JPH094505A - 電流検出付き駆動装置及びその電流検出方法 - Google Patents
電流検出付き駆動装置及びその電流検出方法Info
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Abstract
のアクチュエータと、そのセンサ等に流れる電流を検出
する検出手段と、センサ等に電流を流すために各々設け
られたスイッチ手段とから構成され、1つの検出手段を
用いて各々のスイッチ手段の電流の断続を検出すること
によって所望のセンサあるいはアクチュエータを流れる
電流を検出すること。 【効果】1つの検出手段で複数のセンサあるいは複数の
ヒータあるは複数のアクチュエータ等の電流を検出する
ことができるため装置自体の小型化及び回路構成の簡略
化が可能となる。
Description
電流を計測される複数の要素であるセンサ及びヒータ及
びアクチュエータの駆動装置に係り、特にエンジン制御
とパワートレイン制御に用いられるセンサ及びヒータ及
びアクチュエータの駆動装置およびその電流検出方法に
関する。
いて電流を計測される複数の要素である各々のセンサあ
るいは各々のヒータあるいは各々のアクチュエータ毎
に、それらを流れる電流を検出する手段が設けられてい
るものがあった。例えば実公平6−39071 号がある。
要素毎にそれらの電流を検出する検出手段が設けられて
いたため、装置が大型になるとともに回路が複雑になる
という問題があった。
を小型にする電流検出付き駆動装置およびその電流検出
方法を提供することにある。
サあるいは複数のヒータあるいは複数のアクチュエータ
などの制御及び診断において電流を計測される複数の要
素と、前記要素に流れる電流を検出する検出手段と、前
記要素に電流を流すために各々設けられたスイッチ手段
とを備えた電流検出付き駆動装置において、前記検出手
段は前記各々のスイッチ手段を断続することによって所
望の要素を流れる電流を他の要素に流れる電流と分離し
て検出することによって達成される。
した要素に通電され、1つの検出手段に流れる。従って
この検出手段は接続されている要素の電流の和を検出す
る。その際、検出手段が所望の要素に応じて各々のスイ
ッチ手段を断続することにより電流の和が所望の要素の
電流に応じて変化するため1つの検出手段で所望の要素
に流れる電流を検出することができる。
図である。要素100a,100b,100c,100dは
電流を通じることにより動作するセンサあるいはヒータ
あるいはアクチュエータである。例えば、エンジン制御
に用いられる空燃比センサ,空燃比センサのヒータ,酸
素センサ,酸素センサのヒータ,水温センサ,変速機の
油温センサ,吸気温センサ,燃料温センサ,排気循環ア
クチュエータである。
ことにより温度が上昇し、活性化する。ヒータが劣化す
ると適正な温度にならず、酸素センサが活性化しない。
よって、排気の清浄性を保つためにエンジン制御はヒー
タの劣化を検出する。ヒータが劣化すると、この電流値
が変化するため、この電流値を検出することにより劣化
を診断する。また、酸素センサのヒータまでの配線が断
線した場合、この電流が流れなくなるため同様に電流値
を検出することで断線の検出をすることができる。
燃料温センサなど温度センサでは測定対象物の温度に応
じて流れる電流が変化する。従って、水温を検出する場
合にはこの電流値を検出する。水温センサまでの配線が
断線した場合にもこの電流が流れなくなるためこの電流
を検出することで断線を検出する。
てショートして後述する駆動装置に過大電流が流れるこ
とがある。センサの故障が原因でも過大電流が流れるこ
とがある。過大電流が流れると駆動装置が故障し、正常
なセンサに交換しても自動車の正常な制御ができなくな
る。これを防ぐためにも電流を検出し過大である場合に
はセンサの電流を遮断し、駆動装置を保護する。同時に
異常を運転者に知らせる。
0c,100dの電流を検出する必要があり、この実施
例ではこの検出回路を小型化かつ簡略化することができ
る。図1は各要素から駆動装置に電流が流れ込む場合を
例示しているが、本発明は後に説明するように駆動装置
から各要素へ電流が流れ出す場合も含むものである。要
素100a,100b,100c,100dは電源であ
るバッテリーに接続されており、駆動装置110に接続
されている。駆動装置110は各要素毎にスイッチ手段
であるトランジスタ111a,111b,111c,1
11dを有し、所望の要素の電流を検出する検出手段と
して変換回路112とマイクロコンピュータ113を有
する。マイクロコンピュータ113は図示したディジタ
ルポートとA/D変換器のほかに、CPU,ROM,R
AMなど本発明に係わるプログラムの実行に必要な機能
を備えたものである。
11c,111dを導通することで各要素に電流Ia,
Ib,Ic,Idを流す。各要素の電流Ia,Ib,I
c,Idは配線S3により合計され、変換回路112を
通り配線S6へ抜ける。この例示では接地へ流れる。変
換回路112は流れる電流を電圧に変換し、信号S4と
して出力する。信号S4はマイクロコンピュータ113
に接続されている。その電圧値がマイクロコンピュータ
113に内蔵されたA/D変換器においてディジタル化
される。マイクロコンピュータ113は各トランジスタ
を断続する開閉信号S2a,S2b,S2c,S2dを
ディジタルポートから出力する。各開閉信号がトランジ
スタの閾値以上のときトランジスタが導通し、対応する
要素が通電される。前述したように自己診断や保護のた
めには各要素毎の電流を検出する必要がある。変換回路
112の出力である信号S4は通電されたセンサの電流
値の合計を示す。
実施例ではマイクロコンピュータ113により電流を検
出する必要がある所望の要素を除く他の要素の通電を停
止する。従って、電流を計測する所望の要素のみの電流
が変換回路112に流れる。このことにより、信号S4
は所望の要素の電流値を示し、マイクロコンピュータ1
13が所望の要素の電流値を検出することができる。そ
の後マイクロコンピュータ113は遮断されていた要素
を再び通電する。計測の対象にならなかった要素の遮断
を短くすることにより要素の活性化を妨げたり温度変化
をもたらすことは無い。例えば、通常のエンジン制御装
置の各部の動作単位時間の多くは10msであり、20
ms以下であれば問題はない。
12を示す図である。変換回路112は配線S3と配線S
6との間に抵抗器Rrを有する。配線S3は差動増幅器
210に入力される。差動増幅器210は抵抗器Rh,R
gと演算増幅器211を有し、入力された配線S3の電
位を増幅して信号S4に出力する。ここで、信号S4の
電位Vs4は図中の数式で示される値となる。
に流れる電流値を少なくしてしまい正常な動作が不可能
になる。例えば、酸素センサのヒータでは電流が少なく
なると、酸素センサの温度が上昇せず活性化しない。さ
らに、抵抗値が大きい場合には抵抗器Rrで消費される
電力が大きくなり抵抗器Rrが破壊してしまう。一方、
あまり抵抗値が小さい場合にはマイクロコンピュータ1
13のA/D変換器に取り込むために差動増幅器210
の増幅率を大きくする必要がある。これは、マイクロコ
ンピュータ113のA/D変換器はマイクロコンピュー
タ113の電源電圧Vccと接地電位との間の入力電圧
を所定のビット数でディジタル化するため、入力電圧の
最大値が小さいと相対的に量子化誤差が大きくなるため
である。ところが、一般的に高増幅率の差動増幅器は発
振しやすい。よって、できるかぎり抵抗器Rrの抵抗値
を大きくし、差動増幅器の増幅率を下げることが望まし
い。その値は抵抗器Rrが0.1〜1.0Ωであり、増幅
率が5〜20倍である。
ャート図である。電流計測に関する駆動装置の制御フロ
ーはマイクロコンピュータ113により実行される。こ
の制御フローはマイクロコンピュータ113に内蔵され
たROMにプログラムとして格納した。以下の3ステッ
プである。まずstep310について説明する。計測対象
以外の要素の電流を止めるために通電を中断する。この
ときトランジスタの開閉信号は計測対象の要素に対応す
る信号のみが閾値以上であり、それ以外は閾値以下であ
る。次にstep320について説明する。このstepでは計
測する要素の電流値を示す信号S4をマイクロコンピュ
ータ113に内蔵したA/D変換器によりディジタル値
に変換して計測する。step330では計測対象以外の要
素が電流の遮断により影響を受ける前にそれらの要素の
通電を再開する。
クロコンピュータ113のプログラム上で近傍に配置す
る、望ましくは、最長の遮断期間を制限するためstep3
10とstep330を一定の周期で起動する部分に配置す
る。
では要素100cの電流を計測し、その後に要素100
aの電流を計測する例を示した。要素100cの電流計
測ではstep310による中断で開閉信号S2a,S2
b,S2dが閾値以下になる。この時、信号S4は要素
100cの電流値を示す。step320において、この値
をマイクロコンピュータ113で計測する。その後、st
ep330により開閉信号S2a,S2b,S2dは閾値
以上に戻り要素100a,100b,100dが通電さ
れる。信号S4も各要素の電流値の和に戻る。要素10
0aの計測も同様である。
の制御フローチャート図である。電流計測に関する駆動
装置の制御フローはマイクロコンピュータ113により
実行される。以下の5ステップである。まずstep610
について説明する。信号S4が示す電流Isumをマイ
クロコンピュータ113に内蔵したA/D変換器により
ディジタル値に変換して計測する。この値を基準電流I
rとする。step620にて所望の要素を遮断し、その電
流を止める。このときトランジスタの開閉信号は所望の
要素に対応する信号を閾値以下にし、それ以外は計測以
前の値に維持する。次にstep630について説明する。
このstepでは前記基準電流Irから計測する要素の電流
値が差し引かれた計測電流Imを示す信号S4をマイク
ロコンピュータ113に内蔵したA/D変換器によりデ
ィジタル値に変換して計測する。step640では所望の
要素が電流の遮断により影響を受ける前にその要素の通
電を再開する。step650では上記の基準電流Irより
計測電流Imを減算して、所望の要素の電流を求める。
クロコンピュータ113のプログラム上で近傍に配置す
る、望ましくは、最長の遮断期間を制限するためstep6
20とstep640を一定の周期で起動する部分に配置す
る。
ここでは要素100cの電流を計測し、その後に要素1
00aの電流を計測する例を示した。要素100cの電
流計測ではstep610に於て電流Isumを基準電流I
rとして計測し、step620による中断で開閉信号S2
cが閾値以下になる。この時、信号S4は要素100cの
電流を前記の基準電流Irより差し引いた値を示す。st
ep630において、この値をマイクロコンピュータ11
3で計測し、計測電流Imとする。その後、step640
により開閉信号S2cは閾値以上に戻り要素100cが
通電される。信号S4も各要素の電流値の和に戻る。要
素100aの計測も同様である。
適用した図である。図7において、排気ガスの洗浄性を
確認するために第1触媒と第2触媒の各前後の3箇所の
酸素センサを配した例である。これら3箇所の酸素セン
サと排気ガスの循環バルブ用アクチュエータに本発明の
駆動装置を適用した。
ンサ,吸気温センサの電流検出に本発明を適用した。こ
れら温度センサへの適用は駆動装置から各要素へ電流が
流れ出す場合に相当する。これら温度センサは図1にお
いてバッテリ電圧VBに接続された要素の端子を接地
し、変換回路112のS6端の設置をマイクロコンピュ
ータ113の電源Vccに接続する。さらに、これら温
度センサでは電流から温度に変換する処理をマイクロコ
ンピュータ113が図3,図5の制御フローに引き続き
実行する。
電流が小型の回路で検出されるため、制御システムの価
格を低減すると同時に、駆動装置を空間の少ないエンジ
ンへ実装することができる。
のセンサあるいは複数のヒータあるいは複数のアクチュ
エータ等の電流を検出できるため装置自体の小型化及び
回路構成の簡略化が可能となる。
a,111b,111c,111d…スイッチ手段である
トランジスタ、112…変換回路、113…マイクロコ
ンピュータ。
Claims (15)
- 【請求項1】複数の電流を計測される要素に各々に接続
され、前記要素からの電流を入力し、その電流の出力の
オンオフを行う複数のスイッチ手段と、複数の前記スイ
ッチ手段からの出力電流を合計する合計回路と、前記合
計回路からの出力電流の値を検出し、出力する電流検出
手段と、ある所定の時間、複数の前記スイッチ手段のオ
ンオフを制御し、その時の前記電流検出手段からの出力
電流値を検出すべき要素に流れる電流値であると検出す
る制御検出手段とを備えた電流検出付き駆動装置。 - 【請求項2】請求項1において、 前記制御検出手段は、検出すべき前記要素に接続された
前記スイッチ手段をオンすることを特徴とする電流検出
付き駆動装置。 - 【請求項3】複数の電流を計測される要素に各々に接続
され、前記要素からの電流を入力し、その電流の出力の
オンオフを行う複数のスイッチ手段と、複数の前記スイ
ッチ手段からの出力電流を合計する合計回路と、前記合
計回路からの出力電流の値を検出し、出力する電流検出
手段と、ある所定の時間、複数の前記スイッチ手段のオ
ンオフを制御し、その時の前記電流検出手段からの出力
電流値の変動値の絶対値を検出すべき要素に流れる電流
値であると検出する制御検出手段とを備えた電流検出付
き駆動装置。 - 【請求項4】請求項3において、 前記制御検出手段は、検出すべき前記要素に接続された
前記スイッチ手段をオンすることを特徴とする電流検出
付き駆動装置。 - 【請求項5】請求項3において、 前記制御検出手段は、検出すべき前記要素に接続された
前記スイッチ手段をオフすることを特徴とする電流検出
付き駆動装置。 - 【請求項6】請求項3において、 前記制御検出手段は、検出すべき前記要素以外に接続さ
れた前記スイッチ手段をオンすることを特徴とする電流
検出付き駆動装置。 - 【請求項7】請求項3において、 前記制御検出手段は、検出すべき前記要素以外に接続さ
れた前記スイッチ手段をオフすることを特徴とする電流
検出付き駆動装置。 - 【請求項8】請求項1から7のいずれかにおいて、 前記電流検出手段が増幅回路を有することを特徴とする
電流検出付き駆動装置。 - 【請求項9】請求項1から8のいずれかにおいて、 前記所定の時間が20ms以下であることを特徴とする
電流検出付き駆動回路。 - 【請求項10】請求項1から9のいずれかにおいて、 前記要素の少なくとも1つが内燃機関の空燃比を検出す
るセンサのヒータであることを特徴とする電流検出付き
駆動装置。 - 【請求項11】エンジンと、前記エンジンの吸入空気量
を計測する空気量センサと、前記エンジンの冷却水の水
温を計測する水温センサと、請求項1から10に記載の
いずれかの電流検出付き駆動装置とを備えたエンジンシ
ステム。 - 【請求項12】複数の要素に接続されたスイッチを含む
回路に流れる電流を合計し、その合計された電流値を計
測し、第一の電流値として記憶し、検出すべき要素の前
記スイッチを切断し、前記複数の要素に接続されたスイ
ッチを含む回路を流れる電流を合計し、その合計された
電流値を計測し、第二の電流値として記憶し、前記第一
の電流値と前記第二の電流値との差を求め、その差を前
記検出すべき要素に流れる電流であるとし、上記の動作
を20ms以内に行うことを特徴とする駆動装置の電流
検出方法。 - 【請求項13】複数の要素に接続されたスイッチを含む
回路に流れる電流を合計し、その合計された電流値を計
測し、第一の電流値として記憶し、検出すべき要素以外
の前記スイッチを切断し、前記複数の要素に接続された
スイッチを含む回路を流れる電流を合計し、その合計さ
れた電流値を計測し、第二の電流値として記憶し、前記
第一の電流値と前記第二の電流値との差を求め、その差
の絶対値を前記検出すべき要素に流れる電流であると
し、上記の動作を20ms以内に行うことを特徴とする
駆動装置の電流検出方法。 - 【請求項14】複数の要素に接続されたスイッチを含む
回路に流れる電流を合計し、その合計された電流値を計
測し、第一の電流値として記憶し、検出すべき要素以外
の前記スイッチを接続し、前記複数の要素に接続された
スイッチを含む回路を流れる電流を合計し、その合計さ
れた電流値を計測し、第二の電流値として記憶し、前記
第一の電流値と前記第二の電流値との差を求め、その差
の絶対値を前記検出すべき要素に流れる電流であると
し、上記の動作を20ms以内に行うことを特徴とする
駆動装置の電流検出方法。 - 【請求項15】複数の要素に接続されたスイッチを含む
回路に流れる電流を合計し、その合計された電流値を計
測し、第一の電流値として記憶し、検出すべき要素の前
記スイッチを接続し、前記複数の要素に接続されたスイ
ッチを含む回路を流れる電流を合計し、その合計された
電流値を計測し、第二の電流値として記憶し、前記第一
の電流値と前記第二の電流値との差を求め、その差の絶
対値を前記検出すべき要素に流れる電流であるとし、上
記の動作を20ms以内に行うことを特徴とする駆動装
置の電流検出方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7155746A JPH094505A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 電流検出付き駆動装置及びその電流検出方法 |
US08/667,646 US5941916A (en) | 1995-06-22 | 1996-06-21 | Driving apparatus with a function for detecting an electric current and method for detecting its electric current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7155746A JPH094505A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 電流検出付き駆動装置及びその電流検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH094505A true JPH094505A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15612527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7155746A Pending JPH094505A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 電流検出付き駆動装置及びその電流検出方法 |
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---|---|---|---|---|
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