JP3856641B2 - Engine control device - Google Patents
Engine control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3856641B2 JP3856641B2 JP2000385585A JP2000385585A JP3856641B2 JP 3856641 B2 JP3856641 B2 JP 3856641B2 JP 2000385585 A JP2000385585 A JP 2000385585A JP 2000385585 A JP2000385585 A JP 2000385585A JP 3856641 B2 JP3856641 B2 JP 3856641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regulator
- engine control
- voltage
- signal
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン制御装置に係り、特に、バッテリの電圧低下時におけるスイッチングレギュレータの出力電圧の変動を低減させることができるエンジン制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンを搭載する車輌には、エンジン制御装置等の種々の電子装置が備えられており、該電子装置は、該各装置の所望の電圧に変換するレギュレータを介して車載のバッテリに接続されている。
【0003】
ここで、エンジン制御装置は、バッテリの高電圧化に伴って回路の発熱が増し、エンジン制御装置の小型・軽量化が困難になることから、これを解決すべくスイッチングレギュレータと他のレギュレータとを直列に接続させて構成されるエンジン制御装置の技術が提案されている(例えば、特開平5−79398号公報参照)。また、本出願人は、バッテリの電圧をエンジン制御装置の演算装置(CPU)の動作電位レベルに変換するリニアレギュレータを有し、バッテリの電圧低下時には、前記リニアレギュレータの出力電圧を監視し、該出力電圧に基づいてCPUの動作を完全に停止する発明を提案している。
なお、スイッチングレギュレータを有する他のエンジン制御装置に関しては、特開平5−38138号公報、特開平7−283797号公報、特開平5−127765号公報等に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては、エンジン制御装置の多機能化により、CPUの高機能化、高速化が求められているため、CPUのクロック周波数が大きくなるとともに、消費する電力も増加している。
また、エンジン制御装置は、一般に車室内に実装されるが、車輌ハーネスの削減等のために、近年のエンジン制御装置はエンジルーム内に実装されることが考えられている。
【0005】
しかし、エンジンルーム内の温度環境を考慮に入れると、エンジン制御装置からの発熱は最低限に抑えなければならない。よって、CPUの消費電流の増加に対応させつつ、エンジン制御装置のエンジルーム内の実装を実現するために、レギュレータには、リニアレギュレータよりも効率が高く、かつ、発熱の小さいスイッチングレギュレータを用いることが望まれる。
【0006】
一方、エンジンスタート時には、バッテリの電圧が大きく低下し、該電圧を電源とするエンジン制御装置内の電源も当然に低下して不安定な状態になるが、スイッチングレギュレータは、そのスイッチングによって、バッテリ電圧低下時には特に大きな放射ノイズが発生することから、このスイッチングレギュレータを用いると、エンジン制御装置内の電源が一層安定しないという問題がある。
【0007】
すなわち、本発明者は、バッテリの電圧をCPUの動作電位レベルに変換するレギュレータとしてスイッチングレギュレータを有するエンジン制御装置においては、バッテリの電圧が低下した場合における放射ノイズを抑制させる何等かの措置が必要であり、スイッチングレギュレータからの出力電圧の変動を減少させる必要があるとの新たな知見を得ている。
【0008】
しかし、前記従来技術は、エンジン制御装置の小型化、CPUの誤動作防止、若しくはスイッチングによる放射ノイズを電解コンデンサ等で減衰させること等を目的としており、バッテリ電圧の低下時におけるスイッチングレギュレータの負荷電流を減少させ、該スイッチングレギュレータの出力電圧の変動を小さくさせる点については、いずれも格別な配慮がなされていない。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、バッテリ電圧の低下時におけるスイッチングレギュレータの出力電圧の変動を小さくすることができるエンジン制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明のエンジン制御装置は、基本的には、バッテリの電圧を演算装置の動作電位レベルに変換するレギュレータと、前記バッテリの電圧が低下した場合に前記レギュレータの負荷を制御する手段と、を有するエンジン制御装置であって、前記レギュレータの負荷を制御する手段は、前記レギュレータからの出力電圧を前記演算装置の動作電位レベルに変換する他のレギュレータを有し、前記バッテリの電圧が低下した場合には、前記他のレギュレータによる前記演算装置への動作電位レベルの供給を停止させることを特徴としている。
前述の如く構成された本発明に係るエンジン制御装置は、レギュレータの負荷を制御する手段によって、バッテリの電圧低下時には、レギュレータに生ずる負荷電流が減少されているので、演算装置に供給される出力電圧の変動を抑制させ、ノイズを抑えて演算装置による処理を確実に行うことができる。
【0010】
また、本発明のエンジン制御装置における具体的な態様は、前記レギュレータがスイッチングレギュレータであり、前記バッテリと前記演算装置との間において、前記他のレギュレータに並列に接続される更に他のレギュレータを有することを特徴としている。
【0011】
さらに、本発明のエンジン制御装置における他の具体的な態様は、前記レギュレータの負荷を制御する手段は、前記レギュレータからの出力信号に基づいて前記演算装置に割り込み信号を出力する手段と、該割り込み信号を出力する手段からの出力信号に基づいて前記演算装置にリセット信号を出力する手段と、該リセット信号を出力する手段からの出力信号に基づいて前記演算装置にスタンバイ信号を出力する手段とを有すること、又は前記演算装置に割り込み信号を出力する手段は、前記レギュレータにて発生するリップル電圧よりも小さい電圧の閾値を有し、該閾値と前記レギュレータからの出力電圧とに基づいて前記演算装置に割り込み信号を出力すること、若しくは前記レギュレータの負荷を制御する手段は、前記演算装置に割り込み信号を出力する手段からの出力信号に基づいて、前記他のレギュレータに前記演算装置への動作電位レベルの供給を停止させる信号を出力することを特徴としている。
また、前記制御装置は、車輌のエンジンルーム内に配置されることを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係るエンジン制御装置の実施形態を詳細に説明する。
図1は、本実施形態のエンジン制御装置1を備えたエンジン制御システムの全体構成を示したものである。
該エンジン制御装置1は、スイッチングレギュレータ10、演算装置(CPU)11等から構成され、車輌のエンジンルーム内に配置されている。
【0013】
エンジン制御装置1は、少なくともエンジン6の回転数を検出するエンジン回転センサ2からの回転信号2a、エンジン6のシリンダ内への吸入空気量を検出するエアフロセンサ3からの空気量信号3aに基づき、少なくともエンジン6に供給される燃料噴射量及び点火時期をCPU11で演算し、その結果に基づき最適な運転状態になるように燃料噴射装置4及び点火装置5を制御する。
【0014】
また、エンジン制御装置1及びスタータモータ8に電源を供給するバッテリ7の出力電圧は、一般的に14Vであるが、エンジン制御装置1内に設定されたCPU11のI/Oインターフェイスが5Vとされているため、エンジン制御装置1は、後述するように、スイッチングレギュレータ10にてバッテリ電圧14VをCPU11の動作電位レベル5Vに変換している。
【0015】
スイッチングレギュレータ10は、エンジン制御装置1がエンジルーム内に実装されること、及びCPU11の消費電力が増加することに対応させるべく、従来のリニアレギュレータよりも効率が高く、発熱の小さいものである。
つまり、従来のリニアレギュレータにおける損失について考察すると、バッテリ電圧14Vからエンジン制御装置1内で使用する5Vの出力を生成する際に、負荷電流500mAとすると、前記リニアレギュレータの損失PRは、式(1)のように示される。
【0016】
【数1】
PR=(14V−5V)×500mA=4.5W (1)
よって、放熱部の熱抵抗を10℃/Wとすると、発熱量ΔTRは、式(2)のように示される。
【0017】
【数2】
ΔTR=4.5W×10℃/W=45℃ (2)
よって、周囲温度Ta=95℃の環境下で動作させた場合には、前記リニアレギュレータの温度TRは、式(3)のように示される。
【0018】
【数3】
TR= Ta+ΔTR=95℃+45℃=140℃ (3)
よって、半導体チップジャンクション温度Tj=150℃に対し、ほとんど余裕がなくなることが分かる。
【0019】
したがって、前記リニアレギュレータに比して損失が一般的に10〜20%で実現できるスイッチングレギュレータ10の採用によって、エンジン制御装置1をエンジルーム内に配置可能になることが分かる。
【0020】
一方、エンジン6のスタート時には、バッテリ電圧信号7aを電源とするスタータモータ8が始動され、バッテリ7の電圧は大きく低下する。この電圧が低下することによってバッテリ7の電圧を電源とするエンジン制御装置1内の5V電源も当然に低下する。すなわち、エンジン制御装置1が不安定な状態になる。
【0021】
これを防ぐためには、バッテリ7の電圧が低下しても、エンジン制御装置1内の5V電源の変動を最小限に抑える必要があるものの、スイッチングにより放射ノイズを有するスイッチングレギュレータ10を用いることで、従来のリニアレギュレータよりもバッテリ電圧低下による影響が大きくなることから、本実施形態のエンジン制御装置1では、後述するように、5V電源の変動を最小限に抑えて安定化を図るために、バッテリ7の電圧が低下した場合にはスイッチングレギュレータ10及び他のレギュレータ13を介して供給される3.3V系の電圧を停止させている。
【0022】
図2は、エンジン制御装置1内のCPU11を制御する構成を示す。
該エンジン制御装置1は、基本的には、バッテリ7の電圧を変換するスイッチングレギュレータ10と、この変換された電位レベルで動作されるCPU11と、バッテリ7の電圧が低下した場合にスイッチングレギュレータ10の負荷を制御する負荷制御手段12とから構成され、該負荷制御手段12は、スイッチングレギュレータ10からの出力電圧をCPU11の動作電位レベルに変換する他のレギュレータ13を有している。また、エンジン制御装置1は、他のレギュレータ13に対し、バッテリ7とCPU11との間において並列に接続されている更に他のレギュレータ17を有している。そして、バッテリ7の電圧14Vは、スイッチングレギュレータ10を介して5V電源信号10aに変換されてからCPU11に送られるとともに、レギュレータ13を介して3.3V電源信号13aに変換されてからCPU11に送られる。すなわち、CPU11は、消費電力の低減、及びチップシュリンクによる耐圧の低下を鑑みて、5V電源と3.3V電源の2電源構成となっている。
【0023】
そして、本実施形態のエンジン制御装置1は、バッテリ7の電圧14Vをレギュレータ17にて3.3V電源信号17aに変換してCPU11に送っており、該レギュレータ17による3.3V電源信号17aと前記レギュレータ13による3.3V電源信号13aとは、負荷制御手段12からの信号に基づいて適宜切り換えられる。
【0024】
該負荷制御手段12は、前記他のレギュレータ13のほか、スイッチングレギュレータ10からの出力信号に基づいてCPU11に割り込み信号NMIを出力する手段14と、該割り込み信号を出力する手段14からの出力信号14aに基づいてCPU11にリセット信号RESを出力する手段15と、該リセット信号を出力する手段15からの出力信号15aに基づいてCPU11にスタンバイ信号STBYを出力する手段16とから構成される。
【0025】
割り込み信号NMIを出力する手段14は、5V電源10aの電圧低下によるCPU11の誤動作を防ぐため、スイッチングレギュレータ10からの出力電圧VCCを検出するとともに、スイッチングレギュレータ10にて発生するリップル電圧よりも小さい電圧の閾値を有しており、該閾値と前記出力電圧VCCとに基づいてCPU11に割り込み信号14aを出力している。
【0026】
また、リセット信号RESを出力する手段15は、CPU11の燃料噴射量及び点火時期等の演算プログラム群を止めるものであり、スタンバイ信号STBYを出力する手段16は、CPU11の機械設備を低消費電力状態にするものであり、このスタンバイ信号16aが3.3V電源信号13aを出力するレギュレータ13に出力される。
【0027】
つまり、本実施形態のエンジン制御装置1は、3.3V電源のレギュレータ13を、スタンバイ信号STBYを出力する手段16に同期させることにより、バッテリ7の電圧が低下した場合、すなわち、スイッチングレギュレータ10の5V出力電圧VCCが低下したときには、CPU11がスタンバイ状態になると同時にレギュレータ13からのCPU11への供給を止めて、3.3V電源のレギュレータ17からCPU11に供給させるべく出力の切り換えを行っており、これにより、スイッチングレギュレータ10に生ずる負荷電流を減少させて該スイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCの低下を防止している。具体的には、スタータモータ8の始動によってバッテリ7の電圧が低下する場合には、放射ノイズが発生し得るものの、CPU11の動作を一時的に停め、更に他の3.3V電源のレギュレータ17から電圧をCPU11に供給して3.3V系の電圧を確保してからCPU11の動作を再開させており、エンジン制御装置1で生成される電源電圧、すなわち、スイッチングレギュレータ10から出力される5V系の電圧VCCを確保し、該電圧VCCの低下によってスイッチングレギュレータ10にて発生し得る放射ノイズを減らすことができる。
【0028】
図3は、スイッチングレギュレータ10の回路構成図である。
スイッチングレギュレータ10は、スイッチング素子20と、コイル21と、環流ダイオード22と、コンデンサ23,24とを基本構成としている。
スイッチング素子20は、バッテリ7の電圧信号7aから供給される電圧を制御しており、スイッチング素子20のON Dutyが大きくなればスイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCは大きくなり、逆にON Dutyが小さくなれば出力電圧VCCは小さくなるものであり、このON Dutyを調整することにより、出力電圧VCCを安定させている。
該出力電圧VCCは、式(4)のように示される。
【0029】
【数4】
VCC=Vin×Ton/(Ton+Toff) (4)
ここで、Vinはバッテリ7の電圧、Tonはスイッチング素子20のON時間、Toffはスイッチング素子20のOFF時間である。
【0030】
また、コイル21は、スイッチング素子20のON時にバッテリ電圧信号7aから供給される電圧をエネルギーとして蓄積するものであり、環流ダイオード22は、スイッチング素子20のOFF時にコイル21に蓄積されたエネルギーを電流として環流させるものである。つまり、スイッチング素子20のON時にコイル21に流れている電流は、スイッチング素子20のOFF時は瞬時に変化できないので、この環流ダイオード22を通して電流を供給している。
【0031】
さらに、コンデンサ23は、負荷電流変動時に出力電圧VCCの変化を小さくさせるためのものであり、負荷電流が増加した際に、コンデンサ23に蓄積された電荷から電流をまかなうことにより、負荷電流の増加、すなわち、出力電圧VCCの低下を防ぎ、また、負荷電流が減少した際、コンデンサ23に電荷を蓄えることにより、負荷電流の減少、すなわち、出力電圧VCCの上昇を防ぎ、安定化を図っている。
【0032】
また、コンデンサ24は、スイッチング素子20のスイッチング時に発生するノイズを低減させるものであり、スイッチング素子20のON時に流れる入力電流を、バッテリ7よりも近くに配置されるコンデンサ24から引き込むことによって、バッテリライン7aの電位低下を防いでいる。
【0033】
しかしながら、式(4)において出力電圧VCCを一定に保つためには、エンジン6のスタート時にスタータモータ8が始動してバッテリ7の電圧が低下すると、スイッチング素子20のON Duty(Ton)は大きくする必要がある。このON Dutyが大きくなると、必要な入力電流をコンデンサ24で蓄積されている電荷でまかなうことができなくなり、バッテリ7から電流を引き込むことになる。そのために、エンジン制御装置1からバッテリ7までをつなぐ車輌ハーネスの電位低下を招き、この成分が前記ハーネスからノイズとなって放射されてしまう。
ここで、平均入力電流信号7bの量をIin、負荷電流信号10bの量をILOADとすると次式(5)が成立する。
【0034】
【数5】
Iin=ILOAD×Ton/(Ton+Toff) (5)
したがって、バッテリ電圧信号7aから引き込む電流量7bを減らすこと、すなわち、スイッチングレギュレータ10の負荷電流ILOADを減らすことにより、バッテリライン7aに重畳するノイズの発生を最小限に抑えられることが分かる。
【0035】
図4は、スイッチングレギュレータ10の各信号の波形を示している。
点線31に示すように、スイッチング素子20に駆動電圧信号20aが印加されることにより、スイッチング素子20がONになる。そして、このON信号の立ち上がりにより、コイル21、及びコンデンサ23に流れる電流量は増加して、信号線10aの出力電圧VCCは上昇する。また、スイッチングレギュレータ10の出力回路に流れる電流量の増加により、入力電流Iinも増加することになり、この入力電流Iinはバッテリライン7aから電流を引き込むので、バッテリライン7aの電位Vinは低下する。
【0036】
次に、点線32に示すように、スイッチング素子20がTon時間分ONした後にスイッチング素子20がOFFになると、コイル21に流れている電流は瞬時に変化できないので、環流ダイオード22を通して電流を流すことになるものの、流れる電流は徐々に低下し、出力電圧VCCも下降する。スイッチング素子20がOFFの時には、バッテリライン7aから電流を引き込むことはないので、電位低下はなく、バッテリ電位Vinは、点線33に示すように元に戻る。
【0037】
以上を繰り返すことにより、スイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCには、波形のリップル電圧Vrplが生じ、また、コイル21に流れる電流には、リップル電流Irplが生じることになるが、本実施形態のエンジン制御装置1の負荷制御手段12は、割り込み信号NMIを出力する手段14にてリップル電圧Vrplよりも小さい閾値を設け、出力電圧VCCと前記閾値とに基づいて、レギュレータ13側からの3.3V電源の供給を止め、レギュレータ17側からの3.3V電源の供給を行っているので、スイッチングレギュレータ10の平均出力電圧VCCは一定レベルに保持できる。
【0038】
図5は、エンジン制御装置1の動作フローチャートである。
ステップ1では、エンジン6のスタート時にスタータモータ8が駆動し、エンジン制御装置1にバッテリ7の電圧が供給され、ステップ2にてスイッチングレギュレータ10の発電が開始し、バッテリ7の電圧の上昇に伴ってスイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCが追従する。
【0039】
ステップ3では、負荷制御手段12の割り込み信号NMIを出力する手段14にて、スイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCを検出し、該出力電圧VCCがCPU11のハードウェア動作可能電圧VSTBYHよりも大きいか否かを判定する。そして、出力電圧VCCがハードウェア動作可能電圧VSTBYHよりも大きい場合、すなわちYESのときには、ステップ4に進み、割り込み信号NMIを出力する手段14が立ち上がり、この所定時間経過によってスタンバイ信号STBYを出力する手段16が立ち上がり、CPU11のハードスタンバイモードが解除され、CPU11のクロックが発振し始める。
【0040】
そして、ステップ5では、このクロック発振が安定する時間(Ton)が経過すると、リセット信号RESを出力する手段15が立ち上がり、CPU11のソフトウェアスタンバイモードが解除されてCPU11が起動する。一方、ステップ3にて出力電圧VCCがハードウェア動作可能電圧VSTBYHよりも小さいときには、この判定動作を繰り返し、CPU11はハードスタンバイモードのままである。
【0041】
ステップ6では、スタータモータ8の始動によりバッテリ7の電圧が低下しているか否かを判定し、バッテリ7の電圧が低下、つまり、スイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCが低下し始めている場合、すなわちYESのときには、ステップ7に進み、低下し始めていないときには一連の動作を終了する。
【0042】
ステップ7では、割り込み信号NMIを出力する手段14にて、スイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCを検出し、該出力電圧VCCが前記閾値である割り込み信号発生電圧VNMILよりも小さいか否かを判定する。そして、出力電圧VCCが割り込み信号発生電圧VNMILよりも小さい場合、すなわちYESのときには、ステップ8に進み、割り込み信号NMIを出力する手段14が立ち下がり、CPU11への割り込みが発生してステップ9に進む。なお、出力電圧VCCが割り込み信号発生電圧VNMILよりも大きいときには、この判定動作を繰り返し、CPU11への割り込みは発生しない。
【0043】
ステップ9では、CPU11への割り込みの発生に伴い、ソフトステップ数とCPU11のクロックに基づきリセット信号RESを出力する手段15が立ち下がり、CPU11のソフト動作を停止させてステップ10に進む。
ここで、割り込み信号の発生からリセット信号が立ち下がるまでの時間TRESは、式(6)のように示される。
【0044】
【数6】
TRES≧NMI処理にかかるソフトステップ数×CPUステップ時間 (6)
ステップ10では、このリセット信号RESの立ち下がりに同期して、スタンバイ信号STBYを出力する手段16が立ち下がり、CPU11はハードスタンバイモードになってステップ11に進む。
【0045】
ステップ11では、3.3V電源をスタンバイ信号STBYに同期、すなわち、スタンバイ信号STBYを出力する手段16が3.3V電源を出力するレギュレータ13にスタンバイ信号16aを出力し、レギュレータ13からの供給を停止するとともに、レギュレータ17からの供給を開始する。このように、ステップ12では、スイッチングレギュレータ10の負荷電流が低下されることになり、バッテリ7の電圧の低下に伴う、スイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCの変動を小さくさせて放射ノイズを抑え、一連の動作を終了する。
【0046】
以上のように、本発明の実施形態は、上記の構成としたことによって次の機能を奏するものである。
すなわち、本実施形態のエンジン制御装置1は、負荷制御手段12が3.3V電源のレギュレータ13をスタンバイ信号STBYを出力する手段16に同期させ、スイッチングレギュレータ10の出力電圧VCCが低下し始めたときには、CPU11を一時的にスタンバイ状態にし、レギュレータ13からのCPU11への供給を同じく3.3V電源のレギュレータ17からの供給に切り換えてから前記スタンバイ状態を解除しているので、スタータモータ8の始動によってバッテリ7の電圧が低下する場合においても、スイッチングレギュレータ10の負荷電流の減少によって5V出力電圧VCCの低下を防止することができるとともに、スイッチングレギュレータ10にて発生し得る放射ノイズを抑制することができ、バッテリ7の電圧の変動にかかわらず、CPU11における各種演算処理の確実なる実行を確保してエンジン制御装置1の信頼性の向上を図ることができる。
また、本実施形態のエンジン制御装置1の構成によって、該エンジン制御装置1を車輌のエンジンルーム内に搭載することができ、制御装置の多機能化及び製造コストの低廉化にも対応させることができる。
【0047】
以上、本発明の一実施形態について記述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求項の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で設計において種種の変更ができるものである。
例えば、本実施形態のエンジン制御装置では、スイッチングレギュレータからの出力電圧の変動を減少させているが、本発明は、バッテリの電圧が低下した場合に対するレギュレータからの出力電圧変動の抑制を必要とするときにも適用させることができ、この場合にも前記と同様の効果を得ることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明のエンジン制御装置は、バッテリ電圧が低下した場合にもレギュレータの負荷電流を減らし、レギュレータの出力電圧の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のエンジン制御装置を備えたエンジン制御システムの全体構成図。
【図2】図1のエンジン制御装置の制御ブロック図。
【図3】図1のスイッチングレギュレータの回路構成図。
【図4】図1のスイッチングレギュレータの各信号の波形図。
【図5】図1のエンジン制御装置の動作フローチャート。
【符号の説明】
1 エンジン制御装置
7 バッテリ
10 スイッチングレギュレータ
11 演算装置(CPU)
12 レギュレータの負荷を制御する手段
13 他のレギュレータ
14 演算装置に割り込み信号を出力する手段
15 演算装置にリセット信号を出力する手段
16 演算装置にスタンバイ信号を出力する手段
17 更に他のレギュレータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine control apparatus, and more particularly to an engine control apparatus that can reduce fluctuations in the output voltage of a switching regulator when the voltage of a battery drops.
[0002]
[Prior art]
A vehicle equipped with an engine is provided with various electronic devices such as an engine control device, and the electronic device is connected to a vehicle-mounted battery via a regulator that converts the voltage into a desired voltage of each device. .
[0003]
Here, the engine controller increases the heat generated by the circuit as the battery voltage increases, making it difficult to reduce the size and weight of the engine controller. To solve this problem, a switching regulator and other regulators are used. A technique of an engine control device configured to be connected in series has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-79398). Further, the present applicant has a linear regulator that converts the voltage of the battery into the operating potential level of the arithmetic unit (CPU) of the engine control device, and monitors the output voltage of the linear regulator when the battery voltage drops, An invention has been proposed in which the operation of the CPU is completely stopped based on the output voltage.
Other engine control devices having a switching regulator have been proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-38138, 7-283797, and 5-127765.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, with the increase in the number of functions of the engine control device, there has been a demand for higher performance and higher speed of the CPU.
In addition, the engine control device is generally mounted in a vehicle compartment, but it is considered that a recent engine control device is mounted in an engine room in order to reduce vehicle harnesses.
[0005]
However, if the temperature environment in the engine room is taken into consideration, heat generation from the engine control device must be minimized. Therefore, a switching regulator that is more efficient than a linear regulator and generates less heat is used as a regulator in order to realize an engine room mounting in an engine room while accommodating an increase in CPU current consumption. Is desired.
[0006]
On the other hand, when the engine is started, the voltage of the battery is greatly reduced, and the power supply in the engine control apparatus using the voltage as a power source is naturally reduced to be in an unstable state. When the switching regulator is used, there is a problem that the power supply in the engine control device is not more stable because particularly large radiation noise is generated at the time of reduction.
[0007]
That is, the present inventor needs some measure to suppress radiation noise when the battery voltage decreases in an engine control device having a switching regulator as a regulator that converts the battery voltage into the operating potential level of the CPU. Thus, new knowledge has been obtained that it is necessary to reduce fluctuations in the output voltage from the switching regulator.
[0008]
However, the prior art is aimed at reducing the size of the engine control device, preventing the malfunction of the CPU, or attenuating radiation noise caused by switching with an electrolytic capacitor or the like, and reducing the load current of the switching regulator when the battery voltage drops. No particular consideration has been given to reducing the output voltage variation of the switching regulator.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an engine control device that can reduce fluctuations in the output voltage of the switching regulator when the battery voltage decreases. There is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the engine control device of the present invention basically includes a regulator that converts the voltage of the battery into the operating potential level of the arithmetic device, and a load of the regulator when the voltage of the battery drops. and means for controlling, an engine controller having a means for controlling the load of the regulator, have other regulator which converts the output voltage from the regulator to operating potential level of the computing device, the battery When the voltage drops, the supply of the operating potential level to the arithmetic unit by the other regulator is stopped .
In the engine control apparatus according to the present invention configured as described above, since the load current generated in the regulator is reduced when the battery voltage drops by means of controlling the load of the regulator, the output voltage supplied to the arithmetic unit is reduced. Thus, it is possible to reliably perform processing by the arithmetic unit while suppressing noise.
[0010]
Further, a specific embodiment of the engine control apparatus of the present invention, the regulator Ri Oh switching regulator, between said battery and said computing device, a further regulator being connected in parallel with the other regulators It is characterized by having.
[0011]
Furthermore, in another specific aspect of the engine control apparatus of the present invention, the means for controlling the load of the regulator includes: means for outputting an interrupt signal to the arithmetic unit based on an output signal from the regulator; Means for outputting a reset signal to the arithmetic device based on an output signal from the means for outputting a signal, and means for outputting a standby signal to the arithmetic device based on an output signal from the means for outputting the reset signal. Or means for outputting an interrupt signal to the arithmetic unit has a threshold value of a voltage smaller than a ripple voltage generated in the regulator, and the arithmetic unit is based on the threshold value and an output voltage from the regulator. Means for outputting an interrupt signal to the control circuit or controlling the load of the regulator. Based on the output signal from the means for outputting signals only, it is characterized by outputting a signal for stopping the supply of operating potential level to the computing device to the other regulators.
Further, the control device is arranged in an engine room of a vehicle.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an engine control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration of an engine control system including an
The
[0013]
The
[0014]
The output voltage of the
[0015]
The
That, considering the loss in the conventional linear regulator, in generating the output of 5V to be used from the battery voltage 14V in the
[0016]
[Expression 1]
P R = (14V-5V) × 500mA = 4.5W (1)
Therefore, when the thermal resistance of the heat radiating portion is 10 ° C. / W, calorific value [Delta] T R is represented by the equation (2).
[0017]
[Expression 2]
ΔT R = 4.5W × 10 ° C / W = 45 ° C (2)
Thus, when operating in an environment of ambient temperature Ta = 95 ° C., the temperature T R of the linear regulator is as shown in equation (3).
[0018]
[Equation 3]
T R = Ta + ΔT R = 95 ° C. + 45 ° C. = 140 ° C. (3)
Therefore, it can be seen that there is almost no margin with respect to the semiconductor chip junction temperature Tj = 150 ° C.
[0019]
Therefore, it can be seen that the
[0020]
On the other hand, when the
[0021]
In order to prevent this, even if the voltage of the
[0022]
FIG. 2 shows a configuration for controlling the
The
[0023]
The
[0024]
The load control means 12 includes, in addition to the
[0025]
The means 14 for outputting the interrupt signal NMI detects the output voltage VCC from the switching
[0026]
The means 15 for outputting the reset signal RES stops the calculation program group such as the fuel injection amount and ignition timing of the
[0027]
That is, the
[0028]
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the switching
The switching
The switching
The output voltage VCC is expressed as shown in Equation (4).
[0029]
[Expression 4]
VCC = Vin × Ton / (Ton + Toff) (4)
Here, Vin is the voltage of the
[0030]
The
[0031]
Further, the
[0032]
The
[0033]
However, in order to keep the output voltage VCC constant in the equation (4), when the
Here, when the amount of the average input
[0034]
[Equation 5]
Iin = ILOAD × Ton / (Ton + Toff) (5)
Therefore, it can be seen that by reducing the amount of current 7b drawn from the
[0035]
FIG. 4 shows the waveform of each signal of the switching
As indicated by a dotted
[0036]
Next, as indicated by the dotted
[0037]
By repeating the above, a ripple voltage Vrpl having a waveform is generated in the output voltage VCC of the switching
[0038]
FIG. 5 is an operation flowchart of the
In
[0039]
In
[0040]
In
[0041]
In
[0042]
In
[0043]
In
Here, the time TRES from the generation of the interrupt signal to the fall of the reset signal is expressed as in equation (6).
[0044]
[Formula 6]
TRES ≧ NMI soft step count × CPU step time (6)
In
[0045]
In
[0046]
As described above, the embodiment of the present invention achieves the following functions by adopting the above configuration.
That is, in the
In addition, the configuration of the
[0047]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes in design can be made without departing from the spirit of the invention described in the claims. It can be done.
For example, in the engine control apparatus of the present embodiment, fluctuations in the output voltage from the switching regulator are reduced, but the present invention requires suppression of fluctuations in the output voltage from the regulator when the battery voltage drops. It can be applied sometimes, and in this case, the same effect as described above can be obtained.
[0048]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, the engine control apparatus of the present invention can reduce the load current of the regulator even when the battery voltage is lowered, and can suppress fluctuations in the output voltage of the regulator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine control system including an engine control apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a control block diagram of the engine control device of FIG. 1;
3 is a circuit configuration diagram of the switching regulator of FIG. 1;
4 is a waveform diagram of each signal of the switching regulator in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an operation flowchart of the engine control device of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
12 means for controlling the load of the
Claims (7)
前記レギュレータの負荷を制御する手段は、前記レギュレータからの出力電圧を前記演算装置の動作電位レベルに変換する他のレギュレータを有し、前記バッテリの電圧が低下した場合には、前記他のレギュレータによる前記演算装置への動作電位レベルの供給を停止させることを特徴とするエンジン制御装置。 An engine control device having a regulator which converts the voltage of the battery operating potential level of the computing device, and means for controlling the load of the regulator when the voltage of the battery is lowered,
The means for controlling the load of the regulator has another regulator that converts the output voltage from the regulator into the operating potential level of the arithmetic unit, and when the voltage of the battery drops, the other regulator An engine control device characterized in that supply of an operating potential level to the arithmetic device is stopped .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000385585A JP3856641B2 (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000385585A JP3856641B2 (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Engine control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002188499A JP2002188499A (en) | 2002-07-05 |
JP3856641B2 true JP3856641B2 (en) | 2006-12-13 |
Family
ID=18852822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000385585A Expired - Lifetime JP3856641B2 (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Engine control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3856641B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10254821A1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-06-03 | Robert Bosch Gmbh | Voltage regulator circuit |
JP6423772B2 (en) * | 2015-09-16 | 2018-11-14 | 本田技研工業株式会社 | Electronic devices with high resistance to power supply voltage fluctuations |
-
2000
- 2000-12-19 JP JP2000385585A patent/JP3856641B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002188499A (en) | 2002-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4656346B2 (en) | Voltage control device | |
JP3826822B2 (en) | Vehicle power generation control device | |
JP4561792B2 (en) | Vehicle power generation control device | |
US6903945B2 (en) | Switching power supply apparatus | |
US7057378B2 (en) | Power supply unit | |
JP3613845B2 (en) | Vehicle power generation device | |
US6700353B2 (en) | Battery charging system and vehicle generator control system | |
JP4483762B2 (en) | Vehicle power generation control device | |
JP2008283787A (en) | Switching power supply | |
KR101394491B1 (en) | Method and system for communicating voltage regulator switching information to a vehicle computer | |
US5694305A (en) | Method and apparatus for protection of electronic circuitry | |
US20030188211A1 (en) | Apparatus and method for controlling power and clock speed of electronic system | |
KR100782425B1 (en) | A charging circuit and a semiconductor device including the same | |
WO2005119051A1 (en) | Power supply device | |
JP3856641B2 (en) | Engine control device | |
JP6232133B2 (en) | Electronic control unit | |
JP3519048B2 (en) | Voltage control device for vehicle alternator | |
JP2010277226A (en) | Dc stabilized power supply device and electronic apparatus including the same | |
JP5879472B2 (en) | Motor drive power supply circuit | |
JP6779182B2 (en) | Power supply and electronic control | |
JP5224797B2 (en) | Power supply control device and mechanical device using the same | |
JP2004153931A (en) | Multi-output power supply device | |
JP2007316811A (en) | Dc power unit | |
JP5631161B2 (en) | Control circuit | |
JP2001145397A (en) | Controller of alternator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050701 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060731 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060822 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060912 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3856641 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130922 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |