CN112867635A - 车辆用控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆用控制装置。车辆用控制装置(1)具备：第一特性用设备(5)；第二特性用设备(6)；控制部(2)，经由信号线向第一特性用设备以及第二特性用设备输出控制信号；以及供给电压控制部(22)，作为硬件设置在控制部与第二特性用设备之间。第一特性用设备的最低动作电压被设定为低于第二特性设备的最低动作电压。供给电压控制部避免产生供给至第二特性用设备的设备电源的供给电压小于从控制部传输到第二特性用设备的控制信号的信号线的输入电压的事态。

Description

车辆用控制装置

相关申请的交叉引用

本申请基于2018年12月26日申请的日本申请号2018－242744，并在此引用其全部内容。

技术领域

本公开涉及车辆用控制装置。

背景技术

例如在汽车等车辆中搭载有统一地控制特性不同的多个功能的车辆用控制装置。作为这种车辆用控制装置，假定如下的结构：具有提供第一特性的功能的第一特性用设备、提供第二特性的功能的第二特性用设备以及控制这些第一特性以及第二特性的功能的微型计算机(以下，称为微机)。该情况下，若第一特性的功能是需要低电压时的动作保障的功能，第二特性的功能是不需要低电压时的动作保障的功能，则假定通过需要低电压时的动作保障的第一电源使微机和第一特性用设备进行动作，通过不需要低电压时的动作保障的第二电源使第二特性用设备进行动作的结构。作为第一特性用设备，例如假定提供与便利舒适性相比更要求安心安全性的安心安全功能的安心安全用设备。作为第二特性用设备，例如假定提供不要求如安心安全功能那样的安心安全性的多媒体功能的多媒体用设备。

由于在使车辆的发动机启动的启动操作时需要较高的电力，所以产生从外部供给至车辆用控制装置的电源电压暂时降低的瞬断。如上述那样在微机控制电源的制约不同的多种功能的结构中，需要即使在产生了瞬断的情况下也使一部分的功能继续。例如在从安心安全功能与多媒体功能双方在10V以上的电源电压下正常动作的状态下电源电压从10V降低到4V的情况下，使多媒体功能停止，但需要使安心安全功能继续。

作为使多媒体功能停止的顺序，微机若检测到从外部供给的电源电压的降低，则停止向多媒体用设备输出控制信号。与此同时，由于电源电压的降低而停止向多媒体用设备供给设备电源。该情况下，在多媒体用设备中，若在停止来自微机的控制信号的输入之前先停止设备电源的供给，则在未供给设备电源的状态下对信号线施加电压。其结果，产生设备电源的供给电压小于信号线的输入电压的情况，担心产生设备损坏。

作为这样的事态的对策而考虑采用软件控制。作为采用异常产生时的软件控制的结构，例如公开了专利文献1所示的结构。

专利文献1：日本特开2014－197370号公报

作为电源电压降低时的设备损坏的对策，如上述那样考虑利用微机检测电源电压的降低，停止向多媒体用设备输出控制信号的结构。然而，在该结构中，即使在检测到电源电压的降低之后立即在微机内执行中断处理，也有时通过先前执行的处理而输出控制信号。这样一来，在停止设备电源的供给之前使来自微机的控制信号的输入停止变得困难，避免设备损坏变得困难。

发明内容

本公开的目的在于在从外部供给的电源电压降低时适当地避免产生设备损坏。

根据本公开的一个方式，第一特性用设备提供第一特性的功能。第二特性用设备提供第二特性的功能。控制部经由信号线向第一特性用设备以及第二特性用设备输出控制信号。供给电压控制部设置在控制部与第二特性用设备之间。第一特性用设备的最低动作电压被设定为低于第二特性设备的最低动作电压。供给电压控制部避免产生供给至第二特性用设备的设备电源的供给电压小于从控制部传输到第二特性用设备的控制信号的信号线的输入电压的事态。

在控制部与第二特性用设备之间设置供给电压控制部，若从外部供给的电源电压降低，则通过该供给电压控制部避免产生供给至第二特性用设备的设备电源的供给电压小于从控制部传输到第二特性用设备的控制信号的信号线的输入电压的事态。由此，能够在从外部供给的电源电压降低时适当地避免产生设备损坏。

附图说明

关于本公开的上述目的以及其它目的、特征、优点，参照附图并通过下述的详细描述会变得更加清楚。在该附图中：

图1示出第一实施方式，是表示车辆用控制装置以及周边构成的功能框图，

图2是表示电源电压的推移以及功能停止的推移的图，

图3是表示主要部分的功能框图，

图4是时序图(其一)，

图5是时序图(其二)，

图6是表示比较对象的结构的功能框图，

图7示出第二实施方式，是表示主要部分的功能框图，

图8示出第三实施方式，是表示主要部分的功能框图，

图9示出第四实施方式，是表示主要部分的功能框图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照图1～图6对第一实施方式进行说明。

车辆用控制装置在车载的座舱***中使用。座舱***在车辆用控制装置中例如汇总仪表信息等安全安心功能的信息、和地图信息、音频信息等多媒体功能的信息。座舱***通过对这些各种信息赋予优先级，并使各种信息适时地显示于适当的位置，从而避免驾驶员看漏重要的信息的事态。座舱***是车辆用控制装置一并管理输入信息和输出信息的结构，所以能够自由地重组各种信息的输入源和输出目的地。输入信息例如是车速、行驶距离等车辆信息、数字电视的影像信息、与智能手机协作的智能手机协作信息等。输出信息是在配置于仪表的中央部的仪表MID画面、设置于车辆的仪表板中央的中心显示器画面上描绘的影像、与该影像对应的声音。

如图1所示，车辆用控制装置1具有：主微型计算机(以下，称为主微机)2(控制部)、子微型计算机(以下，称为子微机)3、电压检测电路4、安全安心用设备5(第一特性用设备)以及多媒体用设备6(第二特性用设备)。

在车辆中，例如在仪表等安全安心用的车载设备中规定法律上的动作标准。安全安心功能成为需要低电压时的动作保证以使得即使在从车辆电池供给的电源电压降低也进行动作的设计。另一方面，在车辆中，例如对音频设备等多媒体用的车载设备没有规定如仪表那样的严格的法律上的动作标准。多媒体功能成为不需要低电压时的动作保障的设计。根据这样的情况，车辆用控制装置1具有通过需要低电压动作的安心安全用电源进行动作的功能模块(图1中，虚线A所示的功能模块)、和通过不需要低电压动作的多媒体用电源进行动作的功能模块(图1中，虚线B所示的功能模块)。主微机2、子微机3、电压检测电路4以及安全安心用设备5在从安心安全用电源供给的电源电压下进行动作。多媒体用设备6在从多媒体用电源供给的电源电压下进行动作。即，安全安心用设备5的最低动作电压被设定为低于多媒体用设备6的最低动作电压。

主微机2具有安心安全功能控制部7和多媒体功能控制部8。安心安全功能控制部7将控制信号输出至安全安心用设备5，控制安全安心用设备5的动作。多媒体功能控制部8将控制信号输出至多媒体用设备6，控制多媒体用设备6的动作。

安全安心用设备5例如具有CAN(Controller Area Network：控制器局域网)(注册商标)通信设备9和仪表信息描绘设备10。CAN通信设备基于从安心安全功能控制部7输入的控制信号进行动作，并与CAN14之间收发车辆信息。仪表信息描绘设备10基于从安心安全功能控制部7输入的控制信号进行动作，并将影像信号输出至仪表MID画面15，在仪表MID画面15描绘仪表信息的影像。安全安心用设备5也可以是提供这些通信设备9、仪表信息描绘设备10以外的功能的设备。

多媒体用设备6例如具有：数字电视11、地图信息描绘设备12以及外部协作设备13。数字电视11基于从多媒体功能控制部8输入的控制信号进行动作，并将影像信号输出至中心显示器画面16，在中心显示器画面16描绘数字电视11的影像。地图信息描绘设备12基于从多媒体功能控制部8输入的控制信号进行动作，并将影像信号输出至中心显示器画面16，在中心显示器画面16描绘地图信息的影像。外部协作设备13基于从多媒体功能控制部8输入的控制信号进行动作，例如与数据通信部17之间通信与智能手机等外部设备协作的数据。多媒体用设备6也可以是提供这些数字电视11、地图信息描绘设备12、外部协作设备13以外的功能的设备。

如在上述的“背景技术”所说明的那样，在使车辆的发动机启动的启动操作时需要较高的电力，所以产生从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压暂时降低的瞬断。在上述的结构中，如图2所示，例如在从安心安全功能和多媒体功能双方在10V以上(例如12V)的电源电压下正常动作的状态下电源电压从10V以上降低到4V的情况下，使多媒体功能停止，但需要使安心安全功能继续。该情况下，在多媒体用设备6中，若比停止来自主微机2的控制信号的输入先停止设备电源的供给，则在未供给设备电源的状态下对信号线施加电压。其结果，产生设备电源的供给电压小于信号线的输入电压的情况，担心产生设备损坏。

根据这样的情况，在本实施方式中，为了将信号线的输入电压超过设备电源的供给电压的情况的产生防范于未然，而在主微机2与多媒体用设备6之间采用图3所示的结构。另外，虽然在图3中，作为多媒体用设备6而说明地图信息描绘设备12，但在数字电视11的情况下也相同。

在安心安全用电源的功能模块中，电压生成电路18根据从车辆电池经由电压检测电路4供给的主电压生成3.3V的电源电压，并将该生成的3.3V的电源电压供给至主微机2、子微机3、后述的缓冲电路23。在多媒体用电源的功能模块中，电压生成电路19根据从车辆电池经由电压检测电路4供给的子电压生成7.0V的电源电压，并将该生成的7.0V的电源电压供给至电压生成电路20、21。电压生成电路20根据从电压生成电路19供给的7.0V的电源电压生成3.3V的电源电压，并将该生成的3.3V的电源电压供给至地图信息描绘设备12。电压生成电路21根据从电压生成电路19供给的7.0V的电源电压生成8.0V的电源电压，并将该生成的8.0V的电源电压供给至相应的设备(未图示)。

在主微机2与地图信息描绘设备12之间设置有供给电压控制电路22(供给电压控制部)作为硬件。具体而言，供给电压控制电路22包括：缓冲电路23，设置在主微机2与地图信息描绘设备12之间；以及上拉电阻26，将缓冲电路23的输出侧的信号线25上拉至电压生成电路20。缓冲电路23的输入侧的信号线24与主微机2连接。缓冲电路23的输出侧的信号线25与地图信息描绘设备12连接。缓冲电路23具有缓冲IC27和NPN型的晶体管28。缓冲IC27的输出端子与晶体管28的基极端子连接。晶体管28的集电极端子经由输出侧的信号线25与地图信息描绘设备12以及上拉电阻26连接。晶体管28的发射极端子接地。即、缓冲电路23通过晶体管28使安心安全用电源的功能模块与多媒体用电源的功能模块电分离。

参照图4以及图5对上述的结构的作用进行说明。在10V以上的电源电压正常地供给至车辆用控制装置1，安心安全用电源的功能模块和多媒体用电源的功能模块均正常进行动作的状态下，在地图信息描绘设备12中，满足设备电源的供给电压为信号线的输入电压以上的条件。

电压检测电路4若检测到从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压从10V以上降低到4V，则将电压降低检测通知给子微机3。子微机3若从电压检测电路4被通知了电压降低检测，则对电压生成电路19通知电源供给停止指令。电压生成电路19若从电压检测电路4被通知了电源供给停止指令，则停止7.0V的电源电压的供给。即，从电压生成电路19供给的电压不稳定，从电压生成电路20供给的电压也不稳定，设备电源的供给电压也不稳定。其结果，地图信息描绘设备12从正常动作状态成为不稳定状态(图4的t1、图5的t11)

在该状态下，多媒体用电源的功能模块停止动作，但安心安全用电源的功能模块继续动作。因此，对缓冲电路23的输入侧的信号线24施加3.3V的电源电压。另一方面，若多媒体用电源的功能模块停止动作，则与此同时由上拉电阻26上拉的电源电压降低，不对缓冲电路23的输出侧的信号线25施加3.3V的电源电压。其结果，在地图信息描绘设备12中，继续满足设备电源的供给电压为信号线的输入电压以上的条件。

以后，暂时切断来自主微机2的控制信号的输出电压，以再启动成为不稳定状态的地图信息描绘设备12。该情况下，切断来自主微机2的控制信号的输出电压的定时不取决于从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压恢复的定时。

参照图4对在从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压从4V恢复到10V以上之前暂时切断来自主微机2的控制信号的输出电压的情况进行说明。若在电源电压从4V恢复到10V以上之前暂时切断来自主微机2的控制信号的输出电压，则地图信息描绘设备12从不稳定状态成为停止状态(图4的t2)。电压检测电路4若检测到从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压从4V恢复到10V以上，则将电压恢复检测通知给子微机3。子微机3若从电压检测电路4被通知了电压恢复检测，则对电压生成电路19通知电源供给开始指令。电压生成电路19若从电压检测电路4被通知了电源供给开始指令，则开始7.0V的电源电压的供给。即，从电压生成电路19供给的电压为7.0V，从电压生成电路20供给的电压为3.3V，设备电源的供给电压为3.3V(图4的t3)。以后，若接通来自主微机2的控制信号的输出电压，则信号线的输入电压恢复，地图信息描绘设备12从停止状态恢复到正常动作状态(图4的t4)。

另一方面，参照图5对在从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压从4V恢复到10V以上之后暂时切断来自主微机2的控制信号的输出电压的情况进行说明。电压检测电路4若检测到从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压从4V恢复到10V以上，则对子微机3通知电压恢复检测。子微机3若从电压检测电路4被通知了电压恢复检测，则对电压生成电路19通知电源供给开始指令。电压生成电路19若从电压检测电路4被通知了电源供给开始指令，则开始7.0V的电源电压的供给。即，从电压生成电路19供给的电压为7.0V，从电压生成电路20供给的电压为3.3V，设备电源的供给电压为3.3V(图5的t12)。若暂时切断来自主微机2的控制信号的输出电压，则信号线的输入电压降低，地图信息描绘设备12从不稳定状态成为停止状态(图5的t13)。以后，若接通来自主微机2的控制信号的输出电压，则信号线的输入电压恢复，地图信息描绘设备12从停止状态恢复到正常动作状态(图5的t14)。

即，在未设置供给电压控制电路22的图6所示的结构中，若从外部供给至车辆用控制装置1的电源电压从10V以上降低到4V，则在地图信息描绘设备12中，比停止来自主微机2的控制信号的输入先停止设备电源的供给。其结果，担心产生设备电源的供给电压小于信号线的输入电压的事态，产生设备损坏。与此相对，在本实施方式中，通过设置供给电压控制电路22，避免产生比停止来自主微机2的控制信号的输入先停止设备电源的供给的事态，并避免产生设备电源的供给电压小于信号线的输入电压的事态。

根据第一实施方式，在车辆用控制装置1中，在主微机2与多媒体用设备6之间设置供给电压控制电路22，若从外部供给的电源电压降低，则避免产生供给至多媒体用设备6的设备电源的供给电压小于从主微机2传输到多媒体用设备6的控制信号的信号线24的电压的情况。由此，能够不采用软件控制作为设备损坏的对策，而通过追加硬件，在从外部供给的电源电压降低时适当地避免产生设备损坏。

另外，通过缓冲电路23和上拉电阻26构成供给电压控制电路22。能够通过基于缓冲电路23和上拉电阻26的简单的电路实现。

(第二实施方式)

接下来，参照图8对第二实施方式进行说明。另外，对与上述的第一实施方式相同的部分省略说明，而对不同的部分进行说明。第二实施方式是在主微机组装在第一实施方式说明的缓冲电路23的构成。

如图8所示，在车辆用控制装置31中，主微机32组装于供给电压控制电路33(供给电压控制部)的一部分。主微机32与在第一实施方式说明的微机2不同，具有安心安全功能控制部7、多媒体功能控制部8以及缓冲电路34。缓冲电路34具有在第一实施方式说明的缓冲IC27、和晶体管28，并具有与在第一实施方式说明的缓冲电路23相同的功能。

根据第二实施方式，在缓冲电路23被组装于主微机32的结构中，也能够得到与上述的第一实施方式相同的作用效果。另外，通过将缓冲电路34组装于主微机32，能够减少部件件数以及基板空间，并能够实现装置的小型化。

(第三实施方式)

接下来，参照图9对第三实施方式进行说明。另外，对于与上述的第一实施方式相同的部分，省略说明，而对不同的部分进行说明。第三实施方式是代替在第一实施方式说明的缓冲电路23以及上拉电阻26而采用电平移位电路的结构。

如图9所示，在车辆用控制装置41中，在主微机2与多媒体用设备6之间设置有电平移位电路43作为供给电压控制电路42。若从电压生成电路19供给的电压不稳定，且从电压生成电路20供给的电压不稳定，则电平移位电路43将输出至信号线25的输出电压从3.3V转换为0V。通过设置电平移位电路43，避免比停止来自主微机2的控制信号的输入先停止设备电源的供给的事态。

根据第三实施方式，在设置电平移位电路43作为供给电压控制电路42的结构中，也能够得到与上述的第一实施方式相同的作用效果。

(第四实施方式)

接下来，参照图10对第四实施方式进行说明。另外，对于与上述的第一实施方式相同的部分，省略说明，对不同的部分进行说明。第四实施方式是主微机2与外部协作设备13进行I2C(Inter-Integrated Circuit：内部集成电路)通信的结构。即，主微机2与外部协作设备13经由时钟线以及数据线进行数据通信。

如图10所示，在主微机2与外部协作设备13之间设置有供给电压控制电路51。在连接主微机2与外部协作设备13的时钟线夹有N沟道型FET52(开关元件)。主微机2侧的时钟线与N沟道型FET52的源极端子连接，并且经由上拉电阻53与电压生成电路18连接。N沟道型FET51的栅极端子与电压生成电路18连接。N沟道型FET51的漏极端子与外部协作设备13侧的时钟线连接，并且经由上拉电阻54以及二极管58与电压生成电路20连接。在连接主微机2与外部协作设备13的数据线夹有N沟道型FET55(开关元件)。主微机2侧的数据线与N沟道型FET55的源极端子连接，并且经由上拉电阻56与电压生成电路18连接。N沟道型FET55的栅极端子与电压生成电路18连接。N沟道型FET55的漏极端子与外部协作设备13侧的数据线连接，并且经由上拉电阻57以及二极管58与电压生成电路20连接。二极管58避免时钟线的噪声输入到电压电路20。

根据第四实施方式，在主微机2与外部协作设备13进行I2C通信的结构中，也能够得到与上述的第一实施方式相同的作用效果。

(其它实施方式)

本公开依照实施方式进行了描述，但应该理解本公开并不限定于该实施例、结构。本公开也包含各种变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进而在这些组合、方式中仅包含一个要素、更多或更少的其它组合、方式也落入本公开的范畴、思想范围中。

第一特性用设备并不限定于提供安心安全功能的安心安全用设备，也可以是提供其它功能的设备。第二特性用设备并不限定于提供多媒体功能的多媒体用设备，也可以是提供其它功能的设备。

本公开所记载的控制部及其方法也可以通过专用计算机实现，该专用计算机通过构成编程为执行通过计算机程序具体化的一个或者多个功能的处理器以及存储器来提供。或者，本公开所记载的控制部及其方法也可以通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的专用计算机来实现。或者，本公开所记载的控制部及其方法也可以通过将编程为执行一个或者多个功能的处理器以及存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合而构成的一个以上的专用计算机来实现。或者，计算机程序也可以作为由计算机执行的指令而存储于计算机能够读取的非过渡有形记录介质。

Claims (6)

1.一种车辆用控制装置，具备：

第一特性用设备(5)，提供第一特性的功能；

第二特性用设备(6)，提供第二特性的功能；

控制部(2、32)，经由信号线向上述第一特性用设备以及上述第二特性用设备输出控制信号；以及

供给电压控制部(22、33、42、51)，设置在上述控制部与上述第二特性用设备之间，

上述第一特性用设备的最低动作电压被设定为低于上述第二特性设备的最低动作电压，

上述供给电压控制部避免产生供给至上述第二特性用设备的设备电源的供给电压小于从上述控制部传输到上述第二特性用设备的控制信号的信号线的输入电压的事态。

2.根据权利要求1所述的车辆用控制装置，其中，

上述第一特性用设备包括安心安全用设备，上述安心安全用设备提供与便利舒适性相比更要求安心安全性的安心安全功能作为第一特性的功能，

上述第二特性用设备包括多媒体用设备，上述多媒体用设备提供不要求如安心安全功能那样的安心安全性的多媒体功能作为第二特性的功能。

3.根据权利要求1或者2所述的车辆用控制装置，其中，

上述供给电压控制部(22、33)构成为包括缓冲电路(23、34)和上拉电阻(26)。

4.根据权利要求3所述的车辆用控制装置，其中，

上述缓冲电路(34)组装于上述控制部(32)。

5.根据权利要求1或者2所述的车辆用控制装置，其中，

上述供给电压控制部(42)构成为包括电平移位电路(43)。

6.根据权利要求1或者2所述的车辆用控制装置，其中，

是上述控制部与上述第二特性用设备经由时钟线以及数据线进行数据通信的结构，

上述供给电压控制部(52)构成为包括与上述时钟线连接的开关元件(52)以及上拉电阻(53、54)、和与上述数据线连接的开关元件(55)以及上拉电阻(56、57)。

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