JP7111052B2

JP7111052B2 - 燃料噴射弁駆動装置

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Publication number: JP7111052B2
Application number: JP2019081202A
Authority: JP
Inventors: 友哉谷澤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2039-04-22
Also published as: JP2020178513A

Description

この明細書における開示は、燃料噴射弁に供給する電圧を生成する燃料噴射弁駆動装置に関する。

特許文献１には、燃料噴射弁に供給する電圧を生成する昇圧電源装置が開示されている。この昇圧電源装置は、並列に接続された複数のコンデンサと、一部のコンデンサに対して直列に接続されたスイッチとを備えており、当該スイッチをオフにすることでコンデンサの静電容量を減少させる。

特開２０１５－５０９０５号公報

上記のような昇圧電源装置は、充電により昇圧する容量部を備えている。容量部は、充電及び放電の繰り返しに伴い、静電容量が低下する。そして、容量部の静電容量が仕様値よりも大きく低下すると、容量部を放電させた際に急峻かつ大幅に電圧が低下して、燃料噴射弁において予定通りに燃料を噴射できない事態が生じ得る。

本開示は、燃料噴射弁駆動装置において、容量部の静電容量の低下を抑制することを目的とする。

本開示の一態様による燃料噴射弁駆動装置は、入力電圧（ＶＢ）を昇圧して、燃料噴射弁（３１）を開かせる電圧を生成する昇圧回路（１１）と、昇圧回路を制御する昇圧制御部（１２）と、を備え、昇圧回路は、入力電圧を充電して昇圧する容量部（ＣＡ）を有し、昇圧制御部は、容量部が所定の基準を満たすほど大きく放電した場合、容量部の静電容量を増大させる構成とする。

これによれば、必要に応じて容量部の静電容量を増大させることができるため、容量部における静電容量の低下を抑制することができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

図１は、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置の概略構成例を示す回路図である。図２は、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置における昇圧制御部の動作例を示すフローチャートである。図３は、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置における昇圧回路の出力電圧と燃料噴射弁のソレノイドコイルに流れる駆動電流の変動例を示すグラフである。図４は、第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置における昇圧制御部の動作例を示すフローチャートである。図５は、第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置における昇圧回路の出力電圧と燃料噴射弁のソレノイドコイルに流れる駆動電流の変動例を示すグラフである。

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、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１は、昇圧回路１１と、昇圧制御部１２とを備える。昇圧回路１１は、入力電圧を昇圧する回路であり、以下の実施形態ではバッテリ電圧ＶＢを昇圧する。昇圧制御部１２は、昇圧回路１１を制御する。

昇圧回路１１は、コイルＬ０と、ｎチャネル型の電界効果トランジスタＳＷ０～ＳＷ２と、ダイオードＤ０と、コンデンサＣ０～Ｃ２と、抵抗Ｒ０とを備える。

コイルＬ０は、一端にバッテリ電圧ＶＢが供給され、他端にトランジスタＳＷ０のドレイン及びダイオードＤ０のアノードが接続される。トランジスタＳＷ０は、ソースに抵抗Ｒ０の一端が接続される。抵抗Ｒ０は、他端が接地される。ダイオードＤ０は、カソードにコンデンサＣ０～Ｃ２のそれぞれの一端が接続される。コンデンサＣ０は、他端が接地される。コンデンサＣ１は、他端にトランジスタＳＷ１のドレインが接続される。コンデンサＣ２は、他端にトランジスタＳＷ２のドレインが接続される。トランジスタＳＷ１，ＳＷ２のそれぞれは、ソースが接地される。また、トランジスタＳＷ０～ＳＷ２のゲートには、昇圧制御部１２が生成する電圧が印加される。

コンデンサＣ０～Ｃ２は並列に接続されている。また、コンデンサＣ１とトランジスタＳＷ１は直列に接続されており、コンデンサＣ２とトランジスタＳＷ２も直列に接続されている。コンデンサＣ０～Ｃ２は、第１コンデンサＣ０と、これに並列に接続されるとともにトランジスタが直列に接続された第２コンデンサＣ１，Ｃ２とに分類できる。コンデンサＣ０～Ｃ２は、バッテリ電圧ＶＢを充電して昇圧する容量部ＣＡを構成する。ただし、コンデンサＣ１は、トランジスタＳＷ１がオンの場合にバッテリ電圧ＶＢが充電される。同様に、コンデンサＣ２も、トランジスタＳＷ２がオンの場合にバッテリ電圧ＶＢが充電される。

駆動回路２１は、ｎチャネル型の電界効果トランジスタＳＷ３～ＳＷ５と、ダイオードＤ１～Ｄ３と、抵抗Ｒ１とを備える。駆動回路２１は、燃料噴射弁３１が有するソレノイドコイルＬ１に接続される。

トランジスタＳＷ３は、ドレインに昇圧回路１１の出力電圧ＶＯＵＴが供給されるとともにダイオードＤ３のカソードが接続される。出力電圧ＶＯＵＴは、ダイオードＤ０のカソード及びコンデンサＣ０～Ｃ２のそれぞれの一端における電圧であって、容量部ＣＡに充電されている電圧である。また、トランジスタＳＷ３は、ソースにソレノイドコイルＬ１の一端及びダイオードＤ１，Ｄ２のそれぞれのカソードが接続される。

トランジスタＳＷ４は、ドレインにバッテリ電圧ＶＢが供給され、ソースにダイオードＤ１のアノードが接続される。ダイオードＤ２は、アノードが接地される。ダイオードＤ３は、アノードにソレノイドコイルＬ１の他端及びトランジスタＳＷ５のドレインが接続される。トランジスタＳＷ５は、ソースに抵抗Ｒ１の一端が接続される。抵抗Ｒ１は、他端が接地される。また、トランジスタＳＷ３～ＳＷ５のそれぞれのゲートには、駆動制御部２２が生成する電圧が印加される。

昇圧制御部１２は、抵抗Ｒ０の一端の電圧と、出力電圧ＶＯＵＴとを取得し、これらに基づいてトランジスタＳＷ０～ＳＷ２のゲートに印加する電圧を制御する。これにより、昇圧制御部１２によって、トランジスタＳＷ０～ＳＷ２のオン（導通状態）／オフ（非導通状態）が制御される。駆動制御部２２は、抵抗Ｒ１の両端の電圧を取得し、これらに基づいてトランジスタＳＷ３～ＳＷ５のゲートに印加する電圧を制御する。これにより、トランジスタＳＷ３～ＳＷ５のオン／オフが制御される。

昇圧制御部１２は、トランジスタＳＷ０のオン及びオフの切り替えを繰り返し行うことで、コンデンサＣ０を充電する。具体的に、トランジスタＳＷ０がオンになると、コイルＬ０、トランジスタＳＷ０及び抵抗Ｒ０の経路に電流が流れる。その後、トランジスタＳＷ０がオフになると、コイルＬ０に逆起電力が生じ、これによってコンデンサＣ０が充電される。昇圧制御部１２は、抵抗Ｒ０の一端側かつトランジスタＳＷ０のソース側の電圧を監視することで、コイルＬ０を流れる電流の大きさを監視する。そして、昇圧制御部１２は、コイルＬ０に十分なエネルギーが蓄積されたタイミングで、トランジスタＳＷ０をオンにする。これにより、コンデンサＣ０が充電される。なお、後述のように、昇圧制御部１２は、出力電圧ＶＯＵＴに基づいて、必要に応じてトランジスタＳＷ１，ＳＷ２の一方または両方をオンに切り替えて、容量部ＣＡにおいて充電するコンデンサの数を増加させる。これにより、容量部ＣＡの静電容量が増大する。

駆動制御部２２は、トランジスタＳＷ３，ＳＷ５をオンにすることで、出力電圧ＶＯＵＴをソレノイドコイルＬ１に供給する。これにより、燃料噴射弁３１において燃料の噴射が開始される。駆動制御部２２は、出力電圧ＶＯＵＴをソレノイドコイルＬ１に供給した後、所定のタイミングで、トランジスタＳＷ３をオフ、トランジスタＳＷ４をオンに切り替えて、バッテリ電圧ＶＢをソレノイドコイルＬ１に供給する。このとき、駆動制御部２２は、抵抗Ｒ１の両端の電圧を監視することで、ソレノイドコイルＬ１を流れる駆動電流ＩＳＯＬの大きさを監視する。駆動制御部２２は、ソレノイドコイルＬ１を流れる駆動電流ＩＳＯＬが一定になるように、トランジスタＳＷ４のオン／オフを制御する。これにより、燃料噴射弁３１において、燃料の噴射が継続される。その後、駆動制御部２２は、トランジスタＳＷ４，ＳＷ５の両方をオフにして、燃料噴射弁３１における燃料の噴射を終了する。

次に、昇圧制御部１２による、トランジスタＳＷ１，ＳＷ２の制御方法について、図２及び図３を参照して説明する。なお、図３に示すグラフにおいて、横軸は時間Ｔ、縦軸は出力電圧ＶＯＵＴ及び駆動電流ＩＳＯＬである。また、図３は簡略化したグラフであり、トランジスタＳＷ０のスイッチングに伴う変動などは省略している。また、図３は、昇圧制御部１２がトランジスタＳＷ１，ＳＷ２を順番にオンにする制御を行った場合（図２のステップ＃２でＹＥＳ、ステップ＃５でＹＥＳ）のグラフである。

まず、昇圧制御部１２は、トランジスタＳＷ０のオン及びオフを切り替えることで、コンデンサＣ０を充電する。これにより、出力電圧ＶＯＵＴが上昇し、一定の大きさで維持される。この時点では、トランジスタＳＷ１～ＳＷ５はオフである。

駆動制御部２２は、時間Ｔ１において、トランジスタＳＷ３，ＳＷ５をオンにする。これにより、ソレノイドコイルＬ１に出力電圧ＶＯＵＴが供給され、駆動電流ＩＳＯＬが増大し、燃料噴射弁３１において燃料が噴射される。このとき、容量部ＣＡが放電されるため、出力電圧ＶＯＵＴが低下する。

次に、駆動制御部２２は、時間Ｔ２において、トランジスタＳＷ３オフ、トランジスタＳＷ４をオンに切り替える。これにより、ソレノイドコイルＬ１に対して、出力電圧ＶＯＵＴが供給されなくなり、その代わりにバッテリ電圧ＶＢが供給されるようになる。このとき、昇圧制御部１２は、放電後の容量部ＣＡの出力電圧である放電後電圧ＡＶ１を測定する（ステップ＃１）。例えば、昇圧制御部１２が、出力電圧ＶＯＵＴを継続的に取得して、極小となった時点の出力電圧ＶＯＵＴを放電後電圧ＡＶ１として測定してもよい。また例えば、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡが放電したことを示す信号を検知して、当該信号を受け取った際に取得した出力電圧ＶＯＵＴを放電後電圧ＡＶ１として測定してもよい。この信号とは、例えば、駆動制御部２２またはその他の制御装置から与えられる、トランジスタＳＷ３をオフまたはトランジスタＳＷ４をオンにしたことを示す信号である。

次に、昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ１と閾値ＴＨ１１の大小を比較する。昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ１が閾値ＴＨ１１よりも大きい場合（ステップ＃２、ＮＯ）、容量部ＣＡにおいて充電されるコンデンサの数を増加させない。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０が引き続き充電される。その後、出力電圧ＶＯＵＴが燃料噴射弁３１のソレノイドコイルＬ１に供給される際には、コンデンサＣ０が放電する。

一方、昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ１が閾値ＴＨ１１以下である場合（ステップ＃２、ＹＥＳ）、トランジスタＳＷ１をオンにする（ステップ＃３）。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０に加えてコンデンサＣ１が充電される。

その後、昇圧制御部１２は、出力電圧ＶＯＵＴが一定の大きさになるまで、トランジスタＳＷ０のオン及びオフを切り替えて、容量部ＣＡを充電する。また、駆動制御部２２は、駆動電流ＩＳＯＬが一定になるように、トランジスタＳＷ４のオン／オフを制御する。これにより、燃料噴射弁３１において、燃料の噴射が継続される。そして、駆動制御部２２は、時間Ｔ４において、トランジスタＳＷ４，ＳＷ５をオフにする。これにより、燃料噴射弁３１における燃料の噴射が終了する。

次に、駆動制御部２２は、時間Ｔ４において、時間Ｔ１と同様にトランジスタＳＷ３，ＳＷ５をオンにする。これにより、ソレノイドコイルＬ１に出力電圧ＶＯＵＴが供給され、駆動電流ＩＳＯＬが増大し、燃料噴射弁３１において燃料が噴射される。このとき、容量部ＣＡが放電されるため、出力電圧ＶＯＵＴが低下する。

次に、駆動制御部２２は、時間Ｔ５において、トランジスタＳＷ３オフ、トランジスタＳＷ４をオンに切り替える。これにより、ソレノイドコイルＬ１に対して、出力電圧ＶＯＵＴが供給されなくなり、その代わりにバッテリ電圧ＶＢが供給されるようになる。このとき、昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ２を測定する（ステップ＃４）。放電後電圧ＡＶ２は、放電後電圧ＡＶ１と同様の方法で測定される。ここで、放電後電圧ＡＶ１が測定された時の容量部ＣＡの静電容量は、コンデンサＣ０の静電容量である。一方、放電後電圧ＡＶ２が測定された時の容量部ＣＡの静電容量は、コンデンサＣ０，Ｃ１を並列接続した静電容量である。したがって、放電後電圧ＡＶ１が測定された時よりも、放電後電圧ＡＶ１が測定された時の方が、容量部ＣＡの静電容量が大きい。そのため、放電後電圧ＡＶ１よりも、放電後電圧ＡＶ２の方が大きくなっている。

次に、昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ２と閾値ＴＨ１２の大小を比較する。昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ２が閾値ＴＨ１２よりも大きい場合（ステップ＃５、ＮＯ）、容量部ＣＡにおいて充電されるコンデンサの数を増加させない。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０，Ｃ１が引き続き充電される。その後、出力電圧ＶＯＵＴが燃料噴射弁３１のソレノイドコイルＬ１に供給される際には、コンデンサＣ０，Ｃ１が放電する。

一方、昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ２が閾値ＴＨ１２以下である場合（ステップ＃５、ＹＥＳ）、トランジスタＳＷ２をオンにする（ステップ＃６）。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０，Ｃ１に加えてコンデンサＣ２が充電される。

その後、昇圧制御部１２は、出力電圧ＶＯＵＴが一定の大きさになるまで、トランジスタＳＷ０のオン及びオフを切り替えて、容量部ＣＡを充電する。また、駆動制御部２２は、駆動電流ＩＳＯＬが一定になるように、トランジスタＳＷ４のオン／オフを制御する。これにより、燃料噴射弁３１において、燃料の噴射が継続される。そして、駆動制御部２２は、時間Ｔ６において、トランジスタＳＷ４，ＳＷ５をオフにする。これにより、燃料噴射弁３１における燃料の噴射が終了する。この後、昇圧制御部１２及び駆動制御部２２により、容量部ＣＡが充電及び放電される際には、容量部ＣＡにおいてコンデンサＣ０～Ｃ２が充電及び放電される。

以上のように、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１は、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡが所定の基準を満たすほど大きく放電した場合に、容量部ＣＡにおける静電容量を増大させる。具体的に、昇圧制御部１２は、放電後電圧ＡＶ１，ＡＶ２が、所定の閾値ＴＨ１１，ＴＨ１２以下である場合に、容量部ＣＡの静電容量を増大させる。

ここで、容量部ＣＡの静電容量が小さいほど、容量部ＣＡが大きく放電する。容量部ＣＡが所定の基準を満たすほど大きく放電するとは、容量部ＣＡの静電容量が所定の下限値以下であることを意味する。したがって、昇圧制御部１２は、容量部ＣＡの静電容量が所定の下限値に対して不足しているか否かを判断しており、容量部ＣＡの静電容量が所定の下限値に対して不足していると判断する場合は、容量部ＣＡの静電容量を増大させることになる。

このように、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１は、必要に応じて容量部ＣＡの静電容量を増大させることができる。そして、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１は、容量部ＣＡの静電容量が低下して、燃料噴射弁３１において予定通りに燃料を噴射できないという事態が生じることを、防止することができる。

なお、静電容量低下を見込んでコンデンサＣ０の静電容量を十分に大きくしておけば、コンデンサＣ１，Ｃ２を用いなくても、容量部ＣＡを放電した際の出力電圧ＶＯＵＴの急峻かつ大幅な低下を抑制することが可能である。しかし、コンデンサＣ０の静電容量を大きくするほど、容量部ＣＡの充電が遅くなり、出力電圧ＶＯＵＴが放電可能な値に到達するまでの時間が長くなってしまう。第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１は、容量部ＣＡの充電が遅くなることを防止しつつも、容量部ＣＡの静電容量の低下を防止することができる。

また、昇圧制御部１２は、燃料噴射弁３１に対して電圧を供給するために容量部ＣＡが放電した時に、容量部ＣＡの静電容量が所定の下限値に対して不足していると判断した場合、次の放電よりも前に容量部ＣＡの静電容量を増大させる。これにより、次に容量部ＣＡを放電させた際に、出力電圧ＶＯＵＴが急峻かつ大幅に低下することを、防止することができる。そのため、燃料噴射弁３１において、予定通りに燃料を噴射できない事態が生じることを、防止することができる。

また、容量部ＣＡは、トランジスタＳＷ１，ＳＷ２が直列接続されたコンデンサＣ１，Ｃ２を複数有する。そのため、容量部ＣＡにおいて充電及び放電させるコンデンサの数を調整することにより、増大させる静電容量の大きさを調整することが可能になる。

また、昇圧制御部１２は、容量部ＣＡの静電容量を増大させる際に、コンデンサＣ１，Ｃ２に直列接続されたトランジスタＳＷ１，ＳＷ２を、所定の順番で段階的にオンに切り替える。これにより、容量部ＣＡにおいて充電及び放電されるコンデンサの数を可能な限り少なくすることができるため、容量部ＣＡ、さらには燃料噴射弁駆動装置１の装置寿命を伸ばすことが可能になる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号を用いる場合、第１実施形態と同一の構成を示しており、特に説明がない限り先行する説明を参照する。特に、第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置は、図１に示した第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１と同様の回路構成であり、以下の説明では適宜図１を参照する。

第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１は、昇圧制御部１２の基本的な動作も第１実施形態と同様である。第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１においても、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１と同様に、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡが所定の基準を満たすほど大きく放電した場合に、容量部ＣＡにおける静電容量を増大させる。ただし、第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１では、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡが放電した際の出力電圧ＶＯＵＴの降下量に基づいてトランジスタＳＷ１，ＳＷ２を制御して、容量部ＣＡの静電容量を増大させる。

第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１の昇圧制御部１２による、トランジスタＳＷ１，ＳＷ２の制御方法について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５は、第１実施形態について説明した図２及び図３に相当するものである。

駆動制御部２２は、時間Ｔ１１において、トランジスタＳＷ３，ＳＷ５をオンにする。これにより、ソレノイドコイルＬ１に出力電圧ＶＯＵＴが供給され、駆動電流ＩＳＯＬが増大し、燃料噴射弁３１において燃料が噴射される。このとき、容量部ＣＡが放電されるため、出力電圧ＶＯＵＴが低下する。

次に、駆動制御部２２は、時間Ｔ１２において、トランジスタＳＷ３オフ、トランジスタＳＷ４をオンに切り替える。これにより、ソレノイドコイルＬ１に対して、出力電圧ＶＯＵＴが供給されなくなり、その代わりにバッテリ電圧ＶＢが供給されるようになる。このとき、昇圧制御部１２は、容量部ＣＡが放電した時の出力電圧の降下量である電圧降下量ＤＶ１を算出する（ステップ＃１１）。例えば、昇圧制御部１２は、所定の値である放電前の出力電圧ＶＯＵＴから、第１実施形態と同様の方法で測定した放電後電圧ＡＶ１を減じることで、電圧降下量ＤＶ１を測定してもよい。

次に、昇圧制御部１２は、電圧降下量ＤＶ１と閾値ＴＨ２１の大小を比較する。昇圧制御部１２は、電圧降下量ＤＶ１が閾値ＴＨ２１よりも小さい場合（ステップ＃１２、ＮＯ）、容量部ＣＡにおいて充電されるコンデンサの数を増加させない。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０が引き続き充電される。その後、出力電圧ＶＯＵＴが燃料噴射弁３１のソレノイドコイルＬ１に供給される際には、コンデンサＣ０が放電する。

一方、昇圧制御部１２は、電圧降下量ＤＶ１が閾値ＴＨ１１以上である場合（ステップ＃１２、ＹＥＳ）、トランジスタＳＷ１をオンにする（ステップ＃１３）。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０に加えてコンデンサＣ１が充電される。

その後、昇圧制御部１２は、出力電圧ＶＯＵＴが一定の大きさになるまで、トランジスタＳＷ０のオン及びオフを切り替えて、容量部ＣＡを充電する。また、駆動制御部２２は、駆動電流ＩＳＯＬが一定になるように、トランジスタＳＷ４のオン／オフを制御する。これにより、燃料噴射弁３１において、燃料の噴射が継続される。そして、駆動制御部２２は、時間Ｔ１４において、トランジスタＳＷ４，ＳＷ５をオフにする。これにより、燃料噴射弁３１における燃料の噴射が終了する。

次に、駆動制御部２２は、時間Ｔ１４において、時間Ｔ１１と同様にトランジスタＳＷ３，ＳＷ５をオンにする。これにより、ソレノイドコイルＬ１に出力電圧ＶＯＵＴが供給され、駆動電流ＩＳＯＬが増大し、燃料噴射弁３１において燃料が噴射される。

次に、駆動制御部２２は、時間Ｔ１５において、トランジスタＳＷ３オフ、トランジスタＳＷ４をオンに切り替える。これにより、ソレノイドコイルＬ１に対して、出力電圧ＶＯＵＴが供給されなくなり、その代わりにバッテリ電圧ＶＢが供給されるようになる。このとき、昇圧制御部１２は、電圧降下量ＤＶ２を算出する（ステップ＃１４）。電圧降下量ＤＶ２は、電圧降下量ＤＶ１と同様の方法で測定される。

次に、昇圧制御部１２は、電圧降下量ＤＶ２と閾値ＴＨ２２の大小を比較する。昇圧制御部１２は、電圧降下量ＤＶ２が閾値ＴＨ２２よりも小さい場合（ステップ＃１５、ＮＯ）、容量部ＣＡにおいて充電されるコンデンサの数を増加させない。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０，Ｃ１が引き続き充電される。その後、出力電圧ＶＯＵＴが燃料噴射弁３１のソレノイドコイルＬ１に供給される際には、コンデンサＣ０，Ｃ１が放電する。

一方、昇圧制御部１２は、電圧降下量ＤＶ２が閾値ＴＨ２２以上である場合（ステップ＃１５、ＹＥＳ）、トランジスタＳＷ２をオンにする（ステップ＃１６）。この場合、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０，Ｃ１に加えてコンデンサＣ２が充電される。

その後、昇圧制御部１２は、出力電圧ＶＯＵＴが一定の大きさになるまで、トランジスタＳＷ０のオン及びオフを切り替えて、容量部ＣＡを充電する。また、駆動制御部２２は、駆動電流ＩＳＯＬが一定になるように、トランジスタＳＷ４のオン／オフを制御する。これにより、燃料噴射弁３１において、燃料の噴射が継続される。そして、駆動制御部２２は、時間Ｔ１６において、トランジスタＳＷ４，ＳＷ５をオフにする。これにより、燃料噴射弁３１における燃料の噴射が終了する。この後、昇圧制御部１２及び駆動制御部２２により、容量部ＣＡが充電及び放電される際には、容量部ＣＡにおいてコンデンサＣ０～Ｃ２が充電及び放電される。

このように、第１実施形態と同様に、第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１も、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡが所定の基準を満たすほど大きく放電した場合に、容量部ＣＡにおける静電容量を増大させる。そのため、第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１も、第１実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１と同様の効果を得ることができる。ただし、第２実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置１では、昇圧制御部１２が、電圧降下量ＤＶ１，ＤＶ２が所定の閾値ＴＨ２１，ＴＨ２２以上である場合に、容量部ＣＡの静電容量を増大させる。

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、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。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または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。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。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、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

例えば、上述した各実施形態では、容量部ＣＡが３つのコンデンサＣ０～Ｃ２を備える場合について例示した。しかし、容量部ＣＡが備えるコンデンサの数は、３個に限られない。具体的に、上述した各実施形態では、容量部ＣＡが、トランジスタが直列接続されていないコンデンサＣ０を１個と、トランジスタＳＷ１，ＳＷ２が直列接続されているコンデンサＣ１，Ｃ２を２個備える場合について例示している。しかし、容量部ＣＡが、トランジスタが直列接続されていないコンデンサを２個以上備えてもよいし、トランジスタが直列接続されているコンデンサを１個または３個以上備えてもよい。

また、上述した各実施形態では、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡの静電容量を増大させる際に、コンデンサＣ１，Ｃ２に直列接続されたトランジスタＳＷ１，ＳＷ２を、所定の順番で段階的にオンに切り替える場合について例示した。しかし、昇圧制御部１２が、コンデンサに直列接続されたトランジスタを、複数同時にオンするようにしてもよい。

また、容量部ＣＡが、トランジスタが直列接続されていないコンデンサを備えず、トランジスタが直列接続されているコンデンサを２個以上備えてもよい。ただし、この場合、容量部ＣＡの充電開始時に、少なくとも１つのコンデンサに直列接続されているトランジスタがオンになっており、少なくとも１つのコンデンサに直列接続されているトランジスタがオフになっているものとする。

例えば、上述した各実施形態では、昇圧回路１１がバッテリ電圧ＶＢを昇圧する場合について例示した。しかし、昇圧回路１１が、バッテリ電圧ＶＢ以外の電圧を昇圧してもよい。例えば、昇圧回路１１が、バッテリ電圧ＶＢを昇圧または降圧して得られた電圧や、バッテリ以外の電源から供給される電圧を昇圧してもよい。

例えば、上述した各実施形態では、コンデンサＣ１，Ｃ２の接続を切り替えるスイッチとして、トランジスタＳＷ１，ＳＷ２を用いる場合について例示した。しかし、コンデンサＣ１，Ｃ２の接続を切り替えるスイッチとして、アナログスイッチなどのトランジスタ以外のスイッチング素子を用いてもよい。

また、上述した各実施形態において、コンデンサＣ０の静電容量の仕様値を、昇圧制御部１２が容量部ＣＡの静電容量を増大させない大きさにしてもよい。この場合、静電容量低下していない容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０のみが充電及び放電されるようになる。そして、コンデンサＣ０が静電容量低下した後に、コンデンサＣ１が充電及び放電されるようになり、さらにはコンデンサＣ２が充電及び放電されるようになる。このように構成することで、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量低下を防止して、容量部ＣＡ、さらには燃料噴射弁駆動装置１の装置寿命を伸ばすことが可能になる。

さらに、上記のように、コンデンサＣ０が静電容量低下した場合に初めてコンデンサＣ１，Ｃ２の充電及び放電が開始されるように構成する場合、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量の仕様値を、コンデンサＣ０の静電容量の仕様値より小さくしてもよい。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の充電及び放電が開始された際に、容量部ＣＡの静電容量が必要以上に大きくなることを、防止することができる。また、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量が無用に大きくなることを抑制することで、容量部ＣＡ及び燃料噴射弁駆動装置１の大型化を抑制することができる。

また、上述した各実施形態において、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡの静電容量を不可逆的に増大させてもよい。具体的に、昇圧制御部１２が、容量部ＣＡの静電容量を増大したことを記憶して、次回の燃料噴射弁駆動装置１の動作開始時に、前回の燃料噴射弁駆動装置１の動作終了時における容量部ＣＡの静電容量が維持されるように、容量部ＣＡを制御してもよい。

例えば、昇圧制御部１２は、トランジスタＳＷ１をオンにした場合、燃料噴射弁駆動装置１の動作終了後も、トランジスタＳＷ１をオンにしたことを記憶し続ける。そして、昇圧制御部１２は、次回の燃料噴射弁駆動装置１の動作開始時に、トランジスタＳＷ１をオンにする。なお、昇圧制御部１２は、最初はトランジスタＳＷ１，ＳＷ２をオンにしたことは記憶していない。そのため、初回の燃料噴射弁駆動装置１の動作開始時において、昇圧制御部１２は、トランジスタＳＷ１，ＳＷ２をいずれもオンにしない。このとき、容量部ＣＡでは、コンデンサＣ０のみが充電及び放電される。

このように構成することで、燃料噴射弁駆動装置１が動作を開始する都度、昇圧制御部１２が容量部ＣＡの静電容量が所定の閾値に対して不足するか否かの判定を繰り返すことが防止される。したがって、昇圧制御部１２における演算量を低減することで、燃料噴射弁駆動装置１の消費電力を低減することができる。

また、上述した各実施形態では、昇圧制御部１２が、放電時に容量部ＣＡの静電容量が所定の下限値に対して不足していると判断した場合、次に燃料噴射弁３１に対して出力電圧ＶＯＵＴを供給する前に、容量部ＣＡの静電容量を増大させている。しかし、昇圧制御部１２が、これ以外のタイミングで容量部ＣＡの静電容量を増大させてもよい。例えば、昇圧制御部１２が、放電時に容量部ＣＡの静電容量が所定の下限値に対して不足していると判断したとしても、その時点では容量部ＣＡの静電容量を増大させず、次回の燃料噴射弁駆動装置１の動作開始時に容量部ＣＡの静電容量を増大させてもよい。

また、上述した各実施形態の昇圧制御部１２は、１または複数の制御装置によって構成される。この制御装置は、電子制御装置（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）とも呼ばれる場合がある。例えば、制御装置は、メモリと、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサとを備える。また例えば、制御装置は、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって構成された論理回路を備える。

１燃料噴射弁駆動装置、１１昇圧回路、１２昇圧制御部、３１燃料噴射弁、ＣＡ容量部、ＶＢバッテリ電圧

Claims

入力電圧（ＶＢ）を昇圧して、燃料噴射弁（３１）を開かせる電圧を生成する昇圧回路（１１）と、
前記昇圧回路を制御する昇圧制御部（１２）と、を備え、
前記昇圧回路は、前記入力電圧を充電して昇圧する容量部（ＣＡ）を有し、
前記昇圧制御部は、前記容量部が所定の基準を満たすほど大きく放電した場合、前記容量部の静電容量を増大させる、燃料噴射弁駆動装置。
前記昇圧制御部は、放電後に前記容量部に充電されている電圧（ＡＶ１，ＡＶ２）が、所定の閾値（ＴＨ１１，ＴＨ１２）以下である場合に、前記容量部の静電容量を増大させる、請求項１に記載の燃料噴射弁駆動装置。
前記昇圧制御部は、前記容量部が放電した時の電圧の降下量（ＤＶ１，ＤＶ２）が、所定の閾値（ＴＨ２１，ＴＨ２２）以上である場合に、前記容量部の静電容量を増大させる、請求項１に記載の燃料噴射弁駆動装置。
前記昇圧制御部は、前記燃料噴射弁に対して電圧を供給するために前記容量部が放電した時に、前記容量部が所定の基準を満たすほど深く放電した場合、次の放電よりも前に前記容量部の静電容量を増大させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁駆動装置。
前記容量部は、
第１コンデンサ（Ｃ０）と、
前記第１コンデンサに対して並列に接続された第２コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、
前記第２コンデンサに対して直列に接続されたスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）と、を有し、
前記昇圧制御部は、前記スイッチを非導通状態から導通状態に切り替えることで、前記容量部の静電容量を増大させる、請求項１～４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁駆動装置。
前記容量部は、前記第２コンデンサ及び前記スイッチの組を複数有する、請求項５に記載の燃料噴射弁駆動装置。
前記昇圧制御部は、複数の非導通状態の前記スイッチを、所定の順番で段階的に導通状態に切り替える、請求項６に記載の燃料噴射弁駆動装置。
前記第１コンデンサの静電容量の仕様値が、前記昇圧制御部が前記容量部の静電容量を増大させない大きさである、請求項５～７のいずれか１項に記載の燃料噴射弁駆動装置。
前記第２コンデンサの静電容量の仕様値が、前記第１コンデンサの静電容量の仕様値よりも小さい、請求項８に記載の燃料噴射弁駆動装置。