JP2001012285A

JP2001012285A - 電磁負荷駆動装置

Info

Publication number: JP2001012285A
Application number: JP11183489A
Authority: JP
Inventors: Azuma Kimura; 東木村; Shinichi Maeda; 真一前田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】エネルギー蓄積素子の発熱を抑制することがで
きる電磁負荷駆動装置を提供する。【解決手段】トランジスタＴ１２，Ｔ２２をオンしてコ
ンデンサ（エネルギー蓄積素子）Ｃ１０，Ｃ２０に蓄積
されたエネルギーをソレノイド１０１ａ〜１０４ａに供
給する。コンデンサＣ１０，Ｃ２０のエネルギーの供給
後、トランジスタＴ１２，Ｔ２２をオフするとともにト
ランジスタＴ１１，Ｔ２１をオン／オフ制御してソレノ
イド１０１ａ〜１０４ａを定電流駆動する。ソレノイド
１０１ａ〜１０４ａの通電遮断時に発生する逆起電力エ
ネルギーをコンデンサＣ１０，Ｃ２０に回収して蓄積す
る。また、発振回路１１０によりトランジスタＴ００を
オン／オフ動作することでエネルギーをコンデンサＣ１
０，Ｃ２０に蓄積する。このコンデンサＣ１０，Ｃ２０
は、バッテリと直列接続されバッテリ電圧を基準にエネ
ルギーを蓄積する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両用エ
ンジンの燃料噴射装置に適用されて、電磁駆動式のイン
ジェクタに設けられるソレノイドなどの電磁負荷を駆動
制御するための電磁負荷駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁負荷の応答を早めるために電
磁負荷の通電遮断時の逆起電力エネルギー（フライバッ
クエネルギー）を回収して利用する電磁負荷駆動装置が
開示されている（特開平９−１１５７２７号公報）。こ
の装置では、逆起電力エネルギーを回収してコンデンサ
に蓄積し、そのエネルギーを再び電磁負荷に供給するよ
うに構成されている。また、逆起電力エネルギーを蓄積
するコンデンサに、昇圧回路を用いてエネルギーを蓄積
させて、電磁負荷の応答を早める装置も実用化されてい
る。

【０００３】この種の電磁負荷の駆動装置としては、電
磁駆動式のインジェクタを駆動する装置が知られてお
り、従来技術におけるインジェクタ駆動回路を図３に示
す。図３において、インダクタ３０１、スイッチ３０
２、ダイオード３０３及びコンデンサ３０４により昇圧
回路が構成されている。コンデンサ３０４は、その一方
の端子がダイオード３０３に接続され、他方の端子が接
地されている。そして、スイッチ３０２のオン／オフに
伴いコンデンサ３０４には、グランド電位を基準にバッ
テリ電圧＋Ｂよりも高い電圧が充電される。コンデンサ
３０４とダイオード３０３との接続部にはスイッチ３０
５を介してインジェクタ内のソレノイド３０６の一端が
接続され、ソレノイド３０６の他端はスイッチ３０７及
び抵抗３０８を介して接地されている。ソレノイド３０
６には、定電流駆動用のスイッチ３０９が接続されてい
る。スイッチ３０７のオン時にソレノイド３０６が通電
されると、インジェクタの図示しない弁体が開弁位置に
移動する。通電遮断時にソレノイド３０６に発生する逆
起電力エネルギーはダイオード３１０を介してコンデン
サ３０４に回収される。駆動用ＩＣ３１１は、各スイッ
チ３０２，３０５，３０７，３０９をオン又はオフに制
御する。

【０００４】上記インジェクタ駆動回路の動作を図４の
タイムチャートに従い説明する。駆動用ＩＣ３１１から
の噴射信号に従いスイッチ３０７がオンすると、それと
同時にスイッチ３０５が一定時間だけオンし、コンデン
サ３０４の充電電圧がソレノイド３０６に対して放出さ
れる。これにより、インジェクタの開弁当初に大電流が
流れ、インジェクタの開弁応答性が向上する。その後、
抵抗３０８により検出されるインジェクタ電流に応じて
スイッチ３０９がオン／オフされ、ソレノイド３０６が
定電流駆動される。

【０００５】そして、スイッチ３０７がオフすると、ソ
レノイド３０６に逆起電力エネルギーが発生し、そのエ
ネルギーがコンデンサ３０４に回収される。その後、ス
イッチ３０２がオン／オフすることで、コンデンサ３０
４の電圧が所定電圧まで昇圧されて、次回のインジェク
タの噴射に備えるように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４に示す
ようにスイッチ３０５がオフするときにおいて、つまり
時刻ｔ１１において、コンデンサ３０４の電圧がバッテ
リ電圧＋Ｂよりも低くなっていると、インダクタ３０１
とダイオード３０３を通してコンデンサ３０４に突入電
流が流れる。この電流は制御されていないため比較的大
きな突入電流となってしまう。このような状態が、イン
ジェクタ３０６の通電毎に起きるとコンデンサ３０４の
発熱の原因となる。つまり、本来の充電による発熱以外
にさらに発熱が加わることになり、コンデンサ３０４や
その周辺回路の耐久性等に悪影響を及ぼしてしまう。

【０００７】また従来は、この現象を回避する対策とし
てコンデンサ３０４の電圧をモニターし、バッテリ電圧
以下に低下しないようにスイッチ３０５のオフタイミン
グを制御していたが、そのための回路が必要となり回路
規模が増大するといった問題が生じてしまう。

【０００８】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、エネルギー蓄積
素子の発熱を抑制することができる電磁負荷駆動装置を
提供することである。

【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、請求項１に記載の電磁負荷駆動装置によれば、エネ
ルギー蓄積素子には、電磁負荷に供給するためのエネル
ギーが電源電圧を基準に蓄積される。従って、制御手段
により前記エネルギー供給手段がオンに制御され、エネ
ルギー蓄積素子に蓄積されたエネルギーが全て放出され
たとしてもエネルギー蓄積素子の端子電圧は電源電圧以
下に低下することはない。つまり、従来技術のように、
エネルギー蓄積素子にグランド基準でエネルギーを蓄積
する回路構成であると、エネルギーの放出によってエネ
ルギー蓄積素子の端子電圧が電源電圧以下に低下する場
合があるが、電源電圧を基準にエネルギーを蓄積するこ
とで、エネルギー蓄積素子の端子電圧が電源電圧以下に
低下することを防止できる。その結果、電磁負荷へのエ
ネルギー蓄積素子のエネルギー供給後に、電源からエネ
ルギー蓄積素子に突入電流が流れ込むことを防止でき
る。よって、エネルギー蓄積素子の発熱を抑制すること
ができる。

【００１０】また、エネルギー蓄積素子の電圧が電源電
圧以下にならないことから、エネルギー蓄積素子の電圧
をモニタしてエネルギー供給手段のオフタイミングを制
御する必要もない。従って、エネルギー蓄積素子の電圧
をモニタするための回路等を省略することが可能となる
ので、回路規模を縮小できコスト的にも有利となる。

【００１１】請求項２の発明によれば、回収手段によっ
て電磁負荷のオフ時に発生する逆起電力エネルギーが回
収され、そのエネルギーがエネルギー蓄積素子に電源電
圧を基準に蓄積される。

【００１２】請求項３の発明によれば、昇圧手段によっ
て電源エネルギーが昇圧され、そのエネルギーがエネル
ギー蓄積素子に電源電圧を基準に蓄積される。電源電圧
を基準にエネルギーを蓄積する具体的な構成としては、
請求項４のように、エネルギー蓄積素子を昇圧手段を構
成するインダクタとダイオードの直列回路に並列に接続
する。この場合、昇圧手段によって昇圧されたエネルギ
ーがエネルギー蓄積素子に蓄積され、そのエネルギーの
放出後において、エネルギー蓄積素子の端子電圧が電源
電圧よりも低下することが防止される。その結果、電磁
負荷へのエネルギー蓄積素子のエネルギー供給後に、電
源からエネルギー蓄積素子に突入電流が流れ込むことを
防止できる。よって、エネルギー蓄積素子の発熱を抑制
することができる。

【００１３】請求項５に記載したように、エネルギー蓄
積素子のエネルギー供給後に、電源電圧から定電流を生
成し、その定電流にて電磁負荷を駆動する場合、記述の
通り、電源電圧を基準にエネルギー蓄積素子にエネルギ
ーが蓄積されるので、エネルギー蓄積素子に定電流が流
れ込むことはない。従って、定電流検出手段による検出
結果に応じて定電流制御を行う際に、その制御性が損な
われることはない。よって、電磁負荷の駆動を的確に制
御できる。

【００１４】請求項６の発明では、エンジンに燃料を供
給するための燃料噴射用電磁弁のソレノイドが駆動制御
される。この場合、ソレノイドの通電を適正に制御でき
るのでインジェクタによる燃料の供給を的確に実施でき
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車載
用４気筒ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射
システムとして具体化されるものであり、同燃料噴射シ
ステムにおいてコモンレール内で蓄圧された高圧燃料
は、インジェクタの駆動に伴いディーゼルエンジンの各
気筒に対して噴射供給される。また本実施の形態では、
排気エミッションの向上を目的として、同時に２つのイ
ンジェクタを駆動させて各々燃料噴射を行わせる、いわ
ゆる多重噴射を実施するように構成されている。

【００１６】図１は、本実施の形態におけるインジェク
タ駆動装置を示す電気回路図である。図１の装置は、エ
ンジンの各気筒に対して燃料噴射を行うインジェクタ１
０１，１０２，１０３，１０４と、これらインジェクタ
１０１〜１０４を駆動する駆動回路（ＥＤＵ：Electric
Driver Unit）１００と、この駆動回路１００に接続さ
れるＥＣＵ（電子制御装置）２００とを備える。ＥＣＵ
２００は、ＣＰＵ、各種メモリ等からなる周知のマイク
ロコンピュータを備え、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル
開度ＡＣＣ、エンジン水温ＴＨＷなど、各種センサにて
検出されるエンジン運転情報に基づき気筒毎に噴射信号
を生成して駆動回路１００に出力する。

【００１７】インジェクタ１０１〜１０４は常閉式の電
磁弁にて構成され、電磁負荷としてのソレノイド１０１
ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａを個々に備える。こ
の場合、各ソレノイド１０１ａ〜１０４ａが通電される
と、図示しない弁体がリターンスプリングの付勢力に抗
して開弁位置に移動し、燃料噴射が行われる。また、各
ソレノイド１０１ａ〜１０４ａの通電が遮断されると、
弁体が元の閉弁位置に戻り、燃料噴射が停止される。

【００１８】本実施の形態では、全４気筒のインジェク
タ１０１〜１０４を２気筒ずつに分け、インジェクタ１
０１と１０３を同じ噴射グループとして駆動回路１００
の共通端子ＣＯＭ１に接続し、インジェクタ１０２と１
０４を同じ噴射グループとして駆動回路１００の共通端
子ＣＯＭ２に接続している。なお、同時に駆動されるこ
とがないインジェクタで各噴射グループを構成すること
とし、そのグループ分けはどの気筒間で多重噴射をさせ
るか等のエンジンの設計仕様によって決定されればよ
い。

【００１９】インダクタＬ１１は一端がバッテリ電源ラ
イン（＋Ｂ）に接続され、他端がトランジスタＴ００に
接続されている。トランジスタＴ００のゲート端子には
自励式の発振回路１１０が接続され、この発振回路１１
０の出力に応じてトランジスタＴ００がオン／オフす
る。トランジスタＴ００とＧＮＤとの間には電流検出抵
抗Ｒ００が接続されている。

【００２０】インダクタＬ１１とトランジスタＴ００と
の間には、逆流防止用のダイオードＤ１３を介してコン
デンサＣ１０の一端が接続されると共に、逆流防止用の
ダイオードＤ２３を介してコンデンサＣ２０の一端が接
続されている。これらコンデンサＣ１０，Ｃ２０の他端
はバッテリ電源ライン（＋Ｂ）に接続されている。つま
り、コンデンサＣ１０，Ｃ２０は、インダクタＬ１１と
ダイオードＤ１３，Ｄ２３との直列回路に並列に接続さ
れ、バッテリ電圧を基準に充電される構成となってい
る。

【００２１】なお、コンデンサＣ１０は、ＣＯＭ１側の
噴射グループであるインジェクタ１０１，１０３専用の
エネルギー蓄積コンデンサであり、コンデンサＣ２０
は、ＣＯＭ２側の噴射グループであるインジェクタ１０
２，１０４専用のエネルギー蓄積コンデンサである。

【００２２】上記インダクタＬ１１、トランジスタＴ０
０、電流検出抵抗Ｒ００、発振回路１１０、ダイオード
Ｄ１３，Ｄ２３及びコンデンサＣ１０，Ｃ２０によりＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ回路が構成される。そのＤＣ−ＤＣ
コンバータ回路のうちインダクタＬ１１、トランジスタ
Ｔ００、電流検出抵抗Ｒ００及び発振回路１１０が昇圧
手段に相当する。トランジスタＴ００がオン／オフされ
ると、ダイオードＤ１３，Ｄ２３を通じてコンデンサＣ
１０，Ｃ２０に充電電流が流れ込み、コンデンサＣ１
０，Ｃ２０に蓄積される電荷量が増加する。これによ
り、各コンデンサＣ１０，Ｃ２０が充電される。つま
り、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の電極間の電位差が増加
する。かかる場合、電流検出抵抗Ｒ００により充電電流
がモニタされつつ、発振回路１１０によりトランジスタ
Ｔ００がオン／オフされることで、コンデンサＣ１０，
Ｃ２０が効率の良い周期で充電される。なお、コンデン
サＣ１０，Ｃ２０の充電電圧としては、例えば１００Ｖ
である。

【００２３】駆動用ＩＣ１２０には、＃１〜＃４の入力
端子が接続され、駆動用ＩＣ１２０はこの各端子を通じ
てＥＣＵ２００から第１気筒（＃１）〜第４気筒（＃
４）の各噴射信号を取り込む。

【００２４】トランジスタＴ１２，Ｔ２２は、＃１〜＃
４の噴射信号がオフ（論理ローレベル）からオン（論理
ハイレベル）に反転するタイミングで一時的にオンとな
り、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の蓄積エネルギーをイン
ジェクタ１０１〜１０４に放出するためのトランジスタ
である。

【００２５】トランジスタＴ１２はコンデンサＣ１０と
共通端子ＣＯＭ１との間に設けられ、駆動用ＩＣ１２０
によりトランジスタＴ１２がオンされると、バッテリに
直列接続されたコンデンサＣ１０の蓄積エネルギーがＣ
ＯＭ１側のインジェクタ１０１，１０３に供給される。
また、トランジスタＴ２２はコンデンサＣ２０と共通端
子ＣＯＭ２との間に設けられ、駆動用ＩＣ１２０により
トランジスタＴ２２がオンされると、バッテリに直列接
続されたコンデンサＣ２０の蓄積エネルギーがＣＯＭ２
側のインジェクタ１０２，１０４に供給される。より具
体的には、トランジスタＴ１２，Ｔ２２のオン時には、
バッテリ電圧にコンデンサＣ１０，Ｃ２０の電極間にか
かる電位差を加えた高電圧がインジェクタ１０１〜１０
４のソレノイド１０１ａ〜１０４ａに印加される。こう
したコンデンサＣ１０，Ｃ２０のエネルギー放出によ
り、インジェクタ１０１〜１０４の駆動電流として大電
流が流れ、それに伴いインジェクタ１０１〜１０４の開
弁応答性が向上する。なお、コンデンサＣ１０，Ｃ２０
のエネルギーが完全に放出された状態では、コンデンサ
Ｃ１０，Ｃ２０にかかる電位差は０Ｖとなる。また、こ
の状態では、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の端子電圧は、
バッテリ電圧と等しくなる。

【００２６】各インジェクタ１０１〜１０４のローサイ
ドには、駆動回路１００の端子ＩＮＪ１，ＩＮＪ２，Ｉ
ＮＪ３，ＩＮＪ４を介してトランジスタＴ１０，Ｔ２
０，Ｔ３０，Ｔ４０が接続されており、駆動用ＩＣ１２
０から＃１〜＃４の噴射信号が各々供給されると、その
論理ハイレベルの噴射信号により当該トランジスタＴ１
０〜Ｔ４０がオンとなる。トランジスタＴ１０，Ｔ３０
とトランジスタＴ２０，Ｔ４０とは、各々同一の噴射グ
ループを構成するものであり、それら各トランジスタは
グループ毎に電流検出抵抗Ｒ１０，Ｒ２０を介して接地
されている。電流検出抵抗Ｒ１０，Ｒ２０によりインジ
ェクタ１０１〜１０４に流れる駆動電流が検出され、そ
の検出結果が駆動用ＩＣ１２０に取り込まれる。

【００２７】ＣＯＭ１，ＣＯＭ２端子はそれぞれ、ダイ
オードＤ１１，Ｄ２１とトランジスタＴ１１，Ｔ２１と
を介してバッテリ電源ライン（＋Ｂ）に接続されてい
る。かかる場合、駆動用ＩＣ１２０は、インジェクタ１
０１〜１０４に流れる駆動電流に応じてトランジスタＴ
１１，Ｔ２１をオン／オフ制御する。これにより、＋Ｂ
からインジェクタ１０１〜１０４に定電流が供給され
る。ダイオードＤ１２，Ｄ２２は定電流制御のための帰
還ダイオードであり、トランジスタＴ１１，Ｔ２１のオ
フ時にインジェクタ１０１〜１０４に流れる電流はダイ
オードＤ１２，Ｄ２２を介して還流される。

【００２８】実際の動作に際しては、駆動指令である噴
射信号の立ち上がりと同時に先ずトランジスタＴ１２又
はＴ２２がオンされ、インジェクタ１０１〜１０４の駆
動電流としてコンデンサＣ１０，Ｃ２０のエネルギー放
出により大電流が流れた後、引き続き、トランジスタＴ
１１又はＴ２１を通じて定電流が流れ、噴射信号の立ち
下がりに伴い同駆動電流が遮断される。なお、ダイオー
ドＤ１１，Ｄ２１は、コンデンサＣ１０，Ｃ２０のエネ
ルギー放出に際し、高電位となるＣＯＭ１，ＣＯＭ２端
子から＋Ｂ側への回り込みを防止するためのダイオード
である。

【００２９】また、各インジェクタ１０１〜１０４のう
ち、一方の噴射グループを構成するインジェクタ１０
１，１０３は、ダイオードＤ１０，Ｄ３０を介してコン
デンサＣ１０に接続されており、通電遮断に伴い当該イ
ンジェクタ１０１，１０３に発生する逆起電力エネルギ
ーはダイオードＤ１０，Ｄ３０を介してコンデンサＣ１
０に回収される。また、他方の噴射グループを構成する
インジェクタ１０２，１０４は、ダイオードＤ２０，Ｄ
４０を介してコンデンサＣ２０に接続されており、通電
遮断に伴い当該インジェクタ１０２，１０４に発生する
逆起電力エネルギーはダイオードＤ２０，Ｄ４０を介し
てコンデンサＣ２０に回収される。

【００３０】本実施形態では、コンデンサＣ１０，Ｃ２
０がエネルギー蓄積素子に相当し、ダイオードＤ１０，
Ｄ２０，Ｄ３０，Ｄ４０が回収手段に相当する。また、
トランジスタＴ１０，Ｔ２０，Ｔ３０，Ｔ４０が負荷駆
動手段に相当し、トランジスタＴ１２，Ｔ２２がエネル
ギー供給手段に相当する。さらに、トランジスタＴ１
１，Ｔ２１が定電流生成手段に相当し、電流検出抵抗Ｒ
１０，Ｒ２０が電流検出手段に相当する。また、駆動用
ＩＣ１２０が制御手段に相当する。

【００３１】次に、本実施の形態における作用を図２の
タイムチャートを用いて説明する。なお、図中、「＃
１」は第１気筒の噴射信号を示しており、その噴射信号
に基づく動作を説明する。

【００３２】図２に示すように、時刻ｔ１において＃１
の噴射信号がオンに立ち上げられると、トランジスタＴ
１０がオンすると共に、それと同時にトランジスタＴ１
２がオンし、インジェクタ１０１による噴射が開始され
る。トランジスタＴ１２は、噴射開始当初の所定時間だ
けオンし、コンデンサＣ１０の蓄積エネルギーがインジ
ェクタ１０１のソレノイド１０１ａに放出される。つま
り、コンデンサＣ１０から放電電流が流れることで、ソ
レノイド１０１ａに大電流が流れ、インジェクタ１０１
の開弁応答が早まる。またこのとき、コンデンサＣ１０
から放電電流が流れることでコンデンサＣ１０の電圧が
低下する。なお、コンデンサＣ１０のエネルギーが完全
に放出された状態では、コンデンサＣ１０の端子電圧
は、バッテリ電圧と等しくなる。

【００３３】従って、時刻ｔ２のタイミングにおいて、
トランジスタＴ１２がオフして、ソレノイド１０１ａと
コンデンサＣ１０とが切り離されたとき、インダクタＬ
１１、ダイオードＤ１３を通してコンデンサＣ１０に突
入電流が流れ込むことはない。

【００３４】コンデンサＣ１０のエネルギー放出後は、
それに引き続いてトランジスタＴ１１がオン／オフ制御
され、ダイオードＤ１１を介してソレノイド１０１ａに
定電流が供給される。すなわち、電流検出抵抗Ｒ１０に
より検出した駆動電流（ＩＮＪ１電流）に応じて駆動用
ＩＣ１２０がトランジスタＴ１１をオン／オフし、その
駆動電流を所定値に保持する。これにより、インジェク
タ１０１は開弁状態で保持される。

【００３５】このとき、トランジスタＴ１２がオフする
前に、コンデンサＣ１０のエネルギーが放出されて定電
流制御に移行した場合でも、コンデンサＣ１０の端子電
圧は、バッテリ電圧以下に低下することはないので、ト
ランジスタＴ１１、ダイオードＤ１１及びトランジスタ
Ｔ１１を介してコンデンサＣ１０に定電流制御のための
電流が流れることはない。

【００３６】また、コンデンサＣ１０のエネルギーが放
出されトランジスタＴ１２がオフされた後、所定時間が
経過すると、トランジスタＴ００がオン／オフ制御され
てＤＣ−ＤＣコンバータ回路によるコンデンサＣ１０の
充電が行われ、コンデンサＣ１０の電圧が階段状に増加
する。この充電は、２つのコンデンサＣ１０，Ｃ２０の
うち電圧が小さい方に充電される。つまり、インジェク
タ１０１の噴射時には、エネルギーが放電されたコンデ
ンサＣ１０に対して充電が実施される。

【００３７】その後、時刻ｔ３のタイミングにおいて、
＃１の噴射信号がオフされると、トランジスタＴ１０が
オフしてインジェクタ１０１が閉弁し、同インジェクタ
１０１による噴射が終了される。ソレノイド１０１ａの
通電遮断時に発生する逆起電力エネルギーはダイオード
Ｄ１０を通じてコンデンサＣ１０に回収される。なお、
同様に上記噴射動作が全気筒に対し順次繰り返される。
但し、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路によるコンデンサＣ１
０の充電は、逆起電力エネルギーの回収後、つまり、時
刻ｔ３以降に実施してもよい。

【００３８】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。（１）コンデンサＣ１０，Ｃ２０がバッテリに対して直
列接続され、バッテリ電圧を基準にエネルギーを蓄積す
るように構成されているので、エネルギーを放出しても
コンデンサＣ１０，Ｃ２０の端子電位はバッテリ電位以
下に低下することはない。その結果、ソレノイド１０１
ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａへのコンデンサＣ１
０，Ｃ２０のエネルギー供給後に、バッテリからコンデ
ンサＣ１０，Ｃ２０に突入電流が流れ込むことを防止で
きる。よって、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の発熱を抑制
することができ、コンデンサＣ１０，Ｃ２０及びその周
辺回路の耐久性が向上する。

【００３９】（２）温度変化等の要因によりソレノイド
１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａのインピーダ
ンスが変化する。これにより、ソレノイド１０１ａ，１
０２ａ，１０３ａ，１０４ａを流れる電流量が変化し、
コンデンサＣ１０，Ｃ２０の放電時間が変化する。その
ため、図３に示すように、コンデンサ３０４の一方の端
子を接地して、コンデンサ３０４のエネルギーをグラン
ド基準に蓄積する構成では、コンデンサ３０４の電圧を
モニターして、突入電流を防止する必要があった。しか
しながら本実施形態では、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の
電圧がバッテリ電圧以下にならないことから、コンデン
サＣ１０，Ｃ２０の電圧をモニタしてトランジスタＴ１
２，Ｔ２２のオフタイミングを制御する必要もない。よ
って、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の電圧をモニタするた
めの回路等を省略できるので、回路規模を縮小できコス
ト的にも有利となる。

【００４０】（３）バッテリ電圧を基準にコンデンサＣ
１０，Ｃ２０のエネルギーが蓄積される構成としたの
で、グランド基準とした場合と比較して、満充電時にコ
ンデンサＣ１０，Ｃ２０にかかる電位差をバッテリ電圧
（例えば、２４Ｖ）だけ低くすることができる。従っ
て、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の発熱を抑制できる。ま
た、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の耐電圧を下げることが
できるので、コストの低減が可能である。

【００４１】（４）図３に示す従来の構成では、コンデ
ンサ３０４の電圧をほぼバッテリ電圧に保つ必要があ
り、電源がオフされてバッテリ電源ラインが０Ｖになっ
たとしてもコンデンサ３０４にかかる電位差は所定の値
に保持されてしまう。この場合、局部的に電圧が残るこ
とになり、他の素子に悪影響を及ぼしてしまう。具体的
には、例えば、ＣＭＯＳトランジスタのラッチアップ等
を引き起こす虞があった。しかしながら、本実施形態で
は、コンデンサＣ１０のエネルギーがバッテリ電圧を基
準に蓄積されるので、エネルギーの放電時において、コ
ンデンサＣ１０，Ｃ２０にかかる電位差が０Ｖとなるま
で蓄積したエネルギーを使い切ることができる。つま
り、電源オフ時にコンデンサＣ１０，Ｃ２０に電荷が残
ることが抑えられるので実用上好ましいものとなる。

【００４２】（５）バッテリ電圧を基準にコンデンサＣ
１０，Ｃ２０のエネルギーが蓄積される構成としたの
で、定電流制御に移行したときにトランジスタＴ１１，
Ｔ２１、ダイオードＤ１１，Ｄ２１及びトランジスタＴ
１２，Ｔ２２を介してコンデンサＣ１０，Ｃ２０に定電
流制御のための電流が流れ込むことはない。従って、電
流検出抵抗Ｒ１０，Ｒ２０から検出される電流に応じて
定電流制御を行う際に、その制御性が損なわれることは
ない。よって、電磁負荷の駆動を的確に制御できる。

【００４３】（６）本実施の形態ではエンジンに燃料を
供給するインジェクタ駆動装置に適用した。この場合、
インジェクタ１０１〜１０４のソレノイド１０１ａ〜１
０４ａの通電を適正に制御できる。よって、インジェク
タ１０１〜１０４による燃料の供給を的確に実施でき
る。

【００４４】なお本発明は、上記以外に次の形態にて具
体化できる。上記実施形態では、コンデンサＣ１０，Ｃ
２０にエネルギーを蓄積する方法として、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路によるものと、ソレノイド１０１ａ〜１０
４ａの通電遮断時に発生する逆起電力エネルギーを回収
するものとを有する構成であったが、いずれかを省略し
て具体化してもよい。つまり、図１のインジェクタ駆動
装置において、インダクタＬ１１、トランジスタＴ０
０、抵抗Ｒ００及び発振回路１１０を省略し、逆起電力
エネルギーをダイオードＤ１０，Ｄ２０，Ｄ３０，Ｄ４
０により回収してコンデンサＣ１０，Ｃ２０にエネルギ
ーを蓄積する構成してもよい。或いは、ダイオードＤ１
０，Ｄ２０，Ｄ３０，Ｄ４０を省略し、ＤＣ−ＤＣコン
バータ回路によりコンデンサＣ１０，Ｃ２０にエネルギ
ーを蓄積する構成としてもよい。

【００４５】上記実施形態では、多重噴射を実施すべく
噴射グループ毎に２つのコンデンサＣ１０，Ｃ２０を備
える構成であったが、これに限定するものではない。１
つのコンデンサを用いて具体化してもよいし、或いは、
エンジンの気筒数に等しい数のコンデンサを用いて具体
化してもよい。

【００４６】また、上記実施形態では、コンデンサＣ１
０，Ｃ２０からのエネルギー供給後、トランジスタＴ１
１，Ｔ２１をオン／オフ制御してソレノイド１０１ａ〜
１０４ａを定電流駆動したが、この構成を変更する。つ
まり、コンデンサＣ１０，Ｃ２０からのエネルギー供給
後は、バッテリ電圧によりソレノイド１０１ａ〜１０４
ａを直接駆動する。この場合も、トランジスタＴ１２，
Ｔ２２のオフ時において、コンデンサＣ１０，Ｃ２０に
突入電流が流れることを防止できる。

【００４７】上記実施形態では、４気筒ディーゼルエン
ジンに具体化したが、これに限定するものではない。例
えば、単気筒エンジン、２気筒エンジン、３気筒エンジ
ン、或いは５気筒以上のエンジンに具体化してもよい。
勿論、ガソリンエンジンに具体化してもよい。

【００４８】上記実施形態では、本発明をディーゼルエ
ンジンのコモンレール式燃料噴射システムに具体化した
が、他の装置への適用も可能である。例えば、分配型燃
料噴射ポンプを用いて構成され、同ポンプにて高圧化さ
れた燃料がエンジンに噴射供給されるディーゼルエンジ
ンの燃料噴射システムや、高圧燃料がエンジンの各気筒
内に直接噴射される直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射
システムに具体化する。何れにしても、エネルギー供給
用に設けられたコンデンサの蓄積エネルギーが、電磁ス
ピル弁やインジェクタといった燃料噴射用電磁弁のソレ
ノイドに供給され、各電磁弁がその通電開始当初に高速
に駆動される。この場合、コンデンサがバッテリ電圧を
基準に配置され、コンデンサの発熱が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態におけるインジェクタ駆動装
置を示す電気回路図。

【図２】インジェクタ駆動装置の動作説明のためのタイ
ムチャート。

【図３】従来技術におけるインジェクタ駆動回路を示す
電気回路図。

【図４】インジェクタ駆動回路の動作説明のためのタイ
ムチャート。

【符号の説明】

１０１，１０２，１０３，１０４…燃料噴射用電磁弁と
してのインジェクタ、１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，
１０４ａ…電磁負荷としてのソレノイド、１２０…制御
手段としての駆動用ＩＣ、Ｃ１０，Ｃ２０…エネルギー
蓄積素子としてのコンデンサ、Ｔ１０，Ｔ２０，Ｔ３
０，Ｔ４０…負荷駆動手段としてのトランジスタ、Ｔ１
１，Ｔ２１…定電流生成手段としてのトランジスタ、Ｔ
１２，Ｔ２２…エネルギー供給手段としてのトランジス
タ、Ｌ１１…インダクタ、Ｄ１０，Ｄ２０，Ｄ３０，Ｄ
４０…回収手段としてのダイオード、Ｄ１３，Ｄ２３…
ダイオード、Ｒ１０，Ｒ２０…電流検出手段としての電
流検出抵抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｆ０２Ｍ 51/06 ＦＭＨ０１Ｆ 7/18 Ｈ０１Ｆ 7/18 ＺＨ０２Ｊ 1/00 ３０６Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０６Ｌ 1/04 1/04 Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AA07 AB02 AC09 AD12 BA06 BA19 BA23 BA33 BA46 CC06U CD26 CE22 CE29 DC00 DC04 DC09 DC14 3G301 HA02 HA04 HA06 JA15 LB04 LB06 LB11 LB15 LB16 LC01 MA00 MA11 MA18 PG01Z 5G065 DA04 DA07 GA01 GA09 HA07 HA16 LA02 NA01 NA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁負荷と、前記電磁負荷に接続され、その電磁負荷を駆動するため
の負荷駆動手段と、前記電磁負荷に供給するためのエネルギーを蓄積するエ
ネルギー蓄積素子と、前記エネルギー蓄積素子にて蓄積されたエネルギーを前
記電磁負荷に供給するためのエネルギー供給手段と、前記負荷駆動手段及び前記エネルギー供給手段を制御す
る制御手段とを備えた電磁負荷駆動装置であって、前記エネルギー蓄積素子は、電源電圧を基準にエネルギ
ーを蓄積するよう配置されていることを特徴とする電磁
負荷駆動装置。
【請求項２】前記電磁負荷のオフ時に発生する逆起電
力エネルギーを回収させる回収手段を備え、前記エネルギー蓄積素子は、回収手段にて回収させた逆
起電力エネルギーを蓄積することを特徴とする請求項１
に記載の電磁負荷駆動装置。
【請求項３】電源に接続され、その電源エネルギーを
昇圧する昇圧手段を備え、前記エネルギー蓄積素子は、前記昇圧手段に接続され、
その昇圧手段により昇圧されたエネルギーを蓄積するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁負荷駆動装
置。
【請求項４】前記昇圧手段は、インダクタを有して構
成され、前記エネルギー蓄積素子は、前記インダクタとダイオー
ドとの直列回路と並列に配置されることを特徴とする請
求項３に記載の電磁負荷駆動装置。
【請求項５】前記電磁負荷と電源との間に設けられ、
電源電圧から定電流を生成する定電流生成手段と、前記電磁負荷に流れる電流を検出するための電流検出手
段とを備え、エネルギー蓄積素子のエネルギー供給後において、前記
電流検出手段により検出される電流に基づいて前記定電
流生成手段により定電流を電磁負荷に供給することを特
徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁負荷
駆動装置。
【請求項６】前記電磁負荷は、エンジンに燃料を供給
するための燃料噴射用電磁弁のソレノイドであることを
特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁負
荷駆動装置。