JP4089119B2 - 電磁負荷の制御装置 - Google Patents

Description

【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５０５及び抵抗５０６を介して接地されている。駆動用ＩＣ５０７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５０３，５０５，５０９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５０４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１４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１〜３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３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１０１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。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。
【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Ｔ００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Ｔ００、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Ｔ００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ＥＣＵ２００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、コンデンサＣ１０の蓄積エネルギーがＣＯＭ１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Ｔ１０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Ｔ１０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１０１ａ（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３０１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Ｔ１１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Ｃ１０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Ｔ１２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Ｔ１２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１０１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。
【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Ｃ１０からの放電電流を安定させるためにトランジスタＴ１２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１０１ａ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ＥＣＵ２００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１０１ａ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ＩＣ１２０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、ＥＣＵ２００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１０１ａ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、ＥＣＵ２００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、ＥＣＵ２００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、ＥＣＵ２００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、Ｃ１０…コンデンサ、Ｔ１０…トランジスタ、Ｔ１２…トランジスタ、Ｒ１０…抵抗。

Claims (10)

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、
   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）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し、
   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。
2. 車載電源に接続された電磁負荷（１０１ａ）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、
   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）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し、
   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。
3. 車載電源に接続された電磁負荷（１０１ａ）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し、
   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。
4. 請求項２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。
5. 請求項３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。
6. 請求項１、２または４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。
7. 請求項１〜６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。
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（５０）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。

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