(57)【要約】【目的】車体側に電流が流れるような短絡が発生したときであっても、その短絡を確実に検出し、スイッチング素子の誤作動を防止するようにした電子制御ユニットを提供する。【解決手段】少なくとも電源１２から負荷１４への通電回路１６に介挿されるスイッチング素子２０と、前記通電回路１６において前記負荷１４と直列に接続される検出抵抗２２と、前記検出抵抗２２に接続されて前記検出抵抗２２の電圧降下から前記負荷１４に流れる電流値を検出する電流検出回路２４と、前記検出された電流値に基づいて前記スイッチング素子２０を駆動する駆動回路２６とが配置されてなる電子制御ユニット１０において、前記通電回路１６に前記検出抵抗２２と直列にダイオード３０を接続する。【選択図】図１
2010208579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電源から負荷への通電回路に介挿されるスイッチング素子と、前記通電回路において前記負荷と直列に接続される検出抵抗と、前記検出抵抗に接続されて前記検出抵抗の電圧降下から前記負荷に流れる電流値を検出する電流検出回路と、前記検出された電流値に基づいて前記スイッチング素子を駆動する駆動回路とが配置されてなる電子制御ユニットにおいて、前記通電回路に前記検出抵抗と直列にダイオードを接続したことを特徴とする電子制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電子制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアソレノイドなどの負荷に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、検出した電流値に基づいて負荷をデューティ駆動（ＰＷＭ駆動）させる電子制御ユニットの例としては、下記の特許文献１記載の技術を挙げることができる。
【０００３】
特許文献１記載の技術にあっては、電源から負荷への通電回路に介挿されるトランジスタからなるスイッチング素子と、負荷の電源側に負荷と直列に接続される検出抵抗から負荷に流れる電流値を検出する電流検出回路と、検出された電流値が目標電流値に一致するようにスイッチング素子を駆動する駆動回路とを備えるように電子制御ユニットを構成している。尚、特許文献１記載の技術にあっては、短絡が生じたとき、負荷の電流値を正確に検出できない恐れがあるため、スイッチング素子の駆動を停止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４７３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１記載の技術にあっては、負荷の上流側（電源側）で電流値を検出するように、検出抵抗を負荷の上流側に介挿するように構成されるが、検出抵抗を負荷の下流側（アース側）に介挿して電流値を検出することも広く行われている。
【０００６】
この負荷の下流側で電流値を検出する電子制御ユニットにあっては、負荷の下流側において短絡（ショート）が発生したとき、負荷電流は全てアースに流れることなく、アース側と検出抵抗側とに分流することがあった。この現象は、短絡した負荷電流が車体に流れた場合、即ち、車体接地が発生した場合、車体に塗布された塗料等の影響により、負荷と車体との間（車体側）に検出抵抗と同程度の比較的小さい抵抗が生じるために発生するものである。
【０００７】
この車体側に電流が流れるような短絡が発生すると、検出抵抗側に電流が流れるため、電子制御ユニットにあっては、電流検出回路で電流値が検出され、その検出された電流値に基づいて短絡を検出することができず、短絡した状態で検出された電流値に基づいてスイッチング素子を誤作動させてしまうという不都合があった。
【０００８】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、車体側に電流が流れるような短絡が発生したときであっても、その短絡を確実に検出し、スイッチング素子の誤作動を防止するようにした電子制御ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、少なくとも電源から負荷への通電回路に介挿されるスイッチング素子と、前記通電回路において前記負荷と直列に接続される検出抵抗と、前記検出抵抗に接続されて前記検出抵抗の電圧降下から前記負荷に流れる電流値を検出する電流検出回路と、前記検出された電流値に基づいて前記スイッチング素子を駆動する駆動回路とが配置されてなる電子制御ユニットにおいて、前記通電回路に前記検出抵抗と直列にダイオードを接続する如く構成した。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る電子制御ユニットにあっては、通電回路に検出抵抗と直列にダイオードを接続するように構成したので、負荷の下流側において車体側に電流が流れるような短絡が発生したときであっても、ダイオードが抵抗体として作用し、負荷の下流側における通電回路の抵抗値が車体側に発生した抵抗値に比べて極めて大きくなるため、大部分の負荷電流が車体側に流れて確実にアースさせることができる。即ち、車体側に抵抗が生じた場合であっても、通電回路（検出抵抗側）に電流が流れることはないため、それを検出することで短絡を検知することも可能になる。それにより、短絡時に生じるスイッチング素子の誤作動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係る電子制御ユニットの回路構成を示す図である。
【図２】図１に示す電子制御ユニットの負荷近傍を部分的に拡大した部分拡大図である。
【図３】従来技術に係る電子制御ユニットの負荷近傍を部分的に拡大した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に即してこの発明に係る電子制御ユニットを実施するための形態について説明する。
【実施例】
【００１３】
図１はこの発明に係る電子制御ユニットの回路構成を示す図である。
【００１４】
図１において、符号１０は電子制御ユニットを示す。この電子制御ユニット１０は、例えばエンジンが搭載される車両などに設けられる。以下、図１を参照し、電子制御ユニット１０の回路構成について説明する。
【００１５】
電子制御ユニット１０には、図１のように、電源１２から負荷（図１においてコイルで示す）１４への通電回路１６に介挿される駆動制御用のスイッチング素子２０と、通電回路１６において負荷１４に直列に接続される検出抵抗２２と、検出抵抗２２に接続されてその電圧降下から負荷１４に流れる電流値を検出する電流検出回路２４と、検出された電流値に基づいてスイッチング素子２０を駆動する駆動回路２６とが配置されると共に、通電回路１６に検出抵抗２２と直列にダイオード３０が接続される。
【００１６】
負荷１４は電源１２から電力が供給される。負荷１４および電源１２は、電子制御ユニット１０の外部に配置される。尚、負荷１４とは後述するスイッチング素子２０をオン・オフ制御することによって駆動される電磁ソレノイドなどをいう。
【００１７】
通電回路１６は、電源１２と負荷１４を接続する電路３２と、負荷１４とアース３４を接続する電路３６からなる。電路３２には、トランジスタからなるスイッチング素子２０が介挿される。
【００１８】
スイッチング素子２０には、負荷１４に流れる電流値を一定にするように制御する駆動回路２６が接続される。尚、スイッチング素子２０とはＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）などをいう。
【００１９】
負荷１４とアース３４を接続する電路３６には検出抵抗２２が介挿される。検出抵抗２２は負荷１４の下流側に配置され、負荷１４と直列に接続される。その検出抵抗２２の電圧降下を検出する電流検出回路２４が検出抵抗２２に接続される。また、電流検出回路２４および駆動回路２６にはＣＰＵ４０が接続される。
【００２０】
また、電路３６にはダイオード３０が介挿される。ダイオード３０は検出抵抗２２の下流側に配置され、検出抵抗２２と直列に接続、具体的には、アノード端子が検出抵抗２２に、カソード端子が接地されるように接続される。
【００２１】
このように、電子制御ユニット１０において、通電回路１６には電源１２から電流方向において下流に向かって、負荷１４と検出抵抗２２とダイオード３０とが直列に接続される。
【００２２】
次に、スイッチング素子２０のデューティ駆動について説明する。
【００２３】
負荷１４に流れる電流は、電流検出回路２４によって検出される。具体的には、検出抵抗２２の電圧降下から負荷１４に流れる電流値が検出される。その検出された電流値（アナログ値）はデジタル変換されてＣＰＵ４０に出力される。
【００２４】
ＣＰＵ４０は、入力された電流値（デジタル値）が各種パラメータに基づいて予め算出された負荷１４への目標電流値に一致するように駆動指令値を算出し、算出された駆動指令値を駆動回路２６に出力する。駆動回路２６は、入力された駆動指令値に基づいてスイッチング素子２０をデューティ駆動する。
【００２５】
このように、負荷１４に流れる電流値がフィードバック制御され、検出された電流値に基づいてスイッチング素子２０は駆動回路２６によってデューティ駆動される。
【００２６】
次に、検出抵抗２２と負荷１４の接続点において短絡が発生したときの電流の流れを、図２を参照しながら説明する。
【００２７】
図２は電子制御ユニット１０の負荷１４近傍を部分的に拡大した部分拡大図である。
【００２８】
図２の説明の前に、理解の便宜のため、図３を参照して従来技術に係る電子制御ユニットの負荷１４近傍における電流の流れを説明する。
【００２９】
図３は、図２と同様、従来技術に係る電子制御ユニットの負荷１４近傍を部分的に拡大した部分拡大図である。従来技術にあっては、図３に示す如く、スイッチング素子２０がオンされて電源１２から負荷１４に電力を供給されるとき、負荷１４には破線の矢印で示す方向に負荷電流Ｉｅｓが流れる。
【００３０】
正常時、図３（ａ）に一点鎖線の矢印で示すように、負荷電流Ｉｅｓは電路３６を流れる。この電流は検出抵抗２２に接続される電流検出回路２４（図３で図示せず）によって検出される。
【００３１】
一方、負荷１４の下流側において短絡が発生したとき、図３（ａ）に想像線（二点鎖線）Ａの矢印で示すように、通常、電路３６に検出抵抗２２が介挿されるため、負荷電流Ｉｅｓは電路４２を通って負荷１４からアース４４へと流れる。このとき、電路３６には電流が流れないため、それを電流検出回路２４において検出することで、短絡が検知される。
【００３２】
しかしながら、前述したように、アース４４が車体である場合、負荷１４とアース４４との間には塗料等の影響により抵抗４６が発生するため、図３（ｂ）に想像線Ｂの矢印で示すように、負荷電流Ｉｅｓは電路４２と電路３６とに分流する。
【００３３】
このときの電路３６に流れる電流値をＩ３６［Ａ］、検出抵抗２２の抵抗値をＲｓｒ［Ω］、検出抵抗２２の電圧降下量をＶｓｒ［Ｖ］、電路４２に流れる電流をＩ４２［Ａ］、抵抗４６の抵抗値をＲｂｇ［Ω］、抵抗４６の電圧降下量をＶｂｇ［Ｖ］とすると、電路３６の電圧降下量Ｖ３６［Ｖ］と電路４２の電圧降下量Ｖ４２［Ｖ］は以下の式に表わされる。
Ｖ３６＝Ｖｓｒ＝Ｉ３６×Ｒｓｒ                                ・・・式（１）
Ｖ４２＝Ｖｂｇ＝Ｉ４２×Ｒｂｇ                                ・・・式（２）
【００３４】
電路４２に発生した抵抗４６の抵抗値Ｒｂｇは検出抵抗２２の抵抗値Ｒｓｒと同程度の大きさ（０．２［Ω］程度）であり、抵抗４６と検出抵抗２２は並列接続と見做せるので、式（１）と式（２）より、電路３６に流れる電流値Ｉ３６と電路４２に流れる電流値Ｉ４２は同値となる。即ち、車体側に電流が流れるような短絡が発生したとき、検出抵抗２２には負荷電流Ｉｅｓの半分の大きさの電流が流れてしまう。
【００３５】
そこで、この発明に係る電子制御ユニット１０にあっては、通電回路１６に検出抵抗２２と直列にダイオード３０を接続することにより、負荷１４の下流側において車体側（電路４２）に電流が流れるような短絡が発生したときであっても、大部分の負荷電流Ｉｅｓが車体側に流れて確実にアースされる一方、通電回路１６（具体的には、電路３６）に負荷電流Ｉｅｓを流さないようにした。
【００３６】
以下、電子制御ユニット１０の負荷１４近傍の電流の流れについて、図２を参照して説明する。図２に示すように、通電回路１６の電路３６には検出抵抗２２と直列にダイオード３０が介挿される。ダイオード３０が介挿されることによって、電路３６側の電圧降下量Ｖ３６は検出抵抗２２の電圧降下量Ｖｓｒとダイオード３０電圧降下量の和になる。ダイオード３０の電圧降下量をＶｄｉ［Ｖ］とすると、電路３６側の電圧降下量Ｖ３６は以下のように表わされる。
Ｖ３６＝Ｖｓｒ＋Ｖｄｉ＝Ｉ３６×Ｒｓｒ＋Ｖｄｉ                ・・・式（３）
【００３７】
一般的に、ダイオードは順方向に印加される電圧が所定値Ｖｏ未満のとき、電流量を増加させにくく、所定値Ｖｏ以上になったとき、電流量を急激に増加させるという特性を備える。換言すれば、ダイオードは、順方向に印加される電圧が所定値Ｖｏ未満であるとき、抵抗体として作用すると言える。尚、所定値Ｖｏはダイオードに適宜設定される値である。
【００３８】
ダイオード３０が抵抗体として作用、例えば、印加電圧０．３［Ｖ］のとき０．０６［Ａ］の電流が流れるように作用するとき、検出抵抗２２の抵抗値Ｒｓｒを０．２［Ω］とすると、電路３６の電圧降下量Ｖ３６は式（３）より以下のように計算される。
Ｖ３６＝Ｉ３６×Ｒｓｒ＋Ｖｄｉ
＝０．０６［Ａ］×０．２［Ω］＋０．３［Ｖ］≒０．３［Ｖ］
【００３９】
このとき、電路４２の電圧降下量Ｖ４２と電路３６の電圧降下量Ｖ３６は等しいため、電路４２に流れる電流をＩ４２は式（２）より、以下のように計算される。尚、車体側に生じる抵抗４６の抵抗値Ｒｂｇは検出抵抗２２の抵抗値Ｒｓｒと同値の０．２［Ω］とする。
Ｉ４２＝Ｖ４２／×Ｉ４２
＝０．３［Ｖ］／０．２［Ω］＝１．５［Ａ］
【００４０】
負荷電流Ｉｅｓ、電路３６に流れる電流Ｉ３６および電路４２に流れる電流Ｉ４２の関係は、以下の式（４）の関係が成り立つことより、
Ｉｅｓ＝Ｉ３６＋Ｉ４２                                        ・・・式（４）
負荷電流Ｉｅｓが１．５６［Ａ］のとき、電路４２には１．５［Ａ］の電流が流れ、電路３６には０．０６［Ａ］の電流が流れることになる。即ち、負荷電流Ｉｅｓの大部分が電路４２に流れる一方、電路３６には流れないことになる（正確には、電路４２に比べて極めて小さい電流が電路３６に流れる）。
【００４１】
これは、負荷１４の下流側において車体側（電路４２）に電流が流れるような短絡が発生したとき、ダイオード３０が抵抗体として作用し、負荷１４の下流側における通電回路１６側の電路３６の抵抗が車体側の電路４２に発生する抵抗に比べて極めて大きくなることを示す。
【００４２】
このように、検出抵抗２２と直列にダイオード３０を接続することによって、負荷１４の下流側において車体側（電路４２）に電流が流れるような短絡が発生したとき、負荷電流Ｉｅｓの大部分が電路４２に流れる一方、電路３６には流れないようにできる。別言すると、電路４２に塗料等の影響による抵抗４６が発生しない状態と同じように負荷電流Ｉｅｓがアース４４に流れるようにできる。
【００４３】
これにより、電路３６に負荷電流Ｉｅｓが流れることはないため、それを電流検出回路２４において検出することで短絡が発生したことを確実に検知することができ、よって短絡時に生じるスイッチング素子２０の誤作動を防止することができる。
【００４４】
以上のように、この発明の実施例にあっては、少なくとも電源１２から負荷１４への通電回路１６に介挿されるスイッチング素子２０と、前記通電回路１６において前記負荷１４と直列に接続される検出抵抗２２と、前記検出抵抗２２に接続されて前記検出抵抗２２の電圧降下から前記負荷１４に流れる電流値を検出する電流検出回路２４と、前記検出された電流値に基づいて前記スイッチング素子２０を駆動する駆動回路２６とが配置されてなる電子制御ユニット１０において、前記通電回路１６に前記検出抵抗２２と直列にダイオード３０を接続する如く構成した。
【００４５】
このように、通電回路１６に検出抵抗２２と直列にダイオード３０を接続するように構成したので、負荷１４の下流側において車体側（電路４２）に電流が流れるような短絡が発生したとき、ダイオード３０が抵抗体として作用し、負荷１４の下流側における通電回路１６の抵抗が車体側に発生する抵抗に比べて極めて大きくなるため、大部分の負荷電流Ｉｅｓが車体側に流れて確実にアースさせることができる。即ち、車体側に抵抗４６が生じた場合であっても、通電回路１６（検出抵抗２２側）に電流が流れることはないため、それを検出することで短絡を検知することも可能になる。それにより、短絡時に生じるスイッチング素子２０の誤作動を防止することができる。
【００４６】
尚、上記において、電子制御ユニット１０のＣＰＵ４０は各種パラメータから負荷１４への目標電流値を算出する構成としたが、目標電流値は電子制御ユニット１０の外部の別の演算装置で算出される構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  電子制御ユニット、１４  負荷、１６  通電回路、２２  検出抵抗、２４  電流検出回路、２６  駆動回路、３０  ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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