專利名稱：燃料噴射裝置的故障檢測電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車載多汽缸發(fā)動機等的燃料噴射裝置的故障檢測電路，特別是涉及檢測驅動燃料噴射用電磁閥的電磁線圈的斷線、短路及電磁線圈的驅動元件及配線的斷線、短路等以進行異常報警、顯示以及保存運轉用的燃料噴射裝置的故障檢測電路。
背景技術：
驅動燃料噴射用電磁閥的電磁線圈的控制，一般并用快速過勵磁控制和利用弱電流的動作保持控制，改善電磁閥的響應性和抑制溫升。采用通過對電磁線圈驅動電路各部的電壓、電流的監(jiān)控來檢測電磁線圈、配線、開關元件等的斷線及短路故障的方法。同時將對于多通道負載的故障檢測信號進行邏輯和結合以簡化信號處理。這個概念是大家都知道的。
日本特開平10-257799號公報“多路道輸出裝置的輸出開路檢測裝置”表明了這樣一個概念，對于如步進馬達的勵磁線圈類的多通道負載，在負載非驅動時給負載供給微小電流，利用負載電路斷線的負載兩端的電壓增高的原理來檢測斷線，雖沒有論反負載的短路檢測，但可使用二極管OR電路將斷線檢測信號供給通用的比較判定電路。
然而，日本特開昭62-290111號公報“內燃機用燃料噴射閥驅動電路的故障檢測電路”表明了這樣一個概念，通過檢測燃料噴射閥驅動用電磁線圈在通電斷路時發(fā)生的開路浪涌電壓，來總括性的檢測電磁線圈、配線及開關元件等的斷線和短路故障。
日本特開平9-112735號公報“電磁閥驅動裝置”表明了這樣的概念關于如燃料噴射用電磁閥的驅動用電磁線圈，設置快速驅動用升壓電路及保持作用的弱電流電路，通過監(jiān)控升壓電路中的電容器的充電電壓和放電電壓來檢測電磁線圈及其配線的斷線和短路等。
特別是還表明了這樣的一個概念，在該引例場合，對多個燃料噴射閥驅動用電磁線圈進行分組，根據故障結果順利進行保存運轉。
此外，日本特開平10-318025號公報“燃料噴射用噴射器的控制裝置”表明了這樣的概念燃料噴射順序相隔2個行程以上，并且將通電時間不重迭的多個噴射器線圈的一端與公用的驅動輸出電路連接，另一端與各噴射器線圈的通電時序上進行ON/OFF的各個開關裝置連接，以實現開關控制。
日本特開平12-380652號公報“車載電氣負載驅動系統(tǒng)的異常檢測裝置”給出這樣的方法，在微處理器內部將邏輯和結合的異常檢測信號進行分離檢測。在本發(fā)明中也運用了這個概念。
發(fā)明內容
在上述的背景技術中提示了關于電磁線圈等電氣負載的斷線、短路及該電磁線圈的開關控制元件和配線的斷線、短路等各種方法的異常檢測方法。
但是，以往無論哪一種技術，都存在著這樣的問題對于多個電氣負載的包括層間短路和接地等異常在內的所設定的各種各樣的異常，在系統(tǒng)上還沒有構成為進行異常判定的故障檢測電路。
本發(fā)明是為解決上述問題以及提供伴隨在故障檢測中的包括對策處理方法在內的裝置而產生的，其目的特別是在于提供能對多缸發(fā)動機的各汽缸的燃料噴射用電磁閥的驅動電路的各相異常及層間短路異常進行檢測以進行保存運轉的簡易的燃料噴射裝置的故障檢測電路。
本發(fā)明的燃料噴射裝置的故障檢測電路，包括驅動對于多缸發(fā)動機的各汽缸的燃料噴射用電磁閥的多個電磁線圈，產生驅動信號脈沖列及快速過勵磁控制信號的微處理器，根據從所述微處理器產生的驅動信號脈沖列，依次進行開關動作以驅動相對應的所述各電磁線圈的多個獨立開關元件，根據從所述微處理器產生的快速過勵磁控制信號，對燃料噴射順序相隔2個行程以上的至少由多個電磁線圈組成的一組內的電磁線圈進行整體饋電驅動的多組公用開關元件，至少對與不同組的電磁線圈對應的所述獨立開關元件開路時產生的開路浪涌電壓進行檢測的多個開路浪涌電壓檢測電路，所述微處理器對從所述多個開路浪涌電壓檢測電路產生的檢測信號進行比較，根據該檢測信號有無缺落和重復來判定異常。
此外，所述各開路浪涌電壓檢測電路，借助于在所述獨立開關元件開路時檢測所述獨立開關元件的兩端電壓值是否超過了電壓源的電壓值，來檢測所述開路浪涌電壓。
此外，所述各開路浪涌電壓檢測電路，借助于檢測所述獨立開關元件及所述公用開關元件開路時所述電磁線圈的負端的端電壓是否高于與所述公用開關元件連接的饋電端的電壓，來檢測所述開路浪涌電壓。
此外，本發(fā)明的燃料噴射裝置的故障檢測電路，還包括邏輯和電路，邏輯和結合由對于所述公用開關元件不同的組的電磁線圈的所述開路浪涌電壓檢測電路輸出的各檢測信號，所述微處理器根據所述邏輯和電路的輸出來判定異常。
此外，所述各公用開關元件，對應于來自所述微處理器的快速過勵磁控制信號以及用于保持所述電磁線圈動作的弱電流保持控制信號進行動作。
此外，本發(fā)明的燃料噴射裝置的故障檢測電路，還包括將電源電壓進行升壓的過勵磁用升壓電路，所述公用開關元件，由高壓端開關元件和低壓端開關元件組成，高壓端開關元件通過所述過勵磁升壓電路對所述電壓線圈進行饋電驅動，低壓端開關元件對應于用于保持所述電磁線圈動作的弱電流保持控制信號進行動作，以對所述電磁線圈進行饋電驅動。
此外，所述各高壓端開關元件合用所述過勵磁用升壓電路，所述過勵磁用升壓電路對所有的電磁線圈是公用的。
此外，本發(fā)明的燃料噴射裝置的故障檢測電路，還包括由所述微處理器根據從所述開路浪涌檢測電路產生的檢測信號判定為異常時，將所述公用開關元件以及與該公用開關元件串接的獨立開關元件進行切斷的一組通電切斷裝置，利用將所述獨立開關元件切斷的組以外的電磁線圈，來進行保存運轉。
此外，所述微處理器在根據所述開路浪涌電壓的缺落判定為異常時，如果有先后的電磁線圈的通電時間有重疊，則對所述驅動信號脈沖列的通電時間進行縮短處理。
此外，本發(fā)明的燃料噴射裝置的故障檢測電路，還包括異常報警裝置，接收異常信號并對異常發(fā)生進行報警，所述微處理器在根據由所述開路浪涌電壓檢測電路發(fā)出的檢測信號判定為異常時，向所述異常報警裝置輸出異常信號。
此外，所述微處理器具有與外部工具連接用的接口電路。
圖1表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路的詳細電路圖。
圖2表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路的局部詳圖。
圖3表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路的汽缸配置圖。
圖4表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路中正常工作是的時序圖。
圖5表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路中層的異常時的簡略方框圖。
圖6表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測測量路中接地異常時的時序圖。
圖7表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路中層間短路異常時的簡略方框圖。
圖8表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路中組內層間短路異常時的時序圖。
圖9表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路中組外層間短路的時序圖。
圖10表示與本發(fā)明實施形態(tài)1相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路中工作時序圖。
圖11表示與本發(fā)明實施形態(tài)2相關的燃料噴射裝置中的故障檢測電路的詳細電路圖。
圖12表示與本發(fā)明實施形態(tài)3相關的燃料噴射裝置的故障檢測電路的詳細電路圖。
標號說明1燃料噴射控制裝置，2電源開關，3電壓源，4傳感器群，5～8電磁線圈，9微處理器，10第1驅動控制電路，11公用開關元件，11a高壓端公用開關元件，11b低壓端公用開關元件，11c升壓電路，11d公用升壓電路，12換流二極管，12a電阻，13、14獨立開關元件，13a、14a穩(wěn)壓二極管，13b、14b開路浪涌電壓檢測用二極管，13c、13d、14c、14d分壓電阻，15電流檢測電阻，16、17邏輯和器件，18邏輯積器件，19弱電流保持控制電路，20第2驅動控制電路，21公用開關元件，21a高壓端公用開關元件，21b低壓端公用開關元件，21c升壓電路，22換流二極管，23、24獨立開關元件，23b、24b開路浪涌電壓檢測用二極管，23c、23d、24c，24d分壓電阻，25電流檢測電阻，26、27邏輯和器件，28邏輯積器件，29弱電流保持控制電路，31～34二極管，35開路浪涌電壓檢測電路，35a比較電路，35b、35c分壓電阻，36開路浪涌電壓檢測電路，36a比較電路，36b、36c分壓電阻、37、38邏輯和器件，39開路浪涌電壓檢測電路，40外部工具，41接口電路，42異常報警顯示裝置，43～46比較電路，50曲軸，51～54汽缸，60接地，61負載短路，62～64斷線回路，65異常電流波形，66重復電流波形，67缺落浪涌電壓，68缺落信號，70、71層間短路，72異常電流波形，73、74重復電流波形，75異常電流波形，76、77重復浪涌電壓，78、79重復檢測信號，80衰減電流波形，81缺落浪涌電壓，82缺落信號。
具體實施形態(tài)實施形態(tài)1圖1給出了關于本發(fā)明實施形態(tài)1的燃料噴射裝置的故障檢測電路的詳細電路圖。下面就其結構加以說明圖1中，燃料噴射控制裝置1主要由后述的微處理器9、第1驅動電路10以及第2驅動電路20構成。電源開關2連接在車載電池等電壓源3與上述燃料噴射裝置1之間。
傳感器4由決定時序和噴射量(噴射時間)等用的曲軸角傳感器、凸輪角傳感器及節(jié)流閥開度傳感器等組成，由該傳感器群4產生的輸入信號供給上述微處理器9。
第1至第4的電磁線圈5～8由上述第1及第2驅動控制電路10、20驅動控制，該電磁線圈5～8是為后述圖3所示的設置在發(fā)動機各汽缸上的燃料噴射閥進行開關控制用的。
下面說明上述第1驅動控制電路10的結構要素。公用開關元件11為連接在上述第1、第4電磁線圈5、8的一端與上述電壓源3之間的晶體管等。換流二極管連接在公用開關元件11的負端與電壓源3的負端之間。獨立開關元件13與上述第1的電磁線圈5的另一端連接，為隨上述微處理器9輸出的獨立驅動信號SW1而閉合的晶體管等。同樣，獨立開關元件14與上述第4的電磁線圈8的另一端連接，為隨上述微處理器9輸出的獨立驅動信號SW3閉路的晶體管等。
電流檢測電阻15連接在上述獨立開關元件13、14與電壓源3的負端之間，使上述獨立開關元件13、14不同的閉路。邏輯和器件16隨上述微處理器9輸出的快速過勵磁控制信號SW13而動作，使上述公用開關元件11導通，同時由后述的邏輯積器件18的輸出信號對上述公用開關元件11進行ON/OFF控制。
邏輯和器件17將上述獨立驅動信號SW1、SW3作為輸入信號輸入上述邏輯積元件18。弱電流保持控制電路19為保持第1(或第4)的電磁線圈5(或8)動作而供給弱電流(動作保持用弱電流)的ON/OFF控制電流。為此，弱電流保持控制電路19在上述電流檢測電阻15的兩端電壓低于給定值時，輸出弱電流保持控制信號DT13，通過上述邏輯積器件18和邏輯和器件16使公用開關元件11導通。
作為上述第2驅動控制電路20的結構要素，21～29與上述的11～19相同，SW4相當于SW1，SW2相當于SW3的信號，INJ2表示與INJ1相當，INJ3與INT4相當的電磁線圈，這里不再多加說明了。
二極管31其正極與上述第1的電磁線圈5和獨立開關元件13的接點連接，二極管32其正極與上述第2的電磁線圈6和獨立開關元件23連接。同樣，二極管33其正級與上述第3的電磁線圈7和獨立開關元件24的接點連接，二極管34其正極與上述第4的電磁線圈8和獨立開關元件14的接點連接。
開路浪涌電壓檢測電路35含有比較電路35a，分壓電阻35b、35c將由上述二極管31、33的負極饋出的電壓進行分壓。開路浪涌電壓檢測電路36含有圖中未示出的比較電路36a，圖中未示出的分壓電阻36b、36c將由上述二極管34、32的負極饋出的電壓進行分壓。
這里，將上述比較電路35a做成了這樣的結構經分壓電阻35b、35c分壓的分壓電壓大于電壓源3的電壓時，產生邏輯電平“L”的檢測信號IN13，供給上述微處理器9，同樣，上述比較電路36a，在經分壓電阻36b、36c分壓的分壓電壓大于電壓源3的電壓時，產生邏輯電平“L”的檢測信號IN42，供給上述微處理器9。
外部工具可對上述微處理器寫入控制程序，可讀出并顯示未圖示的數據存儲器的內容。接口電路41設置在外部工具40與上述微處理器9之間。異常報警顯示裝置根據上述微處理器9的異常信號等進行動作。
圖2示出了圖1中的關于與第1電磁線圈5對應的饋電電路的局部詳細圖。下面對結構加以說明。
圖2中，下拉電阻12a與上述換流二極管12并聯，穩(wěn)壓二極管13a、14a可等效表現獨立開關元件13、14的OFF電壓限制功能，動作保持用弱電流Ih為第1電磁線圈上流過的電流。
開路浪涌電壓Vs均是在公用開關元件11和獨立開關元件13開路時發(fā)生時，該開路浪涌電壓Vs是由想壓第1電磁線圈上保持剛流過的動作保持用弱電流Ih而發(fā)生的反電動勢所產生的，其值與上述等效穩(wěn)壓二極管13a的限制電壓基本相等。
但是，該開路浪涌電壓Vs隨動作保持用弱電流Ih的衰減而迅速下降，由下拉電阻12a確定電壓后變?yōu)閂s＝0。
由于獨立開關元件13的短路異常等，獨立開關元件13不開路，當由公用開關元件11截止饋電時，通過換流二極管12和獨立開關元件13使換流開路。由于作成了這樣的結構，所以勵磁線圈不快速切斷，不發(fā)生開路浪涌電壓Vs。
另一方面，獨立開關元件13在開路時，為了向第4電磁線圈8饋電，獨立開關元件14導通，當公用公開元件11動作時，產生了公用開關元件11的輸出端的饋電電壓Vb，作為二極管31的輸出。這是作為視在開路浪涌電壓Vs出現的，但作為實際的開路浪涌電路的Vs比饋電電壓Vb還要大(Vb＜Vs)，所以可通過上述比較電路35a分離抽出。
圖3為圖1所示的燃料噴射裝置的故障檢測電路的汽缸配置圖。圖3中，50為發(fā)動機的曲軸，51～54為由上述電磁線圈5～8進行燃料噴射的第1至第4汽缸。
在第1時刻，獨立開關元件13和公開開關元件11進行動作，通過對第1電磁線圈5進行饋電來實現對于第1汽缸51的燃料噴射。接著，在第2時刻，獨立開關元件24和公用開關元件動作，通過對第3電磁線圈饋電來實現對于第3汽缸53的燃料噴射其后在第3時刻，獨立開關元件14和公用開關元件11動作，通過對第4電磁線圈8饋電來實現對第4汽缸54的燃料噴射。在第4時刻，獨立開關元件23和公用開關元件21動作，通過對第2電磁線圈6饋電來實現對第2汽缸52的燃料噴射。
在上述這種配列中，當第1汽缸51或第4汽缸54的其中某一個的燃料噴射變?yōu)楫惓r，使第1汽缸51及第4汽缸54均停止，僅由第2汽缸52和第3汽缸53進行保存運轉較為穩(wěn)定，當第2汽缸52或第3汽缸53的其中某一個燃料噴射變?yōu)楫惓r，使第2汽缸52及第3汽缸53均停止，僅由第1汽缸51和第4汽缸54進行保存運轉較為穩(wěn)定。圖1中的公用開關元件11和12成為與這種分組相對應的結構。
圖1中的微處理器9的獨立驅動信號，SW1～SW4是采用按照燃料噴射順序的編號。
圖4是關于本實施形態(tài)1的燃料噴射裝置的故障檢測電路的正常動作說明用的時序圖。圖4中，圖4(a)為微處理器9的快速過勵磁控制信號SW13的輸出特性，圖4(b)為弱電流保持控制信號DT13的輸出特性，圖4(c)為微處理器9的獨立驅動信號SW1的輸出特性，圖4(d)為微處理器9的獨立驅動信號SW3的輸出特性，圖4(e)為微處理器9的快速過勵磁控制信號SW42的輸出特性，圖4(f)為弱電流保持控制信號DT42的輸出特性，圖4(g)為微處理器9的獨立驅動信號SW4的輸出特性，圖4(h)為微處理器9的獨立驅動信號SW2的輸出特性。
上述獨立驅動信號SW1～SW4按順序產生輸出，快速過勵磁信號SW13根據獨立驅動信號SW1及SW3的輸出時序產生短時間的輸出信號。同樣，快速過勵磁信號SW42根據獨立驅動信號SW4及SW2的輸出時序產生短時間的輸出信號。
圖4(i)為第1電磁線圈5的電流波形，是將圖4(a)、(b)、(c)合成后得到的。同樣，圖4(j)為第4電磁線圈8的電流波形，是將圖4(a)、(b)、(d)合成后得到的。圖4(k)為第2電磁線圈6的電流波形，是將圖4(e)、(f)、(g)合成后得到的。圖4(l)為第3電磁線圈7的電流波形，是將圖4(e)、(f)、(h)合成后得到的。
圖4(m)為二極管31的輸出波形，在圖4(i)的第1電磁線圈5電流切斷時，即圖4(c)的獨立驅動信號SW1的輸出停止時產生開路浪涌電壓Vs，第4電磁線圈8通電中產生根據公開開關元件ll的開關動作的饋電電壓Vb。
同樣，圖4(n)為二極管34的輸出波形，圖4(o)為二極管32的輸出波形，圖4(p)為二極管33的輸出波形。
圖4(q)為檢測信號IN13的波形，在圖4(m)和(p)中，二極管31、33在輸出開路浪涌電壓Vs時為邏輯電平“L”。同樣，圖4(r)為檢測信號IN42的波形，在圖4(n)和(o)中，二極管34、32在輸出開路浪涌電壓Vs時為邏輯電平“L”。
下面說明本實施形態(tài)1中的燃料噴射裝置的故障檢測電路的具體故障檢測。圖5為關于層內異常的簡略方框圖。接地60給出了第1電磁線圈5的負端與電壓源3的負端連接的狀態(tài)，當發(fā)生這種狀態(tài)的接地時，電磁線圈5上流過的電流不會快速截止，開路浪涌電壓Vs不發(fā)生。
這種現象與獨立開關元件13的短路異常情形相同，即使由公用開關11切斷饋電，通過換流二極管12和接地電路60或短路了的獨立開關元件，勵磁電流進行回流，因此不再發(fā)生開路浪涌電壓Vs。
負載短路61給出了第4電磁線圈8的正負端之間短路的狀態(tài)。當發(fā)生這種負載短路61時，在電磁線圈8上不再流過勵磁電流，因此在獨立開關元件14開路時，不發(fā)生開路浪涌電壓Vs。
另外，在負載短路時，獨立開關元件13、14、23、24及公用開關元件11、12由于其自身的過電流保護功能，在短時間內得到保護，隨即由微處理器9解除驅動指令信號，由此來保護其不受燒損。
62～64給出了斷線開路，當發(fā)生配線斷線、線圈斷線及開關元件開路故障等情況時，勵磁電流不再通過電磁線圈6、7，獨立開關元件23、24開路時，不再發(fā)生開路浪涌電壓Vs。
圖6為圖5中接地異常時的動作說明用的時序圖。下面主要說明與圖4所示的正常動作的時序圖不同的地方。
圖6(i)的異常電流波形65表示因接地60而在電流檢測電阻15(參照圖1)上不通過對于第1電磁線圈5的勵磁電流，從而不進行動作保持用弱電流驅動控制的電流波形。重復電流波形66表示電流與圖6(j)的第4電磁線圈8基本相同，由于公用開關元件11的動作而本來在接地的第1電磁線圈5上不流過的電流而變?yōu)榱鬟^的狀態(tài)。
圖6(m)的缺落浪涌電壓67給出了因接地60使第1電磁線圈5的勵磁電流不急速截止，由此使本來應發(fā)生的開路浪涌電壓Vs而沒有發(fā)生的情況。圖6(q)的缺落信號68給出了因上述缺落浪涌電壓的關系而不存在在本來應發(fā)生的檢測信號的狀態(tài)。
如上所述，當檢測到由各種層內異常引起的開路浪涌電壓Vs的缺落時，如后述的圖10所示，缺落層的公用開關元件以及與該公用開關元件串接的所有的獨立開關元件都切斷，由剩留的組的電磁線圈來實現作為保存運轉的燃料噴射。
但是，雙方的組都發(fā)生開路浪涌電壓Vs的缺落時，所有開關元件被切斷，發(fā)動機不可能再運轉。
圖7為關于層間異常的簡略方框圖。圖7中，層間短路70給出了第1及第4電磁線圈5、8的負端之間短路的狀態(tài)。層間短路71給出了第2及第4電磁線圈6、8的負端之間短路的狀態(tài)。上述層間短路70為由相同的公用開關元件11驅動的電磁線圈之間發(fā)生的組內層間短路，上述間層短路71為由不同的公用開關元件驅動的電磁線圈之間發(fā)生的組之間的層間短路。
圖8為圖7中組內層間短路異常時的動作說明用的時序圖。下面主要說明與圖4所示的正常動作的時序圖不相同的地方。
圖8(i)、(j)的異常電流波形72、75給出了因層間短路70關系第1、第4電磁線圈5、8作為并聯的結果而動作保持用弱電流IH減半的狀態(tài)。
圖8(i)、(j)的重復電流波形73、74為因層間短路關系作為第1、第4電磁線圈并聯結果本來不應流過的多余的重復電流波形。
圖8(m)、(n)的重復浪涌電壓76、77表示伴隨在上述重復電流波形73、74截止中的開路浪涌電壓Vs，圖8(q)、(r)的重復信號78、79表示伴隨在上述重復浪涌電壓76、77中的重復檢測信號。
圖9為圖7中組之間的層間短路異常時的動作說明用的時序圖。下面主要說明與圖4所示的正常動作的時序圖的不同點。
在層間短路71那樣的跨越組的層間短路中，所有的獨立開關元件13、14、23、24處于相互之間不同時導通的狀態(tài)(即燃料噴射時間較短)，各電磁線圈5～8均受到正?？刂疲M行與圖4時序圖相同的動作，但所不同的是為不能檢測層間短路異常的狀態(tài)。
與之相反，圖9示出了燃料噴射時間長，相鄰的按順序的電磁線圈同時導通時的時序圖。
圖9(j)的衰減電流波形80表示獨立開關元件14及公用開關元件11開路后在第4電磁線圈上流過的動作保持用弱電流IH通過換流二極管12、層間短路開關71及獨立開關元件23而衰減的狀態(tài)。圖9(n)的缺落浪涌電壓81表示因第4電磁線圈8沒有被快速切斷本來應發(fā)生的開路浪涌電壓Vs而沒有發(fā)生的狀態(tài)。同樣，圖9(r)的缺落信號82表示因上述缺落浪涌電壓81關系本來應發(fā)生的檢測信號而沒有發(fā)生的狀態(tài)。
關于上述電磁線圈負端配置的跨越組之間的層間短路異常有4種，但不管哪一種，由于在時間上動作有先后的電磁閥的先動作一側產生開路浪涌電壓Vs的缺落，所以只要切斷驅動先動作一側電磁線圈的公用開關元件及獨立開關元件，其對策方法與圖5的層內異常情形相同，這樣處置方法可統(tǒng)一，是理想的。
但是，關于這種組之間的層間短路，如果縮短燃料噴射時間，不重迭噴射時間，就不需要切斷公用開關元件及獨立開關元件。即使發(fā)斷公用開關元件及獨立開關元件，后動作一側的公用開關元件及獨立開關元件也不受影響。
下面用圖10所示的微處理器9的動作順序用來說明上述關于本實施形態(tài)1的燃料噴射裝置的故障檢測電路的總體工作情況。
圖10中，100為工作開始步驟，101為繼開始步驟100之后判定有無從外部工具40輸入的復位指令的步驟，102為判定步驟101YES時將存儲在微處理器9內的RAM存儲器的故障信息進行復位的步驟，103步驟判定步驟102的動作是否結束，上述步驟101為NO時是否與外部工具連接，或雖連接，但不輸出復位指令時有無從外部工具輸出的讀出指令。
104為判定步驟103YES時將存儲在微處理器9內的RAM存儲器中的故障信息送入外部工具40的步驟，105步驟判定步驟104的動作是否結束，上述步驟103為NO時是否與外部工具連接，或雖連接，但不輸出讀出指令時獨立驅動信號SW1～SW4是否在發(fā)生中。上述步驟105為NO不進行燃料噴射時向結束步驟106過渡，重新回到開始步驟100。
107步驟在上述步驟105為YES時將重復動作的獨立驅動信號SW1～SW4的最新發(fā)生狀況更新和取得，108步驟繼步驟107之后將檢測信號IN13、IN14的最新輸入狀況更新和取得，110步驟繼108步驟之后判斷獨立驅動信號SW1～SW4的下沿變化點(邏輯電平“H”→“L”的時間變化點)后檢測信號IN13、IN14是否缺落，111步驟在判定步驟110為YES時對在105步驟中更新取得的驅動信號脈沖列上驅動時間有先后的電磁線圈的通時間中是否有重選，112步驟在判定步驟111為XES時其后存儲該狀態(tài)并縮短通電時間，同時對異常報警顯示裝置42產生報警、顯示輸出。該存儲信息一直存儲由102步驟進行復位為止。
113步驟在上述111步驟為NO時，對上述110步驟的開路浪涌電壓Vs的缺落與哪一個獨立驅動信號對應，哪一層的電磁線圈的開路浪涌電壓Vs缺落的信息進行確定和存儲。114步驟繼該步驟之后將驅動開路浪涌電壓缺落層的電磁線圈的公用開關元件切斷，115步驟對異常報警顯示裝置42產生報警顯示輸出。在該115步驟結束，或上述110步驟為NO，或上述112步驟的動作結束時過渡到120步驟。
在113步驟中，檢測電磁線圈、配線、驅動元件的短路、斷線和開路等層內故障，由114步驟切斷公用開關元件11(或12)，同時，為安全起見，對獨立開關元件13、14(或23、24)也切斷的組通進行切斷。
112步驟中，使有先后的電磁線圈無通電重迭時間，作為對圖7的組之間層之間短路回路71不發(fā)生異常的噴射時間抑制裝置。
120步驟對在獨立驅動信號SW1～SW4仍下沿變化點(邏輯電平“H”→“L”的時間變化點)后是否重復發(fā)生過剩的檢測信號IN13、IN42，121步驟在該判定步驟為YES時，對與哪個獨立驅動信號對應的開路浪涌電壓Vs的重復，哪一層的電磁線圈的層間短路進行確定存儲。122步驟在121步驟之后對驅動層間短路的電磁線圈的公用開關元件進行切斷，123步驟對異常報警顯示裝置42產生報警顯示輸出。在該123步驟結束，或上述120步驟為NO時，進入結束步驟106，重新回到開始步驟100。
121步驟如對于圖7的組內層間短路回路是作為第1、第4電磁線圈5、8的異常來捕捉的，由122步驟切斷公用開關元件11，同時為安全起見，對獨立開關元件13、14也切斷的組通電進行切斷。
上述113及121步驟中進行異常判定后的層的電磁線圈編號或發(fā)動機的汽缸編號等存儲在用電池可在停電時保持的RAM存儲器或EE-PROM等不抹去存儲器中，維修檢查時由104步驟讀出顯示外部工具40，并由102步驟復位到初期狀態(tài)。
實施形態(tài)2圖11為關于本發(fā)明實施形態(tài)2的燃料噴射裝置的故障檢測電路的詳細電路圖。下面主要說明與實施形態(tài)1的不同點。
圖11中，在第1驅動控制電路10中，高壓端開關元件11a由快速過勵磁控制信息SW13進行通電控制，低壓端開關元件11b隨與上述實施形態(tài)1相同的弱電路保持控制電路19所輸出的弱電流保持控制信號DT13而動作，以進行通電控制。升壓電路11c為將電壓源3的電壓進行升壓的電路、二極管16a從上述升壓電路11c通過高壓端開關元件11a對第1、第4電磁線圈5、8進行饋電。另一方面，二極管16b從電壓源3通過低壓端開關元件11b對第1、第4電磁線圈5、8進行饋電。圖11中，為圖1所示的將公用開關元件11分割成高壓端開關元件11a和低壓端開關元件11b的狀態(tài)，但均是對第1、第4電磁線圈5、8饋電的公用的開關元件，這點沒有變化。關于第2驅動控制電路20，其結構與上述第1驅動控制電路10一樣，這里不再加以說明了。
下面詳細說明上述結構的動作。
在圖11所示結構的燃料噴射裝置的故障檢測電路中，電壓源3如為DC12V的車載電池，升壓電路11c、21c如從DC12V產生DC120V的高壓電源，快速驅動電磁線圈。
低壓端開關元件11b、21b是為供給電磁線圈動作保持用弱電流Ih用的，通過從電壓源直接饋電來抑制升壓電路11c、21c升溫。
在本實施形態(tài)2的故障檢測電路中，與上述實施形態(tài)1中的故障檢測電路比較，電磁線圖5～8的勵磁電流減小，所以可降低公用開關元件及獨立開關元件的溫升。
實施形態(tài)3圖12為本發(fā)明實施形態(tài)3的燃料噴射裝置的故障檢測電路的詳細電路圖。下面主要說明與圖1場合的不同點。
圖12中，升壓電路11d為將電壓源3的電源電壓升壓的電路。高壓端開關元件11a由快速過勵磁控制信號SW13進行通電控制，低壓端開關元件11b隨弱電流保持控制信號DT13進行通電控制。二極管16a從上述升壓電路11d通過高壓端開關元件11a對第1、第4的電磁線圈5、8進行饋電。另一方面，二極管16b從電壓源通過低壓端開關元件11b對第1、第4的電磁線圈5、8進行饋電。
同樣，高壓端開關元件21a由快速勱磁控制信號SW42進行通電控制，低壓端開關元件21b隨弱電流保持控制信號DT42進行通電控制。二極管26a從上述升壓電路21d通過高壓端開關元件21a對第2、第4的電磁線圈6、7進行饋電。另一方面，二極管26b從電壓源3通過低壓端開關元件21b對第2、第4的電磁線圈6、7進行饋電。
在上述范圍中，與上述實施形態(tài)比較，不同的僅是升壓電路11c21c為公用，為公用的升壓電壓11d。
下拉電阻12a與換流二極管12并聯，分壓電阻12b、12c將電壓源的電壓進行分壓。補償電阻12d連接在上述下拉電阻12a與分壓電阻12c之間，上述分壓電阻12c的電壓施加到比較電路43、44的非反轉輸入端。
下拉電阻12a的阻值的2a與其它的分壓電阻12b、12c及補償電阻12d的阻值R12b、R12c、R12d比較，設定值要小得多。
同樣下拉電阻12a與換流二極管22并聯，分壓電阻22b、22c將電壓源3的電壓進行分壓。補償電阻22d連接在上述下拉電阻22a與分壓電阻22c之間，上述分壓電阻22c的電壓施加到比較電路45、46的非反轉輸入端。
下拉電阻12a的阻值R22a與其它的分壓電阻22b、22c及補償電阻22d的阻值R22b、R22c、R22d比較，設定值要小得多。
13b為開路浪涌電壓檢測用的二極管，13c、13d為分壓電阻。上述二極管13b和分壓電阻13c、13d相互串接，連接在第1的電磁線圈5的負端與電壓源3的負端之間。分壓電阻13d的電壓施加到比較電路43的反轉輸入端。
同樣，14b、23b、24b為開路浪涌電壓檢測用的二極管，14c、14d、23c、23d、24c、24d為分壓電阻，同樣，各分壓電阻13d、23d、24d的電壓施加到比較電路44～46的反轉輸入端。
邏輯和電路37，上述比較電路43或46的其中一個輸出即使為邏輯電平“L”，也將邏輯電平“L”的檢測信號IN13供給微處理器。同樣，邏輯和電路38，上述比較電路44或45的其中一個輸出即使為邏輯電平“L”，也將邏輯電平“L”的檢測信號IN42供給微處理器。
開路浪涌電壓檢測電路39由上述比較電路43、44及比較電路45、46構成。
關于上述結構的動作，下面以比較電路43的動作為主來加以說明。
首先，高壓端開關元件11a和獨立開關元件13導通，第1的電磁線圈5高速動作，接著高壓端開關元件11a被切斷，由低壓端開關元件11b來進行為保持動作的弱電流控制。
不久，獨立驅動信號SW1變?yōu)檫壿嬰娖健癓”，而低壓端開關元件11b和獨立開關元件13被切斷時，在第1的電磁線圈5的負端產生圖2所示的開路浪涌電壓Vs，經分壓電阻13c、13d分壓后的分壓電壓供給比較電路43的反轉輸入端。
另一方面，在該時間點上的比較電路43的非反轉輸入端的電壓，由于下拉電阻12a兩端的電壓基本為零，所以變?yōu)殡娮柚礡12b和(12C//R12d)對電源電壓進行分壓后的低值。(R12c//R12d)為電阻R12c和R12d的并聯合成電阻。
因此，作為比較電路43的輸入電壓，非反轉輸入端比反轉輸入端要低，比較電路43的輸出產生邏輯電平“L”的正常檢測信號。
但是，因短路電路關系，第1、第4的電磁線圈5、8的接點在電源線路上的短路時，施加到比較電路43、44的非反轉輸入端的分壓電壓將變?yōu)殡娮柚?R12b、、R12d)和R12c對電源電壓進行分壓后的高值。(R12b//R12d)為電阻R12b和R12d的并聯合成電阻。
因此，作為比較電路43的輸入電壓，非反轉輸入端為高電壓，比較電路43的輸出為邏輯電平“H”，不進行開路浪涌電壓的檢測。
這樣，如采用圖12所示的燃料噴射裝置的故障檢測電路，可以檢測公用開關元件一側的短路異常，對于其它的電磁線圈也同樣。
對于這種短路異常，在圖10的113步驟中，確定和存儲缺落層，由114步驟來保持公用開關元件11和獨立開關元件13、14的斷開。
另外，由組之間的短路電路141而第1、第4的電磁線圈5、8的公用接點及第2、第3的電磁線圈6、7的公用接點為短路連接時，有先后的電磁線圈的通電時間不重迭時，不發(fā)生任何異常，短路電路141的存在也不檢測。
另一方面，有先后的電磁線圈的通電時間有重迭時，獨立開關元件開路時，由于圖12的比較電路13b、14b、23b、24b的非反轉輸入端的電壓增高，所以變?yōu)椴荒軝z測開路浪涌電壓Vs的狀態(tài)，由圖10的112步驟來進行縮短通電時間的處理，通過該處理來實現保存運轉。
實施形態(tài)4在上述的本實施形態(tài)1至3中，對于組之間的層間短路，采用了以抑制噴射時間來對應的遠避運轉方法。但也可不進行抑制噴射時間的處理，而通過切斷公用開關元件等來實現一組通電切斷。
上面使用4缸進行了說明，但即使為6缸、缸的發(fā)動機，也可使用2組的公用開關元件，或3組(6缸)、4組(8缸)按組區(qū)分的公用開關元件。
進一步，發(fā)動機為汽油動機時，燃料噴射裝置包含發(fā)動機的點火控制機能時，異常發(fā)生時的間引區(qū)運轉中，除對燃料噴射控制進行校正外，還可校正點火時間，這樣可進行更穩(wěn)定的保存運轉。
此外，異常報警顯示裝置對如間引區(qū)運轉中的顯示，全組為異常完全停止燃料噴射的狀態(tài)等，或根據點火裝置的組的斷線、短路、失火等的燃料噴射處置等，可進行綜合性的、分級性的報警和顯示。
如上所述，采用關于本發(fā)明的燃料噴射裝置的故障檢測電路，不僅可通過簡單的開路浪涌電壓檢測電路總括性的檢測燃料噴射控制用電磁線圈及其開關元件、配線等的短路、斷線、開路，而且還能可通過開路浪涌電壓的缺落判定裝置和重復判定裝置來檢測層間短路故障。并且，通過對公用開關元件的分組，可實現穩(wěn)定的保存運轉。
因為對于電磁線圈的電流控制在公用開關元件一側進行，所以通過對獨立開關元件兩端的電壓進行監(jiān)控，可容易地檢測開路浪涌電壓。
因為通過電磁線圈的兩端電位來檢測開路浪涌電壓，所以，對于公用開關元件的短路異常及組之間的相互短路也容易檢測。
因為通過邏輯和電路適當地對開路浪涌電壓檢測電路進行邏輯和結合，所以可判定開路浪涌電壓的重復，而且還可減少微處理器的輸入點數和硬件。
因為可用公用開關元件單獨進行快速過勵磁控制和動作保持用的弱電流控制，所以有饋電控制電路簡化，電磁線圈耐壓低的效果。
因為可將公用開關元件分割，進行高電壓的快速過勵磁和低電壓的動作保持控制，所以流到公用開關元件的電流量減少，發(fā)熱減少，裝置體積變小。
因為可使用單獨的過勵磁用升壓電路，實現對所有電磁線圈的快速過勵磁，所以有裝置小、成本低的效果。
因為在隨異常發(fā)生而切斷公用開關元件時，可適當分組，所以，可通過與剩余的公用開關元件有關的電磁線圈實現穩(wěn)定的保存運轉。
對于不同組之間的短路異常，通過進行縮短上述驅動信號脈沖列的通電時間，可實現更穩(wěn)定的退避運轉。
因為根據開路浪涌電路的缺落/重復異常發(fā)生來進行報警和顯示，所以可對一般設想的所有故障進行報警，提高了完全性。
因為微處理器具有與外部工具連接用的接口電路，所以可將發(fā)生異常的電磁線圈的識別信息向外部工具讀出和顯示，由此可提高維修保養(yǎng)的工作效率，同時可從外部工具將存儲信息方便地回到初始狀態(tài)。
權利要求
1.一種燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，包括驅動對于多缸發(fā)動機的各汽缸的燃料噴射用電磁閥的多個電磁線圈，產生驅動信號脈沖列及快速過勵磁控制信號的微處理器，根據從所述微處理器產生的驅動信號脈沖列，依次進行開關動作以驅動相對應的所述各電磁線圈的多個獨立開關元件，根據從所述微處理器產生的快速過勵磁控制信號，對燃料噴射順序相隔2個行程以上的至少由多個電磁線圈組成的一組內的電磁線圈進行整體饋電驅動的多組公用開關元件，至少對與不同組的電磁線圈對應的所述獨立開關元件開路時產生的開路浪涌電壓進行檢測的多個開路浪涌電壓檢測電路，所述微處理器對從所述多個開路浪涌電壓檢測電路產生的檢測信號進行比較，根據該檢測信號有無缺落和重復來判定異常。
2.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，所述各開路浪涌電壓檢測電路，借助于在所述獨立開關元件開路時檢測所述獨立開關元件的兩端電壓值是否超過了電壓源的電壓值，來檢測所述開路浪涌電壓。
3.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，所述各開路浪涌電壓檢測電路，借助于檢測所述獨立開關元件及所述公用開關元件開路時所述電磁線圈的負端的端電壓是否高于與所述公用開關元件連接的饋電端的電壓，來檢測所述開路浪涌電壓。
4.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，包括邏輯和電路，邏輯和結合由對于所述公用開關元件不同的組的電磁線圈的所述開路浪涌電壓檢測電路輸出的各檢測信號，所述微處理器根據所述邏輯和電路的輸出來判定異常。
5.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，所述各公用開關元件，對應于來自所述微處理器的快速過勵磁控制信號以及用于保持所述電磁線圈動作的弱電流保持控制信號進行動作。
6.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，包括將電源電壓進行升壓的過勵磁用升壓電路，所述公用開關元件，由高壓端開關元件和低壓端開關元件組成，高壓端開關元件通過所述過勵磁升壓電路對所述電壓線圈進行饋電驅動，低壓端開關元件對應于用于保持所述電磁線圈動作的弱電流保持控制信號進行動作，以對所述電磁線圈進行饋電驅動。
7.如權利要求6所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，所述各高壓端開關元件合用所述過勵磁用升壓電路，所述過勵磁用升壓電路對所有的電磁線圈是公用的。
8.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，包括由所述微處理器根據從所述開路浪涌檢測電路產生的檢測信號判定為異常時，將所述公用開關元件以及與該公用開關元件串接的獨立開關元件進行切斷的一組通電切斷裝置，利用將所述獨立開關元件切斷的組以外的電磁線圈，來進行保存運轉。
9.如權利要求8所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，所述微處理器在根據所述開路浪涌電壓的缺落判定為異常時，如果有先后的電磁線圈的通電時間有重疊，則對所述驅動信號脈沖列的通電時間進行縮短處理。
10.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，包括異常報警裝置，接收異常信號并對異常發(fā)生進行報警，所述微處理器在根據由所述開路浪涌電壓檢測電路發(fā)出的檢測信號判定為異常時，向所述異常報警裝置輸出異常信號。
11.如權利要求1所述的燃料噴射裝置的故障檢測電路，其特征在于，所述微處理器具有與外部工具連接用的接口電路。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種燃料噴射裝置的故障檢測電路，設置對燃料噴射順序脫離的組的電磁閥驅動用電磁線圈5和8或6和7饋電的公用開關元件11或21，與各電磁線圈5～8對應的獨立開關元件13、14、23、24，以及將不同組的電磁線圈通電截止時產生的開路浪涌電壓信號Vs進行邏輯和的浪涌電壓檢測電路35、36，根據與微處理器產生的驅動信號脈沖列對應的開路浪涌電壓信號的缺落判定及重復判定，停止輸出對于該電磁線圈5～8的驅動信號脈沖，以切斷公用開關元件11或12。提供檢測對多缸發(fā)動機的各汽缸的燃料噴射用電磁閥的驅動電路的各相異常及層間短路異常以能進行保存運轉的簡易的燃料噴射裝置的故障檢測電路。
文檔編號F02D41/22GK1397723SQ0212642
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月11日 優(yōu)先權日2001年7月13日
發(fā)明者西澤理, 渡邊哲司 申請人:三菱電機株式會社