JPS61136116A - 動作周波数切換形マイクロコンピユ−タ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＣＭＯＣプロセスを用いたマイクロコンビエー
タに関し、特にその動作周波数の切換手段の改良に関す
るものである。

従来の技術 近年、マイクロコンピュータの高性能化、低価格化等に
より各種の分野でマイクロコンビエータ制御が採用され
るようになり、自動車においても燃料噴射装置９点火時
期制御装置等に多くのマイクロコンピュータが採用され
ている。

ところで、自動車に搭載されたマイクロコンビエータは
、イグニッションスイッチをオンしたときに電源が供給
されて動作を開始し、イグニ・７シヨンスイツチをオフ
したときに電源の供給が断たれて動作を停止するものが
大部分である。これは、従来のマイクロコンピュータが
イグニッションスイッチのオン期間中に必要な制御に使
用が限定されていた為と、自動車バフテリを特徴とする
特殊性から極力バッテリの消費を抑えたい為であったと
思われる。

しかしながら、最近、イグニッションスイ・ノチのオフ
時にもマイクロコンピュータを働かせ、各種の制御を行
なわせようとする傾向がでてきた。

そこで問題となるのが、バッテリの消費であり、イグニ
ッションスイッチのオフ時におけるマイクロコンピュー
タの消費電力を極力抑える技術が必要である。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、
その目的は、外部からの信号により消費電力を通常より
低下させることができるマイクロコンピュータを提供す
ることにある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、ＣＭＯＳプロセ
スを用いたマイクロコンピュータにおいて、該マイクロ
コンピュータの動作の時間基準信号である基準クロック
信号を発生するクロック発振回路と、前記基準クロック
信号を分周する分周回路と、該分周回路から出力される
分周クロック信号と前記基準クロック信号の内、外部か
ら入力された動作周波数切換信号で指定されたクロック
信号をマイクロコンピュータ内部のクロック信号を必要
とする回路に供給する切換回路とを設ける。

作用 一般に、ＣＭＯＳプロセスを用いたマイクロコンピュー
タの消費電流ｌ。は、第６図の特性図に示すように動作
周波数にほぼ比例して増大する。

従って、動作周波数を下げてやれば、動作速度は低下す
るが消費電流は大幅に小さく抑えることができる。本発
明において、外部からの動作周波数切換信号により基準
クロック信号を指定すれば、切換回路は基準りＩコック
信号を選択し、マイクロコンピュータは該基準クロック
信号に同期して動作を行なうので高速動作が可能となり
、反対に分周クロック信号をＦｂ定すれば切換回路によ
り分周クロックがマイクロコンピュータ各部に供給され
るので、マイク１ココンピユータは低速動作を行ない、
消費電力は低下する。

実施例 第１図は本発明実施例のマイクロコンピュータの要部ブ
ロック図である。

同図において、１０はマイクロコンピュータの動作の時
間基準信号である１テ１えば２　Ｍｌ（Ｚの基準クロッ
ク信号ｆｏを発生する発振回路で、図示例は水晶振動子
１０８を用いた発振回路である。水晶振動子１０ａは端
子Ｔ、、Ｔ２においてマイクロコンピュータのパッケー
ジＰの外部に外付けされる。発振回路１０の基準クロッ
ク信号ｆｏは切換回路１１の一方の入力端子に入力され
ると共に分周回路１２に入力される。分周回路１２は基
準クロック信号ｆ。

を所定数だけ分周することにより周波数の低い分周クロ
ック゛信号ｆ１を発生するもので、この分周クロック信
号ｆ１は切換回路１１の他方の入力端子に入力される。

最大どの程度分周するかは、当該マイクロコンピュータ
の最低駆動周波数と動作速度、消費電力等を考慮して決
定する。Ｔ３は外部からの動作周波数切換信号ａが加わ
る端子であり、この信号ａは切換回路１１に入力され、
切換回路１１は信号ａがハイレベルのとき基準クロック
信号ｆ。

を論理回路部１３に出力し、信号ａがロウレベルのとき
分周クロック信号ｆ、を論理回路部１３に出力する。論
理回路部１３は、マイクロコンピュータの必須の構成要
素である制、御部、演算部、レジスタ等を含み切換回路
１１から送出されるクロック信号に同期して動作する。

論理回路部１３には必要に応じてＲＯＭ、ＲＡＭ、イン
クフェイス回路等が含まれる。上記発１辰回路１０．切
換回路１１９分周回路１２および論理回路部１３は同一
チップ上にＣＭＯＳプロセスによって形成されており、
各部へは電源端子Ｔ４に加わる電源ＶＤｆｌが供給され
る。尚、データ端子、アドレス端子、制御端子１割込み
端子等は図示を省略しである。

第１図において、動作周波数切換信号ａをハイレベルに
すると、基準クロック信号ｆｏが論理回　・路部１３に
送出されてマイクロコンピュータは高速動作を行ない、
動作周波数切換信号ａをロウレベルにすると、分周クロ
ック信号ｆ、が論理回路部１３に送出されてマイクロコ
ンピュータは低速動作ながら低消費電力で動作を行なう
。

第１図においては、動作周波数切換信号ａを切換回路１
１に直接人力して基準クロック信号ｆｏと分周クロック
信号「１の切換を行なわせたが、マイクロコンピュータ
のソフトウェア処理にテ所定周期毎に動作周波数切換信
号ａのレベルを判別し、判別結果に応じて論理回路部１
３より切換回路１１を切換えるようにしても良い。

第２図は切換回路１１の実施例のブロック図であり、ｌ
ｌａ、ｌｌｂはクロック端子ＣＫの立上がりエツジでＤ
端子の人力を保持するタイプのフリップフロップ、ｌｌ
ｃ、ｌｉｄはアンド回路、１１　ｅはオア回路であるつ
この実施例の切換回ｉｉ！３１１は、発振回路１０の基
準クロック信号ｆｏがクロック端子ＣＫに加わり分周回
路１２の分周クロック信号ｒ、がＤ端子に加わるフリッ
プフロップ１１　ａと、フリップフロップ１１　ａのＱ
端子の出力Ａがクロック端子ＣＫに加わり端子Ｔ３から
の動作周波数切換信号ａがＤ端子に加わるフリップフロ
ップ１１　ｂと、フリップフロップ１１　ｂのＱ出力Ｂ
が“１”のときゲートが開かれて基準クロック信号ｆｏ
をオア回路１１　ｅを介して論理回路部１３に送出する
アンド回路１１Ｃと、フリップフロップ１１　ｂのる出
力が“１゛のときゲートが開かれてフリップフロップｌ
ｌａのＱ端子出力Ａをオア回路１１　ｅを介して論理回
路部１３に出力するアンド回路１１　ｄとから成る。第
３図は第２図の各部の信号波形例を示すタイミングチャ
ートであり、動作周波数切換信号ａが“１”のとき、フ
リップフロップＩｌ　ｂの端子Ｑの出力Ｂは“１″なの
で、アンド回路＋ＩＣが開き基準クロック信号ｆ。

が選択される。この状態で動作周波数切換信号ａが“０
”になると、フリップフロップ１１　ａのＱ端子の出力
Ａが°０”から“１”に変化したタイミングと同期して
フリップフロップ１１　ｂのζ端子出力が１″になり、
アンド回路１１ｄが開かれてフリップフロップｌｌａの
端子Ｑの出力Ａつまり分周クロック信号「、が選択され
る。再び動作周波数切換信号ａが“１”になると、フリ
ップフロップ１１　ｂのＱ端子出力Ｂが“１″になり基
準クロック信号ｆｏが選択される。フリップフロップ１
１　ｂはフリップフロ・２プＩＩ　ａのＱ端子出力Ａに
同期して動作するので、分周クロック信号ｆ１のパルス
の途中で動作周波数切換信号ａが“１”から“０”に或
は“Ｏ″からｌ′に変化しても、オア回路＋１ｅの出力
パルス幅が基準クロック信号ｆｏや分　　　　　！周り
ロック信号ｆ、の正規のパルス幅より短くなることはな
い。

第４図は本発明のマイクロコンピュータを自動車に搭載
する制御装置３０に適用した場合の実施例を示す要部プ
ロ・７り図である。同図において、３１は自動車バッテ
リであり、その電圧子Ｂは第１の定電圧回路３２に直接
印加されると共にイグニッションスイッチ３３を介して
第２の定電圧回路３４に印加される。第１の定電圧回路
３２は本発明に係るマイクロコンピュータ３５に動作用
電源ＶＤｒＪを供給するもので、自動車バッテリ３１に
直結されていることからイグニッションスイッチ羽のオ
ン、オフに殉わらず常時動作する。一方、第２の定電圧
回路３４ば、イグニッションスイッチ３３のオン時にの
み作動し、周辺回路部３６に動作電圧Ｖｃｃを供給する
と共に、電圧Ｖ　ｃｃを動作周波数切換信号としてマイ
クロコンピュータ３５の端子Ｔ３に印加する。イグニッ
ションスイッチ３３のオフ中は、端子Ｔ３のレベルはロ
ウレベルなので、マイクロコンピュータ３５は低速動作
モードに切り替り、イグニッションスイッチオフ時の処
理を行なう。イグニッションスイッチ３３がオンすると
、第２の定電圧回路３４が働き端子Ｔ３のレベルがハイ
レベルになるので、マイクロコンピュータ３５は高速動
作モードになり、またｂｌＡ子Ｔ３がハイレベルになっ
たことを判別することによりイグニッションスイッチオ
ン時の処理を開始する。

第５図は本発明を自動車のメインリレー制御に通用した
実施例のブロック図であり、第４図と同一符号は同一部
分を示し、４０はメインリレー、４１゜４２はその接点
および励磁コイル、４３はドライバ回路、４４は出力信
号である。この実施例は、自動車バッテリ３１の電圧←
Ｂをメインリレー４０の接点４１を介して第２の定電圧
回路３４に印加し、マイクロコンピュータ３５の出力端
子Ｔ５をトライバ４３を介してメインリレー４０の励磁
コイル４２に接続し、イグニッションスイッチおの出力
をマイクロコンビエータ３５の入力端子Ｔ６に接続した
ものである。

尚、第２の定電圧回路３４の出力は周辺回路部３６へも
供給される。

今４．イグニッションスイッチ３３．メインリレ−４０
共にオフ状態とすると、この状態でも第１の定電圧回路
３２が働いているのでマイクロコンピュータ３５は動作
可能であり、且つ端子Ｔ３のレベルがロウレベルなので
低速動作を行なっている。この低速動作中、マイクロコ
ンピュータあはイグニッションスイッチ３３がオンされ
たが否かを端子Ｔ６のレベルを監視することにより判別
しており、オンされると、ドライバ招の出力をロウレベ
ルにすることにより励磁コイル４２を励磁し、メインリ
レー４０をオンする。これにより、第２の定電圧回路あ
が起動され、周辺回路部に電源が供給されると共に、端
子Ｔ３がハイレベルになるのでマイクロコンピュータ３
５は高速動作を開始する。例えば、マイクロコンピュー
タ３５が、スロットル弁の上流と下流を連通ずるバイパ
ス通路の開度をコントロールするステッパモータ（図示
せず）の回転角を出力信号４４で制御することによりア
イドル回転数制御を実施するものである場合、このよう
な制御を高速動作にて処理する。この場合、アイドル時
には開度を全閉乃至はぼ全閉にする。イグニッションス
イッチ３３がオフされると、マイクロコンピュータ３５
はこれを判別し、出力信号４４によりバイパス通路の開
度を全開にした後、ドライバ４３の出力をハイレベルと
してメインリレー４０をオフにする。なお、メインリレ
ー４０をオフにする前にバイパス通路を全開にしておく
のは、全閉状態にしたままにして置くと、イグニッショ
ンスイッチ３３を次にオンしてスタータを起動してもバ
イパス通路が全閉となっている為、始動が困難になるか
らである。

以上、本発明の応用例について説明したが、他に次のよ
うな応用例も考えられる。

（１）内燃機関始動直前の状態検知 一般に、電子制御式燃料噴射制御装置においては、エン
ジン始動の際、前もってエンジン状態を把握していれば
、適切な始動制御が可能である。

例えば、高温スタート時には、燃料ポンプ圧が低下して
いる為に通常の燃料噴射制御では始動し難いことが良く
知られている。この場合、内燃機関温度を始動前に検知
して噴射量を通常より増量することで速やかな始動が可
能である。そこで、始動前に冷却水温等の自動車の状態
を検知申する期間を設けることが考えられるが、イグニ
ッションスイッチがオンしてからスタータスイッチがオ
ンされるまでの時間でのみ上記検知を行なうことは適切
でない。それは、イグニッションスイッチがオンしてか
らスタータスインチがオンするまでの時間は不確定であ
り、イグニッションスイッチをオンして直ぐにスタータ
スイッチをオンする場合には検知が間に合わなくなるか
らである。

このような問題は、イグニッションスイッチがオンされ
る前にエンジン始動前の自動車の各種状態を検知するこ
とにより解決される。

この為には、例えば第５図に示したように、イグニッシ
ョンスイッチ３３がオフの状態でもマイクロコンピュー
タ３５を動作可能にしておき、イグニッションスイッチ
詔がオフされてから一定周期毎に或は徐々に間隔が増大
する時間毎にマイクロコンビ、ユータ３５によって機関
温度等を検出させるようにし、イグニッションスイッチ
３３がオンされたときは直前に検知した最新の機関温度
等に基づいて燃料噴射量を決定するようにすれば良い。

（２）盗難防止装置への応用 従来、車載用音響機器例えばＦＭラジオやカセットデツ
キ等が所定の取付は場所から外された場合、例えば音１
ｆｔ！機器と自動車ボデーとのアース線がオープンされ
たことを検知して警報を発するようにした盗難防止装置
が提案されている。このような盗難防止装置はイグニッ
ションスイッチがオフのときにも作動していることが必
要であり、上記アース線のオーブンの検知、警報の発生
を本発明のマイクロコンピュータで行なわせることが好
適である。

なお、以上は本発明のマイクロコンピュータを自動車に
搭載される制御装置に応用した場合について説明したが
、自動車以外の装置に組入れることｔ〕可簡である。

発明の効果 以」―説明したように、本発明のＣＭＯＳマイクロコン
ピュータは、消費電力の大きな高速動作状態と、動作速
度は遅いが消費電力の小さな動作状態とに外部からの動
作周波数切換信号により自動的に切換えることができ、
必要に応じて外部からの信号により消費電力を通常より
低下させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部ブロック図、第２図は切
換回路１１の実施例のブロック図、第３図は第２図の各
部の信号波形の一例を示すタイミングチャート、第４図
は本発明のマイクロコンピュータを自動車に搭載する制
御装置３０に適用した場合の実施例を示す要部ブロック
図、第Ｓ図は本発明を自動車のメインリレー制御に通用
した実施例のブロック図、第６図はＣＭＯＳマイクロコ
ンピュータの動作周波数と消費電力との関係を示す線図
である。 １０は発振回路、１１は切換回路、１２は分周回路、１
３は論理回路部、ａは動作周波数切換信号である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＣＭＯＳプロセスを用いたマイクロコンピュータにおい
   て、該マイクロコンピュータの動作の時間基準信号であ
   る基準クロック信号を発生するクロック発振回路と、前
   記基準クロック信号を分周する分周回路と、該分周回路
   から出力される分周クロック信号と前記基準クロック信
   号の内、外部から入力された動作周波数切換信号で指定
   されたクロック信号をマイクロコンピュータ内部のクロ
   ック信号を必要とする回路に供給する切換回路とを具備
   したことを特徴とする動作周波数切換形マイクロコンピ
   ュータ。