JP6221750B2 - Fuel injection valve drive device - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射弁を駆動する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for driving a fuel injection valve.

車両のエンジン（内燃機関）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り開弁する電磁式のものがある。このような燃料噴射弁を駆動する燃料噴射弁駆動装置は、コイルへの通電（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、燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御している。   2. Description of the Related Art As a fuel injection valve (injector) for injecting fuel into a vehicle engine (internal combustion engine), there is an electromagnetic type that opens by energizing a coil. Such a fuel injection valve driving device that drives the fuel injection valve controls the fuel injection timing and the fuel injection amount by controlling the energization (the energization start timing and the energization time) to the coil.

また、この種の燃料噴射弁駆動装置は、バッテリ電圧を昇圧してコンデンサを充電する昇圧回路を備えると共に、コイルの下流側に１つのローサイドスイッチを備え、コイルの上流側には２つのハイサイドスイッチを備える。   In addition, this type of fuel injection valve drive device includes a booster circuit that boosts battery voltage and charges a capacitor, and includes one low-side switch on the downstream side of the coil, and two high-sides on the upstream side of the coil. A switch is provided.

ローサイドスイッチは、通電対象のコイル（換言すれば、駆動対象の燃料噴射弁）を選択するためのスイッチである。
また、２つのハイサイドスイッチのうち、一方は、コンデンサの高電位側端子をコイルの上流側に接続してコンデンサからコイルに放電電流を流すための放電用スイッチである。そして、他方は、コイルの上流側に電源としてバッテリ電圧を供給する給電状態と電源を供給しない非給電状態とを切り替えるためのスイッチであって、コイルに開弁状態保持用の一定の電流を流すためにオン／オフされる定電流用スイッチである。更に、定電流用スイッチとコイルの上流側との間には、アノードを定電流用スイッチの方にして、ダイオードが設けられる。そのダイオードは、放電用スイッチがオンされているときに、コンデンサから定電流用スイッチを介してバッテリ電圧のラインへ電流が回り込まないようにするためのダイオードであり、以下では、定電流ダイオードという。 The low side switch is a switch for selecting a coil to be energized (in other words, a fuel injection valve to be driven).
One of the two high-side switches is a discharge switch for connecting a high-potential side terminal of the capacitor to the upstream side of the coil and allowing a discharge current to flow from the capacitor to the coil. The other is a switch for switching between a power supply state in which battery voltage is supplied as a power source upstream of the coil and a non-power supply state in which no power is supplied, and a constant current for maintaining the valve opening state is supplied to the coil. Therefore, the constant current switch is turned on / off. Furthermore, a diode is provided between the constant current switch and the upstream side of the coil with the anode facing the constant current switch. The diode is a diode for preventing current from flowing from the capacitor to the battery voltage line via the constant current switch when the discharge switch is turned on, and is hereinafter referred to as a constant current diode.

この種の燃料噴射弁駆動装置では、コイルに電流を流すべき通電期間の間、ローサイドスイッチをオンさせると共に、通電期間の開始時から所定の期間は、放電用スイッチをオンすることで、コンデンサからコイルに放電電流を流す。そして、放電用スイッチをオフした後の残りの通電期間は、コイルに一定の電流が流れるように、定電流用スイッチをオン／オフさせる（例えば、特許文献１参照）。   In this type of fuel injection valve drive device, the low-side switch is turned on during an energization period in which a current is to flow through the coil, and the discharge switch is turned on for a predetermined period from the start of the energization period. A discharge current is passed through the coil. Then, during the remaining energization period after the discharge switch is turned off, the constant current switch is turned on / off so that a constant current flows through the coil (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６−３３６５６８号公報JP 2006-336568 A

従来の燃料噴射弁駆動装置では、コンデンサからコイルに放電電流を流すための放電用スイッチと、バッテリ電圧を電源としてコイルに一定の電流を流すための定電流用スイッチとを、別々に設けている。更に、前述の定電流ダイオードも必要となる。このため、部品点数が多くなってしまう。   In the conventional fuel injection valve driving device, a discharge switch for flowing a discharge current from the capacitor to the coil and a constant current switch for flowing a constant current to the coil using the battery voltage as a power source are separately provided. . Furthermore, the above-described constant current diode is also required. For this reason, the number of parts will increase.

そこで、本発明は、燃料噴射弁駆動装置の部品点数を少なくすることを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to reduce the number of parts of the 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電気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、その昇圧した昇圧電圧でコンデンサを充電する昇圧回路と、を備える。この燃料噴射弁駆動装置は、コイルに電流を流す通電期間の開始時から所定の期間である第１期間は、コイルにコンデンサから放電電流を流し、第１期間が終了した後の残りの通電期間である第２期間は、コイルに一定の電流が流れるように、コイルの上流側に電源として前記電源電圧を供給する給電状態とコイルの上流側に電源を供給しない非給電状態とを切り替える。そして、コイルに前記放電電流と前記一定の電流とを流すことにより、燃料噴射弁を開弁状態に駆動する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve drive device comprising: a capacitor for storing electrical energy to be discharged in a coil of the fuel injection valve; and a boosting circuit for boosting a power supply voltage and charging the capacitor with the boosted boosted voltage. . In this fuel injection valve drive device, in the first period, which is a predetermined period from the start of the energization period in which current flows through the coil, the remaining energization period after the discharge of current from the capacitor to the coil and the end of the first period In the second period, a power supply state in which the power supply voltage is supplied as a power source to the upstream side of the coil and a non-power supply state in which no power source is supplied to the upstream side of the coil are switched so that a constant current flows through the coil. Then, the fuel injection valve is driven to open by passing the discharge current and the constant current through the coil.

特に、この燃料噴射弁駆動装置は、コイルに前記放電電流と前記一定の電流とを流すために、コイルの上流側に設けられた電流制御用スイッチと、スイッチ共用化手段とを備える。スイッチ共用化手段は、第１期間においては、電流制御用スイッチのオンによりコンデンサの高電位側端子がコイルの上流側に接続されてコイルに放電電流が流れるようにし、第２期間においては、電流制御用スイッチのオン／オフにより給電状態と非給電状態とが切り替わるようにする。   In particular, the fuel injection valve driving device includes a current control switch provided on the upstream side of the coil and a switch sharing means in order to flow the discharge current and the constant current through the coil. The switch sharing means causes the high potential side terminal of the capacitor to be connected to the upstream side of the coil by turning on the current control switch in the first period so that a discharge current flows through the coil. The power supply state and the non-power supply state are switched by turning on / off the control switch.

このような燃料噴射弁駆動装置では、１つの電流制御用スイッチを、コンデンサからコイルに放電電流を流すための放電用スイッチと、コイルに一定の電流を流すための定電流用スイッチとの、両方として共用している。また、放電用スイッチと定電流用スイッチとを別々に設ける構成ではないため、前述の定電流ダイオードも不要となる。このため、燃料噴射弁駆動装置の部品点数を少なくすることができる。   In such a fuel injection valve drive device, one current control switch includes both a discharge switch for flowing a discharge current from a capacitor to a coil and a constant current switch for flowing a constant current through the coil. As shared. Further, since the discharge switch and the constant current switch are not provided separately, the above-described constant current diode is not required. For this reason, the number of parts of the fuel injection valve driving device can be reduced.

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.

第１実施形態の燃料噴射制御装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fuel-injection control apparatus of 1st Embodiment. 第１実施形態の駆動制御回路の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the drive control circuit of 1st Embodiment. 第２実施形態の燃料噴射制御装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fuel-injection control apparatus of 2nd Embodiment. 比較例の燃料噴射制御装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fuel-injection control apparatus of a comparative example.

以下に、本発明が適用された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。尚、本実施形態の燃料噴射制御装置（以下単に、制御装置という）は、車両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に燃料を噴射する４個の燃料噴射弁を駆動する。そして、制御装置は、各燃料噴射弁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、スイッチとして使用しているスイッチング素子は、例えばＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）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）等の他種類のスイッチング素子でも良い。   Hereinafter, a fuel injection control device as a fuel injection valve driving device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The fuel injection control device (hereinafter simply referred to as the control device) of the present embodiment is configured to inject fuel into each cylinder # 1 to # 4 of a multi-cylinder (4 cylinders in this example) engine mounted on the vehicle. The fuel injection valve is driven. And a control apparatus controls the fuel injection timing and fuel injection quantity to each cylinder # 1- # 4 by controlling the energization start timing and energization time to the coil of each fuel injection valve. In this embodiment, the switching element used as a switch is, for example, a MOSFET (field effect transistor), but may be another type of switching element such as a bipolar transistor or IGBT (insulated gate bipolar transistor).

［第１実施形態］
図１に示すように、制御装置１が駆動する４個の燃料噴射弁１１（尚、各々を区別する場合は符号として１１−１〜１１−４を用いる）は、２つの燃料噴射弁１１−１，１１−４からなる第１グループと、他の２つの燃料噴射弁１１−２，１１−３からなる第２グループとに分けられている。例えば、燃料を噴射する気筒の順番が「第１気筒＃１→第２気筒＃２→第４気筒＃４→第３気筒＃３」であるとすると、第１グループの燃料噴射弁１１−１，１１−４は、第１気筒＃１と第４気筒＃４の燃料噴射弁である。そして、第２グループの燃料噴射弁１１−２，１１−３は、第２気筒＃２と第３気筒＃３の燃料噴射弁である。つまり、燃料噴射弁１１は、燃料噴射を実施する期間が重なる可能性がないのもの同士でグループ化されている。 [First Embodiment]
As shown in FIG. 1, four fuel injection valves 11 driven by the control device 1 (note that 11-1 to 11-4 are used as symbols to distinguish each of the two fuel injection valves 11-). 1 and 11-4 and a second group consisting of the other two fuel injection valves 11-2 and 11-3. For example, assuming that the order of cylinders for injecting fuel is “first cylinder # 1 → second cylinder # 2 → fourth cylinder # 4 → third cylinder # 3”, the first group of fuel injection valves 11-1 , 11-4 are fuel injection valves of the first cylinder # 1 and the fourth cylinder # 4. The second group of fuel injection valves 11-2 and 11-3 are fuel injection valves of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3. That is, the fuel injection valves 11 are grouped together so that there is no possibility that the fuel injection periods overlap.

燃料噴射弁１１では、それのコイル１３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て、燃料噴射が行われる。また、コイル１３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。尚、各燃料噴射弁１１−１〜１１−４のコイル１３を区別する場合、それらの符号として１３−１〜１３−４を用いる。   In the fuel injection valve 11, when the coil 13 is energized, a valve body (not shown) (so-called nozzle needle) moves to the valve open position, and fuel injection is performed. When the energization of the coil 13 is interrupted, the valve body returns to the original closed position, and fuel injection is stopped. In addition, when distinguishing the coil 13 of each fuel injection valve 11-1 to 11-4, 13-1 to 13-4 is used as those codes | symbols.

各燃料噴射弁１１のコイル１３の上流側と下流側は、それぞれ車両内配線（いわゆるワイヤハーネス）を介して制御装置１に接続されている。そして、第１グループの各コイル１３−１，１３−４の上流側は、制御装置１の内部において、共通の電流出力ライン１５−１に接続されている。同様に、第２グループの各コイル１３−２，１３−３の上流側は、制御装置１の内部において、共通の電流出力ライン１５−２に接続されている。   The upstream side and the downstream side of the coil 13 of each fuel injection valve 11 are connected to the control device 1 via in-vehicle wiring (so-called wire harness). The upstream side of each of the coils 13-1 and 13-4 in the first group is connected to a common current output line 15-1 inside the control device 1. Similarly, the upstream side of the coils 13-2 and 13-3 of the second group is connected to a common current output line 15-2 inside the control device 1.

制御装置１は、各コイル１３の下流側と、基準電位（この例では０Ｖ）のラインであるグランドラインとの間の各々に、スイッチング素子である気筒選択スイッチ１７を備える。尚、各気筒選択スイッチ１７を区別する場合、それらの符号として１７−１〜１７−４を用いる。   The control device 1 includes a cylinder selection switch 17 that is a switching element between each downstream side of each coil 13 and a ground line that is a reference potential (0 V in this example) line. In addition, when distinguishing each cylinder selection switch 17, 17-1 to 17-4 is used as those codes | symbols.

気筒選択スイッチ１７−ｎ（ｎは１〜４の何れか）がオンすることで、その気筒選択スイッチ１７−ｎに対応するコイル１３−ｎへの通電が可能になり、延いては、燃料噴射弁１１−ｎによる気筒＃ｎへの燃料噴射が可能になる。気筒選択スイッチ１７は、通電対象のコイル１３（換言すれば、駆動対象の燃料噴射弁１１）を選択するためのスイッチである。   When the cylinder selection switch 17-n (n is any one of 1 to 4) is turned on, it is possible to energize the coil 13-n corresponding to the cylinder selection switch 17-n. The fuel can be injected into the cylinder #n by the valve 11-n. The cylinder selection switch 17 is a switch for selecting the coil 13 to be energized (in other words, the fuel injection valve 11 to be driven).

また、気筒選択スイッチ１７−１，１７−４のコイル１３−１，１３−４側の端子（この例ではドレイン）とは反対側の端子（この例ではソース）とグランドラインとの間には、コイル１３−１，１３−４に流れる電流を検出するための電流検出抵抗１９−１が設けられている。同様に、気筒選択スイッチ１７−２，１７−３のコイル１３−２，１３−３側の端子（ドレイン）とは反対側の端子（ソース）とグランドラインとの間には、コイル１３−２，１３−３に流れる電流を検出するための電流検出抵抗１９−２が設けられている。   Further, between the terminals (in this example, the source) opposite to the terminals (in this example, the drain) of the cylinder selection switches 17-1, 17-4 on the coils 13-1, 13-4 side and the ground line. A current detection resistor 19-1 for detecting the current flowing through the coils 13-1 and 13-4 is provided. Similarly, a coil 13-2 is connected between a terminal (source) opposite to a terminal (drain) on the coil 13-2, 13-3 side of the cylinder selection switch 17-2, 17-3 and a ground line. , 13-3 is provided with a current detection resistor 19-2 for detecting a current flowing therethrough.

そして、制御装置１は、コイル１３に放電する電気エネルギーが蓄積されるコンデンサ２１と、電源電圧としてのバッテリ電圧（車載バッテリの電圧）ＶＢを昇圧し、その昇圧した昇圧電圧でコンデンサ２１を充電する昇圧回路２３と、第１グループのコイル１３−１，１３−４に電流を流すために、コイル１３−１，１３−４の上流側に設けられた電流制御用スイッチ２５−１と、第２グループのコイル１３−２，１３−３に電流を流すために、コイル１３−２，１３−３の上流側に設けられた電流制御用スイッチ２５−２と、を備える。   Then, the control device 1 boosts the capacitor 21 in which electrical energy to be discharged in the coil 13 is accumulated, and the battery voltage (in-vehicle battery voltage) VB as the power supply voltage, and charges the capacitor 21 with the boosted boosted voltage. A current control switch 25-1 provided on the upstream side of the coils 13-1 and 13-4 in order to pass a current through the booster circuit 23 and the first group of coils 13-1 and 13-4; A current control switch 25-2 provided on the upstream side of the coils 13-2 and 13-3 is provided in order to pass a current through the coils 13-2 and 13-3 of the group.

電流制御用スイッチ２５−１は、昇圧回路２３を構成する後述の充電用ダイオード３５のカソードと、電流出力ライン１５−１のコイル１３−１，１３−４側とは反対側の端部との間に直列に設けられている。同様に、電流制御用スイッチ２５−２は、上記充電用ダイオード３５のカソードと、電流出力ライン１５−２のコイル１３−２，１３−３側とは反対側の端部との間に直列に設けられている。   The current control switch 25-1 includes a cathode of a charging diode 35, which will be described later, constituting the booster circuit 23, and an end of the current output line 15-1 opposite to the coils 13-1, 13-4 side. It is provided in series between them. Similarly, the current control switch 25-2 is connected in series between the cathode of the charging diode 35 and the end of the current output line 15-2 opposite to the coils 13-2 and 13-3. Is provided.

電流制御用スイッチ２５−１は、第１グループのコイル１３−１，１３−４に、コンデンサ２１からの放電電流を流す役割と、バッテリ電圧ＶＢを電源として一定の電流を流す役割とを兼ねる。同様に、電流制御用スイッチ２５−２は、第２グループのコイル１３−２，１３−３に、コンデンサ２１からの放電電流を流す役割と、バッテリ電圧ＶＢを電源として一定の電流を流す役割とを兼ねる。尚、２つの電流制御用スイッチ２５−１，２５−２を特に区別しない場合、それらの符号として２５を用いる。   The current control switch 25-1 has a role of flowing a discharge current from the capacitor 21 to the first group of coils 13-1 and 13-4 and a role of flowing a constant current using the battery voltage VB as a power source. Similarly, the current control switch 25-2 has a role of flowing the discharge current from the capacitor 21 to the second group of coils 13-2 and 13-3, and a role of flowing a constant current using the battery voltage VB as a power source. Doubles as In the case where the two current control switches 25-1 and 25-2 are not particularly distinguished from each other, 25 is used as a reference numeral thereof.

また、コンデンサ２１は、充電用ダイオード３５のカソードとグランドラインとの間の経路（充放電経路）上に直列に設けられており、その経路上において、コンデンサ２１に対して直列に、スイッチング素子である電流経路切替用スイッチ２７が設けられている。   Capacitor 21 is provided in series on a path (charge / discharge path) between the cathode of charging diode 35 and the ground line, and is connected in series with capacitor 21 on the path by a switching element. A current path switching switch 27 is provided.

本実施形態において、電流経路切替用スイッチ２７は、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、それの寄生ダイオード２７ａの順方向が、コンデンサ２１を充電する電流方向と同じになるように（コンデンサ２１の放電電流方向とは逆になるように）、設けられている。尚、この例では、電流経路切替用スイッチ２７をコンデンサ２１の上流側に設けているが、電流経路切替用スイッチ２７はコンデンサ２１の下流側に設けても良い。   In the present embodiment, the current path switching switch 27 is a P-channel MOSFET, and the forward direction of the parasitic diode 27a is the same as the current direction for charging the capacitor 21 (the discharge current of the capacitor 21). In the opposite direction). In this example, the current path switching switch 27 is provided on the upstream side of the capacitor 21, but the current path switching switch 27 may be provided on the downstream side of the capacitor 21.

昇圧回路２３は、ＤＣＤＣコンバータであり、バッテリ電圧ＶＢが一端に供給される昇圧用コイル３１と、昇圧用コイル３１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スイッチング素子である昇圧用スイッチ３３と、昇圧用コイル３１の上記他端と昇圧用スイッチ３３の昇圧用コイル３１側の端子（この例ではドレイン）とを結ぶ経路にアノードが接続された充電用ダイオード３５と、を備える。   The step-up circuit 23 is a DCDC converter, and is a step-up coil 31 to which the battery voltage VB is supplied at one end, and a switching element provided in series on a path between the other end of the step-up coil 31 and the ground line. A boosting switch 33; a charging diode 35 having an anode connected to a path connecting the other end of the boosting coil 31 and a terminal (drain in this example) on the boosting coil 31 side of the boosting switch 33; Is provided.

この昇圧回路２３では、昇圧用スイッチ３３がオン／オフされることによって、昇圧用コイル３１のバッテリ電圧ＶＢ側とは反対側に、バッテリ電圧ＶＢよりも大きい逆起電圧が生じ、その逆起電圧が充電用ダイオード３５のカソードから、コンデンサ２１を充電するための昇圧電圧として出力される。そして、コンデンサ２１は、充電用ダイオード３５からの昇圧電圧によって充電される。尚、コンデンサ２１には、電流経路切替用スイッチ２７がオフであっても、その電流経路切替用スイッチ２７の寄生ダイオード２７ａを介して充電電流が流れる。   In the booster circuit 23, when the booster switch 33 is turned on / off, a counter electromotive voltage larger than the battery voltage VB is generated on the opposite side of the booster coil 31 from the battery voltage VB side. Is output as a boosted voltage for charging the capacitor 21 from the cathode of the charging diode 35. The capacitor 21 is charged by the boosted voltage from the charging diode 35. Note that a charging current flows through the capacitor 21 via the parasitic diode 27a of the current path switching switch 27 even when the current path switching switch 27 is off.

更に、制御装置１は、アノードがグランドラインに接続され、カソードが電流出力ライン１５−１に接続された電流還流用のダイオード３７−１と、アノードがグランドラインに接続され、カソードが電流出力ライン１５−２に接続された電流還流用のダイオード３７−２と、各気筒選択スイッチ１７、各電流制御用スイッチ２５、電流経路切替用スイッチ２７及び昇圧用スイッチ３３を制御することで各コイル１３に電流を流し、延いては各燃料噴射弁１１を開弁させる駆動制御回路４１と、マイコン（マイクロコンピュータ）４３と、を備える。   Furthermore, the control device 1 includes a current return diode 37-1 having an anode connected to the ground line and a cathode connected to the current output line 15-1, an anode connected to the ground line, and a cathode connected to the current output line. Each coil 13 is controlled by controlling the current return diode 37-2 connected to 15-2, each cylinder selection switch 17, each current control switch 25, current path switching switch 27, and boosting switch 33. A drive control circuit 41 for causing a current to flow and thereby opening each fuel injection valve 11 and a microcomputer 43 are provided.

マイコン４３は、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（図示省略）にて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、各燃料噴射弁１１−ｎ（ｎは１〜４の何れか）に対応する噴射指令信号Ｓ＃ｎを生成して駆動制御回路４１に出力する。噴射指令信号Ｓ＃ｎ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）の間だけ燃料噴射弁１１−ｎのコイル１３−ｎに通電する（つまり、燃料噴射弁１１−ｎ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４３は、エンジンの運転情報に基づいて、燃料噴射弁１１毎に（換言すれば、気筒毎に）、コイル１３への通電期間を設定し、その通電期間だけ噴射指令信号をハイにしていると言える。尚、マイコン４３が制御装置１とは別の装置に設けられ、その別の装置から駆動制御回路４１に噴射指令信号Ｓ＃ｎが与えられる構成でも良い。   The microcomputer 43 detects each fuel injection valve 11-based on engine operation information detected by various sensors (not shown) such as the engine speed (NE), the accelerator opening (ACC), and the engine water temperature (THW). An injection command signal S # n corresponding to n (n is any one of 1 to 4) is generated and output to the drive control circuit 41. The injection command signal S # n is energized to the coil 13-n of the fuel injection valve 11-n only when the level of the signal is an active level (eg, high in the present embodiment) (that is, the fuel injection valve 11-n is turned on). It means to open the valve). For this reason, the microcomputer 43 sets the energization period to the coil 13 for each fuel injection valve 11 (in other words, for each cylinder) based on the engine operation information, and sets the injection command signal to be high only during the energization period. It can be said that Note that the microcomputer 43 may be provided in a device different from the control device 1 and the injection command signal S # n may be given to the drive control circuit 41 from the other device.

駆動制御回路４１は、各気筒選択スイッチ１７、各電流制御用スイッチ２５及び電流経路切替用スイッチ２７を制御する電流制御部４１ａと、コンデンサ２１の電圧（以下、コンデンサ電圧という）Ｖｃが所定の目標電圧（例えば５０Ｖ）となるように昇圧用スイッチ３３を制御する充電制御部４１ｂと、を備える。   The drive control circuit 41 includes a current control unit 41a that controls each cylinder selection switch 17, each current control switch 25, and a current path switching switch 27, and a voltage Vc of the capacitor 21 (hereinafter referred to as a capacitor voltage) Vc. A charge control unit 41b that controls the boosting switch 33 so as to be at a voltage (for example, 50 V).

次に、駆動制御回路４１の電流制御部４１ａ及び充電制御部４１ｂの動作について、図２を用い説明する。尚、ここでは、第１グループの燃料噴射弁１１−１が駆動される場合を例に挙げて説明する。また、燃料噴射の開始前において、コンデンサ電圧Ｖｃは目標電圧になっているものとする。   Next, operations of the current control unit 41a and the charge control unit 41b of the drive control circuit 41 will be described with reference to FIG. Here, a case where the first group of fuel injection valves 11-1 is driven will be described as an example. Further, it is assumed that the capacitor voltage Vc is the target voltage before the start of fuel injection.

図２に示すように、マイコン４３から駆動制御回路４１への噴射指令信号Ｓ＃ｎのうち、例えば、燃料噴射弁１１−１に対応する噴射指令信号Ｓ＃１がローからハイになると、電流制御部４１ａは、気筒選択スイッチ１７−１〜１７−４のうち、燃料噴射弁１１−１に対応する気筒選択スイッチ１７−１をオフからオンさせる。そして、電流制御部４１ａは、噴射指令信号Ｓ＃１がハイになっている間、気筒選択スイッチ１７−１をオンさせ続ける。   As shown in FIG. 2, among the injection command signals S # n from the microcomputer 43 to the drive control circuit 41, for example, when the injection command signal S # 1 corresponding to the fuel injection valve 11-1 changes from low to high, the current The control unit 41a turns on the cylinder selection switch 17-1 corresponding to the fuel injection valve 11-1 among the cylinder selection switches 17-1 to 17-4. The current control unit 41a continues to turn on the cylinder selection switch 17-1 while the injection command signal S # 1 is high.

更に、電流制御部４１ａは、噴射指令信号Ｓ＃１がハイになると、電流経路切替用スイッチ２７をオンさせると共に、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２のうち、燃料噴射弁１１−１が所属する第１グループに対応する方の電流制御用スイッチ２５−１をオンさせる。   Further, when the injection command signal S # 1 becomes high, the current control unit 41a turns on the current path switching switch 27, and the fuel injection valve 11-1 among the current control switches 25-1 and 25-2. The current control switch 25-1 corresponding to the first group to which the belongs belongs is turned on.

すると、コンデンサ２１の高電位側端子（プラス端子）が燃料噴射弁１１−１のコイル１３−１の上流側に接続されて、コンデンサ２１からコイル１３−１に放電される。つまり、「コンデンサ２１→電流経路切替用スイッチ２７→電流制御用スイッチ２５−１→コイル１３−１→気筒選択スイッチ１７−１→電流検出抵抗１９−１→グランドライン」の経路で放電電流が流れる。そして、その放電電流により、燃料噴射弁１１−１が開弁する。   Then, the high potential side terminal (plus terminal) of the capacitor 21 is connected to the upstream side of the coil 13-1 of the fuel injection valve 11-1, and is discharged from the capacitor 21 to the coil 13-1. That is, the discharge current flows through the path of “capacitor 21 → current path switching switch 27 → current control switch 25-1 → coil 13-1 → cylinder selection switch 17-1 → current detection resistor 19-1 → ground line”. . Then, the fuel injection valve 11-1 is opened by the discharge current.

また、電流制御部４１ａは、コイル１３−１に流れる電流（燃料噴射弁１１−１の駆動電流でもあり、以下、コイル電流ともいう）を、電流検出抵抗１９−１に生じる電圧に基づき検出する。   Further, the current control unit 41a detects a current flowing through the coil 13-1 (which is also a driving current of the fuel injection valve 11-1 and hereinafter also referred to as a coil current) based on a voltage generated in the current detection resistor 19-1. .

そして、電流制御部４１ａは、電流経路切替用スイッチ２７及び電流制御用スイッチ２５−１をオンした後において、コイル電流が放電電流の目標最大値Ｉｐになったと判定すると、電流経路切替用スイッチ２７をオフさせると共に、電流制御用スイッチ２５−１もオフさせる。   When the current control unit 41a determines that the coil current has reached the target maximum value Ip of the discharge current after turning on the current path switch 27 and the current control switch 25-1, the current path switch 27 And the current control switch 25-1 is also turned off.

すると、コンデンサ２１からコイル１３−１への放電が終了し、コイル１３−１には、グランドライン側からダイオード３７−１を介してフライバック電流が流れる（還流する）。このため、コイル電流は徐々に低下していく。   Then, the discharge from the capacitor 21 to the coil 13-1 is completed, and a flyback current flows (returns) to the coil 13-1 from the ground line side through the diode 37-1. For this reason, the coil current gradually decreases.

尚、この例において、通電期間の開始時から、コンデンサ２１からの放電を終了するまでの第１期間は、コイル電流が目標最大値Ｉｐに達するまでの期間であるが、他の例として、その第１期間は、例えば通電期間の開始時から一定時間の期間でも良い。   In this example, the first period from the start of the energization period to the end of the discharge from the capacitor 21 is a period until the coil current reaches the target maximum value Ip. As another example, The first period may be, for example, a fixed time period from the start of the energization period.

そして、電流制御部４１ａは、電流経路切替用スイッチ２７と電流制御用スイッチ２５−１との両方をオフしてから、通電期間が終了するまで（噴射指令信号Ｓ＃１がローになるまで）の第２期間は、コイル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、電流制御用スイッチ２５−１をオン／オフさせる定電流制御を行う。   The current control unit 41a turns off both the current path switching switch 27 and the current control switch 25-1 until the energization period ends (until the injection command signal S # 1 becomes low). In the second period, constant current control for turning on / off the current control switch 25-1 is performed so that the coil current becomes a constant current smaller than the target maximum value Ip.

定電流制御は、電流経路切替用スイッチ２７をオフしたまま実施される。そして、電流経路切替用スイッチ２７がオフの状態で、電流制御用スイッチ２５−１がオンされると、通電対象のコイル１３−１の上流側に昇圧用コイル３１及び充電用ダイオード３５を介してバッテリ電圧ＶＢが供給される。また、電流制御用スイッチ２５−１がオフされると、コイル１３−１の上流側にバッテリ電圧ＶＢが供給されなくなる。   The constant current control is performed with the current path switching switch 27 turned off. When the current control switch 25-1 is turned on while the current path switching switch 27 is off, the boosting coil 31 and the charging diode 35 are connected to the upstream side of the coil 13-1 to be energized. Battery voltage VB is supplied. When the current control switch 25-1 is turned off, the battery voltage VB is not supplied to the upstream side of the coil 13-1.

定電流制御が実施される第２期間において、コイル１３−１へは、電流制御用スイッチ２５−１のオン時には、昇圧用コイル３１及び充電用ダイオード３５を介して供給されるバッテリ電圧ＶＢを電源として電流が流れ、電流制御用スイッチ２５−１のオフ時には、グランドライン側からダイオード３７−１を介してフライバック電流が還流する。   In the second period in which the constant current control is performed, the coil 13-1 is supplied with the battery voltage VB supplied via the boosting coil 31 and the charging diode 35 when the current control switch 25-1 is turned on. When the current control switch 25-1 is turned off, the flyback current circulates from the ground line side via the diode 37-1.

具体的に説明すると、電流制御部４１ａは、例えば、コンデンサ２１からの放電を終了させた時点（第１期間の終了時）から、一定の時間Ｔａが経過するまでの間は、コイル電流が第１下側閾値Ｉｃ１Ｌ以下になったことを検知すると電流制御用スイッチ２５−１をオンさせ、コイル電流が第１上側閾値Ｉｃ１Ｈ以上になったことを検知すると電流制御用スイッチ２５−１をオフさせる、という制御を行う。そして、電流制御部４１ａは、上記時間Ｔａが経過した時点（以下、定電流値切替時点という）から噴射指令信号Ｓ＃１がローになるまでの間は、コイル電流が第２下側閾値Ｉｃ２Ｌ以下になったことを検知すると電流制御用スイッチ２５−１をオンさせ、コイル電流が第２上側閾値Ｉｃ２Ｈ以上になったことを検知すると電流制御用スイッチ２５−１をオフさせる、という制御を行う。   More specifically, for example, the current control unit 41a determines that the coil current is not changed from the time when the discharge from the capacitor 21 is ended (at the end of the first period) until a certain time Ta elapses. When the current control switch 25-1 is detected to be less than or equal to 1 lower threshold Ic1L, the current control switch 25-1 is turned on. When the coil current is detected to be greater than or equal to the first upper threshold Ic1H, the current control switch 25-1 is turned off. Control is performed. Then, the current control unit 41a determines that the coil current is equal to the second lower threshold value Ic2L from the time point when the time Ta has elapsed (hereinafter referred to as the constant current value switching time point) until the injection command signal S # 1 becomes low. When it is detected that the current has become below, the current control switch 25-1 is turned on, and when it is detected that the coil current has exceeded the second upper threshold Ic2H, the current control switch 25-1 is turned off. .

第１上側閾値Ｉｃ１Ｈは、第１下側閾値Ｉｃ１Ｌよりも大きく、第２上側閾値Ｉｃ２Ｈは、第２下側閾値Ｉｃ２Ｌよりも大きい。また、第１上側閾値Ｉｃ１Ｈは、第２上側閾値Ｉｃ２Ｈよりも大きく、第１下側閾値Ｉｃ１Ｌは、第２下側閾値Ｉｃ２Ｌよりも大きい。   The first upper threshold value Ic1H is larger than the first lower threshold value Ic1L, and the second upper threshold value Ic2H is larger than the second lower threshold value Ic2L. In addition, the first upper threshold value Ic1H is larger than the second upper threshold value Ic2H, and the first lower threshold value Ic1L is larger than the second lower threshold value Ic2L.

このような定電流制御により、コイル電流が目標最大値Ｉｐから低下して第１下側閾値Ｉｃ１Ｌ以下になると、電流制御用スイッチ２５−１のオン／オフが繰り返されて、上記定電流値切替時点が到来するまでは、コイル電流の平均値が、Ｉｃ１ＨとＩｃ１Ｌとの間の第１一定電流に維持される。そして、定電流値切替時点から噴射指令信号Ｓ＃１がローになるまでは、コイル電流の平均値が、Ｉｃ２ＨとＩｃ２Ｌとの間の第２一定電流に維持される。第１一定電流は、燃料噴射弁１１を確実に開弁状態にするための電流（いわゆるピックアップ電流）であり、第２一定電流は、燃料噴射弁１１の開弁状態を維持するために必要な最小限の電流（いわゆるホールド電流）である。尚、この例では、コイル１３に流す一定の電流を、２段階に切り替えているが、２段階に切り替えない構成でも良い。   By such constant current control, when the coil current decreases from the target maximum value Ip and falls below the first lower threshold value Ic1L, the current control switch 25-1 is repeatedly turned on / off, and the constant current value switching is performed. Until the time comes, the average value of the coil current is maintained at the first constant current between Ic1H and Ic1L. The average value of the coil current is maintained at the second constant current between Ic2H and Ic2L until the injection command signal S # 1 becomes low after the constant current value is switched. The first constant current is a current (so-called pickup current) for reliably opening the fuel injection valve 11, and the second constant current is necessary for maintaining the fuel injection valve 11 in the open state. This is the minimum current (so-called hold current). In this example, the constant current flowing through the coil 13 is switched to two stages, but a configuration that does not switch to two stages may be used.

その後、マイコン４３からの噴射指令信号Ｓ＃１がハイからローになると、電流制御部４１ａは、気筒選択スイッチ１７−１をオフすると共に、電流制御用スイッチ２５−１のオン／オフ制御（定電流制御）を終了して、その電流制御用スイッチ２５−１もオフ状態に保持する。すると、コイル１３−１への通電が停止して燃料噴射弁１１−１が閉弁し、気筒＃１への燃料噴射が終了する。   Thereafter, when the injection command signal S # 1 from the microcomputer 43 changes from high to low, the current control unit 41a turns off the cylinder selection switch 17-1 and also turns on / off the current control switch 25-1. Current control) is terminated, and the current control switch 25-1 is also held in the OFF state. Then, energization to the coil 13-1 is stopped, the fuel injection valve 11-1 is closed, and fuel injection into the cylinder # 1 is completed.

また、図２の下から２段目に示すように、定電流制御が実施される第２期間において、コンデンサ電圧Ｖｃは、電流制御用スイッチ２５−１がオンからオフされる毎に上昇する。これは、電流制御用スイッチ２５−１がオンからオフされる毎に、昇圧用コイル３１に逆起電圧が発生し、その逆起電圧により、コンデンサ２１が、充電用ダイオード３５と電流経路切替用スイッチ２７の寄生ダイオード２７ａとを介して充電されるからである。   Further, as shown in the second stage from the bottom in FIG. 2, in the second period in which the constant current control is performed, the capacitor voltage Vc increases every time the current control switch 25-1 is turned off. This is because each time the current control switch 25-1 is turned off from on, a back electromotive voltage is generated in the boosting coil 31, and the capacitor 21 causes the charging diode 35 and the current path switching to be generated by the back electromotive voltage. This is because charging is performed via the parasitic diode 27a of the switch 27.

一方、充電制御部４１ｂは、マイコン４３からの噴射指令信号Ｓ＃ｎが全てローになっている期間（即ち、燃料噴射を実施していない期間）において、コンデンサ電圧Ｖｃをモニタし、そのコンデンサ電圧Ｖｃが目標電圧となるように、昇圧用スイッチ３３をオン／オフさせる。尚、充電制御部４１ｂは、コンデンサ２１を充電する場合に、電流経路切替用スイッチ２７をオンさせるように構成しても良い。コンデンサ２１の充電は、燃料噴射を実施していない期間に行うため、電流経路切替用スイッチ２７をオンしても燃料噴射弁１１の制御に影響はない。   On the other hand, the charging control unit 41b monitors the capacitor voltage Vc during a period when all the injection command signals S # n from the microcomputer 43 are low (that is, a period when fuel injection is not performed), and the capacitor voltage The boosting switch 33 is turned on / off so that Vc becomes the target voltage. The charge control unit 41b may be configured to turn on the current path switching switch 27 when charging the capacitor 21. Since the capacitor 21 is charged during a period when fuel injection is not performed, the control of the fuel injection valve 11 is not affected even if the current path switching switch 27 is turned on.

また、電流制御部４１ａは、第１グループの他方の燃料噴射弁１１−４を駆動する場合には、燃料噴射弁１１−１を駆動する場合と比較すると、気筒選択スイッチ１７−１ではなく、気筒選択スイッチ１７−４をオンさせることとなる。   Further, the current control unit 41a, when driving the other fuel injection valve 11-4 of the first group, is not the cylinder selection switch 17-1, as compared with the case of driving the fuel injection valve 11-1. The cylinder selection switch 17-4 is turned on.

また、電流制御部４１ａは、第２グループの燃料噴射弁１１−２，１１−３の何れかを駆動する場合には、コイル１３−２，１３−３に流れる電流を、電流検出抵抗１９−２に生じる電圧に基づき検出する。そして、電流制御部４１ａは、燃料噴射弁１１−２を駆動する場合には、燃料噴射弁１１−１を駆動する場合と比較すると、気筒選択スイッチ１７−１ではなく、気筒選択スイッチ１７−２をオンさせ、電流制御用スイッチ２５−１ではなく、電流制御用スイッチ２５−２の方をオンさせることとなる。同様に、電流制御部４１ａは、燃料噴射弁１１−３を駆動する場合には、燃料噴射弁１１−１を駆動する場合と比較すると、気筒選択スイッチ１７−１ではなく、気筒選択スイッチ１７−３をオンさせ、電流制御用スイッチ２５−１ではなく、電流制御用スイッチ２５−２の方をオンさせることとなる。   Further, when driving any one of the fuel injection valves 11-2 and 11-3 of the second group, the current control unit 41a converts the current flowing through the coils 13-2 and 13-3 into the current detection resistor 19-. 2 is detected based on the voltage generated at 2. When the fuel injection valve 11-2 is driven, the current control unit 41a is not the cylinder selection switch 17-1, but the cylinder selection switch 17-2, as compared with the case where the fuel injection valve 11-1 is driven. And the current control switch 25-2 is turned on instead of the current control switch 25-1. Similarly, when the fuel injection valve 11-3 is driven, the current control unit 41a is not the cylinder selection switch 17-1, but the cylinder selection switch 17- when compared with the case where the fuel injection valve 11-1 is driven. 3 is turned on, not the current control switch 25-1, but the current control switch 25-2.

ここで、図４に比較例の制御装置（以下、比較例装置ともいう）６１を示す。比較例装置６１では、バッテリ電圧ＶＢのラインと電流出力ライン１５−１との間に、第１グループのコイル１３−１，１３−４に一定の電流を流すためにオン／オフされる定電流用スイッチ６３−１が設けられている。同様に、バッテリ電圧ＶＢのラインと電流出力ライン１５−２との間に、第２グループのコイル１３−２，１３−３に一定の電流を流すためにオン／オフされる定電流用スイッチ６３−２が設けられている。更に、定電流用スイッチ６３−１と電流出力ライン１５−１との間には、アノードを定電流用スイッチ６３−１の方にして、ダイオード６５−１が設けられており、定電流用スイッチ６３−２と電流出力ライン１５−２との間にも、アノードを定電流用スイッチ６３−２の方にして、ダイオード６５−２が設けられている。また、比較例装置６１では、電流経路切替用スイッチ２７がなく、コンデンサ２１の高電位側端子は充電用ダイオード３５のカソードに常時接続されている。   Here, FIG. 4 shows a control device (hereinafter, also referred to as a comparative device) 61 of a comparative example. In the comparative apparatus 61, a constant current that is turned on / off to allow a constant current to flow through the coils 13-1 and 13-4 of the first group between the battery voltage VB line and the current output line 15-1. A switch 63-1 is provided. Similarly, a constant current switch 63 that is turned on / off to allow a constant current to flow through the second group of coils 13-2 and 13-3 between the battery voltage VB line and the current output line 15-2. -2 is provided. Further, a diode 65-1 is provided between the constant current switch 63-1 and the current output line 15-1, with the anode facing the constant current switch 63-1, and the constant current switch A diode 65-2 is also provided between 63-2 and the current output line 15-2, with the anode being the constant current switch 63-2. Further, in the comparative example device 61, there is no current path switching switch 27, and the high potential side terminal of the capacitor 21 is always connected to the cathode of the charging diode 35.

この比較例装置６１において、電流制御用スイッチ２５は、コンデンサ２１から通電対象のコイル１３に放電させる専用のスイッチとして用いられる。そして、通電対象のコイル１３にバッテリ電圧ＶＢを電源として一定の電流を流すためには、定電流用スイッチ６３−１，６３−２の何れかががオン／オフされる。また、ダイオード６５−１，６５−２は、前述の定電流ダイオードに相当するものであり、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２がオンされているときに、コンデンサ２１から定電流用スイッチ６３−１，６３−２を介してバッテリ電圧ＶＢのラインへ電流が回り込んでしまうことを防止する。尚、比較例装置６１においては、ダイオード６５−１，６５−２がないと、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２がオンのときに、定電流用スイッチ６３−１，６３−２がオフであっても、定電流用スイッチ６３−１，６３−２の寄生ダイオード（図示省略）を通してコンデンサ２１からバッテリ電圧ＶＢのラインへ電流が流れてしまう。   In the comparative example device 61, the current control switch 25 is used as a dedicated switch for discharging the capacitor 21 to the coil 13 to be energized. Then, in order to flow a constant current through the coil 13 to be energized using the battery voltage VB as a power source, one of the constant current switches 63-1 and 63-2 is turned on / off. The diodes 65-1 and 65-2 correspond to the above-described constant current diodes, and when the current control switches 25-1 and 25-2 are turned on, the capacitors 21 to the constant current switches. Current is prevented from flowing into the line of battery voltage VB via 63-1 and 63-2. In the comparative apparatus 61, if the diodes 65-1 and 65-2 are not provided, when the current control switches 25-1 and 25-2 are on, the constant current switches 63-1 and 63-2 are Even when the current is off, current flows from the capacitor 21 to the battery voltage VB line through the parasitic diodes (not shown) of the constant current switches 63-1 and 63-2.

本実施形態の制御装置１によれば、比較例装置６１（図４）と比較すると、電流経路切替用スイッチ２７を設けているが、定電流用スイッチ６３−１，６３−２とダイオード６５−１，６５−２を削減することができる。特に、本実施形態の制御装置１及び比較例装置６１では、１つのコンデンサ２１を２系統の電流出力ライン１５−１，１５−２で共用している。このため、比較例装置６１では、各電流出力ライン１５−１，１５−２に対して、定電流用スイッチ６３−１，６３−２とダイオード６５−１，６５−２を設けなければならないが、本実施形態の制御装置１では、その２つの定電流用スイッチ６３−１，６３−２とダイオード６５−１，６５−２とを削減できる。   According to the control device 1 of the present embodiment, the current path switching switch 27 is provided as compared with the comparative example device 61 (FIG. 4), but the constant current switches 63-1 and 63-2 and the diode 65- are provided. 1,65-2 can be reduced. In particular, in the control device 1 and the comparative example device 61 of the present embodiment, one capacitor 21 is shared by the two systems of current output lines 15-1 and 15-2. For this reason, in the comparative apparatus 61, it is necessary to provide constant current switches 63-1 and 63-2 and diodes 65-1 and 65-2 for the current output lines 15-1 and 15-2. In the control device 1 of this embodiment, the two constant current switches 63-1 and 63-2 and the diodes 65-1 and 65-2 can be reduced.

以上のように、本実施形態の制御装置１では、コンデンサ２１から通電対象のコイル１３に放電する第１期間においては、電流制御用スイッチ２５のオンによりコンデンサ２１の高電位側端子がコイル１３の上流側に接続されてコイル１３にコンデンサ２１から放電電流が流れるようにしている。そして、バッテリ電圧ＶＢを電源としてコイル１３に一定の電流を流す第２期間においても、電流制御用スイッチ２５のオン／オフにより、コイル１３の上流側にバッテリ電圧ＶＢが供給される給電状態と、コイル１３の上流側にバッテリ電圧ＶＢが供給されない非給電状態とが切り替わるようにしている。つまり、電流制御用スイッチ２５を、コンデンサ２１からコイル１３に放電電流を流すための放電用スイッチと、コイル１３に一定の電流を流すための定電流用スイッチとの、両方として共用している。   As described above, in the control device 1 of the present embodiment, in the first period in which the capacitor 21 discharges to the coil 13 to be energized, the high potential side terminal of the capacitor 21 is connected to the coil 13 by turning on the current control switch 25. A discharge current flows from the capacitor 21 to the coil 13 connected to the upstream side. Even in a second period in which a constant current is passed through the coil 13 using the battery voltage VB as a power source, a power supply state in which the battery voltage VB is supplied to the upstream side of the coil 13 by turning on / off the current control switch 25; The non-power supply state in which the battery voltage VB is not supplied to the upstream side of the coil 13 is switched. That is, the current control switch 25 is shared as both a discharge switch for flowing a discharge current from the capacitor 21 to the coil 13 and a constant current switch for flowing a constant current through the coil 13.

このため、図４の比較例装置６１では必要であった定電流用スイッチ６３−１，６３−２とダイオード６５−１，６５−２が不要となり、部品点数を少なくすることができる。
また、本実施形態の制御装置１では、電流制御用スイッチ２５を、放電用スイッチと定電流用スイッチとの両方として共用するための構成として、充電用ダイオード３５のカソードとグランドラインとの間の経路上において、コンデンサ２１に対して直列に電流経路切替用スイッチ２７を設けている。そして、電流制御部４１ａが、第１期間では、電流経路切替用スイッチ２７をオンすることで、電流制御用スイッチ２５のオンによりコンデンサ２１からコイル１３に放電電流が流れるようにし、第２期間では、電流経路切替用スイッチ２７をオフすることで、電流制御用スイッチ２５のオン／オフにより上記給電状態と上記非給電状態とが切り替わるようにしている。具体的には、第２期間では、電流制御用スイッチ２５のオンにより、コイル１３の上流側に昇圧用コイル３１及び充電用ダイオード３５を介してバッテリ電圧ＶＢが供給され、電流制御用スイッチ２５のオフにより、コイル１３へのバッテリ電圧ＶＢの供給が停止されるようにしている。 For this reason, the constant current switches 63-1 and 63-2 and the diodes 65-1 and 65-2, which are necessary in the comparative example device 61 of FIG.
Further, in the control device 1 of the present embodiment, the current control switch 25 is used as both a discharge switch and a constant current switch, and is configured between the cathode of the charging diode 35 and the ground line. On the path, a current path switching switch 27 is provided in series with the capacitor 21. In the first period, the current control unit 41a turns on the current path switching switch 27 so that the discharge current flows from the capacitor 21 to the coil 13 by turning on the current control switch 25, and in the second period. By turning off the current path switching switch 27, the power supply state and the non-power supply state are switched by turning on / off the current control switch 25. Specifically, in the second period, when the current control switch 25 is turned on, the battery voltage VB is supplied to the upstream side of the coil 13 via the boosting coil 31 and the charging diode 35. The supply of the battery voltage VB to the coil 13 is stopped by turning off.

このため、コイル１３の上流側にバッテリ電圧ＶＢを供給するための経路や手段を別途設ける必要がない。
しかも、コイル１３に一定の電流を流す第２期間では、コイル１３の上流側に昇圧用コイル３１を介してバッテリ電圧ＶＢを供給することになるため、定電流制御におけるコイル電流の増加速度を遅くすることができる。 For this reason, it is not necessary to separately provide a path or means for supplying the battery voltage VB upstream of the coil 13.
In addition, in the second period in which a constant current flows through the coil 13, the battery voltage VB is supplied to the upstream side of the coil 13 via the boosting coil 31, so that the increase rate of the coil current in the constant current control is slowed down. can do.

例えば、コイル１３のインダクタンスが１７０μＨ（マイクロヘンリー）で、昇圧用コイル３１のインダクタンスが３６μＨであるとする。その場合、コイル１３の上流側に昇圧用コイル３１を介さずバッテリ電圧ＶＢを供給する構成（図４の比較例装置６１）と比較すると、コイル電流の増加速度は２０％ほど遅くなる。電流経路のインダクタンスが１．２倍になるからである。このため、定電流制御の実施によって発生するノイズを抑制することができる。   For example, it is assumed that the inductance of the coil 13 is 170 μH (microhenry) and the inductance of the boosting coil 31 is 36 μH. In that case, the increase rate of the coil current is reduced by about 20% as compared with the configuration in which the battery voltage VB is supplied to the upstream side of the coil 13 without using the boosting coil 31 (comparative device 61 in FIG. 4). This is because the inductance of the current path becomes 1.2 times. For this reason, the noise which generate | occur | produces by implementation of constant current control can be suppressed.

また、コイル電流の増加速度が遅くなることから、定電流制御において電流制御用スイッチ２５をオン／オフさせる回数が少なくなる。よって、電流制御用スイッチ２５のスイッチング時に発生する損失を低減するこができる。   In addition, since the increase rate of the coil current is slow, the number of times the current control switch 25 is turned on / off in the constant current control is reduced. Therefore, it is possible to reduce the loss that occurs when the current control switch 25 is switched.

尚、本実施形態の制御装置１では、何れかのコイル１３に通電している燃料噴射実施中には、昇圧回路２３の動作を停止させることとなり、コンデンサ２１の充電を積極的に行うことはできないが、例えば新興国など排ガス規制が厳しくない地域で採用されるエンジンシステムでは、多段噴射の回数が少ない傾向にあるため十分に適用することができる。   In the control device 1 of the present embodiment, the operation of the booster circuit 23 is stopped during the fuel injection in which any one of the coils 13 is energized, and the capacitor 21 is not actively charged. However, for example, an engine system employed in an area where exhaust gas regulations are not strict, such as an emerging country, can be applied sufficiently because the number of multistage injections tends to be small.

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の制御装置について説明する。尚、第１実施形態と同様の構成要素については、第１実施形態と同じ符号を用いる。 [Second Embodiment]
Next, the control apparatus of 2nd Embodiment is demonstrated. In addition, about the component similar to 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is used.

図３に示すように、第２実施形態の制御装置５１は、第１実施形態の制御装置１と比較すると、下記（１）〜（３）の点が異なる。
（１）電流経路切替用スイッチ２７がなく、コンデンサ２１の高電位側端子は充電用ダイオード３５のカソードに常時接続されている。 As shown in FIG. 3, the control device 51 of the second embodiment is different from the control device 1 of the first embodiment in the following points (1) to (3).
(1) There is no current path switching switch 27, and the high potential side terminal of the capacitor 21 is always connected to the cathode of the charging diode 35.

（２）コンデンサ２１の高電位側端子と、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２との間に、切替回路５３が設けられている。
切替回路５３は、第１状態と第２状態とに切り替わる。切替回路５３は、第１状態では、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２の電流出力ライン１５−１，１５−２側とは反対側の端子（以下、上流側端子という）に、コンデンサ２１の高電位側端子を接続させる。また、切替回路５３は、第２状態では、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２の上流側端子に、バッテリ電圧ＶＢを供給する。 (2) A switching circuit 53 is provided between the high potential side terminal of the capacitor 21 and the current control switches 25-1 and 25-2.
The switching circuit 53 switches between the first state and the second state. In the first state, the switching circuit 53 has a capacitor connected to a terminal (hereinafter referred to as an upstream terminal) opposite to the current output lines 15-1 and 15-2 of the current control switches 25-1 and 25-2. 21 high potential side terminals are connected. In the second state, the switching circuit 53 supplies the battery voltage VB to the upstream terminals of the current control switches 25-1 and 25-2.

（３）駆動制御回路４１の電流制御部４１ａは、第１期間では、第１実施形態の電流経路切替用スイッチ２７をオンさせることに代えて、切替回路５３を第１状態にする。このため、第１期間では、電流制御用スイッチ２５のオンにより、コンデンサ２１から通電対象のコイル１３に放電される。また、電流制御部４１ａは、第２期間では、第１実施形態の電流経路切替用スイッチ２７をオフさせることに代えて、切替回路５３を第２状態にする。このため、第２期間では、電流制御用スイッチ２５のオン／オフにより、通電対象のコイル１３に対するバッテリ電圧ＶＢの供給／非供給が切り替えられて、そのコイル１３に一定の電流が流れる。   (3) In the first period, the current control unit 41a of the drive control circuit 41 sets the switching circuit 53 to the first state instead of turning on the current path switching switch 27 of the first embodiment. For this reason, in the first period, when the current control switch 25 is turned on, the capacitor 21 is discharged to the coil 13 to be energized. Further, in the second period, the current control unit 41a places the switching circuit 53 in the second state instead of turning off the current path switching switch 27 of the first embodiment. Therefore, in the second period, supply / non-supply of the battery voltage VB to the coil 13 to be energized is switched by turning on / off the current control switch 25, and a constant current flows through the coil 13.

切替回路５３は、例えば、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２の上流側端子とコンデンサ２１の高電位側端子との、接続／非接続を切り替える第１スイッチと、電流制御用スイッチ２５−１，２５−２の上流側端子とバッテリ電圧ＶＢとの、接続／非接続を切り替える第２スイッチと、によって構成することができる。   The switching circuit 53 includes, for example, a first switch that switches connection / disconnection between the upstream terminals of the current control switches 25-1 and 25-2 and the high potential terminal of the capacitor 21, and a current control switch 25- The second switch that switches connection / disconnection between the upstream terminals of 1 and 25-2 and the battery voltage VB can be used.

このような制御装置５１によれば、図４の比較例装置６１と比べると、２つのスイッチからなる切替回路５３を設ける代わりに、２つの定電流用スイッチ６３−１，６３−２と２つのダイオード６５−１，６５−２を削減することがきる。よって、少なくともダイオード６５−１，６５−２の分は部品点数を少なくすることができる。   According to such a control device 51, two constant current switches 63-1 and 63-2 and two constant current switches 63-1 and 63-2 are provided instead of providing the switching circuit 53 composed of two switches as compared with the comparative device 61 of FIG. The diodes 65-1 and 65-2 can be reduced. Therefore, the number of parts can be reduced at least for the diodes 65-1 and 65-2.

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。
例えば、駆動制御回路４１の役割を、マイコン４３あるいはマイコン４３とは別のマイコンに実施させても良い。また、エンジンは、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの何れでもよい。また、コイル１３に対する電流出力ライン１５−１，１５−２の数も、２に限らず、１や３以上であっても良い。また、電源電圧は、バッテリ電圧ＶＢ以外の電圧であっても良い。 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.
For example, the role of the drive control circuit 41 may be performed by the microcomputer 43 or a microcomputer different from the microcomputer 43. The engine may be either a gasoline engine or a diesel engine. Further, the number of current output lines 15-1 and 15-2 for the coil 13 is not limited to 2, and may be 1 or 3 or more. The power supply voltage may be a voltage other than the battery voltage VB.

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。   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、上述した燃料噴射弁駆動装置としての制御装置の他、当該制御装置を構成要素とするシステム、当該制御装置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 control device as the fuel injection valve driving device described above, a system including the control device as a component, a program for causing a computer to function as the control device, a medium storing the program, and driving of the fuel injection valve The present invention can also be realized in various forms such as a method.

１１（１１−１〜１１−４）…燃料噴射弁、１３（１３−１〜１３−４）…コイル、２１…コンデンサ、２３…昇圧回路、２５（２５−１，２５−２）…電流制御用スイッチ、２７…電流経路切替用スイッチ、４１ａ…電流制御部、５３…切替回路   11 (11-1 to 11-4) ... Fuel injection valve, 13 (13-1 to 13-4) ... Coil, 21 ... Capacitor, 23 ... Booster circuit, 25 (25-1, 25-2) ... Current control Switch, 27 ... current path switching switch, 41a ... current control unit, 53 ... switching circuit

Claims (3)

燃料噴射弁（１１）のコイル（１３）に放電する電気エネルギーが蓄積されるコンデンサ（２１）と、電源電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧で前記コンデンサを充電する昇圧回路（２３）と、を備え、
前記コイルに電流を流す通電期間の開始時から所定の期間である第１期間は、前記コイルに前記コンデンサから放電電流を流し、前記第１期間が終了した後の残りの前記通電期間である第２期間は、前記コイルに一定の電流が流れるように、前記コイルの上流側に電源として前記電源電圧を供給する給電状態と前記コイルの上流側に電源を供給しない非給電状態とを切り替え、前記コイルに前記放電電流と前記一定の電流とを流すことにより前記燃料噴射弁を開弁状態に駆動する燃料噴射弁駆動装置であって、
前記コイルに前記放電電流と前記一定の電流とを流すために、前記コイルの上流側に設けられた電流制御用スイッチ（２５）と、
前記第１期間においては、前記電流制御用スイッチのオンにより前記コンデンサの高電位側端子が前記コイルの上流側に接続されて前記コイルに前記放電電流が流れるようにし、前記第２期間においては、前記電流制御用スイッチのオン／オフにより前記給電状態と前記非給電状態とが切り替わるようにする、スイッチ共用化手段（２７，４１ａ，５３）と、を備え、
前記スイッチ共用化手段（２７，４１ａ，５３）は、
前記コンデンサの前記高電位側端子と、前記電流制御用スイッチの前記コイル側とは反対側の端子である上流側端子との間に設けられ、前記コンデンサから前記電流制御用スイッチへの電流経路を形成する第１状態と、前記電流経路を形成せずに、前記電流制御用スイッチの前記上流側端子に前記電源電圧が供給されるようにする第２状態とに、切り替わるように構成された経路切替手段（２７，５３）と、
前記第１期間においては、前記経路切替手段を前記第１状態にすることで、前記電流制御用スイッチのオンにより前記コンデンサから前記コイルに前記放電電流が流れるようにし、前記第２期間においては、前記経路切替手段を前記第２状態にすることで、前記電流制御用スイッチのオン／オフにより前記給電状態と前記非給電状態とが切り替わるようにする切替制御手段（４１ａ）と、を備えること、
を特徴とする燃料噴射弁駆動装置。 A capacitor (21) in which electrical energy to be discharged is stored in a coil (13) of the fuel injection valve (11), a booster circuit (23) for boosting a power supply voltage and charging the capacitor with the boosted boosted voltage; With
The first period, which is a predetermined period from the start of the energization period for supplying current to the coil, is the remaining energization period after the discharge current is supplied from the capacitor to the coil and the first period ends. The two periods are switched between a power supply state in which the power supply voltage is supplied as a power source to the upstream side of the coil and a non-power supply state in which power is not supplied to the upstream side of the coil so that a constant current flows in the coil, A fuel injection valve driving device for driving the fuel injection valve to open by passing the discharge current and the constant current through a coil;
A current control switch (25) provided on the upstream side of the coil in order to flow the discharge current and the constant current through the coil;
In the first period, by turning on the current control switch, the high potential side terminal of the capacitor is connected to the upstream side of the coil so that the discharge current flows in the coil, and in the second period, Switch sharing means (27, 41a, 53) for switching between the power supply state and the non-power supply state by turning on / off the current control switch ;
The switch sharing means (27, 41a, 53)
A current path from the capacitor to the current control switch is provided between the high potential side terminal of the capacitor and an upstream terminal that is a terminal opposite to the coil side of the current control switch. A path configured to switch between a first state to be formed and a second state in which the power supply voltage is supplied to the upstream terminal of the current control switch without forming the current path. Switching means (27, 53);
In the first period, by setting the path switching means to the first state, the discharge current flows from the capacitor to the coil by turning on the current control switch, and in the second period, Switching control means (41a) for switching the power supply state and the non-power supply state by turning on / off the current control switch by setting the path switching means to the second state;
Fuel injector driving apparatus according to claim. 請求項１に記載の燃料噴射弁駆動装置において、The fuel injection valve driving device according to claim 1, wherein
前記経路切替手段は、  The route switching means is
前記電流制御用スイッチの前記上流側端子を、前記コンデンサの前記高電位側端子と、前記電源電圧とに、切り替えて接続するように構成されていると共に、前記第１状態では、前記電流制御用スイッチの上流側端子と前記コンデンサの前記高電位側端子とを接続し、前記第２状態では、前記電流制御用スイッチの上流側端子と前記電源電圧とを接続するように構成されていること、  The upstream side terminal of the current control switch is configured to be switched and connected to the high potential side terminal of the capacitor and the power supply voltage, and in the first state, the current control switch Connecting the upstream terminal of the switch and the high potential terminal of the capacitor, and in the second state, is configured to connect the upstream terminal of the current control switch and the power supply voltage;
を特徴とする燃料噴射弁駆動装置。  A fuel injection valve driving device. 燃料噴射弁（１１）のコイル（１３）に放電する電気エネルギーが蓄積されるコンデンサ（２１）と、電源電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧で前記コンデンサを充電する昇圧回路（２３）と、を備え、
前記コイルに電流を流す通電期間の開始時から所定の期間である第１期間は、前記コイルに前記コンデンサから放電電流を流し、前記第１期間が終了した後の残りの前記通電期間である第２期間は、前記コイルに一定の電流が流れるように、前記コイルの上流側に電源として前記電源電圧を供給する給電状態と前記コイルの上流側に電源を供給しない非給電状態とを切り替え、前記コイルに前記放電電流と前記一定の電流とを流すことにより前記燃料噴射弁を開弁状態に駆動する燃料噴射弁駆動装置であって、
前記コイルに前記放電電流と前記一定の電流とを流すために、前記コイルの上流側に設けられた電流制御用スイッチ（２５）と、
前記第１期間においては、前記電流制御用スイッチのオンにより前記コンデンサの高電位側端子が前記コイルの上流側に接続されて前記コイルに前記放電電流が流れるようにし、前記第２期間においては、前記電流制御用スイッチのオン／オフにより前記給電状態と前記非給電状態とが切り替わるようにする、スイッチ共用化手段（２７，４１ａ）と、を備え、
前記昇圧回路は、
前記電源電圧が一端に供給される昇圧用コイル（３１）と、
前記昇圧用コイルの他端と前記電源電圧よりも低い基準電位との間の経路上に直列に設けられた昇圧用スイッチ（３３）と、
前記昇圧用コイルの前記他端と前記昇圧用スイッチの前記昇圧用コイル側の端子とを結ぶ経路にアノードが接続され、カソードから、前記コンデンサを充電するための前記昇圧電圧を出力する充電用ダイオード（３５）と、
を備え、前記昇圧用スイッチのオン／オフに伴い前記昇圧用コイルに生じる逆起電圧を前記充電用ダイオードのカソードから前記昇圧電圧として出力する、ＤＣＤＣコンバータであり、
前記コンデンサは、前記充電用ダイオードのカソードと前記基準電位との間の経路上に直列に設けられ、
前記電流制御用スイッチは、前記充電用ダイオードのカソードと前記燃料噴射弁のコイルの上流側との間の経路上に直列に設けられ、
前記スイッチ共用化手段（２７，４１ａ）は、
前記充電用ダイオードのカソードと前記基準電位との間の経路上において、前記コンデンサに対して直列に設けられた電流経路切替用スイッチ（２７）と、
前記第１期間では、前記電流経路切替用スイッチをオンすることで、前記電流制御用スイッチのオンにより前記コンデンサから前記燃料噴射弁のコイルに前記放電電流が流れるようにし、前記第２期間では、前記電流経路切替用スイッチをオフすることで、前記電流制御用スイッチのオンにより前記燃料噴射弁のコイルの上流側に前記昇圧用コイル及び前記充電用ダイオードを介して前記電源電圧が供給されて前記給電状態となり、前記電流制御用スイッチのオフにより前記非給電状態となるようにする切替制御手段（４１ａ）と、を備えること、
を特徴とする燃料噴射弁駆動装置。 A capacitor (21) in which electrical energy to be discharged is stored in a coil (13) of the fuel injection valve (11), a booster circuit (23) for boosting a power supply voltage and charging the capacitor with the boosted boosted voltage; With
The first period, which is a predetermined period from the start of the energization period for supplying current to the coil, is the remaining energization period after the discharge current is supplied from the capacitor to the coil and the first period ends. The two periods are switched between a power supply state in which the power supply voltage is supplied as a power source to the upstream side of the coil and a non-power supply state in which power is not supplied to the upstream side of the coil so that a constant current flows in the coil, A fuel injection valve driving device for driving the fuel injection valve to open by passing the discharge current and the constant current through a coil;
A current control switch (25) provided on the upstream side of the coil in order to flow the discharge current and the constant current through the coil;
In the first period, by turning on the current control switch, the high potential side terminal of the capacitor is connected to the upstream side of the coil so that the discharge current flows in the coil, and in the second period, Switch sharing means (27, 41a) for switching between the power supply state and the non-power supply state by turning on / off the current control switch;
The booster circuit includes:
A boosting coil (31) to which the power supply voltage is supplied at one end;
A boosting switch (33) provided in series on a path between the other end of the boosting coil and a reference potential lower than the power supply voltage;
An anode is connected to a path connecting the other end of the boosting coil and a terminal on the boosting coil side of the boosting switch, and a charging diode that outputs the boosted voltage for charging the capacitor from the cathode (35) and
A DCDC converter that outputs a back electromotive voltage generated in the boosting coil as the boosting switch is turned on / off from the cathode of the charging diode as the boosted voltage,
The capacitor is provided in series on a path between the cathode of the charging diode and the reference potential,
The current control switch is provided in series on a path between the cathode of the charging diode and the upstream side of the coil of the fuel injection valve,
The switch sharing means (27, 41a)
A current path switching switch (27) provided in series with the capacitor on a path between the cathode of the charging diode and the reference potential;
In the first period, by turning on the current path switch, the discharge current flows from the capacitor to the coil of the fuel injection valve by turning on the current control switch, and in the second period, By turning off the current path switching switch, the power supply voltage is supplied to the upstream side of the coil of the fuel injection valve via the boosting coil and the charging diode by turning on the current control switch. Switching control means (41a) to be in a power supply state and to be in the non-power supply state by turning off the current control switch,
A fuel injection valve driving device.
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