CN102991367B - 电子控制装置及车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供包括了具有转向睡眠状态的转移功能的处理单元的电子控制装置,所述处理单元根据一个或多个起动因素的发生状况,从所述睡眠状态起动,并根据系统电源电压而转移到所述睡眠状态。

Description

电子控制装置及车辆控制系统
技术领域
本发明涉及电子控制装置及车辆控制系统。
背景技术
在特开2001-103615号公报中,公开了使内置于电动汽车的控制装置中的微计算机,根据多个起动因素的发生状况而起动、或者设为睡眠状态的技术。
具体地说,微计算机在睡眠状态中接受了中断信号的输入后,若直至经过一定时间为止检测出点火开关的导通或充电器的充电开始,则微计算机起动,若未检测出它们,则微计算机维持睡眠状态。
如上述现有技术那样,在根据多个起动因素的发生状况,使微计算机(或CPU)起动、或为睡眠状态的情况下,对于各个起动因素用于判断是起动还是睡眠状态的处理复杂,所以转移到睡眠状态的定时(timing)延缓,有省电效果下降的顾虑。
本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于,使微计算机或CPU等的具有转向睡眠状态的转移功能的处理单元迅速地转移到睡眠状态而提高省电效果。
发明内容
本发明采用以下结构以解决上述课题。
(1)本发明的第1形态,是包括了具有转向睡眠状态的转移功能的处理单元的电子控制装置,所述处理单元根据一个或多个起动因素的发生状况,从所述睡眠状态起动,并根据系统电源电压而转移到所述睡眠状态。
(2)在上述(1)记载的电子控制装置中,还包括将表示所述系统电源电压是否为阈值以下的判定结果的信号输出的电源监视单元,所述处理单元在基于所述电源监视单元的输出信号检测出所述系统电源电压为阈值以下的情况下,也可以转移到所述睡眠状态。
(3)在上述(2)记载的电子控制装置中,所述处理单元以一定周期对所述电源监视单元的输出信号进行采样,并在检测出所述系统电源电压为阈值以下的次数达到了规定值的情况下,也可以转移到所述睡眠状态。
(4)本发明的第2形态,是在以电动机作为动力源的车辆上所搭载的车辆控制系统,包括:用于驱动所述电动机的高压电池;切换所述高压电池的连接端的连接端切换器;以及通过控制所述连接端切换器来切换所述高压电池的连接端,从而进行所述高压电池的充放电控制的上述(1)~(3)任何一项所述的电子控制装置。
发明效果
根据本发明,无论多个起动因素的发生状况如何,都可以使具有转向睡眠状态的转移功能的处理单元迅速地转移到睡眠状态,所以可提高省电效果。
附图说明
图1是本实施方式的车辆控制系统A的概略结构图。
图2是本实施方式的电池ECU9的详细结构图。
图3A是内置于电池ECU9中的CPU9m的动作定时图。
图3B是表示睡眠转移判断处理的流程图。
图4是本实施方式的车辆控制系统A的变形例。
具体实施方式
以下,对于本发明的一实施方式,参照附图进行说明。
图1是本实施方式的车辆控制系统A的概略结构图。本车辆控制系统A例如搭载在电动汽车或插入式混合动力汽车等的以电动机作为动力源的车辆上,主要进行高压电池的充放电控制及电动机控制,由高压电池1、低压电池2、电源继电器3、电池充电器4、分线盒(junctionbox)5、逆变器(inverter)6、电动机7、电动机ECU(ElectricControlUnit;电控单元)8及电池ECU9构成。
高压电池1由串联连接的多个电池组(例如,锂离子电池组或镍氢电池组等)构成,例如是输出数百伏的高压直流电压的用于电动机驱动的电池。该高压电池1的两端子(正极端子及负极端子)连接到分线盒5。
低压电池2是为了对电动机ECU8及电池ECU9供给系统电源电压Vs(例如12伏)而设置的电池。该低压电池2的正极端子直接连接到电池ECU9的电源端子9a,并且通过电源继电器3连接到电动机ECU8的电源端子8a。再有,低压电池2的负极端子被接地于车身。
电源继电器3在电池ECU9的控制下,使低压电池2的正极端子和电动机ECU8的电源端子8a之间的连接路径为导通状态或关断状态,包括线圈3a、第1接点3b、第2接点3c及可动接点3d。
线圈3a的一端连接到低压电池2的正极端子,线圈3a的另一端连接到电池ECU9的继电器连接端子9b。第1接点3b连接到线圈3a的一端、即低压电池2的正极端子。第2接点3c连接到电池ECU9的监视器端子9c及电动机ECU8的电源端子8a。可动接点3d通常在与第1接点3b及第2接点3c分开的位置待机,通过线圈3a中流过电流时产生的电磁力而被拉近并接触到第1接点3b及第2接点3c,使第1接点3b及第2接点3c成为导通状态。
电池充电器4是在高压电池1的充电时,被连接到在车辆外部设置的交流电源B的充电电路,在电池ECU9的控制下,将从交流电源B供给的交流电压变换为规定电压值的直流电压并输出到分线盒5。
分线盒5(连接端切换器)在电池ECU9的控制下,将高压电池1的两端子的连接端在充电时切换到电池充电器4的两输出端子,在放电时(电动机7的驱动时)切换到逆变器6的两输入端子。
逆变器6根据从电动机ECU8输入的PWM(PulseWidthModulation;脉宽调制)信号进行开关(switching)动作,将从高压电池1经由分线盒5输入的高压直流电压变换为规定频率的交流电压并输出到电动机7。电动机7是用作车辆的动力源的例如三相无刷电动机,根据从逆变器6供给的交流电压而旋转。
电动机ECU8与电池ECU9可通信地连接,在从电池ECU9接受了电动机7的驱动请求时(高压电池1的连接端切换到逆变器6时),生成要供给到逆变器6的PWM信号。再有,该电动机ECU8也与高层ECU(未图示)可通信地连接,根据从高层ECU发送的行驶信息(例如油门踏板的踏下量等),使PWM信号的占空比及频率变化,从而控制电动机7的旋转状态。
电池ECU9是进行高压电池1的充放电控制的电子控制装置,控制分线盒5,从而将高压电池1的连接端在充电时切换到电池充电器4,在放电时切换到逆变器6。该电池ECU9通过在高压电池1的充电时,监视高压电池1的电压状态,同时控制电池充电器4,从而使高压电池1充电至合适的电压值为止。
此外,该电池ECU9具有在高压电池1的连接端切换到逆变器6时,对于电动机ECU8发送电动机7的驱动请求的功能,以及还具有通过进行电源继电器3的导通/关断控制,切换转向电动机ECU8的系统电源电压Vs(低压电池2的输出电压)的供给/停止的功能。
图2是电池ECU9的详细结构图。如图2所示,电池ECU9除了连接到上述低压电池2的电源端子9a、连接到电源继电器3的线圈3a的继电器连接端子9b、以及连接到电源继电器3的第2接点3c的监视器端子9c以外,还包括第1中断端子9d、第2中断端子9e、第3中断端子9f、第4中断端子9g、稳压器(regulator)9h、中断I/F电路9i、延迟电路I/F电路9j、电源监视电路9k及CPU9m。
第1中断端子9d是与车辆的规定位置上设置的点火开关(省略图示)连接,用于将表示点火开关的导通/关断状态的信号作为第1中断信号IG-SW传输到中断I/F电路9i的外部输入端子。
第2中断端子9e是与在车辆的规定位置上设置的通信装置(省略图示)连接,用于将表示从用户拥有的钥匙(key)或移动终端接收到电池ECU9(详细地说为CPU9m)的起动指示的信号作为第2中断信号WUMB传输到中断I/F电路9i的外部输入端子。
第3中断端子9f是与车辆的规定位置上设置的快速充电开关(省略图示)连接,用于将表示快速充电开关的导通/关断状态的信号作为第3中断信号QCPL传输到中断I/F电路9i的外部输入端子。
第4中断端子9g是与车辆的规定位置上设置的通常充电开关(省略图示)连接,将表示通常充电开关的导通/关断状态的信号作为中断信号CPL传输到中断I/F电路9i的外部输入端子。
稳压器9h是从经由电源端子9a输入的系统电源电压Vs(低压电池2的输出电压)生成由电池ECU9内的各电子部件使用的内部电源电压Vcc(例如5伏)的恒压源电路。由该稳压器9h生成的内部电源电压Vcc经由电源线供给到中断I/F电路9i、延迟I/F电路9j、电源监视电路9k及CPU9m。
中断I/F电路9i从各中断端子9d、9e、9f、9g取入从外部输入的各中断信号IG-SW、WUMB、QCPL及CPL并输出到CPU9m。延迟I/F电路根据CPU9m的控制,将通常为电浮动状态的继电器连接端子9b连接到地。
即,在继电器连接端子9b为浮动状态下电源继电器3的线圈3a中不流过电流,所以电源继电器3仍然为关断,而如果继电器连接端子9b连接到地,则在线圈3a中流过电流,电源继电器3切换为导通。如果电源继电器3切换为导通,则系统电源电压Vs供给到电动机ECU8(参照图1),并且也供给到电池ECU9的监视器端子9c。
电源监视电路9k(电源监视单元)判定经由监视器端子9c输入的系统电源电压Vs是否在阈值以下(例如6伏以下),将表示该判定结果的信号输出到CPU9m。具体地说,该电源监视电路9k在系统电源电压Vs大于阈值的情况下,将高电平信号输出到CPU9m,在系统电源电压Vs在阈值以下的情况下,将低电平信号输出到CPU9m。再有,具有这样的功能的电源监视电路9k可以由比较器容易地实现。
CPU9m(处理单元)是根据内置存储器中存储的控制程序,执行在高压电池1的充放电控制上所需的处理的中央运算处理装置。即,该CPU9m进行电源继电器3的导通/关断控制、电池充电器4的控制、分线盒5的控制、以及对电动机ECU8发送电动机7的驱动请求。
此外,该CPU9m具有转向睡眠状态的转移功能,将从中断I/F电路9i输入的各中断信号IG-SW、WUMB、QCPL及CPL作为起动因素取入,根据这些起动因素的发生状况(各中断信号的状态),从睡眠状态进行起动,另一方面,根据系统电源电压Vs,转移到上述睡眠状态。
以下,参照图3A、图3B,详细地说明CPU9m的自睡眠状态起的起动动作及转向睡眠状态的转移动作。
首先,假设CPU9m为睡眠状态。CPU9m在睡眠状态中,将从中断I/F电路9i输入的各中断信号IG-SW、WUMB、QCPL及CPL作为起动因素取入,监视这些起动因素的发生状况(各中断信号的状态)。
这里,CPU9m在检测出各中断信号IG-SW、WUMB、QCPL及CPL中的至少一个变化为高电平的情况下,判断为发生了起动因素而从睡眠状态进行起动(复位)。即,CPU9m在点火开关变为导通、从用户拥有的钥匙或移动终端等中接收到电池ECU9的起动指示、快速充电开关变为导通、或通常充电开关变为导通时,从睡眠状态进行起动。
例如,如图3A的定时图所示,在CPU9m处于睡眠状态的中途,假设在时刻t1第1中断信号IG-SW变化为高电平(点火开关变为导通)。CPU9m在睡眠状态中按固定的时间间隔读入各中断信号IG-SW、WUMB、QCPL、CPL的状态(电平),监视有无电平变化为高电平的中断信号。
CPU9m在图3A所示的时刻t2的定时检测到第1中断信号IG-SW变化为高电平时,判断为发生了起动因素而从睡眠状态进行起动,经由延迟I/F电路9j将电源继电器3切换为导通。由此,系统电源电压Vs从低压电池2供给到电动机ECU8,电动机ECU8也变为可动作状态。
CPU9m在这样从睡眠状态进行起动,将电源继电器3切换为导通后,根据内置存储器中存储的控制程序,执行在高压电池1的充放电控制上所需的处理。例如,CPU9m在从高层控制装置指示了转向电动机7的电力供给的情况下,控制分线盒5而将高压电池1的连接端切换到逆变器6,并且对于电动机ECU8进行电动机7的驱动请求。
此外,CPU9m例如在起动因素为快速充电开关导通(QCPL的电平变化)、或通常充电开关导通(CPL的电平变化)的情况下,控制分线盒5而将高压电池1的连接端切换到电池充电器4,并且一边监视高压电池1的电压状态一边控制电池充电器4,从而高压电池1被充电至合适的电压值。
可是,若电源继电器3变为导通,则系统电源电压Vs被输入到电源监视电路9k,所以高电平信号从电源监视电路9k输出到CPU9m(参照图3A中的时刻t3)。此外,若电源继电器3变为关断而系统电源电压Vs为阈值以下(例如6伏以下),则低电平信号从电源监视电路9k输出到CPU9m(参照图3A中的时刻t4)。
CPU9m检测起动因素的发生而从睡眠状态进行起动后,以固定周期(例如10ms(毫秒)周期)对电源监视电路9k的输出信号进行采样,在检测出系统电源电压Vs为阈值以下的次数(检测出电源监视电路9k的输出信号为低电平的次数)达到了规定值的情况下,转移到睡眠状态。作为设定规定值的理由,例如,在判别是瞬时的电压变动造成的电压降还是电源电压的下降上,设定规定值。
具体地说,CPU9m在检测起动因素的发生而从睡眠状态进行起动后,以固定周期(例如10ms周期)重复执行图3B的流程图所示的睡眠转移判断处理。如图3B所示,CPU9m在本次睡眠转移判断的执行开始时,首先,对电源监视电路9k的输出信号进行采样(步骤S1),判定系统电源电压Vs是否在阈值以下、即电源监视电路9k的输出信号是否为低电平(步骤S2)。
CPU9m在上述步骤S2中判定为“否”的情况下(电源监视电路9k的输出信号为高电平的情况),将电源监视计数器的值设置为规定值(例如‘5’)并结束本次的睡眠转移判断处理(步骤S3)。另一方面,CPU9m在上述步骤S2中判定为“是”的情况下(电源监视电路9k的输出信号为低电平的情况),判定电源监视计数器的值是否为‘0’、即检测出系统电源电压Vs为阈值以下的次数(检测出电源监视电路9k的输出信号为低电平的次数)是否到达了规定值(例如5次)(步骤S4)。
CPU9m在上述步骤S4中为“否”的情况下、即在检测出系统电源电压Vs为阈值以下的次数未达到规定值的情况下,将电源计数器进行减法运算(将从电源监视计数器中进行减‘1’的减法运算所得的值设为新的电源监视计数器的值),并结束本次的睡眠转移判断处理(步骤S5)。
另一方面,CPU9m在上述步骤S4中为“是”的情况下、即在检测出系统电源电压Vs为阈值以下的次数达到了规定值的情况下,转移到睡眠状态并结束本次的睡眠转移判断处理(步骤S6)。再有,若CPU9m转移到睡眠状态则停止执行图3B所示的睡眠转移判断处理,仅进行监视上述起动因素的发生状况(各中断信号的状态)的处理。
如以上那样,根据本实施方式,无论多个起动因素的发生状况任何,都可以使具有转向睡眠状态的转移功能的CPU9m迅速地转移到睡眠状态,所以可提高省电效果。
再有,本发明不限定于上述实施方式,可列举以下那样的变形例。
(1)在上述实施方式中,作为本发明的电子控制装置,例示说明了进行高压电池1的充放电控制的电池ECU9,但本发明不限于此,可以广泛地适用于包括了具有转向睡眠状态的转移功能的处理单元的电子控制装置。此外,具有转向睡眠状态的转移功能的处理单元不限于CPU9m,也可以是微计算机等的其他处理器。
(2)在上述实施方式中,例示了CPU9m以固定周期对电源监视电路9k的输出信号进行采样,在检测出系统电源电压Vs为阈值以下的次数达到了规定值的情况下转移到睡眠状态的情况,但也可以在检测出系统电源电压Vs为阈值以下的时刻(电源监视电路9k的输出信号从高电平变化为低电平的时刻)转移到睡眠状态。
(3)在上述实施方式中,例示了电动汽车或插入式混合动力汽车等的可从外部对高压电池1充电的车辆上所装载的车辆控制系统A,但本发明不限于此,也可以适用于混合动力汽车等以发电机和电动机作为动力源,在不能进行从外部对高压电池1充电的车辆上所装载的车辆控制系统。
图4是表示一例混合动力车上所装载的车辆控制系统A1的结构概略图。在图4中,对与车辆控制系统A相同结构要素附加同一标号。如图4所示,车辆控制系统A1是电动机7和发动机10用同一轴连结,采用了两方用为车轮11的动力源的并行方式的混合动力系统。再有,也可以为并行方式以外的混合动力系统。
发动机10由发动机ECU12控制燃料喷射量、燃料喷射定时、点火定时等。该发动机ECU12和电动机ECU8及电池ECU9可通信地连接,相互共享信息,并且实现电动机7和发动机10的协同控制方式的车辆的行驶。再有,与电动机ECU8同样,发动机ECU12的电源端子12a经由电源继电器3连接到低压电池2。
本申请要求基于2011年9月14日在日本提交的特愿2011-200757号的优先权,在本申请中引用其内容。

Claims (3)

1.一种电子控制装置,其特征在于,包括:
处理单元,连接到输出系统电源电压的低压电池以及被插入在所述低压电池和其他电子控制装置之间的电源继电器,从而控制所述电源继电器;以及
电源监视单元,与所述电源继电器连接,在所述电源继电器导通时,输入对所述其他电子控制装置的电压,输出表示对所述其他电子控制装置的电压是否为阈值以下的判定结果的信号;
所述处理单元根据一个或多个起动因素的发生状况,从睡眠状态起动而将所述电源继电器导通,另一方面,在基于所述电源监视单元的输出信号,检测出所述监视对象电压为所述阈值以下的情况下,转移到所述睡眠状态。
2.权利要求1所述的电子控制装置,其特征在于,
所述处理单元以一定周期采样所述电源监视单元的输出信号,基于所述采样,对所述监视对象电压为所述阈值以下的次数进行计数,在次数达到了规定值的情况下,转移到所述睡眠状态。
3.一种在以电动机作为动力源的车辆上所搭载的车辆控制系统,其特征在于,包括:
用于驱动所述电动机的高压电池;
切换所述高压电池的连接端的连接端切换器;以及
通过控制所述连接端切换器而切换所述高压电池的连接端,从而进行所述高压电池的充放电控制的权利要求1或2中任何一项所述的电子控制装置。
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