WO2023053489A1 - 電子制御装置および電子制御装置の診断方法 - Google Patents

Abstract

レゾルバに励磁信号を出力する励磁アンプとマイコンと電源ＩＣとを搭載する電子制御装置において、システムの起動前及び動作中に励磁アンプの異常診断が可能な信頼性の高い電子制御装置を提供する。電源ＩＣと、前記電源ＩＣから電源電圧を供給されるマイコンと、レゾルバを励磁する励磁アンプと、前記励磁アンプの入力信号と出力信号をモニタして異常の診断を行う診断回路と、を備え、前記診断回路は、前記入力信号と前記出力信号を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行い、当該診断結果を前記マイコンへ送信することを特徴とする。

Description

電子制御装置および電子制御装置の診断方法

　本発明は、電子制御装置の構成とその制御に係り、特に、レゾルバ（回転角度センサ）に励磁信号を出力する励磁アンプを備えた電子制御装置に適用して有効な技術に関する。

　近年、ステアリング操作や加減速のサポートを行う運転支援機能を備えた車両や、従来のエンジンに加えてモータも利用して動作するハイブリッド車両、あるいはモータのみで動作する電動車両が普及し始めている。これらの車両は従来と比べて、より複雑な電子制御となっており、電子部品の故障が発生した場合には、車両を安全に停止させたり、車両の動作を制限したりするなど、より高度な安全制御が求められる。

　これらの車両用の電子制御装置では、故障発生を検知すると安全制御信号を介してモータやエンジンなどを安全に停止する制御や、車両の速度やモータのトルクを制限した上で車両の動作を継続させる安全制御などを行っており、この電子制御装置で使用されている電子部品の故障や異常を正確に検出・診断し、安全制御へ活用することが重要である。

　ところで、ハイブリッド車両や電動車両の普及に伴い、中核的な役割を果たすモータの回転を制御するためのレゾルバの重要性が高まっている。レゾルバは走行用モータを制御するために不可欠な回転角度センサである。モータを効率良く制御することで電力の消費量を抑えることができる。走行状況に応じてモータを制御するには、モータの磁極位置の検出と正確な回転速度の把握が必要であり、そのためのセンサとしてレゾルバが用いられる。

　本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には「レゾルバの励磁信号をオフセットし、オフセット後の励磁信号に基づいて振幅を検出する励磁信号振幅検出部と、励磁信号の電圧を検出する励磁信号電圧検出部と、励磁信号の振幅が正常範囲外である異常状態を、励磁信号の電圧に基づいて、励磁信号の供給ラインの天絡と地絡とに区別する励磁信号診断部とを有する回転角検出装置」が開示されている。

　特許文献１によれば、レゾルバにおける励磁信号の供給ラインの異常状態を天絡と地絡とに区別して診断することができるとしている。

特開２０２０－４６３７６号公報

　上述したように、自動車制御システムの複雑化や大規模化に伴い、故障が発生した時にシステムの機能不全のリスクが高まっている。自動車制御システムの制御機能に不具合が生じると、ドライバや同乗者だけでなく歩行者を含む周辺全体に危険が及ぶため、システムを構成する個々の部品の信頼性向上とともに、システムの異常を検出し対応を行う安全制御機能の信頼性向上が重要な課題となっている。

　上記特許文献１に記載されている技術では、励磁アンプからレゾルバへ出力される励磁信号の天絡・地絡・断線等の明らかな異常検知は可能である。しかしながら、励磁信号の周波数・振幅・位相などの特性変化につながるような、励磁アンプの故障や異常を検知することは困難である。

　そこで、本発明の目的は、レゾルバに励磁信号を出力する励磁アンプとマイコンと電源ＩＣとを搭載する電子制御装置において、システムの起動前及び動作中に励磁アンプの異常診断が可能な信頼性の高い電子制御装置及び電子制御装置の診断方法を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明は、電源ＩＣと、前記電源ＩＣから電源電圧を供給されるマイコンと、レゾルバを励磁する励磁アンプと、前記励磁アンプの入力信号と出力信号をモニタして異常の診断を行う診断回路と、を備え、前記診断回路は、前記入力信号と前記出力信号を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行い、当該診断結果を前記マイコンへ送信することを特徴とする。

　また、本発明は、レゾルバに励磁信号を出力する励磁アンプとマイコンと電源ＩＣとを搭載する電子制御装置の診断方法であって、前記励磁アンプの入力信号と出力信号をモニタし、前記入力信号と前記出力信号を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行い、当該診断結果を前記マイコンへ送信することを特徴とする。

　本発明によれば、レゾルバに励磁信号を出力する励磁アンプとマイコンと電源ＩＣとを搭載する電子制御装置において、システムの起動前及び動作中に励磁アンプの異常診断が可能な信頼性の高い電子制御装置及び電子制御装置の診断方法を実現することができる。

　これにより、車両の始動前及び動作中に電子制御装置の異常を検知することができ、異常に応じた車両の安全制御が可能となる。

　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り明らかにされる。

本発明の実施例１に係る電子制御装置のブロック図である。 図１の診断回路のブロック図である。 図２の周波数比較部のブロック図である。 図２の振幅比較部のブロック図である。 図２の遅延（位相）比較部のブロック図である。 本発明の実施例２に係る電子制御装置のブロック図である。 本発明の実施例３に係る電子制御装置のブロック図である。 図７の電子制御装置のシステム起動前の診断方法を示すフローチャートである。 図７の電子制御装置のシステム動作中の診断方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例４に係る電子制御装置のブロック図である。 本発明の実施例５に係る電子制御装置のブロック図である。

　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。

　≪電子制御装置の構成≫
　図１から図５を参照して、本発明の実施例１に係る電子制御装置とその診断方法について説明する。図１は、本実施例の電子制御装置の内部構成を示すブロック図である。

　本実施例の電子制御装置１は、図１に示すように、マイクロコントローラ（以下、マイコン）２と、電源ＩＣ（Integrated Circuit）３と、ＲＤＣ－ＩＣ（Resolver-Digital Converter IC）４と、励磁アンプ５と、診断回路６とで構成される。

　マイコン２は、電子制御装置１の頭脳にあたり、第１通信制御信号及び第２通信制御信号を利用して、電源ＩＣ３及びＲＤＣ－ＩＣ４を制御する。例えば、第１通信制御信号を介して電源ＩＣ３と通信を行うことで、電源ＩＣ３の設定を変更したり、マイコン２自身の状態を電源ＩＣ３に伝えたり、電源ＩＣ３の状態を確認することができる。また、第２通信制御信号を介して、ＲＤＣ－ＩＣ４の設定を変更したり、励磁アンプ５の入力信号を出力させることができる。

　電源ＩＣ３は、バッテリ電圧（図示せず）から複数の電源電圧を生成し、マイコン２、ＲＤＣ－ＩＣ４、励磁アンプ５、診断回路６や電子制御装置内部にある他の周辺回路（図示せず）の電源電圧を供給する。ここでは、電源電圧出力１～４を示しているが、電源電圧出力は供給先や数が異なっても構わない。また、電源ＩＣ３は、電子制御装置１に電源が供給された際など、システムのリセットが必要とされる場合に、マイコン２へリセット信号を出力する。

　ＲＤＣ－ＩＣ４は、モータ（図示せず）に取り付けられた、モータの回転角度を検出する回転角度センサであるレゾルバ７から出力される、モータのロータの回転角度によって変化する角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を利用して演算を行い、モータの回転角度をデジタルデータに変換するＩＣである。ＲＤＣ－ＩＣ４は演算して求めたモータの回転角度情報を、角度情報信号によりマイコン２へ送信する。

　励磁アンプ５は、ＲＤＣ－ＩＣ４から出力された励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を増幅し、レゾルバ７を励磁させるための励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）を生成するアンプである。ここでは差動信号を使用した例を示しているが、シングルエンドの構成でも構わない。

　診断回路６は、励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び出力信号である励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）を比較し、励磁アンプ５の異常を診断する。励磁アンプ５の入出力信号を比較して得られた励磁アンプ５の異常診断結果は、第３通信制御信号を使用してマイコン２に送信される。マイコン２は、診断回路６から送信された励磁アンプ５の異常診断結果に応じて、電子制御装置１に対し、予め設定されている適切な安全制御を行う。

　≪診断回路の内部構成≫
　図２は、図１の診断回路６の内部構成を示すブロック図である。図２を用いて、診断回路６がどのように励磁アンプ５の異常を診断するのかについて説明する。

　診断回路６は、周波数比較部１０と、振幅比較部１１と、遅延（位相）比較部１２と、通信インタフェース回路１３によって構成されている。

　励磁アンプ５の入力信号である励磁用信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁アンプ５の出力信号である励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）は、それぞれ周波数比較部１０、振幅比較部１１及び遅延（位相）比較部１２に入力され、各比較部の内部で処理が行われ、通信インタフェース回路へ励磁アンプ５の異常診断結果が出力される。

　図２では、診断回路６はその内部に周波数比較部１０、振幅比較部１１及び遅延（位相）比較部１２を搭載しているが、これら比較部の少なくとも何れか１つがあれば励磁アンプ５の診断が可能であり、複数を組み合わせて使用しても構わない。

　≪周波数比較部の内部構成≫
　図３は、図２の周波数比較部１０の内部構成の一例を示すブロック図である。図３を用いて、周波数比較部１０がどのように励磁アンプ５の異常を診断するのかについて説明する。

　周波数比較部１０には励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）が入力される。励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）は入力周波数カウンタ２１で、励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）は出力周波数カウンタ２２でそれぞれ信号の周波数を計測される。

　周波数の計測結果は、それぞれ入力周波数計測結果及び出力周波数計測結果として周波数比較部１０の外部へ出力される。また、入力周波数計測結果は入力周波数比較部２３において、出力周波数結果は出力周波数比較部２４において、周波数設定値２５と周波数の比較がそれぞれ実行される。

　入力周波数比較部２３及び出力周波数比較部２４での比較結果は周波数診断部２６に入力され、周波数診断部２６において励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）の異常を検出し、励磁アンプ５の診断を実施する。

　以上のことから、周波数比較部１０では、励磁アンプ５の入力信号である励磁用信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）の周波数に異常がある場合には、励磁アンプ５より前段で異常が発生していると判断することが可能である。また、励磁アンプ５の出力信号である励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）の周波数に異常がある場合には、励磁アンプ５自体に異常があると判断することが可能である。

　ここで記載した構成は、あくまで一例であり、周波数比較部１０について上記で説明した機能を実現できる構成であれば、その他の構成をとっても構わない。

　≪振幅比較部の内部構成≫
　図４は、図２の振幅比較部１１の内部構成の一例を示すブロック図である。図４を用いて、振幅比較部１１がどのように励磁アンプ５の異常を診断するのかについて説明する。

　振幅比較部１１には励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）が入力される。励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）は入力信号電圧検出部３１で、励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）は出力信号電圧検出部３２でそれぞれ信号の電圧を計測される。

　電圧の計測結果は、それぞれ入力振幅計測結果及び出力振幅計測結果として振幅比較部１１の外部へ出力される。また、入力振幅計測結果及び出力振幅計測結果はゲイン計算部３３において、励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）から励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）へのゲインを算出する。

　算出されたゲインの値はゲイン比較部３４において、ゲイン設定値３５との比較を実施される。この比較結果を利用して、振幅診断部３６は励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）の異常を検出し、励磁アンプ５の診断を実施する。

　以上のことから、振幅比較部１１では、励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）の入力振幅に対して、励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）が所望のゲインで増幅されているかを診断することが可能である。

　さらに、入力振幅計測結果を振幅比較部１１の外部へ出力し、診断回路６からの第３通信制御信号によりマイコン２で励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）の異常も検出することが可能である。

　ここで記載した構成は、あくまで一例であり、振幅比較部１１について上記で説明した機能を実現できる構成であれば、その他の構成をとっても構わない。

　≪遅延（位相）比較部の内部構成≫
図５は、図２の遅延（位相）比較部１２の内部構成の一例を示すブロック図である。図５を用いて、遅延（位相）比較部１２がどのように励磁アンプ５の異常を診断するのかについて説明する。

　遅延（位相）比較部１２には励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）が入力される。励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）は位相比較器４１に入力され、励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）の遅延量（位相ズレ量）を検出する。

　位相比較器４１により検出された遅延量（位相ズレ量）は、遅延（位相）計測結果として遅延（位相）比較部１２の外部へ出力される。また、遅延（位相）計測結果は位相ズレ比較部４２において位相ズレ許容値４３と比較される。

　この比較結果を利用して、遅延（位相）診断部４４は励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）間の異常を検出し、励磁アンプ５の診断を実施する。

　以上のことから、遅延（位相）比較部１２は、励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）間に異常な遅延（位相ズレ）を検出すると、励磁アンプ５自体に異常があると判断することが可能である。

　ここで記載した構成は、あくまで一例であり、遅延（位相）比較部１２について上記で説明した機能を実現できる構成であれば、その他の構成をとっても構わない。

　≪ＲＤＣ－ＩＣの機能をマイコンに搭載した例≫
　図６を参照して、本発明の実施例２に係る電子制御装置について説明する。図６は、本実施例の電子制御装置の内部構成を示すブロック図である。

　本実施例の電子制御装置１Ａは、図６に示すように、角度検出部８を内蔵するマイコン２Ａと、電源ＩＣ３と、励磁アンプ５と、診断回路６とで構成される。

　実施例１との相違点は、マイコンにＲＤＣ－ＩＣの機能を内蔵した点にある。マイコン２Ａは、デジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）を出力し、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ－Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）９はデジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）をアナログ信号に変換して、励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を出力し、励磁アンプ５は励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）をレゾルバ７へ出力する。

　レゾルバ7は、モータ（図示せず）のロータの回転角度によって変化する角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を出力し、マイコン２Ａは、内蔵される角度検出部８において角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を受け取り、モータの回転角度を演算により検出する。

　その他の電子制御装置１Ａの動作及び制御等は実施例１と同様である。

　ここでは、マイコン２Ａはデジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）を出力するとしたが、もしマイコン２Ａが直接アナログ信号を出力できるものであれば、ＤＡＣ９を用いずに、直接励磁アンプ５の入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を励磁アンプ５へ出力しても構わない。

　≪ＲＤＣ－ＩＣの機能をマイコンに搭載し、励磁アンプ及び診断回路を電源ＩＣに搭載した例≫
　図７から図９を参照して、本発明の実施例３に係る電子制御装置とその診断方法について説明する。図７は、本実施例の電子制御装置の内部構成を示すブロック図である。

　本実施例の電子制御装置１Ｂは、図７に示すように、角度検出部８を内蔵するマイコン２Ａと、励磁アンプ５Ａ及び診断回路６Ａを内蔵する電源ＩＣ３Ａとで構成される。

　実施例１との相違点は、マイコンにＲＤＣ－ＩＣの機能を内蔵した点、及び電源ＩＣに励磁アンプ及び診断回路を内蔵した点の２箇所にある。マイコン２Ａは、デジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）を出力し、ＤＡＣ９はデジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）をアナログ信号に変換して、電源ＩＣ３Ａに内蔵された励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を出力し、励磁アンプ５Ａは励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）をレゾルバ７へ出力する。

　レゾルバ７は、モータ（図示せず）のロータの回転角度によって変化する角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を出力し、マイコン２Ａは内蔵される角度検出部８において角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を受け取り、モータの回転角度を演算により検出する。

　電源ＩＣ３Ａに内蔵された診断回路６Ａは、励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び出力信号である励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）を比較し、励磁アンプ５Ａの異常を診断するために使用される。

　励磁アンプ５Ａの入出力信号を比較して得られた励磁アンプ５の異常診断結果は、第３通信制御信号を使用してマイコン２Ａに送信される。マイコン２Ａは、診断回路６Ａから送信された励磁アンプ５Ａの異常診断結果に応じて、電子制御装置１Ａに対し、予め設定されたプログラム内容に応じて、モータの停止やモータのトルク制限などの安全制御を行うことが可能である。

　ここでは、マイコン２Ａはデジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）を出力するとしたが、もしマイコン２Ａが直接アナログ信号を出力できるものであれば、ＤＡＣ９を用いずに、直接励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を励磁アンプ５Ａへ出力しても構わない。また、ＤＡＣ９は電源ＩＣ３Ａの外に配置しているが、電源ＩＣ３Ａに内蔵しても構わない。

　≪システム起動前の励磁アンプ診断≫
　図８は、図７の電子制御装置１Ｂにおいて、システム起動前に励磁アンプ５Ａの異常診断を実施する場合のフローチャートである。

　電子制御装置１Ｂに電源が供給されると（ステップＳ１００）、電源ＩＣ３Ａが起動を開始する（ステップＳ１０１）。電源ＩＣ３Ａは起動すると、電子制御装置１Ｂの各部に供給する電源電圧出力を生成し、マイコン２Ａへリセット信号を発行する（ステップＳ１０２）。

　するとマイコン２Ａは初期化され、電子制御装置１Ｂの各部の初期診断を開始する（ステップＳ１０３）。初期診断が開始されると、診断回路６Ａは励磁アンプ５Ａの診断動作を開始し（ステップＳ１０４）、マイコン２Ａは励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を出力する（ステップＳ１０５）。

　すると、励磁アンプ５Ａは入力信号に応じた出力信号である励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）をレゾルバ７へ出力する（ステップＳ１０６）。この間、診断回路６Ａは励磁アンプ５Ａの入力信号及び出力信号を使用して励磁アンプの異常診断を行い、診断結果を出力する（ステップＳ１０７）。

　ここで特に異常がない場合には（ステップＳ１０８でＮＯと判断）、マイコン２Ａは電子制御装置１Ｂのシステム正常起動を開始する（ステップＳ１０９）。

　逆に異常が発見された場合には（ステップＳ１０８でＹＥＳと判断）、周波数異常であるかどうか（ステップＳ１１０）、振幅異常であるかどうか（ステップＳ１１１）或いは遅延（位相）異常であるかどうか（ステップＳ１１２）の判断を実施する。

　もし周波数異常が確認され、入力周波数異常であった場合には（ステップＳ１１３でＹＥＳと判断)、マイコン２Ａは励磁アンプ５Ａ以外に異常の原因があると判断する（ステップＳ１１７）。

　一方、出力周波数の異常が確認された場合、振幅異常が確認された場合及び遅延（位相）異常が確認された場合においては、マイコン２Ａは励磁アンプ５Ａに異常があると判断する（ステップＳ１１４）。

　マイコン２Ａが励磁アンプ５Ａに異常がある或いは励磁アンプ５Ａ以外に異常があると判断した場合のどちらにおいても、マイコン２Ａはその診断結果をメモリやレジスタ等に記録を実施する（ステップＳ１１５）。

　その後、マイコン２Ａは診断結果を利用し、システムの起動中止或いは制限を設けた上でシステムを起動するなどの安全制御を実施する（ステップＳ１１６）。

　この安全制御は、予めマイコン２Ａ等に設定されたプログラムに応じて、モータの停止やモータのトルク制限など異なる制御を実施することが可能である。

　以上のことから、電子制御装置１Ｂの起動前に励磁アンプ５Ａの異常診断を行い、異常が確認された場合には安全制御を実施することが可能となる。

　≪システム動作中の励磁アンプ診断≫
　図９は、図７の電子制御装置１Ｂにおいて、システム動作中に励磁アンプ５Ａの異常診断を実施する場合のフローチャートである。

　システム動作中においては、電源ＩＣ３Ａは常時マイコン２Ａの異常診断を実施しており（ステップＳ２００）、マイコン２Ａに異常があるかどうかの確認を行い（ステップＳ２０１）、マイコン２Ａに異常がある場合には（ステップＳ２０１でＹＥＳと判断）、電源ＩＣ３Ａはモータを停止させる、マイコンリセット信号を発行する、及び励磁アンプ５Ａを停止させるなどの安全制御を行う（ステップＳ２０２）。

　この安全制御は、予め電源ＩＣ３Ａに施された設定により、モータの停止やモータのトルク制限などといった制御内容を変更することが可能である。

　ここで電源ＩＣ３Ａによるマイコン２Ａの異常診断は、Ｗａｔｃｈ Ｄｏｇ Ｔｉｍｅｒ、マイコンから定期的に受信するクロックのモニタ値、及びマイコン２Ａからの直接のエラー信号受信などを元に実施される。

　また、マイコン２Ａに異常がない場合には（ステップＳ２０１でＮＯと判断）、マイコン２Ａは角度検出部８で角度検出エラーを検出すると（ステップＳ２０３でＹＥＳと判断）、マイコン２Ａは診断回路６Ａの診断結果を確認する（ステップＳ２０４）。

　周波数異常の確認（ステップＳ２０５）、振幅異常の確認（ステップＳ２０６）及び遅延（位相）異常の確認（ステップＳ２０７）でいずれも異常がない場合には、マイコン２Ａは励磁アンプ５Ａ以外に異常があると判断し（ステップＳ２０８）、マイコン２Ａは診断回路６Ａの診断結果以外の情報を利用し対策処理を実行する（ステップＳ２０９）。

　また、周波数異常の確認（ステップＳ２０５）、振幅異常の確認（ステップＳ２０６）及び遅延（位相）異常の確認（ステップＳ２０７）の何れかで異常があった場合には、マイコン２Ａは励磁アンプ５Ａが故障していると診断し（ステップＳ２１０）、システムを安全に停止させるなどの安全制御を実行する（ステップＳ２１１)。この安全制御は、予めマイコン２Ａ等に施された設定により内容を変更することが可能である。

　また、ステップＳ２０３において、マイコン２Ａが角度検出部８での角度検出エラーを検出しなかった場合にも、マイコン２Ａは同様に診断回路６Ａの診断結果の確認を行う（ステップ２１２）。

　周波数異常の確認（ステップＳ２１３）、振幅異常の確認（ステップＳ２１４）及び遅延（位相）異常の確認（ステップＳ２１５）で何れも異常がない場合には、マイコン２Ａはシステムの正常動作を継続させる（ステップＳ２１６）。

　逆に周波数異常の確認（ステップＳ２１３）、振幅異常の確認（ステップＳ２１４）及び遅延（位相）異常の確認（ステップＳ２１５）の何れかで異常があった場合には、マイコン２Ａは励磁アンプ５Ａが故障していると診断し（ステップＳ２１７）、システムを安全に停止させるなどの安全制御を実行する（ステップＳ２１８）。この安全制御は、予めマイコン２Ａ等に施された設定により内容を変更することが可能である。

　≪励磁アンプ及び診断回路を電源ＩＣに搭載した例≫
　図１０を参照して、本発明の実施例４に係る電子制御装置とその診断方法について説明する。図１０は、本実施例の電子制御装置の内部構成を示すブロック図である。

　本実施例の電子制御装置１Ｃは、図１０に示すように、マイコン２と、ＲＤＣ－ＩＣ４と、励磁アンプ５Ａ及び診断回路６Ａを内蔵する電源ＩＣ３Ｂとで構成される。

　実施例１との相違点は、電源ＩＣ３Ｂに励磁アンプ５Ａ及び診断回路６Ａを内蔵した点にある。ＲＤＣ－ＩＣ４は電源ＩＣ３Ｂに内蔵された励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を出力し、励磁アンプ５は励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）をレゾルバ７へ出力する。

　レゾルバ７は、モータ（図示せず）のロータの回転角度によって変化する角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を出力し、ＲＤＣ－ＩＣ４は角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を利用して演算を行い、モータの回転角度を検出し、その情報を角度情報信号によりマイコン２へ送信する。

　電源ＩＣ３Ｂに内蔵された診断回路６Ａは励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び出力信号である励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）を比較し、励磁アンプ５Ａの異常を診断するために使用される。

　励磁アンプ５Ａの入出力信号を比較して得られた励磁アンプ５Ａの異常診断結果は、第３通信制御信号を使用してマイコン２に送信される。マイコン２は、診断回路６Ａから送信された励磁アンプ５Ａの異常診断結果に応じて、電子制御装置１Ｃに対し、予め設定されている適切な安全制御を行う。

　≪励磁アンプの入力信号をマイコンから出力し、励磁アンプ及び診断回路を電源ＩＣに搭載した例≫
　図１１を参照して、本発明の実施例５に係る電子制御装置とその診断方法について説明する。図１１は、本実施例の電子制御装置の内部構成を示すブロック図である。

　本実施例の電子制御装置１Ｄは、図１１に示すように、マイコン２Ｂと、ＲＤＣ－ＩＣ４Ａと、励磁アンプ５Ａ及び診断回路６Ａを内蔵する電源ＩＣ３Ｂとで構成される。

　本実施例は実施例４の変形例であり、実施例４との相違点は、マイコン２Ｂがデジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）を出力し、ＤＡＣ９はデジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）をアナログ信号に変換して、電源ＩＣ３Ｂに内蔵された励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を生成し、出力する点にある。

　励磁アンプ５Ａは励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）をレゾルバ７へ出力する。レゾルバ７は、モータ（図示せず）のロータの回転角度によって変化する角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を出力し、ＲＤＣ－ＩＣ４Ａは角度信号（ＣＯＳ＋，ＣＯＳ－，ＳＩＮ＋，ＳＩＮ－）を利用して演算を行い、モータの回転角度を検出し、その情報を角度情報信号によりマイコン２へ送信する。

　電源ＩＣ３Ｂに内蔵された診断回路６Ａは、励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）及び出力信号である励磁信号（ＥＸＣ＋，ＥＸＣ－）を比較し、励磁アンプ５Ａの異常を診断するために使用される。

　励磁アンプ５Ａの入出力信号を比較して得られた励磁アンプ５Ａの異常診断結果は、第３通信制御信号を使用してマイコン２Ｂに送信される。マイコン２Ｂは、診断回路６Ａから送信された励磁アンプ５Ａの異常診断結果に応じて、電子制御装置１Ｄに対し、予め設定されている適切な安全制御を行う。

　ここでは、マイコン２Ｂはデジタル信号（ＥＸＣＩＮ＿ＤＩＧ）を出力するとしたが、もしマイコン２Ｂが直接アナログ信号を出力できるものであれば、ＤＡＣ９を用いずに、直接励磁アンプ５Ａの入力信号（ＥＸＣＩＮ＋，ＥＸＣＩＮ－）を励磁アンプ５Ａへ出力しても構わない。また、ＤＡＣ９は電源ＩＣ３Ｂの外に配置しているが、電源ＩＣ３Ｂに内蔵しても構わない。

　なお、上述した各実施例において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。

　また、上述した各実施例において、機能ブロックの構成は一例にすぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、１つの機能ブロック図で表した構成を２以上の機能に分割してもよい。また、各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。

　また、上述した各実施例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…電子制御装置、２，２Ａ，２Ｂ…マイコン（マイクロコントローラ）、３，３Ａ，３Ｂ…電源ＩＣ、４，４Ａ…ＲＤＣ－ＩＣ、５，５Ａ…励磁アンプ、６，６Ａ…診断回路、７…レゾルバ、８…角度検出部、９…ＤＡＣ（Digital-Analog Converter）、１０…周波数比較部、１１…振幅比較部、１２…遅延（位相）比較部、１３…通信インタフェース回路、２１…入力周波数カウンタ、２２…出力周波数カウンタ、２３…入力周波数比較部、２４…出力周波数比較部、２５…周波数設定値、２６…周波数診断部、３１…入力信号電圧検出部、３２…出力信号電圧検出部、３３…ゲイン計算部、３４…ゲイン比較部、３５…ゲイン設定値、３６…振幅診断部、４１…位相比較器、４２…位相ズレ比較部、４３…位相ズレ許容値、４４…遅延（位相）診断部

Claims (12)

1. 　電源ＩＣと、
   　前記電源ＩＣから電源電圧を供給されるマイコンと、
   　レゾルバを励磁する励磁アンプと、
   　前記励磁アンプの入力信号と出力信号をモニタして異常の診断を行う診断回路と、を備え、
   　前記診断回路は、前記入力信号と前記出力信号を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行い、当該診断結果を前記マイコンへ送信する電子制御装置。
2. 　請求項１に記載の電子制御装置であって、
   　前記励磁アンプおよび前記診断回路は、前記電源ＩＣに内蔵される電子制御装置。
3. 　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、前記励磁アンプの入力信号と出力信号に対して、周波数、振幅、遅延情報のうち少なくとも１つの情報を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行う電子制御装置。
4. 　請求項３に記載の電子制御装置であって、
   　前記診断回路は、前記励磁アンプの入力信号と出力信号に対して、周波数、振幅、遅延情報のうち少なくとも１つを計測し、当該計測値を前記マイコンへ送信する電子制御装置。
5. 　請求項１に記載の電子制御装置であって、
   　前記マイコンは、システム電源投入後に前記励磁アンプに診断用入力信号を送信し、
   　前記励磁アンプは、前記診断用入力信号に基づき診断用励磁信号を出力し、
   　前記診断回路は、前記診断用入力信号および前記診断用励磁信号を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行い、当該診断結果を前記マイコンへ送信し、
   　前記マイコンは、前記診断結果が正常である場合にはシステムの通常起動を実施し、前記診断結果が異常である場合には異常箇所に対応した処理を実行する電子制御装置。
6. 　請求項５に記載の電子制御装置であって、
   　前記診断回路は、システム動作中も動作を継続しており、
   　前記診断回路が前記マイコンの異常を検出した場合には、異常内容に対応した処理を実行し、
   　前記診断回路が前記マイコンに異常がないと判断している状態であって、かつ、前記マイコンが受信した前記診断結果が異常であると判断した場合には、前記マイコンは異常箇所に対応した処理を実行する電子制御装置。
7. 　レゾルバに励磁信号を出力する励磁アンプとマイコンと電源ＩＣとを搭載する電子制御装置の診断方法であって、
   　前記励磁アンプの入力信号と出力信号をモニタし、前記入力信号と前記出力信号を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行い、当該診断結果を前記マイコンへ送信する電子制御装置の診断方法。
8. 　請求項７に記載の電子制御装置の診断方法であって、
   　前記励磁アンプおよび前記励磁アンプの異常診断を行う診断回路が、前記電源ＩＣに内蔵される電子制御装置の診断方法。
9. 　請求項７に記載の電子制御装置の診断方法であって、
   　前記励磁アンプの入力信号と出力信号に対して、周波数、振幅、遅延情報のうち少なくとも１つの情報を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行う電子制御装置の診断方法。
10. 　請求項９に記載の電子制御装置の診断方法であって、
    　前記励磁アンプの入力信号と出力信号に対して、周波数、振幅、遅延情報のうち少なくとも１つを計測し、当該計測値を前記マイコンへ送信する電子制御装置の診断方法。
11. 　請求項７に記載の電子制御装置の診断方法であって、
    　前記マイコンは、システム電源投入後に前記励磁アンプに診断用入力信号を送信し、
    　前記励磁アンプは、前記診断用入力信号に基づき診断用励磁信号を出力し、
    　前記診断用入力信号および前記診断用励磁信号を比較することで前記励磁アンプの異常診断を行い、当該診断結果を前記マイコンへ送信し、
    　前記マイコンは、前記診断結果が正常である場合にはシステムの通常起動を実施し、前記診断結果が異常である場合には異常箇所に対応した処理を実行する電子制御装置の診断方法。
12. 　請求項１１に記載の電子制御装置の診断方法であって、
    　システム動作中において、前記マイコンの異常を検出した場合には、異常内容に対応した処理を実行し、
    　前記マイコンに異常がないと判断されている状態であって、かつ、前記マイコンが受信した前記診断結果が異常であると判断した場合には、前記マイコンは異常箇所に対応した処理を実行する電子制御装置の診断方法。

Images