(57)【要約】【課題】パルス幅変調信号出力と他の信号出力によって発生するノイズを低減可能な制御回路を提供する。【解決手段】パルス幅変調信号の周期およびデューティー比を含むパラメータを設定する第一設定部と、第一設定部が設定したパラメータに基づき、パルス幅変調信号を出力する第一出力部と、を備え、第一設定部が、他の出力信号の出力開始タイミングを基準として、パルス幅変調信号の出力タイミングを調整するための出力タイミング調整用パラメータを設定し、第一出力部が、該パラメータに基づくパルス幅変調信号の出力を開始した後に、第一設定部は、出力タイミング調整用パラメータとは異なる第一パラメータを設定し、第一出力部は、第一設定部が第一パラメータを設定したときには、出力タイミング調整用パラメータに基づくパルス幅変調信号を所定周期出力した後に、第一パラメータに基づくパルス幅変調信号を出力する。【選択図】図５
2014137715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅変調信号の周期およびデューティー比を含むパラメータを設定する第一設定部と、
前記第一設定部が設定したパラメータに基づき、前記パルス幅変調信号を出力する第一出力部と、
を備え、
前記第一設定部が、他の出力信号の出力開始タイミングを基準として、前記パルス幅変調信号の出力タイミングを調整するための出力タイミング調整用パラメータを設定し、前記第一出力部が、該パラメータに基づくパルス幅変調信号の出力を開始した後に、
前記第一設定部は、前記出力タイミング調整用パラメータとは異なる第一パラメータを設定し、
前記第一出力部は、前記第一設定部が前記第一パラメータを設定したときには、前記出力タイミング調整用パラメータに基づくパルス幅変調信号を所定周期出力した後に、前記第一パラメータに基づくパルス幅変調信号を出力することを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記出力タイミング調整用パラメータは、前記パルス幅変調信号の出力レベルが、その出力期間内で一定となるようにデューティー比が定められ、
前記第一パラメータは、前記パルス幅変調信号の出力対象の動作制御を行うためのものである請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記出力タイミング調整用パラメータにおけるパルス幅変調信号の周期は、前記第一パラメータにおけるパルス幅変調信号の周期よりも短く設定される請求項１または請求項２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記他の出力信号を出力するための、
第二パラメータを設定する第二設定部と、
前記第二パラメータに基づくパルス信号を出力する第二出力部と、
を備え、
前記第一設定部および前記第二設定部が、それぞれ前記出力タイミング調整用パラメータおよび前記第二パラメータを設定し、
前記第一出力部および前記第二出力部が、これらパラメータに基づく信号の出力を開始した後に、前記第一設定部が、前記第一パラメータを設定する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の制御回路。
【請求項５】
前記第二パラメータは、パルス幅変調信号の周期およびデューティー比を含む請求項４に記載の制御回路。
【請求項６】
前記第一出力部あるいは前記第二出力部がそれぞれパルス幅変調信号の出力を開始する前に、前記制御回路の他の機能による割込を禁止し、前記第一設定部が前記第一パラメータを設定した後に、前記割込を許可する請求項５に記載の制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御回路、特に、マイクロコンピュータを用いたＰＷＭ（パルス幅変調）信号の出力制御を行う制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの点灯制御やモータの回転制御などにおいて、パルス信号により制御を行う方法がある。この方法では、一般的に、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称）のＰＷＭ出力機能を用いている。
【０００３】
例えば、ソフトウェアに負担をかけることなく、デューティー比０％〜１００％の出力可能な相補ＰＷＭ出力（それぞれ逆位相のパルス波形を出力）を行う制御回路が考案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６８７８６１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ルネサスマイクロコンピュータ  M16Cファミリ／M16C/50シリーズ  ユーザーズマニュアル  ハードウェア編
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数のＰＷＭ信号出力機能を用いて複数の負荷を駆動するとき、これら複数のパルス波形の立上りあるいは立下りのタイミングが一致すると、強いノイズが発生して、ラジオやスマートキーレスシステム（ユーザが無線端末としてのキーを持って車両に近づくだけで、車両とキーの間で無線通信によるＩＤ照合が行われる。ＩＤの照合が一致した場合に、所定のアクチュエータの作動が許可され、ユーザがキーを操作することなく、ドアの開錠／施錠あるいはエンジンの始動を行うシステム）等の他の機器の動作に影響を及ぼすことがある。
【０００７】
特許文献１の構成は、相補ＰＷＭ信号の出力制御に関するものであるため、上述のノイズ発生については考慮されていない。また、他の従来技術においても、複数のＰＷＭ信号出力でのタイミングの一致、あるいはＰＷＭ信号出力および他の信号出力のタイミングの一致によって発生するノイズの対策については、開示・示唆ともない。
【０００８】
上記問題点を背景として、本発明の課題は、パルス幅変調信号出力と他の信号出力によって発生するノイズを低減可能な制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
上記課題を解決するための制御回路は、パルス幅変調信号の周期およびデューティー比を含むパラメータを設定する第一設定部と、第一設定部が設定したパラメータに基づき、パルス幅変調信号を出力する第一出力部と、を備え、第一設定部が、他の出力信号の出力開始タイミングを基準として、パルス幅変調信号の出力タイミングを調整するための出力タイミング調整用パラメータを設定し、第一出力部が、該パラメータに基づくパルス幅変調信号の出力を開始した後に、第一設定部は、出力タイミング調整用パラメータとは異なる第一パラメータを設定し、第一出力部は、第一設定部が第一パラメータを設定したときには、出力タイミング調整用パラメータに基づくパルス幅変調信号を所定周期出力した後に、第一パラメータに基づくパルス幅変調信号を出力する。
【００１０】
上記構成によって、ＰＷＭ信号を出力する際に、所望の時間だけ遅らせて出力することが可能となり、立上りあるいは立下りのタイミングが他の信号と一致する現象を解消あるいは低減できる。よって、強いノイズの発生を抑制でき、ラジオやスマートキー等の他の機器の動作への影響を防止あるいは低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の制御回路が適用された電子制御システムの構成例を示す図。
【図２】レジスタ群の構成例を示す図。
【図３】従来技術により生ずる問題を解決するための構成の参考例を示す図。
【図４】本発明のＰＷＭ信号出力制御処理を説明するフロー図。
【図５】図４におけるＰＷＭ信号出力の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の制御回路について、図面を用いて説明する。図１に、本発明の制御回路が適用された電子制御システム１の全体構成を示す。電子制御システム１は、例えば、車両に搭載され、ＥＣＵ１０、およびＥＣＵ１０に接続されたスイッチ群２１、センサ群２２、アクチュエータ群３１を含む。
【００１３】
ＥＣＵ１０は、マイコン１１（本発明の制御回路）、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体であるメモリ１２（マイコン１１に内蔵されていてもよい）を含み、マイコン１１が、メモリ１２に記憶された制御プログラムを実行することにより、ＥＣＵ１０の各種機能を実現する。
【００１４】
マイコン１１は、レジスタ群１１０を含み、レジスタ群の設定を行うことで、マイコン１１の機能の選択、実行／停止が可能となる。なお、マイコン１１の構成（特にＰＷＭ機能関連）については、例えば非特許文献１に詳細が記載されているので、本実施例では、概略のみの説明にとどめる。マイコン１１およびレジスタ群１１０が、本発明の第一設定部、第二設定部に相当する。
【００１５】
また、ＥＣＵ１０には、例えば、ユーザが操作入力を行うスイッチ群２１、および例えば、回転センサ、圧力センサ、温度センサ等を含むセンサ群２２からの入力信号の波形整形やＡ／Ｄ変換等の信号処理を行う入力回路１３、例えば、モータ，ソレノイド等を含むアクチュエータ群３１を駆動制御するドライバ回路１４を含む。
【００１６】
上記構成により、ＥＣＵ１０は、スイッチ群２１、センサ群２２、あるいは他のＥＣＵから取得したデータ、およびアクチュエータ群３１の動作状態に基づいて動作制御指令値を演算し、アクチュエータ群３１の駆動制御を行う。
【００１７】
アクチュエータ群３１の駆動制御には、例えば、マイコン１１の、ｃｈ１（本発明の第二出力部）およびｃｈ２（本発明の第一出力部）の、複数のＰＷＭ信号出力端子を用い、これらの出力端子からＰＷＭ信号をドライバ回路１４に出力し、ドライバ回路１４において、アクチュエータ群３１を駆動するための信号を生成して、それぞれ、ＥＣＵ１０のｏｕｔ１端子およびｏｕｔ２端子から出力する。
【００１８】
図２に、レジスタ群１１０におけるＰＷＭ機能関連のレジスタの構成例を示す。
・ＰＷＭ設定レジスタ：出力端子をＰＷＭ信号出力用に用いるか否かを設定する（以下、「ＰＷＭｎ」と称する）。
・タイマレジスタ：ＰＷＭ信号の周期を設定する（以下、「ＴＭＲｎ」と称する）。
・デューティー比設定レジスタ：各ＰＷＭ信号のデューティー比を設定する（以下、「ＤＵＴＹｎ」と称する）。
・カウント開始フラグ：カウントの開始／停止により、ＰＷＭ信号出力の開始／停止を制御する（以下、「ＣＮＴｎ」と称する）。
【００１９】
なお、「ｎ」は、ＰＷＭ信号出力のチャンネル番号で、ｎ＝１および２であり、それぞれ、図１のｃｈ１およびｃｈ２に対応している。また、ビット毎に設定を行うものは、ビット０（ｂ０）がｃｈ１に、ビット１（ｂ１）がｃｈ２に対応している。
【００２０】
図２の構成では、まず、ＰＷＭ設定レジスタ（ＰＷＭｎ）の各ビットに１をセットし、出力端子をＰＷＭ信号の出力に用いるよう設定する。次に、タイマレジスタ（ＴＭＲｎ）でＰＷＭ出力信号の周期を設定し、デューティー比設定レジスタ（ＤＵＴＹｎ）でのデューティー比を設定する。そして、ＰＷＭ出力開始フラグ（ＣＮＴｎ）の各ビットに１をセットして、ＰＷＭ信号の出力を開始する。そして、ＰＷＭ出力開始フラグ（ＣＮＴｎ）に1がセットされている間、ＰＷＭ信号を出力する。
【００２１】
図３を用いて、従来技術により生ずる問題を解決するための構成の参考例について説明する。図３では、２つのＰＷＭ信号（ｃｈ１およびｃｈ２）の周波数は２ｋＨｚ（周期：５００μｓｅｃ）で、デューティー比（Ｈレベル時間の比率）は２５％である。
【００２２】
上述のように、まず、マイコンの他の機能による割込を禁止する。次に、ｃｈ１のＰＷＭ信号の出力を開始したとき（時刻Ｔ１）に、タイマのカウントを開始する。このタイマは、ｃｈ２のＰＷＭ信号出力の開始タイミングを生成するためのものである。そして、タイマが所定値となったとき（時刻Ｔ２）、ｃｈ１のＰＷＭ信号の出力を開始するとともに、割込を許可する。割込は、タイマによるｃｈ１のＰＷＭ信号の出力タイミング調整を正確に行うために行っている。
【００２３】
図３の構成が、出力タイミング調整用パラメータは、パルス幅変調信号の出力タイミングを調整するためのタイマ設定値を含むものである。これにより、ｃｈ１およびｃｈ２のＰＷＭ信号の出力波形の立上りおよび立下りは重なることはなく、従来技術のような問題は発生しない。しかし、割込禁止時間（Ｔ２−Ｔ１：例えば２５０μｓｅｃ）が長くなると、他の機能の動作に影響を及ぼす可能性が高くなる。例えば、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）のような、ボーレートが速い通信では、データを正常に受信することができなくなる可能性がある。
【００２４】
図４に、図３で生ずる問題を解決するためのＰＷＭ信号出力制御処理のフロー図を示す。なお、本処理は、上述の制御プログラムに含まれ、マイコン１１が所定のタイミングで実行する。なお、２つのＰＷＭ信号（ｃｈ１およびｃｈ２）の周波数は、図３と同様に、２ｋＨｚ（周期：５００μｓｅｃ）で、デューティー比（Ｈレベル時間の比率）は２５％である。
【００２５】
本発明の構成は、２つのＰＷＭ信号の周波数が同じ場合に好適である。また、２つのＰＷＭ信号の周波数の一方が他方の倍数の関係にあるときにも適している。２つのＰＷＭ信号の周波数が上記以外の関係でも、両者の最小公倍数となるタイミングで立上りあるいは立下りのタイミングが一致するので、その際のノイズの除去あるいは抑制を行うことができる。
【００２６】
まず、ｃｈ１の各パラメータ（ＰＷＭ１、ＴＭＲ１、ＤＵＴＹ１、本発明の第二パラメータ）を、周波数２ｋＨｚ、デューティー比２５％となるように設定する（Ｓ１１）。デューティー比は、図４のＨｉ幅を、Ｈｉ幅とＬｏｗ幅との和（周期）で除したものの百分率である。
【００２７】
上述の構成が、第二パラメータは、パルス幅変調信号の周期およびデューティー比を含むものである。本構成によって、第二出力部からの出力がパルス幅変調信号のときも、２つの信号の立上りあるいは立下りのタイミングと一致する現象を解消あるいは低減できる。
【００２８】
次に、ｃｈ２の各パラメータ（ＰＷＭ２、ＴＭＲ２、ＤＵＴＹ２、本発明の出力タイミング調整用パラメータ）を、周波数４ｋＨｚ、デューティー比０％（常時Ｌレベルを出力）となるように設定する（Ｓ１２）。周期は、アクチュエータ群３１の駆動制御を行う際の周期よりも短くすることが望ましい。
【００２９】
上述のステップＳ１２が、出力タイミング調整用パラメータは、パルス幅変調信号の出力レベルが、その出力期間内で一定となるようにデューティー比が定められ、第一パラメータは、パルス幅変調信号の出力対象の動作制御を行うためのものである。本構成によって、例えば、デューティー比を０％（正論理のとき）あるいは１００％（負論理のとき）にすれば、パルス幅変調信号の出力対象の動作に影響を及ぼすことなく、パルス幅変調信号の出力タイミングを調整することができる。
【００３０】
また、上述ステップＳ１２の構成が、出力タイミング調整用パラメータにおけるパルス幅変調信号の周期は、第一パラメータにおけるパルス幅変調信号の周期よりも短く設定されるものである。本構成によって、第一パラメータの周期の間で適切な出力タイミングを設定できる。
【００３１】
次に、マイコンの他の機能による割込を禁止する（Ｓ１３）。そして、ｃｈ１のＰＷＭ信号の出力を開始する（ＣＮＴ１セット、Ｓ１４）。引き続いて、ｃｈ２のＰＷＭ信号の出力を開始（ＣＮＴ２セット、Ｓ１５）、ｃｈ２の各パラメータ（ＴＭＲ２、ＤＵＴＹ２、本発明の第一パラメータ）を周波数２ｋＨｚ、デューティー比を２５％に設定する（ＤＵＴＹ２、Ｓ１６）。この後、割込を許可する（Ｓ１７）。
【００３２】
上述のステップＳ１３およびＳ１７の構成が、第一出力部あるいは第二出力部がそれぞれパルス幅変調信号の出力を開始する前に、制御回路の他の機能による割込を禁止し、第一設定部が第一パラメータを設定した後に、割込を許可するものである。本構成によって、出力タイミングをより正確に設定できる。
【００３３】
図４の構成では、マイコン１１が、ＰＷＭ信号の出力中に、周波数（ＴＭＲｎ）あるいはデューティー比（ＤＵＴＹｎ）が書き換えられた場合、書き換えられる前の状態を維持し、その１周期分の出力が終了した後に、新たな周波数あるいはデューティー比での出力を開始する（いわゆる、「ダブルバッファ」、非特許文献１の３０２ページ参照）構成となっている。
【００３４】
図５に、図４の構成における、各ｃｈの出力波形の状態を示す。ｃｈ１は、出力開始後から、常に周波数２ｋＨｚ、デューティー比２５％のパルス信号を出力している。ｃｈ２は、出力開始直後は周波数４ｋＨｚ、デューティー比０％の信号（Ｌレベル）を出力し、１周期（２５０μｓｅｃ）経過後、周波数２ｋＨｚ、デューティー比２５％でパルス信号の出力を開始する。
【００３５】
パルス波形の出力状態は、図３と同様であるが、割込禁止の時間（Ｔ１１）が大幅に短くなっている（〜数μｓｅｃ）。これにより、割込禁止によって他の機能の動作に影響を及ぼす可能性は低くなる。
【００３６】
上述の例では、２つのＰＷＭ信号を例に挙げて説明したが、一方（ｃｈ１）を、ＰＷＭ機能を用いないパルス波形出力信号としてもよい。本構成が、他の出力信号を出力するための、第二パラメータを設定する第二設定部と、第二パラメータに基づくパルス信号を出力する第二出力部と、を備え、第一設定部および第二設定部が、それぞれ出力タイミング調整用パラメータおよび第二パラメータを設定し、第一出力部および第二出力部が、これらパラメータに基づく信号の出力を開始した後に、第一設定部が、第一パラメータを設定するものである。本構成によって、制御回路がＰＷＭを用いない他のパルス信号を出力する構成であっても、このパルス信号の立上りあるいは立下りのタイミングと一致する現象を解消あるいは低減できる。
【００３７】
また、パルス信号を連続出力するものの他に、所定のタイミングで任意の幅のパルス信号を一回だけ発生させる（ワンショットパルスともいう）タイミングと、ｃｈ２のＰＷＭ信号出力の開始タイミングが一致するときにも、本発明の構成を適用できる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  電子制御システム
１１  マイコン（制御回路、第一設定部、第二設定部）
１１０  レジスタ群（第一設定部、第二設定部）
ｃｈ１  ＰＷＭ信号出力端子（第二出力部）
ｃｈ２  ＰＷＭ信号出力端子（第一出力部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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