JP2018196227A - 車載高電圧電気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つ以上のマイクロコンピュータを有するとともに、目的の異なる２つ以上の信号伝達部により冗長性のある動作が可能な車載高電圧電気装置を提供する。【解決手段】車載高電圧電気装置１０は、電圧値により電気的に絶縁された低電圧回路２０及び高電圧回路３０と、２つ電気回路２０，３０にそれぞれ設けられる低電圧マイコン２３及び高電圧マイコン３２とを備え、２つのインターフェイス回路２１，２２を介してそれぞれ伝達される信号により駆動される。【選択図】図１

Description

本開示は、車載高電圧電気装置に関する。

従来、特許文献１に記載のインバータ装置がある。特許文献１に記載のインバータ装置は、第１通信手段である通信線とは別に、第２通信手段であるＳＴＢ線を備えている。特許文献１に記載のインバータ装置では、即座に機器を停止させる必要がある場合には、第２通信手段によりマイクロコンピュータをバイパスして起動停止信号（ＳＴＢ）を駆動回路に入力することにより、マイクロコンピュータでの内部処理時間の省略を可能としている。

特開２００４−２８２８６６号公報

車載高電圧電気装置では、例えば上位ＥＣＵとの通信回路や温度センサ回路等を有する低電圧回路と、例えば制御対象を駆動させるための駆動回路等を有する高電圧回路を、低電圧回路と高電圧回路を電気的に絶縁するためのフォトカプラや半導体アイソレータ等で接続して構成されており、それぞれの回路部分にマイクロコンピュータを有する構成が考えられる。

特許文献１には、一つのマイクロコンピュータを有する車載高電圧電気装置の回路構成が示されているが、Ｉ／Ｆ回路の故障に対する冗長性が低い構成となっている。一方、上記のように低電圧回路と高電圧回路のそれぞれにマイクロコンピュータを有する車載高電圧電気装置においても、特許文献１に記載の回路構成では冗長性の低い構成となる問題が生じる。

本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低電圧回路と高電圧回路のそれぞれに少なくとも１つ以上（その結果、全体では２つ以上）のマイクロコンピュータを有するとともに、目的の異なる２つ以上の信号入出力部を介して伝達される信号により冗長性のある動作が可能な車載高電圧電気装置を提供することにある。

上記課題を解決する車載高電圧電気装置（１０）は、電圧値により電気的に絶縁された２つ以上の電気回路（２０，３０）と、２つ以上の電気回路にそれぞれ設けられる少なくとも１つ以上のマイクロコンピュータ（２３，３２）と、を備え、２つ以上の信号入出力部（２１，２２）を介して伝達される信号により駆動される。

この構成によれば、２つ以上のマイクロコンピュータを有するとともに、目的の異なる２つ以上の信号入出力部を介して伝達される信号により冗長性のある動作が可能である。

なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本開示によれば、２つ以上のマイクロコンピュータを有するとともに、目的の異なる２つ以上の信号入出力部を介して伝達される信号により冗長性のある動作が可能な車載高電圧電気装置を提供できる。

図１は、第１実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態の低電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図３は、第１実施形態の高電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図４は、第１実施形態の駆動回路の動作例を示すフローチャートである。 図５は、第２実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図６は、第２実施形態の低電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態の高電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図８は、第３実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図９は、第４実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図１０（Ａ）〜（Ｂ）は、参考例として低電圧ＶＬ、低電圧マイコンの状態、高電圧ＶＨ、及び電圧過小フラグＦのそれぞれの推移を示すタイミングチャートである。 図１１（Ａ）〜（Ｂ）は、第５実施形態の車載高電圧電気装置における低電圧ＶＬ、低電圧マイコンの状態、高電圧ＶＨ＿ＳＴＢ信号、及び電圧過小フラグＦのそれぞれの推移を示すタイミングチャートである。

以下、車載高電圧電気装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
図１に示される本実施形態の車載高電圧電気装置１０は、上位の車両制御装置６０からの指令に基づいて高電圧ヒータ装置や電動コンプレッサ等の車載高電圧補機５０を駆動させるためのインバータ回路等として機能する。以下では、車載高電圧補機５０を「補機５０」と略記する。上位の車両制御装置６０は、例えばエアコンＥＣＵや車両制御ＥＣＵであるが、これらとは別装置として構成されていても良い。以下では、上位の車両制御装置６０を「上位ＥＣＵ６０」と略記する。

図１に示されるように、車載高電圧電気装置１０は、低電圧回路２０と、高電圧回路３０と、フォトカプラ４０，４１とを備えている。低電圧回路２０は、図示しない低電圧電源から供給される低電圧を動作電源として動作する。高電圧回路３０は、図示しない高電圧電源から供給される高電圧を動作電源として動作する。低電圧回路２０と高電圧回路３０とは、動作電源や接地部分を共有していないものである。このため、両者の間は後述のフォトカプラ４０、４１によって電気的に絶縁されている。

低電圧電源から低電圧回路２０に供給される低電圧は、高電圧電源から高電圧回路３０に供給される高電圧よりも小さい。本実施形態では、低電圧回路２０及び高電圧回路３０が電気回路に相当する。また、第１インターフェイス回路２１が第１信号入出力部に相当し、第２インターフェイス回路２２が第２信号入出力部に相当する。

低電圧回路２０は、外部通信線Ｗａ１及び外部ＳＴＢ線Ｗａ２を通じて上位ＥＣＵ６０と通信を行うことが可能となっている。上位ＥＣＵ６０は、車載高電圧電気装置１０に動作指令を行う部分である。低電圧回路２０は、第１インターフェイス回路２１と、第２インターフェイス回路２２と、低電圧マイクロコンピュータ２３とを備えている。以下では、マイクロコンピュータを「マイコン」と略記する。

第１インターフェイス回路２１は、上位ＥＣＵ６０から外部通信線Ｗａ１を介して車載高電圧電気装置１０に送信される信号を受信するとともに、受信した信号を、内部通信線Ｗｂ１を介して低電圧マイコン２３に送信する。上位ＥＣＵ６０から内部通信線Ｗｂ１を介して車載高電圧電気装置１０に送信される信号は、例えば補機５０を作動させるか否かを示す指令信号である。以下では、補機５０の作動を許可する旨の指令信号を「許可指令信号」と称し、補機５０を停止させる旨の指令信号を「停止指令信号」と称する。

また、第１インターフェイス回路２１は、低電圧マイコン２３から内部通信線Ｗｂ１を介して送信される信号を、外部通信線Ｗａ１を介して上位ＥＣＵ６０に送信することも可能となっている。低電圧マイコン２３から上位ＥＣＵ６０に送信される信号は、例えば車載高電圧電気装置１０や補機５０のそれぞれの異常等を通知するための信号である。

第２インターフェイス回路２２は、上位ＥＣＵ６０から外部ＳＴＢ線Ｗａ２を介して車載高電圧電気装置１０に送信されるＳＴＢ信号を受信するとともに、受信したＳＴＢ信号を、内部ＳＴＢ線Ｗｂ２を介して低電圧マイコン２３に送信する。ＳＴＢ信号は、補機５０を起動させるか否かを示す起動停止信号である。ＳＴＢ信号は、オン／オフ信号である。ＳＴＢ信号がオン状態（起動状態）である場合には、補機５０の作動が許可されていることを示し、ＳＴＢ信号がオフ状態である場合には、補機５０の作動が不許可であることを示す。

以上のように、第１インターフェイス回路２１は、上位ＥＣＵ６０との間で指令信号（許可指令信号や停止指令信号）を送受信することを目的として設けられている。また、第２インターフェイス回路２２は、上位ＥＣＵ６０との間でＳＴＢ信号を送受信することを目的として設けられている。このように、第１インターフェイス回路２１と第２インターフェイス回路２２とは、それぞれが設けられている目的において互いに異なっている。

内部ＳＴＢ線Ｗｂ２には、低電圧マイコン２３をバイパスしてＳＴＢ信号を駆動回路３１及び高電圧マイコン３２に送信するための内部ＳＴＢ線Ｗｂ３が接続されている。この内部ＳＴＢ線Ｗｂ３により、第２インターフェイス回路２２は、上位ＥＣＵ６０から送信されるＳＴＢ信号を駆動回路３１及び高電圧マイコン３２に直接送信することが可能となっている。

低電圧マイコン２３は、上位ＥＣＵ６０と通信を行う部分である。例えば、低電圧マイコン２３は、上位ＥＣＵ６０から送信される許可指令信号及び停止指令信号を外部通信線Ｗａ１、第１インターフェイス回路２１、及び内部通信線Ｗｂ１を介して受信する。また、低電圧マイコン２３は、上位ＥＣＵ６０から送信されるＳＴＢ信号を外部ＳＴＢ線Ｗａ２、第２インターフェイス回路２２、及び内部ＳＴＢ線Ｗｂ２を介して受信する。

低電圧マイコン２３は、これらの受信信号を、内部通信線Ｗｂ４を介して高電圧回路３０の高電圧マイコン３２に送信する。また、低電圧マイコン２３は、高電圧マイコン３２から内部通信線Ｗｂ４を介して所要の信号が送信されると、これを内部通信線Ｗｂ１、第１インターフェイス回路２１、及び外部通信線Ｗａ１を介して上位ＥＣＵ６０に送信することも可能である。

フォトカプラ４０は、内部通信線Ｗｂ４の途中に設けられている。フォトカプラ４０は、低電圧マイコン２３と高電圧マイコン３２との間での通信を可能としつつ、それらの間の電圧を電気的に絶縁している。

フォトカプラ４１は、内部ＳＴＢ線Ｗｂ３の途中に設けられている。フォトカプラ４１は、第２インターフェイス回路２２から駆動回路３１及び高電圧マイコン３２へのＳＴＢ信号の送信を可能にしつつ、それらの間を電気的に絶縁している。

車載高電圧電気装置１０では、以上のようなフォトカプラ４０、４１が設けられていることにより、低電圧回路２０と高電圧回路３０とが、電圧値により互いに電気的に絶縁された状態となっている。

高電圧回路３０は、駆動回路３１と、高電圧マイコン３２とを備えている。

駆動回路３１は、補機５０に駆動信号を送信することにより補機５０を駆動させる。駆動回路３１には、図示しない高電圧バッテリから直流電力が供給されている。駆動回路３１は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子により構成されている。駆動回路３１は、補機５０が直流電力で動作する機器である場合には、高電圧バッテリから供給される直流電力をスイッチング素子のオン／オフ動作により調整するとともに、調整された直流電力を駆動信号として補機５０に送信する。また、駆動回路３１は、補機５０が交流電力で動作する機器である場合には、高電圧バッテリから供給される直流電力を複数のスイッチング素子のオン／オフ動作により交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を駆動信号として補機５０に送信する。駆動回路３１には、内部ＳＴＢ線Ｗｂ３を介してＳＴＢ信号が入力されている。

高電圧マイコン３２は、内部通信線Ｗｂ４を介して低電圧マイコン２３から送信される許可指令信号及び停止指令信号を受信すると、これらの指令信号に基づいて補機５０の動作を制御する。また、高電圧マイコン３２は、内部ＳＴＢ線Ｗｂ３を介してＳＴＢ信号を受信すると、受信したＳＴＢ信号を、内部通信線Ｗｂ４を介して低電圧マイコン２３に送信する。

次に、低電圧マイコン２３及び高電圧マイコン３２の動作例について具体的に説明する。なお、以下では、便宜上、第２インターフェイス回路２２から内部ＳＴＢ線Ｗｂ２を介して低電圧マイコン２３に直接送信されるＳＴＢ信号、並びに第２インターフェイス回路２２から内部ＳＴＢ線Ｗｂ２，Ｗｂ３を介して駆動回路３１及び高電圧マイコン３２に直接送信されるＳＴＢ信号を「直接ＳＴＢ信号」とも称する。これに対し、低電圧マイコン２３が直接ＳＴＢ信号を受信した際に内部通信線Ｗｂ４を介して高電圧マイコン３２に送信するＳＴＢ信号を「間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号」とも称する。さらに、高電圧マイコン３２が直接ＳＴＢ信号を受信した際に内部通信線Ｗｂ４を介して低電圧マイコン２３に送信するＳＴＢ信号を「間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号」とも称する。

まず、図２を参照して、低電圧マイコン２３の動作例について説明する。なお、低電圧マイコン２３は、図２に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。

図２に示されるように、低電圧マイコン２３は、ステップＳ１０の処理として、直接ＳＴＢ信号を受信するとともに、ステップＳ１１の処理として、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号を受信すると、ステップＳ１２の処理として、直接ＳＴＢ信号及び間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号が共にオフ状態であるか否かを判断する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ１２の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ１３の処理として、補機５０を停止させるべく、停止指令信号を高電圧マイコン３２に送信するとともに、ステップＳ１４の処理として、直接ＳＴＢ信号と間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、低電圧マイコン２３は、ステップＳ１５の処理として、正常オフ状態であることを上位ＥＣＵ６０に通知する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ１２の処理で否定判断した場合には、ステップＳ１６の処理として、直接ＳＴＢ信号及び間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号が共にオン状態であるか否かを判断する。低電圧マイコン２３は、ステップＳ１６の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ１７の処理として、補機５０の作動を許可する。この場合、低電圧マイコン２３は、ステップＳ１８の処理として、上位ＥＣＵ６０から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ１８の処理で肯定判断した場合には、すなわち上位ＥＣＵ６０から許可指令信号が送信されている場合には、ステップＳ１９の処理として、補機５０を作動させるべく、高電圧マイコン３２に許可指令信号を送信する。一方、低電圧マイコン２３は、ステップＳ１８の処理で否定判断した場合には、すなわち上位ＥＣＵ６０から停止指令信号が送信されている場合には、ステップＳ２０の処理として、補機５０を停止させるべく、高電圧マイコン３２に停止指令信号を送信する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ１９の処理又はステップＳ２０の処理を実行した後、ステップＳ２１の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップＳ１９を経てステップＳ２１に移行した場合は、ＳＴＢ信号とＨＶ＿ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第１の正常オン状態であり、ステップＳ２０を経てステップＳ２１に移行した場合は、ＳＴＢ信号とＨＶ＿ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第２の正常オン状態である。また、低電圧マイコン２３は、ステップＳ１５の処理として、正常オン状態であることを上位ＥＣＵ６０に通知する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ１６の処理で否定判断した場合には、すなわち直接ＳＴＢ信号及び間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号のいずれか一方がオフ状態である場合には、ステップＳ２２の処理として、異常処置を行う。

具体的には、低電圧マイコン２３は、直接ＳＴＢ信号がオフ状態である場合には、ステップＳ２３の処理として、補機５０を停止させるべく、停止指令信号を高電圧マイコン３２に送信するとともに、ステップＳ２４の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。

また、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態である場合、高電圧マイコン３２が補機５０を停止させている状況である。すなわち、ステップＳ２３の処理は高電圧マイコン３２により実行されている。そのため、低電圧マイコン２３は、ステップＳ２４の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ２４の処理を実行した後、ステップＳ１５の処理として、異常状態であることを上位ＥＣＵ６０に通知する。直接ＳＴＢ信号がオフ状態である場合と、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態である場合のどちらも、動作フラグを同じ異常状態にセットするとしたが、異なる異常状態として動作フラグをセットすることもできる。

次に、図３を参照して、高電圧マイコン３２の動作例について説明する。なお、高電圧マイコン３２は、図３に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。

図３に示されるように、高電圧マイコン３２は、ステップＳ３０の処理として、直接ＳＴＢ信号を受信するとともに、ステップＳ３１の処理として、間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号を受信すると、ステップＳ３２の処理として、直接ＳＴＢ信号及び間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号が共にオフ状態であるか否かを判断する。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ３２の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ３３の処理として、補機５０を停止させるとともに、ステップＳ３４の処理として、直接ＳＴＢ信号と間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、高電圧マイコン３２は、ステップＳ３５の処理として、正常オフ状態であることを低電圧マイコン２３に通知する。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ３２の処理で否定判断した場合には、ステップＳ３６の処理として、直接ＳＴＢ信号及び間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号が共にオン状態であるか否かを判断する。高電圧マイコン３２は、ステップＳ３６の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ３７の処理として、補機５０の作動を許可する。この場合、高電圧マイコン３２は、ステップＳ３８の処理として、低電圧マイコン２３から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ３８の処理で肯定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン２３から許可指令信号が送信されている場合には、ステップＳ３９の処理として、補機５０を作動させる。

一方、高電圧マイコン３２は、ステップＳ３８の処理で否定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン２３から停止指令信号が送信されている場合には、ステップＳ４０の処理として、補機５０を停止させる。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ３９の処理又はステップＳ４０の処理を実行した後、ステップＳ４１の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップＳ３９を経てステップＳ４１に移行した場合は、ＳＴＢ信号と間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第１の正常オン状態であり、ステップＳ４０を経てステップＳ４１に移行した場合は、ＳＴＢ信号と間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第２の正常オン状態である。また、高電圧マイコン３２は、ステップＳ３５の処理として、正常オン状態であることを低電圧マイコン２３に通知する。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ３６の処理で否定判断した場合には、すなわち直接ＳＴＢ信号及び間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号のいずれか一方がオフ状態である場合には、ステップＳ４２の処理として、異常処置を行う。

具体的には、高電圧マイコン３２は、直接ＳＴＢ信号がオフ状態である場合には、ステップＳ４３の処理として、補機５０を停止させるとともに、ステップＳ４４の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。また、間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態である場合にも、高電圧マイコン３２は、同様に、ステップＳ４３の処理として、補機５０を停止させるとともに、ステップＳ４４の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ４４の処理を実行した後、ステップＳ３５の処理として、異常状態であることを上位ＥＣＵ６０に通知する。直接ＳＴＢ信号がオフ状態である場合と、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態である場合のどちらも、動作フラグを同じ異常状態にセットするとしたが、異なる異常状態として動作フラグをセットすることもできる。

以上のように、本実施形態に係る車載高電圧電気装置１０は、第１インターフェイス回路２１及び第２インターフェイス回路２２（つまり２つの信号入出力部）を介して伝達される信号によって駆動される構成となっている。第１インターフェイス回路２１は、低電圧マイコン２３と信号伝達する部分ということができ、第２インターフェイス回路２２は、駆動回路３１に直接信号を伝達する部分ということができる。また、第２インターフェイス回路２２は、車載高電圧電気装置１０に設けられた全てのマイコン（つまり、低電圧マイコン２３と高電圧マイコン３２）と直接信号伝達するように構成されている。

次に、図４を参照して、駆動回路３１の動作例について説明する。

図４に示されるように、駆動回路３１は、ステップＳ５０の処理として、内部ＳＴＢ線Ｗｂ３を通じてＳＴＢ信号を受信した際、そのＳＴＢ信号がオフ状態である場合には、すなわちステップＳ５１の処理が肯定的である場合には、ステップＳ５２の処理として、補機５０の作動を不許可とする。一方、駆動回路３１は、ステップＳ５１の処理が否定的である場合には、ステップＳ５３の処理として、補機５０の作動を許可する。

以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置１０によれば、以下の（１）〜（３）に示される作用及び効果を得ることができる。

（１）２つのマイコン２３，３２でＳＴＢ信号の状態を比較することにより、断線や車載高電圧電気装置１０の破損等に起因する内部ＳＴＢ線Ｗｂ２，Ｗｂ３の異常検出に対する冗長性を向上させることができる。また、フォトカプラ４１と高電圧マイコン３２との間の配線、フォトカプラ４１と駆動回路３１との間の配線、及びフォロカプラ４１の異常検出に対する冗長性も向上させることができる。

（２）ＳＴＢ信号がマイコン２３，３２をバイパスして駆動回路３１に入力されるため、マイコン２３，３２の内部処理時間を省略することができ、即座に補機５０を停止させることができる。

（３）外部通信線Ｗａ１と外部ＳＴＢ線Ｗａ２とを、異なる上位ＥＣＵに接続することもできる。例えば外部通信線Ｗａ１をエアコンＥＣＵに接続し、外部ＳＴＢ線Ｗａ２をパワーマネジメント用のＥＣＵに接続することができる。よって、車両構成や目的に応じた使い分けが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、車載高電圧電気装置１０の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態の車載高電圧電気装置１０との相違点を中心に説明する。

図５に示されるように、本実施形態の車載高電圧電気装置１０では、第２インターフェイス回路２２から送信されるＳＴＢ信号が低電圧マイコン２３に入力されていない点で第１実施形態の車載高電圧電気装置１０と異なる。

本実施形態における第１インターフェイス回路２１は、低電圧マイコン２３と信号伝達するように構成されており、第２インターフェイス回路２２は、高電圧マイコン３２と直接信号伝達するように構成されている。

図６を参照して、本実施形態に係る低電圧マイコン２３の動作例について説明する。低電圧マイコン２３は、図６に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。

図６に示されるように、低電圧マイコン２３は、ステップＳ６０の処理として、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号を受信する。その後、ステップＳ６１の処理として、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態であるか否かを判断する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ６１の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ６２の処理として、補機５０を停止させるべく、停止指令信号を高電圧マイコン３２に送信するとともに、ステップＳ６３の処理として、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、低電圧マイコン２３は、ステップＳ６４の処理として、正常オフ状態であることを上位ＥＣＵ６０に通知する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ６１の処理で否定判断した場合には、ステップＳ６５の処理として、補機５０の作動を許可する。この場合、低電圧マイコン２３は、ステップＳ６６の処理として、上位ＥＣＵ６０から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ６６の処理で肯定判断した場合には、すなわち上位ＥＣＵ６０から許可指令信号が送信されている場合には、ステップＳ６７の処理として、補機５０を作動させるべく、高電圧マイコン３２に許可指令信号を送信する。一方、低電圧マイコン２３は、ステップＳ６６の処理で否定判断した場合には、すなわち上位ＥＣＵ６０から停止指令信号が送信されている場合には、ステップＳ６８の処理として、補機５０を停止させるべく、高電圧マイコン３２に停止指令信号を送信する。

低電圧マイコン２３は、ステップＳ６７の処理又はステップＳ６８の処理を実行した後、ステップＳ６９の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップＳ６７を経てステップＳ６９に移行した場合は、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第１の正常オン状態であり、ステップＳ６８を経てステップＳ６９に移行した場合は、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第２の正常オン状態である。また、低電圧マイコン２３は、ステップＳ６４の処理として、正常オン状態であることを上位ＥＣＵ６０に通知する。

尚、本実施形態ではＳＴＢ信号が低電圧マイコン２３に直接は入力されないので、第１実施形態のステップＳ１６（図２）で行われていたような、ＳＴＢ信号と間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号との比較が行われない。このため、ステップＳ６１の処理で否定判断した場合でも、上位ＥＣＵ６０から送信されたＳＴＢ信号が実際にはオフ状態であり、例えばフォトカプラ４１の故障等により、高電圧マイコン３２に入力される直接ＳＴＢ信号がオン状態となってしまっていた可能性もある。その結果、低電圧マイコン２３に入力される間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号も誤ってオン状態となってしまっていた可能性もある。

しかしながら、低電圧マイコン２３は、間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号のみに基づいて高電圧マイコン３２に許可指令信号等を送信するのではなく、上位ＥＣＵ６０から第１インターフェイス回路２１を介して到達する指令信号にも基づいて、高電圧マイコン３２に許可指令信号等を送信する。このため、例えば上記のような状態、すなわち間接ＨＶ＿ＳＴＢ信号が誤ってオン状態になってしまっていた場合であっても、高電圧マイコン３２に許可指令信号が送信されないので、補機５０を誤って動作させてしまうことが無い。フォトカプラ４１に繋がる配線に異常が生じていた場合であっても同様である。

このように本実施形態では、フォトカプラ４１と高電圧マイコン３２との間の配線、フォトカプラ４１と駆動回路３１との間の配線、及びフォロカプラ４１の異常検出に対する冗長性も向上させることが可能となっている。

次に、図７を参照して、本実施形態に係る高電圧マイコン３２の動作例について説明する。高電圧マイコン３２は、図７に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。

図７に示されるように、高電圧マイコン３２は、ステップＳ８０の処理として、直接ＳＴＢ信号を受信する。その後、ステップＳ８１の処理として、直接ＳＴＢ信号がオフ状態であるか否かを判断する。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ８１の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ８２の処理として、補機５０を停止させるとともに、ステップＳ８３の処理として、直接ＳＴＢ信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、高電圧マイコン３２は、ステップＳ８４の処理として、正常オフ状態であることを低電圧マイコン２３に通知する。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ８１の処理で否定判断した場合には、ステップＳ８５の処理として、補機５０の作動を許可する。この場合、高電圧マイコン３２は、ステップＳ８６の処理として、低電圧マイコン２３から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ８６の処理で肯定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン２３から許可指令信号が送信されている場合には、ステップＳ８７の処理として、補機５０を作動させる。

一方、高電圧マイコン３２は、ステップＳ８６の処理で否定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン２３から停止指令信号が送信されている場合には、ステップＳ８８の処理として、補機５０を停止させる。

高電圧マイコン３２は、ステップＳ８７の処理又はステップＳ８８の処理を実行した後、ステップＳ８９の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップＳ８７を経てステップＳ８９に移行した場合は、ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第１の正常オン状態であり、ステップＳ８８を経てステップＳ８９に移行した場合は、ＳＴＢ信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第２の正常オン状態である。また、高電圧マイコン３２は、ステップＳ８４の処理として、正常オン状態であることを低電圧マイコン２３に通知する。

尚、本実施形態では、低電圧マイコン２３からの間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号が高電圧マイコン３２に入力されないので、第１実施形態のステップＳ３６（図３）で行われていたような、ＳＴＢ信号と間接ＬＶ＿ＳＴＢ信号との比較が行われない。このため、ステップＳ８１の処理で否定判断した場合でも、上位ＥＣＵ６０から送信されたＳＴＢ信号が実際にはオフ状態であり、例えばフォトカプラ４１の故障等により、高電圧マイコン３２に入力される直接ＳＴＢ信号がオン状態となってしまっていた可能性もある。

しかしながら、高電圧マイコン３２は、直接ＳＴＢ信号のみに基づいて補機５１の動作制御を行うのではなく、上位ＥＣＵ６０から低電圧マイコン２３及びフォトカプラ４０を介して到達する指令信号にも基づいて、補機５１の動作制御を行う。このため、例えば上記のような状態、すなわち直接ＳＴＢ信号が誤ってオン状態になってしまっていた場合であっても、補機５０を誤って動作させてしまうことが無い。フォトカプラ４１に繋がる配線に異常が生じていた場合であっても同様である。

以上のように本実施形態に係る車載高電圧電気装置１０では、図６及び図７に示されるそれぞれの制御を実行することにより、各部の異常検出に対する冗長性を向上させている。

以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置１０によれば、第１実施形態の（２）及び（３）に示される作用及び効果を得ることができる。また、フォトカプラ４１と高電圧マイコン３２との間の配線、フォトカプラ４１と駆動回路３１との間の配線、及びフォロカプラ４１の異常検出に対する冗長性も向上させることができる。

＜第３実施形態＞
次に、車載高電圧電気装置１０の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態の車載高電圧電気装置１０との相違点を中心に説明する。

図８に示されるように、本実施形態の車載高電圧電気装置１０では、第２インターフェイス回路２２から送信されるＳＴＢ信号が駆動回路３１に入力されていない点で第１実施形態の車載高電圧電気装置１０と異なる。

以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置１０によれば、第１実施形態の（１）及び（３）に示される作用及び効果に加え、以下の（４）に示される作用及び効果を得ることができる。

（４）ＳＴＢ信号が低電圧マイコン２３をバイパスして高電圧マイコン３２に入力されるため、低電圧マイコン２３の内部処理時間を省略することができ、即座に補機５０を停止させることができる。

＜第４実施形態＞
次に、車載高電圧電気装置１０の第４実施形態について説明する。以下、第１実施形態の車載高電圧電気装置１０との相違点を中心に説明する。

図９に示されるように、本実施形態の車載高電圧電気装置１０では、第２インターフェイス回路２２から送信されるＳＴＢ信号が低電圧マイコン２３のみに入力されている。また、低電圧マイコン２３は、内部ＳＴＢ線Ｗｂ５、Ｗｂ６を介して高電圧マイコン３２にＳＴＢ信号を送信することが可能となっている。すなわち、内部ＳＴＢ線Ｗｂ５、Ｗｂ６は、低電圧マイコン２３から高電圧マイコン３２へのＳＴＢ信号の送信を可能とする専用線である。

内部ＳＴＢ線Ｗｂ５には、フォトカプラ４２が設けられている。フォトカプラ４２は、低電圧マイコン２３から高電圧マイコン３２へのＳＴＢ信号の送信を可能としつつ、それらの間の電圧を電気的に絶縁している。

低電圧マイコン２３は、第２インターフェイス回路２２から内部ＳＴＢ線Ｗｂ２を介して送信されるＳＴＢ信号を受信すると、このＳＴＢ信号を、内部ＳＴＢ線Ｗｂ５、フォトカプラ４２、及び内部ＳＴＢ線Ｗｂ６を介して高電圧マイコン３２に送信する。

以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置１０によれば、第１実施形態の（３）に示される作用及び効果に加え、以下の（５），（６）に示される作用および効果を得ることができる。

（５）低電圧マイコン２３から高電圧マイコン３２へのＳＴＢ信号の送信を可能とする専用線により、即座に補機５０を停止させることができる。

（６）２つのマイコン２３，３２でＳＴＢ信号の状態を比較することにより、断線や車載高電圧電気装置１０の破損等に起因する内部ＳＴＢ線Ｗｂ２，Ｗｂ５，Ｗｂ６の異常検出に対する冗長性を向上させることができる。

＜第５実施形態＞
次に、車載高電圧電気装置１０の第５実施形態について説明する。以下、第１実施形態の車載高電圧電気装置１０との相違点を中心に説明する。

本実施形態の高電圧マイコン３２は、高電圧電源から供給される高電圧が補機５０を駆動させるために必要な電圧（所定値）を下回ると、電圧過小フラグＦを低電圧マイコン２３に通知する。低電圧マイコン２３は、高電圧マイコン３２から送信される電圧過小フラグＦを上位ＥＣＵ６０に通知する。電圧過小フラグＦは、高電圧が供給されない限り電源電圧が低く動作できないことを上位ＥＣＵ６０に通知するために用いられる。この構成の場合の高電圧マイコン３２は、高電圧電源から供給される電圧が所定値を下回ったか否かを判定する部分、すなわち電圧過小異常判定部に相当する。なお、低電圧マイコン２３が、高電圧電源から供給される高電圧が補機５０を駆動させるために必要な電圧を下回っているか否かを判定することにより、電圧過小異常判定部として機能してもよい。

ところで、車載高電圧電気装置１０においては、高電圧電源から高電圧回路３０に高電圧が未入力である状態で上位ＥＣＵ６０との通信機能を確保したいというニーズがある。本実施形態のように電圧過小フラグＦの通知機能を有する車載高電圧電気装置１０では、高電圧回路３０に高電圧が未入力である場合、低電圧電源から供給される低電圧により低電圧マイコン２３が起動すると、電圧過小フラグＦがオン状態になり続ける。

具体的には、図１０（Ａ）に示されるように、例えば時刻ｔ１０で低電圧ＶＬが低電圧回路２０に入力された後、図１０（Ｂ）に示されるように、時刻ｔ１１で低電圧マイコン２３が起動したとする。この時刻ｔ１１の時点において、図１０（Ｃ）に示されるように、高電圧回路から高電圧マイコン３２に高電圧ＶＨが入力されていない場合、図１０（Ｄ）に示されるように、電圧過小フラグＦがオン状態に設定される。

その後、図１０（Ｃ）に示されるように、高電圧回路から高電圧マイコン３２に入力される高電圧ＶＨが電圧過小判定閾値Ｖｔｈを超えるまでの期間、すなわち時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間、電圧過小フラグＦがオン状態に維持されることになる。このような場合、上位ＥＣＵ６０で異常と判定されるおそれがある。

そこで、本実施形態の車載高電圧電気装置１０は、図１１（Ａ）〜（Ｅ）に示されるように動作する。すなわち、図１１（Ｄ）に示されるように、上位ＥＣＵ６０から車載高電圧電気装置１０に送信されているＳＴＢ信号がオフ状態である場合には、上位ＥＣＵ６０への電圧過小フラグＦの送信がマスクされる。これにより、ＳＴＢ信号がオン状態である場合に限って、電圧過小フラグＦの判定情報が上位ＥＣＵ６０に送信されるようになるため、上位ＥＣＵ６０が異常と誤判定することを防止できる。このように、第２インターフェイス回路２２で受信されるＳＴＢ信号が、補機５０の起動停止を示す信号として用いられるのみならず、他の目的のための信号としても用いられるような態様であってもよい。

＜他の実施形態＞
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。

・低電圧回路２０及び高電圧回路３０にそれぞれ設けられるマイクロコンピュータの数は、１に限らず、２つ以上であってもよい。また、マイクロコンピュータの数に応じて、車載高電圧電気装置１０には、２つのフォトカプラに限らず、３つ以上のフォトカプラが設けられていてもよい。

・フォトカプラ４０〜４２に代えて、半導体アイソレータ等、電圧を電気的に絶縁可能な適宜の信号伝達素子を用いてもよい。

・車載高電圧電気装置１０に設けられる電気回路の数は、低電圧回路２０及び高電圧回路３０の２つに限らず、３つ以上であってもよい。この場合、第１インターフェイス回路２１から指令信号が送信される対象は、単一の回路であってもよく、２つ以上の回路であってもよい。また、第２インターフェイス回路２２からＳＴＢ信号が送信される対象は、単一の回路であってもよく、２つ以上の回路であってもよい。

・マイコン２３，３２が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えばマイコン２３，３２がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により提供することができる。

・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：車載高電圧電気装置
２０：低電圧回路（電気回路）
２１：第１インターフェイス回路（第１信号入出力部）
２２：第２インターフェイス回路（第２信号入出力部）
２３：低電圧マイコン
３０：高電圧回路（電気回路）
３１：駆動回路
３２：高電圧マイコン
５０：補機
６０：上位の車両制御装置

Claims (9)

1. 電圧値により電気的に絶縁された２つ以上の電気回路（２０，３０）と、
   前記２つ以上の電気回路にそれぞれ設けられる少なくとも１つ以上のマイクロコンピュータ（２３，３２）と、を備え、
   ２つ以上の信号入出力部（２１，２２）を介して伝達される信号により駆動される車載高電圧電気装置。
2. 補機（５０）を駆動するための駆動回路（３１）を備え、
   前記２つ以上の信号入出力部は、前記マイクロコンピュータと信号伝達する第１信号入出力部（２１）と、前記駆動回路に直接信号を伝達する第２信号入出力部（２２）と、からなる
   請求項１に記載の車載高電圧電気装置。
3. 前記第２信号入出力部は、前記マイクロコンピュータのうちの少なくとも１つ以上のマイクロコンピュータに前記第２信号入出力部の信号を直接伝達する
   請求項２に記載の車載高電圧電気装置。
4. 前記第２信号入出力部は、前記マイクロコンピュータの全てに前記第２信号入出力部の信号を直接伝達する
   請求項２に記載の車載高電圧電気装置。
5. 前記２つ以上の信号入出力部は、前記マイクロコンピュータと信号伝達する第１信号入出力部（２１）と、少なくとも一つ以上の前記マイクロコンピュータと直接信号伝達する第２信号入出力部（２２）と、からなる
   請求項１に記載の車載高電圧電気装置。
6. 前記２つ以上の信号入出力部は、前記マイクロコンピュータと信号伝達する第１信号入出力部（２１）と、全ての前記マイクロコンピュータと直接信号伝達する第２信号入出力部（２２）と、からなる
   請求項１に記載の車載高電圧電気装置。
7. 複数の前記マイクロコンピュータ間に少なくとも２つ以上の信号伝達部（Ｗｂ４，Ｗｂ５，Ｗｂ６）を備え、
   前記信号伝達部の少なくとも一つ以上は信号入出力部（２２）が伝達する信号の専用線による信号伝達部である
   請求項５又は６に記載の車載高電圧電気装置。
8. 前記２つ以上の信号伝達部のうちの少なくとも一つの信号伝達部が伝達する信号は、当該車載高電圧電気装置の起動停止信号である
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の車載高電圧電気装置。
9. 当該車載高電圧電気装置に動作指令を行う上位の車両制御装置（６０）と、
   高電圧電源から供給される電圧が所定値を下回ったか否かを判定する電圧過小異常判定部と、を備え、
   前記起動停止信号が起動状態の場合に、前記電圧過小異常判定部の判定情報を前記上位の車両制御装置に送信する
   請求項８に記載の車載高電圧電気装置。

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