(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒毎に設けられ、コイルへの通電により開弁して、対応する気筒に燃料を噴射供給すると共に、複数組にグループ分けされた複数のインジェクタと、
前記各インジェクタ毎に設けられ、対応するインジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上にそれぞれ直列に接続された複数の駆動用スイッチング素子と、
電源電圧よりも高い高電圧を生成してコンデンサを充電する充電手段と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、対応するグループに所属するインジェクタのコイルの端部のうち、前記駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された複数の通電用配線と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、オンすることで前記各通電用配線を前記コンデンサの高電圧側の端子にそれぞれ接続させる複数の放電用スイッチング素子と、
前記複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、開弁させるべきインジェクタ（以下、開弁対象インジェクタという）に対応する駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子をオンさせて、前記コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルに放電させる制御手段とを備え、
更に、前記インジェクタの各グループ毎について、
該当グループに所属するインジェクタを開弁させるべく、その該当グループに対応した放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値以上になったか否かを判定し、しきい値以上になったと判定すると、前記放電用スイッチング素子を強制的にオフさせるフェールセーフ手段を備えた燃料噴射制御装置において、
前記フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値を、正規の値と該正規の値よりも低い値とに切り替え可能に構成されていると共に、前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定すると、前記しきい値を前記正規の値よりも低い値に設定するように構成されており、
更に、前記制御手段は、前記複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子を、前記コンデンサから該開弁対象インジェクタのコイルに流れる電流が所定の目標値に達するまでオンさせるように構成されており、
前記フェールセーフ手段が前記判定に用いるしきい値のうち、前記正規の値よりも低い方の値は、前記目標値と同じ値であること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
内燃機関の各気筒毎に設けられ、コイルへの通電により開弁して、対応する気筒に燃料を噴射供給すると共に、複数組にグループ分けされた複数のインジェクタと、
前記各インジェクタ毎に設けられ、対応するインジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上にそれぞれ直列に接続された複数の駆動用スイッチング素子と、
電源電圧よりも高い高電圧を生成してコンデンサを充電する充電手段と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、対応するグループに所属するインジェクタのコイルの端部のうち、前記駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された複数の通電用配線と、
前記インジェクタの各グループ毎に設けられ、オンすることで前記各通電用配線を前記コンデンサの高電圧側の端子にそれぞれ接続させる複数の放電用スイッチング素子と、
前記複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、開弁させるべきインジェクタ（以下、開弁対象インジェクタという）に対応する駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子をオンさせて、前記コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルに放電させる制御手段とを備え、
更に、前記インジェクタの各グループ毎について、
該当グループに所属するインジェクタを開弁させるべく、その該当グループに対応した放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値以上になったか否かを判定し、しきい値以上になったと判定すると、前記放電用スイッチング素子を強制的にオフさせる第１フェールセーフ手段と、
前記第１フェールセーフ手段により前記放電電流が前記しきい値以上になったと判定された回数が、規定値に達したか否かを判定し、規定値に達したと判定すると、以後、該当グループに所属するインジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止する第２フェールセーフ手段と、
を備えた燃料噴射制御装置において、
前記第１フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値を、正規の値と該正規の値よりも低い値とに切り替え可能に構成されていると共に、前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定では、前記しきい値を前記正規の値よりも低い値に設定するように構成されており、
前記第２フェールセーフ手段は、前記第１フェールセーフ手段により前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定された回数が、前記規定値に達したか否かを判定し、前記規定値に達したと判定すると、以後、当該第２フェールセーフ手段に対応したグループに所属するインジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止するように構成されており、
更に、前記制御手段は、前記複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子を、前記コンデンサから該開弁対象インジェクタのコイルに流れる電流が所定の目標値に達するまでオンさせるように構成されており、
前記第１フェールセーフ手段が前記判定に用いるしきい値のうち、前記正規の値よりも低い方の値は、前記目標値と同じ値であること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
コイルへの通電により開弁して内燃機関に燃料を噴射供給するインジェクタと、
前記インジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上に直列に接続された駆動用スイッチング素子と、
電源電圧よりも高い高電圧を生成してコンデンサを充電する充電手段と、
前記インジェクタのコイルの端部のうち、前記駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された通電用配線と、
オンすることで前記通電用配線を前記コンデンサの高電圧側の端子に接続させる放電用スイッチング素子と、
前記インジェクタを開弁させる際には、前記駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、前記放電用スイッチング素子をオンさせて、前記コンデンサから前記インジェクタのコイルに放電させる制御手段と、
前記放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値以上になったか否かを判定し、しきい値以上になったと判定すると、前記放電用スイッチング素子を強制的にオフさせる第１フェールセーフ手段と、
前記第１フェールセーフ手段により前記放電電流が前記しきい値以上になったと判定された回数が、規定値に達したか否かを判定し、規定値に達したと判定すると、以後、前記インジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止する第２フェールセーフ手段と、
を備えた燃料噴射制御装置において、
前記第１フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値を、正規の値と該正規の値よりも低い値とに切り替え可能に構成されていると共に、前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定では、前記しきい値を前記正規の値よりも低い値に設定するように構成されており、
前記第２フェールセーフ手段は、前記第１フェールセーフ手段により前記放電電流が前記正規のしきい値以上になったと判定された回数が、前記規定値に達したか否かを判定し、前記規定値に達したと判定すると、以後、前記インジェクタを開弁させる動作を前記制御手段が行うのを禁止するように構成されており、
更に、前記制御手段は、前記インジェクタを開弁させる際には、前記放電用スイッチング素子を、前記コンデンサから該インジェクタのコイルに流れる電流が所定の目標値に達するまでオンさせるように構成されており、
前記第１フェールセーフ手段が前記判定に用いるしきい値のうち、前記正規の値よりも低い方の値は、前記目標値と同じ値であること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置において、
前記コンデンサは、アルミ電解コンデンサであること、
を特徴とする燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射供給するインジェクタを駆動する装置に関し、特に、コンデンサに充電した高電圧のエネルギーをインジェクタのコイルに放電して該インジェクタを開弁させる燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の燃料噴射制御装置は、インジェクタのコイルへの通電時間や通電タイミングを制御することにより、内燃機関への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御している。そして、こうした燃料噴射制御装置としては、昇圧回路により電源電圧を昇圧してコンデンサを充電すると共に、コイルへの通電期間の開始時には、そのコンデンサ（以下、チャージコンデンサともいう）に充電しておいた高電圧のエネルギーをコイルに放電して所定の大電流（いわゆるピーク電流）を流すことにより、インジェクタを速やかに開弁させ、その後は、通電期間が終了するまでコイルに一定電流を流して、インジェクタを開弁状態に保持するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また一般に、この種の燃料噴射制御装置では、内燃機関の各気筒毎に設けられる複数のインジェクタを２つのグループに分ける、いわゆるコモン２系統方式が採用されている（例えば、特許文献１参照）。この方式では、一方のグループのインジェクタのコイルへ通電するための配線に異常が生じて、そのグループのインジェクタを駆動することができなくなっても、他方のグループのインジェクタにより内燃機関の最低限の作動を確保して車両の待避走行を可能にすることができる。また、異なるグループに所属するインジェクタ同士を同時期に駆動する、いわゆるオーバーラップ噴射（多重噴射）も実施できるようになる。
【０００４】
ところで、こうしたコモン２系統方式の場合、上記のチャージコンデンサをインジェクタの各グループ毎にそれぞれ設けるようにすると、インジェクタを制御するユニットの大型化及び高コスト化を招くこととなる。このため、１つのチャージコンデンサを各グループで共用する、コモン２系統且つチャージコンデンサ１個の構成が好ましい。
【０００５】
以下、こうした構成の燃料噴射制御装置の具体例について図５〜図７を用い説明する。
まず図５に示す燃料噴射制御装置は、車両に搭載された多気筒（この例では４気筒）エンジンの各気筒＃１〜＃４に燃料を噴射供給する４個の電磁ソレノイド式ユニットインジェクタ１０１，１０２，１０３，１０４と、その各インジェクタ１０１〜１０４のコイル１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａへの通電時間及び通電タイミングを制御することにより、各気筒＃１〜＃４への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと言う）１００と、から構成されている。
【０００６】
インジェクタ１０１〜１０４は、常閉式の電磁弁により構成されており、各コイル１０１ａ〜１０４ａに通電されると開弁して燃料噴射を行う。また、コイル１０１ａ〜１０４ａへの通電が遮断されると閉弁して燃料噴射を停止する。
【０００７】
そして、この例では、全４気筒分のインジェクタ１０１〜１０４を２気筒ずつ２つのグループに分け、インジェクタ１０１，１０３を第１グループとして、それらのコイル１０１ａ，１０３ａの上流側の一端をＥＣＵ１００のコモン端子ＣＯＭ１に接続し、インジェクタ１０２，１０４を第２グループとして、それらのコイル１０２ａ，１０４ａの上流側の一端をＥＣＵ１００のコモン端子ＣＯＭ２に接続している。尚、各グループは、同時に駆動されることがないインジェクタ同士で構成している。
【０００８】
各コイル１０１ａ〜１０４ａの下流側の端部は、ＥＣＵ１００の端子ＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３，ＩＮＪ４を介してトランジスタＴ１０，Ｔ２０，Ｔ３０，Ｔ４０の一方の出力端子にそれぞれ接続されている。そして、それら各トランジスタＴ１０〜Ｔ４０の他方の出力端子は、インジェクタの各グループ毎に電流検出抵抗Ｒ１０，Ｒ２０を介してグランドラインに接続されている（接地されている）。このため、トランジスタＴ１０，Ｔ３０を介してインジェクタ１０１，１０３のコイル１０１ａ，１０３ａに流れる電流が、電流検出抵抗Ｒ１０に生じる電圧として検出され、トランジスタＴ２０，Ｔ４０を介してインジェクタ１０２，１０４のコイル１０２ａ，１０４ａに流れる電流が、電流検出抵抗Ｒ２０に生じる電圧として検出される。尚、この例において、ＥＣＵ１００内にスイッチング素子として設けられているトランジスタは、全てＭＯＳＦＥＴである。
【０００９】
また、ＥＣＵ１００には、上記トランジスタＴ１０〜Ｔ４０及び電流検出抵抗Ｒ１０，Ｒ２０に加えて、トランジスタＴ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２と、ダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２と、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２と、コンデンサ（チャージコンデンサ）Ｃ１０と、電源電圧としての車載バッテリの電圧（バッテリ電圧）ＶＢを昇圧して、その電圧ＶＢよりも高い電圧を生成しコンデンサＣ１０を充電する充電回路（昇圧回路）５０と、上記各トランジスタ及び充電回路５０を制御する駆動制御回路１２０と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる周知のマイコン（マイクロコンピュータ）１３０とが備えられている。
【００１０】
マイコン１３０は、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣ、エンジン水温ＴＨＷなど、各種センサにて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、各気筒＃１〜＃４毎の噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４を生成して駆動制御回路１２０に出力する。この噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４は、その信号のレベルがハイの間だけインジェクタ１０１〜１０４のコイル１０１ａ〜１０４ａに通電する（つまり、インジェクタ１０１〜１０４を開弁させる）、という意味を持っている。そして、駆動制御回路１２０は、マイコン１３０からの各噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４を、トランジスタＴ１０〜Ｔ４０のうち、その噴射指令信号に対応する気筒のインジェクタを駆動するためのトランジスタのゲートに出力する。例えば、噴射指令信号ＴＱ１はトランジスタＴ１０のゲートへ出力され、噴射指令信号ＴＱ２はトランジスタＴ２０のゲートへ出力される。
【００１１】
一方、充電回路５０は、インダクタＬ００と、トランジスタＴ００と、トランジスタＴ００を駆動する充電制御回路１１０とを備えている。インダクタＬ００は、一端がバッテリ電圧ＶＢの供給される電源ラインＬｐに接続され、他端がトランジスタＴ００の一方の出力端子に接続されている。また、トランジスタＴ００の他方の出力端子とグランドラインとの間には、電流検出用の抵抗Ｒ００が接続されている。そして、トランジスタＴ００のゲート端子には充電制御回路１１０が接続され、この充電制御回路１１０の出力に応じてトランジスタＴ００がオン／オフされる。
【００１２】
更に、インダクタＬ００とトランジスタＴ００との接続点に、逆流防止用のダイオードＤ１３を介してコンデンサＣ１０の一端（正極側端子）が接続されている。そして、コンデンサＣ１０の他端（負極側端子）は、トランジスタＴ００と抵抗Ｒ００との接続点に接続されている。
【００１３】
この充電回路５０においては、トランジスタＴ００がオン／オフされると、インダクタＬ００とトランジスタＴ００との接続点に、バッテリ電圧ＶＢよりも高いフライバック電圧（逆起電圧）が発生し、そのフライバック電圧によりダイオードＤ１３を通じてコンデンサＣ１０が充電される。これにより、コンデンサＣ１０がバッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧に充電される。そして、充電制御回路１１０は、駆動制御回路１２０からの充電許可信号がアクティブレベル（例えばハイレベル）になると、トランジスタＴ００をオン／オフさせるが、その際に、コンデンサＣ１０の正極側端子の電圧（以下、コンデンサ電圧という）ＶＣをモニタして、コンデンサ電圧ＶＣが予め設定された目標電圧（＞ＶＢ）になるか、上記充電許可信号が非アクティブレベルになると、トランジスタＴ００をオフのままにして、コンデンサＣ１０の充電を止める。
【００１４】
また、ＥＣＵ１００において、トランジスタＴ１２は、コンデンサＣ１０からコモン端子ＣＯＭ１に接続されているコイル１０１ａ，１０３ａへ放電させるために設けられており、そのトランジスタＴ１２がオンされると、コンデンサＣ１０の正極側端子（高電圧側の端子）がコモン端子ＣＯＭ１に接続される。
【００１５】
同様に、トランジスタＴ２２は、コンデンサＣ１０からコモン端子ＣＯＭ２に接続されているコイル１０２ａ，１０４ａへ放電させるために設けられており、そのトランジスタＴ２２がオンされると、コンデンサＣ１０の正極側端子がコモン端子ＣＯＭ２に接続される。
【００１６】
更に、ＥＣＵ１００において、トランジスタＴ１１は、コモン端子ＣＯＭ１に接続されたコイル１０１ａ，１０３ａに一定の電流を流すために設けられており、トランジスタＴ１０，Ｔ３０の何れかがオンされている状態で、そのトランジスタＴ１１がオンされると、トランジスタＴ１０，Ｔ３０のうちでオンされている方に接続されているコイル（１０１ａ又は１０３ａ）に、電源ラインＬｐから逆流防止用のダイオードＤ１１を介して電流が流れる。そして、ダイオードＤ１２は、コイル１０１ａ、１０３ａに対する定電流制御のための帰還ダイオードであり、トランジスタＴ１０，Ｔ３０の何れかがオンされている状態でトランジスタＴ１１がオンからオフされた時に、コイル１０１ａ，１０３ａに電流を還流させるものである。
【００１７】
同様に、トランジスタＴ２１は、コモン端子ＣＯＭ２に接続されたコイル１０２ａ，１０４ａに一定の電流を流すために設けられており、トランジスタＴ２０，Ｔ４０の何れかがオンされている状態で、そのトランジスタＴ２１がオンされると、トランジスタＴ２０，Ｔ４０のうちでオンされている方に接続されているコイル（１０２ａ又は１０４ａ）に、電源ラインＬｐから逆流防止用のダイオードＤ２１を介して電流が流れる。そして、ダイオードＤ２２は、コイル１０２ａ、１０４ａに対する定電流制御のための帰還ダイオードであり、トランジスタＴ２０，Ｔ４０の何れかがオンされている状態でトランジスタＴ２１がオンからオフされた時に、コイル１０２ａ，１０４ａに電流を還流させるものである。
【００１８】
また更に、ＥＣＵ１００においては、２つ直列の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と、２つ直列の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２とが、電源ラインＬｐとグランドラインとの間にそれぞれ接続されている。そして、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２同士の接続点がコモン端子ＣＯＭ１に接続され、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２同士の接続点がコモン端子ＣＯＭ２に接続されている。
【００１９】
これらの抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２は、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２がオープン状態になっても、その各端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の電圧レベルを確定させるために設けられており、この例において、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値と抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値は全て同じに設定されている。このため、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２がオープン状態になった場合、その各端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の電圧は、バッテリ電圧ＶＢの半分の電圧（ＶＢ／２）となる。
【００２０】
次に、駆動制御回路１２０の基本動作について説明する。
［第１の基本動作］
まず、前述したように、駆動制御回路１２０は、マイコン１３０からの各噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４を、各トランジスタＴ１０〜Ｔ４０のゲートへそれぞれ出力する。
【００２１】
［第２の基本動作］
また、駆動制御回路１２０は、コンデンサＣ１０からコイル１０１ａ〜１０４ａへ放電させない期間（つまり、トランジスタＴ１２，２２をオフさせている期間）中に、上記充電制御回路１１０への充電許可信号をアクティブレベルにして充電回路５０を作動させ、コンデンサＣ１０を、コンデンサ電圧ＶＣが目標電圧になるまで充電させる（図６の４段目〜６段目参照）。
【００２２】
［第３の基本動作］
そして、駆動制御回路１２０は、マイコン１３０からの噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４のうち、第１グループに対応する噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがローからハイになると、それと同時にトランジスタＴ１２をオンさせる。尚、以下では、ハイになった噴射指令信号の符号として「ＴＱｘ」を用いる。
【００２３】
すると、図６に示すように、トランジスタＴ１０，Ｔ３０のうち、噴射指令信号ＴＱｘに対応する方がオンすると共に、コンデンサ電圧ＶＣがコモン端子ＣＯＭ１に印加されて、コンデンサＣ１０に充電されていたエネルギーが噴射指令信号ＴＱｘに対応するインジェクタのコイルに放出され、これにより、そのコイルへの通電が開始される。そして、このとき、コイルにはコンデンサＣ１０からの放電により大きな電流が流れ、その電流により、噴射指令信号ＴＱｘに対応するインジェクタが開弁することとなる。尚、図６における「ＩＣＯＭ１」とは、コモン端子ＣＯＭ１に流れる電流であり、この図６の場合には、噴射指令信号ＴＱｘに対応するインジェクタのコイルに流れる電流（インジェクタ電流）である。
【００２４】
更に、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ１２をオンした後において、コイルに流れる電流を抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出し、図６に示すように、そのコイルの電流（インジェクタ電流）が目標値ｉｐになると、トランジスタＴ１２をオフさせる。
【００２５】
［第４の基本動作］
駆動制御回路１２０は、上記第３の基本動作でトランジスタＴ１２をオフした後も、コイルに流れる電流を抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出する。そして、噴射指令信号ＴＱｘがハイからローになるまでの間、電流の検出値が上記目標値ｉｐよりも小さい一定電流となるように、トランジスタＴ１１のオン／オフ制御を行う。
【００２６】
具体的に説明すると、駆動制御回路１２０は、図６に示すように、噴射指令信号ＴＱｘがハイになっている間、コイルに一定電流を流すための定電流制御として、コイルの電流が下側しきい値ｉｃＬ以下であればトランジスタＴ１１をオンさせ、コイルの電流が上側しきい値ｉｃＨ以上になるとトランジスタＴ１１をオフさせる、という制御を行う。このため、コイルに流れる電流が上記目標値ｉｐから低下して下側しきい値ｉｃＬ以下になると、以後は、トランジスタＴ１１のオン／オフが繰り返されて、コイルに流れる電流の平均値が、上側しきい値ｉｃＨと下側しきい値ｉｃＬとのほぼ中間の一定電流に制御されることとなる。
【００２７】
尚、図６では、下側しきい値ｉｃＬ及び上側しきい値ｉｃＨが常に一定であって、コイルに流れる電流を１種類の一定電流に制御する場合を例示しているが、後述する図７にてコモン端子ＣＯＭ２に流れる電流を表す「ＩＣＯＭ２」の段（４段目）に示すように、コイルへの通電開始時から一定時間が経過するまでの期間は、コイルに流れる電流を第１の一定電流に制御し、その後、噴射指令信号ＴＱｘがローになるまで（即ち、通電終了時まで）は、コイルに流れる電流を第１の一定電流よりも低い第２の一定電流に制御する場合もある。つまり、この場合には、コイルへの通電開始時から一定時間が経過するまでの期間と、その後、噴射指令信号ＴＱｘがローになるまでの期間とで、下側しきい値ｉｃＬ及び上側しきい値ｉｃＨを変更することとなる。
【００２８】
このような定電流制御により、トランジスタＴ１２のオフ後は、電源ラインＬｐから、トランジスタＴ１１及びダイオードＤ１１を介して、噴射指令信号ＴＱｘに対応する第１グループのインジェクタのコイルに一定電流を流し、そのインジェクタを開弁状態に保持するのである。また、図６に示すように、その後、噴射指令信号ＴＱｘがハイからローになると、トランジスタＴ１０，Ｔ３０のうち、その噴射指令信号ＴＱｘに対応する方がオフすると共に、駆動制御回路１２０がトランジスタＴ１１をオフ状態に保持する。すると、コイルへの通電が停止してインジェクタが閉弁し、そのインジェクタによる燃料噴射が終了される。
【００２９】
［第５の基本動作］
また、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ２２についても、前述した第３の基本動作と同様の制御動作を行う。
【００３０】
即ち、駆動制御回路１２０は、マイコン１３０からの噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４のうち、第２グループに対応する噴射指令信号ＴＱ２，ＴＱ４の何れかがローからハイになると、それと同時にトランジスタＴ２２をオンさせる。
【００３１】
すると、トランジスタＴ２０，Ｔ４０のうち、ハイになった噴射指令信号ＴＱｘに対応する方がオンすると共に、コンデンサ電圧ＶＣがコモン端子ＣＯＭ２に印加されて、コンデンサＣ１０に充電されていたエネルギーが噴射指令信号ＴＱｘに対応するインジェクタのコイルに放出され、そのインジェクタが開弁することとなる。
【００３２】
そして、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ２２をオンした後において、コイルに流れる電流を抵抗Ｒ２０に生じる電圧により検出し、その電流が目標値ｉｐになると、トランジスタＴ２２をオフさせる。
【００３３】
［第６の基本動作］
更に、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ２１についても、前述した第４の基本動作と同様の制御動作を行う。
【００３４】
即ち、駆動制御回路１２０は、上記第５の基本動作でトランジスタＴ２２をオフした後も、コイルに流れる電流を抵抗Ｒ２０に生じる電圧により検出する。そして、噴射指令信号ＴＱｘがハイからローになるまでの間、電流の検出値が上記目標値ｉｐよりも小さい一定電流となるように、トランジスタＴ２１のオン／オフ制御を行う。そして、このような定電流制御により、トランジスタＴ２２のオフ後は、電源ラインＬｐからトランジスタＴ２１及びダイオードＤ２１を介して、噴射指令信号ＴＱｘに対応する第２グループのインジェクタのコイルに一定電流を流し、そのインジェクタを開弁状態に保持する。
【００３５】
次に、ＥＣＵ１００に備えられたフェールセーフ機能について、図７を参照しつつ説明する。
尚、以下に説明する各フェールセーフ機能は、インジェクタの各グループ毎にそれぞれ備えられているが、ここでは、インジェクタ１０１，１０３からなる第１グループの方を例に挙げて説明する。また、図７において、「ＩＣＯＭ１」とは、コモン端子ＣＯＭ１に流れる電流であり、「ＩＣＯＭ２」とは、コモン端子ＣＯＭ２に流れる電流であり、「ＶＣＯＭ１」とは、コモン端子ＣＯＭ１の電圧であり、「ＶＣＯＭ２」とは、コモン端子ＣＯＭ２の電圧であり、「ＶＩＮＪ１」とは、端子ＩＮＪ１の電圧であり、「ＶＩＮＪ２」とは、端子ＩＮＪ２の電圧である。そして、図７では、インジェクタ１０３，１０４の駆動に関する部分については図示を省略している。また、こうした図７に関する事項は、その図７と同様の他のタイムチャートについても同様である。
【００３６】
［第１のフェールセーフ機能］
駆動制御回路１２０は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがローからハイになる毎であって、第１グループのインジェクタ１０１，１０３を開弁させるべく、その第１グループに対応した放電用のトランジスタＴ１２をオンさせた時毎に、コンデンサＣ１０の放電電流が過電流判定用のしきい値Ｉｔｈ以上になったか否かを判定し、しきい値Ｉｔｈ以上になったと判定すると、放電用のトランジスタＴ１２を強制的にオフさせる。尚、コンデンサＣ１０の放電電流は、抵抗Ｒ００に生じる電圧に基づき、放電時にグランドラインから抵抗Ｒ００を介してコンデンサＣ１０へ還流される電流として検出される。また、こうした第１のフェールセーフ機能を実現するための回路は、例えば特許文献１の図２に開示されている。
【００３７】
そして、この第１のフェールセーフ機能によれば、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショート（接地電位にショート）した場合には、図７の３段目（ＩＣＯＭ１の段）に示すように、コンデンサＣ１０からトランジスタＴ１２を介して放電される電流がしきい値Ｉｔｈ以上となるが、その時点でトランジスタＴ１２が強制的にオフされるため、そのトランジスタＴ１２の過電流による破壊や劣化が防止される。
【００３８】
尚、駆動制御回路１２０は、定電流制御用のトランジスタＴ１１についても、第１のフェールセーフ機能と同様のフェールセーフ機能を有している。つまり、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがローからハイになる毎に、トランジスタＴ１１に流れる電流を検出して、その検出電流が過電流判定用のしきい値Ｉｔｈ’以上になると、トランジスタＴ１１を強制的にオフさせる。このため、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートした場合には、トランジスタＴ１１に流れる電流も上記しきい値Ｉｔｈ’以上となり、そのトランジスタＴ１１も強制的にオフされることとなる。
【００３９】
また、前述した第３の基本動作では、コンデンサＣ１０からコイルに流れる電流を抵抗Ｒ１０によって検出しているため、コモン端子ＣＯＭ１のグランドショートによって発生する過電流は検知できず、そのためトランジスタＴ１２を保護することはできない。
【００４０】
［第２のフェールセーフ機能］
マイコン１３０は、第１グループについての上記第１のフェールセーフ機能によってコンデンサＣ１０の放電電流がしきい値Ｉｔｈ以上になったと判定された回数が、規定値ｋに達したか否かを判定し、その規定値ｋに達したと判定すると、以後、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の出力を禁止する（ＴＱ１，ＴＱ３をローのままにする）。つまり、第１グループのインジェクタ１０１，１０３を開弁させる動作を行わないようにする。
【００４１】
具体的には、まず、図５に示すように、ＥＣＵ１００では、各コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の電圧が駆動制御回路１２０に入力されている。更に、駆動制御回路１２０では、その各コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の電圧と、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２がグランドショートしているか否かを判定するためのしきい値電圧Ｖｔｈとを大小比較して、その比較結果を示す二値のモニタ信号Ｍ１，Ｍ２を、マイコン１３０に出力するようになっている。例えば、上記しきい値電圧Ｖｔｈは、バッテリ電圧ＶＢの１／４の電圧（ＶＢ／４）に設定され、コモン端子ＣＯＭ１の電圧ＶＣＯＭ１がしきい値電圧Ｖｔｈ以下ならば、モニタ信号Ｍ１の方がハイとなり、コモン端子ＣＯＭ２の電圧ＶＣＯＭ２がしきい値電圧Ｖｔｈ以下ならば、モニタ信号Ｍ２の方がハイとなる。また、それ以外の場合には、モニタ信号Ｍ１，Ｍ２はローとなる。
【００４２】
そして、マイコン１３０は、第１グループについては、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３をハイからローにした後、それら噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかを再びハイにするまでの間の所定タイミングにて、上記モニタ信号Ｍ１のレベルを読み取り、そのモニタ信号Ｍ１がハイならば（即ち、ＶＣＯＭ１≦Ｖｔｈならば）、カウンタのインクリメントを行う。つまり、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３をハイからローにして、トランジスタＴ１０，Ｔ３０をオフさせたのに、モニタ信号Ｍ１がハイならば、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしていると考えられるため、今回出力した噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３をローにする直前に（即ち、その噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３をハイにした際に）、第１グループについての上記第１のフェールセーフ機能によってコンデンサＣ１０の放電電流がしきい値Ｉｔｈ以上になったと判定されていると見なして、その判定回数をカウントするためのカウンタをインクリメント（＋１）するのである。そして、マイコン１３０は、上記カウンタの値が規定値ｋに達したならば、以後は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の出力処理を禁止して、その信号ＴＱ１，ＴＱ３をローのままにする。
【００４３】
このような第２のフェールセーフ機能によれば、上記規定値ｋが例えば３であるとすると、図７に示すように、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートした場合には、そのショート発生時点から第１グループの噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３（但し、ＴＱ３は図示省略）が３回出力されると、その後は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３が出力されなくなり、それ以上、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしたことによるダメージが回路素子（例えばＴ１１やＴ１２）に加わってしまうのを防止することができる。
【００４４】
また、このようにコモン端子ＣＯＭ１がグランドショートした場合、第２グループのインジェクタ１０２，１０４は正常に駆動制御され、そのインジェクタ１０２，１０４からの燃料噴射によりエンジンの運転が続行されて、車両の待避運転が可能となる。
【００４５】
尚、第２グループについての第１のフェールセーフ機能では、噴射指令信号ＴＱ２，ＴＱ４の何れかがローからハイになる毎に、コンデンサＣ１０の放電電流がしきい値Ｉｔｈ以上になったか否かを判定して、放電電流がしきい値Ｉｔｈ以上になったと判定すると、トランジスタＴ２２を強制的にオフさせることとなる。そして、第２グループについての第２のフェールセーフ機能では、第２グループについての第１のフェールセーフ機能によってコンデンサＣ１０の放電電流がしきい値Ｉｔｈ以上になったと判定された回数が、規定値ｋに達したか否かを判定し、その規定値ｋに達したと判定すると、以後、噴射指令信号ＴＱ２，ＴＱ４の出力を禁止することとなる。また、図７においては、５，６段目（ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２の段）に付した上方向矢印のタイミング（ショート検出用電圧モニタのタイミング）が、マイコン１３０にてモニタ信号Ｍ１，Ｍ２を読み取るタイミングを示している。
【特許文献１】特開２００２−１８０８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４６】
ところで、上記のようなコモン２系統且つチャージコンデンサ１個の構成では、チャージコンデンサをインジェクタの各グループ毎に設ける構成よりも、小型化及び低コスト化することができるものの、チャージコンデンサの静電容量をより小さく設定して、更なる小型化及び低コスト化を図ることは難しかった。以下、その理由について説明する。
【００４７】
まず、図５のＥＣＵ１００において、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２のうち、例えばコモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしたとする。
この場合、図７に示すように、第１グループの噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３（但し、ＴＱ３は図示省略）が出力されてから（ハイになってから）第１のフェールセーフ機能によって放電用のトランジスタＴ１２がオフされるまでは、コンデンサＣ１０から正常時よりも大きい電流が放電されることとなる。このため、図７の最下段に示すように、コンデンサ電圧ＶＣは、正常時ならば、噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４の全てが出力されていない間に前述した駆動制御回路１２０の第２の基本動作によって目標電圧まで確実に復帰可能であるが、コモン端子ＣＯＭ１のグランドショートが発生した場合には、目標電圧まで戻り難くなる。コンデンサＣ１０の一回の放電量が多くなり、充電時間が不足するからである（第１の課題）。
【００４８】
更に、図７の最下段における点線で示すように、もしコンデンサＣ１０の静電容量を小さく設定したならば、第２のフェールセーフ機能によって噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の出力が禁止されるまでの間に、コンデンサ電圧ＶＣが正常な燃料噴射を実施可能なレベル（正常噴射可能レベル）よりも低下してしまい、グランドショートしていない正常なコモン端子ＣＯＭ２側のインジェクタ１０２，１０４も正常に駆動することができなくなってしまう。すると、エンジンの運転を継続することができなくなる。
【００４９】
このような理由から、チャージコンデンサＣ１０の静電容量を小さく設定することができなかった。
一方、コンデンサ電圧ＶＣの過剰な低下を回避するために、第２のフェールセーフ機能における上記規定値ｋを小さく設定することが考えられる。つまり、コモン端子がグランドショートした方のグループに所属するインジェクタの駆動制御を早期に止めてしまうことで、コンデンサ電圧ＶＣの過低下を防ぐということである。
【００５０】
しかし、そのようにすると、異常検出の感度が敏感になりすぎて、一方のコモン端子が一瞬グランドショートしただけでも、他方のグループのインジェクタだけでエンジンを運転させる状態となり、不必要に車両の運転性（ドライバビリティ）を悪化させてしまう虞がある。
【００５１】
例えば、図８に示すように、第２のフェールセーフ機能における上記規定値ｋを「１」に設定したとすると、コモン端子ＣＯＭ１が一時的に（この例では、燃料噴射を１回実施する程度の時間だけ）グランドショートした場合でも、第２のフェールセーフ機能によって、そのコモン端子ＣＯＭ１に接続された第１グループのインジェクタ１０１，１０３の駆動制御が禁止され、その結果、第２グループのインジェクタ１０２，１０４だけで燃料噴射が実施されることとなり、運転性の良くない状態を招いてしまう（第２の課題）。
【００５２】
尚、上記説明において、コモン端子がグランドショートするということは、そのコモン端子につながる通電用の配線がグランドショートすることと同じである。
そこで本発明は、インジェクタを開弁させるためのチャージコンデンサを低容量化するのに好適な燃料噴射制御装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００５３】
請求項１の燃料噴射制御装置では、内燃機関の各気筒毎に設けられた複数のインジェクタが複数組にグループ分けされている。そして、各インジェクタは、コイルへの通電により開弁して、対応する気筒に燃料を噴射供給する。また、各インジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上には、駆動用スイッチング素子がそれぞれ直列に接続されている。
【００５４】
更に、この燃料噴射制御装置は、インジェクタのコイルへ放電するためのコンデンサと、電源電圧よりも高い高電圧を生成して上記コンデンサを充電する充電手段と、インジェクタの各グループ毎に設けられ、対応するグループに所属するインジェクタのコイルの端部のうち、駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された複数の通電用配線と、インジェクタの各グループ毎に設けられ、オンすることで上記各通電用配線を上記コンデンサの高電圧側の端子にそれぞれ接続させる複数の放電用スイッチング素子と、制御手段とを備えている。
【００５５】
そして、制御手段は、複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、その開弁させるべきインジェクタ（以下、開弁対象インジェクタという）に対応する駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子をオンさせて、上記コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルに放電させる。
【００５６】
つまり、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子がオンすると、そのグループに対応した通電用配線が上記コンデンサの高電圧側端子に接続され、そのグループに所属する全てのインジェクタのコイルの上流側にコンデンサの電圧が印加されることとなる。また、これと同時に、開弁対象インジェクタのコイルの下流側に設けられた駆動用スイッチング素子がオンすることで、コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルへの放電経路が形成され、その放電電流により開弁対象インジェクタが開弁することとなる。
【００５７】
更に、この燃料噴射制御装置は、インジェクタの各グループ毎について、フェールセーフ手段を備えている。そして、このフェールセーフ手段は、該当グループ（即ち、そのフェールセーフ手段が対応するグループ）に所属するインジェクタを開弁させるべく、その該当グループに対応した放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値Ｉｔｈ以上になったか否かを判定し、しきい値Ｉｔｈ以上になったと判定すると、その放電用スイッチング素子を強制的にオフさせる。
【００５８】
ここで特に、請求項１の燃料噴射制御装置において、フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値Ｉｔｈを、正規の値ＩＨと、その正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬとに切り替え可能に構成されていると共に、コンデンサの放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定すると、しきい値Ｉｔｈを正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬに設定するように構成されている。
【００５９】
このような請求項１の燃料噴射制御装置によれば、何れかのグループの通電用配線がグランドショートした場合、そのグループに所属するインジェクタの駆動時に、コンデンサから放電される電流を小さく抑えることができ、その結果、コンデンサの電圧が低下し過ぎることを防止することができる。
【００６０】
通電用配線にグランドショートが発生したグループのインジェクタを開弁駆動する際には、コンデンサから放電用スイッチング素子を介して放電される電流が正常時と比べて過大となるが、フェールセーフ手段により、その放電電流が上記正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定されると、その後は、しきい値Ｉｔｈが低い値ＩＬに設定されることとなり、放電用スイッチング素子のオンによって流れるコンデンサの放電電流が、その低いしきい値ＩＬで制限されるからである。
【００６１】
このため、グランドショートした通電用配線へのコンデンサからの過剰な放電を抑制しつつ、グランドショートが発生していない正常なグループのインジェクタを確実に開弁駆動して燃料噴射を行うことができるようになる。そして、こうした効果を、コンデンサの静電容量を小さく設定しても得ることができるようになる。
そして更に、請求項１の燃料噴射制御装置において、制御手段は、複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、その開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子を、コンデンサから該開弁対象インジェクタのコイルに流れる電流が所定の目標値に達するまでオンさせるように構成されている。尚、この目標値は、［背景技術］の欄で述べた目標値ｉｐに相当するものである。そして、フェールセーフ手段が前記判定に用いるしきい値Ｉｔｈのうち、正規の値ＩＨよりも低い方の値ＩＬは、前記目標値と同じ値に設定されている。
よって、もし何れかのグループの通電用配線が一時的にグランドショートして、そのグループに対応するフェールセーフ手段が「コンデンサの放電電流≧ＩＨ」と判定し、その後、グランドショートが解消されているにも拘わらず、コンデンサの放電電流の制限値であるしきい値Ｉｔｈが低い値ＩＬに設定されたとしても、その値ＩＬは通常制御の目標値ｉｐと同じ値であるため、インジェクタの駆動制御には実質的に影響がなく、正常に燃料噴射を実施することができる。また、そのグランドショートの解消時点において、コンデンサの電圧が低下し過ぎていることを回避することができるため、早期に正常な燃料噴射を再開することができる。
【００６２】
次に、請求項２の燃料噴射制御装置においても、内燃機関の各気筒毎に設けられた複数のインジェクタが複数組にグループ分けされている。そして、各インジェクタは、コイルへの通電により開弁して、対応する気筒に燃料を噴射供給する。また、各インジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上には、駆動用スイッチング素子がそれぞれ直列に接続されている。
【００６３】
更に、この燃料噴射制御装置は、インジェクタのコイルへ放電するためのコンデンサと、電源電圧よりも高い高電圧を生成して上記コンデンサを充電する充電手段と、インジェクタの各グループ毎に設けられ、対応するグループに所属するインジェクタのコイルの端部のうち、駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された複数の通電用配線と、インジェクタの各グループ毎に設けられ、オンすることで上記各通電用配線を上記コンデンサの高電圧側の端子にそれぞれ接続させる複数の放電用スイッチング素子と、制御手段とを備えている。
【００６４】
そして、制御手段は、複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、その開弁対象インジェクタに対応する駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子をオンさせて、上記コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルに放電させる。
【００６５】
つまり、請求項１の燃料噴射制御装置と同様に、開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子がオンすると、そのグループに対応した通電用配線が上記コンデンサの高電圧側端子に接続され、そのグループに所属する全てのインジェクタのコイルの上流側にコンデンサの電圧が印加されることとなる。また、これと同時に、開弁対象インジェクタのコイルの下流側に設けられた駆動用スイッチング素子がオンすることで、コンデンサから開弁対象インジェクタのコイルへの放電経路が形成され、その放電電流により開弁対象インジェクタが開弁することとなる。
【００６６】
そして更に、請求項２の燃料噴射制御装置は、インジェクタの各グループ毎について、第１フェールセーフ手段と、第２フェールセーフ手段とを備えている。
第１フェールセーフ手段は、該当グループ（即ち、その第１フェールセーフ手段が対応するグループ）に所属するインジェクタを開弁させるべく、その該当グループに対応した放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、前記コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値Ｉｔｈ以上になったか否かを判定し、しきい値Ｉｔｈ以上になったと判定すると、その放電用スイッチング素子を強制的にオフさせる。
【００６７】
また、第２フェールセーフ手段は、第１フェールセーフ手段によって前記放電電流が前記しきい値Ｉｔｈ以上になったと判定された回数が、規定値ｋに達したか否かを判定し、規定値ｋに達したと判定すると、以後、該当グループ（即ち、その第２フェールセーフ手段が対応するグループ）に所属するインジェクタを開弁させる動作を制御手段が行うのを禁止する。
【００６８】
つまり、第１フェールセーフ手段は、［背景技術］の欄で述べた第１のフェールセーフ機能と同様の機能を実現する手段であり、第２フェールセーフ手段は、［背景技術］の欄で述べた第２のフェールセーフ機能と同様の機能を実現する手段である。
【００６９】
ここで特に、請求項２の燃料噴射制御装置において、第１フェールセーフ手段は、前記判定に用いるしきい値Ｉｔｈを、正規の値ＩＨと、その正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬとに切り替え可能に構成されていると共に、コンデンサの放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定では、しきい値Ｉｔｈを正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬに設定するように構成されている。
【００７０】
更に、第２フェールセーフ手段は、第１フェールセーフ手段によってコンデンサの放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定された回数が、規定値ｋに達したか否かを判定し、規定値ｋに達したと判定すると、以後、当該第２フェールセーフ手段に対応したグループに所属するインジェクタを開弁させる動作を制御手段が行うのを禁止するようになっている。
【００７１】
このような請求項２の燃料噴射制御装置によれば、何れかのグループの通電用配線がグランドショートした場合、そのグループに所属するインジェクタの駆動時に、コンデンサから放電される電流を小さく抑えることができ、その結果、コンデンサの電圧が低下し過ぎることを防止することができる。
【００７２】
通電用配線にグランドショートが発生したグループのインジェクタを開弁駆動する際には、コンデンサから放電用スイッチング素子を介して放電される電流が正常時と比べて過大となるが、第１フェールセーフ手段により、その放電電流が上記正規のしきい値ＩＨ以上になったと１回判定されると、その後、そのグループのインジェクタを所定回だけ開弁駆動する際には、第１フェールセーフ手段でのしきい値Ｉｔｈが低い値ＩＬに設定されることとなり、放電用スイッチング素子のオンによって流れるコンデンサの放電電流は、その低いしきい値ＩＬで制限されるからである。
【００７３】
このため、コンデンサの静電容量を小さく設定しても、何れかのグループの通電用配線がグランドショートした場合に、グランドショートが発生していない正常なグループのインジェクタを確実に開弁駆動することができるようになる。
【００７４】
しかも、第２フェールセーフ手段は、第１フェールセーフ手段によってコンデンサの放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定された回数が規定値ｋに達したか否かを判定するようになっているため、図８を用いて説明したような不具合（異常検出の感度が敏感になりすぎること）を回避することができる。つまり、何れかのグループの通電用配線が一時的にグランドショートしただけで、そのグループのインジェクタの開弁駆動が禁止されてしまい、他のグループのインジェクタだけで内燃機関を運転させる状態になってしまう、ということがない。このため、内燃機関が車両に搭載されるものであれば、その車両の運転性を不必要に悪化させてしまうことを防止することができる。
【００７５】
そして更に、請求項２の燃料噴射制御装置においても、制御手段は、複数のインジェクタの何れかを開弁させる際には、その開弁対象インジェクタが所属するグループに対応した放電用スイッチング素子を、コンデンサから該開弁対象インジェクタのコイルに流れる電流が所定の目標値に達するまでオンさせるように構成されている。尚、この目標値は、［背景技術］の欄で述べた目標値ｉｐに相当するものである。
【００７６】
そして、第１フェールセーフ手段が前記判定に用いるしきい値Ｉｔｈのうち、正規の値ＩＨよりも低い方の値ＩＬは、前記目標値と同じ値に設定されている。
【００７７】
よって、もし何れかのグループの通電用配線が一時的にグランドショートして、そのグループに対応する第１フェールセーフ手段が「コンデンサの放電電流≧ＩＨ」と判定し、その後、グランドショートが解消されているにも拘わらず所定回の判定に亘って、コンデンサの放電電流の制限値であるしきい値Ｉｔｈが低い値ＩＬに設定されたとしても、その値ＩＬは通常制御の目標値ｉｐと同じ値であるため、インジェクタの駆動制御には実質的に影響がなく、正常に燃料噴射を実施することができる。また、そのグランドショートの解消時点において、コンデンサの電圧が低下し過ぎていることを回避することができるため、早期に正常な燃料噴射を再開することができる。
【００７８】
一方、請求項３に記載の燃料噴射制御装置は、コイルへの通電により開弁して内燃機関に燃料を噴射供給するインジェクタと、そのインジェクタのコイルの一端とグランドラインとの間の通電経路上に直列に接続された駆動用スイッチング素子と、インジェクタのコイルへ放電するためのコンデンサと、電源電圧よりも高い高電圧を生成して上記コンデンサを充電する充電手段と、インジェクタのコイルの端部のうち、駆動用スイッチング素子側とは反対側の端部が接続された通電用配線と、オンすることで通電用配線をコンデンサの高電圧側の端子に接続させる放電用スイッチング素子と、制御手段とを備えている。
【００７９】
そして、制御手段は、インジェクタを開弁させる際には、駆動用スイッチング素子をオンさせると共に、放電用スイッチング素子をオンさせて、上記コンデンサからインジェクタのコイルに放電させる。
【００８０】
そして更に、この燃料噴射制御装置は、請求項２の燃料噴射制御装置と同様の、第１フェールセーフ手段と第２フェールセーフ手段とを備えている。
即ち、第１フェールセーフ手段は、放電用スイッチング素子がオンされた時毎に、コンデンサの放電電流が過電流判定用のしきい値Ｉｔｈ以上になったか否かを判定して、しきい値Ｉｔｈ以上になったと判定すると、放電用スイッチング素子を強制的にオフさせるが、特に、前記判定に用いるしきい値Ｉｔｈを、正規の値ＩＨと該正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬとに切り替え可能に構成されていると共に、コンデンサの放電電流が前記正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定すると、次回以降の所定回の判定では、しきい値Ｉｔｈを正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬに設定するように構成されている。
【００８１】
そして、第２フェールセーフ手段は、第１フェールセーフ手段によりコンデンサの放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定された回数が、規定値ｋに達したか否かを判定し、規定値ｋに達したと判定すると、以後、インジェクタを開弁させる動作を制御手段が行うのを禁止する。
【００８２】
そして更に、請求項３の燃料噴射制御装置においても、制御手段は、インジェクタを開弁させる際には、放電用スイッチング素子を、コンデンサから該インジェクタのコイルに流れる電流が所定の目標値に達するまでオンさせるように構成されている。尚、この目標値は、［背景技術］の欄で述べた目標値ｉｐに相当するものである。そして、第１フェールセーフ手段が前記判定に用いるしきい値Ｉｔｈのうち、正規の値ＩＨよりも低い方の値ＩＬは、前記目標値と同じ値に設定されている。
つまり、請求項３の燃料噴射制御装置は、請求項２の燃料噴射制御装置と比較すると、コンデンサの放電対象であるインジェクタが複数のグループに分けられておらず、換言すれば、１つのコンデンサに対して放電用スイッチング素子及び通電用配線が１つだけ設けられている点が異なっている。尚、インジェクタの数自体は１つであっても複数個でも良い。
【００８３】
そして、このような請求項３の燃料噴射制御装置によっても、通電用配線がグランドショートした場合、インジェクタの駆動時にコンデンサから放電される電流を小さく抑えることができる。
【００８４】
このため、もし、通電用配線のグランドショートが一時的なものであり、第２フェールセーフ手段によってインジェクタの開弁駆動が禁止される前に、そのグランドショートが解消されたならば、そのグランドショートの解消時点において、コンデンサの電圧が低下し過ぎていることを回避することができ、しかも、上記しきい値Ｉｔｈのうちの低い方の値ＩＬは通常制御の目標値ｉｐと同じ値であるため、早期に正常な燃料噴射を再開することができるようになる。補足するならば、コンデンサの電圧が低下していると、インジェクタが想定したタイミングで開弁しなくなるため、燃料噴射量のずれを招くこととなるが、そのような懸念を回避することができる。そして、このような効果を、コンデンサの静電容量を小さく設定しても得ることが可能となる。よって、装置の小型化と低コスト化を達成することができる。
【００８５】
ところで、本発明の燃料噴射制御装置において、コンデンサは、アルミ電解コンデンサであることが好ましい。
一般に、アルミ電解コンデンサは、フィルムコンデンサ等の他の種類のコンデンサと比べると、容量が同じであれば安価であるからである。また、アルミ電解コンデンサは、低温時にＥＳＲ（等価直列抵抗）が大きくなって充放電性能が悪化するため、この種の燃料噴射制御装置に用いる場合に小容量化が困難であったが、前述したように本発明によればチャージコンデンサの低容量化が可能となるため、そのようなアルミ電解コンデンサを使用することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８６】
図１は、本発明が適用された実施形態の燃料噴射制御装置の構成を表す構成図である。
図１に示すように、本実施形態の燃料噴射制御装置は、前述した図５の燃料噴射制御装置と同様に、エンジンの各気筒＃１〜＃４毎に設けられた４個のインジェクタ１０１〜１０４と、その各インジェクタ１０１〜１０４のコイル１０１ａ〜１０４ａへの通電時間及び通電タイミングを制御するＥＣＵ１とから構成されている。尚、図１において、図５に示した構成要素と同じものについては、その図５と同じ符号を付しているため説明は省略する。また、コンデンサＣ１０としては、アルミ電解コンデンサを用いている。
【００８７】
そして、本実施形態のＥＣＵ１は、図５のＥＣＵ１００と比較すると、第１及び第２のフェールセーフ機能において異なっており、そのため、駆動制御回路１２０に代えて駆動制御回路３を備えている。尚、駆動制御回路３が前述した第１〜第６の基本動作を行う点は同じである。
【００８８】
そこでまず、第１のフェールセーフ機能に関する部分について説明する。
本実施形態のＥＣＵ１に備えられた駆動制御回路３には、インジェクタ１０１〜１０４の各グループ毎について、放電制御部５，７が設けられている。
【００８９】
放電制御部５は、コンデンサＣ１０から第１グループ（インジェクタ１０１，１０３）のコイル１０１ａ，１０３ａへの放電を制御するために放電用トランジスタＴ１２を駆動する回路ブロックであって、前述した第３の基本動作を行うと共に、その第１グループに対応する放電用トランジスタＴ１２を過電流から保護するための第１のフェールセーフ機能を実現するための回路ブロックである。同様に、放電制御部７は、コンデンサＣ１０から第２グループ（インジェクタ１０２，１０４）のコイル１０２ａ，１０４ａへの放電を制御するために放電用トランジスタＴ２２を駆動する回路ブロックであって、前述した第５の基本動作を行うと共に、その第２グループに対応する放電用トランジスタＴ２２を過電流から保護するための第１のフェールセーフ機能を実現するための回路ブロックである。そして、各放電制御部５，７は同じ構成のものであるため、ここでは、放電制御部５の方について詳細に説明する。
【００９０】
放電制御部５は、放電制御信号生成回路９と、ノア回路１１と、ラッチ回路１３，１５と、比較器（コンパレータ）１７と、カウンタ１９と、ワンショット回路２１，２３と、インバータ２５と、ＰＮＰトランジスタ２７と、ツェナーダイオード２９と、抵抗３１〜３６とを備えている。
【００９１】
放電制御信号生成回路９は、前述した第３の基本動作を行うための回路であって、トランジスタＴ１２をオンさせるための放電制御信号として、ローアクティブの信号を出力する回路である。即ち、放電制御信号生成回路９は、マイコン１３０からの噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４のうち、第１グループに対応する噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがローからハイになると、トランジスタＴ１２をオンさせるために、放電制御信号としての出力信号をハイからローにする。そして、コイル１０１ａ，１０３ａの何れかに流れる電流を抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出し、その検出電流（インジェクタ電流）が目標値ｉｐになると、出力信号をローからハイに戻す。
【００９２】
そして更に、放電制御部５では、このような放電制御信号生成回路９の出力信号とラッチ回路１３の出力信号（Ｑ端子の出力）とがノア回路１１に入力され、そのノア回路１１の出力信号が、放電用トランジスタＴ１２のゲートへ、ハイアクティブの駆動信号として出力される。よって、ラッチ回路１３の出力信号がローならば、放電制御信号生成回路９の出力信号がローのときにトランジスタＴ１２がオンすることとなり、その放電制御信号生成回路９により、前述した第３の基本動作が行われることとなる。
【００９３】
また、放電制御部５においては、放電制御信号生成回路９以外の部分によって、トランジスタＴ１２を過電流から保護するための第１のフェールセーフ機能が実現されている。
まず、コンデンサＣ１０の負極側端子と抵抗Ｒ００との接続点が、直列な２つの抵抗３１，３２を介して比較器１７の反転入力端子（−端子）に接続されており、更に、その比較器１７の反転入力端子は、抵抗３３により一定電圧ＶＤ（例えば５Ｖ）にプルアップされている。また、抵抗３１，３２同士の接続点とグランドラインとの間には、比較器１７を保護するためのツェナーダイオード２９が、それのアノードをグランドライン側にして接続されている。
【００９４】
そして、比較器１７の非反転入力端子（＋端子）には、一定電圧ＶＤを抵抗３４，３５で分圧した電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとして入力され、その比較器１７の出力端子は、ラッチ回路１３，１５のセット（Ｓ）端子に接続されている。
【００９５】
ラッチ回路１３，１５は、比較器１７からセット端子への信号がハイに変化すると、セット状態になって、出力信号（Ｑ端子の出力）をハイにする。
そして、ラッチ回路１３のリセット（Ｒ）端子には、ワンショット回路２１の出力信号が入力されるが、そのワンショット回路２１は、第１グループに対応する噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがローからハイになる度に、微小な一定時間だけハイになるパルス信号を出力する。よって、ラッチ回路１３は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイに変化する度にリセットされる。
【００９６】
一方、ラッチ回路１５のリセット（Ｒ）端子には、カウンタ１９の出力信号が入力される。そして、カウンタ１９は、ワンショット回路２１からのパルス信号をクロックとしてカウント動作すると共に、カウント値がＮ（Ｎは２以上の整数）に達したときに、出力信号を微小な一定時間だけハイにしてラッチ回路１５をリセットする。また、ラッチ回路１５の出力信号（Ｑ端子の出力）がローからハイになると、ワンショット回路２３が、カウンタ１９のリセット端子へパルス信号を出力して、そのカウンタ１９をリセットする。
【００９７】
更に、ラッチ回路１５の出力信号は、インバータ２５を介してＰＮＰトランジスタ２７のベースに供給され、そのラッチ回路１５の出力信号がハイになると、ＰＮＰトランジスタ２７がオンして、抵抗３４，３５の接続点に一端が接続された抵抗３６の他端に、そのＰＮＰトランジスタ２７を介して一定電圧ＶＤが印加されるようになっている。
【００９８】
このため、ラッチ回路１５の出力信号がハイになると、比較器１７の非反転入力端子（＋端子）に入力される基準電圧Ｖｒｅｆが、一定電圧ＶＤを抵抗３４と抵抗３５とで分圧した電圧Ｖｒ１から、一定電圧ＶＤを抵抗３４，３６の並列抵抗と抵抗３５とで分圧した電圧Ｖｒ２（＞Ｖｒ１）に変化することとなる。
【００９９】
次に、このような放電制御部５における放電制御信号生成回路９以外の部分の作用について説明する。
まず、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイに変化すると、ワンショット回路２１によってラッチ回路１３のリセットが行われるため、その時点でラッチ回路１３の出力は必ずローとなる。よって、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイになって放電制御信号生成回路９の出力信号がローになると、ノア回路１１の出力がハイとなり、放電用トランジスタＴ１２がオンして、コンデンサＣ１０の放電が開始される。
【０１００】
そして、コンデンサＣ１０の放電が開始されると、その放電電流がグランドラインから抵抗Ｒ００を介してコンデンサＣ１０へと還流されるため、抵抗Ｒ００とコンデンサＣ１０との接続点の電圧が０Ｖよりも低い負側に変化し、その負電圧により、比較器１７の反転入力端子の電圧（以下、比較器１７の入力電圧という）が低下することとなる。
【０１０１】
ここで、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしていない正常時には、比較器１７の入力電圧が上記電圧Ｖｒ１にまで低下することはない。また、カウンタ１９のカウント値は、ＥＣＵ１の動作開始時にＮよりも大きい値に初期設定される。よって、正常時においては、カウンタ１９の出力がローのままでラッチ回路１５はリセット状態になっており、ＰＮＰトランジスタ２７がオフするため、比較器１７の基準電圧Ｖｒｅｆは上記電圧Ｖｒ１に設定される。
【０１０２】
このため、正常時には、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイになって放電用トランジスタＴ１２のオンに伴いコンデンサＣ１０の放電が行われても、比較器１７の出力はローのままであり、ラッチ回路１３，１５はリセット状態のままとなる。
【０１０３】
一方、図３に示すように、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートした場合には、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイになってトランジスタＴ１２がオンされた際に、コンデンサＣ１０の放電電流が正常時よりも大きくなる。
【０１０４】
（１）そして、コンデンサＣ１０の放電電流が過電流判定用の正規のしきい値ＩＨ（図７のＩｔｈに相当）以上になると、比較器１７の入力電圧が上記電圧Ｖｒ１以下となる。
すると、比較器１７の出力がハイになってラッチ回路１３，１５がセット状態になり、その各ラッチ回路１３，１５の出力がハイになる。
【０１０５】
そして、ラッチ回路１３の出力がハイになると、放電制御信号生成回路９の出力信号に拘わらずノア回路１１の出力がローとなり、その結果、トランジスタＴ１２が強制的にオフされて、コンデンサＣ１０の放電が停止する。
【０１０６】
また、ラッチ回路１５の出力がハイになると、ＰＮＰトランジスタ２７がオンするため、比較器１７の基準電圧Ｖｒｅｆが、それまでの電圧Ｖｒ１よりも高い上記電圧Ｖｒ２に切り替わる。更に、ラッチ回路１５の出力がハイになると、ワンショット回路２３によりカウンタ１９がリセットされる。
【０１０７】
（２）その後は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイになる毎に、カウンタ１９のカウント値が１ずつ増加するが、そのカウント値がＮになるまでは、ラッチ回路１５の出力がハイのままであるため、比較器１７の基準電圧Ｖｒｅｆが上記電圧Ｖｒ２に設定されたままになる。
【０１０８】
よって、図３に示すように、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしている場合、カウンタ１９のカウント値がＮになるまでは、トランジスタＴ１２がオンされた際に、コンデンサＣ１０の放電電流が上記正規のしきい値ＩＨよりも低いしきい値ＩＬ以上になると、比較器１７の入力電圧が上記電圧Ｖｒ２以下となって、比較器１７の出力がハイになり、その結果、トランジスタＴ１２が強制的にオフされて、コンデンサＣ１０の放電が停止されることとなる。
【０１０９】
尚、本実施形態において、抵抗３４〜３６の抵抗値は、コンデンサＣ１０の放電電流が前述の目標値ｉｐ（即ち、正常時にコンデンサＣ１０からコイルへ流す電流の最大値の目標値）と同じ値になったときに、比較器１７の入力電圧が上記電圧Ｖｒ２と等しくなるように設定されている。つまり、しきい値ＩＬは前述の目標値ｉｐと同じ値に設定されている。
【０１１０】
（３）そして、カウンタ１９のカウント値がＮになると、ラッチ回路１５がリセットされて、ＰＮＰトランジスタ２７がオフするため、比較器１７の基準電圧Ｖｒｅｆが電圧Ｖｒ２から電圧Ｖｒ１に戻る。
【０１１１】
以後は、上記（１）〜（３）の動作が繰り返されることとなる。尚、図３は、Ｎ＝２の場合を例示している。
つまり、放電制御部５では、基本的には、第１グループのインジェクタ１０１，１０３を開弁させるべく放電用トランジスタＴ１２をオンさせた時毎に、コンデンサＣ１０の放電電流が過電流判定用のしきい値Ｉｔｈ以上になったか否かを比較器１７により判定して、しきい値Ｉｔｈ以上になったと判定するとトランジスタＴ１２を強制的にオフさせるようにしているが、特に、過電流判定用のしきい値Ｉｔｈを正規の値ＩＨと、それよりも低い値ＩＬとに切り替え可能に構成されていると共に、コンデンサＣ１０の放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定すると、次回以降の「Ｎ−１」回の判定では、しきい値Ｉｔｈを正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬに設定するようになっている。
【０１１２】
このため、図３に示すように、第１グループに対応するコモン端子ＣＯＭ１がグランドショートした場合、過電流判定用のしきい値Ｉｔｈは、Ｎ回当たり「Ｎ−１」回の割合で正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬに設定されることとなる。
【０１１３】
尚、前述したように第２グループに対応する放電制御部７も放電制御部５と同じ構成であるが、放電制御部７では、放電制御信号生成回路９とワンショット回路２１とのそれぞれに、噴射指令信号ＴＱ２，ＴＱ４が入力され、ノア回路１１の出力信号が、放電用トランジスタＴ２２のゲートに駆動信号として出力される。
【０１１４】
ところで、図１において、駆動制御回路３に設けられた定電流制御部３７，３９は、トランジスタＴ１１，Ｔ２１を制御する回路ブロックであり、前述した図５の駆動制御回路１２０にも設けられているものであるが、それら定電流制御部３７，３９の構成及び作用について説明しておく。
【０１１５】
定電流制御部３７は、第１グループ（インジェクタ１０１，１０３）のコイル１０１ａ，１０３ａに一定電流を流すための前述した第４の基本動作を行うと共に、トランジスタＴ１１を過電流から保護するフェールセーフ機能を実現するための回路ブロックである。同様に、定電流制御部３９は、第２グループ（インジェクタ１０２，１０４）のコイル１０２ａ，１０４ａに一定電流を流すための前述した第６の基本動作を行うと共に、トランジスタＴ２１を過電流から保護するフェールセーフ機能を実現するための回路ブロックである。そして、各定電流制御部３７，３９は同じ構成のものであるため、ここでは、定電流制御部３７の方について説明する。
【０１１６】
定電流制御部３７は、定電流制御信号生成回路４１と、オア回路４３と、ラッチ回路４５と、比較器４７と、ワンショット回路４９と、抵抗５１，５２とを備えている。
定電流制御信号生成回路４１は、前述した第４の基本動作を行うための回路であって、トランジスタＴ１１をオン／オフさせるための定電流制御信号として、ローアクティブの信号を出力する回路である。即ち、定電流制御信号生成回路４１は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイになっている間、コイルに流れる電流を抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出する。そして、電流の検出値が一定電流となるように、定電流制御信号としての出力信号をローとハイとに切り替える。具体的には、電流の検出値が目標の一定電流よりも若干低い下側しきい値以下であれば、トランジスタＴ１１をオンさせるために出力信号をローにし、電流の検出値が目標の一定電流よりも若干高い上側しきい値以上であれば、トランジスタＴ１１をオフさせるために出力信号をハイにする。そして、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３がローになると、出力信号をハイのままにする。
【０１１７】
そして更に、定電流制御部３７では、このような定電流制御信号生成回路４１の出力信号とラッチ回路４５の出力信号（Ｑ端子の出力）とがオア回路４３に入力され、そのオア回路４３の出力信号が、トランジスタＴ１１（この例では、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）のゲートへ、ローアクティブの駆動信号として出力される。よって、ラッチ回路４５の出力信号がローならば、定電流制御信号生成回路４１の出力信号がローのときにトランジスタＴ１１がオンすることとなり、その定電流制御信号生成回路４１により、前述した第４の基本動作が行われることとなる。
【０１１８】
また、定電流制御部３７においては、定電流制御信号生成回路４１以外の部分によって、トランジスタＴ１１を過電流から保護するためのフェールセーフ機能が実現されている。
【０１１９】
まず、駆動制御回路３の外部において、電源ラインＬｐとトランジスタＴ１１との間には、トランジスタＴ１１に流れる電流を検出するための抵抗Ｒ１３が接続されている。尚、電源ラインＬｐとトランジスタＴ２１との間にも、トランジスタＴ２１に流れる電流を検出するための抵抗Ｒ２３が接続されている。また、これらの抵抗Ｒ１３，Ｒ２３は、図５では図示を省略している。
【０１２０】
そして、定電流制御部３７においては、抵抗Ｒ１３とトランジスタＴ１１との接続点の電圧が、比較器４７の反転入力端子（−端子）に入力される。また、比較器４７の非反転入力端子（＋端子）には、バッテリ電圧ＶＢを抵抗５１，５２で分圧した電圧Ｖｒ３が基準電圧として入力され、その比較器４７の出力端子は、ラッチ回路４５のセット（Ｓ）端子に接続されている。
【０１２１】
ラッチ回路４５は、比較器４７からセット端子への信号がハイに変化すると、セット状態になって、出力信号（Ｑ端子の出力）をハイにする。
また、ラッチ回路４５のリセット（Ｒ）端子には、ワンショット回路４９の出力信号が入力されるが、そのワンショット回路４９は、第１グループに対応する噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがローからハイになる度に、微小な一定時間だけハイになるパルス信号を出力する。よって、ラッチ回路４５は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイに変化する度にリセットされ、比較器４７の出力がハイになるとセット状態になる。
【０１２２】
次に、このような定電流制御部３７における定電流制御信号生成回路４１以外の部分の作用について説明する。
まず、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイに変化すると、ワンショット回路４９によってラッチ回路４５のリセットが行われるため、その時点でラッチ回路４５の出力は必ずローとなる。よって、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかがハイになった後、定電流制御信号生成回路４１の出力信号がローになると、オア回路４３の出力がローとなってトランジスタＴ１１がオンする。
【０１２３】
そして、トランジスタＴ１１がオンして抵抗Ｒ１３に電流が流れると、比較器４７の反転入力端子の電圧（以下、比較器４７の入力電圧という）が低下することとなる。
ここで、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしていない正常時には、比較器４７の入力電圧が上記電圧Ｖｒ３にまで低下することはない。このため、正常時には、比較器４７の出力はローのままであり、ラッチ回路４５はリセット状態のままとなる。
【０１２４】
これに対して、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートした場合には、トランジスタＴ１１がオンされた際に、抵抗Ｒ１３を介してトランジスタＴ１１に流れる電流が正常時よりも大きくなる。そして、その電流が過電流判定用のしきい値Ｉｔｈ’以上になると、比較器４７の入力電圧が上記電圧Ｖｒ３以下となる。
【０１２５】
すると、比較器４７の出力がハイになってラッチ回路４５がセット状態になり、そのラッチ回路４５の出力がハイになる。そして、ラッチ回路４５の出力がハイになると、定電流制御信号生成回路４１の出力信号に拘わらずオア回路４３の出力がハイとなり、その結果、トランジスタＴ１１が強制的にオフされて、そのトランジスタＴ１１の過電流による破壊や劣化が防止される。また、この状態は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の何れかが次に立ち上がるまで続くこととなる。
【０１２６】
尚、前述したように第２グループに対応する定電流制御部３９も定電流制御部３７と同じ構成であるが、定電流制御部３９では、定電流制御信号生成回路４１とワンショット回路４９とのそれぞれに、噴射指令信号ＴＱ２，ＴＱ４が入力され、オア回路４３の出力信号が、トランジスタＴ２１のゲートに駆動信号として出力される。
【０１２７】
また更に、図１において、比較器５５，５７及び抵抗５９，６０からなる回路は、マイコン１３０に前述のモニタ信号Ｍ１，Ｍ２を出力するための回路であり、図５の駆動制御回路１２０にも設けられているものである。
【０１２８】
この回路では、比較器５５の反転入力端子にコモン端子ＣＯＭ１の電圧ＶＣＯＭ１が入力され、比較器５７の反転入力端子にコモン端子ＣＯＭ２の電圧ＶＣＯＭ２が入力される。また、比較器５５，５７の非反転入力端子には、バッテリ電圧ＶＢを抵抗５９，６０で分圧した電圧が、しきい値電圧Ｖｔｈとして入力される。そして、抵抗５９，６０の抵抗値は、例えば、上記しきい値電圧Ｖｔｈがバッテリ電圧ＶＢの１／４の電圧（ＶＢ／４）となるように、「３：１」に設定されている。
【０１２９】
このため、前述したように、コモン端子ＣＯＭ１の電圧ＶＣＯＭ１がしきい値電圧Ｖｔｈ以下ならば、モニタ信号Ｍ１の方がハイとなり、コモン端子ＣＯＭ２の電圧ＶＣＯＭ２がしきい値電圧Ｖｔｈ以下ならば、モニタ信号Ｍ２の方がハイとなる。そして、それ以外の場合には、モニタ信号Ｍ１，Ｍ２はローとなる。
【０１３０】
次に、第２のフェールセーフ機能に関する部分について説明する。
図２は、マイコン１３０が第２のフェールセーフ機能のために実施する処理を表すフローチャートである。尚、図２の処理は、インジェクタの第１グループと第２グループとのそれぞれについて実行されるが、ここでは、第１グループについて実行される場合を例に挙げて説明する。また、図２においては、符号の添え字として「＊」と「※」とが記載されているが、図２の処理が第１グループについて実行される場合、「＊」は「１」であり、「※」は１又は３である。一方、図２の処理が第２グループについて実行される場合、「＊」は「２」であり、「※」は２又は４である。
【０１３１】
マイコン１３０が第１グループについて図２の処理を開始すると、まずＳ１１０にて、ソフト上のカウンタＣＴ１の値を０に初期化すると共に、そのカウンタＣＴ１に関する判定値ｍの設定を行う。
【０１３２】
カウンタＣＴ１は、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしてから噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３が何回出力されたかをカウントするためのカウンタであり、換言すれば、前述した放電制御部５による第１のフェールセーフ機能によってトランジスタＴ１２の強制的なオフが何回実施されたかをカウントするためのカウンタである。
【０１３３】
また、判定値ｍは、カウンタＣＴ１の値が当該判定値ｍ以上になったら以後の噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の出力を止める、という意味を持つ値であり、下記の式１によって設定される。
【０１３４】
ｍ＝ｋ＋（ｋ−１）×（Ｎ−１）  …式１
ここで、ｋは、第２のフェールセーフ機能における前述した規定値であって、コンデンサＣ１０の放電電流に関して正規のしきい値ＩＨで過電流検出を実施したい回数であり、（Ｎ−１）は、第１のフェールセーフ機能において、過電流判定のしきい値が低い値ＩＬに設定されることとなる連続回数である。
【０１３５】
次に、Ｓ１２０にて、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の立ち下がりタイミングが到来するまで待ち、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の立ち下がりタイミングが到来すると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、次のＳ１３０にて一定時間だけ待つ。この一定時間は、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３がローになってからコモン端子ＣＯＭ１の電圧ＶＣＯＭ１が安定するまでの時間である。
【０１３６】
そして、続くＳ１４０にて、モニタ信号Ｍ１のレベルを読み取り、そのモニタ信号Ｍ１のレベルから、コモン端子ＣＯＭ１の電圧ＶＣＯＭ１がしきい値電圧Ｖｔｈ（＝ＶＢ／４）以下であるか否かを判定する。つまり、モニタ信号Ｍ１がハイならば「ＶＣＯＭ１≦Ｖｔｈ」であると判定し、モニタ信号Ｍ１がローならば「ＶＣＯＭ１＞Ｖｔｈ」であると判定する。
【０１３７】
このＳ１４０にて「ＶＣＯＭ１＞Ｖｔｈ」であると判定した場合には（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１５０に進んで、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の立ち上がりタイミングが到来したか否かを判定し、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の立ち上がりタイミングが到来していなければ、再びＳ１４０へ戻る。また、上記Ｓ１５０にて、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の立ち上がりタイミングが到来したと判定した場合には、Ｓ１２０へ戻る。
【０１３８】
また、上記Ｓ１４０にて「ＶＣＯＭ１≦Ｖｔｈ」であると判定した場合には（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしており、放電制御部５による第１のフェールセーフ機能によってトランジスタＴ１２の強制的なオフが実施されたとして、Ｓ１６０に移行し、カウンタＣＴ１の値をインクリメント（＋１）する。
【０１３９】
そして、続くＳ１７０にて、カウンタＣＴ１の値が判定値ｍ以上になったか否かを判定し、カウンタＣＴ１の値が判定値ｍ以上ではないと判定したならば、Ｓ１２０へ戻る。
また、上記Ｓ１７０にて、カウンタＣＴ１の値が判定値ｍ以上になったと判定したならば、Ｓ１８０へ進んで、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の出力を禁止する処理（ローのままにする処理）を行い、その後、当該図２の処理を終了する。
【０１４０】
つまり、図２の処理による第２のフェールセーフ機能では、第１グループに関する場合を例に挙げると、図３に示すように、第１グループに対応する噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３がローになる毎に「ＶＣＯＭ１≦Ｖｔｈ」であるか否かを判定すると共に、「ＶＣＯＭ１≦Ｖｔｈ」であると判定した連続回数を、第１のフェールセーフ機能でトランジスタＴ１２の強制的なオフが実施された回数として、カウンタＣＴ１によりカウントし（Ｓ１２０〜Ｓ１６０）、そのカウンタＣＴ１の値が判定値ｍ以上になったら（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、以後の噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の出力を禁止してインジェクタ１０１，１０３の駆動動作を止めるようにしている（Ｓ１８０）。
【０１４１】
そして特に、判定値ｍは上記式１で定められる値であるため、Ｓ１７０の判定は、第１のフェールセーフ機能によってコンデンサＣ１０の放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定された回数ｎが規定値ｋに達したか否かを判定していることとなり、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の出力を禁止するＳ１８０の処理は、上記回数ｎが規定値ｋに達すると実施されることとなる。
【０１４２】
例えば、図３に示すように、規定値ｋが３で、「Ｎ−１」が１（Ｎ＝２）であるとすると、式１よりｍ＝５となるため、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしてから、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３が５回出力された場合に、噴射指令信号ＴＱ１，ＴＱ３の以後の出力が停止されることとなるが、それは、コモン端子ＣＯＭ１がグランドショートしてから、第１のフェールセーフ機能によってコンデンサＣ１０の放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと３回判定された場合である。
【０１４３】
以上のような本実施形態のＥＣＵ１によれば、２つのコモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２のうちの何れかがグランドショートした場合、そのグランドショートしたコモン端子の方のグループに所属するインジェクタの駆動時にコンデンサＣ１０から放電される電流を従来よりも小さく抑えることができる。
【０１４４】
なぜなら、コモン端子にグランドショートが発生したグループのインジェクタを開弁駆動する際には、コンデンサＣ１０から放電用トランジスタ（Ｔ１２又はＴ２２）を介して放電される電流が正常時と比べて過大となるが、放電制御部５，７による第１のフェールセーフ機能では、コンデンサＣ１０の放電電流が過電流判定用の正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定すると、次回以降の「Ｎ−１」回の判定については、その過電流判定用のしきい値を正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬに設定するようになっているため、その「Ｎ−１」回の開弁駆動時には、コンデンサＣ１０の放電電流が、その低いしきい値ＩＬで制限されるからである。尚、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２がグランドショートするということは、そのコモン端子とインジェクタのコイルとを結ぶ通電用の配線がグランドショートすることと同じである。
【０１４５】
このため、本実施形態によれば、コンデンサＣ１０の静電容量を小さく設定しても、図３に示す如く、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の何れかがグランドショートした場合に、コンデンサ電圧ＶＣが正常噴射可能レベルよりも低下してしまうことが防止され、グランドショートが発生していない正常なグループのインジェクタを確実に開弁駆動して、車両の退避走行能力を確保することができるようになる。
【０１４６】
更に、本実施形態において、図２の処理による第２のフェールセーフ機能では、放電制御部５，７による第１のフェールセーフ機能によってコンデンサＣ１０の放電電流が正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定された回数ｎが規定値ｋに達したか否かを判定するようになっているため、図８を用いて説明したような不具合（異常検出の感度が敏感になりすぎること）を招くこともない。つまり、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の何れかが一時的にグランドショートしただけで、そのコモン端子の方のグループに所属するインジェクタの開弁駆動が禁止されてしまい、他方のグループのインジェクタだけでエンジンを運転させる状態になってしまう、ということがない。このため、車両の運転性を不必要に悪化させてしまうことを防止することができる。
【０１４７】
また、本実施形態では、放電制御部５，７で切り替え設定される過電流判定用のしきい値のうち、低い方のしきい値ＩＬは、インジェクタの開弁駆動初期にコイルへ流そうとする電流の目標値ｉｐと同じ値に設定しているため、図４に示すように、コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の何れかが一時的にグランドショートしても、インジェクタの駆動制御に対する実質的な影響をなくすことができる。
【０１４８】
具体的に説明すると、図４は、第１グループの方のコモン端子ＣＯＭ１が一時的にグランドショートした場合を例示している。そして、この図４に示す如く、グランドショートが発生している間に、第１グループに対応する放電制御部５が「コンデンサＣ１０の放電電流≧ＩＨ」と判定し、その後、グランドショートが解消されているにも拘わらず「Ｎ−１」回の判定に亘って、コンデンサＣ１０の放電電流の制限値である過電流判定用のしきい値Ｉｔｈが低い値ＩＬに設定されたとしても、その値ＩＬが上記目標値ｉｐと同等であれば、インジェクタ１０１，１０３の駆動制御には実質的に影響がなく、正常に燃料噴射を実施することができるからである。
【０１４９】
一方、上記Ｎは、コモン端子のグランドショート時に低下するコンデンサ電圧ＶＣを復活させたい時間に応じて設定すれば良い。つまり、コンデンサ電圧ＶＣを早く復活させたいなら、Ｎを小さい値に設定すれば良い。
【０１５０】
尚、上記実施形態では、トランジスタＴ１０，Ｔ２０，Ｔ３０，Ｔ４０が駆動用スイッチング素子に相当し、充電回路５０が充電手段に相当し、トランジスタＴ１２，Ｔ２２が放電用スイッチング素子に相当し、コモン端子ＣＯＭ１及びそのコモン端子ＣＯＭ１とコイル１０１ａ，１０３ａとを結ぶ配線と、コモン端子ＣＯＭ２及びそのコモン端子ＣＯＭ２とコイル１０２ａ，１０４ａとを結ぶ配線とが、各グループ毎に設けられた複数の通電用配線に相当している。また、マイコン１３０と各放電制御部５，７における放電制御信号生成回路９とが制御手段に相当している。そして、各放電制御部５，７における放電制御信号生成回路９以外の部分が、フェールセーフ手段又は第１フェールセーフ手段に相当し、マイコン１３０が実行する図２の処理が第２フェールセーフ手段に相当している。
【０１５１】
ところで、上記実施形態のＥＣＵ１において、マイコン１３０が図２の処理を行わないように変形しても良い。そして、このように変形しても、２つのコモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２のうちの何れかがグランドショートした場合、そのグランドショートしたコモン端子の方のグループに所属するインジェクタの駆動時にコンデンサＣ１０から放電される電流を従来よりも小さく抑えることができる。よって、グランドショートが発生していない正常なグループのインジェクタを確実に開弁駆動することができる可能性を高めることができる。
【０１５２】
そして更に、この変形例において、各放電制御部５，７からカウンタ１９及びワンショット回路２３を削除すると共に、その各放電制御部５，７のラッチ回路１５が、例えばＥＣＵ１の動作開始時にのみリセットされるように変形しても良い。そして、このように変形すれば、コンデンサＣ１０の放電電流が過電流判定用の正規のしきい値ＩＨ以上になったと判定すると、ＥＣＵ１の次回の起動時まで、その過電流判定用のしきい値が正規の値ＩＨよりも低い値ＩＬに設定されることとなる。このため、グランドショートしたコモン端子へのコンデンサＣ１０からの過剰な放電を一層抑制することができ、グランドショートが発生していない正常なグループのインジェクタをより確実に開弁駆動することができるようになる。尚、ＥＣＵ１は、例えば車両のイグニッションスイッチがオンされると電源が供給されて起動する。
【０１５３】
一方、上記実施形態の装置は、コモン２系統且つチャージコンデンサ１個の構成であったが、前述した放電制御部５，７と図２の処理は、１つのチャージコンデンサに対して放電用のトランジスタ及びコモン端子が１つだけ設けられる構成の装置に対しても、同様に適用することができる。具体的には、コモン端子が１つだけのコモン１系統の構成や、特許文献１のようにコモン２系統で且つ各系統毎にチャージコンデンサが設けられる構成の装置である。
【０１５４】
そのような装置に放電制御部５，７と図２の処理を適用しても、コモン端子がグランドショートした場合、インジェクタの駆動時にチャージコンデンサから放電される電流を小さく抑えることができる。このため、もし、そのグランドショートが一時的なものであり、図２の処理によってインジェクタの開弁駆動が禁止される前に、そのグランドショートが解消されたならば、そのグランドショートの解消時点において、チャージコンデンサの電圧が低下し過ぎていることを回避することができ、早期に正常な燃料噴射を再開することができるようになる。そして、このような効果を、チャージコンデンサの静電容量を小さく設定しても得ることが可能となり、装置の小型化と低コスト化を達成できるのである。
【０１５５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【０１５６】
例えば、図１において、駆動制御回路３へは、ＥＣＵ１内のマイコン１３０からでなく、ＥＣＵ１の外部から噴射指令信号ＴＱ１〜ＴＱ４が入力される構成でも良い。また、マイコン１３０と駆動制御回路３とが一体化された構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】実施形態の燃料噴射制御装置の構成を表す構成図である。
【図２】ＥＣＵのマイコンが第２のフェールセーフ機能のために実施する処理を表すフローチャートである。
【図３】実施形態の作用及び効果を説明するタイムチャートである。
【図４】実施形態の他の効果を説明するタイムチャートである。
【図５】従来の燃料噴射制御装置の構成を表す構成図である。
【図６】燃料噴射制御装置の基本動作を説明するタイムチャートである。
【図７】従来のフェールセーフ機能及び従来技術の問題を説明するタイムチャートである。
【図８】従来技術の他の問題を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１５８】
１…ＥＣＵ（電子制御ユニット）、３…駆動制御回路、５，７…放電制御部、９…放電制御信号生成回路、１１…ノア回路、１３，１５，４５…ラッチ回路、１７，４７，５５，５７…比較器、１９…カウンタ、２１，２３，４９…ワンショット回路、２５…インバータ、２７…ＰＮＰトランジスタ、２９…ツェナーダイオード、３１〜３６，５１，５２，５９，６０…抵抗、３７，３９…定電流制御部、４１…定電流制御信号生成回路、４３…オア回路、５０…充電回路、１０１〜１０４…インジェクタ、１０１ａ〜１０４ａ…コイル、１１０…充電制御回路、１３０…マイコン、Ｃ１０…コンデンサ（チャージコンデンサ）、ＣＯＭ１，ＣＯＭ２…コモン端子、Ｒ００，Ｒ１０，Ｒ１３，Ｒ２０，Ｒ２３…電流検出抵抗、Ｔ００，Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２０，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ３０，Ｔ４０…トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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