(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインマイコンとセンサとに電力を供給する第１電源回路と、
前記第１電源回路の出力電圧を取得する監視マイコンと、
前記第１電源回路とは異なる第２電源回路と、
前記メインマイコンおよび前記センサと、前記第１電源回路とを接続または遮断する第１切替回路と、
前記メインマイコンと前記第２電源回路とを接続または遮断する第２切替回路と、を備え、
前記監視マイコンの取得結果から前記第１電源回路の出力電圧に異常が生じたことが検出されると、前記第１切替回路が前記メインマイコンおよび前記センサと、前記第１電源回路とを遮断し、前記第２切替回路が前記メインマイコンと前記第２電源回路とを接続することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインマイコンおよびセンサに電力を供給する共通電源回路を有する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電源電圧に異常が検出された場合に、メイン電源をバックアップ電源に切り替える車両のトラクション制御装置が開示される。特許文献１のトラクション制御装置はバッテリから給電され、メイン電源回路が、バッテリからマイコンにメイン電源ラインを通して電力を供給し、バックアップ電源回路が、バッテリからマイコンにバックアップ電源ラインを通して電力を供給する。バックアップ電源ラインは、メイン電源回路の上流側でメイン電源ラインに接続される。トラクション制御装置のマイコンは、メイン電源回路とバッテリの間の電圧降下を監視し、電圧降下の異常を検出した場合に、バックアップ電源ラインからの給電に切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８３９５１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に開示される技術は、メイン電源回路の下流側で生じる電源異常に対応するものではない。近年、センシング精度の向上のため、電子制御ユニット（ＥＣＵ）のメインマイコンの電源と、ＥＣＵに接続されるセンサの電源とを共通化した電源回路が普及している。このような共通電源回路において、特許文献１に記載された回路構成を採用すると、メインマイコンとセンサとがともにメイン電源回路から電力の供給を受けることになるため、たとえばセンサ側の電源ラインに電源異常が生じてメイン電源回路の上流でバックアップ電源ラインに切り替えたとしても、電源異常は改善されず、メインマイコンへの供給電圧も低下することになる。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通電源回路がメインマイコンおよびセンサに電力を供給する電源装置において、メインマイコンおよびセンサと共通電源回路との間で電源異常を生じた場合にメインマイコンへの給電を確保する技術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に、本発明のある態様の電源装置は、メインマイコンとセンサとに電力を供給する第１電源回路と、第１電源回路の出力電圧を取得する監視マイコンと、第１電源回路とは異なる第２電源回路と、メインマイコンおよびセンサと、第１電源回路とを接続または遮断する第１切替回路と、メインマイコンと第２電源回路とを接続または遮断する第２切替回路と、を備える。監視マイコンの取得結果から第１電源回路の系統に異常が生じたことが検出されると、第１切替回路がメインマイコンおよびセンサと、第１電源回路とを遮断し、第２切替回路がメインマイコンと第２電源回路とを接続する。
【０００７】
この態様によると、メインマイコンおよびセンサと第１電源回路との間で電源異常を生じた場合に、第２電源回路からメインマイコンに電力を供給することで、メインマイコンへの給電を確保することができる。なお、第２電源回路は通信インタフェース回路に電力を供給する通信用電源回路であってよく、通信用電源回路とは別の電源回路であってよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１電源回路がメインマイコンおよびセンサに電力を供給する電源装置において、メインマイコンおよびセンサと第１電源回路との間で電源異常を生じた場合にメインマイコンへの給電を確保する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のＥＣＵの構成を説明するための図である。
【図２】電源装置の切替制御のフローについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、実施例のＥＣＵ３の構成を説明するための図である。バッテリー１は、１２Ｖ電源の２次電池であり、エンジンルームやトランクなどに搭載される。イグニッションスイッチ２は、車両のドライバー席付近に配置され、オンオフを示すスイッチ信号をＥＣＵ３に出力する。ＥＣＵ３は、バッテリー１から電力を供給され、イグニッションスイッチ２がオンになると駆動し、イグニッションスイッチ２がオフになると駆動を停止する。
【００１１】
センサ１５は、ＥＣＵ３の共通電源回路６から供給される５Ｖ電源をもとに、センシング信号をＥＣＵ３に出力する。センサ１５は、例えば、アクセルの踏み込み量を検出するセンサや、ブレーキの踏み込み量を検出するセンサであってよい。
【００１２】
ＥＣＵ３は、フィルタ回路４、電源制御回路５、共通電源回路６、通信用電源回路７、監視マイコン用電源回路８、第１切替回路９、第２切替回路１０、メインマイコン１１、監視マイコン１２、通信インタフェース回路１３および入力回路１４を備える。ＥＣＵ３は、バッテリー１から供給された電力をメインマイコン１１やセンサ１５等に給電する電源装置を含み、電源装置は、電源制御回路５、共通電源回路６、通信用電源回路７、監視マイコン用電源回路８、第１切替回路９、第２切替回路１０および監視マイコン１２を含む。
【００１３】
実施例のＥＣＵ３は、メインマイコン１１およびセンサ１５と、共通電源回路６との間で電源異常を生じた場合に、監視マイコン１２により電源異常状態を検出して、メインマイコン１１へ給電を共通電源回路６から通信用電源回路７に切り替える切替制御を行う。
【００１４】
メインマイコン１１は、センサ１５に接続されており、センサ１５の検出結果をもとに各種演算処理を実行し、車両の制御を実行する。メインマイコン１１とセンサ１５の電源は共通化されており、ともに共通電源回路６から電力を供給される。センサ１５はメインマイコン１１と同じ電圧を印加される。
【００１５】
フィルタ回路４は、ＥＣＵ３内で共通電源回路６、通信用電源回路７および監視マイコン用電源回路８の上流側であるバッテリー１側に設定され、電流のノイズ除去を行う。フィルタ回路４は、コンデンサおよびコイルから構成されるπ型フィルタと、アルミ電解コンデンサなどで構成される平滑回路とを有する。
【００１６】
入力回路１４は、イグニッションスイッチ２から１２Ｖのスイッチ信号を受け取り、５Ｖの信号に変換して電源制御回路５およびメインマイコン１１に出力する。電源制御回路５は、入力回路１４から受け取ったスイッチ信号によりイグニッションスイッチ２のオンおよびオフを検出し、イグニッションスイッチ２のオンオフにもとづいてＥＣＵ３内の各電源回路の給電を制御する。電源制御回路５は、イグニッションスイッチ２のオンを検出すると、共通電源回路６、通信用電源回路７および監視マイコン用電源回路８に給電を指示する指示信号を出力する。
【００１７】
共通電源回路６は、フィルタ回路４を介してバッテリー１から供給された電力をメインマイコン１１およびセンサ１５に供給する。共通電源回路６は、イグニッションスイッチ２がオンとなった場合に電源制御回路５から給電を指示する指示信号を受け取り、１２Ｖ電圧を５Ｖ電圧に降圧して出力する。共通電源回路６から電力が出力される共通電源ライン１７は、途中でセンサ電源ライン１８とメインマイコン電源ライン１９に分岐して、それぞれセンサ１５とメインマイコン１１に接続される。
【００１８】
通信用電源回路７は、バッテリー１から供給された電力を通信インタフェース回路１３に供給する。通信用電源回路７は、イグニッションスイッチ２がオンとなった場合に電源制御回路５から給電を指示する指示信号を受け取り、１２Ｖ電圧を５Ｖ電圧に降圧して出力する。通信用電源回路７は通信電源ライン２０により通信インタフェース回路１３に接続される。通信インタフェース回路１３は外部装置と通信をして受信した信号をメインマイコン１１に送出する。例えば、通信インタフェース回路１３は、外部装置とのＣＡＮ（Controller Area Network）通信により信号を受信する。
【００１９】
監視マイコン用電源回路８は、バッテリー１から供給された電力を監視マイコン１２に供給する。監視マイコン用電源回路８は、イグニッションスイッチ２がオンとなった場合に電源制御回路５から給電を指示する指示信号を受け取り、１２Ｖ電圧を５Ｖ電圧に降圧して出力する。
【００２０】
監視マイコン１２は、メインマイコン１１との通信状態と、共通電源回路６の出力電圧を取得する。監視マイコン１２は、メインマイコン１１の通信状態および共通電源回路６の出力電圧の取得結果にもとづいて、共通電源回路６を通信用電源回路７に切り替える制御を実行する。
【００２１】
監視マイコン１２は、メインマイコン１１との双方向通信によりメインマイコン１１の状態監視を行う。監視マイコン１２は、メインマイコン１１に通信状態を確認する信号を送出してメインマイコン１１から応答信号を取得すれば、メインマイコン１１は異常でないと判定し、応答信号を取得できなければメインマイコン１１は異常であると判定する。この監視により、メインマイコン１１の動作が不調であるか確認できる。
【００２２】
監視マイコン１２は、モニタ電源ライン１６から、共通電源回路６の出力電源ライン１７の電圧を監視する。モニタ電源ライン１６は、出力電源ライン１７に接続されて出力電源ライン１７と同じ電圧となる。監視マイコン１２は、共通電源回路６の出力電源ライン１７の電圧が５Ｖから所定の範囲内にあれば、共通電源回路６の出力電圧は異常でないと判定し、所定値以下、例えば３．５Ｖ以下に降下していれば、共通電源回路６の出力電圧は異常であると判定する。この監視により、共通電源回路６の下流側の電源ラインに不具合があるか確認できる。
【００２３】
監視マイコン１２は、取得結果から共通電源回路６の系統に異常が生じたことを検出すると、第１切替回路９によりメインマイコン１１およびセンサ１５と共通電源回路６とを遮断させ、第２切替回路１０によりメインマイコン１１と通信用電源回路７とを接続させる。
【００２４】
監視マイコン１２は、共通電源回路６の出力電圧の異常を検出すると電源異常状態であると判定し、第１切替回路９および第２切替回路１０の切り替えを指示する指示信号を出力し、共通電源回路６からの給電を通信用電源回路７からの給電に切り替えさせる。監視マイコン１２は電源異常状態を検出しない場合には、指示信号を出力せず、通常状態での共通電源回路６からの給電を継続させる。
【００２５】
なお、共通電源回路６の出力電圧の異常判定に加えて、監視マイコン１２メインマイコン１１との通信状態の異常判定を切替条件に含めることで、監視マイコン１２が取得した共通電源回路６の出力電圧を監視マイコン１２側で誤検出し、誤検出によって共通電源回路６を切り替えることを防ぐことができる。また、監視マイコン１２は、メインマイコン１１の通信状態の異常および共通電源回路６の出力電圧の異常のうち少なくとも一方を検出すると、電源異常状態であると判定してもよい。
【００２６】
第１切替回路９は、監視マイコン１２の指示信号に応じて、メインマイコン１１およびセンサ１５と、共通電源回路６とを接続または遮断する。第１切替回路９は、センサ電源ライン１８と、メインマイコン電源ライン１９とにそれぞれ設けられ、同一の構成の２系統の第１スイッチ９ａおよび第２スイッチ９ｂを有する。
【００２７】
第１切替回路９は、監視マイコン１２から遮断を指示する指示信号を受け取ると、センサ電源ライン１８の第１スイッチ９ａとメインマイコン電源ライン１９の第２スイッチ９ｂを同時にオフする。センサ電源ライン１８を遮断すると、共通電源回路６とセンサ１５の接続を遮断できる。また、メインマイコン電源ライン１９を遮断すると、メインマイコン１１と共通電源回路６の接続を遮断できる。
【００２８】
第２切替回路１０は、監視マイコン１２の指示信号に応じてメインマイコン１１と通信用電源回路７を接続または遮断する。第２切替回路１０は切替電源ライン２１に設けられ、切替電源ライン２１は通信電源ライン２０とメインマイコン電源ライン１９を接続可能とするが、通常は第２切替回路１０により遮断されている。
【００２９】
第１切替回路９は、通常状態で接続状態であり、監視マイコン１２から電源異常状態であることを示す指示信号を受けると遮断状態になる。また、第２切替回路１０は、通常状態では遮断状態であり、監視マイコン１２から電源異常状態であることを示す指示信号を受けると接続状態になる。
【００３０】
ところで共通電源回路６は、下流のセンサ１５側に供給するセンサ電源ライン１８がＥＣＵ３の外に出るため、センサ１５へのセンサ電源ライン１８がグランド（ＧＮＤ）に接触する可能性がある。センサ１５へのセンサ電源ライン１８がグランドに接触した場合、そのグランドに大きな電流が流れて電圧降下が生じ、メインマイコン１１の給電が不十分になる可能性がある。
【００３１】
実施例のＥＣＵ３は、監視マイコン１２により共通電源回路６の下流での出力を監視し、電源に異常があれば共通電源回路６のメインマイコン１１への出力を遮断し、さらにメインマイコン１１とセンサ１５との接続を遮断して、通信用電源回路７からの給電に切り替えるため、メインマイコン１１への給電を確保できる。
【００３２】
図２は、電源装置の切替制御のフローについて説明するための図である。ＥＣＵ３は、イグニッションスイッチ２がオンされると（Ｓ１２）、共通電源回路６からメインマイコン１１およびセンサ１５への給電を開始し（Ｓ１４）、通信用電源回路７および監視マイコン用電源回路８から給電を開始する。
【００３３】
監視マイコン１２は、メインマイコン１１の通信状態を監視し、メインマイコン１１の通信状態の異常の有無を判定する（Ｓ１６）。メインマイコン１１の通信状態が異常であると判定されると（Ｓ１６のＹ）、監視マイコン１２は共通電源回路６の出力電圧の異常の有無を判定する（Ｓ１８）。監視マイコン１２は、メインマイコン１１と双方向に通信できていれば、メインマイコン１１の通信状態が異常でないと判定して（Ｓ１６のＮ）、切り替えを実行せず、監視を継続する。
【００３４】
共通電源回路６の出力電圧が異常であれば（Ｓ１８のＹ）、監視マイコン１２は、第１切替回路９の接続状態を遮断状態にさせ（Ｓ２０）、第２切替回路１０の遮断状態を接続状態にさせる（Ｓ２２）。この切り替えにより、共通電源回路６ではなく、通信用電源回路７がメインマイコン１１に給電する（Ｓ２４）。第１切替回路９を遮断して第２切替回路１０を接続することで、センサ１５等で生じた異常を通信用電源回路７に影響させないようにできる。共通電源回路６の出力電圧が異常でなければ（Ｓ１８のＮ）、監視マイコン１２は切り替えを実行せず、監視を継続する。このように切替制御を実行することでメインマイコン１１への給電を継続できる。
【００３５】
図２の電源装置の切替制御のフローでは、切替制御を実行する条件として、メインマイコン１１の通信状態の異常と、共通電源回路６の出力電圧の異常を検出して実行することを示したが、このフローに限られず、共通電源回路６の出力電圧異常を検出したことのみにもとづいて切替制御を実行してよい。
【００３６】
なお、電源異常状態となった場合、通信用電源回路７がメインマイコン１１と通信インタフェース回路１３の共通電源回路となる。この場合に、通信インタフェース回路１３の消費電力を抑える制限制御を実行してよく、制限制御では通信インタフェース回路１３の所定の送信が制限されてよい。これにより、通信インタフェース回路１３の負荷を抑えて、メインマイコン１１への給電を安定させることができる。
【００３７】
ＣＡＮ通信において、通信インタフェース回路１３は、消費電力の大きいドミナント送信と、消費電力の小さいレセッシブ送信を実行する。例えば、電源異常状態となった場合に、監視マイコン１２は通信用電源回路７に制限制御を実行させる指令信号を出力し、通信用電源回路７は、その指令信号を受け取ると、消費電力の大きいドミナント送信を禁止する。消費電力の大きいドミナント送信を禁止することで通信インタフェース回路１３の負荷を効果的に低減できる。
【００３８】
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  バッテリー、  ２  イグニッションスイッチ、  ３  ＥＣＵ、  ４  フィルタ回路、  ５  電源制御回路、  ６  共通電源回路、  ７  通信用電源回路、  ８  監視マイコン用電源回路、  ９  第１切替回路、  １０  第２切替回路、  １１  メインマイコン、  １２  監視マイコン、  １３  通信インタフェース回路、  １４  入力回路、  １５  センサ。
【図１】
0006337781.tif 000002
【図２】
0006337781.tif 000003