JPH09209807A - 燃料噴射用インジェクタの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリ電圧に拘わらずインジェクタを速や
かに駆動できる制御応答性の良い燃料噴射用インジェク
タの制御装置を提供する。 【解決手段】 電源からの電力に基づき電圧を昇圧して
電源よりも高い電圧を発生する高電圧発生手段と、この
高電圧発生手段からインジェクタへの電力供給経路に配
設されると共に駆動信号を受けインジェクタの開弁時期
に導通する第１のスイッチング手段と、負極性の電圧を
発生する負電圧発生手段と、この負電圧発生手段からイ
ンジェクタへの電力供給経路に配設されると共に駆動信
号を受けインジェクタの閉弁時期に導通する第２のスイ
ッチング手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関に燃料を
供給するインジェクタの制御を行う燃料噴射用インジェ
クタの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から内燃機関への燃料噴射装置とし
て電磁弁式のインジェクタが採用されている。このイン
ジェクタを制御する装置は、エンジンの運転状態に関連
する情報を入手し、この情報に基づいて内燃機関の空燃
比を所望の空燃比とする燃料噴射量をインジェクタの駆
動時間で演算している。この駆動時間中においてはイン
ジェクタに電流が供給されており、インジェクタは通電
されると開弁して燃料を噴射すると共に通電が停止され
ると閉弁して燃料の供給を停止する。このようなインジ
ェクタにおいては演算した駆動時間と燃料噴射量とを正
確に一致させるために、通電されると速やかに開弁する
と共に通電が停止されると速やかに閉弁することが望ま
しい。このためインジェクタの応答性を高めるべく、例
えば特開平１−３１８７４０号公報に示されるものが提
案されている。この公報のものでは、インジェクタの通
電開始時に過励磁電流と称する過大な電流を供給するこ
とによりインジェクタの開弁動作を早めると共に、開弁
後は通電電流をインジェクタの開弁状態を保持するため
に必要な保持電流まで下げ、かつ、この保持電流を保持
しインジェクタの発熱抑制と電力損失の低減を図るいわ
ゆる過励磁通電制御が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら該公報の
ものでは、インジェクタの通電開始時に過励磁電流を供
給しているものの、この過励磁電流はバッテリ電圧に依
存しており、バッテリ電圧が低い場合は過励磁電流の値
も小さくなり開弁動作を十分早めるということが困難で
あった。また、従来のインジェクタの制御装置において
はインジェクタの閉弁の際には、インジェクタの励磁回
路に蓄積されたエネルギーをＬＣＲ共振回路によって消
費する高速遮断のみに頼っており、閉弁動作を十分に早
めることが困難であった。このため、高い燃料圧力を制
御する様な高速応答用途のインジェクタ、例えばガソリ
ンエンジンの筒内噴射用インジェクタあるいはディーゼ
ルエンジンの燃料噴射用インジェクタなどの制御には、
制御応答性及び制御分解能の面で十分ではなくインジェ
クタの制御範囲を十分広くすることが困難であった。

【０００４】また、従来のインジェクタの制御装置では
インジェクタの開弁状態を保持するためインジェクタの
通電電流値をフィードバックして電流値が目標値よりも
小さいときには上昇すると共に電流値が目標値よりも大
きいときには下降する三角波を生成し、この三角波を保
持電流として供給しているが、この三角波はバッテリ電
圧に依存するものであった。詳細には、電流値を下降さ
せる時の速度はバッテリ電圧以外の要素に依存している
ものの、電流値を上昇させる時の速度はバッテリ電圧に
も依存している。即ちバッテリ電圧が低い場合は十分な
電力が供給されないため電流値を上昇させようとしても
バッテリ電圧が十分高い場合に比し時間を要する。この
ため、バッテリ電圧が低い場合はこの三角波がボトムか
らトップに上昇するまでの時間が長くなり結果として三
角波のリプル周期が長くなる。ここで目標値がインジェ
クタの保持電流値であったとすると、リプル周期が短い
場合はインジェクタが三角波に追従できないのでインジ
ェクタは開弁状態を保持するが、リプル周期が長くなる
とインジェクタが三角波に追従するようになり保持電流
以下となっているときに閉弁してしまう可能性がある。
このため、三角波のボトムであっても保持電流値以上で
あるようにするため、目標値を保持電流値よりも高めの
電流値に設定しておく必要があり消費電力が大きいとい
う課題があった。

【０００５】この発明は上記課題を解決するためのもの
であって、バッテリ電圧に拘わらずインジェクタを速や
かに駆動できる制御応答性の良い燃料噴射用インジェク
タの制御装置を提供することを目的としている。

【０００６】また、この発明は、制御応答性の良い燃料
噴射用インジェクタの制御装置において、インジェクタ
に供給する保持電流値を低減し消費電力を低減させるこ
とを目的としている。

【０００７】また、この発明は、更に、保持電流を発生
する部位の消費電力を低減し発熱の抑制及び装置の小型
化を図ることを目的としている。

【０００８】また、この発明は、制御応答性の良いイン
ジェクタの制御装置において、無用な動作を停止して消
費電力を低減すると共にノイズの発生を抑制することを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る燃料噴射
用インジェクタの制御装置は、内燃機関の運転状態に関
連する情報を検出する検出手段と、この検出手段の検出
結果に基づき内燃機関へ供給する燃料量を演算する燃料
量演算手段と、この燃料量演算手段の演算結果を受けて
内燃機関に燃料を供給するインジェクタを開弁あるいは
閉弁させる駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、電
源と、この電源からの電力に基づき電圧を昇圧して電源
よりも高い電圧を発生する高電圧発生手段と、この高電
圧発生手段からインジェクタへの電力供給経路に配設さ
れると共に駆動信号を受けインジェクタの開弁時期に導
通する第１のスイッチング手段と、負極性の電圧を発生
する負電圧発生手段と、この負電圧発生手段からインジ
ェクタへの電力供給経路に配設されると共に駆動信号を
受けインジェクタの閉弁時期に導通する第２のスイッチ
ング手段とを備えたものである。

【００１０】また、この発明に係る燃料噴射用インジェ
クタの制御装置は、電源からの電力に基づき所定の定電
圧を発生する定電圧発生手段と、定電圧と駆動信号発生
手段からの駆動信号とを受けインジェクタの開弁後にイ
ンジェクタの開弁状態を保持する保持電流を供給する保
持電流発生手段とを備えたものである。

【００１１】また、この発明に係る燃料噴射用インジェ
クタの制御装置は、電源よりも低い電圧を発生する低電
圧発生手段を定電圧発生手段とするものである。

【００１２】また、この発明に係る燃料噴射用インジェ
クタの制御装置は、内燃機関の運転状態に関連する情報
を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づ
き内燃機関へ供給する燃料量を演算する燃料量演算手段
と、この燃料量演算手段の演算結果を受けて内燃機関に
燃料を供給するインジェクタを開弁あるいは閉弁させる
駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、電源と、この
電源からの電力に基づき電圧を昇圧して電源よりも高い
電圧を発生する高電圧発生手段と、この高電圧発生手段
からインジェクタへの電力供給経路に配設されると共に
駆動信号を受けインジェクタの開弁時期に導通する第１
のスイッチング手段と、駆動信号発生手段からの駆動信
号を受けインジェクタの開弁時期から所定期間は高電圧
発生手段の昇圧動作を禁止する禁止手段とを備えたもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、実施の形態１の構成を示すブロ
ック図である。図において、１は内燃機関の運転状態に
関連する情報を検出する検出手段としてのセンサ類で、
吸気量、吸気管圧力、クランク角、回転数、空燃比、冷
却水温、大気圧等種々の情報を入手するものである。２
はセンサ類１からの情報に基づき内燃機関に供給する燃
料量を演算する燃料量演算手段、３は燃料量演算手段の
演算結果を受けてインジェクタ４を開弁あるいは閉弁さ
せる駆動信号を発生する駆動信号発生手段、５は電源で
あるバッテリ、６はバッテリ電圧VBを昇圧してバッテリ
電圧VBよりも高い電圧VHを発生する高電圧発生手段、７
は高電圧発生手段６の昇圧動作を禁止する禁止手段、８
はバッテリ電圧VBを降圧しバッテリ電圧VBよりも低い一
定の低電圧VLを発生する定電圧発生手段としての低電圧
発生手段、９はバッテリ電圧VBあるいは高電圧VHを受け
負極性の電圧-Vを発生する負電圧発生手段、１０は高電
圧発生手段６からインジェクタ４への電力供給経路に配
設されると共に駆動信号発生手段３からの駆動信号を受
けてインジェクタ４の開弁時期に導通する第１のスイッ
チング手段、１１は負電圧発生手段９からインジェクタ
４への電力供給経路に配設されると共に駆動信号発生手
段３からの駆動信号を受けてインジェクタ４の閉弁時期
に導通する第２のスイッチング手段、１２は低電圧VLと
燃料演算手段２の演算結果とを受けインジェクタ４の開
弁後にインジェクタ４の開弁状態を保持する保持電流を
供給する保持電流発生手段である。

【００１４】図２は、実施の形態１の各部の動作を示す
タイムチャートである。図において（ａ）は燃料量演算
手段２の出力信号、（ｂ）は駆動信号発生手段３の図示
上側出力端子から出力される駆動信号、（ｃ）は駆動信
号発生手段３の図示下側出力端子から出力される駆動信
号、（ｄ）はインジェクタ４の図示上側出力端子の電
圧、（ｅ）はインジェクタ４に供給される電流を示して
いる。

【００１５】まず、インジェクタの開弁時の動作につい
て説明する。燃料量演算手段２はセンサ類１の情報に基
づいて燃料量を演算し、その演算結果を（ａ）の如く出
力する。図では時刻t1から時刻t2の期間でインジェクタ
が開弁状態となるよう指示されている。この期間が短け
れば燃料量は少なく噴射されると共に期間が長ければ燃
料量は多く噴射される。駆動信号発生手段３はこの演算
結果を受け第１のスイッチング手段１０に（ｂ）の如き
駆動信号を供給する。（ｂ）は時刻t1から時刻t3の期間
でＨレベルの信号となっており、このＨレベルの期間は
インジェクタ４に過励磁電流を供給する期間である。第
１のスイッチング手段１０はこの駆動信号（ｂ）を受
け、駆動信号（ｂ）がＨレベルにあるとき導通し高電圧
VHをインジェクタ４に供給する。このときインジェクタ
４の図示上側出力端子には（ｄ）の如く高電圧が印加さ
れ、これによりインジェクタ４の電流の立ち上がりが
（ｅ）に示すように急激になり、インジェクタ４を短時
間で開弁することが可能となる。これによりインジェク
タ４の開弁時の制御応答性を向上させることができる。

【００１６】ところで一般に昇圧回路は、チョークコイ
ルの通電電流をチョッピングし、これにより得た正極性
の電圧のみをコンデンサに蓄積するようになっている。
従って、インジェクタ４への供給によりコンデンサに蓄
積された電荷が急激に消費されると、時刻t1から時刻t3
の期間においてインジェクタ４の過励磁状態を保持する
ことができなくなる。これに対応するため実施の形態１
では、バッテリ電圧VBを高電圧発生手段６の出力にダイ
オードを介して供給している。従って、高電圧VHがバッ
テリ電圧VBよりも低下した場合は、高電圧発生手段６に
代わってバッテリ５がインジェクタ４に電流を供給し過
励磁状態を保持する。よって、２つの電源により過励磁
電流が過励磁期間中に安定して供給される。

【００１７】更に実施の形態１では高電圧発生手段６の
昇圧動作を禁止する禁止手段７を有している。駆動信号
（ｂ）は図示の如く第１のスイッチング手段だけでなく
禁止手段７にも与えられており、禁止手段７は駆動信号
（ｂ）を受け所定時間としての時刻t1から時刻t2の期間
は高電圧発生手段６の昇圧動作を禁止する。これにより
過励磁期間中においてバッテリ５から高電圧発生手段６
に流れ込む高速で大電流の無効電流を停止する。その結
果、高電圧発生手段６が内部で消費する無駄電力を低減
することができると共に高速かつ大電流の流入により発
生するノイズを抑制することができる。

【００１８】次にインジェクタ４の開弁を保持する時刻
t3から時刻t2の期間における動作について説明する。時
刻t3になると駆動信号発生手段３は駆動信号（ｂ）をＬ
レベルに切り換える。第１のスイッチング手段１０はこ
の信号を受け、導通状態から非導通状態に切り替わる。
このため、高電圧VHあるいはバッテリ電圧VBからの電流
供給が遮断されインジェクタ４の通電電流は一気に減少
する。一方、保持電流発生手段１２は、低電圧VLと燃料
量演算手段２の演算結果（ａ）とを受け、演算結果
（ａ）がＬレベルにある時刻t1から時刻t2の期間中はバ
ッテリ電圧VBよりも低い一定の低電圧VLに基づいて保持
電流を発生し、インジェクタ４に供給する。この保持電
流発生手段１２からの電流供給は図１に示すようにダイ
オードを介して行われている。従って、第１のスイッチ
ング手段１０を介して供給される電流が保持電流発生手
段１２へ流れ込むことがないと共に時刻t1から時刻t3の
期間中は保持電流発生手段１２からの保持電流の出力が
禁止される。そして時刻t3となって第１のスイッチング
手段１０が非導通になれば保持電流発生手段１２からの
保持電流がインジェクタ４に速やかに供給される。

【００１９】また、保持電流発生手段１２は、一定の電
圧を元にして保持電流を発生している。従って、従来装
置の如くバッテリ電圧VBの変動の影響を加味して出力す
る電流の目標値をインジェクタの保持電流よりも高めに
設定するという必要がない。このため保持電流発生手段
１２から出力される電流の目標値を従来装置に比し小さ
くすることができ消費電力の低減を図ることができる。

【００２０】また、保持電流発生手段１２は、バッテリ
電圧VBよりも低い電圧VLに基づいて保持電流を発生して
いる。従って、内部回路による電力損失が低減されると
共に発熱を抑制しこれにより装置の小型化が図れる。

【００２１】なお、保持電流発生手段１２は時刻t1から
時刻t2の期間中に保持電流を発生するようにしたが、駆
動信号（ｂ）、（ｃ）を用いて時刻t3から時刻t2の保持
電流が必要な期間のみ保持電流を発生するようにしても
良い。

【００２２】次にインジェクタ４の閉弁時の動作につい
て説明する。時刻t2になると燃料量演算手段２の演算結
果（ａ）がＬレベルからＨレベルに切り換えられ、保持
電流発生手段１２は保持電流の出力を停止する。これに
よりインジェクタ４への電流供給が停止され、インジェ
クタ４は蓄えられた電力を放出しながら徐々に閉弁しよ
うとする。一方、駆動信号発生手段３は演算結果（ａ）
を受け、第２のスイッチング手段１１に駆動信号（ｃ）
を供給する。第２のスイッチング手段１２はこの駆動信
号（ｃ）を受けて導通しインジェクタ４に負電圧-Vを供
給する。これによりインジェクタ４に蓄えられた電力は
負電圧-Vに一気に流れ込み、インジェクタ４を強制的に
消磁させて閉弁動作を速やかに行わせる。これによりイ
ンジェクタ４の閉弁時の制御応答性が向上する。

【００２３】では、次に実施の形態１を詳細な回路図を
用いて説明する。図３は実施の形態１の構成を示す回路
図である。図３において図１と同一あるいは相当部分に
は同一符号を付している。１はセンサ類、２は燃料量演
算手段としての制御部、３は制御部２からの演算結果と
しての燃料供給量信号を受け時間タイミングを分配する
駆動信号としてのタイミング信号を発生する駆動信号発
生手段であるタイミング信号発生回路、４はインジェク
タ、５はバッテリである。

【００２４】６は高電圧発生手段としてのＤＣ／ＤＣコ
ンバータを構成する高電圧発生回路で次のものから構成
されている。６０１は誘導起電圧発生用のチョークコイ
ル、６０２はチョークコイル６０１の通電電流をオンあ
るいはオフしてスイッチング制御するチョッパー用ＦＥ
Ｔトランジスタ、６０３はチョークコイルで発生した電
圧のうち正極性の電圧のみを通過させる整流ダイオー
ド、６０４は整流ダイオード６０３を通過した正極性の
電圧を蓄積するコンデンサ、６０５はチョークコイル６
０１の電流経路を確保するための転流ダイオード、６０
６はＦＥＴトランジスタ６０２に流れる電流値を計測す
るシャント抵抗、６０７はコンデンサ６０４の蓄積電圧
とシャント抵抗６０６の出力電圧とを受けコンデンサ６
０４の蓄積電圧を所定の高電圧VHに定電圧制御すると共
にチョークコイル６０１の遮断電流値を検出し制御する
昇圧電圧制御回路、６０８は昇圧電圧制御回路６０７か
らの信号を受けＦＥＴトランジスタ６０２を駆動するド
ライバー回路である。

【００２５】７はタイミング信号発生回路３の図示上側
の出力端子に接続され、該出力端子からのタイミング信
号を受け高電圧発生回路６の昇圧動作を禁止する禁止手
段としての昇圧機能停止用のトランジスタで、昇圧電圧
制御回路６０７からドライバー回路６０８に供給される
信号をアースに落としてＦＥＴトランジスタ６０２のス
イッチング動作を強制的に停止させるものである。８は
バッテリ電圧VBを受けこの電圧VBを降圧してバッテリ電
圧VBよりも低い一定の電圧を発生する低電圧発生手段と
しての低電圧発生回路で、この低電圧発生回路８は、同
時に定電圧発生回路を構成している。９は負電圧発生手
段としての負電圧発生回路で、高電圧発生回路６の電圧
を反転してなるものである。

【００２６】１０は第１のスイッチング手段で次のもの
から構成されている。１００１はベースがタイミング信
号発生回路３に接続され、タイミング信号発生回路３の
図示上側出力端子からのタイミング信号により駆動され
るトランジスタで、エミッタはエミッタ抵抗１００２を
介してアースに接続されていると共にコレクタはトラン
ジスタ１００３のベースに接続されている。トランジス
タ１００３はトランジスタ１００１に駆動されるトラン
ジスタでエミッタが高電圧VHに接続されていると共にコ
レクタがＦＥＴトランジスタのゲートに接続されてい
る。１００５はＦＥＴトランジスタのゲート・ソース間
抵抗、１００６はＦＥＴトランジスタ１００４のゲート
・ソース間保護ダイオードである。ＦＥＴ１００４のド
レインは高電圧VHに接続され、ソースはインジェクタ４
に接続されており、トランジスタ１００３のスイッチン
グ動作に応じてインジェクタ４へ高電圧VHを供給あるい
は遮断する。

【００２７】１１は第２のスイッチング手段で次のもの
から構成されている。１１０１はベースがタイミング信
号発生回路３に接続され、タイミング信号発生回路３の
図示下側出力端子からのタイミング信号により駆動され
るトランジスタで、エミッタはエミッタ抵抗１１０２を
介してアースに接続されていると共にコレクタはトラン
ジスタ１１０３のベースに接続されている。トランジス
タ１１０３はトランジスタ１１０１により駆動されるト
ランジスタで、エミッタがバッテリ電圧VBに接続されて
いると共にコレクタがＦＥＴトランジスタ１１０４のゲ
ートに接続されている。１１０５はＦＥＴトランジスタ
のゲート・ソース間抵抗、１１０６はＦＥＴトランジス
タ１１０４のゲート・ソース間保護ダイオードである。
ＦＥＴ１１０４のドレインはインジェクタ４に接続さ
れ、ソースは負電圧-Vに接続されており、トランジスタ
１１０３のスイッチング動作に応じてインジェクタ４へ
負電圧-Vを供給あるいは遮断する。

【００２８】１２は保持電流発生手段で次のものから構
成されている。１２０１はインジェクタ４に供給される
保持電流値を電圧値に変換して検出するためのシャント
抵抗で、一端が低電圧VLに接続されていると共に他端が
トランジスタ１２０２のコレクタに接続されている。１
２０３はトランジスタ１２０２を駆動するためのトラン
ジスタでエミッタが低電圧VLに接続されていると共にコ
レクタがトランジスタ１２０２のベースに接続されてい
る。１２０４は制御部２の演算結果とシャント抵抗１２
０１の両端電圧とを受け、抵抗１２０５を介してトラン
ジスタ１２０３のベースに信号を与えトランジスタ１２
０３を駆動する加算誤差増幅回路で、制御部２からの信
号がオンの期間はシャント抵抗１２０１の両端電圧が予
め定めた保持電流値に対応する値になるよう定電流制御
する。ここで発生した定電流は逆流阻止用ダイオード１
３を介してインジェクタ４に供給される。

【００２９】１４は過励磁期間中に高電圧発生回路６の
電圧VHが低下した際にバッテリ電圧VBをインジェクタ４
に供給するためのバイパスダイオードで、アノードがバ
ッテリ電圧VBに接続されていると共にカソードが高電圧
VHに接続されている。１５はバッテリ電圧VBを安定させ
るための電源安定用コンデンサである。

【００３０】図２のタイムチャートを援用して図３の回
路の動作について説明する。制御部２はセンサ類１から
得た吸気量、回転数、水温などその他の情報に基づいて
インジェクタ４から噴射する燃料量を演算し、図２に
（ａ）で示す演算結果をタイミング信号発生回路３に供
給する。タイミング信号発生回路３はこの演算結果を受
け図示上側出力端子からは図２に（ｂ）で示すタイミン
グ信号を出力すると共に、図示下側出力端子からは
（ｃ）で示すタイミング信号をそれぞれ出力する。

【００３１】まずインジェクタ４の開弁時について説明
する。高電圧発生回路６は昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを
構成しておりバッテリ電圧VBを高電圧VHまで昇圧する。
バッテリ５からの電力はチョークコイル６０１に与えら
れる。このチョークコイル６０１に流入する通電電流は
ＦＥＴトランジスタ６０２により通流あるいは遮断さ
れ、これによりチョークコイル６０１に高電圧の誘起電
圧が発生する。発生した誘起電圧のうち正極性の電圧は
整流ダイオード６０３を通ってコンデンサ６０４に蓄積
される。コンデンサ６０４の電圧は昇圧電圧制御回路６
０７に入力されている。昇圧電圧制御回路６０７はコン
デンサ６０７の電圧、即ち高電圧VHが予め定めた所定の
電圧になるように定電圧制御を行う。この定電圧制御
は、昇圧電圧制御回路６０７からＦＥＴトランジスタ６
０２を駆動するドライバー回路６０８に与えられるドラ
イバー信号を調整することにより実現される。

【００３２】一方、タイミング信号発生回路３は、図示
上側出力端子から図２（ｂ）に示す過励磁期間に対応し
た信号をトランジスタ１００１のベース及びトランジス
タ７のベースに与える。タイミング信号（ｂ）は時刻t1
でＨレベルになり、トランジスタ１００１のベースから
エミッタを介して電流が流れ込みトランジスタ１００１
が導通する。トランジスタ１００１の導通により高電圧
VHからトランジスタ１００３のエミッタ、ベース、トラ
ンジスタ１００１のコレクタ、エミッタ及びアースの経
路で電流が流れ、これによりトランジスタ１００３が導
通する。トランジスタ１００３の導通により、高電圧V
H、トランジスタ１００３のエミッタ、コレクタ、ゲー
ト・ソース間抵抗１００５、インジェクタ４及びアース
の経路で電流が流れ、ＦＥＴトランジスタ１００４のゲ
ート・ソース間に電位差が発生しＦＥＴトランジスタ１
００４が導通する。これにより高電圧VHとインジェクタ
４とが接続され、高電圧VH、ＦＥＴトランジスタのドレ
イン、ソース、インジェクタ４及びアースの経路で電流
が流れる。この電流は図２に（ｅ）で示す通り電流の立
ち上がりが非常に急峻となっており最大値IKまで一気に
立ち上がる。よって、インジェクタ４の開弁電流値に到
達するまでの時間が短縮されており、インジェクタ４は
この電流により速やかに開弁される。ところで、インジ
ェクタ４への電流は最大値IKとなった後、減少してい
る。これは高電圧発生回路６のコンデンサ６０４に蓄積
された電荷が一気に放出されたためである。ここで、イ
ンジェクタの特性により過励磁期間が長めに設定されて
いたとすると、コンデンサ６０４は放電を持続し、つい
にはインジェクタ４の開弁電流値を供給できなくなるこ
とがある。そのため、実施の形態１ではバイパスダイオ
ード１４を採用している。このバイパスダイオード１４
によれば、高電圧VHの値がコンデンサ６０４の放電と共
に低下し、バッテリ電圧VB以下となった場合に高電圧VH
に代わってバッテリ電圧VBにインジェクタ４へ電流を供
給させる。

【００３３】タイミング信号（ｂ）は、トランジスタ７
のベースにも供給されている。トランジスタ７はタイミ
ング信号（ｂ）により高電圧発生回路６の昇圧動作を過
励磁期間中禁止する。Ｈレベルのタイミング信号（ｂ）
によりトランジスタ７のベース、エミッタ及びアースの
経路で電流が流れトランジスタ７が導通する。トランジ
スタ７のコレクタは昇圧電圧制御回路６０７からドライ
バー回路６０８へのドライバー信号の供給経路に接続さ
れていると共にエミッタはアースに接続されている。こ
のため、トランジスタ７が導通すると昇圧電圧制御回路
６０７から出力されるドライバー信号がアースに落とさ
れて無効化され、ドライバー回路６０８はＦＥＴトラン
ジスタ６０２の駆動を停止する。これにより過励磁期間
中においては、バッテリ５から高電圧発生回路６に流れ
込む高速で大電流の無効電力を停止することができる。
また、これに起因して、高電圧発生手段６での消費電力
を低減することができると共にノイズ成分の多い高速・
大電流により発生するノイズを低減することができる。

【００３４】次にインジェクタ４の開弁状態の保持につ
いて説明する。低電圧発生回路８は、バッテリ電圧VBを
入力電圧としトランスまたはチョークコイル及びコンデ
ンサを使用したスイッチングレギュレータ方式の降圧回
路、あるいはリニアドロッパー方式で実現する。低電圧
発生回路８は、バッテリ電圧VBを入力しバッテリ電圧VB
よりも低い所定の一定電圧VLを発生し、シャント抵抗１
２０１及びトランジスタ１２０３のコレクタに供給す
る。加算誤差増幅回路１２０４は制御部２の演算結果
（ａ）がＬレベルの信号となっている期間中、シャント
抵抗１２０１の両端電圧を監視し、両端電圧が保持電流
値に対応する電圧値になるようトランジスタ１２０３及
びトランジスタ１２０２を駆動制御する。この保持電流
は逆流阻止用ダイオード１３を介してインジェクタ４に
供給される。従って、時刻t1から時刻t3の期間中は逆流
阻止用ダイオード１３により保持電流の供給が禁止され
ると共に、時刻t3以後になりＦＥＴトランジスタ１００
４が非導通となった後に図２の（ｅ）に電流IHで示す保
持電流がインジェクタ４に供給される。ここで、保持電
流発生回路８は、バッテリ電圧VBが変動したとしても一
定の電圧を発生する定電圧回路の出力を電源としてい
る。このため保持電流IHを設定するに際し、バッテリ電
圧VBの変動を加味する必要がない。従って、保持電流IH
の設定をインジェクタ４の開弁状態を保持する保持電流
値ぎりぎりにし、消費電力の低減を図ることができる。

【００３５】また、この実施の形態では、バッテリ電圧
VBよりも低い電圧VLを定電圧として発生する低電圧回路
を特に採用している。従って、シャント抵抗１２０１に
定電流IHが流れるように制御するに際し、トランジスタ
１２０２のスイッチング動作により発生する損失を低減
すると共に発熱を抑制することができる。このため、ト
ランジスタ１２０２及び１２０３として小電力のトラン
ジスタを採用することができ装置の小型化を図ることが
できる。

【００３６】次にインジェクタ４の閉弁時の動作につい
て説明する。まず、時刻t2において制御部２は演算結果
（ａ）をＬレベルからＨレベルに切り換える。加算誤差
増幅回路１２０４はこの信号を受け目標とする電流値を
保持電流IHから０Ａ（アンペア）に変更する。これによ
りトランジスタ１２０３及びトランジスタ１２０２が非
導通となりインジェクタ４への電流供給が停止される。
インジェクタ４は電流の供給停止により開弁状態から閉
弁状態に移行する。この閉弁動作はインジェクタ４に蓄
えられた残留磁束を消費しながら徐々に行われようとす
る。

【００３７】一方、時刻t2においてタイミング信号発生
回路３は、図示下側出力端からタイミング信号（ｃ）を
出力する。このタイミング信号（ｃ）は時刻t2から時刻
t4の期間にＨレベルとなるもので、この信号は逆励磁信
号として作用する。このＨレベルの信号はトランジスタ
１１０１のベース、エミッタ、抵抗１１０２及びアース
の経路で電流を流しトランジスタ１１０１を導通させ
る。トランジスタ１１０１の導通により、バッテリ電圧
VB、トランジスタ１１０３のエミッタ、ベース、トラン
ジスタ１１０１のコレクタ、エミッタ、抵抗１１０２及
びアースの経路で電流が流れトランジスタ１１０３が導
通する。トランジスタ１１０３の導通によりバッテリ電
圧VB、トランジスタ１１０３のエミッタ、コレクタ、ゲ
ート・ソース間抵抗１１０５、負電圧-Vの経路で電流が
流れる。この負電圧-Vは負電圧発生回路９で生成され
る。負電圧発生回路９は、高電圧VHあるいはバッテリ電
圧VBを入力電圧とするコンデンサを用いたポンプ回路で
構成されている。ゲート・ソース間抵抗１１０５に電流
が流れることによりこの抵抗の両端に電圧降下が生じ、
ＦＥＴトランジスタ１１０４のゲート・ソース間に発生
した電位差によりＦＥＴトランジスタ１１０４が導通す
る。このＦＥＴトランジスタ１１０４のドレインはイン
ジェクタ４に接続されていると共にソースは負電圧-Vに
接続されている。従って、時刻t2においてインジェクタ
４が蓄えた残留磁束を消費しながら徐々に閉弁しようと
しているところへ負電圧-Vが接続されることになる。こ
のため、インジェクタ４、ＦＥＴトランジスタ１１０４
のドレイン、ソース、負電圧-Vの経路で電流が流れ、イ
ンジェクタ４に蓄積された残留磁束を一気に消費する。
このため、インジェクタ４の閉弁動作を阻害する残留時
刻を短時間で消費し、これによりインジェクタ４の閉弁
動作を短時間で行える。この負電圧-Vによる逆励磁は、
時刻t2から時刻t4の逆励磁期間の間行われる。

【００３８】なお、負電圧発生回路の入力電圧を高電圧
VHあるいはバッテリ電圧VBとしたが、低電圧VLであって
も良い。

【００３９】従って、バッテリ電圧に拘わらず、インジ
ェクタの高速開弁および高速閉弁が可能となり、これに
よりインジェクタの制御範囲を拡大することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バッ
テリ電圧に拘わらずインジェクタを速やかに駆動できる
制御応答性の良い燃料噴射用インジェクタの制御装置が
得られる。

【００４１】また、この発明によれば、定電圧を入力し
て保持電流を発生するようにしたので、インジェクタに
供給する保持電流値を低減し消費電力を低減することが
できる。

【００４２】また、この発明によれば、バッテリ電圧よ
りも低い一定の電圧を発生する低電圧発生手段を採用し
たので、保持電流を発生する部位の消費電力を低減し発
熱の抑制及び装置の小型化を図ることができる。

【００４３】また、この発明によれば、過励磁期間にお
ける無用な動作を停止して消費電力を低減すると共にノ
イズの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 実施の形態１の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図３】 実施の形態１の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１ センサ類、２ 燃料量演算手段、３ 駆動信号発生
手段、４ インジェクタ、５ バッテリ、６ 高電圧発
生手段、７ 禁止手段、８ 低電圧発生手段、９ 負電
圧発生手段、１０ 第１のスイッチング手段、１１ 第
２のスイッチング手段、１２ 保持電流発生手段、１３
逆流阻止用ダイオード、１４ バイパスダイオード、
１５ 電源安定用コンデンサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の運転状態に関連する情報を検
   出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づき前
   記内燃機関へ供給する燃料量を演算する燃料量演算手段
   と、この燃料量演算手段の演算結果を受けて前記内燃機
   関に燃料を供給するインジェクタを開弁あるいは閉弁さ
   せる駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、電源と、
   この電源からの電力に基づき電圧を昇圧して前記電源よ
   りも高い電圧を発生する高電圧発生手段と、この高電圧
   発生手段から前記インジェクタへの電力供給経路に配設
   されると共に前記駆動信号を受け前記インジェクタの開
   弁時期に導通する第１のスイッチング手段と、負極性の
   電圧を発生する負電圧発生手段と、この負電圧発生手段
   から前記インジェクタへの電力供給経路に配設されると
   共に前記駆動信号を受け前記インジェクタの閉弁時期に
   導通する第２のスイッチング手段とを備えたことを特徴
   とする燃料噴射用インジェクタの制御装置。
2. 【請求項２】 電源からの電力に基づき所定の定電圧を
   発生する定電圧発生手段と、前記定電圧と駆動信号発生
   手段からの駆動信号とを受けインジェクタの開弁後に前
   記インジェクタの開弁状態を保持する保持電流を供給す
   る保持電流発生手段とを備えたことを特徴とする請求項
   １記載の燃料噴射用インジェクタの制御装置。
3. 【請求項３】 定電圧発生手段は、電源よりも低い電圧
   を発生する低電圧発生手段であることを特徴とする請求
   項２記載の燃料噴射用インジェクタの制御装置。
4. 【請求項４】 内燃機関の運転状態に関連する情報を検
   出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づき前
   記内燃機関へ供給する燃料量を演算する燃料量演算手段
   と、この燃料量演算手段の演算結果を受けて前記内燃機
   関に燃料を供給するインジェクタを開弁あるいは閉弁さ
   せる駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、電源と、
   この電源からの電力に基づき電圧を昇圧して前記電源よ
   りも高い電圧を発生する高電圧発生手段と、この高電圧
   発生手段から前記インジェクタへの電力供給経路に配設
   されると共に前記駆動信号を受け前記インジェクタの開
   弁時期に導通する第１のスイッチング手段と、前記駆動
   信号発生手段からの前記駆動信号を受け前記インジェク
   タの開弁時期から所定期間は前記高電圧発生手段の昇圧
   動作を禁止する禁止手段とを備えたことを特徴とする燃
   料噴射用インジェクタの制御装置。