JP2021069141A

JP2021069141A - 車載制御装置

Info

Publication number: JP2021069141A
Application number: JP2019190664A
Authority: JP
Inventors: 貴大 ▲高▼森; Takahiro Takamori; 充孝西田; Mitsutaka Nishida; 貴史倉田; Takashi Kurata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2039-10-18
Also published as: JP6847181B1

Abstract

【課題】外部負荷を用いずに平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させることができる車載制御装置を得る。【解決手段】１つまたは複数の直流変換回路１１と、直流変換回路で駆動されるシステムＩＣ１２と、直流変換回路とシステムＩＣとをつなぐ電路に直列に挿入された開閉回路１３と、開閉回路とシステムＩＣとの間に接続された平滑コンデンサ１４と、平滑コンデンサと並列に接続された定電流放電回路１５ｂを備えた放電回路１５と、入力電圧が電圧閾値以下となったことを検出する低電圧検出回路１６と、入力電圧が電圧閾値以下のときにシステムＩＣへリセット指示、開閉回路へ遮断指示、および放電回路へ放電指示を送る制御回路１７とを備えている。放電回路は、放電指示を受け取ると放電回路の定電流回路を起動させて平滑コンデンサの残留電荷を放電回路を介して放電させる。【選択図】図１

Description

本願は、車載制御装置に関する。

鉄道車両および自動車などには、駆動系のモータなどの車載機器を制御するための車載制御装置が搭載されている。この車載制御装置には、マイクロプロセッサなどで構成されたシステム集積回路（以下、システムＩＣと記す）が使われている。システムＩＣとは、半導体チップにプロセッサコア、マクロコントローラなどがもつ基本機能に加えて使用目的に応じた機能が集積して搭載され、それらの機能が連携してシステムとして機能するように設計された集積回路である。このシステムＩＣには、電源が投入されたときにラッチアップなどの不具合を防止するために、電源投入時および電源遮断時に実施すべき電源シーケンスが規定されている。

システムＩＣの電源端子には電圧の安定化などを目的として平滑コンデンサが接続されている。この平滑コンデンサには電源遮断時に平滑コンデンサに残留した電荷を放電させるための放電抵抗が並列に接続されている。この放電抵抗は、制御装置の正常動作時における電力損失を抑制すためにその抵抗値が非常に大きな値に設定されている。そのため、電源遮断時に平滑コンデンサの残留電荷を放電させるためには長い時間を要する。

システムＩＣの電源遮断時の電源シーケンスを正常に行うためには、システムＩＣの各電源端子の電圧をシーケンスの順番でほぼゼロまで低下させていくことが必要である。しかしながら、平滑コンデンサの残留電荷の放電に時間がかかると、ある電源端子の電圧が低下する前に、そのあと低下させるべき他の電源端子の電圧が先に低下する場合がある。遵守するべきシーケンスと異なる順番で電源電圧が低下すると、本来電荷が残留しないはずの回路に電荷が残留したり、電圧の逆転による逆流電流が発生したりする可能性がある。そのため、電源遮断中、電源再投入時になどにラッチアップなどの不具合が発生する場合がある。したがって、電源遮断時の電源シーケンスを正常に行うためには、他の電源電圧が低下する前に平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させる必要がある。

平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させる方法として、複数のスイッチング素子で構成されたインバータ回路を備えた制御装置において、電源遮断時にいくつかのスイッチング素子をオンにして外部負荷のモータを無トルク状態で駆動するなどして平滑コンデンサの残留電荷を放電させる方法が開示されている（例えば、特許文献１および２参照）。

特開２００５−２５３１５４号公報特開２０１８−１５２９７３号公報

しかしながら、外部負荷のモータを介して平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させる従来の方法は、システムＩＣを用いた車載制御装置に用いることはできないという問題があった。

本願は、上述の課題を解決するためになされたもので、外部負荷を用いずに平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させることができる車載制御装置を得ることを目的とする。

本願に係る車載制御装置は、直流入力電圧を異なる電圧に変換する１つまたは複数の直流変換回路と、１つの直流変換回路の出力端子から出力される電力が第１電力供給端子に入力されるシステムＩＣと、１つの直流変換回路の出力端子とシステムＩＣの第２電力供給端子とをつなぐ電路に直列に挿入された開閉回路と、開閉回路と第２電力供給端子との間に接続された平滑コンデンサと、平滑コンデンサと並列に接続された定電流回路を備えた放電回路と、直流入力電圧が予め設定された電圧閾値以下となったことを検出する低電圧検出回路と、低電圧検出回路において直流入力電圧が電圧閾値以下となったことが検出されたときに、システムＩＣに対してリセット指示を、開閉回路に対して遮断指示を、および放電回路に対して放電指示を送る制御回路とを備えている。そして、放電回路は、放電指示を受け取ると放電回路の定電流回路を起動して平滑コンデンサの残留電荷をグラウンドへと放電させている。

本願の車載制御装置においては、放電回路が放電指示を受け取ると定電流回路を起動して平滑コンデンサの残留電荷をグラウンドへと放電させているので、外部負荷を用いずに平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させることができる。

実施の形態１に係る車載制御装置の構成図である。実施の形態１の定電圧検出回路の構成図である。実施の形態１の放電回路の構成図である。実施の形態１の車載制御装置におけるタイミングチャートである。実施の形態１に係る車載制御装置の構成図である。実施の形態２に係る車載制御装置の構成図である。実施の形態２の車載制御装置におけるタイミングチャートである。実施の形態２に係る車載制御装置の構成図である。

以下、本願を実施するための実施の形態に係る車載制御装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車載制御装置の構成図である。本実施の形態の車載制御装置は、例えば自動車に搭載されており、エンジン、ブレーキ、トランスミッションなどを制御する機能を備えている。

図１に示す本実施の形態の車載制御装置１は、直流変換回路１１とシステムＩＣ１２と開閉回路１３と平滑コンデンサ１４と放電回路１５と低電圧検出回路１６と制御回路１７とを備えている。直流変換回路１１は直流入力電圧Ｖａを第１電源電圧Ｖｂ１に変換する。システムＩＣ１２の第１電力供給端子１２ａには、直流変換回路１１から出力される第１電源電圧Ｖｂ１が入力される。開閉回路１３は、直流変換回路１１の出力端子１１ａとシステムＩＣ１２の第２電力供給端子１２ｂとをつなぐ電路に直列に挿入されている。平滑コンデンサ１４は、開閉回路１３と第２電力供給端子１２ｂとの間に接続されている。放電回路１５は、平滑コンデンサ１４に並列に接続されている。低電圧検出回路１６は、直流入力電圧Ｖａが予め設定された電圧閾値以下となったことを検出する。制御回路１７は、低電圧検出回路１６において直流入力電圧Ｖａが電圧閾値以下となったことが検出されたときに、システムＩＣ１２に対してリセット指示を、開閉回路１３に対して遮断指示を、および放電回路１５に対して放電指示を送る。

直流変換回路１１は、例えば車載バッテリなどの外部の直流電源２からリレー３を介して直流入力電圧Ｖａが入力される。直流変換回路１１は直流入力電圧Ｖａを第１電源電圧Ｖｂ１に変換し、この第１電源電圧Ｖｂ１を出力端子１１ａから開閉回路１３へ出力する。また、直流変換回路１１の出力端子１１ａはシステムＩＣ１２の第１電力供給端子１２ａおよび制御回路１７の電力供給端子１７ａにも接続されている。したがって、第１電源電圧Ｖｂ１の電力はシステムＩＣ１２および制御回路１７の駆動電力となっている。直流変換回路１１は、例えばシリーズレギュレータ、スイッチングレギュレータなどの変換回路である。直流変換回路１１は、直流入力電圧を異なる電圧に変換して出力する機能を有するものであれば他の変換回路であってもよい。

システムＩＣ１２は、第１電力供給端子１２ａに供給される第１電源電圧Ｖｂ１の電力で駆動される。システムＩＣ１２は、第２電力供給端子１２ｂに入力される電圧に基づいて演算処理を行う。このシステムＩＣ１２は、マイクロコンピューター、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）などの演算処理器であり、電源シーケンスが規定されている。

開閉回路１３は、直流変換回路１１の出力端子１１ａとシステムＩＣ１２の第２電力供給端子１２ｂとをつなぐ電路に直列に挿入されており、制御回路１７から送られてくる遮断指示に基づいて電路を電気的に遮断する。開閉回路１３は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのトランジスタ、リレーなどであり、電路を電気的に遮断および接続を行う機能を有する。ここで、開閉回路１３の出力側の電圧は、平滑コンデンサ１４の電圧でありかつシステムＩＣ１２の第２電力供給端子１２ｂの電圧である。これ以降、開閉回路１３の出力側の電圧を第１制御電圧Ｖｃ１と呼ぶ。

平滑コンデンサ１４は、開閉回路１３と第２電力供給端子１２ｂとの間に接続されており、第２電力供給端子１２ｂに印加される第１制御電圧Ｖｃ１を平滑にする機能を備えている。平滑コンデンサ１４は、例えばアルミニウム電解コンデンサなどである。

放電回路１５は、平滑コンデンサ１４に並列に接続されており、制御回路１７から送られてくる放電指示に基づいて平滑コンデンサ１４の残留電荷を放電させる機能を有する。なお、本実施の形態において、図１に示すように、制御回路１７が開閉回路１３に送る遮断指示と放電回路１５に送る放電指示とは同じ第１信号端子１７ｂから出力される第１動作指示信号に基づく指示である。

低電圧検出回路１６は、直流入力電圧Ｖａが入力される。低電圧検出回路１６は、直流入力電圧Ｖａが予め設定された電圧閾値Ｖｔｈ以下となったことを検出し、直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈ以下となった場合に、電圧低下検出信号Ｖｌｏｗを制御回路１７の電圧信号端子１７ｃに出力する。低電圧検出回路１６は、例えばリセットＩＣなどであり、直流入力電圧Ｖａが予め設定された電圧閾値Ｖｔｈ以下となったことを検出できるものであればそれ以外でもよい。なお、電圧閾値Ｖｔｈは、例えば車載制御装置１の最低動作保証電圧の下限値である。

制御回路１７は、電力供給端子１７ａに供給される第１電源電圧Ｖｂ１の電力で駆動される。制御回路１７は、低電圧検出回路１６から電圧低下検出信号Ｖｌｏｗを受け取ると、システムＩＣ１２の電源シーケンスを開始させるために、システムＩＣ１２に対してリセット指示をリセット端子１７ｄから出力する。また、制御回路１７は、リセット指示と同じタイミングで、開閉回路１３に対しては遮断指示となり、放電回路１５に対しては放電指示となる第１動作指示信号を第１信号端子１７ｂから出力する。なお、第１電源電圧Ｖｂ１の電力を制御回路１７の駆動電力とするために、制御回路１７の電力供給端子１７ａは直流変換回路１１に接続されているが、別の電源回路の出力を駆動電力とするために、電力供給端子１７ａは別の電源回路に接続されていてもよい。

図２は、本実施の形態の低電圧検出回路１６の構成図である。低電圧検出回路１６は、電圧比較器１６ａと、６個の抵抗１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆおよび１６ｇとを備えている。直流入力電圧Ｖａは、２つの抵抗１６ｂおよび１６ｃで分圧されて電圧比較器１６ａの非反転入力端子に入力される。低電圧検出回路１６の基準電圧として予め定められた電圧閾値Ｖｔｈは、２つの抵抗１６ｄおよび１６ｅで分圧されて反転入力端子に入力される。４つの抵抗１６ｂ、１６ｃ、１６ｄおよび１６ｅの抵抗値は、Ｖａが低電圧検出回路１６の基準電圧として予め定められた電圧閾値Ｖｔｈを下回った際に出力が反転するように設定されている。電圧比較器１６ａは、非反転入力端子に入力された電圧と反転入力端子に入力された電圧とを比較し、直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈ以下となった場合は、制御回路１７に対して電圧低下検出信号Ｖｌｏｗを出力する。電圧低下検出信号Ｖｌｏｗは、例えば直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈを超えていれば未検出を表すオフ、直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈ以下であれば検出を表すオンとなるデジタル信号である。電圧比較器１６ａの出力端子と電圧比較器１６ａの反転入力端子との間には、抵抗１６ｆが接続されている。電圧比較器１６ａの出力端子の出力を抵抗１６ｆを介して電圧比較器１６ａの反転入力端子にフィードバックすることで、反転入力端子に入力される電圧にヒステリシス幅を持たせることができる。つまり、電圧閾値Ｖｔｈにヒステリシス幅を持たせることになる。電圧閾値Ｖｔｈがヒステリシス幅をもつことで、例えばノイズの影響により直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈに近い電圧となったときに、出力のデジタル信号がチャタリングを起こすことを防止することができる。なお、低電圧検出回路１６の構成は図２に示した構成に限るものではなく、直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈ以下となることを検出できる構成であれば他の構成であってもよい。

図３は、本実施の形態の放電回路１５の構成図である。放電回路１５は、逆流防止素子１５ａと定電流放電回路１５ｂと遅延回路１５ｃと低速放電抵抗１５ｄとを備えている。定電流放電回路１５ｂは、放電開閉素子３１と電流値設定抵抗３２と放電駆動抵抗３３とで構成されている。放電開閉素子３１のベース端子は、放電駆動抵抗３３を介して放電回路１５の基準電圧Ｖｏに接続されている。放電開閉素子３１のコレクタ端子は、逆流防止素子１５ａを介して平滑コンデンサ１４に接続されている。放電開閉素子３１のエミッタ端子は、電流値設定抵抗３２を介してグラウンドに接続されている。また、放電開閉素子３１のベース端子は、遅延回路１５ｃにも接続されている。定電流放電回路１５ｂは、エミッタフォロアに構成されており、ベース端子が直流電圧である基準電圧Ｖｏに接続されているため、コレクタ端子からエミッタ端子に流れる電流は定電流となる。
逆流防止素子１５ａは、平滑コンデンサ１４の残留電荷の放電によって第１制御電圧Ｖｃ１が低下し、第１制御電圧Ｖｃ１が放電回路１５の基準電圧Ｖｏより低くなったときに放電回路１５から平滑コンデンサ１４に向かって発生する逆電流を防止する。なお、放電回路１５の基準電圧Ｖｏは、常時電力供給を行う別の電源回路で設定されている。

低速放電抵抗１５ｄは、平滑コンデンサ１４とグラウンドとの間に接続されているため、車載制御装置１が正常動作しているときは低速放電抵抗１５ｄには常に電流が流れている。したがって、この低速放電抵抗１５ｄでの電力損失を極力小さくするために、低速放電抵抗１５ｄの抵抗値は例えば１００ＫΩ以上と高い抵抗値に設定されている。そのため、この低速放電抵抗１５ｄを介して平滑コンデンサ１４の残留電荷を放電させる場合は、その抵抗値と容量値の時定数とによって決まる極めて長い時間が必要となる。一方、定電流放電回路１５ｂは、基準電圧Ｖｏと電流値設定抵抗３２の抵抗値とによって決まる一定の電流値にて平滑コンデンサ１４の残留電荷を放電させる。そのため、定電流放電回路１５ｂによって平滑コンデンサ１４の残留電荷を放電させる場合は、線形に電圧が低下する。定電流放電回路１５ｂを流れる電流値は、平滑コンデンサ１４の容量値と放電時間から任意の値に設定することができ、放電時間がシーケンスを正常に行うことができる短い時間となるように設定する。

遅延回路１５ｃは、遅延部３４と第１放電遮断部３５と第２放電遮断部３６とで構成されている。遅延部３４は、抵抗３４ａとコンデンサ３４ｂとで構成されており、制御回路１７から受け取る放電指示に予め設定された遅延時間を与える。第１放電遮断部３５は放電開閉素子３５ａと抵抗３５ｂとで構成されており、第２放電遮断部３６は放電開閉素子３６ａと抵抗３６ｂとで構成されている。第１放電遮断部３５には、遅延部３４で遅延時間を与えられた放電指示が入力される。第２放電遮断部３６には、放電指示が直接入力される。第１放電遮断部３５と第２放電遮断部３６とは定電流放電回路１５ｂの放電開閉素子３１のベース端子に対して並列に接続されている。

次に、本実施の形態の放電回路１５の動作について説明する。
放電回路１５が制御回路１７から放電指示を受け取っていない場合、すなわち開閉回路１３に対して接続指示が出されている場合、遅延回路１５ｃから定電流放電回路１５ｂへはプルダウン信号が出力される。このとき、定電流放電回路１５ｂの放電開閉素子３１のベース端子がプルダウンされているので、放電開閉素子３１のコレクタ端子とエミッタ端子とは遮断された状態となる。つまり、定電流放電回路１５ｂの抵抗は無限大に近い値となる。放電回路１５が制御回路１７から放電指示を受け取ると、遅延回路１５ｃで遅延された放電指示が定電流放電回路１５ｂに入力される。定電流放電回路１５ｂの放電開閉素子３１のベース端子の電圧は放電駆動抵抗３３を介して基準電圧Ｖｏにプルアップされ、放電開閉素子３１のコレクタ端子とエミッタ端子との間が接続された状態となる。そうすると、平滑コンデンサ１４の残留電荷は、逆流防止素子１５ａ、放電開閉素子３１および電流値設定抵抗３２を介してグラウンドに流れる。上述のように、電流値設定抵抗３２の抵抗値は、電源遮断時の電源シーケンスを遵守するために必要な放電時間に基づいて設定されているので定電流放電回路１５ｂを経由する放電は短時間に速やかに行われる。平滑コンデンサ１４の残留電荷が定電流放電回路１５ｂを経由して放電され、第１制御電圧Ｖｃ１が放電開閉素子３１のベース端子の電圧より低くなった時点で定電流放電回路１５ｂを経由した放電が終了する。これ以降は、低速放電抵抗１５ｄを経由した放電となる。ただし、低速放電抵抗１５ｄを経由した放電は緩やかになる。

図４は、本実施の形態の車載制御装置１におけるタイミングチャートである。図４は、直流入力電圧Ｖａが低下していく状態おいて、車載制御装置１の動作状態を示している。
例えば、車両のイグニッションスイッチがオフに設定されてリレー３が開かれると、直流入力電圧Ｖａが徐々に低下する。低電圧検出回路１６は、直流入力電圧Ｖａが予め設定された電圧閾値Ｖｔｈ以下となったことを検出し、電圧低下検出信号Ｖｌｏｗを制御回路１７へ出力する。制御回路１７は、低電圧検出回路１６から送られてくる電圧低下検出信号Ｖｌｏｗを受けて、システムＩＣ１２へリセット指示を出力する。さらに制御回路１７は、リセット指示と同じタイミングで、開閉回路１３に対しては遮断指示となり、放電回路１５に対しては放電指示となる第１動作指示信号を出力する。開閉回路１３は、遮断指示である第１動作指示信号を受けて電路を電気的に遮断する。放電回路１５は、放電指示である第１動作指示信号を受け取ると、放電回路１５の遅延回路１５ｃで予め設定された遅延時間を経過したのちに定電流放電回路１５ｂを介して平滑コンデンサ１４の残留電荷を放電させる。

直流入力電圧Ｖａは、電圧閾値Ｖｔｈ以下となった後も徐々に低下し、直流変換回路１１が直流入力電圧を第１電源電圧Ｖｂ１に変換することができなくなる電圧Ｖｄまで低下する。図４の第１電源電圧Ｖｂ１のタイミングチャートに示すように、直流変換回路１１は、直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈ以下になっても直流入力電圧ＶａがＶｄ以下になるまでは第１電源電圧Ｖｂ１を出力する。したがって、第１電源電圧Ｖｂ１の電力で駆動されるシステムＩＣ１２は、直流入力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｔｈ以下になっても直流入力電圧ＶａがＶｄ以下になるまでは正常動作が可能となる。直流変換回路１１の出力電圧は、直流入力電圧ＶａがＶｄ以下となった後は徐々に低下する。

開閉回路１３が遮断されたのちの第１制御電圧Ｖｃ１は、平滑コンデンサ１４の残留電荷の電圧となる。したがって、図４の第１制御電圧Ｖｃ１のタイミングチャートは、開閉回路１３が遮断された後は、平滑コンデンサ１４の残留電荷の電圧を示している。放電回路１５は、開閉回路１３が電路を遮断したタイミングに対して遅れたタイミングで平滑コンデンサ１４の残留電荷の放電を開始する。このとき、平滑コンデンサ１４の残留電荷は、定電流放電回路１５ｂを介して放電されるので、速やかに放電される。平滑コンデンサ１４の残留電荷は、電流値設定抵抗３２を介して放電された後は低速放電抵抗１５ｄで緩やかに放電される。

このように構成された車載制御装置は、放電回路が放電指示を受け取ると放電回路の定電流回路を駆動させ平滑コンデンサの残留電荷を定電流で放電させているので、外部負荷を用いずに平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させることができる。その結果、この車載制御装置は、システムＩＣの第１電力供給端子への電力供給が低下する前に平滑コンデンサの残留電荷がほぼゼロとなるので、電源遮断時におけるシステムＩＣの電源シーケンスを確実に実施することができる。

また、本実施の形態の車載制御装置は、放電回路の遅延回路で予め設定された遅延時間を経過したのちに定電流放電回路を介して平滑コンデンサの残留電荷を放電させているので、電源遮断時に安定した電源シーケンス動作を行うことができる。例えば、開閉回路が電路を遮断する前に放電回路の放電動作が開始されると、直流変換回路の出力電流が急激に増加する場合がある。その結果、電源遮断時に不要な電力の発生、システムＩＣの第２電力供給端子の入力である第１制御電圧にリップルが発生するなど電源遮断時の電源シーケンス動作が不安定になる。上述のように、本実施の形態の車載制御装置は、開閉回路が遮断動作を行った後に放電回路の放電動作が開始されるので、電源遮断時に安定した電源シーケンス動作を行うことができる。

また、本実施の形態の車載制御装置においては、低電圧検出回路の電圧閾値Ｖｔｈにヒステリシス幅を持たせることができるので、ノイズなどによるチャタリングの影響を最小限に抑えることができる。

さらに、平滑コンデンサの残留電荷は放電回路の定電流放電回路を経由して放電されるので、放電時の電流を任意の一定な電流値に設定することができるため、電流値設定抵抗３２として許容電力が小さく安価な抵抗を用いることができる。

図５は、本実施の形態に係る別の車載制御装置の構成図である。図５に示す別の車載制御装置は、直流変換回路１１と並列に第２直流変換回路２１を備えている。第２直流変換回路２１は、直流入力電圧Ｖａを第２電源電圧Ｖｂ２に変換して出力端子２１ａから出力する。出力端子２１ａは、システムＩＣ１２の第１電力供給端子１２ａに接続されており、第２電源電圧Ｖｂ２はシステムＩＣ１２の駆動電力となる。図１に示した車載制御装置においては、システムＩＣの第１電力供給端子１２ａに入力される電力とシステムＩＣ１２の第２電力供給端子１２ｂに入力される電力とは、同じ直流変換回路１１の出力から得ていた。図５に示す別の車載制御装置のように、システムＩＣ１２の第１電力供給端子１２ａに入力される電力とシステムＩＣ１２の第２電力供給端子１２ｂに入力される電力とを異なる直流変換回路の出力から得てもよい。

なお、本実施の形態の放電回路は、定電流放電回路と並列に接続された低速放電抵抗を備えており、第１制御電圧Ｖｃ１が放電開閉素子３１のベース端子の電圧より低くなり定電流放電回路１５ｂの放電動作が終了した後は、低速放電抵抗１５ｄを経由した放電により平滑コンデンサの残留電荷を確実にゼロとすることができる。そのため、次の電源投入時の電源シーケンスを確実に実行させることができる。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る車載制御装置の構成図である。本実施の形態の車載制御装置１は、複数の直流変換回路を備えている。図６に示すように、本実施の形態の車載制御装置１は、実施の形態１の図１に示した車載制御装置の構成に加えて、直流入力電圧Ｖａを第２電源電圧Ｖｂ２に変換する第２直流変換回路２１と、この第２直流変換回路２１の出力端子２１ａとシステムＩＣ１２の第１電力供給端子１２ａとをつなぐ電路に直列に挿入された第２開閉回路２３と、この第２開閉回路２３と第１電力供給端子１２ａとの間に接続された第２平滑コンデンサ２４と、この第２平滑コンデンサ２４に並列に接続された第２放電回路２５とを備えている。本実施の形態の車載制御装置１において、直流変換回路１１と第２直流変換回路２１とは並列に接続されている。なお、第２直流変換回路２１、第２開閉回路２３および第２放電回路２５は、それぞれ直流変換回路１１、開閉回路１３および放電回路１５と同じ構成である。

第２直流変換回路２１は直流入力電圧Ｖａを第２電源電圧Ｖｂ２に変換し、この第２電源電圧Ｖｂ２を出力端子２１ａから第２開閉回路２３へ出力する。第２開閉回路２３は、制御回路１７から送られてくる遮断指示に基づいて電路を電気的に遮断する。第２放電回路２５は、第２平滑コンデンサ２４に並列に接続されており、制御回路１７から送られてくる放電指示に基づいて第２平滑コンデンサ２４の残留電荷を放電させる機能を備えている。なお、図６に示すように、制御回路１７が第２開閉回路２３に送る遮断指示と第２放電回路２５に送る放電指示とは同じ第２信号端子１７ｅから出力される第２動作指示信号に基づく指示である。本実施の形態において、制御回路１７は、第２動作指示信号を第１動作指示信号に対して遅延させて出力している。

図７は、本実施の形態の車載制御装置１におけるタイミングチャートである。図７は、直流入力電圧Ｖａが低下していく状態おいて、車載制御装置１の動作状態を示している。図７において、直流入力電圧Ｖａから第１制御電圧Ｖｃ１までのタイミングチャートは、実施の形態１の図４で説明したタイミングチャートと同じである。なお、第２電源電圧Ｖｂ２のタイミングチャートは、第１電源電圧Ｖｂ１のタイミングチャートとほぼ同じになる。制御回路１７は、第１動作指示信号対して遅れたタイミングで、第２開閉回路２３に対しては遮断指示となり、第２放電回路２５に対しては放電指示となる第２動作指示信号を出力する。第２開閉回路２３は、遮断指示である第２動作指示信号を受けて電路を電気的に遮断する。第２開閉回路２３が遮断されたのちの第２制御電圧Ｖｃ２は、第２平滑コンデンサ２４の残留電荷の電圧となる。したがって、図７の第２制御電圧Ｖｃ２のタイミングチャートは、第２開閉回路２３が遮断された後は、第２平滑コンデンサ２４の残留電荷の電圧を示している。第２放電回路２５は、第２開閉回路２３が電路を遮断したタイミングに対して遅れたタイミングで第２平滑コンデンサ２４の残留電荷の放電を開始する。このとき、第２平滑コンデンサ２４の残留電荷は、定電流放電回路の電流値設定抵抗を介して放電されるので、速やかに放電される。第２平滑コンデンサ２４の残留電荷は、電流値設定抵抗を介して放電された後は低速放電抵抗で緩やかに放電される。

このように構成された車載制御装置は、システムＩＣの第１電力供給端子に入力される第２制御電圧が立ち下がる前に、システムＩＣの第２電力供給端子に入力される第１制御電圧が立ち下がるので、電源遮断時におけるシステムＩＣの電源シーケンスを確実に実施することができる。

また、システムＩＣの第１電力供給端子に入力される第２制御電圧が第２放電回路で確実にゼロまで低下するので、次の電源投入時の電源シーケンスを確実に実行させることができる。

図８は、本実施の形態に係る別の車載制御装置の構成図である。図８に示す車載制御装置１は、図６に示す車載制御装置において、第２直流変換回路２１の入力を直流入力電圧Ｖａに替えて直流変換回路１１の出力電圧である第１電源電圧Ｖｂ１としたものである。図６に示した車載制御装置においては、直流変換回路１１と第２直流変換回路２１とは並列に接続されている。これに対して、図８に示した車載制御装置においては、直流変換回路１１と第２直流変換回路２１とは直列に接続されている。図８に示した車載制御装置の動作は、図６に示した車載制御装置の動作と同様である。

このように構成された車載制御装置も、システムＩＣの第１電力供給端子に入力される第２制御電圧が立ち下がる前に、システムＩＣの第２電力供給端子に入力される第１制御電圧が立ち下がるので、電源遮断時におけるシステムＩＣの電源シーケンスを確実に実施することができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１車載制御装置、２直流電源、３リレー、１１直流変換回路、１２システムＩＣ、１２ａ第１電力供給端子、１２ｂ第２電力供給端子、１３開閉回路、１４平滑コンデンサ、１５放電回路、１５ａ逆流防止素子、１５ｂ定電流放電回路、１５ｃ遅延回路、１５ｄ低速放電抵抗、１６低電圧検出回路、１７制御回路、１７ａ電力供給端子、２１第２直流変換回路、２３第２開閉回路、２４第２平滑コンデンサ、２５第２放電回路、３１、３５ａ、３６ａ放電開閉素子、３２電流値設定抵抗、３３放電駆動抵抗、３４遅延部、３５第１放電遮断部、３６第２放電遮断部。

本願に係る車載制御装置は、直流入力電圧を異なる電圧に変換する１つまたは複数の直流変換回路と、１つの直流変換回路の出力端子から出力される電力が第１電力供給端子に入力されるシステムＩＣと、１つの直流変換回路の出力端子とシステムＩＣの第２電力供給端子とをつなぐ電路に直列に挿入された開閉回路と、開閉回路と第２電力供給端子との間に接続された平滑コンデンサと、平滑コンデンサと並列に接続された定電流回路を備えた放電回路と、直流入力電圧が予め設定された電圧閾値以下となったことを検出する低電圧検出回路と、低電圧検出回路において直流入力電圧が電圧閾値以下となったことが検出されたときに、システムＩＣに対してリセット指示を、開閉回路に対して遮断指示を、および放電回路に対して放電指示を送る制御回路とを備えている。そして、システムＩＣは、第１電力供給端子に入力される電力で駆動されると共に、第２電力供給端子に入力される電圧に基づいて演算処理を行うものであり、放電回路は、放電指示を受け取ると放電回路の定電流回路を起動して平滑コンデンサの残留電荷をグラウンドへと放電させている。

Claims

直流入力電圧を異なる電圧に変換する１つまたは複数の直流変換回路と、
１つの前記直流変換回路の出力端子から出力される電力が第１電力供給端子に入力されるシステムＩＣと、
１つの前記直流変換回路の前記出力端子と前記システムＩＣの第２電力供給端子とをつなぐ電路に直列に挿入された開閉回路と、
前記開閉回路と前記第２電力供給端子との間に接続された平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサと並列に接続された定電流回路を備えた放電回路と、
前記直流入力電圧が予め設定された電圧閾値以下となったことを検出する低電圧検出回路と、
前記低電圧検出回路において前記直流入力電圧が前記電圧閾値以下となったことが検出されたときに、前記システムＩＣに対してリセット指示を、前記開閉回路に対して遮断指示を、および前記放電回路に対して放電指示を送る制御回路とを備えた車載制御装置であって、
前記放電回路は、前記放電指示を受け取ると前記放電回路の前記定電流回路を起動させて前記平滑コンデンサの残留電荷を前記放電回路を介して放電させることを特徴とする車載制御装置。
前記放電回路は、前記制御回路から受け取る前記放電指示に遅延を与える遅延回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車載制御装置。
前記放電回路は、逆流防止素子をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車載制御装置。
前記低電圧検出回路の前記電圧閾値は、ヒステリシス幅を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車載制御装置。
前記システムＩＣの前記第１電力供給端子と１つの前記直流変換回路の前記出力端子とをつなぐ電路に直列に接続された第２開閉回路と、
前記第２開閉回路と前記第１電力供給端子との間に接続された第２平滑コンデンサと、
前記第２平滑コンデンサに並列に接続された第２放電回路とをさらに備え、
前記第２放電回路は、前記制御回路から受け取る放電指示によって前記第２放電回路の定電流回路を起動して前記第２平滑コンデンサの残留電荷を前記第２放電回路を介して放電させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車載制御装置。