JP5948230B2 - 車載制御装置 - Google Patents
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Description
なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、負荷を駆動する制御装置の一例として、4気筒ガソリンエンジンの燃料噴射弁及び点火装置を駆動するエンジンコントロールユニット(以下「ECU」という)100を示す。なお、ECU100は、4気筒ガソリンエンジンに限らず、例えば、他の気筒数のガソリンエンジン,任意気筒のディーゼルエンジンなどの負荷を駆動することもできる(以下同様)。
データ処理回路132は、図2に示すように、AND回路,NOT回路,SRフリップフロップ,Dフリップフロップ,遅延回路及びクロックカウンタなどを適宜配置・接続して構成されたものであって、データ判定部132A,フレーム信号生成部132B,シフトレジスタ132C,データレジスタ132D,データレジスタ132E及び駆動信号出力部132Fを有している。
制御信号には、図3に示すように、コマンドフレームとデータフレームとの2種類がある。コマンドフレームとしては、例えば、CPU110から駆動回路120に送信される制御コマンド、駆動回路120からCPU110に送信される診断回路130の診断結果などを挙げることができる。データフレームとしては、例えば、CPU110から駆動回路120に送信される、インジェクタドライバ124及びイグナイタプレドライバ126を制御するためのデータなどを挙げることができる。コマンドフレームは、図3(A)に示すように、コマンドフレームであることを示す1ビットのコマンドセレクションビット「1」と、5ビットのコマンドビットC0〜C4と、11ビットのデータビットD0〜D10と、を有する。データフレームは、図3(B)に示すように、データフレームであることを示す1ビットのデータセレクションビット「0」と、16ビットのデータビットD0〜D15と、を有する。従って、コマンドフレーム及びデータフレームは、イネーブル信号Enableがアクティブ(Active Level)になった直後における1ビット目の極性によって区別可能なフォーマットとなっている。また、データフレームのデータビットD0〜D15は、駆動対象である負荷を駆動する各ドライバに割り当てられており、各ドライバの制御信号を形成している。
データ処理回路132に入力されたクロック信号Clockは、NOT回路によって反転されて反転クロック信号Clock*となる。また、データ処理回路132に入力されたイネーブル信号Enableは、NOT回路によって反転されて反転イネーブル信号Enable*となる。フレーム信号生成部132BのDフリップフロップは、反転クロック信号Clock*の立上がりエッジで反転イネーブル信号Enable*をラッチし、データセレクションビットの極性をラッチするデータセレクションビットラッチ信号Selectを生成する。そして、フレーム信号生成部132Bの他のDフリップフロップは、データセレクションビットラッチ信号Selectが入力されたとき、データ入力信号Data SIがLow(0)であれば、データイネーブル信号Data Enableを出力する。また、フレーム信号生成部132BのAND回路は、データ入力信号Data SIとデータイネーブル信号Data Enableとの論理積であるデータフレーム信号Frameをシフトレジスタ132Cに出力する。シフトレジスタ132Cは、データフレーム信号Frameが出力されている間、反転イネーブル信号Enable*とクロック信号Clockとの論理積を反転させた反転クロック信号Clock*に応じて、Dフリップフロップの機能によりフレーム信号生成部132Bからのデータフレーム信号Frameを保持・展開する。
図5において、シフトレジスタ132Cに保持された、データフレームの所定ビットのデータ信号Dataは、データフレームを正常に受信するたびに出力されるデータラッチ信号Latchによって、データレジスタ132DのDフリップフロップによりラッチされる。また、データレジスタ132DのDフリップフロップによりラッチされたデータ信号Dataは、データラッチ信号Latchによって、データレジスタ132EのDフリップフロップによりラッチされる。従って、データレジスタ132D及び132Eには、連続した時間に夫々受信したデータフレームが保持されることとなる。
即ち、シリアル通信においては、コマンドフレーム及びデータフレームからなる2種類のフレームを用いているため、図8に示すように、データフレームとデータフレームとの間にコマンドフレームが伝送される場合がある。しかし、図2に示すデータ処理回路132では、フレームがデータフレームであるときのみ、所定の処理が実行されるので、データフレームとデータフレームとの間に伝送されたコマンドフレームは、データフレームの所定ビットについてHIGH又はLOWが連続している回数の計数には影響を与えない。このため、データフレームの所定ビットのみで、負荷の駆動を制御することができる。
燃料噴射弁200及び点火装置300の駆動制御においては、エンジンのクランクシャフトの回転角度(クランク角度)は、例えば、回転角度センサによって、1度刻みに刻まれた分解能で検出される。そして、図示するように、クランク角度の変化に応じて、燃料噴射弁200の噴射信号及び点火装置300の点火信号が変化する。即ち、エンジンが2回転する間に、点火信号及び噴射信号が、決められた分解能に同期して、所定角度で変化している。そして、この場合の1分解能あたりの周期は、周期Tで表すこととする。
第2実施形態に係るECU100は、第1実施形態に係るECU100の構成に加え、図10に示すように、データ処理回路132と制御回路128との間に、組合せ判定回路134及びテーブル136を介在させた構成となっている。
110 CPU(プロセッサ)
120 駆動回路
122 通信回路
124 インジェクタドライバ
126 イグナイタプレドライバ
128 制御回路
132 データ処理回路
134 組合せ判定回路
136 テーブル
200 燃料噴射弁
300 点火装置
Claims (12)
- 負荷を駆動するスイッチング素子を含む駆動回路と、
プロセッサから前記駆動回路に制御信号をシリアル通信で伝送する通信回路と、
を有し、
前記駆動回路は、前記プロセッサから所定時間ごとに受信する制御信号が変化して第1の所定回数連続して同一である場合に、前記スイッチング素子の作動状態を変化させてエンジンを制御し、
前記所定時間は、前記エンジンの許容最高回転速度においてクランクシャフトが単位角度回転するのに要する時間の前記第1の所定回数分の1以下であることを特徴とする車載制御装置。 - 複数の電磁負荷を、それぞれ駆動する複数のスイッチング素子を含む駆動回路を備え、
前記駆動回路は、シリアル通信線を介してプロセッサから所定時間ごとに受信する複数の制御信号それぞれに基づいて、前記複数のスイッチング素子のON状態とOFF状態とを含む作動状態を変化させて前記複数の電磁負荷を駆動し、
前記複数のスイッチング素子中の一のスイッチング素子に対応する制御信号が変化し、当該制御信号が第1の所定回数連続して同一であるときに、前記一のスイッチング素子の作動状態を変化させることを特徴とする車載制御装置。 - 前記駆動回路は、前記プロセッサからの制御信号に基づいて、
前記スイッチング素子のON状態からOFF状態への作動状態の変化と、
前記スイッチング素子のOFF状態からON状態への作動状態の変化と、を前記制御信号が前記第1の所定回数連続して同一であるかに基づいて制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車載制御装置。 - 前記駆動回路は、前記プロセッサからの制御信号に基づいて、
前記スイッチング素子のON状態の期間またはOFF状態の期間のうち少なくともいずれかを含む作動期間を制御することを特徴とする請求項3に記載の車載制御装置。 - 前記制御信号は、最初の1ビットによって識別可能な、前記駆動回路を制御するためのコマンドフレームと、前記負荷を駆動するためのデータフレームと、を含み、
前記駆動回路は、前記コマンドフレーム及び前記データフレームの最初の1ビットによってデータフレームを受信したことを認識し、前記データフレームが第1の所定回数連続して同一である場合に、前記スイッチング素子の作動状態を変化させることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車載制御装置。 - 前記駆動回路は、前記データフレームが第1の所定回数連続して同一であるか否かを判定するに際して、データフレームとデータフレームとの間にコマンドフレームを受信しても、同一であるデータフレームの計数を継続することを特徴とする請求項5に記載の車載制御装置。
- 前記駆動回路は、イネーブル信号がアクティブである間に受信したクロック信号の数を計数し、計数したクロック信号の数が規定値である場合に、前記制御信号が第1の所定回数連続して同一であるか否かを判定することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の車載制御装置。
- エンジンの点火装置を制御する場合、
前記駆動回路は、前記制御信号に複数の前記点火装置を駆動するデータが含まれている場合、1つの前記点火装置を駆動するデータを含む最新の前記制御信号によって前記点火装置を駆動することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車載制御装置。 - 前記駆動回路は、複数の前記点火装置を駆動するデータが含まれている制御信号を第2の所定回数連続して受信した場合、それから所定時間経過後に、前記点火装置を非作動状態にすることを特徴とする請求項8に記載の車載制御装置。
- エンジンの点火装置を制御する場合、
前記駆動回路は、複数の前記点火装置を駆動するデータが含まれている制御信号を受信した場合、各気筒の同時点火によるエンジンへの影響が設定されたテーブルを参照し、前記エンジンへの影響があるか否かを判定し、前記エンジンへの影響があると判定したときに、1つの前記点火装置を駆動するデータを含む最新の前記制御信号によって前記点火装置を駆動することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の車載制御装置。 - 前記プロセッサからまとめて受信した複数の制御信号中に同一の作動状態を示す信号が複数含まれるときに、前記複数の制御信号を異常と判定する請求項2に記載の車載制御装置。
- 前記スイッチング素子の作動状態を変化させて、エンジンの点火時期を制御することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の車載制御装置。
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