(57)【要約】【課題】充電時間を短縮しつつ、昇圧部を構成するスイッチの過度な発熱を抑制できる電子制御装置を提供すること。【解決手段】直噴インジェクタを開弁させるための昇圧電圧を生成する昇圧回路１２は、コンデンサＣ１と充電回路２４を有する。充電回路は、バッテリ電圧ＶＢを昇圧するコイルと充電スイッチをそれぞれ含み、互いに並列に接続された複数の昇圧部２６と、共通に設けられた電流検出用の抵抗Ｒ１を有する。昇圧動作を制御する制御ＩＣ２２は、エンジン回転数が高回転の場合、目標電流値として第１電流値を設定するとともに、充電スイッチを同じタイミングでオンさせ、第１電流値に達するとオンさせた全てのスイッチをオフさせる。低回転の場合、目標電流値として第１電流値よりも低い第２電流値を設定するとともに、第１回転数の場合よりも少ない数のスイッチをオンさせる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する直噴インジェクタ（１００）を開弁させるための昇圧電圧を生成する昇圧回路（１２）と、
前記昇圧回路による昇圧動作を制御する制御部（２２）と、
を備え、
前記昇圧回路は、
コンデンサ（Ｃ１）と、
電源電圧を昇圧するコイル（Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎ）と、前記コイルへの通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ（Ｑ１，Ｑ２，…Ｑｎ）と、をそれぞれ含み、互いに並列に接続された複数の昇圧部（２６）と、複数の前記昇圧部に共通に設けられ、各スイッチのオンオフにより流れる電流を検出する電流検出部（Ｒ１）と、を備え、前記電源電圧を昇圧して前記コンデンサを充電する充電回路（２４）と、
を有し、
前記制御部は、
前記電流検出部により検出される電流値が目標電流値に到達すると前記スイッチをオフさせ、
前記内燃機関の回転数が第１回転数の場合、前記目標電流値として第１電流値を設定するとともに、複数の前記スイッチを同じタイミングでオンさせ、前記第１電流値に達するとオンさせた全ての前記スイッチをオフさせ、
前記第１回転数よりも低い第２回転数の場合、前記目標電流値として前記第１電流値よりも小さい第２電流値を設定するとともに、前記第１回転数の場合よりも少ない数の前記スイッチをオンさせ、前記第２電流値に達するとオンさせた全ての前記スイッチをオフさせる電子制御装置。
【請求項２】
前記直噴インジェクタが、多気筒の前記内燃機関の各気筒に設けられた請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記制御部は、次の気筒の噴射開始までの間に前記コンデンサの充電が完了するように、前記第１電流値を設定する電子制御装置。
【請求項３】
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する直噴インジェクタ（１００）を開弁させるための昇圧電圧を生成する昇圧回路（１２）と、
前記昇圧回路による昇圧動作を制御する制御部（２２）と、
を備え、
前記昇圧回路は、
コンデンサ（Ｃ１）と、
電源電圧を昇圧するコイル（Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎ）と、前記コイルへの通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ（Ｑ１，Ｑ２，…Ｑｎ）と、をそれぞれ含み、互いに並列に接続された複数の昇圧部（２６）と、各スイッチのオンオフにより流れる電流を検出する電流検出部（Ｒ１，Ｒ２，…Ｒｎ，Ｒｃ）と、を備え、前記電源電圧を昇圧して前記コンデンサを充電する充電回路（２４）と、
を有し、
前記制御部は、
前記電流検出部により検出される電流値が目標電流値に到達すると前記スイッチをオフさせ、
前記内燃機関の回転数が第１回転数の場合、複数の前記スイッチを、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせ、前記第１回転数よりも低い第２回転数の場合、前記第１回転数の場合よりも少ない数の前記スイッチをオンさせる電子制御装置。
【請求項４】
前記電流検出部は、複数の前記昇圧部に対して共通に設けられ、
前記制御部は、前記内燃機関の回転数が第１回転数の場合、複数の前記スイッチを、任意の前記スイッチをオフさせて前記電流検出部により検出される電流値が所定の電流値まで低下すると、次の前記スイッチをオンさせるように、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる請求項３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記充電回路は、前記昇圧部に対応して前記電流検出部を複数有し、
前記制御部は、前記内燃機関の回転数が第１回転数の場合、複数の前記スイッチを、オンタイミングの一部がオーバーラップするように、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる請求項３に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、各スイッチの異常を検出する異常検出部（Ｓ１０，Ｓ２０）を有しており、
前記制御部は、前記スイッチのうちの少なくともひとつの異常を検出すると、異常が検出されたスイッチを除く前記スイッチのみを用いて、昇圧動作を制御する請求項１〜５いずれか１項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する直噴インジェクタを開弁させるための昇圧電圧を生成する昇圧回路と、昇圧回路による昇圧動作を制御する制御部と、を備える電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関（エンジン）の燃焼室内に燃料を噴射する直噴インジェクタを開弁させるための昇圧電圧を生成する昇圧回路と、昇圧回路による昇圧動作を制御する制御部と、を備える電子制御装置が開示されている。
【０００３】
この電子制御装置において、昇圧回路は、コンデンサと、電源電圧を昇圧してコンデンサを充電する充電回路と、を有している。充電回路は、電源電圧を昇圧するコイルと、コイルへの通電及び通電遮断を切り替えるスイッチと、を一組有している。制御部は、エンジン回転数に基づいて算出したオンオフ周期でスイッチを作動させる。
【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】
ところで、多気筒化などのために、コンデンサへの充電時間を短縮させたいという要望がある。上記した従来の電子制御装置によれば、オンデューティ（ＰＷＭ周期中のオン時間の割合）を大きくすることで、充電時間を短くすることが可能である。しかしながら、オンデューティを大きくすることのみでは時間短縮が不十分な場合も考えられ、このような場合には、コイルに流れる電流を大きくしなければならない。すると、スイッチにも大きな電流が流れることとなり、スイッチの発熱が問題となる。
【０００６】
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、充電時間を短縮しつつ、昇圧部を構成するスイッチの過度な発熱を抑制できる電子制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
本開示のひとつは、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する直噴インジェクタ（１００）を開弁させるための昇圧電圧を生成する昇圧回路（１２）と、
昇圧回路による昇圧動作を制御する制御部（２２）と、
を備え、
昇圧回路は、
コンデンサ（Ｃ１）と、
電源電圧を昇圧するコイル（Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎ）と、コイルへの通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ（Ｑ１，Ｑ２，…Ｑｎ）と、をそれぞれ含み、互いに並列に接続された複数の昇圧部（２６）と、複数の昇圧部に共通に設けられ、各スイッチのオンオフにより電流を検出する電流検出部（Ｒ１）と、を備え、電源電圧を昇圧してコンデンサを充電する充電回路（２４）と、
を有し、
制御部は、
電流検出部により検出される電流値が目標電流値に到達するとスイッチをオフさせ、
内燃機関の回転数が第１回転数の場合、目標電流値として第１電流値を設定するとともに、複数のスイッチを同じタイミングでオンさせ、第１電流値に達するとオンさせた全てのスイッチをオフさせ、
第１回転数よりも低い第２回転数の場合、目標電流値として第１電流値よりも小さい第２電流値を設定するとともに、第１回転数の場合よりも少ない数のスイッチをオンさせ、第２電流値に達するとオンさせた全てのスイッチをオフさせる。
【０００９】
これによれば、充電回路が、互いに並列に接続された複数の昇圧部を有している。そして、内燃機関の回転数が、第２回転数よりも高い第１回転数の場合、制御部は、目標電流値として第２電流値よりも高い第１電流値を設定するとともに、複数のスイッチを同時にオンオフさせる。複数のスイッチが同時にオンするため、電流検出部が検出する電流値は、オンされたスイッチに対応するコイルに流れる電流の総和となる。したがって、充電時間を短縮することができる。
【００１０】
また、複数のコイルに流れる電流の総和により、充電時間を短縮するため、スイッチの過度な発熱を抑制することができる。
【００１１】
本開示の他のひとつは、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する直噴インジェクタ（１００）を開弁させるための昇圧電圧を生成する昇圧回路（１２）と、
昇圧回路による昇圧動作を制御する制御部（２２）と、
を備え、
昇圧回路は、
コンデンサ（Ｃ１）と、
電源電圧を昇圧するコイル（Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎ）と、コイルへの通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ（Ｑ１，Ｑ２，…Ｑｎ）と、をそれぞれ含み、互いに並列に接続された複数の昇圧部（２６）と、各スイッチのオンオフにより流れる電流を検出する電流検出部（Ｒ１，Ｒ２，…Ｒｎ）と、を備え、電源電圧を昇圧してコンデンサを充電する充電回路（２４）と、
を有し、
制御部は、
電流検出部により検出される電流値が目標電流値に到達するとスイッチをオフさせ、
内燃機関の回転数が第１回転数の場合、複数のスイッチを、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせ、第１回転数よりも低い第２回転数の場合、第１回転数の場合よりも少ない数のスイッチをオンさせる。
【００１２】
これによれば、充電回路が、互いに並列に接続された複数の昇圧部を有している。そして、内燃機関の回転数が、第２回転数よりも高い第１回転数の場合、制御部は、複数のスイッチを、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる。すなわち、任意のスイッチがオフの期間で、それとは別のスイッチをオンさせる。これにより、昇圧部を１つしか備えない従来の構成ではスイッチのオフにより電流が流れない期間においても、電流が流れる。したがって、充電時間を短縮することができる。
【００１３】
また、複数のコイルに流れる電流により充電時間を短縮するため、スイッチの過度な発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る電子制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】昇圧回路の概略構成を示す図である。
【図３】直流電流とインダクタンスとの関係を示す図である。
【図４】直流電流とエネルギとの関係を示す図である。
【図５】低回転時における昇圧制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】高回転時における昇圧制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】第１変形例を示すタイミングチャートである。
【図８】第２実施形態に係る電子制御装置において、高回転時における昇圧制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】第２変形例に係る電子制御装置の概略構成を示す図である。
【図１０】第２変形例において、高回転時における昇圧制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】第３実施形態に係る電子制御装置の概略構成を示す図である。
【図１２】制御部が実行する異常検出処理を示すフローチャートである。
【図１３】高回転時に異常を検出した場合の昇圧制御の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。
【００１６】
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る電子制御装置の概略構成を説明する。本実施形態の電子制御装置は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成されている。以下においては、エンジンＥＣＵとしての機能のうち、インジェクタの駆動を制御する機能、すなわち燃料噴射を制御する機能について説明する。
【００１７】
図１に示す電子制御装置１０は、車両のエンジンルームに配置されており、エンジン（内燃機関）の燃焼室内に、直接、燃料を噴射するインジェクタ１００の駆動を制御する。本実施形態では、直噴型ガソリンエンジンの各気筒に設けられた複数のインジェクタを制御する。図１では、便宜上、複数のインジェクタ１００のうち、１つのみを示している。インジェクタ１００が直噴インジェクタに相当する。
【００１８】
インジェクタ１００は、ソレノイド１００ａ（コイル）を有している。ソレノイド１００ａの上流側は、電子制御装置１０の端子Ｐ１に接続され、下流側は端子Ｐ２に接続されている。
【００１９】
電子制御装置１０は、昇圧回路１２、放電スイッチ１４、定電流スイッチ１６、ローサイドスイッチ１８、マイコン２０、及び制御ＩＣ２２を備えている。
【００２０】
昇圧回路１２は、図２に示すように、コンデンサＣ１と、コンデンサＣ１を充電するための充電回路２４と、を有している。
【００２１】
コンデンサＣ１は、電解コンデンサである。コンデンサＣ１は、開弁駆動時にソレノイド１００ａに印加するエネルギを蓄える。
【００２２】
充電回路２４は、バッテリ電圧ＶＢを昇圧して、コンデンサＣ１を充電する回路である。バッテリ電圧ＶＢが電源電圧に相当する。充電回路２４は、互いに並列に接続された複数の昇圧部２６と、電流検出用の抵抗Ｒ１と、を有している。抵抗Ｒ１が、電流検出部に相当する。
【００２３】
複数の昇圧部２６は、複数のコイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎと、コイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎと同数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎと、コイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎと同数のダイオードＤ１，Ｄ２，…Ｄｎと、を有している。そして、コイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎのひとつと、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのひとつと、ダイオードＤ１，Ｄ２，…Ｄｎのひとつとにより、１つの昇圧部２６が構成されている。たとえば、コイルＬ１、充電スイッチＱ１、ダイオードＤ１により昇圧部２６が構成されている。なお、Ｌｎ，Ｑｎ，Ｄｎのｎは２以上の自然数である。一例として、本実施形態では、ｎ＝３とする。また、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎがスイッチに相当する。
【００２４】
電子制御装置１０の端子Ｐ３にはバッテリ電圧ＶＢが供給される。端子Ｐ３には、電源ライン２８が接続されている。図２に示すように、各コイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎの一端は、電源ライン２８に接続されている。各コイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎの他端には、対応する充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎが接続されている。本実施形態では、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎとしてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用しており、ドレインが対応するコイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎに接続されている。充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのソースは、共通の抵抗Ｒ１を介して、グランドに接続されている。
【００２５】
また、コイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎと充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎとの接続点には、逆流阻止のために対応するダイオードＤ１，Ｄ２，…Ｄｎのアノードが接続されている。たとえばコイルＬ１と充電スイッチＱ１との接続点には、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，Ｄ２，…Ｄｎのカソードは、コンデンサＣ１の正極に接続されている。コンデンサＣ１の負極は、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎと抵抗Ｒ１との接続点に接続されている。
【００２６】
図１に戻り、放電スイッチ１４は、昇圧回路１２（コンデンサＣ１）と端子Ｐ１との間に配置されている。放電スイッチ１４は、オンすることで、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギを、端子Ｐ１を介してソレノイド１００ａに放電させる。本実施形態では、放電スイッチ１４として、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。放電スイッチ１４のソースは、ダイオードＤ１，Ｄ２，…ＤｎとコンデンサＣ１との接続点、すなわちコンデンサＣ１の正極に接続され、ドレインは、端子Ｐ１を介してソレノイド１００ａの上流側に接続されている。
【００２７】
定電流スイッチ１６は、端子Ｐ１に対して上流側に配置されており、オンすることで、端子Ｐ１を介してソレノイド１００ａにバッテリ電圧ＶＢを供給する。本実施形態では、定電流スイッチ１６として、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。定電流スイッチ１６のソースは電源ライン２８に接続されており、ドレインは、逆流阻止用のダイオード３０及び端子Ｐ１を介して、ソレノイド１００ａの上流側に接続されている。ダイオード３０のアノードは、定電流スイッチ１６のドレインに接続され、カソードは放電スイッチ１４のドレインに接続されている。ダイオード３０と放電スイッチ１４との接続点と、グランドとの間には、還流用のダイオード３２がアノードをグランド側にして配置されている。
【００２８】
ローサイドスイッチ１８は、ソレノイド１００ａに対応して設けられるとともに対応するソレノイド１００ａの下流側に配置されている。ローサイドスイッチ１８は、オンすることで、対応するソレノイド１００ａの下流側をグランドに接続させる。本実施形態では、ローサイドスイッチ１８として、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。ローサイドスイッチ１８のソースは、電流検出用の抵抗３４を介してグランドに接続されており、ドレインは、端子Ｐ２を介してソレノイド１００ａの下流側に接続されている。
【００２９】
マイコン２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。たとえば、マイコン２０は、エンジンが出力すべき目標トルクを算出する。また、エンジンが要求される目標トルクを生じるために、図示しないスロットルバルブを適切な開度に制御するとともに、エンジンの燃料噴射量及び点火タイミングを制御する。
【００３０】
マイコン２０は、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度など、図示しない各種センサにて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、インジェクタ１００に対応する噴射信号ＴＱを生成し、制御ＩＣ２２に出力する。マイコン２０は、開弁を指示する期間において、噴射信号ＴＱとして電圧レベルがＨレベルの信号を出力し、閉弁を指示する期間において、噴射信号ＴＱとしてＬレベルの信号を出力する。
【００３１】
制御ＩＣ２２は、抵抗Ｒ１に流れる充電電流Ｉｃと、抵抗３４に流れる駆動電流Ｉａの値を取得する。また、制御ＩＣ２２は、コンデンサＣ１の正極側の電圧、すなわち昇圧電圧ＶＣと、バッテリ電圧ＶＢの値を取得する。なお、バッテリ電圧ＶＢは、便宜上図示を省略する抵抗により分圧されて、制御ＩＣ２２に入力される。同じく、昇圧電圧ＶＣも、図示しない抵抗により分圧されて、制御ＩＣ２２に入力される。また、マイコン２０から、上記した噴射信号ＴＱやエンジン回転数Ｎｅに関する情報などを取得する。
【００３２】
制御ＩＣ２２は、噴射信号ＴＱに基づき、放電スイッチ１４のオンオフ、定電流スイッチ１６のオンオフ、及びローサイドスイッチ１８のオンオフを制御する。これにより、ソレノイド１００ａに駆動電流Ｉａを通電させ、インジェクタ１００を開弁させる。
【００３３】
具体的には、噴射信号がＨレベルの期間、すなわちソレノイド１００ａの駆動期間の初期において、制御ＩＣ２２は、対応する放電スイッチ１４及びローサイドスイッチ１８をオンさせる。上記した駆動期間の初期であり、放電スイッチ１４がオンされる放電期間では、コンデンサＣ１からソレノイド１００ａに昇圧電圧ＶＣが印加され、ソレノイド１００ａに流れる駆動電流Ｉａが急激に立ち上がってインジェクタ１００が開弁する。
【００３４】
なお、放電期間において定電流スイッチ１６をオンさせてもよい。これにより、放電スイッチ１４などの故障によってコンデンサＣ１の昇圧電圧ＶＣがソレノイド１００ａに供給できなくなっても、インジェクタ１００を開弁させることが可能となる。
【００３５】
駆動電流Ｉａが目標ピーク電流値に達すると、制御ＩＣ２２は、放電スイッチ１４をオフさせる。これにより、放電期間が終了となる。放電期間において定電流スイッチ１６をオンさせる場合、あわせて定電流スイッチ１６もオフさせる。ローサイドスイッチ１８については、継続してオンさせておく。
【００３６】
放電期間が終了してから駆動期間が終了するまでの定電流期間において、制御ＩＣ２２は、定電流処理を実行する。制御ＩＣ２２は、駆動電流Ｉａが、所定の下限電流値まで低下すると、定電流スイッチ１６をオンさせる。定電流スイッチ１６をオンさせると、駆動電流Ｉａは上昇する。駆動電流Ｉａが所定の上限電流値まで上昇すると、定電流スイッチ１６をオフさせる。これにより、駆動電流Ｉａが低下する。上電電流値は、ピーク電流値よりも小さい値が設定されている。
【００３７】
このように、制御ＩＣ２２は、駆動電流Ｉａが下限電流値以上、上限電流値以下となるように、定電流スイッチ１６のオンオフを制御する。これにより定電流期間では、駆動電流Ｉａとして、ピーク電流値よりも小さい所定の保持電流、すなわちほぼ一定の電流が、ソレノイド１００ａに通電される。これにより、インジェクタ１００の開弁状態が保持される。噴射信号がＬレベルになると、制御ＩＣ２２は、定電流スイッチ１６及びローサイドスイッチ１８をオフさせ、開弁処理を終了する。
【００３８】
また、制御ＩＣ２２は、上記した噴射制御に加えて、昇圧制御も実行する。制御ＩＣ２２は、昇圧電圧ＶＣが所定の閾値電圧以下になると、充電回路２４を駆動、具体的には充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを繰り返しオンオフさせることで、昇圧電圧ＶＣが目標電圧（たとえば満充電電圧）となるようにコンデンサＣ１を充電させる。このため、制御ＩＣ２２が、制御部に相当する。制御ＩＣ２２は、噴射のためにコンデンサＣ１から放電が行われた後、次の放電が開始されるまでの間に、コンデンサＣ１を充電させる。図２に示すＳ１〜Ｓｎが、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのゲートに図示しない抵抗を介して入力される制御信号である。たとえば制御信号Ｓ１は、充電スイッチＱ１のオンオフを制御する信号である。
【００３９】
たとえば充電スイッチＱ１をオンさせると、コイルＬ１及び充電スイッチＱ１を通じて抵抗Ｒ１に充電電流Ｉｃが流れる。充電電流Ｉｃが目標電流値（上限値）に到達することで充電スイッチＱ１をオフさせると、コイルＬ１に蓄積されたエネルギが、ダイオードＤ１を通じてコンデンサＣ１に移り、昇圧電圧ＶＣが上昇する。このとき、抵抗Ｒ１に充電電流Ｉｃが流れる。制御ＩＣ２２は、噴射のためにコンデンサＣ１から放電が行われた後、次の放電が開始されるまでの間に、コンデンサＣ１を充電させる。
【００４０】
本実施形態では、エンジン回転数Ｎｅが所定の閾値よりも高い高回転の場合、制御ＩＣ２２は、上限の目標電流値として第１電流値Ｉ１を設定するとともに、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを同じタイミングでオンオフさせることを繰り返して、コンデンサＣ１を充電させる。一方、エンジン回転数Ｎｅが所定の閾値以下を示す低回転の場合、制御ＩＣ２２は、上限の目標電流値として第１電流値Ｉ１よりも小さい電流値である第２電流値Ｉ２を設定するとともに、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのうちのひとつのみを繰り返しオンオフさせて、コンデンサＣ１を充電させる。なお、高回転が第１回転数に相当し、低回転が第２回転数に相当する。第１電流値Ｉ１及び第２電流値Ｉ２は、固定値として予めメモリに格納されている。
【００４１】
なお、エンジン回転数Ｎｅが閾値よりも高いか否かの判定については、マイコン２０及び制御ＩＣ２２のいずれで実行してもよい。
【００４２】
次に、図３〜図６に基づき、制御ＩＣ２２が実行する昇圧制御の効果について説明する。
【００４３】
直流電圧であるバッテリ電圧ＶＢが供給されるコイル（インダクタ）の場合、図３に示すように、コイルに流れる直流電流の増加に対してインダクタンスが減少を示す電流特性のものが用いられる。本実施形態では、一例として、第１電流値Ｉ１を１６Ａ、第２電流値Ｉ２を５Ａに設定する。
【００４４】
インダクタンスをＬ、直流電流をＩとすると、コイルに蓄積されるエネルギ＝１／２×Ｌ×Ｉ２と示すことができる。したがって、図４に示すように、直流電流の増加にともなってエネルギが増加を示す。このため、第１電流値Ｉ１のときに生じるエネルギのほうが、第２電流値Ｉ２のときに生じるエネルギよりも大きくなる。
【００４５】
図５は、エンジン回転数Ｎｅが低回転と判定された場合に、制御ＩＣ２２が昇圧制御を実行した結果を示している。低回転の場合、上記したように制御ＩＣ２２は、目標電流値として第２電流値Ｉ２を設定する。また、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのうちのひとつのみを繰り返しオンオフさせる。図５に示す例では、充電スイッチＱ１のみを繰り返しオンオフさせる。このように、低回転の場合には、抵抗Ｒ１に流れる充電電流Ｉｃが第２電流値Ｉ２になるように充電スイッチＱ１をオンさせ、第２電流値Ｉ２に到達すると充電スイッチＱ１をオフさせる。また、充電電流Ｉｃが図示しない下限の目標電流値（たとえば０Ａ）まで低下すると、再度、充電スイッチＱ１をオンさせる。
【００４６】
図６は、エンジン回転数Ｎｅが高回転と判定された場合に、制御ＩＣ２２が昇圧制御を実行した結果を示している。高回転の場合、上記したように制御ＩＣ２２は、目標電流値として、第２電流値Ｉ２よりも高い第１電流値Ｉ１を設定する。また、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを同じタイミングでオンオフさせることを繰り返す。すなわち、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎでオンオフのタイミングを同期させる。複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのオンにより、コイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎのそれぞれに電流が流れ、充電電流Ｉｃはその総和となる。したがって、ＰＷＭ周期及びオンデューティ（デューティ比）が同じでも、低回転では充電電流Ｉｃが第２電流値Ｉ２までしか到達できないのに対し、高回転では充電電流Ｉｃが第１電流値Ｉ１に到達する。なお、参考として、図６では、低回転における充電電流Ｉｃを二点鎖線で示している。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、充電回路２４が、互いに並列に接続された複数の昇圧部２６を有している。そして、エンジン回転数Ｎｅが高回転の場合、制御ＩＣ２２が、低回転の場合に設定する第２電流値Ｉ２よりも高い第１電流値Ｉ１を、上限の目標電流値として設定する。そして、制御ＩＣ２２は、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを同時にオンオフさせる。複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを同時にオンさせるため、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎに共通の抵抗Ｒ１に流れる充電電流Ｉｃは、各充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎに対応するコイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎに流れる電流の総和となる。したがって、充電回路２４全体でみると、昇圧部をひとつのみ有する従来の構成に較べて、同じ時間でもより大きなエネルギを生じることができる。したがって、従来に較べて、コンデンサＣ１の充電時間を短縮することができる。
【００４８】
また、複数のコイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎに流れる電流の総和により充電時間を短縮するため、同じ充電電流Ｉｃがひとつの充電スイッチに流れる構成に較べて、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのそれぞれに流れる電流を低減することができる。したがって、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの過度な発熱を抑制することができる。
【００４９】
なお、低回転の場合に、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのうちのひとつのみをオンさせる例を示したが、これに限定されない。低回転時にオンさせる充電スイッチの数は、高回転時よりも少なければよい。
【００５０】
高回転時に設定される第１電流値として固定値の例を示した。しかしながら、噴射のためにコンデンサＣ１から放電が行われた後、次の放電が開始されるまでの間（充電可能期間）にコンデンサＣ１の充電が完了するように、充電可能期間に応じて、第１電流値Ｉ１を設定してもよい。特にエンジンが多気筒の場合に有効である。
【００５１】
たとえば図７の第１変形例では２気筒の例を示しており、噴射信号ＴＱ１及び駆動電流Ｉａ１が第１の気筒に対応し、噴射信号ＴＱ２及び駆動電流Ｉａ２が第２の気筒に対応している。図７では、時刻ｔ１で駆動電流Ｉａ１が目標ピーク電流値に到達し、時刻ｔ２で駆動電流Ｉａ２が立ち上がる。すなわち、時刻ｔ１からｔ２の間が、充電可能期間Ｔ１となっている。制御ＩＣ２２は、目標電圧（たとえば６５Ｖ）と昇圧電圧ＶＣとの差電圧を算出する。そして、充電可能期間Ｔ１内に差電圧分を上昇させるために必要なエネルギよりも、エネルギ＝１／２×Ｌ×Ｉ２が大きくなるように、換言すれば、充電可能期間Ｔ１よりも短い時間で、エネルギ＝１／２×Ｌ×Ｉ２が差電圧分を上昇させるために必要なエネルギとなるように、第１電流値Ｉ１を設定する。たとえば、第１電流値Ｉ１と充電可能期間Ｔ１と差電圧との対応関係がマップ化されており、制御ＩＣ２２は、充電可能期間Ｔ１及び差電圧の値から、マップに基づいて第１電流値Ｉ１を設定する。なお、充電可能期間Ｔ１よりも短い時間で、エネルギ＝１／２×Ｌ×Ｉ２が差電圧分を上昇させるために必要なエネルギとなるように、第１電流値Ｉ１を算出により設定することも可能である。
【００５２】
（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電子制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。
【００５３】
電子制御装置１０の構成は、第１実施形態と同じである。制御ＩＣ２２が高回転時に行う昇圧制御が、第１実施形態と異なる。
【００５４】
本実施形態では、エンジン回転数Ｎｅが高回転と判定された場合、制御ＩＣ２２は、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる。具体的には、充電スイッチＱ１、充電スイッチＱ２の順に充電スイッチＱｎまで順にオンさせる。より詳しくは、たとえば図８に示すように、充電スイッチＱ１のオフにより、共通の抵抗Ｒ１により検出される充電電流Ｉｃが所定の下限電流値ＩＬまで低下すると、次の充電スイッチＱ２をオンさせるように、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる。下限電流値ＩＬとしては、たとえば０Ａを設定することができる。なお、図８に示す上限電流値ＩＨが、上限の目標電流値である。本実施形態では、目標電流値がエンジン回転数Ｎｅによらず一定である。
【００５５】
本実施形態でも、電子制御装置１０の充電回路２４が、互いに並列に接続された複数の昇圧部２６を有している。そして、エンジン回転数Ｎｅが高回転の場合、制御ＩＣ２２が、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる。たとえば充電スイッチＱ１がオフの期間で、充電スイッチＱ２をオンさせる。これにより、昇圧部２６全体で見たときに、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのオフ期間を従来よりも短くすることができる。換言すれば、従来の構成では充電スイッチのオフにより電流が流れない期間においても、充電電流Ｉｃを流すことができる。したがって、従来に較べて、充電時間を短縮することができる。
【００５６】
また、複数のコイルＬ１，Ｌ２，…Ｌｎに流れる電流の総和により充電時間を短縮するため、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの過度な発熱を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、エンジンの回転数によらず目標電流値を一定とするため、大きな充電電流Ｉｃが流れることで、バッテリ電圧ＶＢが変動するのを抑制することもできる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎで抵抗Ｒ１を共通とするため、構成を簡素化することもできる。
【００５９】
なお、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる例としては、上記したものに限定されない。図９及び図１０は、第２変形例を示す。図９に示す電子制御装置１０において、充電回路２４は、各昇圧部２６に対応して複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２，…Ｒｎを有している。充電スイッチＱ１は抵抗Ｒ１に接続され、充電スイッチＱｎは抵抗Ｒｎに接続されている。コンデンサＣ１の負極は、抵抗Ｒｃを介して、グランドに接続されている。
【００６０】
このため、抵抗Ｒ１により、充電スイッチＱ１をオンさせたときに、コイルＬ１及び充電スイッチＱ１を通じて流れる充電電流Ｉｃが検出される。また、抵抗Ｒｎにより、充電スイッチＱｎをオンさせたときに、コイルＬｎ及び充電スイッチＱｎを通じて流れる充電電流Ｉｎが検出される。また、抵抗Ｒｃにより、各充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎをオフさせたときに流れる充電電流Ｉｃが検出される。なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２，…Ｒｎ，Ｒｃが、電流検出部に相当する。
【００６１】
図９に示す充電回路２４の構成に対し、エンジン回転数Ｎｅが高回転と判定されると、制御ＩＣ２２は、複数の充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを、オンタイミングの一部がオーバーラップするように、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる。たとえば図１０に示すように、充電スイッチＱ１をオフさせる前に、次の充電スイッチＱ２をオンさせるように、互いのオンタイミングをずらして順にオンさせる。これによっても、従来に較べて、充電時間を短縮することができる。また、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの過度な発熱を抑制することができる。また、バッテリ電圧ＶＢが変動するのを抑制することもできる。
【００６２】
（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電子制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。
【００６３】
本実施形態では、制御ＩＣ２２が、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの異常を検出する異常検出機能を有している。そして、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのうちの少なくともひとつの異常を検出すると、制御ＩＣ２２は、異常が検出された充電スイッチを除いて、昇圧動作を制御する。
【００６４】
図１１に示す例では、電子制御装置１０が、温度センサＴＳ１，ＴＳ２，…ＴＳｎを備えている。温度センサＴＳ１，ＴＳ２，…ＴＳｎは、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎに対応して設けられている。たとえば温度センサＴＳ１は、充電スイッチＱ１の温度を検出し、検出信号を制御ＩＣ２２に出力する。
【００６５】
図１２に示すように、制御ＩＣ２２は、温度センサＴＳ１，ＴＳ２，…ＴＳｎから検出信号、すなわち各充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの温度を取得する（ステップＳ１０）。次いで、制御ＩＣ２２は、ステップＳ１０で取得した温度のそれぞれと基準温度とを比較し、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの少なくともひとつに温度異常があるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ステップＳ１０，Ｓ２０の処理が、異常検出部に相当する。
【００６６】
ステップＳ２０で異常ありと判定されると、制御ＩＣ２２は、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎのうち、温度異常と判定されたものを除いて昇圧制御を実行する。そして一連の処理を終了する。たとえば図１３に示すように、高回転時において、時刻ｔ１０で充電スイッチＱ２の温度異常が判定（検出）されると、温度異常が継続する間において充電スイッチＱ２はオフされる。また、図１３に示す例では、上限の目標電流値が第１電流値Ｉ１から第３電流値Ｉ３に切り替わる。第３電流値Ｉ３は、第１電流値Ｉ１よりも小さい値である。充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎが３つの場合、第３電流値Ｉ３は、第１電流値Ｉ１と第２電流値Ｉ２の間の値とされる。
【００６７】
なお、低回転時において充電スイッチＱ２に温度異常が生じた場合、充電スイッチＱ２がオンの対象となっていなければ、温度異常有無で変更点はない。オンの対象の場合には、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎから充電スイッチＱ２を除外した残りの中から、オンの対象を選択する。
【００６８】
図１２に戻り、ステップＳ２０で温度異常なしと判定された場合、制御ＩＣ２２は先行実施形態同様、昇圧制御を実施する。そして、一連の処理を終了する。制御ＩＣ２２は、図１２に示す処理を繰り返し実行する。
【００６９】
これによれば、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの少なくともひとつに温度異常が生じても、昇圧制御が停止し、ひいてはインジェクタ１００が開弁できなくなるのを抑制することができる。したがって、退避走行が可能である。
【００７０】
なお、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの異常検出としては上記例に限定されない。たとえば、車両のイグニッションスイッチがオンされた後、燃料噴射が開始されるまでのコンデンサＣ１の充電期間において、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎを順にオンさせ、抵抗Ｒ１に流れる電流の有無、流れる電流の値に基づいて、充電スイッチＱ１，Ｑ２，…Ｑｎの少なくともひとつに異常があるか否かを検出してもよい。
【００７１】
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
【００７２】
電子制御装置１０が、エンジンＥＣＵとして構成され、制御ＩＣ２２に加えてマイコン２０も有する例を示した。しかしながら、ＥＣＵがマイコン２０を備え、ＥＤＵ（Electronic injector Driver Unit）が、制御ＩＣ２２など、上記した電子制御装置１０のマイコン２０以外の要素を備える構成としてもよい。
【００７３】
電子制御装置１０が、直噴ガソリンエンジンに適用される例を示したが、ディーゼルエンジンにも適用できる。内燃機関の気筒数は上記例に限定されない。
【００７４】
特に言及しなかったが、電子制御装置１０が、ローサイドスイッチ１８がオフされたときに、対応するソレノイド１００ａに蓄積されたエネルギをコンデンサＣ１に回収する回収部をさらに備えてもよい。回収部として、ダイオードやＭＯＳＦＥＴなどのスイッチを採用することができる。
【００７５】
第１実施形態では、高回転時に上限の目標電流値を第１電流値Ｉ１とし、低回転時に第２電流値Ｉ２とする例を示した。すなわち、ひとつの閾値により、目標電流値を２段階に設定する例を示した。しかしながら、制御ＩＣ２２は、エンジン回転数Ｎｅが第１回転数の場合、目標電流値として第１電流値Ｉ１を設定し、エンジン回転数Ｎｅが第１回転数よりも低い第２回転数の場合、目標電流値として第１電流値Ｉ１よりも小さい第２電流値Ｉ２を設定するものであればよい。したがって、制御ＩＣ２２は、上限の目標電流値を、複数の閾値により３段以上の多段階に設定し、エンジン回転数Ｎｅに応じて目標電流値を多段に切り替えるように構成することもできる。この場合、制御ＩＣ２２は、エンジン回転数Ｎｅが高いほど目標電流値が大きくなるように、目標電流値を設定することとなる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…電子制御装置、１２…昇圧回路、１４…放電スイッチ、１６…定電流スイッチ、１８…ローサイドスイッチ、２０…マイコン、２２…制御ＩＣ、２４…充電回路、２６…昇圧部、２８…電源ライン、３０，３２…ダイオード、３４…抵抗、Ｃ１…コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄｎ…ダイオード、Ｌ１，Ｌ２，Ｌｎ…コイル、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…端子、Ｑ１，Ｑ２，Ｑｎ…充電スイッチ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒｃ，Ｒｎ…抵抗、ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳｎ…温度センサ、１００…インジェクタ、１００ａ…ソレノイド
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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