JP6153815B2 - Electronic control unit for automobile - Google Patents
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Description
本発明は電源装置とマイクロコンピュータを備えた電子制御装置に係り、特に自動車の制御に使用するのに好適な自動車用の電子制御装置に関するものである。 The present invention relates to an electronic control device including a power supply device and a microcomputer, and more particularly to an electronic control device for an automobile suitable for use in controlling an automobile.
自動車の制御に使用される代表的な電子制御装置としては、内燃機関に供給される燃料量を制御する燃料噴射弁、空気量を制御する電子スロットル弁等の制御機器を制御する内燃機関用電子制御装置や、変速トランスミッション装置のクラッチ、変速用油圧電磁弁等の制御機器を制御するトランスミッション用電子制御装置が知られている。 As a typical electronic control device used for automobile control, an internal combustion engine electronic for controlling a control device such as a fuel injection valve for controlling the amount of fuel supplied to the internal combustion engine and an electronic throttle valve for controlling the amount of air is used. 2. Description of the Related Art There is known a transmission electronic control device that controls a control device, a control device such as a clutch of a speed change transmission device, and a speed change hydraulic solenoid valve.
そして、これらの電子制御装置においては、各制御機器を制御するための制御量を演算する演算装置としてマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵという）が使用されており、このＣＰＵには車載バッテリから電力が供給されている。この車載バッテリの電圧はＣＰＵの駆動電圧としては高すぎるので、車載バッテリの電圧をＣＰＵの駆動電圧に適合させる電源装置（以下、電源ＩＣという）がＣＰＵと車載バッテリの間に設けられている。また、この電源ＩＣとＣＰＵは同一の基盤に載置されて接続されている。 In these electronic control devices, a microcomputer (hereinafter referred to as a CPU) is used as an arithmetic device for calculating a control amount for controlling each control device, and electric power is supplied to the CPU from an in-vehicle battery. Has been. Since the voltage of the in-vehicle battery is too high as a driving voltage for the CPU, a power supply device (hereinafter referred to as a power supply IC) that adapts the in-vehicle battery voltage to the driving voltage of the CPU is provided between the CPU and the in-vehicle battery. The power supply IC and the CPU are mounted and connected on the same base.
ところで、電源ＩＣはＣＰＵに供給する電源電圧を電源ＩＣ内部に備えた電源電圧検出機能によって監視しており、電源電圧が大きく変動する異常時には電源ＩＣに内蔵された遮断回路、或いは外部の遮断回路によって電源電圧をＣＰＵに供給するのを停止する機能を備えている。また、電源ＩＣは、電源電圧が安定後（電圧が一定値に達してから所定時間経過後）にＣＰＵのリセット信号を解除（すなわち、ＣＰＵのウェークアップを制御)しており、逆に、電源ＩＣに内蔵された保護機能によって異常が検出された場合にはＣＰＵをシャットダウンすることができるようになっている。 By the way, the power supply IC monitors the power supply voltage supplied to the CPU by the power supply voltage detection function provided in the power supply IC, and when the power supply voltage fluctuates greatly, an interruption circuit built into the power supply IC or an external interruption circuit Has a function of stopping the supply of the power supply voltage to the CPU. Further, the power supply IC releases the CPU reset signal (that is, controls the wake-up of the CPU) after the power supply voltage is stabilized (after a predetermined time has elapsed since the voltage reached a certain value). When an abnormality is detected by a protection function built in the CPU, the CPU can be shut down.
このような電源ＩＣとＣＰＵからなる電子制御装置は、例えば特開２００７−１３５３４７号公報（特許文献１）に記載されているようなものが知られている。この特許文献１によれば、過電圧状態になると作動する回路によって電源電圧を低下させ、この電源電圧が所定の低電圧（低電圧側閾値）になるとＣＰＵをシャットダウンすることが記載されている。 As such an electronic control device including a power supply IC and a CPU, a device described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-135347 (Patent Document 1) is known. According to Patent Document 1, it is described that a power supply voltage is lowered by a circuit that operates when an overvoltage state occurs, and the CPU is shut down when the power supply voltage reaches a predetermined low voltage (low voltage side threshold).
ところで、電源ＩＣに内蔵されている電源回路は、ＭＯＳ-ＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦすることによって、車載バッテリから入力されるバッテリ電圧から任意の電源電圧を得るようにしているが、このＭＯＳ-ＦＥＴのゲート電圧を制御する内部素子が入力端子からのサージ電圧や静電気などで故障した場合には、電源ＩＣの出力は過電圧（最大で入力電圧と同じ）となることが想定される。しかしながら、電源ＩＣにより生成された電源電圧がＣＰＵに入力されると、ＣＰＵはこの電圧をＡ／Ｄ入力のリファレンス（判別用の基準電圧）として使用するため、入力された電圧が異常電圧（過電圧、低電圧）であるかを自己診断できなかった。 By the way, the power supply circuit built in the power supply IC obtains an arbitrary power supply voltage from the battery voltage inputted from the vehicle-mounted battery by turning on / off the MOS-FET. When an internal element that controls the gate voltage fails due to a surge voltage or static electricity from the input terminal, it is assumed that the output of the power supply IC becomes an overvoltage (maximum same as the input voltage). However, when the power supply voltage generated by the power supply IC is input to the CPU, the CPU uses this voltage as a reference for A / D input (reference voltage for determination), and thus the input voltage is an abnormal voltage (overvoltage). , Low voltage) could not be self-diagnosis.
また、従来の電源ＩＣは出力電圧を自己監視していたが、電源ＩＣには過電圧状態が発生したことをＣＰＵに伝える機能がないものがほとんどであった。したがって、電源ＩＣは出力電圧が過電圧であった場合に電源電圧の出力を停止し、電源電圧が低電圧側リセット閾値を下回ったことを検出してリセット信号を発生させてＣＰＵをシャットダウンしていた。 In addition, although the conventional power supply IC self-monitors the output voltage, most of the power supply ICs do not have a function of notifying the CPU that an overvoltage state has occurred. Therefore, when the output voltage is an overvoltage, the power supply IC stops outputting the power supply voltage, detects that the power supply voltage has fallen below the low voltage side reset threshold, generates a reset signal, and shuts down the CPU. .
正常な状態でのシャットダウン時には、ＣＰＵはＲＡＭに残されているエラー情報や次回の起動時に必要な情報(学習係数等)をバックアップメモリや外部の記録媒体（ＥＥＰＲＯＭ）に退避することができる。しかしながら、上述したように、従来の電源ＩＣには過電圧という異常状態をＣＰＵに伝える機能がないものであるため、ＣＰＵは電源ＩＣの過電圧状態を事前に認識することなくシャットダウンされていた。このため、ＣＰＵはＲＡＭに残されているエラー情報や次回の起動時に必要な情報(学習係数等)をバックアップメモリや外部の記録媒体（ＥＥＰＲＯＭ）に退避することができなかった。 When shutting down in a normal state, the CPU can save error information remaining in the RAM and information (learning coefficient, etc.) necessary for the next startup to a backup memory or an external recording medium (EEPROM). However, as described above, since the conventional power supply IC does not have a function of transmitting an abnormal state of overvoltage to the CPU, the CPU is shut down without recognizing the overvoltage state of the power supply IC in advance. For this reason, the CPU cannot save the error information remaining in the RAM and information (learning coefficient, etc.) necessary for the next startup to the backup memory or an external recording medium (EEPROM).
更に、ＣＰＵのシャットダウンは電子制御装置の動作停止を意味しており、これによって電子制御装置が制御している外部の制御機器の駆動が停止されると、自動車はリンプホームモードと呼ばれるハードウェアフェイル状態に移行する。ハードウェアフェイル状態は電子制御装置による制御ではなく、ハード的に特定の動作を維持して自動車として走行可能な状態にする制御である。例えば、トランスミッションのハードウェアが故障を生じると３速相当の変速比でトランスミッションの変速比を固定するといった制御を行うようにしている。これによって、少なくとも退避走行を行うことができる。 Further, the shutdown of the CPU means that the operation of the electronic control device is stopped, and when the driving of the external control device controlled by the electronic control device is stopped by this, the automobile fails in a hardware failure called limp home mode. Transition to the state. The hardware failure state is not control by the electronic control unit, but control for maintaining a specific operation in hardware so that the vehicle can run. For example, when the transmission hardware fails, control is performed such that the transmission gear ratio is fixed at a gear ratio equivalent to the third speed. Thereby, at least evacuation traveling can be performed.
しかしながら、現在の自動車の動作状態とハードウェアフェイル時の動作状態が大きく異なるほど、ハードウェアフェイル状態に移行した時の動作量の変化度合は大きくなる。例えば、トランスミッションのハードウェアフェイル時の動作状態が３速相当の変速比で固定されるように設定されている場合、現在の変速比が５速相当の変速比、時速６０ｋｍ／ｈで走行中であれば、ハードウェアフェイル状態に移行した時に自動車は急減速されることになって極めて危険である。例えば、この時にブレーキペダルを踏んでいないと、ブレーキランプが点灯していないので、後続車の運転者は急減速されたことを素早く判断できず追突に至るという状況が発生する恐れがある。 However, the greater the difference between the current operation state of the automobile and the operation state at the time of hardware failure, the greater the degree of change in the operation amount when shifting to the hardware failure state. For example, when the operation state at the time of hardware failure of the transmission is set to be fixed at a gear ratio equivalent to the third speed, the current gear ratio is a gear ratio equivalent to the fifth speed and the vehicle is traveling at a speed of 60 km / h. If so, the car will be decelerated abruptly when entering the hardware failure state, which is extremely dangerous. For example, if the brake pedal is not depressed at this time, since the brake lamp is not lit, the driver of the succeeding vehicle may not be able to quickly determine that the vehicle has suddenly decelerated and may cause a rear-end collision.
本発明の目的は、電源ＩＣで生成される電源電圧が過電圧状態になった場合に、ＣＰＵがリセットされる前に、ＣＰＵがリセットに対応した必要な処理を実行することができる電子制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electronic control device capable of executing necessary processing corresponding to a reset before the CPU is reset when the power supply voltage generated by the power supply IC is in an overvoltage state. It is to provide.
本発明の特徴は、電源ＩＣが電源電圧を監視して過電圧状態が生じると過電圧状態信号を発生し、ＣＰＵはこの過電圧状態信号の発生を検出すると自身がリセットされる前にリセットに対応した必要な処理を実行する、ところにある。 The feature of the present invention is that the power supply IC monitors the power supply voltage and generates an overvoltage state signal when an overvoltage state occurs. When the CPU detects the occurrence of the overvoltage state signal, the CPU needs to cope with the reset before resetting itself. There is a place to execute the processing.
本発明によれば、電源ＩＣの電源電圧が過電圧状態となった時に、ＣＰＵはこの状態を事前に認識できるので、リセットされる前にＣＰＵはリセットに対応した必要な処理を実行することができる。 According to the present invention, when the power supply voltage of the power supply IC becomes an overvoltage state, the CPU can recognize this state in advance, so that the CPU can execute necessary processing corresponding to the reset before being reset. .
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and application examples are included in the technical concept of the present invention. Is also included in the range.
図１は自動車用の電子制御装置１０の構成を示しており、電子制御装置１０は同一基板上に載置された電源ＩＣ１２とＣＰＵ１４を備えている。ここで、この電源ＩＣ１２はＣＰＵ１４の電源電圧の供給やシャットダウンなどのコントロール機能のあるＩＣ及びＡＳＩＣを使用している。尚、これ以外にも種々の回路要素が設けられるが、ここでは省略している。
FIG. 1 shows a configuration of an electronic control device 10 for an automobile, and the electronic control device 10 includes a
電源ＩＣ１２は車載バッテリ（図示せず）と接続されており、車載バッテリからのバッテリ電圧ＶＢを基に５Ｖ電源を生成する電源回路の出力端子１６、ＣＰＵ１４のコア駆動電源を生成する電源回路の出力端子１８を備えている。これらの電源回路はスイッチングレギュレータとして良く知られているので詳細な構成は省略している。尚、本実施例では５Ｖ電源とＣＰＵ１４のコア電源を備えているが、ＣＰＵ１４の種類によっては単一の電源が使用される場合もある。
The
また、電源ＩＣ１２には５Ｖ電源の電源電圧の変化状態をモニターするモニター回路２０が備えられている。このモニター回路２０で検出された５Ｖ電源の電源電圧は図２で詳細に説明するが、各種の電圧閾値と比較されて各種の制御に利用されるものである。このモニター回路２０も良く知られているので詳細な構成は省略している。
Further, the
更に、電源ＩＣ１２はＣＰＵ１４のシャットダウンをコントロールするためのＳＴＢＹ信号（スタンバイ信号）出力端子２２、リセット信号出力端子２４、及び電源ＩＣ１２で生成される５Ｖ電源の過電圧状態をＣＰＵ１４に認識させるための過電圧状態信号、ここでは過電圧状態フラグ端子２６が備えられている。これらの出力は上述したモニター回路２０でモニターされた５Ｖ電源の電源電圧の変化状態を基に、図示しない論理回路、或いはソフトウェアプログラムによって生成されるものである。本実施例では上述した出力を発生する機能があれば良いので、論理回路やソフトウェアプログラムに限定されないものである。
Further, the
電源ＩＣ１２の５Ｖ電源の電源電圧、ＣＰＵ１４のコア駆動電源５の電源電圧、ＣＰＵ１４のシャットダウンをコントロールするためのＳＴＢＹ信号、リセット信号、及び過電圧状態信号はＣＰＵ１４に送られるように、電源ＩＣ１２とＣＰＵ１４は電源線及び信号線で接続されている。尚、本実施例では過電圧状態信号は過電圧フラグとして電源ＩＣ１２の内部メモリに記憶されているので、ＣＰＵ１４から過電圧状態フラグ端子２６を介して読み込むこともでき、更には、シリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）を用いて、ＣＰＵ１４に過電圧状態信号を送ることもできる。ＣＰＵ１４はこの過電圧状態信号がくると、この過電圧状態を把握することができるようになる。
The
ＣＰＵ１４には各種のスイッチ（ＳＷ）入力、回転センサのようなパルス入力、空気量センサのようなアナログセンサのセンサ入力、制御機器の出力モニター入力等が入力されている。アナログ入力はＡ/Ｄ変換されて取り込まれており、これらの信号を用いてＣＰＵ１４は所定の制御プログラムに基づき制御量を演算する。演算された制御量は図示していない出力回路に送られ、制御機器を動作する動作量に変換されて制御機器を動作させる。
The
また、ＣＰＵ１４にはＲＡＭ２８が内蔵されているか、或いは外付けの回路部品として実装されており、このＲＡＭ２８は電子制御装置１０の動作中に入力信号のモニター値や演算結果などを絶えず保持している。ＲＡＭ２８に記憶されているエラー情報や次回起動時に必要な学習係数等の各情報は、ＣＰＵ１４が正常にシャットダウンされた時にはバックアップメモリや外部記録媒体（ＥＥＰＲＯＭ）に退避されるものである。
Further, the
ところが、上述したように従来の電源ＩＣ１２には過電圧という異常状態をＣＰＵ１４に伝える機能がないため、ＣＰＵ１４は電源ＩＣ１２の過電圧状態を事前に認識することなくリセット信号によってシャットダウンされていた。このため、ＲＡＭ２８に残されているエラー情報や次回の起動時に必要な学習係数等の情報をバックアップメモリや外部の記録媒体（ＥＥＰＲＯＭ）の不揮発性メモリに退避することができなかった。また、ＣＰＵ１４がリセットされると自動車はリンプホームモードと呼ばれるハードウェアフェイル状態に移行する。しかしながら、現在の動作状態とハードウェアフェイル時の動作状態が大きく異なると、ハードウェアフェイル状態に移行した時の動作量の変化が大きく、例えば、トランスミッションのハードウェアフェイル時の動作状態が３速相当の変速比で固定されている場合、現在の変速比が５速相当の変速比、時速６０ｋｍ／ｈで走行中であれば、ハードウェアフェイル状態に移行した時に自動車は急減速されることになって極めて危険である。
However, as described above, since the conventional
このような現象を回避するため、本実施例では電源ＩＣ１２に設けられたモニター回路２０によって過電圧状態を検出すると、電源ＩＣ１２は過電圧状態信号である過電圧フラグを立て、これを電源ＩＣ１２の所定メモリ領域に記憶するように動作する。電源ＩＣ１２によって過電圧フラグが立つと、ＣＰＵ１４はリセット信号の発生する前にこれを認識することができる。したがって、電源ＩＣ１２からリセット信号が到来する前に、ＣＰＵ１４はリセットに対応した必要な処理を実行することができる。
In order to avoid such a phenomenon, in this embodiment, when an overvoltage state is detected by the
このリセットに対応する処理とは、一つにはＲＡＭ２８に残されているエラー情報や次回の起動時に必要な学習係数等の情報を不揮発性メモリであるバックアップメモリや外部の記録媒体（ＥＥＰＲＯＭ）に退避することである。更には、ハードウェアフェイル状態の動作量に対して、現在の動作量が所定以上の大きさであれば、現在の動作量からハードウェアフェイル状態の動作量に向けて動作量を徐々に小さくしていくか、或いは段階的に小さくしていくソフトランディング制御処理制御を行うことである。例えば、トランスミッションであれば、ハードウェアフェイル状態の変速比を３速とすると、現在の変速比が５速で運転されている場合は直ぐに３速に移行せず、４速を経て３速に移行するようにして衝撃を緩和することができるようになる。また、内燃機関であれば、ハードウェアフェイル状態のスロットル弁の開度をアイドル開度とすると、現在のスロットル弁の開度が３/４スロットル開度（アイドル開度から全開開度までの３/４の開度）で運転されている場合は直ぐにアイドル開度に移行せず、徐々に、或いは段階的にスロットル開度を小さくしてアイドル開度に移行するようにして、急激にエンジンブレーキが発生するのを緩和することができるようになる。
The processing corresponding to this reset is, for example, error information remaining in the
以上のような動作を行う電源ＩＣ１２の詳細な動作タイミングチャートを図２に基づき説明する。尚、図２において、左側にＣＰＵ１４の動作に関係する電圧を区分して示している。例えば、０Ｖ〜４．９Ｖは低電圧側でのリセットを行う電圧範囲であり、電源電圧がリセット解除閾値である４．９Ｖを下回るように低下してくるとＣＰＵ１４のリセットを行うものである。また、４．９Ｖ〜５．１ＶはＣＰＵ１４を正常に動作させる電圧範囲であり、この範囲に電源電圧があるとＣＰＵ１４は通常の動作を行うようになっている。５．１Ｖ〜６Ｖは電源電圧を補償しない過電圧側でのリセットを行う電圧範囲であり、電源電圧が過電圧検知閾値である５．１Ｖを上回るように上昇してくるとＣＰＵ１４のリセットを行うものである。尚、この場合は電源電圧が所定時間だけこの範囲に入った場合にリセット信号を発生するものである。更に、電源電圧が異常に高くなって過電圧保護閾値である６Ｖ以上の過電圧になると、ＣＰＵ１４の機能を保証できないので直ぐにＣＰＵ１４にリセット信号を送ってＣＰＵ１４をリセットするものである。
A detailed operation timing chart of the
図２において、電源ＩＣ１２にバッテリ電圧ＶＢが供給されると、電源ＩＣ１２は内部の電源回路の動作を開始して電圧出力を発生し、この電圧はモニター回路２０でモニターされる。モニターされた電圧出力は上記した電圧閾値と比較される。
In FIG. 2, when the battery voltage VB is supplied to the
電源ＩＣ１２の電源回路によって電圧出力が上昇していき『Ａ』点に示すリセット解除閾値に達すると、これに応答してＣＰＵ３のＳＴＢＹ信号が出力されてＣＰＵ１４はウェークアップ状態とされ、その後にリセットを解除するリセット解除信号が出力される。ここで、リセット解除信号はリセット信号を反転させたものであり、解除状態を『１』、リセット状態を『０』とする２値信号である。本実施例ではリセット解除閾値に達してから、所定時間（パワーオンリセット時間）の経過後にＣＰＵ１４のリセットを解除するものである。尚、このパワーオンリセット時間を設定しないで直ぐにＣＰＵ１４のリセットを解除する場合もある。
When the voltage output rises by the power supply circuit of the
リセットが解除されると、ＣＰＵ１４は正常に動作されることになる。ＣＰＵ１４が正常に動作している状態で、何らかの原因で電圧出力が上昇していき『Ｂ』点に示す過電圧検知閾値に達すると、電源ＩＣ１２は過電圧状態と判断して電源ＩＣ１２に新たに設けた過電圧カウンタのカウントを開始すると同時に過電圧フラグを立てる。ただ、この時の過電圧フラグは直ちにＣＰＵ１４によって使用されるものではなく、後述するように過電圧カウンタのオーバーフローによって過電圧フラグが正式に立って有効と認識されるようになっている。
When the reset is released, the
過電圧カウンタがカウントを継続している間に、電圧出力が過電圧検知閾値を下回って『Ｃ』点で正常状態に復帰すると、過電圧カウンタがオーバーフローしていないので過電圧カウンタのカウントが停止されて過電圧カウンタはクリアされる。これに応答して過電圧フラグもクリアされることになる。このため、ＣＰＵ１４は過電圧状態と認識しないでそのまま動作を継続する。
While the overvoltage counter continues counting, if the voltage output falls below the overvoltage detection threshold and returns to the normal state at the “C” point, the overvoltage counter is not overflowed, so the overvoltage counter is stopped and the overvoltage counter is stopped. Is cleared. In response to this, the overvoltage flag is also cleared. For this reason, the
次に、再び、何らかの原因で電圧出力が上昇していき『Ｄ』点に示す過電圧検知閾値に達すると、電源ＩＣ１２は過電圧状態と判断して再び過電圧カウンタのカウントを開始すると同時に過電圧フラグを立てる。この状態で電圧出力が出力補償しない電圧範囲に依然としてある場合は、過電圧カウンタは引き続きカウントを継続しており、所定の時間を経過して過電圧カウンタがオーバーフローすると過電圧フラグは有効として確定される。これと同時にＳＴＢＹ信号を立ち下げ、この立ち下げ信号はＣＰＵ１４に送られる。同時に『Ｅ』点に示すように電源ＩＣ１２の電源回路はその動作を停止される。この時には過電圧カウンタはオーバーフローしているので、過電圧フラグは先の『Ｃ』点での説明とは逆にクリアされないで、有効と判断されてその状態を保っている。
Next, when the voltage output rises again for some reason and reaches the overvoltage detection threshold value indicated by the “D” point, the
そして、ＣＰＵ１４は確定された過電圧フラグが立っていることを検出すると、ＣＰＵ１４は過電圧によるリセット信号が到来すると見做して、リセットに対応した必要な処理を実行する。実際にはＳＴＢＹ信号の立ち下げによって、ＣＰＵ１４は正常終了（セルフシャット動作）と同じ動作を行うことができる。これによってリセットに対応する処理を行うことができる。例えば、ＲＡＭ２８に残されているエラー情報や次回の起動時に必要な学習係数等の情報をバックアップメモリや外部の記録媒体（ＥＥＰＲＯＭ）に退避している。また、現在の動作量からハードウェアフェイル状態の動作量に向けて制御機器の動作量を少なくしていくソフトランディング制御処理制御を実行する。具体的には先に述べたように、トランスミッションであれば、現在の変速比が５速で運転されている場合は直ぐに３速に移行せず、４速を経て３速に移行するようにし、内燃機関であれば、現在のスロットル弁の開度が３/４スロットル開度で運転されている場合は徐々に、或いは段階的にスロットル開度を小さくしてアイドル開度に移行するようにしている。
When the
ここで、過電圧カウンタがオーバーフローすると電源ＩＣ１２の電源回路はその動作を停止されるので、電圧出力が徐々に低下していくことになる。電圧出力が『Ｆ』点で低電圧リセット解除閾値を下回ることで、ここで初めてリセット解除信号が立下り、これによってＣＰＵ１４をリセットすることになる。これによってＣＰＵ１４はシャットダウン状態となり、電子制御装置１０はハードウェアフェイル状態に移行してリンプホームモードを実行することになる。したがって、『Ｅ』点と『Ｆ』点の間の時間が、ＣＰＵ１４によってＲＡＭ２８の情報退避処理や、ソフトランディング制御処理を実行する時間となる。
Here, when the overvoltage counter overflows, the operation of the power supply circuit of the
このように、過電圧カウンタを設けることによって、『Ｂ』点と『Ｃ』点の間で示した瞬間的な過電圧状態では不必要なリセットを回避することができ、『Ｄ』点と『Ｆ』点の間で示した長い過電圧状態を識別することでＣＰＵ１４をリセットすることができるようになる。尚、過電圧カウンタのオーバーフロー時間は電源ＩＣ１２やＣＰＵ１４の仕様によって適切に決定されることが重要である。
Thus, by providing the overvoltage counter, unnecessary reset can be avoided in the instantaneous overvoltage state shown between the “B” point and the “C” point, and the “D” point and the “F” point can be avoided. The
上述しているように過電圧フラグは電源ＩＣ１２内部の過電圧カウンタにより時間管理されており、電圧出力が一定時間以内に正常範囲に復帰した場合には過電圧カウンタと共にクリアされる。また、過電圧カウンタがオーバーフローした場合では、リセット解除信号が立ち上がるとクリアされる。
As described above, the overvoltage flag is time-controlled by the overvoltage counter in the
尚、電源ＩＣ１２とＣＰＵ１４がＳＰＩ通信を行うような構成を採用している場合は、過電圧フラグをＣＰＵ１４がＳＰＩ通信を介して受信してからＣＰＵ１４の内部タイマで過電圧カウンタに変えてカウントすることが可能である。また、ＳＰＩ通信を行っていることから、ＣＰＵ１４によるＲＡＭ２８の情報退避処理や、ソフトランディング制御処理の実行完了を示す信号によって電源ＩＣ１２は過電圧フラグをクリアするようにできる。
If the
次に、リトライ処理によって電源ＩＣ１２の電源回路の電圧出力が『Ｇ』点で出始め、『Ｈ』点で低電圧リセット解除閾値に達すると、これに応答してＣＰＵ３のＳＴＢＹ信号が再び出力されてＣＰＵ１４はウェークアップ状態とされ、同様に所定時間後にリセット解除信号が出力される。リセットが解除されると、ＣＰＵ１４は正常に動作されることになる。
Next, the voltage output of the power supply circuit of the
このとき、電源ＩＣ１２は過電圧フラグを立てた状態を維持しており、ＣＰＵ１４のリセット解除後の初期化動作で、ＣＰＵ１４はリセットの発生の事由として過電圧状態に陥ったというエラー情報をＲＡＭ２８のエラーコードエリアに書き出すことになる。
At this time, the
そして、ＣＰＵ１４が正常に動作している状態で、再び何らかの原因で電圧出力が上昇していき『Ｉ』点で過電圧検知閾値に達すると、電源ＩＣ１２は過電圧状態と判断して過電圧カウンタのカウントを開始すると同時に過電圧フラグを立てる。ここまでは先の説明と同様である。
When the
しかしながら、今回の異常状態は速い速度で電圧出力が上昇しているため、過電圧カウンタがオーバーフローする時間より前に、電圧出力が『Ｊ』点で過電圧保護閾値に達している。このため、直ぐに電源ＩＣ１２の電源回路はその動作を停止される。このように過電圧カウンタがオーバーフローしていなくても電源ＩＣ１２の電源回路の動作を停止するのはＣＰＵ１４の保護を行うためである。
However, since the voltage output rises at a high speed in this abnormal state, the voltage output reaches the overvoltage protection threshold at the point “J” before the time when the overvoltage counter overflows. For this reason, the operation of the power supply circuit of the
『Ｊ』点で電圧出力が過電圧保護閾値を越えると、これに応答してＳＴＢＹ信号を立ち下げ、この立ち下げ信号はＣＰＵ１４に送られる。同時に電源ＩＣ１２の電源回路はその動作を停止され、過電圧カウンタはこれに応答してクリアされている。一方、過電圧保護閾値を越えていることを条件に過電圧フラグはクリアされないでその状態を保っている。そして、ＣＰＵ１４はこの過電圧フラグが立っていることを検出すると、ＣＰＵ１４は過電圧によるリセット信号が到来すると見做して、リセットに対応した必要な処理を実行する。この場合もＳＴＢＹ信号がＣＰＵ１４に送られるので、ＣＰＵ１４によってＲＡＭ２８の情報退避処理や、ソフトランディング制御処理が実行されることになる。
When the voltage output exceeds the overvoltage protection threshold at the point “J”, the STBY signal is lowered in response to this, and this fall signal is sent to the
そして、電源ＩＣ１２の電源回路による電圧出力は徐々に低下しており、電圧出力が『Ｋ』点で低電圧リセット解除閾値を下回ることでリセット解除信号が立ち下り、これによってＣＰＵ１４をリセットすることになる。これによってＣＰＵ１４はシャットダウン状態となり、電子制御装置１０はハードウェアフェイル状態に移行してリンプホームモードを実行することになる。したがって、上述したように、『Ｊ』点と『Ｋ』点の間の時間がＣＰＵ１４によってＲＡＭ２８の情報退避処理や、ソフトランディング制御処理を実行する時間となる。
Then, the voltage output by the power supply circuit of the
次に、リトライ処理によって電源ＩＣ１２の電源回路の電圧出力が『Ｌ』点で出始め、『Ｍ』点でリセット解除閾値に達すると、これに応答してＣＰＵ３のＳＴＢＹ信号が再び出力されてＣＰＵ１４はウェークアップ状態とされ、同様に所定時間後にリセット解除信号が出力される。リセットが解除されるとＣＰＵ１４は正常に動作されることになる。このとき、先の説明と同様に電源ＩＣ１２は過電圧フラグを立てた状態を維持しており、ＣＰＵ１４のリセット解除後の初期化動作で、ＣＰＵ１４はリセットの発生の事由として、過電圧保護閾値を越えた過電圧状態に陥ったというエラー情報をＲＡＭ２８のエラーコードエリアに書き出すことになる。『Ｅ』点でのエラーコードと『Ｊ』点でのエラーコードはその発生事由が異なっていることから異なったエラーコードとなる。
Next, the voltage output of the power supply circuit of the
ＣＰＵ１４が正常に動作している状態で正規に電源遮断の信号が到来すると、電源ＩＣ１２は電源回路の動作を停止して電圧出力が徐々に低下していくことになる。電圧出力が『Ｎ』点で低電圧リセット解除閾値を下回ることでリセット解除信号が立ち下り、これによってＣＰＵ１４をリセットすることになる。これによってＣＰＵ１４はシャットダウン状態となり、正常にその動作を終了することになる。
When the power supply cutoff signal arrives normally while the
このように、本実施例によれば、電源ＩＣ１２が電源電圧を監視して過電圧状態が所定時間以上継続して発生していると判断すると過電圧フラグを立て、ＣＰＵ１４はこの過電圧フラグによってリセットに対応した必要な処理を実行するように動作するので、ＲＡＭ２８の情報退避処理やソフトランディング制御処理を実行してシャットダウン状態に移行することができる。
As described above, according to this embodiment, when the
次に図３に示したフローチャートによって、動作タイミングチャートに示した動作とリセット回数によるハードウェアフェイル状態への移行方法とについて簡単に説明する。尚、本実施例ではこのフローチャートは電源ＩＣ１２で所定時間毎に起動されるものである。
Next, the operation shown in the operation timing chart and the method for shifting to the hardware fail state depending on the number of resets will be briefly described with reference to the flowchart shown in FIG. In the present embodiment, this flowchart is activated by the
≪ステップ３００≫
ステップ３００は、電源ＩＣ１２の電圧出力をモニターするステップであり、図２の電圧モニター出力に相当するものである。したがって、起動周期毎にその時の電圧出力が検出されるようになる。
<< Step 300 >>
Step 300 is a step of monitoring the voltage output of the
≪ステップ３０１≫
ステップ３０１は、現在のモニターされた電圧出力が図２の過電圧検知閾値を越えたかどうかを判断するものである。過電圧検知閾値を越えていないとステップ３０２に進み、過電圧検知閾値を越えているとステップ３０４に進む。
<< Step 301 >>
Step 301 determines whether the current monitored voltage output exceeds the overvoltage detection threshold of FIG. If the overvoltage detection threshold is not exceeded, the process proceeds to step 302. If the overvoltage detection threshold is exceeded, the process proceeds to step 304.
≪ステップ３０２≫、≪ステップ３０３≫
ステップ３０１で過電圧検知閾値を越えていないと判断されると、ステップ３０２で過電圧カウンタをクリアし、ステップ３０３で過電圧フラグをクリアする。例えば、この場合は図２の『Ｃ』点での動作に対応する。
<< Step 302 >>, << Step 303 >>
If it is determined in
≪ステップ３０４≫
ステップ３０１で過電圧検知閾値を越えていると判断されると、過電圧カウンタを動作させてカウントを開始すると同時に過電圧フラグを立てる。例えば、この場合は図２の『Ｄ』点での動作に対応する。
<< Step 304 >>
If it is determined in
≪ステップ３０５≫
このステップ３０５では電圧出力が過電圧保護閾値を越えたかどうかを判断する。越えていなければステップ３０６に進み、越えていればステップ３０９に進む。
<< Step 305 >>
In
≪ステップ３０６≫
ステップ３０５で過電圧保護閾値を越えていないと判断されると、このステップ３０６では過電圧カウンタがオーバーフローしたかどうかが判断される。過電圧カウンタがオーバーフローしていないと判断されると、再びステップ３００に戻って同じ処理を実行する。一方、過電圧カウンタがオーバーフローしていると判断されるとステップ３０７に進む。例えば、この場合は図２の『Ｅ』点での動作に対応する。
<< Step 306 >>
If it is determined in
≪ステップ３０７≫
ステップ３０６で過電圧カウンタがオーバーフローしていると判断されると、電源ＩＣ１２の電源回路の動作を停止する。例えば、この場合は図２の『Ｅ』点での動作に対応する。更にこの後にステップ３０８、ステップ３０９、ステップ３１０を実行する。
<< Step 307 >>
If it is determined in
≪ステップ３０８≫、≪ステップ３０９≫、≪ステップ３１０≫
ステップ３０８では過電圧カウンタのオーバーフローによってＳＴＢＹ信号を立ち下げ、ＣＰＵ１４によってＲＡＭ２８の情報退避処理や、ソフトランディング制御処理が実行され、その後にＣＰＵ１４のリセットが行われる。更に、この間に電源ＩＣ１２のリトライ処理が実行される。この場合は図２の『Ｅ』点〜『Ｇ』点での動作に対応する。
<< Step 308 >>, << Step 309 >>, << Step 310 >>
In
一方、ステップ３０５で過電圧保護閾値を越えた場合は同様に、ステップ３０７で電源ＩＣ１２の電源回路の動作を停止すると共に、ステップ３０８では直ちにＳＴＢＹ信号を立ち下げてＣＰＵ１４によってＲＡＭ２８の情報退避処理や、ソフトランディング制御処理が実行され、その後にＣＰＵ１４のリセットが行われる。更に、この間に電源ＩＣ１２のリトライ処理が実行される。これらの処理が終了するとステップ３１１に進むことになる。この場合は図２の『Ｊ』点〜『Ｌ』点での動作に対応する。
On the other hand, if the overvoltage protection threshold is exceeded in
≪ステップ３０１１≫
ステップ３１１では電圧出力が過電圧状態になってリセットがかけられた回数を判断しており、規定回数、例えば１０回リセットがかかった場合はステップ３１２に進み、リセットが１０回以下ではステップ３０３に進んで同じ処理を実行する。
<< Step 3011 >>
In
≪ステップ３０１２≫
ステップ３１１でリセットが１０回以上かかったと判断されると、ステップ３１２では電源ＩＣ１２が故障、或いは異常を生じる可能性が高いとしてハードウェアフェイル状態に移行する。具体的にはＣＰＵ１２をスリープモードに移行させて処理を終了することで、ハードウェアフェイル状態に移行することができる。尚、ハードウェアフェイル状態に移行するためにはＣＰＵ１２をスリープモードにする以外の方法を採用しても良い。要は、リセットが１０回以上かかったと判断されると、電源ＩＣ１２が故障、或いは異常を生じる可能性が高いとしてハードウェアフェイル状態に移行すれば良いものである。
<< Step 3012 >>
If it is determined in
以上のリセット回数の積算は電源ＩＣ１２でおこなっているが、リセット回数はＣＰＵ１４でも計数できるのでＣＰＵ１４で行って、自身をスリープモードに移行させても良いものである。
The integration of the number of resets is performed by the
このようにリセットが多くかかるにようになった場合は、電源ＩＣ１２自体に重大な故障要因が存在している可能性が高いと見做される。つまり、電源ＩＣ１２の出力は高精度にフィードバックされているため、外部でのハード的な接触等によりフィードバック範囲を超えているか、内部のフィードバック演算機能の障害が懸念されるからである。更に、ＣＰＵ１４の動作保証外の電圧においては、ＣＰＵ４の出力値(演算結果)は保証されないと考えられるからである。したがって、上述のようなハードウェアフェイル状態に移行して対応するものである。
In this way, when many resets are required, it is considered that there is a high possibility that a serious failure factor exists in the
以上述べたように、本発明によれば、電源ＩＣが電源電圧を監視して過電圧状態が生じると過電圧状態信号を発生し、ＣＰＵはこの過電圧状態信号の発生を検出すると自身がリセットされる前にリセットに対応したＲＡＭの情報退避処理や、ソフトランディング制御処理といったリセットに必要な処理を実行することができるようになる。 As described above, according to the present invention, when the power supply IC monitors the power supply voltage and an overvoltage state occurs, an overvoltage state signal is generated, and when the CPU detects the occurrence of the overvoltage state signal, it resets itself. In addition, it becomes possible to execute processing necessary for reset such as information saving processing of RAM corresponding to reset and soft landing control processing.
１０…電子制御装置、１２…電源ＩＣ、１４…ＣＰＵ、１６…５Ｖ電源端子、１８…ＣＰＵコア電源、２０…モニター回路、２２…ＳＴＢＹ信号出力端子、２４…リセット信号出力端子、２６…過電圧信号出力端子、２８…ＲＡＭ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electronic control device, 12 ... Power supply IC, 14 ... CPU, 16 ... 5V power supply terminal, 18 ... CPU core power supply, 20 ... Monitor circuit, 22 ... STBY signal output terminal, 24 ... Reset signal output terminal, 26 ... Overvoltage signal Output terminal, 28... RAM.
Claims (10)
前記電源装置は、前記マイクロコンピュータを制御するためのスタンバイ信号及びリセット信号を出力し、また前記電源回路の電圧出力が過電圧状態になるとこの状態を表す過電圧状態信号を生成して前記マイクロコンピュータに送信すると共に前記電源回路の動作を停止し、更に動作を停止された前記電源回路の電圧出力が所定のリセット解除電圧より低い低電圧状態になると前記リセット信号を前記マイクロコンピュータに送信し、前記マイクロコンピュータは、前記過電圧状態信号を検出して前記リセット信号を検出するまでの間に、リセットに対応した必要な処理を実行することを特徴とする自動車用の電子制御装置。 A power supply device including a power supply circuit, the electronic control device for a motor vehicle with a microcomputer that performs a predetermined operation is supplied with power from said power supply device,
The power supply sends the outputs standby signal and a reset signal for controlling a microcomputer, also in the microcomputer generates an overvoltage state signal representing this state when the voltage output of the power supply circuit is an overvoltage condition And the operation of the power supply circuit is stopped, and the reset signal is transmitted to the microcomputer when the voltage output of the power supply circuit that has been further stopped is in a low voltage state lower than a predetermined reset release voltage. The electronic control device for an automobile, wherein necessary processing corresponding to reset is executed between detection of the overvoltage state signal and detection of the reset signal .
前記電源装置は前記電源回路の電圧出力が第１の過電圧状態になるとカウントを開始する過電圧カウンタを備えており、前記過電圧カウンタがオーバーフローした際に前記過電圧状態信号が有効と判断され、これによって前記マイクロコンピュータは有効とされた前記過電圧状態信号を検出すると、自身がリセットされる前にリセットに対応した必要な処理を実行することを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to claim 1,
The power supply device includes an overvoltage counter that starts counting when the voltage output of the power supply circuit enters a first overvoltage state, and the overvoltage state signal is determined to be valid when the overvoltage counter overflows, thereby When the microcomputer detects the valid overvoltage state signal, the microcomputer executes necessary processing corresponding to the reset before the microcomputer is reset.
前記電源装置は前記電源回路の電圧出力が前記第１の過電圧状態より高い第２の過電圧状態になると前記過電圧状態信号が有効と判断され、これによって前記マイクロコンピュータは有効とされた前記過電圧状態信号を検出すると、自身がリセットされる前にリセットに対応した必要な処理を実行することを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to claim 2,
The power supply apparatus determines that the overvoltage state signal is valid when the voltage output of the power supply circuit is in a second overvoltage state that is higher than the first overvoltage state. When the vehicle is detected, an electronic control device for an automobile, which performs necessary processing corresponding to the reset before the device itself is reset.
前記過電圧状態信号は過電圧フラグであり、前記電源装置は前記過電圧フラグを記憶するメモリを備えており、前記マイクロコンピュータは前記過電圧フラグが確定していることを条件に、自身がリセットされる前にリセットに対応した必要な処理を実行することを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to any one of claims 1 to 3,
The overvoltage state signal is an overvoltage flag, and the power supply device includes a memory for storing the overvoltage flag, and the microcomputer is reset before it is reset on the condition that the overvoltage flag is established. An electronic control device for an automobile, which performs a necessary process corresponding to a reset.
前記マイクロコンピュータが実行するリセットに対応した必要な処理は、前記マイクロコンピュータのＲＡＭに格納された情報を別の不揮発性メモリに退避させる退避処理であることを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to any one of claims 1 to 4,
An electronic control apparatus for an automobile, wherein the necessary processing corresponding to the reset executed by the microcomputer is a saving process for saving information stored in the RAM of the microcomputer to another nonvolatile memory.
前記マイクロコンピュータが実行するリセットに対応した必要な処理は、自動車の制御機器の動作量を、現在の動作量からハードウェアフェイル状態の動作量に段階的或いは徐々に近づくように制御するソフトランディング制御処理であることを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to any one of claims 1 to 4,
The necessary processing corresponding to the reset executed by the microcomputer is a soft landing control for controlling the operation amount of the control device of the vehicle so as to gradually or gradually approach the operation amount of the hardware failure state from the current operation amount. An electronic control device for an automobile characterized by being a process.
前記過電圧状態信号が有効となると、前記電源装置は前記スタンバイ信号を立ち下げて前記マイクロコンピュータのリセットまでの時間の間にリセットに対応した必要な処理を実行させることを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to any one of claims 1 to 5,
When the overvoltage state signal becomes valid, the power supply device causes the standby signal to fall and executes a necessary process corresponding to the reset during a time period until the microcomputer is reset. Control device.
前記マイクロコンピュータはリセット後の初期動作時にリセットの発生の事由として過電圧状態に陥ったというエラー情報を前記マイクロコンピュータのメモリのエラーコードエリアに書き出すことを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to any one of claims 1 to 6,
An electronic control device for an automobile, wherein the microcomputer writes error information indicating that the microcomputer has fallen into an overvoltage state as a cause of the occurrence of reset during an initial operation after resetting into an error code area of a memory of the microcomputer.
前記電源装置、或いは前記マイクロコンピュータはリセットの回数が所定の回数を越えるとハードウェアフェイル状態へ移行させることを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to any one of claims 1 to 7,
An electronic control device for an automobile , wherein the power supply device or the microcomputer shifts to a hardware failure state when the number of resets exceeds a predetermined number.
前記マイクロコンピュータはスリープモードに移行することによってハードウェアフェイル状態へ移行することを特徴とする自動車用の電子制御装置。 The electronic control device for an automobile according to claim 9,
An electronic controller for an automobile, wherein the microcomputer shifts to a hardware fail state by shifting to a sleep mode.
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