(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護対象の回路部に供給される電源電圧の状態を検出する電源電圧保護装置において、
前記保護対象の回路部と同じ電源電圧が供給され、前記電源電圧に基づいて基準電圧をデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部に電圧変動を含まない標準電源が供給された場合に前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換することで得られる変換値を、前記ＡＤ変換部に電源電圧及び基準電圧を供給する電源回路の特性と、前記ＡＤ変換部の特性とに基づいて算出した第１の変換値を予め記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された第１の変換値と、前記ＡＤ変換部に通常動作用の電源電圧が供給された状態で前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換して得られる第２の変換値とをもとに、通常動作用の電源電圧が有する電圧変動を算出し、算出した電圧変動をもとに前記通常動作用の電源電圧値を算出し、算出した電源電圧値に基づいて電源電圧の状態を検出する電源監視部と、を備えたことを特徴とする電源電圧保護装置。
【請求項２】
前記電源監視部は、前記記憶部に記憶された前記第１の変換値（Xref）idealと、前記ＡＤ変換部に通常動作用の電源電圧Vccが供給された状態で前記ＡＤ変換部が基準電圧VrefをＡＤ変換して得られる第２の変換値（Xref）realとをもとに、下記式（Ａ）で表される処理を行って、通常動作用の電源の電圧変動ΔVccを算出すること、を特徴とする請求項１に記載の電源電圧保護装置。
ΔVcc＝Vcc×［（Xref）real／（Xref）ideal−１］  …（Ａ）
【請求項３】
保護対象の回路部と同じ電源電圧が供給され、前記電源電圧に基づいて基準電圧をデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換部を備えた電源電圧保護装置により、前記保護対象の回路部に供給される電源電圧の状態を検出する電源電圧保護方法であって、
前記ＡＤ変換部に電圧変動を含まない標準電源が供給された場合に前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換することで得られる第１の変換値を、前記ＡＤ変換部に電源電圧及び基準電圧を供給する電源回路の特性と、前記ＡＤ変換部の特性とに基づいて算出して、予め記憶部に記憶させ、
前記第１の変換値と、前記ＡＤ変換部に通常動作用の電源電圧が供給された状態で前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換して得られる第２の変換値とをもとに、通常動作用の電源電圧が有する電圧変動を算出し、算出した電圧変動をもとに前記通常動作用の電源電圧値を算出し、算出した電源電圧値に基づいて電源電圧の状態を検出すること、を特徴とする電源電圧保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＰＵやマイコンに供給される電源電圧の状態を検出する電源電圧保護装置、及び、電源電圧保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＰＵやマイコン等に供給される電源電圧の異常低下あるいは異常上昇は、ＣＰＵやマイコン等の動作の不具合を招く可能性があるため、従来、これらの装置に供給される電源電圧の状態を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１記載の装置は、Ａ／Ｄ変換装置に電源電圧と参照電圧とを入力し、電源電圧をもとに参照電圧をＡ／Ｄ変換したデータと、参照電圧をもとに電源電圧をＡ／Ｄ変換したデータとを比較して、電源電圧の低下を検出する。また、特許文献２記載の電源回路は、電源電圧に所定の計数を乗じた基準電圧を外部から別系統で入力された電圧と比較することで、電源電圧の低下を検出する保護処理を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３９７６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１０３５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の方法は、電源電圧の状態を検出するために電源電圧以外の一つの電圧を用い、この電圧と電源電圧の比較を行うものである。例えば、特許文献１記載の装置は電源電圧と参照電圧をＡ／Ｄ変換したデータを比較しており、特許文献２記載の回路は基準電圧と別系統の電圧とを電圧値で比較している。このように電源電圧と一つの比較対象とを用いる構成では、電源電圧が比較対象の電圧より高いか低いかのいずれか一方しか判定できないので、例えば、特許文献１、２記載の構成では電源電圧の低下を検出できるが、電源電圧が高くなる異常は検出できない。そこで、従来の方法を利用して電源電圧が高い場合と低い場合の両方の異常を検出しようとすると、比較対象の電圧を多く用いる必要があり、より多くの系統の電圧をＡ／Ｄ変換装置やマイコンに入力しなければならず、回路構成の複雑化と、これに伴うコスト増を招くという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ＣＰＵやマイコン等に供給される電源電圧の状態を詳細に検出可能な電源電圧保護装置、および、電源電圧保護方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、保護対象の回路部に供給される電源電圧の状態を検出する電源電圧保護装置において、前記保護対象の回路部と同じ電源電圧が供給され、前記電源電圧に基づいて基準電圧をデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部に電圧変動を含まない標準電源が供給された場合に前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換することで得られる変換値を、前記ＡＤ変換部に電源電圧及び基準電圧を供給する電源回路の特性と、前記ＡＤ変換部の特性とに基づいて算出した第１の変換値を予め記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された第１の変換値と、前記ＡＤ変換部に通常動作用の電源電圧が供給された状態で前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換して得られる第２の変換値とをもとに、通常動作用の電源電圧が有する電圧変動を算出し、算出した電圧変動をもとに前記通常動作用の電源電圧値を算出し、算出した電源電圧値に基づいて電源電圧の状態を検出する電源監視部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、電圧変動を含まない標準電源が供給された場合の第１の変換値と、通常動作用の電源電圧が供給された状態で基準電圧をＡＤ変換して得られる第２の変換値とをもとに、通常動作用の電源電圧の電圧変動そのものを算出することで、電源電圧と比較対象の電圧値との大小関係だけでなく、保護対象の回路部に供給される電源電圧の状態を詳細に検出できる。
また、本発明によれば、第１の変換値を予め記憶しておき、この第１の変換値と、通常動作用の電源が供給されたＡＤ変換部が変換して得られる第２の変換値とをもとに電圧変動を算出するので、ＡＤ変換部によって第２の変換値を求めることですぐに電圧変動を算出できる。これにより、回路構成の複雑化を招くことなく、保護対象の回路部に供給される電源電圧の状態を詳細に、かつ速やかに検出できる。
【０００６】
また、本発明は、上記電源電圧保護装置において、前記記憶部に予め記憶される前記第１の変換値は、前記ＡＤ変換部に電圧変動を含まない前記標準電源と電圧変動を含まない前記基準電圧とが供給された場合に前記ＡＤ変換部が前記基準電圧をＡＤ変換することで得られる値であり、前記第２の変換値は、前記ＡＤ変換部に通常動作用の電源電圧が供給された状態で、前記ＡＤ変換部に入力される基準電圧をＡＤ変換して得られる値であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、上記電源電圧保護装置において、前記電源監視部は、前記記憶部に記憶された前記第１の変換値（Xref）idealと、前記ＡＤ変換部に通常動作用の電源電圧Vccが供給された状態で前記ＡＤ変換部が基準電圧VrefをＡＤ変換して得られる第２の変換値（Xref）realとをもとに、下記式（Ａ）で表される処理を行って、通常動作用の電源の電圧変動ΔVccを算出すること、を特徴とする。
ΔVcc＝Vcc×［（Xref）real／（Xref）ideal−１］  …（Ａ）
本発明によれば、ＡＤ変換部が変換した２つの変換値に基づいて、処理負荷の軽い演算
を行うことで電源電圧の状態を速やかに、詳細に検出できる。
また、本発明は、上記電源電圧保護装置において、前記第１の変換値は、前記ＡＤ変換
部に電源電圧及び基準電圧を供給する電源回路の特性と、前記ＡＤ変換部の特性とに基づ
いて算出された変換値であることを特徴とする。
本発明によれば、電圧変動を含まない理想的な標準電源が供給された場合の第１の変換
値を、高精度の電源回路を用いることなく容易に求めることができ、電源電圧の電圧変動
を速やかに、かつ、より正確に算出できる。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明は、保護対象の回路部と同じ電源電圧が供給され、前記電源電圧に基づいて基準電圧をデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換部を備えた電源電圧保護装置により、前記保護対象の回路部に供給される電源電圧の状態を検出する電源電圧保護方法であって、前記ＡＤ変換部に電圧変動を含まない標準電源が供給された場合に前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換することで得られる第１の変換値を、前記ＡＤ変換部に電源電圧及び基準電圧を供給する電源回路の特性と、前記ＡＤ変換部の特性とに基づいて算出して、予め記憶部に記憶させ、前記第１の変換値と、前記ＡＤ変換部に通常動作用の電源電圧が供給された状態で前記ＡＤ変換部が基準電圧をＡＤ変換して得られる第２の変換値とをもとに、通常動作用の電源電圧が有する電圧変動を算出し、算出した電圧変動をもとに前記通常動作用の電源電圧値を算出し、算出した電源電圧値に基づいて電源電圧の状態を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、電圧変動を含まない標準電源が供給された場合の第１の変換値と、通常動作用の電源電圧が供給された状態で基準電圧をＡＤ変換して得られる第２の変換値とをもとに、通常動作用の電源電圧の電圧変動そのものを算出することで、電源電圧と比較対象の電圧値との大小関係だけでなく、電源電圧の状態を詳細に検出できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電圧変動を含まない標準電源が供給された場合の第１の変換値と、通常動作用の電源電圧が供給された状態で基準電圧をＡＤ変換して得られる第２の変換値とをもとに、通常動作用の電源電圧の電圧変動そのものを算出することで、電源電圧と比較対象の電圧値との大小関係だけでなく、保護対象の回路部に供給される電源電圧の状態を詳細に検出できる。また、予め記憶した第１の変換値と、通常動作用の電源が供給されたＡＤ変換部が変換して得られる第２の変換値とをもとに電圧変動を算出するので、ＡＤ変換部により第２の変換値を求めることですぐに電圧変動を算出できる。また、ＡＤ変換部が変換した２つの変換値に基づいて、処理負荷の軽い演算を行うことで電源電圧の状態を速やかに、詳細に検出できる。さらに、電圧変動を含まない理想的な標準電源が供給された場合の第１の変換値を、高精度の電源回路を用いることなく容易に求めることができ、電源電圧の電圧変動を速やかに、かつ、より正確に算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のＰＤＵ及びその周辺回路の構成を示す図である。
【図２】事前設定の手順を示すフローチャートである。
【図３】電圧計測の手順を示すフローチャートである。
【図４】電源電圧の値に対する算出値を示す図表である。
【図５】電源電圧の値に対する算出値の誤差を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。図中の実線は電力供給ラインを示し、破線は制御信号ラインを示す。
図１に示すハイブリッド車両は、エンジン２、モータ３及び自動変速機４を備えた駆動系により車軸を駆動して走行する車両であり、モータ３は、ＰＤＵ５を介してバッテリ６に接続されている。
モータ３は、後述するＰＤＵ５から供給される三相交流電流により駆動される電動機である。モータ３の出力軸はエンジン２のクランク軸に連結され、モータ３の動力によりエンジン２が始動され、走行中はエンジン２の駆動力がアシストされる。また、モータ３は、減速時等にはクランクシャフトの回転エネルギーを電気エネルギーに回生する発電機として機能し、モータ３が発電した電力はＰＤＵ５によってバッテリ６に充電される。
自動変速機４は、ＥＣＵ２０による油圧の制御により、複数のシンクロクラッチが駆動されることにより変速動作が制御されるものであり、エンジン２及びモータ３の駆動力は、自動変速機４から左右の駆動輪に伝達される。
【００１２】
ＰＤＵ５は、バッテリ６からの直流電力を交流電力に変換するインバータ８と、モータ３が発電した交流電力を変圧及び整流して所定電圧の直流電力に変換し、この直流電力によりバッテリ６を充電する充電回路９と、この車両が搭載するＥＣＵ２０の制御に従って、インバータ８及び充電回路９を制御するマイコン１０と、マイコン１０に電源を供給する電源回路２５と、を備えている。
インバータ８は、マイコン１０の制御に従ってバッテリ６からの直流電力をＵ，Ｖ，Ｗの３相交流電力に変換するスイッチング電源回路を内蔵し、この構成によりモータ３の出力がマイコン１０によってＰＷＭ制御される。
また、充電回路９は、モータ３が発電した電力を整流及び変圧してバッテリ６に直流電力を出力し、バッテリ６を充電する。
【００１３】
バッテリ６は、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池を、直列及び／又は並列に複数個接続して構成され、各二次電池の両端電圧を検出して各二次電池のバランス異常、過放電、過充電等を検出する保護回路等を備えている。
バッテリ６には、バッテリ６が放電する直流電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ７が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ７によって、例えばバッテリ６が出力する１００Ｖの直流電力が１２Ｖに降圧されて、車両の制御機器および補機類に供給される。ＰＤＵ５が備えるマイコン１０にも、ＤＣ／ＤＣコンバータ７から電源が供給される。
【００１４】
マイコン１０（電源電圧保護装置）は、マイコン１０が制御を行うために監視するアナログ電圧値をデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換器１５（ＡＤ変換部）と、ＡＤ変換器１５が出力するデジタルデータに基づいてインバータ８及び充電回路９を制御するＣＰＵ１３（電源監視部）と、ＣＰＵ１３が処理するデータ等を記憶するメモリ１１（記憶部）と、を備えている。また、マイコン１０には、マイコン１０とともにＰＤＵ５の基板に実装された電源回路２５が接続され、この電源回路２５からマイコン１０に対し、電源電圧Vcc及び基準電圧Vrefが供給される。マイコン１０のＣＰＵ１３及びＡＤ変換器１５は、電源回路２５から供給される電源電圧Vccにより動作し、ＡＤ変換器１５は、電源回路２５から入力される基準電圧Vrefを基準として後述するＡＤ変換を行う。なお、以下の説明においては、あくまで一例として、ＡＤ変換器１５の分解能を１０ビットとして説明する。
ＣＰＵ１３は、ＡＤ変換器１５から入力されるデジタルデータに基づいて、電源回路２５からＣＰＵ１３及びＡＤ変換器１５に供給される電源電圧Vccの状態を検出し、電源電圧Vccが所定の範囲を超えて高い場合および低い場合には、マイコン１０を保護するための動作を行う。
【００１５】
ＣＰＵ１３がインバータ８及び充電回路９を制御するために監視する電圧値は、バッテリ６からインバータ８へ入力される入力電圧や、モータ３が発電した電力に基づく充電回路９の出力電圧等である。マイコン１０には、図１に示すように、これらの電圧値が入力電圧Vinとして入力され、ＡＤ変換器１５は入力電圧Vinを量子化し、デジタルデータとして出力する。なお、マイコン１０に入力される入力電圧Vinは、監視対象であるバッテリ６からインバータ８へ入力される入力電圧や、モータ３が発電した電力に基づく充電回路９の出力電圧そのものではない。これらの監視対象の電圧は、マイコン１０の外部に設けられた分圧回路（図示略）によってマイコン１０の定格範囲に合わせた電圧値に分圧されてから、入力電圧Vinとしてマイコン１０に入力される。
【００１６】
バッテリ６にはＤＣ／ＤＣコンバータ７が接続されており、このＤＣ／ＤＣコンバータ７によって、バッテリ６に充電された電力が、例えば１４Ｖの直流電圧に降圧されて車両の各部に供給される。ＰＤＵ５が備える電源回路２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７から入力される直流電圧を平滑・変圧して、電源電圧Vcc及び基準電圧Vrefを生成する。
【００１７】
ところで、バッテリ６が出力する電圧は、バッテリ６の残容量、バッテリ６の経時変化、負荷変動、及び、バッテリ６の温度等により変動する。バッテリ６に対する負荷変動は、モータ３の動作状態（モータ３がエネルギーを回生して発電しているか、バッテリ６の電力により車両を駆動しているか）の変化や、上記車両が搭載するカーエアコンのブロアファン等、補機類の動作状態の変化により発生する。バッテリ６の温度は、充放電時に高温となるほか車両の周辺環境の温度変化にも影響され、例えば寒冷期のコールドスタート時はバッテリ６の温度が氷点下となることもあり、高温時には摂氏６０度に達する可能性もある。バッテリ６は、上述のようにニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池を備え、一般に、これらの二次電池は高温時に充放電効率が低下する。このため、バッテリ６から放電される電圧はバッテリ６の温度の影響により変動しやすい。
このように、バッテリ６が放電する電圧は車両という使用条件の特性から変動しやすく、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介してバッテリ６から電力の供給を受ける電源回路２５の電源電圧Vccも、上記の要因により変動する。
そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１３に入力される電源電圧Vccの変動から、保護対象であるＣＰＵ１３、及び、ＣＰＵ１３を含むマイコン１０を保護すべく、ＣＰＵ１３と同じ電源電圧が供給されるＡＤ変換器１５が出力するデジタルデータと、メモリ１１に記憶したデータとをもとに、ＣＰＵ１３自身が電源監視部として機能し、電源回路２５から供給される電源電圧Vccの変動を監視する。
以下、その方法について説明する。
【００１８】
ＡＤ変換器１５に入力される計測対象の電圧を入力電圧Vin、ＡＤ変換器１５に入力される電源電圧Vccの変動分を電圧変動ΔVccとする。ＡＤ変換器１５の分解能は上記の通り１０bitとする。ＡＤ変換器１５は電源電圧Vccをフルスケールとして１０bitで入力電圧Vinをデジタルデータに変換し、ＡＤ変換値Ｘを出力する。このＡＤ変換値Ｘは、下記式（１）´により表される。
X＝Vin×［2＾10／Vcc］  …（１）´
例えば、電源回路２５からＣＰＵ１３及びＡＤ変換器１５に対して＋５［Ｖ］の電源電圧Vccが供給され、電源電圧Vccの電圧変動ΔVccが±２％であり、ＡＤ変換器１５に入力される入力電圧Vinが＋３［Ｖ］の場合を想定する。
電圧変動ΔVccが無いと仮定した場合の入力電圧VinのＡＤ変換値Ｘは、上記式（１）´´を用いて以下のように６１４ＬＳＢと求められる。
X＝３×［2＾10／５］＝６１４ＬＳＢ
２％の電圧変動ΔVccは０．１［Ｖ］に相当する。このため、実際に供給される通常動作用の電源電圧Vccは４．９〜５．１［Ｖ］となる。電源電圧Vccが最も高い場合および最も低い場合のＡＤ変換値Ｘは、上記式（１）´を用いて以下のように求められる。
X＝３×［2＾10／５．１］＝６０２ＬＳＢ
X＝３×［2＾10／４．９］＝６２６ＬＳＢ
６０２〜６２６ＬＳＢは６１４ＬＳＢの±２％に相当する。このように、電源電圧Vccの変動に伴ってＡＤ変換値も変動し、その変動は一次線形である。そこで、本実施形態では、ＡＤ変換器１５のＡＤ変換値Ｘの変動をもとに電圧変動ΔVccを求める。
【００１９】
上記式（１）´中の電源電圧Vccが通常動作用に供給される電源である場合、電圧変動ΔVccを含むので、Vcc＋ΔVccと表すことができ、これに基づき上記式（１）´を変形すると、ＡＤ変換値Ｘは下記式（１）で表される。
X＝Vin×［2＾10／（Vcc＋ΔVcc）］  …（１）
なお、ΔVccは正の値と負の値のどちらでも取り得る値である。
【００２０】
マイコン１０においては、事前の設定として、電圧変動ΔVccが無い理想的な電源電圧Vccである標準Vcc（標準電源電圧）をＡＤ変換器１５に供給した場合に、ＡＤ変換器１５が基準電圧Vrefを計測したＡＤ変換値Ｘ（これを（Xref）idealとする）が、メモリ１１に記憶されている。
（Xref）idealは、実際に理想的な電源電圧Vccとみなせる程度の高精度の定電圧源をＡＤ変換器１５に接続すると共に、同様に高精度の基準電圧VrefをＡＤ変換器１５に接続して計測を行わせることによって求めてもよいが、マイコン１０に電源電圧Vccと基準電圧Vrefとを供給する電源回路２５の仕様から算出できる。電源回路２５を構成するレギュレータ等の電子部品の仕様には出力する電圧の標準値と変動範囲とが定められており、電源電圧Vccを出力するレギュレータの標準出力電圧値をVccとし、基準電圧Vrefを出力するレギュレータの標準出力電圧値をVrefとして下記式（２）の演算を行うことで、ＡＤ変換値（Xref）idealを算出できる。このＡＤ変換値（Xref）idealは第１の変換値に相当する。
（Xref）ideal＝Vref×［10ビット／Vcc］  …（２）
式中の「10ビット」とは、ＡＤ変換器１５が分解能10ビットの場合のdigit数（2^10＝1024）を示している。
【００２１】
事前設定の後、ＡＤ変換器１５によって実際に電源回路２５から入力される基準電圧Vrefの計測が行われる。ここで計測されるＡＤ変換値を（Xref）realは下記式（３）で表される。このＡＤ変換値（Xref）realは第２の変換値に相当する。
（Xref）real＝Vref×［10ビット／（Vcc＋ΔVcc）］  …（３）
【００２２】
ＣＰＵ１３は、理想的な電源電圧である標準Vccに基づくＡＤ変換値（Xref）idealと、通常の電源電圧Vcc供給時のＡＤ変換値（Xref）realとを下記式（４）により比較し、この式（４）から電圧変動ΔVccを算出する。
（Xref）real／（Xref）ideal＝（Vcc＋ΔVcc）／Vcc  …（４）
標準Vccの値、すなわち上記式（４）中のVccの値は既知であるため、上記式（４）を変形した下記式（５）の演算を行うことにより、電圧変動ΔVccの算出値（ΔVcc）calcが求められる。
（ΔVcc）calc ≒ΔVcc
＝Vcc×［（Xref）real／（Xref）ideal−１］  …（５）
この式（５）を用いた演算処理を行うに当たって、予め複数の（Xref）realの値と（Xref）idealの値との組み合わせについて、（Xref）real／（Xref）idealの値を求めておき、これらの値をマップ化してメモリ１１に記憶しておいてもよい。この場合、実際に（Xref）real／（Xref）idealの演算を行わなくても、（Xref）realの値と（Xref）idealの値を得た後に速やかに（ΔVcc）calcを求めることができ、処理の負荷を大幅に軽減し、高速化とマイコン１０の動作効率の向上を図ることができる。
【００２３】
以下、実際に車両にＰＤＵ５を搭載した状態で、マイコン１０によって電源電圧Vccの状態を検出する動作について説明する。この事前設定動作では、電源回路２５を構成するレギュレータ等の部品仕様に基づいて、理想的な電源電圧Vccと理想的な基準電圧Vrefとがマイコン１０に入力された場合のＡＤ変換器１５の出力値（Xref）idealが算出され（ステップＳ１１）、算出された出力値（Xref）idealと基準電圧Vrefとがメモリ１１に記憶される（ステップＳ１２）。このメモリ１１に記憶された出力値（Xref）idealが、以下の演算処理に用いられる。
なお、図２に示す事前設定動作を、マイコン１０のＡＤ変換器１５に、理想的な電源電圧Vccとみなせる程度の高精度の定電圧源を接続して、この定電圧源から標準Vccと基準電圧VrefとをＡＤ変換器１５に印加した状態で実際にＡＤ変換器１５に測定を行わせて行ってもよい。この場合、ＡＤ変換器１５の測定値（Xref）idealが取得され、取得されたＡＤ変換値（Xref）idealと基準電圧Vrefの値とが対応付けて、メモリ１１に記憶される。
この事前設定動作により、メモリ１１には、上記式（３）〜（５）の演算に必要な（Xref）idealと基準電圧Vrefの値が格納される。
【００２４】
図３は、マイコン１０においてＡＤ変換器１５がアナログ電圧値を実際に計測する計測動作を示すフローチャートである。
この計測動作は、図１に示すように電源回路２５からマイコン１０に対して電源電圧Vccと基準電圧Vrefとが入力される状態で行われる。
【００２５】
まず、ＣＰＵ１３の制御によりＡＤ変換器１５によって基準電圧Vrefが計測され、ＡＤ変換値（Xref）realがＣＰＵ１３により取得される（ステップＳ２１）。
続いて、ＣＰＵ１３により、事前設定動作でメモリ１１に記憶されたＡＤ変換値（Xref）idealと、ステップＳ２１でＡＤ変換器１５が出力したＡＤ変換値（Xref）realとが比較され、上記式（３）〜（５）の演算処理によって、電圧変動ΔVccが算出される（ステップＳ２２）。
【００２６】
ここで、ＣＰＵ１３は、算出した電圧変動（ΔVcc）calcの値と電源電圧Vccの値とに基づいて、実際に供給される通常動作用の電源電圧Vccを算出し（ステップＳ２３）、算出した電源電圧Vccが正常範囲内の値であるか否かを判別する。
すなわち、ＣＰＵ１３は、算出した電源電圧Vccと、予めメモリ１１に記憶されている異常上昇判定閾値とを比較し（ステップＳ２４）、電源電圧Vccが異常上昇判定閾値より高い場合は（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、電源電圧Vccが正常範囲を超えて上昇したと判定し、この異常上昇に対応する処理を実行する（ステップＳ２５）。具体的には、ＣＰＵ１３により、電源電圧Vccが正常範囲を超えて上昇した場合には電源回路２５からの電源電圧Vccの供給を一時的に停止させて、別系統のバックアップ用電源（図示略）から電源電圧Vccを供給させたり、ＥＣＵ２０に接続された表示装置、各種車載インジケータ、警報音出力装置等による警報の報知を行ったりする。
【００２７】
一方、電源電圧Vccが異常上昇判定閾値以下の場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ＣＰＵ１３は、算出した電源電圧Vccと、予めメモリ１１に記憶されている異常低下判定閾値とを比較し（ステップＳ２６）、電源電圧Vccが異常低下判定閾値以下の場合は（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、電源電圧Vccが正常範囲より低下したと判定し、この異常低下に対応する処理を実行する（ステップＳ２７）。具体的には、ＣＰＵ１３により、電源電圧Vccが正常範囲より低下した場合には電源回路２５からの電源電圧Vccの供給を一時的に停止させて、別系統のバックアップ用電源（図示略）から電源電圧Vccを供給させたり、ＥＣＵ２０に接続された表示装置、各種車載インジケータ、警報音出力装置等による警報の報知を行ったり、マイコン１０及びＥＣＵ２０を、最小限の機能のみ実行可能な状態に退避させて暴走を防止する。
また、算出した電源電圧Vccが異常低下判定閾値より大きい場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）、電源電圧Vccは正常範囲内であるため、ＣＰＵ１３はそのまま動作を継続する。
この図３に示す計測動作は、予め設定された時間が経過する毎に繰り返し実行される。
【００２８】
図４は、上述した方法によって電源電圧の算出値（Vcc）calcを求めた一具体例について、電源電圧Vccの値に対する算出値（Vcc）calcを示す図表であり、図５は、電源電圧Vccの値に対する算出値（Vcc）calcの誤差［％］を示す図表である。図４、図５中、横軸は電源電圧Vccの値［Ｖ］である。電源電圧の算出値（Vcc）calcは、上記の方法で算出されるΔVccから求められる最大値（Vcc＋ΔVcc）、及び、最小値（Vcc−ΔVcc）の両方を示し、最大値は算出値（ｍａｘ）として、最小値は算出値（ｍｉｎ）として示す。
【００２９】
図４及び図５に示すように、電源電圧Vccが３〜５［Ｖ］の範囲において、電源電圧の算出値（Vcc）calcと実際の電源電圧Vccとの誤差はほぼ一定であり、±１．５［％］以内である。従って、＋５［Ｖ］前後の電源電圧Vccに対して誤差は０．１［Ｖ］以内となり、非常に正確に電源電圧Vccを求めることができる。
【００３０】
以上のように、本発明を適用した実施形態によれば、ＣＰＵ１３に供給される電源電圧Vccの状態を検出するマイコン１０において、ＣＰＵ１３と同じ電源電圧Vccが供給され、電源電圧Vccに基づいて基準電圧Vrefをデジタルデータに変換して出力するＡＤ変換器１５を備え、ＡＤ変換器１５に電圧変動ΔVccを含まない標準Vccが供給された状態でＡＤ変換器１５が基準電圧VrefをＡＤ変換することで得られるＡＤ変換値（Xref）idealと、ＡＤ変換器１５に通常動作用の電源電圧Vccが供給された状態でＡＤ変換器１５が基準電圧VrefをＡＤ変換して得られるＡＤ変換値（Xref）realとをもとに、ＣＰＵ１３が通常動作用の電源電圧Vccが有する電圧変動ΔVccを算出して電源電圧Vccの状態を検出するので、通常動作用の電源電圧Vccの電圧変動ΔVccを算出し、電源電圧Vccと比較対象の電圧値との大小関係だけでなく、電源電圧の状態を詳細に検出できる。
【００３１】
また、マイコン１０は、ＡＤ変換値（Xref）idealを記憶するメモリ１１を備え、ＣＰＵ１３は、予めメモリ１１に記憶されたＡＤ変換値（Xref）idealと、ＡＤ変換器１５が通常動作用の電源電圧Vccが供給された状態で基準電圧VrefをＡＤ変換したＡＤ変換値（Xref）realとをもとに、通常動作用の電源電圧Vccが有する電圧変動ΔVccを算出するので、ＡＤ変換器１５に電源電圧Vccと基準電圧Vrefのみが印加された状態で電源電圧Vccの変動を算出できる。ＡＤ変換値（Xref）realを求めることですぐに電圧変動を算出できる。これにより、回路構成の複雑化を招くことなく電源電圧Vccの状態を詳細に検出できる。
さらに、ＣＰＵ１３は、ＡＤ変換値（Xref）idealと、ＡＤ変換器１５に通常動作用の電源電圧Vccが供給された状態でＡＤ変換器１５が基準電圧VrefをＡＤ変換したＡＤ変換値（Xref）realとをもとに、下記式（５）（式（Ａ）と同一）で表される処理を行って、通常動作用の電源の電圧変動ΔVccを算出するので、ＡＤ変換器１５が変換した２つの変換値に基づいて、処理負荷の軽い演算を行うことで電源電圧Vccの状態を速やかに、詳細に検出できる。
ΔVcc＝Vcc×［（Xref）real／（Xref）ideal−１］  …（５）
また、ＡＤ変換値（Xref）idealは、ＡＤ変換器１５に電源電圧Vcc及び基準電圧Vrefを供給する電源回路２５の特性と、ＡＤ変換器１５の分解能等の特性とに基づいて算出された変換値であるので、電圧変動を含まない理想的な標準電源に基づくＡＤ変換値（Xref）idealを、高精度の電源回路を用いることなく容易に求めることができ、電源電圧の電圧変動を速やかに、かつ、より正確に算出できる。
【００３２】
上述のように、ハイブリッド車両に搭載されたマイコン１０は、バッテリ６を含む各部の環境およびモータ３を含む各負荷の動作状態によって、バッテリ６からマイコン１０に供給される電源が変動しやすい状態で使用されるが、マイコン１０における電源電圧Vccの変動を、ＡＤ変換器１５の機能を利用してＣＰＵ１３が確実かつ詳細に検出できるので、電圧変動の影響からＣＰＵ１３を含む各部を保護することができる。そして、電圧変動ΔVccの算出にあたってはメモリ１１に予め記憶したＡＤ変換値（Xref）idealを用いて演算を行うため、通常使用時にＡＤ変換器１５に供給される電源電圧よりも電圧変動が少ない高精度の標準電源は、車載状態ではＡＤ変換器１５に接続する必要がない。このため、装置構成を複雑化することなくＡＤ変換の精度向上を図ることができる。
【００３３】
なお、上記実施形態においては、保護対象であるＣＰＵ１３に入力される電源電圧Vccの変動からＣＰＵ１３及びマイコン１０を保護すべく、ＣＰＵ１３自身の処理によりＡＤ変換器１５の変換値に基づいて電源電圧Vccを監視する構成、すなわち、保護対象の回路部と電源電圧保護装置とが同一の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、保護対象の回路部と別に電源電圧保護装置を設けた構成としてもよい。具体的には、保護対象の回路部とは別にＡＤ変換器及びＣＰＵを設け、このＡＤ変換器に保護対象の回路部と同じ電源電圧Vccが供給される構成とし、このＡＤ変換器が出力するデジタルデータに基づいて上記ＣＰＵが演算処理を行い、電源電圧Vccの変動を監視する構成としてもよい。
【００３４】
また、例えば、ＡＤ変換器１５の分解能を１０ビットとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＡＤ変換器１５の分解能は８ビット、１６ビット或いは他の値とすることが勿論可能であり、マイコン１０の他の仕様とともに任意に変更可能である。また、ＡＤ変換器１５に常時接続される基準電圧VrefをＡＤ変換器１５が変換した変換値と、メモリ１１に記憶した変換値とをもとにΔVccを算出する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、基準電圧Vrefを必要な場合にのみＡＤ変換器１５に入力してもよいし、この基準電圧VrefをＣＰＵ１３からＡＤ変換器１５に入力してもよい。また、電源電圧Vccや基準電圧Vrefの電圧値の電圧値はマイコン１０の仕様に合わせて任意に変更可能である。さらに、上記実施形態ではＣＰＵ１３を含むマイコン１０の各部に供給される電源電圧の状態を、ＡＤ変換器１５の変換値に基づいてＣＰＵ１３が検出する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、マイコン１０に電源電圧保護装置を外部接続し、この装置により上記の処理を行うことでマイコン１０の電源電圧の状態を検出する構成としてもよく、或いは、ＥＣＵ２０を保護対象の回路として、ＥＣＵ２０の電源電圧の状態をマイコン１０によって検出する構成としてもよい。また、保護対象の回路はマイコン１０のＣＰＵ１３やＡＤ変換器１５に限定されず、外部から電源電圧の供給を受けて制御動作や演算処理を行う回路であって、電源電圧の上昇または低下により機能に影響を及ぼすものであれば、特に限定されず、電源電圧の範囲も上記実施形態で例示した範囲に限定されない。その他、インバータ８及び充電回路９とマイコン１０との接続形態やバッテリ６からマイコン１０へ電力を供給する回路等の細部構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。また、上記実施形態においては、ハイブリッド車両に搭載されたマイコン１０に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は電動車両（ＥＶ）や燃料電池自動車（ＦＶ）に適用することが可能であり、また、上記車両は四輪自動車に限らず、バッテリの電力によりモータを駆動する車両であれば自動二輪車やその他の特殊車両であってもよい。
また、本発明の適用対象は車両に限らず、マイコンやＣＰＵ等の電源電圧を受けて動作する回路部を搭載した様々な装置において、これらの回路部を保護対象として電源電圧の変動から保護する場合に適用可能である。特に、上記回路部を備えた装置が、バッテリを搭載し、このバッテリの電力によりモータ等の駆動用動力源を駆動する移動体または装置であって、保護対象となる上記の回路部が駆動用動力源と同じバッテリから電源供給を受ける構成に適用すれば、保護対象の回路部の電源電圧が駆動用動力源の動作状態により変動しやすいことから、本発明により電源電圧の変動から確実に保護できるため、好適である。このバッテリの電力によりモータ等の駆動用動力源を駆動する移動体または装置が発電または回生によりバッテリに電力を充電するものであれば、電源電圧を変動させる要因がより多くなるので、本発明の適用対象としてはさらに効果的である。
【符号の説明】
【００３５】
３  モータ
５  ＰＤＵ
６  バッテリ
７  ＤＣ／ＤＣコンバータ
８  インバータ
９  充電回路
１０  マイコン（電源電圧保護装置）
１１  メモリ（記憶部）
１３  ＣＰＵ（補正処理部）
１５  ＡＤ変換器（ＡＤ変換部）
２５  電源回路
【図１】
0005501070.tif 000002
【図２】
0005501070.tif 000003
【図３】
0005501070.tif 000004
【図４】
0005501070.tif 000005
【図５】
0005501070.tif 000006