WO2025249229A1

WO2025249229A1 - 制御装置

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Publication number: WO2025249229A1
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Inventors: 弘幸小島
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Abstract

制御装置（Ｃ）は、電源（Ｂａｔ）から電力供給を受けて動作する制御部（ＭＣＵ）と、電源（Ｂａｔ）から制御部（ＭＣＵ）によって制御される制御対象（Ｓｏｌ）へ電力供給する供給ライン（ＰＬ）上に設けられた上に設けたスイッチ（ＳＷ）と、電源（Ｂａｔ）から制御部（ＭＣＵ）に入力される電圧を監視して過電圧になるとスイッチ（ＳＷ）をオフする監視部（２）とを備え、制御部（ＭＣＵ）は、監視部（２）に過電圧を認識させる診断信号を入力した際の監視部（２）の出力に基づいて監視部（２）の故障検知を行う。

Description

制御装置

　本発明は、制御装置に関する。

　車両には、エンジンや減衰力可変緩衝器といった制御対象を制御するために制御装置が搭載されており、このような制御装置は、イグニッションスイッチがオンされると起動して制御対象への電力の供給を制御するためにマイクロコントローラを備えている。

　マイクロコントローラは、車両のバッテリから電力供給を受けることになるが、バッテリの電圧がマイクロコントローラの動作電圧よりも高圧のため、たとえば、ＪＰ２０１９－８０４０２Ａに開示されているように、バッテリの電圧をマイクロコントローラの動作に適する電圧にまで降圧する降圧回路を介して電力供給を受けている。

ＪＰ２０１９－８０４０２Ａ

　マイクロコントローラに動作電圧を超える高電圧が印加されてしまうとマイクロコントローラの動作に支障がでて、制御対象を正常に制御できなくなってしまう可能性がある。そのため、制御装置は、降圧回路によって降圧されてマイクロコントローラに入力される電圧を監視する監視部を備えており、マイクロコントローラが正常に動作することを保証できなくなるような過電圧を前記監視部が検知すると、制御対象と電源との間に設置されたスイッチを開いて制御対象への通電を停止させる。

　よって、従来の制御装置では、マイクロコントローラに入力される電圧が過電圧になってマイクロコントローラが正常に動作できない環境になって制御失陥の可能性がある場合、制御対象への通電を停止させてフェールセーフ動作を実行できる。

　このように従来の制御装置は、監視部自体が正常に動作している場合、制御失陥が生じる可能性ある場面ではフェールセーフ動作を行えるが、監視部が正常に動作しているか否かを確認する手立てがない。

　そこで、本発明は、監視部の故障を検知でき、システムの安全性を向上できる制御装置の提供を目的としている。

　上記目的を達成するために、本発明の制御装置は、電源から電力供給を受けて動作する制御部と、電源から制御部によって制御される制御対象へ電力供給する供給ライン上に設けられたスイッチと、電源から制御部に入力される電圧を監視して過電圧になるとスイッチをオフする監視部とを備え、制御部は、監視部に過電圧を認識させる診断信号を入力した際の監視部の出力に基づいて監視部の故障検知を行う。このように構成された制御装置によれば、監視部自体が故障しているのを判断できるので、システムの安全性を向上できる。

図１は、一実施の形態における制御装置の回路構成図である。図２は、一実施の形態における監視部の回路構成図である。図３は、一実施の形態における制御部の自己診断処理の手順を示したフローチャートである。図４は、一実施の形態の一変形例における監視部の回路構成図である。

　以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。制御装置Ｃは、図１に示すように、電源Ｂａｔから降圧回路１を介して電力供給を受けて動作する制御部としてのマイクロコントローラＭＣＵと、マイクロコントローラＭＣＵによって制御される制御対象としてのソレノイドＳｏｌへ電源Ｂａｔから電力を供給する供給ラインＰＬに設けたスイッチＳＷと、電源Ｂａｔから直接に電力供給を受けて降圧回路１の出力電圧を監視するとともにマイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧の過電圧を検知するとスイッチＳＷをオフする監視部２とを備えて構成されている。

　以下、本例の制御装置Ｃの各部について詳細に説明する。電源Ｂａｔは、ソレノイドＳｏｌへ電力供給する供給ラインＰＬから分岐する分岐供給ラインＤＬおよび降圧回路１を介して制御部としてのマイクロコントローラＭＣＵへ電力供給する。

　電源Ｂａｔは、供給ラインＰＬを通じて制御対象であるソレノイドＳｏｌへの電力供給を司るドライブ回路ＤＣに接続されている。この供給ラインＰＬの途中であって電源Ｂａｔとドライブ回路ＤＣとの間には、オン状態で電源Ｂａｔとドライブ回路ＤＣとを接続してソレノイドＳｏｌへの電力供給を可能とするスイッチＳＷが設けられている。

　スイッチＳＷは、本例ではＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴとされており、ゲートにハイ信号が入力されるとオン状態となって、電源Ｂａｔとドライブ回路ＤＣとを接続してソレノイドＳｏｌへの電力供給を可能とする。なお、スイッチＳＷは、ハイ信号の入力によりオンするものであればよいので、ＭＯＳＦＥＴ以外を利用したスイッチとされてもよい。

　分岐供給ラインＤＬには、降圧回路１が設けられており、降圧回路１は、本例では、１２Ｖの電源Ｂａｔの電圧を５Ｖへ降圧して出力する。マイクロコントローラＭＣＵは、分岐供給ラインＤＬを介して降圧回路１に接続されており、降圧回路１によって降圧された５Ｖの電圧で動作するようになっている。

　マイクロコントローラＭＣＵは、図示しない車両に搭載された減衰力調整可能な緩衝器における減衰力調整弁を駆動するソレノイドＳｏｌを制御する制御部とされている。また、マイクロコントローラＭＣＵは、ソレノイドＳｏｌを駆動するためのドライブ回路ＤＣにドライブ回路用信号ラインＤＳＬを介して接続されるとともに、スイッチＳＷのゲートと信号ラインＳＬで接続されている。そして、マイクロコントローラＭＣＵは、前記制御に当たり、ソレノイドＳｏｌへ流す電流を前記緩衝器が出力すべき目標減衰力に対応する目標電流とするように、ソレノイドＳｏｌを駆動するドライブ回路ＤＣへＰＷＭ駆動信号を出力する。

　ドライブ回路ＤＣは、前述のように、電源Ｂａｔと制御対象であるソレノイドＳｏｌとを接続する供給ラインＰＬに設けられており、マイクロコントローラＭＣＵによって制御される。詳細には、ドライブ回路ＤＣは、マイクロコントローラＭＣＵから入力されるＰＷＭ駆動信号に応じてＰＷＭ駆動信号が指示するオンデューティ比でソレノイドＳｏｌの図外の巻線に印加してソレノイドＳｏｌを駆動する。ドライブ回路ＤＣは、ソレノイドＳｏｌの駆動に適した駆動回路であればよく、図示はしないが、たとえば、ソレノイドＳｏｌの巻線と電源Ｂａｔとの接続をオンオフするスイッチング素子を備えている。ドライブ回路ＤＣは、制御対象に応じて制御対象の駆動に適する駆動回路であればよいので、制御対象がモータである場合には、モータの構造や回転方向に応じて、１つのスイッチのみを備えた回路、ハーフブリッジ回路、Ｈブリッジ回路、インバータといった駆動回路を適宜選択して利用すればよい。

　信号ラインＳＬの途中には、アンドの論理回路４が設けられている。論理回路４における入力端子の一方はマイクロコントローラＭＣＵに接続されるとともに、入力端子の他方はウォッチドッグＷＤの出力端子に接続されている。マイクロコントローラＭＣＵは、制御中はハイ信号を論理回路４の一方の入力端子に出力し、電力供給が途絶えるとロー信号を論理回路４の一方の入力端子に出力する。ウォッチドッグＷＤは、分岐供給ラインＤＬを介して電力供給を受けて、マイクロコントローラＭＣＵが出力するウォッチドッグパルスを監視している。ウォッチドッグＷＤは、マイクロコントローラＭＣＵが出力するウォッチドッグパルスを監視して、マイクロコントローラＭＣＵが一定周期でウォッチドッグパルスを出力しなくなるとマイクロコントローラＭＣＵの処理に異常が生じたと判断する。また、ウォッチドッグＷＤは、マイクロコントローラＭＣＵが正常である場合、出力端子からアンドの論理回路４へハイ信号を出力し、異常である場合には論理回路４へロー信号を出力する。

　したがって、マイクロコントローラＭＣＵが正常である場合、論理回路４は、入力端子の双方にハイ信号が入力されるのでハイ信号を出力する。他方、マイクロコントローラＭＣＵへの電力供給が停止される場合、マイクロコントローラＭＣＵが異常となるか或いは動作停止する場合、論理回路４の入力端子のうち少なくとも一方にはロー信号が入力される状況となり、論理回路４の出力は、ロー信号となる。

　そして、論理回路４の出力端子は、信号ラインＳＬを通じてスイッチＳＷのゲートに接続される。また、信号ラインＳＬの途中には、図２に示すように、監視部２の出力端子２６が接続されている。

　監視部２は、電源Ｂａｔから直接に電力供給を受けて作動し、降圧回路１が出力してマイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧を分圧して出力する分圧回路２１と、過電圧検知用の第１比較器２２と、第１比較器２２の出力に応じてオンオフ動作する第１スイッチング素子２３と、過小電圧検知用の第２比較器２４と、第２比較器２４の出力に応じてオンオフ動作する第２スイッチング素子２５とを備える他、マイクロコントローラＭＣＵから診断入力信号が入力されると監視部２における分圧回路２１の出力に電圧を付加する電圧付加回路３を備えている。

　監視部２は、本実施の形態では、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧を監視して、前記電圧がマイクロコントローラＭＣＵが正常に動作できる電圧を上回る過電圧となるのを検知するか、或いは、前記電圧がマイクロコントローラＭＣＵが正常に動作できる電圧を下回る過小電圧となるのを検知すると第１スイッチング素子２３或は第２スイッチング素子２５をオンして信号ラインＳＬを接地させてスイッチＳＷをオフさせる。他方、前記電圧がマイクロコントローラＭＣＵが正常に動作できる電圧の範囲内であれば、第１スイッチング素子２３および第２スイッチング素子２５がオフするので監視部２の出力はハイインピーダンスとなる。

　分圧回路２１は、一端がグランドに接地されて他端が分岐供給ラインＤＬに接続される電圧検知ライン２１ａと、電圧検知ライン２１ａに直列に設けた三つの抵抗２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとを備えている。電圧検知ライン２１ａに設けられた抵抗２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、降圧回路１の出力電圧を分圧して第１比較器２２に入力するための過電圧検知用電圧と、第２比較器２４へ入力するための過小電圧検知用電圧とを出力する。具体的には、分圧回路２１は、電圧検知ライン２１ａにおける抵抗２１ｂと抵抗２１ｃとの間の電圧を過電圧検知用電圧として第１比較器２２に出力し、電圧検知ライン２１ａにおける抵抗２１ｃと抵抗２１ｄとの間の電圧を過小電圧検知用電圧として第２比較器２４に出力する。

　なお、抵抗２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの抵抗値は、本実施の形態では、降圧回路１が５Ｖの電圧を出力している場合、たとえば、抵抗２１ｂと抵抗２１ｃとの接続点の電圧が１．１０Ｖ、抵抗２１ｃと抵抗２１ｄとの接続点の電圧が１．４６Ｖとなるように設定されている。他方、第１比較器２２と第２比較器２４へ入力される基準電圧は、１．２７Ｖに設定されている。１．１０Ｖと１．４６Ｖの中央値は、１．２８Ｖとなるので、基準電圧は、降圧回路１の出力電圧の異常を検知するための閾値であって、中央値の周辺に設定されればよいが、マイクロコントローラＭＣＵで正常に動作し得るために許容できる上限電圧と下限電圧に応じてチューニングすればよい。なお、前述した各抵抗２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの設定および基準電圧の設定は、一例であって、任意に変更できる。

　降圧回路１の出力電圧が大きくなると、電圧検知ライン２１ａにおける抵抗２１ｂと抵抗２１ｃとの接続点の過電圧検知用電圧および抵抗２１ｃと抵抗２１ｄとの接続点の過小電圧検知用電圧も大きくなり、反対に、降圧回路１の出力電圧が小さくなると、過電圧検知用電圧および過小電圧検知用電圧も小さくなる。よって、監視部２は、第１比較器２２および第２比較器２４によって、基準電圧と抵抗２１ｂと抵抗２１ｃとの接続点の電圧とを比較するとともに、基準電圧と抵抗２１ｃと抵抗２１ｄとの接続点の電圧とを比較して、降圧回路１の出力電圧が許容できる上限電圧と下限電圧の範囲内にあるか否かを検知できる。なお、上限電圧は、本例では、５．７３Ｖとされているが、印加されるとマイクロコントローラＭＣＵが故障或いは正常動作不能となる電圧に設定される。また、下限電圧は、本例では、４．３４Ｖとされているが、印加されるとマイクロコントローラＭＣＵが正常動作不能となる電圧に設定される。

　第１比較器２２は、電圧検知ライン２１ａにおける抵抗２１ｂと抵抗２１ｃとの接続点の過電圧検知用電圧と基準電圧とを比較して過電圧検知用電圧が基準電圧以上であるとハイ信号を出力し、過電圧検知用電圧が基準電圧未満であるとロー信号を出力する。第１スイッチング素子２３は、本例ではＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴとされており、ドレインが監視部２の出力端子２６を介して信号ラインＳＬの途中に接続され、ソースがグランドに接地されていて、ゲートが第１比較器２２の出力端子に接続されている。したがって、降圧回路１の出力電圧が許容される上限電圧以上になって過電圧になると過電圧検知用電圧が基準電圧以上となり、第１比較器２２がハイ信号を出力すると、第１スイッチング素子２３は、信号ラインＳＬをグランドに接地させて、スイッチＳＷへ入力させる信号をローレベルにする。

　他方、降圧回路１の出力電圧が許容される上限電圧未満となっており過電圧検知用電圧が基準電圧未満となる場合、第１比較器２２がロー信号を出力し、第１スイッチング素子２３は、ハイインピーダンスとなって信号ラインＳＬを接地させず電流を流さない。

　第２比較器２４は、電圧検知ライン２１ａにおける抵抗２１ｃと抵抗２１ｄとの接続点の過小電圧検知用電圧と基準電圧とを比較して過小電圧検知用電圧が基準電圧以上であるとロー信号を出力し、過小電圧検知用電圧が基準電圧未満であるとハイ信号を出力する。第２スイッチング素子２５は、本例ではＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴとされており、ドレインが監視部２の出力端子２６を介して信号ラインＳＬの途中に接続され、ソースがグランドに接地されていて、ゲートが第２比較器２４の出力端子に接続されている。したがって、降圧回路１の出力電圧が許容される下限電圧未満になって過小電圧になると過小電圧検知用電圧が基準電圧未満となり、第２比較器２４がハイ信号を出力すると、第２スイッチング素子２５は、信号ラインＳＬをグランドに接地させて、スイッチＳＷへ入力させる信号をローレベルにする。

　他方、降圧回路１の出力電圧が許容される下限電圧以上となっており過小電圧検知用電圧が基準電圧以上となる場合、第２比較器２４がロー信号を出力し、第２スイッチング素子２５は、ハイインピーダンスとなって信号ラインＳＬを接地させず電流を流さない。

　前述したとおり、論理回路４は、マイクロコントローラＭＣＵが正常である場合にはハイ信号を出力し、マイクロコントローラＭＣＵが異常である場合にはロー信号を出力する。マイクロコントローラＭＣＵが正常であって論理回路４がハイ信号を出力しており、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧が過電圧および過小電圧ではなく正常の範囲内であって監視部２の出力がハイインピーダンスの場合には、スイッチＳＷのゲートにハイ信号が入力されるため、スイッチＳＷがオンして電源Ｂａｔとドライブ回路ＤＣとを接続する。他方、マイクロコントローラＭＣＵが正常であって論理回路４がハイ信号を出力していても、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧が過電圧或いは過小電圧となる場合には、スイッチＳＷのゲートが監視部２によって接地されて、スイッチＳＷにロー信号が入力されるため、スイッチＳＷがオフして電源Ｂａｔとドライブ回路ＤＣとの接続を断つ。なお、マイクロコントローラＭＣＵが異常であって論理回路４がロー信号を出力している場合、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧が正常の範囲内であって監視部２の出力がハイインピーダンスであると、スイッチＳＷにロー信号が入力されるため、スイッチＳＷがオフして電源Ｂａｔとドライブ回路ＤＣとの接続を断つ。このように、スイッチＳＷは、マイクロコントローラＭＣＵが正常であって、かつ、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧が正常の範囲内である場合にのみオン作動するが、マイクロコントローラＭＣＵが異常であるか、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧が過電圧或いは過小電圧であるとオフになる。以上のように監視部２は、電源Ｂａｔから直接に電力供給を受けて降圧回路１の出力電圧を監視しており、降圧回路１の出力電圧が過電圧或いは過小電圧になると、マイクロコントローラＭＣＵの状態に無関係にスイッチＳＷをオフにする。

　また、監視部２の出力は、第１スイッチング素子２３および第２スイッチング素子２５のドレイン側が接続される出力端子２６から出力されてマイクロコントローラＭＣＵに入力される。このように、監視部２は、過電圧検知用電圧が基準電圧以上となる場合、或いは過小電圧検知用電圧が基準電圧未満となる場合、信号ラインＳＬをグランドに落として、出力端子２６からローレベルの電圧を出力し、スイッチＳＷのゲートへ電圧が印加されるのを阻止してスイッチＳＷをオフ動作させる。そして、監視部２の出力端子２６の出力であるローレベルの電圧は、マイクロコントローラＭＣＵに入力される。

　さらに、監視部２は、過電圧検知用電圧が基準電圧未満であって過小電圧検知用電圧が基準電圧以上となる場合、第１スイッチング素子２３および第２スイッチング素子２５がハイインピーダンスとなって出力端子２６の電圧がスイッチＳＷのゲートに印加される電圧とほぼ等しくなる。このように、過電圧検知用電圧が基準電圧未満であって過小電圧検知用電圧が基準電圧以上となる場合、監視部２の出力端子２６はハイインピーダンスとなる。また、監視部２の出力レベルは、論理回路４の出力レベルと同じになる。そして、監視部２の出力は、マイクロコントローラＭＣＵに入力される。なお、第１スイッチング素子２３は、第１比較器２２からのハイ信号によってオン動作するとともに第１比較器２２からのロー信号でオフ動作するものであればよいので、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチング素子であってもよい。第２スイッチング素子２５も第２比較器２４からのハイ信号によってオン動作するとともに第２比較器２４からのロー信号でオフ動作するものであればよいので、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチング素子であってもよい。

　なお、本実施の形態では、信号ラインＳＬの論理回路４とスイッチＳＷのゲートとの間であって、出力端子２６の接続点よりも論理回路４側には、抵抗２７が設けられている。抵抗２７は、論理回路４の出力によらずマイクロコントローラＭＣＵがロー信号とハイ信号とのいずれかを出力しているかを正確に判断できるように、論理回路４と出力端子２６との間に電位差を生じさせる目的で設置されている。

　つづいて、電圧付加回路３は、一端が分岐供給ラインＤＬに接続されるとともに他端が監視部２の電圧検知ライン２１ａにおける抵抗２１ｂと抵抗２１ｃとの間に接続される付加ライン３１と、付加ライン３１に設けた抵抗３２と、付加ライン３１に設けられた付加回路スイッチとしてのトランジスタ３３とを備えている。

　トランジスタ３３は、本実施の形態ではＰＮＰ型のトランジスタとされており、エミッタが分岐供給ラインＤＬ側に接続されるとともに、コレクタが電圧検知ライン２１ａ側に接続されており、ベースにはマイクロコントローラＭＣＵから診断信号が入力される。マイクロコントローラＭＣＵから診断信号が入力されると、トランジスタ３３はオン動作して、分岐供給ラインＤＬと電圧検知ライン２１ａの抵抗２１ｂと抵抗２１ｃとの間とを付加ライン３１および抵抗３２を介して接続させる。すると、付加ライン３１に設置された抵抗３２と、電圧検知ライン２１ａに直列に接続されている抵抗２１ｃ，２１ｄとが並列に接続されるため、抵抗２１ｃ，２１ｄ，３２の合成抵抗が小さくなって、過電圧検知用電圧は、降圧回路１が出力している電圧を分圧回路２１における抵抗２１ｂ，２１ｃ，２１ｄによって所定の比率で分圧した電圧よりも高圧になる。その際、降圧回路１が正常に動作しており５Ｖの電圧を出力しても、過電圧検知量電圧が基準電圧以上になるように抵抗３２の抵抗値が設定される。よって、マイクロコントローラＭＣＵから診断信号が入力されると、電圧付加回路３によって過電圧検知電圧が上昇して、監視部２は、過電圧を検知して出力端子２６の出力をローレベルの電圧とする。

　他方、マイクロコントローラＭＣＵから診断信号の入力がなく、マイクロコントローラＭＣＵの診断信号の出力端子がハイインピーダンスになるとトランジスタ３３は電流を流さなくなるため、電圧検知ライン２１ａが付加ライン３１および抵抗３２を介して分岐供給ラインＤＬに接続されず、過電圧検知用電圧は、降圧回路１が出力している電圧を分圧回路２１における抵抗２１ｂ，２１ｃ，２１ｄによって所定の比率で分圧した電圧と等しくなる。なお、本実施の形態における電圧付加回路３は、付加回路スイッチとしてトランジスタ３３を利用しているが、付加回路スイッチにはトランジスタ３３の代わりに、マイクロコントローラＭＣＵからの診断信号の入力によってオン動作可能なスイッチを利用できる。また、マイクロコントローラＭＣＵは、電圧付加回路３で利用するスイッチに応じて、スイッチをオン動作させるのに適した診断信号を出力すればよい。

　また、マイクロコントローラＭＣＵは、診断信号を出力した際に監視部２が出力端子２６から出力する電圧を監視する。マイクロコントローラＭＣＵは、診断信号を出力した際に、監視部２の出力端子２６の出力がローレベルの電圧である場合には、監視部２が正常に動作していると判断し、反対に出力端子２６がハイインピーダンスで、監視部２の出力端子２６の出力がハイレベルの電圧である場合には監視部２が故障していると判断する。

　具体的には、マイクロコントローラＭＣＵは、図３に示すように、図外のメインスイッチがオンされて電源Ｂａｔから電力供給を受けて起動すると、スイッチＳＷがオンする一方、ドライブ回路ＤＣがソレノイドＳｏｌへ電圧が印可されないようにオンデューティ比を０にした状態で、自己診断処理を実行する。マイクロコントローラＭＣＵは、電源Ｂａｔから電力供給を受けて起動すると診断信号を出力して、第１比較器２２が過電圧を検知できるように電圧付加回路３を通じて過電圧検知用電圧を基準電圧よりも高くする（ステップＦ１）。マイクロコントローラＭＣＵは、監視部２の出力端子２６の電圧を読み込んで（ステップＦ２）、出力端子２６の出力がローレベルの電圧であるか否かを判断する（ステップＦ３）。マイクロコントローラＭＣＵは、出力端子２６の出力がローレベルの電圧である場合には、監視部２が正常に過電圧を検知しているので、監視部２は正常であると判断して、診断信号の出力を停止し（ステップＦ４）、起動時の自己診断処理を終了し、その後は、ソレノイドＳｏｌの制御を行う。他方、マイクロコントローラＭＣＵは、出力端子２６の出力がハイレベルの電圧である場合には、監視部２が過電圧を検知できない状況になっているので、監視部２が故障していると判断して、診断信号を停止させるとともに論理回路４にロー信号を出力し、スイッチＳＷをオフにし、起動時の自己診断処理処理を終了する（ステップＦ５）。よって、制御装置Ｃは、電源Ｂａｔから電力供給を受けて、起動すると自己診断処理を実行して、監視部２が故障しているか否かを判断し、監視部２が正常に作動している場合には、診断信号の出力を停止させてスイッチＳＷをオンされた状態に維持しつつ、ソレノイドＳｏｌの制御を実行するが、監視部２が故障している場合にはスイッチＳＷをオフさせてソレノイドＳｏｌへ電力供給できないようにする。なお、マイクロコントローラＭＣＵは、監視部２が故障していると診断すると論理回路４にロー信号を出力してスイッチＳＷをオフする。故障した監視部２の出力はローレベルの電圧またはハイインピーダンスであるが、信号ラインＳＬに抵抗２７が設けられているため、論理回路４からロー信号がスイッチＳＷに入力されるとゲート電圧が下がりスイッチＳＷがオフ作動する。

　本例の制御装置Ｃは、以上のように構成され、以下にその動作について説明する。まず、制御装置Ｃは、前述したように、電源Ｂａｔから電力供給を受けて起動すると、自己診断処理を実行して、マイクロコントローラＭＣＵから診断信号を出力して監視部２が正常に動作しているか或いは故障しているかを判断し、正常に動作している場合には、スイッチＳＷをオンさせて、ソレノイドＳｏｌを制御する処理を実行する。他方、制御装置Ｃは、自己診断処理にて、監視部２が故障していると判断する場合にはスイッチＳＷをオフさせてソレノイドＳｏｌの制御を実行しない。よって、制御装置Ｃは、監視部２が故障している場合には、マイクロコントローラＭＣＵに供給されている電圧が正常の範囲であるか否か不明となるため、ソレノイドＳｏｌの制御を行わないのでフェールセーフ動作を実行する。

　つづいて、降圧回路１が正常に機能しており、その出力電圧が上限電圧未満であって下限電圧以上の正常の範囲である場合について説明する。マイクロコントローラＭＣＵには、降圧回路１から正常動作に適する電圧が供給されており、正常に処理を行っている場合、マイクロコントローラＭＣＵとウォッチドッグＷＤは論理回路４にハイ信号を出力する。よって、論理回路４は、ハイ信号を出力する。監視部２は、降圧回路１の出力電圧が正常である場合、出力端子２６をハイインピーダンスとしてスイッチＳＷを接地させないので、論理回路４のハイ信号がスイッチＳＷのゲートに入力されてスイッチＳＷがオンとなる。よって、マイクロコントローラＭＣＵは、制御処理を実行してドライブ回路用信号ラインＤＳＬを介してＰＷＭ駆動信号をドライブ回路ＤＣへ入力する。

　したがって、マイクロコントローラＭＣＵが正常に機能し、降圧回路１の出力電圧が正常である場合には、スイッチＳＷがオンされ、制御対象であるソレノイドＳｏｌがマイクロコントローラＭＣＵによって適切に制御される。

　つづいて、降圧回路１が正常に機能しているが、マイクロコントローラＭＣＵの異常をウォッチドッグＷＤが検知する場合について説明する。この場合、異常なマイクロコントローラＭＣＵから論理回路４へハイ信号或いはロー信号が入力されるが、ウォッチドッグＷＤからは論理回路４にロー信号が入力される。よって、論理回路４は、ロー信号を出力する。監視部２は、降圧回路１の出力電圧が正常である場合、出力端子をハイインピーダンスとして、スイッチＳＷを接地させない。以上から、スイッチＳＷのゲートにはロー信号が入力されるのみとなり、スイッチＳＷはオフとなる。マイクロコントローラＭＣＵの異常の場合、マイクロコントローラＭＣＵからハイ信号或いはロー信号が論理回路４に入力されるものの、ウォッチドッグＷＤは論理回路４にロー信号を出力するからスイッチＳＷはオフされる。このようにマイクロコントローラＭＣＵの異常によって動作が保証されないが、スイッチＳＷのオフによってソレノイドＳｏｌへの電力供給できない状態になる。

　したがって、マイクロコントローラＭＣＵが異常であって、降圧回路１の出力電圧が正常である場合には、スイッチＳＷがオフされるために、制御対象であるソレノイドＳｏｌは駆動されない。

　さらに、降圧回路１が異常であって出力電圧が上限電圧以上の過電圧或いは下限電圧未満の過小電圧となる場合について説明する。この場合、降圧回路１から正常動作に適さない異常な電圧が供給されているので監視部２は、出力端子２６の電圧をローレベルにする。マイクロコントローラＭＣＵおよびウォッチドッグＷＤの出力する信号がハイ信号であるかロー信号であるかに拘わらず、スイッチＳＷがグランドへ接地されるのでスイッチＳＷのゲートは印加されずスイッチＳＷは強制的にオフとなる。このように、降圧回路１の出力電圧が異常な電圧になると監視部２が作動してスイッチＳＷを強制的にオフとして、ソレノイドＳｏｌと電源Ｂａｔとの接続を断ち、ソレノイドＳｏｌの駆動を強制終了させる。降圧回路１の出力電圧が異常となるとマイクロコントローラＭＣＵが異常を発生する可能性があるが、前述のように降圧回路１の出力電圧が異常となると強制的にソレノイドＳｏｌへの電力供給を停止させるのでフェールセーフ動作を確実に実行できる。

　このように本発明の制御装置Ｃは、電源Ｂａｔから電力供給を受けて動作するマイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵと、電源Ｂａｔからマイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵによって制御されるソレノイド（制御対象）Ｓｏｌへ電力供給する供給ラインＰＬ上に設けられたスイッチＳＷと、電源Ｂａｔからマイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵに入力される電圧を監視して過電圧になるとスイッチＳＷをオフする監視部２とを備え、マイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵは、監視部２に過電圧を認識させる診断信号を入力した際の監視部２の出力に基づいて監視部２の故障検知を行う。

　このように構成された制御装置Ｃによれば、監視部２自体が故障しているのを判断できるので、システムの安全性を向上できる。また、本実施の形態の制御装置Ｃは、起動時に監視部２の故障検知をおこなうので、監視部２が正常に動作できない状態であることを早期に発見して、ソレノイド（制御対象）Ｓｏｌを正常に制御できない可能性がある状態では、スイッチＳＷをオフにしてソレノイド（制御対象）Ｓｏｌを制御するのを防止できる。

　また、本実施の形態の制御装置Ｃにおける監視部２は、マイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵに入力される電圧を分圧する分圧回路２１と、分圧回路２１の出力と基準電圧とを比較する第１比較器２２とを有して、電圧が過電圧になるとスイッチＳＷをオフ動作させ、分圧回路２１に接続される付加ライン３１と、付加ライン３１に設けられたトランジスタ（付加回路スイッチ）３３と抵抗３２とを有して、制御部から前記診断信号が入力されると前記付加回路スイッチがオン動作して、マイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵから診断信号が入力されるとトランジスタ（付加回路スイッチ）３３がオン動作して、分圧回路２１の出力を基準電圧以上にする電圧付加回路３を備えている。

　このように構成された制御装置Ｃによれば、監視部２の回路構成に電圧付加回路３を付加するだけで過電圧を監視部２に認識させ得るので、監視部２の回路構成を変更することなく、安価に監視部２の故障検知機能を付加できる。なお、本実施の形態では、電圧付加回路３は、付加ライン３１を分岐供給ラインＤＬに接続して付加回路スイッチがオンすると分岐供給ラインＤＬと分圧回路２１とを接続して分圧回路２１の出力を基準電圧以上にしているが、付加ライン３１を分岐供給ラインＤＬ以外にも供給ラインＰＬや外部電源に接続してもよい。

　また、図４に示すように、監視部２に電圧付加回路３を設けることに代えて、マイクロコントローラＭＣＵから監視部２の第１比較器２２に入力される過電圧検知用電圧が基準電圧以上の電圧となるような電圧でなる診断信号を直接付加するようにしてもよい。ただし、本実施の形態の電圧付加回路３は、分岐供給ラインＤＬの電圧を利用して電圧を付加する。マイクロコントローラＭＣＵは、電圧付加回路３におけるトランジスタ３３を動作させるだけの信号を出力すればよいので、高い電圧を出力する必要がなく便利である。

　なお、本実施の形態では、監視部２が過電圧の検知だけでなく、過小電圧を検知するとスイッチＳＷをオフするようになっているので、過小電圧によってマイクロコントローラＭＣＵが正常動作できなくなるような状況になると制御を停止できる。ただし、監視部２は、過電圧を検知できればよいので、過小電圧を検知する第２比較器２４および第２スイッチング素子２５を廃止して、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧が過小電圧であるか否かを監視する過小電圧監視部を他に設けてもよい。その場合、過小電圧監視部は、マイクロコントローラＭＣＵに入力される電圧が下限電圧以上である場合に論理回路４にハイ信号を出力し、前記電圧が下限電圧未満である場合に論理回路４にロー信号を出力するように構成さるとともに、論理回路４は、マイクロコントローラＭＣＵ、ウォッチドッグＷＤおよび過小電圧監視部のそれぞれから信号を受け取り、マイクロコントローラＭＣＵが正常であってマイクロコントローラＭＣＵおよびウォッチドッグＷＤがそれぞれハイ信号を出力し、過小電圧監視部がハイ信号を出力している場合にのみ、ハイ信号を出力するように構成されればよい。

　また、本実施の形態の制御装置Ｃは、電源Ｂａｔの電圧を降圧して出力する降圧回路１と、降圧回路１から電力供給を受けて動作するマイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵと、電源Ｂａｔからマイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵによって制御されるソレノイド（制御対象）Ｓｏｌへ電力供給する供給ラインＰＬ上に設けたスイッチＳＷと、電源Ｂａｔから直接に電力供給を受けて降圧回路１の出力電圧を監視するとともに出力電圧の過電圧を検知するとスイッチＳＷをオフする監視部２とを備えている。このように構成された制御装置Ｃは、降圧回路１の出力電圧がマイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵが故障や異常動作する状況を招くような過電圧となると、強制的にソレノイド（制御対象）Ｓｏｌへの電力供給を停止させ得る。よって、制御装置Ｃは、降圧回路１の出力電圧がマイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵが故障や異常動作する状況を招くような過電圧となるとスイッチＳＷをオフして、マイクロコントローラ（制御部）ＭＣＵが見掛け上、正常動作しているような場合に制御を継続させてしまう事態も招かない。

　なお、本発明の制御装置Ｃは、減衰力調整可能な緩衝器のソレノイドＳｏｌ以外の制御対象の制御に使用されてもよいことは当然である。

　以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形及び変更が可能である。

２・・・監視部、３・・・電圧付加回路、２１・・・分圧回路、２２・・・第１比較器（比較器）、３１・・・付加ライン、３２・・・抵抗、３３・・・トランジスタ（付加回路スイッチ）、Ｂａｔ・・・電源、Ｃ・・・制御装置、ＭＣＵ・・・マイクロコントローラ（制御部）、ＰＬ・・・供給ライン、Ｓｏｌ・・・ソレノイド（制御対象）、ＳＷ・・・スイッチ

Claims

　制御装置であって、
　電源から電力供給を受けて動作する制御部と、
　前記電源から前記制御部によって制御される制御対象へ電力供給する供給ライン上に設けられたスイッチと、
　前記電源から前記制御部に入力される電圧を監視して過電圧になると前記スイッチをオフする監視部とを備え、
　前記制御部は、前記監視部に過電圧を認識させる診断信号を入力した際の前記監視部の出力に基づいて前記監視部の故障検知を行う
　制御装置。
　請求項１に記載の制御装置であって、
　前記監視部は、前記制御部に入力される電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路の出力と前記基準電圧とを比較する比較器とを有して、前記電圧が過電圧になると前記スイッチをオフ動作させ、
　前記分圧回路に接続される付加ラインと、前記付加ラインに設けられた付加回路スイッチと抵抗とを有して、前記制御部から前記診断信号が入力されると前記付加回路スイッチがオン動作して、前記分圧回路の出力を前記基準電圧以上にする電圧付加回路を備えた
　制御装置。