JP2014060266A - Solenoid valve drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置に関する。 The present invention relates to a solenoid valve driving device that drives a solenoid valve.
例えば車両に搭載された内燃機関の各気筒にそれぞれ燃料を噴射供給するインジェクタ(燃料噴射弁)としては、コイルへの通電により開弁する電磁弁が使用されている。このようなインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置は、入力される噴射信号に従ってコイルへの通電を行う。噴射信号は、コイルへの通電開始タイミングや通電時間(換言すれば通電終了タイミング)を規定するものであり、この噴射信号により、内燃機関への燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御している。 For example, as an injector (fuel injection valve) for injecting and supplying fuel to each cylinder of an internal combustion engine mounted on a vehicle, an electromagnetic valve that is opened by energizing a coil is used. An injector driving device that drives such an injector energizes the coil in accordance with an input injection signal. The injection signal defines the energization start timing and energization time (in other words, energization end timing) to the coil, and the fuel injection timing and the fuel injection amount to the internal combustion engine are controlled by this injection signal.
また、こうしたインジェクタ駆動装置としては、通電開始タイミングでコンデンサからコイルへ規定の大電流(いわゆるピーク電流)を流すことによりインジェクタを速やかに開弁させ、開弁後は、コンデンサからの放電を停止させると共に通電期間が経過するまでコイルへ一定電流を供給してインジェクタを開弁状態に保持させる構成のものが知られている。コンデンサからコイルへの放電は、この両者間に設けられた放電制御用のスイッチング素子をオンすることにより行われる。また、開弁保持用の一定電流の供給は、車両の直流電源とコイルとの間に設けられた定電流制御用のスイッチング素子をオン・オフ駆動(デューティ駆動)することにより行われる(例えば、特許文献1参照。)。 In addition, in such an injector driving device, a specified large current (so-called peak current) is flowed from the capacitor to the coil at the start of energization, whereby the injector is quickly opened, and after the valve is opened, the discharge from the capacitor is stopped. At the same time, a configuration is known in which a constant current is supplied to the coil until the energization period elapses to hold the injector in a valve-open state. Discharge from the capacitor to the coil is performed by turning on a discharge control switching element provided between the two. Further, the supply of the constant current for maintaining the valve opening is performed by turning on / off driving (duty driving) a constant current control switching element provided between the DC power source and the coil of the vehicle (for example, (See Patent Document 1).
なお、上記構成のインジェクタ駆動装置では、コイルに流れる電流を検出するために、通電経路におけるコイルよりも下流側に電流検出抵抗が設けられている。コイルに流れる電流がピーク電流に到達したか否かの判断(即ち放電停止タイミングの判断)や、開弁後にコイルへの電流を一定に保持するための電流フィードバック制御は、その電流検出抵抗により検出された電流に基づいて行われる。 In the injector driving device having the above configuration, a current detection resistor is provided on the downstream side of the coil in the energization path in order to detect the current flowing through the coil. Whether the current flowing in the coil has reached the peak current (i.e., determination of discharge stop timing) or current feedback control to keep the current to the coil constant after opening the valve is detected by the current detection resistor Is performed based on the generated current.
ところで、上記構成のインジェクタ駆動装置では、当該装置とコイルとの間の配線が車両のボディに接触するなどしてグランドラインへ短絡する故障(以下「地絡」ともいう)が発生するおそれがある。仮に、その配線のうち例えば通電経路の上流側が地絡(以下「ハイサイド地絡」ともいう)が生じると、通電開始タイミングで通電を開始したときに上流側へ過大な電流が流れ、放電制御用のスイッチング素子が破損するなどの種々の故障を引き起こすおそれがある。そのため、このようなハイサイド地絡を検出するための何らかの対策をとる必要がある。 By the way, in the injector driving device having the above-described configuration, there is a possibility that a failure (hereinafter also referred to as “ground fault”) occurs in which the wiring between the device and the coil contacts the vehicle body and is short-circuited to the ground line. . If, for example, a ground fault occurs on the upstream side of the current-carrying path in the wiring (hereinafter also referred to as “high-side ground fault”), an excessive current flows upstream when the current-carrying is started at the power-on start timing. There is a risk of causing various failures such as breakage of the switching element. Therefore, it is necessary to take some measures for detecting such a high-side ground fault.
これに対し、特許文献1には、コンデンサからコイルへの放電経路におけるコンデンサの負極側の一端とグランドラインとの間に放電電流検出抵抗を設け、この放電電流検出抵抗により検出される放電電流に基づいてハイサイド地絡を検出する方法が記載されている。
On the other hand, in
しかし、特許文献1に記載のハイサイド地絡検出方法では、ハイサイド地絡を検出するために放電電流検出抵抗を設ける必要がある。しかも、その放電電流検出抵抗には、当然ながら、コンデンサからコイルへの放電が行われる度に大電流が流れ、これにより放電電流検出抵抗での損失が発生し、装置の発熱が大きくなる。そのため、放電電流検出抵抗による発熱を考慮した放熱設計が必要になる。さらに、放電電流検出抵抗からの検出信号をIC等の検出回路に取り込むにあたっては、通常、入力保護のためにノイズ除去用のコンデンサを設ける必要がある。
However, in the high-side ground fault detection method described in
つまり、特許文献1に記載の方法では、ハイサイド地絡を検出するために放電電流検出抵抗が別途必要になるのはもちろん、それに伴う放熱設計や回路保護等の各種対策も必要になり、駆動装置を構成する回路基板の大型化やコストアップを招く。そのため、装置構成の大型化やコストアップを抑えながらハイサイド地絡を検出できるようにすることが望まれる。
In other words, the method described in
また、インジェクタ駆動装置からコイルへ至る配線において生じる短絡故障には、上記のハイサイド故障だけでなく、通電経路の下流側が地絡するローサイド地絡や、通電経路が電源側に短絡する故障(以下「天絡」ともいう)もあり、これら各種短絡故障についても、故障発生時にはそれを検出して、何らかの対策を取る必要がある。 In addition, the short-circuit failure that occurs in the wiring from the injector drive unit to the coil includes not only the above-mentioned high-side failure, but also a low-side ground fault in which the downstream side of the energization path is grounded, or a failure in which the energization path is short-circuited to the power supply side (hereinafter referred to as These various short-circuit faults must also be detected when a fault occurs and some measures must be taken.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電磁弁を駆動する駆動装置において、装置構成の大型化やコストアップを抑えつつ、駆動装置からコイルへの通電経路の短絡故障を検出できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a drive device that drives an electromagnetic valve, it is possible to detect a short-circuit failure in a current-carrying path from the drive device to the coil while suppressing an increase in the size and cost of the device configuration. The purpose is to do.
上記課題を解決するためになされた本発明は、電磁弁のコイルに供給する電気エネルギーが蓄積されるコンデンサと、このコンデンサを充電する充電手段と、放電制御スイッチング手段と、保持電流供給手段と、電流検出手段と、駆動制御手段と、異常判定手段とを備えることを特徴とする電磁弁駆動装置である。 The present invention made in order to solve the above problems includes a capacitor in which electrical energy supplied to the coil of the electromagnetic valve is stored, a charging means for charging the capacitor, a discharge control switching means, a holding current supply means, An electromagnetic valve drive device comprising: current detection means; drive control means; and abnormality determination means.
充電手段は、少なくとも電磁弁を開弁させるために必要な電気エネルギーである所要開弁エネルギーがコンデンサに蓄積されるようにそのコンデンサを充電する。放電制御スイッチング手段は、コイルに電流を流すための通電経路におけるコイルよりも上流側であってコンデンサからコイルへの放電電流が流れる放電経路に設けられ、その放電経路を導通・遮断する。保持電流供給手段は、コイルへ電磁弁の開弁状態を保持させるための所定の保持電流を供給する。電流検出手段は、通電経路におけるコイルよりも下流側に設けられ、コイルに流れる電流を検出する。 The charging means charges the capacitor so that at least required opening energy, which is electric energy necessary for opening the solenoid valve, is accumulated in the capacitor. The discharge control switching means is provided in the discharge path upstream of the coil in the energization path for flowing current to the coil and through which the discharge current flows from the capacitor to the coil, and conducts and blocks the discharge path. The holding current supply means supplies a predetermined holding current for holding the open state of the electromagnetic valve to the coil. The current detection means is provided on the downstream side of the coil in the energization path and detects a current flowing through the coil.
また、駆動制御手段は、所定の通電開始タイミングで、放電制御スイッチング手段による放電経路の導通および保持電流供給手段による保持電流の供給を、同時に開始させるか、または何れか一方のみ開始させて他方はその通電開始タイミングよりも所定の遅延時間だけ遅らせて開始させ、コイルへ所要開弁エネルギーが供給されたら、放電制御スイッチング手段により放電経路を遮断させると共に所定の通電時間が経過するまでの間は電流検出手段により検出される電流が保持電流に維持されるように放電制御スイッチング手段を制御する。 Further, the drive control means starts the conduction of the discharge path by the discharge control switching means and the supply of the holding current by the holding current supply means at a predetermined energization start timing at the same time, or starts only one of them, and the other When the required valve opening energy is supplied to the coil, the discharge path is interrupted by the discharge control switching means and the current is passed until the predetermined energization time elapses. The discharge control switching means is controlled so that the current detected by the detection means is maintained at the holding current.
そして、異常判定手段は、通電開始タイミング後、コイルへ所要開弁エネルギーが供給されるよりも前の所定の異常判定タイミングで、電流検出手段により検出された電流が保持電流よりも低い所定の電流閾値以下であるか否か判断し、電流閾値以下である場合に、通電経路の異常を判定する。 The abnormality determination means is a predetermined current whose current detected by the current detection means is lower than the holding current at a predetermined abnormality determination timing after the energization start timing and before the required valve opening energy is supplied to the coil. It is determined whether or not it is equal to or less than a threshold value.
このように構成された本発明の電磁弁駆動装置では、従来のように異常判定用に別途検出抵抗を設けることなく、通常の通電制御で用いられる電流検出手段の検出結果を利用して、通電経路の短絡故障の検出を可能としている。しかも、コイルへ所要開弁エネルギーが供給されるよりも前に判定を行うようにしているため、仮に短絡故障が発生している場合であっても、電流の過度な上昇を抑えたり短絡故障時の通電時間を抑えたりすることもでき、その分、短絡故障に伴う発熱を抑えることができる。 In the electromagnetic valve driving device of the present invention configured as described above, the detection of current detection means used in normal energization control is performed without providing a separate detection resistor for abnormality determination as in the prior art. It is possible to detect short circuit faults in the path. In addition, since the determination is made before the required valve opening energy is supplied to the coil, even if a short-circuit failure occurs, an excessive increase in current is suppressed or a short-circuit failure occurs. It is also possible to suppress the energization time, and to that extent, it is possible to suppress heat generation due to a short circuit failure.
そのため、本発明の電磁弁駆動装置によれば、装置構成の大型化やコストアップを抑えつつ、駆動装置からコイルへの通電経路の短絡故障を検出することができる。
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
Therefore, according to the solenoid valve drive device of the present invention, it is possible to detect a short-circuit failure in the energization path from the drive device to the coil while suppressing an increase in device size and cost.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
(1)燃料噴射制御システム全体の構成
本実施形態の燃料噴射制御システムは、車両に搭載された多気筒(本例では6気筒)ディーゼルエンジンもしくはガソリンエンジンの各気筒#1〜#6に燃料を噴射供給する6個の電磁ソレノイド式のインジェクタ(電磁弁)を駆動するものであり、詳しくは、その各インジェクタのコイルへの通電開始タイミングおよび通電時間(換言すれば通電終了タイミング)を制御することにより、各気筒#1〜#6への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(1) Configuration of Entire Fuel Injection Control System The fuel injection control system according to the present embodiment supplies fuel to each
但し、図1では、6個のインジェクタのうち、例えば第1気筒#1に対応する1つのインジェクタ101のみを示している。そして、以下では、その1つのインジェクタ101の駆動に関して説明し、他の第2気筒♯2〜第6気筒♯6の各インジェクタについては図示および説明を省略する。
However, FIG. 1 shows only one
インジェクタ101は、開弁用のアクチュエータとして電磁ソレノイドを備えた周知のものである。つまり、インジェクタ101では、内蔵されたソレノイドのコイル101aに通電されると、そのソレノイドにより弁体が開弁位置に移動して当該インジェクタ101が開弁状態となり、燃料噴射が行われる。そして、コイル101aへの通電が停止されると、弁体が閉弁位置に戻って、当該インジェクタ101が閉弁状態となり、燃料噴射が停止される。
The
そして、本実施形態の燃料噴射制御システムは、図1に示すように、入力される噴射信号TQ1に基づいてインジェクタ101への通電を行うEDU(駆動ユニット)1と、このEDU1へ噴射信号TQ1を出力することによりインジェクタ101の動作を制御するエンジンECU3とを備えてなるものである。
As shown in FIG. 1, the fuel injection control system of the present embodiment has an EDU (drive unit) 1 for energizing the
EDU1は、インジェクタ101のコイル101aの一端(コイル101aの通電経路における上流側)が接続されるコモン端子COMと、コイル101aの他端(通電経路の下流側)が接続される端子INJと、その端子INJに一方の出力端子(ドレイン)が接続されたトランジスタ(以下「気筒選択スイッチ」という)T10と、その気筒選択スイッチT10の他方の出力端子(ソース)とグランドラインとの間に接続された電流検出抵抗R10とを備えている。電流検出抵抗R10は、気筒選択スイッチT10を介してコイル101aに流れる電流(駆動電流)を検出するものであり、電流検出抵抗R10に生じる電圧が、検出電流を示す電流検出信号VIとしてインジェクタ駆動回路20へ入力される。
The EDU 1 includes a common terminal COM to which one end of the
なお、本実施形態の燃料噴射制御システムは、実際には、全6気筒分のインジェクタが2気筒ずつ3つのグループに分けられ、コモン端子COMはグループ毎に個別に設けられている。そして、同じグループの2つのインジェクタのコイルは、その上流側の一端が同じコモン端子COMに接続されている。一方、各コイルの下流側の他端は、それぞれ個別に、端子INJを介して気筒選択スイッチに接続されている。つまり、気筒選択スイッチは、気筒毎に個別に設けられている。但し、電流検出抵抗R10は、グループ毎に設けられている。即ち、1つのグループを構成する2つの気筒選択スイッチの他方の出力端子(ソース)はいずれも同じ1つの電流検出抵抗R10を介してグランドラインに接続される。各グループは、同時に駆動されることがないインジェクタ同士で構成されている。 In the fuel injection control system of this embodiment, the injectors for all six cylinders are actually divided into three groups of two cylinders, and the common terminal COM is provided for each group. And the coil of the two injectors of the same group has one end of the upstream side connected to the same common terminal COM. On the other hand, the other end on the downstream side of each coil is individually connected to a cylinder selection switch via a terminal INJ. That is, the cylinder selection switch is provided individually for each cylinder. However, the current detection resistor R10 is provided for each group. That is, the other output terminals (sources) of the two cylinder selection switches constituting one group are all connected to the ground line via the same current detection resistor R10. Each group is composed of injectors that are not driven simultaneously.
また、EDU1には、定電流制御用のトランジスタ(以下「定電流スイッチ」という)T11と、放電用のトランジスタ(以下「放電用スイッチ」という)T12と、2つのダイオードD11,D12と、開弁用の電気エネルギーが充電されるコンデンサ(以下「昇圧コンデンサ」という)C1と、直流電源としての車載バッテリ5の直流電圧(バッテリ電圧)VB(本例では例えば12V)を昇圧することによりバッテリ電圧VBよりも高い電圧を生成して昇圧コンデンサC1を規定充電電圧(例えば50V)に充電する昇圧回路12と、上記各スイッチT10,T11,T12及び昇圧回路12を制御する制御IC11とが備えられている。
The
放電用スイッチT12は、昇圧コンデンサC1からインジェクタ101のコイル101aへ開弁のための大電流を供給するためのものである。定電流スイッチT11は、インジェクタ101のコイル101aへ、開弁後にその開弁状態を保持させるための一定の電流(保持電流)を流すためのものである。
The discharge switch T12 is for supplying a large current for valve opening from the boost capacitor C1 to the
なお、気筒選択スイッチT10は、本実施形態ではNチャネルMOSFETであり、定電流スイッチT11および放電用スイッチT12は、本実施形態ではいずれもPチャネルMOSFETである。また、図1に示した昇圧コンデンサC1、定電流スイッチT11,および放電用スイッチT12は、第1グループの2つの気筒に対して設けられたものである。そのため、図1では図示を省略したものの、他の2つのグループに対してもそれぞれ、昇圧コンデンサ、定電流スイッチ、および放電用スイッチが設けられている。 The cylinder selection switch T10 is an N-channel MOSFET in this embodiment, and the constant current switch T11 and the discharge switch T12 are both P-channel MOSFETs in this embodiment. Further, the boost capacitor C1, the constant current switch T11, and the discharge switch T12 shown in FIG. 1 are provided for the two cylinders of the first group. Therefore, although not shown in FIG. 1, a boost capacitor, a constant current switch, and a discharge switch are provided for each of the other two groups.
昇圧回路12は、インダクタL00と、充電用のトランジスタ(以下「充電用スイッチ」という)T00とを備えている。インダクタL00は、一端がバッテリ電圧VBの供給される電源ラインLpに接続され、他端が充電用スイッチT00の一方の出力端子(ドレイン)に接続されている。充電用スイッチT00の他方の出力端子(ソース)は接地されている。充電用スイッチT00のゲート端子は充電制御回路13に接続されており、この充電制御回路13の出力に応じて充電用スイッチT00がオン/オフされる。
The
更に、インダクタL00と充電用スイッチT00との接続点に、逆流防止用のダイオードD00を介して昇圧コンデンサC1の一端(正極側端子)が接続されている。そして、昇圧コンデンサC1の他端(負極側端子)は接地されている。 Furthermore, one end (positive terminal) of the boost capacitor C1 is connected to a connection point between the inductor L00 and the charging switch T00 via a backflow preventing diode D00. The other end (negative terminal) of the boost capacitor C1 is grounded.
この昇圧回路12においては、充電用スイッチT00がオン/オフされると、インダクタL00と充電用スイッチT00との接続点に、バッテリ電圧VBよりも高いフライバック電圧(逆起電圧)が発生し、そのフライバック電圧により、ダイオードD00を通じて昇圧コンデンサC1が充電される。これにより、昇圧コンデンサC1がバッテリ電圧VBよりも高い電圧に充電される。昇圧コンデンサC1は、充電制御回路13によって、充電電圧が予め設定された規定充電電圧になるように制御される。
In the
放電用スイッチT12は、昇圧コンデンサC1に充電された電気エネルギーをコモン端子COMを経てコイル101aへ放電させるために設けられている。この放電用スイッチT12がオンされると、昇圧コンデンサC1の正極側端子(高電圧側の端子)がコモン端子COMに接続され、これにより昇圧コンデンサC1からコイル101aへの放電が開始される。
The discharge switch T12 is provided to discharge the electric energy charged in the boost capacitor C1 to the
放電用スイッチT12は、制御IC11内のインジェクタ駆動回路20から出力される放電用ベース信号B12によって、ゲート駆動回路を介して駆動される。即ち、放電用スイッチT12のゲートと制御IC11との間には、放電制御トランジスタT16および3つの抵抗R3〜R5からなるゲート駆動回路が設けられている。放電制御トランジスタT16は、本実施形態ではNPN型バイポーラトランジスタである。
The discharge switch T12 is driven through the gate drive circuit by the discharge base signal B12 output from the
インジェクタ駆動回路20からの放電用ベース信号B12は、Low(L)レベルまたはHigh(H)レベルの二値信号であり、放電制御トランジスタT16のベースに入力される。放電制御トランジスタT16のエミッタは接地されており、コレクタは、抵抗R5および抵抗R4を介して放電用スイッチT12のゲートに接続されると共に抵抗R5および抵抗R3を介して放電用スイッチT12のドレインに接続されている。
The discharge base signal B12 from the
このような構成により、放電用ベース信号B12がLレベルのときは、放電制御トランジスタT16がオフする。そのため、放電用スイッチT12はオフし、昇圧コンデンサC1からコイル101aへの放電は行われない。一方、放電用ベース信号B12がHレベルになると、放電制御トランジスタT16がオンし、これにより放電用スイッチT12がオンする。また、放電用ベース信号B12がHレベルのときは、後述するように気筒選択スイッチT10もオンされている。そのため、放電用ベース信号B12がHレベルになると、昇圧コンデンサC1からコイル101aへの放電が行われる。
With this configuration, when the discharge base signal B12 is at the L level, the discharge control transistor T16 is turned off. Therefore, the discharge switch T12 is turned off, and the discharge from the boost capacitor C1 to the
また、定電流スイッチT11は、コモン端子COMを介してコイル101aに保持電流を流すために設けられている。気筒選択スイッチT10がオンされている状態で定電流スイッチT11がオンされると、コイル101aに、電源ラインLpから逆流防止用のダイオードD11を介して電流が流れる。尚、ダイオードD12は、コイル101aに対する定電流制御のための帰還ダイオードであり、気筒選択スイッチT10がオンされている状態で定電流スイッチT11がオンからオフされた時に、コイル101aに電流を還流させるものである。
Further, the constant current switch T11 is provided in order to pass a holding current to the
定電流スイッチT11は、制御IC11内のインジェクタ駆動回路20から出力される定電流ベース信号B11によって、ゲート駆動回路を介して駆動される。即ち、定電流スイッチT11のゲートとインジェクタ駆動回路20との間には、定電流制御トランジスタT15および2つの抵抗R1,R2からなるゲート駆動回路が設けられている。なお、このゲート駆動回路のうち、定電流制御トランジスタT15は、制御IC11内に設けられている。また、定電流制御トランジスタT15は、本実施形態ではNPN型バイポーラトランジスタである。
The constant current switch T11 is driven through a gate drive circuit by a constant current base signal B11 output from the
インジェクタ駆動回路20からの定電流ベース信号B11は、LレベルまたはHレベルの二値信号であり、定電流制御トランジスタT15のベースに入力される。定電流制御トランジスタT15のエミッタは接地されており、コレクタは、抵抗R2を介して定電流スイッチT11のゲートに接続されると共に抵抗R1を介して車載バッテリ5の正極側に接続されている。
The constant current base signal B11 from the
このような構成により、定電流ベース信号B11がLレベルのときは、定電流制御トランジスタT15がオフするため、定電流スイッチT11はオフする。一方、定電流ベース信号B11がHレベルのときは、定電流制御トランジスタT15がオンするため、定電流スイッチT11がオンする。定電流スイッチT11は、コイル101aに保持電流が流れるよう、定電流ベース信号B11によってオン/オフ駆動(デューティ駆動)される。
With such a configuration, when the constant current base signal B11 is at the L level, the constant current control transistor T15 is turned off, so that the constant current switch T11 is turned off. On the other hand, when the constant current base signal B11 is at the H level, the constant current control transistor T15 is turned on, so that the constant current switch T11 is turned on. The constant current switch T11 is turned on / off (duty driven) by a constant current base signal B11 so that a holding current flows through the
エンジンECU3は、内部にマイクロコンピュータを備え、図示しないエンジンを動作させるための各種制御を行う。その制御の1つとして噴射信号TQの生成・出力がある。即ち、エンジンECU3は、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン水温、コモンレール内の燃料圧力など、図示しない各種センサにて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、各気筒♯1〜♯6毎の駆動信号TQ1〜TQ6を生成し、制御IC11へ出力する。各駆動信号TQ1〜TQ6は、その信号のレベルがHレベルの間だけ、対応するインジェクタのコイルに通電する(つまり、対応する気筒のインジェクタを開弁させる)、という意味を持っている。ただし、図1では、第1気筒♯1に対応した駆動信号TQ1のみ図示している。
The engine ECU 3 includes a microcomputer inside and performs various controls for operating an engine (not shown). One of the controls is generation / output of the injection signal TQ. That is, the engine ECU 3 determines the engine speed for each
また、エンジンECU3には、制御IC11のインジェクタ駆動回路20から、故障通知信号Zが入力される。後述するように、インジェクタ駆動回路20は、コイル101aの通電経路のうち特にEDU1とコイル101aとの間の配線がグランドライン側あるいは電源(車載バッテリ5)側に短絡しているか否かを検出し、その短絡の有無を故障通知信号ZとしてエンジンECU3へ通知する機能を備えている。
In addition, a failure notification signal Z is input to the engine ECU 3 from the
EDU1とコイル101aとの間の配線の短絡としては、コイル101aの通電経路におけるコイル101aの上流側の一端からEDU1のコモン端子COMまでの間の配線がグランドライン側に短絡するハイサイド地絡、その配線が電源側に短絡するハイサイド天絡、コイル101aの通電経路におけるコイル101aの下流側の他端からEDU1の端子INJまでの間の配線がグランドライン側に短絡するローサイド地絡、その配線が電源側に短絡するローサイド天絡がある。
As a short circuit of the wiring between the EDU1 and the
本実施形態のインジェクタ駆動回路20は、これら各種短絡故障をいずれも検出可能であるが、本実施形態では特に、ハイサイド地絡、ハイサイド天絡、およびローサイド地絡の検出方法に特徴があるため、これら3つの短絡故障の検出について説明することとし、ローサイド天絡の検出については図示および説明を省略する。
The
(2)インジェクタ駆動回路の構成
次に、EDU1が備える制御IC11内のインジェクタ駆動回路20について、より詳しく説明する。インジェクタ駆動回路20は、エンジンECU3からの噴射信号TQ1がHレベルの間、コイル101aへの通電を行うことによりインジェクタ101を開弁させる。即ち、図4を参照しつつ説明すると、噴射信号TQ1がHレベルになると(即ち通電開始タイミング(時刻t1)になると)、気筒選択スイッチT10のゲートへHレベルの気筒選択信号SL1を出力することにより気筒選択スイッチT10をオンさせると共に、放電用ベース信号B12をHレベルにすることにより放電用スイッチT12をオンさせ、これにより昇圧コンデンサC1からコイル101aへの放電を開始させる。そのため、電流検出抵抗R10により検出される検出電流IL(電流検出信号VI)は上昇していく。
(2) Configuration of Injector Drive Circuit Next, the
そして、通電開始タイミングから所定の遅延時間Tdaだけ経過したタイミング(時刻t3)で、定電流スイッチT11のオン/オフ駆動を開始する。即ち、定電流ベース信号B11をHレベルにすることにより定電流スイッチT11をオンさせる。定電流スイッチT11の制御は、検出電流ILに基づいて行われる。具体的には、検出電流ILが保持電流Ic未満の場合は定電流ベース信号B11をHレベルにして定電流スイッチT11をオンさせ、検出電流ILが保持電流Ic以上になったら定電流ベース信号B11をLレベルにして定電流スイッチT11をオフさせる。なお、厳密には、定電流スイッチT11をオンからオフさせる際の検出電流ILの判断基準値は、オフからオンさせる際の検出電流ILの判断基準値(保持電流Ic)よりも微小ながら低い値に設定されている。 Then, the on / off drive of the constant current switch T11 is started at a timing (time t3) when a predetermined delay time Tda has elapsed from the energization start timing. That is, the constant current switch T11 is turned on by setting the constant current base signal B11 to the H level. The constant current switch T11 is controlled based on the detection current IL. Specifically, when the detected current IL is less than the holding current Ic, the constant current base signal B11 is set to H level to turn on the constant current switch T11. When the detected current IL becomes equal to or higher than the holding current Ic, the constant current base signal B11. Is set to L level to turn off the constant current switch T11. Strictly speaking, the determination reference value of the detection current IL when turning the constant current switch T11 from on to off is slightly smaller than the determination reference value (holding current Ic) of the detection current IL when turning on from the off state. Is set to
通電開始後、昇圧コンデンサC1からの放電によって、コイル101aに流れる駆動電流が所定のピーク電流閾値Ipに達すると(時刻t4)、放電用ベース信号B12をLレベルにすることにより放電用スイッチT12をオフさせ、昇圧コンデンサC1からコイル101aへの放電を停止させる。駆動電流がピーク電流閾値Ipに達したか否かの判断も、電流検出抵抗R10による検出電流IL(電流検出信号VI)に基づいて行われる。
When the drive current flowing through the
検出電流ILがピーク電流閾値Ipに到達したということは、コイル101aに対して開弁に必要な電気エネルギー(所要開弁エネルギー)が供給されたということを意味し、ひいてはインジェクタ101が開弁したということを意味する。つまり、本実施形態では、検出電流ILがピーク電流閾値Ipに到達したタイミングでインジェクタ101が開弁する。
That the detection current IL has reached the peak current threshold value Ip means that electrical energy (required valve opening energy) necessary for opening the valve has been supplied to the
ピーク電流閾値Ipへの到達により昇圧コンデンサC1からの放電が停止された後は、検出電流ILに基づいて定電流ベース信号B11のレベルを切り替える(ひいては定電流スイッチT11をオン/オフ駆動する)ことにより、コイル101aへ保持電流を流す。そして、通電開始タイミングから所定の通電時間が経過した通電終了タイミングで噴射信号TQがLレベルになると(時刻t5)、定電流ベース信号B11をLレベルにして定電流スイッチT11をオフさせると共に気筒選択信号SL1をLレベルにして気筒選択スイッチT10もオフさせ、これによりコイル101aへの通電を停止させる。
After the discharge from the boost capacitor C1 is stopped by reaching the peak current threshold Ip, the level of the constant current base signal B11 is switched based on the detection current IL (and the constant current switch T11 is driven on / off). Thus, a holding current is caused to flow to the
ここまでが、インジェクタ駆動回路20の基本的な動作内容であるが、本実施形態のインジェクタ駆動回路20は、更に、上述したハイサイド地絡、ハイサイド天絡、およびローサイド地絡を検出する機能、およびそれら短絡故障を検出したときに各スイッチT10,T11,T12を強制的にオフさせると共にエンジンECU3へその短絡故障発生を通知する保護機能を備えている。そのため、インジェクタ駆動回路20は、上述した基本動作および保護機能を実現できるように構成されている。
Up to this point, the basic operation content of the
より詳しくは、インジェクタ駆動回路20は、図2に示すように、ピーク電流検出回路31と、放電用スイッチ駆動回路32と、定電流検出回路41と、定電流スイッチ駆動回路42と、短絡異常検出回路50と、地絡・天絡判定回路60と、第1反転回路71と、出力AND回路72と、故障通知信号出力回路73とを備えている。なお、制御IC11には、図示は省略したものの、バッテリ電圧VBから所定の直流電圧値(例えば5V)の制御電圧Vcを生成するレギュレータが備えられている。制御IC11内の各部は、このレギュレータにより生成される制御電圧Vcにより動作する。
More specifically, as shown in FIG. 2, the
第1反転回路71は、エンジンECU3から入力される噴射信号TQ1の論理レベルを反転させ、その反転された信号を反転噴射信号TQ1 ̄として出力する。
ピーク電流検出回路31は、検出電流ILがピーク電流閾値Ipに到達したことを検出するための回路である。このピーク電流検出回路31は、制御電圧Vcを分圧してピーク電流判定電圧Vr1を生成するための、3つの抵抗R31,R32,R33が直列接続されてなる分圧回路と、第1比較器(コンパレータ)33と、トランジスタT30とを備えている。
The
The peak
制御電圧Vcは、各抵抗R31,R32,R33により分圧され、このうちグランドラインに接続されている抵抗R33の電圧が、ピーク電流閾値Ipに対応したピーク電流判定電圧Vr1として、第1比較器33の反転入力端子に入力される。第1比較器33の非反転入力端子には、電流検出抵抗R10からの電流検出信号VIが入力される。
The control voltage Vc is divided by the resistors R31, R32, and R33, and the voltage of the resistor R33 connected to the ground line among them is the first comparator as the peak current determination voltage Vr1 corresponding to the peak current threshold Ip. 33 input to the inverting input terminal. The current detection signal VI from the current detection resistor R10 is input to the non-inverting input terminal of the
トランジスタT30は、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタが抵抗R31と抵抗R32の接続点に接続され、ベースが第1比較器33の出力端子に接続されている。
The transistor T30 has an emitter connected to the ground line, a collector connected to a connection point between the resistors R31 and R32, and a base connected to the output terminal of the
第1比較器33は、各入力信号の比較結果を示すピーク電流検出信号P1を出力する。即ち、通電開始後、検出電流ILがピーク電流閾値Ipにまだ達していない間は、電流検出信号VIはピーク電流判定電圧Vr1より低く、よって、図4に示すように、第1比較器33からのピーク電流検出信号P1はLレベルとなる。
The
一方、通電開始後、検出電流ILがピーク電流閾値Ipに達すると(図4の時刻t4)、電流検出信号VIがピーク電流判定電圧Vr1に等しくなり、よって、図4に示すように、第1比較器33からのピーク電流検出信号P1はHレベルとなる。
On the other hand, when the detection current IL reaches the peak current threshold value Ip after the start of energization (time t4 in FIG. 4), the current detection signal VI becomes equal to the peak current determination voltage Vr1, and as shown in FIG. The peak current detection signal P1 from the
また、ピーク電流検出信号P1がHレベルになると、トランジスタT30がオンするため、抵抗R31と抵抗R32との接続点はグランドラインと同電位(0V)となり、第1比較器33に入力されるピーク電流判定電圧Vr1は0Vとなる。そのため、その後、電流検出信号VIが0になるまで(即ち検出電流ILが0になるまで)は、ピーク電流検出信号P1はHレベルに維持される。そして、通電終了タイミング(時刻t5)でコイル101aへの通電が停止されることにより検出電流ILが0になって電流検出信号VIが0になると、ピーク電流検出信号P1はLレベルになる。
Further, when the peak current detection signal P1 becomes H level, the transistor T30 is turned on, so that the connection point between the resistor R31 and the resistor R32 has the same potential (0 V) as the ground line, and is input to the
放電用スイッチ駆動回路32は、第1NOR回路34と、第1AND回路35とを備えている。第1NOR回路34の2つの入力端子のうち一方には、ピーク電流検出回路31からのピーク電流検出信号P1が入力され、他方には反転噴射信号TQ1 ̄が入力される。そのため、第1NOR回路34からは、これら2つの入力信号P1,TQ1 ̄の否定論理和である放電用基準信号P1nが出力される。そのため、図4に示すように、通電開始タイミング(時刻t1)後、検出電流ILがピーク電流閾値Ipに達するまでは、放電用基準信号P1nはHレベルとなり、検出電流ILがピーク電流Ipに達した以後は、噴射信号TQ1がLレベルになる通電終了タイミング(時刻t5)まで、放電用基準信号P1nはLレベルとなる。
The discharge
この放電用基準信号P1nは、第1AND回路35の一方の入力端子に入力される。第1AND回路35の他方の入力端子には、地絡・天絡判定回路60からの出力信号である反転地絡・天絡判定信号Q ̄が入力される。この反転地絡・天絡判定信号Q ̄は、上述した各種短絡故障が発生しているか否かの最終的な判定結果を示す地絡・天絡判定信号Qの論理を反転させたものであり、短絡故障が発生したと判定されているときはQ ̄はLレベル(QはHレベル)であるが、正常に動作しているときはQ ̄はHレベル(QはLレベル)となる。そのため、短絡故障等のない正常動作時は、第1AND回路35に入力される反転地絡・天絡判定信号Q ̄はHレベルとなるため、第1AND回路35からは、放電用基準信号P1nがそのまま放電用ベース信号B12として出力されることとなる。
The discharge reference signal P1n is input to one input terminal of the first AND
定電流検出回路41は、コイル101aに一定の保持電流Ic以上の電流が流れているか否かを示す定電流検出信号P2を出力する。この定電流検出回路41は、制御電圧Vcを分圧して保持電流判定電圧Vr2を生成するための、3つの抵抗R41,R42,R43が直列接続されてなる分圧回路と、第2比較器(コンパレータ)43と、トランジスタT40とを備えている。
The constant
制御電圧Vcは、各抵抗R41,R42,R43により分圧され、このうちグランドラインに接続されている抵抗R43の電圧が、保持電流Icに対応した保持電流判定電圧Vr2として、第2比較器43の反転入力端子に入力される。第2比較器43の非反転入力端子には、電流検出抵抗R10からの電流検出信号VIが入力される。
The control voltage Vc is divided by the resistors R41, R42, and R43, and the voltage of the resistor R43 connected to the ground line among them is used as the holding current determination voltage Vr2 corresponding to the holding current Ic. Is input to the inverting input terminal. The current detection signal VI from the current detection resistor R10 is input to the non-inverting input terminal of the
トランジスタT40は、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタが抵抗R44を介して抵抗R41と抵抗R42の接続点に接続され、ベースが第2比較器43の出力端子に接続されている。
The transistor T40 has an emitter connected to the ground line, a collector connected to a connection point between the resistors R41 and R42 via the resistor R44, and a base connected to the output terminal of the
第2比較器43は、各入力信号を比較してその結果を定電流検出信号P2として出力する。即ち、検出電流ILが保持電流Icに達していない間は、電流検出信号VIは保持電流判電圧Vr2より低く、よって、第2比較器43からの定電流検出信号P2はLレベルとなる。一方、検出電流ILが保持電流Icに達すると、電流検出信号VIが保持電流判定電圧Vr2に等しくなり、よって、第2比較器43からの定電流検出信号P2はHレベルとなる。
The
定電流検出信号P2がHレベルになると、トランジスタT40がオンするため、保持電流判定電圧Vr2は、トランジスタT40がオフされているときの値に比べて微小ながら小さい値(以下「電流低下判定閾値Vr2’」ともいう)となる。この電流低下判定閾値Vr2’は、検出電流ILが保持電流Icよりも一定量(但し微小な量)低い電流値(以下「保持電流低下閾値」ともいう)になったときの電流検出信号VIと同値である。そのため、定電流検出信号P2がHレベルになった後、検出電流ILが保持電流低下閾値以上の間はそのHレベルの状態が続くが、検出電流ILが保持電流低下閾値未満になると、電流検出信号VIが電流低下判定閾値Vr2’未満となり、第2比較器43からの定電流検出信号P2はLレベルとなる。そして、その後検出電流ILが再び保持電流Icに到達したら、定電流検出信号P2は再びHレベルになる。
Since the transistor T40 is turned on when the constant current detection signal P2 becomes H level, the holding current determination voltage Vr2 is a small value (hereinafter referred to as “current decrease determination threshold value Vr2”) compared with the value when the transistor T40 is turned off. It is also called ""). This current drop determination threshold Vr2 ′ is the current detection signal VI when the detection current IL becomes a constant value (but a minute amount) lower than the holding current Ic (hereinafter also referred to as “holding current drop threshold”). Equivalent. Therefore, after the constant current detection signal P2 becomes H level, the H level state continues while the detection current IL is equal to or higher than the holding current reduction threshold. However, when the detection current IL becomes less than the holding current reduction threshold, current detection is performed. The signal VI becomes less than the current drop determination threshold Vr2 ′, and the constant current detection signal P2 from the
定電流スイッチ駆動回路42は、第2NOR回路44と、第2AND回路45と、遅延回路46とを備えている。遅延回路46は、反転噴射信号TQ1 ̄を所定の遅延時間Tdaだけ遅延させて遅延反転噴射信号Tqdとして出力する(図4参照)。但し、図4からも明らかなように、遅延回路46が遅延させるのは、反転噴射信号TQ1 ̄がHレベルからLレベルに立ち下がるタイミングであり、反転噴射信号TQ1 ̄がLレベルからHレベルに立ち上がるタイミングは遅延させない。
The constant current
このような遅延動作を実現するための遅延回路46の具体的構成は、図3に示す通りである。図3に示すように、遅延回路46は、一端が制御電圧Vcに接続された抵抗R60と、一端がその抵抗R60の他端に接続されて他端がグランドラインに接続されたコンデンサC2と、エミッタがグランドラインに接続されてコレクタがコンデンサC2の一端に接続されたトランジスタT60と、入力端子がコンデンサC2の一端に接続された第3反転回路48とを備えている。そして、トランジスタT60のベースに、反転噴射信号TQ1 ̄が入力され、第3反転回路48の出力信号が、遅延反転噴射信号Tqdとして当該遅延回路46から出力される。
A specific configuration of the
図3の回路構成から明らかなように、通電開始タイミングより前の、反転噴射信号TQ1 ̄がHレベルのときは、トランジスタT60がオンされており、これにより遅延反転噴射信号TqdもHレベルとなっている。そして、通電開始タイミングで反転噴射信号TQ1 ̄がLレベルに転じると、トランジスタT60はオフする。しかし、トランジスタT60がオンしても、コンデンサC2の電圧は徐々に増加していくことから、遅延反転噴射信号TqdはすぐにはLレベルにならない。そして、通電開始タイミングから遅延時間Tdaが経過したときに、コンデンサC2の充電電圧が一定レベル以上となって、これにより遅延反転噴射信号TqdがLレベルとなる。 As is apparent from the circuit configuration of FIG. 3, when the inverted injection signal TQ1 ̄ is H level before the energization start timing, the transistor T60 is turned on, and the delayed inverted injection signal Tqd is also H level. ing. When the reverse injection signal TQ1Q changes to the L level at the energization start timing, the transistor T60 is turned off. However, even when the transistor T60 is turned on, the voltage of the capacitor C2 gradually increases, so the delayed inversion injection signal Tqd does not immediately become L level. When the delay time Tda elapses from the energization start timing, the charging voltage of the capacitor C2 becomes equal to or higher than a certain level, whereby the delayed inversion injection signal Tqd becomes L level.
一方、通電終了タイミング到来によって反転噴射信号TQ ̄がLレベルからHレベルに転じると、トランジスタT60がオンする。トランジスタT60がオンすると、コンデンサC2の両端はトランジスタT60を介して短絡された状態になり、コンデンサC2の充電電荷は瞬時に放出される。そのため、遅延反転噴射信号Tqdも瞬時にHレベルとなる。 On the other hand, when the reverse injection signal TQ ̄ changes from the L level to the H level due to the energization end timing, the transistor T60 is turned on. When the transistor T60 is turned on, both ends of the capacitor C2 are short-circuited via the transistor T60, and the charge of the capacitor C2 is instantaneously released. Therefore, the delayed reverse injection signal Tqd also instantaneously becomes H level.
そして、遅延回路46からの遅延反転噴射信号Tqdは、第2NOR回路44の一方の入力端子に入力される。また、第2NOR回路44の他方の入力端子には、定電流検出回路41からの定電流検出信号P2が入力される。そのため、第2NOR回路44からは、これら2つの入力信号P2,Tqdの否定論理和である定電流基準信号P2nが出力される。そのため、図4に示すように、通電開始タイミング(時刻t1)後、遅延時間Tdaが経過するまでは、定電流基準信号P2nはLレベルとなり、遅延時間Tdaが経過した時刻t3で、定電流基準信号P2nはHレベルとなる。その後は、通電終了タイミング(時刻t5)まで、定電流基準信号P2nは定電流検出信号P2に伴って(定電流検出信号P2とは逆論理で)変化する。
The delayed inverted injection signal Tqd from the
この定電流基準信号P2nは、第2AND回路45の一方の入力端子に入力される。第2AND回路45の他方の入力端子には、地絡・天絡判定回路60からの出力信号である反転地絡・天絡判定信号Q ̄が入力される。そのため、短絡故障等のない正常動作時は、第2AND回路45に入力される反転地絡・天絡判定信号Q ̄はHレベルとなるため、第2AND回路45からは、定電流基準信号P2nがそのまま定電流ベース信号B11として出力されることとなる。
The constant current reference signal P2n is input to one input terminal of the second AND
短絡異常検出回路50は、コイル101aに一定の異常判定電流Ida以上の電流が流れているか否かを示す異常検出信号P3を出力する。この短絡異常検出回路50は、制御電圧Vcを分圧して異常判定電圧Vr3を生成するための、2つの抵抗R51,R52が直列接続されてなる分圧回路と、第3比較器(コンパレータ)51とを備えている。
The short circuit
制御電圧Vcは、各抵抗R51,R52により分圧され、このうちグランドラインに接続されている抵抗R52の電圧が、異常判定電流Idaに対応した異常判定電圧Vr3として、第3比較器51の非反転入力端子に入力される。第3比較器51の反転入力端子には、電流検出抵抗R10からの電流検出信号VIが入力される。そのため、電流検出信号VIが異常判定電圧Vr3より低い間は、異常検出信号P3はHレベルとなり、電流検出信号VIが異常判定電圧Vr3以上になると、異常検出信号P3はLレベルとなる。
The control voltage Vc is divided by the resistors R51 and R52, and the voltage of the resistor R52 connected to the ground line is the abnormality determination voltage Vr3 corresponding to the abnormality determination current Ida. Input to the inverting input terminal. The current detection signal VI from the current detection resistor R10 is input to the inverting input terminal of the
異常判定電流Idaは、本発明の電流閾値に相当するものであり、図4に示すように、保持電流Icよりも低い所定の値に設定されている。また、この異常判定電流Idaは、既述の短絡故障等の異常が発生していない限り、通電開始タイミングで昇圧コンデンサC1からコイル101aへの放電が開始された後、少なくとも遅延時間Tdaが経過する前までには検出電流ILが確実にその異常判定電流Idaを上回るように設定される。
The abnormality determination current Ida corresponds to the current threshold of the present invention, and is set to a predetermined value lower than the holding current Ic as shown in FIG. Further, the abnormality determination current Ida has at least a delay time Tda after the discharge from the boost capacitor C1 to the
そのため、短絡故障等のない正常動作時には、図4に示すように、時刻t1での通電開始後、遅延時間Tdaが経過する時刻t3よりも前の時刻t2で、検出電流ILが異常判定電流Idaを超える。一方、上述した各種短絡故障が生じると、例えば図5に示すように、コイル101aへの通電が開始されても検出電流ILが0のままとなり、異常判定電流Ida以上にはならない。そこで本実施形態では、詳細は後述するが、通電開始から遅延時間Tdaが経過したタイミング(時刻t3。本発明の異常判定タイミングに相当。)で、短絡異常検出回路50からの異常検出信号P3に基づいて短絡故障の有無が検出される。具体的には、遅延時間Tdaが経過したタイミングで異常検出信号P3がHレベルのままの(即ち検出電流ILが異常判定電流Idaよりも低い)場合には短絡故障が発生していることが検出される。
Therefore, at the time of normal operation without a short circuit failure or the like, as shown in FIG. 4, the detection current IL becomes the abnormality determination current Ida at time t2 before the time t3 when the delay time Tda elapses after the start of energization at time t1. Over. On the other hand, when the various short-circuit faults described above occur, for example, as shown in FIG. 5, the detection current IL remains 0 even when energization to the
地絡・天絡判定回路60は、短絡故障、即ちハイサイド地絡、ハイサイド天絡、およびローサイド地絡が生じた場合にこれを検出するための回路であり、より具体的には、通電開始タイミングから遅延時間Tdaが経過したタイミングにおける異常検出信号P3のレベルに基づいて短絡故障の有無を判定する。
The ground fault / power
この地絡・天絡判定回路60は、第3AND回路61と、RSフリップフロップ回路(以下「FF回路」という)62と、第2反転回路63とを備えている。第3AND回路61には、放電用スイッチ駆動回路32からの放電用ベース信号B12、定電流スイッチ駆動回路42からの定電流ベース信号B11、および短絡異常検出回路50からの異常検出信号P3が入力され、これら3つの入力信号B11,B12,P3の論理積が出力される。この出力信号は、FFセット入力信号として、FF回路62のセット入力端子に入力される。
The ground fault / power
FFセット入力信号がHレベルになるのは、3つの入力信号B11,B12,P3が共にHレベルになったときである。しかし、図4に示すように、短絡故障等のない正常動作時に、3つの入力信号B11,B12,P3が共にHレベルになることはない。そのため、正常動作時においては、FFセット入力信号は常にLレベルである(図4参照)。 The FF set input signal becomes H level when all of the three input signals B11, B12, P3 become H level. However, as shown in FIG. 4, the three input signals B11, B12, and P3 do not become H level during normal operation without a short circuit failure or the like. Therefore, during normal operation, the FF set input signal is always at L level (see FIG. 4).
よって、FF回路62からの出力Q、即ち地絡・天絡判定信号Qは、正常動作時は常にLレベルであり、第2反転回路63で論理反転されて出力される反転地絡・天絡判定信号Q ̄は常にHレベルである。
Therefore, the output Q from the
一方、短絡故障が生じると、後述するように、短絡異常検出回路50からの異常検出信号P3はHレベルのままとなる。そのため、通電開始タイミングから遅延時間Tdaが経過したタイミング(時刻t3)で第3AND回路61からの出力がHレベルとなり、これによりFF回路62の出力QもHレベルとなって、反転地絡・天絡判定信号Q ̄はLレベルとなる。
On the other hand, when a short circuit failure occurs, the abnormality detection signal P3 from the short circuit
なお、FF回路62のリセット入力端子には、反転噴射信号TQ1 ̄が入力されている。そのため、FF回路62の出力Qは、反転噴射信号TQ1 ̄がHレベルになる毎、即ち通電終了タイミングが到来する毎に、Lレベルにリセットされることになる。
Note that the inverted injection signal TQ1 ̄ is input to the reset input terminal of the
出力AND回路72は、噴射信号TQ1と、地絡・天絡判定回路60からの反転地絡・天絡判定信号Q ̄の論理積を演算してその演算結果を気筒選択信号SL1として出力する。この気筒選択信号SL1は、図1で説明したように、気筒選択スイッチT10のゲートに入力される。
The output AND
故障通知信号出力回路73は、FF回路62からの出力(地絡・天絡判定信号)QがLレベルのとき、即ち正常動作時には、エンジンECU3から入力された噴射信号TQ1と同じ論理レベルの信号を故障通知信号ZとしてエンジンECU3へ出力する。そして、短絡故障発生によりFF回路62からの地絡・天絡判定信号QがHレベルになると、故障通知信号Zの論理レベルを、噴射信号TQ1とは異なるレベルに切り替える。そのため、エンジンECU3は、自身が出力している噴射信号TQ1と、EDU1から入力される故障通知信号Zとを比較することで、短絡故障が発生しているか否かを判断することができる。
The failure notification
(3)動作例1:正常動作時
次に、上述した本実施形態の燃料噴射制御システムにおける具体的な動作例について、図4〜図6の動作シーケンス図(タイムチャート)を用いて説明する。まず、図4を用いて、正常動作時の動作例を説明する。
(3) Operation Example 1: Normal Operation Next, a specific operation example in the fuel injection control system of the present embodiment described above will be described with reference to operation sequence diagrams (time charts) of FIGS. First, an operation example during normal operation will be described with reference to FIG.
正常動作時は、図4に示すように、時刻t1の通電開始タイミングで噴射信号TQ1がHレベルになると、気筒選択信号SL1がHレベルになって気筒選択スイッチT10がオンすると共に、放電用ベース信号B12がHレベルとなって放電用スイッチT12がオンすることで、昇圧コンデンサC1からコイル101aへの放電が開始され、コイル101aへ大電流が流れ始める。
During normal operation, as shown in FIG. 4, when the injection signal TQ1 becomes H level at the energization start timing at time t1, the cylinder selection signal SL1 becomes H level, the cylinder selection switch T10 is turned on, and the discharge base When the signal B12 becomes H level and the discharge switch T12 is turned on, discharge from the boost capacitor C1 to the
その後、遅延時間Tdaが経過すると(時刻t3)、定電流ベース信号B11がHレベルとなって、定電流スイッチT11による、保持電流維持のためのデューティ駆動が開始される。時刻t3では、定電流ベース信号B11および放電用ベース信号B12はいずれもHレベルとなるが、短絡異常検出回路50からの異常検出信号P3はLレベルである。即ち、異常検出信号P3は、通電開始タイミング(時刻t1)ではHレベルであるが、時刻t3よりも前の時刻t2で検出電流ILが異常判定電流Idaに達することでLレベルになり、よって時刻t3でもLレベルになっている。そのため、地絡・天絡判定回路60における第3AND回路61の出力(FFセット入力信号)は、時刻t3以降もLレベルに維持され、よってFF回路62からの地絡・天絡判定信号QもLレベルのままとなる。つまり、短絡故障が検出されない非検出状態となる。
Thereafter, when the delay time Tda elapses (time t3), the constant current base signal B11 becomes H level, and duty driving for maintaining the holding current by the constant current switch T11 is started. At time t3, both the constant current base signal B11 and the discharge base signal B12 are at the H level, but the abnormality detection signal P3 from the short circuit
(4)動作例2:ハイサイド地絡時
図4に例示した正常動作時の動作例に対し、例えばハイサイド地絡が生じると、図5の動作例のように動作する。即ち、ハイサイド地絡が生じると、その短絡部位よりも下流側には電流が流れない。そのため、時刻t1の通電開始タイミングで噴射信号TQ1がHレベルになり、気筒選択信号SL1がHレベルになって気筒選択スイッチT10がオンすると共に放電用ベース信号B12がHレベルになって放電用スイッチT12がオンしても、電流検出抵抗R10で検出される検出電流ILは0のままである。よって、短絡異常検出回路50からの異常検出信号P3も、LレベルになることなくHレベルのままである。
(4) Operation Example 2: High Side Ground Fault When the high side ground fault occurs, for example, when the normal operation example illustrated in FIG. 4 occurs, the operation is performed as in the operation example of FIG. That is, when a high-side ground fault occurs, no current flows downstream from the short-circuited portion. Therefore, the injection signal TQ1 becomes H level at the energization start timing at time t1, the cylinder selection signal SL1 becomes H level, the cylinder selection switch T10 is turned on, and the discharge base signal B12 becomes H level, so that the discharge switch Even when T12 is turned on, the detection current IL detected by the current detection resistor R10 remains zero. Therefore, the abnormality detection signal P3 from the short-circuit
そのため、通電開始タイミングから遅延時間Tdaが経過した時刻t3で定電流ベース信号B11がHレベルになると、その瞬間は、地絡・天絡判定回路60の第3AND回路61に入力される3つの入力信号B11,B12,P3は全てHレベルとなり、FFセット入力信号がHレベルになる。これにより、FF回路62からの地絡・天絡判定信号QはHレベルとなり、短絡故障が検出される。
Therefore, when the constant current base signal B11 becomes H level at the time t3 when the delay time Tda has elapsed from the energization start timing, three inputs are input to the third AND
地絡・天絡判定信号QがHレベルになると、反転地絡・天絡判定信号Q ̄はLレベルになるため、第1AND回路35からの放電用ベース信号B12、第2AND回路45からの定電流ベース信号B11、および出力AND回路72からの気筒選択信号SL1は強制的にLレベルとされる。そのため、定電流スイッチT11,放電用スイッチT12,および気筒選択スイッチT10はいずれも強制的にオフされる。そして、各ベース信号B11,B12がLレベルにされることで、第3AND回路61の出力(FFセット入力信号)は再びLレベルとなる。なお、時刻t3で、地絡・天絡判定信号QがHレベルになると、故障通知信号Zは、噴射信号TQとは逆論理のLレベルとなる。
When the ground fault / power fault determination signal Q becomes H level, the inverted ground fault / power fault judgment signal Q ̄ becomes L level, so that the discharge base signal B12 from the first AND
このように、ハイサイド地絡が生じた場合は、検出電流ILが0のままになることから、短絡故障が発生していることを検出できるのである。但し、通電時間経過により時刻t5で噴射信号TQ1がLレベルになると(即ち反転噴射信号TQ1 ̄がHレベルになると)、FF回路62がリセットされ、地絡・天絡判定信号Qは再びLレベルとなる。つまり、1つの噴射期間(時刻t1〜t5)内での判定結果は、その噴射期間内でのみ有効なのであって、その噴射期間が終了すると判定結果はリセット(無効化)される。そして、次の噴射期間では再び、正常であるとの仮定のもと(つまりFF回路62の出力QをLレベルとして)、動作を開始させる。
Thus, when a high-side ground fault occurs, the detection current IL remains 0, so that it is possible to detect that a short-circuit fault has occurred. However, when the injection signal TQ1 becomes L level at time t5 after the energization time has elapsed (that is, when the reverse injection signal TQ1 ̄ becomes H level), the
なお、ローサイド地絡が生じた場合の動作例については図示していないが、ローサイド地絡が生じた場合も、ハイサイド地絡の場合と同様、電流検出抵抗R10には電流が流れず、検出電流ILは0のままである。そのため、インジェクタ駆動回路20の動作は、図5に例示したハイサイド地絡の場合の動作例と全く同じである。つまり、ローサイド地絡が発生した場合も、ハイサイド地絡と同じようにその異常発生を検出して、各スイッチT10,T11,T12を強制オフさせるといった保護機能を実現させることができる。
Although an example of operation when a low-side ground fault occurs is not illustrated, even when a low-side ground fault occurs, no current flows through the current detection resistor R10 as in the case of the high-side ground fault. The current IL remains zero. Therefore, the operation of the
(5)動作例3:ハイサイド天絡時
図4に例示した正常動作時の動作例に対し、例えばハイサイド天絡が生じると、図6の動作例のように動作する。ハイサイド地絡が生じている場合の動作とハイサイド天絡が生じている場合の動作との違いは、基本的には、電流検出抵抗R10に電流が全く流れないのかそれとも少しは流れるかの違いだけである。
(5) Operation Example 3: During High-Side Power Fault When the high-side power fault occurs, for example, in the normal operation example illustrated in FIG. 4, the operation is performed as in the operation example in FIG. 6. The difference between the operation when the high-side ground fault occurs and the operation when the high-side ground fault occurs is basically whether current does not flow through the current detection resistor R10 or whether it flows a little. Only the difference.
つまり、ハイサイド地絡の場合は、図5で説明したように、電流検出抵抗R10には電流は流れず、検出電流ILは0のままである。これに対し、ハイサイド天絡の場合は、ハイサイド側が車載バッテリ5の正極側に短絡してバッテリ電圧VBが印加された状態になる。そのため、図6に示すように、通電開始タイミング(時刻t1)で気筒選択信号SL1をHレベルにして気筒選択スイッチT10をオンさせると、車載バッテリ5から、ハイサイド天絡部位、コイル101aおよび気筒選択スイッチT10を介して電流検出抵抗R10に電流が流れ始める。これにより、時刻t1以後、検出電流ILは少しずつ上昇していく。
That is, in the case of a high-side ground fault, as described in FIG. 5, no current flows through the current detection resistor R10, and the detection current IL remains zero. On the other hand, in the case of the high-side power fault, the high-side side is short-circuited to the positive side of the in-vehicle battery 5 and the battery voltage VB is applied. Therefore, as shown in FIG. 6, when the cylinder selection signal SL1 is set to H level and the cylinder selection switch T10 is turned on at the energization start timing (time t1), the high-side power fault region, the
しかし、検出電流ILは、遅延時間Tdaが経過する時刻t3までには、異常判定電流Ida以上にはならない。換言すれば、異常判定電流Idaは、ハイサイド天絡が生じたとしても通電開始から遅延時間Tdaが経過するまでの間に検出電流ILがその異常判定Ida以上にはならないような値に設定されている。 However, the detection current IL does not exceed the abnormality determination current Ida by time t3 when the delay time Tda elapses. In other words, the abnormality determination current Ida is set to a value such that the detected current IL does not exceed the abnormality determination Ida from when the energization starts until the delay time Tda elapses even if a high-side power fault occurs. ing.
そのため、時刻t3になっても、短絡異常検出回路50からの異常検出信号P3はHレベルのままである。そのため、時刻t3以後の動作は、図5に例示したハイサイド地絡時の動作例における時刻t3以後の動作と同じになる。
Therefore, even at time t3, the abnormality detection signal P3 from the short circuit
なお、ローサイド天絡については、図1および図2では図示を省略したものの、制御IC11はその検出機能を備えている。具体的には、電流検出抵抗R10に流れる検出電流ILに基づく検出機能であるが、このローサイド天絡の検出機能については従来周知であるため、ここではその詳細説明を省略する。
The low-side power fault is not shown in FIGS. 1 and 2, but the
(6)第1実施形態の効果
以上説明した本実施形態の燃料噴射制御システムでは、従来のように昇圧コンデンサC1とグランドラインとの間に放電電流検出用の抵抗を別途設けることなく、通常の通電制御で用いられる電流検出抵抗R10による検出結果(電流検出信号VI)を利用して、通電経路の短絡故障の検出を可能としている。しかも、コイル101aへ所要開弁エネルギーが供給されるよりも前(つまり正常時に検出電流ILがピーク電流閾値Ipに達するタイミングよりも前)に判定を行うようにしているため、仮に短絡故障が発生している場合であっても、電流の過度な上昇を抑えたり短絡故障時の通電時間を抑えたりすることもでき、その分、短絡故障に伴う発熱を抑えることができる。
(6) Effects of the First Embodiment In the fuel injection control system of the present embodiment described above, a conventional resistor for detecting the discharge current is not provided between the boost capacitor C1 and the ground line as in the prior art. Using the detection result (current detection signal VI) by the current detection resistor R10 used in the energization control, it is possible to detect a short circuit failure in the energization path. In addition, since the determination is made before the required valve opening energy is supplied to the
そのため、EDU1の大型化やコストアップを抑えつつ、EDU1からコイル101aへの通電経路の短絡故障を検出することができる。
また、本実施形態では、通電開始タイミング(時刻t1)で、定電流スイッチT11および放電用スイッチT12を共にオンさせるのではなく、まず放電用スイッチT12をオンさせるようにしている。そして、定電流スイッチT11によるオン/オフ制御(保持電流供給用のフィードバック制御)は、通電開始タイミングから遅延時間Tdaが経過したタイミングで開始させるようにし、且つ、その遅延時間Tdaが経過したタイミングで、短絡異常が発生しているならばそれを検出・判定して所定の保護機能を実現させるようにしている。そのため、短絡故障の検出・判定を適切なタイミングで効率的に行うことができる。
Therefore, it is possible to detect a short-circuit failure in the energization path from the
In this embodiment, at the energization start timing (time t1), the constant current switch T11 and the discharge switch T12 are not turned on, but the discharge switch T12 is first turned on. The on / off control (feedback control for holding current supply) by the constant current switch T11 is started at the timing when the delay time Tda has elapsed from the energization start timing, and at the timing when the delay time Tda has elapsed. If a short circuit abnormality occurs, it is detected and determined to realize a predetermined protection function. Therefore, it is possible to efficiently detect and determine a short-circuit failure at an appropriate timing.
また、本実施形態では、放電用スイッチT12のオンタイミングは遅らせずに定電流スイッチT11のオン/オフ制御開始タイミングを遅らせている。そのため、遅延時間Tdaを長くとったとしてもインジェクタ101の動作にはほとんど影響がなく、よって、遅延時間Tdaの設定の自由度が大きい。また、それに伴い、異常判定電流Idaの設定の自由度(つまり短絡異常検出回路50における異常判定電圧Vr3の設定の自由度)も大きい。
In this embodiment, the on / off control start timing of the constant current switch T11 is delayed without delaying the on timing of the discharge switch T12. Therefore, even if the delay time Tda is made long, there is almost no influence on the operation of the
また、本実施形態では、短絡故障が判定されたときには、定電流スイッチT11,放電用スイッチT12,および気筒選択スイッチT10をいずれも強制的にオフさせるようにしている。そのため、仮に短絡故障が生じても、EDU1を十分に保護することができる。
In this embodiment, when a short circuit failure is determined, all of the constant current switch T11, the discharge switch T12, and the cylinder selection switch T10 are forcibly turned off. Therefore, even if a short circuit failure occurs, the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態の燃料噴射制御システムについて説明する。本実施形態の燃料噴射制御システムは、図1および図2に示した第1実施形態の燃料噴射制御システムと比較して、EDU1内のインジェクタ駆動回路の構成が若干異なっているだけである。そのため、第2実施形態についての以下の説明では、第1実施形態と異なる部分に絞って説明し、第1実施形態と同じ構成や機能についてはその詳細説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the fuel injection control system of the second embodiment will be described. The fuel injection control system of the present embodiment is only slightly different from the fuel injection control system of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in the configuration of the injector drive circuit in the
本実施形態のインジェクタ駆動回路80は、図7に示す通りである。本実施形態のインジェクタ駆動回路80が第1実施形態のインジェクタ駆動回路20(図2)と異なるのは、主に、放電用スイッチ駆動回路81、定電流スイッチ駆動回路82、および短絡異常検出回路83である。
The injector drive circuit 80 of this embodiment is as shown in FIG. The injector drive circuit 80 of the present embodiment is different from the injector drive circuit 20 (FIG. 2) of the first embodiment mainly in the discharge
即ち、第1実施形態の放電用スイッチ駆動回路32では、図2に示したように、反転噴射信号TQ1 ̄がそのまま第1NOR回路34に入力される構成であった。これに対し、本実施形態の放電用スイッチ駆動回路81では、反転噴射信号TQ1 ̄が遅延回路90で遅延時間Tdbだけ遅延され、その遅延された遅延反転噴射信号Tqdが第1NOR回路34に入力される。
That is, in the discharge
但し、本実施形態の遅延回路90における遅延時間Tdb(図8参照)は、第1実施形態の遅延回路46における遅延時間Tdaよりも短い時間に設定されている。
また、第1実施形態の定電流スイッチ駆動回路42では、図2に示したように、反転噴射信号TQ1 ̄が遅延回路46で遅延時間Tdaだけ遅延されて第2NOR回路44に入力される構成であった。これに対し、本実施形態の定電流スイッチ駆動回路82では、反転噴射信号TQ1 ̄がそのまま第2NOR回路44に入力される。
However, the delay time Tdb (see FIG. 8) in the
In the constant current
また、第1実施形態の短絡異常検出回路50では、通電開始タイミング後、検出電流ILが異常判定電流Idaに達したときに異常検出信号P3がLレベルになるよう、第3比較器51に入力される異常判定電圧Vr3が設定されていた。これに対し、本実施形態の短絡異常検出回路83では、異常判定電圧Vr3が、第1実施形態よりも低い値に設定されている。つまり、本実施形態では、通電開始タイミング後、検出電流ILが、第1実施形態の異常判定電流Idaよりも低い異常判定電流Idb(図8参照)に達したときに、異常検出信号P3がLレベルになるように設定されている。そのため、制御電圧Vcを異常判定電圧Vr3に分圧するための2つの抵抗R61,R62は、第1実施形態における2つの抵抗R51,R52とは抵抗値(分圧比)が異なる。
Further, in the short circuit
このように構成された本実施形態の燃料噴射制御システムでは、短絡故障等のない正常動作時には、図8に例示するように動作する。即ち、第1実施形態の動作例(図4)と異なる部分のみ説明すると、まず通電開始タイミング(時刻t1)で、第2NOR回路44からの定電流基準信号P2nがHレベルとなって定電流ベース信号B11がHレベルになり、これにより定電流スイッチT11がオンされる(詳しくはそのオン/オフ制御による保持電流一定制御が開始される)。
The fuel injection control system of the present embodiment configured as described above operates as illustrated in FIG. 8 during normal operation without a short circuit failure or the like. That is, only the portions different from the operation example of the first embodiment (FIG. 4) will be described. First, at the energization start timing (time t1), the constant current reference signal P2n from the second NOR
そして、通電開始タイミングから遅延時間Tdbが経過した時刻t3で、第1NOR回路34からの放電用基準信号P1nがHレベルとなって放電用ベース信号B12がHレベルになり、これにより放電用スイッチT12がオンされる。
At time t3 when the delay time Tdb elapses from the energization start timing, the discharge reference signal P1n from the first NOR
時刻t3では、定電流ベース信号B11および放電用ベース信号B12はいずれもHレベルとなるが、短絡異常検出回路83からの異常検出信号P3はLレベルである。即ち、異常検出信号P3は、通電開始タイミング(時刻t1)ではHレベルであるが、時刻t3よりも前の時刻t2で検出電流ILが異常判定電流Idbに達することでLレベルになり、よって時刻t3でもLレベルになっている。そのため、FF回路62からの地絡・天絡判定信号QもLレベルのままとなり、短絡故障が検出されない非検出状態となる。
At time t3, both the constant current base signal B11 and the discharge base signal B12 are at the H level, but the abnormality detection signal P3 from the short circuit
一方、例えばハイサイド地絡が生じると、図9の動作例のように動作する。即ち、ハイサイド地絡が生じると、時刻t1の通電開始タイミングで気筒選択スイッチT10がオンすると共に定電流スイッチT11がオンしても、電流検出抵抗R10で検出される検出電流ILは0のままである。よって、短絡異常検出回路83からの異常検出信号P3も、LレベルになることなくHレベルのままである。
On the other hand, for example, when a high-side ground fault occurs, the operation is performed as in the operation example of FIG. That is, when a high-side ground fault occurs, the detection current IL detected by the current detection resistor R10 remains 0 even if the cylinder selection switch T10 is turned on at the energization start timing at time t1 and the constant current switch T11 is turned on. It is. Therefore, the abnormality detection signal P3 from the short-circuit
そのため、通電開始タイミングから遅延時間Tdbが経過した時刻t3で放電用ベース信号B12がHレベルになると、その瞬間は、地絡・天絡判定回路60の第3AND回路61に入力される3つの入力信号B11,B12,P3は全てHレベルとなり、FFセット入力信号がHレベルになる。これにより、FF回路62からの地絡・天絡判定信号QはHレベルとなり、短絡故障が検出される。
Therefore, when the discharge base signal B12 becomes H level at the time t3 when the delay time Tdb has elapsed from the energization start timing, the three inputs that are input to the third AND
地絡・天絡判定信号QがHレベルになると、反転地絡・天絡判定信号Q ̄はLレベルになるため、定電流スイッチT11,放電用スイッチT12,および気筒選択スイッチT10はいずれも強制的にオフされる。そして、各ベース信号B11,B12がLレベルにされることで、第3AND回路61の出力(FFセット入力信号)は再びLレベルとなる。
When the ground fault / power fault determination signal Q becomes H level, the inverted ground fault / power fault judgment signal Q ̄ becomes L level, so that the constant current switch T11, the discharge switch T12, and the cylinder selection switch T10 are all forced. Turned off. Then, when the base signals B11 and B12 are set to the L level, the output (FF set input signal) of the third AND
なお、図示は省略したが、ローサイド地絡時の動作例も、図9に示したハイサイド地絡時の動作例と基本的に同じである。また、ハイサイド天絡時の動作例は、第1実施形態のハイサイド天絡時の動作例(図6)の場合と同様、図9に例示したハイサイド地絡時の動作例と異なるのは検出電流ILが0のままではなく徐々に増加していくことである。 Although illustration is omitted, the operation example at the time of the low-side ground fault is basically the same as the operation example at the time of the high-side ground fault shown in FIG. Also, the operation example at the time of high-side ground fault is different from the operation example at the time of high-side ground fault illustrated in FIG. Is that the detection current IL does not remain 0 but gradually increases.
つまり、通電開始タイミング後、検出電流ILは徐々に増加していく。しかし、遅延時間Tdbが経過するまでには、検出電流ILは異常判定電流Idbには到達しない。そのため、遅延時間Tdbが経過した時刻t3以降は、図9の時刻t3以降と同様の動作となる。 That is, the detection current IL gradually increases after the energization start timing. However, the detection current IL does not reach the abnormality determination current Idb until the delay time Tdb elapses. Therefore, after time t3 when the delay time Tdb has elapsed, the operation is the same as that after time t3 in FIG.
このように、本実施形態では、第1実施形態とは逆に、定電流スイッチT11の動作は遅延させず、放電用スイッチT12の動作を遅延させるようにしている。そして、そのように構成した場合であっても、第1実施形態と同様に、短絡故障を検出・判定して、保護機能を実現することができる。 As described above, in this embodiment, contrary to the first embodiment, the operation of the constant current switch T11 is not delayed, and the operation of the discharge switch T12 is delayed. And even if it is a case where it is comprised in that way, a short circuit failure is detected and determined similarly to 1st Embodiment, and a protection function is realizable.
[変形例]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
[Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. Needless to say.
例えば、第1実施形態では、定電流スイッチ駆動回路42(図2参照)において、第2NOR回路44に入力させる反転噴射信号TQ1 ̄を遅延回路46で遅延させるようにしたが、これはあくまでも一例である。結果的に、定電流ベース信号B11をHレベルにするタイミングを遅延時間Tdaだけ遅延できる限り、遅延回路をどこに設けてどの信号をどの程度遅延させるかについては、遅延回路の使用数も含め、適宜決めることができる。具体例を挙げると、例えば、第2NOR回路44の出力側に遅延回路を設け、第2NOR回路44の出力信号である定電流基準信号P2nを遅延時間Tdaだけ遅延させて第2AND回路45に入力させるようにしてもよい。第2実施形態における、放電用スイッチ駆動回路81内の遅延回路90についても同様である。
For example, in the first embodiment, in the constant current switch drive circuit 42 (see FIG. 2), the reverse injection signal TQ1 ̄ input to the second NOR
また、上記実施形態では、通電開始タイミングから遅延時間が経過したタイミング(時刻t3)で短絡故障の検出・判定を行うようにしたが、時刻t3よりも前に短絡故障の検出・判定を行うようにしてもよい。 In the above embodiment, the short-circuit fault is detected and determined at the timing (time t3) when the delay time has elapsed from the energization start timing. However, the short-circuit fault is detected and determined before time t3. It may be.
更に、定電流スイッチT11のオンタイミングおよび放電用スイッチT12のオンタイミングのうち何れか一方を遅延時間だけ遅延させることは必須ではなく、通電開始タイミングで双方ともにオンさせるようにしてもよい。その場合も、通電開始タイミングから所定時間(例えば上記遅延時間と同等の時間)が経過した後に短絡故障の検出・判定を行うようにすればよい。 Furthermore, it is not essential to delay one of the on-timing of the constant current switch T11 and the on-timing of the discharging switch T12 by a delay time, and both may be turned on at the energization start timing. In such a case as well, short-circuit failure may be detected and determined after a predetermined time (for example, a time equivalent to the delay time) has elapsed from the energization start timing.
また、図2に示したインジェクタ駆動回路20の構成、および図3に示した遅延回路46の構成は、あくまでも一例であり、同じ機能を実現可能な他の回路構成を採用してもよい。
Further, the configuration of the
また、例えば図5と図6を比較して明らかなように、地絡と天絡とは、検出電流ILが0であるかそれとも若干は流れるかの点で違いがある。そのため、例えば時刻t3のタイミングで検出電流ILが0であるか否かに基づいて、短絡故障のうち天絡が生じているのかそれとも地絡が生じているのかの判別を行うこともできる。そのため、地絡なのか天絡なのかを判別し、その判別結果をエンジンECU3に通知するように構成することもできる。 Further, for example, as apparent from comparison between FIG. 5 and FIG. 6, the ground fault and the power fault are different in that the detection current IL is 0 or slightly flows. Therefore, for example, based on whether or not the detection current IL is 0 at the timing of time t3, it is possible to determine whether a short-circuit fault or a ground fault has occurred among the short-circuit faults. Therefore, it can be configured to determine whether it is a ground fault or a power fault and notify the engine ECU 3 of the determination result.
なお、上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジンもしくはガソリンエンジンの燃料噴射制御システムに適用した例について説明したが、本発明の適用はこれら燃料噴射制御システムに限定されるものではない。本発明は、コンデンサからの放電により開弁させ、開弁後は保持電流供給により開弁状態を保持させるように構成された電磁弁駆動装置に広く適用可能である。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a fuel injection control system of a diesel engine or a gasoline engine has been described. However, application of the present invention is not limited to these fuel injection control systems. The present invention is widely applicable to an electromagnetic valve driving device configured to open a valve by discharging from a capacitor and hold the valve open state by supplying a holding current after the valve is opened.
1…EDU、3…エンジンECU、5…車載バッテリ、11…制御IC、12…昇圧回路、20,80…インジェクタ駆動回路、31…ピーク電流検出回路、32,81…放電用スイッチ駆動回路、33…第1比較器、34…第1NOR回路、35…第1AND回路、41…定電流検出回路、42,82…定電流スイッチ駆動回路、43…第2比較器、44…第2NOR回路、45…第2AND回路、46,90…遅延回路、48…第3反転回路、50,83…短絡異常検出回路、51…第3比較器、60…地絡・天絡判定回路、61…第3AND回路、62…FF回路、63…第2反転回路、71…第1反転回路、72…出力AND回路、73…故障通知信号出力回路、101…インジェクタ、101a…コイル、C1…昇圧コンデンサ、C2…コンデンサ、R1〜R5,R31〜R33,R41〜R44,R51,R52,R60〜R62…抵抗、R10…電流検出抵抗、T10…気筒選択スイッチ、T11…定電流スイッチ、T12…放電用スイッチ、T15…定電流制御トランジスタ、T16…放電制御トランジスタ、T30,T40,T60…トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記コンデンサを、少なくとも前記電磁弁を開弁させるために必要な電気エネルギーである所要開弁エネルギーが蓄積されるように充電する充電手段(12)と、
前記コイルに電流を流すための通電経路における前記コイルよりも上流側であって前記コンデンサから前記コイルへの放電電流が流れる放電経路に設けられ、その放電経路を導通・遮断する放電制御スイッチング手段(T12)と、
前記コイルへ前記電磁弁の開弁状態を保持させるための所定の保持電流を供給する保持電流供給手段(T11)と、
前記通電経路における前記コイルよりも下流側に設けられ、前記コイルに流れる電流を検出する電流検出手段(R10)と、
所定の通電開始タイミングで、前記放電制御スイッチング手段による前記放電経路の導通および前記保持電流供給手段による前記保持電流の供給を、同時に開始させるか、または何れか一方のみ開始させて他方はその通電開始タイミングよりも所定の遅延時間だけ遅らせて開始させ、前記コイルへ前記所要開弁エネルギーが供給されたら、前記放電制御スイッチング手段により前記放電経路を遮断させると共に所定の通電時間が経過するまでの間は前記電流検出手段により検出される電流が前記保持電流に維持されるように前記放電制御スイッチング手段を制御する駆動制御手段(20)と、
前記通電開始タイミング後、前記コイルへ前記所要開弁エネルギーが供給されるよりも前の所定の異常判定タイミングで、前記電流検出手段により検出された電流が前記保持電流よりも低い所定の電流閾値以下であるか否か判断し、前記電流閾値以下である場合に、前記通電経路の異常を判定する異常判定手段(20)と、
を備えることを特徴とする電磁弁駆動装置。 A capacitor (C1) in which electrical energy supplied to the coil (101a) of the solenoid valve (101) is stored;
Charging means (12) for charging the capacitor so that at least required opening energy, which is electric energy required to open the solenoid valve, is accumulated;
Discharge control switching means provided on a discharge path upstream of the coil in the energization path for flowing a current to the coil and through which a discharge current flows from the capacitor to the coil, and for conducting / cutting off the discharge path ( T12)
Holding current supply means (T11) for supplying a predetermined holding current for holding the solenoid valve in an open state to the coil;
Current detection means (R10) provided on the downstream side of the coil in the energization path for detecting a current flowing in the coil;
At a predetermined energization start timing, conduction of the discharge path by the discharge control switching unit and supply of the holding current by the holding current supply unit are started simultaneously, or only one of them is started, and the other starts its energization. When the required valve opening energy is supplied to the coil, the discharge path is interrupted by the discharge control switching means and until a predetermined energization time elapses. Drive control means (20) for controlling the discharge control switching means so that the current detected by the current detection means is maintained at the holding current;
After the energization start timing, at a predetermined abnormality determination timing before the required valve opening energy is supplied to the coil, the current detected by the current detection means is lower than a predetermined current threshold lower than the holding current An abnormality determination means (20) for determining whether or not the energization path is abnormal when the current threshold is equal to or less than the current threshold;
An electromagnetic valve driving device comprising:
前記駆動制御手段は、
前記通電開始タイミングで、前記放電制御スイッチング手段による前記放電経路の導通および前記保持電流供給手段による前記保持電流の供給のうち何れか一方を開始させる通常駆動手段(32,82)と、
前記通電開始タイミングから前記遅延時間が経過した遅延タイミングで、前記放電経路の導通および前記保持電流の供給のうち他方を開始させる遅延駆動手段(42,81)と、
を備え、
前記異常判定タイミングは、前記遅延タイミングまたは前記遅延タイミングよりも前のタイミングである
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。 The electromagnetic valve driving device according to claim 1,
The drive control means includes
Normal driving means (32, 82) for starting at any one of conduction of the discharge path by the discharge control switching means and supply of the holding current by the holding current supply means at the energization start timing;
Delay drive means (42, 81) for starting the other of conduction of the discharge path and supply of the holding current at a delay timing after the delay time has elapsed from the energization start timing;
With
The electromagnetic valve drive device, wherein the abnormality determination timing is the delay timing or a timing before the delay timing.
前記通常駆動手段(32)は、前記通電開始タイミングで、前記放電制御スイッチング手段により前記放電経路を導通させ、
前記遅延駆動手段(42)は、前記遅延タイミングで、前記保持電流供給手段による前記保持電流の供給を開始させる
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。 The electromagnetic valve driving device according to claim 2,
The normal drive means (32) makes the discharge path conductive by the discharge control switching means at the energization start timing,
The delay drive means (42) starts supply of the holding current by the holding current supply means at the delay timing.
前記通電経路における前記コイルよりも下流側に設けられ、その下流側の通電経路を導通・遮断する通電制御スイッチング手段(T10)を備え、
前記駆動制御手段は、前記通電開始タイミングで前記通電制御スイッチング手段により前記通電経路を導通させ、その後前記通電時間が経過したら前記通電制御スイッチング手段により前記下流側の通電経路を遮断させるよう構成されており、
更に、前記異常判定手段により前記通電経路の異常が判定された場合に前記通電制御スイッチング手段により前記下流側の通電経路を強制的に遮断させる第1の保護手段(72)を備える
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。 It is an electromagnetic valve drive device given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
Provided on the downstream side of the coil in the energization path, including energization control switching means (T10) for conducting and blocking the energization path on the downstream side,
The drive control means is configured to cause the energization control switching means to conduct at the energization start timing, and then to shut off the downstream energization path by the energization control switching means after the energization time has elapsed. And
And a first protection means (72) forcibly blocking the downstream energization path by the energization control switching means when the abnormality determination means determines that the energization path is abnormal. A solenoid valve drive device.
前記異常判定手段により前記通電経路の異常が判定された場合に、前記放電制御スイッチング手段により前記放電経路が導通されているならばその放電経路を強制的に遮断させ、前記保持電流供給手段により前記保持電流が供給されているならばその保持電流の供給を強制的に停止させる第2の保護手段(35,45)を備える
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。 It is an electromagnetic valve drive device given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
When the abnormality determination unit determines that the energization path is abnormal, if the discharge path is conducted by the discharge control switching unit, the discharge path is forcibly cut off, and the holding current supply unit A solenoid valve drive device comprising: second protection means (35, 45) forcibly stopping the supply of the holding current if the holding current is supplied.
前記通電開始タイミングから前記通電時間が経過する毎に、少なくとも次の通電開始タイミングが到来する前までに、前記異常判定手段による判定結果を無効とする判定結果無効化手段(62)を備える
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。 It is an electromagnetic valve drive device given in any 1 paragraph of Claims 1-5,
A determination result invalidating means (62) for invalidating the determination result by the abnormality determination means at least before the next energization start timing arrives each time the energization time elapses from the energization start timing. An electromagnetic valve driving device.
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