JP2023043070A

JP2023043070A - 車両及び制御装置

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Publication number: JP2023043070A
Application number: JP2021150567A
Authority: JP
Inventors: 久司千賀; Hisashi Chiga; 柾也西仲; Masaya Nishinaka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2041-09-15
Also published as: US11890964B2; US20230082907A1; JP7304547B2

Abstract

【課題】コントローラ系の第１回路とパワー系の第２回路とでグランドが分かれている場合で、第１回路のグランドの断線に起因して発生する故障を防止することができる車両及び制御装置を提供する。【解決手段】第１回路６１の第１グランド部ＧＮＤ１に接続される電線が断線した場合、第１回路６１のグランド電位が上昇して、ＣＰＵ６１６がＰＷＭ端子からＬｏ論理を出力していても、ローサイドスイッチ１０９がＨｉと認識して常時オンとなるが、第１回路６１のＣＰＵ６１６は、第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２の電圧を第１グランド部ＧＮＤ１の電位を基準に第１電圧として測定し、第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２の電圧を第２グランド部ＧＮＤ２の電位を基準に第２電圧として測定し、第１電圧と第２電圧が所定の関係になる場合、ハイサイドスイッチ１０８で、第２電源線６１５からの第２回路６２への供給電力を所定値以下にする。【選択図】図１

Description

本開示は、自動車等の車両及び該車両におけるサスペンション、ステアリング、ブレーキ、エンジン等を制御する制御装置に関する。

上述した制御装置には、回路がコントローラ系とパワー系に分かれているものがある。また、コントローラ系とパワー系とで電源のグランドが分かれているものもある。

図７は、４輪の車両のサスペンションを制御する制御装置１００の構成を示す回路図である。同図に示す制御装置１００は、回路がコントローラ系とパワー系に分かれおり、またコントローラ系とパワー系とで電源のグランドが分かれている。なお、制御装置１００は、所謂ＥＣＵ（Electronic Control Uni）と呼ばれるものである。

図７において、ＧＮＤ１は、コントローラ系の第１回路１０１のグランド（以下、“第１グランド部”と呼ぶ）であり、ＧＮＤ２は、パワー系の第２回路１０２のグランド（以下、“第２グランド部”と呼ぶ）である。一方、ＢＡＴ１は、コントローラ系の第１回路１０１の電源（以下、“第１電源部”と呼ぶ）であり、ＢＡＴ２は、パワー系の第２回路１０２の電源（以下、“第２電源部”と呼ぶ）である。第１電源部ＢＡＴ１と第２電源部ＢＡＴ２は、バッテリ（図示略）の正極に接続される。第１グランド部ＧＮＤ１と第２グランド部ＧＮＤ２は、上記バッテリ（図示略）の負極に接続される。

コントローラ系の第１回路１０１は、電源ＩＣ１０３、ＣＡＮ（Controller Area Network）トランシーバ１０４、ＣＰＵ１０５（Central Processing Unit）等で構成されている。パワー系の第２回路１０２は、逆流防止回路１０７、ハイサイドスイッチ１０８、ローサイドスイッチ１０９、負荷電流検出回路１１０等で構成されている。

コントローラ系の第１回路１０１において、電源ＩＣ１０３は、第１電源部ＢＡＴ１の電圧をＣＰＵ１０５で使用する電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１０３１を備えている。ＣＡＮトランシーバ１０４は、図示しない他の制御装置や、セントラルゲートウェイとの間で通信を行う。

ＣＰＵ１０５は、電源ＩＣ１０３から出力される電圧で動作し、ＣＡＮトランシーバ１０４で取得された路面情報とパワー系の第２回路１０２に接続されるソレノイド負荷１３０に流れる電流に基づいてハイサイドスイッチ１０８とローサイドスイッチ１０９を制御する。この場合、ローサイドスイッチ１０９に対してはＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が行われる。ショットキーバリアダイオードは、ローサイドスイッチ１０９がオンからオフに遷移したときにソレノイド負荷１３０に流れる電流を還流する機能を有する。なお、ＣＰＵ１０５が動作するための基本クロックは、水晶発振器１０６にて得られる。

パワー系の第２回路１０２において、ハイサイドスイッチ１０８は、第２電源部ＢＡＴ２とソレノイド負荷１３０との間に接続され、ローサイドスイッチ１０９は、第２グランド部ＧＮＤ２とソレノイド負荷１３０との間に接続される。ソレノイド負荷１３０を流れる電流は、抵抗１１１とＯＰアンプ（演算増幅器）１１２を備えた負荷電流検出回路１１０にて検出される。抵抗１１１は、ソレノイド負荷１３０に直列に介挿される。ＯＰアンプ１１２は、抵抗１１１に生ずる電圧を増幅してＣＰＵ１０５のＡ／Ｄ（Analog to Digital）端子へ出力する。ＣＰＵ１０５は、Ａ／Ｄ変換機能を有し、ＯＰアンプ１１２から出力されるアナログの電圧をデジタル変換する。なお、パワー系の第２回路１０２と、ソレノイド負荷１３０と、第２電源部ＢＡＴ２及び第２グランド部ＧＮＤ２は、電子制御サスペンション１５０を構成する。なお、図示しないがソレノイド負荷、ローサイドスイッチ、ショットキーバリアダイオード、抵抗、ＯＰアンプは４輪分ある。

制御装置１００は、路面の起伏の大きさに合わせてソレノイドダンパー（図示略）の減衰力を制御することで、上下動の少ない快適な乗り心地を提供する。

国際公開第２０１７／０９０３５２号

しかしながら、上述したような、コントローラ系の第１回路１０１とパワー系の第２回路１０２とでグランドが分かれている制御装置１００においては、コントローラ系の第１回路１０１の第１グランド部ＧＮＤ１に接続される電線が断線した場合、コントローラ系の第１回路１０１のグランド電位が上昇して（例えば図７で示すように１．８Ｖに上昇）、ＣＰＵ１０５がＰＷＭ端子からＬｏ論理を出力していても、ローサイドスイッチ１０９がＨｉと認識して常時オンとなってしまう。このようになると、ソレノイド負荷１３０に継続して高電流が流れ続けてしまうことになり、ソレノイド負荷１３０の劣化と、バッテリ上がりを招いてしまう。

なお、電子装置を構成する複数の電子部品に共通のグランド線の断線に起因して発生する故障を防止する技術として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。

本開示は、コントローラ系の回路とパワー系の回路とでグランドが分かれている場合で、コントローラ系の回路のグランドの断線に起因して発生する故障を防止することができる車両及び制御装置を提供することを目的とする。

本開示の車両は、第１車輪と第２車輪を少なくとも備え、前記第１車輪と前記第２車輪が回転することで移動可能であり、電池と、第１回路と、第２回路と、前記第１回路と前記第２回路を収容する筐体と、少なくとも前記電池の正極と負極を前記第１回路の第１電源部と第１グランド部に接続する第１電源コードと、少なくとも前記電池の前記正極と前記負極を前記第２回路の第２電源部と第２グランド部に接続する第２電源コードと、を備える車両であって、前記第２回路の第２消費電流は、前記第１回路の第１消費電流より大きくなることがあり、前記第１回路は制御回路を備え、前記制御回路は、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第１グランド部の電位を基準に第１電圧として測定し、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第２グランド部の電位を基準に第２電圧として測定し、前記第１電圧と前記第２電圧が所定の関係になる場合、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする。

本開示によれば、パワー系の第２回路の第２電源部の電圧を、コントローラ系の第１回路の第１グランド部の電位を基準に第１電圧として測定するとともに、パワー系の第２回路の第２電源部の電圧を、パワー系の第２回路の第２グランド部の電位を基準に第２電圧として測定し、測定した第１電圧と第２電圧が所定の関係になる場合、第２電源コードからの第２回路への供給する電力を所定値以下にするので、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けてしまうことがなく、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。即ち、コントローラ系の回路のグランドの断線に起因して発生する故障を防止することができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記第１電源コードの前記負極と前記第１グランド部を電気的に接続する電線は断線する可能性がある。

本開示によれば、第１電源コードを構成する少なくとも２本の電線のうち、電池の負極と第１回路の第１グランド部を電気的に接続する電線が断線したときの第１電圧と第２電圧の関係を所定の関係とすることで、当該電線が断線して第１電圧と第２電圧が所定の関係になった場合に、ソレノイド負荷に高電流が流れることがない。即ち、電池の負極と第１回路の第１グランド部を電気的に接続する電線が断線しても、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがないため、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記第２回路に流れる電流を観測して、観測した電流値を前記制御回路に通知する電気信号が流れる信号線が前記第２回路から前記第１回路に渡って有る。

本開示によれば、第１回路の制御回路が、第２回路に流れる電流即ちソレノイド負荷に流れる電流を知ることができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、前記制御回路は、前記電流値に基づいて前記電流抑制部で電流を抑制することが可能である。

本開示によれば、電池の負極と第１回路の第１グランド部を電気的に接続する電線が断線しても、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがないため、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、前記制御回路は、前記第１電圧と前記第２電圧が前記所定の関係になる場合、前記電流抑制部で、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする。

本開示によれば、第１電圧と第２電圧が所定の関係になる場合、第２回路へ供給する電力を所定値以下にするので、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがなく、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記筐体は、回路基板を収容し、前記第１回路及び前記第２回路は、前記回路基板に配置された。

本開示によれば、筐体に収容された回路基板に第１回路及び第２回路を配置し、パワー系の第２回路の第２電源部の第１電圧とパワー系の第２回路の第２グランド部の第２電位が所定の関係になる場合、第２回路への供給する電力を所定値以下にするので、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがなく、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記第１回路の前記第１グランド部は、前記回路基板に第１面状導電部材を備え、前記第２回路の前記第２グランド部は、前記回路基板に第２面状導電部材を備え、前記回路基板において、前記第１面状導電部材の少なくとも一部は、前記第２面状導電部材と離間して配置された。

本開示によれば、第１面状導電部材を備えた第１回路の第１グランド部が電池の負極と非導通状態となっても、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがなく、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記第１面状導電部材と前記第２面状導電部材は、前記回路基板において同一面に配置された。

本開示の車両は、上記構成において、前記筐体は、前記第１電源コードと前記第１回路を電気的に接続する第１コネクタ部と、前記第２電源コードと前記第２回路を電気的に接続する第２コネクタ部と、を備える。

本開示によれば、第１電源コードと第１回路を電気的に接続する第１コネクタ部において、電池の負極と第１回路の第１グランド部とを接続する部分が切断状態になっても、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがなく、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の車両は、上記構成において、前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部は別体である。

本開示によれば、第２コネクタ部と別体の第１コネクタ部において、電池の負極と第１回路の第１グランド部とを接続する部分が切断状態になっても、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがなく、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の制御装置は、第１車輪と第２車輪を少なくとも備え、前記第１車輪と前記第２車輪が回転することで移動可能であり、電池と、前記電池の正極と負極に接続された第１電源コードと、前記電池の前記正極と前記負極に接続された第２電源コードと、を備えた車両に搭載可能な制御装置であって、第１回路と、第２回路と、前記第１回路と前記第２回路を収容する筐体と、を備え、第１電源コードによって、少なくとも前記電池の前記正極と前記負極を前記第１回路の第１電源部と第１グランド部に接続するように設定され、第２電源コードによって、少なくとも前記電池の前記正極と前記負極を前記第２回路の第２電源部と第２グランド部に接続するように設定され、前記第２回路の第２消費電流は、前記第１回路の第１消費電流より大きくなることがあり、前記第１回路は制御回路を備え、前記制御回路は、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第１グランド部の電位を基準に第１電圧として測定し、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第２グランド部の電位を基準に第２電圧として測定し、前記第１電圧と前記第２電圧が所定の関係になる場合、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記第１電源コードの前記負極と前記第１グランド部を電気的に接続する電線は断線する可能性がある。

本開示によれば、第１電源コードを構成する少なくとも２本の電線のうち、電池の負極と第１回路の第１グランド部を電気的に接続する電線が断線したときの第１電圧と第２電圧の関係を所定の関係とすることで、当該電線が断線して第１電圧と第２電圧が所定の関係になった場合に、ソレノイド負荷に高電流が流れることがない。このように、電池の負極と第１回路の第１グランド部を電気的に接続する電線が断線しても、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがないため、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記第２回路に流れる電流を観測して、観測した電流値を前記制御回路に通知する電気信号が流れる信号線が前記第２回路から前記第１回路に渡って有る。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、前記制御回路は、前記電流値に基づいて前記電流抑制部で電流を抑制することが可能である。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、前記制御回路は、前記第１電圧と前記第２電圧が前記所定の関係になる場合、前記電流抑制部で、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする。

本開示によれば、第１電圧と前記第２電圧が所定の関係になる場合、第２回路への供給する電力を所定値以下にするので、ソレノイド負荷に継続して高電流が流れ続けることがなく、ソレノイド負荷の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記筐体は、回路基板を収容し、前記第１回路及び前記第２回路は、前記回路基板に配置された。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記第１回路の前記第１グランド部は、前記回路基板に第1面状導電部材を備え、前記第２回路の前記第２グランド部は、前記回路基板に第２面状導電部材を備え、前記回路基板において、前記第１面状導電部材の少なくとも一部は、前記第２面状導電部材と離間して配置された。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記第１面状導電部材と前記第２面状導電部材は、前記回路基板において同一面に配置された。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記筐体は、前記第１電源コードと前記第１回路を電気的に接続する第１コネクタ部と、前記第２電源コードと前記第２回路を電気的に接続する第２コネクタ部と、を備える。

本開示の制御装置は、上記構成において、前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部は別体である。

本開示によれば、コントローラ系の回路とパワー系の回路とでグランドが分かれている場合で、コントローラ系の回路のグランドの断線に起因して発生する故障を防止することができる。

実施形態の制御装置の概略構成と該制御装置に接続される各種周辺装置を示すブロック図実施形態の制御装置と該制御装置に接続される各種周辺装置を搭載した車両の外観を示す側面図実施形態の制御装置の回路基板の一例を示す図実施形態の制御装置の回路基板が２枚以上の基板で構成された例を示す図実施形態の制御装置の第１回路及び第２回路の概略構成を示す回路図実施形態の制御装置の第１回路及び第２回路の等価回路図４輪の車両のサスペンションを制御する従来の制御装置の構成を示す回路図

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る車両及び制御装置を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

以下、本開示を実施するための好適な本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

以下、図面を参照して、本実施形態の制御装置について説明する。図１は、本実施形態の制御装置１０の概略構成と該制御装置（ＥＣＵ）１０に接続される各種周辺装置を示すブロック図である。図２は、本実施形態の制御装置１０と該制御装置１０に接続される各種周辺装置を搭載した車両５０の外観を示す側面図である。図１及び図２において、車両５０は、第１車輪５１及び第２車輪５２の他に、図示せぬ第３車輪と第４車輪を備えている。車両５０は、第１車輪５１、第２車輪５２、第３車輪及び第４車輪のそれぞれが回転することで移動可能となっている。なお、車両５０は４輪車に限定されるものではなく、一輪車であっても良いし、二輪車以上であっても良い。

また、車両５０は、電池（バッテリ）６０と、４つの制御装置１０～１３と、セントラルゲートウェイ１４と、４つのソレノイド負荷１３０～１３３（図２では、ソレノイド負荷１３２，１３３は図示略）と、を備える。４つの制御装置１０～１３は、相互に異なる機能を有する。制御装置１０は、従来の制御装置１００（図７参照）と同様に、各車輪における路面情報と、各車輪に対して設けられたソレノイド負荷１３０～１３３に流れる電流とに基づいてソレノイドダンパー（図示略）の減衰力を制御する。

図１において、制御装置１０は、第１回路６１と、第２回路６２と、第１回路６１及び第２回路６２を収容する筐体６３と、少なくとも電池６０の正極と負極を第１回路６１の第１電源部ＢＡＴ１と第１グランド部ＧＮＤ１に接続する第１電源線（第１電源コード）６１２と、少なくとも電池６０の正極と負極を第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２と第２グランド部ＧＮＤ２に接続する第２電源線（第２電源コード）６１５と、を備える。

第１回路６１は、コントローラ系の回路であり、第２回路６２は、パワー系の回路である。第２回路６２はパワー系であることから、この第２回路６２の第２消費電流は、コントローラ系の回路である第１回路６１の第１消費電流より大きくなることがある。

第１回路６１と第２回路６２は、１つの回路基板に配置される。この回路基板は、筐体６３に収容される。図３は、回路基板の一例を示す図である。同図において、回路基板６６には第１回路６１と第２回路６２が配置されている。なお、回路基板は、１枚で構成されるものもあれば、２枚以上で構成されるものもある。

図４は、回路基板６６を２層以上の基板で構成したものを示す図であり、第２層に第１回路６１の第１グランド部ＧＮＤ１と第２回路６２の第２グランド部ＧＮＤ２が配置されている。この場合、第１回路６１の第１グランド部ＧＮＤ１は、回路基板６６に第１面状導電部材６７を備えており、第２回路６２の第２グランド部ＧＮＤ２は、回路基板６６に第２面状導電部材６８を備えている。第１面状導電部材６７と第２面状導電部材６８は、回路基板６６の同一面に配置され、また第１面状導電部材６７の少なくとも一部６７１が第２面状導電部材６８と離間して配置される。

図１に戻り、筐体６３は、第１電源線６１２と第１回路６１を電気的に接続する第１コネクタ部６４と、第２電源線６１５と第２回路６２を電気的に接続する第２コネクタ部６５とを備える。第１コネクタ部６４は、第１電源線６１２の他に、セントラルゲートウェイ１４及び制御装置１１～１３それぞれに接続された信号線６２０と第１回路６１を電気的に接続する。第２コネクタ部６５は、第２電源線６１５の他に、ソレノイド負荷１３０～１３３それぞれに接続された信号線６２１と第２回路６２を電気的に接続する。なお、第１コネクタ部６４と第２コネクタ部６５は別体となっているが、一体となったものでもよい。

第１電源線６１２は、電池６０の負極と第１回路６１の第１グランド部ＧＮＤ１を電気的に接続する電線６１２Ｇを有しているが、この電線６１２Ｇが断線する可能性がある。本実施形態の制御装置１０は、ソレノイドダンパーの減衰力を制御する減衰力制御機能の他に、第１回路６１の第１グランド部ＧＮＤ１に接続される電線６１２Ｇの断線を検知するＧＮＤ断線検知機能を有している。なお、電線６１２Ｇにおける断線には、電線６１２Ｇそのものの断線以外に、電池６０との接続部分及び第１コネクタ部６４との接続部分の断線もある。このＧＮＤ断線検知機能の詳細については後述する。

図５は、第１回路６１及び第２回路６２の概略構成を示す回路図である。同図において、第１回路６１のＣＰＵ６１６（制御回路）は、ハイサイドオン端子（HiSideON端子）、電流端子（CURRENT端子）、ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１端子、ＢＡＴ２＿ＭＯＮ２端子及びＰＷＭ端子を備えている。第２回路６２は、逆流防止回路１０７と、ハイサイドスイッチ（電流抑制部）１０８と、ローサイドスイッチ１０９と、負荷電流検出回路１１０と、ソレノイド負荷１３０と、ショットキーバリアダイオード１１６とを備える。逆流防止回路１０７は、第２電源部ＢＡＴ２とハイサイドスイッチ１０８との間に介挿され、第２回路６２における電流の逆流を防止する。ハイサイドスイッチ１０８は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を備え、逆流防止回路１０７とソレノイド負荷１３０との間に介挿される。ハイサイドスイッチ１０８のＯＮ／ＯＦＦ制御端子は、第１回路６１のＣＰＵ６１６のハイサイドオン端子に接続される。ハイサイドスイッチ１０８は、第２回路６２に流れる電流を抑制する。

ハイサイドスイッチ１０８のソースと第２グランド部ＧＮＤ２との間には、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列に介挿され、これらの抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続部分が第１回路６１のＣＰＵ６１６のＢＡＴ２＿ＭＯＮ２端子に接続される。また、ハイサイドスイッチ１０８のソースと第１グランド部ＧＮＤ１との間には、２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４が直列に介挿され、これらの抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続部分が第１回路６１のＣＰＵ６１６のＢＡＴ２＿ＭＯＮ１端子に接続される。なお、電流抑制部としてハイサイドスイッチ１０８を用いる以外に、例えばメカニカルリレーなどのスイッチを用いてもよい。

ローサイドスイッチ１０９は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴを備え、負荷電流検出回路１１０と第２グランド部ＧＮＤ２との間に介挿される。ローサイドスイッチ１０９のＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートは、第１回路６１のＣＰＵ６１６のＰＷＭ端子に接続される。

負荷電流検出回路１１０は、ソレノイド負荷１３０とローサイドスイッチ１０９との間に介挿される。負荷電流検出回路１１０は、ソレノイド負荷１３０に流れる電流を観測して、観測した電流値を第１回路６１のＣＰＵ６１６に通知する。負荷電流検出回路１１０は、ソレノイド負荷１３０に直列に介挿される抵抗１１１と、抵抗１１１に生ずる電圧を増幅するＯＰアンプ（演算増幅器）１１２とを備える。ＯＰアンプ１１２の出力端子と第１回路６１のＣＰＵ６１６の電流入力（CURRENT）端子は、信号線１１５にて接続される。

第１回路６１において、ＣＰＵ６１６は、第２回路６２に流れる電流の値に基づいてハイサイドスイッチ１０８で電流を抑制する。また、ＣＰＵ６１６は、ローサイドスイッチ１０９をＰＷＭ制御する。また、ＣＰＵ６１６は、ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１端子とＢＡＴ２＿ＭＯＮ２端子のそれぞれに印加される電圧を測定して、これらの電圧が所定の関係になるかどうか判定する。即ちＣＰＵ６１６は、第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２の電圧を第１グランド部ＧＮＤ１の電位を基準に第１電圧として測定し、また第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２の電圧を第２グランド部ＧＮＤ２の電位を基準に第２電圧として測定する。ＣＰＵ６１６は、第１電圧と第２電圧を測定した後、測定した第１電圧と第２電圧が所定の関係になるかどうか判定する。ＣＰＵ６１６は、第１電圧と第２電圧が所定の関係になると判断した場合、ハイサイドスイッチ１０８で、第２電源線６１５からの第２回路６２への供給電力を所定値以下にする。例えば、当該電力をゼロにする。測定した第１電圧と第２電圧が所定の関係になる場合とは、電線６１２Ｇが断線した場合、電池６０との接続部分で断線した場合、第１コネクタ部６４との接続部分で断線した場合である。

ここで、ＧＮＤ断線検知機能を詳細に説明する。
図６は、図５に示す第１回路６１及び第２回路６２の等価回路図である。抵抗Ｒ１の値を２４ｋΩ、抵抗Ｒ２の値を８．２ｋΩとしている。第１グランド部ＧＮＤ１における断線は、ハイサイドスイッチ１０８をオンして第１電圧と第２電圧を比較することで検知可能である。
ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１は、第１グランド部ＧＮＤ１を基準とした電圧である。電線６１２Ｇが断線した場合、第１回路６１から第２回路６２に電流が流れる経路が形成され、第１グランド部ＧＮＤ１の電圧が、第２グランド部ＧＮＤ２の電圧に対し浮く（上昇する）。ＢＡＴ２電圧から、第１グランド部ＧＮＤ１が浮いた分（図中に示すＶ＿ｆｌｏａｔ）電圧を引いた電圧を、２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した電圧がＢＡＴ２＿ＭＯＮ１端子に入力される。この電圧をソフトウェアで抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧する前の電圧に逆算すると、ＢＡＴ２電圧が、第１グランド部ＧＮＤ１が浮いた分（図中に示すＶ＿ｆｌｏａｔ:２Ｖ）だけ低い値に計算される。

ＢＡＴ２＿ＭＯＮ２は、第２グランド部ＧＮＤ２を基準とした電圧である。ＢＡＴ２電圧を２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧し、第１グランド部ＧＮＤ１が浮いた分（図中に示すＶ＿ｆｌｏａｔ）電圧を差し引いた電圧となる。この電圧をソフトウェアで抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧する前の電圧に逆算すると、ＢＡＴ２電圧が、浮量を３．９倍して減算した値に見える。
ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１とＢＡＴ２＿ＭＯＮ２の計算値の差異が第１グランド部ＧＮＤ１の浮量の２．９倍となる。即ち、Ｖ＿ｆｌｏａｔが例えば２Ｖの場合、２．９倍の約６Ｖになる。
したがって、ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１とＢＡＴ２＿ＭＯＮ２の計算値の差異が例えば１．５Ｖ以上、または３Ｖ以上などとなっていれば、第１グランド部ＧＮＤ１において断線が生じたと判定できる。即ち、電線６１２Ｇが断線した、又は、電池６０との接続部分で断線した、又は、第１コネクタ部６４との接続部分で断線したことを判定できる。

第１グランド部ＧＮＤ１を基準としたときの第２電源部ＢＡＴ２の電圧（ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１）と、第２グランド部ＧＮＤ２を基準としたときの第２電源部ＢＡＴ２の電圧（ＢＡＴ２＿ＭＯＮ２）とをＣＰＵ６１６のＡ／Ｄ変換機能で読み取り、分圧比で逆算すると、
ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１＝（Ｖｂａｔ２－Ｖ＿ｆｌｏａｔ）……（１）
ＢＡＴ２＿ＭＯＮ２＝（Ｖｂａｔ２×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）－Ｖ＿ｆｌｏａｔ）×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２
＝Ｖｂａｔ２－（１＋Ｒ１／Ｒ２）×Ｖ＿ｆｌｏａｔ……（２）
（１）－（２）＝（Ｒ１／Ｒ２）×Ｖ＿ｆｌｏａｔ（＝２．９×Ｖ＿ｆｌｏａｔ）

ＢＡＴ２＿ＭＯＮ１においては、Ｖｂａｔ２から浮き量（Ｖ＿ｆｌｏａｔ）を減算してから分圧する。ＢＡＴ２＿ＭＯＮ２においては、分圧した後に浮き量（Ｖ＿ｆｌｏａｔ）を減算する。

以上のように、本実施形態の制御装置１０は、ＣＰＵ６１６を備えたコントローラ系の第１回路６１と、第２回路６２に流れる電流を抑制するハイサイドスイッチ１０８を備えたパワー系の第２回路６２と、電池６０の正極と負極を第１回路６１の第１電源部ＢＡＴ１と第１グランド部ＧＮＤ１に接続する第１電源線６１２と、電池６０の正極と負極を第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２と第２グランド部ＧＮＤ２に接続する第２電源線６１５と、を備え、ＣＰＵ６１６は、第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２の電圧を第１グランド部ＧＮＤ１の電位を基準に第１電圧として測定し、第２回路６２の第２電源部ＢＡＴ２の電圧を第２グランド部ＧＮＤ２の電位を基準に第２電圧として測定し、第１電圧と第２電圧が所定の関係になる場合、ハイサイドスイッチ１０８で、第２電源線６１５からの第２回路６２への供給電力を所定値以下にするので、ソレノイド負荷１３０の劣化と、バッテリ上がりを抑えることができる。即ち、コントローラ系の第１回路６１のグランドの断線に起因して発生する故障を防止することができる。

本開示の制御装置は、自動二輪車や４輪車等の車両に有用である。

１０～１３制御装置（ＥＣＵ）
１４セントラルゲートウェイ
５０車両
５１第１車輪
５２第２車輪
６０電池
６１第１回路
６２第２回路
６３筐体
６４第１コネクタ部
６５第２コネクタ部
６６回路基板
６７第１面状導電部材
６８第２面状導電部材
１０７逆流防止回路
１０８ハイサイドスイッチ
１０９ローサイドスイッチ
１１０負荷電流検出回路
１１１抵抗
１１２ＯＰアンプ
１１５信号線
１１６ショットキーバリアダイオード
１３０～１３３ソレノイド負荷
６１２第１電源線
６１２Ｇ電線
６１５第２電源線
６１６ＣＰＵ
６２０，６２１信号線
６７１第１面状導電部材の一部
ＢＡＴ１第１電源部
ＢＡＴ２第２電源部
ＧＮＤ１第１グランド部
ＧＮＤ２第２グランド部
Ｒ１～Ｒ４抵抗

Claims

第１車輪と第２車輪を少なくとも備え、前記第１車輪と前記第２車輪が回転することで移動可能であり、
電池と、
第１回路と、
第２回路と、
前記第１回路と前記第２回路を収容する筐体と、
少なくとも前記電池の正極と負極を前記第１回路の第１電源部と第１グランド部に接続する第１電源コードと、
少なくとも前記電池の前記正極と前記負極を前記第２回路の第２電源部と第２グランド部に接続する第２電源コードと、を備える車両であって、
前記第２回路の第２消費電流は、前記第１回路の第１消費電流より大きくなることがあり、
前記第１回路は制御回路を備え、
前記制御回路は、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第１グランド部の電位を基準に第１電圧として測定し、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第２グランド部の電位を基準に第２電圧として測定し、
前記第１電圧と前記第２電圧が所定の関係になる場合、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする、
車両。
請求項１に記載の車両であって、
前記第１電源コードの前記負極と前記第1グランド部を電気的に接続する電線は断線する可能性がある、
車両。
請求項１又は請求項２に記載の車両であって、
前記第２回路に流れる電流を観測して、観測した電流値を前記制御回路に通知する電気信号が流れる信号線が前記第２回路から前記第１回路に渡って有る、
車両。
請求項３に記載の車両であって、
前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、
前記制御回路は、前記電流値に基づいて前記電流抑制部で電流を抑制することが可能である、
車両。
請求項３に記載の車両であって、
前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、
前記制御回路は、前記第１電圧と前記第２電圧が前記所定の関係になる場合、前記電流抑制部で、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする、
車両。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両であって、
前記筐体は、回路基板を収容し、
前記第１回路及び前記第２回路は、前記回路基板に配置された、
車両。
請求項６に記載の車両であって、
前記第１回路の前記第１グランド部は、前記回路基板に第1面状導電部材を備え、
前記第２回路の前記第２グランド部は、前記回路基板に第２面状導電部材を備え、
前記回路基板において、前記第１面状導電部材の少なくとも一部は、前記第２面状導電部材と離間して配置された、
車両。
請求項７に記載の車両であって、
前記第１面状導電部材と前記第２面状導電部材は、前記回路基板において同一面に配置された、
車両。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両であって、
前記筐体は、前記第１電源コードと前記第１回路を電気的に接続する第１コネクタ部と、前記第２電源コードと前記第２回路を電気的に接続する第２コネクタ部と、を備える、
車両。
請求項９に記載の車両であって、
前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部は別体である、
車両。
第１車輪と第２車輪を少なくとも備え、前記第１車輪と前記第２車輪が回転することで移動可能であり、電池と、前記電池の正極と負極に接続された第１電源コードと、前記電池の前記正極と前記負極に接続された第２電源コードと、を備えた車両に搭載可能な制御装置であって、
第１回路と、
第２回路と、
前記第１回路と前記第２回路を収容する筐体と、を備え、
第１電源コードによって、少なくとも前記電池の前記正極と前記負極を前記第１回路の第１電源部と第１グランド部に接続するように設定され、
第２電源コードによって、少なくとも前記電池の前記正極と前記負極を前記第２回路の第２電源部と第２グランド部に接続するように設定され、
前記第２回路の第２消費電流は、前記第１回路の第１消費電流より大きくなることがあり、
前記第１回路は制御回路を備え、
前記制御回路は、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第１グランド部の電位を基準に第１電圧として測定し、前記第２回路の前記第２電源部の電圧を前記第２グランド部の電位を基準に第２電圧として測定し、
前記第１電圧と前記第２電圧が所定の関係になる場合、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする、
制御装置。
請求項１１に記載の制御装置であって、
前記第１電源コードの前記負極と前記第1グランド部を電気的に接続する電線は断線する可能性がある、
制御装置。
請求項１１又は請求項１２に記載の制御装置であって、
前記第２回路に流れる電流を観測して、観測した電流値を前記制御回路に通知する電気信号が流れる信号線が前記第２回路から前記第１回路に渡って有る、
制御装置。
請求項１３に記載の制御装置であって、
前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、
前記制御回路は、前記電流値に基づいて前記電流抑制部で電流を抑制することが可能である、
制御装置。
請求項１３に記載の制御装置であって、
前記第２回路は、前記第２回路に流れる電流を抑制する電流抑制部を備え、
前記制御回路は、前記第１電圧と前記第２電圧が前記所定の関係になる場合、前記電流抑制部で、前記第２電源コードからの前記第２回路への供給する電力を所定値以下にする、
制御装置。
請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記筐体は、回路基板を収容し、
前記第１回路及び前記第２回路は、前記回路基板に配置された、
制御装置。
請求項１６に記載の制御装置であって、
前記第１回路の前記第１グランド部は、前記回路基板に第1面状導電部材を備え、
前記第２回路の前記第２グランド部は、前記回路基板に第２面状導電部材を備え、
前記回路基板において、前記第１面状導電部材の少なくとも一部は、前記第２面状導電部材と離間して配置された、
制御装置。
請求項１７に記載の制御装置であって、
前記第１面状導電部材と前記第２面状導電部材は、前記回路基板において同一面に配置された、
制御装置。
請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載の制御装置であって、
前記筐体は、前記第１電源コードと前記第１回路を電気的に接続する第１コネクタ部と、前記第２電源コードと前記第２回路を電気的に接続する第２コネクタ部と、を備える、
制御装置。
請求項１９に記載の制御装置であって、
前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部は別体である、
制御装置。