CN110505984A - 车载用电子控制装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式的车载用电子控制装置接受来自车载用电池的电力供给来进行动作，具有：第一电力供给路径，将从车载用电池经由电力供给端子供给的电力供给至负载；第一切换部，设置于第一电力供给路径，进行第一电力供给路径的连接/切断；第二电力供给路径，经由控制电力供给端子和电源IC向进行第一切换部的控制的控制部供给从车载用电池供给的电力；第三电力供给路径，将经由控制电力供给端子供给的电力从第二电力供给路径中的控制电力供给端子与电源IC之间，向第一电力供给路径中的第一切换部与负载之间的连接点供给；第二切换部，设置于第三电力供给路径，进行第三电力供给路径的连接/切断；以及检测部，检测第一电力供给路径的电压，因此，能够以简易的结构有效地实现电源线的冗余化。

Description

车载用电子控制装置
技术领域
本发明涉及车载用电子控制装置。
背景技术
以往，作为车载用电子控制装置的ECU具有：电源供给线，由操作者接通使车辆成为能够行驶状态的所谓的点火开关后，从车载电池向ECU的控制对象供给电源；辅助线，由操作者接通向车载电子部件供给电力的所谓的辅助开关后，从车载电池向构成ECU的微型计算机供给电力。
并且，ECU进行控制，以进行将来自辅助线的电力的供给或切断作为触发(起动信号)来进行向控制对象的电源的供给或切断。
因此，若经由电池端子的电源供给线路因断线、接地等而不向ECU供给，则ECU的控制对象有可能停止动作。
因此，为了解决该问题，在专利文献1中提出了如下方案：将连接车载电池和ECU的电源线和辅助线设为2个系统，使电源线冗余化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-321350号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述专利文献1记载的技术中，为了电源线的冗余化，将连接车载电池和ECU的控制对象的电源线设置为两个系统，为了电源线，需要两根线束，从而重量和成本有可能增大。
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于，提供一种车载用电子控制装置，能够以简易的结构有效地实现电源线的冗余化。
解决问题的技术方案
实施方式的车载用电子控制装置，接受来自车载用电池的电力供给来进行动作，其中，具有：第一电力供给路径，将从车载用电池经由电力供给端子供给的电力供给至负载；第一切换部，设置于第一电力供给路径，进行第一电力供给路径的连接/切断；第二电力供给路径，经由控制电力供给端子和电源IC向进行第一切换部的控制的控制部供给从车载用电池供给的电力；第三电力供给路径，将经由控制电力供给端子供给的电力从第二电力供给路径中的控制电力供给端子与电源IC之间，向第一电力供给路径中的第一切换部与负载之间的连接点供给；第二切换部，设置于第三电力供给路径，进行第三电力供给路径的连接/切断；以及检测部，检测第一电力供给路径的电压。
发明效果
根据上述结构，在检测到经由第一电力供给路径的电力供给被切断的情况下，能够基于第一电力供给路径的电压控制第二切换部，使控制电力供给端子与第三电力供给路径连接，从车载用电池向负载供给电力，因此，能够实现电力供给路径的冗余化，而不使结构复杂化。
附图说明
图1是构成实施方式的车载用控制系统的ECU的概要结构框图。
图2是控制器26的处理流程图。
图3是通常时的ECU动作说明图。
图4是异常检测时的ECU动作说明图(之一)。
图5是异常检测时的ECU动作说明图(之二)。
具体实施方式
以下，参照附图，对车载用电子控制装置的实施方式进行详细说明。本实施方式对将车辆用电子控制装置应用于ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)的例子进行说明，但也可以应用于其他车载用电子控制装置。
图1是构成实施方式的车载用控制系统的ECU的概要结构框图。
车载用控制系统10具有车载用电池11和接受来自车载电池11的电力供给来进行车载设备的控制的ECU12。
ECU12具有：电池端子TB，经由熔断器(fuse)13与车载电池11的高电位侧端子连接，作为电力供给端子发挥作用；控制电力供给端子TE，经由熔断器14以及向车载电子部件供给电力开关15与车载电池11的高电位侧端子连接，被供给控制电力；接地端子TG，用于将ECU12的框架接地和车载电池11的低电位侧端子(电源接地)连接；电力供给端子TP，用于向与后级连接的负载LD供给电力。
另外，ECU12在电池端子TB与电力供给端子TP之间连接有第一供给开关21和电压检测部22，所述第一供给开关21在通常时将来自车载电池11的电力经由电力供给端子TP供给至负载LD，作为用于在来自电池端子TB的电力供给被切断的情况下防止电力从控制电力供给端子TE回流到电池端子TB的第一切换部发挥作用，所述电压检测部22为了检测从电池端子TB向电力供给端子TP的电力供给的有无而检测电压。
另外，ECU12在控制电力供给端子TE与第一供给开关21和电压检测部22的连接点之间连接有第二供给开关23，该第二供给开关23作为用于在来自电池端子TB的电力供给被切断的情况下向电力供给端子TP供给电力的第二切换部发挥作用。
另外，ECU12具有：电力供给部24，将从电池端子TB或者控制电力供给端子TE供给的电力作为动作用电力来供给；电源IC25，检测开关15接通而被施加作为唤醒信号WU的电压的情况，将经由电力供给部24供给的电力作为来控制器驱动电力PC进行供给；控制器26，作为通过从电源IC25供给的控制器驱动电力PC变为动作状态而控制ECU12整体的控制部发挥作用。
在此，对ECU12的各部进行详细说明。
第一供给开关21作为第一切换部发挥作用，通过第一切换控制信号CRV进行接通/切断控制。
电压检测部22具有分压电阻33和分压电阻34，对驱动用电力PD的电压进行分压并作为电压监控信号VM而输出。
第二供给开关23作为第二切换部发挥作用，通过第二切换控制信号CSW进行接通/切断控制。
电力供给部24具有：第一二极管38，阳极A与电池端子TB连接；第二二极管39，阳极A与控制电力供给端子TE连接，阴极K与第一二极管38的阴极K共同连接。
电源IC25具有NPN双极晶体管40和OR电路41，所述NPN双极晶体管40的集电极端子与构成电力供给部24的第一二极管38的阴极和第二二极管39的阴极连接，发射极端子与控制器26连接，经由发射极端子输出控制器驱动电力PC；所述OR电路41的一个输入端子与控制电力供给端子TE连接而被输入唤醒信号WU，另一个输入端子与控制器26连接而从控制器26输入维持信号ST，输出端子与NPN双极晶体管40的基极端子连接，在唤醒信号WU或维持信号ST中的任一个为“H”电平的情况下，将NPN双极晶体管40设为导通状态，使来自电池端子TB的供给电力或来自控制电力供给端子TE的供给电力中的至少任一个供给电力作为控制器驱动电力PC向控制器26供给。
控制器26在被供给控制器驱动电力PC时，变为驱动状态，开始基于电压监控信号VM的监控，并且输出与状态对应的第一切换控制信号CRV、第二切换控制信号CSW以及维持信号ST。
在上述结构中，将电力从电池11经由熔断器13供给到电池端子TB，将从电池端子TB经由第一供给开关21到电力供给端子TP的电力供给路径作为第一电力供给路径PL1。
另外，从电池11通过熔断器14和开关15向控制电力供给端子TE供给电力，将从控制电力供给端子TE经由第二二极管39和电源IC25向控制器供给控制器驱动电力PC的电力供给路径设为第二电力供给路径PL2。
而且，将从控制电力供给端子TE经由第二供给开关23到设置于第一电力供给路径PL1上的第一供给开关21的下游侧的连接点CP的电力供给路径作为第三电力供给路径PL3。
接着，详细说明实施方式的动作。
(1)通常时的动作
首先，对通常时的动作进行说明。
图2是控制器26的处理流程图。
图3是通常时的ECU动作说明图。
在初始状态下，如图1所示，开关15变为切断状态，第一供给开关21和第二供给开关23均变为切断状态，进而NPN双极型晶体管40变为切断状态。
在该状态下，若由驾驶员进行按键操作而开关15变为接通状态，则电池11的电力通过熔断器14和开关15，经由控制电力供给端子TE，并作为唤醒信号WU向电源IC25的OR电路41的一个输入端子输入“H”电平的信号。
由此，OR电路41的输出端子变为“H”电平，NPN双极晶体管40变为导通状态。
并且，由于经由第一电源路径DL1、电力供给部24的第一二极管38向电源IC25供给驱动电力，因此，经由电池端子TB输入的来自电池11的电力作为控制器驱动电力PC经由电源IC25的NPN双极晶体管40向控制器26供给。
其结果，控制器26启动，使维持信号ST为“H”电平，维持来自电源IC25的控制器驱动电力PC的供给。
接着，控制器26通过第一切换控制信号CRV使第一供给开关21变为接通状态。
其结果，电池端子TB与电力供给端子TP之间变为导通状态，从电池11供给的电力作为驱动用电力PD经由ECU12供给到后级的负载LD(例如，IC驱动器)，从而转变为通常动作状态。
与此并行地，电压检测部22的分压电阻33和分压电阻34对驱动用电力PD的电压进行分压，并作为电池监控电压VM而输出至控制器26。
由此，控制器26判别电池监控电压VM是否在规定阈值电压以下(步骤S12)。
在该情况下，电池监控电压VM有可能在规定阈值电压以下的情况是由于，从电池11经由熔断器13到电池端子TB的电力供给路径或者第一电力供给路径PL1发生断线、或者变为接地状态等异常。
在步骤S12的判别中，在通常状态下，电池监控电压VM超过规定阈值电压(步骤S12：否)，因此，控制器26将处理再次转移到步骤S11，每到规定的时刻反复进行上述那样的处理。
(2)异常检测时的动作
接着，对异常检测时的动作进行说明。
在步骤S12的判别中，在电池监控电压VM在规定阈值电压以下的情况下，认为控制器26发生了从电池11经由熔断器13到电池端子TB的第一电力供给路径PL1发生断线、或者变为接地状态等异常。
图4是异常检测时的ECU动作说明图(之一)。
在该状态下，如图4所示，尽管第一供给开关21为接通状态，但经由电池端子TB、第一电力供给路径PL1以及电力供给端子TP向负载LD的电力供给被切断，并成为中断。
同样地，经由电池端子TB、第一电源路径DL1、电力供给部24的第一二极管38向电源IC25的驱动电力的供给也被切断，并成为中断。
另一方面，继续经由控制电力供给端子TE、第二电源路径DL2、电力供给部24的第二二极管38向电源IC25供给驱动电力，即，继续经由第二电力供给路径PL2向电源IC25供给驱动电力，并继续经由电源IC向控制器26供给控制器驱动电力PC。
图5是异常检测时的ECU动作说明图(之二)。
因此，控制器26作为控制部而发挥作用，为了将向负载LD的电力供给路径切换为经由控制电力供给端子TE的第三电力供给路径PL3，首先，通过第一切换控制信号CRV使作为第一切换部发挥作用的第一供给开关21变为切断状态(步骤S13)。
其结果，作为第一切换部发挥作用的第一供给开关21变为切断状态，即使将第二供给开关23变为接通状态，也能够防止电流经由控制电力供给端子TE、第二供给开关23、第三电力供给路径PL3、连接点CP以及第一电源路径DL1回流。
因此，第一供给开关21由于第一切换控制信号CRV而处于切断状态，因此，不会经由电池端子TB向负载LD侧继续供给电力，例如，即使电池端子TB为接地状态，也不会继续供给电力。
接着，控制器26通过第二切换控制信号CSW将作为第二切换部发挥作用的第二供给开关23变为接通状态(步骤S14)。
其结果，第二供给开关23变为接通状态，经由控制电力供给端子TE、第三电力供给路径PL3(包括第二供给开关23)、连接点CP和电力供给端子TP开始对负载LD进行电力供给。
如以上的说明那样，根据本实施方式，即使在经由电池端子TB向ECU12的电源供给因断线、接地等而中断的情况下，也能够维持经由向车载电子部件供给电力的电力供给路径向ECU12的电源供给以及经由ECU12向负载的电力供给，而不使车载用控制系统10的结构复杂化，由此，能够提高车载用控制系统10的可靠性。
对本发明的这些实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
例如，第一供给开关21、电压检测部22、第二供给开关23、电力供给部24等的电路结构是一个例子，能够设为具有同样功能的其他电路结构。
另外，在上述说明中，对第一供给开关21的结构没有详细叙述，但第一供给开关21能够构成为例如，栅极端子的电位电平通过第一切换控制信号CRV直接控制或者经由其他控制用晶体管(双极型晶体管、MOS晶体管、IGBT(Insulated Gate bi-polar Transistor)等)控制的晶体管(MOS晶体管、双极型晶体管、IGBT等)。
另外，虽然对第二供给开关23的结构也没有详细叙述，但第二供给开关23能够构成为，例如将一对MOS晶体管背对背地连接，共同连接的栅极端子的电位电平通过第二切换控制信号CSW直接控制或者经由其他的控制用晶体管(双极型晶体管、MOS晶体管、IGBT等)控制的MOS晶体管组。
另外，本实施方式的车载用电子控制装置至少具有以下的结构。
本实施方式的车载用电子控制装置(12)，接受来自车载用电池(11)的电力供给来进行动作，其中，具有：第一电力供给路径(PL1)，将从车载用电池(11)经由电力供给端子(TB)供给的电力供给至负载(LD)；第一切换部(21)，设置于第一电力供给路径(PL1)，进行第一电力供给路径(PL1)的连接/切断；第二电力供给路径(PL2)，经由控制电力供给端子(TE)和电源IC(25)向进行第一切换部(21)的控制的控制部(26)供给从所述车载用电池(11)供给的电力；第三电力供给路径(PL3)，将经由控制电力供给端子(TE)供给的电力从第二电力供给路径中的控制电力供给端子(TE)与电源IC(25)之间，向第一电力供给路径中(PL1)的第一切换部(21)与负载(LD)之间的连接点(CP)供给；第二切换部(23)，设置于第三电力供给路径(PL3)，进行第三电力供给路径(PL3)的连接/切断；以及检测部，检测第一电力供给路径(PL1)的电压。
根据该结构，能够实现电力供给路径的冗余化，而不使结构复杂化。
另外，本实施方式的车载用电子控制装置(12)的控制部(26)基于由检测部(22)检测出的第一电力供给路径(PL1)的电压，控制第二切换部(23)，将第三电力供给路径(PL3)与控制电力供给端子(TE)连接，从车载用电池(11)向负载(LD)供给电力。
根据该结构，尽管是简单的结构，也能够可靠地经由第三电力供给路径(PL3)向负载(LD)供给电力。
另外，本实施方式的车载用电子控制装置(12)的控制部(26)基于由检测部(22)检测出的第一电力供给路径(PL1)的电压，控制第一切换部(21)，切断第一电力供给路径(PL1)，并且控制第二切换部(23)，将第三电力供给路径(PL3)与控制电力供给端子(TE)连接，从车载用电池(11)向负载(LD)供给电力。
根据该结构，能够防止电流从第三电力供给路径(PL3)向第一电力供给路径(PL1)侧回流，并且能够可靠地经由第三电力供给路径(PL3)向负载(LD)供给电力。
另外，在由检测部(22)检测出的第一电力供给路径(PL1)的电压变为规定电压以下的情况下，本实施方式的车载用电子控制装置(12)的控制部(26)通过第一切换部(21)切断第一电力供给路径(PL1)。
根据该结构，即使在第一电力供给路径(PL1)中在连接点(CP)的上游侧切断电力供给的情况下，也能够防止电流从第三电力供给路径(PL3)向第一电力供给路径(PL1)侧回流，并且能够可靠地经由第三电力供给路径(PL3)向负载(LD)供给电力。
另外，优选地，本实施方式的车载用电子控制装置(12)具有：第一电源路径(DL1)，具有第一二极管(38)，第一二极管(38)的阳极与第一电力供给路径(PL1)连接，第一电源路径(DL1)能够从车载用电池(11)供给驱动控制部(26)的驱动电力，第二电源路径(DL2)，具有第二二极管(39)，第二二极管(39)的阳极连接在第二切换部(23)和控制电力供给端子(TE)之间，第二二极管(39)的阴极与第一二极管(38)的阴极连接，第二电源路径(DL2)能够从车载用电池(11)向控制部(26)供给驱动电力。
根据该结构，即使在从车载用电池(11)向负载(LD)供给电力的电力供给路径被切换的情况下，也能够可靠地确保驱动控制部(26)的驱动电力的供给。
另外，优选地，在对第二电源路径(LP2)施加电压时，本实施方式的车载用电子控制装置(12)的电源IC(25)经由第一电源路径与第二电源路径的连接点(WP)，开始向控制部(26)供给驱动电源电力(PC)。
根据该结构，若进一步接通开关(15)而对第二电源路径(DL2)施加电压，则能够使控制部(26)立即启动。
附图标记的说明：
10：车载用控制系统
11：车载用电池
12：ECU(车载用电子控制装置)
21：第一供给开关(第一切换部)
22：电压检测部(检测部)
23：第二供给开关(第二切换部)
24：电力供给部
25：电源IC(驱动电源控制部)
26：控制器(控制部)
38：第一二极管
39：第二二极管
CRV：第一切换控制信号
CSW：第二切换控制信号
DL1：第一电源路径
DL2：第二电源路径
PL1：第一电力供给路径
PL2：第二电力供给路径

Claims (6)

1.一种车载用电子控制装置，接受来自车载用电池的电力供给来进行动作，其中，
具有：
第一电力供给路径，将从所述车载用电池经由电力供给端子供给的电力供给至负载；
第一切换部，设置于所述第一电力供给路径，进行所述第一电力供给路径的连接/切断；
第二电力供给路径，经由控制电力供给端子和电源IC向进行所述第一切换部的控制的控制部供给从所述车载用电池供给的电力；
第三电力供给路径，将经由所述控制电力供给端子供给的电力从所述第二电力供给路径中的所述控制电力供给端子与所述电源IC之间，向所述第一电力供给路径中的所述第一切换部与所述负载之间的连接点供给；
第二切换部，设置于所述第三电力供给路径，进行所述第三电力供给路径的连接/切断；以及
检测部，检测所述第一电力供给路径的电压。
2.根据权利要求1所述的车载用电子控制装置，其中，
所述控制部基于由所述检测部检测出的所述第一电力供给路径的电压，控制所述第二切换部，将所述第三电力供给路径与所述控制电力供给端子连接，从所述车载用电池向所述负载供给电力。
3.根据权利要求2所述的车载用电子控制装置，其中，
所述控制部基于由所述检测部检测出的所述第一电力供给路径的电压，控制所述第一切换部，切断所述第一电力供给路径，并且控制所述第二切换部，将所述第三电力供给路径与所述控制电力供给端子连接，从所述车载用电池向所述负载供给电力。
4.根据权利要求3所述的车载用电子控制装置，其中，
在由所述检测部检测出的所述第一电力供给路径的电压变为规定电压以下的情况下，所述控制部通过所述第一切换部切断所述第一电力供给路径。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车载用电子控制装置，其中，
所述车载用电子控制装置具有：
第一电源路径，具有第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电力供给路径连接，所述第一电源路径能够从所述车载用电池供给驱动所述控制部的驱动电力，
第二电源路径，具有第二二极管，所述第二二极管的阳极连接在所述第二切换部和所述控制电力供给端子之间，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，所述第二电源路径能够从所述车载用电池向所述控制部供给所述驱动电力。
6.根据权利要求5所述的车载用电子控制装置，其中，
在对所述第二电源路径施加电压时，所述电源IC经由所述第一电源路径与所述第二电源路径的连接点，开始向所述控制部供给所述驱动电源电力。
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