JP5764536B2 - Electronic control unit - Google Patents
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Description
本発明は、主にエンジンやオートマチックトランスミッションを制御するための電子制御装置(以下、C/U)に係り、主に自動車、船舶機、農耕機、工機に実装される制御装置に関する。 The present invention mainly relates to an electronic control device (hereinafter referred to as C / U) for controlling an engine and an automatic transmission, and more particularly to a control device mounted on an automobile, a marine machine, an agricultural machine, and a construction machine.
近年、コストダウン競争の激化に伴い、自動車部品の削減・統廃合が頻繁に実施されている。オートマチックトランスミッション用の構成部品についても同様に部品の削減が実施されており、特許文献1に記載のように、ソレノイド下流側のハーネスを削減した構成が知られている。
In recent years, with the intensification of competition for cost reduction, reduction and consolidation of automobile parts are frequently performed. Similarly, components for automatic transmissions have been reduced. As described in
しかしながら、C/UのGND端子が断線し、且つ複数あるソレノイド駆動回路において、少なくとも1駆動回路が動作停止している状態になると、回路GND−ダイオード−電流検出抵抗−ソレノイド−車体GND−バッテリGNDと擬似的にGND経路が形成され、C/UのGND端子が断線していてもC/Uが動作してしまうことになる。擬似的なGND経路はダイオード、抵抗、ソレノイドを介しているためインピーダンスが大きくC/Uの動作が不安定になるため、C/UのGND端子が断線している場合にC/Uが動作するのは好ましくない。 However, if the GND terminal of the C / U is disconnected and at least one drive circuit is stopped in a plurality of solenoid drive circuits, the circuit GND-diode-current detection resistor-solenoid-vehicle body GND-battery GND Thus, a pseudo GND path is formed, and the C / U operates even if the GND terminal of the C / U is disconnected. Since the pseudo GND path is via a diode, resistor, and solenoid, the impedance is large and the operation of the C / U becomes unstable. Therefore, the C / U operates when the GND terminal of the C / U is disconnected. Is not preferred.
請求項1の本発明は、車両用トランスミッションの変速制御に使用され、かつ、一端が車体グランドに接続された複数のソレノイドを、それぞれ制御する電子制御装置であって、外部電源が接続される電源端子およびグランド端子と、外部電源の電圧が印加されると動作を開始して、電子制御装置の内部電源を生成する電源生成回路と、複数のソレノイドの各々に対してそれぞれ設けられ、電源端子に接続された電源ラインとソレノイドの他端との間に設けられたスイッチング素子と、複数のソレノイドの各々に対してそれぞれ設けられ、グランド端子に接続されたグランドラインとソレノイドの他端との間に接続されて、該ソレノイドに流れる電流を還流するための半導体素子と、電源生成回路で生成された内部電源により動作し、スイッチング素子の各々を制御して複数のソレノイドに流れる電流を制御する第1の制御部と、電源生成回路で生成された内部電源により動作し、電子制御装置起動時に、第1の制御部による制御を行う前に、複数のソレノイドの各々に設けられたスイッチング素子の全てを同時にオン状態にする第2の制御部と、を備え、グランド端子が非接続状態の場合、第2の制御部の制御のときに電源生成回路の動作が停止することを特徴とする。
The present invention of
本発明によれば、GND端子非接続時にソレノイドの通常制御が行われるのを防止し、信頼性の高い電子制御装置を安価に提供することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the normal control of the solenoid from being performed when the GND terminal is not connected, and to provide a highly reliable electronic control device at a low cost.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第1の実施の形態−
図1は、本発明における電子制御装置(C/U)の第1の実施の形態を説明する図である。C/U2は、電源生成回路3、FET7,7a、マイコン4、電流検出抵抗8,8a、オペアンプ9,9aおよびダイオード10,10aを備えている。電源生成回路3は、バッテリ1から供給された電力によりC/U2内の電源を生成する。FET7、電流検出抵抗8、オペアンプ9およびダイオード10は、ソレノイド11を駆動するソレノイド駆動回路を構成し、FET7a、電流検出抵抗8a、オペアンプ9aおよびダイオード10aは、ソレノイド11aを駆動するソレノイド駆動回路を構成している。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
-First embodiment-
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of an electronic control unit (C / U) according to the present invention. The C /
なお、ソレノイド駆動回路の搭載個数はトランスミッションシステムによって異なるが、必ず複数個を有している。図1では、2つのソレノイド駆動回路を備えているが、本発明は、3系統以上備えている場合にも同様に適用することができる。 The number of mounted solenoid drive circuits varies depending on the transmission system, but there are always a plurality of solenoid drive circuits. Although two solenoid drive circuits are provided in FIG. 1, the present invention can be similarly applied to a case where three or more systems are provided.
C/U2はバッテリ1を電源として動作し、主にトランスミッションの変速制御を担うソレノイド11,11aに流れる電流を制御している。ソレノイド11のソレノイド駆動回路において、FET7はソレノイドに流れる電流をオンオフするスイッチとして機能する。FET7のソースはバッテリ電圧が印加される電源ライン98に接続され、FET7のドレインは、電流検出抵抗8を介して負荷であるソレノイド11の一端に接続されている。ソレノイド11の他端は、車体グランドに接続されている。
The C /
ダイオード10は、FET7がスイッチオフした際に、ソレノイドに流れる電流を還流させる。ダイオード10のアノードはグランドライン97に接続され、カソードは電流検出抵抗8を介してソレノイド11の一端に接続されている。ソレノイド11に流れる電流は、電流検出抵抗8によって電圧信号として検知される。電流検出抵抗8で得られた電圧信号は、オペアンプ9で増幅されてマイコン4に入力される。
The
ソレノイド11に流れる電流は、マイコン4に設けられた制御演算部5の演算結果に基づいて、FET7をスイッチング制御することにより制御される。制御演算部5は、ソレノイド11の目標電流を計算し、その目標電流と検知された電流とに基づいて、ソレノイド11を流れる電流が目標電流となるようにフィードバック制御している。FET7を制御するPWM制御信号のデューティを変化させることにより、ソレノイド11を流れる電流を変化させることができる。ソレノイド11aに関するソレノイド駆動回路についても、ソレノイド11のソレノイド駆動回路と同様の構成および機能を有している。
The current flowing through the
図1に示す構成では、電流検出抵抗8を介してFET7に接続されているソレノイド11の一端は、車体グランドに接続されている。ところで、従来から、代表的なオートマチックトランスミッション用C/Uの構成としては、図5に示すような構成が知られている。図5に示す構成では、ソレノイド11を駆動するためのハーネスがC/U2から出力されて、ソレノイド11を介してC/U2に入力されている。一方、図1に示す本実施の形態の構成では、電流検出抵抗8をソレノイド11の下流側から上流側に配置することで、ソレノイド下流側のハーネスを削減している。
In the configuration shown in FIG. 1, one end of the
このように、図1に示す構成の場合にはハーネスを削減してコストダウンを図れるという利点があるが、前述したような欠点がある。すなわち、C/U2のGND端子20のGND接続線22が外れていたり断線していたりして、かつ、複数あるソレノイド駆動回路の内の少なくとも一つが動作停止している状態では、GND端子20→ダイオード10→電流検出抵抗8→ソレノイド11→車体GND→バッテリGNDと擬似的なGND経路99が形成される。そのため、C/U2のGND端子20が断線状態であっても、C/U2は車体GNDを基準にして動作することが可能である。
As described above, the configuration shown in FIG. 1 has the advantage that the harness can be reduced and the cost can be reduced, but has the disadvantages described above. That is, in a state where the
このようにGND端子20が非接続状態の場合には、C/U2が動作せずトランスミッションとしては機能停止することが望ましい。そのため、本実施の形態では、以下に説明するような制御を採用することにより、GND非接続時の動作を防止して、C/U2の信頼性向上を図った。
As described above, when the
図2は、本実施の形態における、C/U2の起動シーケンスを説明する図である。図2において、破線で囲まれた部分が本実施の形態における起動シーケンスであり、C/U2が起動すると、従来からの通常制御を開始する前に、まず、破線で囲まれた部分の処理が実行される。ステップS12では、図示されていない上位コントローラからのC/U起動信号により、C/U2が起動する。C/U2が起動すると、ステップS15において、マイコン4は、全てのソレノイド11、11aを同時に動作させる。すなわち、FET7,7aを所定時間(例えば、1秒間)だけオン状態とする。
FIG. 2 is a diagram for explaining an activation sequence of C /
ここで、GND端子20に接続されるGND接続線22が外れていたり断線していたりした場合には、擬似GND経路99、99aの電位がGNDに近い電位から電源ライン98とほぼ同電位となり、擬似GND経路99、99aが遮断される。その結果、C/U2の電源電圧(電源端子21とGND端子20との電位差)はほぼゼロとなり、電源生成回路3がオフしてC/U2の動作が停止する。上述した所定時間は、非接続状態時に電源生成回路3がオフするまでに要する時間よりも長く設定しておく。一方、GND接続線22が正常に接続されている場合には、GND端子20の電位はグランド電位に保持されているので、ステップS15で全てのソレノイド11、11aを同時に所定時間動作させている間に、電源生成回路3がオフになるようなことはない。
Here, when the
ステップS16は、GND端子20が接続されているか否かに応じたフローの分岐を示したものである。GND端子20がオープン状態であれば、上述したように自動的にC/U2が停止状態となる。一方、GND端子20が接続状態であれば、所定時間後にソレノイド11、11aの動作が停止すると、ステップS21の通常制御が開始される。
Step S16 shows branching of the flow depending on whether or not the
GND端子20が非接続状態の場合、ステップS17でC/U2の動作が停止すると、FET7、7aがオフするため、擬似GND経路99、99aは再びGNDに近い電位となる。その結果、C/U2の電源電圧はバッテリ1の出力電圧となり、起動信号の入力が維持されている場合、電源生成回路3が動作を開始してC/U2が再び起動することになる(ステップS12)。以下、図2に示す起動シーケンス(S12→S15→S16→S17→S12)が繰り返され、C/U2は起動と停止を繰り返すことになる。そのため、ソレノイド11,11aを駆動する通常制御に至ることはなくトランスミッションも制御されることはない。不図示の上位コントローラは、ステップS12〜S17の動作が繰り返されて、ステップS21の通常動作が開始されないことを検知することで、C/U2が正常でないことを認識し、それに応じた処理を実行することができる。
When the
なお、ソレノイド駆動回路に設けられているスイッチング素子には、FETに限らず種々の半導体スイッチング素子を使用することができる。また、FET7,7aがオフの時にソレノイド11,11aを流れる電流を還流する素子としてダイオード10,10aを用いているが、例えば、図4に示すようにFET17,17aを使用しても良い。FET17,17aはボディダイオードを持っているので、ダイオード10,10aと同様に機能させることができる。この構成の場合、ソレノイド11,11aの電流を制御するためにFET7,7aをオンオフさせるが、その際、FET17,17aはFET7,7aがオフの時にオンさせて電流を還流させる。すなわち、FET7,7aとFET17,17aとは、交互にオンオフ制御される。FET17,17aの制御はマイコン4の制御演算部5によって行われる。
The switching element provided in the solenoid drive circuit is not limited to the FET, and various semiconductor switching elements can be used. Further, although the
上述のように、本実施の形態のC/U2は、車両用トランスミッションの変速制御に使用され、かつ、一端が車体グランドに接続された複数のソレノイド11,11aを、それぞれ制御するものであって、C/U2の内部電源を生成する電源生成回路3は電源端子21にバッテリ1の電圧が印加されると動作を開始する。そして、ソレノイド11,11aの他端(すなわち、ソレノイド11,11aにおいてC/U2に接続されている側)と電源ライン98との間に設けられたFET7,7aのオンオフを制御演算部5で制御することにより、ソレノイド11,11aに流れる電流を制御する。ソレノイド11,11aの他端側はダイオード10,10aを介してグランドライン97に接続されており、例えば、GND接続線22がGND端子20から外れていた場合、起動時に、ソレノイド11,11aの通常制御を行う前に、全てのFET7,7aを同時にオン状態にすることにより、グランドライン97の電位が電源ライン98の電位とほぼ等しくなり、電源生成回路3の動作が停止してC/U2は停止する。
As described above, the C /
すなわち、図2に示すような起動シーケンスを実行することにより、GND端子20が非接続状態において、ソレノイド11,11aの通常制御が実行されないような構成とすることができ、コストアップを抑えつつ信頼性の高い電子制御装置(C/U2)とすることができる。
That is, by executing the start-up sequence as shown in FIG. 2, it is possible to make a configuration in which normal control of the
−第2の実施の形態−
上述した第1の実施の形態では、GND端子20が非接続状態の場合に図2のステップS12〜ステップS17の処理が繰り返されるような制御とし、非接続状態において通常制御が行われないようにした。第2の実施の形態では、C/U2のマイコン4に内蔵されている記憶装置6に後述する起動フラグを記憶することで、GND端子20が非接続状態であることを検知したならば、C/U2を安全に停止させるような制御とした。
-Second Embodiment-
In the first embodiment described above, when the
図3は、第2の実施の形態における起動シーケンスを説明する図である。なお、図3のフローチャートは、図2のフローチャートにステップS13,S14,S18,S19,S20の処理を追加したものである。ステップS12では、図示されていない上位コントローラからのC/U起動信号により、C/U2が起動する。 FIG. 3 is a diagram for explaining an activation sequence in the second embodiment. The flowchart of FIG. 3 is obtained by adding steps S13, S14, S18, S19, and S20 to the flowchart of FIG. In step S12, C / U2 is activated by a C / U activation signal from a host controller (not shown).
C/U2が起動すると、マイコン4は、マイコン4の記憶装置6に格納されている起動フラグデータを読みに行き、読み込んだ起動フラグが「OK」であるか「NG」であるかを判定する、起動フラグが「OK」であった場合にはステップS14へ進み、「NG」であった場合にはステップS18に進む。なお、ここでは、GND端子20が接続状態である場合の起動フラグを「OK」とし、非接続状態を検出した場合の起動フラグを「NG」として以下説明する。通常、記憶装置6はマイコン4に内蔵されているが、マイコン外付けのEEPROM、ROMでも良い。起動フラグはデフォルトで「OK」となるように予めセットしておく。
When the C /
まず、ステップS13で、起動フラグが「OK」であると判定された場合について説明する。ステップS13で起動フラグが「OK」であると判定されると、ステップS14に進んで、起動フラグに「NG」データを書き込む。次いで、ステップS15において、マイコン4は、全てのソレノイド11、11aを同時に動作させる。すなわち、全てのFET7,7aを同時にオン動作させる。その結果、第1の実施の形態の場合と同様に、GND端子20が非接続状態(OPEN)である場合には、C/U2は停止する(ステップS17)。
First, the case where it is determined in step S13 that the activation flag is “OK” will be described. If it is determined in step S13 that the activation flag is “OK”, the process proceeds to step S14, and “NG” data is written in the activation flag. Next, in step S15, the
一方、GND端子20が接続状態である場合には、ステップS16からステップS20に進み、起動フラグに「OK」データを書き込む。その後、ステップS21へ進んで、通常制御を開始する。
On the other hand, if the
ステップS17でC/U2が停止すると、第1の実施の形態と同様に、FET7、7aがオフして擬似GND経路99、99aが再びGNDに近い電位となる。起動信号の入力が維持されている場合には、C/U2が再び起動する(ステップS12)。上述した、ステップS14において記憶装置6に「NG」データを書き込んでいるため、再起動後においては起動フラグが「NG」となっており、続くステップS13において「NG」と判定される。その結果、ステップS13からステップS18へと進み、ステップS18で起動フラグに「OK」データを書き込んだ後、ステップS19に進んでC/U2は停止動作を実行する。
When C / U2 is stopped in step S17, the
以上のように、第2の実施の形態では、第1の実施の形態の場合のようにC/U2が起動と停止を繰り返すことなく、C/U2を安全に停止することが可能となる。なお、起動フラグに「OK」データを書き込むステップS18およびステップS20の処理を設けたことにより、GND端子20の非接続状態が復帰した場合に、自動復帰するような構成となっている。
As described above, in the second embodiment, the C /
例えば、工場でバッテリ1を外したときにGND接続線22を接続するのを忘れた場合、イグニッションスイッチをオンしたときに、ステップS19の処理によってC/U2が停止する。その後、GND接続線22を接続し直して再びイグニッションスイッチをオンしたとき、ステップS18の処理がない場合には、停止状態のままになってしまう。ステップS18の処理を追加することにより、自動復帰した場合の起動シーケンスの流れは、S19→S12→S13→S14→S15→S16→S20→S21となる。一方、GND断線故障が復帰しても、C/U2の停止状態を維持したい場合には、ステップS18を省略し、起動フラグを「NG」状態に固定すれば良い。
For example, when it is forgotten to connect the
このように、第2の実施の形態では、図3の起動シーケンスを実行することにより、上述した第1の実施の形態の場合と同様に、GND端子20が非接続状態において、ソレノイド11,11aの通常制御が実行されないような構成とすることができ、コストアップを抑えつつ信頼性の高い電子制御装置(C/U2)とすることができる。
As described above, in the second embodiment, by executing the startup sequence of FIG. 3, as in the case of the first embodiment described above, when the
さらに、第2の実施の形態では、図3の起動シーケンスに示すように、全てのFET7,7aを同時にオン状態にすることで電源生成回路3の動作が停止した場合に、起動フラグとして「NG」が記憶装置6に記憶され、起動時に記憶装置6の起動フラグが「NG」であった場合には、C/U2が停止されるような構成としている。そのため、C/U2が一旦停止して(ステップS17)、その後に再度起動した場合には、記憶装置6には「NG」が記憶されているので、C/U2は停止動作が行われて停止する。その結果、GND端子20が非接続状態である場合には、C/U2は、第1の実施の形態のように停止と起動とを繰り返すことなく、再起動後に停止する。
Furthermore, in the second embodiment, as shown in the startup sequence of FIG. 3, when the operation of the
また、図3の起動シーケンスのステップS18のように、起動時に記憶装置6に「NG」が記憶されていた場合には、C/U2を停止状態とする前に、記憶装置6の「NG」を消去してデフォルト状態(「OK」が記憶されている状態)に戻すようにした。その結果、非接続状態が接続状態となった場合には、C/U2を再起動したときに再び停止することなく通常の制御動作に移行することができる。
In addition, when “NG” is stored in the
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。 Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired.
1:バッテリ、2:C/U、3:電源生成回路、4:マイコン、5:制御演算部、6:記憶装置、7,7a,17,17a:FET、8,8a:電流検出抵抗、10,10a:ダイオード、11,11a:ソレノイド、12,12a:ソレノイド駆動回路、20:GND端子、21:電源端子、97:グランドライン、98:電源ライン、 1: battery, 2: C / U, 3: power generation circuit, 4: microcomputer, 5: control operation unit, 6: storage device, 7, 7a, 17, 17a: FET, 8, 8a: current detection resistor, 10 , 10a: diode, 11, 11a: solenoid, 12, 12a: solenoid drive circuit, 20: GND terminal, 21: power supply terminal, 97: ground line, 98: power supply line,
Claims (3)
外部電源が接続される電源端子およびグランド端子と、
前記外部電源の電圧が印加されると動作を開始して、前記電子制御装置の内部電源を生成する電源生成回路と、
前記複数のソレノイドの各々に対してそれぞれ設けられ、前記電源端子に接続された電源ラインと前記ソレノイドの他端との間に設けられたスイッチング素子と、
前記複数のソレノイドの各々に対してそれぞれ設けられ、前記グランド端子に接続されたグランドラインと前記ソレノイドの前記他端との間に接続されて、該ソレノイドに流れる電流を還流するための半導体素子と、
前記電源生成回路で生成された内部電源により動作し、前記スイッチング素子の各々を制御して前記複数のソレノイドに流れる電流を制御する第1の制御部と、
前記電源生成回路で生成された内部電源により動作し、電子制御装置起動時に、前記第1の制御部による制御を行う前に、前記複数のソレノイドの各々に設けられた前記スイッチング素子の全てを同時にオン状態にする第2の制御部と、を備え、
前記グランド端子が非接続状態の場合、前記第2の制御部の制御のときに前記電源生成回路の動作が停止することを特徴とする電子制御装置。 An electronic control device for controlling a plurality of solenoids, each of which is used for shift control of a vehicle transmission and has one end connected to a vehicle body ground,
A power supply terminal to which an external power supply is connected and a ground terminal;
A power generation circuit that starts operation when a voltage of the external power source is applied and generates an internal power source of the electronic control unit;
A switching element provided for each of the plurality of solenoids, and provided between a power supply line connected to the power supply terminal and the other end of the solenoid;
A semiconductor element provided for each of the plurality of solenoids, connected between a ground line connected to the ground terminal and the other end of the solenoid, and for returning a current flowing through the solenoid; ,
A first control unit that operates with an internal power source generated by the power source generation circuit and controls each of the switching elements to control a current flowing through the plurality of solenoids;
All of the switching elements provided in each of the plurality of solenoids are operated at the same time before being controlled by the first control unit when the electronic control device is activated by operating with the internal power source generated by the power source generation circuit. A second control unit to turn on,
The electronic control device according to claim 1, wherein when the ground terminal is in a disconnected state, the operation of the power generation circuit is stopped when the second control unit is controlled.
前記第2の制御部の制御によって前記電源生成回路の動作が停止した場合に、停止フラグが記憶される記憶部を備え、
起動時に前記記憶部に前記停止フラグが記憶されている場合には、前記第2の制御部による制御を実行せずに電子制御装置停止状態となることを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1.
A storage unit that stores a stop flag when the operation of the power generation circuit is stopped by the control of the second control unit;
An electronic control device, wherein when the stop flag is stored in the storage unit at the time of startup, the electronic control device is stopped without executing the control by the second control unit.
起動時に前記記憶部に前記停止フラグが記憶されていた場合には、前記電子制御装置停止状態とする前に、前記記憶部の前記停止フラグを消去することを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 2,
When the stop flag is stored in the storage unit at the time of startup, the stop flag in the storage unit is erased before the electronic control device is stopped.
Priority Applications (2)
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