JP2013161240A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子制御装置は、電源と負荷との間に接続され、電源から供給された電力の負荷への供給を遮断するスイッチング素子と、負荷に異常が発生しているか否を判定し、負荷に異常が発生していると判定した場合に、第1の遮断要求信号を出力する制御部と、負荷に接続されているスイッチング素子の負荷側端の電圧を検出し、検出した当該電圧が予め定められた閾値以下である場合に、第2の遮断要求信号を出力する検出回路と、制御部が出力する第1の遮断要求信号に応じて、スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるとともに、検出回路が出力する第2の遮断要求信号に応じて、スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるスイッチング駆動回路とを備える。
【選択図】図1
Description
本実施形態では、電子制御装置の一例として、自動車などの車の電子制御を行うECU(Electronic Control Unit)による形態について説明する。
この図において、ECU1は、FSR(Fail Safe Relay:フェールセーフリレー)部10、コンデンサ11、負荷駆動回路20、制御部30、FSR駆動回路40、及び復帰電力供給部50を備えている。また、ECU1には、バッテリ2と、負荷3が接続されており、ECU1は、バッテリ2から供給される電力に基づいて、負荷3を駆動させる各種の制御を行う。
バッテリ2(電源)は、例えば、蓄電池などの二次電池であり、自動車に積載される直流電源である。バッテリ2は、FSR部10を介して、負荷3を駆動する電力を供給する。
負荷3は、自動車を動作させるために搭載されている、例えば、アクチュエータなどの負荷部であり、後述する負荷駆動回路20から出力される負荷駆動信号によって駆動する。
また、負荷駆動回路20は、検出回路21と、負荷駆動部22を備えている。
負荷駆動部22は、検出回路21を介して制御部30から出力される負荷駆動指示信号に基づいて、上述した負荷駆動信号を生成し、生成した負荷駆動信号を負荷3に出力する。
駆動信号異常検出部211は、上述した制御部30が出力する負荷3を駆動する負荷駆動指示信号に異常が発生しているか否を判定(検出)し、負荷駆動指示信号に異常が発生していると判定(検出)した場合に、FSR部10を遮断する(導通状態から非導通状態に遷移させる)要求信号である遮断信号をFSR駆動回路40に出力する。
なお、本実施形態では、電圧低下検出部212は、例えば、遮断信号としてH(ハイ:High)状態を出力し、FSR部10を導通させる要求信号として、L(ロウ:Low)状態を出力する。
このように、負荷駆動回路20は、FSR部10を介してバッテリ2から供給された電力に基づいて、負荷3を駆動する負荷駆動回路20であって、検出回路21を含んでいる。
また、復帰電力供給部50は、スイッチ部51、抵抗52、及び復帰リレー駆動回路53を備えている。
抵抗52(電流制限部)は、スイッチ部51が導通状態にある場合に、バッテリ2から供給される電流を制限してFSR部10の負荷3側端(ノードN2)に電力を供給する電流制限抵抗として機能する。
復帰リレー駆動回路53は、制御部30から出力される復帰リレー駆動信号に基づいて、スイッチ部51を駆動する駆動信号を生成し、生成した駆動信号をスイッチ部51に供給する。
診断部31は、負荷3から出力された負荷FB信号に基づいて、負荷3に異常が発生しているか否かを判定する(異常判定処理)。診断部31は、負荷FB信号に基づいて、負荷3に異常が発生していると判定した場合に、駆動制御部32に対して、FSR部10を遮断する要求信号であるFSR駆動信号をFSR駆動回路40に出力させる。
また、遮断判定部34は、FSR部10が遮断状態でないと判定した場合に、診断部31に異常判定処理を許可させるとともに、復帰電力供給部50の復帰リレー駆動回路53にバッテリ2からFSR部10の負荷3側端に電流が制限された電力の供給を停止させる要求信号を出力する。
なお、地絡判定部35は、遮断状態が維持された期間に対応する後述する瞬低処理中の期間をカウントするカウンタ部36(後述する瞬低処理中カウンタ)を備えている。地絡判定部35は、このカウンタ部36のカウンタ値が所定の規定値を超えた場合に、診断が許可され地絡故障が発生したと判定する。
まず、ECU1におけるFSR部10の遮断動作について説明する。
正常に負荷3が動作している通常状態において、FSR部10は導通状態であり、スイッチ部51は、非導通状態である。
この通常状態において、例えば、ECU1内において、負荷駆動回路20に地絡故障が発生して地絡電流IGが流れた場合に、ノードN2の電圧VSRCが予め定められた閾値(Vth)以下に低下する。ノードN2の電圧VSRCが予め定められた閾値(Vth)以下に低下した場合に、検出回路21の電圧低下検出部212は、ノードN2の電圧VSRCが予め定められた閾値(Vth)以下であることを検出する。検出回路21は、この場合に、FSR部10を遮断する要求信号である遮断信号をFSR駆動回路40に出力する。
図2は、本実施形態におけるバッテリ瞬低対策処理を示すフローチャートである。
ここで、瞬低とは、瞬間的又は一時的に、バッテリ2の電圧VBATTが低下することである。
また、遮断判定部34は、電圧VSRCが予め定まられた閾値(Vth)を超える、又は遮断信号が検出回路21から出力されていない場合(ステップS101:NO)に、処理をステップS110に進める。
このように、制御部30は、FSR部10の負荷3側端の電圧VSRCを検出するADC部33を備え、さらに、制御部30は、遮断判定部34の遮断判定処理において、遮断信号及びADC部33が検出した検出結果に基づいて、遮断状態であるか否かを判定する。
地絡判定部35は、瞬低処理中カウンタが所定の規定値を超えていると判定した場合(ステップS108:YES)に、地絡故障が発生していると判定し、処理をステップS109に進める。また、地絡判定部35は、瞬低処理中カウンタが所定の規定値以下であると判定した場合(ステップS108:NO)に、処理をステップS101に戻す。
ステップS110において、遮断判定部34は、FSROFF診断禁止フラグがセットされているか否かを判定する。遮断判定部34は、FSROFF診断禁止フラグがセットされていると判定した場合(ステップS110:YES)に、処理をステップS111に進める。また、遮断判定部34は、FSROFF診断禁止フラグがセットされていない(クリアされている)と判定した場合(ステップS110:NO)に、既に正常状態に復帰しているため、処理をステップS101に戻す。
次に、遮断判定部34は、負荷駆動指示信号停止要求フラグをクリアする(ステップS112)。これにより、制御部30は、負荷駆動指示信号の出力を再開する。
次に、遮断判定部34は、瞬低処理中カウンタ(カウンタ部36)のカウントを停止させて、カウント値をクリア(リセット)させて、処理をステップS101に戻す(ステップS104)。
また、本実施形態におけるECU1は、検出回路21による電圧VSRCの低下を検出して、地絡故障などの異常を検出するので、一般に回路が複雑な電流検出回路を備える必要がない。そのため、本実施形態におけるECU1は、電流検出回路を使用する場合に比べて、回路規模を小さくする(省スペース化する)ことができる。よって、本実施形態におけるECU1は、負荷3への電力供給を遮断するFSR部10に故障を生じさせずに、製造コストの低減及び省スペース化を図ることができる。
これにより、FSR部10が遮断状態にある場合に、復帰電力供給部50を動作させて、電流が制限された電力を供給することができるので、本実施形態におけるECU1は、一時的にバッテリ2の電圧VBATTが低下した場合と、地絡故障である場合とを判定して異なる処理を行うことができる。そのため、本実施形態におけるECU1は、例えば、一時的にバッテリ2の電圧VBATTが低下した場合に次回のエンジン始動(IGON:イグニッションオン)までの間、異常による警報が出力され続けることを低減することができる。すなわち、本実施形態におけるECU1は、例えば、一時的にバッテリ2の電圧VBATTが低下した場合に異常を誤検出して警報が出力されることを回避することができる。
これにより、本実施形態におけるECU1は、一時的にバッテリ2の電圧VBATTが低下した場合と、地絡故障である場合とを正確に判定して、異なる処理を行うことができる。
これにより、本実施形態におけるECU1は、地絡故障である場合を正確に判定することができる。
これにより、本実施形態におけるECU1は、検出回路21に指示信号(負荷駆動指示信号)の異常を検出する機能を追加して、1つのブロック(回路)にまとめることができる。そのため、本実施形態におけるECU1は、回路規模を小さくする(省スペース化する)ことができる。また、これにより、検出回路21に2つの異常検出機能を備えた場合においても、本実施形態におけるECU1は、正確に電圧VSRCが低下した場合の遮断状態を判定することができる。
これにより、負荷駆動回路20内に備える検出回路21を利用するので、本実施形態におけるECU1は、部品点数を低減することができ、省スペース化することができる。
例えば、上記の実施形態では、検出回路21は、駆動信号異常検出部211と、電圧低下検出部212とを備える形態を説明したが、電圧低下検出部212のみを備える形態でもよい。また、この場合は、遮断判定部34は、図2のステップS101の処理において、遮断信号に基づいて、FSR部10の遮断状態を判定する形態でもよい。
また、ステップS105において、遮断判定部34は、ADC部33が検出した電圧VBATTが所定の規定電圧より大きいか否かを判定する形態を説明したが、ADC部33が検出した電圧VBATTが所定の規定電圧以上であるか否かを判定する形態でもよい。また、ステップS108において、地絡判定部35は、瞬低処理中カウンタ(カウンタ部36)が所定の規定値を超過しているか否かを判定する形態を説明したが、瞬低処理中カウンタが所定の規定値以上であるか否かを判定する形態でもよい。
2 バッテリ
3 負荷
10 FSR部
11 コンデンサ
20 負荷駆動回路
21 検出回路
22 負荷駆動部
30 制御部
31 診断部
32 駆動制御部
33 ADC部
34 遮断判定部
35 地絡判定部
36 カウンタ部
40 FSR駆動回路
50 復帰電力供給部
51 スイッチ部
52 抵抗
53 復帰リレー駆動回路
211 駆動信号異常検出部
212 電圧低下検出部
Claims (6)
- 電源と負荷との間に接続され、前記電源から供給された電力の負荷への供給を遮断するスイッチング素子と、
前記負荷に異常が発生しているか否を判定し、前記負荷に異常が発生していると判定した場合に、第1の遮断要求信号を出力する制御部と、
前記負荷に接続されている前記スイッチング素子の前記負荷側端の電圧を検出し、検出した当該電圧が予め定められた閾値以下である場合に、第2の遮断要求信号を出力する検出回路と、
前記制御部が出力する前記第1の遮断要求信号に応じて、前記スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるとともに、前記検出回路が出力する前記第2の遮断要求信号に応じて、前記スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるスイッチング駆動回路と、
を備えることを特徴とする電子制御装置。 - 電流を制限する電流制限部を介して前記電源から前記負荷側端に、電流が制限された電力を供給する電力供給部を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記制御部は、
前記第2の遮断要求信号に基づいて、前記スイッチング素子が電力供給を遮断した遮断状態であるか否かを判定する遮断判定処理と、
前記遮断判定処理において、前記遮断状態であると判定した場合に、前記負荷に異常が発生しているか否を判定する異常判定処理を禁止するとともに、前記電力供給部に対して、前記電流が制限された電力を前記負荷側端に供給させる処理と、
前記遮断判定処理において、前記遮断状態でないと判定した場合に、前記異常判定処理を許可するとともに、前記電力供給部に対して、前記電流が制限された電力の供給を停止させる処理と、
を実行することを特徴とする請求項2に記載の電子制御装置。 - 前記制御部は、
前記電流が制限された電力を前記負荷側端に供給させる処理から所定の期間、前記遮断状態が維持された場合に、前記異常判定処理を許可するとともに、前記負荷側端が地絡していることを示す地絡故障が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の電子制御装置。 - 前記検出回路は、
検出した前記電圧が予め定められた閾値以下である場合に、第2の遮断要求信号を出力するとともに、前記制御部が出力する前記負荷を駆動する指示信号に異常が発生しているか否を判定し、前記指示信号に異常が発生していると判定した場合にも、前記第2の遮断要求信号を出力し、
前記制御部は、前記負荷側端の電圧を検出する電圧検出部を備え、
さらに、前記制御部は、前記遮断判定処理において、前記第2の遮断要求信号及び前記電圧検出部が検出した検出結果に基づいて、前記遮断状態であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の電子制御装置。 - 前記スイッチング素子を介して前記電源から供給された電力に基づいて、前記負荷を駆動する負荷駆動回路であって、前記検出回路を含む負荷駆動回路を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電子制御装置。
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