DE102013206312A1 - Electronic in-vehicle control system - Google Patents
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Abstract
Eine ECU (1) für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs weist einen Energieeingangsanschluss (5), eine erste Verstärkerschaltung (7), eine Ansteuerschaltung (13) und eine zweite Verstärkerschaltung (19) auf. Die erste Verstärkerschaltung (7) verstärkt eine an den Anschluss (5) gelegte Batteriespannung (VB) auf eine Einspritzventilansteuerspannung (50 V), die über der normalen Batteriespannung (12 V) liegt. Die Ansteuerschaltung (13) gibt eine Ausgangsspannung (Vu1) der Verstärkerschaltung (7) an ein Stellglied (11) eines Einspritzventils (9), um das Stellglied (11) anzusteuern. Die zweite Verstärkerschaltung (19) verstärkt die an den Anschluss (5) gelegte Batteriespannung (VB) auf die normale Batteriespannung und gibt diese verstärkte Spannung als Energieversorgungsspannung an eine elektrische In-Vehicle-Vorrichtung (15, 17). Zwischen den Anschluss (5) und die Verstärkerschaltungen (7, 19) ist eine Eingangsfilterschaltung (65) gemeinsam für die Verstärkerschaltungen (7, 19) geschaltet.An ECU (1) for an internal combustion engine of a vehicle includes a power input terminal (5), a first amplifier circuit (7), a drive circuit (13), and a second amplifier circuit (19). The first amplifier circuit (7) amplifies a battery voltage (VB) applied to the terminal (5) to an injector drive voltage (50V) higher than the normal battery voltage (12V). The drive circuit (13) outputs an output voltage (Vu1) of the amplifier circuit (7) to an actuator (11) of an injection valve (9) to drive the actuator (11). The second amplifier circuit (19) amplifies the battery voltage (VB) applied to the terminal (5) to the normal battery voltage and outputs this amplified voltage as a power supply voltage to an in-vehicle electric device (15, 17). Between the terminal (5) and the amplifier circuits (7, 19), an input filter circuit (65) is connected in common to the amplifier circuits (7, 19).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches In-Vehicle-Steuersystem mit zwei Verstärkerschaltungen.The present invention relates to an electronic in-vehicle control system having two amplifier circuits.
In einem herkömmlichen elektronischen Steuersystem zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, so wie es in der
In einem Fahrzeug werden ein Anlasser zum Starten eines Verbrennungsmotors und elektronische In-Vehicle-Vorrichtungen, die im Fahrzeug befestigt sind, für gewöhnlich von derselben Batterie gespeist. Da die zur Ansteuerung des Anlassers erforderliche Energie sehr hoch ist, fällt die Batteriespannung deutlich, wenn der Anlasser betrieben wird. Dies führt dazu, dass die elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen mitunter nicht arbeiten können.In a vehicle, a starter for starting an internal combustion engine and electronic in-vehicle devices mounted in the vehicle are usually powered by the same battery. Since the energy required to drive the starter is very high, the battery voltage drops significantly when the starter is operated. As a result, the electronic in-vehicle devices sometimes can not work.
In einem Fahrzeug, das mit einem Leerlaufstoppsystem ausgerüstet ist, das einen Verbrennungsmotor automatisch stoppt und neu startet, wird der Verbrennungsmotor auf einer Fahrstraße automatisch neu gestartet. Wenn eine Navigationsvorrichtung, die eine der elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen darstellt, durch den Abfall einer Batteriespannung zum Zeitpunkt des automatischen Neustarts des Verbrennungsmotors durch den Anlasser zurückgesetzt wird, benötigt die Navigationsvorrichtung beispielsweise eine gewisse Zeit, um erneut aktiviert zu werden. Aus diesem Grund kann ein Routenführungsbetrieb der Navigationsvorrichtung voraussichtlich nicht fortgesetzt oder eine Musikwiedergabe nicht bereitgestellt werden. Wenn eine Messanzeigevorrichtung, die eine andere der elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen darstellt, zurückgesetzt wird, kann Information für einen Fahrer voraussichtlich nicht angezeigt werden.In a vehicle equipped with an idling stop system that automatically stops and restarts an internal combustion engine, the internal combustion engine is automatically restarted on a driveway. For example, when a navigation device that is one of the in-vehicle electronic devices is reset by the fall of a battery voltage at the time of the automatic restart of the engine by the starter, the navigation device takes a certain time to be reactivated. For this reason, a route guidance operation of the navigation device may not be continued or music reproduction may not be provided. When a measurement display device representing another of the in-vehicle electronic devices is reset, information for a driver may not be displayed.
Die
Für die vorstehend beschriebenen zwei Verstärkerschaltungen werden für gewöhnlich Schaltregler von Spannungsverstärkungstyp verwendet. In einem Eingangspfad zur Eingabe einer Batteriespannung an solch eine Verstärkerschaltung muss eine Eingangsfilterschaltung aus einem Kondensator und einer Spulte vorgesehen werden, um zu verhindern, dass durch einen Schaltbetrieb der Verstärkerschaltung (insbesondere einen Schaltbetrieb von Schaltelementen in der Verstärkerschaltung) erzeugtes Rauschen auf Energieversorgungsleitungen im Fahrzeug übergeht.For the two amplifier circuits described above, voltage amplification type switching regulators are usually used. In an input path for inputting a battery voltage to such an amplifier circuit, an input filter circuit of a capacitor and a coil must be provided to prevent noise generated by a switching operation of the amplifier circuit (particularly a switching operation of switching elements in the amplifier circuit) from being transferred to power supply lines in the vehicle ,
In einem elektronischen In-Vehicle-Steuersystem, das sowohl mit der Einspritzventilansteuerungs-Verstärkerschaltung als auch der Vorrichtungsversorgungs-Verstärkerschaltung ausgerüstet ist, muss die Eingangsfilterschaltung für jede Verstärkerschaltung vorgesehen sein. Hierdurch erhöht sich die Anzahl von Komponenten.In an in-vehicle electronic control system equipped with both the injector drive booster circuit and the device supply booster circuit, the input filter circuit must be provided for each booster circuit. This increases the number of components.
Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl von Komponenten in einem elektronischen In-Vehicle-Steuersystem, das mit einer Einspritzventilansteuerungs-Verstärkerschaltung und einer Vorrichtungsversorgungs-Verstärkerschaltung ausgerüstet ist, zu verringern.It is therefore an object of the present invention to reduce the number of components in an in-vehicle electronic control system equipped with an injection valve drive booster circuit and a device supply booster circuit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches In-Vehicle- bzw. Fahrzeug-Steuersystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, das einen Verbrennungsmotor, eine Batterie und ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Stellglied aufweist. Das elektronische In-Vehicle-Steuersystem weist einen Energieeingangsanschluss, eine erste Verstärkerschaltung, eine Ansteuerschaltung, eine zweite Verstärkerschaltung und eine Eingangsfilterschaltung auf. Der Energieeingangsanschluss empfängt eine Batteriespannung von der Batterie des Fahrzeugs. Die erste Verstärkerschaltung verstärkt die an den Energieeingangsanschluss gelegte Batteriespannung auf eine Einspritzventilansteuerspannung, die über einem normalen Pegel der Batteriespannung liegt. Die Ansteuerschaltung legt eine Ausgangsspannung der ersten Verstärkerschaltung an das Stellglied, um das Kraftstoffeinspritzventil anzusteuern. Die zweite Verstärkerschaltung verstärkt die an den Energieeingangsanschluss gelegte Batteriespannung auf eine Energieversorgungsspannung des normalen Batteriespannungspegels, um die Energieversorgungsspannung an eine bestimmte elektronische In-Vehicle-Vorrichtung zu legen. Die Eingangsfilterschaltung ist für sowohl die erste Verstärkerschaltung als auch die zweite Verstärkerschaltung gemeinsam und in einem Eingangspfad zum Zuführen der an den Energieeingangsanschluss gelegten Batteriespannung zu sowohl der ersten Verstärkerschaltung als auch der zweiten Verstärkerschaltung vorgesehen.According to the present invention, there is provided an electronic in-vehicle control system for a vehicle including an internal combustion engine, a battery, and a fuel injection valve having an actuator. The in-vehicle electronic control system includes a power input terminal, a first amplifier circuit, a drive circuit, a second amplifier circuit, and an input filter circuit. The power input terminal receives a battery voltage from the battery of the vehicle. The first amplifier circuit amplifies the battery voltage applied to the power input terminal to an injector drive voltage that is higher than a normal level of the battery voltage. The drive circuit applies an output voltage of the first amplifier circuit to the actuator to drive the fuel injection valve. The second amplifier circuit amplifies the battery voltage applied to the power input terminal to a power supply voltage of the normal battery voltage level to supply the power supply voltage to a specific electronic in-vehicle device. The input filter circuit is common to both the first amplifier circuit and the second amplifier circuit and in an input path for supplying the battery voltage applied to the power input terminal provided both the first amplifier circuit and the second amplifier circuit.
Die erste Verstärkerschaltung dient zur Ansteuerung des Einspritzventils, so dass ihr Ausgangsstrom zunimmt und der Eingangsstrom vom Energieeingangsanschluss zunimmt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl des Fahrzeugs zunimmt. Dies liegt daran, dass die Anzahl von Malen der Kraftstoffeinspritzungen pro Zeiteinheit zunimmt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl zunimmt. Die zweite Verstärkerschaltung dient der elektronischen In-Vehicle-Vorrichtung und ist dazu ausgelegt, den Verstärkungsbetrieb auszuführen, wenn die Batteriespannung unter den normalen Pegel fällt. Wenn unabhängig davon, ob die zweite Verstärkerschaltung den Spannungsverstärkungsbetrieb ausführt, eine feste Versorgungsenergie an die bestimmte elektronische In-Vehicle-Vorrichtung gegeben wird, nimmt der Eingangsstrom in die zweite Verstärkerschaltung zu, wenn die Batteriespannung unter einen normalen Pegel fällt und die zweite Verstärkerschaltung den Verstärkungsbetrieb ausführt. Die Batteriespannung fällt für gewöhnlich am Verbrennungsmotorstartzeitpunkt, an dem der Anlasser angesteuert wird, d. h. zu der Zeit, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl unter der Leerlaufdrehzahl liegt, unter den normalen Pegel. Aus diesem Grund nimmt der Eingangsstrom in die zweite Verstärkerschaltung einen hohen Wert an, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl niedrig ist. Dementsprechend steigen die Eingangsströme in die erste Verstärkerschaltung und die zweite Verstärkerschaltung in verschiedenen Verbrennungsmotordrehzahlbereichen. In der Annahne, dass die Höchstwerte der Eingangsströme in die erste Verstärkerschaltung und die zweite Verstärkerschaltung durch L1 bzw. L2 beschrieben werden, ist der Höchstwert des Stroms, der die Eingangsfilterschaltung passiert, auch dann kleiner als L1 + L2, wenn die erste Verstärkerschaltung und die zweite Verstärkerschaltung eine Eingangsfilterschaltung gemeinsam nutzen.The first amplifier circuit is for driving the injector so that its output current increases and the input current from the power input terminal increases as the engine speed of the vehicle increases. This is because the number of times of the fuel injections per unit time increases as the engine speed increases. The second amplifier circuit is for the in-vehicle electronic device, and is configured to perform the amplification operation when the battery voltage falls below the normal level. When a fixed supply power is given to the specific in-vehicle electronic device regardless of whether the second booster circuit performs the voltage boosting operation, the input current to the second booster circuit increases when the battery voltage falls below a normal level and the second booster circuit increases the boosting operation performs. The battery voltage usually falls at the engine start time at which the starter is driven, i. H. at the time when the engine speed is below the idle speed, below the normal levels. For this reason, the input current to the second booster circuit assumes a high value when the engine speed is low. Accordingly, the input currents to the first amplifier circuit and the second amplifier circuit increase in different engine speed ranges. Assuming that the maximum values of the input currents to the first amplifier circuit and the second amplifier circuit are described by L1 and L2, the maximum value of the current passing through the input filter circuit is smaller than L1 + L2 even if the first amplifier circuit and the first amplifier circuit second amplifier circuit share an input filter circuit.
Die obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. In the drawings shows:
Nachstehend wird ein elektronisches In-Vehicle-Steuersystem unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Es wird angenommen, dass das elektronische In-Vehicle-Steuersystem gemäß den Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs steuert.Hereinafter, an electronic in-vehicle control system will be described in detail with reference to the embodiments of the present invention. It is assumed that the in-vehicle electronic control system according to the embodiments controls an internal combustion engine of a vehicle.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Ein ECU (ECU: electronic control unit oder elektronische Steuereinheit)
Die erste Verstärkerschaltung
In der DC/DC-Wandlungsschaltung
Die Steuerschaltung
Die Vergleichsschaltung
Die PWM-Schaltung
In der ersten Verstärkerschaltung
Das Kraftstoffeinspritzventil
Wenn ein vom Mikrocomputer
Das Kraftstoffeinspritzventil
In diesem Fall gibt die Ansteuerschaltung
Die zweite Verstärkerschaltung
Die DC/DC-Wandlungsschaltung
Die zweite Verstärkerschaltung
Wenn die vom Energieeingangsanschluss
Die zweite Verstärkerschaltung
Wenn der Anlasser
Folglich wird die Ausgangsspannung Vu2 von der zweiten Verstärkerschaltung
Die elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen
Obgleich die erste Verstärkerschaltung
In der ECU
Die Eingangsfilterschaltung
Die Eingangsfilterschaltung
In der letzteren Eingangsfilterschaltung, in der die Spule
Da die erste Verstärkerschaltung
Eine Takterzeugungsschaltung
Ferner ist, wie in
In der ECU
Die PWM-Schaltung
Folglich kann der maximale Betrag an Rauschen, der durch den Schaltbetrieb der Transistoren
Wenn keine Verzögerungszeit zwischen den Schaltzeitpunkten vorgesehen wird, können die PWM-Schaltungen
Obgleich nicht in den Zeichnungen gezeigt, wird die Ausgangsspannung Vu2 der zweiten Verstärkerschaltung
Auch wenn die Batteriespannung VB sinkt, kann die erste Verstärkerschaltung
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
Nachstehend wird die zweite Ausführungsform beschrieben. Die Beschreibung wird jedoch vereinfacht, indem die gleichen Bezugszeichen, die in der ersten Ausführungsform verwendet werden, für die gleiche oder ähnliche Teile in der zweiten Ausführungsform verwendet werden.The second embodiment will be described below. However, the description will be simplified by using the same reference numerals used in the first embodiment for the same or similar parts in the second embodiment.
Eine ECU
- (1-1) Die Spannungsteilerschaltung (VAR ST)
55 in der zweiten Verstärkerschaltung19 teilt die Ausgangsspannung Vu2 der zweiten Verstärkerschaltung19 mit einem variablen Teilerverhältnis. DasTeilerverhältnis der Teilerschaltung 55 ist zwischen zwei Verhältnissen, d. h. einem ersten Teilerverhältnis und einem zweiten Teilerverhältnis, in Übereinstimmung mit einemSignal vom Mikrocomputer 20 umschaltbar. Das erste Teilerverhältnis wird auf ein erstes Verhältnis gesetzt, mit dem die Ausgangsspannung Vu2 auf die normale Batteriespannung geteilt wird (d. h. das gleiche Teilerverhältniswie die Teilerschaltung 55 in der ersten Ausführungsform). Das zweite Teilerverhältnis wird auf ein zweites Verhältnis gesetzt, mit dem die Ausgangsspannung Vu2 auf eine Spannung gleich der Ausgangsspannung Vu1 der ersten Verstärkerschaltung7 geteilt wird (d. h. die Einspritzventilansteuerspannung). - (1-2)
Ein Schaltkreis 77 ist in einer Ausgangsleitung der Ausgangsspannung Vu2 der zweiten Verstärkerschaltung19 vorgesehen.Der Schaltkreis 77 legt die Ausgangsspannung Vu2 schaltbar an den Energieausgangsanschluss18 (d. h. die elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen 15 und17 ) oder dieAnsteuerschaltung 13 . - (1-3) Die Batteriespannung VB wird als die Energieversorgungsspannung von einem Versorgungspfad getrennt von der zweiten Verstärkerschaltung
19 bereitgestellt. Im Beispiel der2 wird die Batteriespannung VB über dieEnergieversorgungsleitung 78 , die außerhalb derECU 75 vorgesehen ist, an die elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen 15 und17 gelegt. Die Batteriespannung VB kann jedoch über einen getrennten Pfad, der sich von der zweiten Verstärkerschaltung19 unterscheidet, an die elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen 15 und17 gelegt werden. - (1-4) Die Ausgangsspannung Vu2 der zweiten Verstärkerschaltung
19 wird nicht als die Energieversorgungsspannung für dieSteuerschaltung 23 der ersten Verstärkerschaltung7 verwendet. Stattdessen wird die Batteriespannung VB, die über den Energieeingangsanschluss5 der ECU 75 oder einen anderen Anschluss (nicht gezeigt) eingegeben wird, als die Energieversorgungsspannung der Steuerschaltung23 zugeführt. - (1-5)
Der Mikrocomputer 20 führt, als Änderungsmittel, eine inder 3 gezeigte Ausgangsänderungsverarbeitung beispielsweise jedes feste Zeitintervall aus.
- (1-1) The voltage divider circuit (VAR ST)
55 in thesecond amplifier circuit 19 divides the output voltage Vu2 of thesecond amplifier circuit 19 with a variable divider ratio. The divider ratio of thedivider circuit 55 is between two ratios, ie, a first divider ratio and a second divider ratio, in accordance with a signal from themicrocomputer 20 switchable. The first divider ratio is set to a first ratio at which the output voltage Vu2 is divided to the normal battery voltage (ie, the same divider ratio as thedivider circuit 55 in the first embodiment). The second divider ratio is set to a second ratio at which the output voltage Vu2 is set to a voltage equal to the output voltage Vu1 of thefirst amplifier circuit 7 is divided (ie the Einspritzventilansteuerspannung). - (1-2) A
circuit 77 is in an output line of the output voltage Vu2 of thesecond amplifier circuit 19 intended. Thecircuit 77 sets the output voltage Vu2 switchable to the power output terminal18 (ie the electronic in-vehicle devices 15 and17 ) or thedrive circuit 13 , - (1-3) The battery voltage VB is referred to as the power supply voltage from a supply path separate from the
second amplifier circuit 19 provided. In the example of2 the battery voltage VB becomes via thepower supply line 78 that are outside theECU 75 is provided to the electronic in-vehicle devices 15 and17 placed. However, the battery voltage VB may be across a separate path different from thesecond amplifier circuit 19 differs, to the electronic in-vehicle devices 15 and17 be placed. - (1-4) The output voltage Vu2 of the
second amplifier circuit 19 is not considered the power supply voltage for thecontrol circuit 23 thefirst amplifier circuit 7 used. Instead, the battery voltage VB is across the power input connector5 theECU 75 or another terminal (not shown) is inputted as the power supply voltage of thecontrol circuit 23 fed. - (1-5) The
microcomputer 20 leads, as a change agent, one in the3 For example, output change processing shown outputs every fixed time interval.
Wenn der Mikrocomputer
Die Nichtverstärkungsperiode in S110 kann auf eine Periode gesetzt werden, die nicht bewirkt, dass die Batteriespannung VB auf einen Resetpegel der elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen
Wenn der Mikrocomputer
Wenn der Mikrocomputer
D. h., in der ECU
Folglich kann, während der normalen Fahrperiode des Fahrzeugs, in der die elektronischen In-Vehicle-Vorrichtungen
Die vorstehend beschriebene vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, wie nachstehend beispielhaft aufgezeigt wird.The present invention described above is not limited to the above embodiments, but may be modified in various manners, as exemplified below.
Die zweite Verstärkerschaltung
In diesem Fall kann die zweite Verstärkerschaltung
Die ECUs
Vorstehend wird ein elektronisches In-Vehicle-Steuersystem offenbart.Above, an electronic in-vehicle control system is disclosed.
Eine ECU
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