JPH0285040A - 車両の電子制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ノイズ、サージ等の影響を防止した重両の
電子制御システムに関するものである。

（従来の技術） 第８図は車両における一般的な電子制御システムの構成
を示すブロック図である。図において、１はバッテリ、
２は各種物理量を検出するセンサ、３は各スイッチ類、
４はこれらのセンサ２及びスイッチ類３からの信号によ
り所定の処理、演算を行うＣＰＵを有した制御部で、制
御用のメモリ５と必要に応じて接続される。６は制御部
４からの制御信号によりアクチュエータ７を介して車両
の各被制御機器８を駆動するドライバ素子である。

上記制御部４及びドライバ素子６には直接バッテリ１か
ら電源が供給され、また各種センサ２、スイッチ類３に
もこのバッテリ１から電源が供給される。そして、各種
センサ２及びスイッチ類３からの温度信号やその他の信
号に基づいて制御部４からドライバ素子６に制御信号が
出力され、空調機等の各被制御機器８が駆動される。

このような電子制御システムは、上述の一般的な制御の
他に、車両のアンチロックブレーキシステムやクルーズ
（ｃｒｕｉｓｅ）コントロールシステムにも通用するこ
とができる。即ち、アンチロックブレーキシステムの場
合には、車輪（タイヤ）の回転検出センサ及びブレーキ
ペダルの操作（ｗＩみ具合）検出スイッチを設け、これ
らのセンサ及びスイッチからの信号により制御部４がロ
ックしそうだと判断すると、ドライバ素子６からソレノ
イドに駆動信号を出力し、ブレーキの油圧調整機を作動
させる。これにより、ブレーキの油圧が少し緩められる
。なお、ブレーキペダルと油圧調整機とは機械的に接続
されている。

クルーズコントロールシステムの場合には、重速センサ
及びクルーズ用のコントロールスイッチを設ける。そし
て、これらのセンサ及びスイッチからの信号に基づいて
ドライバ素子６に制御信号を出力し、アクチュエータ７
を通してエンジンのスロットルバルブの開閉制御を行う
。これにより、所定の定速走行が可能となる。

また、このシステムはエンジンの点火タイミングの制御
システムにも通用することができる。この場合、エンジ
ンの吸入空気量検出センサ及びクランク回転角検出セン
サを設ける。そして、これらのセンサからの信号に基づ
いて制御部４で必要な演算を行い、その結果をメモリ５
に記憶しである点火タイミングデータと照合し、ドライ
バ素子６へ制御信号を出力する。これにより、ドライバ
素子６からディストリビュータに駆動信号が出力され、
効率の良いプラグの点火タイミングが自動的に決まり、
加速、燃費及び排ガスの状態が適正に制御される。

〔発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような従来の車両の電子制御シス
テムにあっては、ＣＰＵを有した制御部にバッテリから
直接電源が供給されているため、外部のノイズ、サージ
等により制御部が誤動作し、適正な制御ができず、また
制御部内で発生したノイズ、サージ等が外部へ放出され
、他のシステムに悪影響を及ぼすという間居点があった
。

即ち、ＣＰＵ、マイクロコンピュータ等に使用されてい
るＩＣはノイズ、サージ等に弱く、車外あるいは車内の
他の回路で発生したノイズ、サージ等がバッテリからの
電源ラインを通じて侵入してくると、ＣＰＵが誤動作す
る場合があり、また内部で発生したノイズ、サージ等が
その電源ラインを通して外部に放出されるという問題点
があった。

この発明は、このような問題点に着目してなさｔまたも
ので、制御部が誤動作することなく、適正な制御ができ
、また他のシステムに悪影響を及ぼすことのない車両の
電子制御システムを得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の車両の電子制御システムは、次のように構成
したものである。

ａ、車両各部の状態を検出する各種センサと、このセン
サからの検出信号に基づいて被制御機器の駆動用ドライ
バ素子に制御信号を出力するＣＰＵを有し・た制御部と
を備えた車両の電子制御システムにおいて、バッテリか
ら上記制御部に、アレイ状の発光素子とアレイ状の光電
池を対向させて配置した電気−光一電気変換機能を持つ
光電力カプラを介して電力を供給するように構成した。

ｂ、車輪の回転を検出する回転センサと、このセンサか
らの検出信号に基づいてブレーキの油圧調整機駆動用の
ドライバ素子に制御信号を出力するＣＰＵを有した制御
部とを備えた車両の電子制御システムにおいて、バッテ
リから上記制御部ｋ、アレイ状の発光素子とアレイ状の
光電池を対向させて配置した電気−光一電気変換機能を
持つ光電力カプラを介して電力を供給するように構成し
た。

Ｃ１車両の速度を検出する車速センサと、このセンサか
らの検出信号に基づいてスロットルバルブ駆動用のドラ
イバ素子に制御信号を出力するＣＰＵを有した制御部と
を備えた車両の電子制御システムにおいて、バッテリか
ら上記制御部に、アレイ状の発光素子とアレイ状の光電
池を対向させて配置した電気−光一電気変換機能を持つ
光ζカカプラを介して電力を供給するように構成した。

ｄ、エンジンに吸入される空気量を検出する空気量セン
サ及びクランク回転角を検出する回転角センサと、これ
らのセンサからの検出信号に基づいてディストリビュー
タ駆動用のドライバ素子に制御信号を出力するＣＰＵを
有した制御部とを備えた車両の電子制御システムにおい
て、バッテリから上記制御部に、アレイ状の発光素子と
アレイ状の光電池を対向させて配置した電気−光一電気
変換機能を持つ光電力カプラを介して電力を供給するよ
うに構成した。

ｅ、上記ａ〜ｄの各電子制御システムにおいて、制御部
からドライバ素子に１発光素子と受光素子からなるホト
カプラを介して制御信号を出力するように構成した。

ｆ、上記ａ　Ｎｅの各電子制御システムにおいて、光電
力カプラは、発光波長略８５０ｎｍの近赤外ＬＥＤと単
結晶シリコンの太陽電池を用いて構成した。

ｇ、上記ａ〜ｅの各電子制御システムにおいて、光電力
カプラは、発光波長略６６０ｎｍの赤外ＬＥＤとアモル
ファスシリコンの太陽電池を用いて構成した。

（作用） 上記ａ　Ｎｄの構成の車両の電子制御システムにおいて
は、バッテリと制御部との間に光電力カプラが介装され
ているので、電源ラインを通じてのノイズ、サージ等の
出入りが防止される。また、ｅの構成とすることにより
、誤動作が更に防止され、ｆ、ｇの構成とすることによ
り、光電力カプラの変換効率が高くなる。

（実施例） 第１図はこの発明の第１実施例による車両の電子制御シ
ステムの構成を示すブロック図であり、前述の第８図と
同一符号は同一構成部分を示している。図において、１
は車両に搭載のバッテリ、２は車両の各部の状態を検出
する各種センサ、４はこのセンサ２からの検出信号に基
づいてドライバ素子６に制御信号を出力するｃｐｕを有
した制部品、８はドライバ素子６からの駆動信号により
駆動される被制御機器、９は電気−光一電気変換機能を
持つ光電力カプラで、この光電力カプラ９を介してバッ
テリ１から制御部４に電力が供給される。１０はホトカ
プラで、制御部４からドライバ素子６にはこのホトカプ
ラ１０を介して制御信号が出力される。

第２図は上記光電力カプラ９の詳細構成を示す回路図で
ある。この光電力カプラ９は、アレイ状に配列した多数
のＬＥＤ　（発光素子）１１とアレイ状に配列した太陽
電池（光電池）１２を対向させて配置したものであり、
バッテリ１からの入力を電気−光一電気変換して制御部
４に出力する。

図中、１３は逆接続から保護する保護用ダイオード、１
４は電流制御用の限流抵抗である。また、第３図にホト
カプラ１０の構成を示す。このホトカプラ１０は、ＬＥ
Ｄ　（発光素子）１５とホトトランジスタ（受光素子）
１６からなり、制御部４からの人力信号（制御信号）を
電気−光一電気変換してドライバ素子６に出力する。

上記構成の電子制御システムは、車両のエアバックシス
テム、ＥＦＩシステム、ＡＴ車の変速コントロールシス
テム等に使用することができる。その際、各種センサ２
により車両の状態に関する物理量を検出し、その検出値
を基にＣＰＵで処理、演算を行い、ドライバ素子６に制
御信号を出力する。ドライバ素子６は、このＣＰＵから
の信号に従ってリレー、ソレノイド、バルブ、モータ等
を有した被制御機器８を駆動させる。

ここで、光電力カプラ９とホトカプラ１０により、第１
図の点線内の各種センサ２及び制御部４の電源ラインを
完全にフローティング状態としているので、他のノイズ
源とアイソレーションが保たれている。即ち、外部で発
生したノイズ、サージ等がこの点線内の各種センサ２及
びＣＰＵを有した制御部４に侵入してくることはなく、
従って制御部４が誤動作することなく、適正な制御が行
われる。同時に、制御部４内で発生したノイズ。

サージ等が外部に放出されることもなく、他のシステム
に悪影響を及ぼすことはない。

また、光電力カプラ９は、例えば第４図に示すような構
造として、他の電子回路部品と一体的に組み込むことが
できる。図中、１７は放熱板、１８は第２図の多数のＬ
ＥＤＩＩを実装したＬＥＤ基板、１９はＬＥＤ基板１８
からの光を案内するライトガイド、２０は第２図の多数
の太陽電池１２を実装した太陽電池パネル、２１はＣＰ
Ｕ等の電子回路部品を実装した電子回路基板、２２゜２
３はそれぞれ光電力カプラ９の出力端子及びそれの取付
穴である。

上記光電力カプラ９のＬＥＤＩＩは、アレイ状に配列し
たものを更に複数個並列に設けてマトリックス状に配置
しであるが、この直並列数は必要な電源電圧あるいはそ
の数に応じて適宜決定すれば良く、またバッテリ１の容
量、電圧、使用するＬＥＤＩＩの特性等を考慮して決定
すれば良い。そして、これらのＬＥＤＩＩに対して最適
な出力電圧が得られるように太陽電池１２を選択すわば
良い。その際、ＬＥＤＩＩと太陽電池１２の組合せ（種
類）は、各々の電気−光−電気の変換効率がなるべく高
く、且つ互いに波長特性の良く合っているものが望まし
い。具体的には、ＬＥＤｌｌとして発光波長略８５０ｎ
ｍの近赤外ＬＥＤ、太陽電池１２として単結晶のシリコ
ン（Ｓｉ）太陽電池の組合せを用いるか、あるいは、Ｌ
ＥＤｌｌとして発光波長略６６０ｎｍの赤外ＬＥＤ、太
陽電池１２としてアモルファスシリコン太陽電池の組合
せを用いることが望ましい。

第５１図はこの発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。この実施例は、アンチロックブレーキコントロール
システムに適用したものである。この場合、タイヤの回
転を検出するタイヤ回転センサ２４及びブレーキペダル
の操作を検出する検出スイッチ２５を設け、それらの出
力信号を制御部４に人力する。そして、この制御部４で
必要な演算、処理を行い、ドライバ素子６に制御信号を
出力させ、ソレノイド２６を駆動してブレーキの油圧調
整機２７を作動させる。この時、ブレーキペダルと油圧
調整機２７は機械的に接続されているので、」二連のア
ンチロックブレーキコントロールが可能となる。このよ
うなシステムであっても、光電力カプラ９とホトカプラ
１０によってノイズ、サージ等の影響を防止することが
できる。

第６図はこの発明の第３実施例を示すブロック図である
。この実施例は、車両の定速走行を行うクルーズコント
ロールシステムに適用したものである。この場合、車両
の速度を検出する車速センサ２８及び速度設定用のコン
トロールスイッチ２９を設け、これらのセンサ２８及び
スイッチ２９からの信号を制御部４に入力する。そして
、制御部４で必要な演算、処理を行い、ドライバ素子６
に制御信号を出力させ、アクチュエータ３０を通してス
ロットルバルブ３１の開閉駆動を行う。

この場合にも、光電力カプラ９及びホトカプラ１０によ
り、上記実施例と同様ノイズ、サージ等の影響を防止す
ることができる。

また、第４図はこの発明の第４実施例を示すブロック図
である。この実施例は、エンジンの点火タイミングのコ
ントロールシステムに適用したものであり、エンジンの
吸入空気量を検出する吸入空気量センサ３２及びクラン
ク回転角を検出するクランク回転角センサ３３が設けら
れている。これらのセンサ３２，３３の検出信号は制御
部４に入力され、ＣＰＵにて必要な演算、処理が行われ
る。その結果、制御部４からドライバ素子６に制御信号
が出力され、このドライバ素子６によってディストリビ
ュータ３４が駆動される。これにより、点火プラグ３５
の点火タイミングが適正に制御される。この場合にも、
光電力カプラ９とホトカプラ１０によってノイズ、サー
ジ等の影響が防止される。また、上記各実施例と同様、
光電力カプラ９は第４図のように他の電子回路部品と共
に同一の基板２１に搭載することができる。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば、バッテリからＣＰＵ
を有した制御部に、アレイ状の光電池を対向させて配置
した電気−光一電気変換機能を持つ光電力カプラを介し
て電力を供給するようにしたので、外部のノイズ、サー
ジ等が制御部に侵入することなく、制御部の誤動作がな
くなり、適正な制御が行われ、また制御部内で発生した
ノイズ、サージ等が外部に放出されることなく、他のシ
ステムに悪影響を及ぼすことがなくなるという効果があ
る。

また、制御部からホトカプラを介してドライバ素子に制
御信号を出力することにより、更に誤動作を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、第２
図は第１図の光電力カプラの詳細構成を示す回路図、第
３図は第１図のホトカプラの回路図、第４図は第２図の
光電力カプラを電子回路基板に搭載した状態を示す分解
斜視図、第５図はこの発明の第２実施例を示すブロック
図、第６図はこの発明の第３実施例を示すブロック図、
第７図はこの発明の第４実施例を示すブロック図、第８
図は従来の車両の電子制御システムの構成を示すブロッ
ク図である。 １−−バッテリ ２−−−−各種センサ ４−−−−−−制御部 ６−−−−−−ドライバ素子 ８・・・・・・被制御機器 ９−−−−−−光電力カプラ １０・・・・・・ホトカプラ １１−−−−−ＬＥＤ　（発光素子） １２−−−一太陽電池（光電池） １５・・・−ＬＥＤ（発光素子） ｔＳ−・・・・・ホトトランジスタ（受光素子）１８−
−−−−−　Ｌ　Ｅ　Ｄ基板 ２０−−−−−−太陽電池パネル ２１−−−−一電子回路基板 ２４−−−−一タイヤ回転センサ ２５−−−−−検出スイッチ ２６−−−−−ソレノイド ２７−・・−油圧調整機 ２８−−−−−−車速センサ ２９−−−−−−コントロールスイッチ３０　・−−−
−アクチュエータ ３１−−−−−−スロットルバルブ ３２−−−−−−吸入空気量センサ ３３−−−−−クラク回転角センサ ３４−・−ディストリビュータ ３５・−・・・点火プラグ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　車両各部の状態を検出する各種センサと、この
   センサからの検出信号に基づいて被制御機器の駆動用ド
   ライバ素子に制御信号を出力するＣＰＵを有した制御部
   とを備えた車両の電子制御システムにおいて、バッテリ
   から上記制御部に、アレイ状の発光素子とアレイ状の光
   電池を対向させて配置した電気−光−電気変換機能を持
   つ光電力カプラを介して電力を供給するようにしたこと
   を特徴とする車両の電子制御システム。
2. （２）　車輪の回転を検出する回転センサと、このセン
   サからの検出信号に基づいてブレーキの油圧調整機駆動
   用のドライバ素子に制御信号を出力するＣＰＵを有した
   制御部とを備えた車両の電子制御システムにおいて、バ
   ッテリから上記制御部に、アレイ状の発光素子とアレイ
   状の光電池を対向させて配置した電気−光−電気変換機
   能を持つ光電力カプラを介して電力を供給するようにし
   たことを特徴とする車両の電子制御システム。
3. （３）　車両の速度を検出する車速センサと、このセン
   サからの検出信号に基づいてスロットルバルブ駆動用の
   ドライバ素子に制御信号を出力するＣＰＵを有した制御
   部とを備えた車両の電子制御システムにおいて、バッテ
   リから上記制御部に、アレイ状の発光素子とアレイ状の
   光電池を対向させて配置した電気−光−電気変換機能を
   持つ光電力カプラを介して電力を供給するようにしたこ
   とを特徴とする車両の電子制御システム。
4. （４）　エンジンに吸入される空気量を検出する空気量
   センサ及びクランク回転角を検出する回転角センサと、
   これらのセンサからの検出信号に基づいてディストリビ
   ュータ駆動用のドライバ素子に制御信号を出力するＣＰ
   Ｕを有した制御部とを備えた車両の電子制御システムに
   おいて、バッテリから上記制御部に、アレイ状の発光素
   子とアレイ状の光電池を対向させて配置した電気−光−
   電気変換機能を持つ光電力カプラを介して電力を供給す
   るようにしたことを特徴とする車両の電子制御システム
   。
5. （５）　前記制御部からドライバ素子に、発光素子と受
   光素子からなるホトカプラを介して制御信号を出力する
   ようにしたことを特徴とする請求項１ないし４何れか記
   載の車両の電子制御システム。
6. （６）　前記光電力カプラは、発光波長略８５０ｎｍの
   近赤外ＬＥＤと単結晶シリコンの太陽電池を用いて構成
   したことを特徴とする請求項１ないし５何れか記載の車
   両の電子制御システム。
7. （７）　前記光電力カプラは、発光波長略６６０ｎｍの
   赤外ＬＥＤとアモルファスシリコンの太陽電池を用いて
   構成したことを特徴とする請求項１ないし５何れか記載
   の車両の電子制御システム。