JP7316030B2

JP7316030B2 - 噴射制御装置

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Publication number: JP7316030B2
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Inventors: 雅司稲葉
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Filing date: 2018-08-29
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Description

本発明は、燃料噴射弁を開弁・閉弁制御する噴射制御装置に関する。

噴射制御装置は、燃料噴射弁を開弁・閉弁することで燃料を噴射するために用いられる。このとき噴射制御装置は、電気的に動作する燃料噴射弁に高電圧を印加することで開弁制御するよう構成されている。高電圧を必要とするため噴射制御装置には昇圧制御部が搭載されている。すなわち昇圧制御部が電源回路の基準電源電圧となるバッテリ電圧を昇圧制御し、この昇圧電圧を燃料噴射弁に印加することで開弁制御する。噴射制御装置が、燃料噴射弁を開弁制御するときには、通電する電流を最大（ピーク電流相当）に制御する（例えば、特許文献１参照）。すると昇圧電圧が低下する。

特許文献１記載の技術によれば、高圧ポンプの吐出量を制御するための電磁弁である調量弁の駆動期間の開始時から、定電流制御により定電流用スイッチが最初にオンするタイミングを含む所定期間は、ＤＣＤＣコンバータの動作を禁止する昇圧禁止期間としている。

特開２０１５－１７５３２５号公報

ところで、噴射制御装置が、燃料噴射弁の通電電流をモニタして開弁・閉弁制御するとき、昇圧制御部による昇圧制御動作に伴うノイズが配線基板内又は電源系経路を伝達してしまい、電流モニタ精度が悪化してしまうことが判明している。燃料噴射量は、この燃料噴射弁の通電電流の積算値に応じて変化する。このため、電流モニタ精度が悪化すると、算出される噴射量がばらついてしまう。算出噴射量がばらつくと、この影響により排気エミッションが悪化し、燃費が悪化してしまうことになる。

出願人は、こうした問題を解決するため、昇圧電圧を燃料噴射弁に印加する全期間中には、昇圧制御部による昇圧制御を停止することで対策しているものの、当該全期間中に昇圧制御を停止してしまうと、内燃機関の１サイクル当たりに昇圧可能な時間が少なくなってしまい、短時間で昇圧可能とする大規模な昇圧回路を必要としてしまい好ましくない。
本発明の目的は、電流モニタ精度を向上することで噴射量のばらつきを抑制できるようにした噴射制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明によれば、電流通電制御部は、燃料噴射弁を開弁・閉弁するために電流を通電制御する。電流モニタ部は、燃料噴射弁に流れる電流をモニタする。昇圧制御部は、燃料噴射弁に対し開弁用のピーク電流を通電するための昇圧電圧を、スイッチング素子をオン・オフ制御することで電源電圧から昇圧完了電圧に生成制御する。昇圧制御部は、前記昇圧電圧を監視し、当該昇圧電圧が前記昇圧完了電圧を下回る所定の昇圧開始電圧を下回ると生成制御を開始する。電流通電制御部が燃料噴射弁に電流を通電開始すると、昇圧制御部は、前記昇圧電圧が所定の昇圧開始電圧を下回ると昇圧電圧の生成制御を開始し、電流モニタ部により検出される燃料噴射弁の通電電流がピーク電流を検出するための閾値に達するタイミングの前で且つピーク電流の閾値よりも低く設定された第１所定電流に達したタイミングで昇圧電圧の生成制御を停止し始め、燃料噴射弁の通電電流がピーク電流の閾値に達するタイミングを含んで実行される燃料噴射弁を開弁・閉弁する１回の噴射処理の間で且つピーク電流の閾値に達したタイミングを含む期間内だけ昇圧電圧の生成制御を停止し、期間内の後に昇圧電圧が昇圧完了電圧に達するまでの間は昇圧電圧を生成制御する。

第１実施形態における電子制御装置の電気的構成図第１実施形態における各部の信号変化を概略的に示すタイミングチャート第２実施形態における各部の信号変化を概略的に示すタイミングチャート第３実施形態における各部の信号変化を概略的に示すタイミングチャート第４実施形態における各部の信号変化を概略的に示すタイミングチャート第５実施形態における各部の信号変化を概略的に示すタイミングチャート第６実施形態における各部の信号変化を概略的に示すタイミングチャート第７実施形態における各部の信号変化を概略的に示すタイミングチャート

以下、噴射制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。

（第１実施形態）
図１及び図２は、第１実施形態の説明図である。図１は、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０１の電気的構成例を概略的に示す。

図１に示すように、電子制御装置１０１は、例えば自動車などの車両に搭載されたＮ気筒の内燃機関に燃料を噴射供給するＮ個の例えばソレノイド式の燃料噴射弁（インジェクタとも称される）２ａ，２ｂを駆動する装置である。ここでは２気筒の例を示しているが、４気筒、６気筒でも適用できる。

電子制御装置１０１は、昇圧回路４、噴射指令信号を出力するマイクロコンピュータ（以下マイコンと略す）５、制御ＩＣ６、及び駆動回路７をプリント配線基板（図示せず）の上に搭載して構成されている。昇圧回路４は、例えばインダクタ８、スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ９、電流検出抵抗１０、ダイオード１１、及び昇圧コンデンサ１２を図示形態に備えた昇圧チョッパ回路によるＤＣＤＣコンバータにより構成されている。昇圧回路４の形態は、この図示の形態に限られず、様々な形態を適用できる。

マイコン５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなど（何れも図示せず）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて各種処理動作を行う。このマイコン５は、外部に設けられた図示しないセンサからのセンサ信号に基づいて噴射指令タイミングを算出し、この噴射指令タイミングにおいて燃料の噴射指令信号を制御ＩＣ６に出力する。

制御ＩＣ６は、例えばＡＳＩＣによる集積回路装置であり、例えばロジック回路、ＣＰＵなどによる制御主体と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶部（何れも図示せず）、コンパレータを用いた比較器などを備え、ハードウェア及びソフトウェアに基づいて各種制御を実行するように構成される。この制御ＩＣ６は、昇圧制御部１３、電流通電制御部１４、及び電流モニタ部１５としての機能を備える。制御ＩＣ６は、その他の機能も備えているが、その図示及び説明は省略する。

昇圧制御部１３は、例えば昇圧コンデンサ１２の陽極とグランドノード２３との間の電圧を検出すると共に、電流検出抵抗１０に流れる電流を検出し、ＭＯＳトランジスタ９をオン・オフ制御することで昇圧回路４の昇圧動作を制御する機能ブロックである。昇圧制御部１３が、ＭＯＳトランジスタ９をオン・オフにスイッチング制御することによりインダクタ８に蓄積した電流エネルギをダイオード１１を通じて整流し昇圧コンデンサ１２に昇圧電圧として供給する。昇圧コンデンサ１２に昇圧された電圧を昇圧電圧Vboostという。
昇圧制御部１３は、昇圧コンデンサ１２の陽極とグランドノード２３との間の電圧をモニタすることで昇圧電圧Ｖboostを監視し、昇圧電圧Ｖboostが所定の昇圧開始電圧Ｖsta（図２参照）に達する（下回る）と昇圧制御を開始し、この昇圧電圧Ｖboostが当該昇圧開始電圧Ｖstaを超えるように設定された昇圧完了電圧Ｖfuまで昇圧制御する。これにより、通常動作中には、昇圧制御部１３が、昇圧電圧Ｖboostを昇圧完了電圧Ｖfuに制御しながら当該昇圧電圧Ｖboostを出力できる。

電流通電制御部１４は、燃料噴射弁２ａ，２ｂを開弁・閉弁するために電流を通電制御するための機能ブロックであり、出力端子１ｂ，１ｃの電圧を検出しながら放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７及び気筒選択スイッチ１８ａ及び１８ｂをオン・オフ制御する。

電流モニタ部１５は、例えばコンパレータによる比較部及びＡ／Ｄ変換器等（何れも図示せず）を用いて電源電圧ＶＢに基づき生成された参照電圧Ｖfを用いて燃料噴射弁２ａ，２ｂに流れる電流を電流検出抵抗２４ａ，２４ｂからモニタするブロックであり、燃料噴射弁２ａ，２ｂに流れる電流を検出電圧としてモニタする機能ブロックである。

駆動回路７は、燃料噴射弁２ａ，２ｂに昇圧電圧Ｖboostを通電オン・オフするための放電スイッチ１６、電源電圧ＶＢを用いて定電流制御するための定電流制御用スイッチ（以下定電流スイッチと略す）１７、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂを主として構成されている。また駆動回路７は、その他の周辺回路、例えば、ダイオード１９、２０、２１ａ、２１ｂ、ブートストラップ回路２２、及び電流検出抵抗２４ａ、２４ｂを図示形態に接続して構成されている。

放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７、及び気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂは、例えばｎチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いて構成される。これらのスイッチ１６、１７、１８ａ、１８ｂは、他種類のトランジスタ（例えばバイポーラトランジスタ）を用いて構成しても良いが、本実施形態では、ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタを用いた場合について説明する。

以下では、放電スイッチ１６のドレイン、ソース、ゲートと記載した場合には、それぞれ、放電スイッチ１６を構成するＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース、ゲートを意味する。同様に、定電流スイッチ１７のドレイン、ソース、ゲートと記載した場合には、それぞれ、定電流スイッチ１７を構成するＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース、ゲートを意味する。同様に、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂのドレイン、ソース、ゲートと記載した場合には、それぞれ、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂを構成するＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース、ゲートを意味する。

放電スイッチ１６のドレインには、昇圧回路４から昇圧電圧Ｖboostが供給されている。また放電スイッチ１６のソースは上流側の出力端子１ａに接続されており、放電スイッチ１６のゲートには制御ＩＣ６の電流通電制御部１４から制御信号が与えられている。これにより、放電スイッチ１６は、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４の制御に応じて昇圧回路４の昇圧電圧Ｖboostを出力端子１ａに通電できる。

定電流スイッチ１７のドレインには電源電圧ＶＢが供給されている。また、定電流スイッチ１７のソースは順方向にダイオード１９を介して上流側の出力端子１ａに接続されている。また定電流スイッチ１７のゲートには制御ＩＣ６の電流通電制御部１４から制御信号が与えられている。これにより、定電流スイッチ１７は、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４の制御に応じて電源電圧ＶＢを出力端子１ａに通電できる。

ダイオード１９は、両スイッチ１６及び１７がオンしたときに昇圧回路４の昇圧電圧Ｖboostの出力ノードから電源電圧ＶＢの出力ノードへの逆流防止用に接続されている。上流側の出力端子１ａとグランドノード２３との間には、還流ダイオード２０が逆方向接続されている。この還流ダイオード２０は、燃料噴射弁２ａ、２ｂの閉弁時において電流を還流する経路に接続されている。

またブートストラップ回路２２が、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４から放電スイッチ１６のソース及び定電流スイッチ１７のソースにそれぞれ接続されており、このブートストラップ回路２２のブートストラップ作用で昇圧した電位により、各スイッチ１６、１７をスイッチング制御することができる。

また上流側の出力端子１ａと下流側の出力端子１ｂ、１ｃとの間には、燃料噴射弁２ａ、２ｂがそれぞれ接続されている。下流側の出力端子１ｂとグランドノード２３との間には、気筒選択スイッチ１８ａのドレインソース間と抵抗２４ａとが直列接続されている。下流側の出力端子１ｃとグランドノード２３との間には、気筒選択スイッチ１８ｂのドレインソース間と抵抗２４ｂとが直列接続されている。抵抗２４ａ、２４ｂは、電流検出用に設けられるもので例えば０．０３Ω程度に設定されている。

気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂのドレインは、それぞれ下流側の出力端子１ｂ，１ｃに接続されている。気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂのソースは、電流検出抵抗２４ａ，２４ｂを通じてグランドノード２３に接続されている。気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂのゲートは、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４に接続されている。これにより、気筒選択スイッチ１８ａ、１８ｂは、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４の制御に応じて燃料噴射弁２ａ、２ｂに流れる電流を選択的に通電切替えできる。

また、下流側の出力端子１ｂ，１ｃと、昇圧回路４による昇圧電圧Ｖboostの出力ノードとの間には、回生用のダイオード２１ａ，２１ｂがそれぞれ順方向接続されている。これらのダイオード２１ａ，２１ｂは、それぞれ燃料噴射弁２ａ，２ｂの閉弁時においてそれぞれ流れる回生電流の通電経路に接続されており、昇圧コンデンサ１２に向けて電流を回生する回路である。これにより、ダイオード２１ａ，２１ｂは、燃料噴射弁２ａ，２ｂの閉弁時において昇圧回路４の昇圧コンデンサ１２に回生電流を通電可能に構成されている。

以下、上記基本的構成についての作用を説明する。
バッテリ電圧による電源電圧ＶＢが電子制御装置１０１に与えられると、マイコン５及び制御ＩＣ６は起動する。制御ＩＣ６の昇圧制御部１３は、昇圧制御パルスをＭＯＳトランジスタ９のゲートに出力することで当該ＭＯＳトランジスタ９をオン・オフ制御する。ＭＯＳトランジスタ９がオンすると、電流がインダクタ８、ＭＯＳトランジスタ９、電流検出抵抗１０を通じて流れる。またＭＯＳトランジスタ９がオフすると、インダクタ８の蓄積エネルギに基づく電流がダイオード１１を通じて昇圧コンデンサ１２に流れ、昇圧コンデンサ１２の端子間電圧が上昇する。

制御ＩＣ６の昇圧制御部１３が、昇圧制御パルスを出力することでＭＯＳトランジスタ９のオン・オフ制御を繰り返すと、昇圧コンデンサ１２に昇圧された昇圧電圧Vboostは、電源電圧ＶＢを超える。その後、昇圧コンデンサ１２の昇圧電圧Ｖboostは、電源電圧ＶＢを超える所定電圧以上の昇圧完了電圧Ｖfu（≒６５Ｖ）に達する。昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostが昇圧完了電圧Ｖfuに達したことを検知すると昇圧制御パルスの出力を停止する。これにより、昇圧電圧Ｖboostは昇圧完了電圧Ｖfuに保持される（図２のタイミング～ｔ０参照）。

マイコン５が、図２のタイミングｔ０において、燃料噴射弁２ａの噴射指令信号のアクティブレベル「Ｈ」を制御ＩＣ６に出力すると、制御ＩＣ６の電流通電制御部１４は、気筒選択スイッチ１８ａをオン制御すると共に、放電スイッチ１６及び定電流スイッチ１７をオン制御する。このとき、燃料噴射弁２ａの端子間に昇圧電圧Ｖboostが印加されるため、燃料噴射弁２ａの通電電流が急激に上昇し、燃料噴射弁２ａが開弁開始する。このとき、昇圧コンデンサ１２の蓄積電荷は燃料噴射弁２ａの通電電流により消費され、昇圧電圧Ｖboostが減少し始める。

その後、昇圧電圧Ｖboostが昇圧開始電圧Ｖstaに達すると、昇圧制御部１３は、昇圧コンデンサ１２の端子間電圧が昇圧開始電圧Ｖstaに達したことを検出し、昇圧制御パルスをＭＯＳトランジスタ９に出力することで昇圧制御を開始する（図２のタイミングｔ１）。

この間、電流モニタ部１５は、電流検出抵抗２４ａの端子間電圧を検出することで燃料噴射弁２ａに流れる電流を検出し続けると共に、電流通電制御部１４は出力端子１ｂの電圧を検出し続ける。昇圧制御部１３は、電流モニタ部１５の検出電流が第１所定電流Ｉt1に達したことを検知すると、昇圧制御パルスの出力を停止することで昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止する（図２のタイミングｔ２）。

この後、電流通電制御部１４は、電流モニタ部１５の検出電流が予め定められたピーク電流閾値Ｉpに達したことを検知すると、放電スイッチ１６及び定電流スイッチ１７をオフ制御する（図２のタイミングｔ３）。このタイミングｔ３においては、それまで燃料噴射弁２ａに流れていた電流が急に遮断されることになるが、燃料噴射弁２ａの蓄積エネルギに基づく電流は、還流ダイオード２０を通じて気筒選択スイッチ１８ａ及び電流検出抵抗２４ａに流れると共に、ダイオード２１ａにも回生電流として流れる。この結果、回生電流により昇圧コンデンサ１２を昇圧できるようになり、燃料噴射弁２ａの蓄積エネルギを再利用できる。

他方、昇圧制御部１３は、このタイミングｔ３において電流モニタ部１５の検出電流がピーク電流閾値Ｉpに達したことを検知すると、昇圧制御パルスの出力を再開することで昇圧電圧Ｖboostの生成制御を再開する（図２のタイミングｔ２～ｔ３の昇圧禁止区間参照）。このタイミングｔ３以降、燃料噴射弁２ａの通電電流が低下し始めるため、このタイミングｔ３以降、昇圧電圧Ｖboostが上昇し始める。

この後、電流通電制御部１４は、電流モニタ部１５の検出電流に基づいて、図２のタイミングｔ３～ｔ４において、燃料噴射弁２ａの通電電流が予め定められた定電流範囲となるように定電流スイッチ１７をオン・オフ制御する。この定電流範囲は、その最高値及び最低値が共にピーク電流閾値Ｉpを下回るように予め定められた範囲である。これにより、電流通電制御部１４は、燃料噴射弁２ａの電流をある一定範囲の定電流範囲とするように制御できる。

その後、図２のタイミングｔ５において、マイコン５が燃料噴射弁２ａの噴射指令信号をノンアクティブレベル「Ｌ」として制御ＩＣ６に出力すると、電流通電制御部１４は、放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７、及び気筒選択スイッチ１８ａを全てオフ制御する。すると、燃料噴射弁２ａの通電電流が急激に低下し、燃料噴射弁２ａの固定子の磁化を停止できる。この結果、固定子の電磁石により誘引されていた燃料噴射弁２ａの内部のニードルが、電磁力の消滅に応じて弾性手段の付勢力により元位置に戻され、この結果、燃料噴射弁２ａが閉弁する。このとき、前述同様の回生電流が、燃料噴射弁２ａからダイオード２１ａを通じて昇圧コンデンサ１２に流れるようになり、燃料噴射弁２ａの蓄積エネルギを昇圧コンデンサ１２に回生でき、エネルギを再利用できる。

他方、昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostが昇圧完了電圧Ｖfuに達するまで昇圧制御パルスを出力し続ける（図２のタイミングｔ３～ｔ６参照）。昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostが昇圧完了電圧Ｖfuに達したときに昇圧制御パルスの出力を停止する（図２のタイミングｔ６）。

＜本願に係る技術的意義の説明＞
本実施形態においては、図２のタイミングｔ２～ｔ３において、昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostの生成制御を一時的に停止している。これは、仮に昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostの生成制御をタイミングｔ２～ｔ３まで継続してしまうと、昇圧制御部１３による昇圧制御動作に伴うノイズがプリント配線基板内又は電源系経路を伝達してしまい、電流モニタ部１５が用いる参照電圧Ｖf、グランド電位に悪影響を引き起こすためである。すなわち、参照電圧Ｖfやグランド電位が変動すると、燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流閾値Ｉpに達したタイミングｔ３を正確に判定できないためである。

そこで本実施形態では、図２のタイミングｔ２～ｔ３において、燃料噴射弁２ａの通電電流が第１所定電流Ｉt1を超えてからピーク電流閾値Ｉpに達するまでの間、昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostの生成制御を一時的に停止している。

すると、ＭＯＳトランジスタ９によるスイッチングノイズの発生を停止でき、電流モニタ部１５のモニタ電流がピーク電流閾値Ｉpに達したタイミングｔ３を正確に検出できる。この結果、電流モニタ部１５による電流モニタ精度を向上でき、ピーク電流値を正確に制御することができる。

制御ＩＣ６はマイコン５に電流値を送信し、マイコン５はこの電流モニタ部１５によるモニタ電流の積算量に基づいて噴射量を算出する。このとき電流モニタ部１５による電流モニタ精度を向上しているため、マイコン５は噴射量を正確に算出できる。電流モニタ精度を向上することで噴射量の算出ばらつきを抑制できる。これにより、排気エミッションを良好にでき、燃費を向上できる。

＜ピーク電流閾値Ｉpと第１所定電流Ｉt1との関係説明＞
ピーク電流閾値Ｉpは、燃料噴射弁２ａ，２ｂの構造や個体差などにより変化するため、製造／検査時などに予め最適な値に調整しておくと良い。そして、前述の第１所定電流Ｉt1は、ピーク電流閾値Ｉpに対応した電流モニタ部１５のモニタ検出電圧値に対して一定値（例えば、１Ｖ）を減算して算出されていると良い。また第１所定電流Ｉt1は、ピーク電流閾値Ｉpの値に対して一定の割合（例えば０．９）を乗ずることで算出されていても良い。第１所定電流Ｉt1は、ピーク電流閾値Ｉpよりも低く設定されていればどのような値を用いても良い。

＜本実施形態の概念的なまとめ、効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、電流通電制御部１４が、燃料噴射弁２ａに開弁用のピーク電流を通電するときに当該ピーク電流閾値Ｉpに達するタイミングｔ３を含む期間中において、昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにした。この結果、電流モニタ部１５によるピーク電流のモニタ精度を向上できるようになる。例えば、ピーク電流が例えば１２Ａ程度となる場合、数十ｍＡ以下の精度を達成できる。これにより、マイコン５は噴射量を正確に算出・制御することができ当該噴射量のばらつきを抑制できる。これにより、排気エミッションを良好にでき、燃費を向上できる。

また、燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流閾値Ｉpよりも低く設定された第１所定電流Ｉt1を超えてからピーク電流閾値Ｉpに達するまでの間、昇圧制御部１３は昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにした。これにより、ピーク電流閾値Ｉpを含む期間中には昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止できるため、電流モニタ部１５によるピーク電流の電流モニタ精度を向上できる。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の追加説明図を示している。第２実施形態は、昇圧禁止区間を変更した形態を示している。特に、図３に示すように、燃料噴射弁２ａの通電電流が第１所定電流Ｉt1を超えたタイミングｔ２から第１所定時間Ｔ１を経過するタイミングｔ７までの間、昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにしている。この第１所定時間Ｔ１は、燃料噴射弁２ａの通電電流が第１所定電流Ｉt1に達したタイミングｔ２からピーク電流閾値Ｉpに確実に達することが見込まれる時間に予め定められている。この第１所定時間Ｔ１は、制御ＩＣ６に内蔵されたカウンタ（タイマ）を用いて計測される。

このような場合であっても、特にピーク電流閾値Ｉpを含む期間中には、昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止できるため、第１実施形態と同様に、電流モニタ部１５によるピーク電流の電流モニタ精度を向上できる。

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態の追加説明図を示している。第３実施形態もまた、昇圧禁止区間を変更した形態を示している。特に、図４に示すように、電流モニタ部１５によりモニタされた燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流閾値Ｉpに達したタイミングｔ３から当該ピーク電流閾値Ｉpよりも低く設定された第２所定電流Ｉt2を下回るタイミングｔ８までの間、昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにしている（図４のタイミングｔ３～ｔ８参照）。

燃料噴射弁２ａの通電電流が、ピーク電流閾値Ｉpに達したときには燃料噴射弁２ａには電流に基づくエネルギが蓄積されているため、そのタイミングｔ３の直後には、燃料噴射弁２ａの蓄積エネルギに基づく電流が、気筒選択スイッチ１８ａ及び電流検出抵抗２４ａに流れると共に、還流ダイオード２０、燃料噴射弁２ａ、及びダイオード２１ａを通じて昇圧コンデンサ１２に回生電流として流れる。回生電流が、昇圧コンデンサ１２に流れることで燃料噴射弁２ａの蓄積エネルギを再利用できる。

この回生電流が、昇圧コンデンサ１２に流れている間、昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostを同時に生成制御すると、昇圧回路４による昇圧電流と共に回生電流を加算した電流が昇圧コンデンサ１２に流れ込むことになる。このため、例えば昇圧コンデンサ１２がこの通電電流量に耐えうるように部品を選定する必要がある。

これに対し、本実施形態においては、燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流閾値Ｉpに達したタイミングｔ３から第２所定電流Ｉt2を下回るタイミングｔ８まで、昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止している。このため、前述した回生電流と、昇圧回路４による昇圧電流とが、昇圧コンデンサ１２に同時に流れないように調整でき、使用する昇圧コンデンサ１２やその昇圧経路に存在する回路素子のスペックを下げることができ、低コストに回路を実現できる。

また、第２所定電流Ｉt2は、定電流駆動の下限側の電流閾値（最低値）Ｉt2a（図４参照）とするように調整しても良い。すると、仮に図４のタイミングｔ３～ｔ８ａまで回生電流が流れ続けたとしても、昇圧制御部１３の昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止できるようになり、回路の信頼性を向上できる。

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態の追加説明図を示している。第４実施形態もまた、昇圧禁止区間を変更した形態を示している。特に、図５に示すように、電流モニタ部１５によりモニタされた燃料噴射弁２ａの通電電流は、第１所定電流Ｉt1を超えたタイミングｔ２からピーク電流閾値Ｉpを経てピーク電流閾値Ｉpよりも低く設定された第２所定電流Ｉp2に達するタイミングｔ８までの間、昇圧制御部１３が、昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにしている（図５のタイミングｔ２～ｔ８参照）。したがって、燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流閾値Ｉpに達するタイミングｔ３を正確に求めることができ、さらに回路素子のスペックを下げることができ低コストの回路構成を実現できる。

（第５実施形態）
図６は、第５実施形態の追加説明図を示している。第５実施形態も、昇圧禁止区間を変更した形態を示している。特に、図６に示すように、電流通電制御部１４が燃料噴射弁２ａの通電電流を通電開始してから第１所定時間Ｔstaの経過後のタイミングｔ２ａから第２所定時間Ｔstoの経過後のタイミングｔ８ａの間、昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにしている（図６のタイミングｔ２ａ～ｔ８ａ参照）。これらの第１所定時間Ｔsta及び第２所定時間Ｔstoは、それぞれ、燃料噴射弁２ａの通電電流を通電開始してからの経過時間を示しており、これらの第１所定時間Ｔsta及び第２所定時間Ｔstoは、制御ＩＣ６に内蔵されたカウンタ（タイマ）を用いて計測される。これらの第１所定時間Ｔsta及び第２所定時間Ｔstoの間は、燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流閾値Ｉpに達するタイミングｔ３を含んでいても含んでいなくても良い。

したがって、燃料噴射弁２ａへの通電開始から第１所定時間Ｔstaを開始タイミングｔ２ａとすると共に、燃料噴射弁２ａへの通電開始から第２所定時間Ｔstoを終了タイミングｔ８ａとする間、昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止させることで、ピーク電流値を精度良く検出できる。このため、通電開始から所定時間後のピーク電流値を精度よくモニタすることができる。

（第６実施形態）
図７は、第６実施形態の追加説明図を示している。第６実施形態も、昇圧禁止区間を変更した形態を示している。特に、図７に示すように、燃料噴射弁２ａの通電電流が第１所定電流Ｉt1を超えたタイミングｔ２からピーク電流閾値Ｉpに達するタイミングｔ３までの間（図７のタイミングｔ２～ｔ３）と共に、第１所定電流Ｉt1に達する前で、且つ、燃料噴射弁２ａへの通電電流を通電開始して第３所定電流Ｉt3を超えたタイミングｔ１０から第４所定電流Ｉt4に達するタイミングｔ１１までの間、昇圧制御部１３は、昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにしている（図７のタイミングｔ１０～ｔ１１参照）。この場合、昇圧制御部１３は、ピーク電流閾値Ｉpに向けて電流上昇している途中のタイミングｔ１０～ｔ１１に昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止しているため、これらのタイミングｔ１０～ｔ１１の期間中にも燃料噴射弁２ａの通電電流を精度良く検出できる。これらのタイミングｔ１０～ｔ１１の期間中に電流を精度良く検出できれば、マイコン５は噴射弁２ａの開弁動作を極力正確に推定できるようになる。

電流モニタ部１５が電流検出するときだけ、昇圧制御部１３が昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止しても良い。すると、電流モニタ部１５による検出電流精度を向上できると共に、昇圧制御可能なタイミングを適切に設定できる。

（第７実施形態）
図８は、第７実施形態の追加説明図を示している。第７実施形態も昇圧禁止区間を変更した形態を示している。特に、図８に示すように、燃料噴射弁２ａの通電電流が第１所定電流Ｉt1を超えたタイミングｔ２からピーク電流閾値Ｉpに達するタイミングｔ３までの間（図８のタイミングｔ２～ｔ３）と共に、第１所定電流Ｉt1に達する前で、且つ、燃料噴射弁２ａへの電流を通電開始して第３所定電流Ｉt3を超えたタイミングｔ１０から第３所定時間Ｔａを経過するタイミングｔ１１までの間、昇圧制御部１３は昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止するようにしている（図８のタイミングｔ１０～ｔ１１参照）。
この場合、昇圧制御部１３は、ピーク電流閾値Ｉpに向けて電流上昇している途中のタイミングｔ１０～ｔ１１に昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止しているため、これらのタイミングｔ１０～ｔ１１の期間中にも燃料噴射弁２ａの通電電流を精度良く検出できる。これらのタイミングｔ１０～ｔ１１の期間中に燃料噴射弁２ａの通電電流を精度良く検出できれば、マイコン５は燃料噴射弁２ａの開弁動作を極力正確に推定できるようになる。

（他の実施形態）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。前述した複数の実施形態を必要に応じて組み合わせて構成しても良い。

前述実施形態では、一方の燃料噴射弁２ａに対する制御方法を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他方の燃料噴射弁２ｂに対する制御方法に適用することもできる。この場合、何れの燃料噴射弁２ａ、２ｂに通電する場合においても、昇圧制御部１３はピーク電流閾値Ｉpを含む期間中に昇圧制御を停止すると良い。

また前述実施形態では、説明の簡略化のため、２気筒分の燃料噴射弁２ａ，２ｂを表記して説明を行ったが、４気筒、６気筒などの他の気筒数の場合においても同様の内容を実施できる。特に、近年、多くの気筒の内燃機関に素早く燃料を多段噴射することが求められているが、このとき、昇圧回路４の昇圧コンデンサ１２に対しより素早く昇圧することが求められている。このような場合、特許文献１に示されているように、全期間中に昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止してしまうと、昇圧電圧Ｖboostに対する昇圧処理が間に合わない虞がある。前述実施形態に示したように、昇圧制御部１３が、一連の噴射処理の最中に一時的に昇圧電圧Ｖboostの生成制御を停止することで必要以上に昇圧制御を停止する必要がなくなり、昇圧回路４の昇圧コンデンサ１２に対しより素早く昇圧処理できるようになる。
また駆動回路７の構成は、前述実施形態に示した構成に限られるものではなく、適宜変更しても良い。
第６、第７実施形態では、燃料噴射弁２ａの通電電流がピーク電流に至るまでの間に２回昇圧制御を停止した形態を示したが、３回以上昇圧制御を停止しても良い。

ダイオード２１ａ、２１ｂが、燃料噴射弁２ａ，２ｂの蓄積エネルギを昇圧電圧Ｖboostの昇圧コンデンサ１２に回生する形態を示したが、これに限定されるものではなく、電源電圧ＶＢの出力ノードにコンデンサ（図示せず）を設けている場合には、このコンデンサに還流するように回路構成しても良い。

マイコン５、制御ＩＣ６は一体であっても別体であっても良く、さらにマイコン５、制御ＩＣ６に代えて各種の制御装置を用いても良い。この制御装置が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェア、ハードウェア、あるいはそれらの組み合わせによって提供することができる。例えば制御装置がハードウェアである電子回路により提供される場合、１又は複数の論理回路を含むデジタル回路、または、アナログ回路により構成できる。また、例えば制御装置がソフトウェアにより各種制御を実行する場合には、記憶部にはプログラムが記憶されており、制御主体がこのプログラムを実行することで当該プログラムに対応する方法が実施される。

前述実施形態では、放電スイッチ１６、定電流スイッチ１７、気筒選択スイッチ１８ａ，１８ｂは、ＭＯＳトランジスタを用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタなど他種類のトランジスタ、各種のスイッチを用いても良い。

前述した複数の実施形態を組み合わせて構成しても良い。また、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前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。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において、考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。

本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。

図面中、１０１は電子制御装置（噴射制御装置）、２ａ，２ｂは燃料噴射弁、９はＭＯＳトランジスタ（スイッチング素子）、１３は昇圧制御部、１４は電流通電制御部、１５は電流モニタ部を示す。

Claims

燃料噴射弁を開弁・閉弁するために電流を通電制御する電流通電制御部（１４）と、
前記燃料噴射弁に流れる電流をモニタする電流モニタ部（１５）と、
前記燃料噴射弁に対し開弁用のピーク電流を通電するための昇圧電圧を、スイッチング素子をオン・オフ制御することで電源電圧から昇圧完了電圧に生成制御する昇圧制御部（１３）と、を備え、
前記昇圧制御部は、前記昇圧電圧を監視し、当該昇圧電圧が前記昇圧完了電圧を下回る所定の昇圧開始電圧（Ｖsta）を下回ると生成制御を開始するものであり、
前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に電流を通電開始し、前記昇圧電圧が所定の昇圧開始電圧を下回ると、
前記昇圧制御部は、前記昇圧電圧の生成制御を開始し、前記電流モニタ部により検出される燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流を検出するための閾値に達するタイミングの前で且つ前記ピーク電流の閾値よりも低く設定された第１所定電流に達したタイミングで前記昇圧電圧の生成制御を停止し始め、
前記燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流の閾値に達するタイミングを含んで実行される前記燃料噴射弁を開弁・閉弁する１回の噴射処理の間で且つ前記ピーク電流の閾値に達したタイミングを含む期間内だけ前記昇圧電圧の生成制御を停止し、前記期間内の後に前記昇圧電圧が前記昇圧完了電圧に達するまでの間は前記昇圧電圧を生成制御する噴射制御装置。
前記１回の噴射処理の間の前記期間内として、
前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に前記電流を通電開始した後、前記燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流の閾値に達する前に当該ピーク電流の閾値よりも低く設定された第１所定電流を超えたタイミングから、前記ピーク電流の閾値に達するタイミングまでの間とし、
前記昇圧制御部は、前記期間内だけ前記昇圧電圧の生成制御を停止する請求項１記載の噴射制御装置。
前記１回の噴射処理の間の前記期間内として、
前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に前記電流を通電開始した後、前記燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流の閾値に達する前に前記第１所定電流を超えたタイミングから、
前記１回の噴射処理の間を限度とした第１所定時間を経過するまでの間とし、
前記昇圧制御部は、前記期間内だけ前記昇圧電圧の生成制御を停止する請求項１記載の噴射制御装置。
燃料噴射弁を開弁・閉弁するために電流を通電制御する電流通電制御部（１４）と、
前記燃料噴射弁に流れる電流をモニタする電流モニタ部（１５）と、
前記燃料噴射弁に対し開弁用のピーク電流を通電するための昇圧電圧を、スイッチング素子をオン・オフ制御することで電源電圧から昇圧完了電圧に生成制御する昇圧制御部（１３）と、を備え、
前記昇圧制御部は、前記昇圧電圧を監視し、当該昇圧電圧が前記昇圧完了電圧を下回る所定の昇圧開始電圧を下回ると生成制御を開始するものであり、
前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に電流を通電開始し、前記昇圧電圧が所定の昇圧開始電圧を下回ると、前記昇圧制御部は前記昇圧電圧の生成制御を開始し、前記電流モニタ部により検出される燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流を検出するための閾値に達するタイミングで前記昇圧電圧の生成制御を停止し始め、
前記昇圧制御部は、前記燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流の閾値に達するタイミングを含んで実行される前記燃料噴射弁を開弁・閉弁する１回の噴射処理の間で且つ前記停止し始めたタイミングから当該ピーク電流の閾値よりも低く設定された第２所定電流を前記燃料噴射弁の通電電流が下回るまでの期間内だけ前記昇圧電圧の生成制御を停止し、前記期間内の後で且つ前記昇圧電圧が前記昇圧完了電圧に達するまでの間は前記昇圧電圧を生成制御する噴射制御装置。
前記１回の噴射処理の間の前記期間内として、
前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に前記電流を通電開始した後、前記燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流の閾値に達する前に当該ピーク電流の閾値よりも低く設定された前記第１所定電流を超えたタイミングから、前記ピーク電流を経て前記ピーク電流よりも低く設定された第２所定電流に達するまでの間とし、
前記昇圧制御部は、前記期間内だけ前記昇圧電圧の生成制御を停止する請求項１記載の噴射制御装置。
燃料噴射弁を開弁・閉弁するために電流を通電制御する電流通電制御部（１４）と、
前記燃料噴射弁に流れる電流をモニタする電流モニタ部（１５）と、
前記燃料噴射弁に対し開弁用のピーク電流を通電するための昇圧電圧を、スイッチング素子をオン・オフ制御することで電源電圧から昇圧完了電圧に生成制御する昇圧制御部（１３）と、を備え、
前記昇圧制御部は、前記昇圧電圧を監視し、当該昇圧電圧が前記昇圧完了電圧を下回る所定の昇圧開始電圧を下回ると生成制御を開始するものであり、
前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に電流を通電開始し、前記昇圧電圧が所定の昇圧開始電圧を下回ると、前記昇圧制御部は前記昇圧電圧の生成制御を開始し、
前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に電流を通電開始する時点を起点としてゼロを超えるように予め設定され前記電流モニタ部により検出される燃料噴射弁の通電電流が前記ピーク電流を検出するための閾値に達するまでの時間に設定される第１所定時間を経過するタイミングまで前記昇圧電圧を昇圧制御し、
前記第１所定時間を経過するタイミングから、前記通電開始する時点から前記燃料噴射弁を開弁・閉弁する１回の噴射処理を終了するまでの間に設定される第２所定時間を経過するタイミングまでの期間内だけ前記昇圧電圧の生成制御を停止し、前記期間内の後で且つ前記昇圧電圧が前記昇圧完了電圧に達するまでの間は前記昇圧電圧を生成制御する噴射制御装置。
前記期間内とは別に、前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に前記電流を通電開始してから前記期間内より前となる条件を満たす期間において、前記燃料噴射弁の通電電流が第３所定電流を超えたタイミングから、前記期間内の開始タイミングより前に第４所定電流に達するタイミングまでの間、前記昇圧制御部は、前記昇圧電圧の生成制御を停止する請求項１から５の何れか一項に記載の噴射制御装置。
前記期間内とは別に、前記電流通電制御部が前記燃料噴射弁に前記電流を通電開始してから前記期間内より前となる条件を満たす期間において、前記燃料噴射弁の通電電流が第３所定電流を超えたタイミングから、前記期間内の開始タイミングより前に第３所定時間を経過するまでの間、前記昇圧制御部は、前記昇圧電圧の生成制御を停止する請求項１から５の何れか一項に記載の噴射制御装置。