧：V_re-L＝1.35Vが選択され、2.5V用のときには、上側閾値電圧：V_re-H＝2.7V、下側閾値電圧：V_re-L＝2.3Vが選択される。マイコン10において、マイコンの動作が保証される電源電圧、即ち適正電源電圧に対応した必要電圧フラグ［2.5Vの場合：High、1.5Vの場合：Low］Xが内蔵メモリ15から読み出される。電源フラグ回路23から、定電圧電源21の電源電圧の選択に対応した電源フラグYが出力され、マイコン10のI/Oポートから取込まれる。この電源フラグY（2進符号）と前述の必要フラグX（2進符号）が排他的論理和の論理演算をおこなう電源監視16に入力されて両者の差異が監視される。

定電圧電源21から過電圧・低電圧モニタ回路22（アナログ演算手段として）に入力された電源電圧V_INはW/C[Window Comparator]22Aにおいて、定電圧電源21の電源電圧の選択に対応した参照基準電圧V_ref-H、V_ref-Lと比較されて、その電源電圧V_INが上側閾値電圧V_ref-Hと下側閾値電圧V_ref-Lの適正電源電圧（範囲）に収まっているかどうかモニタされる。ここでW/C22Aの構成と動作を［４Ｂ］の回路図を使用して簡単に説明する。W/C22は反転入力比較器として働くComparator221と非反転入力比較器として働くComparator222と、その両者の出力の否定論理積をとるNAND回路223で構成される。電源電圧V_INがV_ref-L＜V_IN＜V_ref-Hであるとき、すなわち電源電圧が適正電源電圧（範囲）であるときにはW/C22の出力はゼロ（Low）となる。

［４Ａ］に戻って、外部負荷60に対する制御については次のようになる。マイコン10は制御信号S_cを出力して、電動パワーステァリングのモータリレー61、電源リレー62およびモータを駆動する半導体スイッチング素子（MOS FETなど）63の少なくとも何れかである外部負荷60を制御する出力ドライバ40をコントロールする。定電圧電源21の電源電圧の選択に対応した電源フラグYと必要電圧フラグXが一致しないときには排他的論理和出力Zである出力V_Oが“１”レベル(High)となり、何らかの原因により電源電圧V_INが適正電源電圧でないとき、すなわち電源電圧V_INが下側閾値電圧V_ref-Lと上側閾値電圧V_ref-Hの範囲に収まらないときには過電圧・低電圧モニタ回路22の出力V_Mが“１”レベルとなる。さらには、マイコン10の動作が正常でないときには、動作監視回路30の出力V_sが“１”レベルとなる。前記の３つの出力V₀、V_M、V_sをOR回路50に入力し、３者の論理和をとる。よって電源電圧が適正電源電圧でないとき、あるいはマイコン10の動作が正常でないときには、OR回路50の出力が“１”レベルとなり、外部負荷60を制御する出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンをリセットして外部負荷60の制御を停止させる。

次に図８のフローチャートを使用して、実施形態２の動作の概要を説明する。P1において定電圧電源21からマイコン10に電源が供給される。P2ではWatchdogの監視［W/D回路］および宿題回答による動作監視が行われて、P3でマイコン10の動作が正常であるか否か判断される。もし、No：異常の場合には即時にP8移行して出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンがリセットされ、その出力が禁止されて外部負荷60の制御が停止される。P3でYes：正常な場合にはP4へ進み電源電圧V_INが電源監視され、P5で電源電圧が、適正電源電圧（範囲）であるか否か（V_ref-L＜V_IN＜V_ref-Hであるかどうか）判断される。もし、No：異常電圧である場合には、即時にP8移行して出力ドライバ40がインヒビットおよびマイコンがリセットされ、その出力が禁止されて外部負荷60の制御が停止される。P5でYes：適正電源電圧範囲である場合には、P6で電源電圧の選択に対応した電源フラグYがマイコン10に取り込まれる。これに併せてP7でマイコン10の内蔵メモリ15に記憶されていた必要電圧フラグXが読み出されて、P8で電源フラグYと必要フラグXの比較がおこなわれる。もしNo：電源フラグYと必要フラグXが不一致のとき（すなわち定電圧電源21からマイコン10に供給される電源電圧と、マイコン10が必要とする電源電圧とが合わないとき）には、P9で出力ドライバ40の出力が禁止されて外部負荷60の制御が停止される。P8でYes：電源フラグYと必要フラグXが一致するときにはP2に戻り、マイコン10の動作監視と電源監視が所定の周期で定期的に行われる。このP4、P5のステップを「アナログ演算手段」という。

次に実施形態３について、その構成と機能を図５のブロック図を用いて説明する。実施形態３と実施形態２との差異は、図３のマイコン10において電源フラグYと必要フラグXが排他的論理和の論理演算をおこなう電源監視16機能を、図５の電源監視回路24に置き換えたことである。よってここでは電源監視回路24の説明をおこない、他の部分の機能は同様であるのでその説明を省略する。マイコン10の内蔵メモリ15から読み出された必要電圧フラグXと電源電圧の選択に対応した電源フラグYをEX-OR [Exclusive OR]回路である電源監視回路24（電源監視手段：論理演算手段として）に入力して、その排他的論理和をとる。よって必要電圧フラグXと電源フラグYが不一致のときに、電源監視回路24の排他的論理和出力Zである出力V₀が“１”レベルとなる。

次に図９のフローチャートを使用して、実施形態３の動作の概要を説明する。図９のフローチャートは、ステップP6、P7、P8を除いて図８のフローチャートと同様であるので、その他のステップの説明を省略する。P5でYes：電源電圧V_INが適正電源電圧範囲であるときにはP6で、マイコン10から必要電圧フラグXを読出し、次いでP7で電源フラグYおよび必要電圧フラグXを電源監視回路24に入力する。P8で電源監視回路24は、電源フラグYおよび必要電圧フラグXの排他的論理和をとって両者の一致、不一致を判断する。このP6、P7、P8のステップを「論理演算手段」という。

次に実施形態４について、その構成と機能を図６のブロック図を用いて説明する。実施形態４では、図５で示される実施形態３の電源フラグ回路23と電源監視回路24の両機能を、過電圧・低電圧モニタ回路22の機能に併合一体化したマイコン電源監視回路25を設けている。よって、このマイコン電源監視回路25の機能を中心に説明する。定電圧電源21の電源電圧選択(1.5V用／2.5V用)によって定められた電源電圧V_INはマイコン10に供給されると同時にマイコン電源監視回路25のW/C[WindowComparator]25Aに入力される。この電源電圧選択に対応した必要電圧フラグXが内蔵メモリ15から読み出されてマイコン10からマイコン電源監視回路25に送出される。この必要電圧フラグXによってW/C25の２つの参照基準電圧である、上側閾値電圧V_ref-Hと下側閾値電圧V_ref-Lの選択切り替えがおこなわれる。具体的には、必要電圧フラグXがLow(1.5V用)のときには、上側閾値電圧：V_ref-H＝1.65V、下側閾値電圧：V_ref−L＝1.35Vが選択され、必要電圧フラグXがHigh(2.5V用)のときには、上側閾値電圧：V_ref-H＝2.7V、下側閾値電圧：V_ref−L＝2.3Vが選択される。W/C25において電源電圧VINとこれら上側閾値電圧V_ref−H、下側閾値電圧V_ref−Lの比較が前述のW/C22Aと同様におこなわれて、電源電圧V_INが適正電源電圧（範囲）であるかどうか電源監視される。出力ドライバ40のインヒビットおよびマイコンのリセットは前述と同様であるので省略する。

次に実施形態４の動作について図１０のフローチャートを使用して説明する。P1において定電圧電源21からマイコン10に電源が供給される。P2ではWatchdogの監視［W/D回路］および宿題回答によるマイコンの動作監視が行われて、P3でマイコン10の動作が正常であるか否か判断される。もし、No：異常の場合には即時にP8移行して出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンをリセットし、その出力が禁止されて外部負荷60の制御が停止される。P3でYes：正常な場合にはP4で、電源電圧の選択に対応した必要電圧フラグXがマイコン10からマイコン電源監視回路25に送出される。P5でこの必要電圧フラグXの内容（High/Low）に応じて上側閾値電圧V_ref-Hと下側閾値電圧V_ref-Lがそれぞれに選択される。P6で電源電圧V_INとこれらの上側閾値電圧V_ref-Hと下側閾値電圧V_ref-L比較がおこなわれる。電源電圧V_INが適正電源電圧範囲の範囲内にある（V_ref-L＜V_IN＜V_ref-H）場合、即ちYes：正常の場合にはP2に戻り、マイコン10の動作監視と電源電圧の電源監視が所定の周期で定期的に行われる。もし、電源電圧が適正電源電圧範囲でないときには、即ちNo：異常のときには、P8において出力ドライバ40をインヒビットおよびマイコンがリセットされ、その出力が禁止されて外部負荷60の制御が停止される。

本発明のマイコン電源電圧監視システムの最良形態の基本構成を示す回路ブロック図。本発明のマイコン電源電圧監視システムの別の最良形態の基本構成を示す回路ブロック図。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態１の構成を示す回路ブロック図。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態２の構成を示す回路ブロック図。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態３の構成を示す回路ブロック図。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態４の構成を示す回路ブロック図。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態１の動作を示すフローチャート。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態２の動作を示すフローチャート。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態３の動作を示すフローチャート。本発明のマイコン電源電圧監視システムの実施形態４の動作を示すフローチャート。

符号の説明

1 マイコン電源電圧監視システム
マイコン
電源供給部
動作監視回路（W/D回路、宿題回答、動作監視手段）
出力ドライバ
論理演算回路(OR回路)
60 外部負荷
適正電源電圧値（適正電源電圧範囲値）
12 電源監視（電源監視手段、数値演算手段）
A/D変換
15 内蔵メモリ
電源監視（電源監視手段）
定電圧電源
過電圧・低電圧モニタ回路（アナログ演算手段）
22A、25A W/C（Window Comparator）
23 電源フラグ回路
24 電源監視回路（電源監視手段、論理演算手段、Exclusive OR）
電源監視回路（電源監視手段）
モータリレー
電源リレー
本導体スイッチング素子（MOS FET）

Claims

ＲＡＭ／ＲＯＭ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ等の周辺回路をシングルチップに一体化したワンチップ・マイコンであるマイコンを使用して自動車の電動パワーステアリング制御をおこなう自動車用電子制御装置において、
前記マイコンに電源を供給する電源供給部の出力端子と該マイコンの電源供給端子とを接続する電源電圧供給線上の電圧である電源電圧が、前記マイコンの動作を保証する適正電源電圧であるか否かを監視する電源監視手段を有し、
前記電源監視手段は、
前記電源電圧が、予め定められた上側閾値電圧と下側閾値電圧との範囲である適正電源電圧範囲に収まるか否かを判別し、
前記電源供給部の電源電圧が前記上側閾値電圧を上回るとき、および前記電源供給部の電源電圧が前記下側閾値電圧を下回るとき、
前記マイコンから出力される制御信号を受けて外部負荷を制御する出力ドライバを停止させる、あるいは、前記マイコンの動作を停止させることを特徴とするマイコン電源電圧監視システム。
前記電源供給部は、前記マイコンに出力する出力電圧を切り替える出力電圧切り替え手段を備え、
前記電源電圧は、前記出力電圧切り替え手段で切り替えられた前記出力電圧である請求項１に記載のマイコン電源電圧監視システム。
ＲＡＭ／ＲＯＭ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ等の周辺回路をシングルチップに一体化したワンチップ・マイコンであるマイコンを使用して自動車の電動パワーステアリング制御をおこなう自動車用電子制御装置において、
前記マイコンに電源を供給する電源供給部の出力端子と該マイコンの電源供給端子とを接続する電源電圧供給線上の電圧である電源電圧が、前記マイコンの動作を保証する適正電源電圧であるか否かを監視する電源監視手段を有し、
前記電源供給部は、その電源供給部に用意された複数の電源回路の出力に対応した電圧信号を生成して前記マイコンに出力する電圧信号出力回路を備え、
前記マイコンは、該マイコンの動作に必要な電圧値に対応する必要電圧情報を記憶するとともに、入力された前記電圧信号に基づいて電源電圧情報を生成し、
前記電源監視手段は、
前記電源電圧が前記適正電源電圧である場合でも、前記電源電圧情報と前記必要電圧情報とが一致しないとき、
前記マイコンから出力される制御信号を受けて外部負荷を制御する出力ドライバを停止させる、あるいは、前記マイコンの動作を停止させることを特徴とするマイコン電源電圧監視システム。
前記電源供給部は、前記マイコンに出力する出力電圧を切り替える出力電圧切り替え手段を備え、
前記電源電圧は、前記出力電圧切り替え手段で切り替えられた前記出力電圧である請求項３に記載のマイコン電源電圧監視システム。
前記電圧信号出力回路は、前記電源供給部に用意された複数の電源回路の出力を切り替えるスイッチに同期して前記電圧信号を出力する請求項３または４に記載のマイコン電源電圧監視システム。
前記適正電源電圧は、予め定められた上側閾値電圧と下側閾値電圧との範囲である適正電源電圧範囲として定められ、前記適正電源電圧範囲は、前記マイコンに記憶された前記必要電圧情報に応じて切り替えられ、
前記電源監視手段は、前記電源電圧の値を検出する電源電圧検出手段を備え、
前記電源監視手段は、検出した前記電源電圧の値が、前記適正電源電圧範囲に収まるか否かを判別する請求項３ないし５のいずれか一項に記載のマイコン電源電圧監視システム。
前記電圧信号は、前記電源電圧に対応して出力されるＨｉｇｈレベルあるいはＬｏｗレベルの電圧信号であり、
前記電源電圧情報は、前記ＨｉｇｈレベルあるいはＬｏｗレベルの電圧信号に基づいて生成される１ｂｉｔの２進符号で、
前記必要電圧情報は、前記マイコンに予め記憶されて、該マイコンの動作を保証する適正電源電圧に対応した１ｂｉｔの２進符号であり、
前記電源監視手段は、前記電源電圧情報と前記必要電圧情報との排他的論理和をとり、前記電源電圧情報と前記必要電圧情報とが一致するか否かを判別する請求項３ないし６のいずれか一項に記載のマイコン電源電圧監視システム。
前記電源監視手段が、前記マイコンに設けられ、
前記マイコンは、前記適正電源電圧範囲あるいは前記適正電源電圧の情報を記憶しており、
前記電源監視手段は、前記電源電圧の値を検出する電源電圧検出手段を備え、
検出した前記電源電圧の値が、前記適正電源電圧範囲に収まるか否か、あるいは前記適正電源電圧であるか否かを監視する請求項１ないし７のいずれか一項に記載のマイコン電源電圧監視システム。
前記電源電圧検出手段は、前記電源電圧をA/D変換するA/D変換器を含み、
前記電源監視手段は、前記電源電圧をA/D変換した値が、前記マイコンに電圧のA/D変換値として記憶された前記適正電源電圧範囲に収まるか否か、あるいは前記マイコンに電圧のA/D変換値として記憶された前記適正電源電圧であるか否かを監視する請求項８に記載のマイコン電源電圧監視システム。
前記電源監視手段が、前記電源供給部に設けられた請求項１ないし７のいずれか一項に記載のマイコン電源電圧監視システム。
ステアリングの操舵力を補助するための電動パワーステアリング装置に適用されるマイコン電源電圧監視システムにおいて、
前記外部負荷は、前記電動パワーステアリング装置のモータリレー、前記電動パワーステアリング装置のモータを駆動する半導体スイッチング素子および前記電動パワーステアリング装置の電源リレーのいずれかである請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のマイコン電源電圧監視システム。