(57)【要約】【課題】定電圧生成回路およびその周辺で異常が発生しても、電子制御装置の機能を維持できるようにする。【解決手段】本発明に係る車載電子制御装置は、第１定電圧回路を介して第１演算装置に電力を供給する第１電源ラインと、第２定電圧回路を介して第２演算装置に電力を供給する第２電源ラインと、異常が発生した電源ラインを遮断して他方の電源ラインから第１および第２演算装置へ電力供給を継続する電流遮断回路と、を備える。【選択図】図１
2013126361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され前記車両の動作を電子的に制御する装置であって、
電源から電力供給を受けて一定電圧を出力する第１および第２定電圧回路と、
前記第１定電圧回路を介して第１演算装置に電力を供給する第１電源ラインと、
前記第２定電圧回路を介して第２演算装置に電力を供給する第２電源ラインと、
前記第１電源ラインと前記第２電源ラインを前記電源に対して並列接続し、前記第１演算装置および前記第２演算装置以外の電子回路に電力を供給する第３電源ラインと、
前記第１および第２電源ラインに発生した異常を検出する検出回路と、
前記検出回路が異常を検出した箇所を遮断してその箇所を前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路から隔離する電流遮断回路と、
を備え、
前記電流遮断回路は、
前記第１電源ラインにおいて異常が発生した場合は、その異常箇所に電流が流れないように回路接続を遮断するとともに、前記第２電源ラインおよび前記第３電源ラインを介して、前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路への電力供給を継続し、
前記第２電源ラインにおいて異常が発生した場合は、その異常箇所に電流が流れないように回路接続を遮断するとともに、前記第１電源ラインおよび前記第３電源ラインを介して、前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路への電力供給を継続する
ことを特徴とする車載電子制御装置。
【請求項２】
前記電流遮断回路は、前記第１と第２定電圧生成回路それぞれの入力側と出力側双方に電流検出抵抗とＭＯＳトランジスタをともに備えており、
前記検出回路は、前記電流検出抵抗の両端電圧を検出することにより、前記第１および第２定電圧生成回路の異常を検出し、
前記電流遮断回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路のうち、前記検出回路が異常を検出した側が備える入力側および出力側の前記ＭＯＳトランジスタをそれぞれ非導通にすることにより、前記第１および第２定電圧生成回路のうち前記検出回路が異常を検出した側を、前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路から電気的に隔離する
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項３】
前記検出回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路の入力側と出力側に流れる電流を、入力側と出力側それぞれの前記電流検出抵抗の両端電圧を測定することによってそれぞれ測定し、
前記入力側に流れる電流と前記出力側に流れる電流の比があらかじめ設定された閾値を超えた場合は、前記異常が発生していると判定する
ことを特徴とする請求項２記載の車載電子制御装置。
【請求項４】
前記検出回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路の入力側と出力側に流れる電流およびその電流方向を、入力側と出力側それぞれの前記電流検出抵抗の両端電圧を測定することによってそれぞれ測定し、
前記電流が前記電流方向毎にあらかじめ設定された閾値を超えた場合は、前記異常が発生していると判定する
ことを特徴とする請求項２記載の車載電子制御装置。
【請求項５】
前記検出回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路の入力側と出力側に流れる電流を、入力側と出力側それぞれの前記ＭＯＳトランジスタの入出力間抵抗の両端電圧を測定することによってそれぞれ測定する
ことを特徴とする請求項２記載の車載電子制御装置。
【請求項６】
前記第１および第２定電圧生成回路は、前記ＭＯＳトランジスタのミラーとして構成されたミラーＭＯＳトランジスタを備えており、
前記検出回路は、前記ミラーＭＯＳトランジスタに流れる電流を測定することにより、前記第１および第２定電圧生成回路に流れる電流を測定する
ことを特徴とする請求項２記載の車載電子制御装置。
【請求項７】
前記第１および第２電源ラインの出力電圧を監視する電圧検出回路を備え、
前記検出回路は、前記電圧検出回路が検出した出力電圧があらかじめ設定された電圧範囲外となったか否かにより前記第１および第２定電圧生成回路の異常を検出し、
前記電流遮断回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路のうち、前記検出回路が異常を検出した側が備える入力側および出力側の前記ＭＯＳトランジスタをそれぞれ非導通にすることにより、前記第１および第２定電圧生成回路のうち前記検出回路が異常を検出した側を、前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路から電気的に隔離する
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項８】
前記第１および第２定電圧回路の温度を検出する過温度検出回路を備え、
前記検出回路は、前記過温度検出回路が検出した温度があらかじめ設定された温度範囲外となったか否かにより前記第１および第２定電圧生成回路の異常を検出し、
前記電流遮断回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路のうち、前記検出回路が異常を検出した側が備える入力側および出力側の前記ＭＯＳトランジスタをそれぞれ非導通にすることにより、前記第１および第２定電圧生成回路のうち前記検出回路が異常を検出した側を、前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路から電気的に隔離する
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項９】
前記第１、第２、および第３電源ラインの出力電圧間の差分をそれぞれ取得する電圧比較器を備え、
前記検出回路は、前記差分があらかじめ設定された電圧範囲外となったか否かにより前記第１および第２定電圧生成回路の異常を検出し、
前記電流遮断回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路のうち、前記検出回路が異常を検出した側が備える入力側および出力側の前記ＭＯＳトランジスタをそれぞれ非導通にすることにより、前記第１および第２定電圧生成回路のうち前記検出回路が異常を検出した側を、前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路から電気的に隔離する
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項１０】
前記電流遮断回路は、
前記第１および第２定電圧生成回路ともに異常が発生した場合、
前記第１および第２定電圧生成回路を隔離するとともに、前記電源以外の電源に接続して電力供給を受け、前記第１演算装置、前記第２演算装置、前記電子回路への電力供給を継続する
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項１１】
前記電流遮断回路は、
前記第１電源ラインと前記第１演算装置の接続箇所、前記第２電源ラインと前記第２演算装置の接続箇所、または前記第３電源ラインと前記電子回路の接続箇所において異常が発生した場合、
その異常箇所に接続されている電源ラインを隔離するとともに、その他の電源ラインの動作を継続する
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項１２】
前記検出回路の検出結果と前記電流遮断回路の状態を前記第１または第２演算装置に通知する通信部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項１３】
前記第１または第２演算装置は、前記通知に応じて前記電流遮断回路を制御する
ことを特徴とする請求項１２記載の車載電子制御装置。
【請求項１４】
前記ＭＯＳトランジスタは、
前記電流遮断回路によって非導通状態になった後、あらかじめ設定した時間が経過すると、一時的に導通状態に仮復帰し、
前記電流遮断回路は、
前記検出回路が検出した異常が復旧している場合は、前記仮復帰したＭＯＳトランジスタをそのまま導通させることにより、異常を検出した前記第１または第２電源ラインを初期状態に復帰させる
ことを特徴とする請求項２記載の車載電子制御装置。
【請求項１５】
前記第３電源ラインの電流経路上のうち、前記第１電源ラインから前記電子回路に電力を供給する経路上と、前記第２電源ラインから前記電子回路に電力を供給する経路上とのそれぞれに、電流を遮断する第２電流遮断回路を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【請求項１６】
前記第１および第２定電圧回路は、互いに異なる出力電圧を出力することができるように構成されており、
前記第２電流遮断回路は、前記第１および第２定電圧回路が互いに異なる出力電圧を出力する場合は、前記第１電源ラインと第２電源ラインの間を遮断する
ことを特徴とする請求項１５記載の車載電子制御装置。
【請求項１７】
前記第１および第２定電圧回路、前記第１電源ライン、前記第２電源ライン、前記第３電源ライン、前記検出回路、前記電流遮断回路のうち少なくとも一部を半導体集積回路に内蔵した
ことを特徴とする請求項１記載の車載電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電源から供給される電力を用いて一定電圧を出力する定電圧生成回路を備えた車載用電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載用電子制御装置には、入出力信号処理を実施する第１マイクロコンピュータと、第１マイクロコンピュータの動作を監視する第２マイクロコンピュータの２つが搭載されている。第１および第２マイクロコンピュータとその周辺ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）群との間のインターフェース部分は、入出力電圧レベルが同一になるように構成されている。
【０００３】
上記回路構成では、１つの定電圧生成回路が第１および第２マイクロコンピュータと周辺ＩＣ群へ電源を供給しているため、その定電圧生成回路に異常が発生し規定の電圧を出力できなくなった場合、第１および第２マイクロコンピュータともに機能を停止してしまい、電子制御装置の機能を失ってしまう。
【０００４】
一般に、車載用電子制御装置で使用される定電圧生成回路には、ＧＮＤショートなどの異常要因に対する保護機能が必要となる。しかし、この保護機能が動作し、定電圧生成回路の破壊を回避できても、異常要因を取り除かない限り定電圧生成回路は規定の電圧を出力できない。その結果、電子制御装置は機能を失ってしまう。この機能が失われることを防ぐため、定電圧生成回路が破壊または停止しても、機能の全てまたは一部を動作させ続けることへの要望がある。
【０００５】
この要求を満たすため、２系統のスイッチング回路を構成し、それぞれが独立した２つの電子制御回路に電力を供給する技術がある。下記特許文献１では、２つのスイッチング回路を構成し、１系統のスイッチング回路が故障しても、他方のスイッチング回路を動作させることにより、機能を維持できるようにしている。
【０００６】
同文献１に記載されている技術では、電子制御装置内に２系統のスイッチング回路を準備し、それぞれがマイクロコンピュータを搭載した２つの電子制御回路に対して電源を供給している。１系統のスイッチング回路でＧＮＤショートが発生し、１系統の電子制御回路が動作を停止した場合でも、もう１系統のスイッチング回路が動作しているため、もう１系統の電子制御回路は動作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２１３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載されている技術では、ＧＮＤショートがスイッチング回路内で発生した場合、ＧＮＤショートが発生した１系統のスイッチング回路を停止させる必要がある。そのため、停止したスイッチング回路から電源を供給されていた電子制御回路は機能が維持できなくなるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決すべくなされたものであり、定電圧生成回路およびその周辺で異常が発生しても、電子制御装置の機能を維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車載電子制御装置は、第１定電圧回路を介して第１演算装置に電力を供給する第１電源ラインと、第２定電圧回路を介して第２演算装置に電力を供給する第２電源ラインと、異常が発生した電源ラインを遮断して他方の電源ラインから第１および第２演算装置へ電力供給を継続する電流遮断回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車載電子制御装置によれば、定電圧生成回路を冗長化することにより、１系統の定電圧生成回路で異常が発生しても、他系統の定電圧回路から電力供給を継続することができる。これにより、車載電子制御装置の機能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る車載電子制御装置１００の回路図である。
【図２】ＧＮＤショート１が発生した場合に電流検出抵抗Ｒ１およびＲ２に流れる電流と、電流検知ブロック４０ａおよび４０ｂの出力を示す図である。
【図３】ＧＮＤショート１が発生した場合の電流検知ブロック４０からの出力信号とＭＯＳトランジスタの導通／非導通を切り替える動作との対応関係を説明する図である。
【図４】実施形態２に係る車載電子制御装置１００の回路図である。
【図５】実施形態３に係る車載電子制御装置１００の回路図である。
【図６】実施形態４に係る車載電子制御装置１００の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る車載電子制御装置１００の回路図である。車載電子制御装置１００は、バッテリＢ、オルターネータなどの外部電源、または図示しない外部電源電圧を昇降圧した電圧Ｖｉｎ（外部入力電圧）を電源として動作する。
【００１４】
電圧Ｖｉｎは、２系統の定電圧生成回路１０と２０へ並列に供給される。定電圧生成回路１０の入力側には、電流検出抵抗Ｒ１とＭＯＳトランジスタ１を有する電流遮断回路１１が配置されている。定電圧生成回路１０の出力側には、電流検出抵抗Ｒ２とＭＯＳトランジスタ２を有する電流遮断回路１２が配置されている。定電圧生成回路２０の入力側には、電流検出抵抗Ｒ３とＭＯＳトランジスタ３を有する電流遮断回路２１が配置されている。定電圧生成回路２０の出力側には、電流検出抵抗Ｒ４とＭＯＳトランジスタ４を有する電流遮断回路２２が配置されている。各ＭＯＳトランジスタは、電流の導通状態／非導通状態を切り替えることができる。
【００１５】
定電圧生成回路１０の入力ラインをＶ１００、出力ラインをＶ１１０とする（第１電源ライン）。定電圧生成回路２０の入力ラインをＶ２００、出力ラインをＶ２１０とする（第２電源ライン）。出力ラインＶ１１０の出力電圧Ｖ１はマイクロコンピュータ１０１（第１演算装置）へ供給され、出力ラインＶ２１０の出力電圧Ｖ２はマイクロコンピュータ１０２（第２演算装置）へ供給される。
【００１６】
出力ラインＶ１１０の電流遮断回路１２よりも下流側と、出力ラインＶ２１０の電流遮断回路２２よりも下流側との間には、これら出力ラインを電源に対して並列接続する第３電源ラインが接続されている。第３電源ライン上には、電流遮断回路３１と３２が直列接続されている。電流遮断回路３１と３２の間の接点からは、周辺ＩＣ群１０３（例えばＥＥＰＲＯＭなどの電子回路）へ電圧Ｖ３が供給される。
【００１７】
電流遮断回路３１は、電流検出抵抗Ｒ５とＭＯＳトランジスタ５を有する。電流遮断回路３２は、電流検出抵抗Ｒ６とＭＯＳトランジスタ６を有する。各ＭＯＳトランジスタは、電流の導通状態／非導通状態を切り替えることができる。
【００１８】
電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒ６の両端電圧は、図１に示すように、それぞれ電流検知ブロック４０を構成する電流検知ブロック４０ａ〜４０ｆに接続される。電流検知ブロック４０ａ〜４０ｆは、電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒ６に流れる電流量と電流方向を検知し、電流量が電流方向毎にあらかじめ設定された閾値を超えたときその箇所において異常が発生していると判定し、異常検出信号をコントロール回路５０へ出力する。
【００１９】
コントロール回路５０は、電流検知ブロック４０ａ〜４０ｆが異常を検出すると、その異常状態に応じてＭＯＳトランジスタ１〜６の導通状態／非導通状態を切り替え、異常箇所につながる電流パスを遮断し、異常箇所を電気的に隔離する。この隔離動作については後に詳述する。また、コントロール回路５０は、それぞれ制御回路１３と２３を介して、定電圧生成回路１０と２０をＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００２０】
本発明における「検出回路」は、各定電圧生成回路およびその周辺に生じた異常を検出するための回路、およびコントロール回路５０がこれに相当する。以下の実施形態においても同様である。
【００２１】
図２は、入力ラインＶ１００上でＧＮＤショート１が発生した場合に電流検出抵抗Ｒ１およびＲ２に流れる電流と、電流検知ブロック４０ａおよび４０ｂの出力を示す図である。図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ電流検出抵抗Ｒ１とＲ２に流れる電流、図２（ｃ）（ｄ）はそれぞれ電流検知ブロック４０ａと４０ｂの出力を示す。
【００２２】
定電圧生成回路１０の入力ラインＶ１００上でＧＮＤショート１が発生した場合、定電圧生成回路１０は所定の電圧を出力できなくなり、図２（ａ）に示すように、バッテリＢからＧＮＤショート１の発生箇所に向かって大電流が流れる。その結果、電流検出抵抗Ｒ１には順方向に、あらかじめ設定した閾値を超える大電流が流れる。
【００２３】
さらに、出力ラインＶ１１０と出力ラインＶ２１０は電流遮断回路３１と３２を経由して接続されているため、図２（ｂ）に示すように、定電圧生成回路２０からもＧＮＤショート１箇所に向かって大電流が流れ、定電圧生成回路２０も規定の電圧を出力できなくなる。その結果、電流検出抵抗Ｒ２には順方向とは逆に、あらかじめ設定した閾値を超える大電流が流れる。
【００２４】
電流検知ブロック４０ａと４０ｂはそれぞれ、Ｒ１とＲ２それぞれに流れる電流が各電流方向の過電流閾値を超えたとき、図２（ｃ）（ｄ）に示すように過電流検知信号をコントロール回路５０へ出力する。その他の電流検知ブロック４０ｃ〜４０ｆについても動作は同様である。
【００２５】
入力ラインＶ１００にＧＮＤショート１が発生した場合、入力ラインＶ１１０上のＭＯＳトランジスタ１を非導通状態にして定電圧生成回路１０に電源を供給しないようにし、定電圧生成回路１０の出力を停止することが必要である。一方、図１に示す回路構成の下では、定電圧生成回路２０側からもＧＮＤショート１に向かって逆過電流が流れようとするので、定電圧生成回路２０の動作を正常に保つためには、出力ラインＶ１１０上のＭＯＳトランジスタ２も非導通状態にする必要がある。
【００２６】
同様に、出力ラインＶ１１０上でレアショート１、リーク１、またはＧＮＤショートが発生した場合、出力ラインＶ１１０上のＭＯＳトランジスタ２を非導通状態にして逆過電流を遮断するとともに、入力ラインＶ１００上のＭＯＳトランジスタ１を非導通状態にして電源から異常箇所に向かう過電流を遮断する必要がある。
【００２７】
このように、定電圧生成回路の入出力側双方に電流遮断回路を設けることにより、定電圧生成回路の入力側と出力側いずれにおいて異常が発生しても、その異常箇所および対応する定電圧生成回路を電力供給先から隔離し、他方の定電圧生成回路の動作を正常に継続することができる。
【００２８】
なお、電流検知ブロック４０が過電流を検出する手法として、以下のようなパターンが考えられる。
【００２９】
（過電流検出手法その１）
電流検知ブロック４０は、電流検知抵抗Ｒ１〜Ｒ６に流れる電流量があらかじめ設定した閾値（図２の各方向の閾値）を超えた場合には異常と判定し、コントロール回路５０に過電流検知信号を出力する。
【００３０】
（過電流検出手法その２）
電流検知ブロック４０は、電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒ６に流れる電流およびその電流方向を監視し、あらかじめ設定した電流方向とは逆向きに電流が流れ、さらにその電流量があらかじめ設定した閾値を超えた場合には異常と判定し、コントロール回路５０に異常検知信号を出力する。
【００３１】
（過電流検出手法その３）
通常動作時、定電圧生成回路の入力側と出力側に流れる電流はほぼ一定である。コントロール回路５０は、入力側の電流検出抵抗と出力側の電流検出抵抗それぞれに流れる電流量を比較し、その電流量の比があらかじめ設定した閾値を超えた場合に異常と判定し、コントロール回路５０に過電流検知信号を出力する。
【００３２】
（過電流検出手法その３：補足）
通常状態では、定電圧生成回路の入力電流と出力電流の比はほぼ１：１の関係となる。よって、この比が１：１から外れてあらかじめ設定した閾値を逸脱した場合は、異常と判定する。例えば、出力ラインＶ１１０上で、ある抵抗分を経由してＧＮＤへショートするレアショート１が発生した場合、電流検出抵抗Ｒ１に流れる電流ＩＲ１が増加し、電流検出抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＲ２との関係は、ＩＲ１＞ＩＲ２となる。また、例えば出力ラインＶ１１０上に他回路から電流がリークするリーク１が発生した場合、電流ＩＲ２が増加し、ＩＲ１＜ＩＲ２となる。電流ＩＲ１とＩＲ２の比を、電流検知ブロック４０ａと４０ｂおよびコントロール回路５０が検出し、この比に異常が発生した場合は、コントロール回路５０がＭＯＳトランジスタ１と２を非導通に切替え、レアショート１またはリーク１が発生している箇所を電気的に隔離する。定電圧生成回路２０側にこれら異常が発生した場合についても同様である。
【００３３】
（過電流検出手法その４）
電流検出抵抗Ｒ１〜Ｒ６に代えて、各ＭＯＳトランジスタの入出力間抵抗を用いて各ＭＯＳトランジスタに流れる電流を検出することもできる。あるいは、各ＭＯＳトランジスタと同じ電流が流れるミラーＭＯＳトランジスタを構成し、各ミラーＭＯＳトランジスタに流れる電流を測定することによって、各ＭＯＳトランジスタに流れる電流を間接的に測定することもできる。
【００３４】
図３は、ＧＮＤショート１が発生した場合の電流検知ブロック４０からの出力信号と、コントロール回路５０がこれに応じてＭＯＳトランジスタの導通／非導通を切り替える動作との対応関係を説明する図である。
【００３５】
図３ａに示すとおり、ＧＮＤショート１が発生した場合、少なくとも電流検知ブロック４０ａは順方向に過電流を検知し、電流検知ブロック４０ｂは逆方向に過電流を検知する。コントロール回路５０は、少なくとも電流検知ブロック４０ａと４０ｂの検出結果からＧＮＤショート１が発生している箇所を判断し、ＭＯＳトランジスタ１と２を非導通に切り替え、ＧＮＤショート１発生箇所を電源回路から電気的に隔離する。コントロール回路５０は、ＭＯＳトランジスタ３〜６を導通状態にすることにより、電流遮断回路３１と３２を経由して定電圧生成回路２０からマイクロコンピュータ１０１、２および周辺ＩＣ群１０３へ電力を供給し続け、車載電子制御装置１００の機能を維持できる。
【００３６】
図３ｂは、入力ラインＶ２００上でＧＮＤショート２が発生した場合の動作を示す。この動作は入力ラインＶ１００上でＧＮＤショート１が発生した場合の動作と同様であるため、説明は省略する。
【００３７】
図３ｃ〜ｅは、マイクロコンピュータ１０１と出力ライン１１０との間の接続点でＧＮＤショート３が発生した場合、マイクロコンピュータ１０２と出力ライン２１０との間の接続点でＧＮＤショート４が発生した場合、および周辺ＩＣ群１０３と第３電源ラインとの間の接続点でＧＮＤショート５が発生した場合の動作をそれぞれ示す。これらの異常は冗長構成によっては補償できないので、ＧＮＤショートが発生した電源ラインから電力供給を受けている回路に電源を供給することはできないが、その他の電源ラインについては電力供給を継続することができる。すなわち、少なくともいずれか一方のマイクロコンピュータは動作を継続し、車載電子制御装置１００の機能の一部は動作できる。
【００３８】
＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る車載電子制御装置１００は、電流遮断回路１１〜２２によって、異常が発生した箇所を電気的に隔離し、異常が発生していない側の定電圧生成回路が電力供給を継続して車載電子制御装置１００の機能を維持することができる。
【００３９】
また、本実施形態１に係る車載電子制御装置１００は、定電圧生成回路の入力側と出力側の双方に電流遮断回路を設けているので、入力側と出力側のいずれに異常が発生したとしても、順方向過電流と逆方向過電流をともに遮断することができる。これにより、異常が発生していない側の定電圧生成回路が逆方向過電流によって異常動作することを避け、正常動作を継続することができる。
【００４０】
＜実施の形態２＞
実施形態１では、電流検出抵抗に流れる電流量と電流方向を検出して異常判定した。本発明の実施形態２では、マイクロコンピュータ１０１に電源を供給する出力ラインＶ１１０の出力電圧Ｖ１、マイクロコンピュータ１０２に電源を供給する出力ラインＶ２１０の出力電圧Ｖ２、周辺ＩＣ群１０３に電源を供給する第３電源ラインの出力電圧Ｖ３を監視することにより、異常判定する構成例を説明する。
【００４１】
図４は、本実施形態２に係る車載電子制御装置１００の回路図である。電圧検出回路６０〜６２は、それぞれ出力電圧Ｖ１〜Ｖ３を監視する。電圧検出回路６０〜６２は、出力電圧Ｖ１〜Ｖ３があらかじめ設定した所定の電圧範囲を逸脱した場合に異常と判定し、異常検出信号をコントロール回路５０に出力する。
【００４２】
例えば、出力電圧Ｖ１に異常電圧が発生した場合、電圧検出回路６０は異常検出信号をコントロール回路５０に出力する。コントロール回路５０は、出力電圧Ｖ１を生成している定電圧生成回路１０を電源から隔離するために、少なくともＭＯＳトランジスタ１と２を非導通に切り替える。コントロール回路５０は、ＭＯＳトランジスタ３〜６を導通状態にすることにより、定電圧生成回路２０からマイクロコンピュータ１０１、２および周辺ＩＣ群１０３へ電力を供給し続け、車載電子制御装置１００の機能を維持できる。
【００４３】
出力電圧Ｖ２またはＶ３に異常電圧が発生した場合は、出力電圧Ｖ１に異常電圧が発生した場合と同様に、コントロール回路５０がその異常箇所を隔離し、さらにいずれかの定電圧生成回路が電源供給対象に電源を供給するように電源供給ルートを形成する。
【００４４】
＜実施の形態３＞
本発明の実施形態３では、定電圧生成回路１０と２０の温度を監視することにより異常判定する構成例を説明する。
【００４５】
図５は、本実施形態３に係る車載電子制御装置１００の回路図である。過温度検出回路７０と７１は、それぞれ定電圧生成回路１０と２０の可能な限り近い箇所に配置され、それぞれ定電圧生成回路１０と２０の近傍の温度を検出する。過温度検出回路７０と７１は、検出した温度があらかじめ設定した閾値を超えた場合には異常と判定し、コントロール回路５０に異常検出信号を出力する。
【００４６】
例えば、定電圧生成回路１０に過温度が発生した場合、過温度検出回路７０は異常温度を検知した旨を示す異常検出信号をコントロール回路５０に出力する。コントロール回路５０は、過温度状態の定電圧生成回路１０を電源から隔離するため、少なくとも定電圧生成回路１０を停止し、さらにＭＯＳトランジスタ１と２を非導通に切り替える。コントロール回路５０は、ＭＯＳトランジスタ３〜６を導通状態にすることにより、定電圧生成回路２０からマイクロコンピュータ１０１、２および周辺ＩＣ群１０３へ電力を供給し続け、車載電子制御装置１００の機能を維持できる。
【００４７】
定電圧生成回路２０に過温度が発生した場合は、定電圧生成回路１０に過温度が発生した場合と同様に、コントロール回路５０が定電圧生成回路２０を電源から隔離し、さらに定電圧生成回路１０が電源供給対象に電源を供給するように電源供給ルートを形成する。
【００４８】
＜実施の形態４＞
本発明の実施形態４では、定電圧出力Ｖ１〜Ｖ３を相互に監視することにより異常判定する構成例を説明する。
【００４９】
図６は、本実施形態４に係る車載電子制御装置１００の回路図である。電圧比較器Ｖ１０は定電圧Ｖ１とＶ２の電位差を取得し、電圧比較器Ｖ２０は定電圧Ｖ１とＶ３の電位差を取得し、電圧比較器Ｖ３０は定電圧Ｖ２とＶ３の電位差を取得する。定電圧Ｖ１ｍＶ２、Ｖ３がそれぞれ所定の電圧レベルの範囲内にあっても、各電位差があらかじめ設定した閾値を超えた場合には異常と判定する。
【００５０】
電圧比較器Ｖ１０と電圧比較器Ｖ２０が同時に異常信号を出力している場合には、コントロール回路５０は、定電圧Ｖ１に異常があると判断し、定電圧Ｖ１を生成している定電圧生成回路１０を少なくとも停止させ、さらにＭＯＳトランジスタ１と２を非導通に切り替える。コントロール回路５０は、ＭＯＳトランジスタ３〜６を導通状態にすることにより、定電圧生成回路２０からマイクロコンピュータ１０１、２および周辺ＩＣ群１０３へ電力を供給し続け、車載電子制御装置１００の機能を維持できる。
【００５１】
同様に、電圧比較器Ｖ１０と電圧比較器Ｖ３０が同時に異常信号を出力している場合には、コントロール回路５０は、定電圧Ｖ２に異常があると判断し、定電圧Ｖ２を生成している定電圧生成回路２０を少なくとも停止させ、さらにＭＯＳトランジスタ３と４を非導通に切り替える。コントロール回路５０は、ＭＯＳトランジスタ１〜２と５〜６を導通状態にすることにより、定電圧生成回路１０からマイクロコンピュータ１０１、２および周辺ＩＣ群１０３へ電力を供給し続け、車載電子制御装置１００の機能を維持できる。
【００５２】
同様に、電圧比較器Ｖ２０と電圧比較器Ｖ３０が同時に異常信号を出力している場合には、コントロール回路５０は、定電圧Ｖ３に異常があると判断し、周辺ＩＣ群１０３を電源回路から隔離するため、少なくともＭＯＳトランジスタ５と６を非導通に切替える。コントロール回路５０は、ＭＯＳトランジスタ１〜４を導通状態にすることにより定電圧生成回路１０からマイクロコンピュータ１０１に、定電圧生成回路２０からマイクロコンピュータ１０２に電源供給を継続し、両マイクロコンピュータが車載電子制御装置１００を安全状態へ移行させることができる。
【００５３】
＜実施の形態５＞
本発明の実施形態５では、実施形態１〜４で説明した構成に追加することができる種々の構成例について説明する。
【００５４】
定電圧生成回路１０と２０の双方に異常が発生した場合、コントロール回路５０はＭＯＳトランジスタ１〜６を非導通に切替え、定電圧生成回路１０と２０を外部回路から電気的に隔離する。さらに、車載電子制御装置１００の外部にある電源と接続してマイクロコンピュータ１０１、２および周辺ＩＣ群１０３に電源を供給し、車載電子制御装置１００の機能を維持できる。
【００５５】
定電圧生成回路に通信機能を付加し、電流検知ブロック４０、電圧検出回路６０〜６２、過温度検出回路７０〜７１、電圧比較器Ｖ１０〜Ｖ３０が出力する異常検知信号、および各ＭＯＳトランジスタの導通／非導通状態について、マイクロコンピュータ１０１〜２に通知することもできる。この通知を受けたマイクロコンピュータ１０１〜２は、定電圧生成回路の状態を認識し、これに基づき各ＭＯＳトランジスタの導通／非導通を同通信機能経由で制御することができる。通信機能の具体的態様は、例えば無線通信でもよいし、各定電圧生成回路とマイクロコンピュータ１０１〜２を回路配線によって接続してもよい。
【００５６】
異常を検知し非導通状態に切り替わった各ＭＯＳトランジスタは、あらかじめ設定された時間の経過後に、自動的に導通状態に仮復帰し、先に発生した異常が回復している場合はそのまま導通状態を維持して車載電子制御装置１００を正常状態に戻すことができる。あるいは、マイクロコンピュータ１０１〜２からの指令により各ＭＯＳトランジスタを再び導通状態に仮復帰させ、先に発生した異常が回復している場合はそのまま導通状態を維持して車載電子制御装置１００を初期状態に戻すこともできる。
【００５７】
実施形態１〜４では定電圧生成回路を２つ設けて３つの電力供給先をサポートしたが、３つ以上の定電圧生成回路を設けることもできる。例えば定電圧生成回路を３つ設けた場合、電力供給先を４つサポートすることができる。
【００５８】
実施形態１〜４では、定電圧生成回路をシリーズレギュレータによって構成したが、スイッチングレギュレータによって構成することもできる。さらに、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータを直列に接続し、高い外部入力電圧からマイクロコンピュータ用の低電圧を生成できるような構成とすることもできる。
【００５９】
実施形態１〜４では、定電圧生成回路の冗長化について説明したが、冗長化が必要ない電子制御装置の場合には、ＭＯＳトランジスタ５または６のいずれかを非導通にして定電圧生成回路１０と２０を互いに隔離し、定電圧生成回路１０と２０の出力電圧が異なるようにすることもできる（例えば５Ｖと３．３Ｖ）。この場合、２つの異なる電圧を必要とする電力供給先をサポートすることができる。
【００６０】
実施形態１〜４では、１つの外部電源が２つの定電圧生成回路に電源を供給する構成としたが、複数の外部電源が、外部電源と同じ数の定電圧生成回路にそれぞれ電源を供給する構成とすることもできる。
【００６１】
実施形態１〜４で説明した回路構成のうち、バッテリＢ、マイクロコンピュータ１０１〜１０２、周辺ＩＣ群１０３をのぞいた部分については、少なくともその一部を単一の半導体集積回路上に統合することができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前述の実施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。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１〜５：ＭＯＳトランジスタ、１０：定電圧生成回路、１１〜１２：電流遮断回路、１３：制御回路、２０：定電圧生成回路、２１〜２２：電流遮断回路、２３：制御回路、３１〜３２：電流遮断回路、４０：電流検知ブロック、５０：コントロール回路、６０〜６２：電圧検出回路、７０〜７１：過温度検出回路、１００：車載電子制御装置、１０１〜１０２：マイクロコンピュータ、１０３：周辺ＩＣ群、Ｂ：バッテリ、Ｒ１〜Ｒ６：電流検出抵抗、Ｖｉｎ：外部電源入力電圧、Ｖ１０〜Ｖ３０：電圧比較器、Ｖ１００：入力ライン、Ｖ１１０：出力ライン、Ｖ２００：入力ライン、Ｖ２１０：出力ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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