CN111791815B - 车载电子控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的车载电子控制装置抑制基于不确定的人为操作的启动信号来进行控制动作的运算控制部的待机电流。对运算控制部(120A)供电的电源继电器(103A)由电源开关(102)进行闭路驱动来驱动控制主电气设备(104),并且即使在电源开关(102)开路时,也通过响应于启动指令元件(21a、22a、28a)的闭路动作的启动信号处理部(130A)产生的合成启动信号(STA)来对辅助电气设备(105)进行驱动控制,与间歇启动了运算控制部(120A)的情况相比,能大幅抑制在所述启动信号处理部(130A)中产生的待机电流。

Description

车载电子控制装置
技术领域
本发明涉及具有启动信号处理部的车载电子控制装置的改良,上述启动信号处理部构成为在车辆驾驶用的电源开关闭路而处于导通状态下的期间中,从控制用的车载电池供电来对主电气设备进行驱动控制,并且即使在所述电源开关开路而处于切断状态时也能进行辅助电气设备的驱动控制,特别地,本发明涉及适于下述情况的车载电子控制装置的启动信号处理部的改良:所述主电气设备为从车载的主电池对电动车的行驶用电动机进行供电驱动的电动机控制器,所述辅助电气设备为从地面电源对所述主电池和所述控制用的辅助电池进行充电的充电控制单元。
背景技术
根据从地面电源对向电动车的行驶用电动机供电的车载的主电池进行充电的车上设备的结构例、即下述专利文献1“蓄电系统”的图1,对于经由主继电器向电动机/发电机供电的组电池,从地面直流电源经由第1充电继电器来充电,或从地面的直流电源经由第2充电继电器来充电,主继电器与第1和第2充电继电器均由车载的控制器来进行选择闭路。
另外,交流电源使用一般家庭的商用交流电源,适于小电流/长时间的夜间充电,具有下述特征:无需地面的附带设备,仅简单地连接充电电缆即可,一般被称为普通充电方式,与此相对,直流电源设置于充电站并能进行大电流/短时间的充电,适于在短时间内对到去处的充电余量的不足部分进行应急补充,一般被称为急速充电方式。
例如,作为地面设备,根据适于进行急速充电的直流电源系统的一个示例、即下述专利文献2“充电系统、充电器、电动移动体、以及电动移动体用电池的充电方法(以下称为充电系统)的图1,连接地面充电器和电动车辆的充电电缆设置有供电用的充电用线路、使用数字信号的通信用线路以及使用模拟信号的控制用线路,充电控制顺序的开始和结束的信号在充电器与电动车辆之间进行通信,其通信步骤记载在CHAdeMo(注册商标)标准中。
另外,作为能从商用交流电源进行普通充电、也能进行对家电设备的供电的装置,根据下述的专利文献3“电动车辆的外部供电装置”的图2和图4,与普通充电口连接的电池充电用的充电枪、或家电设备供电用的适配器中设置有与第1电阻串联连接的第2电阻和与第2电阻并联连接的开关,在车辆侧第3电阻与第1和第2电阻的串联电路并联连接,第4电阻与第3电阻串联连接来施加基准电压。而且,充电枪或适配器中的第1和第2电阻的值不同,车辆控制器接收第3电阻的两端电压作为连接信号,来检测连接了充电枪和适配器中的哪一个,并进行充电控制或放电控制。
在上述急速和普通充电系统中,根据用于抑制电池电压因车辆系统停止过程中消耗的待机电流(暗电流)而降低的下述专利文献4“车辆的充电控制装置以及具备该充电控制装置的车辆”的图3,(1)直到检测到表示利用者的充电请求的意愿的第1信号(充电电缆的连接)为止,使主时钟停止,并以将第1信号作为硬中断来接收的第1休止模式(睡眠模式)进行动作,(2)当检测到第1信号时主时钟进行动作并转移至通常模式(唤醒模式),(3)当充电结束时转移至间歇启动模式,该间歇启动模式交替切换使主时钟动作的第2休止模式(等待模式)、以及所述通常模式(唤醒模式),(4)当检测到表示利用者的充电结束的意愿的第2信号(充电电缆的断开)时转移至所述第1休止模式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2015-089152号公报(摘要,图1)
专利文献2:日本专利特开2011-114962号公报(摘要,图1)
专利文献3:日本专利特开2014-030283号公报(摘要,图2/图4)
专利文献4:WO2013-054387号公报(摘要,图3)
发明内容
发明所要解决的技术问题
(1)现有技术问题的说明
所述专利文献1~3中的使用商用交流电源的普通充电、以及利用了地面充电器的急速充电系统中,并未记载车载电子控制装置的具体作用,但关于专利文献4,仍残留了下述问题,该专利文献4提示了作为针对这些充电系统的车载电子控制装置的问题的待机电流(暗电流)的抑制对策。另外,电动车辆中的车载电子控制装置对电动机控制单元和充电控制单元进行总括控制,上述电动机控制单元在运行用的电源开关闭路时动作,来控制针对行驶用电动机的功率转换单元,上述充电控制单元主要在运行用的电源开关开路时动作,来控制针对电动机驱动用的主电池的功率转换单元。因此,针对构成车载电子控制装置的微处理器即主CPU的程序存储器的容量很庞大,其启动检查所需的启动延迟时间以及动作停止前的当前状态保存处理所需的后运行时间变长,对于1次启动停止例如产生总计1秒的非活动时间。
另一方面,在所述专利文献4中,充电电缆的脱卸、地面的电源开关的通断是人为操作,因此,连接充电电缆后到接通地面的电源开关为止的时间有可能变成不确定的长时间,并且电池充电完成后到断开充电电缆为止的时间也有可能变成不确定的长时间。
因此,连接充电电缆后到拆下为止所产生的间歇启动时间段的整个时间有可能变成不确定长时间,并且为了迅速检测充电电缆的脱卸产生时刻而需要预先缩短间歇启动间隔,另一方面,对于一次间歇启动,需要上述微处理的非活动时间(例如1秒)以上的供电。
其结果是,在无人状态下从地面电源对电动机驱动用的车载的主电池进行充电的情况下,难以通过对应用于电动车辆的车载电子控制装置进行间歇启动来抑制待机电流,需要使用更为有效的方式。
(2)发明目的的说明
本发明提供一种启动信号处理部,该启动信号处理部中,从车载电池经由响应于电源开关的闭路动作的电源继电器来供电并进行主电气设备的驱动控制的运算控制部构成为即使在所述电源开关开路时,也能响应于多个启动指令元件的闭路动作来启动,并进行辅助电气设备的驱动控制,所述启动信号处理部通过设置所述启动指令元件从而能大幅地抑制在运算控制部整体中产生的待机电流,并且,特别地,本发明提供一种具有适于进行电动车辆的充电控制的启动信号处理部的车载电子控制装置。
解决技术问题所采用的技术方案
具有本发明所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置具备运算控制部,该运算控制部执行成为主控制运行单元的控制程序,所述主控制运行单元从车载电池经由响应于电源开关的闭路动作的电源继电器和稳压电源施加有稳定电压,由此来开始控制动作并产生正常运行信号RUN,维持所述电源继电器的闭路动作,并且监视主电气设备的驱动控制以及针对该驱动控制的反应状态,该运算控制部在所述电源开关开路时,至少在将最新的当前信息的一部分传输保存至非易失性存储器后停止所述正常运行信号RUN,并对所述电源继电器进行去激励停止,所述运算控制部执行成为辅助控制单元的控制程序,所述辅助控制单元即使在所述电源开关开路时,也响应于多个启动指令元件的闭路动作来启动所述运算控制部,并监视辅助电气设备的驱动控制和针对该驱动控制的反应状态,所述启动信号处理部由输入有响应于所述启动指令元件的开闭状态的启动指令信号的多个单独启动处理部构成,
相对于多个所述启动指令元件的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号的元件,另一部分是以通过人为操作变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号的元件。
另外,多个所述单独启动处理部包括分别存储所述启动指令信号的产生的启动锁存部,将该启动锁存部的输出信号即合成用启动信号STn分别进行逻辑或结合来产生合成启动信号,并且产生将所述启动指令信号的产生状态单独地输入至所述运算控制部的单独启动信号SIG3n,
所述运算控制部经由响应于所述合成启动信号来进行闭路驱动的所述电源继电器施加有所述稳定电压,从而开始控制动作,并通过所述正常运行信号RUN来维持所述电源继电器的动作状态,
并且读出所述单独启动信号SIG3n,进行所述辅助电气设备的驱动控制,根据伴随该驱动控制的动作确认或规定时间的经过判定,产生停止所述启动锁存部的输出的启动信号切断指令CNT3n2,直到停止产生所述正常运行信号RUN为止,
所述单独启动处理部还包括切断锁存部和恢复判定部,
所述切断锁存部由所述启动信号切断指令CNT3n2来进行置位驱动,当多个所述启动指令元件正常闭路或异常闭路时停止产生所述合成用启动信号STn,
所述恢复判定部在所述多个启动指令元件正常开路或恢复了开路时对所述切断锁存部进行复位,当多个所述启动指令元件闭路时所述合成用启动信号STn的产生为有效。
发明效果
如上所述,具有本发明所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置具有运算控制部,该运算控制部在电源开关闭路的运行期间中由稳压电源供电,来进行主电气设备的驱动控制,即使电源开关开路也能通过正常运行信号RUN来维持供电状态,并能将在运行期间中产生的例如学习信息或异常产生信息从易失性的RAM存储器传输保存至非易失性的数据存储器或程序存储器,随着该保存处理的完成而停止正常运行信号RUN,由此来停止供电,在具有上述运算控制部的车载电子控制装置中,附加有响应于多个启动指令元件产生的启动指令信号S31、S32、…、S3n的开闭状态的单独启动处理部,该单独启动处理部具备单独地存储所述启动指令信号S3n(n=1、2、…、n)的产生的启动锁存部,产生对该启动锁存部的输出信号进行逻辑或结合而得的合成启动信号STA~STC,并且产生将所述启动指令信号S3n的产生状态单独地输入至所述运算控制部的控制输入端子的单独启动信号SIG3n。
另外,所述运算控制部响应于所述合成启动信号施加有所述稳定电压,从而开始控制动作,通过所述正常运行信号RUN来维持供电状态,并且通过读取所述单独启动信号SIG3n,来驱动控制辅助电气设备的一部分,根据是其响应信号或超过经过时间来停止产生所述正常运行信号RUN。
因此,启动指令元件例如为按钮开关,进行时间较短的按压操作,即使在该按压时间比稳压电源的电压上升时间以及运算控制部的自我诊断所需时间所需要的运算控制部的非活动时间要短的情况下,也能通过启动锁存部可靠地产生合成启动信号来启动运算控制部,能在运算控制部的动作停止之前预先通过切断锁存部来解除合成启动信号,因此具有下述效果:即使在电源开关未闭路的时刻,也能通过运算控制部较容易地执行多种多样的辅助控制,并且即使在该按钮开关产生了短路异常的情况下、启动指令元件为进行不确定长时间的闭路动作的元件的情况下,也具有能在运算控制部的辅助控制完成的时刻解除合成启动信号、防止车载电池的无用的放电以避免产生不必要的供电状态的效果。
另外,当闭路的启动指令元件暂时开路时,通过恢复判定部来解除切断锁存部的切断动作,因此,在启动指令元件进行不确定长时间的闭路动作的情况下,辅助控制通过启动指令元件的重新闭路而再次有效,在长时间的闭路动作过程中切断锁存部动作并进行节电处理,因此具有下述效果:即使启动指令元件的动作特征存在差异,也能应用共同的单独启动处理部。
附图说明
图1是具有本发明实施方式1所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图。
图2A是与图1的车载电子控制装置的单独启动处理部有关的一般示例的详细电路图。
图2B是与图1的车载电子控制装置的单独启动处理部有关的特殊示例的详细电路图。
图3A是图2A的单独启动处理部的动作说明用的时序图的第1示例图。
图3B是图2A的单独启动处理部的动作说明用的时序图的第2示例图。
图4A是图2A的单独启动处理部的动作说明用的时序图的第3示例图。
图4B是图2B的单独启动处理部的动作说明用的时序图的第4示例图。
图5A是与图1的车载电子控制装置的主控制运行单元有关的动作说明用的流程图。
图5B是与图1的车载电子控制装置的辅助控制运行单元有关的动作说明用的流程图。
图6是具有图1的车载电子控制装置的变形实施方式所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图。
图7是具有本发明实施方式2所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图。
图8是与图7的车载电子控制装置的单独启动处理部有关的特殊示例的详细电路图。
图9是图8的单独启动处理部的局部详细电路图。
图10是与图7(以及图12)的车载电子控制装置的启动处理有关的动作说明用的流程图。
图11是图7的车载电子控制装置所涉及的普通充电的操作步骤的详细说明图。
图12是具有本发明实施方式3所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图。
图13是与图12的车载电子控制装置的启动信号处理部有关的整体电路框图。
图14是表示图12(以及图7)的车载电子控制装置的启动指令信号的一个示例的整体连接图。
图15是图12的车载电子控制装置所涉及的急速充电的操作步骤的详细说明图。
具体实施方式
实施方式1.
[实施方式1的详细说明]
(1)结构的详细说明
以下,关于具有本发明实施方式1所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图即图1,对其结构进行详细说明。
图1中,例如从DC12V系统的车载电池101对车载电子控制装置100A施加车载电池电压Vbs,并经由在电源开关102闭路时被激励的电源继电器103A对车载电子控制装置100A施加驱动电源电压Vbb。另外,车载电子控制装置100A与在电源开关102闭路时被驱动控制的主电气设备104相连接,该主电气设备104由电负载组1和传感器组1构成。
车载电子控制装置100A还与在电源开关102开路时被驱动控制的辅助电气设备105相连接,该辅助电气设备105由电负载组2和传感器组2构成。
与车载电子控制装置100A的内部或外部连接的启动辅助信号组106A由将启动指令元件21a~28a(以下有时记载为2na)和电源短路限流电阻21b~28b(以下有时记载为2nb)彼此串联连接的辅助启动指令电路21~28(以下有时记载为2n,以下同样)构成,分别产生启动指令信号S3n。
另外,相对于启动指令元件2na的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号S3n的元件,另一部分是以通过人为操作来变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号S3n的元件,电源短路限流电阻2nb的目的在于启动指令元件2na与正侧电源线接触情况下的短路保护。
另外,辅助启动指令电路2n的个数并不限于8个,可根据整个系统的规模来进行增减。
车载电子控制装置100A以包含微处理器即主CPU在内的运算控制部120A和启动信号处理部130A为主体来构成。
运算控制部120A与从驱动电源电压Vbb生成例如DC5V的稳定电压Vcc的稳压电源110相连接,包含当电源继电器103A被激励时进行动作的主CPU、以及非易失性的程序存储器PMEM、数据存储器DMEM、易失性的RAM存储器RMEM、多通道AD转换器ADC,并与监视计时器WDT协同地在正常运行时产生正常运行信号RUN。
另外,当电源开关102闭路时,经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112对电源继电器103A进行激励,由此,当主CPU启动并产生正常运行信号RUN时,即使电源开关102开路,主CPU的动作也经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112而继续,并通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成控制动作。
另外,运算控制部120A与从车载电池电压Vbs生成例如DC5V的备用电压Va的备用电源114相连接,但在主CPU的动作过程中保存于RAM存储器RMEM的学习信息、异常产生信息等重要信息在电源开关102刚开路的后运行期间中传输保存于非易失性的数据存储器DMEM之后,正常运行信号RUN将停止,电源继电器103A被去激励。
另一方面,当电源开关102闭路并产生电源开关信号PWS时,运行开始信号SIG0经由例如NPN型的晶体管即运行开始指令元件111s输入至主CPU,由此来对主电气设备104进行驱动控制。
然而,即使在电源开关102开路时,若启动信号处理部130A产生合成启动信号STA,则电源继电器103A经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112被激励,由此,当主CPU启动并产生正常运行信号RUN时,即使合成启动信号STA停止,主CPU的动作也经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112而继续,由此,当辅助电气设备105的驱动控制完成时,通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成辅助控制动作。
构成启动信号处理部130A的多个单独启动处理部13n(n=1~8)响应于启动指令元件2na产生的启动指令信号S3n并经由单独启动元件13nd产生合成启动信号STA,并且经由例如NPN型的晶体管即单独缓冲元件13ns对主CPU产生单独启动信号SIG3n,主CPU对应于按启动的要素分别设置的启动指令元件2na来进行辅助电气设备105的驱动控制。
另外,主CPU针对单独启动处理部13n单独或一并产生锁存清除指令CNT3n1、启动信号切断指令CNT3n2、切断状态解除指令CNT3n3、异常诊断指令CNT3n4,其详细内容将在后面通过图2A和图2B进行阐述。
接下来,关于与图1的车载电子控制装置的单独启动处理部有关的一般示例的详细电路图即图2A、以及与图1的车载电子控制装置的单独启动处理部有关的特殊示例的详细电路图即图2B,对其结构进行详细说明。
另外,图2A是单独启动处理部13n的结构图,上述单独启动处理部13n能适用于如下情况中的任意一个:启动指令元件2na例如是按钮开关那样的进行不确定短时间的闭路动作的元件;或启动指令元件2na例如是拨动开关那样的进行不确定长时间的开闭动作的元件,图2B为适于进行不确定长时间的开闭动作的单独启动处理部13n的结构图。
首先,图2A中,单独启动处理部13n通过车载电池电压Vbs和备用电压Va来动作,流过这里所使用的多个晶体管中、PNP型晶体管所示的4个晶体管和1个场效应型晶体管的电流为在车辆的停车状态下也流过的待机电流。
从车载电池电压Vbs供电的输入元件61为PNP型的晶体管,该PNP型的晶体管在启动指令信号S3n的逻辑电平为“L”时经由基极电阻61a被导通驱动,经由滤波电路61c对第1启动元件61e进行闭路驱动,并且经由串联电阻61d对第2启动元件61f进行闭路驱动,在该晶体管的发射极端子和基极端子之间连接有开路稳定电阻61b。
另外,即使在启动指令信号S3n的逻辑电平为“H”时,也能通过强制闭路元件68来对输入元件61进行闭路驱动,该强制闭路元件68能通过运算控制部120A中的主CPU产生的异常诊断指令CNT3n4来试验性地进行开闭。
另外,由电阻和电容器构成的滤波电路61c用于防止第1启动元件61e、第2启动元件61f的噪声误动作。
从车载电池电压Vbs供电的第1协同元件62a由第2启动元件61f进行闭路驱动,并经由联动电阻62c对第2协同元件62b进行闭路驱动,第2协同元件62b对第1协同元件62a进行闭路驱动,从而作为整体构成启动锁存部62。
另外,第1协同元件62a的输出电压为合成用启动信号STn,经由作为单独启动元件13nd的二极管而被逻辑或结合以产生合成启动信号STA,并经由NPN型晶体管即单独缓冲元件13ns作为针对主CPU的单独启动信号SIG3n被输入,该单独启动信号SIG3n经由上拉电阻与稳定电压Vcc相连接。
另一方面,为了切断第2协同元件62b的导通而连接在其基极端子与发射极端子之间的清除指令元件63由主CPU产生的锁存清除指令CNT3n1来进行导通控制,并删除启动锁存部62的存储状态。然而,在第2启动元件61f闭路时,构成置位优先型的启动锁存部62,以使得即使清除指令元件63闭合也能维持第1协同元件62a的闭路状态。
从车载电池电压Vbs供电的第一协同元件64a由第二协同元件64b进行闭路驱动来产生连续锁存切断信号S64,并经由联动电阻64c维持第二协同元件64b的闭路状态,从而作为整体构成切断锁存部64。
另外,由第一协同元件64a进行闭路驱动的前级信号切断元件65a切断第2启动元件61f,由第一协同元件64a进行闭路驱动的后级信号切断元件65b切断第2协同元件62b,其结果是,第1协同元件62a被开路。
另外,第二协同元件64b经由启动信号切断电阻66a由主CPU产生的启动信号切断指令CNT3n2进行通电驱动,并经由切断状态解除元件66b由主CPU产生的切断状态解除指令CNT3n3进行通电切断。
另一方面,与切断状态解除元件66b并联连接的场效应型晶体管即开路判定元件67a构成恢复判定部67,当启动指令信号S3n产生(逻辑电平L),输入元件61和第1启动元件61e闭路时,开路判定元件67a的栅极电位经由闭路时切断电阻67b而降低,开路判定元件67a维持开路状态。
然而,当启动指令信号S3n停止(逻辑电平H),输入元件61和第1启动元件61e开路时,开路判定元件67a从备用电压Va经由开路时驱动电阻67c被闭路驱动,由此切断锁存部64开路,其结果是,启动锁存部62的切断状态被解除。
另外,开路时驱动电阻67c的栅极端子与用于防止因噪声电压而导致的误动作的电容器67d相连接。
接着,关于图2B所示的单独启动处理部138(n=8的示例),以与图2A的单独启动处理部的不同点为中心对其结构进行说明。
图2B中,单独启动信号SIG38从滤波电路61c的输出部经由单独缓冲元件138s输入至主CPU,以代替图2(A)中的虚线的位置,另一方面,后级信号切断元件65b的连接位置与追加到第1协同元件62a的输出电路的串联电阻65c和单独启动元件138d之间的连接点相连接。
由此,主CPU能始终监视启动指令信号S38的逻辑状态,而与启动锁存部62的动作状态无关。
然而,启动指令元件28a例如为按钮开关,在其按压操作时间为主CPU的启动所需时间(例如0.5秒)以下的情况下,主CPU无法识别多个启动指令元件2na中的哪一个是闭路了的元件,因此,图2(B)的电路结构适于启动指令元件2na进行较长时间的闭路以及开路动作的情况。
另外,主CPU产生的启动信号切断指令CNT382经由联动二极管66c来驱动清除指令元件63。
因此,当前级信号切断元件65a以及后级信号切断元件65b因启动信号切断指令CNT382而闭路时,通过清除指令元件63对启动锁存部62进行复位,来使第1协同元件62a开路。
另外,若在主CPU产生启动信号切断指令382时,同时产生锁存清除指令381,则无需基于联动二极管66c的清除指令元件63的驱动电路。
(2)作用和动作的详细说明
以下,关于构成为图1与图2A和图2B那样的具有本发明实施方式1所涉及的启动信号处理部130A的车载电子控制装置100A,对其作用和动作进行详细说明。
首先,图1中,当车辆驾驶用的电源开关102闭路时,电源继电器103A经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112被激励,车载电池101的驱动电源电压Vbb经由其输出触电被施加至车载电子控制装置100A,稳定电压Vcc经由稳压电源110被施加至构成运算控制部120A的主CPU。
另外,车载电子控制装置100A中还输入有车载电池101本身的输出电压即车载电池电压Vbs,经由备用电源114始终产生备用电压Va来维持主CPU内的易失性存储器即RAM存储器RMEM的存储信息。
施加了稳定电压Vcc的主CPU进行包含协同的非易失性的程序存储器PMEM、数据存储器DMEM在内的内部检查后,与监视计时器WDT协同产生正常运行信号RUN,经由驱动信号合成电路113进行电源继电器103A的自我保持动作,并且边监视运行开始信号SIG0边进行主电负载即主电气设备104的驱动控制。
另外,若电源开关102开路,运行开始信号SIG0停止,则进行包含将RAM存储器所包含的主要当前值信息传输至非易失性的数据存储器DMEM的保存处理在内的后运行,之后停止监视信号,其结果是,正常运行信号RUN停止,电源继电器103A去激励而开路。
然而,即使在电源开关102开路时,若启动信号处理部130A产生合成启动信号STA,则电源继电器103A也经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112被激励,由此,若主CPU启动并产生正常运行信号RUN,则即使合成启动信号STA停止,主CPU的动作也经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112而继续,由此,当辅助电气设备105的驱动控制完成时,通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成辅助控制动作,这些内容已在上文中进行了阐述,构成启动信号处理部130A的单独启动处理部13n的详细结构通过图2A和图2B在上文中进行了阐述。
接下来,对图2A的单独启动处理部的动作说明用的时序图的第1示例图即图3A、以及第2示例图即图3B进行详细说明。
图3A中,上段a行的时序图示出辅助启动指令电路2n(n=1~8)内的启动指令元件2na的开(OFF)闭(ON)状态,中段b行的时序图示出滤波电路61c的输出信号即后级滤波输入信号S61f的波形。中段c行的时序图示出了表示响应于启动锁存部62的输出信号的合成启动信号STA及其逻辑反转信号即单独启动信号SIG3n的动作状态的启动锁存信号的波形。
因此,示出了如下情况:该启动锁存波形从启动指令元件2na的动作波形起在由滤波电路61c的滤波常数确定的延迟响应时间td(例如5msec)处产生,并且示出了如下情况:启动锁存部62根据启动指令元件2na的ON时间宽度为延迟响应时间td以上来识别启动指令元件2na的闭路。另一发面,下段d行的时序图示出了主CPU通过规定的清除脉冲产生周期Td(例如100msec)而定期产生的锁存清除指令CNT3n1的脉冲信号。
另外,图3A的第1事例中,示出了启动指令元件2na的ON时间宽度为td+Td以上、且小于td+2Td的情况,其结果是,合成启动信号STA在产生第2次锁存清除指令CNT3n1的时刻停止。
另一方面,在第2事例的情况即图3B中,示出了如下状态:即使产生例如N=10次(1秒)以上的锁存清除指令CNT3n1,启动指令元件2na也不成为OFF,在上述情况下,主CPU判定为启动指令元件2na产生短路异常。
其中,在启动指令元件2na为拨动开关那样的产生长时间的闭路状态的元件的情况下,在产生了例如N=10次(1秒)以上的锁存清除指令CNT3n1的期间,启动指令元件2na从ON变化成OFF,由此主CPU判定为启动指令元件2na产生接触不良。
另外,如上所述的判定次数N能根据各个启动指令元件2na的特性适当地设定为不同的值,将各个设定值预先存储保存于非易失性的程序存储器PMEM或数据存储器DMEM。
接下来,对图2A的单独启动处理部的动作说明用的时序图的第3示例图即图4A、以及图2B的单独启动处理部的动作说明用的第4示例图即图4B进行详细说明。
图4A中,与图3A同样地,上段部的a~d行中,a行表示启动指令元件2na的开闭状态,b行表示滤波输入信号S61f的波形,c行表示合成启动信号STA,d行表示锁存清除指令CNT3n1的产生状态,j行表示合成启动信号STA的逻辑反转信号即单独启动信号SIG3n的产生状态。
另外,该事例中,在产生了三次锁存清除指令CNT3n1的时刻,产生中段部e行所示的启动信号切断指令CNT3n2,对图2A中的前级信号切断元件65a和后级信号切断元件65b进行闭路驱动,由此,尽管a行的启动指令元件2na处于闭路状态,但仍解除c行的合成启动信号STA和j行的单独启动信号SIG3n。
下段部f行的持续锁存切断信号S64是图2A中的切断锁存部64的输出信号,逻辑电平伴随前段e行中的启动信号切断指令CNT3n2的产生而成为“H”。
下段部g行的前级滤波输入信号S61e是图2A中的滤波电路61c之后的电压信号,与上段部b行的滤波输入信号S61f相比,由于串联电阻61d是否存在的差异,即使前级信号切断元件65a闭路,前级部的滤波输入信号S61e也仅稍微衰减。
接下来,当上段a行的启动指令元件2na开路(OFF)时,图2A中的输入元件61和第1启动元件61e开路,恢复判定部67的开路判定元件67a从开路状态变化成闭路状态。
其结果是,切断锁存部64被复位并恢复成正常状态,若上段a行的右侧部中启动指令元件2na闭路(ON),则产生c行的启动锁存信号SIG3n。
在对应于图2B的时序图即图4B中,与对应于图2A的时序图即图4A的情况的不同点如下所示那样。
另外,图2B中的单独启动信号SIG38(n=8的示例)是通过单独缓冲元件138s对滤波电路61c的输出信号即前级滤波输入信号S61e进行逻辑转换后而得到的,其输出波形如图4B的最下段部j行所示那样,是从最上段a行的启动指令元件28a的波形中获得基于滤波电路61c的响应延迟时间td的延迟波形,并利用单独缓冲元件138s对其进行逻辑转换后得到的。
因此,这里所获得的单独启动信号SIG38不受启动锁存部62、切断锁存部64的动作状态的影响,但合成启动信号STA与图4A的情况相同。
接下来,对于与图1的车载电子控制装置的主控制运行单元有关的动作说明用的流程图即图5A、以及与图1的车载电子控制装置的辅助控制运行单元有关的动作说明用的流程图即图5B进行详细说明。各单元可由硬件、CPU、或模块来构成。以下相同。
图5A中,准备工序501为下述步骤:电源开关102闭路,以产生电源开关信号PWS,或由启动信号处理部130A产生合成启动信号STA。接下来的准备工序502为下述步骤:电源继电器103A经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112被激励,驱动电源电压Vbb被施加至车载电子控制装置100A,稳压电源110将稳定电压Vcc提供给运算控制部120A。
接下来的工序510为下述步骤:构成运算控制部120A的主体的主CPU开始产生监视信号和控制动作。
接下来的工序511为下述步骤:通过未图示的监视计时器WDT对监视信号的产生状态进行监视,当该状态为正常时监视计时器WDT产生正常运行信号RUN。
接下来的工序512为下述步骤:根据运行开始信号SIG0对电源开关102是否闭路进行判定,当闭路时进行“是”的判定并转移至工序块513,当未闭路时进行“否”的判定,并经由中继端子A转移至图5B的工序531。
工序块513为下述步骤:作为初始检查,进行与程序存储器PMEM、数据存储器DMEM、运算处理用的RAM存储器RMEM有关的求和校验或奇偶校验,并且检查车辆是否存在其它不方便驾驶的异常情况。
接下来的工序514为下述判定步骤:在工序块513中发现了异常的情况下进行“是”的判定并转移至工序515,当没有异常时进行“否”的判定并转移至工序块516。
另外,主CPU在动作开始工序510和后述的动作结束工序519之间例如以5msec以下的周期重复控制动作,但在初次的工序块513所进行的初始检查中,例如需要0.5秒左右的时间。
工序515为下述步骤:进行异常通知等规定的处置,并在规定时间内转移至工序517。
工序块516为下述步骤:进行车辆的行驶和驾驶控制,并在规定时间内转移至工序517。
工序517为下述判定步骤:与工序512同样地,对电源开关102是否闭路进行重新判定,当电源开关102闭路时进行“是”的判定并转移至动作结束工序519,当电源开关102未闭路时进行“否”的判定并转移至工序520。
动作结束工序519中,执行其它控制程序来恢复到动作开始工序510,以使得成为例如5msec以下的运算周期,从动作开始工序510到动作结束工序519为止的一系列工序成为主控制运行单元500,其中的工序511为自我保持单元。
工序520是成为控制停止处理单元的步骤,该控制停止处理单元进行启动信号处理部130A的功能检查,并将车辆驾驶过程中被写入RAM存储器的学习数据、异常产生记录中的重要数据传输并写入非易失性的数据存储器DMEM或程序存储器PMEM。
另外,在进行工序520中的启动信号处理部130A的功能检查时,能使用针对切断锁存部64的切断状态解除指令CNT3n3、针对启动指令信号S3n的异常诊断指令CNT3n4,来进行包含恢复判定部67在内的启动信号处理部130A的准备检查。
接下来的工序521是成为自我保持停止单元的步骤,该自我保持停止单元停止监视信号,由此,监视计时器停止正常运行信号RUN。
接下来的工序为下述步骤:停止向主CPU的供电,一系列控制动作完成。
图5B中,工序531为下述判定步骤:在图5A中的准备工序501因合成启动信号STA的产生而转移到初始工序510的情况下进行“是”的判定并转移至工序532,在因电源开关102闭路而转移到工序510的情况下进行“否”的判定并转移至图5A的工序520,总之在未产生基于电源开关102的运行开始信号SIG0的状态下,工序531进行“是”的判定,在产生运行开始信号SIG0时,工序531进行“否”的判定。
工序532为下述步骤:读出单独启动信号SIG3n的动作状态,并将其当前信息写入规定地址的RAM存储器来进行存储。
如图3B所说明的那样,接下来的工序533是成为启动信号异常判定单元的步骤,该启动信号异常判定单元通过试着产生多次锁存清除指令CNT3n1来判定有无启动指令元件2na的短路异常或接触不良。
接下来的工序534为下述判定步骤:根据工序533所得出的异常判定结果,当为正常时进行“是”的判定并转移至工序535,当为异常时进行“否”的判定,并经由中继端子B转移至图5A的工序520。
工序535是成为输出处理单元的步骤,该输出处理单元进行与在工序532中读出的单独启动信号SIG3n的内容相对应的辅助电气设备105的驱动控制。
接下来的工序536为下述判定步骤:对进行动作的传感器的输入状态监视以作为工序535的输出处理的结果,当接收检测输入时进行“是”的判定并转移至工序538,在未能接收检测输入的情况下进行“否”的判定并转移至工序537。
工序537是成为经过时间超过判定单元的判定步骤,该经过时间超过判定单元判定是否经过了规定的允许时间,当未经过时进行“否”的判定并恢复至工序535,当响应延迟时间超过规定值时进行“是”的判定并转移至工序538。
工序538是成为启动信号切断单元的步骤,该启动信号切断单元通过产生启动信号切断指令CNT3n2使切断锁存部64动作来停止启动锁存部62的输出,由此来停止合成启动信号STA。
另外,工序531至工序538的一系列工序是成为辅助控制单元530的工序,紧接着工序538,经由中继端子B转移至图5A的工序520。
(3)变形实施方式的详细说明
以下,关于具有图1的车载电子控制装置的变形实施方式所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图即图6,以与图1的车载电子控制装置的不同点为中心对其结构和作用动作进行详细说明。
另外,图6中,对与图1相对应的关联部位使用与图1相同的标号。图6中,从车载电池101经由电源继电器103A被供电、并对主电气设备104和辅助电气设备105进行驱动控制的车载电子控制装置100A具备设置在运算控制部120A与启动辅助信号组106A之间的启动信号处理部130C。
另外,图1中的启动信号处理部130A由作为多个单独启动处理部13n、在图2A或图2B中所示的硬件的逻辑电路构成。
然而,图6中的启动信号处理部130C由辅助的微处理器即子CPU构成,单独启动处理部13n成为由使用了子CPU的控制程序构筑而成的启动信号处理单元。
然而,与图2A和图2B中的滤波电路61c相对应的部分在图6中作为输入接口电路160被集中,并连接在启动辅助信号组106A与启动信号处理部130C之间。
另外,启动信号处理部130C由始终从车载电池电压Vbs供电的辅助控制电源115产生的辅助电压Vc供电,当启动指令元件2na(n=1~8)的某个闭路时产生合成启动信号STA,经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件112对电源继电器103A进行激励,并经由稳压电源110对运算控制部120A进行供电。
与图1的情况同样地,驱动信号合成电路113通过电源开关102产生的电源开关信号PWS、合成启动信号STA、以及监视计时器WST产生的正常运行信号RUN,经由电源继电器驱动元件112对电源继电器103A进行激励。
本变形实施方式中,与构成运算控制部120A的主CPU相比,构成启动信号处理部130C的子CPU的程序存储器的存储器容量和整体的功耗压倒性地减少,由于启动时的响应延迟时间变短,即使是进行短时间的闭路动作的按钮开关的闭路信号,也能通过子CPU来直接输入。
另外,能获得具有下述启动信号处理部的车载电子控制装置,即:即使始终对子CPU进行供电其待机电流也较小,与基于硬件的启动信号处理部130A相比毫不逊色。
(4)实施方式1及其变形方式的要点与特征
如以上说明中所明确的那样,具有本发明实施方式1及其变形方式所涉及的启动信号处理部130A、130C的车载电子控制装置100A包括:运算控制部120A,该运算控制部120A执行成为主控制运行单元500的控制程序,上述主控制运行单元500从车载电池101经由响应于电源开关102的闭路动作的电源继电器103A和稳压电源110施加有稳定电压Vcc,由此来开始控制动作并产生正常运行信号RUN,维持所述电源继电器103A的闭路动作,并且监视主电气设备104的驱动控制以及针对该驱动控制的反应状态,该运算控制部在所述电源开关102开路时,至少在将最新的当前信息的一部分传输保存至非易失性存储器之后停止所述正常运行信号RUN,并对所述电源继电器103A进行去激励停止;以及
启动信号处理部130A、130C,该启动信号处理部130A、130C用于执行成为辅助控制单元530的控制程序,上述辅助控制单元530即使在所述电源开关102开路时也响应于多个启动指令元件21a、22a、…、2na的闭路动作,启动所述运算控制部120A,并监视辅助电气设备105的驱动控制和针对该驱动控制的反应状态,
所述启动信号处理部130A、130C由输入有响应于所述启动指令元件2na(n=1、2、…、n,以下相同)的开闭状态的启动指令信号S31、S32、…、S3n的多个单独启动处理部131、132、…、13n构成,
相对于多个所述启动指令元件2na的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号S3n的元件,另一部分是以通过人为操作变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号S3n的元件。
另外,多个所述单独启动处理部13n包括分别存储所述启动指令信号S3n的产生的启动锁存部62,将该启动锁存部的输出信号即合成用启动信号STn分别进行逻辑或结合来产生合成启动信号STA,并且产生将所述启动指令信号S3n的产生状态单独地输入至所述运算控制部120A的单独启动信号SIG3n,
所述运算控制部120A经由响应于所述合成启动信号STA来进行闭路驱动的所述电源继电器103A施加有所述稳定电压Vcc,从而开始控制动作,并通过所述正常运行信号RUN来维持所述电源继电器103A的动作状态,
并且读出所述单独启动信号SIG3n,进行所述辅助电气设备105的驱动控制,根据伴随该驱动控制的动作确认或规定时间的经过判定,产生停止所述启动锁存部62的输出的启动信号切断指令CNT3n2,直到停止产生所述正常运行信号RUN为止,
所述单独启动处理部13n还包括切断锁存部64和恢复判定部67,
所述切断锁存部64由所述启动信号切断指令CNT3n2来进行置位驱动,当多个所述启动指令元件2na正常闭路或异常闭路时停止产生所述合成用启动信号STn,
所述恢复判定部67在所述多个启动指令元件2na正常开路或恢复了开路时对所述切断锁存部64进行复位,当多个所述启动指令元件2na闭路时所述合成用启动信号STn的产生为有效。
所述启动锁存部62的置位输入信号为经由由所述启动指令信号S3n通电驱动的输入元件61、滤波电路61c以及串联电阻61d而获得的后级滤波输入信号S61f,
即使在所述启动指令元件2na进行所述不确定短时间动作或所述不确定长时间动作的某个的情况下,所述单独启动信号SIG3n也是通过单独缓冲元件13ns对所述合成用启动信号STn进行逻辑转换来进行系统电压的变更的信号,
或者,所述启动指令元件2na进行所述不确定长时间动作,即使不经由所述启动锁存部62也能稳定地产生合成用启动信号STn,所述单独启动信号SIG3n是通过单独缓冲元件13ns对所述滤波电路61c的输出信号即前级滤波输入信号S61e进行逻辑转换来进行系统电压的变更的信号,
作为所述辅助控制单元530的一部分,所述运算控制部120A包括启动信号异常判定单元,该启动信号异常判定单元是针对分别设置于多个所述单独启动处理部13n的所述启动锁存部62单独或一并产生锁存清除指令CNT3n1的控制程序,
所述启动锁存部62是置位优先形的存储部,在所述启动指令元件2na闭路时产生所述合成用启动信号STn并存储,之后即使所述启动指令元件2na开路也维持所述合成用启动信号STn的产生状态,并且当所述锁存清除指令CNT3n1产生时所述合成用启动信号STn的存储被复位,但当所述启动指令元件2na持续闭路时,所述合成用启动信号STn使产生状态持续。
另外,所述启动信号异常判定单元通过间歇产生了针对所述启动锁存部62的锁存清除指令CNT3n1时的、所述单独启动信号SIG3n来监视所述启动指令元件2na的开闭状态,
当所述启动指令元件2na为产生不确定短时间的闭路信号的元件时,在规定次数的所述锁存清除指令CNT3n1的产生期间在所述单独启动信号SIG3n检测出所述启动指令元件2na的闭路状态的情况下,判定为该启动指令元件2na产生短路异常,
当所述启动指令元件2na为产生不确定长时间的闭路信号的元件时,在规定次数的所述锁存清除指令CNT3n1的产生期间在所述单独启动信号SIG3n暂时检测出所述启动指令元件2na的闭路状态、并在那之后在规定时间内变化成开路状态的情况下,判定为该启动指令元件2na产生断开异常。
如上所述,与本发明的第2特征相关联,运算控制部针对置位优先形的存储部即启动锁存部产生多次锁存清除指令,根据在产生该锁存清除指令的期间中的单独启动信号SIG3n的逻辑状态来对启动指令元件2na的短路异常或断开异常进行检测。
因此,具有下述特征:合成用启动信号STn和单独启动信号SIG3n能对相同的启动锁存部的输出信号进行分配使用,并且异常判定时间能通过锁存清除指令的产生次数来调整。
另外,具有下述特征:在从针对启动锁存部的输入信号即滤波输入信号中获得单独启动信号SIG3n的情况下,能监视启动指令元件2na的开闭状态,而与启动锁存部的动作状态无关。
所述切断锁存部64在产生了所述启动信号切断指令CNT3n2时,通过对将所述启动锁存部62的置位输入、复位输入或所述合成用启动信号STn切断的前级信号切断元件65a和后级信号切断元件65b进行闭路驱动,从而停止所述合成用启动信号STn,
所述恢复判定部67包括用于复位所述切断锁存部64的场效应型的晶体管即开路判定元件67a,该开路判定元件由在产生了所述启动指令信号S3n时导通的第1启动元件61e来进行导通切断,并在所述启动指令信号S3n停止且所述第1启动元件61e开路时,施加开路时驱动电阻67c的栅极电压来进行导通闭路,
所述栅极电压应用了备用电压Va,该备用电压Va是始终从所述车载电池101供电的备用电源114产生的稳定电压。
如上所述,与本发明的第3特征相关联,用于对存储了启动指令信号S3n的产生的启动锁存部进行复位的切断锁存部在解除了启动指令信号S3n时,通过使用了场效应型晶体管的恢复判定部来解除切断锁存状态,成为复位状态的启动锁存部在新产生了启动指令信号S3n时对其进行存储保持,并且该切断锁存部和恢复判定部按多个启动信号处理部的每一个来设置。
因此,具有下述特征:当特定的启动指令元件2na暂时闭路时,运算控制部进行与之响应的启动处理控制,之后动作停止,并通过切断电源继电器来进行节电,在该特定的启动指令元件2na异常闭路或连续闭路的情况下,通过低功耗的切断锁存部来禁止再启动,关于该特定的驱动指令元件2na,其通过暂时开路后重新闭路从而能再启动,并且即使在所述特定的启动指令元件2na连续闭路的情况下,也能随时执行基于其它启动指令元件2na的启动处理控制。
作为所述主控制运行单元500的一部分,所述运算控制部120A包括在所述电源开关102开路时执行的控制程序即控制停止处理单元,该控制停止处理单元产生用于进行对所述单独启动处理部13n中所包含的结构要素进行诊断的切断状态解除指令CNT3n3和异常诊断指令CNT3n4,
在所述启动指令元件2na未进行闭路动作的通常状态下,所述异常诊断指令CNT3n4对与所述启动指令元件2na并联连接的强制闭路元件68单独或一并进行开闭控制,与所述锁存清除指令CNT3n1协同地监视所述启动锁存部62的动作,并检查是否产生了适当的单独启动信号SIG3n,
所述切断状态解除指令CNT3n3单独或一并驱动用于对由所述启动信号切断指令CNT3n2进行置位驱动的所述切断锁存部64进行复位的切断状态解除元件66b,通过所述异常诊断指令CNT3n4和所述单独启动信号SIG3n来检查所述切断锁存部64的解除状态,并且通过所述异常诊断指令CNT3n4的产生和停止来检查由所述启动信号切断指令CNT3n2进行置位驱动的所述切断锁存部64是否由所述恢复判定部67来解除。
如上所述,与本发明的第4特征相关联,启动信号处理部的内部检查在使电源开关闭路了的主控制运行之后,电源开关刚切断后执行。
因此,具有下述特征:在执行基于启动指令元件2na的辅助控制之前,有余量地完成启动信号处理部的检查动作,与启动指令元件2na本身有关的外部检查能在辅助控制的执行开始时刻基于正常的启动信号处理部来准确地进行检查。
所述启动信号处理部130C由辅助微处理器SCPU构成,该辅助微处理器SCPU由始终从所述车载电池101供电、并产生辅助电压Vc的辅助控制电源115来供电,
在包含多个所述辅助启动指令电路2n在内的启动辅助信号组106A和所述辅助微处理器SCPU之间设置有滤波电路即输入接口电路160,
所述辅助微处理器SCPU构成多个所述单独启动处理部13n,该单独启动处理部13n包含构成所述启动锁存部62、所述切断锁存部64以及所述恢复判定部67的控制程序,并且多个所述单独启动处理部13n分别产生所述合成用启动信号STn,并通过所述合成启动信号STA对所述电源继电器103A进行激励,
多个所述单独启动处理部13n还分别针对所述运算控制部120A产生所述单独启动信号SIG3n,并从所述运算控制部120A接收至少包含所述启动信号切断指令CNT3n2在内的所述锁存清除指令CNT3n1、切断状态解除指令CNT3n3以及异常诊断指令CNT3n4。
如上所述,与本发明的第5特征相关联,介于启动辅助信号组与运算控制部之间的启动信号处理部由始终从车载电池供电的辅助微处理器构成。
另外,构成运算控制部的主要的微处理器存在程序存储器的容量较大、启动处理时间较长且功耗较大的问题,但辅助微处理器具有程序存储器的容量较小、启动处理时间较短且功耗较小的优点,并具有不依赖于单独电路而能通过控制程序来执行各种各样的逻辑电路部的优点。
因此,具有下述特征:即使是短时间的指令信号也能通过辅助微处理器来直接读入,另一方面,即使始终从车载电池供电功耗也不会变大。
实施方式2.
[实施方式2的详细说明]
(1)结构的详细说明
以下,关于具有本发明实施方式2所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图即图7,以与图1的车载电子控制装置的不同点为中心,对其结构进行详细说明。
图7中,例如从DC12V系统的车载电池101对车载电子控制装置100B施加车载电池电压Vbs,并且经由在电源开关102闭路时被激励的电源继电器103B对车载电子控制装置100B施加驱动电源电压Vbb。另外,车载电子控制装置100B与在电源开关102闭路时被驱动控制的主电气设备104相连接。
该主电气设备104由行驶控制部构成,该行驶控制部包含针对从车载的主电池300进行供电驱动的车辆的行驶用电动机200的直流/交流转换器即驱动功率转换电路210、以及进行协同的电动机控制单元122B,主电池300例如产生DC400V系统的主电源电压Vbm。
车载电子控制装置100B还与在电源开关102开路时被驱动控制的辅助电气设备105相连接。
该辅助电气设备105由充电控制部构成,该充电控制部包含针对主电池300和车载电池101的充电功率转换电路310、以及进行协同的充电控制单元121B。
此外,将车载电子控制装置100B、由行驶控制部构成的主电气设备104、以及由充电控制部构成的辅助电气设备105一体化来构成复合电子控制装置107。
另外,充电控制单元121B和电动机控制单元122B均构成为包含由未图示的恒压电源驱动的单独的微处理器,上述的恒压电源由运算控制部120B启动来产生稳定电压,之后各微处理器进行自我保持供电,并且当解除来自运算控制部120B的启动指令时,各个微处理器在进行后运行处理之后停止供电。
与车载电子控制装置100B的内部或外部连接的启动辅助信号组106B由将启动指令元件21a~28a(以下有时记载为2na)和电源短路限流电阻21b~28b(以下有时记载为2nb)彼此串联连接的辅助启动指令电路21~28(以下有时记载为2n,以下相同)构成,分别产生启动指令信号S3n。
另外,相对于启动指令元件2na的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号S3n的元件,另一部分是以通过人为操作来变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号S3n的元件,电源短路限流电阻2nb的目的在于启动指令元件2na与正侧电源线接触情况下的短路保护。
另外,辅助启动指令电路2n的个数并不限于8个,可根据整个系统的规模来进行增减。
车载电子控制装置100B以包含微处理器即主CPU在内的运算控制部120B和启动信号处理部130B为主体来构成。
与图1的运算控制部同样地,运算控制部120B与从驱动电源电压Vbb产生例如DC5V的稳定电压Vcc的稳压电源110相连接,包含当电源继电器103B被激励时进行动作的主CPU、非易失性的程序存储器PMEM、数据存储器DMEM、易失性的RAM存储器RMEM以及多通道AD转换器ADC(参照图8),并与监视计时器WDT协同地在正常运行时产生正常运行信号RUN。
另外,当电源开关102闭路时,经由驱动信号合成电路113和未图示的电源继电器驱动元件对电源继电器103B进行激励,由此,当主CPU启动并产生正常运行信号RUN时,即使电源开关102开路,主CPU的动作也将经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件而继续,并通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成控制动作。
另外,运算控制部120B与从车载电池电压Vbs生成例如DC5V的备用电压Va的备用电源114相连接,但在主CPU的动作过程中保存于RAM存储器RMEM的学习信息、异常产生信息等重要信息在电源开关102刚开路的后运行期间中传输保存于非易失性的数据存储器DMEM之后,正常运行信号RUN将停止,电源继电器103B被去激励。另一方面,当电源开关102闭路时,与图1的情况同样地,经由未图示的运行开始指令元件将运行开始信号SIG0输入至主CPU,由此来进行主电气设备104的驱动控制。
然而,即使在电源开关102开路时,若启动信号处理部130B产生合成启动信号STB,则电源继电器103B经由驱动信号合成电路113和未图示的电源继电器驱动元件被激励,由此,当主CPU启动并产生正常运行信号RUN时,即使合成启动信号STB停止,主CPU的动作也经由驱动信号合成电路113而继续,其结果是,当辅助电气设备105的驱动控制完成时,通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成辅助控制动作。
构成启动信号处理部130B的多个单独启动处理器13n(n=1~8)响应于启动指令元件2na产生的启动指令信号S3n并经由未图示的单独启动元件来产生合成启动信号STB,并且经由例如NPN型的晶体管即单独缓冲元件13ns对主CPU产生单独启动信号SIG3n,主CPU对应于按启动的要素分别设置的启动指令元件2na来进行辅助电气设备105的驱动控制。
另外,主CPU针对单独启动处理部13n单独或一并产生锁存清除指令CNT3n1、启动信号切断指令CNT3n2、切断状态解除指令CNT3n3、异常诊断指令CNT3n4,其详细内容如通过图2A、图2B在上文中所阐述的那样。
复合电子控制装置107还设置有急速充电连接器170和普通充电连接器190,该急速充电连接器170经由第1充电电缆与地面设备即急速充电器109a相连接,普通充电连接器190经由第2充电电缆与例如AC100V的商用交流电源109b相连接。
设置于复合电子控制装置107的外部的辅助输入输出部108是设置在用于连接第1和第2充电电缆的窗孔处的盖子的开闭指令开关以及开闭驱动用的致动器,在利用电动操作进行盖子的开闭时,其开闭指令信号成为启动指令元件2na之一并被输入至启动信号处理部130B。
另外,在车辆的停车过程中,电池管理单元321产生的定期启动信号成为另一个启动指令元件2na并被输入至启动信号处理部130B,由此,运算控制部120B被定期启动,并对单元管理单元322进行定期供电,该单元管理单元322将包含锂离子电池即主电池300的环境温度、充电电压以及充电率在内的监视诊断信息发送给运算控制部120B。
另外,从急速充电连接器170获得的来自急速充电器109a的接收信号的一部分、或普通充电连接器190的连接检测信号、受电检测元件191的检测信号等也成为启动指令元件2na的一部分并被输入至启动信号处理部130B。
另外,设置于车载电子控制装置100B的串行控制器116在运算控制部120B与充电控制单元121B、电动机控制单元122B之间、或单元管理单元322、急速充电器109之间进行基于串行信号的通信。
接下来,关于与图7的车载电子控制装置的单独启动处理部有关的特殊示例的详细电路图即图8、以及图8的特殊示例的详细电路图的局部详细电路图即图9,对其结构进行详细说明。
图8中,单独启动处理部138的基本结构如图2B中所述那样,但这里附加了电阻值检测电路69,其详细内容将在图9中阐述,上述电阻值检测电路69适于通过单独启动处理部138进行普通充电连接器190中的充电电缆的连接检测。
另外,例示出了针对图2A、图2B以及图8中所示的输入元件61、启动锁存部62、切断锁存部64的电源例如可以是DC5V的辅助电压Vc以代替车载电池电压Vbs的情况,该辅助电压Vc如图7所示,为从车载电池电压Vbs供电的辅助控制电源115的输出电压。
图9中,与普通充电连接器190相连接的第2充电电缆除了提供充电功率的一组AC电源线以外,还包含构成辅助启动指令电路28(分配为n=8)的锁定开关28c、与该锁定开关28c并联连接的并联电阻28p、以及与该锁定开关28c和并联电阻28p的并联电路串联连接的串联电阻28s。
另一方面,上述输入元件61的基极电阻61a经由电阻值检测电路69中的第1逆流防止元件69a和电流检测电阻69b与辅助启动指令电路28的一端相连接,辅助启动指令电路28的另一端在车载电子控制装置100B中与接地电路相连接。
而且,电流检测电阻69b的上游侧电压V1作为第1模拟信号AD1输入至运算控制部120B内的多通道AD转换器ADC,电流检测电阻69b的下游侧电压V2作为第2模拟信号AD2输入至运算控制部120B内的多通道AD转换器ADC。另外,电流检测电阻69b的上游侧经由第2逆流防止元件69c施加有稳定电压Vcc。
另外,串联电阻28s的电阻值R28s和并联电阻28p的电阻值R28p的加法值即串联合成电阻R28=R28s+R28p的值、以及电阻值R28s的值根据第2充电电缆所允许的最大充电电流的值而设定成不同的值,并且锁定开关28c成为常闭触点,该常闭触点在连接第2充电电缆时按压而开路,在第2充电电缆安装后闭路。
另外,若输入元件61伴随第2充电电缆被连接而进行闭路驱动,则通过图8所示的单独启动处理部138产生合成启动信号STB,由此,当运算控制部120启动时主CPU通过下面的计算式(1)、(2)、(3)计算串联合成电阻R28或单独的电阻值R28s和R28p的值。
(V1-V2)/R69b=V2/(R28或R28s)·····(1)
∴R28或R28s=R69b×V2/(V1-V2)·····(2)
R28p=R28-R28s·····(3)
其中,R69b为已知的基准电阻即电流检测电阻69b的电阻值,当锁定开关28c被按压开路时通过计算公式(2)来计算串联合成电阻R28,当锁定开关28c常态闭路时通过计算公式(2)来计算串联电阻28s的电阻值R28s。
预先决定所应用的串联电阻28s和并联电阻28p的组合,并作为数据表存储于数据存储器DMEM或程序存储器PMEM,当对串联合成电阻值R28、电阻值R28s的任意一个进行计算时,对另一个的串联合成电阻值R28、电阻值R28s以及剩余的电阻值R28p进行检测,并且在测定时刻还进行锁定开关28c开路或闭路的判定。
另外,当所选择的串联合成电阻R28或串联电阻28s的电阻值R28s是大幅小于基极电阻61a的电阻值的值时,通过第2逆流防止元件69c预先施加稳定电压Vcc,从而使针对辅助启动指令电路28的施加电压稳定增加,能提高电阻值的计算精度,并且通过预先将基极电阻61a的电阻值设定得较大,从而能抑制在非充电停车过程中的待机电流,并能抑制第2充电电缆在连接放置状态下的功耗。
(2)作用和动作的详细说明
以下,关于具有如图7以及图8和图9那样构成的本发明实施方式2所涉及的启动信号处理部130B的车载电子控制装置100B,以与图1的车载电子控制装置的不同点为中心对其作用和动作进行详细说明。
首先,图7中,当车辆驾驶用的电源开关102闭路时,电源继电器103B被激励,车载电池101的驱动电源电压Vbb经由其输出触点被施加至车载电子控制装置100B,稳定电压Vcc经由稳压电源110被施加至构成运算控制部120B的主CPU。
另外,车载电子控制装置100B中还输入有车载电池101本身的输出电压即车载电池电压Vbs,经由备用电源114始终产生备用电压Va来维持主CPU内的易失性存储器即RAM存储器RMEM的存储信息。
施加了稳定电压Vcc的主CPU进行包含协同的非易失性的程序存储器PMEM、数据存储器DMEM在内的内部检查后,与未图示的监视计时器WDT协同产生正常运行信号RUN,经由驱动信号合成电路113和未图示的电源继电器驱动元件进行电源继电器103B的自我保持动作,并且边监视从电源开关102经由未图示的运行开始指令元件而输入的运行开始信号SIG0(参照图1)边进行主电气设备104的驱动控制。
另外,若电源开关102开路,运行开始信号SIG0停止,则进行包含将RAM存储器所包含的主要当前值信息传输至非易失性的数据存储器DMEM的保存处理在内的后运行,之后停止监视信号,其结果是,正常运行信号RUN停止,电源继电器103B去激励而开路。
然而,即使在电源开关102开路时,若启动信号处理部130B产生合成启动信号STB,则电源继电器103B经由驱动信号合成电路113和未图示的电源继电器驱动元件被激励,由此,若主CPU启动并产生正常运行信号RUN,则即使合成启动信号STB停止,主CPU的动作也将经由驱动信号合成电路113而继续,由此,当辅助电气设备105的驱动控制完成时,通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN从而完成辅助控制动作,这些内容已在上文中进行了阐述,构成启动信号处理部130B的单独启动处理部13n的详细结构通过图2A、图2B或图8在上文中进行了阐述。
接着,对与图7的车载电子控制装置的启动处理有关的动作说明用的流程图即图10进行详细说明。
另外,图10中,将上述图5A和图5B合并,成为限定为电源开关102开路的状态的流程图。
图10中,准备工序501a为下述步骤:启动信号处理部130B产生合成启动信号STB,稳定电压Vcc被施加至主CPU。
接下来的工序510a为下述步骤:主CPU开始监视信号的产生和控制动作。
接下来的工序511a为下述步骤:通过未图示的监视计时器WDT对监视信号的产生状态进行监视,当该状态为正常时,监视计时器WDT产生正常运行信号RUN。
如图3B所说明的那样,接下来的工序533a是成为启动信号异常判定单元的步骤,该启动信号异常判定单元通过试着产生多次锁存清除指令CNT3n1来判定有无启动指令元件2na的短路异常或接触不良。
接下来的工序535a是成为输出处理单元的步骤,输出处理单元进行与在工序533a中读出的单独启动信号SIG3n的内容相对应的辅助电气设备105的驱动控制。
接下来的工序536a为下述步骤:对进行动作的传感器的输入状态监视以作为工序535a的输出处理的结果,当接收检测输入或经过规定时间时转移至工序538a。
接下来的工序538a是成为启动信号切断单元的步骤,该启动信号切断单元通过产生启动信号切断指令CNT3n2使切断锁存部64动作来停止启动锁存部62的输出,由此来停止合成启动信号STB。
接下来的工序520a是成为控制停止处理单元的步骤,该控制停止处理单元进行启动信号处理部130B的功能检查,并将在主CPU的动作过程中被写入RAM存储器的学习数据、异常产生记录中的重要数据传输并写入非易失性的数据存储器DMEM或程序存储器PMEM中。
另外,在进行工序520a中的启动信号处理部130B的功能检查时,能使用针对切断锁存部64的切断状态解除指令CNT3n3、针对启动指令信号S3n的异常诊断指令CNT3n4,来进行包含恢复判定部67在内的启动信号处理部130B的准备检查。
接下来的工序521a是成为自我保持停止单元的步骤,该自我保持停止单元停止监视信号,由此,监视计时器停止正常运行信号RUN。
接下来的工序522a中,停止对主CPU的供电,对应于本次的单独启动信号SIG3n(n=1~8)的控制动作结束。
接下来,对图7的车载电子控制装置所涉及的普通充电的操作步骤的详细说明图即图11进行详细说明。
另外,后述的图14中,进行将实施方式1中的普通充电的情况和实施方式2中的急速充电的情况组合后的单独启动处理部13n的编号分配,有时会在以下的说明中适当地引用图14。
图11中,基于商用交流电源109b的普通充电中的处理工序从左列的初始工序起能大致分为第1工序、第2工序、第3工序、完成工序,各工序间可能会产生与人为操作相关联的不确定待机时间T1~T4,在该不确定待机时间T1、T2、T3、T4中,着眼于使电源继电器103B开路来停止主CPU。
另外,各处理工程中,在最上段部记载其启动要素,在接下来的一段中记载根据该启动要素而执行的输出处理的内容,在下段部中对停止该输出处理的要素进行明确,在最下段部中记载了相关联的要点附注。
首先,左列的初始工序是与用于连接第2充电电缆的开闭门即盖子的打开控制有关的工序,在利用手动来进行该开闭操作的情况下、或即使是电动遥控操作也是不依赖于主CPU的本地处理的情况下,能省略该初始工序。
在由运算控制部120B进行盖子的开闭控制的情况下,例如,预先将盖子打开指令用的按钮开关26a与辅助启动指令电路26(n=6)相连接(参照图14),启动要素为由该按钮开关26a产生的启动指令信号S36(n=6)。
基于该启动要素的输出处理为通过主CPU来对盖子打开用的电动机进行打开驱动。
针对该输出处理的停止要素由设置于辅助输入输出部108的盖子打开检测传感器的动作、或设定于主CPU的程序存储器PMEM的规定的计时器常数来决定。
这里需要注意的是,即使盖子被打开,也不限于立即连接第2充电电缆,这里不清楚产生多少空闲时间,因此在盖子被打开的时刻主CPU的动作停止。
因此,初始工序与第1工序之间的不确定待机时间T1为连接器的连接待机时间。
第1工序是第2充电电缆的连接作业后的处理工序,其启动要素为图9所示的辅助启动指令电路28(参照图14)产生的启动指令信号S38。
基于该启动要素的输出处理为对辅助启动指令电路28内的串联合成电阻R28或电阻值R28s的值进行计算,通过参照数据表来获得充电功率转换电路310的输出电流的限制值。
针对该输出处理的停止要素为主CPU向充电控制单元121B发送电流限制值并获得其接收回答信息。
这里需要注意的是,即使完成了第2充电电缆的连接,也不局限于接通商用交流电源109b的电源开关,这里不清楚产生多少空闲时间,因此在完成了第2充电电缆的连接的时刻主CPU的动作停止。
因此,第1工序与第2工序之间的不确定待机时间T2为输电开始待机时间。
然而,在连接了第2充电电缆时商用交流电源109b的电源开关已接通的情况下,主CPU无需暂时停止,能立即转移至第2工序。
第2工序是充电控制单元121B和充电功率转换电路310进行针对主电池300和车载电池101的充电作业的处理工序,其启动要素为响应于图7所示的受电检测元件191的辅助启动指令电路25(参照图14)产生的启动指令信号S35。
基于该启动要素的输出处理为使充电用接触器190u(参照图14)闭路,并基于在第1工序中计算出的电流限制值来控制充电功率转换电路310的输出电流。
针对该输出处理的停止要素原本为充电完成信号,但这里假设在充电完成前产生了停电、或有意解除电源开关的情况,若产生这样的特殊情况,则主CPU的动作停止,而不等待充电完成。
因此,第2工序与第3工序之间的不确定待机时间T3为输电中断或停电时间,能从该状态跳过第3工序而转移至完成工序。
另外,在充电中途切断电源时,也能通过按压使锁定开关28c开路的按钮,来对连接检测电阻的变化进行检测,并通过使充电用接触器190u开路来断开第2充电电缆,当从该状态进行了再次充电时经由第1工序转移至第3工序,当充电中止时转移至完成工序。
第3工序是在再次检测出充电电压的情况下进行剩余的充电作业的处理工序,其启动要素为与工序2相同的启动指令信号S35。
基于该启动要素的输出处理为使充电用接触器190u(参照图14)再次闭路,并且基于在第1工序中计算出的电流限制值来控制充电功率转换电路310的输出电流。
针对该输出处理的停止要素是充电控制单元121B产生的充电完成信号,充电过程中主CPU继续动作并在与充电控制单元121B之间进行充电进展信息的串行通信。
因此,第3工序与第4工序之间的不确定待机时间T4为第2充电电缆的断开待机时间,即使充电已完成,也并不局限于立即将第2充电电缆断开。
完成工序是通过未图示的工序断开第2充电电缆后进行的与盖子的关闭控制有关的工序,在通过手动进行该开闭操作的情况下、或即使是电动遥控操作也是不依赖于主CPU的本地处理的情况下,能省略该完成工序。
在由运算控制部120B进行盖子的开闭控制的情况下,例如预先将盖子关闭指令用的按钮开关27a与辅助启动指令电路27(n=7)相连接(参照图14),启动要素为由该按钮开关27a产生的启动指令信号S37(n=7)。
基于该启动要素的输出处理为通过主CPU来对盖子关闭用的电动机进行关闭驱动。
针对该输出处理的停止要素由设置于辅助输入输出部108的盖子关闭检测传感器的动作来决定,但预先一并对第2充电电缆的断开进行确认。
(3)实施方式2的要点与特征
如以上说明中所明确的那样,具有本发明实施方式2所涉及的启动信号处理部130B的车载电子控制装置100B包括:运算控制部120B,该运算控制部120B执行成为主控制运行单元500的控制程序,上述主控制运行单元500通过从车载电池101经由响应于电源开关102的闭路动作的电源继电器103B和稳压电源110施加有稳定电压Vcc,由此来开始控制动作并产生正常运行信号RUN,维持所述电源继电器103B的闭路动作,并且监视主电气设备104的驱动控制以及针对该驱动控制的反应状态,该运算控制部在所述电源开关102开路时,至少在将最新的当前信息的一部分传输保存至非易失性存储器之后停止所述正常运行信号RUN,并对所述电源继电器103B进行去激励停止;以及启动信号处理部130B,该启动信号处理部130B用于执行成为辅助控制单元530的控制程序,上述辅助控制单元530即使在所述电源开关102开路时也响应于多个启动指令元件21a、22a、…、2na的闭路动作,启动所述运算控制部120B,并监视辅助电气设备105的驱动控制和针对该驱动控制的反应状态,
所述启动信号处理部130B由输入有响应于所述启动指令元件2na(n=1、2、…、n,以下相同)的开闭状态的启动指令信号S31、S32、…、S3n的多个单独启动处理部131、132、…、13n构成,
相对于多个所述启动指令元件2na的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号S3n的元件,另一部分是以通过人为操作变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号S3n的元件。
另外多个所述单独启动处理部13n包括分别存储所述启动指令信号S3n的产生的启动锁存部62,将该启动锁存部的输出信号即合成用启动信号STn分别进行逻辑或结合来产生合成启动信号STB,并且产生将所述启动指令信号S3n的产生状态单独地输入至所述运算控制部120B的单独启动信号SIG3n,
所述运算控制部120B经由响应于所述合成启动信号STB来进行闭路驱动的所述电源继电器103B施加有所述稳定电压Vcc,从而开始控制动作,并通过所述正常运行信号RUN来维持所述电源继电器103B的动作状态,
并且读出所述单独启动信号SIG3n,进行所述辅助电气设备105的驱动控制,根据伴随该驱动控制的动作确认或规定时间的经过判定,产生停止所述启动锁存部62的输出的启动信号切断指令CNT3n2,直到停止产生所述正常运行信号RUN为止,
所述单独启动处理部13n还包括切断锁存部64和恢复判定部67,
所述切断锁存部64由所述启动信号切断指令CNT3n2来进行置位驱动,当多个所述启动指令元件2na正常闭路或异常闭路时停止产生所述合成用启动信号STn,
所述恢复判定部67在所述多个启动指令元件2na正常开路或恢复了开路时对所述切断锁存部64进行复位,当多个所述启动指令元件2na闭路时所述合成用启动信号STn的产生为有效。
所述车载电子控制装置100B将所述主电气设备104和所述辅助电气设备105进行合并来构成电动车用的复合电子控制装置107,所述主电气设备104包含针对由车载的主电池300供电驱动的行驶用电动机200的电动机控制单元122B和驱动功率转换电路210,所述辅助电气设备105包含针对所述主电池300和所述车载电池101的充电控制单元121B以及充电功率转换电路310,
所述复合电子控制装置107具备普通充电连接器190,该普通充电连接器190从一般家庭的商用交流电源109b经由第2充电电缆来施加交流电压,
所述启动信号处理部130B中,作为所述启动指令信号S3n,输入有对所述普通充电连接器190的连接状态进行检测的第8启动指令信号S38,并且输入有对所述普通充电连接器190的电源端子的受电状态进行检测的第5启动指令信号S35,以产生所述合成启动信号STB。
另外,在所述第8启动指令信号S38检测出所述普通充电连接器190的连接状态时,并在所述第5启动指令信号S35检测出所述普通充电连接器190的受电状态时,即使所述电源开关102处于开路状态,所述运算控制部120B也能经由所述充电控制单元121B进行针对所述主电池300和所述车载电池101的充电控制,
并且,即使检测出所述普通充电连接器190的连接状态,所述启动信号处理部130B也在所述普通充电连接器190处于未受电状态时停止针对所述运算控制部120B的供电,并在所述普通充电连接器190被判定为受电状态时开始针对所述运算控制部120B的供电。
如上所述,与本发明的第6特征相关联,车载电子控制装置构成复合电子控制装置,该复合电子控制装置进行电动车中的行驶用电动机的驱动控制、以及针对作为电动机驱动用的主电池及控制用的辅助电池而搭载的车载电池的充电控制,并进行功能分担,以使得在当电源开关闭路时进行驱动控制,在电源开关开路时进行充电控制。
然而,作为例外,从主电池针对控制用的车载电池的充电能在电源开关的闭路过程中进行。
因此,具有下述特征:在连接充电电缆后到开始地面电源的供给为止所产生的不确定的待机期间、充电过程中产生的停电或暂时的供电停止所导致的不确定的待机期间、充电完成后将充电电缆断开到盖子关闭为止的不确定的待机期间中,能停止针对运算控制部的供电,来抑制非充电过程中的无用的功耗的产生。
所述启动信号处理部130B中,作为所述启动指令信号S3n,输入针对作为覆盖所述普通充电连接器190的整体的开闭门的盖子的盖子打开指令即第6启动指令信号S36、以及盖子关闭指令即第7启动指令信号S37,以产生合成启动信号STB,
所述运算控制部120B与包含所述盖子的开闭驱动机构和开闭状态的检测传感器在内的辅助输入输出部108相连接,
所述运算控制部120B还维持伴随所述第6启动指令信号S36或所述第7启动指令信号S37的产生而启动的所述电源继电器130B的动作状态,并产生针对所述开闭驱动机构的控制输出,响应于所述检测传感器的状态来完成控制动作,在进行规定的停止处理后对所述电源继电器130B进行去激励。
如上所述,与本发明的第7特征相关联,针对运算控制部的启动信号处理部中,输入有在电动车的电池的充电开始的前期和充电完成的后期所执行的与盖子的开闭动作有关的第6启动指令信号S36以及第7启动指令信号S37,通过辅助输入输出部来进行盖子的开闭动作。
因此,具有下述特征:在盖子打开后到连接器的连接、供电动作开始为止的不确定的待机时间、以及到充电完成后的连接器的断开为止的不确定的待机时间中,停止针对运算控制部的供电,从而能抑制非充电过程中的无用的功耗的产生。
这对于实施方式3也相同。
所述启动信号处理部130B中,作为所述启动指令信号S3n,输入有电池管理单元321产生的定期脉冲信号即第4启动指令信号S34,以产生所述合成启动信号STB,
所述运算控制部120B由所述第4启动指令信号S34定期地启动,以对单元管理单元322进行定期供电,该单元管理单元322将包含锂离子电池即所述主电池300的环境温度和充电电压以及充电率在内的监视诊断信息发送给所述运算控制部120B。
如上所述,与本发明的第8特征相关联,针对运算控制部的启动信号处理部中,输入有定期产生的脉冲信号即第4启动指令信号S34,由此来对运算控制部和单元管理单元进行定期供电,并将针对主电池的监视诊断信息发送给运算控制部。
因此,具有下述特征:通过低功耗的定期唤醒启动计时器即电池管理单元使运算控制部和单元管理单元定期地进行短时间启动,由此能抑制始终产生的功耗。
这对于实施方式3也相同。
设置于连接至所述普通充电连接器190的所述第2充电电缆侧的对方连接器与电阻电路相连接,从而构成对所述启动信号处理部130B产生所述第8启动指令信号S38的辅助启动指令电路28,上述电阻电路由在插拔充电枪时被按压开闭的锁定开关28c、与该锁定开关连接的并联电阻28p、以及与所述锁定开关28c和所述并联电阻28p的并联电路串联连接的串联电阻28s来构成,
所述串联电阻28s的电阻值R28s与所述并联电阻28p的电阻值R28p的加法值即串联合成电阻R28=R28s+R28p的值、以及所述电阻值R28s的值根据所述第2充电电缆所允许的最大充电电流的值而不同,
由所述第8启动指令信号S38进行通电驱动、并生成所述启动锁存部62的置位输入信号的晶体管即输入元件61由基极电阻61a、第1逆流防止元件69a、电流检测电阻69b以及所述串联合成电阻R28的串联电路来进行导通驱动,并且所述电流检测电阻69b的电阻值即基准电阻R69b的上游侧电压V1和下游侧电压V2分别作为第1模拟信号AD1、第2模拟信号AD2设置于所述运算控制部120B并被输入至多通道AD转换器ADC。
另外,响应于所述输入元件61闭路的情况,所述启动信号处理部130B产生合成启动信号STB,若所述运算控制部120B启动,则该运算控制部120B根据计算式(1)、(2)计算所述串联合成电阻R28或所述串联电阻28s的电阻值R28s,根据预先存储于数据存储器的换算数据来进行针对所述充电控制单元121B的最大充电电流的设定,所检测的电阻值根据所述锁定开关28c的开闭状态而不同。
(V1-V2)/R69b=V2/(R28或R28s)·····(1)
∴R28或R28s=R69b×V2/(V1-V2)·····(2)
如上所述,与本发明的第9特征相关联,与普通充电连接器连接的第2充电电缆中设置有成为辅助启动指令电路的电阻电路,当连接第2充电电缆时产生第8启动指令信号S38,并经由启动信号处理部使运算控制部启动。
另外,所启动的运算控制部计算第2充电电缆内的串联合成电阻R28或串联电阻的电阻值R28s的值,从而对充电控制单元的充电电流的最大值进行限制。
因此,具有下述特征:串联合成电阻R28或串联电阻的电阻值R28s的值在运算控制部启动后经由多通道AD转换器准确地被测定,因此,作为串联合成电阻R28或电阻值R28s的电阻值,能设定多样的值,在测定时能从数据表中读出共同的最大充电电流的设定值,而与锁定开关是开路还是闭路无关。
另外,具有下述特征:在连接了第2充电电缆、且处于非充电状态的不确定的充电待机期间,通过预先将基极电阻、电流检测电阻或串联并联电阻的电阻值设定得较大来抑制流入输入元件的电流,能抑制充电待机期间的消耗电流。
另外,在设为下述的第1情况时,能确保安装时的输入元件的基极电流,进而能进一步抑制充电待机中的消耗电流,即:预先将电缆内的并联电阻设得较大,且该并联电阻在充电用连接器安装时通过锁定开关进行手动闭路。
另一方面,在构成为在充电用连接器安装时锁定开关开路的第2情况下,由于该锁定开关常态下闭路,因此具有不易产生触点间的接触不良的优点,但充电待机过程中的消耗电流增加,因而预先使串联电阻的电阻值R28s变大、使并联电阻的电阻值R28p变小即可。
不论哪种情况下均具有下述特征:通过预先适当地设定单独的电阻值R28s和电阻值R28p的组合,从而只要明确串联合成电阻R28或单独的电阻值R28s和R28p的任意一个,则剩余的电阻值也能确定。
实施方式3.
[实施方式3的详细说明]
(1)结构的详细说明
以下,关于具有本发明实施方式3所涉及的启动信号处理部的车载电子控制装置的整体电路框图即图12、以及与图12的车载电子控制装置的启动信号处理部有关的整体电路框图即图13,以与图1的车载电子控制装置的不同点为中心对其结构进行详细说明。
图12中,例如从DC12V系统的车载电池101车载电子控制装置100C施加车载电池电压Vbs,并且经由在电源开关102闭路时被激励的电源继电器103C施加驱动电源电压Vbb。另外,车载电子控制装置100C与在电源开关102闭路时被驱动控制的主电气设备104相连接。
该主电气设备104由行驶控制部构成,该行驶控制部包含针对从车载的主电池300进行供电驱动的车辆的行驶用电动机200的直流/交流转换器即驱动功率转换电路210、以及进行协同的电动机控制单元122C,主电池300例如产生DC400V系统的主电源电压Vbm。
车载电子控制装置100C还与在电源开关102开路时被驱动控制的辅助电气设备105相连接。
该辅助电气设备105由充电控制部构成,该充电控制部包含针对主电池300和车载电池101的充电功率转换电路310、以及进行协同的充电控制单元121C。
此外,将车载电子控制装置100C和主电气设备104(行驶控制部)、辅助电气设备105(充电控制部)一体化来构成复合电子控制装置107。
与车载电子控制装置100C的内部或外部连接的启动辅助信号组106C由将启动指令元件21a~28a(以下有时记载为2na)和电源短路限流电阻21b~28b(以下有时记载为2nb)彼此串联连接的辅助启动指令电路21~28(以下有时记载为2n,以下同样)构成,分别产生启动指令信号S3n。
另外,相对于启动指令元件2na的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号S3n的元件,另一部分是以通过人为操作来变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号S3n的元件,电源短路限流电阻2nb的目的在于启动指令元件2na与正侧电源线接触的情况下的短路保护。
另外,辅助启动指令电路2n的个数并不限于8个,可根据整个系统的规模来进行增减。
车载电子控制装置100C以包含微处理器即主CPU在内的运算控制部120C和启动信号处理部130C为主体来构成。
此外,该启动信号处理部130C使用了图6中所述的子CPU以代替图1的硬件逻辑电路中的启动信号处理部130A。
与图1的运算控制部同样地,运算控制部120C与从驱动电源电压Vbb产生例如DC5V的稳定电压Vcc的稳压电源110相连接,包含当电源继电器103C被激励时进行动作的主CPU、非易失性的程序存储器PMEM、数据存储器DMEM、易失性的RAM存储器RMEM、以及多通道AD转换器ADC(参照图13),并与监视计时器WDT协同地在正常运行时产生正常运行信号RUN。
另外,当电源开关102闭路时,经由电源继电器驱动元件111对电源继电器103C进行激励(参照图13),由此,当主CPU启动并产生正常运行信号RUN时,即使电源开关102开路,主CPU的动作也将经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件111而继续,并通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成控制动作。
另外,运算控制部120C与从车载电池电压Vbs产生例如DC5V的备用电压Va的备用电源114相连接,但在主CPU的动作过程中保存于RAM存储器RMEM的学习信息、异常产生信息等重要信息在电源开关102刚开路的后运行期间中传输保存于非易失性的数据存储器DMEM之后,正常运行信号RUN将停止,电源继电器103C被去激励。
另一方面,当电源开关102闭路时,经由图13中后述的运行开始指令元件111s将运行开始信号SIG0输入至主CPU,由此来进行主电气设备104的驱动控制。
然而,即使在电源开关102开路时,若启动信号处理部130C产生合成启动信号STC,则电源继电器103C经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件111被激励,由此,当主CPU启动并产生正常运行信号RUN时,即使合成启动信号STC停止,主CPU的动作也将经由驱动信号合成电路113而继续,由此,当辅助电气设备105的驱动控制完成时,通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成辅助控制动作。
图13中,从车载电池101经由场效应型晶体管的无触点式的电源继电器103C和稳压电源110供电、并对图12中所述的主电气设备104和辅助电气设备105进行驱动控制的车载电子控制装置100C具备设置在运算控制部120C与启动辅助信号组106C之间的启动信号处理部130C。
另外,图1中的启动信号处理部130A作为多个单独启动处理部13n,由图2A或图2B中所示的基于硬件的逻辑电路构成,但图13中的启动信号处理部130C由辅助的微处理器即子CPU构成,单独启动处理部13n成为由使用了子CPU的控制程序构建而得的启动信号处理单元。
另外,电源继电器103C内置于车载电子控制装置100C。
此外,与图2A、图2B中的滤波电路61c相对应的部分在图13中作为输入接口电路160被集中,并连接在启动辅助信号组106C与启动信号处理部130C之间。
另外,启动信号处理部130C由始终从车载电池电压Vbs供电的辅助控制电源114产生的备用电压Va供电,当启动指令元件2na(n=1~8)的某个闭路时产生合成启动信号STC,经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件111对电源继电器103C进行激励,并经由稳压电源110对运算控制部120C进行供电。
该备用电压Va也对运算控制部120C进行供电,并进行RAM存储器RMEM的停电保持动作。
电源继电器驱动元件111和驱动信号合成电路113通过电源开关102的电源开关信号PWS、合成启动信号STC、监视计时器WDT产生的正常运行信号RUN来对电源继电器103C进行激励。
实施方式3中,与构成运算控制部120C的主CPU相比,构成启动信号处理部130C的子CPU的程序存储器的存储器容量和整体的功耗压倒性地减少,由于启动时的响应延迟时间变短,即使是进行短时间的闭路动作的按钮开关的闭路信号,也能通过子CPU来直接输入。此外,能获得具有下述启动信号处理部的车载电子控制装置,即:即使始终对子CPU进行供电其待机电流也较小,与实施方式1中的基于硬件的启动信号处理部130A相比毫不逊色。
接下来,对表示实施方式2的图12和实施方式1的图7的车载电子控制装置的启动指令信号的一个示例的整体连接图即图14进行详细说明。
图14中,复合电子控制装置107的主体要素即运算控制部120C(120B)与启动信号处理部130C(130B)协同地,对由充电控制单元121C(121B)和充电功率转换电路310构成的辅助电气设备105(充电控制部)、以及由电动机控制单元122C(122B)和驱动功率转换电路210构成的主电气设备104(行驶控制部)进行监视、控制,与盖子的开闭控制相关联的辅助输入输出部108连接至复合电子控制装置107的外部。
此外,辅助输入输出部108在与运算控制部120C(120B)之间,进行盖子开闭驱动指令X和盖子开闭传感器信号Y的通信。
另外,启动信号处理部130C(130B)与如后述那样分配的辅助启动指令电路2n(n=1~8中,n=3为未使用准备电路)相连接。
其中,辅助启动指令电路26产生成为盖子打开指令的启动指令信号S36,辅助启动指令电路27产生成为盖子关闭指令的启动指令信号S37,辅助启动指令电路24产生电池管理单元321所产生的定期指令信号即启动指令信号S34。
另外,与普通充电连接器190相连接的第2充电电缆所包含的辅助启动指令电路28产生用于进行电缆的连接检测的辅助启动指令信号S38。
另外,辅助启动指令电路25产生响应于受电检测元件191的动作状态的启动指令信号S35,上述受电检测元件191检测在第2充电电缆所包含的交流电源线之间是否产生电源电压。
与急速充电连接器170相连接的第1充电电缆在与地面的急速充电器109a之间进行后述的信号通信,急速充电连接器170的针对引脚排列和信号的标号(d1、d2e、f、g、h、j、k)基于CHAdeMo(注册商标)标准。
急速充电连接器170的第1端子与在地面的急速充电器109a和车载的复合电子控制装置107之间进行连结的接地线FG相连接。
第7端子为对运算控制部120C(120B)发送连接器连接确认信号h的端子,连接确认信号接收元件41由从车载电池电压Vbs经由第7端子供电的光电耦合器构成。
第4端子为将运算控制部120C(120B)产生的控制输出信号CNT40作为充电许可信号k经由充电许可信号元件40发送至急速充电器109a的端子。
第2端子和第10端子为在急速充电器109a使充电开始/停止开关d1、d2闭路时施加充电器侧的DC12V电压的端子。
此外,辅助启动指令电路21由从第2端子供电的光电耦合器构成,其输出信号即启动指令信号S31作为充电开始指令f被输入至启动信号处理部130C(130B)。
另外,辅助启动指令电路22由施加了第2端子和第10端子之间的电压的光电耦合器构成,其输出信号即启动指令信号S32作为充电开始指令g被输入至启动信号处理部130C(130B)。
另外,信号端子8和信号端子9为急速充电器109a与运算控制部120C(120B)之间的基于CAN通信的串行信号回路的中继端子。
另外,功率端子5和功率端子6为从急速充电器109a经由复合电子控制装置107内的充电用接触器170u与主电池300连接的中继端子。
(2)作用和动作的详细说明
以下,关于具有如图12那样构成的本发明实施方式3所涉及的启动信号处理部130C的车载电子控制装置100C,以与图1的车载电子控制装置的不同点为中心对其作用和动作详细地进行说明。
首先,图12以及图13、图14中,当车辆驾驶用的电源开关102闭路时,电源继电器103C经由电源继电器驱动元件111(参照图13)被激励,车载电池101的驱动电源电压Vbb被施加至车载电子控制装置100C内,稳定电压Vcc经由稳压电源110被施加至构成运算控制部120C的主CPU。
另外,电源继电器103C为内置于车载电子控制装置100C的晶体管方式的元件。
另外,车载电子控制装置100C中还输入车载电池101本身的输出电压即车载电池电压Vbs,经由备用电源114始终产生备用电压Va来维持主CPU内的易失性存储器即RAM存储器RMEM的存储信息,并且对构成启动信号处理部130C的子CPU进行供电。
施加了稳定电压Vcc的主CPU进行包含协同的非易失性的程序存储器PMEM、数据存储器DMEM在内的内部检查后,与监视计时器WDT协同产生正常运行信号RUN,经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件111(参照图13)进行电源继电器103C的自我保持动作,并且边监视从电源开关102经由运行开始指令元件111s(参照图13)而输入的运行开始信号SIG0(参照图13)边进行主电气设备104的驱动控制。
另外,若电源开关102开路,运行开始信号SIG0停止,则进行包含将RAM存储器所包含的主要当前值信息传输至非易失性的数据存储器DMEM的保存处理在内的后运行,之后停止监视信号,其结果是,正常运行信号RUN停止,电源继电器103C去激励而开路。
然而,即使在电源开关102开路时,若启动信号处理部130C产生合成启动信号STC,则电源继电器103C经由驱动信号合成电路113和电源继电器驱动元件111(参照图13)被激励,由此,若主CPU启动并产生正常运行信号RUN,则即使合成启动信号STC停止,主CPU的动作也将经由驱动信号合成电路113而继续,由此,当辅助电气设备105的驱动控制完成时,通过在进行规定的停止处理后停止正常运行信号RUN来完成辅助控制动作,这些内容已在上文中进行了阐述,构成启动信号处理部130C的单独启动处理部13n的详细结构通过图2A、图2B或图8在上文中进行了阐述。
另外,与图12的车载电子控制装置的启动处理有关的动作说明用的流程图如图10中所说明的那样。
接下来,对图12的车载电子控制装置所涉及的急速充电的操作步骤的详细说明图即图15进行详细说明。
图15中,急速充电器109a的急速充电中的处理工序从左列的初始工序起能大致分为第1工序、第2工序、第3工序、完成工序,各工序间可能会产生与人为操作相关联的不确定待机时间T1~T4,在该不确定待机时间T1、T2、T3、T4中,着眼于使电源继电器103C开路来停止主CPU。
另外,各处理工程中,在最上段部记载其启动要素,在接下来的一段中记载根据该启动要素而执行的输出处理的内容,在下段部中对停止该输出处理的要素进行明确,在最下段部中记载了相关联的要点附注。
首先,左列的初始工序是与用于连接第1充电电缆的开闭门即盖子的打开控制有关的工序,在利用手动来进行该开闭操作的情况下、或即使是电动遥控操作也是不依赖于主CPU的本地处理的情况下,能省略该初始工序。
在由运算控制部120C进行盖子的开闭控制的情况下,例如,预先将盖子打开指令用的按钮开关26a与辅助启动指令电路26(n=6)相连接(参照图14),启动要素为由该按钮开关26a产生的启动指令信号S36(n=6)。
基于该启动要素的输出处理为通过主CPU来对盖子打开用的电动机进行打开驱动。
针对该输出处理的停止要素由设置于辅助输入输出部108的盖子打开检测传感器的动作、或设定于主CPU的程序存储器PMEM的规定的计时器常数来决定。
这里需要注意的是,即使盖子被打开,也不限于立即连接第1充电电缆,这里不清楚产生多少空闲时间,因此在盖子被打开的时刻主CPU的动作停止。
因此,初始工程与第1工程之间的不确定待机时间T1为连接器的连接待机时间,这与图11的情况相同。
第1工序是在急速充电器109a与运算控制器120C之间进行充电控制规格的互相确认的充电前处理工序,其启动要素为图14所示的辅助启动指令电路21产生的启动指令信号S31,这里应用急速充电器109a产生的充电开始/停止指令f,由此,重读为开始串行通信的通信开始指令f。
基于该启动要素的输出处理为经由串行控制器116将未图示的设定显示面板中所设定的例如最大充电电流、充电所需时间等作为针对主电池300的充电规格串行发送给急速充电器109a,根据急速充电器109a所进行的承认,利用控制输出信号CNT40产生充电许可信号k。
针对该输出处理的停止要素为在产生充电许可信号k之后经过规定时间、或从急速充电器109a经由辅助启动指令电路22接收到充电开始信号g。
这里需要注意的是,即使第1充电电缆的连接完成、急速充电器109a电源开关也闭路并进行规定的通信,若充电规格不匹配,则在确认到其状态的时刻主CPU的动作也停止。
因此,第1工序与第2工序之间的不确定待机时间T2为输电开始待机时间。
然而,在刚接收到充电开始信号g的情况下,主CPU能立即转移至第2工序,而不会暂时停止。
第2工序是充电控制单元121C和充电功率转换电路310进行针对主电池300和车载电池101的充电作业的处理工序,其启动要素为辅助启动指令电路22(参照图14)产生的启动指令信号S32。
基于该启动要素的输出处理为使充电用接触器170u(参照图14)闭路,并且将由充电功率转换电路310测定出的充电电流和充电电压的当前值通过串行信号回路发送至急速充电器109a。
针对该输出处理的停止要素原本为充电完成信号,但这里假设在充电完成前产生了停电、或有意解除电源开关的情况,若产生这样特殊情况,则主CPU的动作停止,而不等待充电完成。
因此,第2工序与第3工序之间的不确定待机时间T3为输电中断或停电时间,可从该状态跳过第3工序而转移至完成工序。
第3工序是在再次检测出启动指令信号S32的情况下进行剩余的充电作业的处理工序,其启动要素为与工序2相同的启动指令信号S32。
基于该启动要素的输出处理为使充电用接触器170u(参照图14)再次闭路,并将由充电功率转换电路310测定出的充电电流和充电电压的当前值通过串行信号回路发送至急速充电器109a。
针对该输出处理的停止要素为成为来自急速充电器109a的充电开始信号f、g的启动指令信号S31、S32停止,运算控制部120C停止了成为充电许可信号k的控制输出信号CNT40。
因此,第3工序与完成工序之间的不确定待机时间T4为第1充电电缆的断开待机时间,即使充电完成也,也不限于立即将第1充电电缆断开。
完成工序是通过未图示的工序断开第1充电电缆后进行的与盖子的关闭控制有关的工序,在利用手动进行该开闭操作的情况下、或即使是电动遥控操作也是不依赖于主CPU的本地处理的情况下,能省略该完成工序。
在由运算控制部120C进行盖子的开闭控制的情况下,例如预先将盖子关闭指令用的按钮开关27a与辅助启动指令电路27(n=7)相连接(参照图14),启动要素为由该按钮开关27a产生的启动指令信号S37(n=7)。
基于该启动要素的输出处理为通过主CPU来对盖子关闭用的电动机进行关闭驱动。
针对该输出处理的停止要素由设置于辅助输入输出部108的盖子关闭检测传感器的动作来决定,但预先一并对第1充电电缆的断开进行确认。
另外,第1充电电缆的断开确认通过由连接确认信号接收元件41获得的连接器连接确认信号h停止的情况来确认。
上述说明中,实施方式2中的启动信号处理部130B与实施方式1中的启动信号处理部130A同样地,由图2A和图2B或图8中所示的硬件逻辑来构成,实施方式3中的启动信号处理部130C由作为实施方式1的变形方式而应用的基于子CPU的控制程序来构成。
然而,能在实施方式2中应用基于子CPU的启动信号处理部130C,并能在实施方式3中应用基于硬件逻辑的启动信号处理部130B。
另外,在实施方式2为普通充电的情况、实施方式3为急速充电的情况下进行了说明,但也可以设为在一辆车辆中普通充电和急速充电均可应用,且实际上应用硬件逻辑方式和子CPU方式中的任意一方。
另外,当电源开关闭路时,运算控制部120A、120B、120C主要进行主电气设备104的驱动控制,但对于辅助电气设备105,也能自由地控制,仅在程序存储器上进行限制以避免进行不必要的控制。
(3)实施方式3的要点与特征
如以上说明中所明确的那样,具有本发明实施方式3所涉及的启动信号处理部130C的车载电子控制装置100C包括:运算控制部120C,该运算控制部120C执行成为主控制运行单元500的控制程序,上述主控制运行单元500通过从车载电池101经由响应于电源开关102的闭路动作的电源继电器103C和稳压电源110施加有稳定电压Vcc,由此来开始控制动作并产生正常运行信号RUN,维持所述电源继电器103C的闭路动作,并且监视主电气设备104的驱动控制以及针对该驱动控制的反应状态,该运算控制部在所述电源开关102开路时,至少在将最新的当前信息的一部分传输保存至非易失性存储器之后停止所述正常运行信号RUN,并对所述电源继电器103C进行去激励停止;以及启动信号处理部130C,该启动信号处理部130C用于执行成为辅助控制单元530的控制程序,上述辅助控制单元530即使在所述电源开关102开路时也响应于多个启动指令元件21a、22a、…、2na的闭路动作,启动所述运算控制部120C,并监视辅助电气设备105的驱动控制和针对该驱动控制的反应状态,
所述启动信号处理部130C由输入有响应于所述启动指令元件2na(n=1、2、…、n以下相同)的开闭状态的启动指令信号S31、S32、…、S3n的多个单独启动处理部131、132、…、13n构成,
相对于多个所述启动指令元件2na的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号S3n的元件,另一部分是以通过人为操作变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号S3n的元件。
另外,多个所述单独启动处理部13n包括分别存储所述启动指令信号S3n的产生的启动锁存部62,将该启动锁存部的输出信号即合成用启动信号STn分别进行逻辑或结合来产生合成启动信号STC,并且产生将所述启动指令信号S3n的产生状态单独地输入至所述运算控制部120B的单独启动信号SIG3n,
所述运算控制部120C经由响应于所述合成启动信号STC来进行闭路驱动的所述电源继电器103C施加有所述稳定电压Vcc,从而开始控制动作,并通过所述正常运行信号RUN来维持所述电源继电器103C的动作状态,
并且读出所述单独启动信号SIG3n,进行所述辅助电气设备105的驱动控制,根据伴随该驱动控制的动作确认或规定时间的经过判定,产生停止所述启动锁存部62的输出的启动信号切断指令CNT3n2,直到停止产生所述正常运行信号RUN为止,
所述单独启动处理部13n还包括切断锁存部64和恢复判定部67,
所述切断锁存部64由所述启动信号切断指令CNT3n2来进行置位驱动,当多个所述启动指令元件2na正常闭路或异常闭路时停止产生所述合成用启动信号STn,
所述恢复判定部67在所述多个启动指令元件2na正常开路或恢复了开路时对所述切断锁存部64进行复位,当多个所述启动指令元件2na闭路时所述合成用启动信号STn的产生为有效。
所述启动信号处理部130C由辅助微处理器SCPU构成,该辅助微处理器SCPU由始终从所述车载电池101供电、并产生备用电压Va的备用电源114供电,
在包含多个所述辅助启动指令电路2n在内的启动辅助信号组106C和所述辅助微处理器SCPU之间设置有滤波电路即输入接口电路160,
所述辅助微处理器SCPU构成多个所述单独启动处理部13n,该单独启动处理部13n包含构成所述启动锁存部62、所述切断锁存部64以及所述恢复判定部67的控制程序,并且多个所述单独启动处理部13n分别产生所述合成用启动信号STn,并通过所述合成启动信号STC来对所述电源继电器103C进行激励,
多个所述单独启动处理部13n还分别针对所述运算控制部120C产生所述单独启动信号SIG3n,并从所述运算控制部120C接收至少包含所述启动信号切断指令CNT3n2在内的所述锁存清除指令CNT3n1、切断状态解除指令CNT3n3以及异常诊断指令CNT3n4。
如上所述,与本发明的第5特征相关联,介于启动辅助信号组与运算控制部之间的启动信号处理部由始终从车载电池供电的辅助微处理器构成。
另外,构成运算控制部的主要的微处理器存在程序存储器的容量较大、启动处理时间较长且功耗较大的问题,但辅助微处理器具有程序存储器的容量较小、启动处理时间较短且功耗较小的优点,并具有不依赖于单独电路而能通过控制程序来执行各种各样的逻辑电路部的优点。
因此,具有下述特征:即使是短时间的指令信号也能通过辅助微处理器来直接读入,另一方面,即使始终从车载电池供电功耗也不会变大。
所述车载电子控制装置100C将所述主电气设备104和所述辅助电气设备105合并来构成电动车用的复合电子控制装置107,所述主电气设备104包含针对由车载的主电池300供电驱动的行驶用电动机200的电动机控制单元122C和驱动功率转换电路210,所述辅助电气设备105包含针对所述主电池300和所述车载电池101的充电控制单元121C以及充电功率转换电路310,
所述复合电子控制装置107具备急速充电连接器170,该急速充电连接器从地面设备即急速充电器109a经由第1充电电缆来施加升压直流电压,
所述启动信号处理部130C中,作为所述启动指令信号S3n,输入有在所述急速充电连接器170的连接状态下产生的第1启动指令信号S31,并且输入有响应于所述急速充电连接器170的电源端子的受电状态的第2启动指令信号S32,以产生所述合成启动信号STC。
另外,在所述第1启动指令信号S31检测出所述急速充电连接器170的连接状态时,并在所述第2启动指令信号S32检测出所述急速充电连接器170的受电状态时,即使所述电源开关102处于开路状态,所述运算控制部120C也能经由所述充电控制单元121C进行针对所述主电池300和所述车载电池101的充电控制,
并且,即使检测了所述急速充电连接器170的连接状态,所述启动信号处理部130C也在所述急速充电连接器170处于非受电状态时,停止对所述运算控制部120C的供电,并在所述急速充电连接器170被判定为受电状态时开始对所述运算控制部120C的供电。
如上所述,与本发明的第6特征相关联,车载电子控制装置构成复合电子控制装置,该复合电子控制装置进行电动车中的行驶用电动机的驱动控制、以及针对作为电动机驱动用的主电池以及控制用的辅助电池而搭载的车载电池的充电控制,
并进行功能分担,以使得在当电源开关闭路时进行驱动控制,在电源开关开路时进行充电控制。
然而,作为例外,从主电池针对控制用的车载电池的充电能在电源开关的闭路过程中进行。
因此,具有下述特征:在连接充电电缆后到开始地面电源的供给为止所产生的不确定的待机期间、充电过程中产生的停电或暂时的供电停止而导致的不确定的待机期间、充电完成后将充电电缆断开到盖子关闭为止的不确定的待机期间中,能停止针对运算控制部的供电,来抑制非充电过程中的无用的功耗的产生。
这与实施方式2的情况相同。
设置于连接至所述急速充电连接器170的所述第1充电电缆侧的对方连接器设置有通信回路,该通信回路在所述急速充电器109a与所述运算控制部120C之间进行串行信号的通信,
并且,所述运算控制部120C响应于从所述急速充电器109a发送出的成为通信开始指令信号f的所述第1启动指令信号S31,经由所述启动信号处理部130C被供电驱动,通过所述串行信号发送与所述主电池300有关的充电规格,并基于来自所述急速充电器109a的确认响应来产生成为充电许可信号k的控制输出信号CNT40,
所述急速充电器109a响应于所接收到的所述充电许可信号k并发送充电开始信号g,由此来产生所述第2启动指令信号S32,并经由所述启动信号处理部130C、所述运算控制部120C以及所述充电控制单元121C开始针对所述主电池300的充电,
针对所述主电池300的充电的进展状态通过所述串行信号发送至所述急速充电器109a,若所述控制输出信号CNT40伴随充电完成而停止,则停止所述通信开始指令信号f和所述充电许可信号k。
如上所述,与本发明的第10特征相关联,与急速充电连接器连接的第1充电电缆具备串行信号回路,该串行信号回路根据通信开始指令信号f将主电池的充电规格发送至急速充电器,根据充电开始指令信号g开始充电并将其进度情况返回给急速充电器。
因此,具有下述特征:运算控制部随着停电或异常充电、或者充电完成来停止供电,防止了不确定时间即停电恢复、异常状态恢复期间中的功耗的产生。
标号说明
131、132、138、13n单独启动处理部,
13ns单独缓冲元件,
21a、22a、23a、24a、25a、26a、27a、28a、2na启动指令元件,
21b、22b、23b、24b、25b、26b、27b、28b、2nb电源短路限流电阻,
28 辅助启动指令电路,
28c 锁定开关,
28p 并联电阻,
28s 串联电阻,
61 输入元件,
61a 基极电阻,
61c 滤波电路,
61d 串联电阻,
61e第1启动元件,
62 启动锁存部,
64 切断锁存部,
65a 前级信号切断元件,
65b 后级信号切断元件,
66b 切断状态解除元件,
67 恢复判定部,
67a 开路判定元件,
67c 开路时驱动电阻,
68 强制闭路元件,
69a第1逆流防止元件,
69b电流检测电阻,
100A、100B、100C车载电子控制装置,
101 车载电池,
102 电源开关,
103A、103B、103C电源继电器,
104 主电气设备,
105 辅助电气设备,
106A、106B、106C启动辅助信号组,
107 复合电子控制装置,
108 辅助输入输出部,
109a 急速充电器,
109b 商用交流电源,
110 稳压电源,
114备用电源CVRa,
115辅助控制电源,
120A、120B、120C运算控制部(主CPU),
121B、121C充电控制单元,
122B、122C电动机控制单元,
130A、130B、130C启动信号处理部,
160 输入接口电路,
170 急速充电连接器,
190 普通充电连接器,
200 行驶用电动机,
210 驱动功率转换电路,
300 主电池,
310充电功率转换电路OBC,
321 电池管理单元,
322 单元管理单元,
500 主控制运行单元,
520 控制停止处理单元,
530 辅助控制单元,
533 启动信号异常判定单元,
AD1第1模拟信号,
AD2第2模拟信号,
CNT3n1锁存清除指令,
CNT3n2启动信号切断指令,
CNT3n3切断状态解除指令,
CNT3n4异常诊断指令,
RUN 正常运行信号,
S3n 启动指令信号,
S31第1启动指令信号,
S32第2启动指令信号,
S34第4启动指令信号,
S35第5启动指令信号,
S36第6启动指令信号,
S37第7启动指令信号,
S38第8启动指令信号,
S61e滤波输入信号(前级),
S61f滤波输入信号(后级),
SCPU 辅助微处理器,
SIG3n 单独启动信号,
STA、STB、STC合成启动信号,
STn 合成用启动信号,
V1 上游侧电压,
V2 下游侧电压,
Va 备用电压,
Vc 辅助电压,
Vcc 稳定电压。

Claims (12)

1.一种车载电子控制装置,包括:
运算控制部,该运算控制部执行成为主控制运行单元的控制程序,所述主控制运行单元从车载电池经由响应于电源开关的闭路动作的电源继电器和稳压电源施加有稳定电压,由此来开始控制动作并产生正常运行信号,维持所述电源继电器的闭路动作,并且监视主电气设备的驱动控制以及针对该驱动控制的反应状态,该运算控制部在所述电源开关开路时,至少在将最新的当前信息的一部分传输保存至非易失性存储器之后停止所述正常运行信号,并对所述继电器进行去激励停止;以及
启动信号处理部,该启动信号处理部用于执行成为辅助控制单元的控制程序,所述辅助控制单元即使在所述电源开关开路时也响应于多个启动指令元件的闭路动作,启动所述运算控制部,并监视辅助电气设备的驱动控制以及针对该驱动控制的反应状态,所述车载电子控制装置的特征在于,
所述启动信号处理部由输入有响应于所述启动指令元件的开闭状态的启动指令信号的多个单独启动处理部构成,
相对于多个所述启动指令元件的一部分是以按钮开关为代表的产生不确定短时间的所述启动指令信号的元件,另一部分是以通过人为操作变更成闭路状态或开路状态的拨动开关或插拔插头为代表的产生不确定长时间的所述启动指令信号的元件,
多个所述单独启动处理部包括分别存储所述启动指令信号的产生的启动锁存部,将该启动锁存部的输出信号即合成用启动信号分别进行逻辑或结合来产生合成启动信号,并且产生将所述启动指令信号的产生状态单独地输入至所述运算控制部的单独启动信号,
所述运算控制部经由响应于所述合成启动信号来进行闭路驱动的所述电源继电器施加有所述稳定电压,从而开始控制动作,并通过所述正常运行信号来维持所述电源继电器的动作状态,
并且,读出所述单独启动信号,进行所述辅助电气设备的驱动控制,根据伴随该驱动控制的动作确认或规定时间的经过判定,产生停止所述启动锁存部的输出的启动信号切断指令,直到停止产生所述正常运行信号为止,
所述单独启动处理部还包括切断锁存部和恢复判定部,
所述切断锁存部由所述启动信号切断指令来进行置位驱动,当多个所述启动指令元件正常闭路或异常闭路时停止产生所述合成用启动信号,
所述恢复判定部在所述多个启动指令元件正常开路或恢复了开路时对所述切断锁存部进行复位,当多个所述启动指令元件闭路时所述合成用启动信号的产生为有效。
2.如权利要求1所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述启动锁存部的置位输入信号为经由由所述启动指令信号进行通电驱动的输入元件、滤波电路以及串联电阻而获得的后级滤波输入信号,
即使在所述启动指令元件进行所述不确定短时间的动作或所述不确定长时间的动作的某个的情况下,所述单独启动信号也是通过单独缓冲元件对所述合成用启动信号进行逻辑变换来进行系统电压的变更的信号,
或者,所述启动指令元件进行所述不确定长时间动作,即使不经由所述启动锁存部也能稳定地产生合成用启动信号,所述单独启动信号是通过单独缓冲元件对所述滤波电路的输出信号即前级滤波输入信号进行逻辑变换来进行系统电压的变更的信号,
作为所述辅助控制单元的一部分,所述运算控制部中包括启动信号异常判定单元,该启动信号异常判定单元是针对分别设置于多个所述单独启动处理部的所述启动锁存部单独或一并产生锁存清除指令的控制程序,
所述启动锁存部是置位优先形的存储部,在所述启动指令元件闭路时产生所述合成用启动信号并存储,之后即使所述启动指令元件开路也维持所述合成用启动信号的产生状态,并且当所述锁存清除指令产生时所述合成用启动信号的存储被复位,但当所述启动指令元件持续闭路时,所述合成用启动信号使产生状态持续,
所述启动信号异常判定单元通过间歇产生了针对所述启动锁存部的锁存清除指令时的、所述单独启动信号来监视所述启动指令元件的开闭状态,
当所述启动指令元件为产生不确定短时间的闭路信号的元件时,在规定次数的所述锁存清除指令的产生期间在所述单独启动信号检测出所述启动指令元件的闭路状态的情况下,判定为该启动指令元件产生短路异常,
当所述启动指令元件为产生不确定长时间的闭路信号的元件时,在规定次数的所述锁存清除指令的产生期间,在所述单独启动信号暂时检测出所述启动指令元件的闭路状态、并在那之后在规定时间内变化成开路状态的情况下,判定为该启动指令元件产生断开异常。
3.如权利要求1所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述切断锁存部在产生了所述启动信号切断指令时,通过对将所述启动锁存部的置位输入、复位输入或所述合成用启动信号切断的前级信号切断元件和后级信号切断元件进行闭路驱动,从而停止所述合成用启动信号,
所述恢复判定部包括用于复位所述切断锁存部的场效应型的晶体管即开路判定元件,该开路判定元件由在产生了所述启动指令信号时导通的第1启动元件来进行导通切断,并在所述启动指令信号停止且所述第1启动元件开路时,施加开路时驱动电阻的栅极电压来进行导通闭路,
所述栅极电压应用了备用电压Va,该备用电压Va是始终由所述车载电池供电的备用电源产生的稳定电压。
4.如权利要求2所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述切断锁存部在产生了所述启动信号切断指令时,通过对将所述启动锁存部的置位输入、复位输入或所述合成用启动信号切断的前级信号切断元件和后级信号切断元件进行闭路驱动,从而停止所述合成用启动信号,
所述恢复判定部包括用于复位所述切断锁存部的场效应型的晶体管即开路判定元件,该开路判定元件由在产生了所述启动指令信号时导通的第1启动元件来进行导通切断,并在所述启动指令信号停止且所述第1启动元件开路时,施加开路时驱动电阻的栅极电压来进行导通闭路,
所述栅极电压应用了备用电压Va,该备用电压Va是始终由所述车载电池供电的备用电源产生的稳定电压。
5.如权利要求2至4的任一项所述的车载电子控制装置,其特征在于,
作为所述主控制运行单元的一部分,所述运算控制部包括在所述电源开关开路时执行的控制程序即控制停止处理单元,该控制停止处理单元产生用于进行对所述单独启动处理部中所包含的结构要素进行诊断的切断状态解除指令和异常诊断指令,
在所述启动指令元件未进行闭路动作的通常状态下,所述异常诊断指令对与所述启动指令元件并联连接的强制闭路元件单独或一并进行开闭控制,与所述锁存清除指令协同地监视所述启动锁存部的动作,并检查是否产生了适当的单独启动信号,
所述切断状态解除指令单独或一并驱动用于对由所述启动信号切断指令进行置位驱动的所述切断锁存部进行复位的切断状态解除元件,通过所述异常诊断指令和所述单独启动信号来检查所述切断锁存部的解除状态,并且通过所述异常诊断指令的产生和停止来检查由所述启动信号切断指令进行置位驱动的所述切断锁存部是否由所述恢复判定部来解除。
6.如权利要求1至4的任一项所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述启动信号处理部由辅助微处理器构成,所述辅助微处理器由始终从所述车载电池供电、并产生辅助电压的辅助控制电源或产生备用电压的备用电源来供电,
在包含多个辅助启动指令电路在内的启动辅助信号组和所述辅助微处理器之间设置有滤波电路即接口电路,
所述辅助微处理器构成多个所述单独启动处理部,该单独启动处理部包含构成所述启动锁存部、所述切断锁存部以及所述恢复判定部的控制程序,并且多个所述单独启动处理部分别产生所述合成用启动信号,并通过所述合成启动信号来对所述电源继电器进行激励,
多个所述单独启动处理部还分别针对所述运算控制部产生所述单独启动信号,并从所述运算控制部至少接收包含所述启动信号切断指令在内的所述锁存清除指令、切断状态解除指令以及异常诊断指令。
7.如权利要求1至4的任一项所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述车载电子控制装置将所述主电气设备和所述辅助电气设备进行合并来构成电动车用的复合电子控制装置,所述主电气设备包含针对由车载的主电池供电驱动的行驶用电动机的电动机控制单元和驱动功率转换电路,所述辅助电气设备包含针对所述主电池和所述车载电池的充电控制单元以及充电功率转换电路,
所述复合电子控制装置包括急速充电连接器或普通充电连接器,所述急速充电连接器从地面设备即急速充电器经由第1充电电缆来施加升压直流电压,所述普通充电连接器从一般家庭的商用交流电源经由第2充电电缆来施加交流电压,
所述启动信号处理部中,作为所述启动指令信号,输入在所述急速充电连接器的连接状态下产生的第1启动指令信号以及检测所述普通充电连接器的连接状态的第8启动指令信号,并且输入响应于所述急速充电连接器的电源端子的受电状态的第2启动指令信号以及检测所述普通充电连接器的电源端子的受电状态的第5启动指令信号,以产生所述合成启动信号,
在所述第1启动指令信号或所述第8启动指令信号的任意一个检测出所述急速充电连接器或所述普通充电连接器的连接状态时,并在所述第2启动指令信号或所述第5启动指令信号检测出所述急速充电连接器或所述普通充电连接器的受电状态时,即使所述电源开关处于开路状态,所述运算控制部也经由所述充电控制单元进行针对所述主电池以及所述车载电池的充电控制,并且,
即使检测出所述急速充电连接器或所述普通充电连接器的连接状态,所述启动信号处理部也在所述急速充电连接器或所述普通充电连接器处于未受电状态时停止针对所述运算控制部的供电,并在所述急速充电连接器或所述普通充电连接器被判定为受电状态时开始针对所述运算控制部的供电。
8.如权利要求7所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述启动信号处理部中,作为所述启动指令信号,输入针对作为覆盖所述急速充电连接器以及所述普通充电连接器的整体的开闭门的盖子的盖子打开指令即第6启动指令信号、以及盖子关闭指令即第7启动指令信号,以产生所述合成启动信号,
所述运算控制部与包含所述盖子的开闭驱动机构和开闭状态的检测传感器在内的辅助输入输出部相连接,
所述运算控制部还维持伴随所述第6启动指令信号或所述第7启动指令信号的产生而启动的所述电源继电器的动作状态,并产生针对所述开闭驱动机构的控制输出,响应于所述检测传感器的状态来完成控制动作,在进行规定的停止处理后对所述电源继电器进行去激励。
9.如权利要求7所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述启动信号处理部中,作为所述启动指令信号,输入有电池管理单元产生的定期脉冲信号即第4启动指令信号,以产生所述合成启动信号,
所述运算控制部由所述第4启动指令信号定期地启动,以对单元管理单元进行定期供电,该单元管理单元将包含锂离子电池即所述主电池的环境温度、充电电压以及充电率在内的监视诊断信息发送给所述运算控制部。
10.如权利要求8所述的车载电子控制装置,其特征在于,
所述启动信号处理部中,作为所述启动指令信号,输入有电池管理单元产生的定期脉冲信号即第4启动指令信号,以产生所述合成启动信号,
所述运算控制部由所述第4启动指令信号定期地启动,以对单元管理单元进行定期供电,该单元管理单元将包含锂离子电池即所述主电池的环境温度、充电电压以及充电率在内的监视诊断信息发送给所述运算控制部。
11.如权利要求8至10的任一项所述的车载电子控制装置,其特征在于,
设置于连接至所述普通充电连接器的所述第2充电电缆侧的对方连接器与电阻电路相连接,从而构成对所述启动信号处理部产生所述第8启动指令信号的辅助启动指令电路,所述电阻电路由在插拔充电枪时被按压开闭的锁定开关、与该锁定开关连接的并联电阻、以及与所述锁定开关和所述并联电阻的并联电路串联连接的串联电阻来构成,
所述串联电阻的电阻值R28s与所述并联电阻的电阻值R28p的加法值即串联合成电阻R28=R28s+R28p的值、及所述电阻值R28s的值根据所述第2充电电缆所允许的最大充电电流的值而不同,
由所述第8启动指令信号进行通电驱动、并生成所述启动锁存部的置位输入信号的晶体管即输入元件由基极电阻、第1逆流防止元件、电流检测电阻及所述串联合成电阻R28的串联电路来进行导通驱动,并且,
所述电流检测电阻的电阻值即基准电阻R69b的上游侧电压V1和下游侧电压V2分别作为第1模拟信号、第2模拟信号设置于所述运算控制部并被输入至多通道AD转换器,
响应于所述输入元件闭路的情况,所述启动信号处理部产生合成启动信号,若所述运算控制部启动,则该运算控制部根据计算式(1)、(2)计算所述串联合成电阻R28或所述串联电阻28s的电阻值R28s,根据预先存储于数据存储器的换算数据来进行针对所述充电控制单元的最大充电电流的设定,所检测的电阻值根据所述锁定开关的开闭状态而不同
(V1-V2)/R69b=V2/(R28或R28s)·····(1)
∴R28或R28s=R69b×V2/(V1-V2)·····(2)。
12.如权利要求8至10的任一项所述的车载电子控制装置,其特征在于,
设置于连接至所述急速充电连接器的所述第1充电电缆侧的对方连接器设置有通信回路,该通信回路在所述急速充电器与所述运算控制部之间进行串行信号的通信,并且,
所述运算控制部响应于从所述急速充电器发送出的成为通信开始指令信号的所述第1启动指令信号,经由所述启动信号处理部被供电驱动,通过所述串行信号发送与所述主电池有关的充电规格,并基于来自所述急速充电器的确认响应来产生成为充电许可信号的控制输出信号,
所述急速充电器响应于所接收到的所述充电许可信号并发送充电开始信号,由此来产生所述第2启动指令信号,并经由所述启动信号处理部、所述运算控制部以及所述充电控制单元开始针对所述主电池的充电,
针对所述主电池的充电的进展状态通过所述串行信号发送至所述急速充电器,若所述控制输出信号伴随充电完成而停止,则停止所述通信开始指令信号和所述充电许可信号。
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