特許 7447770 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/48 20060101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

G06F9/48 300Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020193537

(22)【出願日】2020-11-20

(65)【公開番号】P2022082147

(43)【公開日】2022-06-01

【審査請求日】2023-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】村西 悠

(72)【発明者】

【氏名】松岡 英治

【審査官】三坂 敏夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１６１９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０６１５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８８４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１７５０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ９／４５５－９／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一つ以上のマイコン（２０、４０）を備える制御装置（１０）であって、
前記マイコンは、
異なる実行タイミングを規定する複数のＰＷＭ信号をそれぞれ生成するタイマ（２４、２６、２８、４４、４６、４８）と、
前記ＰＷＭ信号のデューティと、前記ＰＷＭ信号の周期として、基準となる同期信号の周期の倍数または約数を前記タイマに設定し、異なる前記実行タイミングを規定する複数の前記ＰＷＭ信号をそれぞれの前記タイマに生成させるように構成された信号設定部（２２、４２）と、
前記タイマが生成する前記ＰＷＭ信号の周期と前記ＰＷＭ信号により規定される前記実行タイミングとに基づいて周期処理を実行するように構成された周期処理部（２２、３０、３２、３４、４２、５０、５２、５４）と、
を備え、
前記信号設定部は、少なくとも一つ前記ＰＷＭ信号のデューティを所定のタイミングで０％に設定して対応する前記周期処理の実行を停止するように構成されている、
制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記信号設定部は、少なくとも１つの前記ＰＷＭ信号のデューティを所定のタイミングで０％に設定して対応する前記周期処理の実行を停止することにより、対応する前記周期処理の実行の順番を変更するように構成されている、
制御装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の制御装置であって、
複数の前記マイコンを備え、
複数の前記マイコンのうちの一つの前記信号設定部は、前記同期信号を生成して他の前記マイコンに送信するように構成されており、
他の前記マイコンの前記信号設定部は、受信する前記同期信号の周期に基づいて前記ＰＷＭ信号の周期を設定するように構成されている、
制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記信号設定部は、複数の前記タイマのそれぞれに、同じ周期と異なるデューティとを設定するように構成されている、
制御装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記信号設定部は、少なくとも一つの前記ＰＷＭ信号のデューティを動的に変更するように構成されている、
制御装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記周期処理部は、前記ＰＷＭ信号の立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングを前記周期処理の前記実行タイミングとするように構成されている、
制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、実行タイミングの異なる複数の周期処理を実行する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

実行タイミングの異なる複数の周期処理を実行する技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、一方のマイコンが他のマイコンから受信する２００μｓ周期の同期信号に基づいて、異なるタイミングで周期処理を実行する技術が記載されている。

【0003】

特許文献１に記載されている技術では、２００μｓ周期用タイマと４００μｓ周期用タイマとを動作させ、それぞれのタイマと所定の基準値とのコンペアマッチにより、２００μｓ周期処理の実行タイミングと４００μｓ周期処理の実行タイミングとを決定している。２００μｓ周期用タイマと４００μｓ周期用タイマとは、２００μｓ周期の同期信号に基づいて、それぞれ２００μｓ周期毎、４００μｓ周期毎にリセットされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１６１９４４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、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１のように、基準値とのコンペアマッチにより周期処理の実行タイミングを決定し、基準となる同期信号に基づいてタイマをリセットする技術では、実行タイミングと実行周期とを設定する自由度が低いという課題が見出された。

【0006】

本開示の一つの局面は、実行タイミングの異なる複数の周期処理の周期と実行タイミングとを設定する自由度が高い技術を提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一つの態様による制御装置（１０）は、一つ以上のマイコン（２０、４０）を備える。マイコンは、タイマ（２４、２６、２８、４４、４６、４８）と、信号設定部（２２、４２）と、周期処理部（２２、３０、３２、３４、４２、５０、５２、５４）と、を備える。

【0008】

タイマは、異なる実行タイミングを規定する複数のＰＷＭ信号をそれぞれ生成する。信号設定部は、ＰＷＭ信号のデューティと、ＰＷＭ信号の周期として、基準となる同期信号の周期の倍数または約数をタイマに設定し、異なる実行タイミングを規定する複数のＰＷＭ信号をそれぞれのタイマに生成させる。周期処理部は、タイマが生成するＰＷＭ信号の周期とＰＷＭ信号により規定される実行タイミングとに基づいて周期処理を実行する。

【0009】

このような構成によれば、ＰＷＭ信号を生成するタイマに周期とデューティとを設定することにより、周期処理の周期と実行タイミングとを容易に設定できる。したがって、周期処理の周期と実行タイミングとを設定する自由度が高い。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の制御装置を示すブロック図。

【図2】マイコンのＰＷＭ処理を示すフローチャート。

【図3】マイコンの周期処理を示すタイムチャート。

【図4】マイコンの他の周期処理を示すタイムチャート。

【図5】マイコンの他の周期処理を示すタイムチャート。

【図6】第２実施形態のマイコンの処理を示すフローチャート。

【図7】マイコンの周期処理を示すタイムチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す制御装置１０は、２個のマイコン２０、４０を備える。制御装置１０は、インバータ２を制御し、ＡＳＩＣ４と通信する。ＡＳＩＣは、Application Specific Integrated Circuitの略である。インバータ２は、例えばＰＷＭ制御によりモータの回転数等を制御する。

【0012】

マイコン２０は、ＣＰＵ２２と、タイマ２４、２６、２８と、Ａ／Ｄ変換器３０と、ＤＭＡ３２と、ＳＥＮＴ通信部３４と、を備えている。ＳＥＮＴは、Single Edge Nibble Transmissionの略である。マイコン４０は、ＣＰＵ４２と、タイマ４４、４６、４８と、Ａ／Ｄ変換器５０と、ＤＭＡ５２と、ＳＥＮＴ通信部５４と、を備えている。

【0013】

マイコン４０の構成はマイコン２０と実質的に同一であるから、以下、主にマイコン２０の構成および処理について説明する。
ＣＰＵ２２は、タイマ２４、２６、２８が生成するＰＷＭ信号の周期とデューティとを設定する。図１では、マイコン２０は３個のタイマ２４、２６、２８を備えているが、タイマの数は３個に限るものではなく、複数であれば何個でもよい。

【0014】

タイマ２４、２６、２８は、ＰＷＭタイマであり、ＣＰＵ２２により設定された周期とデューティとにより規定されるＰＷＭ信号を生成して出力する。
タイマ２４、２６、２８が生成するＰＷＭ信号により規定される周期およびタイミングに応じて、ＣＰＵ２２においてソフトウェアによる周期処理が実行される。また、タイマ２４、２６、２８が生成するＰＷＭ信号により規定される周期およびタイミングに応じて、Ａ／Ｄ変換器５０とＤＭＡ５２とＳＥＮＴ通信部５４とにおいてハードウェアによる周期処理が実行される。

【0015】

また、タイマ２４、２６、２８が生成するＰＷＭ信号のいずれかが、モータに対するインバータ２によるＰＷＭ制御の制御信号として使用される。
［１－２．処理］
第１実施形態において、マイコン２０が実行する処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。マイコン２０は、起動されると図２の処理の実行を開始する。マイコン４０でも同様の処理が実行される。

【0016】

Ｓ４００においてＣＰＵ２２は、タイマ２４、２６、２８に対してＰＷＭの設定、つまり周期とデューティとを設定済みか否かを判定する。Ｓ４００の判定がＹｅｓである、つまりタイマ２４、２６、２８に対してＰＷＭを設定済みであれば、処理はＳ４０８に移行する。

【0017】

Ｓ４００の判定がＮｏである、つまりタイマ２４、２６、２８に対してＰＷＭを未設定であれば、Ｓ４０２においてＣＰＵ２２は、タイマ２４、２６、２８の周期とデューティとを設定する。

【0018】

図３では、ＣＰＵ２２は、タイマ２４、２６、２８のうち２個のタイマに対して、ＰＷＭ信号の周期として同じ２００μｓを設定する。マイコン４０のＣＰＵ４２も、タイマ４４、４６、４８のうち２個のタイマに対して、ＰＷＭ信号の周期として同じ２００μｓを設定する。

【0019】

マイコン２０、４０において、図３に示す２００μｓ周期処理Ａ、２００μｓ周期処理ＢのＰＷＭ信号のデューティは、２００μｓ周期処理Ａ、２００μｓ周期処理Ｂの実行タイミングに応じて、予め決められている。

【0020】

Ｓ４０４においてＣＰＵ２２は、タイマ２４、２６、２８の実行を開始するタイミングであるか否かを判定する。ＣＰＵ２２は、マイコン２０の内部または外部から図３に示すトリガ信号を受信すると、タイマ２４、２６、２８の実行を開始するタイミングであると判定する。

【0021】

Ｓ４０４の判定がＹｅｓである、つまりタイマ２４、２６、２８の実行を開始するタイミングの場合、Ｓ４０６においてＣＰＵ２２は、２００μｓ周期の同期信号を生成し、タイマ２４、２６、２８の実行を開始する。例えば、ＣＰＵ２２は、内部またか外部からトリガ信号を受信すると、タイマ２４、２６、２８の実行を開始するタイミングであると判定する。ＣＰＵ２２は、Ｓ４０６の処理を実行すると、処理をＳ４００に移行する。

【0022】

マイコン４０のＣＰＵ４２は、マイコン２０から送信された同期信号を受信すると、タイマ４４、４６、４８の実行を開始するタイミングであると判定する。
Ｓ４０８において、タイマ２４、２６、２８に設定したデューティにより、いずれかのタイマ２４、２６、２８のＰＷＭ信号が立ち下がるタイミングであるか否かが判定される。Ｓ４０８の判定がＹｅｓである、つまりいずれかのタイマ２４、２６、２８のＰＷＭ信号が立ち下がると、Ｓ４１０において、該当する２００μｓ周期の周期処理が、ＣＰＵ２２、Ａ／Ｄ変換器３０、ＤＭＡ３４、ＳＥＮＴ通信部３４のいずれかで実行される。

【0023】

周期処理として、ＣＰＵ２２によるソフトウェア処理、あるいはＡ／Ｄ変換器３０、ＤＭＡ３４、ＳＥＮＴ通信部３４等の起動とハードウェア処理とが実行される。該当する周期処理の実行が終了すると、処理はＳ４００に移行する。

【0024】

図３に示すように、マイコン２０、４０のそれぞれにおいて、同じ２００μｓ周期の周期処理であっても、タイマに設定されるデューティによって、周期処理の実行タイミングは異なる。

【0025】

また、図４に示すように、例えばマイコン２０において、タイマ２４、２６、２８に設定する周期を、２００μｓ周期の同期信号の倍数または約数である１倍、２倍、１／２倍にし、各周期に対応する２４、２６、２８のデューティを設定する。これにより、４００μｓ周期、２００μｓ周期、１００μｓ周期の異なる周期の周期処理を異なるタイミングで実行できる。

【0026】

また、図５に示す２００μｓ周期処理のように、２００μｓ周期処理のＰＷＭ信号の立ち上がりタイミングで周期処理が実行されてもよい。
尚、第１実施形態では、各周期で１回周期処理が実行されるので、異なる周期の周期処理であれば、周期の短い周期処理から実行が開始される。また、同じ周期の周期処理であれば、デューティの小さい周期処理から実行が開始される。

【0027】

［１－３．効果］
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）タイマに周期とデューティとを設定することにより、高い自由度で容易に周期処理の周期と実行タイミングとを設定できる。

【0028】

尚、前述した第１実施形態では、ＣＰＵ２２、４２が周期処理部と信号設定部とに対応し、Ａ／Ｄ変換器３０、５０とＤＭＡ３２、５２とＳＥＮＴ通信部３４、５４とが周期処理部に対応する。
［２．第２実施形態］
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0029】

前述した第１実施形態では、異なる周期の周期処理であれば、周期の短い周期処理から実行が開始された。これに対し、第２実施形態では、異なる周期の周期処理の実行順序を変更できる点で、第１実施形態と相違する。

【0030】

［２－２．処理］
第２実施形態において、マイコン２０が、第１実施形態の図２に示す処理に代えて実行する処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。なお、図６におけるＳ４２０～Ｓ４２６、Ｓ４３０、Ｓ４３２の処理は、図２におけるＳ４００～Ｓ４１０の処理と同様であるため、説明を一部簡略化している。

【0031】

Ｓ４２０の判定がＮｏである、つまりタイマ２４、２６、２８のＰＷＭを未設定であれば、ＣＰＵ２２はＳ４２２～Ｓ４２６の処理を実行し、処理をＳ４２０に移行する。
Ｓ４２０の判定がＹｅｓである、つまりタイマ２４、２６、２８のＰＷＭを設定済みであれば、Ｓ４２８においてＣＰＵ２２は、周期処理の実行タイミングの順番を変更するか否かを判定する。Ｓ４２８の判定がＮｏである、つまり周期処理の実行タイミングを変更しない場合、ＣＰＵ２２はＳ４３０、Ｓ４３２の処理を実行し、処理をＳ４２０に移行する。

【0032】

Ｓ４２８の判定がＹｅｓである、つまり周期処理の実行タイミングを変更する場合は、例えば、マイコン２０の内部または外部から第１実施形態の図３に示すトリガ信号を受信した場合である。この場合、第２実施形態では、１回目の２００μｓ周期処理Ａを実行しない。

【0033】

例えば、図７において、周期が同じ２００μｓ周期処理Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、２００μｓ周期処理Ｃがインバータ制御を実行し、２００μｓ周期処理Ｂが２００μｓ周期処理Ｃのインバータ制御の実行結果に基づいてフィードバック処理を実行する。そして、２００μｓ周期処理Ａに２００μｓ周期処理Ｂのフィードバック制御の結果を反映させることがある。

【0034】

ここで、２００μｓ周期処理ＡのＰＷＭ信号のデューティは、２００μｓ周期処理Ｂ、ＣのＰＷＭ信号のデューティよりも小さい。したがって、同じタイミングで２００μｓ周期処理Ａ、Ｂ、ＣのＰＷＭ信号の周期とデューティとを設定すると、図７の点線で示す１回目の２００μｓ周期処理Ａの前には２００μｓ周期処理Ｂ、Ｃが実行されていない。

【0035】

その結果、１回目の２００μｓ周期処理Ａを実行するときに、２００μｓ周期処理Ｂのフィードバック制御の結果を反映させることができない。
したがって、ＣＰＵ２２は、２００μｓ周期の同期信号の１回目の立ち上がりタイミングで２００μｓ周期処理Ａ、Ｂ、ＣのＰＷＭ信号の周期とデューティとを設定する場合、Ｓ４２８の判定はＹｅｓであると判定する。つまり、ＣＰＵ２２は、２００μｓ周期処理Ａの実行タイミングを変更して停止するタイミングであると判定し、処理をＳ４３４に移行する。

【0036】

Ｓ４３４においてＣＰＵ２２は、周期処理の実行タイミングの順番を変更できるタイミングであるか否かを判定する。Ｓ４３４の判定がＹｅｓである、つまり周期処理の実行タイミングを変更できるタイミングである場合、Ｓ４３６においてＣＰＵ２２は、周期処理に対応するタイマのＰＷＭを設定し周期処理の実行タイミングを変更する。

【0037】

Ｓ４３６で周期処理の実行タイミングを変更すること、例えば、図７において２００μｓ周期処理Ａに対応するタイマのデューティを０％に設定することにより、１回目の２００μｓ周期処理Ａの実行を停止できる。

【0038】

そして、図７において、２回目の２００μｓ周期の同期信号の立ち上がりタイミングでは、２００μｓ周期処理Ａについて、Ｓ４２８の判定はＹｅｓになる。この場合、ＣＰＵ２２は、２００μｓ周期処理ＡのＰＭＷ信号に、２００μ周期と０％以外の所定のデューティとを設定する。これにより、２回目の２００μｓ周期の同期信号の立ち上がりタイミングに同期して、１回目の２００μｓ周期処理Ａが実行される。

【0039】

これにより、２００μｓ周期処理Ｂが２００μｓ周期処理Ｃのインバータ制御の実行結果に基づいてフィードバック処理を実行してから、１回目の２００μｓ周期処理Ａに、２００μｓ周期処理Ｂのフィードバック制御の結果を反映させることができる。

【0040】

［２－３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）に加え、以下の効果を得ることができる。

【0041】

（２ａ）周期処理の実行タイミングの順番を変更したいときに対応するタイマのＰＷＭを設定することにより、適切なタイミングで周期処理の実行タイミングを動的に変更できる。
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0042】

（３ａ）上記実施形態では、制御装置１０は２個のマイコン２０、４０を備えているが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置１０は１個または３個以上のマイコンを備えてもよい。

【0043】

（３ｂ）上記実施形態では、図７に示すように、複数の周期処理のうち、１個の周期処理について、１回目のＰＷＭ信号のデューティを動的に０％にして、該当する周期処理の実行を停止した。これに対し、１回目に限らず、所定のタイミングでＰＷＭ信号のデューティを動的に０％にして、該当する周期処理の実行を停止してもよい。また、所定のタイミングで動的にデューティを０％以外の値に設定して、該当する周期処理の実行タイミングをずらしてもよい。

【0044】

（３ｃ）本開示に記載の制御装置１０およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つまたは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置１０およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置１０およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。制御装置１０に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

【0045】

（３ｄ）上記実施形態における一つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、一つの構成要素が有する一つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、一つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される一つの機能を、一つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。

【0046】

（３ｅ）前述した制御装置の他、当該制御装置を構成要素とするシステム、当該制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【符号の説明】

【0047】

１０：制御装置、２０、４０：マイコン、２２、４２：ＣＰＵ（周期処理部、信号設定部）、２４、２６、２８、４４、４６、４８：タイマ、３０、５０：Ａ／Ｄ変換器（周期処理部）、３２、５２：ＤＭＡ（周期処理部）、３４、５４：ＳＥＮＴ通信部（周期処理部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】