(57)【要約】【課題】高性能なマイコンを使用せずに、安価なマイコンでも高い精度でバッテリが外れた場合等の電源異常を検出し、ＥＣＵやエンジン、およびＥＣＵによって制御される負荷を保護することができる車両用電子制御装置を得る。【解決手段】バッテリ４または発電機２から供給される電源電圧を直接モニタする第１のバッテリ電圧モニタ回路８と、バッテリ４または発電機２から供給された電源を平滑する電源平滑回路１１の電圧をモニタする第２のバッテリ電圧モニタ回路９とを備え、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧と第２のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧とを比較することにより、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧が第２のバッテリ電圧モニタ回路９の電圧よりも低くなった場合、電源異常として検出するようにした。【選択図】図１
2015186958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリまたは発電機から供給される電源電圧を直接モニタする第１のバッテリ電圧モニタ回路と、バッテリまたは発電機から供給された電源を平滑する電源平滑回路の電圧をモニタする第２のバッテリ電圧モニタ回路とを備え、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧と上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧とを比較することにより、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧が上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧よりも低くなった場合、電源異常として検出するようにした電源異常検出手段を備えた車両用電子制御装置。
【請求項２】
バッテリまたは発電機から供給される電源電圧を上記第１のバッテリ電圧モニタ回路を介してマイコンに入力するとともに、バッテリまたは発電機から供給される電源電圧を上記電源平滑回路及び上記第２のバッテリ電圧モニタ回路を介して上記マイコンに入力することにより、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧と上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧とを上記マイコンで比較することにより、電源異常を検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電源異常検出手段を備えた車両用電子制御装置。
【請求項３】
バッテリまたは発電機から供給される電源電圧を上記第１のバッテリ電圧モニタ回路を介して電圧比較回路に入力するとともに、バッテリまたは発電機から供給される電源電圧を上記電源平滑回路及び上記第２のバッテリ電圧モニタ回路を介して上記電圧比較回路に入力することにより、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧と上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧とを上記電圧比較回路で比較することにより、電源異常を検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電源異常検出手段を備えた車両用電子制御装置。
【請求項４】
上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧が上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧よりも低くなった場合、電源異常として検出し、エンジン出力の制限または停止を行うようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電源異常検出手段を備えた車両用電子制御装置。
【請求項５】
上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧が上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧よりも低くなった場合、電源異常として検出し、警告表示あるいは警報音によるユーザへの通知を行うようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電源異常検出手段を備えた車両用電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バッテリおよび発電機を用いた電子制御装置に関するもので、バッテリが外れたことを検出し車両を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２輪車や自動車等のエンジンを用いた装置の多くが、エンジンにより発電機を動作させ、発生した電圧をレギュレータで電圧を調整し、バッテリで平滑を行っている。
このバッテリによって平滑された電圧を、電子制御ユニット(以下ＥＣＵと略記)やヘッドライト等の各負荷に電源を供給している。
このような装置において、何らかの要因によりバッテリの接続が外れた場合は、レギュレータからの電圧を平滑することができないため、ＥＣＵやヘッドライト等の各負荷に安定した電源を供給することができなくなる。
【０００３】
上記のような問題を解決するため、たとえば、特開平０３−２６２７５７(特許文献１)に示された電源異常回避機能付き車両制御装置においては、主電源ラインとバックアップ電源ラインの２系統から電力を供給するシステムにおいて、電源異常を検出し、電源異常時にもＥＣＵの出力としては正常な動作をするような工夫をした技術が開示されている。
また、バッテリの接続が外れたことを正確に検出するには、高性能なマイコンが必要となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−２６２７５７号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、バッテリの接続が外れた際は、ＥＣＵに安定した電源が供給されなくなり、これにより、ＥＣＵに設計値以上の過電圧や電圧変動が印加されることもあり、ＥＣＵが破壊に至る恐れがある。
また、エンジン電子制御を行うＥＣＵを例にした場合においては、ＥＣＵが正常にエンジンの制御信号を出力できないことにより、場合によってはエンジンなどのＥＣＵによって制御される負荷においても破壊に至る可能性がある。
【０００６】
従来技術では、高性能なマイコンを使用せずに、バッテリの接続が外れたことを検出している場合もあるが、誤検出や高回転では検出ができない等の問題をかかえる場合がある。
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、高性能なマイコンを使用せずに、安価なマイコンでも高い精度でバッテリが外れたことを検出し、ＥＣＵやエンジン、およびＥＣＵによって制御される負荷を保護することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ＥＣＵでバッテリや発電機等から供給される電源電圧を直接モニタする第１のバッテリ電圧モニタ回路Ａと、バッテリや発電機等から供給された電源を平滑する回路の電圧をモニタ回路する第２バッテリ電圧モニタ回路Ｂを比較し、第１のバッテリ電圧モニタ回路Ａと第２のバッテリ電圧モニタ回路Ｂの電圧が逆転することを検知してバッテリ外れ等の電源異常を検出するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、高性能なマイコンを使用せずに、安価なマイコンでも高い精度でＥＣＵにてバッテリの接続が外れ等の電源異常を検出することができ、ＥＣＵからエンジン停止の指令や、インジケータの表示などの処置をすることにより、バッテリ外れ状態での運転を防止することができ、ＥＣＵやエンジンなどのＥＣＵによって制御される負荷を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１によるバッテリ外れ検出手段を備えた車両用電子制御装置の回路図である。
【図２】バッテリが接続された状態での、図１の各点における電圧の波形を示した図であり、（ａ）は電源供給側、（ｂ）はＥＣＵの入力電圧を示す。
【図３】バッテリが外れた状態での、図1の各点における電圧の波形を示した図であり、（ａ）は電源供給側、（ｂ）はＥＣＵの入力電圧を示す。
【図４】この発明の実施の形態２によるバッテリ外れ検出手段を備えた車両用電子制御装置の回路図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるバッテリ外れ検出手段を備えた車両用電子制御装置の回路図である。
【図６】図５の各点における電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図７】この発明の実施の形態４によるバッテリ外れ検出手段を備えた車両用電子制御装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、エンジン電子制御を行うＥＣＵを例にとって、回路図に基づき本発明の一実施の形態について説明する。
なお、各回路図間において、同一の符号は、同一あるいは相当のものを表す。
図１はこの発明の実施形態１に係るＥＣＵ５とエンジン側の構成１を示す回路構成の例である。図２、図３は図１中の各点（ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２）における電圧変化を波形で表したものである。
図１において、ＥＣＵ５はバッテリ４や発電機２等から供給される電源電圧 ａ１を直接モニタする第１のバッテリ電圧モニタ回路８と、バッテリ４や発電機２等から供給される電源の平滑回路１１と、この平滑回路１１を介した後の電圧をモニタする第２のバッテリ電圧モニタ回路９と、これらを入力し、車両を制御するマイコン１０とを有する。
【００１１】
電源の平滑回路１１は、バッテリ４のプラスマイナスが逆に接続された場合に、電子部品の保護のために逆接防止ダイオード６が配置される場合がある。この逆接防止ダイオード６の下流側は上流の電圧変動の影響を受けることがないため、この下流側に電源平滑用のコンデンサ７を設けて電源の平滑回路１１を構成し、電源平滑回路１１の電圧ｂ１を第２のバッテリ電圧モニタ回路９でモニタする。
マイコン１０は第１のバッテリ電圧モニタ回路８と第２のバッテリ電圧モニタ回路９などからの入力信号を基に演算を行い、点火などの各制御信号を出力するよう構成される。
【００１２】
第１のバッテリ電圧モニタ回路８は、バッテリ電圧モニタ回路８に入力される電圧ａ１を分圧し、マイコン１０に入力させるための回路であり、ノイズ除去等の電圧平滑の機能も有する回路である。ここでマイコン１０に入力される電圧は、ａ２とする。
第２のバッテリ電圧モニタ回路９は、バッテリ電圧モニタ回路９に入力される電圧ｂを分圧し、マイコン１０に入力させるための回路であり、ノイズ除去等の電圧平滑の機能も有する回路である。ここでマイコン１０に入力される電圧は、ｂ２とする。
【００１３】
発電機２はエンジンより駆動させられ発電し、レギュレータ３によって電圧を調整する。
レギュレータ３が電圧を調整する方式として、ある規定された電圧以上になると発電機２からの発電電圧を遮断するサイリスタ方式がある。
このサイリスタ方式の場合を一例として、本発明を実施した場合の形態について説明する。
通常、バッテリ４が接続されている状態では、第１のバッテリ電圧モニタ回路８には図２（ａ）のａ１のような電圧波形が印加され、第２のバッテリ電圧モニタ回路９には、図２（ａ）のｂ１のような電圧波形が印加されている。
【００１４】
ここで第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ１は、バッテリ逆接防止ダイオード６の電圧降下があるため、第１のバッテリ電圧モニタ回路８に印加される電圧ａ１よりも若干低くなる。
サイリスタ方式を採用したレギュレータ３において、バッテリ４の接続が外れた場合は、第１のバッテリ電圧モニタ回路８に図３（ａ）のａ１’のような電圧波形が印加される。第１のバッテリ電圧モニタ回路８に印加された電圧ａ１’は、第１のバッテリ電圧モニタ回路８を介し、電圧ａ２’として、マイコン１０に入力される。
このとき、第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ１は、電源平滑用のコンデンサ７に平滑されるため、図３（ａ）のｂ１’のようになる。第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加された電圧ｂ１’は、第２のバッテリ電圧モニタ回路９を介し、電圧ｂ２’として、マイコン１０に入力される。
【００１５】
ここで、バッテリ４が接続されている状態（図２）の波形では、第１のバッテリ電圧モニタ回路８のマイコン入力電圧ａ２と第２のバッテリ電圧モニタ回路９のマイコン入力電圧ｂ２は、通常時はほとんど差がなかったが、バッテリ４の接続が外れた場合は、図３のように第１のバッテリ電圧モニタ回路８のマイコン入力電圧ａ２’と第２のバッテリ電圧モニタ回路９のマイコン入力電圧ｂ２’に明らかな電位差が発生する。また、通常時は第２のバッテリ電圧モニタ回路９のマイコン入力電圧ｂ２より第１のバッテリ電圧モニタ回路８のマイコン入力電圧ａ２の方が電圧が高かったのに対し、バッテリ４の接続が外れた場合は、第２のバッテリ電圧モニタ回路９のマイコン入力電圧ｂ２’の方の電圧が高くなっていることが分る。
これにより、マイコン１０はバッテリ４の接続外れを検出することができ、エンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止し、ＥＣＵ５及びエンジンなどのＥＣＵ５によって制御される負荷を保護することができる。
【００１６】
実施の形態２．
図４のように、電源の平滑回路１１がＥＣＵ５の外部に接続されている場合においても、バッテリ４や発電機２等から供給される電源電圧を直接モニタする電圧ａ１と、電源の平滑回路１１（バッテリ逆接防止ダイオード６後)の電圧ｂ１を比較することで、同様にバッテリの接続外れを検出し、エンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止し、ＥＣＵ５及びエンジンなどのＥＣＵ５によって制御される負荷を保護することができる。
【００１７】
実施の形態３．
実施の形態１、実施の形態２においては、マイコン１０で第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ１が、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧ａを上回ることを検出し、エンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止することで、ＥＣＵ５やエンジン、およびＥＣＵ５によって制御される負荷を保護したが、第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ２が、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧ａを上回ることを回路で検出し、マイコン１０に入力することでも同様に、マイコン１０がバッテリ４の接続外れを検出することができる。
図５は、回路で第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ２が、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧ａ２を上回ることを検出する回路の例である。また、図６は、図５中の各点における電圧変化をタイムチャートで表したものである。
【００１８】
図５において、第１のバッテリ電圧モニタ回路８と第２のバッテリ電圧モニタ回路９は電圧比較回路１２に接続されている。
電圧比較回路１２は、第1のバッテリ電圧モニタ回路８と第２のバッテリ電圧モニタ回路９の電圧を比較し、大小関係が入れ替われば、出力電圧のＨｉ／Ｌｏを反転させる回路である。
通常、バッテリ４が接続されている状態では、第1のバッテリ電圧モニタ回路８に印加される電圧ａ２は、第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ２より高くなっている。この状態で、電圧比較回路１２の出力ｃはＬｏが出力されているとする。
【００１９】
バッテリ４の接続が外れた場合は、図２の場合と同様に第１のバッテリ電圧モニタ回路８に印加される電圧ａ２と、第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ２の大小関係が入れ替わるため、電圧比較回路１２の出力がＬｏからＨｉに反転する。
電圧比較回路１２の出力をマイコン１０に入力することにより、マイコン１０はバッテリ４の接続外れを検出することができ、エンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止し、ＥＣＵ５やエンジンなどのＥＣＵ５によって制御される負荷を保護することができる。
【００２０】
実施の形態４. 
実施の形態３においては、電圧比較回路１２で第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ２が、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧ａ２を上回ることを検出し、マイコン１０にてエンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止することで、ＥＣＵ５やエンジン、およびＥＣＵ５によって制御される負荷を保護したが、回路のみで第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ２が、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧ａ２を上回ることを検出し、エンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止することができる。
【００２１】
図７は、回路で第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧が、第１のバッテリ電圧モニタ回路８の電圧を上回ることを検出する例である。
図７において、第1のバッテリ電圧モニタ回路８と第２のバッテリ電圧モニタ回路９はは、電圧比較回路１２に接続され、電圧比較回路１２の出力は、点火出力回路１３および噴射出力回路１４に接続されている。
【００２２】
バッテリ４の接続が外れた場合は、図６と同様に第１のバッテリ電圧モニタ回路８に印加される電圧ａ２と、第２のバッテリ電圧モニタ回路９に印加される電圧ｂ２の大小関係が入れ替わるため、電圧比較回路１２の出力がＬｏからＨｉに反転する。
電圧比較回路１２の出力を点火出力回路１３および噴射出力回路１４に接続し、電圧比較回路１２の出力がＨｉになれば、点火出力および噴射出力を停止するような回路を組むことにより、エンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止し、ＥＣＵ５やエンジンなどのＥＣＵ５によって制御される負荷を保護することができる。
【００２３】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４においては、エンジンの点火または燃料噴射、あるいはその両方を停止することで、ＥＣＵ５やエンジン、およびＥＣＵ５によって制御される負荷を保護したが、警告灯などのインジケータを表示することで、ユーザに故障内容の通知やエンジンの停止を促すことができる。なお、警告灯による表示の他に、警報音による注意喚起でもユーザに故障内容の通知やエンジンの停止を促すことができる。
ユーザがインジケータの表示や警報音に従いエンジンを停止することにより、実施の形態１と同様にＥＣＵ５やエンジンなどのＥＣＵ５によって制御される負荷を保護することができる。
【００２４】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  エンジン側の配線図、  ２  発電機、  ３  レギュレータ  、４  バッテリ、  ５  ＥＣＵ、６  バッテリ逆接防止ダイオード、  ７  電源平滑用コンデンサ、  ８  第１のバッテリ電圧モニタ回路、  ９  第２のバッテリ電圧モニタ回路、  １０  マイコン、  １１  電源の平滑回路、１２  電圧比較回路、  １３  点火出力回路、１４  噴射出力回路。
【図１】
2015186958.tif 000003
【図２】
2015186958.tif 000004
【図３】
2015186958.tif 000005
【図４】
2015186958.tif 000006
【図５】
2015186958.tif 000007
【図６】
2015186958.tif 000008
【図７】
2015186958.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月16日(2015.2.16)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
バッテリまたは発電機から供給された電源を平滑しエンジン電子制御手段を構成する電子部品へ供給する電源平滑回路、上記電源平滑回路の上流側に接続され上記バッテリの極性が逆に接続された場合に上記電子部品を保護するダイオードを有するものにおいて、バッテリまたは発電機から供給される電源電圧を直接モニタする第１のバッテリ電圧モニタ回路と、上記電源平滑回路の電圧をモニタする第２のバッテリ電圧モニタ回路とを備え、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧と上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧とを比較することにより、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧が上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧よりも低くなった場合、電源異常として検出するようにした電源異常検出手段を備えた車両用電子制御装置。
【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】
この発明に係る車両用電子制御装置は、バッテリまたは発電機から供給された電源を平滑しエンジン電子制御手段を構成する電子部品へ供給する電源平滑回路、上記電源平滑回路の上流側に接続され上記バッテリの極性が逆に接続された場合に上記電子部品を保護するダイオードを有するものにおいて、バッテリまたは発電機から供給される電源電圧を直接モニタする第１のバッテリ電圧モニタ回路と、上記電源平滑回路の電圧をモニタする第２のバッテリ電圧モニタ回路とを備え、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧と上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧とを比較することにより、上記第１のバッテリ電圧モニタ回路の電圧が上記第２のバッテリ電圧モニタ回路の電圧よりも低くなった場合、電源異常として検出するようにした電源異常検出手段を備えたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明によれば、上流側にエンジン電子制御手段の電子部品を保護するダイオードを接続した電源平滑回路の電圧は上流の電圧変動の影響を受けることがない点を活用して電源異常検出を行うことにより、高性能なマイコンを使用せずに、安価なマイコンでも高い精度でバッテリの接続が外れた場合の電源異常を検出することができ、バッテリ外れ状態での運転を防止することができて、エンジン電子制御手段やエンジンなどのエンジン電子制御手段によって制御される負荷を保護することができる。