WO2018211819A1 - 車載高電圧電気装置 - Google Patents

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WO2018211819A1
WO2018211819A1 PCT/JP2018/011886 JP2018011886W WO2018211819A1 WO 2018211819 A1 WO2018211819 A1 WO 2018211819A1 JP 2018011886 W JP2018011886 W JP 2018011886W WO 2018211819 A1 WO2018211819 A1 WO 2018211819A1
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WO
WIPO (PCT)
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signal
microcomputer
voltage
high voltage
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/011886
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
利忠 三善
酒井 剛志
神谷 勇治
輝明 大山
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • This disclosure relates to an on-vehicle high voltage electrical device.
  • the inverter device described in Patent Document 1 includes an STB line that is a second communication unit, in addition to a communication line that is a first communication unit.
  • STB start / stop signal
  • an in-vehicle high-voltage electric device for example, a low-voltage circuit having a communication circuit with a host ECU, a temperature sensor circuit, etc., and a high-voltage circuit having, for example, a drive circuit for driving a controlled object
  • the circuit is configured to be connected by a photocoupler or a semiconductor isolator for electrically insulating the circuit, and a structure having a microcomputer in each circuit part is conceivable.
  • Patent Document 1 discloses a circuit configuration of an in-vehicle high-voltage electric device having one microcomputer, but has a configuration with low redundancy against an I / F circuit failure. On the other hand, even in a vehicle-mounted high-voltage electrical apparatus having a microcomputer in each of the low-voltage circuit and the high-voltage circuit as described above, the circuit configuration described in Patent Document 1 has a problem of a low redundancy configuration.
  • An object of the present invention is to provide an in-vehicle high-voltage electric device capable of performing a redundant operation by signals transmitted through two or more signal input / output units having different purposes.
  • An in-vehicle high-voltage electrical device that solves the above-described problem includes two or more electrical circuits that are electrically insulated by a voltage value, and at least one or more microcomputers that are respectively provided in the two or more electrical circuits. It is driven by a signal transmitted via two or more signal input / output units.
  • an in-vehicle high-voltage electric device that has two or more microcomputers and can perform a redundant operation by signals transmitted through two or more signal input / output units having different purposes. it can.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the on-vehicle high-voltage electrical apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the low voltage microcomputer of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the high-voltage microcomputer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation example of the drive circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the in-vehicle high voltage electrical apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the low-voltage microcomputer of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the high voltage microcomputer of the second embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the on-vehicle high-voltage electrical apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the low
  • FIGS. 8A to 10B are timing charts showing transitions of the low voltage VL, the state of the low voltage microcomputer, the high voltage VH, and the voltage undervoltage flag F as reference examples.
  • FIGS. 11A to 11B are timing charts showing transitions of the low voltage VL, the state of the low voltage microcomputer, the high voltage VH_STB signal, and the voltage undervoltage flag F in the in-vehicle high voltage electrical apparatus according to the fifth embodiment. It is.
  • the in-vehicle high-voltage electric device 10 of this embodiment shown in FIG. 1 is an inverter for driving an in-vehicle high-voltage auxiliary machine 50 such as a high-voltage heater device or an electric compressor based on a command from a host vehicle control device 60.
  • auxiliary machine 50 Functions as a circuit or the like.
  • the host vehicle control device 60 is, for example, an air conditioner ECU or a vehicle control ECU, but may be configured as a separate device.
  • the host vehicle control device 60 is abbreviated as “host ECU 60”.
  • the in-vehicle high voltage electrical device 10 includes a low voltage circuit 20, a high voltage circuit 30, and photocouplers 40 and 41.
  • the low voltage circuit 20 operates using a low voltage supplied from a low voltage power supply (not shown) as an operation power supply.
  • the high voltage circuit 30 operates using a high voltage supplied from a high voltage power supply (not shown) as an operation power supply.
  • the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 do not share an operating power supply or a ground portion. For this reason, the two are electrically insulated by photocouplers 40 and 41 described later.
  • the low voltage supplied to the low voltage circuit 20 from the low voltage power supply is smaller than the high voltage supplied to the high voltage circuit 30 from the high voltage power supply.
  • the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 correspond to an electric circuit.
  • the first interface circuit 21 corresponds to a first signal input / output unit
  • the second interface circuit 22 corresponds to a second signal input / output unit.
  • the low voltage circuit 20 can communicate with the host ECU 60 through the external communication line Wa1 and the external STB line Wa2.
  • the host ECU 60 is a part that issues an operation command to the in-vehicle high-voltage electric device 10.
  • the low voltage circuit 20 includes a first interface circuit 21, a second interface circuit 22, and a low voltage microcomputer 23.
  • the microcomputer is abbreviated as “microcomputer”.
  • the first interface circuit 21 receives a signal transmitted from the host ECU 60 to the in-vehicle high voltage electrical device 10 via the external communication line Wa1, and sends the received signal to the low voltage microcomputer 23 via the internal communication line Wb1. Send.
  • the signal transmitted from the host ECU 60 to the in-vehicle high voltage electrical device 10 via the internal communication line Wb1 is a command signal indicating whether or not to operate the auxiliary machine 50, for example.
  • a command signal for permitting the operation of the auxiliary machine 50 is referred to as a “permission command signal”
  • a command signal for stopping the auxiliary machine 50 is referred to as a “stop command signal”.
  • the first interface circuit 21 can also transmit a signal transmitted from the low voltage microcomputer 23 via the internal communication line Wb1 to the host ECU 60 via the external communication line Wa1.
  • the signal transmitted from the low voltage microcomputer 23 to the host ECU 60 is a signal for notifying each abnormality of the in-vehicle high voltage electrical apparatus 10 and the auxiliary machine 50, for example.
  • the second interface circuit 22 receives an STB signal transmitted from the host ECU 60 via the external STB line Wa2 to the in-vehicle high voltage electrical device 10, and receives the received STB signal via the internal STB line Wb2. 23.
  • the STB signal is a start / stop signal indicating whether the auxiliary machine 50 is to be started.
  • the STB signal is an on / off signal. When the STB signal is in the on state (starting state), it indicates that the operation of the auxiliary machine 50 is permitted. When the STB signal is in the off state, the operation of the auxiliary machine 50 is not permitted. It shows that.
  • the first interface circuit 21 is provided for the purpose of transmitting and receiving command signals (permission command signals and stop command signals) to and from the host ECU 60.
  • the second interface circuit 22 is provided for the purpose of transmitting and receiving STB signals to and from the host ECU 60.
  • the first interface circuit 21 and the second interface circuit 22 are different from each other for the purpose for which they are provided.
  • an internal STB line Wb3 Connected to the internal STB line Wb2 is an internal STB line Wb3 for bypassing the low voltage microcomputer 23 and transmitting the STB signal to the drive circuit 31 and the high voltage microcomputer 32.
  • the second interface circuit 22 can directly transmit the STB signal transmitted from the host ECU 60 to the drive circuit 31 and the high voltage microcomputer 32.
  • the low voltage microcomputer 23 is a part that communicates with the host ECU 60. For example, the low voltage microcomputer 23 receives a permission command signal and a stop command signal transmitted from the host ECU 60 via the external communication line Wa1, the first interface circuit 21, and the internal communication line Wb1. Further, the low voltage microcomputer 23 receives the STB signal transmitted from the host ECU 60 via the external STB line Wa2, the second interface circuit 22, and the internal STB line Wb2.
  • the low voltage microcomputer 23 transmits these received signals to the high voltage microcomputer 32 of the high voltage circuit 30 via the internal communication line Wb4. Further, when a required signal is transmitted from the high voltage microcomputer 32 via the internal communication line Wb4, the low voltage microcomputer 23 transmits the signal via the internal communication line Wb1, the first interface circuit 21, and the external communication line Wa1. It is also possible to transmit to the host ECU 60.
  • the photocoupler 40 is provided in the middle of the internal communication line Wb4.
  • the photocoupler 40 electrically insulates the voltage between them while enabling communication between the low-voltage microcomputer 23 and the high-voltage microcomputer 32.
  • the photocoupler 41 is provided in the middle of the internal STB line Wb3.
  • the photocoupler 41 electrically insulates the photocoupler 41 while enabling transmission of the STB signal from the second interface circuit 22 to the drive circuit 31 and the high voltage microcomputer 32.
  • the photocouplers 40 and 41 as described above are provided, so that the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 are electrically insulated from each other by the voltage value. ing.
  • the high voltage circuit 30 includes a drive circuit 31 and a high voltage microcomputer 32.
  • the drive circuit 31 drives the auxiliary machine 50 by transmitting a drive signal to the auxiliary machine 50.
  • the drive circuit 31 is supplied with DC power from a high voltage battery (not shown).
  • the drive circuit 31 is configured by a switching element such as an IGBT.
  • the drive circuit 31 adjusts the DC power supplied from the high-voltage battery by the on / off operation of the switching element and drives the adjusted DC power.
  • the signal is transmitted to the auxiliary machine 50 as a signal.
  • the drive circuit 31 converts DC power supplied from the high-voltage battery into AC power through ON / OFF operations of a plurality of switching elements, The converted AC power is transmitted to the auxiliary machine 50 as a drive signal.
  • the STB signal is input to the drive circuit 31 via the internal STB line Wb3.
  • the high voltage microcomputer 32 When the high voltage microcomputer 32 receives the permission command signal and the stop command signal transmitted from the low voltage microcomputer 23 via the internal communication line Wb4, the high voltage microcomputer 32 controls the operation of the auxiliary machine 50 based on these command signals. Further, when the high voltage microcomputer 32 receives the STB signal via the internal STB line Wb3, the high voltage microcomputer 32 transmits the received STB signal to the low voltage microcomputer 23 via the internal communication line Wb4.
  • the STB signal transmitted to the high voltage microcomputer 32 via the internal communication line Wb4 when the low voltage microcomputer 23 directly receives the STB signal is also referred to as “indirect LV_STB signal”.
  • the STB signal transmitted to the low voltage microcomputer 23 via the internal communication line Wb4 when the high voltage microcomputer 32 directly receives the STB signal is also referred to as “indirect HV_STB signal”.
  • the low voltage microcomputer 23 repeatedly executes the operation shown in FIG. 2 at a predetermined cycle.
  • the low voltage microcomputer 23 receives the STB signal directly as the process of step S10, and receives the indirect HV_STB signal as the process of step S11, and directly receives the STB signal as the process of step S12. And whether the indirect HV_STB signal is off.
  • step S12 the low voltage microcomputer 23 transmits a stop command signal to the high voltage microcomputer 32 to stop the auxiliary machine 50 as a process in step S13, and as a process in step S14. Then, the normal off operation flag indicating that the direct STB signal and the indirect HV_STB signal are in the off state is set. Further, the low voltage microcomputer 23 notifies the host ECU 60 that it is in the normal OFF state as the process of step S15.
  • the low voltage microcomputer 23 determines whether or not both the direct STB signal and the indirect HV_STB signal are in the on state as the process of step S16.
  • the low voltage microcomputer 23 makes an affirmative determination in the process of step S16, the operation of the auxiliary machine 50 is permitted as the process of step S17. In this case, the low voltage microcomputer 23 determines whether or not a permission command signal is transmitted from the host ECU 60 as the process of step S18.
  • step S18 If the low-voltage microcomputer 23 makes an affirmative determination in the process of step S18, that is, if a permission command signal is transmitted from the host ECU 60, the high-voltage microcomputer 23 activates the auxiliary machine 50 as a process of step S19. A permission command signal is transmitted to the microcomputer 32.
  • the low-voltage microcomputer 23 makes a negative determination in the process of step S18, that is, if a stop command signal is transmitted from the host ECU 60, as a process of step S20, in order to stop the auxiliary machine 50, A stop command signal is transmitted to the high voltage microcomputer 32.
  • the low voltage microcomputer 23 executes the process of step S19 or the process of step S20, and then sets the operation flag to the normal on state as the process of step S21.
  • the STB signal and the HV_STB signal are in the on state and the first normal on state in which the permission command signal is received, and the process proceeds to step S21 through step S20.
  • the STB signal and the HV_STB signal are in the on state, and the second normal on state in which the stop command signal is received.
  • the low voltage microcomputer 23 notifies the host ECU 60 that it is in the normal ON state as the process of step S15.
  • the low voltage microcomputer 23 performs an abnormality treatment as the process of step S22.
  • step S24 the operation flag is set to an abnormal state.
  • the high voltage microcomputer 32 is in a state where the auxiliary machine 50 is stopped. That is, the process of step S23 is executed by the high voltage microcomputer 32. Therefore, the low voltage microcomputer 23 sets the operation flag to an abnormal state as the process of step S24.
  • the low-voltage microcomputer 23 After executing the process of step S24, the low-voltage microcomputer 23 notifies the host ECU 60 that the state is abnormal as the process of step S15. Although both the case where the direct STB signal is in the off state and the case where the indirect HV_STB signal is in the off state, the operation flag is set to the same abnormal state, the operation flag can be set as a different abnormal state.
  • the high voltage microcomputer 32 repeatedly executes the operation shown in FIG. 3 at a predetermined cycle.
  • the high voltage microcomputer 32 receives the STB signal directly as the process of step S30, and receives the indirect LV_STB signal as the process of step S31, and directly receives the STB signal as the process of step S32. And whether the indirect LV_STB signal is off.
  • the high voltage microcomputer 32 makes an affirmative determination in the process of step S32, the auxiliary machine 50 is stopped as the process of step S33, and the direct STB signal and the indirect HV_STB signal are in the OFF state as the process of step S34. A normal off operation flag is set to indicate this. Moreover, the high voltage microcomputer 32 notifies the low voltage microcomputer 23 that it is in the normal OFF state as the process of step S35.
  • step S32 determines whether both the direct STB signal and the indirect LV_STB signal are in the on state as the process in step S36. If the affirmative determination is made in step S36, the high voltage microcomputer 32 permits the operation of the auxiliary machine 50 as the process in step S37. In this case, the high voltage microcomputer 32 determines whether or not a permission command signal is transmitted from the low voltage microcomputer 23 as the process of step S38.
  • step S38 When the affirmative determination is made in the process of step S38, that is, when the permission command signal is transmitted from the low voltage microcomputer 23, the high voltage microcomputer 32 operates the auxiliary machine 50 as a process of step S39.
  • step S38 if the high voltage microcomputer 32 makes a negative determination in the process of step S38, that is, if a stop command signal is transmitted from the low voltage microcomputer 23, the auxiliary machine 50 is stopped as a process of step S40. .
  • the high voltage microcomputer 32 executes the process of step S39 or the process of step S40, and then sets the operation flag to the normal on state as the process of step S41.
  • the STB signal and the indirect LV_STB signal are in the on state and the first normal on state in which the permission command signal is received, and the process proceeds to step S41 through step S40.
  • the STB signal and the indirect LV_STB signal are in the on state, and the second normal on state in which the stop command signal is received.
  • the high voltage microcomputer 32 notifies the low voltage microcomputer 23 that it is in the normal ON state as the process of step S35.
  • step S36 When the negative determination is made in the process of step S36, that is, when either one of the direct STB signal and the indirect LV_STB signal is in the off state, the high voltage microcomputer 32 performs an abnormality treatment as the process of step S42.
  • the high voltage microcomputer 32 stops the auxiliary machine 50 as the process of step S43 and sets the operation flag to an abnormal state as the process of step S44. To do.
  • the high voltage microcomputer 32 similarly stops the auxiliary machine 50 as the process of step S43 and sets the operation flag to an abnormal state as the process of step S44. To do.
  • the high voltage microcomputer 32 notifies the host ECU 60 of the abnormal state as the process of step S35 after executing the process of step S44.
  • the operation flag is set to the same abnormal state, the operation flag can be set as a different abnormal state.
  • the in-vehicle high voltage electrical apparatus 10 is driven by signals transmitted via the first interface circuit 21 and the second interface circuit 22 (that is, two signal input / output units). It has become.
  • the first interface circuit 21 can be said to be a part that transmits signals to the low voltage microcomputer 23, and the second interface circuit 22 can be said to be a part that directly transmits signals to the drive circuit 31.
  • the second interface circuit 22 is configured to directly transmit signals to all the microcomputers (that is, the low voltage microcomputer 23 and the high voltage microcomputer 32) provided in the in-vehicle high voltage electrical device 10.
  • the drive circuit 31 determines that the process of step S51 is positive. If it is correct, the operation of the auxiliary machine 50 is not permitted as the process of step S52. On the other hand, when the process of step S51 is negative, the drive circuit 31 permits the operation of the auxiliary machine 50 as the process of step S53.
  • the external communication line Wa1 and the external STB line Wa2 can be connected to different host ECUs.
  • the external communication line Wa1 can be connected to the air conditioner ECU
  • the external STB line Wa2 can be connected to the power management ECU. Therefore, it is possible to selectively use according to the vehicle configuration and purpose.
  • the in-vehicle high voltage electrical apparatus 10 of the first embodiment is that the STB signal transmitted from the second interface circuit 22 is not input to the low voltage microcomputer 23. Different from the voltage electrical device 10.
  • the first interface circuit 21 is configured to transmit a signal to the low voltage microcomputer 23, and the second interface circuit 22 is configured to transmit a signal directly to the high voltage microcomputer 32.
  • the low voltage microcomputer 23 repeatedly executes the operation shown in FIG. 6 at a predetermined cycle.
  • the low voltage microcomputer 23 receives the indirect HV_STB signal as the process of step S60. Thereafter, as a process of step S61, it is determined whether or not the indirect HV_STB signal is in an off state.
  • step S61 the low voltage microcomputer 23 transmits a stop command signal to the high voltage microcomputer 32 to stop the auxiliary machine 50 as a process in step S62, and as a process in step S63.
  • the normal off operation flag indicating that the indirect HV_STB signal is in the off state is set.
  • the low-voltage microcomputer 23 notifies the host ECU 60 that it is in the normal off state as the process of step S64.
  • the low voltage microcomputer 23 determines whether or not a permission command signal is transmitted from the host ECU 60 as the process of step S66.
  • step S66 If the low voltage microcomputer 23 makes an affirmative determination in the process of step S66, that is, if a permission command signal is transmitted from the host ECU 60, the low voltage microcomputer 23 processes the high voltage to operate the auxiliary machine 50 as a process of step S67. A permission command signal is transmitted to the microcomputer 32.
  • step S66 when the low voltage microcomputer 23 makes a negative determination in the process of step S66, that is, when a stop command signal is transmitted from the host ECU 60, as a process of step S68, to stop the auxiliary machine 50, A stop command signal is transmitted to the high voltage microcomputer 32.
  • the low voltage microcomputer 23 executes the process of step S67 or the process of step S68, and then sets the operation flag to the normal on state as the process of step S69.
  • the indirect HV_STB signal is in the on state and the first normal on state in which the permission command signal is received, and the process proceeds to step S69 through step S68.
  • the second indirect ON state in which the indirect HV_STB signal is in the ON state and the stop command signal is received.
  • the low voltage microcomputer 23 notifies the host ECU 60 that it is in the normal ON state as the process of step S64.
  • step S16 the comparison between the STB signal and the indirect HV_STB signal as performed in step S16 (FIG. 2) of the first embodiment is performed. I will not. For this reason, even if a negative determination is made in the process of step S61, the STB signal transmitted from the host ECU 60 is actually in an off state, and is directly input to the high voltage microcomputer 32 due to, for example, a failure of the photocoupler 41. The signal may have been turned on. As a result, the indirect HV_STB signal input to the low voltage microcomputer 23 may have been turned on by mistake.
  • the low voltage microcomputer 23 does not transmit a permission command signal or the like to the high voltage microcomputer 32 based only on the indirect HV_STB signal, but also based on a command signal that arrives from the host ECU 60 via the first interface circuit 21. Then, a permission command signal or the like is transmitted to the high voltage microcomputer 32. For this reason, for example, even if the indirect HV_STB signal is erroneously turned on, the permission command signal is not transmitted to the high voltage microcomputer 32. There is no operation. The same applies to the case where an abnormality has occurred in the wiring connected to the photocoupler 41.
  • the high voltage microcomputer 32 repeatedly executes the operation shown in FIG. 7 at a predetermined cycle.
  • the high voltage microcomputer 32 directly receives the STB signal as the process of step S80. Thereafter, in step S81, it is determined whether or not the STB signal is directly off.
  • step S81 When the high voltage microcomputer 32 makes an affirmative determination in the process of step S81, the auxiliary machine 50 is stopped as the process of step S82, and the process of step S83 directly indicates that the STB signal is off. Set off action flag. Moreover, the high voltage microcomputer 32 notifies the low voltage microcomputer 23 that it is in the normal OFF state as the process of step S84.
  • the high voltage microcomputer 32 determines whether or not a permission command signal is transmitted from the low voltage microcomputer 23 as the process of step S86.
  • step S86 When the affirmative determination is made in the process of step S86, that is, when the permission command signal is transmitted from the low voltage microcomputer 23, the high voltage microcomputer 32 operates the auxiliary machine 50 as a process of step S87.
  • step S86 if the high voltage microcomputer 32 makes a negative determination in the process of step S86, that is, if a stop command signal is transmitted from the low voltage microcomputer 23, the auxiliary machine 50 is stopped as a process of step S88. .
  • the high voltage microcomputer 32 executes the process of step S87 or the process of step S88, and then sets the operation flag to the normal on state as the process of step S89.
  • the STB signal is in the on state and the first normal on state in which the permission command signal is received
  • the process proceeds to step S89 through step S88
  • the STB signal is in an on state and is in a second normal on state in which a stop command signal is received.
  • the high voltage microcomputer 32 notifies the low voltage microcomputer 23 that it is in the normal ON state as the process of step S84.
  • step S36 the STB signal and the indirect LV_STB as performed in step S36 (FIG. 3) of the first embodiment are used. There is no comparison with the signal. For this reason, even when a negative determination is made in the process of step S81, the STB signal transmitted from the host ECU 60 is actually in an off state, and is directly input to the high voltage microcomputer 32 due to, for example, a failure of the photocoupler 41. The signal may have been turned on.
  • the high voltage microcomputer 32 does not directly control the operation of the auxiliary machine 51 based only on the STB signal, but also based on a command signal arrived from the host ECU 60 via the low voltage microcomputer 23 and the photocoupler 40.
  • the operation of the auxiliary machine 51 is controlled. For this reason, for example, even when the above-described state, that is, when the STB signal has been turned on by mistake, the auxiliary device 50 is not erroneously operated. The same applies to the case where an abnormality has occurred in the wiring connected to the photocoupler 41.
  • the redundancy for the abnormality detection of each part is improved by executing the respective controls shown in FIGS. 6 and 7.
  • the operations and effects shown in (2) and (3) of the first embodiment can be obtained.
  • the wiring between the photocoupler 41 and the high voltage microcomputer 32, the wiring between the photocoupler 41 and the drive circuit 31, and the redundancy for detecting an abnormality in the follower coupler 41 can be improved.
  • the in-vehicle high voltage of the first embodiment is that the STB signal transmitted from the second interface circuit 22 is not input to the drive circuit 31. Different from the electrical device 10.
  • the STB signal transmitted from the second interface circuit 22 is input only to the low voltage microcomputer 23. Further, the low voltage microcomputer 23 can transmit an STB signal to the high voltage microcomputer 32 via the internal STB lines Wb5 and Wb6. That is, the internal STB lines Wb5 and Wb6 are dedicated lines that enable transmission of STB signals from the low voltage microcomputer 23 to the high voltage microcomputer 32.
  • the photocoupler 42 is provided in the internal STB line Wb5.
  • the photocoupler 42 allows the STB signal to be transmitted from the low voltage microcomputer 23 to the high voltage microcomputer 32, while electrically insulating the voltage therebetween.
  • the low voltage microcomputer 23 When the low voltage microcomputer 23 receives the STB signal transmitted from the second interface circuit 22 via the internal STB line Wb2, the low voltage microcomputer 23 receives the STB signal via the internal STB line Wb5, the photocoupler 42, and the internal STB line Wb6. It transmits to the high voltage microcomputer 32.
  • the auxiliary machine 50 can be immediately stopped by the dedicated line that enables transmission of the STB signal from the low voltage microcomputer 23 to the high voltage microcomputer 32.
  • the high voltage microcomputer 32 of the present embodiment notifies the low voltage microcomputer 23 of an under voltage flag F when the high voltage supplied from the high voltage power supply falls below the voltage (predetermined value) required to drive the auxiliary device 50. To do.
  • the low voltage microcomputer 23 notifies the host ECU 60 of an undervoltage flag F transmitted from the high voltage microcomputer 32.
  • the undervoltage flag F is used to notify the host ECU 60 that the power supply voltage cannot be lowered unless a high voltage is supplied.
  • the high-voltage microcomputer 32 in this configuration corresponds to a part for determining whether or not the voltage supplied from the high-voltage power supply has fallen below a predetermined value, that is, a voltage under / abnormality determination part.
  • the low voltage microcomputer 23 functions as an undervoltage abnormality determination unit by determining whether or not the high voltage supplied from the high voltage power supply is lower than the voltage necessary for driving the auxiliary device 50. Also good.
  • the in-vehicle high voltage electrical device 10 has a need to secure a communication function with the host ECU 60 in a state where a high voltage is not inputted to the high voltage circuit 30 from a high voltage power source.
  • the in-vehicle high-voltage electrical device 10 having the function of notifying the undervoltage flag F as in the present embodiment, when a high voltage is not input to the high-voltage circuit 30, a low-voltage microcomputer is generated by a low voltage supplied from a low-voltage power supply When 23 is activated, the undervoltage flag F continues to be on.
  • the low voltage VL is input to the low voltage circuit 20 at time t10
  • the low voltage is illustrated at time t11 as illustrated in FIG. 10B.
  • the microcomputer 23 is activated.
  • the high voltage VH is not input from the high voltage circuit to the high voltage microcomputer 32 at the time t11 as shown in FIG. 10C
  • the voltage is too low as shown in FIG.
  • the flag F is set to the on state.
  • the on-vehicle high-voltage electrical device 10 of this embodiment operates as shown in FIGS. 11 (A) to 11 (E). That is, as shown in FIG. 11 (D), when the STB signal transmitted from the host ECU 60 to the in-vehicle high voltage electrical device 10 is in the OFF state, transmission of the voltage under flag F to the host ECU 60 is masked. Is done. As a result, only when the STB signal is in the ON state, the determination information of the undervoltage flag F is transmitted to the upper ECU 60, so that the upper ECU 60 can be prevented from being erroneously determined as abnormal. Thus, the STB signal received by the second interface circuit 22 is used not only as a signal indicating the start / stop of the auxiliary machine 50 but also as a signal for other purposes. Also good.
  • each embodiment can also be implemented with the following forms.
  • the number of microcomputers provided in each of the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 is not limited to one and may be two or more. Further, depending on the number of microcomputers, the in-vehicle high voltage electrical device 10 is not limited to two photocouplers, and may be provided with three or more photocouplers.
  • a suitable signal transmission element capable of electrically insulating the voltage such as a semiconductor isolator, may be used.
  • the number of electric circuits provided in the in-vehicle high voltage electric device 10 is not limited to two, the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30, and may be three or more.
  • the target to which the command signal is transmitted from the first interface circuit 21 may be a single circuit or two or more circuits.
  • the target to which the STB signal is transmitted from the second interface circuit 22 may be a single circuit or two or more circuits.
  • the means and / or functions provided by the microcomputers 23 and 32 can be provided by software stored in a substantial storage device and a computer that executes the software, only software, only hardware, or a combination thereof.
  • the microcomputers 23 and 32 are provided by electronic circuits that are hardware, they can be provided by digital circuits including a large number of logic circuits or analog circuits.

Abstract

車載高電圧電気装置(10)は、電圧値により電気的に絶縁された2つ以上の電気回路(20,30)と、前記2つ以上の電気回路にそれぞれ設けられる少なくとも1つ以上のマイクロコンピュータ(23,32)と、を備える。この車載高電圧電気装置(10)は、2つ以上の信号入出力部(21,22)を介して伝達される信号により駆動される。

Description

車載高電圧電気装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2017年5月16日に出願された日本国特許出願2017-097602号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
 本開示は、車載高電圧電気装置に関する。
 従来、特許文献1に記載のインバータ装置がある。特許文献1に記載のインバータ装置は、第1通信手段である通信線とは別に、第2通信手段であるSTB線を備えている。特許文献1に記載のインバータ装置では、即座に機器を停止させる必要がある場合には、第2通信手段によりマイクロコンピュータをバイパスして起動停止信号(STB)を駆動回路に入力することにより、マイクロコンピュータでの内部処理時間の省略を可能としている。
特開2004-282866号公報
 車載高電圧電気装置では、例えば上位ECUとの通信回路や温度センサ回路等を有する低電圧回路と、例えば制御対象を駆動させるための駆動回路等を有する高電圧回路を、低電圧回路と高電圧回路を電気的に絶縁するためのフォトカプラや半導体アイソレータ等で接続して構成されており、それぞれの回路部分にマイクロコンピュータを有する構成が考えられる。
 特許文献1には、一つのマイクロコンピュータを有する車載高電圧電気装置の回路構成が示されているが、I/F回路の故障に対する冗長性が低い構成となっている。一方、上記のように低電圧回路と高電圧回路のそれぞれにマイクロコンピュータを有する車載高電圧電気装置においても、特許文献1に記載の回路構成では冗長性の低い構成となる問題が生じる。
 本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低電圧回路と高電圧回路のそれぞれに少なくとも1つ以上(その結果、全体では2つ以上)のマイクロコンピュータを有するとともに、目的の異なる2つ以上の信号入出力部を介して伝達される信号により冗長性のある動作が可能な車載高電圧電気装置を提供することにある。
 上記課題を解決する車載高電圧電気装置は、電圧値により電気的に絶縁された2つ以上の電気回路と、2つ以上の電気回路にそれぞれ設けられる少なくとも1つ以上のマイクロコンピュータと、を備え、2つ以上の信号入出力部を介して伝達される信号により駆動される。
 この構成によれば、2つ以上のマイクロコンピュータを有するとともに、目的の異なる2つ以上の信号入出力部を介して伝達される信号により冗長性のある動作が可能である。
 本開示によれば、2つ以上のマイクロコンピュータを有するとともに、目的の異なる2つ以上の信号入出力部を介して伝達される信号により冗長性のある動作が可能な車載高電圧電気装置を提供できる。
図1は、第1実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図2は、第1実施形態の低電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図3は、第1実施形態の高電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図4は、第1実施形態の駆動回路の動作例を示すフローチャートである。 図5は、第2実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図6は、第2実施形態の低電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図7は、第2実施形態の高電圧マイコンの動作例を示すフローチャートである。 図8は、第3実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図9は、第4実施形態の車載高電圧電気装置の概略構成を示すブロック図である。 図10(A)~(B)は、参考例として低電圧VL、低電圧マイコンの状態、高電圧VH、及び電圧過小フラグFのそれぞれの推移を示すタイミングチャートである。 図11(A)~(B)は、第5実施形態の車載高電圧電気装置における低電圧VL、低電圧マイコンの状態、高電圧VH_STB信号、及び電圧過小フラグFのそれぞれの推移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実施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。
 <第1実施形態>
 図1に示される本実施形態の車載高電圧電気装置10は、上位の車両制御装置60からの指令に基づいて高電圧ヒータ装置や電動コンプレッサ等の車載高電圧補機50を駆動させるためのインバータ回路等として機能する。以下では、車載高電圧補機50を「補機50」と略記する。上位の車両制御装置60は、例えばエアコンECUや車両制御ECUであるが、これらとは別装置として構成されていても良い。以下では、上位の車両制御装置60を「上位ECU60」と略記する。
 図1に示されるように、車載高電圧電気装置10は、低電圧回路20と、高電圧回路30と、フォトカプラ40,41とを備えている。低電圧回路20は、図示しない低電圧電源から供給される低電圧を動作電源として動作する。高電圧回路30は、図示しない高電圧電源から供給される高電圧を動作電源として動作する。低電圧回路20と高電圧回路30とは、動作電源や接地部分を共有していないものである。このため、両者の間は後述のフォトカプラ40、41によって電気的に絶縁されている。
 低電圧電源から低電圧回路20に供給される低電圧は、高電圧電源から高電圧回路30に供給される高電圧よりも小さい。本実施形態では、低電圧回路20及び高電圧回路30が電気回路に相当する。また、第1インターフェイス回路21が第1信号入出力部に相当し、第2インターフェイス回路22が第2信号入出力部に相当する。
 低電圧回路20は、外部通信線Wa1及び外部STB線Wa2を通じて上位ECU60と通信を行うことが可能となっている。上位ECU60は、車載高電圧電気装置10に動作指令を行う部分である。低電圧回路20は、第1インターフェイス回路21と、第2インターフェイス回路22と、低電圧マイクロコンピュータ23とを備えている。以下では、マイクロコンピュータを「マイコン」と略記する。
 第1インターフェイス回路21は、上位ECU60から外部通信線Wa1を介して車載高電圧電気装置10に送信される信号を受信するとともに、受信した信号を、内部通信線Wb1を介して低電圧マイコン23に送信する。上位ECU60から内部通信線Wb1を介して車載高電圧電気装置10に送信される信号は、例えば補機50を作動させるか否かを示す指令信号である。以下では、補機50の作動を許可する旨の指令信号を「許可指令信号」と称し、補機50を停止させる旨の指令信号を「停止指令信号」と称する。
 また、第1インターフェイス回路21は、低電圧マイコン23から内部通信線Wb1を介して送信される信号を、外部通信線Wa1を介して上位ECU60に送信することも可能となっている。低電圧マイコン23から上位ECU60に送信される信号は、例えば車載高電圧電気装置10や補機50のそれぞれの異常等を通知するための信号である。
 第2インターフェイス回路22は、上位ECU60から外部STB線Wa2を介して車載高電圧電気装置10に送信されるSTB信号を受信するとともに、受信したSTB信号を、内部STB線Wb2を介して低電圧マイコン23に送信する。STB信号は、補機50を起動させるか否かを示す起動停止信号である。STB信号は、オン/オフ信号である。STB信号がオン状態(起動状態)である場合には、補機50の作動が許可されていることを示し、STB信号がオフ状態である場合には、補機50の作動が不許可であることを示す。
 以上のように、第1インターフェイス回路21は、上位ECU60との間で指令信号(許可指令信号や停止指令信号)を送受信することを目的として設けられている。また、第2インターフェイス回路22は、上位ECU60との間でSTB信号を送受信することを目的として設けられている。このように、第1インターフェイス回路21と第2インターフェイス回路22とは、それぞれが設けられている目的において互いに異なっている。
 内部STB線Wb2には、低電圧マイコン23をバイパスしてSTB信号を駆動回路31及び高電圧マイコン32に送信するための内部STB線Wb3が接続されている。この内部STB線Wb3により、第2インターフェイス回路22は、上位ECU60から送信されるSTB信号を駆動回路31及び高電圧マイコン32に直接送信することが可能となっている。
 低電圧マイコン23は、上位ECU60と通信を行う部分である。例えば、低電圧マイコン23は、上位ECU60から送信される許可指令信号及び停止指令信号を外部通信線Wa1、第1インターフェイス回路21、及び内部通信線Wb1を介して受信する。また、低電圧マイコン23は、上位ECU60から送信されるSTB信号を外部STB線Wa2、第2インターフェイス回路22、及び内部STB線Wb2を介して受信する。
 低電圧マイコン23は、これらの受信信号を、内部通信線Wb4を介して高電圧回路30の高電圧マイコン32に送信する。また、低電圧マイコン23は、高電圧マイコン32から内部通信線Wb4を介して所要の信号が送信されると、これを内部通信線Wb1、第1インターフェイス回路21、及び外部通信線Wa1を介して上位ECU60に送信することも可能である。
 フォトカプラ40は、内部通信線Wb4の途中に設けられている。フォトカプラ40は、低電圧マイコン23と高電圧マイコン32との間での通信を可能としつつ、それらの間の電圧を電気的に絶縁している。
 フォトカプラ41は、内部STB線Wb3の途中に設けられている。フォトカプラ41は、第2インターフェイス回路22から駆動回路31及び高電圧マイコン32へのSTB信号の送信を可能にしつつ、それらの間を電気的に絶縁している。
 車載高電圧電気装置10では、以上のようなフォトカプラ40、41が設けられていることにより、低電圧回路20と高電圧回路30とが、電圧値により互いに電気的に絶縁された状態となっている。
 高電圧回路30は、駆動回路31と、高電圧マイコン32とを備えている。
 駆動回路31は、補機50に駆動信号を送信することにより補機50を駆動させる。駆動回路31には、図示しない高電圧バッテリから直流電力が供給されている。駆動回路31は、IGBT等のスイッチング素子により構成されている。駆動回路31は、補機50が直流電力で動作する機器である場合には、高電圧バッテリから供給される直流電力をスイッチング素子のオン/オフ動作により調整するとともに、調整された直流電力を駆動信号として補機50に送信する。また、駆動回路31は、補機50が交流電力で動作する機器である場合には、高電圧バッテリから供給される直流電力を複数のスイッチング素子のオン/オフ動作により交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を駆動信号として補機50に送信する。駆動回路31には、内部STB線Wb3を介してSTB信号が入力されている。
 高電圧マイコン32は、内部通信線Wb4を介して低電圧マイコン23から送信される許可指令信号及び停止指令信号を受信すると、これらの指令信号に基づいて補機50の動作を制御する。また、高電圧マイコン32は、内部STB線Wb3を介してSTB信号を受信すると、受信したSTB信号を、内部通信線Wb4を介して低電圧マイコン23に送信する。
 次に、低電圧マイコン23及び高電圧マイコン32の動作例について具体的に説明する。なお、以下では、便宜上、第2インターフェイス回路22から内部STB線Wb2を介して低電圧マイコン23に直接送信されるSTB信号、並びに第2インターフェイス回路22から内部STB線Wb2,Wb3を介して駆動回路31及び高電圧マイコン32に直接送信されるSTB信号を「直接STB信号」とも称する。これに対し、低電圧マイコン23が直接STB信号を受信した際に内部通信線Wb4を介して高電圧マイコン32に送信するSTB信号を「間接LV_STB信号」とも称する。さらに、高電圧マイコン32が直接STB信号を受信した際に内部通信線Wb4を介して低電圧マイコン23に送信するSTB信号を「間接HV_STB信号」とも称する。
 まず、図2を参照して、低電圧マイコン23の動作例について説明する。なお、低電圧マイコン23は、図2に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。
 図2に示されるように、低電圧マイコン23は、ステップS10の処理として、直接STB信号を受信するとともに、ステップS11の処理として、間接HV_STB信号を受信すると、ステップS12の処理として、直接STB信号及び間接HV_STB信号が共にオフ状態であるか否かを判断する。
 低電圧マイコン23は、ステップS12の処理で肯定判断した場合には、ステップS13の処理として、補機50を停止させるべく、停止指令信号を高電圧マイコン32に送信するとともに、ステップS14の処理として、直接STB信号と間接HV_STB信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、低電圧マイコン23は、ステップS15の処理として、正常オフ状態であることを上位ECU60に通知する。
 低電圧マイコン23は、ステップS12の処理で否定判断した場合には、ステップS16の処理として、直接STB信号及び間接HV_STB信号が共にオン状態であるか否かを判断する。低電圧マイコン23は、ステップS16の処理で肯定判断した場合には、ステップS17の処理として、補機50の作動を許可する。この場合、低電圧マイコン23は、ステップS18の処理として、上位ECU60から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。
 低電圧マイコン23は、ステップS18の処理で肯定判断した場合には、すなわち上位ECU60から許可指令信号が送信されている場合には、ステップS19の処理として、補機50を作動させるべく、高電圧マイコン32に許可指令信号を送信する。一方、低電圧マイコン23は、ステップS18の処理で否定判断した場合には、すなわち上位ECU60から停止指令信号が送信されている場合には、ステップS20の処理として、補機50を停止させるべく、高電圧マイコン32に停止指令信号を送信する。
 低電圧マイコン23は、ステップS19の処理又はステップS20の処理を実行した後、ステップS21の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップS19を経てステップS21に移行した場合は、STB信号とHV_STB信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第1の正常オン状態であり、ステップS20を経てステップS21に移行した場合は、STB信号とHV_STB信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第2の正常オン状態である。また、低電圧マイコン23は、ステップS15の処理として、正常オン状態であることを上位ECU60に通知する。
 低電圧マイコン23は、ステップS16の処理で否定判断した場合には、すなわち直接STB信号及び間接HV_STB信号のいずれか一方がオフ状態である場合には、ステップS22の処理として、異常処置を行う。
 具体的には、低電圧マイコン23は、直接STB信号がオフ状態である場合には、ステップS23の処理として、補機50を停止させるべく、停止指令信号を高電圧マイコン32に送信するとともに、ステップS24の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。
 また、間接HV_STB信号がオフ状態である場合、高電圧マイコン32が補機50を停止させている状況である。すなわち、ステップS23の処理は高電圧マイコン32により実行されている。そのため、低電圧マイコン23は、ステップS24の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。
 低電圧マイコン23は、ステップS24の処理を実行した後、ステップS15の処理として、異常状態であることを上位ECU60に通知する。直接STB信号がオフ状態である場合と、間接HV_STB信号がオフ状態である場合のどちらも、動作フラグを同じ異常状態にセットするとしたが、異なる異常状態として動作フラグをセットすることもできる。
 次に、図3を参照して、高電圧マイコン32の動作例について説明する。なお、高電圧マイコン32は、図3に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。
 図3に示されるように、高電圧マイコン32は、ステップS30の処理として、直接STB信号を受信するとともに、ステップS31の処理として、間接LV_STB信号を受信すると、ステップS32の処理として、直接STB信号及び間接LV_STB信号が共にオフ状態であるか否かを判断する。
 高電圧マイコン32は、ステップS32の処理で肯定判断した場合には、ステップS33の処理として、補機50を停止させるとともに、ステップS34の処理として、直接STB信号と間接HV_STB信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、高電圧マイコン32は、ステップS35の処理として、正常オフ状態であることを低電圧マイコン23に通知する。
 高電圧マイコン32は、ステップS32の処理で否定判断した場合には、ステップS36の処理として、直接STB信号及び間接LV_STB信号が共にオン状態であるか否かを判断する。高電圧マイコン32は、ステップS36の処理で肯定判断した場合には、ステップS37の処理として、補機50の作動を許可する。この場合、高電圧マイコン32は、ステップS38の処理として、低電圧マイコン23から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。
 高電圧マイコン32は、ステップS38の処理で肯定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン23から許可指令信号が送信されている場合には、ステップS39の処理として、補機50を作動させる。
 一方、高電圧マイコン32は、ステップS38の処理で否定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン23から停止指令信号が送信されている場合には、ステップS40の処理として、補機50を停止させる。
 高電圧マイコン32は、ステップS39の処理又はステップS40の処理を実行した後、ステップS41の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップS39を経てステップS41に移行した場合は、STB信号と間接LV_STB信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第1の正常オン状態であり、ステップS40を経てステップS41に移行した場合は、STB信号と間接LV_STB信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第2の正常オン状態である。また、高電圧マイコン32は、ステップS35の処理として、正常オン状態であることを低電圧マイコン23に通知する。
 高電圧マイコン32は、ステップS36の処理で否定判断した場合には、すなわち直接STB信号及び間接LV_STB信号のいずれか一方がオフ状態である場合には、ステップS42の処理として、異常処置を行う。
 具体的には、高電圧マイコン32は、直接STB信号がオフ状態である場合には、ステップS43の処理として、補機50を停止させるとともに、ステップS44の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。また、間接LV_STB信号がオフ状態である場合にも、高電圧マイコン32は、同様に、ステップS43の処理として、補機50を停止させるとともに、ステップS44の処理として、動作フラグを異常状態にセットする。
 高電圧マイコン32は、ステップS44の処理を実行した後、ステップS35の処理として、異常状態であることを上位ECU60に通知する。直接STB信号がオフ状態である場合と、間接HV_STB信号がオフ状態である場合のどちらも、動作フラグを同じ異常状態にセットするとしたが、異なる異常状態として動作フラグをセットすることもできる。
 以上のように、本実施形態に係る車載高電圧電気装置10は、第1インターフェイス回路21及び第2インターフェイス回路22(つまり2つの信号入出力部)を介して伝達される信号によって駆動される構成となっている。第1インターフェイス回路21は、低電圧マイコン23と信号伝達する部分ということができ、第2インターフェイス回路22は、駆動回路31に直接信号を伝達する部分ということができる。また、第2インターフェイス回路22は、車載高電圧電気装置10に設けられた全てのマイコン(つまり、低電圧マイコン23と高電圧マイコン32)と直接信号伝達するように構成されている。
 次に、図4を参照して、駆動回路31の動作例について説明する。
 図4に示されるように、駆動回路31は、ステップS50の処理として、内部STB線Wb3を通じてSTB信号を受信した際、そのSTB信号がオフ状態である場合には、すなわちステップS51の処理が肯定的である場合には、ステップS52の処理として、補機50の作動を不許可とする。一方、駆動回路31は、ステップS51の処理が否定的である場合には、ステップS53の処理として、補機50の作動を許可する。
 以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置10によれば、以下の(1)~(3)に示される作用及び効果を得ることができる。
 (1)2つのマイコン23,32でSTB信号の状態を比較することにより、断線や車載高電圧電気装置10の破損等に起因する内部STB線Wb2,Wb3の異常検出に対する冗長性を向上させることができる。また、フォトカプラ41と高電圧マイコン32との間の配線、フォトカプラ41と駆動回路31との間の配線、及びフォロカプラ41の異常検出に対する冗長性も向上させることができる。
 (2)STB信号がマイコン23,32をバイパスして駆動回路31に入力されるため、マイコン23,32の内部処理時間を省略することができ、即座に補機50を停止させることができる。
 (3)外部通信線Wa1と外部STB線Wa2とを、異なる上位ECUに接続することもできる。例えば外部通信線Wa1をエアコンECUに接続し、外部STB線Wa2をパワーマネジメント用のECUに接続することができる。よって、車両構成や目的に応じた使い分けが可能となる。
 <第2実施形態>
 次に、車載高電圧電気装置10の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態の車載高電圧電気装置10との相違点を中心に説明する。
 図5に示されるように、本実施形態の車載高電圧電気装置10では、第2インターフェイス回路22から送信されるSTB信号が低電圧マイコン23に入力されていない点で第1実施形態の車載高電圧電気装置10と異なる。
 本実施形態における第1インターフェイス回路21は、低電圧マイコン23と信号伝達するように構成されており、第2インターフェイス回路22は、高電圧マイコン32と直接信号伝達するように構成されている。
 図6を参照して、本実施形態に係る低電圧マイコン23の動作例について説明する。低電圧マイコン23は、図6に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。
 図6に示されるように、低電圧マイコン23は、ステップS60の処理として、間接HV_STB信号を受信する。その後、ステップS61の処理として、間接HV_STB信号がオフ状態であるか否かを判断する。
 低電圧マイコン23は、ステップS61の処理で肯定判断した場合には、ステップS62の処理として、補機50を停止させるべく、停止指令信号を高電圧マイコン32に送信するとともに、ステップS63の処理として、間接HV_STB信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、低電圧マイコン23は、ステップS64の処理として、正常オフ状態であることを上位ECU60に通知する。
 低電圧マイコン23は、ステップS61の処理で否定判断した場合には、ステップS65の処理として、補機50の作動を許可する。この場合、低電圧マイコン23は、ステップS66の処理として、上位ECU60から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。
 低電圧マイコン23は、ステップS66の処理で肯定判断した場合には、すなわち上位ECU60から許可指令信号が送信されている場合には、ステップS67の処理として、補機50を作動させるべく、高電圧マイコン32に許可指令信号を送信する。一方、低電圧マイコン23は、ステップS66の処理で否定判断した場合には、すなわち上位ECU60から停止指令信号が送信されている場合には、ステップS68の処理として、補機50を停止させるべく、高電圧マイコン32に停止指令信号を送信する。
 低電圧マイコン23は、ステップS67の処理又はステップS68の処理を実行した後、ステップS69の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップS67を経てステップS69に移行した場合は、間接HV_STB信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第1の正常オン状態であり、ステップS68を経てステップS69に移行した場合は、間接HV_STB信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第2の正常オン状態である。また、低電圧マイコン23は、ステップS64の処理として、正常オン状態であることを上位ECU60に通知する。
 尚、本実施形態ではSTB信号が低電圧マイコン23に直接は入力されないので、第1実施形態のステップS16(図2)で行われていたような、STB信号と間接HV_STB信号との比較が行われない。このため、ステップS61の処理で否定判断した場合でも、上位ECU60から送信されたSTB信号が実際にはオフ状態であり、例えばフォトカプラ41の故障等により、高電圧マイコン32に入力される直接STB信号がオン状態となってしまっていた可能性もある。その結果、低電圧マイコン23に入力される間接HV_STB信号も誤ってオン状態となってしまっていた可能性もある。
 しかしながら、低電圧マイコン23は、間接HV_STB信号のみに基づいて高電圧マイコン32に許可指令信号等を送信するのではなく、上位ECU60から第1インターフェイス回路21を介して到達する指令信号にも基づいて、高電圧マイコン32に許可指令信号等を送信する。このため、例えば上記のような状態、すなわち間接HV_STB信号が誤ってオン状態になってしまっていた場合であっても、高電圧マイコン32に許可指令信号が送信されないので、補機50を誤って動作させてしまうことが無い。フォトカプラ41に繋がる配線に異常が生じていた場合であっても同様である。
 このように本実施形態では、フォトカプラ41と高電圧マイコン32との間の配線、フォトカプラ41と駆動回路31との間の配線、及びフォロカプラ41の異常検出に対する冗長性も向上させることが可能となっている。
 次に、図7を参照して、本実施形態に係る高電圧マイコン32の動作例について説明する。高電圧マイコン32は、図7に示される動作を所定の周期で繰り返し実行する。
 図7に示されるように、高電圧マイコン32は、ステップS80の処理として、直接STB信号を受信する。その後、ステップS81の処理として、直接STB信号がオフ状態であるか否かを判断する。
 高電圧マイコン32は、ステップS81の処理で肯定判断した場合には、ステップS82の処理として、補機50を停止させるとともに、ステップS83の処理として、直接STB信号がオフ状態であることを示す正常オフ動作フラグをセットする。また、高電圧マイコン32は、ステップS84の処理として、正常オフ状態であることを低電圧マイコン23に通知する。
 高電圧マイコン32は、ステップS81の処理で否定判断した場合には、ステップS85の処理として、補機50の作動を許可する。この場合、高電圧マイコン32は、ステップS86の処理として、低電圧マイコン23から許可指令信号が送信されているか否かを判断する。
 高電圧マイコン32は、ステップS86の処理で肯定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン23から許可指令信号が送信されている場合には、ステップS87の処理として、補機50を作動させる。
 一方、高電圧マイコン32は、ステップS86の処理で否定判断した場合には、すなわち低電圧マイコン23から停止指令信号が送信されている場合には、ステップS88の処理として、補機50を停止させる。
 高電圧マイコン32は、ステップS87の処理又はステップS88の処理を実行した後、ステップS89の処理として、動作フラグを正常オン状態にセットする。ステップS87を経てステップS89に移行した場合は、STB信号がオン状態であり、かつ許可指令信号を受信している第1の正常オン状態であり、ステップS88を経てステップS89に移行した場合は、STB信号がオン状態であり、かつ停止指令信号を受信している第2の正常オン状態である。また、高電圧マイコン32は、ステップS84の処理として、正常オン状態であることを低電圧マイコン23に通知する。
 尚、本実施形態では、低電圧マイコン23からの間接LV_STB信号が高電圧マイコン32に入力されないので、第1実施形態のステップS36(図3)で行われていたような、STB信号と間接LV_STB信号との比較が行われない。このため、ステップS81の処理で否定判断した場合でも、上位ECU60から送信されたSTB信号が実際にはオフ状態であり、例えばフォトカプラ41の故障等により、高電圧マイコン32に入力される直接STB信号がオン状態となってしまっていた可能性もある。
 しかしながら、高電圧マイコン32は、直接STB信号のみに基づいて補機51の動作制御を行うのではなく、上位ECU60から低電圧マイコン23及びフォトカプラ40を介して到達する指令信号にも基づいて、補機51の動作制御を行う。このため、例えば上記のような状態、すなわち直接STB信号が誤ってオン状態になってしまっていた場合であっても、補機50を誤って動作させてしまうことが無い。フォトカプラ41に繋がる配線に異常が生じていた場合であっても同様である。
 以上のように本実施形態に係る車載高電圧電気装置10では、図6及び図7に示されるそれぞれの制御を実行することにより、各部の異常検出に対する冗長性を向上させている。
 以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置10によれば、第1実施形態の(2)及び(3)に示される作用及び効果を得ることができる。また、フォトカプラ41と高電圧マイコン32との間の配線、フォトカプラ41と駆動回路31との間の配線、及びフォロカプラ41の異常検出に対する冗長性も向上させることができる。
 <第3実施形態>
 次に、車載高電圧電気装置10の第3実施形態について説明する。以下、第1実施形態の車載高電圧電気装置10との相違点を中心に説明する。
 図8に示されるように、本実施形態の車載高電圧電気装置10では、第2インターフェイス回路22から送信されるSTB信号が駆動回路31に入力されていない点で第1実施形態の車載高電圧電気装置10と異なる。
 以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置10によれば、第1実施形態の(1)及び(3)に示される作用及び効果に加え、以下の(4)に示される作用及び効果を得ることができる。
 (4)STB信号が低電圧マイコン23をバイパスして高電圧マイコン32に入力されるため、低電圧マイコン23の内部処理時間を省略することができ、即座に補機50を停止させることができる。
 <第4実施形態>
 次に、車載高電圧電気装置10の第4実施形態について説明する。以下、第1実施形態の車載高電圧電気装置10との相違点を中心に説明する。
 図9に示されるように、本実施形態の車載高電圧電気装置10では、第2インターフェイス回路22から送信されるSTB信号が低電圧マイコン23のみに入力されている。また、低電圧マイコン23は、内部STB線Wb5、Wb6を介して高電圧マイコン32にSTB信号を送信することが可能となっている。すなわち、内部STB線Wb5、Wb6は、低電圧マイコン23から高電圧マイコン32へのSTB信号の送信を可能とする専用線である。
 内部STB線Wb5には、フォトカプラ42が設けられている。フォトカプラ42は、低電圧マイコン23から高電圧マイコン32へのSTB信号の送信を可能としつつ、それらの間の電圧を電気的に絶縁している。
 低電圧マイコン23は、第2インターフェイス回路22から内部STB線Wb2を介して送信されるSTB信号を受信すると、このSTB信号を、内部STB線Wb5、フォトカプラ42、及び内部STB線Wb6を介して高電圧マイコン32に送信する。
 以上説明した本実施形態の車載高電圧電気装置10によれば、第1実施形態の(3)に示される作用及び効果に加え、以下の(5),(6)に示される作用および効果を得ることができる。
 (5)低電圧マイコン23から高電圧マイコン32へのSTB信号の送信を可能とする専用線により、即座に補機50を停止させることができる。
 (6)2つのマイコン23,32でSTB信号の状態を比較することにより、断線や車載高電圧電気装置10の破損等に起因する内部STB線Wb2,Wb5,Wb6の異常検出に対する冗長性を向上させることができる。
 <第5実施形態>
 次に、車載高電圧電気装置10の第5実施形態について説明する。以下、第1実施形態の車載高電圧電気装置10との相違点を中心に説明する。
 本実施形態の高電圧マイコン32は、高電圧電源から供給される高電圧が補機50を駆動させるために必要な電圧(所定値)を下回ると、電圧過小フラグFを低電圧マイコン23に通知する。低電圧マイコン23は、高電圧マイコン32から送信される電圧過小フラグFを上位ECU60に通知する。電圧過小フラグFは、高電圧が供給されない限り電源電圧が低く動作できないことを上位ECU60に通知するために用いられる。この構成の場合の高電圧マイコン32は、高電圧電源から供給される電圧が所定値を下回ったか否かを判定する部分、すなわち電圧過小異常判定部に相当する。なお、低電圧マイコン23が、高電圧電源から供給される高電圧が補機50を駆動させるために必要な電圧を下回っているか否かを判定することにより、電圧過小異常判定部として機能してもよい。
 ところで、車載高電圧電気装置10においては、高電圧電源から高電圧回路30に高電圧が未入力である状態で上位ECU60との通信機能を確保したいというニーズがある。本実施形態のように電圧過小フラグFの通知機能を有する車載高電圧電気装置10では、高電圧回路30に高電圧が未入力である場合、低電圧電源から供給される低電圧により低電圧マイコン23が起動すると、電圧過小フラグFがオン状態になり続ける。
 具体的には、図10(A)に示されるように、例えば時刻t10で低電圧VLが低電圧回路20に入力された後、図10(B)に示されるように、時刻t11で低電圧マイコン23が起動したとする。この時刻t11の時点において、図10(C)に示されるように、高電圧回路から高電圧マイコン32に高電圧VHが入力されていない場合、図10(D)に示されるように、電圧過小フラグFがオン状態に設定される。
 その後、図10(C)に示されるように、高電圧回路から高電圧マイコン32に入力される高電圧VHが電圧過小判定閾値Vthを超えるまでの期間、すなわち時刻t11から時刻t12までの期間、電圧過小フラグFがオン状態に維持されることになる。このような場合、上位ECU60で異常と判定されるおそれがある。
 そこで、本実施形態の車載高電圧電気装置10は、図11(A)~(E)に示されるように動作する。すなわち、図11(D)に示されるように、上位ECU60から車載高電圧電気装置10に送信されているSTB信号がオフ状態である場合には、上位ECU60への電圧過小フラグFの送信がマスクされる。これにより、STB信号がオン状態である場合に限って、電圧過小フラグFの判定情報が上位ECU60に送信されるようになるため、上位ECU60が異常と誤判定することを防止できる。このように、第2インターフェイス回路22で受信されるSTB信号が、補機50の起動停止を示す信号として用いられるのみならず、他の目的のための信号としても用いられるような態様であってもよい。
 <他の実施形態>
 なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
 ・低電圧回路20及び高電圧回路30にそれぞれ設けられるマイクロコンピュータの数は、1に限らず、2つ以上であってもよい。また、マイクロコンピュータの数に応じて、車載高電圧電気装置10には、2つのフォトカプラに限らず、3つ以上のフォトカプラが設けられていてもよい。
 ・フォトカプラ40~42に代えて、半導体アイソレータ等、電圧を電気的に絶縁可能な適宜の信号伝達素子を用いてもよい。
 ・車載高電圧電気装置10に設けられる電気回路の数は、低電圧回路20及び高電圧回路30の2つに限らず、3つ以上であってもよい。この場合、第1インターフェイス回路21から指令信号が送信される対象は、単一の回路であってもよく、2つ以上の回路であってもよい。また、第2インターフェイス回路22からSTB信号が送信される対象は、単一の回路であってもよく、2つ以上の回路であってもよい。
 ・マイコン23,32が提供する手段及び/又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えばマイコン23,32がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により提供することができる。
 以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、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。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

Claims (9)

  1.  電圧値により電気的に絶縁された2つ以上の電気回路(20,30)と、
     前記2つ以上の電気回路にそれぞれ設けられる少なくとも1つ以上のマイクロコンピュータ(23,32)と、を備え、
     2つ以上の信号入出力部(21,22)を介して伝達される信号により駆動される車載高電圧電気装置。
  2.  補機(50)を駆動するための駆動回路(31)を備え、
     前記2つ以上の信号入出力部は、前記マイクロコンピュータと信号伝達する第1信号入出力部(21)と、前記駆動回路に直接信号を伝達する第2信号入出力部(22)と、からなる
     請求項1に記載の車載高電圧電気装置。
  3.  前記第2信号入出力部は、前記マイクロコンピュータのうちの少なくとも1つ以上のマイクロコンピュータに前記第2信号入出力部の信号を直接伝達する
     請求項2に記載の車載高電圧電気装置。
  4.  前記第2信号入出力部は、前記マイクロコンピュータの全てに前記第2信号入出力部の信号を直接伝達する
     請求項2に記載の車載高電圧電気装置。
  5.  前記2つ以上の信号入出力部は、前記マイクロコンピュータと信号伝達する第1信号入出力部(21)と、少なくとも一つ以上の前記マイクロコンピュータと直接信号伝達する第2信号入出力部(22)と、からなる
     請求項1に記載の車載高電圧電気装置。
  6.  前記2つ以上の信号入出力部は、前記マイクロコンピュータと信号伝達する第1信号入出力部(21)と、全ての前記マイクロコンピュータと直接信号伝達する第2信号入出力部(22)と、からなる
     請求項1に記載の車載高電圧電気装置。
  7.  複数の前記マイクロコンピュータ間に少なくとも2つ以上の信号伝達部(Wb4,Wb5,Wb6)を備え、
     前記信号伝達部の少なくとも一つ以上は信号入出力部(22)が伝達する信号の専用線による信号伝達部である
     請求項5又は6に記載の車載高電圧電気装置。
  8.  前記2つ以上の信号伝達部のうちの少なくとも一つの信号伝達部が伝達する信号は、当該車載高電圧電気装置の起動停止信号である
     請求項1~7のいずれか一項に記載の車載高電圧電気装置。
  9.  当該車載高電圧電気装置に動作指令を行う上位の車両制御装置(60)と、
     高電圧電源から供給される電圧が所定値を下回ったか否かを判定する電圧過小異常判定部と、を備え、
     前記起動停止信号が起動状態の場合に、前記電圧過小異常判定部の判定情報を前記上位の車両制御装置に送信する
     請求項8に記載の車載高電圧電気装置。
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