JP2005256748A - 車両用電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蒸発燃料処理装置におけるリーク診断をエンジン停止中に行なわせるときに、消費電力を抑制して、再始動性の悪化を回避する。
【解決手段】 ＣＰＵ３２からの電圧選択信号に応じて内部電源回路３３から供給される電源電圧が切り換えられるよう構成し、リーク診断に用いるＣＰＵ３２及び回路Ｃに印加される電圧を、リーク診断以外では低下させるようにする。一方、リーク診断に不要な回路Ａ，Ｂへの通電は、通電遮断回路３４ａ，３４ｂによってエンジンが停止されている間において遮断する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用電子制御装置に関し、詳しくは、エンジン停止後に車両状態の検出・診断を行なう車両用電子制御装置に関する。

従来から、エンジン（内燃機関）の燃料を貯留する燃料タンクにて発生する燃料蒸気を、燃料蒸気管を介して捕集・処理する蒸発燃料処理装置において、前記燃料蒸気管におけるリークの有無を診断する装置が知られている（特許文献１参照）。
このものは、エンジン停止後に前記燃料蒸気管をバルブで閉鎖し、該閉鎖空間内にエアポンプで空気を供給して加圧したときのエアポンプの駆動負荷（空間内圧力）に基づいて、燃料蒸気管におけるリークの有無を診断する構成である。
特開２００３−０１３８１０号公報

ところで、上記のようにエンジン停止中にリーク診断を行なわせる場合、エンジン停止中（イグニッションスイッチのオフ後）も電子制御装置に電源が供給されるように構成する必要があるが、エンジン停止中は発電機が停止していてバッテリへの充電がなされないため、電子制御装置に通常動作時の電源電圧を供給し続けると、消費電力が多くバッテリが消耗し、次回のエンジン始動が困難になる惧れがあった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、消費電力を最小限に抑制しつつ、エンジン停止中における電子制御装置による検出・診断を行なわせることができる車両用電子制御装置を提供することを目的とする。

そのため請求項１記載の発明では、車両のバッテリを電源とし、エンジン停止後に車両状態の検出・診断を行なう車両用電子制御装置において、電子制御装置に含まれる前記検出・診断に用いる回路に印加される電源電圧を、エンジン停止後の動作要求に応じて可変に切り換える電源電圧可変手段を設ける構成とした。
かかる構成によると、エンジン停止後のバッテリ充電が行なわれない状態で、車両状態の検出・診断が行なわれるが、前記検出・診断に用いる回路に印加される電源電圧が、前記回路の動作要求（検出・診断の実行状態、待機状態）に応じて可変に切り換えられる。

従って、前記回路に印加される電源電圧として通常電圧が不要であるときに、電源電圧を低下させて、エンジン停止中における電子制御装置の消費電力を抑制することができる。
請求項２記載の発明では、前記電源電圧可変手段が、電子制御装置に含まれるＣＰＵからの電圧選択信号によって、少なくとも前記ＣＰＵを含む回路に印加される電源電圧を低下させる構成とした。

かかる構成によると、車両状態の検出・診断を行なうＣＰＵが、電源電圧の要求を判断して、ＣＰＵを含む回路に印加される電源電圧を低下させ、スタンバイ状態に切り換える。
従って、検出・診断を実行するか否かの判断に基づいて、ＣＰＵが自己の電源電圧を切り換え、検出・診断を行なわない状態において印加電圧の低いスタンバイ状態に移行することができ、エンジン停止中における電子制御装置（ＣＰＵ）の消費電力を抑制することができる。

請求項３記載の発明では、前記電源電圧可変手段が、車両状態の検出・診断の終了後に、電源電圧を低下させる構成とした。
かかる構成によると、車両状態の検出・診断が終了すると、その後は、電子制御装置の動作要求がなくなり、通常電圧を印加させる必要性がなくなるので、検出・診断が終了すると電源電圧を低下させる。

従って、通常電圧を印加した状態で車両状態の検出・診断を行なわせつつ、検出・診断が終了してからエンジンが再始動されるまでの間における消費電力を抑制することができる。
請求項４記載の発明では、前記車両状態の検出・診断がエンジン停止から所定時間経過後に開始される構成であって、前記電源電圧可変手段が、エンジン停止から前記所定時間が経過するまでの間において電源電圧を低下させ、前記所定時間が経過した時点で電源電圧を通常電圧にまで復帰させた後、車両状態の検出・診断の終了後に再度電源電圧を低下させる構成とした。

かかる構成によると、エンジン停止後から車両状態の検出・診断を開始するまでは、電源電圧を低下させ、車両状態の検出・診断を行なうときには電源電圧を通常電圧に戻し、車両状態の検出・診断が終了すると、再度電源電圧を低下させる。
従って、エンジン停止後から車両状態の検出・診断を開始するまでの時間が長くなっても、その間に電力が無用に消費されてしまうことを回避でき、更に、車両状態の検出・診断が終了してからエンジンが再始動されるまでの間における消費電力を抑制できる。

図１は、実施形態における内燃機関のシステム構成図である。
この図１において、内燃機関（エンジン）１は、図示省略した車両に搭載されるガソリン機関である。
前記内燃機関１の吸気系には、スロットル弁２が設けられていて、これにより機関１の吸入空気量が制御される。

また、スロットル弁２下流の吸気管３のマニホールド部には、気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が設けられている。
前記燃料噴射弁４は、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）２０から、機関回転に同期して出力される噴射パルス信号により開弁して燃料噴射を行い、噴射された燃料は機関１の燃焼室内で燃焼する。

また、内燃機関１には、蒸発燃料処理装置が設けられている。
前記蒸発燃料処理装置は、燃料タンク５において発生した蒸発燃料を、蒸発燃料導入通路６を介してキャニスタ７に吸着捕集させ、該キャニスタ７に吸着捕集された蒸発燃料を機関１に供給して燃焼させるものである。
前記キャニスタ７は、容器内に活性炭などの吸着材８を充填したものである。

また、前記キャニスタ７には、新気導入口９が形成されると共に、パージ通路１０が導出されている。
前記パージ通路１０は、常閉型のパージ制御弁１１を介して、スロットル弁２下流の吸気管３に接続されている。
前記パージ制御弁１１は、前記ＥＣＵ２０から出力されるパージ制御信号により開弁するようになっている。

機関１の運転中に所定のパージ許可条件が成立すると、パージ制御弁１１が開制御され、これによって機関１の吸入負圧がキャニスタ７に作用する結果、新気導入口９から導入される新気によってキャニスタ７に吸着されていた蒸発燃料が脱離される。
そして、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１０を通って吸気管３内に吸入され、その後、機関１の燃焼室内で燃焼処理される。

本実施形態における電子制御装置に相当する前記ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号が入力される。
前記各種センサとしては、機関１の回転に同期してクランク角信号を出力するクランク角センサ２１、機関１の吸入空気量を計測するエアフローメータ２２、車速を検出する車速センサ２３、燃料タンク内５の圧力を検出する圧力センサ２４、燃料タンク５内の燃料残量を検出するタンク残量センサ（燃料計）２５が設けられている。

ここで、前記ＥＣＵ２０は、前記蒸発燃料処理装置におけるエバポパージラインのリーク診断を機関１の停止後に行なうようになっている。
前記リーク診断のために、前記新気導入口９を開閉する常開型電磁弁であるドレインカットバルブ１２が設けられると共に、蒸発燃料導入通路６内に空気を送り込んで加圧するためのエアポンプ１３が設けられている。

尚、エアポンプ１３によってエバポパージラインを減圧してリーク診断を行なわせる構成であっても良い。また、機関停止直前までに高められた燃料蒸気圧が機関停止後に減圧する過程に基づいてリーク診断する構成でも良い。
前記エアポンプ１３の吐出口と前記蒸発燃料導入通路６とは、空気供給管１４を介して接続され、前記空気供給管１４の途中には、チェックバルブ１５が介装される。

また、前記エアポンプ１３の吸い込み口側には、エアクリーナ１７が設けられている。
前記ＥＣＵ２０は、機関停止後に所定の診断条件が成立すると、前記パージ制御弁１１及びドレインカットバルブ１２を閉制御することで、燃料タンク５，蒸発燃料導入通路６，キャニスタ７，パージ制御弁１１下流のパージ通路１０を閉鎖空間とする。
次いで、前記閉鎖空間に対してエアポンプ１３で空気を供給することで加圧し、該加圧時におけるタンク内圧（又はポンプ駆動負荷）を検出し、該検出結果に基づいて前記閉鎖空間におけるリークの有無を診断する。

尚、加圧時の圧力変化及び／又は閉鎖空間を加圧した後の圧力漏れからリークの有無を診断する構成であっても良く、リーク診断の詳細を上記構成に限定するものではない。
図２は、前記ＥＣＵ２０の構成を示す回路ブロック図である。
前記ＥＣＵ２０は、車両に搭載されるバッテリ３１を電源として作動する。
前記バッテリ３１は、内燃機関１によって駆動されるオルタネータ（図示省略）によって充電される。

前記ＥＣＵ２０に含まれるＣＰＵ３２及び回路Ｂ，Ｃには、内部電源回路３３を介して電源が供給され、回路Ａにはバッテリ電源が直接供給される。
図示した回路Ａ〜Ｃのうち、回路Ａ，Ｂは前記リーク診断に不要な回路であるのに対し、回路Ｃは例えば圧力センサ２４で検出される燃料タンク内５の圧力をモニタするための回路などの、ＣＰＵ３２と共にリーク診断に必要とされる回路である。

ここで、前記回路Ａ及び回路Ｂの電源ラインには、回路Ａ，Ｂに対する電源供給を遮断するための通電遮断回路３４ａ，３４ｂが介装されている。
前記通電遮断回路３４ａ，３４ｂは、前記ＣＰＵ３２から遮断制御信号（ハイレベル信号）が出力されると、回路Ａ，Ｂの電源ラインを遮断して、回路Ａ，Ｂに対する通電を停止する。

前記ＣＰＵ３２には、イグニッションキースイッチ３５の信号が入力されるようになっており、イグニッションキースイッチ３５がオフされ機関１が停止すると、前記通電遮断回路３４ａ，３４ｂを制御して前記回路Ａ，Ｂに対する電源供給を遮断する。
即ち、機関１の停止後に、リーク診断（車両状態の検出・診断）を行なうが、前記リーク診断においては、回路Ａ，Ｂを使用しないので、ＥＣＵ２０を構成する回路のうち前記回路Ａ，Ｂへの電源供給を停止することで、無用な電力消費を抑え、機関１の停止中におけるバッテリ３１の消耗を回避する。

更に、前記ＣＰＵ３２は、前記内部電源回路３３から供給される電源電圧を切り換える電圧選択信号を前記内部電源回路３３に対して出力し、前記内部電源回路３３は、前記電圧選択信号に応じて出力電圧を２段階に可変する。
図３は、前記内部電源回路３３の構成を示す図である。
尚、本実施形態において、前記内部電源回路３３が電源電圧可変手段を構成する。

図３において、バッテリ３１に対して直列にトタンジスタＴＲ２，抵抗Ｒ０，抵抗Ｒ１がこの順に接続され、前記トタンジスタＴＲ２と抵抗Ｒ０との間の電圧ＶＯが出力として取り出されるようになっている。
前記抵抗Ｒ１と並列に、抵抗Ｒ２とトランジスタＴＲ１との直列回路が接続され、前記トランジスタＴＲ１のベースにＣＰＵ３２からの電圧選択信号が入力されるようになっている。

電源電圧として通常電圧（例えば５Ｖ）を選択する場合に前記電圧選択信号がハイレベル信号として出力され、これにより前記トランジスタＴＲ１がオンする。
一方、電源電圧として前記通常電圧よるも低い低電圧（例えば３Ｖ）を選択する場合に前記電圧選択信号がローレベル信号として出力され、これにより前記トランジスタＴＲ１がオフされる。

また、前記抵抗Ｒ０と抵抗Ｒ１，Ｒ２との間の電圧が比較器３８に出力され、該比較器３８において基準電源３９からの基準電圧ＶＲＥＦと比較され、該比較結果に応じて比較器３８の出力レベルが変化するよう構成される。
前記比較器３８の出力は、前記トランジスタＴＲ２のベースに出力されるようになっており、前記電圧選択信号に応じた前記トランジスタＴＲ１のオン・オフにより、比較器３８に入力される電圧が変化することで、トランジスタＴＲ２のエミッタ・コレクタ間に流れる電流が変化する。

そして、通常電圧を選択する電圧選択信号がＣＰＵ３２から出力されると、出力電圧ＶＯが５Ｖになり、低電圧を選択する電圧選択信号がＣＰＵ３２から出力されると、出力電圧ＶＯが３Ｖになるよう構成されている。
ここで、前記ＣＰＵ３２は、図４のフローチャートに示すようにして、通電遮断回路３４ａ，３４ｂ及び電圧選択信号の出力を制御する。

まず、エンジンの始動動作に伴ってイグニッションキースイッチ３５がオンされると（ステップＳ１）、前記内部電源回路３３に対して通常電圧（５Ｖ）を選択する電圧選択信号（ハイレベル信号）を出力して、内部電源回路３３を介してＣＰＵ３２及び回路Ｂ，Ｃに供給される電源電圧を通常電圧（５Ｖ）に切り換えると共に、前記通電遮断回路３４ａ，３４ｂによる回路Ａ，Ｂへの通電遮断を解除する。

これにより、ＥＣＵ２０のＣＰＵ３２を含む全ての回路に対して、通常の電源電圧が供給される状態になる。
通常電圧の供給が開始されると、前記ＥＣＵ２０は、前記燃料噴射弁４の開弁駆動制御や、パージ制御弁１１の開度によるパージ制御などの通常制御動作を行なう（ステップＳ３）。

次いで、イグニッションキースイッチ３６がオフされると（ステップＳ４）、前記ＣＰＵ３２は、前記通電遮断回路３４ａ，３４ｂへ遮断信号を出力して前記回路Ａ，Ｂへの通電を遮断する（ステップＳ５）。
これにより、リーク診断に用いるＣＰＵ３２及び回路Ｃには、通常電圧が継続して供給される一方、リーク診断に不要な回路Ａ，Ｂへの通電が遮断されることになる。

そして、ＣＰＵ３２及び回路Ｃを用いたリーク診断（車両状態の検出・診断）を実行する（ステップＳ６）。
前記リーク診断の実行中は、不要な回路Ａ，Ｂへの通電が遮断されていることから、リーク診断中における消費電力を抑制できる。
前記リーク診断は、前記パージ制御弁１１及びドレインカットバルブ１２を閉制御することで、燃料タンク５，蒸発燃料導入通路６，キャニスタ７，パージ制御弁１１下流のパージ通路１０を閉鎖空間とした後、該閉鎖空間に対してエアポンプ１３で空気を供給することで加圧し、該加圧時及び／又は加圧停止後にタンク内圧（又はポンプ駆動負荷）を周期的に検出して行われる。

リーク診断が終了すると、前記ＣＰＵ３２は、前記内部電源回路３３に対して通常電圧よりも低い低電圧（３Ｖ）を選択する電圧選択信号（ローレベル信号）を出力して、内部電源回路３３を介してＣＰＵ３２及び回路Ｃに供給される電源電圧を低電圧（３Ｖ）に切り換え、スタンバイ状態に移行する。
前記低電圧によるスタンバイ状態は、イグニッションキースイッチ３６がオンされるまで継続されることになり、前記ＣＰＵ３２の消費電流は電源電圧の減少と共に低下するから、リーク診断終了後も通常電圧を印加させる場合に比べ、リーク診断終了後からイグニッションキースイッチ３６がオンされるまで（エンジンが再始動されるまで）の消費電力を低下させることができる（図５参照）。

尚、図５において、リーク診断中の消費電流が通常制御動作時に比べて低下しているが、これは、回路Ａ，Ｂへの通電を遮断したためである。
ところで、前記リーク診断はタンク内圧力に基づいて行なわれるため、エンジン停止直後の燃料タンク５内で多量の燃料蒸気が発生する状態では、診断精度が低下する可能性があり、診断（加圧処理及び圧力検出）を、エンジン停止から所定時間が経過し、前記燃料蒸気の影響を受けなくなってから行なわせることが要求される場合がある。

上記のように、エンジン停止からリーク診断の開始までに待機時間を設ける場合には、図６のフローチャートに示すようにして、通電遮断回路３４ａ，３４ｂ及び電圧選択信号の出力を制御する。
図６のフローチャートにおいて、イグニッションキースイッチ３６がオンされてからオフされるまでの処理を示すステップＳ１１〜ステップＳ１４は、前記図４のフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ４と同様な処理を行なうので説明を省略し、イグニッションキースイッチ３６がオフされてからの処理を示すステップＳ１５以降から説明する。

イグニッションキースイッチ３６がオフされると、前記ＣＰＵ３２は、前記通電遮断回路３４ａ，３４ｂへ遮断信号を出力して前記回路Ａ，Ｂへの通電を遮断する（ステップＳ１５）。
また、前記ＣＰＵ３２は、前記内部電源回路３３に対して通常電圧よりも低い低電圧（３Ｖ）を選択する電圧選択信号（ローレベル信号）を出力して、内部電源回路３３を介してＣＰＵ３２及び回路Ｃに供給される電源電圧を低電圧（３Ｖ）に切り換え、スタンバイ状態に移行する（ステップＳ１６）。

そして、イグニッションキースイッチ３６のオフ後（エンジン停止後）からリーク診断を実行するまでの待機時間が経過するまでは、前記低電圧状態（スタンバイ状態）を継続させる（ステップＳ１７）。
尚、前記待機時間は、図示省略したタイマー回路等によって計測される。
従って、イグニッションキースイッチ３６のオフ後（エンジン停止後）からリーク診断が実行されるまでの間に無用に電力が消費されることが回避される（図７参照）。

前記待機時間が経過しリーク診断を開始する場合には、まず、前記内部電源回路３３に対して通常電圧（５Ｖ）を選択する電圧選択信号（ハイレベル信号）を出力して、内部電源回路３３を介してＣＰＵ３２及び回路Ｃに供給される電源電圧を通常電圧（５Ｖ）に切り換える（ステップＳ１８）。
電源電圧が通常電圧に切り換えられるとリーク診断を実行する（ステップＳ１９）。

リーク診断が終了すると、前記内部電源回路３３に対して通常電圧よりも低い低電圧（３Ｖ）を選択する電圧選択信号（ローレベル信号）を再度出力して、内部電源回路３３を介してＣＰＵ３２及び回路Ｃに供給される電源電圧を低電圧（３Ｖ）に切り換え、スタンバイ状態に移行する（ステップＳ２０）。
尚、上記実施形態では、機関１の停止後に行なう車両状態の検出・診断を、エバポパージラインのリーク診断としたが、リーク診断に限定されるものではないことは明らかである。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両用電子制御装置において、
前記電源電圧可変手段が、前記エンジンの始動動作に伴って、前記検出・診断に用いる回路に印加される電源電圧を通常電圧に復帰させることを特徴とする車両用電子制御装置。

かかる構成によると、エンジン停止中の消費電力を印加電圧の低下によって抑制しつつ、始動制御及び通常制御を通常電源電圧の下で正常に行なわせることができる。
（ロ）請求項４記載の車両用電子制御装置において、
前記電源電圧可変手段が、イグニッションスイッチのオフに伴って内部電源回路に対して電圧低下信号を出力することを特徴とする車両用電子制御装置。

かかる構成によると、エンジン停止に伴って内部電源回路から供給される電源電圧を低下させることで、通常制御動作に影響を与えることなくかつ速やかに電源電圧の低下を図り、この電源状態を低下させた状態のまま検出・診断を開始させるタイミングまで待機させ、開始タイミングになってから内部電源回路から供給される電源電圧を通常電圧に復帰させる。
（ハ）請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両用電子制御装置において、
前記車両状態の検出・診断に用いない回路への通電をエンジン停止に伴って遮断する通電遮断回路を設けたことを特徴とする車両用電子制御装置。

かかる構成によると、エンジン停止中は、車両状態の検出・診断に用いない回路への通電が停止される一方、前記検出・診断に用いる回路に印加される電源電圧を低下させることで、消費電力の低下が図られる。

実施形態における内燃機関のシステム構成図。 実施形態におけるＥＣＵの回路ブロック図。 実施形態における内部電源回路（電源電圧可変手段）の構成を示す回路図。 電源供給制御の第１実施形態を示すフローチャート。 前記第１実施形態の制御特性を示すタイムチャート。 電源供給制御の第２実施形態を示すフローチャート。 前記第２実施形態の制御特性を示すタイムチャート。

符号の説明

１…内燃機関、２…スロットル弁、３…吸気管、４…燃料噴射弁、５…燃料タンク、６…蒸発燃料導入通路、７…キャニスタ、８…吸着材、９…新気導入口、１０…パージ通路、１１…パージ制御弁、１２…ドレインカットバルブ、１３…エアポンプ、１４…空気供給管、１５…チェックバルブ、２０…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、２１…クランク角センサ、２２…エアフローメータ、２３…車速センサ、２４…圧力センサ、２５…タンク残量センサ、３１…バッテリ、３２…ＣＰＵ、３３…内部電源回路、３４ａ，３４ｂ…通電遮断回路、３５…イグニッションキースイッチ、Ａ〜Ｃ…回路

Claims (4)

1. 車両のバッテリを電源とする電子制御装置であって、エンジン停止後に車両状態の検出・診断を行なう車両用電子制御装置において、
   前記電子制御装置に含まれる前記検出・診断に用いる回路に印加される電源電圧を、エンジン停止後の動作要求に応じて可変に切り換える電源電圧可変手段を設けたことを特徴とする車両用電子制御装置。
2. 前記電源電圧可変手段が、前記電子制御装置に含まれるＣＰＵからの電圧選択信号によって、少なくとも前記ＣＰＵを含む回路に印加される電源電圧を低下させることを特徴とする請求項１記載の車両用電子制御装置。
3. 前記電源電圧可変手段が、前記車両状態の検出・診断の終了後に、電源電圧を低下させることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用電子制御装置。
4. 前記車両状態の検出・診断がエンジン停止から所定時間経過後に開始される構成であって、
   前記電源電圧可変手段が、エンジン停止から前記所定時間が経過するまでの間において電源電圧を低下させ、前記所定時間が経過した時点で電源電圧を通常電圧にまで復帰させた後、前記車両状態の検出・診断の終了後に再度電源電圧を低下させることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用電子制御装置。

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