JPH11336638A - コモンレール式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リニアソレノイドを用いて燃料圧送量を制御す
る燃料噴射装置において、エンジン運転状態に拘わらず
精度良く燃料調量を行う。 【解決手段】可変吐出量高圧ポンプＰは、エンジンＥの
回転に伴い駆動される。当該ポンプＰにて圧縮した高圧
燃料はコモンレールＲに蓄圧され、該コモンレールＲ内
の高圧燃料が電磁燃料噴射弁ＩからエンジンＥの各気筒
に噴射供給される。可変吐出量高圧ポンプＰの燃料吸入
部にはリニアソレノイド弁からなる吐出制御装置（電磁
弁）Ｐ２が配設される。ＥＣＵ４０は、電磁弁の弁体の
リフト量を変更する第１の制御と、同弁体のリフト量を
変更すると共に電磁弁の開弁時間を変更する第２の制御
とを、エンジン回転数に応じて択一的に実行する。ここ
で、エンジンＥの低回転域では前記第２の制御を実施
し、それ以外の回転域では前記第１の制御を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変吐出量高圧ポ
ンプにて圧縮した高圧燃料をコモンレール（蓄圧配管）
内に蓄圧し、その高圧燃料をディーゼルエンジンの各気
筒へ噴射するコモンレール式燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンに燃料を噴射するシ
ステムの１つとして、コモンレール式燃料噴射システム
が知られている。コモンレール式燃料噴射システムで
は、エンジンの各気筒に連通する共通のコモンレールが
設けられ、このコモンレールに可変吐出量高圧ポンプに
よって必要量の高圧燃料を圧送供給することで、コモン
レールの燃料圧力を一定に保持している。コモンレール
内の高圧燃料は、所定のタイミングで電磁燃料噴射弁が
駆動されることにより各気筒に噴射供給される（例え
ば、特開昭６４−７３１６６号公報等）。

【０００３】また、この種の燃料噴射装置では、可変吐
出量高圧ポンプに設けられるカム等の駆動により周期的
に燃料を圧送する。かかる場合、可変吐出量高圧ポンプ
からコモンレールへ周期的に圧送される燃料を所望の量
に調量制御したいという要望がある。ここで、所望の調
量燃料を得るべく燃料経路上にリニアソレノイド（比例
電磁）弁を設け、このリニアソレノイド弁をデューティ
制御することで、流路面積（弁体リフト量）を所定値と
し、これにより所望の燃料調量を実施する制御が考えら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リニア
ソレノイド弁のデューティ制御によって流路面積を可変
にするだけでは、例えばエンジン運転状態に応じてカム
等の駆動による１周期毎の燃料圧送量が大幅に変化する
ために、この圧送量から所望の調量燃料量を確保できる
ほどの分解能が得られないことがある。

【０００５】具体的には、可変吐出量高圧ポンプの回転
数範囲は始動時エンジン回転数の２００ｒｐｍから最高
回転数の４０００ｒｐｍまで広範囲にわたる（但し、そ
の範囲はエンジン機種によっても異なる）。この場合、
ポンプ回転数が高いほどポンプ１回転の所要時間が短く
なるため、高回転域での燃料圧送量を確保するには電磁
弁の流路面積をある程度大きく設定する必要がある。と
ころが、電磁弁の流路面積を大きくすると、低回転域で
の燃料圧送量を細かく調整することが困難になる。

【０００６】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、リニアソレノイ
ドを用いて燃料圧送量を制御する燃料噴射装置におい
て、エンジン運転状態に拘わらず精度良く燃料調量を行
うことができるコモンレール式燃料噴射装置を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置で
は、リニアソレノイドにより駆動される弁体を有し、可
変吐出量高圧ポンプにて圧縮した高圧燃料の吐出量を調
量するための電磁弁と、エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段と、電磁弁の弁体のリフト量を変更す
る第１の制御と、同弁体のリフト量を変更すると共に電
磁弁の開弁時間を変更する第２の制御とを、前記検出し
たエンジン運転状態に応じて択一的に実行する制御手段
とを備える。

【０００８】要するに、リニアソレノイド弁からなる電
磁弁により可変吐出量高圧ポンプの燃料吐出量を制御す
る場合、弁体のリフト量を制御（デューティ制御）する
だけでは時々刻々に多様に変化するエンジン運転状態に
対して高精度な吐出量制御が実現できず、自ずと制御精
度の粗密ができてしまう。これに対して上記構成によれ
ば、エンジン運転状態に応じて電磁弁の弁体のリフト量
を変更する「第１の制御」と、同弁体のリフト量を変更
すると共に電磁弁の開弁時間を変更する「第２の制御」
とを択一的に実施することで、制御精度の粗密をなく
し、如何なる運転領域でも分解能の高い燃料調量が実現
できる。その結果、エンジン運転状態に拘わらず精度良
く燃料調量を行うといった本発明の目的が達せられる。

【０００９】実際には、請求項２に記載したように、前
記制御手段は、エンジンの低回転域では前記第２の制御
を実施し、それ以外の回転域では前記第１の制御を実施
するとよい。つまり、エンジンの低回転域では弁体リフ
ト量に対する燃料吐出量の変化割合が増大するため、こ
の低回転域では弁体リフト量の制御に加え、開弁時間制
御を実施し、燃料調量の分解能を高めることとする。こ
れにより、高回転域での燃料吐出量を確保しつつ、低回
転域での調量精度を高めることができる。

【００１０】因みに本発明では、エンジンの回転に伴い
可変吐出量高圧ポンプが駆動されるため、エンジン回転
数とポンプ回転数とを同意に扱うことができ、ポンプ回
転数を検出し、それをエンジン回転数として用いる構成
も可能である。

【００１１】また、請求項３に記載の発明では、リニア
ソレノイドにより駆動される弁体を有し、前記可変吐出
量高圧ポンプにて圧縮した高圧燃料の吐出量を調量する
ための電磁弁と、前記エンジンの運転状態を検出する運
転状態検出手段と、前記コモンレールに圧送される燃料
の要求量に基づいて電磁弁の弁体のリフト量を変更する
と共に、前記検出したエンジン運転状態に基づいて電磁
弁の開弁時間を変更する制御手段とを備える。

【００１２】請求項３の構成によれば、エンジンの低回
転域など、燃料調量の分解能が特に必要とされるエンジ
ン運転状態にあっても、その要望に応えることが可能と
なる。その結果、前記請求項１と同様に、エンジン運転
状態に拘わらず精度良く燃料調量を行うといった本発明
の目的が達せられる。

【００１３】実際には、請求項４に記載したように、前
記制御手段は、エンジン回転数が低いほど、電磁弁の開
弁時間を短くするとよい。この場合、高回転域での燃料
吐出量を確保しつつ、低回転域での調量精度を高めるこ
とができる。

【００１４】請求項５に記載の発明では、前記制御手段
は、前記検出した可変吐出量高圧ポンプの回転位置に基
づき、当該ポンプの圧送に同期させて前記電磁弁の開閉
を制御する。この場合、電磁弁の開弁及び閉弁が圧送に
同期して行われ、燃料吐出量のサイクル変動を抑制する
ことができる。

【００１５】請求項６に記載の発明では、前記電磁弁が
可変吐出量高圧ポンプの燃料吸入部に設けられてなる。
この場合、電磁弁の開閉動作に際し、弁体に高圧燃料が
作用することはなく、高圧燃料を受けて弁体が不用意に
動作（閉弁又は開弁）するなどの問題が回避できる。従
って、可変吐出量高圧ポンプによる燃料吐出量の制御を
精度良く実施することが可能となる。

【００１６】請求項７に記載の発明において、電磁弁駆
動回路は、前記電磁コイルの接地側に設けられ、同電磁
コイルに流れる電流を制御する第１のスイッチング素子
と、前記電磁コイルの接地側から電源側へのみ電流の流
れを許容するダイオードと、前記電磁弁が通電されて開
弁される時にオンされ、前記電磁コイルの接地側と前記
ダイオードとの間の電流経路を接続する第２のスイッチ
ング素子とを備える。

【００１７】つまり、電磁弁をデューティ制御して同弁
への通電を断続する際、例えばバイポーラトランジスタ
からなる第１のスイッチング素子がオン／オフされるこ
とで同素子が発熱する。しかしながら、電磁弁の通電時
に第２のスイッチング素子がオンされることで、電磁コ
イル、ダイオード及び第２のスイッチング素子からなる
閉回路を電流が周回し、第１のスイッチング素子による
発熱量が大幅に低減できる。

【００１８】また、請求項８に記載の発明では、第１の
スイッチング素子には、前記電磁コイルの接地側電圧を
一時的に昇圧するための昇圧素子が接続される。この場
合、電磁弁への通電遮断時において、昇圧素子により電
磁コイルの接地側電圧が一時的に昇圧され、電磁コイル
に蓄えられた電磁エネルギが消費されてコイルに流れる
電流が急速に低下する。それにより、電磁弁の閉弁応答
性が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。

【００２０】先ずは図１を用いて、本実施の形態におけ
るコモンレール式燃料噴射装置の概要を説明する。図１
において、多気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジン
Ｅという）には各気筒の燃焼室に対応する複数の電磁燃
料噴射弁Ｉが配設され、これら電磁燃料噴射弁Ｉは各気
筒共通のコモンレールＲに接続されている。コモンレー
ルＲには、高圧流路である供給配管Ｒ１及び吐出弁Ｂを
介して可変吐出量高圧ポンプＰが接続され、可変吐出量
高圧ポンプＰの駆動に伴い燃料噴射圧に相当する高い所
定圧の燃料が連続的に蓄圧される。可変吐出量高圧ポン
プＰには、フィードポンプＰ１を経由して燃料タンクＴ
から低圧燃料が吸入され、同ポンプＰは低圧燃料を高圧
化してコモンレールＲに対して圧送する。コモンレール
Ｒの圧力は、エンジンＥの運転状態によって異なるが、
約２００〜１６００気圧（約２０〜１６０ＭＰａ）とな
っている。

【００２１】可変吐出量高圧ポンプＰの詳細な構成につ
いては後述するが、同ポンプＰは３つの圧力室を有する
３系統圧送ポンプとなっている。また、可変吐出量高圧
ポンプＰにはその燃料吸入部において、燃料吐出量を制
御するための吐出制御装置Ｐ２が設けられている。吐出
制御装置Ｐ２はリニアソレノイドにて燃料量を任意に調
量可能な電磁弁を有し、前記３系統圧送の燃料吐出量を
１つの電磁弁にて制御できるように構成されている。

【００２２】コモンレールＲには、その内部の燃料圧力
（コモンレール圧）を検出するための圧力センサＳ１が
配設されている。電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ４０
という）は、圧力センサＳ１により検出される実際のコ
モンレール圧が負荷や回転数に基づいて設定した最適値
となるように可変吐出量高圧ポンプＰの吐出量を決定
し、それに応じた信号を吐出制御装置Ｐ２に出力する。

【００２３】ＥＣＵ４０には、回転角センサＳ２や負荷
センサ（例えばスロットル開度センサ）Ｓ３より、回転
角や負荷等のエンジン運転情報が入力される。またその
他にも、ＥＣＵ４０には、エンジン冷却水温を検出する
冷却水温センサＳ４、吸気温を検出する吸気温センサＳ
５及び吸気圧を検出する吸気圧センサＳ６が接続されて
おり、各センサの検出信号がＥＣＵ４０に随時入力され
る。ＥＣＵ４０は、これら各センサの検出信号によるエ
ンジン運転状態に基づいて最適な噴射時期及び噴射量
（噴射期間）を決定し、それに応じた制御信号を電磁燃
料噴射弁Ｉに出力する。これにより、電磁燃料噴射弁Ｉ
からエンジンＥの各燃焼室への燃料噴射が制御される。

【００２４】次に、可変吐出量高圧ポンプＰの詳細な構
成について図２〜図５を用いて説明する。ここで、図２
は可変吐出量高圧ポンプＰの全体を示す断面図、図３は
図２のＡ−Ａ線断面図、図４は前記図１の吐出制御装置
Ｐ２に相当する電磁弁６の構成を示す断面図、図５は燃
料圧送部の構成を拡大して示す断面図である。

【００２５】図２において、可変吐出量高圧ポンプＰは
ポンプハウジング１ａ，１ｂを有し、これらポンプハウ
ジング１ａ，１ｂにそれぞれ設けた２つの滑り軸受け
（フリクションベアリング）１１，１２によりドライブ
シャフト１０が回転自在に支持されている。ドライブシ
ャフト１０は、例えばエンジンＥが４気筒の場合に同エ
ンジンＥの４／３の回転と同期して回転駆動される。ド
ライブシャフト１０は２つの滑り軸受け１１，１２の間
に偏心部１３を有しており、偏心部１３はドライブシャ
フト１０の中心軸Ｑ１に対して距離ｕだけ偏心してい
る。偏心部１３の外周には滑り軸受け（フリクションベ
アリング）１４が設けられており、偏心部１３はその外
周に配設される偏心カム１５に対し回転自在となってい
る。

【００２６】また、図３において、偏心カム１５は、外
周面に３つの平坦部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有する略
多角形状に構成されている。３つの平坦部１５ａ〜１５
ｃの外方にそれぞれ配されるボディ２１ａ，２１ｂ，２
１ｃ内には、それぞれシリンダ２ａ，２ｂ，２ｃが形成
され、各シリンダ２ａ〜２ｃにはプランジャ３ａ，３
ｂ，３ｃが摺動自在に配設されている。圧力室４ａ，４
ｂ，４ｃの各々は、シリンダ２ａ〜２ｃの内壁面とプラ
ンジャ３ａ〜３ｃの端面により区画形成されている。

【００２７】３つの平坦部１５ａ〜１５ｃは、任意の２
つのなす角度αが６０°となるように、且つそれぞれシ
リンダ２ａ〜２ｃの中心軸に対して垂直になるように形
成されている。また、３つのシリンダ２ａ〜２ｃは互い
の中心軸が１２０°の角度間隔となるように配置されて
いる。

【００２８】従って、ドライブシャフト１０の回転に伴
い偏心部１３が回転すると、偏心カム１５の中心Ｑ２
が、ドライブシャフト１０の中心軸Ｑ１を中心とする半
径「ｕ」の円形経路（図中に破線で示す経路）に沿って
回転する。すると、偏心カム１５の各平坦部１５ａ〜１
５ｃが中心Ｑ２の移動に伴い平行に動作し、プランジャ
３ａ〜３ｃがシリンダ２ａ〜２ｃ内を往復摺動する。こ
れに伴い、圧力室４ａ〜４ｃ内の低圧燃料が順次圧縮さ
れ高圧燃料となる。

【００２９】圧力室４ａ〜４ｃ内への低圧燃料の供給経
路について図２を用いて説明する。図中、ポンプハウジ
ング１ｂの下端部には電磁弁６が設置され、電磁弁６先
端部の周りには燃料溜まり室１６が設けられている。燃
料タンクＴ内の燃料は、フィードポンプＰ１によって約
１０気圧に加圧され、低圧流路Ｌを通して燃料溜まり室
１６に送出される。電磁弁６は、ハウジング６ａ外周に
設けたフランジ６ｂに図示しないボルトを挿通すること
によってポンプハウジング１ｂに固定されている。

【００３０】電磁弁６は、図４の如く、コイル６１を内
蔵するハウジング６ａと、その左端に嵌装固定されるバ
ルブボディ６ｃとを有し、バルブボディ６ｃに設けられ
たシリンダ６２内に、スプールたる弁体６３を摺動可能
に保持している。バルブボディ６ｃには、流路６４とこ
れよりも流路断面積の小さな流路６５とが形成されてお
り、この流路６４，６５によりシリンダ６２と燃料溜ま
り室１６とが連通される。流路６５は、弁体６３の移動
方向に長い等幅のスリットとして設けられている。

【００３１】弁体６３にはその軸方向に延びる連通流路
７１が形成されると共に、弁体６３の内外を連通する流
路６６，６７が形成されている。流路６６は、前記バル
ブボディ６ｃの流路６５に合わせて環状に設けられる。
また、弁体６３には鍔状に拡径部７２が形成されてお
り、弁体６３は、拡径部７２がバルブボディ６ｃに当接
する位置とシム７３に当接する位置とによりその移動範
囲が規定される。なお、連通流路７１は図の左右方向に
貫通し、弁体６３にはその摺動方向（左右方向）に燃料
圧力が作用しないように構成されている。これにより、
弁体６３の安定した作動が可能となる。

【００３２】弁体６３の右端部にはアーマチャ７０が圧
入固定されており、このアーマチャ７０は、コイル６１
と同軸に配設されたステータ６８に一定の間隔で対向し
ている。アーマチャ７０と一体化された弁体６３は、ス
プリング室６ｄ内に配設されたスプリング６９により図
の左方に付勢されており、コイル６１を通電していない
図示の状態では燃料溜まり室１６（図２参照）と連通流
路７１とが遮断される。

【００３３】ステータ６８は、アーマチャ７０に近づく
ほどそれに対向する部位の断面積が小さくなるテーパ部
６８ａを有し、弁体６３の変位位置はコイル６１への通
電量により決定される。すなわち、電磁弁６はリニアソ
レノイド弁（比例電磁弁）として構成される。よって、
コイル６１を通電すると、弁体６３が図の右方に変位し
て燃料溜まり室１６（図２参照）と連通流路７１とが連
通し、通電量を増加すると、通電量に応じて連通部の開
口面積（弁体６３のリフト量）が増加する。弁体６３の
リフト量を調整することによる、こうした流路面積制御
は、ＥＣＵ４０によるデューティ制御にて実現される。
因みに、電磁弁６を常閉弁として構成することで、例え
ばコイル破損時に燃料の圧送が行われないようにする効
果がある。

【００３４】弁体６３の連通流路７１は、図２に示され
るように、ポンプハウジング１ｂに設けられた低圧流路
１７を通して、ポンプハウジング１ａに設けられた環状
の低圧流路１８に連通している。環状の低圧流路１８は
ポンプハウジング１ｂに設けられた低圧流路１９に連通
し、さらに、流路２４，２５を通してプランジャ３ａ上
部の圧力室４ａに連通している。また、弁体６３の連通
流路７１は、図示しない低圧流路を介して他の圧力室４
ｂ，４ｃにも連通している。

【００３５】ここで図５に示されるように、ポンプハウ
ジング１ｂの上部には、カバー部材２２と流路形成部材
２３との一体物が図示しないボルトによって固定されて
おり、ボディ２１ａの上面は流路形成部材２３の下面に
密着している。流路２４，２５はそれぞれカバー部材２
２及び流路形成部材２３に形成されている。

【００３６】圧力室４ａには、逆止弁として機能するプ
レート５ａが配設されている。プレート５ａには、流路
２５に対向しない位置に複数個の貫通穴５１ａが形成さ
れている。また、カバー部材２２及び流路形成部材２３
には高圧流路２７，２８が形成され、高圧流路２７には
逆止弁として機能するボール２９が配設されている。こ
こで、ボール２９は前記図１における吐出弁Ｂに相当す
る。すなわち、本実施の形態の可変吐出量高圧ポンプＰ
においては、吐出弁Ｂが３個設置されていることにな
る。

【００３７】従って図２において、コイル６１の通電に
伴い電磁弁６の弁体６３が開弁位置に移動すると、燃料
溜まり室１６内の低圧燃料が、連通流路７１、低圧流路
１７〜１９、流路２４，２５及びプレート５ａの貫通穴
５１ａを経由して圧力室４ａに流入する。そして、プラ
ンジャ３ａによる燃料の圧送が始まると、圧力室４ａの
圧力が上昇し、プレート５ａは流路形成部材２３の下面
に密着する。かくして、流路２５と圧力室４ａとの連通
が遮断される。その後、圧力室４ａの容積の減少に伴い
更に圧力が上昇して所定の圧力となると、ボール２９が
開弁位置に移動し、圧力室４ａ内の高圧燃料は高圧流路
２７，２８を通ってコモンレールＲに給送される。

【００３８】偏心カム１５の平坦部１５ａとプランジャ
３ａとの間には、パッド３１ａが介設されている。パッ
ド３１ａはハウジング１ｂの内周面に沿って延びる円筒
状をなし、ハウジング１ｂ内に摺動自在に支持されてい
る。パッド３１ａとボディ２１ａとの間にはスプリング
３２ａが配設され、その付勢力によりパッド３１ａを偏
心カム１５の平坦部１５ａに当接せしめている。従っ
て、偏心カム１５が偏心して動作する際、パッド３１ａ
は平坦部１５ａと一体的に図の上下方向に往復動する。

【００３９】以上、圧力室４ａの周辺を中心とした説明
をしたが、他の圧力室４ｂ，４ｃの周辺も同様の構成を
有する。すなわち、図３に示されるように、偏心カム１
５の平坦部１５ｂ，１５ｃとプランジャ３ｂ，３ｃの間
にもパッド３１ｂ，３１ｃがそれぞれ介設され、パッド
３１ｂ，３１ｃはスプリング３２ｂ，３２ｃの付勢力に
より平坦部１５ｂ，１５ｃに当接している。プランジャ
３ａ〜３ｃは、いずれもパッド３１ａ〜３１ｃとは独立
に設けられ、スプリング３２ａ〜３２ｃの付勢力は作用
しないようになっている。

【００４０】図６に示されるように、回転角センサＳ２
には、ドライブシャフト１０に対して同軸で回転するシ
グナルロータ３５が対向配置される。シグナルロータ３
５の外周面には、外周面を３等分する３箇所の欠歯部３
７を除いて合計５４個の突起３６が形成されている。そ
して、回転角センサＳ２は、シグナルロータ３５の外周
面に形成された突起３６が横切る度に検出信号を発生す
る。

【００４１】この場合、回転角センサＳ２の検出信号に
より、可変吐出量高圧ポンプＰの回転数（エンジン回転
数）と可変吐出量高圧ポンプＰの回転角とが各々検出さ
れる。すなわち、回転角センサＳ２からは図７（イ）に
示す検出信号が出力され、この検出信号を波形整形する
ことで、図７（ロ）の如く、各々のプランジャ３ａ〜３
ｃの圧送と同期した基準信号Ａと回転角を表わす回転角
信号Ｂとが得られることになる。なおこのとき、各々の
プランジャ３ａ〜３ｃの圧送毎に「０」〜「１７」の１
８個のＮＥパルス信号が検出される（０番のパルス信号
が基準信号Ａに相当する）。

【００４２】図８に示されるように、ＥＣＵ４０は、既
述の各センサＳ１，Ｓ３〜Ｓ６から出力されるアナログ
信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器４１
と、回転角センサＳ２から出力される信号を波形整形す
るための波形整形回路４２と、Ａ／Ｄ変換器４１或いは
波形整形回路４２を介して入力されたセンサ検出信号に
基づき可変吐出量高圧ポンプＰの吐出量を制御するため
のＣＰＵ４３と、制御処理に必要な制御プログラムや各
種データが予め記憶されたＲＯＭ４４と、制御処理に必
要なデータが一時的に書き込まれて読み出されるＲＡＭ
４５と、電磁燃料噴射弁Ｉや電磁弁６を各々駆動するた
めの駆動回路４６，４７とを備える。但し、便宜上図８
には、駆動回路４６及び電磁燃料噴射弁Ｉを１気筒分だ
け示すが、実際にはエンジンＥの気筒数分だけ設けられ
る。

【００４３】図９は、電磁弁６を駆動するための駆動回
路４７の構成を示す電気回路図である。電磁弁６のコイ
ル６１は、インダクタンス６１ａと抵抗６１ｂとで表わ
され、その一端はバッテリ電源端子ＶＢに接続され、他
端はｎｐｎトランジスタからなる第１のトランジスタ８
０のコレクタに接続される。第１のトランジスタ８０の
エミッタは接地電位端子に接続されている。

【００４４】ＡＮＤゲート８９とトランジスタ８０のベ
ースとの間には抵抗８１が設けられている。ＡＮＤゲー
ト８９には、第１の駆動信号と第３の駆動信号とが入力
される。抵抗８１とトランジスタ８０のベースとの間に
は抵抗８２の一端が接続され、抵抗８２の他端は接地電
位端子に接続されている。

【００４５】また、抵抗８１とトランジスタ８０のベー
スとの間にはツェナーダイオード８３のカソードが接続
され、ツェナーダイオード８３のアノードは接地電位端
子に接続されている。ここで、ツェナーダイオード８３
のツェナー電圧Ｖｚは「４．７Ｖ」であり、ＡＮＤゲー
ト８９の高電位出力の電圧５．０Ｖよりも少し低くなっ
ている。さらに、抵抗８１とトランジスタ８０のベース
との間にはダイオード８４のカソードが接続されてい
る。ダイオード８４のアノードにはツェナーダイオード
８５のアノードが接続され、ツェナーダイオード８５の
カソードにはトランジスタ８０のコレクタが接続されて
いる。

【００４６】ツェナーダイオード８５のカソードにはｐ
ｎｐトランジスタからなる第２のトランジスタ８６のエ
ミッタとコイル６１の一端とが接続されている。同トラ
ンジスタ８６のコレクタにはダイオード８７のアノード
が接続され、ダイオード８７のカソードはバッテリ電源
端子ＶＢに接続されている。トランジスタ８６のベース
には抵抗８８の一端が接続され、当該トランジスタ８６
のベースには抵抗８８を介して第２の駆動信号が入力さ
れる。

【００４７】なお本実施の形態では、第１のトランジス
タ８０が第１のスイッチング素子に、第２のトランジス
タ８６が第２のスイッチング素子に、ツェナーダイオー
ド８５が昇圧素子にそれぞれ相当する。

【００４８】上記駆動回路４７の動作を図１０のタイム
チャートを参照しながら説明する。第１の駆動信号は、
電磁弁６の開弁時間を決定するための通電時間Ｔ１に合
わせて出力される。また、第３の駆動信号は、パルス間
隔Ｔ２及びパルス幅Ｔ３にて規定されるデューティ駆動
信号であり、本実施の形態ではパルス間隔Ｔ２が１ｍｓ
程度に設定される。この場合、第１，第３の駆動信号の
論理積（ＡＮＤ）信号に応じて第１のトランジスタ８０
がオン／オフされる。

【００４９】第１の駆動信号が論理ハイレベルに立ち上
げられると、第１のトランジスタ８０がオンされ、電磁
弁６のコイル６１にバッテリ電源端子ＶＢから電流が流
れる。なおこのとき、コイル６１のインダクタンス６１
ａのため電流は緩やかに立ち上がる。第１の駆動信号が
論理ハイレベルとなる期間において、コイル６１には第
３の駆動信号のパルス幅Ｔ３（デューティ比）に応じた
平均電流Ｉｏが流れ、コイル電流の増加に伴い電磁弁６
が開弁される。電磁弁６は平均電流Ｉｏに応じた開度で
維持され、この時の弁体６３のリフト量により燃料流量
が決まる。そして、第１の駆動信号が立ち下げられる
と、コイル電流がゼロとなり電磁弁６が閉弁される。

【００５０】第２の駆動信号は、前記第１の駆動信号に
対してハイ／ロー逆の信号であって、同第２の駆動信号
が論理ローレベルの時に第２のトランジスタ８６がオン
される。第２のトランジスタ８６がオンされていれば、
コイル６１の高電位側（図９の点ａ）と低電位側（図９
の点ｂ）とがダイオード８７を介して電気的に接続され
る。従って、第１のトランジスタ８０がオフされた時、
コイル６１、第２のトランジスタ８６及びダイオード８
７で構成された閉回路を電流が周回する。

【００５１】すなわち、第１の駆動信号が論理ハイレベ
ルの期間内において第３の駆動信号がハイ／ローを繰り
返すと、第１のトランジスタ８０がオン／オフを繰り返
すが、その際に上記の如く閉回路（素子６１，８６，８
７による閉回路）が構成されることで、同トランジスタ
８０が発熱することなくオン／オフ動作する。これによ
り、第１のトランジスタ８０のオン期間内において当該
トランジスタ８０の発熱量が大幅に低減される。

【００５２】また、第１の駆動信号の立ち下がりに伴い
第１のトランジスタ８０がオフされる時、第２のトラン
ジスタ８６も併せてオフされる。これにより、前記点ａ
と点ｂとの間が電気的に開放され、点ｂの電位はツェナ
ーダイオード８５のツェナー電圧Ｖｚ＝３０Ｖにまで上
昇する。このとき、第１のトランジスタ８０の抵抗が増
大し、コイル６１のインダクタンス６１ａに蓄えられた
磁気エネルギが第１のトランジスタ８０で消費される。
その結果、コイル６１に流れる電流が急速に低下し、電
磁弁６が速やかに閉弁する。

【００５３】図１１は、弁体６３のリフト量（開口面
積）と燃料の吐出量との関係を示す特性図である。図１
１によれば、弁体６３のリフト量に対する吐出量の変化
割合（特性線の傾きΔｑ／ΔＬ）はエンジン回転数に応
じて変化し、低回転域ほど燃料の吸入時間が長くなるた
めに弁体６３のリフト量に対する吐出量の変化割合（Δ
ｑ／ΔＬ）が大きくなる。図１１では、 Δｑ／ΔＬ＞Δｑ’／ΔＬ の関係が成立する。

【００５４】この場合、高回転域での吐出量を確保しよ
うとすると、弁体６３の最大開口面積を大きくせざるを
えず、結果として低回転域での吐出量の調量精度が悪化
する。そこで本実施の形態では、低回転域において電磁
弁６の弁体リフト量の制御に加え、同電磁弁６の開弁時
間制御を実施する。すなわち、パルス幅Ｔ３（デューテ
ィ比）を制御することで弁体リフト量（流路面積）を制
御し、通電時間Ｔ１を制御することで、電磁弁６の開弁
時間を制御する。

【００５５】図１２は、回転角センサＳ２からの検出信
号に基づくＮＥパルス信号が入力される毎に、ＥＣＵ４
０内のＣＰＵ４３により繰り返し実行される割込み処理
を示すフローチャートである。同処理によれば、コモン
レールＲ内の蓄圧燃料の圧力（実コモンレール圧力）が
目標コモンレール圧力となるように電磁弁６への通電が
制御される。特に図１２の処理では、 ・電磁弁６を駆動するための通電パルスのパルス幅Ｔ３
（デューティ比）を可変に制御する、「流路面積制御」
と、 ・この流量面積制御に加え、通電時間Ｔ１（開弁時間）
を可変に制御する、「流路面積＆開弁時間制御」と、 がエンジン回転数ＮＥに応じて択一的に実行される。

【００５６】処理が開始されると、ＣＰＵ４３は、先ず
ステップ１０１を実行する。つまり、ステップ１０１で
は前回この割り込み処理が実行された後、今回実行され
るまでの所要時間、すなわち回転角信号（ＮＥパルス信
号）のパルス間隔Ｔｐを算出する。

【００５７】次に、ＣＰＵ４３は、ステップ１０２で前
記算出したパルス間隔の今回値Ｔｐ（ｎ）と前回値Ｔｐ
（ｎ−１）とにより、今回入力した回転角信号が基準信
号であるか否かを判別する。具体的には、 Ｔｐ（ｎ）＞Ｔｐ（ｎ−１）・Ｋ が成立するか否かを判別する。この場合、基準信号の入
力時には、パルス間隔Ｔｐが通常より２．５倍程度の大
きな値となるため、定数Ｋの値を例えば「２．２８」と
する。従って、パルス間隔の今回値Ｔｐ（ｎ）が前回値
Ｔｐ（ｎ−１）に対してＫ倍以上であれば、今回の回転
角信号が基準信号であると特定される。

【００５８】今回の回転角信号が基準信号である場合
（ステップ１０２がＹＥＳ）、ＣＰＵ４３はステップ１
０３に進み、第１，第２の駆動信号の出力時期を検知す
るためのパルスカウンタＣの値を「０」にクリアする。
次に、ＣＰＵ４３は、ステップ１０４で回転角センサＳ
２の検出信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出す
る。その後、ＣＰＵ４３は、ステップ１０５で前記負荷
センサＳ３、冷却水温センサＳ４、吸気温センサＳ５及
び吸気圧センサＳ６の各検出信号に基づいて、負荷（ス
ロットル開度）、エンジン冷却水温、吸気温及び吸気圧
といったエンジン運転状態を読み込む。

【００５９】そして、ＣＰＵ４３は、続くステップ１０
６でエンジン回転数ＮＥや各種エンジン運転状態に基づ
き目標コモンレール圧力、すなわちコモンレールＲに蓄
圧された燃料の目標圧力を算出する。また、ＣＰＵ４３
は、次のステップ１０７で圧力センサＳ１の検出信号に
基づいて実コモンレール圧力を算出する。

【００６０】その後、ＣＰＵ４３は、ステップ１０８で
電磁弁６の「流路面積制御」が実行されるか、若しくは
「流路面積＆開弁時間制御」が実行されるかを表すフラ
グＦが「１」であるか否かを判別する。ここで、Ｆ＝１
は、電磁弁６の流路面積＆開弁時間制御が実行される旨
を表し、Ｆ＝０は、流路面積制御が実行される旨を表
す。なおフラグＦは、イグニッションキーのオン操作に
伴う電源投入時に「１」に初期化されるようになってい
る。

【００６１】従って、例えばエンジン始動当初など、Ｆ
＝１である旨が判別されると、ＣＰＵ４３はステップ１
０９に進み、エンジン回転数ＮＥが所定の判定値ＮＤよ
りも大きいか否かを判別する。判定値ＮＤは、電磁弁６
の開弁時間制御の要否を判断するためのエンジン回転数
であって、本実施の形態ではＮＤ＝２０００ｒｐｍとす
る。また、Ｆ＝０の場合、ＣＰＵ４３はステップ１１０
に進み、エンジン回転数ＮＥが所定の判定値「ＮＤ−５
０ｒｐｍ」よりも小さいか否かを判別する。

【００６２】上記ステップ１０８〜１１０の判別結果を
基に、Ｆ＝１で且つＮＥ≦ＮＤの場合、或いはＦ＝０で
且つＮＥ≧ＮＤ−５０の場合、ＣＰＵ４３はそのまま本
ルーチンの処理を終了する。すなわち、それまでの制御
形態を継続して実施することとし、Ｆ＝１であれば流路
面積＆開弁時間制御を、Ｆ＝０であれば流路面積制御
を、それぞれ継続する。

【００６３】一方、Ｆ＝１で且つＮＥ＞ＮＤの場合、Ｃ
ＰＵ４３はステップ１１１に進み、フラグＦを「０」に
クリアする。また、ＣＰＵ４３は、続くステップ１１２
で第１の駆動信号出力をオン（ＯＮ）すなわち論理ハイ
レベルとすると共に、第２の駆動信号出力をオフ（ＯＦ
Ｆ）すなわち論理ローレベルとし、その後本ルーチンの
処理を一旦終了する。

【００６４】Ｆ＝０で且つＮＥ＜ＮＤ−５０の場合に
は、ＣＰＵ４３はステップ１１３に進み、フラグＦに
「１」をセットする。また、ＣＰＵ４３は、続くステッ
プ１１４で第１の駆動信号出力をオフ（ＯＦＦ）すなわ
ち論理ローレベルとすると共に、第２の駆動信号出力を
オン（ＯＮ）すなわち論理ハイレベルとし、その後本ル
ーチンの処理を一旦終了する。

【００６５】図１３を用いて、制御形態の切り換えのタ
イミングを説明すれば、回転上昇に伴い図の時刻ｔ１で
はフラグＦが「０」にクリアされる。それにより、それ
までの流路面積＆開弁時間制御が流路面積制御に切り換
えられる。また、回転下降に伴い時刻ｔ２ではフラグＦ
に「１」がセットされる。それにより、それまでの流路
面積制御が流路面積＆開弁時間制御に切り換えられる。

【００６６】一方、今回の回転角信号が基準信号でない
場合（ステップ１０２がＮＯ）、ＣＰＵ４３はステップ
１１５に進み、パルスカウンタＣを「１」インクリメン
トする。また、ＣＰＵ４３は、続くステップ１１６でパ
ルスカウンタＣの値が「１」であるか否かを判別する。
Ｃ＝１の場合、ＣＰＵ４３は、電磁弁６への通電を制御
するタイミングであるとみなして後続のステップ１１７
に進み、他方、Ｃ≠１の場合、電磁弁６への通電を制御
するタイミングでないとみなしてそのまま本ルーチンの
処理を終了する。

【００６７】ステップ１１７では、ＣＰＵ４３はフラグ
Ｆが「１」であるか否かを判別する。そして、Ｆ＝１で
あれば、ステップ１１８〜１２０で流路面積＆開弁時間
制御を実施し、Ｆ＝０であれば、ステップ１２０で流路
面積制御を実施する。

【００６８】詳細には、ＣＰＵ４３は、ステップ１１８
で第１の駆動信号出力をオンすると共に、第２の駆動信
号出力をオフする。また、ＣＰＵ４３は、続くステップ
１１９で前記算出した目標コモンレール圧力と実コモン
レール圧力との偏差に基づいて、第１の駆動信号のＯＮ
時間（電磁弁６の通電時間）Ｔ１を算出する。このＯＮ
時間Ｔ１は、第２の駆動信号のＯＦＦ時間でもある。Ｏ
Ｎ時間Ｔ１は、例えば目標コモンレール圧力に対して実
コモンレール圧力が低いほど長い時間に設定される。Ｏ
Ｎ時間Ｔ１の設定に伴い、電磁弁６の開弁開始からＴ１
時間経過後に同電磁弁６が閉弁される。

【００６９】その後、ＣＰＵ４３は、ステップ１２０で
目標コモンレール圧力と実コモンレール圧力との偏差に
基づいて、第３の駆動信号のＯＮ時間、すなわち電磁弁
６の通電パルス幅Ｔ３を算出する。パルス幅Ｔ３は、例
えば目標コモンレール圧力に対して実コモンレール圧力
が低いほど長い時間に設定される。パルス幅Ｔ３の設定
に伴い、電磁弁６の弁体６３のリフト量、すなわち電磁
弁６の開口面積（流路面積）が制御される。

【００７０】上述の通り、流路面積＆開弁時間制御と流
路面積制御とを択一的に実施した後、ＣＰＵ４３は本ル
ーチンの処理を終了する。なお本実施の形態では、流路
面積制御が請求項記載の「第１の制御」に相当し、流路
面積＆開弁時間制御が「第２の制御」に相当する。

【００７１】図１４，図１５は、第１の駆動信号の動き
と、可変吐出量高圧ポンプＰの３つの平坦部１５ａ〜１
５ｃ，プランジャ３ａ〜３ｃの推移とを示すタイムチャ
ートであり、図１４は流路面積＆開弁時間制御が実施さ
れる際の様子を、図１５は流路面積制御が実施される際
の様子を示す。図中、各々の平坦部１５ａ〜１５ｃの軌
跡は実線で示し、プランジャ３ａ〜３ｃの軌跡は一点鎖
線で示す。

【００７２】図１４において、第１の駆動信号は１２０
°間隔でオン／オフされる。例えばプランジャ３ａが略
上死点に達する時刻ｔ１１で、第１の駆動信号がオンさ
れる。時刻ｔ１１〜ｔ１２では、通電時間Ｔ１だけ電磁
弁６の流路面積＆開弁時間制御が行われ（前記図１２の
ステップ１１８〜１２０）、その制御に伴い電磁弁６が
開弁して３つの圧力室４ａ〜３ｃにそれぞれ低圧燃料が
吸入される。このとき、単位時間当たりの燃料吸入量は
電磁弁６の駆動デューティ比（パルス幅Ｔ３）により決
定され、そのパルス幅Ｔ３に相当する開口面積分だけプ
ランジャ３ａが下動する。

【００７３】時刻ｔ１２では、第１の駆動信号がオフさ
れて電磁弁６が閉弁される。時刻ｔ１２〜ｔ１３では、
例えば圧力室４ａ内の圧力が一定に保持され、それによ
り、プランジャ３ａの位置が保持される。

【００７４】その後、プランジャ３ｂが略上死点に達す
る時刻ｔ１３や、プランジャ３ｃが略上死点に達する時
刻ｔ１４でも同様に、通電時間Ｔ１だけ第１の駆動信号
がオンされて、電磁弁６が開弁される。そして、電磁弁
６の流路面積＆開弁時間制御が各々で行われ、圧力室４
ａ〜４ｃにそれぞれ低圧燃料が吸入される。

【００７５】また、時刻ｔ１５では、平坦部１５ａの上
動に伴いプランジャ３ａが当該平坦部１５ａ（実際に
は、パッド３１ａ）に当接し、プランジャ３ａが下動か
ら上動に転じる。これにより、圧力室４ａ内の燃料が圧
縮され始め、その燃料圧力が前記図１の吐出弁Ｂ（図５
のボール２９）の開弁圧に達すると、圧力室４ａ内の燃
料がコモンレールＲに吐出される。

【００７６】一方、図１５では、第１の駆動信号がオン
のまま保持される（通電時間Ｔ１は設定されない）。つ
まり、例えば時刻ｔ２１ではパルス幅Ｔ３だけが設定さ
れ、そのパルス幅Ｔ３による流路面積制御が実施される
（前記図１２のステップ１２０）。これにより、プラン
ジャ３ａが下動し、圧力室４ａ内への低圧燃料の吸入が
開始される。また、時刻ｔ２２，ｔ２３では、それぞれ
プランジャ３ｂ，３ｃが下動し、圧力室４ｂ，４ｃ内へ
の低圧燃料の吸入が開始される。

【００７７】上記図１４，１５を比較した場合、図１４
では、通電時間Ｔ１の制御（開弁時間制御）とパルス幅
Ｔ３の制御（流路面積制御）とが実施され、比較的低回
転域で、細かな調量精度が要求される場合にも、その要
求に応じた燃料量が調量できる。これは、燃料調量の分
解能が向上することを意味する。従ってこの流路面積＆
開弁時間制御は、特にエンジンＥの低回転域で有効であ
ると言える。

【００７８】これに対し図１５では、通電時間Ｔ１の制
御（開弁時間制御）が無くても、パルス幅Ｔ３の制御
（流路面積制御）だけで細かな分解能が得られる。これ
は、前記図１１の関係において弁体リフトの同一の変化
量で比較した場合、高回転域ほど、吐出量の変化幅が小
さいことからも分かる。

【００７９】因みに、図１６は、通電時間Ｔ１の制御
（開弁時間制御）のみを実施した場合について、プラン
ジャ３ａ〜３ｃの推移を示す。つまりこの場合、第１の
駆動信号＝ＯＦＦであれば電磁弁６が全閉され、第１の
駆動信号＝ＯＮであれば電磁弁６が全開される。同図に
おいて、例えば時刻ｔ３１〜ｔ３２では平坦部１５ａの
リフトに沿ってプランジャ３ａの位置が推移し、時刻ｔ
３２〜ｔ３３で一旦プランジャリフトが保持された後、
時刻ｔ３３直後で、プランジャ３ａが平坦部１５ａ（実
際には、パッド３１ａ）に当接するまで一気に下動す
る。これにより、圧力室４ａ内に一気に燃料が吸入され
てしまい、燃料吐出量の細かな制御が不可能になる。

【００８０】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。 （ａ）本実施の形態では、流路面積制御（第１の制御）
と流路面積＆開弁時間制御（第２の制御）とを、エンジ
ン回転数ＮＥに応じて択一的に実行するようにした。上
記構成によれば、制御精度の粗密をなくし、如何なる運
転領域でも分解能の高い燃料調量が実現できる。その結
果、エンジン運転状態に拘わらず精度良く燃料調量を行
うといった本発明の目的が達せられる。

【００８１】（ｂ）エンジンＥの低回転域では流路面積
＆開弁時間制御を実施し、それ以外の回転域では流路面
積制御を実施するようにした。つまり、エンジンＥの低
回転域では弁体リフト量に対する燃料吐出量の変化割合
が増大するため、この低回転域では弁体リフト量の制御
に加え、開弁時間制御を実施し、燃料調量の分解能を高
める。これにより、高回転域での燃料吐出量を確保しつ
つ、低回転域での調量精度を高めることができる。

【００８２】（ｃ）シグナルロータ３５の欠歯部３７を
可変吐出量高圧ポンプＰの圧送時期に対応させて設け、
同欠歯部３７の検出に伴う当該ポンプＰの圧送に同期さ
せて電磁弁６の開弁又は閉弁を制御するようにした。こ
の場合、燃料吐出量のサイクル変動を抑制することがで
きる。

【００８３】（ｄ）可変吐出量高圧ポンプＰにおいて
は、電磁弁６が燃料吸入部に設けられる。この場合、電
磁弁６の開閉動作に際し、弁体６３に高圧燃料が作用す
ることはなく、高圧燃料を受けて弁体６３が不用意に動
作（閉弁又は開弁）するなどの問題が回避できる。従っ
て、可変吐出量高圧ポンプＰによる燃料吐出量の制御を
精度良く実施することが可能となる。

【００８４】特に前記図４の構成によれば、弁体６３の
動作方向（図の左右方向）に燃料圧力が作用することは
なく、同弁体６３の安定動作が保証される。また、弁体
６３の安定動作を実現するための対策として、体格の大
型化やコイル通電電力の増大化が強いられることもな
く、簡易構成の電磁弁６を採用することができる。

【００８５】（ｅ）駆動回路４７において、電磁弁６の
コイル６１が通電される時にオンされる第２のトランジ
スタ８６を設けた。これにより、電磁弁６をデューティ
制御して同弁６への通電を断続する際、コイル６１、ダ
イオード８７及び第２のトランジスタ８６からなる閉回
路を電流が周回し、第１のトランジスタ８０による発熱
量が大幅に低減できる。

【００８６】（ｆ）電磁弁６への通電遮断時にコイル６
１の接地側電圧を一時的に昇圧するためのツェナーダイ
オード８５を設けた。従って、コイル６１に蓄えられた
電磁エネルギが消費されてコイル６１に流れる電流が急
速に低下する。それにより、電磁弁６の閉弁応答性が向
上する。

【００８７】（ｇ）エンジン回転数ＮＥの判定値に５０
ｒｐｍ分のヒステリシスを設けた。それにより、エンジ
ン回転数ＮＥが判定値付近で変動する場合において制御
切り換えのハンチングが防止できる。

【００８８】（第２の実施の形態）次に、本発明におけ
る第２の実施の形態を説明する。但し、下記の実施の形
態の構成において、上述した第１の実施の形態と同等で
あるものについては図面に同一の記号を付すと共にその
説明を簡略化する。そして、以下には第１の実施の形態
との相違点を中心に説明する。

【００８９】上記第１の実施の形態では、「流路面積制
御（第１の制御）」と「流路面積＆開弁時間制御（第２
の制御）」とをエンジン回転数ＮＥに応じて択一的に実
施したが、本実施の形態では上記２つの制御の選択処理
をなくし、制御内容の簡素化を図る。図１７は、本実施
の形態におけるＮＥパルス信号割込み処理を示すフロー
チャートであり、同処理は前記図１２の処理に置き換え
て実施される。

【００９０】図１７の処理では、エンジン回転数ＮＥの
判定やフラグＦの操作が不要となり、前記図１２のステ
ップ１０８〜１１４，１１７，１１８の各処理が削除さ
れる。要するに、ＣＰＵ４３は、ＮＥパルスの基準回転
位置（カウンタＣ＝０）でその時のエンジン運転状態か
ら目標コモンレール圧力と実コモンレール圧力とを求め
（ステップ１０３〜１０７）、次のＮＥパルス（カウン
タＣ＝１）で第１の駆動信号の通電時間Ｔ１及び第３の
駆動信号のパルス幅Ｔ３を設定する（ステップ１１９，
１２０）。

【００９１】詳細には、ＣＰＵ４３は、ステップ１１９
で後述する図１８の関係に基づいて第１の駆動信号の通
電時間Ｔ１を決定し、それにより電磁弁６の開弁時間を
制御する。また、ＣＰＵ４３は、続くステップ１２０で
前述の通りコモンレール圧偏差（目標圧力−実圧力）に
基づいて前記第３の駆動信号のパルス幅Ｔ３を決定し、
それにより電磁弁６の流路面積（弁体リフト量）を制御
する。

【００９２】図１８では、エンジン回転数ＮＥとコモン
レール圧偏差とに応じて第１の駆動信号の通電時間Ｔ１
が設定され、基本的にはエンジン回転数ＮＥが高いほど
通電時間Ｔ１が大きな値となる。また、所定回転数以上
では通電時間Ｔ１が最大値Ｔｍａｘで保持される。この
Ｔｍａｘ値は、その時の回転状態で第１の駆動信号が常
時オンとなるような時間である（ＮＥパルスの１周期よ
りも長い時間）。そのため実際には、エンジンＥの低回
転域では流路面積＆開弁時間制御が実施され、それ以外
の回転域では開弁時間制御が実施されることとなる。

【００９３】以上第２の実施の形態によれば、エンジン
Ｅの低回転域など、燃料調量の分解能が特に必要とされ
るエンジン運転状態にあっても、その要望に応えること
が可能となる。その結果、上記第１の実施の形態と同様
に、エンジン運転状態に拘わらず精度良く燃料調量を行
うといった本発明の目的が達せられる。

【００９４】また、エンジン回転数ＮＥが低いほど、電
磁弁６の開弁時間Ｔ１を短くすることで、高回転域での
燃料吐出量を確保しつつ、低回転域での調量精度を高め
ることができる。

【００９５】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて具体化できる。上記第１の実施の形態で
は、エンジン運転状態としてエンジン回転数ＮＥを検出
し、そのエンジン回転数ＮＥに応じて電磁弁６の前記第
１，第２の制御を切り換えたが、これを変更する。例え
ばスロットル開度などのエンジン負荷に応じて制御を切
り換えたり、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度に
応じて制御を切り換えたりしてもよい。

【００９６】上記各実施の形態では、電磁弁６（吐出制
御装置Ｐ２）を可変吐出量高圧ポンプＰの燃料吸入部に
設けたが、同電磁弁６をポンプＰの燃料吐出部（高圧流
路２７，２８）に設けるように変更してもよい。この場
合、電磁弁６には高圧燃料が作用し、そのために弁体６
３の動作が不安定になることも考えられるが、上記各実
施の形態と同様に、流路面積＆開弁時間制御を適宜実施
することで、エンジン運転状態に関係なく燃料吐出量を
高精度に制御できる。

【００９７】上記駆動回路４７の構成を図１９又は図２
１のように変更する。但し、図１９，図２１の駆動回路
において、前記図９の構成と同じものは同一の記号を付
して示す。

【００９８】前記図９との主な相違点として、図１９に
示す駆動回路４７では、ツェナーダイオード８３，８
５，ダイオード８４，第２のトランジスタ８６，抵抗８
８が取り除かれる。この場合、コイル６１の高電位側
（点ａ）と低電位側（点ｂ）とはダイオード８７を介し
て常に電気的に接続される。第１の駆動信号が論理ハイ
レベルとなる期間において、コイル６１には第３の駆動
信号のパルス幅（デューティ比）に応じた平均電流が図
の破線の如く流れる。第１の駆動信号が立ち下げられて
トランジスタ８０がオフされた時、コイル６１及びダイ
オード８７で構成された閉回路を電流が周回する。この
とき、上記の閉回路（二点鎖線で示す閉回路）が構成さ
れることで、トランジスタ８０が発熱することなくオン
／オフ動作する。これにより、トランジスタ８０のオン
期間内において、当該トランジスタ８０の発熱量が大幅
に低減される。図２０には、第１の駆動信号とコイル電
流との推移を示す。

【００９９】但し、前記図９の構成と比較した場合、既
述の通りトランジスタ８０の発熱量が少ないという利点
を持つものの、第１の駆動信号をオフにしても直ぐには
コイル６１に流れる電流は立ち下がらず、電磁弁６が閉
弁するのに時間がかかるという欠点がある。

【０１００】一方、前記図９との主な相違点として、図
２１に示す駆動回路４７では、第２のトランジスタ８
６，ダイオード８７，抵抗８８が取り除かれている。こ
の場合、コイル６１の高電位側と低電位側とは遮断され
る。第１の駆動信号の立ち下がりに伴いトランジスタ８
０がオフされる時、点ｂの電位はツェナーダイオード８
５のツェナー電圧Ｖｚ＝３０Ｖにまで上昇する。このと
き、トランジスタ８０の抵抗が増大し、コイル６１のイ
ンダクタンス６１ａに蓄えられた磁気エネルギがトラン
ジスタ８０で消費される。その結果、コイル６１に流れ
る電流が急速に低下し、電磁弁６が速やかに閉弁する。
図２２には、第１の駆動信号とコイル電流との推移を示
す。

【０１０１】但し、前記図９の構成と比較した場合、既
述の通り駆動信号をオフした際の電磁弁６の閉弁応答性
に優れるものの、トランジスタ８０の発熱量が多いとい
う欠点がある。

【０１０２】電磁弁６の駆動回路４７において、コイル
６１の接地側電圧を一時的に昇圧するための構成として
は、既述のツェナーダイオード８５を設ける他、別の構
成を採用してもよい。例えばコイル電流を断続する機能
と、コイル６１の接地側電圧を一時的に昇圧する機能と
を併せ持つトランジスタ素子を設ける構成としてもよ
い。

【０１０３】上記各実施の形態では、可変吐出量高圧ポ
ンプＰとして図２の構成を採用したが、この構成以外の
ポンプでも適用できる。例えば燃料を高圧化するための
複数のプランジャをドライブシャフトに沿って直列に配
置し、そのプランジャの往復動により燃料を圧送するポ
ンプでもよい。また、燃料を加圧するための圧力室は任
意の数だけ設ければよく、３つ以外の複数個設ける構成
や、１つだけ設ける構成でもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態におけるディーゼルエンジン
のコモンレール式燃料噴射装置の概要を示す全体構成
図。

【図２】可変吐出量高圧ポンプの全体を示す断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】電磁弁の構成を示す断面図。

【図５】燃料圧送部の構成を拡大して示す断面図。

【図６】回転角センサとそれに対向するシグナルロータ
とを示す図。

【図７】回転角センサの波形信号を示す図。

【図８】ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図。

【図９】駆動回路の電気的構成を示す回路図。

【図１０】駆動回路の動作を説明するためのタイムチャ
ート。

【図１１】可変吐出量高圧ポンプの吐出量と電磁弁の弁
体リフト量との関係を示す特性図。

【図１２】ＮＥパルス信号割込み処理を示すフローチャ
ート。

【図１３】エンジン回転数の推移に伴う制御形態の切り
換え動作を示すタイムチャート。

【図１４】流路面積＆開弁時間制御の概要を示すタイム
チャート。

【図１５】流路面積制御の概要を示すタイムチャート。

【図１６】開弁時間制御の概要を示すタイムチャート。

【図１７】第２の実施の形態において、ＮＥパルス信号
割込み処理を示すフローチャート。

【図１８】第２の実施の形態において、第１の駆動信号
の通電時間を設定するための図。

【図１９】他の実施の形態において、駆動回路の電気的
構成を示す回路図。

【図２０】図１９の構成の駆動回路において、コイル電
流の推移を示すタイムチャート。

【図２１】他の実施の形態において、駆動回路の電気的
構成を示す回路図。

【図２２】図２１の構成の駆動回路において、コイル電
流の推移を示すタイムチャート。

【符号の説明】

Ｅ…エンジン、Ｉ…電磁燃料噴射弁、Ｐ…可変吐出量高
圧ポンプ、Ｐ２…吐出制御装置、Ｒ…コモンレール、Ｓ
２…運転状態検出手段，回転位置検出手段としての回転
角センサ、６…電磁弁、４０…制御手段としてのＥＣＵ
（電子制御ユニット）、４７…駆動回路、６１…リニア
ソレノイドとしてのコイル、６３…弁体、６８…リニア
ソレノイドとしてのステータ、８０…第１のスイッチン
グ素子としての第１のトランジスタ、８５…昇圧素子と
してのツェナーダイオード、８６…第２のスイッチング
素子としての第２のトランジスタ、８７…ダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 裕 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 猪頭 敏彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転に伴い駆動される可変吐出
   量高圧ポンプを備え、当該ポンプにて圧縮した高圧燃料
   をコモンレール内に蓄圧し、該コモンレール内の高圧燃
   料をエンジンの各気筒へ噴射する燃料噴射装置であっ
   て、 リニアソレノイドにより駆動される弁体を有し、前記可
   変吐出量高圧ポンプにて圧縮した高圧燃料の吐出量を調
   量するための電磁弁と、 前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記電磁弁の弁体のリフト量を変更する第１の制御と、
   同弁体のリフト量を変更すると共に電磁弁の開弁時間を
   変更する第２の制御とを、前記検出したエンジン運転状
   態に応じて択一的に実行する制御手段とを備えることを
   特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
2. 【請求項２】前記運転状態検出手段はエンジン回転数を
   検出し、 前記制御手段は、エンジンの低回転域では前記第２の制
   御を実施し、それ以外の回転域では前記第１の制御を実
   施する請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
3. 【請求項３】エンジンの回転に伴い駆動される可変吐出
   量高圧ポンプを備え、当該ポンプにて圧縮した高圧燃料
   をコモンレール内に蓄圧し、該コモンレール内の高圧燃
   料をエンジンの各気筒へ噴射する燃料噴射装置であっ
   て、 リニアソレノイドにより駆動される弁体を有し、前記可
   変吐出量高圧ポンプにて圧縮した高圧燃料の吐出量を調
   量するための電磁弁と、 前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記コモンレールに圧送される燃料の要求量に基づいて
   電磁弁の弁体のリフト量を変更すると共に、前記検出し
   たエンジン運転状態に基づいて電磁弁の開弁時間を変更
   する制御手段とを備えることを特徴とするコモンレール
   式燃料噴射装置。
4. 【請求項４】前記運転状態検出手段はエンジン回転数を
   検出し、 前記制御手段は、エンジン回転数が低いほど、電磁弁の
   開弁時間を短くする請求項３に記載のコモンレール式燃
   料噴射装置。
5. 【請求項５】前記可変吐出量高圧ポンプの回転位置を検
   出する回転位置検出手段を更に備え、 前記制御手段は、前記検出した可変吐出量高圧ポンプの
   回転位置に基づき、当該ポンプの圧送に同期させて前記
   電磁弁の開閉を制御する請求項１〜請求項４のいずれか
   に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
6. 【請求項６】前記電磁弁が可変吐出量高圧ポンプの燃料
   吸入部に設けられてなる請求項１〜請求項５のいずれか
   に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
7. 【請求項７】前記電磁弁を構成する電磁コイルの一端が
   電源端子に接続されると共に他端が接地電位端子に接続
   され、同コイルへの通電が電磁弁駆動回路にて制御され
   るコモンレール式燃料噴射装置であって、 前記電磁弁駆動回路は、 前記電磁コイルの接地側に設けられ、同電磁コイルに流
   れる電流を制御する第１のスイッチング素子と、 前記電磁コイルの接地側から電源側へのみ電流の流れを
   許容するダイオードと、 前記電磁弁が通電されて開弁される時にオンされ、前記
   電磁コイルの接地側と前記ダイオードとの間の電流経路
   を接続する第２のスイッチング素子とを備える請求項１
   〜請求項６のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射
   装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載のコモンレール式燃料噴射
   装置において、 前記第１のスイッチング素子には、前記電磁コイルの接
   地側電圧を一時的に昇圧するための昇圧素子が接続され
   るコモンレール式燃料噴射装置。