JPH09317931A - 電磁弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動対象となる電磁弁に対し、適正な駆動電流
が供給されているか否かを正確に診断する機能を併せ具
える電磁弁駆動装置を提供する。 【解決手段】例えば燃料噴射用の電磁弁３００は、駆動
回路２００から駆動電流ＤＲＣが供給されることによっ
て作動する。駆動回路２００は、電子制御装置１００か
ら与えられる噴射信号ＪＳに基づいて上記駆動電流ＤＲ
Ｃを電磁弁３００に供給する駆動部２１０と、その際の
負荷電流に基づきフェイルセーフ信号ＦＳを生成してこ
れを電子制御装置１００に帰還せしめるフェイルセーフ
信号生成部２２０Ａとを有して構成される。フェイルセ
ーフ信号生成部２２０Ａでは、負荷電流が所定量以上流
れている期間に対応して能動となるフェイルセーフ信号
ＦＳを生成し、電子制御装置１００では、このフェイル
セーフ信号ＦＳの能動時間幅に基づいて上記駆動電流Ｄ
ＲＣが適正か否かを診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば内燃機関
の燃料噴射用電磁弁等を駆動する電磁弁駆動装置に関
し、特にそれら電磁弁に正常な駆動電流が供給されてい
るか否かを自己診断する機能を併せ具える電磁弁駆動装
置の具現に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、上記内燃機関の燃料噴射用電磁
弁にあって、これに正常に駆動電流が供給されなかった
ような場合、燃料が噴射されなかったり、燃料が噴射さ
れっぱなしになるなどの不都合が生じる。

【０００３】そこで従来は、それら電磁弁に流れる電流
が遮断されたときに電磁弁自身から発生される電圧、す
なわちフライバック電圧を監視し、このフライバック電
圧が正常に発生されたか否かに基づいて同電磁弁に正常
に駆動電流が供給されているか否かを診断するようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、フライバ
ック電圧の発生の有無に基づいてそれら電磁弁に正常に
駆動電流が供給されているか否かを診断する方法によれ
ば、駆動電流が遮断されたことやその遮断タイミングに
ついての情報は確かに得ることができる。

【０００５】しかしこの方法では、それら電磁弁にいつ
駆動電流が流れたか、或いはそれら電磁弁を駆動するた
めの十分な駆動電流が供給されているか等についての情
報は何ら得ることができなかった。

【０００６】このため、特に上記内燃機関の燃料噴射用
電磁弁のように、駆動タイミングはもとより、これが確
実に作動されることが重要な要件となる電磁弁にとって
は、その駆動装置としても、供給する駆動電流について
のより詳細且つ信頼性の高い自己診断を行うことのでき
る装置が切望されている。

【０００７】なお、電磁弁駆動装置としては近年、それ
ら電磁弁の応答性向上を図るべく、一旦コンデンサに充
電した電圧を駆動パルスの立上りとともに一気に放電せ
しめて大きな駆動電流を電磁弁に供給するようにしたい
わゆる蓄圧式のものもある。このような蓄圧式の駆動装
置にあっては、その供給する駆動電流の挙動を正確に診
断することが、それら電磁弁の作動を正確に把握する上
で特に重要となる。

【０００８】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、駆動対象となる電磁弁に対し、適正な駆
動電流が供給されているか否かを正確に診断する機能を
併せ具える電磁弁駆動装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明では、請求項１記載の構成によるよう
に、 （ａ）駆動指令に基づき電磁弁に駆動電流を流してこれ
を駆動する駆動手段。 （ｂ）電磁弁に流れる電流を抽出する負荷電流抽出手
段。 （ｃ）この抽出される負荷電流の推移に対応してその能
動となる時間幅が決定されるフェイルセーフ信号を生成
するフェイルセーフ信号生成手段。 （ｄ）この生成されるフェイルセーフ信号の時間幅に基
づいて前記駆動電流の適否を診断する診断手段。をそれ
ぞれ具えて電磁弁駆動装置を構成する。

【００１０】ここで、上記負荷電流抽出手段を通じて抽
出される負荷電流の推移、すなわち負荷電流波形は、上
記駆動電流の推移、すなわち駆動電流波形にほぼ対応し
たものとなる。

【００１１】したがって、負荷電流波形が如何なる形態
のものであれ、上記フェイルセーフ信号生成手段を通じ
て、同負荷電流の例えばその予想される適正な推移に対
応して能動となる時間幅が決定されるフェイルセーフ信
号を生成するようにすれば、同信号の時間幅そのものに
駆動電流波形が適正か否かを示す情報が含まれるように
なる。

【００１２】このため、上記診断手段においても、こう
したフェイルセーフ信号の時間幅が所定の幅よりも長い
か、或いは短いかを判断することで、上記駆動電流が適
正な電流であったか否かを診断することができるように
なる。

【００１３】なおここで、上記フェイルセーフ信号生成
手段を、請求項２記載の発明によるように、 ・前記抽出される負荷電流の予想される適正な推移に対
応した１乃至複数の閾値を持ち、同負荷電流のそれら閾
値との比較に基づいて前記フェイルセーフ信号を生成す
る比較器を具えるもの。として構成すれば、負荷電流の
特にレベル推移についてもこれを的確に監視することが
できるようになり、電磁弁を駆動するための十分な駆動
電流が供給されているか等についても正確な診断を行う
ことができるようになる。

【００１４】一方、請求項３記載の発明によるように、 （ｅ）前記抽出される負荷電流の異常レベルに対応した
１乃至複数の閾値を持ち、同負荷電流のそれら閾値との
比較に基づいて過電流を検出する過電流検出手段を更に
具える。 ・前記フェイルセーフ信号生成手段は、この過電流が検
出されるとき、前記生成するフェイルセーフ信号を無条
件に非能動とする。といった構成によれば、負荷電流と
して異常に大きな電流が流れる場合に、上記フェイルセ
ーフ信号としても異常に時間幅の短い信号が生成される
こととなり、該電流が流れすぎである旨を的確に診断す
ることができるようになる。

【００１５】また、この請求項３記載の発明の構成にお
いて更に、請求項４記載の発明によるように、 （ｆ）前記過電流検出手段により過電流が検出されるこ
とに基づいて前記駆動手段に付与される駆動指令を遮断
する駆動指令遮断手段を更に具える。といった構成によ
れば、上記電流の流れすぎが検出された時点で電磁弁に
流れる駆動電流も遮断されることとなり、駆動手段を構
成する駆動素子の破壊や電磁弁を構成するコイル等の焼
き付けも好適に防止されるようになる。

【００１６】また一方、上記請求項１または２記載の発
明の構成において、請求項５記載の発明によるように、 （ｅ）前記抽出される負荷電流の異常レベルに対応した
１乃至複数の閾値を持ち、同負荷電流のそれら閾値との
比較に基づいて過電流を検出する過電流検出手段を更に
具える。 （ｆ）前記過電流検出手段により過電流が検出されるこ
とに基づいて前記駆動手段に付与される駆動指令を遮断
する駆動指令遮断手段を更に具える。 （ｇ）前記駆動電流の遮断に基づいて前記電磁弁から発
生されるフライバック電圧を検出するフライバック電圧
検出手段とを更に具える。 ・前記フェイルセーフ信号生成手段は、前記フライバッ
ク電圧検出手段によるフライバック電圧の検出出力に基
づいて前記生成するフェイルセーフ信号を非能動とす
る。といった構成によっても、上記請求項３及び４記載
の発明と同等の作用、効果が奏されるようになる。すな
わちこの場合、過電流が検出され、それに基づき駆動電
流が遮断されたときに電磁弁から発生されるフライバッ
ク電圧によって間接的にフェイルセーフ信号の時間幅が
制限されることとなるが、この異常に時間幅の短いフェ
イルセーフ信号に基づいて電流が流れすぎである旨が診
断されることはこの場合も同様である。

【００１７】そして、この請求項５記載の発明の構成に
おいて更に、請求項６記載の発明によるように、 （ｈ）前記フライバック電圧検出手段によるフライバッ
ク電圧の検出出力を前記駆動手段に駆動指令が付与され
ている期間だけマスクするマスク手段を更に具える。と
いった構成によれば、（Ａ）負荷電流が上記フェイルセ
ーフ信号を能動としうる推移をとらなかった場合、すな
わち所定の電流レベルに達しなかった場合にはフェイル
セーフ信号自体が出力されない（フェイルセーフ信号の
時間幅＝０）。といったことはもとより、（Ｂ）駆動指
令が維持されているにも拘わらず過電流等によって駆動
電流が遮断される場合にはフェイル信号の能動状態がそ
のまま持続されるようになる（フェイルセーフ信号の時
間幅＝∞）。など、それら異常時における上記診断手段
での異常判定が極めて容易になる。

【００１８】他方、請求項７記載の発明によるように、
前記駆動手段が、予め蓄圧された電圧の放電に基づき前
記電磁弁に大きな駆動電流を供給する第１の期間と、そ
の後これよりも小さい一定の駆動電流を供給する第２の
期間との２つの期間にわたって前記電磁弁を駆動するも
の、すなわち前述した蓄圧式のものであるとき、前記フ
ェイルセーフ信号生成手段を、 ・前記第１の期間において前記抽出される負荷電流の予
想される適正な推移に対応した第１の閾値と、前記第２
の期間において前記抽出される負荷電流の予想される適
正な推移に対応した第２の閾値との２つの閾値を持ち、
同負荷電流のそれら各閾値との比較に基づいて前記フェ
イルセーフ信号を生成する比較器を具えるもの。として
構成すれば、同蓄圧式の駆動装置にあっても、その駆動
電流の複雑な挙動に的確に対応した時間幅を持つ信号と
して、上記フェイルセーフ信号を生成することができる
ようになる。

【００１９】なおこの場合、上記フェイルセーフ信号生
成手段を構成する比較器は、上記第１及び第２の閾値が
各別に設定された２つの比較器であってもよいが、特に
請求項８記載の発明によるように、 ・前記比較器は、自らの比較出力に基づいてその閾値が
前記第１の閾値と前記第２の閾値との間で切り換わる単
一のヒステリシス比較器からなる。といった構成によれ
ば、最小限の回路規模にて同フェイルセーフ信号生成手
段としての上述した機能が実現されるようになる。

【００２０】さらに、請求項２記載の発明の構成におい
て、請求項９記載の発明によるように、 ・前記比較器の１乃至複数の閾値に応じて個々に１乃至
複数のフェイルセーフ信号を生成し、これらフェイルセ
ーフ信号に基づいて電磁弁若しくはそれを駆動する駆動
手段の異常を診断する。といった構成を採用すれば、そ
の時々の異常発生形態に対応したフェイルセーフ信号か
ら、異常箇所の特定が可能となる。

【００２１】また、この請求項９記載の発明の構成にお
いて更に、請求項１０記載の発明によるように、 ・予め蓄圧された電圧の放電に基づき前記電磁弁を駆動
させるための初期駆動電流と、その初期駆動電流にて駆
動された状態を保持するための保持電流とに各々対応す
る２つの閾値を設定し、これら閾値と負荷電流との比較
結果に基づいて得られるフェイルセーフ信号に応じて異
常診断を実施する。といった構成によれば、蓄圧式の駆
動装置にあっても、その駆動電流の複雑な挙動に的確に
対応した異常診断結果が得られるようになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１に、この発明にかかる電磁弁駆動
装置の第１の実施形態を示す。

【００２３】この実施形態の装置は、前述した内燃機関
の燃料噴射用電磁弁を前記蓄圧式にて駆動する装置にあ
って、その駆動電流が適正に供給されているか否かを的
確に診断することのできる装置として構成されている。

【００２４】はじめに、図１を参照して、同実施形態の
装置の構成について説明する。図１に示されるように、
この装置は、大きくは、内燃機関の運転制御に併せて当
該駆動対象となる電磁弁３００の駆動指令である噴射信
号ＪＳを出力する電子制御装置１００と、この出力され
る噴射信号ＪＳに基づいて上記電磁弁３００に駆動電流
ＤＲＣを供給する駆動回路２００とを具えて構成されて
いる。

【００２５】また、駆動回路２００も、上記噴射信号Ｊ
Ｓに基づき上記電磁弁３００を直接駆動する部分である
駆動部２１０と、その電磁弁３００の駆動に際して流れ
る負荷電流に基づきフェイルセーフ信号ＦＳを生成する
負荷電流処理部２２０Ａとの大きくは２つの部分から構
成されている。この負荷電流処理部２２０Ａを通じて生
成されたフェイルセーフ信号ＦＳは電子制御装置１００
に帰還され、そこで、上記駆動電流ＤＲＣが適正なもの
であったか否かが診断される。すなわち同実施形態の装
置において、上記電子制御装置１００は、診断部として
の機能も併せ具えている。

【００２６】以下、駆動回路２００を構成するこれら駆
動部２１０、並びに負荷電流処理部２２０Ａの構成につ
いてその詳細を順次説明する。まず、駆動部２１０にお
いて、バッテリ１からの出力電圧は、定電圧回路２に入
力されて定電圧Ｖccに変換されるとともに、コイル３に
印加される。そして、このコイル３に印加される電圧
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４、トランジスタ５、及び抵
抗６からなる昇圧回路を通じて昇圧され、これが逆流防
止用のダイオード７を介してコンデンサ８に充電され
る。このときＤＣ−ＤＣコンバータ４では、少なくとも
後述する単安定マルチバイブレータ１２からワンショッ
ト信号が出力されていない期間、トランジスタ５をオン
としてコイル３に流れる電流を抵抗６の端子電圧によっ
てモニタしつつ、これが所定の電流値に対応した値とな
る毎にトランジスタ５をオフせしめる動作を繰り返す。
そして、上記コンデンサ８への充電電圧が電磁弁３００
を高速駆動させうる所望の電圧に達したとき、こうした
昇圧動作を停止する。

【００２７】一方、トランジスタ１０は、単安定マルチ
バイブレータ１２からワンショット信号が出力されてい
る期間だけオンとなって上記コンデンサ８に充電されて
いる電圧やダイオード９を介して加えられるバッテリ電
圧を電磁弁３００に印加するトランジスタである。

【００２８】ここで、単安定マルチバイブレータ１２
は、上記電子制御装置１００から与えられる噴射信号Ｊ
Ｓの、波形整形回路１１による波形整形信号に基づい
て、その立上りから一定の時間だけ能動となるワンショ
ット信号を出力する回路である。上述のように、ＤＣ−
ＤＣコンバータ４は、少なくともこのワンショット信号
が出力されている期間、その昇圧動作を停止し、トラン
ジスタ１０は、同ワンショット信号が出力されている期
間だけオンとなる。

【００２９】また一方、上記波形整形回路１１によって
波形整形された噴射信号ＪＳは、定電流制御回路１３に
も入力されてこれを駆動する。定電流制御回路１３は、
この波形整形された噴射信号ＪＳが加えられている期間
だけ駆動信号ＤＳを能動レベル（論理ハイレベル）とし
てトランジスタ１６をオンにするとともに、そのとき電
磁弁３００に流れる駆動電流（負荷電流）ＤＲＣを抵抗
１７の端子電圧によりモニタしつつ、これが所定の電流
値に維持されるようトランジスタ１４のオン／オフを制
御する回路である。なおこのとき、電磁弁３００に流れ
る電流はダイオード１５を介して還流される。

【００３０】また、上記噴射信号ＪＳに基づいてトラン
ジスタ１６がオンとなるとき、上記ワンショット信号に
基づきトランジスタ１０も併せてオンとなることによ
り、その初期時、電磁弁３００には、上記コンデンサ８
に充電されている電荷が一気に放電されることに基づく
大電流がその駆動電流ＤＲＣとして流れるようになる。
こうした大電流が流れることによって電磁弁３００の急
峻な応答性が確保されるようになることは前述した通り
である。ダイオード１８は、このような大電流がトラン
ジスタ１４側に逆流されることを防止するためのダイオ
ードである。

【００３１】なお後述するように、同駆動部２１０の実
際の動作に際しては、駆動電流ＤＲＣとして、まず上述
した大電流が流れた後、引き続き上記ダイオード９を介
して印加されるバッテリ電圧に対応した電流が流れる。
そしてその後、ワンショット信号が非能動となることに
基づいて、上記定電流制御回路１３により制御される定
電流が流れ、駆動指令である噴射信号ＪＳの立下りとと
もに同駆動電流ＤＲＣが遮断される。

【００３２】他方、負荷電流処理部２２０Ａは、上記抵
抗１７の端子電圧を通じて抽出される負荷電流（駆動電
流ＤＲＣ）に基づきフェイルセーフ信号ＦＳを生成する
部分であり、以下のような構成となっている。

【００３３】この負荷電流処理部２２０Ａにおいて、上
記抽出される負荷電流（抵抗１７の端子電圧）は、抵抗
２１を介して比較器２２の非反転入力に取り込まれるよ
うになる。

【００３４】比較器２２は、第１の閾値電圧Ｖｔｈ１
と、該第１の閾値電圧Ｖｔｈ１よりも小さい第２の閾値
電圧Ｖｔｈ２との２つの閾値を有するヒステリシス比較
器として構成されており、該比較器２２自らの出力に基
づきオン／オフされるトランジスタ２３の動作状態に応
じて、それら第１の閾値電圧Ｖｔｈ１或いは第２の閾値
電圧Ｖｔｈ２がその反転入力に設定されるようになって
いる。

【００３５】すなわち同比較器２２において、その出力
が論理ローレベルにあるときには、トランジスタ２３が
オフ状態におかれることから、その反転入力には、上記
電圧Ｖccの抵抗２４と抵抗２５とによる分圧値に対応し
た比較的大きな閾値、すなわち第１の閾値電圧Ｖｔｈ１
が設定されるようになる。

【００３６】一方、上記負荷電流（抵抗１７の端子電
圧）がこの第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超え、その出力が
論理ハイレベルになると、上記トランジスタ２３はオン
状態となる。そして、トランジスタ２３がオン状態にお
かれることにより、抵抗２５と抵抗２６との並列回路が
形成され、比較器２２の反転入力には、上記第１の閾値
電圧Ｖｔｈ１よりも小さな閾値、すなわち第２の閾値電
圧Ｖｔｈ２が設定されるようになる。

【００３７】なお、同実施形態の装置にあって、上記第
１の閾値電圧Ｖｔｈ１は、駆動電流ＤＲＣとして上記大
電流が流れたことが検出できる程度の電圧（例えば５ア
ンペア程度の電流値に対応した電圧）に設定され、上記
第２の閾値電圧Ｖｔｈ２は、同駆動電流ＤＲＣとして上
記定電流制御される電流値の約半分程度に対応した電圧
（例えば１アンペア程度の電流値に対応した電圧）に設
定されている。

【００３８】したがってこの場合、上記比較器２２の出
力は、駆動電流ＤＲＣとして大電流が流れ、これに対応
した抵抗１７の端子電圧がその第１の閾値電圧Ｖｔｈ１
を超えるとき論理ハイレベルに立ち上がり、同駆動電流
ＤＲＣが遮断されるなど、同抵抗１７の端子電圧がその
第２の閾値電圧Ｖｔｈ２未満となるとき論理ローレベル
に立ち下がる。

【００３９】同負荷電流処理部２２０Ａでは、こうして
論理レベルが決定される比較器２２の出力がインバータ
２７及び抵抗２８を介してトランジスタ２９に与えられ
る。そして、同トランジスタ２９のオープンコレクタ出
力が上記フェイルセーフ信号ＦＳとして電子制御装置１
００に取り込まれる。

【００４０】図２は、同第１の実施形態の装置の動作例
を示したものであり、次に、同図２を併せ参照して、そ
の電磁弁駆動態様並びに自己診断動作（フェイルセーフ
信号生成態様）を更に詳述する。

【００４１】なお、この図２において、図２（ａ）は、
電子制御装置１００から出力される噴射信号ＪＳの態様
を、また図２（ｂ）は、電磁弁３００の駆動電流ＤＲＣ
（負荷電流）と比較器２２に設定される上記第１及び第
２の閾値電圧Ｖｔｈ１及びＶｔｈ２との関係を、そして
図２（ｃ）は、これらの関係に基づくフェイルセーフ信
号ＦＳの生成態様をそれぞれ示している。一方、図２
（ｄ）は、上記単安定マルチバイブレータ１２から出力
されるワンショット信号を、また図２（ｅ）及び（ｆ）
は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ４の昇圧動作に基づくコ
ンデンサ８への充電態様、並びにコイル３に流れる電流
の推移をそれぞれ示している。

【００４２】さていま、図２（ａ）及び（ｅ）に示され
るように、コンデンサ８に十分な電荷が充電されている
状態で、時刻ｔ11に電子制御装置１００から噴射信号Ｊ
Ｓが出力されたとすると、該噴射信号ＪＳに基づきトラ
ンジスタ１６がオンになるとともに、単安定マルチバイ
ブレータ１２からは図２（ｄ）に示される態様でワンシ
ョット信号が出力され、トランジスタ１０もオンとな
る。こうしてトランジスタ１６及び１０がオンされるこ
とにより、上記コンデンサ８に充電されている電荷がト
ランジスタ１０、電磁弁３００、トランジスタ１６及び
抵抗１７を介して一気に放電され、電磁弁３００には、
その駆動電流ＤＲＣとして、図２（ｂ）に示されるよう
な大きな電流が流れるようになる。

【００４３】そして負荷電流処理部２２０Ａでは、同図
２（ｂ）に示されるように、該電流ＤＲＣに対応した電
圧（抵抗１７の端子電圧）が上記第１の閾値電圧Ｖｔｈ
１を超える時刻ｔ12をもって比較器２２の出力が論理ハ
イレベルとなり、電子制御装置１００内でプルアップさ
れているトランジスタ２９のオープンコレクタ出力、す
なわち上記フェイルセーフ信号ＦＳも、図２（ｃ）に示
されるように、同時刻ｔ12をもって論理ハイレベルに立
ち上がる。

【００４４】ピーク値を過ぎた駆動電流ＤＲＣはその
後、図２（ｂ）に示される態様で減衰し、ダイオード９
を介して印加されるバッテリ電圧によって一旦は上昇傾
向を示す。しかし、図２（ｄ）に示されるように、上記
単安定マルチバイブレータ１２からのワンショット信号
が時刻ｔ13をもって立ち下がり、トランジスタ１０がオ
フになると、同駆動電流ＤＲＣは以後、上記定電流制御
回路１３を通じて同図２（ｂ）に示される態様で定電流
制御されるようになる。そして、図２（ａ）及び（ｂ）
に示されるように、時刻ｔ14をもって噴射信号ＪＳが立
ち下がり、トランジスタ１６がオフとなることによっ
て、同駆動電流ＤＲＣは遮断される。

【００４５】負荷電流処理部２２０Ａでは、こうして駆
動電流ＤＲＣが遮断されるとき、同時刻をもってこの電
流ＤＲＣに対応した電圧（抵抗１７の端子電圧）が上記
第２の閾値電圧Ｖｔｈ２未満に低下し、比較器２２の出
力が論理ローレベルとなる。そして、該比較器２２の出
力が論理ローレベルとなることにより、上記フェイルセ
ーフ信号ＦＳも、図２（ｃ）に示される態様で論理ロー
レベルに立ち下がり、またトランジスタ２３がオフとな
って、比較器２２の閾値電圧は、図２（ｂ）に示される
態様で、第１の閾値電圧Ｖｔｈ１に自動的に切り換わ
る。

【００４６】診断部を兼ねる電子制御装置１００では、
自らが出力した噴射信号ＪＳに対応してこのようなフェ
イルセーフ信号ＦＳが得られることにより、 ・駆動電流ＤＲＣとして十分な電流が電磁弁３００に供
給されたこと。 ・噴射信号ＪＳの終わりに同期して同駆動電流ＤＲＣが
遮断されたこと。を的確に診断することができるように
なる。

【００４７】なお、同フェイルセーフ信号ＦＳが得られ
ない、若しくはその時間幅が異常に短い、或いは長いな
ど、上記駆動電流ＤＲＣの異常が診断される場合、その
旨の適宜の警報処理に併せて、 ・図１に併せ示したスイッチ１９を開放する。すなわち
駆動回路２００への給電を停止する。或いは、 ・噴射信号ＪＳの出力を停止する。等の処理が同電子制
御装置１００を通じて行われることとなる。

【００４８】一方、駆動部２１０にあっては上述のよう
に、単安定マルチバイブレータ１２からワンショット信
号が出力されている間、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ４に
よる昇圧動作は停止され、同ワンショット信号の解除と
同時に、図２（ｆ）に示される態様で、ＤＣ−ＤＣコン
バータ４による昇圧動作が開始される。そして、図２
（ｅ）に時刻ｔ15として示されるように、コンデンサ８
の充電電圧が所定の電圧に達することによって、その昇
圧動作はひとまず停止される。

【００４９】以上説明したように、同第１の実施形態に
かかる電磁弁駆動装置によれば、 （イ）電磁弁駆動電流ＤＲＣの複雑な挙動が、上記第１
及び第２の閾値電圧との比較に基づき生成されるフェイ
ルセーフ信号ＦＳを通じて的確に把握できるようにな
る。 （ロ）また、比較器２２をこれら第１及び第２の閾値電
圧が自動的に切り換わるヒステリシス比較器として構成
したことで、その回路規模も最小限に抑えられるように
なる。などの優れた効果が奏せられるようになる。

【００５０】なお、同実施形態の装置にあっては上述の
ように、比較器２２をヒステリシス比較器として構成し
たが、他に上記第１及び第２の閾値電圧が各別に設定さ
れた各別の比較器を用いる構成であっても勿論よい。

【００５１】（第２実施形態）図３に、この発明にかか
る電磁弁駆動装置の第２の実施形態を示す。なお、この
第２の実施形態の装置も、その基本的な構成は先の第１
の実施形態の装置と同様であり、負荷電流処理部の構成
のみが、同第１の実施形態の装置と相違する。このため
図３においては、この相違する負荷電流処理部の構成の
みを図示しており、電子制御装置１００をはじめ、駆動
部２１０等の共通する要素についてはその図示を割愛し
ている。

【００５２】さて、同図３に示されるように、この第２
の実施形態の装置の負荷電流処理部２２０Ｂは、前述し
たフェイルセーフ信号生成部に加え、過電流検出部、並
びに駆動信号遮断部をそれぞれ具える構成となってい
る。

【００５３】以下、これら各部の構成について、同図３
の参照のもとに更に詳述する。まず、フェイルセーフ信
号生成部は、前述したヒステリシス比較器２２に加え
て、フリップフロップ（ＦＦ）３０及びナンド回路３１
を具えて構成される。

【００５４】ここで、フリップフロップ３０は、ヒステ
リシス比較器２２の出力が論理ハイレベルとなることに
よってセットされ、以下に説明する過電流検出部の検出
出力が論理ハイレベルとなることによってリセットされ
る。

【００５５】また、ナンド回路３１は、ヒステリシス比
較器２２の出力が論理ハイレベルとなって上記フリップ
フロップ３０がセットされているとき、そのＱ出力と比
較器２２の出力とのナンド条件に基づく論理ローレベル
の信号をトランジスタ２９に対して出力する。

【００５６】すなわち、このフェイルセーフ信号生成部
にあっても、基本的には先の第１の実施形態の装置の負
荷電流処理部２２０Ａと同様、 ・駆動電流ＤＲＣとして十分な電流が電磁弁３００に供
給されることに基づいて能動レベル（論理ハイレベル）
に立ち上げる。 ・同駆動電流ＤＲＣが遮断されることに基づいて非能動
レベル（論理ローレベル）に立ち下げる。といった態様
でフェイルセーフ信号ＦＳを生成することとなるが、該
生成されるフェイルセーフ信号ＦＳは、過電流検出部に
おいて過電流検出がなされることによっても非能動レベ
ルに立ち下がる（リセットされる）。

【００５７】一方、過電流検出部は、前記抵抗１７の端
子電圧を通じて抽出される負荷電流（駆動電流ＤＲＣ）
に基づいてこれが短絡等に起因する過電流となっていな
いか否か検出する部分であり、以下のような構成となっ
ている。

【００５８】この過電流検出部においても、上記抽出さ
れる負荷電流（抵抗１７の端子電圧）は、抵抗２１を介
して比較器３２の非反転入力に取り込まれる。比較器３
２は、第３の閾値電圧Ｖｔｈ３と、該第３の閾値電圧Ｖ
ｔｈ３よりも小さい第４の閾値電圧Ｖｔｈ４との２つの
閾値を有するヒステリシス比較器として構成されてい
る。そしてこの比較器３２では、トランジスタ３３のオ
ン／オフ状態に応じて、それら第３の閾値電圧Ｖｔｈ３
或いは第４の閾値電圧Ｖｔｈ４がその反転入力に設定さ
れる。

【００５９】ここで、上記第３の閾値電圧Ｖｔｈ３が抵
抗３４と抵抗３５との分圧値に基づき設定され、上記第
４の閾値電圧Ｖｔｈ４が抵抗３５と抵抗３５及び３６か
らなる並列回路との分圧値に基づき設定されることは先
の比較器２２の場合と同様であるが、トランジスタ３３
は、アンド回路３９に入力される信号のアンド条件が成
立している期間だけオンとなる。すなわち、前記噴射信
号ＪＳが与えられている期間のうち、単安定マルチバイ
ブレータ３７からワンショット信号が出力されていない
期間（インバータ３８の出力が論理ハイレベルとなる期
間）のみ、トランジスタ３３がオンとなって上記第４の
閾値電圧Ｖｔｈ４が設定されるようになっている。因み
に同実施形態の装置において、この第４の閾値電圧Ｖｔ
ｈ４が設定される期間とは、電磁弁３００が前記定電流
制御された駆動電流ＤＲＣに基づき駆動されている期間
の一部に相当する。

【００６０】また、同実施形態の装置にあって、上記第
３の閾値電圧Ｖｔｈ３は、駆動電流ＤＲＣとして上記過
電流が流れたことが検出できる程度の電圧（例えば２０
アンペア程度の電流値に対応した電圧）に設定され、上
記第４の閾値電圧Ｖｔｈ４は、同駆動電流ＤＲＣとして
上記定電流制御される電流値の異常に対応した電圧（例
えば４アンペア程度の電流値に対応した電圧）に設定さ
れている。

【００６１】したがってこの過電流検出部にあって、上
記比較器３２の出力は、 ・駆動電流ＤＲＣとして上記過電流が流れ、これに対応
した抵抗１７の端子電圧が第３の閾値電圧Ｖｔｈ３を超
えるとき、或いは ・電磁弁３００が前記定電流制御された駆動電流ＤＲＣ
に基づき駆動されている期間にあってこれに対応した抵
抗１７の端子電圧が第４の閾値電圧Ｖｔｈ４を超えると
き、の何れかの条件において論理ハイレベルに立ち上が
るようになる。そして、この比較器３２の出力が論理ハ
イレベルに立ち上がるとき、同過電流検出部における過
電流検出状態となる。

【００６２】また一方、駆動信号遮断部は、過電流検出
部においてこうして過電流が検出されることに基づいて
前記トランジスタ１６の駆動信号ＤＳを遮断する部分で
あり、同図３に併せ示されるように、フリップフロップ
４０とアンド回路４１とを具えて構成される。

【００６３】すなわちここで、フリップフロップ４０
は、上記駆動信号ＤＳに基づきセットされとともに過電
流検出部の上記過電流検出出力（比較器３２の論理ハイ
レベル出力）に基づきリセットされるフリップフロップ
であり、アンド回路４１は、 ・上記駆動信号ＤＳが能動レベル（論理ハイレベル）に
あること。 ・フリップフロップ４０がセットされていること。のア
ンド条件に基づいて前記トランジスタ１６を駆動せしめ
る回路である。

【００６４】このような駆動信号遮断部を具えることに
より、例えば短絡等に起因する過電流がトランジスタ
（パワートランジスタ）１６に流れる場合であれ、該過
電流の検出とともに同トランジスタ１６の駆動が停止さ
れてその保護が図られるようになる。

【００６５】図４は、同第２の実施形態の装置の動作例
を示したものであり、次に、同図４を併せ参照して、主
にその自己診断動作（フェイルセーフ信号生成態様）を
更に詳述する。

【００６６】なお、この図４において、図４（ａ）は、
電子制御装置１００から出力される噴射信号ＪＳの態様
を、また図４（ｂ）は、電磁弁３００の駆動電流ＤＲＣ
（負荷電流）とフェイルセーフ信号生成部の比較器２２
に設定される第１及び第２の閾値電圧Ｖｔｈ１及びＶｔ
ｈ２、並びに過電流検出部の比較器３２に設定される第
３及び第４の閾値電圧Ｖｔｈ３及びＶｔｈ４との関係を
それぞれ示している。また、図４（ｃ）は、上記噴射信
号ＪＳに基づき単安定マルチバイブレータ３７から出力
されるワンショット信号を、そして図４（ｄ）は、上記
駆動電流ＤＲＣと上記各閾値電圧との関係に基づき生成
されるフェイルセーフ信号ＦＳをそれぞれ示している。

【００６７】すなわちいま、図４（ａ）に示されるよう
に、時刻ｔ21に電子制御装置１００から噴射信号ＪＳが
出力されたとすると、該噴射信号ＪＳに基づきトランジ
スタ１６がオンになるとともに、単安定マルチバイブレ
ータ３７からは図４（ｃ）に示される態様でワンショッ
ト信号が出力される。このため過電流検出部にあって
は、少なくともこの単安定マルチバイブレータ３７から
ワンショット信号が出力されている間、図４（ｂ）に示
される態様で上記第３の閾値電圧Ｖｔｈ３がその比較器
３２に設定されるようになる。

【００６８】したがって、図４（ｂ）及び（ｄ）に示さ
れるように、上記駆動電流ＤＲＣ（抵抗１７の端子電
圧）が比較器２２に設定されている第１の閾値電圧Ｖｔ
ｈ１を超える時刻ｔ22をもってフェイルセーフ信号ＦＳ
が立ち上がることは先の第１の実施形態の装置の場合と
同様であるが、もしも負荷の短絡等により、同駆動電流
ＤＲＣとして２０アンペアを超えるような過電流が流れ
るような場合には、上記フリップフロップ３０のリセッ
トに基づき、この生成されるフェイルセーフ信号ＦＳも
即座に非能動レベルに立ち下がるようになる。そして、
このような過電流が検出されることにより、上記フリッ
プフロップ４０もリセットされ、トランジスタ１６の駆
動も上記駆動信号遮断部を通じて禁止される。

【００６９】一方、図４（ｃ）に示されるように、単安
定マルチバイブレータ３７から出力されていたワンショ
ット信号が時刻ｔ23をもって立ち下がると、上記過電流
検出部にあっては、アンド回路３９のアンド条件に基づ
き図４（ｂ）に示される態様で上記第４の閾値電圧Ｖｔ
ｈ４がその比較器３２に設定されるようになる。

【００７０】したがって、上記駆動電流ＤＲＣが上記第
３の閾値電圧Ｖｔｈ３を超えるほどには流れていなかっ
たとしても、前記定電流制御に正常に移行できなかった
などにより、該時点においても駆動電流ＤＲＣとして例
えば４アンペア以上の電流が流れていたような場合に
は、この第４の閾値電圧Ｖｔｈ４に切り換わる時刻ｔ23
をもって上記フリップフロップ３０がリセットされ、フ
ェイルセーフ信号ＦＳも非能動レベルに立ち下がるよう
になる。

【００７１】なお、これら何れの過電流も検出されなか
った場合には、先の第１の実施形態の装置の場合と同
様、図４（ｄ）に示されるように、噴射信号ＪＳの立下
り時刻ｔ24をもってこのフェイルセーフ信号ＦＳも非能
動レベルに立ち下がる。

【００７２】したがって同第２の実施形態の装置の場
合、前記診断部を兼ねる電子制御装置１００では、この
ようなフェイルセーフ信号ＦＳに基づき、 ・駆動電流ＤＲＣとして十分な電流が電磁弁３００に供
給されたこと。 ・噴射信号ＪＳの終わりに同期して同駆動電流ＤＲＣが
遮断されたこと。を診断することができることに加え、
同フェイルセーフ信号ＦＳの時間幅が極めて短い、若し
くは（ｔ23−ｔ22）時間程度に短いことに基づいて、 ・負荷の短絡等に起因する過電流が生じている。 ・定電流制御が正常に実施されていない。等々について
の診断情報も得ることができるようになる。

【００７３】以上のように、同第２の実施形態にかかる
電磁弁駆動装置によれば、第１の実施形態の装置による
前記（イ）、（ロ）の効果に更に加えて、 （ハ）負荷の短絡等に起因する過電流、或いは定電流制
御時における電流の流れすぎ等についても、只一つのフ
ェイルセーフ信号ＦＳを通じて的確に把握できるように
なる。 （ニ）これら過電流状態が検出されるときにトランジス
タ１６の駆動信号ＤＳを遮断するようにしたことで、こ
のトランジスタ１６を破壊等から保護することができる
ようにもなる。といった効果が併せ奏せられるようにな
る。

【００７４】なお、同実施形態の装置にあっても、フェ
イルセーフ信号生成部を構成する比較器２２、及び過電
流検出部を構成する比較器３２については、これをそれ
ぞれヒステリシス比較器として構成した。しかしこの場
合も、これら比較器２２或いは３２に代えて、その第１
及び第２の閾値電圧、或いは第３及び第４の閾値電圧が
各別に設定された各別の比較器を用いることができる。

【００７５】（第３実施形態）図５に、この発明にかか
る電磁弁駆動装置の第３の実施形態を示す。なお、この
第３の実施形態の装置も、その基本的な構成は先の第１
或いは第２の実施形態の装置と同様であり、負荷電流処
理部の構成のみが、これら第１或いは第２の実施形態の
装置と相違する。このため図５においても、この相違す
る負荷電流処理部の構成のみを図示しており、電子制御
装置１００をはじめ、駆動部２１０等の共通する要素に
ついてはその図示を割愛している。

【００７６】さて、同図５に示されるように、この第３
の実施形態の装置の負荷電流処理部２２０Ｃにあって
も、フェイルセーフ信号生成部に加え、過電流検出部、
並びに駆動信号遮断部をそれぞれ具える構成となってい
る。ただし、同第３の実施形態の装置では特に、フライ
バック電圧検出部を更に具え、該フライバック電圧検出
部によるフライバック電圧の検出出力に基づいてフェイ
ルセーフ信号ＦＳのリセットタイミング、すなわち非能
動レベルへの立下りタイミングを決定するようにしてい
る。

【００７７】以下、これら各部の構成について、同図５
の参照のもとに更に詳述する。まず、フェイルセーフ信
号生成部は、比較器２２に加えて、フリップフロップ
（ＦＦ）３０を具えて構成される。

【００７８】ここで、比較器２２としては、これまでの
ヒステリシス型のものとは異なり、第１の閾値電圧Ｖｔ
ｈ１のみが固定的にその反転入力に設定される通常の比
較器が用いられている。

【００７９】また、フリップフロップ３０は、上記比較
器２２の出力が論理ハイレベルとなることによってセッ
トされ、以下に説明するフライバック電圧検出部の検出
出力が論理ハイレベルとなることによってリセットされ
るフリップフロップである。しかもここでは、反転出力
が取り出され、そのセット時には、該反転出力である論
理ローレベルの信号がトランジスタ２９に対して出力さ
れる。

【００８０】このため、該フェイルセーフ信号生成部に
あっては、 ・駆動電流ＤＲＣとして十分な電流が電磁弁３００に供
給されることに基づいて能動レベル（論理ハイレベル）
に立ち上げる。 ・フライバック電圧検出部の検出出力が論理ハイレベル
となることによって非能動レベル（論理ローレベル）に
立ち下げる。といった態様でフェイルセーフ信号ＦＳを
生成することとなる。

【００８１】一方、フライバック電圧検出部は、前記駆
動電流ＤＲＣの遮断に伴って電磁弁３００から発生され
るフライバック電圧を検出する部分である。すなわち同
フライバック電圧検出部において、比較器４２は、その
非反転入力に電磁弁３００の出力が取り込まれ、その反
転入力にフライバック電圧の発生を検出するための第５
の閾値電圧Ｖｔｈ５が設定された比較器である。この第
５の閾値電圧Ｖｔｈ５は抵抗４３と抵抗４４との分圧値
として設定されている。

【００８２】このため、該比較器４２の出力は、通常時
は論理ローレベルにあり、駆動電流ＤＲＣの遮断に伴っ
て電磁弁３００からフライバック電圧が発生されるとき
論理ハイレベルとなる。

【００８３】ただし、同フライバック電圧検出部におい
て、この比較器４２の出力は、前記噴射信号ＪＳによっ
てマスクされている。すなわち、噴射信号ＪＳが能動レ
ベル（論理ハイレベル）にある期間は、この噴射信号Ｊ
Ｓの印加によってオンとなるトランジスタ４５を通じて
強制的に論理ローレベルに保持される。

【００８４】したがって同フライバック電圧検出部から
は、噴射信号ＪＳが論理ローレベルに立ち下がって以後
フライバック電圧の発生が検出された場合にのみ、すな
わち駆動電流ＤＲＣが正常遮断された場合にのみ、論理
ハイレベルとなる検出信号が出力されることとなる。

【００８５】その他、過電流検出部及び駆動信号遮断部
の構成は、図３に示した先の第２の実施形態の装置のこ
れら過電流検出部及び駆動信号遮断部の構成と同様であ
り、ここでの重複する説明は割愛する。

【００８６】図６は、同第３の実施形態の装置の動作例
を示したものであり、次に、同図６を併せ参照して、こ
の第３の実施形態の装置としての自己診断動作（フェイ
ルセーフ信号生成態様）を更に詳述する。

【００８７】なお、この図６において、図６（ａ）は、
電子制御装置１００から出力される噴射信号ＪＳの態様
を、また図６（ｂ）は、電磁弁３００の駆動電流ＤＲＣ
（負荷電流）とフェイルセーフ信号生成部の比較器２２
に設定される第１の閾値電圧Ｖｔｈ１、並びに過電流検
出部の比較器３２に設定される第３及び第４の閾値電圧
Ｖｔｈ３及びＶｔｈ４との関係をそれぞれ示している。
また、図６（ｃ）は、駆動電流ＤＲＣの遮断に基づき電
磁弁３００から発生されるフライバック電圧とこれを検
出するために上記フライバック電圧検出部の比較器４２
に設定される第５の閾値電圧との関係を、そして図６
（ｄ）は、上記駆動電流ＤＲＣやフライバック電圧と上
記各閾値電圧との関係に基づき生成されるフェイルセー
フ信号ＦＳをそれぞれ示している。

【００８８】すなわちいま、図６（ａ）に示されるよう
に、時刻ｔ31に電子制御装置１００から噴射信号ＪＳが
出力されたとすると、該噴射信号ＪＳに基づきトランジ
スタ１６がオンになるとともに、フライバック電圧検出
部にある上記マスク用のトランジスタ４５もオンとな
る。

【００８９】ここで、上記トランジスタ１６のオンによ
って電磁弁３００に流れる駆動電流ＤＲＣ（正確には同
電流に対応した抵抗１７の端子電圧）がフェイルセーフ
信号生成部に設定された上記第１の閾値電圧に達しなか
った場合、フェイルセーフ信号ＦＳの生成が行われない
ことは先の第１或いは第２の実施形態の装置の場合と同
様である。

【００９０】また、駆動電流ＤＲＣが上記第１の閾値電
圧に達すれば、この達した時刻ｔ32をもって、図６
（ｄ）に示される態様で、フェイルセーフ信号ＦＳが能
動レベル（論理ハイレベル）に立ち上がるようになるこ
とも、これまでの第１或いは第２の実施形態の装置の場
合と同様である。

【００９１】そして、時刻ｔ34をもって噴射信号ＪＳが
立ち下がり、駆動電流ＤＲＣが遮断されれば、そのとき
電磁弁３００から発生されるフライバック電圧が図６
（ｃ）に示される態様で上記フライバック電圧検出部に
より検出され、その検出信号に基づき図６（ｄ）に示さ
れる態様で、上記生成されたフェイルセーフ信号ＦＳも
非能動レベルに立ち下がるようになる。

【００９２】したがってこの場合、前記診断部を兼ねる
電子制御装置１００にあっても、該フェイルセーフ信号
ＦＳに基づき、 ・駆動電流ＤＲＣとして十分な電流が電磁弁３００に供
給されたこと。 ・噴射信号ＪＳの終わりに同期して同駆動電流ＤＲＣが
遮断されたこと。を診断することができるようになる。
このことも、基本的には、先の第１或いは第２の実施形
態の装置の場合と同様である。

【００９３】ところがいま、時刻ｔ31において上記噴射
信号ＪＳが立ち上がって以後、前述した負荷の短絡や定
電流制御不能に起因して前記過電流検出部に設定された
第３の閾値電圧Ｖｔｈ３或いは第４の閾値電圧Ｖｔｈ４
を超える電流が上記駆動電流ＤＲＣとして流れたとする
と、この第３の実施形態の装置にあっては次のような処
理が行われるようになる。

【００９４】すなわちこのとき、駆動信号遮断部を通じ
てトランジスタ１６の駆動が禁止され、ひいては同駆動
電流ＤＲＣが遮断されるようになることは第２の実施形
態の装置と同様であるが、同第３の実施形態の装置にあ
ってはこのとき、過電流検出部からフェイルセーフ信号
生成部に対して直接リセット信号が加わることなく、上
記駆動電流ＤＲＣの遮断に伴いフライバック電圧の発生
を検出したフライバック電圧検出部から同フェイルセー
フ信号生成部に対していわば間接的にリセット信号が加
わろうとする。しかし上述のように、噴射信号ＪＳが能
動となっている期間は、トランジスタ４５を通じてこの
リセット信号はマスクされる。このため結局は、上記生
成されたフェイルセーフ信号ＦＳも、図６（ｄ）に示さ
れる態様で立ち下げられることなく、論理ハイレベルに
おかれる状態が維持されるようになる。すなわち、診断
部を兼ねる電子制御装置１００にあっては、このフェイ
ルセーフ信号ＦＳが論理ハイレベルに維持されることを
もって負荷の短絡や定電流制御不能に起因する過電流が
流れた旨を診断することができるようになる。

【００９５】以上のように、同第３の実施形態にかかる
電磁弁駆動装置によれば、第１及び第２の実施形態の装
置による前記（イ）〜（ニ）の効果に更に加えて、 （ホ）フェイルセーフ信号ＦＳが論理ローレベルに維持
される（フェイルセーフ信号の時間幅＝０）か論理ハイ
レベルに維持される（フェイルセーフ信号の時間幅＝
∞）かで、所望とされる駆動電流ＤＲＣが流れている
か、或いは過電流状態が生じていないか等を診断するこ
とができるようになる。すなわち、同駆動電流ＤＲＣの
異常診断が極めて容易になる。といった意義ある効果が
併せ奏せられるようになる。

【００９６】なお、同実施形態の装置にあっては、噴射
信号ＪＳが能動となっている期間、上記フライバック電
圧の検出信号（比較器４２の出力）をマスクすることと
したが、この検出信号をマスクせずに、これをそのまま
リセット信号としてフェイルセーフ信号生成部に与える
構成とすることもできる。

【００９７】すなわちこの場合、駆動電流ＤＲＣの過電
流異常に際して上記フェイルセーフ信号ＦＳを論理ハイ
レベルに維持させることはできないが、先の第２の実施
形態の装置の場合と同様、フェイルセーフ信号ＦＳの時
間幅が異常に短くなることに基づいて同過電流異常であ
る旨を診断することはできる。

【００９８】（第４実施形態）図７に、この発明にかか
る電磁弁駆動装置の第４の実施形態を示す。この第４の
実施形態の装置は、基本的に上記第１の各実施形態の装
置の一部を変更したものであり、その概要として駆動回
路２００は、各々に異なる閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２
が設定される２つの負荷電流処理部２２０Ｄ，２２０Ｅ
を備え、個々の閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２に対するフ
ェイルセーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２を電子制御装置１００
に出力する。電子制御装置１００は、フェイルセーフ信
号ＦＳ１，ＦＳ２が能動・非能動に移行するタイミング
（すなわち、立ち上がり若しくは立ち下がりのタイミン
グ）が所定の適正時期に対応するか否かに基づいてシス
テムの異常判定を実施する。

【００９９】詳細には、図７において、負荷電流処理部
２２０Ｄ，２２０Ｅは、既述の実施形態と同様に、抵抗
１７の端子電圧を通じて抽出される負荷電流（駆動電流
ＤＲＣ）に基づきフェイルセーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２を
生成する部分となっている。なおこのとき、同実施形態
の装置にあって、閾値電圧Ｖｔｈ１は、駆動電流ＤＲＣ
として上記大電流が流れたことが検出できる程度の電圧
（例えば５アンペア程度の電流値に対応した電圧）に設
定され、閾値電圧Ｖｔｈ２は、同駆動電流ＤＲＣとして
上記定電流制御される電流値の約半分程度に対応した電
圧（例えば１アンペア程度の電流値に対応した電圧）に
設定されている。

【０１００】つまり、負荷電流処理部２２０Ｄにおい
て、上記抽出される負荷電流（抵抗１７の端子電圧）
は、抵抗５１を介して比較器５２の非反転入力に取り込
まれるようになっており、同比較器５２の反転入力に
は、電圧Ｖccの抵抗５４と抵抗５５とによる分圧値にて
前記閾値電圧Ｖｔｈ１が設定されている。この場合、上
記比較器５２の出力は、駆動電流ＤＲＣとして大電流
（初期駆動電流）が流れ、これに対応した抵抗１７の端
子電圧がその閾値電圧Ｖｔｈ１を超えるとき論理ハイレ
ベルに立ち上がり、閾値電圧Ｖｔｈ１未満となるとき論
理ローレベルに立ち下がる。また、同負荷電流処理部２
２０Ｄでは、こうして論理レベルが決定される比較器５
２の出力がインバータ５７及び抵抗５８を介してトラン
ジスタ５９に与えられる。そして、同トランジスタ５９
のオープンコレクタ出力が上記フェイルセーフ信号ＦＳ
１として電子制御装置１００に取り込まれる。

【０１０１】他方、負荷電流処理部２２０Ｅにおいて、
上記抽出される負荷電流（抵抗１７の端子電圧）は、抵
抗６１を介して比較器６２の非反転入力に取り込まれる
ようになっており、同比較器６２の反転入力には、電圧
Ｖccの抵抗６４と抵抗６５とによる分圧値にて前記閾値
電圧Ｖｔｈ２が設定されている。この場合、上記比較器
６２の出力は、駆動電流ＤＲＣに対応した抵抗１７の端
子電圧がその閾値電圧Ｖｔｈ２を超えるとき論理ハイレ
ベルに立ち上がり、同駆動電流ＤＲＣ（保持電流）が遮
断されるなど、同抵抗１７の端子電圧がその閾値電圧Ｖ
ｔｈ２未満となるとき論理ローレベルに立ち下がる。同
負荷電流処理部２２０Ｅでは、こうして論理レベルが決
定される比較器６２の出力がインバータ６７及び抵抗６
８を介してトランジスタ６９に与えられる。そして、同
トランジスタ６９のオープンコレクタ出力が上記フェイ
ルセーフ信号ＦＳ２として電子制御装置１００に取り込
まれる。

【０１０２】また併せて、本実施形態において、駆動部
２１０の充電用コンデンサ８は、その容量を大容量化す
るために、符号８ａ及び８ｂで示す２つのコンデンサに
より構成されている。

【０１０３】そして、電子制御装置１００では、フェイ
ルセーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２がマイクロコンピュータ１
０１のタイマ端子に入力される。マイクロコンピュータ
１０１は、噴射信号ＪＳの立ち上がり時刻と、フェイル
セーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２の各々の立ち上がり及び立ち
下がり時刻との時間差（ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４）の値
が予め設定されている所定の正常範囲に入っているか否
か判定する。

【０１０４】図８は、本実施形態の動作を示すタイムチ
ャートである。同図において、フェイルセーフ信号ＦＳ
１は、駆動電流ＤＲＣ（正確には同電流に対応した抵抗
１７の端子電圧）が閾値電圧Ｖｔｈ１を越えるタイミン
グで立ち上がり、閾値電圧Ｖｔｈ１を下回るタイミング
で立ち下がる。また、フェイルセーフ信号ＦＳ２は、駆
動電流ＤＲＣ（これも同様に抵抗１７の端子電圧）が閾
値電圧Ｖｔｈ２を越えるタイミングで立ち上がり、閾値
電圧Ｖｔｈ２を下回るタイミングで立ち下がる。この場
合、電子制御装置１００内のマイクロコンピュータ１０
１は、噴射信号ＪＳの立ち上がり時刻を基準に、 ・フェイルセーフ信号ＦＳ２の立ち上がりを時刻ｔ１、 ・フェイルセーフ信号ＦＳ１の立ち上がりを時刻ｔ２、 ・フェイルセーフ信号ＦＳ１の立ち下がりを時刻ｔ３、 ・フェイルセーフ信号ＦＳ２の立ち下がりを時刻ｔ４、
として、それぞれの時刻を認識する。

【０１０５】具体的には、駆動回路２００及び電磁弁３
００の正常時には、実線で示すような駆動電流ＤＲＣが
流れる。この場合、図示の駆動電流ＤＲＣに応じて実線
で示すフェイルセーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２が生成され、
電子制御装置１００内のマイクロコンピュータ１０１
は、図中のフェイルセーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２の立ち上
がり及び立ち下がりに基づいて時刻ｔ１〜ｔ４を認識す
る。

【０１０６】また、異常発生時の一例として、例えば図
７の２つの充電用コンデンサ８ａ，８ｂのうち１つがコ
ンデンサ内部或いはリード部のハンダ付け故障等でオー
プン故障した場合には、図中に破線で示すように駆動電
流ＤＲＣの立ち上がりが正常時よりも急峻なものとな
り、フェイルセーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２は破線で示すよ
うに変動する。かかる場合、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３が正
常時のタイミングよりも早くなる。

【０１０７】これを詳述すれば、駆動電流ＤＲＣの立ち
上がりは、充電用コンデンサ容量Ｃと電磁弁３００の持
つ電気的インダクタンスＬとにより、 １／√（Ｌ・Ｃ） で決定される。そのため、片方のコンデンサがオープン
故障すると、見かけのコンデンサ容量が小さくなり、駆
動電流ＤＲＣの立ち上がりが急峻となるのである。

【０１０８】また一方で、電磁弁３００の電磁コイルの
巻き線がレアショートしたような場合にも、インダクタ
ンス分「Ｌ」が低下するため、駆動電流ＤＲＣの立ち上
がりは急峻なものとなり、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３が正常
時のタイミングよりも早くなる。

【０１０９】図９は、電子制御装置１００内のマイクロ
コンピュータ１０１により実施される異常診断手順を示
すフローチャートである。本ルーチンは、例えば時刻ｔ
４のタイマ割り込みに同期して実行されるものである。

【０１１０】つまり、図９において、マイクロコンピュ
ータ１０１は、ステップ１０１〜１０４で前記フェイル
セーフ信号ＦＳ１，ＦＳ２の立ち上がり及び立ち下がり
に対応する時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４が、それぞれ所
定の正常範囲内（最小値と最大値との間内）にあるか否
かを判別する。詳細には、 ・ステップ１０１では、ＫＴ１ＭＩＮ≦ｔ１≦ＫＴ１Ｍ
ＡＸであるか否かを、 ・ステップ１０２では、ＫＴ２ＭＩＮ≦ｔ２≦ＫＴ２Ｍ
ＡＸであるか否かを、 ・ステップ１０３では、ＫＴ３ＭＩＮ≦ｔ３≦ＫＴ３Ｍ
ＡＸであるか否かを、 ・ステップ１０４では、ＫＴ４ＭＩＮ≦ｔ４≦ＫＴ４Ｍ
ＡＸであるか否かを、それぞれ判別する。

【０１１１】そして、上記ステップ１０１〜１０４が全
て肯定判別された場合、マイクロコンピュータ１０１
は、駆動回路２００及び電磁弁３００が正常である旨を
判断する。また、上記ステップ１０１〜１０４がいずれ
か１つでも否定判別された場合、マイクロコンピュータ
１０１は、駆動回路２００及び電磁弁３００のいずれか
の箇所が故障しているとみなしてステップ１０５に進
み、所定の異常時処理ルーチンを実行する。具体的に
は、例えば噴射信号ＪＳの出力を停止したり、図示しな
い異常警告ランプを点灯したりする等、異常時の処置を
実施する。

【０１１２】なお図示は省略するが、前記ステップ１０
１〜１０４の処理では、各々の時刻ｔ１〜ｔ４が正常範
囲内にないことを表す異常判定フラグ、或いは各々の時
刻ｔ１〜ｔ４が最小値側（ＭＩＮ側）又は最大値側（Ｍ
ＡＸ側）のいずれかにずれているかを表す異常判定フラ
グを操作することとしており、このフラグの状態を確認
することでマイクロコンピュータ１０１は如何なる要因
で異常が発生しているのかを特定できるようになってい
る。

【０１１３】ここで、図１０及び図１１は、上記図７の
駆動回路２００（駆動部２１０）及び電磁弁３００で発
生しうると考えられる故障モードを、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
８に区分して表す図であり、以下、各々の故障モードに
ついてその要因と負荷電流（駆動電流ＤＲＣ）の波形と
を照合しながら順次説明する。

【０１１４】先ず、図１０のＮｏ．１の故障モードは、
２つのコンデンサ８ａ，８ｂのうち、いずれか一方がオ
ープン故障した場合を示しており、この場合には、前述
したように、コンデンサ容量が小さくなるために駆動電
流ＤＲＣの立ち上がり及び立ち下がりが急峻になる。し
たがって、前記図８にも示したように、時刻ｔ１，ｔ
２，ｔ３を表す数値がいずれも小さくなるのであるが、
特に時刻ｔ３を表す数値が顕著に小さくなる。

【０１１５】Ｎｏ．２の故障モードは、定電流制御回路
１３がオープン故障した場合を示しており、この場合に
は、保持電流（定電流制御された一定電流の部分）が流
れなくなる。したがって、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３を表す
数値が正常なのに対し、時刻ｔ４を表す数値が小さくな
る。

【０１１６】Ｎｏ．３の故障モードは、定電流制御回路
１３がショート故障した場合を示しており、この場合に
は、コンデンサ放電後において電磁弁３００の抵抗で決
まる大電流がバッテリ１から流れる。したがって、時刻
ｔ１，ｔ２，ｔ４を表す数値が正常なのに対し、時刻ｔ
３を表す数値が小さくなる。

【０１１７】Ｎｏ．４の故障モードは、電磁弁３００が
オープン故障した場合を示しており、この場合には、電
流が流れる経路がなくなるため、駆動電流ＤＲＣが流れ
なくなる。したがって、フェイルセーフ信号ＦＳ１，Ｆ
Ｓ２が論理ローレベルのまま保持され、時刻ｔ１〜ｔ４
がいずれも検出されない。

【０１１８】また、図１１のＮｏ．５の故障モードは、
トランジスタ（ＦＥＴ）１６がオープン故障した場合を
示しており、この場合には、上記Ｎｏ．４の故障モード
と同様に、電流が流れる経路がなくなるため、駆動電流
ＤＲＣが流れなくなる。したがって、フェイルセーフ信
号ＦＳ１，ＦＳ２が論理ローレベルのまま保持され、時
刻ｔ１〜ｔ４がいずれも検出されない。

【０１１９】Ｎｏ．６の故障モードは、トランジスタ
（ＦＥＴ）１６がショート故障した場合を示しており、
この場合には、常時保持電流が流れることになる（常
時、検出電圧＞閾値電圧Ｖｔｈ２となる）。したがっ
て、フェイルセーフ信号ＦＳ１が論理ローレベルのまま
保持されるとともに、フェイルセーフ信号ＦＳ２が論理
ハイレベルのまま保持され、時刻ｔ１〜ｔ４がいずれも
検出されない。

【０１２０】Ｎｏ．７の故障モードは、ＤＣ−ＤＣコン
バータ４が故障して過大電圧が発生する場合を示してお
り、この場合には、コンデンサ８の充電電圧が過大値に
まで上昇し、ピーク電流が大きくなる。したがって、時
刻ｔ１，ｔ２，ｔ４を表す数値が正常なのに対し、時刻
ｔ３を表す数値が大きくなる。

【０１２１】Ｎｏ．８の故障モードは、ＤＣ−ＤＣコン
バータ４が故障して過小電圧が発生する場合を示してお
り、この場合には、コンデンサ８の充電電圧が目標電圧
にまで上昇することができず、ピーク電流が小さくな
る。したがって、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ４を表す数値が正
常なのに対し、時刻ｔ３を表す数値が小さくなる。

【０１２２】なお因みに、上記Ｎｏ．４，５，６の故障
モードに関しては共に、時刻ｔ１〜ｔ４が検出されない
ことになるが、Ｎｏ．４，５の場合にはＦＳ１＝ＦＳ２
＝Ｌ（論理ローレベル）となるのに対し、Ｎｏ．６の場
合にはＦＳ１＝Ｌ（論理ローレベル），ＦＳ２＝Ｈ（論
理ハイレベル）となるため、このことから故障モードの
特定が可能となる。また、Ｎｏ．３，７の故障モードに
関しては、図１０，１１に示すように同じ故障現象が現
れることになるが（共に、時刻ｔ３を表す数値が大きく
なる）、実際にはＮｏ．３の故障モードの方がＮｏ．７
の故障モードよりも時刻ｔ３の数値が大きくなるため、
このことから故障モードの特定が可能となる。

【０１２３】以上本第４の実施形態によれば、その時々
の異常発生形態に対応したフェイルセーフ信号から、異
常箇所の特定が可能となる。特に、上記蓄圧式の駆動装
置にあっても、その駆動電流の複雑な挙動に的確に対応
した異常診断結果が得られるようになる。

【０１２４】上記第４の実施形態では、予め蓄圧された
電圧の放電に基づき電磁弁３００を駆動させるための初
期駆動電流と、その初期駆動電流にて駆動された状態を
保持するための保持電流とに各々対応する２つの閾値電
圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を設定し、これら閾値電圧Ｖｔｈ
１，Ｖｔｈ２と負荷電流（駆動電流ＤＲＣ）との比較結
果に基づいて得られるフェイルセーフ信号ＦＳ１，ＦＳ
２に応じて異常診断を実施するようにしたが、この構成
を変更してもよい。例えば、必要に応じて単一の閾値電
圧から単一のフェイルセーフ信号（ＦＳ１，ＦＳ２のい
ずれか一方）を求め、当該信号に基づいて異常診断を実
施するようにしてもよい。

【０１２５】なお、上記第４の実施形態にて記載したよ
うに、複数のフェイルセーフ信号にて駆動回路２００や
電磁弁３００の異常診断を実施する形態として、既述の
第２の実施形態や第３の実施形態にて具体化した回路を
組み合わせてもよい。例えば第２の実施形態において、
負荷電流（駆動電流ＤＲＣ）の過電流レベルに対応する
閾値電圧Ｖｔｈ３，Ｖｔｈ４の比較結果に応じて各々に
フェイルセーフ信号ＦＳ３，ＦＳ４を生成する。そし
て、これら新たなフェイルセーフ信号ＦＳ３，ＦＳ４を
電子制御装置１００のマイクロコンピュータ１０１に入
力し、その立ち上がり又は立ち下がり時刻に応じて異常
の有無を診断するとともに、異常箇所を特定する。

【０１２６】また、以上の実施形態においては何れも、
電磁弁駆動装置として蓄圧式のものを想定した。しか
し、この発明にかかる電磁弁駆動装置の構成は、これら
蓄圧式のものに限られることなく適用することができ
る。

【０１２７】すなわち、駆動電流（負荷電流）波形が如
何なる形態のものであれ、同駆動電流の例えばその予想
される適正な推移に対応して能動となる時間幅が決定さ
れるフェイルセーフ信号を生成するようにすれば、該フ
ェイルセーフ信号の時間幅に基づいて上記駆動電流が適
正な電流であったか否かを診断することはできる。

【０１２８】また、この生成するフェイルセーフ信号
も、必ずしも１つである必要はない。例えば、診断対象
となる駆動電流（負荷電流）波形に応じた任意の数のフ
ェイルセーフ信号を生成してこれを診断する構成とする
ことができる。もっとも、前記電子制御装置１００等、
これを診断する側からすれば、より少ない信号に、より
信頼性の高いかたちで上記駆動電流波形が適正か否かを
示す情報が含まれることが望ましいことは云うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる電磁弁駆動装置の第１の実施
形態を示す回路図。

【図２】同第１の実施形態の装置の動作例を示すタイム
チャート。

【図３】この発明にかかる電磁弁駆動装置の第２の実施
形態を示す回路図。

【図４】同第２の実施形態の装置の動作例を示すタイム
チャート。

【図５】この発明にかかる電磁弁駆動装置の第３の実施
形態を示す回路図。

【図６】同第３の実施形態の装置の動作例を示すタイム
チャート。

【図７】この発明にかかる電磁弁駆動装置の第４の実施
形態を示す回路図。

【図８】同第４の実施形態の装置の動作例を示すタイム
チャート。

【図９】同第４の実施形態の装置のマイクロコンピュー
タによる異常診断手順を示すフローチャート。

【図１０】同第４の実施形態の装置において、Ｎｏ．１
〜Ｎｏ．４の故障モードを説明するための図。

【図１１】同第４の実施形態の装置において、Ｎｏ．５
〜Ｎｏ．８の故障モードを説明するための図。

【符号の説明】

１…バッテリ、２…定電圧回路、３…コイル、４…ＤＣ
−ＤＣコンバータ、５，１０，１４，１６，２３，２
９，３３，４５…トランジスタ、６，１７，２１，２
４，２５，２６，２８，３４，３５，３６，４３，４
４，５４，５５，６４，６５…抵抗、７，９，１５，１
８…ダイオード、８（８ａ，８ｂ）…コンデンサ、１１
…波形整形回路、１２，３７…単安定マルチバイブレー
タ、１３…定電流制御回路、１９…スイッチ、２２，３
２，４２，５２，６２…比較器、２７，３８，５７，６
７…インバータ、３０，４０…フリップフロップ、３１
…ナンド回路、３９，４１…アンド回路、１００…電子
制御装置、１０１…マイクロコンピュータ、２００…駆
動回路、２１０…駆動部、２２０（２２０Ａ，２２０
Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ）…負荷電流処理部
（フェイルセーフ信号生成部）、３００…電磁弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｈ 3/08 Ｈ０２Ｈ 3/08 Ｔ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動指令に基づき電磁弁に駆動電流を流し
   てこれを駆動する駆動手段と、 電磁弁に流れる電流を抽出する負荷電流抽出手段と、 この抽出される負荷電流の推移に対応してその能動とな
   る時間幅が決定されるフェイルセーフ信号を生成するフ
   ェイルセーフ信号生成手段と、 この生成されるフェイルセーフ信号の時間幅に基づいて
   前記駆動電流の適否を診断する診断手段と、 を具えることを特徴とする電磁弁駆動装置。
2. 【請求項２】前記フェイルセーフ信号生成手段は、前記
   抽出される負荷電流の予想される適正な推移に対応した
   １乃至複数の閾値を持ち、同負荷電流のそれら閾値との
   比較に基づいて前記フェイルセーフ信号を生成する比較
   器を具えて構成される請求項１記載の電磁弁駆動装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の電磁弁駆動装置に
   おいて、 前記抽出される負荷電流の異常レベルに対応した１乃至
   複数の閾値を持ち、同負荷電流のそれら閾値との比較に
   基づいて過電流を検出する過電流検出手段を更に具え、 前記フェイルセーフ信号生成手段は、この過電流が検出
   されるとき、前記生成するフェイルセーフ信号を無条件
   に非能動とすることを特徴とする電磁弁駆動装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の電磁弁駆動装置において、 前記過電流検出手段により過電流が検出されることに基
   づいて前記駆動手段に付与される駆動指令を遮断する駆
   動指令遮断手段を更に具えることを特徴とする電磁弁駆
   動装置。
5. 【請求項５】請求項１または２記載の電磁弁駆動装置に
   おいて、 前記抽出される負荷電流の異常レベルに対応した１乃至
   複数の閾値を持ち、同負荷電流のそれら閾値との比較に
   基づいて過電流を検出する過電流検出手段と、 前記過電流検出手段により過電流が検出されることに基
   づいて前記駆動手段に付与される駆動指令を遮断する駆
   動指令遮断手段と、 前記駆動電流の遮断に基づいて前記電磁弁から発生され
   るフライバック電圧を検出するフライバック電圧検出手
   段とを更に具え、 前記フェイルセーフ信号生成手段は、前記フライバック
   電圧検出手段によるフライバック電圧の検出出力に基づ
   いて前記生成するフェイルセーフ信号を非能動とするこ
   とを特徴とする電磁弁駆動装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の電磁弁駆動装置において、 前記フライバック電圧検出手段によるフライバック電圧
   の検出出力を前記駆動手段に駆動指令が付与されている
   期間だけマスクするマスク手段を更に具えることを特徴
   とする電磁弁駆動装置。
7. 【請求項７】前記駆動手段は、予め蓄圧された電圧の放
   電に基づき前記電磁弁に大きな駆動電流を供給する第１
   の期間と、その後これよりも小さい一定の駆動電流を供
   給する第２の期間との２つの期間にわたって前記電磁弁
   を駆動するものであり、 前記フェイルセーフ信号生成手段は、前記第１の期間に
   おいて前記抽出される負荷電流の予想される適正な推移
   に対応した第１の閾値と、前記第２の期間において前記
   抽出される負荷電流の予想される適正な推移に対応した
   第２の閾値との２つの閾値を持ち、同負荷電流のそれら
   各閾値との比較に基づいて前記フェイルセーフ信号を生
   成する比較器を具えて構成される請求項１〜６の何れか
   に記載の電磁弁駆動装置。
8. 【請求項８】前記比較器は、自らの比較出力に基づいて
   その閾値が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間で切
   り換わる単一のヒステリシス比較器からなる請求項７記
   載の電磁弁駆動装置。
9. 【請求項９】請求項２記載の電磁弁駆動装置において、 前記比較器の１乃至複数の閾値に応じて個々に１乃至複
   数のフェイルセーフ信号を生成し、これらフェイルセー
   フ信号に基づいて電磁弁若しくはそれを駆動する駆動手
   段の異常を診断することを特徴とする電磁弁駆動装置。
10. 【請求項１０】予め蓄圧された電圧の放電に基づき前記
    電磁弁を駆動させるための初期駆動電流と、その初期駆
    動電流にて駆動された状態を保持するための保持電流と
    に各々対応する２つの閾値を設定し、これら閾値と負荷
    電流との比較結果に基づいて得られるフェイルセーフ信
    号に応じて異常診断を実施する請求項９記載の電磁弁駆
    動装置。