(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧の低下、及び最初の電源投入を検出し、検出出力を保持する検出手段と、
パワーセーブ信号が入力される第１のフィルタ手段と、
前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記パワーセーブ信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第１のフィルタ手段の出力信号を選択する第１の選択手段と、
前記第１の選択手段の出力信号に基づいて通常動作モードとパワーセーブモードが切り替え制御され、前記検出手段に保持されている検出出力が前記電源電圧の低下、及び最初の電源投入に相当する場合、モードの切り替え後に該検出出力をクリアするＣＰＵと
を具備することを特徴とするマイクロコントロールユニット。
【請求項２】
リセット信号が入力される第２のフィルタ手段と、
前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記リセット信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第２のフィルタ手段の出力信号を選択する第２の選択手段と、
前記第１の選択手段の出力信号と前記第２の選択手段の出力信号との論理積を取り、この論理積信号によって前記ＣＰＵのモードを切り替える論理手段と
を更に具備する
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロコントロールユニット。
【請求項３】
クロック信号を発生して前記ＣＰＵに供給する発振器を更に具備し、
前記パワーセーブ信号で前記発振器の発振動作を制御することにより、前記ＣＰＵのモードを切り替える
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロコントロールユニット。
【請求項４】
クロック信号を発生して前記ＣＰＵに供給する発振器を更に具備し、
前記論理手段から出力される論理積信号で前記発振器の発振動作を制御することにより、前記ＣＰＵのモードを切り替える
ことを特徴とする請求項２記載のマイクロコントロールユニット。
【請求項５】
電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出し、検出出力を保持する検出手段と、外部よりパワーセーブ信号を受ける第１のフィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段の出力または前記パワーセーブ信号を直接選択する第１の選択手段と、前記第１の選択手段の出力を受けてクロックを生成する発振器と、前記発振器の生成するクロックを受けて自動車の駆動制御を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵが処理するためのデータを保持する記憶装置とを具備するマイクロコントロールユニットの制御方法において、
電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出した検出出力を、前記ＣＰＵによるクリア命令を受けるまで前記検出手段は保持し、
少なくとも外部のイグニッションスイッチをオフすることによりセット、オンすることにより前記パワーセーブ信号はクリアされ、
前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記パワーセーブ信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第１のフィルタ手段の出力信号を前記第１の選択手段は選択し、
前記第１の選択手段の出力を受けて、前記パワーセーブ信号がクリアされているときに前記発振器はクロックを生成し、セットされているときにクロックを生成しないことで、前記ＣＰＵの通常動作モードとパワーセーブモードとを切り替え制御する
ことを特徴とするマイクロコントロールユニットの制御方法。
【請求項６】
電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出し、検出出力を保持する検出手段と、外部よりパワーセーブ信号を受ける第１のフィルタ手段と、外部よりリセット信号を受ける第２のフィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段の出力または前記パワーセーブ信号を直接選択する第１の選択手段と、前記第２のフィルタ手段の出力または前記リセット信号を直接選択する第２の選択手段と、前記第１、第２の選択手段の出力の論理積を取る論理手段と、前記論理手段の出力を受けてクロックを生成する発振器と、前記発振器の生成するクロックを受けて自動車の駆動制御を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵが処理するためのデータを保持する記憶装置とを具備するマイクロコントロールユニットの制御方法において、
電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出した検出出力を、前記ＣＰＵによるクリア命令を受けるまで前記検出手段は保持し、
少なくとも外部のイグニッションスイッチをオフすることによりセット、オンすることにより前記パワーセーブ信号及びリセット信号はクリアされ、
前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記パワーセーブ信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第１のフィルタ手段の出力信号を前記第１の選択手段は選択し、
前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記リセット信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第２のフィルタ手段の出力信号を前記第２の選択手段は選択し、
前記第１、第２の選択手段の出力の論理積を取る前記論理手段の出力を受けて、前記論理手段の出力がクリアされているときに前記発振器はクロックを生成し、セットされているときにクロックを生成しないことで、前記ＣＰＵの通常動作モードとパワーセーブモードとを切り替え制御する
ことを特徴とするマイクロコントロールユニットの制御方法。
【請求項７】
前記ＣＰＵは、通常動作モードに切り替えられた時に、
前記検出手段の検出出力をチェックし、
前記検出出力が電源電圧の低下及び最初の電源投入に相当する場合には、前記記憶装置を初期化し、
前記検出出力をクリアする
ことを特徴とする請求項５または６記載のマイクロコントロールユニットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）及びその制御方法に関するもので、特に車載用のＭＣＵに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のディジタル回路技術の発展にはめざましいものがあり、多くの機器にマイクロコンピュータが搭載されている。自動車も例外ではなく、例えばエンジンの点火のタイミングや燃料噴射量等は全てマイクロコンピュータによって制御されている。
【０００３】
従来、エンジン等の制御のために、自動車にはワンチップの制御ユニットとしてＭＣＵが搭載されている。ＭＣＵには、クロックによって動作しエンジン等の制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵに内部バスによって接続され、制御データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置、ＣＰＵに電源を供給する電源ＩＣ、ＣＰＵに供給するクロックを生成する発振回路等が含まれている。
【０００４】
一般に、ＣＰＵは２つのモードを有しており、一方は動作モード、他方はパワーセーブモードと呼ばれるものである。動作モードは、動作に必要な高い電圧とクロックを供給されてＣＰＵが動作している状態、すなわち自動車の場合はエンジンの駆動時である。これに対しパワーセーブモードは、ＣＰＵに動作モード時より低い電圧が供給されクロックが供給されず、ＣＰＵが動作していない状態、すなわちエンジンの停止時である。パワーセーブモードではＣＰＵが動作していないためＭＣＵの消費電力を大幅に抑えることが出来る。エンジン停止時における消費電力を抑えることはバッテリーの負担軽減という観点からも望ましいものである。
【０００５】
このＭＣＵをパワーセーブモードにするための信号がパワーセーブ信号（ＰＳ）である。パワーセーブ信号はＭＣＵの外部から入力され、電源ＩＣを介して発振回路に入力される。パワーセーブ信号を受けた発振回路はクロックの発振を停止し、また電源ＩＣもＣＰＵに供給する電圧を低減させることでＭＣＵがパワーセーブモードに移行する。
【０００６】
外部から入力される信号としては他にリセット信号（ＲＳ）等がある。リセット信号はＣＰＵ等の初期化の命令信号である。
【０００７】
通常、自動車のエンジンの停止はイグニッションスイッチをオフにすることによって行う。この際、イグニッションスイッチからは消費電力を抑えるためにＭＣＵをパワーセーブモードに移行させるパワーセーブ信号とリセット信号が電源ＩＣへ送られる。すると上述したように、発振回路がクロックの発振を停止するのでＭＣＵはパワーセーブモードへと移行する。この際、ＣＰＵへのクロックの入力は停止するが、電源ＩＣからは通常より低い電圧が供給されている。このように、ＣＰＵへの電源の供給を完全に停止しないのは、学習制御などのために制御データをＭＣＵ内部のＲＡＭに保持させ続けるためである。また、エンジンを始動する場合はイグニッションスイッチをオンにすることによって、パワーセーブ信号とリセット信号を解除し、ＭＣＵを動作モードに移行させることが出来る。
【０００８】
このように、ＭＣＵはエンジンの状態に合わせて、動作モードとパワーセーブモードを繰り返す。そして、このＭＣＵの動作状態を制御するのはイグニッションスイッチより送られるパワーセーブ信号とリセット信号を受ける電源ＩＣによって行われるのが一般的である。
【０００９】
ところで、イグニッションスイッチから送られたパワーセーブ信号とリセット信号のＭＣＵ内の伝送線にはノイズ除去用のフィルタ回路が付加されていることが多い。このフィルタ回路は例えば複数段にわたって設けられたフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）であり、発振回路で生成されたクロックを受けて動作する。しかし、ＭＣＵへの電源の投入直後は、このフリップフロップの論理状態がその性質上定まらないため、ＭＣＵの状態も不安定である。すなわち、エンジンの動作／非動作に関わらずＭＣＵがパワーセーブモードと動作モードのどちらのモードをも取り得るのである。これは、このフィルタ回路のフリップフロップは原理的に初期化できないということに起因している。つまり、外部端子からの入力信号のフィルタ通過後にこのフィルタ回路内のフリップフロップをリセットすると、入力信号そのものが解除されてしまうためである。従って、従来フィルタ回路内のフリップフロップの状態が確定するのは、ＭＣＵへ電源が投入されてからフリップフロップに数クロックが供給された後であった。
【００１０】
さて、自動車の製造時に初めてバッテリー等の電源をＭＣＵに接続した場合、上記したことから次のような問題が発生する。
【００１１】
バッテリーを接続することでＭＣＵに電源が供給されるが、エンジンが停止しているため電源ＩＣはＭＣＵをパワーセーブモードにしようとする。また、前述したように電源ＩＣはパワーセーブモード時においてはその電力供給能力を落とすように設計されていることがある。しかしＭＣＵは電源投入直後であるためパワーセーブ信号、リセット信号の伝送線に設けられたフィルタ回路内のフリップフロップの状態は確定していない。ここで、もしフィルタ回路の初期状態の出力が動作モードであった場合、エンジンが停止しているにもかかわらず発振回路はクロックを発生させる。このクロックがフィルタ回路にも供給されることでフィルタ回路内のフリップフロップの状態が確定し、この時点で改めてＭＣＵがパワーセーブモードになる。このように、わずかの時間ではあるが発振回路がクロックを発生すると、ＣＰＵが動作するため動作電流が増加し、電源ＩＣの供給能力をオーバーする。それにより電源ＩＣの出力電圧が低下することで発振回路のクロックが停止し、ＣＰＵもその動作を停止するので、電源ＩＣの電圧は復帰する。しかし、フィルタ回路内のフリップフリップの初期化ができないため、フィルタ回路出力は相変わらず動作モードにあり、発振回路はクロックを発生させる。その後はこの繰り返しで、ＭＣＵはいつまでもパワーセーブモードになれずＣＰＵには電流が流れ続けるのでバッテリーを消耗してしまうという問題があった。
【００１２】
また、ＭＣＵでは内部動作の高速化のために、アドレスを実際のデータに対して先に読み込むというシステムを取っていることがある。すなわち、実際にデータを読み込む時間に対して例えば１クロック前の時間にアドレスを周辺回路でラッチするというものである。本来、周辺回路にラッチされたアドレスは互いに排他的であるので、複数の周辺回路から同時にデータが出力されることはない。しかし、ＭＣＵへの電源投入直後はフィルタ回路内のフリップフロップの状態が確定しないため、場合によってはリセット信号が発生せず、周辺回路にラッチされたアドレスが不確定のままになることがある。すると、複数の周辺回路のデータが出力状態になり、データバスを通じて大電流が流れるのでバッテリーを消耗したり、ＭＣＵの劣化を生じさせるという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のＭＣＵ及びそのパワーセーブ方法では、ＭＣＵへの電源投入直後はパワーセーブ信号、リセット信号を伝送する伝送路に付加されたフィルタ回路内のフリップフロップの状態が確定していない。更に、フィルタ回路内のフリップフリップの初期化ができないため、もしフィルタ回路出力が動作モードにあると、ＭＣＵは動作モードとパワーセーブモードを繰り返し、ＭＣＵはパワーセーブモードで安定できない。そのため、ＣＰＵには電流が流れ続けるので電池を消耗してしまうという問題があった。
【００１４】
また、ＭＣＵへの電源投入直後はリセット信号のフィルタ回路内のフリップフロップの状態が確定しないため、周辺回路にラッチされたアドレスが不確定のままになることがある。そのため、複数の周辺回路のデータが出力状態になり、データバスを通じて大電流が流れるので電池を消耗したり、ＭＣＵの劣化を生じさせるという問題があった。
【００１５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、消費電力を低減し、また性能劣化を防止できるマイクロコントロールユニット及びその制御方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に記載したマイクロコントロールユニットは、電源電圧の低下、及び最初の電源投入を検出し、検出出力を保持する検出手段と、パワーセーブ信号が入力される第１のフィルタ手段と、前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記パワーセーブ信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第１のフィルタ手段の出力信号を選択する第１の選択手段と、前記第１の選択手段の出力信号に基づいて通常動作モードとパワーセーブモードが切り替え制御され、前記検出手段に保持されている検出出力が前記電源電圧の低下、及び最初の電源投入に相当する場合、モードの切り替え後に該検出出力をクリアするＣＰＵとを具備することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項２に記載したように、請求項１記載のマイクロコントロールユニットにおいて、リセット信号が入力される第２のフィルタ手段と、前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記リセット信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第２のフィルタ手段の出力信号を選択する第２の選択手段と、前記第１の選択手段の出力信号と前記第２の選択手段の出力信号との論理積を取り、この論理積信号によって前記ＣＰＵのモードを切り替える論理手段とを更に具備することを特徴としている。
【００１８】
更に、請求項３に記載したように、請求項１記載のマイクロコントロールユニットにおいて、クロック信号を発生して前記ＣＰＵに供給する発振器を更に具備し、前記パワーセーブ信号で前記発振器の発振動作を制御することにより、前記ＣＰＵのモードを切り替えることを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載したように、請求項２記載のマイクロコントロールユニットにおいて、クロック信号を発生して前記ＣＰＵに供給する発振器を更に具備し、前記論理手段から出力される論理積信号で前記発振器の発振動作を制御することにより、前記ＣＰＵのモードを切り替えることを特徴としている。
【００２０】
また、この発明の請求項５に記載したマイクロコントロールユニットの制御方法は、電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出し、検出出力を保持する検出手段と、外部よりパワーセーブ信号を受ける第１のフィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段の出力または前記パワーセーブ信号を直接選択する第１の選択手段と、前記第１の選択手段の出力を受けてクロックを生成する発振器と、前記発振器の生成するクロックを受けて自動車の駆動制御を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵが処理するためのデータを保持する記憶装置とを具備するマイクロコントロールユニットの制御方法において、電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出した検出出力を、前記ＣＰＵによるクリア命令を受けるまで前記検出手段は保持し、少なくとも外部のイグニッションスイッチをオフすることによりセット、オンすることにより前記パワーセーブ信号はクリアされ、前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記パワーセーブ信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第１のフィルタ手段の出力信号を前記第１の選択手段は選択し、前記第１の選択手段の出力を受けて、前記パワーセーブ信号がクリアされているときに前記発振器はクロックを生成し、セットされているときにクロックを生成しないことで、前記ＣＰＵの通常動作モードとパワーセーブモードとを切り替え制御することを特徴としている。
【００２１】
更に、この発明の請求項６に記載したマイクロコントロールユニットの制御方法は、電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出し、検出出力を保持する検出手段と、外部よりパワーセーブ信号を受ける第１のフィルタ手段と、外部よりリセット信号を受ける第２のフィルタ手段と、前記第１のフィルタ手段の出力または前記パワーセーブ信号を直接選択する第１の選択手段と、前記第２のフィルタ手段の出力または前記リセット信号を直接選択する第２の選択手段と、前記第１、第２の選択手段の出力の論理積を取る論理手段と、前記論理手段の出力を受けてクロックを生成する発振器と、前記発振器の生成するクロックを受けて自動車の駆動制御を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵが処理するためのデータを保持する記憶装置とを具備するマイクロコントロールユニットの制御方法において、電源電圧の低下及び最初の電源投入を検出した検出出力を、前記ＣＰＵによるクリア命令を受けるまで前記検出手段は保持し、少なくとも外部のイグニッションスイッチをオフすることによりセット、オンすることにより前記パワーセーブ信号及びリセット信号はクリアされ、前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記パワーセーブ信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第１のフィルタ手段の出力信号を前記第１の選択手段は選択し、前記検出手段で検出出力が保持されているときは、前記リセット信号を直接選択し、前記検出手段に保持されている検出出力がクリアされたときに、前記第２のフィルタ手段の出力信号を前記第２の選択手段は選択し、前記第１、第２の選択手段の出力の論理積を取る前記論理手段の出力を受けて、前記論理手段の出力がクリアされているときに前記発振器はクロックを生成し、セットされているときにクロックを生成しないことで、前記ＣＰＵの通常動作モードとパワーセーブモードとを切り替え制御することを特徴としている。
【００２２】
請求項７に記載したように、請求項５または６記載のマイクロコントロールユニットの制御方法において、前記ＣＰＵは、通常動作モードに切り替えられた時に、前記検出手段の検出出力をチェックし、前記検出出力が電源電圧の低下及び最初の電源投入に相当する場合には、前記記憶装置を初期化し、前記検出出力をクリアすることを特徴としている。
【００２３】
請求項１、３、５のような構成及び方法によれば、電源電圧の変化、特に一定電圧以下への低下または、電源投入を検出し、当該検出出力を保持する電圧検出手段を備えている。更にパワーセーブ信号の伝送線には第１のフィルタ手段を設け、また、第１のフィルタ手段を介してのパワーセーブ信号の入力と、直接のパワーセーブ信号の入力とを選択する第１の選択手段を備えている。そして、前記検出手段が当該検出出力を保持している場合には、第１の選択手段によりパワーセーブ信号を直接伝送するため、状態の定まらない不安定なフィルタ出力の影響を回避できる。また、それ以外の場合、すなわち過去に電源電圧の低下が起きていないか、または電源投入時で無い場合には、第１のフィルタ手段を介してパワーセーブ信号が伝送されるので、外来ノイズの影響を回避できる。そのためＣＰＵの動作の切り替えが確実に行われ、ＭＣＵのモード変更を常時安定して行うことが出来、ＭＣＵの消費電力を低減できる。また、ＣＰＵにクロックを供給する発振器を更に設け、この発振動作をパワーセーブ信号により制御してもよい。
【００２４】
請求項２、４、６のような構成及び方法によれば、リセット信号の伝送線には第２のフィルタ手段を設け、また、第２のフィルタ手段を介してのリセット信号の入力と、直接のリセット信号の入力とを選択する第２の選択手段を設けている。そして、パワーセーブ信号と同様に、検出手段が、電源電圧が一定電圧以下へ低下または、電源投入直後の状態を示す検出出力を保持している場合には、第２の選択手段によりフィルタを介さずに直接入力されるリセット信号が選択されるため、不安定なフィルタ出力の影響を回避できる。また、それ以外の通常動作時にはフィルタを介して入力されるリセット信号が選択されるので、外来ノイズの影響を回避できる。更に、リセット信号を確実に入力できるため周辺回路にラッチされたアドレスの消去等を確実に行うことが出来、ＭＣＵの劣化を防止できる。また、ＣＰＵのモードの移行をパワーセーブ信号とリセット信号の論理積信号によって行うことで、電源電圧低下時及び電源投入時のフィルタの初期化を確実に行うことが出来るので、ＭＣＵを安定して動作させることが出来る。また、パワーセーブ信号とリセット信号との論理積をとる論理手段と、ＣＰＵにクロックを供給する発振器を更に設け、発振器の発振動作を論理手段の出力により制御してもよい。
【００２５】
請求項７のような方法によれば、ＣＰＵは通常動作モードに移行した直後に、まず検出手段の検出出力をチェックする。そして、検出出力が電源電圧の低下、または最初の電源投入に相当する場合、記憶装置を初期化した後、当該検出出力をクリアする。そのため、ＣＰＵが通常動作モードに移行する前の状態が、電源電圧が一定電圧以下へ低下または、電源投入直後の状態であった場合でも、第１、第２のフィルタ手段の出力が確定させた後に、検出出力をクリアすることで、パワーセーブ信号及びリセット信号をフィルタを介して入力できるので、外来ノイズの影響を回避できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２７】
図１はこの発明の一実施形態に係るＭＣＵについて説明するためのもので、車載用のＭＣＵの一部の回路図を示している。図示するように、ＭＣＵ１０は、外部に設けられたパワーセーブ信号入力端子２０、リセット信号入力端子２１から入力される各信号を伝送する為のパワーセーブ信号伝送線２２、２２’、リセット信号伝送線２３、２３’、この伝送線２２’、２３’に設けられたディジタルフィルタ２４（第１のフィルタ手段）、２５（第２のフィルタ手段）、パワーセーブ信号伝送線２２、２２’とリセット信号伝送線２３、２３’の各々の２本の伝送線の内の１つを選択するマルチプレクサ２６（第１の選択手段）、２７（第２の選択手段）、マルチプレクサ２６、２７によって選択された信号線が伝送するパワーセーブ信号とリセット信号の論理積を取るＡＮＤ回路２８（論理手段）、このＡＮＤ回路２８からの出力を内部パワーセーブ信号とし、この信号に基づいてクロックの生成を行う水晶発振器２９’をＭＣＵ１０外部に備えた発振回路２９（発振器）、発振回路２９の生成したクロック（ＣＬＫ）により動作し、エンジンの点火のタイミングや燃料噴射量などの制御を行うＣＰＵ３０、ＣＰＵ３０に内部バス３１によって接続され制御データ等を記憶するＲＡＭ３２、同様に内部バス３１によってＣＰＵ３０に接続され図示しない電源ＩＣの電源電圧Ｖｄｄの電圧降下を検出するパワーダウン検出回路（ＰＤＤ：Ｐｏｗｅｒ  Ｄｏｗｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：検出手段）３３を備えている。なお、マルチプレクサ２７で選択されたリセット信号は、図示しない伝送線により、直接ＲＡＭ３２やディジタルフィルタ２４、２５、そして周辺回路へと伝送される。
【００２８】
パワーダウン検出回路３３は電源ＩＣの電源電圧Ｖｄｄを監視しており、通常は常時“ｌｏｗ”レベルのパワーダウン出力（ＰＤＤ出力）を保持している。しかし、なんらかの原因により電源電圧Ｖｄｄが一定電圧以下に低下したり、ＭＣＵ１０への電源投入を検知すると、パワーダウン検出回路３３はこのＰＤＤ出力を反転させ、“ｈｉｇｈ”を出力する。一旦ＰＤＤ出力が“ｈｉｇｈ”にセットされると、ＣＰＵ３０のクリア命令が無い限りパワーダウン検出回路３３は“ｈｉｇｈ”のＰＤＤ出力を保持し続ける。
【００２９】
マルチプレクサ２６、２７は上記ＰＤＤ出力に基づいて伝送線の選択を行う。すなわち、ＰＤＤ出力が“ｈｉｇｈ”の場合はパワーセーブ信号とリセット信号を直接伝送する伝送線２２、２３を選択し、ＰＤＤ出力が“ｌｏｗ”の場合はディジタルフィルタ２４、２５が付加された伝送線２２’、２３’を選択する。
【００３０】
このディジタルフィルタ２４、２５は従来同様に、例えば複数段に設けられたフリップフロップであり、発振回路２９で生成されたクロックによって動作する。
【００３１】
マルチプレクサ２６、２７で選択された伝送線により伝送されるパワーセーブ信号とリセット信号はＡＮＤ回路２８によって論理積が取られる。この論理積の結果が内部パワーセーブ信号となり発振回路２９に入力される。すなわち、パワーセーブ信号とリセット信号の両者が“ｈｉｇｈ”の時のみ、内部パワーセーブ信号となるＡＮＤ出力が“ｈｉｇｈ”となりパワーセーブモードが選択され、それ以外の場合は“ｌｏｗ”となり動作モードが選択される。ただし、ここで説明した回路では、内部パワーセーブ信号は入力端子２０、２１から入力されたパワーセーブ信号とリセット信号との論理積となっているが、必ずしも両者の論理積を取る必要はなく、マルチプレクサ２６で選択された伝送線で伝送されたパワーセーブ信号を発振回路２９に直接入力してもかまわない。
【００３２】
発振回路２９はＡＮＤ回路２８の出力結果に基づいてクロックを生成し、そのクロックをＣＰＵ３０、ディジタルフィルタ２４、２５等に出力する。上記したように、パワーセーブ信号とリセット信号の両者が“ｈｉｇｈ”の時のみ内部パワーセーブ信号が“ｈｉｇｈ”となるので、この場合はクロックの生成、出力を停止（パワーセーブモード）し、それ以外の場合では常時クロックを生成して出力（動作モード）する。
【００３３】
さて、従来問題となっていた、自動車製造時にＭＣＵ１０に電源が投入された場合について図２を用いて説明する。図２は電源投入時以降のＭＣＵにおけるＰＤＤ出力（ＰＤＤ）、パワーセーブ信号（ＰＳ）、リセット信号（ＲＳ）、ＡＮＤ回路２８の出力（ＡＮＤ）、クロック（ＣＬＫ）のタイミングチャートである。
【００３４】
まず、図２に示した時刻ｔ０において、自動車の製造後初めてＭＣＵ１０に電源を投入したとする。電源投入時であるため、パワーダウン検出回路は“ｈｉｇｈ”にセットされたＰＤＤ出力を保持している。また、自動車のエンジンは当然停止しているため、ＭＣＵ１０には外部からパワーセーブ信号及びリセット信号が入力されている（ＰＳ＝“ｈｉｇｈ”、ＲＳ＝“ｈｉｇｈ”）。これらのパワーセーブ信号及びリセット信号は、ＰＤＤ出力が“ｈｉｇｈ”であることから、マルチプレクサ２６、２７により、ＭＣＵ１０内にフィルタを介さず直接入力されている。また、パワーセーブ信号及びリセット信号が“ｈｉｇｈ”にセットされているため、ＡＮＤ回路２８の出力は当然“ｈｉｇｈ”にセットされており、発振回路２９はクロックを出力しておらず、ＣＰＵ３０はパワーセーブモードにある。尚、この時点ではディジタルフィルタ２４、２５の出力は確定せずに不安定な状態にある。それは発振回路２９がクロックの生成、出力を行っておらず、ディジタルフィルタ２４、２５にもクロックが入力されていないためである。しかし、この場合はディジタルフィルタ２４、２５を備えていない伝送線２２、２３を選択しているため、その影響を受けずに済む。
【００３５】
次に、時刻ｔ１において、自動車の製造後初めてエンジンを始動したとする。エンジンの始動は通常イグニッションスイッチをオンにすることで行われる。すると、イグニッションスイッチからの命令によりパワーセーブ信号、リセット信号が解除、すなわちパワーセーブ信号及びリセット信号は“ｌｏｗ”にセットされる。通常、エンジン始動時にはまずパワーセーブ信号が“ｌｏｗ”になり、その数ｍｓ後にリセット信号が“ｌｏｗ”になるのが一般的である。この時点では、ＣＰＵ３０からのクリア命令が出力されていないため、ＰＤＤ出力は“ｈｉｇｈ”を保ったままである。そのため、“ｌｏｗ”にセットされたパワーセーブ信号と“ｈｉｇｈ”を保持するリセット信号は直接ＭＣＵ１０内に伝送され、ＡＮＤ回路２８に入力される。その結果、ＡＮＤ回路２８による論理積の結果は“ｈｉｇｈ”から“ｌｏｗ”に変化し、内部パワーセーブ信号がクリアされる。内部パワーセーブ信号がクリアされたことにより、発振回路２９はクロックを生成、出力を開始し、ＣＰＵ３０が動作を始める。
【００３６】
時刻ｔ１から数ｍｓ後の時刻ｔ２には、リセット信号も解除されて“ｌｏｗ”にセットされる。パワーセーブ信号及びリセット信号が解除されたことにより、ＭＣＵ１０は動作モードに移行する。このパワーセーブ信号とリセット信号が“ｌｏｗ”にセットされる間（時間Δｔ）に、ディジタルフィルタ２４、２５の状態が確定する。通常、クロックの周波数は数十ＭＨｚであるのでその周期は数百ｎｓオーダーである。それに対してパワーセーブ信号とリセット信号が“ｌｏｗ”になる時間差は数ｍｓオーダーであるため、この時間内にディジタルフィルタ２４、２５を初期化するために十分なクロックを入力することが出来る。
【００３７】
次に、動作を開始したＣＰＵ３０の初期化ルーチンについて、図３を用いて説明する。図３はＣＰＵ３０の処理フローである。
【００３８】
パワーセーブ信号が解除されて動作を開始したＣＰＵ３０は、まずＰＤＤ出力をチェックする（ステップＳ１）。上記電源投入直後においては、ＰＤＤ出力は“ｈｉｇｈ”になっている（ステップＳ２）。すると、ＣＰＵ３０はＲＡＭ３２のデータが破壊されているものとしてＲＡＭ３２のデータを初期化する（ステップＳ３）。その後、ＰＤＤ出力を“ｌｏｗ”に反転させて（ステップＳ４）、次の処理に進む（ステップＳ５）。
【００３９】
上記ＣＰＵ３０の初期化ルーチンによりＰＤＤ出力が“ｌｏｗ”に反転した時刻をｔ３とする。ＰＤＤ出力が“ｌｏｗ”に切り替わることで、マルチプレクサ２６、２７はパワーセーブ信号、リセット信号をディジタルフィルタ２４、２５を介して伝送する伝送線２２’、２３’を選択する。この時刻ｔ３には、既に相当数のクロックがディジタルフィルタ２４、２５に入力されており、ディジタルフィルタの出力は確定し、安定した出力が可能な状態となっている。なお、ＰＤＤ出力が“ｌｏｗ”に切り替わるのは動作モードに移行してから数ｍｓ〜数十ｍｓ後である。この間、マルチプレクサ２６、２７はパワーセーブ信号、リセット信号を直接伝送する伝送線２２、２３を選択しているため、外来ノイズによりＣＰＵが誤動作する恐れはあるものの、非常に短い時間であるため実使用上は問題とならない。
【００４０】
その後、ＲＡＭ３２には個々のエンジンの特性や経時変化による制御データが保存される。
【００４１】
次に、時刻ｔ４でエンジンを停止させたとする。エンジンの停止はイグニッションスイッチをオフにすることで行われる。すると、パワーセーブ信号とリセット信号が“ｈｉｇｈ”にセットされるため、ＭＣＵはパワーセーブモードに移行し、クロックの発振が停止する。ただし、クロックの発振は停止するが、ＭＣＵには電源が供給されているので、極めて消費電力を抑えつつ、ＲＡＭ３２に保存された制御データは保持される。また、ＰＤＤ出力は、電源電圧が低下しない限り“ｌｏｗ”に保持され続けるので、パワーセーブ信号、リセット信号はディジタルフィルタ２４、２５を介してＭＣＵ内に伝送される。
【００４２】
以降は電池（バッテリー等）をはずしたり、電池の放電等により電圧低下を起こさない限りはＰＤＤ出力は“ｈｉｇｈ”にセットされず、ＲＡＭ３２のデータが初期化されることも無いので、次のエンジン始動時にはＲＡＭ３２の制御データを使って制御される。
【００４３】
上記のようなＭＣＵの構成及び制御方法によれば、ディジタルフィルタ２４、２５の出力が不安定な電源投入直後の状態では、パワーダウン検出回路３３の出力（ＰＤＤ出力）に基づいて、ディジタルフィルタ２４、２５の出力を用いずに、ＭＣＵ１０内に各信号を直接伝送している。そのため、ディジタルフィルタ２４、２５を構成するフリップフロップの影響を受けずに済み、確実にパワーセーブ信号及びリセット信号を伝送できる。すなわち、従来のように電源投入直後のパワーセーブモードにおいて、短時間でもクロックが発振されることがないので、電源投入時でも安定にパワーセーブモードを得ることができる。また電源投入直後のみならず、電源ＩＣの電源電圧Ｖｄｄの低下が過去に一度でも起きていれば、やはりＰＤＤ出力は“ｈｉｇｈ”を保持し、ディジタルフィルタ２４、２５の出力を用いずに、ＭＣＵ１０内に各信号を直接伝送するので、ＭＣＵ１０を安定してパワーセーブモードにすることができる。
【００４４】
また、ＭＣＵが動作モードに移行する際には、ＣＰＵがＰＤＤ出力をチェックすることで、過去に電源電圧の低下が起きていたか、または電源投入直後であるかを確認し、該当する場合（ＰＤＤ出力＝“ｈｉｇｈ”）にはディジタルフィルタ２４、２５の出力の確定後にＰＤＤ出力をクリアし（ＰＤＤ出力＝“ｌｏｗ”）、それ以後はフィルタを介した信号を選択するようになるので、外来ノイズによる影響を回避できる。このディジタルフィルタ２４、２５の出力は、イグニッションスイッチをオンすることで、パワーセーブ信号が“ｌｏｗ”になってからリセット信号が“ｌｏｗ”になるまでの間に完全に安定化させることが出来る。この処理はＰＤＤ出力が反転するよりも十分速い時間に行われるため、前述のパワーセーブモードにする場合と同様にディジタルフィルタ２４、２５の不安定な出力状態の影響を回避することが出来る。
【００４５】
更に、上記のようにディジタルフィルタ２４、２５の出力が確定していない状態では、パワーセーブ信号と同様にリセット信号もディジタルフィルタ２５を介さず直接入力されるため、周辺回路の初期化を確実に行うことができる。そのため、複数の周辺回路のデータが出力状態になり、データバスを通じて大電流が流れるので電池を消耗したり、ＭＣＵの劣化を生じさせることがない。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によるＭＣＵ及びその制御方法によれば、外部から入力されるパワーセーブ信号とリセット信号について、フィルタを介しての入力と直接の入力とをＰＤＤ出力に基づいて選択している。その選択基準は、ＰＤＤ出力が“ｈｉｇｈ”の場合、すなわち電源電圧が過去に一度でも低下し、それ以降一度もエンジンが駆動されていない状態、またはＭＣＵに初めて電源が投入された後の状態では、各信号をフィルタを介さずに直接入力する。逆にＰＤＤ出力が“ｌｏｗ”の通常の場合は、フィルタを介しての入力を選択するというものである。このように、フィルタの安定していない状態では各信号を直接入力し、フィルタが安定した時のみフィルタ出力を用いているので、信号を常時安定して伝送できる。そのため、ＭＣＵの動作を安定して行うことが出来るので消費電力を低減し、またＭＣＵの劣化を防止できる。
【００４７】
また、従来の車載用ＭＣＵの構造をほぼそのまま流用できるため経済的にも効率的である。すなわちパワーダウン検出器３３は、従来よりＭＣＵ１０内に組み込まれているため、このＰＤＤ出力によって動作するマルチプレクサ２６、２７と、パワーセーブ信号とリセット信号を直接伝送する伝送線２２、２３を従来に組み込むのみで、本実施形態で説明したＭＣＵが容易に実現できる。
【００４８】
無論、本発明は車載用のＭＣＵに限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが出来る。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、消費電力を低減し、また性能劣化を防止できるマイクロコントロールユニット及びその制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るマイクロコントロールユニット及びその制御方法について説明するためのもので、車載用のＭＣＵの一部の回路図。
【図２】この発明の一実施形態に係るマイクロコントロールユニット及びその制御方法について説明するためのもので、ＭＣＵへの電源投入直後の各信号のタイミングチャート。
【図３】この発明の一実施形態に係るマイクロコントロールユニット及びその制御方法について説明するためのもので、ＭＣＵの動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０…ＭＣＵ
２０…パワーセーブ信号入力端子
２１…リセット信号入力端子
２２、２２’…パワーセーブ信号伝送線
２３、２３’…リセット信号伝送線
２４、２５…ディジタルフィルタ
２６、２７…マルチプレクサ
２８…ＡＮＤ回路
２９…発振回路
２９’…水晶発振器
３０…ＣＰＵ
３１…内部バス
３２…ＲＡＭ
３３…パワーダウン検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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