CN107795397A - 车载发动机控制装置 - Google Patents
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Abstract
对于驱动燃料喷射用电磁阀的多个电磁线圈,在用于进行急速供电的升压电路中,能够抑制车载电池的过电流并防止连续噪声的产生。由利用第一及第二升压控制电路部(110A1、110A2)非同步地进行通断励磁的一对感应元件(111a)经由一对充电二极管(112a)对并联连接的急速供电用的升压电容器(112b)进行充电,对于一对感应元件(111a)的励磁电流的加法值持续超过规定值的情况下,变更为一个为大电流低频次的通断动作,另一个为小电流高频次的通断动作模式,即使一对感应元件(111a)的电感为近似的值,也能够使励磁电流的通断时刻变得不规则。
Description
技术领域
本发明涉及车载发动机控制装置,该车载发动机控制装置为了高速驱动内燃机的燃料喷射用电磁阀,瞬时对电磁阀驱动用的电磁线圈提供被车载电池升压后的高压,然后利用车载电池的电压在规定期间内进行开阀保持控制,本发明尤其涉及改良后的升压控制电路部的结构。
背景技术
燃料喷射控制装置对于设置在多个气缸发动机的各个气缸且用于驱动燃料喷射用电磁阀的多个电磁线圈,利用响应于曲柄角传感器的微处理器依次选择并设定开阀时刻和开阀期间,在该燃料喷射控制装置中,能够实现高频次的燃料喷射和电磁阀的急速开阀的升压电路具有各种方式。例如,根据下述的专利文献1(车载电动机控制装置)的图1,用于进行急速供电的高压电容器163构成为:从被第一及第二升压控制电路160a、160b交替地通断驱动的第一及第二感应元件161a、161b经由第一及第二充电二极管162a、162b被交替地充电,一个感应元件在被车载电池101激励的期间,向高压电容器163放出存储于另一个感应元件的电磁能,从而不进行励磁电流的同时通电,由此进行车载电池的过电流抑制和升压电路的发热分散。这样的协同升压电路适用于在1次燃料供应周期中进行多次燃料喷射,从而提高燃料的燃烧特性的情况。
另外,根据下述的专利文献2“车载发动机控制装置及其控制方法”的图2,在被升压用开闭元件206通断励磁且对高压电容器204进行高压充电的感应元件202中,与电流检测电阻201A的两端电压成正比的感应元件电流Ix、和高压电容器204的分电压即检测升压电压Vx经由设置于运算控制电路部110A的高速A/D转换器被输入至升压控制电路部210A,升压控制电路部210A在从本次的急速励磁到下一次的急速励磁的期间内调整感应元件电流Ix,并进行升压用开关元件206的开关控制,从而得到作为由运算控制电路110A内的微处理器进行可变设定的作为目标的升压高电压Vh,由此,在生成燃料喷射用电磁线圈的急速励磁用高电压的升压电路部中,使控制常数的设定变得容易,能够缩短升压用开关元件206的开路时间来进行高频次的充电。这样的升压电路是能够以一对的形式来使用,且非同步地对公共的高压电容器进行充电的升压电路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-241688号公报(图1、摘要)
专利文献2:日本专利特开2014-211103号公报(图2、摘要)
发明内容
发明所要解决的技术问题
(1)现有技术的技术问题的说明
上述专利文献1的车载发动机控制装置中,设置于第一及第二升压控制电路160a、160b的第一及第二升压用开关元件164a、164b被同步地控制为在一个升压用开关元件开路的期间另一个升压用开关元件闭路,其结果是,能够进行车载电池的过电流抑制和升压电路的发热分散。此处,将第一及第二感应元件161a、161b的电感设为L1、L2,将元件电阻设为R1、R2,将电源电压设为Vb,将升压电容器163的充电电压设为Vc,将升压率设为K=(Vc-Vb)/Vb,将为了得到目标峰值电流Ip所需的第一及第二升压用开关元件164a、164b的闭路时间设为Tu1、Tu2,将为了使励磁电流衰减为0所需的第一及第二升压用开关元件164a、164b的开路时间设为Td1、Td2,由此数学式(1)至数学式(4)成立。
L1×(Ip/Tu1)≒Vb·······(1)
L2×(Ip/Tu2)≒Vb·······(2)
L1×(Ip/Td1)≒Vc-Vb=K×Vb····(3)
L2×(Ip/Td2)≒Vc-Vb=K×Vb····(4)
此处,相比于闭路时间Tu1、Tu2和开路时间Td1、Td2,第一及第二感应元件161a、161b的时间参数τ1=L1/R1和τ2=L2/R2的值为足够大的值,升压率K例如为(64-14)/14=3.57。
因此,在进行如下的非同步控制、即如果感应元件的励磁电流达到目标峰值电流Ip,则升压用开关元件开路,励磁电流变成0之后立刻使升压用开关元件再次闭路这样的非同步控制的情况下,该通断周期T01·T02由数学式(5)和数学式(6)来表示。
T01=Tu1+Td1=L1×(1+1/K)×(Ip/Vb)····(5)
T02=Tu2+Td2=L2×(1+1/K)×(Ip/Vb)····(6)
另一方面,利用1次通断励磁而存储于第一及第二感应元件161a、161b的电磁能E1、E2的值由数学式(7)和数学式(8)来表示。
E1=L1×Ip2/2······(7)
E2=L2×Ip2/2······(8)
由此,一次通断周期T01、T02期间内的充电功率W1、W2的值由数学式(9)和数学式(10)来表示,与电感的不同无关为相同的充电功率,在非同步控制的情况下,满足W1+W2=Ip×Vb×K/(1+K)=0.78×Ip×Vb。
W1=E1/T01=0.5×Ip×Vb×K/(1+K)····(9)
W2=E2/T02=0.5×Ip×Vb×K/(1+K)····(10)
然而,在进行专利文献1所示的同步控制的情况下,该通断周期T0成为数学式(11)所示的值。
T0=Tu1+Tu2=(L1+L2)×(Ip/Vb)····(11)
因此,1次通断周期T0期间内的充电功率W1’和W2’的值由数学式(12)和数学式(13)来表示,在同步控制的情况下,满足W1’+W2’=0.5×Ip×Vp。
W1’=E1/T0=0.5×[L1/(L1+L2)]×Ip×Vb···(12)
W2’=E2/T0=0.5×[L2/(L1+L2)]×Ip×Vb···(13)
即,若如专利文献1那样进行同步控制,则具有一对感应元件的励磁电流不重叠的特征,但是由于若观察放电中的感应元件则会导致升压用开关元件的开路期间不必要地变长,所以虽然抑制了温度上升,但是整体的充电功率会大幅地减少。另外,实际上在专利文献1的情况下,若使目标峰值电流Ip增大到1.56倍(0.78/0.5),则具有能够得到与非同步方式相同的充电功率,且与非同步方式相比不会流过2倍的目标峰值电流Ip的特征。但是,若一对感应元件的电感不同,则电感较小的感应元件在较短的励磁期间内达到目标峰值电流Ip,提供较长的截断期间(对方的励磁期间),因此,虽然感应元件、升压用开关元件的功率损耗变小,但是电感较大的感应元件在较长的励磁期间达到目标峰值电流Ip,提供较短的截断期间(对方的励磁期间),所以存在感应元件、升压用开关元件的功率损耗变大,且发热不均匀的问题。
另一方面,上述专利文献2的车载发动机控制装置及其控制方法中,虽然揭示了利用具有高速AD转换器的微处理器来进行针对感应元件的充电电流、高压电容器的充电电压的监视控制,但是构成为若1个感应元件202的励磁电流Ix在下级设定电流Ix1以下,则升压用开关元件206闭路,若在上级设定电流Ix2以上,则升压用开关元件206开路。因此,将上级设定电流Ix2设为上述的目标峰值电流Ip,设下级设定电流Ix1≒0,若以非同步的方式驱动一对升压电路部200A,则继续适用数学式(1)~数学式(10),能够进行高频次的燃料喷射。非同步方式的协同升压电路中,虽然改善了充电功率,但是若一对升压电路的峰值电流同步地重合,则对于车载电池的过电流负担增加,对升压控制电路的噪声变大,存在很难检测出各种微小信号的问题。例如,在电感较大的升压用开关元件的通断周期为50μsec、且电感较小的升压用开关元件的通断周期为40μsec的情况下,循环周期200μsec期间,其中一个升压用开关元件进行4个周期的动作,另一个升压用开关元件进行5个周期的动作,在其中的1个周期内,产生峰值电流频带的大致完全重叠,或者在连续的2个周期内,产生峰值电流频带的局部重叠期间。
然而,若一个升压用开关元件的通断周期为50μsec,另一个升压用开关元件的通断周期为45μsec,则在循环周期450μsec期间,其中一个升压用开关元件进行9个周期的动作,另一个升压用开关元件进行10个周期的动作,在其中的2个周期内,发生峰值电流频带de大致完全重叠,或者在连续的3个周期内,峰值电流频带的局部重叠期间发生2次,大致完全重叠期间发生1次。如上所述,一对感应元件的电感越是为接近的值,则循环周期越长,在该期间内的一部分期间,会连续地发生峰值电流频带(例如峰值电流Ip的70%~100%的期间)的大部分发生重合、或者局部频带重合的状态。相反地,在电感较大的升压用开关元件的通断周期为50μsec、且电感较小的升压用开关元件的通断周期为30μsec的情况下,循环周期150μsec的期间,一个升压用开关元件进行3个周期的动作,另一个升压用开关元件进行5个周期的动作,在其中的1个周期中会发生峰值电流频带大致完全重叠。
如上所述,如专利文献1那样若同步地控制一对升压电路,则具有无法使峰值电流带重叠的特征,但是若感应元件的电感存在个体偏差,则存在感应元件的发热分担不均匀且电感较大的感应元件的发热变大的问题。与此相对地,若如专利文献2那样非同步地控制一对升压电路,则即使具有电感的变化,也能够使各个感应元件所产生的充电功率均匀化,但是存在如下问题:峰值电流频带会定期地重合,导致车载电池的过电流负担增加且噪声增大,难以除去该噪声。对于该噪声问题,由于一对感应元件的电感值的接近程度越高,持续时间越长,所以较难利用滤波器来除去该噪声。
(2)本发明的目的的说明
本发明的目的在于,提供一种车载发动机控制装置,为了提高对升压电容器的充电功率,在以非同步的方式对一对感应元件进行通断控制从而能够对公共的升压电容器进行高压充电的升压控制电路中,即使发生所适用的一对感应元件的电感值接近或者偏差较大等多种组合状态时,也能够减轻过电流对车载电池的负担,且能够容易地除去发生噪声。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的车载发动机控制装置包括:为了驱动设置于多个气缸发动机的各个气缸的燃料喷射用电磁阀而对用于驱动该电磁阀的多个电磁线圈设置的驱动控制电路部;第一升压电路部和第二升压电路部;以及以微处理器作为主体的运算控制电路部,该车载发动机控制装置的特征在于,所述第一升压电路部及所述第二升压电路部包括:相互独立地动作的第一升压控制部及第二升压控制部;分别被所述第一升压控制部及所述第二升压控制部进行通断励磁的一对感应元件;分别与所述一对感应元件串联连接的一对充电二极管;以及1个或相互并联的多个升压电容器,利用伴随着所述一对感应元件中分别流过的励磁电流Ix的截断且经由所述一对充电二极管分别对该升压电容器进行充电,且利用多次所述通断励磁将该升压电容器充电至规定的升压电压Vh,所述第一升压控制部及所述第二升压控制部包括:一对升压用开关元件,该一对升压用开关元件分别串联连接至与车载电池连接的所述一对感应元件,且对分别流过该一对感应元件的所述励磁电流Ix进行通断控制;以及流过所述励磁电流Ix的一对电流检测电阻。
根据本发明的第一发明,包括:一对电流比较判定部,该一对电流比较判定部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方被闭路驱动之后,在所述励磁电流Ix成为目标设定电流以上时,截断所述一对升压用开关元件的一方或双方的通电;一对开路时间限制部,该一对开路时间限制部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方的通电被截断之后,在超过了规定的设定时间或者或者规定的电流衰减时间时,再次对所述一对升压用开关元件的一方或者双方进行闭路驱动;以及升压比较判定部,该升压比较判定部在所述升压电容器的两端电压成为规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件的闭路驱动,所述开路时间限制部是对从所述微处理器发送来的所述设定时间进行计时的计时电路即开路时间限制计时器,或者是在所述微处理器的内部对所述设定时间进行计时的开路时间限制单元,或者是将所述励磁电流Ix衰减至规定的衰减电流值为止的时间设定为所述电流衰减时间的衰减电流设定部,对于所述第一升压控制部及所述第二升压控制部的一个和另一个,与成为所述目标设定电流的第1设定电流I1和具有比该第1设定电流I1要大的值的第2设定电流I2、成为所述设定时间的第1开路限制时间t1和具有比该第1开路限制时间t1要长的值的第2开路限制时间t2、或者成为所述衰减电流值的第1衰减电流I01和第2衰减电流I02相对应地,选择并适用基于所述第1设定电流I1、所述第1开路限制时间t1或所述第1衰减电流I01的小电流高频次的通断动作的第一运行模式、或者基于所述第2设定电流I2、所述第2开路限制时间t2或所述第2衰减电流I02的大电流低频次的通断动作的第二运行模式中的任一个,所述第一升压控制部和所述第二升压控制部还设置有同步状态检测部,该同步状态检测部检测并存储所述一对升压用开关元件的开路时刻持续接近的状态,并产生选择指令信号SELx,所述微处理器包括:初始设定部,该初始设定部将所述第一升压控制部和所述第二升压控制部设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的任一个的通用的运行模式,直到产生所述选择指令信号SELx为止;以及变更设定部,在产生了所述选择指令信号SELx之后,该变更设定部将所述第一升压控制部和所述第二升压控制部分别设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的一个和互不同侧的另一个的不同的运行模式。
而且,根据本发明的第二发明,所述电流检测电阻构成为流过所述励磁电流Ix及对于所述升压电容器的充电电压Ic,包括:一对电流比较判定部,该一对电流比较判定部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方被闭路驱动之后,在所述励磁电流Ix达到规定的设定电流I0以上时,截断所述一对升压用开关元件的一方或双方的通电;一对衰减电流设定部,该一对衰减电流设定部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方的通电被截断之后,在所述励磁电流Ix衰减至规定的衰减电流I00时,再次对所述一对升压用开关元件的一方或者双方闭路驱动;以及升压比较判定部,该升压比较判定部在所述升压电容器的两端电压达到规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件的闭路驱动,所述第一升压控制部及所述第二升压控制部还具有同步状态检测部和早期截断开关元件,该早期截断开关元件利用该同步状态检测部所产生的第一早期开路信号FR1或者第二早期开路信号FR2,在所述励磁电流Ix达到所述设定电流I0之前对所述一对升压用开关元件的一个进行早期开路,所述同步状态检测部包括:加法处理部,该加法处理部产生对所述一对电流检测电阻的一个两端电压即第一电流检测电压Vc1和另一个两端电压即第二电流检测电压Vc2的加法值进行放大后的加法放大电压;同步时刻检测部,该同步时间检测部在所述加法处理部的所述加法放大电压超过了加法值判定阈值电压时,检测出分别流过所述一对感应元件的所述励磁电流Ix的波形同步的情况,并产生同步中检测脉冲PLS0;第一信号产生电路,该第一信号产生电路进行所述第一电流检测电压Vc1和所述第二电流检测电压Vc2的大小比较,产生所述同步中检测脉冲PLS0,在所述大小比较结果为Vc1>Vc2时,产生所述第一早期开路信号FR1;以及第二信号产生电路,该第二信号产生电路产生所述同步中检测脉冲PLS0,在所述大小比较结果为Vc1<Vc2时,产生所述第二早期开路信号FR2,所述加法值判定阈值电压为小于所述加法放大电压的最大值且在所述加法放大电压的最大值的70%以上的值。
发明效果
如上所述,本发明的第一发明的车载发动机控制装置包括为了对驱动燃料喷射用电磁阀的电磁线圈进行急速励磁而对一对感应元件通断励磁以对通用的升压电容器进行充电的第一升压电路部和第二升压电路部,该第一升压电路部和第二升压电路部中的至少一方能选择小电流高频次的通断动作的第一运行模式或大电流低频次的通断动作的第二运行模式,适用通用的运行模式,直到利用同步状态检测部检测出一对感应元件的通断动作同步的情况为止,在检测并存储同步状态之后,适用不同的运行模式。因此,在一对感应元件的电感因个体偏差变动而具有不同的值时,用于得到通用的设定电流的升压用开关元件的闭路时间不同,不会产生一对升压用开关元件的开路时刻持续接近的同步状态,由此,即使保持继续运行,一对感应元件的励磁电流的加法值也不会持续过大,若在一对感应元件的电感为近似的值时,产生一对升压用开关元件的开路时刻持续接近的同步状态,若保持继续运行,则一对感应元件的励磁电流的加法值会持续过大。
然而,若检测出同步状态,则变更运行模式以使一个为第1设定电流、另一个为第2设定电流,由此,摆脱同步状态,一对感应元件的励磁电流的加法值不会持续过大,因此具有防止持续过大噪声的产生、且减轻车载电池的过负载负担的效果。另外,具有如下特征:即,在不进行同步状态的检测而从最初开始用不同的运行模式进行运行的情况下,若大电流侧的电感较小且小电流侧的电感较大,则通断周期接近,可能产生同步持续状态,但根据本发明,预先利用相同的运行模式进行运行,在确认了一对感应元件的电感值为相互近似的值之后,进行模式变更,因此不会产生上述问题。
如上所述,本发明的第二发明的车载发动机控制装置包括为了对驱动燃料喷射用电磁阀的电磁线圈进行急速励磁而对一对感应元件通断励磁以对通用的升压电容器进行充电的第一升压电路部和第二升压电路部,该第一升压电路部和第二升压电路部中,在通用的设定电流和衰减电路之间对感应元件进行通断励磁,若一对励磁电流的加法值超过规定值,则对流过较大励磁电流一侧的励磁电流进行早期截断。由此,在流过一对感应元件的励磁电流的加法值变得过大之前,对接近作为目标的设定电流一侧的感应元件所对应的励磁电流进行早期截断,因此,加法电流不会增大至预先确定的判定阈值以上,被早期截断的感应元件对升压电容器的充电能量虽然会暂时减小,但是由于闭路驱动时间被缩短,因此充电功率不会降低,利用本次的早期截断使再次闭路的时刻产生时间差,从而不会反复对相同的感应元件的励磁电流进行早期截断。因此,即使一对感应元件的电感存在差异,也能够进行非同步的通断动作且以相同的功率对升压电容器进行充电,并且通过适时地交替大电流低频次的通断动作和小电流高频次的通断动作,从而使一对感应元件的励磁电流的加法值不会变得过大,具有减轻车载电池的过负载负担且抑制过大噪声的产生的效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的车载发动机控制装置的整体电路框图。
图2是图1的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图。
图3是图1的车载发动机控制装置的同步状态检测部的详细控制框图。
图4A是图1的车载发动机控制装置的第一运行模式下的电流波形图。
图4B是图1的车载发动机控制装置的第二运行模式下的电流波形图。
图5是用于说明图1的车载发动机控制装置的同步中检测脉冲的时序图。
图6是用于说明图1的车载发动机控制装置的运行模式选择动作的流程图。
图7是代替图2的变形方式的升压电路部的详细控制框图。
图8是代替图3的变形方式的同步状态检测部的详细控制框图。
图9是本发明的实施方式2的车载发动机控制装置的整体电路框图。
图10是图9的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图。
图11是图9的车载发动机控制装置的同步状态检测部的详细控制框图。
图12是本发明的实施方式3的车载发动机控制装置的整体电路框图。
图13是图12的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图。
图14是用于说明图12的车载发动机控制装置的升压控制动作的流程图。
图15是用于说明图14中的同步状态检测部的动作的流程图。
图16是用于说明图15中的同步时刻检测部的动作的流程图。
图17是代替图16的变形方式的同步时刻检测部的动作的流程图。
图18是用于对实施方式1至3说明运行模式的选择动作所涉及的变形方式的动作的流程图。
图19是本发明的实施方式4的车载发动机控制装置的整体电路框图。
图20是图19的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图。
图21是图19的车载发动机控制装置的同步状态检测部的详细控制框图。
图22是图19的车载发动机控制装置的第一及第二升压电路部、第一早期开路信号的电流波形图。
具体实施方式
实施方式1及其变形方式
(1)结构的详细说明
首先,对于本发明的实施方式1的车载发动机控制装置的整体电路框图即图1和图1的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图即图2的结构进行详细说明。在图1中,车载发动机控制装置100A构成为以包含微处理器CPU的运算控制电路部130A作为主体,内置有按照气缸组的不同来选择驱动电气负载组104的一部分即燃料喷射用电磁阀103的电磁线圈31~34的驱动控制电路部120X、102Y,以及协同地对该驱动控制电路部120X、120Y提供升压电压Vh的第一升压电路部110A1和第二升压电路部110A2。另外,将车载电池101设为连接至车载发动机控制装置100A的外部,车载电池101经由利用未图示的电源开关供电的电源继电器的输出接点102对车载发动机控制装置100A提供电源电压Vb。
另外,利用车载发动机控制装置100A驱动的电气负载组104例如由点火线圈(汽油发动机的情况下)、吸气阀开度控制用电动机等主机类、或者废气传感器用的加热器、负载供电用的电源继电器、报警显示设备等的辅助类电气负载来构成。输入传感器组105例如由如下种类的传感器构成:用于检测出发动机转速的旋转传感器、用于确定燃料喷射时刻的曲柄角传感器、用于检测出车速的车速传感器等的开关传感器,或者是检测出油门踏板开关、刹车踏板开关、变速器的变速杆位置的位移开关等开关传感器;以及用于对检测出油门踏板的踩踏程度的油门位置传感器、检测出吸气节流器的阀开度的节流器位置传感器、检测出对发动机的吸气量的气流传感器、检测出废气的氧浓度的废气传感器、发动机的冷却水温度传感器(冷却水发动机的情况下)等进行发动机的驱动控制的模拟传感器。
作为车载发动机控制装置100A的内部结构,一对第一升压电路110A1和第二升压电路部110A2具有被包括图2中后述的一对升压用开关元件111b在内的第一升压控制部210A1、第二升压控制部210A2所控制的一对感应元件111a、一对充电二极管112a、以及相互并联连接的一对升压电容器112b,通过图3中后述的同步状态检测部220A来协同地控制。按照气缸组的不同而设置的一对驱动控制电路部120X、120Y分别包含开阀保持开关元件121j和急速励磁开关元件122j,急速励磁开关元件122j从升压电容器122b接受升压电压Vh,对电磁线圈31、34或者电磁线圈32、33提供急速励磁电压。另外,开阀保持开关元件121j从车载电池101接受电源电压Vb,经由防止逆流元件125j与电磁线圈31、34或者电磁线圈32、33连接,提供开阀保持电压。
在电磁线圈31、34以及电磁线圈32、33的正侧端子与车体接地电路GND之间分别连接有续流电路元件126j,在电磁线圈31~34的负侧端子与车体接地电路GND之间单独连接有导通选择开关元件123i,在电磁线圈31~34的负侧端子与升压电容器112b的正侧端子之间连接有恢复二极管124i。另外,若在导通选择开关元件123i闭路的状态下对开阀保持开关元件121j进行通电截断,则流过电磁线圈31~34的任一个的励磁电流在续流电路元件126j中发生续流衰减,在导通选择开关元件123i开路的情况下,流过电磁线圈31~34的任一个的励磁电流经由恢复二极管124i流入升压电容器112b,能够利用再生充电进行高速电流截断。
栅极控制电路128响应微处理器CPU依次产生的不同气缸的燃料喷射指令信号INJi,对按照不同气缸而设置的导通选择开关元件123i的任一个进行闭路驱动,并且在临时对该气缸所属的气缸组的急速励磁开关元件122j进行闭路驱动之后对开阀保持开关元件121j进行通断驱动,随着燃料喷射指令信号INIj的停止,使导通选择开关元件123i和开阀保持开关元件121j开路。成为运算控制电路部130A的主体要素的微处理器CPU例如与闪存即非易失存储器PGM、运算处理用的RAM存储器RMEM、以及多通道AD转换器LADC协同动作。从车载电池101经由电源继电器的输出接点102向恒压电源140供电,例如产生稳定在DC5V的控制电压Vcc来对微处理器CPU进行供电。
在图2中,第一升压电路部110A1和第二升压电路部110A2分别具有一对电感元件中的一个即感应元件111a、与该感应元件111a串联连接的一对充电二极管中的一个即充电二极管112a、以及由该充电二极管112a充电且相互并联连接的一对升压电容器中的一个即升压电容器112b。另外,第二升压电路部110A2与第一升压电路部110A1具有相同的结构,所以不详细地示出。一对感应元件111a分别利用第一升压控制部210A1和未图示的第二升压控制部210A2来进行通断励磁。第一升压控制部210A1(或者第二升压控制部210A2)中,升压用开关元件111b和电流检测电阻111c互相串联连接来构成针对感应元件111a的供电电路,电流检测电阻111c的两端电压成为第一电流检测电压Vc1(或者第二电流检测电压Vc2)。对升压电容器112b的两端电压进行分压的升压分压电阻113a、113b产生充电监视电压Vf,并且经由栅极电阻114对升压用开关元件111b提供第一驱动指令信号Dr1(或者第二驱动指令信号Dr2)。
对于构成电流比较判定部211a的比较器的正端子,经由正侧输入电阻211b施加第一电流检测电压Vc1,对于负端子,经由负侧输入电阻211c施加由分压电阻212a、212c、212b对控制电压Vcc分压后的分压电压Vdiv。另外,中游、下游的分压电阻212c、212b经由选择开关元件213a并联连接有后级并联电阻212d,选择开关元件213a经由选择驱动电阻213b被施加有设定电流选择信号SEL1(或者设定电流选择信号SEL2)。对于构成升压比较判定部214a的比较器的正端子,经由正侧输入电阻214b施加充电监视电压Vf,对于负端子,经由负侧输入电阻214c施加由升压比较分压电阻215a、215b分压后的控制电压Vcc的分压电压。另外,比较器214a的输入端子和正侧输入端子之间连接有正反馈电阻214d,若充电监视电压Vf超过经升压比较分压电阻215a、215b分压后的分压电压,且比较器214a的输出逻辑一旦成为“高”电平,则即使充电监视电压Vf减少例如5%左右,也能够维持比较器214a的动作状态,而且若充电监视电压Vf进一步下降,则能够使比较器214a的输出逻辑恢复成“低”电平。
闭路指令存储电路216a由电源启动检测电路217所产生的启动脉冲来置位,该闭路指令存储电路216a的置位输出信号经由闭路禁止栅极218a和栅极电阻114来对升压用开关元件111b进行闭路驱动,若充电监视电压Vf在规定值以上,则构成升压比较判定部214a的比较器的输出逻辑成为“高”电平,闭路禁止栅极218a停止利用闭路指令存储电路216a对升压用开关元件111b提供第一驱动指令信号Dr1。然而,若升压电压Vh下降,比较器214a的输出逻辑成为“低”,则第一驱动指令信号Dr1成为有效,对升压用开关元件111b进行闭路驱动。其结果是,若第一电流检测电压Vc1上升且超过经分压电阻212a、212c、212b分压后的分压电压Vdiv,则闭路指令存储电路216a被重置且停止第一驱动指令信号Dr1,升压用开关元件111b被开路,流过感应元件111a的励磁电流Ix成为对升压电容器112b的充电电流,并开始衰减。
然而,由于电流检测电阻111c中不流过该衰减电流,所以无法检测出该衰减状态,但是随着闭路指令存储电路216a被重置,开路时间限制计时器216b被启动,若经过了规定的第1开路限制时间t1,则利用该时间截止输出对闭路指令存储电路216a进行置位,再次对升压用开关元件111b进行闭路驱动。另外,对于设置于第一升压控制部210A1的开路时间限制计时器216b,利用未图示的串行信号线路从微处理器CPU发送预先规定的第1开路限制时间t1和第2开路限制时间t2的值,若输入至开路时间限制计时器216b的开路时间限制时间选择信号TIM11成为逻辑电平“高”,则选择第1开路限制时间t1,若输入至开路时间限制计时器216b的开路时间限制时间选择信号TIM12成为逻辑电平“高”,则选择第2开路限制时间t2。随着升压用开关元件111b再次被闭路,最终闭路指令存储电路216a被重置,则再次启动开路时间限制计时器216b,重复下面同样的动作。另外,在下面的说明中,对于与第一及第二升压电路部110A1、110A2分别对应的名称,例如像第一及第二驱动指令信号Dr1、Dr2等那样,标注第一(first)、第二(second)这样的汉字数字,对于与第一驱动指令信号Dr1相关的多个名称,例如像第1及第2开路限制时间t1、t2那样,或者对于与第二驱动指令信号Dr2相关的多个名称,例如像第1及第2开路限制时间t1、t2那样,标注第1(1st)、第2(end)这样的阿拉伯数字,从而进行区别。
因此,当想要在小电流高频次的开关动作的第一运行模式下使用第一升压电路部110A1时,将设定电流选择信号SEL1的逻辑电平设为“高”,对选择开关元件213a进行闭路,从而使经分压电阻212a、212c、212b和后级并联电阻212d分压后的分压电压降低,由此,设定第1设定电流I1,并且将开路时间限制时间选择信号TIM11的逻辑电平设为“高”,选择第1开路限制时间t1即可。另外,当想在大电流低频次的开关动作的第二运行模式下使用第一升压电路部110A1时,将设定电流选择信号SEL1的逻辑电平设为“低”,对选择开关元件213a进行开路,从而使经分压电阻212a、212c、212b和后级并联电阻212d分压后的分压电压上升,由此,设定第2设定电流I2,并且将开路时间限制时间选择信号TIM12的逻辑电平设为“高”,选择第2开路限制时间t2即可。
这一点在第二升压电路部110A2的情况下也相同,当想在小电流高频次的开关动作的第一运行模式下使用第二升压电路部110A2时,将设定电流选择信号SEL2的逻辑电平设为“高”,对选择开关元件213a进行闭路,从而使经分压电阻212a、212c、212b和后级并联电阻212d分压后的分压电压降低,由此,设定第1设定电流I1,并且将开路时间限制时间选择信号TIM21的逻辑电平设为“高”,选择第1开路限制时间t1即可。另外,当想在大电流低频次的开关动作的第二运行模式下使用第二升压电路部110A2时,将设定电流选择信号SEL2的逻辑电平设为“低”,对选择开关元件213a进行开路,从而使经分压电阻212a、212c、212b和后级并联电阻212d分压后的分压电压上升,由此,设定第2设定电流I2,并且将开路时间限制时间选择信号TIM22的逻辑电平设为“高”,选择第2开路限制时间t2即可。
接着,对于图1的车载发动机控制装置的同步状态检测部220A的详细控制框图即图的结构进行详细说明。在图3中,向同步状态检测部220A输入电源电压Vb和控制电压Vcc,且输入由第一升压控制部210A1生成的第一电流检测电压Vc1、由第二升压控制部210A2生成的第二电流检测电压Vc2、以及从微处理器CPU发送来的监视周期SETx的设定信号,对微处理器CPU发送选择指令信号SELx,经由运算控制电路部130A内的多通道AD转换器LADC向微处理器CPU发送由分压电阻229a、229b对电源电压Vb进行分压后得到的电源电压监视电压Vba。运算放大器即加法处理部221a的正侧输入端子连接至车体接地电路GND,对于负侧端子,经由第1输入电阻221b施加第一电流检测电压Vc1,经由第2输入电阻221c施加第二电流检测电压Vc2,经由负反馈电阻221d施加加法处理部221a的输出电压。其结果是,若将第1输入电阻221b的电阻值、第2输入电阻221c的电阻值均设为Rin,将负反馈电阻221d的电阻值设为Rout,则用数学式(14)来表示加法处理部221a的加法输出电压Vout。
Vout=G×(Vc1+Vc2)·····(14)
此处,放大率G=Rout/Rin>>1。
对构成同步时间检测部222A的比较器(222A)的负侧端子输入加法输出电压Vout,对正侧端子施加加法值判定阈值电压225a。该加法值判定阈值电压225a的值小于加法输出电压Vout的最大值,例如设定为加法输出电压Vout的最大值的70%以上的值。因此,若加法输出电压Vout超过该阈值电压,则比较器(222A)的输出逻辑成为“低”,该“低”输出逻辑成为同步中检测脉冲PLS0,并被输出。在产生同步中检测脉冲PLS0时,经由基极电阻222b被闭路驱动的驱动晶体管222c向积分电阻222d和积分电容器223c的串联电路施加电源电压Vb。闭路稳定电阻222e连接在PNP型的驱动晶体管222c的发射极端子和基极之间,比较器(222A)的输出逻辑成为“高”时,使驱动晶体管222c稳定开路。
另外,该实施方式的同步中检测脉冲PLS0的产生期间具有与电源电压Vb成反比例减少的性质,因此通过从电源电压Vb对积分电容器223c充电来补偿该变动,能够使随着1次同步检测脉冲PLS0的产生而产生的积分电容器223c的充电电压稳定。定期重置处理部223A定期地对放电晶体管223b进行闭路驱动,释放出与放电晶体管223b并联连接的积分电容器223c的充电电荷。定期重置处理部223A由对计时时钟信号226t的产生次数进行计数的时钟计数器226c来构成,并且构成环形计数器,该环形计数器预先从微处理器CPU向该时钟计数器226c的设定值寄存器发送并存储时间截止设定值N,若计时时钟信号226t的计数当前值达到设定值N,则产生时间截止输出来对放电晶体管223b进行闭路驱动,并且在时钟信号的逻辑发生反转时,对自身的计数当前值进行重置,再次开始计数动作。
对成为同步时刻累计处理部224a的后级比较器(224a)的正侧输入端子施加积分电容器223c的两端电压,对负侧输入端子施加累计值判定阈值电压225b,该累计值判定阈值电压225b的值例如为与在放电晶体管223b从上一次闭路到下一次闭路为止的规定的监视周期SETx内、同步中检测脉冲PLS0产生了规定次数的情况下的积分电容器223c的充电电压相当的值。具体而言,定期重置处理部223A将例如第一驱动指令信号Dr1或第二驱动指令信号Dr2的产生次数为5次的情况下的标准的所需时间设为监视周期SETx,若在该监视周期SETx中同步中检测脉冲PLS0产生3次以上,则后级比较器(224a)的输出逻辑成为“高”且产生选择指令信号SELx,利用选择指令产生存储部228A来存储该选择指令信号SELx。
另外,选择指令发生存储部228A在电源投入时被电源启动检测电路224b预先重置。另外,标准的监视周期SETx(所需时间)是在感应元件111a的电感中个体偏差变动的平均值、且电源电压Vb例如为DC14V的情况下的值。然而,实际的监视周期SETx(所需时间)与电源电压Vb成反比地变动,所以微处理器CPU对计数设定值N进行校正从而成为与当前的电源电压相对应的监视周期SETx(所需时间),将该计数设定值N作为监视周期SETx的设定信号并发送至定期重置处理部223A。
(2)作用和动作的详细说明
下面,对于如图1至图3所示那样构成的实施方式1的车载发动机控制装置100A,根据第一运行模式和第二运行模式下的电流波形图即图4A、图4B、用于说明同步中检测脉冲PLS0的时序图即图5、以及用于说明运行模式选择动作的流程图即图6的作用和动作进行详细说明。首先,在图1中,若未图示的电源开关被闭路,则电源继电器的输出接点102闭路,对车载发动机控制装置100A施加电源电压Vb。其结果是,恒压电源140产生例如被稳定为DC5V的控制电压Vcc,微处理器CPU开始控制动作。微处理器CPU对应于输入传感器组105的动作状态、以及存储于非易失的程序存储器PGM的控制程序的内容,产生对电气负载组104的负载驱动指令信号,对于电气负载组104中特定的电气负载即燃料喷射用电磁阀103,产生燃料喷射指令信号INJi,经由驱动控制电路部120X、120Y来驱动各个电磁线圈31~34,在此之前,第一和第二升压电路部110A1、110A2进行动作来对升压电容器112b进行高压充电。
图4A示出了如下情况下的流过感应元件111a的励磁电流Ix的波形:即,将第一升压电路部110A1的设定电流选择信号SEL1的逻辑电平设为“高”,设定第1设定电流I1,将开路时间限制时间选择信号TIM11的逻辑电平设为“高”,设定第1开路限制时间t1,选择了小电流高频次的通断动作的第一运行模式的情况。此处,从第1衰减电流I01上升到第1设定电流I1所需的升压用开关元件111b的第1闭路时间T1、与从第1设定电流I1衰减到第1衰减电流I01所需的升压用开关元件111b的开路时间即第1开路限制时间t1之间具有数学式(15a)~数学式(17a)的关系。其中,Vb=电源电压,R=感应元件111a的电阻值,L=感应元件111a的电感,τ=L/R=感应元件111a的时间常数,T01=T1+t1=第1通断周期,Vc=升压电容器112b的充电电压,K=(Vc-Vb)/Vb=升压率。
L×(I1-I01)/T1≒Vb,其中,I1×R<<Vb。
∴T1≒(I1-I01)×L/Vb···············(15a)
L×(I1-I01)/t1≒Vc-Vb
∴t1≒(I1-I01)×L/(Vc-Vb)=T1/K·······(16a)
∴T01≒(I1-I01)×L/Vb×(1+1/K)·······(17a)
另外,数学式(15a)示出了电流上升率(I1-I01)/T1与电源电压Vb成正比,且该比例系数为电感L。同样地,数学式(16b)示出了电流衰减率(I1-I01)/t1与逆励磁电压(Vc-Vb)成正比,且该比例系数为电感L。然而,由于充电二极管112a的作用,衰减电流(即,对升压电容器112b的充电电流)不会成为负值。另一方面,若将利用升压用开关元件111b的1次通断动作而存储于感应元件111a的电磁能设为E1,将用第1通断周期T01除以该电磁能E1得到的值设为充电功率W1,则数学式(18a)和数学式(19a)成立。
E1=L×(I12-I012)/2···············(18a)
W1=E1/T01=0.5×(I1+I01)×Vb×K/(1+K)···(19a)
因此,即使感应元件111a的电感L存在个体偏差变动,充电功率W1也为固定的值。
图4B示出了如下情况下的流过感应元件111a的励磁电流Ix的波形:即,将第二升压电路部110A2的设定电流选择信号SEL2的逻辑电平设为“低”,设定第2设定电流I2,将开路时间限制时间选择信号TIM22的逻辑电平设为“高”,设定第2开路限制时间t2,选择了大电流低频次的通断动作的第二运行模式的情况。此处,从第2衰减电流I02上升到第2设定电流I2所需的升压用开关元件111b的第2闭路时间T2、与从第2设定电流I2衰减到第2衰减电流I02所需的升压用开关元件111b的开路时间即第2开路限制时间t2之间与图4A的情况相同,满足数学式(15b)~数学式(17b)的关系。
∴T2≒(I2-I02)×L/Vb···············(15b)
∴t2≒(I2-I02)×L/(Vc-Vb)=T2/K·······(16b)
∴T02≒(I2-I02)×L/Vb×(1+1/K)·······(17b)
即使在该情况下,若将利用升压用开关元件111b的1次通断动作而存储于感应元件111a的电磁能设为E2与用第2通断周期T02除以该电磁能E2得到的值设为充电功率W2,则E2和W2的关系如数学式(18b)和数学式(19b)所示。
E2=L×(I22-I022)/2···············(18b)
W2=E2/T02=0.5×(I2+I02)×Vb×K/(1+K)···(19b)
因此,若设定为I1+I01=I2+I02的关系,则被设定为第一运行模式的第一升压电路部110A1的充电功率W1与被设定为第二运行模式的第二升压电路部110A2的充电功率W2相等。另外,升压率K的值例如为K=(64-14)/14=3.57,且K/(1+K)=0.78。此处,若将第一升压电路部110A1侧的感应元件111a的电感设为L1,将第二升压电路部110A2侧的感应元件111a的电感设为L2,则用数学式(17a)和数学式(17b)将通断周期的比率表示为数学式(20)。
T02/T01=[(I2-I02)/(I1-I01)]×(L2/L1)···(20)
在图5(A)中,上段组的3个时序图示出了如下内容:即,在将第一、第二升压电路部110A1、110A2都设为大电流低频次的通断动作的第二运行模式且双方的感应元件111a的电感L相同的情况下的、一个第一驱动指令信号Dr11和另一个第二驱动指令信号Dr21的开关动作状态、以及与之伴随的同步中检测脉冲PLS01的产生状态。在该示例中,双方的升压用开关元件111b同步地例如以40μs的周期进行通断动作,用阴影表示的开路动作正前方的区域中,一对感应元件111a的励磁电流Ix的加法值超过图3中的加法值判定阈值电压225a,由此,对应于升压用开关元件111b每次的通断动作,产生同步中检测脉冲PLS01。另外,在该示例中,若双方的电感L仅相差一点点,则会发生如下所述的长周期反复动作状态:即,在开始通断动作之后,暂时依次产生同步中检测脉冲PLS01,但最终不会产生同步中检测脉冲PLS01,这种不会产生同步中检测脉冲PLS01的状态持续较长时间以后再次依次产生同步中检测脉冲PLS01。
在图5(B)中,中段上侧组的3个时序图示出了如下内容:即,在将第一、第二升压电路部110A1、110A2都设为大电流低频次的通断动作的第二运行模式且双方的感应元件111a的电感L不同的情况下的、一个第一驱动指令信号Dr12和另一个第二驱动指令信号Dr22的开关动作状态、以及与之伴随的同步中检测脉冲PLS02的产生状态。在该示例中,第一驱动指令信号Dr12例如以40μs的周期进行通断动作,与此相对地,第二驱动指令信号Dr22例如以35μs的周期进行通断动作。而且,在该示例中,第一驱动指令信号Dr12每隔5个周期产生1次同步中检测脉冲PLS02。在图5(C)中,中段下侧组的3个时序图中,第一驱动指令信号Dr13例如以40μs的周期进行通断动作,与此相对地,第二驱动指令信号Dr23例如以30μs的周期进行通断动作,在该示例中,第一驱动指令信号Dr13每隔3个周期产生同步中检测脉冲PLS03。
在图5(D)中,下段组的3个时序图中,第一驱动指令信号Dr14例如以40μs的周期进行通断动作,与此相对地,第二驱动指令信号Dr24例如以25μs的周期进行通断动作,在该示例中,第一驱动指令信号Dr14每隔2个周期产生同步中检测脉冲PLS04。如上述说明可知,在一对驱动指令信号的通断周期大致相等的状态下,同步中检测脉冲PLS0交替地产生与一个驱动指令信号的开关动作联动且连续地产生的连续同步区间、以及在较长期间内不产生同步中检测脉冲PLS0的非同步区间。然而,若一对驱动指令信号的通断周期差别较大,则不会产生连续同步区间,而会产生同步中检测脉冲PLS0的产生间隔较窄的频发产生状态。
例如若在图5(D)的状态下,则在第一驱动指令信号Dr14的5个周期内产生了3次同步中检测脉冲PLS04,与此相对地,若在图5(B)的状态下,则在第一驱动指令信号Dr12的5个周期内产生了1次同步中检测脉冲PLS02。图3所示的同步状态检测部220A在图5(A)、图5(D)的状态下产生选择指令信号SELx,在图5(B)、图5(C)的状态下不产生选择指令信号SELx,由此,选择第一升压电路部110A1和第二升压电路部110A2的运行模式,从而不会产生持续的同步中检测脉冲PLS0。另外,在感应元件111a的电感的个体偏差变动为±15%的情况下,由同步状态检测部220A检测出的电感的接近状态为±5%左右较为合适。
然而,同步状态检测部220A无法识别哪个电感较大、哪个电感较小,因此,若将因第一运行模式和第二运行模式而引起的通断周期的变化设为±10%左右,则作为最糟糕的组合,将电感(通断周期较短)减小5%的通断周期增大10%而得到的通断周期变大5%,将电感(通断周期较长)增大5%的通断周期减小10%而得到的通断周期变小5%,从而能够确保至少±5%的通断周期的不同。相反地,将电感减小5%(通断周期较短)的通断周期减小10%而得到的通断周期变小15%,将电感增大5%(通断周期较长)的通断周期增大10%而得到的通断周期变大15%,最糟糕的是产生了±15%的通断周期的不同。由此,在电感相差±15%的情况下,与在相同的运行模式下使用的情况是一致的。
在用于说明图1的车载发动机控制装置的运行模式选择动作的流程图即图6中,工序600是微处理器CPU的动作开始步骤,微处理器CPU反复执行从动作开始工序600至动作结束工序610期间的工序。接着的工序601a是如下的判定步骤:即,判定是否是电源投入后初次的控制动作,若是初次动作,则进行“是”的判定并转移至工序601b,若不是初次动作,则进行“否”的判定并转移至工序602a。工序601b是初始设定部进行的如下步骤:即,将第一升压控制部210A1的设定电流选择信号SEL1的逻辑电平设为“低”,将开路时间限制时间选择信号TIM12的逻辑电平设为“高”,且设定为大电流低频次的通断动作的第二运行模式,并且,将第二升压控制部210A2的设定电流选择信号SEL2的逻辑电平设为“低”,将开路时间限制时间选择信号TIM22的逻辑电平设为“高”,且设定为大电流低频次的通断动作的第二运行模式。
接着的工序601c是如下所述的初始设定步骤:即,例如电源电压Vb是DC14V的基准电压,感应元件111a的电感L相对于其个体偏差变动值为平均值,且对得到了与设定为第二运行模式时的第一或第二驱动指令信号Dr1、Dr2的信号周期的5倍相当的时间的监视周期SETx进行发送,进行定期重置处理部223A的时钟计数器226c的设定,并转移至工序602a。工序602a是电压校正单元进行的如下步骤:即,参照电源电压监视电压Vba读取当前的电源电压Vb,将工序601c中初始设定的监视周期SETx校正为与电源电压Vb成反比的值。另外,开路时间限制计时器216b也同样地,使升压用开关元件111b开路时的感应元件111a的电流衰减特性由稳定的高电压即升压电容器112b的充电电压Vc与变动的电源电压Vb之间的差分值来确定,因此,电源电压Vb变动的影响减少,也能够省略由开路时间限制计时器216b所设定的第1开路限制时间t1、第2开路限制时间t2的电压校正。
接着的工序602b是如下的步骤:即,读取选择指令产生存储部228A是否存储了选择指令信号SELx的产生,并转移至工序603。工序603是如下的步骤:即,在产生了选择指令信号SELx时进行“是”的判定,并转移至工序604,在未产生选择指令信号SELx时进行“否”的判定,并转移至工序605。工序604是变更设定部进行的如下步骤:即,将第一升压控制部210A1的设定电流选择信号SEL1的逻辑电平设为“高”,将开路时间限制时间选择信号TIM11的逻辑电平设为“高”,且设定为小电流高频次的通断动作的第一运行模式,并且,第二升压控制部210A2如当前那样将设定电流选择信号SEL2的逻辑电平设为“低”,将开路时间限制时间选择信号TIM22的逻辑电平设为“高”,且设定为大电流低频次的通断动作的第二运行模式,转移至工序606a。工序605是如下的步骤:即,维持工序601b或者工序604中所设定的运行模式的状态,并转移至工序606a。工序606a是如下的判定步骤:即,判定燃料喷射用电磁阀103的开阀时期是否到了,若是开阀期间,则进行“是”的判定并转移至工序606b,若不是开阀期间,则进行“否”的判定并转移至动作结束工序610。在工序606b中,识别出对哪个电磁线圈31~34进行通电,在规定的开阀期间Tn的期间内产生开阀指令信号INJn,转移至动作结束工序610。
如上述说明可知,在实施方式1中,与升压控制相关的微处理器CPU的作用在于,对针对开路时间限制计时器216b、时钟计数器226c的设定值进行管理,利用从由硬件构成的同步状态检测部220A得到的选择指令信号SELx来产生设定电流选择信号SEL1、SEL2,或产生开路时间限制时间选择信号TIM11、TIM12、TIM21、TIM22来执行运行模式的切换。在上述说明中,若产生选择指令信号SELx,则第一升压电路部110A1始终从第二运行模式切换至第一运行模式,第二升压电路部110A2保持为第二运行模式继续运行,但是上述状态会定期地交替,第一升压电路部110A1可返回第二运行模式,且第二升压电路部110A2可从第二运行模式切换至第一运行模式,由此,能够使第一升压电路部110A1和第二升压电路部110A2的温度上升均匀。
另外,在上述说明中,作为第1开路限制时间t1和第2开路限制时间t2的值,流过感应元件111a的励磁电流Ix对升压电容器112b放电,设定为比该衰减电流变为零更短的时间,但是也能够进行使升压用开关元件111b的开路时间变大从而包含电流为零期间的设定。在此情况下,用于使在第1设定电流I1、第1闭路时间T1、第1开路限制时间t1≒T1/K的第一运行模式下运行时的充电功率W1和在第2设定电流I2、第2闭路时间T2、第2开路限制时间t2>T2/K的第二运行模式下运行时的充电功率W2一致的条件根据数学式(21a)~(23a)、数学式(21b)~(23b)来算出。此处,升压率K=(Vc-Vb)/Vb,例如K=(64-14)/14=3.57。
T1=I1×L/Vb···(21a)
E1=L×I12/2···(22a)
W1=E1/(T1+t1)···(23a)
T2=I2×L/Vb···(21b)
E2=L×I22/2···(22b)
W2=E2/(T2+t2)···(23b)
此处,若设为比率γ=I2/I1,则满足T2/T1=γ和E2/E1=γ2。因此,为了使W2/W1=1,数学式(24)成立。
W2/W1=(E2/E1)×(T1+t1)/(T2+t2)
=γ2×(T1+t1)/(γ×T1+t2)=1
∴t2=γ×T1(γ-1)+γ2×t1·····(24)
另外,若将第1开路限制时间t1设定为与流过感应元件111a的电流衰减为零所需的时间相等,则由于满足t1=T1/K,因此能将K=3.57的情况下的数学式(24)简化成数学式(25)。
t2/t1=(4.57×γ-3.57)×γ·····(25)
(3)变形方式1的详细说明
接着,对于对本发明的实施方式1的一部分进行变形的变形方式的车载发动机控制装置、利用代替图2的变形方式的升压电路部的详细控制框图即图7、代替图3的变形方式的同步状态检测部的详细控制框图即图8,以与图2和图3的区别点为中心进行详细说明。在图7中,用第一升压电路部110AA1和第二升压电路部110AA2以及同步状态检测部220AA来代替图1中的第一升压电路部110A1和第二升压电路部110A2以及同步状态检测部220A,作为主要的区别点,图1和图2的情况下,为了决定升压用开关元件111b的开路时间而使用开路时间限制计时器216b,与此相对地,在图7中,采用了直接检测出衰减电流的方式,电流检测电阻111c连接至升压用开关元件111b和升压电容器112b的公共下游位置、或者感应元件111a的上游位置,从而使升压用开关元件111b闭路时感应元件111a的励磁电流Ix和升压用开关元件111b开路时从感应元件111a到升压电容器112b的充电电流Ic流过电流检测电阻111c。除此以外的感应元件111a、升压用开关元件111b、充电二极管112a、对升压电容器112b的驱动电路部分、以及在升压比较判定部214a的前后的输入输出信号电路与图2的情况相同。
对于构成电流比较判定部211a的比较器的正端子,经由正侧输入电阻211b施加第一电流检测电压Vc1,对于负端子,经由负侧输入电阻211c施加经由分压电阻212a、212c、212b对控制电压Vcc分压后的分压电压Vdiv。另外,中游的分压电阻212c经由选择开关元件213a并联连接有中级并联电阻212e,选择开关元件213a经由选择驱动电阻213b施加有设定电流选择信号SEL1(或者设定电流选择信号SEL2)。另外,在比较器211a的输出端子与正侧输入端子之间连接有正反馈电阻211d,若流过感应元件111a的励磁电流Ix例如达到第1设定电流I1,则第一电流检测电压Vc1超过经由分压电阻212a~212c分压后的分压电压Vdiv,且比较器211a的输出逻辑暂时变为“高”电平。若该输出逻辑暂时变为“高”电平,则直到第一电流检测电压Vc1降低至例如与第1衰减电流I01相对应的电压为止,维持比较器211a的动作状态,而且若第一电流检测电压Vc1进一步降低,则比较器211a的输出逻辑返回至“低”电平。
上级的分压电阻212a并联连接有切换晶体管218c,在逻辑积电路218b的输出变为逻辑电平“低”时,经由基极电阻218d来驱动该切换晶体管218c。在该切换晶体管218c被闭路驱动的状态下,当设定电流选择信号SEL1(或者SEL2)的逻辑电平为“低”时,分压电压Vdiv成为经由分压电阻212c、212b分压后的小电压V1,当设定电流选择信号SEL1(或者SEL2)的逻辑电平为“高”时,分压电压Vdiv成为经由分压电阻212c、212b和中级并联电阻212e分压后的大电压V2。当设定电流选择信号SEL1(或者SEL2)的逻辑电平变为“高”,且选择了大电流低频次的开关动作的第二运行模式时,并且当励磁电流Ix增加到第2设定电流I2,且比较器211a的输出成为高电平“高”时,逻辑积电路218b的输出逻辑变为“高”,其结果是,切换晶体管218c开路,且使分压电压Vdiv降低至最小电平。由此,得到第1设定电流I1<第2设定电流I2,且第1衰减电流I01>第2衰减电流I02这样的关系。
上述内容在第二升压电路部110AA2的情况下也相同,在想要以小电流高频次的开关动作的第一运行模式下使用第二升压电路部110AA2时,将设定电流选择信号SEL2的逻辑电平设为“低”,且使选择开关元件213a开路,从而降低经由分压电阻212c、212b分压后的分压电压Vdiv,由此设定第1设定电流I1。而且,由于基于正反馈电阻211d而产生的磁滞特性,第1衰减电流I01被设定为小于第1设定电流I1的值。另外,在想要以大电流低频次的开关动作的第二运行模式来使用第二升压电路部110AA2时,将设定电流选择信号SEL2的逻辑电平设为“高”,且使选择开关元件213a闭路,从而使经由分压电阻212c、212b和中级并联电阻212e分压后的分压电压Vdiv上升,由此设定第2设定电流I2。而且,由于基于正反馈电阻211d而产生的磁滞特性和切换晶体管218c,第2衰减电流I02被设定为小于第1衰减电流I01的值。
对上述控制动作进行逻辑说明,若将电流检测电阻111c的电阻值R111c设为R111c=R0,将正侧输入电阻211b和正反馈电阻211d的电阻值R211b、R211d分别设为Rb、Rd,将分压电阻212a~212c的电阻值R212a~R212c分别设为R212a=Ra,R212b=Rbb,R212c=Rc,且将中级的分压电阻212c和中级并联电阻212e的并联合成电阻R212c//R212e设为Rec,则首先被统称为分压电压Vdiv的下级的分压电阻212b的两端电压基于切换晶体管218c和选择开关元件213a的动作状态由数学式(26a)、(26b)、(26c)来表示。
当切换晶体管218c闭路,且选择开关元件213a开路时,满足:
Vdiv=V1=Vcc×Rbb/(Rc+Rbb)····(26a)
当切换晶体管218c闭路,且选择开关元件213a闭路时,满足:
Vdiv=V2=Vcc×Rbb/(Rec+Rbb)>V1····(26b)
当切换晶体管218c开路,且选择开关元件213a闭路时,满足:
Vdiv=V2’=Vcc×Rbb/(Ra+Rec+Rbb)<V2····(26c)
另外,第1设定电流I1和第2设定电流I2的值参照数学式(26a)和(26b),由数学式(27a)和(27b)来确定。
R0×I1=V1∴I1=Vcc/R0×[Rbb/(Rc+Rbb)]····(27a)
R0×I2=V2∴I2=Vcc/R0×[Rbb/(Rec+Rbb)]····(27b)
另外,基于数学式(26b)和数学式(26c),数学式(26bc)的关系成立。
α=V2’/V2=(Rec+Rbb)/(Ra+Rec+Rbb)·······(26bc)
另一方面,励磁电流Ix达到第1设定电流I1,比较器211a的输出电压从0V变化至控制电压Vcc=5V,由此,升压用开关元件111b开路,开始对升压电容器112b充电,当该充电电流衰减至第1衰减电流I01时,数学式(28)成立。
(Vcc-V1)/Rd=(V1-R0×I01)/Rb·······(28)
此处,通过设为Rd>>Rb,则得到数学式(28a)。
I01=I1-(Vcc/R0)×(Rb/Rd)···········(28a)
同样地,励磁电流Ix达到第2设定电流I2,比较器211a的输出电压从0V变化至控制电压Vcc=5V,由此,升压用开关元件111b开路,开始对升压电容器112b充电,当该充电电流衰减至第2衰减电流I02时,数学式(29)成立。
(Vcc-V2’)/Rd=(V2’-R0×I02)/Rb·······(29)
此处,通过设为Rd>>Rb,且在数学式(26bc)中设为V2’=α×V2,则得到数学式(29a)。
I02=αI2-(Vcc/R0)×(Rb/Rd)···········(29a)
因此,若设定常数α以满足αI2<I1,则成立I02<I01的关系,即使I2>I1,也能够满足等效功率的条件式I1+I01=I2+I02,用于确定衰减电流的值的正反馈电阻211d成为衰减电流设定部的主要要素。
在图8中,虽然同步状态检测部220AA的框架结构与图3所示的同步状态检测部220A相同,但是它们的区别点在于定期重置处理部223AA。因此,加法处理部221a与图3的情况相同,包括第1输入电阻221b、第2输入电阻221c、负反馈电阻221d、比较器221a,对于同步时刻检测部222A、积分电容器223c的充放电路、或者同步时刻累计处理部224a和选择指令产生存储部228A也同样地构成。然而,定期重置处理部223AA使用第一驱动指令信号Dr1(或者也可以是第二驱动指令信号Dr2)代替计时时钟信号226t来作为时钟计数器226c的计数输入,时钟计数器226c的计数输入电路设置有栅极电路226b和初次存储电路226f。该初次存储电路226f由于同步时刻检测部222A产生同步中检测脉冲PLS0而被置位,利用该置位输出来打开栅极电路226b,时钟计数器226c能够对第一驱动指令信号Dr1的逻辑电平从“高”变化为“低”的次数、即升压用开关元件111b的开路动作次数进行计数。
时钟计数器226c在该计数值到达预先设定的设定值2时产生计数输出,经由基极电阻226b对放电晶体管223b进行闭路驱动,并且对初次存储电路226f重置且停止时钟计数器226c的计数动作,在第一驱动指令信号Dr1的逻辑电平从“低”变化为“高”的时刻,经由重置电路226g对时钟计数器226c的计数当前值进行初始化。时钟计数器226c进行初始的计数是在产生同步中检测脉冲PLS0之后的时刻,从该时刻起在第一驱动指令信号Dr1的1个周期结束之后,若该逻辑再次从“高”变化为“低”,则计数值变为2,此处时钟计数器226c进行向上计数。因此,由时钟计数器226c产生的监视周期SETx大致相当于第一驱动指令信号Dr1的通断周期T01,在该监视周期SETx的期间若再次产生同步中检测脉冲PLS0,则与初次的同步中检测脉冲PLS0相应,驱动晶体管222c的闭路次数变为2次,由此,积分电容器223c的两端电压超过累计值判定阈值电压225b,产生选择指令信号SELx。
而且,在未产生第二次的同步中检测脉冲PLS0时,放电晶体管223b闭路,释放出积分电容器223c的电荷,从时钟计数器226c的计数当前值被初始化后反复进行下面相同的动作,通过产生之后的初次同步中检测脉冲PLS0,再次开始时钟计数器226c的计数动作。如上述说明可知,图3所示的同步状态检测部220A采用如下所述的宏观监视方式:即,将第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数为5次时的标准的所需时间设为监视周期SETx,在该监视周期SETx中若同步中检测脉冲PLS0产生3次以上,则产生选择指令信号SELx,该图3所示的同步状态检测部220A适用于与微处理器CPU一起进行同步状态的判定。然而,图8所示的同步状态检测部220AA采用如下所述的微观监视方式:即,将产生初次的同步中检测脉冲PLS0的时刻作为起点,将经过了第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的1个周期的时刻设为监视周期SETx,在该监视周期SETx中若同步中检测脉冲PLS0产生2次以上,则产生选择指令信号SELx,该图8所示的同步状态检测部220AA适用于不依赖于微处理器CPU而在硬件侧单独地进行同步状态的判定。
另外,在图8那样使用积分电容器223c和同步时刻累计处理部224a的情况下,由于同步中检测脉冲PLS0的宽度会因励磁电流波形的重合程度的长短而发生变化,因此,必须将2个短小脉冲看作是1个宽幅脉冲,无法将监视周期SETx设为2个周期。在此情况下,时钟计数器226c的设定值成为3。但是,在将监视周期SETx设为1个周期的情况下,即使出现在2个短小脉冲内未产生选择指令信号SELx的情况,在接着的监视动作中也会产生选择指令信号SELx。而且,直到产生选择指令信号SELx为止,设定电流选择信号SEL1、SEL2同时设为逻辑电平“高”,且设为大电流低频次的通断动作的通用的运行模式,若产生选择指令信号SELx,则将设定电流选择信号SEL1设为逻辑电平“低”,并转移至小电流高频次的通断动作的不同的运行模式。如上所述,在实施方式1的变形方式中,利用图8的选择指令产生存储部228A的输出,直接向图7的选择开关元件213a输入设定电流选择信号SEL1、SEL2。因此,全部利用硬件来执行与升压控制有关的控制,与微处理器CPU无关,但是一旦向微处理器CPU发送选择指令信号SELx,则可利用微处理器CPU来产生设定电流选择信号SEL1、SEL2,从而进行运行模式的切换。
(4)实施方式1及其变形方式的要点及特征
由上述说明可知,本发明实施方式1及其变形方式的车载发动机控制装置是车载发动机控制装置100A,该车载发动机控制装置100A具有:为了驱动设置于多个气缸发动机的各个气缸的燃料喷射用电磁阀103而对用于驱动该电磁阀的多个电磁线圈31~34设置的驱动控制电路部120X、120Y;第一升压电路部110A1、110AA1和第二升压电路部110A2、110AA2;以及以微处理器CPU作为主体的运算控制电路部130A,所述第一升压电路部110A1、110AA1和所述第二升压电路部110A2、110AA2包括:相互独立动作的第一升压控制部210A1、210AA1和第二升压控制部210A2、210AA2;被所述第一升压控制部210A1、210AA1和所述第二升压控制部210A2、210AA2分别进行通断励磁的一对感应元件111a;与所述一对感应元件111a分别串联连接的一对充电二极管112a;以及1个或相互并联连接的多个升压电容器112b,利用伴随着分别流过所述一对感应元件111a的励磁电流Ix的截断而产生的感应电压且经由所述一对充电二极管112a分别对该升压电容器112b进行充电,且利用多次的所述通断励磁将该升压电容器112b充电至规定的升压电压Vh。
而且,所述第一升压控制部210A1、210AA1和所述第二升压控制部210A2、210AA2包括:一对升压用开关元件111b,该一对升压用开关元件111b分别与连接至车载电池101的所述一对感应元件111a串联连接,且对该一对感应元件111a进行所述励磁电流Ix的通断控制;以及一对电流检测电阻111c,该一对电流检测电阻111c中流过所述励磁电流Ix,并且还具备:一对电流比较判定部211a,该一对电流比较判定部211a在所述一对升压用开关元件111b的一方或双方被闭路驱动之后,当所述励磁电流Ix成为目标设定电流以上时,截断所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方的通电;一对开路时间限制部,该一对开路时间限制部在截断所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方的通电之后,超过了规定的设定时间或者规定的电流衰减时间时,再次对所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方进行闭路驱动;以及升压比较判定部214a,该升压比较判定部214a在所述升压电容器112b的两端电压在规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件111b的闭路驱动。
而且,所述开路时间限制部是对从所述微处理器CPU发送来的所述设定时间进行计时的计时电路即开路时间限制计时器216b,或者是(在变形方式中)将所述励磁电流Ix衰减为规定的衰减电流值为止的时间作为所述电流衰减时间的衰减电流设定部211d;对于所述第一升压控制部210A1、210AA1及所述第二升压控制部210A2、210AA2的一方和另一方,与成为所述目标设定电流的第1设定电流I1和具有比该第1设定电流I1要大的值的第2设定电流I2、成为所述设定时间的第1开路限制时间t1和具有比该第1开路限制时间t1要长的值的第2开路限制时间t2、或者成为所述衰减电流值的第1衰减电流I01和第2衰减电流I02相对应地,能够选择适用基于所述第1设定电流I1、所述第1开路限制时间t1或所述第1衰减电流I01的小电流高频次的通断动作的第一运行模式,或者基于所述第2设定电流I2、所述第2开路限制时间t2或所述第2衰减电流I02的大电流低频次的通断动作的第二运行模式中的任一个;所述第一升压控制部210A、210AA1和所述第二升压控制部210A2、210AA2还设置有同步状态检测部220A、220AA,该同步状态检测部220A、220AA检测并存储所述一对升压用开关元件111b的开路时刻持续接近的状态,并产生选择指令信号SELx;所述微处理器CPU具有初始设定部601b,该初始设定部601b将所述第一升压控制部210A1、210AA1和所述第二升压控制部210A2、210AA2设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的任一个的通用的运行模式,直到产生所述选择指令信号SELx为止;以及变更设定部604,在产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部210A1、210AA1和所述第二升压控制部210A2、210AA2分别设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的一个和互不同侧的另一个的不同的运行模式。
在所述第1设定电流I1中,在一个所述升压用开关元件111b被开路之后,在经过了所述第1开路限制时间t1的时刻,使一个所述升压用开关元件111b再次闭路时,一个所述感应元件111a的所述励磁电流Ix成为第1衰减电流I01,在所述第2设定电流I2下,在另一个所述升压用开关元件111b被开路之后,在经过了所述第2开路限制时间t2的时刻,使另一个所述升压用开关元件111b再次闭路时,另一个所述感应元件111a的所述励磁电流Ix成为第2衰减电流I02,在满足第2设定电流I2>第1设定电流I1的关系以及第1衰减电流I01>第2衰减电流I02的关系的条件下,所述第1设定电流I1和所述第1衰减电流I01的加法值I1+I01、与所述第2设定电流I2和所述第2衰减电流I02的加法值I2+I02接近近似。
如上所述,与本发明的权利要求2相关,在升压用开关元件再次闭路时具有衰减电流,第1设定电流I1和第1衰减电流I01的加法值I1+I01、与第2设定电流I2和第2衰减电流I02的加法值I2+I02接近近似,且I2>I1,I01>I02的关系成立。在此情况下,利用1次通断动作被释放至升压电容器的一个感应元件的电磁能与(I12-I012)成正比,且通断周期与(I1-I01)成正比,因此,对升压电容器的充电功率满足(I12-I012)/(I1-I01)=(I1+I01),与第1设定电流I1和第1衰减电流I01的加法值成正比。这一点对于另一个感应元件也相同,由另一个感应元件对升压电容器充电的充电功率与第2设定电流I2和第2衰减电流I02的加法值(I2+I02)成正比。因此,设定电流较大的感应元件成为低频次的开关周期,设定电流较小的感应元件成为高频次的开关周期,由此具有如下特征:即,能够使用通断周期除以由第1设定电流I1或者第2设定电流I2对于升压电容器的1次充电能而得到的充电功率为一定值,无论用哪种运行模式进行运行,都能够使对升压电容器的充电功率不发生变化。这一点在实施方式2及实施方式3也相同。
所述同步状态检测部220A、220AA具有:加法处理部221a,该加法处理部221a产生对所述一对电流检测电阻111c的一个两端电压即第一电流检测电压Vc1和另一个两端电压即第二电流检测电压Vc2的加法值进行放大后的加法放大电压;同步时刻检测部222A,该同步时间检测部222A在所述加法处理部221a的所述加法放大电压超过了加法值判定阈值电压225a时,检测出分别流过所述一对感应元件111a的所述励磁电流Ix的波形同步的同步时刻,并产生同步中检测脉冲PLS0;同步时刻累计处理部224a,该同步时刻累计处理部224a在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数超过了由累计值判定阈值电压225n所确定的规定值时,判定持续产生所述同步时刻,生成所述选择指令信号SELx,利用选择指令产生存储部228A来存储该选择指令信号SELx;以及定期重置处理部223A、223AA,该定期重置处理部223A、223AA定期地重置由所述同步时刻累计处理部224a累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数,在由所述同步时刻检测部222A得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生频次较少时,使所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数不超过所述累计值判定阈值电压225b,所述同步时刻累计处理部224a具有积分电容器223c,在所述同步时刻检测部222A产生所述同步中检测脉冲PLS0时,经由积分电阻222d对该积分电容器223c进行充电,在该积分电容器223c的两端电压超过了所述累计值判定阈值电压225b时,判定为持续产生所述同步时刻,所述定期重置处理部223A、223AA定期地使所述积分电容器223c强制放电,所述加法值判定阈值电压225a为小于所述加法放大电压的最大值且在所述加法放大电压的最大值的70%以上的值,所述累计值判定阈值电压225b相当于在从利用所述定期重置处理部223A、223AA进行的上一次强制放电到下一次强制放电为止的期间内对所述积分电容器223c进行规定的多次最大时间宽度的充电时的充电电压。
如上所述,与本发明的权利要求3相关,同步状态检测部构成为包括:同步时刻检测部,该同步时刻检测部在流过一对感应元件的励磁电流的加法值超过加法值判定阈值电压时,产生同步中检测脉冲;同步时刻累计处理部,该同步时刻累计处理部在随着同步时刻的产生而被充电且由定期重置处理部定期地强制放电的积分电容器的两端电压超过累计值判定阈值电压时,判定为产生同步状态;以及响应于上述判定的选择指令产生存储部。因此,具有如下特征:即,利用开路前状态下的励磁电流的峰值的加法值的大小来判定一对升压用开关元件的开路时刻是否接近,能基于该状态是否持续,来进行同步状态的判定。另外,具有如下特征:即,若电流波形的重叠期间较短,则加法电流超过加法值判定阈值电压的时间变短,对积分电容器的1次充电电压变小,若电流波形的重叠期间较长,则加法电流超过加法值判定阈值电压的时间变长,对积分电容器的1次充电电压变大,因此,相比于单纯地对重叠状态的产生次数进行计数的情况下,能够高精度地检测出重叠状态。
经由响应于所述同步时刻检测部222A的所述同步中检测脉冲PLS0的驱动晶体管222c和所述积分电阻222d,向所述积分电容器223c施加所述车载电池101的电源电压Vb。如上所述,与本发明的权利要求4相关,在检测出同步时刻时,从车载电池的电源电压经由积分电阻对积分电容器进行充电。因此,具有如下特征:即,虽然经由加法处理部的加法放大电压超过加法值判定阈值电压的期间与车载电池的电源电压成反比,但是对积分电容器的充电电流与该电源电压成正比,因此,即使电源电压有变化,由于产生1次同步时刻而得到的积分电容器的充电电压不会发生变化,能够正确地进行同步状态的判定。
所述定期重置处理部223A包括对计时时钟信号226进行计数的时钟计数器226c,所述时钟计数器226c将所述通用的运行模式下、所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2的指令信号的产生周期的5倍的周期所相当的时间作为监视周期SETx来进行动作,每当达到该监视周期SETx,定期地对由所述同步时刻累计处理部224a累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数进行强制重置,所述时钟计数器226c还伴随着所述强制重置的执行结束来重置自身的计时当前值,继续反复执行下一次的计时动作,至少直到产生所述选择指令信号SELx为止,所述同步时刻累计处理部224a从上一次的所述强制重置起到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数在3次以上时,产生所述选择指令信号SELx。
如上所述,与本发明的权利要求10相关,定期重置处理部基于与升压用开关元件的驱动指令信号的5倍周期相当的监视周期SETx,定期地重置由同步时刻累计处理部得到的同步中检测脉冲PLS0的产生累计值或者产生次数,同步时刻累计处理部从上一次的所述强制重置起到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数在3次以上时,产生所述选择指令信号SELx。因此,具有如下特征:即,第二运行模式下的、升压用开关元件的驱动指令信号的5倍周期的时间段内的同步中检测脉冲PLS0的产生次数为驱动指令信号的产生次数的一半以上即3次以上,所以第一驱动指令信号Dr1的周期与第二驱动指令信号Dr2的周期接近,能够判定为一对感应元件的励磁电流的加法值变得过大的状态在持续。
所述定期重置处理部223AA具有对用于闭路驱动所述一对升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数进行计数的时钟计数器226c,所述时钟计数器226c在所述通用的运行模式下,在产生了所述同步中检测脉冲PLS0以后,将所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2中的任一个重新产生1次为止的时间作为监视周期SETx来进行动作,每当达到该监视周期SETx,定期地对由所述同步时刻累计处理部224a累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数进行强制重置,所述时钟计数器226c还伴随着所述强制重置的执行结束,重置自身的计时当前值,即使在之后产生的所述同步中检测脉冲PLS0的产生被存储之后,也反复执行计时动作,至少直到产生所述选择指令信号SELx为止,所述同步时刻累计处理部224a从上一次的所述强制重置起到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数在2次以上时,产生所述选择指令信号SELx。
如上所述,与本发明的权利要求11相关,定期重置处理部在产生本次的同步中检测脉冲PLS0之后,基于与升压用开关元件的驱动指令信号的1个周期或者2个周期相当的重置周期,来定期地重置由同步时刻累计处理部得到的同步中检测脉冲PLS0的产生累计值或者产生次数,同步时刻累计处理部从上一次的所述强制重置直到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数为2次以上时,产生所述选择指令信号SELx。因此,具有如下特征:即,在从产生上一次的同步中检测脉冲PLS0起直到经过第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的2个周期为止,在产生了下一次的同步中检测脉冲PLS0时,第一驱动指令信号Dr1的周期与第二驱动指令信号Dr2的周期接近,能够判定为一对感应元件的励磁电流的加法值变得过大的状态在持续。另外,如实施方式1和实施方式2那样,在使用了利用积分电容器的同步时刻累计处理部的情况下,由于同步中检测脉冲PLS0的宽度因励磁电流波形的重叠程度的长短而发生变化,所以将2个短小脉冲看作为1个宽幅脉冲,且在2个周期内进行2次以上的判定,优选为在使用了实施方式3那样的同步次数计数器的情况下在1个周期内进行2次以上的判定。
所述时钟计数器226c通过对所述计时时钟信号226t进行计数,从而监视所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2的产生次数,所述运算控制电路部130A具备与所述微处理器CPU联动的程序存储器PGM,所述程序存储器PGM包含成为对于所述监视周期SETx的电压校正单元602a的控制程序,利用所述电压校正单元602a对所述监视周期SETx的值进行校正,从而使所述监视周期SETx的值与所述车载电池101的电源电压Vb的分压电压即电源电压监视电压Vba的值成反比。如上所述,与本发明的权利要求12相关,定期地监视同步中检测脉冲的产生次数的监视周期SETx的值成为与电源电压成反比的值。因此,具有如下特征:即,即使在微处理器不产生驱动指令信号,且监视周期SETx的设定依赖于计时时钟信号的情况下,也与和电源电压成反比的驱动指令信号的周期相对应地对监视周期SETx的设定值进行校正,从而能够得到响应于驱动指令信号的产生次数的监视周期SETx。
所述第一升压电路部110A1及所述第二升压电路部110A2作为一对开路时间限制部,具有所述开路时间限制计时器216b,利用电压校正手段602a对由所述一对开路时间限制部所设定的所述第1开路限制时间t1及所述第2开路限制时间t2的值进行校正,从而使得所述第1开路限制时间t1及所述第2开路限制时间t2的值与所述车载电池101的电源电压Vb的分压电压即电源电压监视电压Vba的值成反比。如上所述,与本发明的权利要求13相关,由一对开路时间限制部所设定的第1开路限制时间t1及第2开路限制时间t2的值被校正为与电源电压Vb成反比的值。因此,具有如下特征:即,在不具有开路时的衰减电流检测电路的情况下,通过与和电源电压成反比的电流衰减时间相对应地设定开路限制时间,从而能够在达到作为目标的衰减电流的时刻使升压用开关元件再次闭路。这一点在实施方式1至3中均相同。
所述一对电流检测电阻111c分别连接至所述一对感应元件111a或者所述一对充电二极管112a各自的上游位置,或者连接至所述一对升压用开关元件111b和设为一对的所述升压电容器112b各自的下游位置,在所述一对电流检测电阻111c分别连接至所述一对升压用开关元件111b各自的下游位置的情况下,所述升压电容器112b构成为一对,且一对所述升压电容器112b分别连接至所述一对电流检测电阻111c各自的上游位置,所述一对电流检测电阻111c分别流入励磁电流Ix和充电电流Ic,该励磁电流Ix是在所述一对升压用开关元件111b分别闭路时分别流过所述一对感应元件111a的电流,该充电电流Ic是在所述一对升压用开关元件111b分别开路时从所述一对感应元件111a分别流过所述一对升压电容器112b的电流,经由正侧输入电阻211b,向构成所述一对电流比较判定部211a的一对比较器的正侧输入端子分别输入由所述励磁电流Ix或者所述充电电流Ic与所述电流检测电阻111c的电阻值之积所确定的电流检测电压Vc1、Vc2,向所述一对比较器的负侧输入端子分别输入与成为所述励磁电流Ix的峰值的目标设定电流I1、I2成正比的比较设定电压Vdiv,并且,所述一对比较器各自的输出电压分别经由正反馈电阻211d连接至各个所述正侧输入端子,所述一对升压用开关元件111b的任一个闭路,由此,若被通电驱动的所述感应元件111a的所述电流检测电压Vc1、Vc2成为所述比较设定电压Vdiv以上,则所述一个升压用开关元件111b开路,由此,若所述充电电流Ic减小且衰减至所述规定的所述衰减电流I01、I02以下,则一个所述升压用开关元件111b再次闭路,规定的所述衰减电流I01、I02的值基于所述正侧输入电阻211b的电阻值Rb与所述正反馈电阻211d的电阻值Rd的比例的大小来进行调整,所述正反馈电阻211d构成衰减电流设定部。
如上所述,与本发明的权利要求17相关,对升压用开关元件进行通断控制的电流比较判定部在与流过感应元件的励磁电流Ix及对升压电容器的充电电流Ic的值成正比的电流检测电压Vc1、Vc2成为与目标设定电流成正比的比较设定电压Vdiv以上时,使升压开关元件开路,由此,若充电电流Ic衰减至规定的衰减电流以下,则使升压用开关元件再次闭路,规定的衰减电流由包含设置于电流比较判定部的正反馈电阻的衰减电流设定来设定。因此,具有如下特征:即,能够正确地设定使升压用开关元件再次闭路时的衰减电流的值,且能够在不依赖于微处理器的控制动作的情况下进行感应元件的通断控制。
实施方式2
(1)结构及作用、动作的详细说明
下面,对于本发明的实施方式2的车载发动机控制装置的整体电路框图即图9和图9的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图即图10,以与图1的车载发动机控制装置的区别点为中心,对其结构进行详细说明。另外,在各附图中,相同的标号表示相同或者相当的部分,大写字母表示因不同的实施方式而变化的对应部分。在图9中,构成车载发动机控制装置100B的第一升压电路部110B1和第二升压电路部110B2及同步状态检测部220B、以及驱动控制电路部120X、120Y和运算控制电路部130B及恒压电源140构成为与图1的情况完全相同的结构,其外部同样连接有车载电池101、电源继电器的输出接点102、具有电磁线圈31~34的燃料喷射用电磁阀103、电气负载组104、输入传感器组105。其主要区别点在于,与分别设置于第一升压电路部110B1和第二升压电路部110B2的第一升压控制部210B1和第二升压控制部210B2联动的同步状态检测部220B,下文所述的该同步状态检测部220B中的同步时刻检测部222B的检测方式不同。
在图10中,第二升压电路部110B2和第一升压电路部110B1与图2的情况相同,分别具有一对电感元件中的一个即感应元件111a、与该感应元件111a串联连接的一对充电二极管中的一个即充电二极管112a、以及由该充电二极管112a充电且相互并联连接的一对升压电容器中的一个即升压电容器112b。另外,第一升压电路部110B1与第二升压电路部110B2具有相同的结构,所以不详细地示出。一对感应元件111a分别利用第二升压控制部210B2和未图示的第一升压控制部210B1来进行通断励磁。第二升压控制部210B2(或者第一升压控制部210B1)的结构也与图2中的第二升压控制部210A2(或者第一升压控制部210A1)相同,由升压用开关元件111b、电流检测电阻111c、电流比较判定部211a、升压比较判定部214a、开路时间限制计时器216b、选择开关元件213a等主要要素及其随附电路来构成。
接着,对于图9的车载发动机控制装置的同步状态检测部220B的详细控制框图即图11,以与图3的车载发动机控制装置的区别点为中心,对其结构进行详细说明。其主要的区别点是同步时刻检测部222B中同步时刻的检测方式的不同、以及定期重置处理部223B的计时方式的不同,同步时刻累计处理部224a、选择指令产生存储部228B、积分电容器223c及其充放电电路的结构与图3的情况相同。但是,用于对积分电容器223c充电的电压从电源电压Vb变更为控制电压Vcc,这一点导致同步时刻的检测方式的不同。在图11中,同步时刻检测部222B由一对脉冲产生电路227a、227b和逻辑耦合电路227c构成,脉冲产生电路227a在对一个升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1的逻辑电平从“高”变化为“低”之后的第1规定时间的期间内产生逻辑电平为“高”的脉冲信号,该第1规定时间相当于由开路时间限制计时器216b所产生的第1开路限制时间t1。
脉冲产生电路227b在对另一个升压用开关元件111b的第二驱动指令信号Dr2的逻辑电平从“高”变化为“低”之后的第2规定时间的期间内产生逻辑电平为“高”的脉冲信号,该第2规定时间相当于由开路时间限制计时器216b所产生的第2开路限制时间t2。在一对脉冲产生电路227a、227b的输出逻辑同为“高”的主导逻辑时,逻辑耦合电路227c是逻辑电平为“低”的与非逻辑电路,该“低”的逻辑耦合电路227c的输出信号成为同步中检测脉冲PLS0。因此,图3中的同步中检测脉冲PLS0在如下情况下被检测出:即,若第一及第二驱动指令信号Dr1、Dr2在相互接近的状态下从逻辑电平“高”变化为逻辑电平“低”,则在这些变化之前加法电流变得过大,与此相对地,图11的同步中检测脉冲PLS0在如下情况下被检测出:即,若第一及第二驱动指令信号Dr1、Dr2在相互接近的状态下从逻辑电平“高”变化为逻辑电平“低”,则在这些变化之后所产生的规定时间宽度的脉冲信号发生重叠。因此,图11中的同步中检测脉冲PLS0的脉冲宽度受到电源电压Vb变动的影响较小,因此,作为对积分电容器223c的电源电压,使用稳定的控制电压Vcc。
定期重置处理部223B构成为与图8的定期重置处理部223AA相同的结构,使用第一驱动指令信号Dr1(或者也可以是第二驱动指令信号Dr2)代替计时时钟信号226t来作为时钟计数器226c的计数输入,时钟计数器226c的计数输入电路设置有栅极电路226b和初次存储电路226f。该初次存储电路226f由于同步时刻检测部222B产生同步中检测脉冲PLS0而被置位,利用该置位输出来打开栅极电路226b,时钟计数器226c能够对第一驱动指令信号Dr1的逻辑电平从“高”变化为“低”的次数、即升压用开关元件111b的闭路驱动次数进行计数。时钟计数器226c在该计数值到达预先设定的设定值2时产生向上计数输出,经由基极电阻226b对放电晶体管223b进行闭路驱动,并且对初次存储电路226f重置且停止时钟计数器226c的计数动作,在第一驱动指令信号Dr1的逻辑电平从“低”变化为“高”的时刻,经由重置电路226g对时钟计数器226c的计数当前值进行初始化。
时钟计数器226c进行初次的计数是在产生同步中检测脉冲PLS0之后的时刻,从该时刻起在第一驱动指令信号Dr1的1个周期结束之后,若该逻辑从“高”再次变化为“低”,则计数值变为2,此处时钟计数器226c产生向上计数输出。因此,由时钟计数器226c产生的监视周期SETx大致相当于第一驱动指令信号Dr1的通断周期T01,在该监视周期SETx的期间若再次产生同步中检测脉冲PLS0,则与初次的同步中检测脉冲PLS0相应,驱动晶体管222c的闭路次数变为2次,由此,积分电容器223c的两端电压超过累计值判定阈值电压225b,产生选择指令信号SELx。而且,在未产生第二次的同步中检测脉冲PLS0时,放电晶体管223b闭路,释放出积分电容器223c的电荷,从时钟计数器226c的计数当前值被初始化后重复下面相同的动作,在产生之后的初始同步中检测脉冲PLS0时,再次开始时钟计数器226c的计数动作。
另外,在图11那样使用积分电容器223c和同步时刻累计处理部224a的情况下,由于同步中检测脉冲PLS0的宽度会因在第一及第二驱动指令信号Dr1、Dr2分别刚成为开路指令状态后所产生的规定时间宽度的脉冲信号的重叠程度的长短而发生变化,因此,必须将2个短小脉冲看作是1个宽幅脉冲,无法将监视周期SETx设为2个周期。在此情况下,时钟计数器226c的设定值成为3。但是,在将监视周期SETx设为1个周期的情况下,即使出现在2个短小脉冲内未产生选择指令信号SELx的情况,在接着的监视动作中也会产生选择指令信号SELx。另外,作为时钟计数器226c的计数输入,可以经由逻辑和元件226a对第一驱动指令信号Dr1和第二驱动指令信号Dr2双方的信号进行向上计数,来将用于进行向上计数的设定值设为4。但是,用于判定同步状态的同步中检测脉冲PLS0的产生次数在2次以上。
接着,对于如图9~图10所构成的实施方式2的车载发动机控制100B,基于用于说明实施方式1的运行模式选择动作的流程图即图6,对其作用、动作进行详细说明。另外,第一运行模式和第二运行模式中的电流波形图如图4A、图4B所说明的那样,在用于说明同步中检测脉冲PLS0的流程图即图5,其概念也是共通的。但是,在图5中,在第一、第二驱动指令信号Dr1、Dr2变化之前示出了同步中检测脉冲PLS0的产生时刻,但是在实施方式2的情况下,同步中检测脉冲PLS0的产生时刻移动至第一、第二驱动指令信号Dr1、Dr2的逻辑电平变化为“低”之后的位置。
在图6中,实施方式2中,由于时钟计数器226c不对计时时钟信号226t进行计数,所以不需要工序601c中的监视周期SETx的设定,因此,也不需要工序602a中的监视周期SETx的校正。另外,由于对升压电容器112b的充电电流Ic的衰减特性受到电源电压Vb变化的影响也较小,因此,基于此观点,工序601c和工序602a也不需要。其他部分正如图6所说明的那样。基于上述说明可知,在实施方式2中,与升压控制相关的微处理器CPU的作用在于,对开路时间限制计时器216b的设定值进行管理,利用从由硬件构成的同步状态检测部220B得到的选择指令信号SELx来产生设定电流选择信号SEL1、SEL2,或产生开路时间限制时间选择信号TIM11、TIM12、TIM21、TIM22来执行运行模式的切换。
(2)实施方式2的要点及特征
由上述说明可知,本发明实施方式2的车载发动机控制装置是车载发动机控制装置100B,该车载发动机控制装置100B包括:为了驱动设置于多个气缸发动机的各个气缸的燃料喷射用电磁阀103而对用于驱动该电磁阀的多个电磁线圈31~34设置的驱动控制电路部120X、120Y;第一升压电路部110B1和第二升压电路部110B2;以及以微处理器CPU作为主体的运算控制电路部130B,所述第一升压电路部110B1和所述第二升压电路部110B2包括:相互独立动作的第一升压控制部210B1和第二升压控制部210B2;被所述第一升压控制部210B1和所述第二升压控制部210B2分别进行通断励磁的一对感应元件111a;与所述一对感应元件111a分别串联连接的一对充电二极管112a;以及1个或相互并联连接的多个升压电容器112b,利用伴随着分别流过所述一对感应元件111a的励磁电流Ix的截断而产生的感应电压且经由所述一对充电二极管112a分别对该升压电容器112b进行充电,且利用多次的所述通断励磁将该升压电容器112b充电至规定的升压电压Vh。
而且,所述第一升压控制部210B1和所述第二升压控制部210B2包括:一对升压用开关元件111b,该一对升压用开关元件111b分别与连接至车载电池101的所述一对感应元件111a串联连接,且对该一对感应元件111a进行所述励磁电流Ix的通断控制;以及一对电流检测电阻111c,该一对电流检测电阻111c中流过所述励磁电流Ix,并且还具备:一对电流比较判定部211a,该一对电流比较判定部211a在所述一对升压用开关元件111b的一方或双方被闭路驱动之后,当所述励磁电流Ix成为目标设定电流以上时,截断所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方的通电;一对开路时间限制部,该一对开路时间限制部在截断所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方的通电之后,超过了规定的设定时间时,再次对所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方进行闭路驱动;以及升压比较判定部214a,该升压比较判定部214a在所述升压电容器112b的两端电压在规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件111b的闭路驱动。
而且,所述开路时间限制部是对从所述微处理器CPU发送来的所述设定时间进行计时的计时电路即开路时间限制计时器216b;对于所述第一升压控制部210B1及所述第二升压控制部210B2的一方和另一方,与成为所述目标设定电流的第1设定电流I1和具有比该第1设定电流I1要大的值的第2设定电流I2、成为设定时间的第1开路限制时间t1和具有比该第1开路限制时间t1要长的值的第2开路限制时间t2相对应地,能够选择适用基于所述第1设定电流I1、所述第1开路限制时间t1的小电流高频次的通断动作的第一运行模式,或者基于所述第2设定电流I2、所述第2开路限制时间t2的大电流低频次的通断动作的第二运行模式中的任一个,所述第一升压控制部210B1和所述第二升压控制部210B2还设置有同步状态检测部220B,该同步状态检测部220B检测并存储所述一对升压用开关元件111b的开路时刻持续接近的状态,并产生选择指令信号SELx;所述微处理器CPU具有初始设定部601b,该初始设定部601b将所述第一升压控制部210B1和所述第二升压控制部210B2设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的任一个的通用的运行模式,直到产生所述选择指令信号SELx为止;以及变更设定部604,在产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部210B1和所述第二升压控制部210B2分别设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的一个和互不同侧的另一个的不同的运行模式。
所述同步状态检测部220B包括:同步时刻检测部222B,该同步时刻检测部222B包括一对脉冲产生电路227a、227b和逻辑耦合电路227c,该一对脉冲产生电路227a、227b在用于分别闭路驱动所述一对升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1及第二驱动指令信号Dr2分别成为开路指令状态时,产生规定时间宽度的脉冲信号,该逻辑耦合电路227c在该一对脉冲发生电路所产生的一对所述脉冲信号同为主导逻辑时,产生同步中检测脉冲PLS0;同步时刻累计处理部224a,该同步时刻累计处理部224a在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数超过了由累计值判定阈值电压225c所确定的规定值时,判定持续产生所述一对升压用开关元件111b的开路时刻的同步时刻,生成所述选择指令信号SELx,利用选择指令产生存储部228B来存储该选择指令信号SELx;以及定期重置处理部223B,该定期重置处理部223B定期地重置由所述同步时刻累计处理部224a累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数,在由所述同步时刻检测部222B得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生频次较少时,使所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数不超过所述累计值判定阈值电压225c,所述同步时刻累计处理部224a具有积分电容器223c,在所述同步时刻检测部222B产生所述同步中检测脉冲PLS0时,经由积分电阻222d对该积分电容器223c进行充电,在该积分电容器223c的两端电压超过了所述累计值判定阈值电压225b时,判定为持续产生所述同步时刻,所述定期重置处理部223B定期地使所述积分电容器223c强制放电,所述一对脉冲产生电路227a、227b所产生的所述脉冲信号的时间宽度是所述第1开路限制时间t1以上且所述第2开路限制时间t2以下的值,所述累计值判定阈值电压225c相当于在从利用所述定期重置处理部223B进行的上一次强制放电到下一次强制放电为止的期间内对所述积分电容器223c进行规定的多次最大时间宽度的充电时的充电电压。
如上所述,与本发明的权利要求5相关,同步状态检测部构成为包括:同步时刻检测部,该同步时刻检测部在一对升压用开关元件分别开路时产生规定时间宽度的脉冲信号,且由于一对脉冲信号同为主导,所以产生同步中检测脉冲;同步时刻累计处理部,该同步时刻累计处理部在随着同步时刻的产生而被充电且由定期重置处理部定期地强制放电的积分电容器的两端电压超过累计值判定阈值电压时,判定为产生同步状态;以及响应于上述判定的选择指令产生存储部。因此,具有如下特征:即,利用刚开路后所产生的脉冲信号的重叠状态来判定一对升压用开关元件的开路时刻是否接近,基于该状态是否持续来进行同步状态的判定。另外,还具有如下特征:即,开路时间限制部在产生第1开路限制时间t1和第2开路限制时间t2时,能够将其继续作为一对脉冲产生电路来使用。另外,具有如下特征:即,若一对脉冲信号的重叠期间较短,则对于积分电容器的1次充电电压变小,若脉冲信号的重叠期间较长,则对于积分电容器的1次充电电压变大,因此,相比于单纯地对重叠状态的产生次数进行计数,能够高精度地检测出重叠状态。
经由响应于所述同步时刻检测部222B的所述同步中检测脉冲PLS0的驱动晶体管222c和所述积分电阻222d,向所述积分电容器223c施加来自所述车载电池101的电源电压Vb经由恒压电源140被稳定后的控制电压Vcc。如上所述,与本发明的权利要求6相关,在检测出同步时刻时,从被稳定后的控制电压经由积分电阻对积分电容器进行充电。因此,具有如下特征:即,因1次同步时刻的产生而产生的积分电容器的充电电压与一对脉冲信号的重叠期间成正比,且不受电源电压的变动以及伴随而来的励磁电流的上升特性的变动的影响,能够正确地进行同步状态的判定。
所述定期重置处理部223B包括对用于闭路驱动所述一对升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数进行计数的时钟计数器226c,所述时钟计数器226c在所述通用的运行模式下,在产生了所述同步中检测脉冲PLS0以后,将所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2中的任一个重新产生1次或2次为止的时间作为监视周期SETx来进行动作,每当达到该监视周期SETx,定期地对由所述同步时刻累计处理部224a累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数进行强制重置,所述时钟计数器226c还伴随着所述强制重置的执行结束,重置自身的计时当前值,即使在之后产生的所述同步中检测脉冲PLS0的产生被存储之后,也反复执行计时动作,至少直到产生所述选择指令信号SELx为止,所述同步时刻累计处理部224a从上一次的所述强制重置起到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数在2次以上时,会产生所述选择指令信号SELx。
如上所述,与本发明的权利要求11相关,定期重置处理部在产生本次的同步中检测脉冲PLS0之后,基于与升压用开关元件的驱动指令信号的1个周期或者2个周期相当的监视周期SETx,定期地重置由同步时刻累计处理部得到的同步中检测脉冲PLS0的产生累计值,同步时刻累计处理部从上一次的所述强制重置直到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数为2次时,会产生所述选择指令信号SELx。因此,具有如下特征:即,在从产生上一次的同步中检测脉冲PLS0起直到经过第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的2个周期为止,由于产生了下一次的同步中检测脉冲PLS0,所以第一驱动指令信号Dr1的周期与第二驱动指令信号Dr2的周期接近,能够判定为一对感应元件的励磁电流的加法值变得过大的状态在持续。另外,如实施方式1和实施方式2那样,在使用了利用积分电容器的同步时刻累计处理部的情况下,由于同步中检测脉冲PLS0的宽度因励磁电流波形的重叠程度的长短而发生变化,所以将2个短小脉冲看作为1个宽幅脉冲,且在2个周期内进行2次以上的判定,优选为在使用了实施方式3那样的同步次数计数器的情况下在1个周期内进行2次以上的判定。
实施方式3及与各个实施方式相对的变形方式
(1)方式3的结构及作用、动作的详细说明
下面,对于本发明的实施方式3的车载发动机控制装置的整体电路框图即图12和图12的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图即图13,以与图1的车载发动机控制装置的区别点为中心,对其结构进行详细说明。另外,在各附图中,相同的标号表示相同或者相当的部分,大写字母表示因不同的实施方式而变化的对应部分。在图12中,构成车载发动机控制装置100C的第一升压电路部110C1和第二升压电路部110C2、以及驱动控制电路部120X、120Y和运算控制电路部130C及恒压电源140构成为与图1的情况完全相同的结构,其外部同样连接有车载电池101、电源继电器的输出接点102、具有电磁线圈31~34的燃料喷射用电磁阀103、电气负载组104、输入传感器组105。其主要的区别点在于图1所示的同步状态检测部220A被废除,且由运算控制电路部130C内的升压控制程序CNT来执行,运算控制电路部130C除了多通道AD转换器LADC之外,对于每个输入通道还具备进行AD转换的高速AD转换器HADC。
在图13中,第一升压电路部110C1和第二升压电路部110C2与图2的情况相同,分别具备一对电感元件中的一个即感应元件111a、与该感应元件111a串联连接的一对充电二极管中的一个即充电二极管112a、以及由该充电二极管112a充电且相互并联连接的一对升压电容器中的一个即升压电容器112b。另外,第二升压电路部110C2与第一升压电路部110C1具有相同的结构,所以不详细地示出。一对感应元件111a分别利用第一升压控制部210C1和未图示的第二升压控制部210C2来进行通断励磁。第一升压控制部210C1(或者第二升压控制部210C2)中,升压用开关元件111b和电流检测电阻111c连接至感应元件111a的下游位置,升压电容器112b的负侧端子连接至车体接地电路GND,或者连接至电流检测电阻111c的上游位置。另一个升压用开关元件111b在第一驱动指令信号Dr1的逻辑电平为“高”时,经由栅极电阻114来进行闭路驱动,另一个升压用开关元件111b由第二驱动指令信号Dr2来驱动,各个驱动指令信号从微处理器CPU来发送。
一对放大器219a分别对一对电流检测电阻111c的两端电压进行放大,作为第一或者第二电流检测放大电压Vc11、Vc21输入至设置于运算控制电路部130C的高速AD转换器HADC。另外,放大器219a的输出端子连接至负反馈分压电阻219b、219c,并且,正侧输入端子连接至电流检测电阻111c的上游端子,负侧输入端子施加有经由负反馈分压电阻219b、219c分压后的分压电压。其结果是,第一或者第二电流检测放大电压Vc11、Vc21相对于电流检测电阻111c的两端电压的放大率满足(R219b+R219c)/R219c≒R219b/R219c。其中,R219b、R219c是负反馈分压电阻219b、219c的电阻值。将经由连接至升压电容器112b的正侧端子与车体接地电路GND之间的升压分压电阻113a、113b分压后的分压电压作为充电监视电压Vf,输入至高速AD转换器HADC。分压电阻229a、229b对电源电压Vb进行分压并产生电源电压监视信号Vba,且经由多通道AD转换器LADC输入至微处理器CPU。
接着,对由于说明图12的车载发动机控制装置的升压控制动作的流程图即图14,对其作用和动作进行详细说明。另外,图14示出了控制程序的概要,该控制程序中,利用与微处理器CPU联动的程序存储器PRG来执行利用了图2所示的开路时间限制计时器216b的升压用开关元件111b的通断控制、或者利用了图7所示的衰减电流检测方式的升压用开关元件111b的通断控制。在图14中,工序1400是微处理器CPU的控制动作的开始工序,微处理器CPU反复执行该动作开始工序1400与动作结束工序1410之间的控制流程。其中,从与一对升压用开关元件111b的通断控制相关的工序214a至工序1404为止的中间流程中,利用工序1404的判定来进行2次循环的动作,在第一个循环中控制第一升压电路部110C1侧的升压用开关元件111b,在第二个循环中控制第二升压电路部110C2侧的升压用开关元件111b。接着的工序1400a中,判定是否是控制流程的初次动作,若是初次动作,则进行“是”的判定并转移至工序1400b,若不是初次动作,则进行“否”的判定并转移至工序214a。在工序1400b中,设定针对一对升压用开关元件111b的一个以及另一个的运行模式,此处,将双方均设定为大电流低频次的通断动作的第二运行模式,并转移至工序214a。
因此,一对升压用开关元件111b被设定为均以第2设定电流I2和第2开路限制时间t2(或者第2衰减电流I02)来进行通断动作。工序214a是如下的判定步骤:即,读取充电监视电压Vf,若升压电容器112b的充电电压在作为目标的升压电压Vh以上,则进行“是”的判定并转移至工序1405a,若在升压电压Vh以下,则进行“否”的判定并转移至工序1401a,但是该工序214a若一旦进行“是”的判定,则直到充电电压降低至作为目标的升压电压vh的例如95%以下为止,都维持为“是”的判定。工序1401a是如下的步骤:即,利用工序1400b中初始设定的运行模式、或者工序1405b中设定变更后的不同的运行模式,对一个升压用开关元件111b发送第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2,对该升压用开关元件111b进行闭路驱动。接着的工序211a是如下的判定步骤:即,判定工序1401a中被闭路驱动的感应元件的励磁电流Ix是否达到作为目标的第1设定电流I1或者第2设定电流I2,若达到目标电流,则进行“是”的判定并转移至工序1401b,若未达到目标电流,则进行“否”的判定并转移至工序1404。
工序1401b是在将工序1401a中被闭路驱动的升压用开关元件111b开路之后转移至工序602a或者工序211d的步骤。工序602a是电压校正单元,该电压校正单元适用于用计时器来设定升压用开关元件111b的开路时间的情况,此处,读取经由多通道AD转换器LADC被输入的电源电压监视电压Vba,在与电源电压Vb的当前值相对应地对开路限制时间进行校正设定之后,转移至工序216bb。工序216bb是启动第一或者第二开路时间限制计时器并转移至工序1402的步骤,该计时器是微处理器CPU内进行计时的软件计时器。另一方面,在向电流检测电阻111c流入对升压电容器112b的充电电流Ic的情况下(图13中用虚线示出),不需要工序602a,在此情况下,在成为衰减电流设定部的工序211d中,读取出发生衰减的相对于升压电容器112b的充电电流Ic的当前值,并转移至工序1402。在工序1402中,判定工序216bb中被启动的第一或者第二开路限制计时器是否超过第1开路限制时间t1或者第2开路限制时间t2而进行了向上计数,或者在工序211d中被读取的充电电流Ic是否衰减至作为目标的第1衰减电流I01或者第2衰减电流I02,若是衰减完成时刻,则进行“是”的判定并转移至工序1403,若是衰减未完成时刻,则进行“否”的判定并转移至工序1404。
工序1403中,对工序1401b中被开路的升压用开关元件111b再次进行闭路,并且,在具有开路限制计时器的情况下,对开路限制计时器的当前值进行重置,并转移至工序1404。工序1404是如下的判定步骤:即,当从工序214a至工序1403的中间流程结束了一个循环动作并转移至第二个循环时,进行“是”的判定并转移至工序214a,由此,在第二个循环结束时,进行“否”的判定并转移至工序1405a。但是,在第一个循环或第二个循环中,即使在工序211a或工序1402进行“否”的判定的情况下,能够交替地对一对升压用开关元件111b进行开关控制。工序1405a是如下的判定步骤:即,图15中后述的工序框220C中,检测出选择指令信号SELx的产生,判定是否存储了该选择指令信号SELx的产生,若存储了该选择指令信号SELx的产生,则进行“是”的判定并转移至工序1405b,若未产生该选择指令信号SELx的产生,则进行“否”的判定并转移至工序框220C。工序1405b中,解除工序1400b中设定的通用的第二运行模式,第一升压电路部110C1转移至小电流高频次的通断动作的第一运行模式,选择与第二升压电路部110C2不同的运行模式,并转移至动作结束工序1410。工序框220C中,检测出是否产生了选择指令信号SELx,并转移至动作结束工序1410。
若概括地说明图14所示的控制流程的动作,则工序1400b是将第一升压电路部110C1和第二升压电路部110C2同时设定为大电流低频次的通断动作的第二运行模式的初始设定部,由此,第一驱动指令信号Dr1和第二驱动指令信号Dr2的目标设定电流同为第2设定电流I2,且开路限制时间(或者衰减设定电流)被设定为第2开路限制时间t2(或者第2衰减电流I02)。工序214a~工序1404是利用指定的运行模式进行升压用开关元件111b的通断动作的工序,但是在成为升压比较判定部的工序214a中,若升压电容器112b的充电电压成为目标的升压电压Vh以上,则不进行升压用开关元件111b的通断动作。在成为电流比较判定部的工序211a中,判定对工序1401a中被通电驱动的感应元件111a的励磁电流Ix是否达到了第2设定电流I2,若达到了第2设定电流I2,则在工序1401b中使升压用开关元件111b开路。在成为开路时间限制单元的工序216bb中,在第2开路限制时间t2(或者第2衰减电流I02)的衰减时刻,转移至工序1403并使升压用开关元件111b再次闭路。
工序框220C成为同步状态检测部,该工序框中,判定一对感应元件111a的电感在标准值的±5%(变动幅度为10%)以内是否一致,若为一致,则产生并存储选择指令信号SELx。工序1405b是将例如第一升压电路部110C1设定变更为小电流高频次的通断动作的第一运行模式,且设为不同的运行模式的变更设定部,由此,第一驱动指令信号Dr1被设定为第1设定电流I1<I2、且第1开路限制时间t1<t2(或者第1衰减电流I01>I02)。而且,在一对感应元件111a的电感L一致时,第二运行模式下的升压用开关元件111b的通断周期与第一运行模式下的升压用开关元件111b的通断周期相比,增加例如20%。因此,在电感L相差±5%以上时,适用通用的运行模式,在电感L的变化幅度较小时,适用不同的运行模式,由此,不会持续产生过大电流。
接着,对用于说明成为图14中的同步状态检测部的工序框220C的动作的流程图即图15进行说明。另外,图15中具有:与图3所示的时钟计数器226c相当的时钟计数器226cc;与同步时刻累计处理部224a相当的同步时刻累计处理单元224aa;以及与选择指令产生存储部228A相当的选择指令产生存储部228C,决定监视周期SETx的时钟计数器如图8、图11所示的那样,对第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数进行计数,来代替计时时钟信号226t。而且,考虑了在时钟计数器226cc的计数输入时具有图8、图11所示的栅极电路226b的情况、以及不具有栅极电路226b的图3的情况,根据有无与栅极电路相当的单元(工序1502a),将时钟计数值的初始值设定为2或5,与此相对地将同步次数计数的向上计数计数值设定为2或3。在图15中,工序1500是伴随着图14中的工序框220C的执行开始而执行的子流程动作开始工序,若经由与此相连的一系列工序而达到了子流程动作结束工序1510,则转移至图14的动作结束工序1410。接着工序1500的工序框222Ca(或者工序框222Cb)成为图16(或图17)中示出的同步时刻检测部,此处,检测出有无产生同步中检测脉冲PLS0,并转移至工序1501。
工序1501是如下的判定步骤:即,工序框222Ca(或者工序框222Cb)中判定是否产生了同步中检测脉冲PLS0,若产生了同步检测脉冲PLS0则进行“是”的判定并转移至工序1502a或者工序1502b,若未产生同步中检测脉冲PLS0则进行“否”的判定并转移至工序1502c。工序1502a是与图8的栅极电路226b相当的工序,该工序1502a适用于决定监视周期SETx的后述的时钟计数器226cc的设定值为2的情况,由于产生了在工序1506中对该时钟计数器226cc进行重置后的初次的同步中检测脉冲PLS0,因此,许可时钟计数器226cc的计数开始并转移至工序1502b,在未设置该工序1502a的情况下,时钟计数器226cc的设定值为5。工序1502b是如下步骤:即,对同步中检测脉冲PLS0的产生次数进行计数的同步次数计数器进行本次的计数加法,并转移至工序1502c。工序1502c是如下判定步骤:即,判定同步次数计数器是否达到其设定值即目标值2或3,若已达到则进行“是”的判定并转移至工序228C,若未达到则进行“否”的判定并转移至工序1503。另外,工序1502b和工序1502c成为与图3或图8中的同步时刻累计处理部224a相当的同步时刻累计处理单元224aa,虽然在同步时刻累计处理部224a中监视积分电容器223c的累计充电电压,但是在同步时刻累计处理单元224aa中监视同步次数计数器的计数值。
工序228C是如下所述的作为选择指令产生存储部的步骤:即,产生并存储选择指令信号SELx,转移至子流程结束工序1510,接着,转移至图14的动作结束工序1410。工序1503是如下所述的判定步骤:即,在图14的工序1401a或者工序1403中,第一或第二驱动指令信号Dr1、Dr2的逻辑电平成为“高”,判定升压用开关元件111b是否被闭路驱动,若产生了驱动指令则进行“是”的判定并转移至工序226cc,若未产生驱动指令则进行“否”的判定并转移至工序1504。工序226cc是如下所述的判定步骤:即,在时钟计数器对第一或者第二驱动指令信号Dr1、Dr2的产生进行计数加运算并转移至工序1504的步骤即工序1504中,判定工序226cc中的计数加法值是否成为初始设定值即2或5,若达到目标值,则进行“是”的判定并转移至工序223C,若未达到目标值,则进行“否”的判定并经由子流程结束工序1510转移至图14的动作结束工序1410。工序223C中,对工序1502b中计数加运算得到的同步次数计数器进行重置,接着的工序1505是在工序1502a中存储了同步中检测脉冲PLS0的产生的情况下对其进行重置的定期重置处理部,在接着的工序1506中,对工序226cc中进行计数加运算的时钟计数器本身进行重置,接着,经由子流程结束工序1510转移至图14的动作结束工序1410。
若概括地说明图15所示的控制流程的动作,则该控制流程整体中,对工序框222Ca(或者222Cb)所检测出的同步中检测脉冲PLS0的产生频次进行宏观监视或者微观监视,在产生频次较高时产生并存储选择指令信号SELx,且促使其从通用的运行模式转移至不同的运行模式,宏观监视的情况下,在第一或者第二驱动指令信号Dr1、Dr2的5个周期的期间内若同步中检测脉冲PLS0产生了3次以上,则产生并存储选择指令信号SELx,在微观监视的情况下,从同步中检测脉冲PLS0刚产生之后起算在第一或者第二驱动指令Dr1、Dr2的2个周期的期间内若再次产生同步中检测脉冲PLS0,则产生并存储选择指令信号SELx。
接着,对用于说明成为图15中的同步状态检测部的工序框222Ca的动作的流程图即图16进行说明。另外,图16相当于图11中的同步时刻检测部222B,具有与图11的脉冲产生电路227a、227b相当的第一脉冲产生部227aa和第二脉冲产生部227bb。在图16中,工序1600是伴随着图15中的工序框222Ca的执行开始而执行的子流程动作开始工序,若经由与此相连的一系列工序而达到了子流程动作结束工序1610,则转移至图15的工序1501。接着工序1600的工序1601是如下所述的判定步骤:即,判定第一驱动指令信号Dr1的逻辑电平是否从“高”变化为“低”,若变化了则进行“是”的判定并转移至工序227aa,若未变化则进行“否”的判定并转移至工序1602。在工序227aa中,产生第一脉冲PLS1并转移至工序1602,但是该第一脉冲PLS1的脉冲宽度成为与第1开路限制时间t1相当的时间。工序1602是如下所述的判定步骤:即,判定第二驱动指令信号Dr2的逻辑电平是否从“高”变化为“低”,若变化了则进行“是”的判定并转移至工序227bb,若未变化则进行“否”的判定并转移至工序1603a。在工序227bb中,产生第二脉冲PLS2并转移至工序1603a,但是该第二脉冲PLS2的脉冲宽度成为与第2开路限制时间t2相当的时间。
工序1603a是如下所述的判定步骤:即,判定第一脉冲PLS1和第二脉冲PLS2的输出逻辑是否同为“高”,若同为“高”则进行“是”的判定并转移至工序1603b,若并非同为“高”则进行“否”的判定并经由子流程结束工序1610转移至图15的工序1501,该工序1603a相当于图11的逻辑耦合电路227c。工序1603b是如下所述的判定步骤:即,判定第一脉冲PLS1和第二脉冲PLS2的输出逻辑同为“高”的状态是否持续了规定时间以上,若持续了规定时间以上则进行“是”的判定并转移至工序1604,若未持续了规定时间以上则进行“否”的判定并经由子流程结束工序1610转移至图15的工序1501,该工序1603b成为主导逻辑确认判定部。另外,在该主导逻辑确认判定部中,将第一脉冲PLS1和第二脉冲PLS2的输出逻辑同为“高”的状态设定为不足第一脉冲PLS1的时间宽度且在该第一脉冲PLS1的时间宽度的50%以上的时间。工序1604是成为同步中检测脉冲发生部的如下步骤:即,由于第一脉冲PLS1和第二脉冲PLS2的输出逻辑同为“高”的状态持续了规定时间以上,所以产生输出逻辑电平为“低”的同步中检测脉冲PLS0,且经由子流程结束工序1610转移至图15的工序1501。
若概括说明图16所示的控制流程的动作,则该控制流程整体成为与图11的同步时刻检测部222B相当的同步中检测脉冲PLS0的产生单元。然而,图11的情况下,在同步中检测脉冲PLS0的脉冲宽度较为短小时,相对于利用积分电容器223c进行平滑,由图16的工序1604所得到的同步中检测脉冲PLS0在图15的工序1502b中由同步次数计数器被单纯地进行计数加运算。因此,工序1603b承担在极小时间的同步状态下不进行响应的滤波器的作用。
接着,对用于说明成为图15中的同步时刻检测部的工序框222Cb的动作的流程图即图17进行说明。另外,图17相当于图3或图8中的同步时刻检测部222A,具有与图3、图8的加法处理部221a相当的加法处理部221aa。在图17中,工序1700是伴随着图15中的工序框222Cb的执行开始而执行的子流程动作开始工序,若经由与此相连的一系列工序而达到了子流程动作结束工序1710,则转移至图15的工序1501。接着工序1700的工序221aa是对图13中的第一电流检测放大电压Vc11和第二电流检测放大电压Vc21的数字转换值进行数字加运算的加法处理部。接着的工序1702是如下的判定步骤:即,判定工序221aa所得到的数字加法值是否超过了加法值判定阈值,若超过了则进行“是”的判定并转移至工序1703,若未超过则进行“否”的判定并经由子流程结束工序1710转移至图15的工序1501。另外,工序1702中的加法值判定阈值为工序221aa所得到的最大加法值的70%左右的规定值。
工序1703是如下的判定步骤:即,判定工序1702所得到的比较超过状态是否持续了规定时间以上,若持续了规定时间以上则进行“是”的判定并转移至工序1704,若未持续规定时间以上则进行“否”的判定并经由子流程结束工序1710转移至图15的工序1501,该工序1703成为超过判定确认部。另外,在该超过判定确认部中,将时间周期设定为不足第1开路限制时间t1或者衰减值第1衰减电流I01所需的衰减所需时间,且为该第1开路限制时间t1或者衰减值第1衰减电流I01所需的衰减所需时间的50%以上的时间。工序1704是成为同步中检测脉冲发生部的如下步骤:即,由于加法电流为规定值以上的状态持续了规定时间以上,所以产生输出逻辑电平为“低”的同步中检测脉冲PLS0,且经由子流程结束工序1710转移至图15的工序1501。
若概括说明图17所示的控制流程的动作,则该控制流程整体成为与图3的同步时刻检测部222A相当的同步中检测脉冲PLS0的产生单元。然而,图3的情况下,在同步中检测脉冲PLS0的脉冲宽度较为短小时,利用积分电容器223c进行平滑,相比于此,由图17的工序1704所得到的同步中检测脉冲PLS0在图15的工序1502b中由同步次数计数器被单纯地进行计数加运算。因此,工序1703承担在极小时间的同步状态下不进行响应的滤波器的作用。
如上述说明可知,图16或图17所示的同步时刻检测部222Ca、222Cb中产生同步中检测脉冲PLS0,图15所示的同步状态检测部220C中监视同步中检测脉冲PLS0的产生频次,若产生频次较高,则产生选择指令信号SELx,在图14的工序1405a中进行运行模式的变更。作为同步中检测脉冲PLS0的产生频次的判定方法,基于监视周期SETx的大小有宏观监视方式和微观监视方式,但是作为微观监视方式的变形方式,能够采用下述的邻接脉冲监视方式。即,选择指令产生存储部存储同步中检测脉冲PLS0的产生,当该同步中检测脉冲PLS0再次持续产生时,产生并存储选择指令信号SELx,定期重置处理部在从产生并存储同步中检测脉冲PLS0起直到一对升压用开关元件111b中的任一个完成开关动作为止未产生下一次的同步中检测脉冲PLS0的情况下,除去上一次所述同步中检测脉冲PLS0的产生存储。
(2)变形方式的作用动作的说明
接着,对于用于说明实施方式1至3的与运行模式的选择动作有关的变形方式的动作的流程图即图18,对其作用和动作进行详细说明。在图18中,工序1800是微处理器CPU的模式变更控制动作的开始步骤,微处理器CPU反复执行从动作开始工序1800到动作结束工序1810之间的步骤。接着的工序1801a是如下的判定步骤:即,判定是否是初次的控制动作,若是初次动作,则进行“是”的判定并转移至工序1801b,若不是初次动作,则进行“否”的判定并转移至工序框1802a。工序1801b是初始设定部,该初始设定部将第一升压控制部210A1、210AA1、210B1、210C1和第二升压控制部210A2、210AA2、210B2,210C2同时设定为大电流低频次的通断动作的第二运行模式,并转移至工序框1802a。工序框1802a是与一对升压用开关元件111b的开关动作控制相关联的控制框,接着的工序框1802b是与用于产生选择指令信号SELx的同步状态的检测动作相关联的控制框。
接着的工序1803是如下的判定步骤:即,在工序框1802b中产生了选择指令信号SELx时进行“是”的判定,并转移至工序1804a,在未产生选择指令信号SELx时进行“否”的判定,并转移至工序1805。工序1804a是第1变更设定部,该第1变更设定部将第一升压控制部210A1、210AA1、210B1、210C1设定变更为小电流高频次的通断动作的第一运行模式,使二升压控制部210A2、210AA2、210B2、210C2维持为大电流低频次的通断动作的第二运行模式,并转移至工序1804b。工序1804b是如下步骤:即,在对工序框1802b所产生的选择指令信号SELx重置之后转移至工序1806。工序1805是如下的步骤:即,维持工序1801b或者工序1804a或者后述的工序1806a中所设定的运行模式的状态,并转移至工序1806。工序1806是如下的判定步骤:即,在工序框1802b中再次产生了选择指令信号SELx时进行“是”的判定,并转移至工序1806a,在未产生选择指令信号SELx时进行“否”的判定,并转移至工序1807。
工序1806a是第2变更设定部,该第2变更设定部将第一升压控制部210A1、210AA1、210B1、210C1设定变更为大电流低频次的通断动作的第二运行模式,将第二升压控制部210A2、210AA2、210B2、210C2变更设定为小电流高频次的通断动作的第一运行模式,并转移至动作结束工序1810。工序1807是如下的步骤:即,维持工序1801b或者工序1804a或者工序1806a中所设定的运行模式的状态,并转移至动作结束工序1810。在上述说明中,作为工序1801b中的初始设定,将第一升压控制部210A1、210AA1、210B1、210C1和第二升压控制部210A2、210AA2、210B2、210C2同时设定为小电流高频次的通断动作的第一运行模式,在工序1804a或者工序1806a中,可以将其中一个或另一个设定变更为大电流低频次的通断动作的第二运行模式。另外,将第一运行模式中的升压用开关元件111b的第1通断周期T01和第二运行模式中的升压用开关元件111b的第2通断周期T02设定为满足T02>T01的关系,但是实际的通断周期与感应元件111a的电感L的值成正比地增加或减小。
因此,在利用初始设定中的通用运行模式进行运行时,若一对感应元件111a的电感L一致,则当然会产生选择指令信号SELx并转移至不同的运行模式,然后由于不持续产生同步,所以不再产生选择指令信号SELx。另一方面,若一对感应元件111a的电感L相差较大,则即使维持初始设定的通用的运行模式也不会产生选择指令信号SELx,而是保持该状态继续运行。然而,在一对感应元件111a的电感L仅相差稍许的情况下,基于该相差的程度会产生选择指令信号SELx,并转移至不同的运行模式,但是这次存在如下问题:即,不清楚哪个感应元件111a的电感L较大,若将电感L较大的感应元件111a(通断周期变长)设为第一运行模式(通断周期变短),将电感L较小的感应元件111a设为第二运行模式,则因模式变更而产生的效果被抵消,变得无法摆脱持续同步状态。为了避免该问题,虽然将第2通断周期T02设定得比第1通断周期T01大很多即可,但是若设为T02>>T01且将电感L较小的感应元件111a(通断周期变短)设为第一运行模式(通断周期变短),将电感L较大的感应元件111a设为第二运行模式,则一个通断周期和另一个通断周期相差过大,导致通断周期较短的升压用开关元件111b会异常发热的问题。
根据图18所示的控制动作,模式变更产生的效果被抵消而无法从持续同步状态摆脱的情况下,再次产生暂时进行了重置的选择指令信号SELx,因此在该时刻通过将电感L较大的感应元件111a(通断周期变长)设为第二运行模式(通断周期变长),电感L较小的感应元件111a设为第一运行模式,从而使模式变更产生的效果得到协调,即使第1通断周期T01未过度变短,也能从摆脱持续同步状态。另外,像这样具有第1变更设定部1804a和第2变更设定部1806a的情况下,决定监视周期SETx的驱动脉冲统一为适用了第二运行模式的第一驱动指令信号Dr1或第二驱动指令信号Dr2,因此,期望在初始设定中采用基于第二运行模式的共通的运行模式。但是,在通过计时时钟信号226t(参照图3)来设定监视周期SETx的情况下,可以将该监视周期SETx统一为与第二运行模式对应的周期。
根据上述说明,实施方式1至3及其变形方式的车载控制装置中,针对其各种结构要素提示了多种组合的一部分。可选择的一个结构要素存在如下的选择项:即,使用开路时间设定计时器作为升压用开关元件的通电截断时刻、或者采用衰减电流设定方式,由硬件来进行或由微处理器来进行。可选择的另一个结构要素存在如下的选择项:即,为了进行同步时刻的检测而监视励磁电流的加法值,或者监视截断时刻的脉冲信号的重叠状态,用硬件来进行或由微处理器来进行。可选择的再一个结构要素存在如下的选择项:即,用计数器来进行监视周期SETx的设定,或者用驱动指令信号的产生次数来设定,用硬件来进行或由微处理器来进行。可选择的再又一个结构要素存在如下的选择项:即,用宏观监视来进行同步状态判定,或者用微观监视来进行,用硬件来进行或由微处理器来进行。除此之外,还有用积分电容器来进行同步时刻的累计、或者用计数器来进行等选择项,除了所提示的实施方式以外的各种实施方式也能考虑。
(2)相对于实施方式3和与各个实施方式的变形方式的要点和特征
由上述说明可知,本发明实施方式3的车载发动机控制装置是车载发动机控制装置100C,该车载发动机控制装置100C包括:为了驱动设置于多个气缸发动机的各个气缸的燃料喷射用电磁阀103而对用于驱动该电磁阀的多个电磁线圈31~34设置的驱动控制电路部120X、120Y;第一升压电路部110C1和第二升压电路部110C2;以及以微处理器CPU作为主体的运算控制电路部130C,所述第一升压电路部110C1和所述第二升压电路部110C2包括:相互独立动作的第一升压控制部210C1和第二升压控制部210C2;被所述第一升压控制部210C1和所述第二升压控制部210C2分别进行通断励磁的一对感应元件111a;与所述一对感应元件111a分别串联连接的一对充电二极管112a;以及1个或相互并联连接的多个升压电容器112b,利用伴随着分别流过所述一对感应元件111a的励磁电流Ix的截断而产生的感应电压且经由所述一对充电二极管112a分别对该升压电容器112b进行充电,且利用多次的所述通断励磁将该升压电容器112b充电至规定的升压电压Vh。
而且,所述第一升压控制部210C1和所述第二升压控制部210C2包括:一对升压用开关元件111b,该一对升压用开关元件111b分别与连接至车载电池101的所述一对感应元件111a串联连接,且对该一对感应元件111a进行所述励磁电流Ix的通断控制;以及一对电流检测电阻111c,该一对电流检测电阻111c中流过所述励磁电流Ix,并且还包括:一对电流比较判定部211a,该一对电流比较判定部211a在所述一对升压用开关元件111b的一方或双方被闭路驱动之后,当所述励磁电流Ix成为目标设定电流以上时,截断所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方的通电;一对开路时间限制部,该一对开路时间限制部在截断所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方的通电之后,超过了规定的设定时间或者规定的电流衰减时间时,再次对所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方进行闭路驱动;以及升压比较判定部214a,该升压比较判定部214a在所述升压电容器112b的两端电压在规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件111b的闭路驱动,所述开路时间限制部成为在所述微处理器CPU的内部对所述设定时间进行计时的开路时间限制单元216bb,或者是将所述励磁电流Ix衰减至规定的衰减电流值为止的是时间设为所述电流衰减时间的衰减电流设定部211d。
对于所述第一升压控制部210C1及所述第二升压控制部210C2的一方和另一方,与成为所述目标设定电流的第1设定电流I1和具有比该第1设定电流I1要大的值的第2设定电流I2、成为所述设定时间的第1开路限制时间t1和具有比该第1开路限制时间t1要长的值的第2开路限制时间t2、或者成为所述衰减电流值的第1衰减电流I01和第2衰减电流I02相对应地,能够选择适用基于所述第1设定电流I1、所述第1开路限制时间t1或所述第1衰减电流I01的小电流高频次的通断动作的第一运行模式,或者基于所述第2设定电流I2、所述第2开路限制时间t2或所述第2衰减电流I02的大电流低频次的通断动作的第二运行模式中的任一个;所述第一升压控制部210C1和所述第二升压控制部210C2还设置有同步状态检测部220C,该同步状态检测部220C检测并存储所述一对升压用开关元件111b的开路时刻持续接近的状态,并产生选择指令信号SELx;所述微处理器CPU具有初始设定部1400b,该初始设定部1400b将所述第一升压控制部210C1和所述第二升压控制部210C2设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的任一个的通用的运行模式,直到产生所述选择指令信号SELx为止;以及变更设定部1405b,在产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部210C1和所述第二升压控制部210C2分别设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的一个和互不同侧的另一个的不同的运行模式。
所述运算控制电路部130C包括:对所述一对电流检测电阻111c各自的两端电压进行放大的第一电流检测放大电压Vc11及第二电流检测放大电压Vc21;被输入与所述升压电容器112b的两端电压成正比的充电监视电压Vf,对每个输入通道进行数字转换并输入所述微处理器CPU中的高速AD转换器HADC;以及包含有升压控制程序CNT且与所述微处理器CPU联动的程序存储器PGM,所述升压控制程序CNT包含成为所述电流比较判定部211a、所述升压比较判定部214a、所述开路时间限制单元216bb或所述衰减电流设定部211d、以及所述同步状态检测部220C的控制程序,所述同步状态检测部220C由在所述一对升压用开关元件111b的开路时刻的前后当所述一对升压用开关元件111b的开路时刻接近时产生同步中检测脉冲PLS0的同步时刻检测部222Ca、222Cb;产生所述选择指令信号SELx的同步时刻累计处理单元224aa;存储所述选择指令信号SELx的的产生的选择指令产生存储部228C;以及定期重置处理部223C构成,所述同步时刻累计处理单元224aa是如下同步次数计数器:即,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数的计数值超过了2至3次的规定阈值次数时,判定为产生了所述一对升压用开关元件111b的开路时刻持续接近的状态即持续同步状态,并产生所述选择指令信号SELx,所述定期重置处理部223C包括时钟计数器226cc,该时钟计数器226cc定期地对由所述同步时刻累计处理单元224aa计数得到的所述同步时刻的产生次数当前值进行重置,在由所述同步时刻检测部222C所得到的同步中检测脉冲PLS0的产生频次较小时,不产生所述选择指令信号SELx。
如上所述,与本发明的权利要求7相关,第一电流检测放大电压和第二电流检测放大电压及升压电容器的充电监视电压经由高速AD转换器被输入至微处理器,由该微处理器执行的同步状态检测部在一对升压用开关元件的开路时刻的前后,监视同步时刻检测部所产生的同步中检测脉冲信号的产生频次,利用选择指令产生存储部产生并存储选择指令信号。因此,具有如下特征:即,在横跨多次的第一驱动指令信号Dr1或第二驱动指令信号Dr2的产生期间的期间内,由于判定是否产生并存储了选择指令信号即可,所以能够减轻高速判定控制负担。另外,还具有如下特征:即,第一及第二升压电路部的大半部分和同步状态检测部的全部在运算控制电路部内,由微处理器的控制程序来执行,所以能够减轻升压控制的硬件负担。
所述同步时刻检测部222Ca具有在用于分别闭路驱动所述一对升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1及第二驱动指令信号Dr2分别成为开路指令状态时产生规定时间宽度的脉冲信号的第一脉冲产生部227aa及第二脉冲产生部227bb;以及利用主动逻辑确认判定部1603b来确认该第一及第二脉冲产生部所产生的一对所述脉冲信号同为主导逻辑的情况从而产生所述同步中检测脉冲PLS0的同步中检测脉冲产生部1604,所述第一及第二脉冲产生电路227aa、227bb所产生的所述脉冲信号的时间宽度是所述第1开路限制时间t1以上且所述第2开路限制时间t2以下的值,
如上所述,与本发明的权利要求8相关,同步时刻检测部在一对升压用开关元件的开路时产生规定时间宽度的脉冲信号,在一对脉冲信号同为主导时产生同步中检测脉冲。因此,具有如下特征:即,利用刚开路后所产生的脉冲信号的重叠状态来判定一对升压用开关元件的开路时刻是否接近,能基于该状态是否持续,来进行同步状态的判定。另外,还具有如下特征:即,开路时间限制单元在产生第1开路限制时间t1和第2开路限制时间t2时,能够直接将其作为一对脉冲产生电路来使用。另外,还具有如下特征:即,若一对脉冲信号的重叠期间过小,则由主导逻辑确认判定部来禁止同步中脉冲的产生,因此能够高精度地检测出同步状态的产生。
所述同步时刻检测部222Cb包括:算出所述第一电流检测放大电压Vc11和所述第二电流检测放大电压Vc21的数字加法值的加法处理部221aa;以及利用超过判定确认部1703来确认所述加法处理部221aa的加法结果超过了比较判定阈值的情况从而产生同步中检测脉冲PLS0的同步中检测脉冲产生部1704,所述比较判定阈值为小于所述加法结果的最大值且在所述加法结果的最大值的70%以上的值。如上所述,与本发明的权利要求9相关,同步时刻检测部在流过一对感应元件的励磁电流的加法值超过了比较判定阈值的情况下,产生同步中检测脉冲。因此,具有如下特征:即,利用开路前状态下的励磁电流的峰值的加法值的大小来判定一对升压用开关元件的开路时刻是否接近,基于该状态是否继续,来进行同步状态的判定。另外,还具有如下特征:即,若比较判定阈值的超过时间过小,则由超过判定确认判定部来禁止同步中检测脉冲的产生,因此能够高精度地检测出同步状态的产生。
所述定期重置处理部223C包括对用于分别闭路驱动所述一对升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数进行计数的时钟计数器226cc,所述时钟计数器226cc将所述通用的运行模式下的、与所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2的指令信号的产生周期的5倍的周期相当的时间作为监视周期SETx来进行动作,每当达到该监视周期SETx,定期地对由同步时刻累计处理单元224aa计数得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数的当前值进行强制重置,所述时钟计数器226cc还伴随着所述强制重置的执行结束,重置自身的计时当前值,继续反复执行下一次的计时动作,至少直到产生所述选择指令信号SELx为止,所述同步时刻累计处理单元224aa从上一次的所述强制重置起到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数在3次以上时,产生所述选择指令信号SELx。
如上所述,与本发明的权利要求10相关,定期重置处理部基于与升压用开关元件的驱动指令信号的5倍周期相当的监视周期SETx,定期地重置由同步时刻累计处理单元得到的同步中检测脉冲PLS0的产生次数,同步时刻累计处理单元从上一次的所述强制重置起到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数在3次以上时,产生所述选择指令信号SELx。因此,具有如下特征:即,第二运行模式下的升压用开关元件的驱动指令信号的5倍周期的时间段内的同步中检测脉冲PLS0的产生次数为驱动指令信号的产生次数的一半以上即3次以上,所以第一驱动指令信号Dr1的周期与第二驱动指令信号Dr2的周期接近,能够判定为一对感应元件的励磁电流的加法值变得过大的状态在持续。
所述定期重置处理部223C包括对用于闭路驱动所述一对升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数进行计数的时钟计数器226cc,所述时钟计数器226cc在所述通用的运行模式下,在产生了所述同步中检测脉冲PLS0以后,将所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2中的任一个重新产生1次或2次为止的时间作为监视周期SETx来进行动作,每当达到该监视周期SETx,定期地对由所述同步时刻累计处理单元224aa计数得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数的当前值进行强制重置,所述时钟计数器226cc还伴随着所述强制重置的执行结束,重置自身的计时当前值,即使在之后产生的所述同步中检测脉冲PLS0的产生被存储之后,也反复执行计时动作,至少直到产生所述选择指令信号SELx为止,所述同步时刻累计处理单元224aa从上一次的所述强制重置起到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数在2次以上时,产生所述选择指令信号SELx。
如上所述,与本发明的权利要求11相关,定期重置处理部在产生本次的同步中检测脉冲PLS0之后,基于与升压用开关元件的驱动指令信号的1个周期或者2个周期相当的重置周期,定期地重置由同步时刻累计处理单元得到的同步中检测脉冲PLS0的产生次数,所述同步时刻累计处理单元从上一次的所述强制重置直到进行本次的所述强制重置为止,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数为2次以上时,产生所述选择指令信号SELx。因此,具有如下特征:即,在从产生上一次的同步中检测脉冲PLS0起直到经过第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的2个周期为止,由于产生了下一次的同步中检测脉冲PLS0,所以第一驱动指令信号Dr1的周期与第二驱动指令信号Dr2的周期接近,能够判定为一对感应元件的励磁电流的加法值变得过大的状态在持续。另外,如实施方式1和实施方式2那样,在使用了利用积分电容器的同步时刻累计处理部的情况下,由于同步中检测脉冲PLS0的宽度因励磁电流波形的重叠程度的长短而发生变化,所以将2个短小脉冲看作为1个宽幅脉冲,且在2个周期内进行2次以上的判定,优选为在使用了实施方式3那样的同步次数计数器的情况下在1个周期内进行2次以上的判定。
所述微处理器CPU包括:所述初始设定部1801b,该初始设定部1801b将所述第一升压控制部210A1、210AA1~210C1和所述第二升压控制部210A2、210AA2~210C2设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的任一个的通用的运行模式,直到产生所述选择指令信号SELx为止;第1变更设定部1804a,该第1变更设定部1804a在产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部210A1、210AA1~210C1和所述第二升压控制部210A2、210AA2~210C2中的任意一个和任意另一个分别设为所述第一运行模式或所述第二运行模式中的任一个不同侧的不同的运行模式;以及第2变更设定部1806a,该第2变更设定部1806a在产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部210A2、210AA1~210C1和所述第二升压控制部210A2、210AA2~210C2中的任意另一个和任意一个分别设为所述第一运行模式或所述第二运行模式中的任一个不同侧的不同的运行模式。
如上所述,与本发明的权利要求14相关,直到产生选择指令信号为止,例如将第一升压控制部和第二升压控制部同时设为第二运行模式,若产生选择指令信号,则将第一升压控制部设为第一运行模式,且将第二升压控制部设为第二运行模式,若再次产生选择指令信号,则将第一升压控制部设为第二运行模式,且将第二升压控制部设为第一运行模式。因此,第一运行模式下的升压用开关元件的第1通断周期T01与第二运行模式下的升压用开关元件的第2通断周期T02(T02>T01)之间的周期差较小,且将感应元件的电感较小且通断周期被缩短一侧设为第二运行模式,将感应元件的电感较大且通断周期被延长一侧设为第一运行模式,在此情况下,即使变更运行模式来使通断周期进一步接近,也会再次产生选择指令信号,但是其结果是,感应元件的电感较小且通断周期被缩短一侧变为第一运行模式,感应元件的电感较大且通断周期被延长一侧变为第二运行模式,通断周期的差异被扩大,因此,能够摆脱产生选择指令信号的状态。因此,具有如下特征:由于无需过大地设定第1通断周期T01与第2通断周期T02>T01之间的周期差,因此,能够防止因高频次通断动作而使升压用开关元件过热,且能够防止一对升压用开关元件的温度差过大。
所述同步状态检测部220A、220AA、220B、220C包括在所述一对升压用开关元件111b的开路时刻接近时产生同步中检测脉冲PLS0的同步时刻检测部222A、222B、222Ca、222Cb,响应于规定的监视周期SETx中所述同步中检测脉冲PLS0的产生频次来产生所述选择指令信号SELx,所述监视周期SETx是与针对适用所述第二运行模式的所述升压用开关元件111b的第一驱动指令信号Dr1或第二驱动指令信号Dr2的产生次数,或者针对适用所述第二运行模式的所述升压用开关元件111b的平均开关周期即第2通断周期T02的倍数所相当的时间,所述通用的运行模式被统一成第二运行模式。如上所述,与本发明的权利要求15相关,测定同步中检测脉冲的产生频次的监视周期SETx被统一适用第二运行模式。。因此,具有如下特征:即,对应于由初始设定部得到的通用的运行模式、或者由第1变更设定部得到的不同的运行模式、或者由第2变更设定部得到的不同的运行模式,能够稳定地测定同步中检测脉冲的产生频次。另外,还具有如下特征:即,作为监视周期SETx,若使用第二运行模式下的升压用开关元件的平均的通断周期的倍数值的计时器,则即使变更运行模式也无法对监视周期SETx进行校正。
实施方式4
(1)结构的详细说明
下面,对于本发明的实施方式4的车载发动机控制装置的整体电路框图即图19、图19的车载发动机控制装置的升压电路部的详细控制框图即图20、以及图19的车载发动机控制装置的同步状态检测部的详细控制框图即图21,以与图1、图2、图3的车载发动机控制装置的区别点为中心,对其结构进行详细说明。另外,在各附图中,相同的标号表示相同或者相当的部分,大写字母表示因不同的实施方式而变化的对应部分。在图19中,构成车载发动机控制装置100D的第一升压电路部110D1和第二升压电路部110D2及同步状态检测部220D、以及驱动控制电路部120X、120Y和运算控制电路部130D及恒压电源140构成为与图1的情况完全相同的结构,其外部同样连接有车载电池101、电源继电器的输出接点102、具有电磁线圈31~34的燃料喷射用电磁阀103、电气负载组104、输入传感器组105。其主要的区别点是分别设置于第一升压电路部110D1和第二升压电路部110D2的第一升压控制部210D1和第二升压控制部210D2、以及使第一升压控制部210D1和第二升压控制部210D2联动的同步状态检测部220D,利用后述的同步状态检测部220D检测出同步状态之后的处理方式是不同的。
即,实施方式1~3中的车载发动机控制装置中,若检测出同步状态,则变更一对升压用开关元件111b的运行模式,但是在实施方式4中,通常利用基于设定电流I0和衰减电流I00的中电流中频次的通断动作的通用的运行模式来通断驱动一对升压用开关元件111b,若加法电流变得过大,则早期地截断一个升压用开关元件111b。在图20中,用第一升压电路部110D1和第二升压电路部110D2以及同步状态检测部220D来代替图1中的第一升压电路部110A1和第二升压电路部110A2以及同步状态检测部220A,作为主要的区别点,图1和图2的情况下,为了决定升压用开关元件111b的开路时间而使用开路时间限制计时器216b,与此相对地,在图20中,采用了直接检测衰减电流的方式,使升压用开关元件111b闭路时感应元件111a的励磁电流Ix和升压用开关元件111b开路时从感应元件111a到升压电容器112b的充电电流Ic流过电流检测电阻111c。除此以外的感应元件111a、升压用开关元件111b、充电二极管112a、对升压电容器112b的驱动电路部分、以及在升压比较判定部214a的前后的输入输出信号电路与图2的情况下相同。
对于构成电流比较判定部211a的比较器的正端子,经由正侧输入电阻211b施加第一电流检测电压Vc1,对于负端子,经由负侧输入电阻211c施加经由分压电阻212a、212c、212b对控制电压Vcc分压后的分压电压Vdiv。另外,上游的分压电阻212a与中游的分压电阻212c的连接点经由早期截断开关元件213c和后级并联电阻212f连接至车体接地电路GND,早期截断开关元件213c经由早期遮断电阻213d施加有同步状态检测部220D产生的第一早期开路信号FR1(或者第二早期开路信号FR2)。另外,在比较器211a的输出端子与正侧输入端子之间连接有成为衰减电流设定部的正反馈电阻211d,若流过感应元件111a的励磁电流Ix达到设定电流I0,则第一电流检测电压Vc1超过经由分压电阻212a~212c分压后的分压电压Vdiv,且比较器211a的输出逻辑暂时变为“高”电平。但是,即使励磁电流Ix达到设定电流I0,若早期截断开关元件213c闭路,则低电阻的后级并联电阻212f使得分压电压Vdiv降低,比较器211a的输出逻辑在早期变为逻辑电平“高”。
若比较器211a的输出逻辑暂时变为“高”电平,则直到第一电流检测电压Vc1降低至例如与第1衰减电流I01相对应的电压为止,维持比较器211a的动作状态,而且若第一电流检测电压Vc1降低,则比较器211a的输出逻辑返回至“低”电平。在图7中进行了详细的说明,但是利用与图7相关的数学式(27a)和数学式(28a),在图20中能够得到数学式(27c)和数学式(28c)。
I0=Vcc/R0×[Rbb/(Rac+Rbb)]····(27c)
I00=I0-(Vcc/R0)×(Rb/Rd)····(28c)
此处,将电流检测电阻111c的电阻值R111c=R0、正侧输入电阻211b和正反馈电阻211d的电阻值R211b、R211d分别设为Rb、Rd,分压电阻212a~212c的电阻值R212a~R212c满足R212a+R212c=Rac,R212b=Rbb。另外,在早期截断开关元件213c闭路时,经由分压电阻212a、212c、212b分压后的分压电压Vdiv因后级并联电阻212f而减小,被设定为原值的70%以下。
在图21中,向同步状态检测部220D输入电源电压Vb和控制电压Vcc,并且,输入由第一升压控制部210D1所生成的第一电流检测电压Vc1和由第二升压控制部210D2所生成的第二电流检测电压Vc2,对第一升压控制部210D1直接发送第一早期开路信号FR1,对第二升压控制部210D2直接发送第二早期开路信号FR2。另外,利用分压电压229a、229b对电源电压Vb分压后得到的电源电压监视电压Vba经由运算控制电路部130D内的多通道AD转换器LADC,被发送至微处理器CPU。运算放大器即加法处理部221a的正侧输入端子连接至接地电路,对于负侧端子,经由第1输入电阻221b施加第一电流检测电压Vc1,经由第2输入电阻221c施加第二电流检测电压Vc2,经由负反馈电阻221d施加加法处理部221a的输出电压。其结果是,若将第1输入电阻221b的电阻值、第1输入电阻221c的电阻值均设为Rin,将负反馈电阻221d的电阻值设为Rout,则用数学式(14)来表示加法处理部221a的加法输出电压Vout。
Vout=G×(Vc1+Vc2)·····(14)
此处,放大率G=Rout/Rin>>1。
对构成同步时刻检测部222D的比较器(222D)的负侧端子输入加法输出电压Vout,对正侧端子施加加法值判定阈值电压225a。该加法值判定阈值电压225a的值小于加法输出电压Vout的最大值,例如设定为加法输出电压Vout的最大值的70%以上的值。因此,若加法输出电压Vout超过该阈值电压,则比较器(222D)的输出逻辑成为“低”,该“低”的输出逻辑成为同步中检测脉冲PLS0,并被输入至逻辑与非输出电路即第一信号产生电路232a和第二信号产生电路232b。另一方面,经由输入电阻231b向大小比较电路231a的正侧输入端子施加第一电流检测电压Vc1,经由输入电阻231c向负侧输入端子施加第二电流检测电压Vc2,该大小比较电路231a的输出直接被输入至第二信号产生电路232b,并且经由逻辑反向电路231d被输入至第一信号产生电路232a。其结果是,在下述情况下,成为第一早期开路信号FR1的第一信号产生电路232a的逻辑电平成为“高”,且早期截断第一升压电路部110D1的升压用开关元件111b:即,一对感应元件111a的励磁电流Ix的加法值变得过大,同步中检测脉冲PLS0的逻辑电平变为“低”,且第一电流检测电压Vc1和第二电流检测电压Vc2满足Vc1≧Vc2(或者Vc1>Vc2)。
另外,在下述情况下,成为第二早期开路信号FR2的第二信号产生电路232b的逻辑电平成为“高”,且早期截断第二升压电路部110D2的升压用开关元件111b:一对感应元件111a的励磁电流Ix的加法值变得过大,同步中检测脉冲PLS0的逻辑电平变为“低”,且第二电流检测电压Vc2和第一电流检测电压Vc1满足Vc2>Vc1(或者Vc2≧Vc1)。另外,在第一电流检测电压Vc1和第二电流检测电压Vc2满足Vc1≒Vc2的情况下,可使第一早期开路信号FR1和第二早期开路信号FR2中的任一个变为逻辑电平“高”,也可使双方都变为逻辑电平“高”。另外,若第一早期开路信号FR1和第二早期开路信号FR2中的一个变为逻辑电平“高”,则图20的早期截断开关元件213c的一方被闭路,由此,若比较器211a的输出逻辑变为“高”,则升压用开关元件111b被开路,图21的加法电压减小,停止产生同步中检测脉冲PLS0,因此,第一早期开路信号FR1或者第二早期开路信号FR2的逻辑电平快速地返回逻辑电平“低”。因此,图20的早期截断开关元件213c开路,在衰减到数学式(28c)所示的衰减电流I00之后,升压用开关元件111b再次闭路。
(2)作用和动作的详细说明
下面,对于图19~图21所示那样构成的实施方式4的车载发动机控制装置100D,基于第一升压电路部的电流波形图即图22(A)、第二升压电路部的电流波形图即图22(B)、以及第一早期开路信号的波形图即图22(C),对其作用和动作进行详细说明。首先,在图19中,若未图示的电源开关被闭路,则电源继电器的输出接点102闭路,对车载发动机控制装置100D施加电源电压Vb。其结果是,恒压电源140产生例如被稳定为DC5V的稳定电压Vcc,微处理器CPU开始控制动作。微处理器CPU对应于输入传感器组105的动作状态、以及存储于非易失的程序存储器PGM的控制程序的内容,产生针对电气负载组104的负载驱动指令信号,对于电气负载组104中特定的电气负载即燃料喷射用电磁阀103,产生燃料喷射指令信号INJi,经由驱动控制电路部120X、120Y来驱动各个电磁线圈31~34,在此之前,第一和第二升压电路部110D1、110D2动作对升压电容器112b进行高压充电。
图22(A)示出了如下波形:即,将第一升压电路部110D1的第一早期开路信号FR1的逻辑电平设为“低”,将图20的分压电压Vdiv设定为与设定电压I0相对应的值,利用成为衰减电流设定电路部的正反馈电阻211d和正侧输入电阻211b的电阻比率来设定衰减电流I00,且选择中电流中频次的通断动作额定运行模式,在此情况下流过感应元件111a的励磁电流Ix1的波形。但是,图22(C)中,在第一早期开路信号FR1所产生的时刻,早期截断励磁电流Ix1。图22(B)示出了如下情况下流过感应元件111a的励磁电流Ix2的波形:即,将第二升压电路部110D2的第二早期开路信号FR2的逻辑电平设为“低”,将图20的分压电压Vdiv设定为与设定电压I0相对应的值,利用成为衰减电流设定电路部的正反馈电阻211d和正侧输入电阻211b的电阻比率来设定衰减电流I00,且选择中电流中频次的通断动作的运行模式。图22(C)示出了如下波形:即,在与励磁电流Ix1和励磁电流Ix2的值成正比的第一电流检测电压Vc1和第二电流检测电压Vc2的加法值超过了图21的加法值判定阈值电压225a时,由于满足Vc1≧Vc2而产生的第一早期开路信号FR1的波形。
基于上述说明可知,在实施方式4的情况下,若加法电流在规定值以上,则对流过较大励磁电流Ix的升压用开关元件111b进行早期截断,使加法电流不会变得过大,且能够摆脱一对升压用开关元件111b的开关时刻的同步状态。另外,被早期截断的升压用开关元件111b快速地发生电流衰减,然后在早期被再次闭路,因此,临时进行小电流高频次的通断动作,由此不会对充电功率产生影响。另外,在对励磁电流进行早期截断的情况下,相比于进行标准截断的情况,若升压用开关元件再次闭路时的衰减电流变大,则能够使充电功率一致。因此,在实施方式4的情况下,虽然适用实施方式1~3中各种结构要素中的特定结构要素,但是不具有第一运行模式和第二运行模式的选择单元,且适时地交替使用第一运行模式和第二运行模式。
(3)实施方式4的要点及特征
由上述说明可知,本发明实施方式4的车载发动机控制装置是车载发动机控制装置100D,该车载发动机控制装置100D包括:为了驱动设置于多个气缸发动机的各个气缸的燃料喷射用电磁阀103而对用于驱动该电磁阀的多个电磁线圈31~34设置的驱动控制电路部120X、120Y;第一升压电路部110D1和第二升压电路部110D2;以及以微处理器CPU作为主体的运算控制电路部130D,所述第一升压电路部110D1和所述第二升压电路部110D2包括:相互独立动作的第一升压控制部210D1和第二升压控制部210D2;被所述第一升压控制部210D1和所述第二升压控制部210D2分别进行通断励磁的一对感应元件111a;与所述一对感应元件111a分别串联连接的一对充电二极管112a;以及1个或相互并联连接的多个升压电容器112b,利用伴随着分别流过所述一对感应元件111a的励磁电流Ix的截断而产生的感应电压且经由所述一对充电二极管112a分别对该升压电容器112b进行充电,且利用多次的所述通断励磁将该升压电容器112b充电至规定的升压电压Vh。
而且,所述第一升压控制部210D1及所述第二升压控制部210D2包括:一对升压用开关元件111b,该一对升压用开关元件111b分别串联连接至与车载电池101连接的所述一对感应元件111a,且对流过该一对感应元件111a的所述励磁电流Ix进行通断控制;一对电流比较判定部211a,该一对电流比较判定部211a包括流过所述励磁电流Ix和流过所述升压电容器112b的充电电流Ic的一对电流检测电阻111c,在所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方被闭路驱动之后,在所述励磁电流Ix成为规定的设定电流I0以上时,截断所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方;一对衰减电流设定部211d,该一对衰减电流设定部211d在所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方的通电被截断之后,在所述励磁电流Ix衰减至规定的衰减电流I00时,再次对所述一对升压用开关元件111b的一方或者双方闭路驱动;以及升压比较判定部214a,该升压比较判定部214a在所述升压电容器112b的两端电压成为规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件111b的闭路驱动,所述第一升压控制部210D1及所述第二升压控制部210D2还包括:同步状态检测部220D;以及早期截断开关元件213c,该早期截断开关元件213c利用该同步状态检测部220D所产生的第一早期开路信号FR1或者第二早期开路信号FR2,在所述励磁电流Ix达到所述设定电流I0之前对所述一对升压用开关元件111b的一个进行早期开路。
而且,所述同步状态检测部220D包括:加法处理部221a,该加法处理部221a产生对所述一对电流检测电阻111c的一个两端电压即第一电流检测电压Vc1和另一个两端电压即第二电流检测电压Vc2的加法值进行放大后的加法放大电压;同步时刻检测部222D,该同步时刻检测部222D在所述加法处理部221a的所述加法放大电压超过了加法值判定阈值电压225a时,检测出分别流过所述一对感应元件111a的所述励磁电流Ix的波形同步的同步时刻,并产生同步中检测脉冲PLS0;第一信号产生电路232a,该第一信号产生电路232a进行所述第一电流检测电压Vc1和所述第二电流检测电压Vc2的大小比较,产生所述同步中检测脉冲PLS0,在所述大小比较结果为Vc1>Vc2时,产生所述第一早期开路信号FR1;以及第二信号产生电路232b,该第二信号产生电路232b产生所述同步中检测脉冲PLS0,在所述大小比较结构为Vc1<Vc2时,产生所述第二早期开路信号FR2,所述加法值判定阈值电压225a为小于所述加法放大电压的最大值且在所述加法放大电压的最大值的70%以上的值。
所述一对电流检测电阻111c分别连接至所述一对感应元件111a或者所述一对充电二极管112a各自的上游位置,或者连接至所述一对升压用开关元件111b和设为一对的所述升压电容器112b各自的下游位置,在所述一对电流检测电阻111c分别连接至所述一对升压用开关元件111b各自的下游位置的情况下,所述升压电容器112b构成为一对,且一对所述升压电容器112b分别连接至所述一对电流检测电阻111c各自的上游位置,
所述一对电流检测电阻111c分别流入励磁电流Ix和充电电流Ic,该励磁电流Ix是在所述一对升压用开关元件111b分别闭路时分别流过所述一对感应元件111a的电流,该充电电流Ic是在所述一对升压用开关元件111b分别开路时从所述一对感应元件111a分别流过所述一对升压电容器112b的电流,经由正侧输入电阻211b,向构成所述一对电流比较判定部211a的一对比较器的正侧输入端子分别输入由所述励磁电流Ix或者所述充电电流Ic与所述电流检测电阻111c的电阻值之积所确定的电流检测电压Vc1、Vc2,向所述一对比较器的负侧输入端子分别输入与成为所述励磁电流Ix的峰值的设定电流I0成正比的比较设定电压Vdiv,并且,所述一对比较器各自的输出电压分别经由正反馈电阻211d连接至所述正侧输入端子,所述一对升压用开关元件111b的任一个闭路,由此,若被通电驱动的所述感应元件111a的所述电流检测电压Vc1、Vc2成为所述比较设定电压Vdiv以上,则所述一个升压用开关元件111b开路,由此,若所述充电电流Ic减小且衰减至规定的所述衰减电流I00以下,则一个所述升压用开关元件111b再次闭路,规定的所述衰减电流I00的值基于所述正侧输入电阻211b的电阻值Rb与所述正反馈电阻211d的电阻值Rd的比例的大小来进行调整,所述正反馈电阻211d构成衰减电流设定部。
如上所述,与本发明的权利要求17相关,通断控制升压用开关元件的电流比较判定部在与流过感应元件的励磁电流Ix及针对升压电容器的充电电流Ic的值成正比的电流检测电压Vc1、Vc2成为与目标设定电流成正比的比较设定电压Vdiv以上时,使升压开关元件开路,由此,若充电电流Ic衰减至规定的衰减电流以下,则使升压用开关元件再次闭路,规定的衰减电流的值由包含设置于电流比较判定部的正反馈电阻的衰减电流设定部来设定。因此,具有如下特征:即,能够正确地设定使升压用开关元件再次闭路时的衰减电流的值,且能够在不依赖于微处理器的控制动作的情况下进行感应元件的通断控制。
另外,本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合,或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
Claims (17)
1.一种车载发动机控制装置,
该车载发动机控制装置包括:为了驱动设置于多个气缸发动机的各个气缸的燃料喷射用电磁阀而对用于驱动该电磁阀的多个电磁线圈设置的驱动控制电路部;第一升压电路部和第二升压电路部;以及以微处理器作为主体的运算控制电路部,该车载发动机控制装置的特征在于,
所述第一升压电路部及所述第二升压电路部包括:相互独立地动作的第一升压控制部及第二升压控制部;被所述第一升压控制部及所述第二升压控制部分别进行通断励磁的一对感应元件;分别与所述一对感应元件串联连接的一对充电二极管;以及1个或相互并联连接的多个升压电容器,利用伴随着分别流过所述一对感应元件的励磁电流Ix的截断而产生的感应电压,且经由所述一对充电二极管分别对该升压电容器进行充电,且利用多次的所述通断励磁将该升压电容器充电至规定的升压电压Vh,
所述第一升压控制部及所述第二升压控制部包括:一对升压用开关元件,该一对升压用开关元件分别串联连接至与车载电池连接的所述一对感应元件,且对分别流过该一对感应元件的所述励磁电流Ix进行通断控制;以及一对电流检测电阻,该一对电流检测电阻中流过所述励磁电流Ix,并且还包括:
一对电流比较判定部,该一对电流比较判定部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方被闭路驱动之后,在所述励磁电流Ix成为目标设定电流以上时,截断所述一对升压用开关元件的一方或双方的通电;
一对开路时间限制部,该一对开路时间限制部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方的通电被截断之后,在超过了规定的设定时间或者或者规定的电流衰减时间时,对所述一对升压用开关元件的一方或者双方再次进行闭路驱动;以及
升压比较判定部,该升压比较判定部在所述升压电容器的两端电压成为规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件的闭路驱动,
所述开路时间限制部是对从所述微处理器发送来的所述设定时间进行计时的计时电路即开路时间限制计时器,或者是在所述微处理器的内部对所述设定时间进行计时的开路时间限制单元,或者是将所述励磁电流Ix衰减至规定的衰减电流值为止的时间设定为所述电流衰减时间的衰减电流设定部,
对于所述第一升压控制部及所述第二升压控制部的一个和另一个,与成为所述目标设定电流的第1设定电流I1和具有比该第1设定电流I1要大的值的第2设定电流I2、成为所述设定时间的第1开路限制时间t1和比该第1开路限制时间t1要长的时间即第2开路限制时间t2、或者成为所述衰减电流值的第1衰减电流I01和第2衰减电流I02相对应地选择适用基于所述第1设定电流I1、所述第1开路限制时间t1或所述第1衰减电流I01的小电流高频次的通断动作的第一运行模式,或者基于所述第2设定电流I2、所述第2开路限制时间t2或所述第2衰减电流I02的大电流低频次的通断动作的第二运行模式中的任一个,
所述第一升压控制部和所述第二升压控制部还设置有同步状态检测部,该同步状态检测部检测并存储所述一对升压用开关元件的开路时刻持续接近的状态,并产生选择指令信号SELx,
所述微处理器包括:初始设定部,该初始设定部将所述第一升压控制部和所述第二升压控制部设为所述第一运行模式或者所述第二运行模式中的任一个的通用的运行模式,直到产生所述选择指令信号SELx为止;以及变更设定部,在产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部和所述第二升压控制部分别设为所述第一运行模式或者第二运行模式中的一个和互不同侧的另一个的不同的运行模式。
2.如权利要求1所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
在所述第1设定电流I1下使一个所述升压用开关元件111b开路之后,在经过了所述第1开路限制时间t1的时刻,使一个所述升压用开关元件111b再次闭路时,一个所述感应元件111a的所述励磁电流Ix成为第1衰减电流I01,
在所述第2设定电流I2下使另一个所述升压用开关元件111b开路之后,在经过了所述第2开路限制时间t2的时刻,使另一个所述升压用开关元件111b再次闭路时,另一个所述感应元件111a的所述励磁电流Ix成为第2衰减电流I02,
在满足第2设定电流I2>第1设定电流I1的关系、以及第1衰减电流I01>第2衰减电流I02的关系的条件下,所述第1设定电流I1和所述第1衰减电流I01的加法值I1+I01与所述第2设定电流I2和所述第2衰减电流I02的加法值I2+I02接近近似。
3.如权利要求1或2所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述同步状态检测部包括:加法处理部,该加法处理部产生对所述一对电流检测电阻的一个两端电压即第一电流检测电压Vc1和另一个两端电压即第二电流检测电压Vc2的加法值进行放大后的加法放大电压;
同步时刻检测部,该同步时刻检测部在所述加法处理部的所述加法放大电压超过了加法值判定阈值电压时,检测出分别流过所述一对感应元件的所述励磁电流Ix的波形同步的同步时刻,并产生同步中检测脉冲PLS0;
同步时刻累计处理部,该同步时刻累计处理部在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数超过了由累计值判定阈值电压所确定的规定值时,判定所述同步时刻持续产生,生成所述选择指令信号SELx,利用选择指令产生存储部来存储该选择指令信号SELx;以及
定期重置处理部,该定期重置处理部定期地重置由所述同步时刻累计处理部累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数,在由所述同步时刻检测部得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生频次较少时,使所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数不超过所述累计值判定阈值电压,
所述同步时刻累计处理部包括积分电容器,在所述同步时刻检测部产生所述同步中检测脉冲PLS0时,经由积分电阻对该积分电容器进行充电,在该积分电容器的两端电压超过所述累计值判定阈值电压时,判定为所述同步时刻持续产生,
所述定期重置处理部定期地使所述积分电容器强制放电,
所述加法值判定阈值电压为小于所述加法放大电压的最大值且在所述加法放大电压的最大值的70%以上的值,
所述累计值判定阈值电压相当于在利用所述定期重置处理部进行的上一次的强制放电至下一次的强制放电为止的期间内、对所述积分电容器进行多次最大时间宽度的充电时的充电电压。
4.如权利要求3所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
经由响应于所述同步时刻检测部的所述同步中检测脉冲PLS0的驱动晶体管和所述积分电阻,向所述积分电容器施加所述车载电池的电源电压Vb。
5.如权利要求1或2所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述同步状态检测部包括:同步时刻检测部,该同步时刻检测部包括一对脉冲产生电路和逻辑耦合电路,该一对脉冲产生电路在用于分别闭路驱动所述一对升压用开关元件的第一驱动指令信号Dr1及第二驱动指令信号Dr2分别成为开路指令状态时,产生规定时间宽度的脉冲信号,该逻辑耦合电路在该一对脉冲发生电路所产生的一对所述脉冲信号同为主导逻辑时,产生同步中检测脉冲PLS0;
同步时刻累计处理部,该同步时刻累计处理部在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数超过了由累计值判定阈值电压所确定的规定值时,判定为所述一对升压用开关元件的开路时刻的同步时刻持续产生,生成所述选择指令信号SELx,利用选择指令产生存储部来存储该选择指令信号SELx;以及
定期重置处理部,该定期重置处理部定期地重置由所述同步时刻累计处理部累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数,在由所述同步时刻检测部得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生频次较少时,使所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数不超过所述累计值判定阈值电压,
所述同步时刻累计处理部具有积分电容器,在所述同步时刻检测部产生所述同步中检测脉冲PLS0时,经由积分电阻对该积分电容器进行充电,在该积分电容器的两端电压超过所述累计值判定阈值电压时,判定为所述同步时刻持续产生,
所述定期重置处理部定期地使所述积分电容器强制放电,
所述一对脉冲产生电路所产生的所述脉冲信号的时间宽度是所述第1开路限制时间t1以上且所述第2开路限制时间t2以下的值,
所述累计值判定阈值电压相当于在利用所述定期重置处理部进行的上一次的强制放电至下一次的强制放电为止的期间内、对所述积分电容器进行多次最大时间宽度的充电时的充电电压。
6.如权利要求5所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
经由响应于所述同步时刻检测部的所述同步中检测脉冲PLS0的驱动晶体管和所述积分电阻,向所述积分电容器施加从所述车载电池的电源电压Vb经由恒压电源而得到的稳定后的控制电压Vcc。
7.如权利要求1或2所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述运算控制电路部包括高速AD转换器,该高速AD转换器输入有对所述一对电流检测电阻各自的两端电压进行放大的第一电流检测放大电压Vc11及第二电流检测放大电压Vc21以及与所述升压电容器的两端电压成正比的充电监视电压Vf,按照每个输入通道进行数字转换并输入到所述微处理器中,并且所述运算控制电路部具备程序存储器,该程序存储器包含有升压控制程序来与所述微处理器联动,
所述升压控制程序包含成为所述电流比较判定部、所述升压比较判定部、所述开路时间限制单元或所述衰减电流设定部、以及所述同步状态检测部的控制程序,
所述同步状态检测部由以下部分构成:同步时刻检测部,在所述一对升压用开关元件的开路时刻的前后,在所述一对升压用开关元件的开路时刻接近时,该同步时刻检测部产生同步中检测脉冲PLS0;同步时刻累计处理单元,该同步时刻累计处理单元产生所述选择指令信号SELx;选择指令产生存储部,该选择指令产生存储部存储所述选择指令信号SELx的产生;以及定期重置处理部,
所述同步时刻累计处理单元是如下同步次数计数器:即,在所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数的计数值超过了2至3次的规定的阈值次数时,判定为产生了所述一对升压用开关元件的开路时刻持续接近的状态即持续同步状态,并产生所述选择指令信号SELx,
所述定期重置处理部具有时钟计数器,该时钟计数器定期地重置由所述同步时刻累计处理单元计数得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数的当前值,在由所述同步时刻检测部所得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生频次较少时,不产生所述选择指令信号SELx。
8.如权利要求7所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述同步时刻检测部包括:第一脉冲产生部及第二脉冲产生部,该第一脉冲产生部及第二脉冲产生部在用于分别闭路驱动所述一对升压用开关元件的第一驱动指令信号Dr1及第二驱动指令信号Dr2分别成为开路指令状态时产生规定时间宽度的脉冲信号;以及同步中检测脉冲产生部,该同步中检测脉冲产生部利用主导逻辑确认判定部来确认该第一及第二脉冲产生部所产生的一对所述脉冲信号同为主导逻辑的情况从而产生所述同步中检测脉冲PLS0,
所述第一及第二脉冲产生部所产生的所述脉冲信号的时间宽度是所述第1开路限制时间t1以上且所述第2开路限制时间t2以下的值。
9.如权利要求7所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述同步时刻检测部包括:加法处理部,该加法处理部算出所述第一电流检测放大电压Vc11和所述第二电流检测放大电压Vc21的数字加法值;以及同步中检测脉冲产生部,该同步中检测脉冲产生部利用超过判定确认部来确认所述加法处理部的加法结果超过了比较判定阈值的情况从而产生同步中检测脉冲PLS0,
所述比较判定阈值为小于所述加法结果的最大值且在所述加法结果的最大值的70%以上的值。
10.如权利要求3或5或7所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述定期重置处理部具有时钟计数器,该时钟计数器对计时时钟信号进行计数,或者对用于分别闭路驱动所述一对升压用开关元件的第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数进行计数,
所述时钟计数器将所述通用的运行模式下的、与所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2的指令信号的产生周期的5倍的周期相当的时间作为监视周期SETx来进行动作,每当达到该监视周期SETx,定期地对由同步时刻累计处理部累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数进行强制重置,或者定期地对由同步时刻累计处理单元计数得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数的当前值进行强制重置,
所述时钟计数器还伴随着所述强制重置的执行结束,重置自身的计时当前值,继续反复执行下一次的计时动作,至少直到产生所述选择指令信号SELx为止,
所述同步时刻累计处理部或者所述同步时刻累计处理单元从上一次所述强制重置到进行本次的所述强制重置为止,当所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数为3次以上时,产生所述选择指令信号SELx。
11.如权利要求3或5或7所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述定期重置处理部包括时钟计数器,该时钟计数器对计时时钟信号进行计数,或者对用于分别闭路驱动所述一对升压用开关元件的第一驱动指令信号Dr1或者第二驱动指令信号Dr2的产生次数进行计数,
所述时钟计数器在所述通用的运行模式下,在产生了所述同步中检测脉冲PLS0以后,将所述第一驱动指令信号Dr1或者所述第二驱动指令信号Dr2中的任一个重新产生1次或2次为止的时间作为监视周期SETx来进行动作,每当达到该监视周期SETx,定期地对由所述同步时刻累计处理部累计得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数进行强制重置,或定期地对由所述同步时刻累计处理单元计数得到的所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数的当前值进行强制重置,
所述时钟计数器还伴随着所述强制重置的执行结束,重置自身的计时当前值,即使在之后产生的所述同步中检测脉冲PLS0的产生被存储之后,也反复执行计时动作,至少直到产生所述选择指令信号SELx为止,
所述同步时刻累计处理部或者所述同步时刻累计处理单元从上一次所述强制重置到进行本次的所述强制重置为止,当所述同步中检测脉冲PLS0的产生次数为2次以上时,产生所述选择指令信号SELx。
12.如权利要求10或11所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述时钟计数器通过对所述计时时钟信号进行计数,从而监视所述第一驱动指令信号Dr1或所述第二驱动指令信号Dr2的产生次数,
所述运算控制电路部具有与所述微处理器联动的程序存储器,所述程序存储器包含作为对所述监视周期SETx进行电压校正的电压校正单元的控制程序,
所述监视周期SETx的值由所述电压校正单元进行校正,从而使其成为与所述车载电池的电源电压Vb的分压电压即电源电压监视电压Vba的值成反比的值。
13.如权利要求10或11所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述第一升压电路部及所述第二升压电路部、或所述运算控制电路部具有所述开路时间限制计时器或开路时间限制单元,来作为所述一对开路时间限制部,
对于由所述一对开路时间限制部所设定的所述第1开路限制时间t1及所述第2开路限制时间t2的值,利用所述电压校正单元进行校正,从而使其成为与所述车载电池的电源电压Vb的分压电压即电源电压监视电压Vba的值成反比的值。
14.如权利要求1至13中的任一项所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述微处理器包括:所述初始设定部,所述初始设定部将所述第一升压控制部和所述第二升压控制部设为所述第一运行模式或所述第二运行模式中的任一个的通用的运行模式,直到产生所述选择指令信号SELx为止;
第1变更设定部,该第1变更设定部在产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部和所述第二升压控制部中的任意一个和任意另一个分别设为所述第一运行模式或所述第二运行模式中的任一个不同侧的不同的运行模式;以及
第2变更设定部,该第2变更设定部在再次产生了所述选择指令信号SELx之后,将所述第一升压控制部和所述第二升压控制部中的任意另一个和任意一个分别设为所述第一运行模式或所述第二运行模式中的任一个不同侧的不同的运行模式。
15.如权利要求14所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述同步状态检测部包括在所述一对升压用开关元件的开路时刻接近时产生同步中检测脉冲PLS0的同步时刻检测部,响应于规定的监视周期SETx下的所述同步中检测脉冲PLS0的产生频次,产生所述选择指令信号SELx,
所述监视周期SETx是与针对适用所述第二运行模式的所述升压用开关元件的第一驱动指令信号Dr1或第二驱动指令信号Dr2的产生次数、或者针对适用所述第二运行模式的所述升压用开关元件的平均开关周期即第2通断周期T02的倍数相当的时间,所述通用的运行模式被统一成所述第二运行模式。
16.一种车载发动机控制装置,
该车载发动机控制装置包括:为了驱动设置于多个气缸发动机的各个气缸的燃料喷射用电磁阀而对用于驱动该电磁阀的多个电磁线圈设置的驱动控制电路部;第一升压电路部和第二升压电路部;以及以微处理器作为主体的运算控制电路部,该车载发动机控制装置的特征在于,
所述第一升压电路部及所述第二升压电路部包括:相互独立地动作的第一升压控制部及第二升压控制部;被所述第一升压控制部及所述第二升压控制部分别进行通断励磁的一对感应元件;分别与所述一对感应元件串联连接的一对充电二极管;以及1个或相互并联连接的多个升压电容器,利用伴随着分别流过所述一对感应元件的励磁电流Ix的截断而产生的感应电压,且经由所述一对充电二极管分别对该升压电容器进行充电,且利用多次的所述通断励磁将该升压电容器充电至规定的升压电压Vh,
所述第一升压控制部及所述第二升压控制部包括:一对升压用开关元件,该一对升压用开关元件分别串联连接至与车载电池连接的所述一对感应元件,且对分别流过该一对感应元件的所述励磁电流Ix进行通断控制;以及一对电流检测电阻,该一对电流检测电阻中流过励磁电流Ix和对所述充电电容器的充电电流Ic,并且还包括:
一对电流比较判定部,该一对电流比较判定部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方被闭路驱动之后,在所述励磁电流Ix成为规定的设定电流I0以上时,截断所述一对升压用开关元件的一方或双方的通电;
一对衰减电流设定部,该一对衰减电流设定部在所述一对升压用开关元件的一方或者双方的通电被截断之后,在所述励磁电流Ix衰减至规定的衰减电流I00时,再次对所述一对升压用开关元件的一方或者双方进行闭路驱动;以及
升压比较判定部,该升压比较判定部在所述升压电容器的两端电压成为规定的阈值电压以上时,禁止所述一对升压用开关元件的闭路驱动,
所述第一升压控制部及所述第二升压控制部还包括同步状态检测部和早期截断开关元件,该早期截断开关元件利用该同步状态检测部所产生的第一早期开路信号FR1或者第二早期开路信号FR2,在所述励磁电流Ix达到所述设定电流I0之前对所述一对升压用开关元件的一个进行早期开路,
所述同步状态检测部包括:加法处理部,该加法处理部产生对所述一对电流检测电阻的其中一个的两端电压即第一电流检测电压Vc1和另一个的两端电压即第二电流检测电压Vc2的加法值进行放大后的加法放大电压;
同步时刻检测部,该同步时刻检测部在所述加法处理部的所述加法放大电压超过了加法值判定阈值电压时,检测出分别流过所述一对感应元件的所述励磁电流Ix的波形同步的同步时刻,并产生同步中检测脉冲PLS0;
第一信号产生电路,该第一信号产生电路进行所述第一电流检测电压Vc1和所述第二电流检测电压Vc2的大小比较,产生所述同步中检测脉冲PLS0,在所述大小比较结果为Vc1>Vc2时,产生所述第一早期开路信号FR1;以及
第二信号产生电路,该第二信号产生电路产生所述同步中检测脉冲PLS0,在所述大小比较结果为Vc1<Vc2时,产生所述第二早期开路信号FR2,
所述加法值判定阈值电压为小于所述加法放大电压的最大值且在所述加法放大电压的最大值的70%以上的值。
17.如权利要求1或16所述的车载发动机控制装置,其特征在于,
所述一对电流检测电阻分别连接至所述一对感应元件或所述一对充电二极管各自的上游位置,或者连接至所述一对升压用开关元件和设为一对的所述升压电容器各自的下游位置,
在所述一对电流检测电阻分别连接至所述一对升压用开关元件各自的下游位置的情况下,将所述升压电容器构成为一对,一对所述升压电容器分别连接至所述一对电流检测电阻各自的上游位置,
所述一对电流检测电阻分别流入有励磁电流Ix和充电电流Ic,该励磁电流Ix是在所述一对升压用开关元件分别闭路时分别流过所述一对感应元件的电流,该充电电流Ic是在所述一对升压用开关元件分别开路时从所述一对感应元件分别流过所述一对升压电容器的电流,
经由正侧输入电阻,向构成所述一对电流比较判定部的一对比较器的正侧输入端子分别输入由所述励磁电流Ix或者所述充电电流Ic与所述电流检测电阻的电阻值之积所确定的电流检测电压Vc1、Vc2,向所述一对比较器的负侧输入端子分别输入与成为所述励磁电流Ix的峰值的目标设定电流I1、I2、I0成正比的比较设定电压Vdiv,并且,所述一对比较器各自的输出电压经由正反馈电阻连接至各个所述正侧输入端子,
若所述一对升压用开关元件的任一个闭路,且由此被通电驱动的所述感应元件的所述电流检测电压Vc1、Vc2达到所述比较设定电压Vdiv以上,则一个升压用开关元件开路,由此,若所述充电电流Ic减小且衰减至所述规定的衰减电流I01、I02、I00,则所述一个升压用开关元件再次闭路,
所述规定的衰减电流I01、I02、I00的值基于所述正侧输入电阻的电阻值Rb与所述正反馈电阻的电阻值Rd的比例大小来进行调整,所述正反馈电阻构成衰减电流设定电路部。
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