JPS62233473A - 燃料噴射弁の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の［１的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料噴射弁の異常検出装置に関し、詳しくは
一括して開閉弁される複数の燃１１噴射弁のコイルの断
線や短絡といった異常を検出する燃料噴射弁の異常検出
装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関への燃料の供給を、！１！料ＦＩＩ！ｉ射弁を
用いた燃料噴射により行なう場合には、燃料噴射弁のコ
イルの断線故障等を迅速に検出する異常検出装置が必要
となる。即ら、４気筒内燃機関の各気筒に対応して設け
られ一括して開閉弁される燃料噴射弁のひとつに断線故
障等が生じて・し、内燃機関は運転を継続するので、場
合によっては、運転者が断線に気づかずｖ１ガス中の有
害成分の増加、運転性能・燃費の悪化等の問題を招致す
ることが考えられるからである。

そこで従来から、例えば実開昭６０−１３［３７Ｑ　号
の［内燃機関の電磁式燃料噴射弁のコイル断線検出装置
」等、種々の異常検１１１装置が提案されている。

［発明が解決しにうとする問題点］ しかしながら、こうした異常検出装置では、燃料噴射ブ
↑の開弁動作時に燃料噴射弁駆動回路を流れる電流値が
、正常範囲内でおるか否かによって燃Ａ′３１噴躬弁の
異常を検出しているため、以下の問題がめった。

（１）　燃料噴射弁駆動回路に流れる電流値の検出は、
第８図に示すように、スイッチング索子ＳＷによってコ
イルＬに流れる電流を制御する駆動回路に直列に接続さ
れた電流検出用抵抗器ＲＯに発生する電位差によって行
なっている。通常、電流検出用抵抗器ＲＯは、電力損失
を考慮して抵抗値の小さなものが用いられる。このため
、検出電圧は小さくなり、検出精度を充分高くすること
ができないという問題があった。燃′Ｉｌ噴射弁が正常
な場合の電流検出電圧値は、燃料噴射弁コイルの抵抗値
のバラツキおよび温度特性によってかなり変動する上、
コイル数が増える程バラツキの幅が広がる。従って、こ
うした検出装置では、異常検出に供しえるコイルの数、
換言ずれば、燃料噴ＯＪ弁の故が制限されてしまう。こ
の結果、駆動すべきコイルの数か多い場合には、異常検
出装置の構成を多改用息Ｕねばならず、装置・構成の大
型化・複雑化、υよび製造コストの上背を招致するとい
う問題がおった。一方、検出に供しえるコイルの数を多
くするために、検出抵抗器ＲＯまたは電圧判定回路を＾
精度化することはコストアップを招き現実的な解決とは
ならない。

（２）　断線等の異常を検出しやすくするためには、電
流検出用抵抗器ＲＯの抵抗値を人さくずればよいが、そ
の場合には、電流検出用抵抗器ＲＯにＪ３りる電力損失
が大きくなって電力の浪費を１Ｇ致するのみならず、電
源電圧が低下した場合に、燃料噴射弁を開弁駆動しえな
くなることがあるという問題がめった。

本発明は上記問題を解決することを目的とするものであ
り、燃料噴射弁の最低作動電流が充分大きいことに着目
して、燃料噴射弁コイルの異常を好適に検出しえる燃料
噴射弁の異常検出装置を提供することを目的としてなさ
れた。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成ずべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として次の構成をとった。即ら、スイッチング
手段により制御される電流によって一括して開閉弁され
る複数の燃料噴射弁のコイルの異常を検出する異常検出
装置で市って、上記スイッチング手段と並列に接続され
、少なくとし燃料噴ＤＪ弁の閉弁時に該燃料噴射弁が開
弁に至らない電流を供給する電流供給手段と、該供給さ
れた電流が流れる回路の所定の部位に生じる電位差に基
づいて、上記燃ＩＩ噴射弁の異常を検出する異常検出手
段と、 を備えた燃料噴射弁の異常検出装置の構成がそれである
。

ここで、電流供給手段とは、複数の燃料噴射弁のコイル
に、燃わ１噴射弁が開弁に至らない負荷抵抗測定用の電
流を、少なくとも燃わ１噴則弁の閉弁［１、鴇ご供給す
るものでおり、複数の燃ｆＦＩ噴射弁のコイルのいくつ
かが断線あるいは短絡したとしても、残りの正常な燃わ
１噴射弁を開弁させない電流値を上限として、これを燃
料噴射弁のコイルに供給する手段である。従って、定７
８圧源により高抵抗を介して供給する構成としてもＪ、
いし、定電流源として構成することもできる。また、電
流供給手段による電流の供給は、少なくとも燃料噴射弁
の閉弁ｎ′！１においてなされればよく、燃料噴射弁が
開弁じている１１４にも電流供給がなされるよう構成し
てもＪ：い。

異常検出手段は、電流供給手段により供給される電流が
流れる回路の所定の部位に生じる電位差に基づいて、燃
料噴射弁の断線や短絡等の異常を検出する手段でおる。

例えば、電流供給手段が電圧源であり、電流を供給する
回路に高抵抗を備えていれば、この高抵抗両端の電位差
の変化からその異常を検出するよう構成することができ
る。また、電流供給手段が定電流源として構成されてい
れば、燃料噴射弁コイル両端の電位差の変化から異常を
検出するよう構成することができる。即ら、異常検出手
段は、電流供給手段の態様に応じて、燃おｌ噴０４弁コ
イルの異常による電流の変化を電位差の変化として好適
に検出しえる態様に構成すればよい。

［作用］ 上記構成を有する本発明の燃料噴射弁の異常検出装置は
、少なくとし燃料噴射弁の開弁時に電流供給手段より燃
１１噴射弁のコイルに燃お１噴射弁を開弁ざ［ない程度
の電流を供給し、この電流の流れる回路の所定の部位に
生じる電位差に基づいて、異常検出装置によって、燃料
噴射弁の異常を検出する。

［実施例］ 以上説明した本発明の構成を一層明らかにする為に、次
に本発明の好適な実施例について説明する。第１図は本
発明一実施例としての異常検出装置、とりわ（プ断線検
出装置の概略構成を示す回路図である。

図示するように、本実施例の断線検出装置は、コンベア
レジスタ等を内蔵する車載用の周知のＣＰＵ３．ＲＯＭ
５．ＲＡＭ７．バックアップＲ△Ｍ８．データ入カポ−
１〜１０．ラッチ入力ボート１２及び出カポ−！〜１／
ｌをバス１６で相互に接続し、演埋）す４０回路として
構成された電子式燃料噴射制御装置２０と一体に形成さ
れている。

電子式燃オ′３１噴射制御装置２０のデータ入力ポート
１０は、図示しない内燃機関゛―車戎の各装置にａシ【
ノられて内燃（幾関の回転数や吸入空気量、車速。

冷却水温ｔｑの内燃機関の運転状態に関与する諸パラメ
ータを検出するＣン（〕゛群群２接続されている。一方
、出力ポート１４は、エミッタ接地された２つの１〜ラ
ンジスタＴｒｌ、　Ｔｒ２のペース端子の各々と接続さ
れている。１〜ランジスタＴｒｌのコレクタは直接、ト
ランジスタＴｒ２のコレクタは検出用抵抗器ＲＣを介し
て、共に燃料噴射弁２５，２７のコイル及びコンパレー
タ３０のプラス側入力端子に接続されている。従って、
ＣＰ（Ｊ３は出カポ−１〜１４を介してトランジスタ丁
ｒｉのオン・オフを制御することにより、細端を低抵抗
の限流抵抗器Ｒ１を介して電源ラインに接続された燃わ
１噴射弁２５．２７のコイルに流れる電流を制御して、
燃料噴射弁２５．２７を開閉弁することができる。

こうして電子式燃料噴射制御装置２０は、ゼンリ１１γ
２２から入力される諸パラメータとＲＯＭ５内に記憶さ
れたマツプ等に基づいて燃料用０４時間τを亦出し、こ
れにより出力ポート１４を介して燃料用Ｏ４弁２５．２
７の開弁時間を制御するが、こうした燃料噴射の制御は
周知のものなのでその説明は省略する。

一方、電子式燃わ１噴Ｏ］制御菰買２０のラッチ人カポ
−１〜１２は、コンパレーク３０の出力に接続されてい
る。この」ンパレータ３０は、そのプラス側入力端子が
電源電圧ｖｂを分圧する２つの抵抗器Ｒ２、Ｒ３の分圧
点に接続され、そのマイナス側入力端子が燃料噴射弁２
５．２７のコイルへの接ｖｃ端子ＸＣに接続されている
。従って、コンパレータ３０は、分圧抵抗器Ｒ２，Ｒ３
によって生成される比較電圧Ｖｃｍと燃料噴射すｉ’２
５．２７への接続端子Ｘｃの電圧■ｉｎとを比較し、そ
の結果をラッチ入力ボート１２に出力する。

ここで比較電圧Ｖｃｍは次のにうに定めている。

［１（ｊら、限流抵抗器Ｒ１の抵抗値を１１、燃料噴射
弁２５．２７の各コイルの抵Ｊ７“口直をｒｊ、１〜ラ
ンジスク１−ｒｌのオン抵抗をｒｎどすると、端子ＸＣ
の電圧Ｖｉｎは、電源電圧ｖｂを用いて、 Ｖｉｎ＝Ｖｂ　ｘｒｎ／　（ｒｌ＋ｒｎ＋ｒ、ｉ／２　
＞として表わされる。これに対し、燃料噴射弁２５゜２
７のいずれか一方のコイルが断線した時の端子電圧ｖｉ
ｎ−は、 Ｖｉｎ−＝ｖｂ　ｘｒｎ／　（ｒｌ＋ｒｎ＋ｒｊ）であ
る１、従って、Ｖｉｎ−＜Ｖｉｎとなり、比較電圧ｙｃ
ｍは、抵抗器Ｒ２、Ｒ３の抵抗値の温度変化ににる公差
を考慮して、常に Ｖｉｎ−＜　ｖｃｍ＜　ｖｉｎ となるＪ：うδ２定されている。

出力ポート１４を介して制御され、検出用抵抗器Ｒｃを
介して燃れ１噴躬弁２５．２７のコ、イルに電流を流す
トランジスタＴｒ２が、本実施例では電流供給手段とし
て働く。ラッチ八カポ−１〜１２は、その名の通り、コ
ンパレータ３０の出力が［１ウレベルからハイレベルに
立ら上がる時、これをラッチし、ＣＰｔＪ３によってク
リアされるまで、その状態を維持づる入カポ−１へであ
る。従って、コンパレータ３０の出力が［１ウレベルか
らハイレベルに反転する時、ラッチ入力ボート１２は値
′口こしッＩ−される。

本実施例では、このコンパレータ３０及びラッチ人力ポ
ート１２が異常検出手段の一部として動く。

以上の構成を右する本実施例の断線検出装置は、電子式
燃石噴則制御装置２０のＣＰＵ３の実行する割込処理に
より燃料噴射弁２５，２７のコイルの断線を検出する。

この割込処理ルーチンを第２図（Ａ＞、（Ｂ）に示した
。即ら、ＣＰＵ３は、３６０［℃Ａ］ｆ７ｊに、第２図
（Ａ＞に示す割込ルーチンを実行する。この３６０’［
’ＣＡ］角の割込は、２気筒り゛つグループ噴射を実施
１゛る燃料噴射弁２５．２７の聞か時間と重ならないタ
イミングに生じるにう予め定められている。

割込ルーチンが起動されると、ＣＰ　Ｕ　３は、ラッチ
人力ポート１２をクリアする処理を行ない（ステップ１
００）、続いて１〜ランジスタＴｒ２をオンとづる条件
が総て成立しているか否かを判断覆る（ステップ１１０
）。この判断は、（ａ）内燃機関の回転数が一定以上必
って内燃機関が始動状態で％いこと、（ｂ）アイドルス
イッチがオンとなっていること、（Ｃ）前回、燃料噴射
弁２５゜２７がΔノしていた時間が今からオンしようと
する１−ランジスタＴｒ２のＡン時間よりし充分に長か
ったこと、の三条件が総て満たされているか否かにＪ：
って行イ【われる。ひとつで−す満たされていなりれば
、処理はステップ１２０へ進み、ＣＰＵ３に内蔵された
コンベアレジスタによる割込をマスク（不許可）して「
Ｒ丁Ｎ」へＦ；Ｌ＆プて本割込ルーチンを終了する。

一方、三条件が満たされていれば、出力ポート１４を介
してトランジスタＴｒ２をオンすると共に（ステップ１
３０）　、ＣＰＵ３に内蔵されたコンベアレジスタにト
ランジスター１’−ｒ２をオフすべき時刻をセラ１〜す
る（ステップ１４０）。更にコンベアレジスタによる割
込を許可、即ら割込マスクの解除を行なった後（ステッ
プ１５０）、ｒ　ＲＴ　Ｎ　Ｊへ扱けて本割込ルーチン
を終了する。

ＣＰＵ３内部のコンベアレジスタは、ＣＰＵ３に内蔵さ
れたタイマのカラン１〜値がコンベアレジスタの値に一
致した時、周知のコンベアレジスタυ１込を発生する。

この時、第２図（Ｂ）に示す割込ルーチンが実行され、
まず、検出用のトランジスタＴｒ２がオフとされる（ス
テップ１６０）　、、続いてＣＰＵ３はラッチ人力ポー
ト１２をアクレスし、ラッチ入力が値１にゼッ１〜され
ているか否かを判断する（ステップ１７０）。

ラッチ人カポ−１〜１２がセラ１〜（ｆ＋ｊｆ１）され
てい’ｃＬ　Ｃプれば、処Ｌ！Ｉ！、　（ｉｌステップ
１８０に進み、燃おｌ噴射弁２５．２７のコイルは正常
であるとして、ＲＡＭ７に保存されているフラグＥＲｉ
ｎｊをクリア覆る。一方うッチ入カボート′１２がレッ
１へされていれば、処、埋はステップ１９０に進み、燃
料噴射弁２５．２７のコイルは異常、叩ら断線している
として、ＲＡＭ７に保存されているフラグＥＲ１ｎｊを
セラ１〜し、これを断線発生と判定してバックアップＲ
ＡＭ８に記憶する（ステップ２００＞。

以−１二の処理の後、ｒＲＴＮＪへ１ムけて本割込ルー
チンを終了する。

以上説明した断線検出装置の処理の一例を、第３図のタ
イミングブ鵞？−トに示した。即ら、断線検出用のトラ
ンジスタＴｒ２は、燃料噴射制御用の１〜ランジスタＴ
ｒｌがオフした後に所定時間ｔ１だけオンされるが、こ
の時、限流抵抗器Ｒ１−燃料噴射弁２５．２７のコイル
−検出用抵抗器ＲＣ−１−ランジスクＴｒ２の回路を流
れる負荷電流■は、第３図に承りように、燃料噴射弁２
５．２７が開弁じない程度に（開弁レベルｌ０Ｉ）以下
で）流れる。

この結果、端子ＸＣの電圧ｖｉｎも同図の如く変化覆る
。燃お１哨剣か２５．２７のいずれかのコイルが断線す
ると、燃料噴射弁２５．２７の全体でのインピーダンス
は大きくなるので負荷電流は、第３図に破線ｑに承りよ
うに低下する。この時、端子Ｘｃの電圧も低下しく第３
図、一点鎖線［１）、比較電圧ｖｃｍを下回ることにな
る。この結果、コンパレータ３０の出力はロウレベルか
ら、ハイレベルに反転する（第３図、タイミングｔ２．
　［３）。

ラッチ人力ポート１２はトランジスタＴｒ２のオン直前
にクリアされるが、コンパレータ出力３０の出力が立ら
上がる時セラ１−されるので、トランジスタ１−ｒ２が
オフした直後のラッチ人力ポート１２の出力状態から、
正常・異常を判定することができる。そこで燃料噴射弁
２５．２７のコイルが断線した１１）には、ＣＰＵ３は
ラッヂ入カポ−１〜１２の出力状態を読み込むことにに
す、ぞの値が１になっていることから、＝１イルの断線
を知ることができる。

以上説明したように、本実施例の断線検出装置によれば
、燃料噴射弁２５．２７のコイルの断線による負荷電流
の変化を検出用抵抗器ＲＣの電位ｙｉｎにより容易に検
出することができる。従って、断線が生じた時にセラ１
〜されるフラグＥＲｉｎｊを用いてこれを自己診断装置
に伝達し、インパネの表示等にＪ、り運転者に警告げる
ことができる。

次に本発明の第２実施例について説明づ゛る。第２実施
例の異、＋１１検出装置は、第４図にその要部を示すよ
うに、第１実施例と同様、電子式燃料噴射制御装置２０
と一体に組み込まれている。本実施例では、第１実施例
におけるラッチ入力ボート１２に替えてアナログパノノ
ボー１〜１３が設けられており、＝１ンパレータ３０及
び分圧抵抗器Ｒ２，Ｒ３は設Ｃノられていない。他は、
第１実施例と同様の’＋ｂ１成でおる。

本実施例では、第５図のタイミングヂャートに示ずＪ、
うに、燃ｒ４１噴射用の１−ランシスタＴｒｌのオン、
オフに関係なく、内燃機関が始動状態でなくかつアイド
ルスイッチがオンの時に所定のタイミングで１−ランシ
スタＴｒ２をオンとする（第５図タイミングｓｌ）。こ
の結果、燃わ１噴射弁２５．２７のコイルには燃お１噴
射弁２５．２７を開弁させる最低の電流Ｉｏｐを越える
ことのない電流が検出用抵抗器ＲＣを介して常１］）流
される。この時、トランジスタ１−ｒｌがオンした口４
に燃わｌ噴射弁２５，２７が開弁して燃料噴射が始まる
までの時間Ｔ（無効燃料噴射時間）が短くなるが、これ
はラフ１−ウェアにより補正しておくことができる。

燃料噴射用の１〜ランジスタＴｒｉがオフしており、検
出用のｌ−ランシスターｒｒ２がオンしている［１５に
、アナログ人カポ−１〜１３を介して端子Ｘｃの電圧Ｖ
ｉｎ４−読み込むことにＪこり（第５図クィミングｓ２
゜Ｓ３．　Ｓ４）　、燃料噴射弁２５，２７のコイルの
断線を知ることができる。即らひとつのコイルが断線し
た時には、第５図破線ｍで示ずように、端子ＸＣの電圧
Ｖｉ口は比較値より低くなるので、アナログ人力ポート
１３を介して読み込んだ電圧Ｖｉｎに基づいて、容易に
断線を検出することができるので必る。尚、比較値は、
燃、ｌ！；＋噴射弁２５．２７の周囲温度や燃料噴射弁
２５．２７の作動開始からの経過時間等の条件から、所
定の補正を施してお（すば、一層正確にコイルの断線を
検出することができる。

従って、本実施例によれば、第１実施例の効果に加えて
、回路構成及びプログラムを簡略化しえるという効果−
ｂ　Ｉｓ？られている。

次に、本発明の第３実施例について説明する。

第３実施例の異常検出装置は、その要部を第６図に承り
−Ｊζうに、第１実施例に４３ける１ヘランジスク−「
ｒ２に台えて定電流源ＣＩを出カポ−１−１４に接続し
たこと、及びコンパレータ３．０のプラス側の入力を端
子Ｘｃに替えて燃第１３１噴則弁２５．２７の両端の電
圧を差動増幅する差動増幅器ＡｄＯｒの出力に接続した
ことの２点を除いて、他は第１実施例と同様の（１４成
を右Ｊる。

本実施例では、第１実施例においてトランジスター１−
「２をオンとしたタイミングで定電流源ＣＩを作動させ
、燃料噴射弁２５．２７に定電流ＩＣ０ｎＳｔを流づ−
０この結果、燃わｌ噴射弁２５．２７の両端にほぞのイ
ンピーダンスに応じた電圧が発生するので、これを痩動
増幅器Ａｄｅ「で増幅後、コンパレータ３０で比較し、
ラッチ人力ボートを介して読み込む。即ら、燃料噴射弁
２５．２７のいずれかのコイルが断線すれば、これをそ
の両端の電位の変化として簡易に取り出すことができる
のである。

従って、本実施例によれば、第１実施例と同様の効果を
秦する上、検出に供される電位差の断線による変化がき
わめて大きいので、一層容易かつ確実に断線を検出する
ことができるという効果もｊＷＪｅれでいる。

次に本発明の第４実施例について説明する。第４実施例
としての異常検出装置は、第７図にその要部のＷｘ略構
成を承りように、第１実施例の構成に史に二１ンバレー
タ３０ａおよび分圧抵抗器Ｒ２ａ。

Ｒ３αを備えている。コンパレータ３０ａのマイナス側
入力は、燃料噴射弁への接続端子ＸＣに接続されてａ３
す、ぞの出力は、ラッチ入カポ−１〜１２に接続されて
いる。一方、コンパレータ３０Ｈのプラス個人ツノに接
続された分圧抵抗５Ｒ２ａ、　Ｒ３ａの分圧点の電圧Ｖ
ｃｍａは、電源電圧ｖｂより若干低目に設定されている
。従って、燃料噴ｑ４弁２５゜２７のコイルの断線につ
いては、コンパレータ３０の出力によってセットされる
ラッチ入カポ−１−′１２の出ツノ状態によって、第１
実施例と同様にこれを検出することができる上、更に、
コンパレータ３０　ａの出力によってセラ１−されるラ
ップ人力ボート１２の出力状態によって、燃Ａ′３１噴
射弁２５゜２７のコイルの短絡故障の発生−し検出する
ことができる。即ら、コ、イルが短絡した場合には、ト
ランジスタｌ−ｒ２がオンしても、接続端子ＸＣ（７）
電圧ｖｉｎはほとんど低下していないことから、コンパ
尚、本実施例では断線と短絡を共に検出しえるよ以上、
本発明の幾つかの実施例について説明したが、本発明は
これらの実施例に何等限定されるものではなく、例えば
電子式燃料噴射制御装置とは別体に設置プだ構成など、
本発明の要旨を変更しない範囲において種々なる態様で
実施しえることは勿論である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の異常検出装置は極めて簡
易な構成により、燃料噴射弁のコイルの異常を確実に検
出することができるという優れた効果を奏する。従って
、燃料噴射弁が作動していない状態に気づかず運転を続
行し、排ガス中の有害成分不慮の増加や運転性能あるい
は燃費の不慮の低下を招致することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例としての異常検出装置の概略
構成図、第２図（Ａ）、（Ｂ）は各々第１実施例におけ
る断線検出の処理を示すフローチｔ＝−１〜、第３図は
第１実施例における動作の一例を承りタイミングチャー
ト、第４図は本発明第２実ｈ１！ｉ例としての異常検出
装置の要部を示１概略構成図、第５図は第２実施例にお
ＩＪる動作の一例を示すタイミングチｔ・−ト、第６図
は第３実施例としての異常検出装置の要部を承り概略構
成図、第７図は第４実施例としての異常検出装置の要部
を示す概略構成図、第８図は従来の燃料噴ＱＪ弁の駆動
回路図、である。 ２０・・・電子式燃料噴射制御装置 ２２・・・セン１ノ４ｆ ２５．２７・・・燃料噴ｑ」弁 ３０・・・コンパレータ Δｄｅｒ・・・差動増幅器 Ｒ１・・・限流抵抗器 Ｒｃ・・・検出用抵抗器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　スイッチング手段により制御される電流によって一括
   して開閉弁される複数の燃料噴射弁のコイルの異常を検
   出する異常検出装置であって、上記スイッチング手段と
   並列に接続され、少なくとも燃料噴射弁の閉弁時に該燃
   料噴射弁が開弁に至らない電流を供給する電流供給手段
   と、該供給された電流が流れる回路の所定の部位に生じ
   る電位差に基づいて、上記燃料噴射弁の異常を検出する
   異常検出手段と、 を備えた燃料噴射弁の異常検出装置。