JP2020150668A - 車両用電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1から図4は、第1実施形態の説明図を示している。図1に示すように、車両1内にはバッテリ2及び発電機3が搭載されており、バッテリ2及び発電機3は車両用電子制御装置4(以下、電子制御装置と称す)に接続されている。充電部としての発電機3は、例えばオルタネータによるものでエンジンの動力を利用して発電し、通常のバッテリ2の出力電圧VB2(例えば、12V)よりも大きな電圧VB1(例えば、14V)によりバッテリ2を充電する。
マイコン8は、電源スイッチ6がオン固着しているか否かを検出する際に、まず図2のS1において電源スイッチ駆動回路10による電源スイッチ駆動指令がONであるか否かを判定する。マイコン8は、S1を満たしていることを条件として、バッテリ2の電圧Vuを電圧検出部8bにより確認し、S2において電圧Vuが一定以上であるか否かを判定する。マイコン8は、S2を満たしていることを条件として、バッテリ2の電圧Vuが一定以上であれば、S3において発電機3が稼働中であるか否かを判定する。マイコン8は、これらのS1〜S3の判定条件を満たしていることを条件として、S4以降の実質的なオン・オフ固着検出処理を実行する。
発電機3が稼働中に、マイコン8が電源スイッチ駆動回路10により電源スイッチ6をオフ駆動すると、図3のタイミングt1に示すように、電源スイッチ6が正常動作していれば、電源スイッチ6の上流の電圧Vuは、発電機3の出力電圧VB1のまま維持される。
図5から図7は、第2実施形態の説明図を示している。本実施形態では、図5に示すように、マイコン8は、S1及びS2の条件と共に、S3aにおいて発電機3が稼働中ではない、すなわち、発電機3が停止状態であることを条件として、S4以降の実質的なオン・オフ固着検出処理を実行する。
発電機3が停止状態であるときに、マイコン8が電源スイッチ駆動回路10により電源スイッチ6をオフ駆動したとしても、図6のタイミングt11に示すように、電源スイッチ6の上流及び下流の電圧Vu、Vdは、バッテリ2の出力電圧VB2のまま維持される。
図8から図10は、第3実施形態の説明図を示している。本実施形態では、図8に示すように、マイコン8は、S1からS3の条件を満たしたときにS4以降の実質的なオン・オフ固着検出処理を実行する。
その後、マイコン8は、電源スイッチ駆動指令をONにしたとしても、電源スイッチ6の上流と下流の電圧Vu、Vdの差はない。図10のタイミングt23〜t24参照。その後、マイコン8が、発電機3に稼働能力の上昇を指令することで発電機3がフル稼働状態になると、バッテリ2の出力電圧は電圧VB1になると共に電源スイッチ6の上流及び下流の電圧Vu、Vdも共に電圧VB1となり初期状態に戻る。図10のタイミングt24以降参照。
図11から図13は、第4実施形態の説明図を示している。本実施形態では、図11に示すように、マイコン8は、S1からS3の条件を満たしたときにS4以降の実質的なオン・オフ固着検出処理を実行する。
図14から図17は、第4実施形態の説明図を示している。本実施形態では、図14に示すように、電源スイッチ506が2つのMOSFET_Mu,Mdを用いて構成されている。電源スイッチ506は、当該電源スイッチ506の上流と下流との間に、ボディダイオードDu,Ddをそれぞれドレインソース間に逆並列接続した2つのMOSFET_Mu,Mdをソース共通接続して構成されている。その他の構成は、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。ここでは、2つのMOSFET_Mu,Mdをソース共通に接続した形態を示すが、2つのMOSFET_Mu,Mdをドレイン共通に接続して構成しても良いし、2つのMOSFET_Mu、Mdの間に他の部品を設けても良い。
MOSFETを用いて電源スイッチを構成しようとする場合、逆接保護も兼用するためMOSFET_Mu、Mdを2個用いる必要があるが、例えば下流側のMOSFET_Mdが固着していた場合には、従来の方法を用いてオン固着判定を実行すると、電源スイッチ506が正常にオフされていると誤判定されてしまう。このとき、バッテリ2が逆接続されていた場合、電源スイッチ506の下流の電圧Vdが上流の電圧Vuより高くなると、上側のMOSFET_Muに寄生したボディダイオードDuを通じて電流が流れることで、電子制御装置504が故障してしまう。
図18から図20は、第6実施形態の説明図を示している。本実施形態では、バッテリ2とサブバッテリ602aを設けると共に、電源スイッチ6、606aを2系統設けた場合について説明する。例えば、車両1がアイドリングストップから再始動するとき、クランキングによるメインのバッテリ2の電力消費が激しく、バッテリ2の出力電圧が低下することで、バッテリ2の供給電力だけでは負荷駆動回路9により負荷14を駆動することが困難となる場合がある。
この結果、マイコン8は、電源スイッチ6が正常にオフできていることを確認でき、その後、S25にてサブ電源スイッチ駆動指令をオンすることで、サブ電源スイッチ606aを問題なくオンにできる。
本実施形態のように、バッテリ2、602aが2系統設けられており、電源スイッチ6及びサブ電源スイッチ606aを用いて電源供給経路5、605aを切り替える場合、電源スイッチ6がオン固着しているにも拘わらず、サブ電源スイッチ606aをオンに切り替えると、電圧差がある場合、2系統の両バッテリ2、602aが短絡してしまう。このため、2系統の電源スイッチ6、606aを同時にオンしないように素早くオン固着判定しなければならない。
本実施形態によれば、マイコン8が、電源スイッチ6の上流及び下流間の電圧Vu、Vdの差が発電機3の発電機能を制御することで変動するか否かにより電源スイッチ6のオン固着を判定した結果、電源スイッチ6がオン固着していないと判定したことを条件としてサブ電源スイッチ606aをオン制御可能にしている。この結果、極力素早くオン固着判定できる。フィルタコンデンサC1、C2には電荷が充電されたままであるため、バッテリ2からフィルタ回路11に突入電流を生じることもなくなる。
図21から図24は、第7実施形態の説明図を示している。本実施形態の電子制御装置704の電気的構成図を図21に示す。図21に示すように、本実施形態の電子制御装置704は、第5実施形態に示したように電源スイッチ506が2つのMOSFET_Mu、Mdを用いて構成されている。しかも、車両1には、第6実施形態に示したように、バッテリ2及びサブバッテリ602aを2系統備えている。すなわち第7実施形態では第5及び第6実施形態の組合せ形態を説明する。
本開示は、前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
前述実施形態においては、フィルタ回路11はπ型ローパスフィルタを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、フィルタコンデンサC1又はC2を備えるフィルタ回路であればどのようなフィルタ回路に適用しても良い。
例えば、車両1がアイドリングストップする時、発電機3が自身で発電機能の稼働状態等を変化させることがある。この場合、発電機3がマイコン8に発電機能を変化させることを示す情報やそのタイミングを事前に通知することで、マイコン8は発電機3による発電機能が変化するタイミングを通信部8a(受信部相当)を通じて受信できる。
このような場合、マイコン8が通信部8aにより発電機3と通信することで発電機3の発電機能を自主的に変化させるタイミングを受信し、発電機3の発電機能が変化するタイミングの前後において、第1及び第2電圧検出部12、13により電圧を検出し、発電機3の発電機能が変化したときに電源スイッチ6の上流及び下流の間の電圧差が変動するか否かを判定することで、電源スイッチ6がオン固着しているか否かを判定するようにしても良い。
Claims (6)
- バッテリの出力と当該バッテリとは異なる電圧により前記バッテリを充電可能な充電部(3)の出力とを電気的に共通接続した電源供給経路を通じて電源を入力する車両用電子制御装置であって、
前記電源供給経路を通じて入力される電源を下流に通断電可能にする電源スイッチ(6;506)の上流の電圧を検出する第1電圧検出部(12、8b)と、
前記電源スイッチの下流に設けられ前記電源スイッチの下流の電圧を保持するフィルタコンデンサ(C1、C2)を備えたフィルタ回路(11)と、
前記電源スイッチの下流に設けられた前記フィルタコンデンサの電圧を検出する第2電圧検出部(13、8b)と、
前記電源スイッチをオン・オフに制御可能にするスイッチ制御部(8、S1、S5、S8;S1、S5、S8、S12;S22;S1、S5、S8、S12、S15)と、
前記電源スイッチのオン固着を判定するオン固着判定部(8、S7;S7、S14;S24)と、を備え、
前記スイッチ制御部が前記電源スイッチをオンからオフに制御した制御状態において、
前記オン固着判定部は、前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部により検出される前記電源スイッチの上流及び下流の間の電圧差が、前記充電部による充電機能の変化に応じて変動するか否かを判定することで前記電源スイッチがオン固着しているか否かを判定する車両用電子制御装置。 - 前記充電部の充電機能を制御する充電制御部(8、S3、S6;S3a、S6a;S3、S6、S13;S23)を備え、
前記オン固着判定部は、前記充電部の充電機能を稼働状態から停止状態、又は、停止状態から稼働状態に切替えたときの前記電源スイッチの上流及び下流の間の前記電圧差が変動するか否かにより前記電源スイッチのオン固着を判定する請求項1記載の車両用電子制御装置。 - 前記充電部の充電機能を制御する充電制御部(8、S3、S6b;S3、S6c)を備え、
前記オン固着判定部は、前記充電部の充電機能の稼働能力を低下、又は、前記稼働能力を上昇させたときの前記電源スイッチの上流及び下流の間の前記電圧差が変動するか否かにより前記電源スイッチのオン固着を判定する請求項1記載の車両用電子制御装置。 - 前記充電部の充電機能を制御する充電制御部(8、S3、S6;S3a、S6a;S3、S6b;S3、S6c;S3、S6、S13;S23)を備え、
前記電源スイッチ(506)は、前記上流と前記下流との間に、それぞれドレインソース間にボディダイオード(Du、Dd)を逆並列接続した2つのMOSFET(Mu、Md)のドレイン又はソースを直流的に共通接続して構成され、
前記スイッチ制御部が前記電源スイッチをオンからオフに制御した状態において、
前記オン固着判定部は、前記充電制御部により前記充電部の充電機能を停止した状態にて前記2つのMOSFETのうち一方の前記MOSFETのオン固着を判定し、
前記スイッチ制御部が前記電源スイッチをオンからオフに制御した状態において、
前記オン固着判定部は、前記充電制御部により前記充電部の充電機能を稼働した状態にて前記2つのMOSFETのうち他方の前記MOSFETのオン固着を判定する請求項1記載の車両用電子制御装置。 - 前記充電部の充電機能を制御する充電制御部(8、S3、S6;S3a、S6a;S3、S6b;S3、S6c;S3、S6、S13;S23)を備え、
前記バッテリとは異なるサブバッテリ(602a)から供給される第2電源供給経路に設けられたサブ電源スイッチ(606a)の下流と前記電源スイッチの下流とが電気的に共通接続されている場合、
前記オン固着判定部が、前記電源スイッチの上流及び下流の間の前記電圧差が前記充電制御部により前記充電機能を制御することで変動するか否かにより前記電源スイッチのオン固着を判定した結果、前記電源スイッチをオン固着していないと判定したことを条件として前記スイッチ制御部により前記サブ電源スイッチをオン制御可能にする請求項1記載の車両用電子制御装置。 - 前記充電部による前記充電機能が変化するタイミングを受信する受信部(8a)をさらに備え、
前記オン固着判定部は、前記受信部により受信したタイミングにおいて前記充電機能が変化したときに前記電源スイッチの上流及び下流の間の電圧差が変動するか否かを判定することで前記電源スイッチがオン固着しているか否かを判定する請求項1記載の車両用電子制御装置。
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