WO2020059351A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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WO2020059351A1
WO2020059351A1 PCT/JP2019/031321 JP2019031321W WO2020059351A1 WO 2020059351 A1 WO2020059351 A1 WO 2020059351A1 JP 2019031321 W JP2019031321 W JP 2019031321W WO 2020059351 A1 WO2020059351 A1 WO 2020059351A1
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diagnosis
circuit
electronic control
completion flag
result
Prior art date
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PCT/JP2019/031321
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French (fr)
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友里 小原
康夫 嶋
昌宏 土肥
山下　毅雄
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • G—PHYSICS
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    • F02D2041/2086—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils with means for detecting circuit failures
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    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to control of an electronic control device, and more particularly, to a technique which is effective when applied to a vehicle-mounted electronic control device having a failure diagnosis function.
  • the electronic control block of an automobile is equipped with various sensors that detect required information such as the state of the engine and the driving environment, and an ECU (Electronic Control) that instantly processes various information obtained from those sensors and outputs optimal control information.
  • Unit electronic control device
  • actuator drive device driven according to the optimal control information, and the optimal control of each electronic control system is performed by their cooperation.
  • Actuators such as an engine igniter (ignition device), injector (fuel injection device), and ABS (Antilock Brake System) are electric loads, and the ECU is a load driving device that drives those electric loads.
  • the ECU load drive device
  • OBD On-Board Diagnostics
  • a driver drive circuit
  • the monitored value is set to a threshold. It is determined whether the driver output is normal or abnormal, for example, by comparing with.
  • the diagnosis result is transmitted to a control circuit such as a microcomputer that controls the driver, and if the result is abnormal, control according to the diagnosis result is performed, such as stopping the operation of the driver.
  • a diagnosis start signal is input from a microcontroller via serial communication.
  • the driver IC registers the ON / OFF state of each driver circuit from a ROM in a group of registers.
  • Each driver diagnosis circuit performs diagnosis at the time of ON / OFF according to the value of the register. If a failure is detected at this stage, a diagnosis register group storing a failure mode and a drive circuit number is provided. The information is written. Based on this data, the drive circuit in which the failure is detected is deactivated, and the microcontroller is notified via high-speed serial communication.
  • the diagnosis can be made only in the ON state where the current flows through the driver (drive circuit). Therefore, conventionally, when there is no opportunity to diagnose whether the driver is ON or OFF, the diagnosis result is transmitted to the control circuit as normal even though the result is not determined.
  • control circuit determines the state of the driver output based on a plurality of normal or abnormal diagnosis results from the driver.For the above-described reason, an incorrect “normal” diagnosis result may be transmitted. There has been a problem that it takes time to make a reliable determination.
  • an object of the present invention is to provide an electronic control device having a failure diagnosis function, which is capable of performing highly accurate failure diagnosis in a short time.
  • a load driving device includes a load driving circuit for driving a load, a control circuit for controlling the load driving circuit, and diagnosing an output state of the load driving circuit. And a diagnostic circuit for outputting a diagnostic result to the control circuit, wherein the diagnostic circuit outputs a diagnostic completion flag indicating presence / absence of a diagnostic opportunity to the control circuit.
  • an electronic control device having a failure diagnosis function in an electronic control device having a failure diagnosis function, an electronic control device capable of performing highly accurate failure diagnosis in a short time can be realized.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram illustrating a configuration of a load driving device according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a timing chart illustrating an example of an operation of the load drive circuit 102 in FIG. 2 is a flowchart illustrating an abnormality determination method by a control circuit 104 in FIG. 1.
  • 2 is a timing chart illustrating an example of an operation of the load drive circuit 102 in FIG. 2 is a timing chart illustrating an example of an operation of the load drive circuit 102 in FIG. 6 is a timing chart illustrating an example of an operation of the load drive circuit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram illustrating a configuration of a load driving device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram illustrating a configuration of a load driving device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a circuit configuration diagram illustrating a configuration of a load driving device according to a fifth embodiment of the present
  • Embodiment 1 A load driving device (electronic control device) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 shows a circuit configuration of the load driving device (electronic control device) of the present embodiment.
  • the load drive device 101 of the present embodiment includes a load drive circuit 102 and a control circuit 104 that controls the load drive circuit 102.
  • the load driving circuit 102 includes a diagnostic circuit 103 that diagnoses an output state of the load driving device 101 (load driving circuit 102) and outputs a diagnosis result to the control circuit 104.
  • the load driving circuit 102 drives a load based on a control signal output from the control circuit 104.
  • FIG. 1 shows an example of an inductive load including a winding (coil) 105 and a capacitive element (capacitor) 106.
  • the diagnostic circuit 103 diagnoses the output state of the load driving device 101 by monitoring the output voltage or output current of the load driving circuit 102, and upon receiving a read command from the control circuit 104, sets a diagnosis result and a diagnosis completion flag. The signal is transmitted (output) to the control circuit 104.
  • the “diagnosis completion flag” is a flag indicating whether or not the diagnostic circuit 103 has a chance to diagnose the output state of the load driving device 101 (load driving circuit 102).
  • the diagnostic circuit 103 diagnoses the output state of the load driving device 101 only when the load driving circuit 102 is ON or OFF. For example, when the load driving circuit 102 has a low-side driver configuration, the diagnosis circuit 103 determines that the output voltage is close to the battery voltage while the load driving circuit 102 is OFF in order to diagnose a disconnection or ground fault abnormality. If the potential is close to the GND potential, the diagnosis is made such as a disconnection or an abnormal state of ground fault.
  • ⁇ when diagnosing a short-to-supply, it can be diagnosed that if an excessive current flows during a period in which the load drive circuit 102 is ON, a short-to-supply fault occurs, and if the current is within a normal range, it can be diagnosed as normal.
  • the load driving circuit 102 has another circuit configuration such as a high-side driver, the same applies to the following operations in which the period during which the diagnosis can be performed is limited to ON or OFF.
  • diagnosis circuit 103 generates a diagnosis completion flag based on a period during which the diagnosis is being performed.
  • FIG. 2 shows a timing chart in the case where the diagnostic circuit 103 performs the diagnosis only during the OFF period of the load drive circuit 102 and the state of the output terminal is “abnormal” in the present embodiment.
  • the pre-latch diagnosis result in FIG. 2 indicates a driver control Low that can be diagnosed, that is, a result of the diagnosis performed by the diagnosis circuit 103 while the load driving circuit 102 is off, but a period of the driver control High when diagnosis is not possible. Is fixed at the default value of “normal”.
  • the post-latch diagnosis result indicating the register storing the information to be output to the control circuit 104 stores the value when the pre-latch diagnosis result becomes abnormal, Latch (hold state).
  • a read (read) command is transmitted from the control circuit 104 to the control circuit 104, The value of the pre-diagnosis result is stored again and latched (state is held).
  • the result of the diagnosis performed by the diagnostic circuit 103 during the diagnosable period is held until the control circuit 104 first reads out the result after switching to the diagnosable period, as shown in (c) of FIG. You.
  • the diagnosable period signal which is an internal signal of the diagnostic circuit 103, is high when the driver control, which is the diagnosable period, is Low (OFF), and is low while the driver control, which is the non-diagnosable period, is High (ON).
  • the diagnostic completion flag becomes High when the diagnostic possible period signal becomes High, and is latched (state is held).
  • the diagnosis completion flag value is set when the diagnosis circuit 103 receives a read (read) command from the control circuit 104. After that, the value of the diagnosable period signal is latched again (the state is maintained).
  • the diagnosis completion flag High is read when there is a diagnosable period between the previous read (read) command and the present read (read) command, and Low is read when there is no such time. become.
  • the control circuit 104 determines the read result based on the read diagnosis result and the value of the diagnosis completion flag. If the diagnosis completion flag is High, there is a diagnosis period between the previous reading and the diagnosis result read value can be determined to be a reliable result after the diagnosis has been performed. The diagnostic result read value is processed as a read result.
  • the control circuit 104 sets the reading result to “uncertain”. Process as In other words, when the diagnosis result received from the diagnosis circuit 103 is “normal” and the diagnosis completion flag is Low (no diagnosis opportunity), the control circuit 104 determines the diagnosis result as “undefined”. That is, when the control circuit 104 determines that the diagnosis result is “uncertain”, the control circuit 104 ignores the diagnosis result from the diagnosis circuit 103.
  • FIG. 2 shows a case where the diagnosis circuit 103 performs the diagnosis while the load drive circuit 102 is OFF.
  • the case where the diagnosis is performed while the load drive circuit 102 is ON is also performed during the period when the driver control is High. Diagnosis becomes impossible during the period of possible or low, and other signals operate according to the state of diagnosis possible or non-diagnosis, and a similar effect is obtained.
  • diagnosis completion flag an example is shown in which “High” is set as the period during which the diagnosis is performed, and “Low” is set as the period during which the diagnosis is not performed, and conversely, “Low” is set. May be set as the period during which the diagnosis is performed, and “High” may be set as the period during which the diagnosis is not performed.
  • the control circuit 104 finally determines whether the output is “normal” or “abnormal” based on the diagnostic result read from the diagnostic circuit 103.
  • the control circuit 104 counts the reading result of the "abnormality” in consideration of the possibility that the diagnostic circuit 103 erroneously diagnoses the "abnormality” due to noise, surge, or the like. It is more preferable to determine that there is.
  • the diagnostic circuit 103 determines the diagnostic result detected during the period of performing the ON or OFF diagnosis of the load drive circuit 102 (driver control). Latching (holding the state), clearing the diagnostic result latched at the time of reading by the control circuit 104, and latching the diagnosis completion flag as High during the period of executing the output state diagnosis of the load driving circuit 102 (driver control), When the diagnosis completion flag latched at the time of reading by the control circuit 104 is cleared and becomes Low, the diagnosis completion for notifying the control circuit 104 of the presence or absence of a diagnosis opportunity between the previous reading of the diagnosis result and the current reading. Output flags.
  • FIG. 3 shows a final flow of abnormality determination (an abnormality determination method) of the output terminal state by the control circuit 104.
  • the control circuit 104 Upon receiving the abnormality determination start signal, the control circuit 104 starts the abnormality determination flow (step S301).
  • the diagnostic result of the diagnostic circuit 103 is read (step S302), and it is determined whether the read result is “abnormal” (step S303). If "abnormal", 1 is added to the count value (step S304).
  • step S305 it is determined whether the count value has reached a certain number (N times) (step S305). If not, the procedure returns to the reading of the diagnosis result (step S302). If the number has reached, the abnormality determination is determined (step S306), and the abnormality determination flow ends (step S310).
  • step S307 it is determined whether it is “undefined” or “normal” (step S307). If “undetermined”, the count value is returned to the diagnosis result reading while maintaining the previous value (step S308). If the reading result is “normal”, the count value is cleared to 0 and the diagnosis is performed. The process returns to result reading (step S309).
  • diagnosis completion flag As in the present invention, when the diagnosis result read value is “normal”, it is possible to determine whether the read result is “normal” or “indeterminate”. In the determination by the control circuit 104, even if an undiagnosed "normal” is read while "abnormal” is being read continuously, the reading result is determined to be “indeterminate” and the count of abnormal reading is performed. By holding the number, it is not necessary to restart the counting, and the time required for the control circuit 104 to determine an abnormality can be reduced.
  • FIG. 4 shows a timing chart in the case where the diagnosis circuit 103 performs the diagnosis only during the OFF period of the load drive circuit 102 and the state of the output terminal is “normal” in the present embodiment.
  • the operation principle of each signal is the same as that shown in FIG. 2, but in FIG. 4, the pre-latch diagnosis result, the post-latch diagnosis result, and the diagnosis result read value are always normal.
  • the diagnostic circuit 103 when there is a diagnosable period between the previous read command and the present read command (read command), the diagnostic circuit 103 performs the diagnosis. “Normal”, which is the result of the execution, is read out, but if there is no diagnosable period as in (d) in FIG. 4, undiagnosed “normal” is output. However, since the read value of the diagnosis completion flag in (d) in FIG. 4 is Low, the control circuit 104 can determine that the undiagnosed “normal” is not the result of the diagnosis performed by the diagnosis circuit 103, and the read result is “ Indeterminate ”.
  • control circuit 104 determines that the status is “normal” based on the read result from the diagnostic circuit 103, conventionally, the diagnostic completion flag is not used, and the undiagnosed “normal” and the diagnostic result by the diagnostic circuit 103 are used. Since it could not be distinguished from “normal”, it was possible to read “normal” and consider the possibility of undiagnosed. Was determined to be "normal” when
  • the continuous read as described above is unnecessary, and the “read” can be determined as a single read result. , The determination time can be shortened.
  • the period during which the diagnosis is possible and the period during which the diagnosis is not possible are switched at the same timing as the rise edge and the fall edge of the driver control.
  • a time is required to provide a filter time for removing noise or to control a voltage at the time of disconnection with a small current in order to distinguish between a disconnection and a ground fault or a short to power.
  • the diagnosis possible period does not coincide with the High and Low periods of the driver control.
  • FIG. 5 shows that, in the present embodiment, the diagnosis circuit 103 performs the diagnosis only during the OFF period of the load driving circuit 102, it takes a certain time to complete the diagnosis, and the state of the output terminal is “abnormal”. Is shown in the timing chart. From the fall edge of the driver control at which the diagnosis circuit 103 starts the diagnosis to the maximum time T required for the diagnosis circuit 103 to perform the diagnosis, the diagnosis may not be completed even if the driver control is low.
  • this period is a period during which diagnosis is not possible, and the diagnostic period signal is Low.
  • the diagnostic circuit 103 sets the diagnostic completion flag to High after a lapse of a predetermined period (T) after the load drive circuit 102 (driver control) is turned off.
  • T a predetermined period
  • the diagnosis completion flag is lowered to Low.
  • the diagnosis circuit 103 raises the diagnosis completion flag to High after a lapse of a predetermined period (T) after the load drive circuit 102 (driver control) is turned off, and the control state of the load drive circuit 102 (driver control) is changed. After the switching and the diagnosis of the output state of the load drive circuit 102 (driver control) are completed, when a transmission request (read command) of a diagnosis result is received from the control circuit 104, the diagnosis completion flag is set to Low.
  • the diagnostic circuit 103 when the diagnostic circuit 103 performs diagnosis while the load drive circuit 102 (driver control) is ON, the diagnostic circuit 103 switches the load drive circuit 102 (driver control) to ON.
  • the diagnosis completion flag is raised to High after a lapse of a predetermined period (T) from the start, the control state of the load drive circuit 102 (driver control) is switched, and the diagnosis of the output state of the load drive circuit 102 (driver control) ends. Then, the diagnosis completion flag is lowered to Low.
  • the diagnosis circuit 103 raises the diagnosis completion flag to High after a lapse of a predetermined period (T) since the load drive circuit 102 (driver control) is turned on, and the control state of the load drive circuit 102 (driver control) is changed. After the switching and the diagnosis of the output state of the load drive circuit 102 (driver control) are completed, when a transmission request (read command) of a diagnosis result is received from the control circuit 104, the diagnosis completion flag is set to Low.
  • ⁇ Diagnosis by the diagnostic circuit 103 may be completed even before the time T elapses from the fall edge of the driver control.
  • the diagnostic result read value may become “abnormal” during the period when the driver control Low is not possible to diagnose.
  • the diagnostic completion flag is Low. Even so, the control circuit 104 processes the read result as “abnormal”.
  • the diagnosable period signal may be operated in synchronization with the diagnosable period.
  • the control circuit 104 In order to distinguish the undiagnosed “normal” from the “normal” reflecting the diagnosis execution result of the diagnostic circuit 103, in addition to the method using the diagnosis completion flag as in this embodiment, the control circuit 104 The period during which the load drive circuit 102 is turned on and the period during which the load drive circuit 102 is turned off, and the timing at which the read command was transmitted are stored and collated, and it is determined whether or not there is a period during which the diagnosis can be performed since the previous read command transmission. This is made possible by performing the following processing. However, this method puts pressure on the processing power of the control circuit 104.
  • the time required to determine the output state of the load driving device 101 can be reduced without reducing the processing capability of the control circuit 104.
  • the control circuit 104 continues the normal control of the load drive circuit 102, In the case of "abnormal”, it is also possible to control the load drive circuit 102 to stop.
  • a notifying means such as a warning light for notifying “abnormality” of the load driving device (electronic control device) 101 is provided inside or outside the load driving device (electronic control device) 101, and the control circuit 104 determines a diagnosis result and a diagnosis completion.
  • a warning lamp may be turned on (notified to the outside).
  • FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the load driving circuit 102 in the present embodiment.
  • the diagnosis possible period signal is present, the operation is High during the period during which the diagnosis is possible, and the operation is Low during the period during which the diagnosis is impossible.
  • the completion flag operates in the same manner as the diagnosis enable period signal in the first embodiment.
  • the diagnosis completion flag is not latched (retains the state) even after it becomes High, and falls immediately after the diagnosis disabled period. In this case, the diagnosis completion flag notifies whether or not the point in time when the control circuit 104 reads out the diagnosis result is a period in which diagnosis can be performed.
  • the control circuit 104 determines that the “normal” diagnosis result determined during the diagnosable period is “uncertain”. However, as shown in (d) of FIG. 6, undiagnosed “normal” can be reliably determined to be “uncertain”.
  • FIG. 6 shows a case where the output state of the load driving device 101 is “normal”, but in the case of “abnormal”, the diagnostic result reading value is “abnormal” and the diagnostic completion flag reading value is Low. At this time, the diagnosis result becomes “abnormal” only when the diagnostic circuit 103 detects “abnormal” in the output, so the control circuit 104 determines the read result as “abnormal”.
  • diagnosis result read value becomes “normal” only when the period during which the diagnosis is disabled from the readout continues, so the diagnosis completion flag becomes Low, and it can be determined that “uncertain”. Therefore, when the output state of the load driving device 101 is “abnormal”, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
  • the diagnosable period coincides with the Low period of the driver control.
  • the diagnosable period and the non-diagnosable period are temporally different from the driver control. In the case where there is a deviation, the same effect can be obtained by setting the diagnosis completion flag to High in accordance with the diagnosis possible period.
  • FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the load driving device (electronic control device) in the present embodiment.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the driver IC 702 and the microcontroller 703. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, repeated description will be omitted.
  • the control circuit 104 is replaced by a microcontroller 703 and the load driving circuit 102 is replaced by a driver IC 702 in the configuration of the first embodiment.
  • Communication between the microcontroller 703 and the driver IC 702 is serial communication.
  • control signal, read command, diagnosis result, and diagnosis completion flag are all transmitted and received via serial communication.
  • diagnosis circuit 103 transmits a diagnosis result and a diagnosis completion flag to the microcontroller 703 (control circuit) via serial communication.
  • the number of ports of the driver IC 702 and the microcontroller 703 can be reduced. Accordingly, the probability of failure such as disconnection is reduced, and the reliability of the load driving device (electronic control device) 701 can be improved.
  • the microcontroller 703 By transmitting the diagnosis result and the diagnosis completion flag to the microcontroller 703 (control circuit) in the same frame, the microcontroller 703 (control circuit) can determine the read result more quickly.
  • Embodiment 4 A load driving device (electronic control device) according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a circuit configuration diagram of the load driving device (electronic control device) in the present embodiment.
  • This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the low-side driver 808, the high-side driver 809, the igniter 803, the ignition coil 804, and the spark plug 805. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, repeated description will be omitted.
  • the load driving device 801 operates as a pre-driver of the igniter 803.
  • the driver control is High
  • the high-side driver 809 is turned on and the low-side driver 808 is turned off to control the output current.
  • the load drive circuit 802 drives the igniter 803.
  • the low-side driver 808 When the driver control is low, the low-side driver 808 is turned on, the high-side driver 809 is turned off, and the output is set to GND.
  • the igniter 803 is turned on when the output of the load driving equipment value 801 becomes VCC, and stores the energy of the ignition coil 804.
  • the igniter 803 When the output of the load driving device 801 becomes GND, the igniter 803 is turned off, the energy of the ignition coil 804 is released, and the spark plug 805 generates a spark.
  • a wiring connecting the load driving device 801 and the igniter 803 is connected with a resistance element 806 and a capacitance element (capacitor) 807.
  • the diagnostic circuit 103 monitors the current output from the high-side driver 809, and detects that the output of the load driving device 801 is disconnected when the current is equal to or less than a predetermined value.
  • the driving cycle of the igniter 803 depends on the number of revolutions of the engine, and the cycle becomes longer as the number of revolutions becomes lower. Further, at this time, the period during which the igniter 803 is ON is shorter than the drive cycle, and therefore, the period during which the diagnosis circuit 103 can make a diagnosis is also shorter. For example, when the engine speed is 800 rpm, the driving cycle is about 120 ms. When the cycle of issuing the read command by the control circuit 104 is 10 ms, the diagnostic circuit 103 performs the diagnosis once every 12 times of issuing the read command.
  • the undiagnosed “normal” can be determined to be “uncertain”, and the output state of the control circuit 104 can be determined as “abnormal” or “normal”.
  • the final determination can be completed more quickly, this effect is particularly great when there are few opportunities for diagnosis, such as a long drive cycle and a low duty ratio, and the determination has conventionally been difficult.
  • the diagnosis can be completed more quickly especially when the engine speed is low.
  • the load drive circuit 802 can be connected to an injector (fuel injection device) of the engine and driven.
  • Embodiment 5 A load driving device (electronic control device) according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a load driving device (electronic control device) in the present embodiment.
  • This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the low-side driver 905 and the relay 903. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, repeated description will be omitted.
  • the load drive circuit 902 drives the relay 903.
  • the relay 903 is also turned on, and battery power is supplied to circuits such as an actuator and a controller connected to the end of the relay 903.
  • the opportunity to switch the driving state is extremely high, for example, the low-side driver 905 and the relay 903 must be turned on to continuously supply power to other circuits from the start to the stop of the vehicle. Often less. Therefore, there is almost no chance that a diagnosis that can be performed only while the driver control is OFF is performed.
  • the response time is generally several milliseconds, so that the diagnosis may be performed by turning off the relay for a period of about several hundred ⁇ s or less.
  • the control circuit 104 controls the load driving circuit 902 so that the diagnosis circuit 103 can diagnose the output state of the load driving circuit 902.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above embodiments have been described in detail in order to facilitate understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment.
  • 101, 701, 801, 901 load driving device (electronic control device), 102, 802, 902: load driving circuit, 103: diagnostic circuit, 104: control circuit, 105: winding (coil), 106, 807, 904 ... capacitance element (capacitor), 702 driver IC, 703 microcontroller, 808,905 low side driver, 809 high side driver, 803 igniter, 804 ignition coil, 805 ignition plug, 806 resistance element, 903 ...relay.

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Abstract

故障診断機能を備えた電子制御装置において、短時間で高精度な故障診断が可能な電子制御装置を提供する。　負荷を駆動するための負荷駆動回路と、前記負荷駆動回路を制御する制御回路と、前記負荷駆動回路の出力状態を診断し、前記制御回路に診断結果を出力する診断回路と、を備え、前記診断回路は、診断機会の有無を示す診断完了フラグを前記制御回路に出力する。

Description

電子制御装置
　本発明は、電子制御装置の制御に係り、特に、故障診断機能を備えた車載用電子制御装置に適用して有効な技術に関する。
　自動車の電子制御ブロックは、エンジンの状態や運転環境など必要とされる情報を検知する各種センサ、それらのセンサから得た各種情報を瞬時に演算処理し、最適制御情報を出力するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）、及びその最適制御情報に従い駆動するアクチュエータ（駆動装置）から構成されており、それらの連携によって各電子制御システムの最適な制御が行われる。
　エンジンのイグナイタ（点火装置）やインジェクタ（燃料噴射装置）、ＡＢＳ（Antilock Brake System）などのアクチュエータは電気的負荷であり、ＥＣＵはそれらの電気的負荷を駆動する負荷駆動装置である。
　ＥＣＵ（負荷駆動装置）は、上記のように、センサからの信号等に基づき最適な制御を行っているが、自動車が安全・環境性能を発揮するため、断線やセンサの機能異常等の不具合を診断する車載式故障診断機能（ＯＢＤ：On-Board Diagnostics）が搭載されている。
　負荷駆動装置に於ける異常診断として、天絡、地絡、断線の検出が必要とされる場合があり、一般的にドライバ（駆動回路）の出力の電圧や電流をモニタし、モニタ値を閾値と比較する等して、ドライバ出力の正常、異常を判断する。診断結果はドライバを制御するマイコン等の制御回路に送信され、結果が異常であった場合には、ドライバの動作を停止する等、診断結果に応じた制御が実施される。
　こういった異常診断とその結果によるドライバ制御に対し、特に自動車向けに於いては、安全面での必要性や排気規制の強化などから、確実性や迅速さ、広範囲の駆動条件下で可能とすることなどが求められ、それぞれのケースに応じた対応策が必要となる。
　具体例として、ローサイドドライバの天絡異常のような不具合では、ドライバ回路に大電流が流れ続けることにより、配線パターンの溶断等重大故障に至る場合がある。これを避けるためにより素早くドライバを停止する従来技術として、不具合が検出された場合に制御回路へ通知するより先に、即座にドライバを非活性状態とする手法がある。
　例えば、特許文献１には、「マイクロコントローラからシリアル通信を介して、診断開始信号が入力される。ドライバＩＣは、診断開始信号を受信すると、ＲＯＭから各ドライバ回路のＯＮ／ＯＦＦ状態をレジスタ群に読み出す。各ドライバ診断回路は、レジスタの値に従い、ＯＮ時／ＯＦＦ時の診断を実施する。もし、この段階で不具合が検出された場合、故障モードと駆動回路番号を記憶する診断レジスタ群に情報を書き込む。このデータに基づき、不良検出された駆動回路を非活性状態にし、高速シリアル通信を介して、マイクロコントローラに通知する。」と記載されている。
特開２０１４－４６７３０号公報
　上記のような従来の診断方法において、異常診断の手段として電圧をモニタする場合、ドライバ（駆動回路）がＯＮ状態で、負荷を駆動するスイッチを介して出力がＧＮＤまたは電源に繋がっている時には、正常状態と異常状態で違いが確認できないため、駆動回路がＯＦＦ状態の場合でしか診断できない。
　一方、電流を検出する場合についても、ドライバ（駆動回路）に電流が流れるＯＮ状態の場合しか診断できない。そのため、従来は、ドライバのＯＮまたはＯＦＦの診断可能な機会が無かった場合に、結果が確定していないにも関わらず、診断結果は正常として制御回路へ送信されていた。
　また、制御回路は、ドライバからの複数回の正常または異常の診断結果を以てドライバ出力の状態を判定するが、上記の理由により、誤った「正常」の診断結果が送信される場合があるため、確実な判定を行うために時間がかかるという課題があった。
　そこで、本発明の目的は、故障診断機能を備えた電子制御装置において、短時間で高精度な故障診断が可能な電子制御装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明による負荷駆動装置は、負荷を駆動するための負荷駆動回路と、前記負荷駆動回路を制御する制御回路と、前記負荷駆動回路の出力状態を診断し、前記制御回路に診断結果を出力する診断回路と、を備え、前記診断回路は、診断機会の有無を示す診断完了フラグを前記制御回路に出力する。
　本発明によれば、故障診断機能を備えた電子制御装置において、短時間で高精度な故障診断が可能な電子制御装置を実現することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
本発明の実施例１に係る負荷駆動装置の構成を示す回路構成図である。 図１の負荷駆動回路１０２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図１の制御回路１０４による異常判定方法を示すフローチャートである 図１の負荷駆動回路１０２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図１の負荷駆動回路１０２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例２に係る負荷駆動回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例３に係る負荷駆動装置の構成を示す回路構成図である。 本発明の実施例４に係る負荷駆動装置の構成を示す回路構成図である。 本発明の実施例５に係る負荷駆動装置の構成を示す回路構成図である。
　以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。
　図１から図５を参照して、本発明の実施例１の負荷駆動装置（電子制御装置）について説明する。
　図１は本実施例の負荷駆動装置（電子制御装置）の回路構成を示したものである。本実施例の負荷駆動装置１０１は、負荷駆動回路１０２と、負荷駆動回路１０２を制御する制御回路１０４を備えている。負荷駆動回路１０２は、負荷駆動装置１０１（負荷駆動回路１０２）の出力状態を診断し、制御回路１０４に診断結果を出力する診断回路１０３を備えている。
　負荷駆動回路１０２は、制御回路１０４から出力される制御信号に基づいて負荷を駆動する。図１では巻き線（コイル）１０５と容量素子（コンデンサ）１０６からなる誘導負荷の例を示す。診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２の出力電圧または出力電流をモニタすることで、負荷駆動装置１０１の出力状態を診断し、制御回路１０４からの読み取り指令を受け取ると、診断結果と診断完了フラグを制御回路１０４に送信（出力）する。
　なお、「診断完了フラグ」とは、診断回路１０３による負荷駆動装置１０１（負荷駆動回路１０２）の出力状態の診断機会の有無を示すフラグである。
　診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２がＯＮまたはＯＦＦの時のみに負荷駆動装置１０１の出力状態を診断する。例えば、負荷駆動回路１０２がローサイドドライバの構成である場合は、断線または地絡の異常を診断するためには、診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２がＯＦＦの期間に出力電圧がバッテリ電圧に近ければ正常、ＧＮＤ電位に近ければ断線または地絡の異常状態といったように診断する。
　また、天絡を診断する場合には、負荷駆動回路１０２がＯＮの期間に過度な電流が流れていれば天絡、電流が正常範囲であれば正常、といったように診断できる。
　なお、負荷駆動回路１０２がハイサイドドライバなどのその他の回路構成である場合においても、診断可能な期間がＯＮまたはＯＦＦに限定されるものは、以下の動作について同様である。
　さらに、診断回路１０３は、診断を実施している期間を元に、診断完了フラグを生成する。
　図２は、本実施例において、診断回路１０３が負荷駆動回路１０２のＯＦＦ期間にのみ診断を実施し、且つ出力端子の状態が「異常」であった場合のタイミングチャートを示したものである。
　図２中のラッチ前診断結果は、診断可能なドライバコントロールＬｏｗ、すなわち、負荷駆動回路１０２がＯＦＦの期間に診断回路１０３が診断を実施した結果を示すが、診断不可であるドライバコントロールＨｉｇｈの期間には、デフォルト値である「正常」で固定される。制御回路１０４へ出力される情報を格納するレジスタを示したラッチ後診断結果は、図２中の（ｅ）に示したように、ラッチ前診断結果が異常となった時にその値を格納し、ラッチ（状態を保持）する。さらに、図２中の（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｇ）に示したように、読み出し（読み取り）指令を制御回路１０４から受け取った際に制御回路１０４へ送信した後、ラッチ前診断結果の値を再び格納し、ラッチ（状態を保持）する。
　このように動作することで、診断可能期間に診断回路１０３が診断した結果は、図２中の（ｃ）の様に、診断不可期間に切り替わった後最初に制御回路１０４によって読み出されるまで保持される。
　図２中の（ｃ）に示したように、診断不可期間に読み出し（読み取り）指令によりラッチ後診断結果がクリアされた後は、デフォルトの診断結果値である「正常」がラッチ後診断結果に格納される。そのため、図２中の（ｄ）の様に、診断不可期間が継続中に、診断回路１０３が、再び読み出し指令を受け取った場合には、ドライバ出力状態が実際には「異常」であっても、「正常」を示す値（以降、未診断の「正常」と呼ぶ）が診断結果として制御回路１０４へ出力される。
　診断回路１０３の内部信号である診断可能期間信号は、診断可能期間であるドライバコントロールがＬｏｗ（ＯＦＦ）の間はＨｉｇｈとなり、診断不可期間であるドライバコントロールＨｉｇｈ（ＯＮ）の間はＬｏｗとなる。
　診断完了フラグは、図２中の（ｅ）に示したように、診断可能期間信号がＨｉｇｈとなった時にＨｉｇｈとなりラッチ（状態が保持）される。診断完了フラグ値は、図２中の（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｇ）に示したように、診断回路１０３が制御回路１０４から読み出し（読み取り）指令を受信すると制御回路１０４へ送信された後、診断可能期間信号の値を再びラッチ（状態を保持）する。
　このような動作により、前回の読み出し（読み取り）指令と、今回の読み出し（読み取り）指令との間に診断可能期間があった場合には診断完了フラグＨｉｇｈ、無かった場合にはＬｏｗが読み出されることになる。
　制御回路１０４は、読み取った診断結果と、診断完了フラグの値を元に、読み出し結果を判断する。診断完了フラグがＨｉｇｈであった場合は、前回の読み取りとの間に診断期間があり、診断結果読み取り値は、診断が実施された後の信用できる結果であると判断できるため、制御回路１０４は診断結果読み取り値そのままを読み出し結果として処理する。
　一方、診断完了フラグがＬｏｗであった場合は、前回の読み取りから診断が実施されていないため、診断結果読み取り値が「正常」であっても、制御回路１０４は、読み出し結果を「不確定」として処理する。言い換えると、制御回路１０４は、診断回路１０３から受信した診断結果が「正常」であり、かつ、診断完了フラグがＬｏｗ（診断機会無し）の場合、診断結果を「不確定」として判定する。つまり、制御回路１０４は、診断結果を「不確定」と判定した場合、診断回路１０３からの診断結果を無視する。
　なお、図２では、負荷駆動回路１０２がＯＦＦの期間に診断回路１０３が診断を実施する場合を示しているが、ＯＮの期間に診断を実施する場合についても、ドライバコントロールがＨｉｇｈの期間に診断可能、Ｌｏｗの期間に診断不可となり、診断可能または診断不可の状態に合わせてその他の信号が動作し、同様の効果が得られる。
　また、診断完了フラグについては、「Ｈｉｇｈ」を診断が実施された期間と設定し、「Ｌｏｗ」を診断が実施されていない期間と設定した例を示しているが、その逆で、「Ｌｏｗ」を診断が実施された期間と設定し、「Ｈｉｇｈ」を診断が実施されていない期間と設定してもよい。
　制御回路１０４は、診断回路１０３から読み出した診断結果をもとに、出力の「正常」または「異常」を最終的に判定する。ノイズやサージ等により、診断回路１０３が誤って「異常」と診断する可能性を考慮し、制御回路１０４は「異常」の読み出し結果をカウントし、一定回数連続した場合に出力が「異常」であると判定するとより好ましい。
　また、例えば、図２中の（ｂ）から（ｅ）に示すように、診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）のＯＮまたはＯＦＦの診断を実行する期間に検出された診断結果をラッチ（状態を保持）し、制御回路１０４の読み取り時にラッチした診断結果をクリアし、診断完了フラグは、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の出力状態の診断を実行する期間にＨｉｇｈとしてラッチし、制御回路１０４の読み取り時にラッチした診断完了フラグをクリアしてＬｏｗとなることによって、制御回路１０４に対し、診断結果の前回の読み取りと今回の読み取りとの間の診断機会の有無を通知する診断完了フラグを出力する。
　図３は、制御回路１０４による最終的な出力端子状態の異常判定フロー（異常判定方法）を示している。制御回路１０４は、異常判定開始信号を受けて、異常判定フローをスタートする（ステップＳ３０１）。
　先ず、診断回路１０３の診断結果を読み出し（ステップＳ３０２）、読み出し結果が「異常」かどうかを判定する（ステップＳ３０３）。「異常」であれば、カウント値に１加算する（ステップＳ３０４）。
　続いて、カウント値が一定数（Ｎ回）に達しているかを判定する（ステップＳ３０５）。達していなければ、診断結果読み出しに戻り（ステップＳ３０２）、達していれば、異常判定を確定し（ステップＳ３０６）、異常判定フローを終了する（ステップＳ３１０）。
　一方、ステップＳ３０３において読み出しの結果が「異常」でない場合は、「不確定」か「正常」かを判定する（ステップＳ３０７）。「不確定」であれば、カウント値は前回値を保持したまま診断結果読み出しに戻り（ステップＳ３０８）、読み出し結果が「正常」であった場合には、カウント値を０にクリアして、診断結果読み出しに戻る（ステップＳ３０９）。
　従来においては、診断完了フラグが無かったため、図３に示した読み出し結果が「不確定」の場合のフローが存在せず、読み出し結果が「異常」でなかった場合は必ずカウント値がクリアされていた。すなわち、出力が「異常」となり、連続で「異常」が読み出されている途中で未診断の「正常」を読み出した場合には、「異常」の連続読み出しが途切れ、カウントを０から再スタートしなければならなかった。
　本発明のように、診断完了フラグを用いることによって、診断結果読み出し値が「正常」の場合に、読み出し結果が「正常」か「不確定」かを切り分けることができるため、前述のような異常時の制御回路１０４による判定において、連続で「異常」が読み出されている途中に未診断の「正常」を読み出した場合にも、読み出し結果を「不確定」と判断して異常読み出しのカウント数を保持することで、カウントを再スタートさせる必要が無くなり、制御回路１０４による異常判定にかかる時間を短縮することができる。
　さらに、負荷の駆動周期が長い、Ｄｕｔｙ比が小さい（ドライバコントロールＯＮ期間に診断が実施される場合には大きい）等の条件で、診断可能な機会が読み出し指令を発行する間隔に対して少なく、従来では診断結果異常の連続読み出しが困難であった場合や読み出し指令の間に診断可能な期間が無かった場合はすべて「不確定」として無視できるようになる（制御回路１０４の最終判定材料としない）ため、「異常」の読み出しを連続でカウントでき、制御回路１０４による異常判定が可能になるため、特に効果が大きい。
　図４は、本実施例において、診断回路１０３が負荷駆動回路１０２のＯＦＦ期間にのみ診断を実施し、且つ、出力端子の状態が「正常」であった場合のタイミングチャートを示している。各信号の動作原理については、図２に示した場合と同様となっているが、図４においては、ラッチ前診断結果、ラッチ後診断結果、診断結果読み取り値が常に正常となる。
　この内、図４中の（ａ）、（ｃ）、（ｇ）に示すように、前回と今回の読み出し指令（読み取り指令）の間に診断可能期間がある場合は、診断回路１０３が診断を実施した結果である「正常」が読み出されるが、図４中の（ｄ）のように診断可能期間が無い場合には、未診断の「正常」が出力される。しかし、図４中の（ｄ）における診断完了フラグ読み取り値はＬｏｗであるため、制御回路１０４は未診断の「正常」が診断回路１０３の診断実行による結果ではないと判断でき、読み出し結果を「不確定」として処理することができる。
　なお、出力端子が「正常」な状態であっても、図２の説明で述べたのと同様に、負荷駆動回路１０２がＯＮの期間に診断回路１０３が診断を実施する場合についても同様の効果を得ることができる。
　制御回路１０４が診断回路１０３からの読み出し結果を基に「正常」であることを判定する場合、従来では診断完了フラグを用いておらず、未診断の「正常」と、診断回路１０３による診断結果である「正常」との区別がつかなかったため、「正常」と読み出されても未診断である可能性を考慮して、異常判定の場合と同様に、一定回数連続で「正常」を読み出した場合に「正常」と判定していた。
　本実施例においては、読み出し結果の「正常」と「不確定」を確実に判別できるため、上記のような連続読み出しが不要になり、１回の読み出し結果で「正常」と判定することができ、判定時間を短縮することができる。
　また、異常時の判定と同様に、負荷の駆動周期が長い、Ｄｕｔｙ比が小さい（ドライバコントロールＯＮ期間に診断が実施される場合には大きい）等の条件で、未診断の「正常」が出力される機会が増えると、従来であれば、制御回路１０４による判定のために確率的に十分な回数の「正常」の読み取り値を必要としたため、より時間がかかった。よって、本実施例によれば、「正常」の判定についても、診断の機会が少ない場合ほど効果が大きくなる。
　なお、図２および図４では、診断可能な期間と診断不可の期間はドライバコントロールのｒｉｓｅエッジとｆａｌｌエッジと同じタイミングで切り替わっている。しかし、実際の製品（負荷駆動装置）では、ノイズ除去のためのフィルタ時間を設けたり、断線と地絡、または天絡を区別するために、小電流によって断線時の電圧を制御するために時間がかかったりするなど、診断可能期間はドライバコントロールのＨｉｇｈ、Ｌｏｗ期間と一致しない場合もある。
　図５は、本実施例において、診断回路１０３が負荷駆動回路１０２のＯＦＦ期間にのみ診断を実施し、且つ、診断を完了するまでに一定の時間を要し、さらに出力端子の状態が「異常」であった場合のタイミングチャートを示している。診断回路１０３が診断を開始するドライバコントロールのｆａｌｌエッジから、診断回路１０３が診断に要する最大の時間Ｔの間は、ドライバコントロールがＬｏｗであっても、診断が完了していない可能性がある。
　そのため、図５中の（ａ）から（ｃ）と（ｄ）から（ｆ）の間に示したように、この期間は診断不可の期間であり、診断可能期間信号はＬｏｗとなる。ドライバコントロールのｆａｌｌエッジから時間Ｔが経過すると、診断回路１０３の診断は確実に完了しているため、図５中の（ｃ）、（ｈ）に示したように、診断可能となり、診断可能期間信号はＨｉｇｈとなる。
　例えば、図５中の（ｆ）から（ｊ）に示すように、診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）がＯＦＦに移行してから所定期間（Ｔ）経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の制御状態が切り替り、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の出力状態の診断が終了した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる。
　また、診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）がＯＦＦに移行してから所定期間（Ｔ）経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の制御状態が切り替り、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の出力状態の診断が終了した後、制御回路１０４から診断結果の送信要求
（読み取り指令）を受信した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる。
　一方、上記で述べたように、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）がＯＮの期間に診断回路１０３が診断を実施する場合、診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）がＯＮに移行してから所定期間（Ｔ）経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の制御状態が切り替り、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の出力状態の診断が終了した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる。
　また、診断回路１０３は、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）がＯＮに移行してから所定期間（Ｔ）経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の制御状態が切り替り、負荷駆動回路１０２（ドライバコントロール）の出力状態の診断が終了した後、制御回路１０４から診断結果の送信要求（読み取り指令）を受信した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる。
　これにより、図５中の（ｇ）に示したように、ドライバコントロールがＬｏｗで、診断結果読み取り値が「正常」であっても、診断が完了していない可能性がある期間内であれば、診断完了フラグはＬｏｗとなり、制御回路１０４は読み出し結果を「不確定」として処理する。
　また、ドライバコントロールのｆａｌｌエッジから時間Ｔが経過する前であっても、診断回路１０３による診断が完了する場合もある。
　この時、図５中の（ｂ）に示したように、ドライバコントロールＬｏｗの診断不可期間に診断結果読み取り値が「異常」となる可能性があるが、この時、診断完了フラグがＬｏｗであっても、制御回路１０４は読み出し結果を「異常」として処理する。このように、診断可能な期間がドライバコントロールと同期しない場合には、診断可能期間信号を診断可能な期間にタイミングを合わせて動作させればよい。
　未診断の「正常」を、診断回路１０３の診断実施結果を反映した「正常」と区別するためには、本実施例のように診断完了フラグを用いる方法の他に、制御回路１０４が制御信号により負荷駆動回路１０２をＯＮさせている期間とＯＦＦさせている期間と、読み取り指令を送信したタイミングとを記憶、照合して、前回の読み取り指令送信から診断可能な期間が存在したかどうかを判断する処理を行うことで可能となる。しかしながら、この方法は、制御回路１０４の処理能力を圧迫する。
　以上説明したように、本実施例の負荷駆動装置（電子制御装置）によれば、制御回路１０４の処理能力を圧迫することなく、負荷駆動装置１０１の出力状態の判定にかかる時間を短縮できる。
　これにより、故障診断機能を備えた負荷駆動装置（電子制御装置）において、短時間で高精度な故障診断が可能な電子制御装置を実現することができる。
　なお、制御回路１０４は、診断結果と診断完了フラグに基づく負荷駆動回路１０２の出力状態の最終的な判定結果が「正常」であった場合は、負荷駆動回路１０２の通常の制御を継続し、「異常」であった場合は、負荷駆動回路１０２を停止するように制御することも可能である。
　このような制御を行うことで、負荷駆動装置（電子制御装置）を必要以上に停止させることなく、安定した制御動作が可能となり、負荷駆動装置（電子制御装置）の信頼性が向上する。
　さらに、負荷駆動装置（電子制御装置）１０１の「異常」を報知する警告灯などの報知手段を負荷駆動装置（電子制御装置）１０１内部或いは外部に設け、制御回路１０４は、診断結果と診断完了フラグに基づく負荷駆動回路１０２の出力状態の最終的な判定結果が「異常」である場合、警告灯を点灯させる（外部へ報知する）ようにしてもよい。
　これにより、負荷駆動装置（電子制御装置）１０１の「異常」の早期発見につながり、負荷駆動装置（電子制御装置）１０１の適切なメンテナンス（修理・交換）を行うことができる。
　図６を参照して、本発明の実施例２の負荷駆動装置（電子制御装置）について説明する。本実施例における回路構成図は実施例１の図１と共通するため、繰り返しとなる説明は省略する。
　図６は本実施例における負荷駆動回路１０２の動作を示すタイミングチャートである。
実施例１では診断可能期間信号が存在し、診断可能な期間にＨｉｇｈ、診断不可の期間にＬｏｗとなる動作をしていたのに対し、本実施例では診断可能期間信号が存在せず、診断完了フラグが実施例１における診断可能期間信号と同じ動作をする。
　すなわち、診断完了フラグはＨｉｇｈとなった後もラッチ（状態を保持）されず、診断不可期間に入ると直ぐに立ち下がる。この場合、診断完了フラグは制御回路１０４が診断結果を読み出した時点が診断可能な期間であるか否かを通知することになる。本実施例においては、図６中の（ｃ）、（ｇ）に示したように、診断可能期間に確定した「正常」の診断結果についても、制御回路１０４は「不確定」と判断することになるが、図６中の（ｄ）に示したように、未診断の「正常」については、確実に「不確定」と判断することが可能である。
　図６では、負荷駆動装置１０１の出力状態が「正常」である場合を示しているが、「異常」の場合について、診断結果読み取り値が「異常」で、診断完了フラグ読み取り値がＬｏｗである時、診断結果が「異常」となるのは、診断回路１０３が出力の「異常」を検出した時のみであるため、制御回路１０４は読み出し結果を「異常」と判断する。
　また、診断結果読み取り値が「正常」となるのは、読み出しから診断不可の期間が継続している時のみなので、診断完了フラグはＬｏｗとなり、「不確定」と判断できる。そのため、負荷駆動装置１０１の出力状態が「異常」である時は、本実施例は実施例１と同様の効果を得ることができる。
　なお、図６は診断可能期間がドライバコントロールのＬｏｗ期間と一致しているが、ドライバコントロールがＨｉｇｈの期間に診断を実施する場合や、診断可能な期間および診断不可の期間がドライバコントロールと時間的にずれがある場合についても、診断可能期間に合わせて診断完了フラグをＨｉｇｈとすることで、同様の効果が得られる。
　図７を参照して、本発明の実施例３の負荷駆動装置（電子制御装置）について説明する。図７は本実施例における負荷駆動装置（電子制御装置）の回路構成図である。
　本実施例はドライバＩＣ７０２とマイクロコントローラ７０３の構成が実施例１とは異なる。なお、その他の構成については実施例１と共通するため、繰り返しとなる説明は省略する。
　本実施例の負荷駆動装置（電子制御装置）７０１では、実施例１の構成に対して、制御回路１０４をマイクロコントローラ７０３に、負荷駆動回路１０２をドライバＩＣ７０２に置き換えている。また、マイクロコントローラ７０３とドライバＩＣ７０２間の通信はシリアル通信となっている。
　本実施例では、図７に示すように、制御信号、読み取り指令、診断結果、診断完了フラグは、すべてシリアル通信を介して送受信される。例えば、診断回路１０３は、シリアル通信を介して診断結果と診断完了フラグをマイクロコントローラ７０３（制御回路）へ送信する。
　本実施例によれば、ドライバＩＣ７０２とマイクロコントローラ７０３のポート数を削減できる。これにより、断線などの故障確率が低減し、負荷駆動装置（電子制御装置）７０１の信頼性向上を図ることができる。
　また、診断結果と診断完了フラグを同一のフレームに含めてマイクロコントローラ７０３（制御回路）に送信することで、マイクロコントローラ７０３（制御回路）はより素早く読み出し結果を判断することができる。
　図８を参照して、本発明の実施例４の負荷駆動装置（電子制御装置）について説明する。図８は本実施例における負荷駆動装置（電子制御装置）の回路構成図である。
　本実施例はローサイドドライバ８０８と、ハイサイドドライバ８０９と、イグナイタ８０３と、イグニッションコイル８０４と、点火プラグ８０５の構成が実施例１とは異なる。なお、その他の構成については実施例１と共通するため、繰り返しとなる説明は省略する。
　本実施例では、負荷駆動装置（電子制御装置）８０１はイグナイタ８０３のプリドライバとして動作し、ドライバコントロールがＨｉｇｈの時はハイサイドドライバ８０９をＯＮ、ローサイドドライバ８０８をＯＦＦとして、出力電流を制御しながらＶＣＣ電圧を出力する。つまり、負荷駆動回路８０２は、イグナイタ８０３を駆動する。
　また、ドライバコントロールがＬｏｗの時には、ローサイドドライバ８０８をＯＮ、ハイサイドドライバ８０９をＯＦＦとして、出力をＧＮＤとする。イグナイタ８０３は負荷駆動装値８０１の出力がＶＣＣになるとＯＮしてイグニッションコイル８０４のエネルギーを溜める。負荷駆動装置８０１の出力がＧＮＤになると、イグナイタ８０３はＯＦＦし、イグニッションコイル８０４のエネルギーが放出されて、点火プラグ８０５がスパークを発生させる。なお、負荷駆動装置８０１とイグナイタ８０３を接続する配線には抵抗素子８０６、容量素子（コンデンサ）８０７が接続されている。
　診断回路１０３は、ハイサイドドライバ８０９が出力する電流をモニタし、電流が一定以下であった場合に、負荷駆動装置８０１の出力が断線していることを検出する。
　イグナイタ８０３の駆動周期はエンジンの回転数に依存し、回転数が低い程周期が長くなる。また、この時イグナイタ８０３がＯＮする期間は駆動周期に対して短いため、診断回路１０３が診断可能となる期間も短くなる。例えば、エンジン回転数が８００ｒｐｍであった場合、駆動周期は約１２０ｍｓになる。制御回路１０４による読み取り指令発行の周期が１０ｍｓであった場合、診断回路１０３が診断を実施するのは、読み取り指令発行の１２回に１回の割合となる。
　実施例１で述べたように、診断完了フラグを用いることで、未診断の「正常」を「不確定」と判断できるようになり、制御回路１０４による出力状態の「異常」、「正常」の最終判定をより素早く完了できるが、この効果は駆動周期が長い、Ｄｕｔｙ比が低いといったような、診断可能な機会が少なく、従来では判定が困難であったような場合に特に大きくなる。
　本実施例のように、負荷としてイグナイタ８０３を駆動する場合には、特にエンジン回転数が低い場合に、診断をより素早く完了させることができる。また、その他インジェクタ（燃料噴射装置）等の駆動周期、Ｄｕｔｙ比がエンジン回転数や温度等の環境に依存するような負荷を駆動する場合についても同様であり、診断完了フラグを用いることで、自動車の走行状態、環境に影響されない診断が可能となる。
　なお、図８には図示していないが、負荷駆動回路８０２をエンジンのインジェクタ（燃料噴射装置）に接続し、駆動することも可能である。
　図９を参照して、本発明の実施例５の負荷駆動装置（電子制御装置）について説明する。図９は本実施例における負荷駆動装置（電子制御装置）の回路構成図である。
　本実施例はローサイドドライバ９０５と、リレー９０３の構成が実施例１とは異なる。
なお、その他の構成については実施例１と共通するため、繰り返しとなる説明は省略する。
　本実施例では、負荷駆動回路９０２はリレー９０３を駆動する。ローサイドドライバ９０５がＯＮすると、リレー９０３もＯＮして、リレー９０３の先に接続されたアクチュエータやコントローラ等の回路にバッテリ電源が供給される。このような構成の場合、自動車が始動してから停止するまでの間、ローサイドドライバ９０５とリレー９０３はＯＮして他回路に電源を供給し続けなければならない等、駆動状態が切り替わる機会が極端に少ないことが多い。そのため、ドライバコントロールのＯＦＦ中にしかできない診断が実施される機会が殆どなくなる。
　このように、負荷駆動回路９０２の駆動状態がほとんど変わらない、もしくは駆動周期が極端に長い場合において、一定期間読み出し結果が「不確定」の状態で継続した場合には、負荷が機械的に動作するよりも短い時間だけ、負荷駆動回路９０２のＯＮ、ＯＦＦを切り替えることで、強制的に診断の機会を作り出すことができる。
　例えば、本実施例の場合、リレー９０３に機械式リレーを用いたとすると、応答時間は一般的に数ｍｓであるので、数百μｓ程度以下の期間ＯＦＦさせて診断を実施すればよい。
　つまり、制御回路１０４は、診断完了フラグが所定の期間以上診断期間が無いことを示した場合、診断回路１０３が負荷駆動回路９０２の出力状態の診断を実施できるよう負荷駆動回路９０２を制御する。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記の実施例は本発明に対する理解を助けるために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１０１，７０１，８０１，９０１…負荷駆動装置（電子制御装置）、１０２，８０２，９０２…負荷駆動回路、１０３…診断回路、１０４…制御回路、１０５…巻き線（コイル）、１０６，８０７，９０４…容量素子（コンデンサ）、７０２…ドライバＩＣ、７０３…マイクロコントローラ、８０８，９０５…ローサイドドライバ、８０９…ハイサイドドライバ、８０３…イグナイタ、８０４…イグニッションコイル、８０５…点火プラグ、８０６…抵抗素子、９０３…リレー。

Claims (15)

  1. 　負荷を駆動するための負荷駆動回路と、
    　前記負荷駆動回路を制御する制御回路と、
    　前記負荷駆動回路の出力状態を診断し、前記制御回路に診断結果を出力する診断回路と、を備え、
    　前記診断回路は、診断機会の有無を示す診断完了フラグを前記制御回路に出力する電子制御装置。
  2. 　請求項１に記載の電子制御装置であって、
    　前記制御回路は、前記診断回路からの診断結果が正常であり、かつ、診断完了フラグが診断機会無しの場合、前記診断結果を不確定として判定する電子制御装置。
  3. 　請求項２に記載の電子制御装置であって、
    　前記制御回路は、前記診断結果を不確定と判定した場合、前記診断回路からの診断結果を無視する電子制御装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御装置であって、
    　前記診断回路は、前記負荷駆動回路がＯＦＦに移行してから所定期間経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、
    　前記負荷駆動回路の制御状態が切り替り、前記負荷駆動回路の出力状態の診断が終了した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる電子制御装置。
  5. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御装置であって、
    　前記診断回路は、前記負荷駆動回路がＯＮに移行してから所定期間経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、
    　前記負荷駆動回路の制御状態が切り替り、前記負荷駆動回路の出力状態の診断が終了した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる電子制御装置。
  6. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御装置であって、
    　前記診断回路は、前記負荷駆動回路がＯＦＦに移行してから所定期間経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、
    　前記負荷駆動回路の制御状態が切り替り、前記負荷駆動回路の出力状態の診断が終了した後、前記制御回路から診断結果の送信要求を受信した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる電子制御装置。
  7. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御装置であって、
    　前記診断回路は、前記負荷駆動回路がＯＮに移行してから所定期間経過後に診断完了フラグをＨｉｇｈに立ち上げ、
    　前記負荷駆動回路の制御状態が切り替り、前記負荷駆動回路の出力状態の診断が終了した後、前記制御回路から診断結果の送信要求を受信した場合、診断完了フラグをＬｏｗに立ち下げる電子制御装置。
  8. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御装置であって、
    　前記診断回路は、前記負荷駆動回路のＯＮまたはＯＦＦの診断を実行する期間に検出された診断結果をラッチし、前記制御回路の読み取り時に前記ラッチした診断結果をクリアし、
    　前記診断完了フラグは、前記負荷駆動回路の出力状態の診断を実行する期間にＨｉｇｈとしてラッチし、前記制御回路の読み取り時に前記ラッチした診断完了フラグをクリアしてＬｏｗとなることによって、前記制御回路に対し、診断結果の前回の読み取りと今回の読み取りとの間の診断機会の有無を通知する診断完了フラグを出力する電子制御装置。
  9. 　請求項２に記載の電子制御装置であって、
    　前記制御回路は、前記診断結果と前記診断完了フラグに基づく前記負荷駆動回路の出力状態の最終的な判定結果が正常であった場合、前記負荷駆動回路の通常の制御を継続し、異常であった場合、前記負荷駆動回路を停止する電子制御装置。
  10. 　請求項１に記載の電子制御装置であって、
    　前記診断回路は、シリアル通信を介して前記診断結果と前記診断完了フラグを前記制御回路へ送信する電子制御装置。
  11. 　請求項１０に記載の電子制御装置であって、
    　前記診断結果と前記診断完了フラグは、同一フレームで前記制御回路へ送信される電子制御装置。
  12. 　請求項２に記載の電子制御装置であって、
    　前記制御回路は、前記診断結果と前記診断完了フラグに基づく前記負荷駆動回路の出力状態の最終的な判定結果が異常である場合、警告灯を点灯させる電子制御装置。
  13. 　請求項１に記載の電子制御装置であって、
    　前記制御回路は、前記診断完了フラグが所定の期間以上診断期間が無いことを示した場合、前記診断回路が前記負荷駆動回路の出力状態の診断を実施できるよう前記負荷駆動回路を制御する電子制御装置。
  14. 　請求項１に記載の電子制御装置であって、
    　前記負荷駆動回路は、イグナイタを駆動する電子制御装置。
  15. 　請求項１に記載の電子制御装置であって、
    　前記負荷駆動回路は、リレーを駆動する電子制御装置。
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