JP7063223B2 - 電子制御装置 - Google Patents
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Description
上記電子制御装置において、下流段トランジスタの過熱による損傷を防止するために、上記特許文献1の技術を適用したとする。この場合、上流段トランジスタのオン故障により、下流段トランジスタの発熱量が増加して、下流段トランジスタの温度が上記閾値温度に達すると、下流段トランジスタが即座にオフされる。すると、下流段トランジスタによって電源電圧が供給される処理部の動作を、継続させることができなくなる。
スタ(Tsw)を有し、この第1トランジスタを制御することにより、第1電源ラインへの入力電圧を、当該入力電圧の標準値よりも低い上段目標電圧に変換して第2電源ラインに出力する。
そして、処理部は、故障判定部により第1トランジスタがオン故障したと判定された場合に、少なくとも1つの省電流処置を実施する(S490,S540,S590)。省電流処置は、処理部において前記電源電圧を用いて消費する消費電流を低減するための処置である。
[1.構成]
図1に示す実施態様の電子制御装置(以下、ECU)1は、例えば、車両の動力源を制御するECUである。ECUは、「Electronic Control Unit」の略である。制御対象の動力源は、例えば内燃機関またはモータであって良い。
1,Vo2,Vo3を出力する。更に、IC4は、サブマイコン3の電源電圧Vo4と、ECU1の外部に設けられている少なくとも1つのセンサに供給される電源電圧Vo5とを、出力する。センサは、制御対象を制御するための物理量を検出するセンサである。
されている。そして、この電源生成部37では、トランジスタTswのオンオフを制御することにより、第1電源ライン6へのバッテリ電圧VBを、上段目標電圧に変換して第2電源ライン7に出力する。
電源生成部Ps1~Ps5の駆動部Dr1~Dr5は、同様の構成を有するため、ここでは、電源生成部Ps1の駆動部Dr1を代表にして説明する。
駆動論理部45は、通常モードの場合には、過熱判定部46によりトランジスタTo1が過熱状態であると判定されていなければ、エラーアンプ43の出力電圧をバッファ回路44に入力して、トランジスタTo1から電源電圧Vo1を出力させる。また、駆動論理部45は、通常モードの場合に、過熱判定部46によりトランジスタTo1が過熱状態であると判定されると、トランジスタTo1をオフさせて、電源電圧Vo1の出力を停止する。尚、過熱判定部46により過熱状態と判定されることを、過熱判定という。そして、過熱判定されたトランジスタTo1~To5をオフさせる機能のことを、過熱保護機能という。
また、駆動論理部45は、通常モードと出力継続モードとの何れの場合にも、継続制御部52から出力停止指令を受けたなら、トランジスタTo1をオフさせる。
パルス比較部53は、トランジスタTswをオンオフさせる駆動パルスの変化状態と、トランジスタTswの出力電圧の変化状態とが、整合しているか否かを判定する。ここで言うトランジスタTswの出力電圧とは、トランジスタTswの2つの出力端子のうち、インダクタL1に接続される第2出力端子の電圧である。
さいか否かを判定する。所定電圧Vth1は、トランジスタTswがオン故障した場合における降下電圧の、設計想定上の最大値(例えば、0.1V)に設定されて良い。
イコン2の動作を極力継続させるための処理を行う。継続制御部52が行う処理内容については後で説明する。
図2に示すように、メインマイコン2は、電源電圧Vo1が供給されるハードウェアとして、信号の入出力部11~16と、AD変換器17と、CAN又はLINの通信を行う通信回路18と、を備える。CANとLINは登録商標である。
[3.各マイコンの主な役割]
図3に示すように、メインマイコン2は、前述した少なくとも1つのセンサからの入力信号と、不揮発RAM20又はROM22に記憶されている制御パラメータとを用いて、制御対象を制御するための演算(即ち、制御演算)を行う。また、メインマイコン2は、制御の信頼性を高めるために、同じ2つの制御演算を並行して実施する。同じ2つの制御演算のうちの一方を、冗長演算という。そして、メインマイコン2は、2つの制御演算による演算結果が一致しているか否かを判定し、一致していれば、その演算結果と制御パラメータとを用いて、制御用信号を出力するための処理(以下、制御出力処理)を実施する。制御用信号は、制御対象を制御するための信号である。
そして、サブマイコン3は、両方のデータ列が一致していないと判定した場合には、メインマイコン2に異常が生じていると判定し、メインマイコン2が上記駆動信号を出力するのを禁止する。更に、この場合、サブマイコン3は、メインマイコン2と同様の制御演算及び制御出力処理を行うことにより、メインマイコン2に代わって駆動信号を出力する。サブマイコン3からの駆動信号は、オア回路61を介して駆動回路62に出力される。
つまり、サブマイコン3は、メインマイコン2に異常が生じたと判定した場合には、メインマイコン2に代わって制御対象を制御するために、制御用信号の出力を行う。但し、サブマイコン3の性能はメインマイコン2よりも低いため、サブマイコン3による制御対象の制御は、メインマイコン2による制御よりも簡略化されたものとなる。
次に、IC4における継続制御部52が行う処理と、各マイコン3,4が行う処理とについて、図4~図6のフローチャートを用いて説明する。
IC4は、ECU1にバッテリ電圧VBが入力されると、図1にて図示されない電源回路からの電源電圧を受けて動作する。そして、IC4の継続制御部52は、図4の処理を行う。
力する。この停止通知は、各マイコン2,3に電源電圧Vo5の出力停止を予告する通知である。そして、継続制御部52は、次のS170にて、各マイコン2,3でのVo5関連動作の変更が完了したか否かを判定する。
継続制御部52は、S190では、Nを1に設定する。
尚、メインマイコン2では、複数のVoN系省電流処置が定められている。そして、メインマイコン2は、少なくとも1つのVoN系省電流処置を実施する場合には、実施するVoN系省電流処置を段階的に増やしていくことで、VoN系の消費電流の低減量を段階的に増やしていくようになっている。そして、メインマイコン2は、VoN系省電流処置をまだ実施できる場合には、IC4へ「VoN系省電流・可」を通知し、VoN系省電流処置をこれ以上実施できなくなった場合には、IC4へ「VoN系省電流・否」を通知するようになっている。
そして、継続制御部52は、次のS240にて、メインマイコン2での退避処理が完了したか否かを判定する。
そして、継続制御部52は、S260で否定判定した場合、即ち、S250の処理を実施しておらず、且つ、Nが3でない場合には、S270にて、Nをインクリメントした後、S200に戻る。
継続制御部52は、S280では、トランジスタTo4が過熱判定されているか否かを判定し、過熱判定されていれば、S290にて、サブマイコン3へ、Vo4系省電流指示を出す。
味する。そして、Vo4系省電流指示は、Vo4系の消費電流を低減するためのVo4系省電流処置を、実施させる指示である。サブマイコン3にて、少なくとも1つのVo4系省電流処置が実施されることで、トランジスタTo4に流れる電流が低減するため、トランジスタTo4の発熱量低減が期待される。
サブマイコン3においても、複数のVo4系省電流処置が定められている。そして、マイコン3も、メインマイコン2と同様に、少なくとも1つのVo4系省電流処置を実施する場合には、実施するVo4系省電流処置を段階的に増やしていくようになっている。そして、サブマイコン3は、Vo4系省電流処置をまだ実施できる場合には、IC4へ「Vo4系省電流・可」を通知し、Vo4系省電流処置を更に実施できなくなった場合には、IC4へ「Vo4系省電流・否」を通知するようになっている。
そして、継続制御部52は、次のS320にて、サブマイコン3での退避処理が完了したか否かを判定する。
このため、継続制御部52は、S320では、サブマイコン3からの退避処理完了通知が当該IC4に入力されるまで待ち、その退避処理完了通知がIC4に入力されると、サブマイコン3での退避処理が完了したと判定して、S330に進む。
メインマイコン2は、起動すると、図5の処理を行う。尚、メインマイコン2が行う処理は、CPU21がROM22内のプログラムを実行することで実現される。
通常モードで動作する、という設定が含まれる。
例えば、複数のVo1系省電流処置として、下記〈1a〉~〈1c〉の各処置がある。そして、メインマイコン2は、S490では、下記〈1a〉~〈1c〉の各処置を、1つずつ追加して実施するように内部設定を行う。尚、実施する処置をS490で追加するタイミングとしては、例えば、S480からS490に進んだとき毎でも良いし、前回の追加から一定時間以上経過したと判定したとき毎でも良い。
〈1b〉AD変換器17の動作を停止又は制限する。尚、AD変換器17の動作制限としては、例えば、AD変換器17によるAD変換の頻度を小さくする処置で良い。また、AD変換器17の動作を停止させた場合、AD変換器17によるAD変換結果に代えて、所定のデフォルト値を制御演算に用いることができる。
つまり、通信回路18、AD変換器17及び入出力部11~16は、電源電圧Vo1が供給されるハードウェアであり、電源電圧Vo1を用いて電流を消費する箇所に該当する。そして、S490では、電源電圧Vo1を用いて電流を消費する複数の箇所のうち、何れかの箇所の動作を停止又は制限する処置を、Vo1系省電流処置として実施する。更に、S490では、実施するVo1系省電流処置を段階的に増やしていくことにより、Vo1系の消費電流低減量を段階的に増やしていくようになっている。尚、上記〈1a〉~〈1c〉の処置が全て実施されたとすると、Vo1系の消費電流は、図7に例示するように低減される。
メインマイコン2は、S510では、IC4から、図4のS210で出力されるVo2系省電流指示を受けたか否かを判定し、Vo2系省電流指示を受けたと判定した場合には、S520に進む。
例えば、複数のVo2系省電流処置として、下記〈2a〉~〈2c〉の各処置がある。そして、メインマイコン2は、S540では、下記〈2a〉~〈2c〉の各処置を、前述のS490と同様に、1つずつ追加して実施するように内部設定を行う。
〈2c〉不揮発RAM20へのアクセスを停止する。
また、メインマイコン2は、上記S520にて、Vo2系省電流処置のうちで未実施のものがないと判定した場合には、S550に進み、IC4へ前述の「Vo2系省電流・否」を通知した後、S560に進む。
メインマイコン2は、S560では、IC4から、図4のS210で出力されるVo3系省電流指示を受けたか否かを判定し、Vo3系省電流指示を受けたと判定した場合には、S570に進む。
例えば、複数のVo3系省電流処置として、下記〈3a〉~〈3f〉の各処置がある。
そして、メインマイコン2は、S590では、下記〈3a〉~〈3f〉の各処置を、前述のS490と同様に、1つずつ追加して実施するように内部設定を行う。尚、〈3f〉の処置は、他の全てのVo3系省電流処置よりも後に(即ち、最後に)実施される。
〈3b〉前述したデータ列演算の実行を停止する。尚、この場合には、サブマイコン3に対して、データ列の一致/不一致によるメインマイコン2の監視を、停止させることも行う。
〈3e〉制御演算のうちの何れかの実行を停止又は制限する。
つまり、メインマイコン2では、電源電圧Vo3を用いて電流を消費する箇所として、CPU21を備えるため、S590では、CPU21による複数の処理の内、何れかの処理の実行を停止又は制限する処置を、Vo3系省電流処置として実施する。更に、S590では、実施するVo3系省電流処置を段階的に増やしていくことにより、Vo3系の消費電流低減量を段階的に増やしていくようになっている。また、S590では、制御出力処理ではない処理(即ち、非制御出力処理)の実行を停止又は制限する処置である上記〈3a〉~〈3e〉を、〈3f〉の処置よりも優先して実施するようになっている。尚、〈3f〉の処置は、実施されない構成でも良い。
[4-3.サブマイコンが行う処理]
サブマイコン3は、起動すると、図6の処理を行う。尚、サブマイコン3が行う処理は、サブマイコン3に備えられたCPUが、サブマイコン3に備えられたROM等のメモリに記憶されたプログラムを実行することで実現される。
サブマイコン3は、図2に示したメインマイコン2の構成と同様の構成を備えるが、内部の各ハードウェアには、1つの電源電圧Vo4が供給される。このため、複数のVo4系省電流処置としては、例えば、メインマイコン2で実施される上記〈1a〉~〈1c〉,〈2a〉~〈2c〉,〈3c〉~〈3e〉の各処置と同様の処置がある。そして、サブマイコン3は、S710では、複数のVo4系省電流処置の各々を、1つずつ追加して実施するように内部設定を行う。よって、S710では、Vo4系の消費電流低減量を段階的に増やしていくことになる。尚、実施する処置をS710で追加するタイミングとしては、例えば、S700からS710に進んだとき毎でも良いし、前回の追加から一定時間以上経過したと判定したとき毎でも良い。
[5.作用例]
トランジスタTswがオン故障した場合、IC4では、そのオン故障が故障判定部51により検出され、図4のS130により、電源生成部Ps1~Ps5における過熱保護機能が停止される。
IC4は、電源生成部Ps1にてトランジスタTo1が過熱判定されると、図4における「N=1」の場合のS210により、メインマイコン2へVo1系省電流指示を出す。
そして、Vo1系省電流処置の実施により、トランジスタTo1の温度が低下して、トランジスタTo1が過熱判定されなくなれば、IC4は、図4における「N=1」の場合のS200にてNOと判定することになり、メインマイコン2へのVo1系省電流指示の出力を止める。すると、メインマイコン2は、図5のS460にてNOと判定して、実施するVo1系省電流処置を増やすことを止める。
また、IC4は、トランジスタTo4が過熱判定された場合も、図4のS290により、サブマイコン3へVo4系省電流指示を出す。
そして、Vo4系省電流処置の実施により、トランジスタTo4が過熱判定されなくなれば、IC4は、図4のS280にてNOと判定することになり、サブマイコン3へのVo4系省電流指示の出力を止める。すると、サブマイコン3は、図6のS680にてNOと判定して、実施するVo4系省電流処置を増やすことを止める。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(6a)メインマイコン2は、IC4の故障判定部51によりトランジスタTswがオン故障したと判定された場合に、少なくとも1つのVoN系省電流処置を実施する。尚、前述の通り、Nは1~3の何れかである。
(6d)メインマイコン2は、少なくとも1つのVoN系省電流処置を実施する場合には、実施するVoN系省電流処置を段階的に増やしていき、トランジスタToNが過熱判定されなくなれば、実施するVoN系省電流処置を増やすことを止める。
このため、例えば他のECUまたは車両のユーザは、ECU1が本来の制御仕様で動作できない状態にあることを知ることができる。よって、例えば、他のECUは、ECU1からの制御情報を使用せずに動作することができ、車両のユーザは、何らかの故障が生じていることを知ることができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。
Claims (10)
- 第1電源ライン(6)と、
第2電源ライン(7)と、
電源出力ライン(Lo1,Lo2,Lo3)と、
前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとの間に設けられた第1トランジスタ(Tsw)を有し、前記第1トランジスタを制御することにより、前記第1電源ラインへの入力電圧を、当該入力電圧の標準値よりも低い所定の上段目標電圧に変換して前記第2電源ラインに出力するように構成された第1電源生成部(37)と、
前記第2電源ラインと前記電源出力ラインとの間に設けられた第2トランジスタ(To1,To2,To3)を有し、前記第2トランジスタを制御することにより、前記第2電源ラインの電圧を、前記上段目標電圧よりも低い所定の目標電圧に変換して前記電源出力ラインに出力するように構成された第2電源生成部(Ps1,Ps2,Ps3)と、
前記電源出力ラインの電圧が電源電圧(Vo1,Vo2,Vo3)として供給されるように構成された処理部(2)と、
前記第1トランジスタがオン故障したか否かを判定するように構成された故障判定部(51)と、を備え、
前記処理部は、前記故障判定部により前記第1トランジスタがオン故障したと判定された場合に、当該処理部において前記電源電圧を用いて消費する消費電流を低減するための処置である少なくとも1つの省電流処置を、実施する(S490,S540,S590)ように構成されている、
電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記第2トランジスタが過熱状態であるか否かを判定するように構成された過熱判定部(46)を、更に備え、
前記第2電源生成部は、前記過熱判定部により前記第2トランジスタが過熱状態であると判定された場合に前記第2トランジスタをオフさせる、過熱保護機能を有し、
更に、当該電子制御装置は、
前記故障判定部により前記第1トランジスタがオン故障したと判定された場合には、前記過熱保護機能を停止させるように構成された切替部(52,S130)、を備える、
電子制御装置。 - 請求項2に記載の電子制御装置であって、
前記処理部は、前記故障判定部により前記第1トランジスタがオン故障したと判定され、且つ、前記過熱判定部により前記第2トランジスタが過熱状態であると判定された場合に、前記少なくとも1つの省電流処置を実施するように構成されている、
電子制御装置。 - 請求項3に記載の電子制御装置であって、
前記少なくとも1つの省電流処置として、複数の省電流処置が定められており、
前記処理部は、前記少なくとも1つの省電流処置を実施する場合には、実施する省電流処置を段階的に増やしていき、前記過熱判定部により前記第2トランジスタが過熱状態であると判定されなくなれば、実施する省電流処置を増やすことを止めるように構成されている、
電子制御装置。 - 請求項4に記載の電子制御装置であって、
前記処理部は、前記電源電圧(Vo1)を用いて電流を消費する複数の箇所を備え、
前記複数の省電流処置には、前記複数の箇所の内、異なる箇所の動作を停止又は制限す
る複数の処置が含まれる、
電子制御装置。 - 請求項4に記載の電子制御装置であって、
前記処理部は、前記電源電圧(Vo3)を用いて電流を消費する箇所として、プログラムに基づく複数の処理を実行するCPU(21)を備え、
前記複数の省電流処置には、前記複数の処理の内、異なる処理の実行を停止又は制限する複数の処置が含まれる、
電子制御装置。 - 請求項6に記載の電子制御装置であって、
前記複数の処理として、少なくとも、制御対象の制御用信号を出力するための処理である制御出力処理と、前記制御用信号を出力するための処理ではない非制御出力処理とがあり、
前記処理部は、前記少なくとも1つの省電流処置を実施する場合には、前記非制御出力処理の実行を停止又は制限する処置を、優先的に実施するように構成されている、
電子制御装置。 - 請求項4~請求項7の何れか1項に記載の電子制御装置であって、
前記処理部は、第1の処理部(2)であり、
当該電子制御装置は、
前記第2電源生成部からの前記電源電圧とは別の電源電圧(Vo4)によって動作する第2の処理部(3)と、
前記第1の処理部が、前記複数の省電流処置を全て実施しても、前記過熱判定部により前記第2トランジスタが過熱状態であると判定される場合には、前記第2電源生成部に前記第2トランジスタをオフさせると共に、前記第1の処理部により実施されていた処理のうち、少なくとも、制御対象の制御用信号を出力するための処理を、前記第2の処理部に実施させるように構成された指示部(52,S250)と、を備える、
電子制御装置。 - 請求項1~請求項8の何れか1項に記載の電子制御装置であって、
前記第1電源生成部は、前記第1トランジスタをオンオフさせることで、前記入力電圧を前記上段目標電圧に変換するように構成されたスイッチング方式の電源生成部であり、
前記故障判定部は、
前記第1トランジスタをオンオフさせるための駆動パルスの変化状態と、前記第1トランジスタの出力電圧の変化状態とが、整合しないという主判定条件と、下記の第1条件~第3条件の少なくとも1つを含む副判定条件とが、全て成立していると判定した場合に、前記第1トランジスタがオン故障したと判定するように構成され、
第1条件は、前記駆動パルスのデューティ比が所定値よりも小さい、という条件であり、
第2条件は、前記入力電圧と前記第2電源ラインの電圧との差が所定電圧よりも小さい、という条件であり、
第3条件は、前記入力電圧が前記上段目標電圧より大きい所定電圧よりも大きい、という条件である、
電子制御装置。 - 請求項1~請求項9の何れか1項に記載の電子制御装置であって、
前記故障判定部により前記第1トランジスタがオン故障したと判定された場合に、当該電子制御装置の外部へ、前記処理部の機能が低下することを通知するように構成された通知部(52,S140)を、更に備える、
電子制御装置。
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