JPH08210170A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧を越える高電圧により燃料噴射弁を
駆動する内燃機関の燃料噴射装置において、装置を小型
化でき、かつ安定した動作を実現可能にする。 【構成】 ディーゼルエンジンの各気筒に燃料を噴射供
給するインジェクタの電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ６の通電
開始時にピーク電流を供給するために、コンデンサＣに
高電圧を充電する昇圧回路７４、ポンプコントロールバ
ルブを閉弁駆動する電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂの通電遮
断時に発生するフライバック電流をコンデンサＣに供給
する電流経路Ｐ１とバッテリＢＴに還流する電流経路Ｐ
２とを切替制御する切替回路６９を備えた装置におい
て、昇圧回路７４によるコンデンサＣの充電状態に基づ
き、フライバック電流にてコンデンサＣを充電してもそ
の両端電圧が所定の充電電圧を越えないと判断された場
合にのみ電流経路Ｐ１を導通する。この結果、コンデン
サＣが充電電圧を越えて充電されることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源電圧を越える高電
圧により燃料噴射弁を駆動する内燃機関の燃料噴射装置
に関し、特に、燃料噴射弁を駆動する高電圧のエネルギ
ーを蓄積するために、燃料噴射弁とは別に設けられた電
磁アクチュエータの通電遮断時に生じるフライバック電
流を利用する内燃機関の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の各気筒に夫々燃料
を噴射供給するインジェクタを高速に応答させるための
駆動回路として、インジェクタへの駆動電流供給経路に
並列に接続されたコンデンサと、インジェクタが駆動さ
れていない間にこのコンデンサをバッテリ電圧を越える
高電圧で充電する昇圧回路とを備え、昇圧回路によりコ
ンデンサに蓄積されたエネルギーをインジェクタ駆動時
に放電させ、インジェクタにピーク電流を流すことによ
って、インジェクタを高速に応答させるよう構成された
ものが知られている。

【０００３】しかし、このような駆動回路においては、
コンデンサの充電を各インジェクタが駆動される間、即
ち燃料噴射と燃料噴射との間に完了させておく必要があ
るため、燃料噴射間隔の最も短くなる内燃機関の高速回
転高負荷時であっても、コンデンサの充電が可能となる
ように、昇圧回路を大容量のトランスやスイッチング素
子を用いて構成する必要があり、装置が大型化し、また
高価になってしまうという問題があった。

【０００４】一方、特開平１−１３８３２７号公報に
は、電磁アクチュエータを通電遮断した時に生じるフラ
イバック電流を利用して、ピエゾアクチュエータを高電
圧に充電する装置が開示されており、このような技術を
採用して、インジェクタとは別に設けられた電磁アクチ
ュエータのフライバック電流によりコンデンサを充電す
る装置が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、インジェクタ
が動作する毎に電磁アクチュエータが動作するとは限ら
ず、燃料噴射毎に、フライバック電流が発生したり発生
しなかったりでは、結局、フライバック電流を利用しな
い時と同様に、短期間でコンデンサを充電できるような
昇圧回路を使用しなければ、安定した動作を実現できな
いという問題があった。

【０００６】また、フライバック電流を単にコンデンサ
に供給しているだけでは、燃料噴射の間に、所定以上に
フライバック電流が発生すると、コンデンサが過充電さ
れてコンデンサの両端電圧が高くなり過ぎてしまい、コ
ンデンサ等の回路素子が破壊されたり、インジェクタの
動作に影響を与え、延いては燃料の噴射量調量特性に悪
影響を与えてしまうという問題があった。

【０００７】更に、インジェクタが駆動される毎に必ず
駆動される電磁アクチュエータを用いたとしても、イン
ジェクタが駆動されるタイミングと、電磁アクチュエー
タが駆動されフライバック電流を発生するタイミングと
が常に一定であるとは限らず、この場合、昇圧回路によ
りある程度充電が進んだ状態でフライバック電流が発生
すると、コンデンサの両端電圧が高くなり過ぎてしまう
ことがあり、上述したように、回路素子が破壊された
り、インジェクタの動作に影響を与えてしまうという問
題があった。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するために、
電源電圧を越える高電圧により燃料噴射弁を駆動する内
燃機関の燃料噴射装置において、装置を小型化でき、か
つ安定した動作を実現できるようにすることを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１に記載の発明は、内燃機関に燃料を
噴射供給するための燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁への
駆動電流供給経路に並列に設けられたコンデンサと、上
記駆動電流供給経路に直列に設けられたスイッチング手
段と、上記コンデンサを電源電圧を越える高電圧に充電
する昇圧手段と、上記内燃機関の運転状態に応じて、上
記燃料噴射弁の通電時間及び通電開始時期を算出し、該
算出結果に応じて上記スイッチング手段を駆動制御し、
上記燃料噴射弁を開弁させて燃料を噴射させると共に、
当該燃料噴射弁が閉弁している時に、上記昇圧手段を駆
動して上記コンデンサを充電する制御手段と、を備えた
内燃機関の燃料噴射装置において、上記燃料噴射弁の開
閉に関連して通電制御され上記燃料噴射弁とは別に設け
られた電磁アクチュエータの通電遮断時に流れるフライ
バック電流を、上記コンデンサに導く充電電流供給経路
と、該充電電流供給経路に設けられ、該充電電流供給経
路を導通、開放する第２のスイッチング手段と、上記充
電電流供給経路を介して上記フライバック電流を上記コ
ンデンサに供給しても、当該コンデンサの両端電圧が所
定の充電電圧を越えることがない場合には、上記第２の
スイッチング手段をオンすることにより、上記フライバ
ック電流により上記コンデンサを充電させ、逆に、上記
フライバック電流を上記コンデンサに供給すると、当該
コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越える場合に
は、上記第２のスイッチング手段をオフすることによ
り、上記フライバック電流による上記コンデンサの充電
を禁止する補助充電手段と、を設けたことを特徴とす
る。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、上記電磁ア
クチュエータは、燃料を圧送する高圧ポンプから、該高
圧ポンプにより圧送される高圧燃料を蓄圧して上記燃料
噴射弁に供給する燃料蓄圧手段への、燃料の圧送開始時
期を制御する電磁制御弁であることを特徴とする。

【００１１】次に、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置におい
て、上記昇圧手段による上記コンデンサの充電開始後、
上記フライバック電流を上記コンデンサに供給しても上
記コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えること
のない所定期間内に、上記フライバック電流が発生する
か否かを判断する判定手段を設け、上記補助充電手段
は、上記判定手段にて上記所定期間内に上記フライバッ
ク電流は発生しないと判断された場合に、上記第２のス
イッチング手段を開放して、上記フライバック電流によ
る上記コンデンサの充電を禁止することを特徴とする。

【００１２】また次に、請求項４に記載の発明は、請求
項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置に
おいて、上記コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出
手段を設け、上記補助充電手段は、上記電圧検出手段に
て検出される上記コンデンサの両端電圧が所定の充電電
圧に達している場合に、上記第２のスイッチング手段を
開放して上記フライバック電流による上記コンデンサの
充電を禁止することを特徴とする。

【００１３】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
ないし請求項４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射
装置において、上記フライバック電流を電源に還流する
電流還流経路を設け、上記第２のスイッチング手段は、
上記充電電流供給経路が開放された場合に、上記電流還
流経路を介して上記フライバック電流を電源に還流する
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用および発明の効果】上記のように構成された請求
項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置においては、制御
手段が、内燃機関の運転状態に応じて、燃料噴射弁の通
電時間及び通電開始時期を算出し、その算出結果に応じ
てスイッチング手段を駆動制御する。そして、制御手段
によりスイッチング手段がオンすると、コンデンサの放
電により燃料噴射弁に駆動電流が供給され、燃料噴射弁
は速やかに開弁して応答性よく燃料を噴射する。

【００１５】また、制御手段は、燃料噴射弁が閉弁して
いる時には、昇圧手段を駆動してコンデンサを電源電圧
を越える高電圧に充電させ、次の燃料噴射に備える。な
お、コンデンサの充電には、昇圧手段の他に、燃料噴射
弁とは別に設けられた電磁アクチュエータへの通電が遮
断された時に発生するフライバック電流が利用される。
即ち、補助充電手段が、フライバック電流をコンデンサ
に供給しても、コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧
を越えることがない場合には、第２のスイッチング手段
をオンして充電電流供給経路を導通させることにより、
フライバック電流によりコンデンサを充電させ、逆に、
フライバック電流をコンデンサに供給すると、コンデン
サの両端電圧が所定の充電電圧を越える場合には、第２
のスイッチング手段をオフして充電電流供給経路を遮断
することにより、フライバック電流によるコンデンサの
充電を禁止する。

【００１６】従って、本発明の内燃機関の燃料噴射装置
によれば、コンデンサに充電されるべきエネルギーの一
部がフライバック電流によって充電されるため、昇圧手
段で発生すべきエネルギーを小さくでき、トランス等か
らなる昇圧手段を小型、且つ安価に構成できる。

【００１７】また、補助充電手段が、コンデンサの両端
電圧が所定の充電電圧を越えることのないように、第２
のスイッチング手段を駆動して、コンデンサへのフライ
バック電流の供給を制御しているので、コンデンサが過
充電されることがなく、コンデンサ等の素子が破壊され
てしまうことを防止できると共に、燃料噴射中にフライ
バック電流が供給される等して、燃料噴射弁の動作に影
響を与え、燃料噴射量を変化させてしまうこともなく、
安全で安定した制御を実現できる。

【００１８】次に、請求項２に記載の内燃機関の燃料噴
射装置においては、フライバック電流を発生させるため
の電磁アクチュエータとして、燃料を圧送する高圧ポン
プから、この高圧ポンプにより圧送される高圧燃料を蓄
圧して燃料噴射弁に供給する燃料蓄圧手段への、燃料の
圧送開始時期を制御するために設けられた電磁制御弁が
使用されている。

【００１９】この電磁制御弁は、通電により閉弁駆動さ
れ、その後通電を遮断しても閉弁状態が保持され、更
に、高圧ポンプの所定の動作タイミングで再度開弁する
よう構成された周知のものであり、電磁制御弁の閉弁に
応じて燃料の圧送が開始され、閉弁時期が早いほど燃料
蓄圧手段に供給される燃料が多くなり、燃料蓄圧手段の
圧力は大きくなる。なお、電磁制御弁への通電は、電磁
制御弁が閉弁されるのに十分な所定期間だけ行われる。

【００２０】そして、電磁制御弁は、燃料噴射される毎
に駆動され、高速回転高負荷時には、電磁制御弁への通
電遮断時期が早くなり、逆に、低速回転低負荷時には、
通電遮断時期が遅くなるよう制御される。従って、本発
明によれば、常にコンデンサを所定の充電電圧まで充電
することができ、しかも、昇圧手段は比較的小容量に構
成できるため、装置を小型化できる。

【００２１】即ち、高速回転高負荷時には、燃料噴射間
隔が短くなり、コンデンサを充電可能な期間が短くなる
のであるが、燃料噴射後、早いタイミングでフライバッ
ク電流が発生するため、昇圧回路によるコンデンサの充
電はあまり進んでおらず、フライバック電流によりコン
デンサを充電したとしてもその両端電圧が所定の充電電
圧を越えることがない。その結果、フライバック電流に
よる充電が行われるため、短期間でコンデンサを充電で
きる。

【００２２】また、低速回転低負荷時には、燃料噴射間
隔が長くなり、コンデンサを充電可能な期間が長くなる
のであるが、燃料噴射後、比較的遅いタイミングでフラ
イバック電流が発生するため、昇圧回路によるコンデン
サの充電が進んでしまい、フライバック電流によりコン
デンサを充電するとその両端電圧が所定の充電電圧を越
えてしまう場合がある。この場合、フライバック電流に
よる充電が禁止されるのであるが、コンデンサを充電可
能な期間が長いため、昇圧手段だけによって所定の充電
電圧まで充電できる。

【００２３】このように、高速回転高負荷時には、昇圧
手段が供給すべきエネルギーは小さく、また、低速回転
低負荷時には、昇圧手段は比較的長い時間をかけて充電
できるため、昇圧手段を比較的小容量のトランスやスイ
ッチング素子等を用いて構成でき、延いては燃料噴射装
置を小型化できるのである。

【００２４】次に、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴
射装置においては、判定手段が、昇圧手段によるコンデ
ンサの充電開始後、フライバック電流をコンデンサに供
給してもコンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越え
ることのない所定期間内に、上記フライバック電流が発
生するが否かを判断し、補助充電手段は、判定手段にて
所定期間内にフライバック電流が発生しないと判断され
た場合に、第２のスイッチング手段を開放して、フライ
バック電流による上記コンデンサの充電を禁止する。

【００２５】つまり、昇圧手段によるコンデンサの充電
速度は略一定であるため、充電開始からフライバック電
流が発生するまでの期間に基づき、フライバック電流発
生時におけるコンデンサの両端電圧を予測することがで
き、延いては、フライバック電流によりコンデンサを充
電した場合にコンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を
越えるか否かを判断することができるのである。

【００２６】従って、本発明によれば、コンデンサの両
端電圧が所定の充電電圧を越えることのないように確実
に制御でき、コンデンサが過充電されることによる回路
素子の破壊を防止できる。特に、制御手段が算出する燃
料噴射弁及び電磁アクチュエータの駆動開始時間や駆動
期間を用いれば、コンデンサの充電を開始してからフラ
イバック電流が発生するまでの期間を算出するのは容易
であり、しかも、制御手段がマイクロコンピュータによ
り実現されていれば、本発明の判定手段のために特別な
ハードウェアの追加を必要としないため、装置を簡単に
構成できる。

【００２７】次に、請求項４に記載の内燃機関の燃料噴
射装置においては、電圧検出手段がコンデンサの両端電
圧を検出し、補助充電手段は、電圧検出手段にて検出さ
れるコンデンサの両端電圧が所定の充電電圧に達してい
る場合に、第２のスイッチング手段を開放してフライバ
ック電流によるコンデンサの充電を禁止する。

【００２８】従って、本発明によれば、実際に検出され
たコンデンサの両端電圧に基づき、第２のスイッチング
手段を動作させるため、コンデンサの充電を精度よく制
御できる。また、本発明によれば、フライバック電流に
よるコンデンサの充電中であっても、コンデンサの両端
電圧が所定の充電電圧に達すると、第２のスイッチング
手段が開放されるため、フライバック電流の一部のみが
コンデンサの充電に使用される場合があり、例えば請求
項３に記載の発明のようにフライバック電流を供給する
とコンデンサの両端電圧が充電電圧を越える場合にはコ
ンデンサにフライバック電流を全く供給しない場合に比
べて、よりエネルギー効率の良い装置を構成できる。

【００２９】次に、請求項５に記載の内燃機関の燃料噴
射装置においては、第２のスイッチング手段が、充電電
流供給経路が開放された場合に、電流還流経路を介して
フライバック電流を電源に還流する。従って、本発明に
よれば、コンデンサの充電に使用されないフライバック
電流を無理なく処理でき、信頼性の高い装置を構成でき
る。

【００３０】即ち、フライバック電流をコンデンサに供
給しない場合には、フライバック電流を遮断する第２の
スイッチング手段に大きな負荷がかかり、スイッチング
手段が破壊されてしまう場合があるが、フライバック電
流を電源に還流させれば、第２のスイッチング手段の負
荷が低減されるため、これを防止することができ、信頼
性の高い装置を構成できるのである。

【００３１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図２は、６気筒の車両用ディーゼルエンジンに使用
されるコモンレール式燃料噴射装置の全体構成図であ
る。

【００３２】図２に示すように、コモンレール式燃料噴
射装置１は、各気筒に夫々配設され各気筒に燃料を噴射
供給する６個のインジェクタ３と、高圧燃料を蓄圧しフ
ローリミッタ３１を介して各インジェクタ３に燃料を供
給するコモンレール５と、コモンレール５に燃料を圧送
する高圧ポンプ９と、燃料タンク７に蓄えられた燃料を
吸い上げ、高圧ポンプ９に供給するフィードポンプ１３
と、コモンレール５の内圧を検出するコモンレール圧セ
ンサ２７と、コモンレール５の内圧が所定以上になると
開弁して内圧が高くなり過ぎることを防止するプレッシ
ャリミッタ２９と、これらを制御する電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）１１とを備えている。

【００３３】なお、ＥＣＵ１１にはコモンレール圧セン
サ２７の他、クランク軸に１２０°ＣＡずつずらして取
り付けられた各クランクの上死点（ＴＤＣ）より７５°
ＣＡ前に所定のパルスを発生する気筒判別センサ５１
（図５参照），クランク軸が１５°ＣＡ回転する毎に所
定のパルスを発生するクランク角センサ５３（図５参
照），アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ５
５，スロットルバルブがアイドル位置にあることを検出
するアイドルスイッチ５７，内燃機関を始動するスター
タの動作状態を検出するスタータスイッチ５９，冷却水
の温度を検出する冷却水温センサ６１などの各種運転状
態検出手段からの信号も入力されている。

【００３４】ここで、高圧ポンプ９は２気筒で構成さ
れ、各気筒＃ａ，＃ｂが、コモンレール５に対して交互
に高圧燃料を圧送するようにされている。なお、各気筒
＃ａ，＃ｂは全く同じ構成をしているので、以下では、
気筒＃ａについてのみ説明する。

【００３５】即ち、高圧ポンプ９の気筒＃ａは、図３に
示すように、フィードポンプ１３により燃料タンク７か
ら吸い上げられた低圧状態の燃料を蓄える燃料ギャラリ
ー１５と、燃料ギャラリー１５より供給される燃料を加
圧してコモンレール５に供給するためのチャンバー２１
と、燃料ギャラリー１５とチャンバー２１とを連通・遮
断する電磁制御弁であるポンプコントロールバルブ（Ｐ
ＣＶ）１９とを備えている。

【００３６】そして、燃料ギャラリー１５には、所定の
設定開弁圧に達すると開弁して燃料ギャラリー１５に蓄
えられた燃料を燃料タンク７に戻すチェック弁１７が設
けられており、燃料ギャラリー１５の内圧が常に一定と
なるようされている。一方、シリンダ状に形成されたチ
ャンバー２１には、クランク軸に同期して上下動するプ
ランジャー２３が嵌合されると共に、チャンバー２１の
内圧が所定の設定開弁圧以上になると開弁して、チャン
バー２１内の燃料をコモンレール５に供給するチェック
弁２５が設けられている。

【００３７】このように構成された高圧ポンプ９の気筒
＃ａにおいては、ＰＣＶ１９が開弁されている時に、燃
料ギャラリー１５と連通されたチャンバー２１内は低圧
状態の燃料で充満され、プランジャー２３が上昇する際
にＰＣＶ１９が閉弁されると、チャンバー２１内に充満
された燃料が加圧される。そして、この圧力がチェック
弁２５の設定開弁圧以上になると、チェック弁２５が開
弁してチャンバー２１内の燃料がコモンレール５に圧送
される。

【００３８】つまり、ＰＣＶ１９の閉弁時期を制御する
ことにより、高圧ポンプ９によるコモンレール５への燃
料の加圧圧送の開始時期が制御され、しかも、ＰＣＶ１
９は、一旦閉弁すると、プランジャー２３が上死点（上
昇から下降に移る時点）に達するまでの間、閉弁状態が
保持されるため、圧送開始時期を早くする程、燃料の圧
送量が増加する。

【００３９】なお、このような高圧ポンプ９系のより詳
細な説明については、例えば、特開平２−１４６２５６
号公報等に記載されているのでそちらを参照されたい。
このようにして高圧ポンプ９によりコモンレール５に蓄
えられた高圧の燃料は、フローリミッタ３１を介してエ
ンジン３３の各気筒毎に設置されたインジェクタ３に送
られる。

【００４０】次に、インジェクタ３は、図４に示すよう
に、ニードル３９を上下動させて燃料噴射口を開閉する
コマンドピストン３７と、燃料経路をコマンドピストン
３７の背面、或は燃料タンク７に連通する三方弁３５
と、後述するＥＣＵのインジェクタ駆動回路６５によっ
て導通・遮断され、三方弁３５の連通状態を制御する電
磁ソレノイドＬｎとを備え、ニードル３９の下端部、即
ち燃料噴射口の近傍には油溜り４１が形成されている。
そして、インジェクタ３内において燃料経路は二方向に
分岐されており、一方は、燃料噴射口の近傍に設けられ
た油溜り４１に、他方は三方弁３５に高圧燃料を供給す
るようされている。また、三方弁３５は、電磁ソレノイ
ド４７の非通電時にポートαとポートβとが連通し、通
電時にポートβとポートγとが連通するようされてい
る。

【００４１】このように構成されたインジェクタ３にお
いて、三方弁３５のポートαとポートβとが連通状態と
なる電磁ソレノイド４７の非導通時には、コモンレール
５から供給されインジェクタ３内で分岐した燃料は、一
方は、コマンドピストン３７の背面に供給されることに
よりニードル３９を押し下げようとし、他方は、油溜り
４１に供給されることによりニードル３９を押し上げよ
うとする。このとき、コマンドピストン３７の背面の面
積の方が大きいため、全体としてはニードル３９を押し
下げる向きの力が勝り、燃料噴射口は閉じた状態に維持
される。

【００４２】一方、電磁ソレノイド４７が導通される
と、三方弁３５はポートβとポートγとが連通し、コマ
ンドピストン３７の背面にはコモンレール５からの燃料
圧が加わらなくなるため、ニードル３９を押し上げる向
きの力が勝り、燃料噴射口が開口して燃料噴射が開始さ
れる。

【００４３】その後、電磁ソレノイド４７への通電が停
止されると、再びポートαとポートβとが連通した状態
に復帰し、コマンドピストン３７の背面にコモンレール
５からの燃料圧が加えられるため、ニードル３９は閉弁
方向へ移動し、燃料噴射が停止される。従って、インジ
ェクタ３では、電磁ソレノイド４７への通電期間を制御
することにより、燃料噴射量を任意に制御できる。

【００４４】次に、ＥＣＵ１１は、図１に示すように、
予め設定された制御プログラムに従って燃料噴射制御の
ための各種制御処理を実行するＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ
等からなる周知のマイクロコンピュータ６３を中心に構
成されており、電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ６を夫々通電し
て各気筒＃１〜＃６のインジェクタ３を駆動するインジ
ェクタ駆動回路６５と、コモンレール５内の燃料圧力を
制御する一対のＰＣＶ１９を夫々駆動するＰＣＶ駆動回
路６７，６７と、ＰＣＶ１９のフライバック電流（後述
する）をインジェクタ駆動回路６５に供給するか、或は
バッテリーＢＴに還流させるかを択一的に切り替える切
替回路６９とを備えている。

【００４５】インジェクタ駆動回路６５は、各気筒の電
磁ソレノイドＬ１〜Ｌ６の電流経路を夫々導通・遮断す
るトランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６と、トランジスタＴ
Ｒ１１〜ＴＲ１６に夫々並列に接続され、トランジスタ
ＴＲ１１〜ＴＲ１６に所定以上の電圧が印加されること
を防止するツェナーダイオードＤＺ１１〜ＤＺ１６と、
マイクロコンピュータ６３から入力される選択信号Ｓｓ
にて指定されたトランジスタＴＲ１ｎ（ｎ＝１〜６）
を、同じくマイクロコンピュータ６３から入力される噴
射指令信号Ｓｄに基づきオンするインジェクタ選択回路
７１と、トランジスタＴＲ１ｎにより電流経路が導通さ
れた電磁ソレノイドＬｎに、ダイオードＤ１１を介して
所定の定電流を供給する定電流源７３と、各気筒の電磁
ソレノイドＬ１〜Ｌ６にダイオードＤ１２を介して並列
に設けられたコンデンサＣと、コンデンサＣの両端電圧
Ｖｃを検出するための分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２と、電磁ソレ
ノイドＬ１〜Ｌ６の非導通時にコンデンサＣに高電圧を
充電しておき、いずれかの電磁ソレノイドＬｎの電流経
路が導通された時に、コンデンサＣに充電した高電圧に
より対応する電磁ソレノイドＬｎに定電流源７３が供給
する電流より大きいピーク電流を供給させる昇圧回路７
４とが備えられている。

【００４６】ここで、昇圧回路７４は、一次巻線の一端
にバッテリ電圧が印加された昇圧用の変圧器Ｌｏと、外
部から入力される高周波（本実施例では数十ｋＨｚ程
度）の駆動パルスによって高速スイッチングすることに
より、変圧器Ｌｏの一次巻線の他端を高周波で接地し、
変圧器Ｌｏの二次巻線に高電圧を発生させる昇圧用のト
ランジスタＴＲｓと、変圧器Ｌｏの一次巻線に流れる電
流を検出する電流検出抵抗Ｒ３と、変圧器Ｌｏの二次巻
線に発生した高電圧をコンデンサＣに出力することによ
り、コンデンサＣを充電するダイオードＤ１３と、マイ
クロコンピュータ６３より充電指令信号Ｓｃが入力され
ると、昇圧用のトランジスタＴＲｓを駆動する駆動パル
スを発生し、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２により検出されるコン
デンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充電電圧（本実施例で
は１１０Ｖ）に達すると駆動パルスの発生を停止すると
共に、電流検出抵抗Ｒ３により検出される電流値に基づ
き、トランスＬｏが所定の割合で二次側に電力を供給
し、一定の割合でコンデンサＣが充電されるよう駆動パ
ルスの周波数を制御する電圧制御回路７５とにより構成
されている。

【００４７】このように構成されたインジェクタ駆動回
路６５においては、噴射指令信号Ｓｄがオフ状態にあ
り、トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６がいずれもオフ状
態にある時に、マイクロコンピュータ６３から入力され
る充電指令信号Ｓｃによって昇圧回路７４が駆動され、
コンデンサＣの充電を開始する。そして、分圧抵抗Ｒ
１，Ｒ２によりコンデンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充
電電圧Ｖｏに達したことが検出されると、電圧制御回路
７５がトランジスタＴＲｓへの駆動パルスの出力を停止
することにより、コンデンサＣの充電を停止する。そし
て、マイクロコンピュータ６３から入力される選択信号
Ｓｓ及び噴射指令信号Ｓｄに応じて、インジェクタ選択
回路７１がいずれかのトランジスタＴＲ１ｎをオンし
て、対応する気筒の電磁ソレノイドＬｎの電流経路を導
通すると、コンデンサＣに充電されたエネルギーが電磁
ソレノイドＬｎを介して放電され、電磁ソレノイドＬｎ
にピーク電流が流れる。その後、定電流源７３の動作に
よって、電磁ソレノイドＬｎに所定のホールド電流が流
れ、マイクロコンピュータ６３からの噴射指令信号Ｓｄ
の入力が停止された時点で、電磁ソレノイドＬｎの通電
が遮断される。こうして電磁ソレノイドＬｎの通電が遮
断されると、マイクロコンピュータ６３から入力される
充電指令信号Ｓｃに従い、昇圧回路７４がコンデンサＣ
の充電を開始する。

【００４８】次に、切替回路６９は、ＰＣＶ駆動回路６
７から供給されるフライバック電流（後述する）をイン
ジェクタ駆動回路６５に設けられたコンデンサＣに供給
する電流経路Ｐ１を導通・遮断するトランジスタＴＲ２
１と、フライバック電流をバッテリＢＴに還流する電流
経路Ｐ２を導通・遮断するトランジスタＴＲ２２と、マ
イクロコンピュータ６３が出力する経路切替信号Ｓｐを
そのままのレベルでトランジスタＴＲ３１に供給するバ
ッファＢＦ２１と、経路切替信号Ｓｐを反転させてトラ
ンジスタＴＲ３２に供給するバッファＢＦ２２とにより
構成され、経路切替信号ＳｐがLow レベルの時は電流経
路Ｐ１を，Highレベルの時は電流経路Ｐ２を択一的に導
通させる。

【００４９】また次に、ＰＣＶ駆動回路６７は、高圧ポ
ンプ９の各気筒＃ａ，＃ｂ毎に設けられたＰＣＶ１９に
対応して、２つ設けられているが、全く同じ構成である
ため、以下では、気筒＃ａのＰＣＶ駆動回路６７につい
てのみ説明する。ＰＣＶ駆動回路６７は、ＰＣＶ１９の
電流経路を導通・遮断するトランジスタＴＲ３１と、ト
ランジスタＴＲ３１をオフした時に流れるフライバック
電流を切替回路６９に供給するトランジスタＴＲ３２
と、電流経路Ｐ１からのトランジスタＴＲ３２への逆流
電流防止用のダイオードＤ３１と、電流経路Ｐ２からの
トランジスタＴＲ３２への逆流電流防止用のダイオード
Ｄ３２と、マイクロコンピュータ６３からのポンプコン
トロール信号Ｓｖ１をトランジスタＴＲ３１に供給する
バッファＢＦ３１と、マイクロコンピュータ６３からの
フライバック制御信号Ｓｂ１を反転させてトランジスタ
ＴＲ３２に供給するＢＦ３２と、トランジスタＴＲ３１
のドレイン・ゲート間に直列に接続されたツェナーダイ
オードＤＺ３１，ダイオードＤ３３からなる周知の保護
回路とにより構成される。

【００５０】このように構成されたＰＣＶ駆動回路６７
においては、マイクロコンピュータ６３からバッファＢ
Ｆ３１を介してトランジスタＴＲ３１に供給されるポン
プコントロール信号Ｓｖ１がオン状態である時に、ＰＣ
Ｖ１９を閉弁駆動する電磁ソレノイドＬａに電流が流
れ、ポンプコントロール信号Ｓｖ１の入力が停止された
時点で、電磁ソレノイドＬａの通電が遮断される。そし
て、この電磁ソレノイドＬａの通電遮断時に、電磁ソレ
ノイドＬａのインダクタンスによってフライバック電流
が流れる。

【００５１】この時、トランジスタＴＲ３２がオンされ
ていると、フライバック電流は切替回路６９に供給さ
れ、更に、切替回路６９において、トランジスタＴＲ２
１がオンされていればインジェクタ駆動回路６５に供給
されてコンデンサＣを充電し、トランジスタＴＲ２２が
オンされていればバッテリーＢＴに還流される。

【００５２】以上のように構成された燃料噴射装置１を
駆動するために、マイクロコンピュータ６３から出力さ
れる各種信号の概要を第５図のタイミングチャートによ
り説明する。図５に示すように、インジェクタ３を駆動
する燃料噴射信号Ｓｄ、及びＰＣＶ１９を駆動するポン
プコントロール信号Ｓｖは、各気筒＃１〜＃６毎に設け
られたクランク上死点（ＴＤＣ）の前６０°ＣＡにて出
力されるパルス０を基準パルスとして制御される。

【００５３】そして、燃料噴射信号Ｓｄは、基準パルス
発生時点から駆動タイミングＴＴ後に、駆動パルス幅Ｔ
Ｑの間だけHighレベルとなるよう出力され、駆動タイミ
ングＴＴが大きいほど燃料噴射時期が遅角し、また、駆
動パルス幅ＴＱが大きいほど燃料噴射量が多くなる。

【００５４】なお、図示しないが、燃料噴射信号Ｓｄが
出力された直後、即ち、基準パルス発生時点から（ＴＴ
＋ＴＱ）が経過した時に、充電指令信号Ｓｃが出力さ
れ、この時点からコンデンサＣの充電が開始される。ま
た、ポンプコントロール信号Ｓｖ１，Ｓｖ２は、基準パ
ルス発生時点から駆動タイミングＴＰ後に、駆動パルス
幅ＴＷの間だけHighレベルとなるよう出力され、駆動タ
イミングＴＰが小さいほど高圧ポンプ９による燃料圧送
量が多くなり、コモンレール圧力は上昇する。また、ポ
ンプコントロール信号Ｓｖ１，Ｓｖ２がHighレベルから
Low レベルに変化する時点、即ち、基準パルス発生時点
から（ＴＷ＋ＴＰ）が経過した時に、電磁ソレノイドＬ
ａ，Ｌｂのフライバック電流が発生する。

【００５５】更に、高圧ポンプ９の各気筒＃ａ，＃ｂに
おいて、プランジャー２３は、夫々、クランク軸が２４
０°ＣＡ回転（即ち２回の燃料噴射）する毎に１回上下
動して、チャンバー２１の圧縮工程を一度ずつ行い、し
かも、その位相は、各気筒＃ａ，＃ｂ間で１２０°ずれ
たものとなっている。そして、ポンプコントロール信号
Ｓｖ１，Ｓｖ２により各気筒＃ａ，＃ｂのＰＣＶ１９が
交互に駆動されることにより、高圧ポンプ９は、噴射制
御信号Ｓｃによってインジェクタ３が燃料噴射する毎
に、コモンレール５への高圧燃料の圧送を行うようにさ
れている。

【００５６】次にマイクロコンピュータ６３において実
行される燃料噴射制御処理について図６及び図７に示す
フローチャートに沿って説明する。まず、電源投入後、
或はＣＰＵリセット後に実行されるメイン処理について
説明する。

【００５７】図６に示すように、まずステップ１１０に
て、ハードウェアや各種データの初期化が行われ、その
後、ステップ１２０〜ステップ２００にて、燃料噴射制
御に使用される燃料噴射信号Ｓｄ及びポンプコントロー
ル信号Ｓｖの駆動パルス幅ＴＱ，ＴＷ、及び駆動タイミ
ングＴＴ，ＴＰを算出する処理が繰り返し実行される。

【００５８】即ち、ステップ１２０にて、内燃機関の運
転状態をアクセル開度センサ５５や冷却水温センサ６１
等から取り込み、これらの運転状態情報から、ステップ
１３０にて、インジェクタ３から噴射されるべき燃料の
目標噴射量Ｑｆｉｎ（ｍｍ³／ｓｔ）、ステップ１４０
にて燃料噴射を開始すべき目標噴射タイミングＴｆｉｎ
（℃Ａ）、ステップ１５０にて目標コモンレール圧力Ｐ
ｆｉｎ（ＭＰａ）を夫々算出してステップ１６０に進
む。なお、ここでは、各目標値Ｑｆｉｎ，Ｔｆｉｎ，Ｐ
ｆｉｎの具体的な算出方法に関する説明は省略するが、
例えば、目標噴射量Ｑｆｉｎについては、公知のガバナ
パターンによる演算を使用することができる。

【００５９】ステップ１６０では、コモンレール圧セン
サ２７より、コモンレール５内の燃料圧力を読み込み、
この燃料圧力を考慮して、続くステップ１７０では、先
のステップ１３０にて求めた目標噴射量Ｑｆｉｎ（ｍｍ
³ ／ｓｔ）を実現する燃料噴射信号Ｓｄの駆動パルス幅
ＴＱ（μSEC ）を算出し、続くステップ１８０では、後
述するクランク信号割込処理にて算出される内燃機関の
機関回転数を考慮して、目標噴射タイミングＴｆｉｎ
（°ＣＡ）に燃料噴射を実現する燃料噴射信号Ｓｄの駆
動タイミングＴＴ（μSEC ）を算出する。

【００６０】更に、ステップ１９０では、ＰＣＶ１９を
確実に閉弁させるポンプコントロール信号Ｓｖの駆動パ
ルス幅ＴＷを算出する。なお、駆動パルス幅ＴＷは、Ｐ
ＣＶ１９が駆動されてから完全に閉弁するまでの応答時
間である閉弁応答時間Ｔdelay より若干大きい値に設定
され、バッテリＢＴの電圧に応じて若干の補正がされる
ものの、略一定値となる。

【００６１】続くステップ２００では、燃料圧力を直接
制御する重要な制御値であるポンプコントロール信号Ｓ
ｖの駆動タイミングＴＰを算出する。即ち、目標コモン
レール圧Ｐｆｉｎ（ＭＰａ）と先のステップ１６０にて
読み込んだ実コモンレール圧との偏差に基づき、実コモ
ンレール圧を目標コモンレール圧Ｐｆｉｎに一致させる
のに要する圧力を補充できる駆動タイミングＴＰを算出
する。また、このようにして、コモンレール圧はフィー
ドバック制御される。

【００６２】その後、ステップ１２０に戻り、以後、ス
テップ１２０〜ステップ２００の処理が繰り返し実行さ
れる。次に、燃料噴射信号Ｓｄ及びポンプコントロール
信号Ｓｖを、メイン処理にて算出された駆動パルス幅と
駆動タイミングに基づいて実際に出力すると共に、フラ
イバック電流の電流経路を選択するクランク各信号割込
処理について説明する。なお、本処理は、クランク角セ
ンサ５３がクランク角パルスを出力する毎に起動され
る。

【００６３】本処理が起動されると、図７に示すよう
に、まずステップ２１０にて、本処理が起動される要因
となったクランク角パルスが、インジェクタ３及びＰＣ
Ｖ１９の制御の基準となる基準パルスであるか否かを判
定する。なお、基準パルスであるか否かの判定は、例え
ば本処理が、気筒判別パルスが検出された後に最初に起
動されたものであれば、本処理を起動したクランク角パ
ルスを基準パルスであると判断する。

【００６４】そして、クランク角パルスが、基準パルス
でなければステップ２８０に移行し、逆に、基準パルス
であればステップ２２０に移行して、メイン処理にて算
出された最新の駆動パルス幅ＴＱ，ＴＰ、駆動タイミン
グＴＴ，ＴＷを用いて下記の（１）式に基づき初期充電
期間Ｔ１（図５参照）を算出する。

【００６５】 Ｔ１＝（ＴＰ＋ＴＷ）−（ＴＴ＋ＴＱ） ・・・（１） 続くステップ２３０では、初期充電期間Ｔ１が、所定期
間Ｂより大きいか否かを判定し、所定期間Ｂより大きけ
れば、ステップ２４０に移行して、経路切替信号Ｓｐを
Low レベルに設定し、ステップ２６０に進む。これによ
り電流経路Ｐ２が導通し、ＰＣＶ１９にて発生するフラ
イバック電流はバッテリＢＴに還流されることになる。

【００６６】一方、ステップ２３０にて、初期充電期間
Ｔ１が所定期間Ｂ以下であると判断された場合には、ス
テップ２５０に移行して、経路切替信号ＳｐをHighレベ
ルに設定した後、ステップ２６０に進む。これにより電
流経路Ｐ１が導通し、ＰＣＶ１９のフライバック電流は
コンデンサＣに充電され、インジェクタ３を駆動するた
めに再利用されることになる。ステップ２６０では、駆
動パルス幅ＴＱ，駆動タイミングＴＴとなる燃料噴射信
号Ｓｄの出力処理をアウトプットコンベア機能を用いて
行う。この時、どの気筒のインジェクタ３を駆動する
か、即ち、どのトランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６を駆動
するかを指定する選択信号Ｓｓも同時に出力される。ま
た、これと共に、燃料噴射信号Ｓｄの出力が終了した直
後（ＴＴ＋ＴＱ）から、電圧制御回路７５にコンデンサ
Ｃの充電を開始させるための充電指令信号Ｓｃの出力処
理も同様に行われる。

【００６７】なお、アウトプットコンベア機能とは、出
力開始タイミング，出力終了タイミング，及び出力レベ
ルを設定することにより、設定されたパルス信号をマイ
クロコンピュータ６３に内蔵されたハードウェアにて自
動的に出力する周知の機能である。

【００６８】続く、ステップ２７０では、駆動パルス幅
ＴＷ，駆動タイミングＴＰとなるポンプコントロール信
号Ｓｖの出力処理と、ポンプコントロール信号Ｓｖの駆
動パルス幅ＴＷより所定期間Ｔ２だけ長い駆動パルス幅
（ＴＷ＋Ｔ２），駆動タイミングＴＰとなるフライバッ
ク制御信号Ｓｂの出力処理をアウトプットコンベア機能
を用いて行った後、ステップ２８０に進む。

【００６９】なお、ポンプコントロール信号Ｓｖ及びフ
ライバック制御信号Ｓｂは、高圧ポンプ９の各気筒＃
ａ，＃ｂに夫々対応するＰＣＶ駆動回路６７，６７を、
交互に駆動するよう出力される。また、フライバック制
御信号Ｓｂの駆動パルス幅が、ポンプコントロール信号
の駆動パルス幅より期間Ｔ２だけ長く設定されているこ
とにより、この期間Ｔ２だけフライバック電流が流れ
る。これは、フライバック電流が流れ続けると、ＰＣＶ
１９の開弁動作や次回の閉弁駆動時の動作に影響を与え
てしまう虞があるため、必要以上にフライバック電流が
流れることを防止しているのである。

【００７０】ステップ２８０では、前回処理が起動され
てから、今回処理が起動されるまでの時間に基づき、機
関回転数を算出して本処理を終了する。ここで、本処理
のステップ２３０にて初期充電期間Ｔ１と比較される所
定期間Ｂは、以下のように設定される。

【００７１】即ち、ステップ２２０にて算出される初期
充電期間Ｔ１は、インジェクタ３の駆動終了後に、昇圧
回路７４によるコンデンサＣの充電が開始されてから、
フライバック電流が発生するまでの所要期間を表してお
り、延いてはこの期間に蓄積されるコンデンサＣのエネ
ルギー量（コンデンサＣの両端電圧Ｖｃ）に対応する。
また、ポンプコントロール信号Ｓｖの駆動パルス幅ＴＰ
は常に略一定であり、ＰＣＶ１９を閉弁させる電磁ソレ
ノイドＬａ，Ｌｂは略一定の状態で駆動されるため、ポ
ンプコントロール信号Ｓｖがオフした時に流れるフライ
バック電流も、常に略一定のエネルギーを有する。

【００７２】従って、昇圧回路７４がコンデンサＣを充
電する速度と、フライバック電流の大きさとがわかれ
ば、フライバック電流によってコンデンサＣを充電して
も、コ」ンデンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充電電圧Ｖ
ｏを越えないような期間を求めることができ、これを所
定期間Ｂとして設定しているのである。

【００７３】次に、図８に示すタイミング図に沿って、
初期充電期間Ｔ１が所定期間Ｂより短く、フライバック
電流によってコンデンサＣが充電される場合の動作を説
明する。なお、図８においては、動作を明確にするた
め、内燃機関の各気筒＃１〜＃６、及び高圧ポンプの各
気筒＃ａ，＃ｂを区別することなく各信号を示してい
る。これは図９も同様である。

【００７４】まず、基準パルスの発生時（クランク各パ
ルス０）に実行されるクランク角信号割込処理により、
経路切替信号Ｓｐが設定される。なお、ここでは、フラ
イバック電流をコンデンサＣに供給する電流経路Ｐ１が
導通するようLow レベルに設定される。

【００７５】そして、駆動タイミングＴＴ経過後に、マ
イクロコンピュータ６３より燃料噴射信号Ｓｄが出力さ
れると、駆動パルス幅ＴＱの間だけ、インジェクタ３の
電磁ソレノイドＬｎにソレノイド電流Ｉｄが流れる。こ
こで、燃料噴射信号Ｓｄがオンした直後に流れるピーク
電流は、所定の高電圧Ｖｏに充電されたコンデンサＣが
放電されることにより発生するものであり、この放電に
より、コンデンサＣの両端電圧Ｖｃは、略０Ｖまで低下
する。また、コンデンサＣは、燃料噴射信号Ｓｄがオフ
した直後より、昇圧回路７４によって充電が開始され
る。

【００７６】また、基準パルス発生から駆動タイミング
ＴＷ経過後に、マイクロコンピュータ６３よりポンプコ
ントロール信号Ｓｖ及びフライバック制御信号Ｓｂが出
力されると、ＰＣＶ１９を閉弁する電磁ソレノイドＬａ
（或はＬｂ）に駆動パルス幅ＴＰの間だけソレノイド電
流Ｉｖが流れる。

【００７７】そして、ポンプコントロール信号Ｓｖがオ
フされると、フライバック制御信号Ｓｂがオフされるま
での間（期間Ｔ２）、電流経路Ｐ１を導通するように設
定された切替回路６９を介してコンデンサＣにフライバ
ック電流Ｉｆが供給される。コンデンサＣは、昇圧回路
７４により初期充電期間Ｔ１だけ充電された時点で、フ
ライバック電流による充電（期間Ｔ２）が行われ、その
後、所定の充電電圧Ｖｏとなるまで、昇圧回路７４によ
る充電が継続（期間Ｔ３）される。

【００７８】次に、図９に示すタイミング図に沿って、
初期充電期間Ｔ１が所定期間Ｂより長く、フライバック
電流をバッテリに還流する場合の動作を説明する。ま
ず、基準パルスが発生時（クランク各パルス０）に実行
されるクランク角信号割込処理により、経路切替信号Ｓ
ｐが、電流経路Ｐ２を導通してフライバック電流をバッ
テリに還流するようHighレベルに設定される。

【００７９】以後、マイクロコンピュータ６３より、燃
料噴射信号Ｓｄが出力され、更に、ポンプコントロール
信号Ｓｖ及びフライバック制御信号Ｓｂが出力されて、
フライバック電流が発生する時点までの説明は、図８の
場合と全く同様である。そして、フライバック電流Ｉｆ
は、電流経路Ｐ２を導通させるように設定された切替回
路６９を介してバッテリＢＴに還流される。このため、
コンデンサＣは、フライバック電流Ｉｆにより充電され
ることなく、昇圧回路７４のみにより、所定の充電電圧
Ｖｏまで充電される。

【００８０】なお、この場合、フライバック電流Ｉｆに
よりコンデンサＣを充電したとすると、図中破線で示す
ように、所定の充電電圧Ｖｏを越えてしまうのである。
以上詳述したように、本実施例の燃料噴射装置１におい
ては、インジェクタ３を高速に応答させ、応答性のよい
燃料噴射を実現するために、バッテリ電圧Ｖｂを越える
電圧ＶｏにてコンデンサＣを充電し、インジェクタ３の
開弁時に放電して、ピーク電流を供給する回路が設けら
れており、このコンデンサＣを、ＰＣＶ１９を閉弁駆動
する電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂの通電を遮断した際に発
生するフライバック電流Ｉｆにて充電するようにされて
いる。

【００８１】従って、本実施例によれば、昇圧回路７４
は、コンデンサＣに蓄積すべき全エネルギーから、フラ
イバック電流Ｉｆによって蓄積されるエネルギーを除い
た分だけ供給すればよく、消費電力を低減できる。特
に、ＰＣＶ１９を閉弁駆動する電磁ソレノイドＬａ，Ｌ
ｂは、比較的大きなフライバックエネルギーが発生する
ため、場合によってはコンデンサＣに蓄積すべき全エネ
ルギーの約７割を供給でき、極めて効率よくエネルギー
を利用できる。

【００８２】また、本実施例においては、昇圧回路７４
によるコンデンサＣの充電が開始されてから、フライバ
ック電流Ｉｆが発生するまでの初期充電期間Ｔ１を算出
し、初期充電期間Ｔ１が所定期間Ｂより短い場合のみ、
フライバック電流ＩｆによりコンデンサＣを充電するよ
うにされている。なお、所定期間Ｂは、昇圧回路７４に
よりコンデンサＣに蓄積されたエネルギーとフライバッ
ク電流Ｉｆのエネルギーとを加えても、充電電圧Ｖｏま
でに充電されたときにコンデンサＣに蓄積されるエネル
ギーを越えないように予め設定されたものである。

【００８３】従って、本実施例によれば、フライバック
電流ＩｆによりコンデンサＣが充電された時に、コンデ
ンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充電電圧Ｖｏを越えてし
まうようなことがなく、コンデンサＣ等の回路素子が破
壊されたり、燃料噴射時に、必要以上に充電されたコン
デンサＣから過剰な電流が供給されて燃料噴射に影響を
与えてしまうことを防止できる。

【００８４】また、本実施例によれば、インジェクタ３
及びＰＣＶ１９を駆動制御するための燃料噴射信号Ｓｄ
及びポンプコントロール信号Ｓｖの駆動タイミングＴ
Ｔ，ＴＷ，駆動パルス幅ＴＱ，ＴＰ等は、全て同じマイ
クロコンピュータ６３内で算出されるため、初期充電期
間Ｔ１も容易に算出することができ、従って、フライバ
ック電流ＩｆをコンデンサＣに供給するか否かの判断を
容易に、しかも精密に行うことができる。

【００８５】更に、本実施例によれば、燃料噴射間隔の
短い高回転，高負荷時には、フライバック電流Ｉｆによ
りコンデンサＣの充電は短時間で済み、昇圧回路７４の
みによりコンデンサＣを充電する必要がある時には、充
電期間を十分に確保できるので、昇圧回路７４は、比較
的小容量のトランス，スイッチング素子を用いて構成す
ることができ、昇圧回路７４、延いては燃料噴射装置１
を小型に安価に構成できる。

【００８６】即ち、内燃機関が高速回転，高負荷で運転
されている場合には、燃料噴射間隔（インジェクタ３が
駆動される間隔）が短くなるため、当然、昇圧回路７４
がコンデンサＣの充電に利用できる期間も短くなるので
あるが、このような場合には、通常、コモンレール圧力
が高く設定されるため、ＰＣＶ１９の駆動タイミングＴ
Ｐも短くなり、初期充電期間Ｔ１も短くなる。その結
果、コンデンサＣは、フライバック電流Ｉｆにより充電
されることになり、短時間で充電が終了するのである。

【００８７】また逆に、初期充電期間Ｔ１が長く、フラ
イバック電流ＩｆがコンデンサＣに供給されないのは、
一般に、コモンレール圧力を低く設定する低速回転，低
負荷の場合であり、この場合は、燃料噴射間隔も長くな
るため、コンデンサＣの充電期間も十分に確保すること
ができ、昇圧回路７４だけで、コンデンサＣを所定の充
電電圧Ｖｏまで充電できるのである。

【００８８】また更に、本実施例によれば、フライバッ
ク電流Ｉｆは、コンデンサＣに供給されない時には、バ
ッテリＢＴに還流されるよう構成されているので、コン
デンサＣの充電に使用されないフライバック電流Ｉｆを
無理なく処理でき、信頼性の高い装置を構成できる。

【００８９】即ち、フライバック電流Ｉｆをコンデンサ
Ｃに供給しない場合に、バッテリに還流することなくト
ランジスタ等により単にフライバック電流Ｉｆを遮断し
ただけでは、フライバック電流を遮断したトランジスタ
に大きな負荷がかかるため、大容量，高耐圧の素子を使
用しなければ破壊されてしまうのであるが、バッテリＢ
Ｔに還流することにより、素子の負荷を低減することが
でき、信頼性の高い装置を構成できるのである。

【００９０】また、上述のような正常運転時だけでな
く、内燃機関の始動時等、燃料噴射が行われないにも関
わらず、ＰＣＶ１９のみが繰り返し制御される場合に
も、フライバック電流ＩｆをバッテリＢＴに還流させる
ようにしておけば、コンデンサＣが異常充電されること
なく、コンデンサＣ等の素子の破壊を防止できる。

【００９１】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様で実
施することができる。例えば、上記実施例ではマイクロ
コンピュータ６３により、予め初期充電期間Ｔ１を算出
し、この初期充電期間Ｔ１により、フライバック電流Ｉ
ｆをコンデンサＣに供給するか否か判定して、経路切替
信号Ｓｐを設定するようにされているが、コンデンサＣ
の両端電圧Ｖｃを検出し、これを所定の設定電圧と比較
する比較回路を設け、検出電圧Ｖｃが設定電圧を越える
と、ハードウェアにて直ちに経路切替信号Ｓｐを切り替
えて、バッテリＢＴへの還流通路を選択するように構成
してもよい。

【００９２】また、上記実施例では、初期充電期間Ｔ１
と所定期間Ｂとを比較した結果に基づき、切替回路６９
を制御して電流経路Ｐ１，Ｐ２を随時切り替えている
が、単に、燃料噴射信号Ｓｄがオフ（ＴＴ＋ＴＱ）して
から所定期間Ｂが経過した時点（ＴＴ＋ＴＱ＋Ｂ）まで
の間のみ、コンデンサＣにフライバック電流Ｉｆが供給
される電流経路Ｐ１を導通するように切替回路６９を制
御してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＥＣＵ１１の構成を表す電気回路図である。

【図２】 コモンレール式燃料噴射装置の全体構成図で
ある。

【図３】 高圧ポンプの構成を表す説明図である。

【図４】 インジェクタの構成を表す説明図である。

【図５】 マイクロコンピュータが出力する各種タイミ
ング信号の概要を説明するタイミング図である。

【図６】 マイクロコンピュータにて実行されるメイン
処理を表すフローチャートである。

【図７】 マイクロコンピュータにて実行されるクラン
ク角信号割込処理を表すフローチャートである。

【図８】 フライバック電流がコンデンサに供給された
場合の各部の動作を表すタイミング図である。

【図９】 フライバック電流がバッテリに還流された場
合の各部の動作を表すタイミング図である。

【符号の説明】

１…コモンレール式燃料噴射装置 ３…インジェク
タ ５…コモンレール ７…燃料タンク ９…高圧
ポンプ １１…ＥＣＵ １３…フィードポンプ １５…燃料
ギャラリー １７，２５…チェック弁 １９…ポンプコントロール
バルブ（ＰＣＶ） ２１…チャンバー ２３…プランジャー ２７…コ
モンレール圧センサ ２９…プレッシャリミッタ ３１…フローリミッタ
３３…エンジン ３５…三方弁 ３７…コマンドピストン ３９…ニ
ードル ５１…気筒判別センサ ５３…クランク角センサ ５５
…アクセル開度センサ ５７…アイドルスイッチ ５９…スタータスイッチ ６
１…冷却水温センサ ６３…マイクロコンピュータ ６５…インジェクタ駆
動回路 ６７…ＰＣＶ駆動回路 ６９…切替回路 ７１…イ
ンジェクタ選択回路 ７３…定電流源 ７４…昇圧回路 ７５…電圧制御
回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に燃料を噴射供給するための燃
   料噴射弁と、 上記燃料噴射弁への駆動電流供給経路に並列に設けられ
   たコンデンサと、 上記駆動電流供給経路に直列に設けられたスイッチング
   手段と、 上記コンデンサを電源電圧を越える高電圧に充電する昇
   圧手段と、 上記内燃機関の運転状態に応じて、上記燃料噴射弁の通
   電時間及び通電開始時期を算出し、該算出結果に応じて
   上記スイッチング手段を駆動制御し、上記燃料噴射弁を
   開弁させて燃料を噴射させると共に、当該燃料噴射弁が
   閉弁している時に、上記昇圧手段を駆動して上記コンデ
   ンサを充電する制御手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、 上記燃料噴射弁の開閉に関連して通電制御され上記燃料
   噴射弁とは別に設けられた電磁アクチュエータの通電遮
   断時に流れるフライバック電流を、上記コンデンサに導
   く充電電流供給経路と、 該充電電流供給経路に設けられ、該充電電流供給経路を
   導通、開放する第２のスイッチング手段と、 上記充電電流供給経路を介して上記フライバック電流を
   上記コンデンサに供給しても、当該コンデンサの両端電
   圧が所定の充電電圧を越えることがない場合には、上記
   第２のスイッチング手段をオンすることにより、上記フ
   ライバック電流により上記コンデンサを充電させ、逆
   に、上記フライバック電流を上記コンデンサに供給する
   と、当該コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越え
   る場合には、上記第２のスイッチング手段をオフするこ
   とにより、上記フライバック電流による上記コンデンサ
   の充電を禁止する補助充電手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁駆動装
   置。
2. 【請求項２】 上記電磁アクチュエータは、燃料を圧送
   する高圧ポンプから、該高圧ポンプにより圧送される高
   圧燃料を蓄圧して上記燃料噴射弁に供給する燃料蓄圧手
   段への、燃料の圧送開始時期を制御する電磁制御弁であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴
   射装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の内燃機
   関の燃料噴射装置において、 上記昇圧手段による上記コンデンサの充電開始後、上記
   フライバック電流を上記コンデンサに供給しても上記コ
   ンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることのな
   い所定期間内に、上記フライバック電流が発生するか否
   かを判断する判定手段を設け、 上記補助充電手段は、上記判定手段にて上記所定期間内
   に上記フライバック電流は発生しないと判断された場合
   に、上記第２のスイッチング手段を開放して、上記フラ
   イバック電流による上記コンデンサの充電を禁止するこ
   とを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の内燃機
   関の燃料噴射装置において、 上記コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段を設
   け、 上記補助充電手段は、上記電圧検出手段にて検出される
   上記コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧に達してい
   る場合に、上記第２のスイッチング手段を開放して上記
   フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止す
   ることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載の内燃機関の燃料噴射装置において、 上記フライバック電流を電源に還流する電流還流経路を
   設け、 上記第２のスイッチング手段は、上記充電電流供給経路
   が開放された場合に、上記電流還流経路を介して上記フ
   ライバック電流を電源に還流することを特徴とする内燃
   機関の燃料噴射装置。