JP2023123132A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で監視部による遮断機能を一括して診断可能な制御装置を提供する。【解決手段】マイコン５０は、インバータ２０に対するディスチャージ指令を出力する。監視ＩＣ７０は、マイコン５０の異常を監視し、マイコン５０の異常を検出した場合には、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断する指令である遮断指令を出力する。ＥＣＵ４０は、遮断機能診断部８０による診断を開始するとき、「監視ＩＣ７０がマイコン５０の異常を検出することになるよう」マイコン５０を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置に関する。

従来、制御対象を制御する制御部の異常を監視し、制御部の異常を検出したとき、制御対象への制御指令を遮断する指令である遮断指令を出力する監視部を備える制御装置が知られている。

例えば、特許文献１の制御装置では、制御部としてのマイコンを監視する監視部から遮断指令が正常に出力されるかを、制御対象としてのアクチュエータの作動状態に基づき判定している。

特許第６１４９７９７号公報

特許文献１の制御装置では、制御部の異常検出機能、遮断指令出力機能、制御対象を駆動する駆動部での遮断指令に応じた駆動信号出力機能の正常動作を診断している。しかしながら、異常検出機能、遮断指令出力機能、駆動信号出力機能のいずれが異常になった場合でも、修理単位が変わらない等、それぞれの機能を個別に診断する必要のない装置においては、不要な個別診断機能部をもつことになるため、機能部に係る構成が複雑化し、開発工数等が増大するおそれがある。

本発明の目的は、簡単な構成で監視部による遮断機能を一括して診断可能な制御装置を提供することにある。

本発明は、電源（１０）からの電力を、負荷装置（３０）へ供給する電力に変換可能な電力変換器（２０）を制御する制御装置であって、制御部（５０）と監視部（７０）と監視部遮断機能診断部（８０）とを備える。制御部は、電力変換器に対する制御指令を出力する。監視部は、制御部の異常を監視し、制御部の異常を検出した場合には、電力変換器への制御指令を遮断する指令である遮断指令を出力する。

監視部遮断機能診断部は、監視部が遮断指令を出力している間、電力変換器から負荷装置への電力が正常に遮断されているか否かを診断可能である。制御装置は、監視部遮断機能診断部による診断を開始するとき、「監視部が制御部の異常を検出することになるよう」制御部を制御する。

制御装置が「監視部が制御部の異常を検出することになるよう」制御部を制御すると、監視部から遮断指令が出力され、監視部遮断機能診断部による診断が開始される。これにより、監視部による遮断機能を一括して診断できる。

第１実施形態による制御装置、および、それを適用した負荷装置を示す模式図。 第１実施形態による制御装置、および、電力変換器を示す模式図。 第１実施形態による制御装置の遮断機能を診断するときの制御部の制御状態を示す表。 第１実施形態による制御装置の遮断機能の診断に関する処理を示すフローチャート。 第２実施形態による制御装置の遮断機能の診断に関する処理を示すフローチャート。 第３実施形態による制御装置の遮断機能の診断に関する処理を示すフローチャート。 第３実施形態による制御装置の遮断機能の診断の結果を示す表。 第４実施形態による制御装置、および、電力変換器を示す模式図。 第４実施形態による制御装置の遮断機能の診断に関する処理を示すフローチャート。 第５実施形態による制御装置、および、それを適用した負荷装置を示す模式図。 第５実施形態による制御装置、および、電力変換器を示す模式図。 第５実施形態による制御装置の遮断機能の診断に関する処理を示すフローチャート。

以下、複数の実施形態による制御装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態による制御装置、および、それを適用した負荷装置を図１に示す。「負荷装置」としてのモータ３０は、例えば３相ブラシレスモータである。モータ３０は、例えば図示しない車両に搭載され、走行用の駆動源として用いられる。車両には、モータ３０とともに、ＥＣＵ電源１、ＰＣＵ２、高圧電池１０、電流センサ３等が設けられる。

ＰＣＵ２は、パワーコントロールユニットであって、モータ３０を利用して走行する車両の電力を適切に制御するための装置である。ＰＣＵ２は、「電源」としての高圧電池１０からの電力を制御しモータ３０に供給することで、モータ３０の作動を制御可能である。

ＰＣＵ２は、「制御装置」としてのＥＣＵ４０、「電力変換器」としてのインバータ２０等を有している。ＥＣＵ４０は、ＥＣＵ電源１からの電力により作動する。なお、ＥＣＵ電源１の電圧は、例えば１２Ｖである。

ＥＣＵ４０は、電子制御ユニットであって、演算部としてのＣＰＵ、記憶部としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等、入出力部としてのＩ／Ｏ等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ４０は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等の情報に基づき、ＲＯＭ等に格納されたプログラムに従い演算を実行し、車両の各種装置および機器の作動を制御する。このように、ＥＣＵ４０は、非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行する。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。

インバータ２０は、高圧電池１０からの電力を、モータ３０へ供給する電力に変換可能である。ＥＣＵ４０は、インバータ２０を制御することで、モータ３０へ供給する電力を制御し、モータ３０の作動を制御可能である。

インバータ２０は、ＩＧＢＴブリッジ回路２１を有している。ＩＧＢＴブリッジ回路２１は、スイッチング素子としてのＩＧＢＴを有し、高圧電池１０からの直流電流を３相交流電流に変換し、モータ３０に供給する。ＩＧＢＴブリッジ回路２１とモータ３０とは、３つの電力線により接続されている。電流センサ３は、３つの電力線のそれぞれに設けられ、電力線を流れる電流に応じた信号である電流信号をＥＣＵ４０に出力する。

図２に示すように、ＥＣＵ４０は、「制御部」としてのマイコン５０、「共通要素」としてのゲート駆動ＩＣ６０、「監視部」としての監視ＩＣ７０、「監視部遮断機能診断部」としての遮断機能診断部８０等を備えている。

マイコン５０は、インバータ２０に対する「制御指令」としてのディスチャージ指令をゲート駆動ＩＣ６０に出力する。ゲート駆動ＩＣ６０は、入力されたディスチャージ指令に基づき、ＩＧＢＴブリッジ回路２１のＩＧＢＴのゲートに駆動信号を出力する。これにより、ＩＧＢＴが放電（ディスチャージ）作動し、モータ３０に電流が流れる。これにより、モータ３０が駆動する。

監視ＩＣ７０は、マイコン５０の異常を監視し、マイコン５０の異常を検出した場合には、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断する指令である「遮断指令」をゲート駆動ＩＣ６０に出力する。ここで、「遮断指令」は、「制御指令」としてのディスチャージ指令よりも優先される指令であり、「遮断指令」と「ディスチャージ指令」とが同時にゲート駆動ＩＣ６０に入力された場合、ゲート駆動ＩＣ６０は、ディスチャージ指令をインバータ２０に出力しない、すなわち、インバータ２０へのディスチャージ指令（「制御指令」）を遮断する。この場合、モータ３０には電流は流れず、モータ３０は作動しない。これにより、マイコン５０の異常時、異常なマイコン５０によるモータ３０の制御を回避できる。

このように、監視ＩＣ７０は、マイコン５０の異常時、インバータ２０への制御指令を遮断する機能である「遮断機能」を有している。この機能を「監視ＩＣ７０による遮断機能」とよぶ。

監視ＩＣ７０によるマイコン５０の異常の検出は、マイコン５０と監視ＩＣ７０間のＳＰＩ通信値に基づき判定する。

より具体的には、ＳＰＩ通信は、監視ＩＣ７０がマイコン５０の異常を検知するために、マイコン５０と監視ＩＣ７０との間で行われる通信である。監視ＩＣ７０とマイコン５０とは、監視ＩＣ７０の質問と、当該質問に対応したマイコン５０の回答とをＳＰＩ通信を介して相互に定期通信し、マイコン５０の回答が期待値と一致するか否かでマイコン５０の異常を検知する構成である。

＜２＞監視ＩＣ７０は、マイコン５０の異常を検出したとき、マイコン５０をリセットするリセット機能を有する。監視ＩＣ７０は、マイコン５０の異常を検出したとき、リセット信号をマイコン５０に出力する。マイコン５０は、リセット信号が入力されると、リセットすなわち再起動する。これにより、マイコン５０の異常の解消を図ることができる。

＜３＞マイコン５０は、監視ＩＣ７０が出力する「遮断指令」と同様の「遮断指令」をゲート駆動ＩＣ６０に出力可能である。つまり、マイコン５０も、インバータ２０への制御指令を遮断する機能である「遮断機能」を有している。この機能を「マイコン５０による遮断機能」とよぶ。

「共通要素」としてのゲート駆動ＩＣ６０は、監視ＩＣ７０とマイコン５０とに共通して接続される要素であり、監視ＩＣ７０からの遮断指令、または、マイコン５０からの遮断指令を受けてインバータ２０へのディスチャージ指令を遮断する。

遮断機能診断部８０は、監視ＩＣ７０が遮断指令を出力している間、インバータ２０からモータ３０への電力が正常に遮断されているか否かを診断可能である。

具体的には、遮断機能診断部８０は、監視ＩＣ７０が遮断指令を出力している間、電流センサ３からの信号に基づきモータ３０に流れる電流を検出し、所定値以下の電流値を検出した場合、「監視ＩＣ７０による遮断機能は正常である」と判断する。一方、所定値より大きな電流値を検出した場合、「監視ＩＣ７０による遮断機能は異常である」と判断する。

本実施形態では、遮断機能診断部８０は、マイコン５０に含まれている。そのため、マイコン５０がリセットされた場合、遮断機能診断部８０もリセットされる。

図３に示すように、遮断機能診断部８０が「マイコン５０による遮断機能」を診断するとき、マイコン５０からのディスチャージ指令の出力はＯＮし、マイコン５０からの遮断指令はＯＮ、すなわち、遮断するよう指令し、ＳＰＩ通信は通常動作し、マイコン５０のリセットの受付を有効とする（図３表の上段参照）。

＜２＞一方、遮断機能診断部８０が「監視ＩＣ７０による遮断機能」を診断するとき、マイコン５０からのディスチャージ指令の出力はＯＮし、マイコン５０からの遮断指令はＯＦＦ、すなわち、遮断するよう指令せず、ＳＰＩ通信は停止し、マイコン５０のリセットの受付を無効とする（図３表の下段参照）。

本実施形態の遮断機能診断部８０による「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断に関する一連の処理Ｓ１００を図４に示す。

一連の処理Ｓ１００は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を実施したいタイミング、例えば、ＥＣＵ４０の起動時、運転前、または、停止シーケンス中等、任意の時間に開始される。

Ｓ１０１では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からのディスチャージ指令がＯＮとなり、マイコン５０におけるリセット信号の受付を無効化し、監視ＩＣ７０とのＳＰＩ通信を停止するようマイコン５０を制御する。

Ｓ１０１でＳＰＩ通信が停止すると、監視ＩＣ７０は、マイコン５０の回答を受信しないため、回答期待値と一致せず、マイコン５０の異常を検出する。これにより、監視ＩＣ７０は、正常な場合、遮断指令をゲート駆動ＩＣ６０へ出力する。

ゲート駆動ＩＣ６０は、正常な場合、マイコン５０からのディスチャージ指令よりも優先して監視ＩＣ７０からの遮断指令を受け、ディスチャージ指令をインバータ２０に出力しない、すなわち、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断する。これにより、モータ３０には電流は流れず、モータ３０は作動しない。

一方、監視ＩＣ７０およびゲート駆動ＩＣ６０、「監視ＩＣ７０による遮断機能」が何らかの理由で異常な場合、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断できず、モータ３０に電流が流れる。

Ｓ１０２では、遮断機能診断部８０は、電流センサ３からの信号に基づき、モータ３０に流れる電流が所定値以下か否かを判断する。モータ３０に流れる電流は所定値以下であると判断した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理はＳ１０３へ移行する。

一方、モータ３０に流れる電流は所定値以下でないと判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理はＳ１１０へ移行する。

Ｓ１０３では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は正常であると判断および出力する。その後、一連の処理Ｓ１００は終了する。

Ｓ１１０では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は異常であると判断および出力する。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ１００は終了する。

このように、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０１で意図的に「監視ＩＣ７０がマイコン５０の異常を検出することになるよう」ＳＰＩ通信を停止させる。これにより、監視ＩＣ７０から遮断指令が出力され、遮断機能診断部８０による診断が開始される。

遮断機能診断部８０は、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１１０において、「監視部遮断機能診断部」として機能し、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行う。本実施形態では、一連の処理Ｓ１００により、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行うことができる。

なお、例えばＳ１１０における診断結果をダイアグ情報として記憶しておくことにより、ＥＣＵ４０の「監視ＩＣ７０による遮断機能」に異常が発生したことを確認できる。

以上説明したように、＜１＞本実施形態では、ＥＣＵ４０は、遮断機能診断部８０による診断を開始するとき、「監視ＩＣ７０がマイコン５０の異常を検出することになるよう」マイコン５０を制御する。

ＥＣＵ４０が「監視ＩＣ７０がマイコン５０の異常を検出することになるよう」マイコン５０を制御すると、監視ＩＣ７０から遮断指令が出力され、遮断機能診断部８０による診断が開始される。これにより、「監視ＩＣ７０による遮断機能」を一括して診断できる。

本実施形態では、比較的簡単な構成で「監視ＩＣ７０による遮断機能」を一括して診断できる。そのため、不要な個別診断機能部をもつ従来技術と比べ、機能部に係る構成が簡単であり、開発工数等を低減できる。

また、＜２＞本実施形態では、監視ＩＣ７０は、マイコン５０の異常を検出したとき、マイコン５０をリセットするリセット機能を有する。マイコン５０は、遮断機能診断部８０による診断時、監視ＩＣ７０によるリセット機能を無効化する。

そのため、遮断機能診断部８０による診断時等、マイコン５０が異常なとき以外におけるマイコン５０のリセットを回避できる。

なお、本実施形態では、マイコン５０に遮断機能診断部８０が含まれているため、マイコン５０のリセット機能を無効化することで、「監視ＩＣ７０によるマイコン５０のリセットによって、遮断機能診断部８０による診断ができなくなる」といった事態を回避できる。

（第２実施形態）
第２実施形態による制御装置について、図５に基づき説明する。第２実施形態は、遮断機能診断部８０の処理等が第１実施形態と異なる。

＜３＞本実施形態の遮断機能診断部８０による「監視ＩＣ７０による遮断機能」等の診断に関する一連の処理Ｓ２００を図５に示す。

一連の処理Ｓ２００は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」等の診断を実施したいタイミング、例えば、ＥＣＵ４０の起動時、運転前、または、停止シーケンス中等、任意の時間に開始される。

Ｓ２０１では、ＥＣＵ４０は、「マイコン５０による遮断機能」の診断を行う状態へ遷移する。

Ｓ２０２では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からのディスチャージ指令がＯＮとなり、マイコン５０からの遮断指令がＯＮとなるようマイコン５０を制御する。

これにより、マイコン５０は、正常な場合、ディスチャージ指令と遮断指令とを同時にゲート駆動ＩＣ６０に出力する。ゲート駆動ＩＣ６０は、正常な場合、マイコン５０からディスチャージ指令と遮断指令とが同時に入力されると、遮断指令を優先し、ディスチャージ指令をインバータ２０に出力しない、すなわち、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断する。これにより、モータ３０には電流は流れず、モータ３０は作動しない。

一方、マイコン５０およびゲート駆動ＩＣ６０、「マイコン５０による遮断機能」が何らかの理由で異常な場合、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断できず、モータ３０に電流が流れる。

Ｓ２０３では、遮断機能診断部８０は、電流センサ３からの信号に基づき、モータ３０に流れる電流が所定値以下か否かを判断する。モータ３０に流れる電流は所定値以下であると判断した場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、処理はＳ２０４へ移行する。

一方、モータ３０に流れる電流は所定値以下でないと判断した場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、処理はＳ２１０へ移行する。

Ｓ２０４では、ＥＣＵ４０は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行う状態へ遷移する。

Ｓ２１０では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「マイコン５０による遮断機能」は異常であると判断および出力する。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ２００は終了する。なお、Ｓ２１０を経てＳ２００が終了した場合、「監視ＩＣ７０による遮断機能」が正常か異常かは、未判定である。

Ｓ２０５では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からのディスチャージ指令がＯＮのまま継続し、マイコン５０におけるリセット信号の受付を無効化し、監視ＩＣ７０とのＳＰＩ通信を停止するようマイコン５０を制御する。

Ｓ２０６では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からの遮断指令がＯＦＦとなるようマイコン５０を制御する。

Ｓ２０５でＳＰＩ通信が停止すると、第１実施形態のＳ１０１の後と同様に、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０が作動する。

Ｓ２０７では、遮断機能診断部８０は、電流センサ３からの信号に基づき、モータ３０に流れる電流が所定値以下か否かを判断する。モータ３０に流れる電流は所定値以下であると判断した場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、処理はＳ２０８へ移行する。

一方、モータ３０に流れる電流は所定値以下でないと判断した場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、処理はＳ２２０へ移行する。

Ｓ２０８では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「マイコン５０による遮断機能」および「監視ＩＣ７０による遮断機能」は正常であると判断および出力する。その後、一連の処理Ｓ２００は終了する。

Ｓ２２０では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「マイコン５０による遮断機能」は正常であるが、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は異常であると判断および出力する。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ２００は終了する。

このように、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０５で意図的に「監視ＩＣ７０がマイコン５０の異常を検出することになるよう」ＳＰＩ通信を停止させる。これにより、監視ＩＣ７０から遮断指令が出力され、遮断機能診断部８０による「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断が開始される。

遮断機能診断部８０は、Ｓ２０３、Ｓ２０８、Ｓ２１０、Ｓ２２０において、「制御部遮断機能診断部」として機能し、「マイコン５０による遮断機能」の診断を行う。また、遮断機能診断部８０は、Ｓ２０７、Ｓ２０８、Ｓ２２０において、「監視部遮断機能診断部」として機能し、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行う。本実施形態では、一連の処理Ｓ２００により、「マイコン５０による遮断機能」および「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行うことができる。

なお、例えばＳ２１０、Ｓ２２０における診断結果をダイアグ情報として記憶しておくことにより、「マイコン５０による遮断機能」、「監視ＩＣ７０による遮断機能」のどちらに異常が発生したかを確認できる。

以上説明したように、＜３＞本実施形態では、マイコン５０は、遮断指令を出力可能である。ＥＣＵ４０は、「制御部遮断機能診断部」としての遮断機能診断部８０を備えている。遮断機能診断部８０は、マイコン５０が遮断指令を出力している間、インバータ２０からモータ３０への電力が正常に遮断されているか否かを診断可能である。ＥＣＵ４０は、「監視部遮断機能診断部による診断」と、「制御部遮断機能診断部による診断」とを、個別に実施する。

つまり、ＥＣＵ４０は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断と、「マイコン５０による遮断機能」とを、個別に実施する。これにより、「監視ＩＣ７０による遮断機能」と「マイコン５０による遮断機能」のどちらに異常が発生しているかを容易に切り分けることができる。

なお、本実施形態において、「監視部遮断機能診断部による診断と、制御部遮断機能診断部による診断とを、個別に実施する」とは、両診断を、一連の処理Ｓ２００の中の異なるステップにおいて行う、すなわち、別のタイミングで行うことを意味する。

（第３実施形態）
第３実施形態による制御装置について、図６に基づき説明する。第３実施形態は、遮断機能診断部８０の処理等が第１、２実施形態と異なる。

＜４＞本実施形態の遮断機能診断部８０による「監視ＩＣ７０による遮断機能」等の診断に関する一連の処理Ｓ３００を図６に示す。

一連の処理Ｓ３００は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」等の診断を実施したいタイミング、例えば、ＥＣＵ４０の起動時、運転前、または、停止シーケンス中等、任意の時間に開始される。

Ｓ３０１では、ＥＣＵ４０は、「マイコン５０による遮断機能」の診断を行う状態へ遷移する。

Ｓ３０２では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からのディスチャージ指令がＯＮとなり、マイコン５０からの遮断指令がＯＮとなるようマイコン５０を制御する。

これにより、第２実施形態のＳ２０２の後と同様に、マイコン５０、ゲート駆動ＩＣ６０が作動する。

Ｓ３０３では、遮断機能診断部８０は、電流センサ３からの信号に基づき、モータ３０に流れる電流が所定値以下か否かを判断する。モータ３０に流れる電流は所定値以下であると判断した場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、処理はＳ３０４へ移行する。

一方、モータ３０に流れる電流は所定値以下でないと判断した場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、処理はＳ３２０へ移行する。

Ｓ３０４では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「マイコン５０による遮断機能」は正常であると判断および出力する。

Ｓ３２０では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「マイコン５０による遮断機能」は異常であると判断および出力する。

Ｓ３０５では、ＥＣＵ４０は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行う状態へ遷移する。

Ｓ３０６では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からのディスチャージ指令がＯＮのまま継続し、マイコン５０におけるリセット信号の受付を無効化し、監視ＩＣ７０とのＳＰＩ通信を停止するようマイコン５０を制御する。

Ｓ３０７では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からの遮断指令がＯＦＦとなるようマイコン５０を制御する。

Ｓ３０６でＳＰＩ通信が停止すると、第２実施形態のＳ２０５の後と同様に、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０が作動する。

Ｓ３０８では、遮断機能診断部８０は、電流センサ３からの信号に基づき、モータ３０に流れる電流が所定値以下か否かを判断する。モータ３０に流れる電流は所定値以下であると判断した場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、処理はＳ３０９へ移行する。

一方、モータ３０に流れる電流は所定値以下でないと判断した場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、処理はＳ３３０へ移行する。

Ｓ３０９では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は正常であると判断および出力する。

Ｓ３３０では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は異常であると判断および出力する。

Ｓ３１０では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０のいずれの部位に異常が発生しているかを特定する。

具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０４、Ｓ３２０、Ｓ３０９、Ｓ３３０で遮断機能診断部８０から出力された診断結果を入力し、入力された診断結果の組み合わせに基づき、マイコン５０、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０のいずれの部位に異常が発生しているかを特定および出力する。

Ｓ３１０において、ＥＣＵ４０は、入力された「マイコン５０による遮断機能」の診断結果が異常（Ｓ３２０）で、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断結果が正常（Ｓ３０９）の場合、異常発生部位の特定結果として、マイコン５０、特にマイコン５０の遮断指令出力機能に異常が発生していると特定および出力する（図７参照）。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ３００は終了する。

Ｓ３１０において、ＥＣＵ４０は、入力された「マイコン５０による遮断機能」の診断結果が正常（Ｓ３０４）で、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断結果が正常（Ｓ３０９）の場合、マイコン５０、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０のいずれにも異常は発生していない、すなわち、正常であると判断および出力する（図７参照）。その後、一連の処理Ｓ３００は終了する。

Ｓ３１０において、ＥＣＵ４０は、入力された「マイコン５０による遮断機能」の診断結果が異常（Ｓ３２０）で、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断結果が異常（Ｓ３３０）の場合、異常発生部位の特定結果として、ゲート駆動ＩＣ６０に異常が発生していると特定および出力する（図７参照）。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ３００は終了する。なお、ゲート駆動ＩＣ６０に異常が発生しているとの特定は、マイコン５０と監視ＩＣ７０とが同時に故障していないことを前提としてなされるものである。

Ｓ３１０において、ＥＣＵ４０は、入力された「マイコン５０による遮断機能」の診断結果が正常（Ｓ３０４）で、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断結果が異常（Ｓ３３０）の場合、異常発生部位の特定結果として、監視ＩＣ７０、特に監視ＩＣ７０の異常検知機能および遮断指令出力機能に異常が発生していると特定および出力する（図７参照）。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ３００は終了する。

このように、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０６で意図的に「監視ＩＣ７０がマイコン５０の異常を検出することになるよう」ＳＰＩ通信を停止させる。これにより、監視ＩＣ７０から遮断指令が出力され、遮断機能診断部８０による「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断が開始される。

遮断機能診断部８０は、Ｓ３０３、Ｓ３０４、Ｓ３２０において、「制御部遮断機能診断部」として機能し、「マイコン５０による遮断機能」の診断を行う。また、遮断機能診断部８０は、Ｓ３０８、Ｓ３０９、Ｓ３３０において、「監視部遮断機能診断部」として機能し、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行う。本実施形態では、一連の処理Ｓ３００により、「マイコン５０による遮断機能」および「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を行うことができるとともに、マイコン５０、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０のいずれの部位に異常が発生しているかを特定できる。

なお、例えばＳ３０４、Ｓ３２０、Ｓ３０９、Ｓ３３０における診断結果をダイアグ情報として記憶しておくことにより、マイコン５０、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０のいずれの部位に異常が発生したかを確認できる。

以上説明したように、＜４＞本実施形態では、ＥＣＵ４０は、「共通要素」としてのゲート駆動ＩＣ６０を備えている。ゲート駆動ＩＣ６０は、監視ＩＣ７０からの遮断指令、または、マイコン５０からの遮断指令を受けてインバータ２０へのディスチャージ指令を遮断する。ＥＣＵ４０は、「監視部遮断機能診断部」としての遮断機能診断部８０による診断結果と、「制御部遮断機能診断部」としての遮断機能診断部８０による診断結果とに基づき、マイコン５０、監視ＩＣ７０、ゲート駆動ＩＣ６０のいずれの異常であるかを特定可能である。

このように、本実施形態では、比較的簡単な構成で、ＥＣＵ４０内の異常発生部位の特定が可能である。

（第４実施形態）
第４実施形態による制御装置を図８に示す。

本実施形態では、高圧電池１０とインバータ２０との間に、並列接続されたコンデンサ（図示せず）が設けられ、当該コンデンサの印加電圧をモニタする電圧センサ（図示せず）が設けられている。電圧センサは、コンデンサの印加電圧に応じた信号である電圧信号をＥＣＵ４０に出力する。

本実施形態の遮断機能診断部８０による「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断に関する一連の処理Ｓ４００を図９に示す。

一連の処理Ｓ４００は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を実施したいタイミング、例えば、ＥＣＵ４０の起動時、運転前、または、停止シーケンス中等、任意の時間に開始される。

Ｓ４０１では、ＥＣＵ４０は、マイコン５０からのディスチャージ指令がＯＮとなり、マイコン５０におけるリセット信号の受付を無効化し、監視ＩＣ７０とのＳＰＩ通信を停止するようマイコン５０を制御する。

Ｓ４０１でＳＰＩ通信が停止すると、監視ＩＣ７０は、マイコン５０の回答を受信しないため、回答期待値と一致せず、マイコン５０の異常を検出する。これにより、監視ＩＣ７０は、正常な場合、遮断指令をゲート駆動ＩＣ６０へ出力する。

ゲート駆動ＩＣ６０は、正常な場合、マイコン５０からのディスチャージ指令よりも優先して監視ＩＣ７０からの遮断指令を受け、ディスチャージ指令をインバータ２０に出力しない、すなわち、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断する。これにより、モータ３０には電流は流れず、モータ３０は作動しない。このとき、コンデンサの印加電圧は、低下せず、所定値より大きい。

一方、監視ＩＣ７０およびゲート駆動ＩＣ６０、「監視ＩＣ７０による遮断機能」が何らかの理由で異常な場合、インバータ２０へのディスチャージ指令を遮断できず、モータ３０に電流が流れる。このとき、コンデンサの印加電圧は、低下し、所定値以下となる。

Ｓ４０２では、遮断機能診断部８０は、電圧センサからの信号に基づき、コンデンサの印加電圧が低下したか否かを判断する。コンデンサの印加電圧は低下したと判断した場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、処理はＳ４１０へ移行する。

一方、コンデンサの印加電圧は低下していないと判断した場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、処理はＳ４０３へ移行する。

Ｓ４０３では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は正常であると判断および出力する。その後、一連の処理Ｓ４００は終了する。

Ｓ４１０では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は異常であると判断および出力する。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ４００は終了する。

本実施形態でも、第１実施形態と同様、比較的簡単な構成で「監視ＩＣ７０による遮断機能」を一括して診断できる。

（第５実施形態）
第５実施形態による制御装置、および、それを適用した負荷装置を図１０に示す。

本実施形態では、車両の車輪４とモータ３０との間にクラッチ５が設けられている。ＥＣＵ４０は、クラッチ５の状態を接続状態または非接続状態に制御することにより、モータ３０から車輪４へ伝達されるトルクを制御できる。

図１１に示すように、マイコン５０は、インバータ２０に対する「制御指令」としての駆動指令をゲート駆動ＩＣ６０に出力する。ゲート駆動ＩＣ６０は、入力された駆動指令に基づき、ＩＧＢＴブリッジ回路２１のＩＧＢＴのゲートに駆動信号を出力する。これにより、ＩＧＢＴが放電（ディスチャージ）作動し、モータ３０に電流が流れる。これにより、モータ３０が駆動する。ここで、クラッチ５が接続状態のとき、モータ３０の駆動に伴い、車輪４が回転する。一方、クラッチ５が非接続状態のとき、モータ３０が駆動しても、車輪４は回転しない。

なお、マイコン５０から出力される「駆動指令」は、第１実施形態における「ディスチャージ指令」と同様の指令である。

本実施形態の遮断機能診断部８０による「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断に関する一連の処理Ｓ５００を図１２に示す。

一連の処理Ｓ５００は、「監視ＩＣ７０による遮断機能」の診断を実施したいタイミング、例えば、ＥＣＵ４０の起動時、運転前、または、停止シーケンス中等、任意の時間に開始される。

Ｓ５０１では、ＥＣＵ４０は、クラッチ５が非接続状態となり、マイコン５０からの駆動指令がＯＮとなり、マイコン５０におけるリセット信号の受付を無効化し、監視ＩＣ７０とのＳＰＩ通信を停止するようマイコン５０を制御する。

Ｓ５０１でＳＰＩ通信が停止すると、監視ＩＣ７０は、マイコン５０の回答を受信しないため、回答期待値と一致せず、マイコン５０の異常を検出する。これにより、監視ＩＣ７０は、正常な場合、遮断指令をゲート駆動ＩＣ６０へ出力する。

ゲート駆動ＩＣ６０は、正常な場合、マイコン５０からの駆動指令よりも優先して監視ＩＣ７０からの遮断指令を受け、駆動指令をインバータ２０に出力しない、すなわち、インバータ２０への駆動指令を遮断する。これにより、モータ３０には電流は流れず、モータ３０は作動しない。

一方、監視ＩＣ７０およびゲート駆動ＩＣ６０、「監視ＩＣ７０による遮断機能」が何らかの理由で異常な場合、インバータ２０への駆動指令を遮断できず、モータ３０に電流が流れる。本実施形態では、クラッチ５が非接続状態となっているため、モータ３０が駆動したとしても、車輪４は回転しない。

Ｓ５０２では、遮断機能診断部８０は、電流センサ３からの信号に基づき、モータ３０に流れる電流が所定値以下か否かを判断する。モータ３０に流れる電流は所定値以下であると判断した場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、処理はＳ５０３へ移行する。

一方、モータ３０に流れる電流は所定値以下でないと判断した場合（Ｓ５０２：ＮＯ）、処理はＳ５１０へ移行する。

Ｓ５０３では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は正常であると判断および出力する。その後、一連の処理Ｓ５００は終了する。

Ｓ５１０では、遮断機能診断部８０は、診断結果として、「監視ＩＣ７０による遮断機能」は異常であると判断および出力する。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば車両内の警告灯を点灯させ、ＥＣＵ４０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、一連の処理Ｓ５００は終了する。

本実施形態では、遮断機能診断部８０による診断時、クラッチ５を非接続状態としておくことにより、意図しない車輪４の回転を抑制できる。

（他の実施形態）
他の実施形態では、監視部は、制御部をリセットするリセット機能を有していなくてもよい。

上述の第４実施形態では、遮断機能診断部８０が、コンデンサの印加電圧が低下したか否かに基づき、「監視ＩＣ７０による遮断機能」が異常か否かを判断する例を示した。これに対し、他の実施形態では、遮断機能診断部８０は、コンデンサの印加電圧が所定値以下であるか否か、または、時間当たりの電圧降下量が所定値以上か否か等に基づき、「監視ＩＣ７０による遮断機能」が異常か否かを判断してもよい。

上述の第２、３実施形態では、遮断機能診断部８０が「監視部遮断機能診断部」および「制御部遮断機能診断部」として機能する例を示した。これに対し、他の実施形態では、「監視部遮断機能診断部」として機能する遮断機能診断部、および、「制御部遮断機能診断部」として機能する遮断機能診断部のように、遮断機能診断部を複数設けてもよい。

上述の実施形態では、制御装置が、負荷装置としての車両用のモータへの電力を変換する電力変換器を制御対象とする例を示した。これに対し、他の実施形態では、制御装置は、負荷装置としての電車用のモータ、航空機用のモータ、産業用モータ等への電力を変換する電力変換器を制御対象としてもよい。また、負荷装置は、電力変換器から供給される交流電流等により作動するのであれば、モータに限らず、どのような装置であってもよい。

このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０ 高圧電池（電源）、２０ インバータ（電力変換器）、３０ モータ（負荷装置）、４０ ＥＣＵ（制御部）、５０ マイコン（制御部）、７０ 監視ＩＣ（監視部）、８０ 遮断機能診断部（監視部遮断機能診断部、制御部遮断機能診断部）

Claims (4)

1. 電源（１０）からの電力を負荷装置（３０）へ供給する電力に変換可能な電力変換器（２０）を制御する制御装置であって、
   前記電力変換器に対する制御指令を出力する制御部（５０）と、
   前記制御部の異常を監視し、前記制御部の異常を検出した場合には、前記電力変換器への前記制御指令を遮断する指令である遮断指令を出力する監視部（７０）と、
   前記監視部が前記遮断指令を出力している間、前記電力変換器から前記負荷装置への電力が正常に遮断されているか否かを診断可能な監視部遮断機能診断部（８０）と、を備え、
   前記監視部遮断機能診断部による診断を開始するとき、「前記監視部が前記制御部の異常を検出することになるよう」前記制御部を制御する制御装置。
2. 前記監視部は、前記制御部の異常を検出したとき、前記制御部をリセットするリセット機能を有し、
   前記制御部は、前記監視部遮断機能診断部による診断時、前記監視部による前記リセット機能を無効化する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記遮断指令を出力可能であり、
   前記制御部が前記遮断指令を出力している間、前記電力変換器から前記負荷装置への電力が正常に遮断されているか否かを診断可能な制御部遮断機能診断部（８０）を備え、
   前記監視部遮断機能診断部による診断と、前記制御部遮断機能診断部による診断とを、個別に実施する請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記監視部からの前記遮断指令、または、前記制御部からの前記遮断指令を受けて前記電力変換器への前記制御指令を遮断する共通要素（６０）をさらに備え、
   前記監視部遮断機能診断部による診断結果と、前記制御部遮断機能診断部による診断結果とに基づき、前記制御部、前記監視部、前記共通要素のいずれの異常であるかを特定可能な請求項３に記載の制御装置。

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