JP4385994B2 - 燃料噴射弁の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関において燃料の噴射供給を行なう複数の燃料噴射弁のそれぞれが備える電子制御式アクチュエータのうち、駆動要求のなされる燃料噴射弁のアクチュエータに給電手段の電気エネルギを選択的に供給することで該燃料噴射弁を駆動する燃料噴射弁の駆動装置に関する。

図６に、この種の駆動装置の一例を示す。図示されるように、この駆動装置は、マイクロコンピュータ１０２等を備えた電子制御装置（ＥＣＵ１０１）として構成されている。このＥＣＵ１０１は、燃料噴射弁のそれぞれが備える電磁ソレノイド１０４ａ〜１０４ｄに対する通電制御を行う。これら電磁ソレノイド１０４ａ〜１０４ｄへの通電制御は、これらを駆動する駆動回路がマイクロコンピュータ１０２により駆動されることでなされる。以下、この駆動回路について説明する。

この駆動回路は、バッテリの電圧（例えば「１２Ｖ」）を所定電圧（例えば「１００Ｖ」）に昇圧する昇圧回路１１０を備えている。昇圧回路１１０の出力は、ダイオード１１６、駆動開始スイッチ１２０を介して電磁ソレノイド１０４ａ，１０４ｂに供給される。また、昇圧回路１１０の出力は、ダイオード１１８、駆動開始スイッチ１２２を介して電磁ソレノイド１０４ｃ，１０４ｄに供給される。電磁ソレノイド１０４ａ〜１０４ｄの低電位側の端子は、それぞれ選択スイッチ１２４〜１３０を介して接地されている。

上記ダイオード１１６と駆動開始スイッチ１２０との間には、昇圧回路１１０の昇圧電力を蓄えるコンデンサ１４０が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。また、上記ダイオード１１８と駆動開始スイッチ１２２との間には、昇圧回路１１０の昇圧電力を蓄えるコンデンサ１４２が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。

上記電磁ソレノイド１０４ａ，１０４ｂには、コンデンサ１４０により開始される通電を継続すべく、電流回路１５０が接続されている。また、上記電磁ソレノイド１０４ｃ，１０４ｄには、コンデンサ１４２により開始される電磁ソレノイド１０４ｃ，１０４ｄの通電を継続すべく、電流回路１６０が接続されている。

上記駆動開始スイッチ１２０により、電磁ソレノイド１０４ａ，１０４ｂの高電位側の端子とコンデンサ１４０とが導通及び遮断され、駆動開始スイッチ１２２により、電磁ソレノイド１０４ｃ、１０４ｄの高電位側の端子とコンデンサ１４２とが導通及び遮断される。このため、駆動開始スイッチ１２０，１２２のいずれか１つがオンとされた状態で、選択スイッチ１２４〜１３０を選択的にオンとすることで、コンデンサ１４０やコンデンサ１４２の昇圧電力を用いて、任意の電磁ソレノイド１０４ａ〜１０４ｄを選択的に通電することができる。

上記駆動装置は、コンデンサ１４０及び電流回路１５０によって電磁ソレノイド１０４ａ，１０４ｂに電力を供給する電気系統と、コンデンサ１４２及び電流回路１６０によって電磁ソレノイド１０４ｃ，１０４ｄに電力を供給する電気系統との２つの電気系統を有する。このように電気系統を分割することで、一方の電気系統に異常が生じたときのフェールセーフ処理として、他方の電気系統を用いたリンプホーム処理を行なうことができる。

ただし、例えば電磁ソレノイド１０４ｄの高電位側の端子が接地とショートした場合に駆動開始スイッチ１２２をオフとすることで、電磁ソレノイド１０４ａ，１０４ｂを用いたリンプホーム処理を行なうことができるとはいえ、実際には異常のない電磁ソレノイド１０４ｃまでも使用できなくなるという問題がある。このため、リンプホーム時には、内燃機関の出力が十分なものとならないことがある。特に最大限に積荷した大型商用車等にあっては、リンプホーム処理時の内燃機関の出力が十分なものとならないおそれがある。

これに対し、各電磁ソレノイド１０４ａ〜１０４ｄのそれぞれに対し、各別の電気系統を持つことも考えられるが、コンデンサ等の数が増すことによるＥＣＵ１０１の大型化や発熱量の増大を招く等、課題も多い。

なお、フェールセーフ処理をすべく、内燃機関の複数の気筒の制御系をグループ分けする従来技術としては、上記駆動装置の他に例えば下記特許文献１がある。
実開平６−１２７４３号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の燃料噴射弁のそれぞれが備える電子制御式アクチュエータに対して電気エネルギを供給するものにあって、その電気系統に異常が生じた場合のリンプホーム処理をより適切に行なうことのできる燃料噴射弁の駆動装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

手段１は、内燃機関において燃料の噴射供給を行なう複数の燃料噴射弁のそれぞれが備える電子制御式アクチュエータのうち、駆動要求のなされる燃料噴射弁のアクチュエータに給電手段の電気エネルギを選択的に供給することで該燃料噴射弁を駆動する燃料噴射弁の駆動装置において、前記複数のアクチュエータの高電位側の端子と前記給電手段との間に、該給電手段と導通させる前記高電位側の端子を選択的に切り替える高電位側切替回路を備えることを特徴とする。

上記構成では、複数のアクチュエータの高電位側の端子と給電手段との間に高電位側切替回路が備えられるために、特定のアクチュエータへ電気エネルギを供給する電気系統に異常が生じたときに同特定のアクチュエータの高電位側の端子と給電手段との導通を禁止するように高電位側切替回路を切り替えることができる。このため、特定のアクチュエータに電気エネルギを供給する際に用いられる電気系統に異常が生じた場合であれ、それ以外のアクチュエータに適切に電気エネルギの供給を行なうことができ、ひいては、リンプホーム処理を適切に行なうことができる。

手段２は、手段１において、前記高電位側切替回路は、前記給電手段と任意の１つのアクチュエータとを選択的に導通させることが可能な構成であることを特徴とする。

上記構成によれば、特定のアクチュエータに電気エネルギを供給する際に用いられる電気系統に異常が生じたとき、同特定のアクチュエータ以外の全てのアクチュエータを継続して駆動することができる。このため、リンプホーム時においても、内燃機関の出力トルクを極力大きくすること等ができる。

手段３は、手段１又は２において、前記複数のアクチュエータの低電位側の端子と接地との間に、前記接地と導通させる前記低電位側の端子を選択的に切り替える低電位側切替回路を更に備えることを特徴とする。

上記構成では、低電位側切替回路を備えているために、以下の効果が得られる。

ａ．低電位側切替回路により、任意の１つのアクチュエータと給電手段とをそれぞれ独立に導通させる構成の場合。この場合には、高電位側切替回路の制御と組み合わせることで、特定のアクチュエータに電気エネルギを供給する際に用いられる１つの電気系統を正確に特定することができる。

ｂ．低電位側切替回路により、給電手段と導通されるアクチュエータのグループが切り替え可能な構成の場合。この場合には、高電位側切替回路との組み合わせにより、給電手段と導通されるアクチュエータを更に絞り込むことができる（より詳細に特定することができる）。

手段４は、手段３において、前記低電位側切替回路は、前記接地と任意の１つのアクチュエータとを選択的に導通させることが可能な構成であることを特徴とする。

上記構成では、高電位側切替回路を備えなくても、駆動要求のなされる任意の１つの燃料噴射弁のアクチュエータに選択的に給電手段の電気エネルギを供給することが可能となる。このため、例えばリンプホーム時に内燃機関の出力トルクを極力確保したい要求がある場合等、要求に応じて高電位側切替回路を設けることが可能となる。

手段５は、手段３又は４において、前記高電位側切替回路は、前記低電位側切替回路と前記給電手段との収納される筐体に対して外付けされてなることを特徴とする。

上記構成では、高電位側切替回路が上記筐体に対して外付けされているために、筐体の寸法の大型化を招くことなく、高電位側切替回路が用いられるものと用いられないものとの間で、筐体を共有化することができる。このため、筐体の寸法の大型化を招かずに、筐体及びその内部の回路からなる部材の汎用性を向上させることができる。更に、高電位側切替回路を外付けすることで、筐体内の発熱量を低減することもできる。

手段６は、手段１〜５のいずれかにおいて、前記駆動要求に応じて前記高電位側切替回路を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする。

上記構成によれば、制御手段により、駆動要求に応じて高電位側切替回路が制御される。ちなみに、この手段６が手段５の構成を有する場合には、制御手段は、上記筐体内に収納されていてもよく、また、これとは別の筐体に収納されていてもよい。

手段７は、手段６において、前記複数の燃料噴射弁のそれぞれについて、前記給電手段から前記アクチュエータへ電気エネルギを供給する際の電気系統の異常の有無を診断する診断手段を更に備え、前記制御手段は、前記診断手段により異常があると判断される電気系統に対応する前記アクチュエータと前記給電手段との導通を禁止するように前記高電位側切替回路を制御することを特徴とする。

上記構成では、電気系統に異常があるときに、同異常がある電気系統に該当するアクチュエータと給電手段との導通を禁止するように高電位側切替回路が制御される。ちなみに、この手段７が手段５の構成を有する場合には、診断手段は、上記筐体内に収納されていてもよく、また、これとは別の筐体に収納されていてもよい。

手段８は、手段１〜７のいずれかにおいて、前記高電位側切替回路は、半導体リレーにて構成されてなることを特徴とする。

上記構成では、半導体リレーを用いることで、切替の応答性を良好なものとすることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射弁の駆動装置を電子ソレノイド式の燃料噴射弁の駆動装置に適用した第１の実施形態を図面を参照しつつ説明する。

図１に、上記駆動装置の構成を示す。

電子制御装置（ＥＣＵ１）は、マイクロコンピュータ２等を備えて構成されており、内燃機関（ディーゼルエンジン）の各種センサの検出値を取り込み、同検出値に基づき内燃機関の各種アクチュエータを操作する。特に、ＥＣＵ１では、内燃機関の各気筒（ここでは、４気筒を例示）の燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁のそれぞれが備える電子制御式アクチュエータに対する通電制御を行う。より正確には、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄに対する通電制御を行う。ちなみに、電磁ソレノイド４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄは、第１気筒、第４気筒、第３気筒、第２気筒（図中、＃１，＃４，＃３，＃２）のそれぞれに備えられる。

これら電磁ソレノイド４ａ〜４ｄへの通電制御は、これらを駆動する駆動回路がマイクロコンピュータ２により操作されることでなされる。以下、この駆動回路について説明する。

この駆動回路は、バッテリの電圧（例えば「１２Ｖ」）を所定電圧（例えば「１００Ｖ」）に昇圧する昇圧回路１０を備えている。この昇圧回路１０は、コイル１２とスイッチング素子１４との直列接続体を備えて構成されており、スイッチング素子１４がマイクロコンピュータ２によりオン・オフ操作されることで、バッテリの電圧を昇圧する。この昇圧回路１０のコイル１２とスイッチング素子１４との間には、ダイオード１６、１８のアノードが接続されている。

ダイオード１６のカソード側は、駆動開始スイッチ２０を介して電磁ソレノイド４ａ，４ｂに電力を供給するハイサイド端子Ｔ１と接続されている。また、ダイオード１８のカソード側は、駆動開始スイッチ２２を介して電磁ソレノイド４ｃ，４ｄに電力を供給するハイサイド端子Ｔ２と接続されている。

上記電磁ソレノイド４ａ〜４ｄは、高電位側の端子が上記ハイサイド端子Ｔ１，Ｔ２と接続されており、低電位側の端子がローサイド端子Ｔａ〜Ｔｄと接続されている。ローサイド端子Ｔａ〜Ｔｄは、それぞれ選択スイッチ２４〜３０を介して接地されている。

上記ダイオード１６と駆動開始スイッチ２０との間には、昇圧回路１０の昇圧電力を蓄えるコンデンサ４０が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。また、上記ダイオード１８と駆動開始スイッチ２２との間には、昇圧回路１０の昇圧電力を蓄えるコンデンサ４２が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。

上記駆動開始スイッチ２０と電磁ソレノイド４ａ，４ｂとの間のノードＮａには、コンデンサ４０の放電により開始される電磁ソレノイド４ａ，４ｂの通電を継続すべく、電流回路５０が接続されている。この電流回路５０は、バッテリの電力をノードＮａに出力するダイオード５２、ダイオード５２とバッテリ間を導通及び遮断するスイッチング素子５４、及び、接地からノードＮａへ向かう方向を順方向とするダイオード５６を備えて構成されている。

上記駆動開始スイッチ２２と電磁ソレノイド４ｃ，４ｄとの間のノードＮｂには、コンデンサ４２の放電により開始される電磁ソレノイド４ｃ，４ｄの通電を継続すべく、電流回路６０が接続されている。この電流回路６０は、バッテリの電力をノードＮｂに出力するダイオード６２、ダイオード６２とバッテリ間を導通及び遮断するスイッチング素子６４、及び、接地からノードＮｂへ向かう方向を順方向とするダイオード６６を備えて構成されている。

上記駆動開始スイッチ２０，２２や、選択スイッチ２４〜３０、更には、スイッチング素子１４，５４，６４は、マイクロコンピュータ２により操作される。

上記駆動開始スイッチ２０により、ハイサイド端子Ｔ１とコンデンサ４０とが導通及び遮断され、駆動開始スイッチ２２により、ハイサイド端子Ｔ２とコンデンサ４２とが導通及び遮断される。このため、駆動開始スイッチ２０，２２のいずれか１つがオンとされることで、ハイサイド端子Ｔ１，Ｔ２のいずれか及び対応するコンデンサ４０，４２間が導通された状態で、選択スイッチ２４〜３０を選択的にオンとすることで、コンデンサ４０やコンデンサ４２の昇圧電力を用いて、任意の電磁ソレノイド４ａ〜４ｄを選択的に通電することはできる。

ただし、本実施形態では、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの高電位側の端子とハイサイド端子Ｔ１，Ｔ２との間に、任意の１つの高電位側の端子をハイサイド端子Ｔ１，Ｔ２と導通させることを可能とする切替回路を更に備えて、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄへ電力を供給する電気系統に冗長性を持たせている。

この切替回路は、ハイサイド端子Ｔ１の電力を電磁ソレノイド４ａ，４ｂのうちのいずれかに選択的に供給する第１リレー７０と、ハイサイド端子Ｔ２の電力を電磁ソレノイド４ｃ，４ｄのうちのいずれかに選択的に供給する第２リレー７２とを備えて構成される。これら第１リレー７０及び第２リレーは、それぞれ制御端子Ｔ３，Ｔ４を介してマイクロコンピュータ２から出力される制御信号に応じて電力の上記選択的な供給を行なう。なお、第１リレー７０及び第２リレー７２は共に、接地端子Ｔ５に接続されることで接地されている。

これら第１リレー７０及び第２リレー７２は、共に半導体リレーである。これらの具体的な構成としては、例えば図２に例示されるものとしてもよい。

図示されるように、半導体リレーは、２つの出力端子ＲＴ１，ＲＴ２を備えている。これら出力端子ＲＴ１，ＲＴ２には、ＮチャネルＭＯＳ型のトランジスタ８１，８２のドレインが接続されている。トランジスタ８１，８２のソースは、電源端子ＲＴ３と接続されている。更に、トランジスタ８１，８２のゲートには、ドライバ回路８３，８４の出力が印加される。ドライバ回路８３は、制御端子ＲＴ４から取り込まれる信号を電源端子ＲＴ３から取り込まれる電力にて電力変換し、トランジスタ８１のゲートに印加する。一方、ドライバ回路８４は、制御端子ＲＴ４から取り込まれる信号がインバータ８５により論理反転されたものを電源端子ＲＴ３から取り込まれる電力にて電力変換し、トランジスタ８２のゲートに印加する。なお、これらドライバ回路８３，８４は、接地端子ＲＴ５を介して接地される。

こうした構成において、例えば電源端子ＲＴ３をハイサイド端子Ｔ１と接続し、接地端子ＲＴ５を接地端子Ｔ５と接続し、出力端子ＲＴ１，ＲＴ２を電磁ソレノイド４ａ，４ｂと接続し、制御端子ＲＴ４を制御端子Ｔ３と接続するなら、以下のような動作をする。すなわち、制御端子ＲＴ４を介して論理「Ｈ」の制御信号が取り込まれると、この制御信号は、ドライバ回路８３でコンデンサ４０から放電される電力や電流回路５０の電力に変換された後、トランジスタ８１のゲートに印加される。これにより、トランジスタ８１がオンとされ、電源端子ＲＴ３を介して取り込まれる電力が出力端子ＲＴ１から出力される。これにより、電磁ソレノイド４ｂに電力が供給される。このとき、トランジスタ８２のゲートには、論理「Ｌ」の信号が印加されるため、トランジスタ８２はオフとされる。

これに対し、制御端子ＲＴ４を介して論理「Ｌ」の制御信号が取り込まれると、この制御信号は、インバータ８５によって論理反転され論理「Ｈ」の信号となる。この論理反転された信号は、ドライバ回路８４でコンデンサ４０から放電される電力や電流回路５０の電力に変換された後、トランジスタ８２のゲートに印加される。これにより、トランジスタ８２がオンとされ、電源端子ＲＴ３を介して取り込まれる電力が出力端子ＲＴ２から出力される。これにより、電磁ソレノイド４ｂに電力が供給される。このとき、トランジスタ８１のゲートには、論理「Ｌ」の信号が印加されるため、トランジスタ８１はオフとされる。

このように、半導体リレーを用いると、制御端子ＲＴ４から取り込まれる信号が論理「Ｈ」であるか論理「Ｌ」であるかに応じて、出力端子ＲＴ１及び出力端子ＲＴ２のいずれか一方から選択的に、電源端子ＲＴ３から取り込まれる電力が出力される（より正確には、電源端子ＲＴ３から所定の電力が取り込まれるタイミングでこの電力が出力される）。

本実施形態では、この半導体リレーからなる第１リレー７０及び第２リレー７２を備えることで冗長性を有した電気系統により、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの通電制御が行われる。このため、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄのうちの任意の１つに対する通電制御を行うに際し、選択スイッチ２４〜３０のみならず、第１リレー７０や第２リレー７２を制御する。すなわち、例えば電磁ソレノイド４ａ又は電磁ソレノイド４ｂのいずれかに対する通電制御を行うときには、選択スイッチ２４，２６のいずれかを選択的にオンとするとともに、第１リレー７０により上記いずれかを選択することでこれとハイサイド端子Ｔ１とを選択的に導通させる。また、例えば電磁ソレノイド４ｃ又は電磁ソレノイド４ｄのいずれかに対する通電制御を行うときには、選択スイッチ２８，３０のいずれかを選択的にオンとするとともに、第２リレー７２により上記いずれかを選択することでこれとハイサイド端子Ｔ２とを選択的に導通させる。

上記電気系統の冗長性は、これら電気系統の一部に異常が生じたときのフェールセーフ制御として行われるリンプホーム処理時に有効となる。ここで、電気系統の異常の有無の診断は、例えばローサイド端子Ｔａ〜Ｔｄと接地との間の電圧（詳しくは、選択スイッチ２４〜３０の下流の電圧）をモニタする等して、マイクロコンピュータ２により行なわれる。すなわち、例えば選択スイッチ２４がオンとされ、第１リレー７０により電磁ソレノイド４ａが選択されている状態で、駆動開始スイッチ２０がオンとされるタイミングや、電流回路５０が作動されるタイミングでノードａの電圧に基づき、異常の有無を診断する。詳しくは、この場合には、ノードａの電圧が電磁ソレノイド４ａに電流が流れているときのものと相違するなら、電磁ソレノイド４ａに電力を供給する電気系統に異常があるとの判断をする。

ここで、電気系統に異常がない場合とある場合とにおける第１リレー７０、第２リレー７２の制御態様について、図３（ａ）及び図３（ｂ）に基づき説明する。

図３（ａ）に、電気系統に異常がない場合の第１リレー７０及び第２リレー７２の制御態様を示す。この図では、第１気筒（電磁ソレノイド４ａに対応）への燃料噴射としては、「０〜１８０°ＣＡ」の領域で３段のパイロット噴射と１段のメイン噴射が、また、「１８０〜３６０°ＣＡ」の領域ではポスト噴射が行なわれている。このため、「０〜３６０°ＣＡ」の領域では、第１リレー７０は、電磁ソレノイド４ａを選択するように制御されている。また、第４気筒（電磁ソレノイド４ｂに対応）への燃料噴射としては、「３６０〜５４０°ＣＡ」の領域で３段のパイロット噴射と１段のメイン噴射が、また、「５４０〜７２０°ＣＡ」の領域ではポスト噴射が行なわれている。このため、「３６０〜７２０°ＣＡ」の領域では、第１リレー７０は、電磁ソレノイド４ｂを選択するように制御されている。

一方、図３（ｂ）に、電磁ソレノイド４ｂに電力を供給する電気系統に異常がある場合の第１リレー７０及び第２リレー７２の制御態様を示す。この場合、「３６０〜７２０°ＣＡ」の領域においても、第１リレー７０は電磁ソレノイド４ｂを選択しない。換言すれば、電磁ソレノイド４ａとハイサイド端子Ｔ１とを導通させている。これにより、電磁ソレノイド４ｂの高電位側の端子が接地とショートした場合等においても、同高電位側の端子を介して電力が接地へと流れて無駄に消費されることを回避することができる。こうした高電位側の端子と接地とのショートには、電磁ソレノイド４ｂの低電位側の端子と接地との間に設けられた選択スイッチ２６をオフとすることでは適切に対処することができないために、電磁ソレノイド４ｂの高電位側の端子とハイサイド端子Ｔ１との間の導通及び遮断の切替を行なう構成は特に有効である。

これに対して、先の図６に示した駆動装置では、電磁ソレノイド１０４ｄの高電位側の端子がショートしたとしても、駆動開始スイッチ１２２をオフとすることで、電磁ソレノイド１０４ｃまでも使用できなくなる。更に、先の図６に示した駆動装置では、電磁ソレノイド１０４ｃ側に異常があるのか電磁ソレノイド１０４ｄ側に異常があるのかを特定する異常診断を行なうこともできない（ここでは、ＥＣＵ１０１内の電圧等のモニタにより異常の有無を診断することを想定している）。これに対し、本実施形態では、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの高電位側の端子に第１リレー７０及び第２リレー７２を設けることで、これら第１リレー７０及び第２リレー７２の下流から選択スイッチ２４〜３０の上流までの間の異常については、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄのいずれの通電制御を行う電気系統の異常かを特定することができる。

更に、本実施形態では、第１リレー７０及び第２リレー７２をＥＣＵ１に対して外付けした。これにより、先の図６に示したＥＣＵ１０１に対して制御端子Ｔ３，Ｔ４を追加するのみでＥＣＵ１を構成することができるため、ＥＣＵ１の筐体は、ＥＣＵ１０１の筐体とその寸法を略同一とすることができる。このため、電磁ソレノイド４ａ〜４ｂの高電位側の端子をコンデンサ４０，４２と選択的に導通させる第１リレー７０及び第２リレー７２を設ける場合と設けない場合とでＥＣＵの筐体を共有化させる場合に、その筐体の寸法を極力小さくすることができる。すなわち、ＥＣＵ１（筐体を含む）として予め先の図１に示したものを製造し、例えば大型商用車等、リンプホーム時に内燃機関の出力トルクを極力確保したいとの要求がある場合に、第１リレー７０及び第２リレー７２を設け、それ以外の場合には第１リレー７０及び第２リレー７２を設けないという使用法が可能となる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの高電位側の端子とコンデンサ４０，４２との間に、コンデンサ４０，４２と任意の１つの電磁ソレノイド４ａ〜４ｄとを選択的に導通させることが可能な第１リレー７０及び第２リレー７２を備えた。これにより、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄのうちの特定のものに電力を供給する電気系統に異常が生じたとき、これ以外のすべてのソレノイドを継続して駆動することができる。このため、リンプホーム時においても、内燃機関の出力トルクを極力大きくすること等ができる。

（２）第１リレー７０及び第２リレー７２を、ＥＣＵ１に対して外付けした。これにより、ＥＣＵ１の筐体の寸法の大型化を招くことなく、第１リレー７０及び第２リレー７２を用いるものと用いないものとで筐体を共有化することができる。このため、筐体の寸法の大型化を招かずに、筐体及びその内部の回路からなる部材の汎用性を向上させることができる。更に、第１リレー７０及び第２リレー７２を外付けすることで、ＥＣＵ１の筐体内の発熱量を低減することもできる。

（３）第１リレー７０及び第２リレー７２を半導体リレーにて構成した。これにより、コンデンサ４０，４２との導通及び遮断の応答性を良好なものとすることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図４に、本実施形態にかかる駆動装置の構成を示す。この図４では、先の図１に示した部材と同様の機能を有する部材については、便宜上同一の符号を付している。

この駆動装置は、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの高電位側の端子に電力を供給するハイサイド端子Ｔ１を１つのみ備えている。更に、昇圧回路１０の電力を蓄える蓄電手段も、コンデンサ４０の１つのみであり、コンデンサ４０の放電によって開始される電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの通電を継続するための回路も電流回路５０の１つのみである。そして、ハイサイド端子Ｔ１と電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの任意の１つとを選択的に導通させるべく、第１リレー９０、第２リレー９２、及び第３リレー９４の３つの半導体リレーを備えている。

ここで、第１リレー９０は、第２リレー９２と第３リレー９４とのいずれか一方をハイサイド端子Ｔ１と導通させるように切り替えを行なう回路である。また、第２リレー９２は、電磁ソレノイド４ａ，４ｂのいずれか一方を第１リレー９０と導通させるように切り替えるものである。更に、第３リレー９４は、電磁ソレノイド４ｃ，４ｄのいずれか一方を第１リレー９０と導通させるように切り替えるものである。上記第１リレー９０の制御端子は、制御端子Ｔ４を介してマイクロコンピュータ２と接続されており、第２リレー９２の接続端子は、制御端子Ｔ６を介してマイクロコンピュータ２と接続されており、第３リレー９４の制御端子は、制御端子Ｔ７を介してマイクロコンピュータ２と接続されている。このため、マイクロコンピュータ２では、第１リレー９０〜第３リレー９４を制御して、ハイサイド端子Ｔ１と電磁ソレノイド４ａ〜４ｄのいずれか１つとを導通させることができる。

本実施形態においても、第１リレー９０〜第３リレー９４は、ＥＣＵ１に対して外付けされている。このため、図５に示すように第１リレー９０〜第３リレー９４を用いない場合と、本実施形態のように第１リレー９０〜第３リレー９４を用いる場合とでＥＣＵ１を共有化した場合であっても、その筐体の寸法が大きくなることを好適に抑制することができる。

ちなみに、この構成において先の図３（ａ）に例示した燃料噴射を行なう場合には、例えば第１気筒のポスト噴射のタイミングと第３気筒のパイロット噴射のタイミングとが重ならないように設定することが望ましい。

以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の効果と同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・電磁ソレノイド４ａ〜４ｄへ電力を供給するために用いられる電気系統の異常の有無の診断手法としては、先の第１の実施形態で例示したものに限らない。例えば図１において、ハイサイド端子Ｔ１，Ｔ２と駆動開始スイッチ２０，２２との間の電流や電圧をモニタすることで診断を行なってもよい。

・燃料噴射弁の駆動装置は、ＥＣＵと一体的に形成される構成に限らず、専用のドライバ回路（ＥＤＵ）として形成し、マイクロコンピュータを備えて構成されるＥＣＵからの指令信号に基づき操作されるものとしてもよい。この場合であっても、ＥＤＵの筐体に対して、半導体リレーを外付けするなら、先の第１の実施形態の上記（２）の効果を得ることができる。

・選択スイッチ２４〜３０を備えていなくても、例えば図１において電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの高電位側の端子と第１リレー７０や第２リレー７２との間の電気系統にショートが生じた場合に、ショートが生じた電気系統以外の電気系統を用いてリンプホームを行なうことはできる。

・例えば図４において、第２リレー９２及び第３リレーを用いず、第１リレー９０によってハイサイド端子Ｔ１を、電磁ソレノイド４ａ，４ｂ及び電磁ソレノイド４ｃ，４ｄのいずれか一方と導通させるように選択する構成とする場合であっても、先の図５に示す駆動装置と比較してリンプホームを適切に行なうことができる。すなわち、先の図５に示す例では、電磁ソレノイド４ａ〜４ｄの高電位側が接地とショートした場合には、リンプホーム処理を行なうことができない。これに対し、第１リレー９０を備えるだけでも、例えば電磁ソレノイド４ｃの高電位側の端子が接地とショートした場合には、電磁ソレノイド４ａ，４ｂを用いてリンプホーム処理を行なうことができる。

・半導体リレーをＥＣＵの筐体内やＥＤＵの筐体内に備える構成としても、先の第１の実施形態の上記（１）及び（３）の効果を得ることはできる。

・燃料噴射弁の備える電子制御式アクチュエータとしては、電磁ソレノイドを備えるものに限らず、ピエゾ素子を備えるものであってもよい。

・燃料噴射弁の数は、４つに限らない。また多気筒内燃機関に限らず、単一の気筒に複数の燃料噴射弁を備えるものであってもよい。

・燃料噴射弁の備える電子制御式アクチュエータに電気エネルギを供給する給電手段としては、コンデンサ４０，４２や電流回路５０，６０を備えて構成されるものに限らない。例えばコンデンサ４０，４２のみを備える構成であってもよい。また、給電手段と導通させる電子制御式アクチュエータの高電位側の端子を選択的に切り替える高電位側切替回路としては、半導体リレーにて構成されるものに限らない。ただし、高頻度の切り替えに対する耐久性を有するものであることが望ましい。

本発明にかかる燃料噴射弁の駆動装置の第１の実施形態の構成を示す回路図。 同実施形態の半導体リレーの構成を示す図。 同実施形態における半導体リレーの切り替え態様を示すタイムチャート。 第２の実施形態の構成を示す回路図。 第２の実施形態において半導体リレーを用いない場合の回路図。 従来の燃料噴射弁の駆動装置の回路構成を示す回路図。

符号の説明

１…電子制御装置（ＥＣＵ）、４ａ〜４ｄ…電磁ソレノイド、４０，４２…コンデンサ（給電手段の一実施形態）、５０，６０…電流回路（給電手段の一実施形態）、７０…第１リレー（高電位側切替回路の一実施形態）、７２…第２リレー（高電位側切替回路の一実施形態）。

Claims (5)

1. 内燃機関において燃料の噴射供給を行なう複数の燃料噴射弁のそれぞれが備える電子制御式アクチュエータのうち、駆動要求のなされる燃料噴射弁のアクチュエータに給電手段の電気エネルギを選択的に供給することで該燃料噴射弁を駆動する燃料噴射弁の駆動装置において、
   前記複数のアクチュエータの高電位側の端子と前記給電手段との間に、該給電手段と導通させる１の高電位側の端子を選択的に切り替え可能な高電位側切替回路を備え、
   前記複数のアクチュエータの低電位側の端子と接地との間に、前記接地と導通させる１の低電位側の端子を選択的に切り替え可能な低電位側切替回路を備えることを特徴とする燃料噴射弁の駆動装置。
2. 前記高電位側切替回路は、前記低電位側切替回路と前記給電手段との収納される筐体に対して外付けされてなることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁の駆動装置。
3. 前記駆動要求に応じて前記高電位側切替回路を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料噴射弁の駆動装置。
4. 前記複数の燃料噴射弁のそれぞれについて、前記給電手段から前記アクチュエータへ電気エネルギを供給する際の電気系統の異常の有無を診断する診断手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記診断手段により異常があると判断される電気系統に対応する前記アクチュエータと前記給電手段との導通を禁止するように前記高電位側切替回路を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射弁の駆動装置。
5. 前記高電位側切替回路は、半導体リレーにて構成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料噴射弁の駆動装置。

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