特開 2024-104582 車両用電子制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024104582

(43)【公開日】2024-08-05

(54)【発明の名称】車両用電子制御装置

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/10 20060101AFI20240729BHJP

【ＦＩ】

G05F1/10 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008877

(22)【出願日】2023-01-24

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】二瓶 史和

(72)【発明者】

【氏名】真田 圭

【テーマコード（参考）】

5H410

【Ｆターム（参考）】

5H410BB04

5H410BB08

5H410CC02

5H410DD02

5H410EB25

5H410EB37

5H410FF03

5H410FF09

5H410GG02

(57)【要約】

【課題】プロセッサの急峻な負荷変動に伴い、消費電流が急変動を生じたとしても、プロセッサの入力電源電圧を規格から外れないようにできる車両用電子制御装置を提供する。
【解決手段】電源制御マイコンはプロセッサ電源を制御し、プロセッサ電源はプロセッサに電源電圧を供給する（Ｓ１～Ｓ７）。電源制御マイコンは、プロセッサの負荷変動時におけるプロセッサの入力電源電圧に発生するオーバーシュート及び／又はアンダーシュートに基づいてプロセッサ電源の電源電圧の目標値を変更する（Ｓ６）。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセッサ（２１）と、
前記プロセッサに電源電圧を出力するプロセッサ電源（１１）と、
前記プロセッサ電源の電源電圧を制御する電源制御部（１２）と、
前記電源制御部は、前記プロセッサの負荷変動時における前記プロセッサの入力電源電圧に発生するオーバーシュート及び／又はアンダーシュートに基づいて前記プロセッサ電源の電源電圧の目標値を変更する車両用電子制御装置。

【請求項2】

前記プロセッサを搭載する第１基板（２０）と、前記プロセッサ電源を搭載する第２基板（１０）とは、当該第１基板及び第２基板間を接続する基板間コネクタ（２３）を通じて接続されており、前記プロセッサ電源は前記基板間コネクタを通じて前記電源電圧を前記プロセッサに出力するように構成され、
前記プロセッサは、当該プロセッサの負荷変動時における前記プロセッサの入力電源電圧を読取り、前記入力電源電圧を前記電源制御部に送信、又は、前記入力電源電圧に基づいて前記電源電圧を補正するための補正値を算出して前記電源制御部に送信し、
前記電源制御部が、送信された前記入力電源電圧又は前記補正値に基づいて前記プロセッサ電源の電源電圧の目標値を変更する請求項１記載の車両用電子制御装置。

【請求項3】

前記電源制御部が、前記プロセッサの負荷変動時における前記プロセッサの入力電源電圧を読取り、前記入力電源電圧に基づいて前記プロセッサ電源の電源電圧の目標値を変更する請求項１記載の車両用電子制御装置。

【請求項4】

前記プロセッサは前記負荷変動を起こしたときに、前記プロセッサが前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートを生じるタイミングを含めて前記プロセッサの入力電源電圧を読取り、当該入力電源電圧の変化を生じても前記プロセッサの入力電源電圧の規格の範囲に入るように補正値を算出し、
前記電源制御部は、前記補正値に基づいて前記電源電圧の目標値を変更する請求項１記載の車両用電子制御装置。

【請求項5】

前記プロセッサが前記負荷変動を起こしたときに、前記プロセッサが前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートを生じるタイミングを含めて前記プロセッサの入力電源電圧を読取り前記入力電源電圧を電源制御部に送信し、
前記電源制御部は、前記プロセッサの入力電源電圧の変化を生じても、前記プロセッサの入力電源電圧の規格の範囲に入るように補正値を算出し、前記補正値に基づいて前記電源電圧の目標値を変更する請求項１記載の車両用電子制御装置。

【請求項6】

前記プロセッサが前記負荷変動を起こしたときに、
前記電源制御部が前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートを生じるタイミングを含めて前記プロセッサの入力電源電圧を読取り、
前記電源制御部は、前記プロセッサの入力電源電圧の変化を生じても、前記プロセッサの入力電源電圧の規格の範囲に入るように補正値を算出し、前記補正値に基づいて前記電源電圧の目標値を変更する請求項１記載の車両用電子制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両用電子制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の内部では、電源制御部が電源電圧を制御し、車両制御を担うプロセッサに電源電圧を供給している。通常、電源制御部は、プロセッサの入力インピーダンスを考慮して電源電圧を設定し、電源電圧の目標値を決定する。しかし、プロセッサへ給電する給電線のインピーダンスが無視できない程度に大きいと、プロセッサの入力電源電圧が、給電線のインピーダンスの影響によって予め定められた規格から外れる虞がある。この場合、電源制御部が、直流バイアスを印加して電源電圧を変化させることで規格内に制御する方法がある（例えば、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２０１１－０６７０５９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記載の技術を適用しても、プロセッサが急峻な処理の負荷変動を生じると、このときの負荷変動に伴う消費電流の変動に耐えうるものとはならず、プロセッサの入力電源電圧が規格から外れてしまう虞がある。

【0005】

本開示の目的は、プロセッサの急峻な負荷変動に伴い、消費電流が急変動を生じたとしても、プロセッサの入力電源電圧を規格から外れないようにできる車両用電子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】

請求項１記載の発明は、プロセッサと、プロセッサに電源電圧を供給するプロセッサ電源と、プロセッサ電源を制御する電源制御部と、を備え、電源制御部は、プロセッサの負荷電流の変動時におけるプロセッサの入力電源電圧に発生するオーバーシュート及び／又はアンダーシュートに基づいてプロセッサ電源の電源電圧の目標値を変更する。

【0007】

請求項１記載の発明によれば、電源制御部は、プロセッサの負荷電流の変動時におけるプロセッサの入力電源電圧に発生するオーバーシュート及び／又はアンダーシュートに基づいてプロセッサ電源の電源電圧目標値を変更している。このため、プロセッサの急峻な処理の負荷変動に伴い、プロセッサの消費電流が急変動を生じたとしても、プロセッサの入力電源電圧を規格から外れないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態において基板上における各部品の配置状態を模式的に示す上面図

【図2】第１実施形態における機能構成と情報の流れを説明する図

【図3】第１実施形態における処理動作を概略的に説明するフローチャート

【図4】第１実施形態における補正方法を概略的に説明するタイミングチャート

【図5】第２実施形態において基板上における各部品の配置状態を模式的に示す上面図

【図6】第２実施形態における処理動作を概略的に示すフローチャート

【図7】第３実施形態における処理動作を概略的に示すフローチャート

【図8】第４実施形態における処理動作を概略的に示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、車両用電子制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態では、各実施形態で同一又は類似に構成には同一又は類似の符号を付して説明を省略することがある。

【0010】

（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図４を参照しながら説明する。図１に示すように、車両用電子制御装置１は、それぞれに部品が搭載された親基板１０及び子基板２０を備える。子基板２０は親基板１０に重ねて搭載されている。親基板１０は第２基板相当であり、子基板２０は第１基板相当である。電子制御装置はＥＣＵとも称される。ＥＣＵは、Electronic Control Unit の略称を示す。

【0011】

車両には様々なグレードが用意されており、グレードが異なると搭載機能も異なる。コストや生産管理上の観点を考慮すると、車両のグレードが異なっても、各種部品を極力共通化するとよい。車両グレードが異なる車両用電子制御装置１に対して部品を効率よく実装するためには、親基板１０に子基板２０を重ねてそれぞれ部品を実装するとよい。例えば、親基板１０に基本機能を実装しつつ、子基板２０に拡張機能を実装し、親基板１０に子基板２０を重ねて実装することで、機能の拡張、機能の選択を図ることができる。

【0012】

図１に示すように、親基板１０には、プロセッサ電源１１、電源制御マイコン１２、マイコン電源１３、及び、その他のデバイス１４が搭載されている。図２に示すように、マイコン電源１３は、スイッチング電源回路により構成され、外部のバッテリ５から電圧供給を受けて所定の電源電圧を生成し、電源制御マイコン１２に供給する。電源制御マイコン１２は、電源制御部相当を示す。

【0013】

電源制御マイコン１２は、プロセッサ電源１１が出力する電源電圧Ｖｏｕｔを制御する。プロセッサ電源１１はスイッチング電源回路により構成され、電源制御マイコン１２の制御に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔを出力する。また、電源制御マイコン１２は、要求を満たす電源電圧Ｖｏｕｔを子基板２０の搭載部品に供給する。

【0014】

図１に示すように、親基板１０には給電線Ｌ１～Ｌ４が形成されている。給電線Ｌ１は、バッテリ５からプロセッサ電源１１の電源入力端子まで形成されている。給電線Ｌ２は、バッテリ５からマイコン電源１３の電源入力端子まで形成されている。給電線Ｌ３は、プロセッサ電源１１の出力からデバイス１４の電源入力端子まで形成されると共に、プロセッサ電源１１の出力から基板間コネクタ２３まで形成されている。給電線Ｌ４は、マイコン電源１３から電源制御マイコン１２の電源入力端子まで形成されている。

【0015】

親基板１０と子基板２０とを接続するため、図１に示すように、基板間コネクタ２３を用いている。基板間コネクタ２３はＢＴＢコネクタとも称される。基板間コネクタ２３は、親基板１０の表面と子基板２０の裏面との間を接続するフローティング機構を備えている。フローティング機構は、親基板１０及び子基板２０の間の歪を避けるために構成される。

【0016】

子基板２０には、例えば自動運転制御を実行するハイパフォーマンスコンピュータ（ＨＰＣ）を構成するプロセッサ２１が搭載されている。ＨＰＣは、High Performance Computer の略称を示す。プロセッサ２１は、ＣＰＵ、ＭＰＵなどの中央処理装置を示す。子基板２０にプロセッサ２１を搭載する仕様とすることで、例えば自動運転制御機能をオプション化しながら車両用電子制御装置１を構成できる。

【0017】

基板間コネクタ２３が親基板１０と子基板２０との間に構成されていると、基板間コネクタ２３を通じて多くの電流を供給できる。したがって、子基板２０にハイパフォーマンスなプロセッサ２１が搭載されており、親基板１０の側から電力を供給する仕様であったとしても十分に電流を流すことができ、プロセッサ２１の大消費電力化に対応できる。また基板間コネクタ２３を用いることで、親基板１０と子基板２０との間の通信の高速化に対応でき、さらに全体を小型化できる。

【0018】

子基板２０には、プロセッサ２１の他、シャント抵抗２２、Ａ／Ｄ変換器２４、メモリ２５が搭載されている。子基板２０には給電線Ｌ５が構成されている。給電線Ｌ５は、基板間コネクタ２３から子基板２０に搭載されるシャント抵抗２２を通じてプロセッサ２１の電源入力端子まで形成されている。

【0019】

給電線Ｌ３と給電線Ｌ５は、基板間コネクタ２３を通じて結線されている。これにより、プロセッサ電源１１が電源電圧Ｖｏｕｔをプロセッサ２１に供給できる。プロセッサ２１は入力電源電圧Ｖｉｎの規格が予め定められている。プロセッサ２１が安定的に正常動作する入力電源電圧Ｖｉｎの上限値、下限値を、それぞれ最大定格電圧Ｖｕ、最小定格電圧Ｖｄとする。プロセッサ２１は、最大定格電圧Ｖｕを超える電圧を入力すると動作不能に陥る可能性がある。またプロセッサ２１は、最小定格電圧Ｖｄ以上の電圧を入力電源電圧Ｖｉｎとしていれば動作可能である。プロセッサ２１は、これらの最大定格電圧Ｖｕ－最小定格電圧Ｖｄの範囲の電圧を途絶えることなく入力電源電圧Ｖｉｎとしなければ正常動作を継続できない。なお、図１に示す子基板２０には図示していないが、その他、メモリ２５に延びる給電線も構成されているが、本願に関係しないため図１には省略している。

【0020】

またプロセッサ２１は、シャント抵抗２２の端子間電圧をＡ／Ｄ変換器２４を通じて測定可能になっている。これによりプロセッサ２１は、自身の電源入力端子に入力される入力電流Ｉｉｎを測定できる。またプロセッサ２１は、自身の電源入力端子の入力電源電圧Ｖｉｎを測定できる。

【0021】

これにより、プロセッサ２１は入力電流Ｉｉｎ及び入力電源電圧Ｖｉｎによりインピーダンスを測定できる。またプロセッサ２１は、入力電流Ｉｉｎ、入力電源電圧Ｖｉｎ、その補正値などの情報を、基板間コネクタ２３を通じて電源制御マイコン１２に送信できる。電源制御マイコン１２は、受信したデータに基づいてプロセッサ電源１１が出力する電源電圧Ｖｏｕｔを制御できる。

【0022】

次に、図３を参照して車両の始動時から電源電圧Ｖｏｕｔの制御方法を説明する。車両始動時に、Ｓ１において運転者によりイグニッションスイッチがＯＮされると、電源制御マイコン１２は、このイグニッションスイッチがオンする度に図３のＳ２以降に示す処理を実行する。電源制御マイコン１２は、イグニッションスイッチのオン信号を受け付けるとＳ２において自身を起動する。

【0023】

電源制御マイコン１２は、自身の起動後においてＳ３においてプロセッサ電源１１にイネーブル信号を送信し、プロセッサ電源１１を起動指示する。プロセッサ電源１１が起動すると、プロセッサ電源１１は電源制御マイコン１２の制御に基づいて初期設定の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を設定し、当該目標値の電源電圧Ｖｏｕｔを給電線Ｌ３に供給する。電源電圧Ｖｏｕｔは、給電線Ｌ３、基板間コネクタ２３、給電線Ｌ５及びシャント抵抗２２を経て、プロセッサ２１の電源入力端子に入力電源電圧Ｖｉｎとして入力される。

【0024】

プロセッサ電源１１の出力の電源電圧Ｖｏｕｔが、プロセッサ２１の電源入力端子に入力されるまでの間に給電線Ｌ３、Ｌ５の寄生成分（Ｌ性、Ｃ性）によるインピーダンス変動の影響を生じる。例えば出荷初期段階では、車両用電子制御装置１に接続されるコネクタや伝送線路の給電線Ｌ３、Ｌ５は劣化していない。このため初期設定では、プロセッサ２１は、入力電源電圧Ｖｉｎの上限値Ｖｕ及び下限値Ｖｄの範囲の規格を満たすように電源入力端子に電源を入力する。しかし、年を経ると給電線Ｌ３、Ｌ５の寄生成分（Ｌ性、Ｃ性）の影響を顕著に生じ、インピーダンス変動しやすくなる。プロセッサ２１は、起動すると毎回又は周期的にその直後にインピーダンス測定用動作モードに移行する。インピーダンス測定用動作モードは、プロセッサ２１の処理負荷を意図的に変化させるモードを示す。

【0025】

プロセッサ２１の起動直後には、プロセッサ２１はアイドル状態となっており、ほぼ無負荷状態とされている。図３のＴ２においてインピーダンス測定用動作モードに移行すると、プロセッサ２１は、Ｔ３においてシャント抵抗２２の端子間電圧を測定し続けると共に入力電源電圧Ｖｉｎを測定し続けてデータをメモリ２５に記憶し続ける。プロセッサ２１は、シャント抵抗２２の端子間電圧及び入力電源電圧Ｖｉｎのデータを参照してインピーダンスを算出する。プロセッサ２１はあるタスクにて計測を継続しつつ、他のタスクにて高負荷プログラムを実行、停止を１回実行、又は、２回以上繰り返すことで低負荷と高負荷の状態を繰り返す。

【0026】

詳細には図４に示している。図４に示すように、プロセッサ２１は、タイミングｔ１にて高負荷のテストプログラムを実行開始する。すると、プロセッサ２１の消費電流が急上昇するため、プロセッサ電源１１の出力電流Ｉｏｕｔも急上昇する。プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎは、プロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔ、給電線Ｌ３及びＬ５や基板間コネクタ２３のインピーダンス、プロセッサ２１の電源入力端子の入力インピーダンスに基づいて変化する。プロセッサ２１が、高負荷の処理プログラムを実行継続すると、入力電源電圧Ｖｉｎはアンダーシュートして最小値Ｖｍｉｎに達した後、上昇してある一定の低い電圧値に収束する。

【0027】

その後、プロセッサ２１は、タイミングｔ２において高負荷のテストプログラムの実行を停止する。すると、プロセッサ２１の消費電流が急減少するため、プロセッサ電源１１の出力電流Ｉｏｕｔを急減少させることができる。プロセッサ２１が、高負荷のテストプログラムを実行停止すると、入力電源電圧Ｖｉｎはオーバーシュートして最大値Ｖｍａｘに達した後、下降して元の初期の電圧に戻る。

【0028】

プロセッサ２１は、この間の入力電源電圧Ｖｉｎの変化を測定すると共に、シャント抵抗２２の端子間電圧を取得することで入力電流Ｉｉｎの変化を測定している。プロセッサ２１は、時間経過に伴う入力電源電圧Ｖｉｎ及び入力電流Ｉｉｎを用いることでＴ４にてインピーダンスを算出できる。

【0029】

プロセッサ２１は、図３のＴ５において補正の必要の有無を判定する。ここで、プロセッサ２１は、当該プロセッサ２１の負荷変動時におけるプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎに発生するオーバーシュート及びアンダーシュートに基づいて補正の必要の有無を判定する。

【0030】

具体的に、プロセッサ２１は、オーバーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎの最大値Ｖｍａｘが最大定格電圧Ｖｕ以下となっているか否かを判定する。またプロセッサ２１は、アンダーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎの最小値Ｖｍｉｎが最小定格電圧Ｖｄ以上となっているか否かを判定する。プロセッサ２１は、これらの条件を満たしていれば補正の必要無と判定し、この条件を満たしていない場合には補正の必要有りと判定する。

【0031】

プロセッサ２１は、補正の必要を生じていると判定した場合、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎに基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔを補正するための補正値を算出する。このとき、プロセッサ２１は、オーバーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎが最大定格電圧Ｖｕ以下となり、且つ、アンダーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎが最小定格電圧Ｖｄ以上となるように補正値を算出する。補正値は、ＤＣ値、すなわち直流電圧により求めるとよい。

【0032】

図４に示すように、オーバーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎの最大値Ｖｍａｘと最大定格電圧Ｖｕとの差分をＶ２とする。アンダーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎの最小値Ｖｍｉｎと最小定格電圧Ｖｄとの差分をＶ１とする。プロセッサ２１は、アンダーシュート時の差分Ｖ１＝オーバーシュート時の差分Ｖ２となるように電圧差分を補正値として算出するとよい。

【0033】

またプロセッサ２１は、推定されたインピーダンスに応じて交流（ＡＣ）、直流（ＤＣ）的に変動させる電圧値を補正値として決定してもよい。より精度よく電源電圧Ｖｏｕｔの補正値を求めることができ、入力電源電圧Ｖｉｎの規格を確実に満たすことができる。

【0034】

プロセッサ２１はＡ／Ｄ変換器２４を通じてシャント抵抗２２の端子間電圧差を検出することで入力電流Ｉｉｎを検出できる。プロセッサ２１が電源入力端子側の入力電源電圧Ｖｉｎを検出して入力電流Ｉｉｎを考慮して給電線Ｌ３、Ｌ５のインピーダンスを算出し、入力電源電圧Ｖｉｎの経時変化を学習することで補正値を最適化できる。

【0035】

プロセッサ２１は、図３のＴ６において電源制御マイコン１２に算出された補正値を送信する。電源制御マイコン１２は、補正値に基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更する。電源制御マイコン１２は例えば補正値を加減算した電源電圧Ｖｏｕｔを目標値に設定する。これにより、たとえ入力電源電圧Ｖｉｎがオーバーシュート及びアンダーシュートしたときであっても、入力電源電圧Ｖｉｎの変化を最大定格電圧Ｖｕと最小定格電圧Ｖｄとの間に収めることができる。これにより、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎがたとえ大きく変動したとしても、入力電源電圧Ｖｉｎの規格は満たされる。

【0036】

ここでは、プロセッサ２１が補正値を算出して、電源制御マイコン１２に補正値を送信し、電源制御マイコン１２が、補正値に基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更する形態を示したが、これに限られるものではない。

【0037】

例えば、プロセッサ２１が、当該プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを読取り、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの情報を電源制御マイコン１２に送信する。そして電源制御マイコン１２がプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎに基づいて補正値を算出し、補正値に基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧目標値を変更してもよい。このようにしても同様の作用効果を奏する。

【0038】

電源制御マイコン１２は、プロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更した後、図３のＳ７において変更完了通知をプロセッサ２１に送信する。プロセッサ２１は、電源制御マイコン１２から変更完了通知を受領すると、図３のＴ８において通常モードに移行して通常処理を開始する。プロセッサ２１は、Ｔ９において自動運転制御などのハイパフォーマンス処理を実行する。たとえプロセッサ２１が、通常より負荷変動の大きなハイパフォーマンス処理を実行したとしても、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎは定められた規格を満たした変動に留まる。これにより、プロセッサ２１は正常動作を継続できる。

【0039】

＜本実施形態に係る課題、目的の説明＞
基板間コネクタ２３のフローティング機構は、そのコンタクト部分の構造が複雑な形状に成形され、基板間コネクタ２３のコンタクトには機械的ストレスがかかり経年劣化すると形状が変化する。

【0040】

基板間コネクタ２３は、そのフローティング機構のコンタクト形状が変化するとインダクタンス及びキャパシタンスによるインピーダンスが変化する。プロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔは、プロセッサ電源１１からプロセッサ２１までの経路の基板間コネクタ２３の要素によりプロセッサ２１に入力されるまでの間に変化する。

【0041】

この場合、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎのオーバーシュート及び／又はアンダーシュートも変化する。このような交流的な変動を防ぐ電源制御方法も知られている。プロセッサ電源１１の出力端からプロセッサ２１の電源入力端子までの寄生インダクタンス、寄生容量の値によっては、当該技術を適用して交流（ＡＣ）的な補正を実施しても当該交流的な補正が有効に作用しない虞がある。この場合、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの規格を外れる懸念がある。子基板２０に搭載されたプロセッサ２１の要求を満たす入力電源電圧Ｖｉｎを供給できない虞があり、プロセッサ２１が正常に動作できない虞がある。

【0042】

＜本実施形態のまとめ＞
本実施形態によれば、電源制御マイコン１２は、プロセッサ２１の負荷変動時における入力電源電圧Ｖｉｎに発生するオーバーシュート及びアンダーシュートに基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更している。プロセッサ２１の急峻な負荷変動に伴い、消費電流が急変動を生じたとしても、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを規格から外れないようにできる。

【0043】

またプロセッサ２１が負荷変動を起こしたときに、プロセッサ２１がオーバーシュート及びアンダーシュートを生じるタイミングｔ１、ｔ２を含めて入力電源電圧Ｖｉｎを読取る。プロセッサ２１が当該入力電源電圧Ｖｉｎの変化を生じても入力電源電圧Ｖｉｎの規格の範囲に入るように補正値を算出し、電源制御マイコン１２が補正値に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更している。これにより、プロセッサ２１がたとえ負荷変動の大きなハイパフォーマンス処理を実行したとしても正常動作を継続できる。

【0044】

本実施形態では、プロセッサ２１が入力電源電圧Ｖｉｎの変動を起動毎に定期的に読み取り、電源制御マイコン１２がプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更することで入力電源電圧Ｖｉｎの規格の範囲の例えば中心に入るようにしている。これにより、プロセッサ２１の急峻な処理負荷変動に伴い消費電流が急変動を生じオーバーシュート及びアンダーシュートを生じたとしても、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを規格から外れないようにできる。

【0045】

親基板１０及び子基板２０を通じてプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの読取りラインを引き回すと、基板間コネクタ２３の接触部分にてノイズを拾い、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを正しく読み取れない虞を生じる。

【0046】

本実施形態では、子基板２０の内部でプロセッサ２１が入力電源電圧Ｖｉｎを読取っているため、基板間コネクタ２３の接触部分の影響を受けることなくプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを正確に読取ることができる。そして、プロセッサ２１が入力電源電圧Ｖｉｎに基づいて電源電圧Ｖｏｕｔを補正するための補正値を算出して電源制御マイコン１２に送信し、電源制御マイコン１２が、送信された補正値に基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更している。

【0047】

これにより、プロセッサ２１は、基板間コネクタ２３の影響を受けていない入力電源電圧Ｖｉｎを検出でき、当該入力電源電圧Ｖｉｎに基づいて補正値を算出でき、当該補正値に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更できる。

【0048】

本実施形態では、プロセッサ２１が、基板間コネクタ２３を含む回路全体のインピーダンスの影響に基づく入力電源電圧Ｖｉｎ、入力電流Ｉｉｎ、インピーダンスの変化を読取り補正値を算出し、当該補正値を電源制御マイコン１２に送信している。これにより、電源制御マイコン１２の電源電圧Ｖｏｕｔの補正値に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更できる。これにより、ＡＣ変動／ＤＣ変動ともにプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの仕様にあった補正を行うことができる。

【0049】

＜変形例＞
本実施形態では、プロセッサ２１が補正値を算出して電源制御マイコン１２に補正値を送信し、電源制御マイコン１２が補正値に基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更する形態を示したが、これに限定されるものではない。例えば、プロセッサ２１が読み取った入力電源電圧Ｖｉｎを電源制御マイコン１２に送信し、電源制御マイコン１２が入力電源電圧Ｖｉｎに基づいて補正値を算出し、プロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更するようにしてもよい。

【0050】

プロセッサ２１が負荷変動を起こしたときに、プロセッサ２１がオーバーシュート及びアンダーシュートを生じるタイミングを含めてプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを読取り、当該入力電源電圧Ｖｉｎを電源制御マイコン１２に送信するようにしてもよい。このとき、電源制御マイコン１２は、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの変化を生じても、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの規格の範囲に入るように補正値を算出し、補正値に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更するとよい。このような変形例であっても前述した第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0051】

（第２実施形態）
第２実施形態について図５及び図６を参照しながら説明する。図５に示すように、一枚の親基板１０の上に、プロセッサ電源１１、電源制御マイコン１２、プロセッサ２１、シャント抵抗２２、Ａ／Ｄ変換器２４、及びメモリ２５を構成した形態に適用し、基板間コネクタ２３を用いない構成に適用してもよい。

【0052】

第２実施形態の構成の場合、第１実施形態で説明した子基板２０を使用していない。このため、プロセッサ電源１１が、給電線Ｌ３を通じて電源電圧Ｖｏｕｔをプロセッサ２１に供給する際に、基板間コネクタ２３を介して供給する必要がなくなる。したがって、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎは基板間コネクタ２３に起因したノイズの影響を生じることはない。

【0053】

図５に示すように、電源制御マイコン１２が、プロセッサ２１の負荷電流の変動時におけるプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを読取り、入力電源電圧Ｖｉｎに基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更するようにしてもよい。この場合、電源制御マイコン１２は、基板間コネクタ２３のノイズの影響を受けることなく、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを読取ることができる。ここでは、電源制御マイコン１２がプロセッサ２１と接続されている形態を示したが、これに限定されるものではない。例えば、電源制御マイコン１２は、Ａ／Ｄ変換器２４に直接接続されておりプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを直接読取ってもよい。また、電源制御マイコン１２が、Ａ／Ｄ変換器２４を内蔵していてもよく、この場合もプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを直接読取ることができる。

【0054】

具体的には、図６に示すように処理を実行するとよい。車両始動時に、Ｓ１にて運転者によりイグニッションスイッチがＯＮされると、電源制御マイコン１２は、このイグニッションスイッチがオンする度に図６のＳ２以降に示す処理を実行する。電源制御マイコン１２は、イグニッションスイッチのオン信号を受け付けると、Ｓ２において自身を起動する。

【0055】

電源制御マイコン１２は、自身の起動後において、Ｓ３においてプロセッサ電源１１にイネーブル信号を送信しプロセッサ電源１１を起動指示する。プロセッサ電源１１がＴ１ａにて起動すると、電源制御マイコン１２の制御に基づいて初期設定の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を設定し、当該目標値の電源電圧Ｖｏｕｔを給電線Ｌ３に供給する。電源電圧Ｖｏｕｔは、給電線Ｌ３、基板間コネクタ２３、給電線Ｌ５、及びシャント抵抗２２を経てプロセッサ２１の電源入力端子に入力される。

【0056】

プロセッサ電源１１の出力の電源電圧Ｖｏｕｔがプロセッサ２１の電源入力端子に入力されたときに、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの規格を満たしていれば、プロセッサ２１は正常に起動する。プロセッサ２１は、Ｔ１ａにおいて起動するとモード切替要求を待機する。

【0057】

その後、電源制御マイコン１２は、Ｓ２１においてモード切替要求をプロセッサ２１に送信する。するとプロセッサ２１は、インピーダンス測定用動作モードに移行する。プロセッサ２１はアイドル状態となるとほぼ無負荷となる。図６のＴ２においてインピーダンス測定用動作モードに移行すると、プロセッサ２１は、低負荷のアイドル状態から高負荷のダミーテストプログラムを実行して処理負荷を急上昇させたりプログラムの実行を停止したりする。すなわちプロセッサ２１は、高負荷プログラムを実行、停止を１回実行又は２回以上繰り返すことで低負荷と高負荷の状態を繰り返す。

【0058】

この間、電源制御マイコン１２は、Ｓ２３においてシャント抵抗２２の端子間電圧をＡ／Ｄ変換器２４を通じて測定し続ける。また電源制御マイコン１２は、プロセッサ２１の入力電源電圧ＶｉｎもＡ／Ｄ変換器２４を通じて測定し続ける。電源制御マイコン１２は、Ｓ２４においてシャント抵抗２２の端子間電圧及び入力電源電圧Ｖｉｎのデータを参照してインピーダンスを算出する。

【0059】

電源制御マイコン１２は、Ｓ２５において補正の必要の有無を判定する。ここで、電源制御マイコン１２は、プロセッサ２１の負荷電流の変動時におけるプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎに発生するオーバーシュート及び／又はアンダーシュートに基づいて補正の必要の有無を判定する。

【0060】

具体的に、電源制御マイコン１２は、オーバーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎの最大値Ｖｍａｘが最大定格電圧Ｖｕ以下となっているか否かを判定する。電源制御マイコン１２は、アンダーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎの最小値Ｖｍｉｎが最小定格電圧Ｖｄ以上となっているか否かを判定する。これにより補正の必要の有無を判定する。

【0061】

電源制御マイコン１２は、Ｓ２５において補正の必要を生じていると判定した場合、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎに基づいて電源電圧Ｖｏｕｔを補正するための補正値を算出する。このとき、電源制御マイコン１２は、オーバーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎが最大定格電圧Ｖｕ以下となり、且つ、アンダーシュートしたときの入力電源電圧Ｖｉｎが最小定格電圧Ｖｄ以上となるように補正値を算出する。補正値は、ＤＣ値、すなわち直流電圧により求めるとよい。

【0062】

さらに望ましくは電源制御マイコン１２は、差分Ｖ２が差分Ｖ１と等しくなるように補正値を算出するとよい。つまり、第１実施形態と同様に、アンダーシュート時の差分Ｖ１＝オーバーシュート時の差分Ｖ２となるように補正値を算出するとよい。

【0063】

電源制御マイコン１２は、算出された補正値に基づいてＳ２６においてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更する。電源制御マイコン１２は例えば補正値を加減算した電源電圧Ｖｏｕｔを目標値に設定できる。これにより、たとえ入力電源電圧Ｖｉｎがオーバーシュート及びアンダーシュートしたときであっても、入力電源電圧Ｖｉｎの変化を最大定格電圧Ｖｕと最小定格電圧Ｖｄとの間に収めることができる。これにより、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎがたとえ大きく変動したとしても、入力電源電圧Ｖｉｎの規格が満たされる。

【0064】

電源制御マイコン１２は、図６のＳ２６にてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更した後、図６のＳ２７にて変更完了通知をプロセッサ２１に送信する。プロセッサ２１は、電源制御マイコン１２から変更完了通知を受領すると、図６のＴ８において通常モードに移行して通常処理を開始する。

【0065】

プロセッサ２１は、Ｔ９において自動運転制御などのハイパフォーマンス処理を実行する。たとえプロセッサ２１が、通常より負荷変動の大きなハイパフォーマンス処理を実行したとしても、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎは規格を満たした変動に留まる。これにより、プロセッサ２１は正常動作を継続できる。

【0066】

＜本実施形態のまとめ＞
本実施形態においては、電源制御マイコン１２が、プロセッサ２１に対しモード切替要求を行うことで、プロセッサ２１がインピーダンス測定用動作モードに移行している。電源制御マイコン１２が、プロセッサ２１の負荷変動時におけるプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを読取り、入力電源電圧Ｖｉｎに基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更するようにしている。

【0067】

プロセッサ２１が負荷変動を起こしたときに、電源制御マイコン１２がオーバーシュート及びアンダーシュートを生じるタイミングｔ１、ｔ２を含めてプロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎを読取る。電源制御マイコン１２は、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの変化を生じても、プロセッサ２１の入力電源電圧Ｖｉｎの規格の範囲に入るように補正値を算出し、補正値に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更するようにしている。本実施形態においても前述実施形態と同様の効果を奏する。

【0068】

（第３実施形態）
第３実施形態について図７を参照しながら説明する。第１及び第２実施形態では、車両始動時に、プロセッサ２１がインピーダンス測定用動作モードに移行して補正を行うようにしたが、これに限定されるものではない。車両走行中において、環境温度が上昇したことが検出されたときに、プロセッサ２１がインピーダンス測定用動作モードに移行し、必要に応じて補正を実行するようにしてもよい。

【0069】

例えば、図７に示すように、車両走行中、プロセッサ２１が図示しない温度センサにより温度を検出し、Ｔ３０において所定温度より上昇したと検出されたことを条件として、プロセッサ２１がＴ２においてインピーダンス測定用動作モードに移行している。この後の処理動作は、第１実施形態と同様であるため同一のステップ番号を付して説明を省略する。本実施形態においても同様の作用効果を奏する。

【0070】

（第４実施形態）
第４実施形態について図８を参照しながら説明する。第４実施形態でも同様に、車両走行中において、環境温度が上昇したことが検出されたときに、プロセッサ２１がインピーダンス測定用動作モードに移行し、必要に応じて補正を実行するようにしてもよい。

【0071】

例えば、図８に示すように、車両走行中、電源制御マイコン１２が、図示しない温度センサにより温度を検出する。電源制御マイコン１２は、Ｓ３０において所定温度より上昇したと検出されたことを条件として、Ｓ２１においてモード切替要求をプロセッサ２１に送信する。これにより、プロセッサ２１が、Ｔ２においてインピーダンス測定用動作モードに移行している。この後の処理動作は第２実施形態と同様であるため同一のステップ番号を付して説明を省略する。この場合も同様の作用効果を奏する。

【0072】

（他の実施形態）
本開示は、前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
例えば、第１実施形態では、プロセッサ２１が、起動直後にインピーダンス測定用動作モードに移行してテストプログラムを実行する形態を示したが、これに限られるものではない。プロセッサ２１が、実際の車両制御の途中に大きな負荷変動を生じる車両制御プログラムを実行する期間を見計らって、インピーダンス測定負荷モードに移行してもよい。

【0073】

プロセッサ２１が車両制御プログラムを実行している最中にインピーダンス測定負荷モードに移行した場合でも前述実施形態に示したように同様に処理するとよい。すなわちプロセッサ２１は、シャント抵抗２２の端子間電圧を測定して入力電流Ｉｉｎを測定すると共に入力電源電圧Ｖｉｎを測定し、補正の必要を生じたときに補正値を算出し、電源制御マイコン１２に補正値を送信する。電源制御マイコン１２は、補正値に基づいてプロセッサ電源１１の電源電圧Ｖｏｕｔの目標値を変更する。このような形態でも同様の作用効果を奏する。

【0074】

前述実施形態では、オーバーシュート及びアンダーシュートを生じたときに最大定格電圧Ｖｕと最小定格電圧Ｖｄの中に収まるように補正値を算出した形態を示したが、これに限定されるものではない。オーバーシュートのみ、又は、アンダーシュートのみ生じたときに最大定格電圧Ｖｕと最小定格電圧Ｖｄの中に収まるように補正値を算出してＤＣ補正するようにしてもよい。

【0075】

本開示に記載の電源制御マイコン１２及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の電源制御マイコン１２及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

【0076】

もしくは、本開示に記載の電源制御マイコン１２及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0077】

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0078】

図面中、１０は親基板（第２基板）、１１はプロセッサ電源、１２は電源制御マイコン（電源制御部）、２０は子基板（第１基板）、２１はプロセッサ、２３は基板間コネクタ、を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】