JP2014224479A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コモンレール内の燃料圧力を制御するための電磁弁等の電気負荷を制御する電子制御装置において、電子制御装置と電気負荷とを接続するワイヤハーネスに異常が生じても、可能な限り電気負荷の制御を継続してコモンレール内の燃料圧力を適性レベルに維持できるようにする。【解決手段】各スイッチ41,42,51がオフされているときに、異常検出回路25にて、ハイサイド検出電圧と閾値とを比較する。マイコン10は、その比較結果(比較信号Sd)に基づき、電気負荷としてのPCV77との間のワイヤハーネス77の異常を判断する。マイコン10は、比較信号Sdに基づいてワイヤハーネス77の異常を検出した場合、コモンレール圧力Pcに基づいて、PCV77の駆動を継続可能か否か判断する。PCV77の駆動を継続可能と判断した場合は、PCV77の駆動制御を継続する。【選択図】図2
Description
本発明は、車両に搭載される電子制御装置に関する。
車両のエンジンに燃料を噴射するためのシステムとして、燃料ポンプで高圧にした燃料をコモンレール(蓄圧室)に圧送して蓄圧し、コモンレールから高圧の燃料をインジェクタに供給してインジェクタから各気筒に燃料を噴射させる、コモンレールシステムが知られている。
コモンレールシステムにおいては、コモンレール内の燃料圧力を適性に維持する必要があり、そのために、少なくとも1つの電磁弁が用いられている。例えば、燃料ポンプからコモンレールへの燃料の圧送量を制御するための圧送量制御用電磁弁が用いられている。また、コモンレール内の燃料圧力が必要以上に上昇してしまった場合にその燃料圧力を減圧させるために、減圧用の電磁弁が用いられることもある。
これら電磁弁は、通常、ワイヤハーネスにて電子制御装置に接続され、電子制御装置から電磁弁のコイルへ通電できるよう構成される。電子制御装置は、コモンレール内の燃料圧力を監視しながら、燃料圧力が所望のレベルとなるように、上記電磁弁を駆動制御する。
このように構成されたコモンレールシステムにおいては、電子制御装置と電磁弁との間のワイヤハーネスに何らかの要因で電源ショート(バッテリ正極側へのショート)やグランドショート(接地電位へのショート)などのショート異常が発生する可能性がある。そのため、電子制御装置として、これらショート異常を検出する機能を備えたものもある。
電子制御装置と電磁弁とを接続するワイヤハーネスのショートを検出する方法は各種知られており、例えば、電子制御装置から電磁弁への通電経路における電磁弁よりも上流側の電圧を検出し、その電圧値に基づいてショートを検出方法がある(例えば、特許文献1参照。)。
コモンレールシステムにおいて、電子制御装置から電磁弁へのワイヤハーネスのショートが検出された場合は、フェイルセーフ上、電磁弁の駆動を完全に停止させるのが一般的となっている。しかし、電磁弁の駆動を完全に停止させると、コモンレール内の燃料圧力は次第に低下していって、インジェクタから燃料を噴射できなくなり、エンジンが停止してしまう。
これに対し、昨今、異常が発生してもできる限りエンジンを停止させずに走行を継続できるようにしたいとう要求がある。上述したワイヤハーネスのショート発生時も同様である。しかし、ショート異常が発生した場合に、一律に電磁弁の駆動制御を継続させるのは適切ではない。例えば電磁弁の上流側でグランドショートが発生した場合、電磁弁の駆動制御を継続すると、電源からグランドショート発生部位を介してグランドラインへ大きな電流が流れてしまうという、好ましくない状況が発生する。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、コモンレール内の燃料圧力を制御するための電磁弁等の電気負荷を制御する電子制御装置において、電子制御装置と電気負荷とを接続するワイヤハーネスに異常が生じても、可能な限り電気負荷の制御を継続してコモンレール内の燃料圧力を適性レベルに維持できるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明は、燃料ポンプから圧送された燃料が蓄圧されるコモンレール内の燃料圧力を直接又は間接的に調整するための電気負荷を備えたコモンレール圧制御システムに設けられ、電気負荷とワイヤハーネスにて接続されてそのワイヤハーネスを介して電気負荷への通電を制御する電子制御装置である。
本発明の電子制御装置は、電源部と、ハイサイド側スイッチと、ローサイド側スイッチと、スイッチ制御部と、ハイサイド電圧検出部と、異常検出部と、圧力取得部と、異常種類判断部とを備えている。
電源部は、直流電源の電圧をそのまま又は昇圧して電気負荷へ供給するためのものである。ハイサイド側スイッチは、電源部の正極側から電気負荷への通電経路であるハイサイド側通電経路を導通・遮断するためのものである。ローサイド側スイッチは、電気負荷から電源部の負極側への通電経路を導通・遮断するためのものである。スイッチ制御部は、ハイサイド側スイッチ及びローサイド側スイッチを制御する。ハイサイド電圧検出部は、ハイサイド側通電経路におけるハイサイド側スイッチよりも下流側の所定部位の電圧であるハイサイド電圧を検出する。異常検出部は、上記各スイッチの双方がオフされているときのハイサイド電圧に基づいて通電経路の異常の有無を検出する。圧力取得部は、コモンレール内の燃料圧力を直接又は間接的に取得する。異常種類判断部は、異常検出部により異常が検出された場合に、圧力取得部により取得された燃料圧力に基づいて、異常の種類が電気負荷を駆動可能な負荷駆動可能異常であるか否か判断する。
そして、スイッチ制御部は、異常検出部により異常が検出された場合、その異常が異常種類判断部により負荷駆動可能異常と判断されなかった場合は、各スイッチの制御を停止して各スイッチをオフさせ、負荷駆動可能異常と判断された場合は、各スイッチの制御を継続する。
本発明の電子制御装置によれば、異常検出部により異常が検出された場合、コモンレール内の燃料圧力に基づいて、電気負荷を駆動可能か否か判断する。そして、電気負荷を駆動できないような異常が発生している場合は、各スイッチの制御を停止する(すなわち電気負荷の駆動を停止する)が、駆動可能な場合は、各スイッチの制御を継続する。
そのため、電子制御装置と電気負荷とを接続するワイヤハーネスに異常が生じても、その異常の種類が負荷駆動可能異常である限り、電気負荷の制御を継続してコモンレール内の燃料圧力を適性レベルに維持することが可能となる。
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
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。なお、本発明は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態を採り得る。また、下記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態であり、下記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。
(1)燃料噴射システム100の概略構成
図1に示す燃料噴射システム100は、例えば、自動車用の4気筒のディーゼルエンジン(以下単に、エンジンともいう)2に燃料を噴射するためのものである。燃料噴射システム100は、燃料ポンプ72と、コモンレール74と、インジェクタ(燃料噴射弁)80と、電子制御装置(以下、ECU(Electronic Control Unit)という)3とを備えている。
図1に示す燃料噴射システム100は、例えば、自動車用の4気筒のディーゼルエンジン(以下単に、エンジンともいう)2に燃料を噴射するためのものである。燃料噴射システム100は、燃料ポンプ72と、コモンレール74と、インジェクタ(燃料噴射弁)80と、電子制御装置(以下、ECU(Electronic Control Unit)という)3とを備えている。
燃料ポンプ72は、燃料タンク71から燃料を汲み上げるフィードポンプを内蔵している。燃料ポンプ72は、エンジン2が備えるカムシャフトのカムの回転に伴いプランジャが往復移動することにより、上記フィードポンプから加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。燃料ポンプ72により加圧された燃料は、当該燃料ポンプ72から吐出されてコモンレール74へ圧送される。
コモンレール74は、燃料ポンプ72から吐出されて圧送される燃料を蓄える中空の蓄圧容器である。コモンレール74には、コモンレール74内の燃料圧力(以下「コモンレール圧」という)を検出する圧力センサ75が設けられている。圧力センサ75の検出信号はECU3に入力される。ECU3は、圧力センサ75からの検出信号をもとにコモンレール圧Pcを検出する。
燃料ポンプ72には、吐出量制御弁(以下「PCV」という)73が設置されている。PCV73は、コモンレール圧を調整するために燃料ポンプ72からの燃料吐出量を調整するための、ソレノイド式の電磁弁である。ECU3とPCV73との間は、PCV73への通電用のワイヤハーネス(以下「PCV用ハーネス」という)77により接続されている。
PCV73は、PCV用ハーネス77を介してECU3から通電されると開弁する。PCV73の開弁中は、フィードポンプから加圧室へ燃料が吸入され、これにより燃料がコモンレール74へ圧送される。ECU3からPCV73への通電が停止されると、PCV73は閉弁し、フィードポンプから加圧室への燃料吸入が遮断される。燃料ポンプ72からコモンレール74への燃料吐出量は、PCV73の開弁時間により制御される。
また、コモンレール74には、コモンレール圧を低下させるための減圧弁(以下「PRV」という)76が設けられている。ECU3とPRV76との間は、PRV76への通電用のワイヤハーネス(以下「PRV用ハーネス」という)78により接続されている。PRV76は、PRV用ハーネス78を介してECU3から通電されると開弁し、通電が停止されると閉弁する、ソレノイド式の電磁弁である。
インジェクタ80は、エンジン2の各気筒に設けられており、コモンレール74から供給される燃料を気筒内に噴射する。インジェクタ80は、例えば、噴孔を開閉するノズルニードルがコイルへの通電によりリフトして開弁する公知の電磁式燃料噴射弁である。インジェクタ80からの燃料の噴射開始タイミング及び噴射量は、ECU3からインジェクタ80に与えられる噴射指令信号によって制御される。
エンジン2には、運転状態を検出するセンサとして、エンジン2の所定の回転角度毎に回転角信号を発生する回転角センサ81が設けられている。ECU3は、回転角センサ81からの回転角信号に基づいてエンジン回転数を算出する。
また、図示は省略しているが、燃料噴射システム100には、エンジン2の運転状態を検出する他のセンサとして、例えば、運転者によるアクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ、冷却水の温度(水温)、吸入空気の温度(吸気温)をそれぞれ検出する温度センサ等が設けられている。そして、それらのセンサからの信号も、ECU3に入力される。
ECU3は、マイコンや各種回路を備え、上述した各種センサからの信号等に基づいて、インジェクタ80の駆動制御、PCV73の駆動制御、PRV76の駆動制御などの、各種制御を行う。
ECU3は、各種センサの信号などに基づいて車両の運転状態を検出し、その運転状態に応じてコモンレール圧の目標値である目標圧力を演算する。そして、圧力センサ75により検出されたコモンレール圧Pcと目標圧力とを比較し、コモンレール圧が目標圧力になるようにPCV73及びPRV76を制御する。
具体的には、コモンレール圧Pcが目標圧力に満たない場合は、PCV73への通電を行うことによってコモンレール圧を増加させる。逆に、コモンレール圧Pcが目標圧力を超えている場合は、PRV76への通電を行うことによってコモンレール74内の燃料の一部を燃料タンク71へリークさせ、コモンレール圧を減圧させる。
(2)コモンレール圧制御システム1の構成
次に、燃料噴射システム100のうち、特にコモンレール圧を制御するためのシステムに絞って詳しく説明する。図2に示すコモンレール圧制御システム1は、図1の燃料噴射システム100に含まれるシステムであり、コモンレール圧を制御するための電気負荷であるPCV73とPRV76、およびこれら各電気負荷を制御するECU3を有する。図2に示すECU3の構成は、ECU3全体のうちコモンレール圧の制御にかかわる主要な構成要素を抜粋して図示したものである。
次に、燃料噴射システム100のうち、特にコモンレール圧を制御するためのシステムに絞って詳しく説明する。図2に示すコモンレール圧制御システム1は、図1の燃料噴射システム100に含まれるシステムであり、コモンレール圧を制御するための電気負荷であるPCV73とPRV76、およびこれら各電気負荷を制御するECU3を有する。図2に示すECU3の構成は、ECU3全体のうちコモンレール圧の制御にかかわる主要な構成要素を抜粋して図示したものである。
ECU3は、マイコン10と、負荷駆動IC20と、昇圧回路30と、定電流制御MOS41と、高圧ハイサイドMOS42と、昇圧コンデンサC1と、PCV選択スイッチ51と、PRV選択スイッチ52と、ハイサイド電流検出抵抗R1と、ローサイド電流検出抵抗R2とを備えている。定電流制御MOS41及び高圧ハイサイドMOS42は、本実施形態では、Pチャネル形MOSFETであり、PCV選択スイッチ51及びPRV選択スイッチ52は、本実施形態では、Nチャネル形MOSFETである。
PCV73は、コイル(電磁ソレノイド)73aを有している。このコイル73aの一端はPCVハーネス77を介してECU3の第1コモン端子COM1に接続され、他端はPCVハーネス77を介してECU3のPCV端子8に接続されている。コイル73aの他端は、ECU3のPCV端子8を介して、ECU3内のPCV選択スイッチ51のドレインに接続されている。
PRV76は、コイル(電磁ソレノイド)76aを有している。このコイル76aの一端はPRVハーネス78を介してECU3の第2コモン端子COM2に接続され、他端はPRVハーネス78を介してECU3のPRV端子9に接続されている。コイル76aの他端は、ECU3のPRV端子9を介して、ECU3内のPRV選択スイッチ52のドレインに接続されている。各コモン端子COM1、COM2は、ECU3内で、ハイサイド電流検出抵抗R1の一端に接続されている。
なお、以下の説明で、PCV73又はPRV76を対象として「通電」という場合は、詳しくは、PCV73においてはそのコイル73aへの通電を意味し、PRV76においてはそのコイル76aへの通電を意味するものとする。
各選択スイッチ51,52のソースは、いずれも、ローサイド電流検出抵抗R2の一端に接続されている。ローサイド電流検出抵抗R2の他端は接地されている。各選択スイッチ51,52のゲートは、負荷駆動IC20に接続されている。尚、PCV選択スイッチ51のドレインは、帰還用のダイオードD1を介して車載バッテリ5の正極に接続されており、PRV選択スイッチ52のドレインも、帰還用のダイオードD2を介して車載バッテリ5の正極に接続されている。
ローサイド電流検出抵抗R2の一端は、負荷駆動IC20内の電流検出部24に接続されている。各選択スイッチ51,52は、本実施形態では、同時にオンされることはなく、何れか一方のみオンされる。そのため、PCV選択スイッチ51がオンされている間は、電流検出部24において、ローサイド電流検出抵抗R2により生じる電圧がPCV73に流れる電流(詳しくはそのコイル73aに流れる電流。以下「PCV負荷電流」ともいう。)として検出される。逆に、PRV選択スイッチ52がオンされている間は、負荷駆動IC20において、ローサイド電流検出抵抗R2により生じる電圧がPRV76に流れる電流(詳しくはそのコイル76aに流れる電流。以下「PRV負荷電流」ともいう。)として検出される。
昇圧コンデンサC1は、PCV73又はPRV76を開弁させるための電気エネルギーを蓄電するためのものである。高圧ハイサイドMOS42は、昇圧コンデンサC1から電気負荷(PCV73又はPRV76)へ開弁のための大電流を供給するためのものである。定電流制御MOS41は、電気負荷(PCV73又はPRV76)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。
昇圧回路30は、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)を昇圧して、そのバッテリ電圧VBよりも高い電圧を生成して昇圧コンデンサC1を充電する。
より具体的には、昇圧回路30は、充電制御回路31と、コイルL0と、充電用トランジスタT0とを備えている。充電用トランジスタT0は、本実施形態では、Nチャネル形MOSFETである。コイルL0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、他端が充電用トランジスタT0のドレインに接続されている。充電用トランジスタT0のソースは接地されている。充電用トランジスタT0のゲートは、充電制御回路31に接続され、この充電制御回路31の出力に応じて充電用トランジスタT0がオン/オフされる。
更に、コイルL0と充電用トランジスタT0との接続点に、逆流防止用のダイオードD0を介して昇圧コンデンサC1の一端が接続されている。ダイオードD0の出力電圧(すなわち昇圧コンデンサC1の充電電圧)は、充電制御回路31に入力される。
この昇圧回路30においては、充電用トランジスタT0がオン/オフされると、コイルL0と充電用トランジスタT0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D0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31によって、充電電圧が予め設定された目標充電電圧になるように制御される。なお、充電制御回路31は、負荷駆動IC20から充電許可信号が入力可能に構成されており、負荷駆動IC20から充電許可信号が入力されている間に充電用トランジスタT0をオンさせることができる。
高圧ハイサイドMOS42は、昇圧コンデンサC1の充電エネルギーを各コモン端子COM1,COM2を介してPCV73又はPRV76の何れかへ放電させるために設けられている。この高圧ハイサイドMOS42がオンされると、昇圧コンデンサC1の一端がハイサイド電流検出抵抗R1を経て各コモン端子COM1,COM2に接続される。尚、高圧ハイサイドMOS42は、負荷駆動IC20に備えられた放電制御部22によってオン/オフ制御される。
定電流制御MOS41は、各コモン端子COM1,COM2を介してPCV73又はPRV76の何れかへ保持電流を流すために設けられている。PCV選択スイッチ51又はPRV選択スイッチ52の何れかがオンされている状態で、定電流制御MOS41がオンされると、各選択スイッチ51,52のうちオンされている方に接続されているコイル(73a又は76a)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73a、76aに対する定電流制御のための帰還ダイオードであり、各選択スイッチ51,52の何れかがオンされている状態で定電流制御MOS41がオンからオフされた時に、コイル73a,76aに電流を還流させるものである。また、定電流制御MOS41は、負荷駆動IC20に備えられた定電流制御部21によってオン/オフ制御され、このオン/オフ制御により上記保持電流が流れる。
マイコン10は、CPU11、ROM12、RAM13などからなる周知の構成である。マイコン10は、コモンレール74に設けられた圧力センサ75からの検出信号(コモンレール圧Pcを示す電圧信号)やその他の各種センサ等の情報に基づいて、PCV73の駆動信号であるPCV駆動信号Q1及びPRV76の駆動信号であるPRV駆動信号Q2を生成し、負荷駆動IC20に出力する。
各駆動信号Q1,Q2は、その信号のレベルがハイレベル(Hレベル)の間だけ、対応する電気負荷のコイルに通電する(つまり、対応する電気負荷のバルブを開弁させる)、という意味を持っている。
負荷駆動IC20は、定電流制御部21と、放電制御部22と、負荷選択スイッチ制御部23と、電流検出部24と、異常検出回路25とを備えている。
電流検出部24は、ローサイド電流検出抵抗R2の電圧からPCV負荷電流又はPRV負荷電流を検出する。検出した負荷電流は、定電流制御部21及び放電制御部22へ通知される。
電流検出部24は、ローサイド電流検出抵抗R2の電圧からPCV負荷電流又はPRV負荷電流を検出する。検出した負荷電流は、定電流制御部21及び放電制御部22へ通知される。
負荷選択スイッチ制御部23は、マイコン10からの各駆動信号Q1,Q2に基づき、各選択スイッチ51,52のゲートへ、対応する駆動信号と同じ論理レベルの負荷選択信号を出力する。具体的には、PCV選択スイッチ51に対してはPCV駆動信号Q1と同じ論理レベルの負荷選択信号を出力し、PRV選択スイッチ52に対してはPRV駆動信号Q2と同じ論理レベルの負荷選択信号を出力する。例えば、PCV駆動信号Q1がローレベル(Lレベル)の間は、負荷選択スイッチ制御部23はPCV選択スイッチ51へLレベルの負荷選択信号を出力してこのPCV選択スイッチ51をオフさせる。逆にPCV駆動信号Q1がHレベルの間は、負荷選択スイッチ制御部23はPCV選択スイッチ51へHレベルの負荷選択信号を出力してこのPCV選択スイッチ51をオンさせる。
放電制御部22は、マイコン10からの各駆動信号Q1,Q2の何れか一方がHレベルになったときに高圧ハイサイドMOS42をオンさせる。このとき、何れかの駆動信号がHレベルになったことによりその駆動信号に対応した何れかの負荷選択スイッチもオンされるため、昇圧コンデンサC1からPCV73又はPRV76の何れか(負荷選択スイッチがオンされている方)への放電が開始される。
そして、そのオン後、電流検出部24により検出された負荷電流が予め設定されたピーク電流に達したら、高圧ハイサイドMOS42をオフさせることにより、昇圧コンデンサC1からの放電を停止させる。
定電流制御部21は、マイコン10からの各駆動信号Q1,Q2の何れか一方がHレベルになったときに定電流制御MOS41をオン/オフさせることにより、そのHレベルになった駆動信号に対応した何れかのコイルに保持電流を流す。より具体的には、定電流制御部21は、例えばPCV駆動信号Q1がHレベルになっている期間中、PCV負荷電流が一定の保持電流となるように、定電流制御MOS41をオン/オフ駆動(デューティ駆動)する。なお、昇圧コンデンサC1から放電が行われることによりPCV負荷電流が保持電流を上回っている間は、定電流制御MOS41はオフされる。
異常検出回路25は、ハイサイド電流検出抵抗R1の他端(高圧ハイサイドMOS42側)の電圧(以下「ハイサイド検出電圧」という)に基づいて、PCV用ハーネス77の異常を検出する。PCV用ハーネス77の異常として、本実施形態では、上流側+Bショート、上流側GNDショート、下流側+Bショート及び下流側GNDショートの4種類を想定している。
上流側+Bショートとは、PCVハーネス77のうちPCV73の上流側(PCV73と第1コモン端子COM1の間)の配線が車載バッテリ5の正極に短絡(ショート)した状態となる異常である。
上流側GNDショートとは、PCVハーネス77のうちPCV73の上流側(PCV73と第1コモン端子COM1の間)の配線がグランドライン(接地電位)に短絡(ショート)した状態となる異常である。
下流側+Bショートとは、PCVハーネス77のうちPCV73の下流側(PCV73とPCV端子8の間)の配線が車載バッテリ5の正極に短絡(ショート)した状態となる異常である。
下流側GNDショートとは、PCVハーネス77のうちPCV73の下流側(PCV73とPCV端子8の間)の配線がグランドライン(接地電位)に短絡(ショート)した状態となる異常である。
上流側+Bショート又は下流側+Bショートが発生すると、各駆動信号Q1,Q2が何れもLレベルになっている間も、ハイサイド検出電圧はバッテリ電圧VB又はこれに近い値となる。そのため、適切に閾値を設定して、ハイサイド検出電圧がその閾値以上となっているか否かを判断することで、上記何れかの+Bショートの有無を検出することができる。
また、上流側GNDショート又は下流側GNDショートが発生すると、各駆動信号Q1,Q2が何れもLレベルになっている間、ハイサイド電流検出抵抗R1の他端側に別途所定電圧値の定電圧Vcを印加しても、ハイサイド検出電圧はその定電圧Vcよりも低い値となる。そのため、ハイサイド電流検出抵抗R1の他端側に定電圧Vcを印加すると共に、この定電圧Vcよりも低い適切な閾値を設定して、ハイサイド検出電圧がその閾値より低くなっているか否かを判断することで、上記何れかのGNDショートの有無を検出することができる。
上述した各+Bショート及び各GNDショートの検出を実現しているのが異常検出回路25である。異常検出回路25は、マイコン10との協働により、上記各異常の有無を検出する。具体的には、異常検出回路25は、オペアンプ26と、コンパレータ27と、閾値設定部28とを備えている。
オペアンプ26は、反転入力端子と出力端子が直接接続されており、いわゆるボルテージフォロワとして機能する。すなわち、非反転入力端子に入力された電圧がそのままの値で出力される。本実施形態では、オペアンプ26の非反転入力端子には、定電圧Vcが入力される。
この定電圧Vcは、図示しない電源回路により生成されるものであり、バッテリ電圧VBよりも低い所定の値である。この定電圧Vcは、PCV73及びPRV76がいずれも開弁しない程度の低い値に設定されている。定電圧Vcは、ECU3の動作中は、常時、オペアンプ26に入力される。そのため、ECU3の動作中は、常時、各コモン端子COM1,COM2には、ハイサイド電流検出抵抗R1を介して定電圧Vcが印加された状態となる。なお、オペアンプ26により構成されているボルテージフォロワ自体、出力電流能力は非常に低いため、定電圧Vcが印加されてもPCV73及びPRV76はいずれも開弁しない。
閾値設定部28は、マイコン10から入力される閾値設定信号Stに従って、上記何れかの+Bショートを検出するための閾値である+Bショート検出閾値V1、及び上記何れかのGNDショートを検出するための閾値であるGNDショート検出閾値V2の何れかを生成する。閾値設定部28にて生成された何れかの閾値は、コンパレータ27の反転入力端子に入力される。
なお、+Bショート検出閾値V1は、上記定電圧Vcよりも高く且つバッテリ電圧VBよりも低い所定の値である。また、GNDショート検出閾値V2は、0V(接地電位)よりも高く且つ上記定電圧Vcよりも低い所定の値である。
コンパレータ27は、非反転入力端子にハイサイド検出電圧が入力され、反転入力端子に上記何れかの閾値が入力される。そのため、ハイサイド検出電圧が閾値以上の場合は、コンパレータ27からの出力信号(以下「比較信号」という)SdはHレベルとなり、ハイサイド検出電圧が閾値より低い場合は、コンパレータ27からの比較信号SdはLレベルとなる。比較信号Sdは、マイコン10へ入力される。
マイコン10は、各駆動信号Q1,Q2が何れもオフとなったときに、閾値設定信号Stにより上記各閾値V1,V2を順次生成させる。そして、異常検出回路25からの比較信号Sdに基づき、PCVハーネス77の異常の有無を判断する。
例えば、閾値を+Bショート検出閾値V1に設定している状態で、比較信号SdがHレベルとなっている場合、マイコン10は、上流側+Bショート又は下流側+Bショートの何れかが発生していることを判断できる。また例えば、閾値をGNDショート検出閾値V2に設定している状態で、比較信号SdがLレベルとなっている場合、マイコン10は、上流側GNDショート又は下流側GNDショートの何れかが発生していることを判断できる。
PCVハーネス77に上記何れかのショートが発生した場合の対応方法として、PCV73の駆動を停止させることが考えられる。しかし、PCV73の駆動を完全に停止させると、その後、修理等により正常状態に戻るまでは、燃料ポンプ72からコモンレール74への燃料の圧送が停止され、車両の走行を継続させることが困難となる。
一方、何れかのショートが生じた場合、その種類によっては、引き続き燃料の圧送を継続させることが可能な場合もある。具体的には、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの何れかが発生した場合、PCV73の駆動は引き続き可能である。
上流側+Bショートが発生した場合、昇圧コンデンサC1からの大電流をPCV73に流すことはできなくなるものの、バッテリ電圧VBが常時PCV73に印加された状態になる。そのため、PCV選択スイッチ51がオンの間は、PCV73に車載バッテリ5から電流が供給され、PCV73が開弁する。そのため、正常時よりは圧送量が少なくなるものの、コモンレール74へ燃料を圧送することが可能である。下流側GNDショートが発生した場合も、PCV選択スイッチ51による制御は効かなくなるものの、PCV73に電流を供給して駆動させることによりコモンレール74へ燃料を圧送することは可能である。
そこで本実施形態では、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの何れかが発生した場合は、PCV73の駆動制御を完全に停止させず、開弁させるべき期間中は定電流制御MOS41を制御して車載バッテリ5からPCV73へ一定電流を供給することによりPCV73を開弁させるようにしている。具体的には、マイコン10が、各駆動信号Q1,Q2のオフ時に後述する異常判定処理(図3参照)を実行することで、異常の有無を判定する。そして、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの何れかを検出した場合は、高圧ハイサイドMOS42は強制的にオフさせるものの、PCV駆動信号Q1の出力は継続させることにより、PCV73の駆動を継続させる。
(3)マイコン10による異常判定処理
次に、マイコン10が実行する異常判定処理について、図3を用いて説明する。なお、マイコン10は、異常判定処理以外にも、PCV73の動作の基本となるPCV駆動信号Q1の出力制御や、PRV76の動作の基本となるPRV駆動信号Q2の出力制御、インジェクタからの燃料噴射制御などの各種制御を実行するが、これら各種制御については説明を省略する。
次に、マイコン10が実行する異常判定処理について、図3を用いて説明する。なお、マイコン10は、異常判定処理以外にも、PCV73の動作の基本となるPCV駆動信号Q1の出力制御や、PRV76の動作の基本となるPRV駆動信号Q2の出力制御、インジェクタからの燃料噴射制御などの各種制御を実行するが、これら各種制御については説明を省略する。
マイコン10のCPU11は、PCV駆動信号Q1の出力が停止される毎(すなわちオンからオフに切り替わる毎)に、ROM12から図3の異常判定処理のプログラムを読み込んで実行する。なお、マイコン10がこの異常判定処理を実行している間は、定電流制御MOS41、高圧ハイサイドMOS42、及び各選択スイッチ51,52は何れもオフされた状態となっている。また、実行本実施形態では、PCV駆動信号Q1がオンからオフになった後、所定時間(少なくとも図3の異常判定処理の実行に必要な時間)は、PRV駆動信号Q2がHレベルにならないようにされている。
CPU11は、PCV駆動信号Q1がオンからオフに切り替わることにより図3の異常判定処理を開始すると、S110で、ショート検出閾値を+Bショート検出閾値V1に設定する。具体的には、+Bショート検出閾値V1に対応した閾値設定信号Stを負荷駆動IC20内の閾値設定部28へ出力することで、閾値設定部28に+Bショート検出閾値V1を生成させる。
S120では、COM電圧(ハイサイド検出電圧)が+Bショート検出閾値V1以上か否か判断する。なお、COM電圧と+Bショート検出閾値V1との比較は、直接的には負荷駆動IC20内の異常検出回路25が(詳しくはコンパレータ27が)行う。そのため、マイコン10のCPU11は、実際には、その異常検出回路25による比較結果である比較信号Sdに基づいて、COM電圧が+Bショート検出閾値V1以上か否かを判断する。
マイコン10は、比較信号SdがHレベルの場合、COM電圧が+Bショート検出閾値V1以上である旨判断し、S160で、上流側又は下流側何れかの+Bショートが発生している旨の異常判定を行う。
そしてS170で、高圧ハイサイドMOS停止信号Shを出力して高圧ハイサイドMOS42を強制的に(駆動信号Q1,Q2にかかわらず)オフさせる。すなわち、マイコン10から高圧ハイサイドMOS停止信号Shが出力されると、その高圧ハイサイドMOS停止信号Shは、負荷駆動IC20内の放電制御部22に入力される。放電制御部22は、既述の通り、各駆動信号Q1,Q2の何れかがHレベルになると高圧ハイサイドMOS42をオンさせるのだが、マイコン10から高圧ハイサイドMOS停止信号Shが入力されている場合は、各駆動信号Q1,Q2の何れかがHレベルになっても、高圧ハイサイドMOS42をオンさせない。具体的には、例えば、高圧ハイサイドMOS42のゲートを強制的にグランドレベルに落とすこと等により実現することができる。
S120で、比較信号SdがLレベルの場合は、COM電圧が+Bショート検出閾値V1より低い旨判断する。つまり、少なくとも+Bショートは発生していない旨判断する。この場合、S130で、ショート検出閾値をGNDショート検出閾値V2に設定する。具体的には、GNDショート検出閾値V2に対応した閾値設定信号Stを負荷駆動IC20内の閾値設定部28へ出力することで、閾値設定部28にGNDショート検出閾値V2を生成させる。
そしてS140で、COM電圧がGNDショート検出閾値V2より低いか否か判断する。なお、COM電圧とGNDショート検出閾値V2との比較も、直接的には負荷駆動IC20内の異常検出回路25が(詳しくはコンパレータ27が)行う。そのため、マイコン10のCPU11は、実際には、その異常検出回路25による比較結果である比較信号Sdに基づいて、COM電圧がGNDショート検出閾値V2より低いか否かを判断する。
マイコン10は、比較信号SdがLレベルの場合、COM電圧がGNDショート検出閾値V2より低い旨判断し、S180で、上流側又は下流側何れかのGNDショートが発生している旨の異常判定を行う。そしてS190で、S170と同じように、高圧ハイサイドMOS停止信号Shを出力して高圧ハイサイドMOS42を強制的に(駆動信号Q1,Q2にかかわらず)オフさせる。
S140で、比較信号SdがHレベルの場合は、COM電圧がGNDショート検出閾値V2以上である旨判断する。この場合、GNDショートも発生していないと判断し、S150で、正常判定を行う。つまり、何れのショート異常も発生していない正常状態である旨の判定を行う。このとき、高圧ハイサイドMOS停止信号Shが出力されている場合はその出力を停止し、噴射出力制限フラグ及び駆動信号停止フラグの一方でもセットされている場合はそれらフラグを全てクリアする。
S170又はS190で高圧ハイサイドMOS停止信号Shを出力した場合は、続くS200で、コモンレール圧Pcが圧力閾値Prefより大きいか否か判断する。この判断は、言い換えれば、現在生じているショート異常が燃料ポンプ72を引き続き動作(PCV72を引き続き駆動)させることが可能な、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの何れかであるか否かの判断である。
仮に、上流側GNDショート又は下流側+Bショートが発生している場合、PCV駆動信号Q1を出し続けてもPCV73は駆動できないため、コモンレール圧は徐々に低下していく。一方、上流側+Bショート又は下流側GNDショートが発生している場合は、PCV73は引き続き駆動可能であるため、コモンレール圧を所定レベル以上に保つことが可能である。
そこで、圧力閾値Prefを適切な値に設定し、コモンレール圧がその圧力閾値Prefより大きいか否かを判断することで、発生したショートの種類(PCV73を引き続き駆動可能な種類か否か)を判断するようにしている。
S200で、コモンレール圧Pcが圧力閾値Pref以下と判断した場合は、発生したショートは上流側GNDショート又は下流側+Bショートであって、PCV73は駆動させることができないと判断する。そこで、S220にて、駆動信号停止フラグをセットして、この異常判定処理を終了する。駆動信号停止フラグは、PCV駆動信号Q1の出力を停止させるためのフラグである。駆動信号停止フラグがセットされた場合は、マイコン10は、PCV駆動信号Q1の出力を停止させる。
一方、S200で、コモンレール圧Pcが圧力閾値Prefより大きいと判断した場合は、発生したショートは上流側+Bショート又は下流側GNDショートであり、ショート異常が発生してはいるもののPCV73を引き続き駆動可能であると判断する。そこで、S210にて、噴射出力制限フラグをセットして、この異常判定処理を終了する。つまり、駆動信号停止フラグはセットせず、PCV駆動信号Q1の出力は引き続き許容してPCV73の駆動を継続させるのである。
図3の異常判定処理によって噴射出力制限フラグがセットされた場合は、マイコン10は、インジェクタ80の駆動制御処理(燃料噴射制御処理)において、インジェクタ80からの燃料噴射量を制限する。すなわち、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの発生時は、PCV73を引き続き駆動可能ではあるものの、高圧ハイサイドMOS42が強制オフされるため、PCV駆動信号Q1がHレベルになってからPCV73が開弁するまでの時間が長くなる。そのため、正常時よりは燃料の圧送量が少なくなり、コモンレール圧も正常時よりは低くなる可能性が高い。このような場合に、インジェクタ80からの燃料噴射を正常時と同じように制御すると、その噴射量によっては、コモンレール圧が不足してくる可能性がある。
そこで、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの発生時は、マイコン10は、噴射出力制限フラグをセットすることで、インジェクタ80からの燃料噴射量が正常時よりも少なくなるように制御する。燃料噴射量を抑えることで、走行性能には影響が生じる可能性があるものの、車両の走行を継続させることができる。
(4)各種ショート異常発生時の動作例
(4−1)上流側+Bショート又は下流側GNDショート発生時の動作例
本実施形態のコモンレール圧制御システム1における、上流側+Bショート又は下流側GNDショート発生時の動作例を、図4(a)を用いて説明する。
(4−1)上流側+Bショート又は下流側GNDショート発生時の動作例
本実施形態のコモンレール圧制御システム1における、上流側+Bショート又は下流側GNDショート発生時の動作例を、図4(a)を用いて説明する。
ショート異常が生じていない正常時は、PCV駆動信号Q1が出力される(Hレベルになる)と(時刻t1)、昇圧コンデンサC1の充電電圧(昇圧電圧)供給によりPCV負荷電流は急上昇し、これによりPCV73が迅速に開弁する。PCV負荷電流がピーク電流に到達した後は、PCV駆動信号Q1がLレベルになるまで(時刻t2〜t3)、定電流制御MOS41のデューティ駆動により車載バッテリ5から保持電流が供給される。そのため、PCV駆動信号Q1の出力中は、コモンレール圧Pcが正常に増加していく。なお、図3では、時刻t2〜t3の間のCOM1電圧が+B(バッテリ電圧VB)一定であるかのように図示されているが、これは図示の簡略化のためであり、実際には、デューティ比に応じて0Vとバッテリ電圧VBとが交互に切り替わっている。
一方、上流側+Bショートが発生すると、第1コモン端子COM1の電圧は、図4(a)に実線で示すように、+B(バッテリ電圧VB)と略同じ値に固定される。この場合の第1コモン端子COM1の電圧は、+Bショート検出閾値V1よりも高い。
また、下流側GNDショートが発生すると、第1コモン端子COM1の電圧は、図4(a)に一点鎖線で示すように、グランドレベル(0V)に近い値に固定される。この場合の第1コモン端子COM1の電圧は、GNDショート検出閾値V2よりも低い。
上流側+Bショート又は下流側GNDショートが発生した場合は、PCV73の駆動を続けている限り、コモンレール圧Pcは圧力閾値Pref以下になる可能性は低い。そのため、上流側+Bショート又は下流側GNDショートが発生した場合は、既述のように噴射出力制限フラグがセットされて(図3のS210)、PCV73の駆動は継続される。すなわち、PCV駆動信号Q1がHレベルの間、PCV73に車載バッテリ5から電流が供給されてPCV73が開弁する。この場合、開弁タイミングが正常時よりも遅れることで、コモンレール圧の増加量は正常時よりも少なくなるものの、エンジン動作に必要な最低限のコモンレール圧は維持される。
図4(b)は、図4(a)の動作例の比較用として、本発明が適用されない従来の構成による動作例である。従来の構成では、ショート異常が検出されると、PCV73の動作を完全に停止させる。つまり、PCV駆動信号Q1の出力自体を強制的に停止させる。そのため、異常発生以降は、PCV73に電流は流れず、PCV73は閉弁したままとなる。そのため、コモンレール圧は徐々に低下していき、やがてエンジン2は動作できなくなる。
(4−2)下流側+Bショート又は上流側GNDショート発生時の動作例
次に、本実施形態のコモンレール圧制御システム1における、下流側+Bショート又は上流側GNDショート発生時の動作例を、図5(a)を用いて説明する。
次に、本実施形態のコモンレール圧制御システム1における、下流側+Bショート又は上流側GNDショート発生時の動作例を、図5(a)を用いて説明する。
下流側+Bショートが発生すると、第1コモン端子COM1の電圧は、図5(a)に実線で示すように、+B(バッテリ電圧VB)と略同じ値に固定される。この場合の第1コモン端子COM1の電圧は、+Bショート検出閾値V1よりも高い。
また、上流側GNDショートが発生すると、第1コモン端子COM1の電圧は、図5(a)に一点鎖線で示すように、グランドレベル(0V)に近い値に固定される。この場合の第1コモン端子COM1の電圧は、GNDショート検出閾値V2よりも低い。
下流側+Bショート又は上流側GNDショートが発生した場合は、PCV73の駆動を続けても、コモンレール圧Pcは徐々に低下していく。本実施形態では、下流側+Bショート又は上流側GNDショートが発生しても、コモンレール圧Pcが圧力閾値Pref以下になるまでは、噴射出力制限フラグがセットされる。そのため、コモンレール圧Pcが圧力閾値Pref以下になるまでは、PCV駆動信号Q1は正常時と同様に出力される。しかし、PCV駆動信号Q1が出力されても、下流側+Bショート又は上流側GNDショートの発生時は、PCV73には電流は流れず、PCV73は開弁しない。そのため、コモンレール圧は徐々に低下していき、やがて圧力閾値Pref以下となる。
コモンレール圧が圧力閾値Pref以下になると、駆動信号出力停止フラグがセットされる(図3のS220)。そのため、その駆動信号出力停止フラグのセット後は、PCV駆動信号Q1の出力は停止される。
図5(b)は、図5(a)の動作例の比較用として、本発明が適用されない従来の構成による動作例である。従来の構成では、ショート異常が検出されると、PCV73の動作を完全に停止させるため、コモンレール圧は徐々に低下していき、やがてエンジン2は動作できなくなる。
つまり、下流側+Bショート又は上流側GNDショートが発生した場合は、本実施形態の構成の場合も、従来の構成の場合と同様、PCV73を駆動させ続けることはできない。本実施形態では、上記4種類のショート異常のうち、上流側+Bショート又は下流側GNDショートが発生した場合に、引き続きPCV73の駆動を継続できるよう構成されている。
なお、本実施形態のショート異常検出方法では、PRVハーネス78におけるPRV76の下流側がGNDショートした場合も、図3の異常判定処理によってGNDショートが検出される。この場合、高圧ハイサイドMOS42は強制的にオフされるものの、PCV73は引き続き駆動される。そのため、PCV73への通電時には、同時にPRV76にも通電され、PCV73に加えてPRV76も開弁する。つまり、圧送が必要となってPCV73を開弁させるべくPCV73への通電を行うと、PRV76にも通電され、これにより、PCV73を介した圧送とPRV76を介した減圧(リーク)が同時に行われる。
ただし本実施形態では、PRV76が開弁してもPCV73による圧送によって全体としてはコモンレール圧は下がらず、少なくとも圧力閾値Pref以上の状態は保持される。そのため、エンジン2は継続して動作することができ、車両は継続して走行することができる。
(5)実施形態の効果等
以上説明した本実施形態のコモンレール圧制御システム1によれば、ショート異常が発生しても、コモンレール圧Pcが圧力閾値Prefより大きい状態が維持されれば(すなわちショートの種類が上流側+Bショート又は下流側GNDショートの何れかであることが想定される場合は)、PCV77の駆動制御が継続される。これにより、コモンレール圧を適性レベルに維持することが可能となる。
以上説明した本実施形態のコモンレール圧制御システム1によれば、ショート異常が発生しても、コモンレール圧Pcが圧力閾値Prefより大きい状態が維持されれば(すなわちショートの種類が上流側+Bショート又は下流側GNDショートの何れかであることが想定される場合は)、PCV77の駆動制御が継続される。これにより、コモンレール圧を適性レベルに維持することが可能となる。
また、ショート異常の検出は、マイコン10と異常検出回路25との協働により行われる。すなわち、異常検出回路25は、ハイサイド検出電圧を取り込んでショート検出閾値と比較し、その比較結果(比較信号Sd)をマイコン10へ出力する。マイコン10は、異常検出回路25からの比較信号Sdに基づいて、ショートの有無を判断する。そのため、簡易な構成ながらショートの有無を適切に判断することができる。
しかも、異常検出回路25は、PCV73の上流側に定電圧Vcを印加しておき、その状態のハイサイド検出電圧と、その定電圧Vcより大きく且つバッテリ電圧VBより小さい+Bショート検出閾値とを比較することで、+Bショートの有無を検出する。また、定電圧Vcを印加した状態でのハイサイド検出電圧と、その定電圧Vcより小さく且つ0Vより大きいGNDショート検出閾値とを比較することで、GNDショートの有無を検出する。異常検出回路25がこのように構成されていることで、+Bショート及びGNDショートをいずれも適切に検出することができる。
また、本実施形態では、上流側+Bショート又は下流側GNDショートが検出された場合、PCV73の駆動制御は継続されるものの、インジェクタ80からの燃料噴射量は正常時よりも少ない量に制限される。そのため、上記何れかのショートが発生した後も、エンジン2を駆動させるために必要な燃料をより継続的にインジェクタ80から噴射させることができる。
なお、PRVハーネス78における、PRV76から第2コモン端子COM2の間で、+Bショート(上流側+Bショート)又はGNDショート(上流側GNDショート)が発生すると、必然的に、PCVハーネス77において上流側+Bショート又は上流側GNDショートが発生したことと等価となる。
そのため、PRVハーネス78において上流側+Bショート又は上流側GNDショートが発生した場合も、図3の異常判定処理によってこれらショート異常が検出されて高圧ハイサイドMOS42が強制オフされ、更に、コモンレール圧Prが圧力閾値Prefより大きい状態では噴射出力制限フラグがセットされることになる。
[他の実施形態]
(1)上記実施形態では、マイコン10からの閾値設定信号Stに従って異常検出回路25内の閾値設定部28が各検出閾値V1,V2の何れかを設定し、コンパレータ27からの比較信号Sdに基づいてマイコン10が異常判定を行うという、マイコン10と異常検出回路25との協働によりショート異常を検出する構成を示したが、このような構成はあくまでも一例である。
(1)上記実施形態では、マイコン10からの閾値設定信号Stに従って異常検出回路25内の閾値設定部28が各検出閾値V1,V2の何れかを設定し、コンパレータ27からの比較信号Sdに基づいてマイコン10が異常判定を行うという、マイコン10と異常検出回路25との協働によりショート異常を検出する構成を示したが、このような構成はあくまでも一例である。
例えば、異常検出回路25自身が主体的に検出閾値設定を含む異常検出・判定等を全て行って異常検出時には必要な処理を行う、という構成にしてもよい。すなわち、異常検出回路25自ら(負荷駆動IC20自ら)、図3の異常判定処理全体を実行できるように、異常検出回路25を含む負荷駆動IC20を構成してもよい。異常判定から異常検出時の処理に至るまでの処理全体のうちどれをマイコン10に担わせてどれを負荷駆動IC20側に担わせるかについては、適宜決めることができる。
(2)上記実施形態では、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの発生時、噴射出力制限フラグを設定して、インジェクタ80からの燃料噴射量を制限するようにしたが、これは必須ではない。例えば、正常時と同じようにインジェクタ80を制御してもよい。また例えば、コモンレール圧Pcが一定レベル以上の場合は正常時と同じようにインジェクタ80を制御し、一定レベル以下となった場合に噴射量を制限するようにしてもよい。
また、噴射量の制限を回避するために、上流側+Bショート又は下流側GNDショートの発生時は、PCV駆動信号Q1の出力時間を増加させて、PCV73の開弁時間を増加させるようにしてもよい。
(3)上記実施形態では、高圧ハイサイドMOS42とハイサイド電流検出抵抗R1の間に定電圧Vcを常時印加する構成であったが、定電圧Vcは、必ずしも、常時印加する必要はなく、少なくともショート検出を行っている間に印加すればよい。
また、+Bショートを検出するためには、定電圧Vcの印加は必ずしも必要ではない。そのため、+Bショートの検出時には定電圧Vcの印加を停止してもよい。また、GNDショートの検出の必要がない場合は、定電圧Vcを印加する構成自体をなくしてもよい。
(4)上記実施形態では、コモンレール74に設けられた圧力センサ75からの検出信号によりコモンレール圧Pcを検出して、そのコモンレール圧Pcに基づいてPCV73の駆動制御を継続できるか否かを判断したが、コモンレール圧を検出する方法として圧力センサ75を用いる方法はあくまでも一例である。
例えば、燃料ポンプ72における燃料吐出口近傍に圧力センサを設け、その圧力センサによる検出結果に基づいて上記判断を行うようにしてもよい。また例えば、インジェクタ80における燃料流入口近傍に圧力センサを設け、その圧力センサによる検出結果に基づいて上記判断を行うようにしてもよい。燃料吐出口近傍の燃料圧力や、インジェクタ80の燃料流入口近傍の燃料圧力は、いずれも、コモンレール圧を間接的に示すものであるため、これら燃料圧力を用いて上記判断を行うことが可能である。
(5)本発明の適用は、図1に示した燃料噴射システム100や図2に示したコモンレール圧制御システム1に限定されるものではない。燃料ポンプからコモンレールへの燃料圧送量を制御する電磁弁を含むあらゆる構成の燃料噴射システム、コモンレール圧制御システムに対して、本発明を適用することができる。
1…コモンレール圧制御システム、2…エンジン、3…ECU、5…車載バッテリ、8…PCV端子、9…PRV端子、10…マイコン、11…CPU、12…ROM、13…RAM、20…負荷駆動IC、21…定電流制御部、22…放電制御部、23…負荷選択スイッチ制御部、24…電流検出部、25…異常検出回路、26…オペアンプ、27…コンパレータ、28…閾値設定部、30…昇圧回路、31…充電制御回路、41…定電流制御MOS、42…高圧ハイサイドMOS、51…PCV選択スイッチ、52…PRV選択スイッチ、71…燃料タンク、72…燃料ポンプ、73…PCV、73a,76a,L0…コイル、74…コモンレール、75…圧力センサ、76…PRV、77…PCV用ハーネス、78…PRV用ハーネス、80…インジェクタ、81…回転角センサ、100…燃料噴射システム、C1…昇圧コンデンサ、COM1…第1コモン端子、COM2…第2コモン端子、D0,D1,D2,D11,D12…ダイオード、Lp…電源ライン、R1…ハイサイド電流検出抵抗、R2…ローサイド電流検出抵抗、T0…充電用トランジスタ。
Claims (7)
- 燃料ポンプ(72)から圧送された燃料が蓄圧されるコモンレール(74)内の燃料圧力を直接又は間接的に調整するための電気負荷(73)を備えたコモンレール圧制御システム(1)に設けられ、前記電気負荷とワイヤハーネス(77)にて接続されてそのワイヤハーネスを介して前記電気負荷への通電を制御する電子制御装置において、
直流電源(5)の電圧をそのまま又は昇圧して前記電気負荷へ供給するための電源部(30,C1,Lp)と、
前記電源部の正極側から前記電気負荷への通電経路であるハイサイド側通電経路を導通・遮断するためのハイサイド側スイッチ(41,42)と、
前記電気負荷から前記電源部の負極側への通電経路を導通・遮断するためのローサイド側スイッチ(51)と、
前記ハイサイド側スイッチ及び前記ローサイド側スイッチを制御するスイッチ制御部(10,23)と、
前記ハイサイド側通電経路における前記ハイサイド側スイッチよりも下流側の所定部位の電圧であるハイサイド電圧を検出するハイサイド電圧検出部(R1)と、
前記各スイッチの双方がオフされているときの前記ハイサイド電圧に基づいて前記通電経路の異常の有無を検出する異常検出部(25,10)と、
前記コモンレール内の燃料圧力を直接又は間接的に取得する圧力取得部(10)と、
前記異常検出部により異常が検出された場合に、前記圧力取得部により取得された前記燃料圧力に基づいて、前記異常の種類が前記電気負荷を駆動可能な負荷駆動可能異常であるか否か判断する異常種類判断部(10)と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記異常検出部により異常が検出された場合、その異常が前記異常種類判断部により前記負荷駆動可能異常と判断されなかった場合は、前記各スイッチの制御を停止して前記各スイッチをオフさせ、前記負荷駆動可能異常と判断された場合は、前記各スイッチの制御を継続する
ことを特徴とする電子制御装置(3)。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記異常種類判断部は、前記圧力取得部により取得された前記燃料圧力が所定の圧力閾値より高い場合に前記負荷駆動可能異常であると判断する
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電子制御装置であって、
前記異常検出部は、
所定の電圧閾値を設定する電圧閾値設定部(28)と、
前記電圧閾値と前記ハイサイド電圧とを比較する比較部(27)と、
を備え、前記比較部の比較結果に基づいて前記通電経路の異常の有無を検出する
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項3に記載の電子制御装置であって、
前記直流電源の電圧よりも低い所定の定電圧を前記ハイサイド側通電経路に印加する定電圧印加部(26)を備え、
前記電圧閾値設定部は、前記電圧閾値として、前記定電圧より大きく且つ前記直流電源の電圧よりも低い所定の第1電圧閾値を設定し、
前記異常検出部は、前記ハイサイド電圧が前記第1電圧閾値より大きい場合に、前記通電経路が異常であると判断する
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項3又は請求項4に記載の電子制御装置であって、
前記直流電源の電圧よりも低い所定の定電圧を前記ハイサイド側通電経路に印加する定電圧印加部(26)を備え、
前記電圧閾値設定部は、前記電圧閾値として、0Vより大きく且つ前記定電圧よりも低い所定の第2電圧閾値を設定し、
前記異常検出部は、前記ハイサイド電圧が前記第2電圧閾値より小さい場合に、前記通電経路が異常であると判断する
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の電子制御装置であって、
前記コモンレールに蓄圧された燃料を内燃機関に噴射するためのインジェクタ(80)を制御するインジェクタ制御部(10)を備え、
前記インジェクタ制御部は、前記異常検出部により異常が検出されて前記異常種類判断部によりその異常の種類が前記負荷駆動可能異常と判断された場合は、前記インジェクタからの燃料噴射量が、前記通電経路に異常が無い場合の通常時の燃料噴射量よりも少なくなるように、前記インジェクタを制御する
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の電子制御装置であって、
前記電気負荷は、前記燃料ポンプに設けられ、通電により開弁して前記燃料ポンプから前記コモンレールへの燃料の圧送を可能として通電停止中は閉弁して前記圧送を停止させるよう構成された電磁弁である
ことを特徴とする電子制御装置。
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JP2013103232A JP2014224479A (ja) | 2013-05-15 | 2013-05-15 | 電子制御装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020200823A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | いすゞ自動車株式会社 | 故障部位特定装置、故障部位特定システムおよび故障部位特定方法 |
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2013
- 2013-05-15 JP JP2013103232A patent/JP2014224479A/ja active Pending
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JP2020200823A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | いすゞ自動車株式会社 | 故障部位特定装置、故障部位特定システムおよび故障部位特定方法 |
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