JP2020048265A - Power supply control device and electronic control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電源制御装置及び電子制御装置に関する。 The present disclosure relates to a power supply control device and an electronic control device.
例えば車両に搭載される電子制御装置では、車両のバッテリ電圧がレギュレータにより所定の電源電圧に降圧され、その降圧された電源電圧がマイクロコンピュータ等に供給される。そして、電源電圧が出力される電源出力ラインとグランドラインとの間には、電源電圧を平滑化するためのコンデンサである平滑コンデンサが設けられる。 For example, in an electronic control device mounted on a vehicle, a battery voltage of the vehicle is reduced to a predetermined power supply voltage by a regulator, and the reduced power supply voltage is supplied to a microcomputer or the like. A smoothing capacitor, which is a capacitor for smoothing the power supply voltage, is provided between the power supply output line from which the power supply voltage is output and the ground line.
また、下記の特許文献1には、平滑コンデンサのオープン故障を検出可能な技術が記載されている。特許文献1では、電源電圧を出力するトランジスタが、マイクロコンピュータからの停止信号によって、電源電圧の出力を停止する。そして、電源電圧の出力停止期間中に、電源電圧がマイクロコンピュータの最低動作電圧を下回った場合に、故障報知部が、平滑コンデンサの故障(即ち、オープン故障)を報知する。 Further, Patent Literature 1 below describes a technique capable of detecting an open failure of a smoothing capacitor. In Patent Document 1, a transistor that outputs a power supply voltage stops output of the power supply voltage in response to a stop signal from a microcomputer. When the power supply voltage falls below the minimum operating voltage of the microcomputer during the power supply voltage output suspension period, the failure notification unit reports a failure of the smoothing capacitor (that is, an open failure).
発明者の詳細な検討の結果、特許文献1に記載の技術では、電源電圧の供給対象であるマイクロコンピュータが起動してからでないと、平滑コンデンサのオープン故障を検出することができない、という課題が見出された。 As a result of a detailed study by the inventor, the technique described in Patent Document 1 has a problem that an open failure of a smoothing capacitor cannot be detected until the microcomputer to which the power supply voltage is supplied is started. Was found.
そこで、本開示の1つの局面は、電源電圧の供給対象が起動する前に平滑コンデンサのオープン故障を検出可能な技術を提供する。 Therefore, one aspect of the present disclosure provides a technology capable of detecting an open failure of a smoothing capacitor before a power supply voltage supply target starts.
本開示の1つの態様による電源制御装置は、グランドラインとの間に電圧平滑化のためのコンデンサ(Co1)が接続された電源出力ライン(Lo1)と、該電源出力ラインよりも上流側の上段電源ライン(Lu)との間に設けられた電源電圧生成用のトランジスタ(To1)を、制御する。そして、この電源制御装置は、前記トランジスタの駆動を制御する駆動制御部(40)と、到達判定部(43)と、故障判定部(44,S110〜S170,S310〜S420,S510〜S580、S610,S620)と、を備える。以下では、前記コンデンサを、平滑コンデンサとも言い、前記トランジスタを、電源トランジスタとも言う。 A power supply control device according to an aspect of the present disclosure includes a power supply output line (Lo1) in which a capacitor (Co1) for voltage smoothing is connected to a ground line, and an upper stage upstream of the power supply output line. The power supply voltage generation transistor (To1) provided between the power supply line (Lu) and the power supply line (Lu) is controlled. The power supply control device includes a drive control unit (40) for controlling the drive of the transistor, an arrival determination unit (43), and a failure determination unit (44, S110 to S170, S310 to S420, S510 to S580, S610). , S620). Hereinafter, the capacitor is also referred to as a smoothing capacitor, and the transistor is also referred to as a power transistor.
駆動制御部は、起動信号が与えられると、電源トランジスタのオンを開始し、その後、電源出力ラインの電圧である電源電圧が目標電圧に達するまで、電源トランジスタの制御として、電源トランジスタから電源出力ラインへの出力電流が所定の過電流閾値を超えたと判定すると、電源トランジスタを所定の出力禁止時間だけオフさせて再びオンする制御を繰り返す。 When a start signal is given, the drive control unit starts to turn on the power supply transistor, and then controls the power supply transistor until the power supply voltage, which is the voltage of the power supply output line, reaches the target voltage. When it is determined that the output current to the power supply exceeds the predetermined overcurrent threshold, the control of turning off the power transistor for a predetermined output prohibition time and turning it on again is repeated.
このため、平滑コンデンサにオーブン故障が生じていない正常時において、駆動制御部に起動信号が与えられると、電源トランジスタのオンにより、平滑コンデンサに突入電流が流れる。そして、電源トランジスタの出力電流が上記突入電流によって過電流閾値を超えることにより、電源トランジスタが出力禁止時間だけオフされて再びオンされ、このオンにより再び出力電流が過電流閾値を超える、という動作が繰り返され、電源電圧が目標電圧に近づいて行く。 For this reason, when a start signal is given to the drive control unit in a normal time when no oven failure occurs in the smoothing capacitor, an inrush current flows through the smoothing capacitor when the power transistor is turned on. Then, when the output current of the power transistor exceeds the overcurrent threshold due to the inrush current, the power transistor is turned off for the output prohibition time and turned on again, and the turning on causes the output current to exceed the overcurrent threshold again. Repeatedly, the power supply voltage approaches the target voltage.
一方、平滑コンデンサにオーブン故障が生じている場合に、駆動制御部に起動信号が与えられて電源トランジスタがオンしても、平滑コンデンサへの突入電流は流れない。このため、電源トランジスタの出力電流が過電流閾値を超えることなく、電源電圧が目標電圧に到達すると考えられる。 On the other hand, when an oven failure occurs in the smoothing capacitor, no rush current flows to the smoothing capacitor even if a start signal is given to the drive control unit and the power transistor is turned on. For this reason, it is considered that the power supply voltage reaches the target voltage without the output current of the power supply transistor exceeding the overcurrent threshold.
そこで、到達判定部は、電源電圧が目標電圧に達したか否かを判定する。そして、故障判定部は、駆動制御部に起動信号が与えられてから、到達判定部により電源電圧が目標電圧に達したと判定されるまでの期間中に、駆動制御部にて出力電流が過電流閾値を超えたと判定されたか否かを監視し、当該監視結果に基づいて、コンデンサのオープン故障の有無を判定する。例えば、故障判定部は、前記期間中に、駆動制御部にて出力電流が過電流閾値を超えたと判定されなかった場合に、コンデンサがオープン故障していると判定するように構成されて良い。 Therefore, the arrival determination unit determines whether the power supply voltage has reached the target voltage. Then, during the period from when the activation signal is supplied to the drive control unit to when the arrival determination unit determines that the power supply voltage has reached the target voltage, the failure control unit determines that the output current is excessive in the drive control unit. It is monitored whether it is determined that the current threshold value has been exceeded, and the presence or absence of a capacitor open failure is determined based on the monitoring result. For example, the failure determination unit may be configured to determine that the capacitor has an open failure when the drive control unit does not determine that the output current has exceeded the overcurrent threshold during the period.
このような構成によれば、電源電圧の出力開始時から電源電圧が目標電圧に到達するまでの間に、平滑コンデンサのオープン故障を検出することができる。また一般に、電源電圧の供給対象は、電源電圧が目標電圧に到達すると動作を開始するように構成される。このため、本開示の電源制御装置によれば、電源電圧の供給対象が起動する前に平滑コンデンサのオープン故障を検出することが可能となる。 According to such a configuration, an open failure of the smoothing capacitor can be detected during a period from when the output of the power supply voltage starts to when the power supply voltage reaches the target voltage. In general, a power supply voltage supply target is configured to start operating when the power supply voltage reaches a target voltage. Therefore, according to the power supply control device of the present disclosure, it is possible to detect an open failure of the smoothing capacitor before the supply target of the power supply voltage starts.
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示す第1実施態様の電子制御装置(以下、ECU)1は、例えば、車両の動力源を制御するECUである。ECUは、「Electronic Control Unit」の略である。制御対象の動力源は、例えば内燃機関またはモータであって良い。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. First Embodiment]
[1-1. Constitution]
An electronic control unit (hereinafter, ECU) 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 is, for example, an ECU that controls a power source of a vehicle. ECU is an abbreviation for “Electronic Control Unit”. The power source to be controlled may be, for example, an internal combustion engine or a motor.
ECU1は、当該ECU1の動作を司るマイクロコンピュータ(以下、マイコン)2と、マイコン2で使用される電源電圧Vo1,Vo2,Vo3を出力するための3つの出力部3a,3b,3cと、出力部3a,3b,3cを制御する電源制御用のIC(即ち、集積回路)4と、を備える。電源電圧Vo1の標準値は5Vであり、電源電圧Vo2の標準値は3.3Vであり、電源電圧Vo3の標準値は1.2Vである。これらの電圧値は一例である。各電源電圧Vo1〜Vo3の標準値は、各電源電圧Vo1〜Vo3の制御において、各電源電圧Vo1〜Vo3の目標電圧である。
The ECU 1 includes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 2 that controls the operation of the ECU 1, three
出力部3aは、電源電圧Vo1を生成して出力するためのトランジスタ(以下、電源トランジスタ)To1と、電源電圧Vo1を平滑化するためのコンデンサ(以下、平滑コンデンサ)Co1と、抵抗素子Ro1と、を備える。 The output unit 3a includes a transistor (hereinafter, a power transistor) To1 for generating and outputting a power supply voltage Vo1, a capacitor (hereinafter, a smoothing capacitor) Co1 for smoothing the power supply voltage Vo1, a resistance element Ro1, Is provided.
電源トランジスタTo1は、電源電圧Vo1の出力ラインである電源出力ラインLo1と、電源出力ラインLo1よりも上流側の電源ラインである上段電源ラインLuとの間に設けられている。上段電源ラインLuには、例えば、車載バッテリから、あるいは車載バッテリの電圧(即ち、バッテリ電圧)を降圧又は昇圧する上段の電源回路から、電源電圧Vo1よりも高い電圧(以下、上段電圧)が供給される。 The power supply transistor To1 is provided between a power supply output line Lo1 that is an output line of the power supply voltage Vo1 and an upper power supply line Lu that is a power supply line upstream of the power supply output line Lo1. For example, a voltage higher than the power supply voltage Vo1 (hereinafter, upper voltage) is supplied to the upper power supply line Lu from a vehicle-mounted battery or an upper power supply circuit that steps down or boosts the voltage of the vehicle-mounted battery (that is, the battery voltage). Is done.
電源トランジスタTo1は、IC4により制御されることで、上段電圧を電源電圧Vo1の目標電圧(即ち、標準値)である5Vに降圧して電源出力ラインLo1に出力する。つまり、電源トランジスタTo1の出力電圧が、電源電圧Vo1となる。電源トランジスタTo1は、MOSFETであるが、他の種類のトランジスタでも良い。 The power supply transistor To1 is controlled by the IC4 to lower the upper stage voltage to 5V which is a target voltage (ie, a standard value) of the power supply voltage Vo1 and output the same to the power supply output line Lo1. That is, the output voltage of the power transistor To1 becomes the power voltage Vo1. The power transistor To1 is a MOSFET, but may be another type of transistor.
平滑コンデンサCo1と抵抗素子Ro1は、電源出力ラインLo1とグランドラインとの間に並列に接続されている。マイコン2も、電源供給の面からは、電源出力ラインLo1とグランドラインとの間に接続されている。このため、平滑コンデンサCo1と抵抗素子Ro1は、マイコン2と並列に接続されていることになる。
The smoothing capacitor Co1 and the resistance element Ro1 are connected in parallel between the power output line Lo1 and the ground line. The
更に、出力部3aには、電源トランジスタTo1から電源出力ラインLo1への出力電流に応じた電圧を出力する電流センサSo1が備えられている。
尚、出力部3b,3cの各々は、出力部3aと同様の構成を有しているため、説明を省略する。また、図1において、出力部3b,3cを示す枠内には、その出力部3b,3cに備えられた電源トランジスタ、平滑コンデンサ、抵抗素子及び電流センサの図示を省略し、それらの各符号だけを記載している。また、図1において、出力部3bとマイコン2との間の電源出力ラインLo2は、電源電圧Vo2の出力ラインであり、出力部3cとマイコン2との間の電源出力ラインLo3は、電源電圧Vo3の出力ラインである。
Further, the output unit 3a includes a current sensor So1 that outputs a voltage corresponding to an output current from the power transistor To1 to the power output line Lo1.
Note that each of the
一方、図2に示すように、マイコン2は、出力部3aからの電源電圧Vo1が供給されるハードウェアとして、信号の入出力部11〜16と、AD変換器17と、CAN又はLINの通信を行う通信回路18と、を備える。CANとLINは登録商標である。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
マイコン2は、出力部3bからの電源電圧Vo2が供給されるハードウェアとして、内部クロックを生成するクロック生成回路19と、不揮発RAM20と、を備える。不揮発RAM20は、例えばフラッシュメモリである。
The
マイコン2は、出力部3cからの電源電圧Vo3が供給されるハードウェアとして、CPU21と、ROM22及びRAM23と、SPI通信を行うSPI通信回路24と、タイマ回路25と、ウォッチドッグリセット回路26と、I/Oポート27と、を備える。SPIは、「Serial Peripheral Interface」の略である。ROM22には、CPU21によって実行されるプログラムが格納されている。ウォッチドッグリセット回路26は、マイコン2の動作を監視するマイコン2外部の監視装置に対して、正常に動作していることを示す監視対象信号を一定時間以内毎に出力するための回路である。
The
尚、図2において、単線は、電源電圧の流れを示し、二重線は、データの流れを示している。
図1に戻る。IC4は、出力部3aの電源トランジスタTo1を制御する制御部30aと、出力部3bの電源トランジスタTo2を制御する制御部30bと、出力部3cの電源トランジスタTo3を制御する制御部30cと、リセット制御部31と、を備える。
In FIG. 2, a single line indicates the flow of the power supply voltage, and a double line indicates the flow of the data.
Return to FIG. The IC 4 includes a control unit 30a that controls the power transistor To1 of the output unit 3a, a
尚、各制御部30a〜30cの構成及び機能は同様である。このため、制御部30a〜30cのうち、詳細に説明するのは制御部30aのみとし、他の制御部30b,30cについては、必要に応じて説明を加える。
The configurations and functions of the control units 30a to 30c are the same. Therefore, among the control units 30a to 30c, only the control unit 30a will be described in detail, and the
制御部30aは、電源トランジスタTo1の駆動を制御する駆動制御部40を備える。そして、駆動制御部40は、電源電圧Vo1を分圧する2つの抵抗素子32,33と、抵抗素子32,33同士の接続点に生じる分圧電圧と所定の基準電圧Vr1との差分に応じた電圧を出力するエラーアンプ34と、を備える。更に、駆動制御部40は、エラーアンプ34の出力電圧を電源トランジスタTo1の制御端子(即ち、ゲート)に供給するバッファ回路35と、電源トランジスタTo1を過電流による損傷から保護するための過電流保護部36と、を備える。
The control unit 30a includes a
ECU1には、当該ECU1を起動させるための起動信号が入力される。起動信号は、例えばイグニッションオンを示す信号または車両の電源オンを示す信号である。ECU1において、起動信号は、IC4に入力され、更に駆動制御部40に入力される。そして、駆動制御部40において、起動信号は、バッファ回路35に入力される。起動信号が入力されることは、起動信号が与えられることに相当する。
An activation signal for activating the ECU 1 is input to the ECU 1. The start signal is, for example, a signal indicating that the ignition is turned on or a signal indicating that the power of the vehicle is turned on. In the ECU 1, the start signal is input to the IC 4 and further input to the
バッファ回路35は、起動信号が入力されていて、且つ、後述する過電流保護部36からの出力禁止信号が入力されていない場合に、エラーアンプ34の出力電圧を電源トランジスタTo1のゲートに供給する。尚、起動信号と出力禁止信号は、例えばハイアクティブの信号であるが、ローアクティブの信号であっても良い。
The
電源トランジスタTo1は、エラーアンプ34の出力電圧がゲートに供給されることで、電源電圧Vo1が目標電圧としての5Vとなるように駆動される。このため、基準電圧Vr1は、5Vを抵抗素子32,33で分圧した電圧値と同じ電圧値に設定されている。
The power supply transistor To1 is driven so that the output voltage of the
過電流保護部36は、比較回路37と、判定時間フィルタ38と、出力禁止タイマ39と、を備える。
比較回路37は、出力部3aにおける電流センサSo1の出力電圧と、過電流を判定するための判定電圧Vr0とを比較し、電流センサSo1の出力電圧が判定電圧Vr0よりも大きい場合に、出力信号をアクティブレベル(例えばハイ)にする。判定電圧Vr0は、電源トランジスタTo1の出力電流が所定の過電流閾値になった場合の、電流センサSo1の出力電圧と、同じ電圧値に設定されている。
The
The
判定時間フィルタ38は、比較回路37の出力信号が、所定の判定時間Tj以上継続してアクティブレベルになると、電源トランジスタTo1の出力電流が過電流閾値を超えたと判定して、過電流判定信号を出力する。尚、過電流判定信号は、例えばハイアクティブの信号であるが、ローアクティブの信号であっても良い。
The
出力禁止タイマ39は、判定時間フィルタ38から過電流判定信号が出力されると、所定の出力禁止時間Toffだけ、バッファ回路35に出力禁止信号を出力する。
つまり、過電流保護部36は、電源トランジスタTo1の出力電流が過電流閾値を超えたことを、比較回路37及び判定時間フィルタ38によって判定する。そして、出力電流が過電流閾値を超えたと判定すると、出力禁止タイマ39により、電源トランジスタTo1を出力禁止時間Toffだけオフさせて再びオンする。
When the overcurrent determination signal is output from the
That is, the
更に、制御部30aは、電源電圧Vo1を分圧する2つの抵抗素子41,42と、比較回路43と、故障判定部44と、を備える。
比較回路43は、抵抗素子41,42同士の接続点に生じる分圧電圧と基準電圧Vr2とを比較し、分圧電圧が基準電圧Vr2に達すると、到達判定信号を出力する。
Further, the control unit 30a includes two
The
基準電圧Vr2は、電源電圧Vo1の目標電圧よりも若干低い所定電圧を、抵抗素子41,42で分圧した電圧値と、同じ電圧値に設定されている。上記所定電圧は、例えば、目標電圧の95%の電圧値である。
The reference voltage Vr2 is set to the same voltage value as a voltage value obtained by dividing the predetermined voltage slightly lower than the target voltage of the power supply voltage Vo1 by the
このため、比較回路43は、電源電圧Vo1が目標電圧の95%の電圧値に達すると、電源電圧Vo1が目標電圧に達したと判定して、到達判定信号を出力する。尚、到達判定信号は、例えばハイアクティブの信号であるが、ローアクティブの信号であっても良い。また、比較回路43からは、例えば電源電圧Vo1が目標電圧に達したときに、到達判定信号が出力されるようになっていても良い。
Therefore, when the power supply voltage Vo1 reaches a voltage value of 95% of the target voltage, the
故障判定部44は、駆動制御部40に起動信号が与えられてから、比較回路43から到達判定信号が出力されるまでの期間中において、判定時間フィルタ38から過電流判定信号が出力されたか否かを監視する。そして、その監視結果に基づいて、平滑コンデンサCo1のオープン故障の有無を判定する。更に、故障判定部44は、平滑コンデンサCo1のオープン故障の有無を表す故障判定結果を、マイコン2に出力する。
The
尚、制御部30b,30cの各々は、制御部30aと比較すると、抵抗素子32,33,41,42の各抵抗値、基準電圧Vr1,Vr2及び判定電圧Vr0のうちの、一部あるいは全部が異なる。
It should be noted that each of the
また、IC4のリセット制御部31は、当該IC4に起動信号が入力されてから、全ての制御部30a,30b,30cにおける比較回路43から到達判定信号が出力されるまでの間、マイコン2にローアクティブのリセット信号を与え続ける。尚、IC4に入力された起動信号は、各制御部30a,30b,30cのバッファ回路35に入力される。
Further, the
このため、IC4に起動信号が入力されてから、全ての制御部30a,30b,30cにおける比較回路43により、全ての電源電圧Vo1〜Vo3が目標電圧に到達したと判定されるまでの間、マイコン2はリセットされ続ける。
For this reason, from the input of the start signal to the IC 4 until the
尚、他の例として、リセット制御部31は、IC4に起動信号が入力されてから、電源電圧Vo1〜Vo3のうちで最も高い電源電圧Vo1が目標電圧に達したと、制御部30aにおける比較回路43により判定されるまでの間、マイコン2をリセットするように構成されても良い。
As another example, the
[1−2.ICの電源出力開始時の作用]
IC4の電源出力開始時の作用について、図3を用い説明する。尚、制御部30b,30cに関しては詳細な説明を省略する。また、図3において、実線の波形は、平滑コンデンサCo1が正常の場合を示しており、二点鎖線の波形は、平滑コンデンサCo1にオープン故障が生じている場合を示している。一方、図3において、一点鎖線の波形は、参考例として、平滑コンデンサCo1が正常で、且つ、ソフトスタートが実施された場合を示している。ソフトスタートとは、電源トランジスタの制御方法の1つであり、電源電圧の出力開始時から、電源トランジスタの出力電流を制限しながら電源電圧を目標電圧まで上昇させていく制御である。
[1-2. Operation at the Start of IC Power Output]
The operation at the time of starting the power output of the IC 4 will be described with reference to FIG. The detailed description of the
[1−2−1.平滑コンデンサの正常時]
図3に示すように、起動信号がIC4に入力されると、制御部30aのバッファ回路35及びエラーアンプ34により、電源トランジスタTo1のオンが開始される。つまり、電源電圧Vo1の生成が開始される。このとき、ソフトスタートは実施されないため、電源トランジスタTo1がオンされると、電源トランジスタTo1から平滑コンデンサCo1に突入電流が流れ、この突入電流により、電源トランジスタTo1の出力電流が過電流閾値を超える。
[1-2-1. When the smoothing capacitor is normal]
As shown in FIG. 3, when the start signal is input to the IC 4, the power supply transistor To1 is turned on by the
そして、電源トランジスタTo1の出力電流が過電流閾値を超えた状態が、前述の判定時間Tj以上続くと、判定時間フィルタ38から過電流判定信号が出力される。すると、出力禁止タイマ39からバッファ回路35に出力禁止信号が出力されることにより、電源トランジスタTo1が出力禁止時間Toffだけ強制的にオフされた後、再びオンされる。このような電源トランジスタTo1のオフとオンは、過電流保護部36による過電流保護機能によるものである。電源トランジスタTo1の強制オフ中は、電源トランジスタTo1の出力電流が0になるが、電源トランジスタTo1がオンされると、出力電流は、平滑コンデンサCo1への突入電流により再び過電流閾値を超える。
Then, when the state in which the output current of the power transistor To1 exceeds the overcurrent threshold continues for the above-described determination time Tj or more, the
このため、電源トランジスタTo1がオフされて再びオンされ、このオンにより出力電流が再び過電流閾値を超えて、電源トランジスタTo1がオフされて再びオンされる、という動作が繰り返され、電源電圧Vo1が目標電圧に近づいて行く。 For this reason, the power transistor To1 is turned off and turned on again. When the power transistor To1 is turned on, the output current exceeds the overcurrent threshold again, and the power transistor To1 is turned off and turned on again. It approaches the target voltage.
そして、電源電圧Vo1が、目標電圧の95%の電圧に達すると、制御部30aの比較回路43により、電源電圧Vo1が目標電圧に達したと判定される。尚、以下では、駆動制御部40に起動信号が入力されてから、比較回路43により電源電圧Vo1が目標電圧に達したと判定されるまでの期間を、到達待ち期間ともいう。
Then, when the power supply voltage Vo1 reaches 95% of the target voltage, the
また、他の電源電圧Vo2,Vo3の目標電圧は、電源電圧Vo1の目標電圧よりも低い。このため、制御部30aにおいて、比較回路43により電源電圧Vo1が目標電圧に達したと判定された時点では、他の制御部30b,30cでも、電源電圧Vo2,Vo3が目標電圧に達したと判定されている。
The target voltages of the other power supply voltages Vo2 and Vo3 are lower than the target voltage of the power supply voltage Vo1. Therefore, when the control unit 30a determines that the power supply voltage Vo1 has reached the target voltage by the
よって、制御部30aにおいて電源電圧Vo1が目標電圧に達したと判定されると、リセット制御部31によるマイコン2のリセットが解除されて、マイコン2が起動する。到達待ち期間は、マイコン2をリセットしている期間でもある。
Therefore, when the control unit 30a determines that the power supply voltage Vo1 has reached the target voltage, the reset of the
また、その後は、平滑コンデンサCo1への突入電流が生じないことから、電源トランジスタTo1は、制御部30aのエラーアンプ34及びバッファ回路35によるフィードバック制御により、電源電圧Voが目標電圧となるようにリニアに駆動される。
After that, since no rush current flows into the smoothing capacitor Co1, the power supply transistor To1 is controlled by the
[1−2−2.平滑コンデンサのオープン故障時]
一方、平滑コンデンサCo1にオーブン故障が生じている場合には、起動信号がIC4に入力されて電源トランジスタTo1がオンしても、平滑コンデンサCo1への突入電流が流れない。尚、電源電圧Vo1の供給対象であるマイコン2の内部にも静電容量は存在するが、その静電容量は、平滑コンデンサCo1の静電容量と比較すると無視できる程に小さい。
[1-2-2. Opening failure of smoothing capacitor]
On the other hand, when an oven failure has occurred in the smoothing capacitor Co1, no rush current flows into the smoothing capacitor Co1 even if the start signal is input to the IC4 and the power transistor To1 is turned on. It should be noted that although the capacitance exists inside the
よって、図3における二点鎖線の波形で示すように、電源トランジスタTo1の出力電流が過電流閾値を超えることなく、電源電圧Vo1が目標電圧に到達すると考えられる。
尚、図3の3段目に示されている過電流判定履歴については、後で説明する。
Therefore, it is considered that the power supply voltage Vo1 reaches the target voltage without the output current of the power supply transistor To1 exceeding the overcurrent threshold, as indicated by the double-dashed line in FIG.
The overcurrent determination history shown in the third row of FIG. 3 will be described later.
[1−3.故障判定部の動作]
次に、制御部30aにおける故障判定部44の動作内容について、図4のフローチャートを用いて説明する。尚、制御部30b,30cにおける故障判定部44の動作内容も同様である。
[1-3. Operation of the failure determination unit]
Next, the operation of the
制御部30aにおいて、故障判定部44は、駆動制御部40に起動信号が入力されて、電源電圧Vo1の生成が開始されると、つまり、電源トランジスタTo1のオンが開始されると、図4の故障判定動作を開始する。
In the control unit 30a, when the activation signal is input to the
図4に示すように、故障判定部44は、故障判定動作を開始すると、S110にて、過電流判定履歴を、初期値としての「0」にする。
過電流判定履歴は、過電流判定されたか否かを示すフラグである。過電流判定されるとは、過電流保護部36の判定時間フィルタ38により、電源トランジスタTo1の出力電流が過電流閾値を超えたと判定されることである。そして、過電流判定履歴が「0」であることは、過電流判定されていないことを示し、過電流判定履歴が「1」であることは、過電流判定されたことを示す。
As shown in FIG. 4, when starting the failure determination operation, the
The overcurrent determination history is a flag indicating whether or not an overcurrent has been determined. The overcurrent determination means that the
故障判定部44は、次のS120にて、過電流判定されたか否かを判定する。具体的には、判定時間フィルタ38から過電流判定信号が出力されたか否かを判定し、過電流判定信号が出力されたなら、過電流判定されたと判定する。また、判定時間フィルタ38から過電流判定信号が出力されていなければ、過電流判定されていないと判定する。
故障判定部44は、S120にて、過電流判定されたと判定した場合には、次のS130にて、過電流判定履歴を「1」にし、その後、S140に進む。また、故障判定部44は、S120にて、過電流判定されていないと判定した場合には、そのままS140に進む。
If it is determined in S120 that the overcurrent has been determined, the
故障判定部44は、S140では、比較回路43により電源電圧Vo1が目標電圧に到達したと判定されたか否かを判定する。具体的には、比較回路43から到達判定信号が出力されたか否かを判定する。
In S140,
そして、故障判定部44は、S140で否定判定した場合、即ち、比較回路43により目標電圧に到達したと判定されてない場合には、S120に戻る。
また、故障判定部44は、S140で肯定判定した場合、即ち、比較回路43により目標電圧に到達したと判定された場合には、S150に進み、過電流判定履歴が「1」であるか否かを判定する。
Then, if a negative determination is made in S140, that is, if the
Further, if the
故障判定部44は、S150にて、過電流判定履歴が「1」でない(即ち「0」)と判定した場合には、S160に進み、平滑コンデンサCo1がオープン故障していると判定して、平滑コンデンサCo1についての故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。そして、その後、平滑コンデンサCo1についての故障判定動作を終了する。
If the
また、故障判定部44は、S150にて、過電流判定履歴が「1」であると判定した場合には、S170に進み、平滑コンデンサCo1がオープン故障していないと判定して、故障判定結果を「オープン故障なし」に設定する。そして、その後、平滑コンデンサCo1についての故障判定動作を終了する。
Further, when the
尚、故障判定結果は、例えば1ビットのフラグで良い。この場合、「オープン故障あり」は、例えば「1」で表して良く、「オープン故障なし」は、例えば「0」で表して良い。 The failure determination result may be, for example, a 1-bit flag. In this case, “with open failure” may be represented by, for example, “1”, and “without open failure” may be represented by, for example, “0”.
つまり、故障判定部44は、S120〜S140の動作により、到達待ち期間中に、駆動制御部40にて過電流判定されたか否かを監視して、過電流判定されたなら、過電流判定履歴を「1」にするが、過電流判定されなければ、過電流判定履歴を「0」のままにする。そして、到達待ち期間の終了時において、過電流判定履歴が「0」であった場合、即ち、到達待ち期間中に過電流判定されなかった場合には、平滑コンデンサCo1がオープン故障していると判定して、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
That is, the
このため、図3において、実線の波形で示したように、平滑コンデンサCo1が正常の場合には、到達待ち期間中に過電流判定されることにより、過電流判定履歴が「1」となる。よって、故障判定部44による故障判定結果は「オープン故障なし」となる。
For this reason, as shown by the solid-line waveform in FIG. 3, when the smoothing capacitor Co1 is normal, the overcurrent is determined during the arrival waiting period, and the overcurrent determination history becomes “1”. Therefore, the failure determination result by the
一方、図3において、二点鎖線の波形で示したように、平滑コンデンサCo1がオープン故障している場合には、到達待ち期間中に過電流判定されず、過電流判定履歴は「0」のままとなる。よって、故障判定部44による故障判定結果は「オープン故障あり」となる。
On the other hand, in FIG. 3, when the smoothing capacitor Co1 has an open failure as shown by the waveform of the two-dot chain line, the overcurrent is not determined during the arrival waiting period, and the overcurrent determination history is “0”. Will remain. Therefore, the failure determination result by the
また、制御部30b,30cの各々においても、故障判定部44が図4の故障判定動作を行うことにより、平滑コンデンサCo2,Co3の各々についての故障判定結果が「オープン故障あり」と「オープン故障なし」との何れかに設定される。
Also, in each of the
[1−4.マイコンの処理]
マイコン2は、リセット制御部31によるリセットが解除されて起動すると、図5の処理を行う。尚、マイコン2による処理は、CPU21がROM22内のプログラムを実行することで実現される。
[1-4. Microcomputer processing]
When the
図5に示すように、起動したマイコン2は、S210にて、初期設定を行う。この初期設定の中には、当該マイコン2の動作モードの設定として、後述する第1〜第3の処置を実施しない通常モードで動作する、という設定が含まれる。
As shown in FIG. 5, the activated
マイコン2は、次のS220にて、IC4から、各平滑コンデンサCo1〜Co3についての故障判定結果を読み取る。例えば、IC4からマイコン2へは、各平滑コンデンサCo1〜Co3についての故障判定結果に該当する3つの1ビット信号が出力される。そして、マイコン2は、その3つの1ビット信号を読み取る。
At the next step S220, the
マイコン2は、次のS230にて、S220で読み取った故障判定結果から、5V系の平滑コンデンサ(即ち、平滑コンデンサCo1)がオープン故障しているか否かを判定し、オープン故障していると判定した場合には、S240に進む。本実施形態において、5V系とは、電源電圧Vo1の電源系である。
In the next S230, the
マイコン2は、S240では、第1の処置を実施する設定を行い、その後、S250に進む。
第1の処置は、マイコン2の消費電流のうち、5V系の消費電流、即ち、電源電圧Vo1が供給される部分での消費電流の、変動を抑制するための処置である。例えば、第1の処置としては、通信回路18による外部通信を制限または停止することと、PWM信号(即ち、パルス幅変調信号)等の高周波信号の出力を停止することと、AD変換器17によるAD変換の頻度低減または停止をすることとの、全てまたは一部であって良い。
In S240, the
The first measure is a measure for suppressing fluctuations in the current consumed by the 5V system, that is, the current consumed in the portion to which the power supply voltage Vo1 is supplied, of the current consumed by the
平滑コンデンサCo1がオープン故障した場合は、5V系の消費電流の変動によって電源電圧Vo1が変動しやすくなるため、マイコン2の安定動作が損なわれる可能性が高くなる。このため、マイコン2は、第1の処置を実施して、5V系の消費電流の変動を抑制するモードで動作することにより、安定動作が継続できるようにする。
If the smoothing capacitor Co1 has an open failure, the power supply voltage Vo1 is likely to fluctuate due to fluctuations in the current consumption of the 5V system, so that the possibility that the stable operation of the
また、マイコン2は、上記S230にて、平滑コンデンサCo1がオープン故障してないと判定した場合には、そのままS250に進む。
マイコン2は、S250では、S220で読み取った故障判定結果から、3.3V系の平滑コンデンサ(即ち、平滑コンデンサCo2)がオープン故障しているか否かを判定し、オープン故障していると判定した場合には、S260に進む。本実施形態において、3.3V系とは、電源電圧Vo2の電源系である。
If the
In S250, the
マイコン2は、S260では、第2の処置を実施する設定を行い、その後、S270に進む。
第2の処置は、マイコン2の消費電流のうち、3.3V系の消費電流、即ち、電源電圧Vo2が供給される部分での消費電流の、変動を抑制するための処置である。例えば、第2の処置としては、不揮発RAM20へのアクセスを制限または停止することと、制御演算結果をRAM23またはレジスタに留めて不揮発RAM20へ保存しないこととの、全てまたは一部であって良い。マイコン2が第2の処置を実施する理由は、第1の処置を実施する理由と同じである。
In S260, the
The second measure is a measure for suppressing the fluctuation of the 3.3 V system current consumption, that is, the current consumption in a portion to which the power supply voltage Vo2 is supplied, of the current consumed by the
また、マイコン2は、上記S250にて、平滑コンデンサCo2がオープン故障してないと判定した場合には、そのままS270に進む。
マイコン2は、S270では、S220で読み取った故障判定結果から、1.2V系の平滑コンデンサ(即ち、平滑コンデンサCo3)がオープン故障しているか否かを判定し、オープン故障していると判定した場合には、S280に進む。本実施形態において、1.2V系とは、電源電圧Vo3の電源系である。
If the
In S270, the
マイコン2は、S280では、第3の処置を実施する設定を行い、その後、S290に進む。
第3の処置は、マイコン2の消費電流のうち、1.2V系の消費電流、即ち、電源電圧Vo3が供給される部分での消費電流の、変動を抑制するための処置である。例えば、第3の処置としては、CPU21により実行されるタスクを削減することと、実行されるタスクを時間軸上で分散させることと、ROM22とRAM23の両方または一方へのアクセスを制限または停止することとの、全てまたは一部であって良い。マイコン2が第3の処置を実施する理由も、第1の処置を実施する理由と同じである。
In S280, the
The third measure is a measure for suppressing the fluctuation of the 1.2 V system current consumption of the
また、マイコン2は、上記S270にて、平滑コンデンサCo3がオープン故障してないと判定した場合には、そのままS290に進む。
マイコン2は、S290では、上記S240,S260,S280の何れかにて、第1〜第3の何れかの処置を実施する設定を行ったか否かを判定する。そして、第1〜第3の何れかの処置を実施する設定を行ったと判定した場合には、S300に進み、第1〜第3の何れかの処置を実施することを、ECU1の外部に通知し、その後、図5の処理を終了する。S300における通知対象の外部としては、例えば他のECUであっても良いし、車両のユーザであっても良い。また、この場合、マイコン2は、通常モードと比較すると、第1〜第3の何れかの処置を実施する分だけ機能制限されたモードで動作することとなる。
If the
In S290, the
一方、マイコン2は、上記S290にて否定判定した場合には、そのまま図5の処理を終了する。この場合、マイコン2は、通常モードで動作する。
尚、マイコン2は、ECU1に起動信号が入力されなくなったことを検知すると、動作を終了する前の終了準備処理を行う。そして、マイコン2は、終了準備処理の実施を終えると、IC4へ、電源電圧Vo1〜Vo3を遮断しても良いことを示す信号を出力する。すると、IC4では、リセット制御部31がマイコン2をリセットすると共に、制御部30a〜30cが電源トランジスタTo1〜To3の駆動を停止して電源電圧Vo1〜Vo3の供給を停止する。
On the other hand, when the
When detecting that the activation signal is no longer input to the ECU 1, the
[1−5.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1a)IC4の制御部30aにおいて、故障判定部44は、前述の到達待ち期間中に、駆動制御部40にて過電流判定されたか否かを監視し、この監視結果に基づいて、平滑コンデンサCo1のオープン故障の有無を判定する。
[1-5. effect]
According to the first embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1a) In the control unit 30a of the IC 4, the
このような構成によれば、電源電圧Vo1の出力開始時から電源電圧Vo1が目標電圧に到達するまでの間に、平滑コンデンサCo1のオープン故障を検出することができる。
そして、電源電圧Vo1の供給対象であるマイコン2は、電源電圧Vo1が目標電圧に到達するとリセットが解除されて起動するように構成される。このため、本実施形態のIC4によれば、マイコン2が起動する前に平滑コンデンサCo1のオープン故障を検出することが可能となる。平滑コンデンサCo2,Co3のオープン故障についても同様である。
According to such a configuration, an open failure of the smoothing capacitor Co1 can be detected during a period from when the output of the power supply voltage Vo1 starts to when the power supply voltage Vo1 reaches the target voltage.
The
(1b)故障判定部44は、到達待ち期間中に、駆動制御部40にて過電流判定されなかった場合に、平滑コンデンサCo1がオープン故障していると判定するように構成されている。このため、平滑コンデンサCo1のオープン故障の有無を簡単に判定することができる。
(1b) The
(1c)IC4のリセット制御部31は、制御部30a〜30cの駆動制御部40に起動信号が入力されてから、制御部30a,30b,30cの比較回路43により電源電圧Vo1〜Vo3が目標電圧に到達したと判定されるまでの間、マイコン2をリセットする。つまり、平滑コンデンサCo1〜Co3のオープン故障有無が判定される期間(即ち、到達待ち期間)は、マイコン2のリセット期間である。
(1c) After the start signal is input to the
このため、マイコン2のリセットが解除された後に、例えば出力部3a〜3cからマイコン2への電源経路の異常やマイコン2の異常が発生して、駆動制御部40で過電流判定されたとしても、平滑コンデンサCo1〜Co3のオープン故障判定には影響しない。よって、オープン故障の判定精度が高い。
For this reason, even after the reset of the
(1d)制御部30a〜30cの故障判定部44は、平滑コンデンサCo1〜Co3の各々について、オープン故障していると判定したことを、前述の故障判定結果によりマイコン2に通知する。
(1d) The
そして、マイコン2は、例えば、平滑コンデンサCo1がオープン故障している通知を受けた場合には、前述した第1の処置を実施して、5V系の消費電流の変動を抑制する。同様に、マイコン2は、平滑コンデンサCo2がオープン故障している通知を受けた場合には、前述した第2の処置を実施して、3.3V系の消費電流の変動を抑制する。また、マイコン2は、平滑コンデンサCo3がオープン故障している通知を受けた場合には、前述した第3の処置を実施して、1.2V系の消費電流の変動を抑制する。
Then, for example, when receiving a notification that the smoothing capacitor Co1 has an open failure, the
このため、平滑コンデンサCo1〜Co3の何れかがオープン故障した場合でも、電源電圧Vo1〜Vo3の変動を抑制することができる。延いては、マイコン2の安定動作を継続することができる。
For this reason, even when any of the smoothing capacitors Co1 to Co3 has an open failure, the fluctuation of the power supply voltages Vo1 to Vo3 can be suppressed. As a result, the stable operation of the
(1e)マイコン2は、第1〜第3の何れかの処置を実施することを、ECU1の外部に通知する。このため、例えば他のECUまたは車両のユーザは、ECU1が本来の制御仕様で動作できない状態にあることを知ることができる。よって、例えば、他のECUは、ECU1からの制御情報を使用せずに動作することができ、車両のユーザは、何らかの故障が生じていることを知ることができる。
(1e) The
(1f)電源出力ラインLo1とグランドラインとの間には、マイコン2と並列に抵抗素子Ro1が設けられている。そして、抵抗素子Ro1には、電源トランジスタTo1の出力電流の一部が流れる。
(1f) A resistance element Ro1 is provided between the power supply output line Lo1 and the ground line in parallel with the
このため、平滑コンデンサCo1のオープン故障判定が実施される到達待ち期間中において、マイコン2が電流を消費すると共に、その消費電流が変動したとしても、電源トランジスタTo1の出力電流全体に対する上記消費電流の変動の影響を小さくすることができる。よって、平滑コンデンサCo1のオープン故障判定の精度を高くすることができる。
For this reason, during the arrival waiting period in which the open failure determination of the smoothing capacitor Co1 is performed, the
同様に、電源出力ラインLo2,Lo3の各々とグランドラインとの間にも抵抗素子Ro2,Ro3が接続されているため、平滑コンデンサCo2,Co3のオープン故障判定の精度を高くすることができる。 Similarly, since the resistance elements Ro2 and Ro3 are connected between each of the power supply output lines Lo2 and Lo3 and the ground line, the accuracy of the open failure determination of the smoothing capacitors Co2 and Co3 can be increased.
尚、第1実施形態では、IC4が電源制御装置に相当する。そして、比較回路43は、到達判定部に相当する。
[2.第2実施形態]
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
In the first embodiment, the IC 4 corresponds to a power control device. Then, the
[2. Second Embodiment]
[2-1. Differences from First Embodiment]
The second embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, and therefore, differences will be described below. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same components, and refer to the preceding description.
第2実施形態のECU1は、第1実施形態と比較すると、IC4の制御部30a〜30cにおける故障判定部44が、図4に示した故障判定動作に代えて、図6に示す故障判定動作を行う点が異なる。以下では、制御部30aにおける故障判定部44について説明するが、制御部30b,30cにおける故障判定部44の動作内容及び作用も同様である。
The ECU 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the
図6に示すように、故障判定部44は、故障判定動作を開始すると、S310にて、判定フラグを「0」に設定する。判定フラグは、後述するS370で「1」に設定されるフラグである。
As shown in FIG. 6, when starting the failure determination operation, the
故障判定部44は、次のS320にて、比較回路43により電源電圧Vo1が目標電圧に到達したと判定されたか否かを判定し、このS320で肯定判定した場合、即ち、比較回路43により目標電圧に到達したと判定された場合には、そのままS400に進む。
The
また、故障判定部44は、上記S320で否定判定した場合、即ち、比較回路43により目標電圧に到達したと判定されていない場合には、S330に進む。
故障判定部44は、S330では、図4のS120と同様に、過電流判定されたか否かを判定し、過電流判定されていないと判定した場合には、S320に戻る。
If the
In S330, as in S120 of FIG. 4, the
また、故障判定部44は、上記S330にて、過電流判定されたと判定した場合には、S340に進み、過電流判定された時間間隔を計測するためのダウンカウンタをスタートさせる。具体的には、ダウンカウンタに0よりも大きい所定の開始値をセットして、当該ダウンカウンタのダウンカウントをスタートさせる。そして、その後、S350に進む。尚、ダウンカウンタがスタートされると、当該ダウンカウンタの値は、所定の単位時間が経過する毎に1ずつ減少する。また、減少するダウンカウンタの値は0で止まる。
If it is determined in S330 that an overcurrent has been determined, the
故障判定部44は、S350では、上記S330又は前回の当該S350にて過電流判定されたと判定してから、再び過電流判定されたか否かを判定し、再び過電流判定されたと判定した場合には、S360に進む。
The
故障判定部44は、S360では、ダウンカウンタの値が所定値より大きいか否かを判定し、所定値より大きいと判定した場合には、S370に進む。尚、S360での判定に用いられる所定値は、開始値よりも小さく、且つ、0以上の値(例えば0)である。故障判定部44は、S370では、判定フラグを「1」に設定すると共に、ダウンカウンタを再びスタートさせ、その後、S380に進む。
In S360,
ダウンカウンタの値が上記開始値から上記所定値になるまでの時間を、所定時間Tsとすると、過電流判定された時間間隔が、この所定時間Tsよりも短い場合に、S360で肯定判定されて、S370の処理が行われる。また、S370におけるダウンカウンタの再スタートは、S340と同じ処理である。 Assuming that the time from when the value of the down counter reaches the above-mentioned predetermined value to the above-mentioned predetermined value is a predetermined time Ts, if the time interval in which the overcurrent is determined is shorter than this predetermined time Ts, an affirmative determination is made in S360. , S370 are performed. The restart of the down counter in S370 is the same process as in S340.
一方、故障判定部44は、上記S350にて、過電流判定されていないと判定した場合、あるいは、上記S360にて、ダウンカウンタの値が所定値より大きくないと判定した場合には、S370の処理を行うことなく、S380に進む。
On the other hand, if it is determined in S350 that the overcurrent has not been determined, or if it is determined in S360 that the value of the down counter is not greater than the predetermined value, the
故障判定部44は、S380では、S320と同様に、比較回路43により電源電圧Vo1が目標電圧に到達したと判定されたか否かを判定し、否定判定した場合には、S350に戻る。
In step S380, the
また、故障判定部44は、上記S380で肯定判定した場合には、S390にて、ダウンカウンタの値を「0」にリセットした後、S400に進む。尚、S390の処理は省略しても良い。
If the
故障判定部44は、S400では、判定フラグが「1」であるか否かを判定し、「1」でない(即ち「0」)と判定した場合には、S410にて、平滑コンデンサCo1がオープン故障していると判定して、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。そして、その後、図6の故障判定動作を終了する。
In S400, the
また、故障判定部44は、上記S400にて、判定フラグが「1」であると判定した場合には、S420に進み、平滑コンデンサCo1がオープン故障していないと判定して、故障判定結果を「オープン故障なし」に設定する。そして、その後、図6の故障判定動作を終了する。
When the
つまり、故障判定部44は、到達待ち期間中に駆動制御部40にて過電流判定されなければ、S330で肯定判定することなく、S320で肯定判定して、S400に進むこととなる。よって、この場合には、判定フラグが「0」のままとなり、故障判定部44は、S410にて、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
That is, if the
また、故障判定部44は、到達待ち期間中に駆動制御部40にて過電流判定された回数が1であれば、S350で肯定判定することなく、S380で肯定判定して、S400に進むこととなる。よって、この場合にも、判定フラグが「0」のままとなり、故障判定部44は、S410にて、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
If the number of overcurrent determinations by the
また、故障判定部44は、到達待ち期間中に駆動制御部40にて過電流判定された回数が2回以上であっても、過電流判定された時間間隔が前述の所定時間Tsより長ければ、S360で肯定判定することなく、S380で肯定判定して、S400に進むこととなる。よって、この場合にも、判定フラグが「0」のままとなり、故障判定部44は、S410にて、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
In addition, even if the number of times of overcurrent determination by the
一方、故障判定部44は、到達待ち期間中に駆動制御部40にて過電流判定された回数が2回以上で、且つ、過電流判定された時間間隔が前述の所定時間Tsより短ければ、S360で肯定判定して、S370で判定フラグを「1」にし、その後、S400に進むこととなる。よって、この場合、故障判定部44は、S420にて、故障判定結果を「オープン故障なし」に設定する。
On the other hand, the
[2−2.作用例]
平滑コンデンサCo1がオープン故障していても、到達待ち期間において、電源給電対象であるマイコン2の状態によっては、過電流判定されるかも知れない。マイコン2内の容量成分が大きい場合や、リセット中でもマイコン2の内部回路(例えば、クロック生成回路19等)が作動する可能性があるためである。
[2-2. Example of operation]
Even if the smoothing capacitor Co1 has an open failure, an overcurrent may be determined during the arrival waiting period depending on the state of the
そこで、第2実施形態の作用例について、図7を用い説明する。
まず、図7における実線の波形で示すように、平滑コンデンサCo1が正常の場合には、到達待ち期間において、過電流判定される時間間隔が所定時間Tsより短くなる。このため、図6のS370によるダウンカウンタの再スタートが繰り返される。そして、ダウンカウンタの最初の再スタート時、即ち2回目のスタート時に、判定フラグが「0」から「1」に変化する。よって、到達待ち期間の終了時に、故障判定部44は、図6のS420にて故障判定結果を「オープン故障なし」に設定することとなる。
Thus, an operation example of the second embodiment will be described with reference to FIG.
First, as shown by the solid line waveform in FIG. 7, when the smoothing capacitor Co1 is normal, the time interval for overcurrent determination is shorter than the predetermined time Ts in the arrival waiting period. Therefore, the restart of the down counter in S370 of FIG. 6 is repeated. Then, at the time of the first restart of the down counter, that is, at the time of the second start, the determination flag changes from “0” to “1”. Therefore, at the end of the arrival waiting period, the
一方、図7における二点鎖線の波形で示すように、平滑コンデンサCo1がオープン故障している場合に、電源トランジスタTo1の出力電流がマイコン2内の静電容量の影響等によって増加し、時刻t0で過電流判定されたとする。また、その後の時刻t1で、マイコン2の消費電流が一時的に増加し、時刻t2で再び過電流判定されたとする。
On the other hand, as shown by the two-dot chain line in FIG. 7, when the smoothing capacitor Co1 has an open failure, the output current of the power transistor To1 increases due to the influence of the capacitance in the
しかし、時刻t0から時刻t2までの時間間隔は、所定時間Tsよりも長いため、判定フラグは「1」にされずに「0」のままとなる。よって、到達待ち期間の終了時に、故障判定部44は、図6のS410にて故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
However, since the time interval from the time t0 to the time t2 is longer than the predetermined time Ts, the determination flag remains at “0” without being set to “1”. Therefore, at the end of the arrival waiting period, the
また例えば、時刻t0で過電流判定された後、到達待ち期間が終了するまでに過電流判定されなかった場合、あるいは、到達待ち期間中に一度も過電流判定されなかった場合にも、故障判定部44は、図6のS410にて故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
Further, for example, when the overcurrent is determined at the time t0 and the overcurrent is not determined before the arrival waiting period ends, or when the overcurrent is not determined even during the arrival waiting period, the failure determination may be performed. The
[2−3.効果]
以上のように、故障判定部44は、到達待ち期間中に駆動制御部40にて過電流判定された回数が1以下であるか、あるいは、その回数が2以上であっても、過電流判定された時間間隔が所定時間Tsより長ければ、平滑コンデンサCo1がオープン故障していると判定する。このため、第1実施形態と比較すると、オープン故障の判定精度を高めることができる。
[2-3. effect]
As described above, the
尚、故障判定部44は、図6のS370だけでなく、S360で否定判定してS380に進む場合にも、ダウンカウンタを再スタートさせるように構成されても良い。
[3.第3実施形態]
[3−1.第1実施形態との相違点]
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
The
[3. Third Embodiment]
[3-1. Differences from First Embodiment]
The third embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, and therefore, differences will be described below. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same components, and refer to the preceding description.
第3実施形態のECU1は、第1実施形態と比較すると、IC4の制御部30a〜30cにおける故障判定部44が、図4に示した故障判定動作に代えて、図8に示す故障判定動作を行う点が異なる。以下では、制御部30aにおける故障判定部44について説明するが、制御部30b,30cにおける故障判定部44の動作内容及び作用も同様である。
The ECU 1 of the third embodiment differs from the first embodiment in that the
図8に示すように、故障判定部44は、故障判定動作を開始すると、S510にて、過電流判定回数を「0」に設定する。過電流判定回数は、過電流判定された回数である。
故障判定部44は、次のS520にて、過電流判定されたか否かを判定し、過電流判定されたと判定した場合には、S530にて、過電流判定回数をインクリメントした後、S540に進む。また、故障判定部44は、S520にて、故障判定されていないと判定した場合には、そのままS540に進む。
As shown in FIG. 8, when starting the failure determination operation, the
The
故障判定部44は、S540では、比較回路43により電源電圧Vo1が目標電圧に到達したと判定されたか否かを判定する。
そして、故障判定部44は、S540で否定判定した場合、即ち、比較回路43により目標電圧に到達したと判定されてない場合には、S520に戻る。
In S540, the
Then, if a negative determination is made in S540, that is, if the
また、故障判定部44は、S540で肯定判定した場合、即ち、比較回路43により目標電圧に到達したと判定された場合には、S550に進み、過電流判定回数を固定する。
故障判定部44は、次のS560にて、故障判定回数が2以上の所定値Nthよりも小さいか否かを判定し、故障判定回数が所定値Nthよりも小さいと判定した場合には、S570に進む。そして、故障判定部44は、S570では、平滑コンデンサCo1がオープン故障していると判定して、平滑コンデンサCo1についての故障判定結果を「オープン故障あり」に設定し、その後、図8の故障判定動作を終了する。
Further, when the affirmative determination is made in S540, that is, when it is determined that the target voltage has been reached by the
In the next step S560, the
また、故障判定部44は、S560にて、過電流判定回数が所定値Nthよりも小さくないと判定した場合には、S580に進み、平滑コンデンサCo1がオープン故障していないと判定して、故障判定結果を「オープン故障なし」に設定する。そして、その後、図8の故障判定動作を終了する。
If the
つまり、故障判定部44は、到達待ち期間中に駆動制御部40にて過電流判定された回数が所定値Nthよりも小さければ、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定し、その回数が所定値Nth以上であれば、故障判定結果を「オープン故障なし」に設定する。
That is, if the number of overcurrent determinations by the
[3−2.作用例]
第3実施形態の作用例について、図9を用い説明する。図9の例では、図8のS560で用いられる所定値Nthが、3に設定されている。
[3-2. Example of operation]
An operation example of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 9, the predetermined value Nth used in S560 of FIG. 8 is set to 3.
まず、図9における実線の波形で示すように、平滑コンデンサCo1が正常の場合には、到達待ち期間における過電流判定回数が所定値Nth以上になる。この例では、過電流判定回数が6になっている。よって、到達待ち期間の終了時に、故障判定部44は、図8のS580にて故障判定結果を「オープン故障なし」に設定することとなる。
First, as shown by the solid-line waveform in FIG. 9, when the smoothing capacitor Co1 is normal, the number of times of overcurrent determination during the arrival waiting period becomes equal to or greater than the predetermined value Nth. In this example, the number of overcurrent determinations is six. Therefore, at the end of the arrival waiting period, the
一方、図9における二点鎖線の波形で示すように、平滑コンデンサCo1がオープン故障している場合に、電源トランジスタTo1の出力電流がマイコン2内の静電容量の影響等によって増加し、時刻t0で過電流判定されたとする。また、その後の時刻t1で、マイコン2の消費電流が一時的に増加し、時刻t2で再び過電流判定されたとする。
On the other hand, as shown by the two-dot chain line waveform in FIG. 9, when the smoothing capacitor Co1 has an open failure, the output current of the power transistor To1 increases due to the influence of the capacitance in the
しかし、到達待ち期間における過電流判定回数は、所定値Nthよりも小さい2となる。よって、到達待ち期間の終了時に、故障判定部44は、図8の570にて、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
However, the number of overcurrent determinations in the arrival waiting period is 2, which is smaller than the predetermined value Nth. Therefore, at the end of the arrival waiting period, the
また例えば、時刻t0で過電流判定された後、到達待ち期間が終了するまでに過電流判定されなかった場合、あるいは、到達待ち期間中に一度も過電流判定されなかった場合にも、到達待ち期間における過電流判定回数は、所定値Nthより小さくなる。よって、故障判定部44は、図8のS570にて故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
Also, for example, after the overcurrent is determined at time t0, if the overcurrent is not determined before the arrival waiting period ends, or if the overcurrent is not determined during the arrival waiting period, the arrival waiting The number of overcurrent determinations in the period is smaller than the predetermined value Nth. Therefore, the
[3−3.効果]
以上のように、故障判定部44は、到達待ち期間中に駆動制御部40にて過電流判定された回数が、2以上の所定値Nthよりも小さければ、平滑コンデンサCo1がオープン故障していると判定する。このため、第1実施形態と比較すると、オープン故障の判定精度を高めることができる。
[3-3. effect]
As described above, the
[4.第4実施形態]
[4−1.第1実施形態との相違点]
第4実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
[4. Fourth embodiment]
[4-1. Differences from First Embodiment]
The fourth embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, and therefore, differences will be described below. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same components, and refer to the preceding description.
第4実施形態のECU1は、第1実施形態と比較すると、IC4の制御部30a〜30cにおける故障判定部44が、図4に示した故障判定動作に代えて、図10に示す故障判定動作を行う点が異なる。以下では、制御部30aにおける故障判定部44について説明するが、制御部30b,30cにおける故障判定部44の動作内容及び作用も同様である。
The ECU 1 according to the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the
図10に示す故障判定動作では、図4の故障判定動作と比較すると、S610,S620が追加されている。ここでは、図4の故障判定動作との違いについて説明する。
図10に示すように、故障判定部44は、S110で過電流判定履歴を「0」にした後、S610にて、判定マスク時間Tmを計測するためのダウンカウンタをスタートさせる。具体的には、ダウンカウンタに0よりも大きい所定のタイマ値をセットして、当該ダウンカウンタのダウンカウントをスタートさせる。そして、その後、故障判定部44は、S120に進む。
In the failure determination operation shown in FIG. 10, S610 and S620 are added when compared with the failure determination operation of FIG. Here, a difference from the failure determination operation in FIG. 4 will be described.
As shown in FIG. 10, after determining the overcurrent determination history to be “0” in S110, the
判定マスク時間Tmは、到達待ち期間における過電流判定を無効にする時間である。ダウンカウンタがスタートされてから、当該ダウンカウンタの値が下限値としての0になるまでの時間が、判定マスク時間Tmとなる。尚、図10におけるS110とS610との順は、逆であっても良いし、同時であっても良い。 The determination mask time Tm is a time during which the overcurrent determination during the arrival waiting period is invalidated. The time from the start of the down counter to the time when the value of the down counter reaches 0 as the lower limit value is the determination mask time Tm. Note that the order of S110 and S610 in FIG. 10 may be reversed or may be simultaneous.
故障判定部44は、S120にて、過電流判定されたと判定した場合には、S620にて、ダウンカウンタの値が0であるか否かを判定する。そして、ダウンカウンタの値が0でなければ、S130の動作をスキップして、S140に進む。また、ダウンカウンタの値が0であれば、S130にて、過電流判定履歴を「1」にし、その後、S140に進む。
If it is determined in S120 that an overcurrent has been determined,
このため、駆動制御部40に起動信号が入力されてから判定マスク時間Tmが経過するまでの間(以下、マスク期間)は、駆動制御部40にて過電流判定されても、過電流判定履歴は「1」にされない。つまり、マスク期間における過電流判定は無効とされる。
Therefore, during the period from when the activation signal is input to the
[4−2.作用例]
第4実施形態の作用例について、図11を用い説明する。
まず、図11における実線の波形で示すように、平滑コンデンサCo1が正常の場合には、到達待ち期間において、マスク期間が終了した後も、1回以上過電流判定される。このため、過電流判定履歴は「1」になる。よって、到達待ち期間の終了時に、故障判定部44は、図10のS170にて故障判定結果を「オープン故障なし」に設定する。
[4-2. Example of operation]
An operation example of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
First, as shown by the solid line waveform in FIG. 11, when the smoothing capacitor Co1 is normal, the overcurrent is determined once or more in the arrival waiting period even after the mask period ends. Therefore, the overcurrent determination history becomes “1”. Therefore, at the end of the arrival waiting period, the
一方、図11における二点鎖線の波形で示すように、平滑コンデンサCo1がオープン故障している場合に、電源トランジスタTo1の出力電流がマイコン2内の静電容量の影響等によって増加し、時刻t0で過電流判定されたとする。また、その後の時刻t1で、マイコン2の消費電流が一時的に増加し、時刻t2で再び過電流判定されたとする。
On the other hand, as shown by the two-dot chain line in FIG. 11, when the smoothing capacitor Co1 has an open fault, the output current of the power transistor To1 increases due to the influence of the capacitance in the
しかし、過電流判定されたタイミング(即ち、時刻t0,t2)は、マスク期間内であるため、過電流判定履歴は「1」にされず「0」のままとなる。よって、この場合、故障判定部44は、到達待ち期間の終了時に、図10のS160にて、故障判定結果を「オープン故障あり」に設定する。
However, since the timing at which the overcurrent is determined (that is, times t0 and t2) is within the mask period, the overcurrent determination history is not set to “1” and remains at “0”. Therefore, in this case, at the end of the arrival waiting period, the
尚、マスク期間の長さである判定マスク時間Tmは、平滑コンデンサCo1がオープン故障している場合に、起動信号の入力時から過電流判定される可能性がある期間の長さ以上の時間に設定して良い。 Note that the determination mask time Tm, which is the length of the mask period, is equal to or longer than the length of the period during which an overcurrent may be determined from the start signal when the smoothing capacitor Co1 has an open failure. You can set it.
[4−3.効果]
以上のように、故障判定部44は、第1実施形態と比較すると、駆動制御部40に起動信号が入力されてから判定マスク時間Tmが経過するまでのマスク期間は、駆動制御部40にて過電流判定されても、その過電流判定を無効とするように構成されている。このため、第1実施形態と比較すると、オープン故障の判定精度を高めることができる。
[4-3. effect]
As described above, when compared with the first embodiment, the
[5.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
[5. Other Embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications.
例えば、制御部30aの故障判定部44は、起動信号の入力時から所定の上限時間が経過しても、比較回路43により電源電圧Vo1が目標電圧に達したと判定されない場合に、平滑コンデンサCo1がショート故障していると判定するように構成されても良い。このことは、制御部30b,30cの故障判定部44についても同様である。
For example, when the
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。 Further, a plurality of functions of one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function of one component may be realized by a plurality of components. Further, a plurality of functions of a plurality of components may be realized by one component, or one function realized by a plurality of components may be realized by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced by the configuration of another above-described embodiment.
また、上述したIC4またはECU1の他、当該IC4またはECU1を構成要素とするシステム、ECU1としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、平滑コンデンサのオープン故障検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。 In addition to the above-described IC4 or ECU1, a system including the IC4 or ECU1, a program for causing a computer to function as the ECU1, a non-transitional actual recording medium such as a semiconductor memory storing the program, a smoothing capacitor The present disclosure can be realized in various forms, such as the open failure detection method described above.
1…ECU、Co1…平滑コンデンサ、Lo1…電源出力ライン、Lu…上段電源ライン、To1…電源トランジスタ、2…マイコン、4…IC、40…駆動制御部、43…比較回路、44…故障判定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... ECU, Co1: Smoothing capacitor, Lo1: Power supply output line, Lu ... Upper power supply line, To1: Power supply transistor, 2 ... Microcomputer, 4 ... IC, 40 ... Drive control unit, 43 ... Comparison circuit, 44 ... Failure determination unit
Claims (10)
起動信号が与えられると、前記トランジスタのオンを開始し、その後、前記電源出力ラインの電圧である電源電圧が目標電圧に達するまで、前記トランジスタの制御として、前記トランジスタから前記電源出力ラインへの出力電流が所定の過電流閾値を超えたと判定すると、前記トランジスタを所定の出力禁止時間だけオフさせて再びオンする制御を繰り返すように構成された駆動制御部(40)と、
前記電源電圧が前記目標電圧に達したか否かを判定するように構成された到達判定部(43)と、
前記駆動制御部に前記起動信号が与えられてから、前記到達判定部により前記電源電圧が前記目標電圧に達したと判定されるまでの期間中に、前記駆動制御部にて前記出力電流が前記過電流閾値を超えたと判定されたか否かを監視し、当該監視結果に基づいて、前記コンデンサのオープン故障の有無を判定するように構成された故障判定部(44,S110〜S170,S310〜S420,S510〜S580,S610,S620)と、
を備える電源制御装置。 It is provided between a power supply output line (Lo1) to which a capacitor (Co1) for voltage smoothing is connected between the power supply output line and the upper power supply line (Lu) upstream of the power supply output line. A power supply control device for controlling a transistor (To1) for generating a power supply voltage,
When a start signal is supplied, the transistor starts to be turned on, and thereafter, the output from the transistor to the power supply output line is controlled as the control of the transistor until the power supply voltage which is the voltage of the power supply output line reaches a target voltage. A drive control unit (40) configured to repeat control of turning off the transistor for a predetermined output prohibition time and turning on the transistor again when it is determined that the current exceeds a predetermined overcurrent threshold value;
An arrival determining unit (43) configured to determine whether the power supply voltage has reached the target voltage;
After the start signal is given to the drive control unit, during the period until the arrival determination unit determines that the power supply voltage has reached the target voltage, the output current is controlled by the drive control unit. A failure determination unit (44, S110 to S170, S310 to S420) configured to monitor whether or not it is determined that the overcurrent threshold has been exceeded and to determine the presence or absence of an open failure of the capacitor based on the monitoring result. , S510 to S580, S610, S620);
A power supply control device comprising:
前記駆動制御部に前記起動信号が与えられてから、前記到達判定部により前記電源電圧が前記目標電圧に達したと判定されるまでの間、前記電源電圧の供給対象であるマイクロコンピュータをリセットするように構成されたリセット制御部(31)を、更に備える、
電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1,
The microcomputer to which the power supply voltage is supplied is reset after the activation signal is supplied to the drive control unit until the arrival determination unit determines that the power supply voltage has reached the target voltage. A reset control unit (31) configured as described above.
Power control unit.
前記故障判定部は、
前記期間中に、前記駆動制御部にて前記出力電流が前記過電流閾値を超えたと判定されなかった場合に、前記コンデンサがオープン故障していると判定するように構成されている、
電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1 or 2, wherein:
The failure determination unit includes:
During the period, when it is not determined that the output current exceeds the overcurrent threshold in the drive control unit, it is configured to determine that the capacitor has an open failure,
Power control unit.
前記故障判定部(44,S310〜S420)は、
前記期間中に前記駆動制御部にて前記出力電流が前記過電流閾値を超えたと判定された回数が1以下であるか、あるいは、前記回数が2以上であっても、前記駆動制御部にて前記出力電流が前記過電流閾値を超えたと判定された時間間隔が所定時間よりも長ければ、前記コンデンサがオープン故障していると判定するように構成されている、
電源制御装置。 The power supply control device according to claim 3, wherein
The failure determination unit (44, S310 to S420)
The number of times that the output current is determined to exceed the overcurrent threshold by the drive control unit during the period is 1 or less, or even if the number is 2 or more, the drive control unit If the time interval at which the output current is determined to exceed the overcurrent threshold is longer than a predetermined time, the capacitor is configured to determine that the capacitor has an open failure.
Power control unit.
前記故障判定部(44,S510〜S580)は、
前記期間中に前記駆動制御部にて前記出力電流が前記過電流閾値を超えたと判定された回数が、2以上の所定値よりも小さければ、前記コンデンサがオープン故障していると判定するように構成されている、
電源制御装置。 The power supply control device according to claim 3, wherein
The failure determination unit (44, S510 to S580)
If the number of times the output current is determined to exceed the overcurrent threshold by the drive control unit during the period is smaller than a predetermined value of 2 or more, the capacitor is determined to have an open failure. It is configured,
Power control unit.
前記故障判定部(44,S110〜S170,S610,S620)は、
前記駆動制御部に前記起動信号が与えられてから所定の判定マスク時間が経過するまでの間は、前記駆動制御部にて前記出力電流が前記過電流閾値を超えたと判定されても、その判定を無効とするように構成されている、
電源制御装置。 The power supply control device according to claim 3, wherein
The failure determination unit (44, S110 to S170, S610, S620)
Until a predetermined determination mask time elapses after the activation signal is supplied to the drive control unit, even if the drive control unit determines that the output current has exceeded the overcurrent threshold, the determination is made. Is configured to invalidate,
Power control unit.
前記電源電圧が供給されるマイクロコンピュータ(2)と、を備える、
電子制御装置。 A power supply control device (4) according to any one of claims 1 to 6,
And a microcomputer (2) to which the power supply voltage is supplied.
Electronic control unit.
前記電源出力ラインと前記グランドラインとの間には、前記マイクロコンピュータと並列に抵抗素子(Ro1)が設けられている、
電子制御装置。 The electronic control device according to claim 7,
A resistance element (Ro1) is provided between the power output line and the ground line in parallel with the microcomputer.
Electronic control unit.
前記故障判定部は、
前記コンデンサがオープン故障していると判定したことを、前記マイクロコンピュータに通知するように構成され、
前記マイクロコンピュータは、前記通知を受けた場合には、当該マイクロコンピュータの消費電流の変動を抑制するための処置(S240)を実施するように構成されている、
電子制御装置。 An electronic control device according to claim 7 or claim 8,
The failure determination unit includes:
It is configured to notify the microcomputer that the capacitor is determined to have an open failure,
The microcomputer is configured to, when receiving the notification, perform a measure (S240) for suppressing a fluctuation in current consumption of the microcomputer.
Electronic control unit.
前記マイクロコンピュータは、前記処置を実施することを、当該電子制御装置の外部に通知する(S300)ように構成されている、
電子制御装置。 The electronic control device according to claim 9,
The microcomputer is configured to notify the external of the electronic control device that the treatment is performed (S300).
Electronic control unit.
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