(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＣＵ（２０）内に設けられたＣＰＵ（２１）でインジェクタ（８）を駆動する燃料噴射制御装置において、
前記インジェクタ（８）に対して電気的に下流側に設けられ、前記ＣＰＵ（２１）からの駆動信号でオンオフ状態が切り換えられて前記インジェクタ（８）を駆動するロー側ドライバ（２３）と、
前記インジェクタ（８）に対して電気的に上流側かつ電源（３０）の下流側に設けられ、前記ＣＰＵ（２１）からの駆動信号でオンオフ状態が切り換えられるハイ側ドライバ（２２）とを具備し、
前記ロー側ドライバ（２３）およびハイ側ドライバ（２２）はトランジスタからなると共に、前記ＥＣＵ（２０）内に配設されており、
前記ハイ側ドライバ（２２）の下流側かつ前記インジェクタ（８）の上流側に配設されるハイ側リターン信号回路（３２）と、
前記ロー側ドライバ（２３）の上流側かつ前記インジェクタ（８）の下流側に配設されるロー側リターン信号回路（３３）とを具備し、
前記ハイ側リターン信号検出回路（３２）から出力されるリターン信号およびロー側リターン信号検出回路（３３）から出力されるリターン信号が、それぞれ、前記ＣＰＵ（２１）に入力され、
前記燃料噴射制御装置は自動二輪車用であり、
前記インジェクタ（８）に燃料を供給する燃料ポンプ（７）が、前記自動二輪車の前記電源（３０）に直接接続されており、
前記ハイ側ドライバ（２２）と前記インジェクタ（８）と前記ロー側ドライバ（２３）とが直列接続されており、
前記自動二輪車は、ＡＣジェネレータ（５）とレギュレータ（１０）とコンデンサ（１１）とから前記電源（３０）を構成するバッテリレス構造を有することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記ＣＰＵ（２１）は、前記ハイ側ドライバ（２２）をオフかつ前記ロー側ドライバ（２３）をオフにしたときに、前記ハイ側リターン信号検出回路（３２）からリターン信号が検出されない場合は、前記ハイ側ドライバ（２３）が正常に機能していると診断することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記ＣＰＵ（２１）は、前記ハイ側ドライバ（２２）をオンかつ前記ロー側ドライバ（２３）をオフにしたときに、前記ロー側リターン信号検出回路（３３）からリターン信号が検出されない場合は、前記インジェクタ（８）の内部回路がグランドショート状態でないと診断することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記ＣＰＵ（２１）は、前記ハイ側ドライバ（２２）をオンかつ前記ロー側ドライバ（２３）をオンにしたときに、前記ロー側リターン信号検出回路（３３）からリターン信号が検出された場合は、前記インジェクタ（８）の内部回路がオープン状態ではないと診断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記ハイ側リターン信号検出回路（３２）が、前記ハイ側ドライバ（２２）のエミッタと前記ＣＰＵ（２１）とを接続し、
前記ロー側リターン信号検出回路（３３）が、前記ロー側ドライバ（２３）のコレクタと前記ＣＰＵ（２１）とを接続することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射制御装置に係り、特に、回路ショート時にインジェクタ駆動系統への電力供給を断つと共に、バッテリレス車のエンジンの始動性を高めることができる燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＥＣＵ内に設けられたＣＰＵからの駆動信号によって、燃料噴射弁としてのインジェクタを駆動するようにした燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置においては、万一、インジェクタを駆動する系統の回路がショートした場合に、インジェクタへの電力供給が継続されることを防ぐためのフェールセーフ機能が必要となる。
【０００３】
特許文献１には、電源とインジェクタとの間にリレースイッチを配置しておき、インジェクタ駆動系統の回路がショートした場合には、このリレースイッチをオフにしてインジェクタ駆動系統への電力供給を断つようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特許第３７３５３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された構成を、エンジン始動時にキックスタータ等で回動されるＡＣジェネレータの発電電力でインジェクタを駆動するバッテリレス車両に適用すると、機械的な駆動部分を有するリレースイッチを介するため、エンジン始動時にインジェクタへ電力が供給されるまでの時間が長くなり、エンジンの始動性が低下する可能性があった。また、特許文献１に記載された構成では、リレースイッチ自体に固着等の不具合が発生した場合に、これを検知することはできなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、回路ショート時にインジェクタ駆動系統への電力供給を断つと共に、バッテリレス車のエンジンの始動性を高めることができる燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は、ＥＣＵ内に設けられたＣＰＵでインジェクタを駆動する燃料噴射制御装置において、前記インジェクタに対して電気的に下流側に設けられ、前記ＣＰＵからの駆動信号でオンオフ状態が切り換えられて前記インジェクタを駆動するロー側ドライバと、前記インジェクタに対して電気的に上流側かつ電源の下流側に設けられ、前記ＣＰＵからの駆動信号でオンオフ状態が切り換えられるハイ側ドライバとを具備し、前記ロー側ドライバおよびハイ側ドライバはトランジスタからなると共に、前記ＥＣＵ内に配設されている点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、前記ハイ側ドライバの下流側かつ前記インジェクタの上流側に配設されるハイ側リターン信号検出回路と、前記ロー側ドライバの上流側かつ前記インジェクタの下流に配設されるロー側リターン信号検出回路とを具備し、前記ハイ側リターン信号検出回路から出力されるリターン信号およびロー側リターン信号検出回路から出力されるリターン信号が、それぞれ、前記ＣＰＵに入力される点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、前記ＣＰＵは、前記ハイ側ドライバをオフかつ前記ロー側ドライバをオフにしたときに、前記ハイ側リターン信号検出回路からリターン信号が出力されない場合は、前記ハイ側ドライバが正常に機能していると診断する点に第３の特徴がある。
【０００９】
また、前記ＣＰＵは、前記ハイ側ドライバをオンかつ前記ロー側ドライバをオフにしたときに、前記ロー側リターン信号検出回路からリターン信号が出力されない場合は、前記インジェクタの内部回路がグランドショート状態でないと診断する点に第４の特徴がある。
【００１０】
また、前記ＣＰＵは、前記ハイ側ドライバをオンかつ前記ロー側ドライバをオンにしたときに、前記ロー側リターン信号検出回路からリターン信号が出力された場合は、前記インジェクタの内部回路がオープン状態ではないと診断する点に第５の特徴がある。
【００１１】
さらに、前記燃料噴射制御装置は自動二輪車用であり、前記インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプが、前記自動二輪車の前記電源に直接接続されている点に第６の特徴がある。
【発明の効果】
【００１２】
第１の特徴によれば、インジェクタに対して電気的に下流側に設けられ、ＣＰＵからの駆動信号でオンオフ状態が切り換えられてインジェクタを駆動するロー側ドライバと、インジェクタに対して電気的に上流側かつ電源の下流側に設けられ、ＣＰＵからの駆動信号でオンオフ状態が切り換えられるハイ側ドライバとを具備し、ロー側ドライバおよびハイ側ドライバはトランジスタからなると共に、ＥＣＵ内に配設されているので、機械的な駆動部を有するリレーを介してインジェクタに電力を供給する方式に比して、インジェクタへの電力供給をより早く実行できる。これにより、車載バッテリを持たず、エンジン始動時にキックスタータ等を介して人力で回動されるＡＣジェネレータの発電電力をインジェクタの駆動電源とする車両において、インジェクタへの電力供給が遅れることがなく、エンジンの始動性を高めることが可能となる。また、燃料ポンプが駆動電源に直接接続されている車両において、インジェクタを駆動する系統の回路がショートした場合でも、ハイ側ドライバをオフ状態に切り換えることでインジェクタ駆動系統への電力供給を断つことができる。さらに、ロー側ドライバおよびハイ側ドライバがトランジスタで構成されると共にＥＣＵ内に配設されているので、インジェクタの駆動用回路を小型化することが可能となる。
【００１３】
第２の特徴によれば、ハイ側ドライバの下流側かつインジェクタの上流側に配設されるハイ側リターン信号検出回路と、ロー側ドライバの上流側かつインジェクタの下流に配設されるロー側リターン信号検出回路とを具備し、ハイ側リターン信号検出回路から出力されるリターン信号およびロー側リターン信号検出回路から出力されるリターン信号が、それぞれＣＰＵに入力されるので、ＣＰＵが２つのリターン信号を検知することで、ハイ側ドライバ、ロー側ドライバおよびインジェクタの機能診断を実行することが可能となる。
【００１４】
第３の特徴によれば、ＣＰＵは、ハイ側ドライバをオフかつロー側ドライバをオフにしたときに、ハイ側リターン信号検出回路からリターン信号が出力されない場合は、ハイ側ドライバが正常に機能していると診断するので、ハイ側ドライバおよびロー側ドライバの駆動状態に対するリターン信号の有無を検知することによって、ハイ側ドライバが正常であるか否かを簡単に検知することができる。
【００１５】
第４の特徴によれば、ＣＰＵは、ハイ側ドライバをオンかつロー側ドライバをオフにしたときに、ロー側リターン信号検出回路からリターン信号が出力されない場合は、インジェクタの内部回路がグランドショート状態でないと診断するので、インジェクタの内部回路が、固着等によって短絡したグランドショート状態でないことを簡単に検知することができる。
【００１６】
第５の特徴によれば、ＣＰＵは、ハイ側ドライバをオンかつロー側ドライバをオンにしたときに、ロー側リターン信号検出回路からリターン信号が出力された場合は、インジェクタの内部回路がオープン状態ではないと診断するので、インジェクタの内部回路が、固着等によって開放されたままのオープン状態でないことを簡単に検知することができる。
【００１７】
第６の特徴によれば、燃料噴射制御装置は自動二輪車用であり、インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプが、自動二輪車の電源に直接接続されているので、車載バッテリを持たず、エンジン始動時にキックスタータ等を介して人力で回動されるＡＣジェネレータの発電電力を電源とする車両においても、燃料ポンプへの電力供給が遅れることがなく、エンジンの始動性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を備えた自動二輪車用エンジンとその関連機器の構成を示すブロック図である。内燃機関としてのエンジン１は、周知の吸排気バルブ機構を有する４サイクルの単気筒エンジンである。エンジン１には、不図示のクランク軸を人力で回転させる始動装置としてのキックスタータ３が備えられている。キックスタータ３は、クランクケース２の外側に突出したキックペダル４を踏み下ろすことで、クランク軸を１〜数回回転できるように構成されている。また、エンジン１は、車載バッテリを持たないバッテリレス方式を採用しているため、例えば、イグニッションスイッチをオンにする等によってエンジンを始動可能な状態にしても、キックスタータ３を操作してＡＣジェネレータ５を回転させない限り、各種の電装部品に電力は供給されない。
【００１９】
エンジン１の吸気管９には、燃料ポンプ７によって燃料タンク６から圧送される燃料を、所定のタイミングで噴射する燃料噴射弁としてのインジェクタ８と、吸気管９の断面積を変更するスロットルバルブ１２が取り付けられている。クランク軸の端部には、交流発電機としてのＡＣジェネレータ５が取り付けられており、ＡＣジェネレータ５の回転に伴う発電電力は、レギュレータ１０を介してコンデンサ１１に蓄電された後、所定の電圧で燃料ポンプ７やＥＣＵ２０等に供給される。また、エンジン制御装置としてのＥＣＵ２０は、コンデンサ１１から所定の起動電源電圧が供給されることによって起動し、クランク回転位置センサやスロットル開度センサ等からの出力信号に基づいてインジェクタ８を駆動制御する。電磁弁としてのインジェクタ８は、電力が供給されている間だけ開き、電力供給を遮断すると閉じるように構成されている。本実施形態においては、前記したＡＣジェネレータ５、レギュレータ１０、コンデンサ１１によって自動二輪車の電源３０が構成されている。
【００２０】
ＥＣＵ２０には、インジェクタ８を駆動制御するＣＰＵと、インジェクタ８に対して電気的に上流側、すなわち、電源側に配置されるハイ側ドライバ２２と、インジェクタ８に対して電気的に下流側、すなわち、アース側に配置されるロー側ドライバ２３とを含む。この両ドライバ２２，２３は、共にトランジスタで構成されている。また、ＥＣＵ２０には、電源端子５０、アース端子７０、ハイ側ドライバ２２を通過した電流の出力端子５２、インジェクタ８を通過した電流の入力端子６２が設けられている。
【００２１】
演算処理装置としてのＣＰＵ２１には、ハイ側ドライバ２２に駆動信号を出力するハイ側駆動信号ポート５１と、ロー側ドライバ２３に駆動信号を出力するロー側駆動信号ポート６１が設けられている。また、ハイ側ドライバ２２と前記出力端子５２との間、すなわち、ハイ側ドライバ２２の下流側かつインジェクタ８の上流側には、ＣＰＵ２１にリターン信号を伝達するハイ側リターン信号検出回路３２が設けられている。さらに、前記入力端子６２とロー側ドライバ２３との間、すなわち、ロー側ドライバ２３の上流側かつインジェクタ８の下流側には、ＣＰＵ２１にリターン信号を伝達するロー側リターン信号検出回路３３が設けられている。そして、ＣＰＵ２１には、この両リターン信号検出回路３２，３３からのリターン信号を入力するための、ハイ側リターン信号入力ポート５３およびロー側リターン信号入力ポート６３が設けられている。
【００２２】
エンジン１の運転中、ＣＰＵ２１は、ハイ側駆動信号ポート５１からの駆動信号によってハイ側ドライバ２２のオン状態を維持して出力端子５２に電圧を発生させる。そして、ＣＰＵ２１は、ロー側駆動信号ポート６１からの駆動信号に基づいてロー側ドライバ２３のオンオフを繰り返すことで、インジェクタ８から燃料を間欠噴射させる。
【００２３】
このとき、本実施形態に係るエンジン１では、燃料ポンプ７が駆動電源と直結されているので、インジェクタ駆動系統回路におけるインジェクタ８の下流側で回路ショートが発生すると、インジェクタ８への電力供給が維持される可能性がある。しかしながら、本実施形態に係る燃料噴射制御装置では、ＣＰＵ２１からの信号で駆動するハイ側ドライバ２２を備えているため、ＣＰＵ２１が回路ショートの発生を検知すると、ハイ側ドライバ２２をオフ状態に切り換えることでインジェクタ８への電力供給を停止して、燃料噴射を遮断することが可能である。この回路ショートの発生は、例えば、入力端子６２の電圧レベルが、正常に作動していればローレベルであるはずの期間にハイレベルである等によって検知することができる。
【００２４】
また、本実施形態に係る燃料噴射制御装置では、インジェクタ８への電源供給経路に機械的な駆動部を有するリレースイッチ等を使用しないので、バッテリレス車両において人力でクランク軸を回転させてエンジンを始動するために、ＡＣジェネレータからの電力供給時間が限られている場合でも、リレースイッチ等を介するためにインジェクタ８への電力供給に遅れが発生することがなくエンジン１の始動性が高められる。
【００２５】
さらに、本実施形態に係る燃料噴射制御装置は、所定条件下でのハイ側リターン信号検出回路３２およびロー側リターン信号検出回路３３からのリターン信号をそれぞれ検知することで、ハイ側ドライバ２２およびインジェクタ８の機能診断を行うことが可能である。以下、図２のフローチャートを参照して、この機能診断処理の流れを説明する。
【００２６】
図２は、ＦＩ（燃料噴射装置）駆動回路の診断処理の流れを示すフローチャートである。このＦＩ駆動回路診断処理はＣＰＵ２１によって実行され、ハイ側ドライバ診断、インジェクタ内部回路のグランドショートおよびオープン状態の診断を連続的に行うように構成されている。この機能診断は、エンジン１の始動時等に実行することができる。まず、ステップＳ１において、ハイ側ドライバ２２およびロー側ドライバ２３をオフ状態にする。続くステップＳ２では、ハイ側ドライバ２２からのリターン信号の有無が判定され、このリターン信号がない場合には、ハイ側ドライバ２２が正常であると判定されて、ステップＳ４に進む。
【００２７】
一方、ステップＳ２で否定判定、すなわち、ハイ側ドライバ２２からのリターン信号が検知された場合には、ハイ側ドライバ２２をオフ状態にしているにも関わらず、ハイ側リターン信号検出回路３２からＣＰＵ２１への入力があることとなる。これにより、ステップＳ３に進んで、ハイ側ドライバ２２が何らかの原因で短絡したグランドショート状態であると判定される。なお、本実施形態において、このリターン信号の電圧は、電源電圧の１２Ｖに対して５Ｖ程度の大きさとなるように設定されている。
【００２８】
次に、ステップＳ４では、ハイ側ドライバ２２をオン状態にすると共に、ロー側ドライバ２３をオフ状態にして、ステップＳ５に進む。該ステップＳ５では、ロー側ドライバ２３からのリターン信号の有無が判定され、リターン信号がない場合は、インジェクタ８の内部でグランドショートが生じていないと判定されて、ステップＳ７に進む。一方、ステップＳ５で否定判定、すなわち、ロー側ドライバ２３からリターン信号が検知された場合には、ロー側ドライバ２３をオフ状態にしているにも関わらず、インジェクタ８を通過した電流が入力端子６２から入力されることなる。これにより、ステップＳ６に進んで、インジェクタ８の内部でグランドショートが発生していると判定される。
【００２９】
そして、ステップＳ７では、ハイ側ドライバ２２およびロー側ドライバ２３をオン状態にして、ステップＳ８に進む。該ステップＳ８では、ロー側ドライバ２３からのリターン信号の有無が判定され、リターン信号がある場合は、インジェクタ８の内部回路が固着等によって開放されたままのオープン状態ではないと判定されて、ステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ８で否定判定、すなわち、ロー側ドライバ２３からリターン信号が検知されなかった場合には、ロー側ドライバ２３をオン状態にしているにも関わらず、インジェクタ８を電流が通過していないこととなる。これにより、ステップＳ６に進んでインジェクタ８の内部回路がオープン状態であると判定される。そして、ステップＳ１０では、ハイ側ドライバ２２をオン状態かつロー側ドライバ２３をオフ状態とした待機状態に戻し、ステップＳ１１で一連のＦＩ駆動回路診断処理を終了する。
【００３０】
なお、前記ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ８の判定によって、ハイ側ドライバ２２およびインジェクタ８が正常でないと診断された場合は、ＥＣＵ２０によってエンジン１の始動を禁止したり、不図示のインジケータに診断結果を表示したりすることができる。
【００３１】
図３は、前記フローチャートで説明したＦＩ駆動回路診断処理による診断結果がいずれも正常であった場合のリターン信号の出力状態を示す一覧表である。前記したように、本実施形態では、（１）ハイ側ドライバ診断（グランドショート状態の有無）、（２）インジェクタ内部回路診断Ａ（グランドショート状態の有無）、（３）インジェクタ内部回路診断Ｂ（オープン状態の有無）を連続的に行うように構成されている。これらの機能診断は、両トランジスタの駆動状態に対するリターン信号の有無を検知することで行われるので、エンジン始動時の短時間でも実行することが可能である。なお、一覧表内にカッコ付きで示した部分のリターン信号の状態も、上記した機能診断結果の判断材料として使用することができる。
【００３２】
上記したように、本発明に係る燃料噴射制御装置によれば、インジェクタに対して電気的に上流側にＣＰＵで駆動されるハイ側ドライバを設けたので、インジェクタに対して電気的に下流側に設けられるロー側ドライバでインジェクタを駆動する回路において、このインジェクタ駆動系統回路にショートが発生した場合でも、ハイ側ドライバをオフにすることでインジェクタへの電力供給を遮断することが可能となる。また、上記したような回路ショートに対するフェールセーフ機能を備えるために電源供給系統にリレースイッチ等を設ける構成に比して、インジェクタへ電力が供給されるまでの時間を短くできるので、エンジン始動時にＡＣジェネレータの発電電力をインジェクタへ供給するバッテリレス車にこのフェールセーフ機能を適用した場合でも、エンジンの始動性が低下することを防止できる。
【００３３】
なお、エンジンおよびＥＣＵの構成、ハイ側ドライバおよびロー側ドライバの形態、ハイ側ドライバおよびインジェクタの機能診断の順序等は、本実施形態に限られず、種々の変形が可能である。例えば、本発明に係る燃料噴射制御装置は、車両用や発電機用等の種々のエンジンに適用できる。また、このエンジンは、自動二輪車に限られず、三輪車や四輪車等の種々の車両に取り付けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を備えたエンジンとその関連機器の構成を示すブロック図である。
【図２】ＦＩ駆動回路の診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】ＦＩ駆動回路診断処理時のリターン信号出力を示す一覧表である。
【符号の説明】
【００３５】
１…エンジン、３…キックスタータ、５…ＡＣジェネレータ、６…燃料タンク、７…燃料ポンプ、８…インジェクタ、９…吸気管、１０…レギュレータ、１１…コンデンサ、２０…ＥＣＵ、２１…ＣＰＵ、２２…ハイ側ドライバ、２３…ロー側ドライバ、３０…電源、３２…ハイ側リターン信号検出回路、３３…ロー側リターン信号検出回路、５０…電源端子、５１，６１…ハイ側／ロー側駆動信号ポート、５３，６３…ハイ側／ロー側リターン信号入力ポート、５２…出力端子、６２…入力端子、７０…アース端子
【図１】
0004984163.tif 000002
【図２】
0004984163.tif 000003
【図３】
0004984163.tif 000004