CN103133210B - 具备起动继电器控制功能的车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备起动继电器控制功能的车辆控制装置，其中，车辆控制装置(1)内的蓄电池电压输入端子与车辆控制装置(1)内的电源IC(7)之间配置有一端接地的电容器(6)，蓄电池(4)与起动继电器(2)的连接部和电容器(6)之间配置有整流二极管(5)，所述电容器(6)为大容量电容器。根据本发明的车辆控制装置，能够在配置面积小，成本低的情况下，保证具备起动继电器控制功能的车辆控制装置的动作保证电压。

Description

具备起动继电器控制功能的车辆控制装置

技术领域

本发明涉及一种具备起动继电器控制功能的车辆控制装置。特别是涉及，在引擎起动时或怠速停止后的引擎再起动时的起动器动作期间蓄电池电压降低，蓄电池电压变为车辆控制装置的动作保证电压以下的期间，从配置于该车辆控制装置内的大容量电容器向CPU供给电源的车辆控制装置。

背景技术

以往，具备起动继电器控制功能的车辆控制装置中，引擎起动时或怠速停止后的引擎再起动时的起动器动作期间蓄电池电压降低，蓄电池电压变为所述车辆控制装置的动作保证电压以下的期间，所述车辆控制装置成为不能工作的状态，起动器无法动作，存在引擎不能起动的担忧。该情况下引擎熄火的话，发电机不工作从而蓄电池不被充电，即使对引擎进行再起动也存在引擎再一次熄火的可能。其结果，需要使用蓄电池充电器或其他车辆的蓄电池来使引擎起动。

对于上述问题，作为众所周知的对策，在蓄电池和车辆控制装置之间配置具有升压功能的电源供给装置，即使蓄电池电压降低时，通过从所述电源供给装置向车辆控制装置供给电源，从而不受蓄电池电压降低的影响。

作为其他公知的对策，可以将起动器的电源供给与车辆控制装置的电源供给通过分别的蓄电池而供给。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在众所周知的对策中，由于需要追加电源供给装置或追加蓄电池，产生需确保配置场所以及成本升高的问题，难以适用于低价车和小型车。

因此，本发明鉴于上述情况，提供一种配置面积小，成本低，且能够保证车辆控制装置的动作保证电压的具备起动继电器控制功能的车辆控制装置。

解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明的车辆控制装置，其中，所述车辆控制装置内的蓄电池电压输入端子与所述车辆控制装置内的电源IC之间配置有一端接地的电容器，所述蓄电池与所述起动继电器的连接部和所述电容器之间配置有整流二极管，所述电容器为大容量电容器。

本发明的车辆控制装置中，所述车辆控制装置内的蓄电池电压输入端子与所述电容器之间配置有所述二极管。

本发明的车辆控制装置中，所述电容的大小为1mF～9mF。通过将电容大小设置在该范围内，可以确保在蓄电池电压下降期间，所述电容为所述车辆控制装置供电。

本发明的车辆控制装置中，所述二极管的正向工作电流为5A～10A，反向耐压电压为35V～50V。通过将二极管的参数设置在该范围内，可以确保在蓄电池的输出电压低于所述控制装置的动作保证电压的时候，将所述蓄电池的输出端与所述电源IC的输入端隔离。

然而，由于在本发明的具备起动继电器控制功能的车辆控制装置中设置了大容量电容器，在切断所述控制装置的电源时，切断电源所需要的时间会比原来的时间要长，所以有必要为所述电容添加放电电路，从而缩短断电时间。

本发明另一个实施方式的车辆控制装置中，所述蓄电池与所述车辆控制装置之间配置有点火开关，所述车辆控制装置内设置有点火开关检测电路、CPU、电容放电电路，所述点火开关检测电路检测到所述点火开关关闭时，将该检测信号发送至CPU，所述CPU基于所述检测信号，开始所述电容放电电路的动作，使所述大容量电容器的电荷被放电。根据该结构，可确保点火开关关闭后，所述车辆控制装置的放电时间缩短。

本发明另一个实施方式的车辆控制装置中，所述蓄电池与所述车辆控制装置之间配置有点火开关以及主继电器，所述车辆控制装置内设置有点火开关检测电路、CPU、电容放电电路，所述CPU基于所述主继电器的关闭时间，开始所述电容放电电路的动作，使所述大容量电容器的电荷被放电。

上述本发明的车辆控制装置中，所述电容放电电路内，具备电容放电电阻以及晶体管。通过该结构，可简单地构成由所述CPU控制的电容放电电路。

上述本发明的车辆控制装置中，所述电容放电电阻的电阻值为0.1～1Ω。通过将电阻设置在该范围内，可以使本发明的车辆控制装置的断电时间，与不设置大容量电容器的车辆控制装置的断电时间相当。

上述本发明的车辆控制装置中，所述晶体管的额定消耗功率为1W～2W。

发明的效果

根据本发明，即使在引擎起动时或怠速停止后的引擎再起动时的起动器动作期间蓄电池电压降低，蓄电池电压变为车辆控制装置的动作保证电压以下的期间，不追加升压装置或电源供给装置，也能够使车辆控制装置正常工作，并且能够解决需要配置场所以及成本较高的问题。

另外，本发明的具备起动继电器控制功能的车辆控制装置，即使配置了大容量电容器，所述控制装置的电源切断时间也和以往的控制装置相当，不会产生因电源切断的时间变长而带来的影响。

附图说明

图1为包含本发明的一个实施方式的具备起动继电器控制功能的车辆控制装置的全体结构图。

图2为包含本发明的另一个实施方式的具备起动继电器控制功能的车辆控制装置的全体结构图。

图3为引擎起动时的蓄电池电压变动的电压波形图。

图4为本发明一个实施方式的配置有电容放电电路的车辆控制装置的全体结构图。

图5为本发明一个实施方式的电容放电电路的结构图。

图6为本发明一个实施方式的大容量电容器的放电流程图。

图7为本发明另一个实施方式的配置有电容放电电路的车辆控制装置的全体结构图。

图8为本发明另一个实施方式的大容量电容器的放电流程图。

符号说明

1车辆控制装置

2起动继电器

3起动器

4蓄电池

5整流二极管

6大容量电容器

7电源IC

8CPU

9场效应晶体管

10电容放电电路

11放电电阻

12场效应晶体管

13点火开关

14点火开关检测电路

15主继电器

16主继电器控制用场效应晶体管

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行更详细的说明。

图1是表示第一实施方式的具备起动继电器控制功能的车辆控制装置1、与起动继电器2、起动器3、蓄电池4的全体结构的图。具备起动继电器控制功能的车辆控制装置1具备整流二极管5、电容器6、电源IC7、CPU8、场效应晶体管9。

电容器6配置于车辆控制装置1内的蓄电池电压输入端子与车辆控制装置1内的电源IC7之间，电容器6的负极接地，电容器6的正极与该电源IC7相连。整流二极管5配置于蓄电池4与起动继电器2的连接部和电容器6之间。另外，如图2所示，优选整流二极管5配置于车辆控制装置1内的蓄电池电压输入端子与电容器6之间。

电源IC7被输入蓄电池4的输出电压，电源IC7向CPU8供电。CPU8控制场效应晶体管9，场效应晶体管9控制起动继电器2。场效应晶体管9为ON时，在起动继电器2中有电流流通，起动继电器2也变为ON。起动继电器2为ON时，起动器3中有电流流通，起动器3开始动作。蓄电池4向起动器3、起动继电器2、具备起动继电器控制功能的车辆控制装置1供给电源。

下面，采用图3进行说明引擎起动时的蓄电池4的输出电压变动。引擎起动时，起动器3开始起动的时间t1至引擎开始起动的时间t2期间，起动器3进行动作，由于从蓄电池4有数百安培的电流流过，蓄电池4的电压降低。引擎起动后由于通过发电机向蓄电池4充电，蓄电池4的电压恢复至起动器3起动前的电压。关于怠速停止后的引擎再起动，也是同样地，起动器3开始起动的时间t3至引擎开始起动的时间t4期间，起动器3进行动作，蓄电池4的电压降低。引擎再起动后，由于通过发电机向蓄电池4充电，蓄电池4的电压恢复至起动器再起动前的电压。

下面，对大容量电容器C的取值进行说明。

大容量电容器的电容C，蓄电池电压降低时间t，蓄电池电压VB，车辆控制装置动作保证电压VL，与车辆控制装置工作电流i的关系是C＝i×t/(VB-VL)。例如，蓄电池电压下降时间t＝50ms，蓄电池电压VB＝12V，车辆控制装置动作保证电压VL＝6V，车辆控制装置工作电流i＝0.35A时，计算出大容量电容为C＝2.9mF。这例如可以使用2个并联的Panasonic制铝电解型EEEFK1V152AM电容器。该铝电解电容器的规格为：静电容量1.5mF，耐压35V。另外，如果其他条件不变，蓄电池电压下降时间t＝150ms，车辆控制装置工作电流i＝0.36A，则根据上述关系，算出C＝9mF；另外，如果其他条件不变，蓄电池电压下降时间t＝18ms，车辆控制装置工作电流i＝0.35A，则根据上述关系，算出C＝1mF；因此，可以根据实际情况，将电容器的电容值C选择为1～9mF。例如，可以适当选择并联1～3个静电容量1～3mF，耐压35V～50V的范围的铝电解电容器。通过将电容大小设置在上述范围内，可以确保在蓄电池电压下降期间，电容器6为车辆控制装置1供电。

另外，二极管的正向工作电流为5A～10A，反向耐压为35V～50V。正向工作电流的范围由一般的车辆控制装置中所流通的电流所确定。由于蓄电池异常时可达到24V，因此选取逆向耐压为35～50V的二极管。通过将二极管的参数设置在该范围内，可以在蓄电池4的输出电压低于车辆控制单元1的动作保证电压的时候，将蓄电池4的输出端与所述电源IC的输入端隔离。

另外，由于在车辆控制装置1中设置了大容量电容器，在切断车辆控制装置1的电源时，切断电源所需要的时间会比原来的时间要长，所以有必要为该电容添加放电电路。

其次，采用图4说明具有电容放电电路10的本发明的第二实施方式。如图4所示，CPU和大容量电容器6之间配置电容放电电路10。大容量电容器的放电方式，具有多种多样，例如可以为图5所示的结构图，由放电电阻11与场效应晶体管12构成。放电电阻11一端连接大容量电容器6，另一端与场效应晶体管9的漏极相连。场效应晶体管9的源极接地。场效应晶体管9的栅极与CPU8相连。CPU8控制放电电路10的动作开始时间。

放电电路动作流程，根据具备起动继电器控制功能的车辆控制装置1的电源供给方式，可以考虑为2种实施方式。图4为经由点火开关13向车辆控制装置1供给电源的方式。点火开关13关闭时，具备起动继电器控制功能的车辆控制装置1的电源被切断。图5表示大容量电容器8的放电流程图。CPU通过点火开关检测电路14检测出点火开关关闭后，CPU使电容放电电路10动作。电容放电电路10内的场效应晶体管12打开，向大容量电容器6充电的电荷流入放电电路10内的放电电阻11，从而开始放电。

图7是表示本发明的第三实施方式的图，其为经由主继电器15向车辆控制装置1供给电源的方式。采用该电源供给方式的情况下，主继电器为OFF时，具备起动继电器控制功能的车辆控制装置1的电源被切断。如图8所示为第三实施方式的大容量电容器6的放电流程图。CPU8根据主继电器控制用场效应晶体管16关闭时的时间，使电容放电电路10动作。电容放电电路10内的场效应晶体管12打开，向大容量电容器6充电的电荷流入放电电路10内的放电电阻，从而开始放电。

电容放电电路所采用的电阻的电阻值、大容量电容器电容C、大容量电容器电压v、放电时间T、控制装置工作电路i、大容量电容器的初始电压为V₀时，具有如下关系：i×T+1/R∫vdt＝CV₀。例如，大容量电容器的电容C＝3mF、放电时间T＝5ms，控制装置工作电流i＝0.3A，大容量电容初始电压V₀＝14V时，R＝0.8Ω。例如，可采用KOA制的WK73S3ATTDR75J，电阻值为0.75Ω，额定消耗功率为1.5W的电阻。此外，放电电阻11的电阻值优选为0.1Ω～1Ω、额定消耗功率为1～2W。通过将电阻设置在该范围内，可以使本发明的车辆控制装置的断电时间，与不设置大容量电容器的车辆控制装置的断电时间相当。

如果未采用放电电路，则同等条件下，大容量电容器C的放电时间为3mF×14V/0.3A＝140ms。大大长于设置有放电电路10的车辆控制装置1的断电时间。通过设置放电电路10，车辆控制装置1的断电时间缩短约1/28。从而使本发明的车辆控制装置的断电时间，与以往的车辆控制装置的断电时间相当。

根据本发明的车辆控制装置，能够以较低的成本并在占用较小空间的情况下，解决蓄电池输出电压短时下降过低而导致CPU无法正常工作的问题。并且，通过设置放电电路，使本发明的车辆控制装置的断电时间与以往的装置相当。

虽然以上结合附图和实施例对本发明进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本发明。本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化，这些变形和变化均落入本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种具备起动继电器控制功能的车辆控制装置，其特征在于，

所述车辆控制装置内的蓄电池电压输入端子与所述车辆控制装置内的电源IC之间配置有一端接地的电容器，

所述蓄电池与所述起动继电器的连接部和所述电容器之间配置有整流二极管，所述整流二极管的正极连接于所述蓄电池与所述起动继电器的连接部，所述整流二极管的负极连接于所述电容器的另一端，

所述电容器为大容量电容器，

所述车辆控制装置内具备CPU，所述CPU控制所述起动继电器，

所述起动继电器为ON时，所述车辆的起动器开始动作，

所述整流二极管在所述蓄电池的输出电压低于所述车辆控制装置的动作保证电压时，将所述蓄电池的输出端与所述电源IC的输入端隔离。

2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述车辆控制装置内的蓄电池电压输入端子与所述电容器之间配置有所述二极管。

3.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述电容器的大小为1mF～9mF。

4.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述二极管的正向工作电流为5A～10A，反向耐压电压为35V～50V。

5.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述蓄电池与所述车辆控制装置之间配置有点火开关，所述车辆控制装置内设置有点火开关检测电路、CPU、电容放电电路，所述点火开关检测电路检测到所述点火开关关闭时，将该检测信号发送至CPU，所述CPU基于所述检测信号，开始所述电容放电电路的动作，使所述大容量电容器的电荷被放电。

6.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述蓄电池与所述车辆控制装置之间配置有点火开关以及主继电器，所述车辆控制装置内设置有点火开关检测电路、CPU、电容放电电路，所述CPU基于所述主继电器的关闭时间，开始所述电容放电电路的动作，使所述大容量电容器的电荷被放电。

7.如权利要求5或6所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述电容放电电路内，具备电容放电电阻以及晶体管。

8.如权利要求7所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述电容放电电阻的电阻值为0.1～1Ω。

9.如权利要求7所述的车辆控制装置，其特征在于，

所述晶体管的额定消耗功率为1W～2W。