JPH10154617A - 電磁石装置の故障判定装置、流量制御装置、および内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対のコイルを含む電磁石装置の故障を検出
する。 【解決手段】 電磁石装置１７のコイルＬ１１，Ｌ１２
は、信号生成回路２２からの第１および第２制御信号に
よって制御される切換回路１９，２０の状態に応じて、
励磁または消磁される。比較回路２７，２９は、コイル
Ｌ１１，Ｌ１２と切換回路１９，２０との間の接続点Ｐ
１１，Ｐ１２の第１および第２電気信号をそれぞれレベ
ル弁別して、第１および第２比較信号を生成する。故障
判定回路２８，３０は、比較信号と制御信号との信号レ
ベルの変化パターンを、比較信号のハイレベルの継続時
間および比較信号のパルス立下がりタイミングを用いて
それぞれ比較し、変化パターンが一致するときは故障が
なく、一致しないときは故障があると判定する。これに
よって、コイルＬ１１，Ｌ１２の相互インダクタンスの
大きいときでも、電磁石装置１７の故障の有無を判定す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、複数のコイルを有
する電磁石装置の故障を判定する故障判定装置、ならび
にこの電磁石装置を有する流量制御装置および内燃機関
の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から車両の内燃機関には、アイドル
状態のときの回転数を制御するために、スロットル弁と
は別に流量制御弁が設けられる。流量制御弁は、内燃機
関に吸入空気を導入する吸入管路において、スロットル
弁を迂回するように設けられる迂回管路内に取付けら
れ、迂回管路の空気流量を増減させることによって、内
燃機関に供給される吸入空気量を調整する。このアイド
ル制御のための流量制御弁には、たとえばロータリアイ
ドルスピードコントロール（以後、「Ｒ−ＩＳＣ」と略
称する）と称される弁がある。

【０００３】Ｒ−ＩＳＣ弁は、弁体として側面に切欠き
を有する円柱を用い、この弁体を側面に平行な中心軸線
回りに角変位させることで、弁体の設置場所での補助管
路の断面積、すなわち弁開度を変更する。この弁体を角
変位させるための駆動装置として、一対のコイルを有す
る電磁石装置が用いられる。駆動装置は、この一対のコ
イルを後述する手法で相互に励磁させることで、所望の
弁開度を維持する。

【０００４】現在、内燃機関のアイドル回転数制御手法
において、上述の流量制御弁を介在する迂回管路の空気
流量の増大化が求められている。たとえば現在の流量制
御弁の単位時間当たりの流量は約２０００ｃｃである
が、この単位時間当たりの流量を約３０００ｃｃ〜５０
００ｃｃに増大させることが求められる。迂回管路の空
気流量が増加するほど、迂回管路の弁開度の変動が内燃
機関の吸入空気量に及ぼす影響が大きくなる。たとえば
上述の駆動装置に異常が生じるとき、流量制御弁の弁開
度の調整ができなくなる。この場合に迂回管路の空気流
量が大きいと、全吸入空気量内の迂回管路からの吸入空
気の割合が大きいので、吸入空気量が所望量以上に増
加、または所望量未満に減少することが考えられる。こ
れによって、内燃機関の回転数がアイドル回転数以上に
増加すること、または回転数がアイドル回転数未満に低
下して内燃機関が停止するような不都合が生じる。した
がって、流量制御弁の流量増加に伴い、駆動回路に、上
述の不都合を防止するためのフェールセーフ機能を付加
させることが求められる。

【０００５】図１１は、第１の従来技術である上述の流
量制御弁およびの駆動装置を含む流量制御装置１の電気
的構成を説明するための回路図である。図１２は、図１
１の流量制御装置１における故障検出手法を説明するた
めの波形図である。図１１と図１２とを併せて説明す
る。

【０００６】コイルＬ１，Ｌ２は、その一方端子が電源
ラインと接続され、他方端子が制御用のトランジスタＴ
１，Ｔ２をそれぞれ介して接地ラインと接続される。コ
イルＬ１，Ｌ２は駆動装置の電磁石装置を構成する部品
であり、各コイルＬ１，Ｌ２が個別に励磁するとき、流
量制御弁の弁体３を、流量制御弁の弁開度を増加および
減少する方向にそれぞれ角変位させる。

【０００７】トランジスタＴ１，Ｔ２のゲート端子に
は、処理回路５から、図１２（１），（２）に表す第１
および第２制御信号がそれぞれ与えられる。第１および
第２制御信号は、デューティ比が等しく、位相が相互に
逆転した矩形パルス信号である。トランジスタＴ１，Ｔ
２は、各制御信号の信号レベルがハイレベルのとき電流
が通過可能なオン状態となり、ローレベルのとき電流を
遮断するオフ状態となる。第１および第２制御信号は矩
形パルス信号であるので、信号レベルはデューティ比に
応じてハイレベルとローレベルとを交互に保つ。

【０００８】このとき処理回路５は、コイルＬ１，Ｌ２
の励磁／消磁動作の制御に関する回路、図１１ではコイ
ルＴ１，Ｔ２およびコイルＬ１，Ｌ２をそれぞれ含む２
つの電力供給経路に対してそれぞれ故障検出動作を行
う。各電力供給経路の故障検出手法は同一であるので、
電源ラインからコイルＬ１、トランジスタＴ１を経て接
地ラインに至る電力供給経路を例として説明する。処理
回路５は、まず、コイルＬ１とトランジスタＴ１との間
の接続点Ｐ１に現れる電気信号の信号レベル変化を検出
する。次いで、第１制御信号の１信号周期間に、接続点
Ｐ１の電気信号の信号レベルが予め定める基準レベル以
上のレベルから基準レベル未満のレベルに変化したか否
かを検出する。この基準レベルは、たとえばコイルＬ１
励磁時の電気信号の信号レベルが１３Ｖであるとき、
２．５Ｖに設定される。

【０００９】電力供給経路に断線および短絡であるよう
な故障がないとき、トランジスタＴ１のオンおよびオフ
状態に応じて、電力供給経路に電力が供給および遮断さ
れる。このときの接続点Ｐ１の電気信号の信号レベル
は、図１２（３）に表すように、第１制御信号と同期し
て、ハイレベルとローレベルとに交互に切換わる。トラ
ンジスタＴ１が故障してオフ状態を保つとき、電力供給
経路の電力が供給されないので、上述の信号レベルは常
に基準レベル未満のローレベルを保つ。

【００１０】これらのことから、処理回路５は、第１制
御信号の或る信号周期Ｗ１内で、この電気信号の信号レ
ベルが基準レベルを横切って変化したか否かを検出し、
変化がないときに故障があると判定する。たとえば電気
信号の信号レベルは、電力供給経路に故障がないときだ
け、第１制御信号の矩形パルスの立下がり時刻ｔ１に上
述のレベル切換えが生じるので、処理回路５は、この切
換えを検出して、故障の有無を判定する。

【００１１】上述の流量制御装置１では、駆動装置を小
型化するために、コイルＬ１，Ｌ２の鉄芯を共通の鉄棒
で構成することがある。このとき、コイルＬ１，Ｌ２間
の相互インダクタンスが極めて高い。この構造の流量制
御装置１では、トランジスタＴ１がオフ状態を保つよう
に故障する場合であってコイルＬ２が正常作動すると
き、コイルＬ１，Ｌ２間の相互誘導によってコイルＬ１
に誘導電流が生じるので、接続点Ｐ１の電気信号にレベ
ル変化が生じる。このレベル変化は、図１２（４）に表
すように、第２制御信号のパルスの立下がりおよび立上
がり、すなわち第１制御信号のパルスの立上がりおよび
立下がりに同期して急激にレベルが増大および減少し、
その後緩やかにレベルが減少または増大する。このと
き、コイルＬ１，Ｌ２の相互インダクタンスが大きいた
めに、その信号レベルが前述の基準レベルを下回ること
がある。このレベルの切換えは、たとえばコイルＬ２へ
の第２制御信号に同期して、第２制御信号の矩形パルス
の立上がり時刻、すなわち第１制御信号のパルスの立下
がり時刻ｔ１に発生する。このように、コイルＬ１，Ｌ
２間の相互インダクタンスが大きい場合、異常動作中の
接続点Ｐ１の電気信号が、正常動作中の接続点Ｐ１の電
気信号と類似の挙動を示す。

【００１２】ゆえに、上述の故障判定手法で故障の有無
の判定を行うとき、処理回路５は時刻ｔ１のレベル切換
えを検出して、故障無しと判定する。このように、コイ
ルＬ１，Ｌ２の相互誘導が極めて大きいとき、この流量
制御装置のトランジスタＴ１，Ｔ２の故障を上述の故障
判定手法で判定することは困難である。

【００１３】本件出願人は、複数のコイルを含む電磁石
装置の故障判定のための第２の従来技術として、特開平
３−１１８４８６号公開公報に開示される故障検出装置
を提案している。この装置では、電源ラインと接地ライ
ンとの間に並列接続される複数のコイルを含むソレノイ
ド負荷の断線および短絡を検出する。このために装置
は、ソレノイド負荷への電力供給開始タイミングから、
全コイルの接地ライン側の端子に現れる電気信号の信号
レベルが所定の電圧に至るタイミングまでの時間を計時
する。このソレノイド負荷では、前記電気信号のレベル
は経時変化して緩やかに増加し、正常動作時と異常動作
時とに計時される時間が異なるので、計時された時間と
正常動作時の計時時間である基準時間とを比較して、コ
イルの断線および短絡の有無を検出する。

【００１４】上述の相互インダクタンスの大きい流量制
御装置１では、装置１に故障が生じるときでも、第１お
よび第２制御信号のレベル切換えタイミングで電気信号
のレベルが瞬時に変化するので、電気信号のレベルが所
定の電圧に至るまでの時間は、正常動作時と異常動作時
とで一致する。したがって、本公報の装置で上述の流量
制御装置１の故障の有無を検出することは困難である。

【００１５】また、上述の問題を解決するための第３従
来技術として、特開平６−１４６９７８号公開公報に開
示されるアイドル制御弁異常検出装置が挙げられる。こ
の装置では、上述の流量制御装置１と同一構造のアイド
ル制御弁の異常動作を検出する。このため、該装置は、
一対のコイルの接地ライン側の各端子に現れる電気信号
を微分して、電気信号のパルスの立上がりおよび立下が
りだけを検出し、これら立上がりおよび立下がりの有無
をフリップフロップ回路を用いて検出する。

【００１６】前述したように、一対のコイルを有する装
置において、一対のコイルの相互インダクタンスが大き
い場合に前記端子よりも電力供給経路の下流側で断線が
生じるときには、前述の図１２（４）に示すように電気
信号が周期的に急激なレベル変化をする。この装置はコ
イル間の相互誘導を考慮していないので、このときの電
気信号のレベルの変化点をパルスの立上がりおよび立下
がりとして検出する。したがって、本公報の装置で上述
の流量制御弁の駆動装置の故障の有無を検出することは
困難である。

【００１７】

【発明が解決するべき課題】本発明の目的は、相互イン
ダクタンスが大きい一対のコイルを含む電磁石装置の故
障の有無および故障箇所を判定することができる電磁石
装置の故障判定装置、ならびに、このような電磁石装置
を含む燃料噴射装置および流量制御装置を提供すること
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気結合した
一対の第１および第２コイルを有する電磁石装置と、第
１コイルに直列接続され、導通状態のとき第１コイルが
励磁され、遮断状態のとき第１コイルが消磁される第１
スイッチング手段と、第２コイルに直列接続され、導通
状態のとき第２コイルが励磁され、遮断状態のとき第２
コイルが消磁される第２スイッチング手段と、第１スイ
ッチング手段を導通／遮断する第１制御信号と、第２ス
イッチング手段を導通／遮断する第２制御信号とを発生
し、第１および第２制御信号は、第１スイッチング手段
が導通状態で第２スイッチング手段が遮断状態である第
１期間、および第１スイッチング手段が遮断状態で第２
スイッチング手段が導通状態である第２期間を有するよ
うに、第１および第２スイッチング手段をデューティ制
御する信号発生手段と、第１コイルと第１スイッチング
手段との第１接続点における電気信号の信号レベルを予
め定める弁別レベルでレベル弁別する比較手段と、比較
手段からの出力に応答し、第１接続点の電気信号の信号
レベルの変化パターンと第１制御信号の信号レベルの変
化パターンとを比較することによって、故障を判定する
故障判定手段を含むことを特徴とする電磁石装置の故障
判定装置である。本発明に従えば、電磁石装置が有する
一対のコイルは、信号発生手段からの第１および第２制
御信号を用いたデューティ制御によって個別的に励磁ま
たは消磁される。各コイルは、各コイルと個別的に直列
接続されるスイッチング手段を各制御信号の信号レベル
に対応して導通または遮断させることで、各コイルへの
電力供給の有無が切換えられて、励磁と消磁とを経時的
に交互に繰返す。これによって、各コイルの或る期間の
磁場の強さの平均値を、各制御信号のデューティ比に対
応して任意に変更することができる。故障検出手段は、
第１コイルと第１スイッチング手段とを含む第１回路の
断線、および第１スイッチング手段と信号発生手段との
間の信号伝達経路の断線であるような故障を検出する。
第１回路の故障の有無は、比較手段からの電気信号の比
較結果に応答して、第１コイルと第１スイッチング手段
との間の第１接続点の電気信号の信号レベルの変化パタ
ーンと、第１制御信号の信号レベルの変化パターンとを
比較することによって判定する。この動作で故障の有無
の判定ができることを以下に説明する。たとえば、第１
回路に故障がなく第１コイルが正常作動するとき、第１
回路への電力供給の有無は、第１スイッチング手段の状
態の変化、すなわち第１制御信号の信号レベル変化に対
応して切換わる。このとき、電気信号のレベルが、第１
スイッチング手段が導通および遮断状態のときに第１お
よび第２レベル、図４ではレベルＶＬ，ＶＨをそれぞれ
保つと仮定すると、図４（１）に示す第１制御信号の信
号レベルが導通／遮断状態の切換えに対応するレベルに
至るタイミングだけで、電気信号のレベルが切換わる。
この電気信号の波形図を図４（３）に示す。これによっ
て、第１制御信号と電気信号との信号レベルの変化タイ
ミングは一致する。またたとえば、第１回路に上述の故
障があるとき、第１スイッチング手段の状態の変化に拘
わらず、第１回路には電力が供給されない。この場合で
あって第２コイルが正常作動するとき、上述するように
第１および第２コイルが磁気結合するために、第１コイ
ルには、第１および第２コイル間の相互誘導に起因する
誘導電流が発生する。この誘導電流は、第１および第２
コイル間の相互インダクタンスが大きいほど大きく、こ
の誘導電流のために、第１回路の故障発生箇所に対応し
て、第１接続点の電気信号の信号レベルの挙動が異な
る。たとえば、第１コイルが断線するときには、誘導電
流が第１接続点に伝達されないので、第１接続点の電気
信号の信号レベルは常に第１および第２レベルのいずれ
かを保つ。比較手段の弁別レベルを該電気信号の第１お
よび第２レベルの間のレベルとすると、この電気信号
は、弁別レベル以上または未満のレベルを常に保つ。こ
の電気信号の波形図を、図４（７）に示す。また、第１
スイッチング手段が常に遮断状態を保つように故障する
とき、および信号伝達経路が断線するときには、第１接
続点の電気信号は、誘導電流が第１接続点に伝達される
ことによって信号レベルが変化する。この電気信号の信
号レベルの変化タイミングは、第２制御信号の信号レベ
ルの変化タイミングと同期する。また、信号レベルの変
化パターンは、具体的には、第２制御信号の変化タイミ
ングで最大値または最小値に瞬時に至り、該変化タイミ
ングから経時的に減少または増大する。この電気信号の
波形図を図４（５）に示し、上述の最大値および最小値
は、レベルＶＨ，ＶＬにそれぞれ相当する。このよう
に、誘導電流が電気信号の信号レベルの挙動に拘わると
き、第１制御信号と電気信号との信号レベルの挙動は、
１対１で対応しない。この電気信号の最大値と最小値と
の幅は、一対のコイル間の相互インダクタンスが大きい
ほど広くなる。このために、電気信号の信号レベルは、
最大値または最小値に至る第１タイミングで弁別レベル
以上のレベルから未満のレベルへ、またはその逆に変化
することがある。このとき、レベル変化後に信号レベル
が増大または減少するので、第１タイミングからのレベ
ル経時変化中の期間内の任意の第２タイミングで、信号
レベルは再度弁別レベル未満のレベルから以上のレベル
へ、またはその逆に変化する。この場合で第１および第
２制御信号の信号レベルの変化タイミングが異なると
き、第１および第２タイミングは全て第１制御信号の変
化タイミングと異なる。また、この場合で第１および第
２制御信号の変化タイミングが一致するとき、少なくと
も第２タイミングは第１制御信号の変化タイミングと異
なる。これによって、第１制御信号と電気信号との信号
レベルの変化パターンを、電気信号のレベル弁別結果に
基づいて比較することで、上述の挙動の相違点を検出し
て、第１回路の故障の有無を検出することができる。

【００１９】また本発明は、前記比較手段は、前記電気
信号のレベルが前記弁別レベル未満のとき予め定める一
方レベルを保ち、弁別レベル以上のとき予め定める他方
レベルを保つ比較信号を生成し、前記故障判定手段は、
前記第１制御信号の信号レベルの変化タイミングから、
比較信号が一方レベルまたは他方レベルを保つ継続時間
を計時する計時手段と、計時手段で計時される継続時間
が、第１制御信号によって第１スイッチング手段が導通
状態または遮断状態に保たれる保持時間と一致すると
き、故障がないと判定し、継続時間が保持時間と一致し
ないとき、故障があると判定する判定手段とを含むこと
を特徴とする。本発明に従えば、故障判定手段は、上述
の比較手段からの比較信号の継続時間と第１スイッチン
グ手段の保持時間とを比較して、故障の有無を判定す
る。比較信号の一方および他方レベルは、図４の波形図
ではハイレベルおよびローレベルにそれぞれ対応する。
この比較信号の一方または他方レベルの継続時間は、電
気信号の信号レベルが請求項１で説明したような弁別レ
ベル未満および以上のレベルである期間を示し、比較信
号のレベル変化タイミングは、電気信号の信号レベルが
弁別レベル以上から弁別レベル未満に、またはその逆に
変化する変化タイミングを示す。第１回路に故障がない
とき、請求項１で説明したように、電気信号は第１スイ
ッチング手段の状態変化に１対１で対応して、第１およ
び第２レベルのいずれかを保つ。ゆえに、比較信号は、
第１制御信号の変化タイミングと同期して、第１および
他方レベルのいずれかに切換わり、次の変化タイミング
までそのレベルを保つ。これによって、継続時間と保持
時間とが一致する。第１回路に第１コイルの上述の断線
の故障があるとき、電気信号は第１および第２レベルの
いずれかを常に保つので、比較信号も一方および他方レ
ベルのいずれかを保ち、継続時間は０か無限大のいずれ
かになる。この時間の観測期間が第１制御信号の信号周
期の１周期分の時間よりも長いとき、第１スイッチング
手段の導通および遮断状態は交互に切換えられるので、
保持時間は０より大きく観測期間よりも短い有限の時間
である。したがって、継続時間と保持時間とは一致しな
い。第１回路に第１スイッチング手段の上述の断線の故
障、および上述の信号伝達回路の断線の故障がある場
合、相互インダクタンスが小さいときには、信号レベル
の変化量が小さいので、常に弁別レベル未満または以上
のレベルを保つ。このときの比較信号は、第１コイルの
上述の故障があるときの比較信号と同一である。前記場
合で相互インダクタンスが大きいとき、信号レベルの変
化量が大きく電気信号の信号レベルは弁別レベル以上ま
たは未満に変動するので、比較信号が請求項１で説明し
た第１および第２タイミングで一方および他方レベルに
切換わる。このときの継続時間は、これら第１および第
２タイミング間の時間である。この継続時間は、少なく
とも第２タイミングが第１制御信号のレベル変化タイミ
ングと一致しないので、第１および第２スイッチング手
段の保持時間とは無関係になる。したがって、継続時間
と保持時間とは一致しない。これらのことから、継続時
間と保持時間とを比較することによって、故障の有無を
判定することができることがわかる。

【００２０】また本発明は、前記判定手段は、前記継続
時間が保持時間と一致しない場合であって継続時間が予
め定める時間未満のとき、第１接続点よりも第１コイル
側の経路に故障があると判定し、一致しない場合であっ
て継続時間が予め定める時間以上のとき、第１接続点よ
りも第１スイッチング手段側の経路に故障があると判定
することを特徴とする。本発明に従えば、前記判定手段
は、故障があると判定されるとき、継続時間の絶対的長
さに応じて、上述の第１回路の故障箇所を判定する。請
求項２で説明したように、故障箇所に応じて、継続時間
を規定する要因が異なる。特に第１回路の第１コイル側
の経路に上述の断線の故障があるとき、継続時間は０か
観察期間と一致するかのいずれかになり、第１スイッチ
ング手段側の経路に上述の断線の故障があるときの継続
時間よりも充分に短いまたは長い。ゆえに、第１コイル
故障時の継続時間だけを検出するように予め定める閾の
時間を定め、この時間を基準に継続時間の長さを判定す
ることによって、第２回路の故障箇所を判定することが
できる。

【００２１】また本発明は、前記比較手段は、前記電気
信号のレベルが前記弁別レベル未満のとき予め定める一
方レベルを保ち、弁別レベル以上のとき予め定める他方
レベルを保つ比較信号を生成し、前記故障判定手段は、
前記第１制御信号によって第１スイッチング手段が導通
状態および遮断状態のいずれか一方状態からいずれか他
方状態に切換えられるタイミングから第１制御信号のデ
ューティ比に対応して定められる時間だけ遡る時点から
計時される予め定める判定期間内の比較信号のレベル変
化の有無を検出する検出手段と、検出手段の出力に応答
し、レベル変化があるとき故障がないと判定し、レベル
変化がないとき故障がないと判定する判定手段とを含む
ことを特徴とする。本発明に従えば、前記故障判定手段
は、矩形パルス信号である第１制御信号のレベル変化タ
イミングを含む判定期間内に、上述の比較手段からの比
較信号のレベル変化の有無を検出することによって、上
述の第１回路の故障の有無を判定する。故障がないと
き、第１コイルに上述の断線の故障があるとき、および
第１スイッチング手段に上述の断線の故障があるときの
比較信号の挙動は、請求項２で説明した挙動と同一であ
るので説明は省略する。第１回路に故障がないとき、比
較信号の信号レベルは、第１制御信号の変化タイミング
と同期して切換わり、次の変化タイミングまでそのレベ
ルを保つ。これによって、第１制御信号のレベル変化と
同期して第１スイッチング手段が導通状態および遮断状
態のいずれか一方状態からいずれか他方状態に切換わる
とき、同時に比較信号の信号レベルが一方レベルから他
方レベルに切換わる。第１回路に第１コイルの上述の断
線の故障があるとき、比較信号は一方および他方レベル
のいずれかを保ち、レベルの切換えはない。第１回路に
第１スイッチング手段の上述の断線の故障、および上述
の信号伝達回路の断線の故障がある場合、相互インダク
タンスが小さいときには、比較信号は、第１コイルの上
述の故障があるときの比較信号と同一であるので、レベ
ルの切換えはない。前記場合で相互インダクタンスが大
きいときには、たとえば比較信号が請求項１で説明した
第１タイミングで他方レベルから一方レベルに切換わ
り、第２タイミングで一方レベルから他方レベルに切換
わる。この第２タイミングは、第１スイッチング手段の
状態が切換わるタイミングとは一致しない。このことか
ら、第１制御信号の上述のタイミングを含み、比較信号
の上述の第２タイミング以後の時点を上述の遡る時点と
して計時されるような判定期間内には、第１回路の故障
がないときだけ、比較信号のレベル変化が生じることが
わかる。これによって、前記判定期間内の比較信号のレ
ベル変化の有無を検出することによって、第１回路の故
障の有無を判定することができる。

【００２２】また本発明は、前記比較手段は、前記電気
信号のレベルが前記弁別レベル未満のとき予め定める一
方レベルを保ち、弁別レベル以上のとき予め定める他方
レベルを保つ比較信号を生成し、前記故障判定手段は、
予め定める検査期間、前記第１スイッチング手段を導通
状態または遮断状態に保つ強制手段と、検査期間内の比
較信号のレベル変化の有無を検出する検出手段と、検出
手段の出力に応答し、レベル変化がないとき故障がない
と判定し、レベル変化があるとき故障があると判定する
判定手段とを含むことを特徴とする。本発明に従えば、
前記故障判定手段は、検査期間の間だけ第１スイッチン
グ手段を強制的に導通状態または遮断状態に保ち、その
間の比較信号の挙動を請求項４と同一手法で判定するこ
とで、第１スイッチング手段の上述の断線の故障、およ
び信号伝達経路の上述の断線の故障の有無を判定する。
この故障判定手法は、第１コイルに故障がないことを前
提条件とする。またこの検査期間は、図９の波形図では
検査期間Ｗ３０に相当する。比較信号の意味は、請求項
２で説明した意味と同一である。検査期間内で第１スイ
ッチング手段を導通状態に保つと仮定するときで上述の
２箇所の故障がないとき、比較信号は、第１スイッチン
グ手段の挙動と同期するので、一方レベルを保ち、レベ
ル変化はない。このときの比較信号の波形図を図９
（４）に示す。上述の故障が少なくとも１箇所ある場合
で相互インダクタンスがあるとき、電気信号は相互誘導
の誘導電流によって変動する。この場合で相互インダク
タンスが充分に大きいときには、比較信号にはレベル変
化が生じる。この比較信号の波形図を図９（６）に示
す。このように、検査期間内の比較信号のレベル変化の
有無は、故障があるときとないときとで異なる。これに
よって、上述の手法で第１回路の第１スイッチングの故
障を検出することができる。

【００２３】また本発明は、前記故障判定手段は、予め
定める検査期間、前記第１スイッチング手段を導通状態
または遮断状態に保つ強制手段と、検査期間内に前記電
気信号の信号レベルが前記弁別レベル以上を保つとき、
前記第１接続点よりも第１スイッチング手段側の経路に
故障がないと判定し、検査期間内に信号レベルが弁別レ
ベル未満になるとき、第１スイッチング手段側の経路に
故障があると判定する判定手段とを含むことを特徴とす
る。本発明に従えば、前記故障判定手段は、検査期間の
間だけ第１スイッチング手段を強制的に導通状態または
遮断状態に保ち、その間の電気信号の挙動を判定するこ
とで、第１スイッチング手段の上述の断線の故障、およ
び信号伝達経路の上述の断線の故障の有無を判定する。
この故障判定手法は、第１コイルに故障がないことを前
提条件とする。またこの検査期間は、図９の波形図では
検査期間Ｗ３０に相当する。比較信号の意味は、請求項
２で説明した意味と同一である。たとえば、検査期間内
で第１スイッチング手段を導通状態に保つと仮定する場
合、上述の２箇所の故障がないとき、電気信号のレベル
変化は第１スイッチング手段の挙動と同期するので、導
通状態に対応する第１レベルを保つ。このときの電気信
号の波形図を図９（３）に示す。上述の断線の故障が少
なくとも１箇所ある場合で相互インダクタンスがあると
き、電気信号は相互誘導の誘導電流によって変動する。
この場合で相互インダクタンスが充分に大きいとき、電
気信号の信号レベルは第２制御信号のレベル変化タイミ
ングと同期して、弁別レベル未満まで低下する。この電
気信号の波形図を図９（５）に示す。このように、検査
期間内の電気信号の挙動は、故障があるときとないとき
とで異なる。これによって、上述の手法で第１回路の第
１スイッチングの故障を検出することができる。またこ
の手法では、請求項５の手法と比較して比較信号を生成
する必要がなく、そのための手段を削除することもでき
るので、装置の構造が容易になる。

【００２４】また本発明は、前記故障判定手段は、前記
検査期間内に前記第１接続点の電気信号のレベルが前記
弁別レベル以下の予め定めるもう１つの弁別レベル未満
を保つとき、第１接続点よりも第１コイル側の経路に故
障があると判定し、前記検査期間内にもう１つの弁別レ
ベル以上になるときには第１接続点よりも第１コイル側
の経路に故障なしと判定する断線判定手段をさらに含む
ことを特徴とする。本発明に従えば、請求項５，６の故
障判定手段は、上述の検査期間の間に、断線判定手段を
用いて、第１コイルの上述の断線の故障をさらに判定す
る。検査期間内で導通状態を保つと仮定する場合で第１
コイルに故障がないときは、上述のように電気信号は第
１スイッチング手段の導通状態時に対応する第１レベル
を保つ。第１コイルに故障があるときは、第１スイッチ
ング手段の遮断状態時に対応する第２レベルを保つ。こ
の第２レベルは、弁別レベル以下のレベルであるので、
上述のもう１つの弁別レベルを第２レベルよりも大きく
弁別レベル以下のレベルに設定すると、電気信号のレベ
ルが第２レベルであるか否かを判定することによって、
第１コイルの故障の有無を判定する事ができる。また、
第１スイッチング手段に上述の故障がある場合で相互イ
ンダクタンスが小さいときには、電気信号は第１コイル
の故障時とほぼ同一の挙動を示すので、この手法によっ
て故障の有無を判定することができる。

【００２５】また本発明は、予め定める流体が通過する
流体経路に介在される弁体を有する弁手段と、弁手段の
弁開度を表す指示信号を出力する開度決定手段と、磁気
結合した一対の第１および第２コイルであって、第１コ
イルは弁開度が増加する方向に弁体を変位させ、第２コ
イルは弁開度が減少する方向に弁体を変位させる電磁石
装置と、第１コイルに直列結合され、導通状態のとき第
１コイルが励磁され、遮断状態のとき第１コイルが消磁
される第１スイッチング手段と、第２コイルに直列結合
され、導通状態のとき第２コイルが励磁され、遮断状態
のとき第２コイルが消磁される第２スイッチング手段
と、開度決定手段からの指示信号に応答し、弁開度に対
応するデューティ比が相互に定められる第１および第２
制御信号であって、第１スイッチング手段を導通／遮断
する第１制御信号と、第２スイッチング手段を導通／遮
断する第２制御信号とを発生し、第１および第２制御信
号は、第１スイッチング手段が導通状態で第２スイッチ
ング手段が遮断状態である第１期間、および第１スイッ
チング手段が遮断状態で第２スイッチング手段が導通状
態である第２期間を有するように、第１および第２スイ
ッチング手段をデューティ制御する信号発生手段と、第
１コイルと第１スイッチング手段との第１接続点におけ
る第１電気信号の信号レベルを予め定める弁別レベルで
レベル弁別する第１比較手段と、第１比較手段からの出
力に応答し、第１電気信号の信号レベルの変化パターン
と第１制御信号の信号レベルの変化パターンとを比較す
ることによって、第１コイルおよび第１スイッチング手
段を含む第１電力供給経路の故障を判定する第１故障判
定手段と、第２コイルと第２スイッチング手段との第２
接続点における第２電気信号の信号レベルを予め定める
弁別レベルでレベル弁別する第２比較手段と、第２比較
手段からの出力に応答し、第２電気信号の信号レベルの
変化パターンと、第２制御信号の信号レベルの変化パタ
ーンとを比較することによって、第２コイルおよび第２
スイッチング手段を含む第２電力供給経路の故障を判定
する第２故障判定手段とを含むことを特徴とする流量制
御装置である。本発明に従えば、予め定める流体の流量
を制御するための弁手段を含む流量制御装置では、磁気
結合した一対のコイルを含む電磁石装置を用いて弁体を
変位させる。この弁手段の弁開度は、各コイルのスイッ
チング手段を開度決定手段からの指示信号が表す弁開度
に対応するデューティ比の制御信号でデューティ制御す
ることによって、所望の弁開度に調整することができ
る。この電磁石装置の第１および第２コイル、ならびに
第１および第２スイッチング手段を含み、各コイルの励
磁と消磁とを切換えるための第１回路および第２回路に
は、第１および第２比較手段ならびに第１および第２故
障判定手段がそれぞれ取付けられる。これによって、た
とえば第１および第２コイル間の相互インダクタンスが
大きいときでも、請求項１で説明したような動作で、第
１回路および第２回路の上述の断線の故障の有無、およ
び故障箇所を個別的に判定することができる。この故障
判定手法の具体的手法としては、請求項２〜７の手法を
用いることができる。

【００２６】また本発明は、前記流体は、内燃機関に供
給される吸入空気であり、前記流体経路は、内燃機関に
空気を供給するための吸入管路に付随し、吸入管路のう
ちスロットル弁の取付位置を迂回する迂回管路であるこ
とを特徴とする。 本発明に従えば、上述の流量制御装置は、たとえば内燃
機関の上述の迂回管路に取り付けられ、いわゆるアイド
ル状態での内燃機関の回転数制御のための吸入空気の流
量制御弁として用いられる。この流量制御装置が車両に
搭載されるとき、流量制御装置の設置場所が狭いため
に、電磁石装置の小型化が求められ、そのために第１お
よび第２コイルを巻回する芯材を連続した一本の棒材で
実現することが多い。このために、第１および第２コイ
ル間の相互インダクタンスが大きくなりやすい。このた
めに、上述の流量制御装置では、一方のコイルを含む回
路だけに上述の故障が生じ、他方のコイルを含む回路が
正常作動するときには、上述の相互誘導に起因する起電
力によって、一方の接続点の電気信号が変動する可能性
が大きい。従来技術の装置では、この電気信号のレベル
が比較手段の比較レベルを横切るか否かだけを判定して
いたので、相互インダクタンスが大きいときに故障を検
出することが困難であったが、本発明の装置では、請求
項１で説明したように、相互インダクタンスが大きいと
きでも、故障を判定することができる。

【００２７】また本発明は、前記第１および第２電力供
給経路の少なくとも一方に故障があることを表示する表
示手段と、前記第１および第２故障判定手段の少なくと
も一方で故障ありと判定されるとき、表示手段によって
故障があることを表示し、さらに前記第２故障判定手段
によって故障ありと判定されるとき、内燃機関のトルク
を減少させる内燃機関制御手段とをさらに有することを
特徴とする。本発明に従えば、上述の流量制御装置で
は、電磁石装置の第１および第２コイル、ならびに第１
および第２スイッチング手段に関して、上述の故障があ
るときには、いわゆるフェールセーフ動作を行う。具体
的には、第２コイルおよび第２スイッチング手段を含む
第２回路に上述の故障があるとき、第１コイルだけが弁
体を変位させるので、流量制御弁の弁開度は開度決定手
段で決定される所望弁開度よりも大きくなる。この流量
制御装置が、たとえば車両用内燃機関のアイドル状態の
制御のための流量制御弁の制御装置であるとき、上述の
状態が継続されると、内燃機関の回転数がアイドル回転
数以上に増大して内燃機関に吹上がりであるような不都
合が生じる。このため、内燃機関制御手段は、たとえば
内燃機関の混合気への点火時期を遅角方向にずらして、
内燃機関のトルクがを減少させるとともに、故障がある
ことを表示手段を用いて運転者に提示する。また、第１
コイルおよび第１スイッチング手段を含む第１回路に上
述の故障があるとき、第２コイルだけが弁体を変位させ
るので、流量制御弁の弁開度は開度決定手段で決定され
る所望弁開度よりも小さくなる。このために、内燃機関
の作動状態はトルクが減少する方向に自然に変化するの
で、内燃機関制御手段は、故障があることだけを表示手
段によって運転者に提示する。これによって、上述の流
量制御装置が車両用内燃機関の流量制御弁に用いられる
とき、電磁石装置を含む第１および第２回路の故障によ
って、内燃機関の吹上がりであるような不都合が生じる
ことを防止することができる。

【００２８】また本発明は、内燃機関に燃料を供給する
ために弁体が変位する燃料噴射弁と、燃料噴射弁からの
燃料流量を表す指示信号を導出する燃料噴射量決定手段
と、磁気結合した一対の第１および第２コイルであっ
て、第１コイルは弁開度が増加する方向に弁体を変位さ
せ、第２コイルは弁開度が減少する方向に弁体を変位さ
せる電磁石装置と、第１コイルに直列結合され、導通状
態のとき第１コイルが励磁され、遮断状態のとき第１コ
イルが消磁される第１スイッチング手段と、第２コイル
に直列結合され、導通状態のとき第２コイルが励磁さ
れ、遮断状態のとき第２コイルが消磁される第２スイッ
チング手段と、燃料噴射量決定手段からの指示信号に応
答し、燃料流量に対応する弁開度に対応するデューティ
比が相互に定められる第１および第２制御信号であっ
て、第１スイッチング手段を導通／遮断する第１制御信
号と、第２スイッチング手段を導通／遮断する第２制御
信号とを発生し、第１および第２制御信号は、第１スイ
ッチング手段が導通状態で第２スイッチング手段が遮断
状態である第１期間、および第１スイッチング手段が遮
断状態で第２スイッチング手段が導通状態である第２期
間を有するように、第１および第２スイッチング手段を
デューティ制御する信号発生手段と、第１コイルと第１
スイッチング手段との第１接続点における第１電気信号
の信号レベルを予め定める弁別レベルでレベル弁別する
第１比較手段と、第１比較手段からの出力に応答し、第
１電気信号の信号レベルの変化パターンと、第１制御信
号の信号レベルの変化パターンとを比較することによっ
て、第１コイルおよび第１スイッチング手段を含む第１
電力供給経路の故障を判定する第１故障判定手段と、第
２コイルと第２スイッチング手段との第２接続点におけ
る第２電気信号の信号レベルを予め定める弁別レベルで
レベル弁別する第２比較手段と、第２比較手段からの出
力に応答し、第２電気信号の信号レベルの変化タイミン
グと、第２制御信号の信号レベルの変化タイミングとを
比較することによって、第２コイルおよび第２スイッチ
ング手段を含む第２電力供給経路の故障を判定する第２
故障判定手段とを含むことを特徴とする内燃機関の燃料
噴射装置である。 本発明に従えば、内燃機関の燃料噴射弁を含む燃料噴射
装置では、磁気結合した一対のコイルを含む電磁石装置
を用いて弁体を変位させる。この燃料噴射弁の弁開度
は、各コイルのスイッチング手段を内燃機関に供給すべ
き燃料噴射量に応じたデューティ比の制御信号でデュー
ティ制御することによって、内燃機関の作動状態に対応
する所望弁開度に調整することができる。この電磁石装
置の第１および第２コイル、ならびに第１および第２ス
イッチング手段を含み、各コイルの励磁と消磁とを切換
えるための第１回路および第２回路には、第１および第
２比較手段ならびに第１および第２故障判定手段がそれ
ぞれ取付けられる。これによって、第１および第２回路
は、請求項１で説明したような動作で、個別的に上述の
故障の有無、および故障箇所を判定することができる。
この故障判定手法の具体的手法としては、請求項２〜７
の手法を用いることができる。この燃料噴射装置を含む
内燃機関が車両に搭載されるときには、燃料噴射装置の
設置場所が狭いために、電磁石装置の小型化が求めら
れ、そのために第１および第２コイルを巻回する芯材を
連続した一本の棒材で実現することが多い。このため
に、第１および第２コイル間の相互インダクタンスが大
きくなる。したがって、一方のコイルを含む回路だけに
上述の故障が生じ、他方のコイルを含む回路が正常作動
するときには、上述の相互誘導に起因する起電力によっ
て、一方の接続点の電気信号が変動する。従来技術の装
置では、この電気信号のレベルが比較手段の比較レベル
を横切るか否かだけを判定していたので、相互インダク
タンスが大きいときに故障を検出することが困難であっ
たが、本発明の装置では、請求項１で説明したように、
相互インダクタンスが大きいときでも、故障を判定する
ことができる。 〔発明の詳細な説明〕

【００２９】図１は、本発明の第１実施形態である電磁
石装置の故障判定装置を含む流量制御装置１１の電気的
構成を示すブロック図である。流量制御装置１１は、内
燃機関２４のアイドル状態を維持するときに、内燃機関
２４への吸入空気量を調整するための装置である。この
内燃機関２４は、たとえば車両に搭載される。流量制御
装置１１は、流量制御弁１３、電磁石装置１７、切換回
路１９，２０、信号生成回路２２、ＮＯＴ回路２６、比
較回路２７，２９、および故障判定回路２８，３０を含
んで構成される。

【００３０】流量制御弁１３は、内燃機関２４に吸入空
気を供給するための吸入管路１０１に付随する迂回管路
１４に介在される。この迂回管路１４は吸入管路１０１
内のスロットル弁１０２の空気流れ上流側と下流側との
部分をバイパスするように、吸入管路１０１に取付けら
れる。図１では、空気流れの方向を矢符１０５で示す。
流量制御弁１３の弁体１５は、この迂回管路１４内部に
設置される。吸入管路１０１内で、スロットル弁１０２
の空気流れ下流側の迂回管路１４の取付位置１４ａと内
燃機関２４のシリンダの吸入弁との間の部分には、燃料
噴射弁１０３が取付けられる。内燃機関２４は、吸入管
路１０１および迂回管路１４を通過した吸入空気と燃料
噴射弁１０３から噴射される燃料とが吸入管路１０１の
燃料噴射弁１０３の取付位置近傍で混合されて生成され
る混合気体を、そのシリンダの燃焼室内部に導入し、燃
焼させる。

【００３１】流量制御弁１３は、内燃機関２４にアイド
ル状態を保たせるために吸入管路１０１のスロットル弁
１０２が全閉と称されるような最小弁開度を保つとき、
内燃機関２４の作動状態の微小な変化に応じて、迂回管
路１５を通過する吸入空気の流量を変化させる。また、
内燃機関２４が車両が走行する状態であるような有負荷
の駆動状態を保つとき、流量制御弁１３は完全に閉鎖さ
れ、内燃機関２４への吸入空気量はアクセルペダル１０
７に連動して動作するスロットル弁１０２だけによって
制御される。スロットル弁１０２の弁開度は、たとえば
アクセルペダル１０７の踏込み量に対応する。流量制御
弁１３の具体的構造および動作は後述する。

【００３２】電磁石装置１７は、コイルＬ１１，Ｌ１２
をそれぞれ含む一対の電磁ソレノイドを少なくとも１つ
有する。コイルＬ１１，Ｌ１２は、単一の鉄芯に巻回さ
れて磁気結合しており、コイルＬ１１，Ｌ１２間の相互
インダクタンスが大きい。コイルＬ１１を含む電磁ソレ
ノイドは、流量制御弁１３の弁開度が増大する方向に、
弁体１５を変位させる。コイルＬ１２を含む電磁ソレノ
イドは、流量制御弁１３の弁開度が減少する方向に、弁
体１５を変位させる。電磁石装置１７の詳細な構造およ
び動作は後述する。

【００３３】コイルＬ１１，Ｌ１２の一方端子は、電圧
＋Ｂの電力が供給される電源ライン１８に個別的に接続
される。コイルＬ１１，Ｌ１２の他方端子は、それぞれ
切換回路１９，２０を介して、接地される。コイルＬ１
１と切換回路１９とは、後述の第１回路を形成し、コイ
ルＬ１２と切換回路２０とは、後述の第２回路を形成す
る。切換回路１９，２０は、制御回路２１内の信号生成
回路２２によって、それぞれ後述するように制御され
る。制御回路２１は、以後説明する複数の回路を含み、
たとえばマイクロコンピュータで実現される。制御回路
２１内部の複数の回路は、マイクロコンピュータでの演
算処理によってそれぞれ実現される仮想的な回路であ
る。また制御回路２１は、複数の実在回路を個別的に含
む電気回路で実現されてもよい。

【００３４】信号生成回路２２には、流量制御弁１３の
所望弁開度を表す指示信号が、内燃機関制御回路２５か
ら与えられる。内燃機関制御回路２５は、複数の開度決
定手段と、内燃機関制御手段とを兼ね備える。流量制御
弁１３の所望弁開度は、内燃機関制御回路２５におい
て、内燃機関２４の作動状態に対応して定められる。具
体的には、内燃機関制御回路２５は、たとえば複数のセ
ンサを用いて内燃機関２４の現在の作動状態、たとえば
回転数を計測し、計測された回転数と予め定めるアイド
ル状態での回転数との差を減少させるように、所望弁開
度を定める。図面では、内燃機関２４を「Ｅ／Ｇ」、内
燃機関制御回路２５を「Ｅ／Ｇ制御」と表す。

【００３５】信号生成回路２２は、流量制御弁１３の所
望弁開度に対応するデューティ比の矩形パルス信号であ
るような、後述の第１制御信号を生成する。第１制御信
号は、切換スイッチＳＷ１を介して切換回路１９に与え
られる。またＮＯＴ回路２６は、切換スイッチＳＷ１よ
りも信号流れ上流側の信号伝達経路から第１制御信号を
導入し、第１制御信号の位相を反転させて、第２制御信
号を生成する。第２制御信号は、切換スイッチＳＷ２を
介して、切換回路２０に与えられる。切換スイッチＳＷ
１，ＳＷ２は、後述の第３故障判定動作を実施する場合
を除いて、常に導通状態に保たれる。

【００３６】比較回路２７は、コイルＬ１１と切換回路
１９との間の第１接続点Ｐ１１から後述の第１電気信号
を導入し、第１電気信号の信号レベルと予め定める弁別
レベルＶｒｅｆとをレベル弁別して、弁別結果を表す第
１比較信号を生成する。制御回路２１内の故障判定回路
２８は、第１制御信号および第１比較信号を導入して、
後述の故障判定手法によって、第１回路の故障の有無、
および故障の発生箇所を判定する。また比較回路２９
は、コイルＬ１２と切換回路２０との間の第２接続点Ｐ
１２から第２電気信号を導入し、第２電気信号の信号レ
ベルと、前述の弁別レベルＶｒｅｆとをレベル弁別し
て、弁別結果を表す第２比較信号を生成する。制御回路
２１内の故障判定回路３０は、第２制御信号および第２
比較信号を導入して、後述の故障判定手法によって、第
２回路の故障の有無、および故障の発生箇所を判定す
る。故障判定回路２８，３０にそれぞれ導入される第１
および第２制御信号は、それぞれ切換スイッチＳＷ１，
ＳＷ２よりも信号流れ上流側の信号伝達経路から分岐し
た経路を介して導入される。故障判定回路２８，２９の
判定結果は、内燃機関制御回路２５に与えられる。

【００３７】内燃機関制御回路２５は、故障判定回路２
８，３０の少なくとも一方で故障が判定されるとき、内
燃機関２４に対して後述のフェールセーフ動作を実施す
る。このフェールセーフ動作では、たとえば、内燃機関
２４のトルクを減少させる。

【００３８】コイルＬ１２、切換回路２０、比較回路２
９、および故障判定回路３０の詳細な構造および挙動
は、コイルＬ１１、切換回路１９、比較回路２７、およ
び故障判定回路２８の詳細な構造および挙動とそれぞれ
同一である。ゆえに以後、コイルＬ１１および回路１
９，２７，２８を例として説明し、コイルＬ１２，回路
２０，２９，３０の詳細な説明は省略する。

【００３９】以下に、コイルＬ１１に関する各回路１
９，２７，２８の詳細な電気的構造を説明する。

【００４０】切換回路１９は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、トラン
ジスタＴ１１、およびダイオードＤ１を含んで構成され
る。トランジスタＴ１１は、ＭＯＳ形ＦＥＴで実現され
る。コイルＬ１１の他方端子は、抵抗Ｒ１を介して、ト
ランジスタＴ１１のソース端子と直列接続される。第１
接続点Ｐ１１は、コイルＬ１１と抵抗Ｒ１との間の接続
点である。トランジスタＴ１１のドレイン端子は接地さ
れる。トランジスタＴ１１のゲート端子は、抵抗Ｒ２を
介して、制御回路２１内の切換スイッチＳＷ１と直列接
続される。抵抗Ｒ３は、抵抗Ｒ２の切換スイッチＳＷ１
側の端子と、電圧ＶＣＣの電力が供給される電源ライン
４１との間に介在される。ダイオードＤ１は、その順方
向電流入力側の一方端子がトランジスタＴ１１のソース
端子と接続され、順方向電流出力側の他方端子が電圧＋
Ｂの電源ライン１８に接続される。

【００４１】トランジスタＴ１１は、ゲート端子に与え
られる後述の第１制御信号の信号レベルがローレベルの
ときに電流が通過可能なオン状態になり、ハイレベルの
ときに電流を遮断するオフ状態になる。また，電源ライ
ン１８，４１にそれぞれ供給される電力の電圧＋Ｂ，Ｖ
ＣＣは、トランジスタＴ１１のソース端子の電圧レベル
が、トランジスタＴ１１がオフ状態のときよりもオン状
態のときの方が大きくなるように設定される。

【００４２】比較回路２７は、導線４３，抵抗Ｒ４〜Ｒ
６、および比較器４４を含んで構成される。導線４３
は、一方端が第１接続点Ｐ１１と接続され、他方端が抵
抗Ｒ４を介して接地される。抵抗Ｒ５，Ｒ６は直列接続
されて、電圧ＶＲの電力が供給される電源ライン４５と
接地ラインとの間に介在される。比較器４４はたとえば
オペアンプで実現される。比較器４４の反転入力端子
は、導線４３と抵抗Ｒ４との間の接続点Ｐ１３に接続さ
れる。比較器４４の非反転入力端子は、抵抗Ｒ５，Ｒ６
間の接続点Ｐ１４と接続される。電源ライン４５の電圧
ＶＲ、および抵抗Ｒ５，Ｒ６の各抵抗値は、接続点Ｐ１
４の電圧レベルが予め定める弁別レベルＶｒｅｆとなる
ように、電源ライン４５と接地ラインとの間の電圧を分
圧するような値にそれぞれ設定される。

【００４３】比較器４４は第１電気信号の信号レベルと
弁別レベルＶｒｅｆとを比較して、比較結果を表す後述
の第１比較信号を出力する。第１比較信号は、たとえば
矩形パルス信号であり、第１電気信号の信号レベルが弁
別レベルＶｒｅｆ以上であるときにローレベルを保ち、
信号レベルが弁別レベルＶｒｅｆ未満であるときにハイ
レベルを保つ。

【００４４】故障判定回路２９は制御回路２１の内部回
路であり、タイマ４６、ラッチ検出回路４７、断線判定
回路４８、および判定回路４９を含む。これら回路４６
〜４９は、実在の回路で実現されてもよく、マイクロコ
ンピュータの演算処理で実現される仮想的な回路であっ
てもよい。

【００４５】タイマ４６には、比較回路２７の比較器４
４から第１比較信号が与えられる。タイマ４６は、第１
比較信号の信号レベルがハイレベルを保つ継続時間、ま
たはローレベルを保つ継続時間の少なくとも一方の時間
を計時して、計時した継続時間を表す継続時間信号を導
出する。

【００４６】ラッチ検出回路４７は、たとえばＲＳフリ
ップフロップ回路で実現され、Ｒ端子に比較回路２７の
比較器４４から第１比較信号が与えられる。また、ラッ
チ検出回路４７のＳ端子には、判定回路４９から後述の
リセット信号が与えられる。ラッチ検出回路４７は、第
１比較信号のパルスの立下がりを検出して、Ｑ端子から
パルスの立下がりの有無を表す後述のラッチ検出信号を
導出する。

【００４７】断線判定回路４８には、比較回路２７の比
較器４４から第１比較信号が与えられ、第１比較信号が
後述の検査期間Ｗ３０の間常にローレベルを保つか否か
を判定して、判定結果を表す断線検出信号を導出する。
また断線判定回路４８は、第１接続点Ｐ１１から直接第
１比較信号を導入し、後述の検査期間Ｗ３０内の第１電
気信号の信号レベルをレベル弁別して、弁別結果を表す
断線検出信号を導出する構造であってもよい。

【００４８】判定回路４９には、タイマ４６からの継続
時間信号、ラッチ検出回路４７のＱ端子からのラッチ検
出信号、および断線判定回路４８からの断線検出信号が
それぞれ与えられる。さらに判定回路４９には、信号生
成回路２２から、第１制御信号が与えられる。判定回路
４９は、これら複数の信号に基づいて、後述の故障判定
動作を行い、その判定結果を内燃機関制御回路２５に導
出する。

【００４９】図２は、流量制御弁１３を含む迂回管路１
５の部分外観図である。迂回管路１５は、第１管路５１
の一方端部が第２管路５２の側面に接続されて開口した
Ｔ字状の管路であり、管路の交点に流量制御弁１３が形
成される。第１管路５１の他方端部５３は、内燃機関の
吸入管路のうち、スロットル弁の取付位置よりも空気流
れ上流側に開口するように、吸入管路に取付けられる。
第２管路５２の一方端部５４は、内燃機関の吸入管路の
うち、スロットル弁の取付位置よりも空気流れ下流側に
開口するように、吸入管路に取付けられる。

【００５０】流量制御弁１３の弁体１５は、第１管路５
１の一方端部の内径とほぼ同一の外径の略円筒状の部材
であり、その側面には、円筒の中心軸線に平行に形成さ
れてかつ一部が連結するような２つの切欠きを有する。
弁体１５は、その円筒の中心軸線が第１管路の一方端部
の開口部の中心軸線と一致するように取付けられ、円筒
の中心軸線を回転中心として角変位可能である。第１管
路５１の内部空間は、弁体１５の一方の切欠きと第１管
路５１の一方端部の内壁との間の空間によって、第２管
路の弁体１５よりも一方端部５４側の部分５６の内部空
間と導通する。また、第２管路の弁体１５よりも他方端
部５５側の部分５７の内部空間は、弁体１５の他方の切
欠きと第１管路５１の一方端部の内壁との間の空間によ
って、第２管路の部分５６の内部空間と導通する。

【００５１】この弁体１５が、第１管路５１内で角変位
することによって、弁体１５の２つの切欠きの向きが変
位するので、切欠きと第１管路５１の一方端部との間の
空間の中心軸線に垂直な断面積が変化する。これによっ
て、第１管路５１から部分５６に流入する吸入空気の流
量、および部分５６から部分５７に流入する吸入空気の
流量が、断面積の増減に対応して増減する。これによっ
て、第２管路５２の一方および他方端部５４，５５から
導出する吸入空気の流量が変化する。

【００５２】図３は、電磁石装置１７の詳細な構造を表
す図である。電磁石装置１７は、コイルＬ１１，Ｌ１２
の他に、変位部材６１、ばね部材６２，６３、固定部材
６４，６５、芯部材６６、棒状部材６７およびクランク
装置を含む。棒状の変位部材６１はその長手方向両端部
にばね部材６２，６３が取付けられ、電磁石装置１７の
筺体であるような固定部材６４，６５間にばね部材６
２，６３を介して設置される。一対のコイルＬ１１，Ｌ
１２は１組または複数組準備され、各一対のコイルＬ１
１，Ｌ１２毎に芯部材６６に巻回される。各一対のコイ
ルＬ１１，Ｌ１２は、各コイルＬ１１，Ｌ１２が変位部
材６１の一方および他方端部近傍であって、変位部材６
１の中心軸線を中心とする同心円上にそれぞれ配置さ
れ、かつ各芯部材６６が変位部材６１の長手方向と平行
になるように設置される。変位部材６１の長手方向中心
部の側面には、棒状部材６７が角変位可能に取付けられ
る。この棒状部材は、クランク装置に接続される。この
クランク装置が、流量制御弁１３の弁体１５を角変位さ
せる。

【００５３】コイルＬ１１，Ｌ１２が個別的に励磁され
るとき、変位部材６１は矢符６９，７０で示すように、
変位部材６１の長手方向に沿う方向で固定部材６４，６
５に近付く向きにそれぞれ変位される。これらコイルＬ
１１，Ｌ１２を第１および第２制御信号を用いる後述の
手法でデューティ制御すると、第１および第２制御信号
のデューティ比に対応して、固定部材６４，６５間の変
位部材６１の長手方向に沿う軸線上での変位部材６１の
位置が定められる。この変位部材６１の平行運動は、棒
状部材６７を介してクランク装置に伝達され、クランク
装置内で回転運動に変換されて、弁体１５に伝達され
る。これによって、変位部材６１の平行移動量に対応し
た角変位量、すなわちデューティ比に対応した角変位量
だけ、弁体１５が角変位される。

【００５４】以下に、流量制御装置１１の正常作動時の
各回路の動作、および異常作動時の各回路の動作をそれ
ぞれ説明する。

【００５５】前述のように、第２回路、比較回路２９，
および故障判定回路３０の挙動は、第１回路、比較回路
２７，および故障判定回路２８の挙動と類似し、第１お
よび第２制御信号にそれぞれ対応する動作に代わって、
第２および第１制御信号にそれぞれ対応して動作する点
だけが異なり、他の点は同一である。ゆえに、以下の説
明では、第２回路が正常作動する場合の第１回路の挙動
だけを表し、第１回路が正常作動する場合の第２回路の
挙動の説明は省略する。

【００５６】図４は、流量制御装置１１において、制御
回路２１、第１回路および比較回路２７から導出される
各信号を表す波形図である。

【００５７】図４（１）は、信号生成装置２２から導出
される第１制御信号を表す波形図である。第１制御信号
は、信号周期Ｗ１１の矩形パルス信号であり、図４
（１）に示す波形を周期的に繰返す。単一の信号周期Ｗ
１１内では、第１制御信号の信号レベルは、時刻ｔ１１
でローレベルからハイレベルに切換わり、時刻ｔ１１か
ら時刻ｔ１２までハイレベルを保ち、時刻ｔ１２でハイ
レベルからローレベルに切換わり、時刻ｔ１２から時刻
ｔ１３までローレベルを保つ。或る信号周期Ｗ１１の最
終の時刻ｔ１３と次の信号周期Ｗ１１の最初の時刻ｔ１
１とは一致する。単一信号周期Ｗ１１内で、信号レベル
がハイレベルを保つ保持時間Ｗ１２と信号レベルがロー
レベルを保つ保持時間Ｗ１３との比率、すなわちデュー
ティ比は、内燃機関２４の作動状態によって定められ、
たとえば単一の信号周期Ｗ１１毎に変更される。

【００５８】図４（２）は、ＮＯＴ回路２６から導出さ
れる第２制御信号を表す波形図である。第２制御信号は
流量制御装置１１の同一作動時に導出される第１制御信
号と比較して、信号周期およびレベル変化タイミングが
等しく、位相だけが逆転する。ゆえに、第２制御信号の
単一信号周期Ｗ１１内で、信号レベルがローレベルを保
つ保持時間Ｗ１４と信号レベルがハイレベルを保つ保持
時間Ｗ１５とは、第１制御信号の保持時間Ｗ１２，Ｗ１
３とそれぞれ一致する。

【００５９】コイルＬ１１および切換回路１９を含む前
述の第１回路の挙動は、第１回路内の故障の有無、およ
び故障があるときの故障箇所に対応して異なる。まず、
第１回路に故障がないとき、すなわち正常作動時の挙動
を以下に説明する。

【００６０】正常作動時では、上述の第１制御信号は、
切換回路１９内で、抵抗Ｒ２，Ｒ３を含む回路を介して
トランジスタＴ１１のゲート端子に与えられる。トラン
ジスタＴ１１は、前述したように、第１制御信号がハイ
レベルのときにオフ状態になり、ローレベルのときにオ
ン状態になる。流量制御装置１１に故障がない場合、ト
ランジスタＴ１１がオン状態のときコイルＬ１１が励磁
し、オフ状態のときコイルＬ１１が消磁される。

【００６１】具体的には、トランジスタＴ１１がオン状
態のとき、電源ライン１８からコイルＬ１１、抵抗Ｒ
１、およびトランジスタＴ１１を介して接地ラインに至
る電力供給経路に、電圧レベル＋Ｂの電力が供給され、
コイルＬ１１が励磁する。このとき、接続点Ｐ１１の電
圧レベルは、コイルＬ１１のインダクタンスと抵抗Ｒ１
の抵抗値とで規定されるレベルＶＬを保つ。逆に、トラ
ンジスタＴ１１がオフ状態のとき、上述の電力供給経路
がトランジスタＴ１１の部分で遮断される。これによっ
て、電源ライン＋Ｂから電力供給経路への電力供給が遮
断されて該経路に電流が流れないので、コイルＬ１１は
消磁される。このとき接続点Ｐ１１の電圧レベルは、予
め定めるレベルＶＨに規定される。レベルＶＨは、電源
ライン１８の印加電圧＋ＢとダイオードＤ１の順方向電
圧とでトランジスタＴ１１のソース端子に規定される電
圧レベルを、抵抗Ｒ１，Ｒ４で分圧したレベルである。
抵抗Ｒ１，Ｒ４の抵抗値は、たとえば、レベルＶＬが０
Ｖ、レベルＶＨが１３Ｖとなるように、予め定められ
る。前述の第１電気信号は、このようなトランジスタＴ
１１の状態の切換えに対応して変化する第１接続点Ｐ１
１の電圧レベルの経時変化を表す信号である。

【００６２】図４（３）は、第１および第２回路の正常
作動時であって図４（１）の第１制御信号が切換回路１
９に与えられるときに、第１接続点Ｐ１１に現れる第１
電気信号を表す波形図である。正常作動時の第１電気信
号は、第１制御信号と同期した信号であって、第１制御
信号と比較すると、信号周期および信号レベルの切換タ
イミングが一致し、位相およびレベルの値が異なる。第
１電気信号の信号レベルは、単一の信号周期間Ｗ１１内
で、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までレベルＶＬを保ち、
時刻ｔ１２で信号レベルが切換わり、時刻ｔ１２から時
刻ｔ１３までレベルＶＨを保つ。レベルＶＬ，ＶＨがそ
れぞれ継続される継続時間は、第１制御信号の保持時間
Ｗ１２，Ｗ１３とそれぞれ等しい。このような第１電気
信号が、第１接続点Ｐ１１から比較回路２７の比較器４
４に与えられる。

【００６３】比較器４４では、上述の第１電気信号の信
号レベルを、接続点Ｐ１４の弁別レベルＶｒｅｆでレベ
ル弁別して、レベル弁別結果を表す第１比較信号を生成
して導出する。弁別レベルＶｒｅｆは、第１電気信号の
２値のレベルＶＨ，ＶＬの間のレベルであって、レベル
ＶＨ，ＶＬ間の中点よりもレベルＶＬに近いレベルに設
定され、たとえば２．５Ｖである。第１比較信号は２値
の矩形パルス信号であり、第１電気信号の信号レベルが
弁別レベルＶｒｅｆ未満のとき、ハイレベルを保ち、信
号レベルが弁別レベルＶｒｅｆ以上のときローレベルを
保つ。

【００６４】図４（４）は、第１および第２回路の正常
作動時に上述の図４（３）の第１電気信号が与えられる
ときの比較回路２７からの第１比較信号を表す波形図で
ある。正常作動時の第１比較信号は、第１制御信号と同
期した信号であって、信号周期、信号レベルの切換タイ
ミング、および位相が全て第１制御信号と一致する。ゆ
えに、第１比較信号でハイレベルおよびローレベルをそ
れぞれ保つ継続時間Ｗ１８，Ｗ１９は、第１制御信号の
保持時間Ｗ１２，Ｗ１３とそれぞれ同一である。この第
１比較信号は、比較器４４から故障判定回路３８のタイ
マ４６、ラッチ検出回路４７、および断線検出回路４８
にそれぞれ与えられ、後述の故障判定手法に用いられ
る。

【００６５】次いで、第１回路に故障がありかつ第２回
路が正常作動するとき、すなわち第１回路の異常作動時
における第１回路の挙動を説明する。

【００６６】上述の流量制御装置１１で検出可能な第１
回路の故障には、大別して、コイルＬ１１の断線、なら
びに切換回路１９の断線および短絡がある。回路の断線
には、具体的には、各回路を構成する回路部品の内部の
断線、流量制御装置１１への回路部品の取付け忘れであ
るような欠落のための回路の断線、回路部品の端子と接
続先の端子とが接続不良ではずれたための回路の断線、
または回路間を接続する導線の断線が挙げられる。以
後、これら断線が原因であるような故障を、「断線故
障」と称する。また、回路部品間の短絡、または回路部
品と電源ラインとの間の短絡であるような故障を「短絡
故障」と称する。さらに単に「故障」とするときは、特
に指定しない限り、断線故障と短絡故障とを共に含むも
のとする。

【００６７】まず、切換回路１９の断線故障時の第１回
路および比較回路２７の詳細な挙動を以下に説明する。

【００６８】切換回路１９の断線故障は、具体的には、
抵抗Ｒ１〜Ｒ３およびトランジスタＴ１１に関する断線
故障である。ダイオードＤ１の断線故障時には、第１回
路にサージ電流が発生するが、流量制御装置１１全体の
挙動には影響がなく、流量制御装置１１は正常作動す
る。

【００６９】抵抗Ｒ１，Ｒ２、およびトランジスタＴ１
１のゲート端子の断線故障時、すなわち第１制御信号の
信号伝達経路の断線故障時には、信号生成回路４６から
切換回路１９に図４（１）の第１制御信号が与えられる
にも拘わらず、トランジスタＴ１１のゲート端子に与え
られる信号レベルが不定になる。このとき、トランジス
タＴ１１は、ゲート端子の信号レベルによって、第１制
御信号とは無関係にオン状態またはオフ状態のいずれか
一方に固定される。また、トランジスタＴ１１のソース
端子およびドレイン端子、ならびに抵抗Ｒ３の断線故障
時、すなわち第１回路の第１接続点よりも接地ライン側
の部分の断線故障時には、トランジスタＴ１１の状態が
第１制御信号の信号レベルに対応して作動しても、断線
の生じた点で電力が遮断されるので、第１回路全体で
は、トランジスタＴ１１をオフ状態に固定した場合と等
価になる。この状態でコイルＬ１２を含む第２回路が作
動停止するとき、第１電気信号は常にレベルＶＬを保つ
筈である。

【００７０】トランジスタＴ１１がオフ状態に固定され
る場合であってコイルＬ１２を含む第２回路が正常作動
するとき、コイルＬ１１には、コイルＬ１２の励磁およ
び消磁動作の切換えに応答して、コイルＬ１２からの磁
場を打消す磁場を発生させるような誘導電流、すなわち
相互誘導に起因する誘導電流が発生し、第１回路内を誘
導電流が流れる。第１接続点Ｐ１１とコイルＬ１１との
間の経路には断線が生じていないので、第１接続点Ｐ１
１の電圧レベルは相互誘導に起因する起電力によって変
動する。これによって、トランジスタＴ１１がオフ状態
に固定されるにも拘わらず、第１電気信号にレベル変化
が生じる。このレベル変化の変化量は、コイルＬ１１，
Ｌ１２の相互インダクタンスが大きいほど大きい。本実
施例では、コイルＬ１１，Ｌ１２の相互インダクタンス
に起因する第１電気信号の信号レベルの変化量は、最大
でレベルＶＨであり、最小でレベルＶＬであるとする。

【００７１】図４（５）は、上述の切換回路１９に上述
の断線故障が生じる場合であって、図４（２）の第２制
御信号が切換回路２０に与えられて第２回路が正常作動
するときに、第１接続点Ｐ１１に現れる第１電気信号を
表す波形図である。

【００７２】このときの第１電気信号は、信号周期だけ
が第１および第２制御信号と等しい。第１電気信号の信
号レベルは、時刻ｔ１でレベルＶＬに瞬時に低下し、時
刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間にレベルＶＬから時間
経過に比例して徐々に増加し、レベルＶｃ１に至る。さ
らに、時刻ｔ１２でレベルＶｃ１からレベルＶＨに瞬時
に増加し、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間にレベル
ＶＨから時間経過に比例して徐々に減少し、時刻ｔ１３
でレベルＶｃ２に至る。レベルＶｃ１，Ｖｃ２は、レベ
ルＶＬ，ＶＨ間のレベルであって、弁別レベルＶｒｅｆ
よりもそれぞれ大きい。

【００７３】このように、切換回路１９の断線故障時に
は、第１電気信号は、第２制御信号のレベル切換タイミ
ング、すなわち第１制御信号のレベル切換タイミングｔ
１１〜ｔ１３に急激にレベル変化し、第１および第２制
御信号がそれぞれハイレベルまたはローレベルをそれぞ
れ保持する保持時間Ｗ１２，Ｗ１３；Ｗ１４，Ｗ１５間
にも、緩やかにレベル変化する。このため、第１電気信
号の信号レベルは、時刻ｔ１１で弁別レベルＶｒｅｆ以
上のレベルから弁別レベルＶｒｅｆ未満のレベルに低下
し、保持期間Ｗ１２，Ｗ１４内であって時刻ｔ１２以前
の時刻ｔ１４で、弁別レベルＶｒｅｆ未満のレベルから
弁別レベルＶｒｅｆ以上のレベルに増加する。以後、或
る信号レベルが弁別レベルＶｒｅｆ未満のレベルから弁
別レベルＶｒｅｆ以上のレベルに増加すること、または
或る信号レベルがで弁別レベルＶｒｅｆ以上のレベルか
ら弁別レベルＶｒｅｆ未満のレベルに低下することを、
「信号レベルが弁別レベルを横切る」と称する。

【００７４】図４（６）は、切換回路１９の断線故障時
であって、図４（５）の第１電気信号が与えられたとき
に、比較回路１９から導出される第１比較信号を表す波
形図である。上述したように、第１電気信号の信号レベ
ルは、時刻ｔ１１，１４で弁別レベルを横切る。このた
め、第１比較信号の信号レベルは、時刻ｔ１１でローレ
ベルからハイレベルに切換わり、時刻ｔ１１から時刻ｔ
１４までハイレベルを保ち、時刻ｔ１４でハイレベルか
らローレベルに切換わり、時刻ｔ１４から時刻ｔ１２を
経て時刻ｔ１３までローレベルを保つ。ゆえに、切換回
路１９の断線故障時の第１比較信号のハイレベルの継続
時間Ｗ２３は、正常作動時のハイレベルの継続時間Ｗ１
８よりも短い。また、切換回路１９の断線故障時の第１
比較信号のローレベルの継続時間Ｗ２４は、正常作動時
のローレベルの継続時間Ｗ１９よりも長い。

【００７５】続いて、コイルＬ１１の断線故障時の第１
回路および比較回路２７の詳細な挙動を以下に説明す
る。

【００７６】コイルＬ１１の断線故障は、具体的には、
コイルＬ１１内部の導線、コイルＬ１１と電源ライン１
８との間の接続用導線、およびコイルＬ１１と切換回路
１９の抵抗Ｒ１との間の接続用導線のうちのいずれかの
断線故障である。これらの導線の断線故障時には、図４
（１）の第１制御信号に応じて切換回路１９内のトラン
ジスタＴ１１が正常に作動しても、第１回路には電力が
供給されない。また、コイルＬ１１，Ｌ１２間の相互誘
導があるときでも、上述の導線が断線するので、第１接
続点Ｐ１１には誘導電流が流れない。

【００７７】このとき、第１接続点Ｐ１１の電圧レベル
は、トランジスタＴ１１のソース端子の電圧レベルと抵
抗Ｒ１，Ｒ４とによって規定される。したがって、コイ
ルＬ１１の断線故障時の第１接続点Ｐ１１の第１電気信
号は、図４（７）に示すように、単一の信号周期Ｗ１１
間常にレベルＶＬを保つ。ゆえに、コイルＬ１１の断線
故障時であって図４（７）の第１電位信号が与えられる
とき、比較回路１９から導出される第１比較信号は、図
４（８）に示すように、単一の信号周期Ｗ１１間常にハ
イレベルを保つ。

【００７８】続いて、切換回路１９の短絡故障時の第１
回路および比較回路２７の詳細な挙動を以下に説明す
る。

【００７９】切換回路１９の短絡故障は、具体的には、
抵抗Ｒ１，Ｒ２間、ダイオードＤ１の両端子間、トラン
ジスタＴ１１のゲート端子と電源ライン４１との間、該
ゲート端子と接地ラインとの間、トランジスタＴ１１の
ドレイン端子と電源ライン１８との間、および該ドレイ
ン端子と接地ラインとの間の短絡故障である。抵抗Ｒ
２，Ｒ３間の短絡故障時には、切換回路１９内を流れる
電流が増加するが、流量制御装置１１の挙動には影響が
なく、装置１１は正常作動する。

【００８０】抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２間、トランジスタＴ１
１のゲート端子と電源ライン４１間、および該ドレイン
端子と接地ライン間の短絡故障時には、信号生成回路４
６から切換回路１９に図４（１）の第１制御信号が与え
られるにも拘わらず、トランジスタＴ１１が常にオン状
態に固定される。このために、コイルＬ１１は常に励磁
して、弁体１５を弁開度が増加する方向に駆動し続け
る。このときには、単一信号周期Ｗ１１間、第１電気信
号が常にレベルＶＨを保ち、第１比較信号が常にローレ
ベルを保つ。

【００８１】また、トランジスタＴ１１のドレイン端子
と電源ライン１８間、ダイオードＤ１の両端子間の短絡
故障時には、信号生成回路４６から切換回路１９に図４
（１）の第１制御信号が与えられるにも拘わらず、トラ
ンジスタＴ１１が常にオフ状態に固定される。このため
に、コイルＬ１１は常に消磁される。このときには、単
一の信号周期Ｗ１１間、第１電気信号が常にレベルＶＬ
を保ち、第１比較信号が常にハイレベルを保つ。

【００８２】さらに、トランジスタＴ１１のゲート端子
と接地ライン間の短絡故障時、すなわち第１制御信号の
信号伝達経路の短絡故障時には、信号生成回路４６から
切換回路１９に図４（１）の第１制御信号が与えられる
にも拘わらず、第１制御信号とは無関係にオフ状態に固
定される。このとき、コイルＬ１１にはコイルＬ１１，
Ｌ１２間の相互誘導によって、切換回路１９の断線故障
時と同様に、第１電気信号の信号レベルに図４（５）に
表すような変動が生じる。

【００８３】以上のように、第１比較信号の信号レベル
は、第１回路に故障がないときには第１制御信号と同期
して変動し、故障があるときには同期しないことがわか
る。また、第１回路の３種類の故障時には、比較回路２
７に相互誘導に起因する図４（５）の第１電気信号が与
えられるときと、第１制御信号と同期しない図４（７）
の第１電気信号またはレベルＶＨを保つ第１電気信号の
いずれかが与えられるときとの２パターンがあることが
わかる。

【００８４】流量制御装置１１における第１回路および
第２回路の故障判定動作を以下に詳細に説明する。

【００８５】上述の流量制御装置１１の故障判定回路２
８，３０は、上述の比較信号と制御信号との挙動の差異
に基づいて、第１および第２回路の故障の有無ならびに
故障箇所を個別的に判定する。具体的には、比較信号と
制御信号とを比較して、両信号の信号レベルの変化パタ
ーンが一致するときには故障がないと判定し、一致しな
いときには故障があると判定する。また、第１回路およ
び第２回路に故障があるとき、比較信号の挙動から、上
述の故障箇所を判定する。この故障判定手法には、変化
パターンを比較するパラメータおよび制御信号の挙動に
応じて、以下の３種類の手法がある。また、第２回路に
対する故障判定回路３０の故障判定手法は、第１回路に
対する故障判定回路２８の故障判定手法とは類似の手法
であり、第１比較信号と第１制御信号とを比較する代わ
りに、第２比較信号と第２制御信号とを比較する点が異
なる。

【００８６】まず、タイマ４６を用いる第１故障判定手
法を以下に説明する。

【００８７】第１故障判定手法では、故障判定回路２
８，３０は、制御信号と比較信号との信号レベルの変化
パターンを比較するためのパラメータとして、第１およ
び第２比較信号のハイレベルの継続時間Ｗａ，Ｗｂと第
１および第２制御信号のハイレベルの保持時間Ｗ１２，
Ｗ１５と用いる。また、第１および第２比較信号のロー
レベルの継続時間と第１および第２制御信号のローレベ
ルの保持時間Ｗ１３，Ｗ１４とを用いるようにしてもよ
い。

【００８８】継続時間Ｗａ，Ｗｂは、タイマ４６，６２
によってそれぞれ計時される。タイマ４６，６２は、具
体的には、たとえば第１および第２比較信号のパルスの
立上がりおよび立下がりを検出する検出手段を有し、検
出手段がパルスの立上がりを検出すると継続時間Ｗａ、
Ｗｂの計時動作を開始し、検出手段がパルスの立下がり
を検出すると計時動作を停止する。このようにタイマ４
６，６２は、第１および第２比較信号が少なくとも１つ
のパルスをそれぞれ有するときに、そのパルスのパルス
幅である継続時間Ｗａ，Ｗｂを計時する。

【００８９】コイルＬ１１と切換回路１９とを含む第１
回路を例とすると、第１回路および第２回路の正常作動
時には、上述の図４（１），（４）から、継続時間Ｗａ
は継続時間Ｗ１８であって、継続時間Ｗａと第１制御信
号の保持時間Ｗ１２とは一致することが解る。また、第
２回路の正常作動時であって切換回路１９の断線故障時
には、図４（１），（６）から、継続時間Ｗａは継続時
間Ｗ２３であって、継続時間Ｗａと保持時間Ｗ１２とは
一致しないことが解る。さらにまた、切換回路１９の短
絡故障時およびコイルＬ１１の断線故障時には、図４
（１），（８）から、第１比較信号にパルスが存在しな
いことが解る。この場合、タイマ４６の検出手段がパル
スの立上がりおよび立下がりを検出しないので、タイマ
４６は時間を計時しない。このとき、継続時間Ｗａは、
タイマ４６の初期値である０秒である。

【００９０】図５は、制御回路２１の信号生成回路２２
および故障判定回路２８で実施される第１回路の第１故
障判定手法を説明するためのフローチャートである。

【００９１】内燃機関２４のアイドル状態の保持動作が
開始されると、ステップａ１からステップａ２に進む。
ステップａ２では、信号生成回路２２は、内燃機関制御
回路２５から与えられる流量制御弁１３の所望弁開度を
参照して、所望弁開度に対応するデューティ比を演算し
て求める。

【００９２】次いでステップａ３では、信号生成回路２
２は、求めたデューティ比で信号レベルが変化するよう
な第１制御信号を生成して、切換回路１９およびＮＯＴ
回路２６に与える。ＮＯＴ回路２６は、第１制御信号が
与えられると、その位相を反転させて第２制御信号を生
成し、切換回路２０に与える。この第１および第２制御
信号は、前述の図４（１），（２）に示すデューティ比
の信号であるとする。これによって、上述のコイルＬ１
１，Ｌ１２は、一方のコイルが励磁するときに他方のコ
イルが消磁されるような挙動を、励磁するコイルを交互
に切換えて繰返す。このとき第１回路は、故障の有無に
対応して図４（３），（５）のいずれかの第１電気信号
をそれぞれ比較回路２７に導出する。比較回路２７は、
図４（４），（６）のいずれかの第１比較信号を故障判
定回路２８のタイマ４６に導出する。

【００９３】次いで、ステップａ４では、故障判定回路
２８のタイマ４６が、上述の手法で第１比較信号のハイ
レベルの継続時間Ｗａを計時する。この継続時間Ｗａ
は、継続時間信号として、判定回路４９に与えられる。
続いて、ステップａ５では、判定回路４９において、第
１比較信号のハイレベルの継続時間Ｗａが、第１制御信
号のハイレベルの保持時間Ｗ１２と一致するか否かが判
定される。第１制御信号の保持時間Ｗ１２は、第１制御
信号から直接求められる。また、第１制御信号の保持時
間Ｗ１２は、ステップａ２で信号生成回路２２において
演算される第１制御信号のデューティ比から求めてもよ
い。

【００９４】ステップａ５では、継続時間Ｗａが保持時
間Ｗ１２と一致するときだけ、ステップａ５からステッ
プａ６に進み、上述の第１回路に故障がなく、正常作動
中であると判定する。また継続時間Ｗａが保持時間Ｗ１
２と一致しないとき、ステップａ５からステップａ７に
進み、第１回路に故障があり、異常作動中であると判定
する。ステップａ６，ａ７では、判定回路４９は、第１
回路の故障の有無の判定結果を表す判定信号をそれぞれ
生成して、内燃機関制御回路２５に導出する。またステ
ップａ７では、判定回路４９はいわゆるダイアグノーシ
ス動作のための後述の故障箇所判定動作を実施してもよ
い。判定信号導出後、正常作動中であるときはステップ
ａ６からステップａ２に戻り、故障判定動作を続行す
る。また異常作動中であるときには、ステップａ７から
ステップａ８に進み、で当該フローチャートの処理動作
を終了する。

【００９５】上述の第１回路の故障箇所判定動作の手法
を以下に説明する。この故障箇所判定手法は、前述の継
続時間Ｗａを用い、第１回路に対して個別的に実施され
る。前述したように、第１回路内の故障箇所が異なると
き、比較回路２７からの第１比較信号の信号レベル変化
の挙動が異なるので、ハイレベルの継続時間Ｗａの値が
異なる。具体的には、切換回路１９の断線故障時には継
続時間Ｗａは時間Ｗ２３であり、コイルＬ１１の断線故
障時および切換回路１９の短絡故障時には継続時間Ｗａ
は時間０秒である。したがって、この継続時間Ｗａの長
さを判定することによって、継続時間Ｗａから第１回路
の故障箇所を判別することができる。

【００９６】図６は、上述の故障箇所判定手法を説明す
るためのフローチャートである。図５のフローチャート
でステップａ５からステップａ７に至ると、ステップｃ
１からステップｃ２に進む。

【００９７】ステップｃ２では、継続時間Ｗａが切換回
路１９の断線故障時の継続時間Ｗ２３未満であってコイ
ルＬ１１の断線故障時の継続時間以上の予め定める時間
以上であるか否かが判定される。本実施形態では、具体
的には、継続時間Ｗａが時間０秒と一致するか否かが判
定される。一致するときには、ステップｃ２からステッ
プｃ３に進み、第１回路の故障がコイルＬ１１の断線故
障または切換回路１９の短絡故障であると判定する。一
致しないときはステップｃ２からステップｃ４に進み、
第１回路の故障が切換回路１９の断線故障であると判定
する。ステップｃ３，ｃ４では、判定した故障箇所およ
び故障理由を、たとえば判定回路４９内に設けられるメ
モリにストアする。上述の判定動作が終了すると、ステ
ップｃ３，ｃ４からステップｃ５にそれぞれ進み、当該
フローチャートの処理動作を終了する。

【００９８】これによって、第１回路に故障があると
き、その故障箇所および故障理由をタイマ４６からの比
較信号の継続時間Ｗａから判定することができる。また
これら故障箇所および故障理由をメモリにストアしてお
くと、故障後に流量制御装置１１を修理するとき、メモ
リのストア内容を読出すだけで故障箇所および故障理由
を知ることができる。ゆえに、修理時に再度流量制御装
置１１を作動させて故障箇所および故障理由を判定する
動作を省略することができるので、修理時の故障判定の
手間がなくなる。

【００９９】第２回路の第１故障判定手法は、第１回路
の第１故障判定手法と比較して、継続時間Ｗａと保持時
間Ｗ１２とが継続時間Ｗｂと保持時間Ｗ１５とに置換え
られる点だけが異なり、他の挙動は同一であるので、説
明は省略する。また第２制御信号の保持時間Ｗ１５は、
判定回路６３に導入される第２制御信号から直接求めて
も良く、また第１制御信号のローレベルの保持時間Ｗ１
３と同一であるので上述の第１制御信号のデューティ比
から求めてもよい。さらに、第２回路の故障箇所判定手
法もまた、第１回路の故障箇所判定手法とに比較して、
継続時間Ｗａと保持時間Ｗ１２とが継続時間Ｗｂと保持
時間Ｗ１５とに置換えられる点だけが異なり、他の挙動
は同一であるので、説明は省略する。

【０１００】このような手法の第１回路および第２回路
の第１故障判定動作が、制御回路２１でたとえば並列し
て実施される。これによって、タイマ４６，６２を用い
て、流量制御装置１１の第１回路および第２回路の故障
の有無を個別的に判定することができる。

【０１０１】内燃機関制御回路２５は、各判定回路４
９，６３からの判定信号に応答して、流量制御装置１１
全体の故障の有無を判定する。両判定回路４９，６３か
らの判定信号が共に故障がないことを表すときだけ、上
述の第１回路および第２回路の両方に故障がないので、
内燃機関制御回路２５は流量制御装置１１が正常作動中
であると判定する。流量制御装置１１が正常作動すると
き、流量制御弁１３の弁開度は内燃機関制御回路２５か
らの所望弁開度となるように制御される。このとき内燃
機関制御回路２５は、そのまま内燃機関２４のアイドル
状態の維持動作を続行する。

【０１０２】逆に、各判定回路４９，６３からの判定信
号のうち、少なくとも一方の判定信号が故障があること
を示すときには、上述の第１回路および第２回路の少な
くとも一方に故障があるので、内燃機関制御装置２５は
流量制御装置１１が異常作動する可能性があると判定す
る。流量制御装置１１が異常作動するとき、流量制御弁
１３の弁開度は、内燃機関制御回路２５からの所望弁開
度よりも増大または減少するので、内燃機関２４がアイ
ドル状態を維持することが困難になる。このときには、
内燃機関制御回路２５はフェールセーフ動作を実施し
て、内燃機関２４のトルクが減少させる。

【０１０３】流量制御装置１１の異常作動時のフェール
セーフ動作を以下に説明する。

【０１０４】上述の内燃機関２４は、流量制御装置１１
が故障するとき、第１および第２回路のいずれが故障す
るかによって、故障後の挙動が異なる。たとえば、流量
制御弁１３の弁体を弁開度を増加させる方向に変位させ
るコイルＬ１１を含む第１回路回路が正常作動して、弁
開度を減少させる方向に弁体１５を変位させるコイルＬ
１２を含む第２回路だけが故障するとき、電磁石装置１
７は流量制御弁１３の弁開度が増加する方向だけに弁体
１５を変位させる。ゆえに内燃機関２４および流量制御
装置１１をそのまま作動させ続けると、流量制御弁１３
の弁開度が所望弁開度よりも増加し、たとえば流量制御
弁１３の予め定める最大弁開度になる。このとき、内燃
機関２４にオーバランと称される吹上がりが生じ、内燃
機関２４がアイドル状態を保つことができなくなること
がある。また逆に、第１回路だけが故障して第２回路が
正常作動するときは、電磁石装置１７は流量制御弁１３
の弁開度が減少する方向だけに弁体１５を変位させるの
で、そのまま作動させ続けると、流量制御弁１３の弁開
度が所望弁開度よりも減少し、たとえば流量制御弁の予
め定める最小弁開度になる。このとき内燃機関２４の回
転数が順次減少し、停止することがある。これらのこと
から、内燃機関制御回路２５は、流量制御装置１１内の
故障する回路に対応して、フェールセーフ動作を実施す
る。

【０１０５】図７は、上述のフェールセーフ動作を説明
するためのフローチャートである。内燃機関制御装置２
５における上述の流量制御装置１１の故障判定動作内
で、第１回路および第２回路のいずれかに故障があると
判定されると、ステップｂ１からステップｂ２に進む。

【０１０６】ステップｂ２では、第１回路および第２回
路のうち、流量制御弁１３の弁開度を減少させる方向に
弁体１５を変位させるコイルを含む回路、本実施形態で
は第２回路が故障しているか否かを判定する。この判定
動作は、具体的には、上述の判定回路４９，６３からの
判定信号に応答して、判定回路４９，６３のいずれから
の判定信号が故障があることを表しているかを判定する
ことで実施される。第２回路だけが故障するとき、およ
び第１回路および第２回路の両方が故障するときにはス
テップｂ２からステップｂ３に進み、第１回路だけが故
障するときにはステップｂ２からステップｂ４に進む。

【０１０７】ステップｂ３では、内燃機関制御回路２５
は、内燃機関２４のトルクが小さくなるように、内燃機
関２４の作動状態を制御する。具体的には、内燃機関制
御回路２５は、内燃機関２４の現在の作動状態に拘わら
ず、内燃機関２４内の混合気への点火時期をアイドル状
態に対応する基本の点火時期から予め定める最大遅角値
だけ遅角させる。これによって、内燃機関の２４の回転
数がアイドル状態に対応するアイドル回転数よりも低下
し、トルクが減少する。したがって、内燃機関２４は最
終的に停止する。また内燃機関制御回路２５は、たとえ
ば車両のインストルメントパネルに設置されるような警
告灯を点灯させて、流量制御装置１１に故障があること
を車両の乗車者に提示する。

【０１０８】また、ステップｂ４では、内燃機関制御回
路２５は、上述の警告灯を点灯させて、流量制御装置１
１に故障があることを車両の乗車者に提示する。ステッ
プｂ３，ｂ４での処理動作が終了すると、ステップｂ
３，ｂ４からそれぞれステップｂ５に進み、当該フロー
チャートの処理動作を終了する。

【０１０９】これによって、流量制御装置１１の第２回
路の故障時に、内燃機関２４がアイドル状態を越えて作
動することを防止することができる。したがって、内燃
機関２４の吹上がり、および車両の急発進であるような
不都合が発生することを防止することができる。また、
第１回路および第２回路のいずれの故障時にも、流量制
御装置１１に故障があることを乗車者に提示することが
できる。

【０１１０】続いて、第２故障判定手法を以下に詳細に
説明する。

【０１１１】第２故障判定手法では、故障判定回路２
８，３０は、制御信号と比較信号との信号レベルの変化
パターンを比較するためのパラメータとして、単一信号
周期Ｗ１１内の第１および第２比較信号のパルスの立下
がりおよび立上がりタイミングを用いる。

【０１１２】コイルＬ１１と切換回路１９とを含む第１
回路を例とすると、第１および第２回路の正常作動時に
は、図４（１），（４）に示すように、第１比較信号の
パルスの立下がりタイミングは、第１制御信号のパルス
の立下がりタイミングである時刻ｔ１２と一致する。ま
た、第２回路が正常作動する場合であって切換回路１９
の断線故障時には、図４（１），（６）に示すように、
第１比較信号のパルスの立下がりタイミングである時刻
ｔ１４は、前述の時刻ｔ１２よりも早い。さらにまた、
コイルＬ１１の断線故障時には、図４（１），（８）に
示すように、第１比較信号は常にハイレベルを保つの
で、パルスの立下がりが存在しない。このように、正常
作動時と故障時とは、第１比較信号の信号レベルの変化
タイミングが異なる。第２故障判定手法では、この変化
タイミングの差異を、時刻ｔ１２近傍の判定期間Ｗ２６
内でのパルスの立下がりの有無から検出する。

【０１１３】判定期間Ｗ２６は、第１制御信号のパルス
立下がりタイミングから遡航時間Ｗ２７だけ遡ったタイ
ミングである時刻ｔ１５から、信号周期Ｗ１１の終了タ
イミングである時刻ｔ１３までの期間である。この遡航
時間Ｗ２７は、判定期間Ｗ２６の開始タイミングである
時刻ｔ１５が、切換回路２７の断線故障時の第１比較信
号のパルスの立下がりタイミングである時刻ｔ１４より
も時間軸上で遅くなるように設定される。

【０１１４】この遡航時間Ｗ２７は、たとえば第１制御
信号のデューティ比に対応して、デューティ比を変更す
るたびに定められる。また遡航時間Ｗ２７は、上述の条
件を満たすように実験的に定められた固定の時間であっ
てもよい。固定の遡航時間Ｗ２７は、たとえば第１制御
信号のデューティ比が最小のときに、上述の条件を満た
すように決定される。このように固定の遡航時間Ｗ２７
を決定すると、デューティ比が最小のデューティ比より
も増加するときでも、時刻ｔ１５が時刻ｔ１４よりも時
間軸上で遅いタイミングになる。以下の説明では、遡航
時間Ｗ２７は固定の時間であるとする。

【０１１５】上述の第１比較信号のパルスの立下がりタ
イミングは、ラッチ検出回路４７によって検出される。
ラッチ検出回路４７は前述したようにフリップフロップ
回路で実現される。ラッチ検出回路４７のＱ端子からの
ラッチ検出信号は値０，１のいずれかを取る２値信号で
あり、初期状態では値０である。初期状態のラッチ検出
回路４７は、Ｒ端子に与えられる第１制御信号にパルス
の立下がりがあると、回路４７がセット状態になり、ラ
ッチ検出信号の値は値１になる。ラッチ検出回路４７の
初期状態からセット状態への切換えは、後述の故障判定
動作とは独立に、回路４７の機械的動作として実施され
る。

【０１１６】図８は、上述の第１回路の第２故障判定手
法を説明するためのフローチャートである。

【０１１７】内燃機関のアイドル状態の保持動作が開始
されると、ラッチ検出回路４７を初期状態に戻した後、
ステップｄ１からステップｄ２に進む。ステップｄ２で
は、信号生成回路２２は、第１制御信号のデューティ比
を演算して求める。ステップｄ２の動作は、図５のフロ
ーチャートのステップａ２での動作と同一である。次い
で、ステップｄ３〜ｄ７で、第１および第２制御信号の
生成動作と、パルスの立下がりの検出動作とを疑似的に
並列して実施する。第１および第２制御信号の生成動作
は、図５のフローチャートのステップａ３の動作と同一
である。また、前述のラッチ検出回路４７の初期状態か
らセット状態への切換動作は、ステップｄ３〜ｄ７の処
理動作の実施中に、該処理動作とは独立して実施され
る。

【０１１８】具体的には、まず、時刻ｔ１１においてス
テップｄ３に進み、第１制御信号の生成動作として、信
号生成回路２２は導出中の第１制御信号の信号レベルを
ローレベルからハイレベルに切換える。これによって、
ＮＯＴ回路２６からの第２制御信号の信号レベルが、ハ
イレベルからローレベルに切換えられる。以後図面で
は、第１制御信号を「Ｓ１」、第２制御信号を「Ｓ２」
と表す。

【０１１９】続いて、ステップｄ４で、立下がりの検出
動作として、判定回路４９内に備えられるタイマが、時
刻ｔ１１から計時時間Ｗ２８の計時を開始する。計時時
間Ｗ２８は、時刻ｔ１１から前述の判定期間Ｗ２６の開
始タイミングである時刻ｔ１５までの時間であり、第１
制御信号のハイレベルの保持時間Ｗ１２から前述の遡航
時間Ｗ２７を減算して得られる。時刻ｔ１５は、時刻ｔ
１２から遡航時間Ｗ２７だけ遡った時刻であるが、実際
の第２故障判定動作時には、時刻ｔ１１から上述の計時
時間Ｗ２８を計時して求める。計時時間Ｗ２８は、たと
えば判定回路４９において、第１制御信号のデューティ
比から保持時間Ｗ１２を求め、さらに保持時間Ｗ１２か
ら遡航時間Ｗ２７を減算することによって求められる。
計時時間Ｗ２８の計時が終了し、時刻ｔ１５に至るとス
テップｄ５に進む。

【０１２０】ステップｄ５では、判定回路４９は、ラッ
チ検出回路４７のＳ端子に、値１の２値信号であるよう
なリセット信号を与えて、ラッチ検出回路４７を初期状
態に戻す。たとえば第１回路の切換回路１９の断線故障
時には、既にラッチ検出回路４７はセット状態である
が、時刻ｔ１５で初期状態に戻される。また、第１回路
および第２回路の正常作動時ならびにコイルＬ１１の断
線故障時には、時刻ｔ１５でラッチ検出回路２７は初期
状態を保つので、そのまま初期状態を保たせる。時刻ｔ
１５以後、第１回路および第２回路の正常作動時には、
ラッチ検出回路４７はたとえば時刻ｔ１２でセット状態
に切換わる。

【０１２１】続いて、時刻ｔ１２においてステップｄ６
に進み、第１制御信号の導出動作として、信号生成回路
２２は導出中の第１制御信号の信号レベルをハイレベル
からローレベルに切換える。これによって、ＮＯＴ回路
２６からの第２制御信号の信号レベルがローレベルから
ハイレベルに切換えられる。さらに時刻ｔ１３において
ステップｄ７に進み、信号生成回路２２は導出中の第１
制御信号の信号レベルをローレベルからハイレベルに切
換える。これによってＮＯＴ回路２６からの第２制御信
号の信号レベルがハイレベルからローレベルに切換えら
れる。これによって、ステップｄ３で開始された信号周
期Ｗ１１内の第１および第２制御信号の導出が終了し、
次の信号周期Ｗ１１の第１および第２制御信号の導出に
移る。時刻ｔ１３以後、ステップｄ８に進む。

【０１２２】ステップｄ８では、判定回路４９におい
て、ラッチ検出回路４７が前述のセット状態であるか否
かを判定する。この判定動作は、具体的に、ラッチ検出
回路４７のＱ端子からのラッチ検出信号の値が値１であ
るか否かを判定することで実施される。時刻ｔ１５でラ
ッチ検出回路４７が一旦初期状態に戻されているので、
時刻ｔ１３以後のステップｄ８の判定の時点では、判定
期間Ｗ２６内に第１制御信号にパルスの立下がりがある
ときだけ、すなわち正常作動時だけ、ラッチ検出回路４
７がセットされる。

【０１２３】判定回路４９は、ラッチ検出回路４７がセ
ット状態であるときだけ、ステップｄ８からステップｄ
９に進み、上述の第１回路に故障がなく正常作動中であ
るとと判定する。また、回路４７がリセット状態である
ときには、ステップｄ８からステップｄ１０に進み、第
１回路に故障があり、異常作動中であると判定する。ス
テップｄ９，ｄ１０では、判定回路４９は、第１回路の
故障の有無の判定結果を表す判定信号をそれぞれ生成し
て、内燃機関制御回路２５に導出する。ステップｄ９，
ｄ１０の各動作は、図５のフローチャートのステップａ
６，ａ７の動作と同一である。判定信号導出後、正常作
動中であるときは、ラッチ検出回路４８を初期状態に戻
してステップｄ９からステップｄ２に戻り、故障判定動
作を続行する。また異常作動中であるときには、ステッ
プｄ１０からステップｄ１１に進み、で当該フローチャ
ートの処理動作を終了する。この一連の判定動作によっ
て、第１比較信号のパルスの立下がりタイミングから、
第１回路の故障の有無を判定することができる。

【０１２４】第２回路の第２故障判定手法は、第１回路
の第２故障判定手法と類似する手法であり、ラッチ検出
回路６４が単一信号周期Ｗ１１内で第２比較信号のパル
スの立上がりを検出する点が異なり、他の挙動は等しい
ので、説明は省略する。

【０１２５】このような手法の第２故障判定動作が、第
１回路および第２回路それぞれに対して並列して個別的
に実施される。内燃機関制御回路２５には、故障判定回
路２８，３０の各判定回路から判定信号が与えられる。
内燃機関制御回路２５は、各判定回路４９，６３からの
判定信号に応答して、流量制御装置１１の故障の有無を
判定し、故障が第１回路および第２回路のいずれにある
か対応して、フェールセーフ動作を実施する。内燃機関
制御回路２５の流量制御装置１１の故障判定動作および
フェールセーフ動作は、第１および第２回路に故障判定
動作に上述の第１故障判定手法を用いたときの回路２５
の故障判定動作およびフェールセーフ動作と同一である
ので、説明は省略する。

【０１２６】このような動作によって、ラッチ検出回路
４７，６４を用いて、流量制御装置の第１回路および第
２回路の故障の有無を判定することができる。

【０１２７】続いて、第３故障判定手法を以下に詳細に
説明する。

【０１２８】第３故障判定手法では、第１および第２制
御信号のいずれか一方の導出を一時的に停止させて、そ
のときの第１および第２比較信号のいずれか一方の信号
レベルの変化パターンと第１および第２制御信号のいず
れか一方の信号レベルの変化パターンとを比較して、故
障の有無を判定する。変化パターンを比較するためのパ
ラメータには、第１および第２比較信号のパルスの立下
がりタイミングを用いる。

【０１２９】図９は、第３故障判定手法における流量制
御装置の各回路の挙動を説明するための波形図である、
図９の波形図の単一信号周期Ｗ１１内の各信号の挙動
は、図４の波形図に表す各信号の挙動と等しく、同一の
点には同一の符号を付し、説明は省略する。また図９で
は複数の信号周期Ｗ１１にわたって信号波形が表される
が、図９で表される複数周期間の第１および第２制御信
号のデューティ比は、特に指定しない限り最初の周期と
等しいものと仮定する。第３故障判定手法は、図９の波
形図で４番目の信号周期Ｗ１１間に実施される。

【０１３０】第１回路に対して第３故障判定手法を用い
る故障判定動作を実施するとき、第１制御信号は図９
（２）に示すように、検査期間Ｗ３０内で常にローレベ
ルを保つ。検査期間Ｗ３０は、本実施形態では信号周期
Ｗ１１と等しい。このとき、第２制御信号の信号レベル
は、図９（１）に示すように、信号生成回路２２で決定
されるデューティ比の矩形パルス信号となるようにレベ
ル変化する。

【０１３１】第１回路が正常作動するとき、第１電気信
号の信号レベルは第１制御信号の信号レベルに対応して
変化するので、図９（３）に示すように、検査期間Ｗ３
０内で常にハイレベルを保つ。したがって、第１比較信
号の信号レベルは、図９（４）に示すように、検査期間
Ｗ３０内で常にローレベルを保つ。また、切換回路１９
の断線故障時には、第１電気信号の信号レベルはコイル
Ｌ１１，Ｌ１２の相互誘導に起因する誘導電流によって
変動するので、第２制御信号の信号レベルに対応して、
図９（５）の実線７１に示すように、検査期間Ｗ３０内
で変動する。この検査期間Ｗ３０内の第１電気信号の挙
動は、図４（５）に示す切換回路１９の断線故障時の第
１電気信号の挙動と等しい。したがって、第１比較信号
は、図９（６）の実線７２に示すように、検査期間Ｗ３
０内に矩形パルスが発生するような信号である。さら
に、コイルＬ１１の断線故障時には、図９（５）の２点
鎖線７３に示すように、第１電気信号の信号レベルは常
にローレベルを保つ。したがって、第１比較信号の信号
レベルは、図９（６）の２点鎖線７４に示すように、検
査期間Ｗ３０内で常にハイレベルを保つ。

【０１３２】このように、検査期間Ｗ３０内の第１比較
信号の信号レベルの挙動は、正常作動時と故障時とで異
なる。第３故障判定手法では、このレベル変化の挙動の
差異を、検査期間Ｗ３０内でのパルスの立下がりの有無
と、検査期間Ｗ３０内での第１比較信号の信号レベルか
ら検出する。

【０１３３】図１０は、上述の第１回路の第３故障判定
手法を説明するためのフローチャートである。図１０の
フローチャートは図８のフローチャートに類似のもので
あり、同一の動作を行うステップの詳細な説明は省略す
る。

【０１３４】内燃機関２４のアイドル状態の維持動作が
開始されると、ステップｅ１からステップｅ２に進む。
ステップｅ２では、信号生成回路２２は、第１制御信号
のデューティ比を演算して求める。ステップｅ２の詳細
な動作は、図８のフローチャートのステップｄ２の動作
と同一である。次いで、ステップｅ３では、ラッチ検出
回路４７に前述のリセット信号を与えて、ラッチ検出回
路４７を初期状態に戻す。ラッチ検出回路４７の詳細な
挙動は第２故障判定手法で説明した挙動と等しい。また
ステップｅ３の動作は、図８のステップｄ５の動作と等
しい。

【０１３５】ステップｅ４〜ｅ６では、第１および第２
制御信号の導出動作を行う。これらステップでは、信号
生成回路２２は第１制御信号を導出し続けるが、判定回
路４９は切換スイッチＳＷ１を遮断状態に切換えるの
で、切換回路１９には第１制御信号が与えられない。ゆ
えに、切換回路１９のトランジスタＴ１１は、常にオフ
状態を保つ。また、第１制御信号はＮＯＴ回路２６に与
えられるので、第２制御信号が生成される。このとき判
定回路６３は切換スイッチＳＷ２を導通状態に保つの
で、第２制御信号は切換回路２０に与えられる。また上
述の信号生成回路２２およびＮＯＴ回路２６の組合わせ
に代わって、第１および第２制御信号を個別に生成する
レジスタであるような一対の信号発生回路を準備し、切
換スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を切換えるかわりに、
各信号発生回路からの信号生成動作を個別的に停止させ
るようにしてもよい。切換スイッチＳＷ１と抵抗Ｒ２，
Ｒ３と電源ライン４１とは第１回路の強制手段を構成す
る。

【０１３６】具体的には、まず、時刻ｔ１１においてス
テップｅ４に進み、信号生成回路２２は導出中の第１制
御信号の信号レベルをローレベルからハイレベルに切換
える。同時に判定回路４９は切換スイッチＳＷ１を遮断
状態とし、判定回路６３は切換スイッチＳＷ２を導通状
態のまま保つ。これによって、切換回路２０に与えられ
る第２制御信号の信号レベルは、ハイレベルからローレ
ベルに切換られる。また切換スイッチＳＷ１よりも信号
流れ下流側の切換回路１９に与えられる第１制御信号の
信号レベルは、信号生成回路２２からの第１制御信号の
信号レベルに拘わらず、ローレベルに保たれる。

【０１３７】続いて、時刻ｔ１２においてステップｅ５
に進み、信号生成回路２２は導出中の第１制御信号の信
号レベルをハイレベルからローレベルに切換える。この
とき、切換スイッチＳＷ１，ＳＷ２は遮断状態および導
通状態のままそれぞれ保たれるので、切換回路１９に与
えられる第１制御信号はローレベルを保ち、切換回路２
０に与えられる第２制御信号の信号レベルだけがローレ
ベルからハイレベルに切換られる。

【０１３８】続いて、時刻ｔ１３においてステップｅ６
に進み、信号生成回路２２は導出中の第１制御信号の信
号レベルをローレベルからハイレベルに切換える。切換
スイッチＳＷ２は導通状体のまま保たれるので、ＮＯＴ
回路２６からの第２制御信号がそのまま切換回路２０に
与えられる。また、ステップｅ６では、切換スイッチＳ
Ｗ１が導通状態に切換えられるので、以後信号生成回路
２２からの第１制御信号が切換回路１９に与えられる。
これら一連の動作によって、図９（２），（１）に示す
ような検査期間Ｗ３０内の第１および第２制御信号が導
出される。

【０１３９】次いで、ステップｅ７では、判定回路４９
において、ラッチ検出回路４７が前述のセット状態であ
るか否かを判定する。この判定動作は、図８のフローチ
ャートのステップｄ８の動作と同一である。第３故障判
定手法では、ラッチ検出回路４７が検査期間Ｗ３０の開
始前に一旦初期状態に戻されているので、ステップｄ８
の判定の時点では、検査期間Ｗ３０内に第１比較信号に
パルスの立下がりがあるときだけ、すなわち切換回路１
９の断線故障時だけ、ラッチ検出回路４７がセットされ
る。判定回路４９は、ラッチ検出回路４７がリセット状
態であるときだけ、ステップｅ７からステップｅ８に進
む。

【０１４０】ステップｅ８では、判定回路４９は、断線
判定回路４８において判定される第１比較信号の信号レ
ベルのレベル弁別結果から、第１比較信号が検査期間Ｗ
３０内で常にローレベルを保つか否か、すなわち第１電
気信号の信号レベルＶが検査期間Ｗ３０内で常に基準レ
ベルＶｒｅｆ未満であるか否かを判定する。

【０１４１】断線判定回路４８における上述の判定動作
は、直接第１電気信号を導入して基準レベル以下の新た
な弁別レベルに対して新たにレベル弁別する動作で実現
されてもよく、比較回路２７からの第１比較信号の信号
レベルが、常にハイレベルを保つか否かを判定するよう
にしてもよい。前述したように、第１電気信号の信号レ
ベルが最小レベルＶＬを常に保つとき、第１回路にはコ
イルＬ１１の断線故障が生じている。ステップｅ８で
は、このコイルＬ１１の断線故障を検出するために行わ
れる。

【０１４２】ステップｅ７でラッチ検出回路４７がリセ
ット状態であるときでかつステップｅ８で第１電気信号
の信号レベルＶが弁別レベルＶｒｅｆ未満であるとき、
ステップｅ９に進み、上述の第１回路に故障がなく正常
作動中であるとと判定する。また、回路４７がセット状
態であるとき、または第１電気信号の信号レベルが弁別
レベル以上であるときには、ステップｅ７，ｅ８からそ
れぞれステップｅ１０に進み、第１回路に故障があり、
異常作動中であると判定する。ステップｅ９，ｅ１０で
は、判定回路４９は、各回路の故障の有無の判定を表す
判定信号を内燃機関制御回路２５に導出する。ステップ
ｅ９，ｅ１０の詳細な動作はステップｅｄ９，ｄ１０と
同一である。

【０１４３】判定信号導出後、正常作動中であるとき
は、ステップｅ９からステップｅ２に戻り、故障判定動
作を続行する。また異常作動中であるときには、ステッ
プｅ１０からステップｅ１１に進み、当該フローチャー
トの処理動作を終了する。この一連の判定動作によっ
て、第１回路の故障の有無を判定することができる。

【０１４４】第２回路の第２故障判定手法は、第１回路
の第２故障判定手法と類似する手法であり、ステップｅ
４〜ｅ６の信号の導出動作で切換スイッチＳＷ１，ＳＷ
２が導通状態および遮断状態にそれぞれ保たれる点と、
ラッチ検出回路６４が単一信号周期Ｗ１１内で第２比較
信号のパルスの立上がりを検出する点が異なり、他の挙
動は等しいので、説明は省略する。

【０１４５】このような故障判定動作が、第１回路およ
び第２回路のそれぞれに対して交互に実施される。第１
回路の第３故障判定動作と第２回路の第３故障判定動作
とは、予め定める時間間隔を空けて交互に実施される。
この時間間隔は、第１および第２制御信号の制御回路２
１からの導出をそれぞれ停止させることによって、流量
制御弁１３自体の動作に影響が及ばない程度の時間間隔
に設定される。この時間間隔は、たとえば、連続する２
回の第１回路の第３故障判定動作間の時間間隔が、連続
する第１および第２回路の各第３故障判定動作間の時間
間隔の２倍となるように設定される。具体的には、或る
回の第１回路の第３故障判定動作から次回の第１回路の
第３故障判定動作までの時間間隔は、約２０秒であり、
或る回の第１回路の第３故障判定動作から続く回の第２
回路の第３故障判定動作までの時間間隔は、約１０秒で
ある。

【０１４６】内燃機関制御回路２５には、各回の第３故
障判定動作毎に、故障判定回路２８，３０のいずれか一
方の各判定回路から判定信号が与えられる。内燃機関制
御回路２５は、各判定回路４９，６３からの判定信号に
応答して、たとえば連続して与えられる両判定回路４
９，６３からの判定信号が共に故障がないことを表すと
きだけ、流量制御装置１１が正常作動中であると判定す
る。このとき、内燃機関制御回路２５は、そのままアイ
ドル状態の維持動作を続行する。

【０１４７】また、判定回路４９，６３のいずれか一方
から、故障があることを表す判定信号が与えられると
き、流量制御装置１１が異常作動中であると判定する。
このとき、内燃機関制御回路２５は図７のフローチャー
トで示す動作と同一のフェールセーフ動作を実施する。
これら動作を行うと、流量制御装置１１の故障判定動作
の処理動作を終了する。このような動作によって、ラッ
チ検出回路４７，６４を用いて、流量制御装置の第１回
路および第２回路の故障の有無を判定することができ
る。

【０１４８】また、この第３故障判定手法において、ス
テップｅ７のラッチ検出回路４７を用いるパルスの立上
がりの有無の検出に変わって、第１電気信号のレベル弁
別手段を設け、検出期間Ｗ３０内で第１比較信号の信号
レベルが少なくとも１回弁別レベルＶｒｅｆ以上になる
か否かを判定することで行ってもよい。このとき、判定
回路４６は、少なくとも１回だけ第１電気信号の信号レ
ベルが弁別レベルＶｒｅｆ以上になるとき、ステップｅ
１０に進み、故障があり異常作動中であると判定する。
この手法を用いると、切換回路１９の断線故障とコイル
Ｌ１１の断線故障とを同時に検出することができる。

【０１４９】本実施形態の流量制御装置１１は、上述し
た第１〜第３故障判定手法のうちの少なくとも１つの手
法を用いて、第１回路および第２回路の故障の有無を検
出する。このため、故障判定回路２８，３０は、実施す
る故障判定手法に関連する回路だけを含み、実施しない
故障判定手法の回路を削除してもよい。

【０１５０】また、流量制御装置１１は、それぞれ第１
回路および第２回路のいずれか一方だけの故障の有無を
判定するための構造を有していてもよい。そのとき、比
較回路２７，２９と故障判定回路２８，３０とは、それ
ぞれ故障を検出すべき回路に応じて、いずれか一方だけ
が準備される。たとえば、第１回路だけの故障の有無を
判定する構造の流量制御装置では、比較回路２７と故障
判定回路２８とが準備され、比較回路２９と故障判定回
路３０とは削除される。また逆に、第２回路だけの故障
の有無を判定する構造の流量制御装置では、比較回路２
９と故障判定回路３０とが準備され、比較回路２７と故
障判定回路２９とは削除されてもよい。

【０１５１】さらにまた、本発明の電磁石装置１７、な
らびに、切換回路１９，２０、比較回路２７，２９およ
び制御回路２１を含む故障判定装置は、流量制御弁１３
以外の他の弁装置に取付けられてもよい。たとえば、前
述した内燃機関２４に燃料を供給するための燃料噴射弁
１０３を含む燃料噴射装置に取付けられてもよい。

【０１５２】燃料噴射装置の燃料噴射弁１０３は、たと
えば図１で示すように内燃機関２４への吸入管路１０１
のうち、スロットル弁１０２よりも空気流れ下流側の部
分に設けられる。この燃料噴射弁１０３の構造は、上述
の流量制御弁１３の構造と類似し、弁体が燃料槽と吸入
管路１０１とを接続する燃料供給管路１０８内に設置さ
れる点が異なり、他の構造は等しい。また燃料噴射弁１
０３は、内燃機関２４のシリンダ内に直接燃料を供給す
る構造であってもよい。この弁体は上述の電磁石装置１
７によって、流量制御弁１３の弁体１５と同様に変位さ
れる。電磁石装置のコイルＬ１１，Ｌ１２を制御するた
めの第１および第２制御信号のデューティ比は、内燃機
関２４に吸入される混合気体の空燃比が理想空燃比とな
るように、内燃機関２４の現在の作動状態と理想の作動
状態とによって決定される。コイルＬ１１を含む第１回
路とコイルＬ１２を含む第２回路の故障判定動作は、上
述の第１〜第３故障判定手法で実施される。

【０１５３】この故障判定手法を用いることで、電磁石
装置１７の故障を容易に判定することができる。また、
電磁石装置１７の第１回路の故障によって、燃料が無制
限に噴射されて空燃比が理想空燃比よりも大きくなるこ
とで、排気ガス内の一酸化炭素、窒素化合物、および炭
化水素の含有量が増大して、排出管路内の触媒で除去し
きれなくなることを未然に防止することができる。

【０１５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気結合
する一対のコイルを含む電磁石の故障判定装置は、コイ
ルとスイッチング素子とを含む回路内の断線であるよう
な故障を検出する。この装置の故障検出手法は、コイル
とスイッチング手段との間の接続点に現れる電気信号の
信号レベルのレベル弁別結果の変化パターンと、スイッ
チング手段を導通および遮断させるための制御信号の信
号レベルの変化パターンとを比較して行う。これによっ
て比較手段からの出力に応答する故障判定手段におい
て、一対のコイル間の相互インダクタンスが大きいとき
に、コイルの断線、スイッチング手段の断線、およびス
イッチング手段に制御信号を与える信号伝達経路の断線
を全て検出することができる。

【０１５５】また本発明によれば、故障判定手段は、電
気信号のレベル弁別結果を表す比較信号のレベルの継続
時間と、第１制御信号のレベル変化から算出可能な第１
スイッチング手段の保持時間とを比較して、故障の有無
を判定する。これによって、相互インタクダンスが大き
い装置で、第１スイッチング手段の断線および信号伝達
経路の断線であるような故障があるために、相互誘導の
起電力によって電気信号のレベルが弁別レベル以上から
未満に、またはその逆に変動するときでも、故障がある
と判定することができる。またこの故障判定手段は、比
較信号の継続時間の計時手段と、第１制御信号からの保
持時間の算出手段と、継続時間と保持時間との比較手段
とを含むだけなので、回路構成が簡単であって実現が容
易である。

【０１５６】さらにまた本発明によれば、上述の故障判
定手段は、継続時間の長さによって、装置の故障箇所が
接続点よりも第１コイル側であるか第１スイッチング手
段側であるかを判別することができる。これによって、
継続時間を２種類の基準の時間とそれぞれ比較するだけ
で、故障の有無の判定と故障箇所の判別とを行うことが
できる。またこの故障箇所判別手法は、継続時間と基準
の時間との比較だけで実施することができるので、上述
の故障判定手段に付加して実現することが容易である。

【０１５７】また本発明によれば、上述の故障判定手段
は、電気信号の信号レベルの弁別結果を表す比較信号の
所定のレベル変化が所定の判定期間内に生じたか否かを
検出して、故障の有無を判定する。この判定期間の計時
動作の開始時点は、第１スイッチング手段の断線および
信号伝達回路の断線であるような故障が生じる場合で一
対のコイル間の相互インダクタンスが大きいときに、比
較信号に生じる所定のレベル変化が生じた時点以後に設
定される。これによって、前述のときに、たとえば相互
誘導の起電力によって電気信号のレベルが弁別レベル以
上から未満に、またはその逆に変動するときでも、故障
があると判定することができる。またこの故障判定手段
は、判定期間の計時手段と、比較信号の所望のレベル変
化の検出手段とだけで実現することができるので、回路
構造が簡単であって実現が容易である。

【０１５８】さらにまた本発明によれば、上述の故障判
定手段は、所定の検査期間中に、第１スイッチング手段
を導通状態または遮断状態に強制的に固定し、このとき
の上述の比較信号がレベル変化したか否かを検出するこ
とによって、故障の有無を判定する。この判定手法で
は、第１スイッチング手段の断線および信号伝達回路の
断線であるような故障が生じるときだけ、比較信号の信
号レベルが変化するので、このレベル変化から、故障が
あることを判定することができる。またこの故障判定手
法は、制御信号の導出の停止手段と、判定期間の計時手
段と、比較信号のレベル変化の有無の検出手段とだけで
実現することができるので、回路構造が簡単であって実
現が容易である。

【０１５９】また本発明によれば、上述の故障判定手段
は、所定の検査期間中に、第１スイッチング手段を導通
状態または遮断状態に強制的に固定し、このときの上述
の電気信号がレベル変化したか否かを検出することによ
って、故障の有無を判定する。この判定手法では、第１
スイッチング手段の断線および信号伝達回路の断線であ
るような故障が生じるときだけ、電気信号の信号レベル
が変化するので、このレベル変化から、故障があること
を判定することができる。またこの故障判定手段は、制
御信号の導出の停止手段と、判定期間の計時手段と、電
気信号のレベル弁別手段とだけで実現することができる
ので、実現が容易である。さらに、この故障判定手法
は、電気信号のレベルを直接判定するので、上述の故障
判定装置から比較信号の生成回路を削除して、回路構造
をさらに簡略化することができる。

【０１６０】さらにまた本発明によれば、上述の故障判
定手段は、検査期間中の上述の故障判定手法に加えて、
第１コイルの故障判定動作を行う。これによって、上述
した３カ所の断線を全て検出する事ができる。また、第
１コイルの故障判定手段は、比較信号のレベルをレベル
弁別してもよく、また電気信号のレベルをを直接判定し
てもよい。第１コイルの故障判定動作で電気信号のレベ
ルを直接判定するときであって上述の電気信号を用いる
第１スイッチング手段の故障判定動作と併用するとき、
上述の故障判定装置から比較信号の生成回路を削除し
て、回路構造を簡略化することができる。

【０１６１】また本発明によれば、一対のコイルを有す
る電磁石装置で弁体を変位させる構造の弁を含む流量制
御装置および内燃機関の燃料噴射装置では、上述の故障
判定装置を用いて、両コイルを含む回路の故障を個別的
に検出する。これによって、特に車両用の内燃機関に付
随するような流量制御弁および燃料噴射弁を含み、小型
化のために両コイルの鉄芯を単一の棒材で実現する装置
において、一方のコイルだけが故障して他方のコイルが
正常作動するときに、確実に各コイルの故障を判定する
事ができる。また、コイルの判定手法は上述の複数の手
法のいずれかで実現され、、実現のために付加する回路
数が少なく、また各回路の構造も簡単なので、装置全体
の構造が簡略化される。

【０１６２】さらにまた本発明によれば、上述の流量制
御装置を車両の吸入空気量の制御に用いる場合、流量制
御弁の弁開度を減少させる方向に弁体を変位させるコイ
ルが故障するとき、トルクが減少するように内燃機関を
制御する。これによって、上述のコイルが故障するとき
に、内燃機関の吹上がりであるような不都合が生じるこ
とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である電磁石装置１７の
故障判定装置を含む流量制御装置１１の電気的構成を示
すブロック図である。

【図２】流量制御弁１３の外観を示す斜視図である。

【図３】電磁石装置１７の具体的構造を示す模式図であ
る。

【図４】流量制御装置１１の制御回路２１から出力され
る第１および第２制御信号、ならびに流量制御装置１１
の第１回路の正常動作時および故障時に、各回路から出
力される第１電気信号および第１比較信号を表す波形図
である。

【図５】流量制御装置の第１回路の第１故障判定手法を
説明するためのフローチャートである。

【図６】流量制御装置の第１回路の故障箇所判定手法を
説明するためのフローチャートである。

【図７】内燃機関制御装置２４のフェールセーフ動作を
説明するためのフローチャートである。

【図８】流量制御装置の第１回路の第２故障判定手法を
説明するためのフローチャートである。

【図９】流量制御装置の第１回路の第３故障判定動作に
おいて、流量制御装置１１の制御回路２１から出力され
る第２および第１制御信号、ならびに流量制御装置１１
の第１回路の正常動作時および故障時に、各回路から出
力される第１電気信号および第１比較信号を表す波形図
である。

【図１０】流量制御装置の第１回路の第３故障判定手法
を説明するためのフローチャートである。

【図１１】第１の従来技術の電磁石装置の故障判定装置
１の電気的構成を示すブロック図である。

【図１２】故障判定装置１から出力される第１および第
２制御信号を表す波形図、ならびに故障判定装置１の故
障判定装置１から正常動作時および故障時に出力される
第１電気信号を表す波形図である。

【符号の説明】

１１ 流量制御装置 １３ 流量制御弁 １４ 迂回管路 １５ 弁体 １７ 電磁石装置 １９，２０ 切換回路 ２２ 信号生成回路 ２６ ＮＯＴ回路 ２７，２９ 比較回路 ２８，３０ 故障判定回路 ４６，６２ タイマ ４７，６４ ラッチ検出回路 ４８，６５ 断線判定回路 ４９，６３ 判定回路 ２４ 内燃機関 ２５ 内燃機関制御回路 Ｐ１１ 第１接続点 Ｐ１２ 第２接続点 Ｌ１１，Ｌ１２ コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 69/46 Ｇ０１Ｒ 31/00 Ｇ０１Ｍ 17/007 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３８０Ｆ Ｇ０１Ｒ 31/00 Ｇ０１Ｍ 17/00 Ｋ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気結合した一対の第１および第２コイ
   ルを有する電磁石装置と、 第１コイルに直列接続され、導通状態のとき第１コイル
   が励磁され、遮断状態のとき第１コイルが消磁される第
   １スイッチング手段と、 第２コイルに直列接続され、導通状態のとき第２コイル
   が励磁され、遮断状態のとき第２コイルが消磁される第
   ２スイッチング手段と、 第１スイッチング手段を導通／遮断する第１制御信号
   と、第２スイッチング手段を導通／遮断する第２制御信
   号とを発生し、第１および第２制御信号は、第１スイッ
   チング手段が導通状態で第２スイッチング手段が遮断状
   態である第１期間、および第１スイッチング手段が遮断
   状態で第２スイッチング手段が導通状態である第２期間
   を有するように、第１および第２スイッチング手段をデ
   ューティ制御する信号発生手段と、 第１コイルと第１スイッチング手段との第１接続点にお
   ける電気信号の信号レベルを予め定める弁別レベルでレ
   ベル弁別する比較手段と、 比較手段からの出力に応答し、第１接続点の電気信号の
   信号レベルの変化パターンと第１制御信号の信号レベル
   の変化パターンとを比較することによって、故障を判定
   する故障判定手段を含むことを特徴とする電磁石装置の
   故障判定装置。
2. 【請求項２】 前記比較手段は、前記電気信号のレベル
   が前記弁別レベル未満のとき予め定める一方レベルを保
   ち、弁別レベル以上のとき予め定める他方レベルを保つ
   比較信号を生成し、 前記故障判定手段は、 前記第１制御信号の信号レベルの変化タイミングから、
   比較信号が一方レベルまたは他方レベルを保つ継続時間
   を計時する計時手段と、 計時手段で計時される継続時間が、第１制御信号によっ
   て第１スイッチング手段が導通状態または遮断状態に保
   たれる保持時間と一致するとき、故障がないと判定し、
   継続時間が保持時間と一致しないとき、故障があると判
   定する判定手段とを含むことを特徴とする請求項１記載
   の電磁石装置の故障判定装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記継続時間が保持時
   間と一致しない場合であって継続時間が予め定める時間
   未満のとき、第１接続点よりも第１コイル側の経路に故
   障があると判定し、一致しない場合であって継続時間が
   予め定める時間以上のとき、第１接続点よりも第１スイ
   ッチング手段側の経路に故障があると判定することを特
   徴とする請求項２記載の電磁石装置の故障判定装置。
4. 【請求項４】 前記比較手段は、前記電気信号のレベル
   が前記弁別レベル未満のとき予め定める一方レベルを保
   ち、弁別レベル以上のとき予め定める他方レベルを保つ
   比較信号を生成し、 前記故障判定手段は、 前記第１制御信号によって第１スイッチング手段が導通
   状態および遮断状態のいずれか一方状態からいずれか他
   方状態に切換えられるタイミングから第１制御信号のデ
   ューティ比に対応して定められる時間だけ遡る時点から
   計時される予め定める判定期間内の比較信号のレベル変
   化の有無を検出する検出手段と、検出手段の出力に応答
   し、レベル変化があるとき故障がないと判定し、レベル
   変化がないとき故障がないと判定する判定手段とを含む
   ことを特徴とする請求項１記載の電磁石装置の故障判定
   装置。
5. 【請求項５】 前記比較手段は、前記電気信号のレベル
   が前記弁別レベル未満のとき予め定める一方レベルを保
   ち、弁別レベル以上のとき予め定める他方レベルを保つ
   比較信号を生成し、 前記故障判定手段は、 予め定める検査期間、前記第１スイッチング手段を導通
   状態または遮断状態に保つ強制手段と、 検査期間内の比較信号のレベル変化の有無を検出する検
   出手段と、 検出手段の出力に応答し、レベル変化がないとき故障が
   ないと判定し、レベル変化があるとき故障があると判定
   する判定手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の
   電磁石装置の故障判定装置。
6. 【請求項６】 前記故障判定手段は、 予め定める検査期間、前記第１スイッチング手段を導通
   状態または遮断状態に保つ強制手段と、 検査期間内に前記電気信号の信号レベルが前記弁別レベ
   ル以上を保つとき、前記第１接続点よりも第１スイッチ
   ング手段側の経路に故障がないと判定し、検査期間内に
   信号レベルが弁別レベル未満になるとき、第１スイッチ
   ング手段側の経路に故障があると判定する判定手段とを
   含むことを特徴とする請求項１記載の電磁石装置の故障
   判定装置。
7. 【請求項７】 前記故障判定手段は、前記検査期間内に
   前記第１接続点の電気信号のレベルが前記弁別レベル以
   下の予め定めるもう１つの弁別レベル未満を保つとき、
   第１接続点よりも第１コイル側の経路に故障があると判
   定し、前記検査期間内にもう１つの弁別レベル以上にな
   るときには第１接続点よりも第１コイル側の経路に故障
   なしと判定する断線判定手段をさらに含むことを特徴と
   する請求項５または６記載の電磁石装置の故障判定装
   置。
8. 【請求項８】 予め定める流体が通過する流体経路に介
   在される弁体を有する弁手段と、 弁手段の弁開度を表す指示信号を出力する開度決定手段
   と、磁気結合した一対の第１および第２コイルであっ
   て、第１コイルは弁開度が増加する方向に弁体を変位さ
   せ、第２コイルは弁開度が減少する方向に弁体を変位さ
   せる電磁石装置と、 第１コイルに直列結合され、導通状態のとき第１コイル
   が励磁され、遮断状態のとき第１コイルが消磁される第
   １スイッチング手段と、 第２コイルに直列結合され、導通状態のとき第２コイル
   が励磁され、遮断状態のとき第２コイルが消磁される第
   ２スイッチング手段と、 開度決定手段からの指示信号に応答し、弁開度に対応す
   るデューティ比が相互に定められる第１および第２制御
   信号であって、第１スイッチング手段を導通／遮断する
   第１制御信号と、第２スイッチング手段を導通／遮断す
   る第２制御信号とを発生し、第１および第２制御信号
   は、第１スイッチング手段が導通状態で第２スイッチン
   グ手段が遮断状態である第１期間、および第１スイッチ
   ング手段が遮断状態で第２スイッチング手段が導通状態
   である第２期間を有するように、第１および第２スイッ
   チング手段をデューティ制御する信号発生手段と、 第１コイルと第１スイッチング手段との第１接続点にお
   ける第１電気信号の信号レベルを予め定める弁別レベル
   でレベル弁別する第１比較手段と、 第１比較手段からの出力に応答し、第１電気信号の信号
   レベルの変化パターンと第１制御信号の信号レベルの変
   化パターンとを比較することによって、第１コイルおよ
   び第１スイッチング手段を含む第１電力供給経路の故障
   を判定する第１故障判定手段と、 第２コイルと第２スイッチング手段との第２接続点にお
   ける第２電気信号の信号レベルを予め定める弁別レベル
   でレベル弁別する第２比較手段と、 第２比較手段からの出力に応答し、第２電気信号の信号
   レベルの変化パターンと、第２制御信号の信号レベルの
   変化パターンとを比較することによって、第２コイルお
   よび第２スイッチング手段を含む第２電力供給経路の故
   障を判定する第２故障判定手段とを含むことを特徴とす
   る流量制御装置。
9. 【請求項９】 前記流体は、内燃機関に供給される吸入
   空気であり、 前記流体経路は、内燃機関に空気を供給するための吸入
   管路に付随し、吸入管路のうちスロットル弁の取付位置
   を迂回する迂回管路であることを特徴とする請求項８記
   載の流量制御装置。
10. 【請求項１０】 前記第１および第２電力供給経路の少
    なくとも一方に故障があることを表示する表示手段と、 前記第１および第２故障判定手段の少なくとも一方で故
    障ありと判定されるとき、表示手段によって故障がある
    ことを表示し、さらに前記第２故障判定手段によって故
    障ありと判定されるとき、内燃機関のトルクを減少させ
    る内燃機関制御手段とをさらに有することを特徴とする
    請求項９記載の流量制御装置。
11. 【請求項１１】 内燃機関に燃料を供給するために弁体
    が変位する燃料噴射弁と、 燃料噴射弁からの燃料流量を表す指示信号を導出する燃
    料噴射量決定手段と、磁気結合した一対の第１および第
    ２コイルであって、第１コイルは弁開度が増加する方向
    に弁体を変位させ、第２コイルは弁開度が減少する方向
    に弁体を変位させる電磁石装置と、 第１コイルに直列結合され、導通状態のとき第１コイル
    が励磁され、遮断状態のとき第１コイルが消磁される第
    １スイッチング手段と、 第２コイルに直列結合され、導通状態のとき第２コイル
    が励磁され、遮断状態のとき第２コイルが消磁される第
    ２スイッチング手段と、 燃料噴射量決定手段からの指示信号に応答し、燃料流量
    に対応する弁開度に対応するデューティ比が相互に定め
    られる第１および第２制御信号であって、第１スイッチ
    ング手段を導通／遮断する第１制御信号と、第２スイッ
    チング手段を導通／遮断する第２制御信号とを発生し、
    第１および第２制御信号は、第１スイッチング手段が導
    通状態で第２スイッチング手段が遮断状態である第１期
    間、および第１スイッチング手段が遮断状態で第２スイ
    ッチング手段が導通状態である第２期間を有するよう
    に、第１および第２スイッチング手段をデューティ制御
    する信号発生手段と、 第１コイルと第１スイッチング手段との第１接続点にお
    ける第１電気信号の信号レベルを予め定める弁別レベル
    でレベル弁別する第１比較手段と、 第１比較手段からの出力に応答し、第１電気信号の信号
    レベルの変化パターンと、第１制御信号の信号レベルの
    変化パターンとを比較することによって、第１コイルお
    よび第１スイッチング手段を含む第１電力供給経路の故
    障を判定する第１故障判定手段と、 第２コイルと第２スイッチング手段との第２接続点にお
    ける第２電気信号の信号レベルを予め定める弁別レベル
    でレベル弁別する第２比較手段と、 第２比較手段からの出力に応答し、第２電気信号の信号
    レベルの変化タイミングと、第２制御信号の信号レベル
    の変化タイミングとを比較することによって、第２コイ
    ルおよび第２スイッチング手段を含む第２電力供給経路
    の故障を判定する第２故障判定手段とを含むことを特徴
    とする内燃機関の燃料噴射装置。