JP4507863B2 - テストモード回路及びテストモード回路のリセット制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、外部操作スイッチがＯＮされると外部より与えられる電圧信号を他の回路部に供給させる制御用ＩＣに内蔵され、当該制御用ＩＣをテストモードに移行させるためのテストモード回路、及びそのテストモード回路のリセット制御方法に関する。

近年、ＩＣは高機能化が進んでおり、アナログ回路部とデジタル回路部とが混載されたり、或いは、デジタル回路部の規模が増大する傾向にある。そのため、デジタル回路部の機能を容易に確認することができるように（テストカバレッジ，テスタビリティの向上）、テストモードに移行して機能テストを行う構成を採用するケースも増えている。しかしながら、例えば車両に搭載される制御用ＩＣなどは非常に厳しい動作環境下におかれるため、車両の走行中に通常動作している場合に振動などの機械的原因或いはノイズなどの電気的原因によってテストモードに切替わってしまうと、制御が正常に行われなくなるという問題がある。

また、車両が走行中である場合のみならず、停車中であっても、制御ＩＣの暗電流低減や、システムの誤動作を防止するという観点からも不用意にテストモード移行することは防止すべきであり、また、誤ってテストモードに移行してしまった場合には、迅速に通常モードに復帰するようなフェイルセーフが考慮されている必要がある。
例えば、特許文献１には、テストモードへの移行をより確実に行うようにするため、予め不揮発性メモリに実行判別信号を書き込んでおき、当該信号が実行可能を示している場合にテストモード実行のキー操作が行われると、テストモードを実行するようにした構成が開示されている。
特開平８−１６１００１号公報

しかしながら、特許文献１のように、不揮発性メモリに実行判別信号を一々書き込みしなければならないのは極めて煩雑であり、斯様な方式は、不揮発性メモリに対する書込みを外部から容易に行うことが可能であるような限定的な構成でなければ実際に適用することができない。
また、特許文献１の技術は、テストモードへの移行を確実な意思に基づいて行うことを目的とするもので、誤ってテストモードに移行してしまった場合にそのテストモードを解除することについては全く考慮されていない。

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、不用意にテストモードに移行してしまった場合でも、そのテストモードを簡単に解除することが出来るテストモード回路及びテストモード回路のリセット制御方法を提供することにある。

請求項１記載のテストモード回路によれば、制御用ＩＣがテストモードに移行した場合は、開閉スイッチが閉じて電圧信号線に外部より電圧信号が与えられることで、外部操作スイッチがＯＮされた場合と同様に当該電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化する。即ち、制御ＩＣが何らかの原因によってテストモードに移行していたとしても、外部操作スイッチのＯＮに伴って開閉スイッチが閉じられた場合に電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化することに応じてテストモード設定用のロジック回路部をリセットすれば、そのテストモードは解除される。従って、制御ＩＣが不用意にテストモードに移行してしまった場合のフェイルセーフ対策を簡単に採ることができ、制御ＩＣの信頼性を向上させることができる。
そして、ロジック回路部を、外部端子の設定レベルと電圧信号線のレベルとの論理和条件によってリセットされるように構成する。即ち、制御ＩＣをテストモードに移行させる必要がない場合には、外部端子をリセットのアクティブレベルに設定しておけばロジック回路部はリセットされ続けるので、制御ＩＣはテストモードに移行しなくなる。
しかし、例えば制御ＩＣに振動が加わるなどの原因により前記外部端子が開放状態になってしまうと、外部端子はアクティブレベルに維持されなくなるおそれがある。そこで、このように構成すれば、外部端子が開放状態になったとしても、外部操作スイッチがＯＮされれば開閉スイッチが閉じられることで電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化するので、論理和条件によりロジック回路部を確実にリセットさせることができる。

請求項２記載のテストモード回路によれば、電圧信号を電源電圧とする。即ち、制御ＩＣが電源供給を制御するものである場合、その供給状態が不用意に切替わるとその他の回路部に与える影響が極めて大きくなってしまう。そこで、本発明を適用すれば、制御ＩＣによる電源供給制御の信頼性を向上させることができる。

請求項３記載のテストモード回路によれば、制御用ＩＣがテストモードに移行した場合は、開閉スイッチが閉じて電圧信号線に外部より電圧信号が与えられることで、外部操作スイッチがＯＮされた場合と同様に当該電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化する。即ち、制御ＩＣが何らかの原因によってテストモードに移行していたとしても、外部操作スイッチのＯＮに伴って開閉スイッチが閉じられた場合に電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化することに応じてテストモード設定用のロジック回路部をリセットすれば、そのテストモードは解除される。従って、制御ＩＣが不用意にテストモードに移行してしまった場合のフェイルセーフ対策を簡単に採ることができ、制御ＩＣの信頼性を向上させることができる。

請求項４記載のテストモード回路によれば、制御用ＩＣを車両に搭載される電源制御用のＩＣとし、外部操作スイッチを車両のイグニッションスイッチとする。即ち、車両用の電源制御ＩＣは、運転者によってイグニッションスイッチがＯＮ操作されるとバッテリの電源を他の電装品等に供給するように動作する。従って、厳しい環境下で動作せざるを得ない車両用の電源制御ＩＣに本発明を有効に適用することができる。

以下、本発明を車両制御用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）に搭載される電源制御ＩＣに適用した場合の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、ＥＣＵの構成を、本発明の要旨に係る部分のみ示すものである。バッテリ１の正側端子は、イグニッション（ＩＧ）リレー２の常開接点（開閉スイッチ）２ａを介して電源線（電圧信号線）３に接続されていると共に、抵抗４及びＩＧメインスイッチ（イグニッションスイッチ，外部操作スイッチ）５を介してグランドに接続されている。
そして、抵抗４及びＩＧメインスイッチ５の共通接続点は、ＥＣＵ６を構成するＣＰＵ７の入力端子に接続されている。ＣＰＵ７は、前記入力端子レベルの変化に応じて、制御ＩＣ８内部のＮＯＴゲート９にロジックレベル信号を出力する。そのＮＯＴゲート９の出力端子は、ＯＲゲート１０の一方の入力端子に接続されている。

ＥＣＵ６には、ＩＧメインスイッチ５のＯＮ，ＯＦＦ状態にかかわらず、バッテリ１の電源より生成される制御用電源が常時供給されるようになっている。そして、ＣＰＵ７は、ＩＧメインスイッチ５がＯＦＦの場合は、入力端子レベルがハイ（バッテリ電圧＋Ｂ）になっていることで、ＮＯＴゲート９にハイレベル信号を出力する。また、ＩＧメインスイッチ５がＯＮ操作されて入力端子レベルがロウに変化すると、ＮＯＴゲート９にロウレベル信号を出力する。また、ＣＰＵ７は、自身の入力端子レベルの変化（即ち、ＩＧメインスイッチ５のＯＮ，ＯＦＦ）に応じて、ＥＣＵ６内部の他の回路部にも必要に応じてロジックレベル信号を出力する。

ＯＲゲート１０の出力端子は、ＮＰＮトランジスタ１１のベースに接続されており、トランジスタ１１のコレクタはリレースイッチ２のコイル２ｂを介してバッテリ１の正側端子に接続され、エミッタはグランドに接続されている。そして、ＯＲゲート１０の他方の入力端子には、テストモード回路１２の出力端子が接続されている。テストモード回路１２は、複数のテスト端子（外部端子）１３に対するレベルの設定状態に応じて、制御ＩＣ８の動作モードを通常モードやテストモードに切替えるための回路である。

複数のテスト端子１３のうち、テスト端子１３Ｒはテストモード信号を出力するためのロジック回路部（例えば、フリップフロップなど，図示せず）をリセット（ロウアクティブ）するための端子であり、負論理のＯＲゲート１４の一方の入力端子に接続されている。そして、ＯＲゲート１４の出力端子は前記ロジック回路部のリセット信号を出力する。
即ち、テスト端子１３Ｒを除く他のテスト端子１３に対するレベルの設定状態に応じてテストモードの種類が決定され、テスト端子１３Ｒがハイレベルであれば、制御ＩＣ８にはテストモード信号が与えられ、制御ＩＣ８は設定されたテストモードで動作する。即ち、具体的には図示しないが、制御ＩＣ８内部の回路は、夫々のテストモードに適するように信号の伝達経路などが切替えられるようになっている。そして、テスト端子１３Ｒがロウレベルであれば、テストモード回路１２のロジック回路部はＯＲゲート１３を介してリセットされ、制御ＩＣ８は通常モードで動作する。

また、テストモード回路１２は、リセット解除状態で何れかのテストモードが設定されていれば、ＯＲゲート１０に対して与えるテストモード出力をハイレベルとする。即ち、ＥＣＵ６が通常モードで動作している場合は、ＩＧメインスイッチ５がＯＮ操作されると、ＣＰＵ７を介してＮＯＴゲート９の入力端子レベルがハイからロウに変化することでトランジスタ１１はＯＮとなり、リレーコイル２ｂが通電されて接点２ａが閉じ、電源線３にバッテリ１の電源が供給される。そして、電源線３を介してＥＣＵ６以外の他の車両制御用ＥＣＵなどにバッテリ電源が供給される。
また、テストモード回路１２によりテストモードに設定される場合には、ＩＧメインスイッチ５がＯＮ操作されずとも、テストモード回路１２がテストモード出力をハイレベルとすることで同様にトランジスタ１１がＯＮとなり、電源線３にバッテリ１の電源が供給されるようになっている。

そして、本発明の特徴的な構成として、テストモード回路１２内部の負論理ＯＲゲート１４のもう一方の入力端子には、ＮＯＴゲート１５を介して電源線３が接続されている。即ち、イグニッションリレー２の接点２ａが閉じることでバッテリ１の電源電圧が電源線３に供給された場合は、ＮＯＴゲート１５の出力端子レベルがハイからロウに変化することで、テストモード回路１２のロジック回路部はＯＲゲート１４を介してリセットされるように構成されている。

次に、本実施例の作用について図２及び図３も参照して説明する。図２は、車両の停止状態における制御ＩＣ８の動作状態の一例を示すタイミングチャートである。制御ＩＣ８をＥＣＵ６に搭載して実際の車両制御に使用する場合には、制御ＩＣ８をテストモードで動作させる必要はない。従って、テスト端子１３は全てＥＣＵ６の回路グランドに接続し、テストモード回路１２におけるテストモード出力ロジックはリセットされるようにしておくのが通常である。

即ち、図２（ａ）に示すように、車両の停止時においてＩＧメインスイッチ５はＯＦＦであり、ＮＯＴゲート９の入力端子レベルである「ＩＧメインＳＷ入力」はハイレベルとなっている（図２（ｂ）参照）。そして、テスト端子１３Ｒがグランドレベルであれば「テストモード出力」はロウレベルであるから（図２（ｇ）参照）、トランジスタ１１のコレクタの「ＩＧリレー出力」はハイレベルとなっている（図２（ｃ）参照）。

ところが、車両に搭載されるＩＣに対しては、車両の走行中に受ける振動や大きな気温差などの強いストレスがかかり易い状態にある。そのため、テスト端子１３Ｒが回路グランドの配線パターン（ランド）から外れてしまい開放状態となることも想定される。そして、開放状態となったテスト端子１３Ｒに外部ノイズが印加されることで端子レベルがハイになると、ＯＲゲート１４の出力端子がハイレベルとなり（図２（ｆ）参照）テストモード回路１のリセットが解除されると共に「テストモード出力」がハイレベルに変化したものする（図２（ｇ）参照）。

すると、トランジスタ１１がＯＮして「ＩＧリレー出力」はロウレベルに変化し（図２（ｃ）参照）、ＩＧリレー２の接点２ａがＯＦＦからＯＮとなる（図２（ｄ）参照）。この時、ＮＯＴゲート１５の入力端子レベルである「ＩＧ検出入力」はロウレベルからハイレベルに変化するので（図２（ｅ）参照）、それを受けてＯＲゲート１４の出力端子がロウレベルとなり（図２（ｆ）参照）、テストモード回路１２はリセットされ、「テストモード出力」がロウレベルに変化する（図２（ｇ）参照）。

そして、「テストモード出力」がロウレベルになれば、それに応じて「ＩＧリレー出力」はハイレベルに（図２（ｃ）参照）、ＩＧリレー２の接点２ａはＯＦＦに（図２（ｄ）参照）、「ＩＧ検出入力」はロウレベルに（図２（ｅ）参照）順次変化する。この時点で、テスト端子１３Ｒのレベルがロウに戻っていれば制御ＩＣ８は正常な停止状態に戻るが、図中に破線で示すようにテスト端子１３Ｒがハイレベルのままであれば、上記シーケンスを繰り返すことになる。

また、図３は、運転者によってＩＧメインスイッチ５がＯＮ操作され、車両のエンジンが起動された状態、若しくは走行状態となった場合を示す。初期状態として、図２のケースと同様に、テスト端子１３Ｒが開放状態になると共に外部ノイズが印加されて端子レベルがハイになり、ＯＲゲート１４の出力端子がハイレベルになっているものとする（図２（ｆ）参照）。ＩＧメインスイッチ５がＯＮになると（図２（ａ）参照）、「ＩＧメインＳＷ入力」レベルはハイからロウに変化する（図２（ｂ）参照）。すると、トランジスタ１１がＯＮして「ＩＧリレー出力」レベルはハイからロウに変化する（図２（ｃ）参照）。

以降は、図２のケースと同様であり、ＩＧリレー２の接点２ａがＯＦＦからＯＮとなり（図３（ｄ）参照）、「ＩＧ検出入力」レベルはロウからハイに変化し（図３（ｅ）参照）、ＯＲゲート１４の出力端子レベルがロウとなり（図３（ｆ）参照）テストモード回路１２は確実にリセットされ、「テストモード出力」がロウレベルに固定される（図２（ｇ）参照）。この場合、外部ノイズなどの影響により「テストモード出力」がハイレベルに変化したとしても、トランジスタ１１のＯＮ状態は変わらずに保持されるので動作上の問題はない。

以上のように本実施例によれば、制御ＩＣ８を、ＩＧメインスイッチ５のＯＮに伴ってリレー２が閉じられた場合にテストモード回路１２をリセットするように構成した。また、制御ＩＣ８は、テストモード回路１２によりテストモードに移行した場合、リレー２が閉じて電源線３にバッテリ１より供給される電源電圧が与えられることで、ＩＧメインスイッチ５がＯＮされた場合と同様に電源線３のレベルが変化する構成である。従って、制御ＩＣ８が何らかの原因でテストモードに移行していても、ＩＧメインスイッチ５のＯＮに伴ってテストモード回路１２をリセットすれば、そのテストモードは解除される。従って、制御ＩＣ８が不用意にテストモードに移行してしまった場合のフェイルセーフ対策を簡単に採ることができ、制御ＩＣ８の信頼性を向上させることができる。

そして、テストモード回路１２のロジック回路部を、テスト端子１３Ｒの設定レベルと電源線３のレベルとのＯＲ条件によってリセットするので、テスト端子１３Ｒが開放状態になったとしても、ＩＧメインスイッチ５がＯＮされればＩＧリレー２が閉じることで電源線３のレベルが変化して、ロジック回路部を確実にリセットさせることができる。また、本発明を、車両制御用野ＥＣＵ６に搭載される電源制御用のＩＣ８に適用したことで、厳しい環境下で動作せざるを得ない制御ＩＣ８について、電源供給制御の信頼性を向上させることができる。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
ロジック回路部のリセットは、ハイアクティブであっても良い。
ＣＰＵ７は、必要に応じて設ければ良く、ＮＯＴゲート９の入力端子を抵抗４及びＩＧメインスイッチ５の共通接続点に直結しても良い。
バッテリ電源電圧のハイレベル入力に問題がある場合は、適宜レベル変換を行うようにすれば良い。
車両に搭載される制御ＩＣに適用を限ることはない。また、電源制御用のＩＣに限ることもなく、開閉スイッチのＯＮ，ＯＦＦに応じて、外部より電圧信号線に電圧信号を伝達するように構成されるものであれば適用が可能である。

本発明を車両制御用のＥＣＵに搭載される電源制御ＩＣに適用した場合の一実施例であり、ＥＣＵの構成を本発明の要旨に係る部分のみ示す図 車両の停止状態における制御ＩＣの動作状態の一例を示すタイミングチャート ＩＧメインスイッチがＯＮ操作され、車両のエンジンが起動された状態に対応する図２相当図

符号の説明

図面中、１はバッテリ（電源）、２ａは常開接点（開閉スイッチ）、３は電源線（電圧信号線）、５はＩＧメインスイッチ（イグニッションスイッチ，外部操作スイッチ）、８は制御ＩＣ、１２はテストモード回路、１３はテスト端子（外部端子）、１４はＯＲゲートを示す。

Claims (8)

1. 外部操作スイッチがＯＮされると、電圧信号線に挿入されている開閉スイッチを閉じることで外部より与えられる電圧信号を他の回路部に供給する制御用ＩＣに内蔵され、当該制御用ＩＣをテストモードに移行させる場合にも前記開閉スイッチを閉じるように動作するテストモード回路であって、
   前記外部操作スイッチのＯＮに伴って前記開閉スイッチが閉じられた場合は、前記電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化することに応じてテストモード設定用のロジック回路部がリセットされるように構成され、
   前記ロジック回路部は、外部端子の設定レベルと、前記電圧信号線のレベルとの論理和条件によってリセットされていることを特徴とするテストモード回路。
2. 前記外部より与えられる電圧信号は、電源電圧であることを特徴とする請求項１記載のテストモード回路。
3. 外部操作スイッチがＯＮされると、電圧信号線に挿入されている開閉スイッチを閉じることで外部より与えられる電圧信号を他の回路部に供給する制御用ＩＣに内蔵され、当該制御用ＩＣをテストモードに移行させる場合にも前記開閉スイッチを閉じるように動作するテストモード回路であって、
   前記外部操作スイッチのＯＮに伴って前記開閉スイッチが閉じられた場合は、前記電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化することに応じてテストモード設定用のロジック回路部がリセットされるように構成されていることを特徴とするテストモード回路。
4. 前記制御用ＩＣは、車両に搭載されるＩＣであり、
   前記外部操作スイッチは、車両のイグニッションスイッチであることを特徴とする請求項２又は３記載のテストモード回路。
5. 外部操作スイッチがＯＮされると、電圧信号線に挿入されている開閉スイッチを閉じることで外部より与えられる電圧信号を他の回路部に供給する制御用ＩＣに内蔵され、当該制御用ＩＣをテストモードに移行させる場合にも前記開閉スイッチを閉じるように動作するテストモード回路のリセット制御方法であって、
   前記外部操作スイッチのＯＮに伴って前記開閉スイッチが閉じられた場合は、前記電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化することに応じてテストモード設定用のロジック回路部をリセットすると共に、前記ロジック回路部を、外部端子の設定レベルと前記電圧信号線のレベルとの論理和条件によってリセットすることを特徴とするテストモード回路のリセット制御方法。
6. 前記外部より与えられる電圧信号は、電源電圧であることを特徴とする請求項５記載のテストモード回路のリセット制御方法。
7. 外部操作スイッチがＯＮされると、電圧信号線に挿入されている開閉スイッチを閉じることで外部より与えられる電圧信号を他の回路部に供給する制御用ＩＣに内蔵され、当該制御用ＩＣをテストモードに移行させる場合にも前記開閉スイッチを閉じるように動作するテストモード回路のリセット制御方法であって、
   前記外部操作スイッチのＯＮに伴って前記開閉スイッチが閉じられた場合は、前記電圧信号線のロジックレベルがハイレベルに変化することに応じてテストモード設定用のロジック回路部をリセットすることを特徴とするテストモード回路のリセット制御方法。
8. 前記制御用ＩＣは、車両に搭載されるＩＣであり、
   前記外部操作スイッチは、車両のイグニッションスイッチであることを特徴とする請求項６又は７記載のテストモード回路のリセット制御方法。

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