内燃機関制御装置
【課題】内燃機関制御装置の昇圧回路が故障したときにもインジェクタを励磁することができるようにして、フェイルセイフ機能、高精度の制御、回路の発熱の抑制を図った。
【解決手段】昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタの開弁を促進させるためのプリチャージ電流、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【解決手段】昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタの開弁を促進させるためのプリチャージ電流、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の内燃機関制御装置、特にそのインジェクタの駆動回路における昇圧回路が故障した場合でも、現状の回路構成で安定して自動車用インジェクタを駆動する手段を備えた内燃機関制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用インジェクタ駆動回路としては、従来、例えば、特許文献１に記載されたものが知られており、開弁電流制御回路が、開弁に必要な電流をインジェクタに流した後、スイッチング素子をオフにして、緩やかに電流を立ち下げ、急峻立ち下げ下流側制御回路が、スイッチング素子をハーフ・オン状態にして、その後、保持電流に切り替えることが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、エンジンの燃料供給装置において、開弁信号と保持信号の論理積が成立した場合に、ソレノイドへの電流の供給を行い、燃料噴射パルスの開始時から開弁電流が所定電流値に到達するまでの時間が所定時間より短い場合、燃料噴射装置の異常判定を行うことが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３-２７９９４号公報
【特許文献２】特開２００４-１２４８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路（1気筒分）の回路図を示す。この回路は、インジェクタ制御装置５、昇圧用コイル１、ダイオード２、スイッチング用MOSFET３、電解コンデンサ４、電流検出抵抗６を使用して昇圧回路を構成する部分と、インジェクタ制御装置５、ピーク電流用MOSFET７、保持電流用MOSFET８、下流側用MOSFET１１、逆流防止ダイオード９、フライホイール用ダイオード１２、インジェクタ用ソレノイドコイル１０、電流検出抵抗１３を使用して、インジェタ駆動回路を構成する部分の２つに分かれる。
【０００６】
前記ピーク電流用MOSFET７、保持電流用MOSFET８、下流側用MOSFET１１に、図２の２〜４段目に示された駆動信号が印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル１０に流れる電流値を、図１に示された電流検出抵抗13によりモニタし、インジェクタ制御装置５にフィードバックさせて電流制御を行い、図２の１段目に示されたインジェクタ電流１０-Ａがインジェクタ用ソレノイドコイル１０に流れる。
【０００７】
この回路構成の場合、昇圧回路の電解コンデンサ４がGNDショートを起こして故障した場合、保持電流用MOSFET８からの電流が、ピーク電流MOSFET７に逆流してしまい、インジェクタ用ソレノイドコイル１０に電流を流すことができなくなり、インジェクタを駆動させることができなくなるという問題点があった。
【０００８】
また、昇圧回路が故障したと判断した場合、図３の２段目から４段目に示す駆動信号を、それぞれMOSFET７、８、１１に印加して、図３の１段目に示す電流波形を形成することはできた。しかし、図３に示す波形では、電流波形が一定であるため、インジェクタを開弁させるために必要な最大電流を全通電領域にわたり通電させることになり、駆動回路の発熱が増大するので、エンジン回転数の上限に大きく制約をつけなければならないという問題点があった。
【０００９】
さらに、この回路構成では、電流の立下りを急峻に立ち下げることがツェナーダイオードを追加することで可能であるとはいえ、ツェナーダイオードによる発熱が大きく、回転数制限を更に大きくつけなければならないという問題点もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の内燃機関制御装置は、昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の内燃機関制御装置は、昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタの開弁を促進させるためのプリチャージ電流、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする内燃機関制御装置。
【００１５】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立下りを待つ時間が長くなる場合、対向気筒のインジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立ち上がりとラップする前のタイミングで、前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１および２に係る発明によれば、インジェクタを駆動する内燃機関制御装置において、昇圧回路が故障したときに、故障した昇圧回路を使用せずに、電源電圧を用いてインジェクタ用ソレノイドコイルを励磁することにより、インジェクタを開弁する第１の保持電流と、第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させるので、昇圧回路の故障時にもインジェクタ駆動できるというフェイルセイフ機能を可能とすると共に、インジェクタの開弁状態を保持するための第２の保持電流に第１の保持電流より低電流を用いたことにより、インジェクタ電流を一定にした場合と比べて、駆動回路の発熱を抑えることができる。
【００１８】
また、請求項３および６に係る発明によれば、昇圧回路が故障したときに、インジェクタ駆動電流の立ち下がり時にインジェクタに流れる電流を監視し、駆動制御部にフィードバックして、駆動電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて下流側のスイッチング素子を遮断させることで、回生電流を昇圧回路側に流さないようにすることができ、昇圧回路の故障の悪化を防ぐことができる。
【００１９】
また、請求項４および５に係る発明によれば、昇圧回路の故障時にもインジェクタ駆動できるという前記フェイルセイフ機能と、インジェクタの開弁状態を保持するための第２の保持電流に第１の保持電流より低電流を用いたことによる前記駆動回路の発熱を抑制に加えて、プリチャージ電流を用いることにより、昇圧回路を使用せずにインジェクタ開弁の応答性を改善し、より高精度のインジェクタ制御を可能とする。
【００２０】
また、請求項７に係る発明によれば、内燃機関の各気筒間の相互干渉を防止して安定したエンジン制御を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態である各実施例について、以下、図面を用いて説明する。
【００２２】
[実施例１]
図４は、本発明の実施例１の回路構成を示す。この回路は、インジェクタ制御装置１４、昇圧コイル１５、ダイオード１６、スイッチング用MOSFET１７、電解コンデンサ１８、電流検出抵抗２０により昇圧回路が構成され、外部から供給されるバッテリ電圧VBを昇圧する。昇圧コイル１５で昇圧された昇圧電圧VHは、ピーク電流用MOSFET２１の上流側に印加され、MOSFET２１の下流側は、逆流防止用ダイオード２４のアノード側に接続される。逆流防止ダイオード２４のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル２５が接続される。
【００２３】
保持電流用MOSFET２２は、その上側に外部から供給されるバッテリ電圧VBが印加され、その下流側には逆流防止用ダイオード２３のアノード側が接続される。逆流防止用ダイオード２３のカソード側にインジェクタ用ソレノイドコイル２５が接続される。インジェクタ用ソレノイドコイル２５の下流側は、下流側用MOSFET２６の上流側に接続され、MOSFET２６の下流側には電流検出抵抗１９が接続される。また、フライホイール用ダイオード２７は、そのアノード側をGNDに、そのカソード側を逆流防止用ダイオード２３、２４のカソード側に接続される。
【００２４】
図５の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET２１、保持電流用MOSFET２２、下流側用MOSFET２６に印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル２５の電流値を電流検出抵抗１９によりモニタし、インジェクタ制御装置１４にフィードバックさせて電流制御を行い、その結果、図５の１段目に示された、インジェクタを開弁するピーク電流、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第１の保持電流、発熱を抑えるために必要な第２の保持電流で構成される電流がインジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる。
【００２５】
インジェクタ制御装置１４が、インジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる電流値異常を電流検出抵抗１９でモニタすることにより検知した場合、もしくは、インジェクタ制御装置１４が昇圧電圧の異常を検出した後、一定時間経過しても改善しない場合、昇圧回路故障と判定される。この場合、図５のピーク電流立ち上がり期間２９では、昇圧回路を使用してピーク電流を形成するため、その故障により図５の１段目に示された電流波形を形成できなくなる。
【００２６】
そこで、MOSFET２１、２２、２６に印加する駆動信号を、図６の２〜４段目に示された波形に変更し、図６の１段目に示されたインジェクタ電流に変更する。このとき、従来の回路とは異なり、ピーク電流用MOSFET２１と保持電流用MOSFET２２に供給する電源が分けられ、かつ、逆流防止用ダイオード２３、２４が追加されているので、昇圧回路が壊れても、保持電流用MOSFET２２に電源は供給され、図６の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル２５に電流を流すことができ、インジェクタを駆動することができる。
【００２７】
図６に示されたピーク電流のない２段からなる電流波形では、図３に示された一定の電流波形における駆動回路の発熱の増大やエンジン回転数の上限の大きな制約を回避することができる。
【００２８】
そして、ピーク電流用MOSFET２１と保持電流用MOSFET２２をOFFとし、下流側用MOSFET２６をONとした場合、フライホイール用ダイオード２７によりインジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる電流エネルギーを消費できるので、昇圧回路を使用しないで済むことができる。
【００２９】
さらに、電流の立ち下がり時にインジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる電流を監視し、駆動電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて下流側用MOSFET２６をOFFすることにより、MOSFET２６のドレイン・ゲート間に接続したツェナーダイオード２８により、インジェクタ用ソレノイドコイルの電気エネルギーを消費させることができる。
以上のようにして、図３に示した従来例における昇圧回路の故障の場合に発生する回路の発熱を回避することができる。
【００３０】
[実施例２]
図７は、本発明の実施例２の回路構成を示す。この回路は、インジェクタ制御装置４９、昇圧コイル３６、ダイオード３７、スイッチング用MOSFET３８、電解コンデンサ３９、電流検出抵抗４１により昇圧回路が構成され、外部から供給されるバッテリ電圧VBを昇圧する。昇圧コイル３６で昇圧させた昇圧電圧VHは、ピーク電流用MOSFET４２のソース側に印加され、MOSFET４２のドレイン側は逆流防止用ダイオード４５のアノード側に接続される。逆流防止ダイオード４５のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル４７が接続される。
【００３１】
電流保持用MOSFET４３は、そのドレイン側に外部から供給されるバッテリ電圧VBが印加され、そのソース側は逆流防止用ダイオード４４のアノード側に接続される。逆流防止用ダイオード４４のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル４７が接続される。インジェクタ用ソレノイドコイル４７の下流側は、下流側用MOSFET４８のドレイン側に接続され、MOSFET４８のソース側は電流検出抵抗３５に接続される。また、フライホイール用ダイオード４０は、そのアノード側をGNDに、そのカソード側を逆流防止用ダイオード４４、４５のカソード側に接続される。さらに、回生用ダイオード４６は、そのカソード側がピーク電流用MOSFET４２のソース側に接続され、そのアノード側が下流側用MOSFET４８のドレイン側に接続される。
【００３２】
図８の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET４２、保持電流用MOSFET４３、下流側用MOSFET４８に印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル４７の電流値を電流検出抵抗３５によりモニタし、インジェクタ制御装置４９にフィードバックさせて電流制御を行い、その結果、図８の１段目に示された電流がインジェクタ用ソレノイドコイル４７に流れる。
【００３３】
インジェクタ制御装置４９が、インジェクタ用ソレノイドコイル４７に流れる電流値異常を電流検出抵抗３５でモニタすることにより検知した場合、もしくは、インジェクタ制御装置４９が昇圧電圧の異常を検出した後、一定時間経過しても改善しない場合、昇圧回路故障と判定される。この場合、図８の期間５２、５３、５５、５７では昇圧回路を使用して、図８の１段目に示す電流波形を形成しているため、昇圧回路の故障により図８の電流波形を形成できなくなる。
【００３４】
そこで、MOSFET４２、４３、４８に印加する駆動信号を図９の２〜４段目に示された波形に変更する。このとき、従来の回路とは異なり、ピーク電流用MOSFET４２と保持電流用MOSFET４３に供給する電源が分けられ、かつ、逆流防止用ダイオード４４、４５が追加されているので、昇圧回路が壊れても、保持電流用MOSFET４３に電源は供給され、図９の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル４７に電流を流すことができ、インジェクタを駆動することができる。
【００３５】
そして、ピーク電流用MOSFET４２と保持電流用MOSFET４３をOFFとし、下流側用MOSFET４８をONとした場合、フライホイール用ダイオード４０によりインジェクタ用ソレノイドコイル４７に流れる電流エネルギーを消費できるので、昇圧回路を使用しないで済むことができ、回生電流を昇圧回路側に流さないようにすることができる。
【００３６】
特に、故障時の保持電流立下り期間６４においては、通常の昇圧回路を用いた場合、電流モニタする必要なく電流を零まで立ち下げることができるが、昇圧回路を用いない場合は、下流側MOSFET４８をONさせて、フライホイール用ダイオードによりエネルギー消費させるので、電流モニタを継続し、電流が零になる直前に下流側MOSFET４８をOFFする。このようにすることで、図９の１段目に示されたインジェクタ電流の波形について、各期間の時間と電流値を変更することができるため、インジェクタの開弁応答を早めて高精度制御が可能となり、また、発熱も抑えることができる。
【００３７】
[実施例３]
図１０は、本発明の実施例３の回路構成を示す。この回路は、インジェクタ制御装置７０、昇圧コイル６５、ダイオード６６、スイッチング用MOSFET６７、電解コンデンサ６８、電流検出抵抗６９により昇圧回路が構成され、外部から供給されるバッテリ電圧VBを昇圧する。昇圧コイル６５で昇圧させた昇圧電圧VHは、ピーク電流用MOSFET７２のソース側に印加され、MOSFET７２のドレイン側は逆流防止用ダイオード７４のアノード側に接続される。逆流防止ダイオード７４のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９が並列に接続される。
【００３８】
保持電流用MOSFET７１は、そのドレイン側に外部から供給されるバッテリ電圧VBが印加され、そのソース側は、逆流防止用ダイオード７３のアノード側に接続される。逆流防止用ダイオード７３のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９が並列に接続される。
【００３９】
インジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９の下流側は、それぞれ下流側用MOSFET８０、８１のドレイン側に接続され、MOSFET８０、８１のソース側には、電流検出抵抗８２が接続される。また、フライホイール用ダイオード７５は、そのアノード側がGNDに、そのカソード側が逆流防止用ダイオード７３、７４のカソード側に接続される。さらに、回生用ダイオード７６、７７は、そのカソード側がピーク電流用MOSFET７２のソース側に、そのアノード側が下流側用MOSFET８０、８１のドレイン側に、それぞれ接続される。
【００４０】
図１１の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET７２、保持電流用MOSFET７１、下流側用MOSFET８０に印加され、これに続いて、図１２の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET７２、保持電流用MOSFET７１、下流側用MOSFET８１に印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９の電流値７８-Ａ、７９-Ａを電流検出抵抗８２でモニタし、インジェクタ制御装置７０にフィードバックさせて電流制御を行い、その結果、図１１の１段目に示された電流が、インジェクタ用ソレノイドコイル７８に流れ、これに続いて、図１２の１段目に示された電流が、インジェクタ用ソレノイドコイル７９に流れる。
【００４１】
インジェクタ制御装置７０が、インジェクタ用ソレノイドコイル７８-Ａ、７９-Aに流れる電流値異常を電流検出抵抗８２でモニタすることにより検知した場合、もしくは、インジェクタ制御装置７０が昇圧電圧の異常を検出した後、一定時間経過しても改善しない場合、昇圧回路故障と判定される。
【００４２】
昇圧回路故障の場合、図１１の期間８５、８６、８８、９０では昇圧回路を使用して、図１１の１段目に示された電流波形を形成しているため、昇圧回路の故障により図１１の電流波形を形成できなくなる。そこで、MOSFET７２、７１、８０に印加する駆動信号を図１３の２〜４段目に示された波形に変更する。このとき、従来の回路とは異なり、ピーク電流用MOSFET７２と保持電流用MOSFET７１に供給する電源が分けられ、かつ、逆流防止用ダイオード７３、７４が追加されているので、昇圧回路が壊れても、保持電流用MOSFET７１に電源は供給され、図１３の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル７８に電流を流すことができ、インジェクタを駆動することができる。
【００４３】
また、昇圧回路故障の場合、図１２の期間９３、９４、９６、９８では昇圧回路を使用して、図１２の１段目に示された電流波形を形成しているため、昇圧回路の故障により図１２の電流波形を形成できなくなる。そこで、MOSFET７２、７１、８１に印加する駆動信号を図１４の２〜４段目に示された波形に変更する。このとき、昇圧回路が壊れても保持電流用MOSFET７１に電源が供給されるので、図１４の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル７９に電流を流すことができ、これを駆動することができる。
【００４４】
そして、ピーク電流用MOSFET７２と保持電流用MOSFET７１をOFF、下流側用MOSFET８０または８１をONとする場合、フライホイール用ダイオード７５によりインジェクタ用ソレノイドコイル７８または７９の電気エネルギーを消費することができるので、昇圧回路を使用しないで済むことができる。さらに、図１３の期間１０３、１０５と、図１４の期間１１０、１１２では、インジェクタ用ソレノイドコイル７８または７９に流れる電流を監視し、駆動電流の立ち下りが零になる直前の閾値レベルにおいて下流側用MOSFET８０または８１をOFFする。以上のようにして、回生電流を昇圧回路側に流さないようにすることができる。
【００４５】
しかし、駆動電流の立下りが零になる直前になるまで待つため、対向気筒の立ち上がりとラップする可能性が増大する。そこで、先行して通電しているインジェクタ電流と後発のインジェクタ電流がラップする場合には、後発のインジェクタ電流の通電を優先させ、その時点で駆動電流の立下りが閾値に達していなくても下流側MOSFET８０または８１をOFFさせる。これによりラップを防ぐことができる。また、図１３の期間９９と図１４の期間１０６において、プリチャージ電流を発生させているので、これにより、インジェクタを励磁させてインジェクタの開弁を促進させ、最小噴射量を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、自動車のインジェクタ用ソレノイドコイルだけでなく、昇圧回路を使用して電流制御することで駆動するアクチュエータ全般において、フェイルセイフ要求に対して、適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路（1気筒分）の回路構成を示す。
【図２】従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図３】従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路で、昇圧回路故障時の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図４】本発明の実施例１のインジェクタ駆動回路（１気筒分）の回路構成を示す。
【図５】本発明の実施例１のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における（正常時の）入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図６】本発明の実施例１のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図７】本発明の実施例２のインジェクタ駆動回路（１気筒分）の回路構成を示す。
【図８】本発明の実施例２のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における（正常時の）入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図９】本発明の実施例２のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図１０】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（２気筒分）の回路構成を示す。本発名による昇圧回路故障時のインジェクタの入力電圧波形と流入電流波形である。
【図１１】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路における（正常時の）入力電圧波形と第１気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【図１２】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における（正常時の）入力電圧波形と第２気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【図１３】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形と第１気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【図１４】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形と第２気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１，１５，３６，６５ 昇圧コイル、
２，１６ ダイオード、
３，１７，３８ スイッチング用MOSFET、
４，１８，３９ 電解コンデンサ、
５，１４，４９ インジェクタ制御装置、
６，２０ 電流検出抵抗、
７，２１，４２ ピーク電流用MOSFET、
８，２２，４３ 保持電流用MOSFET、
９，２３，２４，４４，４５ 逆流防止用ダイオード、
１０，２５，４７ インジェクタ用ソレノイドコイル、
１１，２６，４８ 下流側用MOSFET、
１２，２７，４０ フライホイール用ダイオード、
１３，１９，３５，４１ 電流検出抵抗、
２８ ツェナーダイオード、
３１ 第１保持電流一定期間、
３３ 第２保持電流一定期間、
３７ ダイオード、
４６ 回生用ダイオード、
５１ プリチャージ電流一定期間、
５４ 第１保持電流一定期間、
５６ 第２保持電流一定期間、
５９ 故障時プリチャージ電流一定期間、
６１ 故障時第１電流一定期間、
６３ 故障時第２電流一定期間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の内燃機関制御装置、特にそのインジェクタの駆動回路における昇圧回路が故障した場合でも、現状の回路構成で安定して自動車用インジェクタを駆動する手段を備えた内燃機関制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用インジェクタ駆動回路としては、従来、例えば、特許文献１に記載されたものが知られており、開弁電流制御回路が、開弁に必要な電流をインジェクタに流した後、スイッチング素子をオフにして、緩やかに電流を立ち下げ、急峻立ち下げ下流側制御回路が、スイッチング素子をハーフ・オン状態にして、その後、保持電流に切り替えることが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、エンジンの燃料供給装置において、開弁信号と保持信号の論理積が成立した場合に、ソレノイドへの電流の供給を行い、燃料噴射パルスの開始時から開弁電流が所定電流値に到達するまでの時間が所定時間より短い場合、燃料噴射装置の異常判定を行うことが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３-２７９９４号公報
【特許文献２】特開２００４-１２４８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路（1気筒分）の回路図を示す。この回路は、インジェクタ制御装置５、昇圧用コイル１、ダイオード２、スイッチング用MOSFET３、電解コンデンサ４、電流検出抵抗６を使用して昇圧回路を構成する部分と、インジェクタ制御装置５、ピーク電流用MOSFET７、保持電流用MOSFET８、下流側用MOSFET１１、逆流防止ダイオード９、フライホイール用ダイオード１２、インジェクタ用ソレノイドコイル１０、電流検出抵抗１３を使用して、インジェタ駆動回路を構成する部分の２つに分かれる。
【０００６】
前記ピーク電流用MOSFET７、保持電流用MOSFET８、下流側用MOSFET１１に、図２の２〜４段目に示された駆動信号が印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル１０に流れる電流値を、図１に示された電流検出抵抗13によりモニタし、インジェクタ制御装置５にフィードバックさせて電流制御を行い、図２の１段目に示されたインジェクタ電流１０-Ａがインジェクタ用ソレノイドコイル１０に流れる。
【０００７】
この回路構成の場合、昇圧回路の電解コンデンサ４がGNDショートを起こして故障した場合、保持電流用MOSFET８からの電流が、ピーク電流MOSFET７に逆流してしまい、インジェクタ用ソレノイドコイル１０に電流を流すことができなくなり、インジェクタを駆動させることができなくなるという問題点があった。
【０００８】
また、昇圧回路が故障したと判断した場合、図３の２段目から４段目に示す駆動信号を、それぞれMOSFET７、８、１１に印加して、図３の１段目に示す電流波形を形成することはできた。しかし、図３に示す波形では、電流波形が一定であるため、インジェクタを開弁させるために必要な最大電流を全通電領域にわたり通電させることになり、駆動回路の発熱が増大するので、エンジン回転数の上限に大きく制約をつけなければならないという問題点があった。
【０００９】
さらに、この回路構成では、電流の立下りを急峻に立ち下げることがツェナーダイオードを追加することで可能であるとはいえ、ツェナーダイオードによる発熱が大きく、回転数制限を更に大きくつけなければならないという問題点もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の内燃機関制御装置は、昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の内燃機関制御装置は、昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタの開弁を促進させるためのプリチャージ電流、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする内燃機関制御装置。
【００１５】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の内燃機関制御装置は、前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立下りを待つ時間が長くなる場合、対向気筒のインジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立ち上がりとラップする前のタイミングで、前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１および２に係る発明によれば、インジェクタを駆動する内燃機関制御装置において、昇圧回路が故障したときに、故障した昇圧回路を使用せずに、電源電圧を用いてインジェクタ用ソレノイドコイルを励磁することにより、インジェクタを開弁する第１の保持電流と、第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させるので、昇圧回路の故障時にもインジェクタ駆動できるというフェイルセイフ機能を可能とすると共に、インジェクタの開弁状態を保持するための第２の保持電流に第１の保持電流より低電流を用いたことにより、インジェクタ電流を一定にした場合と比べて、駆動回路の発熱を抑えることができる。
【００１８】
また、請求項３および６に係る発明によれば、昇圧回路が故障したときに、インジェクタ駆動電流の立ち下がり時にインジェクタに流れる電流を監視し、駆動制御部にフィードバックして、駆動電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて下流側のスイッチング素子を遮断させることで、回生電流を昇圧回路側に流さないようにすることができ、昇圧回路の故障の悪化を防ぐことができる。
【００１９】
また、請求項４および５に係る発明によれば、昇圧回路の故障時にもインジェクタ駆動できるという前記フェイルセイフ機能と、インジェクタの開弁状態を保持するための第２の保持電流に第１の保持電流より低電流を用いたことによる前記駆動回路の発熱を抑制に加えて、プリチャージ電流を用いることにより、昇圧回路を使用せずにインジェクタ開弁の応答性を改善し、より高精度のインジェクタ制御を可能とする。
【００２０】
また、請求項７に係る発明によれば、内燃機関の各気筒間の相互干渉を防止して安定したエンジン制御を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態である各実施例について、以下、図面を用いて説明する。
【００２２】
[実施例１]
図４は、本発明の実施例１の回路構成を示す。この回路は、インジェクタ制御装置１４、昇圧コイル１５、ダイオード１６、スイッチング用MOSFET１７、電解コンデンサ１８、電流検出抵抗２０により昇圧回路が構成され、外部から供給されるバッテリ電圧VBを昇圧する。昇圧コイル１５で昇圧された昇圧電圧VHは、ピーク電流用MOSFET２１の上流側に印加され、MOSFET２１の下流側は、逆流防止用ダイオード２４のアノード側に接続される。逆流防止ダイオード２４のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル２５が接続される。
【００２３】
保持電流用MOSFET２２は、その上側に外部から供給されるバッテリ電圧VBが印加され、その下流側には逆流防止用ダイオード２３のアノード側が接続される。逆流防止用ダイオード２３のカソード側にインジェクタ用ソレノイドコイル２５が接続される。インジェクタ用ソレノイドコイル２５の下流側は、下流側用MOSFET２６の上流側に接続され、MOSFET２６の下流側には電流検出抵抗１９が接続される。また、フライホイール用ダイオード２７は、そのアノード側をGNDに、そのカソード側を逆流防止用ダイオード２３、２４のカソード側に接続される。
【００２４】
図５の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET２１、保持電流用MOSFET２２、下流側用MOSFET２６に印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル２５の電流値を電流検出抵抗１９によりモニタし、インジェクタ制御装置１４にフィードバックさせて電流制御を行い、その結果、図５の１段目に示された、インジェクタを開弁するピーク電流、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第１の保持電流、発熱を抑えるために必要な第２の保持電流で構成される電流がインジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる。
【００２５】
インジェクタ制御装置１４が、インジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる電流値異常を電流検出抵抗１９でモニタすることにより検知した場合、もしくは、インジェクタ制御装置１４が昇圧電圧の異常を検出した後、一定時間経過しても改善しない場合、昇圧回路故障と判定される。この場合、図５のピーク電流立ち上がり期間２９では、昇圧回路を使用してピーク電流を形成するため、その故障により図５の１段目に示された電流波形を形成できなくなる。
【００２６】
そこで、MOSFET２１、２２、２６に印加する駆動信号を、図６の２〜４段目に示された波形に変更し、図６の１段目に示されたインジェクタ電流に変更する。このとき、従来の回路とは異なり、ピーク電流用MOSFET２１と保持電流用MOSFET２２に供給する電源が分けられ、かつ、逆流防止用ダイオード２３、２４が追加されているので、昇圧回路が壊れても、保持電流用MOSFET２２に電源は供給され、図６の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル２５に電流を流すことができ、インジェクタを駆動することができる。
【００２７】
図６に示されたピーク電流のない２段からなる電流波形では、図３に示された一定の電流波形における駆動回路の発熱の増大やエンジン回転数の上限の大きな制約を回避することができる。
【００２８】
そして、ピーク電流用MOSFET２１と保持電流用MOSFET２２をOFFとし、下流側用MOSFET２６をONとした場合、フライホイール用ダイオード２７によりインジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる電流エネルギーを消費できるので、昇圧回路を使用しないで済むことができる。
【００２９】
さらに、電流の立ち下がり時にインジェクタ用ソレノイドコイル２５に流れる電流を監視し、駆動電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて下流側用MOSFET２６をOFFすることにより、MOSFET２６のドレイン・ゲート間に接続したツェナーダイオード２８により、インジェクタ用ソレノイドコイルの電気エネルギーを消費させることができる。
以上のようにして、図３に示した従来例における昇圧回路の故障の場合に発生する回路の発熱を回避することができる。
【００３０】
[実施例２]
図７は、本発明の実施例２の回路構成を示す。この回路は、インジェクタ制御装置４９、昇圧コイル３６、ダイオード３７、スイッチング用MOSFET３８、電解コンデンサ３９、電流検出抵抗４１により昇圧回路が構成され、外部から供給されるバッテリ電圧VBを昇圧する。昇圧コイル３６で昇圧させた昇圧電圧VHは、ピーク電流用MOSFET４２のソース側に印加され、MOSFET４２のドレイン側は逆流防止用ダイオード４５のアノード側に接続される。逆流防止ダイオード４５のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル４７が接続される。
【００３１】
電流保持用MOSFET４３は、そのドレイン側に外部から供給されるバッテリ電圧VBが印加され、そのソース側は逆流防止用ダイオード４４のアノード側に接続される。逆流防止用ダイオード４４のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル４７が接続される。インジェクタ用ソレノイドコイル４７の下流側は、下流側用MOSFET４８のドレイン側に接続され、MOSFET４８のソース側は電流検出抵抗３５に接続される。また、フライホイール用ダイオード４０は、そのアノード側をGNDに、そのカソード側を逆流防止用ダイオード４４、４５のカソード側に接続される。さらに、回生用ダイオード４６は、そのカソード側がピーク電流用MOSFET４２のソース側に接続され、そのアノード側が下流側用MOSFET４８のドレイン側に接続される。
【００３２】
図８の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET４２、保持電流用MOSFET４３、下流側用MOSFET４８に印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル４７の電流値を電流検出抵抗３５によりモニタし、インジェクタ制御装置４９にフィードバックさせて電流制御を行い、その結果、図８の１段目に示された電流がインジェクタ用ソレノイドコイル４７に流れる。
【００３３】
インジェクタ制御装置４９が、インジェクタ用ソレノイドコイル４７に流れる電流値異常を電流検出抵抗３５でモニタすることにより検知した場合、もしくは、インジェクタ制御装置４９が昇圧電圧の異常を検出した後、一定時間経過しても改善しない場合、昇圧回路故障と判定される。この場合、図８の期間５２、５３、５５、５７では昇圧回路を使用して、図８の１段目に示す電流波形を形成しているため、昇圧回路の故障により図８の電流波形を形成できなくなる。
【００３４】
そこで、MOSFET４２、４３、４８に印加する駆動信号を図９の２〜４段目に示された波形に変更する。このとき、従来の回路とは異なり、ピーク電流用MOSFET４２と保持電流用MOSFET４３に供給する電源が分けられ、かつ、逆流防止用ダイオード４４、４５が追加されているので、昇圧回路が壊れても、保持電流用MOSFET４３に電源は供給され、図９の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル４７に電流を流すことができ、インジェクタを駆動することができる。
【００３５】
そして、ピーク電流用MOSFET４２と保持電流用MOSFET４３をOFFとし、下流側用MOSFET４８をONとした場合、フライホイール用ダイオード４０によりインジェクタ用ソレノイドコイル４７に流れる電流エネルギーを消費できるので、昇圧回路を使用しないで済むことができ、回生電流を昇圧回路側に流さないようにすることができる。
【００３６】
特に、故障時の保持電流立下り期間６４においては、通常の昇圧回路を用いた場合、電流モニタする必要なく電流を零まで立ち下げることができるが、昇圧回路を用いない場合は、下流側MOSFET４８をONさせて、フライホイール用ダイオードによりエネルギー消費させるので、電流モニタを継続し、電流が零になる直前に下流側MOSFET４８をOFFする。このようにすることで、図９の１段目に示されたインジェクタ電流の波形について、各期間の時間と電流値を変更することができるため、インジェクタの開弁応答を早めて高精度制御が可能となり、また、発熱も抑えることができる。
【００３７】
[実施例３]
図１０は、本発明の実施例３の回路構成を示す。この回路は、インジェクタ制御装置７０、昇圧コイル６５、ダイオード６６、スイッチング用MOSFET６７、電解コンデンサ６８、電流検出抵抗６９により昇圧回路が構成され、外部から供給されるバッテリ電圧VBを昇圧する。昇圧コイル６５で昇圧させた昇圧電圧VHは、ピーク電流用MOSFET７２のソース側に印加され、MOSFET７２のドレイン側は逆流防止用ダイオード７４のアノード側に接続される。逆流防止ダイオード７４のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９が並列に接続される。
【００３８】
保持電流用MOSFET７１は、そのドレイン側に外部から供給されるバッテリ電圧VBが印加され、そのソース側は、逆流防止用ダイオード７３のアノード側に接続される。逆流防止用ダイオード７３のカソード側にはインジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９が並列に接続される。
【００３９】
インジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９の下流側は、それぞれ下流側用MOSFET８０、８１のドレイン側に接続され、MOSFET８０、８１のソース側には、電流検出抵抗８２が接続される。また、フライホイール用ダイオード７５は、そのアノード側がGNDに、そのカソード側が逆流防止用ダイオード７３、７４のカソード側に接続される。さらに、回生用ダイオード７６、７７は、そのカソード側がピーク電流用MOSFET７２のソース側に、そのアノード側が下流側用MOSFET８０、８１のドレイン側に、それぞれ接続される。
【００４０】
図１１の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET７２、保持電流用MOSFET７１、下流側用MOSFET８０に印加され、これに続いて、図１２の２段目から４段目に示された駆動信号が、それぞれピーク電流用MOSFET７２、保持電流用MOSFET７１、下流側用MOSFET８１に印加されると、インジェクタ用ソレノイドコイル７８、７９の電流値７８-Ａ、７９-Ａを電流検出抵抗８２でモニタし、インジェクタ制御装置７０にフィードバックさせて電流制御を行い、その結果、図１１の１段目に示された電流が、インジェクタ用ソレノイドコイル７８に流れ、これに続いて、図１２の１段目に示された電流が、インジェクタ用ソレノイドコイル７９に流れる。
【００４１】
インジェクタ制御装置７０が、インジェクタ用ソレノイドコイル７８-Ａ、７９-Aに流れる電流値異常を電流検出抵抗８２でモニタすることにより検知した場合、もしくは、インジェクタ制御装置７０が昇圧電圧の異常を検出した後、一定時間経過しても改善しない場合、昇圧回路故障と判定される。
【００４２】
昇圧回路故障の場合、図１１の期間８５、８６、８８、９０では昇圧回路を使用して、図１１の１段目に示された電流波形を形成しているため、昇圧回路の故障により図１１の電流波形を形成できなくなる。そこで、MOSFET７２、７１、８０に印加する駆動信号を図１３の２〜４段目に示された波形に変更する。このとき、従来の回路とは異なり、ピーク電流用MOSFET７２と保持電流用MOSFET７１に供給する電源が分けられ、かつ、逆流防止用ダイオード７３、７４が追加されているので、昇圧回路が壊れても、保持電流用MOSFET７１に電源は供給され、図１３の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル７８に電流を流すことができ、インジェクタを駆動することができる。
【００４３】
また、昇圧回路故障の場合、図１２の期間９３、９４、９６、９８では昇圧回路を使用して、図１２の１段目に示された電流波形を形成しているため、昇圧回路の故障により図１２の電流波形を形成できなくなる。そこで、MOSFET７２、７１、８１に印加する駆動信号を図１４の２〜４段目に示された波形に変更する。このとき、昇圧回路が壊れても保持電流用MOSFET７１に電源が供給されるので、図１４の１段目に示された電流波形を形成することができる。その結果、インジェクタ用ソレノイドコイル７９に電流を流すことができ、これを駆動することができる。
【００４４】
そして、ピーク電流用MOSFET７２と保持電流用MOSFET７１をOFF、下流側用MOSFET８０または８１をONとする場合、フライホイール用ダイオード７５によりインジェクタ用ソレノイドコイル７８または７９の電気エネルギーを消費することができるので、昇圧回路を使用しないで済むことができる。さらに、図１３の期間１０３、１０５と、図１４の期間１１０、１１２では、インジェクタ用ソレノイドコイル７８または７９に流れる電流を監視し、駆動電流の立ち下りが零になる直前の閾値レベルにおいて下流側用MOSFET８０または８１をOFFする。以上のようにして、回生電流を昇圧回路側に流さないようにすることができる。
【００４５】
しかし、駆動電流の立下りが零になる直前になるまで待つため、対向気筒の立ち上がりとラップする可能性が増大する。そこで、先行して通電しているインジェクタ電流と後発のインジェクタ電流がラップする場合には、後発のインジェクタ電流の通電を優先させ、その時点で駆動電流の立下りが閾値に達していなくても下流側MOSFET８０または８１をOFFさせる。これによりラップを防ぐことができる。また、図１３の期間９９と図１４の期間１０６において、プリチャージ電流を発生させているので、これにより、インジェクタを励磁させてインジェクタの開弁を促進させ、最小噴射量を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、自動車のインジェクタ用ソレノイドコイルだけでなく、昇圧回路を使用して電流制御することで駆動するアクチュエータ全般において、フェイルセイフ要求に対して、適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路（1気筒分）の回路構成を示す。
【図２】従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図３】従来の内燃機関制御装置におけるインジェクタ用ソレノイドコイルの駆動回路で、昇圧回路故障時の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図４】本発明の実施例１のインジェクタ駆動回路（１気筒分）の回路構成を示す。
【図５】本発明の実施例１のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における（正常時の）入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図６】本発明の実施例１のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図７】本発明の実施例２のインジェクタ駆動回路（１気筒分）の回路構成を示す。
【図８】本発明の実施例２のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における（正常時の）入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図９】本発明の実施例２のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形とインジェクタ電流波形を示す。
【図１０】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（２気筒分）の回路構成を示す。本発名による昇圧回路故障時のインジェクタの入力電圧波形と流入電流波形である。
【図１１】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路における（正常時の）入力電圧波形と第１気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【図１２】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における（正常時の）入力電圧波形と第２気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【図１３】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形と第１気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【図１４】本発明の実施例３のインジェクタ駆動回路（１気筒分）における故障時の入力電圧波形と第２気筒のインジェクタ電流波形を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１，１５，３６，６５ 昇圧コイル、
２，１６ ダイオード、
３，１７，３８ スイッチング用MOSFET、
４，１８，３９ 電解コンデンサ、
５，１４，４９ インジェクタ制御装置、
６，２０ 電流検出抵抗、
７，２１，４２ ピーク電流用MOSFET、
８，２２，４３ 保持電流用MOSFET、
９，２３，２４，４４，４５ 逆流防止用ダイオード、
１０，２５，４７ インジェクタ用ソレノイドコイル、
１１，２６，４８ 下流側用MOSFET、
１２，２７，４０ フライホイール用ダイオード、
１３，１９，３５，４１ 電流検出抵抗、
２８ ツェナーダイオード、
３１ 第１保持電流一定期間、
３３ 第２保持電流一定期間、
３７ ダイオード、
４６ 回生用ダイオード、
５１ プリチャージ電流一定期間、
５４ 第１保持電流一定期間、
５６ 第２保持電流一定期間、
５９ 故障時プリチャージ電流一定期間、
６１ 故障時第１電流一定期間、
６３ 故障時第２電流一定期間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された内燃機関制御装置において、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項４】
昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタの開弁を促進させるためのプリチャージ電流、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載された内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された内燃機関制御装置において、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項７】
請求項１から６に記載された内燃機関制御装置において、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立下りを待つ時間が長くなる場合、対向気筒のインジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立ち上がりとラップする前のタイミングで、前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項１】
昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された内燃機関制御装置において、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項４】
昇圧回路、スイッチング素子、電流検出抵抗及び制御装置を備えて、該昇圧回路を用いて電源電圧を昇圧し、かかる昇圧電圧をインジェクタ用ソレノイドコイルに流すように該制御装置が該スイッチング素子を制御する内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路が故障した際に、前記昇圧電圧を使用せずに、かつ、ピーク電流を作らずに、前記電源電圧を用いて前記インジェクタ用ソレノイドコイルを励磁させて、インジェクタの開弁を促進させるためのプリチャージ電流、インジェクタを開弁するための第１の保持電流、該第１の保持電流より低電流であって、インジェクタの開弁状態を保持するのに必要な第２の保持電流を発生させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載された内燃機関制御装置において、
前記昇圧回路からピーク電流用スイッチング素子と逆流防止用ダイオードを順次介して前記インジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路と、これに並列に、電源から保持電流用スイッチング素子と逆流防止ダイオードを介してインジェクタ用ソレノイドコイルに導く電流路を設けて前記電源電圧を前記インジェクタ用ソレノイドコイルに直接導く電流路を設けたことを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された内燃機関制御装置において、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルの下流側に、下流側用スイッチング素子と前記電流検出抵抗を順次設け、前記電流検出抵抗の下流側から前記インジェクタ用ソレノイドコイルの上流側にフライホイールダイオードを設けて、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流を、前記フライホイールダイオードを利用して立下げる時に、該電流を監視し、該電流の立下りが零になる直前の閾値レベルにて前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項７】
請求項１から６に記載された内燃機関制御装置において、
前記インジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立下りを待つ時間が長くなる場合、対向気筒のインジェクタ用ソレノイドコイルに流れる電流の立ち上がりとラップする前のタイミングで、前記下流側用スイッチング素子を遮断することを特徴とする内燃機関制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１０８６８６（Ｐ２００９−１０８６８６Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７８７７２（Ｐ２００７−２７８７７２）
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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