JP6418124B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、３気筒の内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁を開閉させるために、燃料噴射弁の電磁負荷に流れる電流を制御する燃料噴射制御装置に関する。

内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁を開閉させるために、燃料噴射弁の電磁負荷に流れる電流を制御する燃料噴射制御装置（インジェクタ制御装置）が、特許文献１に開示されている。この燃料噴射制御装置では、２気筒ごとに、電磁負荷に電力を供給するためのハイサイド回路部（インジェクタ駆動回路部）が共通化されている。

特開２００５−１８０２１７号公報

３気筒の内燃機関の場合、上記した燃料噴射制御装置のように３気筒の電磁負荷に電力を供給するハイサイド回路部を共通化した構成、又は、３気筒の電磁負荷それぞれに対応してハイサイド回路部を設けた構成が知られている。

３気筒でハイサイド回路部を共通化した構成では、共通のハイサイド回路部から、各電磁負荷に順に電力を供給しなければならない。このため、たとえば複数の気筒へ同時期に燃料を噴射するオーバーラップ噴射ができない。このように、ハイサイド回路部を共通化した構成では、気筒数よりも少ないハイサイド回路部により３気筒の燃料噴射ができるものの、燃料噴射の自由度が低い。

一方、気筒ごとにハイサイド回路部を設けた場合、燃料噴射の自由度が高い。しかしながら、気筒ごとにハイサイド回路部が必要である。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、気筒数よりも少ないハイサイド回路部により３気筒の燃料噴射ができ、且つ、燃料噴射の自由度を向上することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひと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、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、３気筒の内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁（ＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３）を開閉させるために、燃料噴射弁の電磁負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）に流れる電流を制御する燃料噴射制御装置であって、
対応する電磁負荷の上流側に配置され、オンすることで対応する電磁負荷に電力を供給するスイッチを備えたハイサイド回路部（ＣＯＭ）としての、内燃機関の第１気筒に対応する電磁負荷である第１電磁負荷（Ｌ１）の上流端子及び内燃機関の第２気筒に対応する電磁負荷である第２電磁負荷（Ｌ２）の上流端子の上流側に設けられた第１ハイサイド回路部（ＣＯＭ１）、及び、第２電磁負荷の上流端子及び内燃機関の第３気筒に対応する電磁負荷である第３電磁負荷（Ｌ３）の上流端子の上流側に設けられた第２ハイサイド回路部（ＣＯＭ２）と、
対応する電磁負荷の下流側に配置され、オンすることで対応する電磁負荷の下流端子をグランドに接続するローサイドスイッチ（Ｑ４）としての、第１電磁負荷の下流側に配置された第１ローサイドスイッチ（Ｑ４１）、第２電磁負荷の下流側に配置された第２ローサイドスイッチ（Ｑ４２）、及び第３電磁負荷の下流側に配置された第３ローサイドスイッチ（Ｑ４３）と、
複数のローサイドスイッチに対してそれぞれ直列に接続され、対応する電磁負荷に流れる電流を検出する複数の電流検出抵抗（Ｒ２）と、
ハイサイド回路部と対応する電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた選択スイッチ（Ｑ５）としての、第１ハイサイド回路部と第１電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第１選択スイッチ（Ｑ５１）、第１ハイサイド回路部と第２電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第２選択スイッチ（Ｑ５２ａ）、第２ハイサイド回路部と第２電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第３選択スイッチ（Ｑ５２ｂ）、及び第２ハイサイド回路部と第３電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第４選択スイッチ（Ｑ５３）と、
複数の電流検出抵抗により検出される電流に基づき、各ハイサイド回路部が備えるスイッチのオンオフ、各ローサイドスイッチのオンオフ、及び各選択スイッチのオンオフを制御する制御部（３０）と、
を備え、
制御部は、
第１ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて第１ハイサイド回路部から第１電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、第１ローサイドスイッチをオン、第２選択スイッチをオフさせるとともに、第１ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように第１選択スイッチをオンさせ、
第１電磁負荷に電力を供給させるタイミングとは異なり、第１ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて第１ハイサイド回路部から第２電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、第２ローサイドスイッチをオン、第１選択スイッチをオフさせるとともに、第２ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように第２選択スイッチをオンさせ、
第２ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて第２ハイサイド回路部から第３電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、第３ローサイドスイッチをオン、第３選択スイッチをオフさせるとともに、第３ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように第４選択スイッチをオンさせ、
第３電磁負荷に電力を供給させるタイミングとは異なり、第２ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて第２ハイサイド回路部から第２電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、第２ローサイドスイッチをオン、第４選択スイッチをオフさせるとともに、第２ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように第３選択スイッチをオンさせる。

これによれば、２つのハイサイド回路部により、３気筒の燃料噴射が可能である。すなわち、気筒数よりも少ないハイサイド回路部により、３気筒の燃料噴射が可能である。

また、第２選択スイッチ及び第３選択スイッチの切り替えにより、第２電磁負荷に対して、いずれのハイサイド回路部からも電力を供給することができる。換言すれば、第１ハイサイド回路部からの電力の供給先は、第１電磁負荷と第２電磁負荷の２つあり、第２ハイサイド回路部からの電力の供給先は、第２電磁負荷と第３電磁負荷の２つある。このため、たとえば、第１ハイサイド回路部から第１電磁負荷に電力を供給しているときに、第２ハイサイド回路部から第２電磁負荷に電力を供給することもできる。また、第２ハイサイド回路部から第３電磁負荷に電力を供給しているときに、第１ハイサイド回路部から第２電磁負荷に電力を供給することもできる。したがって、燃料噴射の自由度を向上することができる。

第１実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成を示す図である。 燃料噴射を説明するためのタイミングチャートである。 第２実施形態に係る燃料噴射制御装置において、燃料噴射を説明するためのタイミングチャートである。 第３実施形態に係る燃料噴射制御装置において、燃料噴射を説明するためのタイミングチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成を説明する。本実施形態の燃料噴射制御装置は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成されている。以下においては、エンジンＥＣＵとしての機能のうち、インジェクタの駆動を制御する機能について説明する。

図１に示す燃料噴射制御装置１０は、車両において、たとえばエンジンコンパートメントに配置されており、３気筒直噴型エンジン（内燃機関）の各気筒に設けられたインジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３の駆動（開閉）を制御する。本実施形態では、ディーゼルエンジンの各気筒に設けられたインジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３の駆動を制御する。

インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３は、それぞれソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３を有している。インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３が燃料噴射弁に相当し、ソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３は電磁負荷に相当する。また、ソレノイドＬ１が第１電磁負荷、ソレノイドＬ２が第２電磁負荷、ソレノイドＬ３が第３電磁負荷に相当する。ソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３はコイルとも称される。インジェクタＩＮＪ１及びソレノイドＬ１は第１気筒に設けられており、インジェクタＩＮＪ２及びソレノイドＬ２は第２気筒に設けられている。インジェクタＩＮＪ３及びソレノイドＬ３は第３気筒に設けられている。

インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３は、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３の通電時にはソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３が生じる電磁力によって開放され、燃料を噴射するようになっている。また、ソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３への非通電時には、インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３に設けられた図示しないバネの付勢力により閉鎖されるようになっている。ソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３の上流端子は燃料噴射制御装置１０の出力端子Ｐ１に接続され、下流端子は出力端子Ｐ２に接続されている。出力端子Ｐ１は上流端子とも称され、出力端子Ｐ２は下流端子とも称される。なお、出力端子Ｐ１１，Ｐ２１がソレノイドＬ１に接続され、出力端子Ｐ１２，Ｐ２２がソレノイドＬ２に接続されている。また、出力端子Ｐ１３，Ｐ２３がソレノイドＬ３に接続されている。

燃料噴射制御装置１０は、コンデンサＣ１と、充電回路部２０と、ハイサイド回路部ＣＯＭと、ローサイドスイッチＱ４と、電流検出用の抵抗Ｒ２と、選択スイッチＱ５と、制御部３０と、を備えている。

コンデンサＣ１は、電解コンデンサである。コンデンサＣ１は、開弁駆動時に各ソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３に印加するエネルギを蓄える。コンデンサＣ１は昇圧電源とも称される。

充電回路部２０は、直流電圧であるバッテリ電圧ＶＢを昇圧して、コンデンサＣ１を充電する回路である。充電回路部２０は、コンデンサＣ１とともに昇圧回路を構成する。充電回路部２０は、インダクタＬ４と、充電スイッチＱ１と、抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１と、を有している。インダクタＬ４は、コイルとも称される。

燃料噴射制御装置１０の電源端子Ｐ３にはバッテリ電圧ＶＢが供給される。電源端子Ｐ３には、電源ライン２１が接続されている。インダクタＬ４の一端は電源ライン２１に接続されており、インダクタＬ４の他端には、充電スイッチＱ１が接続されている。本実施形態では、充電スイッチＱ１としてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。充電スイッチＱ１のドレインがインダクタＬ４に接続され、ソースが抵抗Ｒ１を介してグランドに接続されている。

インダクタＬ４と充電スイッチＱ１との接続点には、逆流阻止用のダイオードＤ１のアノードが接続されている。充電スイッチＱ１と抵抗Ｒ１との接続点とダイオードＤ１のカソードとの間には、コンデンサＣ１が配置されている。コンデンサＣ１の正極がダイオードＤ１のカソードに接続され、負極が充電スイッチＱ１と抵抗Ｒ１との接続点に接続されている。

ハイサイド回路部ＣＯＭは、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３の上流側に配置され、オンすることで対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３に電力を供給するスイッチを備えた回路である。ハイサイド回路部ＣＯＭは、ソレノイドＬ１，Ｌ２に対して電力を供給可能な第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１と、ソレノイドＬ２，Ｌ３に対して電力を供給可能な第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２と、を有している。このように、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１は、ソレノイドＬ１，ｌ２に共通の回路であり、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２は、ソレノイドＬ２，Ｌ３に共通の回路である。したがって、ハイサイド回路部ＣＯＭは、コモン回路とも称される。

ハイサイド回路部ＣＯＭは、放電スイッチＱ２ａ，Ｑ２ｂと、定電流スイッチＱ３ａ，Ｑ３ｂと、を有している。第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１が放電スイッチＱ２ａと定電流スイッチＱ３ａを有し、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２が放電スイッチＱ２ｂと定電流スイッチＱ３ｂを有している。

放電スイッチＱ２ａは、ソレノイドＬ１，Ｌ２の上流端子、すなわち出力端子Ｐ１１，Ｐ１２とコンデンサＣ１との間に配置され、オンすることで、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギ（バッテリ電圧ＶＢを昇圧してなる充電電圧）を、出力端子Ｐ１１，Ｐ１２を介してソレノイドＬ１，Ｌ２に放電させるスイッチである。放電スイッチＱ２ｂは、ソレノイドＬ２，Ｌ３の上流端子、すなわち出力端子Ｐ１２，Ｐ１３とコンデンサＣ１との間に配置され、オンすることで、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギ（充電電圧）を、出力端子Ｐ１２，Ｐ１３を介してソレノイドＬ２，Ｌ３に放電させるスイッチである。本実施形態では、放電スイッチＱ２ａ，Ｑ２ｂとして、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。放電スイッチＱ２ａ，Ｑ２ｂのソースは、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１との接続点、すなわちコンデンサＣ１の正極に接続されている。

定電流スイッチＱ３ａは、ソレノイドＬ１，Ｌ２の上流端子、すなわち出力端子Ｐ１１，Ｐ１２に対して上流側に配置され、オンすることで、出力端子Ｐ１１，Ｐ１２を介してソレノイドＬ１，Ｌ２にバッテリ電圧ＶＢを供給するスイッチである。定電流スイッチＱ３ｂは、ソレノイドＬ２，Ｌ３の上流端子、すなわち出力端子Ｐ１２，Ｐ１３に対して上流側に配置され、オンすることで、出力端子Ｐ１２，Ｐ１３を介してソレノイドＬ２，Ｌ３にバッテリ電圧ＶＢを供給するスイッチである。本実施形態では、定電流スイッチＱ３ａ，Ｑ３ｂとして、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。定電流スイッチＱ３ａ，Ｑ３ｂのソースは電源ライン２１に接続されている。

さらに、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１はダイオードＤ２ａ，Ｄ３ａを有し、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２はダイオードＤ２ｂ，Ｄ３ｂを有している。ダイオードＤ２ａ，Ｄ２ｂのアノードは、対応する定電流スイッチＱ３ａ，Ｑ３ｂのドレインに接続され、カソードは対応する放電スイッチＱ２ａ，Ｑ２ｂのドレインに接続されている。ダイオードＤ２ａと放電スイッチＱ２ａの接続点とグランドとの間には、還流用のダイオードＤ３ａがアノードをグランド側にして配置されている。同じく、ダイオードＤ２ｂと放電スイッチＱ２ｂの接続点とグランドとの間には、還流用のダイオードＤ３ｂがアノードをグランド側にして配置されている。

ローサイドスイッチＱ４は、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３の下流側に配置され、オンすることで対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３の下流端子をグランドに接続する。ローサイドスイッチＱ４がオンすることで、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３に電流が流れるため、駆動スイッチとも称される。また、ソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３ごとに設けられるため、気筒選択スイッチとも称される。

ローサイドスイッチＱ４は、ソレノイドＬ１の下流側に配置された第１ローサイドスイッチＱ４１と、ソレノイドＬ２の下流側に配置された第２ローサイドスイッチＱ４２と、ソレノイドＬ３の下流側に配置された第３ローサイドスイッチＱ４３と、を有している。本実施形態では、ローサイドスイッチＱ４（Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３）として、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。ローサイドスイッチＱ４のソースは、対応する電流検出用の抵抗Ｒ２を介してグランドに接続されている。一方、ドレインは、対応する出力端子Ｐ２を介して、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３の下流端子に接続されている。

抵抗Ｒ２は、対応するローサイドスイッチＱ４に直列に接続されており、ローサイドスイッチＱ４がオンしているときに、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３に流れる電流を検出するための抵抗である。抵抗Ｒ２は、抵抗Ｒ２１と、抵抗Ｒ２２と、抵抗Ｒ２３と、を有している。抵抗Ｒ２（Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３）が、電流検出抵抗に相当する。第１ローサイドスイッチＱ４１のソースは、抵抗Ｒ２１を介してグランドに接続され、ドレインは、出力端子Ｐ２１を介してソレノイドＬ１の下流側に接続されている。第２ローサイドスイッチＱ４２のソースは、抵抗Ｒ２２を介してグランドに接続され、ドレインは、出力端子Ｐ２２を介してソレノイドＬ２の下流側に接続されている。第３ローサイドスイッチＱ４３のソースは、抵抗Ｒ２３を介してグランドに接続され、ドレインは、出力端子Ｐ２３を介してソレノイドＬ３の下流側に接続されている。

ローサイドスイッチＱ４のゲートには、制御部３０の出力ポートＰ４から制御信号が入力される。制御部３０は、ローサイドスイッチＱ４に対する出力ポートＰ４として、第１出力ポートＰ４１と、第２出力ポートＰ４２ａと、第３出力ポートＰ４２ｂと、第４出力ポートＰ４３と、を有している。第１出力ポートＰ４１から出力された制御信号が、第１ローサイドスイッチＱ４１のゲートに入力される。第２出力ポートＰ４２ａから出力された制御信号が、第２ローサイドスイッチＱ４２のゲートに入力される。第３出力ポートＰ４２ｂから出力された制御信号が、第２ローサイドスイッチＱ４２のゲートに入力される。第４出力ポートＰ４３から出力された制御信号が、第３ローサイドスイッチＱ４３のゲートに入力される。このように、第２ローサイドスイッチＱ４２には、第２出力ポートＰ４２ａ及び第３出力ポート４２ｂから制御信号の入力が可能となっている。

なお、第２出力ポートＰ４２ａと第２ローサイドスイッチＱ４２のゲートとの間には、アノードを第２出力ポートＰ４２ａ側として逆流阻止用のダイオードＤ４ａが設けられている。また、第３出力ポートＰ４２ｂと第２ローサイドスイッチＱ４２のゲートとの間には、アノードを第３出力ポートＰ４２ｂ側として逆流阻止用のダイオードＤ４ｂが設けられている。

選択スイッチＱ５は、ハイサイド回路部ＣＯＭと対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３の上流端子（すなわち出力端子Ｐ１）との通電経路に設けられ、ハイサイド回路部ＣＯＭから供給される電力を印加する対象を選択する。選択スイッチＱ５は、第１選択スイッチＱ５１と、第２選択スイッチＱ５２ａと、第３選択スイッチＱ５２ｂと、第４選択スイッチＱ５３と、を有している。

第１選択スイッチＱ５１は、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１とソレノイドＬ１の上流端子（出力端子Ｐ１１）との通電経路に設けられている。このため、第１選択スイッチＱ５１がオンすると、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ１に電力が供給可能となる。第２選択スイッチＱ５２ａは、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１とソレノイドＬ２の上流端子（出力端子Ｐ１２）との通電経路に設けられている。このため、第２選択スイッチＱ５２ａがオンすると、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ２に電力が供給可能となる。

第３選択スイッチＱ５２ｂは、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２とソレノイドＬ２の上流端子（出力端子Ｐ１２）との通電経路に設けられている。このため、第３選択スイッチＱ５２ｂがオンすると、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ２に電力が供給可能となる。第４選択スイッチＱ５３は、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２とソレノイドＬ３の上流端子（出力端子Ｐ１３）との通電経路に設けられている。このため、第４選択スイッチＱ５３がオンすると、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ３に電力が供給可能となる。

本実施形態では、第１出力端子Ｐ１から出力される制御信号が第１選択スイッチＱ５１のゲートに入力され、第２出力端子Ｐ２から出力される制御信号が第２選択スイッチＱ５２ａのゲートに入力される。また、第３出力ポートＰ４２ｂから出力される制御信号が第３選択スイッチＱ５２ｂに入力され、第４出力ポートＰ４３から出力される制御信号が第４選択スイッチＱ５３に入力される。このため、第１ローサイドスイッチＱ４１のオンオフに同期して第１選択スイッチＱ５１がオンオフされる。また、第２出力ポートＰ４２ａからの出力による第２ローサイドスイッチＱ４２のオンオフに同期して第２選択スイッチＱ５２ａがオンオフされる。第３出力ポートＰ４２ｂからの出力による第２ローサイドスイッチＱ４２のオンオフに同期して第３選択スイッチＱ５２ｂがオンオフされる。第３ローサイドスイッチＱ４３のオンオフに同期して第４選択スイッチＱ５３がオンオフされる。

制御部３０は、充電回路部２０の駆動、すなわち充電スイッチＱ１のオンオフを制御する。また、制御部３０は、ハイサイド回路部ＣＯＭが備えるスイッチ、すなわち放電スイッチＱ２ａ，Ｑ２ｂのオンオフ、及び、定電流スイッチＱ３ａ，Ｑ３ｂのオンオフを制御する。また、制御部３０は、ローサイドスイッチＱ４（Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３）のオンオフ、及び、選択スイッチＱ５（Ｑ５１，Ｑ５２ａ，Ｑ５２ｂ，Ｑ５３）のオンオフを制御する。

制御部３０が提供する手段及び／又は機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。たとえば制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。

本実施形態の燃料噴射制御装置１０は、上記したようにエンジンＥＣＵとして構成されている。そして、制御部３０が、図示しないマイコン及び制御ＩＣにより構成されている。

制御部３０は、コンデンサＣ１の正極側の電圧、すなわちコンデンサＣ１の充電電圧を取得する。充電電圧は、たとえば図示しない抵抗により分圧されて、制御部３０に入力される。制御部３０は、充電電圧が所定の閾値電圧以下になると、充電回路部２０を駆動、具体的には充電スイッチＱ１を繰り返しオンオフさせることで、充電電圧が目標電圧（たとえば満充電電圧）となるようにコンデンサＣ１を充電させる。充電スイッチＱ１をオンさせると、インダクタＬ４及び充電スイッチＱ１を通じて抵抗Ｒ１に電流（充電電流）が流れる。充電スイッチＱ１をオフさせると、インダクタＬ４に蓄積されたエネルギが、ダイオードＤ１を通じてコンデンサＣ１に移り、充電電圧は上昇する。このとき、抵抗Ｒ１に充電電流が流れる。制御部３０は、噴射のためにコンデンサＣ１から放電が行われた後、次の放電が開始されるまでの間に、コンデンサＣ１を充電させる。

制御部３０のマイコンは、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン水温など、各種センサにて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、気筒ごとの噴射指令信号を生成し、制御ＩＣに出力する。マイコンは、開弁を指示する期間において、噴射指令信号として電圧レベルがＨレベルの信号を出力し、閉弁を指示する期間において噴射指令信号としてＬレベルの信号を出力する。

制御ＩＣは、取得した噴射指令信号及び抵抗Ｒ２（Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３）により取得した電流（駆動電流）に基づき、各スイッチＱ２ａ，Ｑ２ｂ，Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４，Ｑ５のオンオフを制御して、対応するインジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３を開弁させる。すなわち、燃料噴射を制御する。

制御部３０は、インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３ごとに、エンジンの１燃焼サイクル中における噴射回数を制御する機能を有している。ここで、１燃焼サイクルとは、エンジンの燃焼サイクルの１周期（吸入行程−圧縮行程−膨張行程−排気行程）、すなわち１燃焼行程を示す。制御部３０は、１度の燃焼サイクル中に燃料を複数回に分けて所定の時間間隔で噴射、すなわち多段噴射するよう制御する。多段噴射は、マルチ噴射とも称される。

本実施形態では、制御部３０が、インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３ごとに、エンジンの１燃焼サイクル中における噴射回数を５回とする。この５段噴射のうち、２段がプレ噴射、１段がメイン噴射、２段がアフター噴射である。プレ噴射は、メイン噴射の前の噴射である。プレ噴射により、メイン噴射の前に火種をつくり、たとえばＮＯｘや燃焼騒音を低減することができる。アフター噴射は、メイン噴射の後の噴射である。アフター噴射により、燃え残った燃料を完全燃焼させ、ＰＭを低減することができる。

制御部３０は、５段噴射の各段において、ピーク電流制御及び定電流制御をそれぞれ実行する。その際、インジェクタＩＮＪ１については、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１から電力を供給させる。インジェクタＩＮＪ３については、第２ハイサイド回路部Ｃ０Ｍ２から電力を供給させる。インジェクタＩＮＪ２については、５段噴射の途中で、電力供給元を、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１から第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２に切り替える。制御部３０は、第２選択スイッチＱ５２ａのオン期間と、第３選択スイッチＱ５２ｂのオン期間とが重ならないように制御する。すなわち、インジェクタＩＮＪ２に対する第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からの電力供給タイミングと、インジェクタＩＮＪ２に対する第２ハイサイド回路部Ｃ０Ｍ２からの電力供給タイミングが重ならないように、制御部３０が、第２選択スイッチＱ５２ａ及び第３選択スイッチＱ５２ｂのオンオフを制御する。

制御部３０は、３気筒のうちの２気筒へ同時期に燃料を噴射させるオーバーラップ噴射制御の機能も有している。オーバーラップ噴射は、多重噴射とも称される。本実施形態では、後述するように、インジェクタＩＮＪ１のアフター噴射とインジェクタＩＮＪ２のプレ噴射がオーバーラップし、インジェクタＩＮＪ２のアフター噴射とインジェクタＩＮＪ３のプレ噴射がオーバーラップするように、噴射タイミングを制御する。

次に、図２に基づき、制御部３０が実行する燃料噴射制御処理について説明する。

先ず、インジェクタＩＮＪ１について説明する。制御部３０は、インジェクタＩＮＪ１に対する５段噴射の各段において、ピーク電流制御及び定電流制御をそれぞれ実行する。図２に示す時刻ｔ１において、インジェクタＩＮＪ１に対する噴射指令信号がＨレベルになると、Ｈレベルの期間の初期、すなわちソレノイドＬ１の駆動期間の初期において、制御部３０はインジェクタＩＮＪ１に対してピーク電流制御を実行する。制御部３０は、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１の放電スイッチＱ２ａ、第１ローサイドスイッチＱ４１、第１選択スイッチＱ５１をオンさせる。このとき、第２選択スイッチＱ５２ａについてはオフさせておく。本実施形態では、第１出力ポート４１からの制御信号により、第１ローサイドスイッチＱ４１及び第１選択スイッチＱ５１が同じ期間においてオンする。

放電スイッチＱ２ａがオンされる期間であるピーク電流制御期間では、コンデンサＣ１からソレノイドＬ１に電圧が印加され、その放電エネルギにより、ソレノイドＬ１に流れる駆動電流が急激に立ち上がってインジェクタＩＮＪ１が開弁する。なお、ピーク電流制御期間において定電流スイッチＱ３ａをオンさせてもよい。これにより、放電スイッチＱ２ａなどの故障によってコンデンサＣ１の充電電圧がソレノイドＬ１に供給できなくなっても、インジェクタＩＮＪ１を開弁させることが可能となる。

駆動電流が所定のピーク電流値に達すると、制御部３０は、放電スイッチＱ２ａをオフさせる。これにより、ピーク電流制御期間が終了となる。ピーク電流制御期間において定電流スイッチＱ３ａをオンさせる場合、あわせて定電流スイッチＱ３ａもオフさせる。第１ローサイドスイッチＱ４１については、継続してオンさせておく。

ピーク電流制御期間が終了してから駆動期間が終了するまでの定電流制御期間において、制御部３０は、定電流制御を実行する。制御部３０は、抵抗Ｒ２１により検出される駆動電流が、所定の下限電流値まで低下すると、定電流スイッチＱ３ａをオンさせる。定電流スイッチＱ３ａをオンさせると、駆動電流は上昇する。駆動電流が所定の上限電流値まで上昇すると、定電流スイッチＱ３ａをオフさせる。これにより、駆動電流が低下する。上限電流値は、ピーク電流値よりも小さい値が設定されている。

このように、制御部３０は、抵抗Ｒ２１により検出される駆動電流が下限電流値以上、上限電流値以下となるように、定電流スイッチＱ３ａのオンオフを制御する。これにより定電流制御期間では、駆動電流として、ピーク電流値よりも小さい所定の保持電流、すなわちほぼ一定の電流が、ソレノイドＬ１に通電される。これにより、インジェクタＩＮＪ１の開弁状態が保持される。噴射指令信号がＬレベルになると、制御部３０は、定電流スイッチＱ３ａ、第１ローサイドスイッチＱ４１、及び第１選択スイッチＱ５１をオフさせ、所定段におけるインジェクタＩＮＪ１の開弁処理を終了する。なお、定電流制御期間において、定電流スイッチＱ３ａをオンさせておき、第１ローサイドスイッチＱ４１をオンオフさせることで、一定電流に保持することもできる。この場合、第１ローサイドスイッチＱ４１のオンオフに同期して、第１選択スイッチＱ５１がオンオフすることとなる。

上記したように、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からの出力信号により、インジェクタＩＮＪ１は開弁される。図２では、放電スイッチＱ２ａのオンによる出力信号と、定電流スイッチＱ３ａのオンによる出力信号とを、まとめてＣＯＭ１出力信号と示している。なお、図２に示すように、制御部３０は、メイン噴射において、定電流制御期間を、他の噴射（プレ噴射及びアフター噴射）の定電流期間の約２倍の時間としている。これにより、メイン噴射での燃料噴射量を確保することができる。なお、他のインジェクタＩＮＪ２，ＩＮＪ３のメイン噴射でも同様である。図２に示す時刻ｔ２は、インジェクタＩＮＪ１のアフター噴射の開始タイミングであり、時刻ｔ３は、一燃焼サイクルでのインジェクタＩＮＪ１の噴射終了タイミングである。

次に、インジェクタＩＮＪ２について説明する。時刻ｔ２になると、制御部３０は、インジェクタＩＮＪ２のプレ噴射を実行する。すなわち、時刻ｔ２〜ｔ３の期間において、インジェクタＩＮＪ１の２段のアフター噴射と同時期に、インジェクタＩＮＪ２の２段のプレ噴射を実行する。制御部３０は、プレ噴射の実行後、すなわち時刻ｔ３の後に、インジェクタＩＮＪ２のメイン噴射を実行する。そして、時刻ｔ４になると、制御部３０は、インジェクタＩＮＪ２のアフター噴射を実行し、時刻ｔ５で、一燃焼サイクルでのインジェクタＩＮＪ２の噴射が終了となる。

上記したように、時刻ｔ２〜ｔ３において、インジェクタＩＮＪ１に第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１から電力が供給されているため、インジェクタＩＮＪ２のプレ噴射は、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からの電力供給によりなされる。また、図２に示す例では、続くメイン噴射も、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からの電力供給によりなされる。

制御部３０は、インジェクタＩＮＪ２に対する２段のプレ噴射及び１段のメイン噴射の各段において、ピーク電流制御及び定電流制御をそれぞれ実行する。制御部３０は、時刻ｔ２において、インジェクタＩＮＪ２に対する噴射指令信号がＨレベルになると、ソレノイドＬ２の駆動期間の初期において、ピーク電流制御を実行する。制御部３０は、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２の放電スイッチＱ２ｂ、第２ローサイドスイッチＱ４２、第３選択スイッチＱ５２ｂをオンさせる。このとき、第２選択スイッチＱ５２ａ及び第４選択スイッチＱ５３についてはオフさせておく。本実施形態では、第３出力ポート４２ｂからの制御信号により、第２ローサイドスイッチＱ４２及び第３選択スイッチＱ５２ｂが同じ期間においてオンする。駆動電流が所定のピーク電流値に達すると、制御部３０は、放電スイッチＱ２ｂをオフさせる。これにより、ピーク電流制御期間が終了となる。

ピーク電流制御期間が終了してから駆動期間が終了するまでの定電流制御期間において、制御部３０は、定電流制御を実行する。制御部３０は、抵抗Ｒ２２により検出される駆動電流が下限電流値以上、上限電流値以下となるように、定電流スイッチＱ３ｂのオンオフを制御する。これにより、定電流制御期間では、インジェクタＩＮＪ２の開弁状態が保持される。噴射指令信号がＬレベルになると、制御部３０は、定電流スイッチＱ３ｂ、第２ローサイドスイッチＱ４２、及び第３選択スイッチＱ５２ｂをオフさせ、インジェクタＩＮＪ２の開弁処理を終了する。この定電流制御期間において、定電流スイッチＱ３ｂをオンさせておき、第２ローサイドスイッチＱ４２をオンオフさせることで、一定電流に保持することもできる。この場合、第２ローサイドスイッチＱ４２に同期して、第３選択スイッチＱ５２ｂがオンオフすることとなる。

このように、インジェクタＩＮＪ２のプレ噴射及びメイン噴射において、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からの出力信号により、インジェクタＩＮＪ２は開弁される。図２では、放電スイッチＱ２ｂのオンによる出力信号と、定電流スイッチＱ３ｂのオンによる出力信号とを、まとめてＣＯＭ２出力信号と示している。

一方、インジェクタＩＮＪ２のアフター噴射は、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１から電力供給によりなされる。制御部３０は、ソレノイドＬ２の駆動期間の初期において、ピーク電流制御を実行する。制御部３０は、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１の放電スイッチＱ２ａ、第２ローサイドスイッチＱ４２、第２選択スイッチＱ５２ａをオンさせる。このとき、第３選択スイッチＱ５２ｂ及び第１選択スイッチＱ５１についてはオフさせておく。本実施形態では、第２出力ポート４２ａからの制御信号により、第２ローサイドスイッチＱ４２及び第２選択スイッチＱ５２ａが同じ期間においてオンする。駆動電流が所定のピーク電流値に達すると、制御部３０は、放電スイッチＱ２ａをオフさせる。これにより、ピーク電流制御期間が終了となる。

ピーク電流制御期間が終了してから駆動期間が終了するまでの定電流制御期間において、制御部３０は、定電流制御を実行する。制御部３０は、抵抗Ｒ２２により検出される駆動電流が下限電流値以上、上限電流値以下となるように、定電流スイッチＱ３ａのオンオフを制御する。これにより、定電流制御期間では、インジェクタＩＮＪ２の開弁状態が保持される。噴射指令信号がＬレベルになると、制御部３０は、定電流スイッチＱ３ａ、第２ローサイドスイッチＱ４２、及び第２選択スイッチＱ５２ａをオフさせ、インジェクタＩＮＪ２の開弁処理を終了する。この定電流制御期間において、定電流スイッチＱ３ａをオンさせておき、第２ローサイドスイッチＱ４２をオンオフさせることで、一定電流に保持することもできる。この場合、第２ローサイドスイッチＱ４２に同期して、第２選択スイッチＱ５２ａがオンオフすることとなる。

このように、インジェクタＩＮＪ２のアフター噴射において、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からの出力信号により、インジェクタＩＮＪ２は開弁される。なお、図２では、メイン噴射を第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からの電力により行う例を示した。しかしながら、メイン噴射を第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からの電力により行うようにしてもよい。

次に、インジェクタＩＮＪ３について説明する。時刻ｔ４になると、制御部３０は、インジェクタＩＮＪ３のプレ噴射を実行する。すなわち、時刻ｔ４〜ｔ５の期間において、インジェクタＩＮＪ２の２段のアフター噴射と同時期に、インジェクタＩＮＪ３の２段のプレ噴射を実行する。制御部３０は、プレ噴射の実行後、すなわち時刻ｔ５の後に、インジェクタＩＮＪ３のメイン噴射を実行する。そして、メイン噴射後、制御部３０は、インジェクタＩＮＪ２のアフター噴射を実行し、一燃焼サイクルでのインジェクタＩＮＪ３の噴射が終了となる。

制御部３０は、時刻ｔ４においてインジェクタＩＮＪ３に対する噴射指令信号がＨレベルになると、ソレノイドＬ１の駆動期間の初期において、インジェクタＩＮＪ３に対してピーク電流制御を実行する。制御部３０は、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２の放電スイッチＱ２ｂ、第３ローサイドスイッチＱ４３、第４選択スイッチＱ５３をオンさせる。このとき、第３選択スイッチＱ５２ｂについてはオフさせておく。本実施形態では、第３出力ポート４３からの制御信号により、第３ローサイドスイッチＱ４３及び第４選択スイッチＱ５３が同じ期間においてオンする。駆動電流が所定のピーク電流値に達すると、制御部３０は、放電スイッチＱ２ｂをオフさせる。これにより、ピーク電流制御期間が終了となる。

ピーク電流制御期間が終了してから駆動期間が終了するまでの定電流制御期間において、制御部３０は、定電流制御を実行する。制御部３０は、抵抗Ｒ２３により検出される駆動電流が下限電流値以上、上限電流値以下となるように、定電流スイッチＱ３ｂのオンオフを制御する。これにより、定電流制御期間では、インジェクタＩＮＪ３の開弁状態が保持される。噴射指令信号がＬレベルになると、制御部３０は、定電流スイッチＱ３ｂ、第３ローサイドスイッチＱ４３、及び第４選択スイッチＱ５３をオフさせ、インジェクタＩＮＪ３の開弁処理を終了する。この定電流制御期間において、定電流スイッチＱ３ｂをオンさせておき、第３ローサイドスイッチＱ４３をオンオフさせることで、一定電流に保持することもできる。この場合、第３ローサイドスイッチＱ４３に同期して、第４選択スイッチＱ５３がオンオフすることとなる。

このように、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からの出力信号により、インジェクタＩＮＪ３は開弁される。

次に、上記した燃料噴射制御装置１０の効果について説明する。

制御部３０は、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ１に電力を供給させるタイミング、すなわちインジェクタＩＮＪ１の噴射タイミングにおいて、第１ローサイドスイッチＱ４１をオン、第２選択スイッチＱ５２ａをオフさせるとともに、第１ローサイドスイッチＱ４１のオンタイミングに重なるように第１選択スイッチＱ５１をオンさせる。これにより、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ２には電力が供給されず、ソレノイドＬ１に電力が供給され、ソレノイドＬ１に駆動電流が流れてインジェクタＩＮＪ１が開弁する。

また、制御部３０は、ソレノイドＬ１に電力を供給させるタイミングとは異なり、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ２に電力を供給させるタイミングにおいて、第２ローサイドスイッチＱ４２をオン、第１選択スイッチＱ５１をオフさせるとともに、第２ローサイドスイッチＱ４２のオンタイミングに重なるように第２選択スイッチＱ５２ａをオンさせる。これにより、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ２に電力が供給され、ソレノイドＬ１には電力が供給されず、ソレノイドＬ２に駆動電流が流れてインジェクタＩＮＪ２が開弁する。

また、制御部３０は、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ３に電力を供給させるタイミングにおいて、第３ローサイドスイッチＱ４３をオン、第３選択スイッチＱ５２ｂをオフさせるとともに、第３ローサイドスイッチＱ４３のオンタイミングに重なるように第４選択スイッチＱ５３をオンさせる。これにより、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ３に電力が供給され、ソレノイドＬ２には電力が供給されず、ソレノイドＬ３に駆動電流が流れてインジェクタＩＮＪ３が開弁する。

また、制御部３０は、ソレノイドＬ３に電力を供給させるタイミングとは異なり、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ２に電力を供給させるタイミングにおいて、第２ローサイドスイッチＱ４２をオン、第４選択スイッチＱ５３をオフさせるとともに、第２ローサイドスイッチＱ４２のオンタイミングに重なるように第３選択スイッチＱ５２ｂをオンさせる。これにより、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ２に電力が供給され、ソレノイドＬ３に電力が供給されず、ソレノイドＬ２に駆動電流が流れてインジェクタＩＮＪ２が開弁する。

このように、エンジンの気筒数よりも少ない２つのハイサイド回路部ＣＯＭ（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）により、３気筒のインジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３の燃料噴射が可能である。

また、第２選択スイッチＱ５２ａ及び第３選択スイッチＱ５２ｂの切り替えにより、ソレノイドＬ２に対して、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１及び第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２のいずれからも電力を供給することができる。換言すれば、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からの電力の供給先は、ソレノイドＬ１，Ｌ２の２つあり、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からの電力の供給先は、ソレノイドＬ２，Ｌ３の２つある。このため、燃料噴射の自由度を向上することができる。したがって、燃料噴射の自由度を向上することができる。

なお、第２選択スイッチＱ５２ａのオン期間と、第３選択スイッチＱ５２ｂのオン期間とが重なるように、たとえばオン期間が同時期となるように、制御部３０が第２選択スイッチＱ５２ａ及び第３選択スイッチＱ５２ｂのオンオフを制御することもできる。たとえば、図２に示した時刻ｔ３〜ｔ４において、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からもメイン噴射用の電力を出力し、第２選択スイッチＱ５２ａをオンさせてもよい。しかしながら、第２選択スイッチＱ５２ａ及び第３選択スイッチＱ５２ｂのオンオフのタイミングがわずかでもずれると、燃料噴射の精度が低下する。これに対し、本実施形態では、制御部３０が、第２選択スイッチＱ５２ａのオン期間と、第３選択スイッチＱ５２ｂのオン期間とが重ならないように制御する。これにより、２つのハイサイド回路部ＣＯＭ（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）からソレノイドＬ２に対して電力が供給されるタイミングが異なるため、燃料を精度よく噴射させることができる。

また、本実施形態では、第２選択スイッチＱ５２ａ及び第３選択スイッチＱ５２ｂの切り替えにより、ソレノイドＬ２に対して、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１及び第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２のいずれからも電力を供給できることを利用し、多段噴射の途中でソレノイドＬ２に電力を供給するハイサイド回路部ＣＯＭ（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）を切り替える。これにより、インジェクタＩＮＪ２のプレ噴射をインジェクタＩＮＪ１のアフター噴射とオーバーラップさせ、インジェクタＩＮＪ２のアフター噴射をインジェクタＩＮＪ３のプレ噴射とオーバーラップさせることができる。なお、インジェクタＩＮＪ２のプレ噴射及びアフター噴射の一方のみを、他のインジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ３の噴射とオーバーラップさせることもできる。たとえば、インジェクタＩＮＪ２のプレ噴射及びアフター噴射のうち、インジェクタＩＮＪ２のプレ噴射のみをインジェクタＩＮＪ１のアフター噴射とオーバーラップさせてもよい。

また、本実施形態では、制御部３０が、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ１に電力を供給させるタイミングにおいて、第１ローサイドスイッチＱ４１のオンオフに同期させて第１選択スイッチＱ５１をオンオフさせる。また、第１ハイサイド回路部ＣＯＭ１からソレノイドＬ２に電力を供給させるタイミングにおいて、第２ローサイドスイッチＱ４２のオンオフに同期させて第２選択スイッチＱ５２ａをオンオフさせる。また、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ２に電力を供給させるタイミングにおいて、第２ローサイドスイッチＱ４２のオンオフに同期させて第３選択スイッチＱ５２ｂをオンオフさせる。さらには、第２ハイサイド回路部ＣＯＭ２からソレノイドＬ３に電力を供給させるタイミングにおいて、第３ローサイドスイッチＱ４３のオンオフに同期させて第４選択スイッチＱ５３をオンオフさせる。このように、互いに対応するローサイドスイッチＱ４と選択スイッチＱ５のオンオフ（オン期間）を同期させるため、制御部３０の構成、ひいては燃料噴射制御装置１０を簡素化することができる。

特に本実施形態では、同期の一例として、制御信号を出力する出力ポートＰ４が共通化されている。具体的には、第１出力ポートＰ４１から出力される制御信号により、第１選択スイッチＱ５１及び第１ローサイドスイッチＱ４１のオンオフがともに制御される。また、第２出力ポートＰ４２ａから出力される制御信号により、第２選択スイッチＱ５２ａ及び第２ローサイドスイッチＱ４２のオンオフがともに制御される。また、第３出力ポートＰ４２ｂから出力される制御信号により、第３選択スイッチＱ５２ｂ及び第２ローサイドスイッチＱ４２のオンオフがともに制御される。さらには、第４出力ポートＰ４３から出力される制御信号により、第４選択スイッチＱ５３及び第３ローサイドスイッチＱ４３のオンオフがともに制御される。これによれば、制御部３０の構成、ひいては燃料噴射制御装置１０をさらに簡素化することができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した燃料噴射制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

第１実施形態では、オーバーラップ噴射の例を示した。これに対し、本実施形態では、図３に示すように、各インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３の燃料噴射が同時期に行われていない。具体的には、インジェクタＩＮＪ１の５段噴射の終了後、次いでインジェクタＩＮＪ２の５段噴射が実行され、その後、インジェクタＩＮＪ３の５段噴射が実行されている。このように、オーバーラップ噴射しない形態にも、適用することができる。

（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した燃料噴射制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、制御部３０が、抵抗Ｒ２（Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３）により検出される電流に基づいて、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３に異常が生じたことを検出する機能を有している。

たとえば、インジェクタＩＮＪ１の上流端子がグランドショートした場合、以後、抵抗Ｒ２１に電流が流れないか、流れたとしても通常時に流れる電流値よりも低くなり、検出閾値以下となる。また、インジェクタＩＮＪ１の上流端子がバッテリショート（バッテリ電圧ＶＢ）した場合、ピーク電流制御時において、抵抗Ｒ２１に電流が流れないか、流れたとしても検出閾値以下となる。また、インジェクタＩＮＪ１の下流端子がグランドショートした場合、以後、抵抗Ｒ２１に電流が流れないか、流れたとしても検出閾値以下となる。また、インジェクタＩＮＪ１の下流端子がバッテリショートした場合、以後、定電流スイッチＱ３ａのオフタイミングでも、第１ローサイドスイッチＱ４１のオンタイミングであれば電流が流れる。また、インジェクタＩＮＪ１の上流端子と下流端子がショートした場合、ソレノイドＬ１での消費分がなくなり、抵抗Ｒ２１に流れる電流値が目標値から大きくずれることとなる。したがって、抵抗Ｒ２１の両端電圧と所定の閾値とを比較することで、ソレノイドＬ１に異常が生じたことを検出することができる。なお、他のソレノイドＬ２，Ｌ３についても同様である。

そして、制御部３０は、異常が生じたソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３に対応する選択スイッチＱ５を、異常の検出後において継続してオフさせる。図４では、インジェクタＩＮＪ１の５段噴射の途中、具体的には時刻ｔ２と時刻ｔ３の間の時間で、ソレノイドＬ２の異常を制御部３０が検出した例を示している。図４では、ソレノイドＬ２の異常として、ソレノイドＬ２の上流端子がグランドショートした例を示している。制御部３０は、本来所定の電流が流れるタイミングで、抵抗Ｒ２２に電流が流れないか、流れたとしても検出閾値以下となると、ソレノイドＬ２の異常を検出する。ソレノイドＬ２の異常を検出すると、制御部３０は、上記したように、ソレノイドＬ２に対応する選択スイッチＱ５である第２選択スイッチＱ５２ａ及び第３選択スイッチＱ５２ｂを継続してオフさせる。すなわち、本来オンすべきタイミングでもオンさせない。図４では、ソレノイドＬ２の異常検出後、時刻ｔ２〜ｔ４において第３選択スイッチＱ５２ｂをオフさせ、時刻ｔ４〜ｔ５において第２選択スイッチＱ５２ａをオフさせている。

これによれば、インジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３のソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３のいずれかに異常が生じても、対応する選択スイッチＱ５をオフさせることで、２気筒での燃料噴射が可能となる。したがって、１気筒のみを燃料噴射可能とする構成や、３気筒とも燃料噴射不可となる構成に較べて、フェールセーフ性（安全性）を向上することができる。

なお、本実施形態でも、第１実施形態同様、制御信号を出力する出力ポートＰ４が共通化されているため、第２選択スイッチＱ５２ａ及び第３選択スイッチＱ５２ｂとともに第２ローサイドスイッチＱ４２もオフされる。しかしながら、出力ポートＰ４を別とする構成も可能であり、その場合には、第２ローサイドスイッチＱ４２をオンさせておくこともできる。また、出力ポートＰ４を別とする構成において、第２ローサイドスイッチＱ４２も合わせてもオフさせることもできる。さらには、ハイサイド回路部ＣＯＭ（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）の出力のうち、インジェクタＩＮＪ２の噴射に対応する出力を停止させてもよい。たとえば、時刻ｔ２〜ｔ４において、放電スイッチＱ２ｂ及び定電流スイッチＱ３ｂをオフさせ、時刻ｔ４〜時刻ｔ５において、放電スイッチＱ２ａ及び定電流スイッチＱ３ａをオフさせてもよい。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

燃料噴射制御装置１０が、エンジンＥＣＵとして構成される例を示した。しかしながら、燃料噴射制御装置１０が、ＥＤＵ（Electronic Drive Unit）として構成されてもよい。この場合、マイコンを備えるエンジンＥＣＵからの噴射信号により燃料噴射制御装置１０（ＥＤＵ）はインジェクタ１００の駆動を制御してもよい。始動信号もエンジンＥＣＵから入力されることとなる。

燃料噴射制御装置１０が、ディーゼルエンジンに適用される例を示したが、直噴型ガソリンエンジンにも適用できる。多段噴射やオーバーラップ噴射を実施しない場合、すなわち、選択スイッチＱ５により、２系統のハイサイド回路部Ｃ０Ｍ（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）により、３気筒のインジェクタＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３の燃料噴射を制御する思想は、ポート噴射にも適用することができる。

特に言及しなかったが、燃料噴射制御装置１０が、ローサイドスイッチＱ４がオフされたときに、対応するソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３に蓄積されたエネルギをコンデンサＣ１に回収する回収部をさらに備えてもよい。回収部として、ダイオードやＭＯＳＦＥＴなどのスイッチを採用することができる。たとえばソレノイドＬ１に対応するダイオードの場合、ダイオードのアノードは出力端子Ｐ２１に接続され、カソードは、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１との接続点、すなわちコンデンサＣ１の正極に接続される。

互いに対応するローサイドスイッチＱ４と選択スイッチＱ５のオンオフ（オン期間）を同期させる例を示したが、これに限定されない。少なくともローサイドスイッチＱ４のオンタイミング（オン期間）に重なるように、対応する選択スイッチＱ５がオンされれば、燃料噴射が可能である。

１０…燃料噴射制御装置、２０…充電回路部、２１…電源ライン、３０…制御部、Ｃ１…コンデンサ、ＣＯＭ…ハイサイド回路部、ＣＯＭ１…第１ハイサイド回路部、ＣＯＭ２…第２ハイサイド回路部、Ｄ１，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ４ａ，Ｄ４ｂ…ダイオード、ＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３…インジェクタ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…ソレノイド、Ｌ４…インダクタ、Ｐ３…電源端子、Ｐ４…出力ポート、Ｑ１…充電スイッチ、Ｑ２ａ，Ｑ２ｂ…放電スイッチ、Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ…定電流スイッチ、Ｑ４…ローサイドスイッチ、Ｑ４１…第１ローサイドスイッチ、Ｑ４２…第２ローサイドスイッチ、Ｑ４３…第３ローサイドスイッチ、Ｑ５…選択スイッチ、Ｑ５１…第１選択スイッチ、Ｑ５２ａ…第２選択スイッチ、Ｑ５２ｂ…第３選択スイッチ、Ｑ５３…第４選択スイッチ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３…抵抗

Claims (6)

1. ３気筒の内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁（ＩＮＪ１，ＩＮＪ２，ＩＮＪ３）を開閉させるために、前記燃料噴射弁の電磁負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）に流れる電流を制御する燃料噴射制御装置であって、
   対応する前記電磁負荷の上流側に配置され、オンすることで対応する前記電磁負荷に電力を供給するスイッチを備えたハイサイド回路部（ＣＯＭ）としての、前記内燃機関の第１気筒に対応する前記電磁負荷である第１電磁負荷（Ｌ１）の上流端子及び前記内燃機関の第２気筒に対応する前記電磁負荷である第２電磁負荷（Ｌ２）の上流端子の上流側に設けられた第１ハイサイド回路部（ＣＯＭ１）、及び、前記第２電磁負荷の上流端子及び前記内燃機関の第３気筒に対応する前記電磁負荷である第３電磁負荷（Ｌ３）の上流端子の上流側に設けられた第２ハイサイド回路部（ＣＯＭ２）と、
   対応する前記電磁負荷の下流側に配置され、オンすることで対応する前記電磁負荷の下流端子をグランドに接続するローサイドスイッチ（Ｑ４）としての、前記第１電磁負荷の下流側に配置された第１ローサイドスイッチ（Ｑ４１）、前記第２電磁負荷の下流側に配置された第２ローサイドスイッチ（Ｑ４２）、及び前記第３電磁負荷の下流側に配置された第３ローサイドスイッチ（Ｑ４３）と、
   複数の前記ローサイドスイッチに対してそれぞれ直列に接続され、対応する前記電磁負荷に流れる電流を検出する複数の電流検出抵抗（Ｒ２）と、
   前記ハイサイド回路部と対応する前記電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた選択スイッチ（Ｑ５）としての、前記第１ハイサイド回路部と前記第１電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第１選択スイッチ（Ｑ５１）、前記第１ハイサイド回路部と前記第２電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第２選択スイッチ（Ｑ５２ａ）、前記第２ハイサイド回路部と前記第２電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第３選択スイッチ（Ｑ５２ｂ）、及び前記第２ハイサイド回路部と前記第３電磁負荷の上流端子との通電経路に設けられた第４選択スイッチ（Ｑ５３）と、
   複数の前記電流検出抵抗により検出される電流に基づき、各ハイサイド回路部が備えるスイッチのオンオフ、各ローサイドスイッチのオンオフ、及び各選択スイッチのオンオフを制御する制御部（３０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて前記第１ハイサイド回路部から前記第１電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第１ローサイドスイッチをオン、前記第２選択スイッチをオフさせるとともに、前記第１ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように前記第１選択スイッチをオンさせ、
   前記第１電磁負荷に電力を供給させるタイミングとは異なり、前記第１ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて前記第１ハイサイド回路部から前記第２電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第２ローサイドスイッチをオン、前記第１選択スイッチをオフさせるとともに、前記第２ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように前記第２選択スイッチをオンさせ、
   前記第２ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて前記第２ハイサイド回路部から前記第３電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第３ローサイドスイッチをオン、前記第３選択スイッチをオフさせるとともに、前記第３ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように前記第４選択スイッチをオンさせ、
   前記第３電磁負荷に電力を供給させるタイミングとは異なり、前記第２ハイサイド回路部が備えるスイッチをオンさせて前記第２ハイサイド回路部から前記第２電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第２ローサイドスイッチをオン、前記第４選択スイッチをオフさせるとともに、前記第２ローサイドスイッチのオンタイミングに重なるように前記第３選択スイッチをオンさせる燃料噴射制御装置。
2. 前記制御部は、前記第２選択スイッチのオン期間と、前記第３選択スイッチのオン期間とが重ならないように制御する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記内燃機関の１燃焼サイクルの間に、各燃料噴射弁がメイン噴射、前記メイン噴射の前の噴射であるプレ噴射、及び前記メイン噴射の後の噴射であるアフター噴射を含む多段噴射を実施し、
   前記第２電磁負荷が対応する多段噴射のうち、前記プレ噴射については前記第２ハイサイド回路部からの電力の供給により実施し、前記アフター噴射については前記第１ハイサイド回路部からの電力の供給により実施し、前記メイン噴射については前記第１ハイサイド回路部及び前記第２ハイサイド回路部のいずれかからの電力の供給により実施し、
   前記第２電磁負荷に対応する前記プレ噴射のタイミングと、前記第１電磁負荷に対応する前記アフター噴射のタイミングとが重なる、及び、前記第２電磁負荷に対応する前記アフター噴射のタイミングと、前記第３電磁負荷に対応する前記プレ噴射のタイミングとが重なる、の少なくとも一方を満たすように、
   各ハイサイド回路部が備えるスイッチのオンオフ、各ローサイドスイッチのオンオフ、及び各選択スイッチのオンオフを制御する請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記制御部は、
   前記第１ハイサイド回路部から前記第１電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第１ローサイドスイッチのオンに同期させて前記第１選択スイッチをオンさせ、
   前記第１ハイサイド回路部から前記第２電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第２ローサイドスイッチのオンに同期させて前記第２選択スイッチをオンさせ、
   前記第２ハイサイド回路部から前記第２電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第２ローサイドスイッチのオンに同期させて前記第３選択スイッチをオンさせ、
   前記第２ハイサイド回路部から前記第３電磁負荷に電力を供給させるタイミングにおいて、前記第３ローサイドスイッチのオンに同期させて前記第４選択スイッチをオンさせる請求項１〜３いずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記制御部は、制御信号を出力する出力ポート（Ｐ４）として、第１出力ポート（Ｐ４１）、第２出力ポート（Ｐ４２ａ）、第３出力ポート（Ｐ４２ｂ）、及び第４出力ポート（Ｐ４３）を有し、
   前記第１出力ポートから出力される制御信号により、前記第１選択スイッチ及び前記第１ローサイドスイッチのオンオフがともに制御され、
   前記第２出力ポートから出力される制御信号により、前記第２選択スイッチ及び前記第２ローサイドスイッチのオンオフがともに制御され、
   前記第３出力ポートから出力される制御信号により、前記第３選択スイッチ及び前記第２ローサイドスイッチのオンオフがともに制御され、
   前記第４出力ポートから出力される制御信号により、前記第４選択スイッチ及び前記第３ローサイドスイッチのオンオフがともに制御される請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
6. 前記制御部は、前記電流検出抵抗により検出される電流に基づいて、複数の前記電磁負荷のいずれかに異常が生じたことを検出すると、異常が生じた前記電磁負荷に対応する前記選択スイッチを異常の検出後において継続してオフさせる請求項１〜５いずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。

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