JP2022006515A - 車載制御装置 - Google Patents
車載制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022006515A JP2022006515A JP2020108777A JP2020108777A JP2022006515A JP 2022006515 A JP2022006515 A JP 2022006515A JP 2020108777 A JP2020108777 A JP 2020108777A JP 2020108777 A JP2020108777 A JP 2020108777A JP 2022006515 A JP2022006515 A JP 2022006515A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground
- control device
- vehicle
- power supply
- drive circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
【課題】簡単な構造をもって、グランド断線を確実に検知することができる車載制御装置を提供する。【解決手段】車載制御装置100は、ソレノイド210を駆動するとともにソレノイド210に流れる電流を検出するための電流検出抵抗142を有するソレノイド駆動回路140と、ソレノイド駆動回路140を制御するCPU130と、CPU130に供給される電源を生成する電源回路120と、車載制御装置100のグランド181を電源回路120によって生成される電源電圧にプルアップするプルアップ抵抗190と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、車両に搭載される車載制御装置に関する。
車両に搭載される車載制御装置の一例として、車載電気負荷の一部であるソレノイドを駆動するソレノイド駆動回路を備えるものが知られている。このような車載制御装置では、ソレノイド駆動回路の構成によって、車載制御装置のグランドが何らかの原因で断線した場合であっても、車載制御装置が停止せずに動作し続ける問題が生じている。
このような問題を解決するために、例えば下記特許文献1に記載された技術を用いることが検討されている。すなわち、グランド電流をモニタする機能を有する半導体素子をソレノイド駆動回路に利用し、該半導体素子のグランド側に流れる電流を常時モニタする。そして、グランドが断線してグランド側に流れる電流が無くなった場合、断線と判断されて信号の出力が停止される。
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、ソレノイドを駆動するためのドライバ素子にグランド断線を検知する機能を一体化した専用の半導体素子を使う必要があるので、部品の選択肢が非常に少なくなり、ソレノイドを駆動するために最適な電流定格を持つドライバ素子を選定できない問題が新たに発生する。加えて、専用の半導体素子を使うことにより、車載制御装置の構造が複雑になる問題も新たに生じる。
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、簡単な構造をもって、グランド断線を確実に検知することができる車載制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車載制御装置は、ソレノイドを駆動するとともに、前記ソレノイドに流れる電流を検出するための電流検出抵抗を有するソレノイド駆動回路と、前記ソレノイド駆動回路を制御する制御部と、前記制御部に供給される電源を生成する電源回路と、前記車載制御装置のグランドを前記電源回路によって生成される電源電圧にプルアップするプルアップ抵抗と、を備えることを特徴としている。
本発明に係る車載制御装置では、車載制御装置のグランドを電源回路によって生成される電源電圧にプルアップするプルアップ抵抗を備えるので、グランドが断線した際にソレノイド駆動回路の電流検出抵抗にプルアップ抵抗を経由した電流を重畳させることが可能になる。従って、グランドが断線する前後における該電流検出抵抗に流れる電流の変化に基づいて、グランド断線を確実に検知することができる。しかも、プルアップ抵抗を増設するだけで実現できるので、構造が簡単である。その結果、簡単な構造をもって車載制御装置のグランド断線を確実に検知することが可能になる。
本発明によれば、簡単な構造をもって、車載制御装置のグランド断線を確実に検知することができる。
以下、図面を参照して本発明に係る車載制御装置の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。また、以下の実施形態においてソレノイド及びソレノイド駆動回路をそれぞれ2つ備える例を挙げて説明するが、本発明はソレノイド及びソレノイド駆動回路をそれぞれ1つ、あるいは3つ以上の例にも適用される。
図1は実施形態に係る車載制御装置の内部構成図である。図1に示すように、本実施形態の車載制御装置100は、車両に搭載されたECU(Electronic Control Unit)であって、複数のソレノイド(ここでは、ソレノイド210,220)を駆動するソレノイド駆動回路140,150と、ソレノイド駆動回路140,150を制御するCPU(Central Processing Unit)130と、車載制御装置100の内部に電源を供給する電源回路120とを備えている。
電源回路120は、後述するコネクタ110及びイグニッションスイッチ300を介し、バッテリー400の正極側と接続されおり、CPU130等への供給電源を生成する。
CPU130は、特許請求の範囲に記載された「制御部」に相当するものであり、様々な入力条件を基に演算したり判断したりすることでソレノイド駆動回路140,150に対して最適な制御を行う。例えば、CPU130は、演算した電流値をソレノイド210に流すようにソレノイド駆動回路140を制御する。また、CPU130はAD変換機能を有し、その内部にはADポート131が設けられている。
また、CPU130は、電源回路120の動作も制御する。例えば、CPU130は、電源回路120の作動及び停止等を制御する。更に、CPU130は、イグニッションスイッチ300の開閉動作も制御する。
ソレノイド駆動回路140とソレノイド駆動回路150とは、同じ構造を有するため、ここではソレノイド駆動回路140のみを説明する。ソレノイド駆動回路140は、ソレノイド210を駆動するドライバ素子141と、ソレノイド210に流れる電流を検出する電流検出抵抗(すなわち、シャント抵抗)142と、電流検出抵抗142の両端の電位差を増幅して出力する演算増幅器143と、ソレノイド210に流れた電流を還流するダイオード144とを有する。
車載制御装置100は、該車載制御装置100の外部と接続するためのコネクタ110、160、170、180を備えている。コネクタ110は、電源端子の役割を有するものであって、車載制御装置100の電源を入り切りするイグニッションスイッチ300を介してバッテリー400の正極側と接続されている。コネクタ180は、グランド端子の役割を有するものであって、車載制御装置100のグランド(GND)181と接続されている。コネクタ160及びコネクタ170は、それぞれ出力端子の役割を有するものである。コネクタ160はソレノイド210、コネクタ170はソレノイド220とそれぞれ接続されている。
ソレノイド210及びソレノイド220は、例えばそれぞれリニアソレノイドからなり、図示しない油圧回路を駆動する。ソレノイド210及びソレノイド220は、導電性のある金属筐体を有するトランスミッション200に配置されている。そして、ソレノイド210のグランド230、ソレノイド220のグランド240、車載制御装置100のグランド181、及びバッテリー400のグランド410は、トランスミッション200の金属筐体とそれぞれ接続されている。
ここで、本発明をより理解し易くするため、図3を基に従来の車載制御装置の問題点、すなわちグランド181が断線してもCPU130が停止せずに動作し続けることを説明する。
図3に示すように、従来の車載制御装置100Aにおいて、該車載制御装置100Aのグランド181が何らかの原因で断線したとき(以下、「グランド181の断線時」といい、図3中の×印は断線箇所を示す)、電源回路120のグランド電流とCPU130のグランド電流とは、グランド電流経路301、302、303、304、305に沿って流れ、更にコネクタ160を介してグランド電流経路306に沿ってトランスミッション200の金属筐体に流れる。そして、トランスミッション200の金属筐体において、そのグランド電流は、更にグランド電流経路307、308に沿ってバッテリー400のグランド410を介し、バッテリー400の負極に到達する。すなわち、グランド181の断線時において、グランド電流経路301、302、303、304、305、306、307、308が形成されることになる。
このようにグランド電流経路が形成された結果、車載制御装置100のグランド181が断線しても、CPU130は動作し続ける状態に置かれているので、停止しない問題が生じる。その結果、グランド181が断線したにもかかわらず、グランド断線を検知できない状態になってしまう。
このような従来の問題を解決するために、本実施形態に係る車載制御装置100は、グランド181を電源回路120によって生成される電源電圧にプルアップするプルアップ抵抗190を更に備えている。より具体的には、図1に示すように、電源回路120によって生成される電源電圧Vccとグランド端子としてのコネクタ180との間には、プルアップ抵抗190が接続されている。
このようにプルアップ抵抗190を備える車載制御装置100では、グランド181がトランスミッション200と正常に接続されているとき(以下、「グランド181の正常時」という)、電源回路120によって生成される電源電圧Vcc(例えば5V)から、プルアップ抵抗190を介してグランド181にグランド電流経路401、402、403に沿って電流が流れる(図1参照)。
このとき、ソレノイド駆動回路140は、CPU130で演算された電流値をソレノイド210に流すように制御されている。具体的には、ドライバ素子141から流れる電流は、電流検出抵抗142で電圧に変換され、演算増幅器143で信号が増幅され、CPU130のADポート131に入力される。そして、CPU130は、予め設定された目標電流値とADポート131に入力された電流値とを比較し、ADポート131に入力された電流値が目標電流値と一致するように演算されたパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)信号でソレノイド駆動回路140をフィードバック制御する。
すなわち、グランド181の正常時では、プルアップ抵抗190を介して流れる車載制御装置100のグランド電流は、ソレノイド駆動回路140の制御になんらの影響を与えない。
以下、図2を参照し、本実施形態の車載制御装置100において、従来と同様にグランド181が何らかの原因によって断線した場合(すなわち、グランド181の断線時)の状況を説明する。
図2に示すように、グランド181の断線時(図2中の×印は断線箇所を示す)、電源回路120によって生成される電源電圧Vcc(例えば5V)から、プルアップ抵抗190を介してグランド電流経路501、502、503、504、505のように電流が流れる。
このとき、CPU130は、グランド181の正常時と同じようにソレノイド駆動回路140を制御するが、予め設定された目標電流値と一致するようにフィードバック制御しようとしても、グランド181の断線時のグランド電流が電流検出抵抗142に重畳されるため、正しいフィードバック制御が行えなくなる。
具体的には、CPU130は、目標電流値となるように演算したPWM信号で、ソレノイド駆動回路140を制御するように電流を流そうとする。しかし、電流検出抵抗142には、グランド181の断線時のグランド電流が重畳されるので、ソレノイド駆動回路140で目標電流値よりも大きな電流が流れる。その結果、CPU130は、ソレノイド駆動回路140の演算増幅器143で検出した電流が目標電流値より多く流れていると認識し、電流をより少なく流すようにソレノイド駆動回路140をフィードバック制御する。
そこで、CPU130は、グランド181の正常時において、ソレノイド駆動回路140の目標電流値(例えば200mA)に対応するPWM信号のDuty比を正常値と定義する。
また、CPU130は、グランド181の断線時において、電源回路120によって生成される電源電圧Vcc(例えば5V)からプルアップ抵抗190を介して電流検出抵抗142に流れる電流を所定値(例えば20mA)と設定する。
このため、グランド181が断線した場合、CPU130が上記目標電流値(すなわち、200mA)に対応するPWM信号をソレノイド駆動回路140に指示しても、実際に電流検出抵抗142には、目標電流値である200mAとグランド181の断線時に流れる電流20mAとの和、すなわち200mA+20mA=220mAの電流が流れる。このように220mAの電流が電流検出抵抗142に流れるので、CPU130は、目標電流値である200mAを流すために必要なPWM信号のDutu比を小さく(例えば10%程度小さく)し、ソレノイド駆動回路140へのフィードバック制御を行う。
これによって、グランド181の正常時とグランド181の断線時とで、同じ目標電流を制御するためのDuty比に差異が発生することになる。そして、CPU130は、グランド181の正常時及び断線時のDuty比を比較することにより、Duty比に差異があるか否かを把握することができる。そして、差異があった場合、CPU130はグランド181が断線したと判断する。このようにすれば、グランド断線を確実に検知することができる。
以上のような構成を有する車載制御装置100では、車載制御装置100のグランド181を電源回路120によって生成される電源電圧にプルアップするプルアップ抵抗190を備えるので、グランド181の断線時にソレノイド駆動回路140の電流検出抵抗142にプルアップ抵抗190を経由した電流を重畳させ、グランド181の正常時と断線時のPWM信号のDutu比の差異に基づいてグランド断線を確実に検知することができる。しかも、従来の車載制御装置100に対しプルアップ抵抗190を増設するだけで実現できるので、構造が簡単である。その結果、簡単な構造をもってグランド断線を確実に検知することが可能になる。
また、プルアップ抵抗190を介し車載制御装置100のグランド181を電源回路120によって生成される電源電圧にプルアップするため、例えばバッテリー400の電圧にプルアップする場合と比べて、重畳された電流のばらつきが少なく、すなわち重畳電流が安定するので、グランド断線の検知が容易になる。
なお、本実施形態において、CPU130は、グランド181が断線したと判断した場合(言い換えれば、グランド断線を検知した場合)、ソレノイド駆動回路140を停止することが好ましい。具体的には、CPU130は、ソレノイド駆動回路140に停止信号を送信したり、あるいはCPU130からソレノイド駆動回路140への送信を止めたりすることで、ソレノイド駆動回路140を停止する。このようにすれば、車載制御装置100の他の機能を生かしつつ、システムの安全性を確保することができる。そして、ソレノイド駆動回路140を停止する際に、グランド断線を検知するとすぐにソレノイド駆動回路140の停止を行わずに、例えば数秒間遅延してからその停止を行うのがより好ましい。このようにすれば、システムにとって最適な異常時処理を確保することが可能になる。
また、本実施形態において、CPU130は、グランド181が断線したと判断した場合(言い換えれば、グランド断線を検知した場合)、電源回路120を停止することが好ましい。このようにすれば、車載制御装置100の機能を完全に停止させることができるので、システムの安全性を確保することができる。そして、電源回路120を停止する際に、グランド断線を検知するとすぐに電源回路120の停止を行わずに、例えば数秒間遅延してからその停止を行うのがより好ましい。このようにすれば、システムにとって最適な異常時処理を確保することが可能になる。
更に、本実施形態において、CPU130は、グランド181が断線したと判断した場合(言い換えれば、グランド断線を検知した場合)、イグニッションスイッチ300を開としても良い。このようにすれば、車載制御装置100の機能を完全に停止させることができるので、システムの安全性を確保することができる。なお、イグニッションスイッチ300を開とする際に、グランド断線を検知するとすぐにそれを行わずに、例えば数秒間遅延してからイグニッションスイッチ300を開とするのがより好ましい。このようにすれば、システムにとって最適な異常時処理を確保することが可能になる。
また、本実施形態において、グランド断線を検知するために、ソレノイド駆動回路140の制御信号であるPWM信号のDuty比を用いることについて述べたが、PWM信号のDuty比は、バッテリー400等の電源電圧、車載制御装置100の周囲温度、制御対象であるソレノイド210のインピーダンスなどに影響されるため、例えばこれらのパラメータを車載制御装置100に取り込み、より緻密な制御することで、車載制御装置100のグランド断線を検知する性能を向上できることはいうまでもない。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上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。
100,100A 車載制御装置
110,160,170,180 コネクタ
120 電源回路
130 CPU
131 ADポート
140,150 ソレノイド駆動回路
141 ドライバ素子
142 電流検出抵抗
143 演算増幅器
144 ダイオード
181,230,240,410 グランド
190 プルアップ抵抗
200 トランスミッション
210,220 ソレノイド
300 イグニッションスイッチ
301,302,303,304,305,306,307,308 グランド電流経路
400 バッテリー
401,402,403 グランド電流経路
501,502,503,504,505 グランド電流経路
110,160,170,180 コネクタ
120 電源回路
130 CPU
131 ADポート
140,150 ソレノイド駆動回路
141 ドライバ素子
142 電流検出抵抗
143 演算増幅器
144 ダイオード
181,230,240,410 グランド
190 プルアップ抵抗
200 トランスミッション
210,220 ソレノイド
300 イグニッションスイッチ
301,302,303,304,305,306,307,308 グランド電流経路
400 バッテリー
401,402,403 グランド電流経路
501,502,503,504,505 グランド電流経路
Claims (5)
- 車両に搭載される車載制御装置であって、
ソレノイドを駆動するとともに、前記ソレノイドに流れる電流を検出するための電流検出抵抗を有するソレノイド駆動回路と、
前記ソレノイド駆動回路を制御する制御部と、
前記制御部に供給される電源を生成する電源回路と、
前記車載制御装置のグランドを前記電源回路によって生成される電源電圧にプルアップするプルアップ抵抗と、
を備えることを特徴とする車載制御装置。 - 前記プルアップ抵抗は、前記車載制御装置のグランドが正常に接続されている場合に前記プルアップ抵抗を流れる電流が前記電流検出抵抗に流れず、前記車載制御装置のグランドが断線した場合に前記プルアップ抵抗を流れる電流が前記電流検出抵抗に流れるように、設けられている請求項1に記載の車載制御装置。
- 前記制御部は、前記車載制御装置のグランドが正常に接続されている場合における前記ソレノイド駆動回路のパルス幅変調信号のDuty比と、前記車載制御装置のグランドが断線した場合における前記ソレノイド駆動回路のパルス幅変調信号のDuty比との間に差異があった場合、前記車載制御装置のグランドが断線したと判断する請求項1又は2に記載の車載制御装置。
- 前記制御部は、前記車載制御装置のグランドが断線したと判断した場合、前記ソレノイド駆動回路を停止する請求項3に記載の車載制御装置。
- 前記制御部は前記電源回路を更に制御し、
前記制御部は、前記車載制御装置のグランドが断線したと判断した場合、前記電源回路を停止する請求項3に記載の車載制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020108777A JP2022006515A (ja) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 車載制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020108777A JP2022006515A (ja) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 車載制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022006515A true JP2022006515A (ja) | 2022-01-13 |
Family
ID=80110705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020108777A Pending JP2022006515A (ja) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 車載制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022006515A (ja) |
-
2020
- 2020-06-24 JP JP2020108777A patent/JP2022006515A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4483751B2 (ja) | 電源逆接続保護回路 | |
JP5776607B2 (ja) | 誘導性負荷駆動装置 | |
JP6455597B2 (ja) | 駆動装置 | |
JP5162335B2 (ja) | リレー制御装置 | |
JP4473294B2 (ja) | 電源制御装置 | |
US10338126B2 (en) | Open load detection in output stages | |
CN103904629B (zh) | 半导体器件和电子控制装置 | |
US9789850B2 (en) | Disconnection detection device | |
US20100103576A1 (en) | Glow plug driver | |
US20120249037A1 (en) | Motor driving device | |
JPS60107458A (ja) | 動力操向装置の操舵力制御装置 | |
JP2007010563A (ja) | 誘導性負荷の異常検出装置 | |
JPWO2018155084A1 (ja) | 電子制御装置および電子制御装置の異常正常判定方法 | |
JP2022006515A (ja) | 車載制御装置 | |
US20120275070A1 (en) | Load control and protection system | |
KR102269069B1 (ko) | 2중 안전회로를 포함하는 냉각장치 | |
JP4149440B2 (ja) | アナログセンサのための保護回路 | |
JP2012208818A (ja) | フィールド機器 | |
JP2010110092A (ja) | 駆動装置 | |
JP5989171B1 (ja) | 電流検出回路、及びその回路を備えた車両用電子制御装置 | |
JP2019189144A (ja) | 電子制御装置 | |
US11838074B2 (en) | Arrangement for transmitting information for a component of a vehicle | |
KR101194989B1 (ko) | 솔레노이드 밸브의 전자제어장치 | |
JP2020108288A (ja) | スイッチング電源 | |
JP7410346B2 (ja) | スイッチ装置 |