JP6191496B2 - 燃料噴射弁駆動装置 - Google Patents
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Description
この種の燃料噴射弁を駆動する装置は、車両のバッテリ電圧を昇圧してコンデンサを充電するDCDCコンバータと、コンデンサの充電電圧が目標電圧となるようにDCDCコンバータを動作させる制御手段とを備える。そして、この種の装置では、燃料噴射弁の駆動開始時(駆動期間の開始時)において、コンデンサから燃料噴射弁のコイルへ放電させることで、燃料噴射弁の開弁を速めており、コンデンサからの放電終了後は、駆動期間が終了するまで、バッテリ電圧からコイルに一定の電流を流している(例えば、特許文献1参照)。
本実施形態の燃料噴射制御装置(以下、ECUという)は、車両(自動車)に搭載された多気筒(この例では4気筒)エンジンの各気筒#1〜#4に燃料を噴射供給する4個の燃料噴射弁としてのインジェクタを駆動する。そして、ECUは、各インジェクタのコイルへの通電開始タイミング及び通電時間を制御することにより、各気筒#1〜#4への燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御する。また、本実施形態において、スイッチとしてのトランジスタ(スイッチング素子)は、例えばMOSFETであるが、バイポーラトランジスタやIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の他種類のトランジスタでも良い。
図2に示すように、電流制御部23bは、マイコン27から出力される第n気筒#nの噴射指令信号S#nがハイになると、その噴射指令信号S#nがハイになっている間、第n気筒#nのインジェクタ2に対応するトランジスタT10をオンさせる。また、電流制御部23bは、噴射指令信号S#nがハイになると、トランジスタT12もオンする。
そして、電流制御部23bは、トランジスタT12をオンした後において、負荷電流(コイル2aに流れる電流であり、インジェクタ2の駆動電流でもある)を抵抗R10に生じる電圧により検出し、負荷電流が放電電流の目標最大値ip(例えば12A)になったことを検知すると、トランジスタT12をオフする。
また、噴射指令信号S#nがローになって、トランジスタT10とトランジスタT11が共にオフされると、コイル2aにフライバックエネルギーが発生するが、そのフライバックエネルギー(即ち、コイル2aに残っているエネルギー)は、エネルギー回収経路をなすダイオードD13を通じてコンデンサC0へ、電流の形で回収される。
次に、駆動制御回路23における目標電圧制御部23cについて説明する。
目標電圧制御部23cは、マイコン27から駆動制御回路23へ前述の段数情報が出力される毎に、図3に示す目標電圧制御処理を行う。
目標電圧制御部23cは、噴射段数が所定値N以上であると判定した場合には(S110:YES)、温度検出回路25からの温度検出信号に基づいて、トランジスタT12の温度を算出し、その温度が所定温度TP(例えば30℃)以上であるか否かを判定する(S120)。尚、温度検出信号の電圧値は、トランジスタT12の温度と相関があるため、目標電圧制御部23cは、温度検出信号の電圧値と所定の閾値とを大小比較することにより、トランジスタT12の温度が所定温度TP以上であるか否かを判定しても良い。例えば、温度検出用ダイオードの順方向電圧を温度検出信号とした場合、その温度検出信号の電圧値は、トランジスタT12の温度と負の相関を有することになる。よって、その場合、目標電圧制御部23cは、温度検出信号の電圧値が所定の閾値以下であれば、トランジスタT12の温度が所定温度TP以上であると判定するように構成することができる。
トランジスタT12には充電電圧VCが印加されるが、図4に示すように、トランジスタT12の耐圧と温度には相関があり、温度が低くなるにつれて耐圧も低くなる。
まず、図5に示すように、多段噴射を実施した場合には、各段の噴射毎に、コンデンサC0からコイル2aへの放電が実施されて、コンデンサC0の充電電圧VCが低下していく。図5及び後述する図7においては、負荷電流が上昇している期間が、コンデンサC0からコイル2aへの放電が実施されている期間(即ち、トランジスタT12のオン期間)である。また、図示は省略するが、複数の気筒の多段噴射を並行して実施する場合には、充電電圧VCの低下量は一層大きくなる。
変形例として、例えば、充電電圧VCがトランジスタT12の耐圧を超えることを考慮する必要がない場合には、目標電圧制御部23cは、トランジスタT12の温度を用いずに、噴射段数だけに応じて目標電圧VTを変更するように構成することができる。具体的には、図3のS120の判定を削除し、目標電圧制御部23cは、図3のS110でYESと判定した場合には、そのままS130の処理を行うように構成することができる。
また、噴射段数とトランジスタT12の温度とをパラメータとして目標電圧VTを設定するためのデータマップであって、噴射段数が大きいほど、また、温度が高いほど、目標電圧VTを大きくすることを示すデータマップを、メモリに記憶しておき、目標電圧制御部23cは、そのデータマップに基づいて目標電圧VTを設定するように構成しても良い。その場合、噴射段数だけを目標電圧VTを設定するためのパラメータとしても良い。
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
Claims (1)
- 燃料噴射弁(2)のコイル(2a)に放電するエネルギーが蓄積されるコンデンサ(C0)と、
電源電圧を昇圧して前記コンデンサを充電するDCDCコンバータ(21)と、
前記コンデンサの充電電圧が目標電圧となるように前記DCDCコンバータを動作させる充電制御手段(23a)と、
前記コイルに電流を流すための通電経路における前記コイルよりも上流側に、前記コンデンサを接続させる放電用スイッチ(T12)と、
前記燃料噴射弁の駆動開始時において、前記放電用スイッチをオンさせることにより、前記コンデンサから前記コイルに、前記燃料噴射弁を速やかに開弁させるための放電電流を流す放電制御手段(23b)と、
を備えた燃料噴射弁駆動装置において、
前記放電用スイッチは、トランジスタであり、
前記放電用スイッチの温度を検出する温度検出手段(25)と、
前記燃料噴射弁に実施させる燃料噴射の噴射段数が所定値以上で、且つ、前記温度検出手段により検出された前記温度が所定温度以上の場合に、前記充電制御手段が前記DCDCコンバータの制御に用いる前記目標電圧を大きくする電圧変更手段(23c,S110〜S140)と、を備えること、
を特徴とする燃料噴射弁駆動装置。
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