JPH09144622A - インジェクタ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インジェクタのソレノイドのオフスピードの低
下を防止し、インジェクタの噴射特性の低下を防止す
る。 【解決手段】 酸素センサ１７からのリーンリッチ信号
がリーン、リッチを繰り返し始めた時点で、コントロー
ル信号発生部１４は保持電流をＩ₁ →Ｉ₂ →Ｉ₃→Ｉ₄
（Ｉ₁ ＞Ｉ₂ ＞Ｉ₃ ＞Ｉ₄ ）となるように基準電圧を減
少させていく。必要な時点までインジェクタがオンして
おり、次にＩ₄ にしたとき、保持電流限界値Ｉ_LMT 以下
となって_、インジェクタが早くオフすると、リーン状態
となる。このときのリーンリッチ信号を入力すると、コ
ントロール信号発生部１４はこのリーン状態のままとな
る時点直前のＩ₃ が真に必要な最小の保持電流と判定し
て_、この後保持電流をＩ₃ に設定し、このＩ₃ に基づい
て基準電圧（基準信号）を保持電流供給回路９に印加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関におい
て、インジェクタを駆動するインジェクタ駆動回路に係
り、さらに詳細には、 高圧型インジェクタに好適なイン
ジェクタ駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガソリンエンジンにおけるインジ
ェクタ（燃料噴射弁）は、インテークマニホルドに配設
されるのが、一般的であり、 又、インジェクタによって
噴射されたガソリン燃料は、インテークマニホルド内に
おいて燃焼用空気と所望の混合比に混合された後、シリ
ンダ内に供給されていた。 又、インジェクタに供給され
るガソリン燃料の燃料圧力（燃圧）は数気圧程度であ
り、 インジェクタを開閉駆動するアクチュエータにも高
速応答性が特に要求されることもなく、 車載バッテリの
有する電源電圧によって満足のいくインジェクタの駆動
が実現されていた。

【０００３】近年、 燃焼効率の向上を図るため、 シリン
ダにインジェクタを配設し、 シリンダ内に噴射を行うこ
とが試みられている。 このシリンダ内への燃料の直接噴
射によれば、 インジェクタから供給されるガソリン燃料
は全てシリンダ内に供給されるので、より理論値に近い
燃焼を実現することが可能となり、 燃費の向上、排気ガ
ス中の、ＮＯx 、ＨＣ等の低減を実現することができ
る。

【０００４】しかしながら、 かかる場合、 ガソリン燃料
が噴射される空間は、 シリンダ、ピストン、 及びシリン
ダによって構成される空間であり、 圧縮行程中での噴射
を考えるとインテークマニホルド内に噴射される場合と
比較して、非常に高い圧力下で噴射を行わなければなら
ない。燃料噴射後に燃料が充分拡散される空間的、 時間
的余裕がない。従って、このような条件下において、 従
来と同等の燃焼条件を得るためには、 インジェクタに供
給されるがガソリン燃料の燃圧を高くして、シリンダ内
に燃料が噴射された瞬間から充分に拡散するようにして
やればよい。このように燃圧を高くすると、 同一のイン
ジェクタ開弁時間内により多くのガソリン燃料がシリン
ダ内に供給されるが、エンジンが必要とするガソリン燃
料量は、従来のインテークマニホルド内における燃料噴
射の場合と変わらず、燃料噴射量を同一にしなければな
らない。

【０００５】そのためには、 高い燃圧に抗してインジェ
クタを高速駆動して燃料噴射時間を正確にコントロール
する必要があり、 アクチュエータに高電圧を印加して、
インジェクタを高速でＯＮ、ＯＦＦ動作（弁の開閉動
作）させるアクチュエータの高速駆動回路が必要とな
る。

【０００６】ここで、従来より用いられているアクチュ
エータの駆動回路としては、例えば、特開昭５７−４９
０５９号公報に記載されているアクチュエータの駆動回
路がある。この公報に記載のアクチュエータの駆動回路
は、大容量、高耐圧のコンデンサや、前記コンデンサを
充電するための昇圧回路が必要である。

【０００７】図９を参照して、従来のインジェクタ駆動
回路の構成について説明する。バッテリＢの両端子には
ＤＣ−ＤＣコンバータよりなる昇圧回路２１が接続さ
れ、昇圧回路２１の両出力端子にはスイッチＳＷ４、及
びコンデンサＣが接続されている。コンデンサＣの両端
子間には、スイッチＳＷ１，ＳＷ３の並列回路、ソレノ
イドＬ、抵抗Ｒが直列に接続されている。バッテリＢの
プラス端子と、ソレノイドＬとスイッチＳＷ１（スイッ
チＳＷ３）との接続点との間には、スイッチＳＷ２、ツ
ェナーダイオードＺＤとの並列回路、 及びダイオードＤ
とからなる直列回路が接続されている。前記ダイオード
ＤはソレノイドＬにコンデンサＣより印加された電圧が
逆流することを防止するための印加電圧逆流防止用であ
る。又、昇圧回路２１の一次側マイナス端子と、二次側
マイナス端子は接地されている。なお、前記各スイッチ
ＳＷ１〜ＳＷ４は図示しない制御手段によってオン、オ
フ制御されるべく、トランジスタ、トライアック等のス
イッチング回路等によって構成される。又、スイッチＳ
Ｗ２は定電流回路も含んでいる。

【０００８】上記のように構成されたインジェクタ駆動
回路を使用してインジェクタの駆動制御の説明をする。
まず、昇圧回路２１によりコンデンサＣに充電した高電
圧をスイッチＳＷ１のオン（図１０のｔ１時）により、
ソレノイドＬに印加し、 高速に動作させる。

【０００９】次に、そのままスイッチＳＷ１をオンし続
け、ＬＣＲ共振によってソレノイド電圧Ｖ_SOL が負電圧
になるまで保持電流の供給を遅らせる（保持ディレイ方
式）。保持ディレイ期間（遅延時間）終了（図１０のｔ
２時）後、 スイッチＳＷ２をオンし、保持電流を供給す
る。 この時、スイッチＳＷ１をオフする。

【００１０】図１０のｔ２〜ｔ３の期間中はリミッタや
スイッチＳＷ２のスイッチングを利用して、保持電流を
調節する（保持電流制御方式）。続いて、ソレノイドＬ
のオフタイミング（ｔ３時）で、 スイッチＳＷ２をオフ
する。この時点からわずかに遅らせて、 スイッチＳＷ３
をオン（ｔ４時）し、 コンデンサＣの逆電圧をソレノイ
ドＬに印加し、逆電流を流す（逆電圧印加方式）。そし
て、この後、適当なタイミングでスイッチＳＷ３をオフ
（ｔ５時）する。

【００１１】次に、適当なタイミングで、ＳＷ４をオン
し（ｔ６時）、昇圧回路２１によりコンデンサＣを充電
する。充電完了後はスイッチＳＷ４をオフする（Ｔ７
時）。なお、図１０中、Ｖ_C はコンデンサ電圧である。

【００１２】このように、インジェクタ駆動回路では、
高い燃圧に抗してインジェクタを高速駆動して燃料噴射
時間をコントロールしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のイン
ジェクタ駆動回路は、ソレノイドＬの特性バラツキ、 経
年変化等を考慮してソレノイドＬが安定して保持動作す
るためには、保持電流（図１０におけるｔ２，ｔ３間の
ソレノイド電流Ｉ_SOL ）の設定値を大き目にする必要が
あった。

【００１４】又、インジェクタを高速にオフさせる（保
持電流を０とする）ために、図１０のｔ４のタイミング
でインジェクタのソレノイドＬにコンデンサＣの負電圧
を印加させている_。ところが上記のように保持電流を大
きめに設定しているため、ソレノイド電流Ｉ_SOL を０と
するのに余分な時間が必要となり_、その結果ソレノイド
のオフスピードが低下し、インジェクタの噴射特性の低
下の一原因となっている。

【００１５】さらに、ｔ１〜ｔ２間（遅延時間Ｄ_t ）は
長く設定すると、コンデンサ放電によるソレノイド電流
Ｉ_SOL が０に近づく。従って、長くディレイ時間を設定
し過ぎると、ソレノイド電流Ｉ_SOL が０に近づき過ぎ、
せっかくオン作動しているインジェクタが、保持電流が
流れ始める前に再び、 オフとなる不具合が発生する。

【００１６】このソレノイド電流Ｉ_SOL が０となるまで
の遅延時間Ｄ_t は、 回路のＬＣＲ共振のスピードによる
ため、すなわち、ソレノイドＬ、抵抗Ｒ、コンデンサＣ
の値によるため、ソレノイドＬの特性、抵抗Ｒの温度変
化等によっても上記のような不具合が生じないように充
分短めな遅延時間Ｄ_t の設定がなされている_。しかし、
これは図１０のＰ点（ソレノイド電圧Ｖ_SOL ≒コンデン
サ電圧Ｖ_C に負電圧を充電終了させるタイミング）が、
図において左方向にずれる（より小さい負電圧しかコン
デンサにチャージできない）こととなり、ソレノイドの
オフスピードが低下し、その結果、インジェクタの噴射
特性の低下の問題点があった。

【００１７】この発明の目的は、保持電流の値を必要最
小限に設定でき、このことによってソレノイドのオフス
ピードの低下を防止し、インジェクタの噴射特性の低下
を防止することができるインジェクタ駆動回路を提供す
ることにある_。

【００１８】さらに、この発明の目的は、コンデンサの
負電圧の充電終了タイミングを限界近くに設定でき、こ
のことにより、噴射特性の低下を防止することができる
インジェクタ駆動回路を提供することにある_。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、インジェクタを駆動するソレノイ
ドと、電源に接続された昇圧回路により充電されるコン
デンサと、インジェクタ駆動信号に応答して前記コンデ
ンサから前記ソレノイドへの放電電流をオンオフ制御す
るスイッチ回路と、前記スイッチ回路の制御による放電
電流供給後、前記電源からソレノイドへの保持電流を供
給する保持電流供給回路とを含むインジェクタ駆動回路
において、インジェクタの燃料供給状態を検出する燃料
供給状態検出手段と、前記燃料供給状態検出手段の検出
に基づいて電源からソレノイドへの保持電流の電流値を
可変する保持電流可変手段を備えたことをその要旨とし
ている_。

【００２０】請求項２の発明は、インジェクタを駆動す
るソレノイドと、電源に接続された昇圧回路により充電
されるコンデンサと、インジェクタ駆動信号のオンに応
答して所定の遅延時間コンデンサからソレノイドへ電流
を供給し、かつ、前記遅延時間経過後にオフしてコンデ
ンサに蓄えられた逆電圧を前記ソレノイドに引加する第
１のスイッチ回路と、第１のスイッチ回路のオン後、前
記遅延時間を経過したときに、前記電源からソレノイド
への保持電流をオンオフ制御する第２のスイッチ回路と
を含むインジェクタ駆動回路において、前記遅延時間中
のコンデンサの電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段
と、前記検出手段が検出したコンデンサの電圧変化に基
づいて前記所定の遅延時間を変更する遅延時間変更手段
とを備えたことをその要旨としている_。

【００２１】（作用）請求項１の発明では、スイッチ回
路は、インジェクタ駆動信号に応答して前記コンデンサ
から前記ソレノイドへの放電電流をオンオフ制御する。
保持電流供給回路は、スイッチ回路の制御による放電電
流供給後、電源からソレノイドへの保持電流をオンオフ
制御する。燃料供給状態検出手段は、インジェクタの燃
料供給状態を検出し、保持電流可変手段は、前記燃料供
給状態検出手段の検出に基づいて電源からソレノイドへ
の保持電流の電流値を可変する。

【００２２】請求項２の発明では、第１のスイッチ回路
は、インジェクタ駆動信号のオンに応答して所定の遅延
時間コンデンサからソレノイドへ電流を供給し、かつ、
前記遅延時間経過後にオフしてコンデンサに蓄えられた
逆電圧をソレノイドに引加する。第２のスイッチ回路
は、第１のスイッチ回路のオン後、前記遅延時間経過し
たときに、電源からソレノイドへの保持電流をオンオフ
制御する。コンデンサ電圧検出手段は、遅延時間中のコ
ンデンサの電圧を検出し、遅延時間変更手段は、前記検
出手段が検出したコンデンサの電圧変化に基づいて遅延
時間を変更する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をガソリンエンジン
システムに具体化した第１の実施の形態を図１〜図４に
従って説明する。

【００２４】図１は本発明に係る１気筒分のインジェク
タ駆動回路１０及びインジェクタ駆動回路１０を制御す
る制御回路を示している。 図２は高電圧発生出力回路９
の電気回路図を示している。図３はインジェクタ駆動信
号、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４、保持電流供給回
路、コンデンサ電圧Ｖ_C 、ソレノイド電圧Ｖ_SOL 、ソレ
ノイド電流Ｉ_SOL のタイムチャート、図４（ａ）、
（ｂ）はインジェクタ駆動信号、保持電流のタイムチャ
ートを示している。

【００２５】図１のインジェクタ駆動回路１０の構成は
図９の従来のインジェクタ駆動回路の構成とはツェナー
ダイオードＺＤ、ダイオードＤ、及びスイッチ回路ＳＷ
２が省略されている代わりに保持電流供給回路１３を備
えていることが異なっているのみで、他の構成は同一で
あるため、同一符号を付して、その説明を省略する。す
なわち、インジェクタ駆動回路１０は昇圧回路１１、コ
ンデンサＣ、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４、バッテ
リＢから構成される高電圧発生出力制御回路８と、保持
電流供給回路９とから構成されている。前記スイッチＳ
Ｗ１は、スイッチ回路を構成している_。

【００２６】前記インジェクタ駆動回路１０により作動
制御されるソレノイドＬは燃料噴射弁に内蔵されるソレ
ノイド式のアクチュエータであって、ソレノイドＬ内を
摺動するプランジャと、 プランジャに固定されたニード
ルバルブと、 ニードルバルブを閉弁方向に付勢するスプ
リングを備えている。 そして、ソレノイドＬに電圧が印
加されると、プランジャがニードルバルブに付与されて
いるスプリング弾性力及び燃圧に抗して開弁方向に移動
し、 ニードルバルブ先端にて閉塞されていた噴射孔が開
放される。

【００２７】前記インジェクタ駆動回路１０を制御する
制御回路１２を図１に従って説明する。制御回路１２
は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）１
３、コントロール信号発生部１４を備えている。 ＥＣＵ
１３は図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）を備えてい
る。前記ＥＣＵ１３には、内燃機関としてのエンジンの
作動状態を検出するために、各種センサ（図示しない）
が接続されている。すなわち、ＥＣＵ１３にはエアーフ
ローメータ、吸気温センサ、スロットルセンサ、水温セ
ンサ、エンジン回転数センサ（いずれも図示しない）、
及び酸素センサ１７等が通信線を介して接続されてい
る。エアーフローメータはエンジンが吸入する吸入空気
量を計測するものであり、吸気温センサは吸気通路を流
通する吸入空気の温度変化を検出する。吸気温は、イン
ジェクタの先端部の周囲の雰囲気温度に相当する。スロ
ットルセンサは吸気通路に設けられたスロットル弁の開
度（スロットル開度）を検出する。水温センサはエンジ
ンのウォータアウトレット部に取付けられ、エンジンの
冷却水の温度（冷却水温）を検出する。酸素センサは排
気マニホルド内の排気ガス中の酸素濃度を検出し、リー
ンリッチ信号をＥＣＵ１３に入力する。

【００２８】前記ＥＣＵ１３には、コントロール信号発
生部１４が通信線１５，１６を介して接続されている。
通信線１５はセンサ信号専用回線であり、通信線１６は
インジェクタ駆動信号専用回線である。ＥＣＵ１３は図
示しないＲＯＭに格納した制御プログラムに従い前記各
センサからの検出信号に基づいてエンジンの運転状態を
判断し、その運転状態に対応した制御信号をコントロー
ル信号発生部１４に対して通信線１６を介して入力す
る。コントロール信号発生部１４は図示しない中央処理
装置（ＣＰＵ）を備えており、各種制御プログラムを格
納するＲＯＭ_、及びＲＡＭを備えている_。コントロール
信号発生部１４は各スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４及
び保持電流供給回路９に対して各信号線を介して接続さ
れている。コントロール信号発生部１４はＥＣＵ１３か
ら入力した制御信号に基づき、ＲＯＭに格納した制御プ
ログラムに従って前記制御信号が入力した後のいくつか
の所定時間を経過する毎にスイッチＳＷ１，ＳＷ３，Ｓ
Ｗ４を各別にオン・オフ制御可能とされている。又、コ
ントロール信号発生部１４には、ＥＣＵ１３を介して酸
素センサ１７からのリーンリッチ信号が入力される。そ
して、コントロール信号発生部１４は、このリーンリッ
チ信号に基づいて適正な空燃比を得るための基準信号を
保持電流供給回路９に入力し、同保持電流供給回路９を
制御可能とされている。

【００２９】次に、インジェクタ駆動回路９の保持電流
供給回路９の構成を図１を参照して説明する。 図１は保持電流供給回路９の回路構成を示している。

【００３０】Ｄ／Ａコンバータ２０はコントロール信号
発生部１４に接続され、コントロール信号発生部１４か
ら入力された基準電圧である基準信号（デジタル信号）
をアナログの基準信号Ｖ_ref に変換し、誤差検出部２１
に同基準信号Ｖ_ref を入力する。又、抵抗Ｒのプラス、
マイナス両端子には電流検出部２５が接続されている。
電流検出部２５は抵抗Ｒに流れる電流Ｉ_SOL 値を電圧Ｖ
_SHとして検出し、前記誤差検出部２１に入力する。誤差
検出部２１は前記基準電圧であるＶ_ref とＶ_SHの差に応
じた電圧Ｖ_err を誤差デューティ出力変換部２３に入力
する。

【００３１】発振部２２は所定の基本周波数を有する鋸
波を発振し、この鋸波を誤差デューティ出力変換部２３
に入力する。誤差デューティ出力変換部２３は前記誤差
検出部２１から入力した電圧Ｖ_err と前記発振部２２か
ら入力した鋸波とに基づいて電圧Ｖ_err を０に収束する
方向、すなわち、電圧Ｖ_SHと基準信号Ｖ_ref とが等しく
なるように制御したデューティ出力を出力トランジスタ
２４のベースに供給する。ソレノイドＬに流れる保持電
流Ｉ_SOL が出力トランジスタ２４はエミッタがバッテリ
Ｂに接続され、コレクタがダイオード２５を介してソレ
ノイドＬのプラス端子に接続されている。誤差デューテ
ィ出力変換部２３のデューティ出力により、出力トラン
ジスタ２４はオンオフされ、ソレノイドＬに流れるソレ
ノイド電流Ｉ_SOL を制御する。

【００３２】前記酸素センサ１７により燃料供給状態検
出手段が構成され、コントロール信号発生部１４、Ｄ／
Ａコンバータ２０、誤差検出部２１及び誤差デューティ
出力変換部２３等とから保持電流可変手段が構成されて
いる。

【００３３】次に前記インジェクタ駆動回路１０の作用
を図３及び図４（ａ）_、（ｂ）を参照して説明する。Ｅ
ＣＵ１３は、各種センサからの入力信号に基づいて駆動
開始タイミングｔ１を燃料噴射制御プログラムに従って
決定し、インジェクタ駆動信号をｔ１時に通信線１６を
介してコントロール信号発生部１４に入力する。コント
ロール信号発生部１４は、このソレノイド駆動信号の立
ち上がりに基づいてスイッチＳＷ１をオンし、昇圧回路
２１によりコンデンサＣに充電した高電圧をソレノイド
Ｌに印加し、 高速に動作させる。

【００３４】次に、そのままスイッチＳＷ１をオンし続
け、ＬＣＲ共振によってソレノイド電圧Ｖ_SOL が負電圧
になるまで保持電流の供給を遅らせる（保持ディレイ方
式）。保持ディレイ期間（遅延時間）終了（図３のｔ２
時）後、 保持電流供給回路９をオンし、保持電流を供給
する。 この時、スイッチＳＷ１をオフする。

【００３５】図３のｔ２〜ｔ３の期間中はリミッタや保
持電流供給回路９のスイッチングを利用して、保持電流
を調節する（保持電流制御方式）。なお、この保持電流
供給については後で詳細に説明する_。

【００３６】続いて、ソレノイドＬのオフタイミング
（ｔ３時）で、 保持電流供給回路９をオフする。この時
点からわずかに遅らせて、 スイッチＳＷ３をオン（ｔ４
時）し、 コンデンサＣの逆電圧をソレノイドＬに印加
し、逆電流を流す（逆電圧印加方式）。そして、この
後、適当なタイミングでスイッチＳＷ３をオフ（ｔ５
時）する。 次に、適当なタイミングで、ＳＷ４をオンし
（ｔ６時）、昇圧回路２１によりコンデンサＣを充電す
る。そして、コンデンサＣ１が充電完了後であるｔ７時
にスイッチＳＷ４をオフ作動する。このようにして、１
回の燃料噴射毎に上述の制御が繰り返し実行される。

【００３７】次にコントロール信号発生部１４及び保持
電流供給回路９による保持電流可変制御を詳細に説明す
る_。 この制御は、コントロール信号発生部１４のＣＰＵが処
理する制御プログラムにおいて、最初は図４（ｂ）に示
すように保持電流Ｉ_SOL をＩ₁ だけ流すように設定され
ている。すなわち、Ｉ₁ はソレノイドＬの特性バラツ
キ、 経年変化等を考慮してソレノイドＬが確実に保持動
作する値とされている。そして、酸素センサ１７による
フィードバック制御が開始されると、このエンジンシス
テムが安定し、酸素センサ１７から入力されるリーンリ
ッチ信号がリーン、リッチを繰り返し始めた時点で、コ
ントロール信号発生部１４のＣＰＵは保持電流Ｉ_SOL を
Ｉ₁→Ｉ₂ →Ｉ₃ →Ｉ₄ （Ｉ₁ ＞Ｉ₂ ＞Ｉ₃ ＞Ｉ₄ ）と
なるように基準電圧（基準信号）を減少変化させていく
（図４（ｂ）参照）。そして、この制御値である基準電
圧をＣＰＵはその時々にコントロール信号発生部１４の
ＲＡＭに記憶する。

【００３８】そして、上記のように保持電流Ｉ_SOL を制
御してゆき、必要なタイミングＴ₃までインジェクタが
オンしており、次にＩ₄ にしたとき、保持電流限界値Ｉ
_LMT以下となって_、必要なタイミングｔ₃ 以前のｔ_OFF
時にインジェクタがオフしたとする。

【００３９】このときまでは、システムは安定にリッ
チ、リーンを繰り返していた状態から突然リーンのまま
の状態、すなわち、インジェクタが早くオフとなるた
め、噴射量が少なくなってリーン状態となる。このとき
のリーンリッチ信号をコントロール信号発生部１４が入
力すると、コントロール信号発生部１４のＣＰＵはこの
リーン状態のままとなる時点直前の保持電流Ｉ_SOL の
値、すなわちＩ₃ が真に必要な最小の保持電流と判定し
て_、この後保持電流Ｉ_SOL をＩ₃ に設定し、このＩ₃に
基づいて基準電圧（基準信号）を保持電流供給回路９に
印加する。

【００４０】上記のように本実施の形態では、コントロ
ール信号発生部１４は保持電流Ｉ_{SO L} をＩ₁ →Ｉ₂ →Ｉ
₃ →Ｉ₄ となるように基準電圧（基準信号）を減少変化
させ、酸素センサ１７のリーンリッチ信号に基づいてリ
ーン状態のままとなっているか否かを判定する。そし
て、リーン状態のままとなっているときには、リーン状
態のままとなる時点直前の保持電流Ｉ₃ の値が真に必要
な最小の保持電流と判定して、以後この保持電流Ｉ₃ に
基づいて基準電圧（基準信号）を保持電流供給回路９に
印加する。この結果、保持電流Ｉ_SOL を必要最小限とす
ることができることから、ソレノイド電流Ｉ_SOL を０と
する時間は最小とすることができる。このため、ソレノ
イドのオフスピードを高速に行うことができるため、噴
射特性を向上することができる。

【００４１】次に、前記実施の形態の変形例を図４
（ｃ）、図５及び図６に従って説明する。この変形例で
は、第１の実施の形態の保持電流供給回路９の構成中、
コントロール信号発生部９に電圧波形変換部２７が接続
され、電圧波形変換部２７が電圧加算器２８に接続され
ているところが異なっている_。そして、電圧加算器２８
は誤差検出部２１に接続されている。前記コントロール
信号発生部１４は電圧波形変換部２７に対し図６（ａ）
の入力波形に示す「０」「１」波形、すなわち、矩形波
Ｖ_P を入力し、電圧波形変換部２７はこの入力波形を図
６（ｂ）の出力波形に示すような時間とともに電圧が漸
減する波形に変換し、電圧加算器２８にＶ_P1として入力
する。電圧加算器２８はＤ／Ａコンバータ２０からの電
圧と、Ｖ_P1とを加算して、基準信号（基準電圧）Ｖ_ref
として誤差検出部２１に出力する。

【００４２】従って、基準信号（基準電圧）Ｖ_ref は時
間的に漸減する。前記電圧波形変換部２７、電圧加算器
２８及びＤ／Ａコンバータ２０とにより、基準信号を時
間と共に漸減する基準信号漸減手段が構成されている。

【００４３】そして、この基準信号漸減手段を含む保持
電流可変手段は、時間とともに保持電流が漸減する保持
電流漸減手段を構成している、この基準信号（基準電
圧）Ｖ_ref を使用することにより_、この変形例では例え
ば_、保持電流Ｉ_SOL をＩ₁ →Ｉ₂ →Ｉ₃ →Ｉ₄ （Ｉ₁ ＞
Ｉ₂ ＞Ｉ₃ ＞Ｉ₄ ）に変化させた場合、Ｉ₃ からＩ₄ に
変化したときに、保持電流限界値Ｉ_LMT 以下となって
も、第１の実施の形態と異なり_、インジェクタのオフタ
イミングがｔ３からｔ_OFF と大きく変化することはな
く、図４（ｃ）に示されているようにｔ_OFF 以後のｔ
_OFF2時となる。

【００４４】このため、この変形例では、保持電流可変
制御中におけるインジェクタのオフタイミングの急激な
変化を抑制でき、小さな変化にすることができる。次に
第２の実施の形態を図７及び図８に従って説明する。

【００４５】本実施の形態では、従来と同様にスイッチ
回路ＳＷ１〜ＳＷ４、ダイオードＤ、ツェナーダイオー
ドＺＤ、ソレノイドＬ、抵抗Ｒを備えている_。前記スイ
ッチＳＷ１が第１のスイッチ回路を構成し、スイッチＳ
Ｗ２が第２のスイッチ回路を構成している_。

【００４６】制御回路１２は、前記第１の実施の形態と
同様にＥＣＵ１３、コントロール信号発生部１４を備え
ている_。前記ＥＣＵ１３には、内燃機関としてのエンジ
ンの作動状態を検出するために、第１の実施の形態と同
様に各種センサ（図示しない）が接続されている。ＥＣ
Ｕ１３は図示しないＲＯＭに格納した制御プログラムに
従い前記各センサからの検出信号に基づいてエンジンの
運転状態を判断し_、その運転状態に対応した制御信号を
信号線１６を介してコントロール信号発生部１４を介し
て入力する。コントロール信号発生部１４はＥＣＵ１３
から入力した制御信号に基づいて_、前記制御信号が入力
した後のいくつかの所定時間を経過する毎にスイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷ４を各別にオン・オフ制御可能とされてい
る。

【００４７】前記コンデンサＣのプラス端子にはホール
ド回路２９が接続され、コントロール信号発生部１４か
らの制御信号に基づいてコンデンサ電圧Ｖ_C をホールド
するとともに、そのホールドしたコンデンサ電圧Ｖ_C の
信号をＡ／Ｄコンバータ３０に入力する。前記ホールド
回路２９によりコンデンサ電圧検出手段が構成されてい
る。Ａ／Ｄコンバータ３０はアナログ値であるコンデン
サ電圧Ｖ_C の信号をデジタル値に変換した上でコントロ
ール信号発生部１４に入力する。なお、この実施の形態
でソレノイド電圧を直接検出せずに、コンデンサ電圧Ｖ
_C を検出するのは、ソレノイド電圧Ｖ_SOL ≒コンデンサ
電圧Ｖ_C である理由と、ソレノイド電圧を直接検出する
ことは回路上構成上制約があるためである。従って、こ
の実施の形態では、回路上簡便な構成とすることができ
る。前記コントロール信号発生部１４は、遅延時間変更
手段を構成している。

【００４８】次に前記インジェクタ駆動回路１０の作用
を図８を参照して説明する。なお、この実施の形態にお
いては、図１０に示されるタイムチャートに従って各ス
イッチＳＷ１〜ＳＷ４は制御されるため、従来と異なる
ところを中心に説明する。

【００４９】この実施の形態では、スイッチＳＷ１の遅
延時間Ｄ_t 、すなわち、ｔ２を可変でき、この変化によ
る遅延時間Ｄ_t 終了直後のコンデンサ電圧Ｖ_C の変化量
を計測して、この変化量が所定の値になるように遅延時
間Ｄ_t を制御するものである。

【００５０】すなわち、ＥＣＵ１３からインジェクタ駆
動回信号が通信線１６を介してコントロール信号部に入
力されると、コントロール信号発生部１４のＣＰＵは、
このソレノイド駆動信号の立ち上がりに基づいてスイッ
チＳＷ１をオンし、昇圧回路２１によりコンデンサＣに
充電した高電圧をソレノイドＬに印加し、 高速に動作さ
せる。次に、そのままスイッチＳＷ１をオンし続け、Ｌ
ＣＲ共振によってソレノイド電圧Ｖ_SOL が負電圧になる
まで保持電流の供給を遅延時間Ｄ_t 分遅らせる。この遅
延時間Ｄ_t 終了（図１０のｔ２時）後、 スイッチＳＷ２
をオンし、保持電流を供給する。 この時、スイッチＳＷ
１をオフする。なお、最初この処理を行う場合には、遅
延時間Ｄ_t は初期値を使用する_。初期値は従来と同様に
充分余裕を見た早い時点でＳＷ１がオフする時点とされ
ている。

【００５１】このスイッチＳＷ１の遅延時間Ｄ_t 終了タ
イミングにおいて、ホールド回路２９に入力されている
コンデンサ電圧Ｖ_C がコントロール信号発生部１４のＣ
ＰＵからの指令信号によりホールドされる。この電圧Ｖ
_c をＡ／Ｄコンバータ３０にてアナログ値からデジタル
値に変換した上でコントロール信号発生部１４に入力
し、ＲＡＭに記憶する。この値をＶ_C-A とする。次にコ
ントロール信号発生部１４は遅延時間Ｄ_t を一定量Δｔ
（例えば_、１０μｓ等、この使用するシステムの回路で
制御可能な最小可変値等）長くする。すなわち、今回の
遅延時間Ｄ_t に対してΔｔを加算した値を次の噴射実行
処理時における遅延時間Ｄ_t とするのである。この後、
スイッチＳＷ２〜ＳＷ４を従来と同様に制御する。

【００５２】次の噴射実行処理においては、スイッチＳ
Ｗ１の遅延時間Ｄ_t 終了タイミングに、ホールド回路２
９に入力されているコンデンサ電圧Ｖ_C をコントロール
信号発生部１４からの指令信号によりホールドする。こ
の電圧Ｖ_c をＡ／Ｄコンバータ３０にてアナログ値から
デジタル値に変換した上でコントロール信号発生部１４
に入力し、ＲＡＭに記憶する。この値をＶ_C-B とする。

【００５３】前回の実行処理で得たコンデンサ電圧Ｖ
_C-A と、今回の実行処理で得たコンデンサ電圧Ｖ_C-B と
が得られると、コントロール信号発生部１４のＣＰＵ
は、微分演算を行う。すなわち、Ｘの演算を行う。（
Ｘ＝ΔＶ／Δｔ、なお、ΔＶ＝Ｖ _C-B −Ｖ_C-A ） 次に_、コントロール信号発生部１４のＣＰＵは所定値Ｙ
（＝ｄｖ／ｄｔ、なお、Ｙは０近傍の負の傾きの値であ
る）に対して大きいか小さいかの判定を行う。

【００５４】そして、Ｘ＜Ｙであれば、コントロール信
号発生部１４のＣＰＵは遅延時間Ｄ _t を一定量Δｔ長く
する。すなわち、今回の遅延時間Ｄ_t に対してΔｔを加
算した値を次の噴射実行処理時における遅延時間Ｄ_t と
する。

【００５５】反対に、Ｘ＞Ｙであれば、コントロール信
号発生部１４のＣＰＵは遅延時間Ｄ _t を一定量Δｔ短く
する。すなわち、今回の遅延時間Ｄ_t に対してΔｔを減
算した値を次の噴射実行処理時における遅延時間Ｄ_t と
する。

【００５６】上記のように遅延時間Ｄ_t が演算されて_、
噴射実行処理が繰り返されることにより_、遅延時間Ｄ_t
は、限界ぎりぎりまで収束する。図８は、コンデンサ電
圧Ｖ_C 及びソレノイド電流Ｉ_SOL のタイムチャートを示
している_。図中Ａはソレノイド電流Ｉ_SOL におけるコン
デンサＣの放電電流を示し、ＢはスイッチＳＷ２がオン
した後の保持電流を示している_。

【００５７】又、ｔ_c はコンデンサＣの放電電流が０と
なる時点を示している。又、図中ｃは、ｔ_c 時点におけ
るコンデンサ電圧Ｖ_C 波形のｄｖ／ｄｔを示している_。
すなわち、コンデンサ電圧Ｖ_C 波形のｄｖ／ｄｔが０に
なる点が_、最大の負電圧が得られる時点であり、コンデ
ンサＣの充放電による電流値が「０」となる点に等しい
（なお、電圧と電流は位相が９０゜ずれて変化している
ためである。）。

【００５８】そして、従来技術の課題でも述べたよう
に、この電流値が「０」となると、インジェクタがオフ
してしまうため、電気回路の各種構成部材のバラツキを
考慮し、充分余裕を見た早い時点として、従来はｔ_a 時
点（＝ｔ２）を設定している。ａは従来の充分短めの遅
延時間Ｄ_t を取るために余裕をみた場合のｔ_a 時点（＝
ｔ２）におけるコンデンサ電圧Ｖ_C 波形のｄｖ／ｄｔを
示している_。ｂはこの実施の形態において遅延時間Ｄ_t
が限界ぎりぎりまで収束した時点ｔ_b （＝ｔ２）におけ
るコンデンサ電圧Ｖ_C 波形のｄｖ／ｄｔを示している_。

【００５９】図８から分かるように、インジェクタ駆動
回路を構成している各種構成部材のバラツキ、経年変
化、温度変化まで考慮して決定されていたｔ_a （＝ｔ
２）と異なり_、この実施の形態では、各種のバラツキを
含め、実際に発生しているコンデンサ電圧Ｖ_C 波形その
ものから限界値を決定でき。従って、不必要な余裕を見
込んでｔ２を設定する必要がなくなる。すなわち、コン
デンサＣに発生、充電され得る限界ぎりぎりの負電圧ま
で有効に利用でき、ソレノイドオフのスピードの高速化
ができ、噴射特性の向上を図ることができる。

【００６０】なお、この発明は前記実施の形態に限定さ
れるものではなく、下記のようにすることも可能であ
る。 （イ） 回路の構成部品の経年変化により、保持電流限
界値Ｉ_LMT が変化するため、前記第１の実施の形態にお
いて、必要な保持電流の最小値を判定するロジックをイ
グニッションスイッチのオフからオンする毎に実行して
もよい。こうすることにより、経年変化的な保持電流限
界値Ｉ_LMT に対しても対応することができる。

【００６１】（ロ） 前記第１の実施の形態の変形例と
して、図５に示す構成に代えてコントロール信号発生部
１４のＲＯＭに格納される制御プログラム上において、
Ｄ／Ａコンバータ２０への基準電圧（基準信号）を時間
的に高速に減少するように変化させても変形例と同じ効
果が得られる_。

【００６２】（ハ） 前記第２の実施の形態では、コン
デンサ電圧Ｖ_c を検出したが、ソレノイド電圧Ｖ_SOL を
検出してもよい。すなわち、この明細書では、コンデン
サ電圧は、ソレノイド電圧も含む意味である_。

【００６３】この明細書中に記載された事項から特許請
求の範囲に記載された請求項以外に把握される技術的思
想についてその効果とともに記載する。 （１） 保持電流可変手段は、保持電流の可変後におい
て、燃料供給状態検出手段の検出結果が可変直前時の検
出結果と異なる場合には、可変直前の保持電流を保持す
ることを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ駆動
回路_。この構成により、保持電流は必要最小限となっ
て、インジェクタを高速にオフでき、インジェクタのオ
フ特性が向上する_。

【００６４】（２） 保持電流可変手段は、保持電流が
時間とともに漸減するようにしたこと請求項１又は上記
（１）に記載のインジェクタ駆動回路_。この構成により
_、保持電流可変制御中におけるインジェクタのオフタイ
ミングの急激な変化を抑制でき、小さな変化にすること
ができる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、保持電流の値を必要最小限に設定でき、このこ
とによってソレノイドのオフスピードの低下を防止し、
インジェクタの噴射特性の低下を防止することができ
る。

【００６６】請求項２の発明によれば、コンデンサの負
電圧の充電終了タイミングを限界近くに設定でき、この
ことにより、噴射特性の低下を防止することができる、

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のインジェクタ駆動
回路の電気回路図。

【図２】高電圧発生出力回路の電気回路図。

【図３】インジェクタ駆動信号、スイッチＳＷ１、保持
電流供給回路、ＳＷ３、ＳＷ４、コンデンサ電圧、ソレ
ノイド電圧、ソレノイド電流のタイムチャート。

【図４】（ａ）はインジェクタ駆動信号、（ｂ）は第１
の実施の形態の保持電流、（ｃ）は変形例の保持電流の
それぞれのタイムチャート。

【図５】第１の実施の形態の変形例の電気回路図。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は同じく電圧波形変換部の入
力波形及び出力波形図。

【図７】第２の実施の形態のインジェクタ駆動回路の電
気回路図。

【図８】第２の実施の形態のＶ_C 及びＩ_SOL のタイムチ
ャート。

【図９】従来例のインジェクタ駆動回路の電気回路図。

【図１０】同じくソレノイド駆動信号、スイッチＳＷ１
〜ＳＷ４、コンデンサ電圧、ソレノイド電圧、ソレノイ
ド電流のタイムチャート。

【符号の説明】

１０…インジェクタ駆動回路、１２…制御回路、１３…
ＥＣＵ、１４…コントロール信号発生部（遅延時間変更
手段、２０、２１、２３等とともに保持電流可変手段を
構成する_。）、１５…通信線、１６…通信線（ソレノイ
ド駆動信号専用回線）、１７…酸素センサ（燃料供給状
態検出手段）、２１…誤差検出部、２２…発振部、２３
…誤差デューティ出力変換部、２４…出力トランジス
タ、２６点電流検出部、２７…電圧波形変換部、２８…
電圧加算器、２９…ホールド回路（コンデンサ電圧検出
手段）、３０…Ａ／Ｄコンバータ、Ｂ…バッテリ、Ｃ…
コンデンサ、Ｌ…ソレノイド。ＳＷ１…第１のスイッチ
（第１のスイッチ回路）、ＳＷ２…第２のスイッチ（第
２のスイッチ回路）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インジェクタを駆動するソレノイドと、 電源に接続された昇圧回路により充電されるコンデンサ
   と、 インジェクタ駆動信号に応答して前記コンデンサから前
   記ソレノイドへの放電電流をオンオフ制御するスイッチ
   回路と、 前記スイッチ回路の制御による放電電流供給後、前記電
   源からソレノイドへの保持電流を供給する保持電流供給
   回路とを含むインジェクタ駆動回路において、 インジェクタの燃料供給状態を検出する燃料供給状態検
   出手段と、 前記燃料供給状態検出手段の検出に基づいて電源からソ
   レノイドへの保持電流の電流値を可変する保持電流可変
   手段を備えたインジェクタ駆動回路。
2. 【請求項２】 インジェクタを駆動するソレノイドと、 電源に接続された昇圧回路により充電されるコンデンサ
   と、 インジェクタ駆動信号のオンに応答して所定の遅延時間
   コンデンサからソレノイドへ電流を供給し、かつ、前記
   遅延時間経過後にオフしてコンデンサに蓄えられた逆電
   圧を前記ソレノイドに引加する第１のスイッチ回路と、 第１のスイッチ回路のオン後、前記遅延時間を経過した
   ときに、前記電源からソレノイドへの保持電流をオンオ
   フ制御する第２のスイッチ回路とを含むインジェクタ駆
   動回路において、 前記遅延時間中のコンデンサの電圧を検出するコンデン
   サ電圧検出手段と、 前記検出手段が検出したコンデンサの電圧変化に基づい
   て前記所定の遅延時間を変更する遅延時間変更手段とを
   備えたインジェクタ駆動回路。