KopherBit
コントローラー

KCU ハイサイド/ローサイド ドライバー モジュール

KCU GEN1 / GEN2 は、統合されたハイサイド ドライバー (HSD) およびローサイド ドライバー (LSD) モジュールを提供し、PWM 出力、負荷電流測定、およびチャネル診断をサポートします。この記事では、KopherSAR ドライバー インターフェイスの KopherBit の HSD/LSD API、診断プロセス、BSW 統合方法について概要を説明します。

まとめ

KCU は、リレー、モーター、ランプなどの車両アクチュエーターを直接駆動できる、統合された ハイサイド ドライバー (HSD) および ローサイド ドライバー (LSD) モジュールを提供します。一部のチャンネルは PWM 出力をサポートしています。 KopherBit は、出力設定 (HS_SetOutput / LS_UpdateOutputState)、診断トリガー (HS_Diagnosis_Enabler / LS_RunDiagnosis)、診断読み取り (*_GetDiagnosisResult)、診断クリア (*_CleanDiagnosis)、HSD などの標準化された API を KopherSAR ドライバー インターフェイスで提供します。負荷電流測定 (HS_GetLoadCurrent) などの機能をアプリケーション層 SWC に直接統合できます。

技術的な役割

HSD/LSD は、自動車 ECU がアクチュエーターを制御するための物理インターフェイスです。

  • ハイサイド ドライバー (HSD): 電源 (VBATT) を負荷に接続し、負荷の他端をグランドに接続します。リレー、照明、発熱体など、保護された電力を必要とする負荷に一般的に使用されます。
  • ローサイド ドライバー (LSD): 負荷の他端をグランドに接続し、電力は外部から供給されます。高周波PWM制御（モーターPWM、調光など）によく使用されます。

KopherBit は、HSD/LSD を KCU GEN1 上の KopherSAR ドライバー インターフェイス モジュール (ECU 抽象化レイヤーに属する) としてカプセル化するため、アプリケーション層 SWC が SPI スイッチング IC または MCU PWM レジスタに直接触れる必要がありません。

APIの概要

ローサイドドライバー (LSD) API

API特長
LS_UpdateOutputStateLSD 出力状態を一時メモリに更新します (その後、BSW によって物理 IC に適用されます)。
LS_GetOutputStatus指定した LSD チャンネルの出力ステータスを一時メモリから取得します。
LS_RunDiagnosisLSDチャンネル診断を実行し、一時メモリに保存します。
LS_RunTimeModeCfg実行中に LSD ピン機能を動的に設定します (デモ使用のみ)。
LS_GetDiagnosisResult選択したLSDチャンネルの診断結果を取得します。
LS_CleanDiagnosis診断エラーステータスをクリアします。

ハイサイドドライバー (HSD) API

API特長
HS_SetOutputHSD出力ステータスを設定します。
HS_Diagnosis_EnablerHSD診断機能をオン/オフします。
HS_GetLoadCurrent選択したHSDチャンネルの負荷電流測定値を取得します。
HS_RunTimeModeCfg実行中に HSD ピン機能を動的に構成します (デモ使用のみ)。
HS_GetDiagnosisResult診断情報を取得します。
HS_CleanDiagnosis診断情報をクリアします。

建築

階層役割
アプリケーション層 (SWC)HS_/LS_ API を呼び出してアクチュエータを操作し、診断を読み取ります。
KopherSAR ドライバー インターフェイスSPI / GPIO の詳細をカプセル化した HS_/LS_ 標準化された API を提供します。
BSW MCAL (Pwm / Dio / Spi)MCUやスイッチングIC（VNF1248FTR、TLE9104SHなど）に対応したローレベルドライバです。
ハードウェア（HSD/LSD IC）物理スイッチング IC。電源スイッチングと保護を担当します。
DEM (診断イベント マネージャー)HSD/LSD 診断エラーを DTC としてログに記録します。

主要な機能

  • PWM 出力: KCU GEN1 LSD 18 チャンネル (4x PWM を含む)、HSD 10 チャンネル (3x PWM を含む); GEN2 LSD 28 チャンネル PWM、HSD 6 チャンネル PWM。
  • 負荷電流測定: HSD は、負荷検出または閉ループ制御に使用できるチャンネル電流を瞬時に読み取るための HS_GetLoadCurrent を提供します。
  • 統合された診断: 断線、短絡、過熱、過電流の検出、*_GetDiagnosisResult によるリードバック、およびアプリケーション層によって DTC に変換できます。
  • 一時メモリ更新モード: LSD は、高頻度の SPI 書き込みを回避するために、「最初の一時メモリへの書き込み → BSW 統合リフレッシュ」モードを採用しています。
  • 実行時間構成: デモ段階での柔軟なピン切り替えのために *_RunTimeModeCfg を提供します (量産の構成段階で修正することをお勧めします)。

必要なエンジニアリング入力

入力目的
アクチュエータリストと電流レベルHSD または LSD のどちらを使用するか、PWM チャネル割り当てを決定します。
PWM 周波数とデューティ サイクル範囲PWMモジュールと診断解釈条件を設定します。
診断要件断線/短絡/過熱/過電流の検出可能範囲。
DTC マッピングチャネル診断結果を DEM DTC にマッピングします。
安全要件冗長出力、過電流自動シャットダウン、フェールセーフ対応が必要かどうか。

KopherBit がこれをサポートする方法

  • 基本ソフトウェア: KopherSAR ドライバー インターフェイスは、標準化された HSD / LSD API を提供します。
  • 設定ツール: KopherConfig チャネル割り当てと診断パラメータを BSW 設定としてエクスポートします。
  • 診断統合: DEM モジュールは、HSD/LSD 診断結果を直接受信して DTC に変換し、UDS 0x19 サービスで読み出すことができます。
  • 検証: KCU プラットフォーム テストベンチは、アクチュエータ ループと診断トリガー テストを提供します。

よくある質問

HSDとLSDのどちらを選択すればよいですか?

保護された電源接続が必要 (ラインがアースに短絡した場合の継続的な電力供給を避けるため、屋外照明など) → HSD を選択します。高周波PWMや高効率が必要な場合（モーターPWMなど）→LSDを選択してください。実際の選択は、ECU 配線やヒューズの設計にも関係します。

*_RunTimeModeCfg は量産可能ですか?

お勧めしません。*_RunTimeModeCfg は、デモ/開発段階で柔軟なピン切り替え機能を提供しますが、実行中に構成を変更すると、デバッグの難易度が高まり、障害モードが増加します。量産の場合は、BSW の構成段階でチャネル機能を修正することをお勧めします。

LSD が直接書き込みではなく一時メモリ更新を使用するのはなぜですか?

LSD チャネルは、多くの場合、SPI を介して外部スイッチング IC に接続されます。 LS_UpdateOutputState が毎回すぐに書き込まれると、SPI トラフィックが爆発的に増加します。BSW は、周期的なタスクで一時値をエンティティ IC に均一にリフレッシュします。これにより、SPI の使用率を制御し、繰り返しの書き込みを回避できます。

HSD負荷電流測定の精度はどのくらいですか?

精度は使用する HSD IC によって異なります。KopherBit は主に VNF1248FTR、TLE9104SH などの内蔵電流測定 IC を使用しており、誤差は約 ±10 ～ 15% (フルスケール) です。詳細は、選択した実際の IC データシートに依存します。

DTC は診断がトリガーされた後に自動的に生成されますか?

対応する EventId と診断条件を KopherSAR DEM で構成する必要があります。アプリケーション層は「Dem_SetEventStatus」を呼び出すか、BSW に自動リンクを設定し、DEM が診断結果を DTC に変換します。

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