JP2007170373A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つのコンデンサから、2組にグループ分けされたインジェクタのコイルへ、その各組毎の放電用トランジスタを介して放電させる燃料噴射制御装置は、インジェクタの各組毎にフェールセーフ用の第1手段と第2手段を備えている。そして、第1手段は、自己が対応する組の放電用トランジスタがオンされた時毎に、コンデンサの放電電流がしきい値Ith以上になったか否かを判定し、肯定判定すると放電用トランジスタを強制オフさせるが、そのIthを2種類に切り替え可能であり、放電電流が正規のしきい値IH以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定ではIthを低い値ILに設定する。また第2手段は、第1手段により放電電流が上記IH以上になったと判定された回数が規定値kに達したと判定すると、その組のインジェクタの駆動動作を禁止する。
【選択図】図3
Description
まず図5に示す燃料噴射制御装置は、車両に搭載された多気筒(この例では4気筒)エンジンの各気筒#1〜#4に燃料を噴射供給する4個の電磁ソレノイド式ユニットインジェクタ101,102,103,104と、その各インジェクタ101〜104のコイル101a,102a,103a,104aへの通電時間及び通電タイミングを制御することにより、各気筒#1〜#4への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する電子制御ユニット(以下、ECUと言う)100と、から構成されている。
[第1の基本動作]
まず、前述したように、駆動制御回路120は、マイコン130からの各噴射指令信号TQ1〜TQ4を、各トランジスタT10〜T40のゲートへそれぞれ出力する。
また、駆動制御回路120は、コンデンサC10からコイル101a〜104aへ放電させない期間(つまり、トランジスタT12,22をオフさせている期間)中に、上記充電制御回路110への充電許可信号をアクティブレベルにして充電回路50を作動させ、コンデンサC10を、コンデンサ電圧VCが目標電圧になるまで充電させる(図6の4段目〜6段目参照)。
そして、駆動制御回路120は、マイコン130からの噴射指令信号TQ1〜TQ4のうち、第1グループに対応する噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがローからハイになると、それと同時にトランジスタT12をオンさせる。尚、以下では、ハイになった噴射指令信号の符号として「TQx」を用いる。
駆動制御回路120は、上記第3の基本動作でトランジスタT12をオフした後も、コイルに流れる電流を抵抗R10に生じる電圧により検出する。そして、噴射指令信号TQxがハイからローになるまでの間、電流の検出値が上記目標値ipよりも小さい一定電流となるように、トランジスタT11のオン/オフ制御を行う。
また、駆動制御回路120は、トランジスタT22についても、前述した第3の基本動作と同様の制御動作を行う。
更に、駆動制御回路120は、トランジスタT21についても、前述した第4の基本動作と同様の制御動作を行う。
尚、以下に説明する各フェールセーフ機能は、インジェクタの各グループ毎にそれぞれ備えられているが、ここでは、インジェクタ101,103からなる第1グループの方を例に挙げて説明する。また、図7において、「ICOM1」とは、コモン端子COM1に流れる電流であり、「ICOM2」とは、コモン端子COM2に流れる電流であり、「VCOM1」とは、コモン端子COM1の電圧であり、「VCOM2」とは、コモン端子COM2の電圧であり、「VINJ1」とは、端子INJ1の電圧であり、「VINJ2」とは、端子INJ2の電圧である。そして、図7では、インジェクタ103,104の駆動に関する部分については図示を省略している。また、こうした図7に関する事項は、その図7と同様の他のタイムチャートについても同様である。
駆動制御回路120は、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがローからハイになる毎であって、第1グループのインジェクタ101,103を開弁させるべく、その第1グループに対応した放電用のトランジスタT12をオンさせた時毎に、コンデンサC10の放電電流が過電流判定用のしきい値Ith以上になったか否かを判定し、しきい値Ith以上になったと判定すると、放電用のトランジスタT12を強制的にオフさせる。尚、コンデンサC10の放電電流は、抵抗R00に生じる電圧に基づき、放電時にグランドラインから抵抗R00を介してコンデンサC10へ還流される電流として検出される。また、こうした第1のフェールセーフ機能を実現するための回路は、例えば特許文献1の図2に開示されている。
マイコン130は、第1グループについての上記第1のフェールセーフ機能によってコンデンサC10の放電電流がしきい値Ith以上になったと判定された回数が、規定値kに達したか否かを判定し、その規定値kに達したと判定すると、以後、噴射指令信号TQ1,TQ3の出力を禁止する(TQ1,TQ3をローのままにする)。つまり、第1グループのインジェクタ101,103を開弁させる動作を行わないようにする。
この場合、図7に示すように、第1グループの噴射指令信号TQ1,TQ3(但し、TQ3は図示省略)が出力されてから(ハイになってから)第1のフェールセーフ機能によって放電用のトランジスタT12がオフされるまでは、コンデンサC10から正常時よりも大きい電流が放電されることとなる。このため、図7の最下段に示すように、コンデンサ電圧VCは、正常時ならば、噴射指令信号TQ1〜TQ4の全てが出力されていない間に前述した駆動制御回路120の第2の基本動作によって目標電圧まで確実に復帰可能であるが、コモン端子COM1のグランドショートが発生した場合には、目標電圧まで戻り難くなる。コンデンサC10の一回の放電量が多くなり、充電時間が不足するからである(第1の課題)。
一方、コンデンサ電圧VCの過剰な低下を回避するために、第2のフェールセーフ機能における上記規定値kを小さく設定することが考えられる。つまり、コモン端子がグランドショートした方のグループに所属するインジェクタの駆動制御を早期に止めてしまうことで、コンデンサ電圧VCの過低下を防ぐということである。
そこで本発明は、インジェクタを開弁させるためのチャージコンデンサを低容量化するのに好適な燃料噴射制御装置の提供を目的としている。
第1フェールセーフ手段は、該当グループ(即ち、その第1フェールセーフ手段が対応するグループ)に所属するインジェクタを開弁させるべく、その該当グループに対応した放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値Ith以上になったか否かを判定し、しきい値Ith以上になったと判定すると、その放電用スイッチング素子を強制的にオフさせる。
即ち、第1フェールセーフ手段は、放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値Ith以上になったか否かを判定して、しきい値Ith以上になったと判定すると、放電用スイッチング素子を強制的にオフさせるが、特に、前記判定に用いるしきい値Ithを、正規の値IHと該正規の値IHよりも低い値ILとに切り替え可能に構成されていると共に、コンデンサの放電電流が前記正規のしきい値IH以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定では、しきい値Ithを正規の値IHよりも低い値ILに設定するように構成されている。
一般に、アルミ電解コンデンサは、フィルムコンデンサ等の他の種類のコンデンサと比べると、容量が同じであれば安価であるからである。また、アルミ電解コンデンサは、低温時にESR(等価直列抵抗)が大きくなって充放電性能が悪化するため、この種の燃料噴射制御装置に用いる場合に小容量化が困難であったが、前述したように本発明によればチャージコンデンサの低容量化が可能となるため、そのようなアルミ電解コンデンサを使用することができるようになる。
図1に示すように、本実施形態の燃料噴射制御装置は、前述した図5の燃料噴射制御装置と同様に、エンジンの各気筒#1〜#4毎に設けられた4個のインジェクタ101〜104と、その各インジェクタ101〜104のコイル101a〜104aへの通電時間及び通電タイミングを制御するECU1とから構成されている。尚、図1において、図5に示した構成要素と同じものについては、その図5と同じ符号を付しているため説明は省略する。また、コンデンサC10としては、アルミ電解コンデンサを用いている。
本実施形態のECU1に備えられた駆動制御回路3には、インジェクタ101〜104の各グループ毎について、放電制御部5,7が設けられている。
まず、コンデンサC10の負極側端子と抵抗R00との接続点が、直列な2つの抵抗31,32を介して比較器17の反転入力端子(−端子)に接続されており、更に、その比較器17の反転入力端子は、抵抗33により一定電圧VD(例えば5V)にプルアップされている。また、抵抗31,32同士の接続点とグランドラインとの間には、比較器17を保護するためのツェナーダイオード29が、それのアノードをグランドライン側にして接続されている。
そして、ラッチ回路13のリセット(R)端子には、ワンショット回路21の出力信号が入力されるが、そのワンショット回路21は、第1グループに対応する噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがローからハイになる度に、微小な一定時間だけハイになるパルス信号を出力する。よって、ラッチ回路13は、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがハイに変化する度にリセットされる。
まず、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがハイに変化すると、ワンショット回路21によってラッチ回路13のリセットが行われるため、その時点でラッチ回路13の出力は必ずローとなる。よって、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがハイになって放電制御信号生成回路9の出力信号がローになると、ノア回路11の出力がハイとなり、放電用トランジスタT12がオンして、コンデンサC10の放電が開始される。
すると、比較器17の出力がハイになってラッチ回路13,15がセット状態になり、その各ラッチ回路13,15の出力がハイになる。
つまり、放電制御部5では、基本的には、第1グループのインジェクタ101,103を開弁させるべく放電用トランジスタT12をオンさせた時毎に、コンデンサC10の放電電流が過電流判定用のしきい値Ith以上になったか否かを比較器17により判定して、しきい値Ith以上になったと判定するとトランジスタT12を強制的にオフさせるようにしているが、特に、過電流判定用のしきい値Ithを正規の値IHと、それよりも低い値ILとに切り替え可能に構成されていると共に、コンデンサC10の放電電流が正規のしきい値IH以上になったと判定すると、次回以降の「N−1」回の判定では、しきい値Ithを正規の値IHよりも低い値ILに設定するようになっている。
定電流制御信号生成回路41は、前述した第4の基本動作を行うための回路であって、トランジスタT11をオン/オフさせるための定電流制御信号として、ローアクティブの信号を出力する回路である。即ち、定電流制御信号生成回路41は、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがハイになっている間、コイルに流れる電流を抵抗R10に生じる電圧により検出する。そして、電流の検出値が一定電流となるように、定電流制御信号としての出力信号をローとハイとに切り替える。具体的には、電流の検出値が目標の一定電流よりも若干低い下側しきい値以下であれば、トランジスタT11をオンさせるために出力信号をローにし、電流の検出値が目標の一定電流よりも若干高い上側しきい値以上であれば、トランジスタT11をオフさせるために出力信号をハイにする。そして、噴射指令信号TQ1,TQ3がローになると、出力信号をハイのままにする。
また、ラッチ回路45のリセット(R)端子には、ワンショット回路49の出力信号が入力されるが、そのワンショット回路49は、第1グループに対応する噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがローからハイになる度に、微小な一定時間だけハイになるパルス信号を出力する。よって、ラッチ回路45は、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがハイに変化する度にリセットされ、比較器47の出力がハイになるとセット状態になる。
まず、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがハイに変化すると、ワンショット回路49によってラッチ回路45のリセットが行われるため、その時点でラッチ回路45の出力は必ずローとなる。よって、噴射指令信号TQ1,TQ3の何れかがハイになった後、定電流制御信号生成回路41の出力信号がローになると、オア回路43の出力がローとなってトランジスタT11がオンする。
ここで、コモン端子COM1がグランドショートしていない正常時には、比較器47の入力電圧が上記電圧Vr3にまで低下することはない。このため、正常時には、比較器47の出力はローのままであり、ラッチ回路45はリセット状態のままとなる。
図2は、マイコン130が第2のフェールセーフ機能のために実施する処理を表すフローチャートである。尚、図2の処理は、インジェクタの第1グループと第2グループとのそれぞれについて実行されるが、ここでは、第1グループについて実行される場合を例に挙げて説明する。また、図2においては、符号の添え字として「*」と「※」とが記載されているが、図2の処理が第1グループについて実行される場合、「*」は「1」であり、「※」は1又は3である。一方、図2の処理が第2グループについて実行される場合、「*」は「2」であり、「※」は2又は4である。
ここで、kは、第2のフェールセーフ機能における前述した規定値であって、コンデンサC10の放電電流に関して正規のしきい値IHで過電流検出を実施したい回数であり、(N−1)は、第1のフェールセーフ機能において、過電流判定のしきい値が低い値ILに設定されることとなる連続回数である。
また、上記S170にて、カウンタCT1の値が判定値m以上になったと判定したならば、S180へ進んで、噴射指令信号TQ1,TQ3の出力を禁止する処理(ローのままにする処理)を行い、その後、当該図2の処理を終了する。
Claims (5)
- 内燃機関の各気筒毎に設けられ、コイルへの通電により開弁して、対応する気筒に燃料を噴射供給すると共に、複数組にグループ分けされた複数のインジェクタと、
前記各インジェクタ毎に設けられ、対応するインジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上にそれぞれ直列に接続された複数の駆動用スイッチング素子と、
電源電圧よりも高い高電圧を生成してコンデンサを充電する充電手段と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、対応するグループに所属するインジェクタのコイルの端部のうち、前記駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された複数の通電用配線と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、オンすることで前記各通電用配線を前記コンデンサの高電圧側の端子にそれぞれ接続させる複数の放電用スイッチング素子と、
前記複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、開弁させるべきインジェクタ(以下、開弁対象インジェクタという)に対応する駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子をオンさせて、前記コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルに放電させる制御手段とを備え、
更に、前記インジェクタの各グループ毎について、
該当グループに所属するインジェクタを開弁させるべく、その該当グループに対応した放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値以上になったか否かを判定し、しきい値以上になったと判定すると、前記放電用スイッチング素子を強制的にオフさせるフェールセーフ手段を備えた燃料噴射制御装置において、
前記フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値を、正規の値と該正規の値よりも低い値とに切り替え可能に構成されていると共に、前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定すると、前記しきい値を前記正規の値よりも低い値に設定すること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。 - 内燃機関の各気筒毎に設けられ、コイルへの通電により開弁して、対応する気筒に燃料を噴射供給すると共に、複数組にグループ分けされた複数のインジェクタと、
前記各インジェクタ毎に設けられ、対応するインジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上にそれぞれ直列に接続された複数の駆動用スイッチング素子と、
電源電圧よりも高い高電圧を生成してコンデンサを充電する充電手段と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、対応するグループに所属するインジェクタのコイルの端部のうち、前記駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された複数の通電用配線と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、オンすることで前記各通電用配線を前記コンデンサの高電圧側の端子にそれぞれ接続させる複数の放電用スイッチング素子と、
前記複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、開弁させるべきインジェクタ(以下、開弁対象インジェクタという)に対応する駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子をオンさせて、前記コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルに放電させる制御手段とを備え、
更に、前記インジェクタの各グループ毎について、
該当グループに所属するインジェクタを開弁させるべく、その該当グループに対応した放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値以上になったか否かを判定し、しきい値以上になったと判定すると、前記放電用スイッチング素子を強制的にオフさせる第1フェールセーフ手段と、
前記第1フェールセーフ手段により前記放電電流が前記しきい値以上になったと判定された回数が、規定値に達したか否かを判定し、規定値に達したと判定すると、以後、該当グループに所属するインジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止する第2フェールセーフ手段と、
を備えた燃料噴射制御装置において、
前記第1フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値を、正規の値と該正規の値よりも低い値とに切り替え可能に構成されていると共に、前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定では、前記しきい値を前記正規の値よりも低い値に設定するように構成されており、
前記第2フェールセーフ手段は、前記第1フェールセーフ手段により前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定された回数が、前記規定値に達したか否かを判定し、前記規定値に達したと判定すると、以後、当該第2フェールセーフ手段に対応したグループに所属するインジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止すること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。 - 請求項2に記載の燃料噴射制御装置において、
前記制御手段は、前記複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子を、前記コンデンサから該開弁対象インジェクタのコイルに流れる電流が所定の目標値に達するまでオンさせるように構成されており、
前記第1フェールセーフ手段が前記判定に用いるしきい値のうち、前記正規の値よりも低い方の値は、前記目標値と同じか前記目標値付近の値であること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。 - コイルへの通電により開弁して内燃機関に燃料を噴射供給するインジェクタと、
前記インジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上に直列に接続された駆動用スイッチング素子と、
電源電圧よりも高い高電圧を生成してコンデンサを充電する充電手段と、
前記インジェクタのコイルの端部のうち、前記駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された通電用配線と、
オンすることで前記通電用配線を前記コンデンサの高電圧側の端子に接続させる放電用スイッチング素子と、
前記インジェクタを開弁させる際には、前記駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、前記放電用スイッチング素子をオンさせて、前記コンデンサから前記インジェクタのコイルに放電させる制御手段と、
前記放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値以上になったか否かを判定し、しきい値以上になったと判定すると、前記放電用スイッチング素子を強制的にオフさせる第1フェールセーフ手段と、
前記第1フェールセーフ手段により前記放電電流が前記しきい値以上になったと判定された回数が、規定値に達したか否かを判定し、規定値に達したと判定すると、以後、前記インジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止する第2フェールセーフ手段と、
を備えた燃料噴射制御装置において、
前記第1フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値を、正規の値と該正規の値よりも低い値とに切り替え可能に構成されていると共に、前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定では、前記しきい値を前記正規の値よりも低い値に設定するように構成されており、
前記第2フェールセーフ手段は、前記第1フェールセーフ手段により前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定された回数が、前記規定値に達したか否かを判定し、前記規定値に達したと判定すると、以後、前記インジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止すること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。 - 請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の燃料噴射制御装置において、
前記コンデンサは、アルミ電解コンデンサであること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。
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