(57)【要約】【課題】燃圧制御手段に異常が生じた場合でも燃料噴射が可能であり、焼損事故が発生しないように待避運転することが可能な燃料噴射弁制御装置を得る。【解決手段】開弁時期に昇圧された補助電源７から第一の開閉素子２１を介して燃料噴射弁の電磁ソレノイド６に急速給電し、続いて主電源１から第二の開閉素子２５を介して持続給電して開弁すると共に、第二の開閉素子２５により帰還制御された電流により開弁保持を行う燃料噴射弁制御装置において、燃料圧の変化に対応して急速給電と開弁保持の電流値の少なくとも一方を変化させて燃料噴射弁の開弁力と開弁保持力を変化させ、燃料圧力が所定値以上であって内燃機関の回転速度が所定値以上であるときには、燃料供給量、または、吸気量の少なくとも一方を抑制制御することにより内燃機関の回転速度を所定値以下に抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に基づき燃料噴射弁に対する燃料供給量を演算して開弁期間を設定するための開弁信号を出力する開弁信号発生手段、車両に搭載された主電源からの電圧を昇圧して高電圧を出力する補助電源、前記開弁信号発生手段の信号により開弁時期に補助電源から前記燃料噴射弁の電磁ソレノイドに急速給電する第一の開閉素子、前記急速給電に続いて前記主電源からの電圧を前記電磁ソレノイドに持続給電すると共に、前記持続給電後の開弁期間中は開弁保持に必要な帰還制御された開弁保持電流を前記電磁ソレノイドに給電する第二の開閉素子、前記内燃機関の吸気量を制御する吸気量制御手段、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧検出手段を備え、前記燃料圧検出手段の検出する燃料圧力の変化に対して前記急速給電の電流値と前記開弁保持の電流値の少なくとも一方の電流値を変更することにより、開弁力と開弁保持力の少なくとも一方を変化させると共に、前記燃料圧検出手段の検出する燃料圧力が所定値以上であって前記内燃機関の回転速度が所定値以上であるときには、燃料供給量、または、吸気量の少なくとも一方を抑制制御することを特徴とする燃料噴射弁制御装置。
【請求項２】
燃料圧力が所定の制御範囲から逸脱したことを記憶する燃料圧異常記憶手段を備えており、前記燃料圧異常記憶手段が異常を記憶している間は警報を表示すると共に、前記燃料圧異常記憶手段はキースイッチ再投入などの運転者の操作により記憶のリセットが可能であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項３】
前記燃料圧異常記憶手段が異常を記憶しており、前記内燃機関の回転速度が所定値を超えたとき、前記燃料噴射弁の電磁ソレノイドに対する給電が停止されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項４】
アクセルの操作量に対応して吸気量を制御する吸気量制御手段と、この吸気量を抑制する吸気量抑制手段とを備えており、前記吸気量抑制手段は、前記燃料圧異常記憶手段が異常を記憶しているときに動作し、前記内燃機関の回転速度の上昇に伴ってアクセル操作量の増加に対する吸気の増加量を抑制することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項５】
前記補助電源は誘導素子と励磁用開閉素子とからなる昇圧回路とこの昇圧回路により充電されるコンデンサとからなり、前記昇圧回路は前記急速給電の期間、または、前記急速給電と前記持続給電の期間においては昇圧動作を停止することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項６】
前記補助電源は誘導素子と励磁用開閉素子とからなる昇圧回路とこの昇圧回路により充電されるコンデンサとからなり、前記コンデンサの充電電圧が所定値に達することにより前記昇圧回路の昇圧動作を停止すると共に、前記第一の開閉素子の出力電圧と前記主電源の電圧とを比較して前記第一の開閉素子の出力電圧が前記主電源の電圧より高いときには前記昇圧回路の昇圧動作を停止することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項７】
前記第一の開閉素子と前記第二の開閉素子とは前記電磁ソレノイドに対して並列に接続されると共に、これらとは直列に高速遮断機能を持つ第三の開閉素子が接続されており、前記第二の開閉素子には逆流阻止用のダイオードが直列接続され、前記急速給電時には前記第一の開閉素子と前記第二の開閉素子とが共に導通し、前記持続給電時には前記第一の開閉素子のみが不導通となるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項８】
前記第一の開閉素子と前記第二の開閉素子と前記第三の開閉素子とが前記電磁ソレノイドに対して直列に接続され、前記第一の開閉素子と前記第二の開閉素子との接続点と前記主電源との間には逆流阻止用のダイオードが接続されており、前記急速給電時には前記第一の開閉素子と前記第二の開閉素子とが共に導通し、前記持続給電時には前記第一の開閉素子のみが不導通となるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項９】
前記電磁ソレノイドと前記第三の開閉素子との直列回路には還流回路をなす転流ダイオードが接続されており、前記第三の開閉素子は前記補助電源の最大出力電圧より高い耐電圧制限特性を有することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１０】
前記急速給電時における通電電流が所定の閾値を超えたことを検出して判定信号を出力する電流検出手段を備えており、前記第一の開閉素子は前記開弁信号により導通して前記急速給電を行うと共に、前記電流検出手段の信号により前記急速給電を停止することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１１】
前記燃料圧検出手段の検出する燃料圧力が所定の制御範囲内にあるとき、燃料圧力に対応して急速給電時における通電電流の前記閾値を補正する閾値補正手段を備えており、前記閾値補正手段は燃料圧力の低下と共に前記急速給電を停止するための閾値電圧を低下させることを特徴とする請求項１０に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１２】
前記開弁信号と同時に立ち上がり、前記燃料噴射弁が開弁動作を完了するまでの期間において開弁駆動信号を出力する開弁駆動信号出力手段を有しており、前記第二の開閉素子は開弁駆動信号出力期間中において前記第一の開閉素子と共に閉路し、前記第一の開閉素子が閉路後は前記第二の開閉素子が前記電磁ソレノイドに対して持続給電を行うことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１３】
前記開弁駆動信号の終了に伴って第二の開閉素子が開路した後、前記電磁ソレノイドの通電電流が所定の値まで減衰したことを検出して判定信号を出力する減衰電流判定手段を有しており、前記第三の開閉素子は前記開弁駆動信号の終了に伴って一時的に開路すると共に、前記判定信号により再度閉路することを特徴とする請求項１２に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１４】
前記開弁駆動信号の終了に伴って前記第二の開閉素子が開路した後、前記電磁ソレノイドの通電電流が前記燃料噴射弁の開弁可能な最低電流値である保持電流下限値まで減衰したことを検知する電流値検出手段と、前記最低電流値より所定値大きな保持電流上限値を検知する電流値検出手段とを備えており、前記第二の開閉素子は前記開弁信号の継続中において、前記保持電流下限値の検出信号により閉路し、前記保持電流上限値の検出信号により開路してこの開閉動作を繰り返すように構成したことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１５】
前記保持電流下限値を検知する電流値検出手段と、前記保持電流上限値を検知する電流値検出手段とが一つの比較増幅器から構成されており、この比較増幅器は、前記電磁ソレノイドの通電電流が前記保持電流上限値を超えたときに動作信号を出力し、前記保持電流下限値にて動作復帰することを特徴とする請求項１４に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１６】
前記燃料圧検出手段の検出する燃料圧力が所定の制御範囲内にあるとき、燃料圧力に対応して前記保持電流上限値または前記保持電流下限値を補正する閾値補正手段を備えており、この閾値補正手段の出力が比較増幅器に与えられると共に、前記閾値補正手段は燃料圧力の低下と共に前記保持電流上限値または前記保持電流下限値を低下させることを特徴とする請求項１５に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１７】
前記補助電源の出力電圧が所定時間内に所定値に達しないことを検出する補助電源異常検出手段と、この補助電源異常検出手段が異常を検出したときに動作する補助電源異常処理手段とを有しており、前記補助電源異常処理手段は前記補助電源異常検出手段の信号により、前記開弁駆動信号の終了時期を遅延させるか、または、前記開弁信号の出力時期を早めて前記開弁駆動信号の終了時期を遅延させることを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【請求項１８】
前記第一の開閉素子が導通後所定の時間が経過しても前記急速給電の電流値が所定値に達しないことを検出する急速給電異常検出手段と、この急速給電異常検出手段が異常を検出したときに動作する急速給電異常処理手段とを備えており、前記急速給電異常処理手段は、前記急速給電異常検出手段の信号により、前記開弁駆動信号の終了時期を遅延させるか、または、前記開弁信号発生手段による開弁信号の出力時期を早めて前記開弁駆動信号の終了時期を遅延させることを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用内燃機関に使用され、高圧燃料ポンプから吐出される燃料の圧力に対応して燃料噴射用電磁弁を高速駆動する燃料噴射弁制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置としては、内燃機関の運転状態を検出するセンサ群の信号に基づいて供給する燃料噴射量を演算し、燃料噴射弁の開弁時期と開弁期間とを決定して開弁信号を出力する開弁信号発生手段と、この開弁信号発生手段の信号に応じて燃料噴射弁の駆動用電磁コイルに高電圧を印加して急速開弁駆動した後に低電流により開弁保持を行う給電制御手段と、定圧リリーフ弁により制限された可変圧力の高圧燃料を燃料噴射弁から内燃機関に供給する燃料ポンプと、センサ群や制御手段などに電力を供給する主電源と、この主電源の電圧を昇圧して開弁時に燃料噴射弁の電磁コイルに電流を供給する補助電源などから構成されるものが広く使用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１〜特許文献３に開示された技術もこのようなものであり、特許文献１のインジェクタ駆動回路に開示された技術は、インジェクタを駆動するとき、駆動当初のみソレノイドに高電圧を印加して大電流を通電し、ソレノイドの電流が一定の閾値を超えた後には小電流で開弁保持を行うものにおいて、駆動当初の高電圧は大容量のコンデンサを用いて矩形波の定電圧を得るように構成すると共に、燃料の圧力を検知する燃料圧センサを備えて駆動当初の高電圧を燃料の圧力に対応して変化させることにより、開弁時間を速めるようにしたものである。
【０００４】
また、特許文献２の燃料噴射制御装置に開示された技術は、噴射燃料の燃料圧を調整する燃圧レギュレータと、インジェクタの電磁コイルに通電して弁体を開閉駆動するインジェクタ駆動手段と、内燃機関の回転速度と吸気量と燃圧とに応じて燃圧レギュレータとインジェクタ駆動手段とを制御する噴射制御手段とを備えており、噴射制御手段は電磁コイルの励磁時間を設定する噴射タイマと、通電の初期に過励磁電流を供給する過励磁タイマと、燃圧に応じて過励磁タイマを可変設定する過励磁期間制御部とを有し、燃圧が高くなるほど通電期間が長くなるように過励磁期間を可変設定するようにしたものである。
【０００５】
さらに、特許文献３の燃料噴射制御装置に開示された技術は、噴射燃料の燃料圧を調整する燃圧レギュレータ手段と、燃圧を検出する燃圧センサなどの各センサ類と、インジェクタの電磁コイルに通電して弁体を開閉駆動するインジェクタ駆動手段と、内燃機関の運転状態に対応して燃圧レギュレータ手段とインジェクタ駆動手段とを制御する噴射制御手段とを備えたものにおいて、噴射制御手段はインジェクタの保持電流を可変設定する保持電流値制御部と過励磁を行う過励磁期間制御部とを有し、燃圧に応じて過励磁時間を制御すると共に、保持電流値制御部は燃圧が低いほど保持電流を小さくするように可変設定するようにしたものである。
【０００６】
さらにまた、特許文献４の車両用制御装置に開示された技術は、内燃機関の吸気量を制御するスロットルバルブ系に制御不能が生じたとき、スロットルバルブが全閉に近い位置での制御不能時はアクセル操作量に比例してアイドルスピードコントロールバルブにより吸気量を制御するようにし、スロットルバルブが全閉に近い位置以外での制御不能時はアクセル開度に基づきマップによる休筒制御を行い、異常時における待避運転を可能にしたものである。
【０００７】
また、特許文献５の内燃機関の高圧燃料供給装置に開示された技術は、高圧燃料ポンプによりデリバリパイプ内の燃料を高圧に保持してその圧力に応じて燃料噴射を行う燃料供給装置において、燃料圧を計測する燃圧センサに異常が生じた場合には高圧燃料ポンプによる加圧を停止し、異常発生直前の燃料圧を初期値とし、燃料噴射毎に低下するデリバリパイプ内の燃圧を演算推定しながら燃料噴射時間を制御することにより待避運転を可能にしたものである。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３５１０３９号公報（第４頁〜第６頁、第１図〜第７図）
【特許文献２】特開２０００−３０３８８号公報（第４頁〜第５頁、第１図〜第４図）
【特許文献３】特開２００１−１３２５２４号公報（第６頁〜第７頁、第１図〜第２図）
【特許文献４】特開平０６−２４９０１５号公報（第３頁〜第５頁、第１図〜第５図）
【特許文献５】特開平１１−２１０５３２号公報（第３頁〜第７頁、第１図〜第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように特許文献１から特許文献３に開示された技術は、燃料圧の上昇に伴い大きな開弁駆動力を必要とする構成の燃料噴射弁において、燃料噴射弁の電磁ソレノイドに供給する駆動電流を、燃料圧を検出して燃料圧に応じて可変設定すると共に、駆動電流を必要最小限の値に設定することにより、節電や燃料噴射弁の応答遅れ時間を短縮するようにしたものである。しかし、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプや燃料圧を制御する燃圧制御手段に異常が生じ、燃料圧が異常上昇した場合には開弁駆動力が不足して燃料噴射が行えなくなるか、もしくは過大な開弁駆動電流が必要となって駆動制御回路や電磁弁自体の焼損につながる可能性を内在するものであった。
【００１０】
また、特許文献４と特許文献５とは異常時における待避運転に関する技術であるが、特許文献４に開示された技術はスロットル制御系の異常に関するもので、燃料圧力の異常時における待避運転ではなく、特許文献５に開示された技術は燃料圧力の異常時における待避運転であるが、デリバリパイプ内に残った燃料や、フィードポンプにより待避運転するものであり、待避運転に限界が生ずるものであった。
【００１１】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、燃圧制御手段に異常が生じた場合でも燃料噴射が可能であり、焼損事故が発生しないように待避運転を行うことが可能な燃料噴射弁制御装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る燃料噴射弁制御装置は、内燃機関の運転状態に基づき燃料噴射弁に対する燃料供給量を演算して開弁期間を設定するための開弁信号を出力する開弁信号発生手段と、車両に搭載された主電源からの電圧を昇圧して高電圧を出力する補助電源と、開弁信号発生手段の信号により開弁時期に補助電源から燃料噴射弁の電磁ソレノイドに急速給電する第一の開閉素子と、急速給電に続いて主電源からの電圧を電磁ソレノイドに持続給電すると共に、持続給電後の開弁期間中は開弁保持に必要な帰還制御された開弁保持電流を電磁ソレノイドに給電する第二の開閉素子と、内燃機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧検出手段とを備え、燃料圧検出手段の検出する燃料圧力の変化に対して急速給電の電流値と開弁保持の電流値の少なくとも一方の電流値を変更することにより、開弁力と開弁保持力の少なくとも一方を変化させると共に、燃料圧検出手段の検出する燃料圧力が所定値以上であって内燃機関の回転速度が所定値以上であるときには、燃料供給量、または、吸気量の少なくとも一方を抑制制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の燃料噴射弁制御装置は、燃料圧力の変化に対して急速給電の電流値と開弁保持の電流値の少なくとも一方の電流値を変更して、開弁力と開弁保持力の少なくとも一方を変化させると共に、燃料圧力が所定値以上であって内燃機関の回転速度が所定値以上であるときには、燃料供給量、または、吸気量の少なくとも一方を抑制制御する。このために、燃料圧力が異常上昇しても充分な開弁力や開弁保持力を維持することができ、高圧燃料系のリリーフ弁が動作している状態、または、それ以上の燃料圧に対しても急速開弁動作や開弁保持して車両の運転を可能にすると共に、このような燃料圧異常時においては内燃機関の回転速度が通常走行時の回転速度以上に上昇することがなく、従って燃料噴射弁の電磁ソレノイドや制御用の開閉素子の焼損を防止しながら安定した運転にて待避運転を行うことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１ないし図３は、この発明の実施の形態１による燃料噴射弁制御装置を説明するもので、図１は燃料噴射弁制御装置の構成を説明する全体回路図、図２は動作を説明するタイムチャート、図３は動作を説明するフローチャートである。図１において、燃料噴射弁や制御装置などには主電源１からキースイッチ２を介して電力が供給される。主電源１は例えば１２Ｖ系の車載バッテリであり、車両の運転状態の変化により実働電圧が最低値Ｖｂｍｉｎの約１０Ｖから最高値Ｖｂｍａｘの約１６Ｖまで変動するものである。
【００１５】
主電源１の電力は定電圧電源３に供給され、ここで例えばＤＣ５Ｖの安定した定電圧に変換されてＣＰＵ４ａに供給される。ＣＰＵ４ａはフラッシュメモリなど不揮発プログラムメモリＦ−ＭＥＭや演算処理用のＲＡＭなどを備えており、内燃機関の運転状態を検出するセンサ群５ａからの情報入力を受け制御条件を演算する。センサ群５ａは、例えば回転センサ、クランク角センサ、エアフローセンサＡＦＳ、燃料圧センサ、空燃比センサＡ／Ｆ、アクセルポジションセンサＡＰＳ、スロットルポジションセンサＴＰＳ、水温センサなど、多数のＯＮ−ＯＦＦセンサやアナログセンサから構成され、これらの出力は図示しない入力インターフェイスやＡ／Ｄ変換器を介してＣＰＵ４ａに入力される。
【００１６】
電気負荷群５ｂはＣＰＵ４ａから図示しないインターフェイス回路を介して駆動されるものであり、内燃機関がガソリンエンジンの場合の点火コイル、吸気用のスロットル弁を駆動するアクチュエータ（例えば電動機）、燃料ポンプに設けられた燃料圧制御用の電磁スピル弁などがある。また後述するように、燃料噴射弁に設けられた電磁弁を開閉駆動する電磁ソレノイド６もＣＰＵ４ａからの信号により駆動されるものであり、ＣＰＵ４ａは内燃機関の各種の制御を行うと共に、以下に説明するように、燃料噴射を制御する機能を有するものである。
【００１７】
すなわち、ＣＰＵ４ａはセンサ群５ａを構成する各種センサからの情報入力と上記の不揮発メモリＦ−ＭＥＭに記憶されたプログラムとに基づき、後述するように図２の特性（ａ）と（ｂ）とに示す開弁信号ＰＬ１と開弁駆動信号ＰＬ２とを出力する開弁信号発生手段の機能を有するものである。この開弁信号ＰＬ１は直接噴射方式の内燃機関では内燃機関の圧縮行程で生成され、内燃機関の回転速度や供給すべき燃料の量および燃料圧に対応して燃料噴射弁の開弁時期から閉弁時期までの全期間において論理レベルがＨになり、また、開弁駆動信号ＰＬ２は、開弁信号ＰＬ１がＨレベルになってから所定の期間Ｔｋの間において論理レベルがＨになるものであって、開弁駆動信号ＰＬ２は後述する急速給電期間と持続給電期間との合計期間において論理レベルがＨとなるものである。
【００１８】
図１に点線で囲った補助電源７は誘導素子８とダイオード９と高圧用コンデンサ１０と励磁用開閉素子１１と電流検出抵抗１２とゲート回路１３と駆動抵抗１４と判定回路１５とから構成された高電圧用の補助電源であり、誘導素子８には主電源１から励磁用開閉素子１１と電流検出抵抗１２とを介して給電がなされ、励磁用開閉素子１１の開路により誘導素子８に蓄積された電磁エネルギーがダイオード９を介して高圧用コンデンサ１０に放出され、高圧用コンデンサ１０には高電圧が充電されるように構成されている。また、ゲート回路１３には上記した開弁駆動信号ＰＬ２を入力する反転論理素子１６の出力が入力され、開弁駆動信号ＰＬ２がＨレベルにあるとき、すなわち後述する急速給電期間と持続給電期間との間、反転論理素子１６の論理出力がＬレベルとなってゲート回路１３に入力され、励磁用開閉素子１１の導通が禁止されるように構成されている。
【００１９】
判定回路１５は電流検出抵抗１２の両端電圧が所定値以下であるときに通電指令を出力してゲート回路１３と駆動抵抗１４とを介して励磁用開閉素子１１を導通させると共に、電流検出抵抗１２の両端電圧が所定値以上となった後の所定期間は通電指令を解除して励磁用開閉素子１１の駆動を停止し、この駆動停止期間中に高圧用コンデンサ１０を充電する。このようにして励磁用開閉素子１１のＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返すことにより高圧用コンデンサ１０を充電し、充電電圧が所定の最大値Ｖｐｍａｘに達すると判定回路１５がこれを検出して励磁用開閉素子１１に対する通電指令を停止し、高圧用コンデンサ１０への充電を停止する。
【００２０】
ＣＰＵ４ａから出力される開弁信号ＰＬ１と開弁駆動信号ＰＬ２とは給電を制御する論理回路１７に与えられ、論理回路１７はこれらの信号に基づく制御信号Ａと制御信号Ｂと制御信号Ｃとの三つの制御信号を出力する。制御信号Ａはベース抵抗１８と駆動トランジスタ１９と駆動抵抗２０とを介して第一の開閉素子２１に与えられ、制御信号Ｂはベース抵抗２２と駆動トランジスタ２３と駆動抵抗２４とを介して第二の開閉素子２５に与えられ、制御信号Ｃは駆動抵抗２６を介して第三の開閉素子２７に与えられる。
【００２１】
第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５と第三の開閉素子２７とはバイポーラ型、または、電界効果型のパワートランジスタにより構成されており、第三の開閉素子２７は補助電源７の昇圧された最大出力電圧より高い値の遮断電圧制限機能を有するものである。また、論理回路１７は各開閉素子の電流を制御する通電制御手段としての機能を与えられている。
【００２２】
第一の開閉素子２１は高圧用コンデンサ１０の充電電圧を燃料噴射弁の電磁ソレノイド６に供給し、高圧用コンデンサ１０の電圧が高電圧であるために制御信号ＡがＨレベルになると共に電磁ソレノイド６には急速給電がなされる。第二の開閉素子２５は逆流阻止ダイオード２８を介して電磁ソレノイド６に接続され、制御信号ＡがＬレベルに転じ、制御信号ＢがＨレベルの期間においては電磁ソレノイド６に主電源１からの持続給電がなされる。第三の開閉素子２７は電磁ソレノイド６の電流を遮断制御するものであり、制御信号ＣがＨレベルの期間においてのみ電磁ソレノイド６に対する通電を可能にする。電磁ソレノイド６の通電電流は第三の開閉素子２７と電流検出抵抗２９とを介して通電され、電磁ソレノイド６と第三の開閉素子２７と電流検出抵抗２９とには並列に転流ダイオード３０が接続されている。
【００２３】
電流検出抵抗２９の端子間電圧は増幅回路３１とＡ／Ｄ変換器３２とを介して論理回路１７に与えられ、これらにより電流検出手段が構成される。論理回路１７は上記の各制御信号Ａ、Ｂ、Ｃを出力すると共に、後述するエラー信号ＥＲをＣＰＵ４ａに対して出力する。リセット信号発生回路３５はキースイッチ２が閉路したときにリセット信号ＲＳＴを出力してＣＰＵ４ａと異常記憶回路３３とに与え、両者をリセットさせる。論理積素子３６は後述するように回転速度制御手段となるものである。
【００２４】
増幅回路３１は、増幅器３７と、増幅器３７の正入力端子と電流検出抵抗２９との間に接続された抵抗３８と、増幅器３７の出力端子に接続され、互いに直列接続された分圧抵抗３９、４０、４１と、分圧抵抗３９と４０との接続点に接続された側路分圧抵抗４２と、側路分圧抵抗４２に直列接続されたトランジスタ４３と、ＣＰＵ４ａの異常表示信号出力ＤＥＲをトランジスタ４３に与える駆動抵抗４４と、トランジスタ４３のベースエミッタ間に接続される開路用安定抵抗４４ａとから構成されている。
【００２５】
分圧抵抗４１の両端電圧は増幅器３７の負入力端子に接続されてフィードバック電圧が入力されるように構成されており、異常表示信号出力ＤＥＲが論理レベルＨになるとトランジスタ４３が導通駆動して側路分圧抵抗４２が接地され、分圧抵抗４１による増幅器３７に対するフィードバック電圧が低下するように構成されており、電流検出抵抗２９による電流検出値の判定閾値を設定変更するように構成されている。
【００２６】
ＣＰＵ４ａは、センサ群５ａの燃料圧センサが検出する燃料圧が所定値以上になったとき異常表示信号ＤＥＲを出力し、この異常表示信号ＤＥＲと上記したエラー信号ＥＲとにより異常記憶回路３３がセットされる。またＣＰＵ４ａは、内燃機関の回転速度が所定値を超えたとき制限回転信号ＲＰＭを出力し、論理積素子３６はこの制限回転信号ＲＰＭと異常記憶回路３３のセット出力との論理積出力である燃料カット信号ＳＴＰを出力して論理回路１７に与える。なお、上記の論理回路１７が出力する各制御信号Ａ、Ｂ、Ｃは図２の特性（ｅ）〜（ｇ）に示すものである。
【００２７】
各種信号と通電の状態は図２に示すとおりであり、開弁信号ＰＬ１は開弁駆動期間（急速給電＋持続給電）と開弁保持期間との間においてＨレベルとなり、開弁駆動信号ＰＬ２は開弁駆動期間においてＨレベルとなる。制御信号Ａは、開弁駆動信号ＰＬ２の前半期間において論理レベルがＨとなり、この期間において第一の開閉素子２１が導通し、急速給電が行われる。その結果、図２の（ｃ）に示す通り、電磁ソレノイド６の励磁電流が立ち上がってピーク値Ｉａに到達し、電流検出抵抗２９と増幅回路３１と論理回路１７とからなるピーク電流検出手段により制御信号Ａの論理レベルがＬに復帰して急速給電が停止される。ピーク電流検出手段は、例えば電磁ソレノイド６の励磁電流と第一の閾値（すなわち、所定のピーク電流値Ｉａ）とを比較する比較手段から構成することができる。
【００２８】
また、制御信号Ｂは図２の（ｆ）に示すように開弁駆動信号ＰＬ２のＨレベルにおける全期間で論理レベルがＨとなって持続給電が行われると共に、開弁信号ＰＬ１の開弁保持期間では論理レベルが繰り返して変化し、開弁保持電流の制御が行われる。制御信号Ａが開弁駆動信号ＰＬ２の持続給電期間において論理レベルがＬとなることにより、第一の開閉素子２１はＯＦＦ状態となるが、第二の開閉素子２５は制御信号Ｂにより導通を維持するので図２の（ｃ）に示すとおり電磁ソレノイド６の励磁電流はピーク値Ｉａから減衰を始め、持続給電の最終時期においては電流がＩｂまで減衰する。
【００２９】
開弁信号ＰＬ１の後半期間、すなわち、開弁保持期間における制御信号Ｂの変化は図２の（ｆ）に示す通りである。すなわち、図２の（ｃ）に示すように、電磁ソレノイド６の励磁電流が帰還制御の目標上限値（保持電流上限値）Ｉｄを超えると論理レベルがＬとなり、電磁ソレノイド６の励磁電流が帰還制御の目標下限値（保持電流下限値）Ｉｅ未満になると論理レベルＨとなる。さらに、制御信号Ｃは、図の（ｇ）に示す通り開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＨからＬに変化した直後の一時期と、開弁信号ＰＬ１が論理レベルＬであるときに論理レベルＬとなる。
【００３０】
開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＨからＬに変化した直後においては、電磁ソレノイド６の励磁電流は図２の（ｃ）に示した持続給電の最終値Ｉｂから減衰判定電流Ｉｃに減衰するまでの間、第二の開閉素子２５と第三の開閉素子２７とは不導通であり、特に、高速遮断が行える第三の開閉素子２７が不導通となることにより電磁ソレノイド６の励磁電流は急速に減衰し、電磁ソレノイド６の温度上昇を抑制する。電磁ソレノイド６の電流がＩｃまで減衰すると第三の開閉素子２７はＯＮとなり、転流ダイオード３０に流れる循環電流の効果で励磁電流の減衰は緩やかとなる。なお、図２の（ｃ）において各電流値は、励磁電流のピーク値Ｉａ＞持続給電最終電流値Ｉｂ＞減衰判定電流値Ｉｃ＞帰還制御電流の目標下限値Ｉｅの関係となる。
【００３１】
開弁信号ＰＬ１が論理レベルＨからＬに変化した後は第二の開閉素子２５と第三の開閉素子２７とは遮断状態となるが、特に第三の開閉素子２７の遮断により電磁ソレノイド６の転流ダイオード３０による転流がなくなるので励磁電流は急速減衰し、燃料噴射弁は急速閉弁動作が行われる。内燃機関の運転状態によっては図２の（ａ）に示した開弁保持期間が極めて短い場合もあり得ることであるが、このような場合においても開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＨからＬに変化した直後における第三の開閉素子２７の高速遮断は急速閉弁動作を行うことに寄与するものである。図２の（ｈ）は第三の開閉素子２７が遮断されたときにその両端に発生するサージ電圧の波形を示したものであり、このサージ電圧の最大値は第三の開閉素子２７の遮断電圧制限特性により決定されるものである。
【００３２】
図２の（ｄ）は補助電源７の電圧特性を示したもので、制御信号ＡがＨレベルとなり第一の開閉素子２１がＯＮ状態となった急速給電期間においてはゲート回路１３により高圧用コンデンサ１０の充電は禁止されており、一方で高圧用コンデンサ１０の電荷が第一の開閉素子２１を介して電磁ソレノイド６に放出されるので、補助電源７の出力電圧は充電終期の最大電圧Ｖｐｍａｘから放電終期の最小電圧Ｖｐｍｉｎまで減衰する。制御信号ＡがＬレベルになって第一の開閉素子２１がＯＦＦになると高圧用コンデンサ１０の放電は停止するが、充電はまだ開始されずに電圧Ｖｐｍｉｎを維持する。開弁駆動信号ＰＬ２がＬレベルになり、持続給電期間が終了すると補助電源７の励磁用開閉素子１１の開閉動作が開始され、高圧用コンデンサ１０は徐々に充電されて電圧が上昇し、やがて最大電圧Ｖｐｍａｘに到達すると励磁用開閉素子１１の動作が停止し、次回の放電に備える。
【００３３】
なお、補助電源７の最小電圧Ｖｐｍｉｎは主電源１の電圧最大値Ｖｂｍａｘより大きな値になるよう設定されており、電磁ソレノイド６の開弁駆動のための給電エネルギー全てが補助電源７の高圧用コンデンサ１０に蓄積されていた電荷の一部により賄われるため、この間に主電源１からは電磁ソレノイド６にエネルギーが供給されず、エネルギーの分担が確定する。また、急速給電期間と持続給電期間とを合わせた開弁駆動期間中は補助電源７の昇圧動作が停止され、開弁駆動期間が過ぎると直ちに高圧用コンデンサ１０に対する充電が開始されるので、次回の急速給電までには確実に所定電圧Ｖｐｍａｘが確保されることになり、急速給電中における昇圧回路の過負荷が防止できると共に安定して高電圧を得ることができる。
【００３４】
主電源１の出力電圧は上記したように、車両の運転状態の変化により最低値の約１０Ｖ（Ｖｂｍｉｎ）から最高値の約１６Ｖ（Ｖｂｍａｘ）まで変動するが、電圧が最小値のＶｂｍｉｎであっても燃料噴射弁の開弁駆動は可能なように電磁ソレノイド６の仕様が設定されており、図２の（ｃ）における開弁保持電流Ｉｈ＝（Ｉｄ＋Ｉｅ）／２に対応した開弁保持電圧Ｖｈ＝Ｉｈ×Ｒ（ただしＲは電磁ソレノイド６の巻線抵抗）は小さな値となり、主電源１の電圧が最大値ＶｂｍａｘであるときにはＶｂｍａｘとＶｈとの比は非常に大きくなり、後述する開弁保持電流の閾値変化に対して余裕を有するものである。
【００３５】
このように、高い電源電圧状態（Ｖｂｍａｘ）で小さな開弁保持電圧Ｖｈを安定的に得るために、第二の開閉素子２５がＯＦＦしたときに電磁ソレノイド６の励磁電流が緩慢に減衰するように設けられた転流ダイオード３０が重要な役割を持つと共に、第二の開閉素子２５のＯＮ−ＯＦＦ周期は電磁ソレノイド６の誘導時定数（インダクタンスと巻線抵抗の比率）に比べて充分短い時間となるよう設定されている。すなわち、転流ダイオード３０の存在のために第二の開閉素子２５がＯＦＦしたときの励磁電流の減衰が緩やかなものとなり、保持電流の上限値Ｉｄを比較的小さな値に選定しても開弁保持力の維持ができ、電磁ソレノイド６の温度が抑制できることになる。
【００３６】
以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による燃料噴射弁制御装置において、図２と図３とに基づきその動作を説明すると次の通りである。図において、キースイッチ２がＯＮされるとＣＰＵ４ａが動作を開始し、図２の（ａ）と（ｂ）とに示す開弁信号ＰＬ１と開弁駆動信号ＰＬ２とを出力する。この信号により論理回路１７が動作して図２の（ｅ）〜（ｇ）に示す制御信号Ａ〜Ｃが出力され、図１における第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５と第三の開閉素子２７との導通が制御されると共に、開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＬとなっている期間においては補助電源７の高圧用コンデンサ１０が所定電圧まで充電される。高圧用コンデンサ１０に対する充電は急速給電の開始と共に停止されるが、急速給電の開始は反転論理素子１６に開弁駆動信号ＰＬ２が与えられることにより検知され、従って、反転論理素子１６は急速給電検出手段として機能する。
【００３７】
第１の開閉素子２１は電磁ソレノイド６に急速給電を行うものであり、開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＨになると共に制御信号Ａは論理レベルＨとなり、第一の開閉素子２１がＯＮして電磁ソレノイド６に対する急速給電が開始されるもので、制御信号Ａが論理レベルＨとなることにより燃料噴射弁の開弁動作が開始されるものである。制御信号Ｂの論理レベルが継続的に「Ｈ」となっている期間中は、第一の開閉素子２１がＯＦＦした後も第二の開閉素子２５がＯＮしており、この期間中は電磁ソレノイド６に対する持続給電が行われ、持続給電期間中においては燃料噴射弁の開弁動作状態が維持される。
【００３８】
開弁動作が終了した後の開弁保持期間においては制御信号Ｂの論理レベルがＨとＬとを交互に変化して第二の開閉素子２４がＯＮ−ＯＦＦ動作を行い、電磁ソレノイド６に対する開弁保持電流が供給され、この開弁保持電流は電磁ソレノイド６が開弁保持しておくことが可能な最小電流値以上のなるべく小さな電流値に設定される。第三の開閉素子２７は制御信号Ｃによって導通制御され、開弁保持期間後における余剰な減衰電流を速やかに減衰させたり、漸減減衰電流による閉弁動作遅れを低減して急速閉弁動作を行うように構成されている。
【００３９】
センサ群５ａに含まれている燃圧センサにより検出された燃料圧力が所定値を超過するとＣＰＵ４ａは異常表示信号ＤＥＲを出力し、異常記憶回路３３を介して警報表示器３４を動作させるが、異常表示信号ＤＥＲにより増幅回路３１のトランジスタ４３がＯＮすると増幅器３７の負入力端子の電圧が低下し、増幅回路３１のフィードバックゲインは増大する。これにより、図２の判定閾値となるピーク電流Ｉａと、減衰判定電流Ｉｃと、開弁保持の上限電流Ｉｄと、下限電流Ｉｅなどは異常発生前より一律に大きな値に設定変更される。従って、燃料圧力が高くなっても電磁ソレノイド６による開弁力と開弁保持力とは補償されることになる。また、異常表示信号ＤＥＲはキースイッチのＯＦＦでリセットされるので、もしノイズ誤動作などがあっても正常復帰させることができる。
【００４０】
さらに、内燃機関の回転速度が例えば２０００ｒｐｍ以上になった場合にはＣＰＵ４ａが制限回転信号ＲＰＭを出力し、これが論理積素子３６を介して論理回路１７に与えられるので、制御信号Ａ、Ｂ、Ｃの論理レベルがＬとなって電磁ソレノイド６による燃料噴射は停止される。従って、燃料圧力が所定値を超過した場合には内燃期間は所定の回転速度以下（例えば２０００ｒｐｍ以下）に回転制御されることになり、例えば降坂時など軽負荷時においても確実に内燃機関の回転抑制を行って電磁ソレノイドや制御用の開閉素子の焼損を防止することができる。
【００４１】
論理回路１７の論理動作と等価な動作を図３のフローチャートに基づき説明すると、ステップ３００にて周期的に活性化される動作を開始し、続くステップ３０１にて燃料カット信号ＳＴＰが入力されたかどうかにより燃料噴射を停止するかどうかを判定する。ここで燃料噴射を停止しないと判定されるとステップ３０２に進み、開弁信号ＰＬ１と開弁駆動信号ＰＬ２とが共に論理レベルＬからＨに変化したかどうかを判定し、論理レベルＨに変化しておればステップ３０３にて開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＨからＬに変化したかどうかを判定する。ここでＬレベルに変化していなければステップ３０４に進んで制御信号ＡをＨレベルに、制御信号ＢをＨレベルに、制御信号ＣをＨレベルに設定する。
【００４２】
ステップ３０４の設定により、第一の開閉素子２１と第三の開閉素子２７とがＯＮして電磁ソレノイド６に急速給電が行われることになる。なお、第二の開閉素子２５もこのとき制御信号ＢによりＯＮするが、第一の開閉素子２１側が高電位であるため第二の開閉素子２５からの給電は行われない。続くステップ３０５では電磁ソレノイド６の通電電流が所定のピーク電流Ｉａに到達したかどうかが判定され、Ｉａに到達しておればステップ３０６に進み制御信号Ａが論理レベルＨからＬに変更され、制御信号ＢとＣとはＨレベルに維持される。従って、このステップ３０６では第一の開閉素子２１が０ＦＦになり、第二の開閉素子２５と第三の開閉素子２７とがＯＮを継続して電磁ソレノイド６には第二の開閉素子２５から持続給電が行われることになる。
【００４３】
なお、ステップ３０５で電磁ソレノイド６の通電電流が所定のピーク電流Ｉａに到達していなければステップ３０３に戻ってステップ３０３〜ステップ３０５を繰り返し、電磁ソレノイド６の通電電流が所定のピーク電流Ｉａに到達するのを待つことになるが、補助電源７の出力電圧不足や第一の開閉素子２１が導通不能などの異常によりステップ３０５の判定がＹＥＳとなる前にステップ３０３の判定がＹＥＳとなり、開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＬになったときにはステップ３０７に進んでエラー信号出力ＥＲがセットされる。従って、ステップ３０３は急速給電の異常を判定する急速給電異常判定手段となり、ステップ３０７が後述するようにその処理を行う急速給電異常処理手段となる。
【００４４】
ステップ３０６にて制御信号Ａが変更された後にはステップ３０８に進んで開弁駆動信号ＰＬ２が論理レベルＨからＬに変化したかどうかが判定され、変化していなければステップ３０６に戻る。変化しておればステップ３０９に進み、制御信号ＡがＬレベルを維持すると共に、制御信号ＢとＣが論理レベルＬに変更される。ステップ３０７の完了後もこのステップ３０９に進むことになるが、このステップ３０９では第一の開閉素子２１はＯＦＦを継続し、第二の開閉素子２５と第三の開閉素子２７もＯＦＦとなって電磁ソレノイド６に対する励磁電流は高速遮断されることになる。続くステップ３１０では電磁ソレノイド６の励磁電流が減衰判定電流Ｉｃ以下になったかどうかが判定され、励磁電流が減衰判定電流Ｉｃ以下になっていなければステップ３０９に戻ってステップ３０９と３１０とを繰り返す。このステップ３１０は減衰電流判定手段となるものである。
【００４５】
ステップ３１０で励磁電流が減衰判定電流Ｉｃ以下になっておれば（すなわち、減衰完了）ステップ３１１に進み、開弁信号ＰＬ１が論理レベルＨからＬに復帰したかどうかが判定される。開弁信号ＰＬ１が論理レベルＬに復帰しておれば後述するステップ３１７にジャンプするが、開弁信号ＰＬ１が論理レベルＨのままであればステップ３１２に進んで電磁ソレノイド６の励磁電流が帰還制御の下限値であるＩｅ以下になったかどうかを判定し、Ｉｅ以下になっておればステップ３１３に進んで制御信号Ａは論理レベルＬを維持して制御信号ＢとＣは論理レベルＨに変更される。なお、制御信号Ｃは開弁信号ＰＬ１が論理レベルＨであるとき、ステップ３１０の判定がＹＥＳであるときにＨレベルとなるものであるが便宜上一括表示したものである。
【００４６】
これにより、第一の開閉素子２１は開路を継続し、第二の開閉素子２５と第三の開閉素子２７とはＯＮとなって電磁ソレノイド６には開弁保持給電が行われて励磁電流を下限値のＩｅ以上にする。ステップ３１２にて励磁電流がＩｅ以下に減少していないとき、および、ステップ３１３の処理完了後はステップ３１４に進み、電磁ソレノイド６の励磁電流が帰還制御の上限値であるＩｄ以上になったかどうかを判定し、Ｉｄ以上になっておればステップ３１５にて制御信号Ａは論理レベルＬを維持し、制御信号Ｂは論理レベルＬに、制御信号Ｃは論理レベルＨとする。このステップにより第一の開閉素子２１は開路の継続となり、第二の開閉素子２５は開路し、第三の開閉素子２７は閉路のままで、電磁ソレノイド６の励磁電流は転流ダイオード３０の効果によりなだらかに減少する。
【００４７】
ステップ３１４にて励磁電流が帰還制御の上限値であるＩｄ以上になっていないとき、および、ステップ３１５の処理完了後はステップ３１１に戻り、ステップ３１１で開弁信号ＰＬ１が論理レベルＨである間は図３に点線で囲んだステップ３１２からステップ３１５を繰り返して実行し、ステップ３１１で開弁信号ＰＬ１が論理レベルＬになればステップ３１７に進むことになる。図３の点線枠内すなわちステップ３１６（ステップ３１２からステップ３１５）は開弁保持電流の制御に関する帰還制御手段となるものであり、電磁ソレノイド６の励磁電流は図２のＩｅからＩｄの間に保持されるように制御されるものである。
【００４８】
ステップ３１７は、ステップ３０１にて燃料噴射停止と判定されたとき、または、ステップ３０２にて開弁信号ＰＬ１と開弁駆動信号ＰＬ２とが共に論理レベルＬのままであるとき、または、ステップ３１１にて開弁信号ＰＬ１が論理レベルＬに変化したときに実行されるもので、制御信号Ａ、Ｂ、Ｃの全てを論理レベルＬにするものである。従って、このステップでは第一の開閉素子２１、第二の開閉素子２５、第三の開閉素子２７の全てがＯＦＦとなり、電磁ソレノイド６に対する給電は停止状態となる。
【００４９】
ステップ３１７完了後はステップ３１８に進み、キースイッチ２の投入後所定時間でタイムアップ信号を出力する図示しない電源タイマの監視を行い、所定の時間が経過したかどうかを判定する。この所定の時間は、例えば主電源１の電圧が最低値であるＶｂｍｉｎであるときに補助電源７の高圧用コンデンサ１０が初期値の０Ｖから最大電圧まで充電されるのに必要な時間に設定される。所定の時間が経過しておればステップ３１９に進み、高圧用コンデンサ１０の充電電圧が所定の最小電圧Ｖｐｍｉｎ以上になっているかどうかを判定し、所定の電圧に達しておればステップ３２１にてルーチンを完了してステップ３００に戻る。
【００５０】
ステップ３１９にて所定の電圧に達していなければ、ステップ３２０にてエラー信号ＥＲを出力し、ルーチンを完了する。ステップ３１８にて所定の時間が経過していないときにもステップ３２１にてルーチンを完了してステップ３００に戻ることになり、ステップ３２１では論理回路１７がその他の制御を行うための待機を行った後にステップ３００に復帰するようになっている。このステップ３１９の機能は補助電源７の異常検出手段であり、次に説明するステップ３２０は補助電源異常処理手段として機能するものである。
【００５１】
すなわち、ステップ３０７またはステップ３２０でエラー信号ＥＲがセットされるとＣＰＵ４ａは開弁信号ＰＬ１の出力時期を早めるか、開弁駆動信号ＰＬ２の終了時期を遅くして開弁駆動信号ＰＬ２の出力期間を延長するように動作すると共に、警報表示器３４を作動させる。その結果、急速給電の異常（第一の開閉素子２１の短絡など）や補助電源７の異常があって充分な出力電圧が得られない場合でも主電源１から第二の開閉素子２５と逆流阻止ダイオード２８を介して電磁ソレノイド６に給電が行われ、応答遅れが発生するものの燃料噴射弁を動作せしめて待避運転を行うことができる。なお、エラー信号ＥＲが発生した場合には開弁駆動信号を延長するだけではなく、異常記憶回路３３の出力により燃料カット信号ＳＴＰが有効となり、内燃機関の回転が抑制されるので充分な開弁駆動期間を確保することができ、主電源１でも充分に開弁動作ができるものである。
【００５２】
また、実施の形態１では電磁ソレノイド６に対して第一の開閉素子２１（補助電源７による急速給電回路）と第二の開閉素子２５（持続給電回路）とが並列に接続され、第三の開閉素子２７がこれらと直列に接続された方式を示したが、第三の開閉素子２７は高速遮断用であり、第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５とが短絡して開路できないときにも第三の開閉素子２７の遮断により電磁ソレノイド６の焼損が防止できると共に、第二の開閉素子２５は急速給電を通電しないので温度上昇の抑制ができるものである。第一の開閉素子２１は急速給電の期間を電流検出抵抗２９の電流値で遮断するので、開弁駆動用のエネルギーが電磁ソレノイド６に蓄積された時点で速やかに通電を停止し、電磁ソレノイド６の温度上昇を抑制する。また開弁駆動信号ＰＬ２により第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５とが共にＯＮするので、第一の開閉素子２１が異常のとき、直ちに第二の開閉素子２５からの通電が開始され、開弁動作をさせることができる。
【００５３】
実施の形態２．
図４ないし図８は、この発明の実施の形態２による燃料噴射弁制御装置を説明するもので、図４は全体構成を説明する回路図、図５と図６とは動作を説明する特性図、図７は制御動作の構成を説明するブロック図、図８は動作を説明するフローチャートであり、実施の形態２による燃料噴射弁制御装置の説明は、実施の形態１による燃料噴射弁制御装置との相違点を中心に説明する。
【００５４】
図４におけるＣＰＵ４ｂはフラッシュメモリなど不揮発プログラムメモリＦ−ＭＥＭや演算処理用のＲＡＭなどを備えており、内燃機関の運転状態を検出するセンサ群５ａからの情報入力を受け、この入力情報と記憶されたプログラムとにより制御条件を演算して開弁信号ＰＬ１を出力するものである。なお、不揮発プログラムメモリＦ−ＭＥＭは後述する回転速度制御手段や閾値補正手段となるプログラムを内蔵しており、ＲＡＭは燃料圧異常記憶手段としても使用されるものである。
【００５５】
リセットパルス発生開路３５はキースイッチ２が閉路したときにリセット信号ＲＳＴを出力してＣＰＵ４ｂやＲＡＭ内の異常記憶をリセットし、警報表示器４５は後述するエラー信号ＥＲが出力されたとき、または燃料圧異常記憶手段が燃料圧の異常を記憶したときに動作するもので、警報表示器４５はこの実施の形態ではＣＰＵ４ｂから駆動されるように構成されている。増幅回路４６は一対の比較増幅器４７ａおよび４７ｂと、入力抵抗４８ａおよび４８ｂと、閾値信号発生手段４９ａおよび上限閾値発生手段４９ｂと、正帰還抵抗５０ａおよび５０ｂとから構成され、入力抵抗４８ａおよび４８ｂは電磁ソレノイド６に直列接続された電流検出抵抗２９の両端電圧を比較増幅器４７ａおよび４７ｂの正側入力端子に入力すると共に、比較増幅器４７ａおよび４７ｂの出力端子は論理回路５１に入力される。
【００５６】
閾値信号発生手段４９ａは、図５の（ｃ）におけるピーク電流Ｉａが電磁ソレノイド６に通電したとき電流検出抵抗２９に発生する両端電圧に相当する閾値電圧を発生し、電磁ソレノイド６の励磁電流がＩａ以上になると比較増幅器４７ａの出力が論理レベルＨとなるように設定されている。また、比較増幅器４７ａの出力が一旦論理レベルＨとなると正帰還抵抗５０ａの作用により電磁ソレノイド６の励磁電流が図５（ｃ）の減衰判定電流Ｉｃ以下になるまでは論理レベルＨを維持するように設定されている。なお、これらの値は後述するように燃料圧力により設定変更されるものである。
【００５７】
また、上限閾値発生手段４９ｂの出力電圧は、図５（ｃ）の開弁保持期間における開弁保持電流（帰還電流）の上限電流Ｉｄが通電したときの電流検出抵抗２９に発生する両端電圧に相当する閾値電圧となっており、電磁ソレノイド６の励磁電流が上限電流Ｉｄ以上になると比較増幅器４７ｂの出力が論理レベルＨとなるように設定され、比較増幅器４７ｂの出力が一旦論理レベルＨとなると正帰還抵抗５０ｂの作用により電磁ソレノイド６の励磁電流が図５（ｃ）の下限電流Ｉｅ以下になるまでは論理レベルＨを維持するように設定されている。従って、比較増幅器４７ｂは励磁電流ＩｄとＩｅとの検出手段となる。なお、これらの値も後述するように燃料圧力により設定変更されるものである。
【００５８】
図６の（ａ）は、閾値信号発生手段４９ａが出力する閾値電圧と燃料圧との関係を示すものであり、燃料圧がＭＰ１からＭＰ２に増加する間は閾値電圧がＩｐ１からＩｐ２に漸増し、燃料圧ＭＰ２においては閾値電圧がＩｐ３に急増するように設定されている。なお、燃料圧ＭＰ３は定圧リリーフ弁により規制された燃料圧の上限値である。図６の（ｂ）は、上限閾値発生手段４９ｂの電圧値と燃料圧との関係を示したものであり、燃料圧がＭＰ１からＭＰ２に増加する間は閾値電圧がＩｈ１からＩｈ２に漸増し、燃料圧ＭＰ２においては閾値電圧がＩｈ３に急増するように設定されている。
【００５９】
図６の（ａ）と（ｂ）とに示した燃料圧力対閾値電圧特性の近似演算式は不揮発プログラムメモリＦ−ＭＥＭに内蔵されており、燃料圧センサにより検出された燃料圧力に対応した閾値はＣＰＵ４ｂにより演算算出されて設定信号出力ＳＥ１とＳＥ２とから比較増幅器４７ａと４７ｂに対する比較入力として出力されるように構成されている。なお、図６の（ａ）と（ｂ）とにおけるＭＰ１からＭＰ２に至る漸増部は、多段階の折れ線状に増加する特性により代替し、近似演算に替わってデータテーブルを不揮発プログラムメモリに格納しておくこともできる。また、このＭＰ１からＭＰ２に至る漸増部は閾値補正手段に相当し、ＭＰ２における急増部は設定変更手段に相当するものである。
【００６０】
論理回路５１は、図５の（ａ）に示したＣＰＵ４ｂからの開弁信号ＰＬ１に応動して図５の（ｂ）に示す開弁駆動信号ＰＬ２を生成すると共に、制御信号Ａ、Ｂ、Ｃとエラー信号ＥＲを生成する。比較器１６ｂは急速給電検出手段となるものであり、比較器１６ｂの入力抵抗５２は第一の開閉素子２１の出力電圧を負側入力端子に加えるものであり、入力抵抗５３はキースイッチ２を介して主電源１の電圧を比較器１６ｂの正側入力端子に加えるものである。比較器１６ｂの出力はゲート回路１３に与えられ、第一の開閉素子２１がＯＮしているときにはゲート回路１３を介して励磁開閉素子１１が不導通となるように構成されている。
【００６１】
第二の開閉素子２５ｂはバイポーラ型または電界効果型のパワートランジスタであり、第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと逆流阻止ダイオード２８ｂとは実施の形態１の場合と接続が変更されており、電磁ソレノイド６に対して第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂとが直列に接続されている。そのために、補助電源７から電磁ソレノイド６に急速給電するときには第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７とを全て導通させる必要があり、この状態で第一の開閉素子２１のみを開路すると持続給電の状態となるものである。
【００６２】
図５に示したタイムチャートは実施の形態１の図２とほぼ同一であるが、図５の（ｂ）に示した開弁駆動信号ＰＬ２がＣＰＵ４ｂではなく論理回路５１により生成される点と、（ｄ）に示す補助電源７の充放電特性とが異なるものである。すなわち、補助電源７の充放電特性は、第一の開閉素子２１が閉路する急速給電期間においては補助電源７の昇圧動作が停止して電磁ソレノイド６に対する放電が行われ、急速給電期間が終了して第一の開閉素子２１の出力電圧が主電源１の電圧より低くなると、直ちに補助電源７の昇圧動作が開始されるようにされている。このために急速給電の電圧立ち上がりが早くなり、高速時においても充分な急速給電ができると共に、第一の開閉素子２１の短絡異常に対しては昇圧動作が停止され、電磁ソレノイド６の焼損が防止できる。
【００６３】
上記したようにこの実施の形態においては第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと電磁ソレノイド６と第三の開閉素子２７とが直列に接続されるように構成されている。従って、実施の形態１では第一の開閉素子２１に短絡事故が発生した場合、第三の開閉素子２７を開路して電磁ソレノイド６の焼損を防止したが、この実施の形態では第二の開閉素子２５ｂまたは第三の開閉素子２７のいずれを開路しても電磁ソレノイド６の焼損を防止することができる。また、この実施の形態では第一の開閉素子２１が短絡異常となった場合、上記したように比較器１６ｂの検出により補助電源７の昇圧動作が停止される構成となっているので、第二の開閉素子２５ｂによる開弁動作が開弁信号の立ち上がりと同時に可能になる。
【００６４】
続いて図７により制御の構成を説明すると次の通りである。図７において点線枠にて囲んだ部分の一方が燃料噴射弁の制御装置１００を示すものであり、制御装置１００には運転情報としてアクセルポジションセンサ１０１によるアクセルペダルの踏み込み度合と、水温センサ１０２による内燃機関の冷却水温と、エアフローセンサ１０３による内燃機関の吸気量と、空燃比センサ１０４の排気ガス成分を測定した結果による空燃比と、回転センサ１０５による内燃機関の回転によりＯＮ−ＯＦＦする信号と、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ１０６の信号とが入力される。
【００６５】
アクセルポジションセンサ１０１による信号と水温センサ１０２による信号とは補正信号生成ブロック１０７に入力されて補正信号が生成され、目標スロットルポジション生成ブロック１０８にてアクセルポジションセンサ１０１の検出信号と補正信号生成ブロック１０７による補正信号とが加算されて目標スロットル開度信号が生成される。この目標スルットル開度信号はモータ制御回路ブロック１０９に与えられるが、モータ制御回路ブロック１０９は例えばパワートランジスタによりＯＮ／ＯＦＦ比率制御が行われるものであり、その出力は内燃機関のスロットル弁を開閉駆動するモータ１１０に与えられる。
【００６６】
スロットル弁にはスロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ１１１が設けられており、モータ制御回路ブロック１０９は目標スロットルポジション生成ブロック１０８とスロットルポジションセンサ１１１の検出値とが一致するようにモータ１１０を可逆駆動する。なお、スロットル弁は図示しないが、このモータ制御回路ブロック１０９により開度を制御されるスロットル弁が吸気量制御手段となるものである。
【００６７】
空燃比センサ１０４の信号を入力する補正信号生成ブロック１１２では補正信号が生成され、この補正信号とエアフローセンサ１０３の信号が目標噴射量生成ブロック１１３に加算されて入力され、目標とする燃料噴射量が設定される。開弁時期と開弁期間とを設定する開弁信号生成ブロック１１４は目標噴射量生成ブロック１１３の目標噴射量出力とクランク角センサ１０６の信号に応動して開弁信号ＰＬ１を生成し、給電制御回路ブロック１１５はこの開弁信号ＰＬ１に応動して電磁ソレノイド６に給電し、燃料噴射弁１１６を駆動する。従って、給電制御回路ブロック１１５は図４における論理回路５１と第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７などを包含したものとなる。なお、開弁信号生成ブロック１１４は後述する燃料圧センサ１３２で検出された燃料圧力により燃料噴射期間を補正したり、燃料カット信号ＳＴＰにより開弁信号ＰＬ１を停止したりするものである。
【００６８】
回転速度算出ブロック１１７は回転センサ１０５のパルス密度から内燃機関の回転速度を算出し、回転速度制限閾値設定ブロック１１８は異常発生時の待避運転における内燃機関の上限回転速度を設定するものである。回転速度算出ブロック１１７と回転速度制限閾値設定ブロック１１８の出力は比較増幅器１１９に与えられ、比較増幅器１１９は現在の回転速度と回転速度制限閾値とを入力して比較し、例えば現在の回転速度が２０００ｒｐｍを超過しているときには制限回転信号ＲＰＭを出力する。異常記憶手段１２０は後述する異常表示信号出力ＤＥＲの動作を記憶するものであり、異常記憶手段１２０が異常状態を記憶しているときには吸気補正スイッチ１２１と燃料カットスイッチ１２２を閉路すると共に、警報表示器４５を動作させる。なお、異常記憶手段１２０はＣＰＵ４ｂに備えられた演算処理用ＲＡＭの一部でありエラー信号ＥＲの動作も記憶する。
【００６９】
吸気補正スイッチ１２１が閉路すると、回転速度算出ブロック１１７により算出された現在の回転速度の上昇に伴って目標スロットルポジション生成ブロック１０８による目標スルットル開度が補正され、内燃機関の回転速度の上昇に対する目標スロットル開度が抑制されるように構成されている。すなわち、回転速度の上昇に伴ってアクセルペダルの踏み込み量に対するスロットル開度が抑制され、この吸気補正スイッチ１２１は吸気量抑制手段として機能する。また、燃料カットスイッチ１２２が閉路すると制限回転信号ＲＰＭが燃料カット信号ＳＴＰとして開弁信号生成ブロック１１４に供給され、開弁信号ＰＬ１の生成が停止される。比較増幅器１２３は後述する燃料圧センサ１３２により検出された現在の燃料圧力と上限閾値設定ブロック１２４に設定された上限燃料圧とを比較し、異常表示信号ＤＥＲを発生するものである。
【００７０】
燃料噴射弁１１６は、図７内に点線で囲った他方の枠内に示す燃料供給機構１３４から燃料の供給を受ける。燃料供給機構１３４は内燃機関に駆動されるピストン機構を有する燃料ポンプ１３０と、燃料ポンプ１３０に吸入された燃料の圧縮タイミングを補正して吐出燃料圧を調整する電磁スピル弁１３１と、図示しないデリバリパイプ内の燃料圧力を測定する燃料圧センサ１３２と、図示しないデリバリパイプ内に設けられた定圧リリーフ弁１３３と図示しないデリバリパイプなどから構成される。
【００７１】
また、制御装置１００には、回転速度算出ブロック１１７により算出された内燃機関の回転速度と、スロットルポジションセンサ１１１により検出されたスロットル弁開度、または、アクセルポジションセンサ１０１により検出されたアクセルペダルの踏み込み度合に応動して目標燃料圧を設定する目標燃料圧生成ブロック１２５と、スピル弁制御回路ブロック１２６とを有しており、スピル弁制御回路ブロック１２６は目標燃料圧生成ブロック１２５により設定された目標燃料圧と燃料圧センサ１３２により検出された燃料圧力とが等しくなるように電磁スピル弁１３１の開弁期間を制御する。従って、回転速度などの上昇に伴って燃料圧は変化し、短い開弁期間でも充分な燃料供給が可能となる。
【００７２】
以上のように構成されたこの発明の実施の形態２による燃料噴射弁制御装置において、図５と図６とに基づきその動作を説明すると次の通りである。図において、キースイッチ２がＯＮされるとＣＰＵ４ｂが動作を開始し、図５の（ａ）に示す開弁信号ＰＬ１を出力する。この信号により論理回路５１が動作して図５の（ｂ）と（ｅ）〜（ｇ）に示すような開弁駆動信号ＰＬ２と制御信号Ａ〜Ｃとを出力する。これらの信号により第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７がＯＮ−ＯＦＦ制御されると共に第一の開閉素子２１がＯＦＦしている期間には、補助電源７内の高圧用コンデンサ１０が所定の電圧まで充電される。
【００７３】
急速給電期間においては、開弁信号ＰＬ１、開弁駆動信号ＰＬ２、制御信号Ａ〜Ｃの全てが論理レベルＨとなり、第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７とが全てＯＮとなり、高圧用コンデンサ１０から第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７とを介して電磁ソレノイド６に急速給電が行われ、燃料噴射弁の開弁動作が行われる。電磁ソレノイド６の電流がＩａに達すると比較増幅器４７ａが検知して論理回路５１が制御信号Ａのみを論理レベルＬとする結果、第一の開閉素子２１がＯＦＦとなって主電源１から逆流阻止ダイオード２８ｂを介して電磁ソレノイド６には持続給電が行われる。なお、この実施の形態において急速給電電流の検出に比較増幅器４７ａを使用するのは燃料圧力による制御を容易とするためである。
【００７４】
続く開弁保持期間においては、開弁駆動信号ＰＬ２がＬレベルに転じ、制御信号Ｂが比較増幅器４７ｂの動作により論理レベルＨとＬに交互に変化して第二の開閉素子２５ｂが断続動作することにより、電磁ソレノイド６には開弁保持電流が供給されることになる。なお、開弁保持電流は電磁ソレノイド６による開弁保持の可能な、なるべく小さな電流値に設定される。燃料供給の終了は制御信号Ｃが論理レベルＬに転ずることのより行われ、開弁駆動期間終了時の所定時間、また開弁保持期間の終了と共に制御信号Ｃが論理レベルＬに転ずることにより第三の開閉素子２７がＯＦＦして余剰な減衰電流を速やかに減衰させたり、漸減減衰電流による閉弁動作の遅れを低減して急速閉弁動作を行う。
【００７５】
電磁ソレノイド６の励磁電流が図５（ｃ）に示すＩａを超過したときに比較増幅器４７ａの出力論理レベルがＨとなり、Ｉｃ以下になるとＬに復帰するが、ピーク電流Ｉａの閾値は図６の（ａ）に示す特性に基づき、ＣＰＵ４ｂの設定信号ＳＥ１により燃料圧に応じて閾値信号発生手段４９ａに書き込み設定される。また、電磁ソレノイド６の励磁電流が図５（ｃ）の上限電流Ｉｄを超えたときに比較増幅器４７ｂの出力論理レベルがＨとなり、下限電流Ｉｅ以下になると論理レベルがＬに復帰するが、この上限電流Ｉｄの閾値は図６（ｂ）に示す特性に基づき、ＣＰＵ４ｂの設定信号ＳＥ２により燃料圧に応じて上限閾値発生手段４９ｂに書き込み設定される。従って、設定信号ＳＥ１と閾値信号発生手段４９ａ、ＳＥ２と上限閾値発生手段４９ｂは、燃料圧に応じて急速給電と開弁保持電流を設定変更する設定変更手段となる。
【００７６】
このように燃料圧力に応じて急速給電の電流値ピーク値Ｉａと開弁保持電流の上限値Ｉｄとを信号ＳＥ１とＳＥ２とにより変化させるが、これにより、燃料圧力が上昇しても充分な開弁力と開弁保持力とが得られると共に、燃料圧力が低い間においては急速給電と開弁保持の電流を低下させることができ、特に急速給電電流の低下は電磁ソレノイド６や第一の開閉素子２１との温度抑制に効果的である。
【００７７】
なお、燃料噴射弁、従って、電磁ソレノイド６は複数気筒の各気筒に設けられ、第三の開閉素子２７は各電磁ソレノイド６に対して個別に設けられるものであるが、第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂは相互に連続して燃料噴射が行われない一対の電磁ソレノイド６に対して共用され、補助電源７は全ての電磁ソレノイド６に対して共用されるようにされる。従って、四気筒内燃機関の場合であれば電磁ソレノイド６と第三の開閉素子２７とは各四個使用され、第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂとは各二個使用され、補助電源７は一個の使用となる。
【００７８】
また、論理回路５１は四気筒内燃機関の各電磁ソレノイド６に対して制御信号Ａ、Ｂ、Ｃを個別に出力することになる（例えば、Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、）が、制御信号Ａ１とＡ３とを論理和してＡ１３とし、制御信号Ａ２とＡ４とを論理和してＡ２４として一対の第一の開閉素子２１を制御する。同様に制御信号Ｂ１とＢ３とを論理和してＢ１３とし、制御信号Ｂ２とＢ４とを論理和してＢ２４として一対の第二の開閉素子２５ｂを制御する。
【００７９】
図７の制御ブロック図において、スロットル弁を駆動するモータ１１０は、アクセルポジションセンサ１０１や水温センサ１０２に応動する目標スロットルポジション生成ブロック１０８の目標スロットル開度信号とスロットルポジションセンサ１１１によるスロットル弁開度とが一致するようにモータ制御回路ブロック１０９から駆動される。開弁信号生成ブロック１１４は、エアフローセンサ１０３や空燃比センサ１０４に応動して目標燃料噴射量を設定する目標噴射量生成ブロック１１３から指令された目標燃料噴射量とクランク角センサ１０６からのクランク角信号とに基づき開弁信号ＰＬ１を生成する。
【００８０】
なお、噴射燃料の圧力は目標燃料圧生成ブロック１２５により設定され、電磁スピル弁１３１と燃料圧センサ１３２とにより帰還制御されるが、燃料噴射弁１１６の開弁時期を一定にした場合の燃料噴射量は燃料圧の平方根にほぼ比例する関係にあり、内燃機関の回転速度が低くて軽負荷であれば、すなわちスロットル弁の開度が小さいときには燃料圧を下げて燃料噴射の開弁期間を大きくし、高回転で高負荷運転時には限られた開弁期間内で必要量の燃料噴射を行うために燃料圧を高めるような制御が行われる。開弁信号ＰＬ１に応動する給電制御回路ブロック１１５の動作については図８に基づき後述する。
【００８１】
燃料圧センサ１３２による燃料圧が図６に示したＭＰ２を超えると比較増幅器１２３が異常表示信号ＤＥＲを出力し、異常記憶手段１２０がこれを記憶して警報表示器４５が動作する。なお、異常記憶手段１２０はエラー信号ＥＲの動作も記憶するものであり、上記したように異常記憶手段１２０が異常記憶を行うと吸気補正スイッチ１２１と燃料カットスイッチ１２２とが閉路する。吸気補正スイッチ１２１が閉路すると回転速度算出ブロック１１７が演算する内燃機関の回転速度の上昇に伴って目標スロットルポジション生成ブロック１０８による回転速度に対する目標スロットル開度を減少させ、内燃機関の回転速度を抑制するように動作する。
【００８２】
この動作は燃料カットではないために内燃機関の振動などが防止でき、後述するように低回転運転であるために第一の開閉素子２１の異常に対しても確実に走行することができる。しかし、降坂運転時などの軽負荷時では内燃機関の回転速度抑制ができないので、回転速度制限閾値設定ブロック１１８で設定された回転速度を超えたときには比較増幅器１１９が制限回転信号ＲＰＭを出力し、燃料カットスイッチ１２２を介して燃料カット信号ＳＴＰを開弁信号生成ブロック１１４に与えて開弁信号ＰＬ１を停止する。
【００８３】
続いて論理回路５１の論理動作と等価な動作を図８のフローチャートに基づき説明すると、図８のステップ８００は周期的に活性化されて動作を開始するステップであり、ステップ８０１では開弁信号ＰＬ１が論理レベルＬからＨに変わったかどうかを判定する。ここでＰＬ１がＨレベルになっておればステップ８０２に進んで開弁駆動期間を設定するタイマＴｋを起動させ（開弁駆動信号ＰＬ２をＨレベルとし）、続くステップ８０３では起動されたタイマＴｋがタイムアップしたかどうかを判定する。タイマＴｋがタイムアップしていなければステップ８０４に進み、制御信号Ａ、制御信号Ｂ、制御信号Ｃを論理レベルＨにする。これにより、第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７とが全てＯＮとなり電磁ソレノイド６に対する急速給電が開始される。
【００８４】
続くステップ８０５では比較増幅器４７ａの出力が論理レベルＨであることを監視して電磁ソレノイド６の励磁電流がピーク電流Ｉａに達したかどうかを判定する。ピーク電流Ｉａに達していなければステップ８０３に戻ってステップ８０５までを繰り返し、励磁電流がピーク電流Ｉａに達するのを待つと共にピーク電流Ｉａに達するとステップ８０６に進み、制御信号Ａを論理レベルＬにし、制御信号Ｂと制御信号Ｃとは論理レベルＨを継続する。従って、このステップでは第一の開閉素子２１が開路し、第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７とはＯＮを継続して電磁ソレノイド６に対する持続給電が行われることになる。なお、ステップ８０５にて補助電源７の電圧不足や第一の開閉素子２１のトラブルなどでピーク電流Ｉａに達する前にステップ８０３でタイムアップになったときにはステップ８０７に移行してエラー信号ＥＲが出力される。
【００８５】
ステップ８０６の処理が完了するとステップ８０８に進み、このステップではステップ８０３で起動されたタイマＴｋがタイムアップしたかどうかを判定し、タイムアップしていなければステップ８０６とステップ８０８とを繰り返すと共に、タイムアップしておればステップ８０９に進んでタイマＴｋをリセットする。なお、ステップ８０７にてエラー信号ＥＲを出力した後もステップ８０９にてタイマＴｋをリセットする。タイマＴｋをリセットした後はステップ８１０に進み、制御信号Ａは論理レベルＬを維持し、制御信号Ｂと制御信号Ｃとを論理レベルＨからＬに変更する。従って、このステップでは第一の開閉素子２１は開路を継続し、第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７も開路して電磁ソレノイド６の励磁電流は高速遮断される。
【００８６】
続くステップ８１１では比較増幅器４７ａの出力が論理レベルＬであるかどうかを監視しながら電磁ソレノイド６の励磁電流が減衰判定電流値のＩｃ以下になったかどうかを判定し、Ｉｃ以下でなければステップ８１０とステップ８１１を繰り返し、Ｉｃ以下になればステップ８１２に進んで開弁信号ＰＬ１の論理レベルがＨからＬに復帰したかどうかを判定する。そして論理レベルがＬに復帰していなければ次のステップ８１３に進む。従って、このステップ８１１は減衰電流判定手段となるものであり、この減衰電流判定手段の出力により制御信号Ｃが再び立ち上がって第三の開閉素子２７が閉路する。
【００８７】
ステップ８１３では比較増幅器４７ｂの出力が論理レベルＬであるかどうかを監視して電磁ソレノイド６の励磁電流が帰還制御の下限値Ｉｅ以下になったかどうかを判定し、Ｉｅ以下であればステップ８１４に進んで制御信号Ａは論理レベルＬを維持し、制御信号Ｂと制御信号ＣとをＬレベルからＨレベルに変更する。従って、このステップでは第一の開閉素子２１は開路を継続し、第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７はＯＦＦからＯＮに転じて電磁ソレノイド６に対する開弁保持給電が開始され、励磁電流を下限値Ｉｅ以上にすることになる。従って、第二の開閉素子２５ｂは比較増幅器４７ｂ一個の出力信号により確実にＯＮ−ＯＦＦし、回路構成を単純化できる。なお、制御信号Ｃは開弁信号ＰＬ１が論理レベルＨであるとき、ステップ８１１の判定がＹＥＳであるときにＨレベルとなるものであるが便宜上一括表示したものである。
【００８８】
続くステップ８１５にはステップ８１４の完了後とステップ８１３にて電磁ソレノイド６の励磁電流が帰還制御の下限値Ｉｅ以下になっていないときに進み、ここでは比較増幅器４７ｂの出力が論理レベルＨであるかどうかを監視して電磁ソレノイド６の励磁電流が帰還制御の上限値Ｉｄ以上になったかどうかを判定する。ここで、励磁電流がＩｄ以上になっておればステップ８１６に進み、制御信号ＡはＬを維持し、制御信号ＢはＨからＬに変更し、制御信号ＣはＨを維持するか、ステップ８１３にて励磁電流がＩｅ以上であった場合はＬからＨに変化させる。このステップにより第一の開閉素子２１は開路を継続し、第二の開閉素子２５ｂは開路し、第三の開閉素子２７はＯＮして電磁ソレノイド６の励磁電流はなだらかに減衰する。
【００８９】
ステップ８１５にて励磁電流がＩｄ以上になっていないとき、および、ステップ８１６の完了後はステップ８１２に戻って開弁信号ＰＬ１の論理レベルＨである間はステップ８１３からステップ８１６、すなわち点線で囲ったステップ８１７を繰り返して実行し、電磁ソレノイド６の励磁電流がＩｅからＩｄまでの範囲に維持されるように制御する。このステップ８１７は図５に示した開弁保持期間に相当し、保持電流制御に関する帰還制御手段となるものである。
【００９０】
ステップ８１８にはステップ８０１にて開弁信号ＰＬ１が論理レベルＬであった場合、または、ステップ８１２にて開弁信号ＰＬ１がＨレベルからＬレベルに変化した場合に進み、ここでは制御信号Ａ〜Ｃの全てが論理レベルＬとなり、第一の開閉素子２１と第二の開閉素子２５ｂと第三の開閉素子２７の全てがＯＦＦとなって電磁ソレノイド６に対する給電が停止される。続くステップ８１９ではキースイッチ２が投入されてから所定時間後にタイムアップ信号を出力する図示しない電源タイマの動作を監視して所定時間が経過したかどうかを判定する。この所定時間は例えば主電源１の電圧が最小値Ｖｂｍｉｎであるときに、補助電源７の高圧用コンデンサ１０が０Ｖから最大値のＶｐｍａｘまで充電されるのに必要な時間に設定されている。
【００９１】
ステップ８１９にて所定時間が経過しておればステップ８２０に進んで例えば補助電源７の出力電圧が所定の最小電圧Ｖｐｍｉｎ以上になっているかどうかを判定する。この判定は論理回路５１に接続された図示しない比較回路を監視することにより行われる。ここで、判定がＮＯであり、所定電圧に達していなければステップ８２１に進んでエラー信号ＥＲを出力してステップ８２２に進む。ステップ８１９での判定がＮＯであったとき、およびステップ８２０での判定がＹＥＳであったときにもステップ８２２に進むが、このステップ８２２は動作終了のステップであり、論理回路５１がその他の制御を行うための待機を行ってからステップ８００の動作開始ステップに復帰する。
【００９２】
ステップ８０７、または、ステップ８２１にてエラー信号ＥＲがセットされるとＣＰＵ４ｂは開弁信号ＰＬ１の出力時期を早めたり、論理回路５１が開弁駆動信号ＰＬ２の終了時期を遅らせたりして開弁駆動信号ＰＬ２の発生期間を延長すると共に、警報表示器４５を動作させる。ステップ８０３の動作は急速給電異常検出手段として、また、ステップ８２０の動作は補助電源異常検出手段としての機能であり、ステップ８０７は急速給電処理手段としての、また、ステップ８２１は補助電源異常処理手段としての機能を有するものである。
【００９３】
従って、補助電源７が異常となって電圧が充分立ち上がらない場合、または、第一の開閉素子２１が短絡して急速給電ができない場合であっても逆流阻止ダイオード２８ｂから第二の開閉素子２５ｂを介して主電源１からの電流を電磁ソレノイド６に給電することができ、応答遅れが発生するものの燃料噴射弁を動作させて待避運転を行うことができるものである。なお、ステップ８０７と８２１でエラー信号ＥＲが発生した場合には、開弁駆動期間を延長するのみでなく、図７に示した異常記憶手段１２０の出力により高速回転時の燃料カット信号ＳＴＰが有効となって内燃期間の回転速度が抑制されるので、充分な開弁時間を確保することができるものである。
【００９４】
以上の通りこの発明による燃料噴射弁制御装置は、車両用内燃機関の燃料噴射弁制御装置、特に、高圧燃料ポンプから吐出される燃料圧力に応動して燃料噴射用電磁弁を高速駆動するものであり、燃料圧制御手段が異常となっても燃料噴射が可能であり、しかも焼損事故が発生せずに待避運転を可能にするものである。待避運転手段としてモータによるスロットル弁開度制御手段を有する内燃機関の場合、まずスッロトル弁開度の抑制が行われるが、それでも回転速度の抑制ができない軽負荷運転時の場合や、モータによるスロットル弁開度制御手段を持たない内燃機関の場合には、燃料カット運転が行われるようになっている。燃料カット運転としては複数の気筒の内、一部の気筒にのみ燃料カットを行い、それでも回転抑制ができない場合にはさらに多くの気筒に対する燃料カットを行うような制御を付加することができる。
【００９５】
また、燃料圧が過大であるときには図１に示した増幅回路３１のトランジスタ４３により電流検出のフィードバック値を変更してピーク電流Ｉａや開弁保持電流Ｉｃを増加させたり、図４の閾値や上限閾値を設定する設定信号ＳＥ１やＳＥ２の内容を図６のピーク電流閾値ＩＰ３や保持電流閾値Ｉｈ３のように急増させると共に、内燃機関の回転速度が抑制されるようにしたので、電磁ソレノイド６や各開閉素子に対する平均電流が抑制されて焼損が防止されるものであるが、例えば燃料圧が正常時であっても保持電流閾値を大きな値のＩｈ３に固定しておくことも可能であり、燃料圧が過大時には急速給電におけるピーク電流の閾値または保持電流の上限閾値のいずれか一方の設定変更を行うようにしてもよい。この場合、正常燃料圧で正常運転しているときには不必要に大きな励磁電流が流れることになるが、急速給電電流または開弁保持電流の一方、特に急速給電電流が低減されておれば正常運転時における電磁ソレノイド６や各開閉素子の温度上昇は大幅に抑制することができるものである。
【００９６】
以上に説明した各実施の形態では燃料圧が過大になったときの待避運転について説明したが、燃料圧が過小となった場合には燃料噴射量が不足して内燃機関の異常回転上昇はないので燃料カットの制御は不要である。しかし、スロットル弁開度が大でしかも燃料圧が過小であるときには異常記憶手段を動作させて警報表示器を動作させることが望ましい。また、ウオッチドッグタイマを設けてＣＰＵの暴走監視を行い暴走異常発生時にも異常記憶手段を動作させて警報表示器を動作させると共に、吸気抑制や燃料カット運転を行うようにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
この発明による燃料噴射弁制御装置は、高圧燃料ポンプを持つ内燃機関、直噴式のガソリンエンジンの他、ジーゼルエンジンの燃料噴射装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】この発明の実施の形態１による燃料噴射弁制御装置の構成を説明する全体回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１による燃料噴射弁制御装置の動作を説明するタイムチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による燃料噴射弁制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２による燃料噴射弁制御装置の構成を説明する全体回路図である。
【図５】この発明の実施の形態２による燃料噴射弁制御装置の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による燃料噴射弁制御装置の動作を説明する特性図である。
【図７】この発明の実施の形態２による燃料噴射弁制御装置の制御動作を説明するブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２による燃料噴射弁制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１  主電源、２  キースイッチ、３  定電圧電源、
４ａ、４ｂ  ＣＰＵ、５ａ  センサ群、５ｂ  電気負荷群、
６  電磁ソレノイド、７  補助電源、８  誘導素子、
９  ダイオード、１０  高圧用コンデンサ、１１  励磁用開閉素子、
１２  電流検出抵抗、１３  ゲート回路、
１４、２０、２４、２６  駆動抵抗、１５  判定回路、
１６  反転論理素子、１６ａ  比較器、１７、５１  論理回路、
１８、２２  ベース抵抗、１９、２３、４３  駆動トランジスタ
２１  第一の開閉素子、２５、２５ｂ  第二の開閉素子、
２７  第三の開閉素子、２８、２８ｂ  逆流阻止ダイオード、
２９  電流検出抵抗、３０  転流ダイオード、３１  増幅回路、
３２  Ａ／Ｄ変換器、３３  異常記憶回路、３４、４５  警報表示器、
３５  リセット信号発生回路、３６  論理積素子（回転速度制御手段）、
３７  増幅器、３８  抵抗、３９、４０、４１  分圧抵抗、
４２  側路分圧抵抗、４４  駆動抵抗、４４ａ  開路用安定抵抗、
４６  増幅回路、４７ａ、４７ｂ  比較増幅器、
４８ａ、４８ｂ  入力抵抗、４９ａ  閾値信号発生手段、
４９ｂ  上限閾値発生手段、５０ａ、５０ｂ  正帰還抵抗、
１００  制御装置、１０１  アクセルポジションセンサ、
１０２  水温センサ、１０３  エアフローセンサ、
１０４  空燃比センサ、１０５  回転センサ、
１０６  クランク角センサ、１０７  補正信号生成ブロック、
１０８  目標スロットルポジション生成ブロック、
１０９  モータ制御回路ブロック、１１０  モータ、
１１１  スロットルポジションセンサ（吸気量制御手段）、
１１２  補正信号生成ブロック、１１３  目標噴射量生成ブロック、
１１４  開弁信号生成ブロック、１１５  給電制御回路ブロック、
１１６  燃料噴射弁、１１７  回転速度算出ブロック、
１１８  回転速度制限閾値設定ブロック、
１１９、１２３  比較増幅器、１２０  異常記憶手段、
１２１  吸気補正スイッチ、１２２  燃料カットスイッチ、
１２４  上限閾値設定ブロック、１２５  目標燃料圧生成ブロック、
１２６  スピル弁制御回路ブロック、１３０  燃料ポンプ、
１３１  電磁スピル弁、１３２  燃料圧センサ、
１３３  定圧リリーフ弁、１３４  燃料供給機構。
【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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