JPH02119652A - ディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆動装置 - Google Patents

ディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆動装置

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JPH02119652A
JPH02119652A JP63269414A JP26941488A JPH02119652A JP H02119652 A JPH02119652 A JP H02119652A JP 63269414 A JP63269414 A JP 63269414A JP 26941488 A JP26941488 A JP 26941488A JP H02119652 A JPH02119652 A JP H02119652A
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中森　康隆
Yasufumi Yamada
山田　恭文
Keizo Natsume
夏目　慶三
Naoyuki Tsuzuki
尚幸 都築
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主噴射及び副噴射を行うディーゼル機開用ピエ
ゾ式噴射弁の駆動装置に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ディー
ゼル機関においては、特に低回転時の騒音、振動の低減
を図るために、燃料の主噴射に先立ち副噴射（パイロッ
ト噴射とも言う）を行っている。他方、圧電積層体を用
いて液圧を制御するピエゾ式噴射弁が知られている（参
照：実開昭６１−１８７９６５号公報）。
従来の主噴射及び副噴射を行うディーゼル機関用ピエゾ
式噴射弁の駆動装置はたとえば第１５図、第１８図に示
すような電源回路−回路方式である（参照：特開昭６１
−９８１６５号公報）。
第１５図においては、ｌはたとえば１２Ｖのバッテリで
あって、その電圧はキースイッチ２を介して発振回路及
び昇圧トランスにより構成される高電圧発生回路（フラ
イバック形Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ）３に印加されて
いる。高電圧発生回路３はバッテリ電圧１２Ｖをたとえ
ば６００■に変換してコンデンサ４に印加する。コンデ
ンサ４とピエゾ素子９との間には、充電スイッチング手
段としての充電サイリスタ５及びコイル６が設けられ、
また、放電スイッチング手段としてのコイル７及び放電
サイリスタ８が設けられている。充電サイリスタ５はＣ
ＰＵからの閉弁パルスＰ、によってオンとされ、放電サ
イリスタ８はＣＰＵからの開弁パルスＰ１′によってオ
ンとされる。なお、コイル６は充電サイリスタ５がオン
のときに形成されるコンデンサ４、充電サイリスタ５、
ピエゾ素子９の閉回路にＬＣ共振回路を形成するための
ものであり、これにより、ピエゾ素子９の電圧昇圧を増
大させ、また、コイル８は放電サイリスタ８がオンのと
きに形成される充電サイリスク８、ピエゾ素子９の閉回
路にＬＣ共振回路を形成するためのものであり、これに
より、ピエゾ素子９の電圧降圧を増大させる。
第１５図の駆動装置により副噴射及び主噴射をそれぞれ
時間Ｔ、、Ｔ、で行わせるために第１６図に示すように
、閉弁パルスＰ８、開弁パルスＰ１′、閉弁パルスＰ１
．及び開弁パルスＰを発生するが、副噴射と主噴射との
間の噴射間隔Ｔ、が短かくなると、コンデンサ電圧■、
が所定値に到達する前に充電サイリスタ５がオンとなり
、この結果、ピエゾ素子９の駆動電圧■。が第１７図に
示すように、駆動電圧■。に応じて■→■→■→■→■
→・・・となり、■、■の点は副噴射と主噴射の噴射間
隔Ｔ０によって移動するため安定した変位量は得られず
、また、主噴射量が低下するという課題がある。なお、
第１５図において、高電圧発生回路３の充電能力が非常
に大きなものを用いれば、噴射間隔Ｔ０が短かくてもコ
ンデンサ電圧■。を所定電圧にできるが、この場合、高
電圧発生回路３が大形化し、また、変換効率も悪くなる
ため、実用的ではない。
第１８図における電源回路−回路方式においては、高電
圧発生回路としてフライバック形ＤＣ／ＤＣコンバータ
３′を用いており、したがって、フライバック形Ｄ　Ｃ
／Ｄ　Ｃコンバータ３′を充電するためのドライバ回路
３ａを設け、第１５図のコンデンサ４、充電サイリスタ
５、及びコイル６の代りにダイオード１０を設けである
。この場合には、第１９図に示すように、副噴射時間Ｔ
１及び主噴射時間Ｔ２の前にＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ
３′の出力電圧を所定値にするために、すなわち、１次
電流１１を所定値にするためにＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバー
タ３′の通電時間Ｔやすなわちドライバ３ａの通電時間
Ｔｘを一定にしなければならないが、この通電時間Ｔｘ
はバッテリｌの電圧に依存するために、各噴射タイミン
グの制御が難しく実用的ではない。
したがって、本発明の目的は、第１５図の駆動装置にお
いて副噴射及び主噴射を行う場合に主噴射量を安定させ
ることにある。
また、本発明の他の目的は、故障（異常）に対しても強
いディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆動装置を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上述の課題を解決するだめの手段は第１Ａ図、第１Ｂ図
に示される。
第１Ａ図において、ディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁９
の副噴射駆動及び主噴射駆動のための駆動装置であって
、副噴射用高電圧発生回路３は、バッテリｌに接続され
、第１のコン云ンサ手段４は副噴射高電圧発生回路３の
出力を蓄積し、副噴射用充放電スイッチング回路（５、
６、７゜８）は第１のコンデンサ手段４の電荷をピエゾ
式噴射弁９に印加する。他方、主噴射用高電圧発生回路
３′はバッテリ１に接続され、第２のコンデンサ手段４
′は主噴射高電圧発生回路３′の出力を蓄積し、主噴射
用充放電スイッチング回路（５’　　、６，７．８）は
第２のコンデンサ手段４′の電荷をピエゾ式噴射弁９に
印加する。そして、制御回路１０は副噴射用充放電スイ
ッチング回路（５，６，７，８）及び主噴射用充放電ス
イッチング回路（５’　　、６，７．８）をそれぞれ制
御して副噴射駆動及び主噴射駆動を行うものである。
第１Ｂ図においては、第１Ａ図の構成要素に、さらに、
主噴射用高電圧発生回路３′及び主噴射用充放電スイッ
チング回路（５’　　、６，７．８）の異常を検出する
主噴射系異常検出回路６０（１２０）を設け、主噴射系
異常監視回路が主噴射用高電圧発生回路３′もしくは主
噴射用充放電スイッチング回路５’　　、６，７．８の
異常を検出したときには、制御回路１０は主噴射駆動を
副噴射用充放電スイッチング回路（５，６，７，８）を
制御して行うようにしたものである。
〔作　用］ 第１Ａ図に示す手段によれば、副噴射と主噴射とが別個
の電源回路系統を有することになり、副噴射と主噴射と
の噴射間隔が短かくともこれらの間には影響はない。
第１Ｂ図に示す手段によれば、さらに、主噴射の電源回
路系統に異常が発生した場合には、副噴射の電源回路系
統が主噴射の電源回路系統の代りをする。
〔実施例〕
第２図は本発明に係る４気筒式ディーゼル機関用ピエゾ
式噴射弁の駆動装置が適用されるディーゼル機関の全体
概要図である。第２図において、ディーゼル機関２０の
吸気マニホールド２１には吸入空気圧を検出する吸気圧
センサ２２が設けられ、この吸気圧センサ２２は吸気圧
に応じたアナログ信号を制御回路１０のマルチプレクサ
内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に供給される。さらに、機関２
０の燃焼室には各気筒毎に燃料噴射弁２３−１　、２３
−２．２３−３．２３−４が設けられ、これらの燃料噴
射弁２３−１．２３−２．２３−３．２３−４は、それ
ぞれ、ピエゾ素子２４−１．２４−２．２４−３．２４
−４の伸縮作用により動作する。
燃料噴射弁２３−１．２３−２．２３−３．２３−４に
は、燃料タンク２５から燃料が燃料ポンプ２６によって
供給される。
また、制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１には、種々の
センサ、たとえば機関２０のシリンダブロックのウォー
タジャケット内に設けられた水温センサ２７、アクセル
ペダル２８ａと連動するアクセル開度センサ２８等のア
ナログ信号が供給されている。さらに、制御回路ｌＯの
入出力インターフェイス１０２には、クランク軸の回転
位置を検出するクランク角センサ２９　、３０の出力信
号が供給されており、これらの信号の１つもしくは両方
はＣＰＵ１０３の割り込み信号として作用する。
燃料噴射弁２３−１．２３−２．２３−３．２３−４の
ピエゾ素子２４−１．２４−２．２４−３．２４−４は
制御回路１０により制御される駆動回路によって伸縮動
作する。
制御回路１０は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェイ
ス１０２　、ＣＰＵ１０３の外に、副噴射用タイマ１０
４　ａ　、主噴射用タイマ１０４　ｂ　、プログラム定
数等を格納するＲＯＭ１０５、−時的なデータ等を格納
するＲＡＭ１０６、駆動回路３１を制御するサイリスク
点弧回路１０７等が設けられ才いる。なお、副噴射用タ
イマ１０４　ａには、副噴射時間Ｔ、が設定され、時間
Ｔ１が経過後に、該タイマ１０４　ａはＣＰＵ１１０３
に副噴射終了割り込み信号を発生するものであり、主噴
射用タイマ１０４ｂには、主噴射時間Ｔ２が設定され、
時間Ｔ２が経過後に、該タイマ１０４ｂはＣＰＵ１０３
に主噴射終了割り込み信号を発生するものである。
また、３２　、３３は、駆動回路３１等が異常な場合に
点灯させる異常ランプである。
第３図は本発明の第１の実施例としての第２図の駆動回
路３１の１気筒分の詳細な回路図である。
第３図において、ピエゾ素子９は第２図のピエゾ素子２
４−１〜２４−４の１つである。第３図においては、第
１５図の構成要素に対して、高電圧発生回路（フライバ
ック形Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ）３′、コンデンサ４
′、充電サイリスタ５′を付加したものである。これに
より、高電圧発生回路３、コンデンサ４、充電サイリス
タ５、及びコイル６は、副噴射の充電専用回路を構成し
、高電圧発生回路３′、コンデンサ４′、充電サイリス
ク５′、及びコイル６は、主噴射の充電専用回路を構成
する。また、コイル７、放電サイリスタ８は副噴射及び
主噴射に共用の放電回路である。
なお、コイル６．７及び放電サイリスタ８を副噴射用、
主噴射用に別個に設けることもできる。
なお、副噴射用高電圧発生回路３も主噴射用高電圧発生
回路３′も同一の構成をなし、昇圧トランス３０１　（
３０１’　）　、昇圧トランス３０１　（３０１’　）
の１次側コイルの電流をオン、オフするスイッチングト
ランジスタ３０２　（３０２’　）　、スイッチングト
ランジスタ３０２　（３０２”）をオン、オフする高周
波発振回路３０３　（３０３’　）　　、及び昇圧トラ
ンス３０１　（３０１’　）の２次側コイルに発生する
正の電圧のみをコンデンサ４　（４’　）に供給するダ
イオード３０４　（３０４”）よりなる。
第４図は第２図のサイリスタ点弧回路１０７の１気筒分
の詳細な回路図である。すなわち、サイリスク点弧回路
１０７は、４つの単安定マルチバイブレータ４０１〜４
０４　、３つのドライバ回路４０５〜４０７、及びオア
回路４０Ｂを備えている。ここで、単安定マルチバイブ
レータ４０１は副噴射方形パルスＳ、の立ち上がり時に
一定時間幅のパルスを発生し、ドライバ回路４０５をオ
ンにして点弧信号Ｐ。
を発生する。また、単安定マルチバイブレーク４０２は
主噴射方形パルスＳ２の立ち上がり時に一定時間幅のパ
ルスを発生し、ドライバ回路４０６をオンにして点弧信
号ｐｉｆ発生する。さらに、単安定マルチバイブレータ
４０３は副噴射方形パルスＳ１の立ち下がり時に一定時
間幅のパルスを発生し、オア回路４０８を介してドライ
バ回路４０７をオンにして点弧信号Ｐｌ′を発生し、ま
た、単安定マルチバイブレータ４０４は主噴射方形パル
スＳ２の立ち下がり時に一定時間幅のパルスを発生し、
オア回路４０７を介してドライバ回路４０７をオンにし
て点弧信号ｐ％を発生する。すなわち、第３図において
は、放電サイリスタ８は副噴射と主噴射に対して共用で
あるため、第４図においても、オア回路４０８ヲ設けて
ドライバ回路７を副噴射と主噴射に対して共有としであ
る。なお、ドライバ回路４０５、４０６．４０７はサイ
リスク５．５′、８のゲート回路にゲートパルスを加え
るためのもので、各単安定マルチバイブレータと各サイ
リスタのゲート回路をパルストランスにより電気的に絶
縁している。
また、第４図の副噴射方形パルスＳ１、及び主噴射方形
パルスＳ２の時間ＴＩ　、Ｔｚ及びタイミングは、第２
図に示す吸気圧センサ２２、水温センサ２７、アクセル
開度センサ２８、クランク角センサ２９　、３０等の信
号にもとづいて演算される（参照：第９図、第１０図、
第１１図）。
第３図、第４図の回路動作を第５図のタイミング図を参
照して説明する。第３図の各高電圧発生回路３，３′で
は、独立に、発振回路３０３．３０３’のパルス信号に
よってトランジスタ３０２．３０２’がオン、オフし、
オン時に昇圧トランス３０１．３０１’の１次側コイル
に１次電流が流れてエアギャップに磁気エネルギーが蓄
積され、次いで、トランジスタ３０２．３０２’のオン
からオフの際に、この磁気エネルギーにより、逐次、コ
ンデンサ４，４′の充電を行う。この場合、コンデンサ
電圧■ｃＶ％は最高電圧Ｅｒ、Ｅｚに到達するが、この
値はたとえばＥ＋　＝Ｅ２　＝　６００Ｖである。つま
り、各コンデンサ４．４′には、Ｑ＝ＣＩ　Ｅ＋　　（
Ｃ＋＝コンデンサ４の容量）　、Ｑ　＝　Ｃｚ　Ｅｚ　
　（Ｃ２−コンデンサ４′の容量）の電荷量が蓄積され
る。
副噴射について説明すると、サイリスタ点弧回路１０７
が所定タイミングで閉弁信号としての充電サイリスタ５
のオン信号Ｐ＋が発生する。この結果、充電サイリスタ
５がオンとなり、したがって、コンデンサ４、コイル６
、およびピエゾ素子９がＬＣ共振回路を構成し、コンデ
ンサ４の電荷はピエゾ素子９に移送され、ピエゾ素子９
の駆動電圧■。は、たとえばＥ０＝　８００Ｖとなった
後、充電サイリスタ５は電流が自然転流することにより
ターンオフする。
上述状態で、所定期間Ｔ１後、サイリスク点弧回路１０
７が開弁信号としての放電サイリスタ８のオン信号Ｐ、
′を発生すると、放電サイリスタ８がオンとなり、した
がって、ピエゾ素子９およびコイル７がＬＣ共振回路を
構成し、ピエゾ素子９の電荷は放電され、ピエゾ素子９
の駆動電圧■。
は、たとえば−２００Ｖとなった後、放電サイリスタ８
は電流が自然転流することによりターンオフする。
主噴射について説明すると、サイリスタ点弧回路１０７
が所定タイミングで閉弁信号としての充電サイリスク５
′のオン信号Ｐ２が発生する。この時点では、副噴射用
の高電圧発生回路と主噴射用高電圧発生回路とは独立で
あるので、コンデンサ電圧Ｖ、ｌは既にその最高電圧Ｅ
２に到達している。したがって、充電サイリスク５′が
オンとなって、コンデンサ４′、コイル６、およびピエ
ゾ素子９がＬＣ共振回路を構成し、コンデンサ４′の電
荷はピエゾ素子９に移送され、ピエゾ素子９の駆動電圧
■。は、たとえばＥｏ　＝　８００Ｖとなった後、充電
サイリスク５′は電流が自然転流することによりターン
オフする。
上述状態で、所定期間Ｔ２後、サイリスタ点弧回路１０
７が開弁信号としての放電サイリスタ８のオン信号ｐ％
を発生すると、放電サイリスタ８がオンとなり、したが
って、ピエゾ素子９およびコイル７がＬＣ共振の回路を
構成し、ピエゾ素子９の電荷は放電され、ピエゾ素子９
の駆動電圧■。
は、たとえば−２００■となった後、放電サイリスタ８
は電流が自然転流することによりターンオフする。
このように、コンデンサ４，４′はバッテリ１から高電
圧発生回路３，３′によってそれぞれ独立に昇圧される
ので、副噴射と主噴射の噴射間隔Ｔ０がたとえ短かくな
ってもこれに影響されることなく、ピエゾ素子９に目的
の駆動電圧を印加することができ、したがって、ディー
ゼル機関の回転速度や噴射時期などに関係なく、噴射率
制御を実現することができ、この結果、安定した燃料噴
射を行うことが可能である。
第６図は本発明の第２の実施例としての第２図の駆動回
路の回路図であって、第３図の構成要素に対して主噴射
用の高電圧発生回路３′に異常検出回路６０を付加接続
したものである。これにより、主噴射用の電源回路が故
障した場合、副噴射用電源回路を主噴射として駆動する
ことにより最低限度の燃料噴射機能を確保し、したがっ
て走行を継続することができる。すなわち、ディーゼル
機関の主噴射を行う際に、主噴射用電源回路でピエゾ式
噴射弁を駆動している場合、電源回路を構成しているパ
ワートランジスタやダイオード等が故障すると、ピエゾ
式噴射弁に主噴射の駆動電圧も印加できないため、燃料
噴射が行われず走行不能になってしまう。これを回避す
るため、第３図の構成に加えて主噴射用電源回路に異常
検出回路６０を付加する。
異常検出回路６０は、高電圧発生回路３′の昇圧トラン
ス３０１　’に電圧検出コイルを設け、ダイオード６０
ａを介して接続されており、コンデンサ６１及び放電抵
抗６２よりなる時定数回路、比較器６３、ＲＳフリップ
フロップ６４、単安定マルチバイブレータ６５、アンド
回路６６、及びＲＳフリップフロップ６７により構成さ
れる。ここで、フリップフロップ６４は高電圧発生回路
３′自体が異常であることを検出するためのものであり
、フリップフロップ６７は高電圧発生回路３′自体には
異常がなく、その後段である充電サイリスク５′、ピエ
ゾ素子９、及びこれらの周辺の異常を検出するためであ
る。また、単安定マルチバイブレーク６５及びアンド回
路６６はフリップフロップ６７の動作周期をとるための
ものである。
第６図のフライバック形Ｄ　Ｃ７０Ｃコンバータ３′で
は、トランジスタ３０２′が通電し一次側コイルに電流
が流れると、昇圧トランス３０１′のエアギャップに磁
気エネルギーが蓄えられ、逐次、コンデンサ４′と異常
検出コンデンサ６１の充電を行うことになる。
まず、正常状態の場合について第７図を参照して説明す
ると、主噴射開始のタイミングでコンデンサ４′に蓄え
られていた電荷の一部はピエゾ素子９に投入される。他
方、異常検出コンデンサ６１には初期時に電荷が蓄積さ
れていないので、検出電圧■１は第７図のＸＩで示すよ
うに上昇する。この結果、比較器６３が検出電圧Ｖ、が
、Ｖ、　＞ＶＩＩ、のときにハイレベル（ｌ”）を出力
し、ｖ１≦ＶＲＩのときにローレベル（“Ｏ”）を出力
するとすれば、比較器６３の出力■つは１°゛となり、
フリップフロップ６４はセットされ、その出力Ｑ１はハ
イレベルとなる。他方、フリップフロップ６７は、主噴
射方形パルスＴ２の立ち上り時に対応する単安定マルチ
バイブレーク６５の出力により周期する比較器６３の出
力■８により動作するので、この場合、 Ｖ、　＜Ｖ、ｌ。
であり、したがって、フリップフロップ６７はセットさ
れない。つまり、２つのフリップフロップ６４　、６７
の出力状態は、 である。
他方、サイリスク５′のオープン不良、ピエゾ素子９ま
でのワイヤーハーネスの断線、ピエゾ素子９のオープン
不良等のピエゾ式噴射弁側の異常時（異常状態Ｉとする
）は、コンデンサ４′に蓄えられた電荷はピエゾ素子９
に投入されずそのまま残り、異常検出コンデンサ６１に
電荷が蓄えられていないので、検出電圧■１は第７図の
Ｘ２に示すように急激に上昇する。この結果、正常状態
と同様に、フリップフロップ６４はセットされるが、単
安定マルチバイブレーク６５の出力時にも比較器６５の
出力■８も Ｖ、＞Ｖ□ となり、したがって、フリップフロップ６７もセットさ
れる。つまり、２つのフリップフロップ６４゜６７の出
力状態は、 ダイオード３０４’　　、６０ａのショート不良等の主
噴射用電源回路側の異常時（異常状態■とする）は、第
８図に示すようにコンデンサ電圧■。′及び検出電圧Ｖ
、は全く上昇しない。この結果、フリップフロップ６４
　、６７のいずれもセットされない。つまり、２つのフ
リップフロン１６４　、６７の出力状態は、 となる。
このよテな異常状態Ｉであれば、制御回路１０は、第７
図に示すように、高電圧発生回路３゜３′の動作を停止
させるとともにコンデンサ４゜４′を放電させ、運転者
に異常を知らせる。
さらに、トランジスタ３０２′のオープン不良、となる
。
このような異常状態■であれば、制御回路ＩＯは、第８
図に示すように、コンデンサ４′を放電させ、２電源力
式から１電源力式に切り替える。
すなわち、副噴射方形パルスＳ、を主噴射方形パルスＳ
２とし、もとの主噴射方形パルスＳ２の出力を中止する
。
以上のごとく、第６図の駆動回路によれば、主噴射側回
路を監視し、２つのフリップフロップ６４゜６７により
、 “ｌ　Ｈ１１、“°Ｌ゛°は信号のハイレベル、ローレ
ベルを表わす。
異常状態１．ＩＩを検出でき、これにより、異常状態に
対処することが可能となる。
なお、フリップフロップ６４　、６７の監視モード移行
のためのリセット信号Ｒ３Ｔは第７図、第８図に示すタ
イミングで発生される。
第９図〜第１１図は第６図の駆動回路を動作させるため
の制御回路（マイクロコンピュータ）１０の動作を示す
フローチャートである。
第９図はメインルーチンである。ステップ９０１では、
初期化たとえばＲＡＭ１０６に格納されている噴射時間
データ等を初期化すると同時に噴射用タイマ等を初期化
する。ステップ９０２では、吸気圧センサ２２等の出力
をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ９０３〜９０４にて
これらのデータにもとづき副噴射開始タイミングＰ１及
び副噴射時間ＴＩ、主噴射開始タイミングＰ２及び主噴
射時間Ｔ２を演算する。
副噴射用タイマ１０４ａ及び主噴射用タイマ１０４ｂは
クランク角センサから入力される基準信号と角度信号に
より、カウントされ、噴射方形パルスＳｌ＋８２を１１
０１０２に出力するとともに、噴射終了割り込みのタイ
ミングを発生する。制御回路１０が最初に起動された段
階では、噴射用タイマ１０４ａ　。
１０４ｂはメインルーチンのステップ９０１で設定され
る。
上述のごとく、副噴射用タイマ１０４ａ及び主噴射用タ
イマ１０４ｂが設定されてそれぞれがタイムアツプする
と、ＣＰＵ１０３に割り込みが発生する。
第１０図は副噴射用タイマ１０４ａがタイムアツプして
実行される副噴射終了割り込みルーチンである。ステッ
プ１００１では、フリップフロップ６４　、６７の出力
Ｑ１．Ｑ２を取り込み、ステップ１００２では次の監視
モードを実行するためにリセット信号Ｒ３Ｔを送出して
フリップフロップ６４　、６７をリセットしておく。
ステップ１００４　、１００５では、フリップフロップ
６４゜６７の出力Ｑ１．Ｑ２の状態を判別し、この結果
、Ｑ１＝“Ｈ“′、Ｑ２＝’“Ｌ”であれば主噴射系は
正常状態であるのでステップ１００５に進み次のサイク
ルの副噴射データ（副噴射開始タイミングＰ、、副噴射
時間Ｔ、）を副噴射用タイマ１０４ａに設定しステップ
１００６にて副噴射終了割り込みルーチンを終了する。
Ｑ１＝“”Ｈ”、Ｑ２＝“Ｈ゛であれば、噴射弁系の異
常（上述の異常状態Ｉ）であるのでステップ１００７に
て異常ランプ３２をオンにして点灯し、ステップ１００
８で高電圧発生回路３，３′によるコンデンサ４．４′
の充電を禁止し、ステップ１００９でコンデンサ４．４
′を放電した後、ステップ１０１Ｏにより制御を終了す
る。同様に、Ｑ１＝“Ｌ”であれば、主噴射用電源系の
異常（上述の異常状態■）であるのでステップ１０１１
にて異常ランプ３３をオンにして点灯し、ステップ１０
１２にて次のサイクルの主噴射データ（主噴射開始タイ
ミングＰ２、主噴射時間Ｔ、）を副噴射用タイマ１０４
ａに設定することにより噴射切替動作を行った後、ステ
ップ１０１３により副噴射終了割り込みルーチンを終了
する。
第１１図は主噴射用タイマ１０４ｂがタイムアツプして
実行される副噴射終了割り込みルーチンである。すなわ
ち、ステップ１１０１では、フリップフロップ６４の出
力Ｑ１の状態を判別し、この結果、Ｑ１＝“Ｈ”であれ
ば主噴射系は正常状態であるのでステップ１１０２に進
み、次のサイクルの主噴射データ（主噴射開始タイミン
グＰ　２　、主噴射時間Ｔ、）を主噴射用タイマ１０４
ｂに設定し、ステップ１１０４にて主噴射終了割り込み
ルーチンを終了する。
Ｑ１＝”Ｌ”であれば、主噴射用電源系の異常（上述の
異常状態■）であるのでステップ１１０３にて、主噴射
用タイマ１０４ｂを停止し、ステップ１１０４に進みこ
のルーチンを終了する。
このように、異常ランプ３２　、３３により運転者に異
常を知らせる機能をもたせると同時に、主噴射用電源回
路系が異常の時は、副噴射用電源系を用いてピエゾ素子
９の主噴射駆動を継続する。これにより、最低限度の燃
料噴射機能を確保することができ、修理工場などへの一
時的な走行が可能となる。
第１２図は本発明の第３の実施例としての第２図の駆動
回路の回路図であって、第６図の異常検出回路６０の代
りに、異常検出回路１２０を設けである。
第１２図の異常検出回路１２０は、電流検出用コンデン
サ１２０１、及びトランス１２０２、ダイオード１２０
３、コイル１２０４、コンデンサ１２０５、放電抵抗１
２０６、比較器１２０７、及びＲＳフリップフロップ１
２０８より構成される。すなわち、正常であれば、検出
電流１８が検出されて時定数回路（１２０５１２０６）
が充電され、この出力を比較器１２０７により所定価■
８□を超えたか否かを監視することにより、主噴射用電
源系の異常を検出できる。
第１２図の回路動作を第１３図、第１４図を参照して説
明する。充電サイリスタ５′の点弧（主噴射開始）のタ
イミングでコンデンサ１２０１及びトランス１２０２の
一次側コイルには、第１３図のように検出電流１２が流
れる。この検出電流ｉ、をトランス１２０２の二次側コ
イルで検出し、ダイオード１２０３、コイル１２０４を
介してコンデンサ１２０５に充電する。正常であればコ
ンデンサ１２０５の電位が上昇し、比較器１２０７で所
定電位■８□に達したことが検出される。したがって、
フリップフロップ１２０８はセットされ、制御回路１０
はこの出力Ｑ３を監視する。
他方、トランジスタ３０２′のオープン不良、ダイオー
ド３０４′のショート不良等の主噴射用電源回路の異常
時は、第１４図に示すようにサイリスク５′の点弧（主
噴射開始）のタイミングで検出電流１８は流れず、した
がって、異常検出回路１２０のフリップフロップ 回路１０による第１０図に示すような同様のルーチンで
副噴射終了のタイミングで、フリップフロップ１２０８
の出力Ｑ３を監視した後、常にこれをリセットしている
ため、フリップフロ−ンプ１２ｏ８がセットされていな
い場合、主噴射用電源回路の故障と判断することができ
る。すなわち、第２の実施例と同様の主噴射（時間ＴＺ
）を副噴射系で行わせることができる。
なお、第９図〜第１１図のルーチンは第３の実施例にも
適用でき、この場合には、異常状態は１種類であるので
、第１０図のステップ１００３〜１０１３においては、
フリップフロップ１２０Ｂの出力Ｑ３が“Ｌ”　（異常
状態）かを判別し、Ｑ３＝“Ｌｏ”の場合はステップ１
０１１〜１０１３を行い、Ｑ３−“Ｈ″の場合はステッ
プ１００５〜１００６を行うようにすればよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、副噴射と主噴射と
が別個の電源回路系統を有することになり、副噴射と主
噴射との噴射間隔が短かくともこれらの間には影響がな
くなり、安定な燃料噴射が可能となる。また、主噴射系
の駆動回路が異常となっても、副噴射系の駆動回路によ
り主噴射を行うので、走行不能を回避できる。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図、第１Ｂ図は本発明の基本構成を示すブロック
図、 第２図は本発明のディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁が適
用されるディーゼル機関の全体概要図、第３図は本発明
の第１の実施例としての第２図の駆動回路の詳細な回路
図、 第４図は第２図のサイリスタ点弧回路の詳細な回路図、 第５図は第３図、第４図の回路動作を示すタイミング図
、 第６図は本発明の第２の実施例としての第２図の駆動回
路の詳細な回路図、 第７図、第８図は第６図の回路動作を示すタイミング図
、 第９図〜第１１図は第２の実施例における制御回路の動
作を示すフローチャート、 第１２図は本発明の第３の実施例としての第２図の駆動
回路の詳細な回路図、 第１３図、第１４図は第１２図の回路動作を示すタイミ
ング図、 第１５図は従来のディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆
動装置の回路図、 第１６図、第１７図は第１５図の回路動作を示す図、 第１８図は従来のディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆
動装置の回路図、 第１９図は第１８図の回路動作を示すタイミング図であ
る。 １・・・バッテリ、　　　　　２・・・キースイッチ、
３．３′・・・高電圧発生回路、 ５．５′・・・充電サイリスタ、 ８・・・放電サイリスタ、　　１０・・・制御回路、６
０　、１２０・・・異常検出回路。 本発明の基本構成 第１Ａ因 従来の駆動装置（その１） 第１５図 １・・・バッテリ ２・・・キースイッチ ５・・・充電サイリスタ ８・・・放電サイリスタ 従来の駆動装置（その２） 第１８図 １・・・バッテリ ８・・・放電サイリスタ 手続補正書（自発） 平成１年１０月ｌＳ日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、　事件の表示 昭和６３年特許願第２６９４１４号 ２、　発明の名称 ディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆動装置３、　補正
をする者 事件との関係　　　特許出願人 謡 誹 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番ＩＯ号（外
４石） ５、補正の対象 （１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄（２）図面（
第２図、第３図、第６図、第７図、第９図、第１２図） ６、補正の内容 （１）Ａ）明細書第４頁第１２行目「コイル８」を「コ
イル７Ｊと補正する。 Ｂ）明細書第６頁第１行目「１０」をｒｌＩＪと補正す
る。 Ｃ）明細書第１０頁第１０行目「駆動回路」の後にｒ３
１Ｊを挿入する。 Ｄ）明細書第１３頁第１６行目「７」をｒ４０７’ａに
補正する。 （２）　Ａ　）第２図を別紙の通り、参照番号「２８」
に線を付加すると共に、タイマ１０４　ａ　、　１０４
　ｂからＣＰＵ１０３への配線を補正する。 Ｂ）第３図を別紙の通り、参照番号’２４−ＩＮ２４−
４Ｊをｒ２４−１〜２４−４Ｊと補正する。 Ｃ）第６図を別紙の通り、参照番号’２４　１Ｎ２４４
」をｒ２４−１〜２４〜４Ｊと補正する。 Ｄ）第７図を別紙の通り、サイリスタ８のオン信号ｒｐ
、、ＰｚＪを’Ｐｉ’　　、　Ｐ；　Ｊ　ト補正ｔル。 Ｅ）第９図を別紙の通り補正する。 Ｆ）第１２図を別紙の通り、電流「Ｆ、」を８′＜ｓ　
Ｊと補正する。 ７、添付書類の目録 図面（第２図、第３図、第６図、 第７図、第９図、第１２図）　１通

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. １．　ディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁（９）の副噴射
    駆動及び主噴射駆動のための駆動装置であって、 バッテリ（１）に接続された副噴射用高電圧発生回路（
    ３）と、 該副噴射高電圧発生回路の出力を蓄積する第１のコンデ
    ンサ手段（４）と、 該第１のコンデンサ手段の電荷を前記ピエゾ式噴射弁に
    印加する副噴射用充放電スイッチング回路（５、６、７
    、８）と、 前記バッテリに接続された主噴射用高電圧発生回路（３
    ′）と、 該主噴射高電圧発生回路の出力を蓄積する第２のコンデ
    ンサ手段（４′）と、 該第２のコンデンサ手段の電荷を前記ピエゾ式噴射弁に
    印加する主噴射用充放電スイッチング回路（５′、６、
    ７、８）と、 前記副噴射用充放電スイッチング回路及び前記主噴射用
    充放電スイッチング回路をそれぞれ制御して前記副噴射
    駆動及び主噴射駆動を行う制御回路（１０）と を具備するディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆動装置
    。
  2. ２．　さらに、前記主噴射用高電圧発生回路もしくは前
    記主噴射用充放電スイッチング回路の異常を検出する主
    噴射系異常検出回路（６０、１２０）を設け、 該主噴射系異常監視回路が前記主噴射用高電圧発生回路
    もしくは前記主噴射用充放電スイッチング回路の異常を
    検出したときには、前記制御回路は前記主噴射駆動を前
    記副噴射用充放電スイッチング回路を制御して行うよう
    にした請求項１に記載の駆動装置。
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