JPS6050976B2 - Ａｄ変換回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン制御用のセンサのアナログ出力をプ
ロセツサヘ入力する為のＡＤ変換回路に関するものであ
る。

自動車等のエンジンをマイクロプロセッサにより制御す
る方式が知られており、例えば、エンジンの動作状態に
関する情報を種々のセンサにより検出して油変換回路に
加え、ＡＤ変換回路の出力をマイクロプロセッサに入力
し、マイクロプロセー − 一ー 一 υ゛一 ・ 魯
、なム ユー＾ｒｉηＥ）ァ レ い ィ、ノ゛ウ、ノ
ｎ、燃料噴射等の制御を行なうものである。

この場合の油変換回路としては、積分型が多く用いられ
てり、例えば第１図に示す構成を有するものである。第
１図に於いて、ＡＤＣは積分型ＡＤ変換器で、複数のセ
ンサ５、〜５、の出力をそれぞれ加えるＣＨ、〜ＣＨ。

端子、これらのＣＨ、〜Ｃル端子を選択するアドレス情
報を加えるＡ０〜Ａ２端子、アース用のＶ、、端子、積
分用コンデンサＣを接続するＣＡＰ端子、積分開始のス
タート信号を加えるＳＴ端子、変換出力をマイクロプロ
セッサμＣＰＵへ送出するＥＯＣ端子、電源電圧ＶＤＤ
を加えるＶＤ端子、参照電圧を加えるＶＲ端子等を有す
るものである。又センサ５、、５２はサーミスタ等によ
り構成された水温及び吸気温センサ、センサｓ。はスロ
ットルセンサ、センサｓ。は圧力検出素子を含むブリッ
ジ回路構成の吸気圧センサであり、又Ｒ、〜Ｒ。は抵抗
である。第２図は動作説明図であり、マイクロプロチッ
ＪサμＣＰＵからのアドレス情報によりＣＨ１〜ＣＨ４
端子の何れか１個が選択され、第２図ａに示すように’
’０’’のスタート信号がＳＴ端子に加えられると、選
択されたセンサのアナログ出力電圧によりコンデンサＣ
の充電が行なわれ、スタート信号がｉ’’１’’に復帰
することにより、コンデンサＣから定電流放電が開始さ
れる。

従つてコンデンサＣの電圧は第２図ｂに示すように、セ
ンサのアナログ出力電圧まで充電された後、一定の傾斜
で低下する。従つてＥＯＣ端子からは第２図ｃに示す出
力が得られる。センサのアナログ出力電圧をＶｘ，■８
端子に加える参照電圧を■，とすると、の関係が得られ
る。

なおＴＯはオフセット電圧による放電時間、Ｔ、は参照
電圧■の放電に要する時間である。（１）式から判るよ
うにセンサのアナログ出力電圧■ｘと、第２図ｃに示す
時間Ｔｘとはレシオメトリックな特性を有することにな
り、時間ＴｘをマイクロプロセッサμＣＰＵで計測する
ことによりセンサのアナログ出力電圧■ｘを計測するこ
とができる。センサＳ１〜Ｓ４のアナログ出力電圧は、
参照電圧■，によつてその大きさが変化することになる
が、（１）式に示すようにセンサＳ１〜Ｓ４のアナログ
出力電圧■ｘと参照電圧■との比に関連した時間Ｔぇの
変換出力が得られるので、参照電圧■１の変化の影響を
打消すことができる。

又センサＳｌ，Ｓ２の出力電圧■Ｘｌ，■Ｘ２は、セン
サＳｌ，Ｓ２の温度に対応した抵抗値をＲＸｌ，ＲＸ２
は、 ■Ｘ１＝となるが、スロットセンサＳ３及び吸気
圧センサＳ４は少なくとも５Ｖ程度の電圧を加えないと
直線性が劣化して正確な出力電圧が得られないものとな
る。従つてセンサＳ１〜Ｓ４に加える電圧を５Ｖとする
と、出力電圧は０〜５Ｖの範囲となり参照電圧■、は５
Ｖを必要とし、又ＡＤ変換器Ｍ℃の変換動−作を保証す
る為には■く■ＤＤ−２（■）即ち■。端子に加える電
圧Ｖ。Ｏは参照電圧■より２Ｖ大きくなければならない
ので、電圧ＶＤＤは少なくとも７Ｖ以上必要とすること
になる。なお鳩変換器ＡＤＣが油変換動作を行なう為に
は電圧■。ｏは少−なくとも４．５Ｖ以上であることが
必要である。しかし、エンジン始動時には、スタータモ
ータにバッテリから大電流が供給される為、バッテリ電
圧■Ｂは著しく低下するものである。例えば第３図に示
すように、時亥膓にイグニシヨンキーをオンとすること
により、スイッチを介したバッテリ電圧■８は通常は８
■以上のものである。そしてリレーが動作してスタータ
モータにバッテリから電流が時刻ちに供給されると、例
えば４．５Ｖ程度に低下する場合があり、エンジンが回
転して例えば４００ｒ′．Ｐ．ｍ程度となると所謂完爆
状態となる。これは時刻らに於ける状態で、スタータモ
ータの電流が遮断されると共に、エンジンによつて駆動
さｌれるジェネレータの発生電圧が上昇して８Ｖ以上と
なる。このようなエンジン始動時では、バッテリ電圧■
Ｂが前述の如く低下し、■、く■ＤＤ−２の条件を満足
しない場合、即ち抵ｔｌ／ＬＲ２に流れる電流が減少し
て電圧降下が２Ｖ以下になつた場合には油変換動作を保
証できないものとなり、又センサＳ３，Ｓ４への印加電
圧が５Ｖ以下に低下するようなバッテリ電圧■８低下が
生じると、センサＳ３，Ｓ４の出力電圧が吸気圧等に比
例しないものとなる。

即ち”エンジン始動時のバッテリ電圧■８の低下により
正確な油変換ができないものとなる。本発明は、エンジ
ン始動時に必要とする水温、吸気温等の検出情報につい
ては、バッテリ電圧の低下によつて油変換動作を保証し
得るようにすることを目的とするものである。

以下実施例について詳細に説明する。第４図は本発明の
実施例を示し、第１図と同一符号は同一部分を示し、Ｄ
１〜Ｄ３は順方向電圧■ｄによつてＶＤ端子とＶＲ端子
とにそれぞれ加えられる電圧■ＤＤ，■との間に２Ｖ以
上の差を与える為のダイオード、ＶＣＳは定電圧回路、
Ｃ１はコンデンサ、ＺＤはツェナダイオード、Ｒ９，Ｒ
ｌＯは抵抗、ＲＧは直列制御型等の定電圧制御回路てあ
る。

抵抗ＲｌＯはダイオードＤ１〜Ｄ３をオン状態に維持し
得るように電流を流す為のものであり、センサＳｌ，Ｓ
２及びＶＲ端子側へ流れる電流がダイオードＤ１〜Ｄ３
をオン状態とする程度に常に流れる場合は省略すること
もできる。又抵抗Ｒ９はツェナダイオード小に流れる電
流によつてＶＤ端子に加わる電圧■ＤＯを一定化する為
のものである。エンジンの燃料噴射時間幅は、エンジン
始動時には水温と吸気温との検出情報によつてのみ定ま
る一定の時間幅に制御され、エンジン始動後はスロット
ル及び吸気圧の検出情報も使用して時間幅が制御される
ものであり、水温センサＳ１と吸気温センサＳ２とは、
それぞれ抵１１／ＬＲ３，Ｒ４を介して■Ｒ端子に加え
る参照電圧■が印加され、抵抗Ｒ５，Ｒ６を介してＣＨ
ｌ，ＣＨ２端子に接続されている。

又スロットルセンサＳ３と吸気圧センサＳ４とは、定電
圧制御回路ＲＧの出力の例えば５Ｖ±１０％の電圧■。
。が加えられ、抵抗Ｒ７，Ｒ８を介してＣＨ３，ＣＨ４
端子に接続されている。又電圧■ＣｃはＣＨ３，ＣＨ４
端子への入力電圧の参照電圧とする為にＣＦＩ５端子に
加えるものである。定電圧回路ＶＣＳの抵抗Ｒ９による
電圧降下をＶＲ９とすると、■ｏ端子に加えられる電圧
■。

ｏは、゛となり、又ダイオードＤ１〜Ｄ３の順方向電圧
を■６とすると、■Ｒ端子に加えられる参照電圧■はと
なる。この順方向電圧■ｄはダイオードＤ１〜Ｄ３に流
れる電流が変化してもほぼ一定であり、従つて■６＝２
（■）とすると、■くＶＤＤ−２の条件を常に満足させ
ることができる。又水温センサＳ１と吸気温センサＳ２
との出力電圧■Ｘｌ，■Ｘ２及びＥＯＣ端子からのＡＤ
変換出力信号とは（１）〜（３）式で示すように、参照
電圧■１の変化の影響を受けないものとなり、バッテリ
電圧■Ｂが低下しても水温と吸気温の検出出力電圧のＡ
Ｄ変換が可能となる。例えばバッテリ電圧■Ｂが５Ｖと
なつたとき、定電圧回路■ＣＳのツェナダイオードＺＤ
はオフ状態となつて定電圧動作ができない状態となり、
抵抗Ｒ９による電圧降下は、ＡＤ変換器ＡＤＣやセンサ
Ｓｌ，Ｓ２に流れる電流が２ｒＴ１Ａ程度となることに
より、例えば０．５Ｖとなつたとすると、ＶＤＤ＝４．
５Ｖとなり、又■ｄ＝２ＶとするとＶｒ＝２．５Ｖとな
つて、センサＳｌ，Ｓ２の出力電圧■Ｘｌ，■Ｘ２はＯ
〜２．５Ｖとなる。

■Ｃ．Ｄ＝４．５Ｖであるから鳩変換器ＡＤＣは動作可
能であり、又■く■。ｏ−２であるからセンサＳｌ，Ｓ
２の出力電圧のＡＤ変換が行なわれることなる。即ちバ
ッテリ電圧■Ｂが５Ｖに低下しても水温センサＳ１と吸
気温センサＳ２との出力電圧の油変換が可能であるから
、エンジン始動時の制御を行なうことができる。又エン
ジン始動時はスロットルセンサＳ３と吸気圧センサＳ４
との出力電圧についてＡＤ変換を必要としないものであ
るから、定電圧制御回路ＲＧの出力電圧■。

。が変動してもエンジン始動制御には影響がないことな
る。エンジンが完爆状態となつてバッテリ電圧Ｖ８が５
Ｖ以上に上昇し、ツェナダイオード小のツェナ電圧を７
．５Ｖとすると、定電圧回路■ＣＳによりＶＤ端子には
７．５Ｖの電圧■ＤＯが加えられ、参照電圧■は５．５
Ｖとなる。又定電圧制御回路ＲＧは５Ｖ±１０％の電圧
■Ｃｃを出力し、スロットルセンサＳ３と吸気圧センサ
Ｓ４とに電圧■。。を印加し、所望のダイナミックレン
ジの出力電圧をＣＩ（３，Ｃ１Ｉ１端子に加えることが
できる。又ＣＨ５端子に電圧Ｖｃｃが加えられてＡＤ変
換されるので、マイクロプロセッサμＣＰＵに於いて、
ＣＨ３，ＣＨ４端子をＡ。−〜端子のアドレス情報によ
つて選択してＡＤ変換した出力信号と、ＣＨ５端子を選
択してＡＤ変換した出力信号との比を求めることにより
、スロットル及び吸気圧を検出することができる。なお
水温センサＳ１と吸気温センサＳ２の出力電圧について
も油変換されることになる。又ダイオードＤ１〜Ｄ３の
代わりにツェナダイオードを用いることも可能であり、
少なくとも２■の定電圧素子として、電源端子■。

と参照電圧端子■１との間２Ｖの電位差がバッテリ電圧
■８の変動時にも得られるようにすれば良いものである
。以上説明したように、本発明は、ＡＯ−Ａ２端子への
アドレス情報によつて入力端子ＣＨｌ〜ＣＨ５を選択し
てアナログ電圧を鳩変換する積分型油変換器ＡＤＣの電
源端子■。にはバッテリ電圧■８を定電圧回路ＶＣＳを
介して電圧■ＤＤとして加え、ξ電源端子■Ｄと参照電
圧端子■Ｒとの間にはダイオードＤ１〜Ｄ３等の定電圧
素子を接続し、エンジン始動時に必要とする水温、吸気
温等の情報を検出するセンサＳｌ，Ｓ２には、参照電圧
端子ＶＲから抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して参照電圧■１を加
え、エンジン・始動後に必要とするスロットル、吸気圧
等の情報を検出するセンサＳ３，Ｓ４にはバッテリ電圧
■８を定電圧制御回路ＲＧにより安定化した電圧ＶＯ。
を加えるものであり、エンジン始動時に於いても定電圧
素子により電源電圧Ｖ。Ｏと参照電圧Ｖ、とのノ所定の
電位差が得られるので、バッテリ電圧■８が低下しても
、エンジン始動時に必要とする検出情報のＡＤ変換出力
が得られることなる。又エンジン始動後は、各センサの
ダイナミックレンジを広くし得るようにして、油変換動
作を行なうことができるから、エンジン制御の為の鳩変
換の信頼性を向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油変換回路、第２図はＡＤ変換の動作説
明図、第３図はエンジン始動時のバッテリ電圧の説明図
、第４図は本発明の実施例の鳩変換回路を示すものであ
る。 ＡＤＣは積分型ＡＤ変換器、ＶＤは電源端子、■１は参
照電圧端子、ＣＨｌ〜ＣＨ５は入力端子、ん〜Ａ２はア
ドレス情報入力端子、ＳＴはスタート信号入力端子、Ｅ
ＯＣはＡＤ変換信号出力端子、Ｃは積分用コンデンサ、
μＣＰＵはマイクロプロセッサ、ＶＣＳは定電圧回路、
ＲＧは定電圧制御回路、Ｓ１〜Ｓ４はセンサ、Ｒ１〜Ｒ
ｌＯは抵抗、Ｄ１〜Ｄ３はダイオード、小はツェナダイ
オードである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン制御用のセンサのアナログ出力電圧をＡＤ
   変換してプロセツサへ入力する為のＡＤ変換回路に於い
   て、前記プロセッサからのアドレス情報によつて選択さ
   れた入力端子へのアナログ電圧をＡＤ変換して出力する
   積分型ＡＤ変換器の電源端子に定電圧回路を介してバッ
   テリ電圧を印加し、該電源端子と参照電圧端子との間に
   定電圧素子を接続し、該参照電圧端子に抵抗を介してエ
   ンジン始動時必要とする情報を検出する水温、吸気温等
   のセンサを接続し、エンジン始動後に必要とする情報を
   検出するスロットル、吸気圧等のセンサに前記バッテリ
   電圧を定電圧制御回路により安定化した電圧を印加する
   構成としたことを特徴とするＡＤ変換回路。