(57)【要約】【課題】チャージポンプ式の昇圧回路を用いることによる装置構成の簡素化と、電磁弁の良好な駆動特性とを、両立可能な電磁弁駆動装置を提供する。【解決手段】バッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧をコンデンサＣ１に発生させるチャージポンプ式昇圧回路３と、インジェクタの電磁コイルＬへの電流供給経路１７とコンデンサＣ１の出力端とを連通／遮断するトランジスタＴ３と、コイルＬに一定電流を流すためのトランジスタＴ４とを備え、コイルＬへの通電開始時に、トランジスタＴ３をオンしてコンデンサＣ１からコイルＬにピーク電流を流し、その後、トランジスタＴ４から一定電流を流すようにした装置２３において、コンデンサＣ１の出力端からトランジスタＴ３へ至る経路とバッテリ電圧ＶＢとの間には、バッテリ電圧ＶＢ側から上記経路側への方向を順方向として、コイル電流Ｉの落ち込みを防止するためのダイオードＤ１が接続されている。【選択図】  図３
2004169763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧から該電源電圧よりも高い昇圧電圧を生成するチャージポンプ式の昇圧回路と、
電磁弁の電磁コイルへの通電開始時に、前記昇圧回路によって生成された昇圧電圧を前記電磁コイルに印加することにより、該電磁コイルにピーク電流を流して前記電磁弁を速やかに開弁させるピーク電流供給手段と、
該ピーク電流供給手段によって前記電磁コイルにピーク電流が供給された後、前記電磁コイルへの通電期間が終了するまでの間、前記電磁コイルに前記ピーク電流より小さい一定電流を流して前記電磁弁の開弁状態を保持する定電流供給手段と、
を備えた電磁弁駆動装置において、
前記ピーク電流供給手段によって前記電磁コイルにピーク電流が供給される状態から前記定電流供給手段によって前記電磁コイルに前記一定電流が供給される状態への移行期間に、前記電磁コイルへ前記電源電圧から電流を供給する補助通電手段を備えていること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁弁駆動装置において、
前記昇圧回路は、前記電源電圧と該電源電圧よりも低い基準電位との間に直列に接続された２つのスイッチング素子と、その２つのスイッチング素子同士の接続点に一端が接続されたコンデンサとを有し、前記２つのスイッチング素子のうちで前記基準電位側のスイッチング素子のみがオンされている時に、前記コンデンサの前記接続点側とは反対側の端部（以下、出力端という）に前記電源電圧が供給されることにより該コンデンサが前記電源電圧で充電され、その後、前記２つのスイッチング素子のうちで前記電源電圧側のスイッチング素子のみがオンされることにより、前記コンデンサの前記出力端から前記電源電圧よりも高い昇圧電圧を出力するものであること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項３】
電源電圧と該電源電圧よりも低い基準電位との間に直列に接続された２つのスイッチング素子と、その２つのスイッチング素子同士の接続点に一端が接続されたコンデンサとを有し、前記２つのスイッチング素子のうちで前記基準電位側のスイッチング素子のみがオンされている時に、前記コンデンサの前記接続点側とは反対側の端部（以下、出力端という）に前記電源電圧が供給されることにより該コンデンサが前記電源電圧で充電され、その後、前記２つのスイッチング素子のうちで前記電源電圧側のスイッチング素子のみがオンされることにより、前記コンデンサの前記出力端から前記電源電圧よりも高い昇圧電圧を出力するチャージポンプ式の昇圧回路と、
電磁弁の電磁コイルへ電流を供給するための電流供給経路と前記コンデンサの出力端とを、オンされることにより接続させる昇圧電圧印加用スイッチング素子と、
前記電磁コイルへの通電開始時に、前記コンデンサの出力端に前記昇圧電圧が発生するように、前記昇圧回路における２つのスイッチング素子を制御する昇圧制御手段と、
前記電磁コイルへの通電開始時から所定時間が経過するまでの間、前記昇圧電圧印加用スイッチング素子をオンすることにより、前記コンデンサから前記電磁コイルに前記昇圧電圧の印加に伴うピーク電流を流して前記電磁弁を速やかに開弁させるピーク電流供給制御手段と、
該ピーク電流供給制御手段によって前記電磁コイルにピーク電流が供給された後、前記電磁コイルへの通電期間が終了するまでの間、前記電磁コイルに前記ピーク電流より小さい一定電流を流して前記電磁弁の開弁状態を保持する定電流供給手段と、
を備えた電磁弁駆動装置であって、
前記コンデンサの出力端から前記昇圧電圧印加用スイッチング素子へ至るまでの電流経路と前記電源電圧との間に、前記電源電圧側から前記電流経路側への方向を順方向として、補助通電用ダイオードが接続されていること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項４】
電源電圧と該電源電圧よりも低い基準電位との間に直列に接続された２つのスイッチング素子と、その２つのスイッチング素子同士の接続点に一端が接続されたコンデンサとを有し、前記２つのスイッチング素子のうちで前記基準電位側のスイッチング素子のみがオンされている時に、前記コンデンサの前記接続点側とは反対側の端部（以下、出力端という）に前記電源電圧が供給されることにより該コンデンサが前記電源電圧で充電され、その後、前記２つのスイッチング素子のうちで前記電源電圧側のスイッチング素子のみがオンされることにより、前記コンデンサの前記出力端から前記電源電圧よりも高い昇圧電圧を出力するチャージポンプ式の昇圧回路と、
電磁弁の電磁コイルへ電流を供給するための電流供給経路と前記コンデンサの出力端とを、オンされることにより接続させる昇圧電圧印加用スイッチング素子と、
前記電磁コイルへの通電開始時に、前記コンデンサの出力端に前記昇圧電圧が発生するように、前記昇圧回路における２つのスイッチング素子を制御する昇圧制御手段と、
前記電磁コイルへの通電開始時から所定時間が経過するまでの間、前記昇圧電圧印加用スイッチング素子をオンすることにより、前記コンデンサから前記電磁コイルに前記昇圧電圧の印加に伴うピーク電流を流して前記電磁弁を速やかに開弁させるピーク電流供給制御手段と、
該ピーク電流供給制御手段によって前記電磁コイルにピーク電流が供給された後、前記電磁コイルへの通電期間が終了するまでの間、前記電磁コイルに前記ピーク電流より小さい一定電流を流して前記電磁弁の開弁状態を保持する定電流供給手段と、
を備えた電磁弁駆動装置であって、
前記定電流供給手段は、オンされることにより、前記電源電圧と前記電流供給経路とを接続させる一定電流供給用スイッチング素子と、前記電磁コイルに流れる電流を検出して、該検出電流が前記一定電流となるように前記一定電流供給用スイッチング素子を駆動する定電流制御手段とを有しており、
更に、当該装置には、前記電磁弁コイルへの通電開始時から前記所定時間が経過するまでの間の所定のタイミングから一定時間の間、前記一定電流供給用スイッチング素子を強制的にオンさせることにより、前記ピーク電流供給制御手段によって前記電磁コイルにピーク電流が供給される状態から前記定電流供給手段によって前記電磁コイルに前記一定電流が供給される状態への移行期間に、前記電磁コイルへ前記電源電圧から電流が供給されるようにする補助通電制御手段が設けられていること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁弁駆動装置において、
前記補助通電制御手段は、前記ピーク電流供給制御手段が前記昇圧電圧印加用スイッチング素子をオンさせている間、前記一定電流供給用スイッチング素子を強制的にオンさせるように構成されていること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電磁弁からなる燃料噴射弁（いわゆるインジェクタ）を開閉駆動して内燃機関への燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置では、バッテリの電圧よりも高い昇圧電圧をコンデンサに発生させる昇圧回路を備え、燃料噴射弁（電磁弁）の電磁コイルへの通電開始時に、上記コンデンサから電磁コイルへ昇圧電圧によるピーク電流が流れるようにして、燃料噴射弁を速やかに開弁させ、その後は、定電流回路から電磁コイルへ開弁保持用の一定電流（ホールド電流）を流して、燃料噴射弁の開弁状態を保持するようにしている。つまり、燃料噴射弁の開弁応答性を向上させるために、電源電圧としてのバッテリの電圧を昇圧してコンデンサに蓄積し、そのコンデンサの放電に伴う大電流によって燃料噴射弁を高速駆動できるようにしている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００３】
そして、こうした燃料噴射制御装置に代表される電磁弁駆動装置において、昇圧回路としては、一次巻線の一端にバッテリ電圧が印加された変圧器（トランス）と、高周波の駆動パルスによって高速スイッチングされることにより、上記変圧器の一次巻線の他端を高周波で接地し、その変圧器の二次巻線に高電圧を発生させる昇圧用のトランジスタと、上記変圧器の二次巻線に発生した高電圧をコンデンサに出力して、そのコンデンサを充電するダイオードとから構成されたものが使用されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、バッテリのプラス端子に一端が接続されたトロイダルコイルと、そのトロイダルコイルの他端と接地電位との間を断続させるトランジスタとを備え、そのトランジスタをオン／オフさせることでトロイダルコイルに生じる逆起電力により、コンデンサを充電する、といった昇圧回路もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１１２７３５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１０６４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の変圧器やトロイダルコイルを用いた昇圧回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータ式とも呼ばれ、バッテリ電圧の例えば１０倍といった非常に高い電圧を容易に発生させることができるものの、装置構成を大きくしてしまうという欠点がある。インダクタンス素子を有しているためである。
【０００７】
そこで、本発明者は、この種の電磁弁駆動装置の簡素化を達成するために、昇圧回路として、チャージポンプ式の昇圧回路を用いることを考えた。
しかしながら、チャージポンプ式の昇圧回路を用いた場合には、コンデンサから電磁弁の電磁コイルにピーク電流が供給される状態から定電流回路によって電磁コイルに一定電流が供給される状態への移行期間に、電磁コイルへの供給電流が落ち込んで、電磁弁の開弁維持ができなくなってしまう可能性がある。
【０００８】
これは、一般にチャージポンプ式の昇圧回路では、ＤＣ−ＤＣコンバータ式昇圧回路のように出力電圧のアップが容易ではなく、そのため電磁コイルへの出力電力が不足気味になってしまうからである。また、チャージポンプ式の昇圧回路において、出力電力を増大させるためには、コンデンサの容量をアップさせることとなるが、コンデンサの容量を大きくすると、部品実装面積の拡大やコストアップを招くことになり、装置構成の簡素化という本来の目標が達成できなくなってしまう。その上、特に燃料噴射制御装置では、コンデンサの容量を大きくすると、エンジンの高回転時において昇圧のための充放電が間に合わず所望の電圧が得られなくなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、チャージポンプ式の昇圧回路を用いることによる装置構成の簡素化と、電磁弁の良好な駆動特性とを、両立させることのできる電磁弁駆動装置の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の電磁弁駆動装置では、チャージポンプ式の昇圧回路により、電源電圧からその電圧よりも高い昇圧電圧が生成される。そして、ピーク電流供給手段が、電磁弁の電磁コイルへの通電開始時に、前記昇圧回路によって生成された昇圧電圧をその電磁コイルに印加することにより、該電磁コイルにピーク電流を流して電磁弁を速やかに開弁させ、また、定電流供給手段が、ピーク電流供給手段によって電磁コイルにピーク電流が供給された後、電磁コイルへの通電期間が終了するまでの間、電磁コイルに前記ピーク電流より小さい一定電流を流して電磁弁の開弁状態を保持する。
【００１１】
そして特に、請求項１の電磁弁駆動装置には、補助通電手段が備えられており、その補助通電手段は、ピーク電流供給手段によって電磁コイルにピーク電流が供給される状態から定電流供給手段によって電磁コイルに一定電流が供給される状態への移行期間に、電磁コイルへ電源電圧から電流を供給する。
【００１２】
よって、このような請求項１の電磁弁駆動装置によれば、ピーク電流の供給用にチャージポンプ式の昇圧回路を用いているにも拘わらず、電磁コイルにピーク電流が供給される状態から電磁コイルに一定電流が供給される状態への移行期間に、その電磁コイルへの供給電流が落ち込んでしまうことを防止することができる。このため、チャージポンプ式の昇圧回路を用いることによる装置構成の簡素化と、電磁弁の良好な駆動特性とを、両立させることができる。
【００１３】
また、このような補助通電手段を備えた請求項１の電磁弁駆動装置によれば、チャージポンプ式昇圧回路として、請求項２に記載の如く最も簡単な構成のものを用いることができる。
即ち、チャージポンプ式昇圧回路としては、電源電圧と該電源電圧よりも低い基準電位との間に直列に接続された２つのスイッチング素子と、その２つのスイッチング素子同士の接続点に一端が接続されたコンデンサとを有し、２つのスイッチング素子のうちで基準電位側のスイッチング素子のみがオンされている時に、コンデンサの前記接続点側とは反対側の端部（以下、出力端という）に電源電圧が供給されることにより該コンデンサが電源電圧で充電され、その後、前記２つのスイッチング素子のうちで電源電圧側のスイッチング素子のみがオンされることにより、コンデンサの前記出力端から電源電圧よりも高い昇圧電圧（詳しくは、電源電圧の約２倍の電圧）を出力するものを用いることができる。このようにコンデンサを１つのみ有した簡単な構成のチャージポンプ式昇圧回路（以下、１コンデンサタイプのチャージポンプ式昇圧回路という）を用いても、補助通電手段により、電磁コイルへの供給電流の落ち込みが防止されるからである。そして、このような１コンデンサタイプのチャージポンプ式昇圧回路を用いる請求項２の電磁弁駆動装置によれば、装置構成を一層簡素化することができる。
【００１４】
一方、上記のような１コンデンサタイプのチャージポンプ式昇圧回路を用いる請求項２の電磁弁駆動装置は、具体的には請求項３又は請求項４に記載のように構成することができる。
即ち、まず請求項３に記載の電磁弁駆動装置では、上記１コンデンサタイプのチャージポンプ式昇圧回路と、電磁弁の電磁コイルへ電流を供給するための電流供給経路と上記昇圧回路のコンデンサの出力端とを、オンされることにより接続させる昇圧電圧印加用スイッチング素子と、電磁コイルへの通電開始時に、前記コンデンサの出力端に前記昇圧電圧が発生するように、前記昇圧回路における２つのスイッチング素子を制御する昇圧制御手段と、ピーク電流供給制御手段及び定電流供給手段とを備えている。
【００１５】
そして、ピーク電流供給制御手段が、電磁コイルへの通電開始時から所定時間ｔｐが経過するまでの間、昇圧電圧印加用スイッチング素子をオンすることにより、昇圧回路のコンデンサから電磁コイルに昇圧電圧の印加に伴うピーク電流を流して電磁弁を速やかに開弁させる。また、定電流供給手段が、ピーク電流供給制御手段によって電磁コイルにピーク電流が供給された後、電磁コイルへの通電期間が終了するまでの間、その電磁コイルに前記ピーク電流より小さい一定電流を流して電磁弁の開弁状態を保持する。
【００１６】
そして更に、請求項３の電磁弁駆動装置では、昇圧回路のコンデンサの出力端から昇圧電圧印加用スイッチング素子へ至るまでの電流経路と、電源電圧との間に、電源電圧側からその電流経路側への方向を順方向として、補助通電用ダイオードが接続されている。
【００１７】
このため、ピーク電流供給制御手段によって電磁コイルにピーク電流が供給される状態から定電流供給手段によって電磁コイルに一定電流が供給される状態への移行期間に、電磁コイルへ電源電圧から補助通電用ダイオード（詳しくは、補助通電用ダイオード及び昇圧電圧印加用スイッチング素子）を介して電流が供給されることとなり、その移行期間に電磁コイルへの供給電流が落ち込んでしまうことが防止される。
【００１８】
つまり、この請求項３の電磁弁駆動装置では、昇圧電圧印加用スイッチング素子とピーク電流供給制御手段とが、請求項１，２の電磁弁駆動装置におけるピーク電流供給手段としての役割を果たし、補助通電用ダイオードが、請求項１，２の電磁弁駆動装置における補助通電手段としての役割を果たすこととなる。
【００１９】
次に、請求項４に記載の電磁弁駆動装置では、基本的には上記請求項３の電磁弁駆動装置と同様の構成であるが、特に、定電流供給手段は、オンされることにより、電源電圧と電磁コイルへの電流供給経路とを接続させる一定電流供給用スイッチング素子と、電磁コイルに流れる電流を検出して、該検出電流が前記一定電流となるように上記一定電流供給用スイッチング素子を駆動する定電流制御手段とを有した構成のものとなっている。
【００２０】
そして、この請求項４の電磁弁駆動装置には、補助通電用ダイオードの代わりに、補助通電制御手段が設けられており、その補助通電制御手段が、電磁弁コイルへの通電開始時から前記所定時間ｔｐが経過するまでの間の所定のタイミングから一定時間の間、上記定電流供給手段の一定電流供給用スイッチング素子を強制的にオンさせることにより、ピーク電流供給制御手段によって電磁コイルにピーク電流が供給される状態から定電流供給手段によって電磁コイルに一定電流が供給される状態への移行期間に、電磁コイルへ電源電圧から電流が供給されるようにする。
【００２１】
つまり、この請求項４の電磁弁駆動装置では、補助通電制御手段と定電流供給手段の一定電流供給用スイッチング素子とが、請求項１，２の電磁弁駆動装置における補助通電手段としての役割を果たすこととなる。そして、この請求項４の電磁弁駆動装置によれば、通電用の素子を特に追加しなくても、請求項３の電磁弁駆動装置と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
また特に、この請求項４の電磁弁駆動装置において、補助通電制御手段は、請求項５に記載の如く、ピーク電流供給制御手段が昇圧電圧印加用スイッチング素子をオンさせている間（即ち、電磁コイルへの通電開始時から所定時間ｔｐが経過するまでの間）、一定電流供給用スイッチング素子を強制的にオンさせるように構成すれば、装置構成を一層簡素化することができる。
【００２３】
つまり、この場合には、電磁コイルへの通電開始時が上記所定のタイミングとなり、所定時間ｔｐが上記一定時間となるため、補助通電制御手段に一定時間を経時するためのタイマ機能を持たせなくても、ピーク電流供給制御手段のタイマ機能であって、そのピーク電流供給制御手段が上記所定時間ｔｐの経過を経時するためのタイマ機能を流用することができるからである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例の燃料噴射制御装置について、図面を用いて説明する。
尚、以下に説明する燃料噴射制御装置は、自動車用内燃機関の各気筒に燃料を夫々噴射供給する電磁弁としてのインジェクタの電磁コイルへの通電を制御することにより、各気筒への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御するものであるが、ここでは、便宜上、１つの気筒のインジェクタについてのみ説明する。また、以下では、まず、実施例の燃料噴射制御装置からそれの特徴部分を除いた構成の装置を、参考例の燃料噴射制御装置として説明し、その参考例の装置と比較する形で、実施例の燃料噴射制御装置を説明する。
【００２５】
［参考例］
まず図１は、参考例の燃料噴射制御装置１０１の構成を表わす構成図である。
図１に示すように、参考例の燃料噴射制御装置１０１は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１と、２つのトランジスタＴ１，Ｔ２及び１つのコンデンサＣ１からなるチャージポンプ式の昇圧回路３と、ワンショットパルス回路５と、電流フィードバック（Ｆ／Ｂ）回路７と、オア回路９と、トランジスタＴ３，Ｔ４，Ｔ５と、電流検出用抵抗１１と、ダイオード１３，１５とを備えている。尚、この例において、トランジスタＴ２，Ｔ３，Ｔ５はＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、トランジスタＴ１，Ｔ４はＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【００２６】
ここで、インジェクタの電磁コイルＬの一端は、当該燃料噴射制御装置１０１の外部に配設された配線１７を介して、２つのダイオード１３，１５のカソードに接続されている。そして、ダイオード１３のアノードは、トランジスタＴ４のドレインに接続されており、そのトランジスタＴ４のソースは、電源電圧としてのバッテリ電圧ＶＢ（通常、約１２Ｖ）に接続されている。そして更に、ダイオード１５のアノードは、基準電位としての接地電位（グランドライン＝０Ｖ）に接続されている。
【００２７】
また、電磁コイルＬの他端は、当該燃料噴射制御装置１０１の外部に配設された配線１９を介して、トランジスタＴ５のドレインに接続されており、そのトランジスタＴ５のソースは、電流検出用抵抗１１を介して接地電位に接続されている。そして、トランジスタＴ５は、マイコン１から出力されるインジェクタの駆動信号ＳＤがアクティブレベル（この例ではハイレベル）の時にオンするようになっている。
【００２８】
一方、昇圧回路３では、トランジスタＴ１のソースがバッテリ電圧ＶＢに接続されており、トランジスタＴ２のソースが接地電位に接続されている。また、その２つのトランジスタＴ１，Ｔ２のドレイン同士が互いに接続されており、そのトランジスタＴ１，Ｔ２同士の接続点（即ち、トランジスタＴ１，Ｔ２のドレイン）に、コンデンサＣ１の一端が接続されている。
【００２９】
よって、この昇圧回路３では、２つのトランジスタＴ１，Ｔ２のうちで接地電位側のトランジスタＴ２のみがオンされている時に、コンデンサＣ１の上記接続点側とは反対側の端部（以下、出力端という）にバッテリ電圧ＶＢが供給されることにより、コンデンサＣ１がバッテリ電圧ＶＢで出力端からトランジスタＴ１，Ｔ２同士の接続点への方向に充電され、その後、２つのトランジスタＴ１，Ｔ２のうちでバッテリ電圧ＶＢ側のトランジスタＴ１のみがオンされることにより、コンデンサＣ１の出力端からバッテリ電圧ＶＢよりも高い昇圧電圧（詳しくは、最大でバッテリ電圧ＶＢの約２倍の電圧）を出力する。
【００３０】
そして、トランジスタＴ１は、マイコン１からの駆動信号ＳＤがハイレベルの時にオンし、逆に、トランジスタＴ２は、マイコン１からの駆動信号ＳＤがローレベルの時にオンするようになっている。
そして更に、コンデンサＣ１の出力端は、トランジスタＴ３のドレインに接続されており、そのトランジスタＴ３のソースが上記ダイオード１３，１５のカソード及び配線１７に接続されている。また、トランジスタＴ３のドレイン・ソース間には、ソースからドレイン側の方向を順方向にして寄生ダイオード２１が存在している。
【００３１】
次に、ワンショットパルス回路５は、マイコン１からの駆動信号ＳＤがローレベルからハイレベルになると、その時点から所定時間ｔｐが経過するまでの間だけ、トランジスタＴ３への駆動信号をアクティブレベルにして該トランジスタＴ３をオンさせる。
【００３２】
また、電流フィードバック回路７は、マイコン１からの駆動信号ＳＤがハイレベルの場合に動作して、電流検出用抵抗１１のトランジスタＴ５側の端部に生じる電圧を、電磁コイルＬに流れる電流（以下、コイル電流ともいう）Ｉとして検出すると共に、その検出値が予め定められた一定電流ｉｈに相当する一定値となるようにトランジスタＴ４をオンさせるための駆動信号を出力する。
【００３３】
そして、オア回路９は、電流フィードバック回路７からの駆動信号がトランジスタＴ４をオンさせる方のアクティブレベルであるか、或いは、マイコン１から出力される制御信号ＳＣがアクティブレベル（この例ではハイレベル）であるときに、トランジスタＴ４をオンさせる。
【００３４】
一方、図示は省略しているが、マイコン１には、内燃機関の回転数を検出する回転センサやアクセル開度を検出するアクセル開度センサ等、内燃機関の運転状態を検出するための各種センサからの信号が入力される。そして、マイコン１は、上記各種センサの信号から内燃機関の運転状態を検出し、その検出結果に基づいて、上記駆動信号ＳＤ及び制御信号ＳＣを出力する。
【００３５】
次に、上記のように構成された燃料噴射制御装置１０１の動作を、図２に示すタイムチャートに沿って説明する。
まず、マイコン１は、インジェクタの電磁コイルＬへの通電開始タイミングが到来すると、図２に示すように駆動信号ＳＤをローレベルからハイレベルに変化させる。
【００３６】
すると、トランジスタＴ５がオンすると共に、トランジスタＴ３もワンショットパルス回路５の作用によってオンすることとなり、また、昇圧回路３では、トランジスタＴ１がオンし、トランジスタＴ２がオフすることとなる。
ここで、マイコン１は、駆動信号ＳＤをローレベルにしている期間中（即ち、燃料噴射を実施していない期間中であって、昇圧回路３のトランジスタＴ１がオフし且つトランジスタＴ２がオンしている期間中）に、ある時間だけ、制御信号ＳＣをハイレベルにして、オア回路９にトランジスタＴ４をオンさせている。そして、このようにマイコン４からの制御信号ＳＣがハイレベルになってトランジスタＴ４がオンすると、バッテリ電圧ＶＢ→トランジスタＴ４→ダイオード１３→トランジスタＴ３の寄生ダイオード２１→コンデンサＣ１→トランジスタＴ２→接地電位の順に電流が流れて、コンデンサＣ１が充電されることとなる。
【００３７】
尚、図２において、制御信号ＳＣがハイレベルになった際に、トランジスタＴ４に流れる電流を意味するＴ４電流が零から正になること（即ち、トランジスタＴ４に電流が流れること）が表されているが、その際のＴ４電流がコンデンサＣ１への充電電流である。
【００３８】
このため、マイコン４からの駆動信号ＳＤがローレベルからハイレベルに変化して、昇圧回路３のトランジスタＴ１がオンすると共に、トランジスタＴ２がオフすると、コンデンサＣ１の出力端にバッテリ電圧ＶＢよりも高い昇圧電圧が発生し、その昇圧電圧が、トランジスタＴ３及び配線１７を介して、電磁コイルＬに印加されることとなる。そして、このとき、トランジスタＴ５がオンしているため、電磁コイルＬには、コンデンサＣ１からの昇圧電圧の印加に伴う電流であって、そのコンデンサＣ１の昇圧電圧分の放電電流が、ピーク電流として流れることとなる。図２において、電磁コイルＬに流れる電流を意味するコイル電流ＩがトランジスタＴ１，Ｔ３，Ｔ５のオンと同時に急激に増加しているのは、このためである。
【００３９】
そして、駆動信号ＳＤがハイレベルになってから所定時間ｔｐが経過すると、ワンショットパルス回路５の作用によってオンしていたトランジスタＴ３がオフすることとなる。
また、コンデンサＣ１の放電が進むかトランジスタＴ３がオフされることにより、コイル電流Ｉが上記一定電流ｉｈにまで低下すると、その時点から多少の応答遅れの後に、トランジスタＴ４が、電流フィードバック回路７の作用によって、コイル電流Ｉが一定電流ｉｈとなるように断続的にオン／オフされることとなる。
【００４０】
尚、この例において、電流フィードバック回路７は、コイル電流Ｉが一定電流ｉｈにまで低下したことを検知すると、予め決められた微少時間だけトランジスタＴ４をオンさせる、といった動作を繰り返すこととなる。また、図２において、駆動信号ＳＤがハイレベルになった際に、トランジスタＴ４が少しの時間だけオンされているのは、コイル電流Ｉが一定電流ｉｈに未だ達していない期間に、電流フィードバック回路７がトランジスタＴ４をオンさせることを表している。
【００４１】
その後、マイコン１は、電磁コイルＬへの通電期間の終了タイミングが到来すると、駆動信号ＳＤをハイレベルからローレベルに変化させる。
すると、トランジスタＴ５がオフして、電磁コイルＬへの通電が停止され、また、昇圧回路３では、トランジスタＴ１がオフし、トランジスタＴ２がオンすることとなる。
【００４２】
よって、この燃料噴射制御装置１０１では、電磁コイルＬへの通電開始時に、昇圧回路３のコンデンサＣ１に発生させた昇圧電圧を電磁コイルＬに印加して、該電磁コイルＬにピーク電流を流すことにより、インジェクタを速やかに開弁させることとなる。そして、電磁コイルＬへのピーク電流の供給が終わった後、電磁コイルＬへの通電期間が終了するまでの間は、トランジスタＴ４及び電流フィードバック回路７により、電磁コイルＬにピーク電流より小さい一定電流ｉｈを流して、インジェクタの開弁状態を保持することとなる。
【００４３】
ところで、この参考例の燃料噴射制御装置１０１では、図２に示すように、トランジスタＴ３がオンされてコンデンサＣ１から電磁コイルＬにピーク電流が供給される状態から、トランジスタＴ４及び電流フィードバック回路７によって電磁コイルＬに一定電流ｉｈが供給される状態への移行期間に、コイル電流Ｉが落ち込んでしまい、その結果、インジェクタの確実な開弁維持ができなくなってしまう可能性がある。これは、昇圧回路３が２つのトランジスタＴ１，Ｔ２と比較的小容量のコンデンサＣ１とからなるチャージポンプ式であり、そのコンデンサＣ１に蓄えることのできる電力が小さいということと、コイル電流Ｉが一定電流ｉｈまで低下してから電流フィードバック回路７によりトランジスタＴ４がオンされて、そのトランジスタＴ４から電磁コイルＬに電流が供給されるまでには、どうしても遅れが生じるためである。
【００４４】
そこで次に、上記参考例の燃料噴射制御装置１０１が有する問題を解決可能な実施例の燃料噴射制御装置について説明する。
［第１実施例］
まず、図３は、第１実施例の燃料噴射制御装置２３の構成を表わす構成図であり、図４は、その燃料噴射制御装置２３の動作を表すタイムチャートである。尚、図３及び図４において、前述した図１及び図２と同じ構成要素や信号については、同一の符号を付しているため、詳細な説明を省略する。
【００４５】
図３に示すように、本第１実施例の燃料噴射制御装置２３は、参考例の燃料噴射制御装置１０１と比較すると、下記の（１）及び（２）の点が異なっている。
（１）昇圧回路３のコンデンサＣ１の出力端からトランジスタＴ３のドレインへ至るまでの電流経路２５と、バッテリ電圧ＶＢとの間に、バッテリ電圧ＶＢ側からその電流経路２５側への方向を順方向として、ダイオードＤ１が接続されている。
【００４６】
（２）上記（１）のダイオードＤ１を設けたことにより、オア回路９とマイコン１からの制御信号ＳＣとが削除されており、トランジスタＴ４は電流フィードバック回路７からの駆動信号がアクティブレベルの場合にのみオンされるようになっている。
【００４７】
つまり、前述したように参考例の燃料噴射制御装置１０１では、駆動信号ＳＤがローレベルである時（即ち、昇圧回路３のトランジスタＴ１がオフし、トランジスタＴ２がオンしている時）に、制御信号ＳＣによりトランジスタＴ４をオンさせて、コンデンサＣ１を充電していたが、本第１実施例では、ダイオードＤ１を設けたことから、駆動信号ＳＤがローレベルになってトランジスタＴ１＝オフ且つトランジスタＴ２＝オンになると、バッテリ電圧ＶＢ→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→トランジスタＴ２→接地電位の順に電流が流れることとなり、オア回路９とマイコン１からの制御信号ＳＣとを設けなくても、コンデンサＣ１を充電することができるからである。
【００４８】
尚、図４において、駆動信号ＳＤがハイレベルからローレベルになった際に、ダイオードＤ１に流れる電流を意味するＤ１電流が零から正になること（即ち、ダイオードＤ１に電流が流れること）が表されているが、その際のＤ１電流がコンデンサＣ１への充電電流である。また、このように本第１実施例ではコンデンサＣ１がダイオードＤ１を介して充電されるため、トランジスタＴ３の寄生ダイオード２１は存在していなくても良い。
【００４９】
ここで特に、以上のような本第１実施例の燃料噴射制御装置２３によれば、図４に示すように、トランジスタＴ３のオンに伴いコンデンサＣ１から電磁コイルＬにピーク電流が供給される状態から、トランジスタＴ４及び電流フィードバック回路７によって電磁コイルＬに一定電流ｉｈが供給される状態への移行期間（換言すれば、コンデンサＣ１から電磁コイルＬへの通電電流がピーク値になってから、トランジスタＴ４及び電流フィードバック回路７によって電磁コイルＬに一定電流ｉｈが供給されるようになるまでの期間）に、電磁コイルＬへバッテリ電圧ＶＢからダイオードＤ１（詳しくは、ダイオードＤ１及びトランジスタＴ３）を介して電流が供給されることとなり、その移行期間にコイル電流Ｉが落ち込んでしまうことが防止される。
【００５０】
尚、図４において、ダイオードＤ１から電磁コイルＬに電流が供給されることは、駆動信号ＳＤがハイレベルになってからトランジスタＴ３がオフされるまでの間に、Ｄ１電流が零から正になっている部分に示されている。また、図４の最上段（コイル電流Ｉの段）において、点線は、ダイオードＤ１を設けない参考例の場合のコイル電流Ｉを表している。
【００５１】
つまり、本第１実施例では、電磁コイルＬへ、コンデンサＣ１からのピーク電流の供給後、ダイオードＤ１を介してバッテリから電流を供給することで、コイル電流Ｉの落ち込みを防止するようにしている。
そして、このような本第１実施例の燃料噴射制御装置２３によれば、ピーク電流の供給用に１コンデンサタイプのチャージポンプ式昇圧回路３を用いることによる装置構成の簡素化と、インジェクタの良好な駆動特性（延いては、良好な燃料噴射特性）とを、両立させることができる。
【００５２】
尚、本第１実施例では、トランジスタＴ３が、昇圧電圧印加用スイッチング素子に相当し、ワンショットパルス回路５が、ピーク電流供給制御手段に相当している。そして、そのトランジスタＴ３及びワンショットパルス回路５が、請求項１記載のピーク電流供給手段に相当している。また、マイコン１が、昇圧制御手段に相当し、トランジスタＴ４及び電流フィードバック回路７が、定電流供給手段に相当している。また更に、配線１７が、電磁コイルへ電流を供給するための電流供給経路に相当し、電流経路２５が、コンデンサの出力端から昇圧電圧印加用スイッチング素子へ至るまでの電流経路に相当している。そして、ダイオードＤ１が、補助通電用ダイオード及び請求項１記載の補助通電手段に相当している。
【００５３】
［第２実施例］
次に、図５は、第２実施例の燃料噴射制御装置２７の構成を表わす構成図であり、図６は、その燃料噴射制御装置２７の動作を表すタイムチャートである。尚、図５及び図６において、前述した図１及び図２と同じ構成要素や信号については、同一の符号を付しているため、詳細な説明を省略する。
【００５４】
図５に示すように、本第２実施例の燃料噴射制御装置２７は、図１に示した参考例の燃料噴射制御装置１０１と比較すると、オア回路９に代わる３入力のオア回路２９を備えている。
そして、そのオア回路２９には、電流フィードバック回路７からのトランジスタＴ４に対する駆動信号と、マイコン１からの制御信号ＳＣとに加えて、更に、ワンショットパルス回路５からのトランジスタＴ３に対する駆動信号が入力されており、該オア回路２９は、電流フィードバック回路７からの駆動信号がトランジスタＴ４をオンさせる方のアクティブレベルであるか、マイコン１から出力される制御信号ＳＣがアクティブレベルであるか、ワンショットパルス回路５からの駆動信号がトランジスタＴ３をオンさせる方のアクティブレベルであるときに、トランジスタＴ４をオンさせる。
【００５５】
このような本第２実施例の燃料噴射制御装置２７では、図６に示すように、トランジスタＴ３がオンしている間、電磁コイルＬへ一定電流ｉｈを流すためのトランジスタＴ４が強制的にオンされることとなる。
よって、この燃料噴射制御装置２７によっても、コンデンサＣ１から電磁コイルＬにピーク電流が供給される状態から、トランジスタＴ４及び電流フィードバック回路７によって電磁コイルＬに一定電流ｉｈが供給される状態への移行期間に、電磁コイルＬへバッテリ電圧ＶＢからトランジスタＴ４を介して電流が供給されることとなり、その移行期間にコイル電流Ｉが落ち込んでしまうことが防止される。また、この燃料噴射制御装置２７によれば、第１実施例の燃料噴射制御装置２３と比べて、ダイオードＤ１といった通電用のパワー素子を特に追加しなくても良いため、回路を集積化する際の実装面積を小さくすることができるという点で有利である。
【００５６】
尚、図６において、上記移行期間にバッテリ電圧ＶＢからトランジスタＴ４を介して電磁コイルＬに電流が供給されることは、駆動信号ＳＤがハイレベルになってからトランジスタＴ３がオフされるまでの間に、Ｔ４電流が零から正になっている部分に示されている。また、図６の最上段（コイル電流Ｉの段）において、点線は、トランジスタＴ４の強制オンを行わない参考例の場合のコイル電流Ｉを表している。
【００５７】
一方、本第２実施例においても、トランジスタＴ３が、昇圧電圧印加用スイッチング素子に相当し、ワンショットパルス回路５が、ピーク電流供給制御手段に相当し、そのトランジスタＴ３及びワンショットパルス回路５が、請求項１記載のピーク電流供給手段に相当し、マイコン１が、昇圧制御手段に相当し、配線１７が、電磁コイルへ電流を供給するための電流供給経路に相当している。そして、トランジスタＴ４及び電流フィードバック回路７が、定電流供給手段に相当し、特にそのうちで、トランジスタＴ４が、一定電流供給用スイッチング素子に相当し、電流フィードバック回路７が、定電流制御手段に相当している。そして更に、オア回路２９が、補助通電制御手段に相当し、また、そのオア回路２９とトランジスタＴ４とが、請求項１記載の補助通電手段に相当している。
【００５８】
一方また、本第２実施例では、ワンショットパルス回路５によってトランジスタＴ３がオンされている間、トランジスタＴ４を強制的にオンさせるようにしたが、トランジスタＴ４の強制的なオンは、電磁弁コイルＬへの通電開始タイミングよりもある時間だけ遅れたタイミングから一定時間の間、行うように構成しても良い。
【００５９】
但し、前述した第２実施例（図５，図６）のように、トランジスタＴ４の強制オン期間をトランジスタＴ３のオン期間と一致させた方が、ワンショットパルス回路５のタイマ機能を、トランジスタＴ４の強制オン期間を決定するためにも流用することができ、装置構成を一層簡素化することができるという点で有利である。
【００６０】
ところで、上記各実施例では、便宜上、１つの気筒のインジェクタについてのみ説明したが、少なくともトランジスタＴ５は、各気筒のインジェクタ毎に設けられている。そして、そのトランジスタＴ５の各々が、該当する気筒の燃料噴射タイミングでオンされることとなる。
【００６１】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
例えば、上記各実施例の装置は、インジェクタを駆動するものであったが、本発明は、インジェクタ以外の他の電磁弁を駆動する装置に対しても、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の燃料噴射制御装置の構成を表わす構成図である。
【図２】参考例の燃料噴射制御装置の動作を表わすタイムチャートである。
【図３】第１実施例の燃料噴射制御装置の構成を表わす構成図である。
【図４】第１実施例の燃料噴射制御装置の動作を表わすタイムチャートである。
【図５】第２実施例の燃料噴射制御装置の構成を表わす構成図である。
【図６】第２実施例の燃料噴射制御装置の動作を表わすタイムチャートである。
【符号の説明】
１…マイコン、３…チャージポンプ式昇圧回路、５…ワンショットパルス回路、７…電流フィードバック回路、９，２９…オア回路、１１…電流検出用抵抗、１３，１５，Ｄ１…ダイオード、１７，１９…配線、２１…寄生ダイオード、２３，２７…燃料噴射制御装置（電磁弁駆動装置）、２５…電流経路、Ｔ１〜Ｔ５…トランジスタ、Ｃ１…コンデンサ、Ｌ…インジェクタの電磁コイル
【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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