DE102023125501A1

DE102023125501A1 - Steuervorrichtung und steuerverfahren

Info

Publication number: DE102023125501A1
Application number: DE102023125501.0A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Hirano; Shigeki Nakamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2022-09-26
Filing date: 2023-09-20
Publication date: 2024-03-28
Also published as: US20240106226A1; JP2024047215A

Abstract

Eine Steuervorrichtung enthält einen Controller (3), der einen vorbestimmten Prozess ausführt, einen Temperatursensor (8, 9), der eine Temperatur des Controllers erfasst, und eine Überwachungseinheit (5), die Aktivierung und Deaktivierung des Controllers auf der Grundlage der vom Temperatursensor erfassten Temperatur steuert. Die Überwachungseinheit weist einen ersten Schwellenwert (Th1) und einen zweiten Schwellenwert (Th2), der größer als der erste Schwellenwert ist, als Schwellenwerte in Bezug auf die vom Temperatursensor erfasste Temperatur auf. Die Überwachungseinheit aktiviert den Controller unter der Bedingung, dass ein Temperaturerfassungswert, der ein Wert der vom Temperatursensor erfassten Temperatur ist, den ersten Schwellenwert nicht überschreitet. Die Überwachungseinheit deaktiviert den Controller nach Aktivierung des Controllers unter der Bedingung, dass der Temperaturerfassungswert den zweiten Schwellenwert überschreitet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren.
HINTERGRUND
Die JP 2007- 082 036 A offenbart, dass ein IC eines Schaltnetzteils einen ersten Schwellenwert und einen zweiten Schwellenwert als temperaturbezogene Schwellenwerte aufweist und ausfallsichere bzw. Fail-Safe-Steuerungen mit unterschiedlichen Inhalten ausführt, wenn eine Überwachungszieltemperatur den ersten Schwellenwert erreicht und wenn die Überwachungszieltemperatur den zweiten Schwellenwert erreicht.
KURZDARSTELLUNG
Als Ergebnis detaillierter Untersuchungen durch die Erfinder wurden die folgenden Probleme festgestellt. In einer Steuervorrichtung wird eine Temperatur eines Controllers, z. B. eines Mikrocontrollers, durch einen Temperatursensor erfasst. Der Controller wird deaktiviert, wenn ein Temperaturerfassungswert, d. h. ein Wert der erfassten Temperatur, einen Schwellenwert zur Vermeidung von Überhitzung überschreitet. Der Controller wird aktiviert, wenn der Temperaturerfassungswert unter den Schwellenwert fällt.
In diesem Fall werden, sobald der Temperaturerfassungswert den Schwellenwert überschreitet, die folgenden Zustandsänderungen in relativ kurzer Zeit wiederholt: Deaktivierung des Controllers → der Temperaturerfassungswert wird kleiner als oder gleich dem Schwellenwert → Aktivierung des Controllers → der Temperaturerfassungswert wird größer als der Schwellenwert → Deaktivierung des Controllers → der Temperaturerfassungswert wird kleiner als oder gleich dem Schwellenwert → Aktivierung des Controllers.
In diesem Fall verlängert sich die kumulative Zeit, in der eine tatsächliche Temperatur im Inneren des Controllers den Schwellenwert überschreitet, und die tatsächliche Temperatur im Inneren des Controllers kann den Schwellenwert weiterhin überschreiten. Beispielsweise kann eine Eigenschaft eines Wärmeleitungspfads zwischen einem Wärmeerzeugungsabschnitt und dem Temperatursensor im Controller oder eine Verzögerung bei der Temperaturerfassung eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Temperatur im Controller und dem Temperaturerfassungswert verursachen. Folglich besteht, nachdem der Controller deaktiviert wurde, die Möglichkeit, dass der Temperaturerfassungswert gleich oder kleiner als der Schwellenwert wird und der Controller aktiviert wird, während die tatsächliche Temperatur im Inneren des Controllers über dem Schwellenwert verbleibt.
Daher kann der Controller in einem überhitzten Zustand aktiviert werden, und der Betrieb des Controllers wird instabil. Infolgedessen kann der überhitzte Zustand einen instabilen Betrieb der Steuervorrichtung verursachen. Solche Schwierigkeiten können mit der Technologie gemäß der JP 2007- 082 036 A nicht gelöst werden. Obwohl der Schwellenwert auf einen ausreichend kleinen Wert eingestellt werden kann, wird eine Temperaturspanne im Hinblick auf den Betrieb des Controllers zu groß, und es kann schwierig sein, die Ressourcen des Controllers effektiv zu nutzen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, einen Betrieb eines Controllers in einem überhitzten Zustand zu reduzieren.
Eine Steuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält einen Controller, der konfiguriert ist, um einen vorbestimmten Prozess auszuführen, einen Temperatursensor, der konfiguriert ist, um eine Temperatur des Controllers zu erfassen, und eine Überwachungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und Deaktivierung des Controllers auf der Grundlage der vom Temperatursensor erfassten Temperatur zu steuern.
Die Überwachungseinheit weist einen ersten Schwellenwert und einen zweiten Schwellenwert, der größer als der erste Schwellenwert ist, als Schwellenwerte in Bezug auf die vom Temperatursensor erfasste Temperatur des Controllers auf. Die Überwachungseinheit aktiviert den Controller unter der Bedingung, dass ein Temperaturerfassungswert, der ein Wert der vom Temperatursensor erfassten Temperatur ist, den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, und deaktiviert den Controller nach Aktivierung des Controllers unter der Bedingung, dass der Temperaturerfassungswert den zweiten Schwellenwert überschreitet.
Gemäß der Konfiguration unterscheidet sich der zweite Schwellenwert zum Deaktivieren des Controllers von dem ersten Schwellenwert zum Aktivieren des Controllers, und der erste Schwellenwert ist auf einen kleineren Wert als der zweite Schwellenwert eingestellt. Daher kann der Controller auch bei einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Temperatur im Controller und dem Temperaturerfassungswert in einem Zustand aktiviert werden, in dem die tatsächliche Temperatur im Controller ausreichend niedriger als der zweite Schwellenwert ist. Dadurch kann verhindert werden, dass der Controller in einem überhitzten Zustand aktiviert wird, d. h., dass der Controller im überhitzten Zustand arbeitet. Dies führt dazu, dass ein instabiler Betrieb des Controllers und damit auch ein instabiler Betrieb der Steuervorrichtung reduziert werden kann. Ferner lässt sich, da der zweite Schwellenwert nicht auf einen kleineren Wert als nötig eingestellt werden muss, leicht eine zu große Temperaturspanne für den Betrieb des Controllers vermeiden.
Die Formulierung „überschreitet den ersten Schwellenwert nicht“ ist nicht auf „ist gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert“ beschränkt und muss nicht unbedingt „ist gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert“ sein, solange der gleiche Effekt wie oben beschrieben erzielt wird. Alternativ ist z. B. ebenso eine Formulierung „kleiner als der erste Schwellenwert“ verwendbar. In gleicher Weise ist „Überschreiten des zweiten Schwellenwerts“ nicht auf „größer als der zweite Schwellenwert“ beschränkt und muss nicht unbedingt „größer als der zweite Schwellenwert“ sein, solange der gleiche Effekt wie oben beschrieben erzielt wird. So ist beispielsweise alternativ eine Formulierung „gleich oder größer als der zweite Schwellenwert“ verwendbar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer ECU gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eines temperaturbezogenen Schwellenwert.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs eines Energieversorgungs-ICs.
4 zeigt ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsbeispiels der Ausführungsform.
5 zeigt ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Vergleichsbeispiels.
6 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer ECU gemäß einer zweiten Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine ECU 1 einer ersten Ausführungsform gemäß 1 wird an einem Fahrzeug montiert und enthält einen Mikrocontroller (Mikrocomputer) 3, der einen Betrieb der ECU 1 steuert, einen Energieversorgungs-IC 5, der den Mikrocontroller 3 mit Energie versorgt und einen Betrieb des Mikrocontrollers 3 überwacht, sowie einen Transceiver 7. Es ist zu beachten, dass „Energieversorgung“ eine Versorgung mit einer Energieversorgungsspannung bedeutet. ECU steht für „Electronic Control Unit“ (elektronische Steuereinheit). Der Mikrocontroller 3 kann ein sogenanntes SoC sein. SoC steht für „System on a Chip“ (Ein-Chip-System). Der Mikrocontroller 3 ist ein Beispiel für eine erste Schaltung bzw. Schaltungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen vorbestimmten Prozess auszuführen, und der Energieversorgungs-IC 5 ist ein Beispiel für eine zweite Schaltung, die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und Deaktivierung der ersten Schaltung zu steuern.
Information von einem oder mehreren am Fahrzeug angebrachten Sensoren 11, 13 wird an die ECU 1 gegeben. Bei den Sensoren 11, 13 kann es sich um Sensoren zur Erfassung von Information in Bezug auf das Fahrzeug handeln, z. B. um Sensorvorrichtungen für eine periphere Überwachung wie eine Kamera oder ein Millimeterwellenradar zur Erfassung von Information in der Umgebung des Fahrzeugs. Die ECU 1 ist über eine Kommunikationsleitung 19 mit anderen ECUs 15, 17 kommunikativ verbunden. Die ECUs 15, 17 sind am Fahrzeug angebracht.
Der Mikrocontroller 3 hat mindestens Funktionen zum Empfangen von Eingangsinformation von den Sensoren 11, 13, zum Integrieren oder Dividieren der Eingangsinformation und zum Senden der Information an die anderen ECUs 15, 17. Daher führt der Mikrocontroller 3 einen Prozess zur Kommunikation mit mindestens den anderen ECUs 15, 17 als einen vorbestimmten Prozess zur Steuerung des Betriebs der ECU 1 aus. Außerdem kann der Mikrocontroller 3 eine Funktion zum Senden von Aktualisierungsdaten von Steuerinhalten an die anderen ECUs 15, 17 aufweisen.
Der Mikrocontroller 3 ist über den Transceiver 7 mit der Kommunikationsleitung 19 verbunden. Der Transceiver 7 wandelt ein vom Mikrocontroller 3 ausgegebenes Übertragungssignal (d. h. ein Signal mit Übertragungsdaten) in ein Übertragungssignal um, das einem Kommunikationsprotokoll entspricht, und gibt das Übertragungssignal auf die Kommunikationsleitung 19. Ferner wandelt der Transceiver 7 ein Übertragungssignal von der Kommunikationsleitung 19 in ein Empfangssignal (d. h. ein Signal mit Empfangsdaten) um, das an den Mikrocontroller 3 gegeben werden kann, und zwar auf der Grundlage des Kommunikationsprotokolls, und gibt das Empfangssignal an den Mikrocontroller 3 aus. Daher kann der Mikrocontroller 3 über den Transceiver 7 mit den anderen ECUs 15, 17 kommunizieren. Das Kommunikationsprotokoll ist z. B. CAN, kann aber auch ein anderes als CAN sein. CAN steht für „Controller Area Network“. CAN ist eine eingetragene Marke.
Beispielsweise kann die ECU 15 konfiguriert sein, um eine Steuerung zum Bereitstellen von Information, wie z. B. die Umgebung des Fahrzeugs und einen Alarm, an einen Fahrer des Fahrzeugs auf der Grundlage von Information, die vom Mikrocontroller 3 übermittelt wird, auszuführen. Die ECU 17 kann beispielsweise konfiguriert sein, um Leistung, Bremsen, Lenkung und dergleichen des Fahrzeugs auf der Grundlage von Information vom Mikrocontroller 3 zu steuern.
Außerdem ist der Transceiver 7 konfiguriert, um gestoppt zu werden, wenn ein vom Energieversorgungs-IC 5 eingegebenes Standby-Signal STB einen aktiven Pegel (z. B. einen hohen Pegel) annimmt. Folglich stoppt der Transceiver 7, wenn das Standby-Signal STB einen hohen Pegel annimmt, zumindest eine Ausgabe des Signals an die Kommunikationsleitung 19 (d. h. den Kommunikationsausgang), und zwar unabhängig vom Übertragungssignal des Mikrocontrollers 3.
Der Mikrocontroller 3 gibt ein Watchdog-Signal WD, das einen normalen Betrieb des Mikrocontrollers 3 anzeigt, gemäß einer vorbestimmten Ausgaberegel an den Energieversorgungs-IC 5 aus. Die Ausgaberegel des Watchdog-Signals WD kann z. B. eine Regel sein, dass der Pegel des Watchdog-Signals WD nach jeder vorbestimmten Zeit invertiert wird. Darüber hinaus kann das Watchdog-Signal WD ein Datensignal sein, das per serieller Kommunikation wie SPI übertragen wird, und die Ausgaberegel kann in diesem Fall beispielsweise eine Regel sein, bei der der Datenwert nach einer vorbestimmten Regel jede vorbestimmte Zeit aktualisiert wird. SPI steht für „Serial Peripheral Interface“ (serielle Peripherie-Schnittstelle).
Der Mikrocontroller 3 führt die Selbstdiagnose periodisch während des Betriebs des Mikrocontrollers 3 durch. Der hier verwendete Begriff „periodisch“ ist nicht auf feste Zeitintervalle beschränkt, sondern kann für jedes Mal andere Zeitintervalle umfassen.
Die Selbstdiagnose des Mikrocontrollers 3 kann z. B. eine Spannungsdiagnose umfassen. Bei der Spannungsdiagnose überwacht z. B. ein im Mikrocontroller 3 vorgesehener Schaltungsblock zur Spannungsdiagnose eine Energieversorgungsspannung innerhalb des Mikrocontrollers 3. Wenn die Energieversorgungsspannung außerhalb des normalen Bereichs liegt, kann die Spannung als fehlerhaft bestimmt werden.
Die Selbstdiagnose des Mikrocontrollers 3 kann z. B. eine Berechnungsdiagnose umfassen. Bei der Berechnungsdiagnose gibt Diagnosesoftware beispielsweise einen Dummy-Eingangswert an jeden vorbestimmten Rechenprozess, der vom Mikrocontroller 3 ausgeführt wird. Wenn ein Rechenergebnis von einem vorbestimmten erwarteten Wert abweicht, kann eine Berechnungsfunktion als fehlerhaft bestimmt werden.
Wenn bei der Selbstdiagnose eine Abnormität erfasst wird, d. h. wenn bestimmt wird, dass die Spannung fehlerhaft ist oder dass die Berechnungsfunktion fehlerhaft ist, setzt der Mikrocontroller 3 ein Abnormitätsmeldesignal EOUT an den Energieversorgungs-IC 5 auf einen aktiven Pegel (z. B. einen niedrigen Pegel). D. h., der niedrige Pegel des Abnormitätsmeldesignals EOUT ist ein Signal, mit dem dem Energieversorgungs-IC 5 mitgeteilt wird, dass eine Abnormität durch die Selbstdiagnose des Mikrocontrollers 3 erfasst wurde.
Der Energieversorgungs-IC 5 erzeugt aus einer Spannung (d. h. Batteriespannung) einer In-Vehicle-Fahrzeugbatterie mindestens eine Energieversorgungsspannung für den Betrieb des Mikrocontrollers 3 und liefert die Energieversorgungsspannung an den Mikrocontroller 3. Der Mikrocontroller 3 kann von dem Energieversorgungs-IC 5 mit einer oder mehreren Energieversorgungsspannungen versorgt werden. Die mehreren Energieversorgungsspannungen können beispielsweise eine Energieversorgungsspannung für einen Prozessorkern im Mikrocontroller 3 und eine Energieversorgungsspannung für eine E/A (d. h. Eingangs-/Ausgangsschaltung) im Mikrocontroller 3 umfassen. Wenn dem Mikrocontroller 3 mehrere Energieversorgungsspannungen zugeführt werden, kann die oben beschriebene Spannungsdiagnose für jede Energieversorgungsspannung durchgeführt werden.
Der Energieversorgungs-IC 5 überwacht den Betrieb des Mikrocontrollers 3 und setzt den Mikrocontroller 3 zurück, wenn eine vorbestimmte Reset-Bedingung erfüllt ist. Insbesondere setzt der Energieversorgungs-IC 5 den Mikrocontroller 3 zurück, indem er ein Reset-Signal RST für den Mikrocontroller 3 für eine vorbestimmte Zeit auf einen niedrigen aktiven Pegel setzt. Die Reset-Bedingung ist eine Bedingung, bei der der Energieversorgungs-IC 5 bestimmt, dass der Mikrocontroller 3 eine Störung aufweist.
Der Energieversorgungs-IC 5 kann konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass die Reset-Bedingung erfüllt ist, z. B. wenn das Abnormitätsmeldesignal EOUT vom Mikrocontroller 3 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt oder wenn das Watchdog-Signal WD vom Mikrocontroller 3 nicht gemäß der vorbestimmten Ausgaberegel ausgegeben wird.
Der Energieversorgungs-IC 5 enthält außerdem einen Temperatursensor 8. Der Temperatursensor 8 ist in den Energieversorgungs-IC 5 eingebaut. Der Energieversorgungs-IC 5 ist relativ nahe, d. h. in der Nähe des Mikrocontrollers 3 angeordnet, so dass eine vom Temperatursensor 8 erfasste Temperatur und eine Temperatur des Mikrocontrollers 3 miteinander korreliert sind. Daher wird der Temperatursensor 8 im Energieversorgungs-IC 5 verwendet, um zumindest die Temperatur des Mikrocontrollers 3 zu erfassen. Der Temperatursensor 8 kann z. B. eine Konfiguration aufweisen, die eine Eigenschaft nutzt, dass eine Durchlassspannung einer Diode in Abhängigkeit von der Temperatur variiert, oder er kann eine andere Konfiguration aufweisen.
Der Energieversorgungs-IC 5 steuert zumindest eine Versorgung und eine Unterbrechung der Energieversorgungsspannung zum Mikrocontroller 3 auf der Grundlage der vom Temperatursensor 8 erfassten Temperatur des Mikrocontrollers 3. Dadurch steuert der Energieversorgungs-IC 5 eine Aktivierung und Deaktivierung des Mikrocontrollers 3.
Ferner weist der Energieversorgungs-IC 5 einen ersten Schwellenwert Th1 und einen zweiten Schwellenwert Th2 als Schwellenwerte in Bezug auf die vom Temperatursensor 8 erfasste Temperatur des Mikrocontrollers 3 auf. Der erste und der zweite Schwellenwert können in einem Speicher gespeichert werden.
Wie in 2 dargestellt, wird der zweite Schwellenwert Th2 auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der erste Schwellenwert Th1. Mit anderen Worten, der erste Schwellenwert Th1 wird auf einen Wert gesetzt, der kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2. Der zweite Schwellenwert Th2 wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als eine maximale Nenntemperatur Tshdn des Energieversorgungs-ICs 5. Darüber hinaus wird der zweite Schwellenwert Th2 auf einen Wert eingestellt, der geringfügig unter einer maximalen Nenntemperatur des Mikrocontrollers 3 liegt, obwohl dies in 2 nicht dargestellt ist. Zum Beispiel kann der zweite Schwellenwert Th2 auf 145 °C und der erste Schwellenwert Th1 auf 120 °C eingestellt werden.
Nachstehend ist ein Betrieb des Energieversorgungs-ICs 5 anhand des in 3 gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben, aber der Betrieb des Energieversorgungs-ICs 5 wird tatsächlich durch Hardware innerhalb des Energieversorgungs-ICs 5 realisiert.
Wenn beispielsweise eine Batteriespannung an die ECU 1 angelegt wird, wird der Energieversorgungs-IC 5 von einer Energieversorgungsschaltung mit Energie versorgt und aktiviert. Bei Aktivierung führt der Energieversorgungs-IC 5 den in 3 dargestellten Prozess aus.
Wie in 3 dargestellt, führt der Energieversorgungs-IC 5 in Schritt S110 eine Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung durch, d. h. eine Temperaturüberwachung vor einer Aktivierung des Mikrocontrollers 3. Bei der Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung überwacht der Energieversorgungs-IC 5, ob ein Temperaturerfassungswert, bei dem es sich um einen Wert der vom Temperatursensor 8 erfassten Temperatur handelt, gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert Th1 ist.
Wenn der Energieversorgungs-IC 5 durch die Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung bestimmt, dass der Temperaturerfassungswert über dem ersten Schwellenwert Th1 liegt, hält der Energieversorgungs-IC 5 die Zufuhr der Energieversorgungsspannung zum Mikrocontroller 3 in Schritt S120 unterbrochen und aktiviert den Mikrocontroller 3 nicht. Anschließend setzt der Energieversorgungs-IC 5 die Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung fort. Während die Zufuhr der Energieversorgungsspannung zum Mikrocontroller 3 unterbrochen ist, setzt der Energieversorgungs-IC 5 das Reset-Signal RST an den Mikrocontroller 3 auf den niedrigen Pegel, um den Mikrocontroller 3 zurückzusetzen, und setzt das Standby-Signal STB an den Transceiver 7 auf den hohen Pegel, um eine Ausgabe vom Transceiver 7 zu verhindern.
Andererseits, wenn der Energieversorgungs-IC 5 anhand der Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung bestimmt, dass der Temperaturerfassungswert gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert Th1 ist, d. h., wenn der Energieversorgungs-IC 5 bestimmt, dass der Temperaturerfassungswert den ersten Schwellenwert Th1 nicht überschreitet, schreitet der Prozess zu Schritt S130 voran. Dann wird in Schritt S130 der Mikrocontroller 3 aktiviert und die Temperaturüberwachung auf Betriebstemperaturüberwachung umgeschaltet, d. h. Temperaturüberwachung während des Betriebs des Mikrocontrollers 3.
In Schritt S130 beginnt der Energieversorgungs-IC 5 mit der Versorgung des Mikrocontrollers 3 mit der Energieversorgungsspannung und aktiviert den Mikrocontroller 3 durch Umschalten des Reset-Signals RST vom niedrigen auf den hohen Pegel. Das Setzen bzw. Umschalten des Reset-Signals RST auf den hohen Pegel (d. h. die Freigabe des Resets) kann etwas später als der Beginn der Versorgung mit der Energieversorgungsspannung erfolgen, für einen sogenannten Power-on-Reset. Wenn eine vorbestimmte Bedingung zum Erlauben des Kommunikationsausgangs erfüllt ist, nachdem das Reset-Signal RST auf den hohen Pegel gesetzt wurde, schaltet der Energieversorgungs-IC 5 das Standby-Signal STB für den Transceiver 7 vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel, um den Kommunikationsausgang zu erlauben.
Nach Aktivierung des Mikrocontrollers 3 führt der Energieversorgungs-IC 5 in Schritt S140 die Betriebstemperaturüberwachung durch. Bei der Betriebstemperaturüberwachung überwacht der Energieversorgungs-IC 5, ob der Temperaturerfassungswert gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert Th2 ist. Während der Energieversorgungs-IC 5 durch die Betriebstemperaturüberwachung bestimmt, dass der Temperaturerfassungswert gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert Th2 ist, setzt der Energieversorgungs-IC 5 die Betriebstemperaturüberwachung fort.
Andererseits, wenn der Energieversorgungs-IC 5 durch die Betriebstemperaturüberwachung bestimmt, dass der Temperaturerfassungswert höher ist als der zweite Schwellenwert Th2, d. h., wenn der Energieversorgungs-IC 5 bestimmt, dass der Temperaturerfassungswert den zweiten Schwellenwert Th2 überschreitet, stoppt der Energieversorgungs-IC 5 die Zufuhr der Energieversorgungsspannung an den Mikrocontroller 3, um den Betrieb des Mikrocontrollers 3 in Schritt S150 zu stoppen. Anschließend kehrt der Prozess zu Schritt S110 zurück, um die Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung durchzuführen.
Nachstehend ist ein Beispiel für den oben beschriebenen Betrieb, der vom Energieversorgungs-IC 5 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 4 beschrieben.
Wie in 4 dargestellt, wird angenommen, dass der Energieversorgungs-IC 5 zur Zeit t1 aktiviert wird. Wenn der Energieversorgungs-IC 5 aktiviert wird, ist der Mikrocontroller 3 nicht aktiviert.
Wenn der aktivierte Energieversorgungs-IC 5 bestimmt, dass der vom Temperatursensor 8 erfasste Temperaturerfassungswert des Mikrocontrollers 3 gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert Th1 ist, aktiviert der Energieversorgungs-IC 5 den Mikrocontroller 3, indem er zur Zeit t2 mit der Zufuhr der Energieversorgungsspannung zum Mikrocontroller 3 beginnt.
Anschließend, wenn die Temperatur des Mikrocontrollers 3 mit dem Betrieb des Mikrocontrollers 3 ansteigt und der vom Temperatursensor 8 erfasste Temperaturerfassungswert des Mikrocontrollers 3 den zweiten Schwellenwert Th2 zur Zeit t3 überschreitet, stoppt der Energieversorgungs-IC 5 die Zufuhr der Energieversorgungsspannung zum Mikrocontroller 3 und stoppt den Betrieb des Mikrocontrollers 3.
Dann sinkt die Temperatur des Mikrocontrollers 3. Anschließend, zur Zeit t4, wenn der vom Temperatursensor 8 erfasste Temperaturerfassungswert des Mikrocontrollers 3 gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert Th1 wird, nimmt der Energieversorgungs-IC 5 die Versorgung des Mikrocontrollers 3 mit der Energieversorgungsspannung wieder auf und aktiviert den Mikrocontroller 3.
Nachstehend ist ein Vergleichsbeispiel unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Das Vergleichsbeispiel zeigt einen Fall, in dem der zweite Schwellenwert Th2 auch bei der Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung in Schritt S110 von 3 verwendet wird, d. h. ein Fall, in dem ein Schwellenwert Th0 mit demselben Wert wie der zweite Schwellenwert Th2 vor der Aktivierung und während des Betriebs des Mikrocontrollers 3 verwendet wird.
In diesem Vergleichsbeispiel werden nach der Zeit t11, sobald der Temperaturerfassungswert den Schwellenwert Th0 überschreitet, die folgenden Zustandsänderungen in einer relativ kurzen Zeit wiederholt: Deaktivierung des Mikrocontrollers 3 → der Temperaturerfassungswert wird kleiner als oder gleich dem Schwellenwert Th0 → Aktivierung des Mikrocontrollers 3 → der Temperaturerfassungswert wird größer als der Schwellenwert Th0 → Deaktivierung des Mikrocontrollers 3 → ... Dann wird eine kumulative Zeit, in der die tatsächliche Temperatur innerhalb des Mikrocontrollers 3 den Schwellenwert Th0 überschreitet, länger, und die tatsächliche Temperatur innerhalb des Mikrocontrollers 3 kann weiterhin den Schwellenwert Th0 überschreiten. Beispielsweise kann eine Eigenschaft eines Wärmeleitungspfads zwischen einem Wärmeerzeugungsabschnitt und dem Temperatursensor 8 im Mikrocontroller 3 oder eine Verzögerung bei der Temperaturerfassung eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Temperatur im Mikrocontroller 3 und dem Temperaturerfassungswert verursachen. Folglich besteht, nachdem der Mikrocontroller 3 deaktiviert wurde, die Möglichkeit, dass der Temperaturerfassungswert gleich oder kleiner als der Schwellenwert Th0 wird und der Mikrocontroller 3 aktiviert wird, während die tatsächliche Temperatur im Inneren des Mikrocontroller 3 über dem Schwellenwert Th0 verbleibt.
So wird der Mikrocontroller 3 in einem Zustand aktiviert, in dem die maximale Nenntemperatur des Mikrocontrollers 3 überschritten wird (d. h. ein überhitzter Zustand). Anschließend kann der Betrieb des Mikrocontrollers 3 instabil werden, und der Betrieb der ECU 1 kann instabil werden. Beispielsweise kann nach dem Start des Mikrocontrollers 3 im überhitzten Zustand das Standby-Signal STB an den Transceiver 7 auf einen niedrigen Pegel gesetzt werden. In diesem Fall kann ein unbestimmtes Kommunikationssignal an die anderen ECUs 15 und 17 übermittelt werden.
Obwohl der Schwellenwert Th0 auf einen ausreichend kleinen Wert (z. B. den gleichen Wert wie der erste Schwellenwert) eingestellt werden kann, wird eine Temperaturspanne im Hinblick auf den Betrieb des Mikrocontrollers 3 zu groß, und es kann schwierig sein, die Ressourcen des Mikrocontrollers 3 effektiv zu nutzen.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Mikrocontroller 3 einem Controller der vorliegenden Offenbarung, und der Energieversorgungs-IC 5 entspricht einer Überwachungseinheit der vorliegenden Offenbarung.
Die ECU 1 der vorliegenden Ausführungsform kann die Schwierigkeiten lösen, die im Vergleichsbeispiel auftreten können.

(1a) In der ECU 1 weist der Energieversorgungs-IC 5 einen ersten Schwellenwert Th1 und einen zweiten Schwellenwert Th2, der größer als der erste Schwellenwert Th1 ist, als Schwellenwerte in Bezug auf den vom Temperatursensor 8 erfassten Temperaturerfassungswert des Mikrocontrollers 3 auf. Der Energieversorgungs-IC 5 aktiviert den Mikrocontroller 3 unter der Bedingung, dass der Temperaturerfassungswert den ersten Schwellenwert Th1 nicht überschreitet, und deaktiviert den Mikrocontroller 3 nach Aktivierung des Mikrocontrollers 3 unter der Bedingung, dass der Temperaturerfassungswert den zweiten Schwellenwert Th2 überschreitet. D. h., der zweite Schwellenwert Th2 zum Deaktivieren des Mikrocontrollers 3 unterscheidet sich von dem ersten Schwellenwert Th1 zum Aktivieren des Mikrocontrollers 3, und der erste Schwellenwert Th1 ist auf einen kleineren Wert als der zweite Schwellenwert Th2 eingestellt.

Daher kann der Mikrocontroller 3 auch bei einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Temperatur im Mikrocontroller 3 und dem Temperaturerfassungswert in einem Zustand gestartet werden, in dem die tatsächliche Temperatur im Mikrocontroller 3 ausreichend niedriger als der zweite Schwellenwert Th2 ist. Daher kann verhindert werden, dass der Mikrocontroller 3 im überhitzten Zustand aktiviert wird, d. h., dass der Mikrocontroller 3 im überhitzten Zustand betrieben wird. Infolgedessen kann der instabile Betrieb des Mikrocontrollers 3 und damit der instabile Betrieb der ECU 1 reduziert werden. Ferner lässt sich, da der zweite Schwellenwert Th2 nicht auf einen kleineren Wert als nötig eingestellt werden muss, leicht eine zu große Temperaturspanne für den Betrieb des Mikrocontrollers 3 vermeiden.
(1b) Der Energieversorgungs-IC 5 kann auch die Aktivierung und Deaktivierung des Mikrocontrollers 3 nur durch das Reset-Signal RST steuern, während die Energieversorgung aufrechterhalten wird. Andererseits aktiviert der Energieversorgungs-IC 5 in der ECU 1 der obigen Ausführungsform den Mikrocontroller 3, indem er zumindest den Mikrocontroller 3 mit der Energieversorgungsspannung versorgt, und deaktiviert den Mikrocontroller 3, indem er die Versorgung zumindest des Mikrocontrollers 3 mit der Energieversorgungsspannung unterbricht. Gemäß dieser Konfiguration kann, da der Betrieb des Mikrocontrollers 3 durch Unterbrechung der Versorgung des Mikrocontrollers 3 mit der Energieversorgungsspannung gestoppt wird, kann der Temperaturanstieg des Mikrocontrollers 3 auf einfache Weise reduziert werden.
(1c) Da der Temperatursensor 8 in den Energieversorgungs-IC 5 eingebaut ist, kann die ECU 1 verkleinert werden. Ferner in einem Fall, in dem der Temperatursensor 8 auch die Temperatur des Energieversorgungs-ICs 5 überwacht, der Temperatursensor 8 einfach für die Temperaturüberwachung des Mikrocontrollers 3 und die Temperaturüberwachung des Energieversorgungs-ICs 5 gemeinsam genutzt werden.
Zweite Ausführungsform
Da die Basiskonfiguration einer zweiten Ausführungsform derjenigen der ersten Ausführungsform ähnelt, ist im Folgenden auf den Unterschied eingegangen. Die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform kennzeichnen die gleichen strukturellen Komponenten, und die Beschreibung der ersten Ausführungsform bezüglich der gleichen Bezugszeichen ist durch Verweis enthalten.
In einer ECU 10 der zweiten Ausführungsform von 6 ist ein Temperatursensor 9 zur Erfassung einer Temperatur eines Mikrocontrollers 3 sowohl außerhalb des Mikrocontrollers 3 als auch außerhalb eines Energieversorgungs-ICs 5 vorgesehen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform werden ähnlich wie in der ersten Ausführungsform die oben beschriebenen Effekte von (1a) und (1b) erzielt.
Außerdem kann der Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Mikrocontrollers 3 beispielsweise einen in den Mikrocontroller 3 eingebauten Temperatursensor verwenden. Allerdings kann die Zuverlässigkeit des Temperaturerfassungswerts bei Überhitzung des Mikrocontrollers 3 gering sein. Demgegenüber ist in der ECU 10 der zweiten Ausführungsform, da der Temperatursensor 9 außerhalb des Mikrocontrollers 3 vorgesehen ist, die Zuverlässigkeit in Bezug auf eine Temperaturüberwachung des Mikrocontrollers 3 hoch.
Obgleich vorstehend die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es sind verschiedene Modifikationen vornehmbar, um die vorliegende Offenbarung zu realisieren.
Beispielsweise kann der Energieversorgungs-IC 5 bei der Vor-Aktivierung-Temperaturüberwachung in Schritt S110 von 3 bestimmen, ob der Temperaturerfassungswert unter dem ersten Schwellenwert Th1 liegt. D. h., wenn der Temperaturerfassungswert kleiner als der erste Schwellenwert Th1 ist, kann bestimmt werden, dass der Temperaturerfassungswert den ersten Schwellenwert Th1 nicht überschreitet, und die Aktivierung des Mikrocontrollers 3 kann ausgeführt werden. Eine solche Konfiguration entspricht im Wesentlichen auch der oben beschriebenen Ausführungsform.
Bei der Betriebstemperaturüberwachung in Schritt S140 von 3 kann der Energieversorgungs-IC 5 bestimmen, ob der Temperaturerfassungswert unter dem zweiten Schwellenwert Th2 liegt. D. h., wenn der Temperaturerfassungswert gleich oder größer als der zweite Schwellenwert Th2 ist, kann bestimmt werden, dass der Temperaturerfassungswert den zweiten Schwellenwert Th2 überschreitet, und die Deaktivierung des Mikrocontrollers 3 kann ausgeführt werden. Eine solche Konfiguration entspricht im Wesentlichen auch der oben beschriebenen Ausführungsform.
Ein Mikrocontroller, der die gleiche Funktion wie der Energieversorgungs-IC 5 ausführt, ist durch einen anderen Mikrocontroller als den Mikrocontroller 3 realisierbar.
Die ECU 1 und die Verfahren der vorliegenden Offenbarung sind durch einen dedizierten Computer realisierbar, der durch Konfigurieren eines Prozessors und eines Speichers bereitgestellt wird, programmiert, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, die durch ein Computerprogramm verkörpert werden. Alternativ sind die ECU 1, 10 und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung durch einen dedizierten Computer realisierbar, der durch Konfigurieren eines Prozessors mit einer oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltungen bereitgestellt wird. Alternativ sind die ECU 1, 10 und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung durch einen oder mehrere dedizierte Computer realisierbar, konfiguriert durch Kombinieren von Prozessoren und Speichern, programmiert, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, und durch eine oder mehrere Hardware-Logikschaltungen konfigurierte Prozessoren. Das Computerprogramm kann ebenso als von einem Computer auszuführende Befehle auf einem computerlesbaren, nichtflüchtigen materiellen Speichermedium gespeichert sein. Das Verfahren zur Realisierung der Funktionen der jeweiligen Einheiten in der ECU 1, 10 muss nicht notwendigerweise Software beinhalten, und alle der Funktionen sind durch die Verwendung einer oder mehrerer Hardware realisierbar.
Mehrere Funktionen eines Elements in der obigen Ausführungsform können durch mehrere Elemente realisiert werden, oder eine Funktion eines Elements kann durch mehrere Elemente realisiert werden. Darüber hinaus können mehrere Funktionen von mehreren Komponenten durch eine Komponente realisiert werden, oder eine Funktion, die durch die mehreren Komponenten realisiert wird, kann durch eine Komponente realisiert werden. Ferner kann ein Teil der Konfiguration der obigen Ausführungsform ausgelassen sein.
Die vorliegende Offenbarung ist zusätzlich zu der oben beschriebenen ECU 1, 10 in verschiedenen Formen realisierbar, z. B. als System, das die ECU 1, 10 als Komponente enthält, als Programm, das einen Computer veranlasst, als die ECU 1, 10 zu fungieren, als nichtflüchtiges materielles Speichermedium, das einen Halbleiterspeicher enthält, in dem das Programm gespeichert ist, und als Verfahren zum Aktivieren und Deaktivieren eines Controllers in der Steuervorrichtung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007082036 A [0002, 0006]

Claims

Steuervorrichtung mit: - einem Controller (3), der konfiguriert ist, um einen vorbestimmten Prozess auszuführen; - einem Temperatursensor (8, 9), der konfiguriert ist, um eine Temperatur des Controllers zu erfassen; und - einer Überwachungseinheit (5), die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und eine Deaktivierung des Controllers auf der Grundlage der vom Temperatursensor erfassten Temperatur zu steuern, wobei - die Überwachungseinheit ferner konfiguriert ist, um: - einen ersten Schwellenwert (Th1) und einen zweiten Schwellenwert (Th2), der größer als der erste Schwellenwert ist, als Schwellenwerte in Bezug auf die vom Temperatursensor erfasste Temperatur aufzuweisen, - den Controller unter der Bedingung zu aktivieren, dass ein Temperaturerfassungswert, der ein Wert der vom Temperatursensor erfassten Temperatur ist, den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, und - den Controller nach Aktivierung des Controllers unter der Bedingung zu deaktivieren, dass der Temperaturerfassungswert den zweiten Schwellenwert überschreitet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei - die Überwachungseinheit ferner konfiguriert ist, um: - den Controller durch Anlegen von mindestens einer Energieversorgungsspannung an den Controller zu aktivieren, und - den Controller durch Stoppen des Anlegens von mindestens der Energieversorgungsspannung an den Controller zu deaktivieren.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Temperatursensor außerhalb des Controllers angeordnet ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Temperatursensor (8) in die Überwachungseinheit eingebaut ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Temperatursensor (9) sowohl außerhalb des Controllers als auch außerhalb der Überwachungseinheit angeordnet ist.
Verfahren zur Steuerung von Aktivierung und Deaktivierung eines Controllers (3), der konfiguriert ist, um einen vorbestimmten Prozess auszuführen, wobei das Verfahren umfasst: - Speichern eines ersten Schwellenwerts (Th1) und eines zweiten Schwellenwerts (Th2), der größer als der erste Schwellenwert ist, als Schwellenwerte in Bezug auf eine von einem Temperatursensor (8, 9) erfasste Temperatur des Controllers; - Aktivieren des Controllers unter der Bedingung, dass ein Temperaturerfassungswert, der ein Wert der vom Temperatursensor erfassten Temperatur ist, den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, und - Deaktivieren des Controllers nach Aktivierung des Controllers unter der Bedingung, dass der Temperaturerfassungswert den zweiten Schwellenwert überschreitet.