JP6696314B2 - Power supply voltage abnormality determination device - Google Patents

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Description

本発明は、電源電圧異常判定装置に関する。   The present invention relates to a power supply voltage abnormality determination device.

従来、バッテリ等の直流電源の電力によりモータ等の負荷を駆動する負荷駆動システムにおいて、電源電圧の異常を判定する技術が知られている。
例えば特許文献1に開示された技術では、主電源に直列に接続される補助電源の出力電圧の単位時間あたりの低下量が、所定の時間低下量を越える場合に、電源装置の出力先、すなわち負荷側の回路に異常があると判定する異常判定を行う。
ここで、特許文献1の技術は、電動パワーステアリング装置に適用されるものであり、搭載スペースの制約が厳しい条件において、装置の小型化を図っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for determining an abnormality in a power supply voltage in a load drive system that drives a load such as a motor by the electric power of a DC power supply such as a battery.
For example, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the amount of decrease in the output voltage of the auxiliary power supply connected in series to the main power supply per unit time exceeds a predetermined amount of time decrease, the output destination of the power supply device, that is, An abnormality determination is performed to determine that the load side circuit is abnormal.
Here, the technique of Patent Document 1 is applied to an electric power steering device, and the device is downsized under conditions where the mounting space is severely restricted.

特開2012−91768号公報JP2012-91768A

判定装置が取得する電源電圧が正常時に比べて低下する原因には、負荷回路のショート異常や、負荷回路に印加される電源電圧が監視される電源ライン断線異常が考えられる。本明細書において「ショート異常」とは、抵抗が完全に0となる状態に限らず、正常時に比べて抵抗がほぼ0に近づく「レアショート」の状態を含むものとする。
ところで、現実には、負荷回路のショート異常又は負荷回路電源ラインの断線異常が発生した場合に限らず、配線の接触不良等によるチャタリングで瞬間的に電圧が低下する場合もある。また、エンジンを備える車両において、同一のバッテリの電力を分岐して電動パワーステアリング用モータとスタータとに供給するシステムでは、エンジン始動時のクランキングにより電源電圧が瞬間的に低下する可能性がある。
Possible causes for the power supply voltage acquired by the determination device to be lower than normal are a short circuit abnormality in the load circuit and a power line disconnection abnormality in which the power source voltage applied to the load circuit is monitored. In the present specification, the “short circuit abnormality” is not limited to the state where the resistance is completely 0, but includes the state of “rare short” in which the resistance approaches 0 as compared with the normal state.
By the way, in reality, not only when a short circuit abnormality of the load circuit or a disconnection abnormality of the load circuit power supply line occurs, but also the voltage may momentarily drop due to chattering due to poor contact of wiring. In a vehicle equipped with an engine, in a system in which the same battery power is branched and supplied to an electric power steering motor and a starter, the power supply voltage may momentarily drop due to cranking at the time of engine start. ..

しかし、特許文献1の従来技術では、出力電圧の単位時間あたりの低下量が所定の時間低下量を越える異常の原因が負荷回路のショート異常であるか否かを判別することができない。したがって、その後、正常復帰する瞬時電圧低下の場合にも、ショート異常発生時と同様のシステム停止等の処置を行うと、システムの機能が失われることとなる。
また、電動パワーステアリング装置のモータ駆動装置では一般に、負荷回路に印加される電源電圧と、制御用の信号回路に印加される電源電圧とは、同一の直流電源から印加される。したがって、負荷回路の電圧が低下したとき、同時に信号回路の電圧が低下する。しかし特許文献1には、信号回路の電圧低下に関し、何ら言及されていない。
However, in the conventional technique of Patent Document 1, it is not possible to determine whether or not the cause of the abnormality in which the amount of decrease in the output voltage per unit time exceeds a predetermined amount of time decrease is a load circuit short circuit abnormality. Therefore, after that, even in the case of an instantaneous voltage drop in which the normal state is restored, if the system stop or the like is performed in the same manner as when the short circuit abnormality occurs, the system function is lost.
Further, in a motor drive device of an electric power steering device, generally, a power supply voltage applied to a load circuit and a power supply voltage applied to a control signal circuit are applied from the same DC power supply. Therefore, when the voltage of the load circuit drops, the voltage of the signal circuit drops at the same time. However, Patent Document 1 does not mention anything about the voltage drop of the signal circuit.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、負荷回路電圧低下の異常原因が負荷回路のショート異常であるか否かを判別可能な電源電圧異常判定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a power supply voltage abnormality determination device capable of determining whether or not the cause of the abnormality in the load circuit voltage drop is a short circuit abnormality in the load circuit. To provide.

本発明の電源電圧異常判定装置は、同一の直流電源(10)から負荷回路(50)及び信号回路(40)に電源電圧が印加される負荷駆動システムにおいて、負荷回路電圧(VLC)及び信号回路電圧(VSC)を監視する。ここで、負荷回路電圧は、負荷回路に印加される電源電圧であり、信号回路電圧は、信号回路に印加される電源電圧である。 The power supply voltage abnormality determination device of the present invention is a load drive system in which a power supply voltage is applied to the load circuit (50) and the signal circuit (40) from the same DC power supply (10), and the load circuit voltage (V LC ) and the signal. Monitor the circuit voltage (V SC ). Here, the load circuit voltage is a power supply voltage applied to the load circuit, and the signal circuit voltage is a power supply voltage applied to the signal circuit.

この電源電圧異常判定装置は、異常検出部(60)及び異常判別部(80)を備える。
異常検出部は、負荷回路電圧の値が電圧低下判定閾値(VLCth)よりも低下したとき、「負荷回路電圧の低下状態の異常」を検出する。
異常判別部は、負荷回路電圧の低下状態の異常が検出されたとき、異常検出前の信号回路電圧値(VSC_tr_pd)と異常検出後の信号回路電圧値との差分である信号回路電圧変化量(ΔVSC)に基づき、電圧低下異常の原因を判別する。
This power supply voltage abnormality determination device includes an abnormality detection unit (60) and an abnormality determination unit (80).
Abnormality detection unit, the value of the load circuit voltage when lower than the voltage drop determination threshold (V LC th), to detect "abnormal reduction state of the load circuit voltage".
The abnormality determination unit, when the abnormality of the load circuit voltage drop state is detected, changes the signal circuit voltage which is the difference between the signal circuit voltage value before the abnormality detection (V SC _tr_pd) and the signal circuit voltage value after the abnormality detection. The cause of the voltage drop abnormality is determined based on the amount (ΔV SC ).

詳しくは、異常判別部は、信号回路電圧変化量が変化量閾値(ΔVSC_th)以上の場合に「負荷回路のショート異常」であると判定し、信号回路電圧変化量が変化量閾値未満の場合に「負荷回路の電源ライン断線異常又は瞬時電圧低下」であると判定する。
これにより、本発明では、同一の直流電源から負荷回路及び信号回路に電源電圧が印加される負荷駆動システムにおいて、負荷回路電圧低下の異常原因が負荷回路のショート異常であるか否かを適切に判別することができる。
More specifically, the abnormality determining unit determines that the signal circuit voltage change amount is equal to or more than the change amount threshold value (ΔV SC _th) and is “a load circuit short-circuit abnormality”, and the signal circuit voltage change amount is less than the change amount threshold value. In this case, it is determined that “the load circuit has a power line disconnection abnormality or an instantaneous voltage drop”.
Accordingly, in the present invention, in a load drive system in which a power supply voltage is applied to the load circuit and the signal circuit from the same DC power supply, it is appropriately determined whether the cause of the load circuit voltage drop is a load circuit short circuit abnormality. Can be determined.

好ましくは、異常判別部は、信号回路電圧変化量が変化量閾値未満の場合、さらに、負荷回路電圧値と正常復帰判定閾値(VLCre_th)とを比較する。そして、負荷回路電圧の更新値が正常復帰判定閾値未満であると判断された回数(Cop)が所定の確定値(Cop_fix)以上となったとき、「負荷回路の電源ライン断線異常」であると判定する。 Preferably, when the signal circuit voltage change amount is less than the change amount threshold value, the abnormality determination unit further compares the load circuit voltage value with the normal recovery determination threshold value (V LC re_th). Then, when the number of times (Cop) that the updated value of the load circuit voltage is determined to be less than the normal recovery determination threshold value is equal to or greater than a predetermined fixed value (Cop_fix), it is determined that "the power supply line disconnection abnormality of the load circuit" has occurred. judge.

これにより、電圧低下異常の原因が負荷回路のショート異常でない場合、さらに、負荷回路の電源ライン断線異常であるか、瞬時電圧低下であるかを判別することができる。
したがって、負荷回路のショート異常又は電源ライン断線異常の場合には負荷の駆動を停止し、瞬時電圧低下の場合は負荷の駆動を継続するというように、異常原因に応じて適切な処置を実施することができる。
Accordingly, when the cause of the voltage drop abnormality is not the load circuit short circuit abnormality, it is possible to further determine whether the load circuit is a power line disconnection abnormality or an instantaneous voltage drop.
Therefore, if the load circuit is short-circuited or the power line is broken, the drive of the load is stopped, and if the voltage drops momentarily, the drive of the load is continued. be able to.

第1実施形態のマイコン(電源電圧異常判定装置)が適用される負荷駆動システムの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a load drive system to which a microcomputer (power supply voltage abnormality determination device) of the first embodiment is applied. 第1実施形態のマイコンの制御ブロック図。3 is a control block diagram of the microcomputer of the first embodiment. FIG. 負荷回路電圧低下異常検出のフローチャート。The flowchart of load circuit voltage drop abnormality detection. 異常検出前信号回路電圧演算処理のフローチャート。The flowchart of the signal circuit voltage calculation process before abnormality detection. 誤判定防止対策を追加した異常検出前電圧演算処理のフローチャート。The flowchart of the voltage calculation process before abnormality detection which added the erroneous determination prevention measure. 異常検出前信号回路電圧演算処理のタイミングチャート。The timing chart of the signal circuit voltage calculation process before abnormality detection. 負荷回路電圧低下異常時における原因判別及び異常処置のフローチャート。5 is a flowchart of cause determination and abnormality treatment when a load circuit voltage drop is abnormal. 負荷回路電圧低下異常処置(ショート異常)のタイミングチャート。The timing chart of load circuit voltage drop abnormality treatment (short circuit abnormality). 負荷回路電圧低下異常処置(断線異常)のタイミングチャート。The timing chart of load circuit voltage drop abnormality treatment (disconnection abnormality). 負荷回路電圧低下異常処置(瞬時電圧低下)のタイミングチャート。Timing chart of load circuit voltage drop abnormality treatment (instantaneous voltage drop). 複数入力電圧処理部を有する第2実施形態のマイコンの制御ブロック図。FIG. 6 is a control block diagram of the microcomputer according to the second embodiment having a plurality of input voltage processing units. 複数入力電圧処理部による多数決処理のフローチャート。The flowchart of the majority vote process by a several input voltage process part. 複数入力電圧処理部による(a)最小値、(b)最大値、(c)平均値算出のフローチャート。The flowchart of (a) minimum value, (b) maximum value, and (c) average value calculation by a several input voltage process part.

以下、電源電圧異常判定装置の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態では、マイコンが「電源電圧異常判定装置」として機能する。
(第1実施形態)
第1実施形態の電源電圧異常判定装置について、図1〜図10を参照して説明する。
最初に図1を参照し、「電源電圧異常判定装置」としてのマイコン43が適用される負荷駆動システムの全体構成を説明する。この負荷駆動システムは、例えば車両の電動パワーステアリング装置において操舵アシストモータを駆動するシステムとして用いられる。
図1の例では、マイコン43は、レギュレータ42、ドライバ回路44、負荷駆動回路54等と共に、駆動対象55を制御するECU30を構成する。例えば負荷駆動回路54は、直流電力を交流電力に変換するインバータ等であり、駆動対象55は、インバータから供給される電力によりトルクを発生するモータ等である。ここでは、負荷駆動回路54及び駆動対象55を含めて、ECU30の制御対象としての「負荷56」と考える。
Hereinafter, an embodiment of a power supply voltage abnormality determining device will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the microcomputer functions as a “power supply voltage abnormality determination device”.
(First embodiment)
The power supply voltage abnormality determination device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
First, with reference to FIG. 1, an overall configuration of a load drive system to which a microcomputer 43 as a “power supply voltage abnormality determination device” is applied will be described. This load drive system is used, for example, as a system for driving a steering assist motor in an electric power steering device of a vehicle.
In the example of FIG. 1, the microcomputer 43 configures the ECU 30 that controls the drive target 55 together with the regulator 42, the driver circuit 44, the load drive circuit 54, and the like. For example, the load drive circuit 54 is an inverter or the like that converts DC power into AC power, and the drive target 55 is a motor or the like that generates torque by the power supplied from the inverter. Here, the load drive circuit 54 and the drive target 55 are considered as a “load 56” as a control target of the ECU 30.

図1において、負荷回路用コネクタ36から負荷回路用電源ライン37を経由してパワー電流が通電される、負荷駆動回路54及び負荷56を含む回路を「負荷回路50」と定義する。また、信号回路用コネクタ31から信号回路用電源ライン32及びレギュレータ42を経由して入力される電源電圧に基づいて動作する、マイコン43及びドライバ回路44を含む回路を「信号回路40」と定義する。なお、信号回路用コネクタ31からレギュレータ42までの回路を狭義の「信号回路」と解釈してもよい。
以下、負荷回路50に印加される電源電圧を「負荷回路電圧VLC」といい、信号回路40に印加される電源電圧を「信号回路電圧VSC」という。「LC」は「Load Circuit」を意味し、「SC」は「Signal Circuit」を意味する。
In FIG. 1, a circuit including a load drive circuit 54 and a load 56, which is supplied with a power current from the load circuit connector 36 via the load circuit power supply line 37, is defined as a “load circuit 50”. A circuit including the microcomputer 43 and the driver circuit 44, which operates based on the power supply voltage input from the signal circuit connector 31 via the signal circuit power supply line 32 and the regulator 42, is defined as a “signal circuit 40”. .. The circuit from the signal circuit connector 31 to the regulator 42 may be interpreted as a “signal circuit” in a narrow sense.
Hereinafter, the power supply voltage applied to the load circuit 50 is referred to as “load circuit voltage V LC ”, and the power supply voltage applied to the signal circuit 40 is referred to as “signal circuit voltage V SC ”. “LC” means “Load Circuit”, and “SC” means “Signal Circuit”.

ECU30は、同一のバッテリ10から直流電力が入力される2つのコネクタ31、32を有している。バッテリ10の正極は、信号回路用の電源用ヒューズ21、及び、イグニションスイッチ等の外部スイッチ22を介して、信号回路コネクタ31の電源電圧端子に接続されている。また、バッテリ10の正極は、負荷回路用の電源用ヒューズ26を介して、負荷回路コネクタ36の電源電圧端子に接続されている。バッテリ10の負極は、信号回路コネクタ31及び負荷回路コネクタ36の各グランド端子に接続されている。   The ECU 30 has two connectors 31, 32 to which DC power is input from the same battery 10. The positive electrode of the battery 10 is connected to a power supply voltage terminal of a signal circuit connector 31 via a power supply fuse 21 for a signal circuit and an external switch 22 such as an ignition switch. The positive electrode of the battery 10 is connected to the power supply voltage terminal of the load circuit connector 36 via the power supply fuse 26 for the load circuit. The negative electrode of the battery 10 is connected to the ground terminals of the signal circuit connector 31 and the load circuit connector 36.

ECU30の内部には、レギュレータ42、マイコン43、ドライバ回路44、負荷回路用電源リレースイッチ51、52、負荷駆動回路54等が設けられている。
レギュレータ42は、信号回路用電源ライン32を経由して入力された信号回路電圧VSCに基づき、マイコン用電源を生成する。
マイコン43は、レギュレータ42により生成されたマイコン用電源により駆動され、各種制御演算によりドライバ回路44への指令信号を演算する。なお、制御演算に用いる車両情報やフィードバック情報の信号入力の図示を省略する。
ドライバ回路44は、マイコン43が演算した指令信号に基づき、負荷回路用電源リレースイッチ51、52、及び、負荷駆動回路54内のスイッチを動作させる。
Inside the ECU 30, a regulator 42, a microcomputer 43, a driver circuit 44, load circuit power supply relay switches 51 and 52, a load drive circuit 54, and the like are provided.
The regulator 42 generates a microcomputer power supply based on the signal circuit voltage V SC input via the signal circuit power supply line 32.
The microcomputer 43 is driven by the microcomputer power supply generated by the regulator 42, and calculates a command signal to the driver circuit 44 by various control calculations. Note that illustration of signal inputs of vehicle information and feedback information used for control calculation is omitted.
The driver circuit 44 operates the load circuit power supply relay switches 51 and 52 and the switches in the load drive circuit 54 based on the command signal calculated by the microcomputer 43.

負荷駆動回路54は、負荷回路用電源ライン37を介して負荷回路コネクタ36に接続されている。負荷回路用電源リレースイッチ51、52は、負荷回路用電源ライン37の途中に設けられ、負荷回路用電源ライン37を遮断可能である。負荷回路用電源リレースイッチ51、52は、バッテリ10の極性を正方向に接続したときに機能する通常の電源リレースイッチ51、及び、バッテリ10の極性を誤って逆方向に接続したときに機能する逆接続防止用のリレースイッチ52により構成されている。   The load drive circuit 54 is connected to the load circuit connector 36 via the load circuit power supply line 37. The load circuit power supply relay switches 51 and 52 are provided in the middle of the load circuit power supply line 37 and can interrupt the load circuit power supply line 37. The power circuit relay switches 51 and 52 for the load circuit function when the polarity of the battery 10 is connected in the positive direction and the normal power relay switch 51, and when the polarity of the battery 10 is incorrectly connected in the reverse direction. It is composed of a relay switch 52 for preventing reverse connection.

さらに、本実施形態のマイコン43は、信号回路用電源ライン32の監視点41に接続された信号回路電圧監視ライン34を介して信号回路電圧VSCを監視する。また、マイコン43は、負荷回路用電源ライン37の監視点53に接続された負荷回路電圧監視ライン38を介して負荷回路電圧VLCを監視する。 Further, the microcomputer 43 of the present embodiment monitors the signal circuit voltage V SC via the signal circuit voltage monitoring line 34 connected to the monitoring point 41 of the signal circuit power supply line 32. Further, the microcomputer 43 monitors the load circuit voltage V LC via the load circuit voltage monitoring line 38 connected to the monitoring point 53 of the load circuit power supply line 37.

本明細書では、以下のような現象を含めて「負荷回路のショート異常」という。
(a)インバータを構成するスイッチング素子のドレイン−ソース間が短絡した場合。
(b)いずれかの相のモータ巻線がインバータの電源ラインと天絡し、又は、インバータのグランドラインと地絡した場合。
(c)異なる相のモータ巻線同士が相間で短絡した場合。
全ての場合について、「ショート異常」とは、抵抗が完全に0となる状態に限らず、正常時に比べて抵抗がほぼ0に近づく「レアショート」の状態を含むものとする。ショート異常が発生すると、過電流により、又は、過電流に起因する発熱により、素子や基板部品等が破壊するおそれがある。これを「システム破壊」という。
In the present specification, the short circuit abnormality of the load circuit is included including the following phenomena.
(A) When the drain-source of the switching element that constitutes the inverter is short-circuited.
(B) When the motor winding of either phase is short-circuited to the power supply line of the inverter or grounded to the ground line of the inverter.
(C) When the motor windings of different phases are short-circuited between the phases.
In all cases, the “short circuit abnormality” is not limited to the state where the resistance is completely 0, but includes the state of “rare short” in which the resistance approaches 0 as compared with the normal state. When a short circuit abnormality occurs, an element, a board component, or the like may be destroyed due to overcurrent or heat generated due to the overcurrent. This is called "system destruction".

また、バッテリ10と監視点53との間で断線した場合を「負荷回路の電源ライン断線異常」という。また、実施形態の説明では「電源ライン」を省略し、単に「負荷回路の断線異常」という。つまり、監視点53よりも負荷56側での断線、例えばインバータを構成するスイッチング素子のオープン故障やモータ巻線の断線は、本実施形態における「負荷回路の断線異常」には含まれない。
この「断線異常」についても、抵抗が無限大となる状態に限らず、正常時に比べて抵抗が極めて大きくなる状態を含むものとする。
以下、「負荷回路のショート/断線異常」というとき、負荷回路の符号「50」の記載を省略する。
Further, the case where the battery 10 and the monitoring point 53 are disconnected is referred to as "power line disconnection abnormality of load circuit". In the description of the embodiment, the “power supply line” is omitted and simply referred to as “load circuit disconnection abnormality”. That is, the disconnection on the load 56 side from the monitoring point 53, for example, the open failure of the switching element forming the inverter and the disconnection of the motor winding are not included in the “disconnection abnormality of the load circuit” in the present embodiment.
The "wire breakage abnormality" is not limited to the state where the resistance becomes infinite, but includes the state where the resistance becomes extremely large compared to the normal state.
Hereinafter, when the term “short circuit / disconnection abnormality of load circuit” is used, the description of the load circuit reference numeral “50” is omitted.

ショート異常時又は断線異常時、負荷回路電圧監視ライン38を介してマイコン43に監視される負荷回路電圧値VLCは、正常時に比べて低下する。したがって、マイコン43は、負荷回路電圧値VLCが低下したことに基づいて、これらの異常を検出することができる。そして、異常の発生時、ECU電源をオフし、システム停止する等の適切な処置をすることにより、システム破壊に至ることが防止される。 When there is a short circuit abnormality or a wire breakage abnormality, the load circuit voltage value V LC monitored by the microcomputer 43 via the load circuit voltage monitoring line 38 is lower than in a normal state. Therefore, the microcomputer 43 can detect these abnormalities based on the decrease in the load circuit voltage value V LC . When an abnormality occurs, the ECU power is turned off and appropriate measures such as stopping the system are taken to prevent the system from being destroyed.

ところで、現実には、負荷回路のショート異常又は負荷回路電源ラインの断線異常が発生した場合に限らず、配線の接触不良等によるチャタリングで瞬間的に電圧が低下する場合もある。また、エンジンを備える車両において、同一のバッテリの電力を分岐して電動パワーステアリング用モータとスタータとに供給するシステムでは、エンジン始動時のクランキングにより電源電圧が瞬間的に低下する可能性がある。
このような瞬時電圧低下の場合に毎回システムを停止すると、本来システムに要求される機能、例えば電動パワーステアリング装置における操舵アシスト機能が喪失し、ユーザの利便性が損なわれることとなる。
By the way, in reality, not only when a short circuit abnormality of the load circuit or a disconnection abnormality of the load circuit power supply line occurs, but also the voltage may momentarily drop due to chattering due to poor contact of wiring. In a vehicle equipped with an engine, in a system in which electric power of the same battery is branched and supplied to an electric power steering motor and a starter, the power supply voltage may momentarily drop due to cranking when the engine is started. ..
If the system is stopped every time in the case of such an instantaneous voltage drop, the function originally required for the system, for example, the steering assist function in the electric power steering device is lost, and the convenience of the user is impaired.

例えば従来技術である特許文献1(特開2012−91768号公報)には、出力電圧の単位時間あたりの低下量に基づいて電源装置の出力先の異常判定を行う技術が開示されているが、チャタリング等による瞬時電圧低下の場合、誤判定を生じるおそれがある。
その他にも、従来、電源電圧の低下異常判定に関して、様々な方法が提案されている。しかし、その多くは、一つの電圧レベルを監視し、その監視電圧が低下したときに異常と判定して負荷回路の駆動を停止するものである。
そのような従来技術に対し、本実施形態のマイコン43は、負荷回路電圧VLCの低下を検出し、さらに、電圧低下の原因が負荷回路のショート異常、断線異常、又は瞬時電圧低下のいずれであるかを判別可能とするものである。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-91768, which is a conventional technique, discloses a technique of determining an abnormality in an output destination of a power supply device based on a reduction amount of an output voltage per unit time. In the case of an instantaneous voltage drop due to chattering or the like, erroneous determination may occur.
In addition to the above, various methods have been conventionally proposed for determining a power supply voltage drop abnormality. However, in most of them, one voltage level is monitored, and when the monitored voltage drops, it is determined to be abnormal and the driving of the load circuit is stopped.
In contrast to such a conventional technique, the microcomputer 43 of the present embodiment detects a decrease in the load circuit voltage V LC , and the cause of the voltage decrease is any one of a load circuit short circuit abnormality, a disconnection abnormality, or an instantaneous voltage reduction. It is possible to determine whether there is any.

続いて、マイコン43による電源電圧異常判定の詳細について説明する。
マイコン43の詳細構成を示す図2において、「VLC」は、「負荷回路電圧」又は「負荷回路電圧値」を意味し、「VSC」は、「信号回路電圧」又は「信号回路電圧値」を意味する。「値」の有無は、文脈に応じて使い分ける。例えば、「電圧が低下する」というように物理量の変化を記述する場合等には「値」を付さない。また、「電圧値が閾値より大きい」というように値同士を比較する場合等には「値」を付して記述する。
Next, details of the power supply voltage abnormality determination by the microcomputer 43 will be described.
In FIG. 2 showing the detailed configuration of the microcomputer 43, “V LC ” means “load circuit voltage” or “load circuit voltage value”, and “V SC ” is “signal circuit voltage” or “signal circuit voltage value”. Means. The presence or absence of “value” is used properly according to the context. For example, when describing a change in a physical quantity such as "the voltage drops", "value" is not attached. In addition, when comparing values such as "voltage value is larger than threshold value", "value" is attached.

マイコン43は、大きく、負荷回路電圧低下異常検出部60、異常検出前信号回路電圧演算部70、及び、負荷回路電圧低下異常判別部80の3つの機能部を有する。
本実施形態では、負荷回路電圧VLCに関する構成と信号回路電圧VSCに関する構成とを区別するため、各部の名称が必然的に長くなる傾向にある。そこで、初出時に正式名称を記載し、以後、省略しても理解可能な部分については、適宜省略して記載する。
The microcomputer 43 roughly has three functional units, that is, a load circuit voltage drop abnormality detection unit 60, a pre-abnormality detection signal circuit voltage calculation unit 70, and a load circuit voltage drop abnormality determination unit 80.
In the present embodiment, in order to distinguish between the configuration related to the load circuit voltage V LC and the configuration related to the signal circuit voltage V SC , the names of the respective parts tend to be inevitably long. Therefore, the official name is described at the first appearance, and the parts that can be understood even if omitted are omitted as appropriate.

まず、本実施形態において「低下異常」が検出される電圧は、負荷回路電圧VLCのみである。ちなみに、信号回路電圧VSCについては、正常値範囲内であるか範囲外であるかが判定されるだけである。さらに、負荷回路電圧VLCについて検出対象となる異常は、「電圧低下異常」に限られる。そこで、負荷回路電圧低下異常検出部60を「異常検出部60」と省略し、負荷回路電圧低下異常判別部80を「異常判別部80」と省略する。この省略名称が、特許請求の範囲に記載の「異常検出部」及び「異常判別部」に対応する。 First, in the present embodiment, the only voltage at which the "decrease abnormality" is detected is the load circuit voltage VLC . Incidentally, the signal circuit voltage V SC is simply determined whether it is within the normal value range or outside the normal value range. Further, the abnormality that is the detection target of the load circuit voltage V LC is limited to the “voltage drop abnormality”. Therefore, the load circuit voltage drop abnormality detection unit 60 is omitted as the "abnormality detection unit 60", and the load circuit voltage drop abnormality determination unit 80 is omitted as the "abnormality determination unit 80". This abbreviated name corresponds to the "abnormality detection unit" and the "abnormality determination unit" described in the claims.

また、異常検出前信号回路電圧演算部70の「異常検出前」とは負荷回路電圧VLCの低下異常検出前を意味するため、この段階で演算対象となる電圧は、信号回路電圧VSCしかない。そこで、異常検出前信号回路電圧演算部70を「異常検出前電圧演算部70」と省略する。この省略名称が、特許請求の範囲に記載の「異常検出前電圧演算部」に対応する。 Further, “before abnormality detection” of the signal circuit voltage calculation unit 70 before abnormality detection means before decrease abnormality detection of the load circuit voltage V LC , and therefore the only voltage to be calculated at this stage is the signal circuit voltage V SC. Absent. Therefore, the pre-abnormality detection signal circuit voltage calculation unit 70 is omitted as the “pre-abnormality detection voltage calculation unit 70”. This abbreviated name corresponds to the “pre-abnormality detection voltage calculation unit” described in the claims.

図1に示す負荷回路電圧監視ライン38を介してマイコン43に監視される負荷回路電圧VLCは、異常検出部60及び異常判別部80に取得される。また、信号回路電圧監視ライン34を介してマイコン43に監視される信号回路電圧VSCは、異常検出前電圧演算部70及び異常判別部80に取得される。 The load circuit voltage V LC monitored by the microcomputer 43 via the load circuit voltage monitoring line 38 shown in FIG. 1 is acquired by the abnormality detection unit 60 and the abnormality determination unit 80. Further, the signal circuit voltage V SC monitored by the microcomputer 43 via the signal circuit voltage monitoring line 34 is acquired by the pre-abnormality detection voltage calculation unit 70 and the abnormality determination unit 80.

異常検出部60は、負荷回路電圧低下判定部61、及び、低下状態異常判定部62を有する。
負荷回路電圧低下判定部61は、負荷回路電圧VLCが所定の電圧低下判定閾値よりも低下したことを判定する。低下状態異常判定部62は、電圧低下異常の判定回数をカウントするカウンタを用いて、負荷回路電圧低下状態の異常を判定する。そして、低下状態異常判定部62は、負荷回路電圧低下状態の正常/異常の情報を出力する。
The abnormality detection unit 60 includes a load circuit voltage drop determination unit 61 and a drop state abnormality determination unit 62.
The load circuit voltage drop determination unit 61 determines that the load circuit voltage V LC has dropped below a predetermined voltage drop determination threshold value. The drop state abnormality determination unit 62 determines the load circuit voltage drop state abnormality using a counter that counts the number of times of voltage drop abnormality determination. Then, the drop state abnormality determination unit 62 outputs information on normality / abnormality of the load circuit voltage drop state.

異常検出前電圧演算部70は、異常検出前電圧値使用許可判定部71、異常検出前電圧バッファ演算部72、及び、電圧バッファ解除用タイマ処置部73を有する。図2にて、ブロックの名称中に「VSC」と記載される通り、これら各部71、72、73の名称中の「電圧」又は「電圧値」は、「信号回路電圧」又は「信号回路電圧値」の意味である。 The pre-abnormality detection voltage calculation unit 70 includes a pre-abnormality detection voltage value use permission determination unit 71, a pre-abnormality detection voltage buffer calculation unit 72, and a voltage buffer cancellation timer processing unit 73. In FIG. 2, as described in the name of the block as “V SC ”, “voltage” or “voltage value” in the names of these units 71, 72, 73 means “signal circuit voltage” or “signal circuit”. It means "voltage value".

異常検出前電圧値使用許可判定部71は、負荷回路電圧低下状態の異常が検出されたとき、異常判別部80において信号回路電圧変化量ΔVSCの算出に用いられる「異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pd」について、使用許可を判定する。なお、記号中の「tr」は「trouble」を意味し、「pd」は「pre-detection」を意味する。
つまり、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdが電源投入直後で安定していない場合や負荷回路電圧VLCの低下に伴って低下している場合等が想定される。そのような場合、異常判別部80が、その電圧値VSC_tr_pdに基づいて信号回路電圧変化量ΔVSCを算出すると、誤判定を生じるおそれがある。
The pre-abnormality voltage value use permission determining unit 71 uses the “pre-abnormality signal circuit voltage value” used by the abnormality determining unit 80 to calculate the signal circuit voltage change amount ΔV SC when an abnormality in the load circuit voltage drop state is detected. The use permission is determined for “V SC — tr — pd”. In addition, "tr" in a symbol means "trouble", and "pd" means "pre-detection".
That is, it is assumed that the signal circuit voltage value V SC _tr_pd before abnormality detection is not stable immediately after the power is turned on, or is decreased as the load circuit voltage V LC is decreased. In such a case, if the abnormality determination unit 80 calculates the signal circuit voltage change amount ΔV SC based on the voltage value V SC _tr_pd, there is a possibility that an erroneous determination may occur.

そこで、異常検出前電圧値使用許可判定部71は、異常判別部80による異常判定において適切に使用可能な異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdを出力する。
そのための手段として、異常検出前電圧バッファ演算部72は、異常検出前信号回路電圧のバッファ値VSC_tr_pd_bfを演算する。電圧バッファ解除用タイマ処置部73は、電圧バッファを開始してから解除するまでタイマをカウントアップする。
Therefore, the pre-abnormality detection voltage value use permission determination unit 71 outputs the pre-abnormality detection signal circuit voltage value V SC _tr_pd that can be appropriately used in the abnormality determination by the abnormality determination unit 80.
As means for that purpose, the pre-abnormality detection voltage buffer calculation unit 72 calculates the buffer value V SC _tr_pd_bf of the pre-abnormality detection signal circuit voltage. The voltage buffer release timer processing unit 73 counts up the timer from the start of the voltage buffer to the release.

異常判別部80は、信号回路電圧変化量算出部81、負荷回路ショート判定部82、及び、負荷回路断線判定部83を有する。異常判別部80は、異常検出部60により負荷回路電圧低下状態の異常が検出されたとき、異常原因の判別及び異常処置を行う。
信号回路電圧変化量算出部81は、異常検出前電圧演算部70の異常検出前電圧値使用許可判定部71が出力した異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdと、異常検出後の信号回路電圧値VSCとの差分である「信号回路電圧変化量ΔVSC」を算出する。すなわち、「ΔVSC=VSC_tr_pd−VSC」と表される。
The abnormality determination unit 80 includes a signal circuit voltage change amount calculation unit 81, a load circuit short circuit determination unit 82, and a load circuit disconnection determination unit 83. When the abnormality detection unit 60 detects an abnormality in the load circuit voltage drop state, the abnormality determination unit 80 determines the cause of the abnormality and takes an abnormal action.
The signal circuit voltage change amount calculation unit 81 includes the pre-abnormality-detection voltage circuit voltage value V SC _tr_pd output from the pre-abnormality-detection voltage value use permission determination unit 71 of the pre-abnormality-voltage calculation unit 70 and the signal circuit voltage after the abnormality detection. The “signal circuit voltage change amount ΔV SC ”, which is the difference from the value V SC , is calculated. That is, it is expressed as “ΔV SC = V SC —tr_pd−V SC ”.

負荷回路ショート判定部82は、主に信号回路電圧変化量ΔVSCに基づいて、負荷回路のショート異常であるか否かを判別する。そして、負荷回路のショート異常であると判定した場合、負荷回路ショート判定部82は、ECU電源オフ信号を出力する。
負荷回路断線判定部83は、負荷回路ショート判定部82が負荷回路のショート異常でないと判定したとき、断線異常の判定回数をカウントするカウンタを用いて、負荷回路の断線異常であるか否かを判別する。そして、負荷回路の断線異常であると判定した場合、負荷回路断線判定部83は、ECU電源オフ信号を出力する。
一方、負荷回路の断線異常でなく瞬時電圧低下であると判定した場合、負荷回路断線判定部83は、ECU正常信号を出力する。
The load circuit short-circuit determination unit 82 determines whether or not there is a load circuit short-circuit abnormality based mainly on the signal circuit voltage change amount ΔV SC . When it is determined that the load circuit is short-circuited abnormally, the load circuit short-circuit determination unit 82 outputs an ECU power off signal.
When the load circuit short circuit determination unit 82 determines that the load circuit short circuit abnormality is not the load circuit short circuit abnormality, the load circuit short circuit determination unit 83 uses a counter that counts the number of times of the wire circuit abnormality determination to determine whether the load circuit short circuit abnormality occurs. Determine. When it is determined that the load circuit has a disconnection abnormality, the load circuit disconnection determination unit 83 outputs an ECU power off signal.
On the other hand, when it is determined that the load circuit is not a disconnection abnormality but an instantaneous voltage drop, the load circuit disconnection determination unit 83 outputs an ECU normal signal.

次に、各機能部60、70、80の処理について、図3〜図10のフローチャート及びタイミングチャートを参照して順に説明する。各フローチャートの説明で記号「S」はステップを意味する。これらの処理ルーチンは、ECU電源がオンの期間中、所定の周期で、或いは、何らかの信号をトリガーとすること等により繰り返し実行される。   Next, the processing of each functional unit 60, 70, 80 will be described in order with reference to the flowcharts and timing charts of FIGS. In the description of each flowchart, the symbol "S" means a step. These processing routines are repeatedly executed at a predetermined cycle while the ECU power is on, or by using some signal as a trigger.

<異常検出部>
図3に、異常検出部60による負荷回路電圧低下異常検出のフローチャートを示す。
S11で、負荷回路電圧低下判定部61は、負荷回路電圧値VLCを電圧低下判定閾値VLCthと比較する。
負荷回路電圧値VLCが電圧低下判定閾値VLCth未満でありS11でYESのとき、S12に移行する。負荷回路電圧値VLCが電圧低下判定閾値VLCth以上でありS11でNOのとき、S15に移行し、異常判定カウント値Ctrを0回とする。仮に前回までのルーチンで異常判定カウント値Ctrがカウントアップされていた場合、カウント値CtrはS15にてリセットされる。
<Abnormality detection part>
FIG. 3 shows a flowchart of load circuit voltage drop abnormality detection by the abnormality detection unit 60.
In S11, the load circuit voltage drop determination unit 61 compares the load circuit voltage value V LC with the voltage drop determination threshold value V LC th.
When the load circuit voltage value V LC is less than the voltage drop determination threshold value V LC th and YES is obtained in S11, the process proceeds to S12. When the load circuit voltage value V LC is equal to or higher than the voltage drop determination threshold value V LC th and NO in S11, the process proceeds to S15, and the abnormality determination count value Ctr is set to 0 times. If the abnormality determination count value Ctr has been counted up in the routine up to the previous time, the count value Ctr is reset in S15.

S12で、低下状態異常判定部62は、異常判定カウント値Ctrが所定の確定値Ctr_fixに達したか否か判断する。異常判定カウント値Ctrが確定値Ctr_fixに達していないとき、S12でNOと判断し、S14にてカウント値Ctrをインクリメントする。以下のフローチャート中、インクリメントを「++」の記号で表示する。
異常判定カウント値Ctrが確定値Ctr_fixに達したとき、S12でYESと判断し、S13にて「負荷回路電圧低下状態の今回値」が異常であると判定する。
また、異常判定カウント値Ctrが0回から確定値Ctr_fixに達するまでの時間を「電圧低下異常確定待ち時間Ttr_fix」とする。この電圧低下異常確定待ち時間Ttr_fixは、後述の図6、図8〜図10のタイミングチャートで参照される。
In S12, the lowered state abnormality determination unit 62 determines whether or not the abnormality determination count value Ctr has reached a predetermined fixed value Ctr_fix. When the abnormality determination count value Ctr has not reached the definite value Ctr_fix, NO is determined in S12, and the count value Ctr is incremented in S14. In the following flowchart, the increment is indicated by the symbol "++".
When the abnormality determination count value Ctr reaches the fixed value Ctr_fix, YES is determined in S12, and it is determined that the "current value of the load circuit voltage drop state" is abnormal in S13.
Further, the time from when the abnormality determination count value Ctr reaches 0 to the fixed value Ctr_fix is referred to as “voltage drop abnormality fixed waiting time Ttr_fix”. The voltage drop abnormality confirmation waiting time Ttr_fix is referred to in the timing charts of FIGS. 6 and 8 to 10 described later.

<異常検出前電圧演算部>
図4〜図6に、異常検出前電圧演算部70による異常検出前信号回路電圧演算処理のフローチャート及びタイミングチャートを示す。図4では、後出の図5とステップ番号を対応させるため、S23、S24を欠番とする。
図4〜図6に示す例では、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdの更新処理が1[ms]毎に実行され、負荷回路電圧VLCの低下が検出された場合に、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdを更新する。なお、1[ms]の更新周期は、システムに応じて変更してよい。
<Voltage calculation unit before abnormality detection>
4 to 6 show a flowchart and a timing chart of the pre-abnormality detection signal circuit voltage calculation processing by the pre-abnormality detection voltage calculation unit 70. In FIG. 4, S23 and S24 are omitted in order to correspond step numbers to those in FIG. 5 described later.
In the examples shown in FIGS. 4 to 6, before the abnormality detection, when the update processing of the signal circuit voltage value V SC _tr_pd before abnormality detection is executed every 1 [ms] and the decrease of the load circuit voltage V LC is detected. The signal circuit voltage value V SC _tr_pd is updated. The update cycle of 1 [ms] may be changed according to the system.

次の3条件についてAND条件が成立する場合、異常検出前電圧値使用許可判定部71は、S21でYESと判断し、S22に移行する。3条件についてAND条件が成立しない場合、異常検出前電圧値使用許可判定部71は、S21でNOと判断し、S22をスキップしてS25に移行する。
<条件1> 電圧バッファ使用許可タイマ値Tapが判定時間X[ms]以上
<条件2> 負荷回路電圧低下状態の今回値が異常
<条件3> 負荷回路電圧低下状態の前回値が正常
なお、電圧バッファ使用許可タイマ値Tapの「ap」は「approval」を意味する。
When the AND conditions are satisfied for the following three conditions, the pre-abnormality-state voltage value use permission determination unit 71 determines YES in S21, and proceeds to S22. If the AND condition is not satisfied for the three conditions, the abnormality value before voltage detection use permission determination unit 71 determines NO in S21, skips S22, and proceeds to S25.
<Condition 1> The voltage buffer use permission timer value Tap is the judgment time X [ms] or more. <Condition 2> The current value of the load circuit voltage drop state is abnormal. <Condition 3> The previous value of the load circuit voltage drop state is normal. "Ap" of the buffer use permission timer value Tap means "approval".

S22では、電圧バッファ使用許可判定時間X[ms]前の電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf(X[ms])が異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdとして更新される。このとき、X[ms]前よりも古い電圧バッファ値は破棄される。
異常検出前電圧バッファ演算部72は、S25で、電圧バッファ値VSC_tr_pd_bfを更新する
S26では、取得された最新の信号回路電圧値VSCが電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf(0[ms]前)として更新される。
In S22, the voltage buffer usage permission judgment time X [ms] before the voltage buffer value V SC _tr_pd_bf (X [ms] ) is updated as the abnormality detection before the signal circuit voltage V SC _tr_pd. At this time, voltage buffer values older than X [ms] before are discarded.
Abnormality detection before voltage buffer calculation unit 72, in S25, step S26 updates the voltage buffer value V SC _tr_pd_bf, acquired latest signal circuit voltage V SC voltage buffer value V SC _tr_pd_bf (0 [ms] before) Will be updated as.

S27では、負荷回路電圧低下状態の今回値が異常であるか否か判断される。
負荷回路電圧低下状態の今回値が異常でありS27でYESの場合、電圧バッファ解除用タイマ処置部73は、S29にて、電圧バッファ使用許可タイマ値Tapを0[ms]とする。つまり、負荷回路電圧低下状態の異常発生により電圧バッファは解除される。
In S27, it is determined whether the current value of the load circuit voltage drop state is abnormal.
When the current value of the load circuit voltage drop state is abnormal and YES in S27, the voltage buffer release timer processing unit 73 sets the voltage buffer use permission timer value Tap to 0 [ms] in S29. That is, the voltage buffer is released due to the occurrence of an abnormality in the load circuit voltage drop state.

負荷回路電圧低下状態の今回値が正常でありS27でNOの場合、電圧バッファ解除用タイマ処置部73は、S28にて、電圧バッファ使用許可タイマ値Tapが電圧バッファ使用許可判定時間X[ms]に達したか否か判断する。
電圧バッファ使用許可タイマ値Tapが判定時間Xに達しておらず、S28でYESの場合、S30にてタイマ値Tapがインクリメントされる。すなわち、前回のタイマ値Tapに1[ms]を加えた時間が新たなタイマ値Tapとして更新される。
電圧バッファ使用許可タイマ値Tapが判定時間Xに達しており、S28でNOの場合、電圧バッファ解除用タイマ処置部73は、タイマ動作を終了する。
When the current value of the load circuit voltage drop state is normal and NO in S27, the voltage buffer release timer processing unit 73 determines in S28 that the voltage buffer use permission timer value Tap is the voltage buffer use permission determination time X [ms]. To determine whether or not.
If the voltage buffer use permission timer value Tap has not reached the determination time X and YES is obtained in S28, the timer value Tap is incremented in S30. That is, the time obtained by adding 1 [ms] to the previous timer value Tap is updated as a new timer value Tap.
When the voltage buffer use permission timer value Tap has reached the determination time X and the answer is NO in S28, the voltage buffer release timer processing unit 73 ends the timer operation.

続いて、図4の処理に誤判定防止対策を追加した異常検出前信号回路電圧演算処理のフローチャートを図5に示し、図4の処理との相異点について説明する。
図5の処理では、S22の後にS23が実行される。S23で、異常検出前電圧バッファ演算部72は、システム電源オン後継続時間Tsys_onがシステム電圧安定待ち時間Tsys_thに達したか否か判断する。
Next, FIG. 5 shows a flowchart of the before-abnormality-detection signal circuit voltage calculation processing in which an erroneous determination prevention measure is added to the processing of FIG. 4, and differences from the processing of FIG. 4 will be described.
In the process of FIG. 5, S23 is executed after S22. In S23, the pre-abnormality detection voltage buffer operation unit 72 determines whether or not the system power-on duration Tsys_on has reached the system voltage stabilization wait time Tsys_th.

システム電源オン後継続時間Tsys_onが安定待ち時間Tsys_thに達しておらず、S23でYESの場合、S24に移行する。S24では、0〜X[ms]前の異常検出前信号回路電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf(0〜X[ms])として、デフォルト電圧値VSC_defを用いる。デフォルト電圧値VSC_defは、異常判別部80の負荷回路ショート判定部82において、負荷回路のショート異常であると確実に判定されるように設定されている。
一方、システム電源オン後継続時間Tsys_onが安定待ち時間Tsys_thに達しており、S23でNOの場合、S25に移行する。以下、図4と同様である。
When the system power-on duration Tsys_on has not reached the stabilization waiting time Tsys_th and the result in S23 is YES, the process proceeds to S24. In S24, the default voltage value V SC _def is used as the pre-abnormality detection signal circuit voltage buffer value V SC _tr_pd_bf (0 to X [ms]) 0 to X [ms] ago. The default voltage value V SC _def is set so that the load circuit short-circuit determination unit 82 of the abnormality determination unit 80 can reliably determine that the load circuit is short-circuited.
On the other hand, if the system power-on duration Tsys_on has reached the stabilization waiting time Tsys_th and the answer is NO in S23, the process proceeds to S25. Hereinafter, it is the same as that of FIG.

図6のタイミングチャートには、上から順に、システム電源、信号回路電圧VSC、負荷回路電圧VLC、システム電源オン後継続時間Tsys_onを示す。さらに、異常検出前信号回路電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf、電圧バッファ使用許可タイマ値Tap、負荷回路電圧低下状態の正常/異常、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdを示す。異常検出前信号回路電圧バッファ値VSC_tr_pd_bfは、電圧バッファ使用許可判定時間X[ms]前から0[ms]前までの値である。ここで、電圧バッファ使用許可判定時間X[ms]、システム電圧安定待ち時間Tsys_th、デフォルト電圧値VSC_def等は、システム毎に設定される。 The timing chart of FIG. 6 shows the system power supply, the signal circuit voltage V SC , the load circuit voltage V LC , and the system power-on duration Tsys_on in order from the top. Further shows the abnormality detection before the signal circuit voltage buffer value V SC _tr_pd_bf, voltage buffer grant timer value the Tap, normality / abnormality of the load circuit brownout conditions, the abnormality detection before the signal circuit voltage V SC _tr_pd. Abnormality detection before the signal circuit voltage buffer value V SC _tr_pd_bf is the value from the previous voltage buffer usage permission judgment time X [ms] to 0 [ms] before. Here, the voltage buffer use permission determination time X [ms], the system voltage stabilization wait time Tsys_th, the default voltage value V SC _def, etc. are set for each system.

図6の時間軸の値は、1[ms]毎の離散的な値で記載されている。
時刻t0から時刻t2までの部分は、「システム電源投入後の異常検出前信号回路電圧演算処理」の説明のため参照される。また、時刻t5以後の部分は、後述の図10に関連する「瞬時電圧低下からの正常復帰後の異常検出前信号回路電圧演算処理」に関する。
なお、時刻t3から時刻t5まで、負荷回路電圧値VLCが電圧低下判定閾値VLCthよりも一時的に低下した後、正常復帰する動作について、ここでの説明を省略する。
また、説明中のS番号は、図4、図5のフローチャートのステップを示す。
The values on the time axis in FIG. 6 are described as discrete values for each 1 [ms].
The part from the time t0 to the time t2 is referred to for the explanation of the “pre-abnormality detection signal circuit voltage calculation processing after system power-on”. Further, the portion after time t5 is related to “abnormality detection before signal circuit voltage calculation processing after normal recovery from instantaneous voltage drop” related to FIG. 10 described later.
It should be noted that, from time t3 to time t5, the description of the operation of returning to normal after the load circuit voltage value V LC temporarily falls below the voltage drop determination threshold value V LC th is omitted here.
Further, the S numbers in the description indicate steps in the flowcharts of FIGS. 4 and 5.

時刻t0以前のシステム電源投入前、信号回路電圧値VSC及び負荷回路電圧値VLCは当然に0[V]である。時刻t0に外部スイッチによりシステム電源をオンすると同時に信号回路電圧値VSCが立ち上がる。また、図6の例では、システム電源をオンしてから1[ms]遅れて負荷回路電圧値VLCが立ち上がる。
時刻t0から、システム電源オン後継続時間Tsys_onがシステム電圧安定待ち時間Tsys_thに達する時刻t1まで、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdとしてデフォルト電圧値VSC_defが用いられる。
Before the system power is turned on before time t0, the signal circuit voltage value V SC and the load circuit voltage value V LC are naturally 0 [V]. At time t0, the system power supply is turned on by the external switch, and at the same time, the signal circuit voltage value V SC rises. In the example of FIG. 6, the load circuit voltage value V LC rises 1 [ms] after the system power is turned on.
From time t0 to time t1 when the system power-on duration Tsys_on reaches the system voltage stabilization wait time Tsys_th, the default voltage value V SC _def is used as the pre-abnormality detection signal circuit voltage value V SC _tr_pd.

時刻t1に、システム電源オン後継続時間Tsys_onがシステム電圧安定待ち時間Tsys_thに達すると、システム電圧が安定したと判断され、電圧バッファが開始される。つまり、電圧バッファ解除用タイマ処置部73は、電圧バッファ使用許可タイマ値Tapのカウントアップを開始する。   At time t1, when the system power-on duration Tsys_on reaches the system voltage stabilization wait time Tsys_th, it is determined that the system voltage is stable, and the voltage buffer is started. That is, the voltage buffer release timer processing unit 73 starts counting up the voltage buffer use permission timer value Tap.

時刻t1から電圧バッファ使用許可判定時間X[ms]が経過した時刻t2に、電圧バッファ使用許可タイマ値Tapが電圧バッファ使用許可判定時間X[ms]に達する。すると、異常検出前電圧値使用許可判定部71は、電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf(X[ms]前)を使用可能と判断する。 At time t2 when the voltage buffer use permission determination time X [ms] has elapsed from time t1, the voltage buffer use permission timer value Tap reaches the voltage buffer use permission determination time X [ms]. Then, the pre-abnormality detection voltage value use permission determination unit 71 determines that the voltage buffer value V SC — tr_pd_bf (before X [ms]) can be used.

したがって、時刻t3に電圧低下異常が検出された後、時刻t4に電圧低下異常判定が確定したとき、S22にて、電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf(X[ms]前)が異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdとして用いられる。
このとき同時に、電圧バッファ解除用タイマ処置部73は、S29にて、電圧バッファ使用許可タイマ値Tapを初期化する。
その後、負荷回路電圧値VLCが正常復帰した時刻t5に、電圧バッファ解除用タイマ処置部73は、再び電圧バッファ使用許可タイマ値Tapのカウントアップを開始する。
Therefore, when the voltage drop abnormality determination is confirmed at time t4 after the voltage drop abnormality is detected at time t3, the voltage buffer value V SC — tr_pd_bf (before X [ms]) is determined to be the signal circuit voltage before abnormality detection at S22. It is used as the value V SC _tr_pd.
At this time, at the same time, the voltage buffer release timer processing unit 73 initializes the voltage buffer use permission timer value Tap in S29.
After that, at time t5 when the load circuit voltage value V LC returns to normal, the voltage buffer release timer treatment unit 73 starts counting up the voltage buffer use permission timer value Tap again.

<異常判別部>
図7に、異常判別部80による負荷回路電圧低下異常時における原因判別及び異常処置のフローチャートを示す。
S41での「負荷回路電圧低下状態今回値が異常?」に対する判断結果がYESであることは、異常判別部80による処理を実行する前提となる。S41でNOの場合、図7のルーチンを終了する。
S42で、信号回路電圧変化量算出部81は、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdから、現在、すなわち異常検出後の信号回路電圧値VSCを差し引いた信号回路電圧変化量ΔVSCを算出する。異常検出前に比べ異常検出後の信号回路電圧値VSCがいくらかでも低下していれば、信号回路電圧変化量ΔVSCは正の値となる。
<Abnormality determination part>
FIG. 7 shows a flowchart of the cause determination and the abnormality treatment by the abnormality determination unit 80 when the load circuit voltage is abnormally low.
The determination result of "the load circuit voltage drop state current value is abnormal?" In S41 is YES, which is a prerequisite for executing the process by the abnormality determining unit 80. If NO in S41, the routine of FIG. 7 ends.
In S42, the signal circuit voltage change amount calculation unit 81 calculates the signal circuit voltage change amount ΔV SC by subtracting the current, ie, the signal circuit voltage value V SC after the abnormality detection from the signal circuit voltage value V SC _tr_pd before the abnormality detection. To do. If the signal circuit voltage value V SC after the abnormality is detected is slightly lower than that before the abnormality is detected, the signal circuit voltage change amount ΔV SC becomes a positive value.

次の3条件についてOR条件が成立する場合、負荷回路ショート判定部82は、S43でYES、すなわち、負荷回路のショート異常であると判断し、S44に移行する。3条件についてOR条件が成立しない場合、負荷回路ショート判定部82は、S43でNOと判断し、S45に移行する。
<条件1> 信号回路電圧変化量ΔVSCがショート判定変化量閾値ΔVSC_th以上
<条件2> 信号回路電圧値VSCが正常値範囲外
<条件3> 負荷回路電圧値VLCがショート判定電圧閾値VLCsh_th未満
S44では、ECU電源をオフする。
When the OR condition is satisfied for the following three conditions, the load circuit short circuit determination unit 82 determines YES in S43, that is, the load circuit short circuit abnormality, and proceeds to S44. If the OR condition is not satisfied for the three conditions, the load circuit short circuit determination unit 82 determines NO in S43, and proceeds to S45.
<Condition 1> The signal circuit voltage change amount ΔV SC is equal to or more than the short circuit judgment change amount threshold ΔV SC _th <Condition 2> The signal circuit voltage value V SC is outside the normal value range <Condition 3> The load circuit voltage value V LC is the short circuit judgment voltage Below threshold VLC sh_th In S44, the ECU power supply is turned off.

S45で、負荷回路断線判定部83は、負荷回路電圧値VLCを正常復帰判定電圧閾値VLCre_thと比較する。なお、「re」は「return」を意味する。
負荷回路電圧値VLCが正常復帰判定電圧閾値VLCre_th未満でありS45でYESのとき、S46に移行し、負荷回路断線判定部83は、負荷回路断線カウント値Copをインクリメントする。なお、「op」は「open」を意味する。
続いてS47で、負荷回路断線判定部83は、負荷回路断線カウント値Copが所定の確定値Cop_fixに達したか否か判断する。
In S45, the load circuit disconnection determination unit 83 compares the load circuit voltage value V LC with the normal recovery determination voltage threshold V LC re_th. Note that "re" means "return".
When the load circuit voltage value V LC is less than the normal recovery determination voltage threshold V LC re_th and YES in S45, the process proceeds to S46, and the load circuit disconnection determination unit 83 increments the load circuit disconnection count value Cop. Note that “op” means “open”.
Subsequently, in S47, the load circuit disconnection determination unit 83 determines whether or not the load circuit disconnection count value Cop has reached a predetermined fixed value Cop_fix.

負荷回路断線カウント値Copが確定値Cop_fixに達していないとき、S47でNOと判断し、S48にて信号回路電圧値VSC及び負荷回路電圧値VLCの更新値を取得して、S42の前に戻る。すなわち、負荷回路の断線異常を確定するまでの待ち時間中、S43でショート異常の有無を再判定した後、S43でNOの場合、S45以下のステップで、負荷回路の断線異常を再判定する。 When the load circuit disconnection count value Cop has not reached the definite value Cop_fix, NO is determined in S47, the updated values of the signal circuit voltage value V SC and the load circuit voltage value V LC are acquired in S48, and before S42. Return to. That is, during the waiting time until the disconnection abnormality of the load circuit is determined, the presence or absence of the short circuit abnormality is re-determined in S43, and if NO in S43, the disconnection abnormality of the load circuit is re-determined in steps S45 and below.

負荷回路断線カウント値Copが確定値Cop_fixに達したとき、S47でYESと判断し、負荷回路の断線異常を確定する。そして、S44に移行し、ショート異常の場合と同様にECU電源をオフする。
負荷回路電圧値VLCが正常復帰判定電圧閾値VLCre_th以上でありS45でNOのとき、負荷回路断線判定部83は、電圧低下異常が検出された原因がチャタリング等の瞬時電圧低下であると判断し、S49に移行する。
S49では、ECU30の動作を継続する。
When the load circuit disconnection count value Cop reaches the definite value Cop_fix, YES is determined in S47 and the disconnection abnormality of the load circuit is confirmed. Then, the process proceeds to S44, and the ECU power is turned off as in the case of the short circuit abnormality.
When the load circuit voltage value V LC is equal to or higher than the normal recovery determination voltage threshold V LC re_th and NO in S45, the load circuit disconnection determination unit 83 determines that the cause of the voltage drop abnormality is an instantaneous voltage drop such as chattering. The determination is made, and the process proceeds to S49.
In S49, the operation of the ECU 30 is continued.

図8、図9、図10に、異常原因がショート異常、断線異常、瞬時電圧低下である場合の原因判別及び異常処置のタイミングチャートを示す。各図の縦軸は、上から順に、負荷回路電圧VLC、負荷回路電圧低下状態の正常/異常、信号回路電圧VSC、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pd、負荷回路断線カウント値Cop、及び、ECU電源のオン/オフを示す。説明中のS番号は、図7のフローチャートのステップを示す。 FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10 are timing charts of the cause determination and the abnormality treatment when the abnormality causes are a short circuit abnormality, a disconnection abnormality, and an instantaneous voltage drop. The vertical axis of each figure is, in order from the top, the load circuit voltage V LC , the normal / abnormal state of the load circuit voltage drop state, the signal circuit voltage V SC , the signal circuit voltage value V SC _tr_pd before the abnormality detection, and the load circuit disconnection count value Cop. , And ON / OFF of the ECU power supply. The S numbers in the description indicate steps in the flowchart of FIG. 7.

各図の時間軸において共通に、時刻t3以前の初期には、負荷回路電圧値VLCが電圧低下判定閾値VLCthよりも高く、電圧低下状態は正常である。異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdは、破線で示すデフォルト電圧値VSC_defとなっている。負荷回路断線カウント値Copは0であり、ECU電源はオンである。 Commonly on the time axis of each figure, in the initial stage before time t3, the load circuit voltage value V LC is higher than the voltage drop determination threshold value V LC th, and the voltage drop state is normal. Abnormality detection before the signal circuit voltage V SC _tr_pd has a default voltage value V SC _def indicated by a broken line. The load circuit disconnection count value Cop is 0, and the ECU power supply is on.

時刻t3に何らかの異常原因により、負荷回路電圧VLCが電圧低下判定閾値VLCthよりも低下したことが検出される。この時、信号回路電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf(X[ms]前)は使用可能になっているものとする。したがって、時刻t3から電圧低下異常確定待ち時間Ttr_fix後の時刻t4に、電圧バッファ使用許可判定時間X[ms]前の信号回路電圧値VSCが異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdとして設定される。
時刻t4以後の動作については、異常原因毎に説明する。
At time t3, it is detected that the load circuit voltage V LC has dropped below the voltage drop determination threshold V LC th due to some cause of abnormality. At this time, the signal circuit voltage buffer value V SC _tr_pd_bf (X [ms] before) is assumed to be enabled. Therefore, at time t4, which is after the voltage drop abnormality confirmation waiting time Ttr_fix from time t3, the signal circuit voltage value V SC before the voltage buffer use permission determination time X [ms] is set as the pre-abnormality detection signal circuit voltage value V SC _tr_pd. It
The operation after time t4 will be described for each cause of abnormality.

図8に示すショート異常の場合、時刻t3に、負荷回路電圧VLCが低下すると同時に信号回路電圧VSCも低下する。そのため、時刻t4に算出される信号回路電圧変化量ΔVSC(=VSC_tr_pd−VSC)は、ショート判定変化量閾値ΔVSC_th以上となる。したがって、S43にて負荷回路ショート判定条件が成立する。よって、異常判別部80の負荷回路ショート判定部82は、異常原因が負荷回路のショート異常であると判定し、ECU電源をオフする。 In the case of the short circuit abnormality shown in FIG. 8, at time t3, the load circuit voltage V LC drops and the signal circuit voltage V SC also drops at the same time. Therefore, the signal circuit voltage change amount ΔV SC (= V SC _tr_pd−V SC ) calculated at time t4 is equal to or greater than the short circuit determination change amount threshold value ΔV SC _th. Therefore, the load circuit short circuit determination condition is satisfied in S43. Therefore, the load circuit short-circuit determination unit 82 of the abnormality determination unit 80 determines that the cause of the abnormality is a load circuit short-circuit abnormality, and turns off the ECU power supply.

図9に示す断線異常、及び、図10に示す瞬時電圧低下の場合、時刻t3に負荷回路電圧VLCが低下したとき、信号回路電圧VSCは変化しない。そのため、時刻t4に算出される信号回路電圧変化量ΔVSC(=VSC_tr_pd−VSC)は、ショート判定変化量閾値ΔVSC_th未満となる。また、時刻t3での信号回路電圧値VSCは正常値範囲内であり、負荷回路電圧値VLCはショート判定電圧閾値VLCsh_th以上である。したがって、S43にて負荷回路ショート判定条件が成立しない。
さらに、時刻t4での負荷回路電圧値VLCは正常復帰判定電圧閾値VLCre_th未満であるため、S45にてYESと判断され、負荷回路断線カウント値Copのインクリメントが開始される。
In the case of the disconnection abnormality shown in FIG. 9 and the instantaneous voltage drop shown in FIG. 10, when the load circuit voltage V LC drops at time t3, the signal circuit voltage V SC does not change. Therefore, the signal circuit voltage change amount ΔV SC (= V SC _tr_pd−V SC ) calculated at time t4 is less than the short circuit determination change amount threshold value ΔV SC _th. Further, the signal circuit voltage value V SC at time t3 is within the normal value range, and the load circuit voltage value V LC is greater than or equal to the short circuit determination voltage threshold V LC sh_th. Therefore, the load circuit short-circuit determination condition is not satisfied in S43.
Further, since the load circuit voltage value V LC at time t4 is less than the normal recovery determination voltage threshold V LC re_th, YES is determined in S45 and the load circuit disconnection count value Cop starts to be incremented.

図9に示す断線異常の場合、時刻t4以後、負荷回路電圧値VLCが正常復帰判定電圧閾値VLCre_th未満である状態が継続する。また、信号回路電圧値VSC及び信号回路電圧変化量ΔVSCは一定であるため、負荷回路断線カウント値Copが確定値Cop_fixに達するまで、「S45:YES→S46→S47:NO→S48→S42→S43:NO→S45」のループが繰り返される。そして、負荷回路断線カウント値Copが確定値Cop_fixに達した時刻t6に、S47にて負荷回路断線判定条件が成立する。よって、異常判別部80の負荷回路断線判定部83は、異常原因が負荷回路の断線異常であると判定し、ECU電源をオフする。 In the case of the disconnection abnormality shown in FIG. 9, after the time t4, the state where the load circuit voltage value V LC is less than the normal recovery determination voltage threshold V LC re_th continues. Further, since the signal circuit voltage value V SC and the signal circuit voltage change amount ΔV SC are constant, “S45: YES → S46 → S47: NO → S48 → S42 until the load circuit disconnection count value Cop reaches the definite value Cop_fix. → S43: NO → S45 ”loop is repeated. Then, at time t6 when the load circuit disconnection count value Cop reaches the fixed value Cop_fix, the load circuit disconnection determination condition is satisfied in S47. Therefore, the load circuit disconnection determination unit 83 of the abnormality determination unit 80 determines that the cause of the abnormality is the load circuit disconnection abnormality, and turns off the ECU power supply.

図10に示す瞬時電圧低下の場合、時刻t4後の時刻t5に、負荷回路電圧値VLCが正常復帰判定電圧閾値VLCre_th以上の正常値となる。すると、S45にてNOと判断され、負荷回路断線カウント値Copのインクリメントが停止される。また、ECU電源のオン状態が維持され、システム動作が継続される。 In the case of the instantaneous voltage drop shown in FIG. 10, at time t5 after time t4, the load circuit voltage value V LC becomes a normal value equal to or higher than the normal recovery determination voltage threshold V LC re_th. Then, NO is determined in S45, and the increment of the load circuit disconnection count value Cop is stopped. Further, the on state of the ECU power supply is maintained and the system operation is continued.

(効果)
第1実施形態の効果について説明する。効果説明の部分では、特許請求の範囲の記載と対応させるため、「負荷回路の電源ライン断線異常」を省略せずに記載する。
(1)異常判別部80は、信号回路電圧変化量ΔVSCが変化量閾値ΔVSC_th以上の場合に「負荷回路のショート異常」であると判定する。一方、信号回路電圧変化量ΔVSCが変化量閾値ΔVSC_th未満の場合に「負荷回路の電源ライン断線異常又は瞬時電圧低下」であると判定する。
これにより、同一のバッテリ10から負荷回路50及び信号回路40に電源電圧が印加される負荷駆動システムにおいて、負荷回路電圧低下の異常原因が負荷回路のショート異常であるか否かを適切に判別することができる。
(effect)
The effects of the first embodiment will be described. In the part of the effect explanation, in order to correspond to the description of the claims, “abnormality of disconnection of power supply line of load circuit” is described without being omitted.
(1) The abnormality determination unit 80 determines that the load circuit is short-circuited abnormally when the signal circuit voltage change amount ΔV SC is greater than or equal to the change amount threshold ΔV SC — th. On the other hand, when the signal circuit voltage change amount ΔV SC is less than the change amount threshold ΔV SC _th, it is determined that “the power supply line disconnection abnormality of the load circuit or the instantaneous voltage drop”.
Accordingly, in the load drive system in which the power supply voltage is applied from the same battery 10 to the load circuit 50 and the signal circuit 40, it is appropriately determined whether the cause of the load circuit voltage drop abnormality is a load circuit short circuit abnormality. be able to.

(2)異常判別部80は、信号回路電圧変化量ΔVSCが変化量閾値ΔVSC_th未満の場合、さらに負荷回路電圧値VLCと正常復帰判定閾値VLCre_thとを比較する。そして、負荷回路電圧VLCの更新値が正常復帰判定閾値VLCre_th未満であると判断された回数Copが所定の確定値Cop_fix以上となったとき、負荷回路の電源ライン断線異常であると判定する。
これにより、電圧低下異常の原因が負荷回路のショート異常でない場合、さらに、負荷回路の電源ライン断線異常であるか、瞬時電圧低下であるかを判別することができる。
(2) When the signal circuit voltage change amount ΔV SC is less than the change amount threshold ΔV SC _th, the abnormality determination unit 80 further compares the load circuit voltage value V LC with the normal recovery determination threshold V LC re_th. Then, when the number of times Cop determined that the updated value of the load circuit voltage V LC is less than the normal recovery determination threshold V LC re_th becomes equal to or greater than the predetermined definite value Cop_fix, it is determined that the load circuit of the load circuit is abnormal. To do.
Accordingly, when the cause of the voltage drop abnormality is not the load circuit short circuit abnormality, it is possible to further determine whether the load circuit is a power line disconnection abnormality or an instantaneous voltage drop.

(3)異常判別部80は、負荷回路のショート異常又は電源ライン断線異常であると判定したとき、負荷回路50の駆動を停止する。また異常判別部80は、信号回路電圧変化量ΔVSCが変化量閾値ΔVSC_th未満であり、且つ、負荷回路の電源ライン断線異常判定が確定する前に負荷回路電圧VLCの更新値が正常復帰判定閾値VLC_re_th以上に復帰したとき、負荷回路50の駆動を継続する。
負荷回路のショート異常又は電源ライン断線異常の場合には、システム停止することにより、システム破壊を防止することができる。一方、瞬時電圧低下の場合には、不要なシステム停止を回避し、システム動作を維持することができる。
(3) The abnormality determination unit 80 stops driving the load circuit 50 when it is determined that the load circuit is short-circuited or the power line is disconnected. Further, the abnormality determination unit 80 determines that the signal circuit voltage change amount ΔV SC is less than the change amount threshold ΔV SC _th and that the update value of the load circuit voltage V LC is normal before the power supply line disconnection abnormality determination of the load circuit is confirmed. When the return determination threshold value V LC _re_th or more is restored, the drive of the load circuit 50 is continued.
In the case of a short circuit abnormality in the load circuit or a power line disconnection abnormality, the system can be prevented from being broken by stopping the system. On the other hand, in the case of instantaneous voltage drop, unnecessary system stop can be avoided and system operation can be maintained.

(4)異常判別部80は、負荷回路の電源ライン断線異常判定が確定するまで負荷回路電圧VLCの更新値を繰り返し取得している間、さらに信号回路電圧VSCの更新値を取得する。そして、当該信号回路電圧VSCの更新値に基づく信号回路電圧変化量ΔVSCと変化量閾値ΔVSC_thとの比較により負荷回路のショート異常判定を実施する。
これにより、負荷回路の電源ライン断線異常確定待ち時間中にショート異常が発生した場合にショート異常を判定し、システム破壊を防止することができる。
(4) The abnormality determination unit 80 further acquires the updated value of the signal circuit voltage V SC while repeatedly acquiring the updated value of the load circuit voltage V LC until the determination of the power supply line disconnection abnormality of the load circuit is confirmed. Then, to implement the short abnormality determination of the load circuit by comparing the signal circuit voltage variation [Delta] V SC based on the updated value of the signal circuit voltage V SC and the change amount threshold value [Delta] V SC - th.
Accordingly, when a short circuit abnormality occurs during the power line disconnection abnormality confirmation waiting time of the load circuit, it is possible to determine the short circuit abnormality and prevent system breakdown.

(5)マイコン43は、異常判別部80が異常判定に使用可能な異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdを演算する異常検出前電圧演算部70をさらに備える。
これにより、異常判別部80は、適切な異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdを用いて異常判定することができる。
(5) The microcomputer 43 further includes a pre-abnormality detection voltage calculation unit 70 that calculates the pre-abnormality detection signal circuit voltage value V SC _tr_pd that can be used by the malfunction determination unit 80 for abnormality determination.
Accordingly, the abnormality determination section 80 may be abnormality determination using an appropriate abnormality detection before the signal circuit voltage V SC _tr_pd.

(6)異常検出前電圧演算部70は、電圧バッファを開始してから判定時間X[ms]が経過した後、現在から判定時間X[ms]前の電圧バッファ値VSC_tr_pd_bf(X[ms]前)を異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdとして用いる。
これにより、負荷回路電圧VLCの低下に追随して低下しているときの信号回路電圧値VSC_tr_pdの使用を回避し、誤判定を防止することができる。
(6) The voltage detection unit before abnormality detection 70, after the judgment time X [ms] has elapsed since the voltage buffer was started, the voltage buffer value V SC _tr_pd_bf (X [ms] before the judgment time X [ms] from the present ] Before) is used as the signal circuit voltage value before abnormality detection V SC _tr_pd.
As a result, it is possible to avoid the use of the signal circuit voltage value V SC _tr_pd when the load circuit voltage V LC is decreasing in accordance with the decrease in the load circuit voltage V LC , and prevent erroneous determination.

(7)異常検出前電圧演算部70は、バッテリ10による電力供給開始からの電源オン後継続時間Tsys_onが電圧安定待ち時間Tsys_thに達した後、信号回路電圧VSC_tr_pdのバッファを開始する。
これにより、システム電圧が安定していない段階での信号回路電圧値VSCの使用を回避し、誤判定を防止することができる。
(7) The pre-abnormality detection voltage calculation unit 70 starts buffering the signal circuit voltage V SC _tr_pd after the power-on duration Tsys_on from the start of power supply by the battery 10 reaches the voltage stabilization waiting time Tsys_th.
This makes it possible to avoid the use of the signal circuit voltage value V SC when the system voltage is not stable and prevent erroneous determination.

(8)異常検出前電圧演算部70は、異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdとして電圧バッファ値VSC_tr_pd_bfを使用可能であるときを除き、デフォルト値VSC_defを異常検出前信号回路電圧値VSC_tr_pdとして用いる。
異常判別部80において負荷回路のショート異常であると判定されるように設定されたデフォルト値VSC_defを用い、安全側に判定することで、負荷回路のショート異常の検出漏れを回避し、システム破壊を防止することができる。
(8) fault detection before voltage calculation unit 70, except when the abnormality detection before the signal circuit voltage V SC _tr_pd are usable voltage buffer value V SC _tr_pd_bf, the abnormality detection before the signal circuit voltage default values V SC _def Used as the value V SC _tr_pd.
By using the default value V SC _def that is set so that the abnormality determination unit 80 determines that there is a load circuit short-circuit abnormality, it is possible to avoid detection omission of the load circuit short-circuit abnormality by making a safe determination. It is possible to prevent destruction.

(第2実施形態)
第2実施形態の電源電圧異常判定装置について、図11〜図13を参照して説明する。図11において、第1実施形態の図2と実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態では、負荷回路電圧VLC又は信号回路電圧VSCの少なくとも一方について、複数の電圧値がマイコン43に入力される。図11の例では、複数の負荷回路電圧値VLC[0]、VLC[1]、・・・、VLC[N‐1]、及び、複数の信号回路電圧値VSC[0]、VSC[1]、・・・、VSC[N‐1]がマイコン43に入力される。
(Second embodiment)
The power supply voltage abnormality determination device of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. In FIG. 11, the same components as those in FIG. 2 of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
In the second embodiment, a plurality of voltage values are input to the microcomputer 43 for at least one of the load circuit voltage V LC and the signal circuit voltage V SC . In the example of FIG. 11, a plurality of load circuit voltage values V LC [0], V LC [1], ..., V LC [N-1] and a plurality of signal circuit voltage values V SC [0], V SC [1], ..., V SC [N-1] are input to the microcomputer 43.

想定されるシステム構成としては、例えば、いずれかの負荷回路の電圧低下異常がシステム全体に影響するものであることを前提として、複数の負荷回路を備え、各負荷回路の電圧値、及び対応する各信号回路の電圧値をマイコンが監視するシステムが考えられる。
或いは、一つの負荷回路に接続される負荷回路用電源ラインが複数存在するシステムや、一つの信号回路に接続される信号回路用電源ラインが複数存在するシステムにおいて、各電源ラインの電圧値をマイコンが監視するシステムにも適用可能である。
As an assumed system configuration, for example, assuming that a voltage drop abnormality of one of the load circuits affects the entire system, a plurality of load circuits are provided, the voltage value of each load circuit, and the corresponding A system in which a microcomputer monitors the voltage value of each signal circuit is conceivable.
Alternatively, in a system having a plurality of load circuit power supply lines connected to one load circuit, or a system having a plurality of signal circuit power supply lines connected to one signal circuit, the voltage value of each power supply line is set by a microcomputer. It can also be applied to systems monitored by.

マイコン43は、負荷回路電圧値選択部91、信号回路電圧値選択部92、異常検出前バッファ用信号回路電圧値選択部93を含む複数入力電圧処理部90を有している。複数入力電圧処理部90の各選択部91、92、93は、複数の入力電圧値に基づく電圧選択値を算出し、出力する。   The microcomputer 43 has a multiple input voltage processing unit 90 including a load circuit voltage value selection unit 91, a signal circuit voltage value selection unit 92, and a pre-abnormality detection buffer signal circuit voltage value selection unit 93. Each selection unit 91, 92, 93 of the multiple input voltage processing unit 90 calculates and outputs a voltage selection value based on the multiple input voltage values.

負荷回路電圧値選択部91は、負荷回路電圧選択値VLC_selを負荷回路電圧低下判定部61、負荷回路ショート判定部82及び負荷回路断線判定部83に出力する。信号回路電圧値選択部92は、信号回路電圧選択値VSC_selを負荷回路ショート判定部82に出力する。異常検出前バッファ用信号回路電圧値選択部93は、バッファ用信号回路電圧選択値VSC_bf_selを異常検出前電圧バッファ演算部72に出力する。
図11に示した以外のマイコン43の構成は図2と同様であるため、図示を省略する。また、各電圧選択値が入力された後のマイコン43の処理は第1実施形態と同様である。
The load circuit voltage value selection unit 91 outputs the load circuit voltage selection value V LC _sel to the load circuit voltage drop determination unit 61, the load circuit short circuit determination unit 82, and the load circuit disconnection determination unit 83. The signal circuit voltage value selection unit 92 outputs the signal circuit voltage selection value V SC _sel to the load circuit short circuit determination unit 82. The pre-abnormality detection signal circuit voltage value selection unit 93 outputs the buffering signal circuit voltage selection value V SC _bf_sel to the pre-abnormality voltage buffer calculation unit 72.
The configuration of the microcomputer 43 other than that shown in FIG. 11 is similar to that of FIG. Further, the processing of the microcomputer 43 after each voltage selection value is input is the same as that of the first embodiment.

各選択部91、92、93における「選択」という用語の解釈について説明する。
「選択」には、複数の入力電圧値のうちいずれか一つの値、例えば最大値や最小値を代表値として抽出することを含む。また、「選択」には、複数の入力電圧値に基づき、単純平均や加重平均による平均値、その他の関数値やマップ参照値等を算出することを含む。さらに「選択」には、複数の入力電圧値の分布に基づく多数決処理等を行うことを含む。
以下、選択の具体例の説明において、負荷回路電圧VLCと信号回路電圧VSCとを区別せず、まとめて「入力電圧値VIN」と表す。また、入力電圧値VINの入力インターフェイス数を「N(≧2)」とし、1からNまでの整数値を取る変数を「n」と表す。
The interpretation of the term "selection" in each selection unit 91, 92, 93 will be described.
The “selection” includes extracting any one of the plurality of input voltage values, for example, the maximum value or the minimum value as a representative value. Further, the “selection” includes calculating an average value by a simple average or a weighted average, other function values, a map reference value, etc., based on a plurality of input voltage values. Further, "selection" includes performing a majority decision process based on the distribution of a plurality of input voltage values.
In the following description of the specific example of selection, the load circuit voltage V LC and the signal circuit voltage V SC are not distinguished and are collectively referred to as the “input voltage value V IN ”. Further, the number of input interfaces of the input voltage value V IN is “N (≧ 2)”, and a variable that takes an integer value from 1 to N is represented as “n”.

図12に、多数決処理のフローチャートを示す。
S61〜S65では、N個の入力電圧値VINを順に電圧閾値Vthと比較し、電圧閾値Vth以上である入力電圧値VINの数をカウントする。
S61で、変数nの初期値を0とする。変数nが0から(N−1)までのとき、S62でYESと判断し、S63の判断ステップに進む。n番目の入力電圧値VIN[n]が電圧閾値Vth以上の場合、S63でYESと判断し、S64で多数決カウント値Cmvをインクリメントする。次に、S65で変数nを次の値に移す。変数nが入力数Nに達し、S62でNOと判定されるまで、このループを繰り返す。
FIG. 12 shows a flowchart of the majority voting process.
In S61 to S65, the N input voltage values V IN are sequentially compared with the voltage threshold Vth, and the number of input voltage values V IN equal to or higher than the voltage threshold Vth is counted.
In S61, the initial value of the variable n is set to 0. When the variable n is from 0 to (N-1), YES is determined in S62, and the process proceeds to the determination step of S63. When the n-th input voltage value V IN [n] is equal to or higher than the voltage threshold Vth, YES is determined in S63, and the majority count value Cmv is incremented in S64. Next, in S65, the variable n is moved to the next value. This loop is repeated until the variable n reaches the number of inputs N and NO is determined in S62.

S66では、多数決カウント値Cmvが入力数の過半数であるか否か判定する。
多数決カウント値Cmvが過半数の場合、S66でYESと判断し、S67で多数決電圧値Vmvを電圧閾値Vthとする。一方、多数決カウント値Cmvが半数以下の場合、S66でNOと判断し、S68で多数決電圧値Vmvを0とする。
この方式では、選択値として電圧閾値Vth又は0の二値が択一的に選択される。また、S66の判定を「Cmv=N?」のように変更すれば、全数一致判断が可能となる。
In S66, it is determined whether or not the majority vote count value Cmv is a majority of the input number.
When the majority count value Cmv is a majority, it is determined as YES in S66, and the majority voltage value Vmv is set as the voltage threshold Vth in S67. On the other hand, when the majority count value Cmv is less than half, it is determined as NO in S66, and the majority voltage value Vmv is set to 0 in S68.
In this method, the binary value of the voltage threshold value Vth or 0 is alternatively selected as the selected value. Further, if the determination in S66 is changed to “Cmv = N?”, It is possible to determine the total match.

図13に、(a)最小値、(b)最大値、(c)平均値算出のフローチャートを示す。
各記号の意味は、以下のとおりである。
MIN:最小電圧値、 MIN( ):最小値選択関数
MAX:最大電圧値、 MAX( ):最大値選択関数
AVE:平均電圧値、 AVE( ):平均値選択関数
FIG. 13 shows a flowchart of (a) minimum value, (b) maximum value, and (c) average value calculation.
The meaning of each symbol is as follows.
V MIN : Minimum voltage value, MIN (): Minimum value selection function V MAX : Maximum voltage value, MAX (): Maximum value selection function V AVE : Average voltage value, AVE (): Average value selection function

図13(a)のS7Aでは、N個の入力電圧値VIN[0]、VIN[1]、VIN[2]、・・・、VIN[N−1]の最小値VMINが選択値として算出される。
図13(b)のS7Bでは、N個の入力電圧値VIN[0]、VIN[1]、VIN[2]、・・・、VIN[N−1]の最大値VMAXが選択値として算出される。
図13(c)のS7Cでは、N個の入力電圧値VIN[0]、VIN[1]、VIN[2]、・・・、VIN[N−1]の平均値VAVEが選択値として算出される。
In S7A of FIG. 13A, the minimum value V MIN of N input voltage values V IN [0], V IN [1], V IN [2], ..., V IN [N−1] is It is calculated as a selected value.
In S7B of FIG. 13B, the maximum value V MAX of N input voltage values V IN [0], V IN [1], V IN [2], ..., V IN [N−1] is obtained. It is calculated as a selected value.
In S7C of FIG. 13C, the average value V AVE of the N input voltage values V IN [0], V IN [1], V IN [2], ..., V IN [N−1] is It is calculated as a selected value.

第2実施形態では、複数の電圧値がマイコン43に入力されるシステムにおいて、複数の入力電圧値に基づく選択値の算出方法を、ニーズに応じて変更することができる。例えば電圧低下異常発生時のフェイルセーフを優先するシステムでは、異常判定によりECU電源オフの処置がされやすいように電圧値を選択するとよい。逆に、システム機能の確保を優先するシステムでは、動作継続の処置がされやすいように電圧値を選択するとよい。   In the second embodiment, in a system in which a plurality of voltage values are input to the microcomputer 43, the method of calculating a selection value based on a plurality of input voltage values can be changed according to needs. For example, in a system that prioritizes fail-safe when a voltage drop abnormality occurs, the voltage value may be selected so that the ECU power-off treatment can be easily performed based on the abnormality determination. On the other hand, in a system that prioritizes the securing of system functions, the voltage value may be selected so that it is easy to continue the operation.

(その他の実施形態)
(a)図1の構成では、バッテリ10の電圧がそのまま信号回路コネクタ31及び負荷回路コネクタ36に入力されている。しかし、バッテリ10とコネクタ31、36との間にDCDCコンバータ等を設け、変圧された電圧がコネクタ31、36に入力されるようにしてもよい。同一の直流電源の電源電圧を負荷回路電圧VLC及び信号回路電圧VSCとして共通に用いるシステムであれば、本発明の構成として成立する。
(Other embodiments)
(A) In the configuration of FIG. 1, the voltage of the battery 10 is directly input to the signal circuit connector 31 and the load circuit connector 36. However, a DCDC converter or the like may be provided between the battery 10 and the connectors 31 and 36 so that the transformed voltage is input to the connectors 31 and 36. If the system uses the same power supply voltage of the DC power supply as the load circuit voltage V LC and the signal circuit voltage V SC in common, the configuration of the present invention is established.

(b)図2の構成では、マイコン43は、負荷駆動回路54等と共にECU30を構成している。しかし、制御単位としてECU30を構成せず、独立した信号回路40や負荷回路50が電気的に接続されるようにしてもよい。
(c)異常検出前の信号回路電圧値VSCが、異常判別部80の判定に使用可能な程度に常に安定しているシステムでは、異常検出前電圧演算部70を設けなくてもよい。
(B) In the configuration of FIG. 2, the microcomputer 43 configures the ECU 30 together with the load drive circuit 54 and the like. However, the ECU 30 may not be configured as a control unit, and independent signal circuits 40 and load circuits 50 may be electrically connected.
(C) In a system in which the signal circuit voltage value V SC before abnormality detection is always stable to the extent that it can be used for the determination of the abnormality determination unit 80, the pre-abnormality detection voltage calculation unit 70 may not be provided.

(d)バッテリ10と監視点53との間の断線異常が発生する可能性がほとんどないシステムでは、電圧低下異常原因として、負荷回路のショート異常のみを判定してもよい。
(e)図3の異常判定確定値Ctr_fixや、図7の断線異常確定値Cop_fixとして「1回」を設定してもよい。その場合、最初の異常判定の段階で異常を確定することができる。
(D) In a system in which there is almost no possibility of a disconnection abnormality between the battery 10 and the monitoring point 53, only a short circuit abnormality of the load circuit may be determined as the cause of the voltage drop abnormality.
(E) You may set "once" as the abnormality determination fixed value Ctr_fix of FIG. 3 and the disconnection abnormality fixed value Cop_fix of FIG. In that case, the abnormality can be confirmed at the stage of the first abnormality determination.

(f)電動パワーステアリング装置におけるECUの負荷は、インバータ及び交流モータに代えて、Hブリッジ回路及び直流モータであってもよい。また、本発明の電源電圧異常判定装置は、電動パワーステアリング装置等のモータ駆動装置に限らず、同一の電源から負荷回路及び信号回路に電源電圧が印加されるどのような負荷駆動システムに適用されてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(F) The load of the ECU in the electric power steering device may be an H bridge circuit and a DC motor instead of the inverter and the AC motor. Further, the power supply voltage abnormality determination device of the present invention is not limited to a motor drive device such as an electric power steering device, but is applied to any load drive system in which a power supply voltage is applied to a load circuit and a signal circuit from the same power supply. May be.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

10・・・バッテリ(直流電源)、
40・・・信号回路、
43・・・マイコン(電源電圧異常判定装置)、
50・・・負荷回路、
60・・・(負荷回路電圧低下)異常検出部、
70・・・異常検出前(信号回路)電圧演算部、
80・・・(負荷回路電圧低下)異常判別部。
10 ... Battery (DC power supply),
40 ... Signal circuit,
43 ... Microcomputer (power supply voltage abnormality determination device),
50 ... Load circuit,
60 ... (load circuit voltage drop) abnormality detection unit,
70 ... Voltage calculation unit before abnormality detection (signal circuit),
80 ... (Load circuit voltage drop) abnormality determination unit.

Claims (9)

同一の直流電源(10)から負荷回路(50)及び信号回路(40)に電源電圧が印加される負荷駆動システムにおいて、前記負荷回路に印加される電源電圧である負荷回路電圧(VLC)、及び、前記信号回路に印加される電源電圧である信号回路電圧(VSC)を監視する電源電圧異常判定装置であって、
前記負荷回路電圧の値が電圧低下判定閾値(VLCth)よりも低下したとき、前記負荷回路電圧の低下状態の異常を検出する異常検出部(60)と、
前記負荷回路電圧の低下状態の異常が検出されたとき、異常検出前の前記信号回路電圧値(VSC_tr_pd)と異常検出後の前記信号回路電圧値との差分である信号回路電圧変化量(ΔVSC)に基づき、前記信号回路電圧変化量が変化量閾値(ΔVSC_th)以上の場合に前記負荷回路のショート異常であると判定し、前記信号回路電圧変化量が前記変化量閾値未満の場合に前記負荷回路の電源ライン断線異常、又は瞬時電圧低下であると判定する異常判別部(80)と、
を備える電源電圧異常判定装置。
In a load driving system in which a power supply voltage is applied to the load circuit (50) and the signal circuit (40) from the same DC power supply (10), a load circuit voltage (V LC ) which is a power supply voltage applied to the load circuit, And a power supply voltage abnormality determining device for monitoring a signal circuit voltage (V SC ) which is a power supply voltage applied to the signal circuit,
An abnormality detection unit (60) for detecting an abnormality in the reduced state of the load circuit voltage when the value of the load circuit voltage falls below a voltage reduction determination threshold value (V LC th);
When an abnormality of the load circuit voltage drop state is detected, a signal circuit voltage change amount (which is a difference between the signal circuit voltage value (V SC _tr_pd) before the abnormality detection and the signal circuit voltage value after the abnormality detection ( ΔV SC ), if the signal circuit voltage change amount is equal to or more than the change amount threshold value (ΔV SC _th), it is determined that the load circuit has a short circuit abnormality, and the signal circuit voltage change amount is less than the change amount threshold value. An abnormality determination unit (80) for determining that the power supply line of the load circuit is abnormal, or an instantaneous voltage drop,
A power supply voltage abnormality determination device including.
前記異常判別部は、
前記信号回路電圧変化量が前記変化量閾値未満の場合、さらに前記負荷回路電圧値と正常復帰判定閾値(VLCre_th)とを比較し、前記負荷回路電圧の更新値が前記正常復帰判定閾値未満であると判断された回数(Cop)が所定の確定値(Cop_fix)以上となったとき、前記負荷回路の電源ライン断線異常であると判定する請求項1に記載の電源電圧異常判定装置。
The abnormality determination unit,
When the signal circuit voltage change amount is less than the change amount threshold value, the load circuit voltage value is further compared with a normal recovery determination threshold value (V LC re_th), and the update value of the load circuit voltage is less than the normal recovery determination threshold value. The power supply voltage abnormality determination device according to claim 1, wherein when the number of times (Cop) determined to be equal to or more than a predetermined definite value (Cop_fix) is determined, it is determined that there is a power supply line disconnection abnormality of the load circuit.
前記異常判別部は、
前記負荷回路のショート異常又は電源ライン断線異常であると判定したとき、前記負荷回路の駆動を停止し、
前記信号回路電圧変化量が前記変化量閾値未満であり、且つ、前記負荷回路の電源ライン断線異常判定が確定する前に前記負荷回路電圧の更新値が前記正常復帰判定閾値以上に復帰したとき、前記負荷回路の駆動を継続する請求項2に記載の電源電圧異常判定装置。
The abnormality determination unit,
When it is determined that there is a short circuit abnormality of the load circuit or a power line disconnection abnormality, the drive of the load circuit is stopped,
When the change amount of the signal circuit voltage is less than the change amount threshold value, and when the update value of the load circuit voltage returns to the normal return determination threshold value or more before the power line disconnection abnormality determination of the load circuit is confirmed, The power supply voltage abnormality determination device according to claim 2, wherein the drive of the load circuit is continued.
前記異常判別部は、
前記負荷回路の電源ライン断線異常の判定が確定するまで前記負荷回路電圧の更新値を繰り返し取得している間、さらに前記信号回路電圧の更新値を取得し、当該信号回路電圧の更新値に基づく前記信号回路電圧変化量と前記変化量閾値との比較により前記負荷回路のショート異常判定を実施する請求項2または3に記載の電源電圧異常判定装置。
The abnormality determination unit,
While repeatedly acquiring the update value of the load circuit voltage until the determination of the power line disconnection abnormality of the load circuit is confirmed, the update value of the signal circuit voltage is further acquired, and based on the update value of the signal circuit voltage. The power supply voltage abnormality determination device according to claim 2, wherein a short circuit abnormality determination of the load circuit is performed by comparing the signal circuit voltage variation amount with the variation amount threshold value.
前記異常判別部が異常判定に使用可能な前記異常検出前の信号回路電圧値を演算する異常検出前電圧演算部(70)をさらに備える請求項1〜4のいずれか一項に記載の電源電圧異常判定装置。   The power supply voltage according to any one of claims 1 to 4, further comprising a pre-abnormality detection voltage calculation unit (70) for calculating the signal circuit voltage value before the abnormality detection that can be used by the abnormality determination unit for abnormality detection. Anomaly judgment device. 前記異常検出前電圧演算部は、
前記信号回路電圧のバッファを開始してから所定の電圧バッファ使用許可判定時間(X[ms])が経過した後、現在から前記電圧バッファ使用許可判定時間前の前記信号回路電圧のバッファ値(VSC_tr_pd_bf(X[ms]前))を前記異常検出前の信号回路電圧値として用いる請求項5に記載の電源電圧異常判定装置。
The voltage calculation unit before abnormality detection,
After a predetermined voltage buffer use permission determination time (X [ms]) has elapsed since the buffer of the signal circuit voltage was started, the buffer value (V of the signal circuit voltage before the voltage buffer use permission determination time from the present) SC _tr_pd_bf (X [ms] ago)) supply voltage abnormality determination apparatus according to claim 5 for use as a signal circuit a voltage value before the abnormality detecting.
前記異常検出前電圧演算部は、
前記直流電源による電力供給開始からの電源オン後継続時間(Tsys_on)が電圧安定待ち時間(Tsys_th)に達した後、前記信号回路電圧のバッファを開始する請求項6に記載の電源電圧異常判定装置。
The voltage calculation unit before abnormality detection,
The power supply voltage abnormality determination device according to claim 6, wherein after the power-on duration (Tsys_on) from the start of power supply by the DC power supply reaches a voltage stabilization wait time (Tsys_th), the buffer of the signal circuit voltage is started. .
前記異常検出前電圧演算部は、
前記異常検出前の信号回路電圧値として前記信号回路電圧のバッファ値を使用可能であるときを除き、前記異常判別部において前記負荷回路のショート異常であると判定されるように設定されたデフォルト値(VSC_def)を前記異常検出前の信号回路電圧値として用いる請求項6または7に記載の電源電圧異常判定装置。
The voltage calculation unit before abnormality detection,
A default value set to be determined as a short circuit abnormality of the load circuit in the abnormality determination unit, except when the buffer value of the signal circuit voltage can be used as the signal circuit voltage value before the abnormality detection. The power supply voltage abnormality determination device according to claim 6, wherein (V SC def) is used as the signal circuit voltage value before the abnormality detection.
前記負荷回路電圧又は前記信号回路電圧の少なくとも一方について、複数の電圧値が入力される電源電圧異常判定装置であって、
複数の入力電圧値(VIN[0]、VIN[1]、・・・、VIN[N−1])に基づいて、前記負荷回路電圧又は前記信号回路電圧の選択値を算出する複数入力電圧処理部(90)をさらに備える請求項1〜8のいずれか一項に記載の電源電圧異常判定装置。
At least one of the load circuit voltage or the signal circuit voltage, a power supply voltage abnormality determination device to which a plurality of voltage values are input,
A plurality of selection values of the load circuit voltage or the signal circuit voltage are calculated based on a plurality of input voltage values (V IN [0], V IN [1], ..., V IN [N-1]). The power supply voltage abnormality determination device according to claim 1, further comprising an input voltage processing unit (90).
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