JP2017175709A

JP2017175709A - 昇圧電源装置

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Publication number: JP2017175709A
Application number: JP2016056946A
Authority: JP
Inventors: 真樹御園; Maki Misono
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-22
Also published as: JP6620624B2

Abstract

【課題】回路規模の増大を抑制しつつ初期充電を緩やかにし、且つメイン噴射における噴射率を向上させることができる昇圧電源装置を提供する。【解決手段】昇圧電源回路２６の出力部に、ＦＥＴ７及びコンデンサＣｏ１の直列回路，コンデンサＣｏ２及びＦＥＴ８を並列に接続する。昇圧制御ＩＣ４の切替スイッチ１２は、昇圧電源回路２６の昇圧電圧を設定するための閾値ＶthＡ，ＶthＢを切り替え設定し、切替ロジック１６は、ＦＥＴ７，８の何れか１つを閉じると共に切替スイッチ１２を制御して、コンパレータ１１の非反転入力端子に対応する閾値を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料噴射弁を駆動するアクチュエータに駆動用電源を供給する昇圧電源装置に関する。

近年、内燃機関において低燃費で且つ高出力での燃焼を実現するため、燃料のメイン噴射を行う前に微小噴射による燃焼を行いたいというニーズがある。この微小噴射の燃焼量を制御するには、燃料噴射弁を構成するピエゾインジェクタに対する初期充電を緩やかに行う必要がある。

一般に、ピエゾインジェクタには昇圧した駆動電源を印加するが、電圧が高ければ充電前のピエゾインジェクタとの電位差が大きくなり、初期充電を緩やかにすることが困難になる。一方、電圧が低ければ初期充電を緩やかにできるが、ピエゾインジェクタを充電する速度が遅くなるためメイン噴射における噴射率を向上させる高矩形化が困難になる。すなわち、これらは背反する関係にある。

上記に関連する技術として、特許文献１には、ピエゾインジェクタを駆動する際のラジオノイズを低減することを目的として、充電開始時には第２の昇圧電圧生成部１０２の電圧ＶH2をピエゾ素子４１−１ａに印加し、所定期間経過後に第１の昇圧電圧生成部１０１の第１の昇圧電圧ＶH1（＞ＶH2）を印加する技術が開示されている。

特開２００９−１７１７０５号公報

特許文献１によれば、初期充電を緩やかにすると共に、メイン噴射の噴射率を向上させることが可能になる。しかしながら、２種類の昇圧電圧ＶH1，ＶH2を生成するために、それぞれ第１，第２の昇圧電圧生成部１０１，１０２を用いているため、回路規模が大きくなることが避けられない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模の増大を抑制しつつ初期充電を緩やかにし、且つメイン噴射における噴射率を向上させることができる昇圧電源装置を提供することにある。

請求項１記載の昇圧電源装置によれば、駆動用電源を供給する昇圧電源回路の出力部に、昇圧用コンデンサ及び開閉部からなる複数の直列回路が並列に接続される。閾値設定部は、昇圧電源回路の昇圧電圧を設定するための閾値を切り替え設定し、制御部は、複数の開閉部の何れか１つを閉じると共に閾値設定部を制御して対応する閾値を設定する。このように構成すれば、昇圧電源回路に設定する閾値を切替えるだけで駆動用電源の昇圧率を変更できるので、特許文献１よりも小さな回路規模で微小噴射とメイン噴射とに対応した電圧の駆動用電源を供給できる。

請求項２記載の昇圧電源装置によれば、２つの直列回路の一方を高圧用回路，他方を低圧用回路として、開閉部にＭＯＳＦＥＴを用いる。そして、高圧用回路の開閉部はＮチャネルＭＯＳＦＥＴのドレイン又ＰチャネルＭＯＳＦＥＴのソースがグランド方向となるように接続し、低圧用回路の開閉部はＮチャネルＭＯＳＦＥＴのソース又はＰチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインがグランド方向となるように接続する。このように構成すれば、２つの昇圧用コンデンサがそれぞれ高圧，低圧に充電されることでそれらの間に電位差が発生しても、各ＭＯＳＦＥＴが備える寄生ダイオードが逆バイアスとなるので、昇圧用コンデンサの充電電荷が流出することを防止できる。

請求項３記載の昇圧電源装置によれば、高圧用回路の開閉部にＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用いて電源出力端子と昇圧用コンデンサとの間に接続し、低圧用回路の開閉部にＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いて昇圧用コンデンサとグランドとの間に接続する。このように構成すれば、高圧用回路では、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードが電源側，カソードがコンデンサ側となって充電電流の流出が防止される。また、低圧用回路では、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴが有する寄生ダイオードのアノードがグランド側，カソードがコンデンサ側となって充電電流の流出が防止される。

第１実施形態であり、昇圧電源装置の構成を示すと共にモードＡに対応した制御状態を示す図同モードＢに対応した制御状態を示す図トランジスタをスイッチとして使用する際の検討内容を説明する図（その１）トランジスタをスイッチとして使用する際の検討内容を説明する図（その２）結果として選択したトランジスタ及び対応するコンデンサとの接続形態を示す図昇圧制御ＩＣによる制御内容を中心に示すフローチャート目標噴射量Ｑの変化に応じたピエゾインジェクタの駆動制御及び昇圧制御の切替えを示すタイミングチャートピエゾインジェクタの駆動制御がＯＦＦの期間に行われる昇圧制御の切替えを示すタイミングチャート第２実施形態であり、昇圧制御ＩＣによる制御内容を中心に示すフローチャートステップＳ２１における処理の詳細を示すフローチャート図１０に示すフローチャートに対応した動作タイミングチャート第３実施形態であり、昇圧制御ＩＣによる制御内容を中心に示すフローチャート図１２に示すフローチャートに対応した動作タイミングチャート

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の昇圧電源装置１は、電源ＶＢとグランドとの間に接続されるコイル２及びＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３の直列回路と、ＦＥＴ３のゲートにゲート駆動信号を与えて昇圧制御を行う昇圧制御ＩＣ４と、前記直列回路の共通接続点とグランドとの間に接続される電圧切替供給部５とを備えている。電圧切替供給部５のダイオード６は、アノードが前記共通接続点に接続されている。

ダイオード６のカソードとグランドとの間には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ７及びコンデンサＣｏ１の直列回路，コンデンサＣｏ２及びＮチャネルＭＯＳＦＥＴ８の直列回路，並びに抵抗素子Ｒ１及びＲ２の直列回路が並列に接続されている。ＦＥＴ７はドレインが前記カソードに接続され、ソースがコンデンサＣｏ１側に接続されている。ダイオード６のカソードとグランドとの間には、ピエゾインジェクタＩＮＪ及び気筒選択用のスイッチＳＷ＿０の直列回路が接続されている。ＦＥＴ７及び８は開閉部に相当し、コンデンサＣｏ１及びＣｏ２は昇圧用コンデンサに相当する。また、ＦＥＴ７及びコンデンサＣｏ１の直列回路は高圧用回路に相当し、コンデンサＣｏ２及びＦＥＴ８の直列回路は低圧用回路に相当する。ピエゾインジェクタＩＮＪはアクチュエータに相当する。

昇圧制御ＩＣ４は、ＦＥＴ７及び８のゲートにもゲート駆動信号を与える。抵抗素子Ｒ１及びＲ２の直列回路の共通接続点は、昇圧制御ＩＣ４を構成するコンパレータ１１の反転入力端子に接続されている。コンパレータ１１の非反転入力端子には、切替スイッチ１２を介して昇圧制御用の閾値電圧ＶthＡ，ＶthＢが図示しないＤ／Ａコンバータ等により与えられる。切替スイッチ１２は閾値設定部に相当する。

コンパレータ１１の出力端子は、ＡＮＤゲート１３の一方の入力端子に接続されている。ＡＮＤゲート１３の他方の入力端子には、昇圧制御ロジック１４からの制御信号が与えられる。ＡＮＤゲート１３の出力端子は、ドライバ１５を介してＦＥＴ３のゲートに接続されている。

昇圧電源切替ロジック１６は、ＦＥＴ７及び１０のゲートにゲート駆動信号を与えるもので、以下これを切替ロジック１６と称す。切替ロジック１６は制御部に相当する。切替ロジック１６の一方の出力端子は、抵抗素子１７を介してＮＰＮトランジスタ１８のベースに接続されている。トランジスタ１８のコレクタは抵抗素子１９を介してＦＥＴ７のゲートに接続されており、エミッタはグランドに接続されている。

切替ロジック１６の他方の出力端子は、抵抗素子２０を介してＰＮＰトランジスタ２１のベースに接続されている。トランジスタ２１のエミッタは電源に接続されており、コレクタは抵抗素子２２を介してＦＥＴ８のゲートに接続されている。ＦＥＴ７のゲートとソースとの間には抵抗素子２３が接続されており、ＦＥＴ８のゲートとソースとの間には抵抗素子２４が接続されている。

切替ロジック１６の２つの出力端子は、それぞれＡＮＤゲート２５の入力端子にも接続されており、ＡＮＤゲート２５の出力信号により切替スイッチ１２の切替制御が行われる。切替スイッチ１２は、前記出力信号がハイレベルになると閾値電圧ＶthＡ側を選択し、前記出力信号がローレベルになると閾値電圧ＶthＢ側を選択する。以上において、昇圧制御ＩＣ４とコイル２及びＦＥＴ３の直列回路とは、昇圧電源回路２６を構成している。

次に、本実施形態の作用について説明する。図１に示すモードＡでは、切替ロジック１６は出力端子の双方をハイレベルに設定するので、切替スイッチ１２は閾値電圧ＶthＡ側を選択する。これにより、コンパレータ１１は、反転入力端子に与えられる昇圧モニタ電圧Ｖco＿monが閾値電圧ＶthＡを超えるまでは出力信号をハイレベルに維持する。それまでの間、昇圧制御ロジック１４が出力するゲート駆動信号は、ＡＮＤゲート１３を介してＦＥＴ３のゲートに出力され続け、ＦＥＴ３がスイッチング動作して昇圧制御が継続される。

またこの時、トランジスタ１８，２１はそれぞれＯＮ，ＯＦＦとなるので、ＦＥＴ７，１０もそれぞれＯＮ，ＯＦＦとなる。したがって、上記昇圧制御の結果としてダイオード６のカソードに現れる昇圧電圧Ｖco1により、コンデンサＣｏ１はＦＥＴ７を介して充電される。

一方、図２に示すモードＢでは、切替ロジック１６は出力端子の双方をローレベルに設定するので、切替スイッチ１２は閾値電圧ＶthＢ側を選択する。これにより、コンパレータ１１は、昇圧モニタ電圧Ｖco＿monが閾値電圧ＶthＢを超えるまでは出力信号をハイレベルに維持し、それまでの間、ＦＥＴ３がスイッチング動作して昇圧制御が継続される。そして、トランジスタ１８，２１及びＦＥＴ７，１０のＯＮ／ＯＦＦはモードＡと逆になるので、上記昇圧制御の結果としてダイオード６のカソードに現れる昇圧電圧Ｖco2により、コンデンサＣｏ２は充電される。

ここで、電圧切替供給部５におけるＦＥＴ７及び８とコンデンサＣｏ１及びＣｏ２との接続形態について説明する。上述したモードＡ，Ｂの切替えを制御するに当たり、コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２にそれぞれ接続するスイッチとしてトランジスタを用いる場合、これらをどのように接続すべきかを以下のように検討した。尚、ここでの「トランジスタ」は、バイポーラトランジスタ及びＭＯＳＦＥＴの総称として用いている。

図３に示すように、ＭＯＳＦＥＴにはドレイン，ソース間に寄生ダイオードがある。また、バイポーラトランジスタもベース，コレクタ間はＰＮ接合で構成され、ダイオードと等価の構造である。したがって、エミッタ，ベース間に抵抗素子が接続されていると、ＮＰＮトランジスタの場合はコレクタ側の電位がエミッタのグランド電位よりも低くなると、コレクタ側に電流が流出する。ＰＮＰトランジスタの場合はコレクタ側の電位がエミッタの電源電圧よりも高くなると、エミッタ側に電流が流出する。よって、何れについてもトランジスタがＯＦＦの場合に、上記の経路で電流が流出することを回避する必要がある。

また、図４に示すように、コンデンサＣｏ１は電圧Ｖco1に充電され、コンデンサＣｏ２はより低い電圧Ｖco2に充電されるので、これらの電位差に応じてトランジスタの接続方向を考慮する必要がある。すなわち、コンデンサＣｏ２側についてはトランジスタが備えるダイオードのカソードが、コンデンサＣｏ１側についてはトランジスタが備えるダイオードのアノードが、ダイオード６のカソード側となるように接続する必要がある。

これらを考慮してＭＯＳＦＥＴを用いるとする。図５に示すように、コンデンサＣｏ１については、昇圧電源出力ラインであるダイオード６のカソードとコンデンサＣｏ１との間に、ソースをコンデンサＣｏ１側にしてＰチャネルＭＯＳＦＥＴを接続すると良い。これにより、ソース電位がＶco１となるのでＦＥＴを安定して駆動でき、コレクタへの入力電圧がグランド電位となっても、寄生ダイオードを介した電流の流出が発生しない。

また、コンデンサＣｏ２については、コンデンサＣｏ２とグランドとの間に、ソースをグランド側にしてＮチャネルＭＯＳＦＥＴを接続すると良い。これにより、ソースがグランド電位となるのでＦＥＴを安定して駆動でき、コレクタへの入力電圧が電源電圧となっても寄生ダイオードを介した電流の流出が発生しない。以上の検討を得た結果、図１に示すＦＥＴ７及び８と、コンデンサＣｏ１及びＣｏ２との接続形態を採用している。
尚、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴに替えてＰＮＰトランジスタを、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに替えてＮＰＮトランジスタ用いる際には、上記のソースをエミッタに対応させてそれぞれ接続すれば良い。

図６に示すように、昇圧制御ＩＣ４は、上位の制御装置よりピエゾインジェクタＩＮＪに対する目標噴射量Ｑの入力があると（Ｓ１，ＹＥＳ）、ＯＮ状態であった昇圧制御をＯＦＦにする（Ｓ２）。ここで、目標噴射量Ｑには図７に示すように、閾値Ｑth以下に設定されるＱ１と、閾値Ｑthを超えるように設定されるＱ２とがある。

目標噴射量Ｑが閾値Ｑth以下であれば（Ｓ３，ＹＥＳ）噴射量はＱ１であるから、昇圧制御ＩＣ４は、２つの出力端子を双方ともローレベルにしてＦＥＴ７をＯＦＦ，ＦＥＴ８をＯＮにする（Ｓ４，Ｓ５）。尚、ステップＳ４，Ｓ５では、ＦＥＴ７，８をそれぞれＳＷ＿１，ＳＷ＿２として示している。それから、ステップＳ６にて所定時間ｔｗの経過待ちをした後にピエゾインジェクタＩＮＪを駆動する（Ｓ７）。この場合、ピエゾインジェクタＩＮＪには低圧の駆動電圧Ｖco2が印加される。ピエゾインジェクタＩＮＪの駆動を停止すると（Ｓ８）昇圧制御をＯＮにしてから（Ｓ９）ステップＳ１に戻る。尚、制御応答の遅れ等により所定時間ｔｗ相当の時間経過が発生する際には、ソフトウェア上でステップＳ６における所定時間ｔｗの経過待ちを行う必要はない。

一方、ステップＳ３において目標噴射量Ｑが閾値Ｑthを超えていれば（ＮＯ）噴射量はＱ２であるから、昇圧制御ＩＣ４は、２つの出力端子を双方ともハイレベルにしてＦＥＴ７をＯＮ，ＦＥＴ８をＯＦＦにする（Ｓ１１，Ｓ１２）。それから、ステップＳ６に移行する。この場合、ピエゾインジェクタＩＮＪには高圧の駆動電圧Ｖco1が印加される。

また、ステップＳ１において目標噴射量Ｑの入力が無ければ（ＮＯ）、カウンタである周期ｔのカウント値が、図８に示す昇圧制御周期Ｔ以上になったか否かを判断し（Ｓ１３）、制御周期Ｔ未満であれば（ＮＯ）ステップＳ１に戻る。制御周期Ｔ以上になると（ＹＥＳ）周期ｔのカウント値をクリアして昇圧制御をＯＦＦにする（Ｓ１４）。それから、現在の状態がステップＳ４及びＳ５と同じく低圧側をＯＮにする状態か否かを判断し（Ｓ１５）、低圧側をＯＮにしていれば（ＹＥＳ）ステップＳ１１及びＳ１２と同じく高圧側をＯＮにする状態に切り替える（Ｓ１６，Ｓ１７）。一方、現在の状態が高圧側をＯＮにしていれば（ＮＯ）低圧側をＯＮにする状態に切り替える（Ｓ１９，Ｓ２０）。ステップＳ１７又はＳ２０の実行後は、周期ｔのカウント動作を開始させて昇圧制御をＯＮにすると（Ｓ１８）ステップＳ１に戻る。

図７に示すように、目標噴射量ＱがＱ０からＱ１に変化するとＦＥＴ７，８をそれぞれＯＦＦ，ＯＮに切替えて、昇圧電源装置１は高圧の昇圧電圧Ｖco1を出力する。所定時間ｔｗの経過後にインジェクタ噴射指令がＯＮになると、ピエゾインジェクタＩＮＪの充電が開始されピエゾインジェクタＩＮＪの端子電圧が上昇する。これにより微小噴射が行われる。インジェクタ噴射指令がＯＦＦになるとピエゾインジェクタＩＮＪの放電が開始され、ピエゾインジェクタＩＮＪの端子電圧が低下する。その後、昇圧制御イネーブル信号がアクティブになり昇圧制御がＯＮになると、昇圧電圧Ｖco1を維持するための昇圧制御が再開されコンデンサＣｏ１が充電される。

次に、目標噴射量ＱがＱ１からＱ２に変化するとＦＥＴ７，８をそれぞれＯＮ，ＯＦＦに切替えて、昇圧電源装置１は昇圧電圧Ｖco2を出力する。同様に、所定時間ｔｗの経過後にインジェクタ噴射指令がＯＮになるとピエゾインジェクタＩＮＪの充電が開始されメイン噴射が行われる。メイン噴射の場合、インジェクタ噴射指令がＯＮになる期間は微小噴射時よりも長く設定され、より多くの燃料が噴射される。

以上のように昇圧電源装置１は、目標噴射量Ｑ１に対応する微小噴射時には低圧の昇圧電圧Ｖco1を出力し、目標噴射量Ｑ２に対応するメイン噴射時には高圧の昇圧電圧Ｖco2を出力するように切替える。この電圧の切替えは、昇圧電源回路２６において閾値電圧ＶthＡ,ＶthＢの切替設定を行うと共に、電圧切替供給部５においてＦＥＴ７，８によりコンデンサＣｏ１，Ｃｏ２への充電切替えを行うことで実現されている。

ピエゾインジェクタＩＮＪの駆動がＯＦＦで且つ目標噴射量Ｑが入力されない期間は、図８に示すように、制御周期Ｔ毎に昇圧電圧Ｖco1，Ｖco2の昇圧制御が交互に行われる。これにより、コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２の端子電圧がそれぞれ極力昇圧電圧Ｖco1，Ｖco2に維持されるように制御される。

以上のように本実施形態によれば、昇圧電源回路２６の出力部に、ＦＥＴ７及びコンデンサＣｏ１の直列回路，コンデンサＣｏ２及びＦＥＴ８を並列に接続する。昇圧制御ＩＣ４の切替スイッチ１２は、昇圧電源回路２６の昇圧電圧を設定するための閾値ＶthＡ，ＶthＢを切り替え設定し、切替ロジック１６は、ＦＥＴ７，８の何れか１つを閉じると共に切替スイッチ１２を制御して、コンパレータ１１の非反転入力端子に対応する閾値を設定する。したがって、昇圧電源回路２６に設定する閾値を切替えるだけで駆動用電源の昇圧率を変更できるので、より小さな回路規模で微小噴射とメイン噴射とに対応した電圧Ｖco2，Ｖco1の駆動用電源を供給できる。

そして、高圧用回路ではＰチャネルＭＯＳＦＥＴ７のソースがグランド方向となるように、且つ当該ＦＥＴ７を電源出力端子とコンデンサＣｏ１との間に接続し、低圧用回路ではＮチャネルＭＯＳＦＥＴ８のソースがグランド方向となるように、且つ当該ＦＥＴ８をコンデンサＣｏ２とグランドとの間に接続した。これにより、コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２がそれぞれ高圧，低圧に充電されてそれらの間に電位差が発生しても、各ＦＥＴ７，８が備える寄生ダイオードが逆バイアスとなるので、コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２の充電電荷が流出することを防止できる。

また、切替ロジック１６は、ピエゾインジェクタＩＮＪに対する目標噴射量が設定された後、ピエゾインジェクタＩＮＪに対応する駆動信号が出力されるまでの間に、低圧用回路，高圧用回路のそれぞれに対応した昇圧制御を行う。これにより、各目標噴射量に対応した昇圧電圧を駆動用電源として効率的に供給できる。

加えて、切替ロジック１６は、ピエゾインジェクタＩＮＪの非駆動期間内に、コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２の端子電圧がそれぞれ対応する昇圧電圧Ｖco1，Ｖco2となるように、周期的に昇圧制御を行うようにした。これにより、各コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２の端子電圧が、極力対応する昇圧電圧Ｖco1，Ｖco2を維持するようになる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。第２実施形態では、図９に示すように、ステップＳ５を実行した後、初期充電スルーレート制御を行う（Ｓ２１）。この制御は、図１０に示すように、先ず目標噴射量Ｑに応じて初期充電目標スルーレートを設定する（Ｓ２１１）。例えば目標充電電圧Ｖchg＿targetと、その目標充電電圧に到達させる時間ｔchg＿targetとを設定する。尚、目標充電電圧に替えて目標充電電荷を設定しても良い。時間ｔchg＿targetは、指定期間に相当する。

次に、充電スイッチであるＦＥＴ３のゲートに与える信号である駆動パルスをＯＦＦさせる閾値Ｖchg＿thを、例えば次式により設定する（Ｓ２１２）。
Ｖchg＿th＝Ｖchg＿target／（ＤＰＮ）−（補正項）
ＤＰＮ：Ｖchg＿targetに到達するまで必要な駆動パルス数
すなわち、閾値Ｖchg＿thは、出力した駆動パルス１回当たりの目標充電電圧の増加分に相当するからである。また、上記の「補正項」は、目標に対する充電電圧のオーバーシュート誤差を補正するための項であり、昇圧電源装置１の入出力電位差が小さくなるのに応じてオーバーシュート誤差の影響は小さくなる。

そして、駆動パルスの出力周期ｔ＿thを、次式により設定する（Ｓ２１３）。
ｔ＿th＝ｔchg＿target／（ＤＰＮ）
上記の各演算パラメータの関係については、図１１に示している。

以上のように第２実施形態によれば、切替ロジック１６は、目標噴射量に応じてピエゾインジェクタＩＮＪの駆動が開始された時点から、時間ｔchg＿target経過後の目標充電電圧Ｖchg＿targetを設定する。そして、目標充電電圧Ｖchg＿targetと、時間ｔchg＿target内にピエゾインジェクタＩＮＪに出力される駆動信号の出力パルス数ＤＰＮとから、出力パルス１回分の充電電圧増加分閾値Ｖchg＿th値を決定すると、時間ｔchg＿targetと出力パルス数ＤＰＮとから前記パルスの出力周期ｔ＿thを決定する。これにより、目標とする微小燃料噴射量に合せて、初期充電時のスルーレートを制御できる。

（第３実施形態）
図１２に示すように、第３実施形態では、第２実施形態のように初期充電スルーレート制御を行なった後、ステップＳ７でピエゾインジェクタＩＮＪの駆動をＯＮするとステップＳ２２〜Ｓ２４を実行する。ステップＳ２１１で設定した目標充電電圧到達時間ｔchg＿targetから所定時間αを減じた時間が経過するまで待機し（Ｓ２２，ＮＯ）、前記時間が経過すると（ＹＥＳ）、ステップＳ１１，Ｓ１２と同様にＦＥＴ８，７をそれぞれＯＦＦ，ＯＮに設定する（Ｓ２３，Ｓ２４）。それから、ステップＳ８に移行する。

これにより、図１３に示すように、目標噴射量がＱ１に設定される微小噴射期間においても、その途中で昇圧制御を高圧側に切替えることで、初期充電開始以降のスルーレートを向上させ、微小噴射をより早く完了させるようにする。

以上のように第３実施形態によれば、切替ロジック１６は、ピエゾインジェクタＩＮＪの駆動が開始された時点から時間ｔchg＿targetが経過するまでの間に、ＦＥＴ７，８のＯＮ，ＯＦＦ及び閾値電圧ＶthＡ,ＶthＢの切替設定を行う。これにより、ピエゾインジェクタＩＮＪへの充電電圧スルーレートの増加，低減を制御できる。

本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
開閉部及び昇圧用コンデンサの直列回路を３つ以上備え、昇圧電圧を３段階以上に変化させても良い。
図５に示したように、高圧用回路の開閉部として、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ７に替えてＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用い、そのドレインがグランド方向となるように接続しても良い。また、低圧用回路の開閉部として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ８に替えてＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用い、そのソースがグランド方向となるように接続しても良い。
開閉部に、リレーのようにメカニカルなスイッチを用いても良い。

１昇圧電源装置、７ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ、８ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ、ＩＮＪピエゾインジェクタ、Ｃｏ１，Ｃｏ２コンデンサ、１６昇圧電源切替ロジック、２６昇圧電源回路。

Claims

燃料噴射弁を駆動するアクチュエータ（ＩＮＪ）に駆動用電源を供給する昇圧電源回路（２６）の出力部に並列に接続される、昇圧用コンデンサ（Ｃｏ１，Ｃｏ２）及び開閉部（７，８）からなる複数の直列回路と、
前記昇圧電源回路の昇圧電圧を設定するための閾値を切り替え設定する閾値設定部（１２）と、
前記開閉部の何れか１つを閉じると共に、前記閾値設定部を制御して対応する閾値を設定する制御部（１６）とを備える昇圧電源装置。
前記直列回路を２つ備え、一方を高圧用回路，他方を低圧用回路として、
前記開閉部にＭＯＳＦＥＴ（７，８）を用い、
前記高圧用回路の開閉部は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴのドレイン又ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（７）のソースがグランド方向となるように接続され、
前記低圧用回路の開閉部は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（８）のソース又はＰチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインがグランド方向となるように接続される請求項１記載の昇圧電源装置。
前記高圧用回路の開閉部にＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（７）を用い、前記ＰチャネルＭＯＳＦＥＴが電源出力端子と前記昇圧用コンデンサとの間に接続され、
前記低圧用回路の開閉部にＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（８）を用い、前記ＮチャネルＭＯＳＦＥＴが前記昇圧用コンデンサとグランドとの間に接続されている請求項２記載の昇圧電源装置。
前記直列回路を２つ備え、一方を高圧用回路，他方を低圧用回路として、
前記開閉部にバイポーラトランジスタを用い、
前記高圧用回路の開閉部は、ＮＰＮトランジスタのコレクタ又はＰＮＰトランジスタのエミッタがグランド方向となるように接続され、
前記低圧用回路の開閉部は、ＮＰＮトランジスタのエミッタ又はＰＮＰトランジスタのコレクタがグランド方向となるように接続される請求項１記載の昇圧電源装置。
前記高圧用回路の開閉部にＰＮＰトランジスタを用い、前記ＰＮＰトランジスタが電源出力端子と前記昇圧用コンデンサとの間に接続され、
前記低圧用回路の開閉部にＮＰＮトランジスタを用い、前記ＮＰＮトランジスタが前記昇圧用コンデンサとグランドとの間に接続されている請求項４記載の昇圧電源装置。
前記制御部は、前記アクチュエータに対する目標噴射量が設定された後、当該アクチュエータに対応する駆動信号が出力されるまでの間に、各直列回路に対応した昇圧制御を行う請求項１から５の何れか一項に記載の昇圧電源装置。
前記制御部は、前記アクチュエータの非駆動期間内に、各直列回路の昇圧コンデンサの端子電圧がそれぞれ対応する昇圧電圧となるように、周期的に昇圧制御を行う請求項１から６の何れか一項に記載の昇圧電源装置。
前記制御部は、目標噴射量に応じて前記アクチュエータの駆動が開始された時点から、指定期間経過後の目標充電電圧又は目標充電電荷を設定し、
前記目標充電電圧又は前記目標充電電荷と、前記指定期間内に前記アクチュエータに出力される駆動信号の出力パルス数とから、出力パルス１回分の充電電圧増加分閾値又は前記目標充電電荷増加分閾値を決定し、
前記指定期間と出力パルス数とから、前記パルスの出力周期を決定する請求項１から７の何れか一項に記載の昇圧電源装置。
前記制御部は、前記アクチュエータの駆動が開始された時点から前記指定期間が経過するまでの間に、前記開閉部の開閉及び前記閾値設定部への設定の切替えを行う請求項８記載の昇圧電源装置。