(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各リソース（４〜１９）が複数の動作ブロック（２ａ〜２ｃ）に分割されているマイクロコンピュータ（２，２２）と、
動作電源電圧及び外部より入力される信号の状態に応じて、前記複数の動作ブロックの動作をそれぞれ個別に開始させる動作制御部（４，２３）とを備え、
前記動作制御部は、前記複数の動作ブロックのうち、前記動作電源電圧の上昇に伴い最初に動作を開始する動作ブロックに配置されている電子制御装置。
【請求項２】
前記動作制御部は、前記動作電源電圧及び前記信号の状態に応じて、前記複数の動作ブロックの動作をそれぞれ個別に停止させる請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記複数の動作ブロックに動作を開始させる優先順位が予め設定されており、
前記動作制御部は、前記優先順位に従い、時間の経過に伴い各動作ブロックの動作を順次開始させる請求項１又は２記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記動作制御部は、前記動作の開始順とは逆順で、時間の経過に伴い各動作ブロックの動作を順次停止させる請求項２を引用する請求項３記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記動作制御部（２３）は、前記動作電源電圧が上昇する過程において、前記複数の動作ブロックの動作を段階的に開始させる請求項１から４の何れか一項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各リソースが複数の動作ブロックに分割されているマイクロコンピュータを備える電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロコンピュータについては性能の向上が求められる一方で、暗電流の低減という技術課題がある。以下、マイクロコンピュータを「マイコン」と略称する。マイコンを用いて例えば車両制御用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を構成した場合を想定すると、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦとなっている期間は、学習値等を保持するためのバックアップ用ＲＡＭ等、必要最小限の回路にのみ電流を供給して暗電流を低減することが考えられる。
【０００３】
例えば特許文献１には、半導体装置を省電力モードでも電源供給が必要な回路ブロックＢＬＫ０と、省電力モード時に電源供給が遮断される回路ブロックＢＬＫ１とを備え、内部電源Ｖｉｎｔが復帰した際に、回路ブロックＢＬＫ１の動作を開始させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０３５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マイコンの性能が向上したことに伴い、マイコンが通常動作時に消費する電流も増加する傾向にある。そのため、マイコンの仕様上、動作が可能になった回路ブロックを一気に動作開始させると電源電流が急変し、オーバーシュートやアンダーシュートが発生して誤動作を引き起こしたり、各デバイスや素子にダメージを与える要因となるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧の変化に伴い複数の動作ブロックの動作を開始させる際に、電源電流の急変を防止できる電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の電子制御装置によれば、各リソースが複数の動作ブロックに分割されているマイクロコンピュータを備える。そして、動作制御部は、動作電源電圧及び外部より入力される信号の状態に応じて、複数の動作ブロックの動作をそれぞれ個別に開始させる。このように構成すれば、各動作ブロックが順次動作を開始することで消費電流が段階的に増加するようになり、電源電流が急変することを抑止できる。したがって、誤動作の発生や、各デバイスや素子にダメージを与えることを回避できる。
【０００８】
そして、動作制御部を、複数の動作ブロックのうち、動作電源電圧の上昇に伴い最初に動作を開始する動作ブロックに配置する。このように構成すれば、動作制御部を、複数の動作ブロックの外部に設けず動作ブロックの何れかに設けるに当たり、当該ブロックが最初に動作を開始した以降に他の動作ブロックの動作開始を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態であり、ＥＣＵの構成を概略的に示す機能ブロック図
【図２】各動作ブロックの動作開始，停止制御を示すタイミングチャート
【図３】従来技術に対応するタイミングチャート
【図４】第２実施形態であり、ＥＣＵの構成を概略的に示す機能ブロック図
【図５】各動作ブロックの動作開始，停止制御を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のＥＣＵ１は例えば車両制御用の電子制御装置であり、マイクロコンピュータ２と電源ＩＣ３とを備えている。マイクロコンピュータ２については、以下マイコン２と称す。マイコン２には、車両に設けられているイグニッションスイッチの信号であるＩＧ＿ＳＷ信号が入力されている。マイコン２は、内部が例えば３つの動作ブロック２ａ，２ｂ及び２ｃに区分されている。動作ブロック２ａは、切替制御部４及び状態判定部５を備えており、切替制御部４は動作制御部に相当する。
【００１１】
切替制御部４は、ＣＰＵコア６，切替手順記憶部７及び切替回路８を有し、状態判定部５は、ＣＰＵコア６及び電圧モニタ９を有している。すなわち、ＣＰＵコア６は両者共通の構成要素である。動作ブロック２ａは、これら以外に、ＲＡＭ１０，ＲＯＭ１１，バックアップＲＡＭ１２及びタイマ１３等を備えている。動作ブロック２ｂは、タイマ１４，Ａ／Ｄコンバータ１５及びＩ／Ｏ１６等を備え、動作ブロック２ｃは、ＣＰＵコア１７，Ａ／Ｄコンバータ１８及び通信インターフェイス１９等を備えている。Ｉ／Ｏ１６は、ＥＣＵ１により、例えば車両のエンジンの点火や燃料噴射を制御する際に、図示しないそれらの駆動回路に制御信号を出力するために使用される。ＣＰＵコア１７は、例えば通信インターフェイス１９を介して行う外部との通信を制御したり、ＣＰＵコア６が行うもの以外の車両制御を行うために使用される。
【００１２】
電源ＩＣ３は、外部より入力される車両のバッテリ電源ＶＢに基づいて、マイコン２に対し電圧が異なる３種類の動作用電源Ｖ１，Ｖ２及びＶ３を供給する。電源Ｖ１は、例えばＩ／Ｏ１６用で電圧は例えば５Ｖであり、電源Ｖ２は、例えばバックアップＲＡＭ１２用で電圧は例えば３．３Ｖである。また、電源Ｖ３は、例えばＣＰＵコア６及び１７用で電圧は例えば１．５Ｖである。
【００１３】
また電源ＩＣ３は、ＥＣＵ１に対してリセット信号を出力し、バッテリ電源ＶＢの電圧が所定電圧を超えるとリセットを解除する。更に電源ＩＣ３は、マイコン状態監視部２０を備えている。マイコン状態監視部２０はウォッチドッグカウンタを備えており、マイコン２は、マイコン状態監視部２０に対して一定周期毎に状態信号を出力してウォッチドッグカウンタをリセットする。ウォッチドッグカウンタがリセットされずにオーバーフローすると、マイコン状態監視部２０は、例えば外部に異常検知信号を出力する。
【００１４】
状態判定部５の電圧モニタ９は、ＥＣＵ１のリセットが解除された後、ＣＰＵコア６に対してパワーオンリセット信号を出力し、電源Ｖ３の電圧がＣＰＵコア６の動作可能電圧に達した後、所定の安定時間が経過するとパワーオンリセットを解除する。動作ブロック２ａに属する各リソース，デバイスは、ＣＰＵコア６のリセットが解除されるのに伴い動作を開始する。動作ブロック２ｂ及び２ｃに属する各リソースは、各動作電源の供給状態とは独立して動作停止状態である「停止」と、動作状態である「動作」との切替えが可能となっている。この切替えは、切替制御部４により制御され、例えば動作ブロック２ｂ，２ｃ毎に一括して行われる。
【００１５】
切替手順記憶部７は、例えば不揮発性メモリを有して構成され、動作ブロック２ｂ，２ｃについて切替えを行う順序，つまり優先順位が記憶されている。切替回路８はハードウェアロジックであり、切替手順記憶部７に記憶されている切替順序に従って動作ブロック２ｂ，２ｃをそれぞれ「停止」／「動作」に切替える。尚、その他のリソースの機能については、一般的なマイコンに搭載されているものと同様であるから、説明を省略する。
【００１６】
次に、本実施形態の作用について説明する。図２に示すように、
（１）車両のイグニッションスイッチがＯＮになるとＥＣＵ１にバッテリ電源ＶＢの供給が開始され、それに伴い電源ＩＣ３によるマイコン２への動作用電源Ｖ１，Ｖ２及びＶ３の供給も開始される。動作ブロック２ｂ〜２ｃは何れもリセットされており「停止」している。
【００１７】
（２）例えば電源Ｖ１が４．５Ｖ以上となっていることを条件とし、各電源電圧が安定した状態になると電源ＩＣ３がマイコン２のリセットを解除する。すると、電圧モニタ９は直ちにＣＰＵコア６のパワーオンリセットを解除し、ＣＰＵコア６を含む動作ブロック２ａが「動作」状態となる。ＣＰＵコア６は、起動すると切替手順記憶部７及び切替回路８による「動作」状態への切替制御を開始させる。
【００１８】
（３）切替回路８は、切替手順記憶部７に記憶されている手順２ｂ→２ｃに従い、動作ブロック２ａの動作開始時点から例えばＴｂｏｎである１ｍｓが経過したことを内蔵のタイマによって計時すると、動作ブロック２ｂを「動作」状態に切り替える。
【００１９】
（４）続いて、動作ブロック２ｂの動作開始時点から例えばＴｃｏｎである２ｍｓが経過すると、動作ブロック２ｃを「動作」状態に切り替える。これらの切替制御により、時点（２）から、時点（４）以降に動作ブロック２ｃが定常的な動作状態となる時点（５）までの間に、マイコン２の消費電流は段階的に増大する。
【００２０】
（６）車両のイグニッションスイッチがＯＦＦになると、上記（１）〜（５）とほぼ逆のプロセスを辿る。ＣＰＵコア６は、イグニッションスイッチがＯＦＦになったことを検知すると、切替手順記憶部７及び切替回路８による「停止」状態への切替制御を開始させる。動作ブロック２ｃは、直ちに「停止」状態に切り替える。
【００２１】
（７）切替回路８は、切替手順記憶部７に記憶されている手順２ｃ→２ｂに従い、動作ブロック２ｃの動作停止時点から例えばＴｂｏｆｆである２ｍｓが経過すると、動作ブロック２ｂを「停止」状態に切り替える。
【００２２】
（８）また、切替回路８は、動作ブロック２ｂの動作停止時点から例えばＴａｏｆｆである２ｍｓが経過すると、動作ブロック２ａを「停止」状態に切り替える。この制御については、例えば動作ブロック２ｂ及び２ｃと同様に、動作ブロック２ａについても一括して「動作」から「停止」への切替えが可能となっており、切替回路８が前記切替えを行うためのトリガ信号を出力することで行う。
【００２３】
（９）その後、マイコン２がリセットされ、
（１０）バッテリ電源ＶＢの給電が停止される。
これらの切替制御により、時点（６）から、時点（１０）以降に各電源の供給が完全に停止する時点（１１）までの間に、マイコン２の消費電流は段階的に減少する。これに対して、図３に示すように、時点（２）でブロック２ａ〜２ｃを全て同時に「動作」させ、時点（６）でブロック２ａ〜２ｃを全て同時に「停止」させると、消費電流の急増，急減により電源電圧にオーバーシュート，アンダーシュートが発生して変動する。車両のクランキングによりバッテリ電源ＶＢが変動すると、オーバーシュート，アンダーシュートが繰り返し発生する可能性もある。
【００２４】
以上のように本実施形態によれば、ＥＣＵ１に、各リソースが複数の動作ブロック２ａ〜２ｃに分割されているマイコン２を備える。そして、切替制御部４は、動作電源電圧及び外部より入力されるＩＧ＿ＳＷ信号やリセット信号の状態に応じて、動作ブロック２ｂ，２ｃの動作をそれぞれ個別に開始させる。このように構成すれば、各動作ブロック２ａ，２ｂ，２ｃが順次動作を開始することで消費電流が段階的に増加するようになり、電源電流が急変することを抑止できる。したがって、誤動作の発生や、各デバイスや素子にダメージを与えることを回避できる。
【００２５】
そして、切替制御部４を、動作ブロック２ａ〜２ｃのうち、動作電源電圧の上昇に伴い最初に動作を開始する動作ブロック２ａに配置したので、切替制御部４を動作ブロック２ａ〜２ｃの何れかに設けるに当たり、動作ブロック２ａが最初に動作を開始した以降に他の動作ブロック２ｂ，２ｃの動作開始を制御できる。すなわち、動作ブロック２ａ〜２ｃに動作を開始させる優先順位を切替手順記憶部７に予め設定し、切替制御部４が前記優先順位に従い、時間の経過に伴い動作ブロック２ｂ，２ｃの動作を順次開始させる。したがって、予め設定した優先順位に応じて動作ブロック２ａ〜２ｃの動作を開始させることができる。
【００２６】
また、切替制御部４は、動作電源電圧及び前記信号の状態に応じて、動作ブロック２ａ〜２ｃの動作をそれぞれ個別に停止させる。したがって、動作ブロック２ａ〜２ｃの動作を停止させる際にも電源電流が急変することを抑止できる。この場合、切替制御部４は、前記動作の開始順とは逆順で、時間の経過に伴い各動作ブロック２ａ〜２ｃの動作を順次停止させる。したがって、動作の停止制御を簡潔に実行できる。
【００２７】
（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。第２実施形態では、動作ブロック２ａ〜２ｃを「動作」状態に切り替えるタイミングが第１実施形態とは異なっている。図４に示すように、ＥＣＵ２１は、マイコン２に替わるマイコン２２を備えている。マイコン２２は、切替制御部４に替わる切替制御部２３を備えており、切替制御部２３は、切替回路８に替わる切替回路２４を備えている。切替回路２４は、電圧モニタ９より入力される電源Ｖ１の電圧も参照して動作ブロック２ｂ，２ｃの切替制御を行う。切替回路２４は、動作ブロック２ａ，２ｂ，２ｃの動作開始電圧を、例えばそれぞれＶａｏｎ＝３．５Ｖ，Ｖｂｏｎ＝４．０Ｖ，Ｖｃｏｎ＝４．５Ｖに設定している。
【００２８】
次に、第２実施形態の作用について説明する。図５に示すように、
（１）イグニッションスイッチがＯＮになりバッテリ電源ＶＢが安定した状態となった後、（２）クランキングによりバッテリ電源ＶＢが変動した状態を想定する。この場合、バッテリ電源ＶＢの電圧は急激に大きく低下した後、緩慢に上昇する。ここで、電源Ｖ２及びＶ３についてはクランキングの影響は及ばないが、電源Ｖ１が３．５Ｖ未満に低下したとする。
（３）電源ＩＣ３がマイコン２のリセットを解除すると、この時点でＶ１＞３．５Ｖになっているので、直ちに動作ブロック２ａが「動作」状態となるのは第１実施形態と同様である。
【００２９】
切替回路２４は第１実施形態と同様に、動作ブロック２ａの動作開始時点からＴｂｏｎである１ｍｓの経過待ちをするが、条件Ｖ１＞４．０Ｖが満たされなければ動作ブロック２ｂを「停止」に維持する。そして、条件Ｖ１＞４．０Ｖが満たされた時点（４）で「動作」状態に切り替える。
【００３０】
動作ブロック２ｃについても同様に、動作ブロック２ｂの動作開始時点からＴｃｏｎである２ｍｓが経過し、且つ条件Ｖ１＞４．５Ｖが満たされた時点（５）で動作ブロック２ｃを「動作」状態に切り替える。
【００３１】
以上のように第２実施形態によれば、切替制御部２３は、動作電源電圧が上昇する過程において、動作ブロック２ｂ，２ｃの動作を段階的に開始させるようにした。このように構成すれば、クランキングによりバッテリ電源ＶＢの電圧が急激に大きく低下した後、緩慢に上昇する際に、動作ブロック２ａ〜２ｃの動作をより早く開始させることができる。
【００３２】
本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
動作ブロックの数は、「２」又は「４」以上であっても良い。
各電源電圧や制御時間の具体数値については、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。また、各リソースの種類についても、マイコンに要求される仕様に応じて適宜変更すれば良い。
【００３３】
切替回路８の機能を、ＣＰＵコア６がソフトウェアにより実現しても良い。その場合、切替手順記憶部７に記憶される優先順位を、ＣＰＵコア６が実行する制御プログラムのデータとして保持しても良い。
マイコン状態監視２０は、必要に応じて設ければ良い。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＥＣＵ、２  マイクロコンピュータ、２ａ〜２ｃ  動作ブロック、３  電源ＩＣ、４  切替制御部、５  状態判定部、７  切替手順記憶部、８  切替回路、９  電圧モニタ。
【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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