JP2016050483A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズによる異常の誤診断を防止できる燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】この燃料噴射制御装置は、内燃機関の燃料噴射のための負荷に対して電圧を供給する電圧源と、負荷のハイサイド側に配置され、電圧源と負荷との間に介在して、負荷へ供給する電流を制御する電流制御回路と、負荷の両端の少なくとも一方に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路と、負荷に対して所定の電圧を供給するように電流制御回路を制御する制御部と、を備えている。そして、制御部は、負荷のハイサイド側の端子電圧を検出する端子電圧検出部と、電流検出回路により検出される端子電流を検出する端子電流検出部と、を有し、制御部は、端子電圧が所定の閾値電圧以上であり、且つ、端子電流が所定の閾値電流以上であることを以って異常の発生を判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射に関わる負荷を駆動する燃料噴射制御装置に関し、とくに電流と電圧の自己診断（ダイアグ処理）に関する。

負荷に電流や電圧を供給する回路において、負荷に過剰に電流が流れたり、過剰な電圧が印加された場合に、それらを検出し、電流や電圧の負荷への供給を遮断する等して保護することが一般的に行われている。

特許文献１に記載の過電圧保護回路は、サージ保護回路と過電圧検出回路とを備え、過電圧検出回路は、サージ保護回路から供給された直流電圧を監視し、過電圧を検出してＭＯＳトランジスタを遮断して負荷を保護する。

特開２０００−３３２２０７号公報

ところで、複数の負荷を駆動するような態様においては、それぞれの負荷に電気的に接続されたハーネス間の結合容量によって、重畳ノイズが誘起されることがある。具体的には、例えば、３つの負荷を駆動するための３系統の駆動系を有する燃料噴射制御装置について、２系統の駆動系が同時にオンした場合に、残る１系統に重畳ノイズが誘起されることがある。

特許文献１に記載の過電圧保護回路において、過電圧検出回路により規定される判定閾値を超過するような重畳ノイズが誘起されると、このノイズ出力がバッテリショート等に起因する過電圧であると誤って診断され、負荷への駆動制限が実施されてしまう虞がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ノイズによる誤診断を防止できる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひと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、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の燃料噴射のための負荷の駆動を制御する燃料噴射制御装置であって、負荷に対して電圧を供給する電圧源と、負荷のハイサイド側に配置され、電圧源と負荷との間に介在して、負荷へ供給する電流を制御する電流制御回路と、負荷の両端の少なくとも一方に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路と、負荷に対して所定の電圧を供給するように電流制御回路を制御する制御部と、を備え、制御部は、負荷のハイサイド側の端子電圧を検出する端子電圧検出部と、電流検出回路により検出される端子電流を検出する端子電流検出部と、を有し、制御部は、端子電圧が所定の閾値電圧以上であり、且つ、端子電流が所定の閾値電流以上であることを以って異常の発生を判断することを特徴としている。

これによれば、この燃料噴射制御装置は、過電流あるいは過電圧の判断を、電圧だけではなく電流についても所定の閾値以上となったことを以って行う。よって、例えば検出される電圧にノイズが重畳した場合でも、電流に異常がなければ負荷への駆動制限が実施されることはない。逆に、検出される電流にノイズが重畳した場合でも、電圧に異常がなければ負荷への駆動制限が実施されることはない。このように、この燃料噴射制御装置によれば、ノイズによる誤った異常診断を抑制することができる。

第１実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成を示す回路図である。 端子電圧検出部の概略構成を示す機能図である。 ハイサイド側端子電流検出部の概略構成を示す機能図である。 ローサイド側端子電流検出部の概略構成を示す機能図である。 バッテリショートを判断するための条件を示す機能図である。 ＣＯＭ端子にバッテリショートが発生する場合のタイミングチャートである。 ＴＶＷ端子にバッテリショートが発生する場合のタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１〜図５を参照して、本実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１００は、負荷として、誘導性負荷であるコイル２００の駆動を制御するための装置である。コイル２００は、例えば車両における内燃機関（例えばディーゼルエンジン）に搭載されるインジェクタに用いられる。このコイル２００に通電することによって電磁吸引力が生じ、電磁弁の弁体を開弁動作させ、燃料が燃焼室に噴射される。もちろん、コイル２００は、インジェクタにのみ限定されて適用されるものではなく、他にも、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブやＰＲＶ（Pressure Reducing Valve）などの減圧弁にも適用可能である。以下では、コイル２００の端子のいずれかがバッテリショートした状態（後述の電圧源１０とショートした状態）を正しく検出するための例を説明する。

燃料噴射制御装置１００は、電圧源１０と、電流制御回路２０と、電流検出回路３０と、制御部４０と、を備えている。

電圧源１０は、コイル２００に対して電圧を供給する。電圧源１０は、電流制御回路２０と電流検出回路３０（より具体的には後述のハイサイド側検出回路３０Ｈ）を介してコイル２００に接続されている。以降、電圧源１０が直接供給する電圧の電圧値（電源電圧）をＶＢと示す。また、コイル２００に対して電圧源１０側をハイサイド側と称する。一方、コイル２００に対して電圧源１０と反対側をローサイド側と称する。図１に示すように、コイル２００は、燃料噴射制御装置１００のハイサイド側の端子（ＣＯＭ端子）とローサイド側の端子（ＴＶＷ端子）にその両端が接続されている。

電流制御回路２０は、電圧源１０により入力された電圧を調整してコイル２００に供給する電流の電流値を制御する。具体的には、電流制御回路２０は、昇圧回路２１と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、ダイオード２２と、を有している。

昇圧回路２１は、電圧源１０からコイル２００に対して供給する電圧を電源電圧ＶＢよりも高くする回路である。昇圧回路２１の回路構成はとくに限定されるものではないが、本実施形態における昇圧回路２１は一般的に知られる昇圧レギュレータであり、コイル２１ａ、コンデンサ２１ｂ、ダイオード２１ｃおよび第３スイッチＳＷ３を有している。第３スイッチＳＷ３がオン動作とオフ動作を繰り返すように後述の充電部４２が第３スイッチＳＷ３を制御すると、電圧源１０から供給される電源電圧ＶＢがコイル２１ａにより昇圧されて、コンデンサ２１ｂに蓄電される。以降、このように昇圧されて蓄電されたコンデンサ２１ｂの両端の電位差をブースト電圧と称する。

第１スイッチＳＷ１は、電源電圧ＶＢのコイル２００への供給をオンオフする。第１スイッチＳＷ１は、その一端が電圧源１０に接続され、他端がダイオード２２を介して電流検出回路３０に接続されている。第１スイッチＳＷ１は例えばＭＯＳトランジスタにより構成することができる。

第２スイッチＳＷ２は、昇圧回路２１により昇圧されたブースト電圧のコイル２００への供給をオンオフする。第２スイッチＳＷ２は、その一端が昇圧回路２１に接続され、他端が電流検出回路３０に接続されている。第２スイッチＳＷ２も、第１スイッチＳＷ１と同様、例えばＭＯＳトランジスタにより構成することができる。

また、図１に示すように、コイル２００のローサイド側の一端は、第４スイッチＳＷ４を介して基準電位（グランド電位）に接続されている。

つまり、電流制御回路２０は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２が切り替えられることによって、ＣＯＭ端子の電位を電源電圧ＶＢとブースト電圧の２通りの電位に切り替えることができる。制御部４０のうち、後述の駆動部４１が第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４をともにオン作動させると、コイル２００へブースト電圧が印加される。一方、第２スイッチＳＷ２をオフ作動させて第１スイッチＳＷ１をオン作動させるように切り替えると、コイル２００へ電源電圧ＶＢが印加される。このように、コイル２００のＣＯＭ端子側に印加する電圧を切り替えることにより、コイル２００に流れる電流を制御することができる。

なお、コイル２００への電圧印加を停止させる場合には、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４をオフ作動させる。また、ダイオード２２は、第２スイッチＳＷ２のオン作動時に、ブースト電圧が第１スイッチＳＷ１に印加されることを防止するためのものである。

電流検出回路３０は、コイル２００に流れる電流を検出する回路である。電流検出回路３０の回路構成はとくに限定されるものではないが、本実施形態における電流検出回路３０は、予め抵抗値が決められたシャント抵抗器３１の両端の電位差から電流値を検出するものである。本実施形態における電流検出回路３０は、コイル２００に対してハイサイド側に配置されコイル２００と電流制御回路２０との間に介在されるハイサイド側検出回路３０Ｈと、ローサイド側に配置されコイル２００と第４スイッチＳＷ４との間に介在されるローサイド側検出回路３０Ｌとを有している。つまり、ハイサイド側検出回路３０ＨはＣＯＭ端子側の端子電流を検出する回路であり、ローサイド側検出回路３０ＬはＴＶＷ端子側の端子電流を検出する回路である。

ハイサイド側検出回路３０Ｈおよびローサイド側検出回路３０Ｌはいずれもシャント抵抗型の回路であり、それぞれ、シャント抵抗器３１Ｈとシャント抵抗器３１Ｌを有している。燃料噴射制御装置１００やコイル２００に短絡等の異常がない場合には、ハイサイド側検出回路３０Ｈにより検出される電流値とローサイド側検出回路３０Ｌにより検出される電流値はほぼ一致する。

制御部４０は、駆動部４１、充電部４２、端子電圧検出部４３、端子電流検出部４４を有している。

駆動部４１は、コイル２００への電流の供給を制御してコイル２００の駆動を制御する。具体的には、駆動部４１は第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２および第４スイッチＳＷ４に通信可能に接続されている。駆動部４１は第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４をともにオン作動させると、コイル２００へブースト電圧が印加される。一方、第２スイッチＳＷ２をオフ作動させて第１スイッチＳＷ１をオン作動させるように切り替えると、コイル２００へ電源電圧ＶＢが印加される。なお、コイル２００への電圧印加を停止させる場合には、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４をオフ作動させる。

充電部４２は、昇圧回路２１において、電源電圧ＶＢに対して昇圧を制御する。具体的には、充電部４２は、第３スイッチＳＷ３を、オンオフを繰り返すように制御する。これにより、電圧源１０から供給される電源電圧ＶＢがコイル２１ａにより昇圧されて、コンデンサ２１ｂに蓄電され、ブースト電圧が生成される。

端子電圧検出部４３は、コイル２００におけるハイサイド側の端子電圧、すなわちＣＯＭ端子の端子電圧を検出する。そして、ＣＯＭ端子の端子電圧を所定の閾値電圧と比較する。端子電圧検出部４３は、図２に示すように、比較器４３ａ、量子化器４３ｂ、論理積器４３ｃおよび参照電源４３ｄを有している。

比較器４３ａは、２つの入力端子が、それぞれＣＯＭ端子および参照電源４３ｄに接続されており、ＣＯＭ端子の端子電圧と参照電源４３ｄにより生成される所定の閾値電圧とを比較する。ＣＯＭ端子の端子電圧が閾値電圧以上となる場合、比較器４３ａは出力信号「１」を出力する。逆に、ＣＯＭ端子の端子電圧が閾値電圧より小さい場合には出力信号「０」を出力する。この出力信号は論理積器４３ｃに入力される。

量子化器４３ｂは駆動部４１に接続されており、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している場合に、出力信号「１」を出力する。２つのスイッチＳＷ１およびＳＷ２の少なくとも一方がオン動作中は出力信号「０」を出力する。この出力信号は論理積器４３ｃに入力される。

論理積器４３ｃは、比較器４３ａおよび量子化器４３ｂからの出力信号を入力信号として、論理積を演算する。すなわち、論理積器４３ｃは、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態において、ＣＯＭ端子の端子電圧が所定の閾値電圧以上になっている条件で出力信号「１」を出力するようになっている。換言すれば、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態において、ＣＯＭ端子の端子電圧が過電圧となっていると、端子電圧検出部４３は出力信号「１」を出力するようになっている。

なお、本実施形態における端子電圧検出部４３は、図２に示すような、アナログ回路とデジタル回路の混成回路として例示したがこの例に限定されるものではない。端子電圧検出部４３は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態において、ＣＯＭ端子の端子電圧が所定の閾値電圧以上になっている条件を明示できるようになっていれば任意の回路構成を採用することができる。

端子電流検出部４４は、コイル２００に流れる電流の電流値を検出する。そして、その電流を所定の閾値電流と比較する。正確には、シャント抵抗器３１Ｈ，３１Ｌによって電流を電圧に変換したものを、閾値電流を電圧に変換したものと比較する。本実施形態における燃料噴射制御装置１００は、電流検出回路３０として、ハイサイド側検出回路３０Ｈとローサイド側検出回路３０Ｌとを有しているから、制御部４０における端子電流検出部４４も、それぞれに対応したハイサイド側端子電流検出部４４Ｈとローサイド側端子電流検出部４４Ｌとを有している。

ハイサイド側端子電流検出部４４Ｈは、図３に示すように、比較器４４Ｈａ、量子化器４４Ｈｂ、論理積器４４Ｈｃ、参照電源４４Ｈｄおよび減算器４４Ｈｅを有している。

比較器４４Ｈａは、２つの入力端子が、それぞれ減算器４４Ｈｅおよび参照電源４４Ｈｄに接続されている。減算器４４Ｈｅは、シャント抵抗器３１Ｈの両端に電圧の差分を演算する。参照電源４４Ｈｄは、ＣＯＭ端子に流れる端子電流と比較すべき閾値電流に対応した参照電圧が発生するように構成されている。これにより、比較器４４Ｈａは、シャント抵抗器３１Ｈの両端の電位差と、参照電源４４Ｈｄにより生成される所定の閾値電圧とを比較する。よって、ＣＯＭ端子の端子電流が閾値電流以上となる場合、比較器４４Ｈａは出力信号「１」を出力する。逆に、端子電流が閾値電流より小さい場合には出力信号「０」を出力する。この出力信号は論理積器４４Ｈｃに入力される。

量子化器４４Ｈｂは駆動部４１に接続されており、第２スイッチＳＷ２がオン動作している場合に、出力信号「１」を出力する。第２スイッチＳＷ２がオフ動作中は出力信号「０」を出力する。この出力信号は論理積器４４Ｈｃに入力される。

論理積器４４Ｈｃは、比較器４４Ｈａおよび量子化器４４Ｈｂからの出力信号を入力信号として、論理積を演算する。すなわち、論理積器４４Ｈｃは、第２スイッチＳＷ２がオン動作している状態において、ＣＯＭ端子の端子電流が所定の閾値電流以上になっている条件で出力信号「１」を出力するようになっている。換言すれば、第２スイッチＳＷ２がオン動作している状態において、ＣＯＭ端子の端子電流が過電流となっていると、ハイサイド側端子電流検出部４４Ｈは出力信号「１」を出力するようになっている。

ローサイド側端子電流検出部４４Ｌは、図４に示すように、比較器４４Ｌａ、量子化器４４Ｌｂ、論理積器４４Ｌｃ、参照電源４４Ｌｄおよび減算器４４Ｌｅを有している。

比較器４４Ｌａは、２つの入力端子が、それぞれ減算器４４Ｌｅおよび参照電源４４Ｌｄに接続されている。減算器４４Ｌｅは、シャント抵抗器３１Ｌの両端に電圧の差分を演算する。参照電源４４Ｌｄは、ＴＶＷ端子に流れる端子電流と比較すべき閾値電流に対応した参照電圧が発生するように構成されている。これにより、比較器４４Ｌａは、シャント抵抗器３１Ｌの両端の電位差と、参照電源４４Ｌｄにより生成される所定の閾値電圧とを比較する。よって、ＴＶＷ端子の端子電流が閾値電流以上となる場合、比較器４４Ｌａは出力信号「１」を出力する。逆に、端子電流が閾値電流より小さい場合には出力信号「０」を出力する。この出力信号は論理積器４４Ｌｃに入力される。

量子化器４４Ｌｂは駆動部４１に接続されており、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している場合に、出力信号「１」を出力する。第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の少なくとも一方がオン動作中は出力信号「０」を出力する。この出力信号は論理積器４４Ｌｃに入力される。

論理積器４４Ｌｃは、比較器４４Ｌａおよび量子化器４４Ｌｂからの出力信号を入力信号として、論理積を演算する。すなわち、論理積器４４Ｌｃは、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態において、ＴＶＷ端子の端子電流が所定の閾値電流以上になっている条件で出力信号「１」を出力するようになっている。換言すれば、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態において、ＴＶＷ端子の端子電流が過電流となっていると、ローサイド側端子電流検出部４４Ｌは出力信号「１」を出力するようになっている。

なお、端子電流検出部４４（４４Ｈ，４４Ｌ）は、端子電圧検出部４３同様、アナログ回路とデジタル回路の混成回路として例示したがこの例に限定されるものではない。

制御部４０は、端子電圧検出部４３および端子電流検出部４４（４４Ｈ，４４Ｌ）の出力信号を受けて所定の処理を実行する。図５に示すように、制御部４０は、ハイサイド側端子電流検出部４４Ｈとローサイド側端子電流検出部４４Ｌの出力信号の論理和を演算し、その演算結果と端子電圧検出部４３の論理積を演算する。

ところで、上記したように、端子電圧検出部４３は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態において、ＣＯＭ端子の端子電圧が過電圧となっていると、出力信号「１」を出力するようになっている。

また、ハイサイド側端子電流検出部４４Ｈは、第２スイッチＳＷ２がオン動作している状態において、ＣＯＭ端子の端子電流が過電流となっていると出力信号「１」を出力するようになっている。

さらに、ローサイド側端子電流検出部４４Ｌは、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態において、ＴＶＷ端子の端子電流が過電流となっていると、ローサイド側端子電流検出部４４Ｌは出力信号「１」を出力するようになっている。

つまり、制御部４０は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＣＯＭ端子の端子電圧が過電圧となっている条件において、第２スイッチＳＷ２がオン動作している状態でＣＯＭ端子の端子電流が過電流となっていると、論理積として出力信号「１」を出力する。

もしくは、制御部４０は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＣＯＭ端子の端子電圧が過電圧となっている条件において、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＴＶＷ端子の端子電流が過電流となっていると、論理積として出力信号「１」を出力する。

そして、制御部４０による論理積の演算結果が「１」となる場合に、制御部４０は、コイル２００に異常な電流あるいは電圧が供給されているものと判断する。異常が判断されると、制御部４０は、コイル２００への電流の供給を制限あるいは停止する等の保護動作を実施する。

次に、図６および図７を参照して、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１００の動作および作用効果について説明する。

図６および図７は、燃料噴射制御装置１００が車両の内燃機関に搭載されたインジェクタを制御する場合のタイミングチャートである。インジェクタの弁体を開弁させるためにコイル２００の電磁吸引力が利用される。

なお、図６では、コイル２００のハイサイド側であるＣＯＭ端子が、ある時刻（ｔ５）において重畳ノイズの影響を受け、また、別のある時刻（ｔ６）においてバッテリショートを発生するような態様を示している。

また、図７では、コイル２００のハイサイド側であるＣＯＭ端子が、ある時刻（ｔ５）において重畳ノイズの影響を受け、また、別のある時刻（ｔ６）において、コイル２００のローサイド側であるＴＶＷ端子がバッテリショートを発生するような態様を示している。

以下、それぞれの例について動作を説明する。

＜ＣＯＭ端子にバッテリショートが発生する例＞
時刻ｔ１において、駆動部４１は、第２スイッチＳＷ２をオンにして昇圧回路２１によって電源電圧ＶＢよりも高い電圧に昇圧されたブースト電圧をコイル２００に印加する。これにより、図６に示すように、ＣＯＭ端子の端子電流は上昇していく。第２スイッチＳＷ２のオン動作は、ＣＯＭ端子の端子電流がインジェクタの弁体を開弁するための十分な力を生じさせる所定のピーク電流値に達するまで継続される。すなわち、図６に示す時刻ｔ２まで第２スイッチＳＷ２のオン状態が継続される。

時刻ｔ２において、駆動部４１は第２スイッチＳＷ２をオフする。これにより、端子電流は下降する。

第２スイッチＳＷ２のオフ動作後、ごく短時間後である時刻ｔ３において、駆動部４１は第１スイッチＳＷ１をオンして電源電圧ＶＢをコイル２００に印加する。ここで、駆動部４１は、第１スイッチＳＷ１を所定のデューティ比でＰＷＭ制御することにより、ＣＯＭ端子の端子電流が予め定められた一定の電流値となるように制御する。なお、ＰＷＭ制御の間は、第１スイッチＳＷ１がオンオフを繰り返すが、特許請求の範囲に記載の、第１スイッチＳＷ１がオフの状態、には含まない。すなわち、駆動部４１が第１スイッチＳＷ１をＰＷＭ制御している時刻ｔ３〜ｔ４は第１スイッチＳＷ１がオン動作しているとみなす。

時刻ｔ４において制御部４０が弁体を閉弁する旨の指示を受けると、駆動部４１は第１スイッチＳＷ１をオフする。これにより、ＣＯＭ端子の端子電流は下降し、弁体は閉弁を開始する。

本説明では、図６に示すように、時刻ｔ５において、他の誘導性負荷の駆動によるノイズが重畳することを想定する。このような重畳ノイズは、図１に示すような誘導性負荷の駆動系が複数存在する場合において、それぞれの負荷に電気的に接続されたハーネス間の結合容量によって誘起されることがある。具体的には、例えば、３つの負荷を駆動するための３系統の駆動系を有する燃料噴射制御装置について、２系統の第２スイッチＳＷ２が同時にオンした場合に、残る１系統に重畳ノイズが誘起されることがある。また、２系統の第１スイッチＳＷ１が同時にオンした場合や、１系統の第１スイッチＳＷ１と、他の１系統の第２スイッチＳＷ２が同時にオンした場合にも重畳ノイズが誘起されることがある。

そして、図６に示すように、時刻ｔ６において、ＣＯＭ端子と電圧源１０とがショートするバッテリショートが発生したと想定する。これにより、ＣＯＭ端子の端子電圧は、電源電圧ＶＢと同電位になる。

その後、時刻ｔ７において再び弁体を開弁するため、駆動部４１は第２スイッチＳＷ２をオンする。この際に、ブースト電圧と電源電圧ＶＢとの差に応じて、電流制御回路２０から電圧源１０に向かって予期しない経路で電流が流れ、図６に示すように、ＣＯＭ端子の端子電流が異常値を示す。その後、時刻ｔ８において、駆動部４１が第２スイッチＳＷ２をオフすると、端子電流は下降を開始する。

ところで、従来では、過電流および過電圧に対して、ＣＯＭ端子の端子電圧に対して、閾値電圧を設定し、端子電圧が閾値電圧以上になることを以って、回路に異常が発生、例えばバッテリショートが発生したことを判断していた。従来の構成でも、図６に示すようにバッテリショートが発生した場合には、時刻ｔ６において、ＣＯＭ端子の端子電圧が閾値電圧を超えるため、バッテリショートを検出することは可能である。しかしながら、従来の構成では、図６に示すような挙動を示す駆動系の場合、時刻ｔ５において発生する重畳ノイズにより、ＣＯＭ端子の端子電圧が所定の閾値電圧（図６に一点鎖線で示す）以上になってしまう場合がある。そして、これにより負荷としてのコイル２００や各スイッチング素子（ＳＷ１〜ＳＷ４）等の保護のため、制御部４０が保護動作を実行してしまう虞がある。

これに対して、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１００を採用することにより、重畳ノイズをバッテリショートであると誤診断することなく、正しくバッテリショートを判断することができる。

上記したように、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１００における制御部４０は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＣＯＭ端子の端子電圧が過電圧となっている条件において、第２スイッチＳＷ２がオン動作している状態でＣＯＭ端子の端子電流が過電流となっていると、論理積として出力信号「１」を出力する。そして、制御部４０による論理積の演算結果が「１」となる場合に、制御部４０は、コイル２００に異常な電流あるいは電圧が供給されているものと判断して保護動作を実施する。

つまり、図６の時刻ｔ５において、端子電圧検出部４３が閾値電圧以上の端子電圧を検出しても、ハイサイド側端子電流検出部４４Ｈは閾値電流以上の端子電流を検出しない。このため、制御部４０による論理積の演算結果が「０」であり、制御部４０が回路の保護動作に移行することはない。

一方、時刻ｔ６においてバッテリショートが発生すると、端子電圧検出部４３は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＣＯＭ端子の端子電圧の過電圧を検出することになる。そして、時刻ｔ７〜ｔ８にかけて、第２スイッチＳＷ２がオン動作している状態でＣＯＭ端子の端子電流の過電流を検出することになる。このため、制御部４０による論理積の演算結果が「１」となり、正しくバッテリショートを検出することができる。つまり、ノイズによる誤診断を防止できる。

＜ＴＶＷ端子にバッテリショートが発生する例＞
時刻ｔ１〜ｔ６の間の第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の動作およびＣＯＭ端子の端子電圧の挙動は、上記のＣＯＭ端子にバッテリショートが発生する例と同様であるから、説明を省略する。なお、時刻ｔ６まではバッテリショートが発生していないため、ＣＯＭ端子の端子電流とＴＶＷ端子の端子電流は同一の挙動を示す。

さて、時刻ｔ６において、ＴＶＷ端子にバッテリショートが発生すると、ＣＯＭ端子およびＴＶＷ端子の端子電圧は、電源電圧ＶＢと同電位になる。これに伴って、電圧源１０から、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を介することなく、ローサイド側検出回路３０Ｌに電流が流れ始める。よって、ＴＶＷ端子の端子電流は上昇する。

その後、時刻ｔ７において再び弁体を開弁するため、駆動部４１は第２スイッチＳＷ２をオンする。この際に、ブースト電圧と電源電圧ＶＢとの差に応じて、電流制御回路２０から電圧源１０に向かって予期しない経路で電流が流れ、図６に示すように、ＴＶＷ端子の端子電流も異常値を示す。その後、時刻ｔ８において、駆動部４１が第２スイッチＳＷ２をオフすると、端子電流は下降を開始するが、ローサイド側検出回路３０Ｌには電源電圧ＶＢに対応した電流が流れ続ける。

この例においても、従来の構成では、重畳ノイズによるＣＯＭ端子の電圧上昇をバッテリショートに誤診断する虞がある。これに対して、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１００を採用することにより、重畳ノイズをバッテリショートであると誤診断することなく、正しくバッテリショートを判断することができる。

上記したように、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１００における制御部４０は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＣＯＭ端子の端子電圧が過電圧となっている条件において、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＴＶＷ端子の端子電流が過電流となっていると、論理積として出力信号「１」を出力する。そして、制御部４０による論理積の演算結果が「１」となる場合に、制御部４０は、コイル２００に異常な電流あるいは電圧が供給されているものと判断して保護動作を実施する。

つまり、図６の時刻ｔ５において、端子電圧検出部４３が閾値電圧以上の端子電圧を検出しても、ローサイド側端子電流検出部４４Ｌは閾値電流以上の端子電流を検出しない。このため、制御部４０による論理積の演算結果が「０」であり、制御部４０が回路の保護動作に移行することはない。

一方、時刻ｔ６においてバッテリショートが発生すると、端子電圧検出部４３は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＣＯＭ端子の端子電圧の過電圧を検出することになる。そして、時刻ｔ６〜ｔ７にかけて、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにオフ動作している状態でＴＶＷ端子の端子電流の過電流を検出することになる。このため、制御部４０による論理積の演算結果が「１」となり、正しくバッテリショートを検出することができる。つまり、ノイズによる誤診断を防止できる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記した実施形態において、昇圧回路２１を一般的に知られる昇圧レギュレータとして記載したが、昇圧回路２１は、電圧源１０からコイル２００に対して供給する電圧を電源電圧ＶＢよりも高くする回路であり、回路構成はとくに限定されるものではない。

また、上記した実施形態において、電流検出回路３０として、予め抵抗値が決められたシャント抵抗器３１の両端の電位差から電流値を検出する方式の回路を記載したが、回路構成はとくに限定されるものではなく、コイル２００に流れる電流を検出可能な回路であればよい。

また、上記した実施形態において、制御部４０のうち、端子電圧検出部４３や端子電流検出部４４について、アナログ回路とデジタル回路の混成回路として例示したがこの例に限定されるものではない。

また、上記した実施形態では、電流検出回路３０として、ハイサイド側検出回路３０Ｈとローサイド側検出回路３０Ｌを、両方とも備える例を示したが、どちらか一方のみでもよい。例えば、ハイサイド側検出回路３０Ｈのみを有する形態では、ＣＯＭ端子のバッテリショートを正しく検出することができる。一方、ローサイド側検出回路３０Ｌのみを有する形態では、ＴＶＷ端子のバッテリショートを正しく検出することができる。

また、上記した実施形態では、コイル２００を、インジェクタの電磁弁やＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ、ＰＲＶ（Pressure Reducing Valve）などの減圧弁の開弁のための誘導性負荷として用いる例について示した。このため、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２のオンまたはオフの状態が、バッテリショートを判断するための条件として付加されている。しかしながら、例えば電動機を制御するためのＰＷＭ制御装置のように、昇圧回路２１が形成されておらず、第２スイッチＳＷ２が存在しないような構成においても、本発明の思想を適用可能である。すなわち、ＣＯＭ端子の端子電圧が所定の閾値電圧以上であり、且つ、コイル２００の両端のいずれかの端子における端子電流が所定の閾値電流以上であることを以って、制御部４０が異常の発生を判断するように構成すると良い。これにより、従来のように、端子電圧のみによって異常の判断を行う場合に較べて、ノイズによる誤診断を防止することができる。

１０…電圧源，２０…電流制御回路，３０…電流検出回路，４０…制御部，４１…駆動部，４２…充電部，４３…端子電圧検出部，４４…端子電流検出部

Claims (3)

1. 内燃機関の燃料噴射のための負荷の駆動を制御する燃料噴射制御装置であって、
   負荷に対して電圧を供給する電圧源と、
   前記負荷のハイサイド側に配置され、前記電圧源と前記負荷との間に介在して、前記負荷へ供給する電流を制御する電流制御回路と、
   前記負荷の両端の少なくとも一方に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路と、
   前記負荷に対して所定の電圧を供給するように前記電流制御回路を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記負荷のハイサイド側の端子電圧を検出する端子電圧検出部と、前記電流検出回路により検出される端子電流を検出する端子電流検出部と、を有し、
   前記制御部は、前記端子電圧が所定の閾値電圧以上であり、且つ、前記端子電流が所定の閾値電流以上であることを以って異常の発生を判断することを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記負荷としてのコイルへ通電して生じた電磁吸引力により弁体を開弁動作させるための燃料噴射制御装置であって、
   前記電流制御回路は、前記電圧源の電圧を昇圧する昇圧回路を有し、
   さらに、昇圧しない電圧の前記コイルへの供給を制御する第１スイッチと、前記昇圧回路により昇圧された電圧の前記コイルへの供給を制御する第２スイッチと、を有し、
   前記制御部は、
   前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオフの状態において、前記端子電圧が所定の閾値電圧以上であり、
   且つ、前記第２スイッチがオンの状態において、前記コイルに対してハイサイド側の前記端子電流が所定の閾値電流以上であることを以って異常の発生を判断することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記負荷としてのコイルへ通電して生じた電磁吸引力により弁体を開弁動作させるための燃料噴射制御装置であって、
   前記電流制御回路は、前記電圧源の電圧を昇圧する昇圧回路を有し、
   さらに、昇圧しない電圧の前記コイルへの供給を制御する第１スイッチと、前記昇圧回路により昇圧された電圧の前記コイルへの供給を制御する第２スイッチと、を有し、
   前記制御部は、
   前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオフの状態において、前記端子電圧が所定の閾値電圧以上であり、
   且つ、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオフの状態において、前記コイルに対してローサイド側の前記端子電流が所定の閾値電流以上であることを以って異常の発生を判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射制御装置。

Images