JP2001073850A - 電磁負荷の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い頻度でエネルギーが使われる場合において
も安定した負荷の作動を確保することができる電磁負荷
の制御装置を提供する。 【解決手段】インジェクタ１０１のソレノイド１０１ａ
がバッテリ電源に接続されるとともにバッテリ電圧より
も高い電圧を蓄えるコンデンサＣ１０が接続されてい
る。駆動用ＩＣ１２０は、トランジスタＴ１０，Ｔ１１
を制御してソレノイド１０１ａを動作させる期間だけバ
ッテリ電源のエネルギーをソレノイド１０１ａに供給す
ると共に、トランジスタＴ１２を制御してコンデンサＣ
１０の電圧Ｖｃが高いときほど、ソレノイド１０１ａの
動作開始のタイミングに対してコンデンサＣ１０のエネ
ルギーの供給開始時期を遅らせて、ソレノイド１０１ａ
の動作の応答を早めるためのエネルギーをコンデンサＣ
１０の電圧Ｖｃに応じた時期にソレノイド１０１ａに供
給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電磁負荷の制御装
置に係り、詳しくは、コンデンサ等に蓄積された蓄積エ
ネルギーの放出によって作動応答性（例えば、燃料噴射
用電磁弁の開弁応答性）の向上を図った電磁負荷の制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁弁の開弁応答を早めるため
に、昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）によりコンデン
サに蓄積されたエネルギーを放出するもの、あるいは、
電磁弁の通電エネルギーの回収によりコンデンサにエネ
ルギーを蓄積し利用するものが知られている（特開平９
−１１５７２７号公報、特公平７−７８３７４号公報、
特許第２５９８５９５号公報）。また、近年、排気ガス
対策として、本来の噴射タイミングの他、それとは異な
るタイミングでの噴射、例えば、ディーゼルエンジンの
噴射制御におけるパイロットおよびメイン噴射の他に、
その前後に噴射（多段噴射）を行ったり、更には他の気
筒が噴射している最中にも噴射（多重噴射）を行いたい
といった要求がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、連続する多段噴射又は、他気筒との多重噴射制御
にはエネルギーの蓄積が間に合わないといった問題があ
った。そこで、図１２に示すように、コンデンサ５０２
に予め複数回の噴射に必要なエネルギーを蓄積してお
き、噴射の際に必要なエネルギーだけ放出するという方
法を用いることが考えられる。詳しくは、図１２におい
て、昇圧回路５０１によりコンデンサ５０２にエネルギ
ーが蓄積される。コンデンサ５０２にはスイッチ５０３
を介してインジェクタ５０４のソレノイド５０４ａの一
端が接続され、ソレノイド５０４ａの他端はスイッチ５
０５及び抵抗５０６を介して接地されている。駆動用Ｉ
Ｃ５０７は、マイコン５０８からのエンジン運転状態に
応じた噴射信号♯１を入力して、各スイッチ５０３，５
０５，５０９をオン／オフ制御する。

【０００４】上記インジェクタ制御装置の動作を図１３
のタイムチャートに従い説明する。図１３には、インジ
ェクタによる多段噴射が実施される様子を示す。マイコ
ン５０８からの噴射信号♯１に従いスイッチ５０５がオ
ンすると、それと同時にスイッチ５０３が一定時間だけ
オンし、コンデンサ５０２の充電電圧がインジェクタ５
０４のソレノイド５０４ａに対して放出される。これに
より、インジェクタ５０４の開弁当初に大電流が流れ、
インジェクタ５０４の開弁応答性が向上する。その後、
抵抗５０６により検出されるインジェクタ電流に応じて
スイッチ５０９がオン／オフされ、インジェクタ５０４
が定電流駆動される。

【０００５】一方、コンデンサ５０２に対しては昇圧回
路５０１のスイッチ５０１ａがオン／オフされて充電が
行われる。以後、このようにコンデンサ５０２に充電が
行われるとともに、このコンデンサ５０２のエネルギー
がインジェクタ５０４のソレノイド５０４ａに供給さ
れ、燃料噴射動作に供される。

【０００６】ところが、図１３において１回目と４回目
の噴射は、満充電からの放電であるが２，３回目の噴射
は噴射間隔が短いために満充電電圧より低いコンデンサ
電圧Ｖｃから噴射が開始している。この際の噴射開始時
のコンデンサ電圧Ｖｃが異なる時の放電によるインジェ
クタ電流の立ち上がり波形とインジェクタの開閉の状態
を図１４に示す。

【０００７】図１４において、（ａ）のごとくコンデン
サ電圧Ｖｃが低い場合は、コンデンサ放電によるインジ
ェクタへのエネルギー供給が電磁弁の開弁時に効率よく
実施されるので開弁応答を早めることができるが（図１
４の期間Ｔ３００を小さくできるが）、（ｂ）のごとく
コンデンサ電圧Ｖｃが高い場合、インジェクタ電流の立
ち上がりが急峻になるので、エネルギー供給のタイミン
グが手前にずれ（図１４のｔ３００’がｔ３００より手
前にくるので）開弁のために効率よく供給されず開弁応
答が悪化したり、放電終了時に電流が落ち込み、開弁状
態を維持できなくなり所望の噴射量を得られなくなる虞
がある。

【０００８】そこで、この発明の目的は、高い頻度でエ
ネルギーが使われる場合においても安定した負荷の作動
を確保することができる電磁負荷の制御装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１，２に記載の発
明によれば、制御手段により、電磁負荷を動作させる期
間において電磁負荷の動作の応答を早めるためのエネル
ギーがエネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積レベル（例
えばコンデンサ電圧）に応じた時期に電磁負荷に供給さ
れる。

【００１０】よって、エネルギー蓄積レベルの高低に依
らずに、常に、一定のエネルギー供給のタイミングとな
り、所望の動作を確保できる。その結果、高い頻度でエ
ネルギーが使われる場合においても安定した負荷の作動
を確保することができることとなる。

【００１１】さらに、請求項７の記載の発明によれば、
第２エネルギー供給手段により電磁負荷の動作の応答を
早めるためのエネルギーが車載電源の電圧に応じて遅れ
て電磁負荷に供給されるとともに、車載電源の電圧が低
いときほど、電磁負荷の動作開始のタイミングが早めら
れる。よって、車載電源の電圧が低下した場合にも安定
した負荷の作動を確保することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。

【００１３】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、１回の燃焼行程に際し
て複数回の燃料噴射動作を行わせる多段噴射と、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
る多重噴射とを実施する。

【００１４】図１は、本実施の形態におけるインジェク
タ制御装置を示す電気回路図である。ただし、図１で
は、４つのインジェクタのうちの１つのみを示し、簡略
化している。

【００１５】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１０１と、インジェクタ１
０１を駆動する駆動回路（ＥＤＵ：Electric Driver Un
it）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。ＥＣＵ２００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ＡＣ
Ｃ、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。

【００１６】インジェクタ１０１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１０１ａを備え
る。この場合、ソレノイド１０１ａ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、ソレノイ
ド１０１ａ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。

【００１７】インダクタＬ００は一端が車載電源として
のバッテリ電源ライン（＋Ｂ）に接続され、他端がトラ
ンジスタ（スイッチング素子）Ｔ００に接続されてい
る。以下、トランジスタは全てスイッチング素子として
使用される。トランジスタＴ００のゲート端子には充電
制御回路１１０が接続され、この回路１１０の出力に応
じてトランジスタＴ００がオン／オフする。充電制御回
路１１０に関し、詳しくは自励式の発振回路を使用して
いる。また、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。

【００１８】インダクタＬ００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を介してエネ
ルギー蓄積手段としてのコンデンサＣ１０の一端が接続
されている。コンデンサＣ１０の他端はトランジスタＴ
００と電流検出抵抗Ｒ００との接続点に接続されてい
る。

【００１９】上記インダクタＬ００、トランジスタＴ０
０、電流検出抵抗Ｒ００、充電制御回路１１０、ダイオ
ードＤ１３により昇圧手段としてのＤＣ−ＤＣコンバー
タ回路５０が構成されている。トランジスタＴ００がオ
ン／オフされると、ダイオードＤ１３を通じてコンデン
サＣ１０が充電される。これにより、コンデンサＣ１０
がバッテリ電圧＋Ｂよりも高い電圧に充電され、バッテ
リ電源よりも高いエネルギーを蓄積することができる。
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、充電制御回路１１０によりトランジスタＴ
００がオン／オフされることで、コンデンサＣ１０が効
率の良い周期で充電される。

【００２０】駆動用ＩＣ１２０には、＃１の入力端子が
接続され、駆動用ＩＣ１２０はこの端子を通じてＥＣＵ
２００から第１気筒（＃１）の噴射信号を取り込む。ト
ランジスタＴ１２は、＃１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の蓄積エ
ネルギーをインジェクタ１０１に供給（放出）するため
のトランジスタである。より詳しくは、トランジスタＴ
１２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、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に供給される。こうした
コンデンサＣ１０のエネルギー放出により、インジェク
タの駆動電流として大電流が流れ、それに伴いインジェ
クタの開弁応答性が向上する。

【００２１】インジェクタ１０１のローサイドには、駆
動回路１００の端子ＩＮＪ１を介してトランジスタＴ１
０が接続されており、ＥＣＵ２００から＃１の噴射信号
が供給されると、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Ｔ１０がオンとなる。トランジスタＴ
１０は電流検出抵抗Ｒ１０を介して接地されている。電
流検出手段としての電流検出抵抗Ｒ１０によりインジェ
クタ１０１のソレノイド１０１ａ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。

【００２２】ＣＯＭ１端子はダイオードＤ１１とトラン
ジスタＴ１１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１０１のソレノイド１０１ａに流れる駆動電流
に応じてトランジスタＴ１１をオン／オフ制御する。こ
れにより、＋Ｂからインジェクタ１０１に定電流が供給
される。ダイオードＤ１２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のオフ時にインジ
ェクタ１０１のソレノイド１０１ａに流れる電流はダイ
オードＤ１２を介して還流される。

【００２３】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が
オンされ、インジェクタ１０１の駆動電流としてコンデ
ンサＣ１０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Ｔ１１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は、コンデンサＣ１０のエネル
ギー放出に際し、高電位となるＣＯＭ１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。

【００２４】ここで、本例のコンデンサＣ１０は、予め
複数回分の開弁に必要なエネルギーを蓄えることができ
るようになっている。具体的には、コンデンサＣ１０の
満充電電圧を高くする、または、コンデンサ容量を大き
くしている。

【００２５】また、駆動用ＩＣ１２０には放電制御回路
１２１が備えられている。放電制御回路１２１は、後述
するインジェクタ開弁時のエネルギー供給のタイミング
を制御する回路で、コンデンサＣ１０の電圧Ｖｃを取り
込んで、このコンデンサ電圧Ｖｃに基づいてトランジス
タＴ１２をオン・オフ制御する。

【００２６】また、インジェクタ１０１のソレノイド１
０１ａ（端子ＩＮＪ１）はダイオードＤ１０を介してコ
ンデンサＣ１０に接続されており、通電遮断に伴いイン
ジェクタ１０１のソレノイド１０１ａに発生するフライ
バックエネルギー（逆起電力エネルギー）はダイオード
Ｄ１０を介してコンデンサＣ１０に回収される。

【００２７】本例では、トランジスタＴ１０が、バッテ
リ電源のエネルギーをソレノイドに供給するための第１
エネルギー供給手段として機能し、トランジスタＴ１２
が、コンデンサＣ１０に蓄積したエネルギーをソレノイ
ドに供給するための第２エネルギー供給手段として機能
する。

【００２８】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。図２の噴射前にお
いて、コンデンサＣ１０は満充電の状態にあり、ｔ１の
タイミングで＃１の噴射信号がオンに立ち上げられる
と、トランジスタＴ１０がオンすると共に、それと同時
にトランジスタＴ１１，Ｔ１２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が
オンした後において電流検出抵抗Ｒ１０により検出した
通電電流値が所定の値Ｉ0 になると（ｔ３のタイミン
グ）、１回の噴射に必要な所定のエネルギーを放出した
としてトランジスタＴ１２がオフする。このようにし
て、トランジスタＴ１２は、噴射の開始当初の一定時間
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に放出され、これにより、インジェクタ
１０１のソレノイド１０１ａに大電流が流れ、インジェ
クタ１０１の開弁応答が早まる。

【００２９】このとき、図１の放電制御回路１２１は、
以下のように作動する。まず、図２に示すごとく、コン
デンサＣ１０の電圧Ｖｃに応じて放電開始のタイミング
が制御される。詳しくは、コンデンサ電圧Ｖｃが高いほ
ど噴射信号♯１の立ち上がりに対しトランジスタＴ１２
のオン・タイミング（通電開始）を遅延させて最適なタ
イミングに放電エネルギーを供給する。つまり、エネル
ギー蓄積レベルが高いときほど、ソレノイドの動作開始
のタイミングに対してエネルギーの供給開始時期を遅ら
せる。コンデンサ電圧値Ｖｃに応じた遅れ量τは、噴射
信号＃１の立ち上がりから電圧が上昇するランプ波形電
圧とコンデンサ電圧Ｖｃを比較器にて比較することによ
り容易に作ることができる。より具体的には、放電制御
回路１２１の一部分を、図３に示す回路構成とする。こ
の回路は、ランプ回路３００と比較器３０１を具備し、
ランプ回路３００はコンデンサ３０２を有し、噴射信号
を入力して、定電圧ＶDDによるコンデンサ３０２への充
電動作に伴うランプ波を生成する。比較器３０１はラン
プ回路３００の出力信号とコンデンサ電圧Ｖｃを入力す
る。比較器３０１の出力端子はトランジスタＴ１２と接
続されている。そして、図４に示すように、比較器３０
１にてコンデンサ電圧Ｖｃとランプ回路３００にて生成
したランプ波とが比較され、コンデンサ電圧Ｖｃがラン
プ波を下回るまでの時間が遅延時間τとなり、コンデン
サ電圧Ｖｃがランプ波を下回った時に（ｔ１０のタイミ
ング）、トランジスタＴ１２をオンする信号が送出され
る。

【００３０】一方、図４において、噴射信号♯１がオフ
からオンに転じたｔ１のタイミングにてトランジスタＴ
１１がオンして、バッテリ電源（＋Ｂ）からの電流によ
りインジェクタ電流が流れ始めようとする。このとき、
図２の（ａ）のように、コンデンサ電圧Ｖｃが低い時
は、上記放電制御回路１２１により通電開始のための遅
れ量τは小さく噴射信号♯１がオフからオンに転じる
と、ほぼ同時にトランジスタＴ１２も通電を始めるため
にトランジスタＴ１１を経由しての電流は流れない。そ
して、トランジスタＴ１２のオンに伴いコンデンサＣ１
０の放電によるインジェクタ電流（ＩＮＪ１電流）が急
峻に立ち上がり、所定の電流値Ｉ0 でトランジスタＴ１
２がオフされ通電が遮断される（ｔ３のタイミング）。
このようにして、コンデンサＣ１０の放電を止めること
でインジェクタ１０１の開弁に効率よくエネルギーが供
給される。

【００３１】また、図２の（ｂ）のごとく、コンデンサ
電圧Ｖｃが高い場合は、放電制御回路１２１によりトラ
ンジスタＴ１２の通電開始が大きく遅延されるために、
噴射信号♯１がオフからオンに転じた時においてトラン
ジスタＴ１１のオンにてバッテリ電源（＋Ｂ）からの電
流によりインジェクタ電流が流れ始める。その後、ｔ２
のタイミングでのトランジスタＴ１２のオンによりコン
デンサＣ１０の放電によるインジェクタ電流が急峻に立
ち上がる。そして、所定の電流値Ｉ0 でトランジスタＴ
１２がオフ（遮断）され、コンデンサＣ１０の放電が打
ち切られる（ｔ３’のタイミング）。この時、コンデン
サＣ１０の電圧Ｖｃが高いのでインジェクタ電流の立ち
上がりがさらに急峻になるが、放電制御回路１２１によ
ってエネルギーの供給タイミングを遅らせているので、
インジェクタ１０１の開弁に効率よくエネルギーが供給
され、また放電終了後の電流の落ち込みもなく開弁応答
を安定して早めることができる。

【００３２】このようにしてコンデンサＣ１０のエネル
ギーを放出した後は（エネルギー供給を停止した後
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を介してインジェクタ１
０１のソレノイドに流れる電流値が一定値になるように
定電流制御される。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Ｉ
Ｃ１２０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。

【００３３】その後、＃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。
インジェクタ１０１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。

【００３４】その後に、トランジスタＴ００がオン／オ
フを開始され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路５０によるコ
ンデンサＣ１０の充電が行われる。なお、コンデンサＣ
１０からの放電電流を安定させるためにトランジスタＴ
１２の通電中はＤＣ−ＤＣコンバータ回路５０による充
電を禁止する。

【００３５】以後、噴射信号に基づいて噴射が連続して
行われ、多段噴射や多重噴射が実行される。このよう
に、本実施の形態は下記の特徴を有する。 （イ）制御手段としての放電制御回路１２１は、ソレノ
イドを動作させる期間においてソレノイドの動作の応答
を早めるためのエネルギーをコンデンサＣ１０のエネル
ギー蓄積レベル（Ｖｃ）に応じた時期にソレノイドに供
給する。つまり、ソレノイドを動作させる期間だけバッ
テリ電源のエネルギーをソレノイドに供給すると共に、
ソレノイドの動作の応答を早めるためのエネルギーをコ
ンデンサＣ１０のエネルギー蓄積レベル（Ｖｃ）に応じ
た時期にソレノイドに供給するようにした。このように
コンデンサＣ１０の放電によるインジェクタへのエネル
ギー供給を実施するタイミングをコンデンサＣ１０の充
電状態（コンデンサ電圧Ｖｃ）に従って制御することに
より、電磁弁の開弁応答を早め、かつ安定化することが
できる。その結果、高い頻度でエネルギーが使われる場
合においても安定したインジェクタ（ソレノイド）の作
動を確保することができる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００３６】図５に示すように、コンデンサの電圧Ｖｃ
により放電終了のタイミングを制御する際に、（ａ）に
比べ（ｂ）のように、コンデンサ電圧Ｖｃが高いほど遮
断電流値Ｉ0 を高くする（Ｉ02＞Ｉ01）とともに、その
後のトランジスタＴ１２をオフするタイミングに所定時
間Ｔ0 のディレイを設けている。つまり、ソレノイドの
動作開始に対応してコンデンサＣ１０のエネルギーの供
給を開始し、ソレノイドに流れる電流値が所定値Ｉ0 に
達したことを検出してエネルギーの供給を停止する際
に、コンデンサ電圧Ｖｃが高いときほど遮断電流値を高
くするとともに、遮断電流値に達したことを検出してか
ら一定時間経過後にエネルギーの供給を停止している。
これにより、放電終了のタイミングを遅らせエネルギー
が必要とされるタイミングにも放電によるエネルギー供
給を持続させることができる。

【００３７】具体的には、本例の放電制御回路１２１
を、図６に示す回路構成とする。放電制御回路１２１に
は立下がりディレイ回路４００と比較器４０１が設けら
れている。比較器４０１において、インジェクタ通電電
流に相当する電圧が入力されるとともに、抵抗Ｒ４０と
Ｒ４１による分圧が遮断電流値に相当する比較値として
入力される。ここで、抵抗Ｒ４０とＲ４１による直列回
路にはコンデンサＣ１０の電圧Ｖｃが印加され、コンデ
ンサ電圧Ｖｃに応じた遮断電流値が設定されることとな
る。比較器４０１の出力端子にはゲート４０２を介して
立下がりディレイ回路４００が接続され、立下がりディ
レイ回路４００の出力側にはトランジスタＴ１２が接続
されている。そして、噴射信号♯１がオンとなると、比
較器４０１の比較結果に対し、ディレイ回路４００を介
してトランジスタＴ１２にオン信号が送出される。つま
り、図７に示すように、トランジスタＴ１２をオフする
際、遮断電流値Ｉ0 に達してから一定の時間Ｔ0 のディ
レイを設け、トランジスタＴ１２をオフする。

【００３８】このようにすることにより、図５の（ｂ）
に示すように、コンデンサ電圧Ｖｃが高く、インジェク
タ電流の立ち上がりが急峻なほど実際の遮断電流を高く
することができる。これにより、コンデンサ電圧Ｖｃが
高い場合、インジェクタ電流の立ち上がりが急峻にな
り、図１４のごとくコンデンサ放電によるエネルギー供
給タイミングが手前になろうとするが、本例では、トラ
ンジスタＴ１２の遮断が遅延されるので、放電終了後の
電流の落ち込みもなく開弁応答を安定に早めることがで
きる。

【００３９】なお、コンデンサ電圧Ｖｃに応じて遮断電
流値を高くするとともに遮断電流値に達したことを検出
してから一定時間経過後にエネルギーの供給を停止した
が、コンデンサ電圧Ｖｃに応じて遮断電流値を高くする
だけで遮断電流値に達したことを検出した後のディレイ
は設けないようにしてもよい。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００４０】第１の実施の形態ではバッテリ電圧＋Ｂに
ついて格別の考慮を払わなかったが、バッテリ電圧＋Ｂ
が低下する場合がある。つまり、図１１の（ａ）に示す
ように、バッテリ電圧＋Ｂが高い場合は、コンデンサ放
電によるインジェクタ１０１へのエネルギー供給が電磁
弁の開弁時に効率よく実施されるので開弁応答を早める
ことができる。しかし、図１１の（ｂ）に示すように、
バッテリ電圧＋Ｂが低い場合は、定電流の立ち上がりが
緩やかになるので、エネルギー供給のタイミングが後に
ずれてエネルギーが効率よく供給されず開弁応答が悪化
したり、放電終了時に電流が落ち込み開弁状態を維持で
きなくなり所望の噴射量を得られなくなる可能性があ
る。そこで、本実施形態では以下のような構成を採用し
ている。

【００４１】図８には、図３に代わる本実施形態で用い
る放電制御回路の構成を示す。図９は、その動作を表す
タイムチャートである。図９のように本例ではバッテリ
電圧＋Ｂが低くなるほどトランジスタＴ１２を遅らせて
オン（コンデンサＣ１０のエネルギーをソレノイド１０
１ａに供給）するようにしている。即ち、放電制御回路
１２１は、図８に示すように、トランジスタＴ１２によ
りソレノイド１０１ａの動作の応答を早めるためのエネ
ルギーを、車載電源であるバッテリの電圧＋Ｂに応じて
遅らせてソレノイド１０１ａに供給する（＋Ｂが低いほ
どコンデンサエネルギーの供給開始を遅らせる）。

【００４２】また、本実施形態においては図１のＥＣＵ
２００がバッテリ電圧＋Ｂを検知して、図１０に示すよ
うに、電磁弁の開弁タイミング（噴射信号♯１）を基準
にしてバッテリ電圧＋Ｂが低いほど早期に噴射信号♯１
に代わる噴射信号♯１’を出力して早期にトランジスタ
Ｔ１０，Ｔ１１のオン動作（ソレノイド１０１ａの動作
開始）を行わせるようにしている。即ち、ＥＣＵ２００
はバッテリ電圧＋Ｂが低いときほど、ソレノイド１０１
ａの動作開始のタイミングを早める。

【００４３】本実施形態では、ＥＣＵ２００と駆動用Ｉ
Ｃ１２０によって、本実施形態での特徴的な動きを行わ
せるべくトランジスタＴ１０，Ｔ１１，Ｔ１２を制御す
る制御手段が構成されている。

【００４４】以下、詳しく説明する。図８のランプ回路
３００においてコンデンサ３０２にはバッテリ（＋Ｂ）
からの電荷を蓄積させるようになっており、図９に示す
ごとくランプ波の傾きはバッテリ電圧＋Ｂによって決定
される。詳しくは、バッテリ電圧＋Ｂが低いほどランプ
波の傾きは緩やかになる。このように、図８の構成とす
ることにより、比較器３０１においてランプ波とコンデ
ンサ電圧Ｖｃの比較により噴射信号♯１の立ち上がりに
対しトランジスタＴ１２のオン動作（通電開始）を遅延
させるときに、ランプ波の傾きをバッテリ電圧＋Ｂに依
存させてバッテリ電圧＋Ｂが低いほど噴射信号♯１の立
ち上がりに対しトランジスタＴ１２のオン動作（通電開
始）が遅延する。これにより、コンデンサ電圧Ｖｃに加
えバッテリ電圧＋Ｂによって放電開始のタイミングが制
御され、最適なタイミングで放電エネルギーを供給する
ことができる。

【００４５】時間的に区切って詳しく説明すると、図９
のｔ１のタイミングで噴射信号♯１がオフからオンに転
じると同時にトランジスタＴ１１が通電を開始しバッテ
リ電源（＋Ｂ）からの電流によりインジェクタ電流が流
れ始めようとするが、コンデンサ電圧Ｖｃが低く且つバ
ッテリ電圧＋Ｂが高い時は、通電開始のための遅れ量τ
は小さく噴射信号♯１がオフからオンに転じると、ほぼ
同時にトランジスタＴ１２も通電を始めるためにトラン
ジスタＴ１１を経由しての電流は流れない。また、トラ
ンジスタＴ１２のオンによりコンデンサＣ１０の放電に
よるインジェクタ電流が急峻に立ち上がり、所定の電流
値Ｉ0 でトランジスタＴ１２を遮断することによりコン
デンサＣ１０の放電を止めることでインジェクタ１０１
の開弁に効率よくエネルギーが供給される。

【００４６】一方、コンデンサ電圧Ｖｃが高い又はバッ
テリ電圧＋Ｂが低い場合は、トランジスタＴ１２の通電
開始が遅延されるために、噴射信号♯１がオフからオン
に転じると同時にまずトランジスタＴ１１がオンして通
電を開始しバッテリ電源（＋Ｂ）からの電流によりイン
ジェクタ電流が流れ始める。

【００４７】その後、トランジスタＴ１２のオンにより
コンデンサＣ１０の放電によるインジェクタ電流が急峻
に立ち上がり、所定の電流値Ｉ0 でトランジスタＴ１２
を遮断することによりコンデンサＣ１０の放電を止め
る。

【００４８】このとき、コンデンサＣ１０の電圧Ｖｃが
高い場合はインジェクタ電流の立ち上がりがさらに急峻
になる。また、バッテリ電圧＋Ｂが低い時は定電流制御
到達時間が遅くなるが、コンデンサＣ１０のエネルギー
の供給タイミングを遅らせているので、インジェクタ
（電磁弁）１０１の開弁に効率よくエネルギーが供給さ
れ、また、放電終了後の電流の落ち込みもなく開弁応答
を安定に早めることができる。

【００４９】図１０は、電磁弁の開弁タイミング（噴射
信号♯１）を基準にして、（ａ）のごとくコンデンサ電
圧Ｖｃが低い時と、（ｂ）のごとくコンデンサ電圧Ｖｃ
が高い時と、（ｃ）のごとくバッテリ電圧＋Ｂが低い時
における電磁弁の開弁状況を示すタイミングチャートで
ある。

【００５０】この図１０において、電磁弁の開弁を同じ
タイミングで制御しようとした時、バッテリ電圧＋Ｂが
定電流制御するのに充分な電圧がある場合には、（ｂ）
のごとく噴射信号♯１に対し一定の遅れ時間τ１後にト
ランジスタＴ１２をオンすることにより、コンデンサ電
圧Ｖｃが高くても放電終了後の電流落ち込みなく開弁応
答を安定することができる。これに対し、（ｃ）のごと
くバッテリ電圧＋Ｂが低い場合には、この遅れ時間τ１
が更に大きくなることになってしまう。そこで、ＥＣＵ
２００はバッテリ電圧＋Ｂを検出し、バッテリ電圧＋Ｂ
が低い時にはその電圧に応じて、本来の開弁信号♯１よ
りもτ２だけ早めに開弁信号♯１’を出力する。

【００５１】以上のごとく、コンデンサＣ１０の放電に
よるインジェクタ１０１へのエネルギー供給を実施する
タイミングを、コンデンサＣ１０の充電状態（コンデン
サ電圧Ｖｃ）と共に、バッテリ電圧＋Ｂによっても制御
することにより、バッテリ電圧＋Ｂが低下した場合にも
電磁弁の開弁応答を早め、且つ安定したソレノイド１０
１ａの作動を確保することができる。特に、コンデンサ
Ｃ１０に溜めるエネルギーを少ない容量で、高電圧に充
電する場合に有効である。

【００５２】なお、上述した第３の実施形態では、ＥＣ
Ｕ２００と駆動用ＩＣ１２０にてトランジスタＴ１０，
Ｔ１１，Ｔ１２を制御する制御手段を構成して、ＥＣＵ
２００からの噴射信号に対しハードによるディレイ回路
（図８）を設け、また、バッテリ電圧＋Ｂが低い場合は
電磁弁の開弁タイミングを同じとするために、噴射信号
を早めに出すソフト処理とした。この他にも、ＥＣＵ２
００によって本実施形態での特徴的な動きを行わせるべ
くトランジスタＴ１０，Ｔ１１，Ｔ１２を制御する制御
手段を構成してもよい。つまり、コンデンサ充電電圧を
もＥＣＵ２００内に取り込んで、ＥＣＵ２００において
定電流制御を行うバッテリ電圧＋Ｂの低下により噴射開
始信号を早めて出力するとともに、コンデンサＣ１０の
充電量（Ｖｃ）に応じたディレイ時間を持つ放電信号を
生成してもよい。

【００５３】また、これまでの説明ではディーゼルエン
ジンのインジェクタの制御システムに適用したが、ガソ
リンエンジンのインジェクタの制御システムに適用して
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態におけるインジェクタ制御装置を
示す電気回路図。

【図２】 第１の実施の形態における作用説明のための
タイムチャート。

【図３】 放電制御回路の電気回路図。

【図４】 作用説明のためのタイムチャート。

【図５】 第２の実施の形態における作用説明のための
タイムチャート。

【図６】 放電制御回路の電気回路図。

【図７】 作用説明のためのタイムチャート。

【図８】 第３の実施の形態における放電制御回路の電
気回路図。

【図９】 作用説明のためのタイムチャート。

【図１０】 作用説明のためのタイムチャート。

【図１１】 バッテリ電圧低下時の挙動を説明するため
のタイムチャート。

【図１２】 従来技術を説明するためのインジェクタ制
御装置の構成例を示す図。

【図１３】 従来技術を説明するためのタイムチャー
ト。

【図１４】 従来技術を説明するためのタイムチャー
ト。

【符号の説明】

５０…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、１０１ａ…ソレノイ
ド、１２０…駆動用ＩＣ、１２１…放電制御回路、Ｃ１
０…コンデンサ、Ｔ１０…トランジスタ、Ｔ１２…トラ
ンジスタ、Ｒ１０…抵抗。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁負荷（１０１ａ）と、 前記電磁負荷に接続され、前記電磁負荷に供給するエネ
   ルギーが蓄積されるエネルギー蓄積手段（Ｃ１０）と、 前記エネルギー蓄積手段に蓄積したエネルギーを用いて
   前記電磁負荷を制御する制御手段（１２０）と、を備
   え、 前記制御手段（１２０）は、前記電磁負荷を動作させる
   期間において前記電磁負荷の動作の応答を早めるための
   エネルギーを前記エネルギー蓄積手段のエネルギー蓄積
   レベル（Ｖｃ）に応じた時期に前記電磁負荷に供給する
   ことを特徴とする電磁負荷の制御装置。
2. 【請求項２】 車載電源に接続された電磁負荷（１０１
   ａ）と、 前記車載電源のエネルギーを前記電磁負荷に供給するた
   めの第１エネルギー供給手段（Ｔ１０）と、 前記電磁負荷に接続され、前記電磁負荷に供給する前記
   車載電源よりも高いエネルギーが蓄積されるエネルギー
   蓄積手段（Ｃ１０）と、 前記電磁負荷と前記エネルギー蓄積手段との間に設けら
   れ、前記エネルギー蓄積手段に蓄積したエネルギーを前
   記電磁負荷に供給するための第２エネルギー供給手段
   （Ｔ１２）と、 前記第１、第２エネルギー供給手段を制御する制御手段
   （１２０）と、を備え、 前記制御手段（１２０）は、前記第１エネルギー供給手
   段により前記電磁負荷を動作させる期間だけ前記車載電
   源のエネルギーを前記電磁負荷に供給すると共に、前記
   第２エネルギー供給手段により前記電磁負荷の動作の応
   答を早めるためのエネルギーを前記エネルギー蓄積手段
   のエネルギー蓄積レベル（Ｖｃ）に応じた時期に前記電
   磁負荷に供給することを特徴とする電磁負荷の制御装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電磁負荷の制
   御装置において、 前記エネルギー蓄積レベルが高いときほど、前記電磁負
   荷の動作開始のタイミングに対して前記エネルギー蓄積
   手段のエネルギーの供給開始時期を遅らせることを特徴
   とする電磁負荷の制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の電磁負荷の制
   御装置において、 前記電磁負荷に流れる電流値を検出する電流検出手段
   （Ｒ１０）が備えられていて、 前記制御手段は、前記電磁負荷動作開始に対応して前記
   エネルギー蓄積手段のエネルギーの供給を開始し、前記
   電流値が所定値に達したことを検出して前記エネルギー
   蓄積手段のエネルギーの供給を停止し、且つ前記エネル
   ギー蓄積レベルが高いときほど、前記所定値を高くする
   ことを特徴とする電磁負荷の制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の電磁負荷の制御装置に
   おいて、 前記電流値が所定値に達したことを検出してから一定時
   間経過後に前記エネルギー蓄積手段のエネルギーの供給
   を停止することを特徴とする電磁負荷の制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電
   磁負荷の制御装置において、 前記エネルギー蓄積手段のエネルギーの供給を停止した
   後は、前記電磁負荷に流れる電流値が一定になるよう定
   電流制御することを特徴とする電磁負荷の制御装置。
7. 【請求項７】 請求項２〜６のいずれか１項に記載の電
   磁負荷の制御装置において、 前記第２エネルギー供給手段により前記電磁負荷の動作
   の応答を早めるためのエネルギーを前記車載電源の電圧
   に応じて遅らせて前記電磁負荷に供給するとともに、前
   記車載電源の電圧が低いときほど、前記電磁負荷の動作
   開始のタイミングを早めることを特徴とする電磁負荷の
   制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電
   磁負荷の制御装置において、 エネルギー蓄積手段には、車載電源電圧を昇圧手段（５
   ０）にて昇圧したエネルギーが蓄積されることを特徴と
   する電磁負荷の制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電
   磁負荷の制御装置において、 エネルギー蓄積手段には、電磁負荷への通電遮断時に発
   生するフライバックエネルギーが蓄積されることを特徴
   とする電磁負荷の制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    電磁負荷の制御装置において、 前記電磁負荷はエンジンに燃料を供給するインジェクタ
    のソレノイドであることを特徴とする電磁負荷の制御装
    置。