JP6775630B1 - 車載エンジン制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、スタータスイッチが閉路されるとトランジスタが断続制御されて、コイルの電磁エネルギーによってコンデンサが充電されて電圧監視部で規制された例えばDC12Vに充電されるようになっていて、昇圧制御部には、昇圧制御部電源からのDC5Vと、電源装置からのDC5Vとがダイオードを介して合併給電されている。
なお、電源装置内には図示されていない第1、第2の定電圧電源が含まれていて、第1の定電圧電源はイグニッションスイッチを介してバッテリから給電されて、CPU及び制御回路部への給電と昇圧制御部への給電を行い、第2の定電圧電源はバッテリから直接給電されて動作し、CPU内のRAMメモリに対するバックアップ電源として使用されているものと推定される。
しかし、このような低昇圧電源回路を廃止して、燃料噴射制御用として不可欠な、例えばDC70Vの高昇圧電源回路のみを使用した場合には、この高昇圧電源回路から燃料噴射制御用のマイクロプロセッサに給電する定電圧電源に対する電圧補助回路を付加するとともに、過大電圧が印加されないための保護対策と、高速エンジン回転時の燃料噴射制御能力の低下を防止したり、電圧補助のタイミングを適切に行う必要がある。
前記定電圧電源には、前記電源電圧から給電ダイオードによって逆流防止された入力電圧が印加されるか、若しくは、降圧電源回路を媒介して降圧された入力電圧が印加されるとともに、前記昇圧電圧を、前記定電圧電源若しくは前記降圧電源回路の入力部に印加する補助電源接続素子を備え、
前記補助電源接続素子は、前記電源電圧の分圧電圧である電源監視電圧の値が第1下限電圧以下であるときに閉路駆動され、
前記第1下限電圧は、前記安定化電圧が得られる前記定電圧電源、若しくは前記降圧電源回路の最小の入力電圧に対応した前記電源監視電圧の下限値に相当し、
前記マイクロプロセッサは、前記電源監視電圧の値が前記第1下限電圧を超過することにより給電補助指令を停止して前記補助電源接続素子を開路することを特徴とする。
図1は、実施の形態1に係る車載エンジン制御装置の全体回路ブロック図である。
図1において、車載エンジン制御装置100Aは、マイクロプロセッサ20と、昇圧電源回路30と、電磁弁駆動回路40とを主体として構成されている。車載エンジン制御装置100Aの外部には、例えばDC12V系の車載バッテリ10から、図示しない電源スイッチに応動する電源リレー11の出力接点を介して電源電圧Vbbが印加されている。また、エンジンの始動電動機12には、始動スイッチ17に応動する始動リレー13を介して車載バッテリ10のバッテリ電圧Vbが印加されるようになっている。
一方、マイクロプロセッサ20によって駆動制御される電気負荷群14は、複数気筒のエンジンの各気筒に個別配置される複数の燃料噴射用電磁コイル14aを含み、その他にスロットル弁開度の制御用モータ、あるいはガソリンエンジンの場合にはガソリンの点火装置が含まれている。また、マイクロプロセッサ20に入力されるセンサ群16は、エンジンの回転センサ16aを含み、その他にエンジンの回転角度センサ、スロットル弁開度センサ、吸気量センサ、あるいは排気ガスセンサなどが含まれている。
減圧遅延コンデンサ38cは、電源リレー11が閉路されたことによって無負荷状態における車載バッテリ10から充電され、その後、始動電動機12が駆動されたことによって電源電圧Vbbが減衰しても、制御電圧Vcの減衰を緩慢にして暫時は昇圧制御回路37の動作を可能にしておくためのものである。従って、電源リレー11が閉路されて、始動電動機12が駆動されても昇圧電源回路30は開閉素子32の断続動作による昇圧制御を実行して、第1分圧電圧Vf1に対応した昇圧電圧Vh以上の電圧に昇圧することができるようになっている。なお、制御電圧Vcによって動作する昇圧制御回路37は、前述した電流制御用の基準電圧と、電圧制御用の基準電圧を生成する基準電圧生成回路を備え、制御電圧Vcが例えばDC14V〜DC4.5V程度に変動しても開閉素子32の断続制御が行えるようになっている。
しかし、昇圧電源回路30による昇圧電圧Vhは、補助電源接続素子25Adの主体要素である接続開閉素子25aと補助給電ダイオード26を介して定電圧電源23、または降圧電源回路22Aを介して定電圧電源23に印加されている。
なお、マイクロプロセッサ20が不作動であるときには、給電補助指令ASTはフローティング状態にあって、プルアップ抵抗29bによって論理レベル「H」が得られるようになっている。但し、論理素子29aの第1入力端子に論理否定素子を設け、プルアップ抵抗29bに代わってプルダウン抵抗を設けても同様の動作が行えるものである。
また、論理素子29aの第2入力端子には始動スイッチ17の押圧閉路に応動して論理レベルが「H」となる始動信号STSが入力されている。従って、始動スイッチ17が閉路されると、マイクロプロセッサ20が不作動であっても論理素子29aの出力信号によって開閉制御素子29が閉路駆動され、これによって接続開閉素子25aが閉路して昇圧電圧Vhが補助給電ダイオード26を介して定電圧電源23に入力され、マイクロプロセッサ20が起動されて制御動作を開始するようになっている。
このために、給電補助指令ASTは目標とする減圧電圧Vaと昇圧電圧Vhとの比率に対応した通電デューティの断続指令信号を発生するようになっている。
但し、昇圧電圧Vhは急速に上昇し、最終的には例えばDC63〜70Vで安定しているものであるから、昇圧電圧VhがDC70V(第2分圧電圧Vf2相当)になっているときに、減圧電圧VaがDC14Vになるような固定の通電デューティであればよい。この場合には、昇圧電圧Vhが増加中のDC35Vに到達した時点で、減圧電圧VaはDC7Vに到達して、確実にマイクロプロセッサ20を作動させることができることになる。
一方、マイクロプロセッサ20の制御動作が開始すると、始動電動機12によるエンジン回転速度が例えば200RPMを超過した時点で燃料噴射指令INJが発生し、電磁弁駆動回路40を介して複数の燃料噴射用電磁コイル14aに対する駆動電流が順次分配給電されるようになっている。
図2は、図1で説明した車載エンジン制御装置100Aの変形形態を示す全体回路ブロック図であり、図1の車載エンジン制御装置100Aとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。なお、図1の車載エンジン制御装置100Aと図2の車載エンジン制御装置100Bの主な相違点は、補助電源接続素子25Adに代わって補助電源接続素子25Aが適用され、補助電源接続素子25Aは電源監視電圧Vmに応動する通電デューティの補正制御が行われていない。その代わりに、補助電源回路24Aが付加されているとともに、この補助電源回路24Aの定電圧制御特性を改善するためのバイアス電流通電素子24a、及びバイアス電流通電指令BSTが追加されている。
そして、補助電源回路24Aの出力端子には、バイアス電流通電素子24aを介してバイアス電流通電抵抗24cが接続され、バイアス電流通電素子24aは、バイアス電流通電指令抵抗24bを介してマイクロプロセッサ20が発生するバイアス電流通電指令BSTによって開閉制御されている。このバイアス電流通電指令BSTは、前述した電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1よりも大きな値である第2下限電圧Vm2以下であるときにバイアス電流通電素子24aを閉路駆動するものであり、第2下限電圧Vm2の値は、電源電圧Vbbの正常下限値に対応した例えばDC10Vに対応した電源監視電圧Vm以下の値となっている。
まず、全体回路ブロック図を示す図1及び図2において、図示しない電源スイッチが閉路されて電源リレー11が付勢閉路されると、車載エンジン制御装置100A、100Bには車載バッテリ10による電源電圧Vbbが印加されて、マイクロプロセッサ20には給電ダイオード21と降圧電源回路22Aと定電圧電源23を介して安定化電圧Vccが印加され、マイクロプロセッサ20は少なくともエンジンに対する燃料噴射制御を行うようになっている。但し、マイクロプロセッサ20の消費電流が小さい場合には降圧電源回路22Aは省略されていることがある。
この昇圧電源回路30は、電磁弁駆動回路40を介して複数の燃料噴射用電磁コイル14aに対して短時間の高圧電圧を印加して急速駆動を行い、必要とされる燃料噴射量に応じた開弁補助制御が行われてから急速遮断されるようになっている。但し、以上の動作は電源電圧Vbbが正常であって、マイクロプロセッサ20と昇圧電源回路30が正常に動作している場合のものであり、電源スイッチが閉路されたのち、始動電動機12への給電が行われてエンジンが回動動作を開始した時点の低電圧異常が発生した場合には、補助電源接続素子25Adまたは25Aによってこの問題に対応するようになっている。
図3において、ステップS310は、図示しない電源スイッチが閉路されたことによって電源リレー11が動作し、昇圧電源回路30による昇圧電圧Vhが発生するステップである。
続くステップS311は、マイクロプロセッサ20が不作動であって、給電補助指令ASTが発生していないが、始動信号STSが発生して補助電源接続素子25Adまたは25Aによる補助給電が行われるステップである。
続くステップS300は、マイクロプロセッサ20の制御プログラムの一つである電圧制御プログラムの動作開始ステップである。
続くステップS301aは、始動スイッチ17が閉路されているかどうかを確認して、閉路されていなければNOの判定となって動作終了工程のステップS309へ移行し、閉路されていればYESの判定となってステップS301bへ移行する判定ステップである。
続くステップS302は、ステップS301bで読出された電源監視電圧Vmの値が、第2下限電圧Vm2以下であるかどうかを判定し、第2下限電圧Vm2以下であればYESの判定を行ってステップS303へ移行し、超過であればNOの判定を行って動作終了工程のステップS309へ移行する判定ステップである。なお、第2下限電圧Vm2の値は、電源電圧Vbbの正常下限値に対応した電源監視電圧Vm以下の値となっていて、12V系の車載バッテリであれば、例えばDC10Vに対応した電源監視電圧Vmの値となっている。
ステップS303は、図2で示されたバイアス電流通電指令BSTを発生して、バイアス電流通電素子24aによって補助電源回路24Aに微小の負荷電流を通電し、定電圧制御の精度を向上しておくためのステップである。
ステップS305bは、給電補助指令ASTの論理レベルを交互に反転させることによって、補助電源接続素子25Ad内の接続開閉素子25aの通電デューティを40%に規制して、昇圧電圧VhがDC70Vであるときの補助電源接続素子25Adの平均出力電圧である減圧電圧Vaの値をDC28Vとし、動作終了工程のステップS309へ移行するステップである。このステップS305aとステップS305bは、図1の車載エンジン制御装置100Aにて実行されるステップである。
定電圧電源23には、電源電圧Vbbから給電ダイオード21によって逆流防止された入力電圧Vbaが直接印加されるか、若しくは降圧電源回路22Aを媒介して間接印加されるとともに、昇圧電圧Vhを、定電圧電源23若しくは降圧電源回路22Aの入力部に印加する補助電源接続素子25Adまたは25Aを備え、
補助電源接続素子25Adまたは25Aは、電源電圧Vbbの分圧電圧である電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1以下であるときに閉路駆動されるものであり、
第1下限電圧Vm1は、安定化電圧Vccが得られるための定電圧電源23若しくは降圧電源回路22Aの最小の入力電圧に対応した電源監視電圧Vmの下限値に相当し、マイクロプロセッサ20は、電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1を超過したことによって給電補助指令ASTを停止して、補助電源接続素子25Adまたは25Aを開路するようになっている。
昇圧制御回路37は、開閉素子32が閉路して誘導素子31に給電されてから、電流検出抵抗33によって検出された素子電流Ifが、設定された上限電流If2に到達すると開閉素子32を開路し、設定された遮断時間Tfが経過するかまたは素子電流Ifが設定された下限電流If1以下に減少したときに開閉素子32を再閉路するとともに、
昇圧コンデンサ35の充電電圧である昇圧電圧Vhの昇圧分圧電圧Vfを監視して、昇圧電圧Vhの目標電圧に対応した第2分圧電圧Vf2に到達してから、第2分圧電圧Vf2よりも低い第1分圧電圧Vf1以下に低下するまでの期間において開閉素子32は開路状態を維持するように構成されており、
昇圧電源回路30は更に、給電ダイオード21から第1逆流防止素子38aを介して充電される減圧遅延コンデンサ38cを備え、昇圧制御回路37は、減圧遅延コンデンサ38cの充電電圧である制御電圧Vcを電源電圧として作動して、開閉素子32の断続制御を行うようになっている。
従って、減圧遅延コンデンサ38cはエンジンの始動操作を行う前の無負荷状態における車載バッテリによって充電され、始動電動機12の駆動電流によって車載バッテリ10の電源電圧Vbbが減衰低下しても、昇圧制御回路37を作動させるための制御電圧Vcは急速に減少することはなく、減圧遅延コンデンサ38cの静電容量を大きくしておくことにより、電源電圧Vbbが回復するまでの異常低電圧期間において昇圧制御を持続することができる特徴がある。なお、この特徴は、後述する実施の形態2及びその変形形態についても同様である。
補助電源接続素子25Adまたは25Aは、電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1以下であって、しかも、エンジンの始動スイッチ17が押圧閉路されているときに、マイクロプロセッサ20の作動状態とは無関係に閉路駆動され、
電源監視電圧Vmが第1下限電圧Vm1の値を超過したときには、始動スイッチ17が押圧閉路されていても、マイクロプロセッサ20が給電補助指令ASTを停止して補助電源接続素子25Adまたは25Aは開路されるようになっている。
従って、始動スイッチ17が閉路されていないときには、補助電源接続素子25Adまたは25Aが開路されていることによって昇圧用の電力がマイクロプロセッサ20側に流出するのを防止して、速やかに昇圧動作が行われて昇圧電圧Vhを得ることができる特徴がある。
減圧電圧Vaは、電源電圧Vbbの最大値と昇圧電圧Vhの最大値との中間領域の電圧に設定されるか、または前記中間領域の電圧の前後における少なくとも複数段階の目標値に選択設定されている。
従って、定電圧電源23または定電圧電源23に直列接続されている降圧電源回路22Aに対して過度な高電圧が印加されることを抑制して、耐圧性能が低くて小型で安価な定電圧電源23あるいは降圧電源回路22Aを使用できる特徴がある。なお、この特徴は、後述する実施の形態2についても同様である。
補助電源回路24Aの出力電圧は、補助電源接続素子25Aと補助給電ダイオード26を介して定電圧電源23または降圧電源回路22Aの入力電圧として印加されており、
定電圧電源23は、その入力電圧に応動して出力電圧が安定化電圧Vccとなるように導通状態を負帰還リニア制御されているものであるのに対し、
降圧電源回路22Aは、その入力電圧に応動して出力電圧が定電圧電源23の安定動作入力電圧となるように導通状態を負帰還デューティ制御されているものであり、
補助電源回路24Aは、その入力電圧である昇圧電圧Vhに応動して、出力電圧が車載バッテリ10の電源電圧Vbbの最大値以下となるように負帰還制御されている。
従って、定電圧電源23及び降圧電源回路22Aの耐圧性能を高める必要がなくて、小型で安価な構成により補助電圧の印加が行えるとともに、補助電源回路24A自体は短時間定格の動作を行うものであるため、高精度で電力損失が増加するリニア制御方式、または出力電圧変動が発生しても低損失のデューティ制御方式のものを使用できる特徴がある。
バイアス電流通電素子24aは、バイアス電流通電指令抵抗24bを介してマイクロプロセッサ20が発生するバイアス電流通電指令BSTによって開閉制御され、
バイアス電流通電指令BSTは、電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1よりも大きな値である第2下限電圧Vm2以下であるときにバイアス電流通電素子24aを閉路駆動するものであり、
第2下限電圧Vm2の値は、電源電圧Vbbの正常下限値に対応した監視電圧Vm以下の値となっている。
従って、補助電源回路24Aが無負荷状態とならないので定電圧制御精度が向上するとともに、給電補助を必要としない通常状態においては開路されて、無駄なバイアス電流は節電遮断される特徴がある。なお、この特徴は、後述する実施の形態2の変形形態についても同様である。
次に、実施の形態2に係る車載エンジン制御装置について説明する。
図4は、実施の形態2に係る車載エンジン制御装置の全体回路ブロック図である。
実施の形態2については、図1の車載エンジン制御装置100Aとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。
図4において、実施の形態2に係る車載エンジン制御装置100Cと、図1の実施の形態1に係る車載エンジン制御装置100Aとの相違点は次のとおりである。
第1の相違点は、電源電圧Vbbの入力端子が2分割されていて、その一方には電源電圧監視回路50が設けられて電源監視電圧Vmを発生するのに対し、他方には昇圧電源監視回路51が設けられて昇圧電源監視電圧Vnを発生するようになっていることであり、これに伴って他方の電源端子から一方の電源端子に至る並列給電ダイオード27が付加されている。
これにより、補助電源接続素子25Bdは始動スイッチ17の操作の有無に関わらず、前述した電源監視電圧Vmが第1下限電圧Vm1以下であって、しかも、エンジン回転速度が例えばアイドル回転速度600RPM以下のときには接続開閉素子25a(図1参照)が閉路されるようになっている。
図5は、図4で説明した車載エンジン制御装置100Cの変形形態を示す全体回路ブロック図であり、図4の車載エンジン制御装置100Cとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。
なお、図4の車載エンジン制御装置100Cと図5の車載エンジン制御装置100Dの主な相違点は、図4の補助電源接続素子25Bdに代わって補助電源接続素子25Bが適用され、補助電源接続素子25Bは電源監視電圧Vmに応動する通電デューティの補正制御が行われていない。その代わりに、補助電源回路24Bが付加されているとともに、この補助電源回路24Bの定電圧制御特性を改善するために、図2で前述したバイアス電流通電素子24a、及びバイアス電流通電指令BSTが追加されている。
このバイアス電流通電指令BSTは、前述した電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1よりも大きな値である第2下限電圧Vm2以下であるときにバイアス電流通電素子24aを閉路駆動するものであり、第2下限電圧Vm2の値は、電源電圧Vbbの正常下限値に対応した例えばDC10Vに対応した電源監視電圧Vm以下の値となっている。
従って、図5の実施形態による電源回路構成によれば、エンジンの始動中における低回転速度状態において、車載バッテリ10の電源電圧Vbbが異常低下していて、昇圧電源回路30が昇圧動作を開始した直後の昇圧電圧Vhの上昇過程においても、降圧電源回路22Bによる電圧降下の影響を受けないで、定電圧電源23に対する電源補助を行うことができるようになっている。
まず、全体回路ブロック図を示す図4及び図5において、図示しない電源スイッチが閉路されて電源リレー11が付勢閉路されると、車載エンジン制御装置100C、100Dには車載バッテリ10による電源電圧Vbbが印加されて、マイクロプロセッサ20には給電ダイオード21と降圧電源回路22Bと定電圧電源23を介して安定化電圧Vccが印加され、マイクロプロセッサ20は少なくともエンジンに対する燃料噴射制御を行うようになっている。
この昇圧電源回路30は、電磁弁駆動回路40を介して複数の燃料噴射用電磁コイル14aに対して短時間の高圧電圧を印加して急速駆動を行い、必要とされる燃料噴射量に応じた開弁補助制御が行われてから急速遮断されるようになっている。但し、上記の動作は電源電圧Vbbが正常であって、マイクロプロセッサ20と昇圧電源回路30が正常に動作している場合のものであり、電源スイッチが閉路されたのち、始動電動機12への給電が行われてエンジンが回動動作を開始した時点の低電圧異常が発生した場合には、補助電源接続素子25Bdまたは25Bによってこの問題に対応するようになっている。
図6において、ステップS610は、図示しない電源スイッチが閉路されたことによって電源リレー11が動作し、昇圧電源回路30による昇圧電圧Vhが発生するステップである。
続くステップS611は、マイクロプロセッサ20が不作動であって給電補助指令ASTが発生していないが、エンジンが回転していないことにより補助電源接続素子25Bdまたは25Bによる補助給電が行われるステップである。
続くステップS600は、マイクロプロセッサ20の制御プログラムの一つである電圧制御プログラムの動作開始ステップである。
続くステップS607aは、電源監視電圧Vmと昇圧電源監視電圧Vnとの関係がVm<<Vnであって、昇圧電源監視電圧Vnは発生しているのに電源監視電圧Vmは発生していないと判定されたときに、YESの判定を行ってステップS607bへ移行し、電源監視電圧Vmと昇圧電源監視電圧Vnとの関係がVm≒Vnであるときに、NOの判定を行ってステップS608aへ移行する判定ステップである。
ステップS607bは、マイクロプロセッサ20側の電源端子が接触不良であるとの判定を行って第1異常報知を行ってステップS608aへ移行するステップである。
ステップS608bは、昇圧電源30側の電源端子が接触不良であるとの判定を行って、エンジンの始動操作を禁止する第2異常報知を行って動作終了工程のステップS609へ移行するステップである。
なお、第2下限電圧Vm2の値は、電源電圧Vbbの正常下限値に対応した電源監視電圧Vm以下の値となっていて、12V系の車載バッテリであれば例えばDC10Vに対応した電源監視電圧Vmの値となっている。
続くステップS604aは、ステップS601で読み込まれた電源監視電圧Vmの値が、第1下限電圧Vm1以下であるかどうかを判定し、第1下限電圧Vm1以下であればYESの判定を行ってステップS605aへ移行し、超過であればNOの判定を行ってステップS604bへ移行する判定ステップである。
なお、第1下限電圧Vm1は、安定化電圧Vccが得られるための降圧電源回路22Bの最小の入力電圧に対応した前記電源監視電圧Vmの下限値に相当しており、DC5Vの安定化電圧Vccが得られるために必要となる定電圧電源23の入力電圧としての例えばDC7Vと、降圧電源回路22Bを有することによる更なる余裕電圧として例えばDC2Vを加算した合計電圧9Vの電源電圧Vbbに対応した電源監視電圧Vmの値となっている。
ステップS605aは、ステップS601で算出されたエンジン回転速度Nが、アイドル回転速度N0未満であるかどうかを判定し、アイドル回転速度N0未満であればYESの判定を行ってステップS606へ移行し、アイドル回転速度N0以上であればNOの判定を行って工程605bへ移行する判定ステップである。
ステップS605bは、ステップS605aによる判定がアイドル回転速度N0以上であるにも関わらず、ステップS604aの判定で電源電圧Vbbが過小であることの異常報知を行って動作終了工程のステップS609へ移行する電圧異常の報知ステップとなっている。
ステップS606は、図4の場合であれば昇圧分圧電圧Vfに基づくデューティ制御を行って給電補助指令ASTを発生し、図5の場合であれば給電補助指令ASTの論理レベルを常時「H」にして動作終了工程のステップS609へ移行するステップである。
なお、図4の場合の接続開閉素子25aに対する通電デューティは、図3の場合と同様に昇圧分圧電圧Vfの値によって50%または100%とするが、更に複数段階の制御を行えば、定電圧電源23に対する印加電圧を抑制し、昇圧電圧Vhの上昇に伴って速やかに減圧電圧Vaを上昇させることができるものである。
また、補助電源接続素子25Bdまたは25Bの出力電圧は、第2逆流防止素子38bを介して昇圧制御回路37に対する補助電圧として供給しており、これによって減圧遅延コンデンサ38cに初期充電された電荷の放電を抑制しながら、異常低電圧時の昇圧制御回路37の制御動作を安定させるようになっている。
定電圧電源23には、電源電圧Vbbから給電ダイオード21によって逆流防止された入力電圧Vbaが降圧電源回路22Bを媒介して間接印加されるとともに、昇圧電圧Vhを、定電圧電源23の入力部に印加する補助電源接続素子25Bdまたは25Bを備え、
補助電源接続素子25Bdまたは25Bは、電源電圧Vbbの分圧電圧である電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1以下であるときに閉路駆動されるものであり、第1下限電圧Vm1は、安定化電圧Vccが得られるための降圧電源回路22Bの最小の入力電圧に対応した電源監視電圧Vmの下限値に相当しており、マイクロプロセッサ20は、電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1を超過したことによって給電補助指令ASTを停止して、補助電源接続素子25Bdまたは25Bを開路するようになっている。
マイクロプロセッサ20には、エンジン回転に応動する回転センサ16aが発生する回転検出パルスNeが入力されていて、当該マイクロプロセッサ20はエンジン回転速度に比例した回転速度検出信号Nを生成し、
補助電源接続素子25Bdまたは25Bは、電源監視電圧Vmの値が第1下限電圧Vm1以下であって、しかも、回転速度検出信号Nが設定されたアイドル回転速度N0未満であるときには、マイクロプロセッサ20の作動状態とは無関係に閉路駆動され、
回転速度検出信号Nがアイドル回転速度N0以上であることが検知されているときには、マイクロプロセッサ20が給電補助指令ASTを停止して補助電源接続素子25Bdまたは25Bは消勢開路されるようになっている。
従って、エンジン回転速度が上昇して、高頻度な燃料噴射を行うための昇圧電源回路30の所要昇圧電力が増大する前に、マイクロプロセッサ20用の定電圧電源23に対する補助給電を停止して、昇圧性能の低下を防止できる特徴がある。
従って、電源電圧Vbbから第1逆流防止素子38aを介して充電された減圧遅延コンデンサ38cと協働して、この減圧遅延コンデンサ38cの充電電圧が放電する一方で第2逆流防止素子38bからの充電が進行して、昇圧電源回路30を安定して動作させることができる特徴がある。これは、変形形態2における請求項8の場合も同様である。
なお、実施の形態1とその変形形態の場合には、補助給電ダイオード26が第2逆流防止素子38bの機能を兼ねていて、第1逆流防止素子38aのみを設ければよいようになっている。
定電圧電源23は、その入力電圧に応動して出力電圧が安定化電圧Vccとなるように導通状態を負帰還リニア制御されているものであるのに対し、降圧電源回路22Bは、その入力電圧に応動して出力電圧が定電圧電源23の安定動作入力電圧となるように導通状態を負帰還デューティ制御されているものであり、
補助電源回路24Bは、その入力電圧である昇圧電圧Vhに応動して、出力電圧が車載バッテリ10の電源電圧Vbbの最大値以下となるように負帰還制御されている。
従って、定電圧電源23及び降圧電源回路22Bの耐圧性能を高める必要がなくて、小型で安価な構成により補助電圧の印加が行えるとともに、補助電源回路24B自体は短時間定格の動作を行うものであるため、高精度で電力損失が増加するリニア制御方式、または出力電圧変動が発生しても低損失のデューティ制御方式のものを使用できる特徴がある。
なお、定電圧電源23と降圧電源回路22Bについては実施の形態1及び実施の形態2についても同様である。
マイクロプロセッサ20は、電源監視電圧Vmと昇圧電源監視電圧Vnの値を相対比較して、昇圧電源監視電圧Vnが発生しているのに電源監視電圧Vmが発生していない第1状態では、前記第1端子の接触不良であると判定して第1異常報知出力を発生し、電源監視電圧Vmが発生しているのに昇圧電源監視電圧Vnが発生していない第2状態では、前記第2端子の接触不良であると判定して第2異常報知出力を発生するようになっている。
従って、マイクロプロセッサ20側への電源端子が接触不良であるときには保守点検を促す第1状態の異常報知を行い、昇圧電源回路30側への電源端子が接触不良であるときにはエンジンの始動を禁止する第2状態の異常報知を行って車載バッテリ10の放電を防止することができる特徴がある。
なお、昇圧電源回路30側への給電電流は、マイクロプロセッサ20側への給電電流に比べて圧倒的に大きな値となっており、マイクロプロセッサ20に対する並列給電によってマイクロプロセッサ20の正常運転を維持することができるものである。また、前述した実施の形態1及びその変形形態の場合であっても、電源端子を2分割することによって同様の異常判定機能を付加することができるものである。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Claims (10)
- 車載バッテリから電源電圧が印加され、定電圧電源を介して安定化電圧が給電されて、少なくとも車載エンジンに対する燃料噴射制御を行うマイクロプロセッサと、前記電源電圧を昇圧して燃料噴射用電磁コイルを駆動する昇圧電圧を発生する昇圧電源回路と、を備えた車載エンジン制御装置であって、
前記定電圧電源には、前記電源電圧から給電ダイオードによって逆流防止された入力電圧が印加されるか、若しくは、降圧電源回路を媒介して降圧された入力電圧が印加されるとともに、
前記昇圧電圧を、前記定電圧電源若しくは前記降圧電源回路の入力部に印加する補助電源接続素子を備え、
前記補助電源接続素子は、前記電源電圧の分圧電圧である電源監視電圧の値が第1下限電圧以下であるときに閉路駆動され、
前記第1下限電圧は、前記安定化電圧が得られる前記定電圧電源、若しくは前記降圧電源回路の最小の入力電圧に対応した前記電源監視電圧の下限値に相当し、
前記マイクロプロセッサは、前記電源監視電圧の値が前記第1下限電圧を超過することにより給電補助指令を停止して前記補助電源接続素子を開路することを特徴とする車載エンジン制御装置。 - 前記昇圧電源回路は、前記電源電圧に接続される誘導素子と開閉素子と電流検出抵抗との直列回路と、前記開閉素子を昇圧制御回路によって断続駆動したときに発生する前記誘導素子の誘導エネルギーによって逆流防止ダイオードを介して充電される昇圧コンデンサと、により構成され、
前記昇圧制御回路は、前記開閉素子が閉路して前記誘導素子に給電されてから、前記電流検出抵抗により検出された素子電流が、設定された上限電流に到達すると前記開閉素子を開路し、設定された遮断時間が経過するか、または前記素子電流が設定された下限電流以下に減少したときに前記開閉素子を再閉路するとともに、
前記昇圧電圧の昇圧分圧電圧を監視して、前記昇圧電圧の目標電圧に対応した第2分圧電圧に到達してから、前記第2分圧電圧よりも低い第1分圧電圧以下に低下するまでの期間において前記開閉素子は開路状態を維持するように構成されており、
前記昇圧電源回路は更に、前記給電ダイオードから第1逆流防止素子を介して充電される減圧遅延コンデンサを備え、
前記昇圧制御回路は、前記減圧遅延コンデンサの充電電圧である制御電圧を電源電圧として作動して、前記開閉素子の断続制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の車載エンジン制御装置。 - 前記電源監視電圧は、前記マイクロプロセッサに対する入力信号として接続されていて、前記電源監視電圧が前記第1下限電圧の値を超過したかどうかは、前記マイクロプロセッサによって判定され、
前記補助電源接続素子は、前記電源監視電圧の値が前記第1下限電圧以下であって、エンジンの始動スイッチが押圧閉路されているときに、前記マイクロプロセッサの作動状態とは無関係に閉路駆動され、前記電源監視電圧が前記第1下限電圧の値を超過したときには、前記始動スイッチが押圧閉路されていても、前記マイクロプロセッサが前記給電補助指令を停止して前記補助電源接続素子を開路することを特徴とする請求項1または2に記載の車載エンジン制御装置。 - 前記電源監視電圧は、前記マイクロプロセッサに対する入力信号として接続されていて、前記電源監視電圧が前記第1下限電圧の値を超過したかどうかは前記マイクロプロセッサによって判定され、
前記マイクロプロセッサには、エンジン回転に応動する回転センサが発生する回転検出パルスが入力されていて、前記マイクロプロセッサはエンジン回転速度に比例した回転速度検出信号を生成し、
前記補助電源接続素子は、前記電源監視電圧の値が前記第1下限電圧以下であって、前記回転速度検出信号が設定されたアイドル回転速度未満であるときには、前記マイクロプロセッサの作動状態とは無関係に閉路駆動され、
前記回転速度検出信号が前記アイドル回転速度以上であることが検知されているときには、前記マイクロプロセッサが前記給電補助指令を停止して前記補助電源接続素子は消勢開路されることを特徴とする請求項1または2に記載の車載エンジン制御装置。 - 前記マイクロプロセッサは、前記昇圧電圧の昇圧分圧電圧を監視しながら前記補助電源接続素子の平均出力電圧が設定された減圧電圧となる関係に、前記給電補助指令の断続デューティを決定し、
前記減圧電圧は、前記電源電圧の最大値と前記昇圧電圧の最大値との中間領域の電圧に設定されるか、または前記中間領域の電圧の前後における少なくとも複数段階の目標値に選択設定されていることを特徴とする請求項2から4の何れか一項に記載の車載エンジン制御装置。 - 前記マイクロプロセッサは、前記昇圧電圧の昇圧分圧電圧を監視しながら前記補助電源接続素子の平均出力電圧が設定された減圧電圧となる関係に、前記給電補助指令の断続デューティを決定し、
前記減圧電圧は、前記電源電圧の最大値と前記昇圧電圧の最大値との中間領域の電圧に設定されるか、または前記中間領域の電圧の前後における少なくとも複数段階の目標値に選択設定されるとともに、第2逆流防止素子を介して前記減圧遅延コンデンサに印加され、前記昇圧制御回路に対する前記制御電圧となることを特徴とする請求項2に記載の車載エンジン制御装置。 - 前記補助電源接続素子と前記昇圧電圧との間に補助電源回路を直列接続し、
前記補助電源回路の出力電圧は、前記補助電源接続素子と補助給電ダイオードを介して前記定電圧電源または前記降圧電源回路の入力電圧として印加されており、
前記定電圧電源は、前記降圧電源回路の入力電圧に応動して出力電圧を前記安定化電圧とするように導通状態を負帰還リニア制御されるのに対し、前記降圧電源回路は、前記降圧電源回路の入力電圧に応動して出力電圧を前記定電圧電源の安定動作入力電圧とする導通状態に負帰還デューティ制御され、
前記補助電源回路は、その入力電圧である前記昇圧電圧に応動して、出力電圧を前記車載バッテリの電源電圧の最大値以下とするように負帰還制御されていることを特徴とする請求項2から4の何れか一項に記載の車載エンジン制御装置。 - 前記補助電源接続素子の出力電圧は、第2逆流防止素子を介して前記昇圧制御回路に対する前記制御電圧として印加されることを特徴とする請求項2に記載の車載エンジン制御装置。
- 前記補助電源回路の出力端子にバイアス電流通電素子を介してバイアス電流通電抵抗を接続し、
前記バイアス電流通電素子は、バイアス電流通電指令抵抗を介して前記マイクロプロセッサが発生するバイアス電流通電指令により開閉制御され、
前記バイアス電流通電指令は、前記電源監視電圧の値が前記第1下限電圧よりも大きな値である第2下限電圧以下であるときに前記バイアス電流通電素子を閉路駆動し、
前記第2下限電圧の値は、前記電源電圧の正常下限値に対応した前記電源監視電圧以下の値であることを特徴とする請求項7に記載の車載エンジン制御装置。 - 前記電源電圧を接続する電源端子は、前記マイクロプロセッサに給電する第1端子と、前記昇圧電源回路に給電する第2端子とに分割され、前記第2端子は、並列給電ダイオードを介して前記マイクロプロセッサへの給電回路を構成し、
前記電源監視電圧を得る電源電圧監視回路は、前記第1端子に接続されているのに対し、前記第2端子には昇圧電源監視電圧を発生する昇圧電源監視回路が設けられ、
前記マイクロプロセッサは、前記電源監視電圧と前記昇圧電源監視電圧の値を相対比較して、前記昇圧電源監視電圧が発生しているのに前記電源監視電圧が発生していない第1状態では、前記第1端子の接触不良であると判定して第1異常報知出力を発生し、前記電源監視電圧が発生しているのに前記昇圧電源監視電圧が発生していない第2状態では、前記第2端子の接触不良であると判定して第2異常報知出力を発生することを特徴とする請求項2から9の何れか一項に記載の車載エンジン制御装置。
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