(57)【要約】【課題】オーバーラップ噴射処理又は／及び近接噴射処理において、次回の噴射処理までに十分に充電完了できるようにしたインジェクタ駆動装置を提供する。【解決手段】噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６の噴射指令「Ｈ」が気筒間でオーバーラップすることに応じて、上限閾値制御回路がチャージ電流の上限閾値を上昇制御することでチャージ電流の平均電流を上昇させ電解コンデンサ２１の充電電流を上昇制御する（期間Ｔ２ａ）。２気筒→３気筒と噴射指令がオーバーラップするときには、このオーバーラップ気筒数に応じてチャージ電流の上限閾値を上昇制御する（期間Ｔ３ａ）。このためチャージ電流の平均電流を上昇制御でき充電時間を短くできる。【選択図】図３
2014214692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャージ用トランジスタ（１８）を通じて電源電圧をインダクタ（１７）に通電し前記インダクタ（１７）の逆起電圧をチャージコンデンサ（２１）に充電して昇圧する昇圧電源部（１３）と、
気筒毎に出力される噴射信号（ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６）について噴射指令のオーバーラップ数の変化に応じて前記昇圧電源部（１３）のチャージコンデンサ（２１）に充電する充電電流を制御するチャージ電流制御部（３１、３２）と、
前記インジェクタ（１〜６）の電磁コイル（Ｌ１〜Ｌ６）に前記昇圧電源部（１３）の充電電圧を供給して前記インジェクタ（１〜６）を駆動する駆動制御部（１２）と、を備えることを特徴とするインジェクタ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のインジェクタ駆動装置において、
前記チャージ電流制御部（３１、３２）は３気筒以上にオーバーラップ数が増加することに応じて充電電流を増加制御することを特徴とするインジェクタ駆動装置。
【請求項３】
チャージ用トランジスタ（１８）を通じて電源電圧をインダクタ（１７）に通電し前記インダクタ（１７）の逆起電圧をチャージコンデンサ（２１）に充電して昇圧する昇圧電源部（１３）と、
噴射信号（ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６）の噴射指令が与えられたタイミングから所定の時定数で充放電する充放電部（Ｃ２）と、
前記噴射信号（ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６）の噴射指令が与えられると当該噴射指令をカウントするカウント部（６７）と、を備え、
前記チャージ電流制御部（３１、３２）は、前記充放電部（Ｃ２）の充放電結果が所定値に達するまでに前記カウント部（６７）のカウント結果が所定数に達することを条件として前記昇圧電源部（１３）のチャージコンデンサ（２１）に充電する充電電流を増加制御する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１〜３の何れか一項に記載のインジェクタ駆動装置において、
前記チャージ電流制御部（３１、３２）は、チャージ電流の上限閾値及び下限閾値の双方を変化させることで前記昇圧電源部（１３）のチャージコンデンサ（２１）に充電する充電電流を制御することを特徴とするインジェクタ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射するインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の各気筒に対する燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置は、インジェクタの電磁コイルを駆動するためのインジェクタ駆動装置を備えている。インジェクタ駆動装置は、電源電圧を昇圧する昇圧回路を備えており、昇圧回路からインジェクタの電磁コイルにインジェクタ電流を供給する。この昇圧回路は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータによって構成され、チャージ用トランジスタをスイッチング制御しインダクタに生じる逆起電力によりチャージコンデンサを充電して昇圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来では昇圧電圧の減少量に関わらずチャージ電圧の充電能力は一定であり、オーバーラップ噴射処理を連続して行うと、チャージ電圧の充電より当該電圧の減少量が大きくなり、インジェクタを駆動するためのチャージ電圧が低下しすぎてしまい、オーバーラップ噴射及び近接噴射時に制約を生じる。
【０００５】
本発明の目的は、オーバーラップ噴射処理又は／及び近接噴射処理において、次回の噴射処理までに十分に充電完了できるようにしたインジェクタ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、気筒毎に出力される噴射信号について噴射指令のオーバーラップ数の変化に応じて昇圧電源部のチャージコンデンサに充電する充電電流を制御し、駆動制御部はこの昇圧電源部の昇圧電圧をインジェクタの電磁コイルに供給して駆動する。このため、たとえ気筒間でオーバーラップ噴射処理してもこれに応じて充電電流を増加制御でき、その後の噴射処理までに十分充電完了できる。
【０００７】
請求項３記載の発明によれば、充放電部は噴射指令が与えられたタイミングから所定の時定数で充放電するが、他方、カウント部は噴射指令が与えられると噴射指令をカウントする。チャージ電流制御部は充放電部の充放電結果が所定値に達するまでにカウント部のカウント結果が所定数に達することを条件として、昇圧電源部のチャージコンデンサに充電する充電電流を増加制御する。このため、たとえ近接噴射した場合であってもこれに応じて充電電流を増加制御でき、その後の噴射処理までの間に十分充電完了できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置を概略的に示す電気的構成図
【図２】チャージ電流上限閾値制御回路の電気的構成の詳細を示す回路図
【図３】オーバーラップ気筒数の変化に応じたチャージ電流変化及びチャージ電圧変化を概略的に示すタイミングチャート
【図４】本発明の第２実施形態について示す図２相当図
【図５】各気筒に入力する入力信号の一例
【図６】近接噴射しないときのチャージ電流変化及びチャージ電圧変化を概略的に示すタイミングチャート
【図７】近接噴射するときのチャージ電流変化及びチャージ電圧変化を概略的に示すタイミングチャート
【図８】本発明の第３実施形態について、チャージ電流上限閾値制御回路、チャージ電流下限閾値制御回路の電気的構成の詳細を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、燃料噴射装置に適用した幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態で同一又は類似の構成については同一符号又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略したり異なる部分を中心に説明する。以下では、各実施形態の特徴部分を中心に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１〜図３は第１実施形態を示す。図１に示すように、インジェクタ駆動装置１１は、外部の電子制御装置（ＥＣＵ：図１には図示せず）からの噴射指令または噴射停止指令に応じてエンジンの各気筒（本実施形態では６気筒）のインジェクタ１〜６を駆動する。
【００１１】
噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６は、燃料の噴射指令を示すＨレベルと噴射停止指令を示すＬレベルとを備える２値信号であり、ＥＣＵからインジェクタ駆動装置１１の入力端子Ｔａ１〜Ｔａ６に入力されている。なお、インジェクタ駆動装置１１は応答信号をＥＣＵに出力する。
【００１２】
インジェクタ１〜６は、それぞれ電磁コイルＬ１〜Ｌ６を備えた電磁式であり、電磁コイルＬ１〜Ｌ６の通断電に応じて弁を開弁、閉弁する。電磁コイルＬ１〜Ｌ６は、それぞれ、ハイサイド側の出力端子Ｔｂ１〜Ｔｂ６と、ロウサイド側の出力端子Ｔｃ１〜Ｔｃ６との間に接続されている。各気筒のインジェクタ１〜６は同時に駆動されることがないインジェクタ同士が対になり２ずつの制御グループ（例えばインジェクタ１と４、インジェクタ２と５、インジェクタ３と６）に分けられている。
【００１３】
同一グループに属するハイサイド側の出力端子Ｔｂ１とＴｂ４、出力端子Ｔｂ２とＴｂ５、出力端子Ｔｂ３とＴｂ６は、それぞれインジェクタ駆動装置１１内で接続されている。
【００１４】
インジェクタ駆動装置１１は、モノリシックＩＣとして形成された駆動制御回路（駆動制御部相当）１２、電源端子Ｔｄ１に入力されるバッテリ電圧＋Ｂを昇圧する昇圧電源部１３、この昇圧電源部１３と出力端子Ｔｂ１〜Ｔｂ６との間にグループ毎に設けられた放電スイッチ部１４、開弁状態を保持するため定電流を出力するグループごとに設けられた定電流電源部１５、および、出力端子Ｔｃ１〜Ｔｃ６とグランドとの間に設けられた気筒選択スイッチ部１６、を備える。これらの昇圧電源部１３、放電スイッチ部１４、定電流電源部１５、気筒選択スイッチ部１６は駆動回路を構成する。
【００１５】
昇圧電源部１３は、インダクタ１７、ＭＯＳトランジスタ１８、抵抗１９、ダイオード２０、電解コンデンサ２１、および抵抗２２を備える。電源端子Ｔｄ１とグランドとの間には、インダクタ１７、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ１８、抵抗１９が直列接続されている。また、インダクタ１７及びＭＯＳトランジスタ１８の共通接続ノードとグランドとの間には、順方向ダイオード２０、電解コンデンサ２１、抵抗２２が直列接続されている。これにより昇圧電源部１３はＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されている。
【００１６】
駆動制御回路１２は、ＭＯＳトランジスタ１８の制御端子に昇圧パルスを与え、ダイオード２０のカソードおよび電解コンデンサ２１の正側端子の共通接続ノードＮ１に昇圧電圧を生成する。この共通接続ノードＮ１が放電スイッチ部１４への昇圧電圧出力ノードとなっている。この昇圧電源部１３は、チャージ用のＭＯＳトランジスタ１８にオンオフ制御信号を印加することでＭＯＳトランジスタ１８をオンオフし、インダクタ１７に高圧の逆起電力を発生させ、この逆起電力に応じてチャージコンデンサ２１にエネルギーを順次蓄積させてバッテリ電圧＋Ｂを昇圧する。
【００１７】
これらのインダクタ１７、ＭＯＳトランジスタ１８、抵抗１９、ダイオード２０、電解コンデンサ２１、抵抗２２は、インジェクタ１〜６の全グループで１つずつ設けられている。この昇圧電源部１３は、その体格がインジェクタ駆動装置１１の中でも大きな割合を占めており、本実施形態では、インジェクタ駆動装置１１の体格を極力縮小化するため、それぞれの素子１７〜２２が１つだけ用いて構成されている。すなわち、昇圧電源部１３は、全てのインジェクタ１〜６、ポンプ、減圧弁（図示せず）に対し昇圧回路を１系統のみ備える。
【００１８】
放電スイッチ部１４は、グループ毎に１ずつのメインＭＯＳトランジスタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを備え、駆動制御回路１２が放電スイッチ部１４の各ＭＯＳトランジスタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃに放電制御信号を印加すると、各ＭＯＳトランジスタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃはオンオフする。
【００１９】
定電流電源部１５は、グループごとに１ずつのＰチャネル型のＭＯＳトランジスタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃを備える。これらのＭＯＳトランジスタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃのドレインと、各グループの出力端子Ｔｂ１及びＴｂ４、Ｔｂ２及びＴｂ５、Ｔｂ３及びＴｂ６の共通接続ノードＮａ、Ｎｂ、Ｎｃとのそれぞれの間には、逆流防止用のダイオード２５ａ、２５ｂ、２５ｃがそれぞれ接続されている。
【００２０】
また、各ノードＮａ、Ｎｂ、Ｎｃとグランドとの間には、還流ダイオード２６ａ、２６ｂ、２６ｃが逆方向接続されている。気筒選択スイッチ部１６は、出力端子Ｔｃ１〜Ｔｃ６とグランドとの間にそれぞれＮチャネル型のＭＯＳトランジスタ２７ａ〜２７ｆを設けており、駆動制御回路１２がＭＯＳトランジスタ２７ａ〜２７ｆに気筒選択信号を与えることでＭＯＳトランジスタ２７ａ〜２７ｆはオンオフ駆動する。
【００２１】
同一グループに属するＭＯＳトランジスタ２７ａ及び２７ｄの共通ソースとグランドとの間には電流検出用の抵抗２８が接続されている。また、同一グループに属するＭＯＳトランジスタ２７ｂ及び２７ｅの共通ソースとグランドとの間には電流検出用の抵抗２９が接続されている。さらに、同一グループに属するＭＯＳトランジスタ２７ｃ及び２７ｆの共通ソースとグランドとの間には電流検出用の抵抗３０が接続されている。駆動制御回路１２は、これらの抵抗２８〜３０の端子電圧を検出することで電磁コイルＬ１〜Ｌ６の駆動電流を検出する。駆動制御回路１２は、チャージ電流の上限閾値制御回路３１、及び、チャージ電流の下限閾値制御回路３２を備える。
【００２２】
上限閾値制御回路３１は、抵抗１９の端子電圧を入力する入力回路３１ａを備え、インダクタ１７に流れるチャージ電流を検出する。また、下限閾値制御回路３２は、抵抗２２の端子電圧を入力する入力回路３２ａを備え、インダクタ１７の逆起電力によりコンデンサ２１に流れるチャージ電流を検出する。
【００２３】
駆動制御回路１２は、これらの上限閾値制御回路３１の入力回路３１ａ及び下限閾値制御回路３２の入力回路３２ａに入力される抵抗１９、２２の端子電圧に応じて、ＭＯＳトランジスタ１８の制御端子に印加する駆動制御信号のオンオフ期間をフィードバック制御する。
【００２４】
すなわち、抵抗１９の端子電圧（インダクタ１７のチャージ電流）が上限閾値に達すると、駆動制御回路１２はＭＯＳトランジスタ１８をオフすることによって通電経路を遮断しインダクタ１７に逆起電力を発生させる。この後、インダクタ１７の逆起電力はダイオード２０を通じてコンデンサ２１に充電される。
【００２５】
コンデンサ２１が充電され、抵抗２２の端子電圧（コンデンサ２１のチャージ電流）が徐々に減少し下限閾値に達するとＭＯＳトランジスタ１８をオン制御し、インダクタ１７に再度通電する。昇圧電源部１３の昇圧動作時にはこれらのことが繰り返される。
【００２６】
図２はチャージ電流の上限閾値制御回路３１の構成例を示す。上限閾値制御回路３１は、コンパレータＣＰ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、制御スイッチＴｒ１〜Ｔｒ２と、ＯＲゲートＧ１〜Ｇ４、ＡＮＤゲートＧ５〜Ｇ８、ＮＯＲゲートＧ９、ＳＲフリップフロップＦＦ１及びＦＦ２を備える。制御スイッチＴｒ１及びＴｒ２は共にＰＮＰトランジスタにより構成される。
【００２７】
コンパレータＣＰ１の非反転入力端子には、ＭＯＳトランジスタ１８のソースと抵抗１９との共通接続ノードが接続されている。電源電圧Ｖｃｃの供給端子とグランドとの間には抵抗Ｒ１及びＲ２が直列接続され、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には抵抗Ｒ１及びＲ２の共通接続ノードが接続されている。電源電圧Ｖｃｃはマイコンなどに与えられる直流電源電圧（例えば５Ｖ）であり、昇圧電源などとは別に別途バッテリ電圧＋Ｂから生成される。
【００２８】
このコンパレータＣＰ１の反転入力端子とグランドとの間には、抵抗Ｒ３及び制御スイッチＴｒ１の直列回路が接続されている。さらに、このコンパレータＣＰ１の反転入力端子とグランドとの間には、抵抗Ｒ４及び制御スイッチＴｒ２の直列回路が接続されている。これにより、コンパレータＣＰ１の反転入力端子の比較対象電圧は複数段階に切換可能になっている。
【００２９】
制御スイッチＴｒ１のベース（制御端子）には、ＳＲフリップフロップＦＦ１のＱ１出力が与えられる。また、制御スイッチＴｒ２のベース（制御端子）には、ＳＲフリップフロップＦＦ２のＱ２出力が与えられる。
【００３０】
他方、同一グループの噴射信号ＩＪＴ１とＩＪＴ４、ＩＪＴ２とＩＪＴ５、ＩＪＴ３とＩＪＴ６の出力は、それぞれ、ＯＲゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３に与えられる。ＯＲゲートＧ１の出力はＡＮＤゲートＧ５及びＧ６に入力されている。ＯＲゲートＧ２の出力はＡＮＤゲートＧ６及びＧ７に入力される。ＯＲゲートＧ３の出力はＡＮＤゲートＧ７及びＧ５に入力される。
【００３１】
そして、ＡＮＤゲートＧ５〜Ｇ７の出力はそれぞれＯＲゲートＧ４に入力されており、ＯＲゲートＧ４の出力はＳＲフリップフロップＦＦ１のセット端子Ｓ１に入力されている。また、ＯＲゲートＧ１〜Ｇ３の出力はＮＯＲゲートＧ９に与えられている。ＮＯＲゲートＧ９の出力はＳＲフリップフロップＦＦ１及びＦＦ２のリセット端子Ｒ１及びＲ２に与えられている。
【００３２】
２気筒オーバーラップ判定回路５０は、ゲートＧ１〜Ｇ７及びＧ９、ＳＲフリップフロップＦＦ１、抵抗Ｒ３、並びに制御スイッチＴｒ１を備える。この２気筒オーバーラップ判定回路５０は、連続して与えられる２気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしているか否かを判定し、２気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしたときにＱ１出力を「Ｈ」とし、その後、全ての噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６が噴射停止指令「Ｌ」となったときにＱ１出力を「Ｌ」とする。
【００３３】
また、ＯＲゲートＧ１〜Ｇ３の出力はＡＮＤゲートＧ８に入力されている。このＡＮＤゲートＧ８の出力はＳＲフリップフロップＦＦ２のセット端子Ｓ２に入力されている。３気筒オーバーラップ判定回路５１は、ゲートＧ１〜Ｇ９、ＳＲフリップフロップＦＦ２、抵抗Ｒ４、及び制御スイッチＴｒ２を備える。
【００３４】
３気筒オーバーラップ判定回路５１は、連続して与えられる３気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしているか否か判定し、３気筒分の噴射信号が噴射指令「Ｈ」でオーバーラップしたときにＱ２出力を「Ｈ」とし、その後、全ての噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６が噴射停止指令「Ｌ」となったときにＱ２出力を「Ｌ」とする。
【００３５】
上記構成の動作を説明する。図３はタイミングチャートを示している。ＥＣＵ（図示せず）から噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６として噴射指令「Ｈ」が与えられると、インジェクタ駆動装置１１の駆動制御回路１２は駆動制御動作を開始し、噴射指令「Ｈ」が与えられた気筒の気筒選択トランジスタ２７ａ〜２７ｆ、放電用のＭＯＳトランジスタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、定電流制御用のＭＯＳトランジスタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃをオンすることでインジェクタ１〜６の何れかを駆動する。この噴射処理によりノードＮ１のチャージ電圧が低下する。駆動制御回路１２は、チャージ電圧が低下すると昇圧電源部１３の出力チャージ電圧を元の電圧に戻すように制御する。
【００３６】
充電時において、駆動制御回路１２は、ＭＯＳトランジスタ１８をオンしインダクタ１７のチャージ電流を上昇させる。そして、上限閾値制御回路３１は入力回路３１ａにより抵抗１９の端子電圧を検出する。するとチャージ電流を検出できる。上限閾値制御回路３１は、このチャージ電流が上限閾値に達したことを検出すると、ＭＯＳトランジスタ１８をオフ制御しインダクタ１７に逆起電力を発生させる。インダクタ１７に生じた逆起電力はダイオード２０を通じてコンデンサ２１に充電される。
【００３７】
下限閾値制御回路３２は、入力回路３２ａにより抵抗２２の端子電圧を検出し、インダクタ１７の逆起電力によってコンデンサ２１に放電される途中のチャージ電流を検出するが、インダクタ１７の蓄積エネルギーが減少すると、これに伴いコンデンサ２１のチャージ電流も少なくなる。
【００３８】
このとき、コンパレータＣＰ１の非反転入力端子の電圧が下降し、コンパレータＣＰ１の反転入力端子の下限閾値電圧を下回る。すると、コンパレータＣＰ１は「Ｈ」→「Ｌ」を出力する。このとき、駆動制御回路１２はＭＯＳトランジスタ１８をオン制御し、インダクタ１７への充電を再開する。充電時にはこのような動作が繰り返されるが、この間、上限閾値制御回路３１は、２気筒オーバーラップ判定回路５１のＳＲフリップフロップＦＦ１のＱ１出力に応じて制御スイッチＴｒ１をオンオフし、また３気筒オーバーラップ判定回路５２のＳＲフリップフロップＦＦ２のＱ２出力に応じて制御スイッチＴｒ２をオンオフする。
【００３９】
図３のＴ１期間に示すように、与えられた噴射指令「Ｈ」が気筒間でオーバーラップしないときには、ＳＲフリップフロップＦＦ１のセット端子Ｓ１には「Ｌ」が与えられ続ける。すると２気筒オーバーラップ判定回路５０はＳＲフリップフロップＦＦ１のＱ１出力を「Ｌ」とする。また３気筒オーバーラップ判定回路５１はＳＲフリップフロップＦＦ２のＱ２出力を「Ｌ」とする。すると、制御スイッチＴｒ１及びＴｒ２が共にオンする。
【００４０】
したがって、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２〜Ｒ４の並列合成抵抗との分圧電圧が、コンパレータＣＰ１の反転入力端子に印加されることになり、比較的低い電圧がコンパレータＣＰ１の反転入力端子に与えられる。
【００４１】
すなわち、昇圧電源部１３がインダクタ１７に通電しエネルギーを蓄積するときには、比較的低いチャージ電流上限閾値までチャージ電流を通電し、このインダクタ１７に生じる逆起電力によってコンデンサ２１が充電されることになる。昇圧動作時のチャージ電流の平均電流は比較的低くなりチャージ電圧の上昇度も低くなる（図３に示すチャージ電圧上昇勾配Ｘ１参照）。
【００４２】
また、図３のＴ２期間に示すように、与えられた噴射指令「Ｈ」が一瞬でも２気筒分だけオーバーラップすると（図３のＴ２ａ期間参照）、ＳＲフリップフロップＦＦ１のセット端子Ｓ１に「Ｈ」が与えられる。このため、２気筒オーバーラップ判定回路５０はＳＲフリップフロップＦＦ１のＱ１出力を「Ｌ」から「Ｈ」にする。
【００４３】
その後、全ての噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６が噴射停止指令「Ｌ」になると、ＳＲフリップフロップＦＦ１のリセット端子Ｒ１に「Ｈ」が与えられるため、２気筒オーバーラップ判定回路５０は、ＳＲフリップフロップＦＦ１のＱ１出力を「Ｈ」から「Ｌ」にする（図３のＴ２ａ期間参照）。
【００４４】
図３のＴ２ａに示す期間中では、制御スイッチＴｒ１がオフすると共に制御スイッチＴｒ２がオンし、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２及びＲ４の並列合成抵抗との分圧電圧が、コンパレータＣＰ１の反転入力端子に印加される。抵抗Ｒ３は開放されることになり比較的中程度の電圧がコンパレータＣＰ１の反転入力端子に与えられる。
【００４５】
すなわち、昇圧電源部１３がインダクタ１７に通電しエネルギーを蓄積するときには、比較的中程度のチャージ電流上限閾値までチャージ電流を通電し、このインダクタ１７に生じる逆起電力によりコンデンサ２１を充電することになる。
【００４６】
昇圧動作時のチャージ電流の平均電流は中程度の電流となり、前述のオーバーラップしていないときのチャージ電流の平均電流に比較して大きくなる。このため、チャージ電圧の上昇度も高くなる（図３に示すチャージ電圧上昇勾配Ｘ２（＞Ｘ１）参照）。
【００４７】
さらに、図３のＴ３期間に示すように、与えられた噴射指令「Ｈ」が一瞬でも３気筒分オーバーラップすると（図３のＴ３ａ期間参照）、ＳＲフリップフロップＦＦ１のセット端子Ｓ１に「Ｈ」が与えられると共に、ＳＲフリップフロップＦＦ２のセット端子Ｓ２にも「Ｈ」が与えられる。このため、２気筒及び３気筒オーバーラップ判定回路５０及び５１は、ＳＲフリップフロップＦＦ１及びＦＦ２のＱ１及びＱ２出力を共に「Ｈ」とする。
【００４８】
その後、全ての噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６が噴射停止指令「Ｌ」になると、ＳＲフリップフロップＦＦ１及びＦＦ２のリセット端子Ｒ１及びＲ２に「Ｈ」が与えられるため、２気筒及び３気筒オーバーラップ判定回路５０及び５１は、ＳＲフリップフロップＦＦ１及びＦＦ２のＱ１及びＱ２出力を共に「Ｌ」にする（図３のＴ３ａ期間参照）。
【００４９】
図３のＴ３ａに示す期間中では、制御スイッチＴｒ１及びＴｒ２が共にオフし、抵抗Ｒ１とＲ２との分圧電圧がコンパレータＣＰ１の反転入力端子に印加される。抵抗Ｒ３及びＲ４は共に開放されることになり、比較的高い電圧がコンパレータＣＰ１の反転入力端子に与えられる。
【００５０】
すなわち、昇圧電源部１３がインダクタ１７に通電しエネルギーを蓄積するときには、比較的高い上限閾値までチャージ電流を通電し、このインダクタ１７に生じる逆起電力によりコンデンサ２１を充電することになる。昇圧動作時のチャージ電流の平均電流は高電流となり、前述のオーバーラップしていないとき、２気筒分のみオーバーラップしているときの平均電流に比較して大きくなる。このため、チャージ電圧の上昇度も高くなる（図３に示すチャージ電圧上昇勾配Ｘ３（＞Ｘ２）参照）。
【００５１】
駆動制御回路１２は、連続して与えられる噴射指令「Ｈ」が互いにオーバーラップするときに当該オーバーラップした気筒数に応じて昇圧能力を変更している。例えば、駆動制御回路１２はオーバーラップ気筒数が増加すれば昇圧能力を高く制御し、連続して与えられる噴射指令「Ｈ」が互いにオーバーラップしないときには、昇圧電源部１３の昇圧能力を低く制御している。これにより、噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６の噴射指令「Ｈ」のオーバーラップ数に応じて昇圧能力を変更することができる。
【００５２】
本実施形態によれば、噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６の噴射指令「Ｈ」が気筒間でオーバーラップすることに応じて、上限閾値制御回路３１が上限閾値を上昇制御することでチャージ電流の平均電流を上昇させ電解コンデンサ２１の充電電流を上昇制御する。これによりオーバーラップ噴射時には充電時間を短くでき次回の噴射処理までに十分充電完了できる。単気筒噴射時には、充電能力を下げることでトランジスタ１８の発熱を抑制できる。
【００５３】
２気筒→３気筒と噴射指令「Ｈ」がオーバーラップするときには、上限閾値制御回路３１はこのオーバーラップ気筒数に応じてチャージ電流の上限閾値を上昇制御する。このためチャージ電流の平均電流を上昇制御でき充電時間を短くできる。これにより、オーバーラップ噴射時には次回の噴射処理までに十分に電解コンデンサ２１の充電を完了できる。
【００５４】
例えば、チャージ電圧を上げるため電解コンデンサ２１の充電能力を常時高くすると、トランジスタ１８の発熱が大きくなってしまうが、常時高くするわけではないのでトランジスタ１８の発熱を抑制できる。
【００５５】
（第２実施形態）
図４〜図７は第２実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、連続する噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６の噴射指令「Ｈ」が近接しているときに昇圧能力を上げるように変更したところにある。
図４に示すように、上限閾値制御回路３１は、コンパレータＣＰ１、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、制御スイッチＴｒ１、ＯＲゲートＧ１０〜Ｇ１２、及び、近接判定回路６１〜６６を備える。
【００５６】
近接判定回路６１〜６６は１気筒目から６気筒目まで複数気筒数分設けられている。ＯＲゲートＧ１０〜Ｇ１２は各近接判定回路６１〜６６の出力信号の論理和を制御スイッチＴｒ１のゲートに与える。すなわち、各近接判定回路６１〜６６の出力信号が全て「Ｌ」であるときに限り、制御スイッチＴｒ１はオンし、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２及びＲ３の並列合成抵抗との分圧電圧が与えられる。これにより、チャージ電流の上限閾値が比較的低くなる。
【００５７】
また、各近接判定回路６１〜６６の出力信号の何れかが「Ｈ」になるときに制御スイッチＴｒ１はオフし、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には抵抗Ｒ１とＲ２の分圧電圧が与えられる。これによりチャージ電流の上限閾値が比較的高くなる。
【００５８】
近接判定回路６１〜６６は同一構成であり入力信号が異なる構成であるため、１気筒目の近接判定回路６１の電気的構成を説明し、２〜６気筒目の近接判定回路６２〜６６の電気的構成は異なる部分を説明する。
【００５９】
近接判定回路６１は、ＳＲフリップフロップＦＦ３及びＦＦ４、ＪＫフリップフロップＦＦ５及びＦＦ６からなるカウンタ６７、ＮＯＴゲートＧ１３、ＡＮＤゲートＧ１４、コンパレータＣＰ２及びＣＰ３、ＮＰＮトランジスタＴｒ３〜Ｔｒ５、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０、及びコンデンサＣ２を備える。
【００６０】
噴射信号ＩＪＴ１は、ＳＲフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓ３に入力され、噴射信号ＩＪＴ４はＳＲフリップフロップＦＦ３のリセット端子Ｒ３に入力されている。このＳＲフリップフロップＦＦ３のＱ３出力はトランジスタＴｒ３のベースに与えられる。電源電圧Ｖｃｃの供給端子及びグランド間にはトランジスタＴｒ３のコレクタエミッタ間、抵抗Ｒ９、トランジスタＴｒ５のコレクタエミッタ間が直列接続されている。
【００６１】
他方、電源電圧Ｖｃｃの供給端子及びグランド間には、抵抗Ｒ５及びＲ６が直列接続されており、この共通接続ノードがコンパレータＣＰ２の反転入力端子に接続される。コンパレータＣＰ２の出力はトランジスタＴｒ４のベースに与えられており、トランジスタＴｒ４のコレクタはＳＲフリップフロップＦＦ３の／Ｑ３出力に接続されている。なお「／」は反転を意味する。トランジスタＴｒ４のエミッタはトランジスタＴｒ５のベースに接続されている。
【００６２】
抵抗Ｒ９とトランジスタＴｒ５のコレクタとの共通接続ノードをＮ２とすると、ノードＮ２及びグランド間には、抵抗Ｒ１０及びコンデンサＣ２の直列回路が接続されている。これらの抵抗Ｒ１０及びコンデンサＣ２の共通接続ノードは、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子及びコンパレータＣＰ３の反転入力端子に接続されている。
【００６３】
これらの回路は、コンパレータＣＰ３の非反転入力端子および反転入力端子がどちらも０Ｖ付近になると誤動作のおそれがあるため、コンデンサＣ２の充電電圧をコンパレータＣＰ２により検出し、コンデンサＣ２の充電電圧が０Ｖ付近まで低下しないように制御する回路である。
【００６４】
また、カウンタ６７は、噴射信号ＩＪＴ１の立上りを検知する２ビットカウンタであり、噴射信号ＩＪＴ１が噴射指令「Ｈ」になるとＪＫフリップフロップＦＦ５のＱ１出力を「Ｈ」、ＪＫフリップフロップＦＦ６のＱ２出力を「Ｌ」とし、その後、噴射停止指令「Ｌ」が与えられた後に、再度噴射信号ＩＪＴ１が噴射指令「Ｈ」になるとＱ１出力を「Ｌ」、Ｑ２出力を「Ｈ」にする。
【００６５】
カウンタ６７が２ビットをカウントし、Ｑ１出力が「Ｌ」、Ｑ２出力が「Ｈ」になると、ＡＮＤゲートＧ１４は「Ｈ」を出力し、コンパレータＣＰ３の反転入力端子の電圧（比較対象電圧）を高く設定する。コンパレータＣＰ３の出力はＳＲフリップフロップＦＦ４のセット端子Ｓ４に入力され、コンパレータＣＰ３の出力が「Ｈ」になると、ＯＲゲートＧ１０〜Ｇ１２を通じて制御スイッチＴｒ１をオフする。
【００６６】
このような近接判定回路は、６気筒分設けられているが、各気筒の近接判定回路６１〜６６に入力する噴射信号が互いに異なっている。図５は近接判定回路６１〜６６の入力信号の一覧を示している。
【００６７】
前述したように、１気筒目の近接判定回路６１では、ＳＲフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓ３に噴射信号ＩＪＴ１が入力され、リセット端子Ｒ３には噴射信号ＩＪＴ４が入力される。４気筒目の近接判定回路６４では、ＳＲフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓ３に噴射信号ＩＪＴ４が入力され、リセット端子Ｒ３には噴射信号ＩＪＴ１が入力される。これらの噴射信号ＩＪＴ１、ＩＪＴ４は互いに同一グループに属している。
【００６８】
２気筒目の近接判定回路６２では、ＳＲフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓ３に噴射信号ＩＪＴ２が入力され、リセット端子Ｒ３には噴射信号ＩＪＴ５が入力される。５気筒目の近接判定回路６５では、ＳＲフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓ３に噴射信号ＩＪＴ５が入力され、リセット端子Ｒ３には噴射信号ＩＪＴ２が入力される。これらの噴射信号ＩＪＴ２、ＩＪＴ５は互いに同一グループに属している。
【００６９】
３気筒目の近接判定回路６３では、ＳＲフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓ３に噴射信号ＩＪＴ３が入力され、リセット端子Ｒ３には噴射信号ＩＪＴ６が入力される。６気筒目の近接判定回路６６では、ＳＲフリップフロップＦＦ３のセット端子Ｓ３に噴射信号ＩＪＴ６が入力され、リセット端子Ｒ３には噴射信号ＩＪＴ３が入力される。これらの噴射信号ＩＪＴ３、ＩＪＴ６は互いに同一グループに属している。
【００７０】
以下、１気筒目の近接判定回路６１の動作を説明する。図６は各インジェクタ１〜６が時間的に近いタイミングで噴射しない場合のタイミングチャートを示す。
噴射信号ＩＪＴ１が「Ｌ」から噴射指令「Ｈ」に立ち上がると、カウンタ６７がカウントを開始する。同時に、ＳＲフリップフロップＦＦ３はＱ３出力を「Ｈ」としトランジスタＴｒ３をオンする。他方、初期状態において、コンデンサＣ２は充電されていない。このため、コンパレータＣＰ２は「Ｌ」を出力し、トランジスタＴｒ４及びＴｒ５はオフする。したがって、電流がトランジスタＴｒ３のコレクタエミッタ間、抵抗Ｒ９及びＲ１０を通じてコンデンサＣ２に流れることになり当該コンデンサＣ２を充電する。コンデンサＣ２の充電時間は、抵抗Ｒ９及びＲ１０並びにコンデンサＣ２のＲＣ時定数に応じて定まる。
【００７１】
他方、噴射信号ＩＪＴ１が噴射指令「Ｈ」になるとカウンタ６７がカウントを開始する。カウンタ６７が噴射指令「Ｈ」を２回カウントすると、ＡＮＤゲートＧ１４はその出力を「Ｈ」とし、コンパレータＣＰ３の非反転入力端子には「Ｈ」レベルを抵抗Ｒ７及びＲ８で分圧した分圧電圧が入力される。
【００７２】
すなわち、コンパレータＣＰ３は、噴射信号ＩＪＴ１の噴射指令「Ｈ」を２回カウントするまでの間にコンデンサＣ２の充電電圧が所定電圧βを超えていれば「Ｌ」を保持するが、噴射指令「Ｈ」を２回カウントするまでの間にコンデンサＣ２の充電電圧が所定電圧βを超えなければ「Ｈ」を出力する。
【００７３】
図６のＴ１０期間において、近接判定回路６１は、噴射信号ＩＪＴ１の噴射指令「Ｈ」を２回カウントするまでの間に、コンデンサＣ２の電圧が所定電圧βを超えているため、コンパレータＣＰ３の出力は「Ｌ」に保持され、ＳＲフリップフロップＦＦ４のＱ４出力は「Ｌ」のまま保持される。
【００７４】
コンデンサＣ２の充電電圧が抵抗Ｒ５及びＲ６の分圧電圧より高くなると、コンパレータＣＰ２は「Ｈ」を出力することになるものの、その後、図６のＴ１１期間に示すように、噴射信号ＩＪＴ４の噴射指令「Ｈ」が与えられると、ＳＲフリップフロップＦＦ３のリセット端子Ｒ３にリセット信号が入力される。このため、ＳＲフリップフロップＦＦ３は／Ｑ３出力を「Ｈ」にする。
【００７５】
すると、電流がトランジスタＴｒ４のコレクタエミッタ間を通じてトランジスタＴｒ５のベースエミッタ間に流れることになりトランジスタＴｒ５がオンする。トランジスタＴｒ５がオンすると、コンデンサＣ２の充電電圧が放電される。またこのとき、噴射信号ＩＪＴ４の噴射指令「Ｈ」がＪＫフリップフロップＦＦ５及びＦＦ６のリセット端子Ｒに与えられるためカウンタ６７はリセットされる。
【００７６】
ＯＲゲートＧ１０〜Ｇ１２は「Ｌ」を出力保持し、制御スイッチＴｒ１はオンしたままとなる。したがって、チャージ電流の上限閾値は比較的低く保持されることになりチャージ電流の平均値が比較的低くなる。これにより、チャージ電圧の上昇度も比較的低くなる（チャージ電圧の上昇勾配Ｘ１０参照）。
【００７７】
図７はインジェクタ１〜６が時間的に近いタイミングで噴射する場合（近接噴射）のタイミングチャートを示す。図７のＴ１２期間において、インジェクタ１〜６が時間的に近いタイミングで近接噴射する場合には、カウンタ６７が噴射信号ＩＪＴ１の噴射指令「Ｈ」を２回カウントするまでの間に、コンデンサＣ２の充電電圧は所定電圧βを超えない。
【００７８】
このため、カウンタ６７が噴射指令「Ｈ」を２回カウントしたタイミングでＳＲフリップフロップＦＦ４のＱ４出力を「Ｈ」にする。すると、ＯＲゲートＧ１０〜Ｇ１２の出力は「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がり、制御スイッチＴｒ１はオフする。したがって、チャージ電流の上限閾値は比較的高くなるためチャージ電流の平均値は比較的高くなる。これにより、チャージ電圧の上昇度も比較的高くなる（チャージ電圧の上昇勾配Ｘ１１参照）。
【００７９】
近接判定回路６１は、その出力段のＳＲフリップフロップＦＦ４のリセット信号Ｒ４として次気筒（２気筒目）のＡＮＤゲートＧ１４の「Ｌ」→「Ｈ」の立上りで行う。すなわち、ＡＮＤゲートＧ１４の出力はチャージ電流上限閾値の切替えタイミングとなる。
【００８０】
本実施形態によれば、噴射指令「Ｈ」をカウントするカウンタ６７が噴射指令「Ｈ」を２回（複数の所定値）カウントするまでの間に、コンデンサＣ２の充電電圧が所定電圧βを超えないことを条件として上限閾値制御回路３１はチャージ電流の上限閾値を高く制御している。このため、近接噴射時にはチャージ電流の平均電流を上昇制御でき、次回の噴射処理までに十分充電完了できる。
【００８１】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態を示すもので、第１実施形態と異なるところは、２気筒オーバーラップ判定回路５０および３気筒オーバーラップ判定回路５１を利用し、チャージ電流の下限閾値を制御してチャージ電流の平均電流を柔軟に変更できるようにしたところにある。
図８に示すように、電解コンデンサ１２と抵抗２２の共通接続ノードにはコンパレータＣＰ４の非反転入力端子が接続されている。コンパレータＣＰ４の反転入力端子には、抵抗Ｒ１２及びＲ１３の分圧電圧が与えられている。抵抗Ｒ１３の端子間には、抵抗Ｒ１４及び制御スイッチＴｒ１２の直列回路が接続されている。また、抵抗Ｒ１３の端子間には、抵抗Ｒ１５及び制御スイッチＴｒ１１の直列回路が接続されている。これらの制御スイッチＴｒ１１、Ｔｒ１２のベース（制御端子）は、ＳＲフリップフロップＦＦ２のＱ２出力、ＳＲフリップフロップＦＦ１のＱ１出力にそれぞれ接続されている。
【００８２】
２気筒オーバーラップ判定回路５０ａは、ゲートＧ１〜Ｇ７及びＧ９、ＳＲフリップフロップＦＦ１、抵抗Ｒ３、制御スイッチＴｒ１と共に、抵抗Ｒ１５、及び制御スイッチＴｒ１１を備える。２気筒オーバーラップ判定回路５０ａは、連続して与えられる２気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしているか否か判定し、２気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしたときにＱ１出力を「Ｈ」とし、その後、全ての噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６が噴射停止指令「Ｌ」となったときにＱ１出力を「Ｌ」とする。
【００８３】
３気筒オーバーラップ判定回路５１ａは、ゲートＧ１〜Ｇ９、ＳＲフリップフロップＦＦ２、抵抗Ｒ４、制御スイッチＴｒ２、と共に、抵抗Ｒ１４、及び制御スイッチＴｒ１２を備える。この３気筒オーバーラップ判定回路５１ａは、連続して与えられる３気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしているか否か判定し、３気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしたときにＱ２出力を「Ｈ」とし、その後、全ての噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６が噴射停止指令「Ｌ」となったときにＱ２出力を「Ｌ」とする。
【００８４】
すると、２気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしたときには、ＳＲフリップフロップＦＦ１がＱ１出力を「Ｈ」とするため、制御スイッチＴｒ１及びＴｒ１１が共にオフする。したがって、噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしないときに比較して、各コンパレータＣＰ１、ＣＰ４の反転入力端子に与えられる分圧電圧は共に大きくなり、チャージ電流の上限閾値、下限閾値を共に大きく制御できる。これにより、チャージ電流の平均電流を上昇制御できる。
【００８５】
また、３気筒分の噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしたときには、ＳＲフリップフロップＦＦ２がＱ２出力を「Ｈ」とするため、制御スイッチＴｒ２及びＴｒ１２が共にオフする。ＳＲフリップフロップＦＦ１はＱ１出力を「Ｈ」とするため、制御スイッチＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ１１及びＴｒ１２は全てオフする。したがって、噴射指令「Ｈ」がオーバーラップしないとき、さらに２気筒分のみオーバーラップしたときに比較して、チャージ電流の上限閾値、下限閾値を共に大きく制御できる。これにより、チャージ電流の平均電流を上昇制御できる。
【００８６】
本実施形態によれば、噴射指令「Ｈ」が２気筒分又は３気筒分オーバーラップするときには、チャージ電流の上限閾値のみならず下限閾値を制御することでチャージ電流の平均電流を上昇制御している。このため、次回の噴射処理までに十分に充電完了させることができ、前述実施形態とほぼ同様の作用効果が得られる。
【００８７】
（他の実施形態）
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形または拡張が可能である。第１実施形態では、同一グループの噴射信号ＩＪＴ１とＩＪＴ４、ＩＪＴ２とＩＪＴ５、ＩＪＴ３とＩＪＴ６の出力を、それぞれＯＲゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３に与えた形態を示したが、噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６に代えて、気筒選択ＭＯＳトランジスタ２７ａ〜２７ｆのそれぞれ対応する選択ゲート信号をＯＲゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３に与えるように構成しても良い。
【００８８】
第２実施形態では、同一グループの噴射信号ＩＪＴ１とＩＪＴ４、ＩＪＴ２とＩＪＴ５、ＩＪＴ３とＩＪＴ６の出力を、それぞれＳＲフリップフロップＦＦ３等に入力させた形態を示したが、噴射信号ＩＪＴ１〜ＩＪＴ６に代えて、気筒選択ＭＯＳトランジスタ２７ａ〜２７ｆのそれぞれ対応する選択ゲート信号をＳＲフリップフロップＦＦ３等に入力させるように構成しても良い。
【００８９】
第１及び第２実施形態では、上限閾値制御回路３１がチャージ電流の上限閾値を制御することでチャージ電流の平均電流を制御する形態を示し、第３実施形態では上限閾値制御回路３１、下限閾値制御回路３２がチャージ電流の上限閾値、下限閾値を制御することでチャージ電流の平均電流を制御する形態を示した。これに代えて、下限閾値制御回路３２がチャージ電流の下限閾値を制御し、上限閾値制御回路３１が上限閾値を制御しない形態に適用することもできる。
【符号の説明】
【００９０】
図面中、１〜６はインジェクタ、１１はインジェクタ駆動装置、１２は駆動制御回路（駆動制御部）、１３は昇圧電源部、１７はインダクタ、１８はＭＯＳトランジスタ（チャージ用トランジスタ）、２１は電解コンデンサ（チャージコンデンサ）、３１はチャージ電流の上限閾値制御回路（チャージ電流制御部）、３２はチャージ電流の下限閾値制御回路（チャージ電流制御部）、６７はカウンタ（カウント部）、Ｌ１〜Ｌ６は電磁コイル、Ｃ２はコンデンサ（充放電部）を示す。
【図１】
2014214692.tif 000003
【図２】
2014214692.tif 000004
【図３】
2014214692.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014214692.tif 000008
【図７】
2014214692.tif 000009
【図８】
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