(57)【要約】【課題】アクチュエータへの通電が少ない場合であっても、アクチュエータ駆動回路の故障を早期に検出できる電子制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１０２は、アクチュエータ１０４への通電と非通電とを切り替えるアクチュエータ駆動回路１０７と、アクチュエータ１０４及びアクチュエータ駆動回路１０７を制御する中央演算装置１０８とを備える。中央演算装置１０８は、アクチュエータの機能異常を検出するアクチュエータ機能異常検出部１１０を備え、アクチュエータ機能異常検出部１１０によりアクチュエータの機能異常を検出した場合に、アクチュエータ１０４への通電と非通電とを切り替えるようにアクチュエータ駆動回路１０７を制御する。【選択図】図１
2020012384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータへの通電と非通電とを切り替えるアクチュエータ駆動回路と、
前記アクチュエータ及び前記アクチュエータ駆動回路を制御する中央演算装置と、を備え、
前記中央演算装置は、
前記アクチュエータの機能異常を検出するアクチュエータ機能異常検出部を備え、前記アクチュエータ機能異常検出部により前記アクチュエータの機能異常を検出した場合に、前記アクチュエータへの通電と非通電とを切り替えるように前記アクチュエータ駆動回路を制御する電子制御装置。
【請求項２】
前記中央演算装置は、前記アクチュエータ駆動回路により前記アクチュエータへの通電と非通電とが切り替えられた場合に、前記アクチュエータ駆動回路の故障を検出するアクチュエータ駆動回路故障検出部を備える請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ機能異常検出部により前記アクチュエータの機能異常を検出した場合に、前記中央演算装置は、前記アクチュエータへの通電と非通電とを繰り返し切り替えるように前記アクチュエータ駆動回路を制御する請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ駆動回路故障検出部により回路故障を検出した場合に、前記アクチュエータ駆動回路は前記アクチュエータを非通電にする請求項２又は３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ駆動回路故障検出部により回路故障を検出した場合に、前記アクチュエータ機能異常検出部は、該アクチュエータ機能異常検出部により検出した機能異常を取り下げる請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ駆動回路故障検出部は、前記アクチュエータ駆動回路の天絡故障を検出する請求項２〜５のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ駆動回路故障検出部は、前記アクチュエータ駆動回路の電気結線の断線を検出する請求項２〜５のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項８】
前記アクチュエータ駆動回路故障検出部は、前記アクチュエータ駆動回路の地絡故障を検出する請求項２〜５のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項９】
前記アクチュエータは、車両内燃機関のターボチャージャバイパスバルブである請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関し、特に車両の電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の電子制御装置では、各種弁、燃料噴射装置、内燃機関等に備え付けられたアクチュエータを動作させる目的で、アクチュエータに対しての通電、非通電をＦＥＴ（電界効果トランジスタ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）でコントロールするアクチュエータ駆動回路が採用されている。このようなアクチュエータ駆動回路において、回路故障が発生すると、アクチュエータを所望の通り動作できなくなるので、アクチュエータ駆動回路における電気的故障、例えば電気結線の断線、天絡（電源側にショート）、地絡（アース側にショート）等の故障を検出する回路故障検出部を備える場合がある。
【０００３】
しかし、このようなアクチュエータ駆動回路に備わる回路故障検出部は、回路故障の検出可否がＦＥＴのオン／オフ状態に左右されている。例えば、ＦＥＴをオンにしてアクチュエータに通電するときに、流れる電流を測定し、測定した電流が過電流であれば天絡故障を検出することができるが、ＦＥＴをオフにするときに電流が流れないので、回路故障の検出ができなくなる。このため、ＦＥＴをオンにする機会が少ないアクチュエータの場合（言い換えれば、アクチュエータへの通電が少ない場合）、上述の天絡故障等の回路故障を早期に検出することが困難になる。回路故障の早期検出が困難になると、回路故障によってアクチュエータの機能異常を引き起こし、アクチュエータが動作を行えなくなる問題が生じる。
【０００４】
このような問題を解決するために、アクチュエータ周辺に配置された各センサを利用し、センサによって検出された結果に基づいて回路故障を検出する方法が検討されている。例えば下記特許文献１には、車両の運転性能や排気性能に悪影響が出ないタイミングでＦＥＴのオン／オフ状態を回路故障検出用に制御することで、回路故障を早期に検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アクチュエータによっては、車両の運転性能や排気性能に悪影響が出ないタイミングでＦＥＴを制御できる機会が少ないもの、全く無いものもあり得る。その結果、特許文献１に開示された方法を用いても、上述の問題を根本的に解決できない。
【０００７】
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、アクチュエータへの通電が少ない場合であっても、アクチュエータ駆動回路の故障を早期に検出できる電子制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電子制御装置は、アクチュエータへの通電と非通電とを切り替えるアクチュエータ駆動回路と、前記アクチュエータ及び前記アクチュエータ駆動回路を制御する中央演算装置と、を備え、前記中央演算装置は、前記アクチュエータの機能異常を検出するアクチュエータ機能異常検出部を備え、前記アクチュエータ機能異常検出部により前記アクチュエータの機能異常を検出した場合に、前記アクチュエータへの通電と非通電とを切り替えるように前記アクチュエータ駆動回路を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アクチュエータ機能異常検出部によりアクチュエータの機能異常を検出した場合に、中央演算装置はアクチュエータへの通電と非通電とを切り替えるようにアクチュエータ駆動回路を制御することで、アクチュエータへの通電機会を増やすことができる。このため、アクチュエータへの通電が少ない場合であっても、アクチュエータ駆動回路の故障を早期に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る電子制御装置を備えた制御システムを示す構成図である。
【図２】制御対象装置である車両内燃機関を示す模式図である。
【図３】電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】電子制御装置の制御処理に関連するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る電子制御装置の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、後述するように、アクチュエータ機能異常検出部はアクチュエータの機能異常があるか否かを判定しており、機能異常があると判定した場合に、その機能異常を検出したことになる。従って、機能異常があると判定したことは機能異常を検出したことと同じ意味、機能異常がないと判定したことは機能異常を検出していないことと同じ意味である。
【００１２】
図１は実施形態に係る電子制御装置を備えた制御システムを示す構成図である。図１に示すように、制御システム１００は、主に、制御対象装置１０１と、該制御対象装置１０１を制御する電子制御装置１０２とを備えている。
【００１３】
制御対象装置１０１は、電源１０３、駆動回路の故障及び機能異常の検出対象であるアクチュエータ１０４、該アクチュエータ１０４に内蔵される電気的負荷１０５、及びアクチュエータ１０４の状況を検出するセンサ１０６によって構成されている。電源１０３の電源電圧は、例えば１５Ｖである。
【００１４】
電子制御装置１０２は、アクチュエータ１０４への通電と非通電とを切り替えるアクチュエータ駆動回路１０７と、アクチュエータ１０４及びアクチュエータ駆動回路１０７を制御する中央演算装置１０８とを備えている。中央演算装置１０８は、更に、アクチュエータ１０４の機能異常を検出するアクチュエータ機能異常検出部１１０と、アクチュエータ駆動回路１０７の故障を検出するアクチュエータ駆動回路故障検出部１１１と、アクチュエータ駆動回路１０７の制御方式を切り替えるアクチュエータ制御切替部１１２と、アクチュエータ制御切替部１１２によって切り替えられる正常時アクチュエータ制御部１１３と回路故障検出用アクチュエータ制御部１１４とを備えている。
【００１５】
ここでのアクチュエータ１０４の機能異常とは、アクチュエータ１０４の機能を発揮できないことを指しており、例えばアクチュエータがバルブであった場合、天絡等によるバルブの閉固着、バルブの詰まりによるバルブの開閉不能等が挙げられる。また、バルブの閉固着とは、バルブが閉弁状態で固着されること、言い換えればバルブを開弁させようとしても開弁できない状態を指す。
【００１６】
アクチュエータ駆動回路１０７は、ＦＥＴ１１５と、該ＦＥＴ１１５を流れる電流を計測する電流計測器１１６と、ＦＥＴ１１５のオン／オフをコントロールするＦＥＴオン／オフ指令部１１７と、電流計測器１１６によって計測された電流値に基づいて過電流を検出する過電流検出部１１８とを有する。図１に示すように、制御対象装置１０１の電気的負荷１０５、アクチュエータ駆動回路１０７のＦＥＴ１１５、電流計測器１１６及びアース１０９は、この順番で直列に電気的に結線されている。
【００１７】
ＦＥＴ１１５は、プルアップ抵抗１１９を介して電源１２０と接続されている。電源１２０とプルアップ抵抗１１９との間には、ダイオード１２１が接続されている。電源１２０の電源電圧は、例えば２．５Ｖである。ＦＥＴオン／オフ指令部１１７は、アクチュエータ制御切替部１１２と接続されており、該アクチュエータ制御切替部１１２からの制御指令に基づいて、ＦＥＴ１１５のオン／オフをコントロールする。一方、過電流検出部１１８によって過電流が検出された場合、ＦＥＴオン／オフ指令部１１７は、アクチュエータ制御切替部１１２からの制御指令を無視してＦＥＴ１１５を強制的にオフにし、過電流に起因するアクチュエータ駆動回路１０７の損傷を防ぐように構成されている。
【００１８】
制御対象装置１０１については、車両内燃機関、インバータ、モータ等の様々な装置が適用されるが、ここでは、図２を基に制御対象装置１０１が車両内燃機関２０１である例を挙げて説明する。
【００１９】
図２は制御対象装置である車両内燃機関を示す模式図である。図２に示すように、車両内燃機関２０１は、該車両内燃機関２０１の内部に外気（すなわち、空気）を取り入れる吸気管２０２と、吸気管２０２で取り入れた空気の量を制御するスロットルバルブ２０３と、取り入れた空気に燃料を噴射して混合気を作って混合気を圧縮し燃焼させることによる燃焼エネルギーを取り出すシリンダ２０４と、シリンダ２０４によって得られた燃焼ガスを車両内燃機関２０１の外部に排出する排気管２０５と、排気管２０５を通過する空気の流量を利用しタービンを回転することで吸気管２０２側の空気を圧縮して送り出すターボチャージャ２０６と、ターボチャージャ２０６によって圧縮された吸入空気の圧力を検出する吸気管圧力センサ２０７と、ターボチャージャ２０６によって圧縮された空気の圧力をターボチャージャ２０６より手前の吸気管２０２に解放するターボチャージャバイパスバルブ２０８とを有する。
【００２０】
スロットルバルブ２０３とターボチャージャバイパスバルブ２０８とは、電子制御装置１０２と接続されており、それぞれの開閉操作が電子制御装置１０２に制御されている。ターボチャージャバイパスバルブ２０８は、上述のアクチュエータ１０４に相当するものであって、該アクチュエータ１０４の駆動によって弁体の開閉が行われる。なお、以下の説明では、ターボチャージャバイパスバルブ２０８をアクチュエータ１０４と呼ぶ場合がある。
【００２１】
このターボチャージャバイパスバルブ２０８は、スロットルバルブ２０３が急速に閉じられた際に、ターボチャージャ２０６によって過給された余剰圧力をターボチャージャ２０６より手前の吸気管２０２に解放することにより、スロットルバルブ２０３やターボチャージャ２０６に過度な負荷が発生することを防ぐ装置である。ここでは、ターボチャージャバイパスバルブ２０８によって余剰圧力を解放する方向にバルブが動作することを開弁とし、その逆方向の動作を閉弁と定義する。
【００２２】
通常では、ターボチャージャバイパスバルブ２０８は、余剰圧力を解放する際に短時間開弁となるように制御されているので、閉弁となる時間が圧倒的に長い。このため、ターボチャージャバイパスバルブ２０８は、支配的なアクチュエータと言うことができる。また、このターボチャージャバイパスバルブ２０８は、後述するように、ＦＥＴ１１５がオン状態となる機会が極端に少ないアクチュエータでもある。
【００２３】
吸気管圧力センサ２０７は、電子制御装置１０２と接続されており、検出した圧力の結果を電子制御装置１０２に出力する。なお、この吸気管圧力センサ２０７は、上述した制御対象装置１０１のセンサ１０６に相当するものである。
【００２４】
ここで、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１によるアクチュエータ駆動回路１０７の故障検出の例として、天絡故障を検出する例を挙げて説明する。
【００２５】
上述したように、電気的負荷１０５、ＦＥＴ１１５及び電流計測器１１６が電源１０３とアース１０９との間で直列に電気的に結線されているので、ＦＥＴ１１５をオンにするとこれらの結線が導通され、電気的負荷１０５を通電させることになる。これによって、電気的負荷１０５は、ターボチャージャバイパスバルブ２０８を開弁させるように該ターボチャージャバイパスバルブ２０８の弁体に駆動力を与える。
【００２６】
アクチュエータ駆動回路１０７と電気的負荷１０５との間の電気結線が正常であれば、ＦＥＴ１１５をオンにすることによって電気的負荷１０５のインピーダンスを介して通電するので、電流計測器１１６で過電流が計測されることはない。一方、天絡故障が発生すると、ＦＥＴ１１５をオンにしても電気的負荷１０５のインピーダンスを介さず、インピーダンスがほぼ零の状態で通電するので、電流計測器１１６で過電流が計測される。このとき、過電流検出部１１８は、電流計測器１１６によって計測された電流値に基づいて過電流を検出するとともに、その検出結果をアクチュエータ駆動回路故障検出部１１１に出力する。
【００２７】
アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、過電流検出部１１８から入力された検出結果に基づき、過電流であるか否かを判定する。過電流と判定した場合、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、天絡故障が発生していると判定するとともに、該天絡故障をアクチュエータ駆動回路１０７の故障として検出する。一方、ＦＥＴ１１５をオンにするときに電流計測器１１６で電流が計測されない場合、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、過電流がないと判定する。なお、ＦＥＴ１１５をオフにするときには、電流が流れないので、電流計測器１１６で電流が計測されない。従って、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、アクチュエータ駆動回路１０７に故障が発生することも発生しないことも判定できない状態になる。
【００２８】
天絡故障が発生すると、上述したように、過電流に起因する回路の損傷を防ぐために、ＦＥＴオン／オフ指令部１１７はＦＥＴ１１５を強制的にオフにする。また、天絡故障発生時の電気的負荷１０５では、負荷両端の電圧がどちらも電源と同じレベルであるので、電流が流れない。このため、ターボチャージャバイパスバルブ２０８は閉弁状態で固着される。
【００２９】
このとき、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、該ターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着を、アクチュエータ１０４の機能異常として検出する。
【００３０】
以下、図３を参照して電子制御装置１０２によるターボチャージャバイパスバルブ２０８への制御処理を説明する。図３は電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。図３のフローチャートに記載の制御処理は、例えば１０ｍｓの周期で繰り返し実行される。
【００３１】
まず、ステップＳ３０１では、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、アクチュエータ機能異常があるか否かを判定する。ここでは、アクチュエータ１０４の機能異常として、上述したターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着を挙げて説明する。
【００３２】
ターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着の発生原因は、上述したアクチュエータ駆動回路１０７の天絡故障によるもののほか、バルブの詰まりのような様々な要因が挙げられる。天絡故障を含む様々な要因によって生じる閉固着があるか否かを確実に判定するために、ターボチャージャバイパスバルブ２０８の開閉状態を直接確認することが理想であるが、車両内燃機関２０１ではターボチャージャバイパスバルブ２０８の開閉状態を直接モニタすることが困難である。そこで、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、スロットルバルブ２０３の開度、吸気管圧力センサ２０７の検出結果等を用いて、間接的にターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着があるか否かを判定する。
【００３３】
以下、閉固着があるか否かを間接的に判定する方法について、図４を用いて詳細に説明する。図４は電子制御装置の制御処理に関連するタイムチャートである。図４において、横軸は時刻を示しており、図４（ａ）はスロットルバルブ２０３の開閉状態、図４（ｂ）は吸気管圧力センサ２０７の検出信号、図４（ｃ）は正常時アクチュエータ制御部１１３からの正常時アクチュエータ制御信号、図４（ｄ）は回路故障検出用アクチュエータ制御部１１４からの回路故障検出用アクチュエータ制御信号、図４（ｅ）はターボチャージャバイパスバルブ２０８の実動作、図４（ｆ）はアクチュエータ１０４の機能異常カウンタ信号、図４（ｇ）はアクチュエータ駆動回路１０７の故障カウンタ信号、図４（ｈ）はアクチュエータ制御切替部１１２からのアクチュエータ制御切り替え信号をそれぞれ示す。
【００３４】
なお、図４に示す例では、時刻ｔ２でアクチュエータ駆動回路１０７の天絡故障が発生するものと仮定する。従って、時刻ｔ２以降では、ＦＥＴ１１５のオン／オフ切り替えに関わらず、ターボチャージャバイパスバルブ２０８は閉弁状態で固着される。例えば、時刻ｔ３において、正常時アクチュエータ制御部１１３からの正常時アクチュエータ制御信号（図４（ｃ）参照）によってＦＥＴ１１５をオンにする（すなわち、ターボチャージャバイパスバルブ２０８を開弁させる）指令が出力されているが、ターボチャージャバイパスバルブ２０８の実動作（図４（ｅ）参照）は閉弁のままである。
【００３５】
時刻ｔ１〜ｔ２の正常時には、スロットルバルブ２０３が全閉となってから吸気管圧力センサ検出信号（図４（ｂ）参照）がターボチャージャバイパスバルブ２０８の開弁に連動して低下しているにも関わらず、時刻ｔ２〜ｔ４ではターボチャージャバイパスバルブ２０８の開弁に連動した圧力低下が発生していないことがわかる。従って、時刻ｔ３で、吸気管圧力センサ検出信号で圧力異常と判定される閾値（図４（ｂ）中の一点鎖線参照）を上回る圧力が検出されている。
【００３６】
このように、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、スロットルバルブ２０３の開閉状態、ターボチャージャバイパスバルブ２０８の開閉状態、及び吸気管圧力センサ２０７の検出結果に基づいて、ターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着があるかを間接的に判定することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、アクチュエータ駆動回路１０７内の電気的なノイズ等の影響による誤検出を防止し、上述した方法で判定される閉固着が確実に発生していることを確定するために、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、閉固着と判定した事象の回数が所定値を超える場合に最終的な閉固着を判定するようになっている。具体的には、図４（ｆ）に示すように、時刻ｔ３で閉固着と判定した場合、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、アクチュエータ機能異常カウンタをカウントアップしつつ、アクチュエータ機能異常カウンタの回数が所定値を超えるか否かを更に判定する。そして、アクチュエータ機能異常カウンタの回数が所定値を超えると判定した場合（図４（ｆ）に示す時刻ｔ４参照）、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、それをもって最終的な閉固着を確定する。
【００３８】
図３に示すステップＳ３０１では、上述したようにアクチュエータ機能異常が確定した場合、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、アクチュエータ機能異常があると判定しつつ、異常原因を究明し易くするためにターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着に該当する異常コードを記憶する。その後、制御処理はステップＳ３０３に進み、異常時ＦＥＴ制御信号が出力される。このとき、アクチュエータ制御切替部１１２は、回路故障検出用アクチュエータ制御部１１４への切り替えを行うとともに、図４（ｈ）に示すアクチュエータ制御切り替え信号を出力する。切り替えられた回路故障検出用アクチュエータ制御部１１４は、図４（ｄ）に示す回路故障検出用アクチュエータ制御信号を出力する。
【００３９】
図４（ｄ）に示すように、回路故障検出用アクチュエータ制御信号は、ターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着が確定（図４（ｆ）参照）したタイミング（すなわち、時刻ｔ４）で、アクチュエータ駆動回路１０７の天絡故障を検出するため、オン／オフの信号が繰り返し出力される。すなわち、このとき、中央演算装置１０８は、ターボチャージャバイパスバルブ２０８への通電と非通電とを繰り返し切り替えるようにアクチュエータ駆動回路１０７を制御する。
【００４０】
この回路故障検出用アクチュエータ制御信号は、図４（ｃ）に示す正常時アクチュエータ制御信号と比べてオンとなる時間が多く、言い換えればアクチュエータ１０４への通電機会が増えるため、アクチュエータ駆動回路１０７の天絡故障を早期に検出することが可能になる。
【００４１】
なお、この回路故障検出用アクチュエータ制御信号は、制御性とは無関係にＦＥＴ１１５を繰り返しオンとオフにするように出力されるが、アクチュエータ機能異常検出部１１０により閉固着が既に確定したため、ＦＥＴ１１５をオンにしたとしても、ターボチャージャバイパスバルブ２０８は閉弁のままである（図４（ｅ）参照）。また、図４（ｄ）に示すように回路故障検出用アクチュエータ制御信号のオン／オフを繰り返し出力するのは、ターボチャージャバイパスバルブ２０８の連続通電による発熱を防止するためである。なお、発熱が許容範囲内であれば、制御信号のオン／オフを繰り返し出力せずに、オンだけの制御信号を出力し続けてもよい。
【００４２】
一方、ステップＳ３０１でアクチュエータ機能異常がないと判定された場合、制御処理はステップＳ３０２に進み、正常時ＦＥＴ制御信号が出力される。このとき、アクチュエータ制御切替部１１２による正常時アクチュエータ制御部１１３への切り替えが行われ、切り替えられた正常時アクチュエータ制御部１１３は、図４（ｃ）に示す正常時アクチュエータ制御信号を出力する。正常時アクチュエータ制御信号は、上述したように、スロットルバルブの２０３全閉動作に伴う吸気管２０２の余剰圧力を解放し、スロットルバルブ２０３やターボチャージャ２０６に過度な負荷が発生することを防ぐ目的で出力される信号である。
【００４３】
ステップＳ３０２、ステップＳ３０３に続くステップＳ３０４では、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、アクチュエータ駆動回路故障が確定したか否かを判定する。より具体的には、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、後述するステップＳ３１２で回路故障が確定した結果に基づいてその判定を行う。そして、アクチュエータ駆動回路故障が確定したと判定された場合、制御処理はステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、ＦＥＴオン／オフ指令部１１７は、過電流の検出とは無関係にＦＥＴ１１５を強制的にオフにする。これによって、天絡故障に起因するアクチュエータ駆動回路１０７の損傷、発火等を防ぐことができ、アクチュエータ駆動回路１０７を保護することができる。そして、ステップＳ３０６が終わると、一連の処理は終了する。
【００４４】
一方、ステップＳ３０４でアクチュエータ駆動回路故障が確定していないと判定された場合、制御処理はステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、ＦＥＴ１１５がオンであるか否かを判定する。ＦＥＴ１１５がオンでない（言い換えれば、ＦＥＴ１１５がオフである）と判定された場合、一連の処理は終了する。一方、ＦＥＴ１１５がオンであると判定された場合、制御処理はステップＳ３０７に進む。
【００４５】
ステップＳ３０７では、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、電流計測器１１６及び過電流検出部１１８を介して検出された電流値に基づき、過電流であるか否かを判定する。過電流でないと判定された場合、制御処理はステップＳ３０８に進み、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、アクチュエータ駆動回路故障カウンタをクリアする。ステップＳ３０８が終わると、一連の処理を終了する。
【００４６】
一方、ステップＳ３０７で過電流であると判定した場合、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、天絡故障が発生していると判定しつつ、該天絡故障を回路故障として検出する。その後、制御処理はステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９では、図３に示す制御処理が終了してから再度ＦＥＴ１１５のオンを指令するまで、ＦＥＴオン／オフ指令部１１７はＦＥＴ１１５をオフにする。このようにＦＥＴ１１５をオフにすることで、過電流が流れ続けることによってアクチュエータ駆動回路１０７が損傷してしまうのを防ぐことができる。
【００４７】
ステップＳ３０９に続くステップＳ３１０では、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、アクチュエータ駆動回路故障を確定するためのカウンタ回数をカウントアップする。本実施形態では、上述したアクチュエータ機能異常と同様にノイズ等の影響による誤検出を防止し、回路故障が発生していることを確実に確定するために、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、過電流と判定した事象の回数が所定値を超える場合に最終的な天絡故障を判定するようになっている。なお、アクチュエータ駆動回路故障を確定するためのカウンタ信号は、図４（ｇ）に示す通りである。
【００４８】
ステップＳ３１０に続くステップＳ３１１では、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、回路故障のカウンタの回数が所定値を超えるか否かを判定する。カウンタの回数が所定値を超えていないと判定された場合、一連の処理は終了する。一方、カウンタの回数が所定値を超えたと判定された場合、制御処理はステップＳ３１２に進み、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１がアクチュエータ駆動回路故障を最終的に確定する。そして、ステップＳ３１２が終わると、一連の制御処理は終了する。
【００４９】
以下、上述の制御処理におけるアクチュエータ駆動回路故障（ここでは、天絡故障）の確定について、更に図４に示すタイムチャートを用いて時間順に説明する。
【００５０】
上述の制御処理において、時刻ｔ２で天絡故障が発生することとしており、図４（ｃ）の正常時アクチュエータ制御信号で示されるように、ＦＥＴ１１５が時刻ｔ２でオフの状態になっている。このため、上述したステップＳ３０５でＦＥＴオンでないと判定されるので、ステップＳ３０７以降の処理は実行されずに、制御処理は終了することになる。この場合、アクチュエータ駆動回路故障カウンタ信号（図４（ｇ）参照）は、前回の制御処理終了時の値を引き続き採用する。
【００５１】
次に、時刻ｔ３では、正常時アクチュエータ制御信号で示されるように、ＦＥＴ１１５が短い間隔でオンになっている（図４（ｃ）参照）。このため、上述したステップＳ３０５でＦＥＴ１１５オンであると判定され、且つステップＳ３０７で過電流であると判定されるので、ステップＳ３０９以降の処理は実行される。時刻ｔ３において、アクチュエータ駆動回路故障カウンタ信号で示される回路故障のカウンタが僅かに上昇するが、ＦＥＴ１１５がオンになる時間が僅かであるため、天絡故障の確定に至るまでにはならない。
【００５２】
次に、時刻ｔ４において、上述のステップＳ３０１でアクチュエータ機能異常があると判定されるため、アクチュエータ制御切り替え信号（図４（ｈ）参照）で示されるように、回路故障検出用アクチュエータ制御部１１４が切り替えられ、ステップＳ３０３で回路故障検出用アクチュエータ制御信号がパルスとして出力される（図４（ｄ）参照）。この回路故障検出用アクチュエータ制御信号は正常時アクチュエータ制御信号（図４（ｃ）参照）と比べてオンとなる時間が多いので、時刻ｔ４〜ｔ５間は、時刻ｔ３〜ｔ４間と比べて回路故障のカウンタがより早く上昇する。
【００５３】
次に、時刻ｔ５において、上述のステップＳ３１１でアクチュエータ駆動回路故障カウンタ信号（図４（ｇ）参照）が所定値を超えたと判定され、ステップＳ３１２で最終的に天絡故障の確定に至る。天絡故障が確定した際に、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、天絡故障に該当する故障コードを記憶し、故障原因究明時に容易に確認できるようにする。
【００５４】
また、本実施形態の電子制御装置１０２は、アクチュエータの機能異常発生時に、その原因が回路故障にあるか否かを切り分ける自己診断機能を更に有する。具体的には、電子制御装置１０２は、上述した閉固着の原因が天絡故障によるものであり、ターボチャージャバイパスバルブ２０８自体の損傷や弁詰まり等によるものではないと判定して自己診断を行う。
【００５５】
そして、閉固着の原因が天絡故障によるものと判定された場合、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、既に記憶したターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着の異常コードを取り下げる。ここでの取り下げると言うのは、記憶したターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着を削除する意味である。そして、このようにアクチュエータ機能異常検出部１１０が検出した機能異常を取り下げることで、機能異常を引き起こす原因であるアクチュエータ駆動回路１０７の故障を明確にすることができるので、原因究明をより早く且つ分かり易くすることができる。
【００５６】
以上の通り、本実施形態の電子制御装置１０２は、アクチュエータ１０４への通電と非通電とを切り替えるアクチュエータ駆動回路１０７と、アクチュエータ１０４及びアクチュエータ駆動回路１０７を制御する中央演算装置１０８とを備えたものである。また、中央演算装置１０８は、アクチュエータ１０４の機能異常を検出するアクチュエータ機能異常検出部１１０を備える。そして、アクチュエータ機能異常検出部１１０によりアクチュエータ１０４の機能異常を検出した場合に、中央演算装置１０８は、アクチュエータ１０４への通電と非通電とを切り替えるようにアクチュエータ駆動回路１０７を制御することが望ましい。更に、中央演算装置１０８は、アクチュエータ駆動回路１０７によりアクチュエータ１０４への通電と非通電とが切り替えられた場合に、アクチュエータ駆動回路１０７の故障を検出するアクチュエータ駆動回路故障検出部１１１を備えることが望ましい。
【００５７】
具体的には、上述したように、アクチュエータ機能異常検出部１１０によってターボチャージャバイパスバルブ２０８の閉固着が検出された場合、中央演算装置１０８はアクチュエータ１０４への通電と非通電とを切り替えるようにアクチュエータ駆動回路１０７を制御することで、アクチュエータ１０４への通電機会を増やすことができる。このようにすれば、アクチュエータ１０４への通電が少ない場合であっても、アクチュエータ駆動回路１０７の故障を早期に検出することが可能になる。
【００５８】
また、アクチュエータ機能異常検出部１１０によりアクチュエータ１０４の機能異常を検出した場合に、中央演算装置１０８は、アクチュエータ１０４への通電と非通電とを繰り返し切り替えるようにアクチュエータ駆動回路１０７を制御することが望ましい。このようにすれば、アクチュエータ駆動回路１０７の天絡故障をより早期に検出できるとともに、ターボチャージャバイパスバルブ２０８（すなわち、アクチュエータ１０４）の連続通電による発熱を防止することができる。
【００５９】
また、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１により回路故障を検出した場合に、アクチュエータ駆動回路１０７はアクチュエータ１０４を非通電にすることが望ましい。具体的には、ステップＳ３０９で述べたように、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１によって天絡故障が検出された場合、ＦＥＴオン／オフ指令部１１７はＦＥＴ１１５をオフにすることによりアクチュエータ１０４を非通電にする。このようにすれば、過電流が流れ続けることによるアクチュエータ駆動回路１０７の損傷を防止することができる。
【００６０】
更に、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１により回路故障を検出した場合に、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、該アクチュエータ機能異常検出部１１０により検出した機能異常を取り下げることが望ましい。具体的には、上述したように、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１によって天絡故障が検出された場合、アクチュエータ機能異常検出部１１０は、既に検出して記憶した閉固着の異常コードを取り下げる。このようにすることで、機能異常を引き起こす原因であるアクチュエータ駆動回路１０７の故障を明確にすることができるので、原因究明をより早く且つ分かり易くすることができる。
【００６１】
更に、これによって、回路故障発生時の故障モードに応じた保護措置をすみやかに実施できるとともに、故障発生後のアフターマーケットにおいて、記憶される故障コードに基づいて修理対応工数を削減することが可能となる。更に、このように機能異常を引き起こす原因であるアクチュエータ駆動回路１０７の故障を明確にすることで、故障していない部品の誤交換を防ぐことができる。
【００６２】
また、アクチュエータ１０４は、車両内燃機関２０１のターボチャージャバイパスバルブ２０８であることが望ましい。このようにすれば、ＦＥＴ１１５がオン状態となる機会が極端に少ないターボチャージャバイパスバルブ２０８であっても、該ターボチャージャバイパスバルブ２０８の故障を早期に検出することが可能になる。
【００６３】
なお、本実施形態において、アクチュエータ駆動回路１０７の故障検出の例として天絡故障を検出する例を説明したが、本発明は、アクチュエータ駆動回路１０７における電気結線の断線の検出、地絡故障の検出にも適用できる。
【００６４】
すなわち、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、アクチュエータ駆動回路１０７の電気結線の断線を検出することが望ましい。図１に示すように、ＦＥＴ１１５はプルアップ抵抗１１９及びダイオード１２１を介して電源１２０と接続されており、プルアップ抵抗１１９には電源１２０の電源電圧（ここでは、２．５Ｖ）がかかる状態となっている。ＦＥＴ１１５と電源１０３との間で電気結線の断線がない状態では、ＦＥＴ１１５がオフのときに、該ＦＥＴ１１５が電源１０３と繋がっているため、図１に示すＡ点の電位がより大きな電位を持つ電源１０３の電位（ここでは１５Ｖ）になる。一方、ＦＥＴ１１５と電源１０３との間で電気結線の断線が生じた場合（言い換えれば、アクチュエータ駆動回路１０７の電気結線が断線した場合）、ＦＥＴ１１５をオフにした状態において、該ＦＥＴ１１５は電源１０３と繋がらないので、上記Ａ点にはプルアップ抵抗１１９による電位２．５Ｖが入力される。従って、Ａ点の電位を測定することで、測定した電位の値に基づいてアクチュエータ駆動回路１０７における電気結線の断線の有無を検出することができる。このようにすれば、アクチュエータ駆動回路１０７における電気結線の断線を早期に検出できる。
【００６５】
また、アクチュエータ駆動回路故障検出部１１１は、アクチュエータ駆動回路１０７の地絡故障を検出することが望ましい。地絡故障の場合、電源１０３に繋がるところがアース１０９側に繋がってしまうので、ＦＥＴ１１５が非通電の状態になり、従って上記Ａ点の電位が０Ｖとなる。これに基づいて地絡故障を検出することができる。このようにすれば、アクチュエータ駆動回路１０７の地絡故障を早期に検出できる。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は上述実施形態に限定するものではない。また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、アクチュエータ１０４がターボチャージャバイパスバルブ２０８である例を挙げて説明したが、本発明は、ターボチャージャバイパスバルブ２０８以外のバルブにも適用される。
【符号の説明】
【００６７】
１００    制御システム
１０１    制御対象装置
１０２    電子制御装置
１０３    電源
１０４    アクチュエータ
１０５    電気的負荷
１０６    センサ
１０７    アクチュエータ駆動回路
１０８    中央演算装置
１０９    アース
１１０    アクチュエータ機能異常検出部
１１１    アクチュエータ駆動回路故障検出部
１１２    アクチュエータ制御切替部
１１３    正常時アクチュエータ制御部
１１４    回路故障検出用アクチュエータ制御部
１１５    ＦＥＴ
１１６    電流計測器
１１７    ＦＥＴオン／オフ指令部
１１８    過電流検出部
１１９    プルアップ抵抗
１２０    電源
１２１    ダイオード
２０１    車両内燃機関
２０２    吸気管
２０３    スロットルバルブ
２０４    シリンダ
２０５    排気管
２０６    ターボチャージャ
２０７    吸気管圧力センサ
２０８    ターボチャージャバイパスバルブ
【図１】
2020012384.tif 000003
【図２】
2020012384.tif 000004
【図３】
2020012384.tif 000005
【図４】
2020012384.tif 000006