JP2006152987A - Solenoid valve drive mechanism - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solenoid valve drive mechanism surely detecting load short circuit of a solenoid composing a solenoid valve. <P>SOLUTION: Count is started at detection timing of rising edge of energizing signal Pi or peak drive signal Pj2 (turn on of transistors Ti, Tj2) and is stopped at detection timing of a drop edge of peak drive signal Pj2 (turn off of the transistor Tj2). Consequently, a count value corresponding to rise time t1 from start of energizing the solenoid Li to achievement of peak value Ia in energizing current Id is obtained. Since as inductance of energizing route including the solenoid Li gets lower, rise and drop of wave form of energizing current Id flowing in the solenoid Li get earlier, load short circuit (drop of inductance) can be detected from change of the count value (rise time t1). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置に関する。   The present invention relates to a solenoid valve driving device that drives a solenoid valve.

従来より、例えば電磁弁からなる燃料噴射弁(いわゆるインジェクタ)を開閉駆動して内燃機関への燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置に適用される電磁弁駆動装置では、バッテリの電圧よりも高い昇圧電圧をコンデンサに発生させる昇圧回路を備え、インジェクタを構成する電磁ソレノイドへの通電開始時に、上記コンデンサから電磁ソレノイドへ昇圧電圧による大電流(いわゆるピーク電流)が流れるようにして、インジェクタを速やかに開弁させ、その後は、定電流回路から電磁ソレノイドへ開弁保持用の一定電流(いわゆるホールド電流)を流して、インジェクタの開弁状態を保持するようにしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an electromagnetic valve drive device applied to a fuel injection control device that controls fuel injection to an internal combustion engine by opening and closing a fuel injection valve (so-called injector) composed of, for example, an electromagnetic valve, the booster is higher than the battery voltage. A booster circuit that generates a voltage in the capacitor is provided, and at the start of energization of the electromagnetic solenoid that constitutes the injector, a large current (so-called peak current) due to the boosted voltage flows from the capacitor to the electromagnetic solenoid so that the injector can be opened quickly. Thereafter, a constant current for holding the valve open (so-called hold current) is flowed from the constant current circuit to the electromagnetic solenoid so as to hold the valve open state of the injector.

つまり、インジェクタの開弁応答性を向上させるために、電源電圧としてのバッテリの電圧を昇圧してコンデンサに蓄積し、そのコンデンサの放電に伴う大電流によってインジェクタを高速駆動できるようにしている。   That is, in order to improve the valve opening response of the injector, the voltage of the battery as the power supply voltage is boosted and stored in the capacitor, and the injector can be driven at high speed by a large current accompanying the discharge of the capacitor.

そして、このように構成された電磁弁駆動装置では、電磁ソレノイドへの通電開始直前及び通電終了直後に、高電圧を充電する昇圧回路のコンデンサの両端電圧を検出し、その検出結果に従って、電磁ソレノイドへの通電経路の断線,短絡といった回路異常を判定することが行われている。   In the electromagnetic valve driving device configured as described above, the voltage across the capacitor of the booster circuit that charges the high voltage is detected immediately before the start of energization of the electromagnetic solenoid and immediately after the energization is completed, and the electromagnetic solenoid is detected according to the detection result. A circuit abnormality such as disconnection or short circuit of the energization path to the circuit is determined.

具体的には、通電開始直前のコンデンサの両端電圧が所定値以下であれば、インジェクタ駆動の電流回路が何等かの電位に短絡したものと判定し、また、通電終了直後のコンデンサの両端電圧が所定値以上であれば、インジェクタ駆動の通電経路が断線したものと判定している(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−112735号公報
Specifically, if the voltage across the capacitor immediately before the start of energization is below a predetermined value, it is determined that the current circuit of the injector drive has been shorted to some potential, and the voltage across the capacitor immediately after the end of energization is If it is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the current path for injector drive is disconnected (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-9-112735

しかし、インジェクタを構成する電磁ソレノイド(負荷)が、負荷ショート(即ち、負荷同士のショート,負荷の部分ショート,負荷の両端ショート等)を起こし、負荷のインダクタンスが低下する異常が発生した場合、単純なショートを検出するために設定された上述の条件では正常と判定される場合があり、この異常を確実に検出することが困難であるという問題があった。   However, if the electromagnetic solenoid (load) that constitutes the injector causes a load short-circuit (ie, short-circuit between loads, partial load short-circuit, short-circuit both ends of the load, etc.) The above-mentioned conditions set for detecting a short-circuit may be determined to be normal, and there is a problem that it is difficult to reliably detect this abnormality.

そして、負荷ショートが発生すると、電磁ソレノイドに十分な駆動電流が供給されないため、これに対応するインジェクタは無噴射となったり、十分な噴射を行うことができなくなる。その結果、エンジンの回転数が不安定となってしまったり、また、負荷ショートを起こしている電磁ソレノイドへの通電を継続すると、過大な電流が流れ続けることにより、通電経路中に配置された素子が破壊され、他気筒のインジェクタにも影響を与えてしまうおそれがあるという問題もあった。   When a load short-circuit occurs, a sufficient drive current is not supplied to the electromagnetic solenoid, so that the corresponding injector becomes non-injected or cannot perform sufficient injection. As a result, if the engine speed becomes unstable, or if energization of the electromagnetic solenoid causing a load short-circuit is continued, excessive current continues to flow, so elements placed in the energization path There is also a problem that there is a possibility that the engine may be destroyed and the injectors of other cylinders may be affected.

本発明は、上記問題点を解決するために、電磁弁を構成する電磁ソレノイドの負荷ショートを確実に検出する電磁弁駆動装置を提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve driving device that reliably detects a load short-circuit of an electromagnetic solenoid that constitutes an electromagnetic valve.

上記目的を達成するためになされた第一発明の電磁弁駆動装置では、電源電圧より高い昇圧電圧を発生させる昇圧回路から第1スイッチング素子を介して、また、電源から第2スイッチング素子を介して、電磁弁を駆動する電磁ソレノイドに電流を供給すると共に、その電磁ソレノイドに流れる通電電流を電流検出手段によって検出するように構成されている。   In the solenoid valve driving device of the first invention made to achieve the above object, the booster circuit for generating a boosted voltage higher than the power supply voltage is passed through the first switching element, and the power supply is passed through the second switching element. A current is supplied to an electromagnetic solenoid that drives the electromagnetic valve, and an energization current flowing through the electromagnetic solenoid is detected by a current detection means.

そして、スイッチング制御手段が、予め設定された通電期間の開始時に、電流検出手段にて検出される通電電流が予め設定されたピーク値に達するまでの間、第1スイッチング素子をオンさせることにより、電磁弁を速やかに開弁させるためのピーク電流を電磁ソレノイドに供給する。このピーク電流の供給後、スイッチング制御手段は、通電期間が終了するまでの間、電流検出手段にて検出される通電電流がピーク値より小さな値に設定された下限値まで下降すると第2スイッチング素子をオンさせ、ピーク値より小さく下限値より大きな値に設定された上限値まで上昇すると第2スイッチング素子をオフさせることにより、電磁弁の開弁状態を保持するためのホールド電流を電磁ソレノイドに供給する。   The switching control means turns on the first switching element until the energization current detected by the current detection means reaches a preset peak value at the start of the preset energization period, A peak current for quickly opening the solenoid valve is supplied to the solenoid. After the supply of the peak current, the switching control means causes the second switching element when the energization current detected by the current detection means falls to a lower limit value set to a value smaller than the peak value until the energization period ends. Is turned on, and when the pressure rises to an upper limit value set to a value smaller than the peak value and larger than the lower limit value, the second switching element is turned off, thereby supplying a hold current for holding the solenoid valve in the open state to the electromagnetic solenoid. To do.

この時、スイッチング制御手段が実行する第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子のうち少なくとも一方のスイッチング動作に基づいて、特徴抽出手段が、通電電流の波形の特徴を表す特徴パラメータを抽出し、第1判定手段が、その抽出された特徴パラメータが予め設定された許容範囲から外れている場合に、電磁ソレノイドが負荷ショートを起こしていると判定する。   At this time, based on the switching operation of at least one of the first switching element and the second switching element executed by the switching control means, the feature extraction means extracts a feature parameter representing the feature of the waveform of the energization current, and the first The determination means determines that the electromagnetic solenoid has caused a load short-circuit when the extracted feature parameter is out of a preset allowable range.

つまり、電磁ソレノイドが負荷ショートを起こしている(以下「負荷ショート異常」と称する。)時には、その電磁ソレノイドを含む通電経路のインダクタンスが低下し、電磁ソレノイドを流れる通電電流の立上がり及び立下がりが正常時より早くなるため、通電電流の波形が変化する。また、上述したように、第1スイッチング素子のオフタイミングや、第2スイッチング素子のオン,オフタイミングは、通電電流の大きさによって決まるため、スイッチング制御手段が実行する第1及び第2スイッチング素子のスイッチング動作には、通電電流の波形の特徴が反映されることになる。   In other words, when the electromagnetic solenoid is short-circuited (hereinafter referred to as “load short-circuit abnormality”), the inductance of the current-carrying path including the electromagnetic solenoid is reduced, and the rising and falling of the current flowing through the electromagnetic solenoid are normal. Since it becomes earlier than the hour, the waveform of the energization current changes. Further, as described above, since the off timing of the first switching element and the on / off timing of the second switching element are determined by the magnitude of the energization current, the switching control means executes the first and second switching elements. The characteristics of the waveform of the energization current are reflected in the switching operation.

従って、本発明の電磁弁駆動装置によれば、第1及び第2スイッチング素子のスイッチング動作から負荷ショート異常に基づく通電電流の波形の変化を確実に検出することができ、その結果、負荷ショート異常の有無を精度良く判定することができる。   Therefore, according to the solenoid valve driving device of the present invention, it is possible to reliably detect a change in the waveform of the energization current based on the load short-circuit abnormality from the switching operations of the first and second switching elements, and as a result, the load short-circuit abnormality The presence or absence of can be accurately determined.

なお、特徴パラメータとしては、例えば、第1スイッチング素子がオンしてからオフするまでのスイッチング間隔を表すピーク立上がり時間、第1スイッチング素子がオフしてから第2スイッチング素子がオンするまでのスイッチング間隔を表すピーク立下がり時間、第2スイッチング素子がオフしてからオンするまで又はオンしてからオフするまでのスイッチング間隔を表す切替わり時間を用いることができる。   Note that, as the characteristic parameter, for example, a peak rising time representing a switching interval from when the first switching element is turned on to when it is turned off, and a switching interval until the second switching element is turned on after the first switching element is turned off And a switching time representing a switching interval from when the second switching element is turned off to when it is turned on or from when it is turned on to when it is turned off.

この場合、これら立上がり時間,立下がり時間,切替わり時間は、いずれも通電経路のインダクタンス分が小さくなると短くなるため、これらの時間が所定の時間しきい値以上であれば許容範囲として、時間しきい値に満たない場合に負荷ショート異常であると判定するようにすればよい。   In this case, these rise time, fall time, and switching time are all shortened when the inductance of the energization path becomes small. What is necessary is just to determine that it is load short-circuit abnormality, when less than a threshold value.

また、特徴パラメータとして、これらの時間(スイッチングのタイミング)だけでなく、通電期間中における第2スイッチング素子のオンオフ回数を用いてもよい。
この場合、通電経路のインダクタンス分が小さくなって上述の切替わり時間が短くなると、通電期間中における第2スイッチング素子のオンオフ回数は増加するため、オンオフ回数が所定の回数しきい値以下である場合を許容範囲として、回数しきい値を越える場合に負荷ショート異常であると判定するようにすればよい。
Further, not only these times (switching timings) but also the number of on / off times of the second switching element during the energization period may be used as the characteristic parameter.
In this case, when the amount of inductance of the energization path is reduced and the above switching time is shortened, the number of on / off times of the second switching element during the energization period increases. May be determined as a load short-circuit abnormality when the number threshold is exceeded.

また、特徴パラメータとして、例えば、第1スイッチング素子がオフした後、或いは第2スイッチング素子がオン又はオフした後に、電流検出手段にて検出される通電電流のオーバーシュートの大きさを用いてもよい。   Further, as the characteristic parameter, for example, the magnitude of the overshoot of the energization current detected by the current detection unit after the first switching element is turned off or after the second switching element is turned on or off may be used. .

この場合、電流検出手段にてピーク値,下限値,上限値が検出されてから、スイッチング制御手段によって実際に第1スイッチング素子や第2スイッチング素子がオン,オフされるまでの間に通電電流は増加又は減少し続け、通電経路のインダクタンス分が小さくなるほど、通電電流のオーバーシュート(ピーク値,上限値を超えた増加分又は下限値を超えた減少分)が大きくなる。従って、このオーバーシュートの大きさが、所定の電流しきい値以下である場合を許容範囲として、電流しきい値を越える場合に負荷ショート異常であると判定するようにすればよい。   In this case, the energization current is between the time when the peak value, the lower limit value and the upper limit value are detected by the current detection means and before the first switching element and the second switching element are actually turned on and off by the switching control means. As the inductance of the energization path continues to increase or decrease, the overshoot (the peak value, the increase exceeding the upper limit value or the decrease exceeding the lower limit value) increases. Therefore, the case where the magnitude of the overshoot is equal to or smaller than the predetermined current threshold value is set as an allowable range, and when the current threshold value is exceeded, it is determined that the load short circuit is abnormal.

なお、これら特徴パラメータは、いずれか一つだけを用いてもよいが、複数を同時に用いてもよい。また、複数を同時に用いる場合は、いずれか一つでも許容範囲から外れた時に異常であると判定してもよいし、全てが許容範囲から外れた時にのみ異常であると判定してもよい。   Note that only one of these feature parameters may be used, but a plurality of feature parameters may be used simultaneously. In the case where a plurality are used simultaneously, any one of them may be determined to be abnormal when they are out of the allowable range, or may be determined to be abnormal only when all are out of the allowable range.

ところで、第1判定手段が判定に用いる許容範囲は、予め固定値を設定しておいてもよいし、状況に応じて可変設定してもよい。
具体的には、例えば、学習手段が、特徴抽出手段が抽出した特徴パラメータに基づいて、負荷ショートが未発生の正常時に特徴パラメータが取り得る値の正常範囲を学習し、第1判定手段は、その学習結果に従って許容範囲を設定するように構成すればよい。
By the way, the allowable range used for the determination by the first determination means may be set in advance as a fixed value, or may be variably set according to the situation.
Specifically, for example, the learning unit learns a normal range of values that can be taken by the feature parameter at the normal time when no load short-circuit occurs based on the feature parameter extracted by the feature extraction unit. What is necessary is just to comprise so that an allowable range may be set according to the learning result.

この場合、各ECUや電磁弁の機構上のばらつき、動作環境のばらつき、特性の経年変化等を許容範囲に反映させることができるため、判定精度を向上させることができる。なお、学習値は、別途用意されたツール等によって、リセットや書換が可能であることが望ましい。   In this case, variations in the mechanism of each ECU or electromagnetic valve, variations in operating environment, changes in characteristics over time, and the like can be reflected in the allowable range, so that the determination accuracy can be improved. Note that it is desirable that the learning value can be reset or rewritten with a separately prepared tool or the like.

また、第1及び第2スイッチング素子、及びスイッチング制御手段が、複数の電磁弁をそれぞれ個別に駆動するように構成されている場合、第1判定手段は、特徴抽出手段にて電磁弁毎に抽出される特徴パラメータに従って許容範囲を設定するように構成してもよい。   Further, when the first and second switching elements and the switching control means are configured to individually drive a plurality of solenoid valves, the first determination means is extracted for each solenoid valve by the feature extraction means. The allowable range may be set according to the feature parameter.

この場合、その時々に抽出される特徴パラメータ間の相対的な関係によって許容範囲が設定されるため、上述した学習手段を用いる場合とは異なり、動作環境の急激な変化等によって、全ての電磁弁に同時に生じる特徴パラメータの過渡的な変化にも追従して適切な許容範囲を設定することができ、異常判定を安定性を向上させることができる。   In this case, since the allowable range is set depending on the relative relationship between the characteristic parameters extracted from time to time, unlike the case where the learning means described above is used, all the solenoid valves are caused by a sudden change in the operating environment. Thus, it is possible to set an appropriate allowable range following the transient change of the characteristic parameter that occurs at the same time, and to improve the stability of the abnormality determination.

また、電磁ソレノイドの第2スイッチング素子に接続された端部とは反対側の端部に、通電期間の間だけオンする第3スイッチング素子が設けられている場合、この第3スイッチング素子がオフした時に、第2判定手段が、電磁ソレノイドと第2スイッチング素子との接続端に発生するフライバック電圧を検出し、その検出電圧が予め設定された電圧しきい値より小さい場合に、電磁ソレノイドが負荷ショートを起こしていると判定するように構成してもよい。   In addition, when the third switching element that is turned on only during the energization period is provided at the end opposite to the end connected to the second switching element of the electromagnetic solenoid, the third switching element is turned off. Sometimes the second determination means detects the flyback voltage generated at the connection end of the electromagnetic solenoid and the second switching element, and the electromagnetic solenoid is loaded when the detected voltage is smaller than a preset voltage threshold value. It may be configured to determine that a short circuit has occurred.

つまり、フライバック電圧は、通電経路のインダクタンス分が小さくなるほど低下するため、このフライバック電圧の大きさが、所定の電圧しきい値以上である場合を許容範囲として、電圧しきい値に満たない場合に負荷ショート異常であると判定するようにすればよいのである。   That is, since the flyback voltage decreases as the inductance of the energization path decreases, the flyback voltage is less than the voltage threshold when the magnitude of the flyback voltage is equal to or greater than a predetermined voltage threshold. In this case, it may be determined that the load short circuit is abnormal.

次に、第二発明の電磁弁駆動装置では、電磁弁を駆動する電磁ソレノイドへの電流駆動経路にスイッチング素子が設けられており、スイッチング制御手段が、予め設定された通電期間の間、前記スイッチング素子をオンさせる。すると、判定手段が、スイッチング素子のオフ時に、電磁ソレノイドとスイッチング素子との接続端に発生するフライバック電圧を検出し、その検出電圧が予め設定された電圧しきい値より小さい場合に、電磁ソレノイドが負荷ショートを起こしていると判定する。   Next, in the electromagnetic valve driving device of the second invention, a switching element is provided in a current driving path to the electromagnetic solenoid that drives the electromagnetic valve, and the switching control means performs the switching during a preset energization period. Turn on the element. Then, when the determination unit detects the flyback voltage generated at the connection end of the electromagnetic solenoid and the switching element when the switching element is off, and the detected voltage is smaller than a preset voltage threshold, the electromagnetic solenoid Is determined to have caused a load short.

このように構成された本発明の電磁弁駆動装置によれば、電流検出手段や特徴抽出手段などを必要とせず、簡易な構成にて負荷ショート異常の有無を判定することができる。   According to the electromagnetic valve driving device of the present invention configured as described above, it is possible to determine whether there is a load short-circuit abnormality with a simple configuration without requiring a current detection unit, a feature extraction unit, or the like.

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1は、車両用ディーゼルエンジンの各気筒#1,#2,#3,#4に燃料を噴射供給する4個の電磁ソレノイド式ユニットインジェクタ(以下、単にインジェクタという。)の電磁ソレノイドL1,L2,L3,L4への通電時間及び通電タイミングを制御することにより、ディーゼルエンジン各気筒#1〜#4への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する、実施形態の燃料噴射制御装置10の全体構成を表わす構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows electromagnetic solenoids L1 and L2 of four electromagnetic solenoid type unit injectors (hereinafter simply referred to as injectors) that inject and supply fuel to cylinders # 1, # 2, # 3, and # 4 of a diesel engine for vehicles. , L3, L4 by controlling the energization time and energization timing to control the fuel injection amount and fuel injection timing to each cylinder # 1 to # 4 of the diesel engine, the overall configuration of the fuel injection control device 10 of the embodiment FIG.

図1に示すように、本実施形態の燃料噴射制御装置10は、予め設定された制御プログラムに従い燃料噴射制御のための各種制御処理を実行するCPU,ROM,RAM等からなる周知のマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)20を中心に構成され、マイコン20からの指令を受けて動作し、電磁ソレノイドL1〜L4を各々通電して各気筒#1〜#4のインジェクタを駆動する駆動回路30を備えている。   As shown in FIG. 1, a fuel injection control device 10 of this embodiment is a known microcomputer (CPU, ROM, RAM, etc.) that executes various control processes for fuel injection control according to a preset control program. (Hereinafter referred to as a “microcomputer”) 20, and is driven by a command from the microcomputer 20. The drive circuit 30 operates to drive the injectors of the cylinders # 1 to # 4 by energizing the electromagnetic solenoids L 1 to L 4. I have.

また、駆動回路30により通電が行われる電磁ソレノイドL1〜L4は、奇数番目の気筒#1,#3に対応する第1グループの電磁ソレノイドL1,L3と、偶数番目の気筒#2,#4に対応する第2グループの電磁ソレノイドL2,L4とにグループ分けされている。そして、第1グループの電磁ソレノイドL1,L3には、第1共通線COM1と、その第1共通線COM1から分岐した個別配線W1,W3とを介して駆動電流が供給され、また、第2グループの電磁ソレノイドL2,L4には、第2共通線COM2と、その第2共通線COM2から分岐した個別配線W2,W4を介して駆動電流が供給されるよう接続されている。   The electromagnetic solenoids L1 to L4 energized by the drive circuit 30 are connected to the first group of electromagnetic solenoids L1 and L3 corresponding to the odd-numbered cylinders # 1 and # 3 and the even-numbered cylinders # 2 and # 4. They are grouped into corresponding second groups of electromagnetic solenoids L2, L4. The first group of electromagnetic solenoids L1 and L3 are supplied with drive current via the first common line COM1 and the individual wires W1 and W3 branched from the first common line COM1, and the second group. The electromagnetic solenoids L2 and L4 are connected so that a drive current is supplied via a second common line COM2 and individual wirings W2 and W4 branched from the second common line COM2.

次に、駆動回路30は、各電磁ソレノイドL1〜L4の通電経路である個別配線W1〜W4を夫々導通・遮断する第3スイッチング素子としてのトランジスタ(ここではNチャネル電界効果トランジスタ。以下同様。)T1〜T4と、トランジスタT1〜T4を共通に接地する通電経路に設けられ、電磁ソレノイドL1〜L4を流れる通電電流Idに比例した電圧値を有する検出信号VIdを生成する電流検出手段としての電流検出用抵抗器Roとを備えている。   Next, the drive circuit 30 is a transistor (here, an N-channel field-effect transistor; the same applies hereinafter) as a third switching element that conducts and cuts off the individual wires W1 to W4 that are energization paths of the electromagnetic solenoids L1 to L4. Current detection as a current detection means that generates a detection signal Vid having a voltage value proportional to the energization current Id flowing through the electromagnetic solenoids L1 to L4, provided in the energization path that commonly grounds T1 to T4 and the transistors T1 to T4. Resistor Ro.

また、バッテリ電圧+B(本実施形態では24V)を供給する電源線から第1共通線COM1に至る通電経路には、この通電経路を導通・遮断する第2スイッチング素子としてのトランジスタT11と、電源線から第1共通線COM1に向かう方向を順方向とするダイオードD11とが直列接続され、同様に、電源線から第2共通線COM2に至る通電経路には、この通電経路を導通・遮断する第2スイッチング素子としてのトランジスタT21と、電源線から第2共通線COM2に向かう方向を順方向とするダイオードD21とが直列接続されている。更に、第1共通線COM1には、電磁ソレノイドL1,L3に発生したフライバック電流を吸収するためのダイオードD12が接続され、第2共通線COM2には、電磁ソレノイドL2,L4に発生したフライバック電流を吸収するためのダイオードD22が接続されている。   In addition, the energization path from the power supply line supplying the battery voltage + B (24 V in the present embodiment) to the first common line COM1 includes a transistor T11 as a second switching element that conducts and cuts off the energization path, and the power supply line. Similarly, a diode D11 having a forward direction from the first common line COM1 to the first common line COM1 is connected in series, and similarly, a current path from the power supply line to the second common line COM2 is connected to and cut off from the second common line COM2. A transistor T21 as a switching element and a diode D21 having a forward direction from the power supply line toward the second common line COM2 are connected in series. Further, a diode D12 for absorbing flyback current generated in the electromagnetic solenoids L1 and L3 is connected to the first common line COM1, and a flyback generated in the electromagnetic solenoids L2 and L4 is connected to the second common line COM2. A diode D22 for absorbing current is connected.

また、駆動回路30は、バッテリ電圧+Bを昇圧し、ピーク電流供給用の一対のコンデンサC1,C2をダイオードD10,D20を介して充電する昇圧回路32と、コンデンサC1の放電電流(ピーク電流)を第1共通線COM1に供給するための第1ピーク電流供給配線W12を導通・遮断する第1スイッチング素子としてのトランジスタT12と、コンデンサC2の放電電流(ピーク電流)を第2共通線COM2に供給するための第2ピーク電流供給配線W22を導通・遮断する第1スイッチング素子としてのトランジスタT22とを備えている。   Further, the drive circuit 30 boosts the battery voltage + B and charges the pair of capacitors C1 and C2 for supplying peak current via the diodes D10 and D20, and the discharge current (peak current) of the capacitor C1. The transistor T12 serving as a first switching element that conducts and cuts off the first peak current supply wiring W12 for supplying to the first common line COM1, and the discharge current (peak current) of the capacitor C2 are supplied to the second common line COM2. And a transistor T22 as a first switching element that conducts and blocks the second peak current supply wiring W22.

なお、昇圧回路32は、バッテリ電圧+Bが印加された昇圧用のコイルの通電経路を断続することにより、コイルにバッテリ電圧+Bより大きな電圧を発生させる周知のものであり、マイクロコンピュータ20からの作動指令Spに従って、コンデンサC1,C2を所定の上限電圧(本実施形態では120V)にまで充電する。   The booster circuit 32 is a well-known circuit that generates a voltage higher than the battery voltage + B in the coil by interrupting the energization path of the boosting coil to which the battery voltage + B is applied. In accordance with the command Sp, the capacitors C1 and C2 are charged to a predetermined upper limit voltage (120 V in this embodiment).

また、駆動回路30は、マイコン20から入力される噴射指令S1〜S4に従って、個別配線W1〜W4に設けられたトランジスタT1〜T4を駆動するための通電信号P1〜P4、ホールド電流供給線W11,W21に設けられたトランジスタT11,T21を駆動するためのホールド駆動信号P11,P21及びピーク電流供給配線W12,W22に設けられたトランジスタT12,T22を駆動するためのピーク駆動信号P12,P22を生成するスイッチング制御手段としての信号生成部36aと、信号生成部36aにて生成される各信号に基づいて、通電電流Id(検出信号VId)の波形の特徴を表す特徴パラメータの測定を行い、測定結果Kをマイコン20に供給する特徴抽出手段としての測定部36bとからなるスイッチング制御回路36を備えている。   In addition, the drive circuit 30 supplies energization signals P1 to P4 for driving the transistors T1 to T4 provided in the individual wirings W1 to W4 in accordance with the injection commands S1 to S4 input from the microcomputer 20, a hold current supply line W11, Hold drive signals P11 and P21 for driving the transistors T11 and T21 provided in W21 and peak drive signals P12 and P22 for driving the transistors T12 and T22 provided in the peak current supply wirings W12 and W22 are generated. Based on the signal generation unit 36a as the switching control means and each signal generated by the signal generation unit 36a, the characteristic parameter representing the waveform characteristic of the energization current Id (detection signal VId) is measured, and the measurement result K Comprising a measuring unit 36b as a feature extracting means for supplying the microcomputer 20 with And it includes a control circuit 36.

ここで、図2は、マイコン20から供給される噴射指令Si(i=1〜4)、信号生成部36aが生成する各信号、及び電磁ソレノイドLiを流れる通電電流Id(検出信号VId)、電磁ソレノイドLiとトランジスタTiとの接続端の電位を表す監視電圧VDiの波形を表すタイミング図、図3はその一部を拡大した波形図である。特に図3(a)は、通常時における波形を表し、図3(b)は、電磁ソレノイドLiが負荷ショート異常を起こしている時の波形を表すものである。   Here, FIG. 2 shows an injection command Si (i = 1 to 4) supplied from the microcomputer 20, each signal generated by the signal generator 36a, an energization current Id (detection signal VId) flowing through the electromagnetic solenoid Li, and electromagnetic FIG. 3 is an enlarged waveform diagram showing a part of the waveform of the monitoring voltage VDi representing the potential of the connection end between the solenoid Li and the transistor Ti. In particular, FIG. 3A shows a waveform in a normal state, and FIG. 3B shows a waveform when the electromagnetic solenoid Li has a load short-circuit abnormality.

そして、信号生成部36aでは、図2及び図3に示すように、マイコン20から噴射指令Siが入力されると、噴射指令Siをそのまま通電信号Piとして出力すると同時に、ピーク駆動信号Pj2(i=1,3の場合はj=1、i=2,4の場合はj=2)の出力を開始する。なお、噴射指令Siは、噴射(電磁ソレノイドLiへの通電)の時期及び期間を示す指令である。   2 and 3, when the injection command Si is input from the microcomputer 20, the signal generation unit 36a outputs the injection command Si as it is as the energization signal Pi, and at the same time, the peak drive signal Pj2 (i = In the case of 1, 3, the output of j = 1 is started, and in the case of i = 2, 4, the output of j = 2) is started. The injection command Si is a command indicating the timing and period of injection (energization to the electromagnetic solenoid Li).

これにより、コンデンサCjと電磁ソレノイドLiとを含む閉回路が形成され、コンデンサCjの充電電荷が放電されることにより、電磁ソレノイドLiには、インジェクタを速やかに開弁させるためのピーク電流が供給される。   As a result, a closed circuit including the capacitor Cj and the electromagnetic solenoid Li is formed, and when the charge of the capacitor Cj is discharged, a peak current for quickly opening the injector is supplied to the electromagnetic solenoid Li. The

なお、信号生成部36aは、抵抗Roを介して検出される通電電流Idが予め設定されたピーク値Iaに達すると、ピーク駆動信号Pj2の出力を止めてトランジスタTj2をオフする(図3参照)。   When the energization current Id detected via the resistor Ro reaches a preset peak value Ia, the signal generator 36a stops outputting the peak drive signal Pj2 and turns off the transistor Tj2 (see FIG. 3). .

その後、信号生成部36aは、噴射指令Siが入力されている(即ち、通電信号Piを出力している)間、予め設定された下限値Icまで通電電流Idが下降するとトランジスタTj1をオンさせ、ピーク値Iaより小さく下限値Icより大きく設定された上限値Ibまで通電電流Id上昇するとトランジスタTj1をオフさせるホールド駆動信号Pj1を出力する。   Thereafter, the signal generator 36a turns on the transistor Tj1 when the energization current Id drops to a preset lower limit Ic while the injection command Si is input (that is, the energization signal Pi is output), When the energization current Id rises to the upper limit value Ib set smaller than the peak value Ia and larger than the lower limit value Ic, a hold drive signal Pj1 for turning off the transistor Tj1 is output.

これにより、バッテリ電圧+Bを供給する電源線から電磁ソレノイドLiへの通電経路がスイッチングされ、電磁ソレノイドLiには、インジェクタの開弁状態を保持するためのホールド電流(≒(Ib+Ic)/2)が供給されることになる。   As a result, the energization path from the power supply line supplying the battery voltage + B to the electromagnetic solenoid Li is switched, and the electromagnetic solenoid Li has a hold current (≈ (Ib + Ic) / 2) for maintaining the valve open state of the injector. Will be supplied.

また、マイコン20からは噴射指令S1〜S4が順番に入力されるため(図2参照)、これに従って、信号生成部36aは、各気筒#1〜#4(電磁ソレノイドL1〜L4)に対して順番に、上述したピーク電流及びホールド電流を供給する処理を繰り返し実行することになる。   In addition, since the injection commands S1 to S4 are sequentially input from the microcomputer 20 (see FIG. 2), the signal generator 36a follows this for each cylinder # 1 to # 4 (electromagnetic solenoids L1 to L4). In sequence, the above-described processing for supplying the peak current and the hold current is repeatedly executed.

一方、測定部36bは、信号生成部36aにて生成された信号に従って始動,停止する自走カウンタからなる。この自走カウンタは、そのカウント値をマイコン20から読み取ることができ、しかも、マイコン20による読み取りが行われると、カウント値がリセットされるように構成されている。   On the other hand, the measurement unit 36b includes a free-running counter that starts and stops according to the signal generated by the signal generation unit 36a. The self-running counter can read the count value from the microcomputer 20 and is configured to reset the count value when the microcomputer 20 reads the count value.

具体的には、測定部36bは、図4のフローチャートに示すように、通電信号Pi又はピーク駆動信号Pj2の立上がりエッジ(トランジスタTi,Tj2のターンオン)の検出タイミング、即ち、電磁ソレノイドLiへの通電開始タイミングで(S110:YES)、カウントを開始し(S120)、ピーク駆動信号Pj2の立ち下がりエッジ(トランジスタTj2のターンオフ)の検出タイミング、即ち、通電電流Idがピーク値Ia以上になったタイミングで(S130:YES)、カウントを停止する(S140)。   Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 4, the measurement unit 36b detects the rising edge of the energization signal Pi or the peak drive signal Pj2 (turn-on of the transistors Ti and Tj2), that is, energization of the electromagnetic solenoid Li. At the start timing (S110: YES), the count is started (S120), and the detection timing of the falling edge of the peak drive signal Pj2 (turn-off of the transistor Tj2), that is, the timing when the energization current Id becomes equal to or higher than the peak value Ia. (S130: YES), the count is stopped (S140).

つまり、測定部36bを構成するカウンタからは、電磁ソレノイドLiの通電を開始してから、通電電流Idがピーク値Iaに達するまでの立上がり時間t1(図3参照)に応じたカウント値が得られるように設定されている。   That is, the counter constituting the measurement unit 36b can obtain a count value corresponding to the rise time t1 (see FIG. 3) from when the energization of the electromagnetic solenoid Li is started until the energization current Id reaches the peak value Ia. Is set to

なお、立上がり時間t1は、(1)式を変形することで得られる(2)式からもわかるように、通電経路中のインダクタンスLの大きさに応じて変化する。そして、通電対象の電磁ソレノイドLiが負荷ショート異常を起こす等してインダクタンスLが低下すると、図3(b)に示すように、立上がり時間t1は短くなる。但し、vは電磁ソレノイドの両端電圧、iは通電電流である。   The rise time t1 changes according to the magnitude of the inductance L in the energization path, as can be seen from the formula (2) obtained by modifying the formula (1). When the electromagnetic solenoid Li to be energized causes a load short-circuit abnormality or the like, and the inductance L decreases, the rising time t1 is shortened as shown in FIG. Where v is the voltage across the electromagnetic solenoid and i is the energization current.

次に、マイコン20は、図示しないが、後述するダイアグ情報を記憶するための不揮発性メモリ(本実施形態ではEEPROM)を備え、ディーゼルエンジンの所定の回転角度毎に回転信号を発生する回転センサ等、ディーゼルエンジンの運転状態を検出する各種センサやスイッチからの信号の入力や、インパネに設けられた警告ランプを駆動するための指令の出力等が可能なように構成されている。   Next, although not shown, the microcomputer 20 includes a non-volatile memory (EEPROM in the present embodiment) for storing diagnosis information, which will be described later, and a rotation sensor that generates a rotation signal at every predetermined rotation angle of the diesel engine. In addition, it is configured to be able to input signals from various sensors and switches for detecting the operating state of the diesel engine, and to output a command for driving a warning lamp provided on the instrument panel.

そして、マイコン20では、これらディーゼルエンジンの運転状態を表わす各種検出信号に基づき、電磁ソレノイドL1〜L4の通電時間及び通電開始タイミングを求め、噴射指令S1〜S4を生成してスイッチング制御回路36の信号生成部36aに供給する燃料噴射制御処理や、噴射指令Siの送出を完了してから、次の噴射指令の送出を開始するまでの間に、運転状態に応じた一定期間だけ昇圧回路32を動作させる作動指令Spを送出して、コンデンサC1,C2の充電を行う充電処理、スイッチング制御回路36の測定部36bでの測定結果(カウント値)に従って、負荷ショート異常を判定する第1判定手段としての異常判定処理等を実行する。   The microcomputer 20 obtains the energization time and energization start timing of the electromagnetic solenoids L1 to L4 based on various detection signals representing the operation state of the diesel engine, generates the injection commands S1 to S4, and the signal of the switching control circuit 36. The booster circuit 32 is operated for a certain period according to the operation state from the completion of the fuel injection control process supplied to the generation unit 36a and the transmission of the injection command Si to the start of the transmission of the next injection command. As a first determination means for determining a load short-circuit abnormality in accordance with a charging process for charging the capacitors C1 and C2, and a measurement result (count value) in the measurement unit 36b of the switching control circuit 36. An abnormality determination process or the like is executed.

このうち、本発明の主要部に関わる異常判定処理を、図5に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理では、まず、いずれかの気筒#iの噴射指令Siの出力が終了するまで待機し(S210)、噴射指令Siの出力が終了すると、測定部36bから測定結果(カウント値)Kを読み込み(S220)、その測定結果Kが予め設定された許容範囲内であるか否かを判断する(S230)。具体的には、予め設定された判定しきい値以上であれば(即ち、立上がり時間t1が十分に大きければ)許容範囲内であると判定する。
Among these, the abnormality determination process related to the main part of the present invention will be described along the flowchart shown in FIG.
In this process, first, the process waits until the output of the injection command Si of any cylinder #i is completed (S210). When the output of the injection command Si is completed, the measurement result (count value) K is read from the measurement unit 36b. (S220), it is determined whether the measurement result K is within a preset allowable range (S230). Specifically, if it is equal to or greater than a predetermined determination threshold value (that is, if the rise time t1 is sufficiently large), it is determined that the value is within the allowable range.

そして、測定結果Kが許容範囲内であれば、電磁ソレノイドLiは負荷ショート異常を起こしていないものとして、この測定結果Kを用いて、S230の判定で使用する判定しきい値を更新する学習手段としてのしきい値更新処理を実行して(S240)、本処理を終了する。   If the measurement result K is within the allowable range, it is assumed that the electromagnetic solenoid Li has not caused a load short-circuit abnormality, and the learning means for updating the determination threshold value used in the determination of S230 using the measurement result K. Is executed (S240), and this process is terminated.

なお、しきい値更新処理では、例えば、過去の測定結果と新たな測定結果とに基づいて平均値を求め、その平均値に適当な倍率(例えば1.2)を乗じたものを判定しきい値とすればよい。また、この倍率は、周囲環境やエンジンの動作状態に応じて適宜変更するようにしてもよい。   In the threshold update process, for example, an average value is obtained based on the past measurement result and the new measurement result, and a value obtained by multiplying the average value by an appropriate magnification (for example, 1.2) is determined. It can be a value. Further, this magnification may be appropriately changed according to the surrounding environment and the operating state of the engine.

また、判定しきい値は、気筒#i毎に設定してもよいし、全気筒#1〜#4で共通に設定してもよい。更に、測定結果Kの平均値を算出する際には、全気筒#1〜#4についての測定結果を最新のものから1乃至複数個ずつを用いるようにしてもよい。   The determination threshold value may be set for each cylinder #i or may be set in common for all cylinders # 1 to # 4. Furthermore, when calculating the average value of the measurement results K, one or more of the measurement results for all cylinders # 1 to # 4 may be used from the latest one.

一方、S230にて、カウント値が判定しきい値以下であると判定された場合、電磁ソレノイドLiは負荷ショート異常を起こしているものとして、マイコン20に設けられた不揮発性の記憶装置(EEPROM)に、この気筒#iの異常をダイアグ情報として記録する(S250)と共に、警告ランプを点灯する指令を出力して(S260)、本処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in S230 that the count value is less than or equal to the determination threshold value, the electromagnetic solenoid Li is assumed to have caused a load short-circuit abnormality, and a nonvolatile storage device (EEPROM) provided in the microcomputer 20 In addition, the abnormality of the cylinder #i is recorded as diagnosis information (S250), and a command to turn on the warning lamp is output (S260), and this process is terminated.

なお、S250にてダイアグ情報が記録された場合、噴射指令S1〜S4を生成する燃料噴射制御処理では、異常があると記録された気筒#iの電磁ソレノイドLiへの通電を禁止し(トランジスタTiの常時オフ)、正常な他気筒のみを用いた退避走行のための処理を実行する。また、異常があると記録された気筒#iが複数存在する場合には、走行禁止のための処理を実行するようにしてもよい。   When the diagnosis information is recorded in S250, the fuel injection control process for generating the injection commands S1 to S4 prohibits the energization of the electromagnetic solenoid Li of the cylinder #i that is recorded as abnormal (transistor Ti). Is always off), a process for retreat travel using only normal other cylinders is executed. In addition, when there are a plurality of cylinders #i recorded as having an abnormality, a process for prohibiting traveling may be executed.

以上説明したように、本実施形態の燃料噴射制御装置10では、トランジスタTj2のスイッチングタイミング(即ち、ピーク電流の立上がり時間t1)の変化を検出することにより、通電電流Id(検出信号VId)の波形の変化、ひいては電磁ソレノイドLiを含む通電経路におけるインダクタンスの変化を検出している。   As described above, in the fuel injection control device 10 of the present embodiment, the waveform of the energization current Id (detection signal VId) is detected by detecting the change in the switching timing of the transistor Tj2 (that is, the rise time t1 of the peak current). , And in turn, a change in inductance in the energization path including the electromagnetic solenoid Li is detected.

つまり、電磁ソレノイドLiを含む通電経路のインダクタンスが低下するほど、電磁ソレノイドLiを流れる通電電流Idの波形の立上がり及び立下がりが早くなるため、この変化を検出することで、単純なショートだけでなく、インダンクタンスが低下する負荷ショート異常の有無も精度よく検出することができる。   That is, as the inductance of the energization path including the electromagnetic solenoid Li decreases, the rise and fall of the waveform of the energization current Id flowing through the electromagnetic solenoid Li becomes faster. By detecting this change, not only a simple short Further, it is possible to accurately detect the presence or absence of a load short-circuit abnormality in which the inductance is reduced.

なお、本実施形態では、負荷ショート異常の判定に用いる特徴パラメータとして、ピーク電流の立上がり時間t1を用いたが、図3に示すように、例えば、ピーク電流の立下がり時間t2、ホールド電流の供給時にスイッチングされるトランジスタTj1のスイッチング間隔を表す切替わり時間t3、同じくトランジスタTj1のオンオフ回数N等を用いてもよい。   In this embodiment, the peak current rise time t1 is used as the characteristic parameter used to determine the load short circuit abnormality. However, as shown in FIG. 3, for example, the peak current fall time t2 and the hold current supply are shown. A switching time t3 indicating the switching interval of the transistor Tj1 that is sometimes switched, and the on / off count N of the transistor Tj1 may be used.

そして、特徴パラメータとしてピーク電流の立下がり時間を用いる場合、測定部36bは、図6に示すように、ピーク駆動信号Pj2の立下がりエッジ(トランジスタTj2のターンオフ)の検出タイミング、即ち、通電電流Idがピーク値Ia以上になったタイミングで(S310:YES)、カウントを開始し(S320)、ホールド駆動信号Pj1の最初の立上がりエッジ(トランジスタTj1のターンオン)を検出したタイミング、即ち、通電電流Idが下限電流Ic以下になったタイミングで(S330:YES)、カウントを停止する(S340)ことにより、ピーク電流の立下がり時間t2に応じたカウント値が得られるように構成すればよい。   When the peak current fall time is used as the characteristic parameter, the measurement unit 36b detects the falling edge of the peak drive signal Pj2 (turn-off of the transistor Tj2), that is, the energization current Id, as shown in FIG. Is started at the timing at which the peak value Ia becomes equal to or greater than the peak value Ia (S310: YES), the count is started (S320), and the timing at which the first rising edge (turn-on of the transistor Tj1) of the hold drive signal Pj1 is detected, What is necessary is just to comprise so that the count value according to the fall time t2 of peak current may be obtained by stopping a count (S340) at the timing which became below the lower limit current Ic (S330: YES).

また、特徴パラメータとして切替わり時間t3を用いる場合、測定部36bは、図7に示すように、ホールド駆動信号Pj1の立上がりエッジ(トランジスタTj1のターンオン)の検出タイミング、即ち、通電電流Idが下限値Ic以下になったタイミングで(S410:YES)、カウントを開始し(S420)、これに続くホールド駆動信号Pj1の立下がりエッジ(トランジスタTj1のターンオフ)の検出タイミング、即ち、通電電流Idが上限電流Ib以上になったタイミングで(S430:YES)、カウントを停止する(S440)ことにより、切替わり時間t3に応じたカウント値が得られるように構成すればよい。なお、この場合、S410とS430とで判定条件を入れ替えることで、ホールド駆動信号Pj1の立下がりエッジから立上がりエッジまでの間隔を切替わり時間t3として測定してもよい。   When the switching time t3 is used as the characteristic parameter, the measurement unit 36b detects the rising edge of the hold drive signal Pj1 (turn-on of the transistor Tj1), that is, the energization current Id is a lower limit value as shown in FIG. Counting is started at a timing when it becomes equal to or lower than Ic (S410: YES), and counting is started (S420). Subsequently, the detection timing of the falling edge of the hold drive signal Pj1 (turn-off of the transistor Tj1), that is, the energization current Id What is necessary is just to comprise so that the count value according to switching time t3 may be obtained by stopping a count at the timing which became Ib or more (S430: YES) (S440). In this case, the interval from the falling edge to the rising edge of the hold drive signal Pj1 may be switched and measured as the switching time t3 by switching the determination conditions in S410 and S430.

また、特徴パラメータとしてオンオフ回数Nを用いる場合、測定部36bを、自走カウンタではなく、信号生成部36aが生成する信号に従ってカウントを行うカウンタにて構成する。そして、測定部36bは、図8に示すように、通電信号Piの立上がりエッジ(トランジスタTi,Tj2のターンオン)の検出後、即ち、電磁ソレノイドLiへの通電開始後(S510:YES)、ホールド駆動信号Pj1の立上がりエッジ(トランジスタTj1のターンオン)が検出される毎に(S520:YES)、カウンタの値をカウントアップする処理(S530)を、通電信号Piの立下がりエッジ(トランジスタTiのターンオフ)が検出されるまで、即ち、電磁ソレノイドLiへの通電を終了する(S540:YES)までの間、繰り返し実行させるように構成すればよい。   When the on / off count N is used as the characteristic parameter, the measurement unit 36b is not a self-running counter but a counter that counts according to a signal generated by the signal generation unit 36a. Then, as shown in FIG. 8, the measurement unit 36b detects the rising edge of the energization signal Pi (turns on the transistors Ti and Tj2), that is, after the energization of the electromagnetic solenoid Li is started (S510: YES), hold driving Each time the rising edge of the signal Pj1 (turn-on of the transistor Tj1) is detected (S520: YES), the process of counting up the counter value (S530) is performed. The falling edge of the energization signal Pi (turn-off of the transistor Ti) What is necessary is just to comprise so that it may be repeatedly performed until it detects, ie, until energization to the electromagnetic solenoid Li is complete | finished (S540: YES).

なお、これら特徴パラメータは、いずれか一つだけを用いてもよいが、複数を同時に用いてもよい。また、複数を同時に用いる場合は、いずれか一つでも許容範囲から外れた時に異常であると判定するように構成してもよいし、全てが許容範囲から外れた時にのみ異常であると判定するように構成してもよい。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
Note that only one of these feature parameters may be used, but a plurality of feature parameters may be used simultaneously. In addition, when using a plurality of them at the same time, any one of them may be determined to be abnormal when they are out of the allowable range, or it may be determined to be abnormal only when all of them are out of the allowable range. You may comprise as follows.
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.

本実施形態では、測定部36bが第1実施形態のものと異なっているだけであるため、この測定部36bについてのみ説明する。
即ち、本実施形態において、測定部36bは、検出信号VIdの信号レベルを繰り返し数値化するAD変換器と、AD変換器の出力を記憶する記憶回路と、記憶回路の記憶値とAD変換器の出力とを比較し、大きい方の値で記憶回路の記憶値を更新する記憶制御回路とからなり、記憶回路の記憶値はマイコン20からの読取が可能とされている。
In the present embodiment, since the measurement unit 36b is different from that of the first embodiment, only the measurement unit 36b will be described.
That is, in the present embodiment, the measurement unit 36b includes an AD converter that repeatedly digitizes the signal level of the detection signal Vid, a storage circuit that stores the output of the AD converter, a storage value of the storage circuit, and an AD converter. The storage control circuit compares the output and updates the storage value of the storage circuit with the larger value. The storage value of the storage circuit can be read from the microcomputer 20.

そして、測定部36bは、図9に示すように、ピーク駆動信号Pj2の立下がりエッジ(トランジスタTj2のターンオフ)の検出タイミング、即ち、通電電流Idがピーク値Ia以上となったタイミング(S610:YES)で、記憶回路の記憶値Iosをピーク値Iaに初期化する(S620)。その後、検出した通電電流Id(AD変換器の出力)が、記憶値Ios以上である場合に(S630:YES)、その検出した通電電流Idで記憶値Iosを更新する処理(S640)を、ホールド駆動信号Pj1の立上がりタイミング(トランジスタTj1のターンオン)が検出され、即ち、通電電流Idが下限値Ic以下となる(S650)までの間、繰り返し実行する。   Then, as shown in FIG. 9, the measuring unit 36b detects the falling edge of the peak drive signal Pj2 (turning off of the transistor Tj2), that is, the timing when the energization current Id becomes equal to or higher than the peak value Ia (S610: YES). ), The storage value Ios of the storage circuit is initialized to the peak value Ia (S620). Thereafter, when the detected energization current Id (output of the AD converter) is equal to or greater than the stored value Ios (S630: YES), a process of updating the stored value Ios with the detected energization current Id (S640) is held. The process is repeatedly executed until the rising timing of the drive signal Pj1 (turn-on of the transistor Tj1) is detected, that is, until the energization current Id becomes equal to or lower than the lower limit value Ic (S650).

つまり、検出信号VIdにより、通電電流Idがピーク値Iaに達していることを検出されてから、信号生成部36aによって実際にトランジスタTj2がオフされるまでの間に通電電流Idが増加し続けることでオーバーシュート(ピーク値を超えた増加分)が生じる。   That is, the energization current Id continues to increase after the detection signal VId detects that the energization current Id has reached the peak value Ia and before the transistor Tj2 is actually turned off by the signal generation unit 36a. Causes overshoot (increase beyond the peak value).

そして、このオーバーシュートは、電磁ソレノイドLiを含む通電経路のインダクタンスが低下するほど大きくなるため、オーバーシュート発生時の通電電流Idの大きさを検出することで、負荷ショート異常の有無を精度よく判定することができる。   Since this overshoot increases as the inductance of the energization path including the electromagnetic solenoid Li decreases, the presence or absence of a load short-circuit abnormality can be accurately determined by detecting the magnitude of the energization current Id when the overshoot occurs. can do.

なお、本実施形態では、トランジスタTj2をオフした時のオーバーシュートを検出しているが、トランジスタTj1をオン又はオフした時のオーバーシュートを検出するように構成してもよい。この場合、具体的には、図3に示すように、トランジスタTj1のオン後に通電電流Idが判定しきい値Ibmaxより大きくなったか否か、トランジスタTj1のオフ後に通電電流Idが判定しきい値Icminより小さくなったか否かを判定するようにすればよい。
[第3実施形態]
次に第3実施形態について説明する。
In this embodiment, the overshoot when the transistor Tj2 is turned off is detected, but the overshoot when the transistor Tj1 is turned on or off may be detected. In this case, specifically, as shown in FIG. 3, whether the energization current Id becomes larger than the determination threshold value Ibmax after the transistor Tj1 is turned on, or whether the energization current Id becomes the determination threshold value Icmin after the transistor Tj1 is turned off. What is necessary is just to determine whether it became smaller.
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described.

図10は、本実施形態の燃料噴射制御装置10aの全体構成を示すブロック図である。
なお、図10に示すように、本実施形態では、駆動回路30において、スイッチング制御回路36の測定部36bが省略され、代わりに電磁ソレノイドLiとトランジスタTiとの接続点の電圧VDiに基づいて、十分な大きさのフライバックが発生しているか否かを判定した判定信号Jiを生成する第2判定手段としてのフライバック判定回路38が追加されている点、及び測定結果Kの代わりに、フライバック判定回路38での判定結果を表す判定信号J1〜J4がマイコン20に供給され、マイコン20では、この判定信号J1〜J4に従って、異常判定処理を実行する点が、第1実施形態のものとは異なっている。
FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the fuel injection control device 10a of the present embodiment.
As shown in FIG. 10, in the present embodiment, in the drive circuit 30, the measurement unit 36b of the switching control circuit 36 is omitted, and instead based on the voltage VDi at the connection point between the electromagnetic solenoid Li and the transistor Ti, A flyback determination circuit 38 is added as a second determination means for generating a determination signal Ji that determines whether or not a sufficiently large flyback has occurred, and instead of the measurement result K, a flyback Determination signals J1 to J4 representing determination results in the back determination circuit 38 are supplied to the microcomputer 20, and the microcomputer 20 performs the abnormality determination process according to the determination signals J1 to J4 as in the first embodiment. Is different.

そして、フライバック判定回路38は、気筒#1〜#4毎に用意された同一構成を有する4つの回路ブロックB1〜B4からなる。この回路ブロックBiは、図11(a)に示すように、直列接続された一対の抵抗からなり、バッテリ電圧+Bを分圧した電圧しきい値Vfを生成する分圧回路42と、演算増幅器及び二つの抵抗からなり、監視電圧VDiが電圧しきい値Vfより大きい場合に出力がハイレベルとなるように設定されたヒステリシス付きのコンパレータ44と、通電信号Piの立上がりエッジを検出するエッジ検出回路46と、コンパレータ44の出力をS入力、エッジ検出回路46の出力をR入力するRSフリップフロップ回路48とからなり、RSフリップフロップ回路48の出力を判定信号Jiとして、マイコン20に供給するように構成されている。   The flyback determination circuit 38 includes four circuit blocks B1 to B4 having the same configuration prepared for each of the cylinders # 1 to # 4. As shown in FIG. 11A, the circuit block Bi is composed of a pair of resistors connected in series, and generates a voltage threshold Vf obtained by dividing the battery voltage + B, an operational amplifier, A comparator 44 with hysteresis, which is composed of two resistors and is set so that the output becomes a high level when the monitoring voltage VDi is larger than the voltage threshold value Vf, and an edge detection circuit 46 which detects the rising edge of the energization signal Pi. And an RS flip-flop circuit 48 that inputs the output of the comparator 44 as an S input and the output of the edge detection circuit 46 as an R input. The output of the RS flip-flop circuit 48 is supplied to the microcomputer 20 as a determination signal Ji. Has been.

このように構成されたフライバック判定回路38では、図11(b)に示すように、電磁ソレノイドLiへの通電開始(トランジスタTiターンオン)時にRSフリップフロップ回路48の出力(判定信号Ji)の信号レベルがリセットされる。その後、電磁ソレノイドLiへの通電終了(トランジスタTiターンオフ)時に検出される監視電圧VDiが、電圧しきい値Vfを超えている場合には、S入力がハイレベルとなることにより、判定信号Jiの信号レベルが、フライバック電圧が検出されたことを示すハイレベルとなる。この通電終了時に設定された判定信号Jiの信号レベルは、次に同じ電磁ソレノイドLiへの通電が開始されるまで保持されることになる。   In the flyback determination circuit 38 configured in this way, as shown in FIG. 11B, when the energization of the electromagnetic solenoid Li is started (transistor Ti turn-on), the signal of the output (determination signal Ji) of the RS flip-flop circuit 48 The level is reset. Thereafter, when the monitoring voltage VDi detected at the end of energization of the electromagnetic solenoid Li (transistor Ti turn-off) exceeds the voltage threshold value Vf, the S input becomes a high level, whereby the determination signal Ji The signal level becomes a high level indicating that the flyback voltage is detected. The signal level of the determination signal Ji set at the end of energization is held until the next energization of the same electromagnetic solenoid Li is started.

一方、電磁ソレノイドLiへの通電終了時に検出される監視電圧VDiが、電圧しきい値Vfに満たない場合には、S入力がロウレベルのままであるため、判定信号Jiの信号レベルは、フライバック電圧が未検出であることを示すローレベルに保持される。   On the other hand, when the monitoring voltage VDi detected at the end of energization of the electromagnetic solenoid Li is less than the voltage threshold value Vf, the S input remains low, so the signal level of the determination signal Ji is flyback. The voltage is held at a low level indicating that the voltage is not detected.

次に、マイコン20が実行するとしての異常判定処理を、図12に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理では、まず、いずれかの気筒#iの噴射指令Siの出力が終了するまで待機し(S710)、噴射指令Siの出力が終了すると、上述の判定結果保持期間の間にフライバック判定回路38から判定信号Jiを読み込み(S720)、その判定信号Jiの信号レベルをチェックする(S730)。
Next, the abnormality determination process executed by the microcomputer 20 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In this process, first, it waits until the output of the injection command Si of any cylinder #i is completed (S710), and when the output of the injection command Si is completed, the flyback determination circuit during the determination result holding period described above. The determination signal Ji is read from 38 (S720), and the signal level of the determination signal Ji is checked (S730).

そして、判定信号Jiの信号レベルが、フライバックが有ることを示す信号レベル(ここではハイレベル)であれば、電磁ソレノイドLiは負荷ショート異常を起こしていないものとして、本処理を終了する。   Then, if the signal level of the determination signal Ji is a signal level indicating that flyback is present (here, high level), the electromagnetic solenoid Li is assumed not to have caused a load short-circuit abnormality, and this processing ends.

一方、判定信号Jiの信号レベルが、フライバックが無いことを示す信号レベル(ここではロウレベル)であれば、電磁ソレノイドLiは負荷ショート異常を起こしているものとして、マイコン20に設けられた不揮発性の記憶装置(EEPROM)に、この気筒#iの異常をダイアグ情報として記録する(S750)と共に、警告ランプを点灯する指令を出力して(S760)、本処理を終了する。   On the other hand, if the signal level of the determination signal Ji is a signal level indicating that there is no flyback (here, low level), the electromagnetic solenoid Li is considered to be causing a load short-circuit abnormality and is a non-volatile provided in the microcomputer 20. The abnormality of the cylinder #i is recorded as diagnosis information in the storage device (EEPROM) (S750), and a command to turn on the warning lamp is output (S760), and this process is terminated.

以上説明したように、本実施形態の燃料噴射制御装置10aによれば、フライバック電圧と電圧しきい値Vfとを比較するという簡易な構成にて、負荷ショート異常の有無を判定することができる。   As described above, according to the fuel injection control device 10a of the present embodiment, it is possible to determine the presence or absence of load short-circuit abnormality with a simple configuration in which the flyback voltage and the voltage threshold value Vf are compared. .

また、本実施形態では、電圧しきい値Vfがバッテリ電圧+Bと連動して変化するため、バッテリ電圧+Bの変動によらず安定した判定を行うことができる。
[他の実施形態]
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
In the present embodiment, since the voltage threshold value Vf changes in conjunction with the battery voltage + B, stable determination can be performed regardless of fluctuations in the battery voltage + B.
[Other Embodiments]
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects. .

例えば、上記第1及び第2実施形態では、測定部36bをマッチング制御回路36内に設けたが、測定必要な信号を信号生成部36aからマイコン20に供給するように構成し、測定部36bをマイコン20が実行する処理の一つとして構成してもよい。   For example, in the first and second embodiments, the measurement unit 36b is provided in the matching control circuit 36. However, the measurement unit 36b is configured to supply a signal necessary for measurement from the signal generation unit 36a to the microcomputer 20. You may comprise as one of the processes which the microcomputer 20 performs.

また、上記実施形態では、第1,第2実施形態における測定部26b及び第3実施形態におけるフライバック判定回路38が別々に設けられているが、これらを併用して負荷ショート異常を検出するように構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the measurement part 26b in 1st, 2nd embodiment and the flyback determination circuit 38 in 3rd Embodiment are provided separately, so that load short abnormality may be detected using these together. You may comprise.

第1実施形態の電磁弁駆動装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the solenoid valve drive device of 1st Embodiment. 電磁弁駆動装置各部の信号波形を示すタイミング図。The timing diagram which shows the signal waveform of each part of a solenoid valve drive device. 図2の一部を拡大したタイミング図。The timing diagram which expanded a part of FIG. ピーク信号の立上がり時間を特徴パラメータとした場合の測定部の動作内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement content of the measurement part when the rise time of a peak signal is made into a feature parameter. マイコンが実行する異常判定処理の処理内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing content of the abnormality determination process which a microcomputer performs. ピーク電流の立下がり時間を特徴パラメータとした場合の測定部の動作内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement content of the measurement part at the time of making fall time of peak current into a characteristic parameter. ホールド電流を保持するトランジスタのオンオフ状態が切り替わる切替わり時間を特徴パラメータとした場合の測定部の動作内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement content of the measurement part when the switching time when the on-off state of the transistor holding a hold current switches is made into a feature parameter. ホールド電流を保持するトランジスタのオンオフ回数を、特徴パラメータとした場合の測定部の動作内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement content of the measurement part when the number of ON / OFF of the transistor holding a hold current is made into a feature parameter. 第2実施形態(通電終了時に発生するオーバーシュートを特徴パラメータとした場合)における測定部の動作内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement content of the measurement part in 2nd Embodiment (when overshoot generated at the time of energization is made into a feature parameter). 第3実施形態の電磁弁駆動装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the solenoid valve drive device of 3rd Embodiment. フライバック判定回路の詳細を示す回路図、及びその動作を説明するためのタイミング図。The circuit diagram which shows the detail of a flyback determination circuit, and the timing diagram for demonstrating the operation | movement. マイコンが実行する異常判定処理の処理内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing content of the abnormality determination process which a microcomputer performs.

符号の説明Explanation of symbols

10,10a…燃料噴射制御装置、20…マイクロコンピュータ(マイコン)、30…駆動回路、32…昇圧回路、36…スイッチング制御回路、36a…信号生成部、36b…測定部、38…フライバック判定回路、42…分圧回路、44…コンパレータ、46…エッジ検出回路、48…RSフリップフロップ回路、Bi…回路ブロック、C1,C2…コンデンサ、COM1,COM2…共通線、D10〜D12,D20〜D22…ダイオード、L1〜L4…電磁ソレノイド、Ro…電流検出用抵抗器、T1〜T4,T11、T21,T12,T22…トランジスタ、W1〜W4…個別配線、W11,W21…ホールド電流供給線、W12,W22…ピーク電流供給配線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10a ... Fuel-injection control apparatus, 20 ... Microcomputer (microcomputer), 30 ... Drive circuit, 32 ... Booster circuit, 36 ... Switching control circuit, 36a ... Signal generation part, 36b ... Measurement part, 38 ... Flyback determination circuit , 42 ... Voltage dividing circuit, 44 ... Comparator, 46 ... Edge detection circuit, 48 ... RS flip-flop circuit, Bi ... Circuit block, C1, C2 ... Capacitor, COM1, COM2 ... Common line, D10-D12, D20-D22 ... Diodes, L1 to L4 ... electromagnetic solenoids, Ro ... current detection resistors, T1 to T4, T11, T21, T12, T22 ... transistors, W1 to W4 ... individual wires, W11, W21 ... hold current supply wires, W12, W22 ... Peak current supply wiring.

Claims (10)

  1. 電源電圧より高い昇圧電圧を発生させる昇圧回路から電磁弁を構成する電磁ソレノイドに至る通電経路に設けられた第1スイッチング素子と、
    電源から前記電磁ソレノイドに至る通電経路に設けられた第2スイッチング素子と、
    前記電磁ソレノイドに流れる通電電流を検出する電流検出手段と、
    予め設定された通電期間の開始時に、前記電流検出手段にて検出される通電電流が、予め設定されたピーク値に達するまでの間、前記第1スイッチング素子をオンさせることにより、前記電磁弁を速やかに開弁させるためのピーク電流を前記電磁ソレノイドに供給すると共に、該ピーク電流の供給後、前記通電期間が終了するまでの間、前記電流検出手段にて検出される通電電流が、前記ピーク値より小さな値に設定された下限値まで下降すると前記第2スイッチング素子をオンさせ、前記ピーク値より小さく前記下限値より大きな値に設定された上限値まで上昇すると前記第2スイッチング素子をオフさせることにより、前記電磁弁の開弁状態を保持するためのホールド電流を前記電磁ソレノイドに供給するスイッチング制御手段と、
    該スイッチング制御手段が実行する前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうち少なくとも一方のスイッチング動作に基づいて、前記通電電流の波形の特徴を表す特徴パラメータを抽出する特徴抽出手段と、
    該特徴抽出手段にて抽出された特徴パラメータが予め設定された許容範囲から外れている場合に、前記電磁ソレノイドが負荷ショートを起こしていると判定する第1判定手段と、
    を備えることを特徴とする電磁弁駆動装置。
    A first switching element provided in a current-carrying path from a booster circuit that generates a boosted voltage higher than a power supply voltage to an electromagnetic solenoid that constitutes a solenoid valve;
    A second switching element provided in an energization path from a power source to the electromagnetic solenoid;
    Current detection means for detecting an energization current flowing through the electromagnetic solenoid;
    By turning on the first switching element until the energization current detected by the current detection means reaches a preset peak value at the start of a preset energization period, the solenoid valve is turned on. A peak current for quickly opening the valve is supplied to the electromagnetic solenoid, and an energization current detected by the current detection means after the supply of the peak current until the end of the energization period is the peak. The second switching element is turned on when it falls to a lower limit value set to a value smaller than the value, and the second switching element is turned off when it rises to an upper limit value set to a value smaller than the peak value and larger than the lower limit value. Switching control means for supplying a hold current for holding the open state of the electromagnetic valve to the electromagnetic solenoid,
    Feature extraction means for extracting a feature parameter representing a feature of the waveform of the energization current based on at least one of the switching operations of the first switching element and the second switching element executed by the switching control means;
    First determination means for determining that the electromagnetic solenoid has caused a load short-circuit when the feature parameter extracted by the feature extraction means is out of a preset allowable range;
    An electromagnetic valve driving device comprising:
  2. 前記特徴抽出手段は、前記特徴パラメータとして、前記第1スイッチング素子がオンしてからオフするまでのスイッチング間隔を表すピーク立上がり時間を抽出することを特徴とする請求項1に記載の電磁弁駆動装置。   2. The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the feature extraction unit extracts, as the feature parameter, a peak rise time representing a switching interval from when the first switching element is turned on to when the first switching element is turned off. .
  3. 前記特徴抽出手段は、前記特徴パラメータとして、前記第1スイッチング素子がオフしてから前記第2スイッチング素子がオンするまでのスイッチング間隔を表すピーク立下がり時間を抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁弁駆動装置。   The feature extraction unit extracts, as the feature parameter, a peak fall time representing a switching interval from when the first switching element is turned off to when the second switching element is turned on. Or the electromagnetic valve drive device of 2.
  4. 前記特徴抽出手段は、前記特徴パラメータとして、前記第2スイッチング素子がオフしてからオンするまで、又は該第2スイッチング素子がオンしてからオフするまでのスイッチング間隔を表す切替わり時間を抽出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。   The feature extraction unit extracts, as the feature parameter, a switching time that represents a switching interval from when the second switching element is turned off to when it is turned on, or from when the second switching element is turned on to when it is turned off. The electromagnetic valve driving device according to any one of claims 1 to 3, wherein
  5. 前記特徴抽出手段は、前記特徴パラメータとして、前記通電期間中における前記第2スイッチング素子のオンオフ回数を抽出することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。   5. The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the feature extraction unit extracts the number of times the second switching element is turned on and off during the energization period as the feature parameter.
  6. 前記特徴抽出手段は、前記特徴パラメータとして、前記第1スイッチング素子がオフした後、或いは前記第2スイッチング素子がオン又はオフした後に、前記電流検出手段にて検出される通電電流のオーバーシュートの大きさを抽出することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。   The feature extraction means uses, as the feature parameter, the magnitude of the overshoot of the energization current detected by the current detection means after the first switching element is turned off or after the second switching element is turned on or off. The electromagnetic valve driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein the length is extracted.
  7. 前記特徴抽出手段が抽出した特徴パラメータに基づいて、負荷ショートが未発生の正常時に前記特徴パラメータが取り得る値の正常範囲を学習する学習手段を備え、
    前記第1判定手段は、前記学習手段での学習結果に従って前記許容範囲を設定することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。
    Based on the feature parameters extracted by the feature extraction means, comprising learning means for learning a normal range of values that can be taken by the feature parameters at a normal time when no load short has occurred,
    The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the first determination unit sets the allowable range according to a learning result of the learning unit.
  8. 前記第1及び第2スイッチング素子、及び前記スイッチング制御手段は、複数の電磁弁をそれぞれ個別に駆動するように構成され、
    前記第1判定手段は、前記特徴抽出手段にて前記電磁弁毎に抽出される特徴パラメータに従って前記許容範囲を設定することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。
    The first and second switching elements and the switching control means are configured to individually drive a plurality of solenoid valves,
    The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the first determination unit sets the allowable range in accordance with a characteristic parameter extracted for each of the electromagnetic valves by the feature extraction unit. .
  9. 前記電磁ソレノイドの前記第2スイッチング素子に接続された端部とは反対側の端部に設けられ、前記通電期間の間だけオンする第3スイッチング素子と、
    該第3スイッチング素子のオフした時に、前記電磁ソレノイドと前記第2スイッチング素子との接続端に発生するフライバック電圧を検出し、該検出電圧が予め設定された電圧しきい値より小さい場合に、前記電磁ソレノイドが負荷ショートを起こしていると判定する第2判定手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。
    A third switching element provided at an end opposite to the end connected to the second switching element of the electromagnetic solenoid and turned on only during the energization period;
    When the flyback voltage generated at the connection end of the electromagnetic solenoid and the second switching element is detected when the third switching element is turned off, and the detected voltage is smaller than a preset voltage threshold value, Second determination means for determining that the electromagnetic solenoid has caused a load short circuit;
    The electromagnetic valve drive device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
  10. 電磁弁を構成する電磁ソレノイドへの通電経路に設けられたスイッチング素子と、
    予め設定された通電期間の間、前記スイッチング素子をオンさせるスイッチング制御手段と、
    前記スイッチング素子がオフした時に、前記電磁ソレノイドと前記スイッチング素子との接続端に発生するフライバック電圧を検出し、該検出電圧が予め設定された電圧しきい値より小さい場合に、前記電磁ソレノイドが負荷ショートを起こしていると判定する判定手段と、
    を備えることを特徴とする電磁弁駆動装置。
    A switching element provided in the energization path to the electromagnetic solenoid constituting the electromagnetic valve;
    Switching control means for turning on the switching element during a preset energization period;
    When the switching element is turned off, a flyback voltage generated at the connection end of the electromagnetic solenoid and the switching element is detected, and when the detected voltage is smaller than a preset voltage threshold, the electromagnetic solenoid A determination means for determining that a load short-circuit has occurred;
    An electromagnetic valve driving device comprising:
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