JP2023104606A - Electronic control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電子制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle electronic control unit.
VBラインにVB電圧を供給する電源ICとして過電流検出カウンタ電源と称される電源回路が用いられている。この電源回路は、過電流検出カウンタを内蔵しており、過電流検出カウンタにより過電流を検出する計測回数が閾値に達すると、次回の起動スイッチがオンされるまで電源起動を禁止する。車両駆動時の過負荷により過電流が流れると、車両用のVB電圧に電圧ドロップを生じる。過電流が流れると前述したように過電流検出カウンタがカウントされるものの、VBラインの電圧が所定のリセット閾値以下になると電源回路自体がリセットされてしまう。 A power supply circuit called an overcurrent detection counter power supply is used as a power supply IC for supplying the VB voltage to the VB line. This power supply circuit incorporates an overcurrent detection counter, and when the number of times of overcurrent detection by the overcurrent detection counter reaches a threshold value, power supply activation is prohibited until the next activation switch is turned on. If an overcurrent flows due to an overload during vehicle driving, a voltage drop occurs in the VB voltage for the vehicle. When an overcurrent flows, the overcurrent detection counter counts as described above, but the power supply circuit itself is reset when the voltage of the VB line falls below the predetermined reset threshold value.
電源回路がリセットすると電流を負荷に供給しなくなるため、VBラインの電圧ドロップも緩和され、その後、電源回路が電源供給動作を開始する。しかし、電源回路が電源供給動作を開始してもVBラインに再度過電流が流れ続けると、電源回路が再度リセットされてしまう。電源回路がリセットされることで過電流検出カウンタの計測値が初期値に戻ってしまい、電源供給-リセット動作が繰り返されることで電源回路に過電流が流れ続けることになると素子破壊する虞があり好ましくない。なお、本願に関連する技術として特許文献1記載の技術が提供されている。
When the power supply circuit is reset, it no longer supplies current to the load, so the voltage drop on the VB line is alleviated, and then the power supply circuit starts supplying power. However, if the overcurrent continues to flow through the VB line even after the power supply circuit starts supplying power, the power supply circuit is reset again. When the power supply circuit is reset, the measured value of the overcurrent detection counter returns to the initial value, and if the power supply and reset operations are repeated and overcurrent continues to flow through the power supply circuit, the element may be destroyed. I don't like it. Note that the technology described in
本開示の目的は、過電流を流し続けないようにして素子破壊を防止できるようにした車両用電子制御装置を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide an electronic control unit for a vehicle that can prevent element breakdown by preventing overcurrent from continuing to flow.
請求項1記載の発明によれば、車両の起動スイッチを介して車載バッテリから動作電圧が供給されると当該動作電圧を所定電圧に調整して電子制御装置に搭載された負荷に供給する電源回路を備える。この電源回路は、動作電圧を供給する供給ラインに過電流が発生したか否かを検出する過電流検出回路と、動作電圧が所定のリセット閾値以下になると電源回路自身をリセットさせるリセット回路と、過電流検出部回路により過電流状態を検出する回数を計測する過電流検出カウンタと、を備える。過電流検出カウンタは、車載バッテリから起動スイッチを介さず動作電圧が直接供給される構成とされると共に、電源回路のリセットの状態に関わらず計測した回数を保持するようにしている。 According to the first aspect of the invention, when an operating voltage is supplied from an on-vehicle battery via a start switch of the vehicle, the power supply circuit adjusts the operating voltage to a predetermined voltage and supplies it to a load mounted on the electronic control unit. Prepare. This power supply circuit includes an overcurrent detection circuit that detects whether or not an overcurrent has occurred in a supply line that supplies an operating voltage, a reset circuit that resets the power supply circuit itself when the operating voltage falls below a predetermined reset threshold, an overcurrent detection counter that counts the number of times an overcurrent state is detected by the overcurrent detection unit circuit. The overcurrent detection counter is configured such that the operating voltage is directly supplied from the on-vehicle battery without going through the activation switch, and the number of times of measurement is held regardless of the reset state of the power supply circuit.
例えば、供給ラインに過電流が生じると、配線抵抗に基づく電圧ドロップにより供給ラインに供給される動作電圧が大きく低下する。リセット回路は、動作電圧が所定のリセット閾値より低下したときに電源回路自身をリセットさせる。電源回路がリセットすることで負荷に所定電圧を供給する動作を停止させる。過電流状態が解消され過電流が流れなくなると動作電圧が上昇する。電源回路は、動作電圧が上昇するとリセット状態から復帰し再起動する。この後も供給ラインに過電流が流れ続けていた場合には、配線抵抗に基づく電圧ドロップにより動作電圧が大きく低下することから電源回路が再度リセットされる。このように電源回路はリセット、再起動を繰り返すことになる。
このとき電源回路がたとえリセット、再起動を繰り返したとしても、過電流検出カウンタは、車載バッテリから起動スイッチを介さず動作電圧が直接供給される構成とされると共に電源回路のリセットの状態に関わらず計測した回数を保持しているため、過電流状態を検出する回数を継続的に計測できる。このため、例えば、過電流状態を検出した回数が所定の恒久過電流閾値に達した場合に電源回路による電圧調整動作を停止することで過電流を流し続けないようにすることができる。これにより素子破壊を防止できる。
For example, when an overcurrent occurs in the supply line, the operating voltage supplied to the supply line is greatly reduced due to the voltage drop based on the wiring resistance. The reset circuit resets the power supply circuit itself when the operating voltage drops below a predetermined reset threshold. By resetting the power supply circuit, the operation of supplying the predetermined voltage to the load is stopped. When the overcurrent state is resolved and the overcurrent stops flowing, the operating voltage rises. When the operating voltage rises, the power supply circuit recovers from the reset state and restarts. If an overcurrent continues to flow in the supply line even after this, the operating voltage drops significantly due to a voltage drop based on the wiring resistance, and the power supply circuit is reset again. In this way, the power supply circuit is repeatedly reset and restarted.
At this time, even if the power supply circuit is reset and restarted repeatedly, the overcurrent detection counter is configured so that the operating voltage is directly supplied from the on-board battery without going through the start switch, and regardless of the reset state of the power supply circuit. Since the number of times of measurement is held without fail, the number of times the overcurrent state is detected can be continuously measured. Therefore, for example, when the number of times the overcurrent state is detected reaches a predetermined permanent overcurrent threshold, the voltage adjustment operation by the power supply circuit is stopped, thereby preventing overcurrent from continuing to flow. This can prevent element destruction.
以下、車両用電子制御装置1の一実施形態について図面を参照しながら説明する。車両用電子制御装置1は、車両に組付けられるECUであり、車載バッテリ10から車両の起動スイッチとしてのメインリレーMRを通じて動作電圧が供給される。以下、車両用電子制御装置1を電子制御装置1と略す。メインリレーMRは、起動操作スイッチとしてのイグニッションスイッチ11の起動操作オンオフに基づいてオンオフされるもので、これによりイグニッションスイッチ11のユーザ操作により車載バッテリ10からVB電圧が電子制御装置1に動作電圧として供給される。この入力されたVB電圧は電源回路としての電源IC2に入力されている。
An embodiment of the vehicle
電源IC2は、車両のメインリレーMRを介して車載バッテリ10からVB電圧が供給されると、当該VB電圧を所定電圧に調整して電子制御装置1に搭載された負荷となる例えば制御回路20に供給する。
When the VB voltage is supplied from the on-
VB電圧の供給ライン13には、コンデンサC1、C2及びインダクタL1をπ型に構成したノイズフィルタが構成されている。VB電圧の供給ライン13には電流検出用抵抗Rが構成されており、電流検出用抵抗Rの端子間電圧は、電源IC2の過電流検出回路3に入力されている。
The VB
なおVB電圧の供給ライン13は、車載バッテリ10からケーブルを伸ばして接続しているため、メインリレーMRから電子制御装置1のVB端子T1に至るまでの間に配線抵抗Rvbがあり、VB端子T1からノイズフィルタに至るまでの間にも配線抵抗Rvb2を生じる。一般に、供給ライン13には電子制御装置1の動作電流が大きく流れるため、配線抵抗Rvb、Rvb2には大きな電圧ドロップを生じる。
Since the VB
またVB電圧は、供給ライン13を通じてスイッチング素子M1、M2に与えられている。スイッチング素子M1、M2は、それぞれMOSFETにより構成されており、当該MOSFETのドレインソース間をVB端子T1及びグランド間に直列接続して構成されている。
Also, the VB voltage is applied to the switching elements M1 and M2 through the
スイッチング素子M1、M2の共通接続点とグランドとの間にはインダクタLo、コンデンサCoが直列接続されており、インダクタLoとコンデンサCoの共通接続点が負荷への電源供給端子T3に接続されている。電源供給端子T3は制御回路20に接続されている。電源部12は、電源IC2、スイッチング素子M1、M2、インダクタLo及びコンデンサCoを組み合わせて構成され、電源供給端子T3を通じて負荷となる制御回路20に電源供給する。
An inductor Lo and a capacitor Co are connected in series between a common connection point of the switching elements M1 and M2 and the ground, and a common connection point of the inductor Lo and the capacitor Co is connected to a power supply terminal T3 for a load. . The power supply terminal T3 is connected to the
電源IC2は、過電流検出部としての過電流検出回路3、過電流検出カウンタ4、起動検出部としての起動操作スイッチ検出回路5、スイッチング素子M1、M2をそれぞれ駆動するプリドライバ6、7、及び、電源ICリセット回路8を備える。過電流検出回路3は、VB電圧を入力し、当該VB電圧が供給される供給ライン13に過電流が発生したか否かを検出する。
The
供給ライン13に過電流が生じると、配線抵抗Rvb、Rvb2に基づく電圧ドロップにより供給ライン13に供給されるVB電圧が大きく低下する。電源ICリセット回路8は、VB電圧が所定のリセット閾値より低下したときに電源IC2自身をリセットさせるように構成される。また、過電流状態が解消され過電流が流れなくなると、VB電圧が上昇する。電源IC2は、VB電圧が上昇するとリセット状態から復帰し再起動するように構成される。
起動操作スイッチ検出回路5は、車両を起動するイグニッションスイッチ11の状態を検出する構成であり、ユーザ操作による起動操作オンオフを検出する。イグニッションスイッチ11は起動操作スイッチ相当の構成である。
When an overcurrent occurs in the
The activation operation
過電流検出カウンタ4は、過電流検出回路3により過電流状態を検出する回数を計測する。過電流検出カウンタ4は、車載バッテリ10からメインリレーMRを介さず動作用の電圧が直接供給される構成とされている。このため、過電流検出カウンタ4にはBATT端子T2を通じてBATT電圧が常時電力供給されており、電源IC2のリセットの状態に関わらず計測した回数を保持可能になっている。BATT電圧はケーブル及びBATT端子T2を通じて過電流検出カウンタ4に供給されるが、このとき消費される電力は、VB電圧に基づく電力ほど消費されないため、BATT電圧を接続するケーブルの内部抵抗Rbaによる電圧ドロップの影響は少ない。
The
プリドライバ6、7は、過電流検出カウンタ4のカウント値に基づいてスイッチング素子M1、M2を相補的にオンオフ駆動するか、又は、スイッチング素子M1、M2をオフ駆動することで電源供給を止めるか、に駆動動作を切替えることができる。
Based on the count value of the
上記構成の作用効果を説明する。通常イグニッションスイッチ11がオフされている場合、メインリレーMRがオフされているため、VB電圧は電子制御装置1に供給されることはない。しかし車載バッテリ10のBATT電圧はBATT端子T2を通じて電源IC2に入力される。電源IC2は過電流検出カウンタ4にBATT電圧を入力する。これにより、過電流検出カウンタ4は、メインリレーMRのオンオフに関わらず常時動作可能になっている。ただし、過電流検出カウンタ4は、電流検出用抵抗Rに過電流が流れていなければカウントアップすることはない。
The effects of the above configuration will be described. Normally, when the
その後、イグニッションスイッチ11がユーザ操作によりオンされるとメインリレーMRがオンされる。これにより、VB電圧が電子制御装置1の内部の供給ライン13に供給される。VB電圧が供給ライン13に供給されると、コンデンサC1、C2及びインダクタL1によるノイズフィルタによりノイズ除去されると共に、電流検出用抵抗Rを通じてスイッチング素子M1、M2側に供給される。電源IC2が起動すると、プリドライバ6、7によりスイッチング素子M1、M2を相補的に駆動することで電源供給端子T3を通じて制御回路20に電源供給を開始する。
After that, when the
次に、電源供給端子T3がグランドに短絡故障を生じた場合について作用を説明する。電源供給端子T3がデッドショートすると、スイッチング素子M1がオンしている最中にVB電圧の供給ライン13に大電流が流れる。電流検出用抵抗Rに大電流が流れるため、過電流検出回路3は、電流検出用抵抗Rに流れる電流が予め定められた過電流閾値を超えることで、タイミングt1にて過電流検出カウンタ4のカウント回数を加算する。
Next, the operation when the power supply terminal T3 is short-circuited to the ground will be described. When the power supply terminal T3 is dead-shorted, a large current flows through the VB
過電流検出カウンタ4がタイミングt1にてカウントしたとしても供給ライン13に過電流が流れ続ける。デッドショートの影響によりVB電圧自体が低下し、電源IC2のリセット閾値に達すると電源IC2はタイミングt2にてリセットする。
Even if the
その後、VB電圧が予め定められた起動可能閾値まで復帰すると、タイミングt3において電源IC2は起動可能閾値の電圧を入力して再起動する。電源IC2が再起動したときにも電源供給端子T3のデッドショートが継続しており、過電流状態が継続されている場合、タイミングt4において供給ライン13に流れる電流は過電流閾値を超えることになる。
After that, when the VB voltage returns to a predetermined activation threshold, the
このとき、過電流検出カウンタ4にはBATT端子T2を通じて常時電源供給されているため、過電流検出カウンタ4は、電源IC2がリセットする前に計測されたカウント回数からカウントを開始できる。また、電源IC2が再起動後にもデッドショートが解消されていなければVB電圧が低下する。このため、当該VB電圧が電源IC2のリセット閾値に達すると、電源IC2はタイミングt5にて再度リセットする。
At this time, since power is always supplied to the
このように、電源IC2のリセット、再起動が繰り返されると、このリセットが繰り返される度に、過電流検出カウンタ4はその計測値をカウントアップする。このとき、過電流検出カウンタ4の計測値が所定の恒久過電流閾値に達した場合には、タイミングt6において電源IC2による電圧調整動作を停止させる。すると、電源IC2はその後、VB電圧が起動可能閾値に達したとしても再起動することがなく恒久的に停止する。電源IC2が恒久的に停止すれば、タイミングt8以降に示すようにVB端子T1の電圧は通常の電圧に戻ることになる。
As described above, when the
過電流検出カウンタ4の計測値が所定の恒久過電流閾値に達すると、電源IC2による電圧調整動作は停止される。このとき、電源IC2は、イグニッションスイッチ11による再度起動操作オンを起動操作スイッチ検出回路5により検出するまで電圧調整動作の停止を継続することが望ましい。
When the measured value of the
タイミングt9においてイグニッションスイッチ11がオフされると、電源IC2は、起動操作スイッチ検出回路5により起動操作オフを検出することで、過電流検出カウンタ4の計測値をリセットして初期値に戻す。
When the
その後、イグニッションスイッチ11がオンされると、電源IC2は、起動操作スイッチ検出回路5により起動操作オンを検出し、電源IC2による電圧調整動作を再度開始する。そして、過電流検出カウンタ4によるカウントを初期値から再開する。このとき、デッドショートから正常復帰していることが確認された場合には、タイミングt10以降に示すように、過電流検出カウンタ4は過電流カウントすることなく正常動作する。
After that, when the
図3にイグニッションスイッチ11のオン時にデッドショート異常が継続している場合の動作を示している。図3のタイミングt20~t25に示すように、イグニッションスイッチ11がオンされたときにデッドショートから正常復帰していない場合には、過電流検出カウンタ4は過電流をカウントし始めることになり、前述同様に恒久過電流閾値に達すると、電源IC2による電圧調整動作を停止する。これにより、安全性を確保できる。
FIG. 3 shows the operation when the dead short abnormality continues when the
図4には瞬間的に過電流を検出するものの、その直後に正常復帰した場合のタイムチャートを示している。電源IC2は、VB電圧が電源IC2の起動閾値を超え、その後も過電流閾値を超える電流を検出しなければ正常な電流を検出したと判定し、タイミングt30において過電流検出カウンタ4の計測値をリセットする。これにより、瞬間的に過電流を検出したとしても、その後、正常復帰すれば、過電流検出カウンタ4の計測値はリセットされる。
FIG. 4 shows a time chart when an overcurrent is detected instantaneously and the system returns to normal immediately thereafter. If the VB voltage exceeds the activation threshold value of the
<本実施形態のまとめ>
これに対し、本実施形態においては、過電流が流れ、VB電圧が所定のリセット閾値より低下したときに、電源IC2はリセットされるものの、過電流検出カウンタ4はリセットされないようにしており、電源IC2はリセット前の過電流検出カウンタ4の計測値を保持したままにしている。
<Summary of this embodiment>
In contrast, in this embodiment, when an overcurrent flows and the VB voltage drops below a predetermined reset threshold, the
電源停止することで、VB電圧の供給ライン13における電圧ドロップがなくなることから、電源IC2が動作を再開できる。このため、過電流検出カウンタ4の計測値は電源IC2がリセットされるたびにクリアされることがなくなり恒久的に保持され、この計測値が恒久過電流閾値に達したときに、電源IC2は再起動自体を停止できる。この場合、次回イグニッションスイッチ11がオンされるまで電源起動が許可されることはない。これにより、構成素子を保護できる。
By stopping the power supply, the voltage drop in the VB
<比較例>
また車載バッテリ10と常時接続されるBATT電圧を電源IC2の電源電圧とすると暗電流が増加する。このため、電子制御装置1の起動時だけ電源供給されるVB電圧を過電流検出カウンタ4の電源とすることが考えられる。しかし、このような構成としてしまうと、図5に示すように、過電流検出カウンタ4の計測値が電子制御装置1の再起動の度にリセットされてしまい恒久過電流閾値に達することがなく、電源IC2はリセット及び再起動を繰り返してしまい好ましくない。
<Comparative example>
Also, if the BATT voltage, which is always connected to the vehicle-mounted
<本実施形態のまとめ>
本実施形態においては、過電流検出カウンタ4の電源電圧としてBATT電圧を使用することで、たとえ電源IC2がリセットされたとしても過電流検出カウンタ4の計測値を保持できる。これにより、電源IC2のリセット後においても過電流検出カウンタ4の計測値をリセット前から継続してカウントできる。過電流検出カウンタ4の電源を、過電流時に大電流が流れず電圧ドロップを発生しないBATT電圧とすることでリセットの繰り返しを防止できる。これにより、供給ライン13に過電流を流し続けないようにして素子破壊を防止できる。
<Summary of this embodiment>
In this embodiment, by using the BATT voltage as the power supply voltage of the
(他の実施形態)
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。
「起動操作スイッチ」は、イグニッションスイッチ11に限られるものではなく、ユーザが起動操作することで電源IC2の電源供給が開始するスイッチであればどのような起動操作スイッチであっても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications or extensions are possible.
The "activation operation switch" is not limited to the
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described with reference to embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to such embodiments or structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations, including single elements, more, or less, are within the scope and spirit of this disclosure.
図面中、1は車両用電子制御装置、2は電源IC(電源回路)、3は過電流検出回路、4は過電流検出カウンタ、8は電源ICリセット回路(リセット回路)、10は車載バッテリ、11はイグニッションスイッチ(起動操作スイッチ)、12は電源部、MRはメインリレー(起動スイッチ)、である。 In the drawings, 1 is a vehicle electronic control unit, 2 is a power supply IC (power supply circuit), 3 is an overcurrent detection circuit, 4 is an overcurrent detection counter, 8 is a power supply IC reset circuit (reset circuit), 10 is a vehicle battery, 11 is an ignition switch (start operation switch), 12 is a power supply unit, and MR is a main relay (start switch).
Claims (4)
前記電源回路は、
前記動作電圧が配線抵抗を通じて供給される供給ライン(13)に過電流が発生したか否かを検出する過電流検出回路(3)と、
前記動作電圧が所定のリセット閾値より低下したときに電源回路自身をリセットさせるリセット回路(8)と、
前記過電流検出回路により過電流状態を検出する回数を計測する過電流検出カウンタ(4)と、を備え、
前記過電流検出カウンタは、前記車載バッテリから前記起動スイッチを介さず前記動作電圧が直接供給される構成とされると共に、前記電源回路のリセットの状態に関わらず計測した回数を保持する車両用電子制御装置。 A power supply circuit (2) that, when an operating voltage is supplied from an on-vehicle battery (10) via a start switch (MR) of the vehicle, adjusts the operating voltage to a predetermined voltage and supplies it to a load mounted on an electronic control unit. prepared,
The power supply circuit
an overcurrent detection circuit (3) for detecting whether or not an overcurrent has occurred in a supply line (13) to which the operating voltage is supplied through a wiring resistance;
a reset circuit (8) for resetting the power supply circuit itself when the operating voltage drops below a predetermined reset threshold;
an overcurrent detection counter (4) for measuring the number of times an overcurrent state is detected by the overcurrent detection circuit,
The overcurrent detection counter is configured to be directly supplied with the operating voltage from the on-vehicle battery without going through the start switch, and holds the number of measurements regardless of the reset state of the power supply circuit. Control device.
前記電源回路が再起動したときにも前記過電流状態が継続されている場合、
前記過電流検出カウンタは、前記電源回路がリセットする前に計測された回数から計測を開始し所定の恒久過電流閾値に達した場合には、前記電源回路による電圧調整動作を停止させる請求項1記載の車両用電子制御装置。 The power supply circuit is configured to restart when returning from the reset state,
If the overcurrent state continues even when the power supply circuit is restarted,
2. The overcurrent detection counter starts counting from the number of times measured before the power supply circuit is reset, and stops the voltage adjustment operation by the power supply circuit when a predetermined permanent overcurrent threshold is reached. An electronic control unit for a vehicle as described.
前記過電流検出カウンタの計測値が所定の閾値を超えたときに前記電源回路による電圧調整動作を停止した場合、前記起動検出部により再度起動操作オンを検出するまで前記電源回路による電圧調整動作の停止を継続する請求項1記載の車両用電子制御装置。 Equipped with an activation detection unit (5) for detecting activation operation ON/OFF by an activation operation switch (11) for activating the vehicle,
When the voltage adjustment operation by the power supply circuit is stopped when the measured value of the overcurrent detection counter exceeds a predetermined threshold value, the voltage adjustment operation by the power supply circuit is stopped until the activation detection unit detects the activation operation ON again. 2. The vehicle electronic control device according to claim 1, wherein the vehicle continues to stop.
前記起動検出部により起動操作オフを検出すると前記過電流検出カウンタの計測値をリセットして初期値に戻し、前記起動検出部により起動操作オンを検出すると前記電源回路による電圧調整動作を再度開始し、前記過電流検出カウンタによるカウントを前記初期値から再開する請求項1記載の車両用電子制御装置。 Equipped with an activation detection unit (5) for detecting activation operation ON/OFF by an activation operation switch (11) for activating the vehicle,
When the activation detection unit detects that the activation operation is turned off, the measured value of the overcurrent detection counter is reset to an initial value, and when the activation operation is detected by the activation detection unit, the voltage adjustment operation by the power supply circuit is restarted. 2. The vehicle electronic control unit according to claim 1, wherein counting by said overcurrent detection counter is restarted from said initial value.
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