(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁と、
上記燃料噴射弁への駆動電流供給経路に並列に設けられたコンデンサと、
上記駆動電流供給経路に直列に設けられたスイッチング手段と、
上記コンデンサを電源電圧を越える高電圧に充電する昇圧手段と、
上記内燃機関の運転状態に応じて、上記燃料噴射弁の通電時間及び通電開始時期を算出し、該算出結果に応じて上記スイッチング手段を駆動制御し、上記燃料噴射弁を開弁させて燃料を噴射させると共に、当該燃料噴射弁が閉弁している時に、上記昇圧手段を駆動して上記コンデンサを充電する制御手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、
上記燃料噴射弁の開閉に関連して通電制御され上記燃料噴射弁とは別に設けられた電磁アクチュエータの通電遮断時に流れるフライバック電流を、上記コンデンサに導く充電電流供給経路と、
該充電電流供給経路に設けられ、該充電電流供給経路を導通、開放する第２のスイッチング手段と、
上記充電電流供給経路を介して上記フライバック電流を上記コンデンサに供給しても、当該コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることがない場合には、上記第２のスイッチング手段をオンすることにより、上記フライバック電流により上記コンデンサを充電させ、逆に、上記フライバック電流を上記コンデンサに供給すると、当該コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越える場合には、上記第２のスイッチング手段をオフすることにより、上記フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止する補助充電手段と、
を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁駆動装置。
【請求項２】
上記電磁アクチュエータは、燃料を圧送する高圧ポンプから、該高圧ポンプにより圧送される高圧燃料を蓄圧して上記燃料噴射弁に供給する燃料蓄圧手段への、燃料の圧送開始時期を制御する電磁制御弁であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
上記昇圧手段による上記コンデンサの充電開始後、上記フライバック電流を上記コンデンサに供給しても上記コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることのない所定期間内に、上記フライバック電流が発生するか否かを判断する判定手段を設け、
上記補助充電手段は、上記判定手段にて上記所定期間内に上記フライバック電流は発生しないと判断された場合に、上記第２のスイッチング手段を開放して、上記フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
上記コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段を設け、
上記補助充電手段は、上記電圧検出手段にて検出される上記コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧に達している場合に、上記第２のスイッチング手段を開放して上記フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
上記フライバック電流を電源に還流する電流還流経路を設け、
上記第２のスイッチング手段は、上記充電電流供給経路が開放された場合に、上記電流還流経路を介して上記フライバック電流を電源に還流することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電源電圧を越える高電圧により燃料噴射弁を駆動する内燃機関の燃料噴射装置に関し、特に、燃料噴射弁を駆動する高電圧のエネルギーを蓄積するために、燃料噴射弁とは別に設けられた電磁アクチュエータの通電遮断時に生じるフライバック電流を利用する内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の各気筒に夫々燃料を噴射供給するインジェクタを高速に応答させるための駆動回路として、インジェクタへの駆動電流供給経路に並列に接続されたコンデンサと、インジェクタが駆動されていない間にこのコンデンサをバッテリ電圧を越える高電圧で充電する昇圧回路とを備え、昇圧回路によりコンデンサに蓄積されたエネルギーをインジェクタ駆動時に放電させ、インジェクタにピーク電流を流すことによって、インジェクタを高速に応答させるよう構成されたものが知られている。
【０００３】
しかし、このような駆動回路においては、コンデンサの充電を各インジェクタが駆動される間、即ち燃料噴射と燃料噴射との間に完了させておく必要があるため、燃料噴射間隔の最も短くなる内燃機関の高速回転高負荷時であっても、コンデンサの充電が可能となるように、昇圧回路を大容量のトランスやスイッチング素子を用いて構成する必要があり、装置が大型化し、また高価になってしまうという問題があった。
【０００４】
一方、特開平１−１３８３２７号公報には、電磁アクチュエータを通電遮断した時に生じるフライバック電流を利用して、ピエゾアクチュエータを高電圧に充電する装置が開示されており、このような技術を採用して、インジェクタとは別に設けられた電磁アクチュエータのフライバック電流によりコンデンサを充電する装置が考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インジェクタが動作する毎に電磁アクチュエータが動作するとは限らず、燃料噴射毎に、フライバック電流が発生したり発生しなかったりでは、結局、フライバック電流を利用しない時と同様に、短期間でコンデンサを充電できるような昇圧回路を使用しなければ、安定した動作を実現できないという問題があった。
【０００６】
また、フライバック電流を単にコンデンサに供給しているだけでは、燃料噴射の間に、所定以上にフライバック電流が発生すると、コンデンサが過充電されてコンデンサの両端電圧が高くなり過ぎてしまい、コンデンサ等の回路素子が破壊されたり、インジェクタの動作に影響を与え、延いては燃料の噴射量調量特性に悪影響を与えてしまうという問題があった。
【０００７】
更に、インジェクタが駆動される毎に必ず駆動される電磁アクチュエータを用いたとしても、インジェクタが駆動されるタイミングと、電磁アクチュエータが駆動されフライバック電流を発生するタイミングとが常に一定であるとは限らず、この場合、昇圧回路によりある程度充電が進んだ状態でフライバック電流が発生すると、コンデンサの両端電圧が高くなり過ぎてしまうことがあり、上述したように、回路素子が破壊されたり、インジェクタの動作に影響を与えてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するために、電源電圧を越える高電圧により燃料噴射弁を駆動する内燃機関の燃料噴射装置において、装置を小型化でき、かつ安定した動作を実現できるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
内燃機関に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁と、
上記燃料噴射弁への駆動電流供給経路に並列に設けられたコンデンサと、
上記駆動電流供給経路に直列に設けられたスイッチング手段と、
上記コンデンサを電源電圧を越える高電圧に充電する昇圧手段と、
上記内燃機関の運転状態に応じて、上記燃料噴射弁の通電時間及び通電開始時期を算出し、該算出結果に応じて上記スイッチング手段を駆動制御し、上記燃料噴射弁を開弁させて燃料を噴射させると共に、当該燃料噴射弁が閉弁している時に、上記昇圧手段を駆動して上記コンデンサを充電する制御手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、
上記燃料噴射弁の開閉に関連して通電制御され上記燃料噴射弁とは別に設けられた電磁アクチュエータの通電遮断時に流れるフライバック電流を、上記コンデンサに導く充電電流供給経路と、
該充電電流供給経路に設けられ、該充電電流供給経路を導通、開放する第２のスイッチング手段と、
上記充電電流供給経路を介して上記フライバック電流を上記コンデンサに供給しても、当該コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることがない場合には、上記第２のスイッチング手段をオンすることにより、上記フライバック電流により上記コンデンサを充電させ、逆に、上記フライバック電流を上記コンデンサに供給すると、当該コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越える場合には、上記第２のスイッチング手段をオフすることにより、上記フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止する補助充電手段と、
を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
上記電磁アクチュエータは、燃料を圧送する高圧ポンプから、該高圧ポンプにより圧送される高圧燃料を蓄圧して上記燃料噴射弁に供給する燃料蓄圧手段への、燃料の圧送開始時期を制御する電磁制御弁であることを特徴とする。
【００１１】
次に、請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
上記昇圧手段による上記コンデンサの充電開始後、上記フライバック電流を上記コンデンサに供給しても上記コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることのない所定期間内に、上記フライバック電流が発生するか否かを判断する判定手段を設け、
上記補助充電手段は、上記判定手段にて上記所定期間内に上記フライバック電流は発生しないと判断された場合に、上記第２のスイッチング手段を開放して、上記フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止することを特徴とする。
【００１２】
また次に、請求項４に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
上記コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段を設け、
上記補助充電手段は、上記電圧検出手段にて検出される上記コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧に達している場合に、上記第２のスイッチング手段を開放して上記フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
上記フライバック電流を電源に還流する電流還流経路を設け、
上記第２のスイッチング手段は、上記充電電流供給経路が開放された場合に、上記電流還流経路を介して上記フライバック電流を電源に還流することを特徴とする。
【００１４】
【作用および発明の効果】
上記のように構成された請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置においては、制御手段が、内燃機関の運転状態に応じて、燃料噴射弁の通電時間及び通電開始時期を算出し、その算出結果に応じてスイッチング手段を駆動制御する。そして、制御手段によりスイッチング手段がオンすると、コンデンサの放電により燃料噴射弁に駆動電流が供給され、燃料噴射弁は速やかに開弁して応答性よく燃料を噴射する。
【００１５】
また、制御手段は、燃料噴射弁が閉弁している時には、昇圧手段を駆動してコンデンサを電源電圧を越える高電圧に充電させ、次の燃料噴射に備える。
なお、コンデンサの充電には、昇圧手段の他に、燃料噴射弁とは別に設けられた電磁アクチュエータへの通電が遮断された時に発生するフライバック電流が利用される。即ち、補助充電手段が、フライバック電流をコンデンサに供給しても、コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることがない場合には、第２のスイッチング手段をオンして充電電流供給経路を導通させることにより、フライバック電流によりコンデンサを充電させ、逆に、フライバック電流をコンデンサに供給すると、コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越える場合には、第２のスイッチング手段をオフして充電電流供給経路を遮断することにより、フライバック電流によるコンデンサの充電を禁止する。
【００１６】
従って、本発明の内燃機関の燃料噴射装置によれば、コンデンサに充電されるべきエネルギーの一部がフライバック電流によって充電されるため、昇圧手段で発生すべきエネルギーを小さくでき、トランス等からなる昇圧手段を小型、且つ安価に構成できる。
【００１７】
また、補助充電手段が、コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることのないように、第２のスイッチング手段を駆動して、コンデンサへのフライバック電流の供給を制御しているので、コンデンサが過充電されることがなく、コンデンサ等の素子が破壊されてしまうことを防止できると共に、燃料噴射中にフライバック電流が供給される等して、燃料噴射弁の動作に影響を与え、燃料噴射量を変化させてしまうこともなく、安全で安定した制御を実現できる。
【００１８】
次に、請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置においては、フライバック電流を発生させるための電磁アクチュエータとして、燃料を圧送する高圧ポンプから、この高圧ポンプにより圧送される高圧燃料を蓄圧して燃料噴射弁に供給する燃料蓄圧手段への、燃料の圧送開始時期を制御するために設けられた電磁制御弁が使用されている。
【００１９】
この電磁制御弁は、通電により閉弁駆動され、その後通電を遮断しても閉弁状態が保持され、更に、高圧ポンプの所定の動作タイミングで再度開弁するよう構成された周知のものであり、電磁制御弁の閉弁に応じて燃料の圧送が開始され、閉弁時期が早いほど燃料蓄圧手段に供給される燃料が多くなり、燃料蓄圧手段の圧力は大きくなる。なお、電磁制御弁への通電は、電磁制御弁が閉弁されるのに十分な所定期間だけ行われる。
【００２０】
そして、電磁制御弁は、燃料噴射される毎に駆動され、高速回転高負荷時には、電磁制御弁への通電遮断時期が早くなり、逆に、低速回転低負荷時には、通電遮断時期が遅くなるよう制御される。
従って、本発明によれば、常にコンデンサを所定の充電電圧まで充電することができ、しかも、昇圧手段は比較的小容量に構成できるため、装置を小型化できる。
【００２１】
即ち、高速回転高負荷時には、燃料噴射間隔が短くなり、コンデンサを充電可能な期間が短くなるのであるが、燃料噴射後、早いタイミングでフライバック電流が発生するため、昇圧回路によるコンデンサの充電はあまり進んでおらず、フライバック電流によりコンデンサを充電したとしてもその両端電圧が所定の充電電圧を越えることがない。その結果、フライバック電流による充電が行われるため、短期間でコンデンサを充電できる。
【００２２】
また、低速回転低負荷時には、燃料噴射間隔が長くなり、コンデンサを充電可能な期間が長くなるのであるが、燃料噴射後、比較的遅いタイミングでフライバック電流が発生するため、昇圧回路によるコンデンサの充電が進んでしまい、フライバック電流によりコンデンサを充電するとその両端電圧が所定の充電電圧を越えてしまう場合がある。この場合、フライバック電流による充電が禁止されるのであるが、コンデンサを充電可能な期間が長いため、昇圧手段だけによって所定の充電電圧まで充電できる。
【００２３】
このように、高速回転高負荷時には、昇圧手段が供給すべきエネルギーは小さく、また、低速回転低負荷時には、昇圧手段は比較的長い時間をかけて充電できるため、昇圧手段を比較的小容量のトランスやスイッチング素子等を用いて構成でき、延いては燃料噴射装置を小型化できるのである。
【００２４】
次に、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装置においては、判定手段が、昇圧手段によるコンデンサの充電開始後、フライバック電流をコンデンサに供給してもコンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることのない所定期間内に、上記フライバック電流が発生するが否かを判断し、補助充電手段は、判定手段にて所定期間内にフライバック電流が発生しないと判断された場合に、第２のスイッチング手段を開放して、フライバック電流による上記コンデンサの充電を禁止する。
【００２５】
つまり、昇圧手段によるコンデンサの充電速度は略一定であるため、充電開始からフライバック電流が発生するまでの期間に基づき、フライバック電流発生時におけるコンデンサの両端電圧を予測することができ、延いては、フライバック電流によりコンデンサを充電した場合にコンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えるか否かを判断することができるのである。
【００２６】
従って、本発明によれば、コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧を越えることのないように確実に制御でき、コンデンサが過充電されることによる回路素子の破壊を防止できる。
特に、制御手段が算出する燃料噴射弁及び電磁アクチュエータの駆動開始時間や駆動期間を用いれば、コンデンサの充電を開始してからフライバック電流が発生するまでの期間を算出するのは容易であり、しかも、制御手段がマイクロコンピュータにより実現されていれば、本発明の判定手段のために特別なハードウェアの追加を必要としないため、装置を簡単に構成できる。
【００２７】
次に、請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射装置においては、電圧検出手段がコンデンサの両端電圧を検出し、補助充電手段は、電圧検出手段にて検出されるコンデンサの両端電圧が所定の充電電圧に達している場合に、第２のスイッチング手段を開放してフライバック電流によるコンデンサの充電を禁止する。
【００２８】
従って、本発明によれば、実際に検出されたコンデンサの両端電圧に基づき、第２のスイッチング手段を動作させるため、コンデンサの充電を精度よく制御できる。
また、本発明によれば、フライバック電流によるコンデンサの充電中であっても、コンデンサの両端電圧が所定の充電電圧に達すると、第２のスイッチング手段が開放されるため、フライバック電流の一部のみがコンデンサの充電に使用される場合があり、例えば請求項３に記載の発明のようにフライバック電流を供給するとコンデンサの両端電圧が充電電圧を越える場合にはコンデンサにフライバック電流を全く供給しない場合に比べて、よりエネルギー効率の良い装置を構成できる。
【００２９】
次に、請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射装置においては、第２のスイッチング手段が、充電電流供給経路が開放された場合に、電流還流経路を介してフライバック電流を電源に還流する。
従って、本発明によれば、コンデンサの充電に使用されないフライバック電流を無理なく処理でき、信頼性の高い装置を構成できる。
【００３０】
即ち、フライバック電流をコンデンサに供給しない場合には、フライバック電流を遮断する第２のスイッチング手段に大きな負荷がかかり、スイッチング手段が破壊されてしまう場合があるが、フライバック電流を電源に還流させれば、第２のスイッチング手段の負荷が低減されるため、これを防止することができ、信頼性の高い装置を構成できるのである。
【００３１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
図２は、６気筒の車両用ディーゼルエンジンに使用されるコモンレール式燃料噴射装置の全体構成図である。
【００３２】
図２に示すように、コモンレール式燃料噴射装置１は、各気筒に夫々配設され各気筒に燃料を噴射供給する６個のインジェクタ３と、高圧燃料を蓄圧しフローリミッタ３１を介して各インジェクタ３に燃料を供給するコモンレール５と、コモンレール５に燃料を圧送する高圧ポンプ９と、燃料タンク７に蓄えられた燃料を吸い上げ、高圧ポンプ９に供給するフィードポンプ１３と、コモンレール５の内圧を検出するコモンレール圧センサ２７と、コモンレール５の内圧が所定以上になると開弁して内圧が高くなり過ぎることを防止するプレッシャリミッタ２９と、これらを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１１とを備えている。
【００３３】
なお、ＥＣＵ１１にはコモンレール圧センサ２７の他、クランク軸に１２０°ＣＡずつずらして取り付けられた各クランクの上死点（ＴＤＣ）より７５°ＣＡ前に所定のパルスを発生する気筒判別センサ５１（図５参照），クランク軸が１５°ＣＡ回転する毎に所定のパルスを発生するクランク角センサ５３（図５参照），アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ５５，スロットルバルブがアイドル位置にあることを検出するアイドルスイッチ５７，内燃機関を始動するスタータの動作状態を検出するスタータスイッチ５９，冷却水の温度を検出する冷却水温センサ６１などの各種運転状態検出手段からの信号も入力されている。
【００３４】
ここで、高圧ポンプ９は２気筒で構成され、各気筒＃ａ，＃ｂが、コモンレール５に対して交互に高圧燃料を圧送するようにされている。なお、各気筒＃ａ，＃ｂは全く同じ構成をしているので、以下では、気筒＃ａについてのみ説明する。
【００３５】
即ち、高圧ポンプ９の気筒＃ａは、図３に示すように、フィードポンプ１３により燃料タンク７から吸い上げられた低圧状態の燃料を蓄える燃料ギャラリー１５と、燃料ギャラリー１５より供給される燃料を加圧してコモンレール５に供給するためのチャンバー２１と、燃料ギャラリー１５とチャンバー２１とを連通・遮断する電磁制御弁であるポンプコントロールバルブ（ＰＣＶ）１９とを備えている。
【００３６】
そして、燃料ギャラリー１５には、所定の設定開弁圧に達すると開弁して燃料ギャラリー１５に蓄えられた燃料を燃料タンク７に戻すチェック弁１７が設けられており、燃料ギャラリー１５の内圧が常に一定となるようされている。
一方、シリンダ状に形成されたチャンバー２１には、クランク軸に同期して上下動するプランジャー２３が嵌合されると共に、チャンバー２１の内圧が所定の設定開弁圧以上になると開弁して、チャンバー２１内の燃料をコモンレール５に供給するチェック弁２５が設けられている。
【００３７】
このように構成された高圧ポンプ９の気筒＃ａにおいては、ＰＣＶ１９が開弁されている時に、燃料ギャラリー１５と連通されたチャンバー２１内は低圧状態の燃料で充満され、プランジャー２３が上昇する際にＰＣＶ１９が閉弁されると、チャンバー２１内に充満された燃料が加圧される。そして、この圧力がチェック弁２５の設定開弁圧以上になると、チェック弁２５が開弁してチャンバー２１内の燃料がコモンレール５に圧送される。
【００３８】
つまり、ＰＣＶ１９の閉弁時期を制御することにより、高圧ポンプ９によるコモンレール５への燃料の加圧圧送の開始時期が制御され、しかも、ＰＣＶ１９は、一旦閉弁すると、プランジャー２３が上死点（上昇から下降に移る時点）に達するまでの間、閉弁状態が保持されるため、圧送開始時期を早くする程、燃料の圧送量が増加する。
【００３９】
なお、このような高圧ポンプ９系のより詳細な説明については、例えば、特開平２−１４６２５６号公報等に記載されているのでそちらを参照されたい。
このようにして高圧ポンプ９によりコモンレール５に蓄えられた高圧の燃料は、フローリミッタ３１を介してエンジン３３の各気筒毎に設置されたインジェクタ３に送られる。
【００４０】
次に、インジェクタ３は、図４に示すように、ニードル３９を上下動させて燃料噴射口を開閉するコマンドピストン３７と、燃料経路をコマンドピストン３７の背面、或は燃料タンク７に連通する三方弁３５と、後述するＥＣＵのインジェクタ駆動回路６５によって導通・遮断され、三方弁３５の連通状態を制御する電磁ソレノイドＬｎとを備え、ニードル３９の下端部、即ち燃料噴射口の近傍には油溜り４１が形成されている。そして、インジェクタ３内において燃料経路は二方向に分岐されており、一方は、燃料噴射口の近傍に設けられた油溜り４１に、他方は三方弁３５に高圧燃料を供給するようされている。また、三方弁３５は、電磁ソレノイド４７の非通電時にポートαとポートβとが連通し、通電時にポートβとポートγとが連通するようされている。
【００４１】
このように構成されたインジェクタ３において、三方弁３５のポートαとポートβとが連通状態となる電磁ソレノイド４７の非導通時には、コモンレール５から供給されインジェクタ３内で分岐した燃料は、一方は、コマンドピストン３７の背面に供給されることによりニードル３９を押し下げようとし、他方は、油溜り４１に供給されることによりニードル３９を押し上げようとする。このとき、コマンドピストン３７の背面の面積の方が大きいため、全体としてはニードル３９を押し下げる向きの力が勝り、燃料噴射口は閉じた状態に維持される。
【００４２】
一方、電磁ソレノイド４７が導通されると、三方弁３５はポートβとポートγとが連通し、コマンドピストン３７の背面にはコモンレール５からの燃料圧が加わらなくなるため、ニードル３９を押し上げる向きの力が勝り、燃料噴射口が開口して燃料噴射が開始される。
【００４３】
その後、電磁ソレノイド４７への通電が停止されると、再びポートαとポートβとが連通した状態に復帰し、コマンドピストン３７の背面にコモンレール５からの燃料圧が加えられるため、ニードル３９は閉弁方向へ移動し、燃料噴射が停止される。従って、インジェクタ３では、電磁ソレノイド４７への通電期間を制御することにより、燃料噴射量を任意に制御できる。
【００４４】
次に、ＥＣＵ１１は、図１に示すように、予め設定された制御プログラムに従って燃料噴射制御のための各種制御処理を実行するＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータ６３を中心に構成されており、電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ６を夫々通電して各気筒＃１〜＃６のインジェクタ３を駆動するインジェクタ駆動回路６５と、コモンレール５内の燃料圧力を制御する一対のＰＣＶ１９を夫々駆動するＰＣＶ駆動回路６７，６７と、ＰＣＶ１９のフライバック電流（後述する）をインジェクタ駆動回路６５に供給するか、或はバッテリーＢＴに還流させるかを択一的に切り替える切替回路６９とを備えている。
【００４５】
インジェクタ駆動回路６５は、各気筒の電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ６の電流経路を夫々導通・遮断するトランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６と、トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６に夫々並列に接続され、トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６に所定以上の電圧が印加されることを防止するツェナーダイオードＤＺ１１〜ＤＺ１６と、マイクロコンピュータ６３から入力される選択信号Ｓｓにて指定されたトランジスタＴＲ１ｎ（ｎ＝１〜６）を、同じくマイクロコンピュータ６３から入力される噴射指令信号Ｓｄに基づきオンするインジェクタ選択回路７１と、トランジスタＴＲ１ｎにより電流経路が導通された電磁ソレノイドＬｎに、ダイオードＤ１１を介して所定の定電流を供給する定電流源７３と、各気筒の電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ６にダイオードＤ１２を介して並列に設けられたコンデンサＣと、コンデンサＣの両端電圧Ｖｃを検出するための分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２と、電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ６の非導通時にコンデンサＣに高電圧を充電しておき、いずれかの電磁ソレノイドＬｎの電流経路が導通された時に、コンデンサＣに充電した高電圧により対応する電磁ソレノイドＬｎに定電流源７３が供給する電流より大きいピーク電流を供給させる昇圧回路７４とが備えられている。
【００４６】
ここで、昇圧回路７４は、一次巻線の一端にバッテリ電圧が印加された昇圧用の変圧器Ｌｏと、外部から入力される高周波（本実施例では数十ｋＨｚ程度）の駆動パルスによって高速スイッチングすることにより、変圧器Ｌｏの一次巻線の他端を高周波で接地し、変圧器Ｌｏ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ＴＲｓと、変圧器Ｌｏの一次巻線に流れる電流を検出する電流検出抵抗Ｒ３と、変圧器Ｌｏの二次巻線に発生した高電圧をコンデンサＣに出力することにより、コンデンサＣを充電するダイオードＤ１３と、マイクロコンピュータ６３より充電指令信号Ｓｃが入力されると、昇圧用のトランジスタＴＲｓを駆動する駆動パルスを発生し、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２により検出されるコンデンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充電電圧（本実施例では１１０Ｖ）に達すると駆動パルスの発生を停止すると共に、電流検出抵抗Ｒ３により検出される電流値に基づき、トランスＬｏが所定の割合で二次側に電力を供給し、一定の割合でコンデンサＣが充電されるよう駆動パルスの周波数を制御する電圧制御回路７５とにより構成されている。
【００４７】
このように構成されたインジェクタ駆動回路６５においては、噴射指令信号Ｓｄがオフ状態にあり、トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６がいずれもオフ状態にある時に、マイクロコンピュータ６３から入力される充電指令信号Ｓｃによって昇圧回路７４が駆動され、コンデンサＣの充電を開始する。そして、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２によりコンデンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充電電圧Ｖｏに達したことが検出されると、電圧制御回路７５がトランジスタＴＲｓへの駆動パルスの出力を停止することにより、コンデンサＣの充電を停止する。そして、マイクロコンピュータ６３から入力される選択信号Ｓｓ及び噴射指令信号Ｓｄに応じて、インジェクタ選択回路７１がいずれかのトランジスタＴＲ１ｎをオンして、対応する気筒の電磁ソレノイドＬｎの電流経路を導通すると、コンデンサＣに充電されたエネルギーが電磁ソレノイドＬｎを介して放電され、電磁ソレノイドＬｎにピーク電流が流れる。その後、定電流源７３の動作によって、電磁ソレノイドＬｎに所定のホールド電流が流れ、マイクロコンピュータ６３からの噴射指令信号Ｓｄの入力が停止された時点で、電磁ソレノイドＬｎの通電が遮断される。こうして電磁ソレノイドＬｎの通電が遮断されると、マイクロコンピュータ６３から入力される充電指令信号Ｓｃに従い、昇圧回路７４がコンデンサＣの充電を開始する。
【００４８】
次に、切替回路６９は、ＰＣＶ駆動回路６７から供給されるフライバック電流（後述する）をインジェクタ駆動回路６５に設けられたコンデンサＣに供給する電流経路Ｐ１を導通・遮断するトランジスタＴＲ２１と、フライバック電流をバッテリＢＴに還流する電流経路Ｐ２を導通・遮断するトランジスタＴＲ２２と、マイクロコンピュータ６３が出力する経路切替信号ＳｐをそのままのレベルでトランジスタＴＲ３１に供給するバッファＢＦ２１と、経路切替信号Ｓｐを反転させてトランジスタＴＲ３２に供給するバッファＢＦ２２とにより構成され、経路切替信号ＳｐがLow レベルの時は電流経路Ｐ１を，Highレベルの時は電流経路Ｐ２を択一的に導通させる。
【００４９】
また次に、ＰＣＶ駆動回路６７は、高圧ポンプ９の各気筒＃ａ，＃ｂ毎に設けられたＰＣＶ１９に対応して、２つ設けられているが、全く同じ構成であるため、以下では、気筒＃ａのＰＣＶ駆動回路６７についてのみ説明する。
ＰＣＶ駆動回路６７は、ＰＣＶ１９の電流経路を導通・遮断するトランジスタＴＲ３１と、トランジスタＴＲ３１をオフした時に流れるフライバック電流を切替回路６９に供給するトランジスタＴＲ３２と、電流経路Ｐ１からのトランジスタＴＲ３２への逆流電流防止用のダイオードＤ３１と、電流経路Ｐ２からのトランジスタＴＲ３２への逆流電流防止用のダイオードＤ３２と、マイクロコンピュータ６３からのポンプコントロール信号Ｓｖ１をトランジスタＴＲ３１に供給するバッファＢＦ３１と、マイクロコンピュータ６３からのフライバック制御信号Ｓｂ１を反転させてトランジスタＴＲ３２に供給するＢＦ３２と、トランジスタＴＲ３１のドレイン・ゲート間に直列に接続されたツェナーダイオードＤＺ３１，ダイオードＤ３３からなる周知の保護回路とにより構成される。
【００５０】
このように構成されたＰＣＶ駆動回路６７においては、マイクロコンピュータ６３からバッファＢＦ３１を介してトランジスタＴＲ３１に供給されるポンプコントロール信号Ｓｖ１がオン状態である時に、ＰＣＶ１９を閉弁駆動する電磁ソレノイドＬａに電流が流れ、ポンプコントロール信号Ｓｖ１の入力が停止された時点で、電磁ソレノイドＬａの通電が遮断される。そして、この電磁ソレノイドＬａの通電遮断時に、電磁ソレノイドＬａのインダクタンスによってフライバック電流が流れる。
【００５１】
この時、トランジスタＴＲ３２がオンされていると、フライバック電流は切替回路６９に供給され、更に、切替回路６９において、トランジスタＴＲ２１がオンされていればインジェクタ駆動回路６５に供給されてコンデンサＣを充電し、トランジスタＴＲ２２がオンされていればバッテリーＢＴに還流される。
【００５２】
以上のように構成された燃料噴射装置１を駆動するために、マイクロコンピュータ６３から出力される各種信号の概要を第５図のタイミングチャートにより説明する。
図５に示すように、インジェクタ３を駆動する燃料噴射信号Ｓｄ、及びＰＣＶ１９を駆動するポンプコントロール信号Ｓｖは、各気筒＃１〜＃６毎に設けられたクランク上死点（ＴＤＣ）の前６０°ＣＡにて出力されるパルス０を基準パルスとして制御される。
【００５３】
そして、燃料噴射信号Ｓｄは、基準パルス発生時点から駆動タイミングＴＴ後に、駆動パルス幅ＴＱの間だけHighレベルとなるよう出力され、駆動タイミングＴＴが大きいほど燃料噴射時期が遅角し、また、駆動パルス幅ＴＱが大きいほど燃料噴射量が多くなる。
【００５４】
なお、図示しないが、燃料噴射信号Ｓｄが出力された直後、即ち、基準パルス発生時点から（ＴＴ＋ＴＱ）が経過した時に、充電指令信号Ｓｃが出力され、この時点からコンデンサＣの充電が開始される。
また、ポンプコントロール信号Ｓｖ１，Ｓｖ２は、基準パルス発生時点から駆動タイミングＴＰ後に、駆動パルス幅ＴＷの間だけHighレベルとなるよう出力され、駆動タイミングＴＰが小さいほど高圧ポンプ９による燃料圧送量が多くなり、コモンレール圧力は上昇する。また、ポンプコントロール信号Ｓｖ１，Ｓｖ２がHighレベルからLow レベルに変化する時点、即ち、基準パルス発生時点から（ＴＷ＋ＴＰ）が経過した時に、電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂのフライバック電流が発生する。
【００５５】
更に、高圧ポンプ９の各気筒＃ａ，＃ｂにおいて、プランジャー２３は、夫々、クランク軸が２４０°ＣＡ回転（即ち２回の燃料噴射）する毎に１回上下動して、チャンバー２１の圧縮工程を一度ずつ行い、しかも、その位相は、各気筒＃ａ，＃ｂ間で１２０°ずれたものとなっている。そして、ポンプコントロール信号Ｓｖ１，Ｓｖ２により各気筒＃ａ，＃ｂのＰＣＶ１９が交互に駆動されることにより、高圧ポンプ９は、噴射制御信号Ｓｃによってインジェクタ３が燃料噴射する毎に、コモンレール５への高圧燃料の圧送を行うようにされている。
【００５６】
次にマイクロコンピュータ６３において実行される燃料噴射制御処理について図６及び図７に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、電源投入後、或はＣＰＵリセット後に実行されるメイン処理について説明する。
【００５７】
図６に示すように、まずステップ１１０にて、ハードウェアや各種データの初期化が行われ、その後、ステップ１２０〜ステップ２００にて、燃料噴射制御に使用される燃料噴射信号Ｓｄ及びポンプコントロール信号Ｓｖの駆動パルス幅ＴＱ，ＴＷ、及び駆動タイミングＴＴ，ＴＰを算出する処理が繰り返し実行される。
【００５８】
即ち、ステップ１２０にて、内燃機関の運転状態をアクセル開度センサ５５や冷却水温センサ６１等から取り込み、これらの運転状態情報から、ステップ１３０にて、インジェクタ３から噴射されるべき燃料の目標噴射量Ｑｆｉｎ（ｍｍ3 ／ｓｔ）、ステップ１４０にて燃料噴射を開始すべき目標噴射タイミングＴｆｉｎ（℃Ａ）、ステップ１５０にて目標コモンレール圧力Ｐｆｉｎ（ＭＰａ）を夫々算出してステップ１６０に進む。なお、ここでは、各目標値Ｑｆｉｎ，Ｔｆｉｎ，Ｐｆｉｎの具体的な算出方法に関する説明は省略するが、例えば、目標噴射量Ｑｆｉｎについては、公知のガバナパターンによる演算を使用することができる。
【００５９】
ステップ１６０では、コモンレール圧センサ２７より、コモンレール５内の燃料圧力を読み込み、この燃料圧力を考慮して、続くステップ１７０では、先のステップ１３０にて求めた目標噴射量Ｑｆｉｎ（ｍｍ3 ／ｓｔ）を実現する燃料噴射信号Ｓｄの駆動パルス幅ＴＱ（μSEC ）を算出し、続くステップ１８０では、後述するクランク信号割込処理にて算出される内燃機関の機関回転数を考慮して、目標噴射タイミングＴｆｉｎ（°ＣＡ）に燃料噴射を実現する燃料噴射信号Ｓｄの駆動タイミングＴＴ（μSEC ）を算出する。
【００６０】
更に、ステップ１９０では、ＰＣＶ１９を確実に閉弁させるポンプコントロール信号Ｓｖの駆動パルス幅ＴＷを算出する。なお、駆動パルス幅ＴＷは、ＰＣＶ１９が駆動されてから完全に閉弁するまでの応答時間である閉弁応答時間Ｔdelay より若干大きい値に設定され、バッテリＢＴの電圧に応じて若干の補正がされるものの、略一定値となる。
【００６１】
続くステップ２００では、燃料圧力を直接制御する重要な制御値であるポンプコントロール信号Ｓｖの駆動タイミングＴＰを算出する。即ち、目標コモンレール圧Ｐｆｉｎ（ＭＰａ）と先のステップ１６０にて読み込んだ実コモンレール圧との偏差に基づき、実コモンレール圧を目標コモンレール圧Ｐｆｉｎに一致させるのに要する圧力を補充できる駆動タイミングＴＰを算出する。また、このようにして、コモンレール圧はフィードバック制御される。
【００６２】
その後、ステップ１２０に戻り、以後、ステップ１２０〜ステップ２００の処理が繰り返し実行される。
次に、燃料噴射信号Ｓｄ及びポンプコントロール信号Ｓｖを、メイン処理にて算出された駆動パルス幅と駆動タイミングに基づいて実際に出力すると共に、フライバック電流の電流経路を選択するクランク各信号割込処理について説明する。なお、本処理は、クランク角センサ５３がクランク角パルスを出力する毎に起動される。
【００６３】
本処理が起動されると、図７に示すように、まずステップ２１０にて、本処理が起動される要因となったクランク角パルスが、インジェクタ３及びＰＣＶ１９の制御の基準となる基準パルスであるか否かを判定する。なお、基準パルスであるか否かの判定は、例えば本処理が、気筒判別パルスが検出された後に最初に起動されたものであれば、本処理を起動したクランク角パルスを基準パルスであると判断する。
【００６４】
そして、クランク角パルスが、基準パルスでなければステップ２８０に移行し、逆に、基準パルスであればステップ２２０に移行して、メイン処理にて算出された最新の駆動パルス幅ＴＱ，ＴＰ、駆動タイミングＴＴ，ＴＷを用いて下記の（１）式に基づき初期充電期間Ｔ１（図５参照）を算出する。
【００６５】
Ｔ１＝（ＴＰ＋ＴＷ）−（ＴＴ＋ＴＱ）                ・・・（１）
続くステップ２３０では、初期充電期間Ｔ１が、所定期間Ｂより大きいか否かを判定し、所定期間Ｂより大きければ、ステップ２４０に移行して、経路切替信号ＳｐをLow レベルに設定し、ステップ２６０に進む。これにより電流経路Ｐ２が導通し、ＰＣＶ１９にて発生するフライバック電流はバッテリＢＴに還流されることになる。
【００６６】
一方、ステップ２３０にて、初期充電期間Ｔ１が所定期間Ｂ以下であると判断された場合には、ステップ２５０に移行して、経路切替信号ＳｐをHighレベルに設定した後、ステップ２６０に進む。これにより電流経路Ｐ１が導通し、ＰＣＶ１９のフライバック電流はコンデンサＣに充電され、インジェクタ３を駆動するために再利用されることになる。
ステップ２６０では、駆動パルス幅ＴＱ，駆動タイミングＴＴとなる燃料噴射信号Ｓｄの出力処理をアウトプットコンベア機能を用いて行う。この時、どの気筒のインジェクタ３を駆動するか、即ち、どのトランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１６を駆動するかを指定する選択信号Ｓｓも同時に出力される。また、これと共に、燃料噴射信号Ｓｄの出力が終了した直後（ＴＴ＋ＴＱ）から、電圧制御回路７５にコンデンサＣの充電を開始させるための充電指令信号Ｓｃの出力処理も同様に行われる。
【００６７】
なお、アウトプットコンベア機能とは、出力開始タイミング，出力終了タイミング，及び出力レベルを設定することにより、設定されたパルス信号をマイクロコンピュータ６３に内蔵されたハードウェアにて自動的に出力する周知の機能である。
【００６８】
続く、ステップ２７０では、駆動パルス幅ＴＷ，駆動タイミングＴＰとなるポンプコントロール信号Ｓｖの出力処理と、ポンプコントロール信号Ｓｖの駆動パルス幅ＴＷより所定期間Ｔ２だけ長い駆動パルス幅（ＴＷ＋Ｔ２），駆動タイミングＴＰとなるフライバック制御信号Ｓｂの出力処理をアウトプットコンベア機能を用いて行った後、ステップ２８０に進む。
【００６９】
なお、ポンプコントロール信号Ｓｖ及びフライバック制御信号Ｓｂは、高圧ポンプ９の各気筒＃ａ，＃ｂに夫々対応するＰＣＶ駆動回路６７，６７を、交互に駆動するよう出力される。
また、フライバック制御信号Ｓｂの駆動パルス幅が、ポンプコントロール信号の駆動パルス幅より期間Ｔ２だけ長く設定されていることにより、この期間Ｔ２だけフライバック電流が流れる。これは、フライバック電流が流れ続けると、ＰＣＶ１９の開弁動作や次回の閉弁駆動時の動作に影響を与えてしまう虞があるため、必要以上にフライバック電流が流れることを防止しているのである。
【００７０】
ステップ２８０では、前回処理が起動されてから、今回処理が起動されるまでの時間に基づき、機関回転数を算出して本処理を終了する。
ここで、本処理のステップ２３０にて初期充電期間Ｔ１と比較される所定期間Ｂは、以下のように設定される。
【００７１】
即ち、ステップ２２０にて算出される初期充電期間Ｔ１は、インジェクタ３の駆動終了後に、昇圧回路７４によるコンデンサＣの充電が開始されてから、フライバック電流が発生するまでの所要期間を表しており、延いてはこの期間に蓄積されるコンデンサＣのエネルギー量（コンデンサＣの両端電圧Ｖｃ）に対応する。また、ポンプコントロール信号Ｓｖの駆動パルス幅ＴＰは常に略一定であり、ＰＣＶ１９を閉弁させる電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂは略一定の状態で駆動されるため、ポンプコントロール信号Ｓｖがオフした時に流れるフライバック電流も、常に略一定のエネルギーを有する。
【００７２】
従って、昇圧回路７４がコンデンサＣを充電する速度と、フライバック電流の大きさとがわかれば、フライバック電流によってコンデンサＣを充電しても、コ」ンデンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充電電圧Ｖｏを越えないような期間を求めることができ、これを所定期間Ｂとして設定しているのである。
【００７３】
次に、図８に示すタイミング図に沿って、初期充電期間Ｔ１が所定期間Ｂより短く、フライバック電流によってコンデンサＣが充電される場合の動作を説明する。なお、図８においては、動作を明確にするため、内燃機関の各気筒＃１〜＃６、及び高圧ポンプの各気筒＃ａ，＃ｂを区別することなく各信号を示している。これは図９も同様である。
【００７４】
まず、基準パルスの発生時（クランク各パルス０）に実行されるクランク角信号割込処理により、経路切替信号Ｓｐが設定される。なお、ここでは、フライバック電流をコンデンサＣに供給する電流経路Ｐ１が導通するようLow レベルに設定される。
【００７５】
そして、駆動タイミングＴＴ経過後に、マイクロコンピュータ６３より燃料噴射信号Ｓｄが出力されると、駆動パルス幅ＴＱの間だけ、インジェクタ３の電磁ソレノイドＬｎにソレノイド電流Ｉｄが流れる。ここで、燃料噴射信号Ｓｄがオンした直後に流れるピーク電流は、所定の高電圧Ｖｏに充電されたコンデンサＣが放電されることにより発生するものであり、この放電により、コンデンサＣの両端電圧Ｖｃは、略０Ｖまで低下する。また、コンデンサＣは、燃料噴射信号Ｓｄがオフした直後より、昇圧回路７４によって充電が開始される。
【００７６】
また、基準パルス発生から駆動タイミングＴＷ経過後に、マイクロコンピュータ６３よりポンプコントロール信号Ｓｖ及びフライバック制御信号Ｓｂが出力されると、ＰＣＶ１９を閉弁する電磁ソレノイドＬａ（或はＬｂ）に駆動パルス幅ＴＰの間だけソレノイド電流Ｉｖが流れる。
【００７７】
そして、ポンプコントロール信号Ｓｖがオフされると、フライバック制御信号Ｓｂがオフされるまでの間（期間Ｔ２）、電流経路Ｐ１を導通するように設定された切替回路６９を介してコンデンサＣにフライバック電流Ｉｆが供給される。コンデンサＣは、昇圧回路７４により初期充電期間Ｔ１だけ充電された時点で、フライバック電流による充電（期間Ｔ２）が行われ、その後、所定の充電電圧Ｖｏとなるまで、昇圧回路７４による充電が継続（期間Ｔ３）される。
【００７８】
次に、図９に示すタイミング図に沿って、初期充電期間Ｔ１が所定期間Ｂより長く、フライバック電流をバッテリに還流する場合の動作を説明する。
まず、基準パルスが発生時（クランク各パルス０）に実行されるクランク角信号割込処理により、経路切替信号Ｓｐが、電流経路Ｐ２を導通してフライバック電流をバッテリに還流するようHighレベルに設定される。
【００７９】
以後、マイクロコンピュータ６３より、燃料噴射信号Ｓｄが出力され、更に、ポンプコントロール信号Ｓｖ及びフライバック制御信号Ｓｂが出力されて、フライバック電流が発生する時点までの説明は、図８の場合と全く同様である。
そして、フライバック電流Ｉｆは、電流経路Ｐ２を導通させるように設定された切替回路６９を介してバッテリＢＴに還流される。このため、コンデンサＣは、フライバック電流Ｉｆにより充電されることなく、昇圧回路７４のみにより、所定の充電電圧Ｖｏまで充電される。
【００８０】
なお、この場合、フライバック電流ＩｆによりコンデンサＣを充電したとすると、図中破線で示すように、所定の充電電圧Ｖｏを越えてしまうのである。
以上詳述したように、本実施例の燃料噴射装置１においては、インジェクタ３を高速に応答させ、応答性のよい燃料噴射を実現するために、バッテリ電圧Ｖｂを越える電圧ＶｏにてコンデンサＣを充電し、インジェクタ３の開弁時に放電して、ピーク電流を供給する回路が設けられており、このコンデンサＣを、ＰＣＶ１９を閉弁駆動する電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂの通電を遮断した際に発生するフライバック電流Ｉｆにて充電するようにされている。
【００８１】
従って、本実施例によれば、昇圧回路７４は、コンデンサＣに蓄積すべき全エネルギーから、フライバック電流Ｉｆによって蓄積されるエネルギーを除いた分だけ供給すればよく、消費電力を低減できる。
特に、ＰＣＶ１９を閉弁駆動する電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂは、比較的大きなフライバックエネルギーが発生するため、場合によってはコンデンサＣに蓄積すべき全エネルギーの約７割を供給でき、極めて効率よくエネルギーを利用できる。
【００８２】
また、本実施例においては、昇圧回路７４によるコンデンサＣの充電が開始されてから、フライバック電流Ｉｆが発生するまでの初期充電期間Ｔ１を算出し、初期充電期間Ｔ１が所定期間Ｂより短い場合のみ、フライバック電流ＩｆによりコンデンサＣを充電するようにされている。なお、所定期間Ｂは、昇圧回路７４によりコンデンサＣに蓄積されたエネルギーとフライバック電流Ｉｆのエネルギーとを加えても、充電電圧Ｖｏまでに充電されたときにコンデンサＣに蓄積されるエネルギーを越えないように予め設定されたものである。
【００８３】
従って、本実施例によれば、フライバック電流ＩｆによりコンデンサＣが充電された時に、コンデンサＣの両端電圧Ｖｃが所定の充電電圧Ｖｏを越えてしまうようなことがなく、コンデンサＣ等の回路素子が破壊されたり、燃料噴射時に、必要以上に充電されたコンデンサＣから過剰な電流が供給されて燃料噴射に影響を与えてしまうことを防止できる。
【００８４】
また、本実施例によれば、インジェクタ３及びＰＣＶ１９を駆動制御するための燃料噴射信号Ｓｄ及びポンプコントロール信号Ｓｖの駆動タイミングＴＴ，ＴＷ，駆動パルス幅ＴＱ，ＴＰ等は、全て同じマイクロコンピュータ６３内で算出されるため、初期充電期間Ｔ１も容易に算出することができ、従って、フライバック電流ＩｆをコンデンサＣに供給するか否かの判断を容易に、しかも精密に行うことができる。
【００８５】
更に、本実施例によれば、燃料噴射間隔の短い高回転，高負荷時には、フライバック電流ＩｆによりコンデンサＣの充電は短時間で済み、昇圧回路７４のみによりコンデンサＣを充電する必要がある時には、充電期間を十分に確保できるので、昇圧回路７４は、比較的小容量のトランス，スイッチング素子を用いて構成することができ、昇圧回路７４、延いては燃料噴射装置１を小型に安価に構成できる。
【００８６】
即ち、内燃機関が高速回転，高負荷で運転されている場合には、燃料噴射間隔（インジェクタ３が駆動される間隔）が短くなるため、当然、昇圧回路７４がコンデンサＣの充電に利用できる期間も短くなるのであるが、このような場合には、通常、コモンレール圧力が高く設定されるため、ＰＣＶ１９の駆動タイミングＴＰも短くなり、初期充電期間Ｔ１も短くなる。その結果、コンデンサＣは、フライバック電流Ｉｆにより充電されることになり、短時間で充電が終了するのである。
【００８７】
また逆に、初期充電期間Ｔ１が長く、フライバック電流ＩｆがコンデンサＣに供給されないのは、一般に、コモンレール圧力を低く設定する低速回転，低負荷の場合であり、この場合は、燃料噴射間隔も長くなるため、コンデンサＣの充電期間も十分に確保することができ、昇圧回路７４だけで、コンデンサＣを所定の充電電圧Ｖｏまで充電できるのである。
【００８８】
また更に、本実施例によれば、フライバック電流Ｉｆは、コンデンサＣに供給されない時には、バッテリＢＴに還流されるよう構成されているので、コンデンサＣの充電に使用されないフライバック電流Ｉｆを無理なく処理でき、信頼性の高い装置を構成できる。
【００８９】
即ち、フライバック電流ＩｆをコンデンサＣに供給しない場合に、バッテリに還流することなくトランジスタ等により単にフライバック電流Ｉｆを遮断しただけでは、フライバック電流を遮断したトランジスタに大きな負荷がかかるため、大容量，高耐圧の素子を使用しなければ破壊されてしまうのであるが、バッテリＢＴに還流することにより、素子の負荷を低減することができ、信頼性の高い装置を構成できるのである。
【００９０】
また、上述のような正常運転時だけでなく、内燃機関の始動時等、燃料噴射が行われないにも関わらず、ＰＣＶ１９のみが繰り返し制御される場合にも、フライバック電流ＩｆをバッテリＢＴに還流させるようにしておけば、コンデンサＣが異常充電されることなく、コンデンサＣ等の素子の破壊を防止できる。
【００９１】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様で実施することができる。
例えば、上記実施例ではマイクロコンピュータ６３により、予め初期充電期間Ｔ１を算出し、この初期充電期間Ｔ１により、フライバック電流ＩｆをコンデンサＣに供給するか否か判定して、経路切替信号Ｓｐを設定するようにされているが、コンデンサＣの両端電圧Ｖｃを検出し、これを所定の設定電圧と比較する比較回路を設け、検出電圧Ｖｃが設定電圧を越えると、ハードウェアにて直ちに経路切替信号Ｓｐを切り替えて、バッテリＢＴへの還流通路を選択するように構成してもよい。
【００９２】
また、上記実施例では、初期充電期間Ｔ１と所定期間Ｂとを比較した結果に基づき、切替回路６９を制御して電流経路Ｐ１，Ｐ２を随時切り替えているが、単に、燃料噴射信号Ｓｄがオフ（ＴＴ＋ＴＱ）してから所定期間Ｂが経過した時点（ＴＴ＋ＴＱ＋Ｂ）までの間のみ、コンデンサＣにフライバック電流Ｉｆが供給される電流経路Ｐ１を導通するように切替回路６９を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＥＣＵ１１の構成を表す電気回路図である。
【図２】  コモンレール式燃料噴射装置の全体構成図である。
【図３】  高圧ポンプの構成を表す説明図である。
【図４】  インジェクタの構成を表す説明図である。
【図５】  マイクロコンピュータが出力する各種タイミング信号の概要を説明するタイミング図である。
【図６】  マイクロコンピュータにて実行されるメイン処理を表すフローチャートである。
【図７】  マイクロコンピュータにて実行されるクランク角信号割込処理を表すフローチャートである。
【図８】  フライバック電流がコンデンサに供給された場合の各部の動作を表すタイミング図である。
【図９】  フライバック電流がバッテリに還流された場合の各部の動作を表すタイミング図である。
【符号の説明】
１…コモンレール式燃料噴射装置      ３…インジェクタ
５…コモンレール      ７…燃料タンク      ９…高圧ポンプ
１１…ＥＣＵ    １３…フィードポンプ    １５…燃料ギャラリー
１７，２５…チェック弁    １９…ポンプコントロールバルブ（ＰＣＶ）
２１…チャンバー    ２３…プランジャー    ２７…コモンレール圧センサ
２９…プレッシャリミッタ    ３１…フローリミッタ    ３３…エンジン
３５…三方弁    ３７…コマンドピストン    ３９…ニードル
５１…気筒判別センサ  ５３…クランク角センサ  ５５…アクセル開度センサ
５７…アイドルスイッチ  ５９…スタータスイッチ  ６１…冷却水温センサ
６３…マイクロコンピュータ    ６５…インジェクタ駆動回路
６７…ＰＣＶ駆動回路    ６９…切替回路    ７１…インジェクタ選択回路
７３…定電流源    ７４…昇圧回路    ７５…電圧制御回路
【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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