(57)【要約】【課題】昇圧電源回路の二重設置を回避して、小型で安価に車載バッテリの異常電圧低下に対応できる車載エンジン制御装置を得る。【解決手段】車載バッテリ１０から電源リレー１１と給電ダイオード２１と定電圧電源２３を介して給電されて、少なくとも車載エンジンの燃料噴射制御を行うマイクロプロセッサＣＰＵ２０と、電源リレー１１から給電された電源電圧Ｖｂｂを昇圧して、昇圧電圧Ｖｈによって燃料噴射用電磁コイル１４ａに短時間の高圧電圧を印加して急速駆動を行う昇圧電源回路３０とを備え、定電圧電源２３の入力には補助電源接続素子２５Ａｄを介して昇圧電圧Ｖｈが印加され、補助電源接続素子２５Ａｄは、ＣＰＵ２０の不作動状態において閉路され、給電電圧の上昇に伴って作動したＣＰＵ２０の指令によって遮断される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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急速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。
【請求項２】
前記昇圧電源回路は、前記電源電圧から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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、車載エンジン制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
劣化した車載バッテリによるエンジンの寒冷始動時に発生するバッテリ電圧の異常低下に対して、搭載されたマイクロプロセッサの動作の限界性能を向上した車載電子機器は公知である。例えば、特許文献１に開示されている車載電子機器用電源装置によれば、イグニッションスイッチが閉路すると昇圧制御電源部に給電されて昇圧制御部に５Ｖが給電される一方、スタータスイッチが開路しているときにはＡＮＤゲートによってトランジスタは開路しており、イグニッションスイッチ、コイル、ダイオードを介して電源装置にバッテリの電源電圧が印加されるようになっている。
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。
【０００３】
従って、スタータへの給電によってバッテリの電源電圧が低下しても、コンデンサの残留電圧によって暫時は昇圧制御部に対する給電電圧はＤＣ５Ｖに維持され、やがて昇圧制御部の昇圧動作によってコンデンサの充電電圧は当初の１２Ｖに回復し、たとえバッテリの電源電圧の回復が遅れても、電源装置によって安定した５Ｖ電圧を供給することができるようになっている。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１４９７０４号公報（図１、要約）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１による車載電子機器用電源装置における昇圧制御装置は、バッテリの電源電圧と同等の昇圧電圧を発生する低昇圧電源回路となっているので、これを燃料噴射制御用の高昇圧電源回路として使用することはできず、昇圧回路を二重に設置する必要が生じて不経済である。
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。
【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、昇圧電源回路の二重設置を回避して、小型で安価に車載バッテリの異常電圧低下に対応できる車載エンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に開示される車載エンジン制御装置は、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急速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。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示される車載エンジン制御装置によれば、昇圧電源回路の二重設置を回避し、小型で安価に車載バッテリの異常電圧低下に対応する車載エンジン制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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２】実施の形態１に係る車載エンジン制御装置の変形形態によ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３】図１と図２に示す車載エンジン制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】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。
【図５】実施の形態２に係る車載エンジン制御装置の変形形態によ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６】図４と図５に示す車載エンジン制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願に係る車載エンジン制御装置の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一符号は、同一若しく相当部分を示している。
【００１１】
実施の形態１．
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。
【００１２】
なお、バッテリ電圧Ｖｂは図示しない充電用発電機によって、通常はＤＣ１２〜１４Ｖに充電制御されているが、エンジン始動時には、始動電動機１２に流れる大電流によってバッテリ電圧Ｖｂが低下し、劣化した車載バッテリ１０による寒冷始動時であって、エンジンの回動初期の低速回転動作時ではＤＣ３．０Ｖ前後にまで低下することがある。
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。
【００１３】
車載エンジン制御装置１００Ａの内部では、マイクロプロセッサ２０に対して、例えばＤＣ５Ｖの安定化電圧Ｖｃｃを供給する定電圧電源２３と、電源電圧Ｖｂｂを定電圧電源２３に供給する給電ダイオード２１が直列接続されているが、マイクロプロセッサ２０の消費電流が大きいものである場合には、定電圧電源２３と給電ダイオード２１との間に降圧電源回路２２Ａが介挿されて、定電圧電源２３と降圧電源回路２２Ａによって損失分担するようになっている。例えば、電源電圧Ｖｂｂから給電ダイオード２１による電圧降下を減算した入力電圧Ｖｂａの値をＤＣ１４Ｖとし、安定化電圧Ｖｃｃの値をＤＣ５Ｖとし、マイクロプロセッサ２０による消費電流を０．２Ａとした場合であって、定電圧電源２３として±１％程度の高精度な出力電圧が得られるリニア制御型のものを使用して、降圧電源回路２２Ａを使用していない場合であれば、定電圧電源２３の損失電力は（１４−５）×０．２＝１４Ｗとなり、この消費電力では発熱抑制のために定電圧電源２３の小型化が困難となる。
【００１４】
しかし、断続閉路時間／断続周期を制御する通電デューティ制御方式の降圧電源回路２２Ａを併用して、その出力電圧をＤＣ７Ｖに制御すれば、定電圧電源２３における損失電力は（７−５）×０．２＝０．４Ｗとなり大幅に低減することができる。また、降圧電源回路２２Ａではその閉路時電圧降下を１Ｖとし、通電デューティを７／１４とすることによって、１×０．２×７／１４＝０．１Ｗの閉路損失が発生し、断続動作による過渡損失を０．１Ｗと仮定すると、損失電力の合計は０．４＋０．１＋０．１＝０．６Ｗとなって、これも大幅に低減することができるものである。
【００１５】
このように、デューティ制御の降圧電源回路２２Ａとリニア制御の定電圧電源２３を直列接続して電力損失の低減と発熱分散を図ることは常套手段として幅広く実用されているものであり、マイクロプロセッサ２０の制御対象負荷の規模に応じて適宜に選択使用されるものである。
【００１６】
また、車載エンジン制御装置１００Ａにおける図示しない定電圧電源回路として、バッテリ電圧Ｖｂから直接給電され、例えばＤＣ５Ｖの安定化電圧を発生して、マイクロプロセッサ２０に設けられた揮発性のＲＡＭメモリに給電するメモリバックアップ用の電源があるが、ＲＡＭメモリは例えばＤＣ２．５Ｖの電圧で記憶情報を保持する能力があり、負荷電流も微小であることから、エンジン始動時のバッテリ電圧低下に対しては、コンデンサに充電しておいた電荷を用いて十分に対応が可能である。但し、バッテリの端子外れなどの異常事態を想定して、マイクロプロセッサ２０は不揮発性のデータメモリを備え、電源スイッチが遮断された直後にはＲＡＭメモリに保存されていた重要データを不揮発性のデータメモリへ転送退避しておいて、ＲＡＭメモリの異常時にはこれを読出しすることができるようになっている。従って、ＲＡＭメモリの電圧低下問題については、ここでは取り扱わないことにする。
【００１７】
次に、昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂから誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーにより逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とを備えて構成されている。そして、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、例えば１０Ａである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、例えば１０μｓｅｃである設定された遮断時間Ｔｆが経過するか、または素子電流Ｉｆが例えば３Ａである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を再閉路する断続制御を行うようになっている。
【００１８】
従って、昇圧制御回路３７は、設定された基準電圧と電流検出抵抗３３の両端電圧とを比較して上限電流Ｉｆ２に到達したことによって開閉素子３２を開路する電流比較回路と、遮断時間Ｔｆを設定するタイマ回路が使用されるか、または昇圧コンデンサ３５の負極端子を電流検出抵抗３３の上流端子に接続しておいて、上記電流比較回路に正帰還抵抗を接続してヒステリシス特性を持たせ、素子電流Ｉｆが下限電流Ｉｆ１以下に減少したときに、電流比較回路の出力を反転させて開閉素子３２を再閉路するようになっている。
【００１９】
また、昇圧制御回路３７は、昇圧コンデンサ３５の充電電圧である昇圧電圧Ｖｈを、昇圧分圧抵抗３６ａ、３６ｂによって分圧した昇圧分圧電圧Ｖｆによって監視して、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いる。
【００２０】
具体的には、設定された基準電圧と昇圧分圧電圧Ｖｆとを比較して、これが第２分圧電圧Ｖｆ２に到達したことを検出して開閉素子３２の断続動作を禁止する電圧比較回路と、この電圧比較回路に正帰還抵抗を接続してヒステリシス特性を持たせ、昇圧分圧電圧Ｖｆが下限電圧Ｖｆ１以下に減少したときに電圧比較回路の出力を反転させて、開閉素子３２の断続動作を許可するようになっていて、これによって、例えばＤＣ７０〜６３Ｖの昇圧電圧Ｖｈを得るようになっている。
【００２１】
なお、昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂから給電ダイオード２１と第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、この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。
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。
【００２２】
一方、マイクロプロセッサ２０は、その電源電圧が例えばＤＣ４．５Ｖ以下になると初期化されて不作動状態となっており、始動電動機１２の作動時において電源電圧Ｖｂｂの異常低下が発生すると燃料噴射制御をはじめとする全ての制御動作が停止しており、従って始動電動機１２が回転駆動されていてもエンジンは始動できない状態となっている。
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。
【００２３】
補助電源接続素子２５Ａｄは、電界効果型トランジスタである接続開閉素子２５ａと、そのゲート回路に接続されたゲート抵抗２５ｂ、２５ｃとＮＰＮ接合型トランジスタである開閉制御素子２９との直列回路と、開閉制御素子２９のベース端子に接続された論理積素子である論理素子２９ａとを備え、ゲート抵抗２５ｂ、２５ｃの接続点と接続開閉素子２５ａのソース端子との間には開閉制御素子２９のゲート電圧を規制するための定電圧ダイオードである保護ダイオード２５ｄが接続されている。
【００２４】
論理素子２９ａの第１入力端子は、プルアップ抵抗２９ｂによって安定化電圧Ｖｃｃにプルアップされているとともに、マイクロプロセッサ２０の出力端子に接続されて給電補助指令ＡＳＴが与えられるようになっている。
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。
【００２５】
一方、この実施の形態においては、マイクロプロセッサ２０には昇圧分圧電圧Ｖfが入力されていて、補助電源接続素子２５Ａｄの平均出力電圧である減圧電圧Ｖａは、例えば目標電圧ＤＣ１４Ｖとなるように制御されている。
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。
【００２６】
しかし、車載エンジン制御装置１００Ａは、車載バッテリ１０の異常電圧低下時に行われるジャンプスタート（２個の車載バッテリを直列接続して始動電動機に給電する）に耐えられるようになっているので、昇圧電圧ＶｈがＤＣ７０Ｖになっているときに、減圧電圧ＶａがＤＣ２８Ｖになるように通電デューティを２８／７０＝０．４に設定した場合であれば、昇圧電圧Ｖｈが増加中のＤＣ１７.５Ｖに到達した時点で、減圧電圧ＶａはＤＣ７Ｖになり、より速やかにマイクロプロセッサ２０を作動させることができる。
【００２７】
一方、電源電圧監視回路５０は、電源電圧Ｖｂｂをバッテリ分圧抵抗５０ａ、５０ｂで分圧した電圧を、抵抗とコンデンサによって構成された平滑回路５０ｃを介して電源監視電圧Ｖｍを生成し、この電源監視電圧Ｖｍはマイクロプロセッサ２０の入力端子に接続されている。そして、マイクロプロセッサ２０は、入力された電源監視電圧Ｖｍの値が、設定された第１下限電圧Ｖｍ１を超過したことによって給電補助指令ＡＳＴを停止するようになっており、この実施例形態においては給電補助指令ＡＳＴの論理レベルを「Ｌ」にすることによって停止指令を発生することになる。ここで、第１下限電圧Ｖｍ１は、例えば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（例えばＤＣ７Ｖ）とするか、降圧電源回路２２Ａを有する場合には、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。従って、電源監視電圧Ｖｍが第１下限電圧Ｖｍ１を超過しておれば、マイクロプロセッサ２０は確実に動作可能となっている。
【００２８】
なお、昇圧電源回路３０が昇圧動作を始めると数１０ｍｓｅｃの時間遅れによって昇圧電圧Ｖｈが高圧電圧となって、マイクロプロセッサ２０には速やかに十分な電源電圧が印加されることになるが、電源監視電圧Ｖｍは給電ダイオード２１によって遮断されている車載バッテリ１０側の電源電圧Ｖｂｂの監視電圧であるため、始動電動機１２によってエンジン回転速度が上昇して、始動電動機１２による負荷電流が減少することによって第１下限電圧Ｖｍ１を超過することができるものとなっている。
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。
【００２９】
この燃料噴射指令ＩＮＪは、設定されたクランク角位置に到達した気筒の燃料噴射用電磁弁における燃料噴射用電磁コイル１４ａに対して、燃料噴射量に対応した時間幅で気筒選択素子４５を閉路するとともに、一瞬だけ急速給電素子４３を閉路して急速給電を行い、続いて開弁保持素子４１と開弁保持ダイオード４２を介して電源電圧Ｖｂｂを断続印加し、転流ダイオード４４と協働して開弁保持電流を通電し、やがて設定された時間幅の経過に伴って気筒選択素子４５と開弁保持素子４１を開路して燃料噴射用電磁コイル１４ａの急速遮断を行うようになっている。なお、複数の気筒は複数の気筒群に分割され、開弁保持素子４１と開弁保持ダイオード４２と急速給電素子４３と転流ダイオード４４とは、気筒群別に設けられて同一群の気筒に対して共用されているのに対し、気筒選択素子４５は全ての気筒に対して個別に設けられている。
【００３０】
次に、図１で説明した車載エンジン制御装置の変形形態について説明する。
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。
【００３１】
図２において、補助電源接続素子２５Ａは、図１における補助電源接続素子２５Ａｄと同一に構成されていて、何れも電源監視電圧Ｖｍに応動する給電補助指令ＡＳＴと、始動信号ＳＴＳとの論理結合によって接続開閉素子２５ａ(図１参照）を開閉して、昇圧電圧Ｖｈによる補助給電を行うかどうかが決定されるようになっている。但し、補助電源接続素子２５Ａの場合には、接続開閉素子２５ａは給電補助を行うか否かによって閉路または開路されるが、その通電デューティは制御されていない。
【００３２】
その代わりに付加された補助電源回路２４Ａは、負帰還デューティ制御または負帰還リニア制御されて昇圧電圧Ｖｈを減圧して、例えばＤＣ１４Ｖの一定電圧を補助電源接続素子２５Ａまたは降圧電源回路２２Ａに供給するようになっている。
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。
【００３３】
なお、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となっており、定電圧電源２３に対して降圧電源回路２２Ａが併用されているときの補助電源回路２４Ａの出力電圧は、例えばＤＣ９〜１４Ｖの範囲となるように安定化されていればよい。定電圧電源２３に対して降圧電源回路２２Ａが併用されていないときの補助電源回路２４Ａの出力電圧は例えばＤＣ７〜１４Ｖの範囲となるように安定化されていればよい。
【００３４】
次に、図１に示す車載エンジン制御装置１００Ａ、あるいは図２に示す車載エンジン制御装置１００Ｂについて、その作用並びに動作を詳細に説明する。
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。
【００３５】
一方、昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂから誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーによって、逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とによって構成されている。
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、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。
【００３６】
次に、図１と図２に示す車載エンジン制御装置１００Ａ、１００Ｂの低電圧異常発生時の制御動作について、図３のフローチャートを用いて詳細に説明する。
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。
【００３７】
続くステップＳ３０１ｂは、電源電圧監視回路５０によって得られる電源監視電圧Ｖｍと、昇圧コンデンサ３５の分圧電圧である昇圧分圧電圧Ｖfの値を、図示しない多チャンネルＡＤ変換器を介して読込むステップである。
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。
【００３８】
続くステップＳ３０４ａは、ステップＳ３０１ｂで読み出された電源監視電圧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Ｓ３０５ａへ移行し、超過であればＮＯの判定を行ってステップＳ３０４ｂ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の下限値に相当している。そして、第１下限電圧Ｖｍ１は、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の入力電圧であれば例えばＤＣ７Ｖとし、降圧電源回路２２Ａを有する場合には、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。
【００３９】
ステップＳ３０４ｂは、給電補助指令ＡＳＴの論理レベルを「Ｌ」にすることによって補助電源接続素子２５Ａｄまたは２５Ａ内の論理素子２９ａの出力を停止し、補助電源接続素子２５Ａｄまたは２５Ａによる給電補助を停止して動作終了工程のステップＳ３０９へ移行するステップである。
【００４０】
ステップＳ３０５ａは、昇圧分圧電圧Ｖｆの値が中間電圧Ｖｆ０以下であるかどうかを判定して、中間電圧Ｖｆ０以下であればＹＥＳの判定を行ってステップＳ３０６へ移行し、超過であればＮＯの判定を行ってステップＳ３０５ｂへ移行する判定ステップである。なお、中間電圧Ｖｆ０は昇圧電圧Ｖｈの最大値が例えばＤＣ７０Ｖであって、降圧電源回路２２Ａまたは定電圧電源２３に印加する最大電圧を例えばＤＣ２８Ｖに制限する場合であれば、昇圧電圧ＶｈがＤＣ２８Ｖであるときの昇圧分圧電圧Ｖｆの値に設定されている。
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。
【００４１】
次にステップＳ３０６は、給電補助指令ＡＳＴのデューティ制御は行わないで、ステップＳ３０４ａの判定がＹＥＳであるときには論理レベルを常時「Ｈ」にして動作終了工程のステップＳ３０９へ移行するステップである。
【００４２】
動作終了工程のステップＳ３０９では、他の制御プログラムへ移行し、例えば５ｍｓｅｃの演算周期以内に再度動作開始工程のステップＳ３００へ移行して、以降の制御フローを循環実行するものである。
【００４３】
以上の説明では、接続開閉素子２５ａに対する通電デューティは４０％または１００％としているが、更に複数段階の制御を行えば、降圧電源回路２２Ａあるいは定電圧電源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。
【００４４】
また、補助電源接続素子２５Ａｄまたは２５Ａの出力電圧は第１逆流防止素子３８ａを介して昇圧制御回路３７に対する補助電圧を供給しており、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。
【００４５】
以上詳述したように、図１及び図２に示す車載エンジン制御装置１００Ａ、１００Ｂは、車載バッテリ１０から電源リレー１１を介して電源電圧Ｖｂｂが印加され、定電圧電源２３を介して安定化電圧Ｖｃｃ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２０と、電源電圧Ｖｂｂを昇圧して燃料噴射用電磁コイル１４ａを急速駆動するための昇圧電圧Ｖｈを発生する昇圧電源回路３０、とを備えた車載エンジン制御装置であって、
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。
【００４６】
昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂから誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーによって、逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とによって構成されていて、
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。
【００４７】
以上のとおり、燃料噴射制御用の昇圧電圧Ｖｈを生成するための昇圧電源回路３０に設けられた昇圧制御回路３７は、電源電圧Ｖｂｂから給電ダイオード２１と第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の充電電圧である制御電圧Ｖｃによって動作するようになっている。
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。
【００４８】
また、電源監視電圧Ｖｍはマイクロプロセッサ２０に対する入力信号として接続されていて、当該電源監視電圧Ｖｍが第１下限電圧Ｖｍ１の値を超過したかどうかは、マイクロプロセッサ２０によって判定され、
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。
【００４９】
以上のとおり、燃料噴射制御用の昇圧電圧Ｖｈを、燃料噴射制御用のマイクロプロセッサ２０に対する電源回路である定電圧電源２３または降圧電源回路２２Ａに印加する補助電源接続素子２５Ａｄまたは２５Ａは、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂｂが異常低下しているときにおいて、エンジンの始動スイッチ１７が閉路されていることによって閉路駆動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。
【００５０】
また、マイクロプロセッサ２０は、昇圧分圧電圧Ｖfを監視しながら補助電源接続素子２５Ａｄの平均出力電圧が、設定された減圧電圧Ｖａとなる関係に給電補助指令ＡＳＴの断続デューティγ＝Ｖａ／Ｖｈを決定し、
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。
【００５１】
以上のとおり、マイクロプロセッサ２０が発生する補助電源接続素子２５Ａｄに対する給電補助指令ＡＳＴは、補助電源接続素子２５Ａｄによる平均出力電圧が設定された減圧電圧Ｖａとなるように、断続動作のデューティ制御を行うようになっている。
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。
【００５２】
また、補助電源接続素子２５Ａと昇圧電圧Ｖｈとの間には、補助電源回路２４Ａが直列接続されていて、
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。
【００５３】
以上のとおり、補助電源接続素子２５Ａと昇圧電圧Ｖｈとの間には補助電源回路２４Ａが接続されていて、その出力電圧は車載バッテリ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。
【００５４】
また、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、
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。
【００５５】
以上のとおり、電源監視電圧Ｖｍが第２下限電圧Ｖｍ２以下であって補助電源接続素子２５Ａに対する給電補助指令ＡＳＴが発生するときには、補助電源回路２４Ａにはバイアス電流通電素子２４ａを介してバイアス電流が供給されている。
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。
【００５６】
以上のように、実施の形態１に係る車載エンジン制御装置１００Ａ、１００Ｂは、燃料噴射制御用のマイクロプロセッサ２０に給電する定電圧電源２３、若しくは定電圧電源２３に直列接続されている降圧電源回路２２Ａに対して、補助電源接続素子２５Ａｄ、２５Ａを介して燃料噴射用の昇圧電圧Ｖｈが印加されるようになっていて、補助電源接続素子２５Ａｄ、２５Ａは車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂｂの監視電圧Ｖｍが異常低下しているときに、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が発生していないときであっても閉路駆動されるようになっている。なお、監視電圧Ｖｍが異常低下するのは、始動電動機１２の始動スイッチ１７が閉路されているときであって、通常はエンジンのアイドル回転速度以下の回転速度となっているので、燃料噴射の頻度は例えば最大エンジン回転速度６０００ＲＰＭの１／１０程度のものとなり、燃料噴射性能に影響を及ぼすことはないようになっている。
【００５７】
従って、車載バッテリ１０の劣化又は寒冷による異常環境下において、エンジンの始動操作による始動電動機１２の駆動電流によってバッテリ電圧が異常低下したときに、マイクロプロセッサ２０の制御動作を維持してエンジンの始動を行うことができる限界状態の改善を図ることができるとともに、燃料噴射性能に影響を及ぼすことがなくて、小型で安価な構成の低電圧対策を行うことができる効果がある。
【００５８】
また、電源電圧Ｖｂｂと定電圧電源２３との間に降圧電源回路２２Ａを直列接続した場合には、エンジン始動後の通常運転状態において、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂｂが充分に上昇しているときに、降圧電源回路２２Ａと定電圧電源回路２３によって給電損失を分担し、発熱を分散させることができるものであるとともに、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂｂが異常低下して補助電源接続素子２５Ａｄ、２５Ａが閉路しているときには、昇圧高電圧Ｖｈを減圧して定電圧電源２３に印加することによって、定電圧電源２３の出力電圧精度の悪化を防止し、小型で安価な低耐圧品を使用することができる。
【００５９】
実施の形態２．
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。
【００６０】
これにより、電源端子のどちらが接触不良であってもマイクロプロセッサ２０には給電されるが、他方の電源端子が接触不良になると昇圧電源回路３０と電磁弁駆動回路４０には給電されない状態となり、この状態は電源監視電圧Ｖｍの有無と昇圧電源監視電圧Ｖｎの有無とを相対比較することによってマイクロプロセッサ２０により判定されるようになっている。なお、マイクロプロセッサ２０側の電源端子に流れる電流は、ＤＣ１２Ｖ系の入出力インタフェース回路に流れる電流を含めて例えば２Ａ程度のものであるのに対し、昇圧回路側の電源端子には例えば１０Ａ以上の電流が流れることから、昇圧回路側の電源端子の接触不良をマイクロプロセッサ２０側の電源端子で援助することはできないものとなっている。
【００６１】
第２の相違点は、図１の補助電源接続素子２５Ａｄにおける論理素子２９ａには給電補助指令ＡＳＴと始動信号ＳＴＳが入力されているのに対し、図４の補助電源接続素子２５Ｂｄにおける論理素子２９ａには給電補助指令ＡＳＴのみが並列入力されていて、始動信号ＳＴＳに代わるものとしてマイクロプロセッサ２０にはエンジンの回転検出パルスＮｅが入力されている。
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。
【００６２】
第３の相違点は、図１における補助給電ダイオード２６は、降圧電源回路２２Ａの有無に関わらず給電ダイオード２１の下流位置に接続されているのに対し、図４における補助給電ダイオード２６は、降圧電源回路２２Ｂと定電圧電源２３との接続点に接続されている。これに伴い、補助電源接続素子２５Ｂｄによる減圧電圧Ｖａは、付加された第２逆流防止素子３８ｂを介して制御電圧Ｖｃとして昇圧制御回路３７に印加されているが、図１の場合は第２逆流防止素子３８ｂは不要であり、補助給電ダイオード２６を介して第１逆流防止素子３８ａに合流するようになっている。
【００６３】
次に、図４で説明した車載エンジン制御装置１００Ｃの変形形態について説明する。
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。
【００６４】
図５において、補助電源接続素子２５Ｂは、図４における補助電源接続素子２５Ｂｄ（これは図１の補助電源接続素子２５Ａｄと同じ）と同一に構成されていて、何れも電源監視電圧Ｖｍ、及び回転センサ１６ａに応動する給電補助指令ＡＳＴによって接続開閉素子２５ａ（図１参照）を開閉して、昇圧電圧Ｖｈによる補助給電を行うかどうかが決定されるようになっている。但し、補助電源接続素子２５Ｂの場合には、接続開閉素子２５ａは給電補助を行うか否かによって閉路または開路されるが、その通電デューティは制御されていない。
【００６５】
その代わりに付加された補助電源回路２４Ｂは、負帰還デューティ制御または負帰還リニア制御によって昇圧電圧Ｖｈを減圧し、例えばＤＣ１４Ｖの一定電圧を補助電源接続素子２５Ｂに供給するようになっている。そして、補助電源回路２４Ｂ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。
【００６６】
なお、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となっており、補助電源回路２４Ｂの出力電圧は例えばＤＣ７〜１４Ｖの範囲となるように安定化されておればよい。
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。
【００６７】
次に、図４に示す車載エンジン制御装置１００Ｃ、あるいは図５に示す車載エンジン制御装置１００Ｄについて、その作用並びに動作を詳細に説明する。
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。
【００６８】
一方、昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂから誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーにより逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とを備えて構成されている。
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。
【００６９】
次に、図４に示す車載エンジン制御装置１００Ｃと、図５に示す車載エンジン制御装置１００Ｄの低電圧異常発生時の制御動作について、図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。
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。
【００７０】
続くステップＳ６０１は、電源電圧監視回路５０によって得られる電源監視電圧Ｖｍの値と、昇圧電源監視回路５１によって得られる昇圧電源監視電圧Ｖｎの値と、図４の場合の昇圧分圧電圧Ｖｆの値とを、図示しない多チャンネルＡＤ変換器を介して読込むとともに、回転検出パルスＮｅを読込んでエンジンの回転速度Ｎを算出するステップである。
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。
【００７１】
ステップＳ６０８ａ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、電源監視電圧Ｖｍは発生しているのに昇圧電源監視電圧Ｖｎ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Ｓ６０８ｂ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Ｓ６０２へ移行する判定ステップである。
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。
【００７２】
続くステップＳ６０２は、ステップＳ６０１で読込まれた電源監視電圧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Ｓ６０３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Ｓ６０９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。
【００７３】
ステップＳ６０３は、図５で説明し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２４Ｂ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。
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。
【００７４】
ステップＳ６０４ｂは、給電補助指令ＡＳＴの論理レベルを「Ｌ」にすることによって補助電源接続素子２５Ｂｄまたは２５Ｂ内の論理素子２９ａの出力を停止し、補助電源接続素子２５Ｂｄまたは２５Ｂによる給電補助を停止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。
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。
【００７５】
動作終了工程のステップＳ６０９では、他の制御プログラムへ移行し、例えば５ｍｓｅｃの演算周期以内に再度動作開始工程のステップＳ６００へ移行して、以降の制御フローを循環実行するものである。
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。
【００７６】
以上詳述したように、図４及び図５に示す車載エンジン制御装置１００Ｃ、１００Ｄは、車載バッテリ１０から電源リレー１１を介して電源電圧Ｖｂｂが印加され、定電圧電源２３を介して安定化電圧Ｖｃｃ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２０と、電源電圧Ｖｂｂを昇圧して燃料噴射用電磁コイル１４ａを急速駆動するための昇圧電圧Ｖｈを発生する昇圧電源回路３０、とを備えた車載エンジン制御装置１００Ｃ、１００Ｄであって、
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。
【００７７】
電源監視電圧Ｖｍは、マイクロプロセッサ２０に対する入力信号として接続されていて、当該電源監視電圧Ｖｍが第１下限電圧Ｖｍ１の値を超過したかどうかはマイクロプロセッサ２０によって判定され、
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。
【００７８】
以上のとおり、燃料噴射制御用の昇圧電圧Ｖｈを、燃料噴射制御用のマイクロプロセッサ２０に対する電源回路である定電圧電源２３に印加する補助電源接続素子２５Ｂｄまたは２５Ｂは、車載バッテリ１０の電源電圧Ｖｂｂが異常低下しているときにおいて、エンジン回転速度がアイドル回転速度Ｎ０未満であることによって閉路駆動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。
【００７９】
補助電源接続素子２５Ｂｄの出力電圧である減圧電圧Ｖａは、第２逆流防止素子３８ｂを介して減圧遅延コンデンサ３８ｃに印加されて、昇圧制御回路３７に対する制御電圧Ｖｃとなっている。
【００８０】
以上のとおり、補助電源接続素子２５Ｂｄと昇圧制御回路３７との間には第２逆流防止素子３８ｂが接続されている。
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。
【００８１】
補助電源接続素子２５Ｂと昇圧電圧Ｖｈとの間には、補助電源回路２４Ｂが直列接続されていて、補助電源回路２４Ｂの出力電圧は、補助電源接続素子２５Ｂと補助給電ダイオード２６を介して、定電圧電源２３と降圧電源回路２２Ｂの接続位置に定電圧電源２３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。
【００８２】
以上のとおり、補助電源接続素子２５Ｂと昇圧電圧Ｖｈとの間には補助電源回路２４Ｂが接続されていて、その出力電圧は車載バッテリ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。
【００８３】
電源電圧Ｖｂｂを接続するための電源端子は、マイクロプロセッサ２０に給電するための第１端子と、昇圧用電源回路３０に給電するための第２端子に分割されていて、第２端子は更に、並列給電ダイオード２７を介してマイクロプロセッサ２０への給電回路を構成し、電源監視電圧Ｖｍを得るための電源電圧監視回路５０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Ｖｎを発生する昇圧電源監視回路５１が設けられており、
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。
【００８４】
以上のとおり、電源電圧Ｖｂｂを接続するための電源端子は、マイクロプロセッサ２０側への給電端子と昇圧電源回路３０側への電源端子とに２分割されて、それぞれに電源電圧監視回路５０が設けられ、マイクロプロセッサ２０側への給電は並列給電ダイオード２７を介して両方の電源端子から給電されるようになっているとともに、マイクロプロセッサ２０は両方の監視電圧を相対比較して、一方の電源端子の接触不良を検出して異常報知を行うようになっている。
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。
【００８５】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
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。
【符号の説明】
【００８６】
１０  車載バッテリ、１１  電源リレー、１２  始動電動機、１３  始動リレー、１４  電気負荷群、１４ａ  燃料噴射用電磁コイル、１６  センサ群、１６ａ  回転センサ、１７  始動スイッチ、２０  マイクロプロセッサ、２１  給電ダイオード、２２Ａ、２２Ｂ  降圧電源回路、２３  定電圧電源、２４Ａ、２４Ｂ  補助電源回路、２４ａ  バイアス電流通電素子、２４ｂ  バイアス電流通電指令抵抗、２４ｃ  バイアス電流通電抵抗、２５Ａ、２５Ａｄ、２５Ｂ、２５Ｂｄ  補助電源接続素子、２５ａ  接続開閉素子、２５ｂ、２５ｃ  ゲート抵抗、２５ｄ  保護ダイオード、２６  補助給電ダイオード、２７  並列給電ダイオード、２９  開閉制御素子、２９ａ  論理素子、２９ｂ  プルアップ抵抗、３０  昇圧電源回路、３１  誘導素子、３２  開閉素子、３３  電流検出抵抗、３４  逆流防止ダイオード、３５  昇圧コンデンサ、３６ａ、３６ｂ  昇圧分圧抵抗、３７  昇圧制御回路、３８ａ  第１逆流防止素子、３８ｂ  第２逆流防止素子、３８ｃ  減圧遅延コンデンサ、４０  電磁弁駆動回路、４１  開弁保持素子、４２  開弁保持ダイオード、４３  急速給電素子、４４  転流ダイオード、４５  気筒選択素子、５０  電源電圧監視回路、５０ａ、５０ｂ  バッテリ分圧抵抗、５０ｃ  平滑回路、５１  昇圧電源監視回路、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ  車載エンジン制御装置、ＡＳＴ  給電補助指令、ＢＳＴ  バイアス電流通電指令、Ｉｆ  素子電流、Ｉｆ１  下限電流、Ｉｆ２  上限電流、ＩＮＪ  燃料噴射指令、Ｎ  回転速度検出信号、Ｎ０  アイドル回転速度、Ｎｅ  回転検出パルス、ＳＴＳ  始動信号、Ｔｆ  遮断時間、Ｖａ  減圧電圧、Ｖｂ  バッテリ電圧、Ｖｂａ  入力電圧、Ｖｂｂ  電源電圧、Ｖｃ  制御電圧、Ｖｃｃ  安定化電圧、Ｖｆ  昇圧分圧電圧、Ｖｆ１  第１分圧電圧、Ｖｆ２  第２分圧電圧、Ｖｈ  昇圧電圧、Ｖｍ  電源監視電圧、Ｖｍ１  第１下限電圧、Ｖｍ２  第２下限電圧、Ｖｎ  昇圧電源監視電圧、γ  断続デューティ。
【図１】
2020180593.tif 000003
【図２】
2020180593.tif 000004
【図３】
2020180593.tif 000005
【図４】
2020180593.tif 000006
【図５】
2020180593.tif 000007
【図６】
2020180593.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月25日(2020.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本願に開示される車載エンジン制御装置は、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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
次に、昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂに接続される誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーにより逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とを備えて構成されている。そして、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、例えば１０Ａである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、例えば１０μｓｅｃである設定された遮断時間Ｔｆが経過するか、または素子電流Ｉｆが例えば３Ａである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を再閉路する断続制御を行うようになっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
一方、昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂに接続される誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーによって、逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とによって構成されている。
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、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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂに接続される誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーによって、逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とによって構成されていて、
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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
一方、昇圧電源回路３０は、電源電圧Ｖｂｂに接続される誘導素子３１と開閉素子３２と電流検出抵抗３３との直列回路と、開閉素子３２を昇圧制御回路３７によって断続駆動したときに発生する誘導素子３１の誘導エネルギーにより逆流防止ダイオード３４を介して充電される昇圧コンデンサ３５とを備えて構成されている。
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。