JP2020020302A - Fuel injection control device - Google Patents

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一義 永島
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Abstract

To provide a fuel injection control device for shortening a time required for generating a boost voltage.SOLUTION: The fuel injection control device includes a boosting coil, a boosting switch, a boosting capacitor, and a discharge switch. The fuel injection control device further includes a boost control part, a discharge control part, and a capacitor control part. The boost control part executes boost control to repeat on-off operation of the boosting switch until the high potential side voltage of the boosting capacitor is boosted up to a target voltage Vtrg. The discharge control part executes discharge control to allow an on-operation of the discharge switch to give an opening operation to a fuel injection valve. The capacitor control part lowers a low potential side voltage of the boosting capacitor by a predetermined voltage from that at a starting point of the discharge control in an execution period for the boost control, and applies the predetermined voltage thereto in an execution period for the discharge control.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この明細書における開示は、燃料噴射制御装置に関する。   The disclosure in this specification relates to a fuel injection control device.

従来より、通電により開弁作動して燃料を噴射させる燃料噴射弁と、その燃料噴射弁への通電を制御することで燃料噴射状態を制御する制御装置とが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a fuel injection valve that opens a valve to inject fuel by energization and a control device that controls a fuel injection state by controlling energization of the fuel injection valve.

特許文献１に開示されている制御装置では、以下のように燃料噴射弁への通電を制御している。先ず、バッテリ電圧を昇圧させた電圧（ブースト電圧）を燃料噴射弁に印加し、燃料噴射弁を流れる電流（駆動電流）がピーク電流設定値にまで上昇したことに伴いブースト電圧の印加を終了させる。その後、駆動電流を所定の定電流に維持させるようにバッテリ電圧を燃料噴射弁へ印加して、消費電力を抑制させつつ開弁状態を維持させる。要するに、バッテリ電圧印加に先立ちブースト電圧を印加することで、駆動電流をピーク電流設定値まで急上昇させ、これにより、燃料噴射弁による磁気吸引力を急上昇させて、燃料噴射弁の開弁作動を速やかに開始させる。   The control device disclosed in Patent Literature 1 controls energization of the fuel injection valve as described below. First, a voltage (boost voltage) obtained by increasing the battery voltage is applied to the fuel injector, and the application of the boost voltage is terminated when the current (drive current) flowing through the fuel injector rises to the peak current set value. . Thereafter, a battery voltage is applied to the fuel injector so that the drive current is maintained at a predetermined constant current, and the valve opening state is maintained while suppressing power consumption. In short, by applying the boost voltage prior to the application of the battery voltage, the drive current is sharply increased to the peak current set value, whereby the magnetic attraction force of the fuel injector is rapidly increased, and the valve opening operation of the fuel injector is quickly performed. To start.

上述の如く昇圧させる昇圧回路は、昇圧コイル、昇圧スイッチおよび昇圧コンデンサを有する。昇圧スイッチのオン作動により昇圧コイルが通電オンされると、昇圧コイルにエネルギーが蓄積され、その後、昇圧スイッチのオフ作動により昇圧コイルが通電オフされると、昇圧コイルに蓄積されているエネルギーが昇圧コンデンサに蓄電される。この通電オンオフを繰り返すことで昇圧コンデンサの電圧を昇圧させていき、ブースト電圧を生成させる。ブースト電圧が目標電圧に達して昇圧が完了した後、昇圧コンデンサの高電位側を燃料噴射弁に接続させるべく、放電スイッチをオン作動させて、燃料噴射弁への通電を開始させる。   As described above, the booster circuit has a booster coil, a booster switch, and a booster capacitor. When the boost coil is energized by the on operation of the boost switch, energy is accumulated in the boost coil. After that, when the boost coil is energized off by the off operation of the boost switch, the energy stored in the boost coil is boosted. Stored in the capacitor. By repeating the energization on / off, the voltage of the boost capacitor is boosted to generate a boost voltage. After the boost voltage reaches the target voltage and the boosting is completed, the discharge switch is turned on to connect the high potential side of the boosting capacitor to the fuel injection valve, and energization to the fuel injection valve is started.

特開２０１０−２２９８７７号公報JP 2010-229877 A

近年では、燃料の噴射間隔を短くする要求が高くなってきている。特に、１燃焼サイクル中に複数回噴射（多段噴射）させる場合にはその要求が高い。そして、噴射間隔を短縮させるには、昇圧回路によるブースト電圧の生成に要する時間を短くする必要がある。   In recent years, there has been an increasing demand for shortening the fuel injection interval. In particular, when a plurality of injections (multi-stage injections) are performed during one combustion cycle, the demand is high. In order to shorten the injection interval, it is necessary to shorten the time required for generating the boost voltage by the booster circuit.

開示される１つの目的は、ブースト電圧生成に要する時間の短縮を図った燃料噴射制御装置を提供することである。   One object disclosed is to provide a fuel injection control device that reduces the time required for generating a boost voltage.

上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
燃料を噴射する燃料噴射弁（１）への通電状態を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
バッテリ電圧（ＶＢ）を昇圧する昇圧コイル（３１）と、
昇圧コイルへのバッテリ電圧の通電オンオフを切り替える昇圧スイッチ（３３）と、
昇圧スイッチによる切り替え毎に、昇圧コイルにより昇圧された電圧の電力を充電していく昇圧コンデンサ（３２）と、
オン作動することで昇圧コンデンサの高電位側を燃料噴射弁に接続して、昇圧コンデンサに充電された電力を燃料噴射弁へ放電させる放電スイッチ（４１）と、
昇圧スイッチを繰り返しオンオフ作動させる昇圧制御を実行することで、昇圧コンデンサの高電位側電圧を目標電圧（Ｖｔｒｇ）にまで昇圧させる昇圧制御部（Ｓ１２）と、
放電スイッチをオン作動させる放電制御を実行することで、燃料噴射弁を開弁作動させる放電制御部（Ｓ２２）と、
昇圧コンデンサの低電位側電圧を、昇圧制御の実行期間では、放電制御の開始時点より所定電圧（ＶＢ）だけ低くさせ、放電制御の実行期間では所定電圧を印加するコンデンサ制御部（Ｓ１１、Ｓ２１）と、
を備える燃料噴射制御装置とされる。 In order to achieve the above object, one embodiment disclosed is:
A fuel injection control device for controlling fuel injection by controlling an energized state of a fuel injection valve (1) for injecting fuel,
A boost coil (31) for boosting a battery voltage (VB);
A boost switch (33) for switching on / off of energization of the battery voltage to the boost coil;
A boosting capacitor (32) for charging the power of the voltage boosted by the boosting coil every time the voltage is switched by the boosting switch;
A discharge switch (41) for connecting the high potential side of the booster capacitor to the fuel injection valve by being turned on to discharge the power charged in the booster capacitor to the fuel injector;
A boosting control unit (S12) that boosts the high-potential-side voltage of the boosting capacitor to a target voltage (Vtrg) by executing boosting control that repeatedly turns on and off the boosting switch;
A discharge control section (S22) for performing a discharge control for turning on the discharge switch to open the fuel injection valve;
Capacitor controllers (S11, S21) that lower the low-potential-side voltage of the boosting capacitor by a predetermined voltage (VB) from the start of discharge control during the boost control execution period and apply the predetermined voltage during the discharge control execution period. When,
And a fuel injection control device including:

ここで、昇圧コンデンサへの充電により高電位側電圧が上昇していく速度（充電速度）は、高電位側電圧が高い時ほど遅い。そのため、充電開始に伴い高電位側電圧が高くなっていくほど、充電速度が遅くなっていく。したがって、充電期間においては、高電位側電圧を低くしておいた方が充電速度を速くできるので、充電に要する時間を短くできる。その一方で、放電開始時においては、高電位側電圧を高くしておいた方が、燃料噴射弁を流れる駆動電流を通電開始時点から急上昇させることができる。よって、通電開始から燃料噴射弁が開弁作動を開始するまでの開弁遅れ時間を短くでき、開弁作動を速やかに開始させる点で有利である。   Here, the speed at which the high-potential-side voltage rises due to charging of the boosting capacitor (charging speed) is lower as the higher-potential-side voltage is higher. Therefore, as the high-potential-side voltage increases with the start of charging, the charging speed decreases. Therefore, in the charging period, the charging speed can be increased by lowering the high-potential-side voltage, so that the time required for charging can be shortened. On the other hand, at the start of discharge, the higher the high-potential-side voltage, the more rapidly the drive current flowing through the fuel injector can be increased from the start of energization. Accordingly, the valve opening delay time from the start of energization to the start of the valve opening operation of the fuel injection valve can be shortened, which is advantageous in that the valve opening operation is started immediately.

これらの点を鑑み、かつ、低電位側電圧を低くすればその低くした分だけ高電位側電圧も低くなることに着目し、上記制御装置では、昇圧コンデンサの低電位側電圧を、昇圧制御の実行期間では、放電制御の開始時点より所定電圧（ＶＢ）だけ低くさせる。そのため、昇圧制御時の高電位側電圧が低くなるので、昇圧制御時における高電位側電圧の上昇速度が速くなる。よって、昇圧コンデンサの高電位側電圧を目標電圧にまで昇圧させるのに要する期間（充電期間）を短くできる。また、上記制御装置によれば、放電開始時には昇圧制御時よりも低電位側電圧は高くされるので、燃料噴射弁に流れる駆動電流を急上昇させることができ、燃料噴射弁の開弁作動を速やかに開始できる。   In view of these points, and paying attention to lowering the low-potential-side voltage, the higher-potential-side voltage is also reduced by the reduced amount. In the execution period, the voltage is lowered by a predetermined voltage (VB) from the start point of the discharge control. For this reason, the high-potential-side voltage during the boost control is reduced, and the rising speed of the high-potential-side voltage during the boost control is increased. Therefore, the period (charge period) required to boost the high-potential-side voltage of the boost capacitor to the target voltage can be shortened. Further, according to the above control device, since the low-potential-side voltage is set higher at the start of discharge than during the boost control, the drive current flowing through the fuel injection valve can be rapidly increased, and the valve opening operation of the fuel injection valve can be quickly performed. You can start.

なお、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。   It should be noted that the reference numbers in the parentheses merely show an example of a correspondence relationship with a specific configuration in the embodiment described later, and do not limit the technical scope at all.

第１実施形態に係る燃料噴射制御装置、およびその装置の制御対象となる燃料噴射弁を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a fuel injection control device according to a first embodiment and a fuel injection valve to be controlled by the device. 第１実施形態の従来技術において、燃料噴射弁に流れる駆動電流、昇圧コンデンサの高電位側電圧、および昇圧ＳＷの駆動信号の各々について、経過時間に対する変化を示す図。FIG. 4 is a diagram showing changes with respect to elapsed time for each of a driving current flowing through a fuel injection valve, a high-potential-side voltage of a boosting capacitor, and a driving signal of a boosting SW in the related art of the first embodiment. 第１実施形態において、燃料噴射弁に流れる駆動電流、昇圧コンデンサの高電位側電圧、および昇圧ＳＷの駆動信号の各々について、経過時間に対する変化を示す図。FIG. 5 is a diagram showing changes with respect to elapsed time for each of a drive current flowing through a fuel injection valve, a high-potential-side voltage of a boost capacitor, and a drive signal of a boost SW in the first embodiment. 第１実施形態において、昇圧制御の処理手順を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating a processing procedure of boost control in the first embodiment. 第１実施形態において、放電制御の処理手順を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating a procedure of a discharge control process according to the first embodiment. 第１実施形態と従来技術との充電時間の違いを示す図。The figure which shows the difference of the charging time of 1st Embodiment and a prior art. 昇圧コンデンサの昇圧特性を示す図。The figure which shows the boost characteristic of a boost capacitor. 第２実施形態に係る燃料噴射制御装置の一部を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a part of a fuel injection control device according to a second embodiment. 第２実施形態において、バッテリ電圧が高い場合における、経過時間に対するブースト電圧の変化を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a change in boost voltage with respect to an elapsed time when a battery voltage is high in the second embodiment. 第２実施形態において、バッテリ電圧が低い場合における、経過時間に対するブースト電圧の変化を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating a change in boost voltage with respect to an elapsed time when a battery voltage is low in the second embodiment. 第３実施形態において、昇圧開始の遅れ時間とエンジン回転数との関係を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a delay time of start of boosting and an engine speed in the third embodiment. 第３実施形態において、経過時間に対するブースト電圧の変化を示す図。FIG. 13 is a diagram illustrating a change in a boost voltage with respect to an elapsed time in the third embodiment.

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, in each embodiment, the corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of another embodiment described earlier can be applied to the other part of the configuration.

（第１実施形態）
図１に示す燃料噴射弁１は、点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）に搭載されており、内燃機関の燃焼室へ直接燃料を噴射する直噴式である。燃料噴射弁１へ供給される燃料は燃料ポンプにより圧送され、燃料ポンプは内燃機関の回転駆動力により駆動する。内燃機関は複数の気筒を備え、各気筒に燃料噴射弁１が設けられている。 (1st Embodiment)
The fuel injection valve 1 shown in FIG. 1 is mounted on an ignition type internal combustion engine (gasoline engine), and is a direct injection type in which fuel is directly injected into a combustion chamber of the internal combustion engine. Fuel supplied to the fuel injection valve 1 is pumped by a fuel pump, and the fuel pump is driven by the rotational driving force of the internal combustion engine. The internal combustion engine has a plurality of cylinders, and each cylinder is provided with a fuel injection valve 1.

制御装置５は、燃料噴射弁１への通電状態を制御することで燃料の噴射状態を制御する燃料噴射制御装置に相当する。具体的には、制御装置５は、通電オン時期を制御することで噴射開始時期を制御し、通電オフ時期を制御することで噴射終了時期を制御し、通電期間を制御することで、１回の開弁に伴い噴孔から噴射される燃料の量（燃料噴射量）を制御する。また、燃料噴射弁１および制御装置５は燃料噴射システムを提供する。   The control device 5 corresponds to a fuel injection control device that controls a state of fuel injection by controlling a state of energization of the fuel injection valve 1. Specifically, the control device 5 controls the injection start timing by controlling the energization ON timing, controls the injection end timing by controlling the energization OFF timing, and controls the energization period to control the injection once. Controls the amount of fuel injected from the injection hole (fuel injection amount) with the opening of the valve. Further, the fuel injection valve 1 and the control device 5 provide a fuel injection system.

制御装置５は、マイクロコンピュータ（マイコン１０）、制御集積回路（制御ＩＣ２０）、昇圧回路３０、放電回路、定電流回路および気筒スイッチ回路を備える。さらに制御装置５は、これらのマイコン１０、制御ＩＣ２０および各種回路を収容する筐体５ａを備える。筐体５ａには、高電位側端子５ｂおよび低電位側端子５ｃが設けられている。高電位側端子５ｂは、燃料噴射弁１の高電位側と配線で接続され、低電位側端子５ｃは、燃料噴射弁１の低電位側と配線で接続されている。   The control device 5 includes a microcomputer (microcomputer 10), a control integrated circuit (control IC 20), a booster circuit 30, a discharge circuit, a constant current circuit, and a cylinder switch circuit. Further, the control device 5 includes a housing 5a that houses the microcomputer 10, the control IC 20, and various circuits. The housing 5a is provided with a high potential side terminal 5b and a low potential side terminal 5c. The high potential side terminal 5b is connected to the high potential side of the fuel injection valve 1 by wiring, and the low potential side terminal 5c is connected to the low potential side of the fuel injection valve 1 by wiring.

マイコン１０は、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ１１）と、演算処理装置により実行されるプログラムおよびデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つの記憶装置（メモリ１２）とを有する。記憶媒体は、プロセッサによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置５は、１つのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、マイコン１０によって実行されることによって、制御装置５をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置５を機能させる。   The microcomputer 10 has at least one arithmetic processing device (CPU 11) and at least one storage device (memory 12) as a storage medium for storing programs and data executed by the arithmetic processing device. The storage medium is a non-transitional substantial storage medium that temporarily stores a program readable by the processor. The storage medium can be provided by a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like. The controller 5 may be provided by one computer or a set of computer resources linked by a data communication device. The program, when executed by the microcomputer 10, causes the control device 5 to function as the device described in this specification, and causes the control device 5 to function to execute the method described in this specification.

本実施形態では、メモリ１２に予め記憶されている各種プログラムをＣＰＵ１１が実行することで、燃料噴射弁１への通電状態を制御（噴射制御）する。   In the present embodiment, the CPU 11 executes various programs stored in the memory 12 in advance, thereby controlling the energization state of the fuel injection valve 1 (injection control).

具体的には、マイコン１０は、先ず、内燃機関の運転状態に基づき、燃料噴射量の目標値（目標噴射量）および目標噴射開始時期を算出する。上記運転状態の具体例としてはエンジン負荷およびエンジン回転数ＮＥが挙げられる。次に、目標噴射量に対応する燃料噴射弁１への通電時間と、目標噴射開始時期に対応する通電開始時期を算出する。次に、算出した通電時間および通電開始時期を指令する噴射指令信号を制御ＩＣ２０へ出力する。なお、目標噴射量に対応する通電時間は、燃料噴射弁１へ供給される燃料の圧力が高いほど短い時間に設定される。   Specifically, first, the microcomputer 10 calculates a target value (a target injection amount) of the fuel injection amount and a target injection start timing based on the operation state of the internal combustion engine. Specific examples of the operating state include an engine load and an engine speed NE. Next, an energization time to the fuel injection valve 1 corresponding to the target injection amount and an energization start time corresponding to the target injection start timing are calculated. Next, an injection command signal for commanding the calculated energization time and energization start timing is output to the control IC 20. The energization time corresponding to the target injection amount is set to a shorter time as the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 1 increases.

マイコン１０は、１燃焼サイクル中に同一の燃料噴射弁１から複数回燃料を噴射させる多段噴射を実行するか否かの決定と、多段噴射を実行する場合の噴射回数（段数）の算出を、内燃機関の運転状態に基づき実行する。マイコン１０は、上記多段噴射を実行している時には多段噴射制御部を提供する。   The microcomputer 10 determines whether or not to execute multi-stage injection in which fuel is injected a plurality of times from the same fuel injection valve 1 during one combustion cycle, and calculates the number of injections (stage number) when executing multi-stage injection. This is executed based on the operating state of the internal combustion engine. The microcomputer 10 provides a multi-stage injection control unit when performing the multi-stage injection.

制御ＩＣ２０は、マイコン１０から出力された噴射指令信号等に基づき、以下に詳述する昇圧回路３０、放電回路、定電流回路および気筒ＳＷ回路の作動を制御する。制御ＩＣ２０は、車両に搭載されたバッテリの電圧（バッテリ電圧ＶＢ）から所定の制御電圧を生成する、図示しない制御電圧生成回路を有する。例えば、バッテリ電圧ＶＢは約１４Ｖであり、制御電圧は約５Ｖである。制御ＩＣ２０は、後述する各種のスイッチング素子（以下、ＳＷと記載）のゲート端子に制御電圧を印加することでスイッチング素子をオン作動させる。   The control IC 20 controls the operations of a booster circuit 30, a discharge circuit, a constant current circuit, and a cylinder SW circuit, which will be described in detail below, based on an injection command signal and the like output from the microcomputer 10. The control IC 20 has a control voltage generation circuit (not shown) that generates a predetermined control voltage from a voltage of a battery mounted on the vehicle (battery voltage VB). For example, the battery voltage VB is about 14V and the control voltage is about 5V. The control IC 20 turns on the switching elements by applying a control voltage to the gate terminals of various switching elements (hereinafter, referred to as SW) described later.

昇圧回路３０は、バッテリ電圧ＶＢを昇圧してブースト電圧ＶＣを生成するための回路であり、昇圧コイル３１、昇圧コンデンサ３２、昇圧ＳＷ３３（昇圧スイッチ）およびダイオード３４を有する。放電回路は放電ＳＷ４１（放電スイッチ）を有し、放電ＳＷ４１がオン作動することで、昇圧回路３０により昇圧されたブースト電圧ＶＣが燃料噴射弁１の高電位側へ印加される。放電ＳＷ４１をオフさせた状態で昇圧ＳＷ３３をオン作動させると、昇圧コイル３１にエネルギーが蓄積されて、昇圧ＳＷ３３をオフ作動させると、昇圧コイル３１に蓄積されたエネルギーが昇圧コンデンサ３２に蓄電される。昇圧ＳＷ３３がオン作動とオフ作動を繰り返すことにより、オフ作動する毎に昇圧コンデンサ３２の電圧、つまりブースト電圧ＶＣが上昇していく。このように昇圧されて蓄電された電力の電圧がブースト電圧ＶＣに相当する。   The booster circuit 30 is a circuit for boosting the battery voltage VB to generate a boost voltage VC, and includes a booster coil 31, a booster capacitor 32, a booster SW33 (a booster switch), and a diode 34. The discharge circuit has a discharge SW 41 (discharge switch), and when the discharge SW 41 is turned on, the boost voltage VC boosted by the boost circuit 30 is applied to the high potential side of the fuel injection valve 1. When the boost SW 33 is turned on with the discharge SW 41 turned off, energy is accumulated in the boost coil 31. When the boost SW 33 is turned off, the energy stored in the boost coil 31 is stored in the boost capacitor 32. . The voltage of the step-up capacitor 32, that is, the boost voltage VC increases every time the step-up SW 33 repeats the ON operation and the OFF operation. The voltage of the power thus boosted and stored corresponds to the boost voltage VC.

さらに昇圧回路３０は、昇圧コンデンサ３２の低電位側の電圧を変更させる低電位変更回路を有する。この低電位変更回路は、昇圧コンデンサ３２の低電位側に接続されており、第１ＳＷ３５および第２ＳＷ３６を有する。第１ＳＷ３５は、オン作動することで、昇圧コンデンサ３２の低電位側をグランドに接続する。第２ＳＷ３６は、オン作動することで、昇圧コンデンサ３２の低電位側にバッテリ電圧ＶＢを印加させる。なお、第１ＳＷ３５には抵抗３５ａが並列に接続されており、第２ＳＷ３６にはダイオード３６ａが直列に接続されている。第１ＳＷ３５および第２ＳＷ３６のいずれか一方がオン作動している時には、他方はオフ作動する。これにより、低電位変更回路は、昇圧コンデンサ３２の低電位側の電圧を、バッテリ電圧ＶＢとグランド電圧とに切り替える。   Further, the booster circuit 30 includes a low-potential change circuit that changes the voltage on the low-potential side of the boost capacitor 32. The low-potential changing circuit is connected to the low-potential side of the boost capacitor 32 and has a first SW 35 and a second SW 36. The first SW 35 connects the low potential side of the step-up capacitor 32 to the ground by being turned on. The second SW 36 is turned on to apply the battery voltage VB to the low potential side of the boost capacitor 32. Note that a resistor 35a is connected in parallel to the first SW 35, and a diode 36a is connected in series to the second SW 36. When one of the first SW 35 and the second SW 36 is on, the other is off. Thereby, the low potential changing circuit switches the voltage on the low potential side of the boost capacitor 32 between the battery voltage VB and the ground voltage.

制御ＩＣ２０は、ブースト電圧ＶＣを検出する回路である昇圧モニタ２１を有する。制御ＩＣ２０は、昇圧モニタ２１で検出されるブースト電圧ＶＣが目標電圧Ｖｔｒｇになるまで昇圧ＳＷ３３のオンオフ作動を繰り返すように制御（昇圧制御）する。このように、ブースト電圧ＶＣが目標電圧Ｖｔｒｇに達した時点で、昇圧コンデンサ３２への充電が完了し、昇圧回路３０は昇圧ＳＷ３３のオンオフ作動による昇圧を終了させる。   The control IC 20 has a boost monitor 21 which is a circuit for detecting the boost voltage VC. The control IC 20 performs control (step-up control) so that the on / off operation of the step-up SW 33 is repeated until the boost voltage VC detected by the step-up monitor 21 reaches the target voltage Vtrg. As described above, when the boost voltage VC reaches the target voltage Vtrg, the charging of the boosting capacitor 32 is completed, and the boosting circuit 30 ends the boosting by the on / off operation of the boosting SW 33.

気筒ＳＷ回路は、気筒ＳＷ６１を有する。上述の如く昇圧コンデンサ３２への充電が完了した後、気筒ＳＷ６１および放電ＳＷ４１をオン作動させると、ブースト電圧ＶＣが燃料噴射弁１の高電位側へ印加され、ブースト電圧ＶＣによる電流（駆動電流）が燃料噴射弁１に流れる。   The cylinder SW circuit has a cylinder SW61. After the charging of the boost capacitor 32 is completed as described above, when the cylinder SW 61 and the discharge SW 41 are turned on, the boost voltage VC is applied to the high potential side of the fuel injection valve 1, and the current (drive current) based on the boost voltage VC Flows to the fuel injection valve 1.

定電流回路は、定電流ＳＷ５１およびダイオード５２を有する。放電ＳＷ４１をオフ作動させた状態で気筒ＳＷ６１および定電流ＳＷ５１をオン作動させると、バッテリ電圧ＶＢが燃料噴射弁１の高電位側へ印加され、バッテリ電圧ＶＢによる駆動電流が燃料噴射弁１に流れる。   The constant current circuit has a constant current SW 51 and a diode 52. When the cylinder SW 61 and the constant current SW 51 are turned on while the discharge SW 41 is turned off, the battery voltage VB is applied to the high potential side of the fuel injector 1, and the drive current based on the battery voltage VB flows through the fuel injector 1. .

制御ＩＣ２０は、先述した昇圧モニタ２１に加えて、電流モニタ２２およびバッテリ電圧モニタ２３を有する。電流モニタ２２は、燃料噴射弁１の低電位側に接続されたシャント抵抗６１ａによる電圧降下量を検出することで、駆動電流を検出する。バッテリ電圧モニタ２３はバッテリ電圧ＶＢを検出する。   The control IC 20 has a current monitor 22 and a battery voltage monitor 23 in addition to the above-described boost monitor 21. The current monitor 22 detects the drive current by detecting the amount of voltage drop caused by the shunt resistor 61a connected to the low potential side of the fuel injection valve 1. Battery voltage monitor 23 detects battery voltage VB.

昇圧ＳＷ３３、第１ＳＷ３５、第２ＳＷ３６、放電ＳＷ４１、定電流ＳＷ５１および気筒ＳＷ６１は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴであり、これらのオンオフ作動は制御ＩＣ２０により制御される。制御ＩＣ２０は、昇圧モニタ２１および電流モニタ２２により検出された値と、マイコン１０から出力された先述の噴射指令信号とに基づき、上述した複数のスイッチング素子の作動を制御（噴射制御）する。   The step-up switch 33, the first switch 35, the second switch 36, the discharge switch 41, the constant current switch 51, and the cylinder switch 61 are MOSFETs, which are a kind of field-effect transistors, and their on / off operations are controlled by the control IC 20. The control IC 20 controls the operation of the plurality of switching elements (injection control) based on the values detected by the boost monitor 21 and the current monitor 22 and the aforementioned injection command signal output from the microcomputer 10.

以下、このような噴射制御を実行した場合における各種の駆動信号、駆動電流、ブースト電圧ＶＣ等の変化について、図２および図３を用いて、多段噴射を実行した場合の一態様を説明する。   Hereinafter, with respect to changes in various drive signals, the drive current, the boost voltage VC, and the like when such injection control is performed, an embodiment in which multi-stage injection is performed will be described with reference to FIGS.

図２は、本実施形態に対する従来技術としての噴射制御装置において、噴射制御を実行したときの各種変化を示すタイミングチャートであり、この従来技術では、第１ＳＷ３５および第２ＳＷ３６等の低電位変更回路が廃止されている。図２および図３の（ａ）欄は、燃料噴射弁１の燃料噴射弁１を流れる駆動電流の変化を示す。（ｂ）欄は、昇圧コンデンサ３２の高電位側の電圧の変化を示す。（ｃ）欄は、昇圧ＳＷ３３のゲート端子に入力される制御電圧の信号（駆動信号）の変化を示す。（ｄ）欄は、第１ＳＷ３５のゲート端子に入力される駆動信号の変化を示す。（ｅ）欄は、第２ＳＷ３６のゲート端子に入力される駆動信号の変化を示す。   FIG. 2 is a timing chart showing various changes when the injection control is executed in the injection control device as the conventional technology for the present embodiment. In this conventional technology, the low potential changing circuits such as the first SW 35 and the second SW 36 are used. Obsolete. 2A and 3A show changes in the drive current flowing through the fuel injection valve 1 of the fuel injection valve 1. FIG. The column (b) shows a change in the voltage on the high potential side of the boost capacitor 32. Column (c) shows a change in a control voltage signal (drive signal) input to the gate terminal of the booster SW 33. The column (d) shows a change in the drive signal input to the gate terminal of the first SW 35. The column (e) shows a change in the drive signal input to the gate terminal of the second SW 36.

制御ＩＣ２０は、噴射指令信号が入力されることに先立ち、バッテリ電圧ＶＢを目標電圧Ｖｔｒｇまで昇圧させて、昇圧コンデンサ３２への充電を完了させておく。本実施形態に係る初回の充電時間Ｔ１では、第１ＳＷ３５をオン作動、かつ、第２ＳＷ３６をオフ作動させることで、昇圧コンデンサ３２の低電位側をグランドに接続している（（ｄ）（ｅ）欄参照）。   Prior to the input of the injection command signal, the control IC 20 boosts the battery voltage VB to the target voltage Vtrg to complete the charging of the boost capacitor 32. In the first charging time T1 according to the present embodiment, the low potential side of the boost capacitor 32 is connected to the ground by turning on the first SW 35 and turning off the second SW 36 ((d) and (e)). Column).

本実施形態に係る目標電圧Ｖｔｒｇは、放電開始時に要求されるブースト電圧ＶＣである要求電圧Ｖｒｅｑより、所定電圧の分だけ低い値に設定されている。所定電圧は、バッテリ電圧ＶＢを想定した値（例えば１４Ｖ）に固定して設定されている（（ｂ）欄参照）。一方、従来技術に係る目標電圧Ｖｔｒｇは、要求電圧Ｖｒｅｑと同じ値に設定されている。   The target voltage Vtrg according to the present embodiment is set to a value lower than the required voltage Vreq, which is the boost voltage VC required at the start of discharging, by a predetermined voltage. The predetermined voltage is set to a fixed value (for example, 14 V) assuming the battery voltage VB (see the column (b)). On the other hand, the target voltage Vtrg according to the related art is set to the same value as the required voltage Vreq.

その後、噴射指令信号が制御ＩＣ２０へ入力されると、制御ＩＣ２０は、放電ＳＷ４１をオン作動させて、昇圧コンデンサ３２から燃料噴射弁１へ放電させる放電制御を開始する。つまり、燃料噴射弁１への通電開始時にはブースト電圧ＶＣを燃料噴射弁１に印加させて、駆動電流を急上昇させる（（ａ）欄参照）。   Thereafter, when an injection command signal is input to the control IC 20, the control IC 20 turns on the discharge SW 41 to start discharge control for discharging the fuel from the boost capacitor 32 to the fuel injection valve 1. That is, at the start of energization of the fuel injection valve 1, the boost voltage VC is applied to the fuel injection valve 1 to rapidly increase the drive current (see the column (a)).

その後、制御ＩＣ２０は、電流モニタ２２により検出された駆動電流の値がピーク電流設定値Ｉｔｈに達するまでブースト電圧ＶＣによる通電を継続させる。そして、ピーク電流設定値Ｉｔｈに達したことを検知すると、ブースト電圧ＶＣによる通電を停止させる（（ａ）欄参照）。ピーク電流設定値Ｉｔｈは予め設定された固定値である。放電制御期間ではブースト電圧ＶＣが低下していくが、昇圧制御時の目標電圧Ｖｔｒｇは、放電終了時点での低下したブースト電圧ＶＣよりも低い値に設定されている。   After that, the control IC 20 continues the energization by the boost voltage VC until the value of the drive current detected by the current monitor 22 reaches the peak current set value Ith. Then, when it is detected that the peak current set value Ith has been reached, the energization by the boost voltage VC is stopped (see the column (a)). The peak current setting value Ith is a fixed value set in advance. Although the boost voltage VC decreases during the discharge control period, the target voltage Vtrg during the boost control is set to a value lower than the boost voltage VC that has decreased at the end of the discharge.

その後、制御ＩＣ２０は、電流モニタ２２により検出された駆動電流の値が所定の定電流Ｉａになるよう、定電流ＳＷ５１をオンオフ作動させて、駆動電流をデューティ制御する（（ａ）欄参照）。その後、制御ＩＣ２０は、燃料噴射弁１への通電開始から、目標噴射量に対応する通電時間が経過した時点で、定電流ＳＷ５１および気筒ＳＷ６１をオフ作動させて、燃料噴射弁１への通電を終了させる。   Thereafter, the control IC 20 turns on and off the constant current SW 51 so that the value of the drive current detected by the current monitor 22 becomes the predetermined constant current Ia, and performs duty control of the drive current (see the column (a)). Thereafter, the control IC 20 turns off the constant current SW 51 and the cylinder SW 61 when the energization time corresponding to the target injection amount has elapsed since the start of energization of the fuel injection valve 1, and energizes the fuel injection valve 1. Terminate.

要するに、放電ＳＷ４１は、噴射指令信号に基づきオン作動することで、ブースト電圧ＶＣを燃料噴射弁１へ印加開始させる。印加開始とともに磁気吸引力が上昇していき、その磁気吸引力が制御弁の開弁に要する力（必要開弁力）にまで達すると、制御弁が開弁を開始し、その後ニードルが開弁を開始する。定電流ＳＷ５１は、ブースト電圧ＶＣの印加終了の後、バッテリ電圧ＶＢによる駆動電流を所定の定電流Ｉａに維持させるようにオンオフ作動を繰り返すことで、制御弁の開弁状態を維持させる。   In short, the discharge SW 41 is turned on based on the injection command signal to start applying the boost voltage VC to the fuel injection valve 1. The magnetic attraction force increases with the start of application, and when the magnetic attraction force reaches the force required for opening the control valve (the required opening force), the control valve starts to open, and then the needle opens. To start. After the boost voltage VC has been applied, the constant current SW51 repeats the on / off operation so as to maintain the drive current based on the battery voltage VB at the predetermined constant current Ia, thereby maintaining the open state of the control valve.

次に、上述した昇圧制御および放電制御を制御ＩＣ２０が実行処理するにあたり、その処理手順を説明する。   Next, a description will be given of a processing procedure when the control IC 20 performs the above-described step-up control and discharge control.

図４に示す昇圧制御の処理は、昇圧電圧ＶＣが所定の電圧以下になると充電開始要求フラグがオンになり開始され、当該処理が終了すると、充電開始要求フラグをオフにする。なお、充電開始要求フラグがオンの状態では、制御ＩＣ２０は放電ＳＷ４１をオフ作動させている。多段噴射の２段目以降では、放電制御が終了した時点で、充電開始要求フラグはオフからオンに切り替えられる。   The boost control process shown in FIG. 4 is started by turning on the charge start request flag when the boosted voltage VC becomes equal to or lower than a predetermined voltage, and turns off the charge start request flag when the process ends. When the charge start request flag is on, the control IC 20 turns off the discharge SW 41. In the second and subsequent stages of the multi-stage injection, the charge start request flag is switched from off to on when the discharge control ends.

先ず、図４のステップＳ１１では、第２ＳＷ３６をオフ作動させた後、第１ＳＷ３５をオン作動させる。これにより、昇圧コンデンサ３２の低電位側はグランドに接続される。なお、以下の説明では、第１ＳＷ３５および第２ＳＷ３６をまとめてコンデンサＳＷと呼ぶ場合がある。   First, in step S11 of FIG. 4, after the second SW 36 is turned off, the first SW 35 is turned on. Thus, the low potential side of the boost capacitor 32 is connected to the ground. In the following description, the first SW 35 and the second SW 36 may be collectively referred to as a capacitor SW.

続くステップＳ１２では、昇圧ＳＷ３３のオンオフを所定周期で繰り返し切り替えて、ブースト電圧ＶＣを上昇させる。続くステップＳ１３では、昇圧モニタ２１により検出されたブースト電圧ＶＣが目標電圧Ｖｔｒｇ以上になっているか否かを判定する。先述した通り、目標電圧Ｖｔｒｇは、要求電圧Ｖｒｅｑよりバッテリ電圧ＶＢ分だけ小さい値に設定されている。   In the following step S12, the on / off state of the booster SW33 is repeatedly switched at a predetermined cycle to increase the boost voltage VC. In the following step S13, it is determined whether or not the boost voltage VC detected by the boost monitor 21 is equal to or higher than the target voltage Vtrg. As described above, the target voltage Vtrg is set to a value lower than the required voltage Vreq by the battery voltage VB.

ステップＳ１３にてブースト電圧ＶＣが目標電圧Ｖｔｒｇ以上であると肯定判定されるまでは、ステップＳ１２の処理を継続させ、肯定判定された場合には、続くステップＳ１４にて充電ＳＷ３３をオフ作動させ、昇圧制御を終了する。   Until it is determined in step S13 that the boost voltage VC is equal to or higher than the target voltage Vtrg, the process in step S12 is continued. If the determination is affirmative, the charging SW 33 is turned off in step S14. The boost control ends.

図５に示す放電制御の処理は、放電開始要求フラグがオンになると開始され、当該処理が終了すると、放電開始要求フラグをオフにする。なお、放電開始要求フラグがオンの状態では、制御ＩＣ２０は気筒ＳＷ６１をオン作動させている。噴射指令信号により通電開始が指令されたタイミングで、放電開始要求フラグはオフからオンに切り替えられる。   The discharge control process shown in FIG. 5 is started when the discharge start request flag is turned on, and when the process is completed, the discharge start request flag is turned off. When the discharge start request flag is on, the control IC 20 turns on the cylinder SW 61. At the timing when the start of energization is instructed by the injection command signal, the discharge start request flag is switched from off to on.

先ず、図５のステップＳ２１では、第１ＳＷ３５をオフ作動させた後、第２ＳＷ３６をオン作動させる。これにより、昇圧コンデンサ３２の低電位側にバッテリ電圧ＶＢが印加される。   First, in step S21 in FIG. 5, after the first SW 35 is turned off, the second SW 36 is turned on. As a result, the battery voltage VB is applied to the low potential side of the boost capacitor 32.

続くステップＳ２２では、放電ＳＷ４１をオン作動させて、ブースト電圧ＶＣを燃料噴射弁１に印加させる。続くステップＳ２３では、電流モニタ２２により検出された駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈ以上になっているか否かを判定する。   In a succeeding step S22, the discharge SW 41 is turned on to apply the boost voltage VC to the fuel injection valve 1. In a succeeding step S23, it is determined whether or not the drive current detected by the current monitor 22 is equal to or more than the peak current set value Ith.

ステップＳ２３にて駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈ以上であると肯定判定されるまでは、ステップＳ２２の処理を継続させ、肯定判定された場合には、続くステップＳ２４にて放電ＳＷ４１をオフ作動させ、放電制御を終了する。   Until it is determined in step S23 that the drive current is equal to or greater than the peak current setting value Ith, the process in step S22 is continued. If the determination is affirmative, the discharge SW 41 is turned off in step S24. Then, the discharge control ends.

なお、ステップＳ１２の処理を実行している時の制御ＩＣ２０は、昇圧ＳＷ３３を繰り返しオンオフ作動させる昇圧制御を実行することで、昇圧コンデンサ３２の高電位側電圧を目標電圧Ｖｔｒｇにまで昇圧させる「昇圧制御部」に相当する。ステップＳ２２の処理を実行している時の制御ＩＣ２０は、放電ＳＷ４１をオン作動させる放電制御を実行することで、燃料噴射弁１を開弁作動させる「放電制御部」に相当する。ステップＳ１１、Ｓ２１の処理を実行している時の制御ＩＣ２０は、昇圧コンデンサ３２の低電位側電圧を、昇圧制御の実行期間では、放電制御の開始時点より所定電圧だけ低くさせる「コンデンサ制御部」に相当する。   It should be noted that the control IC 20 executing the process of step S12 performs the boosting control of repeatedly turning on and off the boosting switch 33 to boost the high-potential-side voltage of the boosting capacitor 32 to the target voltage Vtrg. Control unit ”. The control IC 20 at the time of executing the processing of step S22 corresponds to a “discharge control unit” that performs the valve opening operation of the fuel injection valve 1 by performing the discharge control that turns on the discharge switch 41. The control IC 20 performing the processing of steps S11 and S21 causes the low-potential-side voltage of the boost capacitor 32 to be lower by a predetermined voltage than the discharge control start time during the execution of the boost control. Is equivalent to

次に、図３に示す本実施形態と図２に示す従来技術との違いを図２、図３および図６を用いて説明しつつ、本実施形態により発揮される作用効果を説明する。なお、図６中の実線は本実施形態に係るブースト電圧ＶＣの変化を示し、点線は従来技術に係るブースト電圧ＶＣの変化を示す。   Next, differences between the present embodiment shown in FIG. 3 and the prior art shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 6, and the operational effects exerted by the present embodiment will be described. Note that a solid line in FIG. 6 indicates a change in the boost voltage VC according to the present embodiment, and a dotted line indicates a change in the boost voltage VC according to the related art.

従来技術では目標電圧Ｖｔｒｇを要求電圧Ｖｒｅｑに設定しているのに対し、本実施形態では目標電圧Ｖｔｒｇを、要求電圧Ｖｒｅｑよりもバッテリ電圧ＶＢの分だけ低い値に設定している。そのため、多段噴射に係る１段目の噴射に用いる電力の充電について、本実施形態の充電時間Ｔ１は、従来技術の充電時間Ｔ１ａに比べて、目標電圧Ｖｔｒｇを低くしている分だけ短くなっている。   In the related art, the target voltage Vtrg is set to the required voltage Vreq, whereas in the present embodiment, the target voltage Vtrg is set to a value lower than the required voltage Vreq by the battery voltage VB. Therefore, regarding the charging of the electric power used for the first-stage injection related to the multi-stage injection, the charging time T1 of the present embodiment is shorter than the charging time T1a of the related art by the amount by which the target voltage Vtrg is reduced. I have.

ブースト電圧ＶＣは、放電に伴い要求電圧Ｖｒｅｑから低下していくが、放電期間中にブースト電圧ＶＣが低下する量は、本実施形態と従来技術とで同じである。したがって、２段目以降の噴射に用いる電力の充電について、その充電量は本実施形態と従来技術とで同じであり、その充電に伴いブースト電圧ＶＣが上昇する量（昇圧量ΔＶＣ）も本実施形態と従来技術とで同じである。但し、その昇圧量ΔＶＣだけブースト電圧ＶＣを上昇させるのに要する充電時間が、本実施形態と従来技術とで異なる。以下、その理由について説明する。   Although the boost voltage VC decreases from the required voltage Vreq with the discharge, the amount by which the boost voltage VC decreases during the discharge period is the same in the present embodiment and the related art. Therefore, the charging amount of the electric power used for the second and subsequent injections is the same in the present embodiment and the prior art, and the amount by which the boost voltage VC increases with the charging (the boosting amount ΔVC) is also set in this embodiment. The form and the prior art are the same. However, the charging time required to increase the boost voltage VC by the boost amount ΔVC is different between the present embodiment and the prior art. Hereinafter, the reason will be described.

図７に示す昇圧コンデンサ３２の昇圧特性は、昇圧コンデンサ３２の高電位側の電圧（ブースト電圧ＶＣ）が昇圧制御に伴い上昇していく時の時間変化である。図示されるように、昇圧コンデンサ３２への充電により高電位側電圧が上昇していく速度（充電速度）は、高電圧であるほど遅い。そのため、充電開始に伴いブースト電圧ＶＣが高くなっていくほど、充電速度が遅くなっていく。したがって、充電期間においては、昇圧コンデンサ３２の低電位側電圧を低くすることでブースト電圧ＶＣを低くさせておいた方が、充電速度を速くできる。   The boosting characteristic of the boosting capacitor 32 shown in FIG. 7 is a time change when the voltage on the high potential side (boost voltage VC) of the boosting capacitor 32 rises with the boosting control. As shown in the figure, the speed at which the high-potential-side voltage rises due to charging of the boost capacitor 32 (charging speed) is lower as the voltage is higher. Therefore, as the boost voltage VC increases with the start of charging, the charging speed decreases. Therefore, during the charging period, the charging speed can be increased by lowering the boost voltage VC by lowering the low-potential side voltage of the boosting capacitor 32.

この点を鑑み、本実施形態では、昇圧コンデンサ３２の低電位側の電圧をグランドおよびバッテリ電圧ＶＢに切り替えるコンデンサＳＷを備える。そして、昇圧制御の実行期間では、コンデンサＳＷは低電位側電圧をグランドに切り替え、放電制御の実行期間では、コンデンサＳＷは低電位側電圧をバッテリ電圧ＶＢに切り替える。そのため、充電時の低電位側電圧は放電時よりバッテリ電圧ＶＢ（所定電圧）の分だけ低くなる。よって、充電時における高電位側電圧の上昇速度を速くでき、本実施形態に係る充電時間Ｔ２を従来技術に係る充電時間Ｔ２ａより短くできる。よって、多段噴射における各段の噴射間隔の短縮を図ることができる。   In view of this point, the present embodiment includes the capacitor SW that switches the voltage on the low potential side of the boost capacitor 32 to the ground and the battery voltage VB. The capacitor SW switches the low-potential-side voltage to ground during the boost control execution period, and switches the low-potential-side voltage to the battery voltage VB during the discharge control execution period. Therefore, the low potential side voltage at the time of charging is lower than that at the time of discharging by the battery voltage VB (predetermined voltage). Therefore, the rising speed of the high-potential-side voltage during charging can be increased, and the charging time T2 according to the present embodiment can be shorter than the charging time T2a according to the related art. Therefore, the injection interval of each stage in the multi-stage injection can be reduced.

その一方で、放電開始時においては、低電位側電圧を高くすることでブースト電圧ＶＣを高くしておいた方が、駆動電流を通電開始時点から急上昇させることができる。よって、通電開始からニードルが開弁作動を開始するまでの遅れ時間を短くでき、開弁作動を速やかに開始させる点で有利である。換言すれば、昇圧コンデンサ３２の低電位側電圧を低くしたままの状態で放電制御を実行すると、昇圧量ΔＶＣを増大させない限り、放電に用いるブースト電圧ＶＣが要求電圧Ｖｒｅｑより低くなってしまい、開弁の遅れ時間が長くなる。   On the other hand, at the start of discharging, if the boost voltage VC is increased by increasing the low-potential-side voltage, the drive current can be rapidly increased from the start of energization. Therefore, the delay time from the start of energization to the start of the valve opening operation of the needle can be shortened, which is advantageous in that the valve opening operation is started promptly. In other words, if the discharge control is performed while the low-potential-side voltage of the boost capacitor 32 is kept low, the boost voltage VC used for discharging becomes lower than the required voltage Vreq unless the boost amount ΔVC is increased. The delay time of the valve becomes longer.

この点を鑑み、本実施形態では、コンデンサＳＷは、放電制御の実行期間に低電位側電圧をバッテリ電圧ＶＢに切り替える。そのため、放電開始時の低電位側電圧は充電時よりバッテリ電圧ＶＢ（所定電圧）の分だけ高くなる。よって、駆動電流を通電開始時点から急上昇させることができ、制御弁の開弁作動を速やかに開始できるので、開弁遅れ時間を短くして、噴射開始の応答遅れ時間を短くできる。その結果、多段噴射に係る噴射間インターバルを短くでき、１回の多段噴射内で噴射可能な段数を増やすことができる。   In view of this point, in the present embodiment, the capacitor SW switches the low potential side voltage to the battery voltage VB during the execution period of the discharge control. Therefore, the low-potential-side voltage at the start of discharging is higher than that at the time of charging by the battery voltage VB (predetermined voltage). Accordingly, the drive current can be rapidly increased from the start of energization, and the valve opening operation of the control valve can be started promptly. Therefore, the valve opening delay time can be shortened, and the response delay time at the start of injection can be shortened. As a result, the interval between injections related to the multi-stage injection can be shortened, and the number of stages that can be injected in one multi-stage injection can be increased.

要するに、本実施形態では、昇圧コンデンサ３２の昇圧特性のうち、昇圧速度の速い部分であって急激に昇圧していく部分の領域を用いて昇圧させることにより、充電時間Ｔ２の短縮を図る。   In short, in the present embodiment, the charging time T2 is shortened by boosting the voltage using the region of the portion where the boosting speed is fast and in which the voltage is rapidly boosted in the boosting characteristics of the boosting capacitor 32.

さらに本実施形態では、目標電圧Ｖｔｒｇは、放電制御の放電開始時に要求される要求電圧Ｖｒｅｑより所定電圧の分だけ低い値に設定されている。これによれば、充電期間における昇圧コンデンサ３２の低電位側電圧を、放電開始時点における低電位側電圧より所定電圧だけ低くすることを、容易に実現できる。   Further, in the present embodiment, the target voltage Vtrg is set to a value lower than the required voltage Vreq required at the start of the discharge of the discharge control by a predetermined voltage. According to this, it is possible to easily realize that the low-potential-side voltage of the boost capacitor 32 during the charging period is lower by a predetermined voltage than the low-potential-side voltage at the start of discharging.

さらに本実施形態では、コンデンサ制御部は、昇圧制御の実行期間には昇圧コンデンサ３２の低電位側をグランドに接続する。これによれば、昇圧制御の低電位側電圧を安定した電位にできる。   Further, in this embodiment, the capacitor control unit connects the low potential side of the boost capacitor 32 to the ground during the execution period of the boost control. According to this, the low potential side voltage of the boost control can be made a stable potential.

さらに本実施形態では、コンデンサ制御部は、放電制御の実行期間には昇圧コンデンサ３２の低電位側にバッテリ電圧ＶＢを印加する。これによれば、バッテリ電圧ＶＢを利用して低電位側電圧を所定電圧だけ大きくすることを実現させるので、所定電圧を生成する専用の回路を不要にできる。   Further, in the present embodiment, the capacitor control unit applies the battery voltage VB to the low potential side of the boost capacitor 32 during the execution period of the discharge control. According to this, since the low-potential-side voltage is increased by the predetermined voltage using the battery voltage VB, a dedicated circuit for generating the predetermined voltage can be eliminated.

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、図４のステップＳ１３においてブースト電圧ＶＣが目標電圧Ｖｔｒｇに達したか否かを判定するにあたり、目標電圧Ｖｔｒｇの値は、予め設定された固定値である。これに対し本実施形態では、バッテリ電圧ＶＢが大きいほど目標電圧Ｖｔｒｇを低い値に可変設定する。 (2nd Embodiment)
In the first embodiment, in determining whether the boost voltage VC has reached the target voltage Vtrg in step S13 in FIG. 4, the value of the target voltage Vtrg is a fixed value set in advance. On the other hand, in the present embodiment, the target voltage Vtrg is variably set to a lower value as the battery voltage VB increases.

具体的には、本実施形態に係る制御装置５は、図８に示す電圧比較回路７０を備える。電圧比較回路７０は、以下に説明する閾電圧生成部７１、閾電圧比較部７２、目標電圧設定部７３および目標電圧比較部７４を有する。   Specifically, the control device 5 according to the present embodiment includes the voltage comparison circuit 70 illustrated in FIG. The voltage comparison circuit 70 includes a threshold voltage generation unit 71, a threshold voltage comparison unit 72, a target voltage setting unit 73, and a target voltage comparison unit 74 described below.

閾電圧生成部７１は、比較判定閾値となる閾電圧Ｖｔｈを生成する。この閾電圧Ｖｔｈは予め設定された固定値であり、目標電圧Ｖｔｒｇよりも十分に小さい値、かつバッテリ電圧ＶＢよりも高い値に設定されている。   The threshold voltage generation unit 71 generates a threshold voltage Vth serving as a comparison determination threshold. The threshold voltage Vth is a fixed value set in advance, and is set to a value sufficiently smaller than the target voltage Vtrg and a value higher than the battery voltage VB.

閾電圧比較部７２は、閾電圧生成部７１により生成された閾電圧Ｖｔｈと、昇圧モニタ２１で検出されるブースト電圧ＶＣとを大小比較する。充電に伴い上昇していくブースト電圧ＶＣが閾電圧Ｖｔｈを超えると、閾電圧比較部７２は、目標電圧Ｖｔｒｇを設定する指令信号を制御ＩＣ２０へ出力する。   The threshold voltage comparing section 72 compares the threshold voltage Vth generated by the threshold voltage generating section 71 with the boost voltage VC detected by the boost monitor 21. When the boost voltage VC that rises with charging exceeds the threshold voltage Vth, the threshold voltage comparison unit 72 outputs a command signal for setting the target voltage Vtrg to the control IC 20.

目標電圧設定部７３は、バッテリ電圧モニタ２３で検出されるバッテリ電圧ＶＢを要求電圧Ｖｒｅｑから差し引いた値の電圧を、目標電圧Ｖｔｒｇとして生成する。このように生成される目標電圧Ｖｔｒｇは、バッテリ電圧ＶＢが大きいほど小さい値に可変設定されていると言える。   The target voltage setting unit 73 generates, as the target voltage Vtrg, a voltage having a value obtained by subtracting the battery voltage VB detected by the battery voltage monitor 23 from the required voltage Vreq. It can be said that the target voltage Vtrg thus generated is variably set to a smaller value as the battery voltage VB increases.

目標電圧比較部７４は、目標電圧設定部７３により生成された目標電圧Ｖｔｒｇと、昇圧モニタ２１で検出されるブースト電圧ＶＣとを大小比較する。充電に伴い上昇していくブースト電圧ＶＣが目標電圧Ｖｔｒｇを超えると、目標電圧比較部７４は、昇圧制御を終了させる指令信号を制御ＩＣ２０へ出力する。   The target voltage comparison unit 74 compares the target voltage Vtrg generated by the target voltage setting unit 73 with the boost voltage VC detected by the boost monitor 21. When the boost voltage VC that rises with charging exceeds the target voltage Vtrg, the target voltage comparison unit 74 outputs a command signal to end the boost control to the control IC 20.

制御ＩＣ２０は、閾電圧比較部７２から指令信号が出力されると、目標電圧Ｖｔｒｇの設定を固定するように目標電圧設定部７３の作動を制御する。これにより、ブースト電圧ＶＣが閾電圧Ｖｔｈに達した時点でのバッテリ電圧ＶＢに基づき、目標電圧Ｖｔｒｇが可変設定されることになる。   When the command signal is output from the threshold voltage comparing section 72, the control IC 20 controls the operation of the target voltage setting section 73 so as to fix the setting of the target voltage Vtrg. Thus, the target voltage Vtrg is variably set based on the battery voltage VB at the time when the boost voltage VC reaches the threshold voltage Vth.

図９および図１０に示す例では、ブースト電圧ＶＣが閾電圧Ｖｔｈに達した時点でのバッテリ電圧ＶＢが、符号ＶＢ１、ＶＢ２、ＶＢ３、ＶＢ４、ＶＢ５、ＶＢ６で示されている。これらのバッテリ電圧ＶＢ１〜ＶＢ６の値は、その時の昇圧制御に用いられる目標電圧Ｖｔｒｇに反映されている。つまり、図９に示す如くその時のバッテリ電圧ＶＢ１、ＶＢ２、ＶＢ３が高いほど、目標電圧Ｖｔｒｇは低い値に設定され、図１０に示す如くその時のバッテリ電圧ＶＢ４、ＶＢ５、ＶＢ６が低いほど、目標電圧Ｖｔｒｇは高い値に設定される。   In the examples shown in FIGS. 9 and 10, the battery voltage VB at the time when the boost voltage VC reaches the threshold voltage Vth is indicated by reference numerals VB1, VB2, VB3, VB4, VB5, and VB6. The values of these battery voltages VB1 to VB6 are reflected in the target voltage Vtrg used for the boost control at that time. That is, as shown in FIG. 9, the higher the battery voltages VB1, VB2, and VB3 at that time, the lower the target voltage Vtrg is set. As shown in FIG. Vtrg is set to a high value.

以上により、本実施形態では、バッテリ電圧ＶＢが大きいほど、目標電圧Ｖｔｒｇを低い値に可変設定する可変設定部７３を備える。そのため、放電開始時に燃料噴射弁１に印加される電圧の、要求電圧Ｖｒｅｑに対する過不足が抑制される。   As described above, the present embodiment includes the variable setting unit 73 that variably sets the target voltage Vtrg to a lower value as the battery voltage VB increases. Therefore, the excess or deficiency of the voltage applied to the fuel injection valve 1 at the start of the discharge with respect to the required voltage Vreq is suppressed.

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、次回の噴射に要するブースト電圧ＶＣを生成するべく、今回の噴射に係る放電制御の終了と同時に昇圧制御を開始している。これに対し本実施形態では、第２実施形態と同様にしてバッテリ電圧ＶＢに応じて目標電圧Ｖｔｒｇを可変設定し、かつ、燃料噴射弁１の噴射間隔が長いほど、昇圧制御の開始時期を遅らせる。この噴射間隔は、多段噴射を実行する場合には、各段の噴射間隔のことを意味する。 (Third embodiment)
In the second embodiment, in order to generate the boost voltage VC required for the next injection, the boost control is started simultaneously with the end of the discharge control for the current injection. On the other hand, in the present embodiment, similarly to the second embodiment, the target voltage Vtrg is variably set in accordance with the battery voltage VB, and the start timing of the boost control is delayed as the injection interval of the fuel injector 1 is longer. . This injection interval means the injection interval of each stage when performing multi-stage injection.

ここで、エンジン回転数と噴射間隔とは相関性が高く、高エンジン回転数であるほど噴射間隔は短くなる。この点を鑑み、本実施形態では、図１１に示すように、高エンジン回転数であるほど、昇圧制御の開始時期を遅らせる時間（遅れ時間ＴＤ）を短く設定している。また、エンジン回転数が所定値Ｎｅ以上である場合には、遅れ時間ＴＤをゼロに設定し、放電制御の終了と同時に昇圧制御を開始させる。   Here, there is a high correlation between the engine speed and the injection interval, and the injection interval becomes shorter as the engine speed becomes higher. In view of this point, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the higher the engine speed, the shorter the time (delay time TD) for delaying the start timing of the boost control. If the engine speed is equal to or greater than the predetermined value Ne, the delay time TD is set to zero, and the boost control is started at the same time as the end of the discharge control.

図１２に示す例では、エンジン回転数が所定値Ｎｅ未満であるため、昇圧開始の遅れ時間ＴＤが設定され、放電制御の終了から遅れ時間ＴＤが経過した時点で昇圧制御を開始させている。   In the example shown in FIG. 12, since the engine speed is less than the predetermined value Ne, the delay time TD of the boosting start is set, and the boosting control is started when the delay time TD has elapsed from the end of the discharge control.

ここで、バッテリ電圧ＶＢの値は刻一刻と変化する。そのため、バッテリ電圧ＶＢに応じて目標電圧Ｖｔｒｇを可変設定するにあたり、放電開始時のバッテリ電圧ＶＢは、目標電圧Ｖｔｒｇの設定に用いたバッテリ電圧ＶＢと異なる値になっている可能性がある。その場合、放電開始時にコンデンサＳＷをバッテリ電圧ＶＢに切り替えることでバッテリ電圧ＶＢだけ加算させたブースト電圧ＶＣは、目標電圧Ｖｔｒｇに対して過不足が生じている可能性がある。   Here, the value of the battery voltage VB changes every moment. Therefore, when variably setting the target voltage Vtrg according to the battery voltage VB, the battery voltage VB at the start of discharging may be different from the battery voltage VB used for setting the target voltage Vtrg. In this case, there is a possibility that the boost voltage VC obtained by adding the battery voltage VB by switching the capacitor SW to the battery voltage VB at the start of discharging may be excessive or insufficient with respect to the target voltage Vtrg.

この点を鑑み、本実施形態では、燃料噴射間隔が長いほど、昇圧制御の開始時期を遅らせる。そのため、目標電圧Ｖｔｒｇの設定に用いたバッテリ電圧ＶＢと、放電開始時に加算させるバッテリ電圧ＶＢとの差異を抑制できる。よって、加算後のブースト電圧ＶＣの目標電圧Ｖｔｒｇに対する過不足が生じることを抑制できる。   In view of this point, in the present embodiment, as the fuel injection interval is longer, the start timing of the boost control is delayed. Therefore, the difference between the battery voltage VB used for setting the target voltage Vtrg and the battery voltage VB added at the start of discharging can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the boost voltage VC after the addition from being excessive or insufficient with respect to the target voltage Vtrg.

（他の実施形態）
上述した実施形態について、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 (Other embodiments)
The embodiment described above can be variously modified and implemented as exemplified below. Not only the combination of the parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also the embodiments may be partially combined without being specified unless there is a particular problem with the combination. Is also possible.

上記各実施形態では、昇圧コンデンサ３２の低電位側に所定電圧を印加させるにあたり、その所定電圧にバッテリ電圧ＶＢを用いている。これに対し、バッテリ電圧ＶＢとは異なる値の所定電圧を生成する回路を設け、バッテリ電圧ＶＢとは異なる所定電圧を昇圧コンデンサ３２の低電位側に印加させてもよい。   In the above embodiments, the battery voltage VB is used as the predetermined voltage when applying the predetermined voltage to the low potential side of the boost capacitor 32. On the other hand, a circuit for generating a predetermined voltage different from the battery voltage VB may be provided, and a predetermined voltage different from the battery voltage VB may be applied to the low potential side of the boost capacitor 32.

上記各実施形態では、昇圧コンデンサ３２の低電位側電圧を昇圧制御時には低くさせておくにあたり、その低電位側をグランドに接続している。これに対し、グランドよりも高い電圧を、昇圧制御時の低電位側に印加してもよい。但しその電圧は、放電開始時よりも低い電圧であることを要する。   In each of the above embodiments, the low-potential side voltage of the boosting capacitor 32 is set to be low during the boosting control, and the low-potential side is connected to the ground. On the other hand, a voltage higher than the ground may be applied to the lower potential side during the boost control. However, the voltage must be lower than the voltage at the start of discharge.

上記各実施形態では、昇圧コンデンサ３２の低電位側電圧を変化させるにあたり、コンデンサＳＷは、放電開始のタイミングでグランド接続からバッテリ電圧ＶＢ印加に切り替えているが、放電開始を待たずしてバッテリ電圧ＶＢに切り替えてもよい。   In each of the above embodiments, when changing the low-potential-side voltage of the boost capacitor 32, the capacitor SW is switched from ground connection to application of the battery voltage VB at the timing of the discharge start. You may switch to VB.

上記各実施形態では、ピーク電流設定値Ｉｔｈを固定して設定しているが、バッテリ電圧ＶＢや目標電圧Ｖｔｒｇ等に応じてピーク電流設定値Ｉｔｈを可変設定してもよい。   In the above embodiments, the peak current setting value Ith is fixedly set, but the peak current setting value Ith may be variably set according to the battery voltage VB, the target voltage Vtrg, or the like.

上記各実施形態では、図４および図５の処理を制御ＩＣ２０が実行しているが、マイコン１０が実行してもよいし、マイコン１０および制御ＩＣ２０の両方で実行してもよい。つまり、昇圧制御部、放電制御部およびコンデンサ制御部は、制御ＩＣ２０により提供される場合に限らず、マイコン１０により提供されてもよいし、制御ＩＣ２０およびマイコン１０の両方で提供されてもよい。   In each of the above embodiments, the control IC 20 executes the processing in FIGS. 4 and 5. However, the processing may be executed by the microcomputer 10, or may be executed by both the microcomputer 10 and the control IC 20. That is, the boost control unit, the discharge control unit, and the capacitor control unit are not limited to being provided by the control IC 20, but may be provided by the microcomputer 10, or may be provided by both the control IC 20 and the microcomputer 10.

１ 燃料噴射弁、 ３１ 昇圧コイル、 ３２ 昇圧コンデンサ、 ３３ 昇圧スイッチ、 ４１ 放電スイッチ、 ７３ 可変設定部、 Ｓ１１ コンデンサ制御部、 Ｓ１２ 昇圧制御部、 Ｓ２１ コンデンサ制御部、 Ｓ２２ 放電制御部、 ＶＢ バッテリ電圧、 ＶＢ 所定電圧、 Ｖｒｅｑ 要求電圧、 Ｖｔｒｇ 目標電圧。   Reference Signs List 1 fuel injection valve, 31 boost coil, 32 boost capacitor, 33 boost switch, 41 discharge switch, 73 variable setting section, S11 capacitor control section, S12 boost control section, S21 capacitor control section, S22 discharge control section, VB battery voltage, VB predetermined voltage, Vreq required voltage, Vtrg target voltage.

Claims (5)

燃料を噴射する燃料噴射弁（１）への通電状態を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
バッテリ電圧（ＶＢ）を昇圧する昇圧コイル（３１）と、
前記昇圧コイルへの前記バッテリ電圧の通電オンオフを切り替える昇圧スイッチ（３３）と、
前記昇圧スイッチによる切り替え毎に、前記昇圧コイルにより昇圧された電圧の電力を充電していく昇圧コンデンサ（３２）と、
オン作動することで前記昇圧コンデンサの高電位側を前記燃料噴射弁に接続して、前記昇圧コンデンサに充電された電力を前記燃料噴射弁へ放電させる放電スイッチ（４１）と、
前記昇圧スイッチを繰り返しオンオフ作動させる昇圧制御を実行することで、前記昇圧コンデンサの高電位側電圧を目標電圧（Ｖｔｒｇ）にまで昇圧させる昇圧制御部（Ｓ１２）と、
前記放電スイッチをオン作動させる放電制御を実行することで、前記燃料噴射弁を開弁作動させる放電制御部（Ｓ２２）と、
前記昇圧コンデンサの低電位側電圧を、前記昇圧制御の実行期間では前記放電制御の開始時点より所定電圧（ＶＢ）だけ低くさせ、前記放電制御の実行期間では前記所定電圧を印加させるコンデンサ制御部（Ｓ１１、Ｓ２１）と、
を備える燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for controlling fuel injection by controlling an energized state of a fuel injection valve (1) for injecting fuel,
A boost coil (31) for boosting a battery voltage (VB);
A step-up switch (33) for switching on / off of energization of the battery voltage to the step-up coil;
A boosting capacitor (32) for charging electric power of a voltage boosted by the boosting coil every time the boosting switch is switched;
A discharge switch (41) that, when turned on, connects the high potential side of the boost capacitor to the fuel injector and discharges the power charged in the boost capacitor to the fuel injector;
A boosting control unit (S12) that boosts the high-potential-side voltage of the boosting capacitor to a target voltage (Vtrg) by executing boosting control that repeatedly turns on and off the boosting switch;
A discharge control unit (S22) that performs a discharge control that turns on the discharge switch to open the fuel injection valve;
A capacitor control unit that lowers the low-potential-side voltage of the boosting capacitor by a predetermined voltage (VB) from the start of the discharge control during the boost control execution period, and applies the predetermined voltage during the discharge control execution period. S11, S21),
A fuel injection control device comprising: 前記目標電圧は、前記放電制御の放電開始時に要求される要求電圧（Ｖｒｅｑ）より前記所定電圧の分だけ低い値に設定されている請求項１に記載の燃料噴射制御装置。   2. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the target voltage is set to a value lower than a required voltage (Vreq) required at the start of the discharge of the discharge control by the predetermined voltage. 3. 前記コンデンサ制御部は、前記昇圧制御の実行期間には前記昇圧コンデンサの低電位側をグランドに接続する請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。   3. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the capacitor control unit connects a low-potential side of the boost capacitor to a ground during a period in which the boost control is performed. 4. 前記所定電圧は前記バッテリ電圧であり、
前記バッテリ電圧が大きいほど、前記目標電圧を低い値に可変設定する可変設定部（７３）を備える請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。 The predetermined voltage is the battery voltage,
The fuel injection control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a variable setting unit (73) that variably sets the target voltage to a lower value as the battery voltage increases. 前記燃料噴射弁の噴射間隔が長いほど、前記昇圧制御の開始時期を遅らせる請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the longer the injection interval of the fuel injection valve, the longer the start timing of the pressure increase control.
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