JP7230756B2 - 車両用電子制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、第２のマイクロコンピュータがスイッチのオンとオフとを切り替えることにより、第１のマイクロコンピュータへの電力供給を制御する技術に関する。

第２のマイクロコンピュータがスイッチのオンとオフとを切り替えることにより、第１のマイクロコンピュータへの電力供給を制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、副マイクロコンピュータが動作を行わなくてもよい状態になったことを示す電源遮断信号を副マイクロコンピュータが主マイクロコンピュータに出力すると、主マイクロコンピュータがスイッチをオフにして副マイクロコンピュータへの電力供給を遮断する技術が記載されている。

特開２００９－１６６５４９号公報

しかしながら、主マイクロコンピュータがスイッチのオフを指示しても、スイッチの固着などでスイッチがオフにならずオン状態が継続することがある。この場合、副マイクロコンピュータには動作を行わなくてもよい状態になっているのに電力が供給されるので、副マイクロコンピュータの動作が不安定になるという課題がある。

さらに、副マイクロコンピュータに電力を供給する必要がないのに電力が供給されるので、電力消費が増加するという課題がある。
本開示の１つの局面は、第２のマイクロコンピュータがスイッチをオフにできずに第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断できない場合にも、第１のマイクロコンピュータの動作が不安定になることを抑制し、第１のマイクロコンピュータの電力消費を抑制する技術を提供することが望ましい。

本開示の１つの態様による車両用電子制御装置は、第１のマイクロコンピュータ（１０）と、オン状態で第１のマイクロコンピュータに電力を供給し、オフ状態で第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断するスイッチ（８）と、スイッチのオンとオフとを切り替え、さらに、第１のマイクロコンピュータに電力が供給されているか否かを検出する第２のマイクロコンピュータ（３０）と、を備える。

第２のマイクロコンピュータは、第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断するためにスイッチをオフにするオフ信号を出力しても第１のマイクロコンピュータに電力が供給されていることを検出すると、第１のマイクロコンピュータにリセット信号を出力する。

本開示の他の車両用電子制御装置は、第１のマイクロコンピュータ（１０）と、オン状態で第１のマイクロコンピュータに電力を供給し、オフ状態で第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断するスイッチ（８）と、スイッチのオンとオフとを切り替える第２のマイクロコンピュータ（３０）と、を備える。

第２のマイクロコンピュータは、第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断する場合、スイッチをオフにするオフ信号と、第１のマイクロコンピュータをリセットするリセット信号とを出力する。

上記のそれぞれの車両用電子制御装置の構成によれば、スイッチをオフにできずに第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断できない場合でも、第２のマイクロコンピュータが出力するリセット信号により、第１のマイクロコンピュータはリセット状態に遷移する。これにより、第１のマイクロコンピュータの動作が不安定になることを抑制でき、電力消費を低減できる。

第１実施形態の車両用電子制御装置を示すブロック図。 スイッチが正常時のマイクロコンピュータの処理を示すタイムチャート。 スイッチが故障時のマイクロコンピュータの処理を示すタイムチャート。 マイクロコンピュータの処理を示すフローチャート。 第２実施形態によるマイクロコンピュータの処理を示すフローチャート。 第３実施形態の車両用電子制御装置を示すブロック図。

以下、図を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す車両用電池監視装置４は、電源ＩＣ６と、スイッチ８と、制御マイクロコンピュータ１０と、監視マイクロコンピュータ３０と、を備える。以下、マイクロコンピュータを略してマイコンとも言う。

電源ＩＣ６は、車載のバッテリ２の電圧を５Ｖに変換する。スイッチ８は、オン状態で電圧を５Ｖに変換された電力を制御マイコン１０に供給し、オフ状態で制御マイコン１０への電力供給を遮断する。監視マイコン３０には、エンジンのスタートスイッチがオフの状態でも、電圧を５Ｖに変換された電力がバッテリ２から常時供給されている。

制御マイコン１０と監視マイコン３０とは、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリと、を有する周知のマイコンである。半導体メモリを単にメモリとも言う。

制御マイコン１０は、制御マイコン１０が実現する機能の構成として、データ取得部１２と、ＣＡＮ通信部１４と、電源リレー制御部１６と、起動判定部１８と、制御マイコン管理部２０と、ＷＤＴパルス出力部２２と、リセット回路２４と、を備える。ＷＤＴは、Watch Dog Timerの略である。

監視マイコン３０は、監視マイコン３０が実現する機能の構成として、監視マイコン管理部３２と、スリープ回路３４と、異常判定部３６と、制御マイコン停止部３８と、電源監視部４０と、起動判定部４２と、スイッチ制御部４４と、を備える。

制御マイコン１０と監視マイコン３０とを構成するこれらの機能のそれぞれを実現する手法は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現されてもよいし、一つあるいは複数のハードウェアにより実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。

この例では、メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。
制御マイコン１０のデータ取得部１２は、電圧センサ１００と、回転数センサ１０２と、各種センサ１０４とから、各センサが検出する検出情報を取得する。

電圧センサ１００は、例えば、車両の走行駆動源である電気モータ、あるいは車載の電装部品に電力を供給する組電池を構成する各電池セルの電圧を検出する。回転数センサ１０２は、組電池を冷却するファンの回転数を検出する。各種センサ１０４は、組電池の状態を検出するセンサであり、例えば、組電池から供給される電流の値を検出する電流センサ、組電池の温度を検出する温度センサ等である。

ＣＡＮ通信部１４は、車載の他のＥＣＵ１１０とＣＡＮにより通信を行う。ＣＡＮは、Controller Area Networkの略である。電源リレー制御部１６は、他のＥＣＵの動作状態に基づいて、他のＥＣＵに電力を供給する電力線に設置された電源リレーのオン、オフを切り替える。

起動判定部１８は、制御マイコン１０を起動する起動条件が成立しているか否かを判定する。例えば、起動判定部１８は、エンジンのスタートスイッチがオンになると、制御マイコン１０を起動する起動条件が成立していると判定し、エンジンのスタートスイッチがオフになると、制御マイコン１０を起動する起動条件が成立していないと判定する。

制御マイコン管理部２０は、制御マイコン１０を起動する起動条件が成立していないと起動判定部１８が判定すると、動作停止信号を監視マイコン３０に出力する。
ＷＤＴパルス出力部２２は、制御マイコン１０が正常に作動している場合、一定周期で監視マイコン３０にパルス信号を出力する。制御マイコン１０から一定周期でパルス信号が出力されない場合、監視マイコン３０は制御マイコン１０に異常が発生したと判断する。

リセット回路２４は、監視マイコン３０からリセット信号が出力されると、制御マイコン１０の動作をリセットさせる。
監視マイコン３０の監視マイコン管理部３２は、制御マイコン１０から出力される電源停止信号がオンになるか、あるいは後述する異常判定部３６または電源監視部４０がリセット信号を出力すると、スリープ回路３４にスリープ信号を出力する。

スリープ回路３４は、監視マイコン管理部３２からスリープ信号が出力されると、監視マイコン３０をスリープ状態に遷移させる。
異常判定部３６は、制御マイコン１０が正常に動作しているか否かを監視する。例えば、異常判定部３６は、制御マイコン１０から定期的に監視マイコン３０のＷＤＴをリセットするパルス信号が出力されずにＷＤＴがオーバーフローすると、制御マイコン１０が異常であると判定する。異常判定部３６は、制御マイコン１０が異常であると判定すると、制御マイコン１０をリセットするリセット信号を出力する。

制御マイコン停止部３８は、制御マイコン１０が動作停止信号を出力すると、スイッチ制御部４４にスイッチ８をオフにするように指示する。
電源監視部４０は、制御マイコン１０への電力供給がオフになっていることを表す電源停止信号をモニタしている。電源監視部４０は、スイッチ制御部４４からスイッチ８をオフにするオフ信号が出力されているにも拘わらず、電源停止信号がオフであり、制御マイコン１０に電力が供給されている場合、制御マイコン１０をリセットするリセット信号を出力する。

起動判定部４２は、監視マイコン３０を起動させる起動条件が成立しているか否かを判定する。起動判定部４２は、監視マイコン３０を起動させる起動条件が成立すると、スイッチ制御部４４にスイッチ８をオンにするように指示する。スイッチ制御部４４は、スイッチ８にオン信号を出力することによりスイッチ８をオンにし、スイッチ８にオフ信号を出力することによりスイッチ８をオフにする。

［１－２．処理］
次に、監視マイコン３０が実行する制御マイコン１０に対する電源オフ処理について、図２、３のタイムチャートと図４のフローチャートとを用いて説明する。

図２、３に示すように、バッテリ２の取り替え等によりバッテリ２からの電力供給が遮断された状態からバッテリ２から電力が供給され電圧が印加されると、監視マイコン３０の動作状態は停止モードからリセットモードに遷移する。監視マイコン３０は、リセットモードにおいて初期処理を実行後、スリープモードに遷移する。そして、スリープモードにおいて車両のスタートスイッチ等が操作され、制御マイコン１０の起動条件が成立すると、監視マイコン３０は、スリープモードから通常の処理を実行する通常モードに遷移し、スイッチ８をオンにするオン信号を出力する。

オン信号によりスイッチ８がオンになると制御マイコン１０に電力が供給されるので、制御マイコン１０は、リセットモードに遷移して初期処理を実行後、通常モードに遷移する。

制御マイコン１０と監視マイコン３０とは、通常モードに遷移すると、以下に説明する処理をそれぞれ実行する。
（１）制御マイコン１０の処理
図４のＳ４００において制御マイコン１０の起動判定部１８は、制御マイコン１０の起動条件が成立しているか成立していないかを判定する。Ｓ４００の判定がＮｏである、つまり制御マイコン１０の起動条件が成立していないと起動判定部１８が判定すると、Ｓ４０２において制御マイコン１０は動作の終了処理を実行するとともに、制御マイコン管理部２０に、制御マイコン１０の起動条件が成立していないことを通知する。

そして、Ｓ４０４において制御マイコン管理部２０は、制御マイコン１０が動作を停止することを監視マイコン３０に通知する。
Ｓ４０６において制御マイコン１０は、監視マイコン３０がスイッチ８をオフにして制御マイコン１０への電力供給が遮断されると停止条件が成立するので、停止モードに遷移する。あるいは、Ｓ４０６において制御マイコン１０は、監視マイコン３０がリセット信号を出力すると停止条件が成立するので、リセットモードに遷移する。

（２）監視マイコン３０の処理
監視マイコン３０は、制御マイコン１０が動作停止信号を出力すると、図４のＳ４１０～Ｓ４１８の処理を実行する。Ｓ４１０において制御マイコン停止部３８は、スイッチ制御部４４にスイッチ８をオフにするように指示する。制御マイコン停止部３８の指示により、Ｓ４１０においてスイッチ制御部４４は、スイッチ８にオフ信号を出力する。

電源監視部４０は、Ｓ４１２において制御マイコン１０から出力される電源停止信号をモニタし、Ｓ４１４において制御マイコン１０への電力供給が遮断されたか否かを判定する。

Ｓ４１４の判定がＹｅｓである、つまりスイッチ制御部４４が出力するオフ信号によりスイッチ８が正常にオフになり、制御マイコン１０への電力供給が遮断された場合、処理はＳ４１８に移行する。

Ｓ４１４の判定がＮｏである、つまりスイッチ制御部４４がオフ信号を出力したにも拘わらず、制御マイコン１０への電力供給が遮断されていない場合、電源監視部４０は、スイッチ８が故障しオン固着している可能性があると判断し、Ｓ４１６において図３に示すようにリセット信号を出力する。

電源監視部４０がリセット信号を出力すると、制御マイコン１０のリセット回路２４が動作し、制御マイコン１０の動作モードは強制的に通常モードからリセットモードに遷移される。Ｓ４１６の処理が終了すると、処理はＳ４１８に移行する。

Ｓ４１８において監視マイコン３０は、通常モードからスリープモードに遷移する。Ｓ４１６からＳ４１８に処理が移行してスリープモードに遷移した場合、監視マイコン３０は、スリープモードにおいて定期的に制御マイコン１０にリセット信号を出力する。

［１－３．効果］
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１ａ）監視マイコン３０は、制御マイコン１０から出力される電源停止信号をモニタし、オン固着等のスイッチ８の故障のために制御マイコン１０への電力供給を遮断できないと判断すると、リセット信号を出力することにより制御マイコン１０を強制的にリセットさせる。これにより、制御マイコン１０が想定していない動作をして動作が不安定になることを抑制し、制御マイコン１０の消費電力を低減することができる。

（１ｂ）監視マイコン３０は、オン固着等のスイッチ８の故障のために制御マイコン１０への電力供給を遮断できないと判断し、リセット信号を出力すると、スリープモードに遷移してからも定期的に制御マイコン１０にリセット信号を出力する。

これにより、スイッチ８０をオフにできずに制御マイコン１０に電力が供給されている状態でも、制御マイコン１０をリセットモードに保持できる。
上記の第１記実施形態において、車両用電池監視装置４が車両用電子制御装置に対応し、制御マイコン１０が第１のマイコンに対応し、監視マイコン３０が第２のマイコンに対応する。

［２．第２実施形態］
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第１実施形態では、監視マイコン３０は、オン固着等のスイッチ８の故障のために制御マイコン１０への電力供給を遮断できないと判断すると、リセット信号を出力することにより制御マイコン１０を強制的にリセットさせた。

これに対し、第２実施形態では、制御マイコン１０への電力供給を遮断する場合、スイッチ８のオフ信号を出力するとともに、スイッチ８がオン固着しているか否かに関わらずリセット信号を出力する点で、第１実施形態と相違する。

［２－２．処理］
次に、第２実施形態の制御マイコン１０と監視マイコン３０とが通常モードにおいて実行する処理について、図５のフローチャートに基づいて説明する。

図５において、制御マイコン１０が実行するＳ４００～Ｓ４０６の処理は図２において制御マイコン１０が実行するＳ４００～Ｓ４０６の処理と実質的に同一であるため、説明を省略する。

監視マイコン３０は、制御マイコン１０が動作停止信号を出力すると、Ｓ４２０においてリセット信号を制御マイコン１０に出力する。
制御マイコン１０は、監視マイコン３０がリセット信号を出力すると、スイッチ８が故障しているか否かに拘わらず、つまりスイッチ８がオンかオフかに拘わらず、リセット回路２４により強制的にリセットモードに遷移される。

監視マイコン３０は、Ｓ４２２においてスイッチ８をオフにするオフ信号を出力すると、Ｓ４２４においてスリープモードに遷移する。監視マイコン３０は、スリープモードにおいて定期的に制御マイコン１０にリセット信号を出力する。

なお、Ｓ４２０の処理とＳ４２２の処理とは順番が逆になってもよいし、同時に処理されてもよい。
［２－３．効果］
以上説明した第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（２ａ）制御マイコン１０の起動条件が成立しなくなったために制御マイコン１０が監視マイコン３０に動作停止信号を出力すると、監視マイコン３０は、オン固着等の故障のためにスイッチ８をオフにできないか否かに拘わらず、制御マイコン１０にリセット信号を出力する。

これにより、オン固着等の故障のためにスイッチ８をオフにできずに制御マイコン１０への電力供給を遮断できない場合でも、制御マイコン１０を強制的にリセットできる。したがって、制御マイコン１０が想定していない動作をして動作が不安定になることを抑制し、制御マイコン１０の消費電力を低減することができる。

（２ｂ）監視マイコン３０は、制御マイコン１０にリセット信号を出力してスリープモードに遷移してからも、定期的に制御マイコン１０にリセット信号を出力する。これにより、スイッチ８０をオフにできずに制御マイコン１０に電力が供給されている状態でも、制御マイコン１０をリセットモードに保持できる。

［３．第３実施形態］
［３－１．第１実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第１実施形態では、制御マイコン１０と監視マイコン３０とは、１個の共通の電源ＩＣ６から、バッテリ２の電圧を５Ｖに変換した電力を供給された。
これに対し、第３実施形態の車両用電池監視装置５０では、制御マイコン１０と監視マイコン３０とは、それぞれ専用の電源ＩＣ６から、バッテリ２の電圧を５Ｖに変換した電力を供給される。

［３－２．効果］
上記３実施形態では、第１実施形態の効果（１ａ）、（１ｂ）に加え、以下の効果を得ることができる。

（３ａ）制御マイコン１０と監視マイコン３０とは、それぞれ専用の電源ＩＣ６から、バッテリ２の電圧を５Ｖに変換した電力を供給される。したがって、いずれかの電源ＩＣ６が故障し、制御マイコン１０または監視マイコン３０のいずれかが故障した電源ＩＣ６から電力を供給されなくても、制御マイコン１０または監視マイコン３０の他方は故障していない電源ＩＣ６から電力を供給されて正常に動作できる。

第３記実施形態において、車両用電池監視装置５０が車両用電子制御装置に対応する。
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（４ａ）上記実施形態では、車両用電池監視装置４、５０の監視マイコン３０が、制御マイコン１０への電力供給を、スイッチ８のオンとオフとを切り替えることにより制御した。

これ以外にも、電池監視装置に限らず、第２のマイコンが、第１のマイコンへの電力供給をスイッチのオンとオフとを切り替えることにより制御するのであれば、上記の実施形態をどのような車両用電子制御装置に適用してもよい。

（４ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（４ｃ）上述した車両用電池監視装置の他、当該車両用電池監視装置を構成要素とするシステム、当該車両用電池監視装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、電池監視方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

４、５０：車両用電池監視装置（車両用電子制御装置）、８：スイッチ、１０：制御マイコン（第１のマイコン）、３０：監視マイコン（第２のマイコン）

Claims (7)

1. 第１のマイクロコンピュータ（１０）と、
   オン状態で前記第１のマイクロコンピュータに電力を供給し、オフ状態で前記第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断するスイッチ（８）と、
   前記スイッチのオンとオフとを切り替え、さらに、前記第１のマイクロコンピュータに電力が供給されているか否かを検出する第２のマイクロコンピュータと（３０）、
   を備え、
   前記第２のマイクロコンピュータは、前記第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断するために前記スイッチをオフにするオフ信号を出力しても前記第１のマイクロコンピュータに電力が供給されていることを検出すると、前記第１のマイクロコンピュータにリセット信号を出力する、
   車両用電子制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用電子制御装置であって、
   前記第１のマイクロコンピュータは、前記第１のマイクロコンピュータの起動条件が成立しなくなると、前記第２のマイクロコンピュータに動作停止信号を出力し、
   前記第２のマイクロコンピュータは、前記第１のマイクロコンピュータから前記動作停止信号を入力することにより前記オフ信号を出力しても、前記第１のマイクロコンピュータに電力が供給されていることを検出すると、前記第１のマイクロコンピュータに前記リセット信号を出力する、
   車両用電子制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用電子制御装置であって、
   前記第２のマイクロコンピュータは、前記オフ信号を出力して前記第１のマイクロコンピュータへの電力供給が遮断されたことを検出するか、あるいは前記オフ信号を出力しても前記第１のマイクロコンピュータに電力が供給されていることを検出して前記第１のマイクロコンピュータに前記リセット信号を出力すると、スリープ状態に遷移する、
   車両用電子制御装置。
4. 第１のマイクロコンピュータ（１０）と、
   オン状態で前記第１のマイクロコンピュータに電力を供給し、オフ状態で前記第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断するスイッチ（８）と、
   前記スイッチのオンとオフとを切り替える第２のマイクロコンピュータ（３０）と、
   を備え、
   前記第２のマイクロコンピュータは、前記第１のマイクロコンピュータへの電力供給を遮断する場合、前記スイッチをオフにするオフ信号と、前記第１のマイクロコンピュータをリセットするリセット信号とを出力する、
   車両用電子制御装置。
5. 請求項４に記載の車両用電子制御装置であって、
   前記第１のマイクロコンピュータは、前記第１のマイクロコンピュータの起動条件が成立しなくなると、前記第２のマイクロコンピュータに動作停止信号を出力し、
   前記第２のマイクロコンピュータは、前記第１のマイクロコンピュータから前記動作停止信号を入力すると、前記オフ信号と前記リセット信号とを出力する、
   車両用電子制御装置。
6. 請求項４または５に記載の車両用電子制御装置であって、
   前記第２のマイクロコンピュータは、前記オフ信号と前記リセット信号とを出力すると、スリープ状態に遷移する、
   車両用電子制御装置。
7. 請求項３または６に記載の車両用電子制御装置であって、
   前記第２のマイクロコンピュータは、前記第２のマイクロコンピュータが前記スリープ状態の間、前記第１のマイクロコンピュータに前記リセット信号を出力する、
   車両用電子制御装置。

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