JPH11210531A

JPH11210531A - インジェクタ駆動装置

Info

Publication number: JPH11210531A
Application number: JP1603698A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Utoro; 弘継鵜瀞; Kazutoshi Nishimura; 和利西村; Katsunori Fukita; 勝則吹田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁弁のフライバックエネルギーを回収蓄積
してインジェクタに供給するインジェクタ駆動装置にお
いて、噴射特性のばらつきを低減する。【解決手段】ＰＣＶの閉弁駆動が終了すると、ＰＣＶ
への通電遮断によって流れるフライバック電流によりコ
ンデンサが充電される間（待機時間Ｔｗの間）待機した
後、コンデンサの両端電圧及びバッテリ電圧を検出する
（S110〜S130）。コンデンサの両端電圧が、満充電（11
8V）に達していなければ、その差電圧に基づいて、コン
デンサを満充電とするようなフライバック電流をＰＣＶ
に発生させるのに必要な通電時間Ｔonを設定し、この通
電時間Ｔonに従ってＰＣＶを通電，遮断する昇圧スイッ
チングを行う（S140〜S200）。この昇圧スイッチングの
結果、コンデンサの両端電圧が満充電に達するまで、差
電圧に応じて通電時間の設定を変更しながら昇圧スイッ
チングを繰り返し実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源電圧を越える
高電圧によりインジェクタを駆動するインジェクタ駆動
装置に関し、特に、何等かの制御のために予め設けられ
た電磁弁の通電遮断時に生じるフライバックエネルギ−
を利用するインジェクタ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の各気筒にそれぞれ
燃料を噴射供給するインジェクタの噴射量制御の精度を
向上させるために、インジェクタへの駆動電流供給経路
に並列接続されたコンデンサを電源電圧以上の高電圧に
充電し、このコンデンサをインジェクタの開弁時に放電
させ、インジェクタにピーク電流を供給することによ
り、インジェクタを高速に応答させるようにしたインジ
ェクタ駆動装置が知られている。

【０００３】そして、このようなインジェクタ駆動装置
においては、コンデンサを充電するために専用の昇圧ト
ランスを設け、一次巻線側を断続することにより二次巻
線側に誘起された高電圧によりコンデンサを充電した
り、特開平８−２１０１７０号公報に開示されているよ
うに、インジェクタやＰＣＶ（ポンプ・コントロール・
バルブ）等の電磁弁を駆動した後に発生するフライバッ
クエネルギーにてコンデンサを充電し、それだけではコ
ンデンサを満充電できない場合のみ昇圧トランスを用い
て補充電することが行われていた。

【０００４】しかし、いずれにしても、コンデンサの充
電専用に大型の部品である昇圧トランスを設けなければ
ならないため、装置が大型化してしまうという問題があ
った。これに対して、特開平６−２９９８９０号公報に
開示されているように、上記電磁弁を駆動後のフライバ
ックエネルギーだけではコンデンサを満充電できない場
合、インジェクタやＰＣＶの非作動期間中に、電磁弁が
作動しない程度の通電時間で該電磁弁を断続的に駆動
し、そのフライバックエネルギーをコンデンサに供給し
て補充電を行うことにより、充電専用の昇圧トランスを
用いることなくコンデンサの充電を行う装置が知られて
いる。

【０００５】なお、この装置では、補充電の際に、電磁
弁は一定の通電時間で駆動され、通電遮断時にコンデン
サに充電されるエネルギーが毎回一定となるようにされ
ており、また、通電，遮断を繰り返し実行して、コンデ
ンサの両端電圧が決められた値（満充電）に達すると、
この補充電の制御を停止することにより、インジェクタ
の開弁時にコンデンサから供給されるエネルギーが常に
ほぼ一定となるようにされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、インジェクタ
やＰＣＶ等の電磁弁は、コンデンサの充電のために設計
されたものではなく、通常、大きな駆動力を発生させる
ために大きなインダクタンス分を有している。このた
め、補充電時に電磁弁を断続的に制御する際に、その制
御周期をあまり短くすることができず、非常に限られた
回数しか通電，遮断を行うことができなかった。その結
果、一回の通電，遮断によって発生させるフライバック
エネルギーを大きくしなければならず、満充電時（補充
電の制御停止時）のコンデンサのエネルギー充電量（両
端電圧）がばらついてしまい、ひいては、インジェクタ
の噴射特性がばらついてしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するために、
電磁弁のフライバックエネルギーを回収蓄積してインジ
ェクタに供給するインジェクタ駆動装置において、噴射
特性のばらつきを低減することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた発明である請求項１に記載のインジェクタ駆
動装置では、スイッチング素子が電磁弁への通電経路を
遮断すると、電磁弁にて発生するフライバックエネルギ
ーが充電手段に充電される。そして、充電量検出手段が
充電手段のエネルギー充電量を検出し、そのエネルギー
充電量が不足している場合、スイッチング制御手段が、
電磁弁の非作動期間中に、電磁弁への通電が許容時間を
越えない範囲でスイッチング素子を断続制御して、不足
分のエネルギーを充電手段に補充電する。この時、通電
時間設定手段が、充電量検出手段の検出結果に基づい
て、スイッチング制御手段の制御における電磁弁の通電
時間を適宜設定する。

【０００９】このように、本発明のインジェクタ駆動装
置によれば、電磁弁の非作動期間中の補充電時に、電磁
弁への通電，遮断によって一定のフライバックエネルギ
ーを毎回発生させるのではなく、充電手段のエネルギー
充電量の不足分に応じたフライバックエネルギーを発生
させることができるため、満充電時における充電手段の
エネルギー充電量を精度よく一定とすることができる。

【００１０】その結果、インジェクタの開弁時に、充電
手段からインジェクタの電磁弁に供給されるエネルギー
が常に一定となり、即ちインジェクタの噴射特性を一定
とすることができるため、安定した噴射制御を行うこと
ができる。ところで、通電時間設定手段における通電時
間の設定は、請求項２に記載のように、電磁弁の通電時
間と、その通電遮断時に充電手段に充電されるエネルギ
ー充電量との関係を表す設定用マップを備えることによ
り、蓄積量検出手段の検出結果から求められるエネルギ
ー蓄積量の不足分を参照値として、この設定用マップを
検索することにより行ってもよい。

【００１１】これによれば、通電時間を設定する時に複
雑な計算を行う必要がないため、例えば、通電時間設定
手段をマイクロコンピュータ等の演算処理装置により実
現する場合、その処理量を大幅に軽減することができ
る。また、設定用マップの内容を実験的に求めて設定す
れば、個々の装置の特性に適合した高精度な制御を行う
ことができる。

【００１２】そして、このように設定用マップを用いて
電磁弁の通電時間の設定を行う場合、請求項３に記載の
ように、スイッチング制御手段の制御により電磁弁への
通電経路が遮断される毎に、この遮断により発生したフ
ライバックエネルギーによって充電手段に充電されたエ
ネルギーを充電量検出手段の検出結果から算出し、その
算出値に基づいて設定用マップを書き換える学習手段を
設けてもよい。

【００１３】この場合、装置の経年変化や動作環境の変
化等により、通電時間とエネルギー蓄積量との関係が変
化したとしても、これに対応して適宜最適な通電時間が
設定されるように設定用マップが書き換えられるため、
長期に渡って精度のよい制御を行うことができる。

【００１４】なお、設定用マップの書き換えを行うタイ
ミングは、補充電時に電磁弁の通電，遮断を行う毎に毎
回行ってもよいし、周期的に行ってもよい。また過去複
数回の検出結果に基づいて、その平均値等を書き込むよ
うにしてもよい。ところで、電磁弁の通電遮断時に発生
するフライバックエネルギーは、電磁弁の通電時間に応
じて変化するだけでなく、電磁弁の電源電圧の影響も受
ける。

【００１５】そこで、請求項４に記載のように、電磁弁
の電源電圧を検出する電圧検出手段を備え、通電時間設
定手段は、電源電圧に対応して複数の設定用マップを用
意し、電圧検出手段の検出結果に応じて、いずれかを選
択して使用するようにすることが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１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。

【００１７】図１に示すように、コモンレール式燃料噴
射装置は、各気筒にそれぞれ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ＩＮＪ１〜６と、各イン
ジェクタＩＮＪｎ（ｎ＝１〜６）にそれぞれ接続された
分岐管４を介して各インジェクタＩＮＪｎへの高圧燃料
の供給を行うコモンレール６と、コモンレール６に燃料
を圧送するシリンダ方式のサプライポンプユニット８
と、各種センサからの検出信号等に基づいてコモンレー
ル６への燃料の圧送、及びインジェクタＩＮＪ１〜６の
駆動等を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵとい
う）１０とを備えている。なお、各インジェクタＩＮＪ
１〜６には、分岐管４からの燃料供給口を開閉して、燃
料噴射量及び噴射タイミングを制御するための電磁弁Ｌ
１〜Ｌ６がそれぞれ設けられている。

【００１８】ここで、図２は、サプライポンプユニット
８の具体的な構成を表す断面図である。図２に示すよう
に、サプライポンプユニット８には、エンジンのクラン
クシャフト１４（図１参照）に駆動連結されるドライブ
シャフト１６が設けられ、このドライブシャフト１６に
は、凸部及び凹部が三つずつ形成された滑らかな外周面
を有し、ドライブシャフト１６の軸方向に垂直な断面が
ほぼ三角形状に形成されたカム１８が固定されている。

【００１９】そして、カム１８の上部には、下端にカム
１８の表面を摺動するローラを有しカム１８の回転に応
じて上下動するプランジャ２０と、燃料を加圧するため
の加圧室２２（図１参照）をプランジャ２０と共に形成
するシリンダ２４とが設けられ、更にシリンダ２４の上
部には、加圧室２２からコモンレール６への燃料吐出量
を制御するための電磁弁であるＰＣＶ（ポンプ・コント
ロール・バルブ）２６が設けられている。

【００２０】また、ドライブシャフト１６の端部には、
ドライブシャフト１６により駆動され、燃料タンク２８
（図１参照）から燃料を吸い上げて加圧室２２に供給す
るフィードポンプ（低圧ポンプ）３０が配置されてい
る。更にドライブシャフト１６には、ドライブシャフト
１６の近傍に配置された近接センサ３２ａと共に気筒判
別センサ３２を構成するギヤ３２ｂが取り付けられてい
る。この気筒判別センサ３２は、ギヤ３２ｂの歯が近接
センサ３２ａを通過する毎に、パルス信号を発生させる
ことにより、ドライブシャフト１６の回転に応じたパル
ス信号列を出力するように構成された周知のものであ
る。

【００２１】そして、図１に示すように、シリンダ２４
の上部に設けられたＰＣＶ２６は、燃料タンク２８から
加圧室２２への燃料供給口を開閉する弁体３４と、弁体
３４を開弁方向に付勢するスプリング３６と、通電によ
り弁体３４を閉弁させる電磁ソレノイド３８とからな
り、いわゆるノーマルオープンタイプの電磁弁として構
成されている。また加圧室２２には、加圧室２２の内圧
が、予め設定された開弁圧以上になると開弁して、加圧
室２２内の燃料を燃料供給管４０を介してコモンレール
６に供給する逆止弁４２が取り付けられている。

【００２２】このように構成されたサプライポンプユニ
ット８では、ＰＣＶ２６の開弁時に加圧室２２はフィー
ドポンプ３０によって供給される低圧燃料で充満され、
プランジャ２０が上昇する際にＰＣＶ２６が閉弁される
と、加圧室２２内に充満された燃料が加圧される。そし
て、この圧力が逆止弁４２の開弁圧以上になると逆止弁
４２が開弁して、加圧室２２内の高圧燃料がコモンレー
ル６に圧送されることになる。つまり、ＰＣＶ２６の閉
弁時期を制御すると、コモンレール６への燃料の加圧圧
送の開始時期が制御され、ひいては、コモンレール６へ
の燃料の圧送量が制御されるのである。

【００２３】次に、ＥＣＵ１０は、インジェクタＩＮＪ
１〜６の燃料噴射を制御する電磁弁Ｌ１〜６、及びコモ
ンレール６への高圧燃料の圧送を制御するＰＣＶ２６を
駆動する駆動回路４４と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中
心に構成された周知のマイクロコンピュータ（以下、マ
イコンという）４６とを備えている。

【００２４】そして、マイコン４６は、クランクシャフ
ト１４の回転に応じた信号を出力するクランク角センサ
４８，ドライブシャフト１６の回転に応じた信号を出力
する上述の気筒判別センサ３２，アクセル踏込量を検出
するアクセル開度センサ５０，コモンレール６の内圧を
検出するコモンレール圧センサ５２等からの検出信号に
基づいて電磁弁Ｌｎを駆動することにより、パイロット
噴射とメイン噴射とを連続して行うことにより、エンジ
ンＥの運転状態に応じた時期及び量の燃料噴射を行う燃
料噴射制御、同じく各センサからの検出信号に基づいて
ＰＣＶ２６を駆動することにより、コモンレール６の内
圧をエンジンＥの運転状態に応じたものとするレール圧
制御、インジェクタＩＮＪｎを高速応答させるためイン
ジェクタＩＮＪｎの電磁弁Ｌｎにピーク電流を流すため
のエネルギーを後述するコンデンサＣ１，Ｃ２に充電す
る充電制御等を実行する。

【００２５】一方、駆動回路４４は、図３に示すよう
に、マイコン４６からのバルブ駆動信号Ｓｖに従って、
ＰＣＶ２６の電流経路を導通，遮断するトランジスタＱ
10と、ダイオードＤ11を介してトランジスタＱ10に並列
接続されたコンデンサＣ１と、同様にダイオードＤ12を
介してトランジスタＱ10に並列接続されたコンデンサＣ
２とを備えている。なお、コンデンサＣ１はパイロット
噴射時にピーク電流を流すためのエネルギーを蓄えるも
のであり、コンデンサＣ２はメイン噴射時にピーク電流
を流すためのエネルギーを蓄えるものである。

【００２６】また、駆動回路４４は、マイコン４６から
の噴射信号Ｓj1〜Ｓj6に従って、各電磁弁Ｌ１〜Ｌ６の
電流経路をそれぞれ導通，遮断するトランジスタＱ21〜
Ｑ26と、トランジスタＱ21，Ｑ23，Ｑ25のいずれかによ
り電流経路が導通された電磁弁Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５に、ダ
イオードＤ21を介して定電流を供給すると共に、トラン
ジスタＱ22，Ｑ24，Ｑ26のいずれかにより電流経路が導
通された電磁弁Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６に、ダイオードＤ22を
介して定電流を供給する定電流回路５４と、ダイオード
Ｄ31，Ｄ32を介してコンデンサＣ１と電磁弁Ｌ１〜Ｌ６
とを結ぶ電流経路を、マイコン４６からの選択信号Ｓr1
に従って導通，遮断するトランジスタＱ31と、同様にダ
イオードＤ33，Ｄ34を介してコンデンサＣ２と電磁弁Ｌ
１〜Ｌ６とを結ぶ電流経路を、マイコン４６からの選択
信号Ｓr2に従って導通，遮断するトランジスタＱ32とを
備えている。

【００２７】更に、駆動回路４４は、抵抗Ｒ11，Ｒ12か
らなり、コンデンサＣ１の両端電圧Ｖc1を分圧してなる
検出信号Ｓc1を出力する分圧回路５６と、抵抗Ｒ21，Ｒ
22からなり、コンデンサＣ２の両端電圧Ｖc2を分圧して
なる検出信号Ｓc2を出力する分圧回路５８と、抵抗Ｒ3
1，Ｒ32からなり、バッテリ電圧Ｖｂを分圧してなる検
出信号Ｓｂを出力する分圧回路６０とを備えており、こ
れら分圧回路５６，５８，６０を介してマイコン４６
が、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧Ｖc1，Ｖc2、及び
バッテリ電圧Ｖｂを検出できるようにされている。な
お、これら検出信号Ｓc1，Ｓc2，Ｓｂは、マイコン４６
に内蔵されたＡＤ変換器によりをデジタル信号に変換さ
れ、マイコン４６が行う各種処理に用いられる。

【００２８】なお、本実施例ではＰＣＶ２６が本発明に
おける電磁弁に相当し、トランジスタＱ10がスイッチン
グ素子、コンデンサＣ１，Ｃ２及びダイオードＤ11，Ｄ
12が充電手段、分圧回路５６，５８が充電量検出手段、
分圧回路６０が電圧検出手段に相当する。

【００２９】このように構成された駆動回路４４では、
マイコン４６からのバルブ駆動信号Ｓｖによってトラン
ジスタＱ10がターンオフし、ＰＣＶ２６の電流経路が導
通状態から遮断状態に切り替わると、ＰＣＶ２６にて発
生するフライバック電流により、ダイオードＤ11，Ｄ12
を介してコンデンサＣ１，Ｃ２が充電される。

【００３０】一方、マイコン４６からの噴射信号Ｓjn
（ｎ＝１〜６）によってトランジスタＱ2nがターンオン
すると、ターンオンしたトランジスタＱ2nに対応する電
磁弁Ｌｎに、定電流回路５４から供給される定電流が流
れる。また、トランジスタＱ2nがオン状態にある間に、
選択信号Ｓr1（或いはＳr2）によりトランジスタＱ31
（或いはＱ32）をターンオンすると、コンデンサＣ１
（或いはＣ２）の放電により、電磁弁Ｌｎにピーク電流
が流れる。

【００３１】次に、コンデンサＣ１，Ｃ２を充電するた
めにマイコン４６にて実行される充電制御を図４に示す
フローチャートに沿って説明する。図４に示すように、
本処理が起動されると、まずＳ１１０では、マイコン４
６にて別途実行されるレール圧制御によるＰＣＶ２６の
閉弁駆動が終了したか否かを判断し、閉弁駆動が終了し
ていなければ、Ｓ１１０を繰り返し実行することで待機
し、一方、閉弁駆動が終了したと判断されるとＳ１２０
に移行する。

【００３２】Ｓ１２０では、少なくとも閉弁駆動電流の
立下りに必要な時間以上に設定された待機時間Ｔｗが経
過するまでの間待機し、続くＳ１３０では、分圧回路５
６，５８，６０からの検出信号Ｓc1，Ｓc2，Ｓｂを読み
込むことにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の充電電圧Ｖc
1，Ｖc2、及びバッテリ電圧Ｖｂを検出する。

【００３３】即ち、待機時間Ｔｗの間待機するのは、Ｐ
ＣＶ２６の閉弁駆動後に発生するフライバック電流は、
閉弁駆動電流の立下り時間の間だけ流れてコンデンサＣ
１，Ｃ２を充電するため、このフライバック電流による
充電が確実に終了してコンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧
Ｖc1，Ｖc2が確定してから、これを検出するためであ
る。

【００３４】なお、待機時間Ｔｗは、ＥＣＵ１０の動作
が保証されるバッテリ電圧Ｖｂ範囲において、その最大
値の時に要する閉弁駆動電流の立下り時間を設定すれば
よい。このように設定すれば、バッテリ電圧Ｖｂが低下
するほど、閉弁駆動電流の立下り時間は短くなるため、
バッテリ電圧Ｖｂが上記範囲内でどのように変動して
も、フライバック電流による充電中に、コンデンサＣ
１，Ｃ２の両端電圧Ｖc1，Ｖc2を検出してしまうことが
なく、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧Ｖc1，Ｖc2を常
に正確に検出することができるからである。

【００３５】続くＳ１４０では、Ｓ１３０にて検出され
たコンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧Ｖc1，Ｖc2のうちい
ずれか低い方（以下、検出電圧Ｖｃという）と、予め設
定されたコンデンサＣ１，Ｃ２の満充電電圧（本実施例
では１１８Ｖ）とから、その差電圧△Ｖ（＝１１８−Ｖ
ｃ）を算出し、Ｓ１５０では、この算出された差電圧△
Ｖに基づいて、コンデンサＣ１，Ｃ２が満充電されてい
るか否か、即ち差電圧△Ｖが０［Ｖ］以下であるか否か
を判断し、満充電されていなければ、即ち差電圧△Ｖが
０［Ｖ］より大きければ、コンデンサＣ１，Ｃ２を補充
電する必要があるものとして、Ｓ１６０に移行する。

【００３６】なお、以下に説明する補充電は、ＰＣＶ２
６が閉弁動作しない許容時間Ｔmax内で、ＰＣＶ２６を
通電し、その通電遮断時に発生するフライバック電流に
より行う。即ち、Ｓ１６０では、先に算出した差電圧△
Ｖを参照値として、［表１］に示す通電時間Ｔon設定用
テーブルを参照することにより、差電圧△Ｖ分だけコン
デンサＣ１，Ｃ２を充電するのに必要なフライバック電
流を発生させるため、そのフライバック電流の発生に必
要なＰＣＶ２６の通電時間Ｔonを設定する。

【００３７】

【表１】

【００３８】［表１］に示すように、設定用テーブル
は、差電圧△Ｖが、５０Ｖ，４０Ｖ，３０Ｖ，２０Ｖ，
１０Ｖ，０Ｖの場合に設定すべき通電時間Ｔon［ｍｓ］
が記憶されたものであり、バッテリ電圧Ｖｂが、１２
Ｖ，１６Ｖ，２０Ｖ，２４Ｖ，２８Ｖ，３２Ｖの場合の
６種類について用意されている。その内容は、差電圧△
Ｖが大きいほど、またバッテリ電圧Ｖｂが小さいほど、
通電時間Ｔonの設定値は大きくなるようにされている。
そして、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧Ｖc1，Ｖc2の
検出と同時に検出されたバッテリ電圧Ｖｂに従って設定
用テーブルを選択し、選択した設定用テーブルに従っ
て、差電圧△Ｖから通電時間Ｔonを設定するのである。

【００３９】なお、バッテリ電圧Ｖｂや差電圧△Ｖが、
設定用テーブルに記憶された値以外である場合、例えば
差電圧△Ｖ＝３２Ｖ，バッテリ電圧Ｖｂ＝１７Ｖ等とい
った場合には、設定用テーブルの設定値から二次元補間
を行うことにより、通電時間Ｔonを設定すればよい。

【００４０】次にＳ１７０では、Ｓ１６０にて設定され
た通電時間Ｔonが、ＰＣＶ２６が閉弁動作しない許容時
間Ｔmax より大きいか否かを判断し、通電時間Ｔonが許
容時間Ｔmax より大きければ、Ｓ１８０に移行して、通
電時間Ｔonを許容時間Ｔmaxに制限した後、Ｓ１９０に
移行する。一方、Ｓ１７０にて通電時間Ｔonが許容時間
Ｔmax 以下であると判断された場合は、そのままＳ１９
０に移行する。

【００４１】Ｓ１９０では、設定された通電時間Ｔonだ
けトランジスタＱ10をオンするバルブ駆動信号Ｓｖを出
力することにより、ＰＣＶ２６の電流経路を通電時間Ｔ
onの間だけ導通し遮断する昇圧スイッチングを行う。こ
れにより、ＰＣＶ２６の電流経路の遮断時には、その通
電時間Ｔonに応じたフライバック電流が発生し、ダイオ
ードＤ11，Ｄ12を介してコンデンサＣ１，Ｃ２を充電す
ることになる。

【００４２】続くＳ２００では、この昇圧スイッチング
によるＰＣＶ２６の駆動電流の立下り時間、即ちフライ
バック電流によるコンデンサＣ１，Ｃ２への充電が終了
するのに必要な時間以上の長さに設定された待機時間Ｔ
off （本実施例では、０．３ｍｓ）だけ待機し、続くＳ
２１０，Ｓ２２０では、先のＳ１３０，Ｓ１４０と全く
同様に、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧、及びバッテ
リ電圧Ｖｂを検出し、満充電時との差電圧△Ｖを算出す
る。

【００４３】そしてＳ２３０では、Ｓ２２０にて算出さ
れた差電圧△Ｖに基づいて、［表２］に示す補正用テー
ブルを検索して補正値を設定し、続くＳ２４０にて、設
定した補正値に基づいて設定用テーブルの内容を書き換
えた後、Ｓ１５０に戻る。

【００４４】

【表２】

【００４５】［表２］に示すように、補正用テーブル
は、差電圧△Ｖが、−６Ｖ，−４Ｖ，−２Ｖ，０Ｖ，２
Ｖ，４Ｖ，６Ｖの場合に設定すべき補正値［ｍｓ］が記
憶されたものであり、設定用テーブルと同様に、バッテ
リ電圧Ｖｂが、１２Ｖ，１６Ｖ，２０Ｖ，２４Ｖ，２８
Ｖ，３２Ｖの場合の６種類について用意されている。そ
の内容は、差電圧△Ｖの絶対値が大きいほど、即ち満充
電に対する不足分又は超過分が大きいほど、また、バッ
テリ電圧Ｖｂが小さいほど絶対値の大きな補正値が設定
され、差電圧△Ｖの符号が正の場合、即ちコンデンサＣ
１，Ｃ２の検出電圧Ｖｃが満充電に対して不足している
場合に補正値の符号が正となり、差電圧△Ｖの符号が負
の場合、即ちコンデンサＣ１，Ｃ２の検出電圧Ｖｃが満
充電に対して超過している場合に補正値の符号が負とな
るように設定されている。

【００４６】そして、通電時間Ｔonの設定時に用いたバ
ッテリ電圧Ｖｂと、Ｓ２２０にて算出した差電圧△Ｖと
に基づいて補正値が設定され、通電時間Ｔonの設定時に
用いた設定用テーブルの値が、補正値を加算した値に書
き換えられるのである。例えば、昇圧スイッチング前の
状態が、バッテリ電圧Ｖｂ＝２８Ｖ、差電圧△Ｖ＝３０
Ｖであり、設定用テーブルに従って昇圧スイッチングの
通電時間Ｔonを１．２ｍｓに設定した結果、昇圧スイッ
チング後の状態が、差電圧△Ｖ＝２Ｖとなったならば、
補正値は、補正用テーブルから０．１２ｍｓと設定さ
れ、バッテリ電圧Ｖｂ＝２８Ｖ，差電圧△Ｖ＝３０Ｖに
て特定される設定用テーブルの値が、元の１．２ｍｓか
ら、０．１２ｍｓを加算した１．３２ｍｓに書き換えら
れる。

【００４７】つまり、Ｓ１９０にて昇圧スイッチングを
行うことにより、理想的には満充電（Ｖｃ＝１１８Ｖ）
となるべきであるが、実際には、ＰＣＶ２６を構成する
電磁ソレノイド３８のばらつきや経時劣化等により、Ｐ
ＣＶ２６の通電時間Ｔonと、通電遮断時に発生するフラ
イバック電流との関係がばらつき、満充電電圧とならな
い場合がある。このため、昇圧スイッチングでの実測値
に基づいて、最適な通電時間Ｔonの設定値を常時学習し
ているのである。

【００４８】但し、Ｓ１８０にて通電時間Ｔonの制限を
行った場合には、昇圧スイッチング後に満充電となるこ
とが期待されないため、Ｓ２３０，Ｓ２４０の学習処理
を行う必要はない。以後、Ｓ２１０にて検出されたコン
デンサＣ１，Ｃ２の両端電圧、及びバッテリ電圧Ｖｂに
従って、同様の処理を繰り返し実行し、Ｓ１４０にて、
コンデンサＣ１，Ｃ２の検出電圧Ｖｃが満充電に達して
いる、即ち差電圧△Ｖ＜０であると判断されると、本処
理を終了する。

【００４９】なお、本実施例ではＳ１５０，Ｓ１９０が
本発明におけるスイッチング制御手段に相当し、Ｓ１６
０〜Ｓ１８０が通電時間設定手段、Ｓ２３０，Ｓ２４０
が学習手段に相当する。ここで、図５は、駆動回路４４
の各部の動作を表すタイムチャートである。

【００５０】即ち、本実施例の燃料噴射装置によれば、
図５に示すように、マイコン４６にて、充電制御とは別
途実行されるレール圧制御が、バルブ駆動信号Ｓｖによ
り、許容時間Ｔmax 以上の通電時間でＰＣＶ２６を閉弁
駆動する（時刻ｔ１〜ｔ２）。

【００５１】この閉弁駆動が終了し、ＰＣＶ２６への通
電が遮断されると（Ｓ１１０−ＹＥＳ）、ＰＣＶ２６の
インダクタンス分によりフライバック電流が流れ、コン
デンサＣ１，Ｃ２が充電される（時刻ｔ２〜ｔ３）。そ
して、閉弁駆動時のフライバック電流によるコンデンサ
Ｃ１，Ｃ２への充電が終了（待機時間Ｔｗが経過）する
と（Ｓ１２０；時刻ｔ３）、コンデンサＣ１，Ｃ２の両
端電圧Ｖc1，ＶC2及びバッテリ電圧Ｖｂの検出を行う。
この時、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧が、満充電
（１１８Ｖ）に達していなければ、ＰＣＶ２６のフライ
バック電流によって、コンデンサＣ１，Ｃ２が満充電と
なるような通電時間Ｔonだけ、バルブ駆動信号Ｓｖを出
力してＰＣＶ２６を通電する。但し、通電時間ＴonがＰ
ＣＶ２６を開弁させない許容時間Ｔmax を越える場合
は、通電時間Ｔonは、許容時間Ｔmax に制限される（Ｓ
１３０〜Ｓ１９０；時刻ｔ３〜ｔ４）。

【００５２】その後、設定された通電時間Ｔonが経過
し、ＰＣＶ２６の電流経路が遮断されるとフライバック
電流が流れ、コンデンサＣ１，Ｃ２が充電される（時刻
ｔ４〜ｔ５）。この昇圧スイッチングによるコンデンサ
Ｃ１，Ｃ２の充電が終了（待機時間Ｔoff が経過）する
と（Ｓ２００；時刻ｔ５）、再びコンデンサＣ１，Ｃ２
の両端電圧Ｖc1，Ｖc2及びバッテリ電圧Ｖｂの検出を行
い、コンデンサＣ１，Ｃ２が満充電に達していなけれ
ば、繰り返し昇圧スイッチングを行う（Ｓ１５０〜Ｓ２
４０；時刻ｔ５〜ｔ６）。その結果、コンデンサＣ１，
Ｃ２が満充電に達すると、充電制御を終了する（Ｓ１５
０−ＹＥＳ；時刻ｔ６）。

【００５３】その後、マイコン４６にて、充電制御とは
別途実行される燃料噴射制御が、パイロット噴射を実行
する際（時刻ｔ７）に、噴射信号Ｓjnによりトランジス
タＱ2nを駆動して、電磁弁Ｌｎの電流経路を導通させる
と共に、選択信号Ｓr1によりトランジスタＱ31を駆動し
てコンデンサＣ１を放電させる。これにより、電磁弁Ｌ
ｎには、パイロット噴射の開始直後にピーク電流が流
れ、コンデンサＣ１の放電終了によるピーク電流の消滅
後も、パイロット噴射が終了するまでの間（即ちトラン
ジスタＱ2nが駆動されている間）、定電流回路５４から
供給される定電流が流れる。

【００５４】引き続き、メイン噴射を実行する際（時刻
ｔ８）には、噴射信号Ｓjnによりパイロット噴射時と同
じトランジスタＱ2nを駆動して、電磁弁Ｌｎの電流経路
を導通させると共に、選択信号Ｓr2によりトランジスタ
Ｑ32を駆動してコンデンサＣ２を放電させる。これによ
り、電磁弁Ｌｎには、パイロット噴射時と同様に、メイ
ン噴射の開始直後にピーク電流が流れ、コンデンサＣ２
の放電終了によるピーク電流の消滅後も、メイン噴射が
終了するまでの間（即ちトランジスタＱ2nが駆動されて
いる間）、定電流回路５４から供給される定電流が流れ
る。

【００５５】この燃料噴射制御によって、コモンレール
６の内圧が低下すると、これを補うために、ＰＣＶ２６
が駆動され、以後上述と同様の制御が繰り返し実行され
る。なお、バッテリ電圧Ｖｂが低下すると、検出される
差電圧△Ｖが同じであっても、［表１］に示した設定用
テーブルからも明らかなように、昇圧スイッチング時の
通電時間Ｔonがより長く設定されるようになる。

【００５６】以上、説明したように、本実施例において
は、昇圧スイッチング時のＰＣＶ２６への通電時間Ｔon
を、コンデンサＣ１，Ｃ２の検出電圧Ｖｃと満充電時の
電圧との差電圧△Ｖ、即ち充電量の不足分に応じて設定
するようにされている。従って、本実施例によれば、満
充電に達した時のコンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧Ｖc
1，Ｖc2を、精度よく一定とすることができる。その結
果、インジェクタＩＮＪｎの噴射開始時に、ピーク電流
を流すためにコンデンサＣ１，Ｃ２から供給されるエネ
ルギーが常に一定となり、即ちインジェクタＩＮＪｎの
噴射特性を一定とすることができるため、安定した噴射
制御を行うことができる。

【００５７】また本実施例においては、昇圧スイッチン
グ時の通電時間Ｔonの設定を、差電圧△Ｖを参照値とし
て、設定用マップを検索することにより行うようにされ
ている。従って、本実施例によれば、通電時間Ｔonを、
複雑な計算を行うことなく速やかに設定することがで
き、マイコン４６での処理量を軽減することができる。

【００５８】しかも、本実施例では、バッテリ電圧Ｖｂ
に応じて使用する設定用マップを切り替えると共に、昇
圧スイッチング後のコンデンサＣ１，Ｃ２の充電状態に
基づいて、設定用マップを書き換える学習処理を行って
いる。このため、装置の経年変化や動作環境の変化等に
より、通電時間ＴonとコンデンサＣ１，Ｃ２への充電量
との関係が変化したとしても、これに対応して適宜最適
な通電時間Ｔonが設定されるように設定用マップが書き
換えられるため、個々の装置の特性に適合した高精度な
充電制御を長期に渡って行うことができる。

【００５９】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、様
々な態様にて実施することができる。例えば、上記実施
例では、昇圧スイッチングの通電時間Ｔonを設定した後
に、通電時間Ｔonを許容時間Ｔmaxと比較して、昇圧ス
イッチングによってＰＣＶ２６が閉弁動作をしないよう
に通電時間Ｔonを制限する処理を行っているが、設定用
テーブルの値を、予め許容時間Ｔmax 以下に制限してお
くことにより、Ｓ１７０，Ｓ１８０の処理を省略しても
よい。

【００６０】また、上記実施例では、昇圧スイッチング
を行うと、設定用マップの書き換えを毎回行っている
が、周期的に行ってもよい。また過去複数回の補正値の
平均値に基づいて、設定用マップの書き換えを行うよう
にしてもよい。更に、上記実施例では、昇圧スイッチン
グ後の待機時間Ｔoff を一定値としているが、通電時間
Ｔonと同様に、差電圧△Ｖ及びバッテリ電圧Ｖｂをパラ
メータとするテーブルに基づいて設定するようにしても
よい。

【００６１】また更に、上記実施例では、コンデンサＣ
１，Ｃ２に充電するフライバック電流を発生させるため
にＰＣＶ２６を用いているが、例えばインジェクタＩＮ
Ｊｎの電磁弁Ｌｎ等、昇圧スイッチングを行うことが可
能な非作動期間を有するものであれば、どのような電磁
弁を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のコモンレール式燃料噴射装置の概略
構成図である。

【図２】サプライポンプユニットの構成を表す断面図
である。

【図３】駆動回路の構成を表す回路図である。

【図４】マイコンが実行する充電制御を表すフローチ
ャートである。

【図５】駆動回路各部の動作を表すタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

４…分岐管６…コモンレール８…サプライポ
ンプユニット１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）１４…クランク
シャフト１６…ドライブシャフト１８…カム２０…プラ
ンジャ２２…加圧室２４…シリンダ２８…燃料タン
ク３０…フィードポンプ３２…気筒判別センサ３
４…弁体３６…スプリング３８…電磁ソレノイド４０…
燃料供給管４２…逆止弁４４…駆動回路４６…マイクロコ
ンピュータ４８…クランク角センサ５０…アクセル開度センサ５４…定電流回路５６，５８，６０…分圧回路Ｅ…エンジンＩＮＪ１〜６…インジェクタＬ１
〜６…電磁弁Ｃ１，Ｃ２…コンデンサＲ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22，
Ｒ31，Ｒ32…抵抗Ｄ11，Ｄ12，Ｄ21，Ｄ22，Ｄ31〜Ｄ34…ダイオードＱ10，Ｑ21〜Ｑ26，Ｑ31，Ｑ32…トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】許容時間以上の連続通電により作動する
電磁弁と、該電磁弁への通電経路を連通，遮断するスイッチング素
子と、該スイッチング素子により前記電磁弁への通電経路が遮
断された時に発生するフライバックエネルギーを充電す
る充電手段と、該充電手段のエネルギー充電量を検出する充電量検出手
段と、前記充電手段のエネルギー充電量が不足している場合、
前記電磁弁の非作動期間中に、前記電磁弁への通電が前
記許容時間を越えない範囲で前記スイッチング素子を断
続制御するスイッチング制御手段と、を備え、前記充電手段に充電されたエネルギーを、イン
ジェクタの開弁時に、該インジェクタの電磁弁に供給す
るインジェクタ駆動装置において、前記充電量検出手段の検出結果に基づいて、前記スイッ
チング制御手段の制御における前記電磁弁の通電時間を
設定する通電時間設定手段を設けたことを特徴とするイ
ンジェクタ駆動装置。
【請求項２】前記通電時間設定手段は、前記電磁弁の
通電時間と、その通電遮断時に前記充電手段に充電され
るエネルギー充電量との関係を表す設定用マップを備
え、前記蓄積量検出手段の検出結果から求められるエネ
ルギー充電量の不足分を参照値として前記設定用マップ
を検索することにより、前記電磁弁の通電時間を設定す
ることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ駆動
装置。
【請求項３】請求項２に記載のインジェクタ駆動装置
において、前記スイッチング制御手段の制御により前記電磁弁への
通電経路が遮断される毎に、該遮断により発生したフラ
イバックエネルギーによって前記充電手段に充電された
エネルギーを前記充電量検出手段の検出結果から算出
し、該算出値に基づいて前記設定用マップを書き換える
学習手段を設けたことを特徴とするインジェクタ駆動装
置。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載のインジ
ェクタ駆動装置において、前記電磁弁の電源電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記通電時間設定手段は、電源電圧に対応した複数の設
定用マップを有し、前記電圧検出手段の検出結果に応じ
て、使用する設定用マップを切り替えることを特徴とす
るインジェクタ駆動装置。