DE102011086264A1

DE102011086264A1 - Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102011086264A1
Application number: DE102011086264A
Authority: DE
Inventors: Mitsunori Nishida; Tomohiro Kimura; Masahide Fujita; Yuji ZUSHI
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: JP2012244679A; US9030041B2; US20120292988A1; CN102785625B; JP5373850B2; CN102785625A; DE102011086264B4

Abstract

Eine vierte Konstantspannungsstromschaltung, die direkt aus einer Fahrzeugbatterie gespeist wird, ist über einen Reihenwiderstand parallel mit einer zweiten Konstantspannungsstromschaltung verbunden, die aus der Fahrzeugbatterie über einen Ausgangskontakt eines Stromrelais gespeist wird, und ist mit einem Antriebsstromanschluss eines Mikroprozessors verbunden. Wenn der Ausgangskontakt geschlossen ist, arbeitet der Mikroprozessor mit einer Ausgangsspannung der zweiten Konstantspannungsstromschaltung und ein Ausgangsstrom der vierten Konstantspannungsstromschaltung ist auf weniger oder gleich einem vorbestimmten Wert durch den Reihenwiderstand begrenzt. Während des Betriebsstopps, zu dem ein Stromschalter offen ist, wird ein Mikrobereitschaftsstrom aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung an den Mikroprozessor geliefert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung und insbesondere auf eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung, die eine Stromschaltung beinhaltet, die geeignet ist, einen Mikroprozessortyp mit geringem Stromverbrauch zu verwenden, aufweisend einen Unterbrechungs-Bereitschaftschalter, um einen CPU-Antriebsstrom und einen Backup-Strom für einem RAM-Speicher aus einem gemeinsamen Stromanschluss zuzuführen.
VERWANDTER STAND
Es ist eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung vorbekannt, die mehrere Konstantspannungsstromschaltungen enthält, in denen eine Antriebsspeisespannung Vdd (z. B. 3,3 V Gleichstrom) für einen arithmetischen Schaltabschnitt, der mit einem nicht-flüchtigen Programmspeicher oder einem flüchtigen RAM-Speicher kooperiert, im Vergleich zu einer Speisespannung Vcc (z. B. 5 V Gleichstrom) für die Schnittstellenschaltung vermindert ist, und eine Haltespannung Vup für die Batterie-Backup dem RAM-Speicher so zugeführt wird, dass ein Mikroprozessor bei niedrigem Stromverbrauch und hoher Geschwindigkeit arbeitet.
Beispielsweise sind gemäß dem nachfolgenden Patentdokument 1 zwei Typen von 5 V Gleichstromversorgungen, die eine Ausgangsspannung Vad hoher Präzision und kleiner Kapazität für einen Analogsensor und eine Ausgangsspannung Vif niedriger Präzision und großer Kapazität für einen Ein/Aus-Sensor erzeugen, für eine Schnittstellenschaltung in Bezug auf einen Mikroprozessor vorgesehen, eine 3,3 V Gleichstromversorgung, die eine Ausgangsspannung Vcp niedriger Präzision, geringer Spannung und großer Kapazität erzeugt, ist zum Antreiben eines arithmetischen Schaltungsabschnitts vorgesehen, eine 3,3 V (oder 2,8 V) Gleichstromversorgung, die eine Ausgangsspannung Vup niedriger Präzision, niedriger Spannung und mit Mikrokapazität erzeugt, ist für das Backup eines RAM-Speichers vorgesehen, und eine 3,3 V Gleichstromversorgung, die eine Ausgangsspannung Vsb niedriger Präzision, niedriger Spannung und kleiner Kapazität erzeugt, ist zum Antreiben eines mit dem Mikroprozessor kooperierenden, kombinierten Steuerschaltungsabschnitts vorgesehen.
Darüber hinaus werden die Konstantspannungs-Stromschaltungen, welche die Ausgangsspannungen Vad, Vif und Vcp erzeugen, aus einer Fahrzeugbatterie durch einen Ausgabekontakt eines Stromrelais mit Strom versorgt, das energetisiert wird, wenn ein Stromschalter geschlossen wird, die Konstantspannungsstromschaltung, welche die Ausgangsspannung Vup erzeugt, wird immer aus einer Fahrzeugbatterie gespeist, unabhängig von einem Ein/Aus-Betrieb eines Stromschalters, und die Konstantspannungs-Stromschalung, welche die Ausgangsspannung Vsb erzeugt, wird über einen Ausgabekontakt eines Stromrelais gespeist, oder wird immer durch eine Fahrzeugbatterie gespeist, entsprechend der Anwendung derselben, so dass die elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung das Versagen jeder Konstantspannungsstromschaltung insgesamt detektieren kann.
(Patentdokument)

(Patentdokument 1) JP-A-2009-022152 (1 und 6)

In der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Patentdokument 1, wenn eine Ausgangsspannung Vup für den Speicher-Backup auf eine niedrigere Ausgangsspannung als einer Ausgangsspannung Vcp eingestellt wird, fließt mit einem geschlossen Stromschalter kein höherer Strom als ein erlaubter Strom durch eine Konstantspannungsstromschaltung für eine Ausgangsspannung Vup mit Mikrokapazität, selbst wenn Ausgangsschaltungen einer Konstantspannungsstromschaltung für die Ausgangsspannung Vcp und einer Konstantspannungsstromschaltung für eine Ausgangsspannung Vup einfach parallel durch eine Diodenschaltung für die Stromversorgung mit dem Mikroprozessor verbunden sind.
Wenn eine minimale Haltespannung eines Backup-Speichers einen Wert nahe einer Antriebsspannung eines Mikroprozessors aufweist, liegen allerdings die Werte von Ausgangsspannung Vup und Ausgangsspannung Vcp fade beieinander; wenn somit ein Fluktuationsfehler abgeschätzt wird, wird die Ausgangsspannung Vup höher als die Ausgangsspannung Vcp.
In diesem Fall kann ein exzessiver Strom durch die Konstantspannungsstromschaltung für die Ausgangsspannung Vup laufen, was somit ein Verbrennen verursacht. Absichtliches Erhöhen der Ausgangsspannung Vcp im Vergleich zu einer minimalen Haltespannung des Backup-Speichers löst ein solches Problem; jedoch gibt es in diesem Fall den Nachteil, dass der Stromverbrauch der Konstantspannungsstromschaltung für die Ausgangsspannung Vcp ansteigt, die Dimensionierung vergrößert wird und die Kosten höher werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die vorstehenden Probleme zu lösen und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung bereitzustellen, welche einen Mikroprozessor vom Niederstromverbrauchstyp beinhaltet, die einen CPU-Antriebsstrom und einen Backupstrom für einen RAM-Speicher aus einem gemeinsamen Stromanschluss zuführt, beinhaltend eine Stromschaltung, welche eine CPU-Antriebsspannung minimiert, um den Stromverbrauch einer Konstantspannungsstromschaltung zu reduzieren, und die verhindert, dass ein übermäßiger Strom durch eine Konstantspannungsstromschaltung für das Speicher-Backup fließt, selbst wenn eine Spannung für das Speicher-Backup höher als eine Spannung für den CPU-Antrieb wird.
Zusätzlich ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung bereitzustellen, die eine Konstantspannungsstromschaltung für einen CPU-Antrieb bereitstellt, welche Schwierigkeiten beim Aufnehmen von Fluktuation von Breitbereichsstromspannungen und Lastströmen vermeidet, was insgesamt eine Reduktion bei Größe und Kosten erzielt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung bereitgestellt, die beinhaltet: einen Mikroprozessor zum Antriebssteuern einer elektrischen Lastgruppe in Reaktion auf Betriebszustände von Fahrzeugsensorgruppen und Inhalten eines in einem nicht-flüchtigen Programmspeicher gespeicherten Steuerprogramms, und eine Konstantspannungsstromschaltung, die aus einer Fahrzeugbatterie gespeist ist und eine Mehrzahl von Typen von Ausgangsspannungen erzeugt, wobei der Mikroprozessor beinhaltet: einen arithmetischen Schaltungsabschnitt, der mit dem nicht-flüchtigen Programmspeicher kooperiert; einen flüchtigen RAM-Speicher mit zumindest einem Teilbereich als einem Backup-Speicher; eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung; und einen Bereitschafts-Unterbrechungsschalter, der eine Zufuhrschaltung in Bezug auf andere Schaltungen als dem Backup-Speicher bei Bereitschaft abschaltet, wobei die Konstantspannungs-Stromversorgungsschaltung erste, zweite und vierte Konstantspannungsstromschaltungen beinhaltet, die aus der Fahrzeugbatterie gespeist sind, und eine stabilisierte Ausgangsspannung an den Mikroprozessor liefern, die erste Konstantspannungsstromschaltung aus der Fahrzeugbatterie über einen Ausgabekontakt eines Stromrelais gespeist wird, das energetisiert ist, wenn ein Stromschalter geschlossen wird; und nach einem Intervall einer vorbestimmten Verzögerungszeit de-energetisiert wird, wenn der Stromschalter geöffnet wird, um eine erste Ausgangsspannung Vif zu erzeugen, die erste Ausgangsspannung Vif an die Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung angelegt wird, die zweite Konstantspannungsstromschaltung aus der Fahrzeugbatterie über den Ausgangskontakt zumindest des Stromrelais gespeist wird, um eine zweite Ausgangsspannung Vcp zu erzeugen, die zweite Ausgangsspannung Vcp an den im Mikroprozessor bereitgestellten Arithmetik-Schaltungsabschnitt, den nicht-flüchtigen Programmspeicher, den RAM-Speicher und den Backup-Speicher angelegt ist, und die vierte Konstantspannungsstromschaltung direkt aus der Fahrzeugbatterie gespeist ist, um eine vierte Ausgangsspannung Vup zu erzeugen, und die über einen seriellen Widerstand mit einem Ausgangsanschluss der zweite Konstantspannungsstromschaltung verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung bereitgestellt, die einen Mikroprozessor vom Niedrigstromverbrauchstyp beinhaltet, die einen CPU-Antriebsstrom und einen Backup-Strom für einen RAM-Speicher aus einem gemeinsamen Stromanschluss zuführt, beinhaltend eine Konstantspannungsstromschaltung, welche eine CPU-Antriebsspannung minimiert, um den Stromverbrauch einer Konstantspannungsstromschaltung zu reduzieren, und verhindert, dass ein übermäßiger Strom durch die Konstantspannungsstromschaltung für das Speicher-Backup fließt, selbst wenn eine Spannung für das Speicher-Backup höher als eine Spannung für den CPU-Antrieb wird. Zusätzlich wird eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung bereitgestellt, die eine Konstantspannungsstromschaltung für einen CPU-Antrieb beinhaltet, welche Schwierigkeiten beim Aufnehmen von Fluktuationen von Breitbereichsstromspannungen und Lastströmen vermeidet, insgesamt eine Reduktion bei Größe und Kosten, sowie stabile Stromversorgung an den Mikroprozessor und den Backupspeicher erzielt.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn in Gesamtschau mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Gesamtschaltungsblockdiagramm einer elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm einer teilweisen Konstantspannungsstromschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Gesamtschaltungsblockdiagramm einer elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung; und
4 ist ein detailliertes Schaltungsdiagramm einer teilweisen Konstantspannungsstromschaltung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Man beachte, dass gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in den Figuren beziehen, deren Beschreibung weggelassen wird.
Ausführungsform 1
(1) Konfigurationsbeschreibung
1 ist ein Gesamtschaltungsblockdiagramm einer elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. In 1 ist eine Hauptspeisespannung Vb über einen Ausgangskontakt 102a eines Stromrelais aus einer Fahrzeugbatterie 101 an eine elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung 100A angelegt, und wird eine Haltespeisespannung Vbb direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 angelegt, selbst wenn der Ausgangskontakt 102a offen ist.
Da jedoch eine direkte Zufuhr einen feinen Draht für Mikrostrom verwendet, gibt es das Problem, dass das Fließenlassen eines hohen Stromes einen Leitungsspannungsabfall verursacht, selbst in einem vorübergehenden Fall. Eine Erregungsspule 102b des Stromrelais wird durch die elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung 100A gesteuert, um energetisiert zu sein, wenn ein Stromschalter 103 geschlossen ist, und bei einem Intervall einer vorgegebenen Verzögerungszeit de-energetisiert wird, wenn der Stromschalter 103 geöffnet wird. Ein erster analoger Sensor 104A einer Fahrzeugsensorgruppe, die in der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung 100A eingebracht ist, beinhaltet beispielsweise einen Einlassluftmengensensor eines Einlassrohrs, einen Abgassensor, einen Einlassventilöffnungssensor und einen Herunterdrückbetragssensor eines Gaspedals, und ein zweiter analoger Sensor 104b beinhaltet beispielsweise einen Kühlwassertemperatursensor und einen Luftdrucksensor; jeder der Analogsensoren erzeugt einen Operatorbefehl bezüglich einem Fahrzeugmotor und ein Überwachungssignal in einem Laufzustand des Motors.
Ein erster Schaltsensor 105a einer Fahrzeugsensorgruppe, die in der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung 100A eingegeben ist, beinhaltet beispielsweise einen Kurbelwinkelsensor eines Motors und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, und ein zweiter Schaltsensor 105b beinhaltet beispielsweise einen Auswahlpositionssensor eines Gangschalthebels; jeder der Schaltsensoren erzeugt einen Operatorbefehl bezüglich des Fahrzeugmotors und ein Überwachungssignal in einem Laufzustand des Motors.
Eine erste elektrische Fahrzeuglastgruppe 106a, die einer Stromversorgungsssteuerung aus der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung 100A unterworfen ist, beinhaltet beispielsweise ein Solenoidventil zur Kraftstoffeinspritzung, eine Zündspule (im Falle eines Benzinmotors) und einen Motor zur Einlassventilöffnungssteuerung, und eine zweite elektrische Fahrzeuglastgruppe 106b beinhaltet beispielsweise ein Solenoidventil für die Geschwindigkeitsstufenauswahl, einen elektrothermischen Heizer für den Abgassensor und eine Warnanzeigenvorrichtung; jede der elektrischen Fahrzeuglastgruppen führt einen Betriebssteuerung bezüglich des Fahrzeugmotors und Zustandsnotifikation durch.
Eine in die elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung 100A eingebaute Konstantspannungsstromschaltung 110A erzeugt eine erste Ausgangsspannung Vif, eine zweite Ausgangsspannung Vcp, eine dritte Ausgangsspannung Vsb und eine fünfte Ausgangsspannung Vad, welche hauptsächlich stabilisierte Spannungen sind, die von einer Hauptspeisespannung Vb heruntergestuft sind, und eine vierte Ausgangsspannung Vup, die eine stabilisierte Spannung ist, welche von einer Haltespeisespannung Vbb heruntergestuft ist, wie später beschrieben wird.
Eine erste analoge Schnittstellenschaltung 114a und eine zweite analoge Schnittstellenschaltung 114b sind Rauschfilterschaltungen, die zwischen dem ersten analogen Sensor 104a und dem zweiten analogen Sensor 104b und Multikanal-A/D-Wandlern 124 bzw. 134 verbunden sind, die später beschrieben werden. Eine erste Vorherstufen-Eingangsschnittstellenschaltung 115a und eine zweite Vorherstufen-Eingangsschnittstellenschaltung 115b sind zwischen dem ersten Schaltsensor 105a und dem zweiten Schaltsensor 105b und Eingangsschnittstellenschaltungen 125 bzw. 135, die später beschrieben werden, verbunden und bestehen aus einer Umwandlungsschaltung eines Signalspannungspegels und einer Rauschfilterschaltung. Eine erste Nachfolgestufen-Aungangsschnittstellenschaltung 116a und eine zweite Nachfolgestufen-Ausgangsschnittstellenschaltung 116b sind zwischen der ersten elektrischen Fahrzeuglastgruppe 106a und der zweiten elektrischen Fahrzeuglastgruppe 106b und Ausgangsschnittstellenschaltungen 126 bzw. 136, die später beschrieben werden, verbunden und bestehen aus einer Leistungstransistorschaltung zum Umwandeln eines Signalspannungspegels.
Man beachte, dass die ersten und zweiten Vorherstufen-Eingangsschnittstellenschaltung 115a, 115b und die ersten und zweiten Nachfolgestufen-Ausgangsschnittstellenschaltungen 116a, 116b aus der Hauptspeisespannung Vb gespeist sind.
Ein Mikroprozessor 120A beinhaltet einen Arithmetikschaltungsabschnitt 121, einen nicht-flüchtigen Programmspeicher 122a, einen RAM-Speicher 123a für arithmetische Verarbeitung, einen Backup-Speicher 123b, der ein Teilbereich des RAM-Speichers ist, einen Multikanal-A/D-Wandler 124, die Eingangsschnittstellenschaltung 125 und die Ausgangsschnittstellenschaltung 126, die miteinander über einen Datenbus 127 verbunden sind.
Ein nicht-flüchtiger Datenspeicher 128A ist ein wieder beschreibbarer und lesbarer, nicht-flüchtiger DMEM-Speicher, der seriell mit dem arithmetischen Schaltungsabschnitt 121 verbunden ist. Der DMEM-Speicher wird unnötig, wenn der Teilbereich im nicht-flüchtigen Programmspeicher 122a als der nicht-flüchtige Datenspeicher verwendet wird. Ein kombinierter Steuerschaltungsabschnitt 130a beinhaltet einen in harter Logik konfigurierten Überwachungssteuerschaltungsabschnitt 131A, einen Hilfs-RAM-Speicher 133, den zweiten Multikanal-A/D-Wandler 134, die Eingangsschnittstellenschaltung 135 und eine Ausgangsschnittstelle 136. Der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130A ist mit dem arithmetischen Schaltungsabschnitt 121 über einer Seriell/Parallelwandler (nicht gezeigt) verbunden und sendet einen digitalen Umwandlungswert des aus dem zweiten Analogsensor 104b erhaltenen Analogsignals und ein aus dem zweiten Umschaltsensor 105b erhaltenes Ein/Aus-Signal an den arithmetischen Schaltungsabschnitt 121 und treibt die zweite elektrische Fahrzeuglastgruppe 106b durch ein, durch den arithmetischen Schaltungsabschnitt 121 erzeugtes Steuerausgabesignal an.
Eine logische ODER-Umkehrausgabeschaltung 112 dient als eine Ausgangsschnittstellenschaltung zum Energetisieren der Erregungsspule 102b des Stromrelais, wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird, oder wenn der Mikroprozessor 120a ein Stromversorgungs-Haltebefehlssignal DR erzeugt. Man beachte, dass das Stromversorgungs-Haltebefehlssignal DR durch ein normales Betriebssignal ersetzt werden kann, welches durch Detektieren eines normalen Betriebszustandes durch eine ”Wachhund”-Timerschaltung 170 ausgegeben wird, welche einen Betriebszustand des arithmetischen Schaltungsabschnitts 121 überwacht. Eine Inversionseingangsschaltung 113 ist eine Schnittstellenschaltung zum Eingeben eines laufenden Überwachungssignals IG, das einen Logikpegel ”L” erhält, wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird, in den Mikroprozessor 120A. Wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird, wird die Erregungsspule 102b unmittelbar durch die logische Oder-Ümkehrausgangsschaltung 112 energetisiert, der Ausgangskontakt 102a wird geschlossen und der Mikroprozessor 120a startet den Betrieb. Wenn der Mikroprozessor 120A ein Stromversorgungshaltebefehlssignal DR erzeugt, wird die Energetisierung des Stromrelais fortgesetzt, selbst wenn der Stromschalter 103 geöffnet wird, und wenn der Mikroprozessor 120A einen Rückzug zum laufenden Stopp durchführt und dann das Stromversorgungs-Haltebefehlssignal DR stoppt, wird das Stromrelais de-energetisiert.
Die Ausgangsspannung der Fahrzeugbatterie 101 variiert von 8 V bis 16 V bei einem 12 V Gleichstromsystem; jedoch konvertieren die ersten und zweiten Vorherstufen-Eingangsschnittstellenschaltungen 115a, 115b primär eine Eingangsspannung aus einer Hauptspeisespannung Vb des 12 V Gleichstromsystems zu derjenigen von 5 V Gleichstromsystem, und die Eingangsschnittstellenschaltungen 125, 135 führen weiterhin eine sekundäre Umwandlung aus dem 5 V Gleichstromsystem in ein 3,3 V Gleichstromsystem durch.
Die Ausgangsschnittstellenschaltungen 126, 136 konvertieren die Ausgangsspannung des 3,3 V Gleichstromsystems primär zu derjenigen eines 5 V Gleichstromsystems, und die ersten und zweiten Nachfolgestufen-Ausgangsschnittstellenschaltungen 116a, 116b führen desweiteren eine sekundäre Umwandlung aus dem 5 V Gleichstromsystem zum 12 V Gleichstromsystem durch. Das Bearbeiten des arithmetischen Schaltungsabschnitts 121 und verschiedene Arten von Speichern bei einer zweiten Ausgangsspannung Vcp = 3,3 V Gleichstrom, gestattet hohe Packungsdichte und Hochgeschwindigkeitsverarbeitung des Mikroprozessors 120A. Ähnlich gestattet das Betreiben des Überwachungssteuerschaltungsabschnitts 131A bei einer dritten Ausgangsspannung Vsb = 3,3 V Gleichstrom (oder 2,5 V Gleichstrom) hohe Packungsdichte und Hochgeschwindigkeitsverarbeitung des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts 130A. Wenn jedoch die zweite Ausgangsspannung Vcp und die dritte Ausgangsspannung Vsb so ausgelegt sind, dass sie dieselbe Spannung und dieselbe Präzision erreichen, ist es nicht notwendig, die zweite Ausgangsspannung Vcp von der dritten Ausgangsspannung Vsb zu trennen.
Eine erste Konstantspannungsstromschaltung 10S wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102a des Stromrelais gespeist, um eine erste Ausgangsspannung Vif zu erzeugen. Die erste Ausgangsspannung Vif ist eine Stromversorgung niedriger Präzision und großer Kapazität von beispielsweise 5 V Gleichstrom ± 0,2 V/200 mA und wird an die Eingangsschnittstellenschaltungen 125, 135, die Ausgangsschnittstellenschaltungen 126, 136, den nicht-flüchtigen Datenspeicher 128A und die Wachhund-Timerschaltung 170 angelegt.
Eine zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S wird aus einer synthetischen Speisespannung Vba gespeist, die durch paralleles Verbinden einer seriellen Schaltung des Ausgangskontakts 102a des Stromrelais zum Zuführen einer Hauptspeisespannung Vb und einer Zufuhrdiode 21, einer Reihenschaltung eines Stromschalters 103 zum Zuführen einer Vorstellspeisespannung Vbs und einer Vorstellzufuhrdiode 22 und einer seriellen Schaltung einer Haltezufuhrdiode 23 zum Zuführen einer Haltespeisespannung Vbb und einem Strombegrenzungswiderstand 24 zusammengesetzt wird, um eine zweite Ausgangsspannung Vcp zu erzeugen.
Die zweite Ausgangsspannung Vcp ist eine Stromversorgung niedriger Präzision und hoher Kapazität von zum Beispiel DC 3,3 V ± 0,3 V/500 mA, und wird an den arithmetischen Schaltungsabschnitt 121, den nicht-flüchtigen Programmspeicher 122A, den RAM-Speicher 123a und den Backup-Speicher 123b angelegt.
Eine dritte Konstantspannungsstromschaltung 30D wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102a des Stromrelais gespeist, um eine dritte Ausgangsspannung Vsb zu erzeugen, in derselben Weise wie bei der ersten Konstantspannungsstromschaltung 10S. Die dritte Ausgangsspannung Vsb ist eine Stromversorgung niedriger Präzision und kleiner Kapazität von beispielsweise DC 3,3 V ± 0,3 V/50 mA und wird an den im kombinierten Steuerschaltungsabschnitt 130A vorgesehenen Überwachungssteuerschaltungsabschnitt 131A angelegt.
Eine vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D wird direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist, um eine vierte Ausgangsspannung Vup zu erzeugen. Die vierte Ausgangsspannung Vup ist eine Stromversorgung niedriger Präzision und kleiner Kapazität von beispielsweise DC 3,3 V ± 0,3 V/20 mA und wird dem Backup-Speicher 123b über einen seriellen Widerstand 41 zugeführt, wenn der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais offen ist.
Ein Hilfs-RAM-Speicher 133 im kombinierten Steuerschaltungsabschnitt 130A wird aus der dritten Konstantspannungsstromschaltung 30D über eine parallele Zufuhrdiode 31 gespeist und wird aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung 40D über eine Hilfszufuhrschaltung 42, welche eine Diode oder ein resistives Element ist, gespeist.
In dem Fall, dass die Hilfszufuhrschaltung 42 eine Diode ist, ist eine Zufuhrleitung relativ zur vierten Konstantspannungsstromschaltung 40D während des Fahrzeuglaufs unterbrochen und geerdet, und ist ein Schauelement 400 in 2, das später beschrieben wird, revers leitend, wodurch ein Stoppen der Stromversorgung an den Hilfs-RAM-Speicher 133 und eine Überlastung an der dritten Konstantspannungsstromschaltung 30D vermieden werden.
Wenn die Hilfszufuhrschaltung 42 ein zum seriellen Widerstand 41 äquivalenter serieller Widerstand ist, wird die Überlastung an der dritten Konstantspannungsstromschaltung 30D vermieden, wodurch ein Betriebszustand des Hilfs-RAM-Speichers 133 aufrechterhalten wird. Eine fünfte Konstantspannungsstromschaltung 50D wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102a des Stromrelais gespeist, um eine fünfte Ausgangsspannung Vad zu erzeugen.
Die fünfte Ausgangsspannung Vad ist eine Stromversorgung hoher Präzision und kleiner Kapazität von beispielsweise DC 5 V ± 20 mV/20 mA, und speist einen Teil der ersten und zweiten Multikanal-A/D-Wandler 124, 134, der ersten und zweiten Analogschnittstellenschaltungen 114a, 114b, und der ersten und zweiten Analogsensoren 104a, 104b.
Bezug nehmend als Nächstes auf 2, wird die detaillierte Schaltung der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20S und der vierten Konstantspannungsstromschaltung 40D in 1 unten beschrieben.
In 2 beinhaltet die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S, die mit einer aus der Zufuhrdiode 21, der Vorstell-Zufuhrdiode 22 und der Halte-Zufuhrdiode 23 erhaltenen synthetischen Speisespannung Vba als eine Eingangsspannung arbeitet, ein Schaltelement 200, das beispielsweise ein NMOS-Typ-Feldeffekttransistor ist. Die synthetische Speisespannung Vba wird an den Drain-Anschluss des Schaltelements 200 angelegt und ein Quellenanschluss desselben ist mit einem Ausgangsanschluss verbunden, welches die zweite Ausgangsspannung Vcp über eine Drosselspule 201 erzeugt.
Man beachte, dass auf der stromaufwärtigen Seite der Drosselspule 201 eine Freilaufdiode 202 zwischen einer Erdungsschaltung und der Diode verbunden ist und auf der stromabwärtigen Seite der Drosselspule 201 ein Leistungskondensator 203 zwischen der Erdungsschaltung und der Drosselspule verbunden ist. Eine serielle Schaltung einer Ladungsdiode 204 und eines Verstärkungskondensators 205 ist parallel zwischen dem Drain-Anschluss und dem Quellanschluss des Schaltelements 200 verbunden, und eine Spannungsbegrenzungsdiode 206 ist parallel zwischen dem Gatteranschluss und dem Quellanschluss des Schaltelements 200 verbunden.
In der Ladungsspannung der Verstärkungskondensators 205, der durch die Ladediode 204 geladen wird, wenn das Schaltelement 200 offen ist, wobei ein Zwischenstufentransistor 210, der beispielsweise ein Feldeffekttransistor vom PMOS-Typ ist, mit dem Gatteranschluss des Schaltelements 200 über einen Antriebswiderstand 307 verbunden ist, wenn der Zwischenstufentransistor 210 leitet, leitet auch das Schaltelement 200, es wird eine Ausgangsspannung über die Drosselspule 201 erzeugt und die Ausgangsspannung wird durch die Spannungsteilerwiderstände 208a, 208b überwacht. Der Gatteranschluss des Zwischenstufentransistor 210 ist mit einer Erdungsschaltung über einen Antriebswiderstand 211 und einen Primärstufentransistor 220 verbunden, der ein Feldeffekttransistor vom NMOS-Typ ist, und, wenn der Primärstufentransistor 220 leitet, leitet auch der Zwischenstufentransistor 210.
Man beachte, dass eine Spannungsbegrenzungsdiode 212 zwischen dem Quellanschluss und dem Gatteranschluss des Zwischenstufentransistors 210 verbunden ist, und eine Spannungsbegrenzungsdiode 222 zwischen dem Quellanschluss und dem Gatteranschluss des Primärstufentransistors 220 verbunden ist. Die Ausgangsspannung einer Impulsweiten-Modulationssteuerschaltung (PWM) 223 wird über den Antriebswiderstand 221 an den Gatteranschluss des Primärstufentransistors 220 angelegt.
Die Impulsweiten-Modulationssteuerschaltung 223 erzeugt eine Impulsausgabe einer fasten Periode in Reaktion auf einen Abweichungsintegralwert zwischen einer Referenzspannung 224, die durch eine Bandlückenzelle erzeugt wird, und einer Spannung proportional zur zweiten Ausgangsspannung Vcp durch beispielsweise Spannungsteilerwiderstände 208a, 208b und führt eine Ein/Aus-Steuerung so durch, dass eine leitende Periode des Primärstufentransistors 220 vergrößert wird, wenn die zweite Ausgangsspannung Vcp niedriger als eine vorgegebene Spannung ist, oder die Leitperiode des Primärstufentransistors 220 verkürzt wird, wenn die zweite Ausgangsspannung Vcp höher als die vorgegebene Spannung ist. Wenn der Primärstufentransistor 220 leitet und dann das Schaltelement 200 leitet, wird der Leistungskondensator 203 über die Drosselspule 20 geladen. Wenn der Primärstufentransistor 220 nicht-leitend wird und dann das Schaltelement 200 nicht-leitend wird, wird der durch die Drosselspule 201 fließende Strom über die Freilaufdiode 202 an den Leistungskondensator 203 entladen und wird der Verstärkungskondensator 205 durch die synthetische Speisespannung Vba geladen, so dass die nächsten Geschlossenschaltungsantriebsladungen akkumuliert werden.
Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D, an welche die Haltespeisespannung Vbb angelegt ist, beinhaltet ein Schaltelement 400, das beispielsweise ein Transistor vom PNP-Verbindungstyp ist. Die Haltespeisespannung Vbb wird an einen Emitteranschluss des Schaltelements 400 angelegt, und ein Kollektoranschluss desselben ist mit einem Ausgangsanschluss verbunden, was eine vierte Ausgangsspannung Vup erzeugt, und ist mit einem Ausgangsanschluss der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20S durch den seriellen Widerstand 41 verbunden.
Ein Basisanschluss des Schaltelements 400 ist mit einer Erdungsschaltung über eine serielle Schaltung des Antriebswiderstands 401 und des Vorherstufen-Transistors 410, der beispielsweise ein NPN-Typ-Verbindungstransistor ist, verbunden. Darüber hinaus ist ein Offenschaltungs-Ballastwiderstand 402 zwischen dem Emitteranschluss und dem Basisanschluss verbunden und sind Spannungsteilerwiderstände 408a, 408b in Reihe zwischen den Kollektoranschluss und der Erdungsschaltung verbunden, um eine vierte Ausgangsspannung Vup zu überwachen. Ein Offenschaltungs-Ballastwiderstand 412 ist zwischen dem Basisanschluss und dem Emitteranschluss des Vorherstufentransistors 410 verbunden, und eine Ausgangsspannung eines Vergleichsverstärkers 413 wird über einen Antriebswiderstand 411 an den Basisanschluss angelegt.
Der Vergleichsverstärker 413 erzeugt eine Analogsignalspannung in Reaktion auf einen Abweichungsintegralwert zwischen einer Referenzspannung 414, diw durch eine Bandlückenzelle erzeugt ist, und einer Spannung proportional zur vierten Ausgangsspannung Vup durch beispielsweise Spannungsteilerwiderstände 408a, 408b, und führt eine lineare Steuerung des leitenden Zustands so durch, dass ein Basisstrom des Vorherigstufentransistors 410 erhöht wird, wenn die vierte Ausgangsspannung Vup niedriger als eine vorbestimmte Spannung ist, oder der Basisstrom des Vorherstufentransistors 410 abgesenkt wird, wenn die vierte Ausgangsspannung Vup höher als die vorbestimmte Spannung ist.
(2) Beschreibung von Wirkung und Betrieb
Als Nächstes werden Wirkung und Betrieb der Fahrzeugsteuervorrichtung 100A, die wie in den 1 und 2 gezeigt konfiguriert ist, detailliert beschrieben.
Zuerst ist der Umriss der gesamten Steueroperation wie folgt: wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird, wird die Erregungsspule 102b des Stromrelais über die logische ODER-Umkehrausgangsschaltung 112 energetisiert, wird der Ausgangskontakt 102a geschlossen, und wird eine Hauptspeisespannung Vb aus der Fahrzeugbatterie 101 angelegt. Die Konstantspannungsstromschaltung 110A erzeugt erste bis dritte Ausgangsspannungen und eine fünfte Ausgangsspannung zusätzlich zu einer vierten Ausgangsspannung, so dass der arithmetische Schaltungsabschnitt 121 und der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130A beginnen, zu arbeiten. Der arithmetische Schaltungsabschnitt 121 erzeugt ein Steuerausgangssignal in Reaktion auf Betriebszustände der erzeugten Analogsensoren 104a, 104b und der ersten und zweiten Schaltsensoren 105a, 105b, die in der Fahrzeugsensorgruppe enthalten sind, wie auch ein in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 122a gespeichertes Steuerprogramm, um die ersten und zweiten elektrischen Fahrzeuglastgruppen 106a, 106b antreibend zu steuern. Der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130a sendet Betriebszustände des zweiten Analogsignals 104b und des zweiten Schaltsensors 105b an den Mikroprozessor 120A als Überwachungssignale und empfängt ein durch den Mikroprozessor 120A erzeugtes Steuersignal, um die zweite elektrische Fahrzeuglastgruppe 106b anzutreiben. In tatsächlichen Situationen hat der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130a auch eine Funktion zum Überwachen des Betriebszustands des Mikroprozessors 120A.
Verschiedene Arten von Versagensauftrittsinformation, die während des Betriebs des arithmetischen Schaltungsabschnitts 121 auftreten, und Lernspeicherinformationen sind im Backup-Speicher 123b gespeichert. Der Backup-Speicher 123b bewahrt Speicherinhalte durch die durch Herunterstufen einer Haltespeisespannung Vbb erhaltenen vierten Ausgangsspannung Vup, selbst wenn der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais offen ist. Die im Hilfs-RAM-Speicher 133 des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts 130a gespeicherten wichtigen Informationen werden an den Backup-Speicher 123b auf der Seite des Mikroprozessors 120A während des Betriebs übertragen, und üblicher Weise ist der Batterie-Backup für den Hilfs-RAM-Speicher 133 nicht erforderlich. Wenn jedoch ein Batterie-Backup für eine Flag-Information beispielsweise unmittelbar bevor der Betrieb anhält erforderlich ist, ist eine Speisung aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung 40D über die Hilfszufuhrschaltung 42, welche eine Diode oder ein Widerstandselement ist, möglich.
In dem Fall, dass die Fahrzeugbatterie 101 einen übermäßigen Spannungsabfall erfährt oder der Ausgangsanschluss beim Austauschen geöffnet wird, verschwinden die Speicherinformationen im Backup-Speicher 123b und dem Hilfs-RAM-Speicher 133; wenn daher der Stromschalter 103 geöffnet wird, wird ein Teil der im Backup-Speicher 123b gespeicherten wichtigen Daten im nicht-flüchtigen Datenspeicher 128A während einer Verzögerungszufuhrperiode gespeichert, bis der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais geöffnet wird.
Das Teilen von Rollen der zweiten und vierten Konstantspannungsspeiseschaltungen 20S, 40D, von Rollen des seriellen Widerstands 41, und das Teilen von Rollen der Zufuhrdiode 21, der Haltezufuhrdiode 23 und dem Strombegrenzungswiderstand 24 werden untenstehend im Detail beschrieben. Zuerst, wenn der Stromschalter 103 offen ist, wird das Stromrelais de-energetisiert und sein Ausgangskontakt 102a ist offen, die ersten, dritten und fünften Konstantspannungsstromschaltungen 10S, 30D, 50D stoppen den Betrieb und keine der ersten, dritten und fünften Ausgangsspannungen Vif, Vsb und Vad treten auf. Als Ergebnis ist ein Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129 in einem Unterbrechungszustand und ist der Mikroprozessor 120A in einem solch guten Zustand, dass ein Haltestrom Ih, der beispielsweise geeignet ist, einen Betriebszustand des Backup-Speichers 123b zu erhalten, von ungefähr 1 mA zugeführt wird. Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D erzeugt die vierte Ausgangsspannung Vup von beispielsweise DC 3,3 V ± 0,3 V, und liefert Strom an den Backup-Speicher 123b über den seriellen Widerstand 41 mit beispielsweise einem Widerstandswert R41 = 100 Ω. Entsprechend, selbst wenn die Haltezufuhrspannung Vbb auf eine minimale sichergestellte Spannung Vbmin = 4,3 V abfällt, beispielsweise aufgrund eines übermäßigen Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie 101, kann eine minimale Haltespannung Vkp (beispielsweise DC 2,5 V) des Backup-Speichers 123b sichergestellt werden.
Andererseits wird die Haltespeisespannung Vbb über den Strombegrenzungswiderstand 24 mit einem Widerstandswert R24 = 100 Ω und die Haltezufuhrdiode 23 an die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S angelegt; wenn jedoch die Ausgangsspannung der Fahrzeugbatterie 101 übermäßig abfällt, ist es schwierig, das Schaltelement 200 in 2 zu schließen und es kann kein Haltestrom Ih an den Backup-Speicher 123b geliefert werden. Wenn die Speisespannung der Fahrzeugbatterie 101 auf einen normalen niedrigen Spannungspegel von beispielsweise DC 8,0 V oder höher ist, arbeitet auch die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S richtig und liefert Strom an den Backup-Speicher 123b in Kooperation mit den zweiten und vierten Konstantspannungsstromschaltungen 40S, 40D; jedoch wird nicht tatsächlich erwartet, dass dies eine Ausgabe der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20S ergibt. Es ist die Rolle der Haltezufuhrdiode 23, die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S in einem Betriebszustand aufrecht zu erhalten. Daher bewahrt die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D Speicherinformationen des Backup-Speichers 123b selbst dann, wenn die Ausgangsspannung der Fahrzeugbatterie 101 eine übermäßig niedrigere Spannung als eine normale Minimalspannung ist.
Als Nächstes liefert, unmittelbar nachdem der Stromschalter 103 geschlossen ist, zuerst die Vorstellzufuhrdiode 22 Strom an die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S; jedoch ist die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S unter dem Betrieb durch die Haltezufuhrdiode 23 und die Vorstellzufuhrdiode 22 ist normalerweise unnötig. Jedoch in dem Fall, dass eine direkte Zuführleitung aus der Fahrzeugbatterie 101 gebrochen ist oder eine Haltestromzufuhr aufgrund eines versagenden Kontakts eines Eingangsanschlusses der Haltespeisespannung Vbb nicht durchgeführt wird, bevor der Ausgangskontakt 102a des des Stromrelais geschlossen ist und die ersten und fünften Konstantspannungsstromschaltungen 10S, 50D die ersten und fünften Ausgangsspannungen Vif, Vud erzeugen, erzeugt die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S die zweite Ausgangsspannung Vcp, um zu verhindern, dass der Mikroprozessor 120A eine Fehlfunktion aufweist.
Wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird und der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais geschlossen wird, werden die erste, dritte und fünfte Ausgangsspannung Vif, Vsb, Vad erzeugt und als Ergebnis der Erzeugung der ersten Ausgangsspannung Vif wird der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129 geschlossen. Als Ergebnis steigt der Ausgabestrom der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20S rapide auf beispielsweise 300 mA an; da jedoch der Ausgangskontakt 102a geschlossen wird, bevor der Ausgangsstrom rapide ansteigt, ist der durch den Strombegrenzungswiderstand 24 fließende Strom ein Mikrowert, der durch Teilen einer Spannungsabweichung, basierend auf einer Differenz in einem Sprachabfall der Zuführleitung durch einen Widerstandswert R24 des Strombegrenzungswiderstands 24, erhalten wird.
Wenn sich ein maximaler differentieller Wert ΔVmax (beispielsweise 3,6 – 3,0 = 0,6 V) sich zwischen einem Variationsmaximum (beispielsweise 3,3 + 0,3 = 3,6 V) der vierten Ausgangsspannung Vup und einem Variationsminimum (beispielsweise 3,3 – 0,3 = 3,0 V) der zweiten Ausgangsspannung Vcp entwickelt, wird der durch die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D fließende Strom ΔVmax/R41, wobei R41 ein Widerstandswert eines Reihenwiderstands 41 ist. Wenn dieser beispielsweise 0,1 KΩ ist, wird der Maximalstrom beispielsweise 0,6 V/0,1 KΩ = 6 mA. Somit ist es ausreichend, wenn ein gestatteter Ausgangsstrom Imax der vierten Konstantspannungsstromschaltung 40D höchstens 10 mA ist.
Als Nächstes, unmittelbar nachdem der Stromschalter 103 geöffnet wird, bewahrt die Erregungsspule 102b des Stromrelais einen energetisierenden Zustand mit einem durch den Mikroprozessor 120A und die logische ODER-Umkehrausgangsschaltung 112 erzeugtem Stromhaltebefehlssignal DR. Ein Teil der im Backup-Speicher 123b gespeicherten Daten wird in den nicht-flüchtigen Datenspeicher 128A transferiert und gespeichert, und sukzessive, wenn der Mikroprozessor 120A den Betrieb stoppt, wird der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129 geöffnet, das Stromhaltebefehlssignal stoppt und das Stromrelais wird de-energetisiert. Wenn der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais geöffnet wird, stoppen die ersten, dritten und fünften Konstantspannungsstromschaltungen 10S, 30D, 50D den Betrieb; jedoch wird für die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S die Stromzufuhr durch den Strombegrenzungswiderstand 24 und die Haltezufuhrdiode 23 fortgesetzt.
Da jedoch der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129 bereits geöffnet hat, ist der Strom, der durch den Strombegrenzungswiderstand 24 fließt, kleinst.
In 2, die eine konkrete Schaltungskonfiguration der zweiten und vierten Konstantspannungsstromschaltungen 20S, 40D, zeigt, ist die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S eine Aussteuertyp-Konstantspannungsstromschaltung, die einen Feldeffekttransistor vom NMOS-Typ einsetzt, eine zweite Konstantspannungsausgabe Vcp gegen breit reichende Speisespannungsfluktuationen erzeugt und einen niedrigen Verlust gegenüber niedriger Präzision und hoher Stromlast bereitstellt. Ein Feldeffekttransistor vom PMOS-Typ, oder ein PNP-Übergangstyp-Transistor können als das Schaltelement 200 verwendet werden, wodurch ein Verstärkungskondensator für den Gatterantrieb eliminiert und eine einfache Schaltungskonfiguration erreicht wird.
Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D ist eine Konstantspannungsstromschaltung vom linearen Steuerungstyp, die einen PNP-Übergangstyptransistor verwendet, womit eine klein dimensionierte und preisgünstige Konfiguration erzielt wird, als eine Leichtlast-Konstantspannungsstromschaltung, und eine hochpräzise Konstantspannungsausgabe erzielt wird, weil keine Brumm-Fluktuationen mit der Ein/Aus-Steuerung einhergehen. Jedoch erfordert die Stromversorgung an den Backup-Speicher 123b keine besondere Hochpräzisionsausgabespannung und ein Feldeffekttransistor vom PMOS-Typ kann als Schaltelement 400 verwendet werden.
(3) Merkmale von Ausführungsform 1
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich, hat die elektronische Fahrzeugsicherheitsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die folgenden Merkmale:
Die elektronische Fahrzeugsicherheitsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beinhaltet: den Mikroprozessor 120A, der antreibend die elektrische Fahrzeuglastgruppe 106a in Reaktion auf Betriebszustände der Fahrzeugsensorgruppen 104a, 105a und die Inhalte eines in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 122A gespeicherten Steuerprogramms steuert, und die Konstantspannungsstromschaltung 110A, die aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist wird und mehrere Typen stabilisierter Ausgangsspannungen erzeugt, wobei der Mikroprozessor 120A einen arithmetischen Schaltungsabschnitt 121, der mit dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 122a kooperiert, flüchtige RAM-Speicher 123a, 123b mit zumindest einem Teilbereich als dem Backup-Speicher 123b; Eingangs/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen 125, 126 und einen Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129, der eine Zufuhrschaltung gegenüber anderen Schaltungen als dem Backup-Speicher 123b bei Bereitschaft abschaltet, beinhaltet, und die Konstantspannungsstromschaltung 110A erste, zweite und vierte Konstantspannungsstromschaltungen, welche aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist werden, beinhaltet und eine stabilisierte Ausgangsspannung an einen Mikroprozessor 120A liefert.
Die erste Konstantspannungsstromschaltung 10S wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102a des Stromrelais gespeist, das energetisiert wird, wenn der Stromschalter 103 geschlossen ist, und in einem Intervall einer vorbestimmten Verzögerungszeit de-energetisiert wird, wenn der Stromschalter geöffnet wird, um so die erste Ausgangsspannung Vif zu erzeugen. Die erste Ausgangsspannung Vif wird an die Eingangs/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen 125, 126 angelegt. Die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102A zumindest des Stromrelais gespeist, um eine zweite Ausgangsspannung Vcp zu erzeugen. Die zweite Ausgangsspannung Vcp wird an den im Mikroprozessor 120A bereitgestellte Arithmetikschaltabschnitt 121, den nicht-flüchtigen Programmspeicher 122A, den RAM-Speicher 123a und einen Backup-Speicher 123b angelegt. Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D wird direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist, um die vierte Ausgangsspannung Vup zu erzeugen und ist mit einem Ausgangsanschluss der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20S über einen seriellen Widerstand 41 verbunden.
Das heißt, die elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 verwendet den Mikroprozessor, der zum Zuführen von Strom nur an den Backup-Speicher in der Lage ist, der ein partieller Bereich eines RAM-Speichers ist, durch Öffnen des Bereitschaftsunterbrechungsschalters beim Betriebsstopp, und zum Bereitstellen von Strom an alle Bereiche des arithmetischen Unterbrechungsabschnitts, des nicht-flüchtigen Programmspeichers und des RAM-Speichers in der Lage ist, wenn der Bereitschaftsunterbrechungsschalter geschlossen wird, und beinhaltet mehrere Konstantspannungsstromschaltungen, die aus der Fahrzeugbatterie gespeist werden, um eine stabilisierte Ausgangsspannung zu erzeugen. An die Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltungen des Mikroprozessors wird eine Ausgangsspannung der ersten Konstantspannungsstromschaltung, die aus der Fahrzeugbatterie gespeist ist, wenn der Stromschalter geschlossen ist, angelegt. An den Antriebsstromanschluss des Mikroprozessors werden die aus der Fahrzeugbatterie gespeiste zweite Konstantspannungsstromschaltung, wenn zumindest der Stromschalter geschlossen ist, und die aus der Fahrzeugbatterie gespeiste vierte Konstantspannungsstromschaltung unabhängig von einem Zustand des Stromschalters über den seriellen Widerstand parallel verbunden.
Entsprechend wird während des Betriebs mit geschlossenem Stromschalter der Mikroprozessor hauptsächlich durch die zweite Konstantspannungsstromschaltung gespeist und der Ausgangstrom der vierten Konstantspannungsstromschaltung wird durch den seriellen Widerstand unterdrückt, um ein Durchbrennen der vierten Konstantspannungsstromschaltung kleiner Kapazität zu verhindern. Während dieser Operation teilt die vierte Konstantspannungsstromschaltung die Funktion, einzig Strom an den Backup-Speicher zu liefern. Entsprechend muss die zweite Konstantspannungsstromschaltung nicht alleine weitreichende Spannungsfluktuationen und weitreichende Ausgangsstromfluktuationen akkomodieren, wodurch eine billige Konfiguration einer Konstantspannungsstromschaltung insgesamt erzielt wird.
In dem Fall, dass die zweite Konstantspannungsstromschaltung direkt aus der Fahrzeugbatterie gespeist wird und die vierte Konstantspannungsstromschaltung eliminiert wird, gibt es das Problem, dass die zweite Konstantspannungsstromschaltung eine Steuerung eines starken Stroms während des Laufs und eines Mikrostroms während des Anhaltens erfordert, was eine schwierige stabile Zufuhr von Mikrostrom verursacht.
Insbesondere bei Verwendung einer Schaltstromversorgung eines Typs des Steuerns der Strom tragenden Last des Schaltelements als der zweiten Konstantspannungsstromschaltung kann kein stabiler Mikrostrom energetisiert werden; jedoch kann dieses Problem durch gleichzeitige Verwendung der vierten Konstantspannungsstromschaltung überwunden werden, wodurch insgesamt ein Vorteil bei der Bereitstellung einer stabilen Stromversorgung an den Mikroprozessor mit Größen- und Kostenreduktionen erzielt wird.
Darüber hinaus kann sich bei Verwendung einer linearen Steuertyp-Stromversorgung zum kontinuierlichen Steuern eines Leitungszustands des Schaltelementes als der zweiten Konstantspannungsstromschaltung die Hinzufügung einer Niederspannungsausschaltfunktion, um nicht eine verschwenderische Stromversorgung in einem Niederspannungsbereich durchzuführen, weil der Mikroprozessor inoperativ wird, dasselbe Problem stellen. Selbst wenn der Mikroprozessor inoperativ ist, wird die Stromversorgung an den Backup-Speicher in einem Speisespannungsbereich unmöglich, der Speicherung und Halten des Backup-Speichers ermöglicht. Jedoch kann dieses Problem durch gleichzeitige Verwendung der vierten Konstantspannungsstromschaltung überwunden werden, wodurch ein Vorteil beim Erzielen einer stabilen Stromversorgung an den Mikroprozessor und den Backup-Speicher bei Größen- und Kostenreduktion insgesamt erzielt wird.
Zusätzlich ist in der elektronischen Fahrzeugsteuervorriohtung gemäß Ausführungsform 1 der Widerstandswert R des seriellen Widerstands 41 wie folgt definiert: wenn die erzeugte Spannung der Fahrzeugbatterie 101 größer oder gleich einer minimalen sichergestellten Spannung Vbmin ≥ VLup + Vd entsprechend einem Wert ist, der durch Addieren eines minimalen Spannungsabfalls Vd der vierten Konstantspannungsstromschaltung 40D zur vierten Ausgangsspannung Vup erhalten wird, wird, selbst wenn der Stromschalter 103 geöffnet ist, und Ausgaben der ersten und zweiten Ausgangsspannungen Vif, Vcp stoppen, eine Ausgangsspannung größer oder gleich der minimalen Haltespannung Vkp des Backup-Speichers einen Backup-Speicher 123b aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung 40D angelegt und ein Wert kleiner oder gleich (Vup – Vkp)/Ikp wird so ausgewählt, dass ein Strom größer oder gleich einem vorbestimmte Haltestrom Ikp zugeführt wird. Wenn die erste und zweite Ausgangsspannung Vif, Vcp sich mit geschlossenen Stromschalter 103 entwickeln und der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129 geschlossen ist, wird ein Widerstandswert R des seriellen Widerstandes 41 auf einen höheren oder gleichen Wert zu ΔVmax/Imax eingestellt, so dass ein durch die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D erzeugte Ausgangsstrom kleiner oder gleich einem vorbestimmten, gestatteten Strom Imax durch den seriellen Widerstand 41 wird, wenn ein maximaler Differentialwert ΔVmax zwischen einem Fluktuationsmaximum der durch die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D erzeugten vierten Ausgangsspannung Vup und einem Fluktuationsminimum der zweiten Ausgangsspannung Vcp auftritt.
Das heißt, im mit der vierten Konstantspannungsstromschaltung verbundenen seriellen Widerstand, wenn der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter geöffnet und die vierte Ausgangsspannung Vup Strom an den Backup-Speicher liefert, wird eine obere Grenze so reguliert, dass ein vorbestimmter Haltestrom zugeführt wird. Wenn der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter geschlossen wird und eine Stromversorgung parallel zur zweiten Konstantspannungsstromschaltung durchgeführt wird, wird eine untere Grenze so reguliert, dass eine Obergrenze des zur vierten Konstantspannungsstromschaltung abgezweigten Stroms kleiner oder gleich dem gestatteten Strom der vierten Konstantspannungsstromschaltung ist.
Entsprechend, selbst wenn sich die zweiten und vierten Ausgangsspannungen einander annähern und der zur vierten Konstantspannungsstromschaltung abgezweigte Strom durch Fluktuationen in den Ausgangsspannungen erzeugt wird, kann dies unterdrückt werden, um ein Durchbrennen der vierten Konstantspannungsstromschaltung zu verhindern. Die zweite Ausgangsspannung kann unterdrückt werden, um den Verbrauch der zweiten Konstantspannungsstromschaltung zu unterdrücken. Da kein Nebenschluss an die vierte Konstantspannungsstromschaltung dadurch erfolgt, dass die zweite Ausgangsspannung auf einen Wert höher als die vierte Ausgangsspannung eingestellt wird, ist es nicht notwendig, einen seriellen Widerstand bereitzustellen; jedoch gibt es in diesem Fall das Problem, dass der Stromverbrauch der zweiten Konstantspannungsstromschaltung anwächst und ein Temperaturanstieg im Mikroprozessor größer wird.
In der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 wird die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102a und die Zufuhrdiode 21 gespeist und wird direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 über die Haltezufuhrdiode 23 gespeist; daher, selbst wenn der Ausgangskontakt 102a geöffnet wird, wird die Stromversorgung an einen Eingangsschaltungsabschnitt der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20S fortgesetzt.
Das heißt, die zweite Konstantspannungsstromschaltung wird direkt aus der Fahrzeugbatterie über die Haltezufuhrdiode gespeist, selbst wenn der Stromschalter geöffnet ist.
Entsprechend wird die Stromversorgung an den Mikroprozessor mit der zweiten Konstantspannungsstromschaltung als Hauptsubjekt durchgeführt, bis der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter geöffnet ist. Selbst wenn der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter geöffnet wird, arbeitet die zweite Konstantspannungsstromschaltung weiter; jedoch selbst wenn der Betrieb fortgesetzt wird, wird der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter geöffnet und wird zu einer leichten Last, wodurch Entladestrom der Fahrzeugbatterie unterdrückt wird. Wenn andererseits selbst ein Speisespannungsabfall die zweite Konstantspannungsstromschaltung veranlasst, keine Erzeugungsfähigkeit eines Mikrostroms aufzuweisen, wird ein Mikrostrom aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung an den Backup-Speicher geliefert, um das Aufbewahren von Speicherinformationen im Backup-Speicher sicherzustellen.
Zusätzlich liefert die Haltezufuhrdiode immer Strom an den Eingangsabschnitt der zweiten Konstantspannungsstromschaltung, so dass kein Problem mit einem Anstiegsverzug der zweiten Ausgangsspannung auftritt, unmittelbar nachdem der Ausgangskontakt des Stromrelais geschlossen wird, wodurch verhindert wird, dass eine Fehlfunktion im Mikroprozessor aufgrund einer fortgeschrittenen Erzeugung der ersten Ausgangsspannung auftritt.
In der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 ist der strombegrenzende Widerstand 24 in Reihe mit der Haltezufuhrdiode 23 relativ zur zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20S verbunden. Der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129 wird als Ergebnis des sich schließenden Stromschalters 103 des Ausgangskontaktes 102a des sich schließenden Stromrelais und der ersten, die erste Ausgangsspannung Vif erzeugenden Konstantspannungsstromschaltung 10S, geschlossen. Darüber hinaus, wenn der Stromschalter 103 geöffnet wird, beginnt der arithmetische Schaltungsabschnitt 121, sich zurückzuziehen, und der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter 129 wird auf einen offenen Schaltkreis rückgesetzt, um das Stromrelais zu de-energetisieren.
Das heißt, wenn der Strombegrenzungswiderstand mit der Haltezufuhrdiode in Reihe verbunden ist und der Ausgangskontakt des Stromrelais geöffnet ist, wird auch der Bereitschafts-Unterbrechungsschalter geöffnet.
Entsprechend, wenn der Ausgangskontakt des Stromrelais geschlossen wird, wird die Stromzufuhr an die zweite Konstantspannungsstromschaltung auf der Ausgangskontaktseite konzentriert, ohne Strombegrenzungswiderstand. Wenn der Ausgangskontakt des Stromrelais offen ist, wird die Last an der zweiten Konstantspannungsstromschaltung erleichtert, um direkte Stromzufuhr aus der Fahrzeugbatterie zu unterdrücken, wodurch eine Stromverdrahtung dünner wird und die Kapazität eines Rauschfilters gegenüber der Stromleitung kleiner.
Darüber hinaus wird bei der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102 des Stromrelais und die Zufuhrdiode 21 gespeist und wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Stromschalter 103 und die Vorstellzufuhrdiode 22 gespeist.
Das heißt, die zweite Konstantspannungsstromschaltung wird aus der Fahrzeugbatterie unmittelbar nachdem der Stromschalter geschlossen wird, gespeist. Die erste Konstantspannungsstromschaltung wird aus der Fahrzeugbatterie über den Ausgangskontakt des Stromrelais in Reaktion auf den Stromschalter gespeist.
Somit wird, bevor die am Mikroprozessor angelegte Spannung der Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle einen vorbestimmten Wert erreicht, die am arithmetischen Schaltungsabschnitt angelegte Spannung hergestellt, um zu verhindern, dass der Mikroprozessor eine Fehlfunktion aufweist.
In dem Fall, bei dem die zweite Konstantspannungsstromschaltung direkt aus der Fahrzeugbatterie über die Haltezufuhrdiode gespeist wird, kann verhindert werden, dass der Mikroprozessor einen abnormalen Betrieb aufweist, wenn der Stromschalter aufgrund einer Unterbrechung in der Stromleitung der Direktzufuhrschaltung oder eines Kontaktversagens eines Verdrahtungsverbinders ohne direkte Stromzufuhr geschlossen wird.
Darüber hinaus kooperiert in der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Mikroprozessor 120A mit dem kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130A, der mit dem Mikroprozessor in Reihe verbunden ist, und der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt Transfer-verbindet Eingangs-/Ausgangssignale aus/zu hinzugefügten Fahrzeugsensorgruppen 104b, 105b und elektrischen Fahrzeuglastgruppe 106b mit dem Mikroprozessor 120A. Die Konstantspannungsstromschaltung 110A enthält weiter die dritte Konstantspannungsstromschaltung 30D. Die dritte Konstantspannungsstromschaltung 30D wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über zumindest den Ausgangskontakt 102a des Stromrelais gespeist, um die dritte Ausgangsspannung Vsb zu erzeugen. Die dritte Ausgangsspannung Vsb wird an den Überwachungssteuerschaltungsabschnitt 131A und den Hilfs-RAM-Speicher 133 angelegt, die im kombinierten Steuerschaltungsabschnitt 130A vorgesehen sind. Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 40D liefert Strom an den Hilfs-RAM-Speicher 133 über die Hilfszufuhrschaltung 42, die eine Diode oder ein Widerstandselement ist.
Das heißt, dass bei einer gleichzeitigen Verwendung des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts, wenn die dritte Konstantspannungsstromschaltung aus der Fahrzeugbatterie über den Ausgangskontakt des Stromrelais gespeist wird, oder wenn die dritte Konstantspannungsstromschaltung direkt aus der Fahrzeugbatterie gespeist wird und der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt den Backup-Speicher aufweist, die dritte Konstantspannungsstromschaltung aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung über die Hilfszufuhrschaltung, die eine Diode oder ein Widerstandselement ist, gespeist wird, selbst wenn der Stromschalter offen ist.
Entsprechend wird der Stromverbrauch der Fahrzeugbatterie in einem Zustand heruntergefahren, bei dem der Stromschalter offen ist, und wird die vierte Konstantspannungsstromschaltung, so wie sie vorliegt, verwendet, womit eine stabile Stromversorgung an Mikrostrom zu den Backup-Speichern auf der Seite des Mikroprozessors und der Seite des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts erzielt wird.
Zusätzlich beinhaltet in der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Mikroprozessor 120A oder der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130A, der mit dem Mikroprozessor kooperiert, den ersten oder zweiten Multikanal-A/D-Wandler 124, 134 zum Umwandeln von aus den Analogsensoren 104a, 104b, die Teil der Fahrzeugsensorgruppe sind, eingegebenen Analogsignalen in Digitalsignale. Die Konstantspannungsstromschaltung 110A beinhaltet die fünfte Konstantspannungsstromschaltung 50D, die auf den Schließvorgang des Ausgangskontaktes 102a des Stromrelais reagiert, um die fünfte Ausgangsspannung Vad an die ersten oder zweiten Multikanal-A/D-Wandler 124, 134 zu liefern. Die erste Konstantspannungsstromschaltung 10S erzeugt die erste Ausgangsspannung Vif großer Kapazität, aber niedriger Präzision, während die fünfte Konstantspannungsstromschaltung 50D die fünfte Ausgangsspannung Vad kleiner Kapazität, aber hoher Präzision erzeugt, selbst wenn die Spannung dieselbe wie die erste Ausgangsspannung Vif ist.
Das heißt, dass die fünfte Konstantspannungsstromschaltung für den Multikanal-A/D-Wandler, der eine Spannung kleiner Kapazität, jedoch hoher Präzision erfordert, von der ersten Konstantspannungsstromschaltung getrennt ist.
Entsprechend kann die Ausgabe der ersten Konstantspannungsstromschaltung von großer Kapazität, jedoch niedriger Präzision sein, was insgesamt eine preisgünstige Konfiguration ermöglich.
Insbesondere stellt die getrennte erste Konstantspannungsstromschaltung, die eine Schaltstromversorgung eines Typs verwendet, der die Strom führende Last eines Schaltelements steuert, einen geringen Verlust und Größe und Kostenreduktionen bereit, obwohl Spannungsbrummen existiert. Die fünfte Konstantspannungsstromschaltung, die eine ”Dropper”-Stromversorgung eines Typs verwendet, der kontinuierlich einen leitenden Zustand eines Schaltelementes steuert, stellt eine hochpräzise Ausgangsspannung bereit.
Ausführungsform 2
(1) Konfigurationsbeschreibung
Bezug nehmend auf 3, die ein Gesamtschaltungs-Blockdiagramm zeigt, und 4, die ein Detailschaltungsdiagramm einer partiellen Konstantspannungsstromschaltung zeigt, wird eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung mit einer Betonung auf Differenzen gegenüber 1 und 2 beschrieben. Man beachte, dass in 3 und 4 dieselben Bezugszeichen/Buchstaben wie jene in 1 und 2 dieselben oder äquivalenten Teile zeigen.
In 3 werden in einer elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung 100B die Fahrzeugbatterie 101, der Ausgangskontakt 102a und die Erregungsspule 102b des Stromrelais, der Stromschalter 103, der erste Analogsensor 104a, der zweite Analogsensor 104b, der erste Schaltsensor 105a, der zweite Schaltsensor 105b, eine erste elektrische Fahrzeuglastgruppe 106a und eine zweite elektrische Fahrzeuglastgruppe 106 in derselben Weise wie in 1 verbunden und es sind die Hauptspeisespannung Vb, die Vorstellspeisespannung Vbs und die Haltespeisespannung Vbb bereitgestellt.
Ein Mikroprozessor 1203 beinhaltet in derselben Weise wie der Mikroprozessor 120A den arithmetischen Schaltungsabschnitt 121, einen nicht-flüchtigen Programmspeicher 122b, die RAM-Speicher 123a, 123b, von denen ein Teilbereich als ein Backup-Speicher 123b verwendet wird, den ersten Mehrkanal-A/D-Wandler 124, die Eingangsschnittstellenschaltung 125, die Ausgangsschnittstellenschaltung 126 und einen Bereitschaftsunterbrechungsschalter 129. Der nicht-flüchtige Programmspeicher 122b verwendet einen Flash-Speicher, von dem ein partieller Bereich als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher 128b verwendet wird.
Ein kombinierter Steuerschaltungsabschnitt 130B beinhaltet in derselben Weise wie der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130A einen Überwachungssteuerschaltungsabschnitt 131B, den Hilfs-RAM-Speicher 133, den zweiten Mehrkanal-A/D-Wandler 134, die Eingangsschnittstellenschaltung 135 und die Ausgangsschnittstellenschaltung 136. Eine Sub-CPU, die mit einem Hilfsprogrammspeicher 132B kooperiert, wird im Überwachungssteuerschaltungsabschnitt 131B verwendet. Die Sub-CPU 131B ist ein Mikroprozessor von einem Niedrig-Stromverbrauchstyp, die in der Lage ist, Fahrzeugüberwachung oder Taktugnsbetrieb durch Durchführung von intermittentem Betrieb in einem Parkzustand bei offenem Stromschalter 103 durchzuführen.
Eine Konstantspannungsstromschaltung 110B erzeugt mehrere stabilisierte Ausgangsspannungen und liefert Strom an jeden Teil in der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung 100B in derselben Weise wie die Konstantspannungsstromschaltung 110A.
Man beachte, dass eine fünfte Konstantspannungsstromschaltung 50D in 1 weggelassen ist und die erste Ausgangsspannung Vif anstelle einer fünften Ausgangsspannung Vad geteilt ist. Darüber hinaus verwendet die erste Konstantspannungsstromschaltung 10S in 1 eine Konstantspannungsstromschaltung vom Ein/Aus-Steuertyp niedriger Präzision und niedrigen Stromverbrauchs, während eine erste Konstantspannungsstromschaltung 10D in 3 eine Konstantspannungsstromschaltung vom Linearsteuertyp hoher Präzision verwendet, womit eine Konfiguration erzielt wird, die für eine elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung mit einer kleinen Anzahl von Eingängen/Ausgängen geeignet ist.
An einer zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D wird die synthetische Speisespannung Vba angelegt, die aus der Zufuhrdiode 21, der Vorstellzufuhrdiode 22 und der Haltezufuhrdiode 23 erhalten wird, in derselben Weise wie in 1. Wie in 1, wird eine in 2 beschriebene Konstantspannungsstromschaltung vom Ein/Aus-Steuertyp verwendet, während in 3 eine Konstantspannungsstromschaltung vom Linearsteuertyp verwendet wird, die später in 4 beschrieben wird. Dies liegt daran, dass ein Laststrom der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D in 3 relativ niedrig ist und kein übermäßiger Verlust verursacht wird. Eine dritte Konstantspannungsstromschaltung 30S wird direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist und speist die Sub-CPU 131B, selbst wenn der Stromschalter 103 offen ist.
Die Sub-CPU 131B ist von einem Niederstromverbrauchstyp; jedoch wird eine Konstantspannungsstromschaltung vom Ein/Aus-Steuertyp verwendet, um eine Last an der Fahrzeugbatterie während des Parkens zu lindern.
Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L wird direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist und mit einem Ausgangsanschluss der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D über den Reihenwiderstand 61 in derselben Weise wie in 1 verbunden.
Jedoch ist die Konstantspannungsstromschaltung in 1 ein linearer Steuertyp, der einen Transistor vom Verbindungstyp verwendet, wie in 2 gezeigt, während die Konstantspannungsstromschaltung in 3 ein linearer Steuertyp ist, der einen Feldeffekttransistor verwendet, wie später in 4 beschrieben.
Als Nächstes Bezug nehmend auf 4 werden untenstehend die detaillierten Schaltungen der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D in 3 und der vierten Konstantspannungsstromschaltung 60L in 4 beschrieben.
In 4 beinhaltet die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D, die mit der synthetischen Speisespannung Vba arbeitet, die aus der Zufuhrdiode 21, der Vorstellzufuhrdiode 22 und der Haltezufuhrdiode 23 zusammengesetzt wird, als einer Eingangsspannung, das Schaltelement 230, das beispielsweise ein PNP-Typ-Verbindungstransistor ist. Die synthetische Speisespannung Vba wird an den Emitteranschluss des Schaltelements 230 angelegt und ein Kollektoranschluss desselben ist mit einem Ausgangsanschluss verbunden, der die zweite Ausgangsspannung Vcp erzeugt. Ein Basisanschluss des Schaltelements 230 ist mit einer Erdungsschaltung über eine serielle Schaltung eines Antriebswiderstands 231 und eines Vorherstufentransistors 240 verbunden, der beispielsweise ein NPN-Typ-Verbindungstransistor ist. Darüber hinaus ist ein Unterbrechungsballastwiderstand 232 zwischen dem Emitteranschluss und dem Basisanschluss einverbunden und sind Spannungsteilerwiderstände 238a, 238b in Reihe zwischen dem Kollektoranschluss und der Erdungsschaltung verbunden, um eine zweite Ausgangsspannung Vcp zu überwachen. Ein Unterbrechungsballastwiderstand 242 ist zwischen dem Basisanschluss und dem Emitteranschluss des Vorherstufentransistors 240 verbunden und eine Ausgangsspannung eines Vergleichsverstärkers 243 wird über einen Antriebswiderstand 241 an den Basisanschluss angelegt.
Der Vergleichsverstärker 243 erzeugt eine Analogsignalspannung in Reaktion auf einen Abweichungsintegralwert zwischen einer durch eine Bandlückenzelle erzeugte Referenzspannung 244 und einer Spannung proportional zur zweiten Ausgangsspannung Vcp beispielsweise durch Spannungsteilerwiderstände 238a, 238b und führt eine lineare Steuerung eines leitenden Zustandes so durch, dass ein Basisstrom des Vorherstufentransistors 240 erhöht wird, wenn die zweite Ausgangsspannung Vcp niedriger als eine vorbestimmte Spannung ist oder der Basisstrom des Vorherstufentransistors wird abgesenkt, wenn die zweite Ausgangsspannung Vcp höher als die vorbestimmte Spannung ist. Ein Abschalt-Steuertransistor 250, der beispielsweise ein Transistor vom NPN-Verbindungstyp ist, ist zwischen dem Basisanschluss und dem Emitteranschluss des Vorherstufentransistors 240 verbunden. Ein Unterbrechungsballastwiderstand 252 ist zwischen dem Basisanschluss und dem Emitteranschluss des Abschaltsteuertransistors 250 verbunden und eine Ausgangsspannung eines Vergleichsverstärkers 253 wird über einen Antriebswiderstand 251 an den Basisanschluss angelegt.
Der Vergleichsverstärker 253 vergleicht eine Spannungsgrößenordnung zwischen einer Referenzspannung 244 und der Spannung proportional zu einer synthetischen Speisespannung Vba durch Spannungsteilerwiderstände 239a, 239b und schaltet einen Abschaltsteuertransistor 250 ab, wenn die synthetische Speisespannung Vba höher als eine vorbestimmte Spannung ist und den Abschaltsteuertransistor 250 leitet, und schaltet das Schaltelement 230 ab, wenn die synthetische Speisespannung Vba niedriger als die vorbestimmte Spannung ist.
Somit wird unter einem solchen Niederspannungszustand, bei dem der Mikroprozessor 120B inoperativ wird, eine verschwenderische Stromversorgung durch Öffnen des Schaltelements 230 gestoppt.
Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L, an welche die Haltespeisespannung Vbb angelegt wird, beinhaltet ein Schaltelement 620, das ein Feldeffekttransistor vom PMOS-Typ ist beispielsweise. Die Haltespeisespannung Vbb wird an den Quellanschluss des Schaltelements 620 angelegt und dessen Drain-Anschluss wird mit dem Ausgangsanschluss verbunden, der die vierte Ausgangsspannung Vup erzeugt, und wird mit dem Ausgangsanschluss der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D über den Reihenwiderstand 61 verbunden. Ein Spannungsteilerwiderstand 622 ist parallel zwischen dem Gatteranschluss und dem Quellanschluss des Schaltelements 620 verbunden. Der Gatteranschluss ist mit einer Erdungsschaltung über einen Antriebswiderstand 621 und einen Vorherstufentransistor 630, der ein Feldeffekttransistor vom NMOS-Typ ist, verbunden, und wenn der Vorherstufentransistor 630 leitet, leitet auch das Schaltelement 620. Ein Spannungsteilerwiderstand 632 ist zwischen dem Gatteranschluss und dem Quellenanschluss des Vorherstufentransistors 630 verbunden, und die Ausgangsspannung eines Vergleichsverstärkers 630 wird an den Gatteranschluss über einen Antriebswiderstand 631 angelegt.
Der Vergleichsverstärker 633 erzeugt einen analogen Signalspannungspegel in Reaktion auf einen Abweichungsintegralwert zwischen einer durch eine Bandlückenzelle erzeugten Referenzspannung 634 und einer Spannung proportional zur vierten Ausgangsspannung Vup durch beispielsweise Spannungsteilerwiderstände 638a, 638b und führt eine lineare Steuerung eines leitenden Zustands durch, so dass eine Gatterspannung des Vorherstufentransistors 630 erhöht wird, wenn die vierte Ausgangsspannung Vp niedriger als eine vorbestimmte Spannung ist, oder die Gatterspannung des Vorherstufentransistors 630 wird abgesenkt, wenn die vierte Ausgangsspannung Vp höher als die vorbestimmte Spannung ist.
Rückkehrend zu 3, wenn der Hilfs-RAM-Speicher 133 als Backup-Speicher verwendet wird, wird Strom dem Hilfs-RAM-Speicher 133 aus einem parallelen Ausgang zwischen einem mit der dritten Konstantspannungsstromschaltung 30S verbundenen Parallelzufuhrdiode 31 und einer Hilfs-Zufuhrschaltung 62, die eine Diode oder ein Widerstandselement ist, das mit der vierten Konstantspannungsstromschaltung 60L verbunden ist, zugeführt. Somit, selbst wenn die Speisespannung der Fahrzeugbatterie 101 abfällt und die Sub-CPU 131B inoperativ wird, kann die Stromversorgung an den Hilfs-RAM-Speicher 133 durch Stromversorgung aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung 60L fortgesetzt werden, wenn die Speisespannung auf eine minimale sichergestellte Spannung abfällt, entsprechend der minimalen Haltespannung des Hilfs-RAM-Speichers 133. Entsprechend wird in derselben Weise beim Abschaltsteuertransistor 250 in 4, wenn die Speisespannung übermäßig abfällt, die Erzeugung der Ausgabe der dritten Konstantspannungsstromschaltung 30S angehalten, so dass eine verschwenderische Stromzufuhr an die Sub-CPU 131B gestoppt werden kann.
(2) Beschreibung von Wirkung und Betrieb
Als Nächstes Bezug nehmend auf die 3 und 4 werden untenstehend Wirkung und Betrieb der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, detailliert beschrieben.
Zuerst ist der Umriss der Gesamtsteueroperation wie folgt: wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird, wird die Erregungsspule 102b des Stromrelais über die logische ODER-Umkehrausgangsschaltung 112 energetisiert, wird der Ausgangskontakt 102a geschlossen, und wird eine Hauptspeisespannung Vb aus der Fahrzeugbatterie 101 angelegt. Die Konstantspannungsstromschaltung 110B erzeugt eine erste Ausgangsspannung zusätzlich zu zweiten bis vierten Ausgangsspannungen, so dass der arithmetische Schaltungsabschnitt 121 und der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130B beginnen, zu arbeiten. Der arithmetische Schaltungsabschnitt 121 erzeugt ein Steuerausgangssignal in Reaktion auf Betriebszustände der ersten und zweiten Analogsensoren 104a, 104b und der ersten und zweiten Schaltsensoren 105a, 105b, die zur Fahrzeugsensorgruppe gehören, wie auch ein im nicht-flüchtigen Programmspeicher 122B gespeichertes Steuerprogramm, um die ersten und zweiten elektrischen Fahrzeuglastgruppen 106a, 106b antreibend zu steuern. Der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130B sendet Betriebszustände des Analogsensors 104b und des zweiten Schaltsensors 105b an den Mikroprozessor 120B als Überwachungssignal und empfängt ein durch den Mikroprozessor 120B erzeugtes Steuersignal, um die zweite elektrische Fahrzeuglastgruppe 106b anzutreiben.
Der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130B überwacht wechselseitig einen Betriebszustand während des Betriebs des Mikroprozessors 120B, und in einem solchen Parkzustand, in dem der Mikroprozessor 120B den Betrieb mit offenem Stromschalter 103 stoppt, arbeitet einzig die Sub-CPU 131B und misst die verstrichene Zeit während des Parkens oder überwacht regelmäßig den Betriebszustand eines Teils der Fahrzeugsensoren.
Während des Parkens werden bestimmte, zu überwachende Sensoren temporär durch eine ausgewählte Zufuhrschaltung (nicht gezeigt) gespeist, deren Signale in die Sub-CPU 131B eingegeben werden.
Verschiedene Typen von Versagensvorkommnis-Informationen, die während des Betriebs des arithmetischen Schaltungsabschnitts 121 auftreten, und Lernspeicherinformationen werden im Backup-Speicher 123b gespeichert. Der Backup-Speicher 123b bewahrt Sprachinhalte durch die vierte Ausgangsspannung Vup, die durch Herunterstufen einer Haltespeisespannung Vbb erhalten wird, selbst wenn der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais offen ist. Die im Hilfs-RAM-Speicher 133 des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts 130B gespeicherte wichtige Information wird während des Betriebs an den Backup-Speicher 123b auf Seiten des Mikroprozessors 120B übertragen und üblicherweise ist der Batterie-Backup für den Hilfs-RAM-Speicher 133 nicht nötig. Jedoch kann die vor Betriebsstopp gemessene Information, wie etwa eine Information zur verstrichenen Zeit, die regelmäßig während des Parkens oder des Betriebszustands eines bestimmten Sensors gespeichert wurde, selbst dann gespeichert werden, wenn die Sub-CPU 131B stoppt, weil der Hilfs-RAM-Speicher 133 aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung 60L über die Hilfszufuhrschaltung 62, die eine Diode oder ein Widerstandselement ist, gespeist wird. In dem Fall, dass die Fahrzeugbatterie 101 einen übermäßigen Spannungsabfall aufweist oder der Ausgangsanschluss für einen Austausch geöffnet wird, verschwindet die Speicherinformation im Backup-Speicher 123b und dem Hilfs-RAM-Speicher 133; daher, wenn der Stromschalter 103 geöffnet wird, wird ein Teil von im Backup-Speicher 123b gespeicherten wichtigen Daten in dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 128B gespeichert, der ein Teilbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 122B ist, während einer verzögerten Zufuhrperiode, bis der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais geöffnet wird.
Das Teilen der Rollen der zweiten und vierten Konstantspannungsstromschaltung 20D, 60L, Rollen des Reihenwiderstands 61 und das Teilen von Rollen der Zufuhrdiode 21, der Vorstell-Zufuhrdiode 22, der Haltezufuhrdiode 23 und des Strombegrenzungswiderstands 24 sind dieselben wie in 1.
Zuerst, wenn der Stromschalter 103 geöffnet ist, wird das Stromrelais de-energetisiert und sein Ausgangskontakt 102a ist offen, die erste (fünfte) Konstantspannungsstromschaltung 10S (50D) stoppt den Betrieb und die erste (fünfte) Ausgangsspannung Vif (Vad) tritt nicht auf. Als Ergebnis ist der Bereitschaftsunterbrechungsschalter 129 in einem Unterbrechungszustand und ist der Mikroprozessor 120B in einem solch guten Zustand, dass der Haltestrom Ih, der geeignet ist, einen Betriebszustand des Backup-Speichers 123B aufrecht zu erhalten, beispielsweise ungefähr 1 mA, zugeführt wird.
Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L erzeugt die vierte Ausgangsspannung Vup von beispielsweise DC 3,3 V ± 0,3 V, und liefert Strom an den Backup-Speicher 123B über den seriellen Widerstand 61 mit beispielsweise einem Widerstandswert R61 von 100 Ω. Entsprechend, selbst wenn die Haltezufuhrspannung Vbb auf eine minimale sichergestellte Spannung von Vbmin = 4,3 V abfällt, aufgrund eines übermäßigen Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie 101, kann eine minimale Haltespannung Vkp (beispielsweise DC 2,5 V) des Backup-Speichers 123b sichergestellt werden.
Andererseits wird an die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D die Haltespeisespannung Vbb über den Strombegrenzungswiderstand 24 mit einem Widerstandswert R24 = 100 Ω und die Haltezufuhrdiode 23 angelegt; wenn jedoch die Ausgangsspannung der Fahrzeugbatterie 101 übermäßig abfällt, wird des Schaltelement 230 in 4 geöffnet und kann ein Haltestrom Ih nicht dem Backup-Speicher 123b zugeführt werden.
Wenn die Speisespannung der Fahrzeugbatterie 101 auf normalen Niederspannungspegel von beispielsweise DC 8,0 V oder höher ist, arbeitet auch die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20S richtig und liefert Strom an den Backup-Speicher 123b in Kooperation mit den zweiten und vierten Konstantspannungsstromschaltungen 20S, 60L; jedoch wird nicht erwartet, dass dies tatsächlich eine Ausgabe der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D ergibt. Es ist die Rolle der Haltezufuhrdiode 23, die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D in einem Betriebszustand zu erhalten.
Daher erhält die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L Speicherinformationen des Backup-Speichers 123b, selbst wenn die Ausgangsspannung der Fahrzeugbatterie 101 eine übermäßig niedrigere Spannung als eine normale Minimalspannung ist.
Als Nächstes liefert die Vorstell-Zufuhrdiode 22, unmittelbar nachdem der Stromschalter 103 geschlossen wird, zuerst Strom an die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D; jedoch ist die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D in Betrieb durch die Haltezufuhrdiode 23, und die Vorstellzufuhrdiode 22 ist üblicherweise unnötig. Jedoch erzeugt in dem Fall, dass eine direkte Zuführleitung aus der Fahrzeugbatterie 101 gebrochen ist oder eine Haltestromversorgung aufgrund eines versagten Kontakts eines Eingangsanschlusses der Haltespeisespannung Vbb nicht durchgeführt wird, bevor der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais geschlossen wird und die erste (fünfte) Konstantspannungsstromschaltung 10D (50D) die erste (fünfte) Ausgangsspannung Vif (Vad) erzeugt, die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D die zweite Ausgangsspannung Vcp, um zu verhindern, dass der Mikroprozessor 120B eine Fehlfunktion erfährt. Wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird und der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais geschlossen wird, wird die erste (fünfte) Ausgangsspannung Vif (Vad) zusätzlich zu den dritten und vierten Ausgangsspannungen Vsb, Vup, die vorab erzeugt werden, erzeugt und wird als Ergebnis der Erzeugung der ersten Ausgangsspannung Vif der Bereitschaftsunterbrechungsschalter 129 geschlossen. Als Ergebnis steigt der Ausgangsstrom der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D rapide auf beispielsweise 300 mA an; da jedoch der Ausgangskontakt 102a geschlossen wird, bevor der Ausgangsstrom rapide ansteigt, ist der durch den Strombegrenzungswiderstand 24 fließende Strom ein Mikrowert, der durch Teilen einer Spannungsabweichung, basierend auf einer Differenz in einem Spannungsabfall der Zufuhrleitung, durch einen Widerstandswert R24 des Strombegrenzungswiderstands 24 erhalten wird.
Wenn ein maximaler Differentialwert ΔVmax (beispielsweise 3,6 – 3,0 = 0,6 V) sich zwischen einem Variationsmaximum (beispielsweise 3,3 + 0,3 = 3,6 V) der vierten Ausgangsspannung Vup und einem Variationsminimum (beispielsweise 3,3 – 0,3 = 3,0 V) der zweiten Ausgangsspannung Vcp entwickelt, wird der durch die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L fließende Strom zu ΔVmax/R61, wobei R61 ein Widerstandswert eines Reihenwiderstands 61 ist. Wenn dieser beispielsweise 0,1 KΩ beträgt, wird der Maximalstrom beispielsweise 0,6 V/0,1 KΩ = 6 mA. Damit ist es ausreichend, wenn der gestattete Ausgangsstrom Imax der vierten Konstantspannungsstromschaltung 60L höchstens 10 mA beträgt.
Als Nächstes hält, unmittelbar nachdem der Stromschalter 103 geöffnet wird, die Erregungsspule 102b des Stromrelais einen energetisierenden Zustand mit einem durch den Mikroprozessor 120B und die logische UND-Schaltung 122 erzeugten Stromhaltebefehlssignal DR aufrecht. Ein Teil der im Backup-Speicher 123b gespeicherten Daten wird in den nicht-flüchtigen Datenspeicher 128b übertragen und dort gespeichert, und sukzessive, wenn der Mikroprozessor 120B den Betrieb stoppt, wird der Bereitschaftsunterbrechungsschalter 129 geöffnet, des Stromhaltebefehlssignal DR stoppt und das Stromrelais wird de-energetisiert.
Wenn der Ausgangskontakt 102a des Stromrelais geöffnet wird, stoppt die erste (fünfte) Konstantspannungsstromschaltung 10D (50D) den Betrieb; jedoch wird für die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D die Stromzufuhr durch den Strombegrenzungswiderstand 24 und die Haltezufuhrdiode 23 fortgesetzt.
Da jedoch der Bereitschaftsunterbrechungsschalter 129 bereits geöffnet worden ist, ist der durch den Strombegrenzungswiderstand 24 fließende Strom kleinst.
In 4, die eine konkrete Schaltungskonfiguration der zweiten und vierten Konstantspannungsstromschaltungen 20D, 60L zeigt, ist die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D eine Konstantspannungsstromschaltung vom linearen Steuertyp, die einen PNP-Verbindungstyptransistor verwendet, einen zweiten Konstantspannungsausgang Vcp gegenüber weitreichenden Speisespannungs-Fluktuationen erzeugt, aber erzwungenes Unterbrechen in einem Niederspannungsbereich durchführt.
Eine Ein/Aus-Steuertyp-Konstantspannungsstromschaltung, die einen niedrigen Stromverbrauch bereitstellt, kann als Schaltelement 230 auf dieselbe Weise wie in 2 verwendet werden.
Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L ist eine Kostantspannungsstromschaltung vom Linearsteuertyp, die einen PMOS-Feldeffekttransistor verwendet, wodurch eine kleine und preisgünstige Konfiguration als eine Leichtlast-Konstantspannungsstromschaltung erzielt wird, und eine horchpräzise Konstantspannungsausgabe erzielt wird, aufgrund fehlender Brumm-Fluktuationen, die mit der Ein/Aus-Steuerung einhergehen. Jedoch verlangt die Stromversorgung an dem Backup-Speicher 123b keine besondere hochgenaue Ausgangsspannung. Darüber hinaus kann der der PNP-Übergangstyptransistor als Schaltelement 620 verwendet werden, wie in 2 gezeigt.
In dem Fall, dass als Sub-CPU 131B ein Mikroprozessor, der einen Bereitschaftsunterbrechungsschalter 129 beinhaltet, in derselben Weise wie der Mikroprozessor 120B verwendet wird, wird eine dritte Ausgangsspannung Vsb mit einer dritten Konstantspannungsstromschaltung 30S an die Sub-CPU 131B und gemeinsam an den Hilfs-RAM-Speicher 133 angelegt, und wird ein dem Reihenwiderstand 61 äquivalentes Widerstandselement als eine Hilfszufuhrschaltung 62 mit der vierten Konstantspannungsstromschaltung 60L verbunden.
Vorzugsweise wird ein Kurzschluss der parallelen Zufuhrdiode 31, die an dem Ausgang der dritten Konstantspannungsstromschaltung 30S vorgesehen ist, weggelassen, und es wird eine Diode zum Schutz gegenüber Drahtbruch oder Erdung auf der Seite der Zufuhrschaltung aus der Fahrzeugbatterie 101 verbunden.
(3) Merkmale von Ausführungsform 2
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, weist die elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung die folgenden Merkmale auf:
Die elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung beinhaltet: den Mikroprozessor 120B, der die elektrische Fahrzeuglastgruppe 106a in Reaktion auf Betriebszustände der Fahrzeugsensorgruppen 104a, 105a und der Inhalte des in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 122B gespeicherten Steuerprogramms antreibend steuert, und die Konstantspannungsstromschaltung 110B, die aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist wird und mehrere Typen stabilisierter Ausgangsspannungen erzeugt, wobei der Mikroprozessor 120B den arithmetischen Schaltungsabschnitt 121 beinhaltet, der mit dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 122B kooperiert; flüchtige RAM-Speicher 123a, 123b mit zumindest einem Teilbereich oder allen Bereichen als Backup-Speicher 123b; Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen 125, 126 und einen Bereitschaftsunterbrechungsschalter 129, der eine Zufuhrschaltung gegenüber anderen Schaltungen als dem Backup-Speicher 123 bei Bereitschaft abschneidet, und die Konstantspannungsstromschaltung 110B die aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeisten und eine stabilisierte Ausgangsspannung an den Mikroprozessor 120B liefernden ersten, zweiten und vierten Konstantspannungsstromschaltungen beinhaltet.
Die erste Konstantspannungsstromschaltung 10D wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über die Ausgangskontakt 102a des Stromrelais gespeist, des energetisiert wird, wenn der Stromschalter 103 geschlossen wird, und in einem Intervall einer vorbestimmten Verzögerungszeit de-energetisiert wird, wenn der Stromschalter geöffnet wird, um so die erste Ausgangsspannung Vif zu erzeugen. Die erste Ausgangsspannung Vif wird an die Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen 125, 126 angelegt. Die zweite Konstantspannungsstromschaltung 20D wird aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102a des Stromrelais gespeist, um eine zweite Ausgangsspannung Vcp zu erzeugen. Die zweite Ausgangsspannung Vcp wird an den im Mikroprozessor 120B vorgesehenen arithmetischen Schaltungsabschnitt 121, den nicht-flüchtigen Programmspeicher 122B, den RAM-Speicher 123a und den Backup-Speicher 123b angelegt. Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L wird direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist, um die vierte Ausgangsspannung Vup zu erzeugen und ist mit einem Ausgangsanschluss der zweiten Konstantspannungsstromschaltung 20D über den Reihenwiderstand 61 verbunden.
Darüber hinaus kooperiert der Mikroprozessor 120B mit dem, mit dem Mikroprozessor in Reihe verbundenen kombinierten Steuerschaltungsabschnitt 130B und der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt Übertragungs-verbindet Eingangs-/Ausgangssignale zu/von hinzugefügten Fahrzeugsensorgruppen 104b, 105b und der elektrischen Fahrzeuglastgruppe 106b an den Mikroprozessor 120B. Die Konstantspannungsstromschaltung 110B beinhaltet weiter die dritte Konstantspannungsstromschaltung 30S. Die dritte Konstantspannungsstromschaltung 30S wird direkt aus der Fahrzeugbatterie 101 gespeist, um die dritte Ausgangsspannung Vsb zu erzeugen. Die dritte Ausgangsspannung Vsb wird an den Überwachungssteuerschaltungsabschnitt 131B und den Hilfs-RAM-Speicher 133 angelegt, die im kombinierten Steuerschaltungsabschnitt 130B vorgesehen sind. Die vierte Konstantspannungsstromschaltung 60L liefert Strom an den Hilfs-RAM-Speicher 133 über die Hilfszufuhrschaltung 62, die eine Diode oder ein Widerstandselement ist.
Das heißt, dass in der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 bei gleichzeitiger Verwendung des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts, wenn die dritte Konstantspannungsstromschaltung aus der Fahrzeugbatterie über den Ausgangskontakt des Stromrelais gespeist wird, oder wenn die dritte Konstantspannungsstromschaltung direkt aus der Fahrzeugbatterie gespeist wird und der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt den Backup-Speicher aufweist, die dritte Konstantspannungsstromschaltung aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung über die Hilfszufuhrschaltung, die eine Diode und ein Widerstandselement ist, gespeist wird, selbst wenn der Stromschalter offen ist.
Entsprechend kann in dem Fall, bei dem die dritte Konstantspannungsstromschaltung immer aus der Fahrzeugbatterie verbunden ist, unter Verwendung der Sub-CPU niedrigen Stromverbrauchs als einem Überwachungssteuerschaltungsabschnitt der Überwachungssteuerschaltungsabschnitt intermittent betrieben werden, selbst wenn der Stromschalter offen ist, und die vierte Konstantspannungsstromschaltung stellt während des Betriebsstopps eine stabile Stromversorgung von Mikrostrom den Backup-Speichern auf der Seite des Mikroprozessors und auf der Seite des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts bereit.
Zusätzlich beinhaltet in der elektronischen Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der Mikroprozessor 120B oder der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt 130B, der mit dem Mikroprozessor kooperiert, erste und zweite Multikanal-A/D-Wandler 124, 134 zum Umwandeln von aus den Analogsensoren 104a, 104b, die ein Teil der Fahrzeugsensorgruppe sind, eingegebenen Analogsignalen in Digitaldaten. Die erste Konstantspannungsstromschaltung 10D erzeugt eine erste Ausgangsspannung Vif, die entweder für eines oder beide Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen 125, 126 und den ersten Multikanal-A/D-Wandler 124 auf der Seite des Mikroprozessors 120B, oder Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen 135, 136 und den zweiten Multikanal-A/D-Wandler 134 auf der Seite des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts 130B geteilt ist, und die erste Konstantspannungsstromschaltung 10D stellt eine hochpräzise Ausgangsspannung durch eine Dropper-stromversorgung eines Typs des kontinuierlichen Steuerns eines leitenden Zustands eines Schaltelements bereit.
Spezifischer teilen ein Schaltsensor, der Ein/Aus-Operationen durchführt, oder Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen relativ zu elektrischer Last und den Multikanal-A/D-Wandler für einen Analogsensor eine erste Ausgangsspannung.
Entsprechend ist es nicht erforderlich, dass eine Stromleitung des Mikroprozessors oder der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt getrennt werden, was eine Schaltungskonfiguration vereinfacht. Insbesondere in einem Fall, wenn es keine maßgebliche Abweichung zwischen dem für die Ein/Aus-Operationen durchführende Schnittstellenschaltung erforderlichen Strom und dem für den Multikanal-A/D-Wandler erforderlichen Strom gibt, stellt die Integration der Konstantspannungsstromschaltungen Größen- und Kostenreduktionen bereit.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden Fachleuten ersichtlich, ohne vom Schutzumfang und Geist dieser Erfindung abzuweichen, und es versteht sich, dass diese nicht auf die hierin dargestellten illustrativen Ausführungsformen beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-022152 A [0005]

Claims

Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung, umfassend: einen Mikroprozessor (120A, 120B) zum Antriebssteuern einer elektrischen Lastgruppe (106a) in Reaktion auf Betriebszustände von Fahrzeugsensorgruppen (104a, 105a) und Inhalten eines in einem nicht-flüchtigen Programmspeicher (122A, 122B) gespeicherten Steuerprogramms, und eine Konstantspannungsstromschaltung (110A, 110B), die aus einer Fahrzeugbatterie (101) gespeist ist und eine Mehrzahl von Typen von Ausgangsspannungen erzeugt, wobei der Mikroprozessor (120A, 120B) umfasst: einen arithmetischen Schaltungsabschnitt (121), der mit dem nicht-flüchtigen Programmspeicher (122A, 122B) kooperiert; einen flüchtigen RAM-Speicher (123a, 123b) mit zumindest einem Teilbereich als einem Backup-Speicher (123b); eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung (125, 126); und einen Bereitschafts-Unterbrechungsschalter (129), der eine Zufuhrschaltung in Bezug auf andere Schaltungen als dem Backup-Speicher (123b) bei Bereitschaft abschaltet, wobei die Konstantspannungs-Stromversorgungsschaltung (110A, 110B) eine erste, eine zweite und eine vierte Konstantspannungsstromschaltung beinhaltet, die aus der Fahrzeugbatterie (101) gespeist sind und eine stabilisierte Ausgangsspannung an den Mikroprozessor (120A, 120B) liefern, die erste Konstantspannungsstromschaltung (10S, 10D) aus der Fahrzeugbatterie (101) über einen Ausgabekontakt (102a) eines Stromrelais gespeist wird, das energetisiert ist, wenn ein Stromschalter geschlossen wird; und nach einem Intervall einer vorbestimmten Verzögerungszeit de-energetisiert wird, wenn der Stromschalter geöffnet wird, um eine erste Ausgangsspannung Vif zu erzeugen, die erste Ausgangsspannung Vif an die Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung (125, 126) angelegt wird, die zweite Konstantspannungsstromschaltung (20S, 20D) aus der Fahrzeugbatterie (101) über den Ausgangskontakt (102a) zumindest des Stromrelais gespeist wird, um eine zweite Ausgangsspannung Vcp zu erzeugen, die zweite Ausgangsspannung Vcp an den im Mikroprozessor (120A, 120B) bereitgestellten Arithmetik-Schaltungsabschnitt (121), den nicht-flüchtigen Programmspeicher (122A, 122B), den RAM-Speicher (123a) und den Backup-Speicher (123b) angelegt ist, und die vierte Konstantspannungsstromschaltung (40D, 60L) direkt aus der Fahrzeugbatterie (101) gespeist ist, um eine vierte Ausgangsspannung Vup zu erzeugen, und die über einen seriellen Widerstand (41, 61) mit einem Ausgangsanschluss der zweiten Konstantspannungsstromschaltung (20S, 20D) verbunden ist.
Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Widerstandswert R des Reihenwiderstands (41, 61) wie folgt definiert ist: wenn die erzeugte Spannung der Fahrzeugbatterie (101) höher oder gleich einer minimalen sichergestellten Spannung Vbmin ≥ Vup + Vd entsprechend einem Wert ist, der durch Addieren des minimalen Spannungsabfalls Vd der vierten Konstantspannungsstromschaltung (40D, 60L) zur vierten Ausgangsspannung Vup erhalten wird, selbst wenn der Stromschalter (103) geöffnet ist und die Ausgaben der ersten und zweiten Ausgangsspannungen Vif, Vcp stoppen, wird eine Ausgangsspannung größer oder gleich der minimalen Haltespannung Vkp des Backup-Speichers an den Backup-Speicher (123b) aus der vierten Konstantspannungsstromschaltung (40D, 60L) angelegt und wird ein Wert kleiner oder gleich (Vup – Vkp)/Ikp ausgewählt, so dass ein Strom gleich oder größer einem vorbestimmten Haltestrom Ikp zugeführt wird, und wobei, wenn sich die ersten und zweiten Ausgangsspannungen Vif, Vcp bei geschlossenem Stromschalter (103) entwickeln und der Bereitschaftsunterbrechungsschalter (129) geschlossen ist, ein Widerstandswert R des Reihenwiderstands (41, 61) auf einen Wert gleich oder größer ΔVmax/Imax eingestellt wird, so dass ein durch die vierte Konstantspannungsstromschaltung (40D, 60L) erzeugte Ausgangsstrom kleiner oder gleich einem vorbestimmten gestatteten Strom Imax im Reihenwiderstand (41, 61) ist, wenn ein maximaler Differentialwert ΔVmax zwischen einem Fluktuationsmaximum der vierten Ausgangsspannung Vup, die durch die vierte Konstantspannungsstromschaltung erzeugt ist, und einem Fluktuationsminimum der zweiten Ausgangsspannung Vcp auftritt.
Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Konstantspannungsstromschaltung (20S, 20D) aus der Fahrzeugbatterie (101) über den Ausgangskontakt (102a) und eine Zufuhrdiode (21) gespeist wird und direkt aus der Fahrzeugbatterie (101) über eine Haltezufuhrdiode (23) gespeist ist, und, selbst wenn der Ausgangskontakt (102) geöffnet ist, die Stromversorgung an den Eingangsschaltungsabschnitt der zweiten Konstantspannungsstromschaltung (20S, 20D) fortgesetzt bleibt.
Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei ein Strombegrenzungswiderstand (24) in Reihe mit einer Haltezufuhrdiode (23) relativ zur zweiten Konstantspannungsstromschaltung (20S, 20D) verbunden ist, der Bereitschaftsunterbrechungsschalter (129) als Ergebnis davon geschlossen wird, dass der Stromschalter (103) schließt, der Ausgangskontakt (102a) des Stromrelais schließt, und die erste Konstantspannungsstromschaltung (10S, 10D) die erste Ausgangsspannung Vif erzeugt, und wobei, wenn der Stromschalter geöffnet ist, der arithmetische Schaltungsabschnitt (121) beginnt, sich zurückzuziehen und der Bereitschaftsunterbrechungsschalter (129) auf eine offene Schaltung rückgesetzt wird, um das Stromrelais zu de-energetisieren.
Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die zweite Konstantspannungsstromschaltung (20S, 20D) aus der Fahrzeugbatterie (101) über den Ausgangskontakt (102a) des Stromrelais und eine Zufuhrdiode (21) gespeist ist, und über den Stromschalter (103) und eine Vorstell-Zufuhrdiode (22) aus der Fahrzeugbatterie (101) gespeist ist.
Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Mikroprozessor (120A, 120B) mit dem kombinierten Steuerschaltungsabschnitt (130A, 130B), der mit dem Mikroprozessor in Reihe verbunden ist, kooperiert, der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt Eingangs-/Ausgangssignale aus/zu einer hinzugefügten Fahrzeugsensorgruppe (104b, 105b) und einer elektrischen Fahrzeuglastgruppe (106b) an den Mikroprozessor (120A, 120B) Übertragungs-verbindet, und die Konstantspannungsstromschaltung (110A, 110B) weiter eine dritte Konstantspannungsstromschaltung (30D, 30S) umfasst, wobei die dritte Konstantspannungsstromschaltung (30D, 30S) aus der Fahrzeugbatterie (101) über zumindest einen Ausgangskontakt (102a) des Stromrelais gespeist ist, oder direkt aus der Fahrzeugbatterie (101) gespeist ist, um eine dritte Ausgangsspannung Vsb zu erzeugen, wobei die dritte Ausgangsspannung Vsb an den Überwachungssteuerschaltungsabschnitt (131A, 131B) und einen im kombinierten Steuerschaltungsabschnitt (130A, 130B) vorgesehenen Hilfs-RAM-Speicher (133) angelegt ist, und wobei die vierte Konstantspannungsstromschaltung (40D, 60L) Strom über eine Hilfs-Zufuhrschaltung (42, 62), die eine Diode oder Widerstandselement ist, an den Hilfs-RAM-Speicher liefert.
Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 6, wobei der Mikroprozessor (120A, 120B) oder der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt (130A, 130B), der mit dem Mikroprozessor kooperiert, einen ersten oder einen zweiten Mehrkanal-A/D-Wandler (124, 134) zum Umwandeln eines aus einem Analogsensor (104a, 104b) der Teil der Fahrzeugsensorgruppe ist, eingegebenen Analogsignals umfasst, wobei die Konstantspannungsstromschaltung (110A, 110B) die fünfte Konstantspannungsstromschaltung (50D) umfasst, die auf den Schließvorgang des Ausgangskontaktes (102a) des Stromrelais reagiert, um eine fünfte Ausgangsspannung Vad an den ersten oder den zweiten Mehrkanal-A/D-Wandler (124, 134) zu liefern, und wobei die erste Konstantspannungsstromschaltung (10S, 10D) die erste Ausgangsspannung Vif großer Kapazität, aber niedriger Präzision erzeugt, während die fünfte Konstantspannungsstromschaltung (50D) die fünfte Ausgangsspannung Vad kleiner Kapazität und hoher Präzision erzeugt, selbst wenn die Spannung die gleiche wie die erste Ausgangsspannung Vif ist.
Elektronische Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 6, wobei der Mikroprozessor (120B) oder der kombinierte Steuerschaltungsabschnitt (130B), der mit dem Mikroprozessor kooperiert, eine ersten oder einen zweiten Mehrkanal-A/D-Wandler (124, 134) zum Umwandeln eines aus einem Analogsensor (104a, 104b), der ein Teil der Fahrzeugsensorgruppe ist, eingegebenen Analogsignals in Digitaldaten umfasst, wobei die erste Konstantspannungsstromschaltung (10D) eine erste Ausgangsspannung Vif, Vad erzeugt, die mit jeglichen oder beiden Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen (135, 136) und einem ersten Mehrkanal-A/D-Wandler (124) auf der Seite des Mikroprozessors, oder Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen (135, 136) und einem zweiten Mehrkanal-A/D-Wandler auf Seite des kombinierten Steuerschaltungsabschnitts (130B) geteilt ist, und wobei die erste Konstantspannungsstromschaltung (10D) eine hoch präzise Ausgangsspannung durch eine Dropper-Stromversorgung eines Typs des kontinuierlichen Steuerns eines Leitungszustands eines Schaltelements bereitstellt.