(57)【要約】【課題】従来技術によれば、まず周期を決めて、その周期内でデューティ比を決めるため、スイッチング制御が複雑になる、という課題がある。【解決手段】エンジン制御装置は、電源を供給するバッテリと、バッテリから電流を供給される昇圧コイルと、昇圧コイルに電流を流すスイッチング素子と、電流を遮断するダイオードと、ダイオードを介して充電される昇圧コンデンサと、バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出部と、昇圧コイルの通電時間を制御する通電時間制御部と、昇圧コイルに対する一定期間の通電を遮断する遮断部と、バッテリの電圧が所定電圧より高い場合、昇圧コイルの通電時間を所定時間より短くし、バッテリの電圧が所定電圧より低い場合、昇圧コイルの通電時間を所定時間より長くする昇圧制御部を備える。【選択図】  図１
2011001821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源を供給するバッテリと、
前記バッテリから電流を供給される昇圧コイルと、
前記昇圧コイルに電流を流すスイッチング素子と、
前記電流を遮断するダイオードと、
前記ダイオードを介して充電される昇圧コンデンサと、
前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出部と、
前記昇圧コイルの通電時間を制御する通電時間制御部と、
前記昇圧コイルに対する一定期間の通電を遮断する遮断部と、
前記バッテリの電圧が所定電圧より高い場合、前記昇圧コイルの通電時間を所定時間より短くし、前記バッテリの電圧が所定電圧より低い場合、前記昇圧コイルの通電時間を所定時間より長くする昇圧制御部を備える、エンジン制御装置。
【請求項２】
前記昇圧コイルに流れる電流を検出する電流検出部を更に備え、
前記電流検出部が前記電流が一定になったと検出すると、前記昇圧制御部は、スイッチング素子をオフする、請求項１記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記一定期間の通電を遮断する時間は、前記昇圧コイルが発生する逆起電力をコンデンサに充電するのに必要な時間である、請求項１又は２記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
電源を供給するバッテリと、
前記バッテリから電流を供給される昇圧コイルと、
前記昇圧コイルに電流を流すスイッチング素子と、
前記電流を遮断するダイオードと、
前記ダイオードを介して充電される昇圧コンデンサと、
前記電流を検出するための抵抗を示す電流検出抵抗と、
前記昇圧コイルの通電時間を制御する通電時間制御部と、
前記昇圧コイルに対する一定期間の通電を遮断する遮断部を備え、
前記バッテリの電圧が所定電圧より高い場合、前記昇圧コイルの通電時間を所定時間より短くし、前記バッテリの電圧が所定電圧より低い場合、前記昇圧コイルの通電時間を所定時間より長くする昇圧制御部を備える、エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内噴射エンジン用燃料噴射弁駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内噴射エンジン用燃料噴射弁を駆動するには、燃料噴射弁に高電圧を印加して過励磁電流を流すことで弁を開き、バッテリ電圧を印加して保持電流を流すことで開弁状態を維持し、燃料噴射弁を駆動する。
【０００３】
昨今、エンジン出力向上、排気ガス規制等により、コンデンサへの充電時間（昇圧時間）を短縮することにより分割噴射を行いたいという要請がある。ここで、マイクロコンピュータにより、燃料噴射毎に昇圧回路のコイルに流す電流のスイッチング周期や、当該周期内で昇圧回路のコイルに通電している時間と通電を停止している時間の割合（デューティ比）をバッテリ電圧に応じて変えることで、充電時間を短縮する技術がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５５９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、まず周期を決めて、その周期内でデューティ比を決めるため、スイッチング制御が複雑になる、という課題がある。又、燃料噴射毎にバッテリ電圧からスイッチング周期とデューティ比を計算するので、燃料噴射から次回の燃料噴射までの間にバッテリ電圧が変動すると、昇圧時間が長くなるという、課題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、昇圧時間が長くならないようにしてスイッチング制御を簡略化したエンジン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の１つは次の通りである。
【０００８】
エンジン制御装置は、電源を供給するバッテリと、バッテリから電流を供給される昇圧コイルと、昇圧コイルに電流を流すスイッチング素子と、電流を遮断するダイオードと、ダイオードを介して充電される昇圧コンデンサと、バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出部と、昇圧コイルの通電時間を制御する通電時間制御部と、昇圧コイルに対する一定期間の通電を遮断する遮断部を備え、バッテリの電圧が所定電圧より高い場合、昇圧コイルの通電時間を所定時間より短くし、バッテリの電圧が所定電圧より低い場合、昇圧コイルの通電時間を所定時間より長くする昇圧制御部を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、昇圧時間が長くならないようにしてスイッチング制御を簡略化したエンジン制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１のエンジン制御装置の構成を示す図。
【図２】エンジン制御装置の全体動作波形を示す図。
【図３】エンジン制御装置の代表的な動作波形を示す図。
【図４】昇圧コイルに流れる電流上昇時間と電源電圧特性を示す図。
【図５】実施例２のエンジン制御装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１のエンジン制御装置の構成を示す図である。
【００１３】
当該エンジン制御装置は、バッテリ電源１とその電源グランド４によって電源供給を受ける昇圧回路１００、この昇圧回路１００で昇圧された昇圧電圧を使ってインジェクタ３を駆動する駆動回路２００、及び、インジェクタ３の回生電流を昇圧回路１００に回生するための電流回生ダイオード２を備える。
【００１４】
尚、エンジン制御装置は、エンジン回転センサやインジェクタに燃料を供給するコモンレールの燃料圧力を始めとする各種センサの入力回路、それらの入力信号に応じてインジェクタ３の通電タイミングを演算する演算装置，種々の駆動回路（点火コイル駆動回路，スロットル駆動回路等）、他の制御装置との通信回路，各種診断やフェールセーフに対応した制御回路、及び、それらに電源供給する電源回路などを備えることもある。
【００１５】
昇圧回路１００は、バッテリ電源１の電圧を昇圧するためのインダクタンス成分を持った昇圧コイル１０１，この昇圧コイルへの電流を通電／遮断する昇圧スイッチ素子１０２−２，昇圧スイッチ素子をマイナスサージから保護するスイッチング側ダイオード１０２−１，昇圧スイッチ素子を遮断することにより昇圧コイルに蓄えられたエネルギーを発生させる高電圧を昇圧コンデンサ１１１に充電させる経路，昇圧コンデンサ１１１からバッテリ電源１への逆流を防止する充電ダイオード１１０−１、及び、昇圧制御回路１２０から構成される。
【００１６】
昇圧制御回路１２０は、昇圧制御部１２４，昇圧電圧検出部１２２，電源電圧検出部１２７、及び、発振器１３１からの基本クロックにより昇圧制御部１２４に昇圧通電タイミング信号を生成するカウンタ１２６から構成される。
【００１７】
駆動回路２００が昇圧電圧を用いてインジェクタ３に対しインジェクタ電流の通電を行い、その結果、昇圧電圧が昇圧開始電圧４０１以下に低下したことを昇圧電圧検出部１２２が検出すると（図２参照）、昇圧制御部１２４が昇圧動作を開始する。昇圧動作を開始すると、昇圧制御部１２４は、昇圧スイッチ素子１０２−２を通電させるための昇圧制御信号をＬＯＷからＨＩＧＨにすると同時に、カウンタ１２６が通電時間の計測を開始する。これにより、昇圧コイル１０１にバッテリ電源１から電流が流れ、昇圧コイル１０１にエネルギーが蓄積される。
【００１８】
図３は、エンジン制御装置の代表的な動作波形を示す図である。
【００１９】
電源電圧検出部１２７はバッテリ電源１の電圧を検出し、昇圧制御部１２４は、当該電圧に応じた昇圧コイル電流上昇時間５０１を算出する。昇圧コイル電流上昇時間５０１は、昇圧コイル１０１に通電を開始してから、カウンタ１２６によるカウンタ値が昇圧コイル通電時間５０１に達すると、昇圧制御部１２４からリセット信号をカウンタ１２６に出力し、カウンタ値が０にクリアされ、昇圧制御部１２４が、昇圧スイッチ素子１０２−２の開閉を制御する昇圧制御信号をＨＩＧＨからＬＯＷにして、昇圧スイッチング電流を遮断するまでの時間である。
【００２０】
昇圧制御信号がＨＩＧＨからＬＯＷになると、カウンタ１２６が昇圧コイル電流充電時間５０２の計測を開始する。昇圧コイル１０１に流れている電流は、昇圧スイッチ素子１０２−２を通じて電源グランドへ流れることができなくなり、昇圧コイル１０１のインダクタンス成分によって蓄えられたエネルギーは高電圧を発生する。そして、この電圧が、昇圧コンデンサ１１１に蓄えられた昇圧電圧と充電ダイオード１１０−１の順方向電圧を加えた電圧より高くなると、昇圧コイル１０１に蓄えられたエネルギーは、充電ダイオード１１０−１を通じて、充電電流として昇圧コンデンサ１１１に移行する。
【００２１】
この際、充電電流は、昇圧スイッチ素子１０２−２が遮断する直前にコイルに流れていたスイッチング停止電流４１０から始まり、昇圧コンデンサ１１１へのエネルギー移行に伴って急速に減少する。昇圧制御部１２４は、予め設定された昇圧コイル電流充電時間５０２が経過すると、リセット信号をカウンタ１２６に出力し、カウンタ値が０にクリアされ、昇圧電圧検出部１２２が上記の動作により昇圧した昇圧電圧が所定の昇圧停止電圧４０２に満たないことを検出した場合、昇圧制御部１２４は、昇圧スイッチ素子１０２−２を通電させるために昇圧制御信号をＬＯＷからＨＩＧＨにし、カウンタ１２６は、昇圧コイル電流上昇時間５０１の計測を開始する。この動作は、昇圧電圧が所定の昇圧停止電圧４０２になるまで、繰り返す。
【００２２】
図４は、昇圧コイルに流れる電流上昇時間と電源電圧特性を示す図である。
【００２３】
一般に、コイルに流れる電流は式１で求められる。この時、電流値を一定にした場合、コイルに流れる電流が一定値までに達する時間と電源電圧の関係は式２となり、コイル電流が一定値まで達する時間と電源電圧は反比例する関係となる。即ち、バッテリ電源１の電圧を常にモニタすると、バッテリ電源１の電圧が高い時には速く、低い時には遅くなることが分かるため、その特性に合わせた昇圧コイル電流上昇時間５０１にすることができ、更に、始動時や過大な電気負荷によりバッテリ電源１の電圧が変動した場合でも昇圧電圧復帰時間を短縮することができ、インジェクタの分割噴射にも対応可能となる。
【００２４】
尚、昇圧コイル電流上昇時間５０１には、上限値を設けておき、昇圧回路を過大電流より保護することが望ましい。
【実施例２】
【００２５】
図５は、実施例２のエンジン制御装置の構成を示す図である。図１との相違点は、電源電圧検出部１２７の代わりに、電流検出抵抗１０３及び、電流検出部１２１を用いる事以外は実施例１と同一である。
【００２６】
実施例２は、昇圧コイルに流れる電流の上昇時間が、バッテリ電源１の電圧値により変わるという図４の特性を用いて、昇圧コイルに流れる電流が閾値に達するまでの時間を昇圧コイル電流上昇時間５０１とする。昇圧コイル電流上昇時間５０１は、昇圧コイル電流が電流検出抵抗１０３に流れる事により発生する電圧を電流検出部１２１が検出し、電流閾値４１０に達すると、昇圧制御部１２４からリセット信号をカウンタ１２６に出力し、カウンタ値が０にクリアされ、昇圧制御部１２４が、昇圧スイッチ素子１０２−２の開閉を制御する昇圧制御信号をＨＩＧＨからＬＯＷにして、昇圧スイッチング電流を遮断するまでの時間である。
【００２７】
実施例２でも、カウンタ値には上限値を設け、バッテリ電源１電圧が低く昇圧コイル電流が電流閾値４１０まで達しなかった場合でも、昇圧スイッチ素子１０２−２が常時通電するのを防止することが望ましい。
【００２８】
本発明によれば、昇圧用コイルへの通電時間と、通電停止時間の制御を別々に行うことで、制御を簡素化でき、バッテリ電圧の変動にも即対応可能なため、昇圧時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  バッテリ電源
２  電流回生ダイオード
３  インジェクタ
４  電源グランド
１００  昇圧回路
１０１  昇圧コイル
１０２−１  スイッチング側ダイオード
１０２−２  昇圧スイッチ素子
１０３  電流検出抵抗
１１０−１  充電ダイオード
１１１  昇圧コンデンサ
１２０  昇圧制御回路
１２１  電流検出部
１２２  昇圧電圧検出部
１２４  昇圧制御部
１２６  カウンタ
１２７  電源電圧検出部
１３１  発振器
２００  駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011001821.tif 000005
【図４】
2011001821.tif 000006
【図５】
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