JP5332420B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、内部で発生される内部クロックに基づいて処理を行う処理装置を備えた電子装置に関する。

従来より、この種の処理装置において、内部クロックが正常か否かを判定するための手法としては、特許文献１に記載のものがある。即ち、特許文献１には、マイコンが、それの内部で発生される動作用の内部クロックである基準クロックと、外部の信号出力手段から入力されるパルス信号とを比較することで、その基準クロックが正常であるか否かを判定することが記載されている。

一方、２つの装置間の通信方式としてクロック同期式通信が知られており、そのクロック同期式通信では、一方の装置から他方の装置へ通信クロックが出力され、その通信クロックに同期して両装置がデータの送受信を行う（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−４０１２１号公報 特開２００３−９７３４４号公報

特許文献１の技術では、内部クロックの異常を検出する手段が、マイコン自身であって、その内部クロックを基に動作するため、内部クロックに異常が発生した場合に、異常を検出する機能そのものが保証されない。特に、内部クロックが停止したなら、もはや、そのことを検出することはできない。

そこで、本発明は、電子装置に備えられた処理装置における内部クロックの異常を確実に検出することを目的としている。

本願発明は、以下に説明する第１〜第９発明のうちの何れかを組み合わせることで、一層顕著な特徴を有した発明となっている。このため、最初に、その第１〜第９発明の各々について説明する。
まず、第１発明の処理装置は、内部クロックを発生するクロック発生手段を有し、その内部クロックに基づいて処理を行うが、診断手段を備えている。そして、その診断手段は、当該処理装置の外部から与えられる外部クロックに基づき動作すると共に、その外部クロックを基準にして内部クロックが正常か否かを判定する。

尚、診断手段は、例えば、外部クロックの周期と内部クロックの周期とを比較したり、外部クロックの所定周期分の期間中に内部クロックが発生することを確認したりすることで、内部クロックが正常か否かを判定するように構成することができる。

このような第１発明の処理装置において、診断手段は、外部からの外部クロックによって動作するため、診断対象の内部クロックの状態に関わらず、特に内部クロックが停止しても、その内部クロックの異常を確実に検出することができるようになる。

更に、第１発明の処理装置によれば、例えば、内部クロックを発生するクロック発生手段を２つ設けて２つの内部クロックを相互比較する、といった異常検出手法を採る必要がなく、また、内部クロックによってカウントされるカウント値を外部の装置に出力して、その外部の装置が内部クロックの診断を行う、といった異常検出手法を採る必要もない。よって、クロック発生手段を２重にすることによる回路規模の過剰な増大や、外部の装置の処理増加を招くことがない。

次に、第２発明の処理装置では、第１発明の処理装置において、外部装置とクロック同期式通信を行うようになっており、外部クロックは、その外部装置からクロック同期式通信のために当該処理装置へ入力される通信クロックであることを特徴としている。つまり、診断手段は、外部装置から当該処理装置に入力される通信クロックによって動作するようになっている。そして、この構成によれば、外部クロックを発生させる手段を別途設ける必要がないという点で有利である。

次に、第３発明の処理装置は、第２発明の処理装置において、診断手段の判定結果を前記外部装置へ出力するようになっている。
そして、この構成によれば、処理装置の内部クロックに異常が生じた場合に、そのことを外部装置が知ることができ、その外部装置側にて、何らかのフェイルセーフを行うことができるようになる。例えば、処理装置が、外部装置によって動作が制御されるものである場合、内部クロックに異常が生じたことによる影響を回避或いは低減するようなフェイルセーフを行うことができる。

次に、第４発明の処理装置は、第２，第３発明の処理装置において、変更手段を備えている。そして、その変更手段は、当該処理装置の外部から与えられる変更情報に基づいて外部クロック（即ち、外部装置から入力された通信クロック）の周期を変更し、その変更後の外部クロックを診断手段に供給する。

この構成によれば、外部装置との通信速度が変更されて、通信クロックの周期が変わったとしても、診断手段に供給される外部クロックの周期が変わらないようにすることができる。よって、外部装置との通信速度が変更されても、診断手段の診断ロジックを変える必要がなく、高い汎用性が得られる。

尚、処理装置に変更情報を与える手法としては、例えば、処理装置が実装される回路基板上に設けたディップスイッチやジャンパー線等により、所定ビット数のデータを変更情報として入力させる、といった手法が考えられる。

また、第５発明の処理装置として、外部装置から通信によって変更情報が与えられるようにすることもできる。特に、第５発明の構成によれば、処理装置に変更情報を与えるための素子や回路（上記ディップスイッチやジャンパー線等）を別途設けなくてもよいという点で有利である。

次に、第６発明の電子装置は、第２〜第５発明の処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う前記外部装置とを備えている。
そして、処理装置は、計時すべき時間を示す時間情報を外部装置から受信して記憶部に記憶すると共に、所定の計時開始タイミングが到来すると、前記記憶部内の時間情報が示す時間が経過したか否かを内部クロックに基づいて判定するタイマ処理を行うようになっている。以下では、この処理装置の構成を、タイマ処理実施構成という。

更に、処理装置の診断手段は、外部装置からの通信クロックである外部クロックに基づいて内部クロックの誤差を表す誤差情報を生成し、その誤差情報を外部装置へ送信するようになっている。

そして、外部装置は、処理装置へ送信する前記時間情報を、その処理装置から受信した前記誤差情報に基づき補正するようになっている。
この電子装置によれば、処理装置における内部クロックに誤差が発生しても、その誤差に応じて、処理装置が行うタイマ処理の時間情報が補正されるため、そのタイマ処理にて、計時すべき時間（時間情報が示す時間）が経過したことを精度良く判定することができるようになる。つまり、時間の計測精度が低下するのを防止できる。

次に、第７発明の電子装置も、第２〜第５発明の処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う前記外部装置とを備えている。
そして、処理装置は、計時すべき時間を示す時間情報を外部装置から受信して記憶部に記憶すると共に、所定の計時開始タイミングが到来すると、前記記憶部内の時間情報が示す時間が経過したか否かを内部クロックに基づいて判定するタイマ処理を行うようになっている。

更に、処理装置の診断手段は、外部装置からの通信クロックである外部クロックに基づいて内部クロックの誤差を検出すると共に、その検出した誤差に応じて、前記記憶部内の時間情報を補正するようになっている。

そして、この第７発明の電子装置によっても、第６発明の電子装置と同じ効果が得られる。
次に、第８発明の電子装置では、第６，第７発明の電子装置において、処理装置は、車両のエンジンに燃料を供給するためのアクチュエータを作動させる機能を少なくとも有したものであって、当該処理装置の外部から駆動指令を受けると、前記アクチュエータの通電部に所定値の電流を流すための第１種通電動作を開始すると共に、前記タイマ処理を開始する。そして、処理装置は、そのタイマ処理により前記時間情報が示す時間が経過したと判定したなら、第１種通電動作に代えて、前記アクチュエータの通電部に前記所定値よりも小さい電流を流すための第２種通電動作を開始するようになっている。

この電子装置によれば、処理装置における内部クロックに誤差が発生しても、その処理装置が駆動指令を受けて第１種通電動作を開始してから、第２種通電動作を開始するまでの時間を、正確なものにすることができ、延いては、エンジンへの燃料供給を適切に行うことができるようになる。

次に、第９発明の処理装置は、第１〜第５発明の処理装置において、所定の計時開始タイミングが到来すると、記憶部に記憶している時間情報が示す時間が経過したか否かを内部クロックに基づいて判定するタイマ処理を行うようになっている。そして、診断手段は、前記外部クロックに基づいて内部クロックの誤差を検出すると共に、その検出した誤差に応じて、前記記憶部内の時間情報を補正するようになっている。

この処理装置によれば、内部クロックに誤差が発生しても、その誤差に応じて、タイマ処理の時間情報が補正されるため、そのタイマ処理にて、計時すべき時間（時間情報が示す時間）が経過したことを精度良く判定することができるようになる。つまり、時間の計測精度が低下するのを防止できる。
ここで、請求項１の電子装置は、第２発明の処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う外部装置とを備えた電子装置に対して、第６発明と第８発明の特徴を加えたものである。請求項２の電子装置は、第２発明の処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う外部装置とを備えた電子装置に対して、第７発明と第８発明の特徴を加えたものである。請求項３の電子装置は、第２発明の処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う外部装置とを備えた電子装置に対して、前述のタイマ処理実施構成と第８発明の特徴とを加えたものである。請求項４の電子装置は、請求項１〜３の電子装置に対して、第３発明の特徴を加えたものであり、請求項５の電子装置は、請求項１〜４の電子装置に対して、第４発明の特徴を加えたものであり、請求項６の電子装置は、請求項５の電子装置に対して、第５発明の特徴を加えたものである。

以下に、本発明が適用された実施形態の電子装置としての電子制御装置について説明する。尚、本実施形態の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）は、車両のエンジンを制御するものである。
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態のＥＣＵ１は、マイコン３と、そのマイコン３からの設定情報に基づきアクチュエータを駆動したり信号の入力を行う入出力制御ＩＣ（以下単に、ＩＣという）５とを備えている。

そして、マイコン３は、クロック生成回路１３と、エンジンを制御するための様々な処理を実行するＣＰＵ１５と、ＩＣ５との間でクロック同期式通信を行うための通信回路（クロック同期式通信回路）１７とを備えている。

クロック生成回路１３は、水晶発振子やセラミック発振子等からなる発振器１１が発生する発振信号から、一定周波数のクロックＣＫｍを生成し、ＣＰＵ１５は、そのクロックＣＫｍを動作用クロックとして動作する。

また、通信回路１７は、上記クロックＣＫｍを分周して一定周波数の通信クロックＣＫｃを生成する。
ここで、マイコン３とＩＣ５との間には、クロック同期式通信のための信号線として、マイコン３からＩＣ５へ通信クロックＣＫｃを供給するためのクロック信号線１８と、マイコン３からＩＣ５へデータを転送するためのデータ線１９と、ＩＣ５からマイコン３へデータを転送するためのデータ線２０とが配設されている。

そして、通信回路１７は、通信クロックＣＫｃをクロック信号線１８に出力すると共に、その通信クロックＣＫｃに同期して、ＩＣ５（詳しくは、後述する通信回路２１）とデータの送受信を行う。

具体的に説明すると、通信回路１７は、ＣＰＵ１５によって送信データがセットされ、マイコン３側の送信期間が到来すると、その送信データを、通信クロックＣＫｃに一方のエッジ（例えば、立ち下がりエッジ）が発生する毎に１ビットずつデータ線１９に出力する。また、通信回路１７は、マイコン３側の受信期間が到来すると、通信クロックＣＫｃに他方のエッジ（例えば、立ち上がりエッジ）が発生する毎に、データ線２０のデータを１ビットずつ受信して記憶する。そして、この通信回路１７がＩＣ５から受信して記憶したデータは、ＣＰＵ１５によって読み出されるようになっている。

一方、ＩＣ５は、マイコン３との間でクロック同期式通信を行うための通信回路２１と、一定周波数の内部クロックＣＫｉを生成する内部クロック生成回路２３と、その内部クロックＣＫｉに基づいて動作する入出力制御回路２５と、内部クロックＣＫｉが正常か否かを判定するために設けられた診断用カウンタ２６、基準クロックカウンタ２７、及びクロック診断処理回路２９とを備えている。

通信回路２１は、マイコン３からの通信クロックＣＫｃに同期して、マイコン３（詳しくは、前述の通信回路１７）とデータの送受信を行う。
具体的に説明すると、通信回路２１は、ＩＣ５側の受信期間（換言すれば、マイコン３側の送信期間）が到来すると、通信クロックＣＫｃに上記他方のエッジ（例えば、立ち上がりエッジ）が発生する毎に、データ線１９のデータを１ビットずつ受信して記憶する。そして、この通信回路２１がマイコン３から受信して記憶したデータは、入出力制御回路２５に転送されて記憶されるようになっている。また、通信回路２１は、入出力制御回路２５によって送信データがセットされ、ＩＣ５側の送信期間（換言すれば、マイコン３側の受信期間）が到来すると、通信クロックＣＫｃに上記一方のエッジ（例えば、立ち下がりエッジ）が発生する毎に、その送信データを１ビットずつデータ線２０に出力する。

尚、マイコン３とＩＣ５は、例えば一定時間毎や特定のイベントが発生したときに送受信を行う。また、マイコン３側の送信期間とＩＣ５側の送信期間は、例えば、マイコン３が送信を終えてからＩＣ５が送信するといった具合に、時間的にずれていても良いし、また、並行になっていても良い。つまり、後者の場合には、マイコン３とＩＣ５との双方向通信が同じ期間に並行して行われることとなる。

また更に、通信回路２１は、マイコン３から供給される上記通信クロックＣＫｃを、基準クロックカウンタ２７とクロック診断処理回路２９に出力するようになっている。
入出力制御回路２５は、例えば下記（１），（２）の機能を有している。
（１）マイコン３からの指令に従って高圧燃料ポンプの電磁弁を駆動する機能。

まず図２に示すように、その高圧燃料ポンプ４１は、電磁弁４２と、エンジンのカム軸４３の回転に応じて昇降するピストン４４と、該ピストン４４の昇降によって容積が増減すると共に、インジェクタへの燃料供給経路４６に連通した燃料室４５とを備えている。

尚、この例において、電磁弁４２は、コイルＬへの非通電時に、バルブである弁体４２ａがリターンスプリング４２ｂの付勢力によって低圧ポンプからの燃料供給経路４７と燃料室４５とを連通させる開弁位置に移動し、コイルＬへの通電時に、弁体４２ａがリターンスプリング４２ｂの付勢力に抗して上記燃料供給経路４７と燃料室４５とを遮断させる閉弁位置に移動するノーマルオープン形のものである。

そして、この高圧燃料ポンプ４１では、低圧ポンプからの燃料を燃料室４５に送る時（即ち、ピストン４４が下降する時）に、電磁弁４２のコイルＬが非通電とされて該電磁弁４２が開弁し（弁体４２ａが上記開弁位置に移動し）、また、燃料室４５内の圧力を高めて該燃料室４５内の燃料をインジェクタへ吐出させる時（即ち、ピストン４４が上昇する時）に、電磁弁４２のコイルＬが通電されて該電磁弁４２が閉弁する（弁体４２ａが上記閉弁位置に移動する）。

また、電磁弁４２のコイルＬへの通電タイミングや通電時間などは、マイコン３により、カム軸４３やエンジンのクランク軸の回転に同期して制御される。
そこで、入出力制御回路２５は、上記電磁弁４２に関する駆動指令信号を、マイコン３から、通信とは別の信号線を介して受けるようになっており、その駆動指令信号がアクティブレベルになると、電磁弁４２のコイルＬに通電するための駆動トランジスタ（図示省略）を制御して、そのコイルＬに通電するが、その際には、図３のようなパターンで通電する。

即ち、入出力制御回路２５は、マイコン３からの駆動指令信号がアクティブレベル（本実施形態ではハイ）になると、その時点から設定時間Ｔが経過するまでは、コイルＬに流れる電流（通電電流）が、電磁弁４２を開弁状態から閉弁状態に移行させることが可能な大きい起動用電流（いわゆるピーク電流）Ｉｐとなるように、上記駆動トランジスタをオン／オフさせ、設定時間Ｔが経過してから駆動指令信号が非アクティブレベルになるまでは、コイルＬの通電電流が、電磁弁４２を閉弁状態に保持させることが可能な小さい保持用電流（いわゆるホールド電流）Ｉｈ（＜Ｉｐ）となるように、上記駆動トランジスタをオン／オフさせる。

尚、この例では、設定時間Ｔが経過するまでは、コイルＬの通電電流が起動用電流Ｉｐに達する毎に駆動トランジスタを一定時間だけオフさせることにより、その通電電流をＩｐに制限しつつ該Ｉｐ付近に制御し、設定時間Ｔが経過した後は、コイルＬの通電電流が保持用電流Ｉｈに達する毎に駆動トランジスタを一定時間だけオフさせることにより、その通電電流をＩｈに制限しつつ該Ｉｈ付近に制御している。また、こうした通電制御については、例えば、特開２００１−５００９２号公報等に記載されているように公知である。

そして更に、入出力制御回路２５は、図１に示すように、レジスタ３１とタイマ３３を備えており、レジスタ３１には、マイコン３からクロック同期式通信で送信されるデータのうち、上記設定時間Ｔを示すタイマ値が記憶され、タイマ３３は、そのレジスタ３１内のタイマ値と内部クロックＣＫｉとにより、上記設定時間Ｔの計測を行う。

具体的に説明すると、タイマ３３は、カウンタを有しており、そのカウンタは、マイコン３からの駆動指令信号がアクティブレベルになると、カウント値がリセットされて、以後、内部クロックＣＫｉによってカウントアップされる。そして、タイマ３３は、カウンタのカウント値がレジスタ３１内の上記タイマ値に達すると、設定時間Ｔが経過したと判定するようになっている。

そして、入出力制御回路２５では、タイマ３３によって設定時間Ｔの経過が判定されると、前述したように、コイルＬの通電電流を起動用電流Ｉｐにするためのそれまでの通電動作（第１種通電動作に相当）から、コイルＬの通電電流を保持用電流Ｉｈにするための通電動作（第２種通電動作に相当）に移行することとなる。

また、本実施形態において、マイコン３は、電磁弁４２のコイルＬに電流を流すための電源電圧であるバッテリ電圧に応じて、上記設定時間Ｔを示すタイマ値を変更することにより、バッテリ電圧が低下しても、電磁弁４２を確実に閉弁させることができるようにしている。

つまり、図３における点線で示すように、バッテリ電圧が低い場合には、コイルＬの通電電流の立ち上がりが緩くなり、弁体４２ａ（バルブ）の動作速度が遅くなるため、設定時間Ｔが短いと、弁体４２ａを閉弁位置に移動させることができなくなる可能性がある。そこで、マイコン３は、バッテリ電圧が低い場合ほど、ＩＣ５へ送信する上記タイマ値を大きい値に変更して設定時間Ｔを長くするようにしている。
（２）エンジンの制御に使用されるセンサやスイッチ等からの信号を読み込んでマイコン３に送信する機能。

即ち、入出力制御回路２５は、検出対象の各信号を例えば定期的に読み取り、その読み取った値（電圧値や、ハイ又はロー等）を示すデータを、送信データとして通信回路２１にセットする。すると、そのデータは、通信回路２１によってマイコン３へと送信されることとなる。

尚、入出力制御回路２５は、各信号、或いは、特定の信号については、マイコン３によって指定された時間間隔で読み取るように構成しても良い。その場合、入出力制御回路２５は、信号読み取り間隔を示すタイマ値をマイコン３から受信して記憶すると共に、内部クロックＣＫｉによってカウントアップされるカウンタのカウント値が、そのタイマ値だけ増加したタイミング毎に、信号を読み取るように構成すれば良い。

一方、ＩＣ５に設けられた診断用カウンタ２６は、図６の３，４段目に示すように、内部クロックＣＫｉ（本実施形態ではＣＫｉの立ち下がりエッジ）によってカウントアップされるフリーランニングカウンタである。

また、基準クロックカウンタ２７は、図６の１，２段目に示すように、通信クロックＣＫｃ（本実施形態ではＣＫｃの立ち下がりエッジ）によってカウントアップされるフリーランニングカウンタである。

尚、本実施形態において、診断用カウンタ２６のビット数と基準クロックカウンタ２７のビット数は、例えば共に３ビットであり、そのカウント値は最大値である７（＝２の３乗−１）の次に初期値の０へ戻ることとなるが、それらのカウンタのビット数は３以外でも良い。また、診断用カウンタ２６と基準クロックカウンタ２７は、入力されるクロックの立ち上がりエッジや両方のエッジでカウントアップするものとしても良い。

そして、クロック診断処理回路２９は、マイコン３とＩＣ５との通信が開始されて、マイコン３からの通信クロックＣＫｃを受けると動作し、内部クロックＣＫｉが正常か否かを判定するための図４の処理を行う。

図４に示すように、クロック診断処理回路２９は、まずＳ１１０にて、基準クロックカウンタ２７の値（以下、基準クロックカウンタ値という）が、診断開始タイミングを意味する第１所定値（以下、この値をＡと記す）であるか否かを判定する。

そして、基準クロックカウンタ値がＡであれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０にて、その時の診断用カウンタ２６の値（以下、診断用カウンタ値という）を、基準値ｎ１として記憶する。

次にＳ１３０にて、基準クロックカウンタ値が、診断終了タイミングを意味する第２所定値（以下、この値をＢと記す）であるか否かを判定する。尚、図６の２段目に示すように、ＢはＡよりも大きい値である。

そして、基準クロックカウンタ値がＢであれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０にて、その時の診断用カウンタ値を、診断値ｎ２として記憶する。
次にＳ１５０にて、Ｓ１２０で記憶した基準値ｎ１と、Ｓ１４０で記憶した診断値ｎ２とが不一致であるか否かを判定し、両値が不一致ならば（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０にて、内部クロックＣＫｉは正常であると判定するが、基準値ｎ１と診断値ｎ２が一致していれば（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１７０にて、内部クロックＣＫｉが異常であると判定する。その後、上記Ｓ１１０からの動作を再び繰り返す。

また、こうした図４の処理は、図５のような回路構成で実現される。
図５に示すようにクロック診断処理回路２９では、比較回路５１が、基準クロックカウンタ値とＡとを比較し、両値が一致している時にハイの信号を出力する。

また、比較回路５２が、基準クロックカウンタ値とＢとを比較し、両値が一致している時にハイの信号を出力する。
そして、アンド回路５３が、比較回路５１の出力と通信クロックＣＫｃとの論理積信号を出力し、基準値ラッチ回路５４が、そのアンド回路５３の出力が立ち上がったタイミングで、診断用カウンタ値をラッチする。

よって、基準値ラッチ回路５４は、基準クロックカウンタ値がＡになった直後の通信クロックＣＫｃの立ち上がりタイミングで、診断用カウンタ値を基準値ｎ１としてラッチすることとなる（図６参照）。

また、アンド回路５５が、比較回路５２の出力と通信クロックＣＫｃとの論理積信号を出力し、診断値ラッチ回路５６が、そのアンド回路５５の出力が立ち上がったタイミングで、診断用カウンタ値をラッチする。

よって、診断値ラッチ回路５６は、基準クロックカウンタ値がＢになった直後の通信クロックＣＫｃの立ち上がりタイミングで、診断用カウンタ値を診断値ｎ２としてラッチすることとなる（図６参照）。

そして、比較回路５７が、基準値ラッチ回路５４にラッチされている基準値ｎ１と、診断値ラッチ回路５６にラッチされている診断値ｎ２とを比較して、「ｎ１≠ｎ２」ならば、例えばローの信号を出力し、「ｎ１＝ｎ２」ならば、例えばハイの信号を出力する。

また、遅延回路５８が、アンド回路５５の出力を、通信クロックＣＫｃの半周期よりも短く、且つ、診断値ラッチ回路５６の出力確定時間よりは長い微小時間だけ遅延させて出力し、診断結果ラッチ回路５９が、比較回路５７の出力を、遅延回路５８の出力が立ち上がったタイミングでラッチして出力する。

このため、診断値ラッチ回路５６が診断用カウンタ値を更新記憶した際に、「ｎ１＝ｎ２」ならば、診断結果ラッチ回路５９から、内部クロックＣＫｉが異常であることを示すハイの信号が出力されることとなる。

尚、診断用カウンタ２６及び基準クロックカウンタ２７と、クロック診断処理回路２９を構成する上記各ラッチ回路５４，４６，５９は、車両のイグニッションスイッチがオンされてＥＣＵ１へ電源が投入された時にそれぞれリセットされる。

また、図５の回路では、比較回路５１によってＳ１１０の処理が実現され、アンド回路５３及び基準値ラッチ回路５４によってＳ１２０の処理が実現され、比較回路５２によってＳ１３０の処理が実現され、アンド回路５５及び診断値ラッチ回路５６によってＳ１４０の処理が実現される。そして、比較回路５７、遅延回路５８及び診断結果ラッチ回路５９によってＳ１５０〜Ｓ１７０の処理が実現される。

また、図４では図示を省略しているが、クロック診断処理回路２９による内部クロックＣＫｉの診断結果（即ち、図５の例では、診断結果ラッチ回路５９の出力がハイとローの何れであるかを示す情報）は、クロック診断処理回路２９から通信回路２１に送信データの１つとして供給され、その通信回路２１によりマイコン３へと送信されるようになっている。尚、その診断結果は、クロック同期式通信用の線（データ線２０）とは別の信号線を介してマイコン３に出力されるようにしても良い。

以上のようなＥＣＵ１のＩＣ５では、図６に示すように、基準クロックカウンタ値がＡのときに記憶した診断用カウンタ値がＷで、基準クロックカウンタ値がＢのときに記憶した診断用カウンタ値がＷとは異なるＸならば、内部クロックＣＫｉは正常と判定される。同様に、基準クロックカウンタ値がＡのときに記憶した診断用カウンタ値がＹで、基準クロックカウンタ値がＢのときに記憶した診断用カウンタ値がＹとは異なるＺならば、内部クロックＣＫｉは正常と判定される。

これに対して、図７に示すように、基準クロックカウンタ値がＡのときに記憶した診断用カウンタ値がＹで、基準クロックカウンタ値がＢのときに記憶した診断用カウンタ値もＹならば、内部クロックＣＫｉは異常と判定される。内部クロックＣＫｉが止まっている（詳しくは、そのクロックのレベル反転が止まっている）と考えられるからである。

そして、本実施形態のＩＣ５によれば、内部クロックＣＫｉが正常か否かを判定するために設けられた基準クロックカウンタ２７及びクロック診断処理回路２９が、マイコン３からの通信クロックＣＫｃによって動作するため、診断対象である内部クロックＣＫｉの状態に関わらず、特に内部クロックＣＫｉが停止しても、その内部クロックＣＫｉの異常を確実に検出することができる。

また、内部クロックＣＫｉを発生する回路を２つ設けて２つの内部クロックＣＫｉを相互比較する、といった異常検出手法や、内部クロックＣＫｉによってカウントされるカウント値をマイコン３等の外部装置に出力して、その外部装置が内部クロックＣＫｉの診断を行う、といった異常検出手法を採る必要もない。よって、内部クロックＣＫｉを発生する回路を２重にすることによる回路規模の過剰な増大や、マイコン３等の外部装置の処理増加を招くことがない。

更に、内部クロックＣＫｉを診断するために用いる外部クロックは、マイコン３からクロック同期式通信のためにＩＣ５へ入力される通信クロックＣＫｃであるため、その外部クロックを発生させる手段を別途設ける必要がない。

つまり、外部クロックを発生させる回路をＥＣＵ１内に別途設け、ＩＣ５内の基準クロックカウンタ２７及びクロック診断処理回路２９が、その外部クロックによって動作するように構成しても良いが、通信クロックＣＫｃを外部クロックとして用いることにより、ＥＣＵ１に設ける回路を少なくすることができる。

また、内部クロックＣＫｉの診断結果はＩＣ５からマイコン３に出力されるため、マイコン３は、ＩＣ５の内部クロックＣＫｉに異常が生じた場合に、そのことを知ることができ、そのマイコン３側にて、何らかのフェイルセーフを行うことができる。

例えば、マイコン３は、フェイルセーフとして、車両の運転者に異常の発生を知らせるための処理（警告灯を点灯させたり、表示装置にメッセージを表示する処理）を行うことが考えられる。

また、ＩＣ５にて内部クロックＣＫｉが停止すると、前述した（１）の機能に関しては、設定時間Ｔを計測することができず、ＩＣ５は、マイコン３からの電磁弁４２に対する駆動指令信号がアクティブレベルになっている間、前記コイルＬに起動用電流Ｉｐを流すための通電動作をし続けることとなる。更に、ＩＣ５において、内部クロックＣＫｉが停止すると、前述した（２）の機能に関しては、外部からの信号を読み取る時間間隔を計測できなくなるため、信号を読み取る動作を行わなくなったり、その読み取り動作をし続けたりする可能性がある。このようなことから、マイコン３は、フェイルセーフとして、ＩＣ５の機能を停止させる（具体的には、電磁弁４２等のアクチュエータを作動させないようにしたり、信号を読み取らないようにする）ことが考えられる。

また例えば、マイコン３は、フェイルセーフとして、インジェクタの駆動を停止したり、一定の時間だけエンジンを作動させた後に該エンジンを停止させる、といった退避走行モードの処理を行うことも考えられる。特に、ＩＣ５がマイコン３からの駆動指令信号に応じてインジェクタを駆動すると共に、そのインジェクタの駆動時において、前述した（１）の機能と同様に内部クロックＣＫｉを利用するのであれば、内部クロックＣＫｉに異常が生じると、インジェクタを適切に駆動することができないため、こうした退避走行モードのフェイルセーフが有効である。

尚、上記実施形態では、ＩＣ５が処理装置に相当し、診断用カウンタ２６、基準クロックカウンタ２７、及びクロック診断処理回路２９が、診断手段に相当している。そして、マイコン３が外部装置に相当している。

一方、上記実施形態のＩＣ５では、通信クロックＣＫｃの所定周期分の期間中（具体的には、基準クロックカウンタ値がＡからＢになるまでの「Ｂ−Ａ」周期分の期間中）に内部クロックＣＫｉが発生したか否かを確認することで、その内部クロックＣＫｉが正常か否かを判定するようになっていたが、診断の仕方はそれに限らない。

例えば、図４のＳ１５０〜Ｓ１７０では、診断値ｎ２と基準値ｎ１との差が、所定値あるいは所定範囲内でなければ、内部クロックＣＫｉが異常であると判定するように構成しても良い。つまり、この場合には、通信クロックＣＫｃの所定周期分の期間中に内部クロックＣＫｉが所定回数だけ発生したか否かを確認していることとなり、根本的には、通信クロックＣＫｃと内部クロックＣＫｉとの周期を比較することで、内部クロックＣＫｉを診断していると言える。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のＥＣＵについて説明する。尚、符号は、第１実施形態と同じものを用いる。

第２実施形態のＥＣＵ１は第１実施形態と比較すると、ＩＣ５内のクロック診断処理回路２９が、図４の処理に代えて、図８の処理を行う。そして、図８の処理では、図４の処理と比較すると、Ｓ１８０とＳ１９０の処理が追加されている。

即ち、図８に示すように、クロック診断処理回路２９は、Ｓ１６０で内部クロックＣＫｉが正常と判定した場合に、Ｓ１８０にて、内部クロックＣＫｉの誤差ｅを算出する。
具体的には、下記の式１により誤差ｅ（誤差情報に相当）を算出する。

ｅ＝（ｎ２−ｎ１）／Ｅｄ …式１
尚、式１において、ｎ２は、Ｓ１４０で記憶した診断値ｎ２であり、ｎ１は、Ｓ１２０で記憶した基準値ｎ１である。そして、Ｅｄは、通信クロックＣＫｃの「Ｂ−Ａ」周期分の期間中に内部クロックＣＫｉが発生すると考えられる理論上の回数であり、「（Ｂ−Ａ）×通信クロックＣＫｃの周期理論値／内部クロックＣＫｉの周期理論値」の値を、小数点以下切り捨て、切り上げ、四捨五入等で整数化した値である。このため、この例の誤差ｅは、内部クロックＣＫｉの誤差率であるとも言える。

また、診断用カウンタ２６はラップラウンドする（最大値の次に０に戻る）ため、式１の計算を行う際に、「ｎ２＜ｎ１」である可能性もある。そこで、Ｓ１８０では、診断用カウンタ２６のビット数がＮであるとすると、「ｎ２＜ｎ１」であった場合には、そのｎ２に「２のＮ乗」の値を加算し、その加算後の値をｎ２として、式１の計算を行う。

また、本実施形態の場合、診断用カウンタ２６のビット数と基準クロックカウンタ２７のビット数を大きい値に設定するほど、式１で算出される誤差ｅの精度が向上することは言うまでもない。

そして、クロック診断処理回路２９は、次のＳ１９０にて、Ｓ１８０で算出した誤差ｅを、通信回路２１に送信データの１つとして供給して、その通信回路２１からマイコン３へと送信させる。

尚、図８におけるＳ１８０及びＳ１９０の処理は、図９に示すように、図５の回路構成に対して例えば下記（ａ），（ｂ）の回路を追加すれば実現できる。
（ａ）遅延回路５８の出力を、通信クロックＣＫｃの半周期よりも短く、且つ、診断結果ラッチ回路５９の出力確定時間よりは長い微小時間だけ遅延させて出力する第２の遅延回路６０。

（ｂ）第２の遅延回路６０の出力が立ち上がったタイミングで、診断結果ラッチ回路５９の出力が正常を示すローであれば、基準値ラッチ回路５４にラッチされている基準値ｎ１と、診断値ラッチ回路５６にラッチされている診断値ｎ２とを対象にして、上記Ｓ１８０について説明した演算処理（式１の計算）を行い、その計算結果である誤差ｅを通信回路２１に出力する演算回路６１。

一方、ＥＣＵ１のマイコン３は、図１０に示すように、ＩＣ５から送信されてくる上記誤差ｅを受信し（Ｓ２１０）、その受信した誤差ｅを用いて、ＩＣ５へ送信するタイマ値（例えば、前述した図３の設定時間Ｔを示すタイマ値）を補正する。具体的には、本来の時間を示すタイマ値に、ＩＣ５から受信した誤差ｅを乗じ、その乗算後の値を、補正後のタイマ値とする（Ｓ２２０）。そして、その補正後のタイマ値を通信回路１７からＩＣ５へと送信させる（Ｓ２３０）。

すると、ＩＣ５では、例えば前述した電磁弁４２の駆動に関しては、上記補正後のタイマ値が入出力制御回路２５のレジスタ３１に記憶され、電磁弁４２を図３のように駆動する際には、その補正後のタイマ値によって図３の設定時間Ｔの計測を行うこととなる。

このような第２実施形態のＥＣＵ１によれば、ＩＣ５における内部クロックＣＫｉに誤差が生じても、その誤差に応じて、ＩＣ５におけるタイマ処理のタイマ値が補正されるため、そのタイマ処理にて、計時すべき時間が経過したことを精度良く判定することができるようになる。つまり、内部クロックＣＫｉに誤差が生じても時間の計測精度が低下するのを防止できる。また特に、図３の設定時間Ｔは、高圧燃料ポンプ４１の電磁弁４２の駆動に関する時間であるため、その電磁弁４２を適切に駆動できるようになり、延いては、エンジンへの燃料供給を適切に行うことが可能になる。尚、このようなタイマ値の補正は、上記電磁弁４２の駆動に関するタイマ処理に限らず、信号の読み取り間隔など、ＩＣ５側で実施される他の目的のタイマ処理についても同様に行われる。

また、ＩＣ５からマイコン３へは、式１の誤差ｅを送信するのではなく、「ｎ２−ｎ１」の値を誤差情報として送信し、マイコン３側にて、式１の誤差ｅを算出するようにしても良い。

一方、上記第２実施形態では、マイコン３からＩＣ５へ送信されるタイマ値が、時間情報に相当し、ＩＣ５の入出力制御回路２５におけるレジスタ３１が、記憶部に相当している。また、マイコン３からＩＣ５への電磁弁４２に関する駆動指令信号がアクティブレベルになったタイミングが、タイマ処理の計時開始タイミングに相当している。また、電磁弁４２が、車両のエンジンに燃料を供給するためのアクチュエータに相当し、その電磁弁４２のコイルＬが通電部に相当している。
［第２実施形態の変形例］
第２実施形態のＥＣＵ１において、クロック診断処理回路２９は、算出した誤差ｅをマイコン３に送信するのではなく、その算出した誤差ｅを用いて、入出力制御回路２５に記憶されているタイマ処理用のタイマ値（例えばレジスタ３１内のタイマ値）を補正するように構成しても良い。つまり、マイコン３が図１０のＳ２２０で行っていた処理を、ＩＣ５側で行うように構成しても良い。そして、このように構成しても、第２実施形態と同様の効果が得られる。

尚、ＩＣ５における補正対象のタイマ値は、マイコン３によって設定されるタイマ値に限らず、予めＩＣ５内のレジスタ等に記憶されるタイマ処理用のタイマ値であっても良い。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態のＥＣＵについて説明する。尚、第１実施形態と同じものについては、同一の符号を用いるため説明を省略する。また、第１又は第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１１に示すように、第３実施形態のＥＣＵ６３は、第１又は第２実施形態（上記変形例も含む）のＥＣＵ１と比較すると、ＩＣ５に代えて、ＩＣ６５を備えている。そして、ＩＣ６５には、ＩＣ５と比較すると、プリスケーラ６７が追加されている。

そのプリスケーラ６７には、マイコン３からＩＣ６５に送信される分周値が通信回路２１から供給される。尚、ここでの分周値とは、通信クロックＣＫｃを分周する際の分周値のことである。

そして、プリスケーラ６７は、通信回路２１から供給された分周値を記憶すると共に、通信回路２１から出力される通信クロックＣＫｃを、その記憶した分周値で分周して、その分周後の通信クロックＣＫｃを、基準クロックカウンタ２７とクロック診断処理回路２９に出力する。

また、ＥＣＵ６３において、マイコン３は、例えば起動した直後において、ＩＣ５へ上記分周値を送信する。具体的に説明すると、マイコン３とＩＣ６５との間の通信速度が、特定の標準値のｎ倍（ｎは１以上の整数）に設定された場合には、ｎ分周を示す分周値がマイコン３からＩＣ６５へ送信される。

よって例えば、図１２に示すように、第１又は第２実施形態と比較して、マイコン３とＩＣ６５との間の通信速度が２倍に設定され、マイコン３からＩＣ６５への通信クロックＣＫｃの周期が１／２になる場合には、マイコン３からＩＣ６５へ、２分周を示す分周値が送信される。すると、ＩＣ６５では、プリスケーラ６７が、マイコン３からの通信クロックＣＫｃを、２分周して出力することとなる。よって、基準クロックカウンタ２７とクロック診断処理回路２９には、第１又は第２実施形態と同じ周期の通信クロックＣＫｃが供給されることとなる。

このような第３実施形態のＥＣＵ６３によれば、マイコン３とＩＣ６５との通信速度が変更されて、マイコン３から出力される通信クロックＣＫｃの周期が変わったとしても、基準クロックカウンタ２７とクロック診断処理回路２９に供給されるクロックの周期が変わらないようにすることができる。よって、通信速度が変更されても、ＩＣ６５における内部クロックＣＫｉの診断ロジックを変える必要がなく、高い汎用性が得られる。

尚、本実施形態では、マイコン３からＩＣ６５に送信される分周値が、変更情報に相当し、ＩＣ６５内のプリスケーラ６７が、変更手段に相当している。
一方、ＩＣ６５に分周値を与える方法としては、マイコン３から送信するという方法の他にも、例えば、ＩＣ６５が実装される回路基板上に設けたディップスイッチやジャンパー線等により、分周値に相当する所定ビット数のデータをＩＣ６５に入力させる、といった手法が考えられる。

また、図１１のプリスケーラ６７は、通信クロックＣＫｃの分周だけをするものであったが、例えば、ＩＣ６５内にＰＬＬ等からなる逓倍回路を設けて、通信クロックＣＫｃを逓倍できるようにしても良く、また、分周と逓倍との両方が可能な回路を設けても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

例えば、ＩＣ５，６５内のクロック診断処理回路２９は、マイコンによって実現することもできる。この場合、ＩＣ５，６５内にて、マイコン３からの通信クロックＣＫｃをＰＬＬ回路等の逓倍回路で逓倍し、その逓倍したクロックを、クロック診断処理回路２９としてのマイコンの動作用クロックとすれば、そのマイコンをより早い速度で動作させることができる。

一方、上記実施形態では、タイマを利用したアクチュエータ駆動の例として、高圧燃料ポンプ４１の電磁弁４２の駆動について説明したが、ＩＣ５，６５は、インジェクタを、例えば図１３のような通電パターンで駆動するようになっていても良い。

即ち、図１３に示すように、ＩＣ５，６５の入出力制御回路２５は、マイコン３からのインジェクタに関する駆動指令信号がアクティブレベル（ここではハイ）になると、その時点からタイマ３３により設定時間Ｔが経過したと判定されるまでは、下記の通電動作（第１種通電動作に相当）を行う。即ち、まず、インジェクタのコイルに流れる電流（通電電流）が、インジェクタを閉弁状態から開弁状態に移行させることが可能な大きい起動用電流（いわゆるピーク電流）Ｉ１に達するまで、予め充電したコンデンサからコイルへ放電させ、通電電流がＩ１に達したなら、通電電流がＩ１よりも小さい第１の開弁保持用電流Ｉ２となるように、コイルに通電するための駆動トランジスタをオン／オフさせる。

そして、入出力制御回路２５は、タイマ３３により設定時間Ｔが経過したと判定されると、駆動指令信号が非アクティブレベルになるまで、下記の通電動作（第２種通電動作に相当）を行う。即ち、コイルの通電電流が、Ｉ２よりも小さく且つインジェクタを開弁状態に保持させることが可能な第２の開弁保持用電流Ｉ３となるように、上記駆動トランジスタをオン／オフさせる。

このような通電パターンでインジェクタの駆動を行う場合でも、第２実施形態及びその変形例のＥＣＵ１によれば、設定時間Ｔの計測精度を向上させることができ、延いては、エンジンへの燃料供給を適切に行うことができる。

第１実施形態のＥＣＵの構成を表す構成図である。 高圧燃料ポンプを説明する説明図である。 高圧燃料ポンプの電磁弁を駆動する際のコイルへの通電動作を説明する説明図である。 第１実施形態のクロック診断処理回路が行う処理を表すフローチャートである。 第１実施形態のクロック診断処理回路の構成を表す構成図である。 第１実施形態の診断用カウンタ、基準クロックカウンタ、及びクロック診断処理回路の作用を表す第１のタイムチャートである。 第１実施形態の診断用カウンタ、基準クロックカウンタ、及びクロック診断処理回路の作用を表す第２のタイムチャートである。 第２実施形態のクロック診断処理回路が行う処理を表すフローチャートである。 第２実施形態のクロック診断処理回路の構成を表す構成図である。 第２実施形態のマイコンが行う処理を表すフローチャートである。 第３実施形態のＥＣＵの構成を表す構成図である。 第３実施形態の入出力制御ＩＣに設けられたプリスケーラの作用を表すタイムチャートである。 インジェクタを駆動する際のコイルへの通電動作を説明する説明図である。

符号の説明

１，６３…ＥＣＵ（電子装置）、３…マイコン（外部装置）、５，６５…入出力制御ＩＣ（処理装置）、１１…発振器、１３…クロック生成回路、１５…ＣＰＵ、１７，２１…クロック同期式通信回路、１８…クロック信号線、１９，２０…データ線、２３…内部クロック生成回路、２５…入出力制御回路、２６…診断用カウンタ、２７…基準クロックカウンタ、２９…クロック診断処理回路、３１…レジスタ、３３…タイマ、４１…高圧燃料ポンプ、４２…電磁弁、Ｌ…コイル、５１，５２，５７…比較回路、５３，５５…アンド回路、５４…基準値ラッチ回路、５６…診断値ラッチ回路、５８，６０…遅延回路、５９…診断結果ラッチ回路、６１…演算回路、６７…プリスケーラ

Claims (6)

1. 内部クロックを発生するクロック発生手段を有し、その内部クロックに基づいて処理を行う処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う外部装置と、を備えた電子装置であって、
   前記処理装置は、当該処理装置の外部から与えられる外部クロックに基づき動作する診断手段であって、前記外部クロックを基準にして前記内部クロックが正常か否かを判定する診断手段を備え、
   前記外部クロックは、前記外部装置からクロック同期式通信のために前記処理装置へ入力される通信クロックであり、
   更に、前記処理装置は、計時すべき時間を示す時間情報を前記外部装置から受信して記憶部に記憶すると共に、所定の計時開始タイミングが到来すると、前記記憶部内の時間情報が示す時間が経過したか否かを前記内部クロックに基づいて判定するタイマ処理を行うようになっており、
   前記診断手段は、前記外部クロックに基づいて前記内部クロックの誤差を表す誤差情報を生成し、その誤差情報を前記外部装置へ送信するようになっており、
   前記外部装置は、前記処理装置へ送信する前記時間情報を、前記処理装置から受信した前記誤差情報に基づき補正するようになっており、
   しかも、前記処理装置は、
   車両のエンジンに燃料を供給するためのアクチュエータを作動させる機能を少なくとも有したものであって、
   当該処理装置の外部から駆動指令を受けると、前記アクチュエータの通電部に所定値の電流を流すための第１種通電動作を開始すると共に、前記タイマ処理を開始し、そのタイマ処理により前記時間情報が示す時間が経過したと判定したなら、前記第１種通電動作に代えて、前記アクチュエータの通電部に前記所定値よりも小さい電流を流すための第２種通電動作を開始するようになっていること、
   を特徴とする電子装置。
2. 内部クロックを発生するクロック発生手段を有し、その内部クロックに基づいて処理を行う処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う外部装置と、を備えた電子装置であって、
   前記処理装置は、当該処理装置の外部から与えられる外部クロックに基づき動作する診断手段であって、前記外部クロックを基準にして前記内部クロックが正常か否かを判定する診断手段を備え、
   前記外部クロックは、前記外部装置からクロック同期式通信のために前記処理装置へ入力される通信クロックであり、
   更に、前記処理装置は、計時すべき時間を示す時間情報を前記外部装置から受信して記憶部に記憶すると共に、所定の計時開始タイミングが到来すると、前記記憶部内の時間情報が示す時間が経過したか否かを前記内部クロックに基づいて判定するタイマ処理を行うようになっており、
   前記診断手段は、前記外部クロックに基づいて前記内部クロックの誤差を検出すると共に、その検出した誤差に応じて、前記記憶部内の時間情報を補正するようになっており、
   しかも、前記処理装置は、
   車両のエンジンに燃料を供給するためのアクチュエータを作動させる機能を少なくとも有したものであって、
   当該処理装置の外部から駆動指令を受けると、前記アクチュエータの通電部に所定値の電流を流すための第１種通電動作を開始すると共に、前記タイマ処理を開始し、そのタイマ処理により前記時間情報が示す時間が経過したと判定したなら、前記第１種通電動作に代えて、前記アクチュエータの通電部に前記所定値よりも小さい電流を流すための第２種通電動作を開始するようになっていること、
   を特徴とする電子装置。
3. 内部クロックを発生するクロック発生手段を有し、その内部クロックに基づいて処理を行う処理装置と、その処理装置とクロック同期式通信を行う外部装置と、を備えた電子装置であって、
   前記処理装置は、当該処理装置の外部から与えられる外部クロックに基づき動作する診断手段であって、前記外部クロックを基準にして前記内部クロックが正常か否かを判定する診断手段を備え、
   前記外部クロックは、前記外部装置からクロック同期式通信のために前記処理装置へ入力される通信クロックであり、
   更に、前記処理装置は、計時すべき時間を示す時間情報を前記外部装置から受信して記憶部に記憶すると共に、所定の計時開始タイミングが到来すると、前記記憶部内の時間情報が示す時間が経過したか否かを前記内部クロックに基づいて判定するタイマ処理を行うようになっており、
   しかも、前記処理装置は、
   車両のエンジンに燃料を供給するためのアクチュエータを作動させる機能を少なくとも有したものであって、
   当該処理装置の外部から駆動指令を受けると、前記アクチュエータの通電部に所定値の電流を流すための第１種通電動作を開始すると共に、前記タイマ処理を開始し、そのタイマ処理により前記時間情報が示す時間が経過したと判定したなら、前記第１種通電動作に代えて、前記アクチュエータの通電部に前記所定値よりも小さい電流を流すための第２種通電動作を開始するようになっていること、
   を特徴とする電子装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の電子装置において、
   前記処理装置は、前記診断手段の判定結果を前記外部装置へ出力するようになっていること、
   を特徴とする電子装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の電子装置において、
   前記処理装置は、当該処理装置の外部から与えられる変更情報に基づいて前記外部クロックの周期を変更し、その変更後の外部クロックを前記診断手段に供給する変更手段を備えていること、
   を特徴とする電子装置。
6. 請求項５に記載の電子装置において、
   前記変更情報は前記外部装置から前記処理装置へ通信によって与えられること、
   を特徴とする電子装置。

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