JP2024034021A

JP2024034021A - 減圧弁制御装置

Info

Publication number: JP2024034021A
Application number: JP2022138007A
Authority: JP
Inventors: 隼太朗東山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2024-03-13

Abstract

【課題】ノーマリクローズタイプの減圧弁を用いる構成において、駆動ＩＣ等に異常が発生した際にも、コモンレール内の圧力を確実に減圧できる装置を提供する。【解決手段】減圧弁駆動装置１において、駆動ＩＣ３は、コモンレール内の圧力を減圧させるノーマリクローズタイプの減圧弁８に通電を行う通電部４の駆動を制御する。マイコン２は駆動ＩＣ３を制御し、監視ＩＣ５は駆動ＩＣ３及びマイコン２を監視する。強制駆動部６は、マイコン２、駆動ＩＣ３及び監視ＩＣ５の何れか１つ以上に異常が発生すると、減圧弁８を強制駆動する信号を通電部４に出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、コモンレール内の圧力を減圧させる減圧弁を制御する装置に関する。

特許文献１には、ディーゼルエンジンにおけるコモンレールの燃料噴射システムにおいて、コモンレール内の圧力を減圧させるために減圧弁を制御する技術が開示されている。この技術は、減圧弁に通電する電流及び時間を制御することで減圧弁を開閉させて、コモンレール内の圧力が目標値となるように制御するものである。

特許第４５６９５９８号公報

特許文献１の技術において、減圧弁にノーマリクローズタイプを採用することを想定する。この場合、減圧弁に通電することで開弁状態となり、コモンレール内の圧力を減圧させることができる。このため、減圧弁に通電する電流を制御する駆動ＩＣや、駆動ＩＣの動作を制御するマイクロコンピュータや監視ＩＣに異常が発生すると、減圧弁に通電して開弁させることができず、コモンレール内の圧力を減圧できなくなるおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノーマリクローズタイプの減圧弁を用いる構成において、駆動ＩＣ等に異常が発生した際にも、コモンレール内の圧力を確実に減圧できる減圧弁駆動装置を提供することにある。

請求項１記載の減圧弁駆動装置によれば、駆動ＩＣは、コモンレール内の圧力を減圧させるノーマリクローズタイプの減圧弁に通電を行う通電部の駆動を制御する。マイクロコンピュータ；マイコンは駆動ＩＣを制御し、監視ＩＣは駆動ＩＣ及びマイコンを監視する。強制駆動部は、駆動ＩＣ、マイコン及び監視ＩＣの何れか１つ以上に異常が発生すると、減圧弁を強制駆動する信号を通電部に出力する。このように構成すれば、駆動ＩＣ、マイコン及び監視ＩＣの何れかに異常が発生した場合でも、強制駆動部により減圧弁を強制駆動して開弁させ、コモンレール内の圧力を減圧させることが可能になる。

請求項２記載の減圧弁駆動装置によれば、圧力判定部は、コモンレール内の圧力が閾値を超えたことを判定し、電流判定部は、減圧弁に通電される電流が閾値を下回ったことを判定する。通電部は、減圧弁の高電位側と低電位側とにそれぞれ配置されるスイッチを備え、強制駆動部は前記異常が発生すると、圧力が閾値を超えたこと、及び電流が閾値を下回ったことを条件に２つのスイッチの両方をオンにする。そして、前記オンの状態から電流が閾値を上回ったことを条件に２つのスイッチの他方をオフにする。これにより、減圧弁に通電する電流を所定の値に制御できる。

第１実施形態であり、減圧弁駆動装置の構成を示す図マイコンが、駆動ＩＣと監視ＩＣ５とをそれぞれ診断するルーチンを示すフローチャート各部の動作を示すタイミングチャート第２実施形態であり、減圧弁駆動装置の構成を示す図

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について説明する。図１に示すように、減圧弁駆動装置１は、マイコン２、駆動ＩＣ３、通電部４、監視ＩＣ５及び強制駆動部６を備えている。通電部４は、ハイサイドドライバであるＰチャネルＭＯＳＦＥＴ４Ｈ、及びローサイドドライバであるＮチャネルＭＯＳＦＥＴ４Ｌを備えている。電源ＶＢとグランドとの間には、ＦＥＴ４Ｈ、減圧弁８、ＦＥＴ４Ｌ及び電流検出回路９の直列回路が接続されている。ＦＥＴ４Ｈ及び４Ｌは、スイッチの一例である。

減圧弁８はノーマリクローズタイプであり、図示しないが、車両に搭載されるディーゼルエンジンにおけるコモンレール内の圧力を減圧させるために用いられる。電流検出回路９は、ＦＥＴ４Ｈ及び４Ｌがオンした際に、減圧弁８に通電される負荷電流を検出し、検出値を強制駆動部６に入力する。マイコン２は、駆動ＩＣ３を制御して通電部４を駆動させる。駆動ＩＣ３は、ＦＥＴ４Ｈ及び４Ｌのゲートに駆動信号を出力する。また、マイコン２は、駆動ＩＣ３の動作を、例えばウォッチドッグタイマ等を用いて監視する。監視ＩＣ５は、マイコン２及び駆動ＩＣ３の動作を監視する。また、マイコン２は監視ＩＣ５の動作も監視する。

強制駆動部６は、圧力判定部１０、電流値判定部１１並びにＡＮＤゲート１２及び１３を備えている。圧力判定部１０の入力端子は、コモンレールに配置されている圧力センサの端子に接続されている。また、その圧力センサの端子は、マイコン２の入力ポートにも接続されている。マイコン２は、コモンレール内の圧力が閾値を超えると、駆動ＩＣ３を介してＦＥＴ４Ｈ及び４Ｌをオンさせる。強制駆動部６の圧力判定部１０は、コモンレール内の圧力が閾値を超えると、ハイレベルの信号をＡＮＤゲート１２の一方の入力端子に出力する。

監視ＩＣ５は、マイコン２又は駆動ＩＣ３に異常が発生したと判断すると、ハイレベルの異常信号をＡＮＤゲート１２の他方の入力端子に出力する。マイコン２も、駆動ＩＣ３又は監視ＩＣ５に異常が発生したと判断すると、ハイレベルの異常信号を上記の入力端子に出力する。ＡＮＤゲート１２の出力端子は、ＦＥＴ４Ｌのゲートに接続されていると共に、ＡＮＤゲート１３の一方の入力端子に接続されている。

電流値判定部１１は、電流検出回路９より入力される電流値が閾値を上回ると、ハイレベルの信号をＡＮＤゲート１３の他方の入力端子に出力する。ＡＮＤゲート１３の出力端子は、ＦＥＴ４Ｈのゲートに接続されている。尚、強制駆動部６は、ディスクリート素子により構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。図２に示すように、マイコン２は、駆動ＩＣ３と監視ＩＣ５とを診断するルーチン１，２を、それぞれ実行している。ステップＳ１で駆動ＩＣ３に異常が発生したと判断すると、また、ステップＳ３で監視ＩＣ５に異常が発生したと判断すると、強制駆動部６に異常信号を出力する（Ｓ２，Ｓ４）。

図３に示すように、初期状態で、ＦＥＴ４Ｈのゲートである（Ａ）点の電圧はハイレベル、ＦＥＴ４Ｌのゲートである（Ｂ）点の電圧はローレベルであるから、減圧弁８は非通電状態にあり、閉弁している。そして、圧力センサの信号は閾値を超えているので、マイコン２及び駆動ＩＣ３が正常に動作していれば、マイコン２は、駆動ＩＣ３を介して通電部４を制御し、減圧弁８に通電して開弁させる。

減圧弁８の非通電状態が継続している間に、監視ＩＣ５が、マイコン２又は駆動ＩＣ３の少なくとも一方に異常が発生したことを検出すると、強制駆動部６に異常信号を出力する。すると、ＡＮＤゲート１２の出力信号はハイレベルとなる。この時、電流検出回路９が検出している電流値は閾値を下回っているので、ＡＮＤゲート１３の出力信号はローレベルとなる。これにより、ＦＥＴ４Ｈ及び４Ｌは共にオンになり、減圧弁８に通電が行われ、負荷電流値は上昇する。

負荷電流がある程度上昇すると、減圧弁８が開弁してコモンレール内の圧力が低下し始める。負荷電流値が閾値を超えると、ＡＮＤゲート１３の出力信号がハイレベルとなり、ＦＥＴ４Ｈはオフする。すると、負荷電流値が低下するが、閾値を下回るとＦＥＴ４Ｈはオンに転じる。この動作を繰り返すことで、負荷電流値は所定の値を維持するように制御される。

そして、ＩＣ５が異常信号出力を維持し、且つコモンレール内の圧力が閾値を下回ると、ＡＮＤゲート１２の出力信号はローレベルとなりＦＥＴ４Ｌはオフする。このため、コモンレール内の圧力を閾値以下まで減圧した後は減圧弁に通電され電流は減少し、減圧弁は閉弁状態となり、コモンレールの内部は所定の低い圧力を維持することができる。

以上のように本実施形態によれば、減圧弁駆動装置１において、駆動ＩＣ３は、コモンレール内の圧力を減圧させるノーマリクローズタイプの減圧弁８に通電を行う通電部４の駆動を制御する。マイコン２は駆動ＩＣ３を制御し、監視ＩＣ５は駆動ＩＣ３及びマイコン２を監視する。強制駆動部６は、マイコン２、駆動ＩＣ３及び監視ＩＣ５の何れか１つ以上に異常が発生すると、減圧弁８を強制駆動する信号を通電部４に出力する。このように構成すれば、マイコン２、駆動ＩＣ３及び監視ＩＣ５の何れかに異常が発生した場合でも、強制駆動部６により減圧弁８を強制駆動して開弁させ、コモンレール内の圧力を減圧させることが可能になる。

具体的には、圧力判定部１０は、コモンレール内の圧力が閾値を超えたことを判定し、電流値判定部１１は、減圧弁８に通電される負荷電流が閾値を下回ったことを判定する。通電部４は、減圧弁８の高電位側と低電位側とにそれぞれ配置されるＦＥＴ４Ｈ，４Ｌを備え、強制駆動部６は前記異常が発生すると、圧力が閾値を超えたことを条件にＦＥＴ４Ｈ，４Ｌの両方をオンにする。そして、異常の発生中に、負荷電流が閾値を下回ったことを条件にＦＥＴ４Ｈをオフにする。これにより、負荷電流を所定の値に制御できる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図４に示す第２実施形態の減圧弁駆動装置２１では、強制駆動部６が、駆動ＩＣ２２の内部に構成されている点が相違している。

（その他の実施形態）
減圧弁８を強制駆動する際に、ＦＥＴ４Ｈをオンし続けている間に、ＦＥＴ４Ｌを間欠的にオンさせても良い。
スイッチは、ＭＯＳＦＥＴに限ることなく、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等でも良い。
異常を検出する手段は、ウォッチドッグタイマに限ることはない。
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は減圧弁駆動装置、２はマイコン、３は駆動ＩＣ、４は通電部、４ＨはＰチャネルＭＯＳＦＥＴ、４ＬはＮチャネルＭＯＳＦＥＴ、５は監視ＩＣ、６は強制駆動部、８は減圧弁、１０は圧力判定部、１１は電流値判定部を示す。

Claims

コモンレール内の圧力を減圧させるノーマリクローズタイプの減圧弁（８）に通電を行う通電部（４）と、
この通電部の駆動を制御する駆動ＩＣ（３、２２）と、
この駆動ＩＣを制御するマイクロコンピュータ（２）と、
前記駆動ＩＣ及び前記マイクロコンピュータを監視する監視ＩＣ（５）と、
前記駆動ＩＣ、前記マイクロコンピュータ及び前記監視ＩＣの何れか１つ以上に異常が発生すると、前記減圧弁を強制駆動する信号を、前記通電部に出力する強制駆動部（６）とを備える減圧弁駆動装置。
前記コモンレール内の圧力が閾値を超えたことを判定する圧力判定部（１０）と、
前記減圧弁に通電される電流が閾値を下回ったことを判定する電流判定部（１１）と、を備え、
前記通電部は、前記減圧弁の高電位側と低電位側とにそれぞれ配置されるスイッチ（４Ｈ、４Ｌ）を備えており、
前記強制駆動部は、前記異常が発生すると、前記圧力が閾値を超えたこと、及び前記電流が閾値を下回ったことを条件に２つのスイッチの両方をオンにし、
前記オンの状態から前記電流が閾値を上回ったことを条件に２つのスイッチの他方をオフにする請求項１記載の減圧弁駆動装置。
前記監視ＩＣは、前記マイクロコンピュータの異常を検知すると、前記強制駆動部に異常信号を出力する請求項１又は２記載の減圧弁駆動装置。
前記監視ＩＣは、前記駆動ＩＣの異常を検知すると、前記強制駆動部に異常信号を出力する請求項１又は２記載の減圧弁駆動装置。
前記マイクロコンピュータは、前記監視ＩＣの異常を検知すると、前記強制駆動部に異常信号を出力する請求項１又は２記載の減圧弁駆動装置。
前記マイクロコンピュータは、自身の異常を検知すると、前記強制駆動部に異常信号を出力する請求項１又は２記載の減圧弁駆動装置。
前記マイクロコンピュータは、前記駆動ＩＣの異常を検知すると、前記強制駆動部に異常信号を出力する請求項１又は２記載の減圧弁駆動装置。
前記強制駆動部は、前記駆動ＩＣの外部においてディスクリート素子により構成されている請求項１又は２記載の減圧弁駆動装置。
前記強制駆動部は、前記駆動ＩＣ（２２）の内部に構成されている請求項１又は２記載の減圧弁駆動装置。