DE102022104135A1

DE102022104135A1 - Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102022104135A1
Application number: DE102022104135.2A
Authority: DE
Inventors: Takao Saito
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2023-01-19
Also published as: JP2023014471A

Abstract

Eine Steuervorrichtung umfasst: eine Steuerschaltungseinheit mit einer steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und einer arithmetischen Schaltung; eine Leistungsschaltung mit einer leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse; und eine erste Referenzspannungsquelle, die eine erste Referenzspannung ausgibt, und die entweder an der Steuerschaltungseinheit oder der Leistungsschaltungseinheit bereitgestellt wird. Die steuerschaltungseinheitsseitige Masse und die leistungsschaltungseinheitsseitige Masse sind voneinander getrennt. Die arithmetische Schaltung berechnet eine erste Spannungsdifferenz zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse auf Grundlage der ersten Referenzspannung, die mit der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse als ein Referenzpotential überwacht wird. Wenn eine Korrekturzielspannung überwacht wird, die in der Leistungsschaltungseinheit erzeugt wird, korrigiert die arithmetische Schaltung die Korrekturzielspannung unter Verwendung der ersten Spannungsdifferenz.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung mit einer Steuerschaltungseinheit und einer Leistungsschaltungseinheit. In der Steuervorrichtung sind eine steuerschaltungseinheitsseitige Masse, die an der Steuerschaltungseinheit bereitgestellt wird, und eine leistungsschaltungseinheitsseitige Masse, die an der Leistungsschaltungseinheit bereitgestellt wird, voneinander getrennt.
STAND DER TECHNIK
In einer Steuervorrichtung, die einen großen Strom handhabt, sind eine steuerschaltungseinheitsseitige Masse, die an einer Steuerschaltungseinheit bereitgestellt wird, und eine leistungsschaltungseinheitsseitige Masse, die an einer Leistungsschaltungseinheit bereitgestellt wird, durch die ein großer Strom fließt, voneinander getrennt (siehe beispielsweise JP-A-2009-254059 ). Da die steuerschaltungseinheitsseitige Masse und die leistungsschaltungseinheitsseitige Masse voneinander getrennt sind, wirken sich Potenzialschwankungen der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse aufgrund des großen Stroms, der durch die Leistungsschaltungseinheit fließt, nicht auf den Betrieb der Steuerschaltungseinheit aus.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird jedoch zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse eine Potentialdifferenz als nachteilige Auswirkung dessen erzeugt, dass die steuerschaltungseinheitsseitige Masse und die leistungsschaltungseinheitsseitige Masse getrennt sind.
Wenn die Potentialdifferenz zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse erzeugt wird, erkennt eine arithmetische Schaltung, die an der Steuerschaltungseinheit bereitgestellt wird, die die in der Leistungsschaltungseinheit erzeugte Spannung überwacht, eine in der Leistungsschaltungseinheit erzeugte Spannung in einem Zustand, in dem sie um die Potentialdifferenz verschoben ist.
In einer in JP-A-2009-254059 offenbarten Fahrzeugantriebsvorrichtung wird die Potentialdifferenz durch Überwachen einer unbekannten Spannung berechnet, die in der Leistungsschaltungseinheit mit zwei Arten geteilter Spannungen erzeugt wird, und Lösen simultaner Gleichungen in Bezug auf die unbekannte Spannung, die in der Leistungsschaltungseinheit erzeugt wird. Das heißt, in der in JP-A-2009-254059 offenbarten Fahrzeugsantriebsvorrichtung ist zum Überwachen der in der Leistungsschaltungseinheit erzeugten Spannung ein Prozess des Lösens der simultanen Gleichungen erforderlich und dieser Prozess wird kompliziert.
In Anbetracht der obigen Ausführungen ist ein Ziel der Erfindung eine Steuervorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, eine Spannung, die in einer Leistungsschaltungseinheit erzeugt wird, einfach und genau zu überwachen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die umfasst: eine Steuerschaltungseinheit mit einer steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und einer arithmetischen Schaltung; eine Leistungsschaltungseinheit mit einer leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse; und eine erste Referenzspannungsquelle, die eine erste Referenzspannung ausgibt und die entweder an der Steuerschaltungseinheit oder der Leistungsschaltungseinheit bereitgestellt wird, wobei die steuerschaltungseinheitsseitige Masse und die leistungsschaltungseinheitsseitige Masse voneinander getrennt sind, die arithmetische Schaltung eine erste Spannungsdifferenz zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse auf Grundlage der ersten Referenzspannung, die mit der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse als ein Referenzpotential überwacht wird, berechnet und, wenn eine Korrekturzielspannung, die in der Leistungsschaltungseinheit erzeugt wird, beobachtet wird, die arithmetische Schaltung die Korrekturzielspannung unter Verwendung der ersten Spannungsdifferenz korrigiert.
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Spannung, die in einer Leistungsschaltungseinheit erzeugt wird, einfach und genau überwacht werden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer ECU gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel im Bezug auf Spannungskorrektur einer CPU gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer ECU gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel in Bezug auf Spannungskorrektur einer CPU gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer ECU gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel in Bezug auf Spannungskorrektur einer CPU gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer ECU gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer ECU gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
< Erste Ausführungsform>
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 1A gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die ECU 1A verfügt über eine Steuerschaltungseinheit 2, eine Leistungsschaltungseinheit 3 und Anschlüsse T1 bis T5.
Der Anschluss T1 und der Anschluss T3 sind mit einer positiven Elektrode einer Batterie B1 verbunden. Die auf den Anschluss T1 angelegte Spannung ist eine Eingangsspannung der Steuerschaltungseinheit 2. Eine auf den Anschluss T3 angelegte Spannung ist eine Eingangsspannung der Leistungsschaltungseinheit 3.
Der Anschluss T2 ist mit einer negativen Elektrode der Batterie B1 und einer Fahrzeugmasse (eine Fahrzeugkarosserie) verbunden. Der Anschluss T4 ist mit der negativen Elektrode der Batterie B1 und der Fahrzeugmasse über einen parasitären Widerstand PR1 verbunden. Obwohl der Anschluss T2 auch mit der negativen Elektrode der Batterie B1 und der Fahrzeugmasse über einen parasitären Widerstand verbunden ist, kann man davon ausgehen, da ein Strom, der durch den Anschluss T2 fließt, klein ist, dass kein parasitärer Widerstand zwischen dem Anschluss T2 und der negativen Elektrode der Batterie B1 und der Fahrzeugmasse besteht.
Der Anschluss T2 dient als eine Masse der Steuerschaltungseinheit 2 und der Anschluss T4 dient als eine Masse der Leistungsschaltungseinheit 3. Im Folgenden wird die Masse der Steuerschaltungseinheit 2 als eine steuerschaltungseinheitsseitige Masse bezeichnet und die Masse der Leistungsschaltungseinheit 3 wird als eine leistungsschaltungseinheitsseitige Masse bezeichnet. Die steuerschaltungseinheitsseitige Masse und die leistungsschaltungseinheitsseitige Masse sind voneinander getrennt.
Die Steuerschaltungseinheit 2 verfügt über eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 21. Die CPU 21 ist ein Beispiel für eine arithmetische Schaltung. Die CPU 21 hat einen AD-Eingangsanschluss P1, einen AD-Eingangsanschluss P2 und einen digitalen Ausgangsanschluss P3.
Die CPU 21 korrigiert eine Spannung, die an den AD-Eingangsanschluss P2 zugeführt wird, auf Grundlage der Spannung, die an den AD-Eingangsanschluss P2 zugeführt wird. Die CPU 21 erzeugt ein Steuersignal auf Grundlage der korrigierten Spannung und gibt das Steuersignal aus dem digitalen Ausgangsanschluss P3 aus.
Die Leistungsschaltungseinheit 3 verfügt über einen Gleichstromwandler 31. Der Gleichstromwandler 31 ist eine Abwärtsschaltstromversorgung. Der Gleichstromwandler 31 verfügt über einen p-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (PMOS-Feldeffekttransistor) Q1 (nachfolgend als ein Transistor Q1 bezeichnet), einen n-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (NMOS-Feldeffekttransistor) Q2 (nachfolgend als ein Transistor Q2 bezeichnet), einen Induktor L1, einen Kondensator C1 und einen Treiber D1. Der Treiber D1 führt Schaltsteuerung an den Transistoren Q1 und Q2 auf Grundlage der Steuersignalausgabe aus der CPU 21 durch. Durch das Schalten der Transistoren Q1 und Q2 wird an einem Verbindungsknoten zwischen den Transistoren Q1 und Q2 eine Schaltspannung erzeugt. Die Schaltspannung wird durch den Induktor L1 und den Kondensator C1 geglättet, so dass sie zu einer Ausgangsspannung VOUT wird. Die Ausgangsspannung VOUT wird aus dem Ausgangsanschluss T5 ausgegeben und an eine Fahrzeughilfsvorrichtung 4 zugeführt. Die Fahrzeughilfsvorrichtung 4 verwendet die Ausgangsspannung VOUT als eine Versorgungsspannung.
Als nächstes wird die Korrektur der an den AD-Eingangsanschluss P2 zugeführten Spannung ausführlich beschrieben. Die Steuerschaltungseinheit 2 verfügt über Widerstände R1 bis R4. Die Leistungsschaltungseinheit 3 verfügt über eine erste Referenzspannungsquelle VS1, die eine erste Referenzspannung VREF1 ausgibt.
Eine negative Elektrode der ersten Referenzspannungsquelle VS1 ist mit der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse verbunden. Eine positive Elektrode der ersten Referenzspannungsquelle VS1 ist mit einem Ende des Widerstands R1 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R1 ist mit dem AD-Eingangsanschluss P1 und einem Ende des Widerstands R2 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R1 ist mit der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse verbunden. Infolgedessen kann die CPU 21 die erste Referenzspannung VREF1 in einem Zustand überwachen, in dem die erste Referenzspannung VREF1 geteilt und unter Verwendung der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse als ein Referenzpotential in eine digitale Spannung gewandelt wird.
Die Ausgangsspannung VOUT wird auf ein Ende des Widerstands R3 angelegt. Das andere Ende des Widerstands R3 ist mit dem AD-Eingangsanschluss P2 und einem Ende des Widerstands R4 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R4 ist mit der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse verbunden. Infolgedessen kann die CPU 21 die Ausgangsspannung VOUT in einem Zustand überwachen, in dem die Ausgangsspannung VOUT geteilt und in die digitale Spannung gewandelt wird.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel in Bezug auf Spannungskorrektur der CPU 21 zeigt. Die CPU 21 führt periodisch Operationen des in 2 gezeigten Flussdiagramms durch.
Zunächst überwacht die CPU 21 die erste Referenzspannung VREF1 (Schritt S10).
Als nächstes berechnet die CPU 21 eine erste Spannungsdifferenz zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse (Schritt S20).
Eine Spannung V1, die an den AD-Eingangsanschluss P1 zugeführt wird, lässt sich durch die folgende Gleichung (1) ausdrücken. Hier ist Δ1 die erste Spannungsdifferenz (= leistungsschaltungseinheitsseitige Masse - steuerschaltungseinheitsseitige Masse), r1 ist ein Widerstandswert des Widerstands r1 und r2 ist ein Widerstandswert des Widerstands R2. $V 1 = (VREF 1 + Δ 1) \times r 2 / (r 1 + r 2)$
Die vorstehende Gleichung (1) kann in die folgende Gleichung (2) umgewandelt werden. Im Schritt S20 berechnet die CPU 21 die erste Spannungsdifferenz Δ1 anhand der folgenden Gleichung (2). $Δ 1 = V 1 \times (r 1 + r 2) / r 2 - VREF 1$
Als nächstes überwacht die CPU 21 die Ausgangsspannung VOUT (Schritt S30).
Als nächstes korrigiert die CPU 21 die überwachte Ausgangsspannung VOUT (Schritt S40).
Eine Spannung V2, die an den AD-Eingangsanschluss P2 zugeführt wird, lässt sich durch die folgende Gleichung (3) ausdrücken. Hier ist r3 ein Widerstandswert des Widerstands R3 und r4 ist ein Widerstandswert des Widerstands R4. $V 2 = (VOUT + Δ 1) \times r 4 / (r 3 + r 4)$
Die obige Gleichung (3) kann in die folgende Gleichung (4) umgewandelt werden. Im Schritt S40 berechnet die CPU 21 eine genaue Ausgangsspannung VOUT durch Korrektur der Spannung V2; das heißt, die in dem geteilten Zustand überwachte Ausgangsspannung VOUT, unter Verwendung der ersten Spannungsdifferenz Δ1, die in Schritt S20 berechnet wurde, und der folgenden Gleichung (4). $VOUT = V 2 \times (r 3 + r 4) / r 4 - Δ 1$
Wenn die Verarbeitung des Schritts S40 endet, enden die Operationen des in 2 gezeigten Flussdiagramms.
Da die erste Spannungsdifferenz Δ1 gemäß einem Wert eines Stroms, der durch die Leistungsschaltungseinheit 3 fließt, variiert, ändert sich die erste Spannungsdifferenz Δ1 ständig. Daher kann die CPU 21 die letzte erste Spannungsdifferenz Δ1 verwenden, um die Korrektur in Schritt S40 durch wiederholtes Durchführen der Operationen des in 2 gezeigten Flussdiagramms durchzuführen. Daher kann die CPU 21 die Ausgangsspannung VOUT, d.h. die in der Leistungsschaltungseinheit 3 erzeugte Spannung, einfach und genau überwachen.
Als die erste Spannungsdifferenz Δ1 im Schritt S20 kann ein gleitender Durchschnittswert der ersten Spannungsdifferenz Δ1 für eine vorbestimmte Anzahl von Zeiten in der Vergangenheit übernommen werden. Auf diese Weise wird die Stabilität der ersten Spannungsdifferenz Δ1 verbessert.
< Zweite Ausführungsform>
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer ECU 1 B gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die ECU 1B verfügt über die Steuerschaltungseinheit 2, die Leistungsschaltungseinheit 3 und die Anschlüsse T1 bis T5.
Die ECU 1B unterscheidet sich insofern von der ECU 1A, als dass die CPU 21 über einen digitalen Eingangsanschluss P4 verfügt und die Leistungsschaltungseinheit 3 eine Anomalieerkennungsschaltung 32 aufweist. Ansonsten ist sie der ECU 1 A gleich.
Wenn die Anomalieerkennungsschaltung 32 eine Anomalie in der ersten Referenzspannung VREF1 erkennt, benachrichtigt die Anomalieerkennungsschaltung 32 die CPU 21 über die Anomalie. Die Anomalieerkennungsschaltung 32 kann möglicherweise nur eine Anomalie erkennen, bei der die erste Referenzspannung VREF1 einen oberen Grenzwert überschreitet. Ferner kann die Anomalieerkennungsschaltung 32 nur eine Anomalie erkennen, bei der die erste Referenzspannung VREF1 geringer ist als ein unterer Grenzwert. Die Anomalieerkennungsschaltung 32 kann sowohl die Anomalie erkennen, bei der die erste Referenzspannung VREF1 den oberen Grenzwert überschreitet, als auch die Anomalie, bei der die erste Referenzspannung VREF1 geringer ist als der untere Grenzwert.
In einem Fall, in dem sowohl die Anomalie, bei der die erste Referenzspannung VREF1 den oberen Grenzwert überschreitet, als auch die Anomalie, bei der die erste Referenzspannung VREF1 geringer ist als der untere Grenzwert, erkannt werden soll, kann die Anomalieerkennungsschaltung 32 beispielsweise über einen ersten Komparator, einen zweiten Komparator und ein OR-Gate verfügen. Der erste Komparator vergleicht die erste Referenzspannung VREF1 mit dem oberen Grenzwert. Der zweite Komparator vergleicht die zweite Referenzspannung VREF1 mit dem unteren Grenzwert. Das OR-Gate gibt eine logische Summe einer Ausgabe des ersten Komparators und einer Ausgabe des zweiten Komparators an den digitalen Eingangsanschluss P4 der CPU 21 aus.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel in Bezug auf Spannungskorrektur der CPU 21 zeigt. Die CPU 21 führt periodisch Operationen des in 4 gezeigten Flussdiagramms durch.
Das in 4 gezeigte Flussdiagramm wird durch Hinzufügen der Schritte S1 und S41 zu dem in 2 gezeigten Flussdiagramm erhalten.
In Schritt S1 bestimmt die CPU 21 basierend auf dem Pegel einer Spannung, die an den digitalen Eingangsanschluss P4 angelegt ist, ob die erste Referenzspannung VREF1 abnorm ist. Wenn die erste Referenzspannung VREF1 nicht abnorm ist, geht der Prozess zu Schritt S10 über.
Andererseits geht die CPU 21, wenn die erste Referenzspannung VREF1 abnorm ist, zu Schritt S41 über und führt ausfallsichere Verarbeitung aus. Ein Beispiel für die ausfallsichere Verarbeitung ist u.a. Verarbeiten, bei dem die CPU 21 Betrieb des Gleichstromwandlers 31 durch Halten des Transistors Q1 in einem OFF-Zustand und Halten des Transistors Q2 in dem OFF-Zustand stoppt. Durch Stoppen des Betriebs des Gleichstromwandlers 31 ist es möglich zu verhindern, dass die Ausgangsspannung VOUT zu einer Überspannung wird. Wenn eine maximale Spannung der Batterie B1 beispielsweise nicht der Überspannung der Ausgangsspannung VOUT entspricht, kann das ausfallsichere Verarbeiten des Schrittes S41 entfallen. Darüber hinaus kann die von der ersten Spannungsdifferenz Δ1 im Schritt S40 durchgeführte Korrektur gestoppt werden, wenn das ausfallsichere Verarbeiten in Schritt S41 durchgeführt wird.
Wenn die Verarbeitung des Schrittes S40 oder Schrittes S41 endet, enden die Operationen des in 4 gezeigten Flussdiagramms.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, da die Anomalie der ersten Referenzspannung VREF1 erkannt wird, zu verhindern, dass eine fehlerhafte Korrektur an der überwachten Ausgangsspannung VOUT durchgeführt wird, wenn die erste Referenzspannung VREF1 abnorm wird.
<Dritte Ausführungsform>
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer ECU 1C gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Die ECU 1C verfügt über die Steuerschaltungseinheit 2, die Leistungsschaltungseinheit 3 und die Anschlüsse T1 bis T5.
Die ECU 1C unterscheidet sich insofern von der ECU 1A, als dass die CPU 21 einen AD-Eingangsanschluss P5 aufweist, die Steuerschaltungseinheit 2 über eine zweite Referenzspannungsquelle VS2 verfügt, die eine zweite Referenzspannung VREF2 ausgibt, und die Leistungsschaltungseinheit 3 über Widerstände R5 und R6 verfügt. Ansonsten ist sie der ECU 1A gleich.
Eine negative Elektrode der zweiten Referenzspannungsquelle VS2 ist mit der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse verbunden. Eine positive Elektrode der zweiten Referenzspannungsquelle VS2 ist mit einem Ende des Widerstands R5 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R5 ist mit dem AD-Eingangsanschluss P5 und einem Ende des Widerstands R6 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R6 ist mit der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse verbunden. Infolgedessen kann die CPU 21 die zweite Referenzspannung VREF2 in einem Zustand überwachen, in dem die zweite Referenzspannung VREF2 geteilt und unter Verwendung der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse als das Referenzpotential in eine digitale Spannung gewandelt wird.
Eine Spannung V5, die an den AD-Eingangsanschluss P5 zugeführt wird, lässt sich durch die folgende Gleichung (5) ausdrücken. Hier ist Δ2 eine zweite Spannungsdifferenz (= leistungsschaltungseinheitsseitige Masse - steuerschaltungseinheitsseitige Masse), r5 ist ein Widerstandswert des Widerstands R5 und r6 ist ein Widerstandswert des Widerstands R6. $V 5 = (VREF 2 + Δ 2) \times r6 / (r 5 + r 6) + Δ 2$
Die vorstehende Gleichung (5) kann in die folgende Gleichung (6) umgewandelt werden. $Δ 2 = {(r 5 + r 6) \times V 5 - r 6 \times VREF 2} / r 5$
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel in Bezug auf Spannungskorrektur der CPU 21 zeigt. Die CPU 21 führt periodisch Operationen des in 6 gezeigten Flussdiagramms durch.
Das in 6 gezeigte Flussdiagramm wird durch Hinzufügen der Schritte S11, S21, S22 und S41 zu dem in 2 gezeigten Flussdiagramm erhalten.
Nach dem Schritt S10 überwacht die CPU 21 die zweite Referenzspannung VREF2 (Schritt S11). Wenn die Verarbeitung des Schritts S11 endet, geht der Prozess zu Schritt S20 über.
Nach Schritt S20 berechnet die CPU 21 eine zweite Spannungsdifferenz zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse (Schritt S21). Wenn die Verarbeitung des Schritts S21 endet, geht der Prozess zu Schritt S22 über.
Im Schritt S22 bestimmt die CPU 21, ob die überwachte erste Referenzspannung VREF1 oder die überwachte zweite Referenzspannung VREF2 abnorm ist. Wenn sich die erste Spannungsdifferenz Δ1 und die zweite Spannungsdifferenz Δ2 um einen Schwellenwert oder mehr voneinander unterscheiden, d.h. wenn ein absoluter Wert einer Differenz zwischen der ersten Spannungsdifferenz Δ1 und der zweiten Spannungsdifferenz Δ2 dem Schwellenwert größer oder gleich ist, bestimmt die CPU 21, dass die überwachte erste Referenzspannung VREF1 oder die überwachte zweite Referenzspannung VREF2 abnorm ist. Es wird davon ausgegangen, dass die Anomalie der überwachten ersten Referenzspannung VREF1 durch eine Anomalie der ersten Referenzspannungsquelle VS1, eine Anomalie einer Spannungsteilungsschaltung, die von den Widerständen R1 und R2 gebildet wird, und dergleichen verursacht wird. Es wird davon ausgegangen, dass die Anomalie der zweiten Referenzspannung VREF2 durch eine Anomalie der zweiten Referenzspannungsquelle VS2, eine Anomalie einer Spannungsteilungsschaltung, die von den Widerständen R3 und R4 gebildet wird, und dergleichen verursacht wird.
Wenn die überwachte erste Referenzspannung VREF1 und die überwachte zweite Referenzspannung VREF2 nicht abnorm sind, geht der Prozess zu Schritt S30 über.
Andererseits geht die CPU 21 zu Schritt S41 über, wenn die überwachte erste Referenzspannung VREF1 oder die überwachte zweite Referenzspannung VREF2 abnorm ist, und führt die ausfallsichere Verarbeitung aus. Schritt S41 ist der gleiche wie Schritt S41 in der zweiten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, da die Anomalie der überwachten ersten Referenzspannung VREF1 oder der überwachten zweiten Referenzspannung VREF2 erkannt wird, zu verhindern, dass fehlerhafte Korrektur an der überwachten Ausgangsspannung VOUT durchgeführt wird, wenn die überwachte erste Referenzspannung VREF1 oder die überwachte zweite Referenzspannung VREF2 abnorm wird.
Es besteht eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, dass sich die überwachte erste Referenzspannung VREF1 und die überwachte zweite Referenzspannung VREF2 gleichzeitig von normal zu abnorm ändern. Daher kann die CPU 21 auf Grundlage vergangener Verläufe der ersten Referenzspannung VREF1 und der zweiten Referenzspannung VREF2 bestimmen, welche von der überwachten ersten Referenzspannung VREF1 und der überwachten zweiten Referenzspannung VREF2 abnorm ist, wenn die überwachte erste Referenzspannung VREF1 oder die überwachte zweite Referenzspannung VREF2 abnorm ist. In diesem Fall kann, als das ausfallsichere Verarbeiten in Schritt S41, die überwachte Ausgangsspannung VOUT durch Verwendung der normalen einen von der ersten Spannungsdifferenz Δ1 und der zweiten Spannungsdifferenz Δ2 korrigiert werden. Wenn beispielsweise die überwachte erste Referenzspannung VREF1 abnorm ist, korrigiert die CPU 21 die überwachte Ausgangsspannung VOUT anhand der zweiten Referenzspannung VREF2.
Selbst wenn die überwachte erste Referenzspannung VREF1 oder zweite Referenzspannung VREF2 abnorm wird, kann daher die Ausgangsspannung VOUT einfach und genau überwacht werden.
Die vergangenen Verläufe der ersten Referenzspannung VREF1 und der zweiten Referenzspannung VREF2 werden beispielsweise wie nachfolgend erläutert verwendet. Die CPU 21 kann bestimmen, dass die überwachte erste Referenzspannung VREF1 abnorm ist, wenn ein absoluter Wert einer Differenz zwischen einem Durchschnittswert einer Mehrzahl kürzlichst überwachter erster Referenzspannungen VREF1 und einer aktuellen überwachten ersten Referenzspannung VREF1 größer ist als ein absoluter Wert einer Differenz zwischen einem Durchschnittswert einer Mehrzahl kürzlichst überwachter zweiter Referenzspannungen VREF2 und einer aktuell überwachten zweiten Referenzspannung VREF2.
<Vierte Ausführungsform>
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer ECU 1D gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Die ECU 1D verfügt über die Steuerschaltungseinheit 2, die Leistungsschaltungseinheit 3 und die Anschlüsse T1 bis T5.
Die ECU 1D unterscheidet sich insofern von der ECU 1A, als dass die CPU 21 den AD-Eingangsanschluss P5 aufweist, die erste Referenzspannungsquelle VS1 an der Steuerschaltungseinheit 2 anstatt der Leistungsschaltungseinheit 3 bereitgestellt wird und die Leistungsschaltungseinheit 3 die Widerstände R5 und R6 aufweist. Ansonsten ist sie der ECU 1A gleich.
Die negative Elektrode der ersten Referenzspannungsquelle VS1 ist mit der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse verbunden.
Die positive Elektrode der ersten Referenzspannungsquelle VS1 ist mit einem Ende des Widerstands R5 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R5 ist mit dem AD-Eingangsanschluss P5 und einem Ende des Widerstands R6 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R6 ist mit der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse verbunden. Infolgedessen kann die CPU 21 durch Überwachen einer Spannungseingabe in den AD-Eingangsanschluss P5 die erste Referenzspannung VREF1 in dem Zustand überwachen, in dem die erste Referenzspannung VREF1 geteilt und unter Verwendung der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse als das Referenzpotential in die digitale Spannung gewandelt wird. Die CPU21 berechnet die erste Spannungsdifferenz Δ1 auf Grundlage der Spannungseingabe in den AD-Eingabeanschluss P5.
Ferner kann die CPU 21 durch Überwachen einer Spannungseingabe in den AD-Eingabeanschluss P1 die erste Referenzspannung VREF1 in dem Zustand überwachen, in dem die erste Referenzspannung VREF1 geteilt und unter Verwendung der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse als das Referenzpotential in die digitale Spannung gewandelt wird. Infolgedessen kann die CPU 21 bestimmen, ob die erste Referenzspannung VREF1 abnorm ist. Das heißt, die CPU 21 verwendet die einzelne erste Referenzspannung VREF1 zum Berechnen der ersten Spannungsdifferenz Δ1 und erkennt die Anomalie in der ersten Referenzspannung VREF1.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die CPU 21 die gleichen Operationen durch, wie in dem in 4 gezeigten Flussdiagramm. In Schritt S1 bestimmt die CPU 21 jedoch, ob die erste Referenzspannung VREF1 abnorm ist, nicht auf Grundlage des Pegels der Spannung, die auf den digitalen Eingangsanschluss P4 angelegt ist (siehe 3), sondern auf Grundlage der Spannungseingabe in den AD-Eingangsanschluss P1.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich zu verhindern, dass die fehlerhafte Korrektur an der überwachten Ausgangsspannung VOUT durchgeführt wird, wenn die erste Referenzspannung VREF1 abnorm wird. Dies erfolgt mit einer einfachen Konfiguration, da die Anomalie der ersten Referenzspannung VREF1 ohne die Anomalieerkennungsschaltung 32, die in der in 3 gezeigten Ausführungsform bereitgestellt wird, erkannt wird.
<Fünfte Ausführungsform>
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer ECU 1E gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Die ECU 1E verfügt über die Steuerschaltungseinheit 2, die Leistungsschaltungseinheit 3 und die Anschlüsse T1 bis T5.
Die ECU 1E unterscheidet sich insofern von der ECU 1A, als dass die Steuerschaltungseinheit 2 einen Kondensator C2 aufweist. Ansonsten ist sie der ECU 1A gleich.
Der Kondensator C2 ist mit dem Widerstand R2 parallel geschaltet. Eine Filterschaltung (Tiefpassfilterschaltung), die aus dem Widerstand R1 und dem Kondensator C2 besteht, glättet die erste Referenzspannung VREF1. Dadurch kann verhindert werden, dass die Korrektur der überwachten ersten Referenzschaltung VREF1 durch transiente Schwankungen der ersten Referenzspannung VREF1 beeinflusst wird. Daher kann die CPU 21 die Ausgangsspannung VOUT genauer überwachen.
Die Spannungsteilungsschaltung, die aus den Widerständen R1 und R2 besteht, und die Filterschaltung, die aus dem Widerstand R1 und dem Kondensator C2 besteht, teilen sich den Widerstand R1. Es ist daher möglich, Größe und Kosten im Vergleich zu einem Fall zu reduzieren, bei dem die Spannungsteilungsschaltung und die Filterschaltung separat bereitgestellt werden.
Für jede der zweiten bis vierten Ausführungsform können die gleichen Veränderungen vorgenommen werden, wie für die erste Ausführungsform bis zu der fünften Ausführungsform.
<Sonstiges>
Es versteht sich, dass die vorstehenden Ausführungsformen veranschaulichend und in keiner Weise einschränkend sind, und dass der technische Umfang der Erfindung nicht durch die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen definiert wird, sondern durch den Umfang der Ansprüche und alle Modifikationen, die zu der Bedeutung und dem Umfang gehören, die dem Umfang der Ansprüche äquivalent sind, mit einschließt.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Steuerschaltungseinheit 2 eine Konfiguration auf, die die CPU 21 umfasst. Die Steuerschaltungseinheit 2 kann jedoch auch eine andere arithmetische Schaltung aufweisen als die CPU 21.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Leistungsschaltungseinheit 3 eine Konfiguration auf, die den Gleichstromwandler 31 umfasst. Die Leistungsschaltungseinheit 3 kann jedoch auch eine andere Leistungsschaltung aufweisen als den Gleichstromwandler 31. Ein Beispiel für eine andere Leistungsschaltung als den Gleichstromwandler 31 ist u.a. ein Inverter, der einen Motor antreibt.
In den vorstehenden Ausführungsformen ist die CPU 21 dafür ausgelegt, die Ausgangsspannung VOUT zu überwachen. Die CPU 21 kann jedoch eine Spannung (aber mit Ausnahme der ersten Referenzspannung VREF1) überwachen, die in einer Leistungsschaltung erzeugt wird, die eine andere als die Ausgangsspannung VOUT ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009254059 A [0002, 0005]

Claims

Steuervorrichtung, umfassend: eine Steuerschaltungseinheit mit einer steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und einer arithmetischen Schaltung; eine Leistungsschaltungseinheit mit einer leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse; und eine erste Referenzspannungsquelle, die eine erste Referenzspannung ausgibt, und die entweder an der Steuerschaltungseinheit oder der Leistungsschaltungseinheit bereitgestellt wird, wobei die steuerschaltungseinheitsseitige Masse und die leistungsschaltungseinheitsseitige Masse voneinander getrennt sind, die arithmetische Schaltung eine erste Spannungsdifferenz zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse auf Grundlage der ersten Referenzspannung berechnet, die mit der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse als ein Referenzpotential überwacht wird, und, wenn eine Korrekturzielspannung überwacht wird, die in der Leistungsschaltungseinheit erzeugt wird, die arithmetische Schaltung die Korrekturzielspannung unter Verwendung der ersten Spannungsdifferenz korrigiert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Anomalieerkennungsschaltung, die dafür ausgelegt ist, eine Anomalie der ersten Referenzspannung zu erkennen, entweder an der Steuerschaltungseinheit oder der Leistungsschaltungseinheit bereitgestellt wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine zweite Referenzspannungsquelle, die eine zweite Referenzspannung ausgibt, an der anderen von der Steuerschaltungseinheit und der Leistungsschaltungseinheit bereitgestellt wird, die arithmetische Schaltung eine zweite Spannungsdifferenz zwischen der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse und der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse auf Grundlage der zweiten Referenzspannung berechnet, die mit der leistungsschaltungseinheitsseitigen Masse als das Referenzpotential überwacht wird, und, wenn sich die erste Spannungsdifferenz und die zweite Spannungsdifferenz voneinander um einen Schwellenwert oder mehr voneinander unterscheiden, die arithmetische Einheit bestimmt, dass die überwachte erste Referenzspannung oder die überwachte zweite Referenzspannung abnorm ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei, wenn sich die erste Spannungsdifferenz und die zweite Spannungsdifferenz voneinander um den Schwellenwert oder mehr unterscheiden, die arithmetische Schaltung auf Grundlage eines vergangenen Verlaufs der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung bestimmt, welche von der überwachten ersten Referenzschaltung und der überwachten zweiten Referenzschaltung abnorm ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die arithmetische Schaltung auf Grundlage der ersten Referenzspannung, die mit der steuerschaltungseinheitsseitigen Masse als das Referenzpotential überwacht wird, bestimmt, ob die erste Referenzspannung abnorm ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: eine Spannungsteilungsschaltung, die dafür ausgelegt ist, die erste Referenzspannung zu teilen; und eine Filterschaltung, die dafür ausgelegt ist, die erste Referenzspannung zu glätten, wobei die Spannungsteilungsschaltung und die Filterschaltung sich einen Widerstand teilen, und die Spannungsteilungsschaltung und die Filterschaltung zwischen der ersten Referenzspannungsquelle und der arithmetischen Schaltung bereitgestellt werden.