CN108369094A - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够将被输入至运算处理装置的来自传感器的信号抑制延迟地输出到外部的车辆控制装置。ECU(100)(车辆控制装置)具备运算处理装置(200)，该运算处理装置具有供表示一个传感器输出的信号的传感器信号分配的一对输入端口(210)及输出端口(230)。运算处理装置(200)利用从输入端口(210)输入的传感器信号进行运算处理，并且将传感器信号从上述输出端口(230)输出。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及车辆控制装置。
背景技术
ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)中，广泛使用如下的技术：接受用于检测引擎的曲轴旋转角、凸轮角的传感器信号，利用运算处理装置计算曲轴旋转角、凸轮角，以得到的计算结果为依据，控制对各缸进行燃料喷射的时间和点火时间。这些传感器信号不仅仅是每次一个输入，也存在例如利用多个凸轮角传感器信号的信息进行控制的ECU。
另外，关于曲轴旋转角、凸轮角的检测，对于MPU(磁拾音器)方式的旋转传感器和MRE(磁阻元件)方式的旋转传感器两者，已知有能够共用的信号处理电路(参照例如专利文献1)。
在先技术文献
专利文献1:日本专利特开2013－195360号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，存在利用曲轴旋转角传感器、凸轮角传感器等来的输入信号，在运算处理装置进行运算，并且将这些输入信号本身抑制延迟地取出到外部的要求。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够将被输入运算处理装置的来自传感器的信号抑制延迟地输出到外部的车辆控制装置。
解决问题的技术手段
为实现上述目的，本发明具备运算处理装置，该运算处理装置具有供表示从一个传感器输出的信号的传感器信号分配的一对输入端口、输出端口，所述运算处理装置利用从所述输入端口输入的所述传感器信号进行运算处理，并且将所述传感器信号从所述输出端口输出。
发明的效果
根据本发明，能够将被输入到运算处理装置的来自传感器的信号抑制延迟地输出到外部。通过以下所述的实施方式的说明，上面所述以外的课题、构成以及效果会更加清楚。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的、向运算处理装置的输入端口及输出端口分配与相同的传感器相对应的信号的ECU的框图。
图2是本发明第2实施方式的、以能够输出从多个凸轮角传感器信号中选择出的凸轮角传感器信号的方式构成的ECU的框图。
具体实施方式
以下利用图1～图2对作为本发明第1～第2实施方式的车辆控制装置(车载控制装置)的ECU100的构成以及动作进行说明。另外，在各图中，同一符号表示同一部分。
(第1实施方式)
首先利用图1对第1实施方式进行说明。图1是抽出ECU中的实施凸轮角传感器和曲轴旋转角传感器的信号处理的部分的框图。在ECU100中，凸轮角传感器来的输入信号和曲轴旋转角传感器来的输入信号分别从凸轮角传感器输入信号A端子110和曲轴旋转角传感器输入信号端子120输入。
虽然在图1中被省略，但是被输入至凸轮角传感器输入信号A端子110的CAM＿A＿IN信号，经由由提升电路(pull-up circuit)、电阻电容器形成的低通滤波器等，被输入到运算处理装置200(例如微型计算机)的运算处理装置输入端子1(210)。同样，被输入到曲轴旋转角传感器输入信号端子120的CRANK＿IN信号，被输入到运算处理装置200的运算处理装置输入端子3(220)。在运算处理装置200内的软件处理部300，以凸轮角传感器输入信号和曲轴旋转角传感器输入信号为依据，控制每一引擎气筒的燃料喷射和点火等的时间。
另一方面，存在想要将凸轮角传感器和曲轴旋转角传感器的信号以合适的信号形式对连接于CU100的未图示的其他单元乃至电路进行输出的要求。在这里，所述所谓合适的信号形式，是用驱动器IC400输出的低侧驱动器输出形式。
驱动器IC400在高电平信号被输入至驱动器IC输出控制端子1(410)时，驱动器IC内部的低侧开关接通，驱动器IC输出端子1(435)的输出被控制为低电平。另一方面，低电平信号被输入至驱动器IC输出控制端子1(410)时，驱动器IC内部的低侧开关断开，驱动器IC输出端子1(435)的输出借助于其他单元或电路一侧的提升被控制为高电平。
驱动器IC400具有具备与此相同的功能的驱动器IC输出控制端子2(420)和驱动器IC输出端子2(440)的组合。对于凸轮角传感器的信号，从运算处理装置输出端子1(230)输出，输入至驱动器IC输出控制端子1(410)。同样，对于曲轴旋转角传感器的信号，从运算处理装置输出端子3(240)输出，输入至驱动器IC输出控制端子2(420)。
这样，通过分配到凸轮角传感器与曲轴旋转角传感器的两个用途，能够满足想要将凸轮角传感器和曲轴旋转角传感器的信号分别以合适的信号形式，从凸轮角输出信号端子(130)及曲轴旋转角输出信号端子(140)对ECU100上连接的未图示的其他单元乃至于电路进行输出的要求。在这里，以驱动器IC内置低侧开关为例进行了说明，但是当然与开关的种类无关，不是驱动器IC，而是单个的FET、缓存电路等输出级的电路形式也没关系，都可以适用。
但是，关于将凸轮角传感器与曲轴旋转角传感器的信号对ECU100上连接的未图示的其他单元乃至于电路进行输出这样的要求，不仅要有合适的信号形式，还有时间的限制。凸轮角传感器和曲轴旋转角传感器的信号，在引擎控制上肩负着非常重要的时机，因此就产生对延迟时间的要求、对凸轮角传感器与曲轴旋转角传感器的信号的时间(タイミング)的偏差的要求。
因此，在本实施方式中，关于凸轮角传感器信号向运算处理装置200的端子的分配，在运算处理装置输入端子1(210)以及运算处理装置输出端子1(230)中，分配ETPU1信号作为对于相同的传感器的运算处理装置内部的信号，所述运算处理装置200以使用从运算处理装置输入端子1(210)输入的信号在软件处理部300进行运算处理，并且将从运算处理装置输入端子1(210)输入的信号从运算处理装置输出端子1(230)输出的方式构成。
换句话说，ECU(100：车辆控制装置)具备运算处理装置(200)，该运算处理装置(200)具有供表示从1个传感器输出的信号的传感器信号分配的一对运算处理装置输入端子1(210：输入端口)及运算处理装置输出端子1(230：输出端口)。运算处理装置(200)利用从运算処理装置输入端子1(210)输入的传感器信号进行运算处理，并且从运算处理装置输出端子1(230)输出传感器信号。
通过形成这样的结构，能够不受软件处理部300的影响，抑制延迟时间地将被输入运算处理装置200的凸轮角传感器信号输出。对于曲轴旋转角传感器在运算处理装置200的端子的分配，也同样通过分配ETPU3信号，能够抑制延迟时间地将被输入至运算处理装置200的曲轴旋转角传感器信号输出。
即，能够将被输入至运算处理装置(200)的、来自传感器的信号，抑制延迟地向外部输出。详细地说，运算处理装置(200)利用来自传感器的输入信号进行运算，另一方面，能够抑制延迟地从运算处理装置(200)输出。
进而，对于凸轮角传感器与曲轴旋转角传感器的信号，通过采用相同的构成，也能够满足对来自凸轮角输出信号端子130与曲轴旋转角输出信号端子140的输出信号的时间偏差的要求。
另一方面，关于将凸轮角传感器与曲轴旋转角传感器的信号对ECU100上连接的未图示的其他单元乃至电路进行输出的要求，想要不通过运算处理装置200实现的情况下，可以考虑下述方法，即将凸轮角传感器输入信号A端子110的信号输入至运算处理装置输入端子1(210)和驱动器IC输出控制端子1(410)两者，并将曲轴旋转角传感器输入信号端子120的信号输入至运算处理装置输入端子3(220)和驱动器IC输出控制端子2(420)两者。
然而，由于运算处理装置200与驱动器IC400的输入端子规格的不同，就有高/低阈值不匹配，信号不能很好地捕捉的问题发生，就有必要在驱动器IC400的输入的前级加入缓存器、电平变换电路，就会增加成本，增大需要的基板安装面积。
第2实施方式
下面利用图2对第2实施方式进行说明。图2是抽出具备两个凸轮角传感器的ECU中的对凸轮角传感器和曲轴旋转角传感器的信号进行处理的部分的框图。
在第2实施方式中，来自未图示的凸轮角传感器A的信号从凸轮角传感器输入信号A端子110输入至ECU100，来自凸轮角传感器B的信号从凸轮角传感器输入信号B端子111输入至ECU100。
与第1实施方式相同，凸轮角传感器输入信号A端子110的信号被输入到运算处理装置输入端子1(210)，凸轮角传感器输入信号B端子111的信号输入到运算处理装置输入端子2(211)。此外，对曲轴旋转角传感器的信号，由于与实施方式1相同，因此说明省略。
在第2实施方式中，运算处理装置内的软件处理部300以凸轮角传感器A、凸轮角传感器B以及曲轴旋转角传感器来的传感器信号为基础，对引擎的每一气筒的燃料喷射、点火等的时间进行控制。
另一方面，存在着想要以合适的信号形式将凸轮角传感器A的信号或者凸轮角传感器B的信号的任一信号与曲轴旋转角传感器的信号输出到ECU100上连接的未图示的其他单元乃至电路的要求。为了响应这一要求，在ECU100内部，需要安装用于选择凸轮角传感器A和凸轮角传感器B的任一方的信号并进行输出的开关功能。
进而，如在第1实施方式所说明的那样，关于将凸轮角传感器与曲轴旋转角传感器的信号输出到ECU100上连接的未图示的其他单元乃至电路的要求，不仅要合适的信号形式，也有时间的制约。凸轮角传感器和曲轴旋转角传感器的信号在引擎的控制上肩负着非常重要的时机，因此产生了对延迟时间的要求、对凸轮角传感器与曲轴旋转角传感器的信号的时间偏差的要求。
因此，在本实施方式中，关于来自凸轮角传感器A的信号的向运算处理装置200的端子的分配，在运算处理装置输入端子1(210)及运算处理装置输出端子1(230)，分配ETPU1信号作为对相同的传感器的运算处理装置内部的信号，所述运算处理装置200以利用从运算处理装置输入端子1(210)输入的信号在软件处理部300进行运算处理，并且将从运算处理装置输入端子1(210)输入的信号从运算处理装置输出端子1(230)输出的方式构成。另外，关于来自凸轮角传感器B的信号的向运算处理装置200的端子的分配，在运算处理装置输入端子2(211)及运算处理装置输出端子2(231)，分配ETPU2信号作为对相同的传感器的运算处理装置内部的信号，所述运算处理装置200以利用从运算处理装置输入端子2(211)输入的信号在软件处理部300进行运算处理，并且将从运算处理装置输入端子2(211)输入的信号从运算处理装置输出端子2(231)输出的方式构成。
换句话说，凸轮角传感器(传感器)有多个，运算处理装置(200)具有供从各凸轮角传感器输出的传感器信号分配的运算处理装置输入端子1、2(210、211：输入端口)以及运算处理装置输出端子1、2(230、231：输出端口)对。各运算处理装置输出端子1、2(230、231)被信号线连接于1个连接点P。
详细地说，ECU(100：车辆控制装置)具备与作为传感器的凸轮角传感器及曲轴旋转角传感器相同数目的作为输入端子的凸轮角传感器输入信号A端子110、凸轮角传感器输入信号B端子111、以及曲轴旋转角传感器输入信号端子120。另外，ECU(100)具备与相同种类的多个传感器(凸轮角传感器)对应的1个凸轮角输出信号端子(130：输出端子)。凸轮角输出信号端子(130)与连接点P电连接。
由此，能够从一个输出端子输出多个传感器信号。
另外，ECU(100：车辆控制装置)具备被配置于点P与凸轮角输出信号端子(130：输出端子)之间，并根据从连接点P输入的信号生成输出信号的驱动器IC400(电路)。
通过形成这样的构成，能够不受软件处理部300的影响，抑制时间延迟地将被输入运算处理装置200的凸轮角传感器信号输出。在这里，位于运算处理装置输出端子1(230)近前的运算处理装置输出信号1输出ON/OFF开关250通过软件处理部内的切换处理301进行控制。运算处理装置输出信号1输出ON/OFF开关250的ON/OFF，意味着运算处理装置输出端子1(230)的输出端口的ON/OFF。
ON时，来自运算处理装置输入端子1(210)的信号从运算处理装置输出端子1(230)输出，OFF时，来自运算处理装置输出端子1(230)的输出被控制为高阻抗。与此相同，运算处理装置输出信号2输出ON/OFF开关251的ON/OFF，意味着运算处理装置输出端子2(231)的输出端口的ON/OFF。
换句话说，ECU(100：车辆控制装置)具备分别配置于成对的运算处理装置输入端子1、2(210、211：输入端口)与运算处理装置输出端子1、2(230、231：输出端口)之间的运算处理装置输出信号1、2输出ON/OFF开关(250、251：开关)。运算处理装置(200)择一地使运算处理装置输出信号1、2输出ON/OFF开关(250、251)导通(切换处理301)。
由此，可以不在ECU内部另行设置开关电路，从多个传感器输入信号中输出任意一个传感器输出信号。
也就是说，能够利用这些输出端口的ON/OFF功能，选择凸轮角传感器A和凸轮角传感器B的任意一个信号加以输出。
另外，从运算处理装置输出端子1(230)输出的信号经由电阻430被输入到驱动器IC输出控制端子1(410)，同样，从运算处理装置输出端子2(231)输出的信号经由电阻431被输入到驱动器IC输出控制端子1(410)。
通过这样配置电阻，即使是从运算处理装置输出端子1(230)输出的信号与从运算处理装置输出端子2(231)输出的信号的极性颠倒了，也能够预防由于信号的冲击而运算处理装置200承受损坏。
当然，即使只安装电阻430与电阻431中的一个，也能够得到同样的效果。换句话说，ECU(100：车辆控制装置)具备在各运算処理装置输出端子1、2(230、231：输出端口)与连接点P之间的至少在一处配置的电阻(430、431)。
由此，从运算处理装置(200)同时输出多个传感器输出信号，即使在这些输出信号的极性不一致的情况下，也能避免因信号的冲击而运算处理装置(200)承受损坏。
另外，也可以不安装电阻430和电阻431两者，而在软件处理部内的切换处理301中以运算处理装置输出端子1(230)输出的信号与运算处理装置输出端子2(231)输出的信号不冲突的方式进行控制。是否配置这些电阻，最好是根据凸轮角传感器信号的输出与曲柄旋转角度传感器信号的输出的偏差允许达到什么程度进行选择。
此外，本发明不限于上述实施方式，而是还包含各种变形例。例如，上述实施方式为了容易理解地说明本发明而进行了详细说明，并不限于具备所说明的全部构成的方式。另外，可以将某一实施方式的构成的一部分置换为其他实施方式的构成，也可以在某一实施方式的构成中加入其他实施方式的构成。另外，对于各实施方式的构成的一部分，可以进行其他构成的增加、删减、置換。
在上述实施方式中，运算处理装置200作为一个例子由CPU等处理器、存储器等存储装置、输入输出装置等构成。
另外，上述各构成、功能等，其一部分或全部，也可以利用例如集成电路借助于设计等方法以硬件实现。另外，上述各构成、功能等，也可以通过处理器解释、执行实现各功能的程序，以软件方式实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息，可以放在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
此外，本发明的实施方式也可以是以下所述的方式。
(1)一种车辆控制装置，与相同的传感器相对的信号被分配至运算处理装置的输入端口及输出端口，所述运算处理装置以利用从所述输入端口输入的信号进行运算处理，并从所述输出端口输出所述信号的的方式构成。
(2)如(1)记载的车辆控制装置，在所述运算处理装置上，连接有多个传感器，与各传感器相对的信号针对输入端口、输出端口对分别进行分配，在所述运算処理装置连接有信号线，所述信号线的一端侧分别被连接在所述各传感器的信号被分配的输出端口上，并在另一端接线。
(3)如(2)记载的车辆控制装置，在所述各信号线上，在所述各输出端口与所述接线处之间配置电阻。
(4)如(2)记载的车辆控制装置，在所述运算处理装置中，在每一对所述输入端口、输出端口具备使来自相同的传感器的信号被分配的所述输入端口与输出端口之间开闭的开关，通过交替切换上述开关的开闭状态，将来自所述多个传感器的信号在所述信号线的所述另一端作为一个信号取出。
符号说明
100…ECU
110…凸轮角传感器输入信号A端子
111…凸轮角传感器输入信号B端子
120…曲轴旋转角传感器输入信号端子
130…凸轮角输出信号端子
140…曲轴旋转角输出信号端子
200…运算处理装置
210…运算处理装置输入端子1
211…运算处理装置输入端子2
220…运算处理装置输入端子3
230…运算处理装置输出端子1
231…运算处理装置输出端子2
240…运算处理装置输出端子3
250…运算处理装置输出信号1输出ON/OFF开关
251…运算处理装置输出信号2输出ON/OFF开关
300…运算处理装置内的软件处理部
301…软件处理部内的切换处理
400…驱动器IC
410…驱动器IC输出控制端子1
420…驱动器IC输出控制端子2
430、431…电阻
435…驱动器IC输出端子1
440…驱动器IC输出端子2。

Claims (6)

1.一种车辆控制装置，其特征在于，
具备运算处理装置，该运算处理装置具有供传感器信号分配的一对的输入端口以及输出端口，该传感器信号表示从一个传感器输出的信号，
所述运算处理装置利用从所述输入端口输入的所述传感器信号进行运算处理，并且从所述输出端口输出所述传感器信号。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述传感器有多个，
所述运算处理装置具有供从各所述传感器输出的所述传感器信号分配的所述输入端口以及所述输出端口的对，
各所述输出端口用信号线连接于一个连接点。
3.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，
具备被配置于各所述输出端口与所述连接点之间的至少一处的电阻。
4.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，
具备在成对的所述输入端口与所述输出端口之间分别配置的开关，
所述运算处理装置使所述开关择一地导通。
5.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，
具备与所述传感器相同数目的输入端子；以及
与相同种类的多个所述传感器对应的1个输出端子，
所述输出端子与所述连接点电连接。
6.根据权利要求5所述的车辆控制装置，其特征在于，
具备配置于所述连接点与所述输出端子之间，并根据从所述连接点输入的信号生成输出信号的电路。
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