JP6264201B2 - 電子制御装置 - Google Patents

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本発明は、電子制御装置に関する。
車両のエンジンを制御する電子制御装置では、バッテリ上がりを防止するため、イグニッションスイッチがオフの際に流れる電流(暗電流)を低減させることが重要である。例えば、特許文献1には、始動用モータの作動によるバッテリの出力電圧の降下を考慮する必要がない場合に、バッテリから電圧安定化回路への給電ラインを遮断することにより、暗電流を低減させる電子制御装置が開示されている。
特開2012−30631号公報
ところで、電子制御装置では、スタンバイRAM(Random Access Memory)に格納されているデータの信憑性判断や、バッテリの故障診断等のために、イグニッションスイッチがオンの状態において、バッテリ電圧のレベル検出が行われることがある。バッテリ電圧のレベル検出は、一般的に、イグニッションスイッチの状態にかかわらず常時供給されるバッテリ電圧を分圧回路で分圧することにより行われる。
このような構成によりバッテリ電圧の検出を行う場合、イグニッションスイッチがオフの状態においても分圧回路に電流(即ち、暗電流)が流れることとなる。特許文献1に開示されている電子制御装置では、このような分圧回路に流れる暗電流の低減については考慮されていない。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、イグニッションスイッチがオンの状態でバッテリ電圧を検出する電子制御装置において、消費電流を低減させることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る電子制御装置は、バッテリ電圧が常時供給される第1の端子(30)と、バッテリ電圧がメインリレー(52)を介して供給される第2の端子(31)と、イグニッションスイッチ(51)がオンになったことを示す信号に応じて、メインリレーをオンにするメインリレー駆動回路(21)と、第1の端子を介して供給されるバッテリ電圧を分圧し、分圧電圧を出力する分圧回路(24)と、分圧電圧に基づいて、バッテリ電圧のレベルを検出するマイクロコントローラ(20,20B)と、第1の端子と分圧回路との間に設けられ、イグニッションスイッチがオンとなった後にオンとなるスイッチ回路(26,26A,26B,26C)と、を備える。
本発明に係る電子制御装置では、スイッチ回路は、イグニッションスイッチがオンとなった後にオンとなる。即ち、スイッチ回路は、イグニッションスイッチがオンになる前はオフである。スイッチ回路がオフの場合、分圧回路にはバッテリ電圧が供給されず、分圧回路には電流が流れない。これにより、電子制御装置における消費電流を低減させることが可能となる。
本発明によれば、イグニッションスイッチがオンの状態でバッテリ電圧を検出する電子制御装置において、消費電流を低減させることができる。
本発明の一実施形態に係る電子制御装置の構成例を示す図である。 本実施形態の電子制御装置の具体的な構成の一例を示す図である。 図2に示す電子制御装置における制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 本実施形態の電子制御装置の具体的な構成の他の一例を示す図である。 図4に示す電子制御装置における制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 本実施形態の電子制御装置の具体的な構成の他の一例を示す図である。 図6に示す電子制御装置における制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図1に示されるように、本発明の一実施形態に係る電子制御装置10は、マイクロコントローラ(以下、「マイコン」という。)20、メインリレー駆動回路21、電源電圧生成回路22、パワーオンリセット回路23、分圧回路24、キャパシタ25、スイッチ回路26、及び端子30,31,32,33,34を含む。電子制御装置10は、例えば、車両に搭載され、エンジンを制御するために用いられる。なお、電子制御装置10の用途はこれに限られず、エンジン以外の制御に用いられてもよい。
マイコン20は、電子制御装置10を統括制御するものであり、端子40,41,42,43を含む。マイコンは、端子40を介して供給される電圧VCCを電源電圧として動作する。マイコン20の端子41には、リセット信号RSが入力される。マイコン20は、例えば、リセット信号RSがローレベル(「ハイインピーダンス」を含む。以下同じ。)の間、リセット状態を維持する。マイコン20は、メインリレー52をオンにするための制御信号を、端子42からメインリレー駆動回路21に出力することができる。また、マイコン20は、端子30を介して供給されるバッテリ50の電圧VBATTを分圧した電圧VDIV(分圧電圧)に基づいて、バッテリ電圧のレベルを検出することができる。マイコン20は、このように検出されたバッテリ電圧のレベルに基づいて、例えば、マイコン20内のスタンバイRAM(不図示)に格納されているデータの信憑性判断や、バッテリ50の故障診断を行うことができる。
メインリレー駆動回路21には、端子33からイグニッション信号が入力される。また、メインリレー駆動回路21には、端子42から制御信号が入力される。メインリレー駆動回路21は、端子33からのイグニッション信号または端子42からの制御信号に基づいて、端子32に接続されたコイル52aの電流を制御することにより、メインリレー52のオン・オフを制御する。具体的には、イグニッションスイッチ51がオンとなり、端子33からのイグニッション信号がハイレベルになると、メインリレー駆動回路21は、コイル52aに電流を流すことにより、メインリレー52をオンさせる。また、イグニッションスイッチ51がオフになった後においても、端子42からの制御信号が例えばハイレベルの場合、メインリレー駆動回路21は、メインリレー52をオンの状態に維持することができる。メインリレー52がオンの場合、電子制御装置10には、バッテリ50の電圧が端子31を介して電圧VBとして供給される。
電源電圧生成回路22は、電圧VB(例えば12V程度)から、マイコン20の駆動に用いられる電圧VCC(例えば5V程度)を生成する。
パワーオンリセット回路23は、電圧VCCがマイコン20を安定駆動させるために必要な所定レベル(例えば4.5V程度)となるまでの間、マイコン20をリセット状態に維持するためのリセット信号RSを出力する。本実施形態では、リセット信号RSがローレベルの場合にマイコン20がリセットされ、リセット信号RSがハイレベルの場合にマイコン20のリセットが解除される。
分圧回路24は、直列に接続された抵抗60,61を含む。分圧回路24は、一端がスイッチ回路26と接続され、他端が接地されている。スイッチ回路26がオンの場合、分圧回路24には電圧VBATTが供給される。この場合、分圧回路24には電流IDIVが流れ、抵抗60,61の抵抗値の比に応じて分圧された電圧VDIV(分圧電圧)がマイコン20の端子43に供給される。なお、キャパシタ25は、電圧VDIVを安定させるために設けられている。
スイッチ回路26は、端子30と分圧回路24との間に設けられている。スイッチ回路26は、イグニッションスイッチ51がオンとなった後にオンとなる。即ち、スイッチ回路26は、イグニッションスイッチ51がオンになる前はオフである。スイッチ回路26がオフの場合、分圧回路24には電圧VBATTが供給されず、電流IDIVは流れない。これにより、イグニッションスイッチ51がオンの状態でバッテリ50の電圧を検出する電子制御装置10において、消費電流を低減させることが可能となる。
以下、電子制御装置10の具体的構成例について説明する。図2に示されるように、電子制御装置10Aは、スイッチ回路26としてスイッチ回路26Aを備えている。スイッチ回路26Aは、NPNトランジスタ70、PチャネルMOSFET71、及び抵抗72,73,74を含む。
NPNトランジスタ70は、ベースが抵抗72を介して端子31と接続され、コレクタがPチャネルMOSFET71のゲートに接続され、エミッタが接地されている。また、NPNトランジスタ70のベース・エミッタ間には、抵抗73が設けられている。PチャネルMOSFET71は、ゲートがNPNトランジスタ70のコレクタに接続され、ソースが端子30に接続され、ドレインが分圧回路24に接続されている。
このようなスイッチ回路26Aでは、電圧VBがローレベルの場合、NPNトランジスタ70がオフとなり、PチャネルMOSFET71がオフとなる。従って、電圧VBATTは分圧回路24に供給されず、電流IDIVは流れない。
他方、電圧VBがハイレベルの場合、NPNトランジスタ70がオンとなり、PチャネルMOSFET71がオンとなる。従って、電圧VBATTが分圧回路24に供給され、電流IDIVが流れる。これにより、バッテリ電圧に応じた電圧VDIVがマイコン20に供給される。
図2及び図3を参照して、電子制御装置10Aにおける制御タイミングの一例を説明する。図3には、上から順に、電圧VBATT、イグニッションスイッチ51、メインリレー52、電圧VB、電圧VDIV、電流IDIVの遷移の一例が示されている。
端子30にはバッテリ50の電圧が常時供給されているため、電圧VBATTは常にハイレベルである。イグニッションスイッチ51がオンになる前の時刻T30においては、メインリレー52がオフであるため、電圧VBはローレベルである。そして、電圧VBがローレベルであるため、スイッチ回路26Aはオフであり、電圧VBATTの分圧回路24への供給は遮断される。即ち、電流IDIVは流れない。
時刻T31に、イグニッションスイッチ51がオンになると、メインリレー駆動回路21の制御により、メインリレー52もオンになる。これにより、バッテリ50の電圧が端子31から供給され、電圧VBがハイレベルとなる。電圧VBがハイレベルになると、スイッチ回路26Aがオンとなり、電圧VBATTが分圧回路24に供給される。従って、電流IDIVが流れ、電圧VDIVは電圧VBATTに応じたレベルとなる。
時刻T32にイグニッションスイッチ51がオフになった後、時刻T33に、メインリレー駆動回路21は、マイコン20の端子42からの制御信号に基づいて、メインリレー52をオフにする。なお、マイコン20は、例えば、端子33から入力されるイグニッション信号に基づいて、イグニッションスイッチ51がオフになったことを検出することができる。メインリレー52がオフになると、電圧VBがローレベルとなり、スイッチ回路26Aがオフになる。これにより、電圧VBATTの分圧回路24への供給は遮断され、電流IDIVは流れなくなる。
上述のとおり、電子制御装置10Aでは、イグニッションスイッチ51がオンとなった後に、電圧VBATTが分圧回路24に供給される。これにより、イグニッションスイッチ51がオンになる前の暗電流を低減させることができる。
図4を参照して、電子制御装置10の他の構成の一例である電子制御装置10Bについて説明する。図4に示されるように、電子制御装置10Bは、電子制御装置10Aのマイコン20及びスイッチ回路26Aの代わりに、マイコン20B及びスイッチ回路26Bを備えている。
マイコン20Bは、マイコン20の構成に加えて、端子80を備えている。マイコン20Bは、スイッチ回路26Bのオン・オフを制御する制御信号CTRLを端子80から出力することができる。スイッチ回路26Bは、電圧VBではなく、マイコン20Bからの制御信号CTRLによってオン・オフが制御される点を除き、スイッチ回路26Aと同等である。スイッチ回路26Bは、制御信号CTRLがハイレベルの場合にオンとなり、ローレベルの場合にオフとなる。
図4及び図5を参照して、電子制御装置10Bにおける制御タイミングの一例を説明する。図5のタイミングチャートには、図3のタイミングチャートに示した情報に加えて、電圧VCC、リセット信号RS、及び制御信号CTRLが示されている。
端子30にはバッテリ50の電圧が常時供給されているため、電圧VBATTは常にハイレベルである。イグニッションスイッチ51がオンになる前の時刻T50においては、メインリレー52がオフであるため、電圧VBはローレベルである。また、電圧VBがローレベルであるため、電圧VCCもローレベルである。従って、リセット信号RSはローレベルである。このとき、マイコン20Bは動作していないため、制御信号CTRLはローレベルである。そして、制御信号CTRLがローレベルであるため、スイッチ回路26Bはオフであり、電圧VBATTの分圧回路24への供給は遮断される。即ち、電流IDIVは流れない。
時刻T51に、イグニッションスイッチ51がオンになると、メインリレー駆動回路21の制御により、メインリレー52もオンになる。これにより、バッテリ50の電圧が端子31から供給され、電圧VBがハイレベルとなる。電圧VBがハイレベルになると、電源電圧生成回路22の動作により、電圧VCCが上昇し始める。
時刻T52に、電圧VCCが所定レベル(例えば4.5V程度)に到達すると、リセット信号RSがハイレベルとなる。リセット信号RSがハイレベルになると、マイコン20Bのリセット状態が解除される。そして、マイコン20Bが、制御信号CTRLをハイレベルにすると、スイッチ回路26Bがオンとなり、電圧VBATTが分圧回路24に供給される。従って、電流IDIVが流れ、電圧VDIVは電圧VBATTに応じたレベルとなる。
マイコン20Bは、バッテリ50の電圧のレベルを検出する必要がない時には、スイッチ回路26Bをオフにすることができる。例えば、時刻T53において、マイコン20Bは、制御信号CTRLをローレベルにする。これにより、スイッチ回路26Bがオフとなり、電圧VBATTの分圧回路24への供給は遮断される。また、例えば、時刻T54において、マイコン20Bは、制御信号CTRLをハイレベルにする。これにより、スイッチ回路26Bがオンとなり、電圧VBATTが分圧回路24に供給される。
時刻T55にイグニッションスイッチ51がオフになった後、時刻T56に、メインリレー52がオフになり、電圧VB及び電圧VCCがローレベルとなる。そして、制御信号CTRLがローレベルとなり、スイッチ回路26Bがオフになる。これにより、電圧VBATTの分圧回路24への供給は遮断され、電流IDIVは流れなくなる。
上述のとおり、電子制御装置10Bでは、イグニッションスイッチ51がオンとなった後に、電圧VBATTが分圧回路24に供給される。これにより、電子制御装置10Aと同様の効果を奏する。また、電子制御装置10Bでは、イグニッションスイッチ51がオンとなった後、バッテリ50の電圧のレベルの検出が不要な場合に、電圧VBATTの分圧回路24への供給を遮断することができる。これにより、電子制御装置10Bにおける消費電流をさらに低減させることが可能となる。
図6を参照して、電子制御装置10の他の構成の一例である電子制御装置10Cについて説明する。図6に示されるように、電子制御装置10Cは、電子制御装置10Aのスイッチ回路26Aの代わりに、スイッチ回路26Cを備えている。スイッチ回路26Cは、電圧VBではなく、パワーオンリセット回路23からのリセット信号RSによってオン・オフが制御される点を除き、スイッチ回路26Aと同等である。スイッチ回路26Cは、リセット信号RSがハイレベルの場合にオンとなり、ローレベルの場合にオフとなる。
図6及び図7を参照して、電子制御装置10Cにおける制御タイミングの一例を説明する。
端子30にはバッテリ50の電圧が常時供給されているため、電圧VBATTは常にハイレベルである。イグニッションスイッチ51がオンになる前の時刻T70においては、メインリレー52がオフであるため、電圧VBはローレベルである。また、電圧VBがローレベルであるため、電圧VCCもローレベルである。従って、リセット信号RSはローレベルである。そして、リセット信号RSがローレベルであるため、スイッチ回路26Cはオフであり、電圧VBATTの分圧回路24への供給は遮断される。即ち、電流IDIVは流れない。
時刻T71に、イグニッションスイッチ51がオンになると、メインリレー駆動回路21の制御により、メインリレー52もオンになる。これにより、バッテリ50の電圧が端子31から供給され、電圧VBがハイレベルとなる。電圧VBがハイレベルになると、電源電圧生成回路22の動作により、電圧VCCが上昇し始める。
時刻T72に、電圧VCCが所定レベル(例えば4.5V程度)に到達すると、リセット信号RSがハイレベルとなる。リセット信号RSがハイレベルになると、スイッチ回路26Cがオンとなり、電圧VBATTが分圧回路24に供給される。従って、電流IDIVが流れ、電圧VDIVは電圧VBATTに応じたレベルとなる。
時刻T73にイグニッションスイッチ51がオフになった後、時刻T74に、メインリレー52がオフとなる。メインリレー52がオフになると、電圧VB及び電圧VCCがローレベルとなる。そして、リセット信号RSがローレベルとなり、スイッチ回路26Cがオフとなる。これにより、電圧VBATTの分圧回路24への供給は遮断され、電流IDIVは流れなくなる。
上述のとおり、電子制御装置10Cでは、イグニッションスイッチ51がオンとなった後に、電圧VBATTが分圧回路24に供給される。これにより、電子制御装置10Aと同様の効果を奏する。また、電子制御装置10Cでは、制御信号CTRLを出力する端子をマイコン20に追加することなく、スイッチ回路26Cのオン・オフを制御することができる。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかしながら、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
10,10A,10B,10C 電子制御装置
20,20B マイクロコントローラ
21 メインリレー駆動回路
24 分圧回路
26,26A,26B,26C スイッチ回路
30,31 端子
51 イグニッションスイッチ
52 メインリレー

Claims (3)

  1. バッテリ電圧が常時供給される第1の端子(30)と、
    前記バッテリ電圧がメインリレー(52)を介して供給される第2の端子(31)と、
    イグニッションスイッチ(51)がオンになったことを示す信号に応じて、前記メインリレーをオンにするメインリレー駆動回路(21)と、
    前記第1の端子を介して供給される前記バッテリ電圧を分圧し、分圧電圧を出力する分圧回路(24)と、
    前記分圧電圧に基づいて、前記バッテリ電圧のレベルを検出するマイクロコントローラ(20,20B)と、
    前記第1の端子と前記分圧回路との間に設けられ、前記イグニッションスイッチがオンとなった後にオンとなるスイッチ回路(26,26A,26B,26C)と、
    前記第2の端子を介して前記バッテリ電圧が供給された後、前記マイクロコントローラのリセットまたはリセット解除を指示するリセット信号を出力するパワーオンリセット回路(23)と、を備え、
    前記スイッチ回路(26C)は、前記マイクロコントローラのリセット解除を指示する前記リセット信号に応じてオンとなる、電子制御装置。
  2. 前記スイッチ回路(26A)は、前記イグニッションスイッチがオンとなった後、前記第2の端子を介して供給される前記バッテリ電圧に応じてオンとなることを特徴とする、請求項1に記載の電子制御装置。
  3. 前記スイッチ回路(26B)は、前記イグニッションスイッチがオンとなった後、前記マイクロコントローラ(20B)から出力される制御信号に応じてオンとなることを特徴とする、請求項1に記載の電子制御装置。
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