(57)【要約】  車両用制御装置の制御用ＣＰＵは、ゲート用スイッチ素子をオンすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを接地してＮ型ＭＯＳＦＥＴをオフし、一方、ゲート用スイッチ素子をオフすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに抵抗素子を介して二次側ダイオードのカソードの電圧が印加されるようにしてＮ型ＭＯＳＦＥＴをオンする。
2017042880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極が接地に接続されたバッテリと、
前記バッテリの正極に接続された第１ノードと、第２ノードとを有し、オンすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を遮断するイグニッションスイッチと、
一端が前記イグニッションスイッチの前記第１ノードに接続された一次コイルと、一端が前記接地に接続され且つ前記一次コイルよりも巻数が多い二次コイルと、を有し、スパークプラグを点火する電圧を供給するために昇圧動作するトランスと、
一端が前記一次コイルの他端に接続され、他端が前記接地に接続されたトランス用スイッチ素子と、
前記トランス用スイッチ素子を制御するスイッチ制御部と、
アノードが前記トランスの前記二次コイルに接続された二次側ダイオードと、
前記二次側ダイオードのカソードの電圧を降圧した降圧電圧を出力するレギュレータと、
一端が前記二次側ダイオードのカソードに接続された抵抗素子と、
ドレインが前記イグニッションスイッチの前記第２ノードに接続され、ゲートが前記抵抗素子の他端に接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴと、
一端が前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート及び前記抵抗素子の他端に接続され、他端が前記接地に接続されたゲート用スイッチ素子と、
前記レギュレータが出力した前記降圧電圧が供給されることにより駆動し、前記ゲート用スイッチ素子を制御する制御用ＣＰＵと、
前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続された第３ノードと、第４ノードとを有し、オンすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を遮断する負荷用スイッチと、
前記負荷用スイッチの前記第４ノードと前記接地との間に接続された負荷と、を備える
ことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記制御用ＣＰＵは、
前記ゲート用スイッチ素子をオンすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを接地して前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオフし、
一方、前記ゲート用スイッチ素子をオフすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに前記抵抗素子を介して前記二次側ダイオードのカソードの電圧が印加されるようにして前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオンする
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記ゲート用スイッチ素子は、
コレクタが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、エミッタが前記接地に接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、
前記制御用ＣＰＵは、
前記ＮＰＮ型バイポーラトランジスタを制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記車両用制御装置は、
一端が前記トランスの前記二次コイルの他端に接続された充放電用コンデンサと、
アノードが前記充放電用コンデンサの前記一端に接続され、カソードが前記接地に接続されたサイリスタと、
一次側が前記充放電用コンデンサの他端に接続されたイグニッションコイルと、前記イグニッションコイルの二次側と前記接地との間に接続されたスパークプラグと、をさらに備え、
前記制御用ＣＰＵは、
前記充放電用コンデンサが充放電を繰り返すように、前記サイリスタを制御することを特徴とする請求項３に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記制御用ＣＰＵが前記ＮＰＮ型バイポーラトランジスタをオフさせているときの前記抵抗素子の他端の電圧は、前記制御用ＣＰＵが前記ＮＰＮ型バイポーラトランジスタをオンさせるときにベースに供給する電圧よりも、高くなっており、
前記ベースに供給される電圧は、前記レギュレータが出力した前記降圧電圧から生成される
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記負荷は、車両用ランプであり、
前記制御用ＣＰＵは、前記負荷用スイッチがオンしている場合に前記車両用ランプが点灯と消灯とを繰り返すように、前記ゲート用スイッチ素子を制御することにより前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのオンとオフとを切り替える
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用制御装置。
【請求項７】
一端が前記二次側ダイオードのカソードに接続され、他端が前記接地に接続された二次側平滑化コンデンサをさらに備える
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項８】
アノードが前記イグニッションスイッチの前記第２ノードに接続され且つカソードが前記トランスの一次コイルの一端に接続されるように、前記イグニッションスイッチの前記第２ノードと前記トランスの一次コイルの一端との間に接続された一次側ダイオードをさらに備える
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項９】
前記一次側ダイオードのカソードに一端が接続され、他端が前記接地に接続された一次側平滑化コンデンサをさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用制御装置。
【請求項１０】
前記二次側平滑化コンデンサの前記一端の電圧は、前記バッテリの充電電圧よりも、高いことを特徴とする請求項７に記載の車両用制御装置。
【請求項１１】
前記トランス用スイッチ素子は、ドレインが前記トランスの前記一次コイルの前記他端に接続され、ソースが前記接地に接続されたトランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴである
ことを特徴とする請求項９に記載の車両用制御装置。
【請求項１２】
前記スイッチ制御部は、前記一次側平滑化コンデンサの前記一端の電圧から生成したゲート電圧を、前記トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに供給することにより、前記トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを制御する
ことを特徴とする請求項１１に記載の車両用制御装置。
【請求項１３】
前記イグニッションコイルは、
一端が前記充放電用コンデンサの前記他端に接続され、且つ他端が前記接地に接続された一次側イグニッションコイルと、
一端が前記一次側イグニッションコイルの前記他端及び前記接地に接続され、且つ他端が前記スパークプラグに接続された二次側イグニッションコイルと、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用制御装置。
【請求項１４】
前記車両用制御装置は、車両である二輪車に積載され、
前記車両用ランプは、前記二輪車のウインカーであり、
前記イグニッションスイッチ及び負荷用スイッチは、ユーザにより操作される
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項１５】
負極が接地に接続されたバッテリと、前記バッテリの正極に接続された第１ノードと、第２ノードとを有し、オンすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を遮断するイグニッションスイッチと、一端が前記イグニッションスイッチの前記第１ノードに接続された一次コイルと、一端が前記接地に接続され且つ前記一次コイルよりも巻数が多い二次コイルと、を有し、スパークプラグを点火する電圧を供給するために昇圧動作するトランスと、一端が前記一次コイルの他端に接続され、他端が前記接地に接続されたトランス用スイッチ素子と、前記トランス用スイッチ素子を制御するスイッチ制御部と、アノードが前記トランスの前記二次コイルに接続された二次側ダイオードと、前記二次側ダイオードのカソードの電圧を降圧した降圧電圧を出力するレギュレータと、一端が前記二次側ダイオードのカソードに接続された抵抗素子と、ドレインが前記イグニッションスイッチの前記第２ノードに接続され、ゲートが前記抵抗素子の他端に接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴと、一端が前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート及び前記抵抗素子の他端に接続され、他端が前記接地に接続されたゲート用スイッチ素子と、前記レギュレータが出力した前記降圧電圧が供給されることにより駆動し、前記ゲート用スイッチ素子を制御する制御用ＣＰＵと、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続された第３ノードと、第４ノードとを有し、オンすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を遮断する負荷用スイッチと、前記負荷用スイッチの前記第４ノードと前記接地との間に接続された負荷と、を備えた車両用制御装置の制御方法であって、
前記制御用ＣＰＵが前記ゲート用スイッチ素子をオンすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを接地して前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオフし、
一方、前記制御用ＣＰＵが前記ゲート用スイッチ素子をオフすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに前記抵抗素子を介して前記二次側ダイオードのカソードの電圧が印加されるようにして前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオンする
ことを特徴とする車両用制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御装置、および車両用制御装置の制御方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
車両用制御装置として、例えば、点火装置（ＣＤＩ：Ｃａｐａｃｉｔｏｒ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｉｇｎｉｔｅｒ）が知られている（特開平９−４２１３５参照）。【０００３】
この特開平９−４２１３５に開示されている車両用制御装置１００Ａは、直流電源１と、エンジン点火装置２と、車両に装着された方向指示器Ｌ１〜Ｌ４、方向指示器Ｌ１〜Ｌ４の動作を切り替える３点スイッチＳ２Ａ、直流電源から３点スイッチＳ２Ａ及び方向指示器Ｌ１〜Ｌ４に給電する給電部よりなる方向指示器駆動部３と、エンジン点火装置２及び方向指示器駆動部３を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）部４と、備える（図２参照）。【０００４】
特に、車両用制御装置１００Ａの方向指示器駆動部３は、負荷（方向指示器Ｌ１〜Ｌ４）に対するバッテリ電圧の供給を制御するＰ型ＭＯＳＦＥＴＱ３を備える。【０００５】
このＰ型ＭＯＳＦＥＴＱ３は、ＣＰＵ４の一般的な５Ｖ程度の出力により、飽和領域で駆動させることができる。【０００６】
しかし、一般的に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴよりも高価である。そこで、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴよりも安価なＮ型ＭＯＳＦＥＴを、負荷に対するバッテリ電圧の供給を制御するＭＯＳＦＥＴに適用することが考えられる。【０００７】
このＮ型ＭＯＳＦＥＴを飽和領域で駆動させるためには、ゲート・ソース間の電圧としては、１０Ｖ程度の電圧が必要になる。【０００８】
しかし、ＣＰＵの一般的な５Ｖ程度の出力では、直接Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御することにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを飽和領域で駆動させることができない。【０００９】
したがって、ＣＰＵの出力電圧を昇圧してＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に供給するための電源用の昇圧回路が別途必要になり、製造コストが増加してしまう。【００１０】
このように、従来の車両用制御装置では、負荷に対するバッテリ電圧の供給を制御するＭＯＳＦＥＴとして、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを用いることが困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、負荷に対するバッテリ電圧の供給を制御するＭＯＳＦＥＴとして、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴよりも安価なＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いるとともに、当該Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを飽和領域で駆動させることが可能な車両用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】
【００１２】
本発明の一態様に係る実施例に従った車両用制御装置は、
負極が接地に接続されたバッテリと、
前記バッテリの正極に接続された第１ノードと、第２ノードとを有し、オンすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を遮断するイグニッションスイッチと、
一端が前記イグニッションスイッチの前記第１ノードに接続された一次コイルと、一端が前記接地に接続され且つ前記一次コイルよりも巻数が多い二次コイルと、を有し、スパークプラグを点火する電圧を供給するために昇圧動作するトランスと、
一端が前記一次コイルの他端に接続され、他端が前記接地に接続されたトランス用スイッチ素子と、
前記トランス用スイッチ素子を制御するスイッチ制御部と、
アノードが前記トランスの前記二次コイルに接続された二次側ダイオードと、
前記二次側ダイオードのカソードの電圧を降圧した降圧電圧を出力するレギュレータと、
一端が前記二次側ダイオードのカソードに接続された抵抗素子と、
ドレインが前記イグニッションスイッチの前記第２ノードに接続され、ゲートが前記抵抗素子の他端に接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴと、
一端が前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート及び前記抵抗素子の他端に接続され、他端が前記接地に接続されたゲート用スイッチ素子と、
前記レギュレータが出力した前記降圧電圧が供給されることにより駆動し、前記ゲート用スイッチ素子を制御する制御用ＣＰＵと、
前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続された第３ノードと、第４ノードとを有し、オンすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を遮断する負荷用スイッチと、
前記負荷用スイッチの前記第４ノードと前記接地との間に接続された負荷と、を備える
ことを特徴とする。【００１３】
前記車両用制御装置において、
前記制御用ＣＰＵは、
前記ゲート用スイッチ素子をオンすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを接地して前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオフし、
一方、前記ゲート用スイッチ素子をオフすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに前記抵抗素子を介して前記二次側ダイオードのカソードの電圧が印加されるようにして前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオンする
ことを特徴とする。【００１４】
前記車両用制御装置において、
前記ゲート用スイッチ素子は、
コレクタが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、エミッタが前記接地に接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、
前記制御用ＣＰＵは、
前記ＮＰＮ型バイポーラトランジスタを制御することを特徴とする。【００１５】
前記車両用制御装置において、
前記車両用制御装置は、
一端が前記トランスの前記二次コイルの他端に接続された充放電用コンデンサと、
アノードが前記充放電用コンデンサの前記一端に接続され、カソードが前記接地に接続されたサイリスタと、
一次側が前記充放電用コンデンサの他端に接続されたイグニッションコイルと、前記イグニッションコイルの二次側と前記接地との間に接続されたスパークプラグと、をさらに備え、
前記制御用ＣＰＵは、
前記充放電用コンデンサが充放電を繰り返すように、前記サイリスタを制御することを特徴とする。【００１６】
前記車両用制御装置において、
前記制御用ＣＰＵが前記ＮＰＮ型バイポーラトランジスタをオフさせているときの前記抵抗素子の他端の電圧は、前記制御用ＣＰＵが前記ＮＰＮ型バイポーラトランジスタをオンさせるときにベースに供給する電圧よりも、高くなっており、
前記ベースに供給される電圧は、前記レギュレータが出力した前記降圧電圧から生成される
ことを特徴とする。【００１７】
前記車両用制御装置において、
前記負荷は、車両用ランプであり、
前記制御用ＣＰＵは、前記負荷用スイッチがオンしている場合に前記車両用ランプが点灯と消灯とを繰り返すように、前記ゲート用スイッチ素子を制御することにより前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのオンとオフとを切り替える
ことを特徴とする。【００１８】
前記車両用制御装置において、
一端が前記二次側ダイオードのカソードに接続され、他端が前記接地に接続された二次側平滑化コンデンサをさらに備える
ことを特徴とする。【００１９】
前記車両用制御装置において、
アノードが前記イグニッションスイッチの前記第２ノードに接続され且つカソードが前記トランスの一次コイルの一端に接続されるように、前記イグニッションスイッチの前記第２ノードと前記トランスの一次コイルの一端との間に接続された一次側ダイオードをさらに備えることを特徴とする。【００２０】
前記車両用制御装置において、
前記一次側ダイオードのカソードに一端が接続され、他端が前記接地に接続された一次側平滑化コンデンサをさらに備えることを特徴とする。【００２１】
前記車両用制御装置において、
前記二次側平滑化コンデンサの前記一端の電圧は、前記バッテリの充電電圧よりも、高いことを特徴とする。【００２２】
前記車両用制御装置において、
前記トランス用スイッチ素子は、ドレインが前記トランスの前記一次コイルの前記他端に接続され、ソースが前記接地に接続されたトランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする。【００２３】
前記車両用制御装置において、
前記スイッチ制御部は、前記一次側平滑化コンデンサの前記一端の電圧から生成したゲート電圧を、前記トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに供給することにより、前記トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを制御する
ことを特徴とする。【００２４】
前記車両用制御装置において、
前記イグニッションコイルは、
一端が前記充放電用コンデンサの前記他端に接続され、且つ他端が前記接地に接続された一次側イグニッションコイルと、
一端が前記一次側イグニッションコイルの前記他端及び前記接地に接続され、且つ他端が前記スパークプラグに接続された二次側イグニッションコイルと、を有する
ことを特徴とする。【００２５】
前記車両用制御装置において、
前記車両用制御装置は、車両である二輪車に積載され、
前記車両用ランプは、前記二輪車のウインカーであり、
前記イグニッションスイッチ及び負荷用スイッチは、ユーザにより操作される
ことを特徴とする。【００２６】
本発明の一態様に係る実施例に従った車両用制御装置の制御方法は、
負極が接地に接続されたバッテリと、前記バッテリの正極に接続された第１ノードと、第２ノードとを有し、オンすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第１ノードと前記第２ノードとの間を遮断するイグニッションスイッチと、一端が前記イグニッションスイッチの前記第１ノードに接続された一次コイルと、一端が前記接地に接続され且つ前記一次コイルよりも巻数が多い二次コイルと、を有し、スパークプラグを点火する電圧を供給するために昇圧動作するトランスと、一端が前記一次コイルの他端に接続され、他端が前記接地に接続されたトランス用スイッチ素子と、前記トランス用スイッチ素子を制御するスイッチ制御部と、アノードが前記トランスの前記二次コイルに接続された二次側ダイオードと、前記二次側ダイオードのカソードの電圧を降圧した降圧電圧を出力するレギュレータと、一端が前記二次側ダイオードのカソードに接続された抵抗素子と、ドレインが前記イグニッションスイッチの前記第２ノードに接続され、ゲートが前記抵抗素子の他端に接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴと、一端が前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート及び前記抵抗素子の他端に接続され、他端が前記接地に接続されたゲート用スイッチ素子と、前記レギュレータが出力した前記降圧電圧が供給されることにより駆動し、前記ゲート用スイッチ素子を制御する制御用ＣＰＵと、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続された第３ノードと、第４ノードとを有し、オンすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を導通し、オフすることにより前記第３ノードと前記第４ノードとの間を遮断する負荷用スイッチと、前記負荷用スイッチの前記第４ノードと前記接地との間に接続された負荷と、を備えた車両用制御装置の制御方法であって、
前記制御用ＣＰＵが前記ゲート用スイッチ素子をオンすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを接地して前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオフし、
一方、前記制御用ＣＰＵが前記ゲート用スイッチ素子をオフすることにより、前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに前記抵抗素子を介して前記二次側ダイオードのカソードの電圧が印加されるようにして前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオンする
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様に係る車両用制御装置は、負極が接地に接続されたバッテリと、バッテリの正極に接続された第１ノードと、第２ノードとを有し、オンすることにより第１ノードと第２ノードとの間を導通し、オフすることにより第１ノードと第２ノードとの間を遮断するイグニッションスイッチと、一端がイグニッションスイッチの第１ノードに接続された一次コイルと、一端が接地に接続され且つ一次コイルよりも巻数が多い二次コイルと、を有し、スパークプラグを点火する電圧を供給するために昇圧動作するトランスと、一端が一次コイルの他端に接続され、他端が接地に接続されたトランス用スイッチ素子と、トランス用スイッチ素子を制御するスイッチ制御部と、アノードがトランスの二次コイルに接続された二次側ダイオードと、二次側ダイオードのカソードの電圧を降圧した降圧電圧を出力するレギュレータと、一端が二次側ダイオードのカソードに接続された抵抗素子と、ドレインがイグニッションスイッチの第２ノードに接続され、ゲートが抵抗素子の他端に接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴと、一端がＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート及び抵抗素子の他端に接続され、他端が接地に接続されたゲート用スイッチ素子と、レギュレータが出力した降圧電圧が供給されることにより駆動し、ゲート用スイッチ素子を制御する制御用ＣＰＵと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続された第３ノードと、第４ノードとを有し、オンすることにより第３ノードと４ノードとの間を導通し、オフすることにより第３ノードと第４ノードとの間を遮断する負荷用スイッチと、負荷用スイッチの第４ノードと接地との間に接続された負荷と、を備える。【００２８】
これにより、トランスによりバッテリ電圧を昇圧した電圧がＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲートへ供給されるようになり、制御用ＣＰＵがゲート用スイッチ素子を制御することで、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の電圧が制御され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴが飽和領域で駆動される。【００２９】
例えば、制御用ＣＰＵは、ゲート用スイッチ素子をオンすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを接地してＮ型ＭＯＳＦＥＴをオフし、一方、ゲート用スイッチ素子をオフすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに抵抗素子を介して二次側ダイオードのカソードの電圧が印加されるようにしてＮ型ＭＯＳＦＥＴをオンする。【００３０】
このように、本発明に係る車両用制御装置は、負荷に対するバッテリ電圧の供給を制御するＭＯＳＦＥＴとして、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴよりも安価なＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いるとともに、トランスで昇圧した電圧を当該Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに供給し且つ制御用ＣＰＵの出力でゲート・ソース間の電圧を制御することにより、当該Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを飽和領域で駆動させることができる。【００３１】
特に、本発明に係る車両用制御装置は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを駆動するための電源用の昇圧回路を別途追加する必要が無い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る車両用制御装置１００の構成の一例を示す回路図である。
【図２】図２は、従来の車両用制御装置１００Ａの構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。
【第１の実施形態】
【００３４】
第１の実施形態に係る車両用制御装置１００（図１）は、バッテリＢと、イグニッションスイッチＳＷＧと、トランスＴと、トランス用スイッチ素子ＴＭと、スイッチ制御部ＳＣと、レギュレータＹと、ゲート用スイッチ素子Ｚと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０と、制御用ＣＰＵ２０と、一次側ダイオードＤ１と、二次側ダイオードＤ２と、一次側平滑化コンデンサＣ１と、二次側平滑化コンデンサＣ２と、充放電用コンデンサＤＣと、サイリスタＡと、スパークプラグＳＰと、イグニッションコイルＩＬと、負荷用スイッチＳＷＬと、負荷Ｌａと、を備える。
【００３５】
この車両用制御装置１００は、例えば、車両である二輪車に積載される。
【００３６】
ここで、バッテリＢは、負極が接地に接続されている。
【００３７】
また、イグニッションスイッチＳＷＧは、バッテリＢの正極に接続された第１ノードＮ１と、第２ノードＮ２とを有する。このイグニッションスイッチＳＷＧは、オンすることにより第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間を導通するようになっている。一方、イグニッションスイッチＳＷＧは、オフすることにより第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間を遮断するようになっている。
【００３８】
このイグニッションスイッチＳＷＧは、例えば、ユーザにより操作されるようになっている。
【００３９】
トランスＴは、一次コイルＴＬ１と、二次コイルＴＬ２と、を有する。
【００４０】
一次コイルＴＬ１は、一端がイグニッションスイッチＳＷＧの第１ノードＮ１に接続され、他端が、トランス用スイッチ素子ＴＭを介して、接地に接続されている。
【００４１】
二次コイルＴＬ２は、一端が接地に接続され、他端が充放電用コンデンサＤＣの一端に接続されている。この二次コイルＴＬ２は、一次コイルＴＬ１よりも巻数が多い。
【００４２】
このトランスＴは、スパークプラグＳＰを点火する電圧を供給するために昇圧動作するようになっている。
【００４３】
トランス用スイッチ素子ＴＭは、一端が一次コイルＴＬ１の他端に接続され、他端が接地に接続されている。
【００４４】
このトランス用スイッチ素子ＴＭは、例えば、図１に示すように、ドレインがトランスＴの一次コイルＴＬ１の他端に接続され、ソースが接地に接続されたトランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（以下では、必要に応じて符号ＴＭを付する）である。
【００４５】
スイッチ制御部ＳＣは、トランス用スイッチ素子ＴＭを制御する（トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴＴＭのゲートに信号を出力して制御する）ようになっている。
【００４６】
このスイッチ制御部ＳＣは、例えば、図１に示すように、一次側ダイオードＤ１のカソードと接地との間に接続され、バッテリＢから電力が供給されるようになっている。この場合、スイッチ制御部ＳＣは、一次側平滑化コンデンサＣ１の一端の電圧から生成したゲート電圧を、トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴＴＭのゲートに供給することにより、トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴＴＭを制御する。
【００４７】
また、一次側ダイオードＤ１は、アノードがイグニッションスイッチＳＷＧの第２ノードＮ２に接続され且つカソードがトランスＴの一次コイルＴＬ１の一端に接続されるように、イグニッションスイッチＳＷＧの第２ノードＮ２とトランスＴの一次コイルＴＬ１の一端との間に接続されている。
【００４８】
また、一次側平滑化コンデンサＣ１は、一次側ダイオードＤ１のカソードに一端が接続され、他端が接地に接続されている。
【００４９】
また、充放電用コンデンサＤＣは、一端がトランスＴの二次コイルＴＬ２の他端に接続されている。
【００５０】
サイリスタＡは、アノードが充放電用コンデンサＤＣの一端に接続され、カソードが接地に接続されている。このサイリスタＡは、制御用ＣＰＵ２０が出力する制御信号Ｓ３により、制御される。
【００５１】
また、イグニッションコイルＩＬは、一次側が充放電用コンデンサＤＣの他端に接続されている。
【００５２】
スパークプラグＳＰは、イグニッションコイルＩＬの二次側と接地との間に接続されている。
【００５３】
ここで、イグニッションコイルＩＬは、例えば、図１に示すように、一次側イグニッションコイルＩＬ１と、二次側イグニッションコイルＩＬ２と、を有する。
【００５４】
一次側イグニッションコイルＩＬ１は、一端が充放電用コンデンサＤＣの他端に接続され、且つ他端が接地に接続されている
二次側イグニッションコイルＩＬ２は、一端が一次側イグニッションコイルＩＬ１の他端及び接地に接続され、且つ他端がスパークプラグＳＰに接続されている。
【００５５】
また、二次側ダイオードＤ２は、アノードがトランスＴの二次コイルＴＬ２に接続（二次コイルＴＬ２の一端と二次コイルＴＬ２の他端との間に接続）されている。
【００５６】
また、二次側平滑化コンデンサＣ２は、一端が二次側ダイオードＤ２のカソードに接続され、他端が接地に接続されている。
【００５７】
ここで、既述のように、トランスＴは、スパークプラグＳＰを点火する電圧を供給するために昇圧動作するようになっているため、二次コイルＴＬ２の電圧は昇圧されている。これにより、二次側平滑化コンデンサの一端（二次側ダイオードＤ２）の電圧は、バッテリＢの充電電圧よりも、高くなるように設定されている。
【００５８】
また、レギュレータＹは、二次側ダイオードＤ２のカソード（二次側平滑化コンデンサＣ２の一端）の電圧を降圧した降圧電圧を出力するようになっている。
【００５９】
また、抵抗素子Ｒは、一端が二次側ダイオードＤ２のカソードに接続されている。
【００６０】
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０は、ドレインがイグニッションスイッチＳＷＧの第２ノードＮ２に接続され、ゲートが抵抗素子Ｒの他端に接続されている。すなわち、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートは、抵抗素子Ｒを介してバッテリＢの充電電圧よりも高い電圧が供給されるようになっている。
【００６１】
また、負荷用スイッチＳＷＬは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のソースに接続された第３ノードＮ３と、第４ノードＮ４とを有する。
【００６２】
この負荷用スイッチＳＷＬは、オンすることにより第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間を導通するようになっている。一方、負荷用スイッチ素子ＳＷＬは、オフすることにより第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間を遮断するようになっている。
【００６３】
この負荷用スイッチＳＷＬは、例えば、ユーザにより操作されるようになっている。
【００６４】
また、負荷Ｌａは、負荷用スイッチＳＷＬの第４ノードＮ４と接地との間に接続されている。この負荷Ｌａは、例えば、二輪車のウインカー等の車両用ランプである。
【００６５】
また、ゲート用スイッチ素子Ｚは、一端がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲート及び抵抗素子Ｒの他端に接続され、他端が接地に接続されている。
【００６６】
このゲート用スイッチ素子Ｚは、例えば、図１に示すように、コレクタがＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートに接続され、エミッタが接地に接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタＺである。
【００６７】
このゲート用スイッチ素子Ｚがオンすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートが接地され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０がオフする。
【００６８】
一方、ゲート用スイッチ素子Ｚがオフすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートに抵抗素子Ｒを介して電圧が供給され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０がオンする。
【００６９】
また、制御用ＣＰＵ２０は、レギュレータＹが出力した降圧電圧が供給されることにより駆動する。そして、制御用ＣＰＵ２０は、パルス波である制御信号Ｓ１により、ゲート用スイッチ素子Ｚを制御（オン／オフ）するようになっている。
【００７０】
制御用ＣＰＵ２０は、例えば、図１に示すように、制御信号Ｓ１により、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＺを制御する。このとき、制御用ＣＰＵ２０のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのベースへの制御信号Ｓ１は、５Ｖ程度（レギュレータＹから供給された降圧電圧）のパルス波である。
【００７１】
このように、ゲート用スイッチ素子Ｚをオン／オフすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートにパルス波の制御信号Ｓ２が供給されることとなる。この制御信号Ｓ２の電圧は、制御信号Ｓ１の電圧よりも高い、１０数Ｖ程度になる。
【００７２】
すなわち、制御用ＣＰＵ２０がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＺをオフさせているときの抵抗素子Ｒの他端の電圧（１０数Ｖ程度）は、制御用ＣＰＵ２０がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＺをオンさせるときにベースに供給する電圧（５Ｖ程度）よりも、高くなっている。そして、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＺのベースに供給される電圧は、レギュレータＹが出力した降圧電圧から生成されている。
【００７３】
ここで、例えば、制御用ＣＰＵ２０は、ゲート用スイッチ素子Ｚをオンすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートを接地して（すなわち、ゲート電圧を閾値電圧未満にして）、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０をオフする。
【００７４】
一方、制御用ＣＰＵ２０は、ゲート用スイッチ素子Ｚをオフすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートに抵抗素子Ｒを介して二次側ダイオードＤ２のカソードの電圧が印加されるようにして（すなわち、ゲート電圧を閾値電圧以上にして）、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０をオンする。
【００７５】
なお、イグニッションスイッチＳＷＧ及び負荷用スイッチＳＷＬがオンしている場合、このＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０が周期的に制御信号Ｓ２によりオン／オフに制御されることにより、負荷（車両用ランプ）Ｌａである二輪車のウインカーが点灯と消灯とを繰り返すこととなる。
【００７６】
このように、制御用ＣＰＵ２０は、負荷用スイッチＳＷＬがオンしている場合に車両用ランプが点灯と消灯とを繰り返すように、ゲート用スイッチ素子Ｚを制御することによりＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０のオンとオフとを切り替える。
【００７７】
上述のように、トランスＴによりバッテリ電圧を昇圧した電圧がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートへ供給されるようになり、制御用ＣＰＵ２０がゲート用スイッチ素子Ｚを制御することで、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲート・ソース間の電圧が制御され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０が飽和領域で駆動される。
【００７８】
すなわち、負荷に対するバッテリ電圧の供給を制御するＭＯＳＦＥＴとして、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴよりも安価なＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いるとともに、トランスＴで昇圧した電圧を当該Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに供給し且つ制御用ＣＰＵの出力でゲート・ソース間の電圧を制御することにより、当該Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを飽和領域で駆動させることができる。
【００７９】
また、制御用ＣＰＵ２０は、制御信号Ｓ３をサイリスタＡのゲートに出力し、この制御信号Ｓ３により、充放電用コンデンサＤＣが充放電を繰り返すように、サイリスタＡを制御する。これにより、スパークプラグＳＰが点火を繰り返すこととなる。
【００８０】
なお、制御信号Ｓ３は、５Ｖ程度（レギュレータＹから供給された降圧電圧）のパルス波である。
【００８１】
次に、以上のような構成を有する車両用制御装置１００の動作の一例について説明する。
【００８２】
例えば、ユーザによりイグニッションスイッチＳＷＧがオンされると、スイッチ制御部ＳＣは、一次側平滑化コンデンサＣ１の一端の電圧から生成したゲート電圧を、トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴＴＭのゲートに供給することにより、トランス用Ｎ型ＭＯＳＦＥＴＴＭを制御する。
【００８３】
これにより、トランスＴは、スパークプラグＳＰを点火する電圧を供給するために昇圧動作する。
【００８４】
そして、レギュレータＹは、二次側ダイオードＤ２のカソード（二次側平滑化コンデンサＣ２の一端）の電圧（トランスＴが昇圧した電圧）を降圧した降圧電圧を出力する。
【００８５】
そして、制御用ＣＰＵ２０は、レギュレータＹが出力した降圧電圧が供給されることにより駆動する。
【００８６】
そして、例えば、制御用ＣＰＵ２０は、ゲート用スイッチ素子Ｚをオンすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートを接地して（すなわち、ゲート電圧を閾値電圧未満にして）、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０をオフする。
【００８７】
一方、制御用ＣＰＵ２０は、ゲート用スイッチ素子Ｚをオフすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートに抵抗素子Ｒを介して二次側ダイオードＤ２のカソードの電圧が印加されるようにして（すなわち、ゲート電圧を閾値電圧以上にして）、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０をオンする。
【００８８】
なお、ユーザの操作によりイグニッションスイッチＳＷＧ及び負荷用スイッチＳＷＬがオンしている場合、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０が周期的に制御信号Ｓ２によりオン／オフに制御されることにより、負荷（車両用ランプ）Ｌａである二輪車のウインカーが点灯と消灯とを繰り返すこととなる。
【００８９】
一方、制御用ＣＰＵ２０は、制御信号Ｓ３をサイリスタＡのゲートに出力し、この制御信号Ｓ３により、充放電用コンデンサＤＣが充放電を繰り返すように、サイリスタＡを制御する。これにより、スパークプラグＳＰが点火を繰り返すこととなる。
【００９０】
以上のように、本発明の一態様に係る車両用制御装置１００は、負極が接地に接続されたバッテリと、バッテリの正極に接続された第１ノードＮ１と、第２ノードＮ２とを有し、オンすることにより第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間を導通し、オフすることにより第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間を遮断するイグニッションスイッチＳＷＧと、一端がイグニッションスイッチＳＷＧの第１ノードＮ１に接続された一次コイルＴＬ１と、一端が接地に接続され且つ一次コイルよりも巻数が多い二次コイルＴＬ２と、を有し、スパークプラグＳＰを点火する電圧を供給するために昇圧動作するトランスＴと、一端が一次コイルの他端に接続され、他端が接地に接続されたトランス用スイッチ素子ＴＭと、トランス用スイッチ素子ＴＭを制御するスイッチ制御部ＳＣと、アノードがトランスＴの二次コイルＴＬ２に接続された二次側ダイオードＤ２と、二次側ダイオードＤ２のカソードの電圧を降圧した降圧電圧を出力するレギュレータＹと、一端が二次側ダイオードＤ２のカソードに接続された抵抗素子Ｒと、ドレインがイグニッションスイッチＳＷＧの第２ノードＮ２に接続され、ゲートが抵抗素子Ｒの他端に接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０と、一端がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲート及び抵抗素子Ｒの他端に接続され、他端が接地に接続されたゲート用スイッチ素子Ｚと、レギュレータＹが出力した降圧電圧が供給されることにより駆動し、ゲート用スイッチ素子Ｚを制御する制御用ＣＰＵ２０と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のソースに接続された第３ノードＮ３と、第４ノードＮ４とを有し、オンすることにより第３ノードＮ３と４ノードとの間を導通し、オフすることにより第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間を遮断する負荷用スイッチＳＷＬと、負荷用スイッチＳＷＬの第４ノードＮ４と接地との間に接続された負荷Ｌａと、を備える。
【００９１】
これにより、トランスＴによりバッテリ電圧を昇圧した電圧がＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートへ供給されるようになり、制御用ＣＰＵ２０がゲート用スイッチ素子Ｚを制御することで、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲート・ソース間の電圧が制御され、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０が飽和領域で駆動される。
【００９２】
例えば、制御用ＣＰＵ２０は、ゲート用スイッチ素子Ｚをオンすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートを接地してＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０をオフし、一方、ゲート用スイッチ素子Ｚをオフすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０のゲートに抵抗素子Ｒを介して二次側ダイオードＤ２のカソードの電圧が印加されるようにしてＮ型ＭＯＳＦＥＴ１０をオンする。
【００９３】
このように、本発明に係る車両用制御装置は、負荷に対するバッテリ電圧の供給を制御するＭＯＳＦＥＴとして、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴよりも安価なＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いるとともに、トランスＴで昇圧した電圧を当該Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲートに供給し且つ制御用ＣＰＵの出力でゲート・ソース間の電圧を制御することにより、当該Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを飽和領域で駆動させることができる。
【００９４】
特に、本発明に係る車両用制御装置は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１０を駆動するための電源用の昇圧回路を別途追加する必要が無い。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【図１】
2017042880.tif 000003
【図２】
2017042880.tif 000004
【国際調査報告】
2017042880.tif 000005
2017042880.tif 000006