JP2006123810A - 車載メータ及びエンジン制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン駆動車両のメータパネルの裏側のスペースを有効に活用し、ＣＰＵ及びセンサの数の削減を図ってコストの低減を図るとともに、ＥＣＵの動作の安定化を図って、信頼性を向上させる。
【解決手段】車載メータの表示部１０を駆動する表示回路２１の構成部品と、エンジン点火用の高電圧を発生するイグニッションコイルＩＧの一次電流を制御する点火回路２２の構成部品と、エンジン用燃料噴射装置のインジェクタＩＮＪを駆動する噴射駆動回路２３の構成部品と、点火回路２２と噴射駆動回路２３とを制御するＥＣＵのＣＰＵ２５と、ＣＰＵ２５に各種センサの出力を入力する入力回路２６の構成部品とを、表示部２１の背面側に配置される制御基板２０に取り付ける。ＥＣＵのＣＰＵ２５を表示回路２１を制御するためのＣＰＵとして兼用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種の制御や運転者に対する情報の表示等を行なう車載システムの一部を構成する車載メータ及びエンジン制御ユニットに関するものである。

エンジンにより駆動される車両においては、例えば特許文献１に示されているように、車速、エンジンの回転数、燃料の残量、エンジンの冷却水温度、各種の警告表示などを行なう表示部と、ＣＰＵを用いて該表示部を制御するメータ制御部とからなる車載メータを設けて、運転者に必要な情報を与えるための表示を行なわせるようにしている。またエンジンの点火時期や燃料噴射量を制御するために、ＣＰＵと各種の電気回路とを備えたＥＣＵ（電子制御ユニット）を設けている。

図２は、従来の車両に設けられていた車載メータ１の構成例を示すブロック図である。同図において１０１は、ＬＣＤ、ＬＥＤなどの発光素子や、アナログ表示器などからなる表示器を備えた表示部で、この表示部は、運転者の前方に配置されるメータパネル４に取り付けられている。１０２は表示部１０１の各表示器に表示動作を行なわせるための制御を行なうメータ制御部で、ＣＰＵ１０２Ａと、各種センサの出力等をＣＰＵ１０２Ａに入力する入力回路１０２Ｂと、ＣＰＵ１０２Ａが出力する表示内容を表示部１０１の所定の表示器に表示させるべく該表示器を駆動する表示回路１０２Ｃとにより構成されている。ＣＰＵ１０２Ａ、入力回路１０２Ｂ及び表示回路１０２Ｃの構成部品は、制御基板１０３に取り付けられて表示部１０１の裏側に配置されている。入力回路１０２Ｂには、車載メータ専用に設けられた大気圧センサＳａ′、吸気温センサＳｂ′、エンジン温度センサＳｃ′、車速センサＳｅ′などの各種センサの出力の外、エンジンの回転数の情報を含む回転数信号Ｎや、ＥＣＵが出力するダイアグノーシス情報を示す電気信号Ｄなどが入力されている。

車載メータのＣＰＵ１０２Ａは、専用のセンサから与えられる大気圧、吸気温度、エンジン温度、車速、エンジン回転数などの情報や、ＥＣＵが発生するダイアグノーシス情報を入力回路１０２Ｂを通して読み込んで、Ａ／Ｄ変換や、表示内容を求めるための各種の演算等を行なって、表示回路１０２Ｃを通して表示部１０１の表示器に駆動信号を与えることにより、所定の表示動作を行なわせる。

図３はＥＣＵ２の構成例を示したもので、図示のＥＣＵは、エンジン点火用の高電圧を発生するイグニッションコイル（点火コイル）ＩＧの一次電流を制御する点火回路２０１と、エンジン用燃料噴射装置のインジェクタＩＮＪを駆動する噴射駆動回路２０２と、排気バルブを操作するソレノイドや、ＩＳＣ（Idle Speed Control)バルブを操作するソレノイド等の各種の被制御負荷Ａを駆動する駆動回路２０３と、点火回路２０１と噴射駆動回路２０２と駆動回路２０３とを制御するＣＰＵ２０４と、ＣＰＵ２０４に各種センサの出力等を入力する入力回路２０５と、ＣＰＵ２０４が出力するダイアグノーシス情報等の情報を所定の電気信号として出力する出力回路２０６とからなっている。入力回路２０５には、ＥＣＵ専用に設けられた大気圧センサＳａ、吸気温センサＳｂ、エンジン温度センサＳｃ、排気温センサＳｄ、車速センサＳｅ及びクランクセンサ（エンジンのクランク角情報を含む信号を出力するセンサ）Ｓcr等の各種のセンサの出力の外、エンジンの停止、走行モードの選択等の各種の指令を与えるスイッチＳＷの状態を示す信号などが入力されている。ＥＣＵ２は、車載メータとは別個に設けられて、適宜の箇所に取り付けられている。

ＥＣＵ２のＣＰＵ２０４は、クランクセンサＳcrから与えられる信号からエンジンの回転速度を演算するとともに、他の各種のセンサから与えられる情報に基づいて、各回転速度におけるエンジンの最適の点火時期を演算して、演算した点火時期が検出されたときに点火回路２０１に点火信号を与える。点火回路２０１は、点火信号が与えられたときにエンジンの所定の気筒に取り付けられた点火プラグに対して設けられたイグニッションコイルＩＧの一次電流を制御して、該イグニッションコイルの二次コイルに高電圧を誘起させる。この高電圧は、エンジンの気筒に取り付けられた点火プラグに印加されるため、該点火プラグで火花が生じてエンジンが点火される。

ＣＰＵ２０４はまた、各種のセンサから与えられる情報に基づいてインジェクタから燃料の噴射行なわせる時間（噴射時間）を演算して、演算した噴射時間に相応した信号幅を有する噴射指令信号を噴射駆動回路２０２に与える。噴射駆動回路２０２は、噴射指令信号に応答してインジェクタＩＮＪに駆動電流を流して、演算された噴射時間の間インジェクタＩＮＪから燃料を噴射させる。

ＣＰＵ２０４はまた、駆動回路２０３に制御信号を与えて、ＩＳＣバルブを操作するソレノイドを制御することにより、エンジンのアイドル回転速度を制御したり、その他の被制御負荷を制御したりする。またエンジンに異常が生じた時には、ＣＰＵ２０４がダイアグノーシス情報を発生して、その情報与えるダイアグノーシス信号Ｄを出力回路２０６を通して出力する。このダイアグノーシス信号はワイヤハーネスを通して車載メータのＣＰＵ１０３に与えられる。
特開２０００−６２４９８号公報

従来の車載システムでは、車載メータ１とＥＣＵ２とが別個に設けられていて、それぞれに対して別々にＣＰＵとセンサ類とが設けられていたため、コストが高くなるのを避けられなかった。

また従来の車載システムでは、エンジン等の異常を検出したときにＥＣＵが発生するダイアグノーシス情報を車載メータに表示させるために、ＥＣＵと車載メータのメータ制御部とをワイヤハーネスで接続する必要があり、このこともコストの上昇を招く一因になっていた。

なお車載の複数のＣＰＵ間で通信を行ない得るようにして、複数のＣＰＵでセンサ類を共有するシステムも開発されている。このように構成すれば、センサ類のコストを削減することができるが、複数のＣＰＵ間で通信を行なうようにした場合には、通信ケーブルや通信用ＩＣが必要になるため、システム全体のコストの低減を図る上で限界があった。

更に、従来の車載メータにおいては、メータ制御部にＣＰＵを用いることにより、該メータ制御部の小形化が図られているが、表示部は、視認性を確保するために、小形に構成することができないため、表示部の背後に大きなデッドスペースが生じるのを避けられなかった。

本発明の目的は、ＥＣＵの構成部品とメータ制御部の構成部品とを共通の制御基板に取り付けることにより、車載メータの表示部の後方に大きなデッドスペースが生じるのを防いで、スペースの有効利用を図ることができるようにした車載メータ及びエンジン制御ユニットを提供することにある。

本発明の目的は、エンジンを制御するＥＣＵのＣＰＵに車載メータの表示部を制御する機能を持たせるとともに、ＥＣＵと車載メータとがセンサ類を共有することができるようにすることにより、コストの低減を図った車載メータ及びエンジン制御ユニットを提供することにある。

本発明の他の目的は、ＥＣＵが発生するダイアグノーシス情報（エンジンのオーバヒート等の異常に関する情報）をワイヤハーネスを介することなく直接メータ制御部に伝えてその表示を行なわせることができるようにして、コストの低減を図った車載メータ及びエンジン制御ユニットを提供することにある。

本発明に係わる車載メータ及びエンジン制御ユニットは、車載メータの表示部を制御するメータ制御部の構成部品が取り付けられた制御基板に、エンジンを制御するＥＣＵの構成部品を実装することにより構成される。

上記のように構成すると、ＥＣＵの構成部品とメータ制御部の構成部品とを共通の制御基板に取り付けて、車載メータの表示部の後方に大きなデッドスペースが生じるのを防ぐことができるため、車両のスペースの有効利用を図ることができる。

本発明の好ましい態様では、車載メータの表示部の背面側に配置される制御基板に表示部を制御するメータ制御部の構成部品とエンジンを制御するＥＣＵの構成部品とが取り付けられる。またＥＣＵのＣＰＵがメータ制御部に設けられるＣＰＵを兼ねていて、ＥＣＵ及びメータ制御部に制御条件を与えるセンサの出力がＥＣＵのＣＰＵに入力される。

上記のように構成すると、車載メータ及びＥＣＵでＣＰＵとセンサとを共有することになるため、ＣＰＵ及びセンサの数を少なくしてコストの低減を図ることができる。また従来はＥＣＵが厳しい環境に設置されることが多かったが、上記のように構成すると、環境条件が良好なメータパネルの裏側にＥＣＵが配置されることになるため、ＥＣＵの動作を安定にしてその信頼性を高めることができる。

また上記のように構成すると、ＥＣＵが発生するエンジンのオーバヒート等のダイアグノーシス情報を制御基板の配線部分を通して直接メータ制御部に伝えてその表示を行なわせることができるため、従来必要としたワイヤハーネスを省略してコストの低減を図ることができる。

本発明の他の好ましい態様では、車載メータの表示部を駆動する表示回路の構成部品と、エンジン点火用の高電圧を発生するイグニッションコイルの一次電流を制御する点火回路の構成部品と、エンジン用燃料噴射装置のインジェクタを駆動する噴射駆動回路の構成部品と、前記表示回路と点火回路と噴射駆動回路とを制御するＣＰＵと、前記ＣＰＵに各種センサの出力を入力する入力回路の構成部品とが、表示部の背面側に配置された共通の制御基板に取り付けられる。

本発明の他の好ましい態様では、ＥＣＵのＣＰＵと外部のコンピュータとの間で通信を行なう際に外部のコンピュータにつながる通信ケーブルを接続するための接続端子が制御基板に取り付けられる。

上記のように構成すると、外部のコンピュータを通信ケーブルと上記接続端子とを通してＥＣＵのＣＰＵに接続して、外部コンピュータとＥＣＵのＣＰＵとの間で通信を行なわせることにより、ＥＣＵ内のメモリに記憶させておく各種の制御条件の書き換えを容易に行なうことができる。

また上記のように構成しておくと、ＥＣＵ内のメモリに蓄積されている運転データ（燃費、走行距離、走行時間など）をコンピュータの画面に表示させてモニタすることができるため、エンジンの状態を正確に把握して、ＥＣＵ内のメモリに記憶させる制御データの選択を的確に行なわせることができる。

本発明の他の好ましい態様では、制御基板が表示部とともにメータパネルに取り付けられる。またメータパネルには、ＥＣＵに各種の指令を入力する入力装置が取り付けられ、表示部は、文字情報を表示する機能を有するディスプレイを備えている。更にＥＣＵには、入力装置からデータ表示指令が与えられたときに該ＥＣＵ内に蓄積されている各種のデータを表示部のディスプレイに表示する表示制御手段を備えている。

上記のように構成すると、メータパネルに設けられた入力装置を操作することにより、ＥＣＵ内に蓄積されているデータをディスプレイに表示させて見ることができるため、車両の運転状況を容易に把握することができる。

以上のように、本発明によれば、ＥＣＵの構成部品とメータ制御部の構成部品とを共通の制御基板に取り付けて、車載メータの表示部の後方に大きなデッドスペースが生じるのを防ぐことができるため、車両のスペースの有効利用を図ることができる。

また本発明において、ＥＣＵとメータ制御部とがＣＰＵ及びセンサを共有するようにした場合には、ＣＰＵ及びセンサの数を少なくしてコストの低減を図ることができる。また本発明によれば、環境条件が良好なメータパネルの裏側にＥＣＵが配置されるため、ＥＣＵの動作を安定にしてその信頼性を高めることができる。

また本発明によれば、ＥＣＵが発生するエンジンのオーバヒート等のダイアグノーシス情報を制御基板の配線部分を通して直接メータ制御部に伝えてその表示を行なわせることができるため、従来必要としたワイヤハーネスを省略してコストの低減を図ることができる。

更に本発明において、ＥＣＵのＣＰＵと外部のコンピュータとの間で通信を行なう際に外部のコンピュータにつながる通信ケーブルを接続するための接続端子を制御基板に取り付けた場合には、外部のコンピュータを通信ケーブルと上記接続端子とを通してＥＣＵのＣＰＵに接続して、外部コンピュータとＥＣＵのＣＰＵとの間で通信を行なわせることができるため、ＥＣＵ内のメモリに記憶させておく各種の制御条件の書き換えを容易に行なうことができる。またこのように構成した場合には、ＥＣＵ内のメモリに蓄積されている運転データ（燃費、走行距離、走行時間など）をコンピュータの画面に表示させてモニタすることができるため、エンジンの状態を正確に把握して、ＥＣＵ内のメモリに記憶させる制御データの選択を的確に行なわせることができる。

また本発明において、ＥＣＵに各種の指令を入力する入力装置をメータパネルに取り付け、文字情報を表示する機能を有するディスプレイを表示部に設けるとともに、入力装置からデータ表示指令が与えられたときにＥＣＵ内に蓄積されている各種のデータを表示部のディスプレイに表示する表示制御手段をＥＣＵに設けた場合には、メータパネルに設けられた入力装置を操作することにより、ＥＣＵ内に蓄積されているデータをディスプレイに表示させて見ることができるため、車両の運転状況を容易に把握することができるという利点が得られる。

図１は、本発明の好ましい実施形態の構成をブロック図で示したものである。同図において１０はメータパネルに取り付けられた表示部で、この表示部は、アナログ表示器１１，１２、ＬＥＤなどの発光表示器１３ａ〜１３ｄ、文字情報を表示する機能を有するディスプレイ１４等を備えている。

２０は、表示部１０の背面側に配置された制御基板（配線が所定のパターンで設けられた回路基板）で、この制御基板には、表示部１０を駆動する表示回路２１の構成部品と、エンジン点火用の高電圧を発生するイグニッションコイルＩＧの一次電流を制御する点火回路２２の構成部品と、エンジン用燃料噴射装置のインジェクタＩＮＪを駆動する噴射駆動回路２３の構成部品と、ＩＳＣ（Idle Speed Control)バルブを操作するソレノイド等の各種の被制御負荷Ａを駆動する駆動回路２４の構成部品と、ＣＰＵ２５と、ＣＰＵ２５に各種センサの出力を入力する入力回路２６の構成部品と、ＣＰＵ２５と外部のコンピュータとの間で通信を行なう際に外部のコンピュータにつながる通信ケーブル（図示せず。）が接続されるコネクタ２７とが取り付けられている。

本実施形態では、入力回路２６とＣＰＵ２５と点火回路２２と噴射駆動回路２３と駆動回路２４とによりＥＣＵが構成されている。本発明においては、ＥＣＵの入力回路２６及びＣＰＵ２５がメータ制御部の入力回路及びＣＰＵを兼ねていて、入力回路２６とＣＰＵ２５と表示回路２１とによりメータ制御部が構成されている。

入力回路２６には、ＥＣＵ及びメータ制御部に対して共通に設けられた大気圧センサＳａ、吸気温センサＳｂ、エンジン温度センサＳｃ、排気温センサＳｄ、車速センサＳｅ及びクランクセンサＳcr等の各種のセンサの出力の外、エンジンの停止、走行モードの選択、盗難防止のための手段を有効または無効にすることの選択等の各種の指令を与えるスイッチＳＷの状態を示す信号などが入力されている。各種の指令を与えるスイッチＳＷは、運転者がメータパネル側から操作し得るようにしておくのが好ましい。この場合、スイッチＳＷの端子は、ワイヤハーネスを介することなく、制御基板２０の配線パターンに直接接続するようにしておくのが好ましい。

また図示しないメータパネルには、ＥＣＵにデータ表示指令等の各種の指令を入力する入力装置３０が取り付けられ、この入力装置３０から与えられる指令が入力回路２６を通してＣＰＵ２５に入力されるようになっている。制御基板２０と、該制御基板に取り付けられた各部品とにより本発明に係わる車載メータ及びエンジン制御装置４０が構成されている。

ＣＰＵ２５は、クランクセンサＳcrから与えられる信号からエンジンの回転速度を演算するとともに、他のセンサから与えられる情報に基づいて、各回転速度におけるエンジンの点火時期を演算し、演算した点火時期が検出されたときに点火回路２２に点火信号を与える。点火回路２２は、点火信号が与えられたときにエンジンの所定の気筒に取り付けられた点火プラグに対して設けられたイグニッションコイルＩＧの一次電流を制御して、該イグニッションコイルの二次コイルに高電圧を誘起させる。この高電圧は、エンジンの気筒に取り付けられた点火プラグに印加され、該点火プラグで火花放電が生じてエンジンが点火される。

ＣＰＵ２５はまた、各種のセンサから与えられる情報に基づいて燃料の噴射時間を演算し、演算した噴射時間に相応した信号幅を有する噴射指令信号を噴射駆動回路２３に与える。噴射駆動回路２３は、噴射指令信号に応じてインジェクタＩＮＪに駆動電流を流して、演算された噴射時間の間インジェクタＩＮＪから燃料を噴射させる。

ＣＰＵ２５はまた、駆動回路２４に制御信号を与えて、ＩＳＣバルブを操作するソレノイドを制御することにより、エンジンのアイドル回転速度を制御したり、その他の被制御負荷を制御したりする。

ＣＰＵ２５は更に、センサから与えられる大気圧、吸気温度、エンジン温度、排気温度、車速、エンジン回転数などの検出信号を用いて表示内容を求めるための各種の演算等を行ない、表示回路２１を通して表示部１０の表示器に信号を与えることにより、演算された表示内容の表示を行なわせる。

ＣＰＵ２５はまた、センサから与えられる検出信号からエンジンにオーバヒート等の異常が生じたことを検出した時にダイアグノーシス情報を発生して、その情報を表示回路２１を通して表示部１０に与えて表示させる。

またＥＣＵは、ＣＰＵ２５に所定のプログラムを実行させることにより、入力装置３０からデータ表示指令が与えられたときに該ＥＣＵ内のメモリに蓄積されている各種のデータを表示部１０のディスプレイ１４に表示するための処理を行なう表示制御手段を構成する。

車載メータは、視認性を確保するために、表示部が相当な大きさを有しており、メータパネルの背面側には、大きなスペースが形成されている。従来はこのスペースを空きスペースとしていたが、本発明においては、メータパネルの裏側に配置される車載メータに設ける制御基板に、ＥＣＵとメータ制御部とを組み込むようにしたので、メータパネルの裏側のスペースを有効に活用することができる。

また従来は、ＥＣＵが厳しい環境に設置されていたが、本発明においては、ＥＣＵを環境条件が良好なメータパネルの裏側に配置するので、ＥＣＵの動作を安定にして、その信頼性を向上させることができる。

また上記の実施形態のように、ＥＣＵとメータ制御部とでＣＰＵ及びセンサ類を共有するようにすると、ＣＰＵ及びセンサの数を少なくすることができるため、コストの低減を図ることができる。

上記のように構成すると、ＥＣＵがエンジンの異常を検出したときに発生するダイアグノーシス情報を直接表示回路２１に与えて、表示部１０で表示させることができるため、従来、ＥＣＵとメータ制御部との間に設けていたワイヤハーネスを省略してコストの低減を図ることができる。

従来の車載システムでは、ＥＣＵ内で演算されている各種の情報（燃費、走行距離、走行時間など）を確認する際に、外部のコンピュータとＥＣＵとを通信ケーブルを介して接続して、ＥＣＵと外部のコンピュータとの間で通信を行なわせる必要があったが、上記の実施形態のように、表示部１０に文字情報を表示する機能を有するディスプレイ１４を設けるとともに、メータパネルにデータ表示指令を与える入力装置３０を設けて、入力装置３０からＣＰＵ２５にデータ表示指令を与えることにより、ＥＣＵ内に蓄積されている情報をディスプレイ１４上に表示させることができるようにしておくと、外部のコンピュータを用いずに、ＥＣＵ内のデータを簡単に確認することができる。

またＥＣＵに各種の指令を与えるスイッチＳＷをすべてメータパネルに取り付けるようにしておくと、各種のスイッチとＥＣＵとの間の配線を簡単にすることができる。特に、各種のスイッチＳＷの端子部をＥＣＵを実装する制御基板に直接接続するようにすれば、センサのみをワイヤハーネスを通してＥＣＵに接続すればよいことになるため、ＥＣＵ回りの配線を簡単にしてコストの低減を図ることができる。

本発明の実施形態の構成を示したブロック図である。 従来の車載システムにおいて用いられていた車載メータの構成を示したブロック図である。 従来の車載システムにおいて用いられていたＥＣＵの構成例を示したブロック図である。

符号の説明

１０ 表示部
２０ 制御基板
２１ 表示回路
２２ 点火回路
２３ 噴射駆動回路
２４ 各種被制御負荷の駆動回路
２５ ＣＰＵ
２６ 入力回路

Claims (5)

1. 車載メータの表示部を制御するメータ制御部の構成部品が取り付けられた制御基板に、エンジンを制御するＥＣＵの構成部品が取り付けられてなる車載メータ及びエンジン制御ユニット。
2. 車載メータの表示部の背面側に配置される制御基板に前記表示部を制御するメータ制御部の構成部品とエンジンを制御するＥＣＵの構成部品とが取り付けられ、
   前記ＥＣＵのＣＰＵが前記メータ制御部に設けられるＣＰＵを兼ねていて、前記ＥＣＵ及びメータ制御部に制御条件を与えるセンサの出力が前記ＥＣＵのＣＰＵに入力されるように構成されていること、
   を特徴とする車載メータ及びエンジン制御ユニット。
3. 車載メータの表示部を駆動する表示回路の構成部品と、エンジン点火用の高電圧を発生するイグニッションコイルの一次電流を制御する点火回路の構成部品と、エンジン用燃料噴射装置のインジェクタを駆動する噴射駆動回路の構成部品と、前記表示回路と点火回路と噴射駆動回路とを制御するＣＰＵと、前記ＣＰＵに各種センサの出力を入力する入力回路の構成部品とが、前記表示部の背面側に配置された共通の制御基板に取り付けられている車載メータ及びエンジン制御ユニット。
4. 前記ＥＣＵのＣＰＵと外部のコンピュータとの間で通信を行なう際に外部のコンピュータにつながる通信ケーブルが接続される接続端子が前記制御基板に取り付けられていること、
   を特徴とする請求項２または３に記載の車載メータ及びエンジン制御ユニット。
5. 前記制御基板は前記表示部とともにメータパネルに取り付けられ、
   前記メータパネルには、前記ＥＣＵに各種の指令を入力する入力装置が取り付けられ、 前記表示部は、文字情報を表示する機能を有するディスプレイを備え、
   前記ＥＣＵは、前記入力装置からデータ表示指令が与えられたときに該ＥＣＵ内に蓄積されている各種のデータを前記表示部のディスプレイに表示する表示制御手段を備えていること、
   を特徴とする請求項２，３または４に記載の車載メータ及びエンジン制御ユニット。

Images