DE3935937A1 - Vorrichtung zum ansteuern piezoelektrischer einspritzeinrichtungen zum durchfuehren einer haupt- und voreinspritzung in einem dieselmotor - Google Patents
Vorrichtung zum ansteuern piezoelektrischer einspritzeinrichtungen zum durchfuehren einer haupt- und voreinspritzung in einem dieselmotorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Ansteuern piezoelektrischer Einspritzeinrichtungen in
einem Dieselmotor zum Durchführen einer (Kraftstoff-)Haupt
einspritzung und einer (Kraftstoff-)Voreinspritzung bei einer
Einspritzung bzw. einem Einspritzvorgang.
Bei einem Dieselmotor gemäß dem Stand der Technik wird vor
einer Haupteinspritzung eine Voreinspritzung, auch Pilot
einspritzung genannt, ausgeführt, um Geräusche, Vibrationen
u. dgl. insbesondere bei niedriger Motordrehzahl herabzu
setzen. Auch ist eine piezoelektrische Kraftstoffeinspritz
einrichtung bekannt, die ein piezoelektrisches Betätigungs
glied benutzt (s. nichtgeprüfte japanische Gebrauchsmuster
veröffentlichung Nr. 61-1 87 965).
Eine Vorrichtung zum Ansteuern der vorgenannten piezoelektri
schen Einspritzer bzw. Einspritzeinrichtungen verwendet ein
System mit nur einer Leistungsversorgung zum Erzeugen einer
an das piezoelektrische Betätigungsglied angelegten
Hochspannung, d.h., lediglich ein Gleichspannungs/Gleich
spannungs- bzw. DC/DC-Umsetzer wird für die Haupt- und die
Voreinspritzung verwendet (s. nichtgeprüfte japanische
Patentveröffentlichung Nr. 61-98 165). Daraus resultierend
kann die an das piezoelektrische Betätigungsglied für eine
Haupteinspritzung angelegte Spannung sinken, wenn die Vorein
spritzung nahe bei der Haupteinspritzung erfolgt, so daß sich
das Ausmaß der Haupteinspritzung verringert. In einem solchen
Fall besteht eine Maßnahme zum Anheben der an das piezo
elektrische Betätigungsglied für eine Haupteinspritzung
angelegten Spannung darin, die Kapazität des Gleichspannungs
/Gleichspannungs-Umsetzers zu vergrößern. Wie nachfolgend
genauer erläutert, ist dies jedoch nicht zweckmäßig.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
sowohl die Haupt- als auch die Voreinspritzung zu
stabilisieren.
Des weiteren soll die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zum Ansteuern piezoelektrischer Einspritzeinrichtungen in
einem Dieselmotor bereitstellen, die keinen anomalen Zustand
annimmt.
Gemäß vorliegender Erfindung besitzt eine Vorrichtung zum
Ansteuern einer piezoelektrischen Einspritzeinrichtung zum
Durchführen einer Haupt- und Voreinspritzung bei einer
Einspritzung in einem Dieselmotor: eine erste Gleichhoch
spannungs-Generatorschaltung zur Verwendung bei der
Voreinspritzung, die an eine Batterie zum Erzeugen einer
Ausgangsgleichspannung angeschlossen ist, einen an die
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung angeschlossenen ersten
Kondensator zum Akkumulieren bzw. Speichern der Ausgangs
gleichspannung, eine an den ersten Kondensator bzw. die erste
Kondensatorschaltung angeschlossene Lade/Entladeschaltung zum
Laden und Endladen der piezoelektrischen Einspritzeinrichtung
für die Voreinspritzung, eine zweite Gleichhochspannungs-
Generatorschaltung zur Verwendung bei der Haupteinspritzung,
die an die Batterie zur Erzeugung einer Ausgangsgleich
spannung angeschlossen ist, eine an die zweite Gleichhoch
spannungs-Generatorschaltung angeschlossene zweite
Kondensatorschaltung zum Akkumulieren von deren Ausgangs
gleichspannung, eine an die zweite Kondensatorschaltung bzw.
an den zweiten Kondensator angeschlossene Lade/Entlade
schaltung zum Laden und Entladen der piezoelektrischen
Einspritzeinrichtung für die Haupteinspritzung und eine an
die erste und die zweite Lade/Entladeschaltung angeschlossene
Steuerschaltung zum Steuern der ersten und der zweiten
Lade/Entladeschaltung, um die Vor- und die Haupteinspritzung
auszuführen.
Die Steuerschaltung führt die Haupteinspritzung durch, wenn
eine Detektorschaltung für einen anomalen Zustand feststellt,
daß die zweite Gleichhochspannungs-Generatorschaltung sich in
einem anomalen Zustand befindet.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild, das eine Vorrichtung zum Ansteuern
einer piezoelektrischen Einspritzeinrichtung in einem
Dieselmotor gemäß dem Stand der Technik veranschau
licht,
Fig. 2A bis 2D Zeitablaufdiagramme, die die Arbeitsweise der
Vorrichtung gemäß Fig. 1 zeigen,
Fig. 3A eine graphische Darstellung, die ein Problem bei der
Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung
wiedergibt,
Fig. 3B ein Zeitablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der in
Fig. 3A gezeigten Vorrichtung wiedergibt,
Fig. 4 ein Schaltbild, das eine weitere Vorrichtung zum
Ansteuern piezoelektrischer Einspritzeinrichtungen in
einem Dieselmotor gemäß dem Stand der Technik zeigt,
Fig. 5A bis 5D Zeitablaufdiagramme, die die Arbeitsweise der
Vorrichtung gemäß Fig. 4 zeigen,
Fig. 6 eine schematische Darstellung, die einen Dieselmotor
veranschaulicht, bei dem die Vorrichtung zum Ansteuern
piezoelektrischer Einspritzeinrichtungen gemäß
vorliegender Erfindung angewandt wird,
Fig. 7 ein Schaltbild, das ein erstes Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung zum Ansteuern piezoelektrischer Einspritz
einrichtungen gemäß vorliegender Erfindung veran
schaulicht,
Fig. 8 ein verfeinertes Schaltbild einer Thyristorzünd
schaltung gemäß Fig. 6,
Fig. 9A bis 9H Zeitablaufdiagramme, die die Arbeitsweise der
Vorrichtung gemäß Fig. 7 zeigen,
Fig. 10 ein Schaltbild, das ein zweites Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung zum Ansteuern piezoelektischer Ein
spritzeinrichtungen gemäß vorliegender Erfindung
veranschaulicht,
Fig. 11A bis 11M und Fig. 12A bis 12M Diagramme, die die
Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 10 zeigen,
Fig. 13, 14 und 15 Flußdiagramme, die die Arbeitsweise der
Steuerschaltung gemäß Fig. 6 zeigen, bei der das
zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 verwendet
wird,
Fig. 16 ein Schaltbild, das ein drittes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung zum Ansteuern piezoelektrischer
Einspritzeinrichtungen gemäß vorliegender Erfindung
veranschaulicht und
Fig. 17A bis 17H und Fig. 18A bis 18H Zeitablaufdiagramme,
die die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 16
wiedergeben.
Vor der Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbei
spiele wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2A-2D, 3A,
3B, 4 und 5A-5D eine Vorrichtung zum Ansteuern piezo
elektrischer Einspritzer bzw. Einspritzeinrichtungen gemäß
dem Stand der Technik erläutert.
Gemäß Fig. 1, die eine erste Vorrichtung zum Ansteuern
piezoelektrischer Einspritzeinrichtungen gemäß dem Stand der
Technik zeigt, erzeugt eine Batterie 1 eine Spannung von 12
V, die über einen Schlüsselschalter 2 an eine Gleichhoch
spannungs-Generatorschaltung 3 angelegt wird, der als Sperr-
Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer ausgelegt sein kann.
Beispielsweise setzt die Gleichhochspannungs-Generatorschal
tung 3 die 12-V-Ausgangsspannung der Batterie 1 in eine
Gleichspannung, wie z.B. 600 V, um und legt diese Spannung an
einen Kondensator 4 an. Zwischen dem Kondensator 4 und einem
piezoelektrischen Element 9 ist eine Schalt-Ladeschaltung,
die aus einem Ladethyristor 5 und einer Spule 6 gebildet ist,
und eine Schalt-Entladeschaltung vorgesehen, die von einer
Spule 7 und einem Entladethyristor 8 gebildet ist. Der Lade
thyristor 5 wird mit einem Schließimpuls P 1 von einer (in
Fig. 6 gezeigten) Steuerschaltung eingeschaltet; der Entlade
thyristor 8 wird mit einem Öffnungsimpuls P 1′ der Steuer
schaltung eingeschaltet. Zu bemerken ist, daß ein LC-Schwing
kreis durch den Kondensator 4, die Spule 6, den Ladethyristor
5 und das piezoelektrische Element 9 gebildet wird, wenn der
Ladethyristor 5 eingeschaltet ist, wodurch die Herabsetzung
des Potentials an dem Kondensator 4 verstärkt wird, d.h., das
Potential an dem piezoelektrischen Element 9 vergrößert wird.
Daher wird nachfolgend der Ladethyristor 5 durch natürliche
Kommutierung ausgeschaltet. In ähnlicher Weise wird ein LC-
Schwingkreis von der Spule 7, dem Entladethyristor 8 und dem
piezoelektrischen Element 9 gebildet, wenn der
Entladethyristor 8 eingeschaltet ist, wodurch die
Herabsetzung des Potentials an dem piezoelektrischen Element
9 verstärkt wird, d.h., das Potential an dem Kondensator 4
vergrößert wird.
Daher wird nachfolgend der Entladethyristor 8 durch
natürliche Kommutierung abgeschaltet.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 wird anhand der
Fig. 2A bis 2D erläutert. Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt,
werden zum Bilden einer Zeit T S für eine Voreinspritzung und
einer Zeit T M für eine Haupteinspritzung ein Schließzünd
impuls P 1, ein Öffnungszündimpuls P 1′, ein Schließzündimpuls
P 1 und ein Öffnungszündimpuls P 1′ in dieser Reihenfolge
erzeugt. Wenn zwischen der Voreinspritzung und der Haupt
einspritzung ein Intervall T 0 vorliegt, wird der
Ladethyristor 5 eingeschaltet, bevor eine Spannung V C an dem
Kondensator 4 einen vorbestimmten Wert erreicht, wie in Fig.
2C gezeigt; als Ergebnis wird eine Ansteuerspannung V D für
das piezoelektrische Element 9 bei einer Haupteinspritzung
herabgesetzt, wie in Fig. 2D gezeigt.
Im einzelnen wird die Ansteuerspannung des piezoelektrischen
Elements 9 an den Punkten → → → → → . . . wie in
den Fig. 3A und 3B veranschaulicht. Das heißt, die Versetzungen
des piezoelektrischen Elements 9 an den Punkten und sind
abhängig von dem Intervall T 0 zwischen der Vor- und Hauptein
spritzung; daraus resultierend kann keine stabile Versetzung
bzw. Ausrückung des piezoelektrischen Elements 9 erhalten
werden, wodurch sich die Kraftstoffmenge einer Hauptein
spritzung verringert.
Die Spannung V C des Kondensators 4 kann selbst bei einem
kleinen Intervall T 0 genügend hoch sein, wenn die
Ladekapazität der Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3
vergrößert wird; in diesem Fall wächst jedoch die Größe der
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3 ebenfalls an und
ihre Wirksamkeit verringert sich unzweckmäßigerweise.
Fig. 4, die ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Vorrich
tung zum Ansteuern piezoelektrischer Einspritzeinrichtungen
gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht, zeigt eine
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3 in Form einer Sperr
schaltung im einzelnen, wobei die Spule 3 und der Entlade
thyristor 8 vorhanden sind. Nicht vorhanden sind der Konden
sator 4, der Ladethyristor 5 und die Spule 6 gemäß Fig. 1.
Die Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3 weist einen
Transistor 3 a, einen Aufwärtstransformator 3 b und eine Diode
3 c auf.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 4 wird anhand der
Fig. 5A bis 5D erläutert. Um die Ausgangsspannung der Gleich
hochspannungs-Generatorschaltung 3 auf einen vorbestimmten
Wert unmittelbar vor der Voreinspritzzeit T S und der Haupt
einspritzzeit T M zu vergrößern, d.h., einen durch den Auf
wärtstransformator 3 b fließenden Primärstrom i 1 zu
vergrößern, ist es erforderlich, die Leistungszufuhrzeit T x
bestimmt zu machen. Es ist jedoch schwierig, jeden Zeitablauf
einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung zu steuern,
da die bestimmte Leistungszufuhrzeit T x auch von der Spannung
der Batterie 1 abhängt, wodurch eine praktikable Ausführung
problematisch ist.
Nachstehend werden erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele
erläutert.
Fig. 6 veranschaulicht einen Vierzylinder-Dieselmotor, bei dem
die erfindungsgemäße Ansteuervorrichtung verwendet wird; in
einer Ansaugluftrohrleitung 21 des Dieselmotors 20 ist ein
Ansaugluft-Drucksensor 22 vorgesehen, der ein analoges
Spannungssignal in Abhängigkeit von dem Ansaugluftdruck
erzeugt und dieses an einen einen Multiplexer aufweisenden
Analog/Digital-Umsetzer (A/D) 101 einer Steuerschaltung 10
überträgt. Zusätzlich sind in jeder Brennkammer Kraftstoff
einspritzeinrichtungen 23-1, 23-2, 23-3 und 23-4 vorgesehen,
die durch die Expansion/Extraktion bzw. Ausdehnung/Zusam
menziehung der piezoelektrischen Elemente 24-1, 24-2, 24-3
bzw. 24-4 betrieben werden.
Kraftstoff wird den Einspritzeinrichtungen 23-1, 23-2, 23-3
und 23-4 aus einem Kraftstofftank 25 mittels einer
Kraftstoffpumpe 26 zugeführt.
Ferner werden dem Analog/Digital-Umsetzer 101 der Steuer
schaltung 10 verschiedene analoge Spannungssignale von einem
in einem Kühlwassermantel eines Zylinderblocks des Motors 20
vorgesehenen Kühlmitteltemperatursensor 27, einem mit einem
Gaspedal 28 a verbundenen Beschleuniger- bzw. Drosselöffnungs
sensor 28 usw. zugeführt. Des weiteren werden Signale von
Kurbelstellungssensoren 29 und 30 zum Erfassen von Drehposi
tionen der Kurbelwelle einer Eingabe/Ausgabeschnittstelle 102
zugeführt, und eines der Signale oder beide Signale werden
Unterbrechungsanschlüssen einer Zentraleinheit (CPU) 103
zugeführt.
Die piezoelektrischen Elemente 24-1, 24-2, 24-3 und 24-4 der
Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 23-1, 23-2, 23-3 und 23-4
werden mittels einer von der Steuerschaltung 10 gesteuerten
Ansteuerschaltung 31 expandiert und extrahiert bzw. gedehnt
und gestaucht.
Die Steuerschaltung 10, die mit einem Mikrocomputer aufgebaut
sein kann, weist ferner einen Voreinspritzungszeitgeber 104 a,
einen Haupteinspritzungszeitgeber 104 b, einen Festspeicher
(ROM) 105 zum Speichern einer Hauptroutine, von Unter
brechungsroutinen, Konstanten u. dgl., einen Schreib-Lese-
Speicher (RAM) 106 zum Speichern temporärer bzw. zeitweiliger
Daten, eine Thyristorzündschaltung 107 zum Ansteuern der
Treiberschaltung bzw. Gleichhochspannungs-Generatorschaltung
3 b u. dgl. auf.
Nachdem die Voreinspritzungszeit T S in dem Voreinspritzungs
zeitgeber 104 a gesetzt ist, erzeugt der Voreinspritzungszeit
geber 104 a ein Unterbrechungssignal zum Beenden einer
Voreinspritzung dann, wenn die Voreinspritzungszeit T S
verstrichen ist. Auch wird eine Haupteinspritzungszeit T M in
dem Haupteinspritzungszeitgeber 104 b gesetzt, und der
Haupteinspritzungszeitgeber 104 b erzeugt ein
Unterbrechungssignal, um die Haupteinspritzung zu unter
brechen, wenn die Haupteinspritzungszeit T M verstrichen ist.
Ferner werden Warnlampen 32 und 33 aktiviert, wenn die An
steuerschaltung 31 u. dgl. in einem anomalen Zustand sind.
Gemäß Fig. 7, die ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungs
beispiel einer Ansteuerschaltung 31 für einen Zylinder ver
anschaulicht, bezeichnet das piezoelektrische Element 9 eines
der piezoelektrischen Elemente 24-1-24-4 gemäß Fig. 6.
Gemäß Fig. 7 sind eine Gleichhochspannungs-Generatorschaltung
3′ (die ebenfalls vom Sperrtyp ist), ein Kondensator 4′ und
ein Ladethyristor 5′ den Elementen nach Fig. 1 hinzugefügt.
In diesem Fall bilden die Gleichhochspannungs-Generatorschal
tung 3, der Kondensator 4, der Ladethyristor 5 und die Spule
6 eine Ladeschaltung für eine Voreinspritzung, während die
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3′, der Kondensator
4′, der Ladethyristor 5′ und die Spule 6 eine Ladeschaltung
für eine Haupteinspritzung bilden. Die Spule 7 und der
Entladethyristor 8 bilden eine einer Voreinspritzung und
einer Haupteinspritzung gemeinsame Entladeschaltung. Es ist
anzumerken, daß die Spulen 6 und 7 und der Entladethyristor 8
für die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung getrennt
vorgesehen sein können.
Des weiteren haben die Gleichhochspannungs-Generatorschaltung
3 für eine Voreinspritzung und die Gleichhochspannungs-
Generatorschaltung 3′ für eine Haupteinspritzung denselben
Aufbau. D.h., die Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3
(3′) besitzt einen Aufwärtstransformator 301 (301′), einen
Schalttransistor 302 (302′) zum Ein- und Ausschalten des
durch den Aufwärtstransformator 301 (301′) fließenden Primär
stroms, eine Hochfrequenzoszillatorschaltung 303 (303′) zum
Ein- und Auschalten des Schalttransistors 302 (302′) und eine
Diode 304 (304′), um lediglich eine in der zweiten Wicklung
des Aufwärtstransformators 301 (301′) erzeugte positive
Spannung an dem Kondensator 4 (4′) anzulegen.
Gemäß Fig. 8, die ein verfeinertes Schaltbild der Thyristor
zündschaltung 107 nach Fig. 6 für einen Zylinder darstellt,
weist die Thyristorzündschaltung 107 vier monostabile
Multivibratoren 801-804, drei Ansteuerschaltungen 805-807
und eine ODER-Schaltung 808 auf. Wenn hierbei ein
rechteckiger Voreinspritzungsimpuls S 1 auftritt, erzeugt der
monostabile Multivibrator 801 einen Impuls bestimmter Dauer
und leitet diesen weiter an die Ansteuerschaltung 805,
wodurch ein Zündsignal P 1 erzeugt wird. Ferner erzeugt der
monostabile Multivibrator 802 einen Impuls bestimmter Dauer,
wenn ein rechteckiger Haupteinspritzungsimpuls S 2 auftritt,
und gibt diesen Impuls an die Ansteuerschaltung 806 ab,
wodurch ein Zündsignal P 2 erzeugt wird. Des weiteren erzeugt
der monostabile Multivibrator 803 einen Impuls bestimmter
Dauer, wenn der rechteckige Voreinspritzungsimpuls S 1
abfällt, und gibt diesen Impuls über die ODER-Schaltung 808
an die Ansteuerschaltung 807 ab, wodurch ein Zündsignal P 1′
erzeugt wird. Ähnlich erzeugt der monostabile Multivibrator
804 einen Impuls bestimmter Dauer, wenn der rechteckige
Haupteinspritzungsimpuls S 2 abfällt, und gibt den Impuls über
die ODER-Schaltung 808 an die Ansteuerschaltung 807 ab,
wodurch ein Zündsignal P 2′ erzeugt wird. D.h., die
Ansteuerschaltung 807 gemäß Fig. 8 wird gemeinsam für eine
Vor- und eine Haupteinspritzung benutzt, da der
Entladethyristor 8 gemäß Fig. 7 gemeinsam für eine Vor- und
eine Haupteinspritzung verwendet wird. Es ist zu bemerken,
daß die Ansteuerschaltungen 805, 806 und 807 dazu benutzt
werden, Torimpulse an die Thyristoren 5, 5′ und 8 und jeden
der monostabilen Multivibratoren anzulegen, und daß jedes Tor
der Thyristoren elektrisch durch einen Pulstransformator
getrennt ist, der in jede der Ansteuerschaltungen 805, 806
und 807 eingebaut ist.
Die Zeit T S eines rechteckigen Voreinspritzungsimpulses S 1,
die Zeit T M eines rechteckigen Haupteinspritzungsimpulses S 2
und deren Zeitsteuerungen werden in Abhängigkeit von den
Signalen des Ansaugluft-Drucksensors 22, des Kühlmitteltempe
ratursensors 27, des Drosselöffnungssensors 28 und der
Kurbelstellungssensoren 29 und 30 berechnet (s. Flußdiagramme
der Fig. 13, 14 und 15).
Die Arbeitsweise der Schaltungen gemäß den Fig. 7 und 8 wird
anhand der Fig. 9A bis 9H erläutert. In jeder der Gleich
hochspannungs-Generatorschaltungen 3 und 3′ gemäß Fig. 7
werden die Transistoren 302 und 302′ durch Impulssignale der
Oszillatorschaltungen 303 bzw. 303′ ein- und ausgeschaltet.
Wenn die Transistoren 302 und 302′ eingeschaltet werden,
fließen Primärströme durch die Aufwärtstransformatoren 301
und 301′, so daß magnetische Energie in deren Luftspalten
gespeichert wird. Als nächstes wird die gespeicherte
magnetische Energie in die Kondensatoren 4 und 4′ geladen,
wenn die Transistoren 302 und 302′ von einem Ein- in einen
Aus-Zustand gebracht werden. In diesem Falle erreichen die
Spannungen V C und V C ′ der Kondensatoren 4 und 4′ einen
Maximalwert E 1 und E 2, beispielsweise 600 V (s. Fig. 9F und
9G). Zu diesem Zweck sind (nicht gezeigte) Einrichtungen zum
Verhindern des Betriebs der Oszillatorschaltungen 303 und
303′ vorgesehen, wenn die Spannungen V C und V C ′ ihre
Maximalwerte erreichen. In diesem Fall werden die Ladungs
mengen Q = C 1 E 1 und Q = C 2 E 2 in den Kondensatoren 4 bzw. 4′
gespeichert. Hierbei bezeichnen C 1 und C 2 die Kapazitäten der
Kondensatoren 4 bzw. 4′.
Nachfolgend wird die Voreinspritzung erläutert. Die
Thyristorzündschaltung 107 erzeugt ein Ein-Signal P 1 für den
Ladethyristor 5 als Ventilschließsignal mit vorbestimmter
Zeitsteuerung (s. Fig. 9C). Als Ergebnis wird der Lade
thyristor 5 eingeschaltet, so daß eine LC-Oszillatorschaltung
durch den Kondensator 4, die Spule 6 und das piezoelektrische
Element 9 gebildet wird. Daher werden die Ladungen des
Kondensators 4 zu dem piezoelektrischen Element 9 übertragen,
so daß die Ansteuerspannung V D des piezoelektrischen Elements
9 bei E 0 auf beispielsweise 800 V gebracht wird (s. Fig. 9H).
Danach wird der Ladethyristor 5 durch natürliche Kommutierung
ausgeschaltet.
Bei dem vorstehend genannten Zustand erzeugt die Thyristor
zündschaltung 107 ein Ein-Signal P 1′ für den Entladethyristor
8 als Ventilöffnungssignal, nachdem eine Zeit T S verstrichen
ist (s. Fig. 9E). Als Folge hiervon wird der Entladethyristor
8 eingeschaltet, so daß eine LC-Oszillatorschaltung von dem
piezoelektrischen Element 9 und der Spule 7 gebildet wird.
Daher werden die Ladungen des piezoelektrischen Elements 9
entladen, so daß die Ansteuerspannung V D des piezoelek
trischen Elements 9 auf einen niedrigen Pegel, wie z.B. -200
V gebracht wird (s. Fig. 9H). Danach wird der Entlade
thyristor 8 durch natürliche Kommutierung ausgeschaltet.
Nachfolgend wird eine Haupteinspritzung erläutert. Die
Thyristorzündschaltung 107 erzeugt ein Ein-Signal P 1 für den
Ladethyristor 5′ als Ventilschließsignal mit vorbestimmter
Zeitsteuerung (s. Fig. 9D). In diesem Fall sind die Gleich
hochspannungs-Generatorschaltung 3 für eine Voreinspritzung
und die Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3′ für eine
Haupteinspritzung unabhängig voneinander, und die Spannung
V C ′ des Kondensators 4′ hat schon ihren Maximalpegel E 2
erreicht (s. Fig. 9G). Daher wird der Ladethyristor 5′ ein
geschaltet, so daß eine LC-Oszillatorschaltung von dem
Kondensator 4′, der Spule 6 und dem piezoelektrischen Element
9 gebildet wird. Demzufolge werden die Ladungen des Kondensa
tors 4′ zu dem piezoelektrischen Element 9 übertragen, so daß
die Ansteuerspannung V D des piezoelektrischen Elements 9 bei
E 0 beispielsweise 800 V wird (s. Fig. 9H). Danach wird der
Ladethyristor 5′ durch natürliche Kommutierung ausgeschaltet.
Bei dem vorstehend genannten Zustand erzeugt die Thyristor
zündschaltung 107 ein Ein-Signal P 2′ für den Entladethyristor
8 als Ventilöffnungssignal, nachdem eine Zeit T M verstrichen
ist (s. Fig. 9E). Als Folge hiervon wird der Entladethyristor
8 eingeschaltet, so daß eine LC-Oszillatorschaltung von dem
piezoelektrischen Element 9 und der Spule 7 gebildet wird;
daher werden die Ladungen des piezoelektrischen Elements 9
entladen, wodurch die Ansteuerspannung V D des piezoelek
trischen Elements 9 auf einen niedrigen Pegel, beispielsweise
-200 V gebracht wird (s. Fig. 9H). Danach wird der Entlade
thyristor 8 durch natürliche Kommutierung ausgeschaltet.
Auf diese Weise kann eine erwünschte Ansteuerspannung V D an
das piezoelektrische Element 9 selbst dann angelegt werden,
wenn das Intervall zwischen einer Vor- und einer Hauptein
spritzung vermindert ist, da die Kondensatoren 4 und 4′ durch
die Gleichhochspannungs-Generatorschaltungen 3 und 3′ von der
Batterie 1 unabhängig hochgeladen werden. Daher kann eine
stabilisierte Kraftstoffeinspritzsteuerung ungeachtet der
Motordrehzahl und der Einspritzzeitsteuerung verwirklicht
werden.
Gemäß Fig. 10, die ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungs
beispiel der Ansteuerschaltung veranschaulicht, ist
zusätzlich zu den Elementen nach Fig. 7 eine Detektorschal
tung 60 für einen anomalen Zustand hinzugefügt. Die
Detektorschaltung 60 für einen anomalen Zustand ist an die
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3′ der Haupteinspri
tzungsseite angeschlossen. Daher wird die Gleichhochspan
nungs-Generatorschaltung 3 ebenfalls für eine Hauptein
spritzung verwendet, so daß die Funktion einer minimalen
Kraftstoffeinspritzung erhalten wird, wenn die
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3′ u. dgl. in einem
anomalen Zustand sind, so daß ein Laufzustand des
Dieselmotors aufrechterhalten wird. D.h., wenn die Bauteile
der Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3′, der Konden
sator 4, der Ladethyristor 5′ u. dgl. für eine Leistungs
versorgung der Haupteinspritzseite in einem anomalen Zustand
sind, kann die Ansteuerspannung V D nicht an das
piezoelektrische Element 9 für eine Haupteinspritzung
angelegt werden, so daß ein Motorstillstand hervorgerufen
wird. Um dies zu vermeiden, ist die Detektorschaltung 60 für
einen anomalen Zustand vorgesehen.
Die Detektorschaltung 60 für einen anomalen Zustand ist über
eine Diode 60 a an eine Spannungsdetektorspule angeschlossen,
die dem Aufwärtstransformator 301′ hinzugefügt ist. Die
Detektorschaltung 60 für einen anomalen Zustand besitzt
weiterhin eine von einem Kondensator 61 und einem
Entladewiderstand 62 gebildete Zeitkonstantenschaltung, einen
Vergleicher 63, ein RS-Flip-Flop 64, einen monostabilen
Multivibrator 65, eine UND-Schaltung 66 und ein RS-Flip-Flop
67. Das Flip-Flop 64 wird benutzt, um einen anomalen Zustand
der Gleichhochspannungs-Generatorschaltung 3′ an sich zu
erfassen, während das Flip-Flop 67 dazu benutzt wird, einen
anomalen Zustand in den darauffolgenden Stufen zu erfassen,
wie z.B. dem Ladethyristor 5′, dem piezoelektrischen Element
9 und der periphären bzw. äußeren Beschaltung. Der
monostabile Multivibrator 65 und die UND-Schaltung 66 dienen
dazu, eine Betriebszeit des Flip-Flops 67 zu erhalten.
Gemäß Fig. 10 wird der Transistor 302′ in der Gleichhoch
spannungs-Generatorschaltung 3′, die in diesem Fall vom
Sperrtyp ist, so betrieben, daß magnetische Energie in dem
Luftspalt des Aufwärtstransformators 301′ gespeichert wird,
wodurch ein Ladebetrieb sowohl an dem Kondensator 4′ als auch
an dem Kondensator 61 durchgeführt wird.
Die normale Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 10 wird
unter Bezugnahme auf die Fig. 11A-11M erläutert. Bei einer
Startzeitsteuerung einer Haupteinspritzung wird ein Teil der
in dem Kondensator 4′ gespeicherten Ladung zu dem
piezoelektrischen Element 9 übertragen. Wenn andererseits im
Anfangszustand keine Ladung in dem Kondensator 61 für die
Detektion des anomalen Zustandes gespeichert ist, wird die
Detektorspannung bzw. das Ausgangsspannungssignal V m der
Zeitkonstantenschaltung vergrößert, wie in Fig. 11I durch X 1
angegeben. Zu bemerken ist, daß der Vergleicher 63 die
Detektorspannung V m mit einer Bezugsspannung V R 1 vergleicht
und als Ergebnis einen hohen Pegel ("1") erzeugt, wenn
V m < V R 1 ist, und einen niedrigen Pegel ("0") erzeugt, wenn
V m < V R 1 ist. Wenn in diesem Fall das Ausgangssignal V X des
Vergleichers 63 "1" ist, wird das Flip-Flop 64 gesetzt, so
daß dessen Ausgang Q 1 einen hohen Pegel ("1") annimmt (s.
Fig. 11I, 11J, 11K). Da andererseits das Flip-Flop 67 in
Abhängigkeit von dem Ausgangssignal V y des monostabilen
Multivibrators 65 entsprechend dem Einsetzen der
Haupteinspritzung (s. Fig. 11B, 11K) und dem Ausgangssignal
V X des Vergleichers 63 (s. Fig. 11J) betrieben wird, ist in
diesem Fall V m < V R 1 und daher wird das Flip-Flop 67 nicht
gesetzt (s. Fig. 11M). D.h., ein normaler Zustand existiert,
wie in Tabelle 1 dargestellt.
Q₁ | |
hoch ("1") | |
Q₂ | niedrig ("0") |
Wenn andererseits ein anomaler Zustand I, wie etwa ein
fehlerhaftes Öffnen des Ladethyristors 5′, eine Unterbrechung
einer Verdrahtung bzw. Drahtverbindung des piezoelektrischen
Elements 9, ein fehlerhaftes Öffnen des piezoelektrischen
Elements 9 u. dgl. eintritt, werden die in dem Kondensator 4′
gespeicherten Ladungen nicht auf das piezoelektrische Element
9 übertragen, und das Ausgangssignal V m der Zeitkonstanten
schaltung wächst schnell an, wie in Fig. 11I mit X 2
angegeben. Als Folge hiervon wird das Flip-Flop 64 gesetzt
(s. Fig. 11L), wie oben erläutert. Wenn gleichzeitig die
Ausgangsspannung V y des monostabilen Multivibrators 65 hohen
Pegel hat und die Ausgangsspannung V X des Vergleichers 63 die
Bedingung
V m <V R1
erfüllt, wird auch das Flip-Flop 67 gesetzt (s. Fig. 11M).
D.h., der vorstehend erwähnte anomale Zustand, der anomaler
Zustand I genannt wird, liegt vor, wie in Tabelle II darge
stellt.
Q₁ | |
hoch ("1") | |
Q₂ | hoch ("1") |
Bei dem vorstehend genannten anomalen Zustand I verhindert
die Steuerschaltung 10 gemäß Fig. 6 den Betrieb der Gleich
hochspannungs-Generatorschaltungen 3 und 3′ (s. Fig. 11A und
11B) und entlädt die Kondensatoren 4 und 4′ (s. Fig. 11G und
11H). Der Fahrer wird über den anomalen Zustand I informiert.
Außerdem werden die Spannung V C ′ des Kondensators 4′ und die
Detektorspannung V m der Zeitkonstantenschaltung nicht erhöht,
wenn ein anomaler Zustand, wie z.B. ein fehlerhaftes Öffnen
des Schalttransistors 302′, ein fehlerhafter Kurzschlußzu
stand der Dioden 304′ und 60 a in der Gleichhochspannungs-
Generatorschaltung 3′ vorliegt, wie in den Fig. 12H und 12I
veranschaulicht. Als Ergebnis wird keines der Flip-Flops 64
und 67 gesetzt. D.h., der vorstehende anomale Zustand, der
als anomaler Zustand II bezeichnet wird, existiert, wie in
Tabelle III dargestellt.
Q₁ | |
niedrig ("0") | |
Q₂ | niedrig ("0") |
Wenn der vorstehend erwähnte anomale Zustand III auftritt,
entlädt die Steuerschaltung 10 gemäß Fig. 6 den Kondensator
4 (s. Fig. 12H) und ändert ein Steuersystem mit zwei
Leistungsversorgungen in ein System mit einer
Leistungsversorgung. D.h., die Steuerschaltung 10 erzeugt
einen rechteckigen Voreinspritzungsimpuls als rechteckigen
Haupteinspritzungsimpuls S 2 und verhindert die Erzeugung des
ursprünglichen rechteckigen Haupteinspritzungsimpulses S 2 (s.
Fig. 12A und 12B).
Wie vorstehend erläutert, werden bei der Vorrichtung gemäß
Fig. 10 der Normalzustand und die anomalen Zustände I und II
durch die Zustände (Q 1 und Q 2) der beiden Flip-Flops 64 und
67 wiedergegeben.
Auf diese Weise antwortet die Steuerschaltung 10 auf die drei
Zustände, die später im einzelnen erläutert werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein Rücksetzsignal RST erzeugt
wird, um die Flip-Flops 64 und 67 in einen Überwachungszu
stand zu bringen, wie in den Fig. 11M und 12M
veranschaulicht.
Die Arbeitsweise der Steuerschaltung 10 gemäß Fig. 6 für die
Ansteuerschaltung 31 wird anhand der Flußdiagramme der Fig.
13, 14 und 15 erläutert.
In der in Fig. 13 dargestellten Hauptroutine wird eine
Initialisierung bei dem Schritt 1301 dargestellt. Beispiels
weise werden die Einspritzzeitdaten, die Einspritzzeit
steuerungsdaten u. dgl. in dem Schreib-Lese-Speicher 106
initialisiert. Bei dem Schritt 1302 wird eine Analog/Digital-
Umsetzung der analogen Spannungssignale des Ansaugluft-
Sensors 22 u.dgl. durchgeführt, bei dem Schritt 1303 eine
Voreinspritzungs-Startzeitsteuerung P 1 und eine
Haupteinspritzungs-Startzeitsteuerung P 2 berechnet und bei
dem Schritt 1304 eine Voreinspritzungszeit T S und eine
Haupteinspritzungszeit T M berechnet. Die Steuerung kehrt dann
zu dem Schritt 1302 zurück.
Der Voreinspritzungszeitgeber 104 a und der Haupteinspri
tzungszeitgeber 104 b zählen die Bezugssignale und die
Drehstellungssignale der Kurbelstellungssensoren 29 und 30;
die Zeitgeber 104 a und 104 b erzeugen rechteckige Einspri
tzungsimpulse S 1 und S 2 und übertragen diese Impulse an die
Eingabe/Ausgabeschnittstelle 102. Des weiteren erzeugen die
Zeitgeber 104 a und 104 b Unterbrechungssignale der Einspri
tzungsende-Zeitsteuerung und übertragen diese Signale an die
Unterbrechungsanschlüsse bzw. -ports der Zentraleinheit 103.
Bei einer Anfangsstufe werden Daten in den Zeitgebern 104 a
und 104 b bei dem Schritt 1301 der Fig. 13 gesetzt.
Wie vorstehend erläutert, werden die Zeitgeber 104 a und 104 b
zeitlich gesteuert und veranlassen Unterbrechungen in der
Zentraleinheit 103, wenn die Zeitgeber 104 a und der Haupt
einspritzzeitgeber 104 b gesetzt werden.
In der in Fig. 14 gezeigten Unterbrechungsroutine, die zu
jeder Zeit bzw. Betriebszeit des Voreinspritzzeitgebers 104 a
durchgeführt wird, werden bei einem Schritt 1401 die
Ausgangssignale der Flip-Flops 64 und 67 abgerufen, und bei
einem Schritt 1402 wird ein Rücksetzsignal RST zum Rücksetzen
der Flip-Flops 64 und 67 erzeugt, um auf diese Weise die
nächste Überwachungsbetriebsweise vorzubereiten.
Bei Schritten 1404 und 1405 wird bestimmt, ob die Ausgangs
zustände Q 1 und Q 2 der Flip-Flops 64 und 67 hohen Pegel ("1")
oder niedrigen Pegel ("0") haben. Wenn Q 1 = 1 und Q 2 = 0
sind, wird ein Normalzustand eingestellt. Daher geht die
Steuerung zu dem Schritt 1405 über, bei dem Voreinspritzungs
daten gesetzt werden, d.h. eine Startzeitsteuerung P 1 der
Voreinspritzung und eine Zeit T S der Voreinspritzung in dem
Voreinspritzzeitgeber 104 a, wonach diese Routine bei einem
Schritt 1406 beendet wird.
Wenn bei den Schritten 1403 und 1404 Q 1 = 1 und Q 2 = 1 sind,
wird ein anomaler Zustand I eingestellt. Daher geht die
Steuerung zu einem Schritt 1407 über, bei dem die Ein
spritzungswarnlampe 32 in Betrieb gesetzt wird. Darauf werden
bei dem Schritt 1408 die Ladevorgänge der Kondensatoren 4 und
4′ durch die Gleichhochspannungs-Generatorschaltungen
verhindert. Ferner werden bei einem Schritt 1409 die
Kondensatoren 4 und 4′ entladen, wonach bei einem Schritt
1410 diese Routine beendet wird.
In ähnlicher Weise wird bei dem Schritt 1403 ein anomaler
Zustand II eingestellt, wenn Q 1 = 0 ist. Demnach schreitet
die Steuerung zu einem Schritt 1411 fort, bei dem die Warn
lampe bzw. die Anforderungslampe 33 der Leistungsversorgung
aktiviert wird. Darauf werden bei einem Schritt 1412 Haupt
einspritzungsdaten, d.h. eine Haupteinspritz
Startzeitsteuerung P 2 und eine Haupteinspritzungszeit T M in
dem Voreinspritzzeitgeber 104 a gesetzt, worauf diese Routine
bei einem Schritt 1413 beendet wird.
Bei der in Fig. 15 gezeigten Unterbrechungsroutine, die zu
jeder Zeit bzw. Betriebszeit des Haupteinspritzungszeitgebers
104 b durchgeführt wird, wird bei einem Schritt 1501 bestimmt,
ob das Ausgangssignal Q 1 des Flip-Flops 64 auf hohem Pegel
("1") liegt oder nicht.
Wenn Q 1 = 1 ist, wird ein Normalzustand in dem Hauptein
spritzsystem eingestellt. Daher geht die Steuerung zu einem
Schritt 1502 über, bei dem Haupteinspritzungsdaten, d.h. eine
Haupteinspritz-Startzeitsteuerung P 2 und eine Hauptein
spritzungszeit T M in dem Haupteinspritzzeitgeber 104 b gesetzt
werden, wonach diese Routine bei einem Schritt 1504 beendet
wird. Im Gegensatz dazu wird bei dem Schritt 1502 ein
anomaler Zustand II eingestellt, wenn Q 1 = 0 ist. Demnach
geht die Steuerung zu einem Schritt 1503 über, bei dem der
Betrieb des Haupteinspritzzeitgebers 104 b verhindert wird,
wonach diese Routine bei einem Schritt 1504 beendet wird.
Demgemäß wird der Fahrer über das Auftreten eines anomalen
Zustandes I oder II durch die Warnlampen 32 oder 33
informiert. Auch wird eine Haupteinspritzung unter Verwendung
des Voreinspritz-Leistungsversorgungssystems fortgeführt,
selbst wenn ein anomaler Zustand II in dem Leistungsver
sorgungssystem der Haupteinspritzung auftritt, wodurch die
Funktion einer minimalen Kraftstoffeinspritzung erhalten
wird. Als Ergebnis hiervon kann das Fahrzeug behutsam zu
einer Werkstatt o. dgl. gefahren werden.
Gemäß der Fig. 16, die ein drittes erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel der Ansteuerungsvorrichtung veranschau
licht, ist eine Detektorschaltung 120 für einen anomalen
Zustand anstelle der Detektorschaltung 60 für einen anomalen
Zustand gemäß Fig. 10 vorgesehen.
Die Detektorschaltung 120 für einen anomalen Zustand besitzt
einen Stromdetektor-Kondensator 1201, einen Transformator
1202, eine Diode 1203, eine Spule 1204, einen Kondensator
1205, einen Entladewiderstand 1206, einen Vergleicher 1207
und ein RS-Flip-Flop 1208. Bei einem Normalzustand wird ein
Detektorstrom erfaßt und in der Zeitkonstantenschaltung
(1205, 1206) geladen. Ein anomaler Zustand des Hauptein
spritz-Leistungsversorgungssystems kann dadurch bestimmt
werden, daß festgestellt wird, ob das Ausgangssignal der
Zeitkonstantensteuerschaltung größer ist als ein Bezugs
spannungssignal V R 2, wozu der Vergleicher 1207 verwendet
wird.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 16 wird anhand
der Fig. 17A-17H und 18A-18H erläutert.
Bei einem Normalzustand fließt bei jeder Zündzeitsteuerung
einer Haupteinspritzung für den Ladethyristor 5′ ein
Detektorstrom durch den Kondensator 1201 und die Primär
wicklung des Transformators 1202 (s. Fig. 17G). Dieser
Detektorstrom wird über die Diode 1203 und die Spule 1204 in
den Kondensator 1205 geladen. Bei einem Normalzustand
vergrößert sich die Spannung des Kondensators 1206 und wird
höher als die Bezugsspannung V R 2, wodurch das Flip-Flop 1208
gesetzt wird. Der Ausgang Q 3 des Flip-Flops 1208 wird mittels
der Steuerschaltung 10 überwacht.
Wenn andererseits der vorgenannte anomale Zustand II, wie
etwa ein fehlerhaftes Öffnen des Transistors 302′ oder ein
fehlerhafter Kurzschlußzustand der Diode 304′ auftritt, wird
ein Detektorstrom nicht erfaßt, wie in Fig. 18G wiedergege
ben, und folglich wird das Flip-Flop 1208 nicht gesetzt.
Die Steuerschaltung 10 überwacht den Ausgang Q 3 des Flip-
Flops 1208 und setzt diesen zurück, wobei sie dieselbe
Routine, wie in Fig. 14 gezeigt, verwendet; daher wird der
vorgenannte anomale Zustand II eingestellt, wenn das Flip-
Flop 1208 nicht gesetzt ist. In diesem Fall kann auf dieselbe
Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10
eine Haupteinspritzung (P 2, T M ) in dem Voreinspritzsystem
vorgenommen werden.
Es ist anzumerken, daß die Routinen gemäß den Fig. 13, 14 und
15 bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16
verwendet werden können, jedoch ist bei diesem Ausführungs
beispiel nur ein anomaler Zustand vorhanden. Daher wird bei
den Schritten 1403 bis 1413 gemäß Fig. 14 bestimmt, ob der
Ausgang des Flip-Flops 1408 auf niedrigem Pegel ("0") liegt
oder nicht; als Ergebnis schreitet die Steuerung zu dem
Schritt 1411 und 1413 fort, wenn Q 3 = 0 ist und zu den
Schritten 1405 und 1406, wenn Q 3 = 1 ist.
Wie vorstehend erläutert, wird erfindungsgemäß keine
Beeinflussung zwischen der Vor- und der Haupteinspritzung
angezeigt, wenn das Intervall zwischen einer Vor- und einer
Haupteinspritzung verkürzt ist, da eine Vor- und eine Haupt
einspritzung mittels getrennter Leistungsversorgungssysteme
durchgeführt werden, so daß eine stabile Kraftstoffein
spritzung des Dieselmotors erhalten wird. Auch wenn das
Haupteinspritz-Leistungsversorgungssystem in einem anomalen
Zustand ist, kann eine Haupteinspritzung durch Verwendung des
Voreinspritz-Leistungsversorgungssystems vorgenommen werden,
wodurch ein Motorstillstand vermieden wird.
Somit stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Ansteuern
einer piezoelektrischen Einspritzeinrichtung bereit, mit der
eine Haupt- und eine Voreinspritzung bei einem Einspritzvor
gang in einem Dieselmotor durchführbar sind, wobei getrennte
Gleichhochspannungs-Generatorschaltungen für die Vorein
spritzung und die Haupteinspritzung vorgesehen sind.
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Ansteuern einer piezoelektrischen
Einspritzungseinrichtung (9) zum Durchführen einer Haupt- und
einer Voreinspritzung einer Einspritzung in einem Diesel
motor, gekennzeichnet durch
eine erste Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3) zur Verwendung bei der Voreinspritzung, die an einer Batterie (1), zum Erzeugen einer Ausgangsgleichspannung angeschlossen ist,
eine erste Kondensatorschaltung (4), die an die Gleichhoch spannungs-Generatorschaltung angeschlossen ist und zum Akkumulieren der Gleichausgangsspannung dient,
eine erste Lade/Entladeschaltung (5, 6, 7, 8), die an den ersten Kondensator angeschlossen ist, zum Laden und Entladen der piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung der Vorein spritzung,
eine zweite Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3′) zur Verwendung bei der Haupteinspritzung, die an die Batterie zum Erzeugen einer Gleichausgangsspannung angeschlossen ist,
eine zweite Kondensatorschaltung (4′), die an die zweite Gleichhochspannungs-Generatorschaltung angeschlossen ist, zum Akkumulieren von deren Gleichausgangsspannung,
eine zweite Lade/Entladeschaltung (5′, 6, 7, 8), die an den zweiten Kondensator angeschlossen ist, zum Laden und Entladen der piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung für die Haupt einspritzung und
eine Steuerschaltung (10), die an die erste und zweite Lade/ Entladeschaltung angeschlossen ist, zum Steuern der ersten und der zweiten Lade/Entladeschaltung, so daß die Vorein spritzung und die Haupteinspritzung ausgeführt werden.
eine erste Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3) zur Verwendung bei der Voreinspritzung, die an einer Batterie (1), zum Erzeugen einer Ausgangsgleichspannung angeschlossen ist,
eine erste Kondensatorschaltung (4), die an die Gleichhoch spannungs-Generatorschaltung angeschlossen ist und zum Akkumulieren der Gleichausgangsspannung dient,
eine erste Lade/Entladeschaltung (5, 6, 7, 8), die an den ersten Kondensator angeschlossen ist, zum Laden und Entladen der piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung der Vorein spritzung,
eine zweite Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3′) zur Verwendung bei der Haupteinspritzung, die an die Batterie zum Erzeugen einer Gleichausgangsspannung angeschlossen ist,
eine zweite Kondensatorschaltung (4′), die an die zweite Gleichhochspannungs-Generatorschaltung angeschlossen ist, zum Akkumulieren von deren Gleichausgangsspannung,
eine zweite Lade/Entladeschaltung (5′, 6, 7, 8), die an den zweiten Kondensator angeschlossen ist, zum Laden und Entladen der piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung für die Haupt einspritzung und
eine Steuerschaltung (10), die an die erste und zweite Lade/ Entladeschaltung angeschlossen ist, zum Steuern der ersten und der zweiten Lade/Entladeschaltung, so daß die Vorein spritzung und die Haupteinspritzung ausgeführt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ladeabschnitt der ersten Lade/Entladeschaltung einen
Ladethyristor (5) und eine Spule (6), die in Reihe zwischen
der ersten Kondensatorschaltung (4) und der piezoelektrischen
Einspritzungseinrichtung (9) liegt, und einen LC-Schwingkreis
aufweist, der von der ersten Kondensatorschaltung, der
Spule und der piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung
gebildet wird, wenn der Ladethyristor eingeschaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Entladeabschnitt der ersten Lade/Entlade
schaltung (5, 6, 7, 8) einen Entladethyristor (8) und eine
Spule (7), die in Reihe mit der piezoelektrischen
Einspritzungseinrichtung (9) angeschlossen ist, und einen LC-
Schwingkreis aufweist, der von der Spule und der
piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung gebildet wird,
wenn der Entladethyristor eingeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Ladeabschnitt der zweiten
Lade/Entladeschaltung (5′, 6, 7, 8) einen Ladethyristor (5′)
und eine Spule (6) , die in Reihe zwischen der ersten
Kondensatorschaltung (4) und der piezoelektrischen
Einspritzungseinrichtung (9) angeschlossen ist, und einen LC-
Schwingkreis aufweist, der von der ersten
Kondensatorschaltung, der Spule und der piezoelektrischen
Einspritzungseinrichtung gebildet wird, wenn der
Ladethyristor eingeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Entladeabschnitt der zweiten
Lade/Entladeschaltung (5′, 6, 7, 8) einen Entladethyristor
(8) in Reihe mit einer Spule (7) aufweist, die parallel zu der
piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung (9) geschaltet
sind, und daß ein LC-Schwingkreis von der Spule und der
piezoelektrischen Einspritzungseinrichtung gebildet werden,
wenn der Entladethyristor eingeschaltet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Entladeabschnitt der ersten
Lade/Entladeschaltung (5, 6, 7, 8) einem Entladeabschnitt der
zweiten Lade/Entladeschaltung (5′, 6, 7, 8) gemeinsam sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichhochspannungs-
Generatorschaltung einen Gleichspannungs/Gleichspannungs-
Umsetzer vom Sperrtyp aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Detektorschaltung (60, 120)
für einen anomalen Zustand vorgesehen ist, die an die zweite
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3′) angeschlossen
ist, zum Erfassen eines anomalen Zustandes der zweiten
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Detektorschaltung (60) zum
Erfassen für einen anomalen Zustand vorgesehen ist, die an
die zweite Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3′)
angeschlossen ist, zum Erfassen eines anomalen Zustandes der
zweiten Lade/Entladeschaltung (5′, 6, 7, 8).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Detektorschaltung (60, 120) für einen
anomalen Zustand eine Spannungsdetektorschaltung (60 a), die
an die zweite Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3′)
angeschlossen ist,
eine Zeitkonstantenschaltung (61, 62), die an die Spannungs detektorschaltung angeschlossen ist, und
eine Vergleichseinrichtung (63 bis 67) aufweist, die an die Zeitkonstantenschaltung angeschlossen ist, zum Vergleichen eines Ausgangsspannungssignals (V m ) der Zeitkonstanten schaltung mit einer Bezugsspannung (V R 1) während einer der Haupteinspritzung entsprechenden Zeit.
eine Zeitkonstantenschaltung (61, 62), die an die Spannungs detektorschaltung angeschlossen ist, und
eine Vergleichseinrichtung (63 bis 67) aufweist, die an die Zeitkonstantenschaltung angeschlossen ist, zum Vergleichen eines Ausgangsspannungssignals (V m ) der Zeitkonstanten schaltung mit einer Bezugsspannung (V R 1) während einer der Haupteinspritzung entsprechenden Zeit.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschaltung (10) die Haupteinspritzung veranlaßt,
indem sie die erste Gleichhochspannungs-Generatorschaltung
(3) benutzt, wenn die Detektorschaltung (60, 120) für einen
anomalen Zustand einen anomalen Zustand der zweiten
Gleichhochspannungs-Generatorschaltung (3′) feststellt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektorschaltung (120) für einen anomalen Zustand
eine Ladestrom-Detektorschaltung (1201, 1202), die an einen
Ladeabschnitt der zweiten Lade/Entladeschaltung (5′, 6, 7, 8)
angeschlossen ist,
eine Akkumulatorschaltung (1203 bis 1206), die an die Lade strom-Detektorschaltung angeschlossen ist, zum Akkumulieren von deren Ausgangssignal und
einen Vergleicher (1207) aufweist, der an die Akkumulator schaltung angeschlossen ist, zum Vergleichen von deren Ausgangsspannung mit einer Bezugsspannung (V R 2).
eine Akkumulatorschaltung (1203 bis 1206), die an die Lade strom-Detektorschaltung angeschlossen ist, zum Akkumulieren von deren Ausgangssignal und
einen Vergleicher (1207) aufweist, der an die Akkumulator schaltung angeschlossen ist, zum Vergleichen von deren Ausgangsspannung mit einer Bezugsspannung (V R 2).
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