JPS62290111A - 誘導性負荷駆動回路の故障検出回路 - Google Patents

誘導性負荷駆動回路の故障検出回路

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JPS62290111A
JPS62290111A JP61133422A JP13342286A JPS62290111A JP S62290111 A JPS62290111 A JP S62290111A JP 61133422 A JP61133422 A JP 61133422A JP 13342286 A JP13342286 A JP 13342286A JP S62290111 A JPS62290111 A JP S62290111A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電磁弁のコイル等の誘導性負荷を駆動する
回路が故障したことを検出する誘導性負荷駆動回路の故
障検出回路に関する。
〔従来の技術〕
従来より、電気信号を機械的動作1こ変換する電磁駆動
値蓋が用いられており1例えば、特開昭59−1509
35iこ(ま、自動車用内燃機関の電子制御式燃料噴射
装置の構成部品として、制御回路の1らの指令信号を受
けて作動し、燃料を噴射する4磁式燃料噴射弁(以五磁
磁弁という)が示されている。
@8図乃至第11図は上記のような電磁弁を駆動する従
来の、駆動回路及びこの駆動回路の故障を検出する故障
検出回路を示すも0)であり、第8図薯こおいて、(1
)に吸入空気量等、内燃機関の各種】1〔計1泪ん千オ
償倍ル入カ1.τ−・怠米斗噴射借を濱逍し、電磁弁を
駆動させる指令信号Slを出力する演算回路、(2)は
この演算回路(1)からの指令、信号S、を受け、11
L磁弁のコイル(3)の通電電流を導通又は非導通とな
fスイッチング回路で、一端が演算回路(1)の出力に
接続されたレジスタ(2a)と、ベースがこのレジスタ
(2a)の他端に、コレクタは一端がバッテリ電圧vB
に接続された上記コイル+3)の他端薔こ。
エミッタはアースfこそれぞれ接続されたスイッチング
素子として働くトランジスタ(2b)とによって構成さ
れている。(4)は上記コイル(3)の通電電流が遮断
されたときに発生するサージを吸収するサージ吸収回路
で、一端が上記トランジスタ(2b)のコレクタに接続
されたレジスタ(4a)と、このレジスタ(4a)の他
端とアースとの間に直列に接続されたコンデンサ(4b
)との1らなり、上記スイッチング回路+2)と上記コ
イル(3)とによって駆動回路(5)を構成している。
(6)ハ上記コイル(3)及びスイッチング回路(2)
の故障を検出する故障検出回路で、一端が上記トランジ
スタ(2b)のコレクタに接続されたレジスタ(6a)
と、一端が電源電圧VCCに接続されたレジスタ(6b
)と、ベース及びコレクタがそれぞれ上記レジスタ(6
a)及び(6b)の他端に、エミッタはアースにそれぞ
れ接続されたスイッチング素子として働くトランジスタ
(6c)と、このトランジスタ(6c)のコレクタ小ら
の信号S8及び上記演算回路(1)からの指令信号S、
が入力され、故障信号S4を出力する排他的論理和回路
(6d)とから構成されている。
(7)はこの故障検出回路(6)からの故障信号S4に
基づいて故障を表示する故障表示回路で、一端が上記排
他的論理和回路(6d)の出力端に接続されたレジスタ
(7a)と一端がバッテリ電圧vBに接続されたランプ
(7b)と、ベース及びコレクタがそれぞれ上記レジス
タ(7a)及びランプ(7b)の他端に、工ばツタはア
ースにそれぞれ接続されたスイッチング素子として働く
トランジスタ(7c)とによって構成されている。
次に、上記のように構成された従来装置の動作について
説明する。まず、コイル(3)やスイッチング回路(2
)に故障がない正常時の゛動作について第9図を参照し
ながら説明すると、演算回路+11は@9図に示すよう
に燃料噴射量に基づいたパルス列信号から指令信号S、
を出力する。スイッチング回路(2)のトランジスタ(
2b)はこの指令信号S1を受けて開閉動作し、コイル
(3)の通電電流を導通又は非導通にする。指令信号S
、がIHIレベル(電源電圧Vcc )であるときは、
トランジスタ(2b)が閉じでコイル(3)に電流が流
れ、トランジスタ(2b)のコレクタ電位5gG1 ’
L’レベル(アース電位)になる。
これによって、トランジスタ(6c)は開き、そのコレ
クタ電位S8は’Hlレヘルとなり、この電位S8と指
令信号S1がともにIHlレベルであるので排他的論理
和回路(6d)の出力S4はILIレベルとなる。一方
指令信号S1がIL’レベルにあるときは、この指令(
t 号S、カ’)I’レベル乃z L;、 #L#レベ
ル(アース電位)に切り換わり、トランジスタ(2b)
が開いた直後、コイル+3) fc目己誘導起電力によ
ってサージが発生し、このサージがサージ吸収回路(4
)にある程度吸収されて結局@9図に示すよつなプージ
′4圧Suが現われ1時間とともにバッテリ電圧Vlう
にまで減衰するので、指令指号S、がIL’レベルの間
、を位S2はバッテリ電圧■以上となってトランジスタ
(6c)が閉じ、このトランジスタ(6c)のコレクタ
電位S、がILIレベルとなる。この電位へと指令信号
S1とがともに′L1となるので排他的論理和回路(6
d)の出力S4は1L′となる。従って、指令信号S。
が′Hl又は′Lルベルのいずれで・5つでも、故障検
出回路(6)の出力S4はILIレベルとなるので、故
障表示回路(7)のトランジスタ(7C)は常時開成状
態となってランプ(7b)は点灯せず、故障がないこと
が示される。
次に、スイッチング回路12+のトラン7スタ(2b)
が故障し、常時開成状態を示すようにな−〕た場合(断
線故障時)について@10図を参照しながら説明すると
、トランジスタ(2b)のコレクタ4位S2は第10図
に示すようfこ、常時パンテリ電圧Vi3となって、ト
ランジスタ(6c)は常時閉成となるので、このトラン
ジスタ(fic)(1)コレクタ電位S3ハ常時ILI
レベルとなり、従って、排他的論理和回路(6d)の出
力S4は第1()図に示fように指令信号S1と同期し
たハルス列信号となる。この出力S、がIHIレベルの
とき故障表示回路(7)(1)トランジスタ(7c)が
閉じてランプ(7b)が点灯するので、このラング(7
b)は指令信号slに同期して点滅8繰り返し、故障で
あるこ゛とが示される。
また、スイッチ回路(2)のトランジスタ(2b) /
J5 常時閉成状態を示すようになった場合(短絡故障
時)や、コイル(3)が断線故障した場合について第1
1図を参照しながら説明すると、この場合、スインf7
f回Wr(2)のトランジスタ(2b)のコレクタ電位
S2は常にアース電位を示すので、トランジスタ(6c
) ノコv クターdtQsgfl常iこlHIレベル
トナリ。
従って、排他的論理和回路(6d)の出力S4は@11
図に示すように指令信号S1を反転したパルス列信号と
なるのご、上記の故障時と同様にラング(7b)が点滅
し、故障であることが表示される。
上記のように、スイッチング回路(2)及びコイル(3
)に故障がない場合(工、ランフ“(7b)は全く点灯
せず、同じく故障がある場合にはラング(7b)が点滅
するので、このラング(7b)が自動車の計器板等に設
けらちでおれば、内燃機関が動作しない場合に運転者は
1亘ちに、故障の原因が駆動回路(5)にあることを知
ることかでさる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した従来の故障検出回路(6)によれば、スイッチ
ング回路(2)のトランジスタ(2b)の断線及び短絡
故障とコイル(3)の断線故障は検出できるが、コイル
(3)の部分的な短絡(lia間短絡)又は劣化や、サ
ージ吸収回路(4)のレジスタ(4a)又はコンデンサ
(4b)の断線、短絡又は劣化などの故障については、
故障が生じた場合にも、サージ電圧Suの波形が多少変
化するだけで、トランジスタ(6c)の開閉するタイミ
ング及び排他的論理和回路(6d)の出力は正常時の場
合と全(同一となるために、上記のよつな故障は検出で
きないものであった。このような故障が生じると、コイ
ル(3)のサージ吸収特性が設定さnた特性からずれ、
指令信号S1がコイル(3)の通′心電流を遮断する指
令を出力してnlら、実際Eこ電磁弁が作動を停止下る
までの応答遅れ時間(コイルの自己誘導起電力による)
が正常時に3ける応答遅れ時間暑こ対しずれるため、演
算回路(1)の指令する開弁時間が正確であっても、実
際の開弁時間は誤差を含ひものとなり、正確な燃料量が
供給されなくなって内燃機関U)運転性能が低下すると
いう問題点をイしていた。
この発明は、上記のような問題点tC鑑みてなされたも
のであり、誘導性負荷駆動回路、とくにサージ吸収回路
の故障を検出できる誘導性負荷駆動回路の故障検出回路
を得ることを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る誘導性負荷駆動回路の故障検出回路は、
サージ吸収回78からσ】出力1こ基づき、誘導性負荷
υ)発生ずるサージを基準値と比較するサージ比較回路
と、このサージ比較回路からU〕出力に基づき、サージ
量が上記基準値を超過しでいる時間が設定範囲にない場
合、故障信号を出力するサージ時間判別回路とを設けた
らのである。
〔作用〕
この発明にやいては、サージ比較回路fこよってサージ
を基準値と比較し、サージ時間判別回路擾こよってサー
ジが基準値を超過しでいる時間が評定範囲にrjい場合
、故障信号を出力する。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。第1
図乃至第4図はその一実施例を示し、@1図に8いて、
@8図と同一符号は同−又は相当部分を示rものである
。(8)はサージ吸収回路(4)小らの出力に基づき、
サージ量を基準値と比較するサージ比較回路で、スイッ
チング回路(2]のトランジスタ(2b)のコレクタと
アースとの間に互いに直列に接続されたレジスタ(8a
)及び(8b)と、電源電圧Vccとアースとの間に互
いに直列に接続されたレジスタ(8c)及び(8d)と
、反転入力端子が上記レジスタ(8a)及び(8b)の
接続点Iこ、非反転入力端子が上記レジスタ(8c)及
び(8d)の接続点にそれぞれ接続されたコンパレータ
(8e)とによって構成され一〇おり、上記レジスタ(
8a)及び(8b)によって分圧されたサージ電圧と、
上記レジスタ(8C)及び(8d)基こよって定まる電
圧とが上記コン7くンータ(8e)で比較されることに
よって、サージ戒王が基準電圧竜を超過したときに出力
信号S、がlLIレベルとなり、それ以外でi!’H’
レベルとなるものである。
(9)ハ上記サージ比較回路(8)からの出力S、に基
づきサージ電圧が基準電圧vRを超過している時間が設
定範囲にない場合、故障信号S4を出力するサージ時間
判別回路で、入力端がコンパレータ(8e)の出力端に
接続され、信号S、の立下がりエツジで起動されて所定
時間T1の間、出力信号S6をIHlレベルにし、それ
以外は′Lルベルを出力するワンショットマルチバイブ
レータ(9a)と、データ端子りに信号S、が、タイば
ング端子Tに信号S6が与えられ。
データ端子りへの入力端号をタイミング端子Tへの人力
信号の立ドがリエンジで記憶し、出力端子Qから出力す
るD−7リツプフロンプ(9b)と、信号S6が与えら
れ、所定周波数のパルスが入力されている間は出力信号
S8をILIとし、入力パルスの周波数が所定周波数以
下であると出力信号S8をlH#Vペルトスる9オツテ
ドツグタイマ(9c) ト、 上記D−7リツプフロツ
プ(9b)の出力信号もと信号へが入力され、この両信
号の論理和を演算し、出力信号S4が故障信号となるオ
ア回路(9d)とから構成されている。
次に、上記のように構成された実施例の動作に一ついて
説明する。まず、コイル(3)、スイッチング回路(2
)又はサージ吸収回路(4)に故障がない正常時の動作
についてil!2図を参照しなから説明すると。
第8図に示した従来装置と同様、演算回路+1)は第2
因に示すようにパルス列信号からなる指令信号S1を出
力し、同図に示すスイッチング回路+2)のトランジス
タ(2b)のコレクタ電圧S2は@9図に示したものと
全く同一のものとなる。上記トランジスタ(2b)のコ
レクタ電圧である信号S2はサージ比較回路(8)で基
準電圧電と比較され、第2図に示すように信号S、が基
準電圧電を超過している間コンパレータ(8e)の出力
信号S、はILaルベルとなる。こ(r)信号S、の立
下がりエツジによって、ワンショットマルチバイブレー
タ(9a)は、所定時間TIの聞出力信号S6をIHz
レベルとし、時刻t8で1Hzレベルから′LIレベル
に切り換える。従って、この時刻t、における信号S6
の′LIレベルがD−7リツプフaノブ(9b)によっ
て記憶され、信号S7はlLIレベルとなる。この信号
S!はILルベルであると駆動回路(5)が正常k ’
H’レベルであると故障であることを示ずもので、その
ために、正常時に信号S!が基準電圧Vicを超過する
時間Ts (以下サージ時間)を予め求めておき、この
サージ時間1に製造上のばらつきなどを考慮した許容誤
差△Teだけ短かい時間TS−△Teを上記所定時間T
Iの値として設定しておくのである。一方、ウォッチド
ッグタイマ(9c)は演算回路(1)の指令信号式の最
低周波数以上の周波数を有するパルス列信号が入力され
ているときは出力信号S8が’Lルベルとな、るよう設
計されており、正常時には、信号S2が基準電圧ぬを超
過しC1信号S5に指令信号S1と同一周波数のパルス
列信号が生じているために、信号S、lG!#L’レベ
ルとなる。従って、オア回路(9d)は、入力される信
号S、及びS8がともにILIレベルであるので、Iv
レベルの信号S4を出力し、故障表示回路(7)に与え
るため、ランプ(7b)は点灯せず、駆動回路+5】が
正常であることが示される。
次に、駆動回路(5)が故障した場合の一例について@
3図を参照しながら説明すると、第3図はその場合にお
ける各信号波形を示し、サージ吸収回路(4)のレジス
タ(4a)又はコンデンサ(4b)に断縁故障が生じて
いる場合には、図に示すように、信号S、に現われるサ
ージ電圧Suは、尖頭電圧が大きくなり、基準電圧電を
超過している時間が短かくなる。従って、ワンショット
マルチバイブレータ(9a)の出力信号S6の立下がり
時刻t3における信号S6の電圧レベルはIHIレベル
となるので、D−フリップフロフプ(9b)の出力信号
57it ’H#レベルとなる。これにより、オア回路
(9d)の出力信号S4は’H’ レベルとなり、ラン
グ(7b)が点灯して故障であることが表示されるので
ある。
また、駆動回路(51が故障した場合の他の例について
!g4図を参照しながら説明すると、レジスタ(4a)
又はコンデ/す(4b)に短絡故障が生じていたり、コ
イル(3)1こ縁間短絡が生じていたりすると。
信号S*に現れるサージ電圧Suは尖頭電圧が小さくな
り、基準電圧電を超過しないものとなる。従つて、信号
S6は常時′HIノベルとなり、ワンショットマルチバ
イブレータ(9c)は起動されなくなるので、D−フリ
ソゲフロップ(9b)は、故障が発生するまでに記憶し
ていた正常時の電圧レベルであるILIレベルを出力す
る。一方、信号S6は上記のよう★こ直流信号となるの
で、ウォッチドッグタイマ(9c) i;C,信号S、
の最後のパルスが与えられてから所定時間後の時刻t6
において、出力信号S8をIHIレベルにする。これに
より、オア回路(9d)の出力信号S4は′Hルベルと
なり、ランプ(7b)が点灯して故障であることが表示
されるのである。
なお、第8図の従来装置で説明した、スイッチング回路
(2)のトランジスタ(2b)の断線及び短絡故障トコ
イル(3)の新編故障については、信号S2にサージ電
圧Suが全く発生しないことになるので、信号S6が常
時IHI レベルとなる場合の第4図に示した故障例と
同様擾こ、故障が構出表示されるものである。
上記したようiこ、この実施例は、サージ電圧へか基準
電圧″JFLを超過しているサージ時間Tsが、設定し
た時間範囲、Tなわち所定時間11以上か否かを判断し
C1故障を検出するものであり、スイッチング回路(2
)やコイル(3)の故障のみならず、サージ吸収回路(
4)の故障をも検出できるという優れた効果を有するも
のである。
@5図はこの発明の他の実施例を示すものであり、@1
図に示した実施例に対し、サージ比較回路(8)におい
て、信号S2がレジスタ(8f)及びツェナーダイオー
ド(8g)を経て、コレクタに負荷用レジスタ(8h)
が接続されたトランジスタ(81)のベースに与えられ
るよう構成して、信号S21こ現われるサージ電圧Su
が、ツェナーダイオード(8g)のツェナー゛に圧Vz
とトランジスタ(81)のベース・エミッタ電圧vsg
との和となる基準成圧V几を超過したときEこトランジ
スタ(84)が閉じるようζこされ、また、サージ時間
判別回路(9)においては、ウォッチドッグタイマ(9
c)及びオア回路(9d)が除かれ、ワンショットマル
チバイブレータ(9a)の入力に指令信号S。
が与えられて構成されたものである。
こノ実施例に2いては、ワンショットマルチバイブレー
タ(9a)は、信号S、の立Fがりエツジの代わりに、
略同時刻に立下がる指令信号S、によって起動され、第
1図に示した実施例の@2図及び第3図に示した正常時
及び故障時の動作と全く同様の動作が行なわれる。また
、@4図に示した故障時の動作に対しては、信号S、が
直流信号となった場合モ、ワンショットマルチバイブレ
ータ(9a)は指令信号SIiこよって起動されている
ので、故障により′Hルベルとなった信号S、をD−フ
リソゲフロップに記憶及び出力させることfこよって故
障信号S4を出力するものである。
従って、この実施例は、第1図に示した実施例と同様の
効果をイする他、構成部品が少なくなり、才た、サージ
電圧Suが基準電圧界を超過しているサージ時間Tsの
判断を指令信号81ζこ同期して行なっているγこめに
、外米サージによってサージ時間判別回路(9)が誤動
作するのを抑制する効果を打するものである。
第6図及び第7図はこの発明のさらに他の実施例を示す
もU〕であり、上記第5図に示した実施例に対し、サー
ジ時間判別回路(9)において、サージ゛成圧加が基$
電圧V□を超過しているサージ時間Tsが、所定時間1
以上である場合に故障を判断するために、さらにワンシ
ョットマルチバイブレータ(9e)及びD−フリソゲフ
ロップ(9f)が設けられ。
D−7リノグフロツプ(9b)及び(9f)の両信号S
、及びSIOの論理和をオア回路(9d)で演算し、こ
のオア回路(9d)(1)出力がサージ時間判別回路(
9)の出力信号S4とされるもσ)である。なお、上記
ワンショットマルチバイブレータ(9e)のlHlレベ
ルσ)出力時間ThLt正常時のサージ時間Tsfこ対
して、許容誤差leeを考慮した値Ts+△Teに定め
られCいる。
従って、この実施例は、第5図に示した実施例と全く同
様の動作をfる他、型造上の不具合などfこよりコイル
(3)の巻数が正常θ)ものよりも多くなつ1こものが
装置されている場合も検出できるもので、めっ1丁なわ
ら、コイル+31のインダクタンスが正常値よりも大き
くなつ゛C,第7図に示すように、サージ時間T3が正
常値よりも大きくなると、時刻t6iこ)お・ff、6
信号S6の1 [、ルベルがD−フリンプフロックに記
憶され、その反転信号が信号S1oとして出力されるの
で、結局、オア回路(9d)はサージ時間TsがT1 
(Ts (Thの場合ILIレベルを出力して正常であ
ることを示し、Ts≦T、父はn≦Tsの場合は′H#
レベル信号を出して故障であることを示すのである。
従って、この実施例においては、第5図に示した実施例
と同様の効果を有する他、コイル(3)のインダクタン
スが正常値よりも大きい場合をも検出できるという効果
を有するものである。
なお、上記各実施例においては、サージ量の検出をサー
ジ電圧に基づいて行なったが、サージ電流に基づいて行
なうことができるのは百うまでもない。
また、サージ時間判別回路(9)は、演算回路rl)に
マイクロコンピュータが用いられでいる場合には。
それを利用することによって構成部品数を少なくするこ
とができて、装はの小形化が計れる。
さらに1本発明は、?lt磁弁量弁用コイルらず。
サージの発生する誘導性負荷の駆動回路全般に応用回部
なものである。
〔発明の効果〕
上記したように、この発明は、サージ比較回路−によっ
てサージを基準値と比較し、サージ時間判別回路によっ
てサージが基準値を超過している時間が設定範囲にない
場合、故障信号を出力するようにしたため、サージ吸収
回路の故障を検出できるという効果を有するものである
【図面の簡単な説明】
@1図乃至@4因はこの発明の一実施例を示し、@1図
はその回路図、@2図は正常時の動作波形図、!!3図
及び@4図はそれぞれ故障時の動作波形図、第5図はこ
の発明の他の実施例を示す回路図、I!6図及び@7図
はこの発明のさらに他の実施例を示し、wi6図はその
回路図、@7図は故障時の動作波形図、ii!8図乃至
第11図は従来の誘導性負荷駆動回路の故障検出回路を
示し、@8図はその回路図、@9図は正常時の動作波形
図、@IO図及び@11図はそれぞれ故障時の動作波形
図である。 図におい(,13)はコイル、(4)はサージ吸収回路
、151は駆動回路、 (8)itサージ比較回路、(
9)はサージ時間判別回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)誘導性負荷の通電電流が遮断されたときに発生す
    るサージを吸収するサージ吸収回路からの出力に基づき
    、上記サージ量を基準値と比較するサージ比較回路、こ
    のサージ比較回路からの出力に基づき、上記サージ量が
    上記基準値を超過している時間が設定範囲にない場合、
    故障信号を出力するサージ時間判別回路を備えた誘導性
    負荷駆動回路の故障検出回路。
  2. (2)サージ時間判別回路は、サージ量が基準値を超過
    している時間が所定時間に満たない場合に故障信号を出
    力することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の誘
    導性負荷駆動回路の故障検出回路。
  3. (3)サージ時間判別手段は、誘導性負荷の通電電流を
    制御する指令信号に同期してサージ量が基準値を超過し
    ている時間を求めることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項又は第2項記載の誘導性負荷駆動回路の故障検出回
    路。
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