(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置（１４）内のピエゾ出力段（１２）に高電圧を給電するために用いられる、バッファコンデンサ（１０）の放電用回路装置において、
第１および第２の電子スイッチ素子（Ｔ１，Ｔ２）が設けられており、第１電子スイッチ素子（Ｔ１）を用いて、バッファコンデンサ（１０）が、制御装置（１４）が圧電素子（１６）と切離されたり又は制御装置（１４）が遮断された後、放電されかつ第２電子スイッチ（Ｔ２）を用いて再充電されないようにしたことを特徴とする、バッファコンデンサの放電用回路装置。
【請求項２】
ピエゾ出力段（１２）が電圧源（１８）から直流電圧変換器（２０）を介して給電されることを特徴とする、請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
制御装置（１４）の直流電圧変換器（２０）及びピエゾ出力段（１２）が、駆動制御装置（２２）を介して駆動制御されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の回路装置。
【請求項４】
バッファコンデンサ（１０）が、直流電圧変換器（２０）とピエゾ出力段（１２）との間に設けられていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項５】
制御装置コネクタソケット（３０）を用いて、第１および第２の電子スイッチ素子（Ｔ１，Ｔ２）はワイヤハーネス橋絡部（２４）を介して、電圧源（１８）は主リレー装置（２６）を介して、また、第２の駆動制御装置（２８）は主リレー装置出力側（ＨＲ）と接続されており、
第１の駆動制御装置（２２）によりワイヤハーネスコネクタプラグ（３２）を介して、ピエゾ出力段（１２）が、圧電素子（１６）と接続されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項６】
第１および第２のスイッチ素子（Ｔ１及びＴ２）に、スイッチ素子特性曲線に相応するベース−エミッタ電圧が調整設定されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項７】
ベース−エミッタ電圧（Ｕ_Buffer）が、バッファコンデンサ（１０）の高められたバッファ電圧により、抵抗（Ｒ２）を介して得られることを特徴とする、請求項６に記載の回路装置。
【請求項８】
ベース−エミッタ電圧（Ｕ_Bat）が、バッテリー電圧により得られることを特徴とする、請求項６に記載の回路装置。
【請求項９】
第１スイッチ素子（Ｔ１）に対応して抵抗（Ｒ１）が設けられており、該抵抗はバッファコンデンサ（１０）の容量と共に、放電時定数を形成することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項１０】
第１スイッチ素子（Ｔ１）に対応して抵抗（Ｒ３及びＲ４）が設けられており、該抵抗は、第１電子スイッチ素子（Ｔ１）の動作点調整のために用いられることを特徴とする、請求項８に記載の回路装置。
【請求項１１】
第２スイッチ素子（Ｔ２）に対応して抵抗（Ｒ５及びＲ６）が設けられており、該抵抗は、第２電子スイッチ素子（Ｔ２）の動作点調整のために用いられることを特徴とする、請求項８に記載の回路装置。
【請求項１２】
第１および第２の電子スイッチ素子（Ｔ１及びＴ２）がｎｐｎ形バイポーラトランジスタであることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項１３】
第１および第２の電子スイッチ素子（Ｔ１及びＴ２）がＭＯＳＦＥＴトランジスタであることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば制御装置内のピエゾ出力段に高電圧を給電するための、バッファコンデンサの放電用回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジン制御のため、噴射系を駆動制御するための制御装置を用いることが公知である。このような制御装置は、内燃機関のなかで噴射量および噴射時点を正確に制御ないしコントロールする。自動車の噴射系は、制御装置によって駆動制御される圧電素子および噴射ノズルから成るシステムを用いて作動する。該制御装置は実質的に、駆動制御装置、高電圧給電部、直流電圧変換器、バッファコンデンサ、ならびにピエゾ出力段から成る。バッファコンデンサは制御装置に高電圧を給電するのに用いられる。制御装置は制御装置コネクタソケットを用いて、ワイヤハーネスコネクタプラグを介してエンジン制御部に接続されている。圧電素子のための制御装置は、著しく安全低電圧を上回っている高められた電圧で作動する。そのように高められた電圧は、所定の場合に、従来のシステムに比して高い、人間にとって危険な電位を生ぜしめる。とりわけワイヤハーネスコネクタプラグが引抜かれたり、周辺の圧電素子およびピエゾ出力段の所望の駆動制御に対してピエゾ出力段のなかのハードウェアの故障が生じた際に、制御装置コネクタソケットに高電圧がなお加わっている可能性がある。さらに、バッテリー電圧給電部が切り離されたり又は制御装置が遮断された場合、なお所定の時間、制御装置内のいくつかの回路素子に高電圧が残っていることがある。制御装置コネクタソケットに接触した際、特に制御装置が開放されており、なおいくつかの回路素子に高電圧が加わっている場合、上記の欠点により、人間に危険が及ぶことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、制御装置内のピエゾ出力段のための、高電圧が印加したバッファコンデンサが、ワイヤハーネスコネクタプラグが制御装置コネクタソケットから引抜かれることにより制御装置が圧電素子と切離された後に、又は制御装置が遮断された後に、放電され再充電されないような回路装置を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、電子スイッチ素子が設けられており、該電子スイッチ素子を用いて、バッファコンデンサが、制御装置が圧電素子と切離されたり又は制御装置が遮断された後、放電され再充電されないことにより解決される。
【０００５】
本発明の有利な実施形態において、回路装置内のバッファコンデンサに対応して、有利にはｎｐｎ形バイポーラトランジスタ又はＭＯＳＦＥＴトランジスタが設けられており、該トランジスタにて、ワイヤハーネスコネクタプラグが引抜かれたり又は制御装置が遮断された後、ベース−エミッタ電圧が調整設定される。このことにより、トランジスタに、バッファコンデンサが最短時間で放電されることを保証する切換え過程が生ずる。第１のトランジスタにより、バッファコンデンサの放電が生ぜしめられ、他方第２のトランジスタにより、制御装置内の駆動制御装置の遮断が行われる。このことにより、バッファコンデンサの新たな充電が回避される。当該回路装置は、制御装置への高電圧給電の保護的遮断を行うものであり、人間に及ぼされる危険を著しく低減する。高電圧ピエゾ出力段を有する制御装置および接続された圧電素子から成るシステムの動作の保証が、上記の集積された保護回路により相当高められる。
【０００６】
本発明の有利な実施形態が、従属請求項に記載の特徴部に記載されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明を実施の形態に基づき図を用いて詳細に説明する。
【０００８】
図１に、バッファコンデンサ１０が示されており、該バッファコンデンサに、電圧源１８から直流電圧変換器２０を介して高電圧が給電される。バッファコンデンサ１０は制御装置１４において、ピエゾ出力段１２に高電圧を給電するために用いられる。直流電圧変換器２０およびピエゾ出力段１２は、駆動制御装置２２により制御される。制御装置コネクタソケット３０およびワイヤハーネスコネクタプラグ３２を介して、圧電素子１６がピエゾ出力段１２と接続されている。バッファコンデンサ１０の高電圧側に、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２ならびに電子スイッチ素子Ｔ１及びＴ２が対応して設けられている。電子スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２は有利には、ｎｐｎ形バイポーラトランジスタ又はＭＯＳＦＥＴトランジスタである。トランジスタＴ１及びＴ２はベースが、一方では抵抗Ｒ２に接続されており、他方、制御装置−／ワイヤハーネスコネクタ装置３０，３２のなかのワイヤハーネス橋絡部２４を介してアースに接続されている。電子スイッチ素子Ｔ１はコレクタ側で抵抗Ｒ１と接続されており、エミッタ側でアースされている。電子スイッチ素子Ｔ２はエミッタ側で同様にアースされているが、コレクタ出力側が駆動制御装置２２に接続されている。
【０００９】
本発明の回路装置は、制御装置コネクタソケット３０からワイヤハーネスコネクタプラグ３２が引抜かれた後、次のように作動する：
通常の動作において、トランジスタＴ１及びＴ２のベースは、制御装置−／ワイヤハーネスコネクタ装置３０，３２のなかのワイヤハーネス橋絡部２４を介してアースに接続されている。したがって、トランジスタＴ１及びＴ２のベースには、何らベース−エミッタ電圧Ｕは印加されておらず、トランジスタＴ１及びＴ２は遮断されている、すなわち導通接続されていない。
【００１０】
ワイヤハーネスコネクタプラグ３２が制御装置コネクタソケット３０から引抜かれると、トランジスタＴ１及びＴ２は導通する、すなわち接続される。というのは、抵抗Ｒ２を介してバッファコンデンサ１０のベース−エミッタ電圧Ｕ＿Ｂｕｆｆｅｒが調整設定されるからである。導通接続されたトランジスタＴ１により、抵抗Ｒ１を介してバッファコンデンサ１０の迅速な放電が生ぜしめられる。導通接続されたトランジスタＴ２により、駆動制御装置２２がリセット状態にセットされ、したがって、バッファコンデンサ１０の後からの充電は、駆動制御装置２２による直流電圧変換器２０の駆動制御が行われなくなることで回避される。バッファコンデンサ１０の放電過程は、抵抗Ｒ１とバッファコンデンサ１０のバッファ容量とから得られる時定数によって決まる。回路定数を適当に選ぶことにより、バッファコンデンサ１０の高電圧を適当な時間内に安全低電圧Ｕ＿ｇｒｅｎｚを下回った値に低下させることが可能となる。
【００１１】
図３に、バッファコンデンサ１０の電圧Ｕ＿Ｂｕｆｆｅｒの時間経過が示されている。本発明により、制御装置コネクタソケット３０からワイヤハーネスコネクタプラグ３２が引抜かれた時点３６のバッファコンデンサ１０の高電圧は、最短時間内に制限電圧値Ｕ＿ｇｒｅｎｚに降下していることが明らかに分かる。この制限電圧値Ｕ＿ｇｒｅｎｚは、既述の安全低電圧以下である。
【００１２】
図２の第２の実施例において、ワイヤハーネスコネクタプラグ３２が制御装置コネクタソケット３０から引抜かれること３６により、本発明では同様に、バッファコンデンサ１０の高電圧Ｕ＿Ｂｕｆｆｅｒが制限電圧値Ｕ＿ｇｒｅｎｚに降下する。さらに、駆動制御装置２２はリセット状態にシフトされる。このために用いられる第２の実施例の回路装置が、図２に次のように示されている。すなわち、電子スイッチ素子Ｔ１及びＴ２のベースは、ワイヤハーネス橋絡部２４を介してアースに接続されているのではなく、ワイヤハーネス橋絡部２４を介して第２の駆動制御装置２８の出力側ＨＲに接続されている。トランジスタＴ１のベースとワイヤハーネス橋絡部２４との間に抵抗Ｒ４が接続されており、トランジスタＴ２のベースとワイヤハーネス橋絡部２４との間に抵抗Ｒ５が接続されている。また、トランジスタＴ１のベースは抵抗Ｒ３を介してアースに接続されており、トランジスタＴ２のベースは抵抗Ｒ６を介してアースに接続されている。駆動制御装置２８の出力ＨＲは、主リレー装置２６を駆動制御するのに用いられる。通常の動作において、主リレー装置２６が駆動制御されている。つまり、出力側ＨＲはワイヤハーネス橋絡部２４を介して、トランジスタＴ１及びＴ２は駆動制御装置２８を介してアースに接続されている。このようにして、トランジスタＴ１及びＴ２のベースには、何らベース−エミッタ電圧Ｕは印加されておらず、トランジスタＴ１及びＴ２は遮断されている、すなわち導通制御されていない。
【００１３】
さらに、図２には、図１に相応してバッファコンデンサ１０が示されており、該バッファコンデンサに、電圧源１８から直流電圧変換器２０を介して高電圧が給電される。直流電圧変換器２０およびピエゾ出力段１２は、駆動制御装置２２により駆動制御され、制御装置コネクタソケット３０およびワイヤハーネスコネクタプラグ３２を介して、圧電素子１６がピエゾ出力段１２と接続されている。バッファコンデンサ１０の高電圧側に、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２ならびに電子スイッチ素子Ｔ１及びＴ２が対応して設けられている。図１と同様に、トランジスタＴ１及びＴ２はベースが、一方では抵抗Ｒ２に接続されており、他方、ワイヤハーネス橋絡部２４を介して駆動制御装置２８の出力側ＨＲに接続されている。トランジスタＴ１から抵抗Ｒ１へのコレクタ側の接続回路およびトランジスタＴ２から駆動制御装置２２へのコレクタ側の接続回路ならびにトランジスタＴ１及びＴ２のエミッタ側のアース接続は、図１と同様のままである。
【００１４】
ここで、制御装置１４が外部から遮断されると、駆動制御装置２８は、該駆動制御装置２８の出力側ＨＲを高抵抗で導通接続させる。このとき、出力側ＨＲに、Ｕ＿Ｂａｔが調整設定される。そのため、ワイヤハーネス橋絡部２４を介して、トランジスタＴ１及びＴ２にベース−エミッタ電圧Ｕが生じ、これらのトランジスタＴ１及びＴ２は通し制御される、すなわち導通接続される。導通接続されたトランジスタＴ１により、抵抗Ｒ１を介してバッファコンデンサ１０の迅速な放電が行われる。導通接続されたトランジスタＴ２により、駆動制御装置２２がリセット状態にセットされ、したがって、第１実施例にて既に説明したように、バッファコンデンサ１０の後からの充電は、駆動制御装置２２による直流電圧変換器２０の駆動制御が行われなくなることで回避される。バッファコンデンサ１０の放電過程は、抵抗Ｒ１が同じでバッファコンデンサ１０のバッファ容量が同じ場合、そこから得られる放電時定数によって決まる。
【００１５】
図示の抵抗Ｒ３〜Ｒ６は、トランジスタＴ１及びＴ２の動作点を調整するのに用いられる。
【００１６】
図２に示した放電回路は、ワイヤハーネス橋絡部２４のために、ワイヤハーネスコネクタプラグ３２が制御装置コネクタソケット３０から引抜かれた場合にも機能する。このことにより、図１で説明したようにまた、抵抗Ｒ２を介してバッファコンデンサ１０を用いてベース−エミッタ電圧Ｕ＿Ｂｕｆｆｅｒが設定される。これにより、図１に基づき既述した第１実施例の遮断過程が実施される。前記装置により、一方ではワイヤハーネスコネクタプラグ３２が制御装置コネクタソケット３０から引抜かれた場合に、他方駆動制御装置２８が外部から遮断された場合にも、バッファコンデンサ１０の高電圧が放電され、バッファコンデンサ１０に何ら後からの充電が行われないことが保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の回路装置のブロック回路図である。
【図２】第２の実施例の回路装置のブロック回路図である。
【図３】時間に依存した電圧特性曲線を示す。
【符号の説明】
１０  バッファコンデンサ
１２  ピエゾ出力段
１４  制御装置
１６  圧電素子
１８  電圧源
２０  直流電圧変換器
２２，２８  駆動制御装置
２４  ワイヤハーネス橋絡部
３０  制御装置コネクタソケット
３２  ワイヤハーネスコネクタプラグ
Ｔ１，Ｔ２  電子スイッチ素子
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
【図１】
0004124631.tif 000002
【図２】
0004124631.tif 000003
【図３】
0004124631.tif 000004