(57)【要約】【課題】従来技術によれば、機能上重要な特定素子のみの保護を目的に温度をモニタしており、発熱部位である負荷駆動素子は温度をモニタしていない、という課題がある。そこで、負荷駆動素子の温度をモニタするセンサを設置することが考えられるが、そうすると、コスト及び部品実装面積が増大するという課題がある。【解決手段】当該制御装置は、負荷電流をモニタする電流モニタ回路と、電流モニタ回路からの情報を所定の条件に基づいて計算し、所定の処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵに接続され当該ＣＰＵが行った所定の処理に関する情報に基づいて、誘導負荷を駆動する負荷駆動素子と、を備え、更に、還流ダイオードの順方向電圧降下をモニタする電圧モニタ回路を備える。【選択図】  図１
2011191152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷電流をモニタする電流モニタ回路と、
前記電流モニタ回路からの情報を所定の条件に基づいて計算し、所定の処理を行うＣＰＵと、
前記ＣＰＵに接続され当該ＣＰＵが行った所定の処理に関する情報に基づいて、誘導負荷を駆動する負荷駆動素子と、を備え、更に、
還流ダイオードの順方向電圧降下をモニタする電圧モニタ回路を備える、制御装置。
【請求項２】
前記負荷駆動素子を複数備え、
前記負荷駆動素子毎に前記電流モニタ回路、及び、前記電圧モニタ回路を備える、請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記ＣＰＵは、前記電流モニタ回路がモニタした電流及び前記電圧モニタ回路がモニタした順方向電圧降下に基づいて、前記還流ダイオードの素子温度を算出する、請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
前記ＣＰＵは、負荷駆動ＯＦＦの場合、負荷駆動Ｄutyと負荷電流の関係に基づいて還流電流を推定し、当該推定した還流電流と前記還流ダイオードの順方向電圧降下のモニタ値に基づいて、温度を算出する、請求項３記載の制御装置。
【請求項５】
前記ＣＰＵは、負荷駆動条件，負荷電流モニタ結果及び還流ダイオードの順方向電圧降下モニタ値に基づいて前記制御装置の上昇温度を算出し、所定以上の温度に達すると判定した時、前記制御装置をフェイルセーフ動作へ移行させる、請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項６】
フェイルセーフモードへ移行する時、ユーザに警告する警告手段を更に備える、請求項５記載の制御装置。
【請求項７】
フェイル情報を記憶する記憶手段を更に備え、
前記ＣＰＵは、フェイルセーフモードへ移行する時、前記フェイル情報を参照する、請求項５記載の制御装置。
【請求項８】
温度を算出するための校正データを記憶する手段を更に備える、請求項５記載の制御装置。
【請求項９】
前記ＣＰＵは、フェイルセーフモードへ移行する時、複数の還流ダイオードの順方向電圧降下モニタ値に基づいて前記制御装置の上昇温度を算出し、多数決判定を用いる、請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項１０】
前記誘導負荷とは、リニアソレノイドである、請求項１乃至９何れか一に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用制御装置のフェイルセーフに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用制御装置において、機能上重要な素子の近くに配置された温度センサの情報に基づいて、ＣＰＵが制御装置の温度をモニタし、そのモニタした温度が所定の温度を超える状態が発生した時にフェイルセーフ動作に移行するのが一般的である。ここで、相互に異なる温度特性を有する２つのバイアス電圧Ｖin，Ｖbiasを用い、反転増幅器がそれらの差に対応した電圧を出力することで、２つのバイアス電圧源の相対精度で温度検出する技術がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３６９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、機能上重要な特定素子のみの保護を目的に温度をモニタしており、発熱部位である負荷駆動素子は温度をモニタしていない、という課題がある。そこで、負荷駆動素子の温度をモニタするセンサを設置することが考えられるが、そうすると、コスト及び部品実装面積が増大するという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、コストの増大を抑えつつ、負荷駆動素子の温度をモニタできる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。
【０００７】
当該制御装置は、負荷電流をモニタする電流モニタ回路と、電流モニタ回路からの情報を所定の条件に基づいて計算し、所定の処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵに接続され当該ＣＰＵが行った所定の処理に関する情報に基づいて、誘導負荷を駆動する負荷駆動素子と、を備え、更に、還流ダイオードの順方向電圧降下をモニタする電圧モニタ回路を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コストの増大を抑えつつ、負荷駆動素子の温度をモニタできる制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の制御装置を示す図。
【図２】従来技術の制御装置を示す図。
【図３】実施例２の制御装置を示す図。
【図４】実施例３の制御装置を示す図。
【図５】実施例４の制御装置を示す図。
【図６】実施例５の制御装置を示す図。
【図７】実施例６の制御装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１の制御装置の構成図である。
【００１２】
制御装置１１は、制御装置１１に電源を供給する電源３１，還流ダイオード５４のＶｆモニタ回路４１，負荷電流を検出する電流検出抵抗５３及び電流モニタ回路４２，前記モニタ回路からの情報を取り込み所定の条件に基づいて演算処理を行うＣＰＵ２１，ＣＰＵ２１に接続されＣＰＵ２１において演算処理された情報に基づいて負荷を駆動する負荷駆動素子５１、及び、負荷駆動素子５１により駆動される誘導負荷５２とから構成される。
【００１３】
ここで、例えばオートマチックトランスミッション内に搭載されるＡＴコントロールユニット（以下、ＡＴＣＵと略す）の場合、車両がスタックするなど走行風による冷却が行われない状況下での温度が上昇したオートマチックフルードからのもらい熱、又はＡＴＣＵの負荷駆動条件が変化し負荷電流が増加する、もしくは駆動負荷及び駆動素子の異常による発熱といった要因等により、制御装置の動作保証温度を超えた場合における従来のフェイルセーフ動作への移行方法について図２を用いて説明する。
【００１４】
図２は従来技術の制御装置を示す図である。
【００１５】
制御装置１１は、制御装置１１に電源を供給する電源３１，還流ダイオード５４，負荷電流を検出する電流検出抵抗５３及び電流モニタ回路４２，制御装置１１の内部の温度を検出する温度センサ６１，モニタ回路及び温度センサからの情報を取り込み所定の条件に基づいて演算処理を行うＣＰＵ２１、及び、ＣＰＵ２１に接続されＣＰＵ２１において演算処理された情報に基づいて負荷５２を駆動する負荷駆動素子５１とから構成される。
【００１６】
まず、制御装置１１が正常動作している時、ＣＰＵ２１は温度センサ６１を用いて制御装置内部温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超えていないかモニタし、動作保証温度の上限値を超えていない場合、ＣＰＵ２１は演算処理された制御の目標値に従い負荷を駆動する。次に制御装置の負荷駆動条件が変化し、負荷電流が増加する、もしくは制御装置の外部温度が、例えばＡＴＣＵの場合、車両がスタックするなど走行風による冷却が行われない状況下での温度が上昇したオートマチックフルードからのもらい熱等で上昇した場合、制御装置内部温度が上昇し始める。このまま、制御装置内部温度が上昇し続けると、制御装置の動作保証温度の上限値に達する。この後、ＣＰＵ２１は制御装置内部基板温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超えた場合、フェイルセーフ動作に移行する。
【００１７】
しかしながら、この時、温度センサ６１は機能上重要な特定素子のみ温度をモニタしており、発熱部位である負荷駆動素子５１の温度をモニタしていないため、負荷駆動条件によっては、温度をモニタしている機能上重要な特定素子が動作保証温度範囲内であっても、負荷駆動素子５１の温度が動作保証温度範囲を超える可能性があった。
【００１８】
次に、本実施例のフェイルセーフ動作に移行する方法について説明する。
【００１９】
まず、制御装置１１が正常動作している時、ＣＰＵ２１は電流検出抵抗５３及び電流モニタ回路４２を用いて負荷電流をモニタし、還流ダイオード５４の順方向電圧降下ＶｆをＶｆモニタ回路４１にてモニタする。
【００２０】
次に、ＣＰＵ２１は、モニタした負荷電流より負荷駆動ＯＦＦ時の還流ダイオード５４に流れる電流を算出し、還流ダイオード５４のＶｆと電流の相関関係より、還流ダイオード５４の素子温度を算出する。
【００２１】
ＣＰＵ２１は、還流ダイオード５４の素子温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超えていないかモニタし、動作保証温度の上限値を超えていない場合、ＣＰＵ２１は演算処理された制御の目標値に従い負荷を駆動する。
【００２２】
次に制御装置の負荷駆動条件が変化し、負荷電流が増加する、もしくは制御装置の外部温度が、例えばＡＴＣＵの場合、車両がスタックするなど走行風による冷却が行われない状況下での温度が上昇したオートマチックフルードからのもらい熱等で上昇した場合、制御装置内部温度が上昇し始める。このまま、制御装置内部温度が上昇し続けると、制御装置の動作保証温度の上限値に達する。この後、ＣＰＵ２１は制御装置内部基板温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超えた場合、フェイルセーフ動作に移行する。
【００２３】
本実施例において、負荷駆動ＯＦＦが継続する条件では還流ダイオード５４に還流電流が流れないため、還流ダイオードのＶｆをモニタすることによる温度検出ができないが、負荷駆動ＯＦＦが継続する条件であっても温度検出だけを目的に、負荷が反応しない駆動Ｄutyにて微少な負荷電流を流すことにより、温度検出が可能であることはいうまでもない。又、ＡＴＣＵは製造時に高温及び低温環境下にて特性試験を実施し、電流検出抵抗５３及び電流モニタ回路４２のばらつきを補正するための校正データを取得すると共に記憶媒体へ保存し、制御へ校正データを用いるのが一般的である。同様に還流ダイオード５４の順方向電圧降下Ｖｆ及びＶｆモニタ回路４１のばらつきを補正するために、校正データを制御に用いることで還流ダイオード５４の素子温度の算出精度を向上させることが可能である。
【００２４】
本実施例によれば、制御装置自体に専用の温度センサを実装しなくても、制御装置の負荷駆動回路であるリニアソレノイド駆動回路部の還流ダイオードを用いることで制御装置自体の内部温度を算出することができ、例えばＡＴＣＵの場合、車両がスタックするなど走行風による冷却が行われない状況下での温度が上昇したオートマチックフルードからのもらい熱、又はＡＴＣＵの負荷駆動条件が変化し負荷電流が増加する、もしくは駆動負荷及び駆動素子の異常による発熱といった要因等により、制御装置が動作保証温度を超える場合にフェイルセーフ動作へ移行することができる。
【００２５】
又、制御装置内の温度検出箇所が複数個ある場合でも、リニアソレノイド駆動回路が制御装置に複数個あれば、温度センサを個別に準備しなくても制御装置自体の内部温度を個別に算出することができ、制御装置が動作保証温度を超える場合にフェイルセーフ動作へ移行することができる。これにより、複数の温度検出箇所に対して個別に温度センサを準備する必要がないため、コスト，部品実装面積を低減することが可能である。
【実施例２】
【００２６】
図３は、実施例２の制御装置を示す図である。
【００２７】
本実施例において、７１は警告をユーザへ知らせる警告灯であり、７２は他制御装置との通信を行うためのインターフェース回路、７３は他制御装置を示す。
【００２８】
本実施例は、実施例１に対し、制御装置の内部温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超える場合、ユーザ又は、通信回路を用いて他の制御装置へ警告を実施する手段を有していることを特徴とする。
【００２９】
制御装置内部温度が制御装置１１の動作保証温度の上限値を超える場合、例えば警告灯を点灯もしくは点滅させることで、ユーザに制御装置１１がフェイルセーフ動作に移行することを知らせる。警告灯は制御装置１１が直接駆動してもよいが、他制御装置との通信を行うためのインターフェース回路７２を経由して他制御装置７３が駆動してもよい。この場合、他の制御装置は当該制御装置がフェイルセーフ動作へ移行したことを認識することが可能である。ユーザ及び他の制御装置は警告に基づき、適切な処置、例えば制御装置１１の電源遮断などを実施しうる。警告の手段としては警告灯の他にアラーム等の警告音もしくは、警告灯，警告音を併用しうることはいうまでもない。
【実施例３】
【００３０】
図４は、実施例３の制御装置を示す図である。
【００３１】
本実施例において、８１はフェイルセーフモードへ移行した情報を記憶する記憶媒体であり、８２は他制御装置との通信を行うためのインターフェース回路７２を利用して記憶媒体に記憶されたフェイル情報を確認することが可能なモニタ装置を示す。
【００３２】
フェイル情報は通信用インターフェースを用いて制御装置の外部にある別な記憶媒体に記憶させても問題なく、又、情報を記憶する記憶媒体８１及び、通信を行うためのインターフェース回路７２を用いることにより、製品の機能試験時の温度補正データを記憶媒体８１に記憶させ、製品の制御に適用しても問題ないことはいうまでもない。
【００３３】
本実施例は、実施例１に対し、制御装置の内部温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超える場合、ＣＰＵ内蔵又は制御装置１１内部に準備された記憶媒体を用いてフェイル情報を記憶する手段を有し、後からフェイル情報を確認することが可能な構成を特徴とする。
【実施例４】
【００３４】
図５は、実施例４の制御装置を示す図である。
【００３５】
実施例１では制御装置１１の負荷駆動回路が１回路場合について説明したが、本実施例では、複数の負荷駆動回路を用いている。
【００３６】
まず、制御装置１１が正常動作している時、ＣＰＵ２１は電流検出抵抗５３ａ及び５３ｂ，電流モニタ回路４２ａ及び４２ｂを用いてそれぞれの負荷電流をモニタし、それぞれの還流ダイオード５４ａ及び５４ｂの順方向電圧降下ＶｆをＶｆモニタ回路４１ａ及び４２ｂにてモニタする。
【００３７】
次に制御装置１１は、モニタした負荷電流より負荷駆動ＯＦＦ時の還流ダイオード５４ａ及び５４ｂに流れる電流を算出し、還流ダイオードのＶｆと還流ダイオード５４ａ及び５４ｂに流れる電流の相関関係より、還流ダイオード５４ａ及び５４ｂについてそれぞれの素子温度を算出する。
【００３８】
ＣＰＵ２１は、それぞれの還流ダイオード５４ａ及び５４ｂの素子温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超えていないかモニタし、動作保証温度の上限値を超えていない場合、ＣＰＵ２１は演算処理された制御の目標値に従いそれぞれの負荷を駆動する。次に制御装置の負荷駆動条件が変化し、誘導負荷５２ａまたは５２ｂに流れる負荷電流が増加する、もしくは制御装置の外部温度が、例えばＡＴＣＵの場合、車両がスタックするなど走行風による冷却が行われない状況下での温度が上昇したオートマチックフルードからのもらい熱等で上昇した場合、制御装置内部温度が上昇し始める。このまま、制御装置内部温度が上昇し続けると、制御装置の動作保証温度の上限値に達する。
【００３９】
この後、ＣＰＵ２１は制御装置内部基板温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超えた場合、フェイルセーフ動作に移行する。制御装置内部基板温度を算出する場合において、複数の還流ダイオードの素子温度情報から多数決判定を用いることにより、フェイルセーフ動作の信頼性を向上させることが可能である。ここでの信頼性の向上とは、還流ダイオード５４の素子異常、又はＶｆモニタ回路４１の故障が発生時、ＣＰＵ２１が単数の素子温度をモニタしている場合は制御装置の温度の算出ができなくなるが、複数の素子温度をモニタしている場合は多数決判定を用いることで、還流ダイオード５４の素子異常、又はＶｆモニタ回路４１の故障を検出することが可能であり、確度の高い制御装置の温度を算出することである。
【００４０】
又、本実施例において、負荷駆動ＯＦＦが継続する条件では還流ダイオード５４ａ及び５４ｂに還流電流が流れないため、還流ダイオードのＶｆをモニタすることによる温度検出ができないが、負荷駆動ＯＦＦが継続する条件であっても温度検出だけを目的に、負荷が反応しない駆動Ｄutyにて微少な負荷電流を流すことにより、温度検出が可能であることはいうまでもない。又、ＡＴＣＵは製造時に高温及び低温環境下にて特性試験を実施し、電流検出抵抗５３並びに電流モニタ回路４２のばらつきを補正するための校正データを取得すると共に記憶媒体へ保存し、制御へ校正データを用いるのが一般的である。同様に還流ダイオード５４の順方向電圧降下Ｖｆ及びＶｆモニタ回路４１のばらつきを補正するために、校正データを制御に用いることで還流ダイオード５４の素子温度の算出精度を向上させることが可能である。
【００４１】
ここでのフェイルセーフとは、複数の負荷駆動回路において、発熱が懸念される負荷駆動回路への通電電流を低減又は遮断する、もしくは制御装置自体の電源を遮断する、又はフェイルセーフ動作移行時に予め決められた負荷駆動条件に変更するなど、制御装置自体の内部温度が動作保証温度の上限値を超えないようにすることである。
【実施例５】
【００４２】
図６は、実施例５の制御装置を示す図である。
【００４３】
本実施例は、実施例４に実施例２を組み合わせた形態である。
【実施例６】
【００４４】
図７は、実施例６の制御装置を示す図である。
【００４５】
本実施例は、実施例４に実施例３を組み合わせた形態である。
【００４６】
上記実施例によれば、制御装置自体に専用の温度センサを実装しなくても、制御装置の負荷駆動回路であるリニアソレノイド駆動回路部の還流ダイオードを用いることで制御装置自体の内部温度を算出することができ、例えばオートマチックトランスミッション内に搭載されるＡＴＣＵの場合、車両がスタックするなど走行風による冷却が行われない状況下での温度が上昇したオートマチックフルードからのもらい熱、又はＡＴＣＵの負荷駆動条件が変化し負荷電流が増加する、もしくは駆動負荷及び駆動素子の異常による発熱といった要因等により、制御装置が動作保証温度を超える場合にフェイルセーフ動作へ移行することができる。
【００４７】
又、制御装置内の温度検出箇所が複数個ある場合でも、リニアソレノイド駆動回路が制御装置に複数個あれば、温度センサを個別に準備しなくても制御装置自体の内部温度を個別に算出することができ、制御装置が動作保証温度を超える場合にフェイルセーフ動作へ移行することができる。これにより、複数の温度検出箇所に対して個別に温度センサを準備する必要がないため、コスト，部品実装面積を低減することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１１  制御装置
２１  ＣＰＵ
３１  電源
４１ａ，４１ｂ  Ｖｆモニタ回路
４２ａ，４２ｂ  電流モニタ回路
５１ａ，５１ｂ  負荷駆動素子
５２ａ，５２ｂ  誘導負荷
６１  温度センサ
７１  警告灯
７２  通信用インターフェース回路
７３  他制御装置
８１  記憶媒体
８２  モニタ装置
【図１】
2011191152.tif 000003
【図２】
2011191152.tif 000004
【図３】
2011191152.tif 000005
【図４】
2011191152.tif 000006
【図５】
2011191152.tif 000007
【図６】
2011191152.tif 000008
【図７】
2011191152.tif 000009