JP5706716B2 - コモンレール式燃料噴射制御装置用電磁アクチュエータ、コモンレール式燃料噴射制御装置用電磁アクチュエータのバックアップ方法、及び、コモンレール式燃料噴射制御装置用電磁アクチュエータのバックアップ装置 - Google Patents
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Description
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなるコモンレール式燃料噴射制御装置において用いられ、ソレノイドコイルを有し、前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりとが、それぞれ外部の回路と接続可能とされ、通常動作時においては、前記巻き始めと巻き終わりとの間で通電を行うよう設けられてなる電磁アクチュエータのバックアップ方法であって、
前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりの中間位置を外部と接続可能とし、前記中間位置の電圧が所定許容範囲内にあるか否かを判定し、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲内にある場合には、前記ソレノイドは正常として前記通常動作とし、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲の上限を上回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き終わり側が接続故障状態であるとして、前記ソレノイドコイルの巻き始めと前記中間位置との間で通電を行う一方、
前記中間位置の電圧が、前記所定許容範囲の下限を下回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き始め側が接続故障状態であるとして、前記中間位置と前記ソレノイドの巻き終わりとの間で通電を行うことによって前記電磁アクチュエータの故障時におけるバックアップ動作を可能に構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るコモンレール式燃料噴射制御装置用電磁アクチュエータのバックアップ装置は、
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能として構成されてなると共に、前記高圧ポンプ及び燃料噴射弁の動作を制御する電子制御ユニットを有してなるコモンレール式燃料噴射制御装置において、ソレノイドコイルを有し、前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりの間の通電が前記電子制御ユニットにより制御されて動作可能に構成されてなる電磁アクチュエータのバックアップ装置であって、
前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりの中間位置を外部と接続可能とし、前記電子制御ユニットにより前記中間位置の電圧を取得可能とする一方、
前記電子制御ユニットは、前記中間位置と前記ソレノイドコイルの巻き終わりとの間へ通電せしめるバックアップ用第1の駆動回路と、前記ソレノイドコイルの巻き始めと前記中間位置との間へ通電せしめるバックアップ用第2の駆動回路とを有し、
前記電子制御ユニットは、前記中間位置の電圧が所定許容範囲内にあるか否かを判定し、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲内にある場合には、前記ソレノイドは正常として前記通常動作とし、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲の上限を上回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き終わり側が接続故障状態であるとして、前記バックアップ用第2の駆動回路に前記ソレノイドコイルの巻き始めと前記中間位置との間へ通電せしめる一方、
前記中間位置の電圧が、前記所定許容範囲の下限を下回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き始め側が接続故障状態であるとして、前記バックアップ用第1の駆動回路に前記ソレノイドコイルの中間位置と巻き終わりとの間へ通電せしめるよう構成されてなるものである。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における電磁制御弁が用いられるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
このコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置50と、この高圧ポンプ装置50により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール1と、このコモンレール1から供給された高圧燃料をエンジン3の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁2−1〜2−nと、燃料噴射制御処理や後述するレール圧オフセット制御処理などを実行する電子制御ユニット(図1においては「ECU」と表記)4を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種の燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。
かかる構成において、燃料タンク9の燃料は、供給ポンプ5により汲み上げられ、調量弁6を介して高圧ポンプ7へ供給されるようになっている。調量弁6には、電磁式比例制御弁が用いられ、その通電量が電子制御ユニット4に制御されることで、高圧ポンプ7への供給燃料の流量、換言すれば、高圧ポンプ7の吐出量が調整されるものとなっている。
また、供給ポンプ5は、高圧ポンプ装置50の上流側に高圧ポンプ装置50と別体に設けるようにしても、また、燃料タンク9内に設けるようにしても良いものである。
燃料噴射弁2−1〜2−nは、エンジン3の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール1から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット4による噴射制御によって燃料噴射を行うようになっている。
本発明の実施の形態においては、エンジン3の動作状態に応じて、調量弁6と圧力制御弁11のそれぞれの動作状態を変えることで、適切なレール圧制御の実現を図っている。
かかる電子制御ユニット4には、コモンレール1の圧力、エンジン回転数、アクセル開度、燃料温度などが、それぞれに適するセンサ(図示せず)によって検出、入力されてエンジン3の動作制御や燃料噴射制御に供されるようになっている。
まず、図2の例においては、本発明の実施の形態における電磁制御弁の構成は、圧力制御弁11に適用されたものであるとする。
すなわち、圧力制御弁11のソレノイドコイル21は、その巻き始め側の端部がプラス端子22aに、巻き終わり側の端部がマイナス端子22bに、それぞれ接続されると共に、ほぼ中間の巻き数となる中間点は、中間端子22cに接続されたものとなっている。
なお、圧力制御弁11と電子制御ユニット4との間の配線は、いわゆるハーネス処理がなされたものとなっている。
また、第1のトランジスタ31のベースは、マイクロコンピュータ4Aの通常制御用出力ポート(図2参照)に接続されている。
図2においては、その主要構成部分が示されており、この例では、npn型の第2のトランジスタ32及び第2のフライホイールダイオード35を主たる構成要素として構成されたものとなっている。なお、実際には、マイクロコンピュータ4Aからの制御信号を第2のトランジスタ32の駆動に適する信号レベルに変換する回路等が設けられるが、上述の圧力制御弁バックアップ用第1の駆動回路52においては、詳細を省略してある。
また、第2のトランジスタ32のエミッタと第2のフライホイールダイオード35のアノードは、共に中間端子22c及びマイクロコンピュータ4Aの中間端子電圧センシング用入力ポート(図2参照)に接続されたものとなっている。
そして、第2のトランジスタ32のベースは、マイクロコンピュータ4Aのバックアップ制御用の出力ポートである出力ポートA(図2参照)に接続されている。
図2においては、その主要構成部分が示されており、この例では、npn型の第3のトランジスタ33及び第3のフライホイールダイオード36を主たる構成要素として構成されたものとなっている。なお、実際には、マイクロコンピュータ4Aからの制御信号を第3のトランジスタ33の駆動に適する信号レベルに変換する回路等が設けられるが、上述の圧力制御弁バックアップ用第2の駆動回路53においては、詳細を省略してある。
また、第3のトランジスタ33のエミッタは、グランドに接続される一方、第3のフライホイールダイオード36のアノードは、第1のトランジスタ31のコレクタと第1のフライホイールダイオード34のカソードとの接続点に接続されたものとなっている。
なお、本発明の実施の形態においては、圧力制御弁11は、ソレノイドコイル21に通電されていない状態にあって、開弁状態となるいわゆるノーマルオープンタイプであるとする。かかる圧力制御弁11は、ソレノイド21のプラス端子22aからマイナス端子22b側へ駆動電流が通電されると閉弁状態となるものとなっており、特に、駆動電流(通電電流)の大きさに応じて弁開度が小さくなるようになっている。
本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置用電磁制御弁のバックアップ処理は、電子制御ユニット4において車両の動作制御のため種々実行される燃料噴射制御処理やレール圧制御処理等の動作制御処理の中で、1つのサブルーチン処理として実行されるものとなっている。
電子制御ユニット4により処理が開始されると、最初に、中間端子22cの電圧(以下「中間端子電圧」と称する)VMが、マイクロコンピュータ4Aの中間端子電圧センシング用入力ポートを介して読み込まれ(図3のステップS102参照)、中間電圧VCとの大小比較がなされることとなる(図3のステップS104参照)。
一方、ステップS104において、中間端子電圧VMが許容範囲の上限を上回っていると判定された場合、すなわち、VM>(VC+α)である場合には、マイナス端子22b側が接続故障状態であると判定され(図3のステップS106参照)、B駆動回路53によるバックアップが行われる(図3のステップS108参照)。
なお、上述のステップS106、又は、ステップS108において、ソレノイドコイル21の故障であることを、ユーザに対して、警報素子の鳴動、点灯素子の点灯、表示素子や表示装置による文字等の表示などによって報知するようにすると好適である。
ここで、”断線状態に近似した状態”の意味するところは、基本的に、先に、マイナス端子22b側の接続故障状態で説明したと同様であるとする。
この場合も、先にステップS110で説明したと同様、正常動作時に対して、ソレノイドコイル21は、その大凡半分の部分が励磁され、正常時の大凡1/2程度の電磁力となるが、圧力制御弁11の弁開度をある程度制御することが可能となる。したがって、従来と異なり、全く噴射ができなくなるような事は回避され、例えば、いわゆるリンプフォーム走行を確保し、迅速な故障対応が可能となる。
また、上述の本発明の実施の形態においては、本発明に係る電磁アクチュエータをいわゆるノーマルオープンタイプの圧力制御弁11に適用した例を示したが、いわゆるノーマルクローズタイプであって同様に適用できるものである。
さらに、上述の本発明の実施の形態においては、本発明に係る電磁アクチュエータを圧力制御弁11に適用した例を示したが、これに限定される必要はなく、例えば、調量弁6や他の電磁アクチュエータを必要とする構成品に適用しても良いことは勿論である。
2−1〜2−n…燃料噴射弁
4…電子制御ユニット
4A…マイクロコンピュータ
6…調量弁
11…圧力制御弁
21…ソレノイドコイル
51…圧力制御弁駆動回路
52…圧力制御弁バックアップ用第1の駆動回路
53…圧力制御弁バックアップ用第2の駆動回路
Claims (2)
- 燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなるコモンレール式燃料噴射制御装置において用いられ、ソレノイドコイルを有し、前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりとが、それぞれ外部の回路と接続可能とされ、通常動作時においては、前記巻き始めと巻き終わりとの間で通電を行うよう設けられてなる電磁アクチュエータのバックアップ方法であって、
前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりの中間位置を外部と接続可能とし、前記中間位置の電圧が所定許容範囲内にあるか否かを判定し、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲内にある場合には、前記ソレノイドは正常として前記通常動作とし、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲の上限を上回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き終わり側が接続故障状態であるとして、前記ソレノイドコイルの巻き始めと前記中間位置との間で通電を行う一方、
前記中間位置の電圧が、前記所定許容範囲の下限を下回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き始め側が接続故障状態であるとして、前記中間位置と前記ソレノイドの巻き終わりとの間で通電を行うことによって前記電磁アクチュエータの故障時におけるバックアップ動作を可能とすることを特徴とするコモンレール式燃料噴射制御装置用電磁アクチュエータのバックアップ方法。 - 燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能として構成されてなると共に、前記高圧ポンプ及び燃料噴射弁の動作を制御する電子制御ユニットを有してなるコモンレール式燃料噴射制御装置において、ソレノイドコイルを有し、前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりの間の通電が前記電子制御ユニットにより制御されて動作可能に構成されてなる電磁アクチュエータのバックアップ装置であって、
前記ソレノイドコイルの巻き始めと巻き終わりの中間位置を外部と接続可能とし、前記電子制御ユニットにより前記中間位置の電圧を取得可能とする一方、
前記電子制御ユニットは、前記中間位置と前記ソレノイドコイルの巻き終わりとの間へ通電せしめるバックアップ用第1の駆動回路と、前記ソレノイドコイルの巻き始めと前記中間位置との間へ通電せしめるバックアップ用第2の駆動回路とを有し、
前記電子制御ユニットは、前記中間位置の電圧が所定許容範囲内にあるか否かを判定し、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲内にある場合には、前記ソレノイドは正常として前記通常動作とし、
前記中間位置の電圧が前記所定許容範囲の上限を上回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き終わり側が接続故障状態であるとして、前記バックアップ用第2の駆動回路に前記ソレノイドコイルの巻き始めと前記中間位置との間へ通電せしめる一方、
前記中間位置の電圧が、前記所定許容範囲の下限を下回っている場合には、前記ソレノイドコイルの巻き始め側が接続故障状態であるとして、前記バックアップ用第1の駆動回路に前記ソレノイドコイルの中間位置と巻き終わりとの間へ通電せしめるよう構成されてなることを特徴とするコモンレール式燃料噴射制御装置用電磁アクチュエータのバックアップ装置。
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