CN202300670U - 发动机控制单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机控制单元，其驱动内燃机的燃料喷射装置，防止在驱动器驱动电压降低的情况下的喷射所导致的驱动器故障。在内燃机的燃料喷射装置中，具有：控制由比电池电压高的升压电压产生的电流值的高边驱动器、控制由电池电压产生的电流值的高边驱动器以及位于这些高边驱动器的下游的低边驱动器；对燃料喷射阀进行开闭驱动并控制对线圈的通电的控制单元；和监视电池电压或驱动器驱动电压的监视单元，所述控制单元根据由所述监视单元监视到的值来停止对线圈的通电即可。由此，在有可能产生驱动器故障的、驱动器驱动电压降低的情况下，能通过停止驱动来保护驱动器。

Description

发动机控制单元

技术领域

本实用新型涉及对内燃机的燃料喷射装置进行驱动的发动机控制单元。 

背景技术

在JP特开2003-8415号公报中，作为用于驱动燃料喷射装置的系统，发动机控制单元公开了对升压电压、电池电压的驱动进行切换的高边驱动器以及监视电流的低边驱动器。 

专利文献1：JP特开2003-8415号公报 

低边驱动器的栅极电压通过提供给驱动器IC的电池电压而生成，但该电压有变动。在由于无法保证的电池电压降低而低边驱动器的栅极电压降低的情况下，低边驱动器具有电阻值上升的特性。在上述专利文献1的构成中，若相对于降低后的栅极电压流过较大的电流，则低边驱动器的发热变大，有可能会导致损坏。因此需要防止出现这种情况，因此，在输入了无法保证的低电池电压的情况下，需要停止燃料喷射装置的驱动。 

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于监视电池电压或驱动器驱动电压，在电压较低的情况下停止喷射，防止低边驱动器的故障。 

为了解决上述课题，在具有对燃料喷射阀进行开闭驱动并控制对线圈的通电的驱动电路的内燃机的燃料喷射装置中，具有监视电池电压或驱动器驱动电压的功能，根据其监视值，进行控制而停止对线圈的通电。 

本发明的一种方式的发动机控制单元，其特征在于，在内燃机的燃料喷射装置中，具有：控制由比电池电压高的升压电压产生的电流值的高边驱动器、控制由电池电压产生的电流值的高边驱动器以及位于这些高边驱动器的下游的低边驱动器；控制单元，其对燃料喷射阀进行开闭驱动，并 控制对线圈的通电；和监视单元，其监视电池电压或驱动器驱动电压，所述控制单元根据由所述监视单元监视到的值，停止对线圈的通电。 

本发明的另一种方式的发动机控制单元，其特征在于，在汽车用的内燃机的燃料喷射装置中，具有：控制由比电池电压高的升压电压产生的电流值的高边驱动器、控制由电池电压产生的电流值的高边驱动器以及位于这些高边驱动器的下游的低边驱动器；控制单元，其对燃料喷射阀进行开闭驱动，并控制对线圈的通电；和监视单元，其监视搭载于所述汽车的电池的电压或驱动器驱动电压，所述控制单元基于由所述监视单元监视到的值和规定的阈值的比较，停止对线圈的通电，阈值根据所述汽车或所述内燃机的运转状态而改变。 

根据本实用新型，即使在驱动器驱动电压降低的情况下也能防止驱动器的损坏，能实现可靠性高的发动机控制单元。 

附图说明

图1是与本实用新型相关的燃料喷射装置的概要。 

图2是控制单元框图。 

图3是线圈负载的驱动波形。 

图4是本实用新型的实施例的控制单元框图。 

图5是本实用新型的实施例1(流程图)。 

图6是本实用新型的实施例2(流程图)。 

符号说明： 

1    发动机 

2    活塞 

3    吸气阀 

4    排气阀 

5    燃料喷射阀 

6    火花塞 

7    点火线圈 

8    水温传感器 

9    ECU(engine control unit，发动机控制单元) 

10 吸气管 

11 排气管 

12 三效催化剂 

13 氧传感器 

14 EGR阀 

15 收集器(collector) 

16 曲柄角传感器 

18 EGR通路 

19 节流阀 

20 AFM 

21 燃烧室 

22 加速器开度传感器 

23 燃料箱 

24 低压燃料泵 

25 高压燃料泵 

26 燃料压力传感器 

27 燃料喷射控制装置 

41 电池 

42 微机的输入输出端口 

43 电源IC 

44 微机 

45 A/D变换器 

46 微机内部的通信部 

47 驱动器IC(或预驱动器) 

48 驱动器驱动部 

49 驱动器IC内部的通信部 

50 升压电路驱动部 

51 升压电路 

52 高边驱动器 

53 低边驱动器 

54 线圈负载(燃料喷射装置) 

55 驱动电压监视电路 

56 燃料喷射装置驱动判断部 

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本实用新型的一个实施例。 

首先，利用图1来说明搭载本实施方式的燃料喷射控制装置的内燃机系统的构成。发动机1中具备：活塞2、吸气阀3、排气阀4。吸入气体通过空气流量计(AFM)20之后进入节流阀19，由作为分支部的收集器15经由吸气管10、吸气阀3而被提供给燃烧室21。通过低压燃料泵24将燃料从燃料箱23提供给内燃机，进而通过高压燃料泵25将燃料压力提高到燃料喷射所需要的压力。通过高压燃料泵25而被升压的燃料从燃料喷射阀5喷射提供给发动机1的燃烧室21，由点火线圈7和火花塞6将燃料点火。通过燃料压力传感器26来计测燃料的压力。 

燃烧后的排出气体经由排气阀4而被排出到排气管11。在排气管11中具备用于净化排出气体的三效催化剂(three way catalyst)12。在ECU(engine control unit)9中内置有燃料喷射控制装置27，对ECU输入发动机1的曲柄角传感器16的信号、AFM20的空气量信号、检测排出气体中的氧浓度的氧传感器13的信号、油门踏板开度传感器22的油门踏板开度、燃料压力传感器26等的信号。ECU9根据油门踏板开度传感器22的信号算出对发动机的要求转矩，并且进行空转状态的判定等。在ECU9中，具备根据曲柄角传感器16的信号来运算发动机转速的转速检测单元。 

另外，ECU9算出发动机1所需要的吸入空气量，并对节流阀19输出和该吸入空气量相应的开度信号。另外，ECU9的燃料喷射控制装置27算出和吸入空气量相应的燃料量，并输出用于由燃料喷射阀5进行燃料喷射的电流，对火花塞6输出点火信号。 

排气管11和收集器15之间通过EGR通路18而连接。在EGR通路18的途中具有EGR阀14。通过ECU9来控制EGR阀14的开度，并根据需要将排气管11中的排出气体回流到吸气管10。 

图2示出燃料喷射装置驱动电路的电路框图。燃料喷射装置一般内置 于图1所示的ECU9中。电池41的电压提供给ECU9，该电压也提供给电源IC43、驱动器IC47、燃料喷射装置驱动用升压电路51、高边驱动器52等。另外，通过电源IC43，将电压提供给微机44、驱动器IC47等。 

驱动器IC47具有与微机44进行通信的通信部49、升压电路驱动部50、驱动器驱动部48。从升压电路驱动部50向升压电路51发送开关信号，将被升压电路51升压后的电压提供给高边驱动器52。另外，被升压电路51升压后的电压反馈到升压电路驱动部50，由驱动器IC47判断是否再次发送开关信号。 

另外，被升压电路51升压后的电压也能反馈到微机44的A/D变换器45，能根据A/D值，通过微机44中的通信部46对驱动器IC47发送信号。另外，微机44所具有的A/D变换器除了升压电压以外，还能输入并监视来自燃压传感器或温度传感器等的信号。微机44还具有驱动外部负载或监视来自外部的信号的输入输出端口42。高边驱动器52能获得升压电路51和电池41系统的电源，具有通过升压电压来驱动的驱动器52a和通过电池电压来驱动的驱动器52b。具有根据驱动器驱动部48的驱动信号(A、B)，来使电流流向具有线圈的线圈负载54的作用。 

低边驱动器53具有根据来自驱动器驱动部48的驱动信号(C)，来使来自具有线圈的线圈负载54的电流流向接地电位的作用。另外，高边驱动器52和低边驱动器53的任一者或两者具有使用了分流电阻等的电流检测功能以及端子电压的检测功能，检测出流过驱动器以及线圈负载54的电流值，并反馈该电流值，由此进行驱动器驱动。另外，通过这些功能，还能进行对驱动器的过电流的检测、或端子的短接电源故障(天絡)、接地故障(地絡)的检测。 

在此，升压电路51、高边驱动器52、低边驱动器53在驱动器IC47的内部或外部的哪一方具备都可以，将驱动器IC47作为驱动器或预驱动器的哪一种用途来使用都可以。 

图3是表示从驱动器驱动部48输出的驱动波形和流向线圈负载54的电流的关系的图。由微机44输出决定开阀时间的Pi脉冲和决定喷射时间的Ti脉冲。根据线圈负载的特性来设定该时间Pi以及Ti，通常为恒定值。 

输入了该Pi脉冲、Ti脉冲的驱动器IC47根据该波形，向各驱动器发 送A、B、C的信号，进行驱动器的驱动。刚接受到Pi脉冲、Ti脉冲的信号之后，使信号A、B、C成为有效(ON)，开始驱动(状态61)。在此，由于升压电压比电池电压高，因此，既可以使信号B进行驱动，也可以不使信号B进行驱动。直到到达设定的峰值电流值Ipeak(开阀电流1)为止，持续该状态，由此使电流进一步增加(状态62)，在刚到达Ipeak之后，使信号A成为无效(OFF)，使信号B成为占空驱动(状态63)。 

之后，对信号B进行驱动，以保持设定的Ihold1(开阀电流2)(状态64)。此时，也可以代替信号B，而进行基于信号A的占空驱动。直到时间到达Pi为止，一直保持该状态，在刚到达时间Pi之后，变更信号B的占空比，以保持设定的Ihold2(保持电流)(状态65)。在此，也可以代替信号B，而进行基于信号A的占空驱动。 

保持该状态不变直到时间到达Ti为止(状态66)，在时间刚到达Ti之后，使有效的信号无效，结束驱动(状态67)。在该图中，还示出了升压电压(Vboost)以及电池电压(VB)的电压波形。在使信号A有效，使用升压电压时，升压电压降低(状态62)。由于能用升压电路驱动部50监视升压电压，因此，在电流到达Ipeak之后(状态63)，在使信号A成为了无效时，升压电压上升到返回设定值，到达设定值后保持设定值。 

如果，在升压电压下进行了Ihold1、Ihold2的驱动的情况下，由于在该状态下也使用升压电压，因此升压电压降低。关于电池电压，由于电池的电流容量较大，因此电压的降低较小，降低后的恢复时间也短到可以忽视的程度，因此，在图中表现为恒定。 

在此，图2、图3中的信号C多由电池电压提供，因此，信号C的电压电平根据电池电压而变动。低边驱动器53多使用场效应晶体管，具有若信号C的电压电平降低则驱动器自身的电阻值变大的特性。在输入无法保证的较低的电池电压，且流过图3的状态62那样大的电流的情况下，低边驱动器53的发热变大，有可能会损坏驱动器。在此，需要以图4为一例的监视电路。 

图4是本实用新型的实施例。是追加了驱动器驱动电压的监视电路的电路。第1个例子，追加了低边驱动器53的驱动电压监视电路55。在该例子中，监视电池电压，使用比较器等的电路来形成。驱动电压监视电路 55设置在驱动器IC47的内部或外部。 

第2个例子是用微机44的A/D变换器45来进行驱动器驱动电压的监视的方式，具有判定监视到的电压是否为低电压判定的阈值以下的燃料喷射装置驱动判断部56。另外，作为第2个例子的派生，也可以代替A/D变换器45，通过输入输出端口42的高电平/低电平判定来进行驱动器驱动电压的监视。 

图5是在流程图中示出基于图4中的第1个例子(驱动电压监视电路55)的本实用新型的实施例的图。对驱动电压监视电路55输入驱动器驱动电压(在图4的例子中是电池电压)，并测定该电压Vc(61)。在驱动电压监视电路55所识别出的电压值Vc为阈值V0以上的情况下，进行通常动作(63)，在为阈值V0以下的情况下，停止对低边驱动器驱动信号C的信号(64)。此时，也可以停止信号A以及B。 

图6是在流程图中示出基于图4的第2个例子(微机内部的燃料喷射装置驱动判断部56)的本实用新型的实施例的图。对微机44的A/D变换器45输入驱动器驱动电压(在图4的例子中是电池电压)，并测定该电压Vc(71)。由微机内部的燃料喷射装置驱动判断部56判定监视到的电压值Vc是阈值V0以上还是以下。在判定结果是为阈值V0以上的情况下，进行通常动作(74)，在为阈值V0以下的情况下，从微机内部的通信部46对驱动器IC47输出停止信号(75)，由此，停止向低边驱动器驱动信号C的信号(76)。此时，也可以用同样的方法停止信号A以及信号B。 

另外，如图4所说明的那样，也可以代替A/D变换器45，通过输入输出端口42的高电平/低电平判定，来进行与驱动器驱动电压的监视同样的判定。 

另外，在图5、图6的流程图中，作为一例举出了使阈值V0为恒定的值的方式，但也可以根据内燃机的运转状态、或搭载发动机控制单元的汽车的行驶状态等而改变。例如，在持续导致电池电压降低的行驶状态时，也可以使用更低的阈值来进行判定。 

Claims (5)

1.一种发动机控制单元，其特征在于，

在内燃机的燃料喷射装置中，具有：

控制由比电池电压高的升压电压产生的电流值的高边驱动器、

控制由电池电压产生的电流值的高边驱动器以及位于这些高边驱动器的下游的低边驱动器；

控制单元，其对燃料喷射阀进行开闭驱动，并控制对线圈的通电；和

监视单元，其监视电池电压或驱动器驱动电压，

所述控制单元根据由所述监视单元监视到的值，停止对线圈的通电。

2.根据权利要求1所述的发动机控制单元，其特征在于，

使用设置于驱动器内部或外部的电压监视电路来进行电池电压或驱动器驱动电压的监视。

3.根据权利要求1所述的发动机控制单元，其特征在于，

使用A/D变换器来进行由所述监视单元进行的电池电压或驱动器驱动电压的监视。

4.根据权利要求1所述的发动机控制单元，其特征在于，

使用微机的输入输出端口的高电平/低电平判定来进行由所述监视单元进行的电池电压或驱动器驱动电压的监视。

5.一种发动机控制单元，其特征在于，

在汽车用的内燃机的燃料喷射装置中，具有：

控制由比电池电压高的升压电压产生的电流值的高边驱动器、

控制由电池电压产生的电流值的高边驱动器以及位于这些高边驱动器的下游的低边驱动器；

控制单元，其对燃料喷射阀进行开闭驱动，并控制对线圈的通电；和

监视单元，其监视搭载于所述汽车的电池的电压或驱动器驱动电压，

所述控制单元基于由所述监视单元监视到的值和规定的阈值的比较，停止对线圈的通电，

阈值根据所述汽车或所述内燃机的运转状态而改变。 

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