JPWO2018051677A1 - Electronic control unit - Google Patents
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Abstract
メインリレーの故障を低減可能であるとともにコストを抑制可能な電子制御システムを提案する。バッテリからの電流がメインリレーの接点及び該接点に連続するUBラインを通って電源ICの入力端子に入力される電子制御装置において、電子制御装置は、一端が前記UBラインに接続され、他端が接地されるキャパシタと、一端がUBラインのキャパシタよりも上流側に接続され、他端が前記バッテリに接続される突入電流防止部とを備え、突入電流防止部は、メインリレーがONに切り替えられる前にバッテリからの電流を他端から入力して一端から出力することによりキャパシタを充電し、所定条件が成立した場合、バッテリからの電流の入力を停止することによりキャパシタの充電を停止する。We propose an electronic control system that can reduce the failure of the main relay and reduce the cost. In an electronic control unit in which current from a battery is input to an input terminal of a power supply IC through a contact of a main relay and a UB line continuing to the contact, the electronic control unit has one end connected to the UB line and the other end Has a capacitor connected to ground and one end connected upstream of the capacitor on the UB line and the other end connected to the battery, and the inrush current prevention unit switches the main relay to ON. Before the battery is charged, the capacitor is charged by inputting the current from the battery from the other end and outputting it from one end, and when the predetermined condition is satisfied, the charging of the capacitor is stopped by stopping the input of the current from the battery.
Description
本発明は、電子制御装置に関し、特にエンジンの動作を制御する電子制御装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to an electronic control device, and is particularly suitable for application to an electronic control device that controls the operation of an engine.
従来、エンジンの動作を制御するECU(Electronic Control Unit)と、バッテリとの間にはバッテリ関連回路が配置されており、このバッテリ関連回路にはリレー(以下「メインリレー」と呼ぶ)が設置されている。メインリレーは、大電流を扱いかつイグニッションオフ時などに確実にバッテリからECUを切り離すことが必要とされる。しかしながらメインリレーはバッテリからECUに対して電圧が供給された際に流れる突入電流に起因して接点が固着して故障してしまうことがある。そのような突入電流は主として車両のハーネス及びECU内のキャパシタンスに応じて電流量が決まる(特許文献1参照)。 Conventionally, a battery related circuit is disposed between an ECU (Electronic Control Unit) for controlling the operation of the engine and the battery, and a relay (hereinafter referred to as "main relay") is provided in the battery related circuit. ing. The main relay is required to handle a large current and reliably disconnect the ECU from the battery when the ignition is off. However, in the main relay, the contact may stick and fail due to inrush current flowing when voltage is supplied from the battery to the ECU. The amount of such inrush current is determined mainly in accordance with the capacitance in the vehicle harness and the ECU (see Patent Document 1).
ところで近年、電解コンデンサのESR(Equivalent Series Resistance)を低く抑えて低消費電力化が図られていることから、さらに突入電流が大きくなるおそれがある。そしてこのような突入電流によりメインリレーの接点が固着するおそれも高まる。一方で接点の固着を防止するために許容電流の高いメインリレーを使用すればよいが、許容電流の高いメインリレーは高価であり、製造コストが上昇するという新たな問題が生じる。 By the way, in recent years, since the ESR (Equivalent Series Resistance) of the electrolytic capacitor is suppressed to low power consumption, the rush current may be further increased. And, the risk of the contact of the main relay being fixed by such inrush current also increases. On the other hand, although a main relay having a high allowable current may be used to prevent the sticking of the contacts, the main relay having a high allowable current is expensive, resulting in a new problem that the manufacturing cost is increased.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、メインリレーの故障を低減可能であるとともにコストを抑制可能な電子制御装置を提案するものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and proposes an electronic control device capable of reducing the failure of the main relay and suppressing the cost.
かかる課題を解決するため、本発明においては、バッテリからの電流がメインリレーの接点及び該接点に連続するUBラインを通って電源ICの入力端子に入力される電子制御装置において、前記電子制御装置は、一端が前記UBラインに接続され、他端が接地されるキャパシタと、一端が前記UBラインの前記キャパシタよりも上流側に接続され、他端が前記バッテリに接続される突入電流防止部と、前記突入電流制御部を制御するCPUとを備え、前記突入電流防止部は、前記メインリレーがONに切り替えられる前に前記バッテリからの電流を前記他端から入力して前記一端から出力することにより前記キャパシタを充電し、所定条件が成立した場合、前記バッテリからの電流の入力を停止することにより前記キャパシタの充電を停止することを特徴とする。 In order to solve such problems, in the present invention, the electronic control unit is an electronic control unit in which a current from a battery is inputted to an input terminal of a power supply IC through a contact of a main relay and a UB line continuing to the contact. And a rush current preventing portion having one end connected to the UB line and the other end connected to the capacitor, and one end connected to the upstream side of the UB line from the capacitor and the other end connected to the battery. A CPU for controlling the rush current control unit, wherein the rush current prevention unit inputs current from the battery from the other end and outputs it from the one end before the main relay is switched to ON. Charge the capacitor, and stop charging of the capacitor by stopping the input of current from the battery when a predetermined condition is satisfied. And wherein the Rukoto.
本発明によれば、メインリレーの故障を低減可能であるとともにコストを抑制することができる。 According to the present invention, the failure of the main relay can be reduced and the cost can be suppressed.
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお以下の説明は、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で適宜変更することができる。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description does not limit the present invention, and can be appropriately modified within the scope of the present invention.
(1)第1の実施の形態
図1は第1の実施の形態による電子制御システムの概略構成を示す。第1の実施の形態による電子制御システムでは電子制御装置(以下「ECU」と呼ぶ)100がイグニッションスイッチ31及びリレー(以下「メインリレー」と呼ぶ)32を介して電源としてのバッテリ35に接続されている。(1) First Embodiment FIG. 1 shows a schematic configuration of an electronic control system according to a first embodiment. In the electronic control system according to the first embodiment, an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") 100 is connected to a
バッテリ35はマイナス端子が接地されているとともにプラス端子がイグニッションスイッチ31、メインリレー32及び後述するキャパシタチャージ用FET41のソースに接続されている。イグニッションスイッチ31はバッテリ35からECU100への電力供給を開始又は停止するためのスイッチの一種である。
The negative terminal of the
メインリレー32はバッテリ35と、ECU100との間に設けられている。メインリレー32は接点32Aがインダクタンス32Bの励磁力によりオンオフされることによりバッテリ35からECU100への電力の供給を制御する。
ECU100は抵抗33,34、電源IC37、キャパシタ38,39、インダクタンス36及び突入電流防止部50を備える。突入電流防止部50の詳細については後述する。
The ECU 100 includes
電源IC37はイグニッションスイッチ入力端子37A、MR出力端子37B及びバッテリ電圧入力端子37Cを備える。イグニッションスイッチ入力端子37Aは抵抗34を介してイグニッションスイッチ31に接続されている。イグニッションスイッチ入力端子37Aにはイグニッションスイッチ31がオンされた際のバッテリ35のバッテリ電圧が印加される。MR出力端子37Bにはメインリレー32のインダクタンス32Bが接続されている。バッテリ電圧入力端子37Cにはインダクタンス36を介してメインリレー32の接点32Aに連続するUBライン44が接続されている。
The power supply IC 37 includes an ignition
キャパシタ38,39はその一端がメインリレー32とECU100のバッテリ電圧入力端子37Cとの間におけるUBライン44に接続されているとともにその他端が接地されている。以下、主としてキャパシタ38を取り上げて説明する。
突入電流防止部50は逆流防止ダイオード40及びキャパシタチャージ用FET41を備えている。逆流防止ダイオード40はバッテリ35からの電流をUBライン44にのみ供給する一方、その逆方向には電流を流さないようにするためのダイオードである。
The rush
キャパシタチャージ用FET41はその一端がメインリレー32とキャパシタ38との間におけるUBライン44に接続されているとともにその他端がバッテリ35のプラス端子に接続されている。キャパシタチャージ用FET41はCPU200によるオンオフ制御によってバッテリ35からの電流を逆流防止ダイオード40を介してUBライン44に供給することによりキャパシタ38を充電し、また充電を停止する機能を有する。即ちこのキャパシタチャージ用FET41はバッテリ35の電力供給によってキャパシタ38に充電するか否かを制御するためのキャパシタ充電切換部に相当する。
One end of the capacitor charging FET 41 is connected to the
図2は起動処理を示す。CPU200はイグニッションスイッチ31がオンされたことを契機として(ステップS101)まずキャパシタチャージ用FET41をオン状態に切り替える(ステップS102)。即ちCPU200はメインリレー32がオン状態にされる直前にキャパシタ38の充電を開始するようキャパシタチャージ用FET41を切り替える。これによりキャパシタ38に電流が流れ込まないようにすることができる。
FIG. 2 shows the start-up process. When the
その後CPU200は後述する所定条件が成立したことを契機としてキャパシタチャージ用FET41をオフ状態に切り替えてキャパシタ38への充電を停止する(ステップS103)。この所定条件としては例えば一定時間が経過したことを挙げることができる。
Thereafter, the
次に電源IC37はMR出力端子37Bをオン状態としてインダクタンス32Bを通電する(ステップS104)。するとメインリレー32ではインダクタンス32Bの励磁力により接点32Aが閉成してオフ状態からオン状態に切り替えられ、バッテリ35からECU100に対してバッテリ電圧が供給される(ステップS105)。以降エンジン制御が開始される。
Next, the
本実施の形態によればイグニッションスイッチ31をオンした際に突入電流が流入することにより接点32Aが固着してメインリレー32が故障することを低減することができる。さらにはメインリレー32として許容電流が高く高価なリレーを採用する必要がなくなるため、全体としてコストを抑制可能な電子制御システムを提供することができる。
According to the present embodiment, when the
(2)第2の実施の形態
第2の実施の形態による電子制御システムは第1の実施の形態による電子制御システムとほぼ同様の構成及び動作であるため、第2の実施の形態では第1の実施の形態とは異なる点を中心として説明する。(2) Second Embodiment The electronic control system according to the second embodiment has substantially the same configuration and operation as the electronic control system according to the first embodiment. Description will be made focusing on the points different from the embodiment of FIG.
図3は第2の実施の形態による電子制御システムの概略構成を示す。第2の実施の形態では第1の実施の形態とは突入電流防止部50Aの構成が異なっている。突入電流防止部50Aは第1の実施の形態における突入電流防止部50とほぼ同様の構成であるが、新たにシャント抵抗45A及び電流検出回路45が設けられている点が第1の実施の形態とは異なっている。
FIG. 3 shows a schematic configuration of the electronic control system according to the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the inrush
シャント抵抗45Aはその一端が逆流防止ダイオード40のアノードに接続されているとともにその他端がキャパシタチャージ用FET41のドレインに接続されている。
One end of the
一方電流検出回路45はシャント抵抗45Aに対して並列に接続されており、シャント抵抗45Aを流れる電流を計測する。
On the other hand, the
第2の実施の形態ではCPU200が既述の所定条件の成立として、例えばキャパシタチャージ用FET41の下流に接続されたシャント抵抗45Aを流れる電流が図4に示すようにイグニッションスイッチ31がオフ状態(図示の「IG OFF」に相当)からオン状態(図示の「IG ON」に相当)になってキャパシタ38の充電が進むにつれて大きくなった後に少なくなり所定の閾値電流Itを下回るタイミングTとなったことを契機としてキャパシタチャージ用FET41を切り替えてキャパシタ38への充電を停止する。
In the second embodiment, assuming that the
本実施の形態によればシャント抵抗45Aを実際に流れる電流に基づいてより適切なタイミングTでキャパシタ38への充電を停止することにより、第1の実施の形態のように一定時間で判定するよりもさらに確実にメインリレー32に突入電流が流れにくくできるため、突入電流によるメインリレー32の故障をさらに確実に防止することができる。
According to the present embodiment, by stopping charging of the
(3)第3の実施の形態
第3の実施の形態による電子制御システムは第1の実施の形態による電子制御システムとほぼ同様の構成及び動作であるため、第3の実施の形態では第1の実施の形態とは異なる点を中心として説明する。(3) Third Embodiment The electronic control system according to the third embodiment has substantially the same configuration and operation as the electronic control system according to the first embodiment. Description will be made focusing on the points different from the embodiment of FIG.
図5は第3の実施の形態による電子制御システムの概略構成を示す。第3の実施の形態では第1の実施の形態とは異なり監視電圧検出部51が設けられている。監視電圧検出部51はCPU200とUBライン44との間に設けられている。監視電圧検出部51は抵抗52,53及びアナログデジタルコンバータ(以下「ADC」と省略する)42を備えている。
FIG. 5 shows a schematic configuration of an electronic control system according to the third embodiment. Unlike the first embodiment, the monitoring voltage detection unit 51 is provided in the third embodiment. The monitoring voltage detection unit 51 is provided between the
抵抗52,53はUBライン44とグランドとの間において直列に接続されている。つまり抵抗52はその一端がUBライン44に接続されていると共にその他端が抵抗53の一端に接続されている(抵抗52と抵抗53との接続点を「特定接続点」と呼ぶ)。抵抗53の他端は接地されている。
ADC42はその一端がCPU200に接続されているとともにその他端が上記特定接続点に接続されている。ADC42はUBライン44における電圧が抵抗52,53による分圧比による電圧を計測してアナログデジタル変換を実行し、その電圧値をCPU200に提供する。
The
第3の実施の形態ではCPU200が既述の所定条件の成立として、例えばUBライン44の電圧を複数の抵抗52,53で分圧してADC42より出力した電圧が図6に示すようにイグニッションスイッチ31がオフ状態(図示の「IG OFF」に相当)からオン状態(図示の「IG ON」に相当)になった後所定の閾値電圧Vtを超えるタイミングTとなったことを契機としてキャパシタチャージ用FET41を切り替えてキャパシタ38への充電を停止する。
In the third embodiment, it is assumed that the
本実施の形態によれば第1の実施の形態による効果に加えてさらに、UBライン44における電圧に基づいてより適切なタイミングTでキャパシタ38への充電を停止することにより、第1の実施の形態のように一定時間で判定するよりもさらに確実にメインリレー32に突入電流が流れにくくできるため、突入電流によるメインリレー32の故障をさらに確実に防止することができる。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, charging of
一方本実施の形態ではCPU200が既述の所定条件の成立として、例えばUBライン44の電圧を複数の抵抗52,53で分圧してADC42により出力した電圧を一定間隔で測定して前回測定時の電圧と今回測定時の電圧との差分が所定の閾値電圧Vtを下回ったことを契機として、キャパシタチャージ用FET41を切り替えてキャパシタ38への充電を停止するようにしても良い。
On the other hand, in the present embodiment, the
このようにすると第1の実施の形態による効果に加えてさらに、UBライン44における時間的な電圧差に基づいてより適切なタイミングでキャパシタ38への充電を停止することにより、第1の実施の形態のように一定時間で判定するよりもさらに確実にメインリレー32に突入電流が流れにくくできるため、突入電流によるメインリレー32の故障をさらに確実に防止することができる。
In this way, in addition to the effects of the first embodiment, charging of
31……イグニッションスイッチ、32……メインリレー、35……バッテリ、37……電源IC、41……キャパシタチャージ用FET、50,50A……突入電流防止部、51……監視電圧検出部、100……ECU、200……CPU。 31: ignition switch, 32: main relay, 35: battery, 37: power supply IC, 41: FET for capacitor charge, 50, 50A: rush current prevention unit, 51: monitoring voltage detection unit, 100 ...... ECU, 200 ... CPU.
Claims (5)
前記電子制御装置(100)は、
一端が前記UBライン(44)に接続され、他端が接地されるキャパシタ(38)と、
一端が前記UBライン(44)の前記キャパシタ(38)よりも上流側に接続され、他端が前記バッテリ(35)に接続される突入電流防止部(50)とを備え、
前記突入電流防止部(50)は、
前記メインリレー(32)がONに切り替えられる前に前記バッテリ(35)からの電流を前記他端から入力して前記一端から出力することにより前記キャパシタ(38)を充電し、所定条件が成立した場合、前記バッテリ(35)からの電流の入力を停止することにより前記キャパシタ(38)の充電を停止する
ことを特徴とする電子制御装置。The current from the battery (35) is input to the input terminal (37C) of the power supply IC (37) through the contact (32A) of the main relay (32) and the UB line (44) continuous with the contact (32A). In the electronic control unit (100),
The electronic control unit (100)
A capacitor (38) having one end connected to the UB line (44) and the other end grounded;
And a rush current prevention unit (50) having one end connected upstream of the capacitor (38) of the UB line (44) and the other end connected to the battery (35),
The inrush current prevention unit (50) is
Before the main relay (32) is turned on, the current from the battery (35) is input from the other end and output from the one end to charge the capacitor (38), and a predetermined condition is satisfied. In this case, the charging of the capacitor (38) is stopped by stopping the input of the current from the battery (35).
前記所定条件の成立として一定時間が経過したことを契機として前記キャパシタ(38)への充電を停止する
請求項1に記載の電子制御装置。The inrush current prevention unit (50) is
The electronic control device according to claim 1, wherein charging of the capacitor (38) is stopped when a predetermined time has elapsed as the establishment of the predetermined condition.
前記所定条件の成立として、前記突入電流防止部(50A)を流れる電流が前記キャパシタ(38)の充電が進むにつれて少なくなり所定の閾値電流(It)を下回ったことを契機として前記キャパシタ(38)への充電を停止する
請求項1に記載の電子制御装置。The inrush current prevention unit (50) is
The capacitor (38) is triggered by the fact that the current flowing through the inrush current prevention unit (50A) decreases as the charging of the capacitor (38) proceeds and falls below a predetermined threshold current (It) as the establishment of the predetermined condition. The electronic control device according to claim 1, wherein charging of the battery is stopped.
前記所定条件の成立として、前記UBライン(44)の電圧を複数の抵抗(52、53)で分圧した電圧が所定の閾値電圧を超えたことを契機として前記キャパシタ(38)への充電を停止する
請求項1に記載の電子制御装置。The inrush current prevention unit (50) is
The capacitor (38) is charged when the voltage obtained by dividing the voltage of the UB line (44) by a plurality of resistors (52, 53) exceeds a predetermined threshold voltage as the predetermined condition is met. The electronic control device according to claim 1, which stops.
前記所定条件の成立として、前記UBライン(44)の電圧を複数の抵抗(52,53)で分圧した電圧を一定間隔で測定し前回測定時の電圧と今回測定時の電圧との差分が所定の閾値電圧を下回ったことを契機として前記キャパシタ(38)への充電を停止する
請求項1に記載の電子制御装置。The inrush current prevention unit (50) is
As the establishment of the predetermined condition, the voltage obtained by dividing the voltage of the UB line (44) by a plurality of resistors (52, 53) is measured at regular intervals, and the difference between the voltage at the previous measurement and the voltage at the current measurement is The electronic control device according to claim 1, wherein charging of the capacitor (38) is stopped in response to the voltage falling below a predetermined threshold voltage.
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- 2017-08-07 JP JP2018539567A patent/JPWO2018051677A1/en active Pending
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