JP2008057460A - エンジンコントロールユニット - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンコントロールユニットを構成するＡ／Ｄコンバータの異常、およびコンバータの電源異常を検出する。
【解決手段】エンジンコントロールユニット２において、車両に取り付けたセンサから受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１３と、前記Ａ／Ｄコンバータに電源電圧を供給するＡ／Ｄコンバータ用電源６と、指定したデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を前記Ａ／Ｄコンバータに供給するＤ／Ａコンバータ８と、前記Ｄ／Ａコンバータに電源電圧を供給するＤ／Ａコンバータ用電源７と、前記指定したデジタル信号と、該指定したデジタル信号をアナログ信号に変換する前記Ｄ／Ａコンバータの出力を更に変換する前記Ａ／Ｄコンバータの出力信号とを比較して、前記Ａ／Ｄコンバータあるいは前記電源の異常を判断する判断部３４を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンコントロールユニットにかかり、特に外部センサからの入力を処理するＡ／Ｄコンバータおよびコンバータ用電源の異常を検出する機能を備えたエンジンコントロールユニットに関するに関する。

図３は、従来のエンジンコントロールユニットおよびそれを取り巻く車両内部ブロックブロックを説明する図である。図３に示すように、車両１内には、エンジンコントロールユニット２およびその上位システム４、電源供給部３、アナログ信号を出力するセンサ等の外部機器１６、オンオフ信号を出力するセンサ等の外部機器２９、および外部車両機器２７を備える。エンジンコントロールユニット２は、マイコン１０、電源ＩＣ５、外部機器２７を駆動するドライバＩＣ２８を備える。また、マイコン１０は上位システム４、外部機器１６，２９、および外部車両機器２７と接続される。また、エンジンコントロールユニット内部通信のための通信ポート１１，１２，２１，２２を備え、通信ポート２４，２５，２６，３１，３２と接続する。

エンジンコントロールユニット２は、車両１の形態に応じて、エンジンルーム内、エンジン上、あるいは車室内等に配置される。マイコン１０内部に配置したＡ／Ｄコンバータ１３は、車両内の温度センサ、圧力センサ等のセンサ信号、あるいはイグニッション電圧、レギュレータ出力電圧等の外部機器１６からのアナログ信号を取り込んでＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換したデジタル値を通信ドライバ９を介して上位システム４に送信する。

また、マイコン１０のオン／オフ信号入力ポート２２は、クランク角センサ等のパルス信号の周波数あるいはデューティー比、ブレーキスイッチやギアスイッチ等のオン／オフ信号等の外部機器２３からのオンオフ信号（パルス信号）を取り込み、取り込んだ信号を通信ドライバ９を介して上位システム４に送信する。

マイコン１０は、パルス信号を出力ポート２１より出力し、ドライバＩＣ２８を駆動する。これにより、前記ドライバＩＣ２８を介して外部車両機器２７を制御することができる。また、マイコン１０は、外部機器１６，２９からの入力信号の異常をＡ／Ｄコンバータ１３あるいはパルス入力ポート２２を介して検出する。

また、ドライバＩＣ２８は、外部端子ショート等のユニット外部の異常をその出力部２９を介して検出する。異常を検出した場合は、検出フラグを通信ポート２５、１２を介してマイコン１０に送信する。

ここで、マイコン１０に入力される信号のうち、オンオフ信号あるいはパルス信号のような０／１判定できる信号の場合、異常が生じた場合に入力信号が０／１のいずれかに固定される等の異常が発生するため、判断部３３もしくは３４での異常の検出が可能である。しかし、外部機器１６からのアナログ信号を処理するＡ／Ｄコンバータ１３に異常が生じ、この異常なデジタル値が判断部３３あるいは３４に送信された場合、前記判断部は、入力されたデジタル値が外部機器１６からの正しい入力であるのか、あるいはＡ／Ｄコンバータ１３に異常が発生したのかを判別することはできない。したがって、このような場合には、Ａ／Ｄコンバータ１６を検査する検査回路が必要となる（特許文献１参照）。
特開平２−２４５９２２号公報

図２は、Ａ／Ｄコンバータを検査する検査回路の例を説明する図である。図において、１４はパルス信号出力ポートであり、上位システム４からの指示を受け、指示されたデューティ比のパルス信号Ｖｃｐｕを出力する。前記パルス信号Ｖｃｐｕはローパスフィルタ１５により平滑されてＡ／Ｄコンバータ１３のうちの１チャンネルに入力する。マイコン１０はＡ／Ｄコンバータ１３の出力値（デジタル値）を上位システム４に送信する。なお、Ａ／Ｄコンバータ１３のうちの他のチャンネルには外部機器１６からのアナログ信号が入力されている。

前記デューティ比に応じて、Ａ／Ｄコンバータ１３に入力される電圧は、

となり、Ａ／Ｄコンバータ１３から出力されるデジタル値は、

となる。ここで、Ｖ_Ａ／ＤはＡ／Ｄコンバータ１３に入力される電圧値、Ｖ_ＣＰＵはＡ／Ｄコンバータ１３に使用する電源６の電圧値、Dutyはデューティ比、DegはＡ／Ｄコンバータ１３から上位システム４へ転送されるデジタル値、bitsはＡ／Ｄコンバータ１３のビット数を表す。

これにより、上位システム４が指示したデューティ比を持つパルス信号の平均値（Ｖ_Ａ／Ｄ）と、Ａ／Ｄコンバータ１３からの出力デジタル値Ｄｅｇとを判断部３３あるいは３４により比較することにより、Ａ／Ｄコンバータ１３に異常があるか否かを検出することができる。

しかし、図２の装置では、指示されたデューティ比のパルス信号（検査用の信号）を出力する出力ポート１４の電源６と、前記出力ポート１４の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１３の電源６が同じである。このため、Ａ／Ｄコンバータ１３に入力される電源６に異常が生じても、Ａ／Ｄコンバータ１３からの出力値（Ｄｅｇ）と、上位システム４が指示したデューティ比のパルス信号の平均値（Ｖ_Ａ／Ｄ）は一致する。このため判断部３３および３４は、この回路系の異常を検出することができない。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、Ａ／Ｄコンバータの異常、およびコンバータの電源異常を検出することのできるエンジンコントロールユニットを提供するものである

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。

車両に取り付けたセンサから受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をもとにエンジンをコントロールするエンジンコントロールユニットにおいて、車両に取り付けたセンサから受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータに電源電圧を供給するＡ／Ｄコンバータ用電源と、指定したデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を前記Ａ／Ｄコンバータに供給するＤ／Ａコンバータと、前記Ｄ／Ａコンバータに電源電圧を供給するＤ／Ａコンバータ用電源と、前記指定したデジタル信号と、該指定したデジタル信号をアナログ信号に変換する前記Ｄ／Ａコンバータの出力を更に変換する前記Ａ／Ｄコンバータの出力信号とを比較して、前記Ａ／Ｄコンバータあるいは前記電源の異常を判断する判断部を備えた。

本発明は、以上の構成を備えるため、エンジンコントロールユニットを構成するＡ／Ｄコンバータの異常、およびコンバータの電源異常を検出することができる。

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかるエンジンコントロールユニットおよびそれを取り巻く車両内部ブロックを説明する図である。図１において、１３はＡ／Ｄコンバータであり、センサ等の外部機器１６からのアナログ信号およびローパスフィルタ１５からのアナログ信号（検査用のアナログ信号）をＡ／Ｄ変換する。６はＡ／Ｄコンバータ１３の電源、７はＤ／Ａコンバータ８の電源、１５はローパスフィルタであり、Ｄ／Ａコンバータ８の出力を平滑し、ノイズを抑制する。

このように、本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ１３とＤ／Ａコンバータ８にはそれぞれ別個の電源から電圧を供給する。

Ａ／Ｄコンバータ１３の検査に際しては、まず、上位システム４より、Ａ／Ｄコンバータ１３に入力したい検査電圧に相当するデジタル値を、通信ドライバ９を介してマイコン１０に送信する。マイコン１０は前記デジタル値を受信し、受信した信号を通信ポート１１，１２を介してＤ／Ａコンバータ８に送信する。Ｄ／Ａコンバータ８は、Ｄ／Ａコンバータ用電源７の電圧Ｖ_ｐｏｗを利用して前記マイコン１０より得たデジタル値をＤ／Ａ変換する。Ｄ／Ａコンバータの出力Ｖ_Ｄ／Ａは、ローパスフィルタ１５で平滑した後、Ａ／Ｄコンバータ１３にアナログ電圧値Ｖ_Ｄ／Ａとして入力する。
このアナログ電圧値Ｖ_Ｄ／Ａは、

となり、Ａ／Ｄコンバータ１３から出力されるデジタル値は、

となる。

ここで、Ｖ_Ｄ／ＡはＤ／Ａコンバータの出力（Ａ／Ｄコンバータ１３の入力値）、Ｖ_ＰＯＷはＤ／Ａコンバータ８用の電源７の電圧値、DeginはＤ／Ａコンバータ８の入力デジタル値、bits1はＤ／Ａコンバータ８のビット数、Ｖ_ＣＰＵはＡ／Ｄコンバータ１３用電源６の電圧値、bitsはＡ／Ｄコンバータ１３のビット数、DegはＡ／Ｄコンバータ１３から出力されるデジタル値を表す。

上位システム４は、上位システム４からＤ／Ａコンバータ８に出力したデジタル値Deginと、Ａ／Ｄコンバータ１３からの出力デジタル値Degとを比較し、比較結果が一致しない場合、Ａ／Ｄコンバータ１３に異常があると判定することができる。また、前記比較結果により、コンバータ用の電源６、７の異常を検出することができる。これにより、より信頼性の高い異常検出回路を得ることが可能となる。

このように、センサ等の外部機器１６からのアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１３の電源（Ａ／Ｄコンバータ用電源）６と、検査用のアナログ電圧を生成するＤ／Ａコンバータ８用の電源（Ｄ／Ａコンバータ用電源）７とを別電源としている。このため、Ａ／Ｄコンバータ１３の異常、並びにＡ／Ｄコンバータ用電源６およびＤ／Ａコンバータ用電源７のいずれかに発生した異常を検出することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、車両のエンジンルーム内等に搭載され、センサ等の外部機器からの信号を処理し、さらに外部の車両機器のそれぞれにその機器に応じた信号を出力して車両を制御するエンジンコントロールユニットにおいて、該エンジンコントロールユニットを構成するＡ／Ｄコンバータの入力チャンネルのうちの一つチャンネルに既知の電圧（検査用のアナログ電圧）を入力し、この入力電圧に対応したデジタル出力を確認することによって、Ａ／Ｄコンバータが正常に動作しているか否かを確認することができる。また、Ａ／Ｄコンバータのみの検査では検出できない、コンバータ用電源の電圧異常を検出することが可能となる。

実施形態にかかるエンジンコントロールユニットおよびそれを取り巻く車両内部ブロックを説明する図である。 Ａ／Ｄコンバータを検査する検査回路の例を説明する図である。 従来のエンジンコントロールユニットおよびそれを取り巻く車両内部ブロックを説明する図である。

符号の説明

１ 車両
２ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３ 電源供給部（バッテリ）
４ ＥＣＵの上位システム部
５ 電源ＩＣ
６ Ａ／Ｄコンバータ用電源
７ Ｄ／Ａコンバータ用電源
８ Ｄ／Ａコンバータ
９ 車両−ＥＣＵ間通信ドライバ
１０ マイコン
１１ ＥＣＵ外部との通信ポート
１２ ＥＣＵ内部との通信ポート
１３ Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄポート）
１４ パルス信号出力ポート
１５ ローパスフィルタ
１６ 外部機器（アナログ電圧出力）
２４ 電源ＩＣ通信ポート
２５ ドライバＩＣ通信ポート
２６ ドライバ入力部
２７ 外部車両機器
２８ ドライバＩＣ
２９ ドライバ出力部
３１，３２ 上位システム通信ポート
３３ 上位システム内部の判断部
３４ マイコン内の判断部

Claims (3)

1. 車両に取り付けたセンサから受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をもとにエンジンをコントロールするエンジンコントロールユニットにおいて、
   車両に取り付けたセンサから受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
   前記Ａ／Ｄコンバータに電源電圧を供給するＡ／Ｄコンバータ用電源と、
   指定したデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を前記Ａ／Ｄコンバータに供給するＤ／Ａコンバータと、
   前記Ｄ／Ａコンバータに電源電圧を供給するＤ／Ａコンバータ用電源と、
   前記指定したデジタル信号と、該指定したデジタル信号をアナログ信号に変換する前記Ｄ／Ａコンバータの出力を更に変換する前記Ａ／Ｄコンバータの出力信号とを比較して、前記Ａ／Ｄコンバータあるいは前記電源の異常を判断する判断部を備えたことを特徴とするエンジンコントロールユニット。
2. 請求項１記載のエンジンコントロールユニットにおいて、
   前記Ａ／Ｄコンバータは、複数の入力チャンネルを備え、前記Ｄ／Ａコンバータの出力はそのうちの１つのチャンネルのみに供給することを特徴とするエンジンコントロールユニット。
3. 請求項１記載のエンジンコントロールユニットにおいて、
   前記Ｄ／Ａコンバータの出力はローパスフィルタを介して前記Ａ／Ｄコンバータに供給することを特徴とするエンジンコントロールユニット。

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