(57)【要約】【課題】本発明は、予期せぬ異常な高電圧（４２Ｖ）が負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）、及び駆動回路に印加されるのを防止し、安全性を確保出来る自動車用電子制御装置を供給することにある。【解決手段】電圧供給システムで自動車用電子制御装置が制御する負荷の上流の電源が、高電圧源から電圧変換器等を用いて従来の低電圧に変換されるシステムで、自動車の車内に設けられた負荷を駆動制御する自動車用電子制御装置において、該制御装置は、演算装置と、それぞれの負荷を駆動する駆動回路と、この駆動回路を制御する制御回路と、負荷や該制御装置の外部の接続状態から構成され、電圧変換器等と、負荷、もしくは駆動回路との間に、従来必要であるべき電圧より高い異常な電圧である時、回路の動作を補償する。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧供給システムで自動車用電子制御装置が制御する負荷の上流の電源が、高電圧源から電圧変換器等を用いて従来の低電圧に変換されるシステムで、自動車の車内に設けられた負荷を駆動制御する自動車用電子制御装置において、該制御装置は、演算装置と、それぞれの負荷を駆動する駆動回路と、この駆動回路を制御する制御回路と、負荷や該制御装置の外部の接続状態から構成され、電圧変換器等と、負荷、もしくは駆動回路との間に、従来必要であるべき電圧より高い異常な電圧である時、回路の動作を補償することを特徴とする自動車用電子制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記補償手段は、電圧を監視し異常電圧を検知した場合、後段の負荷、もしくは駆動回路に異常電圧の印加を遮断する保護回路を持つことを特徴とする自動車用電子制御装置。
【請求項３】
請求項１において、前記補償手段は、電圧を監視する監視回路と、回路を保護する保護回路を有することを特徴とする自動車用電子制御装置。
【請求項４】
請求項１において、前記補償手段は、電圧を監視し、異常電圧（高電圧）を検知した場合、演算装置（ＣＰＵ）からの駆動回路への制御信号を強制的に駆動回路の駆動停止側に信号を固定し、負荷、もしくは駆動回路に異常電圧を印加させないようにする保護回路を持つことを特徴とする自動車用電子制御装置。
【請求項５】
請求項１において、前記補償手段は、電圧を監視し異常電圧（高電圧）を検知した場合における後段の負荷、もしくは駆動回路への異常電圧（高電圧）の印加を遮断する保護回路は、スイッチング素子を用いた回路構成であったり、スイッチング素子を持たない回路構成でも実現可能であることを特徴とする自動車用電子制御装置。
【請求項６】
請求項１において、前記補償手段は、駆動回路より下流側に負荷があるハイサイド駆動方式、または駆動回路より上流側に負荷があるローサイド駆動方式のどちらの場合においても、異常電圧（高電圧）を監視し、そして異常電圧を遮断する保護回路を設ける事で、負荷、及び駆動回路を保護することを特徴とする自動車用電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用電子制御装置に関する。特に、高電圧供給システム（例えばバッテリ４２Ｖシステム）における自動車用電子制御装置において、負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）を制御する自動車用電子制御装置、特に、演算装置を使用した自動車用電子制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高電圧供給システム（例えばバッテリ４２Ｖシステム）で自動車用電子制御装置が制御する負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）の上流の電源が、高電圧源（４２Ｖ）から電圧変換器等を用いて従来の低電圧（１４Ｖ系）に変換されるシステムにおいて、自動車用電子制御装置は演算装置（ＣＰＵ）からの信号に基づいて、それぞれに設けられた駆動回路を動作させ、制御対象となる負荷に電流を流し、負荷の動作を保証するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１７１７５１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、自動車用電子制御装置が制御する負荷の上流の電源が、高電圧源（４２Ｖ）から電圧変換器等を用いて低電圧（１４Ｖ系）に変換されるシステムである。このため、通常であれば負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）は、低電圧（１４Ｖ系）電源を基準として、自動車用電子制御装置内の演算装置（ＣＰＵ）からの制御信号で制御される。故に、負荷も、負荷を制御する駆動回路も低電圧（１４Ｖ系）を基準に設計されている。
【０００５】
しかし、電圧変換器等の異常、または故障において、高電圧（４２Ｖ）が低電圧に変換されなかった場合、通常印加される電圧以上の高電圧（４２Ｖ）が負荷に印加され、この状態で演算装置（ＣＰＵ）からのＯＮ信号で、負荷、及び駆動回路がＯＮすると、負荷、及び駆動回路には定格以上の電流が流れることになり、予期せぬモード（不具合）を引き起こすことが予想される。
【０００６】
本発明の目的は、予期せぬ異常な高電圧（４２Ｖ）が負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）、及び駆動回路に印加されるのを防止し、安全性を確保出来る自動車用電子制御装置を供給することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明の自動車用電子制御装置は、低電源である電圧変換器等と、負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）、もしくは駆動回路との間に、異常電圧（高電圧）を監視し異常である場合、負荷、及び駆動回路への電圧供給を遮断する保護回路を設けることで達成できる。
【０００８】
これによれば、高電圧供給システム（例えばバッテリ４２Ｖシステム）で自動車用電子制御装置が制御する負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）の上流の電源が、高電圧源（４２Ｖ）から電圧変換器等を用いて従来の低電圧（１４Ｖ系）に変換されるシステムにおいて、自動車用電子制御装置は演算装置（ＣＰＵ）からの信号に基づいて、それぞれに設けられた駆動回路を動作させ、制御対象となる負荷に電流を流し、負荷を動作させる。本システムでは、負荷の上流の電源は電圧変換器等を用いて変換された低電圧（１４Ｖ系）が供給される。
【０００９】
しかし、電圧変換器等の異常、または故障において、高電圧（４２Ｖ）が低電圧に変換されなかった場合、通常印加される電圧以上の高電圧（４２Ｖ）が負荷に印加され、この状態で演算装置（ＣＰＵ）からのＯＮ信号で、負荷、及び駆動回路がＯＮすると、負荷、及び駆動回路には定格以上の電流が流れることになり、予期せぬモード（不具合）を引き起こすことが予想される。
【００１０】
このため、本発明は低電源である電圧変換器等と、負荷、もしくは駆動回路との間に、異常電圧（高電圧）を監視し異常である場合、負荷、及び駆動回路への電圧供給を遮断する保護回路を設けることで、上記問題を解決することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、一実施例を図面を用いて説明する。図１は、自動車用電子制御装置のシステム構成図を示す。１は自動車用電子制御装置を示す。自動車用電子制御装置１は、少なくとも車両に状態を検出することが出来る各種スイッチ２からのデジタル信号２ａ，エンジンの回転数、又は、車両の速度を検出する回転センサ３からの回転信号３ａを演算装置であるＣＰＵ４に取り込む。上記ＣＰＵ４は、上記スイッチ２、又は、回転センサ３からの入力信号２ａ，３ａに基づき、演算を行い制御タイミング及び、時間等を算出し、制御対象となる負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）６−ｎを制御する。上記負荷６−ｎは動作時にソレノイドに電流を流す（通電する）ような構成になっている。５−ｎは上記負荷６−ｎを駆動するための駆動回路であり、上記ＣＰＵ４から出力される制御信号４ａ−ｎで駆動され、５ａ−ｎは負荷６−ｎの駆動信号である。
１２は本高電圧供給システム（例えばバッテリ４２Ｖシステム）のバッテリであり、高電圧（４２Ｖ）をシステム全体に供給する。その高電圧（４２Ｖ）を低電圧（１４Ｖ系）に変換するのは電圧変換器１１である。
【００１２】
上記電圧変換器１１で変換された低電圧（１４Ｖ系）１１−ａは上記負荷６−ｎの上流の電源となる。上記駆動回路５−ｎと負荷６−ｎの間に設けられた回路が本発明の保護回路２０−ｎである。本保護回路２０−ｎは電圧変換器１１の異常、または故障で低電圧（１４Ｖ系）１１−ａが高電圧（４２Ｖ）となった場合、保護回路２０−ｎは異常に上昇して行くのを検知し、回路を遮断し負荷８−ｎ、及び駆動回路７−ｎは保護するのである。
【００１３】
図２と図３は、問題点を示す構成図と、タイミング図を示す。ＣＰＵ４からの制御信号４ａ−ｎのＨＩ信号、及びＬＯ信号で駆動回路５−ｎはＯＮ状態、及びＯＦＦ状態になり、これに伴い負荷６−ｎの状態も通電状態、及び非通電状態となる。通常、負荷６−ｎの上流の電源電圧は電圧変換器１１からの低電圧（１４Ｖ系）１１−ａであり、駆動回路５−ｎの設計は低電圧（１４Ｖ系）を基準に行われる。このため、タイミング図▲１▼に示すように、電圧変換器１１の異常、または故障で低電圧（１４Ｖ系）１１−ａが高電圧（４２Ｖ）となってしまうと、ＣＰＵ４からの制御信号４ａ−ｎのＨＩ信号で駆動回路５−ｎは常にＯＮ状態となっていると、これに伴い高電圧（４２Ｖ）から過電流が流れ、負荷６−ｎ、及び駆動回路５−ｎは動作不能状態に陥る（タイミング図▲２▼参照）。
【００１４】
タイミング図▲３▼は電圧変換器１１が正常に戻っても、一度高電圧（４２Ｖ）から過電流が流れた負荷６−ｎ、及び駆動回路５−ｎはその後も動作不能状態を維持してしまい、正常には戻らない。
【００１５】
図４と図５は上記問題を改善するための自動車用電子制御装置の構成図とタイミング図を示す（例１）。
【００１６】
負荷６−ｎと駆動回路５−ｎの間に保護回路２０−ｎを追加する。本保護回路２０−ｎは、スイッチング素子（例えばトランジスタ）と異常電圧を検知する素子（例えばツェナーダイオード）等から構成しており、異常電圧を検知するとスイッチング素子がＯＦＦする構成になっている。
【００１７】
タイミング図▲４▼は、電圧変換器１１の異常、または故障で低電圧（１４Ｖ系）１１−ａが高電圧（４２Ｖ）となった場合、保護回路２０−ｎは異常に上昇して行く負荷６−ｎの上流の電圧を、ある特定の電圧で検知し、スイッチング素子を強制的にＯＦＦさせる。これは保護回路２０−ｎの状態をＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行することになる（タイミング図▲５▼参照）。タイミング図▲６▼は、この保護回路２０−ｎがＯＦＦ状態に移行したことから駆動回路５−ｎの電源供給は断たれると伴に、動作していた負荷６−ｎも非通電状態（ＯＦＦ状態）になり、高電圧（４２Ｖ）による過電流はなくなる。その後、電圧変換器１１が正常に戻った場合、ＣＰＵ４からの制御信号４ａ−ｎで、負荷６−ｎ、及び駆動回路５−ｎは正常復帰する（タイミング図▲７▼）。
【００１８】
図６は、上記問題を改善するための自動車用電子制御装置の構成図を示す（例２）。
【００１９】
本構成は、ハイサイド駆動方式（負荷の上方に駆動回路がある方式）の場合である。本構成も例１と同様に電圧変換器１１の異常、または故障で低電圧（１４Ｖ系）１１−ａが高電圧（４２Ｖ）になった場合、保護回路２０−ｎは異常に上昇して行く電圧変換器１１からの電圧のある特定の電圧を検知し、保護回路２０−ｎはＯＦＦ状態に移行し、駆動回路７−ｎの電源供給を断ち負荷８−ｎを非通電状態（ＯＦＦ状態）にする。これより、負荷８−ｎ、及び駆動回路７−ｎは保護される。
【００２０】
図７と図８は、上記問題を改善するための自動車用電子制御装置の構成図とタイミング図を示す（例３）。
【００２１】
ＣＰＵ４からの制御信号４ａ−ｎがＬＯ信号で駆動回路７−ｎがＯＮ状態になる場合、保護回路は構成図に示す構成でも成立する。本構成は、例１，例２と異なりスイッチング素子を不要とし、電圧変換器１１からの異常電圧を検知した場合、保護回路２１−ｎが駆動回路７−ｎを制御する制御信号４ａ−ｎに直接駆動回路７−ｎをＯＦＦさせるＨＩ信号を伝達し駆動回路７−ｎをＯＦＦする。これにより、負荷８−ｎ、及び駆動回路７−ｎは保護される。タイミング図▲９▼は、上記構成のタイミングを示すもので、電圧変換器１１からの電圧のある特定の電圧を検知し、保護回路２１−ｎはＣＰＵ４からの制御信号４ａ−ｎで駆動回路７−ｎをＯＮ状態にするＬＯ信号をＨＩ信号に切換える。これより、駆動回路７−ｎはＯＦＦし、負荷８−ｎ、及び駆動回路７−ｎは保護される。
【００２２】
以上の実施態様によれば、本自動車用電子制御装置は、高電圧供給システム
（例えばバッテリ４２Ｖシステム）において、電圧変換器等の異常、または故障において、高電圧（４２Ｖ）が低電圧に変換されず高電圧（４２Ｖ）のまま負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）に印加された場合、保護回路により、その異常電圧（高電圧）を検知し、そして電圧供給を遮断することにより負荷、及び駆動回路を保護し、車両に大きな影響を与えない効果を奏する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、予期せぬ異常な高電圧（４２Ｖ）が負荷（例えばインジェクタ，点火コイル，リレー等のソレノイド）、及び駆動回路に印加されるのを防止し、安全性を確保出来る自動車用電子制御装置を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自動車用電子制御装置の構成図である。
【図２】従来の自動車用電子制御装置の問題点を表す構成図である。
【図３】従来の自動車用電子制御装置の問題点に関するタイミング図である。
【図４】自動車用電子制御装置を表す構成図である（例１）。
【図５】自動車用電子制御装置に関するタイミング図である（例１）。
【図６】自動車用電子制御装置を表す構成図である（例２）。
【図７】自動車用電子制御装置を表す構成図である（例３）。
【図８】自動車用電子制御装置に関するタイミング図である（例３）。
【符号の説明】
１…自動車用電子制御装置、２…スイッチ、２ａ…デジタル信号、３…回転センサ、３ａ…回転信号、４…演算装置（ＣＰＵ）、４ａ−ｎ…制御信号、５−ｎ，７−ｎ…駆動回路、５ａ−ｎ，７ａ−ｎ…駆動信号、６−ｎ…各負荷、８−ｎ…負荷、１１…電圧変換器、１１−ａ…低電圧、１２…バッテリ、２０−ｎ，
２１−ｎ…保護回路、２０ａ−ｎ…電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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