燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置
【課題】定電流制御時に制御されるスイッチ手段の発熱を抑制し得る燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置を提供する。
【解決手段】制御回路２１は、電磁弁１１，１２に対する定電流制御時において、スイッチング稼働率Ｄａでスイッチ２３をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御し、スイッチング稼働率Ｄｂでスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３をオン制御する。
【解決手段】制御回路２１は、電磁弁１１，１２に対する定電流制御時において、スイッチング稼働率Ｄａでスイッチ２３をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御し、スイッチング稼働率Ｄｂでスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３をオン制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁弁（インジェクタ）を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置は、電磁弁を速やかに開弁させるため、当該電磁弁に対して、直流電源の電源電圧よりも高い高電圧を生成して印加し、その後定電流制御を実施するように構成されている。この電磁弁駆動装置は、電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して上記定電流制御時に制御される第１スイッチ手段と、電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して上記定電流制御時に制御される第２スイッチ手段と、を備えている。
【０００３】
このように接続される各スイッチ手段を制御することにより、電磁弁を速やかに開弁状態へと移行させるために電磁弁に高電圧を印加して大電流（以下、ピーク電流という）を供給する。そして、定電流制御として、電磁弁に上記高電圧または電源電圧を所定の期間（以下、ピックアップ期間という）印加して弁体を開弁位置まで移動させるための電流（以下、ピックアップ電流という）を供給し、その後、さらに電磁弁に上記高電圧または電源電圧を所定の期間（以下、ホールド期間という）印加して上記弁体を開弁位置に保持するための電流（以下、ホールド電流という）を供給することで、電磁弁が開弁状態に保持されることとなる。
【０００４】
このような上記高電圧または電源電圧を電磁弁に供給する電磁弁駆動装置として、下記特許文献１に開示される電磁弁駆動装置が知られている。この電磁弁駆動装置は、設定された駆動期間の間、インジェクタ（電磁弁）のコイルの下流側に設けられた電磁弁駆動用のスイッチング素子（第１スイッチ手段）をオンすると共に、上記駆動期間の開始時には、ピーク電流供給用のスイッチング素子（第２スイッチ手段）もオンして、コンデンサに充電された高電圧をインジェクタのコイルに印加することでピーク電流を供給し、その後は上記駆動期間の終了時まで、ホールド電流供給用のスイッチング素子（第２スイッチ手段）をスイッチング制御（オン／オフ制御）して直流電源の電源電圧をインジェクタのコイルに印加することでホールド電流を供給するように構成されている。
【０００５】
また、下記特許文献２に開示される電磁負荷の駆動装置でも同様に、インジェクタ駆動時に、上記第１スイッチ手段をオンした状態で、ピーク電流供給用のトランジスタ（第２スイッチ手段）をオンすることで、コンデンサに充電された高電圧がインジェクタのコイルに印加されてピーク電流が供給される。このトランジスタのオン以後、上記第１スイッチ手段をオンした状態で、ホールド電流供給用のトランジスタ（第２スイッチ手段）を周期的にスイッチング制御することで、電源電圧による定電流（ホールド電流）がインジェクタのソレノイドに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０６３９９３号公報
【特許文献２】特開２００２−１８０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１や上記特許文献２のような構成の電磁弁駆動装置では、高精度の定電流制御等を実施する際には、駆動対象の電磁弁に対して電源電圧や上記高電圧を印加する際に制御される第２スイッチ手段におけるスイッチング回数が増加する場合がある。このようにスイッチング回数が増加すると、第２スイッチ手段におけるスイッチング損失が増大し、当該第２スイッチ手段の発熱が大きくなるといった問題が生じる。また、第２スイッチ手段に代えて電磁弁の低電位側に接続される第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御しても定電流制御が可能であるが、この場合でも、第１スイッチ手段のスイッチング回数が増加すると、第１スイッチ手段におけるスイッチング損失が増大し、当該第１スイッチ手段の発熱が大きくなるといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、定電流制御時に制御されるスイッチ手段の発熱を抑制し得る燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置は、電磁弁（１１，１２）に対して、直流電源（Ｂ）の電源電圧（ＶＢ）よりも高い高電圧を生成して印加し、その後定電流制御を実施することで当該電磁弁を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置（２０，２０ａ）であって、前記高電圧を前記電磁弁に印加可能なコンデンサ（Ｃ）と、前記直流電源から前記高電圧を生成して前記コンデンサを充電する充電手段（２５）と、前記電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第１スイッチ手段（２２ａ，２２ｂ）と、前記電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第２スイッチ手段（２３，２４）と、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御可能な制御手段（２１）と、を備え、前記制御手段は、前記定電流制御時において、第１の稼働率（Ｄａ）で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率（Ｄｂ）で前記第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｌ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｌ）と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｃ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｃ）と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段（２１）を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、前記第１スイッチ手段に生じる発熱と前記第２スイッチ手段に生じる発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第１スイッチ手段の温度を検出する第１温度検出手段（２２ａ，２２ｂ）と、前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段（２３）と、を備え、前記制御手段は、前記第１温度検出手段により検出される温度から求められる前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、複数の電磁弁が駆動対象であって、前記第１スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して低電位側にそれぞれ接続されるとともに、前記第２スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して高電位側に共用して接続され、前記制御手段は、前記複数の電磁弁のうち駆動する電磁弁に対する前記定電流制御時において、第１の稼働率で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記駆動する電磁弁の低電位側の前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で当該第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｌ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｌ）と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記各第１スイッチ手段のそれぞれの発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｃ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｃ）と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記各第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段（２１）を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、複数の前記第１スイッチ手段の温度をそれぞれ検出する複数の第１温度検出手段（２２ａ，２２ｂ）と、前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段（２３）と、を備え、前記制御手段は、前記複数の第１温度検出手段によりそれぞれ検出される温度から求められる前記各第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第２スイッチ手段は、前記定電流制御時において、前記高電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段（２４）と、前記電源電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段（２３）とにより構成されることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、制御手段は、電磁弁に対する定電流制御時において、第１の稼働率で第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する。
【００２２】
これにより、電磁弁に対する定電流制御時での全て期間において第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第１スイッチ手段をオン制御する場合や第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する場合と比較して、第１スイッチ手段または第２スイッチ手段の最大スイッチング回数を減らすことができる。具体的には、例えば、従来では、第１スイッチ手段がオン状態である場合に第２スイッチ手段を９回スイッチング（オン／オフ）していた場合でも、本発明により、上記第２の稼働率で第１スイッチ手段を５回スイッチングし、上記第１の稼働率で第２スイッチ手段を５回スイッチングすることで、最大スイッチング回数を９回から５回に減らすことができる。
したがって、最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御される第１スイッチ手段および第２スイッチ手段の発熱を抑制することができる。
【００２３】
請求項２の発明では、制御手段は、第１スイッチ手段と第２スイッチ手段との両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。このように第１の稼働率および第２の稼働率が設定されて第１スイッチ手段および第２スイッチ手段が制御されることで、上記両スイッチ手段にて生じる発熱の差が小さくなり、一方のスイッチ手段が他方のスイッチ手段よりも高発熱する場合と比較して、当該両スイッチ手段の発熱を効果的に抑制することができる。
【００２４】
請求項３の発明では、制御手段は、第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第２の稼働率とに応じて変化する第１スイッチ手段の発熱と、第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第１の稼働率とに応じて変化する第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率および第２の稼働率を設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００２５】
１回のオン／オフでのスイッチング損失と第１の稼働率および第２の稼働率からスイッチング期間を通しての全スイッチング損失が求められることから、第１スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該第１スイッチ手段の発熱を求める数式が成立し、第２スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該第２スイッチ手段の発熱を求める数式が成立する。このように成立する両数式の差が小さくなるように、すなわち、両スイッチ手段の発熱の差が小さくなるように第１の稼働率および第２の稼働率を設定することで、両スイッチ手段の発熱状態が各損失を考慮するように高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００２６】
請求項４の発明では、補正手段により、上記数式に用いられる定常損失が、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と電源電圧とに応じて補正される。定常損失は、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性（以下、インジェクタ特性という）と電源電圧とに応じて変動するため、これらインジェクタ特性および電源電圧に応じて定常損失を補正することで、両スイッチ手段の発熱状態が高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００２７】
請求項５の発明では、制御手段は、予め測定されて記憶される上記第１発熱状態および上記第２発熱状態に基づいて、第１スイッチ手段に生じる発熱と第２スイッチ手段に生じる発熱との差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００２８】
このように、所定期間スイッチング制御したときの第１スイッチ手段の第１発熱状態と第２スイッチ手段の第２発熱状態とが予め測定されているため、これら第１発熱状態および第２発熱状態から両スイッチ手段の発熱の差を小さくするスイッチング期間の比率、すなわち、第１の稼働率および第２の稼働率を求めることができる。このように、実測された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれ設定されるので、両スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００２９】
請求項６の発明では、制御手段は、第１温度検出手段により検出される温度から求められる第１スイッチ手段の発熱と、第２温度検出手段により検出される温度から求められる第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００３０】
これにより、例えば、電磁弁の開弁ごとに測定した温度から求めた両スイッチ手段の発熱に基づいて第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して当該両スイッチ手段を制御することで、事前の試験等を必要とすることなく、両スイッチ手段の発熱状態に応じた第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれリアルタイムに設定されるので、両スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３１】
請求項７の発明では、制御手段は、複数の電磁弁のうち駆動する電磁弁に対する定電流制御時において、第１の稼働率で第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに駆動する電磁弁の低電位側の第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で当該第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する。
【００３２】
これにより、駆動する電磁弁に対する定電流制御時での全て期間において第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに上記第１スイッチ手段をオン制御する場合や上記第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する場合と比較して、上記第１スイッチ手段または第２スイッチ手段の最大スイッチング回数を減らすことができる。
したがって、複数の電磁弁が駆動対象であっても、最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御される各第１スイッチ手段および第２スイッチ手段の発熱を抑制することができる。
【００３３】
請求項８の発明では、制御手段は、複数の第１スイッチ手段と第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、複数の第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。このように第１の稼働率および第２の稼働率が設定されて各第１スイッチ手段および第２スイッチ手段が制御されることで、各スイッチ手段にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチ手段が他のスイッチ手段よりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ手段の発熱を効果的に抑制することができる。
【００３４】
請求項９の発明では、制御手段は、第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第２の稼働率とに応じて変化する各第１スイッチ手段のそれぞれの発熱と、第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第１の稼働率とに応じて変化する第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率および第２の稼働率を設定して、各第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００３５】
上記請求項３の発明と同様に、１回のオン／オフでのスイッチング損失と第１の稼働率および第２の稼働率からスイッチング期間を通しての全スイッチング損失が求められることから、各第１スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該各第１スイッチ手段の発熱の平均値を求める数式が成立し、第２スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該第２スイッチ手段の発熱を求める数式が成立する。このように成立する両数式の差が小さくなるように、すなわち、各スイッチ手段の発熱の差が小さくなるように第１の稼働率および第２の稼働率を設定することで、各スイッチ手段の発熱状態が各損失を考慮するように高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３６】
請求項１０の発明では、補正手段により、上記数式に用いられる定常損失が、各電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と電源電圧とに応じて補正される。定常損失は、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因するインジェクタ特性と電源電圧とに応じて変動するため、これらインジェクタ特性および電源電圧に応じて定常損失を補正することで、各スイッチ手段の発熱状態が高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３７】
請求項１１の発明では、制御手段は、予め測定されて記憶される上記第１発熱状態および上記第２発熱状態に基づいて、複数の第１スイッチ手段と第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、複数の第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００３８】
このように、所定期間スイッチング制御したときの第１スイッチ手段の第１発熱状態と第２スイッチ手段の第２発熱状態とが予め測定されているため、これら第１発熱状態および第２発熱状態から各スイッチ手段の発熱の差を小さくするスイッチング期間の比率、すなわち、第１の稼働率および第２の稼働率を求めることができる。このように、実測された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれ設定されるので、各スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３９】
請求項１２の発明では、制御手段は、複数の第１温度検出手段によりそれぞれ検出される温度から求められる各第１スイッチ手段の発熱と、第２温度検出手段により検出される温度から求められる第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、複数の第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００４０】
これにより、例えば、各電磁弁の開弁ごとに測定した温度から求めた各スイッチ手段の発熱に基づいて第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して当該各スイッチ手段を制御することで、事前の試験等を必要とすることなく、各スイッチ手段の発熱状態に応じた第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれリアルタイムに設定されるので、各スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
請求項１３の発明では、第２スイッチ手段は、定電流制御時において、上記高電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段と、電源電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段とにより構成される。これにより、第２スイッチ手段を構成する両スイッチ手段のいずれかを第１の稼働率でスイッチング制御することで定電流制御を実施する場合でも、最大スイッチング回数が減りスイッチング損失の増大を抑制することができる。また、定電流制御時に第２スイッチ手段を構成する両スイッチ手段の一方をスイッチング制御するとともに他方をオフ制御し、その後他方をスイッチング制御するとともに一方をオフ制御する場合に、両スイッチ手段を上記第１の稼働率に応じてスイッチング制御する場合でも、最大スイッチング回数が減りスイッチング損失の増大を抑制することができる。このようにしても、定電流制御時に制御される第１スイッチ手段および第２スイッチ手段の発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態に係る電磁弁駆動装置を採用した燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】制御回路により実施される電磁弁駆動制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【図３】第１実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図である。
【図４】スイッチング損失を説明するための説明図である。
【図５】定常損失と環流中の損失との関係を示す説明図である。
【図６】ピックアップ期間およびホールド期間における各スイッチの制御状態を示すタイミングチャートである。
【図７】第４実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図である。
【図８】第５実施形態に係る電磁弁駆動装置を採用した燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】第５実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る電磁弁駆動装置２０を採用した燃料噴射制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。
図１に示す燃料噴射制御装置１０は、例えば車両に搭載された２気筒エンジンの各気筒に燃料を噴射供給する電磁ソレノイド式ユニットインジェクタ（以下単に、電磁弁１１，１２という）と、これら両電磁弁１１，１２に対して、直流電源（バッテリ）Ｂの電源電圧ＶＢよりも高い高電圧を生成して印加し、その後、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢを印加することで当該両電磁弁１１，１２を駆動する電磁弁駆動装置２０とを備えている。
【００４３】
電磁弁１１，１２は、それぞれコイル１１ａ，１２ａを有した常閉式（ノーマルクローズタイプ）の電磁弁であり、そのコイル１１ａ，１２ａに通電されると、図示しない弁体がリターンスプリングの付勢力に抗して開弁位置に移動してその開弁状態が維持されることで、燃料噴射が行われる。また、コイル１１ａ，１２ａの通電が遮断されると、弁体が元の閉弁位置に戻り、燃料噴射が停止される。これら両電磁弁１１，１２は、電磁弁駆動装置２０により、同時に開弁状態にならないように駆動制御される。
【００４４】
電磁弁駆動装置２０は、出力端子として、電磁弁１１のコイル１１ａの高電位側（ハイサイド）が接続される出力端子Ｐ１と、コイル１１ａの低電位側（ローサイド）が接続される出力端子Ｐ２と、電磁弁１２のコイル１２ａの高電位側が接続される出力端子Ｐ３と、コイル１２ａの低電位側が接続される出力端子Ｐ４と、を備えている。また、電磁弁駆動装置２０は、一端がグランドライン（ＧＮＤ＝０Ｖ）に接続された電流検出用抵抗Ｒ１の他端と出力端子Ｐ２との間に直列に設けられた電磁弁１１の駆動用のスイッチ２２ａと、電流検出用抵抗Ｒ１の他端と出力端子Ｐ４との間に直列に設けられた電磁弁１２の駆動用のスイッチ２２ｂと、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢが供給される電源ラインに一方の出力端子が接続されたスイッチ２３と、このスイッチ２３の他方の出力端子にアノードが接続されカソードが出力端子Ｐ１，Ｐ３に接続された逆流防止用のダイオードＤ１と、両電磁弁１１，１２のいずれかを速やかに開弁状態へ移行させるために充電された高電圧をコイル１１ａ，１２ａに印加することでピーク電流を流すコンデンサＣと、コンデンサＣの正極側（グランドライン側とは反対側）を出力端子Ｐ１，Ｐ３に接続させるスイッチ２４と、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢを昇圧してその電源電圧ＶＢよりも高い高電圧を生成し、その高電圧をダイオードＤ２を介してコンデンサＣに供給することによりコンデンサＣを充電するＤＣＤＣコンバータ２５と、アノードがグランドラインに接続されカソードが出力端子Ｐ１，Ｐ３に接続されたダイオードＤ３と、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４及びＤＣＤＣコンバータ２５を制御するマイコン等からなる制御回路２１とを備えている。
【００４５】
なお、スイッチ２２ａ，２２ｂは、同じ構成のスイッチであり、特許請求の範囲に記載の「第１スイッチ手段」の一例に相当する。また、スイッチ２３，２４は、特許請求の範囲に記載の「第２スイッチ手段」の一例に相当し得る。また、制御回路２１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」の一例に相当し、ＤＣＤＣコンバータ２５は、特許請求の範囲に記載の「充電手段」の一例に相当し得る。
【００４６】
コンデンサＣは、図１に示すように、直流電源Ｂからコイル１１ａ，１２ａへの給電経路に対して並列に接続されている。また、出力端子Ｐ２とコンデンサＣの正極側との間には、コイル１１ａからコンデンサＣへフライバックエネルギーを回収するためのエネルギー回収用経路が設けられており、このエネルギー回収用経路上には、カソードをコンデンサＣ側にして電流方向制御用のダイオードＤ４ａが設けられている。また、出力端子Ｐ４とコンデンサＣの正極側との間にも同様に、コイル１２ａからコンデンサＣへフライバックエネルギーを回収するためのエネルギー回収用経路が設けられており、このエネルギー回収用経路上には、カソードをコンデンサＣ側にして電流方向制御用のダイオードＤ４ｂが設けられている。
【００４７】
一方、ＤＣＤＣコンバータ２５は、直流電源Ｂとグランドラインとの間に直列に設けられたインダクタ２５ａ及びスイッチ２５ｂを備えており、そのスイッチ２５ｂがオン／オフされることでインダクタ２５ａに蓄積したエネルギーがダイオードＤ２を通じてコンデンサＣを充電する周知のものである。なお、スイッチ２５ｂおよび上述した各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子である。
【００４８】
次に、上記のように構成された電磁弁駆動装置２０の制御回路２１により実施される電磁弁駆動制御処理について、以下に説明する。
本実施形態に係る電磁弁駆動制御処理では、ピックアップ期間Ｔｐおよびホールド期間Ｔｈにおいてスイッチ２２ａ，２２ｂとスイッチ２３とが所定の稼働率でそれぞれスイッチング制御される。このように各スイッチがスイッチング制御される電磁弁駆動制御処理について、図２および図３を用いて詳細に説明する。図２は、制御回路２１により実施される電磁弁駆動制御処理の流れを例示するフローチャートである。図３は、第１実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図であり、図３（Ａ）は、電磁弁１１に流れるインジェクタ電流値Ｉａを示し、図３（Ｂ）は、スイッチ２３のスイッチング制御状態を示し、図３（Ｃ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示し、図３（Ｄ）は、スイッチ２４の制御状態を示す。
【００４９】
制御回路２１により電磁弁駆動制御処理が開始されると、まず、エンジン回転数やアクセル開度などのエンジン運転情報に基づいて、電磁弁１１のコイル１１ａや電磁弁１２のコイル１２ａに通電すべき駆動期間がそれぞれ設定される。また、制御回路２１は、上記駆動期間が始まる前に、ＤＣＤＣコンバータ２５を作動させて、コンデンサＣを、そのコンデンサの充電電圧（正極側の電圧）が目標電圧になるまで充電させる。
【００５０】
そして、図２のステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理がなされる。この処理では、電磁弁１１，１２を駆動制御する際のピックアップ期間Ｔｐおよびホールド期間Ｔｈにおけるスイッチ２３のスイッチング稼働率Ｄａとスイッチ２２ａ，２２ｂのスイッチング稼働率Ｄｂ（＝１−Ｄａ）とが、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の各スイッチにて生じる発熱の差を小さくするように設定される。なお、スイッチング稼働率Ｄａは、特許請求の範囲に記載の「第１の稼働率」の一例に相当し、スイッチング稼働率Ｄｂは、特許請求の範囲に記載の「第２の稼働率」の一例に相当し得る。
【００５１】
具体的な設定方法としては、電磁弁１１，１２の高電位側（ハイサイド）に接続されるスイッチ２３の発熱を下記式（１）の左辺にて示す数式と、電磁弁１１，１２の低電位側（ローサイド）に接続されるスイッチ２２ａ，２２ｂの発熱を下記式（１）の右辺にて示す数式とが等しくなるように、すなわち、両数式からそれぞれ求められる両発熱が等しくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定する。なお、両数式からそれぞれ求められる両発熱が等しくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定することに限らず、両数式からそれぞれ求められる両発熱の差が小さくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。
【００５２】
【数１】
【００５３】
ここで、ｎｃは、高電位側（ハイサイド）に接続されるスイッチの個数であり、本実施形態では、スイッチ２３が採用されていることから、１に設定される。また、ＬＯＮ−Ｃは、スイッチ２３のオン時の定常損失であり、ＬＳＷ−Ｃは、スイッチ２３の１回のオン／オフでのスイッチング損失である。また、Ｒｔｈ−Ｃは、スイッチ２３の熱抵抗である。
【００５４】
また、ｎＬは、低電位側（ローサイド）に接続されるスイッチの個数であり、本実施形態では、スイッチ２２ａ，２２ｂが採用されていることから、２に設定される。また、ＬＯＮ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂのオン時の定常損失であり、ＬＳＷ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂの１回のオン／オフでのスイッチング損失である。また、ＬＲ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂにおける１回のオン／オフでの環流中の損失である。また、Ｒｔｈ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂの熱抵抗である。
【００５５】
ここで、スイッチ２３の１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃを、図４を用いて説明する。図４は、スイッチング損失を説明するための説明図である。
スイッチ２３のドレイン−ソース間電圧をＶ２、ドレイン電流をＩ２とすると、スイッチ２３がオフからオンになると、図４に示すように、ドレイン−ソース間電圧Ｖ２が０Ｖになる前にドレイン電流Ｉ２が増加するため、この電流と電圧の積に応じた損失が発生する。また、スイッチ２３がオンからオフになると、図４に示すように、ドレイン電流Ｉ２が０Ａになる前にドレイン−ソース間電圧Ｖ２が増加するため、この電流と電圧の積に応じた損失が発生する。すなわち、図４に示すハッチング領域が、上記両損失を含めたスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃに相当する。
【００５６】
次に、電磁弁１１が駆動対象である場合を例に、スイッチ２３のオン時の定常損失ＬＯＮ−Ｃと、スイッチ２２ａのオン時の定常損失ＬＯＮ−Ｌと、スイッチ２２ａにおける１回のオン／オフでの環流中の損失ＬＲ−Ｌとの関係について、図５を用いて説明する。図５は、定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌと環流中の損失ＬＲ−Ｌとの関係を示す説明図であり、図５（Ａ）は、インジェクタ電流Ｉａを示し、図５（Ｂ）は、スイッチ２３のスイッチング制御状態を示し、図５（Ｃ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示す。
【００５７】
図５に示すように、スイッチ２２ａがオンされている状態でスイッチ２３がオフからオンになると、コイル１１ａを流れるインジェクタ電流Ｉａが増加する。このように両スイッチ２２ａ，２３がオンであると、スイッチ２３に定常損失ＬＯＮ−Ｃが生じ、スイッチ２２ａに定常損失ＬＯＮ−Ｌが生じる。この状態からスイッチ２３がオンからオフになると、インジェクタ電流Ｉａが減少する。このようにスイッチ２３がオフでありスイッチ２２ａがオンであると、スイッチ２２ａに環流中の損失ＬＲ−Ｌが生じる。この状態からスイッチ２３が再びオフからオンになると、インジェクタ電流Ｉａが増加し、スイッチ２３に定常損失ＬＯＮ−Ｃが生じ、スイッチ２２ａに定常損失ＬＯＮ−Ｌが生じる。この状態からスイッチ２２ａがオフからオンになると、インジェクタ電流Ｉａが減少する。この場合には、定常損失は生じない。
【００５８】
このように、１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃ，ＬＳＷ−Ｌとそのスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂからスイッチング期間を通しての全スイッチング損失が求められることから、スイッチ２３の定常損失ＬＯＮ−Ｃおよび全スイッチング損失ＬＳＷ−Ｃ・Ｄａと熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃと個数ｎｃとから当該スイッチ２３の発熱を求める上記式（１）の左辺が成立し、スイッチ２２ａ，２２ｂの定常損失ＬＯＮ−Ｌ、環流中の損失ＬＲ−Ｌ・Ｄａおよび全スイッチング損失ＬＳＷ−Ｌ・Ｄｂと熱抵抗Ｒｔｈ−Ｌと個数ｎＬとから当該スイッチ２２ａ，２２ｂの発熱を求める上記式（１）の右辺が成立する。そして、このように成立する両辺が等しくなるように、すなわち、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱が等しくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定する。
【００５９】
このようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されると、ステップＳ１０３に示す判定処理にて、電磁弁１１の開弁時期か否かについて判定され、電磁弁１１の開弁時期になると（Ｓ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０５に示す処理にて、スイッチ２２ａおよびスイッチ２４がオン状態に制御される。これにより、コンデンサＣの正極側がスイッチ２４を介して出力端子Ｐ１に接続されると、コンデンサＣに充電されていたエネルギーがコイル１１ａに放出されて、コンデンサＣの高電圧がコイル１１ａに印加される。そして、このとき、図３（Ａ）に示すように、コイル１１ａには、コンデンサＣの放電により、インジェクタ電流Ｉａとして、電磁弁１１を速やかに開弁状態へと移行させるための大電流、すなわち、ピーク電流が流れ、電磁弁１１の開弁応答が早まることとなる。なお、インジェクタ電流Ｉａは、スイッチ２２ａ，２２ｂがオン時には、電流検出用抵抗Ｒ１に生じる電圧により検出され、スイッチ２２ａ，２２ｂがオフ時には、電流検出用抵抗Ｒ２に生じる電圧により検出される。
【００６０】
このようなコンデンサＣの放電に際し、高電位となる出力端子Ｐ１側から電源ライン側への回り込みは、ダイオードＤ１によって防止される。また更に、スイッチ２２ａがオンされても、コンデンサＣの正極側からエネルギー回収用経路を介してスイッチ２２ａへ直接電流が流れてしまうことは、ダイオードＤ４ａにより防止される。
【００６１】
そして、ステップＳ１０７に示す判定処理にて、インジェクタ電流Ｉａがピーク電流の目標電流値Ｉａ１以上であるか否かについて判定され、インジェクタ電流Ｉａがピーク電流の目標電流値Ｉａ１以上になると（Ｓ１０７でＹｅｓ）、ステップＳ１０９に示す処理にて、スイッチ２４がオフ状態に制御される。
【００６２】
続いて、ステップＳ１１１において、定電流制御処理がなされる。この処理では、上述のように設定されたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂに基づいて、インジェクタ電流Ｉａが、ピックアップ期間Ｔｐにてピックアップ電流として所定の電流値範囲内に維持され、その後、ホールド期間Ｔｈにてホールド電流としてピックアップ電流よりも低い電流値範囲内に維持されるように（図３（Ａ）参照）、スイッチ２２ａおよびスイッチ２３が、スイッチング制御される（図３（Ｂ），（Ｃ）参照）。なお、ピックアップ電流は、インジェクタ電流Ｉａが第１の上限値ＩＵ１に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオンからオフになり、インジェクタ電流Ｉａが第１の下限値ＩＬ１に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオフからオンになるように制御されることで、上記電流値範囲内に維持される。また、ホールド電流は、インジェクタ電流Ｉａが第２の上限値ＩＵ２に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオンからオフになり、インジェクタ電流Ｉａが第２の下限値ＩＬ２に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオフからオンになるように制御されることで、上記電流値範囲内に維持される。このようなスイッチング制御に応じて、ピックアップ電流により上記弁体が開弁位置まで引き上げられ、ホールド電流により電磁弁１１が開弁状態に保持される。
【００６３】
上述のように電磁弁１１のコイル１１ａに流れるインジェクタ電流Ｉａがホールド電流に維持された状態で設定された駆動期間が終了すると（Ｓ１１３でＹｅｓ）、ステップＳ１１５に示す処理にて、スイッチ２２ａおよびスイッチ２３の双方がオフ状態に制御される。これにより、コイル１１ａへの通電が停止して電磁弁１１が閉弁し、その電磁弁１１による燃料噴射が終了される。
【００６４】
なお、スイッチ２２ａおよびスイッチ２３がオフされると、コイル１１ａ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は、コイル１１ａの出力端子Ｐ２からエネルギー回収用のダイオードＤ４ａを通じてコンデンサＣへ回収される。
【００６５】
また、制御回路２１は、スイッチ２４がオフ制御されてスイッチ２２ａおよびスイッチ２３がスイッチング制御されている間に、ＤＣＤＣコンバータ２５によりコンデンサＣの充電を再開するために、スイッチ２５ｂをスイッチング制御する。これは、次回の電磁弁駆動に備えるためである。なお、制御回路２１は、スイッチ２４をオンしている間は、ＤＣＤＣコンバータ２５によるコンデンサＣの充電動作を禁止している。
【００６６】
そして、電磁弁１１が閉弁した後に電磁弁１２の開弁時期になると（Ｓ１１７でＹｅｓ）、ステップＳ１１９に示す処理にて、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２４がオン状態に制御される。これにより、コンデンサＣの正極側がスイッチ２４を介して出力端子Ｐ３に接続されると、コンデンサＣに充電されていたエネルギーがコイル１２ａに放出されて、コンデンサＣの高電圧がコイル１２ａに印加される。そして、このとき、コイル１２ａには、コンデンサＣの放電により、コイル１２ａに流れるインジェクタ電流Ｉｂとして、電磁弁１１を速やかに開弁状態へと移行させるピーク電流が流れ、電磁弁１２の開弁応答が早まることとなる。
【００６７】
このようなコンデンサＣの放電に際し、高電位となる出力端子Ｐ３側から電源ライン側への回り込みは、ダイオードＤ１によって防止される。また更に、スイッチ２２ｂがオンされても、コンデンサＣの正極側からエネルギー回収用経路を介してスイッチ２２ｂへ直接電流が流れてしまうことは、ダイオードＤ４ｂにより防止される。
【００６８】
そして、ステップＳ１２１に示す判定処理にて、インジェクタ電流Ｉｂがピーク電流の目標電流値Ｉｂ１以上であるか否かについて判定され、インジェクタ電流Ｉｂがピーク電流の目標電流値Ｉｂ１以上になると（Ｓ１２１でＹｅｓ）、ステップＳ１２３に示す処理にて、スイッチ２４がオフ状態に制御される。
【００６９】
続いて、ステップＳ１２５において、定電流制御処理がなされる。この処理では、上述のように設定されたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂに基づいて、インジェクタ電流Ｉｂが、ピックアップ期間Ｔｐにてピックアップ電流として所定の電流値範囲内に維持され、その後、ホールド期間Ｔｈにてホールド電流としてピックアップ電流よりも低い電流値範囲内に維持されるように、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２３が、スイッチング制御される。このようなスイッチング制御に応じて、ピックアップ電流により上記弁体が開弁位置まで引き上げられ、ホールド電流により電磁弁１２が開弁状態に保持される。
【００７０】
上述のように電磁弁１２のコイル１２ａに流れるインジェクタ電流Ｉｂがホールド電流に維持された状態で設定された駆動期間が終了すると（Ｓ１２７でＹｅｓ）、ステップＳ１２９に示す処理にて、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２３の双方がオフ状態に制御される。これにより、コイル１２ａへの通電が停止して電磁弁１２が閉弁し、その電磁弁１２による燃料噴射が終了される。
【００７１】
なお、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２３がオフされると、コイル１２ａ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は、コイル１２ａの出力端子Ｐ４からエネルギー回収用のダイオードＤ４ｂを通じてコンデンサＣへ回収される。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、制御回路２１は、電磁弁１１，１２に対する定電流制御時において、スイッチング稼働率Ｄａでスイッチ２３をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御し、スイッチング稼働率Ｄｂでスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３をオン制御する。
【００７３】
これにより、電磁弁１１，１２に対する定電流制御時での全て期間においてスイッチ２３をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御する場合やスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３をオン制御する場合と比較して、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の最大スイッチング回数を減らすことができる。
【００７４】
図６は、ピックアップ期間Ｔｐおよびホールド期間Ｔｈにおける各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の制御状態を示すタイミングチャートであり、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係るスイッチ２３，２２ａ，２２ｂの制御状態を示し、図６（Ｄ）〜（Ｆ）は、従来技術に係るスイッチ２３，２２ａ，２２ｂの制御状態を示す。
具体的には、図６（Ａ）〜（Ｃ）に例示するように、本発明に係る制御状態では、上述のようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されて制御されることで、電磁弁１１，１２を駆動する際に、例えば、各スイッチ２３が１０回スイッチング（オン／オフ）され、スイッチ２２ａが５回スイッチングされ、スイッチ２２ｂが５回スイッチングされる。一方、図６（Ｄ）〜（Ｆ）に例示するように、従来技術に係る制御状態では、電磁弁１１，１２を駆動する際に、例えば、各スイッチ２３が１８回スイッチングされ、スイッチ２２ａが１回スイッチングされ、スイッチ２２ｂが１回スイッチングされる。
【００７５】
このように、従来では、スイッチ２２ａ，２２ｂがオン状態である場合にスイッチ２３を１８回スイッチングしていた場合でも、本発明により、スイッチング稼働率Ｄｂでスイッチ２２ａ，２２ｂを５回スイッチングし、スイッチング稼働率Ｄａでスイッチ２３を１０回スイッチングすることで、最大スイッチング回数を１８回から１０回に減らすことができる。
【００７６】
したがって、最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御されるスイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を抑制することができる。
このように、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱が分散されるので、いずれかのスイッチのみ発熱が高い場合と比較して、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の冷却が容易となるだけでなく、耐熱性が高いスイッチを採用する必要もないので、電磁弁駆動装置２０の低コスト化を図ることができる。
【００７７】
また、制御回路２１は、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３にて生じる発熱の差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定して、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３を制御する。このようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されてスイッチ２２ａ，２２ｂ，２３が制御されることで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチが他のスイッチよりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を効果的に抑制することができる。
【００７８】
特に、制御回路２１は、スイッチ２２ａ，２２ｂにおけるオン制御時の定常損失ＬＯＮ−Ｌおよび１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｌとスイッチング稼働率Ｄｂ等とに応じて変化する各スイッチ２２ａ，２２ｂのそれぞれの発熱と、スイッチ２３におけるオン制御時の定常損失ＬＯＮ−Ｃおよび１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃとスイッチング稼働率Ｄａ等とに応じて変化するスイッチ２３の発熱との差を小さくするように、上記式（１）に基づいてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定して、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３を制御する。これにより、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱状態が各損失を考慮するように高精度に推測されてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００７９】
なお、上述した電磁弁駆動制御処理では、電磁弁１１，１２の駆動直前にスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定しているが、これに限らず、電磁弁１１，１２の駆動中にスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定し、このように設定されたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを次回以降の電磁弁１１，１２の駆動時に適用してもよい。また、電磁弁１１，１２の駆動ごとにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定することに限らず、処理負荷を減らすために、電磁弁１１，１２を複数回駆動するごとに１度、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。
【００８０】
上記第１実施形態の変形例として、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理では、定常損失ＬＯＮ−Ｃおよび定常損失ＬＯＮ−Ｌを、電源電圧ＶＢと電磁弁１１，１２のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性（以下、インジェクタ特性Ｌという）に応じて補正し、環流中の損失ＬＲ−Ｌを、電磁弁１１，１２のインダクタンス成分および抵抗成分に起因するインジェクタ特性Ｌに応じて補正した状態で、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。
【００８１】
具体的には、定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌは、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因するインジェクタ特性Ｌと電源電圧ＶＢとに応じて変動し、環流中の損失ＬＲ−Ｌは、インジェクタ特性Ｌに応じて変動する。このため、インジェクタ特性Ｌおよび電源電圧ＶＢに応じて定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌを補正するとともにインジェクタ特性Ｌに応じて環流中の損失ＬＲ−Ｌを補正することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱状態が高精度に推測されてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。なお、定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌをインジェクタ特性Ｌおよび電源電圧ＶＢに応じて補正等する制御回路２１は、特許請求の範囲に記載の「補正手段」の一例に相当し得る。
【００８２】
ここで、インジェクタ特性Ｌは、インダクタンス成分と抵抗成分との直列回路に対応することから、インジェクタ特性Ｌと電源電圧Ｖおよびインジェクタ電流ｉとには、以下の式（２）の関係が成立する。
Ｖ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ ・・・（２）
このため、インジェクタ電流ｉの傾きｄｉ／ｄｔと電源電圧Ｖとから、インジェクタ特性Ｌを算出することができる。そして、上記式（２）に応じて、インジェクタ特性Ｌおよび電源電圧Ｖと定電流のリップル電流ｄｉとに基づいて、定常損失する時間ｄｔが分かるので、ｄｉ／ｄｔとスイッチのオン抵抗Ｒから、以下の式（３）により、定常損失ＬＯＮを求めることができる。
ＬＯＮ＝Ｒ・ｉ２ ・・・（３）
【００８３】
また、スイッチ２３の熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃやスイッチ２２ａ，２２ｂの熱抵抗Ｒｔｈ−Ｌは、電磁弁駆動装置の機種毎に変動する場合があるので、例えば、周囲の温度条件を変化させる等、熱的に問題となる動作条件でスイッチ２２ａ，２２ｂ、２３をそれぞれ所定期間スイッチング制御する動作試験事前に行い、それにより得られて予め記憶された各動作条件での熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃ，Ｒｔｈ−Ｌのマップを用いて、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。これにより、熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃ，Ｒｔｈ−Ｌの精度が向上した状態でスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００８４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電磁弁駆動装置について説明する。
本第２実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、上記第１実施形態に対して、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、予め測定されて記憶される第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて、スイッチ２２ａ，２２ｂに生じる発熱とスイッチ２３に生じる発熱との差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定される。
【００８５】
具体的には、例えば、周囲の温度条件を変化させる等、熱的に問題となる動作条件でスイッチ２２ａ，２２ｂ、２３をそれぞれ所定期間スイッチング制御する動作試験を行い、そのときに測定されたスイッチ２２ａ，２２ｂの温度状態とスイッチ２３の温度状態とが、上記第１発熱状態および第２発熱状態を示す動作条件ごとのマップとして、制御回路２１のメモリ等に予め記憶されている。そして、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、上述のように予め記憶された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて、スイッチ２２ａ，２２ｂに生じる発熱とスイッチ２３に生じる発熱との差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定され、上記定電流制御処理により各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３がスイッチング制御される。
【００８６】
このように、所定期間スイッチング制御したときのスイッチ２２ａ，２２ｂの第１発熱状態とスイッチ２３の第２発熱状態とが予め測定されているため、これら第１発熱状態および第２発熱状態から各スイッチ２２ａ，２２ｂ、２３の発熱の差を小さくするスイッチング期間の比率、すなわち、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを求めることができる。このように、実測された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、各スイッチ２２ａ，２２ｂ、２３の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ、２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００８７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る電磁弁駆動装置について説明する。
本第３実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、上記第１実施形態に対して、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、スイッチ２２ａ，２２ｂの実測温度から求められる当該スイッチ２２ａ，２２ｂの発熱と、スイッチ２３の実測温度から求められる当該スイッチ２３の発熱との差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定される。
【００８８】
本実施形態では、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３として、感温ダイオード（温度センサ）内蔵のＭＯＳＦＥＴが採用されており、温度が変化することで発生する感温ダイオードのＶＦに変化に応じた温度信号が、制御回路２１に入力されるように構成されている。これにより、制御回路２１にて、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の温度がリアルタイムに検出される。そして、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の温度の差が小さくなるように、すなわち、スイッチ２２ａ，２２ｂの発熱とスイッチ２３の発熱との差が小さくなるように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定され、上記定電流制御処理により各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３がスイッチング制御される。
【００８９】
これにより、各電磁弁１１，１２の開弁ごとに測定した温度から求めた各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱に基づいてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定して当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３を制御することで、事前の試験等を必要とすることなく、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱状態に応じたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれリアルタイムに設定されるので、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、各スイッチ２２ａ，２２ｂは、特許請求の範囲に記載の「第１スイッチ手段」および「第１温度検出手段」を兼用した一例に相当し、スイッチ２３は、特許請求の範囲に記載の「第２スイッチ手段」および「第２温度検出手段」を兼用した一例に相当し得る。また、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の温度は、感温ダイオード内蔵のスイッチを採用することで検出されることに限らず、例えば、外付けの温度センサ等、他の温度検出手段を用いて検出されてもよい。
【００９１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る電磁弁駆動装置について、図７を用いて説明する。図７は、第４実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図であり、図７（Ａ）は、電磁弁１１に流れるインジェクタ電流値Ｉａを示し、図７（Ｂ）は、スイッチ２３のスイッチング制御状態を示し、図７（Ｃ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示し、図７（Ｄ）は、スイッチ２４の制御状態を示す。
【００９２】
本第４実施形態に係る電磁弁駆動装置２０は、スイッチ２４のスイッチング制御を利用して定電流制御を実施する。すなわち、本実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、上記第１実施形態のようにスイッチ２４がオン制御後にオフ制御されてスイッチ２３がスイッチング制御された後に、図７に示すように、スイッチ２３をオフ制御にした状態でスイッチ２４をスイッチング制御する。このようにしても、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御されるスイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の発熱を抑制することができる。
【００９３】
特に、上記スイッチング稼働率設定処理にて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４のスイッチング稼働率を、上述のように各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４にて生じる発熱の差を小さくするように設定することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチが他のスイッチよりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の発熱を効果的に抑制することができる。なお、スイッチ２３とスイッチ２４とに同じスイッチング素子を採用することで、上記式（１）を用いて両スイッチ２３，２４のスイッチング稼働率Ｄａを設定することができる。
【００９４】
なお、本第４実施形態では、上記第２実施形態のように、予め測定されて記憶される各発熱状態に基づいて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４に生じる発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率がそれぞれ設定されてもよい。また、本第４実施形態では、上記第３実施形態のように、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の実測温度から求められる当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率がそれぞれ設定されてもよい。
【００９５】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る電磁弁駆動装置について、図８および図９を用いて説明する。図８は、第５実施形態に係る電磁弁駆動装置２０ａを採用した燃料噴射制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図９は、第５実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図であり、図９（Ａ）は、電磁弁１１に流れるインジェクタ電流値Ｉａを示し、図９（Ｂ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示し、図９（Ｃ）は、スイッチ２４の制御状態を示す。
【００９６】
図８に示すように、本第５実施形態に係る電磁弁駆動装置２０ａは、上述した電磁弁駆動装置２０に対して、スイッチ２３およびダイオードＤ１を廃止するように構成されており、電磁弁駆動装置２０ａは、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢを直接利用した定電流制御と異なり、ＤＣＤＣコンバータ２５にて昇圧された高電圧を利用した定電流制御により、電磁弁１１，１２を駆動する。このため、電磁弁駆動装置２０ａでは、上記第１実施形態におけるスイッチ２３のスイッチング制御による定電流制御と異なり、図９に示すように、スイッチ２４のスイッチング制御による定電流制御が実施される。
【００９７】
すなわち、電磁弁駆動装置２０ａは、以下のように構成することができる。
電磁弁（１１，１２）のコイル（１１ａ，１２ａ）に対して、設定された駆動期間の開始時に前記電磁弁を速やかに開弁させるためのピーク電流と、前記駆動期間が終了するまで前記電磁弁の開弁状態を保持するための電流であって前記ピーク電流よりも小さいホールド電流とを供給する電磁弁駆動装置（２０ａ）であって、この電磁弁駆動装置は、前記ピーク電流を前記コイルに供給可能なコンデンサ（Ｃ）と、直流電源（Ｂ）から電源電圧（ＶＢ）よりも高い高電圧を生成して前記コンデンサを充電する充電手段（２５）と、を備えている。そして、前記コンデンサは、前記直流電源から前記コイルへの給電経路に対して並列に接続されて、前記コイルの高電位側および低電位側のいずれかに配置されて、前記駆動期間の開始時にオン状態になることで、前記コンデンサの高電圧を印加して前記ピーク電流を前記コイルに供給し、当該電磁弁駆動装置は、前記ピーク電流の供給後にスイッチングを開始することで前記直流電源の電源電圧を印加して前記ホールド電流を前記コイルに供給するスイッチング素子（２２ａ，２２ｂ，２４）を備えることを特徴とする。
【００９８】
このように、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の動作に応じて、コンデンサＣの高電圧が印加されることでピーク電流が供給された後に、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢが印加されることでホールド電流が供給されるので、上記第１実施形態のようにピーク電流供給用およびホールド電流供給用の２つの電流供給回路（２３，２４）の双方を設けることなく、１つの電流供給回路（２４）のみで、異なる大きさの電流をコイル１１ａ，１２ａに供給することができる。したがって、電磁弁１１，１２に対してピーク電流およびホールド電流を供給する構成を簡素化することができる。
【００９９】
そして、このように構成しても、定電流制御時における各スイッチ２２ａ，２２ｂのスイッチング稼働率Ｄｂおよびスイッチ２４のスイッチング稼働率Ｄａを制御することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の最大スイッチング回数が減りスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御されるスイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の発熱を抑制することができる。
【０１００】
特に、上記スイッチング稼働率設定処理にて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４のスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを、上述のように各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４にて生じる発熱の差を小さくするように設定することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチが他のスイッチよりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の発熱を効果的に抑制することができる。
【０１０１】
なお、本第５実施形態では、上記第２実施形態のように、予め測定されて記憶される各発熱状態に基づいて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４に生じる発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されてもよい。また、本第５実施形態では、上記第３実施形態のように、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の実測温度から求められる当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されてもよい。
【０１０２】
なお、本発明は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）本発明に係る燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置は、２気筒エンジンの各気筒に燃料を噴射供給する電磁弁１１，１２を制御対象とすることに限らず、単気筒エンジンまたは３気筒以上の多気筒エンジン用の電磁弁を制御対象としてもよい。
【０１０３】
単気筒エンジン用の電磁弁が制御対象である場合には、電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される第１スイッチ手段と、この電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される第２スイッチ手段とについて、両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されることとなる。また、多気筒エンジン用の電磁弁が制御対象である場合には、各電磁弁の低電位側にそれぞれ接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される複数の第１スイッチ手段と、各電磁弁の高電位側に共用して接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される第２スイッチ手段とについて、各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されることとなる。
【０１０４】
（２）上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理では、上記式（１）等を用いてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定することに限らず、Ｄａ＋Ｄｂ＝１かつ０＜Ｄａ＜１，０＜Ｄｂ＜１を満たすように、例えば、単にＤａ，Ｄｂ＝０．５となるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。このようにしても、電磁弁１１，１２に対して電源電圧ＶＢを印加する全て期間においてスイッチ２３（２４）をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御する場合やスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３（２４）をオン制御する場合と比較して、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３（２４）の最大スイッチング回数を減らすことができる。
【０１０５】
（３）上述した各スイッチのうちスイッチング制御されないスイッチには、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子が採用されることに限らず、オン／オフ制御可能なスイッチ手段等が採用されてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…燃料噴射制御装置
１１…電磁弁
２０，２０ａ…電磁弁駆動装置（燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置）
２１…制御回路（制御手段，補正手段）
２２ａ，２２ｂ…スイッチ（第１スイッチ手段）
２３…スイッチ（第２スイッチ手段）
２４…スイッチ（第２スイッチ手段）
２５…ＤＣＤＣコンバータ（充電手段）
Ｂ…直流電源
Ｃ…コンデンサ
Ｄａ…スイッチング稼働率（第１の稼働率）
Ｄｂ…スイッチング稼働率（第２の稼働率）
Ｔｈ…ホールド期間
Ｔｐ…ピックアップ期間
ＶＢ…電源電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁弁（インジェクタ）を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置は、電磁弁を速やかに開弁させるため、当該電磁弁に対して、直流電源の電源電圧よりも高い高電圧を生成して印加し、その後定電流制御を実施するように構成されている。この電磁弁駆動装置は、電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して上記定電流制御時に制御される第１スイッチ手段と、電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して上記定電流制御時に制御される第２スイッチ手段と、を備えている。
【０００３】
このように接続される各スイッチ手段を制御することにより、電磁弁を速やかに開弁状態へと移行させるために電磁弁に高電圧を印加して大電流（以下、ピーク電流という）を供給する。そして、定電流制御として、電磁弁に上記高電圧または電源電圧を所定の期間（以下、ピックアップ期間という）印加して弁体を開弁位置まで移動させるための電流（以下、ピックアップ電流という）を供給し、その後、さらに電磁弁に上記高電圧または電源電圧を所定の期間（以下、ホールド期間という）印加して上記弁体を開弁位置に保持するための電流（以下、ホールド電流という）を供給することで、電磁弁が開弁状態に保持されることとなる。
【０００４】
このような上記高電圧または電源電圧を電磁弁に供給する電磁弁駆動装置として、下記特許文献１に開示される電磁弁駆動装置が知られている。この電磁弁駆動装置は、設定された駆動期間の間、インジェクタ（電磁弁）のコイルの下流側に設けられた電磁弁駆動用のスイッチング素子（第１スイッチ手段）をオンすると共に、上記駆動期間の開始時には、ピーク電流供給用のスイッチング素子（第２スイッチ手段）もオンして、コンデンサに充電された高電圧をインジェクタのコイルに印加することでピーク電流を供給し、その後は上記駆動期間の終了時まで、ホールド電流供給用のスイッチング素子（第２スイッチ手段）をスイッチング制御（オン／オフ制御）して直流電源の電源電圧をインジェクタのコイルに印加することでホールド電流を供給するように構成されている。
【０００５】
また、下記特許文献２に開示される電磁負荷の駆動装置でも同様に、インジェクタ駆動時に、上記第１スイッチ手段をオンした状態で、ピーク電流供給用のトランジスタ（第２スイッチ手段）をオンすることで、コンデンサに充電された高電圧がインジェクタのコイルに印加されてピーク電流が供給される。このトランジスタのオン以後、上記第１スイッチ手段をオンした状態で、ホールド電流供給用のトランジスタ（第２スイッチ手段）を周期的にスイッチング制御することで、電源電圧による定電流（ホールド電流）がインジェクタのソレノイドに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０６３９９３号公報
【特許文献２】特開２００２−１８０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１や上記特許文献２のような構成の電磁弁駆動装置では、高精度の定電流制御等を実施する際には、駆動対象の電磁弁に対して電源電圧や上記高電圧を印加する際に制御される第２スイッチ手段におけるスイッチング回数が増加する場合がある。このようにスイッチング回数が増加すると、第２スイッチ手段におけるスイッチング損失が増大し、当該第２スイッチ手段の発熱が大きくなるといった問題が生じる。また、第２スイッチ手段に代えて電磁弁の低電位側に接続される第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御しても定電流制御が可能であるが、この場合でも、第１スイッチ手段のスイッチング回数が増加すると、第１スイッチ手段におけるスイッチング損失が増大し、当該第１スイッチ手段の発熱が大きくなるといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、定電流制御時に制御されるスイッチ手段の発熱を抑制し得る燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置は、電磁弁（１１，１２）に対して、直流電源（Ｂ）の電源電圧（ＶＢ）よりも高い高電圧を生成して印加し、その後定電流制御を実施することで当該電磁弁を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置（２０，２０ａ）であって、前記高電圧を前記電磁弁に印加可能なコンデンサ（Ｃ）と、前記直流電源から前記高電圧を生成して前記コンデンサを充電する充電手段（２５）と、前記電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第１スイッチ手段（２２ａ，２２ｂ）と、前記電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第２スイッチ手段（２３，２４）と、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御可能な制御手段（２１）と、を備え、前記制御手段は、前記定電流制御時において、第１の稼働率（Ｄａ）で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率（Ｄｂ）で前記第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｌ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｌ）と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｃ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｃ）と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段（２１）を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、前記第１スイッチ手段に生じる発熱と前記第２スイッチ手段に生じる発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第１スイッチ手段の温度を検出する第１温度検出手段（２２ａ，２２ｂ）と、前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段（２３）と、を備え、前記制御手段は、前記第１温度検出手段により検出される温度から求められる前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、複数の電磁弁が駆動対象であって、前記第１スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して低電位側にそれぞれ接続されるとともに、前記第２スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して高電位側に共用して接続され、前記制御手段は、前記複数の電磁弁のうち駆動する電磁弁に対する前記定電流制御時において、第１の稼働率で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記駆動する電磁弁の低電位側の前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で当該第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｌ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｌ）と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記各第１スイッチ手段のそれぞれの発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失（ＬＯＮ−Ｃ）および１回のオン／オフでのスイッチング損失（ＬＳＷ−Ｃ）と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記各第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段（２１）を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、複数の前記第１スイッチ手段の温度をそれぞれ検出する複数の第１温度検出手段（２２ａ，２２ｂ）と、前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段（２３）と、を備え、前記制御手段は、前記複数の第１温度検出手段によりそれぞれ検出される温度から求められる前記各第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置において、前記第２スイッチ手段は、前記定電流制御時において、前記高電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段（２４）と、前記電源電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段（２３）とにより構成されることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、制御手段は、電磁弁に対する定電流制御時において、第１の稼働率で第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する。
【００２２】
これにより、電磁弁に対する定電流制御時での全て期間において第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第１スイッチ手段をオン制御する場合や第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する場合と比較して、第１スイッチ手段または第２スイッチ手段の最大スイッチング回数を減らすことができる。具体的には、例えば、従来では、第１スイッチ手段がオン状態である場合に第２スイッチ手段を９回スイッチング（オン／オフ）していた場合でも、本発明により、上記第２の稼働率で第１スイッチ手段を５回スイッチングし、上記第１の稼働率で第２スイッチ手段を５回スイッチングすることで、最大スイッチング回数を９回から５回に減らすことができる。
したがって、最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御される第１スイッチ手段および第２スイッチ手段の発熱を抑制することができる。
【００２３】
請求項２の発明では、制御手段は、第１スイッチ手段と第２スイッチ手段との両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。このように第１の稼働率および第２の稼働率が設定されて第１スイッチ手段および第２スイッチ手段が制御されることで、上記両スイッチ手段にて生じる発熱の差が小さくなり、一方のスイッチ手段が他方のスイッチ手段よりも高発熱する場合と比較して、当該両スイッチ手段の発熱を効果的に抑制することができる。
【００２４】
請求項３の発明では、制御手段は、第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第２の稼働率とに応じて変化する第１スイッチ手段の発熱と、第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第１の稼働率とに応じて変化する第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率および第２の稼働率を設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００２５】
１回のオン／オフでのスイッチング損失と第１の稼働率および第２の稼働率からスイッチング期間を通しての全スイッチング損失が求められることから、第１スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該第１スイッチ手段の発熱を求める数式が成立し、第２スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該第２スイッチ手段の発熱を求める数式が成立する。このように成立する両数式の差が小さくなるように、すなわち、両スイッチ手段の発熱の差が小さくなるように第１の稼働率および第２の稼働率を設定することで、両スイッチ手段の発熱状態が各損失を考慮するように高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００２６】
請求項４の発明では、補正手段により、上記数式に用いられる定常損失が、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と電源電圧とに応じて補正される。定常損失は、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性（以下、インジェクタ特性という）と電源電圧とに応じて変動するため、これらインジェクタ特性および電源電圧に応じて定常損失を補正することで、両スイッチ手段の発熱状態が高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００２７】
請求項５の発明では、制御手段は、予め測定されて記憶される上記第１発熱状態および上記第２発熱状態に基づいて、第１スイッチ手段に生じる発熱と第２スイッチ手段に生じる発熱との差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００２８】
このように、所定期間スイッチング制御したときの第１スイッチ手段の第１発熱状態と第２スイッチ手段の第２発熱状態とが予め測定されているため、これら第１発熱状態および第２発熱状態から両スイッチ手段の発熱の差を小さくするスイッチング期間の比率、すなわち、第１の稼働率および第２の稼働率を求めることができる。このように、実測された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれ設定されるので、両スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００２９】
請求項６の発明では、制御手段は、第１温度検出手段により検出される温度から求められる第１スイッチ手段の発熱と、第２温度検出手段により検出される温度から求められる第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００３０】
これにより、例えば、電磁弁の開弁ごとに測定した温度から求めた両スイッチ手段の発熱に基づいて第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して当該両スイッチ手段を制御することで、事前の試験等を必要とすることなく、両スイッチ手段の発熱状態に応じた第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれリアルタイムに設定されるので、両スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該両スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３１】
請求項７の発明では、制御手段は、複数の電磁弁のうち駆動する電磁弁に対する定電流制御時において、第１の稼働率で第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに駆動する電磁弁の低電位側の第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で当該第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する。
【００３２】
これにより、駆動する電磁弁に対する定電流制御時での全て期間において第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに上記第１スイッチ手段をオン制御する場合や上記第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに第２スイッチ手段をオン制御する場合と比較して、上記第１スイッチ手段または第２スイッチ手段の最大スイッチング回数を減らすことができる。
したがって、複数の電磁弁が駆動対象であっても、最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御される各第１スイッチ手段および第２スイッチ手段の発熱を抑制することができる。
【００３３】
請求項８の発明では、制御手段は、複数の第１スイッチ手段と第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、複数の第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。このように第１の稼働率および第２の稼働率が設定されて各第１スイッチ手段および第２スイッチ手段が制御されることで、各スイッチ手段にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチ手段が他のスイッチ手段よりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ手段の発熱を効果的に抑制することができる。
【００３４】
請求項９の発明では、制御手段は、第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第２の稼働率とに応じて変化する各第１スイッチ手段のそれぞれの発熱と、第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と上記第１の稼働率とに応じて変化する第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率および第２の稼働率を設定して、各第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００３５】
上記請求項３の発明と同様に、１回のオン／オフでのスイッチング損失と第１の稼働率および第２の稼働率からスイッチング期間を通しての全スイッチング損失が求められることから、各第１スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該各第１スイッチ手段の発熱の平均値を求める数式が成立し、第２スイッチ手段の定常損失および全スイッチング損失から当該第２スイッチ手段の発熱を求める数式が成立する。このように成立する両数式の差が小さくなるように、すなわち、各スイッチ手段の発熱の差が小さくなるように第１の稼働率および第２の稼働率を設定することで、各スイッチ手段の発熱状態が各損失を考慮するように高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３６】
請求項１０の発明では、補正手段により、上記数式に用いられる定常損失が、各電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と電源電圧とに応じて補正される。定常損失は、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因するインジェクタ特性と電源電圧とに応じて変動するため、これらインジェクタ特性および電源電圧に応じて定常損失を補正することで、各スイッチ手段の発熱状態が高精度に推測されて上記両期間がそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３７】
請求項１１の発明では、制御手段は、予め測定されて記憶される上記第１発熱状態および上記第２発熱状態に基づいて、複数の第１スイッチ手段と第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、複数の第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００３８】
このように、所定期間スイッチング制御したときの第１スイッチ手段の第１発熱状態と第２スイッチ手段の第２発熱状態とが予め測定されているため、これら第１発熱状態および第２発熱状態から各スイッチ手段の発熱の差を小さくするスイッチング期間の比率、すなわち、第１の稼働率および第２の稼働率を求めることができる。このように、実測された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれ設定されるので、各スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
【００３９】
請求項１２の発明では、制御手段は、複数の第１温度検出手段によりそれぞれ検出される温度から求められる各第１スイッチ手段の発熱と、第２温度検出手段により検出される温度から求められる第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して、複数の第１スイッチ手段および第２スイッチ手段を制御する。
【００４０】
これにより、例えば、各電磁弁の開弁ごとに測定した温度から求めた各スイッチ手段の発熱に基づいて第１の稼働率と第２の稼働率とを設定して当該各スイッチ手段を制御することで、事前の試験等を必要とすることなく、各スイッチ手段の発熱状態に応じた第１の稼働率および第２の稼働率がそれぞれリアルタイムに設定されるので、各スイッチ手段の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ手段の発熱を確実に抑制することができる。
請求項１３の発明では、第２スイッチ手段は、定電流制御時において、上記高電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段と、電源電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段とにより構成される。これにより、第２スイッチ手段を構成する両スイッチ手段のいずれかを第１の稼働率でスイッチング制御することで定電流制御を実施する場合でも、最大スイッチング回数が減りスイッチング損失の増大を抑制することができる。また、定電流制御時に第２スイッチ手段を構成する両スイッチ手段の一方をスイッチング制御するとともに他方をオフ制御し、その後他方をスイッチング制御するとともに一方をオフ制御する場合に、両スイッチ手段を上記第１の稼働率に応じてスイッチング制御する場合でも、最大スイッチング回数が減りスイッチング損失の増大を抑制することができる。このようにしても、定電流制御時に制御される第１スイッチ手段および第２スイッチ手段の発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態に係る電磁弁駆動装置を採用した燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】制御回路により実施される電磁弁駆動制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【図３】第１実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図である。
【図４】スイッチング損失を説明するための説明図である。
【図５】定常損失と環流中の損失との関係を示す説明図である。
【図６】ピックアップ期間およびホールド期間における各スイッチの制御状態を示すタイミングチャートである。
【図７】第４実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図である。
【図８】第５実施形態に係る電磁弁駆動装置を採用した燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】第５実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る電磁弁駆動装置２０を採用した燃料噴射制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。
図１に示す燃料噴射制御装置１０は、例えば車両に搭載された２気筒エンジンの各気筒に燃料を噴射供給する電磁ソレノイド式ユニットインジェクタ（以下単に、電磁弁１１，１２という）と、これら両電磁弁１１，１２に対して、直流電源（バッテリ）Ｂの電源電圧ＶＢよりも高い高電圧を生成して印加し、その後、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢを印加することで当該両電磁弁１１，１２を駆動する電磁弁駆動装置２０とを備えている。
【００４３】
電磁弁１１，１２は、それぞれコイル１１ａ，１２ａを有した常閉式（ノーマルクローズタイプ）の電磁弁であり、そのコイル１１ａ，１２ａに通電されると、図示しない弁体がリターンスプリングの付勢力に抗して開弁位置に移動してその開弁状態が維持されることで、燃料噴射が行われる。また、コイル１１ａ，１２ａの通電が遮断されると、弁体が元の閉弁位置に戻り、燃料噴射が停止される。これら両電磁弁１１，１２は、電磁弁駆動装置２０により、同時に開弁状態にならないように駆動制御される。
【００４４】
電磁弁駆動装置２０は、出力端子として、電磁弁１１のコイル１１ａの高電位側（ハイサイド）が接続される出力端子Ｐ１と、コイル１１ａの低電位側（ローサイド）が接続される出力端子Ｐ２と、電磁弁１２のコイル１２ａの高電位側が接続される出力端子Ｐ３と、コイル１２ａの低電位側が接続される出力端子Ｐ４と、を備えている。また、電磁弁駆動装置２０は、一端がグランドライン（ＧＮＤ＝０Ｖ）に接続された電流検出用抵抗Ｒ１の他端と出力端子Ｐ２との間に直列に設けられた電磁弁１１の駆動用のスイッチ２２ａと、電流検出用抵抗Ｒ１の他端と出力端子Ｐ４との間に直列に設けられた電磁弁１２の駆動用のスイッチ２２ｂと、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢが供給される電源ラインに一方の出力端子が接続されたスイッチ２３と、このスイッチ２３の他方の出力端子にアノードが接続されカソードが出力端子Ｐ１，Ｐ３に接続された逆流防止用のダイオードＤ１と、両電磁弁１１，１２のいずれかを速やかに開弁状態へ移行させるために充電された高電圧をコイル１１ａ，１２ａに印加することでピーク電流を流すコンデンサＣと、コンデンサＣの正極側（グランドライン側とは反対側）を出力端子Ｐ１，Ｐ３に接続させるスイッチ２４と、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢを昇圧してその電源電圧ＶＢよりも高い高電圧を生成し、その高電圧をダイオードＤ２を介してコンデンサＣに供給することによりコンデンサＣを充電するＤＣＤＣコンバータ２５と、アノードがグランドラインに接続されカソードが出力端子Ｐ１，Ｐ３に接続されたダイオードＤ３と、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４及びＤＣＤＣコンバータ２５を制御するマイコン等からなる制御回路２１とを備えている。
【００４５】
なお、スイッチ２２ａ，２２ｂは、同じ構成のスイッチであり、特許請求の範囲に記載の「第１スイッチ手段」の一例に相当する。また、スイッチ２３，２４は、特許請求の範囲に記載の「第２スイッチ手段」の一例に相当し得る。また、制御回路２１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」の一例に相当し、ＤＣＤＣコンバータ２５は、特許請求の範囲に記載の「充電手段」の一例に相当し得る。
【００４６】
コンデンサＣは、図１に示すように、直流電源Ｂからコイル１１ａ，１２ａへの給電経路に対して並列に接続されている。また、出力端子Ｐ２とコンデンサＣの正極側との間には、コイル１１ａからコンデンサＣへフライバックエネルギーを回収するためのエネルギー回収用経路が設けられており、このエネルギー回収用経路上には、カソードをコンデンサＣ側にして電流方向制御用のダイオードＤ４ａが設けられている。また、出力端子Ｐ４とコンデンサＣの正極側との間にも同様に、コイル１２ａからコンデンサＣへフライバックエネルギーを回収するためのエネルギー回収用経路が設けられており、このエネルギー回収用経路上には、カソードをコンデンサＣ側にして電流方向制御用のダイオードＤ４ｂが設けられている。
【００４７】
一方、ＤＣＤＣコンバータ２５は、直流電源Ｂとグランドラインとの間に直列に設けられたインダクタ２５ａ及びスイッチ２５ｂを備えており、そのスイッチ２５ｂがオン／オフされることでインダクタ２５ａに蓄積したエネルギーがダイオードＤ２を通じてコンデンサＣを充電する周知のものである。なお、スイッチ２５ｂおよび上述した各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子である。
【００４８】
次に、上記のように構成された電磁弁駆動装置２０の制御回路２１により実施される電磁弁駆動制御処理について、以下に説明する。
本実施形態に係る電磁弁駆動制御処理では、ピックアップ期間Ｔｐおよびホールド期間Ｔｈにおいてスイッチ２２ａ，２２ｂとスイッチ２３とが所定の稼働率でそれぞれスイッチング制御される。このように各スイッチがスイッチング制御される電磁弁駆動制御処理について、図２および図３を用いて詳細に説明する。図２は、制御回路２１により実施される電磁弁駆動制御処理の流れを例示するフローチャートである。図３は、第１実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図であり、図３（Ａ）は、電磁弁１１に流れるインジェクタ電流値Ｉａを示し、図３（Ｂ）は、スイッチ２３のスイッチング制御状態を示し、図３（Ｃ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示し、図３（Ｄ）は、スイッチ２４の制御状態を示す。
【００４９】
制御回路２１により電磁弁駆動制御処理が開始されると、まず、エンジン回転数やアクセル開度などのエンジン運転情報に基づいて、電磁弁１１のコイル１１ａや電磁弁１２のコイル１２ａに通電すべき駆動期間がそれぞれ設定される。また、制御回路２１は、上記駆動期間が始まる前に、ＤＣＤＣコンバータ２５を作動させて、コンデンサＣを、そのコンデンサの充電電圧（正極側の電圧）が目標電圧になるまで充電させる。
【００５０】
そして、図２のステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理がなされる。この処理では、電磁弁１１，１２を駆動制御する際のピックアップ期間Ｔｐおよびホールド期間Ｔｈにおけるスイッチ２３のスイッチング稼働率Ｄａとスイッチ２２ａ，２２ｂのスイッチング稼働率Ｄｂ（＝１−Ｄａ）とが、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の各スイッチにて生じる発熱の差を小さくするように設定される。なお、スイッチング稼働率Ｄａは、特許請求の範囲に記載の「第１の稼働率」の一例に相当し、スイッチング稼働率Ｄｂは、特許請求の範囲に記載の「第２の稼働率」の一例に相当し得る。
【００５１】
具体的な設定方法としては、電磁弁１１，１２の高電位側（ハイサイド）に接続されるスイッチ２３の発熱を下記式（１）の左辺にて示す数式と、電磁弁１１，１２の低電位側（ローサイド）に接続されるスイッチ２２ａ，２２ｂの発熱を下記式（１）の右辺にて示す数式とが等しくなるように、すなわち、両数式からそれぞれ求められる両発熱が等しくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定する。なお、両数式からそれぞれ求められる両発熱が等しくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定することに限らず、両数式からそれぞれ求められる両発熱の差が小さくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。
【００５２】
【数１】
【００５３】
ここで、ｎｃは、高電位側（ハイサイド）に接続されるスイッチの個数であり、本実施形態では、スイッチ２３が採用されていることから、１に設定される。また、ＬＯＮ−Ｃは、スイッチ２３のオン時の定常損失であり、ＬＳＷ−Ｃは、スイッチ２３の１回のオン／オフでのスイッチング損失である。また、Ｒｔｈ−Ｃは、スイッチ２３の熱抵抗である。
【００５４】
また、ｎＬは、低電位側（ローサイド）に接続されるスイッチの個数であり、本実施形態では、スイッチ２２ａ，２２ｂが採用されていることから、２に設定される。また、ＬＯＮ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂのオン時の定常損失であり、ＬＳＷ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂの１回のオン／オフでのスイッチング損失である。また、ＬＲ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂにおける１回のオン／オフでの環流中の損失である。また、Ｒｔｈ−Ｌは、スイッチ２２ａ，２２ｂの熱抵抗である。
【００５５】
ここで、スイッチ２３の１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃを、図４を用いて説明する。図４は、スイッチング損失を説明するための説明図である。
スイッチ２３のドレイン−ソース間電圧をＶ２、ドレイン電流をＩ２とすると、スイッチ２３がオフからオンになると、図４に示すように、ドレイン−ソース間電圧Ｖ２が０Ｖになる前にドレイン電流Ｉ２が増加するため、この電流と電圧の積に応じた損失が発生する。また、スイッチ２３がオンからオフになると、図４に示すように、ドレイン電流Ｉ２が０Ａになる前にドレイン−ソース間電圧Ｖ２が増加するため、この電流と電圧の積に応じた損失が発生する。すなわち、図４に示すハッチング領域が、上記両損失を含めたスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃに相当する。
【００５６】
次に、電磁弁１１が駆動対象である場合を例に、スイッチ２３のオン時の定常損失ＬＯＮ−Ｃと、スイッチ２２ａのオン時の定常損失ＬＯＮ−Ｌと、スイッチ２２ａにおける１回のオン／オフでの環流中の損失ＬＲ−Ｌとの関係について、図５を用いて説明する。図５は、定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌと環流中の損失ＬＲ−Ｌとの関係を示す説明図であり、図５（Ａ）は、インジェクタ電流Ｉａを示し、図５（Ｂ）は、スイッチ２３のスイッチング制御状態を示し、図５（Ｃ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示す。
【００５７】
図５に示すように、スイッチ２２ａがオンされている状態でスイッチ２３がオフからオンになると、コイル１１ａを流れるインジェクタ電流Ｉａが増加する。このように両スイッチ２２ａ，２３がオンであると、スイッチ２３に定常損失ＬＯＮ−Ｃが生じ、スイッチ２２ａに定常損失ＬＯＮ−Ｌが生じる。この状態からスイッチ２３がオンからオフになると、インジェクタ電流Ｉａが減少する。このようにスイッチ２３がオフでありスイッチ２２ａがオンであると、スイッチ２２ａに環流中の損失ＬＲ−Ｌが生じる。この状態からスイッチ２３が再びオフからオンになると、インジェクタ電流Ｉａが増加し、スイッチ２３に定常損失ＬＯＮ−Ｃが生じ、スイッチ２２ａに定常損失ＬＯＮ−Ｌが生じる。この状態からスイッチ２２ａがオフからオンになると、インジェクタ電流Ｉａが減少する。この場合には、定常損失は生じない。
【００５８】
このように、１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃ，ＬＳＷ−Ｌとそのスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂからスイッチング期間を通しての全スイッチング損失が求められることから、スイッチ２３の定常損失ＬＯＮ−Ｃおよび全スイッチング損失ＬＳＷ−Ｃ・Ｄａと熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃと個数ｎｃとから当該スイッチ２３の発熱を求める上記式（１）の左辺が成立し、スイッチ２２ａ，２２ｂの定常損失ＬＯＮ−Ｌ、環流中の損失ＬＲ−Ｌ・Ｄａおよび全スイッチング損失ＬＳＷ−Ｌ・Ｄｂと熱抵抗Ｒｔｈ−Ｌと個数ｎＬとから当該スイッチ２２ａ，２２ｂの発熱を求める上記式（１）の右辺が成立する。そして、このように成立する両辺が等しくなるように、すなわち、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱が等しくなるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定する。
【００５９】
このようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されると、ステップＳ１０３に示す判定処理にて、電磁弁１１の開弁時期か否かについて判定され、電磁弁１１の開弁時期になると（Ｓ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０５に示す処理にて、スイッチ２２ａおよびスイッチ２４がオン状態に制御される。これにより、コンデンサＣの正極側がスイッチ２４を介して出力端子Ｐ１に接続されると、コンデンサＣに充電されていたエネルギーがコイル１１ａに放出されて、コンデンサＣの高電圧がコイル１１ａに印加される。そして、このとき、図３（Ａ）に示すように、コイル１１ａには、コンデンサＣの放電により、インジェクタ電流Ｉａとして、電磁弁１１を速やかに開弁状態へと移行させるための大電流、すなわち、ピーク電流が流れ、電磁弁１１の開弁応答が早まることとなる。なお、インジェクタ電流Ｉａは、スイッチ２２ａ，２２ｂがオン時には、電流検出用抵抗Ｒ１に生じる電圧により検出され、スイッチ２２ａ，２２ｂがオフ時には、電流検出用抵抗Ｒ２に生じる電圧により検出される。
【００６０】
このようなコンデンサＣの放電に際し、高電位となる出力端子Ｐ１側から電源ライン側への回り込みは、ダイオードＤ１によって防止される。また更に、スイッチ２２ａがオンされても、コンデンサＣの正極側からエネルギー回収用経路を介してスイッチ２２ａへ直接電流が流れてしまうことは、ダイオードＤ４ａにより防止される。
【００６１】
そして、ステップＳ１０７に示す判定処理にて、インジェクタ電流Ｉａがピーク電流の目標電流値Ｉａ１以上であるか否かについて判定され、インジェクタ電流Ｉａがピーク電流の目標電流値Ｉａ１以上になると（Ｓ１０７でＹｅｓ）、ステップＳ１０９に示す処理にて、スイッチ２４がオフ状態に制御される。
【００６２】
続いて、ステップＳ１１１において、定電流制御処理がなされる。この処理では、上述のように設定されたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂに基づいて、インジェクタ電流Ｉａが、ピックアップ期間Ｔｐにてピックアップ電流として所定の電流値範囲内に維持され、その後、ホールド期間Ｔｈにてホールド電流としてピックアップ電流よりも低い電流値範囲内に維持されるように（図３（Ａ）参照）、スイッチ２２ａおよびスイッチ２３が、スイッチング制御される（図３（Ｂ），（Ｃ）参照）。なお、ピックアップ電流は、インジェクタ電流Ｉａが第１の上限値ＩＵ１に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオンからオフになり、インジェクタ電流Ｉａが第１の下限値ＩＬ１に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオフからオンになるように制御されることで、上記電流値範囲内に維持される。また、ホールド電流は、インジェクタ電流Ｉａが第２の上限値ＩＵ２に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオンからオフになり、インジェクタ電流Ｉａが第２の下限値ＩＬ２に達するとスイッチ２２ａおよびスイッチ２３のいずれかがオフからオンになるように制御されることで、上記電流値範囲内に維持される。このようなスイッチング制御に応じて、ピックアップ電流により上記弁体が開弁位置まで引き上げられ、ホールド電流により電磁弁１１が開弁状態に保持される。
【００６３】
上述のように電磁弁１１のコイル１１ａに流れるインジェクタ電流Ｉａがホールド電流に維持された状態で設定された駆動期間が終了すると（Ｓ１１３でＹｅｓ）、ステップＳ１１５に示す処理にて、スイッチ２２ａおよびスイッチ２３の双方がオフ状態に制御される。これにより、コイル１１ａへの通電が停止して電磁弁１１が閉弁し、その電磁弁１１による燃料噴射が終了される。
【００６４】
なお、スイッチ２２ａおよびスイッチ２３がオフされると、コイル１１ａ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は、コイル１１ａの出力端子Ｐ２からエネルギー回収用のダイオードＤ４ａを通じてコンデンサＣへ回収される。
【００６５】
また、制御回路２１は、スイッチ２４がオフ制御されてスイッチ２２ａおよびスイッチ２３がスイッチング制御されている間に、ＤＣＤＣコンバータ２５によりコンデンサＣの充電を再開するために、スイッチ２５ｂをスイッチング制御する。これは、次回の電磁弁駆動に備えるためである。なお、制御回路２１は、スイッチ２４をオンしている間は、ＤＣＤＣコンバータ２５によるコンデンサＣの充電動作を禁止している。
【００６６】
そして、電磁弁１１が閉弁した後に電磁弁１２の開弁時期になると（Ｓ１１７でＹｅｓ）、ステップＳ１１９に示す処理にて、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２４がオン状態に制御される。これにより、コンデンサＣの正極側がスイッチ２４を介して出力端子Ｐ３に接続されると、コンデンサＣに充電されていたエネルギーがコイル１２ａに放出されて、コンデンサＣの高電圧がコイル１２ａに印加される。そして、このとき、コイル１２ａには、コンデンサＣの放電により、コイル１２ａに流れるインジェクタ電流Ｉｂとして、電磁弁１１を速やかに開弁状態へと移行させるピーク電流が流れ、電磁弁１２の開弁応答が早まることとなる。
【００６７】
このようなコンデンサＣの放電に際し、高電位となる出力端子Ｐ３側から電源ライン側への回り込みは、ダイオードＤ１によって防止される。また更に、スイッチ２２ｂがオンされても、コンデンサＣの正極側からエネルギー回収用経路を介してスイッチ２２ｂへ直接電流が流れてしまうことは、ダイオードＤ４ｂにより防止される。
【００６８】
そして、ステップＳ１２１に示す判定処理にて、インジェクタ電流Ｉｂがピーク電流の目標電流値Ｉｂ１以上であるか否かについて判定され、インジェクタ電流Ｉｂがピーク電流の目標電流値Ｉｂ１以上になると（Ｓ１２１でＹｅｓ）、ステップＳ１２３に示す処理にて、スイッチ２４がオフ状態に制御される。
【００６９】
続いて、ステップＳ１２５において、定電流制御処理がなされる。この処理では、上述のように設定されたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂに基づいて、インジェクタ電流Ｉｂが、ピックアップ期間Ｔｐにてピックアップ電流として所定の電流値範囲内に維持され、その後、ホールド期間Ｔｈにてホールド電流としてピックアップ電流よりも低い電流値範囲内に維持されるように、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２３が、スイッチング制御される。このようなスイッチング制御に応じて、ピックアップ電流により上記弁体が開弁位置まで引き上げられ、ホールド電流により電磁弁１２が開弁状態に保持される。
【００７０】
上述のように電磁弁１２のコイル１２ａに流れるインジェクタ電流Ｉｂがホールド電流に維持された状態で設定された駆動期間が終了すると（Ｓ１２７でＹｅｓ）、ステップＳ１２９に示す処理にて、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２３の双方がオフ状態に制御される。これにより、コイル１２ａへの通電が停止して電磁弁１２が閉弁し、その電磁弁１２による燃料噴射が終了される。
【００７１】
なお、スイッチ２２ｂおよびスイッチ２３がオフされると、コイル１２ａ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は、コイル１２ａの出力端子Ｐ４からエネルギー回収用のダイオードＤ４ｂを通じてコンデンサＣへ回収される。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、制御回路２１は、電磁弁１１，１２に対する定電流制御時において、スイッチング稼働率Ｄａでスイッチ２３をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御し、スイッチング稼働率Ｄｂでスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３をオン制御する。
【００７３】
これにより、電磁弁１１，１２に対する定電流制御時での全て期間においてスイッチ２３をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御する場合やスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３をオン制御する場合と比較して、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の最大スイッチング回数を減らすことができる。
【００７４】
図６は、ピックアップ期間Ｔｐおよびホールド期間Ｔｈにおける各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の制御状態を示すタイミングチャートであり、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係るスイッチ２３，２２ａ，２２ｂの制御状態を示し、図６（Ｄ）〜（Ｆ）は、従来技術に係るスイッチ２３，２２ａ，２２ｂの制御状態を示す。
具体的には、図６（Ａ）〜（Ｃ）に例示するように、本発明に係る制御状態では、上述のようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されて制御されることで、電磁弁１１，１２を駆動する際に、例えば、各スイッチ２３が１０回スイッチング（オン／オフ）され、スイッチ２２ａが５回スイッチングされ、スイッチ２２ｂが５回スイッチングされる。一方、図６（Ｄ）〜（Ｆ）に例示するように、従来技術に係る制御状態では、電磁弁１１，１２を駆動する際に、例えば、各スイッチ２３が１８回スイッチングされ、スイッチ２２ａが１回スイッチングされ、スイッチ２２ｂが１回スイッチングされる。
【００７５】
このように、従来では、スイッチ２２ａ，２２ｂがオン状態である場合にスイッチ２３を１８回スイッチングしていた場合でも、本発明により、スイッチング稼働率Ｄｂでスイッチ２２ａ，２２ｂを５回スイッチングし、スイッチング稼働率Ｄａでスイッチ２３を１０回スイッチングすることで、最大スイッチング回数を１８回から１０回に減らすことができる。
【００７６】
したがって、最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御されるスイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を抑制することができる。
このように、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱が分散されるので、いずれかのスイッチのみ発熱が高い場合と比較して、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の冷却が容易となるだけでなく、耐熱性が高いスイッチを採用する必要もないので、電磁弁駆動装置２０の低コスト化を図ることができる。
【００７７】
また、制御回路２１は、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３にて生じる発熱の差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定して、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３を制御する。このようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されてスイッチ２２ａ，２２ｂ，２３が制御されることで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチが他のスイッチよりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を効果的に抑制することができる。
【００７８】
特に、制御回路２１は、スイッチ２２ａ，２２ｂにおけるオン制御時の定常損失ＬＯＮ−Ｌおよび１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｌとスイッチング稼働率Ｄｂ等とに応じて変化する各スイッチ２２ａ，２２ｂのそれぞれの発熱と、スイッチ２３におけるオン制御時の定常損失ＬＯＮ−Ｃおよび１回のオン／オフでのスイッチング損失ＬＳＷ−Ｃとスイッチング稼働率Ｄａ等とに応じて変化するスイッチ２３の発熱との差を小さくするように、上記式（１）に基づいてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定して、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３を制御する。これにより、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱状態が各損失を考慮するように高精度に推測されてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００７９】
なお、上述した電磁弁駆動制御処理では、電磁弁１１，１２の駆動直前にスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定しているが、これに限らず、電磁弁１１，１２の駆動中にスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定し、このように設定されたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを次回以降の電磁弁１１，１２の駆動時に適用してもよい。また、電磁弁１１，１２の駆動ごとにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定することに限らず、処理負荷を減らすために、電磁弁１１，１２を複数回駆動するごとに１度、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。
【００８０】
上記第１実施形態の変形例として、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理では、定常損失ＬＯＮ−Ｃおよび定常損失ＬＯＮ−Ｌを、電源電圧ＶＢと電磁弁１１，１２のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性（以下、インジェクタ特性Ｌという）に応じて補正し、環流中の損失ＬＲ−Ｌを、電磁弁１１，１２のインダクタンス成分および抵抗成分に起因するインジェクタ特性Ｌに応じて補正した状態で、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。
【００８１】
具体的には、定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌは、電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因するインジェクタ特性Ｌと電源電圧ＶＢとに応じて変動し、環流中の損失ＬＲ−Ｌは、インジェクタ特性Ｌに応じて変動する。このため、インジェクタ特性Ｌおよび電源電圧ＶＢに応じて定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌを補正するとともにインジェクタ特性Ｌに応じて環流中の損失ＬＲ−Ｌを補正することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱状態が高精度に推測されてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。なお、定常損失ＬＯＮ−Ｃ，ＬＯＮ−Ｌをインジェクタ特性Ｌおよび電源電圧ＶＢに応じて補正等する制御回路２１は、特許請求の範囲に記載の「補正手段」の一例に相当し得る。
【００８２】
ここで、インジェクタ特性Ｌは、インダクタンス成分と抵抗成分との直列回路に対応することから、インジェクタ特性Ｌと電源電圧Ｖおよびインジェクタ電流ｉとには、以下の式（２）の関係が成立する。
Ｖ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ ・・・（２）
このため、インジェクタ電流ｉの傾きｄｉ／ｄｔと電源電圧Ｖとから、インジェクタ特性Ｌを算出することができる。そして、上記式（２）に応じて、インジェクタ特性Ｌおよび電源電圧Ｖと定電流のリップル電流ｄｉとに基づいて、定常損失する時間ｄｔが分かるので、ｄｉ／ｄｔとスイッチのオン抵抗Ｒから、以下の式（３）により、定常損失ＬＯＮを求めることができる。
ＬＯＮ＝Ｒ・ｉ２ ・・・（３）
【００８３】
また、スイッチ２３の熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃやスイッチ２２ａ，２２ｂの熱抵抗Ｒｔｈ−Ｌは、電磁弁駆動装置の機種毎に変動する場合があるので、例えば、周囲の温度条件を変化させる等、熱的に問題となる動作条件でスイッチ２２ａ，２２ｂ、２３をそれぞれ所定期間スイッチング制御する動作試験事前に行い、それにより得られて予め記憶された各動作条件での熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃ，Ｒｔｈ−Ｌのマップを用いて、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。これにより、熱抵抗Ｒｔｈ−Ｃ，Ｒｔｈ−Ｌの精度が向上した状態でスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００８４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電磁弁駆動装置について説明する。
本第２実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、上記第１実施形態に対して、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、予め測定されて記憶される第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて、スイッチ２２ａ，２２ｂに生じる発熱とスイッチ２３に生じる発熱との差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定される。
【００８５】
具体的には、例えば、周囲の温度条件を変化させる等、熱的に問題となる動作条件でスイッチ２２ａ，２２ｂ、２３をそれぞれ所定期間スイッチング制御する動作試験を行い、そのときに測定されたスイッチ２２ａ，２２ｂの温度状態とスイッチ２３の温度状態とが、上記第１発熱状態および第２発熱状態を示す動作条件ごとのマップとして、制御回路２１のメモリ等に予め記憶されている。そして、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、上述のように予め記憶された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいて、スイッチ２２ａ，２２ｂに生じる発熱とスイッチ２３に生じる発熱との差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定され、上記定電流制御処理により各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３がスイッチング制御される。
【００８６】
このように、所定期間スイッチング制御したときのスイッチ２２ａ，２２ｂの第１発熱状態とスイッチ２３の第２発熱状態とが予め測定されているため、これら第１発熱状態および第２発熱状態から各スイッチ２２ａ，２２ｂ、２３の発熱の差を小さくするスイッチング期間の比率、すなわち、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを求めることができる。このように、実測された第１発熱状態および第２発熱状態に基づいてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されるので、各スイッチ２２ａ，２２ｂ、２３の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ、２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００８７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る電磁弁駆動装置について説明する。
本第３実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、上記第１実施形態に対して、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、スイッチ２２ａ，２２ｂの実測温度から求められる当該スイッチ２２ａ，２２ｂの発熱と、スイッチ２３の実測温度から求められる当該スイッチ２３の発熱との差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定される。
【００８８】
本実施形態では、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３として、感温ダイオード（温度センサ）内蔵のＭＯＳＦＥＴが採用されており、温度が変化することで発生する感温ダイオードのＶＦに変化に応じた温度信号が、制御回路２１に入力されるように構成されている。これにより、制御回路２１にて、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の温度がリアルタイムに検出される。そして、上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理において、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の温度の差が小さくなるように、すなわち、スイッチ２２ａ，２２ｂの発熱とスイッチ２３の発熱との差が小さくなるように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定され、上記定電流制御処理により各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３がスイッチング制御される。
【００８９】
これにより、各電磁弁１１，１２の開弁ごとに測定した温度から求めた各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱に基づいてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定して当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３を制御することで、事前の試験等を必要とすることなく、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱状態に応じたスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれリアルタイムに設定されるので、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱の差がより小さくなり、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の発熱を確実に抑制することができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、各スイッチ２２ａ，２２ｂは、特許請求の範囲に記載の「第１スイッチ手段」および「第１温度検出手段」を兼用した一例に相当し、スイッチ２３は、特許請求の範囲に記載の「第２スイッチ手段」および「第２温度検出手段」を兼用した一例に相当し得る。また、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３の温度は、感温ダイオード内蔵のスイッチを採用することで検出されることに限らず、例えば、外付けの温度センサ等、他の温度検出手段を用いて検出されてもよい。
【００９１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る電磁弁駆動装置について、図７を用いて説明する。図７は、第４実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図であり、図７（Ａ）は、電磁弁１１に流れるインジェクタ電流値Ｉａを示し、図７（Ｂ）は、スイッチ２３のスイッチング制御状態を示し、図７（Ｃ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示し、図７（Ｄ）は、スイッチ２４の制御状態を示す。
【００９２】
本第４実施形態に係る電磁弁駆動装置２０は、スイッチ２４のスイッチング制御を利用して定電流制御を実施する。すなわち、本実施形態に係る電磁弁駆動装置２０では、上記第１実施形態のようにスイッチ２４がオン制御後にオフ制御されてスイッチ２３がスイッチング制御された後に、図７に示すように、スイッチ２３をオフ制御にした状態でスイッチ２４をスイッチング制御する。このようにしても、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の最大スイッチング回数が減ることでスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御されるスイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の発熱を抑制することができる。
【００９３】
特に、上記スイッチング稼働率設定処理にて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４のスイッチング稼働率を、上述のように各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４にて生じる発熱の差を小さくするように設定することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチが他のスイッチよりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の発熱を効果的に抑制することができる。なお、スイッチ２３とスイッチ２４とに同じスイッチング素子を採用することで、上記式（１）を用いて両スイッチ２３，２４のスイッチング稼働率Ｄａを設定することができる。
【００９４】
なお、本第４実施形態では、上記第２実施形態のように、予め測定されて記憶される各発熱状態に基づいて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４に生じる発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率がそれぞれ設定されてもよい。また、本第４実施形態では、上記第３実施形態のように、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の実測温度から求められる当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３，２４の発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率がそれぞれ設定されてもよい。
【００９５】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る電磁弁駆動装置について、図８および図９を用いて説明する。図８は、第５実施形態に係る電磁弁駆動装置２０ａを採用した燃料噴射制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図９は、第５実施形態の電磁弁駆動制御処理における開弁時の制御状態を説明する説明図であり、図９（Ａ）は、電磁弁１１に流れるインジェクタ電流値Ｉａを示し、図９（Ｂ）は、スイッチ２２ａのスイッチング制御状態を示し、図９（Ｃ）は、スイッチ２４の制御状態を示す。
【００９６】
図８に示すように、本第５実施形態に係る電磁弁駆動装置２０ａは、上述した電磁弁駆動装置２０に対して、スイッチ２３およびダイオードＤ１を廃止するように構成されており、電磁弁駆動装置２０ａは、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢを直接利用した定電流制御と異なり、ＤＣＤＣコンバータ２５にて昇圧された高電圧を利用した定電流制御により、電磁弁１１，１２を駆動する。このため、電磁弁駆動装置２０ａでは、上記第１実施形態におけるスイッチ２３のスイッチング制御による定電流制御と異なり、図９に示すように、スイッチ２４のスイッチング制御による定電流制御が実施される。
【００９７】
すなわち、電磁弁駆動装置２０ａは、以下のように構成することができる。
電磁弁（１１，１２）のコイル（１１ａ，１２ａ）に対して、設定された駆動期間の開始時に前記電磁弁を速やかに開弁させるためのピーク電流と、前記駆動期間が終了するまで前記電磁弁の開弁状態を保持するための電流であって前記ピーク電流よりも小さいホールド電流とを供給する電磁弁駆動装置（２０ａ）であって、この電磁弁駆動装置は、前記ピーク電流を前記コイルに供給可能なコンデンサ（Ｃ）と、直流電源（Ｂ）から電源電圧（ＶＢ）よりも高い高電圧を生成して前記コンデンサを充電する充電手段（２５）と、を備えている。そして、前記コンデンサは、前記直流電源から前記コイルへの給電経路に対して並列に接続されて、前記コイルの高電位側および低電位側のいずれかに配置されて、前記駆動期間の開始時にオン状態になることで、前記コンデンサの高電圧を印加して前記ピーク電流を前記コイルに供給し、当該電磁弁駆動装置は、前記ピーク電流の供給後にスイッチングを開始することで前記直流電源の電源電圧を印加して前記ホールド電流を前記コイルに供給するスイッチング素子（２２ａ，２２ｂ，２４）を備えることを特徴とする。
【００９８】
このように、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の動作に応じて、コンデンサＣの高電圧が印加されることでピーク電流が供給された後に、直流電源Ｂの電源電圧ＶＢが印加されることでホールド電流が供給されるので、上記第１実施形態のようにピーク電流供給用およびホールド電流供給用の２つの電流供給回路（２３，２４）の双方を設けることなく、１つの電流供給回路（２４）のみで、異なる大きさの電流をコイル１１ａ，１２ａに供給することができる。したがって、電磁弁１１，１２に対してピーク電流およびホールド電流を供給する構成を簡素化することができる。
【００９９】
そして、このように構成しても、定電流制御時における各スイッチ２２ａ，２２ｂのスイッチング稼働率Ｄｂおよびスイッチ２４のスイッチング稼働率Ｄａを制御することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の最大スイッチング回数が減りスイッチング損失の増大が抑制されて、定電流制御時に制御されるスイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の発熱を抑制することができる。
【０１００】
特に、上記スイッチング稼働率設定処理にて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４のスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを、上述のように各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４にて生じる発熱の差を小さくするように設定することで、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４にて生じる発熱の差が小さくなり、１のスイッチが他のスイッチよりも高発熱する場合と比較して、当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の発熱を効果的に抑制することができる。
【０１０１】
なお、本第５実施形態では、上記第２実施形態のように、予め測定されて記憶される各発熱状態に基づいて、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４に生じる発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されてもよい。また、本第５実施形態では、上記第３実施形態のように、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の実測温度から求められる当該各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２４の発熱の差を小さくするように、各スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂがそれぞれ設定されてもよい。
【０１０２】
なお、本発明は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）本発明に係る燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置は、２気筒エンジンの各気筒に燃料を噴射供給する電磁弁１１，１２を制御対象とすることに限らず、単気筒エンジンまたは３気筒以上の多気筒エンジン用の電磁弁を制御対象としてもよい。
【０１０３】
単気筒エンジン用の電磁弁が制御対象である場合には、電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される第１スイッチ手段と、この電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される第２スイッチ手段とについて、両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されることとなる。また、多気筒エンジン用の電磁弁が制御対象である場合には、各電磁弁の低電位側にそれぞれ接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される複数の第１スイッチ手段と、各電磁弁の高電位側に共用して接続されて当該電磁弁に対して定電流制御時に制御される第２スイッチ手段とについて、各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、スイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂが設定されることとなる。
【０１０４】
（２）上記ステップＳ１０１に示すスイッチング稼働率設定処理では、上記式（１）等を用いてスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定することに限らず、Ｄａ＋Ｄｂ＝１かつ０＜Ｄａ＜１，０＜Ｄｂ＜１を満たすように、例えば、単にＤａ，Ｄｂ＝０．５となるようにスイッチング稼働率Ｄａ，Ｄｂを設定してもよい。このようにしても、電磁弁１１，１２に対して電源電圧ＶＢを印加する全て期間においてスイッチ２３（２４）をスイッチング制御するとともにスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをオン制御する場合やスイッチ２２ａまたはスイッチ２２ｂをスイッチング制御するとともにスイッチ２３（２４）をオン制御する場合と比較して、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２３（２４）の最大スイッチング回数を減らすことができる。
【０１０５】
（３）上述した各スイッチのうちスイッチング制御されないスイッチには、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子が採用されることに限らず、オン／オフ制御可能なスイッチ手段等が採用されてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…燃料噴射制御装置
１１…電磁弁
２０，２０ａ…電磁弁駆動装置（燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置）
２１…制御回路（制御手段，補正手段）
２２ａ，２２ｂ…スイッチ（第１スイッチ手段）
２３…スイッチ（第２スイッチ手段）
２４…スイッチ（第２スイッチ手段）
２５…ＤＣＤＣコンバータ（充電手段）
Ｂ…直流電源
Ｃ…コンデンサ
Ｄａ…スイッチング稼働率（第１の稼働率）
Ｄｂ…スイッチング稼働率（第２の稼働率）
Ｔｈ…ホールド期間
Ｔｐ…ピックアップ期間
ＶＢ…電源電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁弁に対して、直流電源の電源電圧よりも高い高電圧を生成して印加し、その後定電流制御を実施することで当該電磁弁を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置であって、
前記高電圧を前記電磁弁に印加可能なコンデンサと、
前記直流電源から前記高電圧を生成して前記コンデンサを充電する充電手段と、
前記電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第１スイッチ手段と、
前記電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第２スイッチ手段と、
前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記定電流制御時において、第１の稼働率で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で前記第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項４】
前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項５】
前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、
前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、前記第１スイッチ手段に生じる発熱と前記第２スイッチ手段に生じる発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項６】
前記第１スイッチ手段の温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１温度検出手段により検出される温度から求められる前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項７】
複数の電磁弁が駆動対象であって、
前記第１スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して低電位側にそれぞれ接続されるとともに、前記第２スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して高電位側に共用して接続され、
前記制御手段は、前記複数の電磁弁のうち駆動する電磁弁に対する前記定電流制御時において、第１の稼働率で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記駆動する電磁弁の低電位側の前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で当該第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段は、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記各第１スイッチ手段のそれぞれの発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記各第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１０】
前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１１】
前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、
前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１２】
複数の前記第１スイッチ手段の温度をそれぞれ検出する複数の第１温度検出手段と、
前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数の第１温度検出手段によりそれぞれ検出される温度から求められる前記各第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１３】
前記第２スイッチ手段は、前記定電流制御時において、前記高電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段と、前記電源電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段とにより構成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１】
電磁弁に対して、直流電源の電源電圧よりも高い高電圧を生成して印加し、その後定電流制御を実施することで当該電磁弁を駆動する燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置であって、
前記高電圧を前記電磁弁に印加可能なコンデンサと、
前記直流電源から前記高電圧を生成して前記コンデンサを充電する充電手段と、
前記電磁弁の低電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第１スイッチ手段と、
前記電磁弁の高電位側に接続されて当該電磁弁に対して前記定電流制御時に制御される第２スイッチ手段と、
前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記定電流制御時において、第１の稼働率で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で前記第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との両スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項４】
前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項５】
前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、
前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、前記第１スイッチ手段に生じる発熱と前記第２スイッチ手段に生じる発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項６】
前記第１スイッチ手段の温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１温度検出手段により検出される温度から求められる前記第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項７】
複数の電磁弁が駆動対象であって、
前記第１スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して低電位側にそれぞれ接続されるとともに、前記第２スイッチ手段は、前記複数の電磁弁に対して高電位側に共用して接続され、
前記制御手段は、前記複数の電磁弁のうち駆動する電磁弁に対する前記定電流制御時において、第１の稼働率で前記第２スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記駆動する電磁弁の低電位側の前記第１スイッチ手段をオン制御し、第２の稼働率で当該第１スイッチ手段をスイッチング制御するとともに前記第２スイッチ手段をオン制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段は、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第２の稼働率とに応じて変化する前記各第１スイッチ手段のそれぞれの発熱と、前記第２スイッチ手段におけるオン制御時の定常損失および１回のオン／オフでのスイッチング損失と前記第１の稼働率とに応じて変化する前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率および前記第２の稼働率を設定して、前記各第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１０】
前記定常損失を、前記電磁弁のインダクタンス成分および抵抗成分に起因する特性と前記電源電圧とに応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１１】
前記第１スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第１スイッチ手段の発熱状態と、前記第２スイッチ手段を所定期間スイッチング制御したときの当該第２スイッチ手段の発熱状態とが、第１発熱状態および第２発熱状態として、予め測定されて記憶され、
前記制御手段は、前記第１発熱状態および前記第２発熱状態に基づいて、複数の前記第１スイッチ手段と前記第２スイッチ手段との各スイッチ手段にて生じる発熱の差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１２】
複数の前記第１スイッチ手段の温度をそれぞれ検出する複数の第１温度検出手段と、
前記第２スイッチ手段の温度を検出する第２温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数の第１温度検出手段によりそれぞれ検出される温度から求められる前記各第１スイッチ手段の発熱と、前記第２温度検出手段により検出される温度から求められる前記第２スイッチ手段の発熱との差を小さくするように、前記第１の稼働率と前記第２の稼働率とを設定して、複数の前記第１スイッチ手段および前記第２スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【請求項１３】
前記第２スイッチ手段は、前記定電流制御時において、前記高電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段と、前記電源電圧を印加する際に制御されるスイッチ手段とにより構成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０８４７６（Ｐ２０１３−１０８４７６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６０６５（Ｐ２０１１−２５６０６５）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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