JP2021142964A - 車載制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリが取り外されたことを従来よりも早く検出する車載制御装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載される車載制御装置であって、バッテリに接続されている電源ラインに直列に設けられたダイオードと、前記ダイオードのカソード側の前記電源ラインに接続されたコンデンサと、前記カソード側の前記電源ラインから得られた電力により動作し、前記ダイオードのアノード側の前記電源ラインの電圧である第１電圧を監視する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記第１電圧が第１閾値以下になった場合には、前記制御装置の消費電力を増加させ、前記カソード側の前記電源ラインの電圧である第２電圧が前記第２閾値以下になった場合には、前記バッテリが取り外されたことを検出する、車載制御装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載制御装置に関する。

下記特許文献１には、バッテリが外されて再び接続された後の動作開始時において、車両のデータを記憶するメモリの前記データを初期化する車載制御装置が開示されている。この種の車載制御装置は、バッテリが取り外されたことを検出する監視する電源監視部を有している。具体的には、この電源監視部は、バッテリの出力端子に電気的に接続される導線の電圧を監視し、その電圧が所定値まで低下した場合にはバッテリが取り外されたと判定している。

前記車載制御装置では、バッテリへの逆流防止のために前記導線に逆接保護ダイオードが設けられる。また、前記導線に侵入するノイズを低減するために、逆接保護ダイオードと電源監視部との間の導線において、ノイズ吸収用のコンデンサが設けられる。

特開２０１３−０２４１１１号公報

逆接保護ダイオード及びノイズ吸収用のコンデンサが導線に接続されていると、バッテリが取り外された場合には、ノイズ吸収用のコンデンサから電源監視部に向けて電流が流れ続けてしまう。その結果、電源監視部は、バッテリが取り外されたにもかかわらず、バッテリが取り外されたことを即座に検出することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、バッテリが取り外されたことを従来よりも早く検出する車載制御装置を提供することである。

（１）本発明の一態様は、車両に搭載される車載制御装置であって、バッテリに接続されている電源ラインに直列に設けられたダイオードと、前記ダイオードのカソード側の前記電源ラインに接続されたコンデンサと、前記カソード側の前記電源ラインから得られた電力により動作し、前記ダイオードのアノード側の前記電源ラインの電圧である第１電圧を監視する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記第１電圧が第１閾値以下になった場合には、前記制御装置の消費電力を増加させ、前記カソード側の前記電源ラインの電圧である第２電圧が前記第２閾値以下になった場合には、前記バッテリが取り外されたことを検出する、車載制御装置である。

（２）上記（１）の車載制御装置であって、前記制御装置は、前記第１電圧が第１閾値以下になった場合には、一定時間のみ前記消費電力を増加させてもよい。

（３）上記（１）又は上記（２）の車載制御装置であって、前記制御装置は、第１閾値以下になった前記第１電圧が第３閾値を超える電圧になった場合には、前記消費電力の増加を停止してもよい。

（４）上記（１）から上記（３）のいずれかの車載制御装置であって、前記制御装置は、前記バッテリが取り外されたことを検出してから、前記バッテリからの電力供給を検出した場合には、イグニッションスイッチがオン状態に操作されたことを契機として前記制御装置内の所定のデータを初期化してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、バッテリが取り外されたことを従来よりも早く検出することができる。

本実施形態に係る車載制御装置の構成例を示す図である。 本実施形態に係る車載制御装置の第１動作を説明する図である。 本実施形態に係る車載制御装置の第１動作を説明する図である。

以下、本実施形態に係る車載制御装置を、図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る車載制御装置１の概略構成の一例を示す図である。車載制御装置１は、車両に搭載される。車載制御装置１は、車両に搭載されているバッテリＢＴに接続されており、バッテリＢＴから得られる電力に動作する。

車載制御装置１は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。車載制御装置１は、第１入力端子１ａ、第２入力端子１ｂ、ＧＮＤ端子１ｃ、電源ライン２、ダイオード３、コンデンサ４及び制御装置５を備える。

第１入力端子１ａは、バッテリＢＴのプラス端子に電気的に接続されている。

第２入力端子１ｂは、イグニッションスイッチＳＷを介してバッテリＢＴのプラス端子に接続される。したがって、イグニッションスイッチＳＷがオン状態の場合には、第２入力端子１ｂは、バッテリＢＴのプラス端子に電気的に接続される。一方、イグニッションスイッチＳＷがオフ状態の場合には、第２入力端子１ｂとバッテリＢＴのプラス端子との電気的な接続が解除される。

ＧＮＤ端子１ｃは、バッテリＢＴのマイナス端子に接続される。

電源ライン２は、第１端部が第１入力端子１ａに接続され、第２端部が制御装置５に接続されている。電源ライン２は、バッテリＢＴからの電力を制御装置５に供給する経路である。

ダイオード３は、電源ライン２に直列に設けられている。ダイオード３は、電源ライン２において設けられており、アノードが第１入力端子１ａに接続されており、カソードが制御装置５に接続されている。ダイオード３は、バッテリＢＴへの逆流を防止するダイオードである。

コンデンサ４は、電源ライン２のうち、ダイオード３のカソード側の電源ライン２ａに接続されている。コンデンサ４は、第１端子がダイオードのカソードに接続され、第２端子がＧＮＤ端子１ｃに接続されている。コンデンサ４は、ノイズなどの交流成分を低減して電源ライン２ａの電圧を平滑にするコンデンサである。

制御装置５は、電源ライン２ａの第２端部に接続されており、電源ライン２ａから得られた電力により動作する。制御装置５は、電源ライン２のうち、ダイオード３のアノード側の電源ライン２ｂの電圧である第１電圧Ｖ１を監視する。そして、制御装置５は、第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下になった場合には、制御装置５の消費電力を増加させ、電源ライン２ａの電圧である第２電圧Ｖ２が第２閾値Ｖｔｈ２以下になった場合には、バッテリＢＴが取り外されたこと（以下、「バッテリーキャンセル」という。）を検出する。バッテリーキャンセルとは、バッテリＢＴと車載制御装置１との電気的な接続が解除されてことである。換言すれば、バッテリＢＴが取り外されたとは、バッテリＢＴから車載制御装置１への電力供給が停止されたことである。

ここで、バッテリーキャンセルが行われる場合とは、車載制御装置１への電力供給を停止して制御装置５内の不揮発性メモリのデータを初期化する場合がある。

以下において、本実施形態における制御装置５の構成例について説明する。

制御装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit)又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのプロセッサ及び不揮発性又は揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory））を備えている。例えば、制御装置５は、ＭＣＵなどのマイクロコントローラを備えている。

制御装置５は、レギュレータ１０、電源装置１１、サブマイコン１２及びメインマイコン１３を備える。

レギュレータ１０は、入力端子１０ａ及び出力端子１０ｂを備える。入力端子１０ａは、電源ライン２ａの第２端部に電気的に接続されている。出力端子１０ｂは、サブマイコン１２に対して電気的に接続されている。レギュレータ１０は、入力端子１０ａに入力された電源ライン２ａの第２電圧Ｖ２から電圧Ｖｏｕｔ１を生成し、その生成した電圧Ｖｏｕｔ１を出力端子１０ｂから出力する。レギュレータ１０は、リニアレギュレータであってもよいし、スイッチングレギュレータであってもよい。

電源装置１１は、第１入力端子１１ａ、第２入力端子１１ｂ及び出力端子１１ｃを備える。第１入力端子１１ａは、電源ライン２ａの第２端部に電気的に接続されている。第２入力端子１１ｂは、第２入力端子１ｂに電気的に接続されている。出力端子１１ｃは、メインマイコン１３に対して電気的に接続されている。電源装置１１は、第１入力端子１１ａに入力された電源ライン２ａの第２電圧Ｖ２から電圧Ｖｏｕｔ２を生成する。電源装置１１は、第２入力端子１１ｂに入力された電圧が所定値以上になった場合にはイグニッションスイッチＳＷがオン状態であると判定し、電圧Ｖｏｕｔ２を出力端子１１ｃから出力する。

サブマイコン１２は、レギュレータ１０の出力端子１０ｂに接続されており、出力端子１０ｂから出力される電圧Ｖｏｕｔ１を動作電源として動作する。サブマイコン１２は、ダイオード３のアノード側の電源ライン２ｂの電圧である第１電圧Ｖ１を監視する。具体的には、サブマイコン１２は、第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下か否かを判定する。そして、サブマイコン１２は、第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下になったと判定した場合には、バッテリーキャンセルが行われた可能性があるとして、制御装置５の消費電力を増加させる処理を行う。これにより、コンデンサ４の残留電荷を即座に放電させる。

例えば、サブマイコン１２は、高速オシレータを有しており、イグニッションスイッチＳＷがオン状態のときの動作モードである通常モード時には、この高速オシレータを動作させる。一方、サブマイコン１２は、イグニッションスイッチＳＷがオフ状態のときの動作モードである低消費電力モード時には、高速オシレータの動作を停止させる。したがって、低消費電力モードは、通常モードよりも消費電力が低いモードである。サブマイコン１２は、低消費電力モードにおいて第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下になったと判定した場合には、バッテリーキャンセルが行われた可能性があるとして、イグニッションスイッチＳＷがオフ状態であるにもかかわらず、低消費電力モードから通常モードに移行する。これにより、サブマイコン１２は、制御装置５の消費電力を増加させる。

サブマイコン１２は、制御装置５の消費電力を増加させる処理を一定時間Ｔのみ行ってもよい。すなわち、サブマイコン１２は、制御装置５の消費電力を増加させる処理を実行してから一定時間Ｔが経過した場合には、当該処理を停止してもよい。

サブマイコン１２は、第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下になってから当該第１電圧Ｖ１が第３閾値Ｖｔｈ３を超える電圧になった場合には、制御装置５の消費電力を増加させる処理を停止してもよい。例えば、第３閾値Ｖｔｈ３は、第１閾値Ｖｔｈ１以上の閾値である。

サブマイコン１２は、制御装置５の消費電力を増加させる処理の実行を開始した後において、レギュレータ１０から供給されている電圧Ｖｏｕｔ１が所定値Ｖｘ以下になった場合には、バッテリーキャンセルが行われたことを検出する。ここで、レギュレータ１０から供給されている電圧Ｖｏｕｔ１が下がるのは、電源ライン２ａの電圧である第２電圧Ｖ２が下がったことに起因する。第２電圧Ｖ２が第２閾値Ｖｔｈ２以下になった場合には、電圧Ｖｏｕｔ１が所定値Ｖｘ以下になる。すなわち、サブマイコン１２は、間接的に第２電圧Ｖ２が第２閾値Ｖｔｈ２以下か否かを判定している。ただし、これに限定されず、サブマイコン１２は、第２電圧Ｖ２を直接取り込み、第２電圧Ｖ２が第２閾値Ｖｔｈ２以下か否かを直接的に判定してもよい。

サブマイコン１２には、バッテリーキャンセルが行われたか否かを示すフラグ（以下、「判定フラグ」という。）が格納されている。サブマイコン１２は、バッテリーキャンセルを検出した場合には、判定フラグを「０」にする。

メインマイコン１３は、バッテリーキャンセルが検出されてから、バッテリＢＴからの電力供給を検出した場合には、イグニッションスイッチＳＷがオン状態に操作されたことを契機として制御装置５内の所定のデータを初期化する。

例えば、メインマイコン１３は、イグニッションスイッチＳＷがオン状態に操作されると、電源装置１１から電圧Ｖｏｕｔ２が供給される。メインマイコン１３は、電圧Ｖｏｕｔ２が供給されると、サブマイコン１２内の判定フラグを確認し、判定フラグが「０」である場合には、制御装置５内の不揮発性メモリに格納されている所定のデータ（例えば、学習値）を初期化する。前記不揮発性メモリは、例えば、メインマイコン１３内に設けられている。この学習値とは、例えば、車両の走行を制御するのに用いられるデータであって、例えば、燃料噴射量に係る学習値やスロットル基準位置の学習値など種々の学習値である。

次に、本実施形態に係る車載制御装置１の第１動作の流れを、図２を用いて説明する。
イグニッションスイッチＳＷがオフ状態である場合において、通常、サブマイコン１２の動作モードは、低消費電力モードである。サブマイコン１２は、低消費電力モードにおいて、第１電圧Ｖ１を常に監視している。

ここで、作業者がバッテリＢＴを取り外すと、電源ライン２ｂの電圧である第１電圧Ｖ１は、急峻に低下する。ただし、電源ライン２ａの電圧である第２電圧Ｖ２は、ダイオード３及びコンデンサ４の残留電荷の影響により、急峻には低下せず穏やかに低下する。したがって、作業者がバッテリＢＴを取り外すと、すぐに第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下になる。サブマイコン１２は、第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下になると、バッテリーキャンセルが行われた可能性があるとして、通常モードに移行して制御装置５の消費電力を増加させる。これにより、コンデンサ４の残留電荷を即座に放電させる。

サブマイコン１２が通常モードに移行することによってコンデンサ４の残留電荷が放電されると、穏やかに低下していた第２電圧Ｖ２は急峻に低下する。第２電圧Ｖ２が低下すると電圧Ｖｏｕｔ１も低下する。サブマイコン１２は、電圧Ｖｏｕｔ１が所定値Ｖｘ以下になった場合には、バッテリーキャンセルが行われたことを検出して、判定フラグを「０」に初期化する。例えば、サブマイコン１２は、電圧Ｖｏｕｔ１が所定値Ｖｘ以下になると初期状態に移行し、この初期状態に移行することによって判定フラグを「０」に初期化する。これにより、サブマイコン１２は、バッテリーキャンセルを検出する。

作業者がバッテリＢＴを車載制御装置１に対して取り付けると第１電圧Ｖ１が上昇する。メインマイコン１３は、サブマイコン１２によってバッテリーキャンセルが検出されてから、バッテリＢＴからの電力供給を検出した場合には、イグニッションスイッチＳＷがオン状態に操作されたことを契機として制御装置５内の所定のデータを初期化する。具体的には、メインマイコン１３は、サブマイコン１２内の判定フラグを確認し、確認した判定フラグが「０」である場合には、バッテリーキャンセルが行われたと判定し、制御装置５内の所定のデータを初期化する。メインマイコン１３は、前記所定のデータを初期化すると、サブマイコン１２内の判定フラグを「１」に設定する。

次に、本実施形態に係る車載制御装置１の第２動作の流れを、図３を用いて説明する。
イグニッションスイッチＳＷがオフ状態である場合において、通常、サブマイコン１２の動作モードは、低消費電力モードである。サブマイコン１２は、低消費電力モードにおいて、第１電圧Ｖ１を常に監視している。

電源ライン２ｂの電圧である第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１を下回った後に、その第１電圧Ｖ１が、第１閾値Ｖｔｈ１以上の閾値である復帰閾値Ｖｔｈ３以上になった場合には、サブマイコン１２は、第１電圧Ｖ１が復帰したとして、制御装置５の消費電力を増加させる処理を停止する。例えば、メインマイコン１３は、通常モードから低消費電力モードに移行する。

また、サブマイコン１２は、イグニッションスイッチＳＷがオフ状態である場合において、制御装置５の消費電力を増加させる処理、例えば通常モードが一定時間Ｔの間継続した場合には、通常モードから低消費電力モードに移行する。

以上、説明したように、本実施形態の車載制御装置１は、第１電圧Ｖ１が第１閾値Ｖｔｈ１以下になった場合には、制御装置５の消費電力を増加させ、ダイオード３のカソード側の電源ライン２ａの電圧である第２電圧Ｖ２が第２閾値Ｖｔｈ２以下になった場合には、バッテリＢＴが取り外されたことを検出する。

このような構成によれば、制御装置５へ流れる暗電流の消費を早め、迅速にバッテリーキャンセルを検出することができる。

例えば、ディーラのメカニックがメンテナンスの一環で制御装置５内の学習値を意図的に消去したい場合には、バッテリーキャンセルを行って前記学習値を消去する場合がある。ただし、電源ライン２に設けられた逆流防止用のダイオード３によってコンデンサ４の残留電荷が放電されにくく、また近時のＥＣＵは低消費電力化されており、コンデンサの残留電荷を放電するのに時間がかかる。一方、コンデンサ４の容量を下げることは安全性の点で問題がある。
そこで、本実施形態では、制御装置５は、電源ライン２の電圧に基づいてバッテリーキャンセルの有無を検出するにあたって、制御装置５の消費電力を増加させる処理を実行することで、コンデンサ４の残留電荷を迅速に放電する。これにより、制御装置５は、バッテリＢＴが取り外されたことを従来よりも早く検出することができる。

本実施形態では、通常モードに移行することにより制御装置５の消費電力を増加させたが、これに限定されず、制御装置５の消費電力を増加させる処理であれば、どのような処理であってもよい。

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「備える」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

また、明細書に記載の「…部」の用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアまたはソフトウェアとして具現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで具現されてもよい。

１ 車載制御装置
２ 電源ライン
３ ダイオード
４ コンデンサ
５ 制御装置

Claims (4)

1. 車両に搭載される車載制御装置であって、
   バッテリに接続されている電源ラインに直列に設けられたダイオードと、
   前記ダイオードのカソード側の前記電源ラインに接続されたコンデンサと、
   前記カソード側の前記電源ラインから得られた電力により動作し、前記ダイオードのアノード側の前記電源ラインの電圧である第１電圧を監視する制御装置と、
   を有し、
   前記制御装置は、前記第１電圧が第１閾値以下になった場合には、前記制御装置の消費電力を増加させ、前記カソード側の前記電源ラインの電圧である第２電圧が前記第２閾値以下になった場合には、前記バッテリが取り外されたことを検出する、
   車載制御装置。
2. 前記制御装置は、前記第１電圧が第１閾値以下になった場合には、一定時間のみ前記消費電力を増加させる、
   請求項１に記載の車載制御装置。
3. 前記制御装置は、第１閾値以下になった前記第１電圧が第３閾値を超える電圧になった場合には、前記消費電力の増加を停止する、
   請求項１又は２に記載の車載制御装置。
4. 前記制御装置は、前記バッテリが取り外されたことを検出してから、前記バッテリからの電力供給を検出した場合には、イグニッションスイッチがオン状態に操作されたことを契機として前記制御装置内の所定のデータを初期化する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の車載制御装置。

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