JP2023116248A

JP2023116248A - Electronic control device

Info

Publication number: JP2023116248A
Application number: JP2022018945A
Authority: JP
Inventors: 史和二瓶; Fumikazu Nihei; 圭真田; Kei Sanada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2022-02-09
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2023-08-22

Abstract

To provide an electronic control device which can suppress application of high voltage while maintaining power supply to a control circuit.SOLUTION: An electronic control device 10 comprises: a control circuit 20 which executes vehicle control; and a multi-phase power supply 30 which supplies power to the control circuit 20. A monitoring circuit 35 and a determination unit 371 individually detect short-circuit failures of switching elements 311 on a high side. An instruction unit 372 and a drive circuit 36 selectively turn OFF an isolating switch 34 provided in a power supply circuit 31 having the switching element 311 in which the short-circuit failure is detected, and maintain ON of an isolating switch 34 provided in the power supply circuit 31 having the switching element 311 in which the short-circuit failure is not detected.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この明細書における開示は、電子制御装置に関する。 The disclosure herein relates to electronic controllers.

特許文献１は、マルチフェーズ電源を開示している。マルチフェーズ電源は、入力電圧を降圧し、負荷に電源を供給する。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。 Patent Document 1 discloses a multi-phase power supply. Multiphase power supplies step down the input voltage to power the load. The contents of the prior art documents are incorporated by reference as descriptions of technical elements in this specification.

特開２０１８－７３５７号公報JP 2018-7357 A

特許文献１のマルチフェーズ電源は、インダクタのショート故障を個別に検出するショート検出回路を備える。しかしながら、ハイサイドスイッチのショート故障について検出することができない。このため、ハイサイドスイッチがショート故障すると、負荷に入力電圧、つまり高電圧が印加されてしまう。 The multi-phase power supply disclosed in Patent Document 1 includes a short detection circuit that individually detects short-circuit failures of inductors. However, it is not possible to detect a short failure of the high side switch. Therefore, when the high-side switch short-circuits, the input voltage, that is, the high voltage is applied to the load.

これに対し、マルチフェーズ電源の出力電圧をモニタし、出力電圧の変動からハイサイドスイッチのショート故障を検出する構成も考えられる。この手法では、いずれのハイサイドスイッチがショート故障しているのか判別することができない。このため、負荷に入力電圧が印加されるのを避けるには、すべての電源回路による通電経路を遮断しなければならない。 On the other hand, a configuration is also conceivable in which the output voltage of the multi-phase power supply is monitored and a short-circuit failure of the high-side switch is detected from fluctuations in the output voltage. With this method, it is not possible to determine which high-side switch has a short failure. Therefore, in order to prevent the input voltage from being applied to the load, it is necessary to cut off the energization paths of all the power supply circuits.

しかしながら、マルチフェーズ電源から、車両制御を実行する制御回路に電源を供給する構成の場合、ハイサイドスイッチのショート故障によって制御回路への電源供給が突然絶たれることになり、車両制御が実行できなくなる。また、すべての通電経路を遮断したとしても、出力電圧が変動してから通電経路を遮断するまでの間は、負荷に入力電圧が印加されてしまう。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、マルチフェーズ電源を備える電子制御装置にはさらなる改良が求められている。 However, in the case of a configuration in which power is supplied from a multi-phase power supply to a control circuit that executes vehicle control, a short failure in the high-side switch suddenly cuts off power supply to the control circuit, making it impossible to execute vehicle control. . Moreover, even if all the energization paths are cut off, the input voltage will be applied to the load from the time when the output voltage fluctuates until the energization paths are cut off. In view of the above, or in other aspects not mentioned, there is a need for further improvements in electronic control units with multi-phase power supplies.

開示されるひとつの目的は、制御回路への電源供給を維持しつつ、高電圧が印加されるのを抑制できる電子制御装置を提供することにある。 One object of the disclosure is to provide an electronic control device capable of suppressing application of a high voltage while maintaining power supply to a control circuit.

ここに開示された電子制御装置は、
車両制御を実行する制御回路（２０）と、
入力電圧を降圧し、制御回路に電源を供給するマルチフェーズ電源（３０）と、を備え、
マルチフェーズ電源は、
入力電圧が入力される電源ラインとグランドラインとの間で直列接続されたハイサイドスイッチ（３１１）およびローサイドスイッチ（３１２）と、一端がハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの接続点に接続され、他端が制御回路への出力ラインに接続されたインダクタ（３１３）と、をそれぞれ有し、電源ラインと出力ラインを互いに共通とする複数の電源回路（３１）と、
出力ラインに接続された、複数の電源回路に共通のコンデンサ（３２）と、
複数の電源回路のそれぞれにおいて、電源ラインから出力ラインに至る通電経路に設けられた遮断スイッチ（３４）と、
複数の電源回路におけるハイサイドスイッチのショート故障を個別に検出するショート検出部（３５，３７１）と、を含み、
ショート故障が検出されると、ショート故障が検出されたハイサイドスイッチを有する電源回路の遮断スイッチを選択的にオフし、ショート故障が検出されていないハイサイドスイッチを有する電源回路の遮断スイッチのオンを維持する。 The electronic controller disclosed herein is
a control circuit (20) for performing vehicle control;
a multi-phase power supply (30) that steps down the input voltage and supplies power to the control circuit;
multiphase power supply
A high-side switch (311) and a low-side switch (312) connected in series between a power supply line to which an input voltage is input and a ground line, one end of which is connected to a connection point between the high-side switch and the low-side switch, and the other a plurality of power supply circuits (31) each having an inductor (313) connected at one end to an output line to the control circuit, the power supply line and the output line being common to each other;
a capacitor (32) common to a plurality of power supply circuits, connected to the output line;
In each of the plurality of power supply circuits, a cut-off switch (34) provided in an energization path from the power supply line to the output line;
a short-circuit detection unit (35, 371) for individually detecting short-circuit failures of high-side switches in a plurality of power supply circuits,
When a short-circuit fault is detected, selectively turning off the cut-off switch of the power circuit having the high-side switch in which the short-circuit fault is detected, and turning on the cut-off switch of the power circuit having the high-side switch in which the short-circuit fault is not detected. to maintain

開示された電子制御装置によれば、ハイサイドスイッチのショート故障を個別に検出し、ショート故障が生じたハイサイドスイッチを有する電源回路の遮断スイッチのみを、直ちにオフすることができる。これにより、制御回路への電源供給を維持しつつ、高電圧が印加されるのを抑制することができる。 According to the disclosed electronic control device, it is possible to individually detect a short-circuit failure of a high-side switch and immediately turn off only the cutoff switch of the power supply circuit having the high-side switch in which the short-circuit failure has occurred. This makes it possible to suppress the application of a high voltage while maintaining the power supply to the control circuit.

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The multiple aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. Reference numerals in parentheses described in the claims and this section are intended to exemplify the correspondence with portions of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. Objects, features, and advantages disclosed in this specification will become clearer with reference to the following detailed description and accompanying drawings.

電子制御装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an electronic control unit. マルチフェーズ電源を示す図である。Fig. 2 shows a multiphase power supply; 動作の一例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an example of operation;

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。本実施形態に係る電子制御装置は、車両に搭載される。電子制御装置は、車載機器を制御する。電子制御装置は、ＥＣＵと称されることがある。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。一例として電子制御装置は、自動運転ＥＣＵである。 Embodiments will be described below based on the drawings. An electronic control unit according to this embodiment is mounted on a vehicle. The electronic control unit controls the in-vehicle equipment. An electronic control unit is sometimes called an ECU. ECU is an abbreviation for Electronic Control Unit. As an example, the electronic control unit is an automatic driving ECU.

電子制御装置（自動運転ＥＣＵ）は、周辺監視センサ、車両状態センサ、ロケータ、Ｖ２Ｘ車載器などとともに、自動運転システムを構築する。電子制御装置は、このシステムの主体（主要部）をなす。システムは、自車両を自律的に走行させる、いわゆる自動運転機能を提供する。運転操作の自動化の度合い（自動化レベル）としては、たとえば米国自動車技術会（ＳＡＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）が定義しているように、複数のレベルが存在し得る。自動化レベルは、たとえばＳＡＥの定義では、以下のようにレベル０～５の６段階に区分される。 The electronic control unit (autonomous driving ECU) builds an autonomous driving system together with peripheral monitoring sensors, vehicle state sensors, locators, V2X on-board equipment, etc. The electronic controller forms the main body (major part) of this system. The system provides a so-called automatic driving function that allows the vehicle to run autonomously. As the degree of automation of the driving operation (automation level), there can be a plurality of levels as defined by, for example, the Society of Automotive Engineers of America (SAE International). For example, according to the SAE definition, the automation level is divided into 6 stages of levels 0 to 5 as follows.

レベル０は、システムが介入せずに運転席乗員としてのユーザがすべての運転タスクを実施するレベルである。運転タスクには、たとえば操舵および加減速が含まれる。また、運転タスクには、たとえば車両前方など、車両の周辺を監視することも含まれる。レベル０は、いわゆる完全手動運転レベルに相当する。レベル１は、操舵と加減速とのいずれかをシステムがサポートするレベルである。レベル２は、操舵操作と加減速操作のうちの複数をシステムがサポートするレベルである。レベル１～２は、いわゆる運転支援レベルに相当する。 Level 0 is the level at which the user as the driver's seat occupant performs all driving tasks without system intervention. Driving tasks include, for example, steering and acceleration/deceleration. Driving tasks also include monitoring the vehicle's surroundings, for example, in front of the vehicle. Level 0 corresponds to the so-called fully manual driving level. Level 1 is the level at which the system supports either steering or acceleration/deceleration. Level 2 is a level at which the system supports a plurality of steering operations and acceleration/deceleration operations. Levels 1 and 2 correspond to so-called driving assistance levels.

レベル３は、運行設計領域（ＯＤＤ）内においてシステムがすべての運転タスクを実行する一方、緊急時にはシステムからユーザに操作権限が移譲されるレベルである。ＯＤＤは、Operational Design Domainの略称である。ＯＤＤは、たとえば走行位置が高速道路内であること等の、自動運転を実行可能な条件を規定するものである。レベル４は、対応不可能な所定の道路、極限環境等の特定状況下を除き、システムがすべての運転タスクを実施するレベルである。レベル４は、ＯＤＤ内にてシステムがすべての運転タスクを実施するレベルに相当する。レベル５は、あらゆる環境下でシステムがすべての運転タスクを実施可能なレベルである。レベル３～５が、いわゆる自動運転に相当する。 Level 3 is a level where the system performs all driving tasks within the operation design domain (ODD), while the system transfers operational authority to the user in an emergency. ODD is an abbreviation for Operational Design Domain. ODD defines conditions under which automatic driving can be executed, such as the driving position being within a highway. Level 4 is the level at which the system performs all driving tasks except under certain conditions such as certain roads, extreme environments, etc., which cannot be handled. Level 4 corresponds to the level at which the system performs all driving tasks within the ODD. Level 5 is the level at which the system can perform all driving tasks under all circumstances. Levels 3 to 5 correspond to so-called automated driving.

＜電子制御装置＞
まず、図１に基づき、電子制御装置の概略構成について説明する。 <Electronic control unit>
First, based on FIG. 1, a schematic configuration of the electronic control unit will be described.

図１に示す電子制御装置１０（自動運転ＥＣＵ）は、周辺監視センサや車両状態センサの検出結果などをもとに走行アクチュエータを制御することにより、運転操作をユーザの代わりに実行する。走行アクチュエータには、たとえば制動装置としてのブレーキアクチュエータや、電子スロットル、操舵アクチュエータなどが含まれる。操舵アクチュエータには、ＥＰＳモータが含まれる。ＥＰＳは、Electric Power Steeringの略称である。 An electronic control unit 10 (automatic driving ECU) shown in FIG. 1 executes a driving operation on behalf of a user by controlling a traveling actuator based on the detection results of surrounding monitoring sensors and vehicle state sensors. The travel actuators include, for example, a brake actuator as a braking device, an electronic throttle, a steering actuator, and the like. The steering actuator includes an EPS motor. EPS is an abbreviation for Electric Power Steering.

なお、電子制御装置１０と走行アクチュエータとの間には、操舵制御を行う操舵ＥＣＵ、加減速制御を行うパワーユニット制御ＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ等、他のＥＣＵが介在してもよい。つまり電子制御装置１０は、直接的に走行アクチュエータを制御してもよいし、間接的に走行アクチュエータを制御してもよい。 Between the electronic control unit 10 and the travel actuators, other ECUs such as a steering ECU that performs steering control, a power unit control ECU that performs acceleration/deceleration control, and a brake ECU may be interposed. That is, the electronic control unit 10 may directly control the travel actuators, or may indirectly control the travel actuators.

電子制御装置１０は、自動化レベルが異なる複数の運転モードを備える。一例として本実施形態の電子制御装置１０は、完全手動モードおよび自動運転モードを切替可能に構成されている。各運転モードは、ユーザが担当する運転タスクの範囲、換言すれば電子制御装置１０（システム）が介入する運転タスクの範囲が異なる。 The electronic control unit 10 has multiple operating modes with different levels of automation. As an example, the electronic control unit 10 of this embodiment is configured to be switchable between a fully manual mode and an automatic operation mode. Each driving mode differs in the range of driving tasks that the user takes charge of, in other words, the range of driving tasks in which the electronic control unit 10 (system) intervenes.

完全手動モードは、上記した自動化レベル０に相当する。完全手動モードは、ユーザがすべての運転タスクを実行する運転モードである。自動運転モードは、電子制御装置１０（システム）がすべての運転タスクを実行する運転モードである。一例として自動運転モードは、自動化レベル３に相当する。自動運転モードは、自動化レベル４や自動化レベル５に相当してもよい。 Fully manual mode corresponds to automation level 0 described above. Full manual mode is a driving mode in which the user performs all driving tasks. The automatic driving mode is a driving mode in which the electronic control unit 10 (system) executes all driving tasks. As an example, the automatic driving mode corresponds to automation level 3. The automatic driving mode may correspond to automation level 4 or automation level 5.

図１に示すように、電子制御装置１０は、制御回路２０と、マルチフェーズ電源３０を備える。電子制御装置１０は、インターフェースをさらに備える。インターフェースは、入出力インターフェースや通信インターフェースを含む。入力回路４０は、入出力インターフェースを構成している。電子制御装置１０は、入力回路４０を介して、たとえばセンシング情報を取得する。電子制御装置１０は、入出力インターフェース（図示しない出力回路）を介して機器に制御信号を出力する。通信回路４１は、通信インターフェースを構成している。電子制御装置１０は、通信回路４１および車載ネットワークの通信バス１００を介して、他のＥＣＵなどと通信可能に接続される。 As shown in FIG. 1, the electronic control unit 10 includes a control circuit 20 and a multiphase power supply 30. As shown in FIG. The electronic controller 10 further comprises an interface. Interfaces include input/output interfaces and communication interfaces. The input circuit 40 constitutes an input/output interface. The electronic control unit 10 acquires, for example, sensing information via the input circuit 40 . The electronic control unit 10 outputs control signals to devices via an input/output interface (output circuit not shown). The communication circuit 41 constitutes a communication interface. The electronic control unit 10 is communicably connected to another ECU or the like via a communication circuit 41 and a communication bus 100 of an in-vehicle network.

制御回路２０は、車両制御を実行する。制御回路２０は、入力回路４０を介してセンシング情報などを取得し、取得したセンシング情報に基づいて走行アクチュエータを制御することにより、運転操作をユーザの代わりに実行する。なお、センサは、周辺監視センサや車両状態センサである。周辺監視センサは、たとえば周辺監視カメラ、ミリ波レーダ、ＬｉＤＡＲ、ソナーなどである。ＬｉＤＡＲは、Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Rangingの略称である。車両状態センサは、たとえば車速センサ、操舵角センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサなどを含む。 The control circuit 20 executes vehicle control. The control circuit 20 acquires sensing information and the like via the input circuit 40, and controls the traveling actuator based on the acquired sensing information, thereby performing driving operations on behalf of the user. In addition, the sensor is a peripheral monitoring sensor or a vehicle state sensor. Perimeter monitoring sensors are, for example, perimeter monitoring cameras, millimeter wave radar, LiDAR, sonar, and the like. LiDAR is an abbreviation for Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging. Vehicle state sensors include, for example, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, and the like.

制御回路２０は、たとえばプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成されている。ＲＡＭは、Random Access Memoryの略称である。ＲＯＭは、Read Only Memoryの略称である。プロセッサは、たとえばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＦＰなどである。ＣＰＵは、Central Processing Unitの略称である。ＭＰＵは、Micro-Processing Unitの略称である。ＧＰＵは、Graphics Processing Unitの略称である。ＤＦＰは、Data Flow Processorの略称である。制御回路２０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵなど、複数種類の演算処理装置を組み合わせて実現されてもよい。 The control circuit 20 includes, for example, a processor, RAM, ROM, and the like. RAM is an abbreviation for Random Access Memory. ROM is an abbreviation for Read Only Memory. A processor is, for example, a CPU, MPU, GPU, DFP, or the like. CPU is an abbreviation for Central Processing Unit. MPU is an abbreviation for Micro-Processing Unit. GPU is an abbreviation for Graphics Processing Unit. DFP is an abbreviation for Data Flow Processor. The control circuit 20 may be implemented by combining multiple types of arithmetic processing units such as a CPU, MPU, and GPU.

制御回路２０は、ＳｏＣとして実現されてもよい。ＳｏＣは、System on Chipの略称である。制御回路２０は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡを用いて実現されてもよい。ＡＳＩＣは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。ＦＰＧＡは、Field-Programmable Gate Arrayの略称である。プログラムの保存媒体としては、ＲＯＭに限定されない。たとえばＨＤＤやＳＳＤなど、多様な記憶媒体を採用可能である。ＨＤＤは、Hard-disk Driveの略称である。ＳＳＤは、Solid State Driveの略称である。 The control circuit 20 may be implemented as an SoC. SoC is an abbreviation for System on Chip. The control circuit 20 may be implemented using an ASIC or FPGA. ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit. FPGA is an abbreviation for Field-Programmable Gate Array. The program storage medium is not limited to the ROM. For example, various storage media such as HDD and SSD can be adopted. HDD is an abbreviation for Hard-disk Drive. SSD is an abbreviation for Solid State Drive.

制御回路２０においてプロセッサは、ＲＡＭを一時的な記憶領域として用いつつＲＯＭに記憶された自動運転プログラムを実行することで、上記した制御を実行する。プロセッサは、自動運転プログラムに含まれる複数の命令を実行することで、複数の機能部を構築する。たとえば制御回路２０は、機能部として、図示しない情報取得部、環境認識部、制御計画部、制御実行部、およびモード切替部を有する。 The processor in the control circuit 20 executes the above-described control by executing the automatic driving program stored in the ROM while using the RAM as a temporary storage area. The processor builds a plurality of functional units by executing a plurality of instructions included in the automatic driving program. For example, the control circuit 20 has, as functional units, an information acquisition unit, an environment recognition unit, a control planning unit, a control execution unit, and a mode switching unit (not shown).

情報取得部は、自動運転を実施するための多様な情報を取得する。情報取得部は、ロケータから自車位置情報を取得するとともに、当該自車位置情報に基づいて図示しない地図データベースから自車両周辺の地図データを取得する。情報取得部は、周辺監視センサや車両状態センサの検出結果（センシング情報）を取得する。情報取得部は、Ｖ２Ｘ車載器から交通情報等を取得可能である。環境認識部は、自車位置情報、センシング情報、および地図データに基づいて、自車両の走行環境を認識する。 The information acquisition unit acquires various information for implementing automatic driving. The information acquisition unit acquires vehicle position information from the locator, and acquires map data around the vehicle from a map database (not shown) based on the vehicle position information. The information acquisition unit acquires detection results (sensing information) of the surroundings monitoring sensor and the vehicle state sensor. The information acquisition unit can acquire traffic information and the like from the V2X vehicle-mounted device. The environment recognition unit recognizes the driving environment of the vehicle based on the vehicle position information, the sensing information, and the map data.

制御計画部は、自動運転として実行する制御内容を計画する。たとえば制御計画部は自動運転モード時、環境認識部による走行環境の認識結果に基づき、自車両を走行させる予定走行ラインを生成する。制御実行部は、制御計画部で策定された予定走行ラインに基づく制御指令を生成し、負荷駆動回路４２を介して走行アクチュエータへ向けて逐次出力する。また、制御実行部は、制御計画部の計画や外部環境に基づき、方向指示器やヘッドライト、ハザードランプ等の点灯／消灯なども制御する。モード切替部は、たとえばユーザの操作内容に応じた運転モードへと切り替える。 The control planning unit plans the contents of control to be executed as automatic operation. For example, in the automatic driving mode, the control planning unit generates a planned driving line along which the host vehicle travels based on the recognition result of the driving environment by the environment recognition unit. The control execution unit generates control commands based on the planned travel line determined by the control planning unit, and sequentially outputs them to the travel actuators via the load drive circuit 42 . The control execution unit also controls turning on/off of direction indicators, headlights, hazard lamps, etc. based on the plan of the control planning unit and the external environment. The mode switching unit switches, for example, to an operation mode according to the user's operation content.

本実施形態では、電子制御装置１０が負荷駆動回路４２を備えるが、走行アクチュエータを直接的に制御する構成において負荷駆動回路４２を走行アクチュエータと一体的に設けてもよい。つまり、電子制御装置１０の外に負荷駆動回路４２を設けてもよい。たとえば走行アクチュエータを間接的に制御する場合、制御実行部は、通信回路４１および通信バス１００を介して他のＥＣＵに制御指令を送信すればよい。 In this embodiment, the electronic control unit 10 includes the load drive circuit 42, but the load drive circuit 42 may be provided integrally with the travel actuator in a configuration for directly controlling the travel actuator. In other words, the load drive circuit 42 may be provided outside the electronic control unit 10 . For example, when indirectly controlling a travel actuator, the control execution unit may transmit a control command to another ECU via communication circuit 41 and communication bus 100 .

上記した機能により、制御回路２０は、自動運転モードにおいてユーザにより設定された目的地まで道路に沿って自車両が走行するように、車両の操舵、加速、減速（換言すれば制動）等を自動で実施する。なお、動作モードの切り替えは、ユーザ操作、センシング情報などに基づく自動運転可能との判断、故障からの復帰などに起因して自動的に実行される。 With the functions described above, the control circuit 20 automatically controls steering, acceleration, deceleration (in other words, braking) of the vehicle so that the vehicle travels along the road to the destination set by the user in the automatic driving mode. to be carried out. Note that switching of the operation mode is automatically performed due to a user's operation, determination that automatic operation is possible based on sensing information, recovery from a failure, or the like.

制御回路２０は、後述するようにスイッチング素子３１１のショート故障が検出されると、ショート故障が生じる前に実行していた処理よりも負荷の低い処理に切り替え可能に構成されている。つまり制御回路２０は、ショート故障の検出をトリガとして、運転モードをショート故障が生じる前よりも処理負荷の低いモードに切り替える。 As will be described later, the control circuit 20 is configured to be able to switch to processing with a lower load than the processing that was being executed before the occurrence of the short-circuit failure when a short-circuit failure of the switching element 311 is detected. That is, the control circuit 20 switches the operation mode to a mode with a lower processing load than before the occurrence of the short-circuit failure, triggered by the detection of the short-circuit failure.

マルチフェーズ電源３０は、制御回路２０に電源を供給する。制御回路２０は、電源の供給を受けて動作する。一例として制御回路２０のプロセッサのコア電圧は、１Ｖ前後（たとえば１Ｖ未満）であり、負荷電流は数十Ａ以上（たとえば１００Ａ以上）である。このような低電圧、大電流に対応するために、電源回路としてマルチフェーズ電源３０を採用している。マルチフェーズ電源３０は、入力電圧Ｖｉｎをプロセッサのコア電圧に応じた電圧まで降圧し、出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。 A multiphase power supply 30 supplies power to the control circuit 20 . The control circuit 20 operates by being supplied with power. As an example, the core voltage of the processor of the control circuit 20 is around 1 V (for example, less than 1 V), and the load current is several tens of A or more (for example, 100 A or more). In order to cope with such low voltage and large current, a multiphase power supply 30 is employed as a power supply circuit. The multi-phase power supply 30 steps down the input voltage Vin to a voltage corresponding to the core voltage of the processor and outputs it as an output voltage Vout.

＜マルチフェーズ電源＞
次に、図２に基づき、マルチフェーズ電源３０の構成について説明する。 <Multi-phase power supply>
Next, based on FIG. 2, the configuration of the multiphase power supply 30 will be described.

図２に示すように、マルチフェーズ電源３０は、降圧型のＤＣＤＣコンバータである。マルチフェーズ電源３０は、複数の電源回路３１と、コンデンサ３２と、電源ＩＣ３３と、遮断スイッチ３４と、監視回路３５と、駆動回路３６と、ＭＣＵ３７を備える。 As shown in FIG. 2, the multiphase power supply 30 is a step-down DCDC converter. The multiphase power supply 30 includes a plurality of power supply circuits 31 , a capacitor 32 , a power supply IC 33 , a cutoff switch 34 , a monitoring circuit 35 , a drive circuit 36 and an MCU 37 .

電源回路３１は、いわゆるスイッチング電源回路である。各電源回路３１は、スイッチング素子３１１，３１２と、インダクタ３１３を有する。スイッチング素子３１１，３１２は、たとえばＭＯＳＦＥＴである。一例として、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴや、バイポーラトランジスタを用いてもよい。 The power supply circuit 31 is a so-called switching power supply circuit. Each power supply circuit 31 has switching elements 311 and 312 and an inductor 313 . The switching elements 311 and 312 are MOSFETs, for example. As an example, an n-channel MOSFET is used. IGBTs or bipolar transistors may be used instead of MOSFETs.

スイッチング素子３１１、３１２は、入力電圧Ｖｉｎが入力される電源ラインＬ１とグランド（ＧＮＤ）ラインとの間で、スイッチング素子３１１をハイサイド側にして直列接続されている。つまりスイッチング素子３１１がハイサイドスイッチに相当し、スイッチング素子３１２がローサイドスイッチに相当する。インダクタ３１３の一端は、スイッチング素子３１１，３１２の接続点に接続され、他端は制御回路２０への出力ラインＬ２に接続されている。 The switching elements 311 and 312 are connected in series between the power supply line L1 to which the input voltage Vin is input and the ground (GND) line, with the switching element 311 on the high side. That is, the switching element 311 corresponds to a high side switch, and the switching element 312 corresponds to a low side switch. One end of inductor 313 is connected to the connection point of switching elements 311 and 312 , and the other end is connected to output line L 2 to control circuit 20 .

複数の電源回路３１は、負荷である制御回路２０に対して互いに並列に設けられている。複数の電源回路３１は、互いに並列接続されている。電源回路３１の入力端は、複数の電源回路３１において相互に接続されている。図２に示す符号Ｘ１は、複数の電源回路３１と電源ラインＬ１との接続点である。複数の電源回路３１の出力端、つまり上記したインダクタ３１３の他端は、複数の電源回路３１において相互に接続されている。図２に示す符号Ｘ２は、複数の電源回路３１と出力ラインＬ２との接続点である。複数の電源回路３１は、電源ラインＬ１を互いに共通とし、出力ラインＬ２を互いに共通とする。 A plurality of power supply circuits 31 are provided in parallel with each other with respect to the control circuit 20 which is a load. The plurality of power supply circuits 31 are connected in parallel with each other. Input terminals of the power supply circuits 31 are connected to each other in the plurality of power supply circuits 31 . Reference numeral X1 shown in FIG. 2 is a connection point between the plurality of power supply circuits 31 and the power supply line L1. The output terminals of the plurality of power supply circuits 31 , that is, the other ends of the inductors 313 described above are connected to each other in the plurality of power supply circuits 31 . Reference numeral X2 shown in FIG. 2 is a connection point between the plurality of power supply circuits 31 and the output line L2. The plurality of power supply circuits 31 share the power supply line L1 and the output line L2 in common.

このように、複数の電源回路３１の並列化により、マルチフェーズ電源３０からの出力電流、つまり負荷電流を増大することができる。複数の電源回路３１の数は、特に限定されない。図２では、便宜上、電源回路３１を２つのみ示している。電源回路３１のひとつを構成する要素について符号の末尾にＡを付し、電源回路３１の他のひとつを構成する要素について符号の末尾にＢを付している。電源回路３１Ａは、スイッチング素子３１１Ａ，３１２Ａとインダクタ３１３Ａを有する。電源回路３１Ｂは、スイッチング素子３１１Ｂ，３１２Ｂとインダクタ３１３Ｂを有する。 In this way, by connecting a plurality of power supply circuits 31 in parallel, the output current from the multiphase power supply 30, that is, the load current can be increased. The number of power supply circuits 31 is not particularly limited. In FIG. 2, only two power supply circuits 31 are shown for convenience. Elements constituting one of the power supply circuits 31 are denoted by A at the end of the reference numerals, and elements constituting the other one of the power supply circuits 31 are denoted by B at the end of the reference numerals. The power supply circuit 31A has switching elements 311A and 312A and an inductor 313A. The power supply circuit 31B has switching elements 311B and 312B and an inductor 313B.

電源回路３１の数は２つに限定されるものではなく、たとえば電源回路３１の数を３つや４つとしてもよいし、５つ以上としてもよい。電源回路３１はチャネル（Ｃｈ）、フェーズなどと称され、電源回路３１の数はチャネル数、フェーズ数などと称されることがある。 The number of power supply circuits 31 is not limited to two. For example, the number of power supply circuits 31 may be three, four, or five or more. The power supply circuits 31 are called channels (Ch), phases, and the like, and the number of power supply circuits 31 is sometimes called the number of channels, the number of phases, and the like.

コンデンサ３２は、出力ラインＬ２に接続されている。コンデンサ３２の正極端子は、出力ラインＬ２に接続されている。正極端子は、つまり各電源回路３１のインダクタ３１３に電気的に接続されている。コンデンサ３２の負極端子は、グランドに接続されている。このように、コンデンサ３２は、複数の電源回路３１に対して共通に設けられている。 A capacitor 32 is connected to the output line L2. A positive terminal of the capacitor 32 is connected to the output line L2. The positive terminal is electrically connected to the inductor 313 of each power supply circuit 31 . A negative terminal of the capacitor 32 is connected to the ground. Thus, the capacitor 32 is commonly provided for the plurality of power supply circuits 31 .

電源ＩＣ３３は、出力電圧Ｖｏｕｔのフィードバックにより既存技術である電圧モード制御を実行し、スイッチング素子３１１，３１２の動作を制御する。電圧モード制御では、出力電圧Ｖｏｕｔに基づいてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を決定し、マルチフェーズ電源３０の出力電圧、つまり制御回路２０の入力電圧を制御する。なお、電圧モード制御に代えて、電流モード制御を実行してもよい。 The power supply IC 33 performs voltage mode control, which is an existing technique, by feedback of the output voltage Vout, and controls the operations of the switching elements 311 and 312 . In voltage mode control, the pulse width (duty ratio) of the PWM signal is determined based on the output voltage Vout, and the output voltage of the multiphase power supply 30, that is, the input voltage of the control circuit 20 is controlled. Current mode control may be executed instead of voltage mode control.

一例として電源ＩＣ３３は、デューティ比を決定する機能と、ゲート駆動信号を生成して出力する機能を有する。電源ＩＣ３３の出力したゲート駆動信号Ｓ１は、スイッチング素子３１１Ａのゲートに入力される。電源ＩＣ３３の出力したゲート駆動信号Ｓ２は、スイッチング素子３１２Ａのゲートに入力される。電源ＩＣ３３の出力したゲート駆動信号Ｓ３は、スイッチング素子３１１Ｂのゲートに入力される。電源ＩＣ３３の出力したゲート駆動信号Ｓ４は、スイッチング素子３１２Ｂのゲートに入力される。図２では、便宜上、電源ＩＣ３３とスイッチング素子３１１，３１２をつなぐ信号線の一部を省略している。 As an example, the power supply IC 33 has a function of determining a duty ratio and a function of generating and outputting a gate drive signal. A gate drive signal S1 output from the power supply IC 33 is input to the gate of the switching element 311A. A gate drive signal S2 output from the power supply IC 33 is input to the gate of the switching element 312A. A gate drive signal S3 output from the power supply IC 33 is input to the gate of the switching element 311B. A gate drive signal S4 output from the power supply IC 33 is input to the gate of the switching element 312B. In FIG. 2, part of the signal lines connecting the power supply IC 33 and the switching elements 311 and 312 are omitted for convenience.

電源ＩＣ３３は、複数の電源回路３１が互いに異なる位相でスイッチング動作する（駆動する）ように、複数の電源回路３１を制御する。このように複数の位相を用いることで、複数の電源回路３１においてスイッチング周波数が同じでも疑似的にスイッチング周波数を高めることができる。これにより、出力電圧のリプル低減や応答性向上などを図ることができる。 The power supply IC 33 controls the plurality of power supply circuits 31 so that the plurality of power supply circuits 31 perform switching operations (drive) in phases different from each other. By using a plurality of phases in this way, even if the switching frequency is the same in the plurality of power supply circuits 31, the switching frequency can be artificially increased. This makes it possible to reduce ripples in the output voltage and improve responsiveness.

電源ＩＣ３３は、スイッチング動作させる電源回路３１、つまり駆動チャネル数を、負荷電流に応じて切り替える。電源ＩＣ３３は、負荷電流と閾値電流とを比較し、比較結果に応じて駆動チャネル数を増加および／または減少させる。電子制御装置１０は、たとえば負荷電流を検出する図示しない検出抵抗を備えている。検出抵抗は、出力ラインＬ２に設けられる。 The power supply IC 33 switches the power supply circuit 31 for switching operation, that is, the number of drive channels according to the load current. The power supply IC 33 compares the load current and the threshold current, and increases and/or decreases the number of drive channels according to the comparison result. The electronic control unit 10 includes a detection resistor (not shown) for detecting load current, for example. A sensing resistor is provided on the output line L2.

遮断スイッチ３４は、複数の電源回路３１のそれぞれに設けられている。遮断スイッチ３４は、電源回路３１において、電源ラインＬ１から出力ラインＬ２に至る通電経路、つまり上記した接続点Ｘ１から接続点Ｘ２までの通電経路に設けられている。遮断スイッチ３４は、上記した通電経路のそれぞれに、ひとつずつ設けられている。遮断スイッチ３４は、オフ状態（開）で通電を遮断し、オン状態（閉）で導通可能とする。遮断スイッチ３４は、電源回路３１Ａに設けられた遮断スイッチ３４Ａと、電源回路３１Ｂに設けられた遮断スイッチ３４Ｂを含む。 A cut-off switch 34 is provided for each of the plurality of power supply circuits 31 . In the power supply circuit 31, the cut-off switch 34 is provided in the energization path from the power supply line L1 to the output line L2, that is, in the energization path from the connection point X1 to the connection point X2. One cut-off switch 34 is provided for each of the energization paths described above. The cut-off switch 34 cuts off the energization in the off state (open), and enables conduction in the on state (closed). The cutoff switch 34 includes a cutoff switch 34A provided in the power supply circuit 31A and a cutoff switch 34B provided in the power supply circuit 31B.

遮断スイッチ３４は、たとえば接続点Ｘ１とハイサイド側のスイッチング素子３１１との間に設けてもよいし、スイッチング素子３１１，３１２の接続点とスイッチング素子３１１との間に設けてもよい。スイッチング素子３１１，３１２の接続点とインダクタ３１３との間、または、インダクタ３１３と接続点Ｘ２との間に設けてもよい。一例として、遮断スイッチ３４は、接続点Ｘ１とスイッチング素子３１１との間に設けられている。 The cutoff switch 34 may be provided, for example, between the connection point X1 and the switching element 311 on the high side, or may be provided between the connection point of the switching elements 311 and 312 and the switching element 311 . It may be provided between the connection point of the switching elements 311 and 312 and the inductor 313 or between the inductor 313 and the connection point X2. As an example, the cutoff switch 34 is provided between the connection point X1 and the switching element 311 .

監視回路３５は、ハイサイド側のスイッチング素子３１１の両端電圧を個別に監視する。監視回路３５は、スイッチング素子３１１Ａの両端電圧を監視する監視回路３５Ａと、スイッチング素子３１１Ｂの両端電圧を監視する監視回路３５Ｂを含む。一例として監視回路３５は、両端電圧と閾値電圧とを比較し、比較結果をＭＣＵ３７に出力する。監視回路３５は、たとえば両端電圧が閾値電圧以上の場合にＨレベルの信号を出力し、両端電圧が閾値電圧未満の場合にＬレベルの信号を出力する。スイッチング素子３１１が正常の場合、ＨレベルとＬレベルが交互に出力される。一方、ショート故障が生じると、両端電圧はほぼゼロ（０）となり、この状態が継続する。このため、監視回路３５の出力信号は、Ｌレベルが継続する。 The monitoring circuit 35 individually monitors the voltage across the switching element 311 on the high side. The monitoring circuit 35 includes a monitoring circuit 35A that monitors the voltage across the switching element 311A and a monitoring circuit 35B that monitors the voltage across the switching element 311B. As an example, the monitoring circuit 35 compares the voltage across both ends with the threshold voltage and outputs the comparison result to the MCU 37 . The monitoring circuit 35 outputs an H level signal, for example, when the voltage across it is equal to or higher than the threshold voltage, and outputs an L level signal when the voltage across it is less than the threshold voltage. When the switching element 311 is normal, H level and L level are alternately output. On the other hand, when a short-circuit fault occurs, the voltage across both ends becomes almost zero (0) and this state continues. Therefore, the output signal of the monitor circuit 35 continues to be at the L level.

駆動回路３６は、遮断スイッチ３４の開閉信号を生成して出力する。つまり、遮断スイッチ３４を開閉する。一例として駆動回路３６は、ＭＣＵ３７の後述する指示部３７２の指示信号に応じて、遮断スイッチ３４をオンまたはオフにする。駆動回路３６は、遮断スイッチ３４Ａに対して開閉信号を出力する駆動回路３６Ａと、遮断スイッチ３４Ｂに対して開閉信号を出力する駆動回路３６Ｂを含む。 The drive circuit 36 generates and outputs an opening/closing signal for the cut-off switch 34 . That is, the cutoff switch 34 is opened and closed. As an example, the drive circuit 36 turns on or off the cutoff switch 34 according to an instruction signal from an instruction unit 372 of the MCU 37, which will be described later. The drive circuit 36 includes a drive circuit 36A that outputs an open/close signal to the cutoff switch 34A, and a drive circuit 36B that outputs an open/close signal to the cutoff switch 34B.

ＭＣＵ３７は、いわゆるマイコンである。ＭＣＵは、Micro Controller Unitの略称である。ＭＣＵ３７は、プロセッサであるＣＰＵ、メモリであるＲＯＭおよびＲＡＭ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータである。ＣＰＵは、ＲＡＭの一時格納機能を利用しつつ、ＲＯＭに格納された種々のプログラムを実行することで、複数の機能部を構築する。たとえばＭＣＵ３７は、機能部として、判定部３７１と、指示部３７２と、通知部３７３を有する。 The MCU 37 is a so-called microcomputer. MCU is an abbreviation for Micro Controller Unit. The MCU 37 is a microcomputer including a CPU as a processor, ROM and RAM as memories, an input/output interface, and a bus connecting them. The CPU constructs a plurality of functional units by executing various programs stored in the ROM while using the temporary storage function of the RAM. For example, the MCU 37 has a determination unit 371, an instruction unit 372, and a notification unit 373 as functional units.

判定部３７１は、監視回路３５の出力信号に基づいてスイッチング素子３１１にショート故障が生じているか否かを判定する。判定部３７１は、すべての監視回路３５の出力信号を取得し、ショート故障の判定を行う。つまり、判定部３７１は、いずれのスイッチング素子３１１にショート故障が生じたかを判定する。判定部３７１は、監視回路３５とともに、スイッチング素子３１１のショート故障を検出するショート検出部を提供する。 The determination unit 371 determines whether or not the switching element 311 is short-circuited based on the output signal of the monitoring circuit 35 . The determination unit 371 acquires the output signals of all the monitoring circuits 35 and determines whether there is a short-circuit failure. That is, the determination unit 371 determines which switching element 311 has a short-circuit failure. The determination unit 371 provides a short detection unit that detects a short failure of the switching element 311 together with the monitoring circuit 35 .

判定部３７１は、監視回路３５の出力のＬレベルが予め設定された所定時間続く場合に、ショート故障が生じたと判定する。所定時間は、想定されるスイッチング周期の最大値以上で設定される。たとえばスイッチング周波数を変更する場合、とり得るスイッチング周期の最大値以上で設定される。 The determination unit 371 determines that a short-circuit failure has occurred when the L level of the output of the monitoring circuit 35 continues for a preset predetermined time. The predetermined time is set to be greater than or equal to the maximum value of the assumed switching period. For example, when changing the switching frequency, it is set at a value equal to or greater than the maximum possible switching period.

指示部３７２は、判定部３７１の判定結果に基づいて遮断スイッチ３４のオンオフを指示する。指示部３７２は、ショート故障が生じたことを示すショート故障検出信号を出力することで、遮断スイッチ３４のオフを駆動回路３６に指示する。ショート故障検出信号は、指示信号と称されることがある。たとえば指示部３７２は、ショート故障が検出されるとショート故障検出信号としてＨレベルの信号を出力し、ショート故障が検出されないときにはショート故障検出信号としてＬレベルの信号を出力する。 The instructing unit 372 instructs to turn on/off the cutoff switch 34 based on the determination result of the determining unit 371 . The instruction unit 372 outputs a short-circuit failure detection signal indicating that a short-circuit failure has occurred, thereby instructing the drive circuit 36 to turn off the cutoff switch 34 . A short-circuit failure detection signal is sometimes referred to as an indication signal. For example, the instruction unit 372 outputs an H-level signal as a short-circuit detection signal when a short-circuit is detected, and outputs an L-level signal as a short-circuit detection signal when no short-circuit is detected.

指示部３７２は、電源回路３１（チャネル）のそれぞれにショート故障検出信号を出力する。たとえば指示部３７２は、監視回路３５Ａの検出信号を用いたスイッチング素子３１１Ａの判定結果に基づいてショート故障検出信号を生成し、駆動回路３６Ａに出力する。同様に、指示部３７２は、監視回路３５Ｂの検出信号を用いたスイッチング素子３１１Ｂの判定結果に基づいてショート故障検出信号を生成し、駆動回路３６Ｂに出力する。 The instruction unit 372 outputs a short-circuit failure detection signal to each of the power supply circuits 31 (channels). For example, the instruction unit 372 generates a short-circuit failure detection signal based on the determination result of the switching element 311A using the detection signal of the monitoring circuit 35A, and outputs it to the drive circuit 36A. Similarly, the instruction unit 372 generates a short-circuit failure detection signal based on the determination result of the switching element 311B using the detection signal of the monitoring circuit 35B, and outputs it to the drive circuit 36B.

指示部３７２は、一のスイッチング素子３１１にショート故障が生じたと判定されると、ショート故障が生じたスイッチング素子３１１の電源回路３１に設けられた遮断スイッチ３４のみを選択的にオフすべく、該当する駆動回路３６に対してオフを指示する信号（Ｈレベルの信号）を出力する。指示部３７２は、ショート故障が生じてないスイッチング素子３１１の電源回路３１に設けられた遮断スイッチ３４のオンを維持すべく、該当する駆動回路３６に対してオンを指示する信号（Ｌレベルの信号）を出力する。 When it is determined that a short circuit failure has occurred in one switching element 311, the instruction unit 372 selectively turns off only the cutoff switch 34 provided in the power supply circuit 31 of the switching element 311 in which the short circuit failure has occurred. A signal (H-level signal) instructing to turn off is output to the driving circuit 36 that is on. The instruction unit 372 outputs a signal (L level signal) instructing the corresponding drive circuit 36 to turn on the cutoff switch 34 provided in the power supply circuit 31 of the switching element 311 in which the short circuit failure does not occur. ).

さらに指示部３７２は、一のスイッチング素子３１１にショート故障が生じたと判定されると、ショート故障が生じたスイッチング素子３１１の電源回路３１に設けられたスイッチング素子３１２を強制的にオフする指示信号を出力してもよい。これにより、ショート故障したスイッチング素子３１１とグランドとをつなぐ配線が遮断される。なお、上記したショート故障検出信号を用いて、電源ＩＣ３３に指示してもよい。ショート故障信号としてＨレベルの信号を取得すると、電源ＩＣ３３は、該当するスイッチング素子３１２に対して、オフ駆動させるゲート駆動信号を出力する。 Further, when it is determined that one switching element 311 has a short-circuit failure, the instruction unit 372 outputs an instruction signal to forcibly turn off the switching element 312 provided in the power supply circuit 31 of the switching element 311 in which the short-circuit failure has occurred. may be output. As a result, the wiring connecting the short-circuited switching element 311 and the ground is cut off. Note that the power supply IC 33 may be instructed using the above-described short-circuit failure detection signal. When an H-level signal is acquired as a short-circuit failure signal, the power supply IC 33 outputs a gate drive signal for off-driving the corresponding switching element 312 .

通知部３７３は、判定部３７１によりショート故障が生じたと判定（検出）されると、ショート故障が生じたことを示す信号、つまり故障検出通知信号を制御回路２０に出力する。この信号をトリガとして、制御回路２０は、ショート故障が生じる前よりも処理負荷の低い運転モード、たとえば退避走行モードに切り替える。 When the determination unit 371 determines (detects) that a short-circuit failure has occurred, the notification unit 373 outputs a signal indicating that a short-circuit failure has occurred, that is, a failure detection notification signal to the control circuit 20 . Triggered by this signal, the control circuit 20 switches to an operating mode with a lower processing load than before the occurrence of the short-circuit failure, for example, an evacuation mode.

なお、ＭＣＵ３７に代えて、判定部３７１、指示部３７２、通知部３７３をＡＳＩＣなどのＩＣによって構成してもよい。電源ＩＣ３３、遮断スイッチ３４、監視回路３５、駆動回路３６、およびＭＣＵ３７が提供する機能の少なくとも一部を集積化してもよい。たとえばＭＣＵ３７の機能を監視回路３５と集積化してもよい。電源ＩＣ３３と駆動回路３６を集積化してもよい。監視回路３５が両端電圧の監視のみを行い、両端電圧と閾値電圧との比較を判定部３７１が行う構成としてもよい。 Incidentally, instead of the MCU 37, the determination unit 371, the instruction unit 372, and the notification unit 373 may be configured by an IC such as an ASIC. At least part of the functions provided by the power supply IC 33, cutoff switch 34, monitoring circuit 35, drive circuit 36, and MCU 37 may be integrated. For example, the functions of MCU 37 may be integrated with monitoring circuit 35 . The power supply IC 33 and the drive circuit 36 may be integrated. A configuration may be adopted in which the monitoring circuit 35 only monitors the voltage across the terminals, and the determining section 371 compares the voltage across the terminals with the threshold voltage.

＜ショート故障検出および制御モードの切り替え＞
次に、図３に基づき、ショート故障の検出、およびそれにともなう運転モードの切り替えの一例について説明する。ここでは、マルチフェーズ電源３０が、ｍ個（ｍ≧３）の電源回路３１を備えている。図３に示すＣｈ１は、一番目の電源回路３１（チャネル）の出力電圧レベルを示している。Ｃｈｍは、ｍ番目の電源回路３１の出力電圧レベルを示している。以下では、たとえばｍ番目のチャネルを、チャネルｍと示すことがある。監視回路Ｃｈｍは、チャネルｍ用の監視回路３５の出力信号を示している。制御回路入力電圧とは、制御回路２０に入力される電圧、つまりマルチフェーズ電源３０の出力電圧Ｖｏｕｔに相当する。ショート故障検出信号Ｃｈｍは、チャネルｍのスイッチング素子３１１に対応するショート故障検出信号である。 <Short-circuit failure detection and control mode switching>
Next, based on FIG. 3, an example of detection of a short-circuit failure and switching of operation modes accompanying the detection will be described. Here, the multiphase power supply 30 includes m (m≧3) power supply circuits 31 . Ch1 shown in FIG. 3 indicates the output voltage level of the first power supply circuit 31 (channel). Chm indicates the output voltage level of the m-th power supply circuit 31 . In the following, for example, the m-th channel may be indicated as channel m. Monitoring circuit Chm indicates the output signal of monitoring circuit 35 for channel m. The control circuit input voltage corresponds to the voltage input to the control circuit 20 , that is, the output voltage Vout of the multiphase power supply 30 . The short-circuit failure detection signal Chm is a short-circuit failure detection signal corresponding to the switching element 311 of channel m.

一例として、車両のＩＧスイッチがオンされ、制御回路２０は、スリープ状態から時刻ｔ１で起動処理を開始する。このとき、チャネルｍが駆動する（スイッチング動作する）ことで、マルチフェーズ電源３０から制御回路２０に電源が供給され、制御回路２０が起動処理を実行する。 As an example, the IG switch of the vehicle is turned on, and the control circuit 20 starts activation processing from the sleep state at time t1. At this time, the channel m is driven (switching operation), so that power is supplied from the multiphase power supply 30 to the control circuit 20, and the control circuit 20 executes start-up processing.

ここでは、たとえばユーザにより手動運転スイッチが操作される。このため、起動処理が完了した時点ｔ２から、制御回路２０は完全手動モードを設定する。そして、完全手動モード時の処理、つまり手動運転処理を実行する。一例として手動運転処理は、起動処理よりも負荷が高い。しかしながら、チャネル１がさらに駆動することで、マルチフェーズ電源３０の駆動チャネル数が増加するため、制御回路２０は手動運転処理を安定的に実行することができる。 Here, for example, the manual operation switch is operated by the user. Therefore, the control circuit 20 sets the full manual mode from the time t2 when the activation process is completed. Then, the process for the full manual mode, that is, the manual operation process is executed. As an example, the manual operation process has a higher load than the activation process. However, further driving of channel 1 increases the number of driving channels of the multiphase power supply 30, so that the control circuit 20 can stably execute the manual operation process.

時刻ｔ３で、たとえばユーザにより自動運転スイッチが操作されると、制御回路２０は、運転モードを、完全手動モードから自動運転モードに切り替える。そして、自動運転モード時の処理、つまり自動運転処理を実行する。 At time t3, for example, when the user operates the automatic operation switch, the control circuit 20 switches the operation mode from the fully manual mode to the automatic operation mode. Then, the processing in the automatic driving mode, that is, the automatic driving processing is executed.

制御回路２０は高性能な演算処理装置を用いて、カメラやセンサ情報をもとに周囲の状態認識、自車位置推定、経路計画等を行い、車両を制御する。このため、自動運転処理は手動運転処理に較べて高負荷であり、制御回路２０での電流消費が増加する。しかしながら、チャネル２がさらに駆動することで、マルチフェーズ電源３０の駆動チャネル数が増加するため、制御回路２０は自動運転処理を安定的に実行することができる。 The control circuit 20 uses a high-performance arithmetic processing unit to perform surrounding state recognition, vehicle position estimation, route planning, etc. based on camera and sensor information, and to control the vehicle. Therefore, the automatic operation process has a higher load than the manual operation process, and the current consumption in the control circuit 20 increases. However, by further driving the channel 2, the number of driving channels of the multiphase power supply 30 increases, so the control circuit 20 can stably execute the automatic operation process.

制御回路２０が自動運転処理を実行中に、チャネルｍのスイッチング素子３１１にショート故障が生じる。監視回路３５の出力がＬレベルとなってから所定時間が経過した時刻ｔ４で、ＭＣＵ３７の判定部３７１は、チャネルｍのスイッチング素子３１１のショート故障が生じたと判定、つまりショート故障を検出する。監視回路３５および判定部３７１は、ショート故障の発生から僅かに遅れて、換言すればショート故障の発生とほぼ同時に、ショート故障を検出する。 A short failure occurs in the switching element 311 of the channel m while the control circuit 20 is executing the automatic operation process. At time t4 when a predetermined time has passed since the output of the monitoring circuit 35 became L level, the determination unit 371 of the MCU 37 determines that a short failure has occurred in the switching element 311 of the channel m, that is, detects the short failure. The monitoring circuit 35 and the determination unit 371 detect the short-circuit failure with a slight delay from the occurrence of the short-circuit failure, in other words, almost simultaneously with the occurrence of the short-circuit failure.

ショート故障を検出すると、ＭＣＵ３７の指示部３７２は、チャネルｍ用の駆動回路３６にショート故障検出信号としてＨレベルの信号を出力する。つまり、ショート故障を示す信号を出力する。これにより、チャネルｍ用の駆動回路３６は、チャネルｍに設けられた遮断スイッチ３４をオフする。遮断スイッチ３４は、ショート故障が検出されると直ちに遮断される。このため、ショート故障によって制御回路２０の入力電圧が高くなるのは極めて短い時間である。換言すれば、入力電圧Ｖｉｎまで上昇する前に、ｍチャネルの通電経路が遮断される。 Upon detection of the short-circuit failure, the instruction unit 372 of the MCU 37 outputs an H-level signal as a short-circuit failure detection signal to the drive circuit 36 for channel m. That is, it outputs a signal indicating a short circuit failure. As a result, the drive circuit 36 for channel m turns off the cutoff switch 34 provided for channel m. The shut-off switch 34 shuts off as soon as a short fault is detected. Therefore, the input voltage of the control circuit 20 rises for a very short time due to the short-circuit failure. In other words, before the voltage rises to the input voltage Vin, the energization paths of the m channels are cut off.

指示部３７２は、チャネルｍを除いた他のチャネル用の駆動回路３６に、ショート故障検出信号としてＬレベルの信号を出力する。これにより、他のチャネル用の駆動回路３６は、遮断スイッチ３４のオンを維持する。たとえばチャネル１，２が駆動することで、マルチフェーズ電源３０は制御回路２０に電源を供給する。 The instruction unit 372 outputs an L-level signal as a short-circuit failure detection signal to the drive circuits 36 for channels other than the channel m. As a result, the drive circuits 36 for other channels keep the cut-off switches 34 on. For example, when channels 1 and 2 are driven, multiphase power supply 30 supplies power to control circuit 20 .

ショート故障を検出すると、ＭＣＵ３７の通知部３７３は、故障検出通知信号を制御回路２０に出力する。時刻ｔ５で、制御回路２０は故障検出通知信号を受信すると、運転モードを、自動運転モードから退避走行モードに切り替える。そして制御回路２０は、退避走行モード時の処理、つまり退避走行処理を実行する。 Upon detecting the short-circuit failure, the notification unit 373 of the MCU 37 outputs a failure detection notification signal to the control circuit 20 . At time t5, when the control circuit 20 receives the failure detection notification signal, the driving mode is switched from the automatic driving mode to the evacuation driving mode. Then, the control circuit 20 executes the processing in the evacuation traveling mode, that is, the evacuation traveling processing.

退避走行処理は自動運転処理に較べて低負荷である。このため、制御回路２０は、チャネルｍが遮断され、自動運転処理時よりも駆動チャネル数が少ない状態でも、退避走行処理を安定的に実行することができる。 Evacuation travel processing has a lower load than automatic driving processing. Therefore, the control circuit 20 can stably execute the evacuation process even when the channel m is cut off and the number of drive channels is smaller than that during the automatic driving process.

制御回路２０は、退避走行処理が完了すると、次いで終了処理を実行する。終了処理が完了すると、マルチフェーズ電源３０は、制御回路２０への電源の供給を停止する。 After the evacuation process is completed, the control circuit 20 then executes the end process. When the termination process is completed, the multiphase power supply 30 stops supplying power to the control circuit 20 .

＜まとめ＞
上記したように、本実施形態の電子制御装置１０によれば、ショート検出部により、ハイサイド側のスイッチング素子３１１のショート故障を個別に検出することができる。そして、ショート故障が生じたスイッチング素子３１１を有する電源回路３１に設けた遮断スイッチ３４のみを、直ちにオフすることができる。これにより、制御回路２０への電源供給を維持しつつ、制御回路２０に高電圧が印加されるのを抑制することができる。 <Summary>
As described above, according to the electronic control device 10 of the present embodiment, the short circuit detection section can individually detect the short circuit failure of the switching element 311 on the high side. Then, it is possible to immediately turn off only the cutoff switch 34 provided in the power supply circuit 31 having the switching element 311 in which the short failure has occurred. As a result, application of a high voltage to the control circuit 20 can be suppressed while maintaining power supply to the control circuit 20 .

一例として本実施形態の制御回路２０は、ショート故障が検出されると、ショート故障が生じる前に実行していた処理よりも負荷の低い処理に切り替える。よって、複数の電源回路３１（通電経路）の一部を遮断することで出力電流が低下しても、制御回路２０は処理を安定して実行することができる。 As an example, when a short-circuit failure is detected, the control circuit 20 of this embodiment switches to a process with a lower load than the process that was being executed before the short-circuit failure occurred. Therefore, even if the output current is reduced by cutting off a part of the plurality of power supply circuits 31 (energization paths), the control circuit 20 can stably execute the process.

一例として本実施形態の制御回路２０は、車両制御として走行アクチュエータの制御を実行し、ショート故障が検出されると自動運転処理から退避走行処理に切り替える。退避走行処理は自動運転処理に較べて処理負荷が低い。よって、複数の電源回路３１（通電経路）の一部を遮断することで出力電流が低下しても、制御回路２０は退避走行処理を安定して実行することができる。つまり、車両を路肩などの安全な場所に停止させることができる。 As an example, the control circuit 20 of the present embodiment executes control of the travel actuator as vehicle control, and switches from automatic driving processing to evacuation travel processing when a short-circuit failure is detected. The evacuation process has a lower processing load than the automatic driving process. Therefore, even if the output current is reduced by cutting off a part of the plurality of power supply circuits 31 (energization paths), the control circuit 20 can stably execute the evacuation process. That is, the vehicle can be stopped at a safe place such as the shoulder of the road.

一例として本実施形態のショート検出部は、監視回路３５と、ＭＣＵ３７の判定部３７１を備えて構成される。監視回路３５は、スイッチング素子３１１の両端電圧を個別に監視する。判定部３７１は、監視回路３５の出力に基づいて、いずれのスイッチング素子３１１にショート故障が生じたかを判定する。この構成によれば、ショート故障の発生直後に、ショート故障を検出することができる。よって、制御回路２０に高電圧が印加されるのをより効果的に抑制することができる。 As an example, the short detection section of this embodiment is configured to include the monitoring circuit 35 and the determination section 371 of the MCU 37 . The monitoring circuit 35 individually monitors the voltage across the switching element 311 . Based on the output of the monitoring circuit 35, the determination unit 371 determines which switching element 311 has a short-circuit failure. According to this configuration, a short-circuit failure can be detected immediately after the occurrence of the short-circuit failure. Therefore, application of a high voltage to the control circuit 20 can be suppressed more effectively.

一例として本実施形態では、ショート故障が検出されると、ショート故障が検出されたスイッチング素子３１１を有する電源回路３１のスイッチング素子３１２をオフする。これにより、接続点Ｘ２を介して、他の電源回路３１の電圧が回り込むのを抑制することができる。 As an example, in this embodiment, when a short-circuit failure is detected, the switching element 312 of the power supply circuit 31 having the switching element 311 in which the short-circuit failure is detected is turned off. As a result, it is possible to suppress the voltage of the other power supply circuit 31 from leaking through the connection point X2.

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。 (Other embodiments)
The disclosure in this specification, drawings, etc. is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations thereon by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and/or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure encompasses omitting parts and/or elements of the embodiments. The disclosure encompasses permutations or combinations of parts and/or elements between one embodiment and another. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The disclosed technical scope is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all changes within the meaning and range of equivalents to the description of the claims.

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。 The disclosure in the specification, drawings, etc. is not limited by the description in the claims. The disclosure in the specification, drawings, etc. encompasses the technical ideas described in the claims, and extends to more diverse and broader technical ideas than the technical ideas described in the claims. Therefore, various technical ideas can be extracted from the disclosure of the specification, drawings, etc., without being bound by the scope of claims.

電子制御装置１０（自動運転ＥＣＵ）は、運転操作の一部または全部をユーザの代わりに実行してもよい。電子制御装置１０は、完全手動モード、支援モード、および自動運転モードを切替可能に構成されてもよい。 The electronic control unit 10 (automatic driving ECU) may perform part or all of the driving operation instead of the user. The electronic control unit 10 may be configured to be switchable between a fully manual mode, a support mode, and an automatic operation mode.

なお、支援モードは、自動化レベル１～２に相当する。支援モードは、操舵操作と加減速操作のうちの少なくともひとつを電子制御装置１０（システム）が支援する運転モードである。たとえば電子制御装置１０が加減速の制御を実行または支援し、その他の運転タスクはユーザが実行してもよい。電子制御装置１０は加減速の制御を実行または支援することに加えて、操舵操作を支援してもよい。電子制御装置１０は、加減速と操舵の制御を実行してもよい。 The support mode corresponds to automation levels 1-2. The assistance mode is a driving mode in which at least one of the steering operation and the acceleration/deceleration operation is assisted by the electronic control unit 10 (system). For example, the electronic controller 10 may perform or assist in controlling acceleration and deceleration, and the user may perform other driving tasks. The electronic control unit 10 may assist steering operation in addition to executing or assisting control of acceleration and deceleration. The electronic control unit 10 may control acceleration/deceleration and steering.

電子制御装置１０として自動運転ＥＣＵの例を示したが、これに限定されない。車両に搭載された機器を制御する制御回路２０を備えた電子制御装置に適用が可能である。 Although an example of an automatic driving ECU was shown as the electronic control unit 10, it is not limited to this. It can be applied to an electronic control device having a control circuit 20 that controls equipment mounted on a vehicle.

１０…電子制御装置、２０…制御回路、３０…マルチフェーズ電源、３１，３１Ａ，３１Ｂ…電源回路、３１１，３１１Ａ，３１１Ｂ，３１２，３１２Ａ，３１２Ｂ…スイッチング素子、３１３，３１３Ａ，３１３Ｂ…インダクタ、３２…コンデンサ、３３…電源ＩＣ、３４，３４Ａ，３４Ｂ…遮断スイッチ、３５，３５Ａ，３５Ｂ…監視回路、３６，３６Ａ，３６Ｂ…駆動回路、３７…ＭＣＵ、３７１…判定部、３７２…指示部、３７３…通知部、４０…入力回路、４１…通信回路、４２…負荷駆動回路、１００…通信バスＬ１…電源ライン、Ｌ２…出力ライン、Ｘ１，Ｘ２…接続点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Electronic control unit, 20... Control circuit, 30... Multiphase power supply, 31, 31A, 31B... Power supply circuit, 311, 311A, 311B, 312, 312A, 312B... Switching element, 313, 313A, 313B... Inductor, 32 ... Capacitor 33 ... Power supply IC 34, 34A, 34B ... Cutoff switch 35, 35A, 35B ... Monitoring circuit 36, 36A, 36B ... Drive circuit 37 ... MCU, 371 ... Judging section 372 ... Instructing section 373 ... notification unit 40 ... input circuit 41 ... communication circuit 42 ... load driving circuit 100 ... communication bus L1 ... power supply line L2 ... output line X1, X2 ... connection point

Claims

a control circuit (20) for performing vehicle control;
A multi-phase power supply (30) that steps down the input voltage and supplies power to the control circuit,
The multiphase power supply is
A high-side switch (311) and a low-side switch (312) connected in series between a power supply line to which the input voltage is inputted and a ground line, and one end is connected to a connection point between the high-side switch and the low-side switch. a plurality of power supply circuits (31) each having an inductor (313) connected at the other end to an output line to the control circuit, and having the power supply line and the output line in common;
a capacitor (32) common to a plurality of said power supply circuits, connected to said output line;
a cut-off switch (34) provided in an energization path from the power supply line to the output line in each of the plurality of power supply circuits;
a short-circuit detection unit (35, 371) for individually detecting short-circuit failures of the high-side switches in the plurality of power supply circuits,
When a short-circuit failure is detected, it selectively turns off the cut-off switch of the power supply circuit having the high-side switch in which the short-circuit failure is detected, and the power supply circuit having the high-side switch in which the short-circuit failure is not detected. an electronic control device that keeps the shut-off switch of .

2. The electronic control device according to claim 1, wherein, when a short-circuit failure is detected, said control circuit switches to a process with a lower load than the process that was being executed before the short-circuit failure occurred.

The control circuit is
executing control of a travel actuator as the vehicle control;
3. The electronic control unit according to claim 2, wherein when a short-circuit failure is detected, the automatic driving process is switched to the evacuation running process.

The short detection unit includes a monitoring circuit (35) for individually monitoring voltages across the high side switches, and a determination for determining which of the high side switches has a short failure based on the output of the monitoring circuit. The electronic control unit according to any one of claims 1 to 3, comprising a portion (371).

5. The electronic control device according to claim 4, wherein said multi-phase power supply turns off said low-side switch of said power supply circuit having said high-side switch in which a short-circuit failure is detected, when a short-circuit failure is detected.