(57)【要約】  電源瞬断時に駆動回路を制御する。  電源OFF時にメイン電源からサブ電源に切り替え、サブ電源としては昇圧回路の残電荷を降圧回路を用いて駆動回路の駆動電圧まで降下させたものを利用する。
2020080029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を駆動する第1の回路と、
前記第1の回路の電源として用いられる第2の回路と、
前記第1の回路を制御する第3の回路と、
前記第2の回路と前記第3の回路の間に介在し、外部からの基準電源の供給遮断後に通電状態となる第1のスイッチと、を備える電子制御装置。
【請求項２】
前記第2の回路と前記第1のスイッチの間に介在する降圧回路を備える請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記降圧回路は、前記第2の回路の昇圧回路のコンデンサに蓄積されている電圧を前記第3の回路の動作電圧まで降下させる請求項2に記載の電子制御装置。
【請求項４】
入力される基準電源から前記第3の回路へ入力する電圧を生成する電源生成回路と、
前記電源生成回路と前記第3の回路の間へ介在する第2のスイッチ素子と、を備える請求項3に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記電源生成回路が起動した後に、前記第1のスイッチ素子を非通電状態とし、第2のスイッチ素子を通電状態とする請求項4に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記第3の回路へ基準電源が供給された後に、前記第1のスイッチ素子を非通電状態とし、第2のスイッチ素子を通電状態とし、
前記第3の回路への基準電源の供給が遮断された後に、前記第1のスイッチ素子を通電状態とし、第2のスイッチ素子を非通電状態とする請求項4に記載の電子制御装置。
【請求項７】
前記第2の回路の電源供給遮断直後に、第1のスイッチをONすると共に、第2のスイッチをOFFし、
前記第2の回路への電源供給を開始後に、第1のスイッチをOFFすると共に、第2のスイッチをONする請求項4に記載の電子制御装置
【請求項８】
前記負荷はインジェクタである請求項5乃至7の何れかに記載の電子制御装置。
【請求項９】
前記電源生成回路が喪失した直後から、次回のイグニッションオンまでに、第2回路の電圧を低下させる請求項8に記載の電子制御装置。
【請求項１０】
第1の回路の電源として用いられる第2の回路と、第2の回路から第3の回路につなぐ第1のスイッチを備え、第2の回路への電源供給遮断後に、第1のスイッチをONすることで、第2回路内に残った電荷を第3の回路で消費することを特徴とする電子制御装置。
【請求項１１】
前記第3の回路は、前記第2の回路で生成された電源と、第2の回路に供給する電源と、
前記以外の第3の電源で動作する請求項10に記載の電子制御装置。
【請求項１２】
第3の電源から第3の回路に供給・遮断する、第2のスイッチを備える請求項11に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子制御装置の安全性・信頼性向上のための技術に関する。          
【背景技術】
【０００２】
電源遮断後に回路へサブ電源を供給する技術として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４３１４５  号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
負荷を駆動する回路には、昇圧回路などコンデンサを備える素子を備えている。電源遮断後に、コンデンサに残った電荷は、他の回路に印加される。基本的にはこのような電荷が印加されたとしても耐えられるように回路は設計されているが、このようなストレスが回路に印加される時間を低減する方が回路の寿命が向上するため望ましい。特許文献１は、上記の観点について検討の余地を残している。【０００５】
本発明の目的は、電子制御装置に供給される電源が遮断した際に、昇圧回路等に残った電荷を駆動回路といった他の回路で消費させることで、耐久性を向上させる電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子制御装置は、第1の回路の電源として用いられる第2の回路と、第2の回路から第3の回路につなぐ第1のスイッチを備え、第2の回路への電源供給遮断後に、第1のスイッチをONすることで、第2回路内に残った電荷を第3の回路で消費する構成としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子制御装置に供給される電源が遮断した後に、回路内に残った電荷を第３の回路で消費することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態における回路構成
【図２】第1の実施形態におけるタイミングチャート
【図３】電源供給スイッチ２５の回路構成
【図４】電源供給スイッチ２５のタイミングチャート
【図５】第２の実施形態における回路構成
【図６】電源供給スイッチ１２０の回路構成
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明にかかる実施例を図面に基づいて説明する。
【００１０】
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例について、図１から図４を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施例における電子制御装置は、負荷であるインジェクタ６０を駆動するインジェクタ駆動回路５０と、インジェクタ駆動回路５０を制御するプリドライバ回路３０と、基準電源Vからプリドライバ回路３０への印加する電圧を生成する電源生成回路１０と、基準電源Vから昇圧電圧VHを生成する昇圧回路であるインジェクタ開弁用電源装置１と、昇圧回路により生成した昇圧電圧をプリドライバ３０の駆動電圧まで降圧する降圧回路４０と、スイッチ回路２５と、を備える。
【００１２】
スイッチ回路２５は、電源生成回路１０とプリドライバ３０の間に設けられる電源供給スイッチＡ２０と、降圧回路４０とプリドライバ３０の間に設けられる電源供給スイッチＢ２１を備える。スイッチ回路２５は、通常時は電源供給スイッチＡ２０をＯＮとし電源供給スイッチＢ２１をＯＦＦとすることで、電源生成回路１０で生成された電圧をプリドライバ３０に供給する。また、スイッチ回路２５は、電源遮断時等により基準電源Vが立下った場合には電源供給スイッチＡ２０をＯＦＦとし電源供給スイッチＢ２１をＯＮとすることで、降圧回路４０で降圧した電圧をプリドライバ３０に供給する。本実施例によれば、電源遮断時等により電源生成回路１０から供給される電圧値が小さくなった場合に、昇圧回路であるインジェクタ開弁用電源装置１の残電荷を降圧回路４０で降圧させてプリドライバ３０に供給し、プリドライバ３０の駆動電圧としてインジェクタ開弁用電源装置の残電荷を消費させている。
【００１３】
インジェクタ駆動回路５０は、インジェクタ６０のハイサイド側にインジェクタ開弁用ドライバ５１とインジェクタ保持用ドライバ５２を、ローサイド側にインジェクタローサイドドライバ５３を備える。インジェクタ開弁用ドライバ５１はインジェクタ開弁用電源装置１で昇圧された昇圧電圧VHが印加され、インジェクタ開弁用ドライバ５２には基準電源Vが印加される。
【００１４】
図２を用いて各回路の動作シーケンスを示す。
【００１５】
イグニッションがＯＮとなり制御装置に基準電源Vが投入されると、プリドライバ回路３０の内部電源として基準電源Ｖがプリドライバ回路３０に供給されると共に、一定の立ち上げ時間経過後に電源生成回路１０が起動する。
【００１６】
その後、電源供給スイッチＡ２０が通電する事でプリドライバ回路３０に電源を供給する。基準電源Vが投入されるタイミングは車両のイグニッションキーがONすることと連動する。基準電源Ｖが遮断されるタイミングは、プリドライバ回路３０への電源供給が遮断したタイミングと連動する。
【００１７】
電源供給スイッチＡ２０は、基準電源Vが供給されると通電状態（ＯＮ）し、基準電源Vが遮断されると非通電状態（ＯＦＦ）となるように動作するスイッチである。電源生成回路１０は、基準電源Vからプリドライバ回路３０の主電源へ供給する電圧を生成しており、電源供給スイッチＡ２０を介してプリドライバ３０へ電源を供給している。
【００１８】
プリドライバ回路３０が起動し、制御可能状態となると、インジェクタ開弁用電源装置１を制御する事で、インジェクタ６０を開弁するための昇圧電圧VHを生成する。なお、本実施例に示すインジェクタ開弁用電源装置１内の昇圧回路には、昇圧用のコンデンサが含まれており、基準電源Ｖが遮断した後のコンデンサの電荷は、強制的に放電しない限りは、自然放電するまでの一定期間電荷が保持される。インジェクタ開弁用電源装置１で生成された昇圧電圧VHは、インジェクタ開弁用ドライバ５１の他に、プリドライバ回路３０の内部電源および昇圧電圧VHを生成するためのフィードバック電源としてプリドライバ回路３０と、降圧回路４０にそれぞれ供給される。
【００１９】
降圧回路４０は、供給された昇圧電圧VHをプリドライバ回路３０の駆動電圧まで降圧することで、電源供給スイッチＢ２１が通電状態（ＯＮ）となった際にはプリドライバ回路３０に電源供給する事が可能な構成としている。電源供給スイッチＢ２１は、基準電圧Ｖが供給されると非通電状態（ＯＦＦ）となることで降圧回路４０を低消費電力で待機させており、基準電圧Ｖが遮断されると通電状態（ＯＮ）となることでプリドライバ３０へ降圧回路４０で降圧した電圧を供給するように動作するスイッチである。
【００２０】
プリドライバ回路３０は、インジェクタ開弁用ドライバ５１、インジェクタ開弁保持用ドライバ５２、インジェクタローサイドドライバ５３をそれぞれ制御することでインジェクタ６０を駆動する。
【００２１】
基準電源Vが遮断されると、電源供給スイッチＡ２０が非通電状態となるため電源生成回路１０からプリドライバ回路３０への電源供給が遮断される。一方で、電源供給スイッチＢ２１が通電状態となるため、昇圧回路のコンデンサに残った電荷は、降圧回路４０で降圧された後に電源供給スイッチＢ２１を介してプリドライバ回路３０に流れることで残電荷が消費される。電源供給スイッチＢ２１は、基準電源Ｖが遮断されている間は通電状態となる構成のため、次のイグニッションキーがＯＮされて基準電源Ｖが投入されるまでの間は、コンデンサに残った電荷をプリドライバ回路３０で消費することが可能となる。
【００２２】
図３を用いて、本実施例におけるスイッチ回路２５の内部構成例を示す。
【００２３】
基準電源Vが投入されると、NPNトランジスタ７０のベースに電流が注入され、NPNトランジスタ７０のエミッタ―コレクタ間が通電する。その結果PNPトランジスタ７１のベースがＧＮＤ電位となり、ベースからＧＮＤに電流が流れ、PNPトランジスタ７１のエミッタ―コレクタ間が通電する。一方、PNPトランジスタ７２は、ベースを電源生成回路１０に接続する事で、基準電源Vが投入されている間はPNPトランジスタ７２のベースーエミッタ間の電位差が同等となり、PNPトランジスタ７２は非通電となる。
【００２４】
基準電源Vが遮断されると、PNPトランジスタ７２はベースがＧＮＤ電位となり、昇圧回路のコンデンサに電荷が残っている間はPNPトランジスタ７２のベース-エミッタ間に電位差が生じ、ベースからＧＮＤに電流が流れ、エミッタ―コレクタ間が通電する。コンデンサの電荷を消費し終えると、PNPトランジスタ７２のベース-エミッタ間は同電位となり、エミッタ―コレクタ間が非通電となる。一方、NPNトランジスタ７０は、基準電源Ｖが遮断されるとベースへの電流注入が停止するため、NPNトランジスタ７０は非通電となる。PNPトランジスタ７１のべースは降圧回路４０の出力に接続されているため、ベース-コレクタ間は同電位となり、PNPトランジスタ７１も非通電となる。
【００２５】
上記構成は、基準電源Vの投入および遮断により、電源供給スイッチＡ２０と電源供給スイッチＢ２１の通電と遮断の制御を実現する構成の一例である。
【００２６】
本実施例では、スイッチ回路２５を用いてプリドライバ回路３０に供給する電源の接続先を、基準電源供給時には電源生成回路１０で生成した電圧に、電源遮断時にはインジェクタ開弁用電源装置１の残電荷を降圧回路４０で降圧した電圧に切り替える構成とすることで、電源遮断時における残電荷をプリドライバ回路３０で消費し、プリドライバ回路３０が制御されていない残電荷に曝されることを抑制している。よって、電源が遮断した後の回路内に残った電荷によるストレスを低減できるため、電子制御装置の耐久性が向上する。また、電源として用いているコンデンサを電源瞬断時におけるバックアップ電源として利用することで新たにバックアップ用のコンデンサを追加しなくても良くなるため、小型化にも寄与している。
【００２７】
（第２の実施例）
本発明は、例えば前記インジェクタ開弁用電源装置１のような昇圧回路を含むインジェクタ制御装置とは異なる、次のような電子制御装置に適用してもよい。
【００２８】
基準電源Ｖには、電源ＩＣ８０が接続されており、基準電源Ｖによって電源を生成する。回路Ａ９０及び、回路Ｂ１００は、電源ＩＣ８０で生成される電源と同電位で動作する回路であるが、回路Ｂ１００は電源ＩＣ８０から直接電源を供給しているが、回路Ａ９０は、電源ＩＣ８０の電源供給能力不足により、電源生成回路１１０を介して電源供給される回路である。また、電源生成回路１１０は電源ＩＣ８０で生成された電源電圧の電位を基準として、前記電位と同電位の電源を基準電源Ｖから生成する回路である。なお、回路Ａ９０は蓄電素子が含まれており、基準電源Ｖが遮断した後、回路Ａ９０内の電荷は強制的に放電しない限りは、自然放電するまでの一定期間電荷が保持される。また、回路Ａ９０と、回路Ｂ１００は電源供給スイッチ１２０を介して接続しており、電源供給スイッチ１２０を通電状態とする事で電源を供給する事が可能な構成としている。
【００２９】
基準電源Vが供給されている間は、電源供給スイッチ１２０を非通電とする事で、回路Ｂ１００は電源ＩＣ８０により動作する。基準電圧Ｖが遮断した際には、電源供給スイッチ１２０を通電状態とする事で、回路Ａ９０内のコンデンサに蓄電された電荷を回路Ｂ１００で消費する事で、回路Ａ９０が駆動しない電圧まで低下させることが可能となる。
【００３０】
図６は電源供給スイッチ１２０の内部構成例となる。基準電源Vが投入されると、PNPトランジスタ１３０は、ベースを基準電源Ｖに接続する事で、基準電源Vが投入されている間はPNPトランジスタ１３０のベースーエミッタ間の電位差が同電位となり、PNPトランジスタ１３０は非通電となる。また、基準電源Vが遮断されると、PNPトランジスタ１３０は、ベースがＧＮＤ電位となり、PNPトランジスタ１３０のベース-エミッタ間に電位差が生じ、ベースからＧＮＤに電流が流れ、エミッタ―コレクタ間が通電する。
【００３１】
本構成は、インジェクタ開弁用電源装置１のような昇圧回路を含まない電子制御装置において、基準電源Vの投入および遮断により、電源供給スイッチ１３０の通電と遮断の制御を実現する構成の一例である。
【００３２】
本実施例では、回路Ｂ１００で電荷を消費可能としているが、基準電源Ｖで動作が可能なＩＣであってもよい。また、接続される回路またはＩＣは複数接続されることも想定される。
【００３３】
本実施例は、それぞれ独立な回路Ａ９０と回路Ｂ１００を電源供給スイッチ１２０で接続し、基準電源Ｖを遮断後に電源供給スイッチ１２０を通電とすることで、回路Ａ９０内のコンデンサに残った電荷を回路Ｂ１００で消費することが可能となる。よって、昇圧回路を含まない電子制御装置においても、実施例１と同様の効果を奏することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
1:インジェクタ開弁用電源装置
10:電源生成回路
20:電源供給スイッチA
21:電源供給スイッチB
25:スイッチ回路
30:プリドライバ回路
40:降圧回路
50:インジェクタ駆動回路
51:インジェクタ開弁用ドライバ
52:インジェクタ開弁保持用ドライバ
53:インジェクタローサイドドライバ
60:インジェクタ
70:NPNトランジスタ
71PNPトランジスタ
72:PNPトランジスタ
80:電源IC
90:回路A
100:回路B
110:電源生成回路
120:電源供給スイッチ
130:PNPトランジスタ
【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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【国際調査報告】
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