JP2021079733A - 車載電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来は、駆動素子の周辺温度によるオン抵抗の変化が考慮されておらず、負荷の動作状況を正確に検出できなかった。【解決手段】ＥＣＵ７０１は、負荷を駆動する駆動素子を通じて、負荷の駆動を制御する外部負荷駆動制御部８０４と、電源から負荷に印加されるオン電圧のオン電圧情報を出力するオン電圧モニタ部９０１と、電源電圧情報を出力するバッテリ電圧モニタ部９０２と、駆動素子の周辺温度の温度情報を出力する回路温度モニタ部９０３と、電源電圧情報及び温度情報に基づいて算出した電圧閾値を設定する電圧閾値設定部８０１と、電圧閾値と、オン電圧とを比較して比較結果を出力する比較部８０２と、比較結果に基づいて判定した負荷の動作状況を判定する判定部８０３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車載電子制御装置に関する。

例えば、ハイブリッド自動車等に搭載されたバッテリを電源として動作する車載電子制御装置（ＥＣＵ：Electrical Control Unit）は、エンジンルーム内等の温度変化が過酷な環境（例えば、−４０℃〜１００℃超）に搭載されている。ＥＣＵは、例えばＶＴＣ（Valve Timing Control）やインジェクタ等のソレノイド負荷を、１ｍｓ以下などの周期でオン又はオフ制御している。このため、ＥＣＵに搭載され、オン又はオフ駆動しているＦＥＴ（Field Effect Transistor）などの電子回路は発熱しやすい。電子回路が発熱しやすい環境の中でも、ソレノイド負荷の異常状態を早期に検出し、どのような異常状態であるかを正確に判断すると共に、場合によってはソレノイド負荷の駆動を停止する等の処理を実施することはＥＣＵの大きな役割の一つとして挙げられる。

ソレノイド負荷の劣化等による抵抗値の低下や、バッテリに接続される接続ケーブルの破損等により、ソレノイド負荷がバッテリに接触する電源接触（バッテリショート）が起こると、車両側ではＶＴＣやインジェクタの制御が不可能となる。また、ソレノイド負荷に異常が生じると、燃費低下やインジェクタ不発等が発生するため、最終的には乗員が気づかない間にバッテリ上がりや、エンジン内部の劣化等が発生する恐れがある。一方、ＥＣＵ側では、電源接触が発生すると、通常よりも過大な電圧がＥＣＵに印加される。そこで、ＥＣＵでは、過大な電圧が印加されたことを検出すると、ソレノイド負荷に異常が発生したと判断している。

ところで、ＥＣＵは、ソレノイド負荷を駆動する度に、ソレノイド負荷のオン電圧を検知する。そして、ＥＣＵは、検知したソレノイド負荷のオン電圧が予め設定された電圧閾値を超えた場合に、電源接触として検出する。一般的にこの電圧閾値は、バッテリ電圧（電源電圧）を基に設定されている。

このようなソレノイド負荷の正常動作を判断するための技術として、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。この特許文献１には、「モニタされた電圧を所定の電圧閾値と比較する比較手段と、該比較手段における比較結果に基づいて電磁弁が正常に動作するか否かを判断する判断手段と、を備えた電磁弁の異常検出装置において、電磁弁が正常に動作するか否かの判断を行うための電圧閾値設定手段を備え、該電圧閾値設定手段はバッテリまたはイグニッション電圧を基に電圧閾値を作成する」と記載されている。

特開２０００−１６１５３２号公報

しかし、前述した通り、車両ではバッテリ電圧が変動するだけでなく、ＥＣＵや負荷の温度も変動する。例えば、ＥＣＵ付近の温度が上昇したり、ＥＣＵが、高速なスイッチング制御（上記のようなソレノイド負荷に対するオン又はオフ制御）を行ったりすると、ＥＣＵだけでなく、ＥＣＵに実装されている回路部品の温度も変化する。

ソレノイド負荷のオン電圧は、バッテリ電圧と負荷の抵抗値、接続ケーブルの抵抗値、ＥＣＵ内の配線や駆動素子のオン抵抗等で決定され、これらの抵抗値は温度に依存して増減する。ソレノイド負荷のオン電圧が低くなる条件として、例えば、ソレノイド負荷の抵抗値が低い場合、バッテリ電圧が低い場合、又は駆動素子のオン抵抗が大きい場合等が考えられる。

特許文献１は、電磁弁（ソレノイド負荷）のオン電圧及びバッテリ電圧を測定し、比較手段で比較することで、電源接触を検出する技術について開示されたものであり、バッテリ電圧に伴い変動する電圧閾値を用いて電源接触を検出する。すなわち、電源接触は、測定されたオン電圧が、電圧閾値を超えた時に検出される。

しかし、ソレノイド負荷に異常が発生しても、バッテリ電圧が低い場合や、ＥＣＵ内部の配線又は駆動素子のオン抵抗が温度変化によって変動すると、電源接触を検出できないことがある。例えば、本発明者の実験等により、電源接触しているにも関わらず、測定されたオン電圧が電圧閾値を下回って電源接触であると検出されないことが判明した。一方で、ソレノイド負荷が正常であるにも関わらず、測定されたオン電圧が電圧閾値を上回って、電源接触であると誤検出することもあった。

本発明は、電源電圧と、負荷を駆動する駆動素子の周辺温度とが変動した場合であっても、負荷の動作状況を正確に検出することを目的とする。

本発明に係る車載電子制御装置は、負荷を駆動する駆動素子を通じて、負荷の駆動を制御する負荷駆動制御部と、電源から負荷に印加される負荷駆動電圧をモニタして負荷駆動電圧情報を出力する負荷駆動電圧モニタ部と、電源の電源電圧をモニタして電源電圧情報を出力する電源電圧モニタ部と、駆動素子の周辺温度をモニタして温度情報を出力する温度モニタ部と、電源電圧情報及び温度情報に基づいて算出した電圧閾値を設定する電圧閾値設定部と、設定された電圧閾値と、負荷駆動電圧情報から取得した負荷駆動電圧とを比較して比較結果を出力する比較部と、比較結果に基づいて判定した負荷の動作状況を判定する判定部と、を備える。

本発明によれば、負荷を駆動する駆動素子が設置される回路の温度に合わせて算出した電圧閾値と、負荷駆動電圧とを比較して負荷の動作状況を得て、負荷の動作状況（例えば、正常又は異常）を正確に検出することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵの回路構成例を示す全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵ内の各素子の機能を表す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る集積回路の各部の処理の例を示すフローチャートである。 従来の電圧閾値設定方法で設定される電圧閾値の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電圧閾値設定部により設定された電圧閾値の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＥＣＵ内の各素子の機能を表す機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電圧閾値設定部により設定された電圧閾値の例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］
始めに、本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵ７０１の構成例及び動作例について説明する。
図１は、ＥＣＵ７０１の回路構成例を示す全体構成図である。

ＥＣＵ７０１は、ソレノイド負荷５０１の駆動を制御する車載電子制御装置の一例である。第１の実施の形態に係る負荷は、ソレノイド負荷（ソレノイド負荷５０１）である。ソレノイド負荷５０１には、ソレノイド負荷５０１を駆動させる為の負荷電源としてバッテリＶＢが接続されている。

ＥＣＵ７０１は、集積回路１０１と、ソレノイド負荷５０１を駆動する駆動素子２０１と、ソレノイド負荷５０１をオンした時のオン電圧（負荷駆動電圧）を測定するために、外部出力端子７０２（図中のＡ点）におけるオン電圧を分圧する分圧抵抗２０２，２０３とを備える。分圧抵抗２０２，２０３の抵抗値は固定である。また、ＥＣＵ７０１は、駆動素子２０１付近の温度、及び分圧抵抗２０２，２０３付近の温度を測定するサーミスタ３０２を備える。以下の説明では、駆動素子２０１と、分圧抵抗２０２，２０３を、「駆動・検出回路」とも総称する。

また、ＥＣＵ７０１は、集積回路１０１に基準電圧ＶＣＣを印加するＶＣＣ電源（不図示）と、サーミスタ３０２との間に接続され、基準電圧ＶＣＣを分圧する固定抵抗３０１を備える。また、ＥＣＵ７０１の集積回路１０１は、演算素子１０２と、判定素子１０３と、制御素子１０４を有する集積回路１０１を備える。

駆動素子２０１（例えば、ＦＥＴ）は、ＥＣＵ７０１の外部出力端子７０２を通じてソレノイド負荷５０１に接続される。駆動素子２０１は、制御素子１０４から出力される制御信号６０５によりオン又はオフされる。この結果、駆動素子２０１が、ソレノイド負荷５０１をオン又はオフする。

駆動素子２０１が、ソレノイド負荷５０１をオンする際には、ソレノイド負荷５０１に負荷駆動電圧（オン電圧）が印加される。負荷駆動電圧（オン電圧）は、バッテリＶＢの電源電圧（バッテリ電圧）を分圧したものである。分圧抵抗２０２，２０３は、ソレノイド負荷５０１のオン電圧を測定するために設けられており、オン電圧を分圧する。分圧されたオン電圧は、ソレノイド負荷５０１のオン電圧信号６０１（負荷駆動電圧情報）として演算素子１０２に入力される。演算素子１０２は、オン電圧信号６０１の変化により、オン電圧の状態を示す負荷駆動電圧情報（オン電圧情報）を得ることができる。

また、電源であるバッテリＶＢとソレノイド負荷５０１との間に、バッテリ電圧信号６０２を得るための配線が接続される。バッテリＶＢのバッテリ電圧の値はバッテリ電圧信号６０２として、ＥＣＵ７０１の外部入力端子７０３から演算素子１０２に入力される。演算素子１０２は、バッテリ電圧信号６０２の変化により、バッテリ電圧の状態を示すバッテリ電圧情報（電源電圧情報）を得ることができる。

サーミスタ３０２は、駆動素子２０１、分圧抵抗２０２，２０３（駆動・検出回路）の付近に設けられ、駆動・検出回路付近の温度を測定する。サーミスタ３０２の抵抗値は、駆動・検出回路付近の温度に応じて変化する。このため、固定抵抗３０１とサーミスタ３０２とが基準電圧ＶＣＣを分圧した電圧は、駆動・検出回路付近の温度信号６０３として演算素子１０２に入力される。つまり、温度情報は、集積回路（集積回路１０１）に供給される集積回路基準電圧（基準電圧ＶＣＣ）を、固定抵抗（固定抵抗３０１）と、サーミスタ（サーミスタ３０２）とで分圧して得られる。演算素子１０２は、温度信号６０３の変化により、駆動・検出回路の周辺温度を示す回路温度情報（温度情報）を得ることができる。

次に、図２と図３を参照して、集積回路１０１の動作を説明する。
図２は、図１に示したＥＣＵ７０１内の各素子の機能を表す機能ブロック図である。図２では、ＥＣＵ７０１の回路構成を簡略化して表す。

ＥＣＵ７０１は、オン電圧モニタ部９０１、バッテリ電圧モニタ部９０２及び回路温度モニタ部９０３を備える。

オン電圧モニタ部９０１は、ソレノイド負荷５０１がオンされたときのオン電圧（負荷駆動電圧の一例）をモニタ（測定）する機能を有する。負荷駆動電圧モニタ部（オン電圧モニタ部９０１）は、電源（バッテリＶＢ）から負荷（ソレノイド負荷５０１）に印加される負荷駆動電圧（オン電圧）をモニタして負荷駆動電圧情報（オン電圧信号６０１）を出力する。オン電圧モニタ部９０１は、図１に分圧抵抗２０２，２０３で示される構成に相当する。オン電圧モニタ部９０１がモニタした負荷駆動電圧（オン電圧）を示す負荷駆動電圧情報は、オン電圧信号６０１として集積回路１０１の比較部８０２に入力する。

電源電圧モニタ部（バッテリ電圧モニタ部９０２）は、バッテリＶＢのバッテリ電圧をモニタ（測定）する機能を有する。電源電圧モニタ部（バッテリ電圧モニタ部９０２）は、電源（バッテリＶＢ）の電源電圧（バッテリ電圧）をモニタして電源電圧情報（バッテリ電圧信号６０２）を出力する。バッテリ電圧モニタ部９０２は、図１にソレノイド負荷５０１とバッテリＶＢから外部入力端子７０３を経て演算素子１０２に入力するまでの配線に相当する。バッテリ電圧モニタ部９０２がモニタしたバッテリ電圧を示す電源電圧情報は、バッテリ電圧信号６０２として集積回路１０１の電圧閾値設定部８０１に入力する。

回路温度モニタ部９０３は、駆動・検出回路付近の温度をモニタ（測定）する機能を有する。温度モニタ部（回路温度モニタ部９０３）は、駆動素子（駆動素子２０１）の周辺温度をモニタして温度情報（温度信号６０３）を出力する。温度モニタ部（回路温度モニタ部９０３）は、図１に示した抵抗値が固定された固定抵抗（固定抵抗３０１）と、駆動素子（駆動素子２０１）の周辺に配置され、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ（サーミスタ３０２）を含む構成に相当する。回路温度モニタ部９０３がモニタした温度を示す温度情報は、温度信号６０３として集積回路１０１の電圧閾値設定部８０１に入力する。

また、ＥＣＵ７０１は、図１に示すように集積回路１０１を備える。集積回路１０１は、記憶部８００、電圧閾値設定部８０１、比較部８０２、判定部８０３、外部負荷駆動制御部８０４を備える。
図１に示した演算素子（演算素子１０２）は、電圧閾値設定部（電圧閾値設定部８０１）及び比較部（比較部８０２）の機能を有する。判定素子（判定素子１０３）は、判定部（判定部８０３）の機能を有する。制御素子（制御素子１０４）は、負荷駆動制御部（外部負荷駆動制御部８０４）の機能を有する。なお、集積回路１０１によって駆動が制御される外部負荷８０５は、図１に示したソレノイド負荷５０１の機能を表す。

記憶部８００は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）で構成されており、駆動・検出回路の温度変化率等を記憶する。なお、記憶部８００に、図２に示すＥＣＵ７０１内の、電圧閾値設定部８０１、比較部８０２、判定部８０３、外部負荷駆動制御部８０４の処理を実行可能なプログラムを保存し、ＥＣＵ７０１に設けられたＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部８００からプログラムを読み出して、各機能部の処理を行う構成としてもよい。

電圧閾値設定部（電圧閾値設定部８０１）は、電源電圧情報及び温度情報に基づいて算出した電圧閾値を設定する。例えば、電圧閾値設定部８０１は、入力したバッテリ電圧信号６０２から求めたバッテリ電圧、及び温度信号６０３から求めた温度情報と、記憶部８００から読み出した駆動・検出回路の温度変化率等に基づいて、電圧閾値を設定する。そして、電圧閾値設定部（電圧閾値設定部８０１）は、温度情報に基づいて、駆動素子（駆動素子２０１）の周辺温度の上昇に合わせて、電圧閾値を高く設定する。本実施の形態に係る電圧閾値は、駆動素子２０１、分圧抵抗２０２，２０３の温度に応じて変化するものであり、後述する図５にて説明する。

比較部（比較部８０２）には、負荷駆動電圧情報（オン電圧情報）と、電源電圧情報及び温度情報から算出された電圧閾値とが、別々に入力される。比較部（比較部８０２）は、電圧閾値設定部８０１により設定された電圧閾値と、負荷駆動電圧情報（オン電圧情報）から取得した負荷駆動電圧（オン電圧）とを比較して比較結果を出力する。比較結果としては、例えば、オン電圧信号６０１が電圧閾値より高い、又は低いといった内容が含まれる。

判定部（判定部８０３）は、比較部８０２から入力した比較結果に基づいて負荷（ソレノイド負荷５０１）の動作状況を判定する。負荷（ソレノイド負荷５０１）の動作状況としては、例えば、負荷（ソレノイド負荷５０１）の正常又は異常の判定結果が含まれる。そして、判定部（判定部８０３）は、負荷（ソレノイド負荷５０１）の動作状況に応じて負荷駆動制御部（外部負荷駆動制御部８０４）による負荷（ソレノイド負荷５０１）の駆動の制御を変更させる。

負荷駆動制御部（外部負荷駆動制御部８０４）は、負荷（ソレノイド負荷５０１）を駆動する駆動素子（駆動素子２０１）を通じて、負荷（ソレノイド負荷５０１）の駆動を制御する。そして、外部負荷駆動制御部８０４は、判定部８０３が負荷（ソレノイド負荷５０１）の動作状況を正常と判定した場合に、外部負荷８０５の駆動を継続する。一方、外部負荷駆動制御部８０４は、判定部８０３が負荷（ソレノイド負荷５０１）の動作状況を異常と判定した判定結果が入力した場合に、外部負荷８０５を停止する、又は外部装置（警告灯、表示装置等）にアラームを出力する等の処理を行う。

図３は、集積回路１０１の各部の処理の例を示すフローチャートである。ここでは、図１に示した集積回路１０１の回路構成例を参照しながら、集積回路１０１の処理を説明する。

始めに、集積回路１０１の制御素子１０４は、制御信号６０５を出力して、駆動素子２０１をオン又はオフすることで、ソレノイド負荷５０１の通電を制御する（Ｓ１）。

駆動素子２０１のオン時に、演算素子１０２（電圧閾値設定部８０１）は、入力したバッテリ電圧信号６０２（バッテリ電圧）及び温度信号６０３（駆動・検出回路の温度情報）と、記憶部８００に予め記憶させておいた駆動・検出回路の温度変化率とに基づいて、電圧閾値を算出する。そして、演算素子１０２は、算出した電圧閾値を判定素子１０３に設定する（Ｓ２）。

次に、演算素子１０２（比較部８０２）は、ソレノイド負荷５０１のオン電圧（オン電圧）を分圧して入力されるオン電圧信号６０１から求めたオン電圧と、ステップＳ２で設定された電圧閾値とを比較し（Ｓ３）、比較結果を出力する。上述したように比較結果としては、オン電圧が電圧閾値以上であるか否かといった情報が含まれる。

次に、判定素子１０３（判定部８０３）は、比較結果を判定する（Ｓ４）。オン電圧が電圧閾値未満である場合、判定素子１０３（判定部８０３）は、比較結果をＯＫと判定する。比較結果がＯＫであれば（Ｓ４のＯＫ）、演算素子１０２（電圧閾値設定部８０１）は、駆動素子２０１が再度オンするまで待機する（Ｓ５）。

その後、駆動素子２０１がオンされると、ステップＳ２に戻って以降の処理を繰り返す。また、比較結果がＯＫであるので、制御素子１０４（外部負荷駆動制御部８０４）による駆動素子２０１のオン又はオフを通じたソレノイド負荷５０１の制御も引き続き行われる。

一方、オン電圧が電圧閾値以上である場合、判定素子１０３（判定部８０３）は、比較結果をＮＧと判定する。比較結果がＮＧであれば（Ｓ４のＮＧ）、判定素子１０３（判定部８０３）は、ソレノイド負荷５０１に異常が発生したと判定する。判定部（判定部８０３）は、負荷（ソレノイド負荷５０１）の動作状況が、負荷（ソレノイド負荷５０１）の異常を示す場合に、負荷（ソレノイド負荷５０１）が電源（バッテリ）に接触したと判定し、判定結果を報知する。例えば、判定素子１０３（判定部８０３）は、ＥＣＵ７０１の外部に、警告灯や警報音でソレノイド負荷５０１の異常発生を報知するとともに、制御素子１０４に対してソレノイド負荷５０１の駆動停止などの処理を実施させる。

また、制御素子１０４（外部負荷駆動制御部８０４）は、駆動素子２０１をオフにすると同時に、演算素子１０２に演算中止の信号６０４を出力する。演算中止の信号６０４が入力した演算素子１０２は、以降の処理を中止する。

＜従来の電圧閾値と、本実施の形態に係る電圧閾値との違い＞
ここで、特許文献１に開示された従来の技術で設定される電圧閾値と、本実施の形態で設定される電圧閾値との違いについて、図４と図５を参照して説明する。

図４は、従来の電圧閾値設定方法で設定される電圧閾値の例を示す図である。
図５は、第１の実施の形態に係る電圧閾値設定部８０１により設定された電圧閾値の例を示す図である。図４と図５の横軸を駆動・検出回路の周辺の温度Ｔ［℃］、縦軸をオン電圧［Ｖ］とする。

図４では、温度変化によらず一定値を表す直線を電圧閾値１０００とする。また、図４と図５では、図中のグラフ領域のうち、白部分をオン時正常領域１００１、ドット部分を異常検出領域１００２と区分けする。

図４では、温度の上昇と共に右上がりに変動する破線をワーストケースにおけるオン電圧温度遷移１００３とする。電圧閾値１０００とオン電圧温度遷移１００３とで囲まれる斜線部が誤検出領域１００４となる。演算素子１０２（比較部８０２）では、従来設定された電圧閾値１０００と、制御素子１０４がソレノイド負荷５０１をオンした時に測定されるオン電圧とを比較する。

ＥＣＵ７０１内の回路が正常である場合、オン電圧の値は、バッテリ電圧をソレノイド負荷５０１の抵抗値と、駆動素子２０１のオン抵抗値とで分圧した電圧値となる。通常、ソレノイド負荷５０１の抵抗値が駆動素子２０１のオン抵抗値に比べ非常に大きいためオン電圧はほぼ０Ｖ付近となる。特許文献１に開示された方法では、オン電圧が閾値より下側であれば正常、閾値より上側であれば異常と検出することが可能である。

しかし、ＥＣＵ７０１の内部温度が上昇するにつれて駆動素子２０１のオン抵抗も上昇し、オン電圧も上昇する。このため、オン電圧温度遷移１００３が上昇する。なお、オン電圧温度遷移１００３は、駆動素子２０１のオン抵抗が、駆動素子２０１を構成する素子による特性ばらつきで最も高くなってしまうワーストケースで測定されるオン電圧の変化の様子を表す。このため、駆動素子２０１の性能によっては、オン電圧温度遷移１００３よりも下側（オン時正常領域１００１）でオン電圧が遷移する。

しかし、ソレノイド負荷５０１の劣化等により、ソレノイド負荷５０１のオン抵抗が低下したり、接続ケーブルの破損等による電源接触（バッテリショート）が起こったりすると、オン電圧が０Ｖ付近よりも上昇する。このため、オン電圧の値が、オン電圧温度遷移１００３で示される値よりも上側に遷移する。

バッテリ電圧が一定であると仮定すると、特許文献１に開示された電圧閾値設定方法では、図４に示すように横軸と平行に一定の電圧閾値１０００が設定される。このため、ソレノイド負荷５０１のオン電圧が異常であるにも関わらず電圧閾値１０００以下である左部の誤検出領域１００４が存在する。また、電圧閾値１０００は、オン電圧温度遷移１００３と交差する点がある。このため、ソレノイド負荷５０１のオン電圧は正常であるのに電圧閾値１０００を超えてしまう右部の誤検出領域１００４が存在する。このように広い範囲で誤検出領域１００４が存在するため、特許文献１に開示された従来の電圧閾値設定方法を採用すると、ソレノイド負荷５０１のオン電圧の判定結果を誤る可能性が高くなる。

一方で、第１の実施の形態に係る電圧閾値設定方法では、駆動・検出回路付近の温度情報を電圧閾値の算出及び設定の処理に加味する。図５に示すようにワーストケースで測定されるオン電圧の温度遷移と平行に実線で示す電圧閾値１００５が設定される。そして、演算素子１０２（比較部８０２）は、本実施の形態に係る方法で設定された電圧閾値１００５と、制御素子１０４がソレノイド負荷５０１をオンした時に測定されるオン電圧とを比較する。

なお、電圧閾値設定部８０１は、オン電圧温度遷移１００３に示すワーストケースのオン電圧よりも上側に余裕をもって電圧閾値１００５を設定しなければならない。

このため、オン電圧温度遷移１００３と電圧閾値１００５とで挟まれる範囲に、多少の誤検出領域１００６は存在してしまうが、図４に示した誤検出領域１００４よりも、範囲が少なくなっている。つまり、第１の実施の形態に係る電圧閾値設定方法を適用することで、駆動・検出回路付近の温度が上昇しても、演算素子１０２（比較部８０２）は、測定されたオン電圧と電圧閾値とを比較し、判定部８０３が、ソレノイド負荷５０１のオン電圧の異常を確実に検出することができる。また、判定部８０３は、ソレノイド負荷５０１のオン電圧は正常であるときに誤って異常を検出することがなくなるので、オン電圧の検出精度を上げることができる。

以上説明した第１の実施の形態に係るＥＣＵ７０１では、ソレノイド負荷５０１の駆動を制御する外部負荷駆動制御部８０４と、ソレノイド負荷５０１にかかる電圧をモニタするオン電圧モニタ部９０１と、オン電圧モニタ部９０１がモニタした電圧を所定の電圧閾値と比較する比較部８０２と、比較部８０２における比較結果に基づいてソレノイド負荷５０１が正常に動作するか否かを判定する判定部８０３と、を備えている。

また、本実施の形態に係る演算素子１０２は、駆動・検出回路付近の温度情報を、抵抗値が固定された固定抵抗３０１と、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ３０２で基準電圧ＶＣＣを分圧して得た温度信号６０３から得る。このサーミスタ３０２は、駆動素子２０１と、オン電圧モニタ部９０１（分圧抵抗２０２，２０３を含む）の周辺に配置されるため、駆動・検出回路付近の温度変化に応じてサーミスタ３０２の抵抗値が変化する。このため、電圧閾値設定部８０１は、温度情報により電圧閾値を精密に算出し、設定できるので、判定部８０３がソレノイド負荷５０１の動作状況を正しく判定することが可能となる。

ここで、電圧閾値設定部８０１は、温度信号６０３から求めた温度情報が上昇するほど高くなる電圧閾値を算出し、比較部８０２に設定する。このため、図４に示した、従来の電圧閾値設定方法で生じる誤検出領域１００４の範囲を大幅に減らすことができるので、バッテリＶＢの電圧異常の検出精度を高めることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電圧閾値設定方法について、図６と図７を参照して説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態に示した駆動・検出回路付近の温度に加えて、バッテリ電圧又はイグニッション電圧の変化に基づいて、電圧閾値を設定する例について説明する。

図６は、第２の実施の形態に係るＥＣＵ７０１内の各素子の機能を表す機能ブロック図である。ただし、図６に示すＥＣＵ７０１の回路構成は、図２に示したＥＣＵ７０１の回路構成と同様である。

第２の実施の形態に係る負荷は、不図示のイグナイタに設けられたイグニッションコイル（不図示）である。このため、ＥＣＵ７０１には、オン電圧モニタ部９０１、バッテリ電圧モニタ部９０２及び回路温度モニタ部９０３に加えて、イグニッション電圧モニタ部９０４が設けられる。

電源電圧モニタ部（イグニッション電圧モニタ部９０４）は、電源電圧として、イグニッションコイルに印加されるイグニッション電圧をモニタ（測定）する機能を有する。イグニッション電圧モニタ部９０４がモニタしたイグニッション電圧は、イグニッション電圧信号６０６として集積回路１０１の演算素子１０２に入力する。演算素子１０２は、イグニッション電圧信号６０６の変化により、イグニッション電圧の状態を示す電源電圧情報（イグニッション電圧情報）を得ることができる。

そして、演算素子１０２の電圧閾値設定部８０１は、入力したバッテリ電圧信号６０２から求めたバッテリ電圧、又はイグニッション電圧信号６０６から求めたイグニッション電圧と、温度信号６０３から求めた温度情報、及び記憶部８００から読み出した駆動・検出回路の温度変化率等に基づいて、電圧閾値を設定する。この際、電圧閾値設定部（電圧閾値設定部８０１）は、電源電圧（バッテリ電圧又はイグニッション電圧）が高くなるほど、電圧閾値を高く設定する。
集積回路１０１で行われる以降の処理は、第１の実施の形態に係る集積回路１０１の処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係るバッテリ電圧又はイグニッション電圧の変化を加味して設定された電圧閾値の例を示す図である。図７の横軸をバッテリ電圧又はイグニッション電圧［Ｖ］、縦軸をオン電圧［Ｖ］とする。

なお、図７では、紙面の奥から手前に向けて、駆動・検出回路の温度［℃］の軸が設けられている。そして、図７では、バッテリ電圧又はイグニッション電圧の上昇に伴って上がる直線を電圧閾値１１０５とし、図中の白部分をオン時正常領域１１０１、ドット部分を異常検出領域１１０２と区分けする。

また、図７では、バッテリ電圧又はイグニッション電圧の上昇と共に右上がりに変動する破線をワーストケースにおけるオン電圧温度遷移１１０３とする。電圧閾値１１０５とオン電圧温度遷移１１０３とで囲まれる斜線部が誤検出領域１１０６となる。

なお、図５に示したように、駆動・検出回路付近の温度が上がると、オン電圧温度遷移１００３に示すワーストケースのオン電圧も上がる。このため駆動・検出回路付近の温度上昇に合わせて、図７に示すオン電圧温度遷移１１０３も全体に上がるように変化する。

第２の実施の形態に係る電圧閾値設定方法においても、図７に示すようにワーストケースで測定されるオン電圧の温度遷移と平行に実線で示す電圧閾値１１０５が設定される。なお、電圧閾値設定部８０１は、オン電圧温度遷移１００３に示すワーストケースのオン電圧よりも上側に余裕をもって電圧閾値１１０５を設定しなければならない。

このため、オン電圧温度遷移１００３と電圧閾値１１０５とで挟まれる範囲に、多少の誤検出領域１１０６は存在してしまうが、図４に示した誤検出領域１１０４よりも範囲が少なくなっている。つまり、第２の実施の形態に係る電圧閾値設定方法を適用することで、バッテリ電圧又はイグニッション電圧が上昇しても、判定部８０３が、ソレノイド負荷５０１のオン電圧の異常を確実に検出することができる。また、判定部８０３は、ソレノイド負荷５０１のオン電圧は正常であるときに誤って異常を検出することがなくなるので、オン電圧の検出精度を上げることができる。

以上説明した第２の実施の形態に係るＥＣＵ７０１では、電圧閾値設定部８０１が、バッテリ電圧又はイグニッション電圧が上昇するほど高くなるように電圧閾値を算出し、設定する。この電圧閾値は、駆動・検出回路付近の温度上昇も加味して変化する。このため、判定部８０３は、バッテリ電圧又はイグニッション電圧が変動しても、ソレノイド負荷５０１が正常に動作するか否かを正確に判定することができる。

ここで、オン電圧と、バッテリ電圧又はイグニッション電圧と、回路温度モニタ部９０３がモニタした温度情報とが、別々に演算素子１０２に入力するようＥＣＵ７０１が構成される。そして、集積回路１０１の内部で、電圧閾値を算出するための各種の処理が実行されるので、ＥＣＵ７０１が、電圧閾値を演算するための演算素子等を新たに設ける必要がなく、演算素子等の部品増加を抑えることができる。

以上、本発明の第１及び第２の実施の形態を、図面を参照して説明したが、具体的な構成は各実施の形態に限られるものではない。特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

例えば、上述した各実施の形態では、集積回路１０１の内部に演算素子１０２、判定素子１０３、制御素子１０４を含む構成としたが、集積回路１０１でなく別の素子に演算素子１０２、判定素子１０３、制御素子１０４等を配置した構成としてもよい。

また、上述した各実施の形態では、電圧閾値設定部８０１が、バッテリ電圧やイグニッション電圧に基づいて、電圧閾値を算出し、設定する例を示したが電源ＩＣで生成する電圧等に基づいて電圧閾値を算出し、比較部８０２に電圧閾値を設定してもよい。さらに、電源ＩＣで生成する電圧等に基づいて電圧閾値を設定する際には、図７に示したようにバッテリ電圧又はイグニッション電圧によるＡ点のオン電圧の変化を考慮した電圧閾値設定方法を組み合わせてもよい。これにより、負荷の正常又は異常の検出精度をさらに上げることができる。

また、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するためにＥＣＵ及び集積回路の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０１…集積回路、１０２…演算素子、１０３…判定素子、１０４…制御素子、２０１…駆動素子、３０２…サーミスタ、５０１…ソレノイド負荷、７０１…ＥＣＵ、８００…記憶部、８０１…電圧閾値設定部、８０２…比較部、８０３…判定部、８０４…外部負荷駆動制御部、８０５…外部負荷、９０１…オン電圧モニタ部、９０２…バッテリ電圧モニタ部、９０３…回路温度モニタ部

Claims (7)

1. 負荷を駆動する駆動素子を通じて、前記負荷の駆動を制御する負荷駆動制御部と、
   電源から前記負荷に印加される負荷駆動電圧をモニタして負荷駆動電圧情報を出力する負荷駆動電圧モニタ部と、
   前記電源の電源電圧をモニタして電源電圧情報を出力する電源電圧モニタ部と、
   前記駆動素子の周辺温度をモニタして温度情報を出力する温度モニタ部と、
   前記電源電圧情報及び前記温度情報に基づいて算出した電圧閾値を設定する電圧閾値設定部と、
   設定された前記電圧閾値と、前記負荷駆動電圧情報から取得した前記負荷駆動電圧とを比較して比較結果を出力する比較部と、
   前記比較結果に基づいて判定した前記負荷の動作状況を判定する判定部と、を備える
   車載電子制御装置。
2. 前記電圧閾値設定部は、前記温度情報に基づいて、前記駆動素子の周辺温度の上昇に合わせて、前記電圧閾値を高く設定し、
   前記判定部は、前記負荷の動作状況に応じて前記負荷駆動制御部による前記負荷の駆動の制御を変更させる
   請求項１に記載の車載電子制御装置。
3. 前記負荷駆動電圧は、前記電源電圧を分圧したものであり、
   前記比較部には、前記負荷駆動電圧情報と、前記電源電圧情報及び前記温度情報から算出された前記電圧閾値とが、別々に入力される
   請求項２に記載の車載電子制御装置。
4. 前記温度モニタ部は、
   抵抗値が固定された固定抵抗と、
   前記駆動素子の周辺に配置され、温度によって抵抗値が変化するサーミスタと、を含み、
   前記温度情報は、前記電圧閾値設定部及び前記比較部の機能を有する演算素子、前記判定部の機能を有する判定素子、並びに前記負荷駆動制御部の機能を有する制御素子が構成される集積回路に供給される集積回路基準電圧を、前記固定抵抗と、前記サーミスタとで分圧して得られる
   請求項２に記載の車載電子制御装置。
5. 前記電圧閾値設定部は、前記電源電圧が高くなるほど、前記電圧閾値を高く設定する
   請求項２に記載の車載電子制御装置。
6. 前記負荷は、ソレノイド負荷であり、
   前記電源電圧モニタ部は、前記電源電圧としてバッテリ電圧をモニタする
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載電子制御装置。
7. 前記負荷は、イグニッションコイルであり、
   前記電源電圧モニタ部は、前記電源電圧としてイグニッション電圧をモニタする
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載電子制御装置。

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