JP4168567B2

JP4168567B2 - 電磁弁駆動装置

Info

Publication number: JP4168567B2
Application number: JP2000057355A
Authority: JP
Inventors: 克佳白木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: JP2001248750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピーク電流の供給により電磁弁の開弁を速やかに行わせた後、ピーク電流より小さいホールド電流の供給により開弁状態を保持する電磁弁駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電磁ソレノイドを備え、この電磁ソレノイドへの通電により開弁して流体を制御する電磁弁の一つとして、内燃機関の各気筒に夫々燃料を噴射供給する燃料噴射弁が知られている。
【０００３】
そして、燃料噴射弁を駆動する駆動回路は、例えば図６に示す如く、内燃機関各気筒＃ａ，＃ｂ…に設けられた燃料噴射弁の電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂ，…の電流経路に夫々設けられたスイッチング用のトランジスタＴＲａ，…及び電流制限用の接地抵抗器Ｒｅと、トランジスタＴＲａ，…のオン直後に、対応する電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂ，…にダイオードＤａを介して所定のピーク電流を供給することにより、燃料噴射弁を速やかに開弁させるピーク電流回路５２と、トランジスタＴＲａ，…のオン時に、対応する電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂ，…にダイオードＤｂを介して、ピーク電流より小さいホールド電流を供給することにより、燃料噴射弁の開弁状態を保持させるホールド電流回路５４とから構成されている。なお、燃料噴射弁としては、スプリングの弾性力と燃料の圧力とを利用して閉弁状態を保持し、電磁ソレノイドの吸引力により開弁駆動する３方弁が多用されている。
【０００４】
即ち、駆動回路では、ピーク電流回路５２により電源電圧を昇圧して、高速開弁用の高電圧を予め生成しておき、トランジスタＴＲａ，…がオンされると、その生成した高電圧により電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂ…に大電流（ピーク電流）を流して、対応する気筒の燃料噴射弁を速やかに開弁させ、その後は、ホールド電流回路５４から開弁保持用の一定電流（ホールド電流）を流して、トランジスタＴＲａ，…のオン期間中、対応する気筒の燃料噴射弁の開弁状態を保持するようにされている。
【０００５】
このような燃料噴射弁の駆動回路では、ピーク電流回路５２が故障する等して、電磁ソレノイドＬａ，Ｌｂ，…にピーク電流を供給できなくなった場合でも、車両を動かせるだけの動力を確保して、安全な場所への退避できるようにする、いわゆるリンプホーム（退避走行）を可能とすることが要求される。
【０００６】
そのため、ピーク電流を流すことのできない異常時に、例えば、特許第２６０６３０６号に開示されているように、燃料噴射弁に加わる燃料の圧力を制限して、開弁駆動する電磁力が弱くても確実に開弁するようにしたり、特開平７−２６９４０４号に開示されているように、ホールド電流の供給開始タイミングや供給時間を制御することで、ピーク電流が供給されないことによる開弁時期の遅れや開弁期間の減少を補正して、エンジンストールを防止すること等が行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、装置を小型化するために、燃料噴射弁として上述の３方弁を用いる代わりに、燃料の圧力を利用せず、スプリングの弾性力のみにより閉弁状態を保持する２方弁の使用も増加している。
【０００８】
この２方弁は、燃料の圧力を利用しない分、閉弁方向に付勢するスプリングの弾性力を３方弁の時より大きくする必要があり、従って、開弁時には、このスプリングの弾性力に抗して駆動するために、より大きな電磁力（ピーク電流）を必要とする。但し、一旦開弁してしまうと、燃料の圧力が開弁状態を保持する方向に働くため、３方弁の時と同程度の電磁力（ホールド電流）にて開弁状態を保持することができる。
【０００９】
つまり、２方弁を用いて構成された燃料噴射弁では、ピーク電流の供給が行われない異常時に、従来装置のようにホールド電流の供給開始タイミングや供給時間を制御するだけでは、燃料噴射弁を開弁駆動するだけの十分な電磁力が得られなかったり、また開弁したとしても、安定した開弁状態を保持することができず、その結果、エンジン停止に至ってしまい、リンプホームを行うことができないという問題があった。なお、閉弁状態を保持するために燃料の圧力を利用していない２方弁では、燃料の圧力を制限する従来装置の方法は無意味である。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するために、ピーク電流の供給が行われない場合にも、電磁弁を確実に開弁させて流体の制御を可能とする電磁弁駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明である請求項１記載の電磁弁駆動装置では、電磁弁を構成する電磁ソレノイドの電流供給経路に、スイッチング素子が直列に設けられており、このスイッチング素子のオン時に、ピーク電流供給手段が、電磁ソレノイドにピーク電流を流して電磁弁を速やかに開弁させ、その後、ホールド電流供給手段が、電磁ソレノイドにピーク電流より小さいホールド電流を流して電磁弁の開弁状態を保持する。
【００１２】
そして、異常判定手段により、ピーク電流供給手段がピーク電流を供給できない旨を判定された場合には、ホールド電流補正手段により、ホールド電流供給手段が供給するホールド電流の電流値を、当該ホールド電流のみで電磁弁を開弁させられる大きさまで増加させる。
このように、本発明の電磁弁駆動装置によれば、ピーク電流供給手段が故障する等して、電磁ソレノイドにピーク電流を供給できない場合にホールド電流を増大させているため、ホールド電流のみによる駆動であっても、電磁弁を確実に開弁させるだけの電磁力を確保することができ、電磁弁により制御される流体の制御を安定して継続させることができる。
【００１３】
なお、電磁弁を確実に開弁させるには、ホールド電流をできるだけ大きくすることが望ましいが、ホールド電流を大きくするほど、スイッチング素子での発熱が増大し、スイッチング素子の劣化を早めてしまうことになるため、ピーク電流の流れない異常時に増大させるホールド電流の設定値は、スイッチング素子の特性に応じて、ホールド電流だけでも確実に開弁できる最低限の大きさに抑えることが望ましい。
【００１４】
また、請求項２記載のように、ホールド電流供給手段が、電流供給経路を流れるホールド電流の大きさを電流検出手段にて検出し、その検出値が予め設定された目標値と一致するように、断続制御手段にて電磁ソレノイドの電流経路を断続制御するよう構成されている場合には、ホールド電流補正手段は、目標値の設定を変更することにより、ホールド電流の電流値を増加させるように構成すればよい。
【００１５】
ところで、請求項３記載のように、電磁弁が内燃機関の燃料噴射弁である場合には、ピーク電流が供給されない異常時であっても、燃料噴射を継続させることができ、内燃機関の運転が可能となるため、当該電磁弁駆動装置を搭載した車両のリンプホームを確実に実現でき、車両走行時の安全性を向上させることができる。
また、この場合、請求項４記載のように、内燃機関はディーゼルエンジンであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図２は、車両用ディーゼルエンジンの各気筒＃１，＃２，＃３，＃４に燃料を噴射供給する４個の電磁ソレノイド式ユニットインジェクタ（以下、単にインジェクタという。）の電磁ソレノイドＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４への通電時間及び通電タイミングを制御することにより、ディーゼルエンジン各気筒＃１〜＃４への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する、実施形態の燃料噴射制御装置１０の全体構成を表わす構成図である。なお、本実施形態の燃料噴射制御装置１０は、ディーゼルエンジンの運転に必要な燃料を供給するメイン噴射に先だって、微少量の燃料を噴射供給するパイロット噴射を実行するように構成されたものである。
【００１７】
図２に示す如く、本実施形態の燃料噴射制御装置１０は、予め設定された制御プログラムに従い燃料噴射制御のための各種制御処理を実行するＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）２０を中心に構成され、マイコン２０からの指令を受けて動作し、電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ４を各々通電して各気筒＃１〜＃４のインジェクタを駆動する駆動回路３０、及びバッテリＢＴからの電源供給を受け、バッテリ電圧＋Ｂ（本実施形態では２４Ｖ）を所定の電源電圧Ｖｃ（本実施形態では５Ｖ）に変換してマイコン２０及び駆動回路３０に供給する電源回路４０を備えている。
【００１８】
また、駆動回路３０により通電が行われる電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ４は、奇数番目の気筒＃１，＃３に対応する第１グループの電磁ソレノイドＬ１，Ｌ３と、偶数番目の気筒＃２，＃４に対応する第２グループの電磁ソレノイドＬ２，Ｌ４とにグループ分けされている。そして、第１グループの電磁ソレノイドＬ１，Ｌ３には、第１共通線ＣＭ１と、その第１共通線ＣＭ１から分岐した個別配線Ｗ１，Ｗ３とを介して駆動電流が供給され、また、第２グループの電磁ソレノイドＬ２，Ｌ４には、第２共通線ＣＭ２と、その第２共通線ＣＭ２から分岐した個別配線Ｗ２，Ｗ４を介して駆動電流が供給されるよう接続されている。
【００１９】
次に、駆動回路３０は、各電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ４の電流経路である個別配線Ｗ１〜Ｗ４を夫々導通・遮断するスイッチング素子としてのトランジスタ（ここではＮチャネル電界効果トランジスタ）Ｔ１〜Ｔ４と、トランジスタＴ１〜Ｔ４を共通に接地する電流経路に設けられ、電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ４を流れるソレノイド電流Ｉｄに比例した電圧値を有する検出信号ＶIdを生成する電流検出手段としての電流検出用抵抗器Ｒｏと、ダイオードＤ11を介して第１共通線ＣＭ１（即ち電磁ソレノイドＬ１，Ｌ３）に、また、ダイオードＤ21を介して第２共通線ＣＭ２（即ち電磁ソレノイドＬ２，Ｌ４）に所定のホールド電流（定電流）を個別に供給する断続制御手段としてのホールド電流回路３２とを備えている。なお、ダイオードＤ12は、第１共通線ＣＭ１に接続された電磁ソレノイドＬ１，Ｌ３に発生したフライバック電流を吸収するためのものであり、同じくダイオードＤ22は、第２共通線ＣＭ２に接続された電磁ソレノイドＬ２，Ｌ４に発生したフライバック電流を吸収するためのものである。
【００２０】
また、駆動回路３０は、バッテリ電圧＋Ｂを昇圧し、ピーク電流供給用の一対のコンデンサＣｐ，ＣｍをダイオードＤp0，Ｄm0を介して充電する昇圧回路３４と、コンデンサＣｐ，Ｃｍの両端電圧ＶCp，ＶCmが、予め設定された基準電圧Ｖcf（本実施形態では６０Ｖ）以上か否かを個別に判定し、その判定結果Ｊｐ，Ｊｍをマイクロコンピュータ２０に出力する充電電圧監視回路３６と、コンデンサＣｐの放電電流（パイロット噴射用のピーク電流）を、ダイオードＤp1を介して第１共通線ＣＭ１，或いはダイオードＤp2を介して第２共通線ＣＭ２に供給するための第１ピーク電流供給配線Ｗｐを導通・遮断するトランジスタＴｐと、コンデンサＣｍの放電電流（メイン噴射用のピーク電流）を、ダイオードＤm1を介して第１共通線ＣＭ１，或いはダイオードＤm2を介して第２共通線ＣＭ２に供給するための第２ピーク電流供給配線Ｗｍを導通・遮断するトランジスタＴｍと、マイコン２０から入力される噴射指令Ｓ１〜Ｓ４に従って、個別配線Ｗ１〜Ｗ４に設けられたトランジスタＴ１〜Ｔ４を駆動するための通電パルスＰ１〜Ｐ４、及びピーク電流供給配線Ｗｐ，Ｗｍに設けられたトランジスタ（ここではＮチャネル電界効果トランジスタ）Ｔｐ，Ｔｍを駆動するための放電パルスＰｐ，Ｐｍを生成するスイッチング制御回路３８とを備えている。
【００２１】
ここで、ホールド電流回路３２は、図１及び図２に示すように、バッテリＢＴからの電源供給を受け、トランジスタＴｉがオンされた電磁ソレノイドＬｉに、インジェクタ開弁保持用のホールド電流を供給する定電流回路であり、ダイオードＤ11を介して第１共通線ＣＭ１に接続される電流経路を導通・遮断するトランジスタ（Ｐチャネル電界効果トランジスタ）Ｔ５、及びダイオードＤ21を介して第２共通線ＣＭ２に接続される電流経路を導通・遮断するトランジスタ（Ｐチャネル電界効果トランジスタ）Ｔ６からなる出力部３２ｇを備えている。
【００２２】
また、ホールド電流回路３２は、電流検出用抵抗器Ｒｏにて検出された検出信号ＶIdを増幅する増幅部３２ａ、増幅部３２ａの出力を予め設定されたしきい値ＶＴと大小比較する比較部３２ｂ、マイコン２０からの切替信号Ｓｘに従って、しきい値ＶＴの大きさを切り替えるしきい値切替部３２ｆを備えており、これらは、電源電圧Ｖｃの供給を受けて動作するように構成されている。
【００２３】
更に、ホールド電流回路３２は、比較部３２ｂの出力を、バッテリ電圧＋Ｂレベルに変換するレベル変換部３２ｃ、レベル変換部３２ｃの出力を反転する反転部３２ｄ、反転部３２ｄの出力から、トランジスタＴ５，Ｔ６をオン・オフ制御するための駆動信号を生成する駆動信号生成部３２ｅを備えている。なお、反転部３２ｄ及び駆動信号生成部３２ｅは、トランジスタＴ５，Ｔ６にそれぞれ対応して、全く同じ構成のものが二つずつ設けられている。そして、これらレベル変換部３２ｃ，反転部３２ｄ，駆動信号生成部３２ｅは、バッテリ電圧＋Ｂの供給を受けて動作するように構成されている。
【００２４】
このうち、増幅部３２ａは、オペアンプＯＰ１及び抵抗Ｒ11〜Ｒ13からなる周知の非反転増幅器により検出信号ＶIdを増幅するように構成されている。なお、オペアンプＯＰ１の非反転入力には、抵抗Ｒ14，Ｒ15により生成された電源電圧Ｖｃの分圧値が抵抗Ｒ16を介して印加されている。これは、オペアンプＯＰ１を、その動作範囲の中心付近で動作させるため、検出信号ＶIdに直流バイアスを印加するものである。
【００２５】
また、比較部３２ｂは、コンパレータＯＰ２及び抵抗Ｒ21〜Ｒ26にて構成された周知の比較器により、増幅部３２ａにて増幅された信号を、予め設定されたしきい値ＶＴと比較して、このしきい値ＶＴより小さければHighレベル、しきい値ＶＴより大きければLow レベルとなる信号を出力するように構成されている。
【００２６】
なお、しきい値ＶＴは、ヒステリシスを有しており、コンパレータＯＰ２の出力がHighレベルの時のしきい値ＶＴＨは（１）〜（３）式、Low レベルの時のしきい値ＶＴＬは（４）〜（６）式にて求められる値となる。
ＶＴＨ＝Ｖ×（ＲＨｂ／（ＲＨａ＋ＲＨｂ））（１）
ＲＨａ＝（Ｒ21＋Ｒ22）//（Ｒ24＋Ｒ25）（２）
ＲＨｂ＝Ｒ23 （３）
ＶＴＬ＝Ｖ×（ＲＬｂ／（ＲＬａ＋ＲＬｂ））（４）
ＲＬａ＝Ｒ21＋Ｒ22 （５）
ＲＬｂ＝Ｒ23//Ｒ24 （６）
Ｖ＝Ｖｃ（７）
但し、Ｘ//Ｙ＝１／｛（１／Ｘ）＋（１／Ｙ）｝を表す。また、Ｖは、抵抗Ｒ21〜Ｒ23への印加電圧である。
【００２７】
つまり、コンパレータＯＰ２の出力は、検出信号ＶIdが上限しきい値ＶＴＨより大きくなるとHighレベルからLow レベルに変化し、下限しきい値ＶＴＬより小さくなるとLow レベルからHighレベルに変化する。
しきい値切替部３２ｆは、トランジスタＱ１，Ｑ２及び抵抗Ｒ31〜Ｒ34からなり、コレクタ及びエミッタが抵抗Ｒ21の両端に接続されたトランジスタＱ２を、マイコン２０からの切替信号Ｓｘに従ってオン・オフ制御することにより、抵抗Ｒ21の両端を短絡，開放するように構成されている。
【００２８】
つまり、切替信号ＳｘがHighレベルの時には、比較部３２ｂを構成する抵抗Ｒ21は、回路から切り離された状態（Ｒ21＝０）となり、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬは、（２）（５）（７）式の代わりに、次の（２ａ）（５ａ）（７ａ）を用いて求めた大きさとなる。
【００２９】
ＲＨａ＝Ｒ22//Ｒ24 （２ａ）
ＲＬａ＝Ｒ22 （５ａ）
Ｖ＝Ｖｃ−Ｖsat （７ａ）
但し、Ｖsat とは、トランジスタＱ２のオン時における飽和電圧である。
【００３０】
この場合、抵抗値ＲＨａ，ＲＬａは、いずれも（２）（５）式の場合より小さくなり、従って、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの値も大きくなる。本実施形態では、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの差（ＶＴＨ−ＶＴＬ）が０．１６Ｖ以下となり、且つ平均値（（ＶＴＨ＋ＶＴＬ）／２）が、切替信号ＳｘがLow レベルの時に、検出信号ＶIdの２Ａに相当する大きさとなり、切替信号ＳｘがHighレベルの時に、検出信号ＶIdの４Ａに相当する大きさとなるように、抵抗Ｒ21〜Ｒ24が設定されている。
【００３１】
レベル変換部３２ｃは、バッテリ電圧＋Ｂが抵抗Ｒ43を介してコレクタに印加され、比較部３２ｂの出力が抵抗Ｒ41，Ｒ42からなるバイアス回路を介してベースに印加されたトランジスタＱ３からなり、また、反転部３２ｄは、レベル変換部３２ｃの出力が抵抗Ｒ51，Ｒ52からなるバイアス回路を介してベースに印加されたトランジスタＱ４からなる。つまり、反転部３２ｄからは、比較部３２ｂの出力と同極性であり、且つバッテリ電圧＋Ｂにレベル変換された信号が出力される。
【００３２】
そして、駆動信号生成部３２ｅは、トランジスタＱ５，抵抗Ｒ61〜Ｒ64，及びツェナーダイオードＤｚからなり、反転部３２ｄの出力がLow レベルの時に、バッテリ電圧＋Ｂレベル（トランジスタＴ５，Ｔ６を確実にオフする信号レベル）、反転部３２ｄの出力がHighレベルの時に、バッテリ電圧＋ＢよりツェナーダイオードＤｚのツェナー電圧Ｖｚ（本実施形態では１２Ｖ）だけ低いレベル（トランジスタＱ６，Ｑ７を確実にオンする信号レベル）となる駆動信号を生成するように構成されている。
【００３３】
即ち、ホールド電流回路３２は、検出電圧ＶIdが上限しきい値ＶＴＨより小さい間は、トランジスタＴ５，Ｔ６をオンして共通線ＣＭ１，ＣＭ２への電流供給を行い、検出電圧ＶIdが上限しきい値ＶＴＨより大きくなると、トランジスタＴ５，Ｔ６をオフして、以後、検出電圧ＶIdが下限しきい値ＶＴＬより大きい間は、共通線ＣＭ１，ＣＭ２への電流供給を停止し、検出電圧ＶIdが下限しきい値ＶＴＬより小さくなると、再びトランジスタＴ５，Ｔ６をオンする動作を繰り返すことになる。
【００３４】
その結果、上限しきい値ＶＴＨと下限しきい値ＶＴＬとの平均の大きさとなるホールド電流が流れることになり、従って、ホールド電流回路３２が供給するホールド電流の大きさは、切替信号ＳｘがLow レベルの時には約２Ａ、切替信号ＳｘがHighレベルの時には約４Ａとなる。この値が本発明の断続制御手段における目標値に相当する。
【００３５】
次に、図２に戻り、昇圧回路３４は、バッテリ電圧＋Ｂが印加された昇圧用のコイルＬｏの電流経路を断続することにより、コイルＬｏにバッテリ電圧＋Ｂより大きな電圧を発生させる周知のものであり、マイクロコンピュータ２０からの作動指令Ｓｐに従って、コンデンサＣｐ，Ｃｍを所定の上限電圧（本実施形態では１２０Ｖ）にまで充電する。
【００３６】
また、マイコン２０からスイッチング制御回路３８に入力される噴射指令Ｓｉ（ｉ＝１〜４）は、図３に示すように、パイロット噴射の時期及び期間を示した指令（以下「パイロット噴射指令」という）と、メイン噴射の時期及び期間を示した指令（以下「メイン噴射指令」という）とが連続したものとなっている。
【００３７】
そして、スイッチング制御回路３８では、噴射指令Ｓｉが入力されると、噴射指令Ｓｉをそのまま電磁ソレノイドＬｉの通電を制御するトランジスタＴｉへの通電パルスＰｉとして出力する。これと同時に、パイロット噴射指令のタイミングで、トランジスタＴｐへの放電パルスＰｐを出力すると共に、メイン噴射指令のタイミングで、トランジスタＴｍへの放電パルスＰｍを出力するように構成されている。
【００３８】
次に、マイコン２０は、図示しないが、ディーゼルエンジンの所定の回転角度毎に回転信号を発生する回転センサ等、ディーゼルエンジンの運転状態を検出する各種センサやスイッチからの信号が入力されるように構成されている。
そして、マイコン２０では、これらディーゼルエンジンの運転状態を表わす各種検出信号に基づき、電磁ソレノイドの通電時間及び通電開始タイミングを求め、噴射指令Ｓ１〜Ｓ４を生成する燃料噴射制御処理や、噴射指令の送出を完了後、次の噴射指令の送出を開始するまでの間に、運転状態に応じた一定期間だけ昇圧回路３４を動作させる作動指令Ｓｐを送出して、コンデンサＣｐ，Ｃｍの充電を行う充電処理の他、充電電圧監視回路３６での判定結果Ｊｐ，Ｊｍを監視し、ピーク電流の供給が不能である場合に、切替信号Ｓｘを送出してホールド電流を増大させるホールド電流切替処理等を実行する。
【００３９】
このように構成された燃料噴射制御装置１０では、マイコン２０が実行する燃料噴射制御処理及び充電処理によって、駆動回路３０が次のように動作する。
即ち、図３に示すように、マイコン２０が噴射指令Ｓｉを送出すると、まず、パイロット噴射指令のタイミング（時刻ｔ１〜ｔ２）で、対応する気筒＃ｉのトランジスタＴｉ及び第１ピーク電流供給配線Ｗｐに設けられたトランジスタＴｐがオンする。すると、コンデンサＣｐに充電された電圧が電磁ソレノイドＬｉを介して放電され、電磁ソレノイドＬｉにピーク電流が流れた後、ホールド電流回路３２の動作によって、電磁ソレノイドＬｉにホールド電流が流れる。このパイロット噴射指令が終了した時点（時刻ｔ２）で、トランジスタＴｉがオフし、続けて予め設定された一定時間経過後にトランジスタＴｐがオフして、電磁ソレノイドＬｉへの通電が一旦遮断される。
【００４０】
続けてメイン噴射指令のタイミング（時刻ｔ３〜ｔ４）で、対応する気筒＃ｉのトランジスタＴｉ及び第２ピーク電流供給配線Ｗｍに設けられたトランジスタＴｍがオンする。すると、コンデンサＣｍに充電された電圧が電磁ソレノイドＬｉを介して放電され、電磁ソレノイドＬｉにピーク電流が流れた後、ホールド電流回路３２の動作によって、電磁ソレノイドＬｉにホールド電流が流れる。このメイン噴射指令が終了した時点（時刻ｔ４）で、トランジスタＴｉがオフし、続けて予め設定された一定時間経過後にトランジスタＴｍがオフして、電磁ソレノイドＬｉへの通電が遮断される。
【００４１】
このようにして、噴射指令Ｓｉ（パイロット噴射指令及びメイン噴射指令）の送出が完了すると、マイコン２０から送出される作動指令Ｓｐにより昇圧回路３４が起動され、次に噴射指令Ｓｉが入力された際にピーク電流を供給可能な状態となるように、コンデンサＣｐ，Ｃｍを充電する（時刻ｔ４〜ｔ５）。
【００４２】
以下、各気筒＃１〜＃４に対して順番に同様の処理が繰り返し実行されることになる。なお、図３における電流検出用抵抗器Ｒｏを流れるソレノイド電流の波形は、切替信号ＳｘがLow レベルに設定された通常時のものを示している。
ここで、これら燃料噴射制御処理や充電処理と共に、マイコン２０にて繰り返し実行されるホールド電流切替処理を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。但し、切替信号Ｓｘは、電源投入後の初期化処理では、Low レベル、即ち、ホールド電流回路３２が通常レベル（２Ａ）のホールド電流を供給するように設定されるものとする。
【００４３】
本処理が起動されると、まずＳ１１０では、ピーク電流供給用のコンデンサＣｐ，Ｃｍへの充電が完了するまで待機し、充電が完了すると、Ｓ１２０に移行する。なお、充電完了は、作動指令Ｓｐを出力後に所定の充電時間ＴCHG が経過したか否かにより判断する。
【００４４】
Ｓ１２０では、コンデンサＣｐ，Ｃｍの充電電圧ＶCp，ＶCmが、いずれも基準電圧Ｖcfより大きいか否かを、充電電圧監視回路３６からの判定結果Ｊｐ，ＪｍがいずれもHighレベルであるか否かにより判断する。そして、肯定判定された場合には、いずれのコンデンサＣｐ，Ｃｍも電磁ソレノイドＬへのピーク電流の供給が可能であるものとして、Ｓ１３０に移行する。
【００４５】
Ｓ１３０では、パイロット噴射が実行されるまで待機し、パイロット噴射が実行されると、Ｓ１４０に移行する。これは、燃料噴射制御処理により、パイロット噴射指令が出力されたか否かを監視することにより判断できる。
Ｓ１４０では、コンデンサＣｐの両端電圧ＶCpが、基準電圧Ｖcfより小さいか否かを、充電電圧監視回路３６からの判定結果ＪｐがLow レベルであるか否かにより判断し、判定結果ＪｐがLow レベルであれば、コンデンサＣｐの放電、即ちパイロット噴射時におけるピーク電流の供給が正常に行われたものとして、Ｓ１５０に移行する。
【００４６】
Ｓ１５０では、メイン噴射が実行されるまで待機し、メイン噴射が実行されると、Ｓ１６０に移行する。これはＳ１３０のパイロット噴射の場合と同様に、燃料噴射制御処理によりメイン噴射指令が出力されたか否かを監視することにより判断できる。
【００４７】
Ｓ１６０では、コンデンサＣｍの両端電圧ＶCmが、基準電圧Ｖcfより小さいか否かを、充電電圧監視回路３６からの判定結果ＪｍがLow レベルであるか否かにより判断し、判定結果ＪｍがLow レベルであれば、コンデンサＣｍの放電、即ちメイン噴射時におけるピーク電流の供給が正常に行われたものとして、Ｓ１７０に移行する。
【００４８】
Ｓ１７０では、コンデンサＣｐ，Ｃｍのいずれもが、ピーク電流の供給を正常に行っているものとして、切替信号ＳｘをLow レベル、即ち、ホールド電流回路３２が通常レベル（２Ａ）のホールド電流を供給するように設定して本処理を終了する。
【００４９】
一方、先のＳ１２０，Ｓ１４０，Ｓ１６０にて否定判定された場合、即ち、充電完了後のコンデンサＣｐ，Ｃｍの両端電圧ＶCp，ＶCmのいずれか一方でも、基準電圧Ｖcf以下である場合（Ｓ１２０−ＮＯ）、パイロット噴射実行後のコンデンサＣｐの両端電圧ＶCpが、基準電圧Ｖcf以上である場合（Ｓ１４０−ＮＯ）、メイン噴射実行後のコンデンサＣｍの両端電圧ＶCmが、基準電圧Ｖcf以上である場合（Ｓ１６０−ＮＯ）にはＳ１８０に移行する。
【００５０】
Ｓ１８０では、コンデンサＣｐ，Ｃｍの少なくともいずれか一方が、ピーク電流の供給を正常に行っていないものとして、切替信号ＳｘをHighレベル、即ち、ホールド電流回路３２が高レベル（４Ａ）のホールド電流を供給するように設定して本処理を終了する。
【００５１】
これにより、図５に示すように、ホールド電流回路３２は、ピーク電流の供給が正常に行われている通常時（切替信号ＳｘがLow レベル）には、通常レベル（２Ａ）のホールド電流を供給し、一方、ピーク電流の供給が正常に行われていない異常時（切替信号ＳｘがHighレベル）には、通常時より高い高レベル（４Ａ）のホールド電流を供給することになる。
【００５２】
なお、本処理において、Ｓ１１０〜Ｓ１６０が異常判定手段、Ｓ１８０がホールド電流補正手段に相当する。
以上説明したように、本実施形態の燃料噴射制御装置１０では、ピーク電流供給用のコンデンサＣｐ，Ｃｍの両端電圧ＶCp，ＶCmからピーク電流の供給が正常に行われているか否かを判定し、正常に行われていない異常時には、電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ４に供給するホールド電流を通常時より大きくするようにされている。
【００５３】
このため、電磁ソレノイドＬ１〜Ｌｎに、ピーク電流が供給されなくても、インジェクタを確実に開弁させ、その開弁状態を保持するだけの電磁力をホールド電流のみで発生させることができ、燃料噴射を安定して継続することができる。その結果、このような異常時にも、エンジンストールしてしまうことがなく、リンプホームを確実に実行することができるため、車両走行時の安全性を向上させることができる。
【００５４】
なお、ピーク電流の供給がない場合、たとえホールド電流を大きくしても、ピーク電流の供給がある場合と比較して開弁タイミングが遅延し、燃料噴射量が低下するため、切替信号ＳｘをHighレベルに設定した時には、噴射指令の出力タイミングを早めるようにして、燃料噴射量の低下を補償するように構成してもよい。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、異常時に供給する高レベルのホールド電流を４Ａとしたが、この値は、インジェクタの特性に応じて、確実に開弁させることのできる最低限の大きさに設定すればよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、ピーク電流供給用のコンデンサＣｐ，Ｃｍの両端電圧ＶCp，ＶCmを調べることにより、ピーク電流の供給が正常に行われているか否かを判定しているが、トランジスタＴｐ，Ｔｍをオンした時の第１共通線ＣＭ１及び第２共通線ＣＭ２の状態をモニタすることにより判断してもよい。
【００５７】
更に、上記実施形態では、検出信号ＶIdと比較する基準電圧Ｖcf（即ち、ホールド電流の目標値）の設定を、切替信号Ｓｘに従って動作するスイッチ（トランジスタＱ２）により切り替えているが、マイコン２０が持つＤ／Ａ変換器の出力によって、切り替えるようにしてもよい。
【００５８】
また更に、上記実施形態では、第１共通線ＣＭ１及び第２共通線ＣＭ２に対し、ひいては全ての電磁ソレノイドＬ１〜Ｌ４に対してホールド電流のレベル切替を一括して制御しているが、各気筒＃１〜＃４毎に異常の有無を検出し、これに応じて、供給するホールド電流の大きさを気筒毎に適宜切り替えるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホールド電流回路の構成を表す回路図である。
【図２】実施形態の燃料噴射制御装置の概略構成を表す説明図である。
【図３】燃料噴射制御装置の動作を表すタイミング図である。
【図４】マイクロコンピュータが実行するホールド電流切替処理の内容を表すフローチャートである。
【図５】正常時と異常時とにおけるソレノイド電流の波形を表す説明図である。
【図６】従来の燃料噴射弁駆動回路の概略構成を表す説明図である。
【符号の説明】
１０…燃料噴射制御装置、２０…マイクロコンピュータ、３０…駆動回路、３２…ホールド電流回路、３２ａ…増幅部、３２ｂ…比較部、３２ｃ…レベル変換部、３２ｄ…反転部、３２ｅ…駆動信号生成部、３２ｆ…ホールド電流値切替部、３２ｇ…出力部、３４…昇圧回路、３６…充電電圧監視回路、３８…スイッチング制御回路、４０…電源回路、ＢＴ…バッテリ、ＣＭ１，ＣＭ２…共通線、Ｃｐ，Ｃｍ…コンデンサ、Ｄij，Ｄpi，Ｄmi…ダイオード、Ｄｚ…ツェナーダイオード、Ｌ１〜Ｌ４…電磁ソレノイド、ＯＰ１，ＯＰ２…オペアンプ、Ｒij…抵抗、Ｒｏ…電流検出用抵抗器、Ｔ１〜Ｔ６，Ｔｐ，Ｔｍ，Ｑ１〜Ｑ５…トランジスタ、Ｗｐ…第１ピーク電流供給配線、Ｗｍ…第２ピーク電流供給配線、Ｗ１〜Ｗ４…個別配線

Claims

電磁ソレノイドを有し、該電磁ソレノイドへの通電により開弁する電磁弁と、
前記電磁ソレノイドの電流供給経路に直列に設けられたスイッチング素子と、
該スイッチング素子のオン時に前記電磁ソレノイドにピーク電流を流して前記電磁弁を速やかに開弁させるピーク電流供給手段と、
該ピーク電流供給手段がピーク電流を供給後、前記電磁ソレノイドに前記ピーク電流より小さいホールド電流を流して前記電磁弁の開弁状態を保持するホールド電流供給手段と、
を備えた電磁弁駆動装置において、
前記ピーク電流供給手段が前記電磁ソレノイドにピーク電流を供給可能か否かを判定する異常判定手段と、
該異常判定手段にて前記ピーク電流供給手段がピーク電流を供給できないと判定されると、前記ホールド電流供給手段が供給するホールド電流の電流値を、当該ホールド電流のみで電磁弁を開弁させられる大きさまで増加させるホールド電流補正手段と、
を設けたことを特徴とする電磁弁駆動装置。
前記ホールド電流供給手段は、
前記電流供給経路を流れるホールド電流の大きさを検出する電流検出手段と、
該電流検出手段での検出値が予め設定された目標値と一致するように、前記電磁ソレノイドの電流経路を断続制御する断続制御手段と、
からなり、
前記ホールド電流補正手段は、前記目標値の設定を変更することにより、前記ホールド電流の電流値を増加させることを特徴とする請求項１記載の電磁弁駆動装置。
前記電磁弁は、内燃機関の燃料噴射弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電磁弁駆動装置。
前記内燃機関はディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項３に記載の電磁弁駆動装置。