JP6183341B2 - インジェクタ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、インジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関する。

車両のエンジンに燃料を噴射するインジェクタとしては、コイルへの通電により開弁する電磁式のものがある。そして、複数のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置では、各インジェクタのコイルの下流側に、通電対象のコイル（換言すれば駆動対象のインジェクタ）を選択するための選択スイッチをそれぞれ設けている。つまり、複数の選択スイッチのうち、オンした選択スイッチに対応するコイルにだけ通電するようにしている。また、同時に燃料を噴射させない複数のインジェクタについては、各コイルに流れる電流を検出するための電流検出手段を共用する構成も知られている。具体的には、各コイルに流れる電流が共通に流れる共通電流経路に、電流検出手段としての抵抗を設けている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２０５２４９号公報

車両のエンジンを制御するシステムにおいては、何らかの異常が発生した場合にエンジンの出力を制限する技術が適用される。
このため、本発明者は、インジェクタ駆動装置に、インジェクタのコイルへの通電時間を所定時間に制限する通電時間ガード機能を持たせることを考えている。コイルへの通電時間を制限すれば、インジェクタからの燃料噴射量が制限され、延いては、エンジンの出力が制限されるからである。通電時間ガード機能は、具体的には、コイルに電流が流れている連続時間を計測し、その連続時間が所定時間以上になったと判定すると、コイルへの通電を強制的に停止させる、という機能である。

このような通電時間ガード機能が正常か否かを診断するために、ただ単に、インジェクタのコイルに通電したのでは、インジェクタから不要な燃料を噴射させてしまうことになる。

そこで、本発明は、インジェクタ駆動装置において、インジェクタのコイルへの通電時間を制限する通電時間ガード機能が正常であるか否かを、インジェクタに不要な燃料噴射をさせてしまうことなく、診断できるようにすることを目的としている。

第１発明のインジェクタ駆動装置は、駆動回路と、共通電流経路と、電流検出手段と、通電時間ガード手段と、診断手段と、を備える。
駆動回路は、車両のエンジンに備えられた複数のインジェクタの各コイルに、個別に電流を流す回路である。そして、共通電流経路には、各コイルに流れる電流が共通に流れる。電流検出手段は、共通電流経路に流れる電流を、複数のコイルの何れかに流れる電流として検出する。

通電時間ガード手段は、電流検出手段の検出結果に基づいて、複数のコイルの何れかに電流が流れている連続時間を計測し、その連続時間が所定の設定時間以上になったと判定
すると、駆動回路によるコイルへの通電を強制的に停止させる。この通電時間ガード手段の機能は、前述した通電時間ガード機能に相当する。

診断手段は、駆動回路に、インジェクタを開弁させることが可能な時間よりも短い時間だけ前記各コイルに通電させると共に、前記短い時間だけ通電させるコイルを順次切り替えることにより、共通電流経路に継続的に電流を流し、通電時間ガード手段が駆動回路によるコイルへの通電を正常に停止させるか否かを判定する。そして、診断手段は、エンジンへの燃料噴射が実施されない期間において動作する。

診断手段は、電流検出手段によって電流が継続的に検出されるようにするが、各インジェクタのコイル毎については、インジェクタを開弁させることが可能な時間よりも短い時間だけしか通電させない。そして、診断手段は、エンジンへの燃料噴射が実施されない期間であって、要するに、エンジンが停止している期間において動作する。

よって、この発明のインジェクタ駆動装置によれば、エンジンに対する通常の燃料噴射制御に影響を与えることなく、且つ、インジェクタに不要な燃料噴射をさせてしまうことなく、通電時間ガード手段の機能が正常か否かを診断することができる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一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、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ）の構成を表す構成図である。 マイコンが行う燃料噴射制御処理を説明する説明図である。 第１実施形態のガード診断処理を表すフローチャートである。 ガード診断処理の内容を説明する説明図である。 第２実施形態の電子制御装置（ＥＣＵ）の構成を表す構成図である。 第２実施形態のガード診断処理を表すフローチャートである。

本発明が適用された実施形態のインジェクタ駆動装置としての電子制御装置について説明する。以下では、電子制御装置のことを、ＥＣＵという。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略である。

［第１実施形態］
図１に示す第１実施形態のＥＣＵ１は、車両のエンジンに備えられた複数のインジェクタを駆動することにより、エンジンへの燃料噴射を制御するものである。本実施形態において、エンジンの気筒数は例えば４であり、インジェクタはエンジンの気筒毎に設けられているが、図１では、気筒毎のインジェクタのうち、２つのインジェクタ１１，１２だけを図示している。インジェクタ１１に対応する気筒と、インジェクタ１２に対応する気筒は、燃料噴射が同時には実施されない気筒同士である。そして、以下では、その２つのインジェクタ１１，１２の駆動に関して説明する。

尚、インジェクタ１１，１２は、内部のコイル１１ａ，１２ａへ通電によって開弁する電磁式インジェクタである。また、本実施形態において、スイッチとしてのトランジスタ（スイッチング素子）は、例えばＭＯＳＦＥＴであるが、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の他種類のトランジスタでも良い。

図１に示すように、ＥＣＵ１は、当該ＥＣＵ１の動作を司るマイコン２と、電源回路３
と、インジェクタ１１，１２を駆動する駆動回路４と、マイコン２からの信号に従って駆動回路４を動作させる駆動制御回路５と、２つのインジェクタ１１，１２について共通の電流検出回路６及び通電時間ガード回路７と、を備える。尚、インジェクタ１１，１２を駆動するとは、インジェクタ１１，１２のコイル１１ａ，１２ａに電流を流して、インジェクタ１１，１２を開弁させることである。

マイコン２は、プログラムを実行するＣＰＵ２１と、プログラムや固定のデータ等が記憶されたＲＯＭ２２と、ＣＰＵ２１による演算結果等が記憶されるＲＡＭ２３と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２４と、を備える。また、図示を省略しているが、マイコン２は、データの書き換えが可能な不揮発性メモリ等も備える。マイコン２の動作は、ＣＰＵ２１がＲＯＭ２２内のプログラムを実行することで実現される。

ＥＣＵ１内の第１電源ライン１４には、車両に搭載されたバッテリ１５のプラス端子の電圧であるバッテリ電圧ＶＢが、電源リレーとしてのメインリレー１６を介して供給される。また、第１電源ライン１４には、車両のイグニッションスイッチ１７及びダイオード１８を介しても、バッテリ電圧ＶＢが供給される。更に、ＥＣＵ１には、マイコン２からのリレー駆動信号ＲＤに従ってメインリレー１６をオンさせるリレー駆動用スイッチ１９が備えられている。そして、ＥＣＵ１において、電源回路３は、第１電源ライン１４から供給されるバッテリ電圧ＶＢを降圧することにより、マイコン２を動作させるための一定の電源電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）を出力する。

このため、車両の使用者によってイグニッションスイッチ１７がオンされると、電源回路３から電源電圧Ｖｃｃが出力されてマイコン２が起動する。そして、マイコン２は、起動すると、リレー駆動信号ＲＤをアクティブレベル（この例ではハイ）にしてリレー駆動用スイッチ１９をオンさせることにより、メインリレー１６をオンさせる。よって、イグニッションスイッチ１７のオンに伴いマイコン２が起動した後、イグニッションスイッチ１７がオフされても、第１電源ライン１４にメインリレー１６を介してバッテリ電圧ＶＢが供給され続けるため、マイコン２は動作し続けることができる。

そして、マイコン２は、イグニッションスイッチ１７がオフされたと判定すると、動作を停止するまでに実施すべきシャットダウン用処理を行い、その後、リレー駆動信号ＲＤを非アクティブレベル（この例ではロー）にしてメインリレー１６をオフさせる。すると、第１電源ライン１４へのバッテリ電圧ＶＢの供給が停止して、マイコン２は動作を停止することとなる。

尚、マイコン２には、イグニッションスイッチ１７のオン／オフ状態を示す信号（以下、ＩＧＳＷ信号という）が、図示しない入力回路を介して入力されるようになっている。そして、マイコン２は、そのＩＧＳＷ信号に基づいて、イグニッションスイッチ１７のオン／オフ状態を判定する。また、変形例として、リレー駆動用スイッチ１９が、マイコン２からのリレー駆動信号ＲＤと、ＩＧＳＷ信号との、論理和によってオンするように構成しても良く、そのように構成した場合には、ダイオード１８を削除することができる。

駆動回路４は、インジェクタ１１，１２のコイル１１ａ，１２ａの端部のうち、電流の上流側となる方の端部が共通に接続された電流出力ライン４０と、第１選択スイッチ４１と、第２選択スイッチ４２と、を備える。第１選択スイッチ４１の一方の出力端子は、コイル１１ａの下流側の端部に接続されており、第２選択スイッチ４２の一方の出力端子は、コイル１２ａの下流側の端部に接続されている。コイル１１ａ，１２ａの下流側の端部とは、コイル１１ａ，１２ａの電流出力ライン４０側とは反対側の端部である。そして、第１選択スイッチ４１のコイル１１ａ側とは反対側の出力端子と、第２選択スイッチ４２のコイル１２ａ側とは反対側の出力端子は、後述する電流検出用抵抗６１を介して、０Ｖ
のグランドラインに接続されている。

また、駆動回路４は、第１上流側スイッチ４３と、第２上流側スイッチ４４と、を備える。第１上流側スイッチ４３の一方の出力端子は、第１電源ライン１４に接続されている。また、第２上流側スイッチ４４の一方の出力端子は、ＥＣＵ１内の第２電源ライン２０に接続されており、第２上流側スイッチ４４の他方の出力端子は、電流出力ライン４０に接続されている。第２電源ライン２０には、図示しない昇圧電源回路の出力電圧である昇圧電圧ＶＵが供給されている。昇圧電源回路は、図示を省略しているが、第１電源ライン１４のバッテリ電圧ＶＢを昇圧してコンデンサを充電する昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、そのコンデンサの充電電圧が、昇圧電圧ＶＵ（例えば５０Ｖ）となっている。

更に、駆動回路４は、逆流防止用のダイオード４５と、電流還流用のダイオード４６と、を備える。ダイオード４５のアノードは、第１上流側スイッチ４３の第１電源ライン１４側とは反対側の出力端子に接続されており、ダイオード４５のカソードは、電流出力ライン４０に接続されている。また、ダイオード４６のアノードは、グランドラインに接続されており、ダイオード４６のカソードは、電流出力ライン４０に接続されている。

電流検出回路６は、電流検出用抵抗６１と、増幅回路６２と、を備える。
電流検出用抵抗６１の一端には、第１選択スイッチ４１のコイル１１ａ側とは反対側の出力端子と、第２選択スイッチ４２のコイル１２ａ側とは反対側の出力端子とが、共通接続されている。そして、電流検出用抵抗６１の他端はグランドラインに接続されている。

換言すれば、第１選択スイッチ４１と第２選択スイッチ４２とのコイル１１ａ，１２ａ側とは反対側の各出力端子が互いに接続された接続点６３と、グランドラインとの間の電流経路６４は、各コイル１１ａ，１２ａに流れる電流ｉ１，ｉ２が共通に流れる共通電流経路６４である。そして、その共通電流経路６４に電流検出用抵抗６１が設けられている。よって、電流検出用抵抗６１は、共通電流経路６４の一部を成している。尚、電流ｉ１は、第１選択スイッチ４１を介してコイル１１ａに流れる電流であり、電流ｉ２は、第２選択スイッチ４２を介してコイル１２ａに流れる電流である。

そして、増幅回路６２は、電流検出用抵抗６１の両端の電圧差を増幅した電圧信号を、コイル１１ａ，１２ａの何れかに流れる電流（共通電流経路６４に流れる電流でもある）を表す検出電流信号Ｖｉとして出力する。検出電流信号Ｖｉは、電流検出回路６の検出結果に相当し、マイコン２と通電時間ガード回路７とに入力される。

通電時間ガード回路７は、比較回路７１と、判定部７２と、アンド回路７３と、メモリ７４と、を備える。
比較回路７１は、電流検出回路６からの検出電流信号Ｖｉと、閾値電圧Ｖｔｈとを比較して、「Ｖｉ≧Ｖｔｈ」であれば出力信号をハイにし、「Ｖｉ＜Ｖｔｈ」であれば出力信号をローにする。そして、比較回路７１の出力信号は、アンド回路７３へ入力されると共に、マイコン２へ診断用信号Ｄｉとしても入力される。

アンド回路７３は、マイコン２からの通電ガード設定信号Ｓｇが、通電時間ガード回路７の機能を有効にすることを示す方のレベル（この例ではハイ）である場合には、比較回路７１の出力信号を、そのまま判定部７２に出力する。また、アンド回路７３は、通電ガード設定信号Ｓｇが、通電時間ガード回路７の機能を無効にすることを示す方のレベル（この例ではロー）である場合には、判定部７２への出力信号をローのままにする。

判定部７２は、アンド回路７３の出力信号がハイになっている連続時間を計測すると共に、計測した連続時間が、メモリ７４に記憶されているガード時間Ｔｇ以上になったと判
定すると、駆動制御回路５への強制オフ指示信号Ｓｏｆｆをローにする。尚、ガード時間Ｔｇは、所定の設定時間に相当する。強制オフ指示信号Ｓｏｆｆはローアクティブであり、この強制オフ指示信号Ｓｏｆｆをローにすることは、駆動回路４によるコイル１１ａ，１２ａへの通電を強制的に停止させることを意味する。また、判定部７２は、計測した連続時間がメモリ７４内のガード時間Ｔｇ未満である場合、あるいは、マイコン２からの通電ガード設定信号Ｓｇがローの場合には、駆動制御回路５への強制オフ指示信号Ｓｏｆｆをハイにする。

通電ガード設定信号Ｓｇがハイの場合において、アンド回路７３の出力信号がハイになっている連続時間は、コイル１１ａ，１２ａの何れかに一定値Ｉｔｈ以上の電流が流れている連続時間である。尚、一定値Ｉｔｈは、比較回路７１が用いる閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧値である。具体的には、電流検出用抵抗６１の抵抗値を「Ｒ」とし、増幅回路６２の増幅率を「Ｇ」とすると、「Ｉｔｈ＝Ｖｔｈ／（Ｒ×Ｇ）」である。

このため、通電時間ガード回路７は、マイコン２からの通電ガード設定信号Ｓｇがハイの場合に動作して、電流検出回路６からの検出電流信号Ｖｉに基づき、コイル１１ａ，１２ａの何れかに電流が流れている連続時間を計測する。そして、通電時間ガード回路７は、計測した連続時間がガード時間Ｔｇ以上になったと判定すると、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆをハイからローに変化させることとなる。

また、メモリ７４内のガード時間Ｔｇは、通電時間ガード回路７に対して設定されたガード時間Ｔｇであり、マイコン２からのデータによって任意の値に設定できるようになっている。尚、このようにガード時間Ｔｇを可変設定できる構成ではなく、ガード時間Ｔｇが固定の構成であっても良い。

駆動制御回路５には、前述したように、通電時間ガード回路７からの強制オフ指示信号Ｓｏｆｆが入力される。
更に、駆動制御回路５には、マイコン２から、昇圧電圧印加信号ＨＵと、バッテリ電圧印加信号ＨＢと、第１ロー側駆動信号ＬＤ１と、第２ロー側駆動信号ＬＤ２と、通電禁止信号Ｓｄｅと、が入力される。

昇圧電圧印加信号ＨＵは、第２上流側スイッチ４４をオンして、コイル１１ａ，１２ａの上流側の端部に昇圧電圧ＶＵを印加させることを指令する信号であり、ハイアクティブである。バッテリ電圧印加信号ＨＢは、第１上流側スイッチ４３をオンして、コイル１１ａ，１２ａの上流側の端部にバッテリ電圧ＶＢを印加させることを指令する信号であり、ハイアクティブである。第１ロー側駆動信号ＬＤ１は、第１選択スイッチ４１をオンして、コイル１１ａに通電することを指令する信号であり、ハイアクティブである。第２ロー側駆動信号ＬＤ２は、第２選択スイッチ４２をオンして、コイル１２ａに通電することを指令する信号であり、ハイアクティブである。通電禁止信号Ｓｄｅは、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆと同様に、ローアクティブであり、この通電禁止信号Ｓｄｅがローであることは、コイル１１ａ，１２ａへの通電を強制的に停止させることを意味する。

そして、駆動制御回路５は、アンド回路５１〜５８を備える。
アンド回路５１は、昇圧電圧印加信号ＨＵと強制オフ指示信号Ｓｏｆｆとの論理積信号を出力する。アンド回路５２は、アンド回路５１の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの両方がハイの場合に、第２上流側スイッチ４４をオンさせ、アンド回路５１の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの一方でもローの場合には、第２上流側スイッチ４４をオフさせる。

アンド回路５３は、バッテリ電圧印加信号ＨＢと強制オフ指示信号Ｓｏｆｆとの論理積信号を出力する。アンド回路５４は、アンド回路５３の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの両
方がハイの場合に、第１上流側スイッチ４３をオンさせ、アンド回路５３の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの一方でもローの場合には、第１上流側スイッチ４３をオフさせる。

アンド回路５５は、第１ロー側駆動信号ＬＤ１と強制オフ指示信号Ｓｏｆｆとの論理積信号を出力する。アンド回路５６は、アンド回路５５の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの両方がハイの場合に、第１選択スイッチ４１をオンさせ、アンド回路５５の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの一方でもローの場合には、第１選択スイッチ４１をオフさせる。

アンド回路５７は、第２ロー側駆動信号ＬＤ２と強制オフ指示信号Ｓｏｆｆとの論理積信号を出力する。アンド回路５８は、アンド回路５７の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの両方がハイの場合に、第２選択スイッチ４２をオンさせ、アンド回路５７の出力と通電禁止信号Ｓｄｅとの一方でもローの場合には、第２選択スイッチ４２をオフさせる。

このような駆動制御回路５は、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆと通電禁止信号Ｓｄｅとの両方がハイの場合には、昇圧電圧印加信号ＨＵのハイ／ローに応じて第２上流側スイッチ４４をオン／オフさせ、バッテリ電圧印加信号ＨＢのハイ／ローに応じて第１上流側スイッチ４３をオン／オフさせる。同様に、駆動制御回路５は、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆと通電禁止信号Ｓｄｅとの両方がハイの場合には、第１ロー側駆動信号ＬＤ１のハイ／ローに応じて第１選択スイッチ４１をオン／オフさせ、第２ロー側駆動信号ＬＤ２のハイ／ローに応じて第２選択スイッチ４２をオン／オフさせる。一方、駆動制御回路５は、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆと通電禁止信号Ｓｄｅとの一方でもローであれば、駆動回路４における全てのスイッチ４１〜４４を、マイコン２からの信号ＨＵ，ＨＢ，ＬＤ１，ＬＤ２に拘わらず、強制的にオフさせることとなる。

次に、マイコン２の処理内容について説明する。
〈燃料噴射制御処理〉
マイコン２は、エンジン回転数や車両の運転者によるアクセル開度等に基づいて、各気筒への燃料噴射開始タイミング及び燃料噴射量を算出し、それらの算出結果から、各インジェクタの駆動期間を算出する。インジェクタの駆動期間としては、インジェクタのコイルへの通電開始タイミングと通電時間とが算出される。また、マイコン２は、通常時には、駆動制御回路５への通電禁止信号Ｓｄｅをハイにすると共に、通電時間ガード回路７への通電ガード設定信号Ｓｇをローにする。このため、駆動制御回路５への強制オフ指示信号Ｓｏｆｆと通電禁止信号Ｓｄｅとの両方がハイになる。

以下では、気筒毎のインジェクタのうち、インジェクタ１１の駆動を例に挙げて説明する。
図２に示すように、マイコン２は、インジェクタ１１の駆動期間の間、第１ロー側駆動信号ＬＤ１をハイにして、第１選択スイッチ４１をオンさせる。更に、マイコン２は、インジェクタ１１の駆動期間の開始時（つまり、コイル１１ａへの通電開始タイミング）には、昇圧電圧印加信号ＨＵもハイにして、第２上流側スイッチ４４をオンさせる。

すると、コイル１１ａの上流側の端部に昇圧電圧ＶＵが印加された状態で、第１選択スイッチ４１がオンすることとなる。よって、昇圧電圧ＶＵを電源として、コイル１１ａへの通電が開始される。この場合、前述したコンデンサからコイル１１ａへ放電されることとなる。

また、マイコン２は、インジェクタ１１の駆動期間においては、コイル１１ａに流れる電流ｉ１を、電流検出回路６からの検出電流信号ＶｉをＡ／Ｄ変換することで検出する。
そして、マイコン２は、昇圧電圧印加信号ＨＵをハイにした後、電流ｉ１が通電開始時の目標最大値ＩＰになったことを検知すると、昇圧電圧印加信号ＨＵをローにして第２上
流側スイッチ４４をオフさせる。このようにして、通電開始時には、バッテリ電圧ＶＢよりも高い昇圧電圧ＶＵを電源としてコイル１１ａに電流を流すことにより、インジェクタ１１の開弁応答が速まる。尚、マイコン２は、昇圧電圧印加信号ＨＵを一定時間だけハイにするようになっていても良い。

マイコン２は、昇圧電圧印加信号ＨＵをローにした後は、電流ｉ１が、上記目標最大値ＩＰよりも小さい一定電流となるように、第１上流側スイッチ４３をオン／オフさせる定電流制御を行う。例えば、マイコン２は、電流ｉ１が下側閾値ＩＬ以下になったことを検知すると、バッテリ電圧印加信号ＨＢをハイにして第１上流側スイッチ４３をオンさせ、電流ｉ１が上側閾値ＩＨ（＞ＩＬ）以上になったことを検知すると、バッテリ電圧印加信号ＨＢをローにして第１上流側スイッチ４３をオフさせる。第１上流側スイッチ４３がオンすると、コイル１１ａへは、第１電源ライン１４のバッテリ電圧ＶＢを電源として電流が流れることとなり、第１上流側スイッチ４３がオフすると、コイル１１ａへは、グランドラインからダイオード４６を介して電流が還流することとなる。

その後、インジェクタ１１の駆動期間の終了時になると、マイコン２は、第１ロー側駆動信号ＬＤ１をローにして第１選択スイッチ４１をオフさせると共に、バッテリ電圧印加信号ＨＢもローのままにして第１上流側スイッチ４３をオフさせる。すると、コイル１１ａへの通電が停止して、インジェクタ１１が閉弁する。

尚、インジェクタ１２を駆動する場合には、第１ロー側駆動信号ＬＤ１に代えて、第２ロー側駆動信号ＬＤ２がハイにされる。
〈エンジン出力制限用処理〉
マイコン２は、例えば当該マイコン２が正常か否かを監視する監視回路の異常や、エンジンのスロットルを制御する機能の異常など、エンジンの過剰出力を招く可能性のある異常が発生したことを検知した場合には、通電時間ガード回路７の機能を有効にする。具体的には、マイコン２は、通電時間ガード回路７に対してガード時間Ｔｇを設定すると共に、通電時間ガード回路７への通電ガード設定信号Ｓｇをハイにする。

通電ガード設定信号Ｓｇがハイになると、前述したように、通電時間ガード回路７は、コイル１１ａ，１２ａの何れかに電流が流れている連続時間を計測し、計測した連続時間がガード時間Ｔｇ以上になったと判定すると、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆをローにする。

そして、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆがローになると、駆動制御回路５が駆動回路４における全てのスイッチ４１〜４４を強制的にオフさせる。よって、駆動回路４によるコイル１１ａ，１１ｂへの通電が強制的に停止させられることとなる。

このように、通電時間ガード回路７の機能が有効化されると、コイル１１ａ，１２ｂへの通電時間がガード時間Ｔｇに制限されるため、インジェクタ１１，１２からの燃料噴射量が制限されて、エンジンの出力が制限される。よって、車両の安全性が向上する。

尚、マイコン２におけるハードウェア及びソフトウェア（以下、それらを総称して、リソースという）のうち、エンジン出力制限用処理を実施するためのリソースは、燃料噴射制御処理を実施するためのリソースよりも、高い信頼性が確保されている。

〈ガード診断処理〉
更に、マイコン２は、通電時間ガード回路７の機能が正常か否かを診断するために、図３のガード診断処理を行う。

尚、図１において、マイコン２内に示した「診断機能部２６」は、マイコン２のリソー
スのうち、図３のガード診断処理を実施するためのリソースを表している。そして、その診断機能部２６の信頼性レベルとしては、前述したエンジン出力制限用処理を実施するためのリソースと同等か、それよりも高い信頼性レベルが確保されている。

また、マイコン２は、エンジンへの燃料噴射を実施しない下記《１》〜《４》の各期間において、図３のガード診断処理を実行する。
《１》イグニッションスイッチ１７がオフされてから、ＥＣＵ１に電源が供給されている期間（つまり、メインリレー１６がオフするまでの期間）。

尚、この場合、マイコン２は、シャットダウン用処理の一部として、図３のガード診断処理を行うこととなる。
《２》イグニッションスイッチ１７がオンされてから、スタータによるエンジンの始動（いわゆるクランキング）が開始されるまでの期間。

《３》エンジンがアイドルストップ制御によって自動停止している期間。
尚、アイドルストップ制御は、エンジンの動作中に所定の自動停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させ、その後、所定の自動始動条件が成立するとエンジンを自動的に始動させる制御である。このようなアイドルストップ制御の処理は、例えばＥＣＵ１のマイコン２が行うようになっていても良いし、他のＥＣＵのマイコン等が行うようになっていても良い。

《４》車両が減速してエンジンに対する燃料カットが実施されている期間。
尚、燃料カットとは、インジェクタからの燃料噴射を禁止することである。そして、マイコン２は、燃料カットの制御処理も行うようになっている。燃料カットの制御処理は、例えば、運転者によるアクセル開度が０で且つ車速が所定値以上の場合に、インジェクタからの燃料噴射を禁止する処理である。

図３に示すように、マイコン２は、ガード診断処理を開始すると、Ｓ１１０にて、通電時間ガード回路７の機能を有効にする。具体的には、通電時間ガード回路７に対してガード時間Ｔｇを設定すると共に、通電時間ガード回路７への通電ガード設定信号Ｓｇをハイにする。尚、通電時間ガード回路７の機能を診断するために、特にガード時間Ｔｇを変更する必要が無ければ、マイコン２は、Ｓ１１０では、通電ガード設定信号Ｓｇをハイにするだけで良い。

そして、マイコン２は、次のＳ１２０にて、連続短時間駆動制御を開始する。
ここで、インジェクタ１１，１２を開弁させることが可能なコイル１１ａ，１２ａへの通電時間の最小値を、開弁可能最小時間と称することにする。

連続短時間駆動制御とは、駆動回路４に、開弁可能最小時間よりも短い一定時間Ｔｓだけ各コイル１１ａ，１２ａに通電させると共に、一定時間Ｔｓだけ通電させるコイルを順次切り替えることにより、共通電流経路６４に継続的に電流を流す、という制御である。

具体的には、図４に示すように、マイコン２は、連続短時間駆動制御の処理としては、バッテリ電圧印加信号ＨＢをハイにして第１上流側スイッチ４３をオンさせる。そして更に、マイコン２は、連続短時間駆動制御の処理としては、第１ロー側駆動信号ＬＤ１と第２ロー側駆動信号ＬＤ２とを、交互に一定時間Ｔｓずつハイにすることにより、第１選択スイッチ４１と第２選択スイッチ４２とを、交互に一定時間Ｔｓずつオンさせる。このため、インジェクタ１１，１２からの燃料噴射量を０にしつつ（即ちインジェクタ１１，１２から燃料を噴射させずに）、共通電流経路６４に電流を流し続けることができる。

尚、図４において、「第１インジェクタの噴射量」は、インジェクタ１１からの燃料噴射量のことであり、「第２インジェクタの噴射量」は、インジェクタ１２からの燃料噴射量のことである。また、図４及び以下の説明において、「検出電流」とは、電流検出回路６によって検出される電流であって、共通電流経路６４に流れる電流のことである。また、連続短時間駆動制御では、バッテリ電圧印加信号ＨＢではなく、昇圧電圧印加信号ＨＵをハイにして第２上流側スイッチ４４をオンさせても良い。また、連続短時間駆動制御では、バッテリ電圧印加信号ＨＢと昇圧電圧印加信号ＨＵとの両方を、ハイにしても良い。

図３の説明に戻る。マイコン２は、Ｓ１２０で連続短時間駆動制御を開始した後、次のＳ１３０にて、所定の時間だけ待つ。
連続短時間駆動制御が開始されてから、検出電流が前述の一定値Ｉｔｈ以上になってマイコン２への診断用信号Ｄｉがハイになるまでの時間を、Ｔｄ１（図４参照）とすると、Ｓ１３０で待つ所定の時間は、Ｔｄ１と同じかＴｄ１よりも少し長い時間に設定されている。

そして、マイコン２は、Ｓ１３０で所定の時間だけ待った後、Ｓ１４０にて、比較回路７１からの診断用信号Ｄｉがハイであるか否かを判定し、診断用信号Ｄｉがハイであれば、Ｓ１５０に進む。

マイコン２は、Ｓ１５０では、連続短時間駆動制御の実施時間（つまり、連続短時間駆動制御を開始してからの経過時間）が、異常判定時間Ｔｊ以上になったか否かを判定する。

図４に示すように、連続短時間駆動制御の実施中に通電時間ガード回路７からの強制オフ指示信号Ｓｏｆｆがローになったとする。そして、強制オフ指示信号Ｓｏｆｆがローになってから、検出電流が一定値Ｉｔｈを下回ってマイコン２への診断用信号Ｄｉがローになるまでの時間を、Ｔｄ２とする。異常判定時間Ｔｊは、通電時間ガード回路７におけるガード時間Ｔｇに前述のＴｄ１とＴｄ２とを加えた時間よりも、少し長い時間に設定されている。

図３の説明に戻る。マイコン２は、Ｓ１５０にて、連続短時間駆動制御の実施時間が異常判定時間Ｔｊ以上になっていないと判定した場合には、Ｓ１４０に戻る。
一方、マイコン２は、Ｓ１５０にて、連続短時間駆動制御の実施時間が異常判定時間Ｔｊ以上になったと判定した場合には、Ｓ１６０に進み、通電時間ガード回路７の機能が異常である（換言すれば、通電時間ガード回路７が正常に機能していない）と判定する。

つまり、マイコン２がＳ１５０からＳ１６０に進む場合は、連続短時間駆動制御の開始時から異常判定時間Ｔｊが経過しても、通電時間ガード回路７からの強制オフ指示信号Ｓｏｆｆがローにならず、診断用信号Ｄｉがハイのままであった、という場合である。換言すれば、マイコン２が連続短時間駆動制御の実施によって共通電流経路６４にガード時間Ｔｇよりも長い異常判定時間Ｔｊだけ連続的に電流を流したのに、通電時間ガード回路７が駆動回路４によるコイル１１ａ，１２ａへの通電を停止させなかった、という場合である。よって、この場合、マイコン２は、通電時間ガード回路７の機能が異常であると判定する。

そして、マイコン２は、次のＳ１７０にて、連続短時間駆動制御を停止する。具体的には、ハイにしていたバッテリ電圧印加信号ＨＢをローにすると共に、ハイ／ローさせていた第１ロー側駆動信号ＬＤ１と第２ロー側駆動信号ＬＤ２とを、ローのままにする。そして、マイコン２は、次のＳ１８０にて、所定のフェールセーフを実施した後、当該ガード診断処理を終了する。

また、マイコン２は、上記Ｓ１４０にて、診断用信号Ｄｉがハイではない（即ちローである）と判定した場合には、Ｓ１９０に進む。マイコン２がＳ１４０からＳ１９０に進む場合は、通電時間ガード回路７が強制オフ指示信号Ｓｏｆｆをローにして、駆動回路４によるコイル１１ａ、１２ａへの通電を正常に停止させたため、診断用信号Ｄｉがローになった場合である。よって、マイコン２は、Ｓ１９０にて、通電時間ガード回路７の機能が正常であると判定する。尚、図４は、通電時間ガード回路７の機能が正常な場合を表している。そして、マイコン２は、次のＳ２００にて、連続短時間駆動制御を停止し、その後、当該ガード診断処理を終了する。

尚、マイコン２は、Ｓ１６０で異常と判定する場合と、Ｓ１９０で正常と判定する場合との、何れにおいても、連続短時間駆動制御によって、ガード時間Ｔｇよりは長い時間、共通電流経路６４に電流を流すこととなる。

〈フェールセーフの内容〉
次に、マイコン２がガード診断処理のＳ１８０で実施するフェールセーフの内容について説明する。

マイコン２は、上記《１》の期間において実行するガード診断処理のＳ１８０では、フェールセーフとして、下記《ＦＳ１》の処理を行う。
《ＦＳ１》Ｓ１６０で異常と判定したことを示す異常情報を、例えば不揮発性メモリに記憶する。そして、マイコン２は、次回にイグニッションスイッチ１７がオンされて起動したときに、不揮発性メモリに上記異常情報が記憶されていれば、車両の使用者に対して異常が発生していることを通知するための異常通知処理と、エンジンの始動を禁止するための始動禁止処理とを行う。

異常通知処理としては、例えば、異常の発生を示す警告灯を点灯させたり、表示装置に異常の発生を示すメッセージを表示させたり、音声によって異常の発生を示すメッセージを出力したりする処理を行う。始動禁止処理としては、例えば、スタータへの通電を禁止したり、駆動制御回路５への通電禁止信号Ｓｄｅをローにしてインジェクタ１１，１２からの燃料噴射を禁止したりする処理を行う。

上記《１》の期間においては、車両は安全な場所に止められていると考えられるため、エンジンの始動を禁止する上記《ＦＳ１》のフェールセーフが、安全のために好ましいと考えられる。

マイコン２は、上記《２》の期間において実行するガード診断処理のＳ１８０では、フェールセーフとして、下記《ＦＳ２》の処理を行う。
《ＦＳ２》前述の異常通知処理及び始動禁止処理を行う。

上記《２》の期間においても、車両は安全な場所に止められていると考えられるため、エンジンの始動を禁止する上記《ＦＳ２》のフェールセーフが、安全のために好ましいと考えられる。

マイコン２は、上記《３》または《４》の期間において実行するガード診断処理のＳ１８０では、フェールセーフとして、下記《ＦＳ３，４》の処理を行う。
《ＦＳ３，４》前述の異常通知処理と、車両の使用者（運転者）に対して車両を安全な場所に移動させることを促すための移動催促処理とを行い、更に、例えば一定の時間が経過した後、エンジンへの燃料噴射を禁止するための噴射禁止処理を行う。

移動催促処理としては、例えば、安全な場所への移動を促すメッセージを、表示装置に表示させたり音声で出力したりする処理を行う。また、移動催促処理と並行して、電子スロットルの開度を制御することでエンジンの出力を制限する処理を実施しても良い。噴射禁止処理としては、例えば、駆動制御回路５への通電禁止信号Ｓｄｅをローにする処理を行う。

上記《３》，《４》の期間においては、車両は路上にいると考えられるため、上記《ＦＳ３，４》のフェールセーフを行うことにより、一定の時間は燃料噴射を可能にして車両を安全な場所に移動させることができる。

〈効果〉
ＥＣＵ１のマイコン２は、図３のガード診断処理では、連続短時間駆動制御により、インジェクタ１１，１２から燃料を噴射させることなく、共通電流経路６４に、ガード時間Ｔｇよりも長い時間、電流を流し続ける。そして、マイコン２は、通電時間ガード回路７が駆動回路４によるコイル１１ａ、１２ａへの通電を正常に停止させるか否かを、図３におけるＳ１４０，Ｓ１５０の処理によって判定する。更に、マイコン２は、エンジンへの燃料噴射が実施されない期間において、図３のガード診断処理を行う。

よって、このＥＣＵ１によれば、エンジンに対する通常の燃料噴射制御に影響を与えることなく、且つ、インジェクタ１１，１２に不要な燃料噴射をさせてしまうことなく、通電時間ガード回路７の機能が正常か否かを診断することができる。

また、マイコン２は、連続短時間駆動制御によって共通電流経路６４にガード時間Ｔｇよりも長い異常判定時間Ｔｊだけ連続的に電流を流しても、コイル１１ａ，１２ａへの通電が停止されなかった場合に、通電時間ガード回路７の機能が異常と判定する（Ｓ１５０：ＹＥＳ，Ｓ１６０）。このため異常の有無を正しく判定することができる。

また、マイコン２は、前述した《１》の期間であって、イグニッションスイッチ１７がオフの期間においてガード診断処理を行う。車両において、イグニッションスイッチ１７がオフの期間は、電気負荷の駆動ノイズが発生しないか発生し難い期間である。よって、マイコン２は、車両におけるインジェクタ以外の電気負荷の駆動ノイズによる影響を受けずに、通電時間ガード回路７の機能を正しく診断することができる。

また、マイコン２は、前述した《２》の期間であって、エンジンの始動開始前にガード診断処理を行うため、異常を検出した場合にエンジンの始動を禁止することができる。よって、通電時間ガード回路７の機能という安全機能が担保されていない状態で、車両が運転されてしまうことを未然に防止することができる。

また、マイコン２は、前述した《３》または《４》の期間においてガード診断処理を行うため、エンジンが始動してから停止するまでの期間である１トリップ中において、通電時間ガード回路７の機能が異常になっても、その異常を早期に検出することができる。

尚、変形例として、マイコン２は、《１》〜《４》の全ての期間でガード診断処理を行
うのではなく、《１》〜《４》のうち何れか１つ以上の期間においてガード診断処理を行うように構成しても良い。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態のＥＣＵについて説明する。尚、第１実施形態と同様の構成要素や処理については、第１実施形態と同じ符号を用いるため、説明を省略する。

図５に示す第２実施形態のＥＣＵ９は、第１実施形態のＥＣＵ１と比較すると、下記《ａ》〜《ｃ》の点が異なっている。
《ａ》通電時間ガード回路７が設けられていない。そして、電流検出回路６から出力される検出電流信号Ｖｉが、マイコン２へ、診断用信号Ｄｉとしても入力される。

《ｂ》マイコン２が、通電時間ガード回路７と同じ機能（以下、通電時間ガード機能という）を果たすための、通電時間ガード処理を行う。
このため、マイコン２は、前述のエンジン出力制限用処理では、エンジンの過剰出力を招く可能性のある異常が発生したことを検知した場合に、通電時間ガード回路７の機能を有効にするのではなく、当該マイコン２の通電時間ガード機能を有効にする。具体的には、マイコン２は、通電時間ガード回路７への通電ガード設定信号Ｓｇをハイにするのではなく、通電時間ガード処理の実行を許可するための内部設定を行う。また、マイコン２は、通電時間ガード回路７に対してガード時間Ｔｇを設定するのではなく、例えば通電時間ガード処理で参照されるガード時間Ｔｇが記憶されるＲＡＭ２３の記憶領域（以下、ガード時間記憶領域という）に、ガード時間Ｔｇを設定する。

マイコン２は、通電時間ガード処理では、まず、入力される診断用信号ＤｉをＡ／Ｄ変換して、その診断用信号Ｄｉが前述の閾値電圧Ｖｔｈ以上か否かを判定する。そして、マイコン２は、診断用信号Ｄｉが閾値電圧Ｖｔｈ以上になっている連続時間を計測すると共に、その計測した連続時間が、設定されているガード時間Ｔｇ以上になったと判定すると、駆動制御回路５への強制オフ指示信号Ｓｏｆｆをローにする。マイコン２から駆動制御回路５への強制オフ指示信号Ｓｏｆｆがローになると、第１実施形態と同様に、コイル１１ａ，１２ａへの通電が強制的に停止されることとなる。

尚、図５において、マイコン２内に示した「ガード機能部２７」は、マイコン２のリソースのうち、通電時間ガード処理を実施するためのリソース（換言すれば、通電時間ガード機能を実現するリソース）を表している。そして、そのガード機能部２７の信頼性レベルは、前述した燃料噴射制御処理を実施するためのリソースよりも高く、例えば、上記エンジン出力制限用処理を実施するためのリソースと同等である。

《ｃ》マイコン２は、図３のガード診断処理に代えて、図６のガード診断処理を実行する。
図６のガード診断処理は、図３のガード診断処理と比較すると、Ｓ１１０がＳ１１５に代わっており、Ｓ１４０がＳ１４５に代わっている。

そして、マイコン２は、Ｓ１１５では、当該マイコン２の通電時間ガード機能を有効にする。具体的には、前述したＲＡＭ２３のガード時間記憶領域にガード時間Ｔｇを設定すると共に、通電時間ガード処理の実行を許可するための内部設定を行う。

また、マイコン２は、Ｓ１４５では、電流検出回路６から入力される診断用信号Ｄｉが閾値電圧Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。このＳ１４５での判定は、図３のＳ１４０で「Ｄｉ＝ハイ」であるか否かを判定しているのと、実質的に同じである。そして、マイコン２は、Ｓ１４５にて「Ｄｉ≧Ｖｔｈ」であると判定した場合には、Ｓ１５０に進み、Ｓ１４５にて「Ｄｉ≧Ｖｔｈ」ではない（即ち「Ｄｉ＜Ｖｔｈ」である）と判定した場合には、Ｓ１９０に進む。

以上のような第２実施形態のＥＣＵ９によっても、第１実施形態のＥＣＵ１と同様の効果が得られる。また、ＥＣＵ９では、ＥＣＵ１と比較すると、通電時間ガード回路７がない分、構成部品を削減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、前述の数や数値も一例であり他の値でも良い。
例えば、電流検出回路６を共用するインジェクタの数は２に限らず、３以上であっても良い。また例えば、ガード診断処理の機能を、マイコン２とは別のハードウェアによって実現しても良い。また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述したＥＣＵの他、当該ＥＣＵを構成要素とするシステム、当該ＥＣＵとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、通電時間ガード機能の診断方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

２…マイコン、４…駆動回路、６…電流検出回路、７…通電時間ガード回路、１１，１２…インジェクタ、１１ａ，１２ａ…インジェクタのコイル、２６…診断機能部、２７…ガード機能部、６４…共通電流経路

Claims (6)

1. 車両のエンジンに備えられた複数のインジェクタ（１１，１２）の各コイル（１１ａ，１２ａ）に、個別に電流を流す駆動回路（４）と、
   前記各コイルに流れる電流が共通に流れる共通電流経路（６４）と、
   前記共通電流経路に流れる電流を、前記コイルの何れかに流れる電流として検出する電流検出手段（６）と、
   前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記コイルの何れかに電流が流れている連続時間を計測し、その連続時間が所定の設定時間以上になったと判定すると、前記駆動回路による前記コイルへの通電を強制的に停止させる通電時間ガード手段（７，２７）と、
   前記駆動回路に、前記インジェクタを開弁させることが可能な時間よりも短い時間だけ前記各コイルに通電させると共に、前記短い時間だけ通電させる前記コイルを順次切り替えることにより、前記共通電流経路に継続的に電流を流し、前記通電時間ガード手段が前記駆動回路による前記コイルへの通電を正常に停止させるか否かを判定する診断手段（２６，Ｓ１２０〜Ｓ１６０，Ｓ１９０）と、を備え、
   前記診断手段は、前記エンジンへの燃料噴射が実施されない期間において動作すること、
   を特徴とするインジェクタ駆動装置。
2. 請求項１に記載のインジェクタ駆動装置において、
   前記診断手段は、
   前記共通電流経路に前記設定時間よりも長い時間だけ連続的に電流を流しても、前記コイルへの通電が停止されなかった場合に、前記通電時間ガード手段が異常であると判定すること（Ｓ１５０，Ｓ１６０）、
   を特徴とするインジェクタ駆動装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のインジェクタ駆動装置において、
   前記診断手段は、
   前記車両のイグニッションスイッチ（１７）がオフされてから当該インジェクタ駆動装置に電源が供給されている期間において、動作すること、
   を特徴とするインジェクタ駆動装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のインジェクタ駆動装置において、
   前記診断手段は、
   前記車両のイグニッションスイッチ（１７）がオンされてから、前記エンジンの始動が開始されるまでの期間において、動作すること、
   を特徴とするインジェクタ駆動装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のインジェクタ駆動装置において、
   前記診断手段は、
   前記エンジンがアイドルストップ制御によって自動停止している期間において、動作すること、
   を特徴とするインジェクタ駆動装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のインジェクタ駆動装置において、
   前記診断手段は、
   前記車両が減速して前記エンジンに対する燃料カットが実施されている期間において、動作すること、
   を特徴とするインジェクタ駆動装置。