(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開弁用コイルと保持用コイルの２コイルを持つ燃料インジェクタにより燃料供給を行うエンジン制御装置であって、運転状態を検出するセンサ群と、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ群からの信号に基づき、少なくともエンジンに供給する燃料噴射量を演算する演算装置と、燃料噴射量に基づいて前記燃料インジェクタの前記開弁用コイルと前記保持用コイルの駆動を制御するエンジン制御装置において、
前記エンジン制御装置は、前記保持用コイルの動作を検出する保持用コイル動作検出手段を有し、
前記演算装置は、前記保持用コイル動作検出手段が前記保持用コイルの断線状態を検知した場合に、値を増加させる断線カウンタを有し、
前記開弁用コイルの通電遮断時に発生する起電力発生中に、保持用コイルの通電遮断タイミングが発生した場合には、前記断線カウンタの値を増加させるステップを実行しないことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記保持用コイル動作検出手段は、前記保持用コイルの通電遮断時に発生する起電力を検出することを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記保持用コイル動作検出手段は、エンジンの対向気筒毎に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記保持用コイル動作検出手段は、エンジンのバンク毎に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記保持用コイル動作検出手段は、全気筒共通であることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記開弁用コイルと保持用コイルの通電遮断タイミングが同時に発生した場合に前記断線カウンタの値を増加させるステップを実行しないことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、演算装置を使用したエンジン制御装置に関し、特に、開弁用と保持用のコイルを持つ燃料インジェクタによって燃料供給を行うエンジン（内燃機関）の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
開弁用と保持用のコイルを持つ燃料インジェクタによって燃料供給を行うエンジンの制御装置として、特願平１１−１４８２５２号に記載されているような、燃料インジェクタのコイルに流れる電流を検出し、検出電流を燃料インジェクタの特性補正に用いるものがある。
【０００３】
特願平１１−１４８２５２号に記載の技術は、インジェクタコイルの通電遮断時に発生する起電力がノイズ成分となり、開弁用コイルに流れる電流を検出する回路へ与える影響を回避する技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような先行技術は、開弁用コイルおよび保持用コイルの通電遮断時に発生する起電力がノイズ成分となり、開弁用コイルに流れる電流を検出する回路へ与える影響を回避することについて考慮しているが、コイルの通電遮断時に生じる起電力が燃料インジェクタ内の２コイル間で干渉し、インジェクタ駆動用信号線への信号の干渉については考慮していない。
【０００５】
このため、インジェクタ駆動用信号線に発生する起電力を監視し、燃料インジェクタの断線診断を行っているシステムにおいて誤診断がする可能性がある。
本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものあって、その目的とするところは、燃料インジェクタの断線診断において誤診断が生じないように改良されたエンジン制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置は、開弁用コイルと保持用コイルの２コイルを持つ燃料インジェクタにより燃料供給を行うエンジン制御装置であって、運転状態を検出するセンサ群と、前記エンジンの運転状態を検出するセンサ群からの信号に基づき、少なくともエンジンに供給する燃料噴射量を演算する演算装置と、燃料噴射量に基づいて前記燃料インジェクタの前記開弁用コイルと前記保持用コイルの駆動を制御するエンジン制御装置において、前記エンジン制御装置は、前記保持用コイルの動作を検出する保持用コイル動作検出手段を有し、前記演算装置は、前記保持用コイル動作検出手段が前記保持用コイルの断線状態を検知した場合に、値を増加させる断線カウンタを有し、前記開弁用コイルの通電遮断時に発生する起電力発生中に、保持用コイルの通電遮断タイミングが発生した場合には、前記断線カウンタの値を増加させるステップを実行しないものである。
【０００７】
これにより、燃料インジェクタの断線診断において誤診断が生じることが回避される。
本発明に係るエンジンの制御装置では、前記保持用コイル動作検出手段は、前記保持用コイルの通電遮断時に発生する起電力を検出するものである。
【０００８】
本発明に係るエンジンの制御装置では、前記保持用コイル動作検出手段は、エンジンの対向気筒毎に設定、あるいはエンジンのバンク毎に設定、あるいは全気筒共通の何れかであってよい。
本発明に係るエンジンの制御装置は、前記開弁用コイルと保持用コイルの通電遮断タイミングが同時に発生した場合に前記断線カウンタの値を増加させるステップを実行しないものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明によるエンジン制御装置を含むエンジン制御システムを示している。
【００１１】
図１において、符合１はエンジン制御装置を示している。エンジン制御装置１は、少なくとも、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ２からの回転信号２ａと、エンジンのシリンダ内への吸入空気量を検出するエアフロセンサ３からの空気量信号３ａを演算装置であるＣＰＵ４に取り込む。ＣＰＵ４は、各センサ２、３からの入力信号２ａ、３ａに基づき、少なくとも、エンジンに供給する燃料噴射量を演算し、その結果に基づき、燃料インジェクタ７の開弁時間を制御し、エンジンを最適制御する。
【００１２】
燃料インジェクタ７は、開弁用コイル８と保持用コイル９の２コイル構成となっており、インジェクタ開弁時には、大電流である開弁電流８ａ１と小電流である保持電流９ａ１が開弁用コイル８および保持用コイル９に通電され、２コイルの起磁力により開弁する。
【００１３】
燃料インジェクタ７は、一旦、開弁をすると、その状態を保持する起磁力のみ必要となるので、開弁用コイル８への大電流である開弁電流８ａ１の通電を遮断して小電流である保持電流９ａ１を開弁用コイル８と保持用コイル９に通電して開弁用コイル８と保持コイル９の起磁力で燃料インジェクタ７の開弁状態を保持することが行われる。
【００１４】
所定の開弁時間が経過すれば、小電流である保持電流９ａ１を遮断して開弁用コイル８と保持用コイル９への通電を遮断し、燃料インジェクタ７を閉弁することが行われる。
なお、燃料インジェクタ７の開弁用コイル８と保持用コイル９の電源は、バッテリ１３である。
【００１５】
エンジン制御装置１は、開弁用コイル８を駆動するための開弁用駆動回路５と、保持用コイル９を駆動するための保持用駆動回路６とを含んでおり、それぞれの信号線８ａ、および９ａによって開弁用コイル８、保持用コイル９を駆動する。なお、駆動回路５、６は、ＣＰＵ４からの開弁信号５ａ、保持信号６ａにより制御される。
【００１６】
保持用駆動回路６は、保持用コイル９と同時に開弁用コイル８にも小電流９ａ１を導通させる。即ち、燃料インジェクタ７の開弁状態を保持する起磁力は開弁用コイル８と保持用コイル９の２つのコイルの起磁力となり、この方式をダブルホールド方式という。
【００１７】
エンジン制御装置１は、開弁用コイル８に流れる開弁電流８ａ１を検出する開弁コイル電流検出回路１０を含んでいる。開弁コイル電流検出回路１０は、燃料インジェクタ７の開弁駆動時に開弁用コイル８に流れる開弁電流８ａ１を検出し、その開弁電流８ａ１を電流電圧変換して開弁電流信号１０ａをＣＰＵ４へ出力する。ＣＰＵ４は、開弁電流信号１０ａを取込み、燃料インジェクタ７の開弁時間をフィードバック制御する。
【００１８】
エンジン制御装置１は、開弁コイル断線検出回路１１と、保持コイル断線検出回路１２とを有している。開弁コイル断線検出回路１１は、開弁用コイル８が正常に駆動されているかを検出するためのものであり、開弁コイル８への通電遮断時に発生する起電力を検出し、開弁コイル断線検出信号１１ａをＣＰＵ４へ出力する。保持コイル断線検出回路１２は、保持用コイル９が正常に駆動されているかを検出するためのものであり、保持用コイル９への通電遮断時に発生する起電力を検出し、保持コイル断線検出信号１２ａをＣＰＵ４へ出力する。
【００１９】
保持用コイル９は、ＣＰＵ４による制御によって各気筒毎に順次駆動され、各気筒の保持用コイル９が各気筒毎に動作する。そのために、保持用コイル断線検出回路１２は、対向気筒毎、バンク毎等の設定があるが、一番の構成は、コストが安価となる単一の検出回路によって全気筒の保持コイル９の断線検出をすることである。
【００２０】
図２は燃料インジェクタ７の構成を示している。
燃料インジェクタ７は、エンジンの筒内に直接噴射するためのものであり、圧縮行程で噴射するため、燃料インジェクタ７に供給される燃料の圧力は相当の高圧である。この高圧下でも、プランジャロッド２１が引き戻されないように、プランジャロッド２１を押し付けているばね２２の荷重は大きい。ばね２２の荷重以上の荷重でプランジャロッド２１を引上げて噴射できるようにするためには、開弁コイルの起磁力を上げなければならい。従来は、この起磁力を上げるため、コイルに供給する電圧を高電圧にしていたが、本願では、バッテリ電圧で駆動する方式であり、上記起磁力を得るため、低抵抗なコイルを使用している。
【００２１】
しかし、低抵抗コイルだけで噴射時間通電させると、消費電力が大きく発熱大となり、実使用上問題となる。これを防ぐため、燃料インジェクタ７は、開弁する時のための、低抵抗コイル（開弁用コイル８）と、開弁状態を保持するための、高抵抗コイル（保持用コイル９）の２つのコイルを持つ構成になっている。
【００２２】
図３は開弁用駆動回路５および保持用駆動回路６の内部構成を示している。
開弁用駆動回路５は、ＣＰＵ４からの開弁信号５ａにより制御され、開弁信号５ａによりトランジスタ３１を制御する。開弁信号５ａがＨＩＧＨ入力の時には、トランジスタ３１をオンさせ、ＬＯＷの時には、トランジスタ３１をオフさせ、燃料インジェクタ７の開弁用コイル８の通電を制御する。
【００２３】
開弁用駆動回路５は、開弁用コイル８の導通遮断時に発生する起電力からトランジスタ３１を保護する定電圧ダイオード３２を含んでいる。定電圧ダイオード３２は信号線８ａに発生する起電力をトランジスタ３１の耐圧以下の電圧に迎える。
【００２４】
信号線８ａに発生する起電力のピーク電圧は、定電圧ダイオード３１の電圧Ｖｚ３２とトランジスタ３１のターンオン電圧Ｖｇｓ３１との和で決まり、ピーク電圧＝Ｖｚ３２＋Ｖｇｓ３１となる。
ターンオン電圧Ｖｇｓ３１はトランジスタ３１により一定電圧であるので、信号線８ａの起電力のピーク電圧は、定電圧ダイオード３１のＶｚ３２により決まる。
【００２５】
なお、図３において、符合３３は開弁用コイル電流検出回路１０内に設定される電流電圧変換素子であり、開弁用コイル８に流れる開弁電流８ａ１の電流を電圧変換する素子である。
保持用駆動回路６は、ＣＰＵ４からの保持信号６ａにより制御され、保持信号６ａによりトランジスタ３４を制御する。保持信号６ａがＨＩＧＨ入力の時には、トランジスタ３４をオンさせ、ＬＯＷの時は、トランジスタ３４をオフさせ、燃料インジェクタ７の保持用コイル９の通電を制御する。
【００２６】
保持用駆動回路６は、保持用コイル９の導通遮断時に発生する起電力からトランジスタ３４を保護する定電圧ダイオード３５を含んでいる。定電圧ダイオード３５は信号線９ａに発生する起電力をトランジスタ３４の耐圧以下の電圧に迎える。
信号線９ａに発生する起電力のピーク電圧は、同様に、定電圧ダイオード３５の電圧Ｖｚ３５とトランジスタ３４のターンオン電圧Ｖｇｓ３４の和で決まる。
【００２７】
図４は保持コイル断線検出回路１２の内部構成を示している。
燃料インジェクタ７の保持用コイル９の通電が遮断された時には、信号線９ａに起電力が発生することは上述の通りである。保持コイル断線検出回路１２では、各気筒の信号線９ａの起電力をＯＲ回路４１に入力し、全気筒のＯＲ信号４１ａを電圧検出器４２に出力する。電圧検出器４２では、ＯＲ信号４１ａの電圧値が検出電圧Ｖｓｅｔ以上かを判別し、検出電圧Ｖｓｅｔ以上の場合電圧検出器４２は、出力段回路４３へ信号４２ａを出力する。
【００２８】
出力段回路４３は、抵抗４４およびトランジスタ４５から構成され、信号４２ａが入力された時にトランジスタ４５がオンし、ＣＰＵ４へ断線検出信号１２ａをＬＯＷ出力する（通常時は、トランジスタ４５がオフし、ＨＩＧＨ出力（Ｖｃｃ）となる）。
【００２９】
図５は開弁信号５ａと保持信号６ａの遮断タイミングによる保持用コイル９の信号線９ａに発生する起電力のタイムチャートである。
ＣＰＵ４からの燃料インジェクタ７の開弁信号５ａおよび保持信号６ａをそれぞれの開弁用駆動回路５および保持用駆動回路６に入力する。開弁信号５ａおよび保持信号６がオンすることで、開弁用コイル８は信号線８ａ、保持用コイル９は信号線９ａにより通電され、燃料インジェクタ７が開弁する。（タイミングＴ１）。
【００３０】
ＣＰＵ４からの開弁信号５ａがオフすると、燃料インジェクタ７の開弁コイル８への開弁電流８ａ１が遮断されて開弁用コイル８に充電されたエネルギが開放され、信号線８ａに起電力が発生する。（タイミングＴ２）
そして、ＣＰＵ４からの保持信号６ａもオフすると、燃料インジェクタ７の開弁用コイル８および保持用コイル９の保持電流９ａ１が遮断され、保持用コイル９に充電されていたエネルギが開放され、信号線９ａに逆起電力が発生する。
【００３１】
保持コイル断線検出回路１２は、信号線９ａに発生する電圧を監視しており、検出電圧Ｖｓｅｔ以上の電圧を検出した時に保持コイル断線検出信号１２ａをＣＰＵ４へＬＯＷ出力する（通常時はＨＩＧＨ出力とする）。
ＣＰＵ４では、保持コイル断線検出信号１２ａの立ち下がりエッジを検出して断線フラグ６１を図示していないＣＰＵ４内に設定されている揮発性メモリ（以下、ＲＡＭ）にセットする。（タイミングＴ３）
【００３２】
開弁電流８ａ１と保持電流９ａ１の遮断タイミング、即ち、タイミングＴ２とＴ３とが時間的に十分に離れている場合には、信号線８ａに発生する起電力が信号線９ａに発生する起電力に干渉することはない。
次気筒の燃料インジェクタ７の開弁時に、ＣＰＵ４は、前記ＲＡＭ上で断線フラグ６１をモニタし、断線フラグ６１＝１の時には正常動作、断線フラグ６１＝０の時には断線と判断する。
【００３３】
タイミングＴ３で信号線９ａに起電力が発生しているために、断線フラグ６１が１にセットされ、タイミングＴ４で、ＣＰＵ４は保持用コイル９が正常動作したと判断する。
タイミングＴ５は、開弁用コイル８と保持用コイル９の通電遮断が同タイミングで発生した場合である。開弁用コイル８の信号線８ａに発生する起電力が、信号線８ａ→保持用コイル９→信号線９ａに回り込み、信号線８ａに発生する起電力に対して逆電圧が信号線９ａの起電力に付加され、保持用信号９ａの起電力の発生電圧は低くなる。このため、信号線９ａの起電力は、検出電圧Ｖｓｅｔより低くなり、保持コイル断線検出信号１２がＨＩＧＨのままになる。そのため、ＣＰＵ４では断線フラグ６１がセットされないままとなる。
【００３４】
次気筒の燃料インジェクタ７の開弁時に、断線フラグ６１をモニタし、断線フラグ＝０の時には、ＣＰＵ４は前気筒の保持用コイル９は断線状態であることを判断する。（タイミングＴ６）
タイミングＴ５のように、開弁用コイル８と保持用コイル９の通電遮断が同タイミングで発生した場合、あるいは開弁用コイル８の逆起電力が発生している間に保持用コイル９の逆起電力が発生した場合には、保持用コイルの断線検出を誤診断する可能性がある。
【００３５】
以下、タイミングＴ６〜Ｔ８は、タイミングＴ１〜Ｔ３と同様に開弁用コイル８と保持用コイル９の通電遮断タイミングが十分に離れている場合の波形と同じである。
ＣＰＵ４は保持コイル断線検出の誤診断を防止する内部処理を行う。図６（ａ）〜（ｃ）は、保持コイル断線検出の誤診断を防止するＣＰＵ４内の内部処理を示すフローチャートである。
【００３６】
ＣＰＵ４の保持用コイル９の断線検出ロジックは、３つのジョブ構成から成り立っている。このジョブは、保持用信号６ａの出力時タイミングであるＩＲＱ１（図６（ａ）参照）、保持コイル断線検出信号１２ａの立ち下がりエッジ時に起動するＩＲＱ２（図６（ｂ）参照）、定時タイミング（例えば１０ｍｓ毎）で起動するＢＧＪ（図６（ｃ）参照）から成る。
【００３７】
誤診断防止ロジックとしては、診断ロジックの動作をパスさせる手法と診断ロジックの結果を使用しない手法の２種類があるが、この実施の形態ではＣＰＵ４の演算負荷を低減させるために有効な、診断ロジックの動作をパスさせる手法を採用している。
【００３８】
図６（ａ）に示されているＩＲＱ１ジョブでは、まず、開弁電流８ａ１と保持電流９ａ１の遮断タイミングが起電力の干渉がない程十分に離れている（時間ＤＡＴＡ１）場合のみに診断を行うように下式の条件を確認する（ステップＳ１）。
｜開弁パルス幅−保持パルス幅｜＞ＤＡＴＡ１
【００３９】
上式が成立した時にはステップＳ２〜Ｓ５の保持コイル断線診断検出ロジックを動作させる。逆に、上式が成立しない場合には、誤診断防止としてステップＳ２〜Ｓ５のロジックを実行しないでマスクし、断線フラグ６１をクリアし（ステップＳ６）、初期状態にしてＩＲＱ１を終了する。
【００４０】
なお、ＤＡＴＡ１とは、開弁コイル遮断時に発生する起電力が十分に減少した時間を示し、下式より算出できる時間ｔと等価である。
【数１】
0003862492.tif 000002
【００４１】
なお、ここで、Ｌ：開弁コイル８のインダクタンス、Ｉ：開弁電流８ａ１、Ｖｚ：ピーク電圧  Ｖｚ３２＋Ｖｇｓ３１、Ｉｚ：定電圧ダイオード３２動作時の電流８ａ１とする。
ステップＳ２では、ＲＡＭ上で断線フラグ６１を読み込む。そして、ステップＳ３で、断線フラグ６１＝０の場合には、保持用コイル９が断線状態であると検知して、断線カウンタをインクリメントする（ステップＳ４）。逆に、断線フラグ６１＝１の場合には、保持用コイル９を正常駆動できたとして、断線カウンタ６１をクリアする（ステップＳ５）。ステップＳ６では、断線フラグ６１をクリアして初期状態に戻し、ＩＲＱ１での保持用コイル９の断線検出ロジックを終了する。
【００４２】
図６（ｂ）に示されているＩＲＱ２ジョブは、保持用コイル断線検出信号１２ａの立ち下がりエッジで起動され、その時に、断線フラグ６１をＲＡＭにセットし（ステップＳ７）、保持用信号線９ａに起電力が発生したことを示す。
図６（ｃ）に示されているＢＧＪジョブでは、断線カウンタ値をチェックし（ステップＳ８）、断線カウンタが断線検出回数ＤＡＴＡ２より大きくなった時には、即ち、保持用コイル９が連続ＤＡＴＡ２回駆動できなかった時には、断線判定を行う（ステップＳ９）。逆に、断線検出回数ＤＡＴＡ２以下の時には、ＢＧＪの断線検出ロジックを終了する。
以上、本発明の一実施の形態について記述したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求項の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で設計において種種の変更ができるものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上の記載から理解されるように、本発明のエンジン制御装置は、開弁用コイル、および、保持用コイルの通電遮断時に発生する起電力がインジェクタ内の２コイル間で干渉し、インジェクタ駆動用信号が乱れた時に保持用コイルの動作を検出する手段をマスクし、保持用コイルの断線診断の誤診断を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジン制御装置を含むエンジン制御システムを示す図である。
【図２】２コイルを内蔵するインジェクタの内部構成図である。
【図３】開弁用駆動回路、および、保持用駆動回路の内部構成を示す図である。
【図４】保持コイル断線検出回路の内部構成を示す図である。
【図５】開弁信号と保持信号の通電遮断タイミングによる保持用コイル９の信号線９ａに発生する起電力を示す図
【図６】保持コイル断線検出回路の誤診断を防止する、ＣＰＵ４の内部処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン制御装置
２  エンジン回転センサ
３  エアフロセンサ
４  ＣＰＵ
５  開弁用駆動回路
５ａ  開弁信号
６  保持用駆動回路
６ａ  保持信号
７  燃料インジェクタ
８  開弁用コイル
８ａ１  開弁電流
９  保持用コイル
９ａ１  保持電流
１０  開弁コイル電流検出回路
１１  開弁コイル断線検出回路
１１ａ  開弁コイル断線検出信号
１２  保持コイル断線検出回路
１２ａ  保持コイル断線検出信号
１３  バッテり
６１  断線フラグ
【図１】
0003862492.tif 000003
【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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