JP2014051893A - Injector driving device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injector driving device which detects continuous ON-mode of the injector precisely and quickly.SOLUTION: An injector driving device includes: injector control means which opens or closes a valve of an injector by controlling electric conduction to the injector and, thereby, controls fuel ejection of from the injector; electric conduction state abnormality determining means (S110) which determines abnormality of the state of electric conduction to the injector; and abnormal ejection state determining means (S140) which determines whether such an abnormal ejection state that fuel is abnormally ejected from the injector exists or not based on a change of fuel pressure. Therein, when it is determined that the abnormality of the electric conduction state occurs and it is determined that the abnormal ejection state exists, it is determined that such a continuous valve opening abnormal state (continuous ON-mode) that the injector is retained in a valve-opening state continues (S170).

Description

本発明は、インジェクタへの通電を制御することによりインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関する。   The present invention relates to an injector driving device that drives an injector by controlling energization to the injector.

従来、燃料供給ポンプで加圧された燃料を蓄圧室(コモンレール)で蓄圧して燃料噴射弁(インジェクタ)からエンジンの各シリンダ(気筒)内へ噴射する、コモンレール式燃料噴射システムが知られている。また、このようなコモンレール式燃料噴射システムで用いられるインジェクタとして、充放電により伸長または縮小するピエゾ素子を用い、そのピエゾ素子の伸縮によって開弁・閉弁するいわゆるピエゾインジェクタが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a common rail fuel injection system in which fuel pressurized by a fuel supply pump is accumulated in a pressure accumulating chamber (common rail) and injected into each cylinder (cylinder) of an engine from a fuel injection valve (injector). . Further, as an injector used in such a common rail fuel injection system, a so-called piezo injector that uses a piezo element that expands or contracts by charging and discharging and opens and closes by expansion and contraction of the piezo element is known.

このような燃料噴射システムでは、何らかの要因によって、噴射時期ではないにも関わらずインジェクタが開弁状態に維持されてしまう異常(以下「連続オンモード」ともいう)が発生するおそれがある。連続オンモードの発生要因には、例えばインジェクタのノズルが開弁したまま固定されてしまう機械的要因のほか、インジェクタへの通電経路の異常によって電気的に開弁方向に駆動されてしまう電気的要因がある。   In such a fuel injection system, there is a possibility that an abnormality (hereinafter, also referred to as “continuous on mode”) occurs in which the injector is maintained in the valve open state regardless of the injection timing due to some factor. Factors that cause the continuous on mode include, for example, mechanical factors that cause the injector nozzle to be fixed while the valve is open, as well as electrical factors that are electrically driven in the valve opening direction due to an abnormality in the current-carrying path to the injector. There is.

例えばピエゾインジェクタの場合、充電により開弁した後、放電経路が断線するような異常が生じると、噴射時期が終了してもピエゾ素子が充電されたままとなり、よってピエゾインジェクタが開弁したままとなってしまう。また、ソレノイドへの通電により開弁・閉弁するいわゆるソレノイドインジェクタの場合も、例えばソレノイドへ常時通電されてしまうような異常が生じると、ソレノイドインジェクタが開弁したままとなってしまう。   For example, in the case of a piezo injector, if an abnormality occurs such that the discharge path is disconnected after the valve is opened due to charging, the piezo element remains charged even after the injection timing ends, and therefore the piezo injector remains open. turn into. Also, in the case of a so-called solenoid injector that opens and closes by energizing the solenoid, for example, if an abnormality that energizes the solenoid constantly occurs, the solenoid injector remains open.

連続オンモードが発生すると、燃料が気筒内へ過剰に噴射されるおそれがあるため、これを検出して、適切に対処する必要がある。
これに対し、特許文献1には、コモンレール式燃料噴射システムにおいて、噴射タイミング毎に、燃料漏れ量QLを算出し、その演算した燃料漏れ量QLが所定値Q1以上かどうかに基づいて燃料漏れの発生を検出する技術が記載されている。特許文献1における燃料漏れ量QLの算出は、燃料供給ポンプからの燃料供給量や各種リーク量、コモンレール内の燃料圧力(以下「コモンレール圧」ともいう)の変化分などを用いた各種演算を経ることにより行われる。
When the continuous on mode occurs, fuel may be excessively injected into the cylinder. Therefore, it is necessary to detect this and take appropriate measures.
On the other hand, in Patent Document 1, in a common rail fuel injection system, a fuel leak amount QL is calculated at each injection timing, and the fuel leak amount QL is calculated based on whether the calculated fuel leak amount QL is equal to or greater than a predetermined value Q1. Techniques for detecting outbreaks are described. The calculation of the fuel leakage amount QL in Patent Document 1 undergoes various calculations using the amount of fuel supply from the fuel supply pump, various leakage amounts, and changes in fuel pressure in the common rail (hereinafter also referred to as “common rail pressure”). Is done.

連続オンモードが発生すると、正常時よりも燃料が過剰に噴射される。そのため、特許文献1に記載の技術を用いれば、連続オンモードが発生した場合も、その連続オンモードにより燃料が過剰に噴射されてそれにより燃料漏れ発生が検出されることになり、これにより使用者は異常発生を知ることができる。   When the continuous on mode occurs, the fuel is injected excessively than in the normal state. Therefore, if the technique described in Patent Document 1 is used, even when the continuous on mode occurs, the fuel is excessively injected by the continuous on mode, thereby detecting the occurrence of fuel leakage. The person can know the occurrence of abnormality.

特開平9−177586号公報JP 9-177586 A

しかし、特許文献1に記載の技術は、噴射タイミング毎(例えばクランク180度回転毎)に、各種の演算により燃料漏れ量QLを算出し、この燃料漏れ量QLに基づいて燃料漏れ発生を検出するものであり、かつ、燃料漏れ量QLが所定値Q1以上と判断された回数が連続して所定回数(例えば10回)に達した場合に燃料漏れが発生したことを検出(確定)するものである。   However, the technique described in Patent Document 1 calculates the fuel leakage amount QL by various calculations at each injection timing (for example, every rotation of the crank 180 degrees), and detects the occurrence of fuel leakage based on the fuel leakage amount QL. And detecting (determining) that fuel leakage has occurred when the number of times that the fuel leakage amount QL has been determined to be equal to or greater than the predetermined value Q1 has reached a predetermined number of times (for example, 10 times). is there.

そのため、実際に連続オンモードが発生してから、異常(燃料漏れ発生)が検出されるまでの間には相当の時間を要することとなる。よって、特許文献1に記載の技術では、早期に異常発生を検出することは困難である。   Therefore, it takes a considerable time from when the continuous on mode actually occurs until when an abnormality (fuel leakage occurrence) is detected. Therefore, with the technique described in Patent Document 1, it is difficult to detect the occurrence of abnormality at an early stage.

即ち、特許文献1に記載の技術では、実際に連続オンモードが発生してから異常検出されるまでにエンジンが数回転することになる。連続オンモードは、気筒内へ燃料が噴射され続ける異常状態であるため、早期に検出する必要があり、発生してから異常検出されるまでにエンジン数回転を要するようでは遅すぎる。   That is, in the technique described in Patent Document 1, the engine rotates several times after the continuous on mode actually occurs until an abnormality is detected. Since the continuous on mode is an abnormal state in which fuel is continuously injected into the cylinder, it needs to be detected at an early stage, and it is too late to require several engine revolutions after the occurrence of the abnormality.

仮に、より早く検出すべく、1回でも燃料漏れ量QLが所定値Q1以上と判断されたら即燃料漏れ発生と確定するようにすると、インジェクタの特性バラツキやノイズ等の種々の要因によって誤検出してしまうおそれがあり、検出精度の低下を招く。   If it is determined that the amount of fuel leakage QL is equal to or greater than the predetermined value Q1 even once, in order to detect it earlier, if it is determined that the fuel leakage has occurred immediately, it will be erroneously detected due to various factors such as characteristic variations of the injector and noise. May cause a decrease in detection accuracy.

しかも、特許文献1に記載の技術では、検出できるのはあくまでも燃料漏れ発生であって、それが連続オンモードによるものなのか、それともそれ以外の要因によるものなのかの区別まではできない。   In addition, the technique described in Patent Document 1 can only detect the occurrence of fuel leakage and cannot distinguish whether it is due to the continuous on mode or due to other factors.

このように、単に燃料漏れ量QLと所定値Q1との比較結果に基づいて燃料漏れ発生を検出するという特許文献1に記載の技術は、連続オンモードを検出する方法としては種々の問題があって、適切ではない。   As described above, the technique described in Patent Document 1 that detects the occurrence of fuel leakage based simply on the comparison result between the fuel leakage amount QL and the predetermined value Q1 has various problems as a method for detecting the continuous on mode. Is not appropriate.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、インジェクタの連続オンモード(特に電気的要因により発生する連続オンモード)を、精度良く且つ迅速に検出できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable accurate and rapid detection of an injector's continuous on mode (particularly, a continuous on mode generated by an electrical factor).

上記課題を解決するためになされた本発明のインジェクタ駆動装置は、インジェクタ制御手段と、通電状態異常判断手段と、異常吐出状態判断手段と、異常判定手段とを備える。   The injector drive device of the present invention made to solve the above-described problems includes an injector control unit, an energized state abnormality determining unit, an abnormal discharge state determining unit, and an abnormality determining unit.

インジェクタ制御手段は、インジェクタへの通電を制御してインジェクタを開弁または閉弁させることによりインジェクタからの燃料噴射を制御する。通電状態異常判断手段は、インジェクタへの通電状態の異常を判断する。異常吐出状態判断手段は、インジェクタから燃料が異常に吐出されている異常吐出状態であるか否かを燃料圧力の変化に基づいて判断する。異常判定手段は、通電状態異常判断手段により通電状態の異常が発生していると判断され、且つ異常吐出状態判断手段により異常吐出状態であると判断された場合に、インジェクタが開弁状態に保持される連続開弁異常状態であると判定する。   The injector control means controls fuel injection from the injector by controlling energization to the injector to open or close the injector. The energization state abnormality determining means determines an abnormality in the energization state of the injector. The abnormal discharge state determination means determines whether or not the abnormal discharge state in which the fuel is abnormally discharged from the injector based on the change in the fuel pressure. The abnormality determining means holds the injector in a valve-opened state when it is determined by the energized state abnormality determining means that an abnormality in the energized state has occurred and when the abnormal discharge state determining means determines that the abnormal discharge state has occurred. It is determined that there is a continuous valve opening abnormal state.

このように構成された本発明のインジェクタ駆動装置によれば、通電状態の異常が発生していることと異常吐出状態になっていることの双方をもって連続開弁異常状態であることを判定するようにしている。しかも、異常吐出状態の判断は、燃料圧力の変化に基づく簡素な方法により実現される。そのため、連続開弁異常状態(連続オンモード)を精度良く且つ迅速に検出することができる。   According to the injector drive device of the present invention configured as described above, it is determined that there is a continuous valve-opening abnormal state both when an abnormality occurs in the energized state and when it is in an abnormal discharge state. I have to. Moreover, the determination of the abnormal discharge state is realized by a simple method based on the change in the fuel pressure. Therefore, it is possible to detect a continuous valve opening abnormal state (continuous ON mode) accurately and quickly.

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する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って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.

実施形態の燃料噴射システムの概略構成を表す構成図である。It is a block diagram showing schematic structure of the fuel-injection system of embodiment. ECUの内部構成を表す構成図である。It is a block diagram showing the internal structure of ECU. ECUによるピエゾインジェクタの駆動制御動作を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the drive control operation | movement of a piezo injector by ECU. ECUによるピエゾインジェクタの連続オンモードの検出原理を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the detection principle of the continuous on mode of a piezo injector by ECU. 連続オンモード検出処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing a continuous on mode detection process. 連続オンモード時対応処理を表すタイムチャートである。It is a time chart showing processing at the time of continuous on mode.

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
(1)燃料噴射システムの全体構成
図1に示す燃料噴射システム1は、例えば、自動車用の4気筒のディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」ともいう)3に燃料を噴射するためのものである。燃料噴射システム1は、燃料供給ポンプ5と、コモンレール10と、複数(本実施形態では4つ)のピエゾインジェクタ(燃料噴射弁)20と、ECU(Electronic Control Unit ;電子制御装置)30とを備えている。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1) Overall Configuration of Fuel Injection System A fuel injection system 1 shown in FIG. 1 is for injecting fuel into, for example, a four-cylinder diesel engine (hereinafter also simply referred to as “engine”) 3 for automobiles. . The fuel injection system 1 includes a fuel supply pump 5, a common rail 10, a plurality (four in this embodiment) of piezo injectors (fuel injection valves) 20, and an ECU (Electronic Control Unit) 30. ing.

燃料供給ポンプ5は、燃料タンク26から燃料を汲み上げるフィードポンプを内蔵している。燃料供給ポンプ5は、エンジン3内におけるカムシャフトのカムの回転に伴いプランジャが往復移動することにより、フィードポンプから加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。   The fuel supply pump 5 has a built-in feed pump that pumps fuel from the fuel tank 26. The fuel supply pump 5 is a known pump that pressurizes the fuel sucked from the feed pump into the pressurizing chamber when the plunger reciprocates as the camshaft cam rotates in the engine 3.

燃料供給ポンプ5には調量弁7が設置されており、ECU30による通電制御により、燃料供給ポンプ5の各プランジャが吸入行程で吸入する燃料吸入量(または各プランジャからの燃料吐出量)を調量する。   A metering valve 7 is installed in the fuel supply pump 5, and the fuel intake amount (or the fuel discharge amount from each plunger) that each plunger of the fuel supply pump 5 sucks in the intake stroke is adjusted by the energization control by the ECU 30. To measure.

コモンレール10は、燃料供給ポンプ5から吐出される燃料を蓄圧する蓄圧室を形成する中空の部材である。コモンレール10には、内部の燃料圧力(コモンレール圧PC)を検出する圧力センサ12、およびECU30による通電制御によってコモンレール圧PCを低下させるための電磁駆動式の減圧弁14が設けられている。   The common rail 10 is a hollow member that forms a pressure accumulating chamber that accumulates fuel discharged from the fuel supply pump 5. The common rail 10 is provided with a pressure sensor 12 for detecting internal fuel pressure (common rail pressure PC) and an electromagnetically driven pressure reducing valve 14 for reducing the common rail pressure PC by energization control by the ECU 30.

エンジン3には、運転状態を検出するセンサとして、エンジン3のクランクが所定角度回転する毎にその回転角度を示すクランク角信号を発生するクランク角センサ24が設置されている。ECU30は、クランク角センサ24からのクランク角信号に基づいてエンジン回転数を算出する。   The engine 3 is provided with a crank angle sensor 24 that generates a crank angle signal indicating the rotation angle every time the crank of the engine 3 rotates by a predetermined angle as a sensor for detecting the driving state. The ECU 30 calculates the engine speed based on the crank angle signal from the crank angle sensor 24.

さらに燃料噴射システム1には、運転状態を検出する他のセンサとして、図示は省略したものの、運転者によるアクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ、冷却水の温度(水温)や吸入空気の温度(吸気温)をそれぞれ検出するための各種温度センサ等が設けられている。   Further, in the fuel injection system 1, although not shown as other sensors for detecting the driving state, an accelerator sensor for detecting an accelerator opening that is an operation amount of an accelerator pedal by a driver, a temperature of cooling water (water temperature) And various temperature sensors for detecting the temperature of intake air (intake air temperature).

4つのピエゾインジェクタ20は、4気筒のエンジン3の各気筒22にそれぞれ設置されており、コモンレール10で蓄圧された燃料をそれぞれ対応する気筒22内に噴射する。ピエゾインジェクタ20の詳細構成についてはすでによく知られているためここではその詳細説明を省略するが、その概要は次の通りである。   The four piezo injectors 20 are respectively installed in the cylinders 22 of the four-cylinder engine 3 and inject the fuel accumulated in the common rail 10 into the corresponding cylinders 22. Since the detailed configuration of the piezo injector 20 is already well known, a detailed description thereof is omitted here, but the outline thereof is as follows.

即ち、ピエゾインジェクタ20は、複数の圧電素子(ピエゾ素子)が積層されてなるピエゾスタックPa(図2参照)を備えており、このピエゾスタックPaが逆圧電効果によって伸縮することによりアクチュエータとして機能する。つまり、ピエゾインジェクタ20は、ピエゾスタックPaからなるピエゾアクチュエータを備えたものである。ピエゾスタックPaは容量性の負荷であり、充電されることで伸長し、放電されることで縮小する。   That is, the piezo injector 20 includes a piezo stack Pa (see FIG. 2) in which a plurality of piezoelectric elements (piezo elements) are stacked, and the piezo stack Pa functions as an actuator by expanding and contracting due to the reverse piezoelectric effect. . That is, the piezo injector 20 includes a piezo actuator composed of a piezo stack Pa. The piezo stack Pa is a capacitive load that expands when charged and shrinks when discharged.

ピエゾスタックPaが充電されていないことによりピエゾスタックPaが収縮状態にあるときには、ピエゾインジェクタ20が備える図示しないノズルニードルが燃料噴射口を閉じた閉弁状態となり、燃料は噴射されない。一方、ピエゾスタックPaが充電されることでピエゾスタックPaが伸長状態になると、ノズルニードルが燃料噴射口を開いた開弁状態となり、コモンレール10から供給された燃料が燃料噴射口から噴射される。   When the piezo stack Pa is in a contracted state because the piezo stack Pa is not charged, a nozzle needle (not shown) included in the piezo injector 20 is closed to close the fuel injection port, and fuel is not injected. On the other hand, when the piezo stack Pa is extended by charging the piezo stack Pa, the nozzle needle is opened to open the fuel injection port, and the fuel supplied from the common rail 10 is injected from the fuel injection port.

なお、以下の説明で、ピエゾインジェクタ20に対して「充電」または「放電」というときは、ピエゾスタックPaに対する充電または放電を意味するものとする。
(2)ECUの構成
次に、図2を用いてECU30の構成とその動作を説明する。図2に示すように、ECU30は、主にDC/DCコンバータ41と、コンデンサC0と、充放電制御回路42と、気筒選択回路43と、制御IC44と、マイコン45とを備えている。
In the following description, “charging” or “discharging” of the piezo injector 20 means charging or discharging of the piezo stack Pa.
(2) Configuration of ECU Next, the configuration and operation of the ECU 30 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the ECU 30 mainly includes a DC / DC converter 41, a capacitor C0, a charge / discharge control circuit 42, a cylinder selection circuit 43, a control IC 44, and a microcomputer 45.

マイコン45は、CPU、RAM、ROM、フラッシュメモリ等からなる周知の構成であり、ROMまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムをCPUが実行することにより各種制御を実行する。   The microcomputer 45 has a well-known configuration including a CPU, a RAM, a ROM, a flash memory, and the like, and executes various controls when the CPU executes a control program stored in the ROM or the flash memory.

例えば、マイコン45は、圧力センサ12が検出するコモンレール圧PCが目標圧力になるように調量弁7への通電量を制御し、燃料供給ポンプ5の吐出量を調量する。具体的には、例えば、調量弁7への通電電流値と吐出量との相関を表す特性マップに基づいて、調量弁7への通電電流値を設定する。調量弁7を制御するための通電電流値は、例えばデューティ比により決定され、そのデューティ比を示すポンプ制御信号を燃料供給ポンプ5へ出力する。   For example, the microcomputer 45 controls the energization amount to the metering valve 7 so that the common rail pressure PC detected by the pressure sensor 12 becomes the target pressure, and regulates the discharge amount of the fuel supply pump 5. Specifically, for example, the energization current value to the metering valve 7 is set based on a characteristic map representing the correlation between the energization current value to the metering valve 7 and the discharge amount. An energization current value for controlling the metering valve 7 is determined by, for example, a duty ratio, and a pump control signal indicating the duty ratio is output to the fuel supply pump 5.

また、マイコン45は、各ピエゾインジェクタ20の燃料噴射量、燃料噴射時期、ならびに、メイン噴射の前にパイロット噴射、プレ噴射、パイロット噴射の後にアフター噴射、ポスト噴射等を実施する多段噴射のパターンを制御する。   In addition, the microcomputer 45 sets the fuel injection amount and fuel injection timing of each piezo injector 20 and the pattern of multi-stage injection that performs pilot injection, pre-injection before pilot injection, after-injection, post-injection after pilot injection, etc. Control.

具体的には、マイコン45は、アクセルセンサによって検出されるアクセル開度や、クランク角センサ24により検出されるクランク角などに基づき、エンジン3の出力トルクの要求を満たす要求噴射量を算出する。そして、その算出した要求噴射量やコモンレール圧PC等に基づき、ピエゾインジェクタ20に対する噴射指令値(指令噴射期間)を気筒毎にマップ演算し、その噴射指令値に応じた気筒毎の噴射信号(図3(a)参照)を制御IC44へ出力する。   Specifically, the microcomputer 45 calculates the required injection amount that satisfies the output torque requirement of the engine 3 based on the accelerator opening detected by the accelerator sensor, the crank angle detected by the crank angle sensor 24, and the like. Based on the calculated required injection amount, common rail pressure PC, and the like, an injection command value (command injection period) for the piezo injector 20 is calculated for each cylinder, and an injection signal for each cylinder corresponding to the injection command value (see FIG. 3 (a)) is output to the control IC 44.

マイコン45が出力する噴射信号は、ピエゾインジェクタ20が有するピエゾスタックPaの充電開始タイミング及び放電開始タイミングを規定するものであり、図3(a)に示すように、Hレベルに立ち上がるタイミング(時刻t01)で充電が開始され、Lレベルに立ち下がるタイミング(時刻t02)で放電が開始される。そして、この噴射信号の長さ(Hレベル状態の長さ)である駆動時間は、要求噴射量とコモンレール圧PCとに応じて決定される。   The injection signal output from the microcomputer 45 defines the charge start timing and the discharge start timing of the piezo stack Pa included in the piezo injector 20, and as shown in FIG. ) At the timing (time t02) at which the charging starts and falls to the L level. The drive time that is the length of the injection signal (the length of the H level state) is determined according to the required injection amount and the common rail pressure PC.

制御IC44は、マイコン45から入力された噴射信号に基づいて充放電制御回路42や気筒選択回路43等の各種回路を制御することで、ピエゾインジェクタ20の充放電を制御し、要求噴射量の燃料が所望のタイミングで噴射されるようにピエゾインジェクタ20を伸縮させる。これにより、ピエゾインジェクタ20から噴射される燃料の噴射量、噴射時期及び噴射段等の各種噴射形態が制御されることとなる。   The control IC 44 controls various circuits such as the charge / discharge control circuit 42 and the cylinder selection circuit 43 based on the injection signal input from the microcomputer 45, thereby controlling the charge / discharge of the piezo injector 20, and the fuel of the required injection amount. The piezo injector 20 is expanded and contracted so that is injected at a desired timing. Thereby, various injection modes, such as the injection quantity of the fuel injected from the piezo injector 20, the injection timing, and the injection stage, are controlled.

DC/DCコンバータ41は、バッテリBaの電圧(例えば12V)を、ピエゾスタックPaを充電するために必要な高電圧(例えば150〜300V)に昇圧して、その昇圧された高電圧をコンデンサC0へ出力する。   The DC / DC converter 41 boosts the voltage of the battery Ba (for example, 12V) to a high voltage (for example, 150 to 300V) necessary for charging the piezo stack Pa, and the boosted high voltage is supplied to the capacitor C0. Output.

コンデンサC0は、DC/DCコンバータ41からの上記高電圧を保持しつつ、ピエゾスタックPaを充電するための電荷を蓄積する。このコンデンサC0は、一方の端子がDC/DCコンバータ41側に接続され、他方の端子が抵抗R1を介して接地されている。なお、コンデンサC0の静電容量は、ピエゾスタックへの一回の充電処理によってはその電圧がほとんど変化しない程度の、比較的大きな値(例えば、数十〜数百μF程度)に設定されている。また、抵抗R1は、コンデンサC0に流れる電流を検出するためのものであり、この抵抗R1の両端の電圧Vicが、コンデンサC0に流れる電流Icを示す情報として制御IC44に入力される。   The capacitor C0 accumulates electric charges for charging the piezo stack Pa while maintaining the high voltage from the DC / DC converter 41. One terminal of the capacitor C0 is connected to the DC / DC converter 41 side, and the other terminal is grounded via a resistor R1. The capacitance of the capacitor C0 is set to a relatively large value (for example, about several tens to several hundreds μF) such that the voltage hardly changes by a single charging process to the piezo stack. . The resistor R1 is for detecting the current flowing through the capacitor C0, and the voltage Vic across the resistor R1 is input to the control IC 44 as information indicating the current Ic flowing through the capacitor C0.

充放電制御回路42は、4つのピエゾインジェクタ20のうち2つに接続されてその2つのピエゾインジェクタ20の充放電を制御する。充放電制御回路42は実際には2つ設けられており、それぞれ、異なる2つのピエゾインジェクタ20の充放電を制御する。図2では、説明の簡素化のため、充放電制御回路42は1つのみ図示しており、ピエゾインジェクタ20についてもその充放電制御回路42により制御される2つのピエゾインジェクタ20のうち1つのみ図示している。また、各充放電制御回路42とこれらに対応する2つのピエゾインジェクタ20との間には、それぞれバンク選択スイッチが設けられているが、図2では図示を省略している。   The charging / discharging control circuit 42 is connected to two of the four piezo injectors 20 and controls charging / discharging of the two piezo injectors 20. In practice, two charge / discharge control circuits 42 are provided, and each control charge / discharge of two different piezo injectors 20. In FIG. 2, only one charge / discharge control circuit 42 is shown for simplicity of explanation, and only one of the two piezo injectors 20 controlled by the charge / discharge control circuit 42 is also used for the piezo injector 20. It is shown. In addition, bank selection switches are provided between the charge / discharge control circuits 42 and the two piezo injectors 20 corresponding thereto, but they are not shown in FIG.

各ピエゾスタックPaの他端には、それぞれ気筒選択回路43が接続されている。気筒選択回路43は、実際には4つのピエゾスタックPaそれぞれに対して設けられているのだが、図2では1つのみ図示している。   A cylinder selection circuit 43 is connected to the other end of each piezo stack Pa. Although the cylinder selection circuit 43 is actually provided for each of the four piezo stacks Pa, only one is shown in FIG.

即ち、本実施形態の燃料噴射システム1は、実際には、ピエゾインジェクタ20を4つ備え、このうち2つのピエゾインジェクタ20を一組として各組それぞれ通電経路の上流側ではバンク選択スイッチ(図示略)を介して対応する充放電制御回路42に接続されている。また、各ピエゾインジェクタ20の通電経路の下流側にはそれぞれ気筒選択回路43が接続されている。ただし、図2では、説明の簡素化のために、1つのピエゾインジェクタ20のみ図示し、充放電制御回路42および気筒選択回路43についてもその1つのピエゾインジェクタ20に接続される1つのみを図示している。そして、以下の説明では、代表としてその1つのピエゾインジェクタ20の充放電制御について説明する。   That is, the fuel injection system 1 of the present embodiment actually includes four piezo injectors 20, of which two piezo injectors 20 are set as one set, and a bank selection switch (not shown) is provided upstream of each energization path. ) To the corresponding charge / discharge control circuit 42. A cylinder selection circuit 43 is connected to the downstream side of the energization path of each piezo injector 20. However, in FIG. 2, only one piezo injector 20 is shown for simplification of explanation, and only one of the charge / discharge control circuit 42 and the cylinder selection circuit 43 connected to the one piezo injector 20 is also shown. Show. In the following description, charge / discharge control of one piezo injector 20 will be described as a representative.

コンデンサC0における一方の端子側、即ちDC/DCコンバータ41側は、充電スイッチTr1と充放電用コイルL1との直列接続体を介して、ピエゾインジェクタ20が有するピエゾスタックPaの一端(高電位となる端子側)に接続されている。そして、ピエゾスタックPaの他端(低電位となる端子側)は、気筒選択回路43に接続され、この気筒選択回路43を介して接地されている。   One terminal side of the capacitor C0, that is, the DC / DC converter 41 side is connected to one end of the piezo stack Pa (high potential) of the piezo injector 20 through a series connection body of the charging switch Tr1 and the charging / discharging coil L1. Terminal side). The other end of the piezo stack Pa (the terminal side that is at a low potential) is connected to the cylinder selection circuit 43 and grounded via the cylinder selection circuit 43.

気筒選択回路43は、一端(ドレイン)がピエゾスタックPaに接続されて他端(ソース)が抵抗R7の一端に接続された気筒選択スイッチ(本例ではnチャネル型MOSFET)Tr3と、一端が気筒選択スイッチTr3の他端(ソース)に接続されて他端が接地された抵抗R7とを備えている。この抵抗R7は、ピエゾスタックPaに流れる電流を検出するためのものであり、抵抗R7の一端の電圧Vipが、その電流(ピエゾ駆動電流Ip)を示す情報として、制御IC44に入力される。なお、気筒選択スイッチTr3のソースとドレインの間にはダイオードD3が接続されている。   The cylinder selection circuit 43 includes a cylinder selection switch (n-channel MOSFET in this example) Tr3 having one end (drain) connected to the piezo stack Pa and the other end (source) connected to one end of the resistor R7, and one end of the cylinder selection circuit 43 The resistor R7 is connected to the other end (source) of the selection switch Tr3 and the other end is grounded. The resistor R7 is for detecting the current flowing through the piezo stack Pa, and the voltage Vip at one end of the resistor R7 is input to the control IC 44 as information indicating the current (piezo drive current Ip). A diode D3 is connected between the source and drain of the cylinder selection switch Tr3.

また、充電スイッチTr1と充放電用コイルL1との間には、放電スイッチTr2の一方の端子(ドレイン)が接続されており、放電スイッチTr2の他方の端子(ソース)は、抵抗R4を介して接地されている。充電スイッチTr1および放電スイッチTr2は、ドライバIC46からの駆動信号により駆動される。ドライバIC46は、制御IC44からの制御信号に従って各スイッチTr1、Tr2のベースへ駆動信号を出力することにより各スイッチTr1、Tr2を駆動する。なお、充電スイッチTr1および放電スイッチTr2は、本実施形態ではいずれもnチャネル型MOSFETである。   In addition, one terminal (drain) of the discharge switch Tr2 is connected between the charge switch Tr1 and the charge / discharge coil L1, and the other terminal (source) of the discharge switch Tr2 is connected via the resistor R4. Grounded. The charge switch Tr1 and the discharge switch Tr2 are driven by a drive signal from the driver IC 46. The driver IC 46 drives the switches Tr1 and Tr2 by outputting a drive signal to the bases of the switches Tr1 and Tr2 in accordance with a control signal from the control IC 44. Note that the charge switch Tr1 and the discharge switch Tr2 are both n-channel MOSFETs in this embodiment.

放電スイッチTr2には、ダイオードD2が並列接続されている。このダイオードD2は、カソードが放電スイッチTr2のドレインに接続され、アノードが放電スイッチTr2のソースに接続されている。このダイオードD2は、コンデンサC0、充電スイッチTr1、充放電用コイルL1と共に、ピエゾスタックPaを充電するチョッパ回路を構成するものであり、フリーホイーリングダイオードとして機能する。   A diode D2 is connected in parallel to the discharge switch Tr2. The diode D2 has a cathode connected to the drain of the discharge switch Tr2, and an anode connected to the source of the discharge switch Tr2. The diode D2, together with the capacitor C0, the charge switch Tr1, and the charge / discharge coil L1, constitutes a chopper circuit that charges the piezo stack Pa, and functions as a freewheeling diode.

一方、充電スイッチTr1には、ダイオードD1が並列接続されている。このダイオードD1は、カソードが充電スイッチTr1のドレインに接続され、アノードが充電スイッチTr1のソースに接続されている。このダイオードD1は、コンデンサC0、充放電用コイルL1、放電スイッチTr2と共に、ピエゾスタックPaの電荷を放電するチョッパ回路を構成するものであり、フリーホイーリングダイオードとして機能する。   On the other hand, a diode D1 is connected in parallel to the charging switch Tr1. The diode D1 has a cathode connected to the drain of the charge switch Tr1 and an anode connected to the source of the charge switch Tr1. The diode D1, together with the capacitor C0, the charge / discharge coil L1, and the discharge switch Tr2, constitutes a chopper circuit that discharges the electric charge of the piezo stack Pa, and functions as a freewheeling diode.

充放電用コイルL1とピエゾスタックPaとの間には、ダイオードD4と、抵抗R5及び抵抗R6の直列接続体とが、それぞれ、ピエゾスタックPaに並列に接続されている。ダイオードD4は、ピエゾスタックPaの電圧がマイナスになることを防止している。また、抵抗R5と抵抗R6の間の電圧は、ピエゾスタックPaの充電電圧(ピエゾ電圧)Vpを示す情報として制御IC44に入力される。   Between the charge / discharge coil L1 and the piezo stack Pa, a diode D4 and a series connection body of a resistor R5 and a resistor R6 are connected in parallel to the piezo stack Pa, respectively. The diode D4 prevents the voltage of the piezo stack Pa from becoming negative. The voltage between the resistors R5 and R6 is input to the control IC 44 as information indicating the charging voltage (piezo voltage) Vp of the piezo stack Pa.

また、コンデンサC0には、これと並列に、抵抗R2及び抵抗R3の直列接続体が接続されている。そして、この抵抗R2と抵抗R3の接続点の電圧は、コンデンサC0の充電電圧を示す情報として、制御IC44に入力される。   In addition, a series connection body of a resistor R2 and a resistor R3 is connected to the capacitor C0 in parallel. The voltage at the connection point between the resistor R2 and the resistor R3 is input to the control IC 44 as information indicating the charging voltage of the capacitor C0.

また、制御IC44は、ピエゾ電圧Vpを監視し、ピエゾスタックPaの充電状態に応じた信号(充放電モニタ信号)を生成してマイコン45へ出力する。この充放電モニタ信号については後で詳述する。   Further, the control IC 44 monitors the piezo voltage Vp, generates a signal (charge / discharge monitor signal) corresponding to the charge state of the piezo stack Pa, and outputs the signal to the microcomputer 45. The charge / discharge monitor signal will be described in detail later.

(3)ピエゾインジェクタの基本的動作
次に、ピエゾインジェクタ20の動作について、図3を用いながら説明する。マイコン45から制御IC44への噴射信号がHレベルに転じると(図3(a)の時刻t01)、制御IC44は、気筒選択スイッチTr3をオンさせると共に、充電スイッチTr1のオン・オフ操作によるチョッパ制御を開始する。このチョッパ制御により、ピエゾスタックPaには、図3(b)に示すようなピエゾ駆動電流Ip(充電電流)が流れ、これによりピエゾ電圧Vpは徐々に上昇していく(図3(c))。また、ピエゾ電圧Vpの上昇に伴い、ピエゾインジェクタ20のノズルは図3(e)に示すように徐々に開いていく。
(3) Basic Operation of Piezo Injector Next, the operation of the piezo injector 20 will be described with reference to FIG. When the injection signal from the microcomputer 45 to the control IC 44 changes to H level (time t01 in FIG. 3A), the control IC 44 turns on the cylinder selection switch Tr3 and also performs chopper control by turning on / off the charging switch Tr1. To start. By this chopper control, a piezo driving current Ip (charging current) as shown in FIG. 3B flows through the piezo stack Pa, and as a result, the piezo voltage Vp gradually increases (FIG. 3C). . Further, as the piezo voltage Vp increases, the nozzle of the piezo injector 20 gradually opens as shown in FIG.

また、充放電モニタ信号は、図3(d)に示すように、ピエゾスタックへの充電が行われていない通常時はHレベルであるが、充電スイッチTr1のチョッパ制御開始によりピエゾスタックPaに電流が流れ始めると、そのピエゾ駆動電流Ipの通電開始によりLレベルに転じる。   Further, as shown in FIG. 3 (d), the charge / discharge monitor signal is at the H level when the piezo stack is not normally charged, but the current is supplied to the piezo stack Pa by the start of the chopper control of the charge switch Tr1. Starts to flow, the piezo drive current Ip starts to be energized and then goes to the L level.

そして、ピエゾインジェクタ20のノズルが所望の開弁状態になるための所定の充電停止条件が成立すると、制御IC44は、充電スイッチTr1をオフしてチョッパ制御を停止する。充電停止条件は種々考えられ、例えばピエゾ電圧Vpが所定の目標充電電圧に到達したとき、あるいはピエゾスタックPaの充電エネルギーが所定の目標充電エネルギーに到達したときなどが考えられる。充電停止条件が成立して充電スイッチTr1のチョッパ制御が停止した後は、時刻t02までピエゾインジェクタ20の開弁状態が保持される。   When a predetermined charge stop condition for satisfying the nozzle opening state of the piezo injector 20 is satisfied, the control IC 44 turns off the charge switch Tr1 and stops the chopper control. Various charging stop conditions are conceivable, for example, when the piezo voltage Vp reaches a predetermined target charging voltage or when the charging energy of the piezo stack Pa reaches a predetermined target charging energy. After the charge stop condition is satisfied and the chopper control of the charge switch Tr1 is stopped, the valve open state of the piezo injector 20 is maintained until time t02.

その後、充電開始から所定の駆動時間が経過した時刻t02でマイコン45から制御IC44への噴射信号がLレベルに転じると、制御IC44は、放電スイッチTr2のオン・オフ操作によるチョッパ制御を開始する。   Thereafter, when the injection signal from the microcomputer 45 to the control IC 44 changes to the L level at a time t02 when a predetermined drive time has elapsed from the start of charging, the control IC 44 starts chopper control by turning on / off the discharge switch Tr2.

このチョッパ制御により、ピエゾスタックPaには、図3(b)に示すような放電電流が流れ、これによりピエゾ電圧Vpは徐々に低下していく(図3(c))。また、ピエゾ電圧Vpの低下に伴い、ピエゾインジェクタ20のノズルは図3(e)に示すように徐々に閉じていく。   By this chopper control, a discharge current as shown in FIG. 3B flows through the piezo stack Pa, and as a result, the piezo voltage Vp gradually decreases (FIG. 3C). Further, as the piezo voltage Vp decreases, the nozzles of the piezo injector 20 are gradually closed as shown in FIG.

そして、所定の放電停止条件が成立すると、制御IC44は、放電スイッチTr2をオフしてチョッパ制御を停止する。放電停止条件についても、ピエゾスタックPaの放電が十分に行われてピエゾインジェクタ20が完全に閉じた状態で放電停止できる限り、種々の条件が考えられる。   When a predetermined discharge stop condition is satisfied, the control IC 44 turns off the discharge switch Tr2 and stops the chopper control. As for the discharge stop condition, various conditions can be considered as long as the discharge of the piezo stack Pa is sufficiently performed and the discharge can be stopped in a state where the piezo injector 20 is completely closed.

また、充放電モニタ信号は、図3(d)に示すように、時刻t02でピエゾスタックPaの放電が開始された後、放電が進んでピエゾ電圧Vpが所定の閾値Vth以下になった場合に(時刻t03)、Hレベルに転じる。つまり、充放電モニタ信号は、ピエゾスタックPaへの充電開始(時刻t01)によりピエゾスタックPaに電流が流れ出すとLレベルに転じ、放電開始(時刻t02)後、ピエゾ電圧Vpが閾値Vth以下になったら(時刻t03)、再びHレベルに転じるような信号である。   Further, as shown in FIG. 3D, the charge / discharge monitor signal is generated when the piezo stack Pa starts to discharge at time t02 and then the piezo voltage Vp becomes equal to or lower than a predetermined threshold value Vth. (Time t03), the level changes to H level. In other words, the charge / discharge monitor signal changes to L level when current starts to flow through the piezo stack Pa (time t01), and after the discharge starts (time t02), the piezo voltage Vp falls below the threshold value Vth. Then (time t03), the signal turns to H level again.

ところで、ECU30からピエゾインジェクタ20への通電経路が正常ならば、時刻t02で放電を開始すると、ピエゾスタックPaの放電が進んで、時刻t03には充放電モニタ信号はHレベルになる。   By the way, if the energization path from the ECU 30 to the piezo injector 20 is normal, the discharge of the piezo stack Pa proceeds when the discharge is started at time t02, and the charge / discharge monitor signal becomes H level at time t03.

しかし、充電によりピエゾインジェクタ20が開弁した後、例えばECU30からピエゾスタックPaへの配線が断線するなど、ピエゾスタックPaの充電電荷が放電できなくなるような何らかの電気的な異常(通電状態の異常)が発生するおそれがある(図3の「(断線)」参照)。   However, after the piezo injector 20 is opened due to charging, for example, the wiring from the ECU 30 to the piezo stack Pa is broken, for example, some electrical abnormality that prevents the charge charge of the piezo stack Pa from being discharged (abnormal current state). May occur (see “(disconnection)” in FIG. 3).

このような異常が発生すると、時刻t02で放電のためのチョッパ制御が開始されても、図3に一点鎖線で示すように、ピエゾ電圧Vpは低下せず(図3(c))、ピエゾインジェクタ20のノズルは開弁状態が持続されてしまう(図3(e))。このように開弁状態が持続されてしまうと、ピエゾインジェクタ20から燃料が異常に吐出されている異常吐出状態(連続オンモード)となってしまう。   When such an abnormality occurs, even if chopper control for discharging is started at time t02, the piezo voltage Vp does not decrease (FIG. 3 (c)), as shown by the one-dot chain line in FIG. The 20 nozzles remain open (FIG. 3E). If the valve opening state is maintained in this manner, an abnormal discharge state (continuous on mode) in which fuel is abnormally discharged from the piezo injector 20 is brought about.

そこで本実施形態では、マイコン45が、上記のようにピエゾスタックPaの放電ができなくなってピエゾインジェクタ20が開弁状態のまま保持されてしまうような異常(連続オンモード)を検出するよう構成されている。   Therefore, in the present embodiment, the microcomputer 45 is configured to detect an abnormality (continuous on mode) in which the piezo stack Pa cannot be discharged as described above and the piezo injector 20 is held open. ing.

即ち、連続オンモード発生により放電ができなくなると、噴射信号のLレベル立ち下がりにより制御IC44が放電のためのチョッパ制御(以下、単に「放電制御」ともいう)を開始してもピエゾ電圧Vpは閾値Vth以下にはならない。そのため、制御IC44からマイコン45へ出力される充放電モニタ信号は、放電制御開始後もLレベルのままとなる。   In other words, if the discharge cannot be performed due to the occurrence of the continuous on mode, the piezo voltage Vp is maintained even if the control IC 44 starts chopper control for discharge (hereinafter also simply referred to as “discharge control”) due to the L level falling of the injection signal. It does not fall below the threshold value Vth. Therefore, the charge / discharge monitor signal output from the control IC 44 to the microcomputer 45 remains at the L level even after the discharge control is started.

また、コモンレール圧PCは、常に一定の圧力になるようにフィードバック制御されているが、連続オンモードが発生して常時開弁され、これにより燃料が常時噴射されるような異常状態になると、フィードバック制御の追従性が低下し、コモンレール圧PCは徐々に低下していく(図4(c)参照)。   Further, the common rail pressure PC is feedback-controlled so as to be always a constant pressure. However, when the continuous on mode occurs and the valve is always opened, and the fuel is constantly injected, the feedback is performed. The followability of the control is lowered, and the common rail pressure PC is gradually lowered (see FIG. 4C).

そこでマイコン45は、放電制御開始後、一定時間経過しても充放電モニタ信号がLレベルのままだった場合には、連続オンモードが発生しているとの一応の仮判断を行う。そして、そのように仮判断を行った上で、さらにコモンレール圧PC等に基づいて、異常な燃料噴射が行われていないか否かの判断(異常噴射量の演算)を行った上で、連続オンモードの発生の有無を判断する。   Therefore, if the charge / discharge monitor signal remains at the L level even after a predetermined time has elapsed after the start of the discharge control, the microcomputer 45 makes a temporary decision that the continuous on mode has occurred. Then, after making such a tentative judgment, based on the common rail pressure PC or the like, it is further determined whether or not abnormal fuel injection is being performed (calculation of the abnormal injection amount), and then continuously. Determine whether the on-mode has occurred.

つまり、本実施形態では、マイコン45が、燃料噴射システム1における電気情報(充放電モニタ信号)およびシステム情報(異常噴射量)の双方をみることにより、連続オンモードを高精度且つ迅速に検出できるように構成されている。   That is, in this embodiment, the microcomputer 45 can detect the continuous on mode with high accuracy and speed by looking at both the electrical information (charge / discharge monitor signal) and the system information (abnormal injection amount) in the fuel injection system 1. It is configured as follows.

(4)連続オンモード検出について
次に、マイコン45による連続オンモードの具体的検出手順について、図4を用いてより詳しく説明する。
(4) Continuous On Mode Detection Next, a specific detection procedure of the continuous on mode by the microcomputer 45 will be described in more detail with reference to FIG.

マイコン45は、通常、所定の制御周期(例えば1msec)で、コモンレール圧PCを取得し、そのコモンレール圧PCに基づいて上述した各種制御を行っている。マイコン45は、噴射開始タイミングが到来すると、図4(a)に示すように、噴射信号を所定期間Hレベルに立ち上げる。この間に、図3で説明したようにピエゾインジェクタ20が開弁され、燃料噴射が行われる。また、噴射信号のHレベル立ち上がりでピエゾスタックPaへの通電(充電)が開始されると充放電モニタ信号はLレベルに立ち下がるが(図4(b))、これも図3で説明した通りである。   The microcomputer 45 normally acquires the common rail pressure PC at a predetermined control cycle (for example, 1 msec), and performs the various controls described above based on the common rail pressure PC. When the injection start timing arrives, the microcomputer 45 raises the injection signal to the H level for a predetermined period as shown in FIG. During this period, as described with reference to FIG. 3, the piezo injector 20 is opened, and fuel injection is performed. Further, when energization (charging) to the piezo stack Pa is started at the rise of the injection signal at the H level, the charge / discharge monitor signal falls to the L level (FIG. 4B), which is also as described in FIG. It is.

そして、噴射開始後、例えばECU30からピエゾインジェクタ20への配線が断線するなどの、ピエゾスタックPaからECU30への放電ができなくなるような異常(連続オンモード)が生じると、噴射信号がLレベルに立ち下がった後、所定時間が経過して本来ならば放電が完了して充放電モニタ信号がHレベルに転じているはずの時刻(図4では時刻t4〜t5の間)が過ぎても、充放電モニタ信号はLレベルのままとなってしまう。   Then, after the start of injection, if an abnormality (continuous on mode) that prevents discharge from the piezo stack Pa to the ECU 30 occurs, for example, the wiring from the ECU 30 to the piezo injector 20 is disconnected, the injection signal becomes L level. Even after the predetermined time has elapsed after falling, the charging is completed and the charging / discharging monitoring signal should have changed to the H level (between times t4 and t5 in FIG. 4) has passed. The discharge monitor signal remains at the L level.

そこでマイコン45は、噴射信号をLレベルに立ち下げてから上記所定期間経過後の最初の制御タイミング(図4の例では時刻t5)で、充放電モニタ信号がHレベルになっているかどうかを確認する。ここで、充放電モニタ信号がHレベルならば、連続オンモードではないものとして通常通り制御を継続する。   Therefore, the microcomputer 45 confirms whether the charge / discharge monitor signal is at the H level at the first control timing (time t5 in the example of FIG. 4) after the predetermined period has elapsed after the injection signal is lowered to the L level. To do. Here, if the charge / discharge monitor signal is at the H level, the control is continued as usual assuming that the continuous on mode is not set.

一方、時刻t5で充放電モニタ信号がLレベルのままになっていた場合(立ち上がりエッジが発生していない場合)は、そのことをトリガとして連続オンモードが発生しているとの一応の仮判断を行い、システム情報(異常噴射量)に基づく具体的判定に進む。   On the other hand, when the charge / discharge monitor signal remains at the L level at time t5 (when no rising edge has occurred), a temporary provisional determination that the continuous on mode has occurred is triggered by this. And proceed to a specific determination based on the system information (abnormal injection amount).

マイコン45は、異常噴射量を、次のように算出する。即ち、前回の制御タイミング(時刻t4)でのコモンレール圧PC(i−1)と今回の制御タイミング(時刻t5)でのコモンレール圧PC(i)との差である圧力偏差ΔPC(=PC(i−1)−PC(i))を演算する。そして、その演算した圧力偏差ΔPCやコモンレール圧PC(i)、体積弾性係数等の種々のパラメータ等に基づいて、時刻t4から時刻t5までの一制御周期期間(1msec)の間の異常噴射量(正常時に想定される噴射量との差分に相当)を算出する。   The microcomputer 45 calculates the abnormal injection amount as follows. That is, the pressure deviation ΔPC (= PC (i), which is the difference between the common rail pressure PC (i−1) at the previous control timing (time t4) and the common rail pressure PC (i) at the current control timing (time t5). -1) -PC (i)) is calculated. Then, based on the calculated pressure deviation ΔPC, common rail pressure PC (i), various parameters such as bulk modulus, etc., the abnormal injection amount (1 msec) during one control cycle period (1 msec) from time t4 to time t5. (Corresponding to the difference from the injection amount assumed at normal time).

このようにして算出される異常噴射量は、連続オンモードが発生していない正常時には常にほぼ0になる。しかし、断線等によって連続オンモードが発生すると、正常ならば噴射が停止するはずであるにもかかわらず噴射が継続(異常噴射量が発生)してしまい、これにより、図4(c)の時刻t4以降のようにコモンレール圧PCが徐々に低下していく。そのため、本実施形態では、コモンレール圧PCの変化を用いて異常噴射量を算出するようにしている。   The abnormal injection amount calculated in this way is always almost zero at the normal time when the continuous on mode is not generated. However, when the continuous on mode occurs due to disconnection or the like, the injection continues (abnormal injection amount occurs) even though the injection should stop if it is normal, and this causes the time of FIG. The common rail pressure PC gradually decreases as after t4. Therefore, in the present embodiment, the abnormal injection amount is calculated using the change in the common rail pressure PC.

そして、その算出した異常噴射量が、予め設定した連続オンモード検出閾値Qth以上であった場合に、異常な燃料噴射が行われていて連続オンモードが発生している可能性が高いと判定する。即ち、図4の時刻t5の例では、電気情報(充放電モニタ信号)に基づいて異常を検出した後、システム情報(異常噴射量)に基づいてさらに異常判断を行う。そして、図4(d)に示すように、異常噴射量がオンモード検出閾値Qth以上であることから、連続オンモードの可能性が高いと判断して、図4(e)に示すように連続オンモード検出カウンタNを初期値0からインクリメントして1にする。   When the calculated abnormal injection amount is equal to or greater than a preset continuous on mode detection threshold Qth, it is determined that there is a high possibility that abnormal fuel injection is being performed and the continuous on mode is occurring. . That is, in the example at time t5 in FIG. 4, after an abnormality is detected based on electrical information (charging / discharging monitor signal), an abnormality determination is further performed based on system information (abnormal injection amount). Then, as shown in FIG. 4D, since the abnormal injection amount is equal to or greater than the on-mode detection threshold Qth, it is determined that the possibility of the continuous on-mode is high, and continuous as shown in FIG. The on-mode detection counter N is incremented from the initial value 0 to 1.

なお、この時刻t5の時点で連続オンモードが発生しているとの確定判断を行うようにしてもよいが、本実施形態では、制御周期毎に同様の判断を繰り返し行い、連続オンモード検出カウンタNが所定の閾値(連続オンモードシステム条件確定マージン)Nth以上になった場合に、連続オンモードが発生しているとの確定判断を行うようにしている。その理由はおおよそ次の通りである。   Note that the determination that the continuous on mode is occurring at the time t5 may be performed, but in the present embodiment, the same determination is repeatedly performed for each control cycle, and the continuous on mode detection counter is determined. When N is equal to or greater than a predetermined threshold (continuous on-mode system condition confirmation margin) Nth, a determination is made that the continuous on-mode has occurred. The reason is roughly as follows.

即ち、異常噴射量(漏れ量)には、インジェクタ毎にばらつきがあるため、そのばらつきを考慮して連続オンモード検出閾値Qthを設定する必要がある。この連続オンモード検出閾値Qthは、連続オンモードを誤検出しないようにするためにはできる限り高めに設定する必要があるが、あまり高く設定しすぎると、実際には異常(連続オンモード)になっているにも関わらずそれが検出されなくなるおそれがある。逆に、検出漏れを防ぐべく、連続オンモード検出閾値Qthを低めに設定すると、実際には異常(連続オンモード)ではないにも関わらず誤って異常と検出してしまうおそれがある。   That is, since the abnormal injection amount (leakage amount) varies from injector to injector, it is necessary to set the continuous on-mode detection threshold Qth in consideration of the variation. The continuous on-mode detection threshold Qth needs to be set as high as possible in order to prevent erroneous detection of the continuous on-mode, but if it is set too high, it actually becomes abnormal (continuous on-mode). Despite this, it may not be detected. Conversely, if the continuous on-mode detection threshold Qth is set low to prevent detection omission, there is a possibility that an abnormality is erroneously detected even though it is not actually abnormal (continuous on mode).

また、実際には連続オンモードになっているにもかかわらず、燃料供給ポンプ5の動作によってコモンレール圧PCの低下量がまだ少ないというケースもあり得、そのような場合には異常噴射量の演算結果も小さい値となって異常は発生していないと誤判断されてしまうおそれもある。   In addition, there may be a case where the amount of decrease in the common rail pressure PC is still small due to the operation of the fuel supply pump 5 in spite of actually being in the continuous on mode. In such a case, the calculation of the abnormal injection amount is possible. The result may also be a small value and erroneously determined that no abnormality has occurred.

そこで本実施形態では、連続オンモード検出閾値Qthについては、どちらかというと低めの値に設定して、検出漏れを防ぐようにしている。その上で、誤検出を防ぐべく、異常検出1回だけで連続オンモードと確定するのではなく、検出回数にマージンを設け、所定回数以上(本例ではNth回以上)の異常検出がなされてはじめて連続オンモードを確定するようにしている。   Therefore, in this embodiment, the continuous on-mode detection threshold Qth is set to a rather low value to prevent detection omission. In addition, in order to prevent erroneous detection, the continuous on mode is not determined by only one abnormality detection, but a margin is provided for the number of detections, and abnormality detection is performed a predetermined number of times or more (in this example, Nth times or more). The continuous on mode is determined for the first time.

但し、連続オンモード検出閾値Qthを低めの値に設定することはあくまでも一例であって、逆に、誤検出を防ぐために高めの値に設定してもよく、連続オンモード検出閾値Qthをどのような値に設定するかについては適宜決めることができる。   However, setting the continuous on-mode detection threshold Qth to a lower value is merely an example, and conversely, it may be set to a higher value to prevent erroneous detection. The appropriate value can be determined as appropriate.

なお、Nth回連続して連続オンモード検出閾値Qth以上になることは必須ではない。連続オンモード検出カウンタNは、制御タイミング毎に連続して異常噴射量が閾値Qth以上となる回数をカウントするものではなく、閾値Qth以上となった回数を累積加算するものである。但し、充放電モニタ信号がHレベルになった場合は、連続オンモード検出カウンタNは0にクリアされる。   Note that it is not essential that the threshold value is equal to or greater than the continuous on-mode detection threshold Qth for Nth times. The continuous on-mode detection counter N does not count the number of times that the abnormal injection amount becomes equal to or greater than the threshold value Qth continuously every control timing, but cumulatively adds the number of times that the abnormal injection amount becomes equal to or greater than the threshold value Qth. However, when the charge / discharge monitor signal becomes H level, the continuous on-mode detection counter N is cleared to zero.

図4の例では、時刻t5で、電気情報およびシステム情報の双方で異常が検出されたことにより連続オンモード検出カウンタNが1にインクリメントされると、次の制御タイミングである時刻t6でも、同様に判断が行われる。   In the example of FIG. 4, when the continuous on-mode detection counter N is incremented to 1 by detecting an abnormality in both the electrical information and the system information at time t5, the same applies at time t6 that is the next control timing. Judgment is made.

即ち、マイコン45は、時刻t6でも、まず電気情報(充放電モニタ信号)に基づいて異常判断を行う。このとき、充放電モニタ信号がLレベルのままであれば、時刻t5のときと同様、連続オンモードが発生しているとの一応の仮判断を行い、システム情報(異常噴射量)に基づく具体的判定に進む。時刻t6での異常噴射量の演算も、前回の制御タイミング(時刻t5)でのコモンレール圧PC(i)と今回の制御タイミング(時刻t6)でのコモンレール圧PC(i+1)との差である圧力偏差ΔPC(=PC(i)−PC(i+1))を演算する。そして、その演算した圧力偏差ΔPCや、そのときのコモンレール圧PC、体積弾性係数等の種々のパラメータ等に基づいて、時刻t5から時刻t6までの1制御周期期間(1msec)の間の異常噴射量を算出する。   That is, the microcomputer 45 first makes an abnormality determination based on electrical information (charge / discharge monitor signal) even at time t6. At this time, if the charge / discharge monitor signal remains at the L level, a temporary determination is made that the continuous on mode is occurring as in the case of time t5, and the specific based on the system information (abnormal injection amount). Proceed to manual judgment. The calculation of the abnormal injection amount at time t6 is also the pressure that is the difference between the common rail pressure PC (i) at the previous control timing (time t5) and the common rail pressure PC (i + 1) at the current control timing (time t6). Deviation ΔPC (= PC (i) −PC (i + 1)) is calculated. Then, based on the calculated pressure deviation ΔPC, various parameters such as the common rail pressure PC, the bulk modulus, etc., the abnormal injection amount during one control cycle period (1 msec) from time t5 to time t6 Is calculated.

そして、その算出した異常噴射量が連続オンモード検出閾値Qth以上であるか否か判断し、連続オンモード検出閾値Qth以上ならば連続ンモード検出カウンタNを1つインクリメントする。図4の例では、時刻t6で演算した異常噴射量も連続オンモード検出閾値Qth以上であることから、連続オンモード検出カウンタNが2にインクリメントされる。   Then, it is determined whether or not the calculated abnormal injection amount is equal to or greater than the continuous on-mode detection threshold Qth. If it is equal to or greater than the continuous on-mode detection threshold Qth, the continuous mode detection counter N is incremented by one. In the example of FIG. 4, since the abnormal injection amount calculated at time t6 is also equal to or greater than the continuous on mode detection threshold Qth, the continuous on mode detection counter N is incremented to 2.

なお、時刻t6でもし異常噴射量が連続オンモード検出閾値Qthより低かった場合は、連続オンモード検出カウンタNは不変とし、時刻t7以降で同様に異常判断を行う。また、時刻t6でもし充放電モニタ信号がHレベルに立ち上がっていれば、異常噴射量の演算は行わず、且つ連続オンモード検出カウンタNを0にリセットする。つまり、電気情報に基づく異常判断で異常がない限り、異常噴射量の演算は行わないのである。この場合、次の制御タイミングである時刻t7まで待ち、時刻t7で再び電気情報(充放電モニタ信号)に基づく異常判断を行う。但し、時刻t6でもし充放電モニタ信号がHレベルに立ち上がった場合は、次回の噴射まで(即ち次回また噴射信号が立ち上がるまで)異常判断は行わないようにしてもよい。   If the abnormal injection amount is lower than the continuous on-mode detection threshold Qth at time t6, the continuous on-mode detection counter N is not changed, and abnormality determination is similarly performed after time t7. If the charge / discharge monitor signal rises to H level at time t6, the abnormal injection amount is not calculated and the continuous on-mode detection counter N is reset to zero. That is, unless there is an abnormality in the abnormality determination based on the electrical information, the calculation of the abnormal injection amount is not performed. In this case, the process waits until time t7, which is the next control timing, and again performs abnormality determination based on electrical information (charge / discharge monitor signal) at time t7. However, if the charge / discharge monitor signal rises to H level at time t6, the abnormality determination may not be performed until the next injection (that is, until the injection signal rises next time).

時刻t7以降も、制御タイミング毎に同じように異常判断を行う。即ち、まず電気情報(充放電モニタ信号)に基づく異常判断を行い、電気情報により異常と判断された場合には続いてシステム情報(異常噴射量)に基づく異常判断を行う。   After time t7, the abnormality determination is performed in the same manner for each control timing. That is, first, abnormality determination based on electrical information (charge / discharge monitor signal) is performed, and if it is determined that there is an abnormality based on electrical information, then abnormality determination is performed based on system information (abnormal injection amount).

このようにして制御タイミング毎に異常判断を行っていった結果、連続オンモード検出カウンタNがNth回以上になった場合は、連続オンモードが発生しているとの確定判断を行う。図4の例では、時刻t5〜t9まで、電気情報に基づく異常判断およびシステム情報に基づく異常判断がなされ、これにより時刻t9の時点で連続オンモード検出カウンタNが連続オンモードシステム条件マージンNth(本例ではNth=5)以上となる。   As a result of performing the abnormality determination at each control timing as described above, when the continuous on-mode detection counter N becomes Nth times or more, it is determined that the continuous on-mode has occurred. In the example of FIG. 4, abnormality determination based on electrical information and abnormality determination based on system information are made from time t5 to time t9, whereby the continuous on-mode detection counter N is set to the continuous on-mode system condition margin Nth ( In this example, Nth = 5) or more.

連続オンモード検出カウンタNが連続オンモードシステム条件マージンNth以上になると、図4(f)に示すように、連続オンモード確定フラグが1(Hレベル)にセットされ、これにより連続オンモード発生の確定判断がなされたことになる。   When the continuous on-mode detection counter N becomes equal to or greater than the continuous on-mode system condition margin Nth, the continuous on-mode confirmation flag is set to 1 (H level) as shown in FIG. A final decision has been made.

連続オンモード確定フラグがHレベルにセットされた後は、後述するように燃料供給ポンプ5の強制停止や減圧弁14によるコモンレール圧PCの減圧等の処置が行われる。また、連続オンモード確定フラグがHレベルにセットされた後は、制御周期毎の上記異常判断は行わない。図4の例では、時刻t10以降は異常判断が行われていないことが示されている。ただし、連続オンモード確定後も、電気情報に基づく異常判断は引き続き行うようにしてもよい。その場合、連続オンモード確定後に、電気情報およびシステム情報の双方がともに正常となった場合には、連続オンモード確定フラグをLレベルにクリアして燃料噴射制御を再開するようにしてもよい。   After the continuous on mode determination flag is set to the H level, measures such as forcibly stopping the fuel supply pump 5 and reducing the common rail pressure PC by the pressure reducing valve 14 are performed as described later. Further, after the continuous on mode determination flag is set to the H level, the abnormality determination is not performed for each control cycle. In the example of FIG. 4, it is shown that the abnormality determination is not performed after time t10. However, even after the continuous on mode is confirmed, the abnormality determination based on the electrical information may be continued. In that case, after both the electrical information and the system information become normal after the continuous on mode is determined, the continuous on mode determination flag may be cleared to L level and the fuel injection control may be resumed.

一方、連続オンモードが確定しない限り、制御タイミング毎の電気情報に基づく異常判断は、次に再び噴射信号がHレベルに立ち上がるまで(つまり次の燃料噴射が開始されるまで)継続して行う。但し、ある一定期間(例えば10msec)以上経過しても連続オンモードが確定しない場合は異常判断をやめるようにしてもよい。   On the other hand, unless the continuous on mode is determined, the abnormality determination based on the electrical information for each control timing is continued until the injection signal rises to the H level again (that is, until the next fuel injection is started). However, if the continuous on mode is not determined even after a certain period (for example, 10 msec) has elapsed, the abnormality determination may be stopped.

なお、異常判断を行う時間間隔である制御周期(本例では1msec)は、通常走行速度(例えば時速60km)でクランク軸が180度回転するのに要する時間よりも遙かに短い。そのため、クランク軸が180度回転するよりも非常に短い時間で、連続オンモードの確定判断を行うことができる。   Note that a control cycle (1 msec in this example), which is a time interval for performing abnormality determination, is much shorter than a time required for the crankshaft to rotate 180 degrees at a normal traveling speed (for example, 60 km / h). Therefore, it is possible to determine whether the continuous on mode is confirmed in a much shorter time than when the crankshaft rotates 180 degrees.

(5)マイコンによる制御処理の説明
次に、図4で説明した連続オンモードの有無判断を行うためにマイコン45が実行する連続オンモード検出処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。マイコン45は、噴射信号をHレベルからLレベルに立ち下げる毎に、その立ち下げから一定時間経過後の制御タイミング(図4では時刻t5)から次に再び噴射信号をHレベルに立ち上げるまでの間の各制御タイミングで繰り返し図4の連続オンモード検出処理を実行する。但し、S170で連続オンモード確定フラグをセットした後は、次にまた燃料噴射が行われるまではこの連続オンモード検出処理は行わない。
(5) Description of Control Process by Microcomputer Next, the continuous on mode detection process executed by the microcomputer 45 in order to determine the presence or absence of the continuous on mode described with reference to FIG. 4 will be described with reference to the flowchart of FIG. Every time the microcomputer 45 lowers the injection signal from the H level to the L level, the microcomputer 45 continues to raise the injection signal to the H level again from the control timing (time t5 in FIG. 4) after a certain period of time has elapsed since the falling. 4 is repeatedly executed at each control timing. However, after the continuous on mode determination flag is set in S170, this continuous on mode detection processing is not performed until the next fuel injection is performed.

マイコン45は、図5の連続オンモード検出処理を開始すると、まずS110で、充放電モニタ信号(電気情報)に基づく異常検出を行う。即ち、充放電モニタ信号がHレベルに立ち上がっているか否かを判断する。そして、異常でなければ(即ち充放電モニタ信号がHレベルならば)、S180に進み、連続オンモード検出カウンタNを0にクリアする。   When the microcomputer 45 starts the continuous on-mode detection process of FIG. 5, first, in S110, the microcomputer 45 performs abnormality detection based on the charge / discharge monitor signal (electrical information). That is, it is determined whether the charge / discharge monitor signal has risen to the H level. If it is not abnormal (that is, if the charge / discharge monitor signal is H level), the process proceeds to S180, and the continuous on-mode detection counter N is cleared to zero.

S110で、充放電モニタ信号がLレベルのままの異常状態と判断した場合は、S120で、圧力偏差ΔPCを算出し、S130で、異常噴射量を算出する。S120の圧力偏差ΔPCの算出及びS130の異常噴射量の算出の具体的方法は既に説明した通りである。   If it is determined in S110 that the charge / discharge monitor signal remains in the abnormal state, the pressure deviation ΔPC is calculated in S120, and the abnormal injection amount is calculated in S130. The specific methods of calculating the pressure deviation ΔPC in S120 and calculating the abnormal injection amount in S130 are as described above.

S140では、S130で算出した異常噴射量が連続オンモード検出閾値Qth以上であるか否か判断する。ここで、異常噴射量が連続オンモード検出閾値Qthより小さい場合は、この連続オンモード検出処理を終了するが、異常噴射量が連続オンモード検出閾値Qth以上であった場合は、S150で、連続オンモード検出カウンタNを1つインクリメントする。   In S140, it is determined whether or not the abnormal injection amount calculated in S130 is equal to or greater than the continuous on-mode detection threshold Qth. Here, when the abnormal injection amount is smaller than the continuous on-mode detection threshold Qth, the continuous on-mode detection process is terminated, but when the abnormal injection amount is equal to or greater than the continuous on-mode detection threshold Qth, in S150, the continuous The on-mode detection counter N is incremented by one.

そして、S160で、連続オンモード検出カウンタNが連続オンモードシステム条件確定マージンNth以上であるか否か判断する。ここで、連続オンモード検出カウンタNが連続オンモードシステム条件確定マージンNthより小さい場合は、この連続オンモード検出処理を終了するが、連続オンモード検出カウンタNが連続オンモードシステム条件確定マージンNth以上であった場合は、S170で、連続オンモード確定フラグを1(Hレベル)にセットして、本処理を終了する。   In S160, it is determined whether the continuous on-mode detection counter N is equal to or greater than the continuous on-mode system condition determination margin Nth. If the continuous on-mode detection counter N is smaller than the continuous on-mode system condition determination margin Nth, the continuous on-mode detection process is terminated, but the continuous on-mode detection counter N is equal to or greater than the continuous on-mode system condition determination margin Nth. If it is, in S170, the continuous on mode determination flag is set to 1 (H level), and this process is terminated.

一方、マイコン45は、図5の連続オンモード検出処理と並行して、図6の連続オンモード時対応処理も制御周期毎に実行する。マイコン45は、図6の連続オンモード時対応処理を開始すると、まずS210で、連続オンモード確定フラグが1(Hレベル)にセットされているか否かを判断する。連続オンモード確定フラグが1にセットされていない場合は、そのままこの連続オンモード時対応処理を終了するが、連続オンモード確定フラグが1にセットされている場合は、S220で、噴射停止処理を行う。具体的には、各気筒の噴射信号の出力を全て停止する(Lレベルに固定する)。   On the other hand, in parallel with the continuous on-mode detection process in FIG. 5, the microcomputer 45 also executes the continuous on-mode response process in FIG. 6 for each control cycle. When the microcomputer 45 starts the processing for responding to the continuous on mode in FIG. 6, first, in S210, the microcomputer 45 determines whether or not the continuous on mode determination flag is set to 1 (H level). If the continuous on-mode determination flag is not set to 1, the corresponding processing at the time of the continuous on-mode is terminated as it is, but if the continuous on-mode determination flag is set to 1, the injection stop processing is performed in S220. Do. Specifically, all the output of the injection signal of each cylinder is stopped (fixed at L level).

続くS230にて、ポンプ停止処理を行う。具体的には、燃料供給ポンプ5の動作を停止させることにより、燃料供給ポンプ5からコモンレール10への燃料供給(圧送)を停止させる。   In subsequent S230, a pump stop process is performed. Specifically, by stopping the operation of the fuel supply pump 5, the fuel supply (pressure feeding) from the fuel supply pump 5 to the common rail 10 is stopped.

さらにS240にて、減圧弁開弁処理を行う。具体的には、減圧弁14を開弁してコモンレール10のコモンレール圧PCを強制的に低下させる。
(6)実施形態の効果
上記のように、本実施形態の燃料噴射システム1では、電気情報(充放電モニタ信号)およびシステム情報(異常噴射量)の双方に基づいて、連続オンモードを検出するようにしている。
Further, in S240, a pressure reducing valve opening process is performed. Specifically, the pressure reducing valve 14 is opened to forcibly reduce the common rail pressure PC of the common rail 10.
(6) Effects of Embodiment As described above, in the fuel injection system 1 of the present embodiment, the continuous on mode is detected based on both electrical information (charge / discharge monitor signal) and system information (abnormal injection amount). I am doing so.

なお、例えば異常噴射量のみに基づいて異常判断を行うこともできないわけではない。しかし、異常噴射量に基づいて異常判断を行うようにすると、圧力偏差ΔPCの算出やそれに基づく異常噴射量の算出といった各種演算処理を制御周期毎に繰り返し行う必要があり、マイコン45の演算処理負荷が非常に大きくなってしまう。しかも、異常噴射量に基づく判断だけでは、たとえ異常と判断されたとしても、その要因が連続オンモードによるものなのかそれ以外の要因(例えば配管の破損等)によるものなのかを区別することは極めて困難である。   For example, it is not impossible to make an abnormality determination based only on the abnormal injection amount. However, if the abnormality determination is performed based on the abnormal injection amount, it is necessary to repeatedly perform various arithmetic processes such as calculation of the pressure deviation ΔPC and calculation of the abnormal injection amount based on the pressure deviation ΔPC. Will become very large. Moreover, even if it is determined that the abnormality is based only on the basis of the abnormal injection amount, it is not possible to distinguish whether the cause is due to the continuous on mode or other factors (for example, damage to the piping, etc.). It is extremely difficult.

電気情報についても同様であり、電気情報のみに基づいて異常判断を行うこともできないわけではない。しかし、電気情報のみに基づく異常判断の場合も、たとえ異常と判断されたとしても実際に連続オンモードになっているのか否かを判別することは困難である。例えば、ピエゾスタックPaへの充電開始後、その充電途中の充電電圧値がまだ低い状態で放電経路が断線した場合は、充電電圧が低くてピエゾインジェクタ20は開弁しない。そのため、この場合は、ピエゾスタックPaの充電状態が維持されてしまうものの連続オンモードにはならない。しかし、電気情報のみに基づく異常判断では、このような連続オンモードにならない場合であっても、電気情報(充放電モニタ信号)がHレベルに立ち上がらないことをもって連続オンモードと誤判断してしまう。そのため、連続オンモードになっているかどうかを精度良く判別するためには電気情報のみに基づく異常判断では不十分である。   The same applies to electrical information, and it is not impossible to make an abnormality determination based only on electrical information. However, even in the case of abnormality determination based only on electrical information, it is difficult to determine whether or not it is actually in the continuous on mode even if it is determined to be abnormal. For example, after the charge to the piezo stack Pa is started, if the discharge path is disconnected while the charge voltage value during the charge is still low, the charge voltage is low and the piezo injector 20 does not open. For this reason, in this case, the charge state of the piezo stack Pa is maintained, but the continuous on mode is not established. However, in the abnormality determination based only on the electrical information, even if the continuous on mode is not set, the electrical information (charging / discharging monitor signal) is erroneously determined as the continuous on mode because the electrical information (charge / discharge monitor signal) does not rise to the H level. . Therefore, abnormality determination based only on electrical information is insufficient to accurately determine whether or not the continuous on mode is set.

そこで本実施形態では、まず充放電モニタ信号に基づいて異常有無を判断し、充放電モニタ信号により異常が判断された場合に、さらに異常噴射量に基づく異常判断を行うようにしている。しかもその異常噴射量の演算は、圧力偏差ΔPC等を用いて迅速かつ容易に行うことができ、短い制御周期でも十分に行うことができる。このような構成にすることで、通常は単に充放電モニタ信号のレベルチェックのみで済み、連続オンモードが発生しない限り異常噴射量に基づく異常判断は行われないため、マイコン45のソフトウェア処理負荷の大幅な低減が実現される。   Therefore, in this embodiment, first, the presence / absence of an abnormality is determined based on the charge / discharge monitor signal, and when an abnormality is determined based on the charge / discharge monitor signal, an abnormality determination based on the abnormal injection amount is further performed. Moreover, the calculation of the abnormal injection amount can be performed quickly and easily using the pressure deviation ΔPC and the like, and can be sufficiently performed even in a short control cycle. By adopting such a configuration, it is usually only necessary to check the level of the charge / discharge monitor signal, and an abnormality determination based on the abnormal injection amount is not performed unless the continuous on mode occurs. A significant reduction is realized.

そして、そのようにソフトウェア処理負荷を大幅に低減しつつ、充放電モニタ信号および異常噴射量の双方に基づいて最終的な異常判断を行うようにしている。具体的には、充放電モニタ信号によって異常が検出されると、即、異常噴射量の演算およびその異常判断を行うようにしている。そのため、連続オンモードの発生を精度良く且つ迅速に判断することができる。   Then, the final abnormality determination is performed based on both the charge / discharge monitor signal and the abnormal injection amount while greatly reducing the software processing load. Specifically, when an abnormality is detected by the charge / discharge monitor signal, the calculation of the abnormal injection amount and the determination of the abnormality are performed immediately. Therefore, it is possible to accurately and quickly determine the occurrence of the continuous on mode.

また、本実施形態では、ある制御タイミングで電気情報およびシステム情報の双方で異常判断された後も、連続オンモードが確定判断されるまでは、制御タイミング毎に、あらためて電気情報の確認から行っている。そして、電気情報により異常判断されている間、システム情報で異常判断される毎にその異常判断回数(連続オンモード検出カウンタN)がインクリメントされていき、その異常判断回数が所定値(連続オンモードシステム条件確定マージンNth)以上になった場合に、連続オンモードが発生しているとの確定判断を行うようにしている。そのため、より高い精度で連続オンモードを検出することができる。   Also, in this embodiment, after an abnormality is determined in both electrical information and system information at a certain control timing, the electrical information is checked again at each control timing until the continuous on mode is determined. Yes. While the abnormality is determined based on the electrical information, the number of times of abnormality determination (continuous on mode detection counter N) is incremented each time an abnormality is determined based on the system information, and the number of times of abnormality determination is a predetermined value (continuous on mode). When the system condition determination margin (Nth) is exceeded, a determination is made that the continuous on mode has occurred. Therefore, the continuous on mode can be detected with higher accuracy.

また、本実施形態では、クランク軸の回転速度に比べて非常に短い制御周期で異常判断を行い、ある制御タイミングで充放電モニタ信号により異常が検出された場合には即その制御タイミングで異常噴射量に基づく異常判断も行うようにしている。そのため、燃料噴射開始後に連続オンモードが発生しても、エンジンが1回転する前に連続オンモードが確定判断されて燃料供給ポンプ5の停止や減圧弁開弁などの各種対応処理が迅速に行われる。   In this embodiment, an abnormality is determined with a control cycle that is much shorter than the rotation speed of the crankshaft. If an abnormality is detected by a charge / discharge monitor signal at a certain control timing, an abnormal injection is immediately performed at that control timing. Anomaly judgment based on quantity is also made. Therefore, even if the continuous on mode occurs after the start of fuel injection, the continuous on mode is determined and determined before the engine rotates once, and various countermeasures such as stopping the fuel supply pump 5 and opening the pressure reducing valve are quickly performed. Is called.

そのため、連続オンモードが発生しても、それを迅速に検出でき、且つ燃料噴射停止のための各種処理を迅速に行うことができる。
[変形例]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
Therefore, even if the continuous on mode occurs, it can be detected quickly and various processes for stopping fuel injection can be performed quickly.
[Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. Needless to say.

例えば、上記実施形態では、電気情報として充放電モニタ信号を用いたが、これは一例であって、他の信号を用いてもよい。即ち、ピエゾスタックPaの充電状態を直接又は間接的に知ることができる限り、電気情報として具体的にどのような信号を用いるかについては特に限定されるものではない。   For example, in the above embodiment, the charge / discharge monitor signal is used as the electrical information, but this is an example, and other signals may be used. That is, as long as the state of charge of the piezo stack Pa can be known directly or indirectly, there is no particular limitation on what signal is used as the electrical information.

システム情報についても同様であり、上記実施形態ではシステム情報として異常噴射量を用いたが、これも一例である。即ち、ピエゾインジェクタ20から異常な燃料噴射が行われていることを直接又は間接的に知ることができる限り、システム情報として具体的にどのような信号を用いるかについては特に限定されるものではない。   The same applies to the system information. In the above embodiment, the abnormal injection amount is used as the system information, but this is also an example. That is, as long as it can be directly or indirectly known from the piezo injector 20 that abnormal fuel injection is being performed, there is no particular limitation on what signal is used as system information. .

また、異常噴射量を算出する具体的方法として、上記実施形態では、圧力偏差ΔPCを用いる方法を例示したが、これもあくまでも一例である。
また、本発明は、ピエゾインジェクタに限らず、ソレノイドインジェクタに対しても適用できる。ソレノイドインジェクタの場合、例えばハイサイド側が電源ショートしてローサイド側がグランドショートすると、噴射信号に関係なく常時通電されて連続オンモードになってしまうおそれがある。そこで、電気情報として、そのような異常(噴射信号オフにもかかわらず通電が続いていること)を検出できるような信号を用いることで、上記同様に連続オンモードの検出・確定判断を行うことができる。
In addition, as a specific method for calculating the abnormal injection amount, the method using the pressure deviation ΔPC is exemplified in the above embodiment, but this is only an example.
Further, the present invention can be applied not only to a piezo injector but also to a solenoid injector. In the case of a solenoid injector, for example, when the power supply is short-circuited on the high side and the ground is short-circuited on the low side, there is a possibility that the energization is always performed regardless of the injection signal and the continuous on mode is set. Therefore, by using a signal that can detect such an abnormality (that energization continues despite the injection signal being turned off) as electrical information, the detection / determination determination of the continuous on mode is performed as described above. Can do.

さらに、本発明の適用は、コモンレール式燃料噴射システムへの適用に限らない。連続オンモード発生により開弁状態が続いてそれにより気筒内へ燃料が異常噴射されてしまうような異常が発生するおそれのあるあらゆる構造の燃料噴射システムに対して本発明を適用可能である。   Furthermore, the application of the present invention is not limited to application to a common rail fuel injection system. The present invention can be applied to any fuel injection system having any structure that may cause an abnormality in which the valve-opening state continues due to the continuous on-mode occurrence, thereby abnormally injecting fuel into the cylinder.

1…燃料噴射システム、3…エンジン、5…燃料供給ポンプ、7…調量弁、10…コモンレール、12…圧力センサ、14…減圧弁、20…ピエゾインジェクタ、22…気筒、24…クランク角センサ、26…燃料タンク、30…ECU、41…DC/DCコンバータ、42…充放電制御回路、43…気筒選択回路、44…制御IC、45…マイコン、46…ドライバIC、Ba…バッテリ、C0…コンデンサ、D1〜D4…ダイオード、L1…充放電用コイル、Pa…ピエゾスタック、R1〜R7…抵抗、Tr1…充電スイッチ、Tr2…放電スイッチ、Tr3…気筒選択スイッチ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel injection system, 3 ... Engine, 5 ... Fuel supply pump, 7 ... Metering valve, 10 ... Common rail, 12 ... Pressure sensor, 14 ... Pressure reducing valve, 20 ... Piezo injector, 22 ... Cylinder, 24 ... Crank angle sensor , 26 ... Fuel tank, 30 ... ECU, 41 ... DC / DC converter, 42 ... Charge / discharge control circuit, 43 ... Cylinder selection circuit, 44 ... Control IC, 45 ... Microcomputer, 46 ... Driver IC, Ba ... Battery, C0 ... Capacitors, D1 to D4 ... Diodes, L1 ... Charge / discharge coils, Pa ... Piezo stacks, R1 to R7 ... Resistances, Tr1 ... Charge switches, Tr2 ... Discharge switches, Tr3 ... Cylinder selection switches

Claims (4)

インジェクタへの通電を制御して前記インジェクタを開弁または閉弁させることにより前記インジェクタからの燃料噴射を制御するインジェクタ制御手段(44,45)と、
前記インジェクタへの通電状態の異常を判断する通電状態異常判断手段(44,45,S110)と、
前記インジェクタから燃料が異常に吐出されている異常吐出状態であるか否かを燃料圧力の変化に基づいて判断する異常吐出状態判断手段(45,S140)と、
前記通電状態異常判断手段により前記通電状態の異常が発生していると判断され、且つ前記異常吐出状態判断手段により前記異常吐出状態であると判断された場合に、前記インジェクタが開弁状態に保持される連続開弁異常状態であると判定する異常判定手段(45,S170)と、
を備えることを特徴とするインジェクタ駆動装置。
Injector control means (44, 45) for controlling fuel injection from the injector by controlling energization to the injector to open or close the injector;
Energization state abnormality determining means (44, 45, S110) for determining abnormality of the energization state of the injector;
Abnormal discharge state determination means (45, S140) for determining whether or not the fuel is abnormally discharged from the injector based on a change in fuel pressure;
When the energized state abnormality determining means determines that the energized state abnormality has occurred and the abnormal discharge state determining means determines that the abnormal discharge state is present, the injector is held in the valve open state. Abnormality determining means (45, S170) for determining that the continuous valve opening abnormal state is performed;
An injector driving device comprising:
請求項1に記載のインジェクタ駆動装置であって、
前記異常吐出状態判断手段は、前記通電状態異常判断手段により前記通電状態の異常が発生していると判断された場合に、前記異常吐出状態であるか否かの判断を行う
ことを特徴とするインジェクタ駆動装置。
The injector drive device according to claim 1,
The abnormal discharge state determination unit determines whether or not the abnormal discharge state is present when the energization state abnormality determination unit determines that an abnormality in the energization state has occurred. Injector drive device.
請求項2に記載のインジェクタ駆動装置であって、
前記通電状態異常判断手段は、前記通電状態の異常が発生しているか否かの判断を所定の判断タイミング毎に繰り返し実行し、
前記異常吐出状態判断手段は、前記判断タイミングで前記通電状態異常判断手段により前記通電状態の異常が発生していると判断される毎に、前記異常吐出状態であるか否かの判断を実行し、
前記異常判定手段(S150〜S170)は、前記異常吐出状態判断手段により前記異常吐出状態と判断される毎にその判断された回数を計数し、その回数が予め設定した異常判断回数閾値以上になった場合に前記連続開弁異常状態であると判定する
ことを特徴とするインジェクタ駆動装置。
The injector drive device according to claim 2,
The energized state abnormality determining means repeatedly executes the determination as to whether or not the energized state abnormality has occurred at every predetermined determination timing,
The abnormal discharge state determination means executes a determination as to whether or not the abnormal discharge state occurs each time it is determined by the energization state abnormality determination means that the abnormality in the energization state has occurred at the determination timing. ,
The abnormality determining means (S150 to S170) counts the determined number of times each time the abnormal discharge state is determined by the abnormal discharge state determining means, and the number of times becomes equal to or greater than a preset abnormality determination number threshold. Injector drive device characterized in that it is determined that the continuous valve-opening abnormal state has occurred.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のインジェクタ駆動装置であって、
前記インジェクタは、ピエゾ素子への充放電によって該ピエゾ素子を伸長または縮小させることにより開弁または閉弁を実現させるよう構成されたピエゾインジェクタ(20)であり、
前記インジェクタ制御手段は、所定の充電開始タイミングで前記ピエゾ素子の充電を開始させることで前記インジェクタを開弁させ、前記充電の開始後、所定の放電開始タイミングで前記ピエゾ素子の放電を開始させることで前記インジェクタを閉弁させるよう構成されており、
前記通電状態異常判断手段は、前記放電開始タイミングから所定時間が経過した以後に、前記ピエゾ素子の充電電圧をモニタしてその充電電圧が所定の充電電圧低下閾値以下になっていない場合に前記通電状態の異常が発生していると判断する
ことを特徴とするインジェクタ駆動装置。
The injector drive device according to any one of claims 1 to 3,
The injector is a piezo injector (20) configured to realize valve opening or closing by extending or reducing the piezo element by charging or discharging the piezo element;
The injector control means opens the injector by starting charging of the piezo element at a predetermined charging start timing, and starts discharging of the piezo element at a predetermined discharge start timing after the start of the charging. And is configured to close the injector.
The energization state abnormality determining means monitors the charge voltage of the piezo element after a predetermined time has elapsed from the discharge start timing, and the energization state is determined when the charge voltage is not below a predetermined charge voltage drop threshold. An injector driving device characterized in that it is determined that an abnormal state has occurred.
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