JPH09189253A - 多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路 - Google Patents
多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路Info
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- JPH09189253A JPH09189253A JP169296A JP169296A JPH09189253A JP H09189253 A JPH09189253 A JP H09189253A JP 169296 A JP169296 A JP 169296A JP 169296 A JP169296 A JP 169296A JP H09189253 A JPH09189253 A JP H09189253A
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- injection valve
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路中
のスイッチング素子を削減する。 【解決手段】 各気筒の燃料噴射弁を同時に駆動される
ことのないグループに分ける（１，３，５気筒と２，
４，６気筒）。そして、各燃料噴射弁の開弁時に、各コ
イル３−１〜３−６に高電圧電源１から高電圧を印加す
るために用いる開弁用ハイサイド側スイッチング素子４
−Ａ，４−Ｂをグループ毎に設ける。また、開弁状態の
保持時に、各コイル３−１〜３−６に車載バッテリ２か
らの電圧を印加するために用いる開弁状態保持用ハイサ
イド側スイッチング素子５−Ａ，５−Ｂもグループ毎に
設ける。また、閉弁時に、各コイル３−１〜３−６に高
電圧電源１から高電圧を逆方向に印加するために用いる
閉弁用ハイサイド側スイッチング素子７−Ａ，７−Ｂも
グループ毎に設ける。
のスイッチング素子を削減する。 【解決手段】 各気筒の燃料噴射弁を同時に駆動される
ことのないグループに分ける（１，３，５気筒と２，
４，６気筒）。そして、各燃料噴射弁の開弁時に、各コ
イル３−１〜３−６に高電圧電源１から高電圧を印加す
るために用いる開弁用ハイサイド側スイッチング素子４
−Ａ，４−Ｂをグループ毎に設ける。また、開弁状態の
保持時に、各コイル３−１〜３−６に車載バッテリ２か
らの電圧を印加するために用いる開弁状態保持用ハイサ
イド側スイッチング素子５−Ａ，５−Ｂもグループ毎に
設ける。また、閉弁時に、各コイル３−１〜３−６に高
電圧電源１から高電圧を逆方向に印加するために用いる
閉弁用ハイサイド側スイッチング素子７−Ａ，７−Ｂも
グループ毎に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各気筒内に各燃料
噴射弁より直接燃料を噴射する多気筒直噴エンジンの燃
料噴射弁駆動回路に関する。
噴射弁より直接燃料を噴射する多気筒直噴エンジンの燃
料噴射弁駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図21は直噴エンジン、特に直噴ガソリン
エンジン（筒内噴射・火花点火式エンジン）の概略図で
ある。燃焼室101 はシリンダヘッド102 とピストン103
とにより画成されている。そして、シリンダヘッド102
側には中心部に点火栓104 が配置されると共に、これを
囲んで吸気ポート105 及び排気ポート106 が形成され、
それぞれに吸気弁107及び排気弁108 が装着されるよう
になっている。
エンジン（筒内噴射・火花点火式エンジン）の概略図で
ある。燃焼室101 はシリンダヘッド102 とピストン103
とにより画成されている。そして、シリンダヘッド102
側には中心部に点火栓104 が配置されると共に、これを
囲んで吸気ポート105 及び排気ポート106 が形成され、
それぞれに吸気弁107及び排気弁108 が装着されるよう
になっている。
【０００３】燃料噴射弁（インジェクタ）109 は、燃焼
室101 内に直接燃料を噴射するように備えられ、燃料は
燃料タンク110 から低圧燃料ポンプ111 及び高圧燃料ポ
ンプ112 により全気筒共通の燃料ギャラリ113 を経て供
給され、その圧力はプレッシャレギュレータ（図示せ
ず）により調整されるようになっている。図22は燃料噴
射弁の構成を示し、コイル201 、ヨーク202 、ステータ
203 、プランジャ204 、針弁205 、閉弁付勢ばね206 等
から構成されている。
室101 内に直接燃料を噴射するように備えられ、燃料は
燃料タンク110 から低圧燃料ポンプ111 及び高圧燃料ポ
ンプ112 により全気筒共通の燃料ギャラリ113 を経て供
給され、その圧力はプレッシャレギュレータ（図示せ
ず）により調整されるようになっている。図22は燃料噴
射弁の構成を示し、コイル201 、ヨーク202 、ステータ
203 、プランジャ204 、針弁205 、閉弁付勢ばね206 等
から構成されている。
【０００４】ところで、直噴エンジンでは、燃料噴射弁
の噴口が直接筒内に臨んでおり、基本的には吸気行程の
みの短い期間に燃料を噴射しなければならない。特に、
最小噴射量近くとなるアイドル回転時には 0.2〜 0.4ms
という極めて短い時間に燃料を噴射しなければならな
い。このため、非常に応答性の高い針弁の開閉を必要と
する。
の噴口が直接筒内に臨んでおり、基本的には吸気行程の
みの短い期間に燃料を噴射しなければならない。特に、
最小噴射量近くとなるアイドル回転時には 0.2〜 0.4ms
という極めて短い時間に燃料を噴射しなければならな
い。このため、非常に応答性の高い針弁の開閉を必要と
する。
【０００５】そこで、開弁時、電磁力で針弁を吸引する
ときには、コイルに50〜 200Ｖの高電圧を印加して電流
を速く立ち上げ、吸引力発生の応答を速くして、針弁を
速く開弁させる。また、閉弁時、ばね力で針弁を着座さ
せるときには、コイルに負高電圧を印加してコイルの磁
束を急速に減少させ、吸引力消滅の応答を速くして、針
弁を速く閉弁させる。
ときには、コイルに50〜 200Ｖの高電圧を印加して電流
を速く立ち上げ、吸引力発生の応答を速くして、針弁を
速く開弁させる。また、閉弁時、ばね力で針弁を着座さ
せるときには、コイルに負高電圧を印加してコイルの磁
束を急速に減少させ、吸引力消滅の応答を速くして、針
弁を速く閉弁させる。
【０００６】この方式は、日本機械学会〔No930-42〕機
械力学・計測制御講演論文集（Vol.Ｂ）〔'93.7.21〜23
・東京〕「729. 高速電磁弁の高速化に関する研究」に
記載されている。また、特許文献では、開弁時にＤＣ−
ＤＣコンバータを用いてコンデンサにチャージした高電
圧を印加する方式として、特開平６−２９９８９０号、
特開昭５９−８５４３４号等がある。これらは閉弁時に
は負高電圧を印加していないが、コイルの電圧印加端子
を逆にすればよいので、モータ等で正逆転させるために
コイル電流を双方向に流す手段として一般的に知られて
いるスイッチング素子のＨブリッジ構成を用いればよ
い。
械力学・計測制御講演論文集（Vol.Ｂ）〔'93.7.21〜23
・東京〕「729. 高速電磁弁の高速化に関する研究」に
記載されている。また、特許文献では、開弁時にＤＣ−
ＤＣコンバータを用いてコンデンサにチャージした高電
圧を印加する方式として、特開平６−２９９８９０号、
特開昭５９−８５４３４号等がある。これらは閉弁時に
は負高電圧を印加していないが、コイルの電圧印加端子
を逆にすればよいので、モータ等で正逆転させるために
コイル電流を双方向に流す手段として一般的に知られて
いるスイッチング素子のＨブリッジ構成を用いればよ
い。
【０００７】図23は上記の手段による従来から用いられ
ている１気筒分の燃料噴射弁駆動回路を示している。先
ず構成を説明する。１は高電圧を発生する高電圧電源、
２は車載バッテリ、３は燃料噴射弁のコイルである。
ている１気筒分の燃料噴射弁駆動回路を示している。先
ず構成を説明する。１は高電圧を発生する高電圧電源、
２は車載バッテリ、３は燃料噴射弁のコイルである。
【０００８】４は開弁用ハイサイド側スイッチング素子
であり、高電圧電源１とコイル３の一端との間に設けら
れて、開弁時に高電圧を印加すべく導通する。５は開弁
状態保持用ハイサイド側スイッチング素子であり、車載
バッテリ２とコイル３の一端との間に設けられて、開弁
後に開弁状態を保持すべく、所定の電流値となるように
オンオフ制御（ＰＷＭ制御）される。
であり、高電圧電源１とコイル３の一端との間に設けら
れて、開弁時に高電圧を印加すべく導通する。５は開弁
状態保持用ハイサイド側スイッチング素子であり、車載
バッテリ２とコイル３の一端との間に設けられて、開弁
後に開弁状態を保持すべく、所定の電流値となるように
オンオフ制御（ＰＷＭ制御）される。
【０００９】６は開弁用ローサイド側スイッチング素子
であり、コイル３の他端と接地との間に設けられて、開
弁時及び開弁状態保持時に導通する。７は閉弁用ハイサ
イド側スイッチング素子であり、高電圧電源１とコイル
３の他端との間に設けられて、閉弁時に負高電圧を印加
すべく導通する。８は閉弁用ローサイド側スイッチング
素子であり、コイル３の一端と接地との間に設けられ
て、閉弁時に導通する。
であり、コイル３の他端と接地との間に設けられて、開
弁時及び開弁状態保持時に導通する。７は閉弁用ハイサ
イド側スイッチング素子であり、高電圧電源１とコイル
３の他端との間に設けられて、閉弁時に負高電圧を印加
すべく導通する。８は閉弁用ローサイド側スイッチング
素子であり、コイル３の一端と接地との間に設けられ
て、閉弁時に導通する。
【００１０】９は電流検出抵抗であり、開弁用ローサイ
ド側スイッチング素子６と接地との間に設けられて、開
弁状態保持時のコイル電流を検出する。ここで、開弁状
態保持時には、この電流検出抵抗９にて検出される電流
をフィードバックして、電流制御回路（図示せず）によ
り所定の電流値となるようにＰＷＭ（パルス幅変調）制
御で開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子５を
オンオフする。
ド側スイッチング素子６と接地との間に設けられて、開
弁状態保持時のコイル電流を検出する。ここで、開弁状
態保持時には、この電流検出抵抗９にて検出される電流
をフィードバックして、電流制御回路（図示せず）によ
り所定の電流値となるようにＰＷＭ（パルス幅変調）制
御で開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子５を
オンオフする。
【００１１】次に作用を図24及び図25を参照して説明す
る。開弁時は、スイッチング素子４，５，６を同時にオ
ンする。すると、高電圧がコイル３に印加され、図24
（１）の矢印Ａのように電流が流れて、コイル電流は急
速に立ち上がる（図25のイ）。その後、高電圧電源１内
のコンデンサに充電していた電荷が放電するため、電流
は徐々に下がる（図25のロ）。
る。開弁時は、スイッチング素子４，５，６を同時にオ
ンする。すると、高電圧がコイル３に印加され、図24
（１）の矢印Ａのように電流が流れて、コイル電流は急
速に立ち上がる（図25のイ）。その後、高電圧電源１内
のコンデンサに充電していた電荷が放電するため、電流
は徐々に下がる（図25のロ）。
【００１２】開弁後は、開弁状態を保持するため、スイ
ッチング素子４をオフする。すると、スイッチング素子
５，６を通して、車載バッテリ２からの電圧がコイル３
に印加され、図24（２）の矢印Ｂのように電流が流れ
る。このとき、電流検出抵抗９にて検出される電流が所
定値になるようにスイッチング素子５をＰＷＭ制御する
（図25のハ）。
ッチング素子４をオフする。すると、スイッチング素子
５，６を通して、車載バッテリ２からの電圧がコイル３
に印加され、図24（２）の矢印Ｂのように電流が流れ
る。このとき、電流検出抵抗９にて検出される電流が所
定値になるようにスイッチング素子５をＰＷＭ制御する
（図25のハ）。
【００１３】閉弁時は、スイッチング素子５，６をオフ
し、スイッチング素子７，８をオンする。すると、負高
電圧がコイル３に印加され、電流が急速に減少して、図
24（３）の矢印Ｃのように逆方向となり、磁束の減少す
なわち消磁が速められる（図25のニ）。消磁が終わる
と、スイッチング素子７，８をオフし、ばね力にて針弁
が閉じて、全ての行程を終了する。
し、スイッチング素子７，８をオンする。すると、負高
電圧がコイル３に印加され、電流が急速に減少して、図
24（３）の矢印Ｃのように逆方向となり、磁束の減少す
なわち消磁が速められる（図25のニ）。消磁が終わる
と、スイッチング素子７，８をオフし、ばね力にて針弁
が閉じて、全ての行程を終了する。
【００１４】図26には図23の燃料噴射弁駆動回路を用い
た６気筒エンジンの場合の燃料噴射弁駆動回路を示す。
た６気筒エンジンの場合の燃料噴射弁駆動回路を示す。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃料噴射弁駆動回路にあっては、１個の燃料
噴射弁を駆動するのに５個のスイッチング素子が必要
で、４気筒エンジンでは20個、６気筒エンジンでは30個
（図26参照）にもなり、非常に多くのスイッチング素子
が必要であるため、スイッチング素子の破壊による故障
率が高くなる。さらに駆動回路全体の大きさが大きくな
り過ぎて、車両のレイアウト上、搭載できない場合もあ
りうる。
うな従来の燃料噴射弁駆動回路にあっては、１個の燃料
噴射弁を駆動するのに５個のスイッチング素子が必要
で、４気筒エンジンでは20個、６気筒エンジンでは30個
（図26参照）にもなり、非常に多くのスイッチング素子
が必要であるため、スイッチング素子の破壊による故障
率が高くなる。さらに駆動回路全体の大きさが大きくな
り過ぎて、車両のレイアウト上、搭載できない場合もあ
りうる。
【００１６】また、開弁状態を保持するため、電流検出
抵抗を用いた電流制御を燃料噴射弁毎に行っているが、
各燃料噴射弁毎に電流制御回路が必要となる。さらに、
電流検出抵抗は、開弁時の大電流が流れるため、許容電
力の大きいものが必要となり、大きさが大きくなってし
まう。本発明は、このような従来の問題点に鑑み、同時
に複数の燃料噴射弁が駆動されるのは２本（ないし３
本）までであることを考慮し、燃料噴射弁のコイルのハ
イサイド側のスイッチング素子をグループ化して、スイ
ッチング素子の個数を削減するなどにより、多気筒直噴
エンジンの燃料噴射弁駆動回路を簡素化することを目的
とする。
抵抗を用いた電流制御を燃料噴射弁毎に行っているが、
各燃料噴射弁毎に電流制御回路が必要となる。さらに、
電流検出抵抗は、開弁時の大電流が流れるため、許容電
力の大きいものが必要となり、大きさが大きくなってし
まう。本発明は、このような従来の問題点に鑑み、同時
に複数の燃料噴射弁が駆動されるのは２本（ないし３
本）までであることを考慮し、燃料噴射弁のコイルのハ
イサイド側のスイッチング素子をグループ化して、スイ
ッチング素子の個数を削減するなどにより、多気筒直噴
エンジンの燃料噴射弁駆動回路を簡素化することを目的
とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、各気筒の燃料噴射弁を同時に駆動されるこ
とのないグループに分ける一方、車載バッテリに比べ、
高電圧を発生する高電圧電源と、各グループ毎に、高電
圧電源と各グループ内の燃料噴射弁のコイルの一端との
導通・遮断を制御する開弁用ハイサイド側スイッチング
素子と、各グループ毎に、車載バッテリと各グループ内
の燃料噴射弁のコイルの一端との導通・遮断を制御する
開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子と、各燃
料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコイルの他端と接地との
導通・遮断を制御する開弁用ローサイド側スイッチング
素子と、各グループ毎に、高電圧電源と各グループ内の
燃料噴射弁のコイルの他端との導通・遮断を制御する閉
弁用ハイサイド側スイッチング素子と、各燃料噴射弁毎
に、各燃料噴射弁のコイルの一端と接地との導通・遮断
を制御する閉弁用ローサイド側スイッチング素子とを設
けて、多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路を構成
する。
る発明では、各気筒の燃料噴射弁を同時に駆動されるこ
とのないグループに分ける一方、車載バッテリに比べ、
高電圧を発生する高電圧電源と、各グループ毎に、高電
圧電源と各グループ内の燃料噴射弁のコイルの一端との
導通・遮断を制御する開弁用ハイサイド側スイッチング
素子と、各グループ毎に、車載バッテリと各グループ内
の燃料噴射弁のコイルの一端との導通・遮断を制御する
開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子と、各燃
料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコイルの他端と接地との
導通・遮断を制御する開弁用ローサイド側スイッチング
素子と、各グループ毎に、高電圧電源と各グループ内の
燃料噴射弁のコイルの他端との導通・遮断を制御する閉
弁用ハイサイド側スイッチング素子と、各燃料噴射弁毎
に、各燃料噴射弁のコイルの一端と接地との導通・遮断
を制御する閉弁用ローサイド側スイッチング素子とを設
けて、多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路を構成
する。
【００１８】すなわち、ある気筒の燃料噴射弁の開弁時
は、同一グループの開弁用ハイサイド側スイッチング素
子と、当該気筒の開弁用ローサイド側スイッチング素子
とを導通させて、高電圧電源より高電圧をコイルに印加
する。開弁後は、開弁状態を保持するため、同一グルー
プの開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子と、
当該気筒の開弁用ローサイド側スイッチング素子とを導
通させて、車載バッテリの電圧をコイルに印加する。
は、同一グループの開弁用ハイサイド側スイッチング素
子と、当該気筒の開弁用ローサイド側スイッチング素子
とを導通させて、高電圧電源より高電圧をコイルに印加
する。開弁後は、開弁状態を保持するため、同一グルー
プの開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子と、
当該気筒の開弁用ローサイド側スイッチング素子とを導
通させて、車載バッテリの電圧をコイルに印加する。
【００１９】閉弁時は、同一グループの閉弁用ハイサイ
ド側スイッチング素子と、当該気筒の閉弁用ローサイド
側スイッチング素子とを導通させて、高電圧電源より高
電圧を逆方向に印加して、負高電圧を印加する。これに
より、燃料噴射弁のコイルのハイサイド側のスイッチン
グ素子をグループ化して、スイッチング素子の個数を削
減することができる。
ド側スイッチング素子と、当該気筒の閉弁用ローサイド
側スイッチング素子とを導通させて、高電圧電源より高
電圧を逆方向に印加して、負高電圧を印加する。これに
より、燃料噴射弁のコイルのハイサイド側のスイッチン
グ素子をグループ化して、スイッチング素子の個数を削
減することができる。
【００２０】尚、６気筒エンジンでは、１，３，５気筒
と２，４，６気筒との２グループ、又は、１，４気筒と
２，５気筒と３，６気筒との３グループに分ければよ
い。４気筒エンジンでは、１，３気筒と、２，４気筒と
の２グループに分ければよい。請求項２に係る発明で
は、各気筒の燃料噴射弁の全てが同時に駆動されること
がない場合に、車載バッテリに比べ、高電圧を発生する
高電圧電源と、高電圧電源と各燃料噴射弁のコイルの一
端との導通・遮断を制御する単一の開弁用ハイサイド側
スイッチング素子と、車載バッテリと各燃料噴射弁のコ
イルの一端との導通・遮断を制御する単一の開弁状態保
持用ハイサイド側スイッチング素子と、各燃料噴射弁毎
に、各燃料噴射弁のコイルの他端と接地との導通・遮断
を制御する開弁用ローサイド側スイッチング素子と、高
電圧電源と各グループ内の燃料噴射弁のコイルの他端と
の導通・遮断を制御する単一の閉弁用ハイサイド側スイ
ッチング素子と、各燃料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコ
イルの一端と接地との導通・遮断を制御する閉弁用ロー
サイド側スイッチング素子とを設けて、多気筒直噴エン
ジンの燃料噴射弁駆動回路を構成する。
と２，４，６気筒との２グループ、又は、１，４気筒と
２，５気筒と３，６気筒との３グループに分ければよ
い。４気筒エンジンでは、１，３気筒と、２，４気筒と
の２グループに分ければよい。請求項２に係る発明で
は、各気筒の燃料噴射弁の全てが同時に駆動されること
がない場合に、車載バッテリに比べ、高電圧を発生する
高電圧電源と、高電圧電源と各燃料噴射弁のコイルの一
端との導通・遮断を制御する単一の開弁用ハイサイド側
スイッチング素子と、車載バッテリと各燃料噴射弁のコ
イルの一端との導通・遮断を制御する単一の開弁状態保
持用ハイサイド側スイッチング素子と、各燃料噴射弁毎
に、各燃料噴射弁のコイルの他端と接地との導通・遮断
を制御する開弁用ローサイド側スイッチング素子と、高
電圧電源と各グループ内の燃料噴射弁のコイルの他端と
の導通・遮断を制御する単一の閉弁用ハイサイド側スイ
ッチング素子と、各燃料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコ
イルの一端と接地との導通・遮断を制御する閉弁用ロー
サイド側スイッチング素子とを設けて、多気筒直噴エン
ジンの燃料噴射弁駆動回路を構成する。
【００２１】これにより、各気筒の燃料噴射弁の全てが
同時に駆動されることがない場合に、燃料噴射弁のコイ
ルのハイサイド側のスイッチング素子を全気筒間で共通
化して、スイッチング素子の個数をさらに削減すること
ができる。請求項３に係る発明では、各燃料噴射弁のコ
イルに流れる電流を検出するコイル電流検出手段と、開
弁状態保持時に、検出される電流が所定値となるように
開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子をオンオ
フ制御する電流制御回路とを備えることを特徴とする。
同時に駆動されることがない場合に、燃料噴射弁のコイ
ルのハイサイド側のスイッチング素子を全気筒間で共通
化して、スイッチング素子の個数をさらに削減すること
ができる。請求項３に係る発明では、各燃料噴射弁のコ
イルに流れる電流を検出するコイル電流検出手段と、開
弁状態保持時に、検出される電流が所定値となるように
開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子をオンオ
フ制御する電流制御回路とを備えることを特徴とする。
【００２２】請求項４に係る発明では、前記電流検出手
段は、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子と
直列に設けた電流検出抵抗であることを特徴とする。こ
れにより、この電流検出抵抗についてもグループ化で
き、電流制御回路のグループ化が可能となる。また、ハ
イサイド側の電流検出抵抗は開弁保持電流が流れるのみ
であるので小型化できる。
段は、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子と
直列に設けた電流検出抵抗であることを特徴とする。こ
れにより、この電流検出抵抗についてもグループ化で
き、電流制御回路のグループ化が可能となる。また、ハ
イサイド側の電流検出抵抗は開弁保持電流が流れるのみ
であるので小型化できる。
【００２３】請求項５に係る発明では、請求項４に係る
発明の場合に、前記電流制御回路は、前記開弁状態保持
用ハイサイド側スイッチング素子のオン時に前記電流検
出抵抗により検出される電流が所定の上限値以下となる
ように制御するものであることを特徴とする。ハイサイ
ド側の電流検出抵抗の場合、開弁状態保持用ハイサイド
側スイッチング素子をオンオフ制御すると、オフ時には
電流検出抵抗に電流が流れないので、オン時に検出した
電流に基づいて上限値を規制することで、電流制御を行
う。
発明の場合に、前記電流制御回路は、前記開弁状態保持
用ハイサイド側スイッチング素子のオン時に前記電流検
出抵抗により検出される電流が所定の上限値以下となる
ように制御するものであることを特徴とする。ハイサイ
ド側の電流検出抵抗の場合、開弁状態保持用ハイサイド
側スイッチング素子をオンオフ制御すると、オフ時には
電流検出抵抗に電流が流れないので、オン時に検出した
電流に基づいて上限値を規制することで、電流制御を行
う。
【００２４】請求項６に係る発明では、前記電流検出手
段は、複数の開弁用ローサイド側スイッチング素子と接
地との間に共通に設けた電流検出抵抗であることを特徴
とする。これにより、この電流検出抵抗についてもグル
ープ化でき、電流制御回路のグループ化が可能となる。
また、ローサイド側の電流検出抵抗は大電流が流れるも
のの常に電流検出が可能である。
段は、複数の開弁用ローサイド側スイッチング素子と接
地との間に共通に設けた電流検出抵抗であることを特徴
とする。これにより、この電流検出抵抗についてもグル
ープ化でき、電流制御回路のグループ化が可能となる。
また、ローサイド側の電流検出抵抗は大電流が流れるも
のの常に電流検出が可能である。
【００２５】請求項７に係る発明では、前記高電圧電源
は、50〜 250Ｖの高電圧を発生するものであることを特
徴とする。この範囲の高電圧を印加することで、非常に
応答性の高い針弁の開閉を実現できる。
は、50〜 250Ｖの高電圧を発生するものであることを特
徴とする。この範囲の高電圧を印加することで、非常に
応答性の高い針弁の開閉を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る多気筒直噴エ
ンジンの燃料噴射弁駆動回路の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例を示している。この実施例は、
６気筒直噴エンジンの例で、１，３，５気筒の燃料噴射
弁は同時に駆動されることがなく、また、２，４，６気
筒の燃料噴射弁も同時に駆動されることがないことを前
提として、１，３，５気筒の燃料噴射弁と、２，４，６
気筒の燃料噴射弁との２グループに分けている。
ンジンの燃料噴射弁駆動回路の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例を示している。この実施例は、
６気筒直噴エンジンの例で、１，３，５気筒の燃料噴射
弁は同時に駆動されることがなく、また、２，４，６気
筒の燃料噴射弁も同時に駆動されることがないことを前
提として、１，３，５気筒の燃料噴射弁と、２，４，６
気筒の燃料噴射弁との２グループに分けている。
【００２７】先ず構成を説明する。１は高電圧（50〜 2
50Ｖ）を発生する高電圧電源、２は車載バッテリ（例え
ば12Ｖ）、３−１〜３−６は１〜６気筒の燃料噴射弁の
コイルである。４−Ａは第１グループ（１，３，５気筒
の燃料噴射弁）の開弁用ハイサイド側スイッチング素子
であり、高電圧電源１とグループ内のコイル３−１，３
−３，３−５の一端との間に設けられて、開弁時に高電
圧を印加すべく導通する。
50Ｖ）を発生する高電圧電源、２は車載バッテリ（例え
ば12Ｖ）、３−１〜３−６は１〜６気筒の燃料噴射弁の
コイルである。４−Ａは第１グループ（１，３，５気筒
の燃料噴射弁）の開弁用ハイサイド側スイッチング素子
であり、高電圧電源１とグループ内のコイル３−１，３
−３，３−５の一端との間に設けられて、開弁時に高電
圧を印加すべく導通する。
【００２８】４−Ｂは第２グループ（２，４，６気筒の
燃料噴射弁）の開弁用ハイサイド側スイッチング素子で
あり、高電圧電源１とグループ内のコイル３−２，３−
４，３−６の一端との間に設けられて、開弁時に高電圧
を印加すべく導通する。５−Ａは第１グループ（１，
３，５気筒の燃料噴射弁）の開弁状態保持用ハイサイド
側スイッチング素子であり、車載バッテリ２とグループ
内のコイル３−１，３−３，３−５の一端との間に設け
られて、開弁後に開弁状態を保持すべく、所定の電流値
となるようにオンオフ制御（ＰＷＭ制御）される。
燃料噴射弁）の開弁用ハイサイド側スイッチング素子で
あり、高電圧電源１とグループ内のコイル３−２，３−
４，３−６の一端との間に設けられて、開弁時に高電圧
を印加すべく導通する。５−Ａは第１グループ（１，
３，５気筒の燃料噴射弁）の開弁状態保持用ハイサイド
側スイッチング素子であり、車載バッテリ２とグループ
内のコイル３−１，３−３，３−５の一端との間に設け
られて、開弁後に開弁状態を保持すべく、所定の電流値
となるようにオンオフ制御（ＰＷＭ制御）される。
【００２９】５−Ｂは第２グループ（２，４，６気筒の
燃料噴射弁）の開弁状態保持用ハイサイド側スイッチン
グ素子であり、車載バッテリ２とグループ内のコイル３
−２，３−４，３−６の一端との間に設けられて、開弁
後に開弁状態を保持すべく、所定の電流値となるように
オンオフ制御（ＰＷＭ制御）される。６−１〜６−６は
開弁用ローサイド側スイッチング素子であり、各コイル
３−１〜３−６の他端と接地との間に設けられて、開弁
時及び開弁状態保持時に導通する。
燃料噴射弁）の開弁状態保持用ハイサイド側スイッチン
グ素子であり、車載バッテリ２とグループ内のコイル３
−２，３−４，３−６の一端との間に設けられて、開弁
後に開弁状態を保持すべく、所定の電流値となるように
オンオフ制御（ＰＷＭ制御）される。６−１〜６−６は
開弁用ローサイド側スイッチング素子であり、各コイル
３−１〜３−６の他端と接地との間に設けられて、開弁
時及び開弁状態保持時に導通する。
【００３０】７−Ａは第１グループ（１，３，５気筒の
燃料噴射弁）の閉弁用ハイサイド側スイッチング素子で
あり、高電圧電源１とグループ内のコイル３−１，３−
３，３−５の他端との間に設けられて、閉弁時に負高電
圧を印加すべく導通する。７−Ｂは第２グループ（２，
４，６気筒の燃料噴射弁）の閉弁用ハイサイド側スイッ
チング素子であり、高電圧電源１とグループ内のコイル
３−２，３−４，３−６の他端との間に設けられて、閉
弁時に負高電圧を印加すべく導通する。
燃料噴射弁）の閉弁用ハイサイド側スイッチング素子で
あり、高電圧電源１とグループ内のコイル３−１，３−
３，３−５の他端との間に設けられて、閉弁時に負高電
圧を印加すべく導通する。７−Ｂは第２グループ（２，
４，６気筒の燃料噴射弁）の閉弁用ハイサイド側スイッ
チング素子であり、高電圧電源１とグループ内のコイル
３−２，３−４，３−６の他端との間に設けられて、閉
弁時に負高電圧を印加すべく導通する。
【００３１】８−１〜８−６は閉弁用ローサイド側スイ
ッチング素子であり、各コイル３−１〜３−６の一端と
接地との間に設けられて、閉弁時に導通する。９−Ａは
第１グループ（１，３，５気筒の燃料噴射弁）の電流検
出抵抗であり、当該グループの開弁状態保持用ハイサイ
ド側スイッチング素子５−Ａと直列に設けられて、開弁
状態保持時のコイル電流を検出する。
ッチング素子であり、各コイル３−１〜３−６の一端と
接地との間に設けられて、閉弁時に導通する。９−Ａは
第１グループ（１，３，５気筒の燃料噴射弁）の電流検
出抵抗であり、当該グループの開弁状態保持用ハイサイ
ド側スイッチング素子５−Ａと直列に設けられて、開弁
状態保持時のコイル電流を検出する。
【００３２】９−Ｂは第２グループ（２，４，６気筒の
燃料噴射弁）の電流検出抵抗であり、当該グループの開
弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子５−Ｂと直
列に設けられて、開弁状態保持時のコイル電流を検出す
る。ここで、開弁状態保持時には、電流検出抵抗９−
Ａ，９−Ｂにて検出される電流をフィードバックして、
それぞれの電流制御回路（図示せず）により所定の電流
値となるようにＰＷＭ（パルス幅変調）制御で開弁状態
保持用ハイサイド側スイッチング素子５−Ａ，５−Ｂを
オンオフする。
燃料噴射弁）の電流検出抵抗であり、当該グループの開
弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子５−Ｂと直
列に設けられて、開弁状態保持時のコイル電流を検出す
る。ここで、開弁状態保持時には、電流検出抵抗９−
Ａ，９−Ｂにて検出される電流をフィードバックして、
それぞれの電流制御回路（図示せず）により所定の電流
値となるようにＰＷＭ（パルス幅変調）制御で開弁状態
保持用ハイサイド側スイッチング素子５−Ａ，５−Ｂを
オンオフする。
【００３３】尚、回路中には、図示のごとく、逆流防止
用のダイオードが適宜挿入されている。次に作用を図２
の信号波形図と図３〜図８の状態図とを参照して説明す
る。１気筒の燃料噴射弁は、時刻ｔ１（図２）にて、燃
料噴射開始する。１気筒の燃料噴射弁の開弁時は、スイ
ッチング素子４−Ａ，５−Ａ，６−１を同時にオンす
る。すると、高電圧が１気筒の燃料噴射弁のコイル３−
１に印加され、図３の矢印のように電流が流れて、コイ
ル電流は急速に立ち上がる。その後、高電圧電源１内の
コンデンサに充電していた電荷が放電するため、電流は
徐々に下がる。
用のダイオードが適宜挿入されている。次に作用を図２
の信号波形図と図３〜図８の状態図とを参照して説明す
る。１気筒の燃料噴射弁は、時刻ｔ１（図２）にて、燃
料噴射開始する。１気筒の燃料噴射弁の開弁時は、スイ
ッチング素子４−Ａ，５−Ａ，６−１を同時にオンす
る。すると、高電圧が１気筒の燃料噴射弁のコイル３−
１に印加され、図３の矢印のように電流が流れて、コイ
ル電流は急速に立ち上がる。その後、高電圧電源１内の
コンデンサに充電していた電荷が放電するため、電流は
徐々に下がる。
【００３４】開弁後は、開弁状態を保持するため、スイ
ッチング素子４−Ａをオフする。すると、スイッチング
素子５−Ａ，６−１を通して、車載バッテリ２からの電
圧がコイル３−１に印加され、図４の矢印のように電流
が流れる。このとき、電流検出抵抗９−Ａにて検出され
る電流が所定値になるようにスイッチング素子５−Ａを
ＰＷＭ制御する。
ッチング素子４−Ａをオフする。すると、スイッチング
素子５−Ａ，６−１を通して、車載バッテリ２からの電
圧がコイル３−１に印加され、図４の矢印のように電流
が流れる。このとき、電流検出抵抗９−Ａにて検出され
る電流が所定値になるようにスイッチング素子５−Ａを
ＰＷＭ制御する。
【００３５】一方、２気筒の燃料噴射弁は、１気筒の燃
料噴射開始時期からクランク角 120°後の時刻ｔ２（図
２）にて、燃料噴射開始する。２気筒の燃料噴射弁の開
弁時は、スイッチング素子４−Ｂ，５−Ｂ，６−２を同
時にオンする。すると、高電圧が２気筒の燃料噴射弁の
コイル３−２に印加され、図５の矢印のように電流が流
れて、コイル電流は急速に立ち上がる。その後、高電圧
電源１内のコンデンサに充電していた電荷が放電するた
め、電流は徐々に下がる。このとき、１気筒の燃料噴射
弁は開弁保持状態にあるため、スイッチング素子５−
Ａ，６−１も同時にオンして、車載バッテリ２からコイ
ル３−１へ電流が流れている。
料噴射開始時期からクランク角 120°後の時刻ｔ２（図
２）にて、燃料噴射開始する。２気筒の燃料噴射弁の開
弁時は、スイッチング素子４−Ｂ，５−Ｂ，６−２を同
時にオンする。すると、高電圧が２気筒の燃料噴射弁の
コイル３−２に印加され、図５の矢印のように電流が流
れて、コイル電流は急速に立ち上がる。その後、高電圧
電源１内のコンデンサに充電していた電荷が放電するた
め、電流は徐々に下がる。このとき、１気筒の燃料噴射
弁は開弁保持状態にあるため、スイッチング素子５−
Ａ，６−１も同時にオンして、車載バッテリ２からコイ
ル３−１へ電流が流れている。
【００３６】開弁後は、開弁状態を保持するため、スイ
ッチング素子４−Ｂをオフする。すると、スイッチング
素子５−Ｂ，６−２を通して、車載バッテリ２からの電
圧がコイル３−２に印加され、図６の矢印のように電流
が流れる。このとき、電流検出抵抗９−Ｂにて検出され
る電流が所定値になるようにスイッチング素子５−Ｂを
ＰＷＭ制御する。このとき、１気筒の燃料噴射弁も開弁
保持状態にあるため、車載バッテリ２からコイル３−１
へも電流が流れている。
ッチング素子４−Ｂをオフする。すると、スイッチング
素子５−Ｂ，６−２を通して、車載バッテリ２からの電
圧がコイル３−２に印加され、図６の矢印のように電流
が流れる。このとき、電流検出抵抗９−Ｂにて検出され
る電流が所定値になるようにスイッチング素子５−Ｂを
ＰＷＭ制御する。このとき、１気筒の燃料噴射弁も開弁
保持状態にあるため、車載バッテリ２からコイル３−１
へも電流が流れている。
【００３７】１気筒の燃料噴射弁の閉弁時（時刻ｔ１
Ｅ）は、スイッチング素子５−Ａ，６−１をオフし、ス
イッチング素子７−Ａ，８−１をオンする。すると、負
高電圧がコイル３−１に印加され、電流が急速に減少し
て、図７の矢印のように逆方向となり、磁束の減少すな
わち消磁が速められる。消磁が終わると、スイッチング
素子７−Ａ，８−１をオフし、ばね力にて針弁が閉じ
て、燃料噴射を終了する。
Ｅ）は、スイッチング素子５−Ａ，６−１をオフし、ス
イッチング素子７−Ａ，８−１をオンする。すると、負
高電圧がコイル３−１に印加され、電流が急速に減少し
て、図７の矢印のように逆方向となり、磁束の減少すな
わち消磁が速められる。消磁が終わると、スイッチング
素子７−Ａ，８−１をオフし、ばね力にて針弁が閉じ
て、燃料噴射を終了する。
【００３８】２気筒の燃料噴射弁の閉弁時（時刻ｔ２
Ｅ）は、スイッチング素子５−Ｂ，６−２をオフし、ス
イッチング素子７−Ｂ，８−２をオンする。すると、負
高電圧がコイル３−２に印加され、電流が急速に減少し
て、図８の矢印のように逆方向となり、磁束の減少すな
わち消磁が速められる。消磁が終わると、スイッチング
素子７−Ｂ，８−２をオフし、ばね力にて針弁が閉じ
て、燃料噴射を終了する。このときには、既に３気筒の
燃料噴射弁が開弁し、開弁保持状態に入って、スイッチ
ング素子５−Ａ，６−３がオンし、車載バッテリ２から
コイル３−３へ電流が流れている。
Ｅ）は、スイッチング素子５−Ｂ，６−２をオフし、ス
イッチング素子７−Ｂ，８−２をオンする。すると、負
高電圧がコイル３−２に印加され、電流が急速に減少し
て、図８の矢印のように逆方向となり、磁束の減少すな
わち消磁が速められる。消磁が終わると、スイッチング
素子７−Ｂ，８−２をオフし、ばね力にて針弁が閉じ
て、燃料噴射を終了する。このときには、既に３気筒の
燃料噴射弁が開弁し、開弁保持状態に入って、スイッチ
ング素子５−Ａ，６−３がオンし、車載バッテリ２から
コイル３−３へ電流が流れている。
【００３９】本実施例では、以上のように、同時に３本
以上の燃料噴射弁が駆動されないことに着目して、コイ
ルのハイサイド側スイッチング素子４−ＡとＡ−Ｂ、５
Ａと５Ｂ、７Ａと７Ｂを交互にスイッチングすることに
より、従来６系統あったハイサイド側スイッチング素子
群を２系統に減少させることができる。従って、６気筒
でのスイッチング素子の総数を30個→18個に減少させる
ことができるため、スイッチング素子の破壊による故障
率が低くなる。さらに駆動回路全体の大きさを小さくす
ることができるので、車両のレイアウト上、搭載できる
場所の自由度が高くなる。
以上の燃料噴射弁が駆動されないことに着目して、コイ
ルのハイサイド側スイッチング素子４−ＡとＡ−Ｂ、５
Ａと５Ｂ、７Ａと７Ｂを交互にスイッチングすることに
より、従来６系統あったハイサイド側スイッチング素子
群を２系統に減少させることができる。従って、６気筒
でのスイッチング素子の総数を30個→18個に減少させる
ことができるため、スイッチング素子の破壊による故障
率が低くなる。さらに駆動回路全体の大きさを小さくす
ることができるので、車両のレイアウト上、搭載できる
場所の自由度が高くなる。
【００４０】また、本実施例では、コイルのハイサイド
側に電流検出抵抗９−Ａ，９−Ｂを設けているが、この
場合の電流制御方法について説明する。図９（１）に示
すように、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素
子（例えば５−Ａ）がオン状態で矢印のように電流が流
れている場合は、電流検出抵抗（例えば９−Ａ）に電流
が流れるが、図９（２）に示すように、開弁状態保持用
ハイサイド側スイッチング素子（例えば５−Ａ）がオフ
状態で矢印のように電流が流れている場合には、電流検
出抵抗（例えば９−Ａ）に電流が流れないので、電流を
検出できない。
側に電流検出抵抗９−Ａ，９−Ｂを設けているが、この
場合の電流制御方法について説明する。図９（１）に示
すように、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素
子（例えば５−Ａ）がオン状態で矢印のように電流が流
れている場合は、電流検出抵抗（例えば９−Ａ）に電流
が流れるが、図９（２）に示すように、開弁状態保持用
ハイサイド側スイッチング素子（例えば５−Ａ）がオフ
状態で矢印のように電流が流れている場合には、電流検
出抵抗（例えば９−Ａ）に電流が流れないので、電流を
検出できない。
【００４１】そこで、電流制御回路により、電流の上限
値のみを制御し、下限値はスイッチング素子のオフ時間
を管理することにより電流制御する。図10はその場合の
電流制御回路の構成を示している。この電流制御回路
は、電流増幅器10、第１コンパレータ11、第２コンパレ
ータ12、充放電回路13、第３コンパレータ14等から構成
されている。
値のみを制御し、下限値はスイッチング素子のオフ時間
を管理することにより電流制御する。図10はその場合の
電流制御回路の構成を示している。この電流制御回路
は、電流増幅器10、第１コンパレータ11、第２コンパレ
ータ12、充放電回路13、第３コンパレータ14等から構成
されている。
【００４２】電流増幅器10は、電流検出用抵抗（９−
Ａ）の両端の電位差より、コイル電流に対応した信号を
出力する。第１コンパレータ11は、電流増幅器10からの
コイル電流と、予め定めた電流上限値とを比較し、コイ
ル電流が上限値以下のときはＨレベルの信号を出力し、
コイル電流が上限値を超えるとＬレベルの信号を出力す
る。
Ａ）の両端の電位差より、コイル電流に対応した信号を
出力する。第１コンパレータ11は、電流増幅器10からの
コイル電流と、予め定めた電流上限値とを比較し、コイ
ル電流が上限値以下のときはＨレベルの信号を出力し、
コイル電流が上限値を超えるとＬレベルの信号を出力す
る。
【００４３】第２コンパレータ12は、燃料噴射信号を受
けて、噴射期間中、Ｈレベルの信号を出力する。充放電
回路13は、抵抗Ｒ1 とコンデンサＣ1 との直列回路から
なり、それらの接続点に、第１コンパレータ11の出力端
子と第２コンパレータ12の出力端子とが接続されてい
る。
けて、噴射期間中、Ｈレベルの信号を出力する。充放電
回路13は、抵抗Ｒ1 とコンデンサＣ1 との直列回路から
なり、それらの接続点に、第１コンパレータ11の出力端
子と第２コンパレータ12の出力端子とが接続されてい
る。
【００４４】第３コンパレータ14は、充放電回路13にお
けるコンデンサＣ1 の端子電圧と、オフ時間決定基準値
として予め定めた基準電圧とを比較し、コンデンサＣ1
の端子電圧が基準電圧以下のときはＬレベルの信号を出
力し、コンデンサＣ1 の端子電圧が基準電圧を超えると
Ｈレベルの信号を出力する。ここで、第３コンパレータ
14の出力端子は、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチ
ング素子（５−Ａ）に接続され、第３コンパレータ13の
出力がＨレベルのときに開弁状態保持用ハイサイド側ス
イッチング素子（５−Ａ）をオンするようになってい
る。
けるコンデンサＣ1 の端子電圧と、オフ時間決定基準値
として予め定めた基準電圧とを比較し、コンデンサＣ1
の端子電圧が基準電圧以下のときはＬレベルの信号を出
力し、コンデンサＣ1 の端子電圧が基準電圧を超えると
Ｈレベルの信号を出力する。ここで、第３コンパレータ
14の出力端子は、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチ
ング素子（５−Ａ）に接続され、第３コンパレータ13の
出力がＨレベルのときに開弁状態保持用ハイサイド側ス
イッチング素子（５−Ａ）をオンするようになってい
る。
【００４５】次に作用を図11の信号波形図を参照して説
明する。時刻ｔ１にてコイル電流が上限値を一瞬超える
と、第１コンパレータ11の出力が反転してＬレベルとな
り、充放電回路13のコンデンサＣ1 が急速放電する結
果、第３コンパレータ14の出力が反転してＬレベルとな
ることで、スイッチング素子（５−Ａ）がオフし、コイ
ル電流が減少していく。
明する。時刻ｔ１にてコイル電流が上限値を一瞬超える
と、第１コンパレータ11の出力が反転してＬレベルとな
り、充放電回路13のコンデンサＣ1 が急速放電する結
果、第３コンパレータ14の出力が反転してＬレベルとな
ることで、スイッチング素子（５−Ａ）がオフし、コイ
ル電流が減少していく。
【００４６】コイル電流の減少により、第１コンパレー
タ11の出力が再反転してＨレベルとなると、充放電回路
13における抵抗Ｒ1 とコンデンサＣ1 との組合わせによ
る充電により、コンデンサＣ1 の端子電圧が徐々に上昇
する。そして、オフ時間決定基準値に達すると、時刻ｔ
２にて第３コンパレータ14が再反転してＨレベルとなる
ことで、スイッチング素子（５−Ａ）がオンし、コイル
電流が上昇していく。
タ11の出力が再反転してＨレベルとなると、充放電回路
13における抵抗Ｒ1 とコンデンサＣ1 との組合わせによ
る充電により、コンデンサＣ1 の端子電圧が徐々に上昇
する。そして、オフ時間決定基準値に達すると、時刻ｔ
２にて第３コンパレータ14が再反転してＨレベルとなる
ことで、スイッチング素子（５−Ａ）がオンし、コイル
電流が上昇していく。
【００４７】以上の手法により、ハイサイド側２系統の
みに電流検出抵抗９−Ａ，９−Ｂを設けただけで、６個
の燃料噴射弁の電流を制御できるので、大きさの大きい
電流検出抵抗の数を減らし、かつ電流制御回路を２系統
のみに減少させることができるので、スイッチング素子
の減少効果に加えて回路の大きさを小さくでき、信頼性
を向上できる。
みに電流検出抵抗９−Ａ，９−Ｂを設けただけで、６個
の燃料噴射弁の電流を制御できるので、大きさの大きい
電流検出抵抗の数を減らし、かつ電流制御回路を２系統
のみに減少させることができるので、スイッチング素子
の減少効果に加えて回路の大きさを小さくでき、信頼性
を向上できる。
【００４８】図12には電流検出抵抗の他の配置例を示
し、ローサイド側２系統のみに電流検出抵抗９−Ａ，９
−Ｂを設けた場合である。電流検出抵抗９−Ａは、第１
グループ（１，３，５気筒の燃料噴射弁）内の開弁用ロ
ーサイド側スイッチング素子６−１，６−３，６−５と
接地との間に共通に設けている。
し、ローサイド側２系統のみに電流検出抵抗９−Ａ，９
−Ｂを設けた場合である。電流検出抵抗９−Ａは、第１
グループ（１，３，５気筒の燃料噴射弁）内の開弁用ロ
ーサイド側スイッチング素子６−１，６−３，６−５と
接地との間に共通に設けている。
【００４９】電流検出抵抗９−Ｂは、第２グループ
（２，４，６気筒の燃料噴射弁）内の開弁用ローサイド
側スイッチング素子６−２，６−４，６−６と接地との
間に共通に設けている。この場合には、常に電流を検出
しながら、電流をＰＷＭ制御することが可能である。
（２，４，６気筒の燃料噴射弁）内の開弁用ローサイド
側スイッチング素子６−２，６−４，６−６と接地との
間に共通に設けている。この場合には、常に電流を検出
しながら、電流をＰＷＭ制御することが可能である。
【００５０】以上の説明では、６気筒エンジンで、噴射
期間がクランク角で 240°以内（最大噴射量が 120〜 2
40°）の場合を示したが、最大噴射量が少なく噴射期間
がクランク角で 120°以内の場合には、複数の燃料噴射
弁が同時に噴射する重なり期間を生じないので、ハイサ
イド側のスイッチング素子は１系統にてまかなえる（６
気筒１グループ）。
期間がクランク角で 240°以内（最大噴射量が 120〜 2
40°）の場合を示したが、最大噴射量が少なく噴射期間
がクランク角で 120°以内の場合には、複数の燃料噴射
弁が同時に噴射する重なり期間を生じないので、ハイサ
イド側のスイッチング素子は１系統にてまかなえる（６
気筒１グループ）。
【００５１】図13は６気筒１グループの場合の燃料噴射
弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチング
素子４，５，７で全ての気筒の燃料噴射弁を駆動するこ
とになる。一方、最大噴射量が多く、噴射期間がクラン
ク角 240°以上の場合には、３本の燃料噴射弁が同時に
噴射する期間が生じるので、逆にハイサイド側のスイッ
チング素子は３系統になる（６気筒３グループ）。
弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチング
素子４，５，７で全ての気筒の燃料噴射弁を駆動するこ
とになる。一方、最大噴射量が多く、噴射期間がクラン
ク角 240°以上の場合には、３本の燃料噴射弁が同時に
噴射する期間が生じるので、逆にハイサイド側のスイッ
チング素子は３系統になる（６気筒３グループ）。
【００５２】図14は６気筒３グループの場合の燃料噴射
弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチング
素子４−Ａ，５−Ａ，７−Ａで１，４気筒の燃料噴射
弁、スイッチング素子４−Ｂ，５−Ｂ，７−Ｂで２，５
気筒の燃料噴射弁、スイッチング素子４−Ｃ，５−Ｃ，
７−Ｃで３，６気筒の燃料噴射弁を駆動することにな
る。
弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチング
素子４−Ａ，５−Ａ，７−Ａで１，４気筒の燃料噴射
弁、スイッチング素子４−Ｂ，５−Ｂ，７−Ｂで２，５
気筒の燃料噴射弁、スイッチング素子４−Ｃ，５−Ｃ，
７−Ｃで３，６気筒の燃料噴射弁を駆動することにな
る。
【００５３】また、以上の説明では、全て６気筒エンジ
ンの場合を示したが、次に４気筒エンジンの場合につい
て説明する。４気筒エンジンの場合、最大噴射量が多く
て、噴射期間がクランク角 180°以上の場合には、２本
の燃料噴射弁が同時に噴射する期間が生じるので、ハイ
サイド側のスイッチング素子は２系統になる（４気筒２
グループ）。
ンの場合を示したが、次に４気筒エンジンの場合につい
て説明する。４気筒エンジンの場合、最大噴射量が多く
て、噴射期間がクランク角 180°以上の場合には、２本
の燃料噴射弁が同時に噴射する期間が生じるので、ハイ
サイド側のスイッチング素子は２系統になる（４気筒２
グループ）。
【００５４】図15は４気筒２グループの場合の燃料噴射
弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチング
素子４−Ａ，５−Ａ，７−Ａで１，３気筒の燃料噴射
弁、スイッチング素子４−Ｂ，５−Ｂ，７−Ｂで２，４
気筒の燃料噴射弁を駆動することになる。よって、スイ
ッチング素子の総数を20個→14個に減少させることがで
きる。
弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチング
素子４−Ａ，５−Ａ，７−Ａで１，３気筒の燃料噴射
弁、スイッチング素子４−Ｂ，５−Ｂ，７−Ｂで２，４
気筒の燃料噴射弁を駆動することになる。よって、スイ
ッチング素子の総数を20個→14個に減少させることがで
きる。
【００５５】一方、最大噴射量が少なくて、噴射期間が
クランク角で 180°以内の場合は、複数の燃料噴射弁が
同時に噴射する重なり期間を生じないので、ハイサイド
側のスイッチング素子は１系統にてまかなえる（４気筒
１グループ）。図16は４気筒１グループの場合の燃料噴
射弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチン
グ素子４，５，７で全ての気筒の燃料噴射弁を駆動する
ことになる。よって、スイッチング素子の総数を20個→
11個に減少させることができる。
クランク角で 180°以内の場合は、複数の燃料噴射弁が
同時に噴射する重なり期間を生じないので、ハイサイド
側のスイッチング素子は１系統にてまかなえる（４気筒
１グループ）。図16は４気筒１グループの場合の燃料噴
射弁駆動回路を示している。この場合には、スイッチン
グ素子４，５，７で全ての気筒の燃料噴射弁を駆動する
ことになる。よって、スイッチング素子の総数を20個→
11個に減少させることができる。
【００５６】また、図17には６気筒１グループ（図13）
の場合の電流検出抵抗の他の配置例、図18には６気筒３
グループ（図14）の場合の電流検出抵抗の他の配置例、
図19には４気筒２グループ（図15）の場合の電流検出抵
抗の他の配置例、図19には４気筒１グループ（図16）の
場合の電流検出抵抗の他の配置例を示している。
の場合の電流検出抵抗の他の配置例、図18には６気筒３
グループ（図14）の場合の電流検出抵抗の他の配置例、
図19には４気筒２グループ（図15）の場合の電流検出抵
抗の他の配置例、図19には４気筒１グループ（図16）の
場合の電流検出抵抗の他の配置例を示している。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、各気筒の燃料噴射弁を同時に駆動されるこ
とのないグループに分けて、燃料噴射弁のコイルのハイ
サイド側のスイッチング素子をグループ化したことによ
り、スイッチング素子の総数を減少でき、スイッチング
素子の破壊による故障率を低減できると共に、駆動回路
全体の大きさを小さくすることができるので、車両のレ
イアウト上、搭載できる場所の自由度が高くなるという
効果が得られる。
明によれば、各気筒の燃料噴射弁を同時に駆動されるこ
とのないグループに分けて、燃料噴射弁のコイルのハイ
サイド側のスイッチング素子をグループ化したことによ
り、スイッチング素子の総数を減少でき、スイッチング
素子の破壊による故障率を低減できると共に、駆動回路
全体の大きさを小さくすることができるので、車両のレ
イアウト上、搭載できる場所の自由度が高くなるという
効果が得られる。
【００５８】請求項２に係る発明によれば、各気筒の燃
料噴射弁の全てが同時に駆動されることがない場合に、
燃料噴射弁のコイルのハイサイド側のスイッチング素子
を全気筒間で共通化して、スイッチング素子の個数をさ
らに削減できるという効果が得られる。請求項３に係る
発明によれば、開弁状態保持のために電流制御を行う
が、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子の削
減に伴って、電流制御回路を削減できるという効果が得
られる。
料噴射弁の全てが同時に駆動されることがない場合に、
燃料噴射弁のコイルのハイサイド側のスイッチング素子
を全気筒間で共通化して、スイッチング素子の個数をさ
らに削減できるという効果が得られる。請求項３に係る
発明によれば、開弁状態保持のために電流制御を行う
が、開弁状態保持用ハイサイド側スイッチング素子の削
減に伴って、電流制御回路を削減できるという効果が得
られる。
【００５９】請求項４に係る発明によれば、電流検出抵
抗をハイサイド側に設けて、この電流検出抵抗について
もグループ化できると共に、ハイサイド側の電流検出抵
抗は開弁保持電流が流れるのみであるので小型化できる
という効果が得られる。請求項５に係る発明によれば、
ハイサイド側の電流検出抵抗の場合、開弁状態保持用ハ
イサイド側スイッチング素子のオフ時には電流検出がで
きないが、オン時に検出した電流に基づいて上限値を規
制することで、十分な電流制御が可能となるという効果
が得られる。
抗をハイサイド側に設けて、この電流検出抵抗について
もグループ化できると共に、ハイサイド側の電流検出抵
抗は開弁保持電流が流れるのみであるので小型化できる
という効果が得られる。請求項５に係る発明によれば、
ハイサイド側の電流検出抵抗の場合、開弁状態保持用ハ
イサイド側スイッチング素子のオフ時には電流検出がで
きないが、オン時に検出した電流に基づいて上限値を規
制することで、十分な電流制御が可能となるという効果
が得られる。
【００６０】請求項６に係る発明によれば、電流検出抵
抗をローサイド側に設けて、この電流検出抵抗について
もグループ化できると共に、ローサイド側の電流検出抵
抗は大電流が流れるものの常に電流検出が可能であるの
で電流制御が容易となるという効果が得られる。請求項
７に係る発明によれば、50〜 250Ｖの高電圧を印加する
ことで、非常に応答性の高い針弁の開閉を実現できると
いう効果が得られる。
抗をローサイド側に設けて、この電流検出抵抗について
もグループ化できると共に、ローサイド側の電流検出抵
抗は大電流が流れるものの常に電流検出が可能であるの
で電流制御が容易となるという効果が得られる。請求項
７に係る発明によれば、50〜 250Ｖの高電圧を印加する
ことで、非常に応答性の高い針弁の開閉を実現できると
いう効果が得られる。
【図１】 本発明の一実施例を示す６気筒２グループの
場合の燃料噴射弁駆動回路の構成図
場合の燃料噴射弁駆動回路の構成図
【図２】 同上の燃料噴射弁駆動回路の信号波形図
【図３】 同上の燃料噴射弁駆動回路の状態図（１）
【図４】 同上の燃料噴射弁駆動回路の状態図（２）
【図５】 同上の燃料噴射弁駆動回路の状態図（３）
【図６】 同上の燃料噴射弁駆動回路の状態図（４）
【図７】 同上の燃料噴射弁駆動回路の状態図（５）
【図８】 同上の燃料噴射弁駆動回路の状態図（６）
【図９】 電流検出抵抗に流れる電流の説明図
【図10】 電流制御回路の構成例を示す図
【図11】 同上の電流制御回路の信号波形図
【図12】 電流検出抵抗の他の配置例を示す燃料噴射弁
駆動回路の構成図
駆動回路の構成図
【図13】 ６気筒１グループの場合の燃料噴射弁駆動回
路の構成図
路の構成図
【図14】 ６気筒３グループの場合の燃料噴射弁駆動回
路の構成図
路の構成図
【図15】 ４気筒２グループの場合の燃料噴射弁駆動回
路の構成図
路の構成図
【図16】 ４気筒１グループの場合の燃料噴射弁駆動回
路の構成図
路の構成図
【図17】 ６気筒１グループの場合の他の配置例の構成
図
図
【図18】 ６気筒３グループの場合の他の配置例の構成
図
図
【図19】 ４気筒２グループの場合の他の配置例の構成
図
図
【図20】 ４気筒１グループの場合の他の配置例の構成
図
図
【図21】 直噴エンジンの概略図
【図22】 燃料噴射弁の断面図
【図23】 従来の燃料噴射弁駆動回路（１気筒分）の構
成図
成図
【図24】 従来の燃料噴射弁駆動回路の作動説明図
【図25】 従来の燃料噴射弁駆動回路の信号波形図
【図26】 従来の燃料噴射弁駆動回路（６気筒分）の構
成図
成図
１ 高電圧電源 ２ 車載バッテリ ３−１〜３−６ 燃料噴射弁のコイル ４，４−Ａ，４−Ｂ，４−Ｃ 開弁用ハイサイド側スイ
ッチング素子 ５，５−Ａ，５−Ｂ，５−Ｃ 開弁状態保持用ハイサイ
ド側スイッチング素子 ６−１〜６−６ 開弁用ローサイド側スイッチング素子 ５，５−Ａ，５−Ｂ，５−Ｃ 開弁状態保持用ハイサイ
ド側スイッチング素子 ７，７−Ａ，７−Ｂ，７−Ｃ 閉弁用ハイサイド側スイ
ッチング素子 ８−１〜８−６ 閉弁用ローサイド側スイッチング素子 ９，９−Ａ，９−Ｂ，９−Ｃ 電流検出抵抗
ッチング素子 ５，５−Ａ，５−Ｂ，５−Ｃ 開弁状態保持用ハイサイ
ド側スイッチング素子 ６−１〜６−６ 開弁用ローサイド側スイッチング素子 ５，５−Ａ，５−Ｂ，５−Ｃ 開弁状態保持用ハイサイ
ド側スイッチング素子 ７，７−Ａ，７−Ｂ，７−Ｃ 閉弁用ハイサイド側スイ
ッチング素子 ８−１〜８−６ 閉弁用ローサイド側スイッチング素子 ９，９−Ａ，９−Ｂ，９−Ｃ 電流検出抵抗
Claims (7)
- 【請求項１】各気筒内に各燃料噴射弁より直接燃料を噴
射する多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路であっ
て、 各気筒の燃料噴射弁を同時に駆動されることのないグル
ープに分ける一方、 車載バッテリに比べ、高電圧を発生する高電圧電源と、 各グループ毎に、高電圧電源と各グループ内の燃料噴射
弁のコイルの一端との導通・遮断を制御する開弁用ハイ
サイド側スイッチング素子と、 各グループ毎に、車載バッテリと各グループ内の燃料噴
射弁のコイルの一端との導通・遮断を制御する開弁状態
保持用ハイサイド側スイッチング素子と、 各燃料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコイルの他端と接地
との導通・遮断を制御する開弁用ローサイド側スイッチ
ング素子と、 各グループ毎に、高電圧電源と各グループ内の燃料噴射
弁のコイルの他端との導通・遮断を制御する閉弁用ハイ
サイド側スイッチング素子と、 各燃料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコイルの一端と接地
との導通・遮断を制御する閉弁用ローサイド側スイッチ
ング素子と、 を設けてなる多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回
路。 - 【請求項２】各気筒内に各燃料噴射弁より直接燃料を噴
射する多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路であっ
て、 車載バッテリに比べ、高電圧を発生する高電圧電源と、 高電圧電源と各燃料噴射弁のコイルの一端との導通・遮
断を制御する単一の開弁用ハイサイド側スイッチング素
子と、 車載バッテリと各燃料噴射弁のコイルの一端との導通・
遮断を制御する単一の開弁状態保持用ハイサイド側スイ
ッチング素子と、 各燃料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコイルの他端と接地
との導通・遮断を制御する開弁用ローサイド側スイッチ
ング素子と、 高電圧電源と各グループ内の燃料噴射弁のコイルの他端
との導通・遮断を制御する単一の閉弁用ハイサイド側ス
イッチング素子と、 各燃料噴射弁毎に、各燃料噴射弁のコイルの一端と接地
との導通・遮断を制御する閉弁用ローサイド側スイッチ
ング素子と、 を設けてなる多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回
路。 - 【請求項３】各燃料噴射弁のコイルに流れる電流を検出
するコイル電流検出手段と、開弁状態保持時に、検出さ
れる電流が所定値となるように開弁状態保持用ハイサイ
ド側スイッチング素子をオンオフ制御する電流制御回路
とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路。 - 【請求項４】前記電流検出手段は、開弁状態保持用ハイ
サイド側スイッチング素子と直列に設けた電流検出抵抗
であることを特徴とする請求項３記載の多気筒直噴エン
ジンの燃料噴射弁駆動回路。 - 【請求項５】前記電流制御回路は、前記開弁状態保持用
ハイサイド側スイッチング素子のオン時に前記電流検出
抵抗により検出される電流が所定の上限値以下となるよ
うに制御するものであることを特徴とする請求項４記載
の多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路。 - 【請求項６】前記電流検出手段は、複数の開弁用ローサ
イド側スイッチング素子と接地との間に共通に設けた電
流検出抵抗であることを特徴とする請求項３記載の多気
筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路。 - 【請求項７】前記高電圧電源は、50〜 250Ｖの高電圧を
発生するものであることを特徴とする請求項１〜請求項
６のいずれか１つに記載の多気筒直噴エンジンの燃料噴
射弁駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00169296A JP3694950B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00169296A JP3694950B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189253A true JPH09189253A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3694950B2 JP3694950B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=11508587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00169296A Expired - Lifetime JP3694950B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 多気筒直噴エンジンの燃料噴射弁駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3694950B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11351038A (ja) * | 1998-06-12 | 1999-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 筒内噴射式インジェクタの制御装置 |
| WO2001033062A1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-05-10 | Siemens Automotive Corporation | Matrix injector driver circuit |
| JP2002260920A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Denso Corp | 電磁弁駆動装置 |
| GB2377507A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-15 | Mitsubishi Electric Corp | Failure detection in coil circuits of fuel injection apparatus |
| EP1106808A3 (en) * | 1999-12-07 | 2003-03-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electromagnetic valve drive apparatus of internal combustion engine |
| US6591814B2 (en) | 1999-11-01 | 2003-07-15 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Matrix injector driver circuit |
| DE102004061246B4 (de) * | 2004-12-20 | 2016-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Schaltungsanordnung für eine Mehrzahl von Gruppen von Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen einer Brennkraftmaschine |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP00169296A patent/JP3694950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11351038A (ja) * | 1998-06-12 | 1999-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 筒内噴射式インジェクタの制御装置 |
| WO2001033062A1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-05-10 | Siemens Automotive Corporation | Matrix injector driver circuit |
| US6591816B2 (en) | 1999-11-01 | 2003-07-15 | Siemens Vdo Automative Corporation | Matrix injector driver circuit |
| US6591814B2 (en) | 1999-11-01 | 2003-07-15 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Matrix injector driver circuit |
| US6591815B2 (en) | 1999-11-01 | 2003-07-15 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Matrix injector driver circuit |
| US6591813B1 (en) | 1999-11-01 | 2003-07-15 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Matrix injector driver circuit |
| US6626146B1 (en) | 1999-12-07 | 2003-09-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electromagnetic valve drive apparatus of internal combustion engine |
| EP1106808A3 (en) * | 1999-12-07 | 2003-03-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electromagnetic valve drive apparatus of internal combustion engine |
| JP2002260920A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Denso Corp | 電磁弁駆動装置 |
| GB2377507A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-15 | Mitsubishi Electric Corp | Failure detection in coil circuits of fuel injection apparatus |
| GB2377507B (en) * | 2001-07-13 | 2003-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | Failure detection circuit of a fuel injection apparatus |
| DE10200847B4 (de) * | 2001-07-13 | 2010-09-23 | Mitsubishi Denki K.K. | Fehlererfassungseinrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern |
| DE102004061246B4 (de) * | 2004-12-20 | 2016-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Schaltungsanordnung für eine Mehrzahl von Gruppen von Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen einer Brennkraftmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3694950B2 (ja) | 2005-09-14 |
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