(57)【要約】【課題】噴射量のばらつきを低減することができる噴射制御装置を提供する。【解決手段】昇圧回路部１７は、インダクタＬ１、トランジスタＭ１などを備えた構成であり、バッテリ電圧ＶＢを昇圧した昇圧電圧Ｖｐを生成する。充電回路部１８は、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２およびノードＮｐからチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２のそれぞれへと至る充電経路を開閉するトランジスタＭｃ１、Ｍｃ２を備えた構成であり、昇圧電圧Ｖｐを充電する。放電回路部２０は、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２から電磁弁１１〜１４へと至る放電経路を開閉するトランジスタＭｄ１、Ｍｄ２を備えた構成であり、充電回路部１８により充電された昇圧電圧Ｖｐを電磁弁１１〜１４に印加する。マイコン１５および噴射制御ＩＣ１６からなる制御部２１は、昇圧回路部１７、充電回路部１８および放電回路部２０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射する噴射弁（１１〜１４）に対し、設定された駆動期間の開始時に前記噴射弁を速やかに開弁させるためのピーク電流を供給するピーク電流制御を行い、前記噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置（１０、３０、４０）であって、
前記直流電源から与えられる直流電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する昇圧回路部（１７）と、
前記昇圧電圧を充電する充電回路部（１８、３１）と、
前記充電回路部により充電された昇圧電圧を前記噴射弁に印加する放電回路部（２０、３２）と、
前記昇圧回路部、前記充電回路部および前記放電回路部を制御する制御部（２１）と、
を備え、
前記昇圧回路部は、一端が直流電源に接続されたインダクタ（Ｌ１）と、前記インダクタの他端およびグランドの間に接続されるスイッチング素子（Ｍ１）とを備え、
前記充電回路部は、複数のチャージコンデンサ（Ｃｃ１〜Ｃｃ４）と、前記昇圧回路部の出力端子から前記複数のチャージコンデンサのそれぞれへと至る充電経路を開閉する複数の充電用スイッチング素子（Ｍｃ１〜Ｍｃ４）とを備え、
前記放電回路部は、前記複数のチャージコンデンサから前記噴射弁へと至る放電経路を開閉する複数の放電用スイッチング素子（Ｍｄ１〜Ｍｄ４）を備えていることを特徴とする噴射制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の充電用スイッチング素子の開閉を制御することにより、前記充電経路の切り替えを行い、所定の前記チャージコンデンサを充電することを特徴とする請求項１に記載の噴射制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、放電された前記チャージコンデンサへの充電を行う前に、当該放電されたチャージコンデンサに対応する前記充電用スイッチング素子と充電された前記チャージコンデンサに対応する前記充電用スイッチング素子とをオンし、各チャージコンデンサを並列接続することを特徴とする請求項１または２に記載の噴射制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の放電用スイッチング素子の開閉を制御することにより、前記放電経路の切り替えを行い、所定の前記チャージコンデンサを放電することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、同一の経路が連続しないように前記充電経路の切り替えを行うことを特徴とする請求項２に記載の噴射制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、同一の経路が連続しないように前記放電経路の切り替えを行うことを特徴とする請求項４に記載の噴射制御装置。
【請求項７】
前記チャージコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出部（４１）を備え、
前記制御部は、放電された前記チャージコンデンサの充電電圧の検出値が所定の閾値以下であるとき、当該放電された前記チャージコンデンサとは別のチャージコンデンサを用いて次の前記噴射弁への放電を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記複数の充電用スイッチング素子の開閉を制御することにより、複数の前記チャージコンデンサを同時に充電することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記複数の放電用スイッチング素子の開閉を制御することにより、複数の前記チャージコンデンサを同時に放電することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射する噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の機関室に燃料を直接噴射するインジェクタの電磁弁（噴射弁）の駆動を制御する噴射制御装置は、インジェクタの通電電流を制御することにより電磁弁を開閉し、その開弁期間や開閉タイミングを制御するようになっている。このような噴射制御装置は、バッテリ電圧を昇圧してコンデンサに充電する昇圧回路を備えている。そして、噴射制御装置は、設定された駆動期間の開始時、コンデンサに充電された昇圧電圧を電磁弁に印加して大電流（ピーク電流）を流すことにより、電磁弁を速やかに開弁させる（ピーク電流制御）。
【０００３】
このような構成において、一度噴射が行われるとコンデンサの充電電圧が低下する。その後、コンデンサの充電が完了する前に次の噴射が行われると、電磁弁に印加される昇圧電圧が低下する。そうすると、ピーク電流制御における通電電流の立ち上がり速度（＝電磁弁の開閉速度）が遅くなる。その結果、噴射量が前回の噴射時と異なる値に変化してしまい、インジェクタ流量にばらつきが生じることになる。
【０００４】
そこで、昇圧電圧を充電するためのコンデンサを複数個（例えば２個）設けるとともに、各コンデンサから電磁弁に至る経路にそれぞれ介在するスイッチを設け、それらスイッチの切り替えによって噴射毎に放電するコンデンサを切り替えるといった技術が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術では、多段噴射やオーバーラップ噴射など、噴射の間隔が特に短くなるケースにおいて、２つのコンデンサの両方を充電する期間が生じる可能性がある。２つのコンデンサを同時に充電する場合、１つのコンデンサだけを充電する場合に比べ、その充電速度が低下する。そのため、上記従来技術では、コンデンサの充電が完了する前に次の噴射が行われるおそれがあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴射量のばらつきを低減することができる噴射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】
【０００８】
請求項１に記載の噴射制御装置は、内燃機関に燃料を噴射する噴射弁に対し、設定された駆動期間の開始時に噴射弁を速やかに開弁させるためのピーク電流を供給するピーク電流制御を行い、噴射弁の駆動を制御する。噴射制御装置は、昇圧回路部、充電回路部、放電回路部および制御部を備えている。昇圧回路部は、直流電源から与えられる直流電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する。充電回路部は、昇圧電圧を充電する。放電回路部は、充電制御部により充電された昇圧電圧を噴射弁に印加する。制御部は、昇圧回路部、充電回路部および放電回路部を制御する。
【０００９】
昇圧回路部は、一端が直流電源に接続されたインダクタと、インダクタの他端およびグランドの間に接続されるスイッチング素子と、を備える。充電回路部は、複数のチャージコンデンサ、昇圧回路部の出力端子から複数のチャージコンデンサのそれぞれへと至る充電経路を開閉する複数の充電用スイッチング素子と、を備える。放電回路部は、複数のチャージコンデンサから噴射弁へと至る放電経路を開閉する複数の放電用スイッチング素子を備えている。
【００１０】
上記構成によれば、昇圧回路部により生成される昇圧電圧は、充電用スイッチング素子が閉じられることにより形成された充電経路に対応するチャージコンデンサにだけ充電されることになる。そのため、上記構成によれば、充電用スイッチング素子の開閉を制御することで、複数のチャージコンデンサのうち所望するものに対して集中的に充電を行うことが可能となる。従って、従来技術のように、複数のチャージコンデンサに対して意図せずに同時に充電が行われ、その充電速度が低下するといった事態が生じることがない。
【００１１】
そして、駆動期間の開始時、充電が完了しているチャージコンデンサに対応する放電用スイッチング素子が閉じられることで、そのチャージコンデンサから噴射弁へと至る放電経路が形成され、仕様どおりの昇圧電圧を噴射弁に印加することができる。その結果、ピーク電流制御において仕様どおりピーク電流を噴射弁に供給することができる。従って、本手段によれば、例えば多段噴射やオーバーラップ噴射など、噴射の間隔が特に短くなるケースであっても、噴射弁に印加される昇圧電圧の変動（低下）を極力抑えることが可能となり、噴射量のばらつきを低減することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態を示すもので、噴射制御装置およびインジェクタの構成図
【図２】各部の波形を示すタイミングチャート
【図３】従来技術を示す図２相当図
【図４】第２の実施形態を示す図１相当図
【図５】制御方法の第１例を示す図２相当図
【図６】制御方法の第２例を示す図２相当図
【図７】第３の実施形態を示す図１相当図
【図８】第４の実施形態を示す図２相当図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１に示す噴射制御装置１０は、車両に搭載される複数のＥＣＵのうちの一つであり、例えば車両に搭載された４気筒エンジン（内燃機関に相当）の各気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ（直噴インジェクタ）＃１〜＃４の駆動を制御する。
【００１４】
噴射制御装置１０は、インジェクタ＃１〜＃４が備える電磁ソレノイド式の電磁弁１１〜１４（噴射弁に相当）への通電電流を制御して電磁弁１１〜１４を開閉駆動する。この場合、噴射制御装置１０は、設定された駆動期間の開始時、電磁弁１１〜１４に対してピーク電流を供給するピーク電流制御を行い、電磁弁１１〜１４を速やかに開弁させる。その後、噴射制御装置１０は、駆動期間が終了するまで定電流制御を行い、電磁弁１１〜１４の開弁状態を保持する。なお、定電流制御を行うための構成については、従来と同様の構成を採用することができるため、ここでは、その図示および説明を省略している。
【００１５】
電磁弁１１〜１４は、それぞれソレノイド１１ｓ〜１４ｓを備えている。ソレノイド１１ｓ〜１４ｓに通電されると、弁体が開弁位置からリターンスプリングの付勢力に抗して開弁位置に変位して燃料噴射が行われる。ソレノイド１１ｓ〜１４ｓが断電されると、リターンスプリングの付勢力により弁体が閉弁位置に復帰して燃料噴射が停止する。電磁弁１１および１２は、同時に開弁状態にならないように駆動制御される。また、電磁弁１３および１４は、同時に開弁状態にならないように駆動制御される。
【００１６】
噴射制御装置１０は、マイコン１５、直噴制御ＩＣ１６、昇圧回路部１７、充電回路部１８、気筒選択部１９、放電回路部２０などを備えている。なお、本実施形態では、マイコン１５および噴射制御ＩＣ１６により、各回路部を制御する制御部２１が構成される。マイコン１５は、装置の動作全般を制御する。
【００１７】
マイコン１５は、インジェクタ駆動要求時、信号ラインＳＬ１〜ＳＬ４を介して、電磁弁１１〜１４のそれぞれについての開弁および閉弁を指令するためのＩＮＪ信号（駆動要求信号とも呼ぶ）を噴射制御ＩＣ１６に送信する。また、マイコン１５は、インジェクタ駆動要求時、電磁弁１１〜１４に流す電流値を指令するための要求電流値を、通信ラインＣＬを介した通信により噴射制御ＩＣ１６に送信する。
【００１８】
噴射制御ＩＣ１６は、駆動要求のあるインジェクタに対応した電磁弁１１〜１４に要求電流値に基づいた電流を供給する。噴射制御装置１０の電源端子Ｐｄには、図示しない直流電源から出力されるバッテリ電圧ＶＢ（直流電圧に相当）が供給されている。出力端子Ｐ１ａ〜Ｐ４ａと、出力端子Ｐ１ｂ〜４ｂとの間には、それぞれソレノイド１１ｓ〜１４ｓが接続されている。
【００１９】
駆動開始直後に電磁弁１１〜１４を高速に開弁させるため、昇圧回路部１７は、電磁弁１１〜１４に放電電流（ピーク電流）を流すための昇圧電圧Ｖｐを生成する。電源端子Ｐｄとグランドとの間には、昇圧用のインダクタＬ１およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ１（スイッチング素子に相当）が直列に接続されている。また、電源端子Ｐｄとグランドとの間には、平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。
【００２０】
トランジスタＭ１のドレインには、ダイオードＤ１のアノードが接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、ノードＮｐに接続されている。直噴制御ＩＣ１６は、図示しない分圧回路などを介してノードＮｐの電圧を検出し、昇圧電圧Ｖｐが目標昇圧電圧に一致するようにトランジスタＭ１の駆動を制御する。このような制御により、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ１を通して、充電回路部１８のチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２に移され、昇圧動作が行われる。
【００２１】
充電回路部１８は、昇圧電圧Ｖｐを充電するものであり、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＭｃ１、Ｍｃ２（充電用スイッチング素子に相当）を備えている。チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２は、例えば電解コンデンサである。チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の各一方の端子は、それぞれトランジスタＭｃ１、Ｍｃ２を介して昇圧回路部１７のノードＮｐに接続されている。チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の各他方の端子は、グランドに接続されている。
【００２２】
つまり、トランジスタＭｃ１、Ｍｃ２は、昇圧回路部１７のノードＮｐから２つのチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２のそれぞれへと至る充電経路を開閉するように設けられている。トランジスタＭｃ１、Ｍｃ２の駆動は、マイコン１５により制御される。マイコン１５は、トランジスタＭｃ１、Ｍｃ２のオン／オフを制御することにより充電経路の切り替えを行い、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２のうち所望するコンデンサへの充電を行う。
【００２３】
気筒選択部１９は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＭｓ１〜Ｍｓ４（以下、気筒ＭＯＳとも呼ぶ）を備えている。トランジスタＭｓ１〜Ｍｓ４は、それぞれ出力端子Ｐ１ｂ〜Ｐ４ｂおよびグランドの間に設けられている。マイコン１５は、電磁弁１１〜１４のそれぞれについて、開弁および閉弁を指令する駆動要求信号を出力する。噴射制御ＩＣ１６は、駆動要求信号に基づいて電磁弁１１〜１４の中から通電を行うものを選択し、駆動要求信号が開弁を指令する期間（＝駆動期間）、その電磁弁に対応して設けられた気筒ＭＯＳをオン駆動する。
【００２４】
放電回路部２０は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＭｄ１、Ｍｄ２、Ｍ２、Ｍ３およびダイオードＤｄ１、Ｄｄ２を備えている。トランジスタＭｄ１、Ｍｄ２（放電用スイッチング素子に相当）の各ドレインは、トランジスタＭｃ１、Ｍｃ２の各ソースに接続されている。トランジスタＭｄ１のソースは、逆流防止用のダイオードＤｄ１を順方向に介してトランジスタＭ２、Ｍ３（以下、放電ＭＯＳとも呼ぶ）のドレインに接続されている。トランジスタＭｄ２のソースは、逆流防止用のダイオードＤｄ２を順方向に介してトランジスタＭ２、Ｍ３のドレインに接続されている。トランジスタＭ２のソースは、出力端子Ｐ１ａ、Ｐ２ａに接続されている。トランジスタＭ３のソースは、出力端子Ｐ３ａ、Ｐ４ａに接続されている。
【００２５】
このように、トランジスタＭｄ１、Ｍｄ２は、２つのチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２から電磁弁１１〜１４へと至る放電経路を開閉するように設けられている。トランジスタＭｄ１、Ｍｄ２の駆動は、マイコン１５により制御される。マイコン１５は、トランジスタＭｄ１、Ｍｄ２のオン／オフを制御することにより放電経路の切り替えを行い、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２のうち所望するコンデンサの放電を行う。
【００２６】
噴射制御ＩＣ１６は、駆動要求信号に基づいて電磁弁１１〜１４の中から通電を行うものを選択し、その電磁弁に対応して設けられた放電ＭＯＳをオン駆動する。そして、噴射制御ＩＣ１６は、図示しない電流検出抵抗などを介して検出される電磁弁１１〜１４への通電電流の検出値がピーク電流指令値（要求電流値）に達すると、放電ＭＯＳをオフ駆動する。
【００２７】
次に、上記構成による噴射制御の流れについて図２を参照しながら説明する。なお、ここでは、インジェクタ＃１、＃２、＃３の順に連続して噴射制御が行われる場合を例に説明する。図２に示すように、時刻ｔ１以前の期間において、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２は、いずれも充電が完了した状態となっている。そして、インジェクタ＃１による噴射が指令されると（時刻ｔ１）、マイコン１５および噴射制御ＩＣ１６は、トランジスタＭｄ１、Ｍ２およびＭｓ１をオンにするとともに、Ｍｃ１、Ｍｃ２、Ｍｄ２、Ｍ３およびＭｓ２〜Ｍｓ４をオフにする。
【００２８】
これにより、充電が完了した状態のチャージコンデンサＣｃ１を用いてインジェクタ＃１による噴射制御が行われる。この際、チャージコンデンサＣｃ１の充電電圧は、ピーク電流供給のための放電に伴って大きく低下する（時刻ｔ２）。この場合、マイコン１５は、ピーク電流制御が終了した時点において、トランジスタＭｃ１をオンにするとともにＭｄ１をオフにする。これにより、コンデンサＣｃ１の充電が開始され、その充電電圧が上昇に転じる。
【００２９】
続いて、インジェクタ＃２による噴射が指令されると（時刻ｔ３）、マイコン１５および噴射制御ＩＣ１６は、トランジスタＭｄ２、Ｍ２およびＭｓ２をオンにするとともに、Ｍｃ２、Ｍ３、Ｍｓ１、Ｍｓ３およびＭｓ４をオフにする。なお、このとき、トランジスタＭｃ１、Ｍｄ１は前述した状態のままとなっている（Ｍｃ１：オン、Ｍｄ１：オフ）。
【００３０】
これにより、充電が完了した状態のチャージコンデンサＣｃ２を用いてインジェクタ＃２による噴射制御が行われる。この際、チャージコンデンサＣｃ２の充電電圧は、ピーク電流供給のための放電に伴って大きく低下する（時刻ｔ４）。ただし、この時点では、チャージコンデンサＣｃ１への充電が未だ完了していないため、マイコン１５は、チャージコンデンサＣｃ２への充電を開始しない。その後、チャージコンデンサＣｃ１への充電が完了した時点（時刻ｔ５）にて、マイコン１５は、トランジスタＭｃ１、Ｍｄ２をオフにするとともにＭｃ２をオンにする。これにより、チャージコンデンサＣｃ２の充電が開始され、その充電電圧が上昇に転じる。
【００３１】
続いて、インジェクタ＃３による噴射が指令されると（時刻ｔ６）、マイコン１５および噴射制御ＩＣ１６は、トランジスタＭｄ１、Ｍ３、Ｍｓ３をオンにするとともに、Ｍ２、Ｍｓ１、Ｍｓ２、Ｍｓ４をオフにする。なお、このとき、トランジスタＭｃ２、Ｍｄ２は前述した状態のままとなっている（Ｍｃ２：オン、Ｍｄ２：オフ）。これにより、充電が完了した状態のチャージコンデンサＣｃ１を用いてインジェクタ＃３による噴射制御が行われる。これ以降も、２つのチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を順番に充放電することにより、上述した内容と同様の噴射制御が実施される。
【００３２】
以上説明した本実施形態によれば、昇圧回路部１７により生成される昇圧電圧Ｖｐは、トランジスタＭｃ１またはＭｃ２がオンされることにより形成される充電経路に対応するチャージコンデンサ（Ｃｃ１またはＣｃ２）にだけ充電されることになる。そのため、マイコン１５がトランジスタＭｃ１、Ｍｃ２のオン／オフを制御することで、複数のチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２のうち所望するものに対して集中的に充電を行うこと（急速充電制御）が可能となる。従って、従来技術のように、複数のチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２に対して意図せずに同時に充電が行われて充電速度が低下するといった状態（図３参照）が生じることがない。
【００３３】
また、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２から電磁弁１１〜１４へと至る各放電経路は、それらに対応するトランジスタＭｄ１、Ｍｄ２がオンされることにより形成されるようになっている。従って、駆動期間の開始時、充電が完了しているチャージコンデンサＣｃ１またはＣｃ２に対応するトランジスタＭｄ１またはＭｄ２がオンされることで、そのチャージコンデンサＣｃ１またはＣｃ２から電磁弁１１〜１４へと至る放電経路が形成され、仕様どおりの昇圧電圧Ｖｐを電磁弁１１〜１４に印加することができる。その結果、ピーク電流制御において仕様どおりピーク電流を電磁弁１１〜１４に供給することができる。従って、本実施形態によれば、例えば多段噴射やオーバーラップ噴射など、噴射の間隔が特に短くなるケースであっても、電磁弁１１〜１４に印加される昇圧電圧Ｖｐの変動（低下）を極力抑えることが可能となり、噴射量のばらつきを低減することができるという優れた効果が得られる。
【００３４】
また、マイコン１５は、２つのチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を順番に（交互に）充電するとともに、順番に（交互に）放電するようにトランジスタＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｄ１、Ｍｄ２のオン／オフを制御する。すなわち、本実施形態では、同一の経路が連続しないように充電経路の切り替えが行われるとともに、同一の経路が連続しないように放電経路の切り替えが行われる。そのため、放電された直後などの電圧が低下したチャージコンデンサＣｃ１またはＣｃ２を用いてインジェクタの噴射制御が行われるといった事態が発生することを抑制できる。
【００３５】
一般に、コンデンサにはリーク電流がある。そのため、コンデンサは、満充電された状態であっても、電圧が印加されると発熱を生じる。しかし、本実施形態の構成では、トランジスタＭｃ１またはＭｃ２をオフすれば、チャージコンデンサＣｃ１またはＣｃ２を充電経路から電気的に切り離すことが可能である。そのため、充電が完了したチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を充電経路から切り離すようにトランジスタＭｃ１、Ｍｃ２の動作を制御することで、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の発熱量が低く抑えられる。これにより、装置全体における発熱量の低減や、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の寿命向上などの効果が得られる。
【００３６】
なお、例えば、昇圧電圧Ｖｐを生成するための昇圧回路部を２系統設け、それら２系統の昇圧回路部からそれぞれ２つのチャージコンデンサに充電を行う構成（以下、比較例と呼ぶ）を採用した場合でも、本実施形態と同様の作用を得ることが可能である。しかし、比較例の場合、昇圧回路部を２系統設けることにより、装置の大型化および製造コストの増加などの問題が生じる。特に昇圧回路部を構成するインダクタは、他の電子部品などと比較すると、その体格が大きく、また価格も高い。従って、１系統の昇圧回路部１７（１つのインダクタＬ１）だけ設ければよい本実施形態によれば、このような比較例に比べ、装置の体格を小さくするとともに、その製造コストを低減することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、昇圧電圧Ｖｐの充電経路および放電経路は、いずれも２系統になっていたが、これに限らずともよく、充電経路および放電経路を複数系統備えた構成であればよく、例えば充電経路および放電経路を３系統備えた構成でもよい。以下、３系統の充電経路および放電経路を備えた第２の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。
【００３８】
図６に示すように、本実施形態の噴射制御装置３０は、第１の実施形態の噴射制御装置１０に対し、充電回路部１８および放電回路部２０に代えて、充電回路部３１および放電回路部３２を備えている点が異なる。充電回路部３１は、充電回路部１８が備える構成に加え、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＭｃ３（充電用スイッチング素子に相当）および電解コンデンサであるチャージコンデンサＣｃ３を備えている。
【００３９】
チャージコンデンサＣｃ３の一方の端子は、トランジスタＭｃ３を介して昇圧回路部１７のノードＮｐに接続されている。チャージコンデンサＣｃ３の他方の端子は、グランドに接続されている。つまり、トランジスタＭｃ３は、昇圧回路部１７のノードＮｐからチャージコンデンサＣｃ３へと至る充電経路を開閉するように設けられている。トランジスタＭｃ３の駆動は、マイコン１５により制御される。マイコン１５は、トランジスタＭｃ１〜Ｍｃ３のオン／オフを制御することにより充電経路の切り替えを行い、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３のうち所望するコンデンサへの充電を行う。
【００４０】
放電回路部３２は、放電回路部２０が備える構成に加え、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＭｄ３（放電用スイッチング素子に相当）およびダイオードＤｄ３を備えている。トランジスタＭｄ３のドレインは、トランジスタＭｃ３のソースに接続されている。トランジスタＭｄ３のソースは、逆流防止用のダイオードＤｄ３を順方向に介してトランジスタＭ２、Ｍ３のドレインに接続されている。
【００４１】
このように、トランジスタＭｄ３は、チャージコンデンサＣｃ３から電磁弁１１〜１４へと至る放電経路を開閉するように設けられている。トランジスタＭｄ３の駆動は、マイコン１５により制御される。マイコン１５は、トランジスタＭｄ１〜Ｍｄ３のオン／オフを制御することにより放電経路の切り替えを行い、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３のうち所望するコンデンサの放電を行う。
【００４２】
上記構成によっても、マイコン１５がトランジスタＭｃ１〜Ｍｃ３、Ｍｄ１〜Ｍｄ３のオン／オフを制御して、３つのチャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３を順番に充電するとともに順番に放電することで、第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。しかも、この場合、チャージコンデンサが３つ存在するため、チャージコンデンサが２つの第１の実施形態に比べ、より噴射間隔が短い場合であっても、噴射量のばらつきを低減する効果が得られる。なお、充電および放電の順番は、Ｃｃ１→Ｃｃ２→Ｃｃ３→Ｃｃ１…という順番に限らずともよく、同一の経路が連続しないように充電経路の切り替えが行われるとともに、同一の経路が連続しないように放電経路の切り替えが行われればよい。
【００４３】
また、噴射間隔が比較的長く、２つのチャージコンデンサによる噴射制御であっても噴射量がばらつく問題が生じない場合、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３のうち２つを使用して噴射制御を行い、残りの１つは充放電経路から切り離しておく（充電および放電のいずれも行わない）。そして、その残りの１つのチャージコンデンサが十分に放熱された後、２つのチャージコンデンサのうちの１つと入れ替え、噴射制御を行う。このような入れ替えを繰り返すことにより、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３、ひいては装置全体における発熱を抑制するとともに、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３の寿命を一層向上させることができる。
【００４４】
さらに、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３のうち、２つを主に使用して噴射制御を行い、残りの１つは補助的に使用する、といった制御も可能である。以下、このような制御の２つの例について図５および図６を参照しながら説明する。
【００４５】
＜制御例１＞
この場合、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を主に使用し、チャージコンデンサＣｃ３を補助的に使用する。図５の時刻ｔｘ以前の期間のように、常にチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を使用してインジェクタ＃１〜＃４の噴射制御を行うと、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の平均温度が比較的高い値となる。
【００４６】
これに対し、図５の時刻ｔｘ以降の期間のように、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を主に使用して噴射制御を行いつつ、所定の間隔で、チャージコンデンサＣｃ１またはＣｃ２に代えてチャージコンデンサＣｃ３を使用して噴射制御を行うと、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ３の平均温度を比較的低い値に抑えることが可能となる。
【００４７】
＜制御例２＞
この場合も、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を主に使用し、チャージコンデンサＣｃ３を補助的に使用する。図６に示すように、チャージコンデンサＣｃ１を用いてインジェクタ＃１の噴射制御を行うと、その電圧は大きく低下する（時刻ｔ１〜ｔ２）。そこで、マイコン１５は、トランジスタＭｃ１およびＭｃ３をオンする（時刻ｔ２）。
【００４８】
これにより、電圧が低下した状態のチャージコンデンサＣｃ１と、充電が完了した状態のチャージコンデンサＣｃ３とが、並列接続された形態となる。すると、チャージコンデンサＣｃ１およびＣｃ３の間で電荷再分配が行われ、それらの電圧が平均化される。従って、チャージコンデンサＣｃ１の電圧は所定値まで上昇する（急速充電）。そして、マイコン１５は、直ちにトランジスタＭｃ３をオフし、これによりチャージコンデンサＣｃ１への充電が開始される。この場合、チャージコンデンサＣｃ１の電圧は所定値まで上昇しているため、本制御を行わない場合（図６では一点鎖線で示す）に比べ、充電完了までの時間が短縮される。
【００４９】
充電時間が短縮されたことにより、チャージコンデンサＣｃ１の充電は、インジェクタ＃２の噴射制御に用いられるチャージコンデンサＣｃ２の充電開始の時点（時刻ｔ５）よりも早く終了する（時刻ｔ３）。従って、噴射間隔が極めて短い場合であっても、２つのチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２が同時に充電状態となることを回避し、次の噴射までに充電を完了することが可能となる。なお、チャージコンデンサＣｃ３の充電は、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の充電期間と重複しない期間（例えば、時刻ｔ３〜ｔ５の期間、ｔ８以降の期間など）に適宜行えばよい。
【００５０】
このように、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を主に使用し、チャージコンデンサＣｃ３を補助的に使用すると、次のようなメリットもある。すなわち、この場合、チャージコンデンサＣｃ３は、特定のタイミングで用いられるものであるため、その充電および放電の頻度が低い（負荷が小さい）。そのため、チャージコンデンサＣｃ３としては、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２よりも特性（熱に関する特性、静電容量値など）が劣る素子を用いることができ、その分だけ、コストダウンを図ることが可能となる。
【００５１】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について、図７を参照して説明する。
図７に示すように、本実施形態の噴射制御装置４０は、第１の実施形態の噴射制御装置１０に対し、電圧検出回路４１（充電電圧検出部に相当）を備えている点が異なる。電圧検出回路４１は、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の端子電圧（充電電圧）を検出し、その検出値をマイコン１５に出力する。
【００５２】
マイコン１５は、インジェクタの噴射制御に用いられて放電されたチャージコンデンサＣｃ１またはＣｃ２の端子電圧の検出値が所定の閾値（例えば満充電のときの端子電圧の３０％の電圧値など）以下であるとき、その放電されたチャージコンデンサとは別のチャージコンデンサを用いて次の噴射制御を行う。このような本実施形態によれば、噴射に用いるチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の電圧が許容範囲内の値に確実に収まるため、噴射量のばらつきを一層確実に抑えることができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について、図８を参照して説明する。
ここでは、充電経路および放電経路を４つ設けた構成における制御の一例について説明する。この場合、図示は省略するが、第２の実施形態の構成に対し、チャージコンデンサＣｃ４、ダイオードＤｄ４およびトランジスタＭｃ４、Ｍｄ４が追加されている。
【００５４】
図８に示すように、時刻ｔ１以前の期間において、チャージコンデンサＣｃ１〜Ｃｃ４は、いずれも充電が完了した状態となっている。そして、インジェクタ＃１による噴射が指令されると（時刻ｔ１）、マイコン１５および噴射制御ＩＣ１６は、トランジスタＭｄ１、Ｍｄ２、Ｍ２およびＭｓ１をオンにするとともに、Ｍｃ１〜Ｍｃ４、Ｍｄ３、Ｍｄ４、Ｍ３およびＭｓ２〜Ｍｓ４をオフにする。
【００５５】
これにより、充電が完了した状態の２つのチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を同時に用いてインジェクタ＃１による噴射制御が行われる。このとき、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の充電電圧は、ピーク電流供給のための放電に伴って低下するが、その低下量は１つのチャージコンデンサを用いて同様の制御を行う第１の実施形態に比べ、半分程度となる。
【００５６】
この場合、マイコン１５は、ピーク電流制御が終了した時点において、トランジスタＭｃ１、Ｍｃ２をオンにするとともにＭｄ１、Ｍｄ２をオフにする。これにより、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の充電が開始され、その充電電圧が上昇に転じる。このとき、チャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の充電電圧の上昇率は、１つのチャージコンデンサを用いて同様の制御を行う第１の実施形態に比べ、半分程度となる。その後、インジェクタ＃３による噴射が指令されると（時刻ｔ２）、上述したチャージコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２と同様に、チャージコンデンサＣｃ３、Ｃｃ４を同時に充放電制御することで、インジェクタ＃３による噴射制御が行われる。
【００５７】
このような本実施形態の制御によれば、２つのチャージコンデンサを同時に充放電するため、１つのチャージコンデンサにおける充放電電流、ひいては発熱量を低く抑えることができるというメリットがある。
【００５８】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
トランジスタＭ１〜Ｍ３、Ｍｃ１〜Ｍｃ４、Ｍｄ１〜Ｍｄ４およびＭｓ１〜Ｍｓ４としては、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタに限らずともよく、例えばバイポーラトランジスタなど、種々のスイッチング素子を用いることができる。
【００５９】
噴射制御装置は、充電経路および放電経路を５つ以上備えた構成であってもよい。
噴射に用いるチャージコンデンサの電圧が許容範囲内の値に収まっている場合などには、同一のチャージコンデンサを連続して噴射制御に用いてもよい。すなわち、マイコン１５は、同一の経路が連続するように放電経路の切り替えを行ってもよい。また、放電されたチャージコンデンサの端子電圧が所望する値にまで高まっていない場合などには、同一のチャージコンデンサを連続して充電してもよい。すなわち、マイコン１５は、同一の経路が連続するように充電経路の切り替えを行ってもよい。
【００６０】
本発明は、４気筒エンジンに燃料を供給する噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置に限らず、単気筒、２気筒または３気筒エンジンに燃料を供給する噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置など、内燃機関に燃料を噴射する噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
図面中、１０、３０、４０は噴射制御装置、１１〜１４は電磁弁（噴射弁）、１７は昇圧回路部、１８、３１は充電回路部、２０、３２は放電回路部、２１は制御部、４１は電圧検出回路（充電電圧検出部）、Ｃｃ１〜Ｃｃ４はチャージコンデンサ、Ｌ１はインダクタ、Ｍ１はトランジスタ（スイッチング素子）、Ｍｃ１〜Ｍｃ４はトランジスタ（充電用スイッチング素子）、Ｍｄ１〜Ｍｄ４はトランジスタ（放電用スイッチング素子）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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