DE112021002746T5

DE112021002746T5 - Bordeigener elektronik-controller und verfahren zur steuerung von bordeigenen einrichtungen

Info

Publication number: DE112021002746T5
Application number: DE112021002746.8T
Authority: DE
Inventors: Ryusuke Sahara; Yoshitaka Tokunaga
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2023-03-02
Also published as: US20230256960A1; CN115867463A; WO2022034740A1; JPWO2022034740A1; JP7492586B2

Abstract

Anwenden eines bordeigenen Elektronik-Controllers mit einer Relaissteuerungstreiberschaltung zum Durchführen einer EIN/AUS-Steuerung eines Relais, das eine Leitung mit einer Batterie verbindet und trennt. Der bordeigene Elektronik-Controller enthält: eine Schalterschaltung, die mit einer Ausgangseinheit der Relaissteuerungstreiberschaltung verbunden ist, um einen Strom abzuziehen; und eine Steuerschaltung, die die Schalterschaltung aktiviert, wenn eine Anomalie in dem Verkehrsmittel auftritt, um die Schalterschaltung zu veranlassen, den Strom aus der Ausgangseinheit abzuziehen, um das Relais nicht einzuschalten. Dies verhindert das Feststecken eines Relais auf EIN selbst in einem Fall, in dem ein Ausgangskabelbaum eines Relaiscontrollertreibers mit einem anderen Signalkabelbaum oder einer Leistungsversorgungs- und GND-Leitung kurzgeschlossen wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen bordeigenen Elektronik-Controller und ein Verfahren zur Steuerung einer bordeigenen Einrichtung.
Hintergrund
In den letzten Jahren wurde die Elektrifizierung von Verkehrsmitteln vorangetrieben, und es wird erwartet, dass insbesondere die Zahl der Hybrid-Elektroverkehrsmittel („hybrid electric vehicles“; HEVs), die sowohl mit einer Maschine („engine“) als auch einem Motor („motor“) ausgestattet sind, zunehmen wird. Eine Maschinen-ECU (ein Maschinensteuerungsmodul („engine control module“; ECM), das die Maschine steuert, und ein HEV-Controller (HEVC), der das Antreiben des Motors und die Steuerung der Maschine gemeinsam steuert, sind in das HEV eingebaut; um jedoch die Kosten zu senken, wurde die Integration des ECM und des HEVC in Betracht gezogen. In der folgenden Beschreibung wird eine Integration des ECM und des HEVC als integrierte Steuereinheit bezeichnet.
Wichtige Funktionen des HEVC beinhalten zum einen eine Funktion des Steuerns eines Verbindungsrelais (eines Hochleistungsrelais) der Hochspannungsverkabelung zwischen einer Hochspannungsbatterie und einem Inverter. Diese Funktion ermöglicht es, die Steuerung des Abschaltens des Hochleistungsrelais durchzuführen, wenn eine Fehlfunktion oder ein Ausfall bei verschiedenen Funktionen auftritt. Insbesondere in einem Fall, in dem die Hochspannungsbatterieverdrahtung, wenn eine Kollision auftritt, beschädigt wird und mit der Verkehrsmittel-Karosserie in Kontakt kommt, ist es erforderlich, das Hochleistungsrelais sicher abschalten zu können, um zu verhindern, dass ein Insasse des Verkehrsmittels einen elektrischen Schlag bekommt.
Konventionell ist es üblich, das ECM in einem Maschinenraum, das HEVC im Inneren des Verkehrsmittels und die Hochspannungsbatterie im unteren Teil des Verkehrsmittels (zum Beispiel unter dem Vordersitz) unterzubringen. Somit sind der HEVC und ein Pfad für den HEVC, um die Hochspannungsbatterie zu steuern, von der Verkehrsmittelfront, die bei einer Beschädigung zur Zeit einer Kollision ein hohes Beschädigungsrisiko aufweist, entfernt und müssen deshalb ein Risiko einer Beschädigung eines Kabelbaums nicht berücksichtigen.
Indes ist, was eine integrierte Steuereinheit, die eine Integration des ECM und des HEVC ist, anbelangt, auch die Steuerung der Maschine in ihren wichtigen Funktionen enthalten; daher ist es im Hinblick auf eine Systemkonfiguration wünschenswert, die integrierte Steuereinheit im Maschinenraum zu installieren. In diesem Fall besteht zur Zeit einer Kollision des Verkehrsmittels eine Möglichkeit, dass ein Kabelbaumteil für die ECU zur Steuerung des Hochleistungsrelais beschädigt werden kann, und zum Beispiel besteht in einem Fall, in dem ein Kurzschluss bei einer Leistungsversorgung auftritt, die Sorge, dass die herkömmliche Konfiguration das Hochleistungsrelais nicht abschalten kann, selbst nachdem die Ausgabe eines Relaistreibers aufhört.
Um ein ähnliches Problem zu bewältigen, dass zur Zeit einer Beschädigung eines Verkehrsmittels eine Beschädigung eines Steuerungskabelbaums eines Hauptrelais dazu führt, dass das Hauptrelais auf EIN stecken bleibt, beschreibt PTL 1 eine Technik, um zu verhindern, dass das Relais auf EIN bleibt, indem der Steuerungskabelbaum und ein Leistungszufuhrkabelbaum des Hauptrelais nahe beieinander außerhalb des Inneren des Verkehrsmittels platziert werden und dadurch bewirkt wird, dass ihre beiden Leitungen unweigerlich gleichzeitig beschädigt werden.
Zitierliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2013-241055 A
Überblick über die Erfindung
Technisches Problem
Bei der in PTL 1 beschriebenen Technik handelt es sich um eine Technik, um zu verhindern, dass ein Relais auf EIN feststeckt, indem bewirkt wird, dass wenn eine Beschädigung eines Kabelbaums durch eine Kollision verursacht wird, mehrere Leitungen gleichzeitig beschädigt werden; es gibt jedoch verschiedene Fälle von Schweregraden, wenn sie beschädigt werden, und es kann nicht gesagt werden, dass Überhaupt keine Möglichkeit besteht, dass nur einige der mehreren Leitungen beschädigt werden. Außerdem gibt es in einem Fall, in dem angenommen wird, dass eine integrierte Steuereinheit selbst in einem Maschinenraum, insbesondere in der Nähe eines Verbinders, untergebracht ist, nicht nur einen Hochleistungsrelais-Steuerungskabelbaum, sondern auch verschiedene Kabelbäume für Signale, eine Leistungsversorgung und GND; daher besteht eine Möglichkeit, dass diese und der Hochleistungsrelais-Steuerungskabelbaum zur Zeit einer Kollision kurzgeschlossen werden können.
Um den Steuerungskabelbaum und den Leistungszufuhrkabelbaum des Hauptrelais außerhalb des Verkehrsmittelinneren nahe beieinander zu platzieren, ist es außerdem erforderlich, die Position der Platzierung einschließlich des Layouts des Verkehrsmittels zu berücksichtigen.
Wie oben beschrieben, ist es zur Zeit eines anormalen Ereignisses wie etwa einer Kollision des Verkehrsmittels wünschenswert, dass das Feststecken eines Relais auf EIN auch nicht in einem Fall auftritt, in dem ein Ausgangskabelbaum eines Relaissteuerungstreibers mit einem anderen Signalkabelbaum oder einer Leistungsversorgungs- und GND-Leitung kurzgeschlossen ist.
Lösung der Probleme
Um die obigen Probleme zu lösen, wird eine in den Ansprüchen beschriebene Konfiguration angewandt.
Die vorliegende Anmeldung enthält mehrere Mittel, um die obigen Probleme zu lösen, und ein Beispiel hiervon beinhaltet einen bordeigenen Elektronik-Controller mit einer Relaissteuerungstreiberschaltung zum Durchführen einer EIN/AUS-Steuerung eines Relais, das eine Leitung von einer in einem Verkehrsmittel befindlichen Batterie verbindet und abschaltet, wobei der bordeigene Elektronik-Controller enthält: eine Schalterschaltung, die mit einer Ausgangseinheit der Relaissteuerungstreiberschaltung verbunden ist, um einen Strom herauszuziehen; und eine Steuerschaltung, die die Schalterschaltung aktiviert, wenn eine Anomalie in dem Verkehrsmittel auftritt, um die Schalterschaltung zu veranlassen, den Strom aus der Ausgangseinheit herauszuziehen, um das Relais nicht einzuschalten.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, wenn in einem Verkehrsmittel eine Anomalie auftritt, selbst beim Auftreten eines Fehlers, dass ein Kabelbaum, an den eine Ausgabe der Relaissteuerungstreiberschaltung gesendet wird, mit einem anderen Signalkabelbaum oder einer Leistungsversorgungsleitung oder dergleichen kurzgeschlossen ist, möglich, einen Zustand, in dem das Relais nicht eingeschaltet ist, aufrechtzuerhalten. Daher ist es, wenn eine Anomalie in dem Verkehrsmittel auftritt, möglich, den Durchfluss von Strom von der in dem Verkehrsmittel befindlichen Batterie sicher abzuschalten.
Die oben beschriebenen Probleme, Konfigurationen und vorteilhaften Wirkungen werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen aufgezeigt.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für einen bordeigenen Elektronik-Controller gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[2] 2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Betriebsbeispiel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[3] 3 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Pfad, der zu einem Steuerungssignal-Kabelbaum gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt, zeigt.
[4] 4 ist ein Ersatzschaltbild des Konfigurationsdiagramms von 3.
[5] 5 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für einen bordeigenen Elektronik-Controller gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[6] 6 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für einen bordeigenen Elektronik-Controller gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[7] 7 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für einen bordeigenen Elektronik-Controller gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
<Erste Ausführungsform>
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
1 zeigt eine Konfiguration eines bordeigenen Elektronik-Controllers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und ein Hochspannungsbatteriepack 20, das durch den bordeigenen Elektronik-Controller 10 gesteuert wird.
Der bordeigene Elektronik-Controller 10 und das Hochspannungsbatteriepack 20 sind in ein Verkehrsmittel eingebaut. Das Verkehrsmittel hier ist zum Beispiel ein HEV, das sowohl mit einer Maschine als auch mit einem Motor als Antriebsquellen für das Fortbewegen ausgestattet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der bordeigene Elektronik-Controller 10 in einem Maschinenraum 1 des Verkehrsmittels installiert, und das Hochspannungsbatteriepack 20 ist in einem Verkehrsmittelinneren 2 des Verkehrsmittels installiert. Der bordeigene Elektronik-Controller 10 und das Hochspannungsbatteriepack 20 sind durch Steuersignal-Kabelbäume 111 und 112 verbunden.
Das Hochspannungsbatteriepack 20 hat eine Ausgangsspannung von zum Beispiel 100 V oder mehr, und eine Kathode (+) und eine Anode (-) einer Batteriezelle 200 in dem Hochspannungsbatteriepack 20 sind durch Hochleistungsrelais 201 bzw. 202 mit einer Hochspannungsleitung (+) 211 und einer Hochspannungsleitung (-) 212 verbunden. Die Hochleistungsrelais 201 und 202 sind Schalter, die die Verbindung und Trennung zwischen der Batteriezelle 200 und den Hochspannungsleitungen 211 und 212 vornehmen, wobei die Verbindung und die Trennung durch den bordeigenen Elektronik-Controller 10 gesteuert wird.
Die Hochspannungsleitung (+) 211 und die Hochspannungsleitung (-) 212 sind mit einem DC/DC-Wandler, dem Motor zum Fortbewegen und einem Generator zur Leistungserzeugung, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, verbunden. Es wird angemerkt, dass das Hochspannungsbatteriepack 20 im Allgemeinen eine Konfiguration mit einer Vorladeleitung zum Vorladen der Hochspannungsleitung (+) 211 und ein Anschlussrelais aufweist; hier sind diese jedoch der Einfachheit der Beschreibung wegen in der Zeichnung weggelassen.
Der bordeigene Elektronik-Controller 10 enthält einen Mikrocomputer (im Folgenden als Mikrocomputer bezeichnet) 100, Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 und eine Steuerschaltung 103.
Die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 sind N-Kanal-Feldeffekttransistoren, die die Hochleistungsrelais 201 bzw. 202 steuern. Die jeweiligen Drains der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 werden durch ein Relais 131 mit +-seitiger Leistung von einer 12-V-Batterie (nicht gezeigt) versorgt. Dieses Relais 131 dient der Ausfallsicherheit, und die dadurch vorgenommene Verbindung und Trennung wird durch den Ausgang eines Treibers 132 in dem bordeigenen Elektronik-Controller 10 gesteuert.
Die jeweiligen Sources der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 sind durch Treiberausgangsanschlüsse OUTP bzw. OUTN mit einem Ende der Steuersignal-Kabelbäume 111 und 112 verbunden. Die anderen Enden der Steuersignal-Kabelbäume 111 und 112 sind mit Steueranschlüssen der Hochleistungsrelais 201 bzw. 202 verbunden. Diese Verbindungen ermöglichen die durch die durch den Ausgang der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 zu steuernden Hochleistungsrelais 201 und 202 vorgenommene Verbindung und Trennung.
Die Steuerschaltung 103 ist eine Schaltung, die die Hochleistungsrelais 201 und 202 steuert und die Spannung eines Gate-Signals 114 usw. auf der Grundlage einer Anweisung von dem Mikrocomputer 100 steuert. Die von der Steuerschaltung 103 ausgegebenen Gate-Signale 114 werden den Gates der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 zugeführt.
Die einen Enden von Zenerdioden 104 sind zwischen den jeweiligen Sources der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 und den Ausgangsanschlüssen OUTP und OUTN der Treiber angeschlossen. Die anderen Enden der Zenerdioden 104 sind durch Dioden 105 mit einem Massepotentialteil verbunden.
Die Zenerdioden 104 und die Dioden 105 sind auf diese Weise mit den Treiberausgangsanschlüssen OUTP und OUTN verbunden, was es ermöglicht, die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 angemessen zu schützen. Das heißt, nachdem die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 ausgeschaltet sind, können die Zenerdioden 104 und die Dioden 105 die Drain-Source der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 vor einem Durchbruch, der durch eine gegenelektromotorische Spannung aufgrund der Induktivität der Hochleistungsrelais 201 und 202 verursacht wird, schützen.
Es wird angemerkt, dass anstelle der Zenerdioden 104 und der Dioden 105 auch ein Schaltelement wie etwa ein Feldeffekttransistor mit einer aktiven Klemmfunktion verwendet werden kann.
Dem bordeigenen Elektronik-Controller 10 wird ein externes Signal 113 als Signal zur Anomalieerkennung des Verkehrsmittels zugeführt. Hier ist das externe Signal 113 ein Signal, um zu melden, dass bei dem Verkehrsmittel eine Kollision aufgetreten ist; zum Beispiel wird das externe Signal 113 dem bordeigenen Elektronik-Controller 10 von einem Controller (nicht gezeigt) eines im Verkehrsmittel installierten Airbags zugeführt. In der folgenden Beschreibung wird das externe Signal 113 als Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 bezeichnet.
Dieses Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 wird dem Mikrocomputer 100 und der Steuerschaltung 103 durch eine Logikschaltung 133 zugeführt. Darüber hinaus wird das Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 über die Logikschaltung 133 auch einer später beschriebenen Steuerschaltung 125 zugeführt.
In einem Fall, in dem aus dem Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 eine Anomalie detektiert wurde, steuert der Mikrocomputer 100 den Treiber 132 und trennt das Relais 131 für die Ausfallsicherheit und führt dadurch einen Prozess des Unterbrechens der Leistungsversorgung für die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 durch. Daher wird in einem Fall, in dem eine Anomalie aufgetreten ist, ein Prozess des Versetzens der Hochleistungsrelais 201 und 202 in einen getrennten Zustand durchgeführt.
Es wird angemerkt, dass das Relais 131 für die Ausfallsicherheit weggelassen werden kann. In diesem Fall steuert der Mikrocomputer 100, wenn er eine Anomalie aus dem Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 detektiert hat, die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 über die Steuerschaltung 103 direkt, um die Hochleistungsrelais 201 und 202 in einen getrennten Zustand zu versetzen.
Darüber hinaus ist bei dem bordeigenen Elektronik-Controller 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Reihenschaltung aus einer Rückflussverhinderungsschaltung 123 und einer Schalterschaltung 121 mit der Source des Steuerungsausgangstreibers 101 verbunden, und eine Reihenschaltung aus einer Rückflussverhinderungsschaltung 124 und einer Schalterschaltung 122 ist mit der Source des Steuerungsausgangstreibers 102 verbunden. Die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 und die Schalterschaltungen 121 und 122 enthalten jeweils einen N-Kanal-Feldeffekttransistor.
Das heißt, die Source des Steuerungsausgangstreibers 101 ist mit der Source des Feldeffekttransistors als Rückflussverhinderungsschaltung 123 verbunden, und das Drain des Feldeffekttransistors als Rückflussverhinderungsschaltung 123 ist mit dem Drain des Feldeffekttransistors als Schalterschaltung 121 verbunden. Außerdem ist die Source des Feldeffekttransistors als Schalterschaltung 121 mit einem Massepotentialteil verbunden.
Gleichermaßen ist die Source des Steuerungsausgangstreibers 102 mit der Source des Feldeffekttransistors als Rückflussverhinderungsschaltung 124 verbunden, und das Drain des Feldeffekttransistors als Rückflussverhinderungsschaltung 124 ist mit dem Drain des Feldeffekttransistors als Schalterschaltung 122 verbunden. Die Source des Feldeffekttransistors als Schalterschaltung 122 ist mit einem Massepotentialteil verbunden.
Die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 und die Schalterschaltungen 121 und 122 werden durch ein Gate-Signal von der Steuerschaltung 125 gesteuert. Wenn sie eine Anomalie aus einem Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 erkannt hat, gibt die Steuerschaltung 125 ein Gate-Signal aus, um die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 und die Schalterschaltungen 121 und 122 zu aktivieren. Oder die Steuerschaltung 125 aktiviert die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 und die Schalterschaltungen 121 und 122 entsprechend einer Anweisung von dem Mikrocomputer 100.
Der Zeitpunkt, zu dem die Steuerschaltung 125 die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 und die Schalterschaltungen 121 und 122 aktiviert, wenn der Mikrocomputer 100 ein Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 empfangen hat, ist auf ein wenig nach dem Zeitpunkt, zu dem die Steuerschaltung 103 die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 auf das Empfangen des Kollisionsbenachrichtigungssignals 113 hin abschaltet, eingestellt. Das heißt, es ist erforderlich, eine kleine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, um die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 und die Schalterschaltungen 121 und 122 zu aktivieren, und dem Zeitpunkt, um die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 abzuschalten, vorzusehen.
Es wird angemerkt, dass hier ein Beispiel, bei dem ein N-Kanal-Feldeffekttransistor als Rückflussverhinderungsschaltung 123 und 124 verwendet wird, geliefert wird; anstelle des N-Kanal-Feldeffekttransistors kann jedoch auch ein Diodenelement verwendet werden. In dieser Hinsicht wird jedoch davon ausgegangen, dass die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 der vorliegenden Ausführungsform mit einem hohen Strom beaufschlagt werden; daher ist es vorzuziehen, einen Feldeffekttransistor zu verwenden, um die Wärmeerzeugung zu unterdrücken.
2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für die Steuerung des Hochleistungsrelais 201 durch den bordeigenen Elektronik-Controller 10 zeigt. In 2 ist der Steuerungszustand eines der Hochleistungsrelais 201 dargestellt; für das andere Hochleistungsrelais 202 kann in ähnlicher Weise derselbe Steuerungszustand beschrieben werden.
Ein Kollisionsbenachrichtigungssignal 113, das in der ersten Zeile in 2 gezeigt ist, befindet sich in der normalen Zeit auf einem Low-Pegel und wird nach dem Zeitpunkt, zu dem eine Kollision erkannt wurde, zu einem High-Pegel.
Ein in der zweiten Zeile in 2 gezeigtes Gate-Signal 114 ist ein Gate-Signal 114 an den Steuerungsausgangstreiber 101, das die Steuerschaltung 103 ausgibt. Der bordeigene Elektronik-Controller 10 beginnt zu arbeiten, und das Gate-Signal 114 wechselt zum Zeitpunkt t1 vom Low-Pegel auf den High-Pegel, und der Steuerungsausgangstreiber 101 fällt in einen EIN-Zustand. Auf diese Weise fällt der Steuerungsausgangstreiber 101 in den EIN-Zustand, wodurch die Ausgangsspannung des Treiberausgangsanschlusses OUTP ansteigt und ein Spulenstrom des Hochleistungsrelais 201 zu fließen beginnt.
Außerdem beginnt der Spulenstrom des in der siebten Zeile in 2 gezeigten Hochleistungsrelais 201 zum Zeitpunkt t1 zu fließen und überschreitet zum Zeitpunkt t2 einen Relais-EIN-Schwellenstrom I_close. Daher wechselt der Zustand des Hochleistungsrelais 201, wie in der achten Zeile in 2 gezeigt, zum Zeitpunkt t2 von einem getrennten Zustand in einen verbundenen Zustand.
Auf diese Weise fällt das Hochleistungsrelais 201 (und das Hochleistungsrelais 202) in den verbundenen Zustand, wodurch das Hochspannungsbatteriepack 20 mit dem DC/DC-Wandler usw. verbunden wird, und der Motor wird mit Leistung von dem Hochspannungsbatteriepack 20 angesteuert. Außerdem wird das Hochspannungsbatteriepack 20 mit dem durch den Generator erzeugten Strom aufgeladen.
Es wird angemerkt, dass sich zu einer normalen Zeit ein Gate-Signal an die Rückflussverhinderungsschaltung 123 und ein Gate-Signal an die Schalterschaltung 121 beide auf einem Low-Pegel befinden und sich die Rückflussverhinderungsschaltung 123 und die Schalterschaltung 121 in einem AUS-Zustand befinden.
Hier tritt bei dem Beispiel von 2 zum Zeitpunkt t3 eine Kollision des Verkehrsmittels auf; unmittelbar danach, zum Zeitpunkt t4, wechselt das in der ersten Zeile in 2 gezeigte Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 auf einen High-Pegel. 2 zeigt einen Zustand, in dem das Auftreten der Kollision zum Zeitpunkt t4 gemeldet wird.
Zu diesem Zeitpunkt ändert die Steuerschaltung 103 das in der zweiten Zeile in 2 gezeigte Gate-Signal 114 zum Zeitpunkt t5 auf einen Low-Pegel. Dies versetzt den Steuerungsausgangstreiber 101 in den AUS-Zustand, und der Strom von dem Steuerungsausgangstreiber 101 wird abgeschaltet. Dann wird die OUTP-Spannung in der sechsten Zeile in 2 wegen der gegenelektromotorischen Kraft aufgrund der Induktivität des Hochleistungsrelais 201 verringert.
Die OUTP-Spannung wird durch die Zener-Diode 104 und die Diode 105 geklemmt und konvergiert mit der Verringerung des Spulenstroms zu einem Massepotential (GND), während die Drain-Source-Spannung des Steuerungsausgangstreibers 101 geschützt ist.
Während eine solche Steuerung durchgeführt wird, wechselt der Zustand des Hochleistungsrelais 201 zum Zeitpunkt t6, zu dem der Spulenstrom des in der siebten Zeile in 2 gezeigten Hochleistungsrelais 201 unter einen Relais-AUS-Schwellenstrom I_open fällt, vom verbundenen Zustand (GESCHLOSSEN) in den getrennten Zustand (OFFEN).
Auf diese Weise fällt das Hochleistungsrelais 201 in den getrennten Zustand, wodurch die Ausgabe von Hochspannung von dem Hochspannungsbatteriepack 20 abgeschaltet wird.
Nebenbei bemerkt fließt zu diesem Zeitpunkt, wenn keine Rückflussverhinderungsschaltung 123 vorhanden ist, selbst wenn die Schalterschaltung 121 aus ist, bevor die OUTP-Spannung aufgrund der gegenelektromotorischen Kraft auf eine durch die Zenerdiode 104 und die Diode 105 zu klemmende Spannung verringert ist, ein Strom von dem Massepotential (GND) durch eine Body-Diode der Schalterschaltung 121 in das Hochleistungsrelais 201. Dadurch verringert sich die OUTP-Spannung nur auf eine Spannung von etwa einer Vorwärtsspannung der Body-Diode, und der Spulenstrom verringert sich über eine längere Zeit, weshalb es länger dauert, bis das Hochleistungsrelais 201 den Relais-AUS-Schwellenstrom I_open erreicht. Außerdem beinhaltet dies Risiken von Wärme, die durch den kontinuierlich in die Body-Diode fließenden Strom erzeugt wird, und die Zerstörung eines Elements. Daher ist es vorzuziehen, die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 mit den Schalterschaltungen 121 bzw. 122 zu verbinden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform schaltet die Steuerschaltung 125 außerdem zum Zeitpunkt t7 die Schalterschaltung 121 und die Rückflussverhinderungsschaltung 123 eine bestimmte Zeitspanne, nachdem sich das Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 auf einen High-Pegel geändert hat, ein. Wenn die Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt t5, zu dem der Steuerungsausgangstreiber 101 ausgeschaltet wird, und dem Zeitpunkt t7, zu dem die Schalterschaltung 121 und die Rückflussverhinderungsschaltung 123 eingeschaltet werden, zu kurz ist, besteht hier eine Möglichkeit, dass der Steuerungsausgangstreiber 101 und die Schalterschaltung 121 zur gleichen Zeit eingeschaltet sind. Es besteht eine Möglichkeit, dass ein Durchflussstrom von der Leistungsversorgung zum Massepotential (GND) erzeugt wird, weshalb es erforderlich ist, die Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t7 so einzustellen, dass kein Durchflussstrom erzeugt wird.
Die Schalterschaltung 121 und die Rückflussverhinderungsschaltung 123 werden eingeschaltet, wodurch der Strom aufgrund der Induktivität des Hochleistungsrelais 201 nicht durch die Zenerdiode 104 und die Diode 105, sondern durch die Schalterschaltung 121 und die Rückflussverhinderungsschaltung 123 fließt.
Es wird angemerkt, dass in einem Fall, in dem die aufgrund der Induktivität verursachte Stromenergie durch den Klemmvorgang der Zenerdiode 104 und der Diode 105 schnell verbraucht werden soll, ein Zeitplan erforderlich ist, der die Schalterschaltung 121 und die Rückflussverhinderungsschaltung 123 einschaltet, nachdem der Klemmvorgang durch eine Klemmdiode vollständig ausgeführt wurde.
Bei dem Beispiel von 2 werden nachfolgend zum Zeitpunkt t8 der Steuerungssignal-Kabelbaum 111 und eine Leitung eines Kabelbaums eines Leistungsversorgungssystems durch einen durch die Kollision verursachten Stoß in Kontakt gebracht, und ein Kurzschluss tritt auf.
Beim Auftreten eines solchen Kurzschlusses fließt bei der herkömmlichen Konfiguration, bei der die Schalterschaltung 121 und die Rückflussverhinderungsschaltung 123 nicht vorgesehen sind, ein Strom von einem kurzgeschlossenen Punkt zu einer Spule des Hochleistungsrelais 201.
Andererseits ist im Fall des bordeigenen Elektronik-Controllers 10 der vorliegenden Ausführungsform die Schalterschaltung 121 eingeschaltet, wodurch der Strom von dem kurzgeschlossenen Punkt als Strom der Schalterschaltung 121 fließt. Daher steigt, wie in 2 gezeigt, die OUTP-Spannung nicht an, und der zu der Spule des Hochleistungsrelais 201 fließende Strom wird verringert, was es möglich macht, zu verhindern, dass das Hochleistungsrelais 201 eingeschaltet wird. Daher sind das Hochspannungsbatteriepack 20 und die Hochspannungsleitungen 211 und 212, selbst wenn zum Zeitpunkt einer Kollision ein Kurzschluss des Kabelbaums auftritt, sicher in einem getrennten Zustand.
3 ist ein Schaltbild eines Ausschnitts eines Pfads, der zu dem in 1 gezeigten Steuerungssignal-Kabelbaum 111 führt. Das Auftreten des in 2 zum Zeitpunkt t8 gezeigten Kurzschlusses in dem Kabelbaum bedeutet einen anomalen Zustand, in dem ein Leistungsversorgungssystem-Kabelbaum 151, dessen Äußeres beschädigt wurde, in dem in 3 gezeigten Pfad mit dem Kabelbaum 111 in Kontakt kommt. 4 ist ein Diagramm einer Ersatzschaltung, die aus einer in 3 gezeigten Schaltungskonfiguration umgewandelt wurde.
Der Zustand, in dem die in der Schalterschaltung 121 und der Rückflussverhinderungsschaltung 123 von 3 enthaltenen Feldeffekttransistoren eingeschaltet sind, kann als ein in 4 gezeigter Widerstand Rb mit in Form von Gleichstrom synthetisierten EIN-Widerstandskomponenten betrachtet werden. Die Spule des Hochleistungsrelais 201 in 3 befindet sich in einem Zustand, in dem der Strom in Form von Gleichstrom konstant ist, und kann als ein Widerstand Rr in 4 betrachtet werden. Darüber hinaus wird, was einen kurzgeschlossenen Punkt des Leistungsversorgungssystem-Kabelbaums 151 betrifft, unter der Annahme eines Übergangswiderstands, einer durch die Leistungsversorgung gehenden Last, usw. in 4 ein Widerstand Rs festgelegt.
Bei der in 4 gezeigten Ersatzschaltung wird davon ausgegangen, dass eine Batterieleistungsversorgung stromaufwärts des Widerstands Rs angeschlossen ist. Die Eigenschaften eines jeden Elements sind so gewählt, dass ein durch den Widerstand Rr fließender Strom Ir gleich oder kleiner als der in 2 gezeigte I_open wird, was es möglich macht, zu verhindern, dass das Hochleistungsrelais 201 eingeschaltet wird.
Der Widerstand Rr hängt von den Spezifikationen des Hochleistungsrelais 201 ab; was den Widerstand Rs anbetrifft, ist es jedoch erforderlich, davon auszugehen, dass ein Kontaktwiderstand und eine Widerstandskomponente eines Kabelbaums wahrscheinlich kurzgeschlossen sind.
Wenn dieser Widerstand Rs eingestellt ist, werden die in der Schalterschaltung 121 und der Rückflussverhinderungsschaltung 123 enthaltenen Feldeffekttransistoren so ausgewählt, dass der Strom Ir kleiner wird als der Schwellenstrom I_open. Das heißt, es ist erforderlich, einen Widerstandswert des in der Ersatzschaltung von 4 gezeigten Widerstands Rb auszuwählen.
Es wird angemerkt, dass es in einem Fall, in dem der Wert des Widerstands Rs der in 4 gezeigten Ersatzschaltung zu niedrig eingestellt ist, erforderlich ist, den Wert des Widerstands Rb entsprechend zu verringern; allerdings gibt es, was diesen Widerstand Rb anbelangt, Einschränkungen einschließlich Größe, Verlust und so weiter. In diesem Fall ist eine Sicherung mit einer Batterie, die sich stromaufwärts eines Leistungsversorgungs-Kabelbaums befindet, verbunden, und sie ist dazu ausgebildet, getrennt zu werden, wenn ein großer Strom zu der Sicherung fließt, was es möglich macht, zu verhindern, dass das Hochleistungsrelais auf EIN stecken bleibt.
<Zweite Ausführungsform>
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In 5 sind Teilen, die denen in den 1 bis 4, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, entsprechen, dieselben Bezugsziffern zugeordnet, und die Wiederholung ihrer Beschreibung wird weggelassen.
5 zeigt eine Konfiguration des bordeigenen Elektronik-Controllers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Der in 5 gezeigte bordeigene Elektronik-Controller 10 ist insoweit derselbe wie der in 1 gezeigte bordeigenen Elektronik-Controller 10, als er die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 enthält und die Verbindung und die Trennung der Hochleistungsrelais 201 und 202 durch die jeweiligen Ausgänge der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 gesteuert wird.
Der in 5 gezeigte bordeigene Elektronik-Controller 10 unterscheidet sich dadurch, dass anstelle der beiden in 1 gezeigten Schalterschaltungen 121 und 122 eine Schalterschaltung 126 gemeinsam verwendet wird.
Das heißt, bei dem in 5 gezeigten bordeigenen Elektronik-Controller 10 ist eine Schalterschaltung 126 über die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 mit den jeweiligen Sources der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 verbunden.
Als diese Schalterschaltung 126 wird, wie in 5 gezeigt, ein N-Kanal-Feldeffekttransistor verwendet. Insbesondere ist das in der Schalterschaltung 126 enthaltene Drain des Feldeffekttransistors gemeinsam mit den Drains von zwei in den Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 enthaltenen Feldeffekttransistoren verbunden. Die Source des in der Schalterschaltung 126 enthaltenen Feldeffekttransistors ist mit einem Massepotentialteil verbunden.
Es wird angemerkt, dass in 5 ein an einem Verbindungspunkt zwischen den Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 und der Schalterschaltung 126 erhaltenes Signal als internes Signal 115 bezeichnet wird.
Das Gate des Feldeffekttransistors, bei dem es sich um die Schalterschaltung 126 handelt, wird mit einem Gate-Signal von der Steuerschaltung 125 versorgt, und das Ein/Aus der Schalterschaltung 126 wird durch die Steuerschaltung 125 gesteuert.
Die übrige Konfiguration des in 5 gezeigten bordeigenen Elektronik-Controllers 10 ist dazu ausgebildet, ähnlich zu der des in 1 gezeigten bordeigenen Elektronik-Controllers 10 zu sein. Außerdem ist der Zeitpunkt, zu dem die Steuerschaltung 125 die Schalterschaltung 126 steuert, auch derselbe wie der Zeitpunkt, zu dem die Steuerschaltung 125 des in 1 gezeigten bordeigenen Elektronik-Controllers 10 die Schalterschaltungen 121 und 122 steuert.
Der Betrieb des bordeigenen Elektronik-Controllers 10 mit der in 5 gezeigten Konfiguration wird unten beschrieben.
In einem Zustand, in dem die jeweiligen Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 ausgeschaltet sind, zum Beispiel, wenn sich der Steuerungsausgangstreiber 102 im AUS-Zustand befindet und sich der Steuerungsausgangstreiber 101 im EIN-Zustand befindet, steigt der Treiberausgangsanschluss OUTP auf eine Batterieleistungsversorgungsspannung. Dieser Treiberausgangsanschluss OUTP steigt auf die Leistungsversorgungspannung an, wobei das interne Signal 115 durch die Body-Diode des Elements als Rückflussverhinderungsschaltung 123 bis in die Nähe der Batteriespannung ansteigt. Allerdings gibt es die Rückflussverhinderungsschaltung 124, so dass diese Spannung nicht an den OUTN-Ausgang übertragen wird.
Wenn der Steuerungsausgangstreiber 101, wie in 2 beschrieben, von EIN nach AUS gewechselt hat, wird die OUTP-Spannung wegen der gegenelektromotorischen Kraft aufgrund der Induktivität des Hochleistungsrelais 201 negativ. Zu diesem Zeitpunkt ist die Rückflussverhinderungsschaltung 123 ausgeschaltet, wodurch die negative Spannung des OUTP-Ausgangs nicht an das interne Signal 115 übertragen wird, daher gibt es keinen Einfluss auf die OUTN-Ausgangsseite.
Außerdem wird in einem Fall, in dem der OUTP-Ausgang und der OUTN-Ausgang gleichzeitig eingeschaltet sind, eine höhere Spannung entweder des OUTP-Ausgangs oder des OUTN-Ausgangs über die jeweiligen Body-Dioden des Elements als Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 an das interne Signal 115 übertragen; ihr Einfluss beeinflusst jedoch nicht den anderen Ausgang.
Auf diese Weise sind der OUTP-Ausgang und der OUTN-Ausgang, selbst wenn die Schalterschaltung 126 gemeinsam genutzt wird, so ausgebildet, dass sie jeweils die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 enthalten, was es möglich macht, zu verhindern, dass ihre jeweiligen Operationen die andere zur Zeit des Normalbetriebs beeinflussen.
Wenn die gemeinsame Schalterschaltung 126 eingeschaltet wird, wird sie unter der Bedingung angewendet, dass die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 beide ausgeschaltet sind; es gibt jedoch kein Problem mit dem Betrieb mit dem in 2 beschriebenen Timing. Das heißt, ein Kollisionsbenachrichtigungssignal 113 wird an den Mikrocomputer 100 gesendet, und die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 werden ausgeschaltet, und danach wird eine Operation des Einschaltens der Schalterschaltung 126 durchgeführt. Dann arbeitet eine Verhinderung des Feststeckens der Hochleistungsrelais 201 und 202 auf EIN, wenn der Kabelbaum kurzgeschlossen ist, ordnungsgemäß.
Es wird angemerkt, dass bei der in 5 gezeigten Konfiguration eine Ausgangseinheit des bordeigenen Elektronik-Controllers 10 von dem OUTP-Ausgang und dem OUTN-Ausgang zwei Ausgänge enthält. In dieser Hinsicht kann der bordeigene Elektronik-Controller 10 weitere gemeinsame Einheiten wie etwa einen Vorladeausgang hinzufügen.
Wie oben beschrieben, ist der bordeigene Elektronik-Controller 10 der vorliegenden Ausführungsform dazu ausgebildet, mit der gemeinsamen Schalterschaltung 126 versehen zu werden, wodurch es möglich ist, die Herstellungskosten des Controllers zu senken und die Fläche der im Controller bestückten Elemente zu verringern, und somit möglich, zur Verringerung der Größe des Controllers beizutragen.
<Dritte Ausführungsform>
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In 5 sind Teilen, die denen in den 1 bis 4, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, entsprechen, dieselben Bezugsziffern zugeordnet, und die Wiederholung ihrer Beschreibung wird weggelassen.
6 zeigt eine Konfiguration des bordeigenen Elektronik-Controllers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Der in 6 gezeigte bordeigene Elektronik-Controller 10 enthält die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102, und die Verbindung und Trennung der Hochleistungsrelais 201 und 202 wird durch die jeweiligen Ausgänge der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 gesteuert.
Darüber hinaus enthält der in 6 gezeigte bordeigene Elektronik-Controller 10 die Schalterschaltungen 121 und 122 sowie die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124, und zum Zeitpunkt eines anomalen Ereignisses wird Strom von dem OUTP-Ausgang und den OUTN-Ausgang angelegt. Die vorstehende Konfiguration ist dieselbe wie die des in 1 gezeigten bordeigenen Elektronik-Controllers 10.
Der in 6 gezeigte bordeigene Elektronik-Controller 10 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten bordeigenen Elektronik-Controller 10 dadurch, dass er als Schaltung, die eine Anomalie erkennt, eine Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 enthält.
Diese Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 ermittelt, ob es sich bei den Zuständen des OUTP-Ausgangs und des OUTN-Ausgangs um einen Kurzschluss mit der Leistungsversorgung oder einen Masseschluss handelt. Wenn die Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 erkannt hat, dass entweder der OUTP-Ausgang oder der OUTN-Ausgang einen Leitungsbruch oder einen Kurzschluss erleidet, führt sie dem Mikrocomputer 100 ein Erkennungssignal zu.
Nachdem er das Erkennungssignal von der Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 erhalten hat, schaltet der Mikrocomputer 100 die Schalterschaltungen 121 und 122 sowie die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 ein.
Es wird angemerkt, dass die Spulen der Hochleistungsrelais 201 und 202 mit den Massepotentialteilen GND verbunden sind, weshalb es, wenn die Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 ausgeschaltet sind, für die Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 schwierig ist, eine Unterscheidung zwischen dem Normalzustand und einem Masseschluss zu treffen. Wenn es sich jedoch um einen Masseschluss handelt, stecken die Hochleistungsrelais 201 und 202 auf AUS fest; daher ist ihre Unfähigkeit, eine Unterscheidung zwischen dem Normalzustand und einem Masseschluss zu treffen, für die Sicherheit nicht schwerwiegend.
In einem Fall, in dem die Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 einen Leitungsbruch erkannt hat, kann dieser weiterhin durch die Ausgänge der Steuerungsausgangstreiber 101 und 102 behandelt werden, so dass die Schalterschaltungen 121 und 122 und die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 aus bleiben.
In einem Fall, in dem die Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 einen Kurzschluss zu der Leistungsversorgung erkannt hat, werden weiterhin die Schalterschaltung 121 oder 122 und die Rückflussverhinderungsschaltung 123 oder 124 des entsprechenden Systems in einem Zustand, in dem die Steuerungsausgangstreiber 101 oder 102 der Ausgangseinheit (der OUTP-Ausgang oder der OUTN-Ausgang), die den Kurzschluss in der Leistungsversorgung detektiert hat, ausgeschaltet ist, von aus auf ein geschaltet, wodurch der Strom abgezogen wird und es möglich ist, zu verhindern, dass das Hochleistungsrelais auf EIN stecken bleibt.
Es wird angemerkt, dass bei der in 6 gezeigten Konfiguration, bei der die Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung 127 vorgesehen ist, die Steuerung auf das Empfangen eines Kollisionsbenachrichtigungssignals 113 von außen hin, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, weiter durchgeführt werden kann.
<Vierte Ausführungsform>
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In 7 sind Teilen, die denen in den 1 bis 4, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, entsprechen, dieselben Bezugsziffern zugeordnet, und die Wiederholung ihrer Beschreibung wird weggelassen.
7 zeigt eine Konfiguration des bordeigenen Elektronik-Controllers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
7 zeigt nur charakteristische Punkte des bordeigenen Elektronik-Controllers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, und Teile des bordeigenen Elektronik-Controllers 10, die in der Zeichnung weggelassen sind, sind so ausgebildet, dass sie denen des in 1 gezeigten bordeigenen Elektronik-Controllers 10 ähnlich sind.
Der in 7 gezeigte bordeigene Elektronik-Controller 10 ist mit einer Diagnoseschaltung 141 der Schalterschaltungen 121 und 122 und der Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124 ausgestattet.
Die Diagnoseschaltung 141 enthält eine Diagnosestromquelle 128 und eine Spannungsüberwachungsschaltung 129. Die Diagnosestromquelle 128 und die Spannungsüberwachungsschaltung 129 sind mit einer Signalleitung 116, die die Rückflussverhinderungsschaltung 123 und die Schalterschaltung 121 verbindet, verbunden.
Um den Betrieb der Diagnoseschaltung 141 zu erläutern, versetzt zum Beispiel zunächst die Steuerschaltung 103 ( 1) sowohl die Rückflussverhinderungsschaltung 123 als auch die Schalterschaltung 121 in den AUS-Zustand, um einen Strom von der Diagnosestromquelle 128 an die Signalleitung 116 anzulegen.
Hierbei gibt es in einem Fall, in dem sowohl die Rückflussverhinderungsschaltung 123 als auch die Schalterschaltung 121 normal sind, keinen Pfad, durch den der Strom von der Signalleitung 116 fließt, und der von der Diagnosestromquelle 128 abhängige Spannungswert wird durch die Spannungsüberwachungsschaltung 129 detektiert.
Als nächstes versetzt die Steuerschaltung 103 sowohl die Rückflussverhinderungsschaltung 123 als auch die Schalterschaltung 121 in den EIN-Zustand, um den Strom der Diagnosestromquelle 128 an die Signalleitung 116 anzulegen, und die Spannungsüberwachungsschaltung 129 detektiert die Spannung der Signalleitung 116. Die im EIN-Zustand detektierte Spannung verändert sich gegenüber der Spannung im AUS-Zustand.
Deshalb kann die Diagnoseschaltung 141 mittels der Spannungsüberwachungsschaltung 129 bestätigen, dass die Rückflussverhinderungsschaltung 123 und die Schalterschaltung 121 normal arbeiten.
Eine Diagnose durch die Diagnoseschaltung 141 wird zum Beispiel durchgeführt, wenn der bordeigene Elektronik-Controller 10 gestartet wird oder während der Ausgang ausgeschaltet ist.
Es wird angemerkt, dass die in 7 gezeigte Diagnoseschaltung 141 dazu ausgebildet ist, die eine Schalterschaltung 121 und die eine Rückflussverhinderungsschaltung 123 zu diagnostizieren; allerdings kann die Diagnoseschaltung 141 mit einer ähnlichen Konfiguration ebenso die andere Schalterschaltung 122 und die andere Rückflussverhinderungsschaltung 124, die von 7 weggelassen sind, diagnostizieren.
Der bordeigene Elektronik-Controller 10 enthält auf diese Weise die Diagnoseschaltung 141, die es möglich macht, zu bestätigen, dass der Schutzvorgang sicher durchgeführt wird. Das heißt, während die Schalterschaltungen 121 und 122 und die Rückflussverhinderungsschaltungen 123 und 124, die der bordeigene Elektronik-Controller 10 enthält, Schaltungen sind, die in der normalen Zeit nicht aktiviert werden müssen, müssen sie aus Sicherheitsgründen sicher aktiviert werden, wenn eine Anomalie auftritt. Hier enthält er die Diagnoseschaltung 141 und führt beim Hochfahren, oder während der Ausgang aus ist, eine Diagnose durch und kann dadurch bestätigen, dass die Schutzfunktion zum Zeitpunkt einer Anomalie tatsächlich funktioniert.
<Modifikationsbeispiel>
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationsbeispiele beinhaltet. Zum Beispiel werden die oben beschriebenen Ausführungsformen detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung auf eine verständliche Weise zu erläutern, und sind nicht notwendigerweise auf diejenigen mit allen beschriebenen Konfigurationen beschränkt.
Darüber hinaus können die jeweiligen Ausführungsformen in geeigneter Weise kombiniert werden; zum Beispiel können die Konfiguration der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform und die Konfiguration der in 6 gezeigten dritten Ausführungsform kombiniert werden, oder die Konfiguration der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform und die Konfiguration der in 7 gezeigten vierten Ausführungsform können kombiniert werden.
Darüber hinaus zeigt jedes Schaltbild ein System, bei dem das Hochleistungsrelais mit dem damit verbundenen Massepotentialteil durch einen High-Side-Treiber gesteuert wird. Andererseits können die Ausführungsformen auch auf einen bordeigenen Elektronik-Controller, der eine zu der in 1 oder anderen Zeichnungen entgegengesetzte Konfiguration aufweist, d. h. eine Schaltungskonfiguration eines Systems, bei dem das High-Side-Hochleistungsrelais durch einen Low-Side-Treiber angesteuert wird, angewandt werden.
Darüber hinaus stellt der Punkt, dass der bordeigene Elektronik-Controller 10 im Maschinenraum 1 installiert ist und die Hochspannungsbatterie 20 im Inneren des Verkehrsmittels installiert ist, wie in 1 oder anderen Zeichnungen gezeigt, nur ein Beispiel dar; alternativ können sie auch an anderen Positionen installiert werden. Darüber hinaus ist die Hochspannungsbatterie 20 bei der oben beschriebenen Ausführungsform dazu ausgebildet, eine Ausgangsspannung von 100 V oder höher zu aufzuweisen. Solange es sich jedoch um eine höhere Spannung als eine gewöhnliche bordeigene Batterie (12 V oder dergleichen) handelt, kann auch eine Batterie mit einer anderen Ausgangsspannung von zum Beispiel 48 V oder dergleichen verwendet werden.
Darüber hinaus zeigt das Schaltbild von 1 oder anderen Zeichnungen nur die Signalleitungen und die Steuerleitungen, die für die Beschreibung als notwendig erachtet werden, und zeigt nicht notwendigerweise all die Steuerleitungen und die Informationsleitungen des Produkts. Tatsächlich kann man davon ausgehen, dass praktisch alle Komponenten miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

10: bordeigener Elektronik-Controller
20: Hochspannungsbatteriepack
100: Mikrocomputer
101, 102: Steuerungsausgangstreiber
103: Steuerschaltung
104: Zener-Diode
105: Diode
111, 112: Steuerungssignal-Kabelbaum
113: Externes Signal (Kollisionsbenachrichtigungssignal)
114: Gate-Signal
115: internes Signal
116: Signalleitung
121, 122: Schalterschaltung
123, 124: Rückflussverhinderungsschaltung
125: Steuerschaltung
126: Schalterschaltung
127: Leitungsbruch- und Kurzschlusserkennungsschaltung
128: Diagnosestromquelle
129: Spannungsüberwachungsschaltung
131: Ausfallsicherheitsrelais
132: Treiber
141: Diagnoseschaltung
151: Leistungsversorgungssystem-Kabelbaum
201, 202: Hochleistungsrelais
211: Hochspannungsleitung (+)
212: Hochspannungsleitung (-)
OUTP, OUTN: Ausgangsanschluss

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013241055 A [0007]

Claims

Bordeigener Elektronik-Controller mit einer Relaissteuerungstreiberschaltung zum Durchführen einer EIN/AUS-Steuerung eines Relais, das eine Leitung von einer in einem Verkehrsmittel befindlichen Batterie verbindet und trennt, wobei der bordeigene Elektronik-Controller aufweist: eine Schalterschaltung, die mit einer Ausgangseinheit der Relaissteuerungstreiberschaltung verbunden ist, um einen Strom abzuziehen; und eine Steuerschaltung, die die Schalterschaltung aktiviert, wenn eine Anomalie in dem Verkehrsmittel auftritt, um zu bewirken, dass die Schalterschaltung den Strom von der Ausgangseinheit abzieht, um das Relais nicht einzuschalten.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 1, wobei die Schalterschaltung durch eine Rückflussverhinderungsschaltung mit der Ausgangseinheit verbunden ist, und die Rückflussverhinderungsschaltung, wenn die Treiberschaltung in Betrieb ist, verhindert, dass ein durch eine gegenelektromotorische Kraft verursachter Strom zu der Schalterschaltung fließt.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 2, wobei die Schalterschaltung und die Rückflussverhinderungsschaltung jeweils einen Feldeffekttransistor enthält, und der in der Schalterschaltung enthaltene Feldeffekttransistor und der in der Rückflussverhinderungsschaltung enthaltene Feldeffekttransistor in Reihe geschaltet sind.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 2, wobei das Relais ein erstes Relais, das mit einem der Pole der Batterie verbunden ist, und ein zweites Relais, das mit einem anderen Pol der Batterie verbunden ist, enthält, die Ausgangseinheit eine erste Ausgangseinheit, die das erste Relais steuert, und eine zweite Ausgangseinheit, die das zweite Relais steuert, enthält, und die Schalterschaltung die erste Ausgangseinheit und die zweite Ausgangseinheit durch voneinander verschiedene Rückflussverhinderungsschaltungen gemeinsam steuert.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 2, der eine Eingangseinheit, der ein Kollisionsbenachrichtigungssignal des Verkehrsmittels zugeführt wird, aufweist, wobei die Steuerschaltung die Schalterschaltung aktiviert, wenn das Kollisionsbenachrichtigungssignal der Eingangseinheit zugeführt wird, um einen Prozess des Abziehens des Stroms aus der Ausgangseinheit durchzuführen.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 5, wobei das Kollisionsbenachrichtigungssignal ein Signal, das ausgegeben wird, wenn ein Airbag des Verkehrsmittels aktiviert wird, ist.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 5, wobei die Schalterschaltung mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung nach einem Zeitpunkt, um die Relaissteuerungstreiberschaltung auszuschalten, aktiviert wird.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 2, der eine Kurzschlusserkennungsschaltung, die einen Kurzschluss eines Ausgangsanschlusses der Steuereinheit erkennt, aufweist, wobei die Schalterschaltung und die Rückflussverhinderungsschaltung aktiviert werden, wenn die Kurzschlusserkennungsschaltung einen Kurzschluss zu einer Leistungsversorgung oder einen Masseschluss des Ausgangsanschlusses erkannt hat.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 8, wobei die Kurzschlusserkennungsschaltung weiterhin einen Leitungsbruch des Ausgangsanschlusses der Ausgangseinheit detektiert und, wenn sie einen Leitungsbruch erkannt hat, verhindert, dass die Schalterschaltung eingeschaltet wird.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 2, der eine Diagnoseschaltung, die eine Diagnose der Schalterschaltung vornimmt, aufweist, wobei die Steuerschaltung aus der durch die Diagnoseschaltung durchgeführten Diagnose bestätigt, dass die Schalterschaltung in der Lage ist, aktiviert zu werden.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 10, wobei die Diagnoseschaltung eine Diagnosestromquelle und eine Spannungsüberwachung enthält, und die Spannungsüberwachung einen Spannungswert überwacht, wenn ein Strom von der Diagnosestromquelle an die Schalterschaltung angelegt wird, und die Diagnoseschaltung die Diagnose erstellt.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 11, wobei die Diagnoseschaltung die Diagnose basierend auf einem Spannungswert, der durch die Spannungsüberwachung überwacht wird, wenn ein Strom von der Diagnosestromquelle an einen Verbindungspunkt zwischen der Schalterschaltung und der Rückflussverhinderungsschaltung in einem Zustand, in dem die Schalterschaltung und die Rückflussverhinderungsschaltung ausgeschaltet sind, angelegt ist, und einem Spannungswert, der durch die Spannungsüberwachung überwacht wird, wenn ein Strom von der Diagnosestromquelle an den Verbindungspunkt zwischen der Schalterschaltung und der Rückflussverhinderungsschaltung in einem Zustand, in dem die Schalterschaltung und die Rückflussverhinderungsschaltung eingeschaltet sind, angelegt ist, durchführt.
Bordeigener Elektronik-Controller nach Anspruch 11, wobei die Diagnose durch die Diagnoseschaltung zu einer Zeit des Hochfahrens des Controllers oder während der Ausgang aus ist, durchgeführt wird.
Bordeigener Elektronik-Controller nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verkehrsmittel zumindest einen Motor als Leistungsquelle für das Fortbewegen enthält; die Batterie eine Hochspannungsbatterie ist, die elektrische Leistung an den Motor liefert; und das Relais ein Hochleistungsrelais ist, das die Leitung von der Hochspannungsbatterie verbindet und trennt.
Steuerungsverfahren für bordeigene Einrichtung zum Steuern einer Relaissteuerungstreiberschaltung zum Durchführen einer EIN/AUS-Steuerung eines Relais, das eine Leitung von einer in einem Verkehrsmittel befindlichen Batterie verbindet und trennt, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen eines Stromentnahmevorgangs zum Abziehen eines Stroms von einer Ausgangseinheit der Relaissteuerungstreiberschaltung, wenn eine Anomalie in dem Verkehrsmittel auftritt, um zu verhindern, dass das Relais eingeschaltet wird, wenn die Anomalie in dem Verkehrsmittel auftritt.