JP2004347423A - 電気負荷の異常検出装置及び電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローサイド駆動形態の電子制御装置において、駆動用スイッチング手段のオフ時に、電気負荷の断線故障とグランドショートとを区別して検出する。
【解決手段】負荷Ｌをローサイドで通電駆動するＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１５を備えたＥＣＵ１０では、電源電圧ＶＢと出力端子１３（ＦＥＴ１５のドレイン）との間と、端子１３とグランドとの間に、それぞれ抵抗Ｒｕ，Ｒｄが設けられ、その抵抗Ｒｕ，Ｒｄの抵抗値は、ＦＥＴ１５がオフ時の端子１３の電圧ＶＯが、負荷Ｌの断線故障時にＶＢ／２となり、正常時に略ＶＢとなるように設定されている。そして、判定電圧Ｖｔｈ１（＞ＶＢ／２），Ｖｔｈ２（＜ＶＢ／２）の各々と上記電圧ＶＯとを比較器２１，２２で比較し、ＦＥＴ１５のオフ時に「Ｖｔｈ１≧ＶＯ＞Ｖｔｈ２」なら断線故障と、「Ｖｔｈ２≧ＶＯ」ならグランドショートと判定し、その各故障検出時毎に違う内容のフェイルセーフ処理を行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気負荷を制御する装置に関し、特に電気負荷の異常を検出する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、車両のエンジンを制御する電子制御装置では、インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）を駆動するためのスイッチング手段として、低オン抵抗や高応答性等の性能面からＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。つまり、インジェクタのコイルの一端が電源電圧としてのバッテリ電圧（通常１２Ｖ）に接続されると共に、そのコイルの他端側とグランド（接地電位＝０Ｖ）との間にＮチャネルＭＯＳＦＥＴが直列に設けられるローサイド駆動形態が採られており、そのＭＯＳＦＥＴがオンされることで、コイルに電流が流れ、それに伴いインジェクタの可動部としての弁体が噴射口を開く方向に動いて燃料が噴射される。
【０００３】
そして、この種のローサイド駆動形態の装置において、電気負荷の断線又はショートといった異常を検出するための手法としては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインとグランドとの間に、そのドレインの電圧を分圧する２つ直列の抵抗を接続すると共に、その抵抗による分圧電圧を、２つの比較器によってＯＮ閾値とＯＦＦ閾値（＞ＯＮ閾値）との各々と大小比較するようにし、ＭＯＳＦＥＴをオフさせている時の上記分圧電圧がＯＮ閾値よりも低ければ、電気負荷の断線故障と判断し、ＭＯＳＦＥＴをオンさせている時の上記分圧電圧がＯＦＦ閾値よりも高ければ、電気負荷の両端がショート（即ち、ＭＯＳＦＥＴのドレインがバッテリ電圧にショート）していると判断する、とったものがある（例えば、特許文献１参照）。尚、電気負荷の断線故障とは、電気負荷自体の断線は元より、電気負荷と電子制御装置との間の配線や電源電圧から電気負荷への配線の断線も含んでいる。
【０００４】
一方、ローサード駆動形態のものではないが、ハイサイド駆動形態で用いられる通電駆動用のＭＯＳＦＥＴを内蔵すると共に、そのＭＯＳＦＥＴに電流が流れない無負荷異常を検出したとき、又は、そのＭＯＳＦＥＴの発熱異常を検知したときに異常信号を出力し、更に、発熱異常を検知した場合にはＭＯＳＦＥＴを強制的にオフさせるＩＰＳ（インテリジェント・パワー・スイッチ）を用いたハイサイド駆動形態の装置において、ＩＰＳが異常信号を出力しているときの電気負荷に対する出力端子（詳しくは、電気負荷のグランドに接続された側とは反対側が接続される出力端子）の電圧から、電気負荷の断線故障とグランドへのショート故障とを区別して検出する技術がある（例えば、特許文献２参照）。つまり、この特許文献２では、ＭＯＳＦＥＴをオンさせてＩＰＳから異常信号が出力された場合に、出力端子がハイレベルであれば、電気負荷の断線故障と判断し、出力端子がローレベルであれば、電気負荷のグランド側とは反対側がグランドにショートしたと判断するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１６１５３２号公報（図２〜図４）
【特許文献２】
特開平９−１５１０４号公報（第３頁、図２、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば車両においては、そのボデーがグランドの状態にあるため、電気負荷の電子制御装置側（詳しくは、電気負荷の電子制御装置側の端子や、電気負荷と電子制御装置とを結ぶ配線や、その配線が接続される電子制御装置の出力端子）が、グランドにショートしてしまう可能性が比較的高い。
【０００７】
ここで、通電駆動用のスイッチング手段が電気負荷の上流側に設けられるハイサイド駆動形態では、電気負荷の一端が元々グランドに接続されているため、その反対側である電子制御装置側がグランドにショートした場合には、その電気負荷に電流が流れなくなる。そして、この現象は、電気負荷の断線が発生した場合と同じである。つまり、ハイサイド駆動形態の場合には、電気負荷の断線故障が発生した場合と、電気負荷の電子制御装置側のグランドへのショート故障が発生した場合とで、電気負荷の状態に差はない。
【０００８】
これに対して、通電駆動用のスイッチング手段が電気負荷の下流側に設けられるローサイド駆動形態では、電気負荷の電子制御装置側がグランドにショートすると、その電気負荷に電流が流れたままになってしまい、電気負荷の断線故障時とは動作状態が全く異なってくる。
【０００９】
例えば、上記インジェクタを駆動制御する電子制御装置において、インジェクタのコイルの断線故障が発生した場合には、そのインジェクタからの燃料噴射ができない状態となるが、インジェクタのコイルの電子制御装置側（バッテリ電圧側とは反対側）がグランドにショートした場合には、そのインジェクタから燃料が流出したままの状態となる。
【００１０】
このため、ローサイド駆動形態の電子制御装置では、通電駆動用のスイッチング手段をオフさせている場合に、電気負荷の断線故障と、電気負荷の当該電子制御装置側のグランドへのショート故障（以下単に、電気負荷のグランドショートともいう）とを、事前に区別して検出し、その各故障毎に応じた異なる内容のフェイルセーフ処理を行いたいという要求がある。特に、電気負荷に電流が流れたままになっていることを、スイッチング手段のオン時に検出したのでは遅いからである。
【００１１】
ところが、上記従来の技術では、その要求を満たすことができなかった。
即ち、特許文献１に記載の技術では、電気負荷のグランドショートが発生した場合にも、断線故障の場合と同様に、通電駆動用のＭＯＳＦＥＴをオフさせている時の上記分圧電圧がＯＮ閾値よりも低くなるため、そのグランドショートと断線故障とを区別して検出することはできない。
【００１２】
また、特許文献２に記載の技術では、ハイサイド駆動形態での電気負荷のグランドショートしか検出することができず、しかも、そのグランドショートの検出は、通電駆動用のＭＯＳＦＥＴをオンして初めてできるものである。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ローサイド駆動形態の電子制御装置において、通電駆動用のスイッチング手段をオフさせている状態で、電気負荷の断線故障とグランドショートとを区別して検出することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項１の異常検出装置は、電源電圧に一端が接続された電気負荷の他端側が接続される接続部と、該接続部と電源電圧よりも低い基準電圧との間に直列に設けられ、オンすることで電気負荷に電流を流す通電駆動用のスイッチング手段と、該スイッチング手段をオン／オフさせる駆動制御手段とを備えた電子制御装置において、電気負荷の異常を検出するために用いられるものである。
【００１４】
そして、この異常検出装置では、前記接続部に一端が接続され、他端が電源電圧に接続されたプルアップ抵抗と、前記接続部に一端が接続され、他端が基準電圧に接続されたプルダウン抵抗とを備えると共に、その各抵抗の抵抗値は、スイッチング手段がオフされているときの接続部電圧（前記接続部の電圧）が、電気負荷の断線故障時と、電気負荷の上記他端側（即ち、電源電圧側とは反対側であり、電子制御装置側）の基準電圧への短絡故障時と、その何れでもない正常時とで、それぞれ異なる３通りの電圧となるように設定されている。尚、スイッチング手段がオフされているときの接続部電圧は、正常時に最も高くなり、電気負荷の断線故障時には、電源電圧をプルアップ抵抗とプルダウン抵抗とで分圧した電圧となり、電気負荷の基準電圧への短絡故障時には、基準電圧となる。
【００１５】
そして更に、この異常検出装置では、故障判別検出手段が、スイッチング手段がオフされているときの前記接続部電圧に基づいて、電気負荷の断線故障と、電気負荷の上記他端側の基準電圧への短絡故障（前述のグランドショートに相当し、以下単に、基準電圧への短絡故障ともいう）とを区別して検出する。
【００１６】
尚、前述したように、電気負荷の断線故障とは、電気負荷自体の断線だけでなく、電気負荷と電子制御装置における接続部との間の配線や電源電圧から電気負荷への配線の断線も含んでいる。また、電気負荷の基準電圧への短絡故障とは、電気負荷の電子制御装置側（電源電圧側とは反対側）の端子や、電気負荷と電子制御装置の接続部とを結ぶ配線や、その電子制御装置の接続部が、基準電圧にショートすることである。
【００１７】
このような請求項１の異常検出装置によれば、通電駆動用のスイッチング手段をオフさせている状態で、電気負荷の断線故障と基準電圧への短絡故障とを区別して検出することができる。このため、本異常検出装置を電子制御装置に用いれば、通電駆動用のスイッチング手段をオフさせている場合に、電気負荷の断線故障と基準電圧への短絡故障とを事前に区別して検出し、その各故障毎に応じた異なる内容のフェイルセーフ処理を行うことができるため、その電子制御装置の信頼性を大幅に高めることができる。
【００１８】
ところで、故障判別検出手段は、例えば請求項２に記載のように、電源電圧よりも低く且つ基準電圧よりも高い第１の判定電圧と接続部電圧とを大小比較する第１の比較器と、第１の判定電圧よりも低く且つ基準電圧よりも高い第２の判定電圧と接続部電圧とを大小比較する第２の比較器とを備え、スイッチング手段がオフされているときの前記第１及び第２の比較器の出力信号に基づいて、電気負荷の断線故障と基準電圧への短絡故障とを区別して検出するように構成することができる。
【００１９】
より具体的には、請求項３に記載のように、故障判別検出手段は、スイッチング手段がオフされているときに、第１の比較器の出力信号が「接続部電圧≦第１の判定電圧」であることを表し、且つ、第２の比較器の出力信号が「接続部電圧＞第２の判定電圧」であることを表しているならば、電気負荷の断線故障と判定し、第２の比較器の出力信号が「接続部電圧≦第２の判定電圧」であることを表しているならば、電気負荷の基準電圧への短絡故障と判定する、というように構成することができる。
【００２０】
そして、請求項２，３の異常検出装置によれば、故障判別検出手段を、２つの比較器を主要部として安価に構成することができる。
また、この場合、請求項４に記載のように、第１の判定電圧と第２の判定電圧とを、電源電圧を抵抗で分圧することにより生成するように構成すれば、電源電圧が変動しても、それに応じて第１及び第２の判定電圧も変化することとなるため、電気負荷の断線故障と基準電圧への短絡故障とを、電源電圧の変動に影響されずに正確に検出することができるようになり有利である。
【００２１】
一方、故障判別検出手段は、比較器を用いずに、例えば請求項５に記載の如く構成することもできる。
即ち、故障判別検出手段は、スイッチング手段がオフされているときに、接続部電圧と電源電圧とを検出して、その検出した電源電圧から、該電源電圧よりも低く且つ基準電圧よりも高い第１の判定電圧と、該第１の判定電圧よりも低く且つ基準電圧よりも高い第２の判定電圧とを設定し、更に、前記検出した接続部電圧が第１の判定電圧以下で且つ第２の判定電圧以上であれば、電気負荷の断線故障と判定し、前記検出した接続部電圧が第２の判定電圧よりも低ければ、電気負荷の基準電圧への短絡故障と判定するように構成しても良い。尚、検出した接続部電圧が第１の判定電圧よりも高ければ、正常と判定すれば良い。
【００２２】
そして、このように構成しても、請求項４の装置と同様に、電源電圧の変動に応じて第１及び第２の判定電圧が変化することとなるため、電気負荷の断線故障と基準電圧への短絡故障とを、電源電圧の変動に影響されずに正確に検出することができる。
【００２３】
次に、請求項６に記載の異常検出装置では、請求項１の異常検出装置において、故障判別検出手段は、スイッチング手段がオフされているときに、接続部電圧と電源電圧とを検出して、その検出した電源電圧と接続部電圧とから、電気負荷に印加されている印加電圧を算出し、更に、その算出した印加電圧が、電気負荷の可動部が動作可能な電圧以上であると判定した場合に、電気負荷の基準電圧への短絡故障と判定するように構成されている。
【００２４】
このような請求項６に記載の異常検出装置によれば、電気負荷の電子制御装置側が基準電圧に完全に短絡した場合だけでなく、その完全な短絡に至る前の段階であって、電気負荷の電子制御装置側が基準電圧に、ある抵抗を持って接続されているレアショートの状態（即ち、電気負荷の電子制御装置側から基準電圧へ電流がリークしている段階の異常であり、以下、リーク異常という）が発生して、スイッチング手段がオフされているにも拘わらず電気負荷の可動部が動いてしまう場合にも、そのリーク異常を基準電圧への短絡故障として検出することができる。よって、この異常検出装置によれば、電子制御装置の信頼性を一層高めることができる。
【００２５】
尚、この場合、電気負荷の断線故障については、例えば請求項５と同様の手法で判定するように構成することができる。また、請求項２，３と同様に、２つの比較器を設け、その２の比較器の出力信号に基づいて、電気負荷の断線故障を判定するように構成しても良い。
【００２６】
また、請求項７に記載の異常検出装置では、請求項１又は請求項６の異常検出装置において、故障判別検出手段は、スイッチング手段がオフされているときに、接続部電圧と電源電圧とを検出して、その検出した接続部電圧及び電源電圧と、前記プルアップ抵抗及びプルダウン抵抗の各抵抗値とに基づき、電源電圧から電気負荷を介して接続部へ至る経路の抵抗、又は電気負荷の上記他端側（電源電圧側とは反対側）と接続部との間の抵抗を算出し、その算出した抵抗が所定値以上であると判定した場合に、電気負荷の断線故障と判定するように構成されている。
【００２７】
このような請求項７に記載の異常検出装置によれば、電気負荷の完全な断線故障が起こる前の段階であって、電源電圧と電気負荷の一端側との間の接触抵抗又は電気負荷の他端側と接続部との間の接触抵抗が大きくなった、という接触不良が起きた場合にも、断線故障として判定することができる。よって、この異常検出装置によれば、電子制御装置の信頼性を一層高めることができる。
【００２８】
尚、請求項１に従属する請求項７の異常検出装置の場合、基準電圧への短絡故障については、例えば請求項５と同様の手法で判定することができ、また、請求項３における第２の比較器と同様の比較器を設け、その比較器の出力信号が「接続部電圧≦所定の判定電圧」であることを表しているならば基準電圧への短絡故障と判定するように構成することもできる。
【００２９】
ところで、請求項５〜７の異常検出装置において、電源電圧と接続部電圧とを検出するためには、一般にＡ／Ｄ変換器を用いることとなるが、電源電圧が、そのＡ／Ｄ変換器の動作用電圧よりも高い場合には、電源電圧は元より、検出したい接続部電圧の変化範囲がＡ／Ｄ変換器にて検出可能なダイナミックレンジの上限値（即ち、上記動作用電圧）を超えてしまい、正確な電圧検出ができなくなる。尚、プルダウン抵抗の抵抗値を小さく設定すれば、接続部電圧を下げることができるが、プルダウン抵抗の抵抗値をあまり小さくすると、そのプルダウン抵抗を介して電気負荷に比較的大きな電流が常時流れることとなるため、好ましくない。
【００３０】
そこで、請求項８に記載のように、プルダウン抵抗を、互いに直列に接続された少なくとも２つの抵抗とし、故障判別検出手段は、その２つの抵抗同士の接続点の電圧をＡ／Ｄ変換器により接続部電圧として検出すると共に、電源電圧を分圧用抵抗によって分圧した電圧をＡ／Ｄ変換器により電源電圧として検出するように構成すれば、電源電圧と、検出したい接続部電圧の変化範囲とをＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに収めることができ、それらを正確に検出することができるようになる。また、プルダウン抵抗の抵抗値（即ち、直列な抵抗の合計の抵抗値）は大きく設定することができるため、そのプルダウン抵抗を介して電気負荷に問題となるような大きな電流が流れてしまうことも回避することができる。
【００３１】
一方、請求項９に記載の異常検出装置では、請求項２，３の異常検出装置において、前記第２の比較器には、電気負荷の可動部が動作する該電気負荷への印加電圧の最低値だけ電源電圧から降下した電圧が、前記第２の判定電圧として入力されるように構成されている。
【００３２】
そして、このような請求項９の異常検出装置によれば、請求項６の異常検出装置と同様の効果を得ることができる。
つまり、スイッチング手段がオフされているときの第２の比較器の出力信号が「接続部電圧≦第２の判定電圧」であることを表している場合に、電気負荷の基準電圧への短絡故障と判定するように構成すれば、電気負荷の電子制御装置側が基準電圧に完全に短絡した場合だけでなく、その前の段階であるリーク異常が発生して、スイッチング手段がオフされているにも拘わらず電気負荷の可動部が動いてしまう場合にも、そのリーク異常を基準電圧への短絡故障として検出することができ、延いては、電子制御装置の信頼性を一層高めることができる。
【００３３】
尚、請求項９の異常検出装置において、第２の判定電圧を生成する手段としては、請求項１０に記載のように、ツェナー電圧が前記印加電圧の最低値であると共に、カソードが電源電圧に接続されたツェナーダイオードと、そのツェナーダイオードのアノードと基準電圧との間に接続された電流制限用抵抗とから構成することができる。つまり、この構成の場合、ツェナーダイオードのアノードと電流制限用抵抗との接続点に、第２の判定電圧（即ち、前記印加電圧の最低値だけ電源電圧から降下した電圧）が発生することとなる。そして、このように構成すれば、第２の判定電圧を生成するための回路を非常に簡単なものにすることができる。
【００３４】
一方、請求項１１に記載の電子制御装置は、電源電圧に一端が接続された電気負荷の他端側が接続される接続部と、該接続部と電源電圧よりも低い基準電圧との間に直列に設けられ、オンすることで電気負荷に電流を流すスイッチング手段と、該スイッチング手段をオン／オフさせる駆動制御手段と、請求項１〜１０の何れか１項に記載の異常検出装置とを備えており、その異常検出装置によって電気負荷の断線故障が検出された場合と基準電圧への短絡故障が検出された場合とで、異なる内容のフェイルセーフ処理を行うようになっている。
【００３５】
このような電子制御装置によれば、通電駆動用のスイッチング手段をオフさせている場合に、電気負荷の断線故障と基準電圧への短絡故障とを区別して検出し、その各故障毎に応じた適切なフェイルセーフ処理を行うため、非常に高い信頼性を達成することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施形態の電子制御装置について、図面を用いて説明する。
まず図１は、第１実施形態の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１０の構成を表す回路図であり、図２は、そのＥＣＵ１０が用いられる車両用ディーゼルエンジン１の燃料噴射システムの概略構成図である。
【００３７】
本第１実施形態のＥＣＵ１０は、図２に示すようなディーゼルエンジン１への燃料噴射を制御するものであり、エアフロメータ３や水温センサ（図示省略）等の各種センサの信号からエンジン１の運転状態を検出すると共に、その運転状態に基づいて、コモンレール４に燃料を圧送する高圧ポンプ５、コモンレール４に蓄積された高圧燃料を各気筒に噴射するインジェクタ６、及び排気管の触媒７よりも上流側に設けられた燃料添加弁８等の各種電気負荷を駆動する。つまり、このディーゼルエンジン１では、排気ガス規制への対応として、触媒（詳しくは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒）７の再生のために排気管にインジェクタ６と同様の電磁弁である燃料添加弁８が設けられており、その燃料添加弁８を所定条件が成立したときに開弁して排気管に燃料を噴射することで、触媒７に溜まったＮＯｘを燃やして還元するようにしている。そして、ここでは、ＥＣＵ１０が駆動する各種電気負荷のうち、上記燃料添加弁８を駆動する部分について説明する。
【００３８】
図１に示すように、ＥＣＵ１０の外部では、通電駆動対象の電気負荷Ｌ（ここでは燃料添加弁８であり、詳しくは、その燃料添加弁８の通電部としてのコイル）の一端が、電源電圧としてのバッテリ電圧（車載バッテリのプラス端子の電圧）ＶＢに接続されている。
【００３９】
そして、ＥＣＵ１０は、電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側の端部が車両内配線（いわゆるワイヤハーネス）１２を介して接続される接続部としての出力端子１３と、その出力端子１３にドレインが接続されると共に、基準電圧としてのグランド（＝０Ｖ）にソースが接続されたスイッチング手段としてのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（以下単に、ＦＥＴという）１５と、ＣＰＵ１７と、ＣＰＵ１７からＦＥＴ１５をオン／オフさせるために出力される駆動信号ＳＤを、ＦＥＴ１５のゲートに供給する抵抗１８と、その抵抗１８のＣＰＵ１７側をグランドにプルダウンする抵抗１９とを備えている。
【００４０】
このため、ＣＰＵ１７からの駆動信号ＳＤがアクティブレベルとしてのハイレベルになると、ＦＥＴ１７がオンして電気負荷Ｌに電流が流れ、その結果、燃料添加弁８が開弁して（詳しくは、燃料添加弁８の可動部としての弁体が噴射口を開く方向に動いて）、排気管に燃料が噴射されることとなる。
【００４１】
また更に、ＥＣＵ１０には、電気負荷Ｌの断線故障とグランドショート（電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側がグランドにショートする故障）とを検出するために、一端が出力端子１３に接続され、他端がバッテリ電圧ＶＢに接続されたプルアップ抵抗Ｒｕと、一端が出力端子１３に接続され、他端がグランドに接続されたプルダウン抵抗Ｒｄと、第１の比較器２１及び第２の比較器２２と、一端が出力端子１３に接続され、他端が２つの比較器２１，２２の反転入力端子（−端子）に共通接続された抵抗２０と、バッテリ電圧ＶＢとグランドとの間に直列に接続された３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、比較器２１の出力端子を一定電圧ＶＣ（本実施形態では５Ｖ）にプルアップする抵抗２３と、比較器２２の出力端子を上記一定電圧ＶＣにプルアップする抵抗２４と、２つの比較器２１，２２の反転入力端子にアノードが共通接続され、カソードがバッテリ電圧ＶＢに接続された入力保護用のダイオード２５とが備えられている。尚、上記一定電圧ＶＣは、ＣＰＵ１７の動作用電圧であり、本ＥＣＵ１０内の電源回路（図示省略）によってバッテリ電圧ＶＢから生成される。
【００４２】
そして、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に生じる電圧が、第１の判定電圧Ｖｔｈ１として、比較器２１の非反転入力端子（＋端子）に入力され、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点に生じる電圧が、第２の判定電圧Ｖｔｈ２（＜Ｖｔｈ１）として、比較器２２の非反転入力端子に入力されている。
【００４３】
このため、比較器２１の出力信号（出力端子の電圧）ＣＰ１は、出力端子１３の電圧（接続部電圧に相当し、以下、端子電圧という）ＶＯが第１の判定電圧Ｖｔｈ１よりも高ければローレベル（＝０Ｖ）となり、端子電圧ＶＯが第１の判定電圧Ｖｔｈ１以下であればハイレベル（＝５Ｖ）となる。また、比較器２２の出力信号ＣＰ２は、端子電圧ＶＯが第２の判定電圧Ｖｔｈ２よりも高ければローレベルとなり、端子電圧ＶＯが第２の判定電圧Ｖｔｈ２以下であればハイレベルとなる。そして、このような比較器２１，２２の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２が、ＣＰＵ１７にそれぞれ入力されている。
【００４４】
ここで、ＥＣＵ１０では、ＦＥＴ１５と並列なプルダウン抵抗Ｒｄに加えて、電気負荷Ｌと並列なプルアップ抵抗Ｒｕも設けているため、電気負荷Ｌのグランドショートが発生した場合には、ＦＥＴ１５がオフされているときの端子電圧ＶＯ（以下特に、オフ時端子電圧ＶＯという）がグランドと同じ０Ｖになるのに対して、電気負荷Ｌの断線故障が発生した場合には、オフ時端子電圧ＶＯが、バッテリ電圧ＶＢをプルアップ抵抗Ｒｕとプルダウン抵抗Ｒｄとで分圧した電圧となる。
【００４５】
そして、プルダウン抵抗Ｒｄの抵抗値は、電気負荷Ｌの制御性能に支障が無いように、その電気負荷Ｌの抵抗値（例えば１００Ωであり、以下、負荷抵抗という）に比べて十分に大きな値（例えば、数十倍以上大きな１０ｋΩ）に設定しているが、プルアップ抵抗Ｒｕの抵抗値もプルダウン抵抗Ｒｄの抵抗値と同じ値に設定することにより、電気負荷Ｌの断線故障が発生した場合には、オフ時端子電圧ＶＯがバッテリ電圧ＶＢの半分の電圧（＝ＶＢ／２）となるようにしている。
【００４６】
また、正常時には、抵抗Ｒｕ，Ｒｄの抵抗値に比べて負荷抵抗が十分小さいことから、オフ時端子電圧ＶＯは、ほぼバッテリ電圧ＶＢとなる。
このため、オフ時端子電圧ＶＯは、正常時にはほぼＶＢとなり、電気負荷Ｌの断線故障時にはＶＢ／２となり、電気負荷Ｌのグランドショート時には０Ｖとなる。よって、この３通りの電圧を判別することで、電気負荷Ｌの短絡故障とグランドショートとを区別して検出することができる。
【００４７】
そこで、本ＥＣＵ１０では、２つの比較器２１，２２の反転入力端子に端子電圧ＶＯを入力すると共に、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値を同じ値に設定することで、比較器２１の非反転入力端子に入力される第１の判定電圧Ｖｔｈ１がバッテリ電圧の２／３の電圧（＝ＶＢ×２／３＞ＶＢ／２）となり、比較器２２の非反転入力端子に入力される第２の判定電圧Ｖｔｈ２がバッテリ電圧ＶＢの１／３の電圧（＝ＶＢ／３＜ＶＢ／２）となるようにしている。
【００４８】
よって、２つの比較器２１，２２の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２は、図３のように変化することとなる。
即ち、まず正常時には、２つの比較器２１，２２の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２は、ＣＰＵ１７から出力される駆動信号ＳＤと同じレベルになる。これは、正常時には、駆動信号ＳＤがハイレベルになると、ＦＥＴ１５がオンして端子電圧ＶＯがほぼ０Ｖ（＜Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１）となるため、２つの比較器２１，２２の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２が共にハイレベルとなり、また、駆動信号ＳＤがローレベルになると、ＦＥＴ１５がオフして端子電圧ＶＯがほぼＶＢ（＞Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２）となるため、２つの比較器２１，２２の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２が共にローレベルとなるからである。
【００４９】
一方、駆動信号ＳＤがローレベルでＦＥＴ１５がオフされているときの状態として、電気負荷Ｌのグランドショートが発生した場合には、端子電圧ＶＯが０Ｖとなるため、２つの比較器２１，２２の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２は、正常時のローレベルではなく、両方共にハイレベルとなる。また、電気負荷Ｌの断線故障が発生した場合には、端子電圧ＶＯが、第１の判定電圧Ｖｔｈ１以下で第２の判定電圧Ｖｔｈ２よりは高いＶＢ／２となるため、比較器２１の出力信号ＣＰ１はハイレベルで、比較器２２の出力信号ＣＰ２はローレベルとなる。
【００５０】
そこで、本ＥＣＵ１０では、ＣＰＵ１７が、図４の異常検出処理を一定時間毎に実行して、２つの比較器２１，２２の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２の組み合わせから、電気負荷Ｌの断線故障とグランドショートとを区別して検出するようにしている。
【００５１】
つまり、ＣＰＵ１７が図４の異常検出処理を開始すると、まずＳ１１０にて、現在ＦＥＴ１５をオフさせているか否かを判定する。そして、ＦＥＴ１５をオンさせている場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、そのまま本異常検出処理を終了するが、ＦＥＴ１５をオフさせている場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０に進んで、比較器２２の出力信号ＣＰ２がハイレベルであるか否かを判定する。
【００５２】
そして、比較器２２の出力信号ＣＰ２がハイレベルであれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、オフ時端子電圧ＶＯが第２の判定電圧Ｖｔｈ２以下であることから、電気負荷Ｌのグランドショートが発生していると判定して、Ｓ１５０に移行し、グランドショートの発生を示すフラグ（以下、グランドショート検知フラグという）をセットして、その後、本異常検出処理を終了する。
【００５３】
また、上記Ｓ１２０にて、比較器２２の出力信号ＣＰ２がハイレベルではない（ローレベルである）と判定した場合には、Ｓ１３０に進んで、比較器２１の出力信号ＣＰ１がハイレベルであるか否かを判定する。
そして、比較器２１の出力信号ＣＰ１がハイレベルでなければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、正常と判定して、そのまま本異常検出処理を終了するが、比較器２１の出力信号ＣＰ１がハイレベルであれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、オフ時端子電圧ＶＯが第１の判定電圧Ｖｔｈ１以下で且つ第２の判定電圧Ｖｔｈ２よりは高いことから、電気負荷Ｌの断線故障が発生していると判定して、Ｓ１４０に移行し、断線故障の発生を示すフラグ（以下、断線故障検知フラグという）をセットして、その後、本異常検出処理を終了する。
【００５４】
尚、上記Ｓ１２０で比較器２２の出力信号ＣＰ２がハイレベルであると判定した場合に、念のため、比較器２１の出力信号ＣＰ１もハイレベルであるか否かを判定して、その出力信号ＣＰ１がハイレベルであればＳ１５０へ移行して、比較器２１の出力信号ＣＰ１がハイレベルでなければ、本ＥＣＵ１０内の回路（特に比較器２１又は２２）が異常であると判定するようにしても良い。
【００５５】
そして更に、本ＥＣＵ１０において、ＣＰＵ１７は、上記Ｓ１４０で断線故障検知フラグがセットされた場合（即ち、断線故障を検出した場合）と、上記Ｓ１５０でグランドショート検知フラグがセットされた場合（即ち、グランドショートを検出した場合）とで、異なる内容のフェイルセーフ処理を行うようになっている。
【００５６】
具体的に説明すると、まず、電気負荷Ｌとしての燃料添加弁８は、グランドショート時（即ち、その燃料添加弁８のコイルのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側の端子や、その端子とＥＣＵ１０の出力端子１３とを結ぶ車両内配線１２や、ＥＣＵ１０の出力端子１３が、グランドにショートした時）には、開弁したままになるため、エンジン１の排気管内に燃料が流出したままになってしまうが、断線故障時には、排気ガスの浄化性能が悪化するものの、車両の走行性能自体には支障がない。
【００５７】
このため、グランドショートを検出した場合には、異常が発生したことを車両の運転者に警告ランプの点灯等によって報知した上、更に、最低限の待避走行が可能な程度だけエンジンを動作させ、また、断線故障を検出した場合には、異常が発生したことを車両の運転者に警告ランプの点灯等によって報知するだけで、エンジンの制御自体は正常時と変わらず行う、といった具合に、フェイルセーフ処理のレベルを変えるようにしている。尚、最低限の退避走行が可能な程度だけエンジンを動作させる処理としては、例えば、エンジンが動作可能な時間や、エンジンの出力又は回転数を制限する処理が考えられる。
【００５８】
以上のようなＥＣＵ１０によれば、ＦＥＴ１５をオフさせている状態で、電気負荷Ｌの断線故障とグランドショートとを事前に区別して検出することができ、しかも、断線故障を検出した場合とグランドショートを検出した場合とで、レベルの異なるフェイルセーフ処理をそれぞれ行うようにしているため、信頼性を非常に高めることができる。
【００５９】
また、上記ＥＣＵ１０では、オフ時端子電圧ＶＯのレベル判定を２つの比較器２１，２２によって行うようにしているため、異常検出のための回路構成を安価なものにすることができる。
そして更に、第１の判定電圧Ｖｔｈ１と第２の判定電圧Ｖｔｈ２とを、バッテリ電圧ＶＢを抵抗Ｒ１〜Ｒ３で分圧することにより生成しているため、断線故障とグランドショートとを、バッテリ電圧ＶＢの変動に影響されずに正確に検出することができる。各判定電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２がバッテリ電圧ＶＢに応じて変化するからである。
【００６０】
尚、上記第１実施形態では、ＣＰＵ１７が駆動制御手段に相当しているが、ＣＰＵ１７は故障判別検出手段の一部としても機能している。つまり、ＣＰＵ１７が実行する図４の異常検出処理と比較器２１，２２とが、故障判別検出手段に相当している。
【００６１】
一方、上記実施形態では、プルアップ抵抗Ｒｕとプルダウン抵抗Ｒｄとの抵抗値を同じ値に設定して、断線故障時のオフ時端子電圧ＶＯがＶＢ／２となるようにしたが、プルアップ抵抗Ｒｕとプルダウン抵抗Ｒｄとの各抵抗値は、正常、異常の他、断線故障とグランドショートとが判別できるならば、違った値でも良い。但し、プルアップ抵抗Ｒｕの抵抗値とプルダウン抵抗Ｒｄの抵抗値とを同じ値に設定した方が、正常時と断線故障時とグランドショート時との３通りのオフ時端子電圧ＶＯの各差を最も大きくすることができるため、正常と断線故障とグランドショートとを、より判別し易く有利である。
【００６２】
また、上記実施形態では、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値を同じ値に設定して、比較器２１，２２により端子電圧ＶＯと比較される第１の判定電圧Ｖｔｈ１と第２の判定電圧Ｖｔｈ２とが、バッテリ電圧ＶＢを３等分した各値（Ｖｔｈ１＝ＶＢ×２／３、Ｖｔｈ２＝ＶＢ／３）となるようにしたが、その２つの判定電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２（延いては、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値）も、正常と断線故障とグランドショートとが判別できるならば、違った値でも良い。つまり、第１の判定電圧Ｖｔｈ１は、正常時のオフ時端子電圧ＶＯよりも低く且つ断線故障時のオフ時端子電圧ＶＯよりも高い電圧であれば良く、第２の判定電圧Ｖｔｈ２は、断線故障時のオフ時端子電圧ＶＯよりも低く且つグランドショート時のオフ時端子電圧ＶＯよりも高い電圧であれば良い。
【００６３】
一方また、第１の判定電圧Ｖｔｈ１と第２の判定電圧Ｖｔｈ２は、バッテリ電圧ＶＢに依存しない固定の電圧とすることも可能である。
次に、第２実施形態のＥＣＵについて説明する。
まず図５は、第２実施形態のＥＣＵ３０の構成を表す回路図である。
【００６４】
本第２実施形態のＥＣＵ３０は、第１実施形態のＥＣＵ１０と比較すると、下記の（１）〜（４）の点が異なっている。尚、図５において、図１と同じものについては同一の符号を付しているため、説明は省略する。
（１）比較器２１，２２と、それに関連した抵抗Ｒ１〜Ｒ３，２０，２３，２４及びダイオード２５が設けられておらず、その代わりに、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）３３が設けられている。尚、Ａ／Ｄ変換器３３は、ＣＰＵ１７と同じ前述の一定電圧ＶＣ（＝５Ｖ）を受けて動作する。
【００６５】
（２）そして、Ａ／Ｄ変換器３３によりバッテリ電圧ＶＢを検出するために、そのバッテリ電圧ＶＢとグランドとの間に２つの抵抗Ｒ４，Ｒ５（分圧用抵抗に相当）が直列に接続されており、その抵抗Ｒ４，Ｒ５同士の接続点の電圧（即ち、バッテリ電圧ＶＢを抵抗Ｒ４，Ｒ５で分圧した電圧）Ｖｂｍが、Ａ／Ｄ変換器３３に入力されている。
【００６６】
また、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との抵抗比は、バッテリ電圧ＶＢが予想される最大値（本実施形態では１２Ｖ系のバッテリを想定しており、例えば１６Ｖ）となった場合にでも、上記電圧ＶｂｍがＡ／Ｄ変換器３３にて識別可能な入力電圧のダイナミックレンジ（０〜５Ｖ）に収まるように、例えば３対１に設定している。
【００６７】
つまり、抵抗Ｒ４の抵抗値をｒ４とし、抵抗Ｒ５の抵抗値をｒ５とすると、「ｒ４／ｒ５＝３」としており、この設定により、Ａ／Ｄ変換器３３には、ＶＢ／４の電圧がＶｂｍとして入力される。尚、例えば、ｒ４＝３０ｋΩでｒ５＝１０ｋΩである。
【００６８】
（３）更に、本第２実施形態では、図１のプルダウン抵抗Ｒｄを、直列に接続された２つのプルダウン抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２に置き換えている。
そして、その抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２同士の接続点の電圧（即ち、端子電圧ＶＯを抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２で分圧した電圧）Ｖｏｍが、Ａ／Ｄ変換器３３に入力保護用の抵抗３１を介して入力されている。また、ＥＣＵ３０には、プルダウン抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２同士の接続点にアノードが接続され、カソードが一定電圧ＶＣに接続された入力保護用のダイオード３５も備えられている。
【００６９】
そして更に、プルアップ抵抗Ｒｕの抵抗値をｒｕとし、２つ直列のプルダウン抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の各抵抗値をそれぞれｒｄ１，ｒｄ２とすると、それらの値は、負荷抵抗よりも十分に大きく、しかも、「ｒｕ／（ｒｄ１＋ｒｄ２）＝１」且つ「ｒｄ１／ｒｄ２＝３」となるように、例えば、ｒｕ＝４０ｋΩ，ｒｄ１＝３０ｋΩ，ｒｄ２＝１０ｋΩに設定されている。
【００７０】
つまり、第１実施形態と同様に、断線故障時のオフ時端子電圧ＶＯがＶＢ／２となるように、「ｒｕ／（ｒｄ１＋ｒｄ２）＝１」とし、また、端子電圧ＶＯが予想される最大値（即ち、バッテリ電圧ＶＢの最大値であり例えば１６Ｖ）となった場合にでも、上記電圧ＶｏｍがＡ／Ｄ変換器３３のダイナミックレンジ（０〜５Ｖ）に収まるように、「ｒｄ１／ｒｄ２＝３」としている。このため、Ａ／Ｄ変換器３３には、ＶＯ／４の電圧がＶｏｍとして入力される。
【００７１】
（４）本第２実施形態のＥＣＵ３０では、ＣＰＵ１７が、図４の異常検出処理に代えて、図６の異常検出処理を一定時間毎に実行することにより、電気負荷Ｌの断線故障とグランドショートとを区別して検出するようにしている。
そして、ＣＰＵ１７が図６の異常検出処理を開始すると、まずＳ２１０にて、現在ＦＥＴ１５をオフさせているか否かを判定し、ＦＥＴ１５をオンさせている場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、そのまま本異常検出処理を終了するが、ＦＥＴ１５をオフさせている場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２１５に進んで、Ａ／Ｄ変換器３３により、上記電圧Ｖｂｍをバッテリ電圧ＶＢとして検出すると共に、上記電圧Ｖｏｍを端子電圧（オフ時端子電圧）ＶＯとして検出する。尚、ここでは、電圧Ｖｂｍの検出値（Ａ／Ｄ変換値）を４倍した値を、バッテリ電圧ＶＢの検出値とし、同様に、電圧Ｖｏｍの検出値を４倍した値を、端子電圧ＶＯの検出値としている。
【００７２】
そして次に、Ｓ２２０にて、上記Ｓ２１５で検出したバッテリ電圧ＶＢ（＝Ｖｂｍ×４）を２／３倍した値を、第１の判定電圧Ｖｔｈ１として設定し、更に、上記Ｓ２１５で検出した端子電圧ＶＯが、その設定した第１の判定電圧Ｖｔｈ１（＝ＶＢ×２／３）よりも高いか否かを判定する。
【００７３】
このＳ２２０で「ＶＯ＞Ｖｔｈ１」と肯定判定した場合には、正常と判断して、そのまま本異常検出処理を終了するが、「ＶＯ＞Ｖｔｈ１」ではないと否定判定した場合（即ち、「ＶＯ≦Ｖｔｈ１」の場合）には、Ｓ２３０に進む。
そして、Ｓ２３０では、上記Ｓ２１５で検出したバッテリ電圧ＶＢを１／３倍した値を、第２の判定電圧Ｖｔｈ２として設定し、更に、上記Ｓ２１５で検出した端子電圧ＶＯが、その設定した第２の判定電圧Ｖｔｈ２（＝ＶＢ／３）よりも低いか否かを判定する。
【００７４】
このＳ２３０で「Ｖｔｈ２＞ＶＯ」と肯定判定した場合には、電気負荷Ｌのグランドショートが発生していると判定して、Ｓ２５０に移行し、グランドショート検知フラグをセットして、その後、本異常検出処理を終了する。
また、上記Ｓ２３０にて「Ｖｔｈ２＞ＶＯ」ではないと否定判定した場合（即ち、「Ｖｔｈ１≧ＶＯ≧Ｖｔｈ２」の場合）には、電気負荷Ｌの断線故障が発生していると判定して、Ｓ２４０に移行し、断線故障検知フラグをセットして、その後、本異常検出処理を終了する。
【００７５】
尚、本第２実施形態のＥＣＵ３０においても、ＣＰＵ１７は、第１実施形態と同様に、上記Ｓ２４０で断線故障検知フラグがセットされた場合と、上記Ｓ２５０でグランドショート検知フラグがセットされた場合とで、異なる内容のフェイルセーフ処理を行う。また、本第２実施形態では、ＣＰＵ１７が実行する図６の異常検出処理とＡ／Ｄ変換器３３とが、故障判別検出手段に相当している。
【００７６】
そして、以上のような本第２実施形態のＥＣＵ３０によっても、ＦＥＴ１５をオフさせている状態で、電気負荷Ｌの断線故障とグランドショートとを事前に区別して検出することができ、しかも、断線故障を検出した場合とグランドショートを検出した場合とで、その各場合に適した異なるフェイルセーフ処理をそれぞれ行うようにしているため、信頼性を非常に高めることができる。また、バッテリ電圧ＶＢの検出値に応じて判定電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を設定しているため、第１実施形態と同様に、断線故障とグランドショートとをバッテリ電圧ＶＢの変動に影響されずに正確に検出することができる。
【００７７】
尚、上記第２実施形態において、プルダウン抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の抵抗比（ｒｄ１／ｒｄ２）は、端子電圧ＶＯ＝ＶＢである場合の電圧ＶｏｍがＡ／Ｄ変換器３３のダイナミックレンジの最大値（＝５Ｖ）以下となる比に必ずしも設定する必要はなく、端子電圧ＶＯがバッテリ電圧ＶＢから第１の判定電圧Ｖｔｈ１までの間の所定電圧であるときの電圧Ｖｏｍが５Ｖ以下となる比に設定しても良い。そのようにしても、端子電圧ＶＯが第１の判定電圧Ｖｔｈ１より高いかそうでないかをＡ／Ｄ変換器３３を用いて識別できるからである。例えば、「ｒｄ１／ｒｄ２＝２」と設定しても、Ｖｏｍが５Ｖ以下に入る端子電圧ＶＯの値は１５Ｖ以下であり、この１５Ｖという値は、バッテリ電圧ＶＢが１６Ｖである場合の第１の判定電圧Ｖｔｈ１（＝１６×２／３＝１０．７Ｖ）よりも大きいため、Ａ／Ｄ変換器３３を用いて端子電圧ＶＯが第１の判定電圧Ｖｔｈ１よりも高いか否かを判別することができる。
【００７８】
そして、プルダウン抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の抵抗値だけでなく、プルアップ抵抗Ｒｕの抵抗値も、正常と断線故障とグランドショートとが判別できるならば、電気負荷Ｌの駆動制御に支障が無い範囲で適宜設定することができる。また、第１の判定電圧Ｖｔｈ１及び第２の判定電圧Ｖｔｈについても、抵抗Ｒｕ，Ｒｄ１，Ｒｄ２抵抗値等に合わせて適宜設定すれば良い。また更に、第１の判定電圧Ｖｔｈ１と第２の判定電圧Ｖｔｈ２は、バッテリ電圧ＶＢに依存しない固定の電圧とすることも可能である。
【００７９】
次に、第３実施形態のＥＣＵについて説明する。
第３実施形態のＥＣＵは、第２実施形態のＥＣＵ３０（図５）と同じハードウェア構成を有しているが、その第２実施形態のＥＣＵ３０と比較すると、ＣＰＵ１７が、図６の異常検出処理に代えて、図７の異常検出処理を一定時間毎に実行するようになっている。
【００８０】
そして、ＣＰＵ１７が図７の異常検出処理を開始すると、まずＳ３１０にて、現在ＦＥＴ１５をオフさせているか否かを判定し、ＦＥＴ１５をオンさせている場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、そのまま本異常検出処理を終了するが、ＦＥＴ１５をオフさせている場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３１５に進んで、Ａ／Ｄ変換器３３により、抵抗Ｒ４，Ｒ５同士の接続点の電圧Ｖｂｍをバッテリ電圧ＶＢとして検出すると共に、抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２同士の接続点の電圧Ｖｏｍを端子電圧（オフ時端子電圧）ＶＯとして検出する。尚、ここでは、第２実施形態と同様に、電圧Ｖｂｍの検出値を４倍した値を、バッテリ電圧ＶＢの検出値とし、電圧Ｖｏｍの検出値を４倍した値を、端子電圧ＶＯの検出値としている。
【００８１】
次に、Ｓ３２０にて、上記Ｓ３１５で検出したバッテリ電圧ＶＢと端子電圧ＶＯとの差（＝ＶＢ−ＶＯ）を、電気負荷Ｌに印加されている電圧（印加電圧）Ｖｓとして算出し、その算出した印加電圧Ｖｓが、電気負荷Ｌの可動部（本実施形態では、燃料添加弁８の弁体）が動作可能な最低電圧（例えば１０Ｖであり、以下、最低動作電圧という）以上であるか否かを判定する。
【００８２】
そして、このＳ３２０にて、印加電圧Ｖｓが最低動作電圧以上であると判定した場合には、電気負荷Ｌのグランドショートが発生していると判定して、Ｓ３５０に移行し、グランドショート検知フラグをセットして、その後、本異常検出処理を終了する。
【００８３】
また、上記Ｓ３２０にて、印加電圧Ｖｓが最低動作電圧以上ではないと判定した場合には、Ｓ３３０に進む。
Ｓ３３０では、上記Ｓ３１５で検出したバッテリ電圧ＶＢ及び端子電圧ＶＯと、プルアップ抵抗Ｒｕ及びプルダウン抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の各抵抗値ｒｕ，ｒｄ１，ｒｄ２とに基づき、バッテリ電圧ＶＢから電気負荷Ｌを介して出力端子１３へ至る経路の抵抗ｒｋを算出し、更に、その算出した抵抗ｒｋが所定値（例えば、負荷抵抗の１０倍の値）以上であるか否かを判定する。
【００８４】
尚、抵抗ｒｋは、下記式１の関係から算出することができる。また、下記式１における「ｒｕ／／ｒｋ」は、ｒｕとｒｋとの並列抵抗値を表している。
ＶＢ×（ｒｄ１＋ｒｄ２）／（ｒｕ／／ｒｋ＋ｒｄ１＋ｒｄ２）＝ＶＯ …式１
そして、このＳ３３０にて、抵抗ｒｋが所定値以上ではないと判定した場合には、正常と判定して、そのまま本異常検出処理を終了するが、抵抗ｒｋが所定値以上であると判定した場合には、電気負荷Ｌの断線故障が発生していると判定して、Ｓ３４０に移行し、断線故障検知フラグをセットして、その後、本異常検出処理を終了する。
【００８５】
尚、本第３実施形態のＥＣＵにおいても、ＣＰＵ１７は、第１及び第２実施形態と同様に、断線故障検知フラグがセットされた場合と、グランドショート検知フラグがセットされた場合とで、異なる内容のフェイルセーフ処理を行う。また、本第３実施形態では、ＣＰＵ１７が実行する図７の異常検出処理とＡ／Ｄ変換器３３とが、故障判別検出手段に相当している。
【００８６】
以上のような本第３実施形態のＥＣＵによれば、第１及び第２実施形態のＥＣＵ１０，３０と同様の効果が得られる上に、Ｓ３２０の処理を行っているため、電気負荷ＬのＥＣＵ側（バッテリ電圧ＶＢ側とは反対側）が、グランドに完全にショートした場合だけでなく、ある抵抗を持ってグランドにショートしているレアショートの状態であって、電気負荷ＬのＥＣＵ側からグランドへのリーク電流が大きくなりＦＥＴ１５がオフされているにも拘わらず電気負荷Ｌの可動部が動いてしまう（この例では、燃料添加弁８が開弁してしまう）、というリーク電流大の異常をも、グランドショートとして検出することができる。そして更に、Ｓ３３０の処理を行っているため、電気負荷Ｌの完全な断線故障が起こっていなくても、バッテリ電圧ＶＢと電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側の端子との間の接触抵抗、又は、電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側と出力端子１３との間の接触抵抗（詳しくは、電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側の端子と配線１２との間の接触抵抗、又は、配線１２と出力端子１３との間の接触抵抗）が大きくなった、という接触不良が起きた場合にも、断線故障として検出することができる。よって、本第３実施形態のＥＣＵによれば、信頼性を一層高めることができる。
【００８７】
尚、上記第３実施形態において、電気負荷ＬのＥＣＵ側がグランドにレアショートしているものの、リーク電流はＳ３２０で肯定判定されるほど大きくはないという状況が発生した場合（つまり、リーク電流小の場合）、端子電圧ＶＯが正常時よりも下がるため、Ｓ３３０で算出される抵抗ｒｋの値が大きくなり、そのＳ３３０にて断線故障と判定してしまう可能性がある。しかし、この場合、そもそもＳ３２０では否定判定されており、電気負荷Ｌの可動部が動く訳ではないため、特に問題はない。
【００８８】
また、上記第３実施形態において、抵抗ｒｋの検出精度を上げるためには、抵抗Ｒｕ，Ｒｄ１，Ｒｄ２の抵抗値を、電気負荷Ｌの制御性能に支障が無い範囲で小さく設定すれば良い。
一方、図７のＳ３３０では、抵抗ｒｋに代えて、電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側と出力端子１３との間の抵抗ｒｋ’（即ち、前述の抵抗ｒｋから負荷抵抗を引いた値）を算出し、その抵抗ｒｋ’が所定値以上であるか否かを判定するようにしても良い。尚、この場合、抵抗ｒｋ’は、電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側と出力端子１３との間の接触抵抗（電気負荷Ｌのバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側の端子と車両内配線１２との間の接触抵抗、又は、車両内配線１２と出力端子１３との間の接触抵抗）に相当するため、その接触抵抗を算出して所定値以上であるか否かを判定することとなる。
【００８９】
また、上記第３実施形態において、電気負荷Ｌの断線故障については、Ｓ３３０の処理に代えて、図６のＳ２２０及びＳ２３０と同様の処理で判定したり、グランドショートについては、Ｓ３２０の処理に代えて、図６のＳ２３０と同様の処理で判定するようにしても良い。
【００９０】
次に、第４実施形態のＥＣＵについて、図８を用いて説明する。
図８に示すように、本第４実施形態のＥＣＵ４０は、第１実施形態のＥＣＵ１０（図１）と比較して、比較器２２の非反転入力端子とバッテリ電圧ＶＢとの間に、カソードをバッテリ電圧ＶＢ側にして、ツェナーダイオード４１が接続されている点のみが異なっている。そして、ツェナーダイオード４１としては、そのツェナー電圧Ｖｚが、前述した電気負荷Ｌの最低動作電圧（この例では１０Ｖ）であるものを用いている。
【００９１】
このため、ツェナーダイオード４１のアノードと抵抗Ｒ３との接続点には、バッテリ電圧ＶＢから最低動作電圧だけ降下した電圧が発生することとなり、その電圧（＝ＶＢ−最低動作電圧）が、比較器２２の非反転入力端子に第２の判定電圧Ｖｔｈ２として入力される。また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は同じであるため、比較器２１の非反転入力端子には、（ＶＢ−最低動作電圧／２）の電圧が第１の判定電圧Ｖｔｈ１（＞Ｖｔｈ２）として入力される。
【００９２】
尚、ＣＰＵ１７が断線故障とグランドショートとを検出するために実行する処理は、図４の異常検出処理と同じである。また、本第４実施形態では、抵抗Ｒ３が、ツェナーダイオード４１の電流制限用抵抗としての役割を果たしている。
このような第４実施形態のＥＣＵ４０によれば、グランドショートの検出に関して、第３実施形態のＥＣＵと同様の効果を得ることができる。
【００９３】
つまり、図４のＳ１２０にて比較器２２の出力信号ＣＰ２がハイレベルであると判定した場合には、ＦＥＴ１５がオフであるにも拘わらず、電気負荷Ｌへの印加電圧Ｖｓが最低動作電圧以上になっているということであるため、図７のＳ３２０の処理と同様に、完全なグランドショートだけでなく、電気負荷ＬのＥＣＵ側からグランドへのリーク電流が大きくなって電気負荷Ｌの可動部が動いてしまうリーク電流大の異常をも、グランドショートとして検出して、適切なフェイルセーフ処理を行うことができる。
【００９４】
尚、断線故障時のオフ時端子電圧ＶＯをＶＯＰとすると、抵抗Ｒｕ，Ｒｄ，Ｒ１〜Ｒ３の各抵抗値は、電源電圧ＶＢの変動によらず、Ｖｔｈ１＞ＶＯＰ＞Ｖｔｈ２（＝ＶＢ−Ｖｚ）の関係が成立するように設定すれば良い。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００９５】
例えば、上記各実施形態では、電気負荷Ｌが図２の燃料添加弁８である場合について説明したが、電気負荷Ｌとしては、燃料添加弁８以外でも良い。
そして、電気負荷Ｌが、例えば図２のインジェクタ６である場合には、ある１気筒のインジェクタ６の異常を検出した際に、その異常モード（断線故障又はグランドショート）に応じて、残りの他の気筒による待避走行レベルを変更するようなフェイルセーフ処理の切り替えを行うようにすれば良い。具体例を挙げると、ある１気筒のインジェクタ６についてグランドショートを検出した場合には、警告ランプの点灯等によって異常報知を行うと共に、他の気筒の正常なインジェクタを制御して最低限の待避走行が可能な程度だけエンジンを動作させ、また、ある１気筒のインジェクタ６について断線故障を検出した場合には、警告ランプの点灯等によって異常報知を行うと共に、他の気筒の正常なインジェクタにより出来るだけ正常時に近い状態となるようにエンジンを動作させる、といったフェイルセーフ処理の切り替えが考えられる。
【００９６】
一方、通電駆動用のスイッチング手段としては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限るものではなく、例えばＮＰＮトランジスタなどでも良い。
また、上記各実施形態では、断線故障よりもグランドショートの方が、制御系への影響度が大きい重要な故障であったが、例えば電気負荷Ｌがノーマルオープン型の電磁弁である場合など、システムによっては、グランドショートよりも断線故障の方を重要な故障として扱うべき場合もあり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のＥＣＵの構成を表す回路図である。
【図２】ディーゼルエンジンの燃料噴射システムの概略構成図である。
【図３】第１実施形態のＥＣＵに設けられた２つの比較器の出力信号ＣＰ１，ＣＰ２の変化状態を表すタイムチャートである。
【図４】第１実施形態のＥＣＵにおけるマイコンが実行する異常検出処理を表すフローチャートである。
【図５】第２実施形態のＥＣＵの構成を表す回路図である。
【図６】第２実施形態のＥＣＵにおけるマイコンが実行する異常検出処理を表すフローチャートである。
【図７】第３実施形態のＥＣＵにおけるマイコンが実行する異常検出処理を表すフローチャートである。
【図８】第４実施形態のＥＣＵの構成を表す回路図である。
【符号の説明】
１…ディーゼルエンジン、３…エアフロメータ、４…コモンレール、５…高圧ポンプ、６…インジェクタ、７…触媒、８…燃料添加弁、１０，３０，４０…ＥＣＵ（電子制御装置）、Ｌ…電気負荷、１２…車両内配線、１３…出力端子、１５…ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ、１７…ＣＰＵ、Ｒｕ，Ｒｄ，Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒ１〜Ｒ５，１８，１９，２０，２３，２４，３１…抵抗、２１，２２…比較器、２５，３５…ダイオード、３３…Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）、４１…ツェナーダイオード

Claims (11)

1. 電源電圧に一端が接続された電気負荷の他端側が接続される接続部と、該接続部と前記電源電圧よりも低い基準電圧との間に直列に設けられ、オンすることで前記電気負荷に電流を流すスイッチング手段と、該スイッチング手段をオン／オフさせる駆動制御手段とを備えた電子制御装置において、前記電気負荷の異常を検出するために用いられる異常検出装置であって、
   前記接続部に一端が接続され、他端が前記電源電圧に接続されたプルアップ抵抗と、前記接続部に一端が接続され、他端が前記基準電圧に接続されたプルダウン抵抗とを備えると共に、
   前記各抵抗の抵抗値は、前記スイッチング手段がオフされているときの前記接続部の電圧（以下、接続部電圧という）が、前記電気負荷の断線故障時と、前記電気負荷の他端側の前記基準電圧への短絡故障時と、その何れでもない正常時とで、それぞれ異なる３通りの電圧となるように設定されており、
   更に、前記スイッチング手段がオフされているときの前記接続部電圧に基づいて、前記電気負荷の断線故障と、前記電気負荷の他端側の前記基準電圧への短絡故障とを区別して検出する故障判別検出手段を備えていること、
   を特徴とする異常検出装置。
2. 請求項１に記載の異常検出装置において、
   前記故障判別検出手段は、
   前記電源電圧よりも低く且つ前記基準電圧よりも高い第１の判定電圧と前記接続部電圧とを大小比較する第１の比較器と、
   前記第１の判定電圧よりも低く且つ前記基準電圧よりも高い第２の判定電圧と前記接続部電圧とを大小比較する第２の比較器とを備え、
   前記スイッチング手段がオフされているときの前記２つの比較器の出力信号に基づいて、前記電気負荷の断線故障と前記短絡故障とを区別して検出すること、
   を特徴とする異常検出装置。
3. 請求項２に記載の異常検出装置において、
   前記故障判別検出手段は、
   前記スイッチング手段がオフされているときに、
   前記第１の比較器の出力信号が、前記接続部電圧が前記第１の判定電圧以下であることを表し、且つ、前記第２の比較器の出力信号が、前記接続部電圧が前記第２の判定電圧よりも高いことを表しているならば、前記電気負荷の断線故障と判定し、
   前記第２の比較器の出力信号が、前記接続部電圧が前記第２の判定電圧以下であることを表しているならば、前記短絡故障と判定すること、
   を特徴とする異常検出装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の異常検出装置において、
   前記第１の判定電圧と前記第２の判定電圧は、前記電源電圧を抵抗で分圧することにより生成されること、
   を特徴とする異常検出装置。
5. 請求項１に記載の異常検出装置において、
   前記故障判別検出手段は、
   前記スイッチング手段がオフされているときに、前記接続部電圧と前記電源電圧とを検出して、その検出した電源電圧から、該電源電圧よりも低く且つ前記基準電圧よりも高い第１の判定電圧と、該第１の判定電圧よりも低く且つ前記基準電圧よりも高い第２の判定電圧とを設定し、
   更に、前記検出した接続部電圧が前記第１の判定電圧以下で且つ前記第２の判定電圧以上であれば、前記電気負荷の断線故障と判定し、前記検出した接続部電圧が前記第２の判定電圧よりも低ければ、前記短絡故障と判定すること、
   を特徴とする異常検出装置。
6. 請求項１に記載の異常検出装置において、
   前記故障判別検出手段は、
   前記スイッチング手段がオフされているときに、前記接続部電圧と前記電源電圧とを検出して、その検出した電源電圧と前記接続部電圧とから、前記電気負荷に印加されている電圧（以下、印加電圧という）を算出し、
   更に、前記算出した印加電圧が、前記電気負荷の可動部が動作可能な電圧以上であると判定した場合に、前記短絡故障と判定すること、
   を特徴とする異常検出装置。
7. 請求項１又は請求項６に記載の異常検出装置において、
   前記故障判別検出手段は、
   前記スイッチング手段がオフされているときに、前記接続部電圧と前記電源電圧とを検出して、その検出した接続部電圧及び電源電圧と、前記プルアップ抵抗及び前記プルダウン抵抗の各抵抗値とに基づき、前記電源電圧から前記電気負荷を介して前記接続部へ至る経路の抵抗、又は前記電気負荷の他端側と前記接続部との間の抵抗を算出し、その算出した抵抗が所定値以上であると判定した場合に、前記電気負荷の断線故障と判定すること、
   を特徴とする異常検出装置。
8. 請求項５ないし請求項７の何れか１項に記載の異常検出装置において、
   前記プルダウン抵抗は、直列に接続された少なくとも２つの抵抗からなり、
   前記故障判別検出手段は、
   前記２つの抵抗同士の接続点の電圧をＡ／Ｄ変換器により前記接続部電圧として検出すると共に、前記電源電圧を分圧用抵抗によって分圧した電圧をＡ／Ｄ変換器により前記電源電圧として検出すること、
   を特徴とする異常検出装置。
9. 請求項２又は請求項３に記載の異常検出装置において、
   前記第２の比較器には、前記電気負荷の可動部が動作する該電気負荷への印加電圧の最低値だけ前記電源電圧から降下した電圧が、前記第２の判定電圧として入力されるように構成されていること、
   を特徴とする異常検出装置。
10. 請求項９に記載の異常検出装置において、
    前記第２の判定電圧を生成する手段は、
    ツェナー電圧が前記印加電圧の最低値であり、カソードが前記電源電圧に接続されたツェナーダイオードと、
    該ツェナーダイオードのアノードと前記基準電圧との間に接続された電流制限用抵抗とからなり、
    前記ツェナーダイオードのアノードと前記電流制限用抵抗との接続点に前記第２の判定電圧を発生させること、
    を特徴とする異常検出装置。
11. 電源電圧に一端が接続された電気負荷の他端側が接続される接続部と、
    該接続部と前記電源電圧よりも低い基準電圧との間に直列に設けられ、オンすることで前記電気負荷に電流を流すスイッチング手段と、
    該スイッチング手段をオン／オフさせる駆動制御手段と、
    請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の異常検出装置と、
    を備えた電子制御装置であって、
    前記異常検出装置により前記電気負荷の断線故障が検出された場合と前記短絡故障が検出された場合とで、異なる内容のフェイルセーフ処理を行うこと、
    を特徴とする電子制御装置。

Images