JPH06314101A - アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 簡単な回路構成で、しかも安価な素子で、制
御回路の異常時に通常時出力と切り替えてバックアップ
を行うことができるアクチュエータの制御装置を提供す
る。 【構成】 アクチュエータの制御装置１は、アクチュエ
ータ２へ制御信号を出力する制御回路３と、バックアッ
プ回路４とを備え、制御回路３の制御信号出力ポートに
第１ダイオードＤ１を接続すると共に、バックアップ回
路４のバックアップ信号出力ポートに第２ダイオードＤ
２を接続し、この第１ダイオードＤ１及び第２ダイオー
ドＤ２の出力側をアクチュエータ２の駆動回路６に接続
し、さらにバックアップ回路４の切替信号出力ポートに
切替トランジスタＴｒ２を接続し、この切替トランジス
タＴｒ２を第１ダイオードＤ１に接続し、バックアップ
回路４のバックアップ信号と同時に切替信号を出力する
とともに、制御信号に替えてバックアップ信号で駆動回
路６を作動させて出力するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば内燃機関の点
火装置、燃料噴射装置等のアクチュエータを制御するア
クチュエータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、内燃機関の点火装置、燃料噴射
装置等のアクチュエータを制御するアクチュエータの制
御装置では、仮に内燃機関に付随する部品が異常となっ
た場合、例えば燃料噴射パルスや点火パルス等の出力を
別の手段にて生成し、通常時出力と切り替えてバックア
ップを行う技術が従来より用いられている。

【０００３】例えば、図５に示すように、通常はバック
アップ回路１００の切替信号出力ポートからの切替信号
がローなので、切替回路１０１の一部を構成するインバ
ータ１０２の出力がハイで３ステートＩＣ１０３がＯＮ
状態にある。一方、バックアップ回路１００の切替信号
がローなので、３ステートＩＣ１０４がＯＦＦ状態とな
っている。従って、制御回路１０５の制御信号出力ポー
トからの通常時の制御信号の出力が３ステートＩＣ１０
３を介して駆動回路１０６の一部を構成するトランジス
タ１０７に抵抗１０８，１０９を介して入力され、これ
でトランジスタ１０７が導通することで駆動手段１１０
を介してアクチュエータ１１１が駆動される。

【０００４】そして、バックアップ回路１００が制御回
路１０５の異常を検知すると、切替信号をハイにする。
すると、インバータ１０２を介して３ステートＩＣ１０
３がＯＦＦに切り替わり、一方３ステートＩＣ１０４が
ＯＮとなる。従って、バックアップ回路１００からのバ
ックアップ信号が３ステートＩＣ１０４を介してトラン
ジスタ１０７のベースへ入力され、これでトランジスタ
１０７が導通して駆動手段１１０を介してアクチュエー
タ１１１が駆動される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、バックア
ップ回路を設け、制御回路の異常を検知すると、切替に
よってバックアップ回路からのバックアップ信号によっ
て切替回路が作動し、これで駆動回路を介してアクチュ
エータが駆動されるが、この通常時出力とバックアップ
出力の接続・切換の回路にインバータや３ステートＩＣ
等の集積回路が用いられており、回路構成が複雑で、か
つ高価になっている。

【０００６】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、簡単な回路構成で、しかも安価な素子で、制御回
路の異常時に通常時出力と切り替えてバックアップを行
うことができるアクチュエータの制御装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明のアクチュエータの制御装置は、制御信号
で制御されるアクチュエータと、このアクチュエータへ
制御信号を出力する制御回路と、バックアップ信号と切
替信号とを出力するバックアップ回路とを備え、前記制
御回路の制御信号出力ポートに第１ダイオードを接続す
ると共に、前記バックアップ回路のバックアップ信号出
力ポートに第２ダイオードを接続し、この第１ダイオー
ド及び第２ダイオードの出力側を前記アクチュエータの
駆動回路に接続し、前記バックアップ回路の切替信号出
力ポートに切替トランジスタを接続し、さらにこの切替
トランジスタを前記第１ダイオードに接続し、前記バッ
クアップ回路のバックアップ信号と同時に切替信号を出
力するとともに、前記制御信号に替えて前記バックアッ
プ信号で前記駆動回路を作動させて出力するようにした
ことを特徴としている。

【０００８】

【作用】この発明では、バックアップ回路で制御回路の
異常を検出すると、バックアップ信号と同時に切替信号
を出力して制御回路の制御信号に替えて、バックアップ
信号で駆動回路を作動させてアクチュエータを駆動す
る。

【０００９】

【実施例】以下、この発明のアクチュエータの制御装置
の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１はアクチュエータの制御装置の回路図
である。このアクチュエータの制御装置１には、制御信
号で駆動されるアクチュエータ２と、このアクチュエー
タ２を駆動する駆動回路６と、制御信号を出力する制御
回路３と、バックアップ信号と切替信号とを出力するバ
ックアップ回路４と、制御回路３及びバックアップ回路
４をアクチュエータ２の駆動回路６へ切替接続する切替
回路５とを備えている。

【００１１】駆動回路６は抵抗Ｒ１，Ｒ２、駆動トラン
ジスタＴｒ１及び駆動手段７から構成され、駆動トラン
ジスタＴｒ１のベースに抵抗Ｒ１が接続され、またベー
スとエミッタ間に抵抗Ｒ２が接続され、さらにコレクタ
に駆動手段７が接続されている。駆動トランジスタＴｒ
１はそのベースに入力されると導通し、駆動手段７が作
動して出力し、アクチュエータ２を駆動するようになっ
ている。

【００１２】切替回路５は、抵抗Ｒ３〜Ｒ５、第１ダイ
オードＤ１、第２ダイオードＤ２及び切替トランジスタ
Ｔｒ２から構成されている。

【００１３】制御回路３の制御信号出力ポートには抵抗
Ｒ３を介して第１ダイオードＤ１のアノードが接続され
ると共に、バックアップ回路４のバックアップ信号出力
ポートには第２ダイオードＤ２のアノードが接続されて
いる。この第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２
のカソードは抵抗Ｒ１を介して駆動トランジスタＴｒ１
のベースに接続されている。

【００１４】さらに、バックアップ回路４の切替信号出
力ポートには抵抗Ｒ４を介して切替トランジスタＴｒ２
のベースが接続され、またベースとエミッタ間に抵抗Ｒ
５が接続され、さらにコレクタは第１ダイオードＤ１の
アノードに接続されている。

【００１５】バックアップ回路４はバックアップ信号と
同時に切替信号を出力して制御回路３の制御信号に替え
て、バックアップ信号で駆動トランジスタＴｒ１を導通
させて、駆動手段７を介してアクチュエータ２を駆動す
るように構成されている。

【００１６】次に、このアクチュエータの制御装置の作
動について説明する。通常は、バックアップ回路４の切
替信号はローであり、切替トランジスタＴｒ２はＯＦＦ
である。よって、切替トランジスタＴｒ２は通常時の制
御信号の出力に影響を与えないので、通常時の制御信号
の出力が抵抗Ｒ３、第１ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ
２を介して駆動トランジスタＴｒ１のベースへ入力さ
れ、駆動トランジスタＴｒ１が導通して駆動手段７を介
してアクチュエータ２を駆動する。このとき、バックア
ップ回路４のバックアップ信号の出力は、バックアップ
回路４の内部にて出力禁止にしているので、バックアッ
プ信号の出力が駆動トランジスタＴｒ１のベースに入力
されることはない。

【００１７】バックアップ回路４が制御回路３の異常を
検知すると、切替信号をハイにするため、抵抗Ｒ４，Ｒ
５を介して切替トランジスタＴｒ２がＯＮし、ａ点のレ
ベルはローとなる。従って、制御回路３からの制御信号
の出力が第１ダイオードＤ１に入力されることはない。
一方、切替信号をハイにすると同時に、バックアップ回
路４はバックアップ信号の出力を許可する。このバック
アップ回路４からバックアップ信号が出力されると、バ
ックアップ信号は第２ダイオードＤ２を介して駆動トラ
ンジスタＴｒ１のベースに入力され、駆動トランジスタ
Ｔｒ１を導通させて駆動手段７を介してアクチュエータ
２を駆動する。

【００１８】もし、通常時の制御信号の出力がローの場
合は、駆動トランジスタＴｒ１のベースに第１ダイオー
ドＤ１と第２ダイオードＤ２とが並列に接続されている
ため、バックアップ回路４からのバックアップ信号の出
力のみが駆動トランジスタＴｒ１のベースに入力され
る。

【００１９】図２はアクチュエータの制御装置の他の実
施例の回路図である。このアクチュエータの制御装置１
は、制御信号で駆動されるアクチュエータ２と、このア
クチュエータ２へ制御信号を出力する制御回路３と、バ
ックアップ信号と切替信号とを出力するバックアップ回
路４と、制御回路３及びバックアップ回路４をアクチュ
エータ２の駆動回路６へ切替接続する切替回路５を備え
ている。

【００２０】この切替回路５は、抵抗Ｒ３〜Ｒ８、第１
ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２、切替トランジス
タＴｒ２、補助トランジスタＴｒ３及びインバータＩＮ
１から構成されている。

【００２１】このアクチュエータの制御装置１で、図１
と同じ符号を付した部材は同様に構成されるので、説明
を省略する。

【００２２】この実施例では、バックアップ回路４のバ
ックアップ信号出力ポートには抵抗Ｒ６を介して第２ダ
イオードＤ２のアノードが接続され、またこの第２ダイ
オードＤ２のアノードには補助トランジスタＴｒ３のコ
レクタが接続されている。この補助トランジスタＴｒ３
のベースは抵抗Ｒ７、インバータＩＮ１を介してバック
アップ回路４の切替信号出力ポートに接続され、またベ
ースとエミッタの間には抵抗Ｒ８が接続されている。

【００２３】従って、バックアップ回路４からの切替信
号がローの時、インバータＩＮ１、抵抗Ｒ７，Ｒ８を介
して補助トランジスタＴｒ３のベースに入力され、これ
で補助トランジスタＴｒ３がＯＮ状態にある。従って、
通常時バックアップ回路４からのバックアップ信号が万
一出力されても、第２ダイオードＤ２には入力されな
い。

【００２４】このように、バックアップ回路４でバック
アップ信号の出力の許可／禁止をしない場合、あるいは
バックアップ信号の出力が異常となった場合でも、駆動
トランジスタＴｒ１の作動に影響を与えることがない。

【００２５】次に、この発明のアクチュエータの制御装
置のさらに具体的な実施例を説明する。図３は燃料噴射
システムにアクチュエータの制御装置を適用したブロッ
ク図である。電源１０に電源回路１１が接続され、この
電源回路１１には異常検出回路１２が内蔵されている。
この電源回路１１には制御回路１３を構成するＣＰＵ１
４及びゲート回路１５が接続されている。このＣＰＵ１
４とゲート回路１５との間にはアドレスバス、データバ
ス及びコントロールバスが設けられている。

【００２６】このＣＰＵ１４とゲート回路１５及びバッ
クアップ回路１６は、切替回路１７を介してイグナイタ
１８及び駆動回路１９に接続され、この駆動回路１９に
はフュエルポンプ２０、エアーインジェクタ２１及びフ
ュエルインジェクタ２２が接続されている。このイグナ
イタ１８、フュエルポンプ２０、エアーインジェクタ２
１及びフュエルインジェクタ２２がアクチュエータ２３
を構成している。

【００２７】バックアップ回路１６は電源回路２４及び
異常検出回路２５を有しており、この電源回路２４は電
源に接続される。制御回路１３のＣＰＵ１４及びバック
アップ回路１６にはスタータスイッチ信号、シフトスイ
ッチ信号、パルサ信号がそれぞれ入力される。さらに、
バックアップ回路１６はバックアップ信号出力ポート及
び切替信号出力ポートを有しており、このバックアップ
信号及び切替信号で切替回路１７が制御信号に替えてバ
ックアップ信号で図１及び図２に示す駆動トランジスタ
を導通させてアクチュエータ２３を駆動するようになっ
ており、この切替回路１７の作動は、図１または図２で
説明したようになっている。

【００２８】次に、この燃料噴射システムの作動につい
て説明する。

【００２９】通常時はパルサ信号、スタータスイッチ信
号、シフトスイッチ信号及び図示しない各種センサ信号
によってＣＰＵ１４がエンジンに最適な燃料噴射時間及
び時期を計算し、これに基づきゲート回路１５よりパル
スを生成し、駆動回路１９を通して、フェルインジェク
タ２１及びエアーインジェクタ２２をＯＮ／ＯＦＦして
燃料を噴射する。ところが、ＣＰＵ１４またはそれに付
随する部品例えばゲート回路１５に異常が生じるとエン
ジン運転が不能となる。そこで、最低限の運転を可能に
するためにバックアップ回路１６を有しており、ＣＰＵ
１４の異常時にバックアップ回路１６から切替信号を出
力すると共に、バックアップ信号を出力して駆動回路１
９に入力する。この切替回路１７の構成及び作動は図１
または図２で説明したように行われる。

【００３０】次に、制御回路１３の異常検出を説明す
る。この制御回路１３の異常検出は、電源回路１１に内
蔵された異常検出回路１２と、バックアップ回路１６に
内蔵された異常検出回路２５で行われる。

【００３１】制御回路１３のＣＰＵ１４では動作中、定
期的にゲート回路１５からウォッチドッグパルスを出力
するようにソフトウエアが作られている。もし、ＣＰＵ
１４が暴走するなど異常が生じればウォッチドッグパル
スが途切れる。すると、電源回路１１に内蔵された異常
検出回路１２がそれを検知して異常検出信号を出し、Ｃ
ＰＵ１４及びゲート回路１５を初期化する。それによっ
て正常に戻れば良いが、ＣＰＵ１４の故障などで正常に
戻れない場合は異常検出信号が連続的に発生する。その
連続した異常検出信号によって、ＣＰＵ１４の故障を検
出するのがバックアップ回路１６であり、この故障の検
出は異常検出回路２５によって行われる。

【００３２】このバックアップ回路１６の異常検出回路
２５を図４に示す。図４では、第１カウンタ２６は異常
検出信号をカウントし、ある定められた回数をカウント
するとフリップフロップ２７のクロックに信号が出力さ
れて、切替信号がハイになる。つまり、ＣＰＵ１４を故
障と判断する。また、第２カウンタ２８は無安定マイチ
バイブレータ２９のパルスをカウントして時間計測して
いる。

【００３３】そして、あるカウント値になると、即ちあ
る時間が経過すると、ＯＲ回路３０を介して第１カウン
タ２６をクリアする。また、第２カウンタ２８にＯＲ回
路３１を介して異常検出信号が入ると、第２カウンタ２
８はクリアされる。ということで、ある時間内に決めら
れた回数以上の異常信号が第２カウンタ２８に入った時
に、ＣＰＵ１４の故障を検知する。第１カウンタ２６、
第２カウンタ２８及びフリップフロップ２７にはリセッ
ト回路３２が接続され、このリセット回路３２の作動で
第１カウンタ２６、第２カウンタ２８及びフリップフロ
ップ２７がリセットされる。

【００３４】バックアップ信号のパルス生成回路につい
ては、フリップフロップ、ワンショットマルチバイブレ
ータ等の組み合わせなどで容易に実現できるので説明を
省略する。

【００３５】なお、図４の実施例では、エアーインジェ
クタ、フュエルインジェクタの制御信号以外に、イグナ
イタの制御信号についても、この発明を採用している。

【００３６】

【発明の効果】前記したように、この発明は、ダイオー
ドとトランジスタを用いて、バックアップ回路で制御回
路の異常を検出すると、バックアップ信号と同時に切替
信号を出力して制御回路の制御信号に替えて、バックア
ップ信号で駆動回路を作動させてアクチュエータを駆動
するようにしており、インバータや３ステートＩＣ等の
集積回路を用い、簡単な回路構成で、しかも安価な装置
で、制御回路の異常時に通常時出力と切り替えてバック
アップを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクチュエータの制御装置の回路図である。

【図２】アクチュエータの制御装置の他の実施例の回路
図である。

【図３】燃料噴射システムにアクチュエータの制御装置
を適用したブロック図である。

【図４】バックアップ回路の異常検出回路の回路図であ
る。

【図５】従来のアクチュエータの制御装置の回路図であ
る。

【符号の説明】

１ アクチュエータの制御装置 ２ アクチュエータ ３ 制御回路 ４ バックアップ回路 ５ 切替回路 ６ 駆動回路 Ｄ１ 第１ダイオード Ｄ２ 第２ダイオード Ｔｒ１ 駆動トランジスタ Ｔｒ２ 切替トランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御信号で制御されるアクチュエータ
   と、このアクチュエータへ制御信号を出力する制御回路
   と、バックアップ信号と切替信号とを出力するバックア
   ップ回路とを備え、前記制御回路の制御信号出力ポート
   に第１ダイオードを接続すると共に、前記バックアップ
   回路のバックアップ信号出力ポートに第２ダイオードを
   接続し、この第１ダイオード及び第２ダイオードの出力
   側を前記アクチュエータの駆動回路に接続し、前記バッ
   クアップ回路の切替信号出力ポートに切替トランジスタ
   を接続し、さらにこの切替トランジスタを前記第１ダイ
   オードに接続し、前記バックアップ回路のバックアップ
   信号と同時に切替信号を出力するとともに、前記制御信
   号に替えて前記バックアップ信号で前記駆動回路を作動
   させて出力するようにしたことを特徴とするアクチュエ
   ータの制御装置。