专利名称：用于车辆的控制单元的利记博彩app
技术领域：
本公开内容涉及一种用于车辆的控制单元，其包括两个电源线。
背景技术：
考虑到环境问题，当车辆静止时停止发动机并且当驾驶员恢复驾驶时重新启动发动机的空转停止系统已被付诸实践。当发动机重新启动时，因为启动机电动机的启动电流大，所以电池的电压降低。结果，照明等暂时变暗。此外，当发动机在诸如电池劣化或者车辆在寒冷地区的不适宜条件下重新启动时，电池的电压将低于用于使安全设备和车载电设备如导航系统和音频设备工作的电压。在这样的情形中，这些设备可能被无意地重置。在耦接到电池的控制单元或电设备中，已提出了除了被供应有来自电池的电力的主电源以外还提供备用电源以便解决上述问题。例如，对应于US2003/0042873A1的JP2003-148310A描述了给电容器充以来自电池的电力并且供应被充入到作为备用电源的电容器中的电力。作为另一个例子，对应于US2006/0097577A1的JP2004-328988A描述了:除了主电源如铅电池以外还采用备用电源如锂离子电池，并且用发电机如交流发电机所生成的电力来给主电源和备用电源二者充电。在JP2004-328988A中，主电源线和备用电源线分别连接到安全电子控制单元(ECU)，并且以冗余方式通过二极管给安全ECU供应电力。此外，当在主电源线接通之后经过了预定时间段时，备用电源线接通。在如上所述的包括两个电源线的单元中，如果备用电源中发生了故障，则备用电源的故障容易被提供于备用电源中的检测电路检测出。然而，形成冗余电路的二极管的阴极侧处的线的电压是在主电源线与备用电源线之间共用的。因此，难以检测出二极管的开路故障。具体地，当备用电源线的二极管有开路故障时，二极管的阴极侧处的电压因主电源线的电压而增大。因此，难以检测出备用电源线的二极管的开路故障。在备用电源线的二极管有开路故障的状态下，如果发动机从空转停止状态重新启动，则单元的电压有可能会由于不适宜的条件而不足。例如，对于用于根据碰撞来控制气囊的激活的气囊控制单元，需要正确地检测备用电源线的二极管的开路故障。
发明内容
本公开内容的目的是提供一种用于车辆的控制单元，该控制单元能够检测备用电源线的二极管的开路故障。根据本公开内容的一方面，控制单元包括冗余电路和故障检测器。冗余电路包括主电源线、备用电源线和二极管。主电源线被供应有来自电池的电力。当主电源线的电压低于预定电压时，备用电源线执行电压补偿操作。当在主电源线接通之后经过了预定时间段时，备用电源线接通。当在主电源线关断之后经过了预定时间段时，备用电源线关断。二极管被布置在备用电源线上。故障检测器监视二极管的阴极的电压；在主电源线关断之后的预定时间段内，当二极管的阴极的电压低于预定阈值时，故障检测器检测出二极管的开路故障。在上述结构中，当主电源线关断亦即给主电源线的电力供应停止时，在正常状况下，二极管的阴极的电压借助于备用电源线的电压补偿操作而被维持。然而，如果二极管有开路故障，则二极管的阴极的电压大大下降。因此，可以基于二极管的阴极的电压来检测二极管的开路故障。
从下面参照附图所作的详细描述中，本公开内容的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中，同样的部分由同样的附图标记表示，并且在附图中:图1是根据本公开内容的实施例的气囊电子控制单元的电路图；图2是示出了根据实施例的气囊电子控制单元所执行的过程的时序图；图3是示出了根据实施例的当主电源线关断时气囊电子控制单元所执行的开路故障确定过程的流程图；以及图4是示出了根据实施例的当主电源线接通时气囊电子控制单元所执行的读出过程的流程图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图来描述本公开内容的实施例。例如，根据实施例的控制单元被用作用于控制气囊的工作的气囊电子控制单元(E⑶)1，气囊在碰撞时被激活以保护乘客。如图1所示，气囊E⑶I包括两个电源线，如主电源线2和备用电源线3。在图1中，电池4是标称输出为12V的铅电池。电池4通过点火开关5与主电源线2电耦接和去耦接。根据对点火钥匙或启动按钮的人工操作(下文中称为钥匙操作)来控制点火开关5。备用电源6耦接到备用电源线3。例如，通过使用来自作为电源的电池4的电力来激活备用电源6。当在主电源线2通过点火开关5电耦接到电池4并被供应有电池电压之后经过了预定时间段时，备用电源6被激活。备用电源6当被激活时向备用电源线3输出12V的电压。此外，在发动机被启动并且备用电源6的预定电路的充电开始之后，备用电源6执行电压补偿操作。例如，预定电路可以包括电容器。接下来，将详细描述气囊E⑶I的内部结构。除了主电源线2和备用电源线3以外，气囊E⑶I还包括主二极管10、备用二极管
11、CPU12、升压电路13、储能电容器14、5V电源电路15和非易失性存储器16。如图1所示，主电源线2耦接到主二极管10，而备用电源线3耦接到备用二极管11。主电源线2和备用电源线3分别地耦接。CPU12通常测量限定在主二极管10的阳极处的点A处的电压Va。此外，CPU12还通常测量限定在备用二极管11的阳极处的点B处的电压Vb。主二极管10的阴极与备用二极管11的阴极彼此耦接以形成冗余电路9。在此情形中，冗余电路9输出两个输入的逻辑和，这两个输入比如是来自主电源线2的输入和来自备用电源线3的输入。冗余电路9当接收到这两个输入中的一个或接收到这两个输入时进行输出。应注意，由于冗余电路9包括二极管10和11，所以冗余电路9的输入侧处的电压和冗余电路9的输出侧处的电压彼此不相等。冗余电路9被提供于气囊ECUl的输入部分处。在电压被施加于主电源线2和备用电源线3中的至少一个时，气囊E⑶I工作。主二极管10的阴极和备用二极管11的阴极彼此耦接。主二极管10的阴极和备用二极管11的阴极在点C处具有共同的电压Vc。CPU12通常测量点C的电压Vc。主二极管10的阴极和备用二极管11的阴极通过线耦接到升压电路13。升压电路13将从二极管10和11输出的电压增大到恒定电压以便补偿冗余电路9中的二极管10和11处的电压降，并且将增大了的电压稳定地供应给提供各种功能的电路。储能电容器14耦接到升压电路13的输出侧。甚至在给气囊E⑶I的电力供应被关断之后，储能电容器14也使得电路中的一部分或一些能够持续工作预定时间段。5V电源电路15将从升压电路13输出的电压控制在5V，并且将5V的电压供应给CPU12。非易失性存储器16存储CPU12的信息。例如，在气囊ECUl被用在具有普通点火钥匙的车辆中的情形中，当点火钥匙在“0N (接通)”位置或“START (启动)”位置处时，主电源线2处于接通状态。此外，当点火钥匙在“ACC (附属模式)”位置、“OFF (关断)”位置或“LOCK (锁定)”位置处时，主电源线2处于关断状态。将参照图1和图2来描述气囊E⑶I的工作。当根据钥匙操作闭合点火开关5时(图2中的tl)，主电源线2接通，亦即，被供应有来自电池4的电力。由此，电池电压通过主电源线2被供应给点A。点A处的电压Va与主电源线2的电压相同。此外，当通过诸如钥匙操作的人工操作来执行用于启动发动机的操作时(图2中的t3),电压Va迅速下降，因为启动机电动机需要大量的电力来转动曲柄开动发动机。当交流发电机在发动机被启动之后开始生成电力时，电压Va增大到比紧接在主电源线2接通之后的电平更高的电平。当通过空转停止系统停止发动机时(图2中的t4)，交流发电机的电力生成停止。因此，电压Va减小到与紧接在主电源线2接通之后的电平近似的电平。当通过空转停止系统重新启动发动机时(图2中的t6)，电压Va再次迅速下降，类似于通过钥匙操作启动发动机时的下降。当通过钥匙操作关断主电源线2时(图2中的t8)，亦即，当从电池4到主电源线2的电力供应停止时，电压Va下降到地电平。接下来，将描述限定在备用二极管11的阳极处的点B处的电压Vb的变化。电压Vb与备用电源线3的电压相同。当在通过钥匙操作接通点火开关5之后经过了预定时间段时，电压Vb从备用电源6输出(图2中的t2)。亦即，电压Vb以延迟方式输出以便避免备用电源6由于流入到备用电源6中的冲击电流而被损坏。当通过钥匙操作执行用于启动发动机的操作时(t3)，与电压Va类似，由于启动机电动机在转动曲柄时的电力消耗，电压Vb迅速下降。在此点处，备用电源6中的电路的充电还未开始，因此电压补偿操作VCO (备用操作)还未开始。在发动机被启动并且交流发电机的电力生成开始之后，根据诸如由交流发电机的电力生成导致的电压增大和/或发动机旋转速度的一个或多个状况来开始备用电路6中的电路的充电。在此情形中，使用来自作为电源的电池4的电力来给备用电源6的电路充电。当通过空转停止系统停止发动机时(t4)，与电压Va类似，电压Vb开始减小。此夕卜，根据诸如自发动机停止起的时间段、电压和/或发动机旋转速度(停止)的一个或多个状况来开始电压补偿操作VCO (图2中的t5)。备用电源6监视主电源线2的电压。在电压补偿操作VCO的时段期间，当主电源线2的电压减小到低于预定电压Vp时，备用电源6工作以将备用电源线3的电压维持在预定电压Vp。因此，如图2所示，当通过空转停止系统重新启动发动机时(t6)，点B处的电压Vb不像电压Va那样大大下降。根据诸如由交流发电机的电力生成导致的电压增大和/或发动机旋转速度的一个或多个状况来结束电压补偿操作VCO (图2中的t7)。当通过钥匙操作关断主电源线2时(t8)，电压Vb相对于电压Va的下降延迟地下降到地电平。接下来，将描述限定在主二极管10和备用二极管11的阴极侧处的点C处的电压Vc的变化。除了通过空转停止系统重新启动发动机的时间(t6)和通过钥匙操作关断主电源线3的时间(t8)以外，电压Vc以与电压Va类似的方式变化。当通过空转停止系统重新启动发动机时(t6)，电压Vc不迅速下降，因为通过备用电源6的电压补偿操作生成的电压Vb作用于电压Vc。当通过钥匙操作关断主电源线2时(t8)，电压Vc以与电压Vb类似的方式变化。应注意，二极管在正向上具有电阻。因此，点C处的电压Vc比点A处的电压Va和点B处的电压Vb低了由二极管导致的电压降的量。如上所述，当通过空转停止系统重新启动发动机时(t6)，电压Vc不像电压Va那样大大地且迅速地下降。因此，电力可以稳定地供应给气囊E⑶I中的电路。因而，可以实现下面的有利效果。用于通过对钥匙等的人工操作来启动发动机的操作一般在车辆被停放的情况下执行。亦即，认为用于启动发动机的人工操作在相对安全的空间执行。另一方面，空转停止操作一般在车辆处于车道上的情况下执行。因此，紧接在发动机被重新启动之后，车辆有可能被另一车辆碰撞。在本实施例中，电力被稳定地供应给气囊ECUl内的电路。因此，甚至在这样的情况下，气囊也被正确地激活。接下来，将描述备用二极管11有开路故障的情形。当备用二极管11有开路故障时，用于备用的电压不从备用二极管11的阴极供应，并且由备用电源6进行的电压补偿操作不作用于点C。在此情形中，如虚线C1、C2所示，电压Vc在时间t6和t8处以与电压Va类似的方式变化。因此，电压Vc的变化总体上与电压Va的变化成比例且类似。在本实施例中，即使备用二极管11有开路故障，电力也得以通过主电源线2被供应给气囊E⑶I。因此，气囊E⑶I正常地工作。在此情形中，优选地是检测备用二极管11的开路故障以使气囊E⑶I更正确地工作。
接下来，将参考图3所示的流程图来描述确定备用二极管11的开路故障的过程(下文中称为开路故障确定过程)。开路故障确定过程由CPU12执行。在S-1处，CPU12读取点A处的电压Va、点B处的电压Vb、点C处的电压Vc和常数Vd。在S-2处，CPU12将电压Va与第一阈值Thl相比较。第一阈值Thl用于确定主电源线2是否处于关断状态。当电压Va等于或高于第一阈值Thl时，对应于S_2处的“否”，CPU12确定主电源线2处于接通状态并返回到S-1。当电压Va低于第一阈值Thl时，对应于S-2处的“是”，CPU12确定主电源线2处于关断状态。在S-3处，CPU12通过从电压Vb中减去常数Vd来计算第二阈值 Th2 (即，Th2= (Vb-Vd))。第二阈值Th2被计算出来以在下一个步骤中执行与电压Vc的比较。常数Vd是对应于备用二极管11的正向上的电压降的值。考虑到各元件的不均匀性，常数Vd被设定为规格内的最大值。此外，有可能可以给电压Vd加上裕度以减少错误检测。在此情形中，第二阈值Th2被设定为稍低的值。电压Vb根据各种状况如电池4而变化。因此，通过将在S-1处读取的最近的测量值用作电压Vb，第二阈值Th2被设定为可变的值。在S-4处，CPU12将电压Vc与第二阈值Th2相比较。在备用二极管11有开路故障的情形中，电压Vc低于第二阈值Th2，如图2中虚线C2所示。因此，CPU12确定存在故障，对应于S-4处的“否”，并前进至S-5。在备用二极管11没有开路故障的情形中，电压Vc等于或高于第二阈值Th2。因此，CPU12确定不存在故障，对应于S-4处的“是”，并结束开路故障确定过程。当CPU12在S-4处确定了存在故障时，CPU12在S-5处在非易失性存储器中写入故障确定标记作为确定结果，并结束开路故障确定过程。在此情形中，在S-2处已确定了主电源线2通过钥匙操作而处于关断状态。例如，假设乘客已到达目的地并正离开车辆的情况。如果在这样的情况下向乘客警告故障，则可能是令人讨厌的。因此，在下一次通过钥匙操作接通主电源线2时向乘客警告故障。根据将在下文中参照图4所描述的读出过程向乘客警告故障。上述开路故障确定过程能够实现，这是因为储能电容器14的功能使得5V电源电路15的输出持续到电压Vb和电压Vc下降之后的时间(t9)，如图2中的5V电源电路15的波形和CPU12的过程所示。接下来，将参照图4的流程图描述由CPU12执行的读出过程。在S-1l处，当点火开关5接通时(例如，图2中的tlO)，从5V电源电路15经由预定路线输出5V的电压。在S-12处，CPU12从非易失性存储器16中读出数据。在S-13处，CPU12确定从非易失性存储器16中读出的数据是否指示了故障确定标记。当数据不指示故障确定标记时，对应于S-13处的“否”，CPU12结束读出过程。当数据指示了故障确定标记时，对应于S-13处的“是”，CPU12前进至S-14。在S-14处，CPU12执行借助于气囊警告指示器向乘客警告故障的过程。在S-15处，CPU12消除非易失性存储器16中的故障确定标记并结束读出过程。在上述本实施例中，气囊E⑶I包括冗余电路9，主电源线2和备用电源线3分别耦接到冗余电路9。当主电源线2的电压低于预定电平时，备用电源线3执行电压补偿操作。冗余电路9包括输入部分处的二极管10、11，主电源线2和备用电源线3耦接到二极管10、11。在主电源线2接通之后，备用电源线3接通。在主电源线2关断之后，备用电源线3关断。CPU12在从主电源线2关断的时间到备用电源线3在主电源线2关断之后关断的时间的时段内将备用二极管11的阳极的电压Vb与备用二极管11的阴极的电压Vc相比较，并基于比较结果来检测备用二极管11的开路故障。由此，CPU12充当故障检测器。本公开内容不限于上述示例性实施例。此外，还在上述示例性实施例中作出以下修改。例如，备用电源6可以由特定电池提供。在这种情形中，监视特定电池的充电速率或充电量。当充电速度或充电量低于预定水平时，在刹车操作由驾驶员执行比如刹车灯被点亮的状况下，可以由交流发电机给特定电池充电，以为空转停止之后的重新启动做准备。取决于其大小，这种特定电池可能比备用电源6便宜。而且，可能不必增大主电源的电池的容量。在上述示例性实施例中，E⑶I被示例性地用于气囊E⑶。然而，E⑶I不限于气囊ECU。ECUl可以被用于应当在发动机从空转停止重新启动时被可靠地激活的安全设备的控制单元，或者被用于用于任何其它目的电子设备的控制单元。在上述示例性实施例中，由警告指示器向乘客或用户警告备用二极管11的开路故障。此外，气囊ECUl的备用二极管11的开路故障的信息可以在另一设备的ECU中被有效地使用。总结上述内容，在实施例中，用于车辆的控制单元包括冗余电路9和故障检测器
12。冗余电路9包括主电源线2、备用电源线3和二极管11。主电源线2被供应有来自电池4的电力。当主电源线2的电压低于预定电压时，备用电源线3执行电压补偿操作。当在主电源线2接通之后经过了预定时间段时，备用电源线3接通。当在主电源线2关断之后经过了预定时间段时，备用电源线3关断。二极管11被布置在备用电源线3上。故障检测器12监视二极管11的阴极的电压；并且在主电源线2关断之后的预定时间段内，当二极管11的阴极的电压低于预定阈值时，故障检测器12检测出二极管11的开路故障。在上述结构中，当给主电源线2的电力供应停止时，在正常状况下，二极管11的阴极的电压借助于备用电源线3的电压补偿操作而被维持。然而，如果二极管11有开路故障，则二极管11的阴极的电压大大下降。因此，可以基于二极管11的阴极的电压来检测二极管11的开路故障。预定阈值可以等于或低于通过从二极管11的阳极的电压中减去二极管11在正向上的电压降而得到的值。在此情形中，如果二极管11处于正常状况，则二极管11的阴极的电压对应于通过从二极管11的阳极的电压中减去由二极管11在正向上的电阻导致的电压降而得到的值。如果二极管11有开路故障，则二极管11的阴极的电压大大下降。因此，通过将预定阈值设定为等于或低于在正常状况下预期的电压电平，正确地检测出二极管11的开路故障。故障检测器12可以当二极管11的开路故障被检测出时将检测结果存储在非易失性存储器16中，并且在下一次主电源线2接通时从非易失性存储器16中读取检测结果。备用电源线3可以被供应有来自电池4的电力。在此情形中，作为备用电源线3的电源的副电池不是必需的。因此，降低了制造成本。可替选地，备用电源线3可以被供应有来自不同于电池4的电源的电力。在此情形中，不必增大用于主电源线2的电池4。此外，备用电源线3将不受到用于主电源线2的电池4的电压的减小的影响。尽管只有所选示例性实施例被选择来说明本公开内容，但本领域的技术人员根据本公开内容容易明白:在不背离所附权利要求中限定的本公开内容的范围的情况下，可以在此作出各种改变和修改。此外，对根据本公开内容的示例性实施例的前述描述仅被提供用于说明，而不是用于限制由所附权利要求及其等价物所限定的公开内容的目的。
权利要求
1.一种用于车辆的控制单元，包括: 冗余电路(9)，包括: 主电源线(2)，所述主电源线(2)被供应有来自所述车辆的电池(4)的电力； 备用电源线(3)，当所述主电源线(2)的电压低于预定电压时，所述备用电源线(3)执行电压补偿操作，当在所述主电源线(2)接通之后经过了预定时间段时，所述备用电源线(3)接通，并且当在所述主电源线(2)关断之后经过了预定时间段时，所述备用电源线(3)关断；以及 二极管(11)，所述二极管(11)被布置在所述备用电源线(3 )上；以及故障检测器(12)，所述故障检测器(12)监视所述二极管(11)的阴极的电压，其中，在所述主电源线(2)关断之后的所述预定时间段内，当所述二极管(11)的所述阴极的电压低于预定阈值时，所述故障检测器(12)检测出所述二极管(11)的开路故障。
2.根据权利要求1所述的控制单元，其中， 所述预定阈值等于或低于通过从所述二极管(11)的阳极的电压中减去所述二极管(11)在正向上的电压降而得到的值。
3.根据权利要求1或2所述的控制单元，其中， 当所述二极管(11)的所述开路故障被检测出时，所述故障检测器(12)将检测结果存储在非易失性存储器(16)中，并且在下一次所述主电源线(2)接通时，所述故障检测器(12)从所述非易失性存储器(16)中读出所述检测结果。
4.根据权利要求1或2所述的控制单元，其中， 所述备用电源线(3 )被供应有来自所述电池(4 )的电力。
5.根据权利要求1或2所述的控制单元，其中， 所述备用电源线(3 )被供应有来自不同于所述电池(4 )的电源的电力。
全文摘要
在用于车辆的控制单元中，冗余电路(9)包括主电源线(2)、备用电源线(3)和二极管(11)。当主电源线(2)的电压低于预定电压时，备用电源线(3)执行电压补偿操作。当在主电源线(2)接通之后经过了预定时间段时，备用电源线(3)接通。当在主电源线(2)关断之后经过了预定时间段时，备用电源线(3)关断。二极管(11)被布置在备用电源线(3)上。在主电源线(2)关断之后的预定时间段内，当二极管(11)的阴极的电压低于预定阈值时，故障检测器(12)检测出二极管(11)的开路故障。
文档编号B60R16/02GK103085733SQ20121042879
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者内田哲也 申请人:株式会社电装