JP6191496B2 - Fuel injection valve drive device - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射弁駆動装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve driving device.

車両に搭載されるエンジンの各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)としては、コイルへの通電によって開弁するものがある。
この種の燃料噴射弁を駆動する装置は、車両のバッテリ電圧を昇圧してコンデンサを充電するDCDCコンバータと、コンデンサの充電電圧が目標電圧となるようにDCDCコンバータを動作させる制御手段とを備える。そして、この種の装置では、燃料噴射弁の駆動開始時(駆動期間の開始時)において、コンデンサから燃料噴射弁のコイルへ放電させることで、燃料噴射弁の開弁を速めており、コンデンサからの放電終了後は、駆動期間が終了するまで、バッテリ電圧からコイルに一定の電流を流している(例えば、特許文献1参照)。
As a fuel injection valve (injector) for injecting fuel into each cylinder of an engine mounted on a vehicle, there is one that opens by energizing a coil.
An apparatus for driving this type of fuel injection valve includes a DCDC converter that boosts the battery voltage of a vehicle and charges a capacitor, and a control unit that operates the DCDC converter so that the charging voltage of the capacitor becomes a target voltage. In this type of device, at the start of driving of the fuel injection valve (at the start of the drive period), the opening of the fuel injection valve is accelerated by discharging from the capacitor to the coil of the fuel injection valve. After the end of the discharge, a constant current is passed from the battery voltage to the coil until the driving period ends (see, for example, Patent Document 1).

また、車両に搭載されるエンジンでは、排気ガス低減の目的で高効率な燃焼を図るべく、気筒の1回の燃料噴射可能期間(例えば圧縮〜燃焼行程)において、燃料噴射弁による燃料噴射を複数回実施する技術がある。その技術は、多段噴射と呼ばれ、その多段噴射で実施する燃料噴射の回数は、噴射段数(あるいは単に、段数)と呼ばれる。   In addition, in an engine mounted on a vehicle, in order to achieve highly efficient combustion for the purpose of reducing exhaust gas, a plurality of fuel injections by a fuel injection valve are performed during a single fuel injection period (for example, compression to combustion stroke) of a cylinder. There is a technology to be implemented once. The technique is called multistage injection, and the number of fuel injections performed in the multistage injection is called the number of injection stages (or simply, the number of stages).

そして、こうした多段噴射を実施する燃料噴射弁駆動装置においては、コンデンサから燃料噴射弁のコイルに対して、短期間に複数回のエネルギー供給(放出)を行うこととなる。このため、コンデンサの静電容量(以下単に、容量ともいう)は、例えば多段噴射の開始時から無充電であったとしても、設計上最大の全段数の燃料噴射がエンジンの制御上要求される精度で実施可能となるように、大きい値に設定される。   In the fuel injection valve driving apparatus that performs such multi-stage injection, energy is supplied (released) a plurality of times in a short time from the capacitor to the coil of the fuel injection valve. For this reason, the electrostatic capacity of the capacitor (hereinafter, also simply referred to as “capacitance”) requires, for example, the maximum number of stages of fuel injection in terms of engine control even if there is no charge since the start of multi-stage injection. It is set to a large value so that it can be implemented with accuracy.

特開2013−160260号公報JP 2013-160260 A

上記コンデンサの容量を大きくすると、そのコンデンサが大型化し、場合によっては複数個のコンデンサが必要な場合も生じる。このため、燃料噴射弁駆動装置の大型化を招いてしてしまう。   Increasing the capacity of the capacitor increases the size of the capacitor and sometimes requires a plurality of capacitors. This leads to an increase in the size of the fuel injection valve drive device.

また、コンデンサの容量をCとし、コンデンサの充電電圧をVとすると、コンデンサに蓄積されるエネルギー(以下、蓄積エネルギーともいう)は、「C×V×V/2」で表される。このことから、蓄積エネルギーは、充電電圧を大きくしても、増大させることができる。しかし、充電電圧を大きくすると、DCDCコンバータの動作頻度が増えることから、DCDCコンバータでのスイッチング損失が増えてしまう。   Further, assuming that the capacitance of the capacitor is C and the charging voltage of the capacitor is V, energy stored in the capacitor (hereinafter also referred to as stored energy) is represented by “C × V × V / 2”. Therefore, the stored energy can be increased even if the charging voltage is increased. However, when the charging voltage is increased, the operating frequency of the DCDC converter increases, and therefore switching loss in the DCDC converter increases.

そこで、本発明は、燃料噴射弁駆動装置において、DCDCコンバータでのスイッチング損失を抑えつつ、コンデンサの小容量化を実現することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to realize a reduction in the capacity of a capacitor while suppressing a switching loss in a DCDC converter in a fuel injection valve driving device.

第1発明の燃料噴射弁駆動装置は、燃料噴射弁のコイルに放電するエネルギーが蓄積されるコンデンサと、電源電圧を昇圧して前記コンデンサを充電するDCDCコンバータと、前記コンデンサの充電電圧が目標電圧となるように前記DCDCコンバータを動作させる充電制御手段と、前記コイルに電流を流すための通電経路における前記コイルよりも上流側に、前記コンデンサを接続させる放電用スイッチと、前記燃料噴射弁の駆動開始時において、前記放電用スイッチをオンさせることにより、前記コンデンサから前記コイルに、前記燃料噴射弁を速やかに開弁させるための放電電流を流す放電制御手段と、を備える。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve driving device comprising: a capacitor for storing energy to be discharged in a coil of a fuel injection valve; a DCDC converter for boosting a power supply voltage to charge the capacitor; Charging control means for operating the DCDC converter so as to become, a discharge switch for connecting the capacitor upstream of the coil in an energization path for flowing current to the coil, and driving of the fuel injection valve Discharge control means for supplying a discharge current for quickly opening the fuel injection valve from the capacitor to the coil by turning on the discharge switch at the start.

更に、この燃料噴射弁駆動装置は、電圧変更手段を備えており、その電圧変更手段は、前記燃料噴射弁に実施させる燃料噴射の噴射段数に応じて、前記充電制御手段が前記DCDCコンバータの制御に用いる前記目標電圧を変更する。つまり、この燃料噴射弁駆動装置では、実施する燃料噴射の噴射段数に応じて、コンデンサの充電電圧の目標電圧(延いては、充電電圧)を変更するようになっている。   Further, the fuel injection valve drive device includes a voltage changing unit, and the voltage changing unit controls the DCDC converter by the charge control unit according to the number of fuel injection stages to be performed by the fuel injection valve. The target voltage used for is changed. That is, in this fuel injection valve drive device, the target voltage (and hence the charging voltage) of the capacitor charging voltage is changed in accordance with the number of fuel injection stages to be performed.

このため、コンデンサの容量を大きくしたり、充電電圧の目標電圧を常に大きい値に設定したりする必要がなく、今から実施する多段噴射の噴射段数が多くて、コンデンサに蓄積されるエネルギーを大きくしなければならない場合にだけ、コンデンサの充電電圧を大きくして、蓄積エネルギーを増やすことができる。よって、DCDCコンバータでのスイッチング損失を抑えつつ、コンデンサの小容量化(延いては、当該燃料噴射弁駆動装置の小型化)を実現することができる。   For this reason, there is no need to increase the capacity of the capacitor or to always set the target voltage of the charging voltage to a large value, and the number of multistage injection stages to be implemented from now on is large, and the energy stored in the capacitor is increased. Only when it has to be done can the charge voltage of the capacitor be increased to increase the stored energy. Therefore, it is possible to reduce the capacity of the capacitor (and hence downsize the fuel injection valve driving device) while suppressing the switching loss in the DCDC converter.

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.

実施形態の燃料噴射制御装置(ECU)の構成を表す構成図である。It is a block diagram showing the structure of the fuel-injection control apparatus (ECU) of embodiment. 電流制御部の動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of a current control part. 目標電圧制御処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing a target voltage control process. 図3における所定温度TPを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the predetermined temperature TP in FIG. 精度保証最低電圧を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an accuracy guarantee minimum voltage. 充電電圧の低下によって閉弁遅れ時間が長くなることを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining that valve closing delay time becomes long by the fall of a charging voltage. 実施形態の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of embodiment.

以下に、実施形態の燃料噴射弁駆動装置としての燃料噴射制御装置について、図面を用い説明する。
本実施形態の燃料噴射制御装置(以下、ECUという)は、車両(自動車)に搭載された多気筒(この例では4気筒)エンジンの各気筒#1〜#4に燃料を噴射供給する4個の燃料噴射弁としてのインジェクタを駆動する。そして、ECUは、各インジェクタのコイルへの通電開始タイミング及び通電時間を制御することにより、各気筒#1〜#4への燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御する。また、本実施形態において、スイッチとしてのトランジスタ(スイッチング素子)は、例えばMOSFETであるが、バイポーラトランジスタやIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の他種類のトランジスタでも良い。
Hereinafter, a fuel injection control device as a fuel injection valve driving device of an embodiment will be described with reference to the drawings.
The fuel injection control device (hereinafter referred to as ECU) of the present embodiment has four fuel injectors for supplying fuel to each cylinder # 1 to # 4 of a multi-cylinder (4 cylinders in this example) engine mounted on a vehicle (automobile). An injector as a fuel injection valve is driven. Then, the ECU controls the fuel injection timing and the fuel injection amount to each of the cylinders # 1 to # 4 by controlling the energization start timing and the energization time to the coils of each injector. In this embodiment, the transistor (switching element) as a switch is, for example, a MOSFET, but may be another type of transistor such as a bipolar transistor or IGBT (insulated gate bipolar transistor).

図1に示すように、本実施形態のECU1は、インジェクタ2のコイル2aの一端(上流側)が接続される端子5と、コイル2aの他端(下流側)が接続される端子7と、端子7に一方の出力端子が接続されたトランジスタT10と、トランジスタT10の他方の出力端子とグランドラインとの間に接続された電流検出用の抵抗R10と、を備える。グランドラインは、基準電位(=0V)のラインである。   As shown in FIG. 1, the ECU 1 of the present embodiment includes a terminal 5 to which one end (upstream side) of the coil 2a of the injector 2 is connected, a terminal 7 to which the other end (downstream side) of the coil 2a is connected, A transistor T10 having one output terminal connected to the terminal 7 and a current detection resistor R10 connected between the other output terminal of the transistor T10 and the ground line are provided. The ground line is a reference potential (= 0V) line.

インジェクタ2では、コイル2aに通電されると、図示しない弁体(いわゆるノズルニードル)が開弁位置に移動し(つまり、開弁し)、燃料噴射が行われる。また、コイル2aの通電が遮断されると、弁体が元の閉弁位置に戻り(つまり、閉弁し)、燃料噴射が停止される。   In the injector 2, when the coil 2a is energized, a valve body (not-shown nozzle needle) (not shown) moves to the valve opening position (that is, opens), and fuel injection is performed. When the energization of the coil 2a is interrupted, the valve body returns to the original closed position (that is, closes), and fuel injection is stopped.

尚、図1では、4個のインジェクタ2のうち、第n気筒#n(nは1〜4の何れか)に対応する1つのインジェクタ2だけを示しており、以下では、その1つのインジェクタ2の駆動に関して説明する。実際には、端子5は、複数のインジェクタ2について共通の端子となっている。また、端子7及びトランジスタT10は、各インジェクタ2について(換言すれば、各気筒について)それぞれ備えられている。トランジスタT10は、駆動対象のインジェクタ2(換言すれば、噴射対象の気筒)を選択するためのスイッチであり、気筒選択スイッチとも呼ばれる。   FIG. 1 shows only one injector 2 corresponding to the n-th cylinder #n (n is any one of 1 to 4) out of the four injectors 2. In the following, the one injector 2 is shown. The driving will be described. Actually, the terminal 5 is a common terminal for the plurality of injectors 2. The terminal 7 and the transistor T10 are provided for each injector 2 (in other words, for each cylinder). The transistor T10 is a switch for selecting the injector 2 to be driven (in other words, the cylinder to be injected), and is also called a cylinder selection switch.

そして、ECU1は、電源電圧としてのバッテリ電圧(車載バッテリのプラス端子の電圧)VBが供給される電源ラインLpに一方の出力端子が接続された定電流用スイッチとしてのトランジスタT11と、トランジスタT11の他方の出力端子にアノードが接続され、カソードが上記端子5に接続された逆流防止用のダイオードD11と、アノードがグランドラインに接続され、カソードが端子5に接続された電流還流用のダイオードD12と、コイル2aに放電するエネルギーが蓄積されるコンデンサC0と、バッテリ電圧VBを昇圧してコンデンサC0を充電する充電回路としてのDCDCコンバータ21と、を備える。   The ECU 1 includes a transistor T11 as a constant current switch having one output terminal connected to a power supply line Lp to which a battery voltage (a voltage at the plus terminal of the in-vehicle battery) VB as a power supply voltage is supplied, and a transistor T11 A backflow prevention diode D11 having an anode connected to the other output terminal and a cathode connected to the terminal 5; a current return diode D12 having an anode connected to the ground line and a cathode connected to the terminal 5; And a capacitor C0 in which energy discharged in the coil 2a is stored, and a DCDC converter 21 as a charging circuit for boosting the battery voltage VB and charging the capacitor C0.

DCDCコンバータ21は、電源ラインLpに一端が接続された昇圧用のコイルL0と、コイルL0の他端とグランドラインとの間の経路上に直列に設けられた昇圧用スイッチとしてのトランジスタT0と、トランジスタT0とグランドラインとの間に設けられた電流検出用の抵抗R0と、コイルL0の他端とトランジスタT0のコイルL0側の端子(この例ではドレイン)とを結ぶ電流経路にアノードが接続された逆流防止用のダイオードD0と、を備える。   The DCDC converter 21 includes a boosting coil L0 having one end connected to the power supply line Lp, a transistor T0 as a boosting switch provided in series on a path between the other end of the coil L0 and the ground line, The anode is connected to a current path connecting the resistor R0 for current detection provided between the transistor T0 and the ground line, and the other end of the coil L0 and the terminal on the coil L0 side (drain in this example) of the transistor T0. And a backflow prevention diode D0.

そして、コンデンサC0は、ダイオードD0のカソードとグランドラインとの間の経路上に直列に設けられている。尚、コンデンサC0は、例えばアルミ電解コンデンサであるが、他の種類のコンデンサでも良い。   The capacitor C0 is provided in series on the path between the cathode of the diode D0 and the ground line. The capacitor C0 is an aluminum electrolytic capacitor, for example, but may be another type of capacitor.

DCDCコンバータ21においては、トランジスタT0がオン/オフされると、コイルL0とトランジスタT0との接続点に、バッテリ電圧VBよりも高いフライバック電圧(逆起電圧)が発生し、そのフライバック電圧によりダイオードD0を通じてコンデンサC0が充電される。このため、コンデンサC0はバッテリ電圧VBよりも高い電圧で充電される。   In the DCDC converter 21, when the transistor T0 is turned on / off, a flyback voltage (back electromotive voltage) higher than the battery voltage VB is generated at the connection point between the coil L0 and the transistor T0. Capacitor C0 is charged through diode D0. For this reason, the capacitor C0 is charged with a voltage higher than the battery voltage VB.

更に、ECU1は、コンデンサC0の正極側を端子5に接続させる放電用スイッチとしてのトランジスタT12と、アノードが端子7に接続され、カソードがコンデンサC0の正極側に接続されたエネルギー回収用のダイオードD13と、トランジスタT0,T10,T11,T12を制御する駆動制御回路23と、コンデンサC0の正極側の電圧(即ち、コンデンサC0の充電電圧)VCを所定の比率で分圧して駆動制御回路23に入力させる2つの分圧用抵抗R1,R2と、トランジスタT12の温度を検出する温度検出回路25と、マイコン(マイクロコンピュータ)27と、を備える。   The ECU 1 further includes a transistor T12 as a discharge switch for connecting the positive electrode side of the capacitor C0 to the terminal 5, and an energy recovery diode D13 having an anode connected to the terminal 7 and a cathode connected to the positive electrode side of the capacitor C0. Then, the drive control circuit 23 that controls the transistors T0, T10, T11, and T12 and the voltage on the positive side of the capacitor C0 (that is, the charging voltage of the capacitor C0) VC are divided by a predetermined ratio and input to the drive control circuit 23. Two voltage dividing resistors R1, R2 to be performed, a temperature detection circuit 25 for detecting the temperature of the transistor T12, and a microcomputer (microcomputer) 27 are provided.

駆動制御回路23は、例えばICであり、DCDCコンバータ21(詳しくは、トランジスタT0)を制御する充電制御部23aと、トランジスタT10,T11,T12を制御することで、コイル2aに流す電流(以下、負荷電流ともいう)を制御する電流制御部23bと、充電制御部23aに対して充電電圧VCの目標電圧VTを指令する目標電圧制御部23cとを備える。   The drive control circuit 23 is, for example, an IC, and controls the DCDC converter 21 (specifically, the transistor T0) and the current flowing in the coil 2a by controlling the transistors T10, T11, and T12 (hereinafter, referred to as the transistor T0). A current control unit 23b that controls the load voltage, and a target voltage control unit 23c that commands the target voltage VT of the charging voltage VC to the charge control unit 23a.

温度検出回路25は、例えば、トランジスタT12の近くに設けられた温度検出用ダイオードを備えており、そのダイオードの順方向電圧(あるいは、その順方向電圧を増幅した電圧)を、トランジスタT12の温度を表す温度検出信号として、駆動制御回路23に出力する。尚、温度検出回路25は、例えば、トランジスタT12の近くに設けられたサーミスタと抵抗とにより一定電圧を分圧する回路であっても良く、その場合には、一定電圧をサーミスタと抵抗とで分圧した電圧が、温度検出信号となる。   The temperature detection circuit 25 includes, for example, a temperature detection diode provided near the transistor T12. The forward voltage of the diode (or a voltage obtained by amplifying the forward voltage) is used as the temperature of the transistor T12. The detected temperature detection signal is output to the drive control circuit 23. The temperature detection circuit 25 may be, for example, a circuit that divides a constant voltage by a thermistor and a resistor provided near the transistor T12. In this case, the constant voltage is divided by the thermistor and the resistor. This voltage becomes a temperature detection signal.

マイコン27は、図示は省略しているが、プログラムを実行するCPU、プログラムや固定のデータ等が記憶されたROM、CPUによる演算結果等が記憶されるRAM等を備えている。   Although not shown, the microcomputer 27 includes a CPU that executes a program, a ROM that stores a program, fixed data, and the like, a RAM that stores a calculation result by the CPU, and the like.

また、マイコン27には、エンジン回転数NEを表す信号や、車両の運転者によるアクセル開度ACCを表す信号や、エンジンの冷却水温THWを表す信号などが入力される。そして、マイコン27は、入力される各種信号により検出されるエンジンの運転状態に基づいて、気筒毎に噴射指令信号を生成して駆動制御回路23に出力する。   Further, the microcomputer 27 receives a signal representing the engine speed NE, a signal representing the accelerator opening ACC by the vehicle driver, a signal representing the engine coolant temperature THW, and the like. Then, the microcomputer 27 generates an injection command signal for each cylinder based on the operating state of the engine detected by various input signals, and outputs it to the drive control circuit 23.

噴射指令信号は、その信号のレベルがアクティブレベル(本実施形態では例えばハイ)の間だけインジェクタ2のコイル2aに通電する(換言すれば、インジェクタ2を開弁させる)、という意味を持っている。このため、マイコン27は、エンジンの運転情報に基づいて、気筒毎に、インジェクタ2のコイル2aへの通電期間(インジェクタ2の駆動期間でもある)を設定し、その通電期間だけ、該当する気筒の噴射指令信号をハイにしていると言える。   The injection command signal means that the coil 2a of the injector 2 is energized (in other words, the injector 2 is opened) only when the level of the signal is the active level (for example, high in the present embodiment). . For this reason, the microcomputer 27 sets an energization period (which is also a drive period of the injector 2) to the coil 2a of the injector 2 for each cylinder based on the engine operation information, and only the energization period of the corresponding cylinder is set. It can be said that the injection command signal is set to high.

また、マイコン27は、エンジンの運転状態に基づいて、実施する燃料噴射の段数を決定する。決定した段数が2以上であるということは、多段噴射を実施すると決定したことを意味し、決定した段数が1であるということは、多段噴射を実施しない(つまり、非多段噴射である1段噴射を実施する)と決定したことを意味する。   The microcomputer 27 determines the number of stages of fuel injection to be performed based on the operating state of the engine. That the determined number of stages is 2 or more means that it is determined that multistage injection is to be performed, and that the determined number of stages is 1 does not perform multistage injection (that is, one stage that is non-multistage injection). Means that the injection is to be carried out.

そして、マイコン27は、多段噴射を実施すると決定した場合には、その多段噴射における最初の(1段目の)噴射用の噴射指令信号を出力するタイミングよりも前に、今から実施する多段噴射の噴射段数を示す段数情報(例えば、噴射段数を示す複数ビットのデータ)を、駆動制御回路23に出力する。また、マイコン27は、1段噴射を実施すると決定した場合にも、その1段噴射用の噴射指令信号を出力するタイミングよりも前に、噴射段数が1であることを示す段数情報を、駆動制御回路23に出力する。   If the microcomputer 27 decides to perform the multi-stage injection, the multi-stage injection is performed from now before the timing of outputting the first (first stage) injection command signal for the multi-stage injection. Stage number information indicating the number of injection stages (for example, data of a plurality of bits indicating the number of injection stages) is output to the drive control circuit 23. Further, even when the microcomputer 27 decides to perform the first stage injection, the stage number information indicating that the number of injection stages is 1 is driven before the timing of outputting the injection command signal for the first stage injection. Output to the control circuit 23.

一方、駆動制御回路23において、充電制御部23aは、分圧用抵抗R1,R2同士の接続点に生じる電圧に基づいて、コンデンサC0の充電電圧VCを検出する。そして、充電制御部23aは、検出した充電電圧VCが目標電圧VTとなるように、DCDCコンバータ21のトランジスタT0をオン/オフさせる。尚、目標電圧VTは、バッテリ電圧VBよりも高く、後述する目標電圧制御部23cによって2通りの値に切り換えられる。   On the other hand, in the drive control circuit 23, the charge control unit 23a detects the charge voltage VC of the capacitor C0 based on the voltage generated at the connection point between the voltage dividing resistors R1 and R2. Then, the charging control unit 23a turns on / off the transistor T0 of the DCDC converter 21 so that the detected charging voltage VC becomes the target voltage VT. The target voltage VT is higher than the battery voltage VB and is switched between two values by a target voltage control unit 23c described later.

例えば、充電制御部23aは、充電電圧VCが目標電圧VTよりも所定値(例えばVTの5%)αだけ低い下限値(=VT−α)以下になったと判定すると、充電電圧VCが目標電圧VT以上になったと判定するまで、トランジスタT0のオン/オフ制御を実施してコンデンサC0を充電する。また、充電制御部23aは、トランジスタT0のオン/オフ制御としては、例えば、トランジスタT0をオンしてから、抵抗R0に生じる電圧によって検出される電流(即ち、トランジスタT0を介してコイルL0に流れる電流)が所定値に達すると、トランジスタT0を所定時間だけオフさせて再びオンさせる、という制御を繰り返す。   For example, when the charging control unit 23a determines that the charging voltage VC is equal to or lower than the lower limit (= VT−α) that is lower than the target voltage VT by a predetermined value (for example, 5% of VT) α, the charging voltage VC becomes the target voltage. Until it is determined that the voltage is equal to or higher than VT, on / off control of the transistor T0 is performed to charge the capacitor C0. In addition, as the on / off control of the transistor T0, the charge control unit 23a, for example, turns on the transistor T0 and then flows to the coil L0 via the current detected by the voltage generated in the resistor R0 (that is, the transistor T0). When the current reaches a predetermined value, the control of turning off the transistor T0 for a predetermined time and turning it on again is repeated.

また、後述するように、コイル2aへの通電開始時(インジェクタ2の駆動開始時)には、電流制御部23bがトランジスタT12をオンしてコンデンサC0からコイル2aに放電させるが、例えば、充電制御部23aは、コンデンサC0の充電を、コンデンサC0からコイル2aへの放電(以下単に、放電ともいう)が実施されていないときに行う。但し、多段噴射の実施期間中(図5又は図7参照)は、噴射間隔が短くなり、放電が実施されない期間も短くなる。このため、例えば、充電制御部23aは、多段噴射が実施される場合には、1段目の噴射のための放電が開始されたタイミング(図5又は図7のt1参照)から、最終段目の噴射のための放電が終了するタイミング(図5又は図7のt2参照)までの間は、コンデンサC0の充電を実施しない。   As will be described later, when energization of the coil 2a is started (when driving of the injector 2 is started), the current control unit 23b turns on the transistor T12 and discharges it from the capacitor C0 to the coil 2a. The unit 23a charges the capacitor C0 when discharging from the capacitor C0 to the coil 2a (hereinafter also simply referred to as discharge) is not performed. However, during the implementation period of multistage injection (see FIG. 5 or FIG. 7), the injection interval is shortened and the period in which discharge is not performed is also shortened. For this reason, for example, when multi-stage injection is performed, the charging control unit 23a starts the final stage from the timing at which discharge for the first stage injection is started (see t1 in FIG. 5 or FIG. 7). The capacitor C0 is not charged until the timing at which the discharge for injecting is completed (see t2 in FIG. 5 or FIG. 7).

次に、駆動制御回路23における電流制御部23bの動作について、図2を用い説明する。
図2に示すように、電流制御部23bは、マイコン27から出力される第n気筒#nの噴射指令信号S#nがハイになると、その噴射指令信号S#nがハイになっている間、第n気筒#nのインジェクタ2に対応するトランジスタT10をオンさせる。また、電流制御部23bは、噴射指令信号S#nがハイになると、トランジスタT12もオンする。
Next, the operation of the current control unit 23b in the drive control circuit 23 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, when the injection command signal S # n of the nth cylinder #n output from the microcomputer 27 is high, the current control unit 23b is in a state where the injection command signal S # n is high. Then, the transistor T10 corresponding to the injector 2 of the nth cylinder #n is turned on. In addition, when the injection command signal S # n becomes high, the current control unit 23b also turns on the transistor T12.

すると、コンデンサC0の正極側が端子5に接続されて、コンデンサC0からコイル2aに放電され、この放電により、コイル2aへの通電が開始される。
そして、電流制御部23bは、トランジスタT12をオンした後において、負荷電流(コイル2aに流れる電流であり、インジェクタ2の駆動電流でもある)を抵抗R10に生じる電圧により検出し、負荷電流が放電電流の目標最大値ip(例えば12A)になったことを検知すると、トランジスタT12をオフする。
Then, the positive electrode side of the capacitor C0 is connected to the terminal 5, and the capacitor C0 is discharged to the coil 2a, and energization of the coil 2a is started by this discharge.
Then, after the transistor T12 is turned on, the current control unit 23b detects the load current (the current flowing through the coil 2a and the drive current of the injector 2) from the voltage generated in the resistor R10, and the load current is the discharge current. When the target maximum value ip (for example, 12A) is detected, the transistor T12 is turned off.

このようにして、コイル2aへの通電開始時には、コンデンサC0に蓄積されていたエネルギーがコイル2aに放電される。この例では、コンデンサC0からコイル2aへの、目標最大値ipになるまでの放電電流が、インジェクタ2を速やかに開弁作動させるための所謂ピーク電流である。尚、例えばトランジスタT12を一定時間だけオンする構成でも良い。   In this way, at the start of energization of the coil 2a, the energy accumulated in the capacitor C0 is discharged to the coil 2a. In this example, the discharge current from the capacitor C0 to the coil 2a until reaching the target maximum value ip is a so-called peak current for quickly opening the injector 2. For example, a configuration in which the transistor T12 is turned on only for a predetermined time may be employed.

そして、電流制御部23bは、トランジスタT12をオフした後は、抵抗R10に生じる電圧により検出される負荷電流が、上記目標最大値ipよりも小さい一定の電流となるように、トランジスタT11をオン/オフさせる定電流制御を行う。   Then, after turning off the transistor T12, the current control unit 23b turns on / off the transistor T11 so that the load current detected by the voltage generated in the resistor R10 becomes a constant current smaller than the target maximum value ip. Perform constant current control to turn off.

具体的に説明すると、電流制御部23bは、負荷電流が下側閾値icL以下であることを検知するとトランジスタT11をオンさせ、負荷電流が上側閾値icH以上であることを検知するとトランジスタT11をオフさせる、という制御を行う。下側閾値icLと、上側閾値icHと、目標最大値ipとの大小関係は、図2の如く「ip>icH>icL」になっている。   More specifically, the current control unit 23b turns on the transistor T11 when detecting that the load current is lower than the lower threshold icL, and turns off the transistor T11 when detecting that the load current is higher than the upper threshold icH. Control is performed. The magnitude relationship among the lower threshold value icL, the upper threshold value icH, and the target maximum value ip is “ip> icH> icL” as shown in FIG.

このような定電流制御により、負荷電流が目標最大値ipから低下して下側閾値icL以下になると、トランジスタT11のオン/オフが繰り返されて、負荷電流の平均値が、icHとicLとの間の一定電流icに維持される。   With such constant current control, when the load current decreases from the target maximum value ip and falls below the lower threshold value icL, the transistor T11 is repeatedly turned on / off, and the average value of the load current becomes equal to icH and icL. Is maintained at a constant current ic.

尚、コイル2aに流す一定電流を、第1の一定電流から、それよりも小さい第2の一定電流へと、2段階に切り替えるようになっていても良い。また、コイル2aへは、トランジスタT11のオン時には、電源ラインLp側からトランジスタT11とダイオードD11を介して電流が流れ、トランジスタT11のオフ時には、グランドライン側からダイオードD12を介して電流が還流する。また、図2の下から2段目に示すように、噴射指令信号S#nがハイになってから少しの間(詳しくは、コイル電流が上側閾値icHに到達するまでの間)、トランジスタT11がオンされているのは、上記定電流制御によるものである。   Note that the constant current flowing through the coil 2a may be switched in two stages from the first constant current to the second constant current smaller than the first constant current. Further, when the transistor T11 is turned on, a current flows to the coil 2a from the power supply line Lp side through the transistor T11 and the diode D11. When the transistor T11 is turned off, the current flows back from the ground line side through the diode D12. Further, as shown in the second stage from the bottom in FIG. 2, for a while after the injection command signal S # n becomes high (specifically, until the coil current reaches the upper threshold icH), the transistor T11 Is turned on by the constant current control.

その後、マイコン27からの噴射指令信号S#nがハイからローになると、電流制御部23bは、トランジスタT10をオフすると共に、トランジスタT11のオン/オフ制御(定電流制御)を終了して、トランジスタT11もオフ状態に保持する。   Thereafter, when the injection command signal S # n from the microcomputer 27 changes from high to low, the current control unit 23b turns off the transistor T10 and ends the on / off control (constant current control) of the transistor T11. T11 is also kept off.

すると、コイル2aへの通電が停止してインジェクタ2が閉弁し、そのインジェクタ2による燃料噴射が終了する。
また、噴射指令信号S#nがローになって、トランジスタT10とトランジスタT11が共にオフされると、コイル2aにフライバックエネルギーが発生するが、そのフライバックエネルギー(即ち、コイル2aに残っているエネルギー)は、エネルギー回収経路をなすダイオードD13を通じてコンデンサC0へ、電流の形で回収される。
Then, energization to the coil 2a is stopped, the injector 2 is closed, and fuel injection by the injector 2 is completed.
Further, when the injection command signal S # n becomes low and both the transistor T10 and the transistor T11 are turned off, flyback energy is generated in the coil 2a, but the flyback energy (that is, remaining in the coil 2a). Energy) is recovered in the form of current to the capacitor C0 through the diode D13 forming the energy recovery path.

尚、第n気筒#n以外のインジェクタ2についても、上記と同様の手順で駆動される。
次に、駆動制御回路23における目標電圧制御部23cについて説明する。
目標電圧制御部23cは、マイコン27から駆動制御回路23へ前述の段数情報が出力される毎に、図3に示す目標電圧制御処理を行う。
The injectors 2 other than the nth cylinder #n are also driven in the same procedure as described above.
Next, the target voltage control unit 23c in the drive control circuit 23 will be described.
The target voltage control unit 23 c performs the target voltage control process shown in FIG. 3 every time the above-described stage number information is output from the microcomputer 27 to the drive control circuit 23.

図3に示すように、目標電圧制御部23cは、マイコン27から出力された段数情報が示す噴射段数が、所定値N(例えば4)以上であるか否かを判定する(S110)。
目標電圧制御部23cは、噴射段数が所定値N以上であると判定した場合には(S110:YES)、温度検出回路25からの温度検出信号に基づいて、トランジスタT12の温度を算出し、その温度が所定温度TP(例えば30℃)以上であるか否かを判定する(S120)。尚、温度検出信号の電圧値は、トランジスタT12の温度と相関があるため、目標電圧制御部23cは、温度検出信号の電圧値と所定の閾値とを大小比較することにより、トランジスタT12の温度が所定温度TP以上であるか否かを判定しても良い。例えば、温度検出用ダイオードの順方向電圧を温度検出信号とした場合、その温度検出信号の電圧値は、トランジスタT12の温度と負の相関を有することになる。よって、その場合、目標電圧制御部23cは、温度検出信号の電圧値が所定の閾値以下であれば、トランジスタT12の温度が所定温度TP以上であると判定するように構成することができる。
As shown in FIG. 3, the target voltage control unit 23c determines whether or not the injection stage number indicated by the stage number information output from the microcomputer 27 is equal to or greater than a predetermined value N (for example, 4) (S110).
When the target voltage control unit 23c determines that the number of injection stages is equal to or greater than the predetermined value N (S110: YES), the target voltage control unit 23c calculates the temperature of the transistor T12 based on the temperature detection signal from the temperature detection circuit 25. It is determined whether the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature TP (for example, 30 ° C.) (S120). Since the voltage value of the temperature detection signal has a correlation with the temperature of the transistor T12, the target voltage control unit 23c compares the voltage value of the temperature detection signal with a predetermined threshold value, thereby determining the temperature of the transistor T12. You may determine whether it is more than predetermined temperature TP. For example, when the forward voltage of the temperature detection diode is a temperature detection signal, the voltage value of the temperature detection signal has a negative correlation with the temperature of the transistor T12. Therefore, in this case, the target voltage control unit 23c can be configured to determine that the temperature of the transistor T12 is equal to or higher than the predetermined temperature TP if the voltage value of the temperature detection signal is equal to or lower than the predetermined threshold.

そして、目標電圧制御部23cは、トランジスタT12の温度が所定温度TP以上であると判定した場合には(S120:YES)、充電制御部23aがDCDCコンバータ21の制御に用いる前述の目標電圧VTを、2通りの第1電圧V1及び第2電圧V2のうち、大きい方の第2電圧V2(例えば55V)に設定する(S130)。   When the target voltage control unit 23c determines that the temperature of the transistor T12 is equal to or higher than the predetermined temperature TP (S120: YES), the charge control unit 23a uses the target voltage VT used for the control of the DCDC converter 21. Of the two types of the first voltage V1 and the second voltage V2, the larger second voltage V2 (for example, 55V) is set (S130).

また、目標電圧制御部23cは、噴射段数が所定値N(例えば4)以上ではないと判定した場合(S110:NO)、あるいは、トランジスタT12の温度が所定温度TP以上ではないと判定した場合には(S120:NO)、目標電圧VTを、第1電圧V1及び第2電圧V2のうち、小さい方の第1電圧V1(例えば45V)に設定する(S140)。   Further, when the target voltage control unit 23c determines that the number of injection stages is not equal to or higher than a predetermined value N (for example, 4) (S110: NO), or when it determines that the temperature of the transistor T12 is not equal to or higher than the predetermined temperature TP. (S120: NO), the target voltage VT is set to the smaller first voltage V1 (for example, 45V) of the first voltage V1 and the second voltage V2 (S140).

次に、上記S120の判定で用いられる所定温度TPについて、図4を用い説明する。
トランジスタT12には充電電圧VCが印加されるが、図4に示すように、トランジスタT12の耐圧と温度には相関があり、温度が低くなるにつれて耐圧も低くなる。
Next, the predetermined temperature TP used in the determination of S120 will be described with reference to FIG.
Although the charging voltage VC is applied to the transistor T12, as shown in FIG. 4, there is a correlation between the breakdown voltage and the temperature of the transistor T12, and the breakdown voltage decreases as the temperature decreases.

また、充電電圧VCの目標電圧VTとして設定する第1電圧V1及び第2電圧V2のうち、第1電圧V1は、トランジスタT12の想定最低温度(ECU1を設計する上で想定する最低温度であり、例えば−30℃)における耐圧よりも小さい電圧である。このため、第1電圧V1は、ECU1を設計する上で想定される全温度領域において、トランジスタT12の耐圧よりも小さい。一方、第2電圧V2は、トランジスタT12の温度が特定の温度TPa未満である場合には、耐圧より大きくなってしまう電圧である。   Further, of the first voltage V1 and the second voltage V2 set as the target voltage VT of the charging voltage VC, the first voltage V1 is an assumed lowest temperature of the transistor T12 (a lowest temperature assumed in designing the ECU 1, For example, the voltage is smaller than the withstand voltage at −30 ° C.). For this reason, the first voltage V1 is smaller than the breakdown voltage of the transistor T12 in the entire temperature region assumed in designing the ECU 1. On the other hand, the second voltage V2 is a voltage that exceeds the breakdown voltage when the temperature of the transistor T12 is lower than the specific temperature TPa.

このため、所定温度TPは、上記特定の温度TPa以上の値に設定されている(図4の例ではTPaよりも大きい値に設定されている)。よって、図3のS120でYESと判定されて、目標電圧VTが第2電圧V2に設定された場合に、充電電圧VC(=V2)がトランジスタT12の耐圧を超えてしまうことを防ぐことができる。   For this reason, the predetermined temperature TP is set to a value equal to or higher than the specific temperature TPa (in the example of FIG. 4, it is set to a value larger than TPa). Therefore, when it is determined YES in S120 of FIG. 3 and the target voltage VT is set to the second voltage V2, it is possible to prevent the charging voltage VC (= V2) from exceeding the breakdown voltage of the transistor T12. .

次に、ECU1の効果について説明する。
まず、図5に示すように、多段噴射を実施した場合には、各段の噴射毎に、コンデンサC0からコイル2aへの放電が実施されて、コンデンサC0の充電電圧VCが低下していく。図5及び後述する図7においては、負荷電流が上昇している期間が、コンデンサC0からコイル2aへの放電が実施されている期間(即ち、トランジスタT12のオン期間)である。また、図示は省略するが、複数の気筒の多段噴射を並行して実施する場合には、充電電圧VCの低下量は一層大きくなる。
Next, the effect of the ECU 1 will be described.
First, as shown in FIG. 5, when multistage injection is performed, discharge from the capacitor C0 to the coil 2a is performed at each stage of injection, and the charging voltage VC of the capacitor C0 decreases. In FIG. 5 and FIG. 7 to be described later, the period during which the load current is increasing is the period during which the discharge from the capacitor C0 to the coil 2a is performed (that is, the ON period of the transistor T12). Although illustration is omitted, when multi-stage injection of a plurality of cylinders is performed in parallel, the amount of decrease in the charging voltage VC is further increased.

そして、図5に示すように、充電電圧VCが低下して所定の精度保証最低電圧Vmin未満になってしまうと、インジェクタ2の閉弁遅れ時間が、エンジンの制御上要求される規定値よりも長くなってしまう可能性がある。尚、閉弁遅れ時間とは、図6に示すように、噴射指令信号の立ち下がりタイミング(ハイからローへの変化タイミング)から、インジェクタ2が実際に閉弁する閉弁タイミングまでの時間のことである。閉弁タイミングが遅れることで閉弁遅れ時間が長くなる。   Then, as shown in FIG. 5, when the charging voltage VC decreases and becomes less than the predetermined accuracy guarantee minimum voltage Vmin, the valve closing delay time of the injector 2 is longer than a prescribed value required for engine control. It can be long. The valve closing delay time is the time from the falling timing of the injection command signal (change timing from high to low) to the closing timing at which the injector 2 actually closes, as shown in FIG. It is. The valve closing delay time becomes longer due to the delay of the valve closing timing.

更に詳細に説明すると、ECU1では、前述したように、噴射指令信号がハイからローになったときに、コイル2aに残っているエネルギーをダイオードD13を通じてコンデンサC0へ回収している。このエネルギー回収時において、電流が流れる経路は、「コイル2aの下流側→ダイオードD13→コンデンサC0→グランドライン→ダイオードD12→コイル2aの上流側」である。そして、コイル2aからコンデンサC0へエネルギーを回収することで、コイル2aの残存エネルギーを消失させ、インジェクタ2が素早く閉じるようにしている。   More specifically, as described above, when the injection command signal changes from high to low, the ECU 1 recovers the energy remaining in the coil 2a to the capacitor C0 through the diode D13. At the time of energy recovery, a path through which current flows is “downstream side of coil 2a → diode D13 → capacitor C0 → ground line → diode D12 → upstream side of coil 2a”. Then, by recovering energy from the coil 2a to the capacitor C0, the residual energy of the coil 2a is lost, and the injector 2 is quickly closed.

このエネルギー回収時においては、図6に示すように、コイル2aの下流側の電圧VLが低い場合ほど、コイル2aからコンデンサC0へ回収される電流量が小さくなり、その結果、コイル2aの残存エネルギーが消失するまでの時間が長くなって、インジェクタ2の閉弁遅れ時間が長くなる。また、コイル2aの下流側の電圧VLは、ダイオードD13の順方向電圧を無視するなら、コンデンサC0の充電電圧VCと同じである。よって、噴射指令信号の立ち下がり時における充電電圧VCが低い場合ほど、コイル2aのエネルギーが消失するのに時間がかかり、インジェクタ2の閉弁遅れ時間が長くなる。   At the time of this energy recovery, as shown in FIG. 6, the lower the voltage VL downstream of the coil 2a, the smaller the amount of current recovered from the coil 2a to the capacitor C0. As a result, the remaining energy of the coil 2a The time until disappearance becomes longer, and the valve closing delay time of the injector 2 becomes longer. The voltage VL on the downstream side of the coil 2a is the same as the charging voltage VC of the capacitor C0 if the forward voltage of the diode D13 is ignored. Therefore, the lower the charging voltage VC at the time of the falling of the injection command signal, the longer it takes for the energy of the coil 2a to disappear, and the longer the valve closing delay time of the injector 2.

以上のことから、コンデンサC0の容量と充電電圧VCの目標電圧VTは、設計上最大段数の多段噴射を実施しても、充電電圧VCが精度保証最低電圧Vmin以上となるように設定されるべきである。   From the above, the capacity of the capacitor C0 and the target voltage VT of the charging voltage VC should be set so that the charging voltage VC is equal to or higher than the minimum voltage Vmin with guaranteed accuracy even when the multi-stage injection with the maximum number of stages is performed by design. It is.

このことを実現するためには、コンデンサC0の容量を大きくすることと、充電電圧VCを大きくすることとの、何れかが考えられる。コンデンサC0の容量を小さくても、充電電圧VCを大きくすれば、多段噴射に必要なエネルギーをコンデンサC0に蓄積することができるからである。具体的には、コンデンサC0の容量を小さくすると、多段噴射を実施する場合に、充電電圧VCの1段噴射毎の減少量は増加するが、多段噴射開始前の充電電圧VCを大きくしておくことで、最終段目の噴射終了時における充電電圧VCが、精度保証最低電圧Vminを下回らないようにすることができる。   In order to realize this, either of increasing the capacitance of the capacitor C0 or increasing the charging voltage VC can be considered. This is because even if the capacity of the capacitor C0 is reduced, if the charging voltage VC is increased, the energy required for multistage injection can be stored in the capacitor C0. Specifically, if the capacity of the capacitor C0 is reduced, the amount of decrease in the charging voltage VC for each one-stage injection increases when multi-stage injection is performed, but the charge voltage VC before the start of multi-stage injection is increased. Thus, it is possible to prevent the charging voltage VC at the end of the final stage injection from being lower than the lowest accuracy guaranteed minimum voltage Vmin.

ここで、コンデンサC0の容量を大きくすると、コンデンサC0の大型化を招き、延いて、ECU1の大型化を招く。このため、コンデンサC0の容量を小さくする代わりに、充電電圧VCの目標電圧VTを大きくして、多段噴射開始前の充電電圧VCが大きくなるようにすることが考えられる。   Here, when the capacity of the capacitor C0 is increased, the size of the capacitor C0 is increased, and as a result, the ECU 1 is increased in size. For this reason, instead of reducing the capacity of the capacitor C0, it is conceivable to increase the target voltage VT of the charging voltage VC so that the charging voltage VC before the start of multistage injection increases.

しかし、目標電圧VTを常時大きい値にする構成を採ると、1段噴射を実施する場合や少ない段数の多段噴射を実施する場合に、電力の無駄が生じる。つまり、目標電圧VTを大きい固定値にすると、充電電圧VCを大きくする必要がない場合にも、DCDCコンバータ21の動作頻度が増えることから、DCDCコンバータ21でのスイッチング損失(詳しくは、トランジスタT0のオン/オフによる損失)が増えてしまう。   However, if the configuration in which the target voltage VT is always set to a large value is adopted, power is wasted when performing one-stage injection or when performing multi-stage injection with a small number of stages. That is, if the target voltage VT is set to a large fixed value, the operating frequency of the DCDC converter 21 increases even when the charging voltage VC does not need to be increased. Therefore, the switching loss in the DCDC converter 21 (specifically, the transistor T0 (Loss due to on / off) increases.

そこで、ECU1では、実施する燃料噴射の噴射段数が確定すると、目標電圧制御部23cが、その確定した噴射段数(即ち、今から実施する燃料噴射の噴射段数)に応じて、充電電圧VCの目標電圧VTを変更するようになっている。   Therefore, in the ECU 1, when the number of fuel injection stages to be performed is determined, the target voltage control unit 23c determines the target charging voltage VC according to the determined number of injection stages (that is, the number of fuel injection stages to be performed from now on). The voltage VT is changed.

具体的には、目標電圧制御部23cは、噴射段数が所定値N未満である場合には、目標電圧VTを小さい方の第1電圧V1に設定し(S140)、噴射段数が所定値N以上である場合には、目標電圧VTを大きい方の第2電圧V2に設定する(S130)。   Specifically, when the injection stage number is less than a predetermined value N, the target voltage control unit 23c sets the target voltage VT to the smaller first voltage V1 (S140), and the injection stage number is equal to or greater than the predetermined value N. If so, the target voltage VT is set to the larger second voltage V2 (S130).

第1電圧V1は、実施する燃料噴射の噴射段数が所定値N未満であれば、充電電圧VCが精度保証最低電圧Vmin未満にはならない値である。これに対して、第2電圧V2は、実施する燃料噴射の噴射段数が所定値N以上であっても、充電電圧VCが精度保証最低電圧Vmin未満にはならない値である。   The first voltage V1 is a value at which the charging voltage VC does not become less than the minimum accuracy guaranteed voltage Vmin if the number of fuel injection stages to be performed is less than the predetermined value N. On the other hand, the second voltage V2 is a value at which the charging voltage VC does not become less than the guaranteed minimum voltage Vmin even if the number of fuel injection stages to be performed is equal to or greater than the predetermined value N.

このため、例えば図7に示すように、前回に噴射段数が所定値N(例えば4)未満の燃料噴射を実施した後の時刻t0にて、次回の燃料噴射の噴射段数が所定値N以上(この例では5)であると確定したとすると、目標電圧制御部23cは、目標電圧VTを第1電圧V1から第2電圧V2に増大させることとなる。すると、充電電圧VCが第1電圧V1から第2電圧V2に上昇するまで、充電制御部23aがDCDCコンバータ21を作動させる。つまり、コンデンサC0が第1電圧V1から第2電圧V2へと追加充電される。そして、充電電圧VCが第2電圧V2に上昇した状態で、5段の多段噴射が実施されるため、5段目の噴射終了時においても、充電電圧VCが精度保証最低電圧Vmin以上であることが確保され、延いては、規定の閉弁遅れ時間が実現される。   For this reason, for example, as shown in FIG. 7, the number of injection stages of the next fuel injection is equal to or greater than a predetermined value N at time t0 after the previous fuel injection with the number of injection stages less than a predetermined value N (for example, 4). If it is determined in this example that it is 5), the target voltage control unit 23c increases the target voltage VT from the first voltage V1 to the second voltage V2. Then, the charging control unit 23a operates the DCDC converter 21 until the charging voltage VC increases from the first voltage V1 to the second voltage V2. That is, the capacitor C0 is additionally charged from the first voltage V1 to the second voltage V2. Since the multi-stage injection is performed in a state where the charging voltage VC is increased to the second voltage V2, the charging voltage VC is equal to or higher than the minimum voltage Vmin for which the accuracy is guaranteed even at the end of the fifth stage injection. Is ensured and, as a result, a specified valve closing delay time is realized.

このようなECU1によれば、コンデンサC0の容量を大きくしたり、充電電圧VCの目標電圧VTを常に大きい値に設定したりする必要がなく、今から実施する多段噴射の噴射段数が多くて、コンデンサC0に蓄積されるエネルギーを大きくしなければならない場合にだけ、充電電圧VCを大きくして、蓄積エネルギーを増やすことができる。よって、DCDCコンバータ21でのスイッチング損失を抑えつつ、コンデンサC0の小容量化(延いては、当該ECU1の小型化)を実現することができる。   According to such an ECU 1, there is no need to increase the capacity of the capacitor C0 or to always set the target voltage VT of the charging voltage VC to a large value, and the number of injection stages of multistage injection to be performed from now on is large. Only when the energy stored in the capacitor C0 needs to be increased, the stored voltage can be increased by increasing the charging voltage VC. Therefore, it is possible to reduce the capacity of the capacitor C0 (and thus reduce the size of the ECU 1) while suppressing the switching loss in the DCDC converter 21.

また、目標電圧制御部23cは、噴射段数だけでなく、噴射段数とトランジスタT12の温度と応じて、目標電圧VTを変更する。具体的には、噴射段数が所定値N以上で、且つ、トランジスタT12の温度が前述の所定温度TP以上である場合に、目標電圧VTを大きくするようになっている(詳しくは、第1電圧V1から、その第1電圧V1よりも大きい第2電圧V2に変更している)。このため、目標電圧VTが第2電圧V2に設定された場合に、充電電圧VCがトランジスタT12の耐圧を超えてしまうことを防ぐことができる。   Further, the target voltage control unit 23c changes the target voltage VT according to not only the number of injection stages but also the number of injection stages and the temperature of the transistor T12. Specifically, the target voltage VT is increased when the number of injection stages is equal to or higher than the predetermined value N and the temperature of the transistor T12 is equal to or higher than the predetermined temperature TP (specifically, the first voltage is set). V1 is changed to a second voltage V2 larger than the first voltage V1). For this reason, when the target voltage VT is set to the second voltage V2, it is possible to prevent the charging voltage VC from exceeding the withstand voltage of the transistor T12.

尚、トランジスタT12の温度が所定温度TP未満の状態で、噴射段数が所定値N以上の多段噴射を実施する場合には、充電電圧VCが精度保証最低電圧Vmin未満になってしまう可能性がある。しかし、燃料噴射を実施することで、トランジスタT12の温度は上昇して所定温度TP以上になると考えられる。よって、噴射精度がエンジンの制御上要求される精度に達しない状態になるのは非常に希であり、大きな問題にはならないと考えられる。   In the case where the temperature of the transistor T12 is lower than the predetermined temperature TP and the multi-stage injection with the injection stage number equal to or greater than the predetermined value N is performed, the charging voltage VC may be lower than the minimum accuracy guaranteed voltage Vmin. . However, it is considered that by performing the fuel injection, the temperature of the transistor T12 increases and becomes equal to or higher than the predetermined temperature TP. Therefore, it is very rare that the injection accuracy does not reach the accuracy required for engine control, and it is not considered to be a big problem.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、前述の数値も一例であり他の値でも良い。
変形例として、例えば、充電電圧VCがトランジスタT12の耐圧を超えることを考慮する必要がない場合には、目標電圧制御部23cは、トランジスタT12の温度を用いずに、噴射段数だけに応じて目標電圧VTを変更するように構成することができる。具体的には、図3のS120の判定を削除し、目標電圧制御部23cは、図3のS110でYESと判定した場合には、そのままS130の処理を行うように構成することができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment. The above-mentioned numerical values are also examples, and other values may be used.
As a modification, for example, when it is not necessary to consider that the charging voltage VC exceeds the withstand voltage of the transistor T12, the target voltage control unit 23c does not use the temperature of the transistor T12, but only according to the number of injection stages. It can be configured to change the voltage VT. Specifically, the determination in S120 in FIG. 3 can be deleted, and the target voltage control unit 23c can be configured to perform the process in S130 as it is when it is determined YES in S110 in FIG.

また、目標電圧VTは、2通りに限らず、3通り以上の値の何れかに変更する(切り換える)ように構成しても良い。
また、噴射段数とトランジスタT12の温度とをパラメータとして目標電圧VTを設定するためのデータマップであって、噴射段数が大きいほど、また、温度が高いほど、目標電圧VTを大きくすることを示すデータマップを、メモリに記憶しておき、目標電圧制御部23cは、そのデータマップに基づいて目標電圧VTを設定するように構成しても良い。その場合、噴射段数だけを目標電圧VTを設定するためのパラメータとしても良い。
Further, the target voltage VT is not limited to two, and may be configured to be changed (switched) to any of three or more values.
Further, the data map for setting the target voltage VT using the number of injection stages and the temperature of the transistor T12 as parameters, and data indicating that the target voltage VT is increased as the number of injection stages is higher and the temperature is higher. The map may be stored in a memory, and the target voltage control unit 23c may be configured to set the target voltage VT based on the data map. In that case, only the number of injection stages may be used as a parameter for setting the target voltage VT.

また、マイコン27は、ECU1の外部の装置に設けられていても良い。また、駆動制御回路23は、マイコンでも良く、その場合には、マイコン27の機能も併せ持つように構成しても良い。   Further, the microcomputer 27 may be provided in a device outside the ECU 1. The drive control circuit 23 may be a microcomputer, and in that case, the drive control circuit 23 may be configured to have the function of the microcomputer 27.

上記の各変形例も適宜組み合わせることができる。
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
The above modifications can be combined as appropriate.
In addition, the functions of one component in the above embodiment may be distributed as a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment as long as a subject can be solved. In addition, all the aspects included in the technical idea specified by the wording described in the claims are embodiments of the present invention.

また、上述したECUの他、当該ECUを構成要素とするシステム、当該ECUとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、燃料噴射弁の駆動方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。   In addition to the ECU described above, the present invention can be implemented in various forms such as a system including the ECU as a constituent element, a program for causing a computer to function as the ECU, a medium storing the program, and a method for driving the fuel injection valve. It can also be realized.

2…インジェクタ(燃料噴射弁)、2a…コイル、C0…コンデンサ、21…DCDCコンバータ、23a…充電制御部(充電制御手段)、T12…トランジスタ(放電用スイッチ)、23b…電流制御部(放電制御手段)、23c…目標電圧制御部(電圧変更手段)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Injector (fuel injection valve), 2a ... Coil, C0 ... Capacitor, 21 ... DCDC converter, 23a ... Charge control part (charge control means), T12 ... Transistor (discharge switch), 23b ... Current control part (discharge control) Means), 23c... Target voltage control section (voltage changing means)

Claims (1)

燃料噴射弁(2)のコイル(2a)に放電するエネルギーが蓄積されるコンデンサ(C0)と、
電源電圧を昇圧して前記コンデンサを充電するDCDCコンバータ(21)と、
前記コンデンサの充電電圧が目標電圧となるように前記DCDCコンバータを動作させる充電制御手段(23a)と、
前記コイルに電流を流すための通電経路における前記コイルよりも上流側に、前記コンデンサを接続させる放電用スイッチ(T12)と、
前記燃料噴射弁の駆動開始時において、前記放電用スイッチをオンさせることにより、前記コンデンサから前記コイルに、前記燃料噴射弁を速やかに開弁させるための放電電流を流す放電制御手段(23b)と、
を備えた燃料噴射弁駆動装置において、
前記放電用スイッチは、トランジスタであり、
前記放電用スイッチの温度を検出する温度検出手段(25)と、
前記燃料噴射弁に実施させる燃料噴射の噴射段数が所定値以上で、且つ、前記温度検出手段により検出された前記温度が所定温度以上の場合に、前記充電制御手段が前記DCDCコンバータの制御に用いる前記目標電圧を大きくする電圧変更手段(23c,S110〜S140)と、を備えること、
を特徴とする燃料噴射弁駆動装置。
A capacitor (C0) in which energy to be discharged is stored in the coil (2a) of the fuel injection valve (2);
A DCDC converter (21) for boosting a power supply voltage and charging the capacitor;
Charging control means (23a) for operating the DCDC converter so that the charging voltage of the capacitor becomes a target voltage;
A discharge switch (T12) for connecting the capacitor to the upstream side of the coil in the energization path for flowing current to the coil;
A discharge control means (23b) for supplying a discharge current for quickly opening the fuel injection valve from the capacitor to the coil by turning on the discharge switch at the start of driving of the fuel injection valve; ,
In a fuel injection valve drive device comprising:
The discharge switch is a transistor,
Temperature detecting means (25) for detecting the temperature of the discharging switch;
When the number of fuel injection stages to be performed by the fuel injection valve is equal to or greater than a predetermined value and the temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a predetermined temperature, the charge control means is used for controlling the DCDC converter. the voltage changing means for the target voltage is increased (23c, S110~S140) comprise a, a,
A fuel injection valve driving device.
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