JP2005256761A - 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】 ＥＣＵ２０の電源ラインに介装されるリレー３２のオン・オフを、イグニッションキースイッチ３６の信号で制御されるトランジスタＴｒ１と、ＣＰＵ３４の信号で制御されるトランジスタＴｒ２とで制御する。イグニッションキースイッチ３６のオフ後も、ＣＰＵ３４によるトランジスタＴｒ２のオン制御によって電源供給を継続させ、かつ、遮断回路３５ａ，３５ｂによって診断に不要な回路Ａ，Ｂへの通電を遮断する。診断終了後は、トランジスタＴｒ２をオフして、電源供給を自己遮断する。
【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、電子制御装置における消費電力が多くなると、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、イグニッションスイッチのオン信号と電子制御装置内部の保持信号とに基づいて電子制御装置へのバッテリ電源の供給を行なう電源保持回路と、電子制御装置内部の遮断信号に基づいて、電子制御装置に含まれる前記検出・診断に不要な回路への通電を停止する通電遮断回路とを設ける構成とした。

かかる構成によると、電源保持回路は、イグニッションスイッチのオン信号と電子制御装置内部の保持信号とに基づいてバッテリ電源の供給を行なうから、イグニッションスイッチのオフ後も前記保持信号に基づいてバッテリ電源の供給を継続させ、また、任意のタイミングで電源供給を遮断させることができる一方、前記電源保持回路を介してバッテリ電源が供給されている状態で、通電遮断回路へ遮断信号を出力することで、エンジン停止後の検出・診断に不要な回路への通電を遮断できる。

従って、電子制御装置へのバッテリ電源の供給を、イグニッションスイッチのオフ（エンジン停止）から限定される期間だけ継続させることができ、かつ、前記電源供給を継続させる期間内において、不要回路への通電を停止させて消費電力を抑制できる。
請求項２記載の発明では、イグニッションスイッチのオフ後も、電源保持回路への保持信号の出力によって電子制御装置へのバッテリ電源の供給を継続させ、エンジン停止後の車両状態の検出・診断が終了したときに、電源保持回路への保持信号の出力を停止して、電子制御装置へのバッテリ電源の供給を遮断する構成とした。

かかる構成によると、電子制御装置へのバッテリ電源の供給を、イグニッションスイッチのオフ（エンジン停止）後から車両状態の検出・診断が終了するまでの期間だけ継続させた後、電源供給を遮断し、かつ、前記電源供給を継続させる期間内において、検出・診断に不要な回路への通電を停止させて消費電力を抑制する。
請求項３記載の発明では、前記電源保持回路が、電子制御装置とバッテリとの間の電源ラインに介装される電源ライン用スイッチング手段と、該電源ライン用スイッチング手段のオン・オフを制御する、並列に設けられる２つの電源制御用スイッチング手段とを含んで構成され、前記２つの電源制御用スイッチング手段の一方が前記イグニッションスイッチのオン信号によってオンし、及び／又は、他方が前記電子制御装置内部の保持信号によってオンすることで、前記電源ライン用スイッチング手段をオンする構成とした。

かかる構成によると、イグニッションスイッチがオンされるか、及び／又は、電子制御装置内部で保持信号が出力されると、電源ライン用スイッチング手段がオンして電子制御装置にバッテリ電源が供給されるから、イグニッションスイッチのオンに連動してバッテリ電源の供給が開始される一方、予め保持信号を出力させておくことで、イグニッションスイッチがオフされてもバッテリ電源の供給を継続させることができ、また、任意のタイミングで保持信号の出力を停止させれば、バッテリ電源の供給を自己遮断できる。

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の第１実施形態を示す回路ブロック図である。
図２において、前記ＥＣＵ２０の電源としてのバッテリ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。

前記バッテリ３１と前記ＥＣＵ２０との間の電源ラインにはリレー３２が介装され、前記ＥＣＵ２０に含まれるＣＰＵ３４やその他の各種回路Ａ〜Ｃには、バッテリ電源が直接或いは内部電源回路３３を介して供給される。
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、ＣＰＵ３４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３５ａ，３５ｂが介装されている。
前記通電遮断回路３５ａ，３５ｂは、例えばトランジスタなどのスイッチング手段で構成され、前記ＣＰＵ３４からの制御信号（遮断信号）によってオン・オフ制御される。
一方、前記リレー３２の電磁コイル３２ａへの通電をオン・オフする回路として、２つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が並列に接続される回路が、前記電磁コイル３２ａに対して直列に接続されている。

尚、上記リレー３２及びトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が、本実施形態における電源保持回路を構成する。
前記トランジスタＴｒ１は、イグニッションキースイッチ３６がオンされると、ベースにバッテリ電源が供給されてオンするよう構成され、前記トランジスタＴｒ２は、前記ＣＰＵ３４からの保持信号（ハイ信号）がベースに入力されることでオンするよう構成される。

ここで、前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のうちの少なくとも一方がオンすると、前記電磁コイル３２ａに通電されてリレー３２がオンし、バッテリ電源がＥＣＵ２０に供給される。
従って、イグニッションキースイッチ３６がオンされ、該オン信号によってトランジスタＴｒ１がオンすると、バッテリ電源がリレー３２を介してＥＣＵ２０に供給されるようになって、ＣＰＵ３４が動作できるようになり、この状態で前記ＣＰＵ３４がトランジスタＴｒ２をオンさせる保持信号を出力しておけば、その後、イグニッションキースイッチ３６がオフされてトランジスタＴｒ１がオフしても、トランジスタＴｒ２がオンであることから、リレー３２のオン状態が保持され、ＥＣＵ２０へのバッテリ電源の供給を継続させることができる。

更に、上記のイグニッションキースイッチ３６のオフ後に電源供給を継続させている状態で、ＣＰＵ３４がトランジスタＴｒ２をオフすれば（保持信号の出力を停止させれば）、リレー３２がオフされ、ＥＣＵ２０がバッテリ電源の供給を自己遮断できる。
本実施形態では、上記のＥＣＵ２０への電源供給制御機能及び一部回路（回路Ａ，Ｂ）に対する通電遮断機能を用いて、図３のフローチャートに示すようにして、機関１の停止後のリーク診断を行なうようになっている。

図３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がオンされると（ステップＳ１）、ＥＣＵ２０へのバッテリ電源の供給が開始される（ステップＳ２）。
ＥＣＵ２０へのバッテリ電源の供給が開始され、ＣＰＵ３４が動作を開始すると、ＣＰＵ３４は、前記トランジスタＴｒ２をオンさせる保持信号の出力を開始する〈ステップＳ３〉。

尚、イグニッションキースイッチ３６のオン状態では、前記ＣＰＵ３４は、前記通電遮断回路３５ａ，３５ｂへの遮断信号の出力を行なわずに、前記回路Ａ，Ｂを含む全回路への通電が行なわれるようにする。
一方、イグニッションキースイッチ３６のオン状態において、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Ｓ４）。

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Ｓ５）、前記ＣＰＵ３４は、前記通電遮断回路３５ａ，３５ｂ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Ｓ６）。
これにより、リーク診断に用いるＣＰＵ３４及び回路Ｃへの通電を継続させる一方、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。

ここで、イグニッションキースイッチ３６がオフされても、予めＣＰＵ３４によってトランジスタＴｒ２がオンされていて、ＥＣＵ２０に対するバッテリ電源の供給が継続されるので、前記通電遮断回路３５ａ，３５ｂの制御が可能となる。
そして、ＣＰＵ３４及び回路Ｃを用いたリーク診断を実行する（ステップＳ７）。
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。

但し、前記リーク診断は、機関停止後から所定の待機時間が経過してから行なわれる構成であっても良いし、機関停止直後に実行される構成であっても良く、待機時間の経過を実行条件とする場合には、ＣＰＵ３４によって待機時間の経過が検出されることになる。
前記リーク診断が終了すると、ＣＰＵ３４は前記トランジスタＴｒ２への保持信号（オン制御信号）の出力を停止させ、前記トランジスタＴｒ２をオフさせる（ステップＳ８）。

すると、イグニッションキースイッチ３６のオフによってトランジスタＴｒ１もオフしているので、電磁コイル３２ａへの通電が遮断されてリレー３２がオフし、ＥＣＵ２０へのバッテリ電源の供給が停止される（ステップＳ９）。
従って、リーク診断終了後に、バッテリの電力がＥＣＵ２０で消費されることがなく、イグニッションキースイッチ３６のオフの間（機関停止中）においてＥＣＵ２０がバッテリの電力を消費するのが、リーク診断期間中に限定されることになる。

上記のように、本実施形態によると、イグニッションキースイッチ３６のオフ後に、ＥＣＵ２０に含まれる回路のうち、リーク診断（車両状態の検出・診断）の実行に必要なＣＰＵ３４及び回路Ｃへの電源供給のみを継続させ、不要な回路Ａ，Ｂへの通電を遮断するので、機関停止後のリーク診断期間におけるＥＣＵ２０の消費電力を抑制でき、かつ、リーク診断の終了後は、ＥＣＵ２０への電源供給を遮断する（図４参照）。

従って、イグニッションキースイッチ３６がオフされている間（機関が停止している間）におけるバッテリの消耗を抑制でき、次回のスタータによる機関始動を良好に行なわせることができる。
更に、ＣＰＵ３４がＥＣＵ２０への電源供給を自己遮断しても、次にイグニッションキースイッチ３６がオンされれば、ＥＣＵ２０への電源供給を再開させることができ、容易に再起動させることができる。

ところで、図２に示す第１実施形態ではリレー３２を用いたが、図５に示す第２実施形態のように、リレー３２の代わりに、ＥＣＵ２０に内蔵されるトランジスタＴｒ３によって、バッテリ電源のＥＣＵ２０に対する供給を制御する構成とし、かつ、トランジスタＴｒ３のオン・オフを、前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２で制御する構成とすることができる。

即ち、第２の実施形態においても、前記トランジスタＴｒ１は、イグニッションキースイッチ３６がオンされると、ベースにバッテリ電源が供給されてオンするよう構成され、前記トランジスタＴｒ２は、前記ＣＰＵ３４からの保持信号（ハイ信号）がベースに入力されることでオンする。
前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の並列回路は、前記トランジスタＴｒ３のベースの接地回路に直列に接続され、前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の少なくとも一方がオンすると、前記トランジスタＴｒ３のベースが低電位となってトランジスタＴｒ３がオンし、トランジスタＴｒ３のコレクタ側に接続されるＣＰＵ３４及び回路Ａ〜Ｃにバッテリ電源が供給される。

従って、第２の実施形態においても、前記トランジスタＴｒ２のオン制御によって、イグニッションキースイッチ３６のオフ後もバッテリ電源の供給を継続させることができ、また、リーク診断の終了後に前記トランジスタＴｒ２をオフすることで、ＥＣＵ２０へのバッテリ電源の供給を自己遮断できる。
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３記載の車両用電子制御装置において、
前記電源ライン用スイッチング手段がリレーであって、前記２つの電源制御用スイッチング手段が２つのトランジスタで構成され、前記２つのトランジスタの少なくとも一方がオンしたときに、前記リレーの電磁コイルに通電されるよう構成し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、イグニッションスイッチがオンされるか、及び／又は、電子制御装置内部で保持信号が出力されると、リレーの電磁コイルへの通電を制御するトランジスタがオンしてリレーがオンし、電子制御装置にバッテリ電源が供給される。
（ロ）請求項３記載の車両用電子制御装置において、
前記電源ライン用スイッチング手段及び前記２つの電源制御用スイッチング手段がそれぞれトランジスタで構成され、電源制御用トランジスタの少なくとも一方がオンしたときに、前記電源ライン用トランジスタがオンするよう構成したことを特徴とする車両電子制御装置。

かかる構成によると、イグニッションスイッチがオンされるか、及び／又は、電子制御装置内部で保持信号が出力されると、電源ライン用トランジスタのオン・オフを制御する電源制御用トランジスタがオンして、電源ライン用トランジスタがオンし、電子制御装置にバッテリ電源が供給される。

実施形態における内燃機関のシステム構成図。 第１の実施形態におけるＥＣＵの回路ブロック図。 実施形態におけるリーク診断に伴う電源制御を示すフローチャート。 実施形態におけるイグニッションスイッチのオフ後の消費電流特性を示すタイムチャート。 第２の実施形態におけるＥＣＵの回路ブロック図。

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…リレー、３３…内部電源回路、３４…ＣＰＵ、３５ａ，３５ｂ…通電遮断回路、３６…イグニッションキースイッチ、Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３…トランジスタ、Ａ〜Ｃ…回路

Claims (3)

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、
   イグニッションスイッチのオン信号と前記電子制御装置内部の保持信号とに基づいて前記電子制御装置へのバッテリ電源の供給を行なう電源保持回路と、前記電子制御装置内部の遮断信号に基づいて、前記電子制御装置に含まれる前記検出・診断に不要な回路への通電を停止する通電遮断回路とを設けたことを特徴とする車両用電子制御装置。
2. イグニッションスイッチのオフ後も、前記電源保持回路への前記保持信号の出力によって前記電子制御装置へのバッテリ電源の供給を継続させ、前記エンジン停止後の車両状態の検出・診断が終了したときに、前記電源保持回路への前記保持信号の出力を停止して、前記電子制御装置へのバッテリ電源の供給を遮断す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. 前記電源保持回路が、前記電子制御装置と前記バッテリとの間の電源ラインに介装される電源ライン用スイッチング手段と、該電源ライン用スイッチング手段のオン・オフを制御する、並列に設けられる２つの電源制御用スイッチング手段とを含んで構成され、前記２つの電源制御用スイッチング手段の一方が前記イグニッションスイッチのオン信号によってオンし、及び／又は、他方が前記電子制御装置内部の保持信号によってオンすることで、前記電源ライン用スイッチング手段をオンす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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