JP3894754B2 - Control device having a plurality of power supply circuits - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の各部、車載エンジン、トランスミッション、スロットル弁等を制御するための、複数の電源供給回路を有する制御装置に係り、特に、ロードダンプサージ保護手段を合理的に配したものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来ロードダンプサージ保護は、ボッシュ自動車ハンドブック(1999年3月31日、株式会社山海堂発行)等にも記載されているように、オルタネータ内にツェナーダイオードを使ったロードダンプサージ保護手段を持つことが一般的であるが、ロードダンプサージ保護手段を持たないオルタネータを使用する 自動車も少なくない。
【0003】
ロードダンプサージ保護手段を持たないオルタネータを使用する 場合、バッテリを電源とする各種電装機器の、バッテリと同電位で接続される電源供給回路にロードダンプサージ保護手段を具備するのが定石となる。この場合、バッテリと同電位で接続される電源供給回路が複数ある場合には、電源供給線やロードダンプサージ保護回路の構成にもよるが、通常は、複数のロードダンプサージ保護回路が必要となる 。
【0004】
例えば、ツェナーダイオードを用いたロードダンプサージ保護回路において、ツェナーダイオードの電流制限用として電源供給線の前段に抵抗を配した場合、複数の電源供給線同士は電圧分離されてしまうため、複数のロードダンプサージ保護回路が必要となる。また、それぞれの電源供給線にスイッチやリレーを有している場合にも同様のことがいえる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数の電源供給回路にそれぞれ個別にロードダンプサージ保護回路を設けることは、部品点数の増加、実装面積の増加、延いてはコストアップの要因となることから好ましくない。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数の電源供給回路にそれぞれ個別にロードダンプサージ保護回路を設けなくて済むようになし、もって、部品点数、実装面積およびコストの低減を図ることができるようにされた、複数の電源供給回路を備えた制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明に係る制御装置は、第一の電源供給線を介して車載電源に接続され、第一の負荷に対して電力供給する第一の電源供給回路と、第二の電源供給線を介して前記車載電源に接続され、第二の負荷に対して電力供給する第二の電源供給回路と、を備え、前記第一の電源供給線にサージ保護回路が設けられ、第一の電源供給線と第二の電源供給線とが整流素子により接続され、当該整流素子は前記サージ保護回路の出力側に接続され、前記第二の電源供給線から前記第一の電源供給線に電流を導通する向きに接続されてなることを特徴としている。
【0007】
前記ロードダンプサージ保護回路は、好ましくは、ツェナーダイオードが用いられて構成される。
好ましい態様では、前記ロードダンプサージ保護回路が設けられている電源供給回路は、CPUを備えた制御回路に電源を供給するための制御系電源回路とされ、前記サージ保護回路が設けられていない電源供給回路は、前記制御回路から制御信号が供給される制御対象駆動回路とされる。
【0008】
この場合、好ましい態様では、制御系電源回路への電源供給が遮断されても、制御対象駆動回路の電源供給線から整流素子経由で前記制御系電源回路への電源供給がなされるように構成される。
また、本発明の制御装置の制御対象は特に限定されず、制御対象としては、例えば、自動車の各部、エンジン、トランスミッション、車載エンジンのスロットル弁の開度を調節するためのスロットルモータ等が挙げられる。
【0009】
このような構成とされた本発明に係る複数の電源供給回路を備えた制御装置は、第一の電源供給線を介して車載電源に接続され、第一の負荷に対して電力供給する第一の電源供給回路と、第二の電源供給線を介して前記車載電源に接続され、第二の負荷に対して電力供給する第二の電源供給回路と、を備え、前記第一の電源供給線にサージ保護回路が設けられ、第一の電源供給線と第二の電源供給線とが整流素子により接続され、当該整流素子は前記サージ保護回路の出力側に接続され、前記第二の電源供給線から前記第一の電源供給線に電流を導通する向きに接続されてなるので、サージ電圧をロードダンプサージ保護回路のクランプ電圧と整流素子のフォワードドロップ電圧の和とすることができる。このため、電力供給される負荷部で使用する半導体素子の許容電圧を、前記クランプ電圧とフォワードドロップ電圧の和以下に設定することにより、過電圧による素子破壊を防ぐことができる。そして、本発明装置では、複数の電源供給回路のうちの一つだけにサージ保護回路を設ければ済むので、部品点数、実装面積およびコストの低減を図ることができる。
【0010】
また、前記ロードダンプサージ保護回路を、CPUを備えた制御回路に電源を供給するための制御系電源回路(一電源供給回路)に設け、前記制御回路から制御信号が供給される制御対象駆動回路(他の電源供給回路)にはサージ保護回路を設けずに済むようになし、前記制御系電源回路への電源供給が遮断されても、前記制御対象駆動回路の電源供給線から整流素子経由で前記制御系電源回路への電源供給がなされるように構成することにより、例えばイグニッションスイッチが OFFにされて前記制御系電源回路を介しての前記制御回路への電源供給が絶たれた後においても、前記制御回路を稼働させることが可能となる。これにより、イグニッションスイッチがOFFにされた後に制御対象の動作の学習やそれを設定位置(初期位置)に戻す制御等を行うことができ、制御上の便宜が図られる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0012】
図1は、本発明に係る複数の電源供給回路を備えた制御装置の一実施形態を示す回路図である。図示実施形態の制御装置は、車載エンジンのスロットル弁の開度を調節するためのスロットルモータ 制御用のもの(電子スロットル制御装置1)である。この制御装置1は、主として、一電源供給回路である、レギュレータ19を有する制御系電源回路2、CPU5を内蔵したスロットル制御回路3、及び、他の電源供給回路であるスロットルモータ駆動回路4から構成されている。
【0013】
スロットル制御回路3に内蔵されたCPU5はスロットル開度センサ6、アクセル開度センサ7等からのアナログ入力信号と、エンジン制御装置8からの車両運転状態情報を計算し、最適なスロットル開度が得られる制御信号を信号線18を介してをスロットルモータ駆動回路4のモータ駆動IC(回路部)14に出力し、スロットルモータ駆動回路4はスロットルモータ9を要求開度になるよう駆動する。
【0014】
また、本電子スロットル制御装置1は、フェールセーフとしてスロットルモータ駆動回路4への駆動系電源供給線4aを制御系電源回路2(の電源供給線2a)とは別に持ち、リレー10にて接続、遮断をコントロールできるような電源構成となっている。フェールセーフの手法は以下の通りである。CPU5は制御値であるスロットル要求開度とスロットル開度センサ6からの実開度を比較し、規定値以上の差がある場合はフェールと見なし、リレー10をOFFしてスロットルモータ駆動回路4への電源供給を遮断することでスロットルモータ9の動作を停止させる。
【0015】
このようなシステムにおいて、外部電源ライン(バッテリ21、オルタネータ22)にロードダンプサージ保護手段がない場合は、スロットル制御装置1内部にロードダンプサージ保護回路11を設ける。ロードダンプサージ保護回路11はツェナーダイオード17を備え、このツェナーダイオード17にて電圧をクランプする。必要であれば電源供給線2aに直列抵抗16を配し電流制限を行っても良い。
【0016】
本制御装置1では、フェールセーフ用のリレー10およびイグニッションスイッチ15により制御系電源回路2とスロットルモータ駆動回路4双方の電源供給線2a、4aが分離される場合があることから、ロードダンプサージ保護回路11は双方の回路に必要となる。そのため、サージ保護回路11が設けられた電源供給回路とされる制御系電源回路2の電源供給線2aとサージ保護回路が設けられていない電源供給回路とされるスロットルモータ駆動回路4の電源供給線4aとが整流素子(ダイオード)12により接続されている。ここでは、制御系電源回路2側のロードダンプサージ保護回路11に電流を流すように整流素子12が配されている。これにより、スロットルモータ駆動回路4への駆動系電源供給線4aの電位はVz(27V)+VF(0.7〜1.2V)でクランプされる。
このため、スロットルモータ駆動回路4に使用しているモータ駆動IC14は、許容電圧(40V)を満足することができる。
【0017】
整流素子12を用いて接続するのには二つの理由がある。一つはフェールセーフ動作時(リレー10がOFFしている状態)に制御系電源回路2から電流が流れ込むのを防ぐため。もう一つは、イグニッションスイッチ15をOFFした後も、スロットル開度センサ6の全閉位置学習を行うまでの間はスロットルモータを駆動し続けなければならないため。すなわち、イグニッションスイッチ15がOFFした後は、リレー10、ダイオード12を経由して供給される電源にてスロットル制御回路3が動作しなければならないためである。
【0018】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。
例えば、前記実施形態では、電子スロットル制御装置についての説明となっているが、本発明は、外部にバッテリとオルタネータからなる電源と接続され、ロードダンプサージ印加の可能性がある複数の電源供給回路を有する制御装置全般に適用できるものである。
【0019】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る複数の電源供給回路を備えた制御装置は、第一の電源供給線を介して車載電源に接続され、第一の負荷に対して電力供給する第一の電源供給回路と、第二の電源供給線を介して前記車載電源に接続され、第二の負荷に対して電力供給する第二の電源供給回路と、を備え、前記第一の電源供給線にサージ保護回路が設けられ、第一の電源供給線と第二の電源供給線とが整流素子により接続され、当該整流素子は前記サージ保護回路の出力側に接続され、前記第二の電源供給線から前記第一の電源供給線に電流を導通する向きに接続されてなるので、サージ電圧をロードダンプサージ保護回路のクランプ電圧と整流素子のフォワードドロップ電圧の和とすることができ、このため、電力供給される負荷部で使用する半導体素子の許容電圧を、前記クランプ電圧とフォワードドロップ電圧の和以下に設定することにより、過電圧による素子破壊を防ぐことができる。また、本発明装置では、複数の電源供給回路のうちの一つだけにサージ保護回路を設ければ済むので、部品点数、実装面積およびコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る複数の電源供給回路を備えた制御装置の一実施形態を示す回路図。
【符号の説明】
1・・・電子スロットル制御装置
2・・・制御系電源回路
2a・・・電源供給線
3・・・スロットル制御回路
4・・・スロットルモータ駆動回路
4a・・・電源供給線
5・・・CPU
6・・・スロットル開度センサ
7・・・アクセル開度センサ
8・・・エンジン制御装置
9・・・スロットルモータ
10・・・リレー
11・・・ロードダンプサージ保護回路
12・・・整流素子(ダイオード)
13・・・駆動系電源供給線
14・・・モータ駆動IC
15・・・イグニッションスイッチ
16・・・抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device having a plurality of power supply circuits for controlling, for example, each part of an automobile, an in-vehicle engine, a transmission, a throttle valve, and the like, and more particularly, to a rationally arranged load dump surge protection means. .
[0002]
[Prior art]
Conventional load dump surge protection has load dump surge protection means using a Zener diode in the alternator, as described in Bosch Automobile Handbook (March 31, 1999, published by Sankai-do Co., Ltd.). However, many automobiles use an alternator that does not have load dump surge protection.
[0003]
When using an alternator that does not have load dump surge protection means, it is necessary to provide load dump surge protection means in the power supply circuit connected to the battery at the same potential of various electrical equipment that uses the battery as a power source. In this case, if there are multiple power supply circuits connected at the same potential as the battery, usually multiple load dump surge protection circuits are required, depending on the configuration of the power supply line and load dump surge protection circuit. Become .
[0004]
For example, in a load dump surge protection circuit using a Zener diode, if a resistor is placed in front of the power supply line to limit the current of the Zener diode, a plurality of power supply lines are separated from each other. A dump surge protection circuit is required. The same applies to the case where each power supply line has a switch or a relay.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is not preferable to individually provide a load dump surge protection circuit for each of the plurality of power supply circuits because this increases the number of components, increases the mounting area, and increases the cost.
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to eliminate the need for individually providing a load dump surge protection circuit for each of a plurality of power supply circuits. It is an object of the present invention to provide a control device including a plurality of power supply circuits so that the area and cost can be reduced.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a control device according to the present invention is connected to an in-vehicle power supply via a first power supply line, and supplies a first power supply circuit for supplying power to a first load; A second power supply circuit that is connected to the in-vehicle power supply via the power supply line and supplies power to the second load, and a surge protection circuit is provided in the first power supply line , A first power supply line and a second power supply line are connected by a rectifier element, the rectifier element is connected to an output side of the surge protection circuit , and the first power supply line is supplied from the second power supply line. It is characterized in that it is connected to a line in a direction to conduct current .
[0007]
The load dump surge protection circuit is preferably configured using a Zener diode.
In a preferred aspect, the power supply circuit provided with the load dump surge protection circuit is a control system power supply circuit for supplying power to a control circuit including a CPU, and the power supply without the surge protection circuit The supply circuit is a control target drive circuit to which a control signal is supplied from the control circuit.
[0008]
In this case, in a preferred embodiment, the power supply to the control system power supply circuit is configured to be supplied to the control system power supply circuit via the rectifier element from the power supply line of the control target drive circuit even if the power supply to the control system power supply circuit is interrupted. The
Further, the control target of the control device of the present invention is not particularly limited, and examples of the control target include each part of an automobile, an engine, a transmission, a throttle motor for adjusting the opening degree of a throttle valve of an in-vehicle engine, and the like. .
[0009]
With such a structure, the control apparatus having a plurality of power supply circuit according to the present invention is connected to a vehicle power supply via the first power supply line, a first power supply to the first load A first power supply line, and a second power supply circuit connected to the in-vehicle power supply via a second power supply line and supplying power to a second load. A surge protection circuit is provided, the first power supply line and the second power supply line are connected by a rectifier element, the rectifier element is connected to the output side of the surge protection circuit, and the second power supply Since the current is connected from the line to the first power supply line in the direction of conducting current , the surge voltage can be the sum of the clamp voltage of the load dump surge protection circuit and the forward drop voltage of the rectifying element. For this reason, element breakdown due to overvoltage can be prevented by setting the allowable voltage of the semiconductor element used in the load section to which power is supplied to be equal to or less than the sum of the clamp voltage and the forward drop voltage. In the device of the present invention, the surge protection circuit only needs to be provided in one of the plurality of power supply circuits, so that the number of components, the mounting area, and the cost can be reduced.
[0010]
The load dump surge protection circuit is provided in a control system power supply circuit (one power supply circuit) for supplying power to a control circuit including a CPU, and a control target drive circuit to which a control signal is supplied from the control circuit (Other power supply circuit) is not required to be provided with a surge protection circuit, and even if power supply to the control system power supply circuit is interrupted, the power supply line of the control target drive circuit is connected via a rectifier element. By configuring so that power is supplied to the control system power supply circuit, for example, even after the ignition switch is turned off and power supply to the control circuit via the control system power supply circuit is cut off. The control circuit can be operated. Thereby, after the ignition switch is turned off, it is possible to learn the operation of the controlled object, or to control it to return it to the set position (initial position), which is convenient for control.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a control device including a plurality of power supply circuits according to the present invention. The control device of the illustrated embodiment is for controlling a throttle motor (electronic throttle control device 1) for adjusting the opening of a throttle valve of an in-vehicle engine. This control device 1 is mainly composed of a control
[0013]
The CPU 5 incorporated in the throttle control circuit 3 calculates analog input signals from the
[0014]
Further, the electronic throttle control device 1 has a drive system
[0015]
In such a system, when there is no load dump surge protection means in the external power supply line (
[0016]
In the present control device 1, the
Therefore, the
[0017]
There are two reasons for the connection using the rectifying element 12. One is to prevent a current from flowing from the control system
[0018]
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. Can be changed.
For example, in the above-described embodiment, the electronic throttle control device is described. However, the present invention is connected to an external power source including a battery and an alternator, and has a plurality of power supply circuits that may be applied with a load dump surge. The present invention can be applied to all control devices having
[0019]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, the control device including a plurality of power supply circuits according to the present invention is connected to the in-vehicle power supply via the first power supply line and supplies power to the first load. A first power supply circuit, and a second power supply circuit that is connected to the in-vehicle power supply via a second power supply line and supplies power to a second load. The power supply line is provided with a surge protection circuit, the first power supply line and the second power supply line are connected by a rectifier element, the rectifier element is connected to the output side of the surge protection circuit, and the second The surge voltage can be the sum of the clamp voltage of the load dump surge protection circuit and the forward drop voltage of the rectifier element. , Therefore, the power supply The allowable voltage of the semiconductor device to be used in the load unit, by setting more than the sum of the clamp voltage and the forward drop voltage, it is possible to prevent the device destruction due to overvoltage. In the device of the present invention, the surge protection circuit only needs to be provided in one of the plurality of power supply circuits. Therefore, the number of components, the mounting area, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a control device including a plurality of power supply circuits according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic
6 ... throttle opening sensor 7 ... accelerator opening sensor 8 ... engine controller 9 ... throttle motor 10 ... relay 11 ... load dump surge protection circuit 12 ... rectifier element ( diode)
13 ... Drive system
15 ...
Claims (9)
前記第一の電源供給回路にサージ保護回路が設けられ、第一の電源供給線と第二の電源供給線とが整流素子により接続され、当該整流素子は、前記サージ保護回路の出力側に接続され、前記第二の電源供給線から前記第一の電源供給線に電流を導通する向きに接続されてなることを特徴とする複数の電源供給回路を備えた制御装置。 A first power supply circuit that is connected to the in-vehicle power source through the first power supply line, supplies power to the first load, and is connected to the in-vehicle power source through the second power supply line; A second power supply circuit for supplying power to the second load,
Surge protection circuitry is provided to the first power supply circuit, a first power supply line and a second power supply line is connected by rectifying devices, the rectifying element is connected to the output side of the surge protection circuit And a control device comprising a plurality of power supply circuits , wherein the second power supply line is connected to the first power supply line in a direction to conduct current .
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