JP2018178729A - 噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関における燃料の噴射を適切に行うことが可能な噴射制御装置を提供する。【解決手段】噴射制御装置において、制御手段は、コンデンサの充電に時間を要すると判定した場合、コンデンサの充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する。よって、例えばコンデンサの充電速度が低下した場合、その充電開始を早めて充電不足が生じないようにすることができる。また、燃料噴射の実施に必要な電荷をコンデンサに蓄積することができ、燃料の噴射を適切に行うことが可能となる。【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関に燃料を噴射する噴射弁の駆動を制御する噴射制御装置に関する。

噴射制御装置においては、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタ（噴射弁）について通電電流を制御することにより、その開弁期間や開閉タイミングを制御するようになっている。このような噴射制御装置は、バッテリ電圧を昇圧してコンデンサに充電する昇圧回路を備えており、設定された駆動期間の開始時、コンデンサに充電された昇圧電圧をインジェクタに印加してピーク電流を流すことにより、インジェクタを速やかに開弁させる。

ところで、所謂多段噴射として１燃焼サイクルで燃料噴射を複数回行う場合には、その多段噴射を実施するために必要とされる十分な電荷をコンデンサに蓄えることができない事態が生じうる。そこで、係るコンデンサに関して多段噴射の実施に必要な電荷を蓄積できない異常が生じたときに、複数回の燃料噴射のうち、内燃機関を作動させるためのメインの燃料噴射以外の燃料噴射（以下、副噴射とする）の実施を制限するといった技術が考えられている（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−１１３５４７号公報

しかしながら、上記した従来技術にあっては、十分な電荷をコンデンサに蓄えることができなくなると、副噴射の実施が制限される結果、内燃機関の作動時における振動或いは騒音の増大や、燃焼効率の低下を招く虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関における燃料の噴射を適切に行うことが可能な噴射制御装置を提供することにある。

請求項１記載の噴射制御装置において、制御手段（１３，１４）は、コンデンサ（Ｃ１）の充電に時間を要すると判定した場合、コンデンサの充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する。よって、例えばコンデンサの充電速度が低下した場合、その充電開始を早めて充電不足が生じないようにすることができる。また、燃料噴射の実施に必要な電荷をコンデンサに蓄積することができ、例えば従来技術のように多段噴射における副噴射の実施を制限することなく、燃料の噴射を適切に行うことが可能となる。

第１実施形態を示す噴射制御装置及びインジェクタの構成図 噴射制御装置の信号を示すタイムチャート コンデンサの充電電圧と充電時間検出処理を説明するためのタイムチャート 充電時間検出処理のフローチャート インジェクタの通電電流とコンデンサの充電電圧との関係を説明するためのタイムチャート 第２実施形態を示すコンデンサの充電電圧傾き検出処理のフローチャート 充電電圧傾き検出処理を説明するためのタイムチャート 第３実施形態を示す充電電圧検出処理のフローチャート

＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１実施形態について図１〜図５を参照して説明する。図１に示す噴射制御装置１０は、車両に搭載される複数のＥＣＵのうちの一つであり、車両に搭載された内燃機関たる多気筒エンジンの各気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ１１（これ以降、気筒毎のインジェクタを表すときは＃１〜＃ｎと称する）の駆動を制御する。なお、「ｎ」は内燃機関の気筒数に対応しており、図１ではｎ気筒のうちの１つのインジェクタ＃１を例示するものとする。

噴射制御装置１０は、インジェクタ１１への通電電流を制御して、そのインジェクタ１１を開閉駆動する。この場合、噴射制御装置１０は、図２に示す駆動期間ＴＳの開始時、インジェクタ１１に対して後述するピーク電流を供給するピーク電流制御を行い、インジェクタ１１を速やかに開弁させる。その後、噴射制御装置１０は、駆動期間ＴＳが終了するまで定電流制御を行い、インジェクタ１１の開弁状態を保持する。

インジェクタ１１は当該インジェクタ内のコイル１１ｓに通電されると、図示しない弁体が閉弁位置からリターンスプリングの付勢力に抗して開弁位置に変位して燃料噴射を行わしめる。コイル１１ｓが断電されると、リターンスプリングの付勢力により弁体が閉弁位置に復帰して燃料噴射を停止する。

図１に示すように、噴射制御装置１０は、マイコン１３、駆動制御ＩＣ１４、昇圧回路部１５、インジェクタ回路部１６を備えており、それら回路部１５，１６は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＴ１〜Ｔ４、チャージコンデンサＣ１、ダイオードＤ１〜Ｄ４等を含む。なお、本実施形態のマイコン１３及び駆動制御ＩＣ１４は、図示しない記憶部を含むと共に各回路部１５，１６を制御する制御手段乃至制御部を構成している。

マイコン１３は、装置の動作全般を制御する。マイコン１３は、図１に示すように充電電圧検出部１３ａ及び充電時間演算部１３ｂを備えており、後述する電圧検出手段、時間検出手段、及び傾き検出手段として機能する。マイコン１３は、インジェクタ駆動要求時、信号ラインＳＬを介して、インジェクタ１１の夫々についての開弁及び閉弁を指令するための駆動要求信号（気筒毎の噴射信号Ｓ＃１〜Ｓ＃ｎ）を駆動制御ＩＣ１４に送信する。

駆動制御ＩＣ１４は、駆動要求のあるインジェクタ１１のコイル１１ｓに電流を供給する制御を行う。駆動制御ＩＣ１４は閾値電圧制御部１４ａを備えており、後述する閾値電圧を変更する閾値電圧変更手段として機能する。

噴射制御装置１０の電源端子Ｐｄには、直流電源たるバッテリ電源から出力されるバッテリ電圧ＶＢが供給されている。噴射制御装置１０の出力端子Ｐ１ａと出力端子Ｐ１ｂとの間には、コイル１１ｓが接続されている。ここで、図１で上側の端子Ｐ１ａは、インジェクタ＃１のコイル１１ｓ、及び他のインジェクタ＃２〜＃ｎのコイル１１ｓの共通の端子とされ、下側の端子Ｐ１ｂは、各インジェクタ＃１〜＃ｎのコイル１１ｓが夫々接続される各別の端子とされている。以下では説明の便宜上、１つのインジェクタ＃１の駆動に係る構成を中心に説明する。

先ず、昇圧回路部１５は、駆動開始直後にインジェクタ１１を高速に開弁させるべく、そのインジェクタ１１に所謂ピーク電流としての放電電流を流すための昇圧電圧を生成する。電源端子Ｐｄとグランドとの間には、昇圧用のインダクタＬ１、チャージＭＯＳとも称すトランジスタＴ１、及び電流検出用の抵抗Ｒ１が直列に接続されている。

トランジスタＴ１のドレインには、逆流防止用のダイオードＤ１のアノードが接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、ノードＮｐに接続されている。駆動制御ＩＣ１４は、昇圧回路部１５のノードＮｐの電圧に基づいて、昇圧電圧が目標電圧に一致するようにトランジスタＴ１の駆動を制御する。係る制御により、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ１を通して、チャージコンデンサＣ１に移され、昇圧動作が行われる。

チャージコンデンサＣ１は、昇圧電圧を充電する、例えばアルミ電解コンデンサである（他の種類のコンデンサでもよい）。チャージコンデンサＣ１は、その一方の端子が昇圧回路部１５のノードＮｐに接続され、他方の端子がグランドに接続されている。駆動制御ＩＣ１４は、上記した昇圧動作によりバッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧でチャージコンデンサＣ１を充電するように昇圧回路部１５（ＤＣＤＣコンバータ）を制御する。

インジェクタ回路部１６において、気筒ＭＯＳとも称すトランジスタＴ２は、コイル１１ｓの下流側における端子Ｐ１ｂと、抵抗Ｒ２の一方の端子との間に設けられている。抵抗Ｒ２は電流検出用のものであり、その他方の端子はグランドに接続されている。気筒ＭＯＳは、各インジェクタ＃１〜＃ｎについて夫々のコイル１１ｓと対応するように設けられており、駆動対象のインジェクタ＃１〜＃ｎを選択するためのスイッチング素子に相当する。また、コイル１１ｓの下流側における端子Ｐ１ｂには、エネルギー回収用のダイオードＤ２のアノードが接続され、そのカソードが昇圧回路部１５のノードＮｐつまりチャージコンデンサＣ１の正極側に接続されている。

インジェクタ回路部１６において、放電ＭＯＳとも称すトランジスタＴ３は、昇圧回路部１５のノードＮｐと、コイル１１ｓの上流側における端子Ｐ１ａとの間に設けられている。更に、定電流ＭＯＳとも称すトランジスタＴ４は、電源端子Ｐｄと逆流防止用のダイオードＤ３のアノードとの間に設けられている。ダイオードＤ３のカソードには、端子Ｐ１ａが接続されている。また、端子Ｐ１ａには、アノードがグランドに接続された電流還流用のダイオードＤ４のカソードが接続されている。

上記したマイコン１３及び駆動制御ＩＣ１４は、前記記憶部に記憶されたソフトウェアや、ハードウェア、又はそれらの組合せにより制御手段として機能する任意の構成を採用することができる。例えば、当該制御手段は、多数の論理回路を含むデジタル回路や、アナログ回路を含むハードウェアで構成してもよい。

マイコン１３は、エンジン回転数、アクセル開度等、図示しない各種センサで検出される検出情報に基づいて、インジェクタ＃１〜＃ｎに対応する気筒毎の噴射信号（Ｈレベルの信号Ｓ１＃〜Ｓ＃ｎ）を生成し、駆動制御ＩＣ１４に出力する。駆動制御ＩＣ１４は、燃料噴射制御時において、噴射信号Ｓ＃１〜Ｓ＃ｎに基づき、チャージＭＯＳ、放電ＭＯＳ、定電流ＭＯＳ、気筒ＭＯＳの夫々のオンオフを制御することで、コイル１１ｓに駆動電流を通電させてインジェクタ＃１〜＃ｎを開弁させる。

具体的には例えば図２に示すように、駆動制御ＩＣ１４は、マイコン１３から駆動要求のある第ｎ気筒のインジェクタ＃ｎの噴射信号Ｓ＃ｎがＨレベルの期間ＴＳ、インジェクタ＃ｎに対応するトランジスタＴ２をオンさせると共に、当該駆動期間ＴＳの開始時、トランジスタＴ３をオンさせる。

そして、駆動制御ＩＣ１４は、コイル１１ｓに流れる負荷電流たるインジェクタ電流を、抵抗Ｒ２に生じる電圧に基づき検出し、その負荷電流が放電電流の目標最大値Ｉ_ＰＥＡＫになったと判定すると、トランジスタＴ３をオフにする。こうして、コイル１１ｓへの通電開始時には、チャージコンデンサＣ１に蓄積されていたエネルギーにより、コイル１１ｓに流れる負荷電流が急激に立ち上がり、そのピーク電流Ｉ_ＰＥＡＫに至るまでの放電電流によって、インジェクタ＃ｎを速やかに開弁作動させる。

また、駆動制御ＩＣ１４は、トランジスタＴ３をオフした後、抵抗Ｒ２に生じる電圧に基づき検出される負荷電流が、Ｉ_ＰＥＡＫより小さい一定の電流となるように、トランジスタＴ４をオンオフさせる定電流制御を行う。即ち、駆動制御ＩＣ１４は、図２の駆動期間ＴＳにおいて、負荷電流が下側閾値Ｉｃ_＿Ｌ以下であると判定するとトランジスタＴ４をオンし、負荷電流が上側閾値Ｉｃ_＿Ｈ以上であると判定するとトランジスタＴ４をオフする制御を実行する。この場合、下側閾値Ｉｃ_＿Ｌと、上側閾値Ｉｃ_＿Ｈと、目標最大値Ｉ_ＰＥＡＫとは、同図２の如く「Ｉ_ＰＥＡＫ＞Ｉｃ_＿Ｈ＞Ｉｃ_＿Ｌ」の関係で表される。係る定電流制御により、負荷電流が目標最大値Ｉ_ＰＥＡＫから低下して下側閾値Ｉｃ_＿Ｌ以下になると、以降、トランジスタＴ４のオンオフが繰り返されることで、負荷電流の平均値は、Ｉｃ_＿ＨとＩｃ_＿Ｌとの間の一定電流Ｉｃに維持される。

上記した定電流制御において、トランジスタＴ４のオン時に、電源ライン側たる端子Ｐｄ側からトランジスタＴ４とダイオードＤ３とを介してコイル１１ｓへ電流が流れ、トランジスタＴ４のオフ時に、グランド側からダイオードＤ４を介して電流が還流する。なお、図２の駆動期間ＴＳにおいて、噴射信号Ｓ＃ｎがＨレベルになってからの初期の期間、つまり負荷電流が上側閾値Ｉｃ_＿Ｈに到達するまでの間、トランジスタＴ４がオンされているのは、上記定電流制御によるものである。

この後、駆動制御ＩＣ１４は、マイコン１３からの噴射信号Ｓ＃ｎがＬレベルになると、トランジスタＴ２をオフすると共に、トランジスタＴ４のオンオフによる定電流制御を終了して、それらオフの状態を保持する。これにより、コイル１１ｓへの通電が停止してインジェクタ＃ｎが閉弁し、そのインジェクタ＃ｎによる燃料噴射が終了する。なお、噴射信号Ｓ＃ｎがＬレベルになって、トランジスタＴ２，Ｔ４がオフにされると、コイル１１ｓに発生するフライバックエネルギー、つまり残留したエネルギーは、ダイオードＤ２を通じてチャージコンデンサＣ１で回収される。

上記した定電流制御に関して、一定電流Ｉｃの値の他、例えば当該Ｉｃよりも小さい一定電流の値を、前記記憶部に予め記憶させておき、駆動制御ＩＣ１４により、定電流制御の前半部で一定電流Ｉｃを供給する制御を実行し、後半部で当該Ｉｃよりも小さい一定電流を供給する制御を実行するようにしてもよい。

また、本実施形態では、トランジスタＴ３がオンされてから負荷電流がＩ_ＰＥＡＫに達するまでの期間をコンデンサ放電期間（図５参照）としており、コンデンサ放電期間以外の期間を、コンデンサ充電可能期間としている。つまり、駆動制御ＩＣ１４は、定電流制御を実行しているときにも、上記昇圧動作によるチャージコンデンサＣ１の充電を行える構成としている。

そして、駆動制御ＩＣ１４は、コンデンサ充電可能期間において、昇圧動作によりチャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃが目標電圧となるように、昇圧回路部１５を制御する。具体的には、駆動制御ＩＣ１４は、チャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ、つまり当該コンデンサＣ１の正極側の電圧を示すノードＮｐの電圧を検出する。駆動制御ＩＣ１４は、検出された充電電圧Ｖｃが、閾値電圧制御部１４ａにて設定された第１閾値電圧Ｖｃ_−１（図５参照）まで低下したと判定すると、コンデンサ充電可能期間にトランジスタＴ１を繰り返しオンオフさせることで、例えば図５で「充電目標電圧」として示す満充電電圧となるようにチャージコンデンサＣ１を充電させる。

この場合、図３に示すように、トランジスタＴ１をオンさせると、インダクタＬ１とトランジスタＴ１とを通じて抵抗Ｒ１に充電電流が流れ、トランジスタＴ１をオフさせると、チャージコイルたるインダクタＬ１に蓄積されたエネルギーが、ダイオードＤ１を通じてチャージコンデンサＣ１に移り、充電電圧Ｖｃを上昇させる。それ故、駆動制御ＩＣ１４は、トランジスタＴ１をオンしてから抵抗Ｒ１に生じる電圧によって検出される電流、つまりインダクタＬ１に流れる電流が所定値に達すると、トランジスタＴ１を所定時間だけオフし、再びオンするという制御を繰り返し、以ってチャージコンデンサＣ１を目標電圧となるまで充電する。

また、本実施形態では、図５に示すように１燃焼サイクルで燃料噴射を複数回行う多段噴射（同図では３段噴射を例示）の実施が可能とされ、マイコン１３は、上記した各種センサで検出されるエンジン回転数等の検出情報に基づいて実施する燃料噴射の段数を決定する構成とされている。マイコン１３は、多段噴射を実施する場合、その１段目たる最初の噴射信号Ｓ＃ｎを出力する前に、決定した段数「ｍ」つまり噴射段数を示す段数情報ｍを、駆動制御ＩＣ１４に出力する。

ところで、上記した第１閾値電圧Ｖｃ_−１は、インジェクタ１１の駆動制御に必要な電荷を充電するための閾値に係る充電条件として、予め前記記憶部に記憶されている。もっとも例えば、チャージコンデンサＣ１の性能の劣化等に起因して充電速度が低下した場合、十分な電荷を当該コンデンサＣ１に蓄えることができなくなる事態も想定される。特に、多段噴射を実施する場合、噴射間隔が短くなり、ピーク電流制御を実行する時間間隔も短くなる。

そこで、本実施形態のマイコン１３は、前記充電条件でのチャージコンデンサＣ１の充電に時間を要すると判定した場合、当該充電条件を、駆動制御ＩＣ１４による充電開始のタイミングを早める充電条件に変更するようになっている。例えば、前記記憶部には、第１閾値電圧Ｖｃ_−１の他、充電条件を変更するものとして当該第１閾値電圧よりも高い閾値として予め設定された第２閾値電圧Ｖｃ_−２（図５参照）が記憶されている。

そして、マイコン１３は、充電条件を変更する際、駆動制御ＩＣ１４の閾値電圧制御部１４ａに、当初の第１閾値電圧Ｖｃ_−１から第２閾値電圧Ｖｃ_−２への変更を指令することで、昇圧回路部１５での昇圧動作を、早いタイミングで行う充電条件にしている。こうした充電条件の変更に係る具体的な構成について、図４も参照しながら説明する。図４のフローチャートは、マイコン１３により実行される充電時間検出処理の流れを示している。なお、以下において、基準電圧等といった基準値乃至所定値は、予め前記記憶部に記憶されているものとする。

先ず、マイコン１３は、昇圧回路部１５の昇圧動作時において、充電時間検出処理を開始すると、自身１３の充電電圧検出部１３ａによりチャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを検出する。また、マイコン１３は、検出した充電電圧Ｖｃの値が、第１電圧から第２電圧に上昇するまでの充電時間を、自身１３の充電時間演算部１３ｂにより計測する（ステップＳ１１）。

具体的には、マイコン１３は、図３に示す第１電圧としての第１基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｌ及び第２電圧としての第２基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｈを設定し、チャージコンデンサＣ１の充電によって、その充電電圧Ｖｃが第１基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｌから第２基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｈに至るまでの充電時間Ｔｃを求める。基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｌ，Ｖｔｈ_＿Ｈは、例えば第１閾値電圧Ｖｃ_−１より大きく且つ前記満充電電圧より小さい範囲を画する２つの電圧値であるが、それら電圧値の差が、充電時間Ｔｃを測るうえで正確性を担保できる所定の電圧範囲を画する適宜の値に設定されている。

そして、マイコン１３は、図４のステップＳ１２において、求めた充電時間Ｔｃと、基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｌ，Ｖｔｈ_＿Ｈに対応して予め設定された正常充電時間Ｔｃ_＿ＭＡＸとを比較する。マイコン１３は、係る充電時間Ｔｃが正常充電時間Ｔｃ_＿ＭＡＸと同じ若しくは短い（Ｔｃ≦Ｔｃ_＿ＭＡＸ）と判定すると（ステップＳ１２にてＹＥＳ）、チャージコンデンサＣ１の充電時間Ｔｃが正常な時間の範囲以内にあるものとして、この処理を終了する（ＥＮＤ）。

これに対し、マイコン１３は、充電時間Ｔｃが正常充電時間Ｔｃ_＿ＭＡＸを超えると判定したとする（ステップＳ１２にてＮＯ）。このようにチャージコンデンサＣ１の充電時間Ｔｃが正常な時間の範囲以内になければ、昇圧回路部１５での充電速度が低下したものと言える。

この場合、マイコン１３は、駆動制御ＩＣ１４の閾値電圧制御部１４ａに対して、充電開始電圧を規定する閾値電圧について、第２閾値電圧Ｖｃ_−２への変更を指令する信号を送信する（ステップＳ１３）。これにより、駆動制御ＩＣ１４は、閾値電圧制御部１４ａにて当初の第１閾値電圧Ｖｃ_−１から第２閾値電圧Ｖｃ_−２へと変更する設定を行うことで、チャージコンデンサＣ１の充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する。

上記構成の作用について、図５を参照しながら説明する。図５では、１つのインジェクタ＃ｎにおける３段噴射を実施する場合を例示している。
図５に示すコンデンサ放電期間では、チャージコンデンサＣ１の放電が行われ、当該コンデンサＣ１の電荷の減少に伴い、充電電圧Ｖｃが低下する。それ故、燃料の噴射段数ｍが多いほど、その段数ｍの分チャージコンデンサＣ１の放電が繰り返される結果、充電電圧Ｖｃの低下は、より大きくなる。

これにより、駆動制御ＩＣ１４は、充電電圧Ｖｃが、予め設定された第１閾値電圧Ｖｃ_−１まで低下したと判定すると、当該コンデンサ放電期間の経過後直ちに、昇圧回路部１５での昇圧動作を開始させる。このとき、図５の「充電速度正常時」として太線で表すように、充電電圧Ｖｃが正常な充電速度で上昇する場合（同図の右下側の太線参照）、上記した充電時間検出処理の実行において、当該充電時間Ｔｃが正常な時間の範囲以内にあるものとして処理されるため（前記ステップＳ１２にてＹＥＳ）、第１閾値電圧Ｖｃ_−１の設定が維持される。

一方、図５の「充電速度低下時」として表すように、充電電圧Ｖｃが正常な充電速度で上昇しない場合（同図の右下側の二点鎖線参照）、充電時間検出処理の実行において、当該充電時間Ｔｃが正常な時間の範囲を超えるものとして処理されるため（前記ステップＳ１２にてＮＯ）、第１閾値電圧Ｖｃ_−１から第２閾値電圧Ｖｃ_−２への設定変更が行われる（前記ステップＳ１３）。これにより、図５の「閾値変更後」として表すように、多段噴射の途中で第２閾値電圧Ｖｃ_−２に低下すると、コンデンサ放電期間以外の期間をコンデンサ充電可能期間として、昇圧動作は、当該コンデンサ放電期間を除くようにして間欠的に実行され、その多段噴射後、充電電圧Ｖｃが充電目標電圧に到達するまで継続して実行されることとなる。

また、同図から明らかなように、第２閾値電圧Ｖｃ_−２は、第１閾値電圧Ｖｃ_−１に比して高く（Ｖｃ_−２＞Ｖｃ_−１）、閾値変更後にあっては、第１閾値電圧Ｖｃ_−１が設定されていた通常時に比して、早い時期に充電が開始されることとなる。それ故、コンデンサ充電可能期間における、充電停止期間つまり昇圧動作を行わない期間を短くすることができる。これにより、チャージコンデンサＣ１の充電可能期間が短い時、例えば、多気筒エンジンが高速回転し、燃料の多段噴射が行われる時でも、チャージコンデンサＣ１の高い充電電圧Ｖｃの確保が可能となる。

以上説明したように、本実施形態のマイコン１３は、閾値電圧制御部１４ａにて予め設定された充電条件でのチャージコンデンサＣ１の充電に時間を要すると判定した場合、当該充電条件を、チャージコンデンサＣ１の充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する。

これによれば、例えばチャージコンデンサＣ１の充電速度が低下した場合、その充電開始を早めて充電不足が生じないようにすることができる。また、燃料噴射の実施に必要な電荷をチャージコンデンサＣ１に蓄積することができ、例えば従来技術のように多段噴射における副噴射の実施を制限することなく、燃料の噴射を適切に行うことが可能となる。

本実施形態のマイコン１３は、チャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃが第１基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｌから第２基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｈに上昇するまでの充電時間Ｔｃを検出する時間検出手段としての検出部１３ａ乃至演算部１３ｂを備え、その充電時間演算部１３ｂで検出された充電時間Ｔｃが正常充電時間Ｔｃ_＿ＭＡＸを超えると判定した場合、チャージコンデンサＣ１の充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する。

これによれば、チャージコンデンサＣ１の充電に時間を要するか否かを、検出した充電時間Ｔｃに基づき適切に判定することができる。
また、本実施形態の充電条件は、チャージコンデンサＣ１の充電を開始する閾値として予め設定された第１閾値電圧Ｖｃ_−１に充電電圧Ｖｃが低下したことを条件とし、当該第１閾値電圧Ｖｃ_−１よりも高い第２閾値電圧Ｖｃ_−２に変更することにより、チャージコンデンサＣ１の充電開始のタイミングを早める。

これによれば、駆動制御ＩＣ１４において、閾値電圧制御部１４ａの閾値の設定を変更するといった簡単な構成で、チャージコンデンサＣ１の充電開始時期を早めることができる。

＜その他の実施形態＞
図６〜図８は、本発明の第２、第３実施形態を示すものであり、充電時間検出処理と異なる処理が実行される。以下では、既述した実施形態と実質的に異なる点について述べることとする。

図６のフローチャートは、マイコン１３により実行される第２実施形態の充電電圧傾き検出処理の流れを示している。先ず、マイコン１３は、昇圧回路部１５の昇圧動作時において、充電電圧傾き検出処理を開始すると、充電電圧検出部１３ａ及び充電時間演算部１３ｂにより検出される、チャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃの時間変化における当該充電電圧Ｖｃの傾きを検出する（ステップＳ２１）。

具体的には図７に示すように、マイコン１３は、充電電圧検出部１３ａによりチャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを、時間差ΔＴｃをおいて２回検出し、充電時間演算部１３ｂにより当該検出値の増加分ΔＶｃを当該時間ΔＴｃで除算することにより（ΔＶｃ／ΔＴｃ）、充電電圧Ｖｃの傾きの値を求める。

そして、マイコン１３は、図６のステップＳ２２において、求めた充電電圧Ｖｃの傾きの値と、予め設定された所定の傾き値とを比較する。ここで、所定の傾き値は、チャージコンデンサＣ１の正常な充電速度の下限の判定基準に対応する値である。それ故、マイコン１３は、係る充電電圧Ｖｃの傾きの値が所定の傾き値以上（（ΔＶｃ／ΔＴｃ）≧所定の傾き値）と判定すると（ステップＳ２２にてＹＥＳ）、チャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃが正常な充電速度で上昇しているものとして、この処理を終了する（ＥＮＤ）。

これに対し、マイコン１３は、充電電圧Ｖｃの傾きの値が所定の傾き値に満たないと判定したとする（ステップＳ２２にてＮＯ）。このような場合には、昇圧回路部１５でのチャージコンデンサＣ１の充電速度が低下したものと言える。そこで、マイコン１３は、駆動制御ＩＣ１４の閾値電圧制御部１４ａに対して、第１閾値電圧Ｖｃ_−１から第２閾値電圧Ｖｃ_−２への変更を指令する信号を送信する（ステップＳ２３）。これにより、駆動制御ＩＣ１４は、閾値電圧制御部１４ａにて第２閾値電圧Ｖｃ_−２に変更する設定を行う。

以上説明したように、本第２実施形態のマイコン１３は、チャージコンデンサＣ１の充電時にその充電電圧Ｖｃの時間変化における当該充電電圧Ｖｃの傾きを検出する傾き検出手段としての検出部１３ａ乃至演算部１３ｂを備え、その傾き検出手段で検出された充電電圧Ｖｃの傾きが所定の傾き値に満たないと判定した場合、チャージコンデンサＣ１の充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する。

これによれば、充電電圧Ｖｃが、或る基準電圧まで上昇する所要時間を待つことなく、充電電圧Ｖｃの傾きに基づきチャージコンデンサＣ１の充電に時間を要するか否かを適切に判定することができる。

図８のフローチャートは、第３実施形態の充電電圧検出処理の流れを示している。
マイコン１３は、同図８のステップＳ３１，Ｓ３２において、前記ステップＳ１１，Ｓ１２と同様、第１基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｌから第２基準電圧Ｖｔｈ_＿Ｈに至るまでの充電時間Ｔｃを求め、その充電時間Ｔｃと正常充電時間Ｔｃ_＿ＭＡＸとを比較する。なお、ステップＳ３１，Ｓ３２において、昇圧回路部１５での充電速度の低下を判定するために、前記ステップＳ２１，Ｓ２２と同様、充電電圧Ｖｃの傾きの値を求め、その充電電圧Ｖｃの傾きの値と所定の傾き値とを比較してもよい。

ここで、マイコン１３は、充電時間Ｔｃが正常充電時間Ｔｃ_＿ＭＡＸを超えると判定したとする（ステップＳ３２にてＮＯ）。この場合、マイコン１３は、何れかのインジェクタ＃１〜＃ｎにおけるｍ段噴射の開始前に、充電電圧検出部１３ａによりチャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを検出する（ステップＳ３３）。この場合の充電電圧Ｖｃの検出は、例えば燃料噴射直前に行うものとし、その燃料噴射直前の検出タイミング（検出期間）を、図５の矢印Ａで表す。なお、図５の「充電遅れ検出期間」として表す期間は、上記昇圧動作が行われる期間であって、前記ステップＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１の検出処理を実行しうる期間である。

次いで、マイコン１３は、検出された充電電圧Ｖｃと、所定の電圧値とを比較する（ステップＳ３４）。ここで、所定の電圧値は、例えばｍ段噴射の実施に際して必要な充電電圧を表す値であり、実際の噴射段数ｍや、当該多段噴射における各噴射間の時間に応じて予め規定された電圧値のデータテーブルの照合により定められる。つまり、多段噴射の回数ｍが比較的多い場合には、比較的多くの電荷がチャージコンデンサＣ１に蓄えられていなければ、多段噴射の途中で充電電圧Ｖｃが第１閾値電圧Ｖｃ_−１を下回ることが想定される。そこで、マイコン１３は、例えば図５の３段噴射の実施に際して検出された充電電圧Ｖｃが、当該３段噴射の実施に必要な所定の電圧値（例えば充電目標電圧値とする）に満たないと判定した場合（ステップＳ３４にてＮＯ）、駆動制御ＩＣ１４の閾値電圧制御部１４ａに対して、第１閾値電圧Ｖｃ_−１から第２閾値電圧Ｖｃ_−２への変更を指令する信号を送信する（ステップＳ３５）。

これに対し、マイコン１３は、例えば図５の３段噴射の実施に際して検出された充電電圧Ｖｃが、充電目標電圧値に達していると判定した場合（ステップＳ３４にてＹＥＳ）、当該３段噴射の実施に必要な電荷がチャージコンデンサＣ１に蓄えられているものとして、この処理を終了する（ＥＮＤ）。

以上説明したように、本第３実施形態のマイコン１３は、燃料の噴射に際して、チャージコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを検出する電圧検出手段としての充電電圧検出部１３ａを備え、その充電電圧検出部１３ａで検出された充電電圧Ｖｃが所定の電圧値に満たないと判定した場合、燃料の噴射に際してチャージコンデンサＣ１の充電開始のタイミングを早める。

これによれば、燃料の噴射に際して、充電電圧Ｖｃに基づき充電条件を変更することで、チャージコンデンサＣ１の充電開始のタイミングが遅れないようにすることができる。従って、実際の燃料噴射に応じて、充電開始のタイミングを早める機会を逸せず、且つ必要な限りにおいて充電条件を変更することが可能となる。これにより、充電条件の変更に係る判断精度を高めて、適切なタイミングで充電を開始することができ、総じて内燃機関における燃料の噴射を好適に行うことができる。

また、上記構成によれば、例えば多段噴射の実施前に、充電電圧Ｖｃが所定の電圧値に満たなければ、当該噴射に先立ち第２閾値電圧Ｖｃ_−２への変更指令を行い、その多段噴射の合間（図５の複数のコンデンサ放電期間の合間）を利用した充電が可能となる。

なお、本発明は上記し且つ図面に示した各実施形態に限定されるものではなく、上記した各実施形態や変形例を組み合わせ、或いは一部の構成を省略する等、適宜変更して実施し得るものである。

例えば、図８の処理において、前記ステップＳ３１，Ｓ３２を省略し、チャージコンデンサＣ１の充電に時間を要するか否かを、燃料噴射開始に先立ち検出された充電電圧Ｖｃ及び当該燃料噴射に応じた所定の電圧値の比較により判定する。このように、前記ステップＳ３３〜Ｓ３５のみを実行する構成にあっても、つまりチャージコンデンサＣ１の充電速度の直接的な検出を行わなくても、燃料噴射開始前の充電電圧Ｖｃが所定の電圧値に満たなければ、第２閾値電圧Ｖｃ_−２への変更が行われることとなる。それ故、上記実施形態と同様、適切なタイミングで充電を開始することができる等の効果を奏する。

また、上記したトランジスタＴ１〜Ｔ４は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタに限らず、バイポーラトランジスタ等、他の種類のスイッチング素子を用いてもよい。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１０…噴射制御装置、１１…インジェクタ（噴射弁）、１３…マイコン（制御手段）、１３ａ…充電電圧検出部（時間検出手段、傾き検出手段、電圧検出手段）、１３ｂ…充電時間演算部（時間検出手段、傾き検出手段）、１４…駆動制御ＩＣ（制御手段）、１５…昇圧回路部、Ｃ１…コンデンサ。

Claims (5)

1. 内燃機関に燃料を噴射する噴射弁（１１）を駆動制御する噴射制御装置（１０）であって、
   バッテリ電源から昇圧した電圧を生成する昇圧回路部（１５）と、
   前記昇圧回路部にて昇圧された電圧を充電するコンデンサ（Ｃ１）と、
   を備え、前記コンデンサで充電された電圧を前記噴射弁に印加して、ピーク電流を前記噴射弁に通電して開弁させるようにしたものにおいて、
   前記噴射弁の駆動制御に必要な電荷を充電するために予め設定された充電条件にて、前記コンデンサを充電するように前記昇圧回路部を制御する制御手段（１３，１４）を備え、
   前記制御手段は、前記充電条件での前記コンデンサの充電に時間を要すると判定した場合、当該充電条件を、前記コンデンサの充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する噴射制御装置。
2. 前記コンデンサの充電によって、その充電電圧が第１電圧から第２電圧に上昇するまでの充電時間を検出する時間検出手段（１３ａ，１３ｂ）を備え、
   前記制御手段は、前記時間検出手段で検出された前記充電時間が所定時間を超えると判定した場合、前記コンデンサの充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する請求項１記載の噴射制御装置。
3. 前記コンデンサの充電時にその充電電圧の時間変化における当該充電電圧の傾きを検出する傾き検出手段（１３ａ，１３ｂ）を備え、
   前記制御手段は、前記傾き検出手段で検出された前記充電電圧の傾きが所定の傾き値に満たないと判定した場合、前記コンデンサの充電開始のタイミングを早める充電条件に変更する請求項１記載の噴射制御装置。
4. 前記燃料の噴射に際して、前記コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段（１３ａ）を備え、
   前記制御手段は、前記電圧検出手段で検出された前記充電電圧が所定の電圧値に満たないと判定した場合、前記燃料の噴射に際して前記コンデンサの充電開始のタイミングを早める請求項１から３の何れか一項記載の噴射制御装置。
5. 前記充電条件は、前記コンデンサの充電を開始する閾値として予め設定された第１閾値電圧に前記充電電圧が低下したことを条件とし、当該第１閾値電圧よりも高い第２閾値電圧に変更することにより、前記コンデンサの充電開始のタイミングを早める請求項１から４の何れか一項記載の噴射制御装置。

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