JP3990345B2 - Solenoid valve drive - Google Patents
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Description
本発明は、車両の燃料噴射制御装置、特に直噴型ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に使用するに好適な電磁弁駆動装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for a vehicle, and more particularly to a solenoid valve drive device suitable for use in a fuel injection control device for a direct injection gasoline engine or diesel engine.
従来のこの種の電磁弁駆動装置としては、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁を駆動する電磁ソレノイドの電流供給路(駆動ライン)における異常の発生を検出する電磁弁駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この電磁弁駆動装置は、燃料噴射弁の電磁ソレノイドの通電開始直後にピーク電流を供給するために昇圧回路により高電圧に充電されるコンデンサの両端電圧をチェックすることより、電磁ソレノイドの駆動ラインの異常を検出するものである。
As this type of conventional solenoid valve drive device, a solenoid valve drive device that detects the occurrence of an abnormality in a current supply path (drive line) of an electromagnetic solenoid that drives a fuel injection valve of a diesel engine has been proposed (for example, Patent Document 1).
This solenoid valve driving device checks the voltage across the capacitor charged to a high voltage by a booster circuit to supply a peak current immediately after the start of energization of the solenoid solenoid of the fuel injection valve, thereby An abnormality is detected.
具体的には、上記従来の電磁弁駆動装置では、電磁ソレノイドへの通電を制御するために設けられたスイッチング素子としてのトランジスタがオン状態からオフ状態になった直後の時点、すなわち電磁ソレノイドに通電されて、燃料噴射弁が駆動された直後における上記コンデンサの端子電圧が所定値以上の場合に上記駆動ラインが断線していると判定する。 Specifically, in the conventional solenoid valve driving device described above, power is supplied to the electromagnetic solenoid immediately after the transistor as a switching element provided for controlling the power supply to the electromagnetic solenoid is turned from the ON state to the OFF state. Then, when the terminal voltage of the capacitor immediately after the fuel injection valve is driven is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the drive line is disconnected.
また、上記トランジスタがオフ状態からオン状態になる直前の時点、すなわち、上記コンデンサが高電圧に充電され燃料噴射弁が駆動される直前の時点における 上記コンデンサの端子電圧が所定値以下の場合に上記駆動ラインが何らかの電位に短絡したと判定するように構成されている。
しかしながら、上述した従来の電磁弁駆動装置にあっては、上記コンデンサの端子間電圧の検出タイミング、すなわち上記トランジスタがオン状態からオフ状態になった直後の時点、あるいは上記トランジスタがオフ状態からオン状態になる直前の時点における検出タイミングの設定が困難であるという問題がある。
特に、上記トランジスタがオフ状態からオン状態になる直前のタイミングの設定にあたっては、バッテリ電圧低下時のコンデンサの充電能力が低下し、電磁ソレノイドを駆動するための所定電圧まで充電するのに要する充電時間が長くなるので、この点も考慮に入れて検出タイミングを設定する必要があるという問題が有った。
However, in the above-described conventional solenoid valve driving device, the detection timing of the voltage between the terminals of the capacitor, that is, the time immediately after the transistor is turned off from the on state, or the transistor is turned on from the off state. There is a problem that it is difficult to set the detection timing at a time point just before becoming.
In particular, when setting the timing immediately before the transistor is turned on from the off state, the charging capacity of the capacitor when the battery voltage drops decreases, and the charging time required to charge to a predetermined voltage for driving the electromagnetic solenoid Therefore, there is a problem that it is necessary to set the detection timing in consideration of this point.
また、上記従来の電磁弁駆動装置では、上記トランジスタがオン状態からオフ状態になった直後の時点、及び上記トランジスタがオフ状態からオン状態になる直前の時点の2回、上記コンデンサの端子間電圧を検出しなければ、電磁ソレノイドの駆動ラインが正常状態であることを判定することができないという問題が有った。 Further, in the conventional solenoid valve driving device, the voltage across the terminals of the capacitor is twice at a time immediately after the transistor is turned off from the on state and a time immediately before the transistor is turned on from the off state. If it is not detected, there is a problem that it cannot be determined that the drive line of the electromagnetic solenoid is in a normal state.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単かつ確実に電磁ソレノイドの駆動ラインにおける異常を検出することができる電磁弁駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve driving device that can easily and reliably detect an abnormality in a driving line of an electromagnetic solenoid.
請求項1に記載の発明は、電磁弁を駆動する電磁ソレノイドへの通電を制御することにより前記電磁弁を駆動制御する電磁弁駆動装置において、
前記電磁ソレノイドに電源を供給する電源供給手段と、前記電源供給手段と前記電磁ソレノイドの一端との間に接続された第1のスイッチング素子と、前記電磁ソレノイドの他端と接地電位間に接続される第2のスイッチング素子とにより形成される電磁ソレノイド駆動ラインと、前記電磁弁の動作タイミングに応じて前記電磁ソレノイドを駆動する際に前記第1のスイッチング素子をオン状態とし、該第1のスイッチング素子がオン状態となった時点から所定時間が経過した時点で第2のスイッチング素子がオン状態となるように第1、第2のスイッチング素子の動作タイミングを制御するとともに、前記第1のスイッチング素子がオン状態となり前記所定時間が経過する前のタイミングで前記電磁ソレノイド駆動ラインの故障診断を行う制御手段とを有することを特徴とする。
The invention according to
Power supply means for supplying power to the electromagnetic solenoid, a first switching element connected between the power supply means and one end of the electromagnetic solenoid, and connected between the other end of the electromagnetic solenoid and a ground potential. The first switching element is turned on when the electromagnetic solenoid is driven in accordance with the operation timing of the electromagnetic valve, and the first switching element is turned on. The operation timing of the first and second switching elements is controlled so that the second switching element is turned on when a predetermined time has elapsed from the time when the element is turned on, and the first switching element Failure diagnosis of the electromagnetic solenoid drive line is performed at the timing before the predetermined time elapses when the is turned on And having a control means.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電磁弁駆動装置において、前記電磁ソレノイド駆動ラインの電圧を検出する電圧検出回路を有し、前記制御手段は、前記所定時間内に前記電圧検出回路の検出出力に基づいて前記電磁ソレノイドに接続される前記駆動ラインの異常判定を行い、異常が生じた場合には、前記電磁ソレノイドへの通電を停止するように制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electromagnetic valve driving device according to the first aspect of the present invention, the electromagnetic valve driving device includes a voltage detection circuit that detects a voltage of the electromagnetic solenoid driving line, and the control means includes the voltage within the predetermined time. An abnormality determination of the drive line connected to the electromagnetic solenoid is performed based on a detection output of a detection circuit, and control is performed to stop energization of the electromagnetic solenoid when an abnormality occurs. .
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電磁弁駆動装置において、前記制御手段での異常判定により前記電磁ソレノイドへの通電が停止された時点で、前記電磁ソレノイド駆動ラインの電圧を検出する第1の電圧検出回路と、前記所定時間内で前記駆動ラインの電圧を検出する第2の電圧検出回路とを有し、前記制御手段は、前記第2の電圧検出回路の検出出力に基づいて前記電磁ソレノイドに接続される前記駆動ラインの異常判定を行い、異常が生じた場合には、前記電磁ソレノイドへの通電を停止するように制御するとともに、前記第1の電圧検出回路の検出出力に基づいて前記電磁ソレノイドに接続される電源ラインの故障種別を判定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electromagnetic valve driving device according to the second aspect, when the energization to the electromagnetic solenoid is stopped by the abnormality determination by the control means, the voltage of the electromagnetic solenoid driving line is set. A first voltage detection circuit for detecting; and a second voltage detection circuit for detecting a voltage of the drive line within the predetermined time. The control means outputs a detection output of the second voltage detection circuit. Based on this, the abnormality of the drive line connected to the electromagnetic solenoid is determined, and when an abnormality occurs, control is performed to stop energization of the electromagnetic solenoid, and the detection of the first voltage detection circuit is performed. A failure type of a power line connected to the electromagnetic solenoid is determined based on an output.
以上説明したように、本発明によれば、電磁ソレノイドの駆動ラインにおける異常判定のための電圧検出を、電磁ソレノイドの電源電圧供給手段(バッテリを含む)側に接続される第1のスイッチング素子がオン状態となった時点から所定時間内において行うように設定したので、検出タイミングの設定が容易であり、それ故、上記駆動ラインの異常判定を簡単かつ容易に行うことができる。 As described above, according to the present invention, the first switching element connected to the power supply voltage supply means (including the battery) side of the electromagnetic solenoid performs voltage detection for abnormality determination in the drive line of the electromagnetic solenoid. Since it is set to be performed within a predetermined time from the time when it is turned on, it is easy to set the detection timing, and therefore, the abnormality determination of the drive line can be performed easily and easily.
また、本発明によれば、前記所定時間内に前記電磁ソレノイドに接続される駆動ラインの異常判定を行うことができるので、異常が生じた場合には、即時、前記電磁ソレノイドへの通電を停止することができる。
さらに、上記駆動ラインに異常が発生した場合に電磁ソレノイドへの通電を停止させた後に、故障種別、すなわち、電磁ソレノイドの駆動ラインが断線しているか、あるいは地絡状態にあるかを判定できる。
In addition, according to the present invention, it is possible to determine the abnormality of the drive line connected to the electromagnetic solenoid within the predetermined time. Therefore, when an abnormality occurs, the energization to the electromagnetic solenoid is immediately stopped. can do.
Furthermore, after the energization to the electromagnetic solenoid is stopped when an abnormality occurs in the drive line, it is possible to determine the failure type, that is, whether the drive line of the electromagnetic solenoid is disconnected or in a ground fault state.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る電磁弁駆動装置の構成を図1に示す。本発明の実施形態では、直噴型ガソリンエンジンの燃料噴射制御装置に適用される電磁弁駆動装置を例にとり説明する。図1において、電磁弁駆動装置1の端子50にはバッテリEBが外付けされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an electromagnetic valve driving device according to an embodiment of the present invention. In the embodiment of the present invention, an electromagnetic valve driving device applied to a fuel injection control device of a direct injection gasoline engine will be described as an example. In FIG. 1, a battery EB is externally attached to a
電磁弁駆動装置1は昇圧制御回路10と、入力インターフェース回路11と、出力インターフェース回路12と、マイクロコンピュータ13と、ホールド電流回路14、15と、電圧検出回路A16、17と、電圧検出回路B18、19と、図示してないエンジンの各気筒に燃料を供給する燃料噴射弁(電磁弁)を駆動する電磁ソレノイドINJ1,INJ2とを有している。なお、燃料噴射弁を駆動する電磁ソレノイドは、実際には、エンジンの気筒数分だけ設けられているが、図1では説明の便宜上、2つしか示していない。
バッテリEBの正極は、端子50を介してインダクタンスL1の一端及びPNPトランジスタQ5、Q6のエミッタに接続され、負極は接地されている。
The electromagnetic
The positive electrode of the battery EB is connected to one end of the inductance L1 and the emitters of the PNP transistors Q5 and Q6 via the
インダクタンスL1の他端は、NMOSトランジスタMN1のドレインに接続され、NMOSトランジスタMN1のソースは接地され、ゲートは昇圧制御回路10の出力端に接続されている。
また、NMOSトランジスタMN1のドレインはダイオードD1のアノードに接続され、ダイオードD1のカソードはコンデンサC1を介して接地されると共に、PNPトランジスタQ1、Q2のエミッタに接続されている。PNPトランジスタQ1、Q2のベースはそれぞれ、抵抗R1、R2を介して出力インターフェース回路12の出力端に接続されている。
The other end of the inductance L1 is connected to the drain of the NMOS transistor MN1, the source of the NMOS transistor MN1 is grounded, and the gate is connected to the output terminal of the
The drain of the NMOS transistor MN1 is connected to the anode of the diode D1, and the cathode of the diode D1 is grounded via the capacitor C1 and is connected to the emitters of the PNP transistors Q1 and Q2. The bases of the PNP transistors Q1 and Q2 are connected to the output terminal of the
また、PNPトランジスタQ1、Q2のコレクタはそれぞれ、電磁ソレノイドINJ1,INJ2を介してNPNトランジスタQ3、Q4のコレクタに接続されるとともに、ダイオードD4、D5のカソードに接続されている。ダイオードD4、D5のアノードは、それぞれ接地されている。
NPNトランジスタQ3、Q4のベースはそれぞれ、抵抗R3、R4を介して出力インターフェース回路12の出力端に接続されている。
また、NPNトランジスタQ3、Q4のエミッタは共通接続され、抵抗R5を介して接地されている。
The collectors of the PNP transistors Q1 and Q2 are connected to the collectors of the NPN transistors Q3 and Q4 via the electromagnetic solenoids INJ1 and INJ2, respectively, and to the cathodes of the diodes D4 and D5. The anodes of the diodes D4 and D5 are each grounded.
The bases of the NPN transistors Q3 and Q4 are connected to the output terminal of the
The emitters of NPN transistors Q3 and Q4 are connected in common and grounded through a resistor R5.
一方、PNPトランジスタQ5、Q6のベースは、それぞれホールド電流回路14、15の出力端に接続され、コレクタは、ダイオードD2、D3のアノードに接続されている。また、ダイオードD2、D3のカソードは、それぞれダイオードD4、D5のカソードに接続されている。
また、電流検出回路A16、17の入力端は、それぞれPNPトランジスタQ5、Q6のコレクタに接続され、電流検出回路B18、19の入力端は、それぞれNPNトランジスタQ3、Q4のコレクタに接続されている。
電流検出回路A16、17及び電流検出回路B18、19の検出出力はマイクロコンピュータ13にディジタル信号として入力されるようになっている。
On the other hand, the bases of the PNP transistors Q5 and Q6 are connected to the output terminals of the hold
The input terminals of the current detection circuits A16 and A17 are connected to the collectors of the PNP transistors Q5 and Q6, respectively. The input terminals of the current detection circuits B18 and B19 are connected to the collectors of the NPN transistors Q3 and Q4, respectively.
The detection outputs of the current detection circuits A16 and 17 and the current detection circuits B18 and B19 are input to the
昇圧制御回路10は、マイクロコンピュータ13から出力される制御信号に基づいてNMOSトランジスタMN1をスイッチング制御する機能を有している。 昇圧制御回路10、NMOSトランジスタMN1、インダクタンスL1、ダイオードD1、コンデンサC1はDC−DCコンバータを構成している。このDC−DCコンバータ及びバッテリEBは本発明の電源供給手段に相当する。
バッテリEBは、12〜14Vである。DC−DCコンバータは、バッテリEBの出力電圧を昇圧し、電磁ソレノイドINJ1,INJ2の駆動初期に必要な電流を供給する機能を有している。
The step-up
The battery EB is 12-14V. The DC-DC converter has a function of boosting the output voltage of the battery EB and supplying a current necessary for driving the electromagnetic solenoids INJ1 and INJ2.
また、PNPトランジスタQ1、Q2は、それぞれ本発明の第1のスイッチング素子に相当し、NPNトランジスタQ3、Q4は、それぞれ本発明の第2のスイッチング素子に相当する。電磁ソレノイドINJ1,INJ2からバッテリ電圧EBまたは接地電位に至る電流経路は、本発明の電磁ソレノイドの駆動ラインに相当する。 The PNP transistors Q1 and Q2 each correspond to a first switching element of the present invention, and the NPN transistors Q3 and Q4 each correspond to a second switching element of the present invention. The current path from the electromagnetic solenoids INJ1, INJ2 to the battery voltage EB or the ground potential corresponds to the drive line of the electromagnetic solenoid of the present invention.
入力インターフェース回路11には、燃料噴射量を演算するためのパラメータであるエンジン回転数Ne、エンジン冷却水温TW、スロットル開度TH、大気圧Pa、吸気管負圧Pbが図示していない各種センサにより検知され、その出力がマイクロコンピュータ13に入力されるようになっている。
ホールド電流回路14、15は、マイクロコンピュータ13から出力インターフェース回路12から出力される制御信号に基づいて電磁ソレノイドINJ1,INJ2を駆動直後に燃料噴射弁の開弁状態を維持させるのに必要な電流を電磁ソレノイドINJ1,INJ2に供給する機能を有している。
The
The hold
電圧検出回路A16,17は、それぞれ、電磁ソレノイドINJ1,INJ2の一端が接続される電磁ソレノイド駆動ライン側の電圧、具体的にはPNPトランジスタQ5、Q6のコレクタ側の電圧を検出する機能を有している。電圧検出回路A16,17は、本発明の第1の電圧検出回路に相当する。
また、電圧検出回路B18,19は、それぞれ、電磁ソレノイドINJ1,INJ2の他端が接続される電磁ソレノイド駆動ライン側の電圧、具体的には、NPNトランジスタQ3、Q4のコレクタ側の電圧を検出する機能を有している。電圧検出回路B18,19は、本発明の第2の電圧検出回路に相当する。
The voltage detection circuits A16 and A17 each have a function of detecting the voltage on the side of the electromagnetic solenoid drive line to which one end of the electromagnetic solenoids INJ1 and INJ2 is connected, specifically the voltage on the collector side of the PNP transistors Q5 and Q6. ing. The voltage detection circuits A16 and 17 correspond to the first voltage detection circuit of the present invention.
The voltage detection circuits B18, 19 detect the voltage on the side of the electromagnetic solenoid drive line to which the other ends of the electromagnetic solenoids INJ1, INJ2 are connected, specifically, the voltage on the collector side of the NPN transistors Q3, Q4, respectively. It has a function. The voltage detection circuits B18 and 19 correspond to the second voltage detection circuit of the present invention.
マイクロコンピュータ13は、入力インターフェース回路11を介してエンジンの運転状態を示す各種センサの検出出力を取り込み、これらの検出出力に基づいて内蔵する制御プログラムを実行することによりエンジンの各気筒における燃料噴射量を算出し、各部を制御する機能を有している。
また、マイクロコンピュータ13は、燃料噴射弁(電磁弁)の動作タイミングに応じて第1、第2のスイッチング素子を動作させ、電磁ソレノイドINJ1,INJ2に通電して、電磁ソレノイドINJ1,INJ2を駆動し、該通電期間内において該電磁ソレノイドINJ1,INJ2の駆動ラインの故障診断を行う機能を有している。マイクロコンピュータ13は、本発明の制御手段に相当する。
The
Further, the
次に、電圧検出回路A16の構成を図2に示す。電圧検出回路A17の構成も同様である。図2において、電圧検出回路A16は、NPNトランジスタQ10と、抵抗R10、R11、R12、R13とを有している。NPNトランジスタQ10のエミッタは接地され、コレクタは抵抗R10を介して5Vの電源ライン(図示しない5V定電圧回路より供給されている。)に接続されている。 Next, the configuration of the voltage detection circuit A16 is shown in FIG. The configuration of the voltage detection circuit A17 is the same. In FIG. 2, the voltage detection circuit A16 includes an NPN transistor Q10 and resistors R10, R11, R12, and R13. The emitter of the NPN transistor Q10 is grounded, and the collector is connected to a 5V power supply line (supplied from a 5V constant voltage circuit not shown) via a resistor R10.
また、バッテリEBから供給される14Vの電源ラインと接地間には、抵抗R11、R12、R13の直列回路が接続されており、抵抗R12と抵抗R13との接続点にNPNトランジスタQ10のベースが接続されている。抵抗R11とR12との接続点は図1におけるダイオードD2のアノードに接続されている。
また、NPNトランジスタQ10のコレクタからは電圧検出回路A16の検出出力がマイクロコンピュータ13に出力されるようになっている。
A series circuit of resistors R11, R12, and R13 is connected between the 14V power supply line supplied from the battery EB and the ground, and the base of the NPN transistor Q10 is connected to the connection point between the resistors R12 and R13. Has been. The connection point between the resistors R11 and R12 is connected to the anode of the diode D2 in FIG.
The detection output of the voltage detection circuit A16 is output from the collector of the NPN transistor Q10 to the
次に、電圧検出回路B18の構成を図3に示す。電圧検出回路B19の構成も同様である。図2において、電圧検出回路B18は、NPNトランジスタQ20と、抵抗R20、R21、R22とを有している。NPNトランジスタQ20のエミッタは接地され、コレクタは抵抗R20を介して5Vの電源ライン(図示しない5V定電圧回路より供給されている。)に接続されている。 Next, the configuration of the voltage detection circuit B18 is shown in FIG. The configuration of the voltage detection circuit B19 is the same. In FIG. 2, the voltage detection circuit B18 includes an NPN transistor Q20 and resistors R20, R21, and R22. The emitter of the NPN transistor Q20 is grounded, and the collector is connected to a 5V power supply line (supplied from a 5V constant voltage circuit not shown) via a resistor R20.
また、抵抗R21と抵抗R22からなる直列回路の抵抗R22の一端は接地され、抵抗R21の一端は図1におけるトランジスタQ3のコレクタに接続されている。
また、NPNトランジスタQ20のベースは、抵抗R21と抵抗R22の接続点に接続されている。さらに、NPNトランジスタQ20のコレクタからは電圧 検出回路B18の検出出力がマイクロコンピュータ13に出力されるようになっている。
One end of the resistor R22 of the series circuit composed of the resistors R21 and R22 is grounded, and one end of the resistor R21 is connected to the collector of the transistor Q3 in FIG.
The base of the NPN transistor Q20 is connected to the connection point between the resistor R21 and the resistor R22. Further, the detection output of the voltage detection circuit B18 is output from the collector of the NPN transistor Q20 to the
上記構成からなる本発明の実施形態に係る電磁弁駆動装置の動作を図4のフローチャート及び図5に示すタイミングチャートを参照して説明する。上記構成において、燃料噴射制御が開始されると(ステップ100)、マイクロコンピュータ13は、入力インターフェース回路11を介してエンジンの運転状態を示す各種センサの検出出力を取り込み、内蔵する制御プログラムに基づいてエンジンの各気筒における燃料噴射量を算出し、該燃料噴射量に相当する燃料噴射装置の電磁弁の開弁時間である燃料噴射時間Ti(図5(A))を算出する。
The operation of the electromagnetic valve driving device according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and the timing chart shown in FIG. In the above configuration, when fuel injection control is started (step 100), the
一方、マイクロコンピュータ13からの制御信号を受けて昇圧制御回路10はNMOSトランジスタMN1をスイッチング制御し、バッテリ電圧EBを昇圧し、コンデンサC1の端子電圧が電磁ソレノイドINJ1,INJ2の駆動初期に必要な電流を供給するに足る高電圧(例えば、150V)になるまで充電する。ここで、電磁ソレノイドINJ1,INJ2の駆動制御は同様に行われるので、以下は、電磁ソレノイドINJ1の制御及び駆動ラインの故障診断について説明する。
On the other hand, in response to the control signal from the
次いで、マイクロコンピュータ13は出力インターフェース回路12、抵抗R1を介してPNPトランジスタQ1のベースに、燃料噴射時間Tiの開始時点である時刻t0でハイレベルとなる駆動タイミング信号(図5(B))を出力する。
この結果、PNPトランジスタQ1は、オン状態となるが、この時点ではNPNトランジスタQ3は、オフ状態にある。次いで、マイクロコンピュータ13より時刻t0から時間Δt1後の時刻t1でハイレベルとなる駆動タイミング信号(図3(D))がNPNトランジスタQ3のベースに出力され、トランジスタQ3はオン状態となる。
Next, the
As a result, the PNP transistor Q1 is turned on, but at this time, the NPN transistor Q3 is in the off state. Next, the
この結果、電磁ソレノイドINJ1には、コンデンサC1に充電された高電圧により燃料噴射弁(電磁弁)を開弁するのに必要な電流が供給される(図5(E))。
さらに、時刻t2では、マイクロコンピュータ13よりPNPトランジスタQ1、NPNトランジスタQ3のベースに出力されていた駆動タイミング信号が立ち下がるためにコンデンサC1から電磁ソレノイドINJ1に供給されていた電流は断たれるが、時刻t2から時間Δt2後の時刻t3でNPNトランジスタQ3のベースに供給されている駆動タイミング信号が立ち上がる。
As a result, the current necessary for opening the fuel injection valve (electromagnetic valve) is supplied to the electromagnetic solenoid INJ1 by the high voltage charged in the capacitor C1 (FIG. 5E).
Further, at time t2, the drive timing signal output from the
これと同時にマイクロコンピュータ13の制御下にホールド電流回路14が動作状態となる。NPNトランジスタQ3のベースに供給される駆動タイミング信号は燃料噴射時間Tiが終了する時刻t4で立ち下がる。
ホールド電流回路14は、電磁弁ソレノイドINJ1により駆動されている燃料噴射弁の開弁状態を維持するための電流を電磁ソレノイドINJ1に供給するためにPNPトランジスタQ5をスイッチングするデューティ制御信号をPNPトランジスタQ5のベースに出力する。
At the same time, the hold
The hold
このデューティ制御信号は燃料噴射時間Tiが終了する時刻t4まで出力され(図5(C))、時刻t2〜t4の期間に電磁ソレノイドINJ1には燃料噴射弁の開弁状態を維持するための電流が供給される(図5(E))。
一方、時刻t1でトランジスタQ3はオン状態となるが、マイクロコンピュータ13による電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインの故障診断は、時刻t0〜t1のΔt1の時間帯(本発明における所定時間に相当する。)及び時刻t2以降の時間帯に行われる。
This duty control signal is output until time t4 when the fuel injection time Ti ends (FIG. 5C), and the current for maintaining the open state of the fuel injection valve in the electromagnetic solenoid INJ1 during the period of time t2 to t4. Is supplied (FIG. 5E).
On the other hand, the transistor Q3 is turned on at time t1, but the failure diagnosis of the drive line of the electromagnetic solenoid INJ1 by the
すなわち、マイクロコンピュータ13は、時刻t0〜t1のΔt1の時間帯に電圧検出回路B18の検出出力に基づいて電磁ソレノイドINJ1の駆動ライン側(トランジスタQ3のコレクタ)における高電圧(例えば、75V以上の電圧)の有無について判定する(ステップ101)。
That is, the
電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインに断線、地絡等の異常が発生していなければ、電磁ソレノイドINJ1の駆動ライン側の電位はコンデンサC1の端子電圧とほぼ同電位になるため高電圧(図5(F))が電圧検出回路B18に入力される。電圧検出回路B18では、抵抗R21、R22で分圧された電圧がNPNトランジスタQ20のベース−エミッタ間に印加されるために該トランジスタQ20がオン状態となり、マイクロコンピュータ13にはローレベルの検出出力が入力され、マイクロコンピュータ13は、電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインが正常であると判定する(ステップ101、102)。
If no abnormality such as disconnection or ground fault occurs in the drive line of the electromagnetic solenoid INJ1, the potential on the drive line side of the electromagnetic solenoid INJ1 is almost the same as the terminal voltage of the capacitor C1, so that a high voltage (FIG. 5 (F )) Is input to the voltage detection circuit B18. In the voltage detection circuit B18, since the voltage divided by the resistors R21 and R22 is applied between the base and emitter of the NPN transistor Q20, the transistor Q20 is turned on, and the
一方、電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインに断線、地絡等の異常が発生している場合には、電磁ソレノイドINJ1の駆動ライン側の電位、すなわちNPNトランジスタQ3のコレクタ電位は、接地電位か、低電圧状態となる。したがって、電圧検出回路B18におけるNPNトランジスタQ20のベース−エミッタ間には接地電位か、低電圧が印加されるためにNPNトランジスタQ20はオフ状態となり、マイクロコンピュータ13にはハイレベルの検出出力が入力され、マイクロコンピュータ13は、電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインが異常であると判定し、電磁ソレノイドINJ1への通電を断つようにトランジスタQ1、Q3、Q5をオフ状態とすることを内容とする異常処理を行う(ステップ101、103)。
On the other hand, when an abnormality such as disconnection or ground fault occurs in the drive line of the electromagnetic solenoid INJ1, the drive line side potential of the electromagnetic solenoid INJ1, that is, the collector potential of the NPN transistor Q3 is a ground potential or a low voltage. It becomes a state. Accordingly, since a ground potential or a low voltage is applied between the base and emitter of the NPN transistor Q20 in the voltage detection circuit B18, the NPN transistor Q20 is turned off, and a high level detection output is input to the
次に、マイクロコンピュータ13は、電圧検出回路A16からの出力電圧により故障種別、つまり電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインの異常が断線であるのか、地絡であるのかを判定する。
電圧検出回路A16の回路構成は、前述した図2の通り、抵抗R11、R12の接続点にダイオードD2のアノードが接続され、ダイオードD2のカソードは、電磁ソレノイド駆動ラインに接続されている。したがって、電磁ソレノイド駆動ラインが断線した場合は、バッテリEBの電圧14Vが抵抗R11、R12とR13で分圧された電圧がNPNトランジスタQ10のベース−エミッタ間に印加されるためNPNトランジスタQ10はオン状態となり、マイクロコンピュータ13にはローレベルの検出出力が入力され、マイクロコンピュータ13は電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインが断線したと判定する(ステップ104、105)。
Next, the
As for the circuit configuration of the voltage detection circuit A16, as shown in FIG. 2, the anode of the diode D2 is connected to the connection point of the resistors R11 and R12, and the cathode of the diode D2 is connected to the electromagnetic solenoid drive line. Therefore, when the electromagnetic solenoid drive line is disconnected, the voltage 14V of the battery EB divided by the resistors R11, R12 and R13 is applied between the base and emitter of the NPN transistor Q10, so that the NPN transistor Q10 is in the on state. Thus, the low level detection output is input to the
また、電磁ソレノイド駆動ラインが地絡した場合には、ダイオードD2のアノード側も接地電位となり、抵抗R11、R12、R13の分圧電圧は接地電位となるためNPNトランジスタQ10のベース−エミッタ間には接地電位が印加されNPNトランジスタQ10はオフ状態となり、マイクロコンピュータ13にはハイレベルの検出出力が入力され、マイクロコンピュータ13は電磁ソレノイドINJ1の駆動ラインが地絡したと判定する(ステップ104、106)。
以上の動作は、電磁ソレノイドINJ2についても同様である。
When the electromagnetic solenoid drive line is grounded, the anode side of the diode D2 is also at the ground potential, and the divided voltages of the resistors R11, R12, and R13 are at the ground potential. The ground potential is applied, the NPN transistor Q10 is turned off, a high level detection output is input to the
The above operation is the same for the electromagnetic solenoid INJ2.
本実施形態に係る電磁弁駆動装置によれば、電磁ソレノイドの駆動ラインにおける異常判定のための電圧検出を、電磁ソレノイドINJ1(INJ2)の電源電圧供給手段(バッテリを含む)側に接続される第1のスイッチング素子Q1(Q2)がオン状態となった時点から所定時間(Δt1)内において行うように設定したので、検出タイミングの設定が容易であり、それ故、上記駆動ラインの異常判定を簡単かつ容易に行うことができる。 According to the solenoid valve drive device of this embodiment, the voltage detection for determining abnormality in the drive line of the electromagnetic solenoid is connected to the power supply voltage supply means (including the battery) side of the electromagnetic solenoid INJ1 (INJ2). Since the switching element Q1 (Q2) is set to be performed within a predetermined time (Δt1) from the time when the switching element Q1 (Q2) is turned on, it is easy to set the detection timing. And can be done easily.
また、本発明によれば、前記所定時間内に前記電磁ソレノイドに接続される駆動ラインの異常判定を行うことができるので、異常が生じた場合には、即時、前記電磁ソレノイドへの通電を停止することができる。
さらに、上記駆動ラインに異常が発生した場合に電磁ソレノイドへの通電を停止させた後に、電磁ソレノイドの故障種別、すなわち、電磁ソレノイドの駆動ラインが断線しているか、あるいは地絡状態にあるかを判定できる。
In addition, according to the present invention, it is possible to determine the abnormality of the drive line connected to the electromagnetic solenoid within the predetermined time. Therefore, when an abnormality occurs, the energization to the electromagnetic solenoid is immediately stopped. can do.
Further, after the energization to the electromagnetic solenoid is stopped when an abnormality occurs in the drive line, the failure type of the electromagnetic solenoid, i.e., whether the drive line of the electromagnetic solenoid is disconnected or is in a ground fault state. Can be judged.
1…電磁弁駆動装置
10…昇圧制御回路
11…入力インターフェース回路
12…出力インターフェース回路
13…マイクロコンピュータ
14、15…ホールド電流回路
16、17…電流検出回路A
18、19…電流検出回路B
INJ1,INJ2…電磁ソレノイド
DESCRIPTION OF
18, 19 ... current detection circuit B
INJ1, INJ2 ... Electromagnetic solenoid
Claims (3)
前記電磁ソレノイドに電源を供給する電源供給手段と、
前記電源供給手段と前記電磁ソレノイドの一端との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記電磁ソレノイドの他端と接地電位間に接続される第2のスイッチング素子とにより形成される電磁ソレノイド駆動ラインと、
前記電磁弁の動作タイミングに応じて前記電磁ソレノイドを駆動する際に前記第1のスイッチング素子をオン状態とし、該第1のスイッチング素子がオン状態となった時点から所定時間が経過した時点で第2のスイッチング素子がオン状態となるように第1、第2のスイッチング素子の動作タイミングを制御するとともに、
前記第1のスイッチング素子がオン状態となり前記所定時間が経過する前のタイミングで前記電磁ソレノイド駆動ラインの故障診断を行う制御手段と、
を有することを特徴とする電磁弁駆動装置。 In an electromagnetic valve driving device that controls driving of the electromagnetic valve by controlling energization to an electromagnetic solenoid that drives the electromagnetic valve,
Power supply means for supplying power to the electromagnetic solenoid;
A first switching element connected between the power supply means and one end of the electromagnetic solenoid;
An electromagnetic solenoid drive line formed by a second switching element connected between the other end of the electromagnetic solenoid and a ground potential;
When the electromagnetic solenoid is driven in accordance with the operation timing of the electromagnetic valve, the first switching element is turned on, and when a predetermined time elapses from when the first switching element is turned on. Controlling the operation timing of the first and second switching elements so that the two switching elements are turned on;
Control means for performing failure diagnosis of the electromagnetic solenoid drive line at a timing before the first switching element is turned on and the predetermined time has elapsed;
An electromagnetic valve driving device comprising:
前記制御手段は、前記所定時間内に前記電圧検出回路の検出出力に基づいて前記電磁ソレノイドに接続される前記駆動ラインの異常判定を行い、異常が生じた場合には、前記電磁ソレノイドへの通電を停止するように制御することを特徴とする請求項1に記載の電磁弁駆動装置。 A voltage detection circuit for detecting a voltage of the electromagnetic solenoid drive line;
The control means performs an abnormality determination of the drive line connected to the electromagnetic solenoid based on a detection output of the voltage detection circuit within the predetermined time, and if an abnormality occurs, energization of the electromagnetic solenoid is performed. The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the electromagnetic valve driving device is controlled to stop.
前記所定時間内で前記駆動ラインの電圧を検出する第2の電圧検出回路とを有し、
前記制御手段は、前記第2の電圧検出回路の検出出力に基づいて前記電磁ソレノイドに接続される前記駆動ラインの異常判定を行い、異常が生じた場合には、前記電磁ソレノイドへの通電を停止するように制御するとともに、前記第1の電圧検出回路の検出出力に基づいて前記電磁ソレノイドに接続される電源ラインの故障種別を判定することを特徴とする請求項2に記載の電磁弁駆動装置。
A first voltage detection circuit for detecting a voltage of the electromagnetic solenoid drive line at a time when energization to the electromagnetic solenoid is stopped by an abnormality determination by the control means;
A second voltage detection circuit for detecting a voltage of the drive line within the predetermined time,
The control means determines an abnormality of the drive line connected to the electromagnetic solenoid based on a detection output of the second voltage detection circuit, and stops the energization to the electromagnetic solenoid when an abnormality occurs. 3. The solenoid valve driving device according to claim 2, wherein a failure type of a power supply line connected to the electromagnetic solenoid is determined based on a detection output of the first voltage detection circuit. .
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