JP2002252990A - ピエゾアクチュエータ駆動回路および燃料噴射装置 - Google Patents

ピエゾアクチュエータ駆動回路および燃料噴射装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピエゾアクチュエータのピエゾスタックが充
電保持状態の時に、ピエゾスタックと通電用の接続端子
とをつなぐケーブルの断線を検出することである。 【解決手段】 ピエゾアクチュエータ駆動回路の異常検
出回路部２９Ｅに、非接地側の接続端子２０１Ｅにおけ
る電圧を検出する電圧検出手段３１と、検出電圧を予め
設定した基準電圧と比較し、検出電圧が基準電圧よりも
高いか否かの比較信号を出力する比較手段３２とを具備
せしめ、検出電圧が基準電圧よりも低ければ、ケーブル
２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｅの断線と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はピエゾアクチエータ
駆動回路および燃料噴射装置の異常検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピエゾアクチュエータは、ＰＺＴ等の圧
電材料の圧電作用を利用したもので、容量性素子である
ピエゾスタックが充放電により伸長または縮小してピス
トン等を直線動する。例えば、内燃機関の燃料噴射装置
において、燃料噴射用のインジェクタの開閉弁の切り換
えをピエゾアクチュエータにより行うものが知られてお
り、このものでは、開閉弁の切り換えを行う弁体に対す
る駆動力や弁体のリフト量がピエゾスタックの充電量で
設定されることになる。
【０００３】ピエゾアクチュエータ駆動回路はピエゾス
タックに通電するための充放電回路部や、充放電電流や
充電量を制御するための制御部からなり、ユニット化し
ている。そして、ピエゾアクチュエータ駆動回路には正
負１対の接続端子を備えており、この接続端子と、ピエ
ゾアクチュエータに搭載されたピエゾスタックとが充放
電用のケーブルで接続される。
【０００４】ピエゾスタックは充電により伸長または放
電により縮小すると、次に放電または充電が行われない
限りその状態を保持する。例えば、前記内燃機関の燃料
噴射装置の場合等、燃料の噴射量は噴射期間の長さで規
定されるから、例えば、噴射期間の始期に充電を行って
インジェクタが開弁し、噴射期間の間はピエゾスタック
は充電状態を保持する。そして、噴射期間の終期に放電
を行ってインジェクタが閉弁することになる。
【０００５】ところで、ケーブルの断線や接続端子との
接触不良等の導通異常があると、ピエゾスタックの充放
電が不能となり、ピエゾアクチュエータが所定の作動を
できなくなる。前記燃料噴射装置では、噴射時期になっ
ても燃料が噴射されないといった不具合が発生する。ま
た、一旦充電されてから前記ケーブルが例えば断線する
と、放電できなくなり、所定の噴射期間を過ぎても燃料
の噴射が続くことになる。燃料噴射装置にはかかる場合
を想定して、一定時間を経過すると機械的にフェールセ
ーフ機能が働いて燃料の噴射自体は停止するようにした
ものもあり、深刻な不具合に発展しないようになってい
る。
【０００６】特開平１−２０２１７７号公報には、ピエ
ゾスタックに通電する通電経路に設けられた電流検出用
の抵抗器の両端間電圧を充電作動時に検出して、その検
出電圧値が所定のしきい値よりも低ければ、ケーブルの
導通異常により正常な充電電流が流れていないものと判
断する異常検出技術が記載されている。かかる技術を適
用すれば、導通異常が検出された以降は、当該ピエゾス
タックや、ケーブルを共通とするピエゾスタック群への
充電を禁止する等の措置をとることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平１−２０２１７７号公報記載の異常検出技術は、充
放電電流に基づいて異常を検出するものであるため、異
常を検出するタイミングが噴射期間の始期および終期に
限定されることになる。
【０００８】このため、完全な断線等の場合は明確に検
出することができるが、接続端子における接触不良で導
通遮断と導通回復とを繰り返すチャタリングの場合は必
ずしも検出することはできない。その上、このチャタリ
ングの場合は、ピエゾスタックの充放電がもはやできな
くなる完全断線と異なり、充放電の不能状態が確実では
ないため、前記機械的なフェールセーフ機能が働くとは
いえ、放電不能で燃料噴射を停止できなくなることが頻
出するおそれがある。
【０００９】本発明は前記実情に鑑みなされたもので、
チャタリングを含むケーブル断線を高い確度で検出する
機能をもったピエゾアクチュエータ駆動回路および燃料
噴射装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、ピエゾアクチュエータに搭載されたピエゾスタック
の充電と放電とを行う充放電回路部と、前記ピエゾスタ
ックに到る通電ケーブルが接続される正負１対の接続端
子と、前記通電ケーブルにおける導通異常を検出する異
常検出回路部とを有するピエゾアクチュエータ駆動回路
において、前記異常検出回路部を、前記接続端子のうち
非接地側の接続端子における電圧を検出する電圧検出手
段と、検出された電圧を予め設定した基準の電圧と比較
し、比較信号を出力する比較手段とを具備する構成とす
る。
【００１１】非接地側の接続端子における電圧は、通電
ケーブルに導通異常がなければ、ピエゾスタックの充電
指令に応じてピエゾスタックの充電が開始されると０Ｖ
から上昇して基準電圧を越え、目標充電量に対応した電
圧を保持する。そして、ピエゾスタックの放電指令に応
じてピエゾスタックの充電が開始されると基準電圧を下
回って再び０Ｖになる。この、ピエゾスタックが充電保
持状態にある時に通電ケーブルの断線等が発生すれば、
ピエソスタックが充電状態を保持していてもこの接続端
子における電圧すなわち検出電圧が低下して基準電圧を
下回り、比較手段の出力が反転することになる。これに
より、充電時や放電時でなくとも通電ケーブルの導通異
常を検出することができる。チャタリング発生時には検
出電圧が何度も基準電圧を上下するから、検出が容易で
ある。
【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１の発明
の構成において、前記異常検出回路部には、ピエゾスタ
ックの充電指令と放電指令の間において、検出された電
圧が前記基準電圧を上回る回数をカウントする計数手段
を具備せしめる。
【００１３】検出電圧は、充電時に１回、基準電圧を上
回るが、通電ケーブルに導通異常が生じると再び下回る
ことになる。チャタリングの場合は再び検出電圧が前記
基準電圧を上回り、この検出電圧が前記基準電圧を上回
る回数が２回以上になる。したがって、放電前に通電ケ
ーブルが正常な通電状態に復しても、前記回数から導通
異常であることを検出することができる。
【００１４】請求項３記載の発明では、請求項２の発明
の構成において、前記計数手段は、前記充電指令に対し
てリセットする２段のＤフリップフロップ回路により構
成されて２ビットのカウントが可能な二進カウンタとす
る。
【００１５】検出電圧が前記基準電圧を上回る回数が２
回になると二進カウンタの出力値すなわち上位ビットの
Ｄフリップフロップ回路の出力値が「Ｈ」になるので、
これよりチャタリングを検出することができる。
【００１６】請求項４記載の発明では、請求項３の発明
の構成において、前記比較手段を、前記検出電圧が前記
基準電圧を越えると立ち上がる第１の比較信号と、これ
と逆相で前記検出電圧が前記基準電圧を下回ると立ち上
がる第２の比較信号とを出力する構成とし、前記異常検
出回路部には、前記第１の比較信号をセット端子の入力
とし第２の比較信号をリセット端子の入力とするＳ−Ｒ
フリップフロップ回路と、前記セット端子または前記リ
セット端子の入力値を強制的に固定する入力値固定手段
とを具備せしめ、前記Ｓ−Ｒフリップフロップ回路の出
力信号を前記二進カウンタへの入力信号とする。
【００１７】入力値固定手段によりＳ−Ｒフリップフロ
ップ回路のセット端子およびリセット端子の入力値を固
定することで、異常の有無の判定結果としての二進カウ
ンタの出力値やＳ−Ｒフリップフロップ回路の出力値を
保持することができる。
【００１８】請求項５記載の発明では、請求項４の発明
の構成において、前記入力値固定手段として、前記二進
カウンタの出力値が「Ｈ」になると、前記Ｓ−Ｒフリッ
プフロップ回路のセット端子の入力値を「Ｌ」に固定す
るセット入力値固定手段を具備せしめる。
【００１９】チャタリングの発生で二進カウンタの出力
値が「Ｈ」になると、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路のセ
ット端子が「Ｈ」にはならず、二進カウンタはカウント
アップが禁止される。これにより、チャタリングにより
検出電圧が基準電圧を何度も上下しても、二進カウンタ
の出力値が、チャタリングであることを示す「Ｈ」を保
持する。
【００２０】請求項６記載の発明では、請求項４または
５の発明の構成において、前記入力値固定手段として、
前記放電指令が入力すると前記Ｓ−Ｒフリップフロップ
回路のリセット端子の入力値を「Ｌ」に固定するリセッ
ト入力値固定手段を具備せしめる。
【００２１】放電指令による放電で検出電圧が基準電圧
を下回ってもＳ−Ｒフリップフロップ回路のリセット端
子が「Ｈ」にはならず、ピエゾスタックの充電保持期間
中に通電ケーブルが正常であれば、ピエゾスタックの放
電後にも、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路の出力値が、通
電ケーブルが正常であることを示す「Ｈ」を保持する。
【００２２】請求項７記載の発明では、燃料噴射装置
を、ピエゾアクチュエータにより開閉して燃料の噴射と
停止とが切り換わるインジェクタと、前記ピエゾアクチ
ュエータを駆動する前記請求項１ないし６いずれか記載
のピエゾアクチュエータ駆動回路とを具備する構成とす
る。
【００２３】充電時や放電時でなくとも通電ケーブルの
導通異常を検出することができる。チャタリングであっ
ても検出が容易である。したがって、機械的なフェール
セーフ機構が何度も働いて異常な燃料噴射が繰り返され
るのを回避することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１、図２に本
発明のピエゾアクチュエータ駆動回路の構成を示し、図
３に本発明を適用したディーゼルエンジンのコモンレー
ル式の燃料噴射装置の構成を示す。ピエゾアクチュエー
タ駆動回路の説明に先立ち燃料噴射装置について説明す
る。ディーゼルエンジンの気筒数分のインジェクタ１が
各気筒に対応して設けられ（図例ではインジェクタ１は
１つのみ図示）、供給ライン５５を介して連通する共通
のコモンレール５４から燃料の供給を受け、インジェク
タ１から各気筒の燃焼室内に略コモンレール５４内の燃
料圧力（以下、コモンレール圧力という）に等しい噴射
圧力で燃料を噴射するようになっている。コモンレール
５４には燃料タンク５１の燃料が高圧サプライポンプ５
３により圧送されて高圧で蓄えられる。
【００２５】また、コモンレール５４からインジェクタ
１に供給された燃料は、上記燃焼室への噴射用の他、イ
ンジェクタ１の制御油圧等としても用いられ、インジェ
クタ１から低圧のドレーンライン５６を経て燃料タンク
５１に還流するようになっている。
【００２６】ＣＰＵ６１はクランク角度等の検出信号に
基づいて燃料の噴射時期と噴射量を演算し、これに応じ
た噴射信号を各インジェクタ１に搭載されたピエゾアク
チュエータを駆動するためのピエゾアクチュエータ駆動
回路２に出力し、インジェクタ１から所定の期間、燃料
を噴射せしめる。
【００２７】また、ＣＰＵ６１は他のセンサ入力等によ
り知られる運転条件に応じた適正な噴射圧となるように
制御する。このため、圧力センサ６２がコモンレール５
４に設けられており、ＣＰＵ６１はコモンレール圧力に
基づいて調量弁５２を制御してコモンレール５４への燃
料の圧送量を調整する。
【００２８】図４は前記インジェクタ１の構造を示すも
ので、インジェクタ１は棒状体で、図中下側部分がエン
ジンの図略の燃焼室壁を貫通して燃焼室内に突出するよ
うに取り付けられている。インジェクタ１は下側から順
にノズル部１ａ、背圧制御部１ｂ、ピエゾアクチュエー
タ１ｃとなっている。
【００２９】ノズル部１ａのスリーブ状の本体１０４内
にニードル１２１がその後端部にて摺動自在に保持され
ており、ニードル１２１はノズル本体１０４の先端部に
形成された環状シート１０４１に着座または離座する。
ニードル１２１の先端部の外周空間１０５には高圧通路
１０１を介してコモンレール５４から高圧燃料が導入さ
れ、ニードル１２１のリフト時に噴孔１０３から燃料が
噴射される。ニードル１２１にはその環状段面１２１１
に前記高圧通路１０１からの燃料圧がリフト方向（上向
き）に作用している。
【００３０】ニードル１２１の後方には高圧通路１０１
からインオリフィス１０７を介して制御油としての燃料
が導入されており、ニードル１２１の背圧を発生する背
圧室１０６が形成される。この背圧は、背圧室１０６に
配設されたスプリング１２２とともにニードル１２１の
後端面１２１２に着座方向（下向き）に作用する。
【００３１】前記背圧は背圧制御部１ｂで増減され、背
圧制御部１ｂは前記ピエゾスタック１２７を備えたピエ
ゾアクチュエータ１ｃにより駆動される。
【００３２】前記背圧室１０６はアウトオリフィス１０
９を介して常時、背圧制御部１ｂの弁室１１０と連通し
ている。弁室１１０は天井面１１０１が上向きの円錐状
に形成されており、天井面１１０１の最上部に、低圧室
１１１と連通する低圧ポート１１０ａが開口しており、
低圧室１１１はドレーンライン５６に通じる低圧通路１
０２と連通している。弁室１１０の底面には高圧制御通
路１０８を介して高圧通路１０１と連通する高圧ポート
１１０ｂが開口している。
【００３３】弁室１１０内には、下側部分を水平にカッ
トしたボール１２３が配設されている。ボール１２３は
上下動可能な弁体であり、下降時には、上記カット面で
弁座としての弁室底面（以下、高圧側シートという）１
１０２に着座して高圧ポート１１０ｂを閉鎖することに
より弁室１１０を高圧制御通路１０８と遮断し、上昇時
には弁座としての上記天井面（以下、低圧側シートとい
う）１１０１に着座して低圧ポート１１０ａを閉鎖する
ことにより弁室１１０を前記低圧室１１１から遮断す
る。これにより、ボール１２３下降時には背圧室１０６
がアウトオリフィス１０９、弁室１１０を経て低圧室１
１１と連通し、ニードル１２１の背圧が低下してニード
ル１２１が離座する。一方、ボール１２３の上昇時には
背圧室１０６が低圧室１１１と遮断されて高圧通路１０
１のみと連通し、ニードル１２１の背圧が上昇してニー
ドル１２１が着座する。
【００３４】ボール１２３はピエゾアクチュエータ１ｃ
により押圧駆動される。ピエゾアクチュエータ１ｃは、
低圧室１１１の上方に上下方向に形成された縦穴１１２
に径の異なる２つのピストン１２４，１２５が摺動自在
に保持され、上側の大径のピストン１２５の上方にピエ
ゾスタック１２７が上下方向を伸縮方向として配設され
ている。
【００３５】大径ピストン１２５はその下方に設けられ
たスプリング１２６によりピエゾスタック１２７と当接
状態を維持しており、ピエゾスタック１２７の伸縮量と
同じだけ上下方向に変位するようになっている。
【００３６】ボール１２３と対向する下側の小径ピスト
ン１２４と大径ピストン１２５と縦穴１１２とで画され
た空間には燃料が充填されて変位拡大室１１３が形成さ
れており、ピエゾスタック１２７の伸長で大径ピストン
１２５が下方変位して変位拡大室１１３の燃料を押圧す
ると、その押圧力が変位拡大室１１３の燃料を介して小
径ピストン１２４に伝えられる。ここで、小径ピストン
１２４は大径ピストン１２５よりも小径としているの
で、ピエゾスタック１２７の伸長量が拡大されて小径ピ
ストン１２４の変位に変換される。
【００３７】燃料噴射時には、先ず、ピエゾスタック１
２７が充電されてピエゾスタック１２７が伸長すること
により、小径ピストン１２４が下降してボール１２３を
押し下げる。これによりボール１２３が低圧側シート１
１０１からリフトするとともに高圧側シート１１０２に
着座して背圧室１０６が低圧通路１０２と連通するの
で、背圧室１０６の燃料圧が低下する。これにより、ニ
ードル１２１に離座方向に作用する力の方が着座方向に
作用する力よりも優勢となって、ニードル１２１が離座
して燃料噴射が開始される。
【００３８】噴射停止は反対にピエゾスタック１２７の
放電によりピエゾスタック１２７を縮小してボール１２
３への押し下げ力を解除する。この時、弁室１１０内は
低圧となっており、またボール１２３の底面には高圧制
御通路１０８から高圧の燃料圧力が作用しているから、
ボール１２３には全体としては上向きの燃料圧が作用し
ている。そして、前記ボール１２３への押し下げ力の解
除により、ボール１２３が高圧側シート１１０２から離
間するとともに再び低圧側シート１１０１に着座して弁
室１１０の燃料圧力が上昇するため、ニードル１２１が
着座し噴射が停止する。
【００３９】図１、図２によりピエゾスタック１２７の
充電と放電とを行うピエゾアクチュエータ駆動回路２の
構成を示す。なお、説明の便宜のため、適宜、ピエゾス
タック１２７を４つの気筒に対応して、♯１気筒用のも
のから順番にピエゾスタック１２７Ａ、ピエゾスタック
１２７Ｂ、ピエゾスタック１２７Ｃ、ピエゾスタック１
２７Ｄと表すものとする。ピエゾアクチュエータ駆動回
路２はその本体部分である充電放電回路部２ａと、本発
明の特徴部分である異常検出回路部２９Ｅ，２９Ｆとを
具備している。充電放電回路部２ａは、車載バッテリの
給電（＋Ｂ）で数十〜数百Ｖの直流電圧を発生するＤＣ
−ＤＣコンバータ２１１、およびその出力端に並列に接
続されたバッファコンデンサ２１２により直流電源２１
を構成し、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電用
の電圧を出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１は一般
的な昇圧チョッパ型の回路で、スイッチング素子２１１
２のオン時にインダクタ２１１１にエネルギーを蓄積し
て、スイッチング素子２１１２のオフ時に逆起電力を発
生するインダクタ２１１１からダイオード２１１３を介
してバッファコンデンサ２１２に充電される。バッファ
コンデンサ２１２は十分静電容量の大きなもので構成さ
れ、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄへの充電作動時
にも略一定の電圧値を保つようになっている。
【００４０】直流電源２１のバッファコンデンサ２１２
からピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄにインダクタ２
３を介して通電する第１の通電経路２２ａが設けてあ
り、通電経路２２ａには、バッファコンデンサ２１２と
インダクタ２３間にこれらと直列に第１のスイッチング
素子２４ａが介設されている。第１のスイッチング素子
２４ａはＭＯＳＦＥＴで構成され、その寄生ダイオード
（以下、第１の寄生ダイオードという）２４１ａがバッ
ファコンデンサ２１２の両端間電圧に対して逆バイアス
となるように接続される。また、インダクタ２３とピエ
ゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄは第２の通電経路２２ｂ
を形成している。この通電経路２２ｂは、インダクタ２
３と第１のスイッチング素子２４ａの接続中点に接続さ
れる第２のスイッチング素子２４ｂを有し、インダクタ
２３、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄおよび第２の
スイッチング素子２４ｂを含む閉回路を形成している。
第２のスイッチング素子２４ｂもＭＯＳＦＥＴで構成さ
れ、その寄生ダイオード（以下、第２の寄生ダイオード
という）２４１ｂがバッファコンデンサ２１２の両端間
電圧に対して逆バイアスとなるように接続される。
【００４１】通電経路２２ａ，２２ｂはピエゾスタック
１２７Ａ〜１２７Ｄのそれぞれに共通であり、また、次
のように駆動対象としてのピエゾスタック１２７Ａ〜１
２７Ｄが選択できる。ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７
Ｄのそれぞれには直列にスイッチング素子（以下、適
宜、選択スイッチング素子という）２５Ａ，２５Ｂ，２
５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｅ，２５Ｆが接続されている。第１
の種類の選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｄとピエゾ
スタック１２７Ａ〜１２７Ｄとは、各気筒に対応して設
けられた接地側の接続端子２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１
Ｃ，２０１Ｄを介して接続され、接続端子２０１Ａ〜２
０１Ｄとピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの間は通電
ケーブル２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄとな
っている。噴射時には選択スイッチング素子２５Ａ〜２
５Ｄのうち、噴射気筒に対応するピエゾスタック１２７
Ａ〜１２７Ｄと接続されたものがオンする。
【００４２】また、第２の種類の選択スイッチング素子
２５Ｅ，２５Ｆとピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄと
は非接地側である電源側の接続端子２０１Ｅ，２０１Ｆ
を介して接続され、電源側の接続端子（以下、コモン端
子という）２０１Ｅ，２０１Ｆとピエゾスタック１２７
Ａ〜１２７Ｄとの間が、二股の通電ケーブル２０３Ｅ，
２０３Ｆとなっている。一方の通電ケーブル２０３Ｅは
ピエゾスタック１２７Ａとピエゾスタック１２７Ｂとに
共通で、他方の通電ケーブル２０３Ｆはピエゾスタック
１２７Ｃとピエゾスタック１２７Ｄとに共通である。選
択スイッチング素子２５Ｅは、ピエゾスタック１２７
Ａ，１２７Ｂを搭載した♯１、♯２気筒のインジェクタ
１の群（バンク）への通電の許容と禁止とを切り換え、
選択スイッチング素子２５Ｆは、ピエゾスタック１２７
Ｃ，１２７Ｄを搭載した♯３、♯４気筒のインジェクタ
１の群（バンク）への通電の許容と禁止とを切り換える
ようになっている。例えば、通電ケーブル２０３Ｅ，２
０３Ｆのうちの一方がグランドショートしても、グラン
ドショートした方に対応する選択スイッチング素子２５
Ｅ，２５Ｆをオフにして、他方のバンクの作動を確保す
ることができる（リンプフォーム）。
【００４３】各選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｆは
ＭＯＳＦＥＴが用いられており、その寄生ダイオード
（以下、選択寄生ダイオードという）２５１Ａ，２５１
Ｂ，２５１Ｃ，２５１Ｄ，２５１Ｅ，２５１Ｆは、バッ
ファコンデンサ２１２に対して逆バイアスとなるように
接続されている。
【００４４】スイッチング素子２４ａ，２４ｂ，２５Ａ
〜２５Ｆの各ゲートにはコントローラ２８からそれぞれ
制御信号が入力しており、前記のごとく選択スイッチン
グ素子２５Ａ〜２５Ｄのいずれかをオンして駆動対象の
ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが選択されるととも
に、スイッチング素子２４ａ，２４ｂのゲートにはパル
ス状の制御信号が入力してスイッチング素子２４ａ，２
４ｂをオンオフし、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄ
の充電制御および放電制御を行うようになっている。
【００４５】ピエゾスタック１２７Ａとピエゾスタック
１２７Ｂとに共通に直列に比較的低抵抗の抵抗器２７Ｅ
が、ピエゾスタック１２７Ｃとピエゾスタック１２７Ｄ
とに共通に直列に前記抵抗器２７Ｅと同じ抵抗器２７Ｆ
が設けてある。その両端間電圧はコントローラ２８に入
力し、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電電流が
検出されるようになっている。
【００４６】第２のスイッチング素子２４ｂには直列に
比較的低抵抗の抵抗器２７Ｇが設けてある。その両端間
電圧はコントローラ２８に入力し、ピエゾスタック１２
７Ａ〜１２７Ｄの放電電流が検出されるようになってい
る。
【００４７】また、コントローラ２８には、充電量であ
る各ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの両端端電圧
（以下、ピエゾスタック電圧という）が入力している。
【００４８】コントローラ２８には、前記のごとくＣＰ
Ｕ６１から、選択した噴射気筒に燃料を噴射せしめるた
めの前記噴射信号が入力している。噴射信号は、「Ｌ」
と「Ｈ」よりなる二値信号であり、その立ち上がりでピ
エゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電を開始し、立ち
下がりでピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを放電す
る。噴射信号は、各気筒に１対１に対応して出力され、
出力されている間、コントローラ２８は対応する選択ス
イッチング素子２５Ａ〜２５Ｄをオンする。
【００４９】コントローラ２８は、充電制御時には、第
１のスイッチング素子２４ａのオン期間とオフ期間とを
次のように設定し、第１のスイッチング素子２４ａの制
御信号を出力する。すなわち、第１のスイッチング素子
２４ａをオンして第１の通電経路２２ａに漸増する充電
電流を流す。充電電流が予め設定した上限の電流値にな
るとスイッチング素子２４ａをオフしてオフ期間に入
る。この時、インダクタ２３に発生する逆起電力は第２
のスイッチング素子２４ｂの寄生ダイオード２４１ｂに
対して順バイアスであるから、インダクタ２３に蓄積さ
れたエネルギーにより第２の通電経路２２ｂに漸減する
フライホイール電流が流れ、ピエゾスタック１２７Ａ〜
１２７Ｄの充電が進行する。充電電流が下限の電流値
（略０）になると再び第１のスイッチング素子２４ａを
オンしてオン期間に入り、これを繰り返す（多重スイッ
チング方式）。そして、ピエゾスタック電圧が予め設定
した電圧に達するとスイッチング素子２４ａをオフに固
定し、充電は完了となる。このようにピエゾスタック１
２７Ａ〜１２７Ｄを充電することで、ピエゾスタック１
２７Ａ〜１２７Ｄが伸長して変位拡大室１１３を介して
ボール１２３を押圧しリフトせしめる。
【００５０】また、放電制御時には、第２のスイッチン
グ素子２４ｂのオン期間とオフ期間とを次のように設定
し、第２のスイッチング素子２４ｂの制御信号を出力す
る。すなわち、第２のスイッチング素子２４ｂをオンし
て第２の通電経路２２ｂに漸増する放電電流を流す。放
電電流が予め設定した電流値（以下、上限電流値とい
う）になるとスイッチング素子２４ｂをオフしてオフ期
間に入る。この時、インダクタ２３に大きな逆起電力が
発生し、インダクタ２３に蓄積されたエネルギーにより
フライホイール電流を第１の通電経路２２ａに流しバッ
ファコンデンサ２１２にエネルギーを回収する。放電電
流が下限の電流値（略０）になると再び第２のスイッチ
ング素子２４ｂをオンして、これを繰り返す。そして、
ピエゾスタック電圧が０に達するとスイッチング素子２
４ｂをオフに固定し、放電は完了となる。このようにピ
エゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを放電することで、ピ
エゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが縮小して変位拡大室
１１３の燃料圧力によるボール１２３への押圧力が解除
されてボール１２３が着座する。
【００５１】なお、前記通電ケーブル２０３Ａ〜２０３
Ｆの断線等でピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが放電
不能となると、インジェクタ１が噴射信号で規定される
燃料噴射期間が終了しても燃料が噴射し続けることにな
るが、図４に示した前記インジェクタ１ではピエゾスタ
ック１２７が充電状態にある時間が一定時間を越えると
閉弁する機械的なフェールセーフ機構を備えている。す
なわち、インジェクタ１はピエゾスタック１２７の伸長
で変位拡大室１１３内の燃料を圧縮して加圧し、ボール
１２３を押圧する押圧力を発生しており、その燃料圧力
はボール１２３がリフト状態のときはボール１２３に作
用する上向きの付勢力に抗し得る圧力となっている。こ
のため、変位拡大室１１３内の加圧した燃料はピストン
１２４，１２５の摺動部から僅かずつ低圧室１１１等の
低圧部にリークし、ボール１２３のリフト量が低下して
背圧室１０６から低圧室１１１に抜ける燃料の流量が減
少し、これにより背圧が漸次上昇し、終にはニードル１
２１が着座して燃料の噴射が停止することになる。
【００５２】また、ピエゾアクチュエータ駆動回路２に
はコモン端子２０１Ｅと導通する第１の配線パターン２
０２Ｅ、およびコモン端子２０１Ｆと導通する第２の配
線パターン２０２Ｆが形成されており、それぞれ１対１
に対応して異常検出回路部２９Ｅ，２９Ｆに入力してい
る。また、異常検出回路部２９Ｅには♯１気筒用の噴射
信号（Ｔ1 ）および♯２気筒用の噴射信号（Ｔ2 ）が入
力しており、異常検出回路部２９Ｆには♯３気筒用の噴
射信号（Ｔ3 ）および♯４気筒用の噴射信号（Ｔ4 ）が
入力している。
【００５３】第１の異常検出回路部２９Ｅは第１、第２
のピエゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂ用の通電ケーブル
２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｅの、断線や、接続端子２
０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｅとの接触不良等の導通異常
を検出し、第２の異常検出回路部２９Ｆは第３、第４の
ピエゾスタック１２７Ｃ，１２７Ｄ用の通電ケーブル２
０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｆの、断線や、接続端子２０
１Ｃ，２０１Ｄ，２０１Ｆとの接触不良等の導通異常を
検出する。各異常検出回路部２９Ｅ，２９Ｆから出力さ
れる異常検出信号はＣＰＵ６１に入力しており、ＣＰＵ
６１は前記リンプフォームで説明したように、異常があ
れば所定の措置をとるようになっている。
【００５４】異常検出回路部２９Ｅ，２９Ｆは共通の回
路構成をとっており、第１の異常検出回路部２９Ｅにつ
いて説明する。異常検出回路部２９Ｅの詳細を示す図２
において、コモン端子２０１Ｅの電圧が前記配線パター
ン２０２Ｅを介して取り込まれ、１対の抵抗器３１１，
３１２により分割される。抵抗器３１１，３１２は電圧
検出手段３１を構成し、ピエゾスタック電圧に比して低
い電圧で作動する後段の論理演算回路で取り扱い得るよ
うになっている。この分割されたコモン端子電圧はコン
パレータ３２１の（＋）入力端子に入力する。コンパレ
ータ３２１は、（＋）入力端子の電圧と、定電圧発生器
３２２により生成されて（−）入力端子に入力している
電圧と比較して、コモン端子電圧が定電圧発生器３２２
で規定されるる基準電圧よりも大きいか否かについて
「Ｈ」「Ｌ」の二値信号を出力する。この二値信号は、
コモン端子電圧が基準電圧を越えると立ち上がる信号で
ある（以下、該信号を第１の比較信号という）。ここ
で、前記基準電圧の大きさは、ピエゾスタック１２７
Ａ，１２７Ｂが充電保持状態にあるか否かを判別し得る
ようにピエゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂの目標充電電
圧等を考慮して設定する。
【００５５】コンパレータ３２１からの二値信号はま
た、ＮＯＴゲート回路３２３で反転して、第１の比較信
号とは逆にコモン端子電圧が基準電圧を下回ると立ち上
がる第２の比較信号となっている。コンパレータ３２
１、定電圧発生器３２２およびＮＯＴゲート回路３２３
で比較手段３２を構成し、２つの互いに逆相の比較信号
を出力することになる。
【００５６】第１の比較信号は、セット入力値固定手段
である第１のＡＮＤゲート回路３３を介してＳ−Ｒフリ
ップフロップ回路３５のセット端子に入力している。ま
た、第２の比較信号は、リセット入力値固定手段である
第２のＡＮＤゲート回路３４を介してＳ−Ｒフリップフ
ロップ回路３５のリセット端子に入力している。
【００５７】Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５の出力
（Ｑ）を入力として、２つのＤフリップフロップ回路３
６１，３６２よりなる計数手段である二進カウンタ３６
が設けられている。二進カウンタ３６の上位ビットの反
転出力は、第３のＡＮＤゲート回路３７に入力してい
る。ＡＮＤゲート回路３７には前記反転出力とともに、
前記Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５の出力（Ｑ）が入
力しており、ＡＮＤゲート回路３７の出力は、通電ケー
ブル２０３Ａ〜２０３Ｆの導通異常の有無を判定するた
めの異常検出信号としてＣＰＵ６１に出力される。
【００５８】二進カウンタ３６の逆相出力はまた、第１
のＡＮＤゲート回路３３に前記第１の比較信号とともに
入力している。したがって、二進カウンタ３６の反転出
力は、二進カウンタ３６が「１０」をカウントするまで
は「Ｌ」であり、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５のセ
ット端子には実質的に第１の比較信号が入力する。そし
て、二進カウンタ３６に２つのパルスが入力すると、二
進カウンタ３６の逆相出力が「Ｈ」から「Ｌ」に変化し
て、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５のセット端子は
「Ｌ」に固定され、第１の比較信号に対して不感とな
る。
【００５９】また、第１のピエゾスタック１２７Ａに対
応する第１の噴射信号（Ｔ1 ）と、第２のピエゾスタッ
ク１２７Ｂに対応する第２の噴射信号（Ｔ2 ）とが入力
するＯＲゲート回路３８が設けられ、その出力が、前記
第２のＡＮＤゲート回路３４に第２の比較信号とともに
入力している。したがって、噴射信号（Ｔ1 ）および噴
射信号（Ｔ2 ）のいずれかが入力している間、前記Ｓ−
Ｒフリップフロップ回路３５のリセット端子には第２の
比較信号が入力することになる。
【００６０】また、ＯＲゲート回路３８の論理出力を入
力として立ち上がりエッジ検出回路３９が設けられて、
ＯＲゲート回路３８の出力の信号波形の立ち上がりエッ
ジを検出するようになっており、立ち上がりエッジが検
出されると、二進カウンタ３６の各Ｄフリップフロップ
回路３６１，３６２にそれぞれリセット信号を出力す
る。
【００６１】なお、異常検出回路部２９Ｆは、コモン端
子２０１Ｆにおけるコモン端子電圧、♯３気筒用の噴射
信号（Ｔ3 ）、♯４気筒用の噴射信号（Ｔ4 ）を入力と
して、通電ケーブル２０３Ｃ，２０３Ｄ，２０３Ｆに関
する異常の有無を判定する異常検出信号をＣＰＵ６１に
出力する。
【００６２】図５、図６、図７はそれぞれ異常検出回路
の各部の状態を示すタイミングチャートで、これによ
り、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電保持期間
中に通電ケーブル２０３Ａ〜２０３Ｆに導通異常があっ
たときの作動について説明する。説明は♯１、♯２気筒
用の異常検出回路部２９Ｅについて行う。図５は、♯
１、♯２気筒のいずれにおいても導通異常が発生してい
ない正常時のもので、最初は、検出電圧は基準電圧より
も低く、第１の比較信号は「Ｌ」で第２の比較信号は
「Ｈ」である。第２のＡＮＤゲート回路３４の出力値は
「Ｌ」である。♯１気筒を選択する噴射信号（Ｔ1 ）が
立ち上がると、第２のＡＮＤゲート回路３４の出力値が
「Ｈ」に変わるからＳ−Ｒフリップフロップ回路３５の
出力値はそれまでの出力値によらず「Ｌ」である。した
がって、第３のＡＮＤゲート回路３７の出力値すなわち
異常検出信号は「Ｌ」である。
【００６３】また、二進カウンタ３６がリセットされる
とともに、噴射信号（Ｔ1 ）が立ち上がるので、ＡＮＤ
ゲート回路３３，３４の一方の入力値はいずれも「Ｈ」
であり、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５のセット端子
の入力値は第１の比較信号に等しく、リセット端子の入
力値は第２の比較信号に等しい。
【００６４】そして、ピエゾスタック１２７Ａまたは１
２７Ｂへの充電が開始されてピエゾスタック電圧が基準
電圧を越えると、第１の比較信号は「Ｌ」から「Ｈ」に
立ち上がり、これにより、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路
３５のセット端子への入力値が「Ｌ」から「Ｈ」に変化
し、出力値が「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。二進カウン
タ３６の上位ビット反転出力は「Ｈ」であるから、異常
検出信号は「Ｈ」に変わる。
【００６５】そして、噴射信号（Ｔ1 ）が「Ｈ」から
「Ｌ」に変化するとＯＲゲート回路３８の出力値が
「Ｌ」となって、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５のリ
セット端子の入力値は「Ｌ」に固定される。これによ
り、ピエゾスタック１２７Ａまたは１２７Ｂの放電が開
始されてコモン端子電圧が基準電圧を下回ってもＳ−Ｒ
フリップフロップ回路３５の出力値は「Ｈ」を維持し、
異常検出信号も「Ｈ」を維持する。
【００６６】しかして、ＣＰＵ６１は、例えば噴射信号
（Ｔ1 ）後の所定のタイミングで異常検出信号に基づい
て♯１気筒用の通電ケーブル２０３Ａ，２０３Ｅは正常
と判定する。前記のごとく、次の噴射信号（Ｔ2 ）が入
力するまでは第３のＡＮＤゲート回路３７は前の噴射信
号（Ｔ1 ）の立ち下がり時における状態を保持している
から、ＣＰＵ６１が異常検出信号をモニタするタイミン
グが実質的に制限されない。
【００６７】この後、♯２気筒の噴射時期になると、噴
射信号（Ｔ2 ）が所定期間出力され、各部において♯１
気筒の場合と同様の信号変化が起きる。
【００６８】次に、図６により♯２気筒の略噴射期間中
に、通電ケーブル２０３Ｂ，２０３Ｅに完全断線若しく
はコモン端子２０１Ｅからの完全な外れが生じた場合の
作動について説明する。
【００６９】断線等が生じるまでは前記の場合と同様で
あるが、断線等が生じると、コモン端子電圧が０Ｖに向
けて低下する。この途中で基準電圧を下回り、第１の比
較信号およびＳ−Ｒフリップフロップ回路３５のセット
端子の入力値は「Ｈ」から「Ｌ」に変化するとともに、
第２の比較信号およびＳ−Ｒフリップフロップ回路３５
のリセット端子の入力値は「Ｌ」から「Ｈ」に変化す
る。これにより、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５の出
力値すなわち第３のＡＮＤゲート回路３７の入力値は
「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。これにより、異常検出信
号も「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。この状態は噴射信号
（Ｔ2 ）の立ち下がり後も変化はない。しかして、ＣＰ
Ｕ６１では通電ケーブル２０３Ｂ，２０３Ｅに導通異常
が生じたことを検出することができる。
【００７０】次に、図７により♯２気筒の略噴射期間中
に通電ケーブル２０３Ｂ，２０３Ｅにチャタリングが生
じた場合の作動について説明する。
【００７１】最初の導通遮断が生じるまでは前記の場合
と同様であるが、コモン端子電圧が０Ｖになった後、再
び導通が回復してコモン端子電圧は目標電圧に略等しい
電圧値まで復し、これが繰り返される。第１、第２の比
較信号は「Ｈ」と「Ｌ」を繰り返す。
【００７２】一方、最初の導通遮断後に導通が回復する
と、コモン端子電圧が基準電圧を越えて、Ｓ−Ｒフリッ
プフロップ回路３５のセット端子の入力値は「Ｌ」から
「Ｈ」に変化する。これは、充電時に続いて２回目の変
化である。
【００７３】これにより、下位ビットのＤフリップフロ
ップ回路３６１の出力値が再び「Ｌ」になるとともに上
位ビットのＤフリップフロップ回路３６２の出力値が
「Ｈ」になるので、この、上位ビットのＤフリップフロ
ップ回路３６２の反転出力が入力する第１のＡＮＤゲー
ト回路３３の出力値が「Ｌ」に変化する。異常検出信号
は「Ｌ」のままである。
【００７４】次いで、再び導通遮断が生じると、第２の
比較信号は「Ｌ」から「Ｈ」に変わって、Ｓ−Ｒフリッ
プフロップ回路３５のリセット端子の入力値が「Ｈ」に
なるので、Ｓ−Ｒフリップフロップ回路３５の出力値は
「Ｌ」になる。
【００７５】この後は、導通遮断と導通回復とが繰り返
されて第１の比較信号が「Ｌ」から「Ｈ」に変わって
も、上位ビットのＤフリップフロップ回路３６２の反転
出力（「Ｌ」）によりＳ−Ｒフリップフロップ回路３５
のセット端子の入力値は「Ｌ」の状態を保持し、二進カ
ウンタ３６がカウントアップすることはなく、異常検出
信号は「Ｌ」の状態を保持する。
【００７６】この異常検出信号は、噴射信号（Ｔ2 ）の
立ち下がり後も「Ｌ」の状態を保持する。しかして、Ｃ
ＰＵ６１では通電ケーブル２０３Ｂ，２０３Ｅに導通異
常が生じたことを検出することができる。
【００７７】このように、本実施形態によれば、完全断
線やチャタリングといった導通異常を単一の異常検出信
号から知ることができる。
【００７８】なお、異常検出信号が異常であることを示
す「Ｌ」のときに、上位ビットのＤフリップフロップ回
路３６２の出力値（若しくは反転出力値）をみること
で、完全断線とチャタリングとを区別することもでき
る。
【００７９】なお、第２のＡＮＤゲート回路３４を設け
ることで噴射信号（Ｔ1 ）、噴射信号（Ｔ2 ）が立ち下
がるとＳ−Ｒフリップフロップ回路３５のリセット端子
の入力値が「Ｌ」に固定されるようにし、ピエゾスタッ
ク１２７Ａ，１２７Ｂの放電で第２の比較信号が「Ｈ」
になっていても、ＡＮＤゲート回路３７から通電ケーブ
ル２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｅが正常である旨の
「Ｈ」が出力されるようにしているが、ＣＰＵ６１の判
定タイミングを、放電でコモン端子電圧が基準電圧を下
回る前、例えば噴射信号の立ち下がり時点において行う
ようにしておけば、必ずしも、第２のＡＮＤゲート回路
３４を設ける必要はない。
【００８０】なお、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄ
の充電後に導通異常が生じても機械的フェールセーフ機
構により所定時間経過後にインジェクタ１は燃料噴射を
停止するが、異常と判定された場合に次の制御を実行す
ることで、通電ケーブル２０３Ｅのコモン端子２０１Ｅ
からの外れや通電ケーブル２０３Ｅの共通部の断線であ
れば、より早く燃料噴射を停止せしめることができる。
図８はこの燃料噴射停止制御時の各部の状態を示すもの
で、♯１気筒のインジェクタのピエゾスタック１２７Ａ
で断線が生じたとして説明する。
【００８１】噴射信号（Ｔ1 ）が立ち上がると♯１気筒
のピエゾスタック１２７Ａが目標電圧まで充電される。
ピエゾスタック電圧が目標電圧に近い、インジェクタ１
が開弁可能な電圧（開弁電圧）を越えるとインジェクタ
１が開弁して燃料の噴射を開始する。そして、ＣＰＵ６
１で演算された時期に噴射信号（Ｔ1 ）が立ち下がる
と、正常であればピエゾスタック１２７Ａが放電すると
ころ、前記導通異常のため放電せずにインジェクタ１は
開弁状態を持続する。
【００８２】一方、ＣＰＵ６１は、前記のごとく噴射信
号（Ｔ1 ）の立ち下がり後の所定のタイミングで、異常
である旨の異常検出信号（「Ｌ」）をモニタし、♯２気
筒のピエゾスタック１２７Ｂの選択スイッチング素子２
５Ｂをオンする。通電ケーブル２０３Ｅの二股分岐部を
介して両ピエゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂは導通して
いるから、♯１気筒のピエゾスタック１２７Ａ〜通電ケ
ーブル２０３Ｅ〜♯２気筒のピエゾスタック１２７Ｂ〜
通電ケーブル２０３Ｂ〜♯２気筒の選択スイッチング素
子２５Ｂ〜♯１気筒の選択寄生ダイオード２５１Ａ〜通
電ケーブル２０３Ａという経路で電流が流れる。これに
より、♯１気筒のピエゾスタック１２７Ａから♯２気筒
のピエゾスタック１２７Ｂに電荷が移動して♯１気筒の
ピエゾスタック電圧は開弁電圧を下回り、♯１気筒のイ
ンジェクタ１は閉弁する。なお、♯２気筒のピエゾスタ
ック１２７Ｂは両端間電圧が上昇するが、電荷を両ピエ
ゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂで分け合うことになるの
で、開弁電圧を越えることはない。
【００８３】このように速やかにピエゾスタック１２７
Ａ〜１２７Ｄの放電が不能になったインジェクタ１の燃
料噴射を停止することができる。
【００８４】（第２実施形態）本発明の別のピエゾアク
チュエータ駆動回路の構成を示す。異常検出回路部を別
の構成に変えたもので、図中、第１実施形態と実質的に
同じ作動をする部分には同じ番号を付して、第１実施形
態との相違点を中心に説明する。
【００８５】♯１、♯２気筒用の異常検出回路部２９
Ｅ’は、比較手段３２’を構成するコンパレータ３２１
の出力を入力として計数手段であるカウンタ３６’が設
けてあり、入力するパルス数をカウントするようになっ
ている。カウンタ３６’は、例えば噴射信号の立ち上が
りタイミングでリセットする。そして、ＣＰＵ３１’は
カウンタ３６’のカウント値を例えば噴射信号の立ち下
がりタイミングでモニタして、そのカウント数に応じ
て、ピエゾスタックが充電保持状態にある間に通電ケー
ブル２０３Ａ〜２０３Ｆに導通異常が生じたか否かを判
定する。すなわち、カウント値が「０」であれば、噴射
信号の出力期間中に一度もコモン端子電圧が基準電圧を
下回っていないということであり、正常と判断する（図
５参照）。カウント値が「１」であれば、噴射信号の出
力期間中に一度、コモン端子電圧が基準電圧を下回って
いるということであり、完全断線と判断する（図６参
照）。カウント値が「２」以上であれば、噴射信号の出
力期間中に、コモン端子電圧が基準電圧を挟んで数度上
下しているということであり、チャタリングと判断する
（図７参照）。
【００８６】♯３、♯４気筒用の異常検出回路部も図示
はしないが同様の構成を有し、同様の作動を行う。
【００８７】このように、通電ケーブル２０３Ａ〜２０
３Ｆの導通異常を検出することができる。
【００８８】また、インジェクタはピエゾスタックが発
生した駆動力が変位拡大室の燃料圧力を介してボールに
伝達される構成としているが、本発明は、変位拡大室が
なくピエゾスタックが押圧する単一のピストンが直接に
ボールを押圧駆動する構成のインジェクタを備えた燃料
噴射装置等にも適用することができる。
【００８９】また、前記各実施形態では燃料噴射装置に
適用した例について説明したが、本発明は他の用途に用
いられるピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチ
ュエータ駆動回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射装置を構成して、インジェク
タに搭載されたピエゾアクチュエータを駆動する本発明
のピエゾアクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図２】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の要部の回
路図である。
【図３】前記燃料噴射装置の全体構成図である。
【図４】前記燃料噴射装置の、インジェクタを中心とす
る構成図である。
【図５】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作
動を示す第１のタイミングチャートである。
【図６】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作
動を示す第２のタイミングチャートである。
【図７】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作
動を示す第３のタイミングチャートである。
【図８】前記燃料噴射装置の各部の作動を示すタイミン
グチャートである。
【図９】本発明の別の燃料噴射装置を構成して、インジ
ェクタに搭載されたピエゾアクチュエータを駆動する本
発明の別のピエゾアクチュエータ駆動回路の要部の回路
図である。
【符号の説明】
１ インジェクタ １ａ ノズル部 １ｂ 背圧制御部 １ｃ ピエゾアクチュエータ １２７，１２７Ａ，１２７Ｂ，１２７Ｃ，１２７Ｄ ピ
エゾスタック ２ ピエゾアクチュエータ駆動回路 ２ａ 充放電回路部 ２９Ｅ，２９Ｆ，２９Ｅ’異常検出回路部 ３１ 電圧検出手段 ３１１，３１２ 抵抗器 ３２，３２’ 比較手段 ３２１ コンパレータ ３２２ 定電圧発生器 ３２３ ＮＯＴゲート回路 ３３ ＡＮＤゲート回路（セット入力値固定手段） ３４ ＡＮＤゲート回路（リセット入力値固定手段） ３５ Ｓ−Ｒフリップフロップ回路 ３６ 二進カウンタ（計数手段） ３６’ カウンタ（計数手段） ３６１，３６２ Ｄフリップフロップ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/083 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｐ 41/09 Ｕ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピエゾアクチュエータに搭載されたピエ
    ゾスタックの充電と放電とを行う充放電回路部と、前記
    ピエゾスタックに到る通電ケーブルが接続される正負１
    対の接続端子と、前記通電ケーブルにおける導通異常を
    検出する異常検出回路部とを有するピエゾアクチュエー
    タ駆動回路において、 前記異常検出回路部を、 前記接続端子のうち非接地側の接続端子における電圧を
    検出する電圧検出手段と、 検出された電圧を予め設定した基準の電圧と比較し、比
    較信号を出力する比較手段とを具備する構成としたこと
    を特徴とするピエゾアクチュエータ駆動回路。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のピエゾアクチュエータ駆
    動回路において、 前記異常検出回路部には、 ピエゾスタックの充電指令と放電指令の間において、検
    出された電圧が前記基準電圧を上回る回数をカウントす
    る計数手段を具備せしめたピエゾアクチュエータ駆動回
    路。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のピエゾアクチュエータ駆
    動回路において、 前記計数手段は、前記充電指令に対してリセットする２
    段のＤフリップフロップ回路により構成されて２ビット
    のカウントが可能な二進カウンタとしたピエゾアクチュ
    エータ駆動回路。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のピエゾアクチュエータ駆
    動回路において、 前記比較手段を、前記検出電圧が前記基準電圧を越える
    と立ち上がる第１の比較信号と、これと逆相で前記検出
    電圧が前記基準電圧を下回ると立ち上がる第２の比較信
    号とを出力する構成とし、 前記異常検出回路部には、 前記第１の比較信号をセット端子の入力とし第２の比較
    信号をリセット端子の入力とするＳ−Ｒフリップフロッ
    プ回路と、 前記セット端子または前記リセット端子の入力値を強制
    的に固定する入力値固定手段とを具備せしめ、 前記Ｓ−Ｒフリップフロップ回路の出力信号を前記二進
    カウンタへの入力信号としたピエゾアクチュエータ駆動
    回路。
  5. 【請求項５】 請求項４記載のピエゾアクチュエータ駆
    動回路において、 前記入力値固定手段として、 前記二進カウンタの出力が「Ｈ」になると、前記Ｓ−Ｒ
    フリップフロップ回路のセット端子の入力値を「Ｌ」に
    固定するセット入力値固定手段を具備せしめたピエゾア
    クチュエータ駆動回路。
  6. 【請求項６】 請求項４または５いずれか記載のピエゾ
    アクチュエータ駆動回路において、 前記入力値固定手段として、 前記放電指令が入力すると前記Ｓ−Ｒフリップフロップ
    回路のリセット端子の入力値を「Ｌ」に固定するリセッ
    ト入力値固定手段を具備せしめたピエゾアクチュエータ
    駆動回路。
  7. 【請求項７】 ピエゾアクチュエータにより開閉して燃
    料の噴射と停止とが切り換わるインジェクタと、前記ピ
    エゾアクチュエータを駆動する前記請求項１ないし６い
    ずれか記載のピエゾアクチュエータ駆動回路とを具備す
    ることを特徴とする燃料噴射装置。
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