JP2020174438A - 車載電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、交流電源44は一般家庭の商用電源が使用されて、小電流・長時間の夜間充電に適しており、地上の付帯設備もなく、単に充電ケーブルを接続するだけでよい特徴があり、一般に普通充電方式と呼ばれているのに対し、直流電源33は充電ステーションに設置された大電流・短時間の充電が行えて、出先での充電残量の不足分を短時間で応急補充するのに適しており、一般には急速充電方式と呼ばれているものである。
前記特許文献1〜3における商用交流電源による普通充電、及び地上充電器を用いた急速充電システムでは、車載電子制御装置の具体的な役割は記載されていないが、これらの充電システムに対する車載電子制御装置としての課題である待機電流(暗電流)の抑制対策を提示している特許文献4については次のような課題が残されている。なお、電動車両における車載電子制御装置は、運転用の電源スイッチが閉路しているときに動作し、走行用モータに対する電力変換ユニットを制御するモータ制御ユニットと、主として運転用の電源スイッチが開路しているときに動作し、モータ駆動用の主バッテリに対する電力変換ユニットを制御する充電制御ユニットとを統括制御している。従って、車載電子制御装置を構成するマイクロプロセッサであるメインCPUに対するプログラムメモリの容量は膨大であり、その始動点検に要する始動遅延時間、及び動作停止前の現状退避処理に要するアフターラン時間が長くなり、1回の起動停止には合計で例えば1秒の不活性時間が発生する。
従って、充電ケーブルが接続されてから取外しされるまでに発生する間欠起動時間帯の全時間は不確定長時間となる可能性があるとともに、充電ケーブルの着脱発生タイミングを速やかに検出するためには間欠起動間隔を短くしておく必要がある一方で、1回の間欠起動には、前述したマイクロプロセッサの不活性時間(例えば1秒)以上の給電が必要となる。
その結果、無人状態で地上電源からモータ駆動用の車載の主バッテリを充電する場合に、電動車両に適用される車載電子制御装置を間欠起動することによって待機電流を抑制するのは困難となり、より効果的な手段を用いる必要性がある。
この発明は、車載バッテリから電源スイッチの閉路動作に応動する電源リレーを介して給電されて主電気機器の駆動制御を行う演算制御部が、前記電源スイッチが開路されているときであっても、複数の起動指令素子の閉路動作に応動して起動されて、補助電気機器の駆動制御を行うように構成されていて、前記起動指令素子を設けることによって演算制御部全体で発生する待機電流を大幅に抑制することができる起動信号処理部を提供するとともに、特には、電動車両の充電制御を行うのに適した起動処理部を有する車載電子制御装置を提供するものである。
複数の前記起動指令素子の一部は、押しボタンスイッチで代表される不確定短時間の前記起動指令信号を発生するものであるのに対し、他の一部は人為操作によって閉路状態又は開路状態に変更されるトグルスイッチ又は挿抜プラグで代表される不確定長時間の前記起動指令信号を発生するようになっている。
前記演算制御部は、前記合成起動信号に応動して閉路駆動される前記電源リレーを介して前記安定化電圧Vccが印可されて制御動作を開始し、前記正常運転信号RUNによって前記電源リレーの動作状態を維持するとともに、
前記個別起動信号SIG3nを読出して、前記補助電気機器の駆動制御を行い、当該駆動制御に伴う動作確認又は所定時間の経過判定により、前記正常運転信号RUNの発生を停止するまでに、前記起動ラッチ部の出力を停止する起動信号遮断指令CNT3n2を発生し、
前記個別起動処理部は更に、遮断ラッチ部と回復判定部を備え、
前記遮断ラッチ部は、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動されて、複数の前記起動指令素子が正常閉路又は異常閉路しているときに前記合成用起動信号STnの発生を停止し、
前記回復判定部は、前記複数の起動指令素子が正常開路又は開路復帰したときに前記遮断ラッチ部をリセットして、複数の前記起動指令素子が閉路したときに前記合成用起動信号STnの発生が有効となるようになっている。
そして、前記演算制御部は、前記合成起動信号に応動して前記安定化電圧が印可されて制御動作を開始し、前記正常運転信号RUNによって給電状態が維持されているとともに、前記個別起動信号SIG3nを読み出すことによって、補助電気機器の一部を駆動制御し、その応答信号であるか、又は経過時間超過によって前記正常運転信号RUNの発生を停止するようになっている。
また、閉路された起動指令素子を一旦開路すれば、回復判定部によって遮断ラッチ部による遮断動作が解除されるので、起動指令素子が不特定長時間の閉路動作を行う場合には、起動指令素子の再閉路によって補助制御が再度有効となり、長時間の閉路動作中にあっては遮断ラッチ部が作動して節電処理が行われるので、起動指令素子の動作特性に相違があっても共通の個別起動処理部を適用できる効果がある。
[実施の形態1の詳細な説明]
(1)構成の詳細な説明
以下、この発明の実施の形態1による起動処理部を有する車載電子制御装置の全体回路ブロック図である図1について、その構成を詳細に説明する。
図1において、車載電子制御装置100Aには、例えばDC12V系の車載バッテリ101から車載バッテリ電圧Vbsが印加されるとともに、電源スイッチ102が閉路されているときに付勢される電源リレー103Aを介して駆動電源電圧Vbbが印加されるようになっている。また、車載電子制御装置100Aには、電源スイッチ102が閉路されているときに駆動制御される主電気機器104が接続され、この主電気機器104は電気負荷群1とセンサ群1によって構成されている。
車載電子制御装置100Aには更に、電源スイッチ102が開路されているときに駆動制御される補助電気機器105が接続され、この補助電気機器105は電気負荷群2とセンサ群2によって構成されている。
なお、起動指令素子2naの一部は、押しボタンスイッチで代表される不確定短時間の前記起動指令信号S3nを発生するものであるのに対し、他の一部は人為操作によって閉路状態又は開路状態に変更されるトグルスイッチ又は挿抜プラグで代表される不確定長時間の前記起動指令信号S3nを発生するものであり、天絡限流抵抗2nbは起動指令素子2naが正側電源線に混触した場合の短絡保護を目的としたものである。
また、補助起動指令回路2nの個数は8個に限定されるものではなく、全体システムの規模に応じて増減されるようになっている。
演算制御部120Aには、駆動電源電圧Vbbから例えばDC5Vの安定化電圧Vccを生成する安定化電源110が接続されて、電源リレー103Aが付勢されているときに作動するメインCPUと、不揮発性のプログラムメモリPMEM、データメモリDMEM、揮発性のRAMメモリRMEM、多チャンネルAD変換器ADCを含み、ウォッチドッグタイマWDTと協働して正常運転時に正常運転信号RUNを発生するようになっている。
そして、電源スイッチ102が閉路されると、駆動信号合成回路113とリレー駆動素子112を介して電源リレー103Aが付勢され、これによってメインCPUが起動されて正常運転信号RUN発生すると、電源スイッチ102が開路されても駆動信号合成回路113とリレー駆動素子112を介してメインCPUの動作が継続し、所定の停止処理を行ってから正常運転信号RUNを停止することによって制御動作が完了するようになっている。
一方、電源スイッチ102が閉路されて電源スイッチ信号PWSが発生しているときには、例えばNPN型のトランジスタである運転開始指令素子111sを介して運転信号SIG0がメインCPUに入力されていることによって主電気機器104の駆動制御が行われるようになっている。
しかし、電源スイッチ102が開路されているときであっても、起動信号処理部130Aが合成起動信号STAを発生すると駆動信号合成回路113とリレー駆動素子112を介して電源リレー103Aが付勢され、これによってメインCPUが起動されて正常運転信号RUN発生すると、合成起動信号STAが停止しても駆動信号合成回路113とリレー駆動素子112を介してメインCPUの動作が継続し、これによって補助電気機器105の駆動制御が完了すると、所定の停止処理を行ってから正常運転信号RUNを停止することによって補助制御動作が完了するようになっている。
なお、メインCPUは個別起動処理部13nに対して、ラッチクリア信号CNTn1、起動信号遮断指令CNTn2、遮断状態解除指令CNTn3、異常診断指令CNTn4を個別又は一斉に発生するようになっており、その詳細は図2A・図2Bによって後述する。
なお、図2Aは起動指令素子2naが例えば押しボタンスイッチのような不確定短時間の閉路動作を行うものであるか、又はトグルスイッチのような不確定長時間の開閉動作を行うどちらにでも適用できる個別起動処理部13nの構成図であり、図2Bは不確定長時間の開閉動作をを行うものに適した個別起動処理部13nの構成図となっている。
まず、図2Aにおいて、個別起動処理部13nは車載バッテリ電圧Vbs及びバックアップ電圧Vaによって動作するようになっていて、ここで使用されている複数のトランジスタのうち、PNP型トランジスタで示されている4個のトランジスタと、1個の電界効果型トランジスタに流れる電流は車両の駐車状態においても流れている待機電流となっている。
なお、起動指令信号S3nの論理レベルが「H」となっているときであっても、強制閉路素子68によって入力素子61を閉路駆動することができるようになっていて、この強制閉路素子68は、演算制御部120Aの中のメインCPUが発生する異常診断指令CNT3n4によって試験的に開閉してみることができるようになっている。
また、抵抗とコンデンサによって構成されたフィルタ回路61cは、第1起動素子61eや第2起動素子61fのノイズ誤動作を防止するためのものである。
そして、第1協働素子62aの出力電圧は合成用起動信号STnとなり、個別起動素子13ndとなるダイオードを介して論理和結合されて合成起動信号STAを発生するとともに、NPN型トランジスタである個別バッファ素子13nsを介してメインCPUに対する個別起動信号SIG3nとして入力され、この個別起動信号SIG3nはプルアップ抵抗を介して安定化電圧Vccに接続されている。
一方、第2協働素子62bの導通を遮断するために、そのベース端子とエミッタ端子との間に接続されているクリア指令素子63は、メインCPUが発生するラッチクリア信号CNT3n1によって導通制御されて、起動ラッチ部62の記憶状態が消去されるようになっている。ただし、第2起動素子61fが閉路しているときには、クリア指令素子63が閉路していても第1協働素子62aの閉路状態が維持されるようにセット優先型の起動ラッチ部62が構成されている。
そして、第一協働素子64aによって閉路駆動される前段信号遮断素子65aは第2起動素子61fを遮断し、第一協働素子64aによって閉路駆動される後段信号遮断素子65bは第2協働素子62bを遮断し、その結果として第1協働素子62aが開路されるようになっている。
なお、第二協働素子64bは、メインCPUが発生する起動信号遮断指令CNT3n2によって起動信号遮断抵抗66aを介して通電駆動されるとともに、メインCPUが発生する遮断状態解除指令CNT3n3によって、遮断状態解除素子66bを介して通電遮断されるようになっている。
しかし、起動指令信号S3nが停止(論理レベルH)して、入力素子61と第1起動素子61eが開路すると、バックアップ電圧Vaから開路時駆動抵抗67cを介して開路判定素子67aが閉路駆動され、これによって遮断ラッチ部64が開路し、その結果として起動ラッチ部62の遮断状態が解除されるようになっている。
なお、開路時駆動抵抗67cのゲート端子には、ノイズ電圧による誤動作を防止するためのコンデンサ67dが接続されている。
図2Bにおいて、個別起動信号SIG38は図2(A)における点線の位置に代わって、フィルタ回路61cの出力部から個別バッファ素子138sを介してメインCPUに入力されている一方で、後段信号遮断素子65bの接続位置が第1協働素子62aの出力回路に追加された直列抵抗65cと個別起動素子138dとの接続点に接続されている。
これによって、メインCPUは起動ラッチ部62の動作状態とは無関係に、起動信号S38の論理常態を常時監視することができるようになっている。
但し、起動指令素子28aが例えば押しボタンスイッチであって、その押圧操作時間がメインCPUの立上り所要時間(例えば0.5秒)以下であった場合には、メインCPUは複数の起動指令素子2naのどれが閉路したものであるか認識することができないことになるので、図2(B)の回路構成は、起動指令素子2naが比較的長時間の閉路及び開路動作を行うものである場合に適したものとなっている。
従って、起動信号遮断指令CNT382によって前段信号遮断素子65a及び後段信号遮断素子65bが閉路されているときに、クリア指令素子63によって起動ラッチ部62をリセットして、第1協働素子62aを開路しておくようになっている。
なお、メインCPUが起動信号遮断指令382を発生するときには、同時にラッチクリア信号381を発生するようにしておけば、連動ダイオード66cによるクリア指令素子63の駆動回路は不要となるものである。
以下、図1と図2A・図2Bのとおりに構成されたこの発明の実施の形態1による起動信号処理部130Aを有する車載電子制御装置100Aについて、その作用・動作を詳細に説明する。
まず、図1において、車両運転用の電源スイッチ102が閉路されると、駆動信号合成回路113とリレー駆動素子112を介して電源リレー103Aが付勢され、その出力接点を介して車載バッテリ101による駆動電源電圧Vbbが車載電子制御装置100Aに印加され、安定化電源110を介して安定化電圧Vccが演算制御部120Aを構成するメインCPUに印加される。
なお、車載電子制御装置100Aには、車載バッテリ101自体の出力電圧である車載バッテリ電圧Vbsも入力されていて、バックアップ電源114を介してバックアップ電圧Vaが常時発生してメインCPU内の揮発性メモリであるRAMメモリRMEMの記憶情報を維持するようになっている。
そして、電源スイッチ102が開路されて運転開始信号SIG0が停止すると、RAMメモリに含まれる主要現在値情報を不揮発性のデータメモリDMEMに転送する退避処理を含むアフターランを行ってからウォッチドッグ信号を停止し、その結果正常運転信号RUNが停止して電源リレー103Aが消勢開路するようになっている。
図3Aにおいて、上段a列のタイムチャートは補助起動指令回路2n(n=1〜8)内の起動指令素子2naの開(OFF)閉(ON)状態を示し、中段b列のタイムチャートはフィルタ回路61cの出力信号である後段平滑入力信号S61fの波形を示している。中段c列のタイムチャートは起動ラッチ部62の出力信号に応動する合成起動信号STAとその論理反転信号である個別起動信号SIG3nの動作状態を示す起動ラッチ信号の波形を示している。
従って、この起動ラッチ波形は起動指令素子2naの動作波形よりも、フィルタ回路61cのフィルタ定数によって定まる遅延応答時間td(例えば5msec)をおいて発生していることを示しているとともに、起動指令素子2naのON時間幅が遅延応答時間td以上であることによって起動ラッチ部62は起動指令素子2naの閉路を認知することを示している。一方、下段d列のタイムチャートはメインCPUが所定のクリアパルス発生周期Td(例えば100msec)によって、定期的に発生するラッチクリア指令CNT3n1によるパルス信号を示している。
一方、第2事例の場合である図3Bにおいては、例えばN=10回(1秒)以上のラッチクリア指令CNT3n1を発生しても起動指令素子2naがOFFとならない状態を示しており、このような場合にはメインCPUは起動指令素子2naの短絡異常であると判定するようになっている。
ただし、起動指令素子2naがトグルスイッチのような長時間の閉路状態が発生するものである場合には、例えばN=10回(1秒)以上のラッチクリア指令CNT3n1を発生している間に、起動指令素子2naがONからOFFに変化したことによりメインCPUは起動指令素子2naの接触不良であると判定するようになっている。
なお、前述した判定回数Nは、個々の起動指令素子2naの特性に応じて適宜に異なる値に設定することができ、それぞれの設定値は不揮発性のプログラムメモリPMEM又はデータメモリDMEMに予め格納保存しておくようになっている。
図4Aにおいて、上段部のa〜d列は図3Aと同様にa列で起動指令素子2naの開閉状態、b列で平滑入力信号S61fの波形、c列で合成起動信号STA、d列でラッチクリア指令CNT3n1の発生状態を示しており、j列では合成起動信号STAの論理反転信号である個別起動信号SIG3nの発生状態を示している。
そして、この事例においては、3回のラッチクリア指令CNT3n1を発生した時点で、中段部e列に示す起動信号遮断指令CNT3n2を発生して、図2Aにおける前段信号遮断素子65aと後段信号遮断素子65bとを閉路駆動することによって、a列の起動指令素子2naが閉路状態であるにも関わらずc列の合成起動信号STAとj列の個別起動信号SIG3nを解除するようになっている。
下段部f列の継続ラッチ遮断信号S64は、図2Aにおける遮断ラッチ部64の出力信号であり、前段e列における起動信号遮断指令CNT3n2の発生に伴って論理レベルが「H」となっている。
次に、上段a列の起動指令素子2naが開路(OFF)すると、図2Aにおける入力素子61と第1起動素子61eが開路して、回復判定部67の開路判定素子67aが開路状態から閉路状態に変化するようになっている。
その結果、遮断ラッチ部64がリセットされて正常状態に復帰し、上段a列の右側部において起動指令素子2naが閉路(ON)すると、c列の起動ラッチ信号SIG3nが発生するようになる。
なお、図2Bにおける個別起動信号SIG38(n=8の例)はフィルタ回路61cの出力信号である前段平滑入力信号S61eを個別起動処理部138sによって論理変換したものであり、その出力波形は、図4Bの最下段部j列に示すとおり、最上段a列の起動指令素子28aの波形からフィルタ回路61cによる応答遅延時間tdによる遅延波形を得て、これを個別起動処理部138sによって論理変換したものとなっている。
従って、ここで得られる個別起動信号SIG38は、起動ラッチ部62や遮断ラッチ部64の動作常態による影響を受けていないが、合成起動信号STAは図4Aの場合と同様となっている。
図5Aにおいて、予備工程501は電源スイッチ102が閉路されて、電源スイッチ信号PWSが発生するか、又は起動信号処理部130Aが合成起動信号STAを発生するステップである。続く予備工程502は、駆動信号合成回路113とリレー駆動素子112を介して電源リレー103Aが付勢されて、駆動電源電圧Vbbが車載電子制御装置100Aに印加され、安定化電源110が安定化電圧Vccを演算制御部120Aに供給するステップである。
続く工程510は演算制御部120Aの主体を構成するメインCPUが、ウォッチドッグ信号の発生と制御動作を開始するステップである。
続く工程511は、図示しないウォッチドッグタイマWDTによってウォッチドッグ信号の発生常態を監視して、これが正常であればウォッチドッグタイマWDTが正常運転信号RUNを発生するステップである。
工程ブロック513では、初期点検としてプログラムメモリPMEMやデータメモリDMEM、演算処理用のRAMメモリRMEMに関するサムチェック或いはパリティチェックを行うとともに、その他に車両の運転に不都合な異常が無いかどうかを点検するステップである。
続く工程514は、工程ブロック513において異常が発見された場合にはYESの判定を行って工程515へ移行し、異常がなければNOの判定を行って工程ブロック516へ移行する判定ステップである。
なお、メインCPUは、動作開始工程510と後述の動作終了工程519の間で、例えば5msec以下の周期で制御動作を繰り返すようになっているが、初回の工程ブロック513で行う初期点検では、例えば0.5秒程度の時間を要するものである。
工程ブロック516は車両の走行・運転制御を行い所定時間内に工程517へ移行するステップである。
工程517は、工程512と同様に電源スイッチ102が閉路されているかどうかを再判定して、電源スイッチ102が閉路されておればYESの判定を行って動作終了工程519へ移行し、電源スイッチ102が閉路されていなければNOの判定を行って工程520へ移行する判定ステップである。
動作終了工程519では、その他の制御プログラムを実行して、例えば5msec以下の演算周期となるように動作開始工程510へ復帰するようになっていて、動作開始工程510から動作終了工程510までの一連の工程は主制御運転手段500となり、その内の工程511は自己保持手段となっている。
なお、工程520における起動処理部130Aの機能点検に当たっては、遮断ラッチ部64に対する遮断状態解除指令CNT3n3や、起動指令信号S3nに対する異常診断指令CNT3n4を用いて、回復判定部67を含む起動信号処理部130Aの予備点検を行うことができるようになっている。
続く工程521はウォッチドッグ信号を停止することによって、ウォッチドッグタイマが正常運転信号RUNを停止する自己保持停止手段となるステップである。
続く工程522はメインCPUへの給電が停止されて、一連の制御動作が完了するステップである。
工程532は、個別起動信号SIG3nを動作状態を読み出してその現在情報を所定アドレスのRAMメモリに書込み記憶するステップである。
続く工程533は、図3Bで説明したとおり、複数回のラッチクリア信号CNT3n1を発生してみることによって起動指令素子2naの短絡異常又は接触不良の有無を判定する起動信号異常判定手段となるステップである。
続く工程534は、工程533による異常判定結果により、正常であればYESの判定を行って工程535へ移行し、異常であればNOの判定を行って、中継端子Bを介して図5Aの工程520へ移行する判定ステップである。
続く工程536は、工程535による出力処理の結果として作動するセンサの入力状態を監視して、検出入力を受信すればYESの判定を行って工程538へ移行し、検出入力が受信できない場合にはNOの判定を行って工程537へ移行する判定ステップである。
工程537は、所定の許容時間が経過したかどうかを判定し、未経過であればNOの判定を行って工程535へ復帰し、応答遅延時間が所定値を超過するとYESの判定を行って工程538へ移行する経過時間超過判定手段となる判定ステップである。
工程538は、起動信号遮断指令CNT3n2を発生して遮断ラッチ部64を作動させることによって起動ラッチ部62の出力を停止し、これによって合成起動信号STAを停止する起動信号遮断手段となるステップである。
なお、工程531から工程538に至る一連の工程は補助制御手段530となるものであり、工程538に続いて中継端子Bを介して図5Aの工程520へ移行するようになっている。
以下、図1のものの変形実施形態による起動処理部を有する車載電子制御装置の全体回路ブロック図である図6について、図1のものとの相違点を中心にしてその構成と作用動作を詳細に説明する。
なお、図6においては図1に対応した関連部位には図1と同じ符号が使用されている。図6において、車載バッテリ101から電源リレー103Aを介して給電されて、主電気機器104と補助電気機器105を駆動制御する車載電子制御装置100Aは、演算制御部120Aと起動補助信号群106Aとの間に設けられた起動信号処理部130Cを備えている。
なお、図1における起動信号処理部130Aは複数の個別起動処理部13nとして、図2A又は図2Bで示されたハードウエアによる論理回路によって構成されていた。
しかし、図6における起動信号処理部130Cは補助のマイクロプロセッサであるサブCPUによって構成されていて、個別起動処理部13nはサブCPUを用いた制御プログラムによって構築された起動信号処理手段となっている。
また、起動信号処理部130Cは車載バッテリ電圧Vbsから常時給電されている補助制御電源115が発生する補助電圧Vcから給電されていて、起動指令素子2na(n=1〜8)の何れかが閉路すると、合成起動信号STAを発生して、駆動信号合成回路113とリレー駆動素子112を介して電源リレー103Aを付勢し、安定化電源110を介して演算制御部120Aに給電するようになっている。
駆動信号合成回路113が電源スイッチ102による電源スイッチ信号PWSと、合成起動信号STAと、ウォッチドッグタイマWDTが発生する正常運転信号RUNによって電源リレー駆動素子112を介して電源リレー103Aを付勢するものでることは図1の場合と同様である。
そして、サブCPUに常時給電しておいてもその待機電流が小さく、ハードウエアによる起動信号処理部130Aと比べて遜色のない起動信号処理部を有する車載電子制御装置を得ることができるものである。
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施の形態1及びその変形形態による起動信号処理部130A;130Cを有する車載電子制御装置100Aは、車載バッテリ101から電源スイッチ102の閉路動作に応動する電源リレー103Aと安定化電源110とを介して安定化電圧Vccが印加されたことにより制御動作を開始して正常運転信号RUNが発生し、前記電源リレー103Aの閉路動作を維持するとともに、主電気機器104の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する主制御運転手段500となる制御プログラムを実行する演算制御部120Aを備え、当該演算制御部は、前記電源スイッチ102が開路されると、少なくとも、最新の現在情報の一部を不揮発性メモリに転送退避してから前記正常運転信号RUNを停止して、前記電源リレー103Aを消勢停止し、前記電源スイッチ102が開路されているときであっても、
複数の起動指令素子21a・22a・・2naの閉路動作に応動して、前記演算制御部120Aを起動して、補助電気機器105の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する補助制御手段530となる制御プログラムを実行するための起動信号処理部130A;130Cを有する車載電子制御装置100Aであって、
前記起動信号処理部130A;130Cは、前記起動指令素子2na(n=1・2・・nで以下同様)の開閉状態に応動する起動指令信号S31・S32・・S3nが入力される複数の個別起動処理部131・132・・13nによって構成され、
複数の前記起動指令素子2naの一部は、押しボタンスイッチで代表される不確定短時間の前記起動指令信号S3nを発生するものであるのに対し、他の一部は人為操作によって閉路状態又は開路状態に変更されるトグルスイッチ又は挿抜プラグで代表される不確定長時間の前記起動指令信号S3nを発生するものとなっている。
前記演算制御部120Aは、前記合成起動信号STAに応動して閉路駆動される前記電源リレー103Aを介して前記安定化電圧Vccが印可されて制御動作を開始し、前記正常運転信号RUNによって前記電源リレー103Aの動作状態を維持するとともに、
前記個別起動信号SIG3nを読出して、前記補助電気機器105の駆動制御を行い、当該駆動制御に伴う動作確認又は所定時間の経過判定により、前記正常運転信号RUNの発生を停止するまでに、前記起動ラッチ部62の出力を停止する起動信号遮断指令CNT3n2を発生し、
前記個別起動処理部13nは更に、遮断ラッチ部64と回復判定部67を備え、
前記遮断ラッチ部64は、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動されて、複数の前記起動指令素子2naが正常閉路又は異常閉路しているときに前記合成用起動信号STnの発生を停止し、
前記回復判定部67は、前記複数の起動指令素子2naが正常開路又は開路復帰したときに前記遮断ラッチ部64をリセットして、複数の前記起動指令素子2naが閉路したときに前記合成用起動信号STnの発生が有効となる起動信号処理部を有する車載電子制御装置となっている。
前記起動指令素子2naが前記不確定短時間動作又は前記不確定長時間動作のいずれの場合であっても、前記個別起動信号SIG3nは、前記合成用起動信号STnを個別バッファ素子13nsによって論理変換して系電圧の変更を行ったものであるか、
前記起動指令素子2naが、前記不確定長時間動作のものであって、前記起動ラッチ部62を経由しなくとも安定して合成用起動信号STnを発生することができるものにおいて、前記個別起動信号SIG3nは前記フィルタ回路61cの出力信号である前段平滑入力信号S61eを個別バッファ素子13nsによって論理変換して系電圧の変更を行ったものであり、
前記演算制御部120Aは、前記補助制御手段530の一部として、複数の前記個別起動処理部13nのそれぞれに設けられた前記起動ラッチ部62に対して個別又は一斉にラッチクリア信号CNT3n1を発生する制御プログラムである起動信号異常判定手段を備え、
前記起動ラッチ部62は、前記起動指令素子2naの閉路時に前記合成用起動信号STnを発生記憶して、その後に前記起動指令素子2naが開路しても前記合成用起動信号STnの発生状態を維持するとともに、前記ラッチクリア信号CNT3n1が発生すると前記合成用起動信号STnの記憶はリセットされるが、前記起動指令素子2naが継続して閉路しているときには、前記合成用起動信号STnは発生状態を持続するセット優先形の記憶部となっている。
前記起動指令素子2naが不確定短時間の閉路信号を発生するものであれば、所定回数の前記ラッチクリア信号CNT3n1の発生期間において前記個別起動信号SIGnが前記起動指令素子2naの閉路状態を検出している場合には当該起動指令素子2naの短絡異常であると判定し、
前記起動指令素子2naが不確定長時間の閉路信号を発生するものであれば、所定回数の前記ラッチクリア信号CNT3n1の発生期間において、一旦は前記個別起動信号SIGnが前記起動指令素子2naの閉路状態を検出し、その後に所定時間内に開路状態に変化した場合には、当該起動指令素子2naの断線異常であると判定するようになっている。
従って、合成用起動信号STnと個別起動信号SIG3nとは、同じ起動ラッチ部の出力信号を振り分けて使用することができるとともに、異常判定時間はラッチクリア信号の発生回数によって調整が可能となる特徴がある。
また、個別起動信号SIGnを起動ラッチ部に対する入力信号である平滑入力信号から得るものにおいては、起動ラッチ部の作動状態とは無関係に起動指令素子2naの開閉状態を監視することができる特徴がある。
前記回復判定部67は、前記遮断ラッチ部64をリセットするための電界効果型のトランジスタである開路判定素子67aを備え、当該開路判定素子は前記起動指令信号S3nが発生しているときに導通する第1起動素子61eによって導通遮断され、前記起動指令信号S3nが停止して前記第1起動素子61eが開路しているときに、開路時駆動抵抗67cによるゲート電圧が印加されて導通閉路し、
前記ゲート電圧は、前記車載バッテリ101から常時給電されているバックアップ電源114が発生する安定化電圧であるバックアップ電圧Vaが適用されている。
従って、特定の起動指令素子2naが一旦閉路すると、演算制御部はこれに応動する起動処理制御を行ってから作動停止して、電源リレーが遮断されることによって節電が行われ、この特定の起動指令素子2naが異常閉路又は連続閉路している場合には、低消費電力の遮断ラッチ部によって再起動が禁止され、この特定の起動指令素子2naに関しては、これが一旦開路した後に再閉路されることによって再起動が可能であるとともに、前記特定の起動指令素子2naが連続閉路している場合であっても、他の起動指令素子2naによる起動処理制御は随時実行できる特徴がある。
前記異常診断指令CNT3n4は、前記起動指令素子2naが閉路動作していない通常状態において、前記起動指令素子2naと並列接続されている強制閉路素子68を個別又は一斉に開閉制御し、前記ラッチクリア信号CNT3n1と協働して、前記起動ラッチ部62の挙動を監視し、適正な個別起動信号SIG3nが発生しているかどうかを点検し、
前記遮断状態解除指令CNT3n3は、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動された前記遮断ラッチ部64をリセットするための遮断状態解除素子66bを個別又は一斉に駆動して、前記遮断ラッチ部64の解除状態を前記異常診断指令CNT3n4と前記個別起動信号SIG3nによって点検するとともに、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動された前記遮断ラッチ部64が前記回復判定部67によって解除されるかどうかを前記異常診断指令CNT3n4の発生と停止によって点検するようになっている。
従って、起動指令素子2naによる補助制御が実行される前に余裕をもって起動処理部の点検動作を完了しておいて、起動指令素子2na自体に関する外部点検は補助制御の実行開始時点で、正常な起動処理部に基づいて正確に点検することができる特徴がある。
複数の前記補助起動指令回路2nを含む起動補助信号群106Aと前記補助マイクロプロセッサSCPUとの間には、フィルタ回路であるインタフェース回路160が設けられており、
前記補助マイクロプロセッサSCPUは、複数の前記個別起動処理部13nを構成し、当該個別起動処理部13nは前記起動ラッチ部62と前記遮断ラッチ部64と前記回復判定部67を構成する制御プログラムを包含しているとともに、複数の前記個別起動処理部13nはそれぞれが前記合成用起動信号STnを発生して、前記合成起動信号STAによって前記電源リレー103Aを付勢し、
複数の前記個別起動処理部13nはまた、それぞれが前記演算制御部120Aに対して前記個別起動信号SIG3nを発生し、前記演算制御回路部120Aからは、少なくとも前記起動信号遮指令CNT3n2wo含む前記ラッチクリア指令CNT3n1と遮断状態解除指令CNT3n3と異常診断指令CNT3n4を受信するようになっている。
なお、演算制御部を構成するメインのマイクロプロセッサは、プログラムメモリの容量が大きくて起動処理時間が大きくなり、さらには消費電力が大きくなる問題点があるが、補助マイクロプロセッサはプログラムメモリの容量が小さくて起動処理時間が短く、さらには消費電力が小さくなる利点があり、様々な論理回路部を個別回路に依存せずに、制御プログラムによって実行することができる利点がある。
従って、短時間の指令信号であっても補助マイクロプロセッサによって直接読み込むことができる一方、車載バッテリから常時給電しておいても消費電力が大きくならない特徴がある。
[実施の形態2の詳細な説明]
(1)構成の詳細な説明
以下、この発明の実施の形態2による起動処理部を有する車載電子制御装置の全体回路ブロック図である図7について、図1のものとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。
図7において、車載電子制御装置100Bには、例えばDC12V系の車載バッテリ101から車載バッテリ電圧Vbsが印加されるとともに、電源スイッチ102が閉路されているときに付勢される電源リレー103Bを介して駆動電源電圧Vbbが印加されるようになっている。また、車載電子制御装置100Bには、電源スイッチ102が閉路されているときに駆動制御される主電気機器104が接続されている。
この主電気機器104は、車載の主バッテリ300から給電駆動される車両の走行用モータ200に対する直流/交流変換器である駆動電力変換回路210と、協働するモータ制御ユニット122Bを含む走行制御部によって構成されていて、主バッテリ300は例えばDC400V系の主電源電圧Vbmを発生するようになっている。
車載電子制御装置100Bには更に、電源スイッチ102が開路されているときに駆動制御される補助電気機器105が接続されている。
そして、車載電子制御装置100Bと走行制御部104、充電制御部105とは一体化されて複合電子制御装置107を構成している。
なお、充電制御ユニット121Bとモータ制御ユニット122Bとは、いずれも図示しない定電圧電源から個別の駆動されるマイクロプロセッサを包含し、これらの定電圧電源は演算制御部120Bから起動されて安定化電圧を発生し、その後は各マイクロプロセッサが自己保持給電を行うとともに、演算制御部120Bからの起動指令が解除されると、それぞれのマイクロプロセッサがアフターラン処理を行って給電停止を行うように構成されている。
車載電子制御装置100Bの内部又は外部に接続されている起動補助信号群106Bは、起動指令素子21a〜28a(以下2naと記載することがある)と、天絡限流抵抗21b〜28b(以下2nbと記載することがある)とが相互に直列接続されている補助起動指令回路21〜28(以下2nと記載することがある、以下同様である)によって構成されていて、それぞれが起動指令信号S3nを発生するようになっている。
また、補助起動指令回路2nの個数は8個に限定されるものではなく、全体システムの規模に応じて増減されるようになっている。
車載電子制御装置100Bは、マイクロプロセッサであるメインCPUを含む演算制御部120Bと、起動信号処理部130Bとを主体として構成されている。
そして、電源スイッチ102が閉路されると、駆動信号合成回路113と図示しないリレー駆動素子を介して電源リレー103Bが付勢され、これによってメインCPUが起動されて正常運転信号RUN発生すると、電源スイッチ102が開路されても駆動信号合成回路113とリレー駆動素子を介してメインCPUの動作が継続し、所定の停止処理を行ってから正常運転信号RUNを停止することによって制御動作が完了するようになっている。
しかし、電源スイッチ102が開路されているときであっても、起動信号処理部130Bが合成起動信号STBを発生すると駆動信号合成回路113と図示しないリレー駆動素子を介して電源リレー103Bが付勢され、これによってメインCPUが起動されて正常運転信号RUN発生すると、合成起動信号STBが停止しても駆動信号合成回路113を介してメインCPUの動作が継続し、その結果、補助電気機器105の駆動制御が完了すると、所定の停止処理を行ってから正常運転信号RUNを停止することによって補助制御動作が完了するようになっている。
なお、メインCPUは個別起動処理部13nに対して、ラッチクリア信号CNTn1、起動信号遮断指令CNTn2、遮断状態解除指令CNTn3、異常診断指令CNTn4を個別又は一斉に発生するようになっており、その詳細は図2A・図2Bによって前述したとおりである。
複合電子制御装置107には更に、急速充電コネクタ170と普通充電コネクタ190とが設けられ、この急速充電コネクタ170は第1充電ケーブルを介して地上設備である急速充電器109aに接続され、普通充電コネクタ190は第2充電ケーブルを介して例えばAC100Vの商用電源109bに接続されるようになっている。
また、車両の駐車中に、バッテリマネージメントユニット321が発生する定期起動信号は起動指令素子2naの他の一つとなって起動信号処理部130Bに入力され、これによって演算制御部120Bが定期的に起動されて、セルマネージメントユニット322に定期給電し、このセルマネージメントユニット322はリチウムイオン電池である主バッテリ300の環境温度と充電電圧及び充電率を含む監視診断情報を演算制御部120Bに送信するようになっている。
なお、車載電子制御装置100Bに設けられたシリアルコントローラ116は、演算制御部120Bと充電制御ユニット121Bやモータ制御ユニット122B、或いは、セルマネージメントユニット322や急速充電器109aとの間でシリアル信号による交信を行うようになっている。
図8において、個別起動処理部138の基本構成は図2Bにおいて前述したとおりのものであるが、ここでは個別起動処理部138によって普通充電コネクタ190における充電ケーブルの接続検出を行うのに適した抵抗検出回路69が付加されていて、その詳細は図9において詳述する。
その他、図2A・図2B・図8において示された入力素子61、起動ラッチ部62、遮断ラッチ部64に対する電源は、車載バッテリ電圧Vbsに代わって例えばDC5Vの補助電圧Vcであってもよいことを例示しており、この補助電圧Vcは図7で示すとおり、車載バッテリ電圧Vbsから給電される補助制御電源115の出力電圧となっている。
一方、前述した入力素子61のベース抵抗61aは、抵抗値検出回路69における第1逆流防止素子69aと電流検出抵抗69bを介して補助起動指令回路28の一端に接続され、補助起動指令回路28の他端は車載電子制御装置100Bの中でグランド回路に接続されている。
そして、電流検出抵抗69bの上流側電圧V1は第1アナログ信号AD1として演算制御部120B内の多チャンネルAD変換器ADCに入力され、電流検出抵抗69bの下流側電圧V2は第2アナログ信号AD2として演算制御部120B内の多チャンネルAD変換器ADCに入力されている。なお、電流検出抵抗69bの上流側には第2逆流防止素子69cを介して安定化電圧Vccが印加されている。
そして、第2充電ケーブルが接続されたことに伴って入力素子61が閉路駆動されると、図8で示された個別起動処理部138によって合成起動信号STBが発生し、これによって演算制御部120Bが起動されるとメインCPUは次の算式(1)(2)(3)によって合成抵抗R28又は個別の抵抗値R28sとR28pの値を算出するようになっている。
(V1−V2)/R69b=V2/(R28又はR28s) ・・・・・(1)
∴ R28又はR28s=R69b×V2/(V1−V2) ・・・・・(2)
R28p=R28−R28s ・・・・・(3)
適用される直列抵抗28sと並列抵抗28pとの組み合わせは、予め決定されていてデータメモリDMEM又はプログラムメモリPMEMにデータテーブルとして格納されており、合成抵抗値R28、抵抗値R28sのいずれか一方が算出されると、他方の合成抵抗値R28、抵抗値R28s、及び残りの抵抗値R28pが検出されるとともに、測定時点においてロックスイッチ28cが開路していたか閉路していたかの判定も行うことができるものである。
以下、図7と図8・図9のとおりに構成されたこの発明の実施の形態2による起動信号処理部130Bを有する車載電子制御装置100Bについて、図1のものとの相違点を中心にしてその作用・動作を詳細に説明する。
まず、図7において、車両運転用の電源スイッチ102が閉路されると、電源リレー103Bが付勢され、その出力接点を介して車載バッテリ101による駆動電源電圧Vbbが車載電子制御装置100Bに印加され、安定化電源110を介して安定化電圧Vccが演算制御部120Bを構成するメインCPUに印加される。
なお、車載電子制御装置100Bには、車載バッテリ101自体の出力電圧である車載バッテリ電圧Vbsも入力されていて、バックアップ電源114を介してバックアップ電圧Vaが常時発生してメインCPU内の揮発性メモリであるRAMメモリRMEMの記憶情報を維持するようになっている。
そして、電源スイッチ102が開路されて運転開始信号SIG0が停止すると、RAMメモリに含まれる主要現在値情報を不揮発性のデータメモリDMEMに転送する退避処理を含むアフターランを行ってからウォッチドッグ信号を停止し、その結果正常運転信号RUNが停止して電源リレー103Bが消勢開路するようになっている。
なお、図10は前述した図5Aと図5Bとを合併して、電源スイッチ102が開路している状態に限定したフローチャートとなっている。
図10において、準備工程501aは、起動信号処理部130Bが合成起動信号STBを発生して、安定化電圧VccがメインCPUに印加されるステップである。
続く工程510aは、メインCPUが、ウォッチドッグ信号の発生と制御動作を開始するステップである。
続く工程511aは、図示しないウォッチドッグタイマWDTによってウォッチドッグ信号の発生常態を監視して、これが正常であればウォッチドッグタイマWDTが正常運転信号RUNを発生するステップである。
続く工程535aは、工程533aで読出された個別起動信号SIG3nの内容に対応した補助電気機器105の駆動制御を行う出力処理手段となるステップである。
続く工程536aは、工程535aによる出力処理の結果として作動するセンサの入力状態を監視して、検出入力を受信するか、所定時間が経過すれば工程538aへ移行するステップである。
続く工程538aは、起動信号遮断指令CNT3n2を発生して遮断ラッチ部64を作動させることによって起動ラッチ部62の出力を停止し、これによって合成起動信号STBを停止する起動信号遮断手段となるステップである。
なお、工程520aにおける起動処理部130Bの機能点検に当たっては、遮断ラッチ部64に対する遮断状態解除指令CNT3n3や、起動指令信号S3nに対する異常診断指令CNT3n4を用いて、回復判定部67を含む起動信号処理部130Bの予備点検を行うこともできるようになっている。
続く工程521aは、ウォッチドッグ信号を停止することによって、ウォッチドッグタイマが正常運転信号RUNを停止する自己保持停止手段となるステップである。
続く工程522aは、メインCPUへの給電が停止されて、今回の個別起動信号SIG3n(n=1〜8)に対応した制御動作が終了するようになっている。
なお、後述する図14では、実施の形態1における普通充電の場合と実施の形態2における急速充電の場合を複合した個別起動処理部13nの番号割付が行われており、以下の説明において適時に図14を引用することがある。
図11において、商用電源109bによる普通充電における処理工程は、左列の初期工程から第1工程、第2工程、第3工程、完了工程に大別することができ、各工程間には人為操作に関連する不確定待機時間T1〜T4が発生する可能性があり、この不確定待機時間T1、T2、T3、T4においては電源リレー103Bを開路して、メインCPUを停止しておくことが眼目である。
また、各処理工程は、最上段部においてその起動要因を記載し、次段部でこの起動要因によって実行される出力処理の内容を記載し、下段部においてこの出力処理を停止する要因を明確にし、最下段部では関連する要点記事が記載されている。
リッドの開閉制御を演算制御部120Bで行う場合には、例えば補助起動指令回路26(n=6)にリッド開放指令用の押しボタンスイッチ26aを接続しておくようになっていて(図14参照)、起動要因はこの押しボタンスイッチ26aによって発生する起動指令信号S36(n=6)となっている。
この出力処理に対する停止要因は、補助入出力部108に設けられたリッド開放検出センサの動作、又はメインCPUのプログラムメモリPMEMに設定されている所定のタイマ定数によって決定されている。
ここで注意を要することは、リッドが開放されたからといって、直ちに第2充電ケーブルが接続されるとは限らず、ここにどれだけの空き時間が発生するかは不明であるため、リッドが開放された時点でメインCPUは作動停止するようになっている。
従って、初期工程と第1工程との間の不確定待機時間T1はコネクタの接続待機時間となっている。
この起動要因に基づく出力処理は、補助起動指令回路28内の合成抵抗R28又は抵抗値R28sの値を算出して、データテーブルを参照することによって充電電力変換回路310の出力電流の規制値を得ることである。
この出力処理に対する停止要因は、メインCPUが充電制御ユニット121Bに電流規制値を送信し、その受信回答情報を得たことである。
ここで注意を要することは、第2充電ケーブルの接続が完了していても、商用電源109bの電源スイッチが投入されているとは限らず、ここにどれだけの空き時間が発生するかは不明であるため、第2充電ケーブルの接続が完了した時点でメインCPUは作動停止するようになっている。
従って、第1工程と第2工程との間の不確定待機時間T2は送電開始待機時間となっている。
但し、第2充電ケーブルの接続したときに商用電源109bの電源スイッチが既に投入されている場合であれば、メインCPUは一時停止することはなく、直ちに第2工程へ移行することができるものである。
この起動要因に基づく出力処理は、充電用コンタクタ190u(図14参照)を閉路するとともに、第1工程で算出された電流規制値に基づいて充電電力変換回路310の出力電流を制御することである。
この出力処理に対する停止要因は、本来は充電完了信号であるが、ここでは充電完了する前に停電が発生したり、意図的に電源スイッチが解除されたことを想定したものとなっていて、このような特殊事態が発生するとメインCPUは充電完了を待たないで作動停止するようになっている。
従って、第2工程と第3工程との間の不確定待機時間T3は送電中断又は停電時間となっていて、この状態から第3工程を飛ばして完了工程に移行することも可能である。
この起動要因に基づく出力処理は、充電用コンタクタ190u(図14参照)を再度閉路するとともに、第1工程で算出された電流規制値に基づいて充電電力変換回路310の出力電流を制御することである。
この出力処理に対する停止要因は、充電制御ユニット121Bが発生する充電完了信号であり、充電中はメインCPUは動作を継続して充電制御ユニット121Bとの間で充電進行情報のシリアル交信を行っている。
従って、第3工程と第4工程との間の不確定待機時間T4は第2充電ケーブルの取外し待機時間となっており、充電完了していても直ちに第2充電ケーブルが取り外されるとは限らない。
リッドの開閉制御を演算制御部120Bで行う場合には、例えば補助起動指令回路27(n=7)にリッド閉鎖指令用の押しボタンスイッチ27aを接続しておくようになっていて(図14参照)、起動要因はこの押しボタンスイッチ27aによって発生する起動指令信号S37(n=7)となっている。
この出力処理に対する停止要因は、補助入出力部108に設けられたリッド閉鎖検出センサの動作によって決定されているが、合わせて第2充電ケーブルの取外しを確認しておくようになっている。
以上の説明で明らかなとおりこの発明の実施の形態2による起動信号処理部130Bを有する車載電子制御装置100Bは、車載バッテリ101から電源スイッチ102の閉路動作に応動する電源リレー103Bと安定化電源110とを介して安定化電圧Vccが印加されたことにより制御動作を開始して正常運転信号RUNが発生し、前記電源リレー103Bの閉路動作を維持するとともに、主電気機器104の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する主制御運転手段500となる制御プログラムを実行する演算制御部120Bを備え、当該演算制御部は、前記電源スイッチ102が開路されると、少なくとも、最新の現在情報の一部を不揮発性メモリに転送退避してから前記正常運転信号RUNを停止して、前記電源リレー103Bを消勢停止し、前記電源スイッチ102が開路されているときであっても、複数の起動指令素子21a・22a・・2naの閉路動作に応動して、前記演算制御部120Bを起動して、補助電気機器105の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する補助制御手段530となる制御プログラムを実行するための起動信号処理部130Bを有する車載電子制御装置100Bであって、
前記起動信号処理部130Bは、前記起動指令素子2na(n=1・2・・nで以下同様)の開閉状態に応動する起動指令信号S31・S32・・S3nが入力される複数の個別起動処理部131・132・・13nによって構成され、
複数の前記起動指令素子2naの一部は、押しボタンスイッチで代表される不確定短時間の前記起動指令信号S3nを発生するものであるのに対し、他の一部は人為操作によって閉路状態又は開路状態に変更されるトグルスイッチ又は挿抜プラグで代表される不確定長時間の前記起動指令信号S3nを発生するものとなっている。
前記演算制御部120Bは、前記合成起動信号STBに応動して閉路駆動される前記電源リレー103Bを介して前記安定化電圧Vccが印可されて制御動作を開始し、前記正常運転信号RUNによって前記電源リレー103Bの動作状態を維持するとともに、
前記個別起動信号SIG3nを読出して、前記補助電気機器105の駆動制御を行い、当該駆動制御に伴う動作確認又は所定時間の経過判定により、前記正常運転信号RUNの発生を停止するまでに、前記起動ラッチ部62の出力を停止する起動信号遮断指令CNT3n2を発生し、
前記個別起動処理部13nは更に、遮断ラッチ部64と回復判定部67を備え、
前記遮断ラッチ部64は、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動されて、複数の前記起動指令素子2naが正常閉路又は異常閉路しているときに前記合成用起動信号STnの発生を停止し、
前記回復判定部67は、前記複数の起動指令素子2naが正常開路又は開路復帰したときに前記遮断ラッチ部64をリセットして、複数の前記起動指令素子2naが閉路したときに前記合成用起動信号STnの発生が有効となる起動信号処理部を有する車載電子制御装置となっている。
前記複合電子制御装置107は、一般家庭の商用交流電源109bから第2充電ケーブルを介して交流電圧が印加される普通充電コネクタ190を備え、
前記起動処理部130Bには、前記起動指令信号S3nとして前記普通充電コネクタ190の接続状態を検出する第8起動指令信号S38が入力されるとともに、前記普通充電コネクタ190の電源端子の受電状態を検出する第5起動指令信号S35が入力されて前記合成起動信号STBを発生するようになっている。
前記起動処理部130Bは、前記普通充電コネクタ190の接続状態を検出されているときであっても、前記普通充電コネクタ190が受電状態となっていないときには前記演算制御部120Bに対する給電を停止し、前記普通充電コネクタ190が受電状態と判定されたときに前記演算制御部120Bに対する給電を開始するようになっている。
但し、主バッテリから制御用の車載バッテリに対する充電は、例外として電源スイッチの閉路中に行うことが可能である。
従って、充電ケーブルが接続されてから地上電源の供給が開始されるまでに発生する不特定の待機期間と、充電中に発生する停電又は一時的な給電停止による不特定の待機期間と、充電完了後に充電ケーブルが取外されてリッドが閉鎖されるまでの不特定の待機期間において、演算制御部に対する給電を停止して、非充電中における無駄な消費電力の発生を抑制することができる特徴がある。
前記演算制御部120Bには、前記リッドの開閉駆動機構と開閉状態の検出センサとを含む補助入出力部108が接続され、
前記演算制御部120Bは更に、前記第6起動指令信号S36、又は前記第7起動指令信号S37の発生に伴って起動された前記電源リレー103Bの動作状態を維持しながら、前記開閉駆動機構に対する制御出力を発生し、前記検出センサの状態に応動して制御動作を完了して、所定の停止処理を行ってから前記電源リレー103Bが消勢されるようになっている。
従って、リッド開放後にコネクタの接続や給電動作が開始するまでの不確定な待機時間、及び、充電完了後におけるコネクタの取外しまでの不確定な待機時間において、演算制御部に対する給電を停止して、非充電中における無駄な消費電力の発生を抑制することができる特徴がある。
これは、実施の形態3についても同様である。
前記演算制御部120Bは、前記第4起動指令信号S34によって定期的に起動されて、セルマネージメントユニット322に定期給電し、当該セルマネージメントユニット322はリチウムイオン電池である前記主バッテリ300の環境温度と充電電圧及び充電率を含む監視診断情報を前記演算制御部120Bに送信するようになっている。
従って、低消費電力の定期覚醒起動タイマであるバッテリマネージメントユニットによって演算制御部とセルマネージメントユニットが定期的に短時間起動されるようになっているので、常時に発生する消費電力が抑制される特徴がある。
これは、実施の形態3についても同様である。
前記直列抵抗28sの抵抗値R28sと、前記並列抵抗28pの抵抗値R28pとの加算値である直列合成抵抗R28=R28s+R28pの値、及び前記抵抗値R28sの値は、前記第2充電ケーブルに許容される最大充電電流の値によって異なっており、
前記第8起動指令信号S38によって通電駆動されて、前記起動ラッチ部62のセット入力信号を生成するトランジスタである入力素子61は、ベース抵抗61aと第1逆流防止素子69aと電流検出抵抗69bと前記直列合成抵抗R28との直列回路によって導通駆動されるとともに、前記電流検出抵抗69bの抵抗値である基準抵抗R69bの上流側電圧V1と下流側電圧V2は、それぞれ第1アナログ信号AD1、第2アナログ信号AD2として前記演算制御部120Bに設けられて多チャンネルAD変換器ADCに入力されている。
(V1−V2)/R69b=V2/(R28又はR28s) ・・・・・(1)
∴ R28又はR28s=R69b×V2/(V1−V2) ・・・・・(2)
そして、起動された演算制御部は第2充電ケーブル内の直列合成抵抗R28又は直列抵抗の抵抗値R28sの値を算出して、充電制御ユニットによる充電電流の最大値を規制するようになっている。
従って、直列合成抵抗R28又は直列抵抗の抵抗値R28sの値は、演算制御部の起動後に多チャンネルAD変換器を介して精確に測定されるので、直列合成抵抗R28又は抵抗値R28sの抵抗値として多様な値を設定することができ、測定時にロックスイッチが開路しているか閉路しているかに関わらず共通の最大充電電流の設定値をデータテーブルから読出すことができる特徴がある。
なお、ケーブル内の並列抵抗を大きくしておいて、この並列抵抗は充電用コネクタの装着時にロックスイッチによって手動閉路するようにした第1の場合であれば、装着時における入力素子のベース電流を確保し、しかも充電待機中における消費電流を更に抑制することができるものである。
一方、充電用コネクタの装着時にロックスイッチが開路するように構成した第2の場合には、このロックスイッチは常態において閉路しているので、接点間の接触不良のが発生し難い利点があるが、充電待機中における消費電流は増加することになるので、直列抵抗の抵抗値R28sを大きくし、並列抵抗の抵抗値R28pは小さくしておくとよい。
いずれの場合も、個別の抵抗値R28sと抵抗値R28pの組合せを適宜に設定しておくことにより、直列合成抵抗R28又は個別の抵抗値R28s・R28pの何れか一つが判明すれば、残りの抵抗値も確定することができる特徴がある。
[実施の形態3の詳細な説明]
(1)構成の詳細な説明
以下、この発明の実施の形態3による起動処理部を有する車載電子制御装置の全体回路ブロック図である図12と、図12のものの起動信号処理部に関する全体回路ブロック図である図13について、図1のものとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。
図12において、車載電子制御装置100Cには、例えばDC12V系の車載バッテリ101から車載バッテリ電圧Vbsが印加されるとともに、電源スイッチ102が閉路されているときに付勢される電源リレー103Cを介して駆動電源電圧Vbbが印加されるようになっている。また、車載電子制御装置100Cには、電源スイッチ102が閉路されているときに駆動制御される主電気機器104が接続されている。
この主電気機器104は、車載の主バッテリ300から給電駆動される車両の走行用モータ200に対する直流/交流変換器である駆動電力変換回路210と、協働するモータ制御ユニット122Cを含む走行制御部によって構成されていて、主バッテリ300は例えばDC400V系の主電源電圧Vbmを発生するようになっている。
この補助電気機器105は、主バッテリ300と車載バッテリ101に対する充電電力変換回路310と、協働する充電制御ユニット121Cを含む充電制御部によって構成されている。
そして、車載電子制御装置100Cと主電気機器104(走行制御部)、補助電気機器105(充電制御部)とは一体化されて複合電子制御装置107を構成している。
車載電子制御装置100Cの内部又は外部に接続されている起動補助信号群106Cは、起動指令素子21a〜28a(以下2naと記載することがある)と、天絡限流抵抗21b〜28b(以下2nbと記載することがある)とが相互に直列接続されている補助起動指令回路21〜28(以下2nと記載することがある、以下同様である)によって構成されていて、それぞれが起動指令信号S3nを発生するようになっている。
また、補助起動指令回路2nの個数は8個に限定されるものではなく、全体システムの規模に応じて増減されるようになっている。
車載電子制御装置100Cは、マイクロプロセッサであるメインCPUを含む演算制御部120Cと、起動信号処理部130Cとを主体として構成されている。
そして、この起動処理部130Cは、図1のハードウエアロジック回路による起動信号処理部130Aに代わって、図6で前述したサブCPUを用いたものとなっている。
そして、電源スイッチ102が閉路されると、リレー駆動素子111を介して電源リレー103Cが付勢され(図13参照)、これによってメインCPUが起動されて正常運転信号RUN発生すると、電源スイッチ102が開路されても駆動信号合成回路113とリレー駆動素子111を介してメインCPUの動作が継続し、所定の停止処理を行ってから正常運転信号RUNを停止することによって制御動作が完了するようになっている。
一方、電源スイッチ102が閉路されているときには、図13で後述する運転開始指令素子111sを介し運転信号SIG0がメインCPUに入力されていることによって主電気機器104の駆動制御が行われるようになっている。
しかし、電源スイッチ102が開路されているときであっても、起動信号処理部130Cが合成起動信号STCを発生すると駆動信号合成回路113とリレー駆動素子111を介して電源リレー103Cが付勢され、これによってメインCPUが起動されて正常運転信号RUN発生すると、合成起動信号STCが停止しても駆動信号合成回路113を介してメインCPUの動作が継続し、これによって補助電気機器105の駆動制御が完了すると、所定の停止処理を行ってから正常運転信号RUNを停止することによって補助制御動作が完了するようになっている。
なお、図1における起動信号処理部130Aは複数の個別起動処理部13nとして、図2A又は図2Bで示されたハードウエアによる論理回路によって構成されていたが、図13における起動信号処理部130Cは補助のマイクロプロセッサであるサブCPUによって構成されていて、個別起動処理部13nはサブCPUを用いた制御プログラムによって構築された起動信号処理手段となっている。
また、電源リレー103Cは車載電子制御装置100Cに内蔵されている。
また、起動信号処理部130Cは車載バッテリ電圧Vbsから常時給電されているバックアップ電源114が発生するバックアップ電圧Vaから給電されていて、起動指令素子2na(n=1〜8)の何れかが閉路すると、合成起動信号STCを発生して、駆動信号合成回路113とリレー駆動素子111を介して電源リレー103Cを付勢し、安定化電源110を介して演算制御部120Cに給電するようになっている。
このバックアップ電圧Vaは演算制御部120Cにも給電されて、RAMメモリRMEMの停電保持動作を行うようになっている。
電源リレー駆動素子111と駆動信号合成回路113とは、電源スイッチ102による電源スイッチ信号PWSと、合成起動信号STCと、ウォッチドッグタイマWDTが発生する正常運転信号RUNによって電源リレー103Cを付勢するようになっている。
図14において、複合電子制御装置107の主体要素である演算制御回路部120C(120B)は、起動信号処理部130C(130B)と協働して、充電制御ユニット121C(121B)と充電電力変換回路310とによって構成された補助電気機器105(充電制御部)と、モータ制御ユニット122C(122B)と駆動電力変換回路210とによって構成された主電気機器104(走行制御部)とを監視・制御し、複合電子制御装置107の外部にはリッドの開閉制御に関連する補助入出力部108が接続されている。
そして、補助入出力部108は演算制御回路部120C(120B)との間で、リッド開閉駆動指令Xとリッド開閉センサ信号Yの交信を行うようになっている。
また、起動信号処理部130C(130B)には、後述のとおりに割り付けられた補助起動指令回路2n(n=1〜8のうち、n=3は未使用予備回路になっている)が接続されている。
また、普通充電コネクタ190に接続されている第2充電ケーブルに含まれる補助起動指令回路28は、ケーブルの接続検出を行うための補助起動指令信号S38を発生するものとなっている。
また、補助起動指令回路25は、第2充電ケーブルに含まれる交流電源線間に電源電圧が発生しているかどうかを検出する受電検出素子191の動作状態に応動する起動指令信号S35を発生するようになっている。
急速充電コネクタ170の1番端子は、地上の急速充電器109aと車載の複合電子制御装置107との間を連結する接地線FGが接続されている。
7番端子は、演算制御部120C(120B)に対してコネクタ接続確認信号hを送信する端子であり、接続確認信号送信素子41は車載バッテリ電圧Vbsから7番端子を介して給電されるホトカプラによって構成されている。
4番端子は、演算制御部120C(120B)が発生する制御出力信号CNT40を、充電許可信号素子40を介して充電許可信号kとして急速受電器109aに送信する端子である。
2番端子と10番端子は、急速充電器109aが充電開始/停止スイッチd1、d2を閉路したときに、充電器側のDC12V電圧が印加される端子である。
また、補助起動指令回路22は2番端子と10番端子間の電圧が印加されるホトカプラによって構成されていて、その出力信号である起動指令信号S32は充電開始指令gとして起動信号処理部130C(130B)に入力されている。
なお、信号端子8と信号端子9は、急速充電器109aと演算制御部120C(120B)との間のCAN通信によるシリアル信号回線の中継端子である。
また、電力端子5と電力端子6は、急速充電器109aから複合電子制御装置107内の充電用コンタクタ170uを介して主バッテリ300に接続される中継端子となっている。
以下、図12のとおりに構成されたこの発明の実施の形態3による起動信号処理部130Cを有する車載電子制御装置100Cについて、図1のものとの相違点を中心にしてその作用・動作を詳細に説明する。
まず、図12及び図13・図14において、車両運転用の電源スイッチ102が閉路されると、リレー駆動素子111(図13参照)を介して電源リレー103Cが付勢され、車載バッテリ101による駆動電源電圧Vbbが車載電子制御装置100C内に印加され、安定化電源110を介して安定化電圧Vccが演算制御部120Cを構成するメインCPUに印加される。
なお、電源リレー103Cは車載電子制御装置100Cに内蔵されたトランジスタ方式のものとなっている。
また、車載電子制御装置100Cには、車載バッテリ101自体の出力電圧である車載バッテリ電圧Vbsも入力されていて、バックアップ電源114を介してバックアップ電圧Vaが常時発生してメインCPU内の揮発性メモリであるRAMメモリRMEMの記憶情報を維持するとともに、起動信号処理部130Cを構成するサブCPUに給電するようになっている。
そして、電源スイッチ102が開路されて運転開始信号SIG0が停止すると、RAMメモリに含まれる主要現在値情報を不揮発性のデータメモリDMEMに転送する退避処理を含むアフターランを行ってからウォッチドッグ信号を停止し、その結果正常運転信号RUNが停止して電源リレー103Cが消勢開路するようになっている。
また、図12のものの起動処理に関する動作説明用のフローチャートは、図10において説明したとおりである。
図15において、急速充電器109aによる急速充電における処理工程は、左列の初期工程から第1工程、第2工程、第3工程、完了工程に大別することができ、各工程間には人為操作に関連する不確定待機時間T1〜T4が発生する可能性があり、この不確定待機時間T1、T2、T3、T4においては電源リレー103Cを開路して、メインCPUを停止しておくことが眼目である。
また、各処理工程は、最上段部においてその起動要因を記載し、次段部でこの起動要因によって実行される出力処理の内容を記載し、下段部においてこの出力処理を停止する要因を明確にし、最下段部では関連する要点記事が記載されている。
リッドの開閉制御を演算制御部120Cで行う場合には、例えば補助起動指令回路26(n=6)にリッド開放指令用の押しボタンスイッチ26aを接続しておくようになっていて(図14参照)、起動要因はこの押しボタンスイッチ26aによって発生する起動指令信号S36(n=6)となっている。
この出力処理に対する停止要因は、補助入出力部108に設けられたリッド開放検出センサの動作、又はメインCPUのプログラムメモリPMEMに設定されている所定のタイマ定数によって決定されている。
ここで注意を要することは、リッドが開放されたからといって、直ちに第1充電ケーブルが接続されるとは限らず、ここにどれだけの空き時間が発生するかは不明であるため、リッドが開放された時点でメインCPUは作動停止するようになっている。
従って、初期工程と第1工程との間の不確定待機時間T1はコネクタの接続待機時間となっていて、これは図11の場合と同じである。
この起動要因に基づく出力処理は、シリアルコントローラ116を介して主バッテリ300に対する充電仕様として、図示しない設定表示パネルで設定された例えば最大充電電流、充電所要時間などが急速充電器109aにシリアル送信され、急速充電器109aが承認したことで制御出力信号CNT40によって充電許可信号kを発生することである。
この出力処理に対する停止要因は、充電許可信号kを発生してから所定時間が経過するか、又は、急速充電器109aから補助起動指令回路22を介して充電開始信号gを受信したことによる。
ここで注意を要することは、第1充電ケーブルの接続が完了していて、急速充電器109a電源スイッチも閉路されていて所定の通信が行われていても、充電仕様が不整合であればその状態が確認された時点でメインCPUは作動停止するようになっている。
従って、第1工程と第2工程との間の不確定待機時間T2は送電開始待機時間となっている。
但し、充電開始信号gを直ちに受信した場合には、メインCPUは一時停止することはなく、直ちに第2工程へ移行することができるものである。
この起動要因に基づく出力処理は、充電用コンタクタ170u(図14参照)を閉路するとともに、充電電力変換回路310で測定された充電電流及び充電電圧の現在値をシりアル信号回線を通じて急速充電器109aに送信することである。
この出力処理に対する停止要因は、本来は充電完了信号であるが、ここでは充電完了する前に停電が発生したり、意図的に電源スイッチが解除されたことを想定したものとなっていて、このような特殊事態が発生するとメインCPUは充電完了を待たないで作動停止するようになっている。
従って、第2工程と第3工程との間の不確定待機時間T3は送電中断又は停電時間となっていて、この状態から第3工程を飛ばして完了工程に移行することも可能である。
この起動要因に基づく出力処理は、充電用コンタクタ170u(図14参照)を再度閉路するとともに、充電電力変換回路310で測定された充電電流及び充電電圧の現在値をシシアル信号回線を通じて急速充電器109aに送信することである。
この出力処理に対する停止要因は、急速充電器109aからの充電開始信号f・gとなる起動指令信号S31・S32が停止して、演算制御部120Cが充電許可信号kとなる制御出力信号kを停止したこととなっている。
従って、第3工程と終了工程との間の不確定待機時間T4は第1充電ケーブルの取外し待機時間となっており、充電完了していても直ちに第1充電ケーブルが取り外されるとは限らない。
リッドの開閉制御を演算制御部120Cで行う場合には、例えば補助起動指令回路27(n=7)にリッド閉鎖指令用の押しボタンスイッチ27aを接続しておくようになっていて(図14参照)、起動要因はこの押しボタンスイッチ27aによって発生する起動指令信号S37(n=7)となっている。
この出力処理に対する停止要因は、補助入出力部108に設けられたリッド閉鎖検出センサの動作によって決定されているが、合わせて第1充電ケーブルの取外しを確認しておくようになっている。
なお、第1充電ケーブルの取外し確認は、接続確認信号受信素子41によって得られるコネクタ接続確認信号hが停止していることによって確認されるものである。
しかし、実施の形態2においてサブCPUによる起動処理部130Cを適用したり、実施の形態3においてハードウエアロジックによる起動処理部130Bを適用することは可能である。
また、実施の形態2は普通充電の場合、実施の形態3は急速充電の場合で説明されているが、一つの車両において普通充電と急速充電はどちらでも適用可能なものであって、実態としては、ハードウエアロジック方式又はサブCPU方式のいずれか一方が適用されるものとなっている。
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施の形態3による起動信号処理部130Cを有する車載電子制御装置100Cは、車載バッテリ101から電源スイッチ102の閉路動作に応動する電源リレー103Cと安定化電源110とを介して安定化電圧Vccが印加されたことにより制御動作を開始して正常運転信号RUNが発生し、前記電源リレー103Cの閉路動作を維持するとともに、主電気機器104の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する主制御運転手段500となる制御プログラムを実行する演算制御部120Cを備え、当該演算制御部は、前記電源スイッチ102が開路されると、少なくとも、最新の現在情報の一部を不揮発性メモリに転送退避してから前記正常運転信号RUNを停止して、前記電源リレー103Cを消勢停止し、前記電源スイッチ102が開路されているときであっても、複数の起動指令素子21a・22a・・2naの閉路動作に応動して、前記演算制御部120Cを起動して、補助電気機器105の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する補助制御手段530となる制御プログラムを実行するための起動信号処理部130Cを有する車載電子制御装置100Cであって、
前記起動信号処理部130Cは、前記起動指令素子2na(n=1・2・・nで以下同様)の開閉状態に応動する起動指令信号S31・S32・・S3nが入力される複数の個別起動処理部131・132・・13nによって構成され、
複数の前記起動指令素子2naの一部は、押しボタンスイッチで代表される不確定短時間の前記起動指令信号S3nを発生するものであるのに対し、他の一部は人為操作によって閉路状態又は開路状態に変更されるトグルスイッチ又は挿抜プラグで代表される不確定長時間の前記起動指令信号S3nを発生するものとなっている。
前記演算制御部120Cは、前記合成起動信号STCに応動して閉路駆動される前記電源リレー103Cを介して前記安定化電圧Vccが印可されて制御動作を開始し、前記正常運転信号RUNによって前記電源リレー103Cの動作状態を維持するとともに、
前記個別起動信号SIG3nを読出して、前記補助電気機器105の駆動制御を行い、当該駆動制御に伴う動作確認又は所定時間の経過判定により、前記正常運転信号RUNの発生を停止するまでに、前記起動ラッチ部62の出力を停止する起動信号遮断指令CNT3n2を発生し、
前記個別起動処理部13nは更に、遮断ラッチ部64と回復判定部67を備え、
前記遮断ラッチ部64は、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動されて、複数の前記起動指令素子2naが正常閉路又は異常閉路しているときに前記合成用起動信号STnの発生を停止し、
前記回復判定部67は、前記複数の起動指令素子2naが正常開路又は開路復帰したときに前記遮断ラッチ部64をリセットして、複数の前記起動指令素子2naが閉路したときに前記合成用起動信号STnの発生が有効となる起動信号処理部を有する車載電子制御装置となっている。
複数の前記補助起動指令回路2nを含む起動補助信号群106Cと前記補助マイクロプロセッサSCPUとの間には、フィルタ回路であるインタフェース回路160が設けられており、
前記補助マイクロプロセッサSCPUは、複数の前記個別起動処理部13nを構成し、当該個別起動処理部13nは前記起動ラッチ部62と前記遮断ラッチ部64と前記回復判定部67を構成する制御プログラムを包含しているとともに、複数の前記個別起動処理部13nはそれぞれが前記合成用起動信号STnを発生して、前記合成起動信号STCによって前記電源リレー103Cを付勢し、
複数の前記個別起動処理部13nはまた、それぞれが前記演算制御部120Cに対して前記個別起動信号SIG3nを発生し、前記演算制御回路部120Cからは、少なくとも前記起動信号遮指令CNT3n2を含む前記ラッチクリア指令CNT3n1と遮断状態解除指令CNT3n3と異常診断指令CNT3n4を受信するようになっている。
なお、演算制御部を構成するメインのマイクロプロセッサは、プログラムメモリの容量が大きくて起動処理時間が大きくなり、さらには消費電力が大きくなる問題点があるが、補助マイクロプロセッサはプログラムメモリの容量が小さくて起動処理時間が短く、さらには消費電力が小さくなる利点があり、様々な論理回路部を個別回路に依存せずに、制御プログラムによって実行することができる利点がある。
従って、短時間の指令信号であっても補助マイクロプロセッサによって直接読み込むことができる一方、車載バッテリから常時給電しておいても消費電力が大きくならない特徴がある。
前記複合電子制御装置107は、地上設備である急速充電器109aから第1充電ケーブルを介して昇圧直流電圧が印加される急速充電コネクタ170を備え、
前記起動処理部130Cには、前記起動指令信号S3nとして前記急速充電コネクタ170の接続状態において発生する第1起動指令信号S31が入力されるとともに、前記急速充電コネクタ170の電源端子の受電状態に応動する第2起動指令信号S32が入力されて前記合成起動信号STCを発生するようになっている。
前記起動処理部130Cは、前記急速充電コネクタ170の接続状態を検出されているときであっても、前記急速充電コネクタ170が受電状態となっていないときには前記演算制御部120Cに対する給電を停止し、前記急速充電コネクタ170が受電状態と判定されたときに前記演算制御部120Cに対する給電を開始するようになっている。
電源スイッチが閉路されているときには駆動制御が行われ、電源スイッチが開路されているときには充電制御を行うように機能分担されている。
但し、主バッテリから制御用の車載バッテリに対する充電は、例外として電源スイッチの閉路中に行うことが可能である。
従って、充電ケーブルが接続されてから地上電源の供給が開始されるまでに発生する不特定の待機期間と、充電中に発生する停電又は一時的な給電停止による不特定の待機期間と、充電完了後に充電ケーブルが取外されてリッドが閉鎖されるまでの不特定の待機期間において、演算制御部に対する給電を停止して、非充電中における無駄な消費電力の発生を抑制することができる特徴がある。
これは、実施の形態2の場合と同様である。
前記演算制御部120Cは、前記急速充電器109aから送信された通信開始指令信号fとなる前記第1起動指令信号S31に応動して、前記起動信号処理部130Cを介して給電駆動されて、前記シリアル信号によって前記主バッテリ300に関する充電仕様を送信し、前記急速充電器109aからの確認応答に基づいて充電許可信号kとなる制御出力信号CNT40を発生し、
前記急速充電器109aは、受信した前記充電許可信号kに応動して充電開始信号gを送信することによって前記第2起動指令信号S32が発生して、前記起動信号処理部130Cと、前記演算制御部120C及び前記充電制御ユニット121Cを介して前記主バッテリ300に対する充電が開始し、
前記主バッテリ300に対する充電の進行状態は前記シリアル信号によって前記急速充電器109aに送信され、充電完了に伴って前記制御出力信号CNT40を停止すると、前記通信開始指令信号fと前記充電許可信号kが停止されるようになっている。
従って、演算制御部は停電又は充電異常、或いは充電完了に伴って給電停止され、不特定時間である停電回復や異常状態回復期間における消費電力の発生が防止される特徴がある。
Claims (10)
- 車載バッテリから電源スイッチの閉路動作に応動する電源リレーと安定化電源とを介して安定化電圧Vccが印加されたことにより制御動作を開始して正常運転信号RUNが発生し、前記電源リレーの閉路動作を維持するとともに、主電気機器の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する主制御運転手段となる制御プログラムを実行する演算制御部を備え、当該演算制御部は、前記電源スイッチが開路されると、少なくとも、最新の現在情報の一部を不揮発性メモリに転送退避してから前記正常運転信号RUNを停止して、前記電源リレーを消勢停止し、前記電源スイッチが開路されているときであっても、複数の起動指令素子の閉路動作に応動して、前記演算制御部を起動して、補助電気機器の駆動制御と当該駆動制御に対する反応状態を監視する補助制御手段となる制御プログラムを実行するための起動信号処理部を有する車載電子制御装置であって、
前記起動信号処理部は、前記起動指令素子の開閉状態に応動する起動指令信号が入力される複数の個別起動処理部によって構成され、
複数の前記起動指令素子の一部は、押しボタンスイッチで代表される不確定短時間の前記起動指令信号を発生するものであるのに対し、他の一部は人為操作によって閉路状態又は開路状態に変更されるトグルスイッチ又は挿抜プラグで代表される不確定長時間の前記起動指令信号を発生するものであり、
複数の前記個別起動処理部は、それぞれ前記起動指令信号の発生を記憶する起動ラッチ部を備え、当該起動ラッチ部の出力信号である合成用起動信号STnをそれぞれ論理和結合して合成起動信号を発生するとともに、前記起動指令信号の発生状態を個別に前記演算制御部に入力する個別起動信号SIG3nを発生し、
前記演算制御部は、前記合成起動信号に応動して閉路駆動される前記電源リレーを介して前記安定化電圧Vccが印可されて制御動作を開始し、前記正常運転信号RUNによって前記電源リレーの動作状態を維持するとともに、
前記個別起動信号SIG3nを読出して、前記補助電気機器の駆動制御を行い、当該駆動制御に伴う動作確認又は所定時間の経過判定により、前記正常運転信号RUNの発生を停止するまでに、前記起動ラッチ部の出力を停止する起動信号遮断指令CNT3n2を発生し、
前記個別起動処理部は更に、遮断ラッチ部と回復判定部を備え、
前記遮断ラッチ部は、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動されて、複数の前記起動指令素子が正常閉路又は異常閉路しているときに前記合成用起動信号STnの発生を停止し、
前記回復判定部は、前記複数の起動指令素子が正常開路又は開路復帰したときに前記遮断ラッチ部をリセットして、複数の前記起動指令素子が閉路したときに前記合成用起動信号STnの発生が有効となる、
車載電子制御装置。 - 前記起動ラッチ部のセット入力信号は、前記起動指令信号によって通電駆動される入力素子と、フィルタ回路と直列抵抗を介して得られる後段平滑入力信号であり、
前記起動指令素子が前記不確定短時間動作又は前記不確定長時間動作のいずれの場合であっても、前記個別起動信号SIG3nは、前記合成用起動信号STnを個別バッファ素子によって論理変換して系電圧の変更を行ったものであるか、
前記起動指令素子が、前記不確定長時間動作のものであって、前記起動ラッチ部を経由しなくとも安定して合成用起動信号STnを発生することができるものにおいて、前記個別起動信号SIG3nは前記平滑フィルタ回路の出力信号である前段平滑入力信号を個別バッファ素子によって論理変換して系電の変更を行ったものであり、
前記演算制御部は、前記補助制御手段の一部として、複数の前記個別起動処理部のそれぞれに設けられた前記起動ラッチ部に対して個別又は一斉にラッチクリア信号CNT3n1を発生する制御プログラムである起動信号異常判定手段を備え、
前記起動ラッチ部は、前記起動指令素子の閉路時に前記合成用起動信号STnを発生記憶して、その後に前記起動指令素子が開路しても前記合成用起動信号STnの発生状態を維持するとともに、前記ラッチクリア信号CNT3n1が発生すると前記合成用起動信号STnの記憶はリセットされるが、前記起動指令素子が継続して閉路しているときには、前記合成用起動信号STnは発生状態を持続するセット優先形の記憶部であって、
前記起動信号異常判定手段は、前記起動ラッチ部に対するラッチクリア信号CNT3n1を断続発生したときの、前記個別起動信号SIG3nによって前記起動指令素子の開閉状態を監視し、
前記起動指令素子が不確定短時間の閉路信号を発生するものであれば、所定回数の前記ラッチクリア信号CNT3n1の発生期間において前記個別起動信号SIGnが前記起動指令素子の閉路状態を検出している場合には当該起動指令素子の短絡異常であると判定し、
前記起動指令素子が不確定長時間の閉路信号を発生するものであれば、所定回数の前記ラッチクリア信号CNT3n1の発生期間において、一旦は前記個別起動信号SIGnが前記起動指令素子の閉路状態を検出し、その後に所定時間内に開路状態に変化した場合には、当該起動指令素子の断線異常であると判定する
請求項1に記載の車載電子制御装置。 - 前記遮断ラッチ部は、前記起動信号遮断指令CNT3n2が発生したときに、前記起動ラッチ部のセット入力と、リセット入力又は前記合成用起動信号STnを遮断する前段信号遮断素子と後段信号遮断素子を閉路駆動することによって、前記合成用起動信号STnを停止するものであり、
前記回復判定部は、前記遮断ラッチ部をリセットするための電界効果型のトランジスタである開路判定素子を備え、当該開路判定素子は前記起動指令信号が発生しているときに導通する第1起動素子によって導通遮断され、前記起動指令信号が停止して前記第1起動素子が開路しているときに、開路時駆動抵抗によるゲート電圧が印加されて導通閉路し、
前記ゲート電圧は、前記車載バッテリから常時給電されているバックアップ電源が発生する安定化電圧であるバックアップ電圧Vaが適用されている、
請求項1または2に記載の車載電子制御装置。 - 前記演算制御部は、前記主制御運転手段の一部として、前記電源スイッチが開路されたときに実行される制御プログラムである制御停止処理手段を備え、当該制御停止処理手段は前記起動処理部に含まれる構成要素の診断を行うための遮断状態解除指令CNT3n3と異常診断指令CNTn4を発生し、
前記異常診断指令CNT3n4は、前記起動指令素子が閉路動作していない通常状態において、前記起動指令素子と並列接続されている強制閉路素子を個別又は一斉に開閉制御し、前記ラッチクリア信号CNT3n1と協働して、前記起動ラッチ部の挙動を監視し、適正な個別起動信号SIG3nが発生しているかどうかを点検し、
前記遮断状態解除指令CNT3n3は、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動された前記遮断ラッチ部をリセットするための遮断状態解除素子を個別又は一斉に駆動して、前記遮断ラッチ部の解除状態を前記異常診断指令CNT3n4と前記個別起動信号SIG3nによって点検するとともに、前記起動信号遮断指令CNT3n2によってセット駆動された前記遮断ラッチ部が前記回復判定部によって解除されるかどうかを前記異常診断指令CNT3n4の発生と停止によって点検する、
請求項2または3に記載の車載電子制御装置。 - 前記起動信号処理部は、前記車載バッテリ101から常時給電されて、補助電圧Vcを発生する補助制御電源、又はバックアップ電圧Vaを発生するバックアップ電源から給電されている補助マイクロプロセッサSCPUによって構成され、
複数の前記補助起動指令回路を含む起動補助信号群と前記補助マイクロプロセッサSCPUとの間には、フィルタ回路であるインタフェース回路が設けられており、
前記補助マイクロプロセッサSCPUは、複数の前記個別起動処理部を構成し、当該個別起動処理部は前記起動ラッチ部と前記遮断ラッチ部と前記回復判定部を構成する制御プログラムを包含しているとともに、複数の前記個別起動処理部はそれぞれが前記合成用起動信号STnを発生して、前記合成起動信号によって前記電源リレーを付勢し、
複数の前記個別起動処理部はまた、それぞれが前記演算制御部に対して前記個別起動信号SIG3nを発生し、前記演算制御回路部からは、少なくとも前記起動信号遮指令CNT3n2wo含む前記ラッチクリア指令CNT3n1と遮断状態解除指令CNT3n3と異常診断指令CNT3n4を受信する、
請求項1から4までのいずれか1項に記載の車載電子制御装置。 - 前記車載電子制御装置は、車載の主バッテリから給電駆動される走行用モータに対するモータ制御ユニットと駆動電力変換回路とを含む前記主電気機器、及び、前記主バッテリと前記車載バッテリに対する充電制御ユニットと充電電力変換回路とを含む前記補助電気機器とが合体されて電気自動車用の複合電子制御装置を構成し、
前記複合電子制御装置は、地上設備である急速充電器から第1充電ケーブルを介して昇圧直流電圧が印加される急速充電コネクタ、又は、一般家庭の商用交流電源から第2充電ケーブルを介して交流電圧が印加される普通充電コネクタを備え、
前記起動処理部には、前記起動指令信号として前記急速充電コネクタの接続状態において発生する第1起動指令信号S31と、前記普通充電コネクタの接続状態を検出する第8起動指令信号S38が入力されるとともに、前記急速充電コネクタの電源端子の受電状態に応動する第2起動指令信号S32と、前記普通充電コネクタの電源端子の受電状態を検出する第5起動指令信号S35が入力されて前記合成起動信号を発生し、
前記演算制御部は、前記第1起動指令信号S31又は前記第8起動指令信号S38のいずれか一方が、前記急速充電コネクタ又は前記普通充電コネクタの接続状態を検出しているときであって、前記第2起動指令信号S32又は前記第5起動指令信号S35が前記急速充電コネクタ又は前記普通充電コネクタの受電状態を検出しているときに、前記電源スイッチの開路状態であっても、前記充電制御ユニットを介して前記主バッテリ及び前記車載バッテリに対する充電制御を行うとともに、
前記起動処理部は、前記急速充電コネクタ又は前記普通充電コネクタの接続状態を検出されているときであっても、前記急速充電コネクタ又は前記普通充電コネクタが受電状態となっていないときには前記演算制御部に対する給電を停止し、前記急速充電コネクタ又は前記普通充電コネクタが受電状態と判定されたときに前記演算制御部に対する給電を開始する、
請求項1から5までのいずれか1項に記載の車載電子制御装置。 - 前記起動処理部には、前記起動指令信号として、前記急速充電コネクタ及び前記普通充電コネクタの全体を覆う開閉扉であるリッドに対するリッド開放指令である第6起動指令信号S36と、リッド閉鎖指令である第7起動指令信号S37が入力されて、前記合成起動信号を発生し、
前記演算制御部には、前記リッドの開閉駆動機構と開閉状態の検出センサとを含む補助入出力部が接続され、
前記演算制御部は更に、前記第6起動指令信号S36、又は前記第7起動指令信号S37の発生に伴って起動された前記電源リレーの動作状態を維持しながら、前記開閉駆動機構に対する制御出力を発生し、前記検出センサの状態に応動して制御動作を完了して、所定の停止処理を行ってから前記電源リレーが消勢される、
請求項6に記載の車載電子制御装置。 - 前記起動処理部には、前記起動指令信号としてバッテリマネージメントユニットが発生する定期パルス信号である第4起動指令信号S34が入力されて前記合成起動信号を発生し、
前記演算制御部は、前記第4起動指令信号S34によって定期的に起動されて、セルマネージメントユニットに定期給電し、当該セルマネージメントユニットはリチウムイオン電池である前記主バッテリの環境温度と充電電圧及び充電率を含む監視診断情報を前記演算制御部に送信する、
請求項6または7に記載の車載電子制御装置。 - 前記普通充電コネクタに接続される前記第2充電ケーブル側に設けられた相手コネクタには、充電ガンの挿抜時に押圧開閉されるロックスイッチと、当該ロックスイッチに接続された並列抵抗と、前記ロックスイッチと前記並列抵抗との並列回路に対して直列接続された直列抵抗によって構成された抵抗回路が接続されて、前記起動信号処理部に対して前記第8起動指令信号S38を発生する補助起動指令回路を構成し、
前記直列抵抗の抵抗値R28sと、前記並列抵抗の抵抗値R28pとの加算値である直列合成抵抗R28=R28s+R28pの値、及び前記抵抗値R28sの値は、前記第2充電ケーブルに許容される最大充電電流の値によって異なっており、
前記第8起動指令信号S38によって通電駆動されて、前記起動ラッチ部のセット入力信号を生成するトランジスタである入力素子は、ベース抵抗と第1逆流防止素子と電流検出抵抗と前記直列合成抵抗R28との直列回路によって導通駆動されるとともに、
前記電流検出抵抗の抵抗値である基準抵抗R69の上流側電圧V1と下流側電圧V2は、それぞれ第1アナログ信号AD1、第2アナログ信号AD2として前記演算制御部に設けられて多チャンネルAD変換器に入力されており、
前記入力素子が閉路したことに応動して、前記起動信号処理部が合成起動信号を発生し、前記演算制御部が起動されると、当該演算制御部は算式(1)(2)によって前記直列合成抵抗R28又は前記直列抵抗28sの抵抗値R28sを算出し、予めデータメモリに格納されている換算データによって前記充電制御ユニットに対する最大充電電流の設定が行われ、検出される抵抗値は前記ロックスイッチの開閉状態によって異なっている、
(V1−V2)/R69=V2/(R28又はR28s) ・・・・・(1)
∴R28又はR28s=R69×V2/(V1−V2) ・・・・・(2)
請求項6から8までのいずれか1項に記載の車載電子制御装置。 - 前記急速充電コネクタに接続される前記第1充電ケーブル側に設けられた相手コネクタには、前記急速充電器と前記演算制御部との間でシリアル信号の交信を行う通信回線が設けられているとともに、
前記演算制御部は、前記急速充電器から送信された通信開始指令信号fとなる前記第1起動指令信号S31に応動して、前記起動信号処理部を介して給電駆動されて、前記シリアル信号によって前記主バッテリに関する充電仕様を送信し、前記急速充電器からの確認応答に基づいて充電許可信号kとなる制御出力信号CNT40を発生し、
前記急速充電器は、受信した前記充電許可信号kに応動して充電開始信号gを送信することによって前記第2起動指令信号S32が発生して、前記起動信号処理部と、前記演算制御部及び前記充電制御ユニットを介して前記主バッテリに対する充電が開始し、
前記主バッテリに対する充電の進行状態は前記シリアル信号によって前記急速充電器に送信され、充電完了に伴って前記制御出力信号CNT40を停止すると、前記通信開始指令信号fと前記充電許可信号kが停止される、
請求項6から8までのいずれか1項に記載の車載電子制御装置。
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