(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン制御を直接司る少なくとも一つの電気負荷からなる第１負荷と、エンジン制御に直接関与しない少なくとも一つの電気負荷からなる第２負荷と、前記第１，第２負荷に各々接続されるヒューズとを備え、第１負荷用のヒューズを介して電源が供給されて前記第１，第２負荷の駆動を制御する車両用エンジンの制御装置であって、
前記第１負荷には、第１負荷用のヒューズを介して電源が供給される一方、前記第２負荷には、第２負荷用のヒューズを介して電源が供給され、前記第２負荷の電流遮断時に発生するフライバックエネルギーをダイオードを介して当該第２負荷の電源供給ライン側に返すように構成する車両用エンジンの制御装置。
【請求項２】
車両走行に不可欠な電気負荷を前記第１負荷とし、車両走行に不可欠でない電気負荷を前記第２負荷とする請求項１に記載の車両用エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジン制御を直接司る電気負荷と、エンジン制御に直接関与しない電気負荷とを備え、それら電気負荷の駆動を制御する車両用エンジンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンの制御装置において、昨今、エンジン制御の中枢をなす電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと言う）へのバッテリからの電源供給を、キースイッチのＯＦＦ後も一定時間継続し、所望の制御を実行した後、同ＥＣＵの出力信号にてリレー（以下、メインリレーと言う）をＯＦＦすることにより電源を遮断する、といういわゆるメインリレー制御を実施するものがある。
【０００３】
このようなメインリレー制御を実施するエンジン制御装置の構成を図２に示す。図２に示されるように、一般的にはＥＣＵ３０が駆動する電気負荷Ａ１〜ＡＮ，Ｂ１〜ＢＮの電源はメインリレー１２の下流側から供給される。ここで図中、負荷Ａ１〜ＡＮはエンジン制御を直接司る電気負荷（例えばインジェクタ）を、負荷Ｂ１〜ＢＮはエンジン制御に直接関与しない電気負荷（例えばエアコンリレー）を示す。
【０００４】
また図２において、車載用電源としてのバッテリ（１２Ｖ又は２４Ｖバッテリ）１０にはヒューズ１１を介してメインリレー１２が接続され、ＥＣＵ３０にはヒューズ１１及びメインリレー１２を介してバッテリ電源が供給される。ＥＣＵ３０は電源回路３１を備え、電源回路３１はバッテリ電源を基にＥＣＵ内部電源、例えば５Ｖ等を生成する。マイコン３２は、図示しないセンサ群からエンジン運転状態を表す各種信号を取り込み、そのエンジン運転状態に基づき、出力バッファ３３を介して電気負荷Ａ１〜ＡＮの駆動を制御すると共に、出力バッファ３４を介して電気負荷Ｂ１〜ＢＮの駆動を制御する。
【０００５】
出力バッファ３４はその基本構成として、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの駆動（通電）をオン／オフするためのトランジスタ３４ａと、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの電流遮断時に発生するフライバックエネルギーを還流させるためのダイオード３４ｂとを有する。ダイオード３４ｂのカソードはＥＣＵ３０内の電源供給ラインに接続される。
【０００６】
なお、出力バッファ３３は、例えば電気負荷としてのインジェクタを駆動させて燃料噴射量を精密に制御するものであり、その構成は出力バッファ３４に比べて複雑であると共に装置毎に様々であるため、ここでは詳細な図示を省略する。
【０００７】
図２のような構成の場合、ＥＣＵ３０が駆動する電気負荷のうち、電気負荷Ｂ１〜ＢＮ（エンジン制御に直接関与しない負荷）の故障時には、エンジン制御に直接的に関与しない故障であるため、本来ならばエンジン制御ひいては車両の走行が継続されるべきである。ところが、該電気負荷Ｂ１〜ＢＮが短絡故障した場合等においてはヒューズ１１が溶断されるため、ＥＣＵ３０への電源供給ができなくなり、エンジンが停止され車両が不用意に走行不能となってしまう。
【０００８】
こうした不具合を解消するには、図３に示す構成が考えられる。つまり、電気負荷Ｂ１〜ＢＮ（エンジン制御に直接関与しない負荷）の電源をメインリレー１２の下流から切り離し、電気負荷Ｂ１〜ＢＮ専用のヒューズ１３を別設定して電源供給するというものである。かかる構成によれば、電気負荷Ｂ１〜ＢＮが短絡故障したとしても当該負荷用のヒューズ１３が溶断されるのみで、ＥＣＵ３０及び電気負荷Ａ１〜ＡＮ用のヒューズ１１には影響を与えない。そのため、エンジン制御及び車両の走行を継続することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、図３の構成において仮にＥＣＵ３０及び電気負荷Ａ１〜ＡＮ用のヒューズ１１が何らかの要因で溶断した場合を想定すると、本来であればＥＣＵ３０には電源が供給されず、ＥＣＵ３０は非動作状態になるはずであるが、電気負荷Ｂ１〜ＢＮ及びダイオード３４ｂを介してＥＣＵ３０に電源が供給されてしまう。このとき、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの電磁コイルを通して電源が供給されてコイル抵抗分だけ電圧が降下するため、ＥＣＵ３０にはバッテリ電圧よりも低い電圧が供給されることになり、極めて不安定な動作に至ることが懸念される。その上、運転状態に従いＥＣＵ３０が電気負荷Ｂ１〜ＢＮを駆動（通電）した場合、電気負荷Ｂ１〜ＢＮ及びダイオード３４ｂを経由して流れる回り込み電流が遮断されてＥＣＵ３０が再び停止される。こうして図３の構成では、予期しないＥＣＵ３０の非動作状態と動作状態とが生ずるおそれがあった。
【００１０】
一方、前記図３の構成の改良として図４（ａ），（ｂ）に示す構成が考えられる。なお、図４（ａ），（ｂ）では、ＥＣＵ３０の構成のみを抽出して示す。図４（ａ）に示す出力バッファ３４の場合、トランジスタ３４ａのコレクタとＧＮＤとの間にツェナーダイオード３４ｃを挿入し、ツェナーダイオード３４ｃにてフライバックエネルギーを吸収する。また、図４（ｂ）に示す出力バッファ３４の場合、トランジスタ３４ａのベース−コレクタ間にツェナーダイオード３４ｃを挿入し、トランジスタ３４ａにてフライバックエネルギーを吸収する。
【００１１】
しかしながら、図４（ａ），（ｂ）の構成では、前記図３の構成で懸念される不具合は回避されるものの、フライバックエネルギーをツェナーダイオード３４ｃ若しくはトランジスタ３４ａにて全て熱に変換する方式であるから、ツェナーダイオード３４ｃ若しくはトランジスタ３４ａを大電力の素子にする必要がある。そのため、図３の構成に比べてコストアップ且つ発熱大になるというデメリットが生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記諸問題に着目してなされたものであり、その目的は、各種電気負荷の故障時にもエンジン制御ひいては車両の走行を適正に行わせ、且つそれを安価に実現させることができる車両用エンジンの制御装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、エンジン制御を直接司る少なくとも一つの電気負荷からなる第１負荷と、エンジン制御に直接関与しない少なくとも一つの電気負荷からなる第２負荷と、前記第１，第２負荷に各々接続されるヒューズとを備え、第１負荷用のヒューズを介して電源が供給されて前記第１，第２負荷の駆動を制御する車両用エンジンの制御装置であって、前記第１負荷には、第１負荷用のヒューズを介して電源が供給される一方、前記第２負荷には、第２負荷用のヒューズを介して電源が供給され、前記第２負荷の電流遮断時に発生するフライバックエネルギーをダイオードを介して当該第２負荷の電源供給ライン側に返すように構成する。
【００１４】
上記構成によれば、第１負荷（エンジン制御を直接司る電気負荷）と第２負荷（エンジン制御に直接関与しない電気負荷）とには別系統で電源が供給され、仮に第２負荷がショート故障した時、第２負荷用のヒューズだけが溶断される。この場合、第１負荷用のヒューズは溶断されることなく、エンジン制御ひいては車両の走行が継続される。
【００１５】
また逆に、第１負荷用のヒューズが溶断された場合には、第２負荷の電流遮断時に発生するフライバックエネルギーがダイオードを介して当該第２負荷の電源供給ライン側に返される。この場合、フライバックエネルギーの供給により各種電気負荷の駆動が不安定に制御されるといった不具合が回避される。また、ツェナーダイオード若しくはトランジスタにて前記フライバックエネルギーを熱に変換する従来構成に比べ、素子の大電力化が強いられることもないので安価な構成となる。その結果本発明では、第１，第２負荷といった各種電気負荷のショート故障時にもエンジン制御ひいては車両の走行を適正に行わせ、且つそれを安価に実現させることができる。
【００１６】
本発明において、「エンジン制御を直接司る電気負荷」か又は「エンジン制御に直接関与しない電気負荷」かという区分は、車両又はエンジン個々の設計思想或いは仕様に応じて決められればよいが、その区分について例示すれば、請求項２に記載したように、車両走行に不可欠な電気負荷を前記第１負荷とし、車両走行に不可欠でない電気負荷を前記第２負荷とするとよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態では、コモンレール式燃料噴射装置を備えた自動車用多気筒ディーゼルエンジンを例に取り、当該エンジンを最適に運転するためのエンジン制御装置の実現について説明する。ここで、各気筒共通のコモンレール（蓄圧配管）には燃料高圧ポンプから高圧燃料が給送され、エンジンの気筒毎に設けられた電磁式のインジェクタが駆動されることにより、コモンレール内の高圧燃料が噴射供給される。
【００１８】
図１に本実施の形態におけるエンジン制御装置の全体構成を示す。但し、図１の構成において、従来技術にて説明した装置（図２〜図４）と同一の構成については同一の番号を付す。
【００１９】
図１において、エンジン制御を司る電気負荷Ａ１〜ＡＮと各種電気負荷の駆動を制御するためのＥＣＵ２０とには、ヒューズ１１及びメインリレー１２を介してバッテリ電源が供給される。また、エンジン制御に直接関与しない電気負荷Ｂ１〜ＢＮにはヒューズ１３を介してバッテリ電源が供給される。つまり、電気負荷Ａ１〜ＡＮはその電源をメインリレー１２とＥＣＵ２０との接点から取るのに対し、電気負荷Ｂ１〜ＢＮはその電源をヒューズ１３を介してバッテリ１０から別経路で取るようにしている。
【００２０】
なお、電気負荷Ａ１〜ＡＮはエンジンの気筒毎に設けられる複数のインジェクタにて構成され、同電気負荷Ａ１〜ＡＮが本発明の第１負荷に相当する。また、電気負荷Ｂ１〜ＢＮはエアコンリレーやＥＧＲアクチュエータ等にて構成され、同電気負荷Ｂ１〜ＢＮが本発明の第２負荷に相当する。
【００２１】
メインリレー１２は、キースイッチのＯＦＦ後も一定時間だけＥＣＵ２０に電源を供給する。このとき、ＥＣＵ２０は図示しないＥＥＰＲＯＭの書き込む処理を完了する、又はダイアグ処理を完了する、といった所望の制御を実行した後、ＥＣＵ自らメインリレー１２を操作して電源を遮断する。
【００２２】
ＥＣＵ２０は、前記図２の部材番号３１〜３４の構成と同様に、ＥＣＵ内部電源（例えば５Ｖ）を生成する電源回路２１と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄコンバータを含むマイコン２２と、電気負荷Ａ１〜ＡＮ，Ｂ１〜ＢＮを各々駆動する出力バッファ２３，２４とを備える。ここで、マイコン２２には、入力バッファ２５を介して各種センサ１４や各種スイッチ１５の信号が入力される。各種センサ１４としては、例えばエンジン回転数を検出するための回転数センサや、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ等がある。また、各種スイッチ１５としては、例えばスタータスイッチや自動変速機のニュートラルスイッチ等がある。
【００２３】
ＥＣＵ２０は、各種センサ１４及びスイッチ１５からの信号を入力バッファ２５を介してマイコン２２に取り込むと共に、マイコン２２内のＲＯＭに書き込まれた制御プログラム及びデータに基づいて目標噴射量や目標噴射時期を演算する。そして、その演算結果に従い、出力バッファ２３を介して電気負荷Ａ１〜ＡＮ（インジェクタ）の駆動を制御し、エンジンを望ましい状態に制御する。またそれに加え、ＥＣＵ２０は、マイコン２２の演算結果に従い、出力バッファ２４を介して電気負荷Ｂ１〜ＢＮの駆動を制御し、ＥＧＲ量（排ガス再循環量）を制御する等の付加機能を実現する。
【００２４】
なお、電気負荷Ａ１〜ＡＮ（インジェクタ）を駆動するための出力バッファ２３は、エンジンへの燃料噴射量や噴射時期を最適に制御するために重要な役割を担う。すなわち、最適な燃料噴射制御を行うには、噴射開始当初におけるインジェクタの開弁応答性を高めたり、噴射終了時における噴射切れを鋭くしたりする必要があり、例えばバッテリ電圧よりも高い電圧をコンデンサに蓄えてそれを噴射初期に一気に放電する、といった工夫が施される。但し本実施の形態では、出力バッファ２３の構成は何ら要部でなく任意でよいため、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００２５】
また、出力バッファ２４は、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの駆動をオン／オフするためのトランジスタ２４ａと、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの電流遮断時に発生するフライバックエネルギーを還流させるためのダイオード２４ｂとを有する。ダイオード２４ｂのアノードはトランジスタ２４ａのコレクタに接続され、カソードは電気負荷Ｂ１〜ＢＮの電源供給ラインに接続される。従って、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの通電遮断に伴いフライバックエネルギーが発生すると、そのフライバックエネルギーはダイオード２４ｂを介して当該電気負荷Ｂ１〜ＢＮの電源供給側に返されることとなる。
【００２６】
以上のように構成されたエンジン制御装置において、車両走行中に電気負荷Ｂ１〜ＢＮ（エンジン制御に直接関与しない負荷）が何らかの原因で短絡すると、電気負荷Ｂ１〜ＢＮ用のヒューズ１３が溶断されるが、メインリレー１２の上流側のヒューズ１１は溶断されることはない。従って、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの短絡故障に関係なく、ＥＣＵ２０や電気負荷Ａ１〜ＡＮ（エンジン制御を直接司る負荷）への電源供給は継続され、引き続き車両の走行が可能となる。
【００２７】
また仮に、ＥＣＵ２０及び電気負荷Ａ１〜ＡＮ用のヒューズ１１が何らかの要因で溶断した場合、ＥＣＵ２０への電源供給が停止され、それ以降ＥＣＵ２０の非動作状態が維持される。つまり、電気負荷Ｂ１〜ＢＮで発生するフライバックエネルギーは、出力バッファ２４内のダイオード２４ｂを介して自身の電源供給側に戻される。従って、ＥＣＵ２０が予期せずに動作状態や非動作状態に陥るという不具合は回避される。
【００２８】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
仮に電気負荷Ｂ１〜ＢＮがショート故障した時において、エンジンが停止されて不用意に走行不能となるという従来技術（図２参照）とは異なり、エンジン制御ひいては車両の走行が継続できる。また、電気負荷Ａ１〜ＡＮ用のヒューズ１１が溶断された場合において、電気負荷Ｂ１〜ＢＮの電流遮断時に発生するフライバックエネルギーが原因で各種電気負荷の駆動が不安定に制御される（図３参照）といった不具合が回避される。更に、ツェナーダイオード若しくはトランジスタにて前記フライバックエネルギーを熱に変換する従来技術（図４参照）に比べ、素子の大電力化が強いられることもないので安価な構成となる。この場合、ＥＣＵ２０の発熱が増大するという問題も併せて解消される。その結果、各種電気負荷のショート故障時にもエンジン制御ひいては車両の走行を適正に行わせ、且つそれを安価に実現させることができる。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
各種電気負荷を本発明の第１，第２負荷に区分する場合、「車両走行に不可欠な電気負荷」か又は「車両走行に不可欠でない電気負荷」かで各々区分してもよい。
【００３０】
上記実施の形態では、コモンレール式燃料噴射装置を備えるディーゼルエンジンについてその構成及び作用を説明したが、他のエンジンへの適用も可能である。例えば分配型燃料噴射ポンプを持つ多気筒ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射量を制御するための電磁スピル弁はそれが駆動されないと車両走行が継続できないのに対し、燃料噴射時期を制御するための電磁式のタイマ制御弁はそれが駆動されなくても車両走行自体は継続できる。従って、電磁スピル弁を「エンジン制御を直接司る電気負荷（第１負荷）」とし、タイマ制御弁を「エンジン制御に直接関与しない電気負荷（第２負荷）」とする。この場合、上記各負荷の電源を別系統にすると共に、タイマ制御弁の電流遮断時に発生するフライバックエネルギーを出力バッファ内のダイオードを介して当該タイマ制御弁の電源供給ライン側に返すように構成する。
【００３１】
また、ガソリンエンジンにおいても同様に各種電気負荷を第１，第２負荷に各々区分する。例えばインジェクタを「エンジン制御を直接司る電気負荷（第１負荷）」とし、アイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）を「エンジン制御に直接関与しない電気負荷（第２負荷）」とする。この場合、上記各負荷の電源を別系統にすると共に、ＩＳＣ弁の電流遮断時に発生するフライバックエネルギーを出力バッファ内のダイオードを介して当該ＩＳＣ弁の電源供給ライン側に返すように構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御装置を示す構成図。
【図２】従来技術におけるエンジン制御装置を示す構成図。
【図３】従来技術におけるエンジン制御装置を示す構成図。
【図４】従来技術におけるエンジン制御装置を示す構成図。
【符号の説明】
１０…バッテリ、１１，１３…ヒューズ、２０…ＥＣＵ、２４…出力バッファ、Ａ１〜ＡＮ…エンジン制御を直接司る電気負荷（第１負荷）、Ｂ１〜ＢＮ…エンジンに制御に直接関与しない電気負荷（第２負荷）。
【図１】
0003551802.tif 000002
【図２】
0003551802.tif 000003
【図３】
0003551802.tif 000004
【図４】
0003551802.tif 000005