(57)【要約】【課題】第１制御部が不安定であっても、第１制御部によって制御される駆動部の駆動状態が保たれる負荷駆動回路を提供する。【解決手段】負荷を駆動する駆動部（１０）と、該駆動部に制御信号を出力する第１制御部（２０）と、該第１制御部に第１電源電圧を供給する第１供給部（３０）と、第１制御部と第１供給部それぞれの状態を監視する監視部（４０）と、を有する負荷駆動回路であって、監視部は、第１制御部及び第１供給部の少なくとも一方が不安定な状態であると判定した場合、第１制御部に代わって、駆動部に制御信号を出力する。【選択図】図１
2014143490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を駆動する駆動部（１０）と、
該駆動部に制御信号を出力する第１制御部（２０）と、
該第１制御部に第１電源電圧を供給する第１供給部（３０）と、
前記第１制御部と前記第１供給部それぞれの状態を監視する監視部（４０）と、を有する負荷駆動回路であって、
前記監視部は、前記第１制御部及び前記第１供給部の少なくとも一方が不安定な状態であると判定した場合、前記第１制御部に代わって、前記駆動部に前記制御信号を出力することを特徴とする負荷駆動回路。
【請求項２】
前記監視部は、前記第１制御部の状態を監視し、その監視した結果を含む監視信号を出力する第２制御部（４１）と、前記監視信号と前記第１電源電圧とに基づいて、前記制御信号を出力する信号生成部（４２）と、を有し、
前記信号生成部は、前記監視信号と前記第１電源電圧の少なくとも一方が、Ｈｉ信号よりも電圧レベルの低いＬｏ信号になると、前記Ｈｉ信号を出力する論理ゲート（４３）と、該論理ゲートから前記Ｈｉ信号が入力されると、前記制御信号を出力する出力部（４４）と、を有することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動回路。
【請求項３】
前記出力部は、前記論理ゲートからＨｉ信号が出力されると駆動する第２供給部（４５）と、該第２供給部から供給される第２電源電圧を前記制御信号に変換する変換部（４６）と、を有することを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動回路。
【請求項４】
前記第１制御部から出力された制御信号を遅延させる遅延回路（５０）を有することを特徴とする請求項１〜３に記載の負荷駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷を駆動する負荷駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、少なくとも２つのマイコンを備えると共に、その２つのマイコンのうちの一方である第１マイコンが、車両の走行機能に関する制御を行う車両用電子制御装置が提案されている。２つのマイコンのうちの他方である第２マイコンが、第１マイコンが正常に動作しているか否かを監視しており、車両用電子制御装置は、２つのマイコンとは別に、第１マイコンが正常に動作しているか否かを監視する監視手段を備えている。第１マイコンは、第２マイコン及び監視手段へ、一定時間以内毎に監視対象信号を出力する。第２マイコン及び監視手段の各々は、第１マイコンからの監視対象信号が所定の監視時間以上入力されないと、第１マイコンが不安定であると判定して、第１マイコンへリセット信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８４４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、特許文献１に示される車両用電子制御装置では、第２マイコン及び監視手段の各々は、第１マイコンからの監視対象信号が、所定の監視時間以上入力されないと、第１マイコンが不安定であると判定して、第１マイコンへリセット信号を出力する。そのため、第１マイコン（第１制御部）によって制御されている素子（駆動部）の駆動がストップしてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、第１制御部が不安定であっても、第１制御部によって制御される駆動部の駆動状態が保たれる負荷駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本発明は、負荷を駆動する駆動部（１０）と、該駆動部に制御信号を出力する第１制御部（２０）と、該第１制御部に第１電源電圧を供給する第１供給部（３０）と、第１制御部と第１供給部それぞれの状態を監視する監視部（４０）と、を有する負荷駆動回路であって、監視部は、第１制御部及び第１供給部の少なくとも一方が不安定な状態であると判定した場合、第１制御部に代わって、駆動部に制御信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、第１制御部（２０）や第１供給部（３０）が不安定になったとしても、駆動部（１０）の駆動状態が保たれる。
【０００８】
本発明においては、監視部は、第１制御部の状態を監視し、その監視した結果を含む監視信号を出力する第２制御部（４１）と、監視信号と第１電源電圧とに基づいて、制御信号を出力する信号生成部（４２）と、を有し、信号生成部は、監視信号と第１電源電圧の少なくとも一方が、Ｈｉ信号よりも電圧レベルの低いＬｏ信号になると、Ｈｉ信号を出力する論理ゲート（４３）と、該論理ゲートからＨｉ信号が入力されると、制御信号を出力する出力部（４４）と、を有する構成が良い。
【０００９】
第２制御部（４１）と第１供給部（３０）は、不安定になると、Ｌｏ信号よりも電圧レベルの高いＨｉ信号を出力することが難しくなる。しかしながら、このような不安定な状態に陥ったとしても、第２制御部（４１）と第１供給部（３０）が、Ｈｉ信号よりも電圧レベルの低いＬｏ信号を出力することは易しい。したがって、上記構成によれば、論理ゲートが、監視信号と第１電源電圧の少なくとも一方がＨｉ信号になると、Ｈｉ信号を出力する構成とは異なり、第２制御部（４１）と第１供給部（３０）とが不安定になったとしても、論理ゲート（４３）から、Ｈｉ信号が出力され易い。そのため、第１制御部（２０）や第１供給部（３０）それぞれの状態を判定し難くなることが抑制される。
【００１０】
ちなみに、出力部は、論理ゲートからＨｉ信号が出力されると駆動する第２供給部（４５）と、該第２供給部から供給される第２電源電圧を制御信号に変換する変換部（４６）と、を有する構成を採用することができる。
【００１１】
なお、第１制御部から出力された制御信号を遅延させる遅延回路（５０）を有する構成が好ましい。これによれば、第１制御部（２０）や第１供給部（３０）が不安定となり、第１制御部（２０）から出力される制御信号が不安定になったとしても、その不安定な制御信号が駆動部（１０）に入力されるまでの時間が遅延される。この遅延された時間の間に、監視部（４０）は、第１制御部（２０）と第１供給部（３０）それぞれの状態を判定し、両者の少なくとも一方が不安定と判定した場合、制御信号を駆動部（１０）に出力する。したがって、不安定な制御信号が駆動部（１０）に入力され、駆動部（１０）の駆動状態が不安定となることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る負荷駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１制御部が不安定な場合における負荷駆動回路の動作を説明するフローチャートである。
【図３】第１制御部が不安定な場合における負荷駆動回路の信号を説明するタイミングチャートである。
【図４】第１供給部が不安定な場合における負荷駆動回路の動作を説明するフローチャートである。
【図５】第１供給部が不安定な場合における負荷駆動回路の信号を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図５に基づいて、本実施形態に係る負荷駆動回路を説明する。図１に示すように、負荷駆動回路１００は、要部として、駆動部１０と、第１制御部２０と、第１供給部３０と、監視部４０と、を有する。駆動部１０は、負荷２００を駆動するものであり、第１制御部２０は、駆動部１０に制御信号を出力するものである。第１供給部３０は、第１制御部２０に第１電源電圧を供給するものであり、監視部４０は、第１制御部２０と第１供給部３０それぞれの状態を監視するものである。監視部４０は、第１制御部２０及び第１供給部３０の少なくとも一方が不安定な状態であると判定した場合、第１制御部２０に代わって、駆動部１０に制御信号を出力する。本実施形態に係る負荷駆動回路１００は、上記した要部１０〜４０の他に、遅延回路５０を有する。遅延回路５０は、第１制御部２０から出力された制御信号を遅延させる。
【００１４】
図１に示すように、第１制御部２０と監視部４０とは、相互に電気的に接続されており、第１制御部２０と、監視部４０の一要素（後述する第２制御部４１）とは、第１供給部３０から供給される第１電源電圧によって駆動される。また、第１制御部２０と駆動部１０とは、遅延回路５０を介して電気的に接続されており、監視部４０の一要素（後述する第２供給部４５と変換部４６）が、駆動部１０と電気的に接続されている。これにより、第１制御部２０から出力された制御信号が、遅延回路５０を介して、駆動部１０に間接的に入力され、監視部４０から出力された制御信号が、駆動部１０に直接入力される。
【００１５】
監視部４０は、第２制御部４１と、信号生成部４２と、を有する。第２制御部４１は、第１制御部２０の状態を監視し、その監視した結果を含む監視信号を信号生成部４２に出力するものである。図１に示すように、第１制御部２０と第２制御部４１とは相互に電気的に接続されており、お互いの状態を相互に監視しあっている。第１制御部２０から第２制御部４１に第１監視信号が入力され、第２制御部４１から第１制御部２０に第２監視信号が入力される。第１監視信号と第２監視信号それぞれは、ウォッチドッグ信号である。
【００１６】
第１制御部２０は、第２制御部４１から第２監視信号が所定時間経っても入力されないと、第２制御部４１が異常状態であると判定して、第２制御部４１にリセット信号を出力する。これにより、第２制御部４１をリセットする。これに対して、第２制御部４１は、第１制御部２０から第１監視信号が所定時間経っても入力されないと、第１制御部２０が異常状態であると判定して、第１制御部２０にリセット信号を出力する。これにより、第１制御部２０をリセットする。
【００１７】
また、第２制御部４１は、上記したように、第１制御部２０の状態を監視するとともに、第１制御部２０の状態を含む監視信号を信号生成部４２に出力する。第２制御部４１は、第１制御部２０が安定の場合、監視信号として、電圧レベルの高いＨｉ信号を出力し、第１制御部２０が不安定の場合、監視信号として、電圧レベルがＨｉ信号よりも低いＬｏ信号を出力する。
【００１８】
信号生成部４２は、監視信号と第１電源電圧とに基づいて、駆動部１０に制御信号を出力するものである。信号生成部４２は、論理ゲート４３と、出力部４４と、を有する。論理ゲート４３は、監視信号と第１電源電圧の少なくとも一方が、Ｈｉ信号よりも電圧レベルの低いＬｏ信号になると、出力部４４にＨｉ信号を出力するものである。本実施形態に係る論理ゲート４３は、ＮＡＮＤゲートであり、２つの入力端子の一方が、第２制御部４１と電気的に接続され、２つの入力端子の他方が、第１供給部３０と電気的に接続されている。そして、論理ゲート４３の出力端子が、出力部４４に接続されている。したがって、第１制御部２０が不安定になり、監視信号がＬｏ信号になった場合、及び、第１供給部３０が不安定になり、第１電源電圧の電圧レベルがＬｏレベルになった場合、の少なくとも一方の場合、論理ゲート４３から出力部４４にＨｉ信号が出力される。これとは異なり、第１制御部２０が安定であり、且つ、第１供給部３０が安定の場合、論理ゲート４３から出力部４４にＬｏ信号が出力される。
【００１９】
出力部４４は、論理ゲート４３からＨｉ信号が入力されると、駆動部１０に制御信号を出力するものである。出力部４４は、第２供給部４５と、変換部４６と、を有する。第２供給部４５は、論理ゲート４３からＬｏ信号が出力されている場合、非駆動状態だが、論理ゲート４３からＨｉ信号が出力されると駆動状態に移行する。換言すれば、第２供給部４５は、第１制御部２０と第１供給部３０それぞれが安定の場合、非駆動状態だが、第１制御部２０と第１供給部３０の少なくとも一方が不安定になると、駆動状態に移行する。
【００２０】
変換部４６は、第２供給部４５から供給される第２電源電圧を制御信号に変換するものである。変換部４６は、具体的に言えば、抵抗である。図１に示すように、第２供給部４５は、変換部４６を介して、駆動部１０と電気的に接続されている。また、第１制御部２０と第２供給部４５それぞれの出力端子は、電気的に接続されている。そのため、第１制御部２０から出力された制御信号が、第２供給部４５に回り込む可能性がある。しかしながら、第２供給部４５への制御信号の回り込みは、変換部４６によって抑制される。逆に、変換部４６から出力された制御信号が、第１制御部２０に回り込む可能性もある。しかしながら、第１制御部２０への制御信号の回り込みは、後述する遅延回路５０によって抑制される。ちなみに、変換部４６としては、抵抗に代えて、ダイオードを採用することもできる。この場合、変換部４６のアノード端子が、第２供給部４５に接続される。
【００２１】
遅延回路５０は、第１制御部２０から出力された制御信号が、駆動部１０に入力されることを遅延するものである。遅延回路５０は、抵抗５１と、コンデンサ５２と、を有する。図１に示すように、第１制御部２０は、抵抗５１を介して駆動部１０に電気的に接続され、抵抗５１と駆動部１０との間の中点とグランドとの間にコンデンサ５２が電気的に接続されている。遅延回路５０による制御信号を遅延させる時間（以下、遅延時間と示す）は、抵抗５１の抵抗とコンデンサ５２の静電容量とに依存する時定数ＣＲによって決定される。
【００２２】
遅延時間は、第１制御部２０が不安定になり、第１制御部２０から出力される制御信号の電圧レベルがＨｉレベルからＬｏレベルに移行するまでの時間（以下、移行時間と示す）以上に設定される。なお、もちろんではあるが、第１制御部２０の不安定状態により、移行時間は、様々に変動することが予想される。しかしながら、負荷駆動回路１００の設計の段階で、様々に第１制御部２０が安定状態から不安定状態に移行する不具合状態をシュミレーションすることで、移行時間を算出することができる。したがって、算出した移行時間に基づいて、時定数ＣＲを設定することで、上記した遅延時間を設定することができる。
【００２３】
次に、第１制御部２０が不安定の場合における負荷駆動回路１００の動作を図２及び図３に基づいて説明する。なお、図３では、第１制御部２０から出力された制御信号が、タイムラグゼロで、ＨｉレベルからＬｏレベルに落ちるように図示している。しかしながら、実際は、ＨｉレベルからＬｏレベルに落ちるまでには、若干のタイムラグがある。このタイムラグが、上記した移行時間に相当するが、移行時間は、上記したように、遅延時間よりも短い時間となっている。
【００２４】
図２に示すように、第２制御部４１は、第１監視信号を監視することで、常時、第１制御部２０が異常か否かを判定する（ステップＳ１０）。図３に示すように、第２制御部４１は、所定時間Ｔが経っても第１監視信号が入力されない場合、監視信号として、Ｌｏ信号を論理ゲート４３に出力する（ステップＳ２０）。これにより、論理ゲート４３からＨｉ信号が出力され、第２供給部４５が起動される（ステップＳ３０）。この結果、第２供給部４５の第２電源電圧が変換部４６に供給される（ステップＳ４０）。変換部４６は、供給された第２電源電圧を電圧降下して、制御信号を生成し、生成した制御信号を駆動部１０に出力する（ステップＳ５０）。以下、第１制御部２０が安定状態に復帰するまで、ステップＳ５０を繰り返す（ステップＳ６０）。これにより、図３に示すように、駆動部１０に入力される信号（入力信号）の電圧レベルが、常時Ｈｉレベルに保たれ、駆動部１０の駆動状態が保たれる。そして、負荷２００の駆動状態も保たれる。
【００２５】
第１制御部２０が安定状態に復帰すると、第１監視信号が第２制御部４１に入力される。すると、第２制御部４１は、監視信号として、Ｈｉ信号を論理ゲート４３に出力する。これにより、論理ゲート４３からＬｏ信号が出力され、第２供給部４５が非駆動状態に移行する。この結果、負荷駆動回路１００は、第１制御部２０によって駆動部１０が制御される正常動作へと復帰する（ステップＳ７０）。
【００２６】
次に、第１供給部３０が不安定の場合における負荷駆動回路１００の動作を図４及び図５に基づいて説明する。なお、図４では、第１電源電圧、及び、第１制御部２０から出力された制御信号それぞれが、タイムラグゼロで、ＨｉレベルからＬｏレベルに落ちるように図示している。しかしながら、実際は、ＨｉレベルからＬｏレベルに落ちるまでには、若干のタイムラグがある。このタイムラグが、上記した移行時間に相当するが、移行時間は、上記したように、遅延時間よりも短い時間となっている。
【００２７】
図４に示すように、論理ゲート４３は、第１電源電圧の電圧レベルを監視することで、常時、第１供給部３０が異常か否かを判定する（ステップＳ８０）。図５に示すように、第１電源電圧の電圧レベルが落ちると、論理ゲート４３にＬｏレベルの電圧（Ｌｏ信号）が入力される（ステップＳ９０）。これにより、論理ゲート４３からＨｉ信号が出力され、第２供給部４５が起動される（ステップＳ１００）。この結果、第２供給部４５の第２電源電圧が変換部４６に供給される（ステップＳ１１０）。変換部４６は、供給された第２電源電圧を電圧降下して、制御信号を生成し、生成した制御信号を駆動部１０に出力する（ステップＳ１２０）。以下、第１供給部３０が安定状態に復帰するまで、ステップＳ１２０を繰り返す（ステップＳ１３０）。これにより、図５に示すように、駆動部１０に入力される信号（入力信号）の電圧レベルが、常時Ｈｉレベルに保たれ、駆動部１０の駆動状態が保たれる。そして、負荷２００の駆動状態も保たれる。
【００２８】
第１供給部３０が安定状態に復帰すると、第１電源電圧の電圧レベルが回復する。これにより、論理ゲート４３からＬｏ信号が出力され、第２供給部４５が非駆動状態に移行する。この結果、負荷駆動回路１００は、第１制御部２０によって駆動部１０が制御される正常動作へと復帰する（ステップＳ１４０）。
【００２９】
次に、本実施形態に係る負荷駆動回路１００の作用効果を説明する。上記したように、監視部４０は、第１制御部２０及び第１供給部３０の少なくとも一方が不安定な状態であると判定した場合、第１制御部２０に代わって、駆動部１０に制御信号を出力する。これによれば、第１制御部２０や第１供給部３０が不安定になったとしても、駆動部１０の駆動状態が保たれる。
【００３０】
信号生成部４２は、監視信号と第１電源電圧の少なくとも一方がＬｏ信号になると、Ｈｉ信号を出力する論理ゲート４３と、論理ゲート４３からＨｉ信号が入力されると、制御信号を出力する出力部４４と、を有する。
【００３１】
第２制御部４１と第１供給部３０は、不安定になると、Ｌｏ信号よりも電圧レベルの高いＨｉ信号を出力することが難しくなる。しかしながら、このような不安定な状態に陥ったとしても、第２制御部４１と第１供給部３０が、Ｈｉ信号よりも電圧レベルの低いＬｏ信号を出力することは易しい。したがって、上記構成によれば、論理ゲートが、監視信号と第１電源電圧の少なくとも一方がＨｉ信号になると、Ｈｉ信号を出力する構成とは異なり、第２制御部４１と第１供給部３０とが不安定になったとしても、論理ゲート４３から、Ｈｉ信号が出力され易い。そのため、第１制御部２０や第１供給部３０それぞれの状態を判定し難くなることが抑制される。
【００３２】
負荷駆動回路１００は、第１制御部２０から出力された制御信号を遅延させる遅延回路５０を有する。そして、遅延回路５０による第１制御信号を遅延させる時間（遅延時間）は、第１制御部２０が不安定となり、第１制御部２０から出力される制御信号の電圧レベルがＨｉレベルからＬｏレベルに移行するまでの時間（移行時間）以上に設定される。これによれば、第１制御部２０や第１供給部３０が不安定となり、第１制御部２０から出力される制御信号が不安定になったとしても、その不安定な制御信号が駆動部１０に入力されるまでの時間が遅延される。この遅延された時間の間に、監視部４０は、第１制御部２０と第１供給部３０それぞれの状態を判定し、両者の少なくとも一方が不安定と判定した場合、制御信号を駆動部１０に出力する。したがって、不安定な制御信号が駆動部１０に入力され、駆動部１０の駆動状態が不安定となることが抑制される。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００３４】
本実施形態では、負荷駆動回路１００の用途について、特に言及しなかった。しかしながら、負荷駆動回路１００は、車両に適用することもできる。第１供給部３０は、車両のイグニッションスイッチがＯＮ状態になると、車両に搭載された第１バッテリーから電圧が供給される。第２供給部４５は、車両の揮発性メモリに記憶された情報を記憶しておくために、常時通電状態にある第２バッテリーから電圧が供給される。供給部３０，４５それぞれは、バッテリーから供給される電圧を、負荷駆動回路１００を駆動するのに適した電圧に変換する。第１供給部３０は、イグニッションスイッチがＯＮ状態になると電圧変換を開始するが、第２供給部４５は、論理ゲート４３からＨｉ信号が入力されて駆動状態になると電圧変換を開始する。ちなみに、この適用例の場合、第１制御部２０は、メインマイコンに相当し、第２制御部４１は、サブマイコンに相当する。そして、負荷２００は、エンジンなどに相当する。
【００３５】
本実施形態では、第１制御部２０が第２制御部４１から出力される第２監視信号を監視し、第２制御部４１が第１制御部２０から出力される第１監視信号を監視することで、相互に監視する例を示した。しかしながら、制御部２０，４１それぞれが、シリアル通信異常を検出することで、相互を監視する構成を採用することもできる。
【００３６】
本実施形態では、論理ゲート４３が、ＮＡＮＤゲートである例を示した。しかしながら、論理ゲート４３としては、ＡＮＤゲートと、ＡＮＤゲートの出力端子に設けられたＮＯＴゲートと、を有する構成を採用することもできる。若しくは、第２供給部４５が、Ｌｏ信号が入力されると駆動状態になる構成であれば、論理ゲート４３として、ＡＮＤゲートを採用することもできる。
【符号の説明】
【００３７】
１０・・・駆動部
２０・・・第１制御部
３０・・・第１供給部
４０・・・監視部
１００・・・負荷駆動回路
【図１】
2014143490.tif 000003
【図２】
2014143490.tif 000004
【図３】
2014143490.tif 000005
【図４】
2014143490.tif 000006
【図５】
2014143490.tif 000007