JP2015010555A - 燃料噴射弁制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
昇圧回路は、バッテリ電圧を昇圧して、該昇圧した電圧でコンデンサを充電することにより、前記コンデンサの充電電圧を前記バッテリ電圧よりも高い所定電圧にする。
駆動制御手段は、前記コイルに電流を流すべき通電期間の間、前記下流側スイッチをオンさせると共に、前記通電期間の開始時から所定の期間は、前記放電スイッチをオンさせて前記コイルに前記コンデンサからの放電電流を流し、前記放電スイッチをオフさせた後の残りの前記通電期間は、前記定電流スイッチをオン/オフさせて前記コイルに一定の電流を流し、前記放電電流と前記一定の電流を前記コイルに流すことにより前記燃料噴射弁を開弁状態にして該燃料噴射弁に燃料を噴射させる。
図1に示すように、燃料噴射弁制御装置(以下単に、制御装置という)1が駆動する4個の燃料噴射弁11〜14は、燃料噴射弁11,12からなる第1グループと、燃料噴射弁13,14からなる第2グループとに分けられている。
尚、図1において、Sa1は、駆動制御回路5が放電スイッチ41をオン/オフさせるための駆動信号であり、Sa2は、駆動制御回路5が放電スイッチ42をオン/オフさせるための駆動信号である。また、図1において、Sb1は、駆動制御回路5が定電流スイッチ31をオン/オフさせるための駆動信号であり、Sb2は、駆動制御回路5が定電流スイッチ32をオン/オフさせるための駆動信号である。また、図1において、Sc1は、駆動制御回路5が下流側スイッチ21をオン/オフさせるための駆動信号であり、Sc2は、駆動制御回路5が下流側スイッチ22をオン/オフさせるための駆動信号であり、Sc3は、駆動制御回路5が下流側スイッチ23をオン/オフさせるための駆動信号であり、Sc4は、駆動制御回路5が下流側スイッチ24をオン/オフさせるための駆動信号である。そして、本実施形態において、各駆動信号Sa1,Sa2,Sb1,Sb2,Sc1〜Sc4は、例えば、ハイが、スイッチをオンさせる方のアクティブレベルである。
図3に示すように、車両の使用者によりIGSW53がオンされると(時刻t10)、メインリレー45がオンして、電源ライン27に、電源としてのバッテリ電圧VBが供給される。
このため、マイコン7は、IGSW53のオンに伴って起動した場合には、IGSW53がオンであると判定することとなり、その場合には、燃料噴射のための噴射制御処理を行う。具体的には、マイコン7は、エンジンがスタータによりクランキングされて、エンジンが回転したことを検知すると、前述したように、各噴射指令信号Sd1〜Sd4を生成して駆動制御回路5に出力する。図3の例では、時刻t11でエンジンのクランキングが開始されている。そして、エンジンのクランキングが開始されると、エンジンの運転が開始されこととなる。尚、図3において、「クランキングがオン」とは、エンジンのクランキングが行われることを意味している。
尚、ここでは、第1グループの燃料噴射弁11,12を駆動する駆動回路(コイル11a,12aに通電するための回路であり、以下、第1グループ系駆動回路という)についての故障診断を例に挙げて説明する。また、図4において、「I1」は、燃料噴射弁11のコイル11aに流れる電流であり、「I2」は、燃料噴射弁12のコイル12aに流れる電流である。また、図4において、「放電スイッチ[1]」とは、第1グループに対応する放電スイッチ41のことであり、「定電流スイッチ[1]」とは、第1グループに対応する定電流スイッチ31のことである。また、図4において、「下流側スイッチ[1]」とは、第1グループの一方の燃料噴射弁11に対応する下流側スイッチ21のことであり、「下流側スイッチ[2]」とは、第1グループの他方の燃料噴射弁12に対応する下流側スイッチ22のことである。そして、これらのことは、後述する他の図(図5,図7)についても同様である。
〈診断用駆動動作〉
図4に示すように、診断部6は、放電スイッチ41の駆動信号Sa1と下流側スイッチ21の駆動信号Sc1とを、第1の時間T1だけハイにする。放電スイッチ41と下流側スイッチ21との両方を、その第1の時間T1だけオンさせるためである。
診断部6は、放電スイッチ41と下流側スイッチ21とをオンさせている第1の時間T1分の期間(以下、第1期間という)において、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタする。具体的には、診断部6は、駆動信号Sa1,Sc1をハイにしてから、少なくとも放電スイッチ41がターンオンすると考えられる時間よりも長い時間(但しT1よりは短い時間)が経過したタイミングであって、例えば図4にて「ck1」と付した矢印のタイミングにて、電圧Vu1をモニタする。そして、診断部6は、電圧Vu1が第1の閾値電圧Vth1よりも低い場合に、放電スイッチ41のオープン故障(オンしない故障)が生じていると判定する。
診断部6は、第1期間において、下流側出力端子Jd1の電圧Vd1をモニタする。具体的には、診断部6は、駆動信号Sa1,Sc1をハイにしてから、放電スイッチ41と下流側スイッチ21とがターンオンすると考えられる時間よりも長い時間(但しT1よりは短い時間)が経過したタイミングであって、例えば図4にて「ck2」と付した矢印のタイミングにて、電圧Vd1をモニタする。そして、診断部6は、電圧Vd1が第2の閾値電圧Vth2よりも高い場合に、下流側スイッチ21のオープン故障が生じていると判定する。
診断部6は、駆動信号Sa1,Sc1をハイからローに戻してから、第2の時間T2よりも短く、且つ、少なくとも下流側スイッチ21がターンオフすると考えられる時間よりは長い所定の遅延時間が経過したときであって、例えば図4にて「ck3」と付した矢印のタイミングにて、下流側出力端子Jd1の電圧Vd1をモニタする。そして、診断部6は、電圧Vd1が第3の閾値電圧Vth3よりも低い場合に、下流側スイッチ21のオン故障(オンしたままの故障)が生じていると判定する。
診断部6は、駆動信号Sa1,Sc1をハイからローに戻してから、第2の時間T2が経過するまでの期間(以下、第2期間という)において、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタする。具体的には、診断部6は、駆動信号Sa1,Sc1をローに戻してから、少なくとも放電スイッチ41がターンオフすると考えられる時間よりも長い時間(但しT2よりは短い時間)が経過したタイミングであって、例えば図4にて「ck4」と付した矢印のタイミングにて、電圧Vu1をモニタする。そして、診断部6は、電圧Vu1が第4の閾値電圧Vth4よりも高い場合に、放電スイッチ41又は定電流スイッチ31のオン故障が生じていると判定する。
診断部6は、定電流スイッチ31と下流側スイッチ22とをオンさせている第3の時間T3分の期間(以下、第3期間という)において、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタする。具体的には、診断部6は、駆動信号Sb1,Sc2をハイにしてから、少なくとも定電流スイッチ31がターンオンすると考えられる時間よりも長い時間(但しT3よりは短い時間)が経過したタイミングであって、例えば図4にて「ck5」と付した矢印のタイミングにて、電圧Vu1をモニタする。そして、診断部6は、電圧Vu1が第5の閾値電圧Vth5よりも低い場合に、定電流スイッチ31のオープン故障が生じていると判定する。
診断部6は、第3期間において、下流側出力端子Jd2の電圧Vd2をモニタする。具体的には、診断部6は、駆動信号Sb1,Sc2をハイにしてから、定電流スイッチ31と下流側スイッチ22とがターンオンすると考えられる時間よりも長い時間(但しT3よりは短い時間)が経過したタイミングであって、例えば図4にて「ck6」と付した矢印のタイミングにて、電圧Vd2をモニタする。そして、診断部6は、電圧Vd2が第6の閾値電圧Vth6よりも高い場合に、下流側スイッチ22のオープン故障が生じていると判定する。
診断部6は、駆動信号Sb1,Sc2をハイからローに戻してから、少なくとも下流側スイッチ22がターンオフすると考えられる時間より長い所定の遅延時間が経過したときであって、例えば図4にて「ck7」と付した矢印のタイミングにて、下流側出力端子Jd2の電圧Vd2をモニタする。そして、診断部6は、電圧Vd2が第7の閾値電圧Vth7よりも低い場合に、下流側スイッチ22のオン故障(オンしたままの故障)が生じていると判定する。
一方、上記の例では、第1〜第7の閾値電圧Vth1〜Vth7を、全て同じ値として説明したが、各閾値電圧Vth1〜Vth7は、正常と故障とを区別できる電圧値(つまり、正常時の電圧と検出対象の故障が生じている場合の電圧との間の電圧値)であれば良く、適宜設定することができる。また、第1〜第3の時間T1〜T3は、全て異なる時間であっても良いし、2つ以上が同じ時間であっても良い。
診断部6は、動作を開始すると、駆動信号Sa1,Sc1をハイにする(S120)。
その後、診断部6は、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタして、その電圧Vu1が第1の閾値電圧Vth1よりも低いか否かを判定し(S130)、「Vu1<Vth1」であれば(S130:YES)、放電スイッチ41のオープン故障と判定する(S140)。また、診断部6は、下流側出力端子Jd1の電圧Vd1をモニタして、その電圧Vd1が第2の閾値電圧Vth2よりも高いか否かを判定し(S150)、「Vd1>Vth2」であれば(S150:YES)、下流側スイッチ21のオープン故障と判定する(S160)。
その後、診断部6は、下流側出力端子Jd1の電圧Vd1をモニタして、その電圧Vd1が第3の閾値電圧Vth3よりも低いか否かを判定し(S180)、「Vd1<Vth3」であれば(S180:YES)、下流側スイッチ21のオン故障と判定する(S190)。また、診断部6は、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタして、その電圧Vu1が第4の閾値電圧Vth4よりも高いか否かを判定し(S200)、「Vu1>Vth4」であれば(S200:YES)、放電スイッチ41又は定電流スイッチ31のオン故障と判定する(S210)。
その後、診断部6は、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタして、その電圧Vu1が第5の閾値電圧Vth5よりも低いか否かを判定し(S230)、「Vu1<Vth5」であれば(S230:YES)、定電流スイッチ31のオープン故障と判定する(S240)。また、診断部6は、下流側出力端子Jd2の電圧Vd2をモニタして、その電圧Vd2が第6の閾値電圧Vth6よりも高いか否かを判定し(S250)、「Vd2>Vth6」であれば(S250:YES)、下流側スイッチ22のオープン故障と判定する(S260)。
その後、診断部6は、下流側出力端子Jd2の電圧Vd2をモニタして、その電圧Vd2が第7の閾値電圧Vth7よりも低いか否かを判定し(S280)、「Vd2<Vth7」であれば(S280:YES)、下流側スイッチ22のオン故障と判定する(S290)。
そして、マイコン7は、起動した際にIGSW53がオンであると判定した場合(即ち、IGSW53のオンに伴って起動した場合)には、図6に示すモード設定処理を行う。尚、モード設定処理は、エンジンのクランキングが開始されるまでに、実行が完了する。
フェールセーフ用の処理としては、例えば、故障が発生していることを車両の使用者に知らせるための処理を行う。具体的には、例えば、警告ランプを点灯させたり、故障の発生を示すメッセージを、表示装置に表示させたりする。
一方、マイコン7は、上記S310にて故障有りと判定しなかった場合(即ち、正常と判定した場合)には、S330にて、以降の処理モードを、通常の噴射制御処理を行う通常制御モードに設定し、その後、当該モード設定処理を終了する。
次に、第2実施形態の制御装置について説明するが、制御装置の符号としては、第1実施形態と同じ“1”を用いる。また、第1実施形態と同様の構成要素や処理についても、第1実施形態と同じ符号を用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。
診断部6は、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタし、駆動信号Sa1をハイからローに戻したことにより、電圧Vu1にレベル変化を示すエッジ(この場合には立ち下がりエッジであり、図7において(a)の矢印で指し示すエッジ)が生じたか否かを判定する。そして、電圧Vu1にエッジが生じなければ、放電スイッチ41に故障(オン故障又はオフ故障)が生じていると判定する。
診断部6は、下流側出力端子Jd1の電圧Vd1をモニタし、駆動信号Sc1をハイからローに戻したことにより、電圧Vd1にエッジ(この場合には立ち上がりエッジであり、図7において(b)の矢印で指し示すエッジ)が生じたか否かを判定する。そして、電圧Vd1にエッジが生じなければ、下流側スイッチ21に故障(オン故障又はオフ故障)が生じていると判定する。
診断部6は、上流側出力端子Ju1の電圧Vu1をモニタし、駆動信号Sb1をハイからローに戻したことにより、電圧Vu1にエッジ(この場合には立ち下がりエッジであり、図7において(c)の矢印で指し示すエッジ)が生じたか否かを判定する。そして、電圧Vu1にエッジが生じなければ、定電流スイッチ31に故障(オン故障又はオフ故障)が生じていると判定する。
診断部6は、下流側出力端子Jd2の電圧Vd2をモニタし、駆動信号Sc2をハイからローに戻したことにより、電圧Vd2にエッジ(この場合には立ち上がりエッジであり、図7において(d)の矢印で指し示すエッジ)が生じたか否かを判定する。そして、電圧Vd2にエッジが生じなければ、下流側スイッチ22に故障(オン故障又はオフ故障)が生じていると判定する。
以上のような第2実施形態の制御装置1によれば、各スイッチのオン故障とオフ故障とを区別して検出しないことを除けば、第1実施形態と同様の効果を得ることがきる。
第3実施形態の制御装置1は、第1又は第2実施形態の制御装置1と比較すると、診断部6の動作時期が異なる。
つまり、前述したように、制御装置1には、車両の使用者がイグニッションオフ操作を行ってエンジンが停止した後も、動作停止条件が成立するまでの間は、メインリレー45から動作用電源が供給され続けるようになっている。そして、診断部6は、使用者がイグニッションオフ操作を行ってから当該制御装置1への動作用電源の供給が停止するまでの間に、動作する。
尚、第1又は第2実施形態の制御装置1において、診断部6が、図3における時刻t12から時刻t13までの期間においても、動作するように構成しても良い。このことは、後述の実施形態についても同様である。
第4実施形態の制御装置1は、第1〜第3実施形態の制御装置1と比較すると、診断部6の動作が異なる。ここでも、第1グループ系駆動回路についての故障診断を例に挙げて説明する。
Claims (9)
- バッテリ電圧を昇圧して、該昇圧した電圧でコンデンサ(40)を充電することにより、前記コンデンサの充電電圧を前記バッテリ電圧よりも高い所定電圧にする昇圧回路(3)と、
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁(11〜14)のコイル(11a〜14a)の上流側と前記コンデンサとの間に直列に設けられ、オンすることで前記コイルの上流側に前記コンデンサを接続する放電スイッチ(41,42)と、
前記バッテリ電圧が供給される電源ライン(27)と前記コイルの上流側との間に直列に設けられ、オンすることで前記電源ラインから前記コイルの上流側に前記バッテリ電圧を供給する定電流スイッチ(31,32)と、
前記コイルの下流側とグランドラインとの間に直列に設けられ、オンすることで前記コイルの下流側を前記グランドラインに導通させる下流側スイッチ(21〜24)と、
前記コイルに電流を流すべき通電期間の間、前記下流側スイッチをオンさせると共に、前記通電期間の開始時から所定の期間は、前記放電スイッチをオンさせて前記コイルに前記コンデンサからの放電電流を流し、前記放電スイッチをオフさせた後の残りの前記通電期間は、前記定電流スイッチをオン/オフさせて前記コイルに一定の電流を流し、前記放電電流と前記一定の電流を前記コイルに流すことにより前記燃料噴射弁を開弁状態にして該燃料噴射弁に燃料を噴射させる駆動制御手段(5)と、
備えた燃料噴射弁制御装置において、
前記内燃機関が停止している期間において、前記放電スイッチと前記定電流スイッチと前記下流側スイッチとの、少なくとも1つについての故障を検出する診断手段(6,S120〜S290)を備えること、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記診断手段(6,S200,S210)は、前記放電スイッチ又は前記定電流スイッチのオン故障を少なくとも検出すること、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項2に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記診断手段(6,S200,S210)は、前記放電スイッチと前記定電流スイッチとがオフされている場合の、前記コイルの上流側の電圧に基づいて、前記放電スイッチ又は前記定電流スイッチのオン故障を検出すること、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記燃料噴射弁(11〜14)として、少なくとも第1の燃料噴射弁(11又は13)と第2の燃料噴射弁(12又は14)とがあり、
当該燃料噴射弁制御装置は、
前記第1の燃料噴射弁のコイルである第1のコイル(11a又は13a)の上流側と、前記第2の燃料噴射弁のコイルである第2のコイル(12a又は14a)の上流側とが、共通接続される端子であって、前記放電スイッチ(41又は42)がオンすることで前記コンデンサに接続され、前記定電流スイッチ(31又は32)がオンすることで前記バッテリ電圧が供給される上流側出力端子(Ju1又はJu2)と、
前記第1のコイルの下流側が接続される第1の下流側出力端子(Jd1又はJd3)と、
前記第2のコイルの下流側が接続される第2の下流側出力端子(Jd2又はJd4)とを備え、
更に、当該燃料噴射弁制御装置は、
前記下流側スイッチ(21〜24)として、オンすることで前記第1の下流側出力端子を前記グランドラインに導通させる第1の下流側スイッチ(21又は23)と、オンすることで前記第2の下流側出力端子を前記グランドラインに導通させる第2の下流側スイッチ(22又は24)とを備え、
前記駆動制御手段は、前記第1のコイルに電流を流すべき通電期間の間は、前記第1の下流側スイッチと前記第2の下流側スイッチとのうち、前記第1の下流側スイッチをオンさせ、前記第2のコイルに電流を流すべき通電期間の間は、前記第1の下流側スイッチと前記第2の下流側スイッチとのうち、前記第2の下流側スイッチをオンさせるようになっており、
前記診断手段(6,S120〜S290)は、
前記放電スイッチと前記定電流スイッチとのうちの一方である一方上流側スイッチと、前記第1の下流側スイッチとの両方を、第1の時間だけオンさせ、前記一方上流側スイッチと前記第1の下流側スイッチとをオンからオフさせてから第2の時間が経過すると、前記放電スイッチと前記定電流スイッチとのうち、前記一方上流側スイッチとは異なる方である他方上流側スイッチと、前記第2の下流側スイッチとの両方を、第3の時間だけオンさせる診断用駆動手段(S120,S170,S220,S270)と、
前記診断用駆動手段が前記一方上流側スイッチと前記第1の下流側スイッチとをオンさせている期間における、前記上流側出力端子の電圧に基づいて、前記一方上流側スイッチのオープン故障を検出する第1の検出手段(S130,S140)と、
前記診断用駆動手段が前記一方上流側スイッチと前記第1の下流側スイッチとをオンさせている期間における、前記第1の下流側出力端子の電圧に基づいて、前記第1の下流側スイッチのオープン故障を検出する第2の検出手段(S150,S160)と、
前記診断用駆動手段が前記一方上流側スイッチと前記第1の下流側スイッチとをオンからオフさせてから、前記第2の時間よりも短い所定の遅延時間が経過したときの、前記第1の下流側出力端子の電圧に基づいて、前記第1の下流側スイッチのオン故障を検出する第3の検出手段(S180,S190)と、
前記診断用駆動手段が前記一方上流側スイッチと前記第1の下流側スイッチとをオンからオフさせてから、前記第2の時間が経過するまでの期間における、前記上流側出力端子の電圧に基づいて、前記放電スイッチ又は前記定電流スイッチのオン故障を検出する第4の検出手段(S200,S210)と、
前記診断用駆動手段が前記他方上流側スイッチと前記第2の下流側スイッチとをオンさせている期間における、前記上流側出力端子の電圧に基づいて、前記他方上流側スイッチのオープン故障を検出する第5の検出手段(S230,S240)と、
前記診断用駆動手段が前記他方上流側スイッチと前記第2の下流側スイッチとをオンさせている期間における、前記第2の下流側出力端子の電圧に基づいて、前記第2の下流側スイッチのオープン故障を検出する第6の検出手段(S250,S260)と、
前記診断用駆動手段が前記他方上流側スイッチと前記第2の下流側スイッチとをオンからオフさせてから、所定の遅延時間が経過したときの、前記第2の下流側出力端子の電圧に基づいて、前記第2の下流側スイッチのオン故障を検出する第7の検出手段(S280,S290)と、
を備えることを特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項4に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記第1の検出手段は、前記上流側出力端子の電圧が、第1の閾値電圧よりも低い場合に、前記一方上流側スイッチのオープン故障が生じていると判定し、
前記第2の検出手段は、前記第1の下流側出力端子の電圧が、第2の閾値電圧よりも高い場合に、前記第1の下流側スイッチのオープン故障が生じていると判定し、
前記第3の検出手段は、前記第1の下流側出力端子の電圧が、第3の閾値電圧よりも低い場合に、前記第1の下流側スイッチのオン故障が生じていると判定し、
前記第4の検出手段は、前記上流側出力端子の電圧が、第4の閾値電圧よりも高い場合に、前記放電スイッチ又は前記定電流スイッチのオン故障が生じていると判定し、
前記第5の検出手段は、前記上流側出力端子の電圧が、第5の閾値電圧よりも低い場合に、前記他方上流側スイッチのオープン故障が生じていると判定し、
前記第6の検出手段は、前記第2の下流側出力端子の電圧が、第6の閾値電圧よりも高い場合に、前記第2の下流側スイッチのオープン故障が生じていると判定し、
前記第7の検出手段は、前記第2の下流側出力端子の電圧が、第7の閾値電圧よりも低い場合に、前記第2の下流側スイッチのオン故障が生じていると判定すること、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記診断用駆動手段が前記一方上流側スイッチと前記第1の下流側スイッチとを同時にオンさせる前記第1の時間と、前記診断用駆動手段が前記他方上流側スイッチと前記第2の下流側スイッチとを同時にオンさせる前記第3の時間は、前記燃料噴射弁が開弁するのに必要な時間よりも短いこと、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記診断手段により故障が検出された場合には、その後、前記内燃機関が始動のためにクランキングされても、前記駆動制御手段が動作するのを禁止する禁止手段(7,S320)を備えること、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項1ないし請求項7の何れか1項に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記内燃機関が搭載された車両の使用者が、前記車両をイグニッションオフの状態にするための操作を行って前記内燃機関が停止している期間中に、当該燃料噴射弁制御装置を起動させる自動起動手段(51)を備え、
前記診断手段は、当該燃料噴射弁制御装置が前記自動起動手段によって起動した場合に、動作すること、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 請求項1ないし請求項8の何れか1項に記載の燃料噴射弁制御装置において、
前記内燃機関が搭載された車両の使用者が、前記車両をイグニッションオフの状態にするための操作を行って前記内燃機関が停止した後も、所定の条件が成立するまでの間は、当該燃料噴射弁制御装置に動作用電源が供給され続けるようになっており、
前記診断手段は、前記使用者が前記操作を行ってから当該燃料噴射弁制御装置への前記動作用電源の供給が停止するまでの間に、動作すること、
を特徴とする燃料噴射弁制御装置。
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