JP5950442B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

自動車などが備える負荷の駆動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ:Electronic Control Unit）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような電子制御装置は、負荷に流れる電流を検出する電流検出回路を備え、電流検出回路によって負荷に流れる電流を検出することにより、地絡などの異常を検出している。また、このような電子制御装置は、一般に、電流検出回路によって異常を検出した場合に、マイクロプロセッサなどの制御部を介して、負荷への電力供給を遮断している。

特開２０００−２６９０２９号公報

しかしながら、上述の電子制御装置は、制御部を介して負荷への電力供給を遮断するため、電力供給を遮断するまでに時間がかかる場合がある。このような場合に、上述の電子制御装置では、負荷への電力供給を遮断するために用いるＦＳＲ（Fail Safe Relay：フェールセーフリレー）などのスイッチング素子に、電力供給を遮断するまでの間、一時的に大電流が流れる。そのため、上述の電子制御装置では、この一時的な大電流によりスイッチング素子に故障が生じないように、電流許容量の大きい大容量のスイッチング素子を使用する必要、及び電流検出回路を備える必要がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、負荷への電力供給を遮断するスイッチング素子に故障を生じさせずに、製造コストの低減及び省スペース化を図ることができる電子制御装置を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、電源と負荷との間に接続され、前記電源から供給された電力の負荷への供給を遮断するスイッチング素子と、前記負荷に異常が発生しているか否を判定し、前記負荷に異常が発生していると判定した場合に、第１の遮断要求信号を出力する制御部と、前記負荷に接続されている前記スイッチング素子の前記負荷側端の電圧を検出し、検出した当該電圧が予め定められた閾値以下である場合に、第２の遮断要求信号を出力する検出回路と、前記制御部が出力する前記第１の遮断要求信号に応じて、前記スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるとともに、前記検出回路が出力する前記第２の遮断要求信号に応じて、前記スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるスイッチング駆動回路と、電流を制限する電流制限部を介して前記電源から前記負荷側端に、電流が制限された電力を供給する電力供給部と、を備えることを特徴とする電子制御装置である。

また、本発明の一実施形態は、上記の電子制御装置において、前記制御部は、前記第２の遮断要求信号に基づいて、前記スイッチング素子が電力供給を遮断した遮断状態であるか否かを判定する遮断判定処理と、前記遮断判定処理において、前記遮断状態であると判定した場合に、前記負荷に異常が発生しているか否を判定する異常判定処理を禁止するとともに、前記電力供給部に対して、前記電流が制限された電力を前記負荷側端に供給させる処理と、前記遮断判定処理において、前記遮断状態でないと判定した場合に、前記異常判定処理を許可するとともに、前記電力供給部に対して、前記電流が制限された電力の供給を停止させる処理と、を実行することを特徴とする。

また、本発明の一実施形態は、上記の電子制御装置において、前記制御部は、前記電流が制限された電力を前記負荷側端に供給させる処理から所定の期間、前記遮断状態が維持された場合に、前記異常判定処理を許可するとともに、前記負荷側端が地絡していることを示す地絡故障が発生したと判定することを特徴とする。

また、本発明の一実施形態は、上記の電子制御装置において、前記検出回路は、検出した前記電圧が予め定められた閾値以下である場合に、第２の遮断要求信号を出力するとともに、前記制御部が出力する前記負荷を駆動する指示信号に異常が発生しているか否を判定し、前記指示信号に異常が発生していると判定した場合にも、前記第２の遮断要求信号を出力し、前記制御部は、前記負荷側端の電圧を検出する電圧検出部を備え、さらに、前記制御部は、前記遮断判定処理において、前記第２の遮断要求信号及び前記電圧検出部が検出した検出結果に基づいて、前記遮断状態であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明によれば、電子制御装置は、負荷への電力供給を遮断するスイッチング素子に故障を生じさせずに、電流許容量の小さい小容量のスイッチング素子を採用するとともに、電流検出回路を削減することができる。これにより、電子制御装置は、製造コストの低減及び省スペース化を図ることができる。

本実施形態による電子制御装置（ＥＣＵ）を示すブロック図である。 同実施形態におけるバッテリ瞬低対策処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態による電子制御装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、電子制御装置の一例として、自動車などの車の電子制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）による形態について説明する。

図１は、本実施形態によるＥＣＵ１を示す概略ブロック図である。
この図において、ＥＣＵ１は、ＦＳＲ（Fail Safe Relay：フェールセーフリレー）部１０、コンデンサ１１、負荷駆動回路２０、制御部３０、ＦＳＲ駆動回路４０、及び復帰電力供給部５０を備えている。また、ＥＣＵ１には、バッテリ２と、負荷３が接続されており、ＥＣＵ１は、バッテリ２から供給される電力に基づいて、負荷３を駆動させる各種の制御を行う。
バッテリ２（電源）は、例えば、蓄電池などの二次電池であり、自動車に積載される直流電源である。バッテリ２は、ＦＳＲ部１０を介して、負荷３を駆動する電力を供給する。
負荷３は、自動車を動作させるために搭載されている、例えば、アクチュエータなどの負荷部であり、後述する負荷駆動回路２０から出力される負荷駆動信号によって駆動する。

ＦＳＲ部１０（スイッチング素子）は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのスイッチである。ＦＳＲ部１０は、バッテリ２と負荷駆動回路２０との間に接続され、ＦＳＲ駆動回路４０から出力される信号に基づいて、バッテリ２と負荷駆動回路２０との間を導通状態又は非導通状態（遮断状態）に切り替える。ＦＳＲ部１０は、負荷３が正常に動作している通常状態において導通状態にされ、バッテリ２から供給される電力を負荷駆動回路２０に供給する。また、ＦＳＲ部１０は、例えば、負荷３又はＥＣＵ１に地絡故障などの異常が発生している異常状態において非導通状態（遮断状態）にされ、バッテリ２から供給される電力を遮断する。すなわち、ＦＳＲ部１０は、バッテリ２と負荷３との間に接続され、バッテリ２から供給された電力の負荷３への供給を遮断する。なお、本実施形態において、ＦＳＲ部１０のバッテリ２側端（第１の端部）をノードＮ１とし、このノードＮ１における電圧を電圧Ｖ_ＢＡＴＴとする。また、ＦＳＲ部１０の負荷３側端（第２の端部）をノードＮ２とし、このノードＮ２における電圧を電圧Ｖ_ＳＲＣとする。

コンデンサ１１は、ノードＮ２とグランド端子との間に接続されるバイパスコンデンサである。コンデンサ１１は、ノードＮ２の電圧Ｖ_ＳＲＣを平滑化する。

負荷駆動回路２０は、制御部３０から出力される負荷駆動指示信号に基づいて、バッテリ２からＦＳＲ部１０を介して供給される電力により負荷３を駆動する負荷駆動信号を生成し、生成した負荷駆動信号を負荷３に出力する。
また、負荷駆動回路２０は、検出回路２１と、負荷駆動部２２を備えている。
負荷駆動部２２は、検出回路２１を介して制御部３０から出力される負荷駆動指示信号に基づいて、上述した負荷駆動信号を生成し、生成した負荷駆動信号を負荷３に出力する。

検出回路２１は、負荷駆動の動作において、異常が発生したか否かを検出する。検出回路２１は、負荷駆動の動作に異常を検出した場合に、遮断信号（第２の遮断要求信号）をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。検出回路２１は、例えば、負荷３に接続されているＦＳＲ部１０の負荷側端（ノードＮ２）の電圧Ｖ_ＳＲＣを検出し、検出した電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下である場合に、遮断信号（第２の遮断要求信号）をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。また、検出回路２１は、例えば、制御部３０から出力される負荷駆動指示信号に異常が発生しているか否かを検出し、負荷駆動指示信号に異常が発生している場合に、遮断信号（第２の遮断要求信号）をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。すなわち、検出回路２１は、制御部３０が出力する負荷３を駆動する指示信号（負荷駆動指示信号）に異常が発生しているか否を判定し、この指示信号に異常が発生していると判定した場合にも、遮断信号（第２の遮断要求信号）をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。なお、検出回路２１は、負荷駆動の動作に異常を検出した場合に、負荷駆動部２２に出力する負荷駆動指示信号を停止してもよい。

また、検出回路２１は、駆動信号異常検出部２１１と、電圧低下検出部２１２とを備えている。
駆動信号異常検出部２１１は、上述した制御部３０が出力する負荷３を駆動する負荷駆動指示信号に異常が発生しているか否を判定（検出）し、負荷駆動指示信号に異常が発生していると判定（検出）した場合に、ＦＳＲ部１０を遮断する（導通状態から非導通状態に遷移させる）要求信号である遮断信号をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。

電圧低下検出部２１２は、例えば、コンパレータ回路などを含んでおり、例えば、ＦＳＲ部１０の負荷側端（ノードＮ２）の電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下であるか否かを検出する。電圧低下検出部２１２は、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下である場合に、ＦＳＲ部１０を遮断する（導通状態から非導通状態に遷移させる）要求信号である遮断信号をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。また、電圧低下検出部２１２は、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）を超える場合に、遮断信号を解除して、ＦＳＲ部１０を導通させる（非導通状態から導通状態に遷移させる）。
なお、本実施形態では、電圧低下検出部２１２は、例えば、遮断信号としてＨ（ハイ：High）状態を出力し、ＦＳＲ部１０を導通させる要求信号として、Ｌ（ロウ：Low）状態を出力する。
このように、負荷駆動回路２０は、ＦＳＲ部１０を介してバッテリ２から供給された電力に基づいて、負荷３を駆動する負荷駆動回路２０であって、検出回路２１を含んでいる。

ＦＳＲ駆動回路４０（スイッチング駆動回路）は、ＦＳＲ部１０を駆動する駆動信号を生成し、ＦＳＲ部１０に出力する。ＦＳＲ駆動回路４０は、制御部３０から出力されるＦＳＲ駆動信号（第１の遮断要求信号）、又は検出回路２１から出力される遮断信号（第２の遮断要求信号）に基づいて、ＦＳＲ部１０を遮断状態にさせる。すなわち、ＦＳＲ駆動回路４０は、制御部３０が出力するＦＳＲ駆動信号に応じて、ＦＳＲ部１０に負荷３への電力供給を遮断させるとともに、検出回路２１が出力する遮断信号に応じて、ＦＳＲ部１０に負荷３への電力供給を遮断させる。

復帰電力供給部５０は、電流を制限する抵抗５２（電流制限部）を介してバッテリ２からＦＳＲ部１０の負荷３側端（ノードＮ２）に、電流が制限された電力を供給する。復帰電力供給部５０は、後述する一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合と、地絡故障が発生している場合とを判定する処理が実行される際に、制御部３０によって制御される。
また、復帰電力供給部５０は、スイッチ部５１、抵抗５２、及び復帰リレー駆動回路５３を備えている。

スイッチ部５１は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのスイッチ素子であり、復帰リレー駆動回路５３から出力される駆動信号に基づいて、導通状態と非導通状態とを切り替える。
抵抗５２（電流制限部）は、スイッチ部５１が導通状態にある場合に、バッテリ２から供給される電流を制限してＦＳＲ部１０の負荷３側端（ノードＮ２）に電力を供給する電流制限抵抗として機能する。
復帰リレー駆動回路５３は、制御部３０から出力される復帰リレー駆動信号に基づいて、スイッチ部５１を駆動する駆動信号を生成し、生成した駆動信号をスイッチ部５１に供給する。

制御部３０（マイコン）は、例えば、マイクロプロセッサなどを含み、負荷３及びＥＣＵ１の各部を制御する。制御部３０は、例えば、負荷駆動回路２０に上述した負荷駆動指示信号を出力し、出力した負荷駆動指示信号に対する負荷３から出力される負荷ＦＢ（フィードバック）信号を取得する。制御部３０は、負荷３から出力された負荷ＦＢ信号に基づいて、負荷３に異常が発生しているか否かを判定する。制御部３０は、負荷３に異常が発生していると判定した場合に、ＦＳＲ部１０を遮断する（導通状態から非導通状態に遷移させる）要求信号であるＦＳＲ駆動信号（第１の遮断要求信号）をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。

また、制御部３０は、ＦＳＲ部１０が遮断された際に、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合と、地絡故障が発生している場合とのいずれかであるかを判定する処理を行う。例えば、制御部３０は、検出回路２１から出力される遮断信号に基づいて、ＦＳＲ部１０が電力供給を遮断した遮断状態であるか否かを判定する遮断判定処理を実行する。また、制御部３０は、この遮断判定処理において、ＦＳＲ部１０が遮断状態であると判定した場合に、負荷３に異常が発生しているか否を判定する異常判定処理を禁止するとともに、復帰電力供給部５０に対して、電流が制限された電力をＦＳＲ部１０の負荷３側端に供給させる処理を実行する。また、制御部３０は、この遮断判定処理において、ＦＳＲ部１０が遮断状態でないと判定した場合に、異常判定処理を許可するとともに、復帰電力供給部５０に対して、電流が制限された電力の供給を停止させる処理を実行する。

さらに、制御部３０は、電流が制限された電力をＦＳＲ部１０の負荷３側端に供給させる処理から所定の期間、ＦＳＲ部１０の遮断状態が維持された場合に、異常判定処理を許可するとともに、ＦＳＲ部１０の負荷３側端が地絡していることを示す地絡故障が発生したと判定する。

また、制御部３０は、診断部３１、駆動制御部３２、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換：Analog to Digital Converter）部３３、遮断判定部３４、及び地絡判定部３５を備えている。
診断部３１は、負荷３から出力された負荷ＦＢ信号に基づいて、負荷３に異常が発生しているか否かを判定する（異常判定処理）。診断部３１は、負荷ＦＢ信号に基づいて、負荷３に異常が発生していると判定した場合に、駆動制御部３２に対して、ＦＳＲ部１０を遮断する要求信号であるＦＳＲ駆動信号をＦＳＲ駆動回路４０に出力させる。

駆動制御部３２は、診断部３１又は遮断判定部３４の指示信号に基づいて、バッテリ２からの電力供給を制御する。駆動制御部３２は、例えば、診断部３１又は遮断判定部３４の指示信号に基づいて、ＦＳＲ部１０を遮断する（導通状態から非導通状態に遷移させる）要求信号であるＦＳＲ駆動信号をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。また、駆動制御部３２は、例えば、遮断判定部３４の指示信号に基づいて、復帰電力供給部５０に対して、電流が制限された電力を、バッテリ２からＦＳＲ部１０の負荷３側端に供給させる要求信号である復帰リレー駆動信号を復帰リレー駆動回路５３に出力する。

ＡＤＣ部３３（電圧検出部）は、例えば、アナログ−デジタル変換回路であり、上述したノードＮ１の電圧Ｖ_ＢＡＴＴとノードＮ２の電圧Ｖ_ＳＲＣとをアナログ−デジタル変換した電圧情報を遮断判定部３４に供給する。

遮断判定部３４は、検出回路２１から出力される遮断信号と、ＡＤＣ部３３から供給される電圧Ｖ_ＢＡＴＴ及び電圧Ｖ_ＳＲＣの電圧情報に基づいて、ＦＳＲ部１０が電力供給を遮断した遮断状態であるか否かを判定する遮断判定処理を実行する。また、遮断判定部３４は、ＦＳＲ部１０が遮断状態であると判定した場合に、診断部３１に異常判定処理を禁止させる。そして、遮断判定部３４は、復帰電力供給部５０の復帰リレー駆動回路５３にバッテリ２からＦＳＲ部１０の負荷３側端に、電流が制限された電力を供給させる要求信号である復帰リレー駆動信号を出力する。
また、遮断判定部３４は、ＦＳＲ部１０が遮断状態でないと判定した場合に、診断部３１に異常判定処理を許可させるとともに、復帰電力供給部５０の復帰リレー駆動回路５３にバッテリ２からＦＳＲ部１０の負荷３側端に電流が制限された電力の供給を停止させる要求信号を出力する。

地絡判定部３５は、電流が制限された電力をＦＳＲ部１０の負荷３側端に供給させる処理から所定の期間、ＦＳＲ部１０の遮断状態が維持された場合に、診断部３１に異常判定処理を許可させるとともに、地絡故障が発生したと判定する。
なお、地絡判定部３５は、遮断状態が維持された期間に対応する後述する瞬低処理中の期間をカウントするカウンタ部３６（後述する瞬低処理中カウンタ）を備えている。地絡判定部３５は、このカウンタ部３６のカウンタ値が所定の規定値を超えた場合に、診断が許可され地絡故障が発生したと判定する。

次に、本実施形態におけるＥＣＵ１の動作について説明する。
まず、ＥＣＵ１におけるＦＳＲ部１０の遮断動作について説明する。
正常に負荷３が動作している通常状態において、ＦＳＲ部１０は導通状態であり、スイッチ部５１は、非導通状態である。
この通常状態において、例えば、ＥＣＵ１内において、負荷駆動回路２０に地絡故障が発生して地絡電流Ｉ_Ｇが流れた場合に、ノードＮ２の電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下に低下する。ノードＮ２の電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下に低下した場合に、検出回路２１の電圧低下検出部２１２は、ノードＮ２の電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下であることを検出する。検出回路２１は、この場合に、ＦＳＲ部１０を遮断する要求信号である遮断信号をＦＳＲ駆動回路４０に出力する。

次に、ＦＳＲ駆動回路４０は、検出回路２１から出力された遮断信号に応じて、ＦＳＲ部１０を遮断状態にさせる。これにより、ＦＳＲ部１０が導通状態から非導通状態（遮断状態）に遷移して、通常状態においてバッテリ２から負荷３に供給されていた電力が遮断される。この場合、ＦＳＲ部１０は、制御部３０を介さずに、非導通状態（遮断状態）になるため、制御部３０を経由する場合に比べて短時間で非導通状態（遮断状態）にすることができる。なお、予め定められた閾値（Ｖｔｈ）は、ＦＳＲ部１０が安全動作領域以内で導通状態から非導通状態（遮断状態）に遷移できる値に予め定められている。ここで、安全動作領域とは、例えば、ＦＳＲ部１０が流すことが可能な許容電流値とこの許容電流値を連続して流すことが可能な許容時間とのことである。

なお、検出回路２１は、自動車のエンジン始動の際にセルモータを動作させるクランキングなどにより、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合においても、ＦＳＲ部１０を非導通状態（遮断状態）にする。そのため、本実施形態におけるＥＣＵ１は、この一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合と、上述のような地絡故障である場合とを判定する処理を実行する。次に、ＥＣＵ１の制御部３０が、この一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合と、地絡故障が発生している場合とを判定する処理（バッテリ瞬低対策処理）の動作について説明する。
図２は、本実施形態におけるバッテリ瞬低対策処理を示すフローチャートである。
ここで、瞬低とは、瞬間的又は一時的に、バッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下することである。

このバッテリ瞬低対策処理において、まず、制御部３０は、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定まられた閾値（Ｖｔｈ（第１の閾値））以下であり、且つ、遮断信号が検出回路２１から出力されているか否かを判定する（遮断判定処理）（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部３０の遮断判定部３４は、ＡＤＣ部３３が検出した電圧情報に基づいて電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定まられた閾値（Ｖｔｈ）以下であるか否かを判定する。遮断判定部３４は、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定まられた閾値（Ｖｔｈ）以下であり、且つ、遮断信号が検出回路２１から出力されている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０２に進める。なお、この場合には、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合と、上述のような地絡故障である場合との両方の場合が含まれている。
また、遮断判定部３４は、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定まられた閾値（Ｖｔｈ）を超える、又は遮断信号が検出回路２１から出力されていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ１１０に進める。

なお、ステップＳ１０１において、遮断判定部３４が、ＡＤＣ部３３を用いた電圧Ｖ_ＳＲＣによる判定条件と、遮断信号による判定条件との両方により判定するのは、検出回路２１が、電圧Ｖ_ＳＲＣの電圧低下の他に、負荷駆動指示信号の異常によっても遮断信号を出力するためである。遮断判定部３４は、ＡＤＣ部３３を用いた電圧Ｖ_ＳＲＣによる判定条件を用いることにより、電圧Ｖ_ＳＲＣの電圧低下による遮断信号であるか、負荷駆動指示信号の異常による遮断信号であるかを切り分ける（分類する）。
このように、制御部３０は、ＦＳＲ部１０の負荷３側端の電圧Ｖ_ＳＲＣを検出するＡＤＣ部３３を備え、さらに、制御部３０は、遮断判定部３４の遮断判定処理において、遮断信号及びＡＤＣ部３３が検出した検出結果に基づいて、遮断状態であるか否かを判定する。

ステップＳ１０２において、遮断判定部３４は、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグをセットして、診断部３１に異常判定処理を禁止させる。ここで、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグは、制御部３０内の記憶部（不図示）に設けられており、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグがセットされた場合に、診断部３１に異常判定処理を禁止（非活性化）させる。また、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグがクリアされた場合に、診断部３１に異常判定処理を許可（活性化）させる。

次に、遮断判定部３４は、負荷駆動指示信号の出力を停止する要求を行う負荷駆動指示信号停止要求フラグをセットする（ステップＳ１０３）。これにより、制御部３０は、負荷駆動指示信号の出力を停止する。ここで、負荷駆動指示信号停止要求フラグは、制御部３０内の記憶部（不図示）に設けられており、負荷駆動指示信号停止要求フラグがセットされた場合に、制御部３０は、負荷駆動指示信号の出力を停止する。また、負荷駆動指示信号停止要求フラグがクリアされた場合に、制御部３０は、負荷駆動指示信号の出力を開始する。

次に、遮断判定部３４は、復帰リレー駆動信号の出力を要求する復帰リレー駆動信号出力要求フラグをセットする（ステップＳ１０４）。これにより、駆動制御部３２は、復帰リレー駆動回路５３に復帰リレー駆動信号を出力し、復帰リレー駆動回路５３は、スイッチ部５１にスイッチ部５１を導通状態にする駆動信号を出力する。スイッチ部５１は、この駆動信号に基づいて、導通状態になり、抵抗５２によって電流が制限された電力をノードＮ２に供給する。これにより、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合には、電圧Ｖ_ＢＡＴＴが復活するのに応じて、電圧Ｖ_ＳＲＣが上昇するが、地絡故障である場合には、電圧Ｖ_ＳＲＣが低下したままの状態が維持される。

次に、遮断判定部３４は、ＡＤＣ部３３が検出した電圧Ｖ_ＢＡＴＴが所定の規定電圧（第２の閾値）より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。遮断判定部３４は、電圧Ｖ_ＢＡＴＴが所定の規定電圧より大きいと判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０６に進める。また、遮断判定部３４は、電圧Ｖ_ＢＡＴＴが所定の規定電圧以下であると判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０７に進める。

ステップＳ１０６において、遮断判定部３４は、瞬低処理中カウンタ（カウンタ部３６）をカウントさせる。また、ステップＳ１０７において、遮断判定部３４は、瞬低処理中カウンタ（カウンタ部３６）のカウントを停止させて、カウント値をクリア（リセット）させる。

次に、制御部３０の地絡判定部３５は、瞬低処理中カウンタ（カウンタ部３６）が所定の規定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。すなわち、地絡判定部３５は、電流が制限された電力をＦＳＲ部１０の負荷３側端に供給させる処理から所定の期間、ＦＳＲ部１０の遮断状態が維持されているか否かを判定する。
地絡判定部３５は、瞬低処理中カウンタが所定の規定値を超えていると判定した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）に、地絡故障が発生していると判定し、処理をステップＳ１０９に進める。また、地絡判定部３５は、瞬低処理中カウンタが所定の規定値以下であると判定した場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０１に戻す。

次に、ステップＳ１０９において、地絡判定部３５は、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグをクリアして、処理をステップＳ１０１に戻す。すなわち、この場合、地絡判定部３５は、地絡故障が発生していると判定し、診断部３１に異常判定処理を許可（活性化）させ、負荷３の駆動を停止する。

一方で、ステップＳ１１０以降の処理は、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定まられた閾値（Ｖｔｈ）を超えている正常状態（通常状態）の処理を示している。
ステップＳ１１０において、遮断判定部３４は、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグがセットされているか否かを判定する。遮断判定部３４は、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグがセットされていると判定した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１１１に進める。また、遮断判定部３４は、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグがセットされていない（クリアされている）と判定した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）に、既に正常状態に復帰しているため、処理をステップＳ１０１に戻す。

次に、ステップＳ１１１において、遮断判定部３４は、ＦＳＲＯＦＦ診断禁止フラグをクリアして、診断部３１に異常判定処理を許可（活性化）させる。これにより、診断部３１は、異常判定処理を再開する。
次に、遮断判定部３４は、負荷駆動指示信号停止要求フラグをクリアする（ステップＳ１１２）。これにより、制御部３０は、負荷駆動指示信号の出力を再開する。

次に、遮断判定部３４は、復帰リレー駆動信号出力要求フラグをクリアする（ステップＳ１１３）。これにより、駆動制御部３２は、復帰リレー駆動回路５３に復帰リレー駆動信号の出力を停止し、復帰リレー駆動回路５３は、スイッチ部５１にスイッチ部５１を非導通状態にする駆動信号を出力する。すなわち、遮断判定部３４は、復帰電力供給部５０に電流が制限された電力の供給を停止させる。
次に、遮断判定部３４は、瞬低処理中カウンタ（カウンタ部３６）のカウントを停止させて、カウント値をクリア（リセット）させて、処理をステップＳ１０１に戻す（ステップＳ１０４）。

以上説明したように、本実施形態におけるＥＣＵ１は、ＦＳＲ部１０が、バッテリ２と負荷３との間に接続され、バッテリ２から供給された電力の負荷３への供給を遮断する。制御部３０（診断部３１及び駆動制御部３２）は、負荷３に異常が発生しているか否を判定し、負荷３に異常が発生していると判定した場合に、ＦＳＲ駆動信号（第１の遮断要求信号）を出力する。検出回路２１は、負荷３に接続されているＦＳＲ部１０の負荷３側端の電圧Ｖ_ＳＲＣを検出し、検出した電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値以下（Ｖｔｈ）である場合に、遮断信号（第２の遮断要求信号）を出力する。ＦＳＲ駆動回路４０は、制御部３０が出力するＦＳＲ駆動信号に応じて、ＦＳＲ部１０に負荷３への電力供給を遮断させるとともに、検出回路２１が出力する遮断信号に応じて、ＦＳＲ部１０に負荷３への電力供給を遮断させる。

これにより、本実施形態におけるＥＣＵ１は、制御部３０を介さずに、ＦＳＲ部１０を遮断状態にすることができる。そのため、本実施形態におけるＥＣＵ１は、制御部３０を経由する場合に比べて短時間に、ＦＳＲ部１０を遮断状態にすることができる。よって、本実施形態におけるＥＣＵ１は、負荷３への電力供給を遮断するＦＳＲ部１０に故障を生じさせずに、ＦＳＲ部１０の電流許容量を低減する（小容量のスイッチング素子を採用する）ことができる。
また、本実施形態におけるＥＣＵ１は、検出回路２１による電圧Ｖ_ＳＲＣの低下を検出して、地絡故障などの異常を検出するので、一般に回路が複雑な電流検出回路を備える必要がない。そのため、本実施形態におけるＥＣＵ１は、電流検出回路を使用する場合に比べて、回路規模を小さくする（省スペース化する）ことができる。よって、本実施形態におけるＥＣＵ１は、負荷３への電力供給を遮断するＦＳＲ部１０に故障を生じさせずに、製造コストの低減及び省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態におけるＥＣＵ１は、電流を制限する抵抗５２を介してバッテリ２からＦＳＲ部１０の負荷３側端（ノードＮ２）に、電流が制限された電力を供給する復帰電力供給部５０を備えている。
これにより、ＦＳＲ部１０が遮断状態にある場合に、復帰電力供給部５０を動作させて、電流が制限された電力を供給することができるので、本実施形態におけるＥＣＵ１は、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合と、地絡故障である場合とを判定して異なる処理を行うことができる。そのため、本実施形態におけるＥＣＵ１は、例えば、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合に次回のエンジン始動（ＩＧＯＮ：イグニッションオン）までの間、異常による警報が出力され続けることを低減することができる。すなわち、本実施形態におけるＥＣＵ１は、例えば、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合に異常を誤検出して警報が出力されることを回避することができる。

また、本実施形態では、制御部３０（遮断判定部３４）は、遮断信号に基づいて、ＦＳＲ部１０が電力供給を遮断した遮断状態であるか否かを判定する遮断判定処理を実行する。そして、制御部３０（遮断判定部３４）は、遮断判定処理において、遮断状態であると判定した場合に、負荷３に異常が発生しているか否を判定する異常判定処理を禁止（無効化）する処理とともに、復帰電力供給部５０に対して、電流が制限された電力をＦＳＲ部１０の負荷３側端（ノードＮ２）に供給させる処理を実行する。また、制御部３０（遮断判定部３４）は、遮断判定処理において、遮断状態でないと判定した場合に、異常判定処理を許可（有効化）するとともに、復帰電力供給部５０に対して、電流が制限された電力の供給を停止させる処理を実行する。
これにより、本実施形態におけるＥＣＵ１は、一時的にバッテリ２の電圧Ｖ_ＢＡＴＴが低下した場合と、地絡故障である場合とを正確に判定して、異なる処理を行うことができる。

また、本実施形態では、制御部３０（地絡判定部３５）は、電流が制限された電力をＦＳＲ部１０の負荷３側端（ノードＮ２）に供給させる処理から所定の期間、遮断状態が維持された場合に、異常判定処理を許可（有効化）するとともに、地絡故障が発生したと判定する。
これにより、本実施形態におけるＥＣＵ１は、地絡故障である場合を正確に判定することができる。

また、本実施形態では、検出回路２１は、検出した電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下である場合に、遮断信号を出力するとともに、制御部３０が出力する負荷３を駆動する指示信号（負荷駆動指示信号）に異常が発生しているか否を判定する。検出回路２１は、この指示信号に異常が発生していると判定した場合にも、遮断信号を出力する。また、制御部３０（遮断判定部３４）は、ＦＳＲ部１０の負荷３側端（ノードＮ２）の電圧Ｖ_ＳＲＣを検出するＡＤＣ部３３を備えている。さらに、制御部３０（遮断判定部３４）は、遮断判定処理において、遮断信号及びＡＤＣ部３３が検出した検出結果に基づいて、遮断状態であるか否かを判定する。
これにより、本実施形態におけるＥＣＵ１は、検出回路２１に指示信号（負荷駆動指示信号）の異常を検出する機能を追加して、１つのブロック（回路）にまとめることができる。そのため、本実施形態におけるＥＣＵ１は、回路規模を小さくする（省スペース化する）ことができる。また、これにより、検出回路２１に２つの異常検出機能を備えた場合においても、本実施形態におけるＥＣＵ１は、正確に電圧Ｖ_ＳＲＣが低下した場合の遮断状態を判定することができる。

また、本実施形態におけるＥＣＵ１は、ＦＳＲ部１０を介してバッテリ２から供給された電力に基づいて、負荷３を駆動する負荷駆動回路２０であって、検出回路２１を含む負荷駆動回路２０を備える。
これにより、負荷駆動回路２０内に備える検出回路２１を利用するので、本実施形態におけるＥＣＵ１は、部品点数を低減することができ、省スペース化することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、検出回路２１は、駆動信号異常検出部２１１と、電圧低下検出部２１２とを備える形態を説明したが、電圧低下検出部２１２のみを備える形態でもよい。また、この場合は、遮断判定部３４は、図２のステップＳ１０１の処理において、遮断信号に基づいて、ＦＳＲ部１０の遮断状態を判定する形態でもよい。

また、上記の実施形態では、検出回路２１が判定に用いる予め定められた閾値（Ｖｔｈ）と、遮断判定部３４が図２のステップＳ１０１の処理において判定に用いる予め定められた閾値（Ｖｔｈ）とを同一の閾値を用いる形態を説明したが、異なる閾値を用いて判定する形態でもよい。また、検出回路２１及びＡＤＣ部３３は、電圧Ｖ_ＳＲＣを直接検出する形態を説明したが、電圧Ｖ_ＳＲＣを例えば、抵抗分圧、コンデンサによる分圧などにより分圧した電圧を検出する形態でもよい。この場合は、例えば、制御部３０の動作電圧が検出回路２１より低く、ＡＤＣの検出範囲に制限がある場合などにも対応することができる。

また、上記の実施形態において、検出回路２１は、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）以下である場合に遮断信号を出力する形態を説明したが、電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定められた閾値（Ｖｔｈ）未満である場合に遮断信号を出力する形態でもよい。また、ステップＳ１０１において、遮断判定部３４は、ＡＤＣ部３３が検出した電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定まられた閾値（Ｖｔｈ）以下であるか否かを判定する形態を説明したが、ＡＤＣ部３３が検出した電圧Ｖ_ＳＲＣが予め定まられた閾値（Ｖｔｈ）未満であるか否かを判定する形態でもよい。
また、ステップＳ１０５において、遮断判定部３４は、ＡＤＣ部３３が検出した電圧Ｖ_ＢＡＴＴが所定の規定電圧より大きいか否かを判定する形態を説明したが、ＡＤＣ部３３が検出した電圧Ｖ_ＢＡＴＴが所定の規定電圧以上であるか否かを判定する形態でもよい。また、ステップＳ１０８において、地絡判定部３５は、瞬低処理中カウンタ（カウンタ部３６）が所定の規定値を超過しているか否かを判定する形態を説明したが、瞬低処理中カウンタが所定の規定値以上であるか否かを判定する形態でもよい。

上述のＥＣＵ１は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した制御部３０の各処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

１ ＥＣＵ
２ バッテリ
３ 負荷
１０ ＦＳＲ部
１１ コンデンサ
２０ 負荷駆動回路
２１ 検出回路
２２ 負荷駆動部
３０ 制御部
３１ 診断部
３２ 駆動制御部
３３ ＡＤＣ部
３４ 遮断判定部
３５ 地絡判定部
３６ カウンタ部
４０ ＦＳＲ駆動回路
５０ 復帰電力供給部
５１ スイッチ部
５２ 抵抗
５３ 復帰リレー駆動回路
２１１ 駆動信号異常検出部
２１２ 電圧低下検出部

Claims (4)

1. 電源と負荷との間に接続され、前記電源から供給された電力の負荷への供給を遮断するスイッチング素子と、
   前記負荷に異常が発生しているか否を判定し、前記負荷に異常が発生していると判定した場合に、第１の遮断要求信号を出力する制御部と、
   前記負荷に接続されている前記スイッチング素子の前記負荷側端の電圧を検出し、検出した当該電圧が予め定められた閾値以下である場合に、第２の遮断要求信号を出力する検出回路と、
   前記制御部が出力する前記第１の遮断要求信号に応じて、前記スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるとともに、前記検出回路が出力する前記第２の遮断要求信号に応じて、前記スイッチング素子に負荷への電力供給を遮断させるスイッチング駆動回路と、
   電流を制限する電流制限部を介して前記電源から前記負荷側端に、電流が制限された電力を供給する電力供給部をと、
   を備えることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記第２の遮断要求信号に基づいて、前記スイッチング素子が電力供給を遮断した遮断状態であるか否かを判定する遮断判定処理と、
   前記遮断判定処理において、前記遮断状態であると判定した場合に、前記負荷に異常が発生しているか否を判定する異常判定処理を禁止するとともに、前記電力供給部に対して、前記電流が制限された電力を前記負荷側端に供給させる処理と、
   前記遮断判定処理において、前記遮断状態でないと判定した場合に、前記異常判定処理を許可するとともに、前記電力供給部に対して、前記電流が制限された電力の供給を停止させる処理と、
   を実行することを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記電流が制限された電力を前記負荷側端に供給させる処理から所定の期間、前記遮断状態が維持された場合に、前記異常判定処理を許可するとともに、前記負荷側端が地絡していることを示す地絡故障が発生したと判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
4. 前記検出回路は、
   検出した前記電圧が予め定められた閾値以下である場合に、第２の遮断要求信号を出力するとともに、前記制御部が出力する前記負荷を駆動する指示信号に異常が発生しているか否を判定し、前記指示信号に異常が発生していると判定した場合にも、前記第２の遮断要求信号を出力し、
   前記制御部は、前記負荷側端の電圧を検出する電圧検出部を備え、
   さらに、前記制御部は、前記遮断判定処理において、前記第２の遮断要求信号及び前記電圧検出部が検出した検出結果に基づいて、前記遮断状態であるか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電子制御装置。

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