JP4265477B2

JP4265477B2 - Fuel injection control device

Info

Publication number: JP4265477B2
Application number: JP2004153687A
Authority: JP
Inventors: 太郎杉村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2024-05-24
Also published as: JP2005337038A

Description

本発明は、内燃機関の一燃焼サイクル間に複数回の燃料噴射を行なう燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control apparatus that performs fuel injection a plurality of times during one combustion cycle of an internal combustion engine.

例えば、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射制御装置では、特許文献１に開示されるように、ディーゼルエンジンにおける吸入、圧縮、爆発、排気からなる一燃焼サイクル間に、燃料噴射弁（インジェクタ）から燃料を複数回噴射させている。これにより、エンジン騒音や振動の低下、排気ガスの改善を図っている。 For example, in a common rail fuel injection control device for a diesel engine, as disclosed in Patent Document 1, fuel is supplied from a fuel injection valve (injector) during one combustion cycle consisting of suction, compression, explosion, and exhaust in a diesel engine. Injected multiple times. As a result, engine noise and vibration are reduced, and exhaust gas is improved.

例えば、メイン噴射の前に、少量の燃料を噴射することにより（パイロット噴射）、予混合燃焼によるスモーク（黒煙）やパティキュレート（粒子状物質）の低減を図ることができるとともに、着火遅れの短縮により騒音・振動の低減も図ることができる。また、メイン噴射の後に、アフター噴射を行なうことにより拡散燃焼を活発化させれば、スモーク等の再燃焼を促進でき、結果としてスモーク等の低減に寄与できる。また、このように複数回に分けて噴射を行なうことにより、メイン噴射における噴射期間を短縮できるので、急激な燃焼を抑えて、騒音・振動の低減、スモーク等の低減を図ることができる。 For example, by injecting a small amount of fuel before the main injection (pilot injection), it is possible to reduce smoke (black smoke) and particulates (particulate matter) by premixed combustion, and to prevent ignition delay The shortening can also reduce noise and vibration. Further, if the diffusion combustion is activated by performing the after injection after the main injection, the recombustion of smoke and the like can be promoted, and as a result, the smoke and the like can be reduced. Further, by performing the injection in a plurality of times as described above, the injection period in the main injection can be shortened, so that rapid combustion can be suppressed, noise / vibration can be reduced, smoke and the like can be reduced.

また、近年では、ディーゼルエンジンの排気ガス中からパティキュレートを除去するため、排気通路にパティキュレートフィルタが配置されるようになっている。しかし、パティキュレートフィルタによって捕集されたパティキュレートが過剰になると、パティキュレートフィルタにおける捕集能力が低下したり、パティキュレートフィルタにおける排気ガスの流通抵抗が増大したりする。このため、ディーゼルエンジンの排気工程中にポスト噴射を行なうことで、燃料をパティキュレートフィルタに供給し、その燃料の燃焼熱を利用して、堆積したパティキュレートを燃焼により除去する場合もある。
特開平１１−６２６７７号公報 In recent years, in order to remove particulates from the exhaust gas of a diesel engine, a particulate filter is arranged in the exhaust passage. However, when the particulates collected by the particulate filter become excessive, the collection ability of the particulate filter decreases, or the exhaust gas flow resistance in the particulate filter increases. For this reason, by performing post injection during the exhaust process of the diesel engine, fuel may be supplied to the particulate filter, and the accumulated particulates may be removed by combustion using the combustion heat of the fuel.
JP-A-11-62677

上述した一燃焼サイクルにおけるインジェクタの燃料噴射回数は、排気ガスの更なるクリーン化及び振動・騒音の更なる低減のため、増加する傾向にある。この結果、インジェクタ駆動回路を構成する電子部品の損失、つまり自己発熱が増大して、その電子部品の温度が過度に上昇する可能性が高くなる。インジェクタ駆動回路の電子部品の温度が過度に上昇すると、その電子部品が損傷する可能性が生じるので、部品温度を管理することが益々重要になってきている。 The number of fuel injections of the injector in one combustion cycle described above tends to increase due to further cleaner exhaust gas and further reduction of vibration and noise. As a result, the loss of electronic components constituting the injector drive circuit, that is, self-heating is increased, and the temperature of the electronic components is likely to rise excessively. As the temperature of the electronic components of the injector drive circuit rises excessively, the electronic components can be damaged, so it is becoming increasingly important to manage the component temperatures.

しかしながら、従来は、温度管理を行なうために、通常、インジェクタ駆動回路を含むＥＣＵのハウジング内温度を測定しているにすぎないため、電子部品の温度を正確に測定することはできない。特に、上述したように、インジェクタの燃料噴射回数が増すにつれて、電子部品内部の温度が過渡的に大きく上昇する可能性があるが、そのような過渡的な温度上昇を、ＥＣＵのハウジング内温度から認識することは不可能である。 However, conventionally, in order to perform temperature management, the temperature inside the housing of the ECU including the injector drive circuit is usually only measured, so the temperature of the electronic component cannot be measured accurately. In particular, as described above, as the number of fuel injections of the injector increases, there is a possibility that the temperature inside the electronic component will rise significantly in a transient manner. It is impossible to recognize.

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、燃焼噴射を行なわせる駆動信号を出力する駆動信号出力回路の電子部品の温度をより正確に求め、その温度に基づいて、電子部品の温度上昇を抑制するように処置することが可能な燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and more accurately obtains the temperature of an electronic component of a drive signal output circuit that outputs a drive signal for performing combustion injection, and based on the temperature, An object of the present invention is to provide a fuel injection control device capable of taking measures to suppress a temperature rise.

上記目的を達成するために、請求項１に記載の燃料噴射制御装置は、
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
燃料噴射手段から燃料を噴射させるための駆動信号を出力する駆動信号出力回路を備え、内燃機関の一燃焼サイクル間に燃料噴射手段が燃料を複数回噴射するように、駆動信号出力回路から駆動信号を出力させる制御手段とを備えてものであって、
駆動信号出力回路を構成する電子部品の周辺温度を検出する周辺温度検出手段と、
周辺温度を基準とし、さらに駆動信号出力回路の動作条件により定められる電子部品の自己発熱による過渡的な温度上昇分を加味して、駆動信号出力回路の電子部品の温度を算出する算出手段と、
算出手段によって算出された温度が所定の上限温度を越えた場合に、電子部品の温度を低下させる温度低下手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fuel injection control device according to claim 1 comprises:
Fuel injection means for injecting fuel into the internal combustion engine;
A drive signal output circuit for outputting a drive signal for injecting fuel from the fuel injection means, and a drive signal from the drive signal output circuit so that the fuel injection means injects the fuel a plurality of times during one combustion cycle of the internal combustion engine; And a control means for outputting
Ambient temperature detection means for detecting the ambient temperature of the electronic components constituting the drive signal output circuit;
A calculation means for calculating the temperature of the electronic components of the drive signal output circuit, taking into account the transient temperature rise due to self-heating of the electronic components determined by the operating conditions of the drive signal output circuit, based on the ambient temperature,
And a temperature reduction means for reducing the temperature of the electronic component when the temperature calculated by the calculation means exceeds a predetermined upper limit temperature.

上述したように、請求項1に記載の燃料噴射制御装置は、周辺温度を基準とし、さらに駆動信号出力回路の動作条件により定められる電子部品の自己発熱による過渡的な温度上昇分を加味して、駆動信号出力回路の電子部品の温度を算出する算出手段を備えている。駆動信号出力回路における動作条件は、制御仕様から決定できる。そして、駆動信号出力回路の動作条件が決まれば、その駆動信号出力回路を構成する電子部品における自己発熱による過渡的な温度上昇分も算出できる。このようにして、自己発熱による温度上昇分を加味して、電子部品の温度を算出することにより、より正確な電子部品の温度を算出することができる。 As described above, the fuel injection control device according to claim 1 is based on the ambient temperature, and further includes a transient temperature rise due to self-heating of electronic components determined by the operating conditions of the drive signal output circuit. And a calculating means for calculating the temperature of the electronic component of the drive signal output circuit. The operating conditions in the drive signal output circuit can be determined from the control specifications. If the operating condition of the drive signal output circuit is determined, a transient temperature rise due to self-heating in the electronic components constituting the drive signal output circuit can also be calculated. In this way, by calculating the temperature of the electronic component in consideration of the temperature increase due to self-heating, the temperature of the electronic component can be calculated more accurately.

請求項２に記載したように、算出手段は、駆動信号出力回路が最も過酷な条件で動作した場合における、電子部品において発生する損失に基づいて予め周辺温度と電子部品の温度との温度差を算出し記憶しておき、温度差を検出された周辺温度に加えることによって、電子部品の温度を算出しても良い。 According to a second aspect of the present invention, the calculating means calculates the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic component in advance based on the loss generated in the electronic component when the drive signal output circuit operates under the most severe conditions. The temperature of the electronic component may be calculated by calculating and storing the temperature difference and adding the temperature difference to the detected ambient temperature.

このように、最も過酷な条件で動作した場合の電子部品の損失から、周辺温度と電子部品の温度との温度差を算出すれば、その温度差は、あらゆる動作状態において、実際の温度差以上となる。従って、その温度差を用いて算出される電子部品の温度も、実際の電子部品以上の温度となるので、簡単な処理で、確実に電子部品の過剰な温度上昇を防止することができる。 In this way, if the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic component is calculated from the loss of the electronic component when operating under the harshest conditions, the temperature difference is greater than the actual temperature difference in all operating states. It becomes. Therefore, the temperature of the electronic component calculated using the temperature difference is also higher than that of the actual electronic component, so that an excessive temperature rise of the electronic component can be reliably prevented with simple processing.

請求項３に記載したように、算出手段は、内燃機関の一燃焼サイクル間における駆動信号の出力回数毎に、電子部品において発生する損失に基づいて予め周辺温度と電子部品の温度との温度差を算出し記憶しておき、制御手段によって駆動信号出力回路から出力される駆動信号の出力回数に対応する温度差を抽出し、検出された周辺温度に加えることによって電子部品の温度を算出するようにしても良い。内燃機関の一燃焼サイクル間における駆動信号の出力回数に応じて、電子部品において発生する損失は変化するため、結果として、自己発熱による上昇温度も変化する。従って、上述したように駆動信号の出力回数に応じた周辺温度と電子部品の温度との温度差を用いて、電子部品の温度を算出するようにすることで、より実際の電子部品の温度に近似した温度を算出することができる。 According to a third aspect of the present invention, the calculating means calculates the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic component in advance based on the loss generated in the electronic component for each number of times of output of the drive signal during one combustion cycle of the internal combustion engine. The temperature of the electronic component is calculated by extracting the temperature difference corresponding to the number of times of output of the drive signal output from the drive signal output circuit by the control means and adding it to the detected ambient temperature. Anyway. Since the loss generated in the electronic component changes according to the number of output of the drive signal during one combustion cycle of the internal combustion engine, as a result, the temperature rise due to self-heating also changes. Therefore, by calculating the temperature of the electronic component using the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic component according to the output frequency of the drive signal as described above, the actual temperature of the electronic component can be further increased. An approximate temperature can be calculated.

請求項４に記載したように、温度差は、駆動信号の出力毎に、所定の特性で変動する温度リップルのピーク温度に基づいて算出されることが好ましい。駆動信号出力回路は、間欠的に駆動信号を出力するので、その駆動信号の出力に起因する電子部品の温度は、駆動信号の出力ごとに上昇・下降を繰り返すことになる。このように電子部品の温度変化は、所定の特性で変動する温度リップルを有する。この場合、瞬時的とは言え、電子部品の温度は、その温度リップルのピーク温度まで上昇する。従って、電子部品を確実に保護するためには、そのピーク温度から電子部品の温度を算出し、必要に応じて、温度低下のための処置を取ることが好ましい。 Preferably, the temperature difference is calculated based on a peak temperature of a temperature ripple that varies with a predetermined characteristic for each output of the drive signal. Since the drive signal output circuit intermittently outputs the drive signal, the temperature of the electronic component resulting from the output of the drive signal repeatedly increases and decreases with each output of the drive signal. Thus, the temperature change of the electronic component has a temperature ripple that varies with a predetermined characteristic. In this case, although instantaneous, the temperature of the electronic component rises to the peak temperature of its temperature ripple. Therefore, in order to reliably protect the electronic component, it is preferable to calculate the temperature of the electronic component from the peak temperature and to take measures for lowering the temperature as necessary.

請求項５に記載したように、電子部品は、スイッチング素子であり、電子部品の温度として、スイッチング素子内部の接合温度が用いられることが好ましい。スイッチング素子内部において、接合温度が最も高い温度となるためである。 According to a fifth aspect of the present invention, the electronic component is a switching element, and a junction temperature inside the switching element is preferably used as the temperature of the electronic component. This is because the junction temperature is the highest in the switching element.

請求項６に記載したように、温度低下手段は、制御手段からなり、当該制御手段は、電子部品の温度が所定の上限温度を越えた場合に、内燃機関の一燃焼サイクル間における駆動信号の出力回数を減少させることによって、電子部品の温度を低下させることができる。駆動信号の出力回数、すなわち噴射回数を減少させることによって、駆動信号出力回路の損失が減少し、電子部品の自己発熱による温度上昇も小さくなるためである。この際、省略しても、ドライバビリティ及び排気ガスのクリーン化に影響の少ない噴射を選択的に停止させる。 According to a sixth aspect of the present invention, the temperature lowering means comprises a control means, and the control means outputs a drive signal during one combustion cycle of the internal combustion engine when the temperature of the electronic component exceeds a predetermined upper limit temperature. By reducing the number of outputs, the temperature of the electronic component can be lowered. This is because by reducing the number of times the drive signal is output, that is, the number of injections, the loss of the drive signal output circuit is reduced and the temperature rise due to self-heating of the electronic components is also reduced. At this time, even if omitted, the injection that has little influence on drivability and clean exhaust gas is selectively stopped.

請求項７に記載したように、温度低下手段は、送風手段を含み、電子部品の温度が所定の上限温度を越えた場合に、制御手段に対して外気を送風することにより、電子部品の温度を低下させても良い。 According to a seventh aspect of the present invention, the temperature lowering unit includes a blowing unit, and when the temperature of the electronic component exceeds a predetermined upper limit temperature, the temperature of the electronic component is blown by blowing outside air to the control unit. May be reduced.

請求項８に記載したように、電子部品に対して、当該電子部品の放熱を促進するためのヒートシンク部が設けられ、周辺温度検出手段は、ヒートシンク部の温度を周辺温度として検出することが好ましい。 As described in claim 8, it is preferable that the electronic component is provided with a heat sink portion for promoting heat dissipation of the electronic component, and the ambient temperature detecting means detects the temperature of the heat sink portion as the ambient temperature. .

周辺温度を基準として、電子部品の温度（接合温度）を求める場合、周辺温度と電子部品との表面温度との温度差及び電子部品の表面温度と接合温度との温度差を加算することになる。このとき、周辺温度と電子部品の表面温度との温度差が大きいと算出する温度差に誤差が含まれ易くなる。それに対し、周辺温度として、ヒートシンク部の温度を検出することで、周辺温度と電子部品の表面温度との温度差を極力小さくすることができる。 When obtaining the temperature (junction temperature) of an electronic component on the basis of the ambient temperature, the temperature difference between the ambient temperature and the surface temperature of the electronic component and the temperature difference between the surface temperature of the electronic component and the junction temperature are added. . At this time, if the temperature difference between the ambient temperature and the surface temperature of the electronic component is large, an error is likely to be included in the calculated temperature difference. On the other hand, by detecting the temperature of the heat sink as the ambient temperature, the temperature difference between the ambient temperature and the surface temperature of the electronic component can be minimized.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における燃料噴射制御装置について、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態による燃料噴射制御装置は、内燃機関としてディーゼルエンジンに適用された例について説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, a fuel injection control device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the fuel injection control apparatus by this embodiment demonstrates the example applied to the diesel engine as an internal combustion engine.

図１は、本実施形態における燃料噴射制御装置が適用されるディーゼルエンジンの構成を示す構成図である。このディーゼルエンジンにおいては、エンジン本体１に、吸入空気が流通する吸気通路２と、エンジン本体１の各気筒からの排気ガスが流通する排気通路３とが接続され、排気通路３の途中にはパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４が設けてある。パティキュレートフィルタ４は、コーディエライトや炭化珪素等の多孔質セラミック体からなり、入口４ａから流入した排気ガスが、多孔質の隔壁を透り、出口４ｂから下流へと流れる。このとき、パティキュレートフィルタ４には、排気ガスに含まれる排気微粒子（パティキュレート）が捕集され、運転時間を経るとともに堆積していく。また、パティキュレートフィルタ４のフィルタ本体の表面には、白金やパラジウム等の貴金属を主成分とする酸化触媒が担持されており、この酸化触媒は所定の温度条件下で排気微粒子を酸化、燃焼し、除去する。さらに、排気通路３におけるパティキュレートフィルタ４の下流側には、パティキュレート以外の排気ガスの有害成分を浄化するためのディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）１４が設けられている。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a diesel engine to which the fuel injection control device in the present embodiment is applied. In this diesel engine, an intake passage 2 through which intake air circulates and an exhaust passage 3 through which exhaust gas from each cylinder of the engine body 1 circulates are connected to the engine body 1. A curate filter (DPF) 4 is provided. The particulate filter 4 is made of a porous ceramic body such as cordierite or silicon carbide, and the exhaust gas flowing in from the inlet 4a passes through the porous partition wall and flows downstream from the outlet 4b. At this time, exhaust particulates (particulates) contained in the exhaust gas are collected in the particulate filter 4 and accumulate as the operation time passes. The surface of the filter body of the particulate filter 4 carries an oxidation catalyst mainly composed of a noble metal such as platinum or palladium. This oxidation catalyst oxidizes and burns exhaust particulates under a predetermined temperature condition. ,Remove. Further, on the downstream side of the particulate filter 4 in the exhaust passage 3, a diesel oxidation catalyst (DOC) 14 for purifying harmful components of exhaust gas other than the particulates is provided.

本実施形態におけるディーゼルエンジンでは、エンジン本体１の各気筒に燃料を供給する、インジェクタを含む燃料供給装置５が設けられている。この燃料供給装置５の構成については後に詳しく説明する。また、この燃料噴射装置５による、噴射燃料量及び燃料噴射時期等を制御するＥＣＵ６が設けられている。ＥＣＵ６は、このようにディーゼルエンジンの運転状態を制御することに加え、上述したパティキュレートフィルタ４の再生処理制御を行なう。 In the diesel engine in the present embodiment, a fuel supply device 5 including an injector that supplies fuel to each cylinder of the engine body 1 is provided. The configuration of the fuel supply device 5 will be described in detail later. In addition, an ECU 6 for controlling the amount of fuel injected and the fuel injection timing by the fuel injection device 5 is provided. The ECU 6 controls the regeneration process of the particulate filter 4 described above in addition to controlling the operating state of the diesel engine in this way.

ＥＣＵ６には、ディーゼルエンジンの実際の運転状態を示す種々の信号が入力され、これらの入力信号に基づいて、上述した噴射燃料量及び燃料噴射時期等を制御して、ディーゼルエンジンを所望の状態で運転させる。 Various signals indicating the actual operation state of the diesel engine are input to the ECU 6, and based on these input signals, the above-described injected fuel amount and fuel injection timing are controlled, so that the diesel engine is in a desired state. Let it run.

まず、ＥＣＵ６には、パティキュレート堆積量に関連する値として、パティキュレートフィルタ４の上流側と下流側との圧力差を検出する差圧センサ８の検出信号が入力される。排気通路３には、パティキュレートフィルタ４の上流側で分岐する第１の分岐通路１３ａと、パティキュレートフィルタ４の下流側で分岐する第２の分岐通路１３ｂとが接続されている。差圧センサ８は、これらの両分岐通路１３ａ，１３ｂに介設されて、パティキュレートフィルタ４の入口（上流側）４ａと出口（下流側）４ｂとの間の差圧を検出する。差圧センサ８によって検出される差圧は、パティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの堆積量（以下、適宜、ＰＭ堆積量という）と相関関係を有し、堆積量が増加して圧力損失が大きくなるにつれて、差圧も増大する。 First, a detection signal of a differential pressure sensor 8 that detects a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the particulate filter 4 is input to the ECU 6 as a value related to the particulate accumulation amount. The exhaust passage 3 is connected to a first branch passage 13 a that branches on the upstream side of the particulate filter 4 and a second branch passage 13 b that branches on the downstream side of the particulate filter 4. The differential pressure sensor 8 is interposed in both the branch passages 13a and 13b and detects a differential pressure between the inlet (upstream side) 4a and the outlet (downstream side) 4b of the particulate filter 4. The differential pressure detected by the differential pressure sensor 8 has a correlation with the particulate deposition amount (hereinafter referred to as PM deposition amount as appropriate) in the particulate filter 4, and the deposition amount increases and the pressure loss increases. As the differential pressure increases.

吸気通路２にはエアフローメータ７が設けられ、吸入空気の流量（以下、適宜、吸気量という）を検出し、その検出信号をＥＣＵ６に入力する。また、運転者によって操作されるアクセルペダルの開度を検出する開度センサ９、及びエンジンの回転速度を検出するクランク角センサ１０、及びパティキュレートフィルタ４の酸化触媒の温度を検出する温度センサ１１からの検出信号もＥＣＵ６に入力される。 An air flow meter 7 is provided in the intake passage 2 to detect the flow rate of intake air (hereinafter referred to as intake amount as appropriate) and input a detection signal to the ECU 6. Further, an opening sensor 9 that detects the opening of the accelerator pedal operated by the driver, a crank angle sensor 10 that detects the rotational speed of the engine, and a temperature sensor 11 that detects the temperature of the oxidation catalyst of the particulate filter 4. The detection signal from is also input to the ECU 6.

さらに、ディーゼル用酸化触媒１４による有害成分の除去効果を確認するために、ディーゼル用酸化触媒１４の下流側にはＯ２センサ１２が設けられている。Ｏ２センサ１２によって排気ガス中の空気量を検出することにより、有害成分の残存量を求めることができる。なお、ガスセンサを用いて、有害成分の量を直接検出するようにしても良い。 Furthermore, in order to confirm the effect of removing harmful components by the diesel oxidation catalyst 14, an O2 sensor 12 is provided on the downstream side of the diesel oxidation catalyst 14. By detecting the amount of air in the exhaust gas by the O2 sensor 12, the remaining amount of harmful components can be obtained. Note that the amount of harmful components may be directly detected using a gas sensor.

次に、燃料噴射装置５の構成について、図２を用いて詳しく説明する。本実施形態における燃料噴射装置５は、コモンレール式燃料噴射装置として構成されている。 Next, the configuration of the fuel injection device 5 will be described in detail with reference to FIG. The fuel injection device 5 in the present embodiment is configured as a common rail fuel injection device.

図２において、２０はインジェクタであり、エンジン本体１の各気筒に１対１に対応して設けられている。このインジェクタ２０が、ＥＣＵ６からの駆動信号に応じて開閉駆動され、その開弁時間の長さに応じた噴射量で燃料を噴射する。燃料は、全インジェクタ２０に共通のコモンレール２１から各インジェクタ２０に供給される。 In FIG. 2, reference numeral 20 denotes an injector, which is provided in a one-to-one correspondence with each cylinder of the engine body 1. This injector 20 is driven to open and close in response to a drive signal from the ECU 6, and fuel is injected with an injection amount corresponding to the length of the valve opening time. The fuel is supplied to each injector 20 from a common rail 21 common to all the injectors 20.

コモンレール２１には、燃料ポンプ２２によって燃料タンク２４からくみ上げられた燃料が圧送される。その圧送される燃料量を調節するために、燃料ポンプ２２と燃料タンク２４との間には、調量弁２３が設けられている。ＥＣＵ６は、コモンレール２１内の燃料圧力（コモンレール圧力）を検出する圧力センサ２５の検出信号に基づいて、コモンレール圧力が目標圧力となるように、調量弁２３の流路断面積を制御する。このようにして、コモンレール２１からインジェクタ２０を介して１０００気圧以上に加圧された燃料の噴射を可能としている。 The fuel pumped up from the fuel tank 24 by the fuel pump 22 is pumped to the common rail 21. A metering valve 23 is provided between the fuel pump 22 and the fuel tank 24 in order to adjust the amount of fuel pumped. The ECU 6 controls the cross-sectional area of the metering valve 23 based on the detection signal of the pressure sensor 25 that detects the fuel pressure (common rail pressure) in the common rail 21 so that the common rail pressure becomes the target pressure. In this way, it is possible to inject fuel pressurized to 1000 atm or more from the common rail 21 via the injector 20.

次に、ＥＣＵ６の内部構成について説明する。図３は、ＥＣＵ６を構成する各部品をプリント基板に配置した配置例を示す図であり、図４は、ＥＣＵ６の回路構成を示す回路構成図である。 Next, the internal configuration of the ECU 6 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an arrangement example in which the components constituting the ECU 6 are arranged on a printed circuit board, and FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a circuit configuration of the ECU 6.

まず図４に基づいて、ＥＣＵ６の回路構成について説明する。図４に示すように、ＥＣＵ６は、各種の検出信号等に基づいて、インジェクタ（インジェクタソレノイド）２０に駆動信号を出力すべき時期及び駆動信号の長さ、つまり燃料の噴射時期及び燃料噴射量を制御するマイコン３０と、このマイコン３０等のＥＣＵ６内の各部に電源を供給する電源部３１と、マイコン３０からの指示に従って、駆動信号をインジェクタソレノイドに通電する駆動信号出力回路３２とからなる。さらに、ＥＣＵ６内の温度を検出する温度検出素子としてのサーミスタ４１が設けられており、このサーミスタ４１からの検出信号は、Ａ／Ｄ変換部を介してマイコン３０に入力される。 First, the circuit configuration of the ECU 6 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the ECU 6 determines the time when the drive signal should be output to the injector (injector solenoid) 20 and the length of the drive signal, that is, the fuel injection timing and the fuel injection amount, based on various detection signals and the like. It comprises a microcomputer 30 to be controlled, a power supply unit 31 for supplying power to each part in the ECU 6 such as the microcomputer 30, and a drive signal output circuit 32 for energizing the injector solenoid in accordance with an instruction from the microcomputer 30. Further, a thermistor 41 is provided as a temperature detecting element for detecting the temperature in the ECU 6, and a detection signal from the thermistor 41 is input to the microcomputer 30 via the A / D converter.

駆動信号出力回路３２は、バッテリ電源に接続されており、制御ＩＣ３８によって、チャージＦＥＴ３５、切離ＦＥＴ３６、定電流ＦＥＴ３７及び気筒ＦＥＴ３９をオン・オフすることにより、チャージコンデンサ３４に高電圧を蓄積するとともに、その蓄積した高電圧とバッテリ電源からの低電圧を用いてインジェクタ２０に駆動信号を通電する。 The drive signal output circuit 32 is connected to a battery power source. The control IC 38 turns on and off the charge FET 35, the disconnect FET 36, the constant current FET 37, and the cylinder FET 39, thereby accumulating a high voltage in the charge capacitor 34. The injector 20 is energized using the accumulated high voltage and the low voltage from the battery power supply.

駆動信号出力回路３２において、チャージインダクタ３３の一端が、バッテリ電源に接続され、他端がチャージＦＥＴ３５に接続されている。チャージインダクタ３３とチャージＦＥＴ３５との間には、逆流防止用のダイオードを介してチャージコンデンサ３４の一端が接続されている。このチャージコンデンサ３４の他端は接地されている。この構成により、制御ＩＣ３８がチャージＦＥＴ３５を所定周期でオン・オフすると、チャージコンデンサ３４がバッテリ電圧よりも高い電圧に充電される。 In the drive signal output circuit 32, one end of the charge inductor 33 is connected to the battery power source, and the other end is connected to the charge FET 35. One end of a charge capacitor 34 is connected between the charge inductor 33 and the charge FET 35 via a backflow preventing diode. The other end of the charge capacitor 34 is grounded. With this configuration, when the control IC 38 turns on / off the charge FET 35 at a predetermined cycle, the charge capacitor 34 is charged to a voltage higher than the battery voltage.

そして、インジェクタ２０への駆動信号の通電がなされる場合、制御ＩＣ３８は、まず、切離ＦＥＴ３７と気筒ＦＥＴ３９をそれぞれオンして、チャージコンデンサ３４の充電電圧をインジェクタ２０に対して放出する。これにより、インジェクタ２０の開弁時にインジェクタソレノイドに大電流を流すことができ、インジェクタ２０の開弁応答性を向上することができる。 When the drive signal is supplied to the injector 20, the control IC 38 first turns on the disconnect FET 37 and the cylinder FET 39 to discharge the charging voltage of the charge capacitor 34 to the injector 20. As a result, a large current can flow through the injector solenoid when the injector 20 is opened, and the valve opening response of the injector 20 can be improved.

上述した大電流が流れた後に切離ＦＥＴ３６がオフされ、引き続き、定電流ＦＥＴ３７を通じてインジェクタソレノイドへの一定電流の通電が行なわれる。すなわち、制御ＩＣ３８は、インジェクタソレノイドに流れる駆動電流の大きさを抵抗４０の端子電圧から検出し、その駆動電流が一定となるように定電流ＦＥＴ３７をオン・オフ制御する。ただし、大電流によってインジェクタ２０を開弁させた際に、インジェクタ２０内の可動部のバウンドによっても開弁状態を維持できるように、開弁から所定時間経過するまでは、駆動電流が所定の高電流となるように定電流ＦＥＴ３７をオン・オフ制御する。その所定時間経過後は、開弁状態を保持するのに最低限必要な低電流での定電流駆動に切り換えて、閉弁時間の短縮及び不要なエネルギーの消費を抑える。 After the above-described large current flows, the separation FET 36 is turned off, and subsequently, a constant current is supplied to the injector solenoid through the constant current FET 37. That is, the control IC 38 detects the magnitude of the drive current flowing through the injector solenoid from the terminal voltage of the resistor 40 and controls the constant current FET 37 on / off so that the drive current is constant. However, when the injector 20 is opened by a large current, the drive current is kept at a predetermined high level until a predetermined time has elapsed since the valve was opened so that the valve open state can be maintained by the bounce of the movable part in the injector 20. The constant current FET 37 is controlled to be turned on / off so as to obtain a current. After the predetermined time has elapsed, switching to constant current driving with a minimum current necessary for maintaining the valve open state is performed to shorten the valve closing time and suppress unnecessary energy consumption.

上述した駆動信号は、各種の検出信号に基づいて判断されるエンジンの運転状態に応じて、吸入、圧縮、爆発、排気からなる一燃焼サイクル間に、例えば最大で9回出力される。すなわち、一燃焼サイクル間において、最大で9段の燃料噴射が行なわれる。図５は、一燃焼サイクル間における各種の噴射を示している。 The above-mentioned drive signal is output, for example, nine times at maximum in one combustion cycle consisting of suction, compression, explosion, and exhaust according to the engine operating state determined based on various detection signals. That is, a maximum of nine fuel injections are performed during one combustion cycle. FIG. 5 shows various injections during one combustion cycle.

図５に示すように、圧縮工程において、パイロット噴射が最大で３段実施される。このパイロット噴射は、少量の燃料を噴射することにより、予混合燃焼によるスモーク（黒煙）やパティキュレート（粒子状物質）の低減を図るとともに、着火遅れの短縮により騒音・振動の低減を図るために行なわれる。また、爆発工程においては、プレ噴射、メイン噴射、及びアフター噴射が行なわれる。メイン噴射の後に、アフター噴射を行なうことにより拡散燃焼が活発化され、スモーク等の再燃焼を促進でき、結果としてスモーク等の低減に寄与できる。また、プレ噴射とメイン噴射を含め、複数回に分けて噴射を行なうことにより、メイン噴射における噴射期間を短縮できるので、急激な燃焼を抑えて、騒音・振動の低減、スモーク等の低減を図ることができる。また、排気工程中にポスト噴射を行なうことで、燃料をパティキュレートフィルタ４に供給し、その燃料の燃焼熱を利用して、堆積したパティキュレートを燃焼により除去できる。 As shown in FIG. 5, in the compression process, pilot injection is performed at a maximum of three stages. In this pilot injection, a small amount of fuel is injected to reduce smoke (black smoke) and particulates (particulate matter) by premixed combustion, and to reduce noise and vibration by shortening the ignition delay. To be done. In the explosion process, pre-injection, main injection, and after-injection are performed. By performing after-injection after main injection, diffusion combustion is activated and re-combustion such as smoke can be promoted, and as a result, it can contribute to reduction of smoke and the like. In addition, the injection period in the main injection can be shortened by performing the injection in a plurality of times including the pre-injection and the main injection, so that rapid combustion is suppressed to reduce noise / vibration, smoke, etc. be able to. Further, by performing post injection during the exhaust process, fuel can be supplied to the particulate filter 4 and the accumulated particulates can be removed by combustion using the combustion heat of the fuel.

ここで、例えばエンジン本体１が４気筒である場合、図３に示すように、チャージＦＥＴ３５及び定電流ＦＥＴ３７は2気筒に対して１つずつの計2個、切離ＦＥＴ３６及び気筒ＦＥＴ３９は、各気筒ごとに計4個設けられる。そして、上述したように、一燃料サイクル間に最大で駆動信号を9回出力することになるため、駆動信号出力回路３２の構成部品、特に短い時間でオン・オフするスイッチング素子である各ＦＥＴ３５，３６，３７は、損失が高くなり、自己発熱による温度上昇が大きくなる。 Here, for example, when the engine main body 1 has four cylinders, as shown in FIG. 3, there are two charge FETs 35 and constant current FETs 37, one for each of the two cylinders. A total of four are provided for each cylinder. As described above, since the drive signal is output at most nine times during one fuel cycle, the components of the drive signal output circuit 32, particularly the FETs 35, which are switching elements that are turned on and off in a short time, 36 and 37 have a high loss and a large temperature increase due to self-heating.

この温度上昇は、駆動信号の出力ごとに過渡的に生じるため、単にＥＣＵ６内の温度や各ＦＥＴ３５，３６，３７の表面温度をセンサによって検出しても、その過渡的な温度上昇を認識することは困難である。そのため、本実施形態では、それらの各ＦＥＴ３５，３６，３７を測温対象部品として、特に、駆動信号の出力ごとに過渡的に発生する温度上昇分を加味して、その測温対象部品の温度を算出することとした。これにより、測温対象部品の内部温度、すなわち最も温度が上昇する各ＦＥＴ３５，３６，３７の接合温度Ｔｊを精度良く算出することが可能になる。そして、算出した接合温度Ｔｊが過度に上昇した場合には、その接合温度Ｔｊを低下させるために、燃料の噴射段数を減少させる。これにより、各ＦＥＴ３５，３６，３７を過熱による損傷から保護することができる。 Since this temperature rise occurs transiently every time the drive signal is output, even if the temperature in the ECU 6 or the surface temperature of each FET 35, 36, 37 is detected by a sensor, the transient temperature rise is recognized. It is difficult. Therefore, in the present embodiment, each of the FETs 35, 36, and 37 is used as a temperature measurement target component, and in particular, the temperature rise of the temperature measurement target component is taken into account in consideration of a temperature rise that occurs transiently for each output of the drive signal. Was decided to be calculated. As a result, the internal temperature of the temperature measurement target component, that is, the junction temperature Tj of each of the FETs 35, 36, and 37 where the temperature rises most can be accurately calculated. When the calculated junction temperature Tj rises excessively, the number of fuel injection stages is reduced in order to reduce the junction temperature Tj. Thereby, each FET35,36,37 can be protected from the damage by overheating.

以下に、切離ＦＥＴ３６を例に取って、過渡的な温度上昇の発生について説明し、その後、本実施形態における、熱から切離ＦＥＴ３６を保護するための処理について説明する。 In the following, the occurrence of a transient temperature rise will be described using the isolation FET 36 as an example, and then the process for protecting the isolation FET 36 from heat in the present embodiment will be described.

図６は、切離ＦＥＴ３６における熱的な等価回路を示す。なお、Ｗは切離ＦＥＴ３６の動作によって発生する発生損失であり、ターンオン損失Ｐ１、定常損失Ｐ２、ターンオフ損失Ｐ３からなる。また、Ｔｃは切離ＦＥＴ３６の部品表面温度、Ｔａは切離ＦＥＴ３６の周辺温度を示す。さらに、Ｒｔｈ（ｊ−ｃ）は接合部―部品表面間の熱抵抗であり、Ｒｔｈ（ｃ−ａ）は部品表面―周辺間の熱抵抗である。 FIG. 6 shows a thermal equivalent circuit in the isolation FET 36. Note that W is a loss generated by the operation of the isolation FET 36, and includes a turn-on loss P1, a steady loss P2, and a turn-off loss P3. Tc represents the surface temperature of the part of the separation FET 36, and Ta represents the ambient temperature of the separation FET 36. Further, Rth (j−c) is the thermal resistance between the junction and the component surface, and Rth (c−a) is the thermal resistance between the component surface and the periphery.

ここで、定常的には、接合温度Ｔｊは以下の式によって求めることができる。
（数１）
Ｔｊ＝Ｗ×｛Ｒｔｈ（ｊ−ｃ）＋Ｒｔｈ（ｃ−ａ）｝＋Ｔａ
ただし、駆動信号出力回路３２は、図５に示すように、パルス状の駆動信号を非常に短い時間間隔で出力するので、発生損失Ｗに含まれるターンオン損失Ｐ１、定常損失Ｐ２、ターンオフ損失Ｐ３もパルス状に発生する。ここで、ターンオン損失Ｐ１に着目して、そのターンオン損失Ｐ１の発生時間間隔をｔ１、ターンオン損失Ｐ１の消滅から次回のターンオン損失Ｐ１の発生までの時間間隔をｔ２とすると、過渡的に上昇・下降する接合温度Ｔｊと部品表面温度Ｔｃとの温度差は、図７に示す過渡熱抵抗曲線を用いて以下の数式２から算出することができる。
（数２）
Ｔｊ−Ｔｃ＝Ｐ１×{ｔ1/ｔ2×Ｒ(∞)+(1−ｔ1/ｔ2)×Ｒ(ｔ1+ｔ2)−Ｒ(ｔ2)＋Ｒ(ｔ1)}
このようにして各損失Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３による接合温度Ｔｊと部品表面温度Ｔｃとの温度差をそれぞれ求めることができ、それぞれの損失Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３による温度差は重ね合わせの理によって組み合わせることができる。さらに、一燃焼サイクルにおける複数段の噴射のそれぞれの損失による温度差も重ね合わせることによって、図５に示すように、切離ＦＥＴの接合温度Ｔｊを求めることができる。切離ＦＥＴ３６の接合温度Ｔｊは、図５に示されるように、駆動信号の発生に応じて上昇及び下降し、温度リップルを有する。短い期間における、温度リップルの部品表面温度Ｔｃへの影響は僅かであり、部品表面温度Ｔｃや周辺温度Ｔａを測定しただけでは、上述した過渡的な接合温度の温度上昇を正確に認識することはできない。なお、切離ＦＥＴ３６等の測温対象部品の接合温度Ｔｊが高ければ、時間の経過とともに、部品表面温度及びＥＣＵ６内の温度が徐々に増加していくことになる。 Here, in a steady state, the junction temperature Tj can be obtained by the following equation.
(Equation 1)
Tj = W × {Rth (j−c) + Rth (c−a)} + Ta
However, as shown in FIG. 5, the drive signal output circuit 32 outputs a pulsed drive signal at a very short time interval, so that the turn-on loss P1, the steady loss P2, and the turn-off loss P3 included in the generated loss W are also included. It occurs in pulses. Here, paying attention to the turn-on loss P1, if the generation time interval of the turn-on loss P1 is t1, and the time interval from the disappearance of the turn-on loss P1 to the next occurrence of the turn-on loss P1 is t2, it rises and falls transiently The temperature difference between the joining temperature Tj and the component surface temperature Tc can be calculated from the following formula 2 using the transient thermal resistance curve shown in FIG.
(Equation 2)
Tj−Tc = P1 × {t1 / t2 × R (∞) + (1−t1 / t2) × R (t1 + t2) −R (t2) + R (t1)}
In this way, the temperature difference between the junction temperature Tj and the component surface temperature Tc due to the respective losses P1, P2, and P3 can be respectively obtained, and the temperature differences due to the respective losses P1, P2, and P3 are combined by the superposition principle. Can do. Furthermore, by superimposing the temperature differences due to the respective losses of the multiple stages of injection in one combustion cycle, the junction temperature Tj of the separation FET can be obtained as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the junction temperature Tj of the separation FET 36 rises and falls according to the generation of the drive signal, and has a temperature ripple. The influence of the temperature ripple on the component surface temperature Tc in a short period of time is slight, and it is possible to accurately recognize the above-described transient increase in the junction temperature simply by measuring the component surface temperature Tc and the ambient temperature Ta. Can not. If the junction temperature Tj of the temperature measurement target component such as the separation FET 36 is high, the component surface temperature and the temperature in the ECU 6 gradually increase as time passes.

そのため、本実施形態では、駆動信号出力回路３２の最も過酷な動作条件である9段噴射時における、接合温度Ｔｊと部品表面温度Ｔｃとの温度差、及び部品表面温度Ｔｃと周辺温度Ｔａとの温度差を予め算出し、記憶しておく。そして、実際にＥＣＵ６が、燃料噴射制御を実行する場合に、検出した周辺温度Ｔａに対して記憶している各温度差を加えて切離ＦＥＴ３６の接合温度Ｔｊを算出する。 For this reason, in the present embodiment, the temperature difference between the junction temperature Tj and the component surface temperature Tc and the component surface temperature Tc and the ambient temperature Ta at the time of nine-stage injection, which is the most severe operating condition of the drive signal output circuit 32. The temperature difference is calculated in advance and stored. When the ECU 6 actually executes fuel injection control, the temperature difference stored is added to the detected ambient temperature Ta to calculate the junction temperature Tj of the separation FET 36.

ここで、接合温度Ｔｊは、検出温度Ｔａとそれぞれの温度差から、温度リップルのピーク温度に基づいて算出される。切離ＦＥＴ３６の接合温度Ｔｊは、図５に示されるように温度リップルを有し、この場合、瞬時的とは言え、切離ＦＥＴ３６の接合温度Ｔｊは、その温度リップルのピーク温度まで上昇する。従って、切離ＦＥＴ３６を確実に保護するためには、そのピーク温度から接合温度Ｔｊを算出し、必要に応じて、温度低下のための処置を取ることが好ましい。 Here, the junction temperature Tj is calculated based on the peak temperature of the temperature ripple from the detected temperature Ta and the respective temperature differences. The junction temperature Tj of the isolation FET 36 has a temperature ripple as shown in FIG. 5. In this case, although instantaneously, the junction temperature Tj of the isolation FET 36 rises to the peak temperature of the temperature ripple. Therefore, in order to reliably protect the isolation FET 36, it is preferable to calculate the junction temperature Tj from the peak temperature and to take measures for lowering the temperature as necessary.

また、最も過酷な条件で動作した場合の損失から、接合温度Ｔｊと部品表面温度Ｔｃとの温度差、及び部品表面温度と周辺温度Ｔａとの温度差を算出すれば、その温度差は、あらゆる動作状態において、実際の温度差以上となる。従って、その温度差を用いて算出される切離ＦＥＴ３６の接合温度Ｔｊも、実際の接合温度Ｔｊ以上となるので、簡単な処理で、確実に切離ＦＥＴ３６の過剰な温度上昇を防止できる。 Moreover, if the temperature difference between the junction temperature Tj and the component surface temperature Tc and the temperature difference between the component surface temperature and the ambient temperature Ta are calculated from the loss when operating under the harshest conditions, the temperature difference is any In the operating state, the actual temperature difference is exceeded. Accordingly, the junction temperature Tj of the isolation FET 36 calculated using the temperature difference is equal to or higher than the actual junction temperature Tj, and therefore, an excessive temperature rise of the isolation FET 36 can be reliably prevented with simple processing.

次に、熱から切離ＦＥＴ３６を保護するための具体的処理について図８のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１１０では、サーミスタ４１の検出信号に基づいて、ＥＣＵ６内部の温度を切離ＦＥＴ３６の周辺温度Ｔａとして検出する。次にステップＳ１２０では、予め記憶されている、駆動信号出力回路３２の最も過酷な動作条件である9段噴射時における、接合温度Ｔｊと部品表面温度Ｔｃとの温度差と部品表面温度Ｔｃと周辺温度Ｔａとの温度差とを加算した温度差Ｔｊ−ａ（ＭＡＸ）を、検出した周辺温度Ｔａに加算して、最大接合温度Ｔｊ（ＭＡＸ）を求める。 Next, specific processing for protecting the isolation FET 36 from heat will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S110, based on the detection signal of the thermistor 41, the temperature inside the ECU 6 is detected as the ambient temperature Ta of the isolation FET 36. Next, in step S120, the temperature difference between the junction temperature Tj and the component surface temperature Tc, the component surface temperature Tc, and the periphery at the time of nine-stage injection, which is the most severe operating condition of the drive signal output circuit 32, stored in advance. The temperature difference Tj−a (MAX) obtained by adding the temperature difference with the temperature Ta is added to the detected ambient temperature Ta to obtain the maximum junction temperature Tj (MAX).

次に、ステップＳ１３０では、この最大接合温度Ｔｊが、過熱状態を判定するための所定温度（例えば、１５０℃）以下であるか否かを判定する。最大接合温度Ｔｊが所定温度以下と判定された場合には、切離ＦＥＴ３６を熱から保護する必要がない状況であるため、ステップＳ１８０において、最大９段の噴射を行なう通常の燃料噴射制御を実行する。 Next, in step S130, it is determined whether or not the maximum junction temperature Tj is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 150 ° C.) for determining an overheat state. When it is determined that the maximum junction temperature Tj is equal to or lower than the predetermined temperature, it is not necessary to protect the isolation FET 36 from heat, and therefore, in step S180, normal fuel injection control that performs injection of up to nine stages is executed. To do.

一方、最大接合温度Ｔｊ（ＭＡＸ）が所定温度よりも大きいと判定された場合には、切離ＦＥＴ３６の接合温度Ｔｊを低下させるために、ステップＳ１４０において、噴射段数を所定段数以下（例えば、最大６段噴射）に制限した燃料噴射制御を実行する。この場合、車両のドライバビリティや排ガス（Ｎｏｘ，パティキュレート）に対する影響の少ない噴射を停止させる。例えば、パイロット噴射を２段もしくは１段に制限したり、アフター噴射を停止させたり、パティキュレートの堆積量が少ない場合には、ポスト噴射を停止させたりする。 On the other hand, when it is determined that the maximum junction temperature Tj (MAX) is higher than the predetermined temperature, in order to reduce the junction temperature Tj of the isolation FET 36, the number of injection stages is set to a predetermined number of stages or less (for example, the maximum) Fuel injection control limited to 6-stage injection) is executed. In this case, the injection with less influence on the drivability of the vehicle and the exhaust gas (Nox, particulates) is stopped. For example, the pilot injection is limited to two or one stage, the after injection is stopped, or the post injection is stopped when the amount of particulate accumulation is small.

このような噴射段数を制限した燃料噴射制御を実行することにより、切離ＦＥＴ３６の損失が低下し、接合温度Ｔｊが低下する。この接合温度Ｔｊの低下度合を判定するために、ステップＳ１５０では、周辺温度Ｔａを検出し、ステップＳ１６０では、検出した周辺温度Ｔａと記憶している温度差Ｔｊ−ａ（ＭＡＸ）とを加算して、最大接合温度Ｔｊ（ＭＡＸ）を求める。ステップＳ１７０では、この最大接合温度Ｔｊ（ＭＡＸ）が、接合温度Ｔｊの低下を判定するための所定温度（例えば、１３０℃）以下となったか否かを判定する。そして、最大接合温度Ｔｊが所定温度以下に低下するまで、噴射段数を制限した燃料噴射制御を継続するとともに、所定温度以下に低下した場合には、通常の燃料噴射制御に戻す。
このようにすれば、測温対象部品における接合温度Ｔｊの過渡的な温度上昇を考慮しつつ、簡単な処理で、各部品を過熱状態から保護することができる。 By executing such fuel injection control with a limited number of injection stages, the loss of the separation FET 36 is reduced and the junction temperature Tj is reduced. In order to determine the degree of decrease in the junction temperature Tj, the ambient temperature Ta is detected in step S150, and in step S160, the detected ambient temperature Ta and the stored temperature difference Tj-a (MAX) are added. Thus, the maximum junction temperature Tj (MAX) is obtained. In step S170, it is determined whether or not the maximum junction temperature Tj (MAX) is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 130 ° C.) for determining a decrease in the junction temperature Tj. Then, the fuel injection control in which the number of injection stages is limited is continued until the maximum junction temperature Tj is lowered below the predetermined temperature. When the temperature is lowered below the predetermined temperature, the fuel injection control is returned to the normal fuel injection control.
In this way, each component can be protected from an overheated state by a simple process while taking into account the transient temperature rise of the junction temperature Tj in the temperature measurement target component.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置について説明する。なお、本実施形態による燃料噴射制御装置の構成は、前述の第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a fuel injection control device according to a second embodiment of the present invention will be described. Note that the configuration of the fuel injection control device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.

前述の第１実施形態では、周辺温度Ｔａを検出し、この周辺温度Ｔａに最も過酷な動作状態における接合温度Ｔｊと部品表面温度Ｔｃとの温度差、及び部品表面温度Ｔｃと周辺温度Ｔａとの温度差を加算することによって接合温度Ｔｊを算出していた。それに対して、本実施形態では、実際の噴射段数を確認して、その噴射段数による損失に応じた温度差Ｔｊ−ａを検出温度Ｔａに加算することにより、より正確な接合温度Ｔｊの算出を可能としたものである。 In the first embodiment described above, the ambient temperature Ta is detected, the temperature difference between the junction temperature Tj and the component surface temperature Tc in the most severe operating state, and the component surface temperature Tc and the ambient temperature Ta. The junction temperature Tj was calculated by adding the temperature difference. On the other hand, in the present embodiment, the actual number of injection stages is confirmed, and the temperature difference Tj-a corresponding to the loss due to the number of injection stages is added to the detected temperature Ta, thereby calculating the junction temperature Tj more accurately. It is possible.

図９のフローチャートは、本実施形態における制御内容の、第１実施形態からの変更部分を示している。図９に示すように、ステップＳ１１０にて周辺温度Ｔａを検出した後、ステップＳ１１２において、燃料噴射制御における現状の噴射段数を確認する。そして、ステップＳ１１４において、噴射段数に応じた周辺温度Ｔａと接合温度Ｔｊとの温度差Ｔｊ−ａを抽出する。すなわち、本実施形態においては、予め、噴射段数ごとに、周辺温度Ｔａと接合温度Ｔｊとの温度差がＴｊ−ａが算出されて記憶されており、その中から該当する温度差Ｔｊ−ａを抽出するのである。 The flowchart of FIG. 9 shows the changed part of the control contents in the present embodiment from the first embodiment. As shown in FIG. 9, after detecting the ambient temperature Ta in step S110, the current number of injection stages in the fuel injection control is confirmed in step S112. In step S114, a temperature difference Tj-a between the ambient temperature Ta and the junction temperature Tj corresponding to the number of injection stages is extracted. That is, in the present embodiment, the temperature difference between the ambient temperature Ta and the junction temperature Tj is calculated and stored in advance for each number of injection stages, and the corresponding temperature difference Tj-a is calculated from the temperature difference Tj-a. Extract it.

そして、ステップＳ１２２では、検出した周辺温度Ｔａと抽出した温度差Ｔｊ−ａを加算することにより。接合温度Ｔｊを算出する。 In step S122, the detected ambient temperature Ta and the extracted temperature difference Tj-a are added. The junction temperature Tj is calculated.

内燃機関の一燃焼サイクル間における燃料の噴射段数に応じて、切離ＦＥＴ３６等の測温対象部品において発生する損失は変化するため、結果として、自己発熱による上昇温度も変化する。従って、上述したように燃料の噴射段数、つまり駆動信号の出力回数に応じた周辺温度Ｔａと接合温度Ｔｊとの温度差Ｔｊ−ａを用いて、接合温度Ｔｊを算出するようにすることで、より実際の接合温度Ｔｊに近似した温度を算出することができる。 Depending on the number of fuel injection stages during one combustion cycle of the internal combustion engine, the loss generated in the temperature measurement target parts such as the separation FET 36 changes, and as a result, the temperature rise due to self-heating also changes. Accordingly, as described above, the junction temperature Tj is calculated using the temperature difference Tj-a between the ambient temperature Ta and the junction temperature Tj according to the number of fuel injection stages, that is, the number of output of the drive signal. It is possible to calculate a temperature that is closer to the actual junction temperature Tj.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明による燃料噴射制御装置は、上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the fuel injection control device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications.

例えば、サーミスタ４１は、上述した実施形態においては、ＥＣＵ６内温度を検出するものとして説明したが、測温対象部品がヒートシンク部を備える場合には、できる限りそのヒートシンク部に近接してサーミスタ４１を配置することにより、周辺温度Ｔａと部品表面温度Ｔｃとの温度差の誤差が小さくできるため、結果として接合温度Ｔｊの算出誤差を小さくすることができる。 For example, in the above-described embodiment, the thermistor 41 has been described as detecting the temperature inside the ECU 6, but when the temperature measurement target component includes a heat sink, the thermistor 41 is placed as close to the heat sink as possible. By disposing, the error of the temperature difference between the ambient temperature Ta and the component surface temperature Tc can be reduced, and as a result, the calculation error of the junction temperature Tj can be reduced.

なお、測温対象部品がＭＯＳＦＥＴである場合には、ＭＯＳ構造におけるドレイン部分がヒートシンク部とみなすことができ、このドレイン部分に近接するようにサーミスタ４１を配置する。例えば、サーミスタ４１とドレイン部分とを電気的に接続できない場合には、図１０（ａ）に示すように、ドレイン部分に凸部を設け、その凸部と絶縁状態を保ちながら交差するようにサーミスタ４１を形成することができる。また、サーミスタ４１とドレイン部分とを電気的に接続可能な場合には、図１０（ｂ）に示すように、ドレイン部分にサーミスタ４１の一端を接続して、サーミスタ４１の電極として用いることができる。 When the temperature measurement target component is a MOSFET, the drain portion in the MOS structure can be regarded as a heat sink portion, and the thermistor 41 is disposed so as to be close to the drain portion. For example, when the thermistor 41 and the drain portion cannot be electrically connected, as shown in FIG. 10A, a convex portion is provided on the drain portion, and the thermistor crosses the convex portion while maintaining an insulating state. 41 can be formed. If the thermistor 41 and the drain portion can be electrically connected, one end of the thermistor 41 can be connected to the drain portion and used as an electrode of the thermistor 41 as shown in FIG. .

また、上述した実施形態においては、測温対象部品の温度が過剰に上昇したと判定したとき噴射段数を制限することによって温度の低下を図るものであった。しかしながら、測温対象部品の温度を低下させるためには、例えば送風手段としてのファンを設け、測温対象部品の温度上昇時に、ＥＣＵ６の内部あるいは外部表面に外気を送風するようにしても良い。この場合も、部品の温度上昇時にのみ送風を行なうようにすることにより、騒音および消費電力の低減を図ることができる。 Further, in the above-described embodiment, when it is determined that the temperature of the temperature measurement target component has excessively increased, the temperature is reduced by limiting the number of injection stages. However, in order to lower the temperature of the temperature measurement target component, for example, a fan as a blowing unit may be provided so that outside air is blown to the inside or the external surface of the ECU 6 when the temperature of the temperature measurement target component is increased. Also in this case, noise and power consumption can be reduced by blowing air only when the temperature of the component rises.

実施形態における、燃料噴射制御装置が適用されるディーゼルエンジンの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the diesel engine to which the fuel-injection control apparatus is applied in embodiment. 燃料噴射装置の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of a fuel-injection apparatus. ＥＣＵ６を構成する各部品をプリント基板に配置した配置例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of arrangement | positioning which has arrange | positioned each component which comprises ECU6 on the printed circuit board. ＥＣＵ６の回路構成を示す回路構成図である。2 is a circuit configuration diagram showing a circuit configuration of an ECU 6. FIG. 一燃焼サイクル間におけるインジェクタ駆動信号による各種の噴射、駆動信号による損失、及び損失によって発生する接合温度の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the junction temperature which generate | occur | produces by the various injection by the injector drive signal between one combustion cycle, the loss by a drive signal, and loss. 切離ＦＥＴにおける熱的な等価回路を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows the thermal equivalent circuit in isolation FET. 切離ＦＥＴにおける過渡熱抵抗曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the transient thermal resistance curve in isolation FET. 過熱から切離ＦＥＴ３６を保護するための処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process for protecting the isolation | separation FET36 from overheating. 第２実施形態の過熱保護処理において、第１実施形態からの変更部分を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the changed part from 1st Embodiment in the overheat protection process of 2nd Embodiment. （ａ），（ｂ）は、変形例による、サーミスタの配置例を説明するための説明図である。(A), (b) is explanatory drawing for demonstrating the example of arrangement | positioning of the thermistor by the modification.

Explanation of symbols

１エンジン
２吸気通路
３排気通路
４パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
５燃料噴射装置
６ＥＣＵ
３０マイコン
３１電源部
３２駆動信号出力回路
３３チャージインダクタ
３４チャージコンデンサ
３５チャージＦＥＴ
３６切離ＦＥＴ
３７定電流ＦＥＴ
３８制御ＩＣ
３９気筒ＦＥＴ
４０抵抗
４１サーミスタ 1 Engine 2 Intake passage 3 Exhaust passage 4 Particulate filter (DPF)
5 Fuel injection device 6 ECU
30 Microcomputer 31 Power Supply 32 Drive Signal Output Circuit 33 Charge Inductor 34 Charge Capacitor 35 Charge FET
36 Isolated FET
37 constant current FET
38 Control IC
39 cylinder FET
40 Resistance 41 Thermistor

Claims

Fuel injection means for injecting fuel into the internal combustion engine;
A drive signal output circuit for outputting a drive signal for injecting fuel from the fuel injection means, and the drive signal so that the fuel injection means injects the fuel a plurality of times during one combustion cycle of the internal combustion engine; A fuel injection control device comprising control means for outputting the drive signal from an output circuit,
Ambient temperature detection means for detecting the ambient temperature of the electronic components constituting the drive signal output circuit;
The temperature of the electronic component of the drive signal output circuit is calculated based on the ambient temperature and taking into account the transient temperature rise due to self-heating of the electronic component determined by the operating conditions of the drive signal output circuit A calculation means;
A fuel injection control device comprising: a temperature reduction means for reducing the temperature of the electronic component when the temperature calculated by the calculation means exceeds a predetermined upper limit temperature.

The calculation means calculates and stores a temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic component in advance based on a loss generated in the electronic component when the drive signal output circuit operates under the harshest conditions. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the temperature of the electronic component is calculated by adding the temperature difference to the detected ambient temperature.

The calculation means calculates and stores in advance a temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the electronic component based on a loss generated in the electronic component for each output number of the drive signal during one combustion cycle of the internal combustion engine. The temperature of the electronic component is calculated by extracting a temperature difference corresponding to the number of times of output of the drive signal output from the drive signal output circuit by the control means and adding it to the detected ambient temperature. The fuel injection device according to claim 1.

4. The fuel injection control device according to claim 2, wherein the temperature difference is calculated based on a peak temperature of a temperature ripple that varies with a predetermined characteristic for each output of the drive signal. 5.

The fuel injection control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the electronic component is a switching element, and a junction temperature inside the switching element is used as a temperature of the electronic component.

The temperature lowering means comprises the control means,
When the temperature of the electronic component exceeds a predetermined upper limit temperature, the control means decreases the temperature of the electronic component by decreasing the number of times the drive signal is output during one combustion cycle of the internal combustion engine. 6. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection control device is a fuel injection control device.

The temperature lowering means includes a blowing means,
The temperature of the electronic component is lowered by blowing outside air to the control means when the temperature of the electronic component exceeds a predetermined upper limit temperature. The fuel injection control device according to any one of the above.

For the electronic component, a heat sink portion for promoting heat dissipation of the electronic component is provided,
The fuel injection control device according to claim 1, wherein the ambient temperature detection unit detects a temperature of the heat sink as the ambient temperature.