JP2021004556A - インジェクタ駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタの正極端子の電位をすみやかに低下させることができるようにしたインジェクタ駆動回路を提供する。【解決手段】インジェクタ１、２に対して、放電ＭＯＳ５または定電流ＭＯＳ７から選択ＭＯＳ３、４を介して通電する構成で、インジェクタ駆動回路２０は、制御回路２１、過電流検出回路２７および電荷引抜回路３５等を備える。インジェクタ１または２がショート故障すると、過電流検出回路２７により検出され、選択ＭＯＳ３、４がオフされる。インジェクタ１、２のフライバック電圧が発生しないので、定電流ＭＯＳ７がオフになった後も正極端子ＩＮＪ＋の電位が下がらないが、駆動信号がオフになると電荷引抜回路３５が動作してコンデンサ１１の電荷を引き抜くので迅速に低下させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、インジェクタ駆動回路に関する。

インジェクタ駆動回路は、マイコンから駆動信号が与えられると、複数のインジェクタに対して、気筒選択用のトランジスタにより対応するインジェクタを選択して所定開度で指定された時間噴射を実施するように駆動制御を行う。具体的には、インジェクタ駆動回路は、最初に高圧電源から放電用のトランジスタにより通電して所定の開度まで駆動し、この後、定電流用のトランジスタにより開度を維持するように定電流で通電する。

この場合、いずれかのインジェクタがコイルショートの故障となったときに、インジェクタ駆動回路は、マイコンから駆動信号を受信して故障状態のインジェクタに通電を開始したときに、過電流が流れることで過電流検出回路により過電流状態が検出されるので、これに応じてすぐに気筒選択用のトランジスタをオフ動作させる。

このとき、駆動信号がハイレベルの状態が続く限りは定電流用のトランジスタのオン状態が継続されるので、故障状態のインジェクタの正極端子であるＩＮＪ＋ノードの電位は電源電圧に固定された状態となる。この後、駆動信号がローレベルになると、定電流用のトランジスタがオフし、ＩＮＪ＋ノードの電位が低下していく。

しかし、故障したインジェクタにおいては、通常時と違いコイル成分に起因したフライバックつまり還流電流の発生がないので、ＩＮＪ＋ノードの電位は、ＩＮＪ＋ノードに接続された抵抗成分と容量成分による時定数に従って緩やかに低下していく。

一方、インジェクタ駆動回路においては、インジェクタへの通電を停止した後、所定のマスク時間およびフィルタ時間が経過した後に、電源ショートなどの検出動作をするためにＩＮＪ＋ノードの電位を定常電圧（例えば２．５Ｖ）に設定している。しかし、上記したようにＩＮＪ＋ノードの電位低下が遅いと、定められたマスク時間，フィルタ時間内に電位が定常電圧に落ち着かない場合がある。

このため、インジェクタ駆動回路は、マスク時間およびフィルタ時間の経過後に、ＩＮＪ＋ノードの電位が低下していないことで、電源ショート状態を誤検出してしまうことがある。しかし、電源ショート検出はコモンの故障として扱われるため、実際には１気筒のインジェクタのみがコイルショートしているのに、共通回路で駆動している他の気筒のインジェクタについても故障と判定してしまう不具合がある。このため、故障していない他のインジェクタも使えなくなることになる。

しかし、これを回避するため、例えばマスク時間およびフィルタ時間を長く設定することで、ＩＮＪ＋ノードの電位が下がった状態で電源ショート検出を行うようにすることが考えられる。ところが、この場合には、インターバルが長くなることで多段・近接噴射を実施することができなくなる。

また、ＩＮＪ＋ノードの電位収束を早くさせるために、ＩＮＪ＋ノードに接続されている抵抗成分や容量成分を小さくすることが考えられるが、これらの抵抗成分および容量成分については、噴射特性、熱、あるいは通電継続時間などの特性に関して大きく制約を与えることとなり、トレードオフの関係が厳しく、有効な策にならない。

特許第３８２５２３５号公報

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、インジェクタの正極端子の電位をすみやかに低下させることができるようにしたインジェクタ駆動回路を提供することにある。

請求項１に記載のインジェクタ駆動回路は、複数のインジェクタを選択スイッチにより選択し、通電スイッチにより通電して駆動制御するインジェクタ駆動回路であって、前記選択スイッチおよび前記通電スイッチを駆動制御する制御回路（２１）と、前記複数のインジェクタの通電したものに過電流が流れると検出信号を出力する過電流検出回路（２７）と、前記複数のインジェクタにつながる端子のうちのいずれかに接続され、接続された端子から電荷を引き抜く電荷引抜回路（３５、４０、５０、６０、７０、８０、９０）とを備えている。

上記構成を採用することにより、制御回路は、駆動信号が与えられると、複数のインジェクタの中から指示されたインジェクタを駆動すべく、選択スイッチおよび通電スイッチをオン駆動して通電を行う。これにより、インジェクタに所定の電流が流れ、通常の動作が行われる。

そして、複数のインジェクタの中から短絡故障したインジェクタが発生すると、制御回路は、駆動信号が与えられて短絡故障したインジェクタに通電をすると、過電流検出回路により検出信号が出力される。これにより、制御回路は選択スイッチをオフさせて短絡故障したインジェクタへの通電を停止させる。

この場合に、制御回路は、駆動信号が与えられている状態では、通電スイッチをオンさせた状態に保持しているので、インジェクタの正極端子には電圧が印加された状態となっている。この後、駆動信号がオフになると、制御回路は通電スイッチをオフさせるが、選択スイッチは先にオフされているので、インジェクタの正極端子は、回路に設けられた容量成分により電圧が印加された状態が継続している。

このとき、制御回路は、通電スイッチをオフした時点で、電荷引抜回路を駆動させてインジェクタの正極端子の電荷を引き抜いて速やかにオフ状態のレベルに戻すようになる。この結果、インジェクタが短絡故障した場合に故障したインジェクタのみを正確に検出することができるとともに、対応するインジェクタを停止させることで、その気筒のみを停止可能とすることができる。

第１実施形態を示す電気的構成図 タイムチャートその１ タイムチャートその２ 第２実施形態を示す電気的構成図 第３実施形態を示す電気的構成図 第４実施形態を示す電気的構成図 第５実施形態を示す電気的構成図 第６実施形態を示す電気的構成図 論理回路の電気的構成図 第７実施形態を示す電気的構成図

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、この実施形態においては、エンジンの各気筒に対応して設けられた複数のインジェクタが設けられている。それら複数のインジェクタのうち、２個のインジェクタ１、２を図示して説明するが、さらに多くのインジェクタを接続する構成においても適用できるものである。

全体の電気的構成を示す図１において、２個のインジェクタ１および２は、誘導性のもので、それぞれが燃料噴射弁を駆動してエンジンの各気筒内に燃料を噴射するものである。インジェクタ１および２は、通電回路により通電され、通電回路はインジェクタ駆動回路２０により駆動制御される。

インジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋は、共通にして通電スイッチとしての放電ＭＯＳトランジスタ（以下単に放電ＭＯＳと称する）５を介して高圧電源ＶＨに接続される。インジェクタ１の負極端子ＩＮＪ−は選択スイッチとしての気筒選択ＭＯＳトランジスタ（以下単に選択ＭＯＳと称する）３および電流検出抵抗６を介してグランドに接続される。インジェクタ２の負極端子ＩＮＪ−は選択ＭＯＳトランジスタ４および電流検出抵抗６を介してグランドに接続される。

また、正極端子ＩＮＪ＋は、逆流防止用ダイオード８を逆方向に介し、通電スイッチとしての定電流ＭＯＳトランジスタ（以下単に定電流ＭＯＳと称する）７を介して直流電源ＶＤに接続される。正極端子ＩＮＪ＋には、グランドから還流用ダイオード９が順方向に接続される。還流用ダイオード９に並列に抵抗１０およびコンデンサ１１が接続されている。

インジェクタ駆動回路２０は、端子Ａ〜Ｉを備え、制御回路２１を主体として次のように構成される。ドライバ２２および２３は、それぞれ端子Ａ、Ｂを介して選択ＭＯＳ３、４のゲートに接続され、制御回路２１から気筒選択信号Ｓｓ１、Ｓｓ２が対応するものに与えられてゲート駆動信号を出力する。

ドライバ２４は、出力端子が端子Ｃを介して放電ＭＯＳ５のゲートに接続され、正負の電源端子がそれぞれ端子Ｄ、Ｅに接続される。端子Ｄ−Ｅ間には、外付けでブートストラップ用のコンデンサ１２が接続される。端子Ｅは、放電ＭＯＳ５のドレインにも接続され、インジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋の電圧をＶｉｎｊとして取り込む。ドライバ２４は、制御回路２１から駆動信号が与えられると、放電ＭＯＳ５にゲート駆動電圧を与える。

ドライバ２５は、出力端子が端子Ｆを介して定電流ＭＯＳ７のゲートに接続され、正負の電源端子がそれぞれ端子Ｇ、Ｈに接続される。端子Ｇ−Ｈ間には、外付けでブートストラップ用のコンデンサ１３が接続される。端子Ｈは、定電流ＭＯＳ７のドレインにも接続される。ドライバ２５は、制御回路２１から駆動信号が与えられると、放電ＭＯＳ５にゲート駆動電圧を与える。

電流検出回路２６および過電流検出回路２７は、共に非反転入力端子側が端子Ｉ、Ｊ間に接続され、端子Ｉ、Ｊ間に接続されている電流検出抵抗６の端子電圧を取り込む。電流検出回路２６の反転入力端子には参照電圧Ｖｒｅｆ１が入力される。参照電圧Ｖｒｅｆ１は、制御回路２１により電圧を変更設定することができ、電流検出レベルを変更することができる。また、過電流検出回路２７の反転入力端子には参照電圧Ｖｅｒｆ２が入力される。参照電圧Ｖｒｅｆ２は、過電流検出レベルに設定されている。

電流検出回路２６および過電流検出回路２７は、それぞれ、電流検出抵抗６に流れる電流Ｉｉｎｊ１、Ｉｉｎｊ２による電圧降下が、参照電圧Ｖｒｅｆ１あるいはＶｒｅｆ２を超えると、ハイレベルの検出信号を制御回路２１に出力する。制御回路２１は、電流検出回路２６からのハイレベルの検出信号により、インジェクタ１または２の通電されているものに所定レベル以上の電流が流れていることを判定する。また、制御回路２１は、過電流検出回路２７からのハイレベルの検出信号により、インジェクタ１または２の通電されているものに過電流が流れていることを判定する。

端子Ｅは、インジェクタ１および２の非通電時に、ダイアグ用の所定電位を与えて正極端子ＩＮＪ＋の電位を検出する回路に接続される。Ｐチャンネル型のＭＯＳトランジスタ２８、ダイオード２９および抵抗３０、３１の直列回路が直流電源ＶＢとグランドとの間に接続される。ダイオード２９と抵抗３０との共通接続点が端子Ｅに接続される。差動アンプ３２は、反転入力端子に抵抗３０と３１との共通接続点が接続され、非反転入力端子に参照電圧Ｖｒｅｆ３が入力される。

差動アンプ３２は、ＭＯＳトランジスタ２８を駆動して、端子Ｅすなわちインジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋に通電していない状態で、一定電圧を印加するように制御している。インジェクタ１および２は、動作しない程度の低い電圧が設定されており、この電圧が検出されれば正極端子ＩＮＪ＋が正常状態である。

インジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋の電圧から電源ショートを検出する電源ショート検出用のコンパレータ３３は、反転入力端子に抵抗３０と３１との共通接続点が接続され、非反転入力端子に電源ショート検出用の参照電圧Ｖｒｅｆ４が入力される。また、インジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋の電圧からグランドショートを検出するグランドショート検出用のコンパレータ３４は、反転入力端子に抵抗３０と３１との共通接続点が接続され、非反転入力端子にグランドショート検出用の参照電圧Ｖｒｅｆ５が入力される。

前述のように、ＭＯＳトランジスタ２８により、端子Ｅに一定電圧を印加している状態で、端子Ｅの電圧が異常に高くなったり、ゼロになったりする場合には、コンパレータ３３あるいは３４によりこの状態が検出され、制御回路２１に検出信号が入力され、異常状態が判定される。

また、インジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋には、故障時に電荷を引き抜くための電荷引抜回路３５が接続されている。電荷引抜回路３５は、スイッチ３７および定電流源３８の直列回路が正極端子ＩＮＪ＋とグランドとの間に接続された構成である。スイッチ３７は、例えばＭＯＳトランジスタなどを用いて構成され、アンド回路３６からハイレベルの信号が与えられるとオンするように設けられる。

アンド回路３６の一方の入力端子は過電流検出回路２７の出力端子に接続され、他方の入力端子は駆動信号Ｓｄが反転して入力される。したがって、アンド回路３６は、駆動信号Ｓｄがローレベルのオフ状態で且つ過電流検出信号がハイレベルのときにスイッチ３７をオンさせる。

次に、上記構成の作用について、図２および図３も参照して説明する。図２は、インジェクタ１あるいは２のショート故障が発生しない通常の動作に対応するタイミングチャートであり、図３はショート故障が発生した場合のタイミングチャートである。

まず、通常の通電動作について説明する。インジェクタ駆動回路２０の制御回路２１は、インジェクタ１または２に対して通電を実施していない状態では、差動アンプ３２により、ＭＯＳトランジスタ２８が駆動されてインジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋に、インジェクタとしての動作をしない程度でダイアグ用の所定電圧を印加している。この状態で、電源ショートもしくはグランドショートなどの異常が発生している場合には、コンパレータ３３または３４によりこれが検出される。

制御回路２１は、時刻ｔ０で、図示しないマイコンから駆動信号Ｓｄが与えられると、例えば通電するインジェクタ１に対応して選択信号Ｓｓ１をドライバ２２に出力し、ドライバ２２により選択ＭＯＳ３にゲート電圧Ｖｇｓを与える。また、このとき制御回路２１は、放電ＭＯＳ５を駆動すべくドライバ２４に駆動信号を出力する。

これにより、放電ＭＯＳ５がオン駆動され、インジェクタ１の正極端子ＩＮＪ＋に高電圧ＶＨが印加され、インジェクタ電流Ｉｉｎｊが流れ始める。インジェクタ１は、所定の開度に弁を駆動し、気筒内への燃料噴射が開始される。制御回路２１は、放電ＭＯＳ５への通電を所定時間実施した後にオフ駆動する。このとき、インジェクタ１は、高電圧ＶＨからの通電が遮断されたことでフライバック電圧が発生し、インジェクタ電流Ｉｉｎｊがすぐにゼロになることはなく、グランドから還流ダイオード９を介して電流が継続的にながれ、徐々に低下していく。

続いて、制御回路２１は、ドライバ２５に駆動信号を出力して定電流ＭＯＳ７を間欠的にオンオフ駆動して直流電圧ＶＤをインジェクタ１に印加する。このとき、インジェクタ１は、定電流ＭＯＳ７のオフ時に前述同様にフライバック電圧が発生することで還流電流が流れること徐々に低下するので、間欠的な通電によって平均して電流Ｉｈが流れるように保持される。これにより、インジェクタ１は、弁の開度が保持された状態となる。

この後、時刻ｔ１で駆動信号Ｓｄがオフになると、制御回路２１は、選択ＭＯＳ３をオフさせ、次の駆動信号Ｓｄが与えられるまで待機する状態となる。また、インジェクタ１は、通電が遮断されると同様にフライバック電圧が発生して還流電流が流れるので、インジェクタ電流Ｉｉｎｊは徐々に低下する。

また、インジェクタ１の正極端子ＩＮＪ＋の電位は、フライバック電圧により急激に負側に変化する。この後、インジェクタ１による還流電流がなくなると、差動アンプ３２によるＭＯＳトランジスタ２８の駆動で、正極端子ＩＮＪ＋にダイアグ用の所定電圧が印加された状態に移行する。

図２では、正極端子電圧Ｖｉｎｊのうち、時刻ｔ１の前の定電流ＭＯＳ７への通電を行う時点ｔａから時刻ｔ１を経過し、正極端子ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊが所定電圧に達するまでの時点ｔｂの間の推移について、下部に別のタイムチャートで詳細に示している。

定電流ＭＯＳ７による最後の通電が終了すると、電圧Ｖｉｎｊはフライバック電圧の作用によって急激にゼロレベルに低下し、この後、ＭＯＳトランジスタ２８による通電で、時刻ｔ１からｔ２にかけて徐々に所定電圧まで上昇している。この場合、所定電圧は例えば２．５Ｖ程度の低いレベルの電圧に設定されている。

時刻ｔ１からｔ２までの期間を電圧が落ち着くまでのマスク時間Ｔｍとして設定しており、時刻ｔ２から一定時間が経過した時刻ｔ３までをフィルタ時間Ｔｆとして設定している。なお、マスク時間Ｔｍおよびフィルタ時間Ｔｆを合わせてマスク時間とすることもできる。そして、これらのマスク時間Ｔｍおよびフィルタ時間Ｔｆが経過すると、正極端子ＩＮＪ＋の電圧が安定するので、これ以降のタイミングで電源ショートあるいはグランドショートのダイアグ検出動作が行われる。

次に、図３を参照し、インジェクタ１および２のいずれかがショート状態となっている場合に制御回路２１に駆動信号Ｓｄが入力されたときの動作について説明する。ここでは、例えばインジェクタ１がショート状態となった場合を想定する。すなわち、インジェクタ１は、抵抗がゼロで且つインダクタもゼロとなった状態である。

この状況では、制御回路２１は、時刻ｔ１０で駆動信号Ｓｄが与えられると、前述同様にして選択ＭＯＳ３をオン駆動するとともに、放電ＭＯＳ５をオン駆動する。これにより、インジェクタ１の正極端子ＩＮＪ＋に高電圧ＶＨが印加され、インジェクタ電流Ｉｉｎｊが流れ始める。

しかし、この場合には、インジェクタ１がショート故障をしているため、インジェクタ電流Ｉｉｎｊは所定電流Ｉｍを超えて急激に流れるようになる。時刻ｔ１１で放電ＭＯＳ５をオフ駆動した後に定電流ＭＯＳ７をオン駆動した状態においても、インジェクタ電流Ｉｉｎｊは増加する。そして、時刻ｔ１２で、インジェクタ電流Ｉｉｎｊが過電流を判定するためのしきい値電流Ｉｔｈを超えると、過電流検出回路２７によりこれが検出され、過電流検出信号Ｓｘが制御回路２１に出力される。

制御回路２１は、過電流検出信号Ｓｘが入力されると、インジェクタ１がショート状態であることを判定し、時刻ｔ１３で選択ＭＯＳ３をオフさせる。また、制御回路２１は、選択ＭＯＳ３はオフ駆動するが、定電流ＭＯＳ７は駆動信号Ｓｄが与えられている状態ではオンオフの通電制御状態を保持しているので、正極端子ＩＮＪ＋は直流電圧ＶＤが間欠的に印加された状態となっている。

これにより、インジェクタ電流Ｉｉｎｊは通電経路がなくなってゼロになるが、インジェクタ１がショート故障していることで、フライバック電圧が発生しないので、正極端子ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊは負に反転することがなく、直流電圧ＶＤが印加される状態が継続している。

この結果、正極端子ＩＮＪ＋は、コンデンサ１１に充電された電荷が蓄積された状態となるので、直流電圧ＶＤが保持された状態となる。ここで、コンデンサ１１の電荷は抵抗１０を介して徐々に放電されるが、直流電圧ＶＤが間欠的に印加される状態では、充電も行われる。このため、コンデンサ１１の端子電圧は、ほとんど低下することなく電圧ＶＤが保持される。

この後、時刻ｔ１４になって駆動信号Ｓｄがオフになると、制御回路２１により定電流ＭＯＳ７をオフ駆動するので、この後、正極端子ＩＮＪ＋の電位は、コンデンサ１１の電荷が抵抗１０を介して放電されることで徐々に低下することになる。

ここで、抵抗１０およびコンデンサ１１による放電の時定数は、一般的にインジェクタ１、２の通電に必要となる設計データに基づいて比較的大きい値に設定されているので、コンデンサ１１の端子電圧が低下するのに所定時間を要することになる。この時間が長くなる場合には、例えば図３の正極電位ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊの図中破線で比較例として示しているように、前述した駆動信号Ｓｄのオフ後のマスク時間Ｔｍおよびフィルタ時間Ｔｆが経過しても正極端子ＩＮＪ＋の電位が所定レベル以下とならない場合がある。

本実施形態においては、このような事態に対応して、制御回路２１は、過電流検出信号Ｓｘが入力されると、電荷引抜回路３７を駆動させてコンデンサ１１の電荷を引き抜くことができるように構成されている。

すなわち、電荷引抜回路３７は、過電流検出回路２７がハイレベルの検出信号Ｓｘを出力すると、アンド回路３６において、駆動信号Ｓｄがローレベルになったことで、ハイレベルの信号を出力し、これによってスイッチ３７がオン駆動される。スイッチ３７のオンにより、コンデンサ１１の電荷は、正極端子ＩＮＪ＋から端子Ｅを介して定電流回路３８により定電流で電荷が引き抜かれ、迅速にレベルが低下していく。

この結果、正極端子ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊは、マスク時間Ｔｍが経過する時刻ｔ１５までに所定レベルであるＶｔｈ以下に達し、最終的に時刻ｔ１６ではゼロボルトまで低下させることができるようになる。この状態で他の故障状態の検出や、ショート状態となっていないインジェクタ２の駆動を、次のインジェクタ駆動をする時刻ｔ１７で確実に実施できるようになる。

なお、上記の説明ではインジェクタ１がショート状態になった場合で説明したが、インジェクタ２がショート状態になった場合についても、上記と同様に動作させることができる。

このような第１実施形態によれば、インジェクタ１あるいは２のショート故障時に対応して、電荷引抜回路３５を設けたので、制御回路２１が駆動信号Ｓｄを受けてインジェクタ１または２に通電をしたときに、ショート故障をしている場合には、通電オフ後に正極端子ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊを電荷引抜回路３５により迅速に電荷を引き抜いて低電位にすることができる。

これにより、正極端子ＩＮＪ＋に接続される抵抗１０やコンデンサ１１の時定数にかかわらず、マスク時間Ｔｍおよびフィルタ時間Ｔｆが経過した時点で、検出動作を誤検出することなく確実に実施でき、且つ、次のインジェクタの駆動までの時間を長くするといった制約を受けることなく使用することができる。

換言すれば、正極端子ＩＮＪ＋の電位低下を促進させることで、インジェクタ１あるいは２のショート時の時間を長く取る必要がなく、ダイアグのためのマスク時間Ｔｍやフィルタ時間Ｔｆを短く設定することができる。この結果、さらに近接噴射を行う場合でも故障気筒を正確に判別することができる。

なお、上記実施形態においては、過電流検出回路２７により過電流を検出し検出信号Ｓｘを制御回路２１に入力する構成としているが、電流検出抵抗６の両端の電圧を制御回路２１内に取り込み、制御回路２１の内部でデジタル値に変換して内部的に電流値を検出し、過電流を検出するようにしても良い。

（第２実施形態）
図４は第２実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、インジェクタ駆動回路２０ａは、電荷引抜回路３５に代えて、電荷引抜回路４０を設ける構成としている。図４において、電荷引抜回路４０は、定電流回路３８に代えて抵抗４１を設けた構成としている。

このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様に、インジェクタ１あるいは２のショート故障時に対応して、電荷引抜回路４０により、定電流ＭＯＳ７による通電オフ後に正極端子ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊをスイッチ３７および抵抗４１を介して迅速に電荷を引き抜いて低電位にすることができる。

（第３実施形態）
図５は第３実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、インジェクタ駆動回路２０ｂは、電荷引抜回路３５に代えて、電荷引抜回路５０を設ける構成としている。図５において、電荷引抜回路５０は、スイッチ３７および定電流回路３８に代えて差動アンプ５１および参照電源５２を設けた構成としている。

このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様に、インジェクタ１あるいは２のショート故障時に対応して、電荷引抜回路５０により、定電流ＭＯＳ７による通電オフ後に正極端子ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊを、差動アンプ５１の動作により定電圧で迅速に電荷を引き抜いて低電位にすることができる。

（第４実施形態）
図６は第４実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、インジェクタ駆動回路２０ｃは、電荷引抜回路３５に代えて、電荷引抜回路６０を設けると共に、コンパレータ３９を新たに設ける構成としている。

図６において、電荷引抜回路６０は、アンド回路３６に代えて３入力のアンド回路６１を設ける構成としている。アンド回路３６には、過電流検出信号Ｓｘおよび駆動信号Ｓｄに加えて、電荷引抜の停止信号Ｓｙが入力される構成である。

インジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋の電圧が電荷引抜停止のレベルまで下がったことを検出する電荷引抜停止用のコンパレータ３９は、非反転入力端子に抵抗３０と３１との共通接続点が接続され、反転入力端子に電荷引抜停止検出用の参照電圧Ｖｒｅｆ６が入力される。正極端子ＩＮＪ＋の電位が高い状態ではコンパレータ３９はハイレベルとなっており、正極端子ＩＮＪ＋の電位が参照電圧Ｖｒｅｆ６よりも低くなると、コンパレータ３９はローレベルの電荷引抜の停止信号Ｓｙを出力する。

上記のように構成することで、電荷引抜回路６０は、過電流検出回路２７がハイレベルの検出信号Ｓｘを出力し、コンパレータ３９からハイレベルの信号が出力された状態では、アンド回路６１において、駆動信号Ｓｄがローレベルになったことで、ハイレベルの信号を出力し、これによってスイッチ３７がオン駆動される。スイッチ３７のオンにより、コンデンサ１１の電荷は、正極端子ＩＮＪ＋から端子Ｅを介して定電流回路３８により定電流で電荷が引き抜かれ、迅速にレベルが低下していく。

そして、電荷引抜が進んで正極端子ＩＮＪ＋の電位が下がりコンパレータ３９がローレベルの電荷引抜の停止信号Ｓｙを出力すると、アンド回路６１は出力をローレベルに反転させてスイッチ３７をオフさせる。これにより、電荷引抜の動作は停止される。

このような第４実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、参照電圧Ｖｒｅｆ６をゼロボルト近傍に設定しておくことで、電荷引抜回路６０による動作を停止させることができるので、消費電力の低減を図ることができる。

（第５実施形態）
図７は第５実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、インジェクタ駆動回路２０ｄは、電荷引抜回路３５に代えて、電荷引抜回路７０を設ける構成としている。

図７において、電荷引抜回路７０は、インジェクタ１および２の正極端子ＩＮＪ＋側から電荷を引き抜くのではなく、グランドショート状態のインジェクタ１または２を通じてそれぞれの負極端子ＩＮＪ−１あるいはＩＮＪ−２の側から電荷を引き抜く構成である。

すなわち、インジェクタ１の負極端子ＩＮＪ−１から電荷を引き抜く回路およびインジェクタ２の負極端子ＩＮＪ−２から電荷を引き抜く回路は、電荷引抜回路３５と同様に構成されている。具体的には、アンド回路７１、スイッチ７２、定電流回路７３を備えると共に、アンド回路７４、スイッチ７５、定電流回路７６を備える。

また、アンド回路７１および７４は、それぞれ一方の入力端子に過電流検出信号Ｓｘが入力される構成である。また、アンド回路７１および７４の他方の入力端子は、それぞれインジェクタ１の駆動信号Ｓｄ１、インジェクタ２の駆動信号Ｓｄ２が反転入力される構成である。

上記構成において、例えばインジェクタ１がグランドショート状態である場合を想定し、インジェクタ１に対する駆動信号Ｓｄ１が制御回路２１により出力された場合で説明する。制御回路２１は、インジェクタ１を駆動すべく、選択信号Ｓｓ１を与えて選択ＭＯＳ３を駆動し、駆動信号Ｓｄ１を与えて放電ＭＯＳ５をオン駆動する。

これにより、インジェクタ１の正極端子ＩＮＪ＋に高電圧ＶＨが印加されると、インジェクタ１がショート故障をしているため、インジェクタ電流Ｉｉｎｊは過電流レベルまで増加し、過電流検出回路２７から過電流検出信号Ｓｘが制御回路２１に出力される。制御回路２１は、過電流検出信号Ｓｘの入力に応じて選択ＭＯＳ３をオフさせる。

また、電荷引抜回路７０は、過電流検出回路２７がハイレベルの検出信号Ｓｘを出力すると、アンド回路７１において、駆動信号Ｓｄ１がローレベルになったことで、スイッチ７２がオン駆動される。スイッチ７２のオンにより、コンデンサ１１の電荷は、インジェクタ１の負極端子ＩＮＪ−１から端子Ｋを介して定電流回路７３により定電流で電荷が引き抜かれ、迅速にゼロボルト近傍まで低下させることができるようになる。

なお、上記の説明ではインジェクタ１がショート状態になった場合で説明したが、インジェクタ２がショート状態になった場合についても、上記と同様に、検出信号Ｓｘおよび駆動信号Ｓｄ２によりアンド回路７４が動作させ、定電流回路７６によりインジェクタ２の負極端子ＩＮＪ−２側から電荷を引き抜くことができる。
したがって、このような第５実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第６実施形態）
図８および図９は第６実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、インジェクタ駆動回路２０ｅは、電荷引抜回路３５に代えて、電荷引抜回路８０を設ける構成としている。

図８において、電荷引抜回路８０は、アンド回路３６に代えて論理回路８１を設けるとともに、論理回路８１においては、各インジェクタ１、２の駆動信号Ｓｄ１、Ｓｄ２が入力されるとともに、検出信号Ｓｘに代えて選択信号Ｓｓ１、Ｓｓ２が入力されるように構成されている。

電荷引抜回路８０の論理回路８１は、図９に示すように、インジェクタ１に対応してアンド回路８１ａ、ディレイバッファ８１ｂ、Ｄフリップフロップ８１ｃ、排他的論理和８１ｄからなる回路が設けられる。また、同様にインジェクタ２に対応してアンド回路８１ｅ、ディレイバッファ８１ｆ、Ｄフリップフロップ８１ｇ、排他的論理和８１ｈからなる回路が設けられる。２つの回路の出力はオア回路８１ｉに入力され、出力端子Ｓｏからスイッチ３７に電荷引抜の指示信号を出力する。

この実施形態においては、過電流検出回路２７により出力される過電流の検出信号Ｓｘを用いていないが、制御回路２１は、検出信号Ｓｘが入力されると、ただちに対応するインジェクタ１または２への通電を停止すべく、選択ＭＯＳ３または４をオフさせるローレベルの選択信号Ｓｓ１またはＳｓ２を出力する。したがって、電荷引抜回路８０においては、ローレベルの選択信号Ｓｓ１あるいはＳｓ２が実質的に検出信号Ｓｘと同等の条件で出力される信号として用いることができる。

上記構成において、例えばインジェクタ１グランドショート状態を想定し、制御回路２１によりインジェクタ１を駆動すると、インジェクタ電流Ｉｉｎｊが過電流レベルまで増大する。過電流検出回路２７から過電流検出信号Ｓｘ出力されると、制御回路２１は過電流検出信号Ｓｘの入力に応じて選択ＭＯＳ３をオフさせるためのローレベルの選択信号Ｓｓ１を出力する。

これにより、電荷引抜回路８０は、ローレベルの選択信号Ｓｓ１が論理回路８１に入力されるとスイッチ３７をオン駆動する信号を出力する。スイッチ３７のオンにより、コンデンサ１１の電荷は、正極端子ＩＮＪ＋から定電流回路３８により定電流で電荷が引き抜かれ、迅速にゼロボルト近傍まで低下させることができるようになる。

なお、上記の説明ではインジェクタ１がショート状態になった場合で説明したが、インジェクタ２がショート状態になった場合についても、上記と同様に、ローレベルの選択信号Ｓｓ２および駆動信号Ｓｄ２により論理回路８１からスイッチ３７をオン駆動する信号が出力されるので、定電流回路３８により正極端子ＩＮＪ＋から電荷を引き抜くことができる。

したがって、このような第６実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、過電流検出回路２７の検出信号以外の信号として選択信号Ｓｓ１、Ｓｓ２を用いて電荷引き抜きのトリガとすることができる。つまり、制御回路２１により、検出信号Ｓｘに基づいて選択信号Ｓｓ１、Ｓｓ２を出力する構成を利用して過電流検出回路２７の検出信号Ｓｘを用いない構成とすることもできる。

（第７実施形態）
図１０は第７実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、インジェクタ駆動回路２０ｆは、電荷引抜回路３５に代えて、電荷引抜回路９０を設ける構成としている。図１０において、電荷引抜回路９０は、スイッチ３７および定電流回路３８に代えてｎチャンネル型のＭＯＳトランジスタ９１を設けた構成としている。

このような第７実施形態によっても、第１実施形態と同様に、インジェクタ１あるいは２のショート故障時に対応して、電荷引抜回路９０により、定電流ＭＯＳ７による通電オフ後に正極端子ＩＮＪ＋の電圧Ｖｉｎｊを、ＭＯＳトランジスタ９１を介して迅速に電荷を引き抜いて低電位にすることができる。

なお、この場合には、ＭＯＳトランジスタ９１のオン抵抗だけを通じて電荷を引き抜くので、第１実施形態あるいは第２実施形態と比較して、さらに迅速に正極端子ＩＮＪ＋の電位を低下させることができる。
（他の実施形態）

なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。

第４実施形態は、第１実施形態の電荷引抜回路３５の構成を利用した電荷引抜回路６０および電荷引抜停止回路３９を設ける場合を示したが、他の実施形態にも適用することができる。

第５実施形態は、第１実施形態の電荷引抜回路３５の構成を電荷引抜回路７０として設ける場合を示したが、他の実施形態で示した電荷引抜回路４０、５０、６０、８０、９０を適用することもできる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１、２はインジェクタ、３、４は選択ＭＯＳトランジスタ（選択スイッチ）、５は放電ＭＯＳトランジスタ（通電スイッチ）、６は電流検出抵抗、７は定電流ＭＯＳトランジスタ（通電スイッチ）、９は還流ダイオード、１０は抵抗、１１はコンデンサ、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆはインジェクタ駆動回路、２１は制御回路、２６は電流検出回路、２７は過電流検出回路、３３、３４、３９はコンパレータ、３５、４０、５０、６０、７０、８０、９０は電荷引抜回路、３６、６１はアンド回路、３７はスイッチ、３８は定電流回路、４１は抵抗、５１は差動アンプである。

Claims (9)

1. 複数のインジェクタを選択スイッチにより選択し、通電スイッチにより通電して駆動制御するインジェクタ駆動回路であって、
   前記選択スイッチおよび前記通電スイッチを駆動制御する制御回路（２１）と、
   前記複数のインジェクタの通電したものに過電流が流れると検出信号を出力する過電流検出回路（２７）と、
   前記複数のインジェクタにつながる端子のうちのいずれかに接続され、接続された端子から電荷を引き抜く電荷引抜回路（３５、４０、５０、６０、７０、８０、９０）とを備えたインジェクタ駆動回路。
2. 前記電荷引抜回路は、前記電流検出回路の検出電流から前記複数のインジェクタのいずれかの短絡故障を検出したときに、短絡故障をしたインジェクタの一方の端子側から電荷を引き抜く請求項１に記載のインジェクタ駆動回路。
3. 前記電荷引抜回路による電荷引抜動作時の停止電圧を検出する停止検出回路(３９)を備え、
   前記電荷引抜回路（６０）は、前記停止検出回路が停止電圧を検出すると、電荷引抜動作を停止する請求項１または２に記載のインジェクタ駆動回路。
4. 前記電荷引抜回路（３５、４０、５０、６０、８０、９０）は、前記複数のインジェクタの共通の正極端子に接続される請求項１から３のいずれか一項に記載のインジェクタ駆動回路。
5. 前記電荷引抜回路（７０）は、前記複数のインジェクタの負極端子に接続される請求項１から３のいずれか一項に記載のインジェクタ駆動回路。
6. 前記電荷引抜回路（８０）は、前記制御回路により前記通電スイッチをオンする信号と前記選択スイッチをオフする信号とに基づいて電荷引き抜きを実施する請求項１から５のいずれか一項に記載のインジェクタ駆動回路。
7. 前記電荷引抜回路（３５、６０、７０、８０）は、定電流で電荷引き抜きを実施する請求項１から６のいずれか一項に記載のインジェクタ駆動回路。
8. 前記電荷引抜回路（４０）は、抵抗を介して電荷引き抜きを実施する請求項１から６のいずれか一項に記載のインジェクタ駆動回路。
9. 前記電荷引抜回路（５０）は、定電圧で電荷引き抜きを実施する請求項１から６のいずれか一項に記載のインジェクタ駆動回路。

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