(57)【要約】【課題】回路構成を変更可能な論理回路である再構成回路に供給する電力の過渡的な増減を低減する。【解決手段】自律走行制御ＥＣＵ２０１は、再構成回路２０９、機能制御部２０７、電源回路２１１、および電源制御部２０６を有する。再構成回路２０９は、再構成可能な論理回路である。機能制御部２０７は、モード判定信号に基づいて、再構成回路２０９の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて該再構成回路２０９の再構成を制御する。電源回路２１１は、再構成回路２０９に電源を供給する。電源制御部２０６は、電源回路を制御する。電源制御部２０６は、電源回路２１１を制御する情報である電源制御情報に基づいて、再構成回路２０９の負荷が変動する前に電源回路２１１が生成する供給電流を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
再構成可能な論理回路である再構成回路と、
外部から入力され、車両の走行モードを示すモード判定信号に基づいて、前記再構成回路の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて前記再構成回路の再構成を制御する機能制御部と、
前記再構成回路に電源電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路を制御する電源制御部と、
を有し、
前記電源制御部は、前記電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、前記再構成回路の負荷が変動する前に前記電源回路が生成する負荷電流を制御する、電子制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子制御装置において、
前記電源回路は、前記電子制御装置が有する前記再構成回路以外の他の論理回路にも電源電圧を供給する、電子制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子制御装置において、
前記電源制御情報は、前記再構成回路の動作モードおよび前記動作モードに対応する前記電源回路における制御情報を有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御情報から取得する、電子制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の電子制御装置において、
前記電源制御情報を格納する電源制御データベースを有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報から検索する、電子制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の電子制御装置において、
前記電源回路は、スイッチング電源回路であり、
前記電源制御データベースに格納される制御情報は、前記スイッチング電源回路におけるインダクタ電流の増減を制御する制御指示を有する、電子制御装置。
【請求項６】
請求項４記載の電子制御装置において、
通信ネットワークに接続する通信装置と、
前記通信装置を通じて前記通信ネットワークから前記電源制御情報の更新情報を収集し、前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報を更新する情報収集部と、
を有する、電子制御装置。
【請求項７】
請求項５記載の電子制御装置において、
前記スイッチング電源回路から前記再構成回路に供給される電源電圧をモニタする観測部を有し、
前記電源制御部は、前記観測部がモニタした電源電圧と、予め前記電源制御情報に設定された設定電圧とを比較し、モニタした前記電源電圧と前記設定電圧との差に応じて、前記電源制御データベースに格納されている前記電源制御情報を更新する、電子制御装置。
【請求項８】
請求項５記載の電子制御装置において、
前記スイッチング電源回路は、生成した電源電圧の出力先を前記再構成回路または他の前記論理回路に切り替える出力切り替え部を有し、
前記出力切り替え部は、前記電源制御部から出力される電源制御信号に基づいて、前記電源電圧の出力先を切り替える、電子制御装置。
【請求項９】
車両の自律走行を制御する自律走行制御装置を有する車載システムであって、
前記自律走行制御装置は、
再構成可能な論理回路である再構成回路と、
前記車両が自律走行する際の走行モードを示すモード判定信号に基づいて、前記再構成回路の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて前記再構成回路の再構成を制御する機能制御部と、
前記再構成回路に電源電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路を制御する電源制御部と、
を有し、
前記電源制御部は、前記電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、前記再構成回路の負荷が変動する前に前記電源回路が生成する負荷電流を制御する、車載システム。
【請求項１０】
請求項９記載の車載システムにおいて、
前記電源制御情報は、前記再構成回路の動作モードおよび前記動作モードに対応する前記電源回路における制御情報を有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御情報から取得する、車載システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の車載システムにおいて、
前記電源制御情報を格納する電源制御データベースを有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報から検索する、車載システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の車載システムにおいて、
通信ネットワークに接続する通信装置と、
前記通信装置を通じて前記通信ネットワークから前記電源制御情報の更新情報を収集し、前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報を更新する情報収集部と、
を有する、車載システム。
【請求項１３】
再構成可能な論理回路である再構成回路と、車両の走行モードを示すモード判定信号に基づいて、前記再構成回路の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて、前記再構成回路の再構成を制御する機能制御部と、前記再構成回路に電源電圧を供給する電源回路と、前記電源回路を制御する電源制御部と、を有する電子制御装置における電源制御方法であって、
前記電源制御部が、前記電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、前記再構成回路の負荷が変動する前に前記電源回路が生成する負荷電流を制御するステップを有する、電源制御方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の電源制御方法において、
前記電源制御情報は、前記再構成回路の動作モードおよび前記動作モードに対応する前記電源回路における制御情報を有し、
前記負荷電流を制御するステップは、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御情報から取得する、電源制御方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の電源制御方法において、
前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報は、前記電源制御情報が格納された電源制御データベースを検索して取得する、電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置、車載システムおよび電源制御方法に関し、特に、回路構成を変更可能な論理回路に電力供給する電源の制御に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動運転は、事故数低減、渋滞解消をはじめとした様々な社会課題を解決しうるシステムであり、世界的にその実用化に向けた取り組みが年々活発化している。自動運転システムでは、カメラやレーダなどのセンサ入力から車両や歩行者および白線などを検出して運転者に伝達したり、ブレーキやステアリングを制御したりする必要がある。そのため、高度な認識アルゴリズムや複数のアルゴリズムの同時処理が求められる。
【０００３】
この要求に対応するため、自動運転システムでは、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を用いて高性能化する検討が進められている。
【０００４】
ＦＰＧＡは、論理回路を変更可能な再構成回路であり、複数のハードウェアに備える処理を１つの回路上にて行うことができるという特長を有する。当然のことながら、このような論理回路に限らず電子回路全般は、電源回路からの電源供給があってはじめて用を成す。
【０００５】
一方、ポータブル・コンピュータをはじめとした電子機器においては、所定の動作モードの際に、電力管理スキームを採用して電子機器中の選択したアセンブリの機能を無効または有効に適宜切り替えることにより省消費化を図っている。
【０００６】
電子機器のアセンブリの機能が有効または無効にされると、その電子機器の負荷が変化して、電源装置からの出力電圧が過渡的に低下および上昇して、データエラーや自動リセットなど引き起こしうる。
【０００７】
この過渡的な電圧変動を低減するための技術としては、例えば少なくとも１つの回路ブロックの負荷状態をイネーブル信号又はクロック信号の関数として判定し、電源装置の出力電流を少なくとも１つの回路ブロックの負荷状態の関数として、電源装置が出力電流を制御するものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
また、電源回路の出力電圧の平滑化する技術としては、電源の出力端子とグランド端子との間に出力コンデンサを設けることが広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３３６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
自動運転システムにおいては、歩行者の飛び出しなど突発的なシチュエーションにも瞬時に対応する必要がある。そのため、論理回路の再構成処理を短時間で行う必要がある。再構成処理からアルゴリズム処理に推移する際、論理回路の負荷電流は、短時間で大きく増加する。また、その逆に、アルゴリズム処理から再構成処理に推移する際には、論理回路の負荷電流は、短時間で大きく減少する。
【００１１】
そして、このようなＦＰＧＡを負荷とする電源回路は、上記した負荷電流の急激な増加および減少に伴って、それぞれ出力電圧が過渡的に低下および上昇する。
【００１２】
このような場合において、電源回路の出力電圧がＦＰＧＡの許容範囲外となってしまうと、データエラーや自動リセットを誘発する可能性が増大するという問題がある。したがって、ＦＰＧＡに電流を供給する電源回路は、急激な負荷変動があっても常に定電圧を供給するような機能が求められる。
【００１３】
しかしながら、特許文献１の技術は、回路ブロックを制御、つまり、回路ブロックの負荷状態を変化させているイネーブル信号またはクロック信号から回路ブロックの負荷状態を推定するために、電源回路の制御は、必ず負荷変動後になってしまう。その結果、過渡的な電圧変動を十分に抑圧することは難しいと考えられる。
【００１４】
また、電源回路の出力電圧の平滑化に用いられる出力コンデンサについては、論理回路の負荷上昇が急激であればあるほど大きな容量のコンデンサが必要とされ、コストや実装面積が増大するという懸念がある。
【００１５】
本発明の目的は、回路構成を変更可能な論理回路に供給する電力の過渡的な増減を低減することのできる技術を提供することにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１８】
すなわち、代表的な電子制御装置は、再構成回路、機能制御部、電源回路、および電源制御部を有する。再構成回路は、再構成可能な論理回路である。機能制御部は、車両の動作モードを示すモード判定信号に基づいて、再構成回路の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて再構成回路の再構成を制御する。電源回路は、再構成回路に電源電圧を供給する。電源制御部は、電源回路を制御する。
【００１９】
電源制御部は、電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、再構成回路の負荷変動前に電源回路が生成する負荷電流を制御する。
【００２０】
特に、電源制御情報は、再構成回路の動作モードおよび動作モードに対応する電源回路における制御情報を有する。そして、電源制御部は、機能制御部が判定した動作モードに対応する制御情報を電源制御情報から取得する。
【００２１】
さらに、電源制御情報を格納する電源制御データベースを有する。電源制御部は、機能制御部が判定した動作モードに対応する制御情報を電源制御データベースに格納される電源制御情報から検索する。
【発明の効果】
【００２２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２３】
（１）回路構成を変更可能な論理回路である再構成回路に電力を供給する電源回路の出力電圧の過渡的な増減を低減することができる。
【００２４】
（２）上記（１）により、信頼性の高い電子制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１による車載システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の車載システムが有する自律走行制御ＥＣＵにおける構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２の自律走行制御論理部が有するモードデータベースの説明図である。
【図４】図２の自律走行制御論理部が有する処理項目データベースの説明図である。
【図５】図２の自律走行制御論理部が有する電源制御データベースの説明図である。
【図６】図２の電源制御部における電源制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図２の電源制御部における電源制御処理の一例を示すシーケンス図である。
【図８】図１の車載システムにおける動作モード拡張の一例を示すシーケンス図である。
【図９】図２の自律走行制御ＥＣＵの他の例を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態２による自律走行制御ＥＣＵにおける構成の一例を示す説明図である。
【図１１】図１０の電源制御部による電源制御の効果を示すためのインダクタ電流波形および出力電圧の変化の模式図である。
【図１２】図１０の自律走行制御ＥＣＵが有する電源制御データベースの説明図である。
【図１３】図１０の自律走行制御ＥＣＵの他の構成例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２７】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２８】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２９】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００３０】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００３１】
以下、実施の形態を詳細に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
〈概要〉
本実施の形態１の車載システム１０において、自律走行制御ＥＣＵ２０１は、再構成可能な論理回路である再構成回路２０９と、再構成回路２０９の再構成を制御する機能制御部２０７と、再構成回路２０９に電源電圧を供給する電源回路２１１と、電源回路２１１を制御する電源制御部２０６を有する。
【００３３】
また、自律走行制御ＥＣＵ２０１は、機能制御部か２０７ら再構成回路２０９に対する複数の処理または複数の処理間の書き換えである演算ＩＤ毎に対応した電源制御情報が格納された電源制御データベース２１２を有する。
【００３４】
電源制御部２０６は、機能制御部２０７から受け付けた演算ＩＤに基づいて、電源制御データベース２１２から電源制御情報を抽出する。そして、抽出した電源制御情報に基づいて、再構成回路２０９に電源電圧を供給する電源回路２１１を制御する。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
〈車載システムの構成例〉
図１は、本実施の形態１による車載システムの構成の一例を示すブロック図である。
【００３７】
車載システム１０は、例えば車両の自律走行を制御するシステムである。この車載システム１０は、図１に示すように、カメラ１０１、レーダ１０２、自車位置センサ１０３、自動運転ボタン１０４、無線通信装置１０５、補助制御ＥＣＵ１０６、ブレーキ制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１０７、エンジン制御ＥＣＵ１０８、パワーステアリング制御ＥＣＵ１０９、および自律走行制御ＥＣＵ２０１を備える。
【００３８】
カメラ１０１、レーダ１０２、および自車位置センサ１０３は、車両の外界状況を認識する外界認識センサである。カメラ１０１およびレーダ１０２は、外界の認識や対象物までの距離を求めるセンサである。
【００３９】
自車位置センサ１０３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などによって自車位置を検出するセンサである。自動運転ボタン１０４は、自動運転制御を開始したり、あるいは自動運転モードを変更したりするためのボタンである。
【００４０】
通信装置である無線通信装置１０５は、ＯＴＡ（Over-The-Air）により車載システムを更新するための、図示しない無線ネットワークに接続される。
【００４１】
電子制御装置である自律走行制御ＥＣＵ２０１は、自動運転の車両走行制御装置である。補助制御ＥＣＵ１０６は、補助の自動運転車両走行制御装置である。ブレーキ制御ＥＣＵ１０７は、車両のブレーキ制御、すなわち制動力制御を行う制御装置である。
【００４２】
エンジン制御ＥＣＵ１０８は、車両の駆動力を発生するエンジンを制御する制御装置である。パワーステアリング制御ＥＣＵ１０９は、車両のパワーステアリングを制御する制御装置である。
【００４３】
カメラ１０１、レーダ１０２、自車位置センサ１０３、自動運転ボタン１０４、および無線通信装置１０５は、自律走行制御ＥＣＵ２０１にそれぞれ接続されている。自律走行制御ＥＣＵ２０１には、これらカメラ１０１、レーダ１０２、自車位置センサ１０３からのセンサ情報や、自動運転ボタン１０４からの自動運転制御信号、および無線通信装置１０５からの自律走行制御処理情報を含む更新情報などが伝達される。
【００４４】
また、自律走行制御ＥＣＵ２０１、補助制御ＥＣＵ１０６、ブレーキ制御ＥＣＵ１０７、エンジン制御ＥＣＵ１０８、およびパワーステアリング制御ＥＣＵ１０９は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）によって相互に通信可能に接続される。
【００４５】
ここで、自律走行制御ＥＣＵ２０１は、自動運転ボタン１０４により自動運転の開始要求を受け付けると、カメラ１０１、レーダ１０２、および自車位置センサ１０３など外界の情報に基づいて車両の移動ルートを算出する。
【００４６】
自律走行制御ＥＣＵ２０１は、前述したルート通りに車両を移動させるように、ブレーキや駆動力などの制御指令をブレーキ制御ＥＣＵ１０７、エンジン制御ＥＣＵ１０８、およびパワーステアリング制御ＥＣＵ１０９に出力する。
【００４７】
ブレーキ制御ＥＣＵ１０７、エンジン制御ＥＣＵ１０８、およびパワーステアリング制御ＥＣＵ１０９は、自律走行制御ＥＣＵ２０１から自律走行制御の制御指令を受けて、例えばアクチュエータなどの各制御対象に操作信号を出力する。
【００４８】
つまり、自律走行制御ＥＣＵ２０１は、制御指令を出力するメイン制御装置であり、ブレーキ制御ＥＣＵ１０７、エンジン制御ＥＣＵ１０８、およびパワーステアリング制御ＥＣＵ１０９は、自律走行制御ＥＣＵ２０１からの制御指令に応じて制御対象を制御するサブ制御装置である。
【００４９】
なお、補助制御ＥＣＵ１０６は、自律走行制御ＥＣＵ２０１が異常の際に、自律走行制御ＥＣＵ２０１に代わって自動運転制御を行うための補助制御装置である。
【００５０】
〈自律走行制御ＥＣＵについて〉
図２は、図１の車載システム１０が有する自律走行制御ＥＣＵ２０１における構成の一例を示すブロック図である。
【００５１】
自律走行制御ＥＣＵ２０１は、自律走行制御論理部２１０および電源回路２１１を備える。ここでは、電源回路２１１は、再構成回路２０９に電源を供給するものとする。また、自律走行制御論理部２１０において、再構成回路２０９以外の各機能ブロックには、図示しない電源回路によって電源が供給されるものとする。
【００５２】
自律走行制御論理部２１０は、通信インタフェース２０４，２０８（以下、通信インタフェースを総称する場合には、「通信インタフェース２０４」と記載する）、情報収集部２０５、電源制御部２０６、機能制御部２０７、再構成回路２０９、モードデータベース２０２、処理項目データベース２０３、および電源制御データベース２１２を有する。また、機能制御部２０７は、図示しない後述する回路データベースを保持している。
【００５３】
通信インタフェース２０４は、車載システムに用いられるＣＡＮなどの所定のプロトコルで通信するインタフェースである。自律走行制御ＥＣＵ２０１は、通信インタフェース２０４を介して他の装置に接続され、データを送受信する。
【００５４】
本実施の形態では、自律走行制御ＥＣＵ２０１は、通信インタフェース２０４を介してカメラ１０１、レーダ１０２、自車位置センサ１０３、自動運転ボタン１０４、および無線通信装置１０５に接続されている。
【００５５】
また、自律走行制御ＥＣＵ２０１は、通信インタフェース２０８を介して補助制御ＥＣＵ１０６、ブレーキ制御ＥＣＵ１０７、エンジン制御ＥＣＵ１０８、およびパワーステアリング制御ＥＣＵ１０９にそれぞれ接続されている。
【００５６】
情報収集部２０５は、通信インタフェース２０４から入力されるカメラ１０１、レーダ１０２、および自車位置センサ１０３からのセンサ情報や、自動運転ボタン１０４からの自動運転制御信号を収集し、収集したセンサ情報や自動運転制御信号を周期的に機能制御部２０７に転送する。
【００５７】
また、情報収集部２０５は、無線通信装置１０５から自律走行制御処理情報や更新する回路データや電源制御データを含む更新情報を受信すると、図示しない回路データベースに更新する回路データを格納し、モードデータベース２０２や処理項目データベース２０３、および電源制御データベース２１２の内容を更新する。ここで、無線通信装置１０５は、例えば自律走行制御ＥＣＵ２０１に設ける構成であってもよい。
【００５８】
情報収集部２０５は、自律走行制御論理部２１０が有する各データベースに図示しない制御線を介して接続される。更新情報の処理例の説明は、図８を用いて後述する。
【００５９】
機能制御部２０７は、情報収集部２０５から取得したセンサ情報や自動運転制御信号などのモード判定信号に基づいて、モードデータベース２０２を参照し、まず、高速道路進入モード、自動駐車モード、あるいはＥＣＵ異常モードなどの動作モードを判定する。
【００６０】
その後、その動作モードにて必要な演算処理を、再構成回路２０９でどのように実施するかを示す処理情報を決定する。この処理情報は、具体的には、再構成回路２０９の回路領域の分割数やそれぞれの回路領域を更新する回路データ、および演算時間などを意味する。モードデータベース２０２および処理項目データベースの詳細は、後述する図３および図４を用いて説明する。
【００６１】
また、機能制御部２０７は、上述した処理情報に基づいて、再構成回路２０９を変更して、再構成回路２０９に該当する動作モードの処理を実施させる。ここで、機能制御部２０７と再構成回路２０９との間の点線の矢印が、機能制御部２０７が図示しない回路データベースから回路を再構成するための回路データ、およびその完了通知の転送を示す。また、機能制御部２０７と再構成回路２０９との間の実線の矢印が、処理の実行指示や実行データ、およびその実行結果の転送を示す。
【００６２】
さらに、機能制御部２０７は、再構成回路２０９が実施した処理結果に基づいて、ブレーキや駆動力などの制御指令を通信インタフェース２０８を通じて出力する。
【００６３】
再構成回路２０９は、データに対して所定の処理を実行する回路であり、例えばＦＰＧＡなどの回路構成が変更可能なハードウェアによって構成される。再構成回路２０９は、上述の処理情報に応じて、機能制御部２０７により回路構成が変更され、所定の処理を実行する。
【００６４】
電源制御部２０６は、機能制御部２０７からモード情報や、機能制御部２０７が管理する内部タイマ値を取得する。ここでの内部タイマ値は、内部クロックでインクリメントされるカウンタの値とする。
【００６５】
電源制御部２０６は、取得した内部タイマ値に基づいて、電源制御部２０６の内部タイマ値を更新することで同期を図る。電源制御データベース２１２には、電源回路２１１への制御信号やタイミングなどの電源制御のスケジュールに関する情報が保管される。
【００６６】
電源制御部２０６は、電源制御データベース２１２と上述の内部タイマ値とに基づいて、電源回路２１１が供給する電流を増減させるよう電源制御を行う。
【００６７】
電源制御データベース２１２の詳細については、図３を用いて後述する。また、電源制御処理の詳細についても、図４および図５を用いて後述する。ここでは、再構成回路２０９専用の電源回路として説明したが、電源回路２１１は、自律走行制御論理部２１０全体に電力供給する電源回路であっても構わない。
【００６８】
自律走行制御論理部２１０の各機能部、すなわち情報収集部２０５、機能制御部２０７および電源制御部２０６は、自律走行制御論理部２１０が実行するプログラムや、所定の動作をする論理回路、例えば、ＦＰＧＡによって構成される。自動運転の機能安全上から、自律走行制御論理部２１０の各機能部は、ロックステップ方式を採用した複数のコアを持つプロセッサにより構成されてもよい。
【００６９】
また、自律走行制御論理部２１０は、物理的に一つの電子制御装置上で、または論理的あるいは物理的に複数の電子制御装置上にて構成されてもよい。前述した各機能部のプログラムは、同一の電子制御装置上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の電子制御装置の資源上に構築された仮想的な電子制御装置上で動作してもよい。
【００７０】
〈各種データベース〉
図３は、図２の自律走行制御論理部２１０が有するモードデータベース２０２の説明図である。
【００７１】
モードデータベース２０２は、図２の機能制御部２０７によって参照され、情報収集部２０５から取得する情報と選定する動作モードとを対応づけるものである。モードデータベース２０２は、情報収集部２０５から取得した情報に基づいて動作モードを選定するモード選定条件３０１、およびモード選定条件３０１によって選定される動作モード３０２をそれぞれ有する。
【００７２】
例えば、モード選定条件３０１は、自動運転への適用例として、図１に示すカメラ１０１、レーダ１０２、および自車位置センサ１０３など外界認識センサのパラメータ情報に基づいて高速道路に進入したと判断した場合を第１のモード選定条件とし、動作モード３０２において、第１の動作モードをモード１と判定してもよい。
【００７３】
また、モード選定条件３０１において、図１の自動運転ボタン１０４により自動駐車するための制御信号を受信した場合を第２のモード選定条件とし、動作モード３０２において、第２の動作モードをモード２と判定してもよい。
【００７４】
同様に、モード選定条件３０１において、故障検出情報としてＥＣＵの異常を検出した場合を第３のモード選定条件とし、動作モード３０２においては、第３の動作モードをモード３と判定してもよい。
【００７５】
図４は、図２の自律走行制御論理部２１０が有する処理項目データベース２０３の説明図である。
【００７６】
処理項目データベース２０３は、図２の機能制御部２０７によって参照され、動作モード３０２と該当モードの処理内容とを対応づける。この処理項目データベース２０３は、動作モード４０１毎に、処理方法４０２、および処理情報１（４０３−１）〜処理情報３（４０３−３）（処理情報を総称する場合、「処理情報４０３」と記載する）を対応づけしたものである。
【００７７】
処理方法４０２は、実施する単数あるいは複数の処理の順番や回路の再構成手順などを指定するものである。処理情報４０３は、処理方法４０２によって指定される処理情報である。
【００７８】
例えば、動作モード４０１がモード１である場合は、図２の再構成回路２０９の上に１つの回路領域を設け、該回路領域上にて処理情報１（４０３−１）の処理、処理情報２（４０３−２）の処理、処理情報３（４０３−３）の処理を順番に処理することを処理方法４０２として保持する。そして、モード１の第１の処理を実行する回路データＡ１や、その処理時間Ｔ１１を処理情報１（４０３−１）として保持してもよい。
【００７９】
同様に、モード１の第２の処理を実行する回路データＡ２や、その処理時間Ｔ１２を処理情報２（４０３−２）として保持し、モード１の第３の処理を実行する回路データＡ３や、その処理時間Ｔ１３を処理情報３（４０３−３）として保持してもよい。
【００８０】
自動運転への適用例として、モード１の第１の処理をセンシング処理、モード１の第２の処理を車両や歩行者の行動予測処理、およびモード１の第３の処理を車両の移動ルート算出処理としてもよい。
【００８１】
また、動作モード４０１がモード２である場合は、回路領域を２つに分け、一方の領域にて処理情報１（４０３−１）と処理情報２（４０３−２）の処理を順次処理し、もう一方の領域にて処理情報３（４０３−３）の処理を実施することを処理方法４０２として保持してもよい。
【００８２】
前述した動作モード４０１がモード１である場合と同様に、モード２の第１〜第３の処理をそれぞれ実行する回路データＢ１〜Ｂ３や、その各処理時間Ｔ２１〜Ｔ２３を処理情報４０３として保持してもよい。
【００８３】
自動運転への適用例としては、モード２の第１〜第３の処理のいずれかを空き駐車スペース探索処理としてもよい。また、動作モード４０１がモード３である場合は、回路領域を３つに分け、処理情報１（４０３−１）、処理情報２（４０３−２）、および処理情報３（４０３−３）の各処理を並列に処理することを処理方法４０２として保持してもよい。
【００８４】
前述した動作モード４０１がモード１である場合と同様に、モード３の第１〜第３の処理をそれぞれ実行する回路データＣ１〜Ｃ３や、その各処理時間Ｔ３１〜Ｔ３３を処理情報４０３として保持してもよい。
【００８５】
自動運転への適用例として、モード３の第１〜第３の処理のいずれかを安全に停車するための軌道確保処理としてもよい。なお、ここでは、処理情報４０３として３つの情報（処理情報１（４０３−１）〜処理情報３（４０３−３））を保持する例を示したが、４つ以上の情報を保持してもよい。
【００８６】
図５は、図２の自律走行制御論理部２１０が有する電源制御データベース２１２の説明図である。
【００８７】
この電源制御データベース２１２には、電源回路２１１への制御信号やタイミングなどの電源制御のスケジュールに関する情報が保管される。
【００８８】
以下、詳細を説明する。電源制御データベース２１２は、図２の電源制御部２０６によって参照され、動作モード５０１と該動作モード５０１の電源制御内容である制御情報０（５０３−０）から制御情報６（５０３−６）（電源制御情報を総称する場合、「電源制御情報５０３」と記載する）とを対応付ける。
【００８９】
例えば、動作モード５０１がモード１である場合は、タイマ値ＴＡ０、負荷電流値ＩＡ０、および処理時間ＰＡ０を制御情報０（５０３−０）として保持してもよい。タイマ値ＴＡ０は、図２の機能制御部２０７とのインタフェースへの接続回路を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値である。負荷電流値ＩＡ０は、書き込み中の再構成回路２０９の負荷電流値である。
【００９０】
同様に、モード１の第１の処理を実行する回路データＡ１を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ１、書き込み中の再構成回路２０９の負荷電流値ＩＡ１、および処理時間ＰＡ１を制御情報１（５０３−１）として保持するようにしてもよい。
【００９１】
制御情報２（５０３−２）としては、モード１の第１の処理を実行し始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ２、第１の処理を実行中の再構成回路２０９の負荷電流値ＩＡ２、および処理時間ＰＡ２を保持するようにしてもよい。
【００９２】
制御情報３（５０３−３）としては、モード１の第２の処理を実行する回路データＡ２を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ３、書き込み中の再構成回路２０９の負荷電流値ＩＡ３、および処理時間ＰＡ３を保持するようにしてもよい。
【００９３】
制御情報４（５０３−４）としては、モード１の第２の処理を実行し始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ４、第２の処理を実行中の再構成回路２０９の負荷電流値ＩＡ４、および処理時間ＰＡ４を保持するようにしてもよい。
【００９４】
制御情報５（５０３−５）としては、モード１の第３の処理を実行する回路データＡ３を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ５、書き込み中の再構成回路２０９の負荷電流値ＩＡ５、および処理時間ＰＡ５を保持するようにしてもよい。
【００９５】
制御情報６（５０３−６）としては、モード１の第３の処理を実行し始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ６、第３の処理を実行中の再構成回路２０９の負荷電流値ＩＡ６、および処理時間ＰＡ６を保持するようにしてもよい。
【００９６】
各負荷電流値は、例えば負荷電流の時間的な平均値を保持してもよい。ここでは、上述したように図２の電源回路２１１は、再構成回路２０９にのみ電源を供給することを想定しているが、自律走行制御論理部２１０全体に電力を供給する構成であってもよい。その場合は、自律走行制御論理部２１０全体の負荷電流値を電源制御データベース２１２に保管しておく。
【００９７】
また、タイマ値は、例えば内部クロックにてインクリメントされるカウンタの値であり、図２の機能制御部２０７が管理し、電源制御部２０６との同期に用いる。このタイマ値は、機能制御部２０７と電源制御部２０６との間の信号遅延や、電源制御部２０６が電源制御処理を開始してから電源回路２１１の供給電流が増減するまでの制御遅延を考慮して、再構成回路２０９の負荷電流が変動する前に、電源回路２１１の供給電流が増減するように調整しておく。
【００９８】
この電源制御データベース２１２は、車載システムとして運用する前に、実測値もしくはシミュレーション値をベースに各数値を保管してもよいし、あるいは電源制御部２０６が、機能制御部２０７から取得した処理項目データベース２０３の各情報に基づいて作成して保管してもよい。また、電源制御情報５０３は、電源回路２１１の供給電流を制御するための電圧値、電流値もしくは制御コードが含まれてもよい。
【００９９】
〈電源制御処理〉
次に、図６および図７を用いて電源制御部２０６の電源制御処理について説明する。
【０１００】
図６は、図２の電源制御部２０６における電源制御処理の一例を示すフローチャートである。
【０１０１】
ここでは、電源制御データベース２１２は、事前に作成され保管されているとし、電源制御部２０６が内部制御ＩＤを用いて処理順序を管理する例を示す。
【０１０２】
内部制御ＩＤは、図５における電源制御情報５０３の制御情報０〜６の数字を指す。また、図２の機能制御部２０７および電源制御部２０６は、内部タイマをそれぞれ備えているとして説明する。
【０１０３】
まず、電源制御部２０６は、電源制御処理を開始すると（ステップＳ６００）、再構成回路演算が開始される前に、機能制御部２０７からモード情報およびタイマ値を取得し、電源制御部２０６の内部タイマ値を更新する（ステップＳ６０１）。
【０１０４】
ステップＳ６０１の処理後、電源制御部２０６は、動作モードが前回モード値と同じか否かを判定する（ステップＳ６０２）。このステップＳ６０２の処理において、動作モードが前回モード値と異なると判定された場合（ＮＯ）、電源制御部２０６は、内部制御ＩＤを０に設定する（ステップＳ６０３）。
【０１０５】
一方、動作モードが前回モード値と同じと判定された場合（ＹＥＳ）、電源制御部２０６は、内部制御ＩＤを１に設定する（ステップＳ６０４）。これは、動作モードが前回と異なるか否かで、機能制御部２０７とのインタフェースへの接続回路を再構成回路２０９に書き込む処理の要否を判断するものである。もちろん、機能制御部２０７から上述した接続回路のＩＤ情報を入手し、それが前回と同じかどうか判定してもよい。
【０１０６】
ステップＳ６０３の処理もしくはステップＳ６０４の処理の後、電源制御部２０６は、電源制御データベース２１２を参照し、内部制御ＩＤが示すタイマ値と、電源制御部２０６の内部タイマ値とが一致するまで待機する（ステップＳ６０５）。
【０１０７】
ステップＳ６０５の処理にて、タイマ値が一致と判定されたら（ＹＥＳ）、内部制御ＩＤが示す負荷電流値および処理時間を電源制御指示として電源回路２１１に送信する（ステップＳ６０６）。なお、電源回路２１１は、電源制御指示を受けるまでは基準電流値を供給し、電源制御指示を受けると、内部制御ＩＤが示す負荷電流値となるように供給電流を増減させ、内部制御ＩＤが示す処理時間が終了すると、再び基準電流値を供給する。
【０１０８】
この基準電流値は、供給対象が再構成回路２０９だけのときはリーク電流を勘案して設定してもよい。また、自律走行制御論理部２１０全体への電源供給の場合は、再構成回路２０９以外の負荷電流を勘案して設定してもよい。
【０１０９】
その後、電源制御部２０６は、次の処理があるか否かを判定する（ステップＳ６０７）。次の処理があるか否かの判定は、電源制御部２０６において、図５の電源制御データベース２１２から判定することができる。
【０１１０】
ステップＳ６０７にて次の処理があると判定された場合（ＹＥＳ）、電源制御部２０６は、内部処理ＩＤをインクリメントし（ステップＳ６０８）、ステップＳ６０５の処理にもどることによって次の処理に備える。
【０１１１】
Ｓ６０７の処理にて、次の処理がないと判定された場合（ＮＯ）、電源制御部２０６は、電源制御処理を終了する（ステップＳ６０９）。
【０１１２】
図７は、図２の電源制御部２０６における電源制御処理の一例を示すシーケンス図である。
【０１１３】
この図７では、図５において前述した電源制御データベース２１２の動作モード５０１がモード１である場合を例にとって説明する。
【０１１４】
ここでは、電源制御データベース２１２は、事前に作成され保管されているものとする。
【０１１５】
まず、機能制御部２０７は、モードデータベース２０２からモード情報を取得し、モードの切り替えの有無を確認する。さらに、機能制御部２０７が管理している内部タイマ値を取得する（ステップＳ７００）。ここでは、モードの切り替えがあった例を示す。
【０１１６】
続いて、機能制御部２０７は、モード情報およびタイマ値を電源制御部２０６に送付する（ステップＳ７０１）。電源制御部２０６は、このタイマ値に基づいて電源制御部２０６の内部タイマ値を更新する（ステップＳ７０２）。
【０１１７】
電源制御データベース２１２に保持されている機能制御部２０７とのインタフェースへの接続回路の再構成に係る制御情報０（５０３−０）を参照して、タイマ値と電源制御部２０６の内部タイマ値とが一致したら、負荷電流値および処理時間を電源制御指示として電源回路２１１に送信する（ステップＳ７０４）。
【０１１８】
電源制御指示を受けた電源回路２１１は、再構成回路２０９への供給電流を基準電流値から内部制御ＩＤが示す負荷電流値となるように増減させ、上述の処理時間が終了したら再び基準電流値に戻す（ステップＳ７０５）。
【０１１９】
ステップＳ７０５の処理の電流制御開始よりもわずか、例えば約１ミリ秒以下に遅れて、機能制御部２０７は、機能制御部２０７とのインタフェースとの接続回路データを再構成回路２０９に書き込む（ステップＳ７０７）。
【０１２０】
再構成回路２０９は、インタフェース接続回路を再構成し（ステップＳ７０８）、書き込み完了を機能制御部２０７に通知する（ステップＳ７０９）。そして、電源制御部２０６は、電源制御データベース２１２に保持されている回路データＡ１の再構成に係る制御情報１（５０３−１）を参照して、タイマ値と電源制御部２０６の内部タイマ値とが一致したら、負荷電流値および処理時間を電源制御指示として電源回路２１１に送信する（ステップＳ７１０）。
【０１２１】
電源制御指示を受けた電源回路２１１は、再構成回路２０９への供給電流を基準電流値から内部制御ＩＤが示す負荷電流値となるように増減させ、上述の処理時間が終了したら再び基準電流値に戻す（ステップＳ７１１）。
【０１２２】
Ｓ７１１の処理による電流制御開始よりもわずかに遅れて、機能制御部２０７は、回路Ａ１のデータを再構成回路２０９に書き込む（ステップＳ７１３）。再構成回路２０９は、回路Ａ１を再構成して（ステップＳ７１４）、書き込み完了を機能制御部２０７に通知する（ステップＳ７１５）。
【０１２３】
続いて、電源制御部２０６は、電源制御データベース２１２に保持されている、第１の処理に係る制御情報２（５０３−２）を参照して、タイマ値と電源制御部２０６の内部タイマ値とが一致したら、負荷電流値および処理時間を電源制御指示として電源回路２１１に送信する（ステップＳ７１６）。
【０１２４】
電源制御指示を受けた電源回路２１１は、再構成回路２０９への供給電流を基準電流値から内部制御ＩＤが示す負荷電流値となるように増減させ、内部制御ＩＤが示す処理時間が終了したら再び基準電流値に戻す（ステップＳ７１７）。
【０１２５】
ステップＳ７１７の処理の電流制御開始よりもわずかに遅れて、機能制御部２０７は、第１の処理の実行指示を再構成回路２０９に通知する（ステップＳ７１９）。再構成回路２０９は、第１の処理の演算を実行し（ステップＳ７２０）、演算結果、言い換えれば処理結果とともに実行完了を機能制御部２０７に通知する（ステップＳ７２１）。ここで、機能制御部２０７は、第１の処理の演算結果を保持し、後続する処理の演算に使用してもよい。
【０１２６】
そして、機能制御部２０７は、次の処理の有無を確認する（ステップＳ７２２）。ここでは、動作モード５０１がモード１であり次の処理である第２の処理が有った例を示す。
【０１２７】
機能制御部２０７は、電源制御部２０６に電源制御の継続指示を送信する（ステップＳ７２３）。電源制御部２０６は、電源制御データベース２１２に保持されている回路データＡ２の再構成に係る制御情報３（５０３−３）を参照して、タイマ値と電源制御部２０６の内部タイマ値とが一致したら、負荷電流値および処理時間を電源制御指示として電源回路２１１に送信する（ステップＳ７２４）。
【０１２８】
以降は、上述したステップＳ７０５〜Ｓ７２２の処理と同様に、回路データＡ２とそれを用いた第２の処理、回路データＡ３とそれを用いた第３の処理を行う。
【０１２９】
続いて、機能制御部２０７は、次の処理の有無を確認する（ステップＳ７５３）。ここでは、動作モード５０１がモード１であり次の処理がなく、電源制御部２０６に対して終了指示を送り（ステップＳ７５４）、電源制御部２０６がそれを受けて受信待機する（ステップＳ７５５）ことで、電源制御処理のシーケンスを終了する。以上は、機能制御部２０７と電源制御部２０６とは、内部タイマをそれぞれ備えているとして説明したが、共通の内部タイマを備えていてもよい。
【０１３０】
自動運転では、センシング処理、距離計算処理、車両や歩行者の行動予測処理、車両の移動ルート算出処理といった多様な処理を繰り返し行うことが求められる。そのため、自律走行制御論理部２１０は、収集したセンサ情報や自動運転制御信号などに基づいて周期的に処理を行う。したがって、必ずしも、以上に説明したように、電源制御部２０６が機能制御部２０７から各情報を毎周期入手する必要はない。
【０１３１】
また、電源制御部２０６に故障などが発生し、電源回路２１１の電源制御が正常に行えない、例えば制御遅延が運用中に大きくなるようなケースにおいては、機能制御部２０７にアラーム信号を送り、再構成回路２０９の再構成処理もしくは演算処理の開始時間に遅延を持たせてもよい。
【０１３２】
電源回路２１１が再構成回路２０９以外の電源供給も行う場合は、他の自律走行制御論理部のブロックについて、再構成回路２０９の負荷変動が発生する区間を避けて演算を行ってもよい。または同区間の演算を冗長化してもよい。
【０１３３】
〈動作モードの拡張〉
図８は、図１の車載システム１０における動作モード拡張の一例を示すシーケンス図である。
【０１３４】
この図８では、例えば、クラウド上のサーバなどからＯＴＡ（Over-The-Air）により、無線ネットワーク経由にて自動運転の動作モードを追加する例について示す。
【０１３５】
はじめに、サーバに動作モードの追加指示が設定されると（ステップＳ１１００）、追加する動作モードに関する情報が車載システムの無線通信装置１０５に転送される（Ｓ１１０１）。動作モードに関する情報は、例えばモードデータベース２０２や処理項目データベース２０３、電源制御データベース２１２の内容、および追加する動作モードの回路データなどである。
【０１３６】
続いて、無線通信装置１０５は、受信した追加情報を自律走行制御論理部２１０に転送する（ステップＳ１１０２）。そして、自律走行制御論理部２１０は、回路データを回路データベースに格納する（ステップＳ１１０３）。
【０１３７】
また、自律走行制御論理部２１０は、電源制御データベース２１２に、追加する動作モード５０１および制御情報５０３を設定する（ステップＳ１１０４）。さらに、自律走行制御論理部２１０は、処理項目データベース２０３に、追加する動作モード４０１、処理方法４０２、および処理情報４０３を設定する（ステップＳ１１０５）。
【０１３８】
その後、自律走行制御論理部２１０が、モードデータベース２０２に、追加する動作モードの選定条件３０１および動作モード３０２を追加して（Ｓ１１０６）、処理を完了する。
【０１３９】
これにより、周期処理の周期間隔や、自動運転の動作モードに求められる演算負荷（性能や遅延など）に応じて柔軟に回路を再構成させることができる。さらに、新しい自動運転の動作モードを追加する場合に、利用中の動作モードには影響を与えることなく、その追加する動作モードにて利用する回路データや処理方法を自律走行制御部に追加導入することができる。
【０１４０】
以上により、再構成回路２０９の再構成および演算を制御する機能制御部２０７から電源制御部２０６が再構成および演算のスケジュールに関する情報を入手し、再構成回路２０９の再構成および演算に起因する負荷変動に先んじて再構成回路２０９への供給電流を増減させるよう電源回路２１１を制御することができる。
【０１４１】
これにより、電源回路２１１の出力電圧の過渡的な増減を低減することができ、高信頼な自律走行制御ＥＣＵ２０１を低コストかつ省面積に提供することができる。
【０１４２】
〈自律走行制御ＥＣＵの他の例〉
図９は、図２の自律走行制御ＥＣＵ２０１の他の例を示すブロック図である。
【０１４３】
自律走行制御ＥＣＵ２０１は、図９に示すように、自律走行制御論理部２１０および電源回路２１１を備える。以下、電源回路２１１は、再構成回路２０９への電源供給を行い、再構成回路２０９以外の自律走行制御論理部２１０への電源供給は、図示しない電源回路が行うとして説明する。
【０１４４】
図９の自律走行制御ＥＣＵ２０１が図２の自律走行制御ＥＣＵ２０１と大きく異なるのは、電源制御部２０６および電源制御データベース２１２が自律走行制御論理部２１０ではなく、電源回路２１１に含まれる点であり、基本的な処理や制御については、図２を用いた前述の説明と同様であると考えてよい。
【０１４５】
このように、自動走行制御の主たる論理部と電源回路２１１を機能的に分離することによって、機能安全の面で有利となりえる。これにより、電源回路２１１の出力電圧の過渡的な増減を低減しながら、より信頼性の高い自律走行制御ＥＣＵ２０１を低コストかつ省面積に提供することができる。
【０１４６】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態２に係る自律走行制御ＥＣＵについて、図１０〜図１２を用いて説明する。
【０１４７】
〈自律走行制御ＥＣＵ〉
図１０は、本実施の形態２による自律走行制御ＥＣＵ２０１における構成の一例を示す説明図である。
【０１４８】
自律走行制御ＥＣＵ２０１は、図１０に示すように、自律走行制御論理部２１０、スイッチング電源回路２７５、および電源回路２７７を備える。自律走行制御論理部２１０は、再構成回路２０９および非再構成回路２７６を有する。
【０１４９】
非再構成回路２７６は、機能制御部２０７、電源制御部２０６、電源制御データベース２１２、およびＤ／Ａ（Digital/Analog）コンバータ２６３を有する。
【０１５０】
機能制御部２０７は、図示しない回路データベースを保持している。スイッチング電源回路２７５は、再構成回路２０９に電源を供給し、電源回路２７７は、非再構成回路２７６に電源を供給する。
【０１５１】
また、自律走行制御ＥＣＵ２０１は、図示していないが、前記実施の形態１の図１と同様に、複数の通信インタフェース、情報収集部、モードデータベース、および処理項目データベースを有する。
【０１５２】
電源制御部２０６は、機能制御部２０７からモード情報や、機能制御部２０７が管理する内部タイマ値を取得する。また、電源制御部２０６は、取得した内部タイマ値に基づいて、電源制御部２０６の内部タイマ値を更新することにより同期を図る。
【０１５３】
電源制御データベース２１２には、スイッチング電源回路２７５への制御信号やタイミングなどの電源制御のスケジュールに関する情報が保管される。電源制御部２０６は、電源制御データベース２１２と上述の内部タイマ値に基づいて、スイッチング電源回路２７５の供給電流を増減させるよう電源制御を行う。
【０１５４】
ここでは、アナログ制御を行うこととして説明するため、Ｄ／Ａコンバータ２６３を用いて、電源制御信号をデジタル値からアナログ値に変換してスイッチング電源回路２７５に送信する。電源制御データベース２１２の詳細は、図１２を用いて後述する。
【０１５５】
スイッチング電源回路２７５は、インダクタ電流制御部２７４、スイッチ２６７，２６８、インダクタ２６５、およびコンデンサ２６４から構成される。ここでは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式を用いた降圧スイッチング電源回路を例にとり説明する。
【０１５６】
インダクタ電流制御部２７４は、スイッチ２６７，２６８のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことによってインダクタ２６５に流れるインダクタ電流ＩLを増減させる。再構成回路２０９に流れる出力電流Ｉo1によって発生した出力電圧Ｖo1は、インダクタ電流ＩLの変動により大きなリップルを持つため、コンデンサ２６４によって平滑化して直流に近い電圧にしている。
【０１５７】
インダクタ電流制御部２７４は、スイッチドライバ２６９、コンパレータ２７０、三角波生成器２７１、誤差検出器２７２、および加算器２７３から構成される。
【０１５８】
まず、電源制御部２０６からＤ／Ａコンバータ２６３を通じて送られる電源制御信号ＶPLS＝０として説明する。
【０１５９】
リファレンス電圧ＶREF1と観測された出力電圧Ｖo1が誤差検出器２７２に入力され、入力された両者の差分が誤差検出器２７２から出力される。その差分が三角波生成器２７１の出力と共にコンパレータ２７０に入力される。
【０１６０】
その結果、コンパレータ２７０からは、上述の差分に応じたＰＷＭ信号が出力される。スイッチドライバ２６９は、このＰＷＭ信号に応じてスイッチ２６７，２６８のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、インダクタ電流ＩLを調整する。スイッチング電源回路２７５は、このようなフィードバック系により、出力電圧Ｖo1を一定に維持するように動作して、入力電圧Ｖinを降圧する。
【０１６１】
しかし、フィードバック制御であるために、再構成回路２０９に急激な負荷変動がある場合、出力電圧Ｖo1は追従できず、負荷変動のタイミングにおいて過渡的な増減が発生する。
【０１６２】
図１１は、図１０の電源制御部２０６による電源制御の効果を示すためのインダクタ電流波形および出力電圧の変化の模式図である。
【０１６３】
図示するように、負荷電流８０１が急変したタイミングにてインダクタ電流８０２が遅れて追従するために、不足した電荷量（図１１の面積Δに相当）に合わせて、出力電圧８０５は、ΔＶ１の大きな電圧ドロップが生じる。
【０１６４】
電源制御信号ＶPLSは、この負荷変動のタイミングより前に、加算器２７３を介してＶREF1に加算する電圧パルス信号である。この電源制御信号ＶPLSをインダクタ電流制御部２７４に入力することにより、負荷電流８０１が急変するタイミングよりも前にインダクタ電流ＩLを増減制御することができる。
【０１６５】
例えば、図１１のインダクタ電流８０３のようにΔ１とΔ２の面積を一致させることが可能になる。このときの出力電圧８０４は、ΔＶ２の過渡変動になり、電源制御信号ＶPLS＝０のケースよりも電圧過渡変動を小さくすることができる。
【０１６６】
〈電源制御データベース〉
図１２は、図１０の自律走行制御ＥＣＵ２０１が有する電源制御データベース２１２の説明図である。
【０１６７】
電源制御データベース２１２には、図１０のスイッチング電源回路２７５への制御信号やタイミングなどの電源制御のスケジュールに関する情報が保管される。
【０１６８】
以下、詳細を説明する。電源制御データベース２１２は、電源制御部２０６によって参照され、動作モード５１１と該当モードの電源制御内容である制御情報０（５１３−０）〜制御情報６（５１３−６）（電源制御情報を総称する場合、「電源制御情報５１３」と記載する）とを対応付ける。
【０１６９】
例えば、動作モード５１１がモード１である場合は、制御情報０（５１３−０）は、タイマ値ＴＡ０１、電源制御信号の電圧値ＶＡ０１、パルス幅時間ＰＡ０１、タイマ値ＴＡ０２、電源制御信号の電圧値ＶＡ０２、およびパルス幅時間ＰＡ０２を保持してもよい。
【０１７０】
タイマ値ＴＡ０１は、機能制御部２０７とのインタフェースへの接続回路を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値である。タイマ値ＴＡ０２は、接続回路を再構成回路２０９に書き込み終わるタイミングを考慮したタイマ値である。
【０１７１】
同様に、制御情報１（５１３−１）としては、モード１の第１の処理を実行する回路データＡ１を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ１１、電源制御信号の電圧値ＶＡ１１、パルス幅時間ＰＡ１１、回路データＡ１を再構成回路２０９に書き込み終わるタイミングを考慮した考慮したタイマ値ＴＡ１２、電源制御信号の電圧値ＶＡ１２、およびパルス幅時間ＰＡ１２を保持してもよい。
【０１７２】
制御情報２（５１３−２）としては、モード１の第１の処理を実行し始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ２１、電源制御信号の電圧値ＶＡ２１、パルス幅時間ＰＡ２１、第１の処理を実行し終わるタイミングを考慮した考慮したタイマ値ＴＡ２２、電源制御信号の電圧値ＶＡ２２、およびパルス幅時間ＰＡ２２を保持してもよい。
【０１７３】
制御情報３（５１３−３）としては、モード１の第２の処理を実行する回路データＡ２を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ３１、電源制御信号の電圧値ＶＡ３１、パルス幅時間ＰＡ３１、回路データＡ２を再構成回路２０９に書き込み終わるタイミングを考慮した考慮したタイマ値ＴＡ３２、電源制御信号の電圧値ＶＡ３２、およびパルス幅時間ＰＡ３２を保持してもよい。
【０１７４】
制御情報４（５１３−４）としては、モード１の第２の処理を実行し始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ４１、電源制御信号の電圧値ＶＡ４１、パルス幅時間ＰＡ４１、第２の処理を実行し終わるタイミングを考慮した考慮したタイマ値ＴＡ４２、電源制御信号の電圧値ＶＡ４２、およびパルス幅時間ＰＡ４２を制御情報４（５１３−４）として保持してもよい。
【０１７５】
制御情報５（５１３−５）としては、モード１の第３の処理を実行する回路データＡ３を再構成回路２０９に書き込み始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ５１、電源制御信号の電圧値ＶＡ５１、パルス幅時間ＰＡ５１、回路データＡ３を再構成回路２０９に書き込み終わるタイミングを考慮した考慮したタイマ値ＴＡ５２、電源制御信号の電圧値ＶＡ５２、およびパルス幅時間ＰＡ５２を保持してもよい。
【０１７６】
制御情報６（５１３−６）としては、モード１の第３の処理を実行し始めるタイミングを考慮したタイマ値ＴＡ６１、電源制御信号の電圧値ＶＡ６１、パルス幅時間ＰＡ６１、第３の処理を実行し終わるタイミングを考慮した考慮したタイマ値ＴＡ６２、電源制御信号の電圧値ＶＡ６２、および、パルス幅時間ＰＡ６２を保持してもよい。
【０１７７】
また、タイマ値は、内部クロックにてインクリメントされるカウンタの値であり、機能制御部２０７が管理し、電源制御部２０６との同期に用いる。このタイマ値は、機能制御部２０７と電源制御部２０６との間の信号遅延や、電源制御部２０６が電源制御処理を開始してからスイッチング電源回路２７５の供給電流が増減するまでの制御遅延を考慮して、再構成回路２０９の負荷電流が変動する前に、スイッチング電源回路２７５の供給電流が増減するように調整しておく。
【０１７８】
電源制御データベース２１２は、車載システムとして運用する前に、実測値もしくはシミュレーション値をベースに各数値を保管してもよいし、あるいは電源制御部２０６が、機能制御部２０７から取得した処理項目データベースの各情報を基に作成して保管してもよい。
【０１７９】
ここでは、電源制御信号として電圧パルス信号をリファレンス電圧ＶREF1に加算する例を説明したが、誤差検出器２７２に入力する出力電圧値に加算してもよい。また、負荷電流の急変に対応するように、一時的に、スイッチング電源回路２７５のフィードバックループの応答速度を速くするような電源制御信号を使用してもよい。
【０１８０】
このような電源制御信号として、コンパレータ２７０のゲインを上げたり、三角波生成器２７１の周波数を上げてもよい。また、スイッチング電源回路をＰＷＭ制御方式で制御するのではなく、ヒステリシス制御方式を用いてもよい。
【０１８１】
また、再構成回路２０９に供給される電源電圧のモニタする観測部（図示せず）を設け、例えば電源制御部２０６がモニタされた電圧値と電源制御データベース２１２にて初期設定された設定電圧である制御電圧とを比較し、両者の誤差に応じて、電源制御データベース２１２を更新してもよい。
【０１８２】
上述した観測部としては、例えば高抵抗で分圧してオペアンプおよびＡ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータを通じて電源制御部２０６により観測してもよい。
【０１８３】
電源制御データベース２１２の更新については、（制御電圧値−観測電圧値）の値を、電源制御データベース２１２の制御電圧値に加算してもよい。もちろん、（制御電圧値−観測電圧値）を入力値とした補正関数を予め電源制御部２０６に組み込んでおき、その出力値に基づいて電源制御データベース２１２を更新してもよい。
【０１８４】
〈スイッチング電源回路の変形例〉
図１３は、図１０の自律走行制御ＥＣＵ２０１の他の構成例を示した説明図である。
【０１８５】
この図１３の自律走行制御ＥＣＵ２０１が、図１０の自律走行制御ＥＣＵ２０１と異なる点は、スイッチング電源回路２７５の構成である。
【０１８６】
図１３に示すスイッチング電源回路２７５は、１インダクタ２出力のＳＩＭＯ（Single Inductor Multi Output）電源回路であり、再構成回路２０９および非再構成回路２７６に電源を供給する。ＳＩＭＯ電源回路は、１つのインダクタにて複数出力を持つため、低コスト化ならびに省面積化に貢献しうる技術である。
【０１８７】
スイッチング電源回路２７５は、図示するように、インダクタ電流制御部２９８、スイッチ２８３，２８４，２８６，２８７、インダクタ２８５、およびコンデンサ２８１，２８２から構成される。
【０１８８】
ここでは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式を用いた降圧スイッチング電源回路を例にとり説明する。インダクタ電流制御部２９８は、スイッチ２８６，２８７のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことにより、インダクタ２８５に流れるインダクタ電流ＩLを増減させる。
【０１８９】
また、スイッチ２８３，２８４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことによって電源電圧の出力先を再構成回路２０９または非再構成回路２７６に変更する。これらスイッチ２８３，２８４、およびインダクタ電流制御部２９８によって出力切り替え部が構成される。
【０１９０】
再構成回路２０９に流れる出力電流Ｉo1により発生した出力電圧Ｖo1は、インダクタ電流ＩLの変動により大きなリップルを持つため、コンデンサ２８１を用いて平滑化して直流に近い電圧にしている。
【０１９１】
非再構成回路２７６に流れる出力電流Ｉo2により発生した出力電圧Ｖo2についても同様に、コンデンサ２８２を用いて平滑化している。インダクタ電流制御部２９８は、スイッチドライバ２８８，２８９、コンパレータ２９０，２９１、三角波生成器２９２、誤差検出器２９３，２９４、および加算器２９５，２９６，２９７などから構成される。
【０１９２】
電源制御部２０６からＤ／Ａコンバータ２６３を通じて送られる電源制御信号ＶPLSが加算器２９６によってリファレンス電圧ＶREF1に加算される。加算器２９５によって加算された出力電圧Ｖo1と出力電圧Ｖo2とが加算される。これら加算された電圧は、誤差検出器２９３に入力され、それらの電圧の差分が誤差検出器２９３から出力される。
【０１９３】
その差分が三角波出力器２９２の出力と共にコンパレータ２９０に入力される。その結果、コンパレータ２９０からは、上述の差分に応じたＰＷＭ信号が出力される。スイッチドライバ２８８は、このＰＷＭ信号に応じてスイッチ２８６，２８７のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、インダクタ電流ＩLを調整する。
【０１９４】
一方、電源制御信号ＶPLSは、加算器２９６によってリファレンス電圧ＶREF2にも加算され、観測された出力電圧Ｖo2と共に誤差検出器２９４に入力され、両者の差分が誤差検出器２９４から出力される。
【０１９５】
その差分が三角波出力器２９２の出力と共にコンパレータ２９１に入力される。その結果、コンパレータ２９１からは、上述の差分に応じたＰＷＭ信号が出力される。スイッチドライバ２８９は、このＰＷＭ信号に応じてスイッチ２８３、２８４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、出力先を調整する。
【０１９６】
スイッチング電源回路２７５は、このようなフィードバック系により、出力電圧Ｖo1および出力電圧Ｖo2を一定に維持するように動作し、入力電圧Ｖinを降圧する。
【０１９７】
しかし、フィードバック制御であるため、再構成回路２０９に急激な負荷変動がある場合、出力電圧Ｖo1は追従できず、負荷変動のタイミングで過渡的な増減が発生する。この過渡的な電圧変動は、出力間干渉として、出力電圧Ｖo2にも現れうる。
【０１９８】
電源制御信号ＶPLSは、この負荷変動のタイミングより前に、リファレンス電圧ＶREF1、ＶREF2に加算する電圧パルス信号であり、例えば制御情報データベース２１２などに予め格納されている。
【０１９９】
この電源制御信号ＶPLSをインダクタ電流制御部２９８に入力することで、負荷電流が急変するタイミングよりも前にインダクタ電流ＩLを増減制御することができ、出力電圧の電圧過渡変動を小さくすることができる。
【０２００】
以上により、簡素なアナログ回路を用いて、再構成回路２０９の再構成および演算に起因する負荷変動に先んじて再構成回路２０９への供給電流を増減させるよう電源回路を制御することができる。
【０２０１】
それにより、スイッチング電源回路２７５の出力電圧の過渡的な増減を低減することができ、高信頼な自律走行制御ＥＣＵ２０１を低コストかつ省面積に提供することができる。
【０２０２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０２０３】
なお、本発明は上記した実施の形態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、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明す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。
【０２０４】
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態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。
【０２０５】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。
【０２０６】
また、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。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０２０７】
１０  車載システム
１０１  カメラ
１０２  レーダ
１０３  自車位置センサ
１０４  自動運転ボタン
１０５  無線通信装置
１０６  補助制御ＥＣＵ
１０７  ブレーキ制御ＥＣＵ
１０８  エンジン制御ＥＣＵ
１０９  パワーステアリング制御ＥＣＵ
２０１  自律走行制御ＥＣＵ
２０２  モードデータベース
２０３  処理項目データベース
２０４  通信インタフェース
２０５  情報収集部
２０６  電源制御部
２０７  機能制御部
２０８  通信インタフェース
２０９  再構成回路
２１０  自律走行制御論理部
２１１  電源回路
２１２  電源制御データベース
２１２  電源回路
２７６  非再構成回路
【図１】
2018086896.tif 000003
【図２】
2018086896.tif 000004
【図３】
2018086896.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018086896.tif 000013
【図１２】
2018086896.tif 000014
【図１３】
2018086896.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月16日(2017.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再構成可能な論理回路である再構成回路と、
外部から入力され、車両の走行モードを示すモード判定信号に基づいて、前記再構成回路の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて前記再構成回路の再構成を制御する機能制御部と、
前記再構成回路に電源電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路を制御する電源制御部と、
を有し、
前記電源制御部は、前記電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、前記再構成回路の負荷が変動する前に前記電源回路が生成する供給電流を制御する、電子制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子制御装置において、
前記電源回路は、前記電子制御装置が有する前記再構成回路以外の他の論理回路にも電源電圧を供給する、電子制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子制御装置において、
前記電源制御情報は、前記再構成回路の動作モードおよび前記動作モードに対応する前記電源回路における制御情報を有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御情報から取得する、電子制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の電子制御装置において、
前記電源制御情報を格納する電源制御データベースを有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報から検索する、電子制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の電子制御装置において、
前記電源回路は、スイッチング電源回路であり、
前記電源制御データベースに格納される制御情報は、前記スイッチング電源回路におけるインダクタ電流の増減を制御する制御指示を有する、電子制御装置。
【請求項６】
請求項４記載の電子制御装置において、
通信ネットワークに接続する通信装置と、
前記通信装置を通じて前記通信ネットワークから前記電源制御情報の更新情報を収集し、前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報を更新する情報収集部と、
を有する、電子制御装置。
【請求項７】
請求項５記載の電子制御装置において、
前記スイッチング電源回路から前記再構成回路に供給される電源電圧をモニタする観測部を有し、
前記電源制御部は、前記観測部がモニタした電源電圧と、予め前記電源制御情報に設定された設定電圧とを比較し、モニタした前記電源電圧と前記設定電圧との差に応じて、前記電源制御データベースに格納されている前記電源制御情報を更新する、電子制御装置。
【請求項８】
請求項５記載の電子制御装置において、
前記スイッチング電源回路は、生成した電源電圧の出力先を前記再構成回路または他の前記論理回路に切り替える出力切り替え部を有し、
前記出力切り替え部は、前記電源制御部から出力される電源制御信号に基づいて、前記電源電圧の出力先を切り替える、電子制御装置。
【請求項９】
車両の自律走行を制御する自律走行制御装置を有する車載システムであって、
前記自律走行制御装置は、
再構成可能な論理回路である再構成回路と、
前記車両が自律走行する際の走行モードを示すモード判定信号に基づいて、前記再構成回路の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて前記再構成回路の再構成を制御する機能制御部と、
前記再構成回路に電源電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路を制御する電源制御部と、
を有し、
前記電源制御部は、前記電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、前記再構成回路の負荷が変動する前に前記電源回路が生成する供給電流を制御する、車載システム。
【請求項１０】
請求項９記載の車載システムにおいて、
前記電源制御情報は、前記再構成回路の動作モードおよび前記動作モードに対応する前記電源回路における制御情報を有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御情報から取得する、車載システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の車載システムにおいて、
前記電源制御情報を格納する電源制御データベースを有し、
前記電源制御部は、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報から検索する、車載システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の車載システムにおいて、
通信ネットワークに接続する通信装置と、
前記通信装置を通じて前記通信ネットワークから前記電源制御情報の更新情報を収集し、前記電源制御データベースに格納される前記電源制御情報を更新する情報収集部と、
を有する、車載システム。
【請求項１３】
再構成可能な論理回路である再構成回路と、車両の走行モードを示すモード判定信号に基づいて、前記再構成回路の動作モードを判定し、その判定結果に基づいて、前記再構成回路の再構成を制御する機能制御部と、前記再構成回路に電源電圧を供給する電源回路と、前記電源回路を制御する電源制御部と、を有する電子制御装置における電源制御方法であって、
前記電源制御部が、前記電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、前記再構成回路の負荷が変動する前に前記電源回路が生成する供給電流を制御するステップを有する、電源制御方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の電源制御方法において、
前記電源制御情報は、前記再構成回路の動作モードおよび前記動作モードに対応する前記電源回路における制御情報を有し、
前記供給電流を制御するステップは、前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報を前記電源制御情報から取得する、電源制御方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の電源制御方法において、
前記機能制御部が判定した前記動作モードに対応する前記制御情報は、前記電源制御情報が格納された電源制御データベースを検索して取得する、電源制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
電源制御部は、電源回路を制御する情報である電源制御情報に基づいて、再構成回路の負荷変動前に電源回路が生成する供給電流を制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５６】
インダクタ電流制御部２７４は、スイッチ２６７，２６８のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことによってインダクタ２６５に流れるインダクタ電流ＩLを増減させる。再構成回路２０９に流れる供給電流Ｉo1によって発生した出力電圧Ｖo1は、インダクタ電流ＩLの変動により大きなリップルを持つため、コンデンサ２６４によって平滑化して直流に近い電圧にしている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９０】
再構成回路２０９に流れる供給電流Ｉo1により発生した出力電圧Ｖo1は、インダクタ電流ＩLの変動により大きなリップルを持つため、コンデンサ２８１を用いて平滑化して直流に近い電圧にしている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９１】
非再構成回路２７６に流れる供給電流Ｉo2により発生した出力電圧Ｖo2についても同様に、コンデンサ２８２を用いて平滑化している。インダクタ電流制御部２９８は、スイッチドライバ２８８，２８９、コンパレータ２９０，２９１、三角波生成器２９２、誤差検出器２９３，２９４、および加算器２９５，２９６，２９７などから構成される。