JPH10311263A - Fuel injection system - Google Patents

Fuel injection system

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Publication number
JPH10311263A
JPH10311263A JP9307312A JP30731297A JPH10311263A JP H10311263 A JPH10311263 A JP H10311263A JP 9307312 A JP9307312 A JP 9307312A JP 30731297 A JP30731297 A JP 30731297A JP H10311263 A JPH10311263 A JP H10311263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shock
fuel
turned
switch
discharge switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9307312A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiminaga Otome
公修 乙▲め▼
Atsushi Uchiyama
敦 内山
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP9307312A priority Critical patent/JPH10311263A/en
Publication of JPH10311263A publication Critical patent/JPH10311263A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To repeatedly supply electric power to an impactively extending element composed of its electrostrictive element in the prescribed timing by changing an electric field acting on the electrostrictive element. SOLUTION: When a thyristor starting coil (α) power generating projection 69 passes through an impactively extending element (β) a charge α L4, the βcharge α L4 is turned on, and electric charge flows to β 17a from a β charging capacitor C2, and fuel is injected. When the α power generating projection 69 passes through a α discharge α L5, a βdischarge thyristor SCR3 is turned on, and electric charge of the β 17a flows to a resistance R2. When the α power generating projection 69 passes through an ignition α L3, an ignition thyristor SCR1 is turned on by an ignition signal of the ignition α L3, and a spark plug 13 sparks by an ignition coil 68, and an engine is started. These injection and ignition continue even after the engine is started. In this way, electric power can be supplied to the α 17a in the prescribed timing, and the α17a is extended in response to rotation of a crankshaft 5, and the fuel is injected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、衝撃的高圧によ
り燃料を噴射する燃料噴射装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for injecting fuel by an impulsively high pressure.

【０００２】[0002]

【従来の技術】出願人は燃料噴射装置として、特願平８
−２１９６７２号において内燃機関の燃焼室に高圧で燃
料を噴射する燃料噴射装置を提案しており、この燃料噴
射は衝撃的な高圧で噴射でき噴霧の微粒化の面で有利で
ある。このような燃料噴射装置で加圧源部分に圧電素子
あるいは磁歪素子などの衝撃的伸長素子を用いると、比
較的簡単な構造で燃料を衝撃的に高圧にでき噴霧の微粒
化を得ることができる。2. Description of the Related Art Applicants have disclosed a fuel injection device as disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
Japanese Patent No. 219672 proposes a fuel injection device for injecting fuel at a high pressure into a combustion chamber of an internal combustion engine, and this fuel injection can be injected at a shocking high pressure, which is advantageous in atomizing spray. When a shock-extending element such as a piezoelectric element or a magnetostrictive element is used as a pressurizing source in such a fuel injection device, the fuel can be shocked to a high pressure with a relatively simple structure, and atomization of spray can be obtained. .

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衝撃的
伸長素子の内電界発生制御を利用するものへの電圧付加
開始あるいは電流供給開始の方法、電圧付加解除あるい
は電流供給停止の方法について具体的に開示していな
い。この方法が正しく実施されないと、燃焼サイクルに
同期して衝撃的伸長素子を伸縮させることができず、継
続して出力を得ることができない。However, a method of starting voltage supply or current supply, and a method of releasing voltage supply or stopping current supply to a device utilizing the internal electric field generation control of the shock-elongating element are specifically disclosed. I haven't. If this method is not performed correctly, the shock-extending element cannot be expanded and contracted in synchronization with the combustion cycle, and no output can be continuously obtained.

【０００４】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、所定のタイミングで電歪素子からなる衝撃的伸長
素子へ繰り返し電力供給を可能にする燃料噴射装置を提
供することを目的としている。[0004] The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a fuel injection device capable of repeatedly supplying power to an impact-stretching element composed of an electrostrictive element at a predetermined timing.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するため、この発明は、以下のように構成し
た。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention has the following constitution.

【０００６】請求項１記載の発明は、『燃料に接する先
端部にプランジャを配置した電歪素子からなる衝撃的伸
歪素子を、前記電歪素子に作用する電界を変化させるこ
とにより伸長させ、この伸長により加圧室内の燃料を衝
撃的に加圧し、噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置
において、充電時伸長する電歪素子を使用し、直流電源
の正極から前記衝撃的伸長素子の正極、前記衝撃的伸長
素子を介して衝撃的伸長素子の負極、この衝撃的伸長素
子の負極から前記直流電源の負極に到る第１の閉回路を
形成し、この第１の閉回路と並列に、前記衝撃的伸長素
子の正極と負極を結ぶ第２の閉回路を形成し、少なくと
も前記第２の閉回路の途中に放電スイッチを配置し、前
記第１の閉回路の途中前記第２の閉回路と並列部を除く
部分に充電スイッチを配置し、充電スイッチと放電スイ
ッチの両方を噴射燃焼サイクル毎にオン、オフ動作し、
放電スイッチをオフ状態において、所定クランク角にお
いて充電スイッチをオン動作し、充電スイッチのオン動
作後次の噴射燃焼サイクルの充電スイッチのオン動作ま
での間に、放電スイッチのオン状態期間を設け、且つ放
電スイッチをオフ動作するように構成したことを特徴と
する燃料噴射装置。』である。According to the first aspect of the present invention, there is provided an electromotive element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel, which is extended by changing an electric field acting on the electrostrictive element; In the fuel injection device which pressurizes the fuel in the pressurized chamber by the expansion and injects the fuel from the injection hole, an electrostrictive element which expands at the time of charging is used, and the positive electrode of the DC power supply is connected to the positive electrode of the shock-extending element. Forming a first closed circuit extending from the negative electrode of the shock-elongating element, the negative electrode of the shock-elongating element to the negative electrode of the DC power supply via the shock-expanding element, and in parallel with the first closed circuit; Forming a second closed circuit connecting the positive electrode and the negative electrode of the shock-stretching element, disposing a discharge switch at least in the middle of the second closed circuit, and forming the second closed circuit in the first closed circuit; Charge switch on parts except circuit and parallel part It was placed, on both the discharge switch and charging switch every injection combustion cycle, turned OFF,
When the discharge switch is in the off state, the charge switch is turned on at a predetermined crank angle, and after the charge switch is turned on and before the charge switch is turned on in the next injection combustion cycle, an on state period of the discharge switch is provided; A fuel injection device characterized in that a discharge switch is turned off. ].

【０００７】この請求項１記載の発明によれば、所定の
タイミングで衝撃的伸長素子への充電を可能にし、クラ
ンク軸の回転に対応して衝撃的伸長素子を伸長して燃料
を噴射し、次の噴射に備え衝撃的伸長素子を収縮させる
ことができる。According to the first aspect of the present invention, the impact extension element can be charged at a predetermined timing, and the fuel is injected by extending the impact extension element in response to the rotation of the crankshaft. The impact extension element can be contracted in preparation for the next injection.

【０００８】請求項２記載の発明は、『燃料に接する先
端部にプランジャを配置した電歪素子からなる衝撃的伸
歪素子を、前記電歪素子に作用する電界を変化させるこ
とにより伸長させ、この伸長により加圧室内の燃料を衝
撃的に加圧し、噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置
において、充電時伸長する電歪素子を使用し、前記直流
電源の正極から衝撃的伸長素子の正極、この衝撃的伸長
素子を介して衝撃的伸長素子の負極、この衝撃的伸長素
子の負極から前記直流電源の負極に到る第１の閉回路を
形成し、この第１の閉回路と並列に、前記衝撃的伸長素
子の正極と負極を結ぶ第２の閉回路を形成し、少なくと
も前記第２の閉回路の途中に放電スイッチを配置し、前
記第１の閉回路の途中前記第２の閉回路と並列部を除く
部分に充電スイッチを配置し、充電スイッチと放電スイ
ッチの両方を噴射燃焼サイクル毎にオン、オフ動作し、
放電スイッチのオン状態において充電スイッチをオン動
作し、充電スイッチのオン状態において、所定クランク
角において放電スイッチをオフ動作し、次の噴射燃料サ
イクルまでに、充電スイッチをオフ動作し、且つ放電ス
イッチをオン動作するように構成したことを特徴とする
燃料噴射装置。』である。According to a second aspect of the present invention, there is provided an electrostrictive element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel, which is extended by changing an electric field acting on the electrostrictive element, In the fuel injection device which pressurizes the fuel in the pressurized chamber by this extension and injects the fuel from the injection hole, an electrostrictive element which is extended at the time of charging is used, and the positive electrode of the DC power supply is connected to the positive electrode of the impact extension element. Forming a first closed circuit extending from the negative electrode of the shock-elongating element, the negative electrode of the shock-elongating element to the negative electrode of the DC power supply through the shock-expanding element, and in parallel with the first closed circuit. Forming a second closed circuit connecting the positive electrode and the negative electrode of the shock-stretching element, disposing a discharge switch at least in the middle of the second closed circuit, and forming the second closed circuit in the first closed circuit; Charge switch on parts except circuit and parallel part It was placed, on both the discharge switch and charging switch every injection combustion cycle, turned OFF,
In the ON state of the discharge switch, the charge switch is turned on, in the ON state of the charge switch, the discharge switch is turned off at a predetermined crank angle, the charge switch is turned off by the next injection fuel cycle, and the discharge switch is turned off. A fuel injection device configured to perform an on operation. ].

【０００９】この請求項２記載の発明によれば、所定の
タイミングで衝撃的伸長素子への充電を可能にし、クラ
ンク軸の回転に対応して衝撃的伸長素子を伸長して燃料
を噴射し、次の噴射に備え衝撃的伸長素子を収縮させる
ことができる。なお、請求項１及び請求項２において、
第１の閉回路内の衝撃的伸長素子は直流的には絶縁され
たコンデンサを構成している。すなわち、第１の閉回路
には充電開始から充電終了までの間電流が流れるが、充
電完了後においては電圧は付加されてはいるが、衝撃的
伸長素子を通過して電流は流れない。According to the second aspect of the present invention, it is possible to charge the impact extension element at a predetermined timing, extend the impact extension element in response to the rotation of the crankshaft, and inject fuel. The impact extension element can be contracted in preparation for the next injection. In claims 1 and 2,
The shock-stretching element in the first closed circuit constitutes a DC-insulated capacitor. That is, a current flows through the first closed circuit from the start of charging to the end of charging. After the completion of charging, although a voltage is applied, no current flows through the shock-stretching element.

【００１０】請求項３記載の発明は、『クランク軸に運
動して回転する磁性体と、所定クランク角の時前記磁性
体が接近することにより、前記充電スイッチを作動させ
る充電スイッチ起動コイルと、前記所定クランク角より
遅れて前記磁性体が接近することにより、前記放電スイ
ッチを作動させる放電スイッチ起動コイルとを配置した
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。』であ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided a magnetic material rotating on a crankshaft, a charging switch starting coil for operating the charging switch when the magnetic material approaches at a predetermined crank angle, 2. The fuel injection device according to claim 1, further comprising a discharge switch activation coil that activates the discharge switch when the magnetic body approaches the motor with a delay from the predetermined crank angle. ].

【００１１】この請求項３記載の発明によれば、請求項
１に加え、直流電源から簡単な回路構成で、所定のタイ
ミングで燃料噴射を繰り返し実施可能とする。According to the third aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the fuel injection can be repeatedly performed at a predetermined timing with a simple circuit configuration from a DC power supply.

【００１２】請求項４記載の発明は、『前記充電スイッ
チ起動コイルを可動とし、前記磁性体が接近する前記所
定クランク角を進角あるいは遅角可能としたことを特徴
とする請求項３記載の燃料噴射装置。』である。The invention according to claim 4 is characterized in that the charging switch starting coil is movable, and the predetermined crank angle to which the magnetic body approaches can be advanced or retarded. Fuel injection device. ].

【００１３】この請求項４記載の発明によれば、請求項
３に加え、噴射開始タイミングを可変とすることができ
る。According to the fourth aspect of the invention, in addition to the third aspect, the injection start timing can be made variable.

【００１４】請求項５記載の発明は、『燃料に接する先
端部にプランジャを配置した電歪素子からなる衝撃的伸
歪素子を、前記電歪素子に作用する電界を変化させるこ
とにより伸長させ、この伸長により加圧室内の燃料を衝
撃的に加圧し、噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置
において、充電時伸長する電歪素子を使用し、前記衝撃
的伸長素子を伸長させた後、次の伸長までに前記衝撃的
伸長素子の収縮を実施し、且つ上死点近傍において点火
するとともに、低負荷において前記衝撃的伸長素子を伸
長させるタイミングを早める一方、高負荷において前記
衝撃的伸長素子を伸長させるタイミングを遅らせるよう
にしたことを特徴とする燃料噴射装置。』である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electrostrictive stretching element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel by changing an electric field acting on the electrostrictive element, In the fuel injection device in which the fuel in the pressurized chamber is shockedly pressurized by this expansion and the fuel is injected from the injection hole, an electrostrictive element that expands at the time of charging is used, and after the shocking expansion element is expanded, By performing the contraction of the shock-elongating element by the time of elongation, and igniting near the top dead center, the timing of extending the shock-elongation element at a low load is advanced, while the shock-elongation element at a high load is A fuel injection device characterized in that the timing of the extension is delayed. ].

【００１５】この請求項５記載の発明によれば、燃科噴
射量を可変とすることができる。According to the present invention, the fuel injection amount can be made variable.

【００１６】請求項６記載の発明は、『燃料に接する先
端部にプランジャを配置した電歪素子からなる衝撃的伸
長素子を、前記電歪素子に作用する電界を変化させるこ
とにより伸長させ、この伸長により加圧室内の燃料を衝
撃的に加圧し、噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置
において、充電時収縮し放電時伸長する電歪素子を使用
し、直流電源の正極から前記衝撃的伸長素子の正極、前
記衝撃的伸長素子を介して前記衝撃的伸長素子の負極、
この衝撃的伸長素子の負極から前記直流電源の負極に到
る第１の閉回路を形成し、この第１の閉回路と並列に、
前記衝撃的伸長素子の正極と負極を結ぶ第２の閉回路を
形成し、少なくとも前記第２の閉回路の途中に放電スイ
ッチを配置し、前記放電スイッチを噴射燃焼サイクル毎
にオン、オフ動作し、所定クランク角において放電スイ
ッチをオン動作し、次の噴射燃焼サイクルの放電スイッ
チのオン動作前に放電スイッチをオフ動作するように構
成したことを特徴とする燃料噴射装置。』である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electromotive element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel, which is extended by changing an electric field acting on the electrostrictive element. In a fuel injection device in which fuel in a pressurized chamber is shockedly pressurized by elongation and fuel is injected from an injection hole, an electrostrictive element that contracts during charging and expands during discharging is used. A positive electrode of the element, a negative electrode of the shock-stretching element through the shock-stretching element,
Forming a first closed circuit extending from the negative electrode of the shock-stretching element to the negative electrode of the DC power source, and in parallel with the first closed circuit,
Forming a second closed circuit connecting the positive electrode and the negative electrode of the impact extension element, disposing a discharge switch at least in the middle of the second closed circuit, turning on and off the discharge switch every injection combustion cycle. A fuel injection device, wherein the discharge switch is turned on at a predetermined crank angle, and the discharge switch is turned off before the discharge switch is turned on in the next injection combustion cycle. ].

【００１７】この請求項６記載の発明によれば、衝撃的
伸長素子は直流電源により充電され、圧電素子は収縮し
ている状態で、クランク軸の回転に対応し所定のタイミ
ングで衝撃的伸長素子の正極と負極が導通し放電して衝
撃的伸長素手を伸長して燃料を噴射し、次の噴射に備え
正極と負極を非導通状態にすることで、衝撃的伸長素子
は直流電源により充電され圧電素子を収縮状態とするこ
とができる。According to the sixth aspect of the present invention, the shock-extending element is charged by the DC power supply, and the piezoelectric element is contracted in a contracted state at a predetermined timing corresponding to the rotation of the crankshaft. The positive and negative electrodes are electrically connected and discharged to extend the shock-stretching bare hand to inject fuel, and the positive and negative electrodes are turned off for the next injection, so that the shock-extending element is charged by the DC power supply. The piezoelectric element can be in a contracted state.

【００１８】請求項７記載の発明は、『前記第１の閉回
路の途中前記第２の閉回路と並列部を除く部分に充電ス
イッチを配置し、前記放電スイッチに加え充電スイッチ
を噴射燃焼サイクル毎にオン、オフ動作し、充電スイッ
チをオフ状態において、所定クランク角において放電ス
イッチをオン動作し、放電スイッチのオフ動作後次の噴
射燃焼サイクルの放電スイッチのオン動作までの間に、
充電スイッチのオン状態期間を設けるように構成したこ
とを特徴とする請求項６記載の燃料噴射装置。』であ
る。According to a seventh aspect of the present invention, a charge switch is disposed in a portion of the first closed circuit other than a portion parallel to the second closed circuit, and a charge switch is provided in addition to the discharge switch. On and off operation every time, in the off state of the charge switch, turn on the discharge switch at a predetermined crank angle, after the off operation of the discharge switch until the on operation of the discharge switch in the next injection combustion cycle,
7. The fuel injection device according to claim 6, wherein an on-state period of the charge switch is provided. ].

【００１９】この請求項７記載の発明によれば、請求項
６に加え、衝撃的伸長素子は充電スイッチのオンにより
直流電源により充電され、圧電素子は収縮している状態
で、クランク軸の回転に対応し所定のタイミングで衝撃
的伸長素子の正極と負極が導通し放電して衝撃的伸長素
子を伸長して燃料を噴射し、次の噴射に備え正極と負極
を非導通状態にし且つ、再び充電スイッチのオン状態に
することで、衝撃的伸長素子は直流電源により充電さ
れ、圧電素子を収縮状態とすることができる。また、放
電スイッチがオン状態且つ充電スイッチがオン状態とな
る期間を少なくできるので、直流電源からオン状態の放
電スイッチを通りアースされる電流量を減らし、電力消
費量を減らすことができる。According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the sixth aspect, the shock-extending element is charged by the DC power supply when the charging switch is turned on, and the crankshaft is rotated while the piezoelectric element is contracted. At a predetermined timing, the positive electrode and the negative electrode of the shock-extending element conduct and discharge to extend the shock-expanding element and inject fuel, and make the positive electrode and the negative electrode non-conductive for the next injection, and again. By turning on the charging switch, the shock-extending element is charged by the DC power supply, and the piezoelectric element can be in a contracted state. Further, since the period during which the discharge switch is in the ON state and the charge switch is in the ON state can be reduced, the amount of current grounded from the DC power supply through the ON-state discharge switch can be reduced, and the power consumption can be reduced.

【００２０】請求項８記載の発明は、『前記所定クラン
ク角より遅れる第２の所定クランク角において充電スイ
ッチをオン動作するとともに、この充電スイッチのオン
動作と同時あるいは先行して放電スイッチをオフ動作す
るようにしたこと特徴とする請求項７記載の燃料噴射装
置。』である。[0020] The invention according to claim 8 is characterized in that "a charge switch is turned on at a second predetermined crank angle that is later than the predetermined crank angle, and a discharge switch is turned off at the same time as or before the charge switch is turned on. The fuel injection device according to claim 7, wherein the fuel injection is performed. ].

【００２１】この請求項８記載の発明によれば、請求項
７に加え、さらに、衝撃的伸長素子は第２の所定のクラ
ンク角における充電スイッチのオンにより直流電源によ
り充電され、圧電素子は収縮させることができ、第２の
衝撃圧を発生することが可能となる。According to the eighth aspect of the present invention, in addition to the seventh aspect, the impact extension element is charged by the DC power supply by turning on the charge switch at the second predetermined crank angle, and the piezoelectric element contracts. And a second impact pressure can be generated.

【００２２】請求項９記載の発明は、『クランク軸に運
動して回転する磁性体と、所定クランク角の時前記磁性
体が接近することにより、前記放電スイッチを作動させ
る放電スイッチ起動コイルと、前記所定クランク角より
遅れて前記磁性体が接近することにより、前記充電スイ
ッチを作動させる充電スイッチ起動コイルとを配置した
ことを特徴とする請求項７記載の燃料噴射装置。』であ
る。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a magnetic material rotating on a crankshaft, a discharge switch activation coil for operating the discharge switch when the magnetic material approaches at a predetermined crank angle, 8. The fuel injection device according to claim 7, further comprising: a charge switch activation coil that activates the charge switch when the magnetic body approaches with a delay from the predetermined crank angle. ].

【００２３】この請求項９記載の発明によれば、請求項
７に加え、直流電源から簡単な回路構成で、所定のタイ
ミングで燃料噴射を操り返し実施可能とする。According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the seventh aspect, the fuel injection can be repeatedly performed at a predetermined timing with a simple circuit configuration from a DC power supply.

【００２４】請求項１０記載の発明は、『前記放電スイ
ッチ起動コイルを可動とし、前記磁性体が接近する前記
所定クランク角を進角あるいは遅角可能としたことを特
徴とする請求項９記載の燃料噴射装置。』である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the method according to the ninth aspect, wherein the discharge switch starting coil is movable, and the predetermined crank angle to which the magnetic body approaches can be advanced or retarded. Fuel injection device. ].

【００２５】この請求項１０記載の発明によれば、請求
項９に加え、噴射開始タイミングを可変とすることがで
きる。According to the tenth aspect, in addition to the ninth aspect, the injection start timing can be made variable.

【００２６】請求項１１記載の発明は、『燃料に接する
先端部にプランジャを配置した電歪素子からなる衝撃的
伸歪素子を、前記電歪素子に作用する電界を変化させる
ことにより伸長させ、この伸長により加圧室内の燃料を
衝撃的に加圧し、噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装
置において、充電時収縮し放電時伸長する電歪素子を使
用し、前記衝撃的伸長素子を伸長させた後、次の伸長ま
でに前記衝撃的伸長素子の収縮を実施し、且つ上死点近
傍において点火するとともに、低負荷において前記衝撃
的伸長素子を伸長させるタイミングを早める一方、高負
荷において前記衝撃的伸長素子を伸長させるタイミング
を遅らせるようにしたことを特徴とする燃料噴射装
置。』である。The eleventh aspect of the present invention is to provide a method for extending an impact-stretching element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel by changing an electric field acting on the electrostrictive element; In the fuel injection device which pressurizes the fuel in the pressurized chamber by this expansion and injects the fuel from the injection hole, an electrostrictive element which contracts at the time of charging and expands at the time of discharging is used. After that, the shock-elongating element is contracted by the next elongation, and ignition is performed in the vicinity of the top dead center, and the timing at which the shock-elongation element is expanded at a low load is advanced. A fuel injection device characterized in that the timing for extending the target extension element is delayed. ].

【００２７】この請求項１１記載の発明によれば、燃料
噴射量を可変とすることができる。According to the eleventh aspect, the fuel injection amount can be made variable.

【００２８】[0028]

【発明の実施の形態】以下、この発明の燃料噴射装置に
ついて説明する。図１はこの発明に係る燃料噴射装置を
適用した２サイクル内燃機関の構成図である。このエン
ジン１は、燃焼室４３の上部を構成するシリンダヘッド
２と、燃焼室４３の筒体を構成するシリンダブロック３
と、クランク室６００を形成するクランクケース４とに
より構成される。クランク室６００内のクランク軸５
は、クランクピン６及びピストンピン７に連結されたコ
ンロッド１００を介してピストン８に連結される。クラ
ンク室６００に連通する吸気管９及びシリンダ内の燃焼
室４３に連通する排気管１１を備えている。また、クラ
ンク室６００と燃焼室４３とを、掃気通路４２で連通し
ている。吸気管９内にはスロットル弁４８及び吸気の逆
流阻止のためのリード弁４７が設けられる。シリンダヘ
ッド２には、燃焼室４３に臨んで、点火プラグ１３及び
燃料噴射ユニット４４が設けられる。この燃料噴射ユニ
ット４４は、後記するように高圧発生装置１６とインジ
ェクタ１４とを一体に構成したものであり、衝撃的高圧
波を利用して燃料を噴射する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a fuel injection device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a two-cycle internal combustion engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied. The engine 1 includes a cylinder head 2 forming an upper portion of a combustion chamber 43 and a cylinder block 3 forming a cylinder of the combustion chamber 43.
And the crankcase 4 forming the crankcase 600. Crankshaft 5 in crankcase 600
Is connected to the piston 8 via a connecting rod 100 connected to the crankpin 6 and the piston pin 7. An intake pipe 9 communicating with the crank chamber 600 and an exhaust pipe 11 communicating with the combustion chamber 43 in the cylinder are provided. Further, the crank chamber 600 and the combustion chamber 43 communicate with each other via the scavenging passage 42. Inside the intake pipe 9, a throttle valve 48 and a reed valve 47 for preventing intake air from flowing backward are provided. The ignition plug 13 and the fuel injection unit 44 are provided in the cylinder head 2 so as to face the combustion chamber 43. The fuel injection unit 44 has a structure in which the high-pressure generator 16 and the injector 14 are integrally formed as described later, and injects fuel using a high-pressure shock wave.

【００２９】この燃料噴射ユニット４４は、燃料供給パ
イプ２１を介して、燃料噴射ユニット４４より高い位置
に設けた上部に不図示のブリーザ穴を設けた気液分離フ
ロート室４６に連通する。この気液分離フロート室４６
は、液面を一定とするためのフロート式弁４６ａ、燃料
ポンプ１９Ａ及びフィルタ２０を介して、燃料タンク２
２に連通する。燃料噴射ユニット４４は、電源制御回路
１８に連結され、さらに電源回路４５に接続される。な
お、この燃料噴射ユニット４４は、図１の一点鎖線で示
したように、シリンダブロック３の側壁面あるいは吸気
管９に設けてもよい。さらに、燃料噴射ユニット４４と
気液分離フロート室４６の上部を結ぶ戻り燃料パイプ２
３が設けられる。The fuel injection unit 44 communicates via the fuel supply pipe 21 with a gas-liquid separation float chamber 46 provided with a breather hole (not shown) at an upper portion provided above the fuel injection unit 44. This gas-liquid separation float chamber 46
Is connected to a fuel tank 2 via a float valve 46a for keeping the liquid level constant, a fuel pump 19A and a filter 20.
Connect to 2. The fuel injection unit 44 is connected to the power supply control circuit 18 and further connected to a power supply circuit 45. The fuel injection unit 44 may be provided on the side wall surface of the cylinder block 3 or on the intake pipe 9 as shown by the dashed line in FIG. Further, the return fuel pipe 2 connecting the fuel injection unit 44 and the upper part of the gas-liquid separation float chamber 46
3 are provided.

【００３０】この構成により、燃料噴射ユニット４４内
の不図示の加圧室、噴射通路、弁手段の気泡は、エンジ
ン１停止中に戻り燃料パイプ２３へ入り、気液分離フロ
ート室４６方向に浮力により移動する。気泡が加圧室に
入るのは、弁手段より噴射通路が上位にあり、噴射通路
より加圧室が上位にあるからである。また、気泡が加圧
室から戻り燃料パイプ２３へ入るのは、戻り燃料パイプ
２３の加圧室側開口が、加圧室の上部にあるからであ
る。戻り燃料パイプ２３の加圧室側開口が、燃料供給パ
イプ２１端部の不図示の導入ポートより上位にあると、
確実に戻り燃料パイプ２３内へ気泡を導くことができ
る。一方、燃料供給パイプ２１中の気泡は、エンジン１
停止中に浮力により気液分離フロート室４６内に移動す
る。With this configuration, the bubbles in the pressurizing chamber, the injection passage, and the valve means (not shown) in the fuel injection unit 44 return to the fuel pipe 23 when the engine 1 is stopped, and float in the direction of the gas-liquid separation float chamber 46. Move by. The bubbles enter the pressurized chamber because the injection passage is higher than the valve means and the pressurized chamber is higher than the injection passage. In addition, the reason why air bubbles enter the return fuel pipe 23 from the pressurizing chamber is that the opening of the return fuel pipe 23 on the pressurizing chamber side is located above the pressurizing chamber. If the pressurized chamber side opening of the return fuel pipe 23 is higher than an unillustrated introduction port at the end of the fuel supply pipe 21,
It is possible to reliably return air bubbles into the fuel pipe 23. On the other hand, air bubbles in the fuel supply pipe 21
During the stop, it moves into the gas-liquid separation float chamber 46 by buoyancy.

【００３１】エンジン１運転中は、燃料噴射ユニット４
４が作動し、衝撃的高圧波発生による噴射と、噴射によ
り加圧室に発生する負圧と気液分離フロート室４６の燃
料油面によるヘッド（正圧）とによる加圧室への燃料移
動とが交互に連続して発生する。加圧室への燃料移動
時、戻り燃料パイプ２３内の加圧室寄り部分に気泡があ
ると、気泡が再び加圧室内に戻ることになるので、戻り
燃料パイプ２３内に気液分離フロート室４６方向のみに
流れを許容する逆止弁を配置すると、エンジン１運転中
にも確実にエア抜きができる。衝撃的高圧波は、発生面
の法線方向に強い指向性があるので、燃料噴射時の戻り
燃料パイプ２３内への燃料押し出し量（噴射洩れ量）は
僅かである。この僅かな戻り燃料パイプ２３内への燃料
押し出し作用により、戻り燃料パイプ２３内の気泡は確
実に気液分離フロート室４６へ移動し分離される。な
お、燃料噴射時の燃料供給パイプ２１内への燃料押し戻
し量（燃料洩れ量）は僅かではあるが、燃料供給パイプ
２１内に加圧室方向のみに流れを許容する逆止弁を配置
すると、噴射洩れ量を少なくできる。During operation of the engine 1, the fuel injection unit 4
4 operates, and fuel is transferred to the pressurizing chamber by the injection due to the generation of the shocking high-pressure wave, and the negative pressure generated in the pressurizing chamber by the injection and the head (positive pressure) by the fuel oil level of the gas-liquid separation float chamber 46 Occur successively and alternately. At the time of fuel transfer to the pressurizing chamber, if bubbles are present in the portion of the return fuel pipe 23 close to the pressurizing chamber, the bubbles will return to the pressurizing chamber again. By arranging a check valve that allows flow only in the 46 directions, air can be reliably removed even during operation of the engine 1. Since the shocking high-pressure wave has strong directivity in the normal direction of the generation surface, the amount of fuel pushed out into the return fuel pipe 23 during fuel injection (the amount of injection leakage) is small. Due to this slight fuel pushing action into the return fuel pipe 23, the air bubbles in the return fuel pipe 23 are surely moved to the gas-liquid separation float chamber 46 and separated therefrom. The amount of fuel pushed back into the fuel supply pipe 21 during fuel injection (the amount of fuel leakage) is small, but if a check valve that allows flow only in the direction of the pressurized chamber is arranged in the fuel supply pipe 21, Injection leakage can be reduced.

【００３２】また、燃料供給パイプ２１に燃料ポンプ１
９Ｂを設けることができ、戻り燃料パイプ２３に所定圧
（衝撃的高圧より低いため）以上で開となる調圧弁１０
１を設ける。この場合には気液分離フロート室４６は、
液面を一定とするためのフロート式弁４６ａが不要とな
るが、上限レベル検知センサ９００と下限レベル検知セ
ンサ９０１から構成される燃料レベルメータを設けるよ
うにする。気液分離フロート室４６の燃料レベルが下限
レベル検知センサ９０１の位置より下がると、燃料ポン
プ１９Ａを駆動してフィルタ２０を介して燃料を燃料タ
ンク２２から供給し、上限レベル検知センサ９００が燃
料を検知すると燃料の供給を停止する。The fuel supply pipe 21 has a fuel pump 1
9B can be provided, and the pressure regulating valve 10 is opened in the return fuel pipe 23 at a predetermined pressure (because it is lower than the impact high pressure) or more.
1 is provided. In this case, the gas-liquid separation float chamber 46 is
Although the float type valve 46a for keeping the liquid level constant is unnecessary, a fuel level meter including the upper limit level detection sensor 900 and the lower limit level detection sensor 901 is provided. When the fuel level of the gas-liquid separation float chamber 46 falls below the position of the lower limit level detection sensor 901, the fuel pump 19A is driven to supply fuel from the fuel tank 22 via the filter 20, and the upper limit level detection sensor 900 supplies fuel. Upon detection, the supply of fuel is stopped.

【００３３】この実施の形態のエンジン１ではさらに、
オイルを供給するためにオイル噴射装置を用いている。
４９はオイル噴射ユニットであり、前述の実施の形態の
高圧発生装置１６が用いられる。このオイル噴射ユニッ
ト４９からオイル配管５３、５４を介してインジェクタ
５５からクランク室６００及びシリンダ内にオイルが噴
射される。オイル噴射ユニット４９にはストレーナ５２
を介してオイルタンク５１からオイルポンプ５９により
オイルが供給される。このオイル噴射ユニット４９は、
高圧発生源を有し、高圧発生源からの圧力源の伝播によ
る衝撃的高圧によりインジェクタ５５からオイルを噴射
するものであり、その構成や衝撃的高圧波の発生原理や
作用及び噴射動作は燃料噴射装置の各実施の形態と同じ
である。なお、加圧室には一つの衝撃的高圧発生部に対
向した位置にオイル配管５３に各々連通する複数の潤滑
油吐出ポートが設けられる。このオイル噴射装置にも、
上記したようなエア抜き手段を配置することにより、簡
単にエア抜きが可能となる。In the engine 1 of this embodiment,
An oil injection device is used to supply oil.
An oil injection unit 49 uses the high-pressure generator 16 of the above-described embodiment. Oil is injected from the oil injection unit 49 into the crank chamber 600 and the cylinder from the injector 55 via the oil pipes 53 and 54. The oil injection unit 49 includes a strainer 52
The oil is supplied from the oil tank 51 via the oil pump 59 via the oil pump 51. This oil injection unit 49 is
It has a high-pressure source, and injects oil from the injector 55 by an impulse high pressure caused by the propagation of the pressure source from the high-pressure source. This is the same as in each embodiment of the device. The pressurizing chamber is provided with a plurality of lubricating oil discharge ports each of which communicates with the oil pipe 53 at a position facing one shocking high-pressure generating section. In this oil injection device,
By arranging the air release means as described above, air release can be easily performed.

【００３４】以下、この発明の燃料噴射装置について説
明する。図２は燃料噴射ユニットの詳細構成図である。
この実施の形態では、高圧発生装置１６とインジェクタ
１４が、一体にユニットに形成され、この燃料噴射ユニ
ット４４は、燃料噴射の応答性がよく、かつコンパクト
な構造になっている。インジェクタ１４は、先端に噴射
孔４１が形成されたケース本体２４を有し、この噴射孔
４１に弁２５が装着される。弁２５はスプリング２６に
より常に閉方向に付勢される。このインジェクタ１４に
は、ケース２００を介して高圧発生装置１６の本体３１
に接続され一体になっている。このインジェクタ１４に
おいて、衝撃的高圧波が伝播してくると、弁２５の内側
面に衝突しさらに昇圧する。そして、そのエネルギーに
より、スプリング２６に抗して弁２５が押し開かれ、燃
料が噴射される。Hereinafter, the fuel injection device of the present invention will be described. FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the fuel injection unit.
In this embodiment, the high-pressure generator 16 and the injector 14 are integrally formed as a unit, and the fuel injection unit 44 has a compact structure with good fuel injection responsiveness. The injector 14 has a case main body 24 in which an injection hole 41 is formed at the tip, and a valve 25 is attached to the injection hole 41. The valve 25 is always biased in the closing direction by a spring 26. The main body 31 of the high-pressure generator 16 is connected to the injector 14 via a case 200.
Are connected to and are integrated. In the injector 14, when an impulsive high-pressure wave propagates, the high-pressure wave collides with the inner surface of the valve 25, and the pressure is further increased. The valve 25 is pushed and opened against the spring 26 by the energy, and fuel is injected.

【００３５】高圧発生装置１６は、本体３１の内部に加
圧室３２が形成される。この加圧室３２の一方の端部側
に、衝撃的伸長素子１７ａ及びプランジャ１７ｂ等を含
むもので構成される衝撃的高圧発生源１７が装着され、
加圧室３２内に衝撃的高圧波を発生させ加圧室３２内の
燃料に衝撃的圧力を付与する。プランジャ１７ｂは、衝
撃的伸長素子１７ａの断面より大きい衝撃的加圧面１７
ｂ１を有し、プランジャ１７ｂは、衝撃的伸長素子１７
ａと別部品であり、衝撃的伸長素子１７ａの燃料側端部
に圧入固定して設けられる。衝撃的伸長素子１７ａは、
圧電素子で構成される。The high-pressure generator 16 has a pressurizing chamber 32 formed inside a main body 31. On one end side of the pressurizing chamber 32, an impact high-pressure source 17, which includes an impact extension element 17a and a plunger 17b, is mounted.
An impulsive high-pressure wave is generated in the pressurizing chamber 32 to apply impressive pressure to the fuel in the pressurizing chamber 32. The plunger 17b has an impact pressure surface 17 larger than the cross section of the impact extension element 17a.
b1 and the plunger 17b
This is a separate component from a, and is press-fitted and fixed to the fuel-side end of the shock-elongating element 17a. The shock-elongating element 17a is
It is composed of a piezoelectric element.

【００３６】また、プランジャ１７ｂの外周には環状の
凹部１７ｂ２が形成され、この凹部１７ｂ２に衝撃的伸
長素子１７ａ側と加圧室３２とを区画するシール部材１
０２を備えている。シール部材１０２はＯリングやメカ
ニカルシールで構成され、シール部材１０２の位置は、
プランジャ１７ｂの途中部に設けられる。シール部材１
０２としてＯリングやメカニカルシールを用いること
で、衝撃的伸長素子１７ａを燃料より隔離でき、燃料中
に極く僅かに含まれる水分や空気による腐食を防止でき
る。また、プランジャ１７ｂのストローク長は、衝撃的
伸長素子１７ａのストロークや変形量に対して十分確保
でき、反力は燃料圧と摩擦力によるもので余分な力は掛
からない。また、ケースである筒状の本体３１が熱変形
を起こした場合でも作動ストロークの変位量は衝撃的伸
長素子１７ａの変位だけとなるため計量精度には影響し
ない。また、加圧室３２の形状の自由度が高く、しかも
エアが溜りにくい。なお、この実施の形態においては、
加圧室内壁３２ａを漏斗状にしている。An annular concave portion 17b2 is formed on the outer periphery of the plunger 17b, and the seal member 1 for partitioning the impact expansion element 17a side and the pressurizing chamber 32 into the concave portion 17b2.
02. The seal member 102 is configured by an O-ring or a mechanical seal, and the position of the seal member 102 is
It is provided in the middle of the plunger 17b. Seal member 1
By using an O-ring or a mechanical seal as 02, the shock-elongating element 17a can be isolated from the fuel, and corrosion due to moisture or air contained in the fuel very slightly can be prevented. Further, the stroke length of the plunger 17b can be sufficiently ensured with respect to the stroke and the amount of deformation of the impact extension element 17a, and the reaction force is due to the fuel pressure and the frictional force, so that no extra force is applied. Further, even when the cylindrical main body 31 as a case undergoes thermal deformation, the displacement amount of the working stroke is only the displacement of the shock-elongating element 17a, and thus does not affect the measurement accuracy. In addition, the degree of freedom of the shape of the pressurizing chamber 32 is high, and the air hardly accumulates. In this embodiment,
The inner wall 32a of the pressurized chamber has a funnel shape.

【００３７】この加圧室内燃料に対する衝撃高圧波を付
与する衝撃的加圧面１７ｂ１に対向する側の加圧室内壁
３２ａの端部に加圧室３２に臨んで燃料吐出ポート３３
が開口する。この燃料吐出ポート３３は、インジェクタ
１４に連通する。The fuel discharge port 33 faces the pressurizing chamber 32 at the end of the pressurizing chamber wall 32a on the side facing the shocking pressurizing surface 17b1 for applying the high-pressure wave to the pressurizing chamber fuel.
Opens. This fuel discharge port 33 communicates with the injector 14.

【００３８】衝撃的高圧発生源１７の衝撃的伸長素子１
７ａは、端部を締め上げるナット４０３によりケース４
００に固定されている。４０１はナット締め上げ時の衝
撃的伸長素子１７ａの回り止めである。衝撃的高圧発生
源１７は、ケース４００を介して高圧発生装置１６の本
体３１に接続され一体になっている。衝撃的伸長素子１
７ａは、リード線３０により電源制御回路１８（図１）
に連結される。衝撃的高圧発生源１７の衝撃的加圧面１
７ｂ１に直交する筒状の本体３１の側面、即ち、高圧波
が伝播する進行方向に対する直角な側面には、燃料導入
ポート３５が加圧室３２に臨んで開口する。この燃料導
入ポート３５には前述の気液分離フロート室４６（図
１）に連通する燃料供給パイプ２１が接続される。燃料
導入ポート３５の近傍上流部にはスプリングでバックア
ップされた逆止弁２１ａが配置され、戻り燃料パイプ２
３の上流側端部には、調圧弁２３ａが配置されている。The shock extension element 1 of the shock high voltage source 17
7a is a case 4 with a nut 403 for tightening the end.
00 is fixed. Reference numeral 401 denotes a stopper for preventing the impact extension element 17a from rotating when the nut is tightened. The shock high voltage source 17 is connected to the main body 31 of the high voltage generator 16 via the case 400 and is integrated therewith. Shock extension element 1
7a is a power control circuit 18 (FIG. 1)
Linked to Impact pressure surface 1 of impact high pressure source 17
On the side surface of the tubular main body 31 orthogonal to 7b1, that is, the side surface perpendicular to the traveling direction of the high-pressure wave, a fuel introduction port 35 opens toward the pressurization chamber 32. The fuel supply port 21 is connected to the fuel supply pipe 21 communicating with the gas-liquid separation float chamber 46 (FIG. 1). A check valve 21a backed up by a spring is disposed at an upstream portion near the fuel introduction port 35, and a return fuel pipe 2 is provided.
The pressure regulating valve 23a is disposed at the upstream end of the valve 3.

【００３９】このような構成の燃料噴射装置において、
加圧室３２内に燃料を充填した状態で、衝撃的高圧発生
源１７の衝撃的伸長素子１７ａに駆動電圧を印加し始め
ると、衝撃的伸長素子１７ａが形状変化する瞬間に衝撃
的高圧波が発生する。この衝撃的高圧波は、衝撃的加圧
面１７ｂ１側からその衝撃的加圧面１７ｂ１に対し直角
方向に、加圧室３２の反対面側の対向する位置の燃料吐
出ポート３３に向かって瞬時に伝播する。この圧力波が
加圧室３２内を進行中に加圧室の側面に開口する燃料導
入ポート３５を通過するが、この燃料導入ポート３５の
開口方向は高圧波の進行方向に対し直角方向であるた
め、これを瞬時に通過し高圧波の圧力は、燃料導入ポー
ト３５内の燃料及びこれに連通する燃料供給パイプ２１
内の燃料に対し実質上何等作用せず、高圧波のエネルギ
ーはほとんど消費されない。衝撃的高圧発生源１７の衝
撃的加圧面１７ｂ１から発せられ、漏斗状の加圧室内壁
３２ａにより集められ、さらに昇圧した衝撃的高圧波
は、この面に唯一形成された燃料吐出ポート３３内に進
入し、インジェクタ１４に向かって伝播する。インジェ
クタ１４に到達した衝撃的高圧波は、スプリング２６に
抗して弁２５を開き噴射孔４１から高圧燃料を噴射させ
る。戻り燃料パイプ２３は、高圧発生装置１６の加圧室
３２と気液分離手段である燃料タンク２２を連通させ、
加圧室３２までの広い範囲の気泡を排出することができ
る。In the fuel injection device having such a configuration,
When the drive voltage is started to be applied to the shock expanding element 17a of the shock high pressure source 17 in a state where the fuel is filled in the pressurizing chamber 32, the shock high voltage wave is generated at the moment when the shock expanding element 17a changes its shape. Occur. This shock high-pressure wave instantaneously propagates from the shock pressing surface 17b1 side in a direction perpendicular to the shock pressing surface 17b1 toward the fuel discharge port 33 on the opposite surface side of the pressing chamber 32. . This pressure wave passes through the fuel introduction port 35 opening on the side surface of the pressurization chamber while traveling in the pressurization chamber 32, and the opening direction of the fuel introduction port 35 is perpendicular to the traveling direction of the high pressure wave. Therefore, the pressure of the high-pressure wave that passes through it instantaneously increases the fuel in the fuel introduction port 35 and the fuel supply pipe 21 communicating therewith.
It has virtually no effect on the fuel in it and consumes very little high-pressure wave energy. The high-pressure impulsive wave emitted from the impulsive pressurizing surface 17b1 of the impulsive high-pressure generation source 17, collected by the funnel-shaped pressurized inner wall 32a, and further pressurized is injected into the fuel discharge port 33 formed solely on this surface. And propagates toward the injector 14. The shocking high-pressure wave that has reached the injector 14 opens the valve 25 against the spring 26 and injects high-pressure fuel from the injection hole 41. The return fuel pipe 23 allows the pressurizing chamber 32 of the high-pressure generator 16 to communicate with the fuel tank 22 serving as a gas-liquid separation unit,
A wide range of bubbles up to the pressurizing chamber 32 can be discharged.

【００４０】図３乃至図６は電力供給装置を示し、図３
はエンジンに備えられる発電機の断面図、図４は図３の
IV-IV線に沿う断面図、図５は電力供給装置の回路図、
図６は充電信号、放電信号及び点火信号のタイミング、
燃料噴射量を説明する図である。FIGS. 3 to 6 show a power supply device, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view of a generator provided in the engine, and FIG.
Sectional view along the line IV-IV, FIG. 5 is a circuit diagram of the power supply device,
FIG. 6 shows the timing of the charge signal, the discharge signal and the ignition signal,
It is a figure explaining a fuel injection quantity.

【００４１】エンジン１のクランクケース４とシリンダ
ブロック３に軸受５ａを介してクランク軸５が回動可能
に軸支されている。クランク軸５の先端部には、発電機
６０が配置されている。発電機６０のフライホイール６
１がクランク軸５の先端部にキー６２を介して係合さ
れ、さらにナット６３により締付固定してフライホイー
ル６１がクランク軸５と一体回転可能になっている。フ
ライホイール６１の内側には、永久磁石６４が取り付け
られている。A crankshaft 5 is rotatably supported by a crankcase 4 and a cylinder block 3 of the engine 1 via a bearing 5a. A generator 60 is arranged at the tip of the crankshaft 5. Flywheel 6 of generator 60
1 is engaged with the tip of the crankshaft 5 via a key 62, and further fastened and fixed by a nut 63 so that the flywheel 61 can rotate integrally with the crankshaft 5. A permanent magnet 64 is attached inside the flywheel 61.

【００４２】クランクケース４とシリンダブロック３の
端面には、絶縁プレート６５を介してエンジン１の点火
用発電コイルＬ１と、衝撃的伸長素子駆動用発電コイル
Ｌ２が取り付けられている。点火用発電コイルＬ１と衝
撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ２は、フライホイール
６１の内側に永久磁石６４に対向して位置している。点
火用発電コイルＬ１から発電され、ダイオードＤ１で直
流にされて、その電荷は点火コンデンサＣ１に充電さ
れ、点火スイッチを構成する点火用サイリスタＳＣＲ１
のＯＮで点火コイル６８により高電圧を発生され、エン
ジン１に設けた点火プラグ１３をスパークさせる。An ignition power generation coil L1 for the engine 1 and a power generation coil L2 for driving an impact extension element are attached to the end faces of the crankcase 4 and the cylinder block 3 via an insulating plate 65. The ignition power generation coil L1 and the shock-elongating element driving power generation coil L2 are located inside the flywheel 61 so as to face the permanent magnet 64. Electric power is generated from the ignition power generation coil L1, converted to DC by the diode D1, and the electric charge is charged to the ignition capacitor C1, and the ignition thyristor SCR1 constituting the ignition switch
Is turned on, a high voltage is generated by the ignition coil 68, and the spark plug 13 provided in the engine 1 is sparked.

【００４３】フライホイール６１の開口側の外周には、
磁性体である鉄製のサイリスタ起動コイル発電突起６９
が設けられ、このサイリスタ起動コイル発電突起６９に
対向して残留磁気を有する磁心を配した点火サイリスタ
起動コイルＬ３が設けられ、この点火サイリスタ起動コ
イルＬ３にサイリスタ起動コイル発電突起６９が接近す
ることにより、点火サイリスタ起動コイルＬ３が起電さ
れ点火信号が生み出される。この点火サイリスタ起動コ
イルＬ３の点火信号により点火用サイリスタＳＣＲ１が
ＯＮする。On the outer periphery of the flywheel 61 on the opening side,
Magnetic thyristor starting coil power generation projection 69 made of iron
Is provided, and an ignition thyristor starting coil L3 having a magnetic core having residual magnetism is provided opposite to the thyristor starting coil power generation projection 69. When the thyristor activation coil power generation projection 69 approaches the ignition thyristor activation coil L3, Then, the ignition thyristor starting coil L3 is activated to generate an ignition signal. The ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3.

【００４４】点火サイリスタ起動コイルＬ３は、点火側
可動ベース８１に取り付けられ、点火側可動ベース８１
のリング部８１ａは、クランクケース４とシリンダブロ
ック３に設けられた軸部に対して回動可能に設けられて
いる。点火側可動ベース８１には点火時期調整用レバー
８３が設けられ、点火時期調整用レバー８３は、スロッ
トルに連動して操作される。この点火時期調整用レバー
８３の操作により点火サイリスタ起動コイルＬ３の位置
を可変することで、点火信号による点火用サイリスタＳ
ＣＲ１の動作タイミングを変えて、エンジン１の点火時
期を調整可能になっている。The ignition thyristor starting coil L3 is attached to the ignition side movable base 81, and the ignition side movable base 81
The ring portion 81a is provided rotatably with respect to a shaft portion provided on the crankcase 4 and the cylinder block 3. An ignition timing adjusting lever 83 is provided on the ignition side movable base 81, and the ignition timing adjusting lever 83 is operated in conjunction with a throttle. By varying the position of the ignition thyristor activation coil L3 by operating the ignition timing adjustment lever 83, the ignition thyristor S based on the ignition signal is changed.
The ignition timing of the engine 1 can be adjusted by changing the operation timing of the CR1.

【００４５】また、発電手段を構成する衝撃的伸長素子
駆動用発電コイルＬ２から発電され、ダイオードＤ２で
直流に変換され、これらで直流電源を構成しており、電
荷は衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２に充電される。
衝撃的伸長素子充電用コンデンサＣ２と、燃料噴射ユニ
ット４４の衝撃的伸長素子１７ａとの間に、充電スイッ
チとしての衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２と
抵抗Ｒ１が接続され、図５に示すように、直流電源の正
極から衝撃的伸長素子１７ａの正極、衝撃的伸長素子１
７ａを介して衝撃的伸長素子１７ａの負極、この衝撃的
伸長素子１７ａの負極から直流電源の負極に到る第１の
閉回路Ｋ１を形成している。Further, power is generated from the shock generating element driving coil L2 constituting the power generating means, and is converted into DC by the diode D2. These components constitute a DC power supply, and the electric charge is stored in the shock expanding element charging capacitor C2. Is charged.
A thyristor SCR2 for charging a shock-extending element as a charging switch and a resistor R1 are connected between the shock-expanding-element charging capacitor C2 and the shock-expanding element 17a of the fuel injection unit 44, as shown in FIG. From the positive electrode of the DC power supply to the positive electrode of the shock-stretching element 17a, the shock-stretching element 1
A first closed circuit K1 extending from the negative electrode of the shock expanding element 17a to the negative electrode of the DC power supply through the negative electrode of the shock expanding element 17a is formed through 7a.

【００４６】但し、第１の閉回路Ｋ１内の衝撃的伸長素
子１７ａは直流的には絶縁されたコンデンサを構成して
いる。すなわち、第１の閉回路Ｋｌには充電開始から充
電終了までの間電流が流れるが、充電完了後においては
電圧は付加されてはいるが、衝撃的伸長素子１７ａを通
過して電流は流れない。However, the shock-stretching element 17a in the first closed circuit K1 constitutes a DC-insulated capacitor. That is, a current flows through the first closed circuit Kl from the start of charging to the end of charging. After the completion of charging, although a voltage is applied, no current flows through the shock-extending element 17a. .

【００４７】また、衝撃的伸長素子１７ａとアースとの
間に放電スイッチとしての衝撃的伸長素子放電用サイリ
スタＳＣＲ３、抵抗Ｒ２が接続され、図５に示すよう
に、第１の閉回路Ｋ１と並列に、衝撃的伸長素子１７ａ
の正極と負極を結ぶ第２の閉回路Ｋ２を形成している。Further, a thyristor SCR3 for discharging a shock-stretching element as a discharge switch and a resistor R2 are connected between the shock-stretching element 17a and the ground, and are connected in parallel with the first closed circuit K1 as shown in FIG. The shock-elongating element 17a
To form a second closed circuit K2 connecting the positive electrode and the negative electrode.

【００４８】衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９が接近すること
により、発電しクランク位置検出手段Ｓ２を構成する衝
撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４からの充電
信号によりＯＮし、この充電信号は、図６（Ａ）に示す
ようにクランク角下死点後に出力される。また、衝撃的
伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３は、サイリスタ起動
コイル発電突起６９が接近することにより、発電しクラ
ンク位置検出手段Ｓ３を構成する衝撃的伸長素子放電サ
イリスタ起動コイルＬ５からの放電信号によりＯＮし、
この放電信号は、図６（Ａ）に示すように、充電信号の
出力後に出力され、これにより衝撃的伸長素子１７ａが
作動して燃料噴射ユニット４４から図６（Ｂ）に示すよ
うに燃料が噴射される。この燃料が噴射された後の上死
点前で、点火信号が出力されて点火プラグ１３がスパー
クする。Thyristor SCR2 for charging a shock-extending element
Is turned on by the charging signal from the thyristor starting coil L4, which is generated by the impact of the thyristor starting coil power generation projection 69 and which constitutes the crank position detecting means S2. ) Is output after the bottom dead center of the crank angle. Further, the thyristor SCR3 for discharging an impact extension element is turned on by a discharge signal from the impact extension element discharge thyristor activation coil L5 constituting the crank position detecting means S3 when the thyristor activation coil power generation projection 69 approaches. ,
This discharge signal is output after the output of the charge signal, as shown in FIG. 6 (A), whereby the shock-extending element 17a is activated, and the fuel is injected from the fuel injection unit 44 as shown in FIG. 6 (B). It is injected. Before the top dead center after the fuel is injected, an ignition signal is output and the spark plug 13 sparks.

【００４９】なお、衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳ
ＣＲ２を流れる電流は、衝撃的伸長素子１７ａへの充電
が完了すると停止する。且つ、サイリスタ起動コイル発
電突起６９は、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５に接近する前に、衝撃的伸長素子充電サイリスタ
起動コイルＬ４より離間する。これにより、衝撃的伸長
素子充電用サイリスタＳＣＲ２はオフ状態となる。その
後、サイリスタ起動コイル発電突起６９が衝撃的伸長素
子放電サイリスタ起動コイルＬ５に接近し、衝撃的伸長
素子放電用サイリスタＳＣＲ３がオンとなる。そして、
衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３を流れる電流
は、衝撃的伸長素子１７ａからの放電が完了すると停止
する。且つ、サイリスタ起動コイル発電突起６９は、再
び衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４に接近
する遥か前に、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５より離間する。これにより、衝撃的伸長素子放電
用サイリスタＳＣＲ３はオフ状態となる。なおさらに、
サイリスタ起動コイル発電突起６９を磁性体の一種であ
る永久磁石で構成しても良い。この場合、各コイルＬ
３，Ｌ４，Ｌ５の鉄心を残留磁気のないものとしても良
い。The thyristor S for charging the shock-extending element
The current flowing through CR2 stops when the charging of the shock-elongating element 17a is completed. In addition, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element charging thyristor activation coil L4 before approaching the impact extension element discharge thyristor activation coil L5. Thereby, the thyristor SCR2 for charging the shock-elongating element is turned off. Thereafter, the thyristor starting coil power generation projection 69 approaches the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5, and the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 is turned on. And
The current flowing through the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 stops when the discharge from the shock-elongating element 17a is completed. Further, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element discharge thyristor activation coil L5 long before approaching the impact extension element charging thyristor activation coil L4 again. As a result, the thyristor SCR3 for discharging a shocking extension element is turned off. Still further,
The thyristor starting coil power generation projection 69 may be formed of a permanent magnet which is a kind of magnetic material. In this case, each coil L
The cores 3, 3, 4 and 5 may have no residual magnetism.

【００５０】このように、第１の閉回路Ｋ１の途中に、
放電スイッチを構成する衝撃的伸長素子放電用サイリス
タＳＣＲ３のオフより先行において所定クランク角にお
いてオンする充電スイッチを構成する衝撃的伸長素子充
電用サイリスタＳＣＲ２を配置しているが、直流電源そ
のものを所定のクランク角範囲のみ電力を供給し、放電
スイッチを構成する衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳ
ＣＲ３は、充電スイッチを構成する衝撃的伸長素子充電
用サイリスタＳＣＲ２がオンした後にオンするように
し、充電スイッチを構成する衝撃的伸長素子充電用サイ
リスタＳＣＲ２は、少なくとも放電スイッチを構成する
衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３オフより以前
にオフするように構成してもよい。Thus, in the middle of the first closed circuit K1,
Prior to the turning off of the thyristor SCR3 for discharging the shock-stretching element constituting the discharge switch, the thyristor SCR2 for charging the shock-stretching element which turns on at a predetermined crank angle is arranged before turning off the DC power supply itself. Thyristor S for discharging a shock-stretching element that supplies power only in the crank angle range and constitutes a discharge switch
CR3 is turned on after the thyristor SCR2 for charging a shock-extending element constituting a charging switch is turned on. The thyristor SCR2 for charging a shock-expanding element constituting a charging switch is at least a shock-expanding element constituting a discharging switch. The discharge thyristor SCR3 may be turned off before turning off.

【００５１】衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル
Ｌ４と、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９に対向して衝撃
的伸長素子側可動ベース８６に取り付けられている。衝
撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４と、衝撃的
伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５は、所定間隔を
隔てて配置され、この所定間隔が充電と放電の時間間隔
を設定している。衝撃的伸長素子側可動ベース８６は、
クランクケース４とシリンダブロック３に設けられた絶
縁リング８２に対して回動可能に設けれている。衝撃的
伸長素子側可動ベース８６には、噴射時期調整用レバー
８７が設けられ、噴射時期調整用レバー８７により衝撃
的伸長素子側可動ベース８６を回転させて、燃料の噴射
時期を進角または遅角制御する。The shock-extending element charging thyristor starting coil L4 and the shock-extending element discharging thyristor starting coil L5
Is attached to the shock-elongating element-side movable base 86 so as to face the thyristor starting coil power generation projection 69. The shock-extending element charging thyristor starting coil L4 and the shock-extending element discharging thyristor starting coil L5 are arranged at a predetermined interval, and the predetermined interval sets a time interval between charging and discharging. The shock-elongating element side movable base 86 is
It is provided rotatably with respect to an insulating ring 82 provided on the crankcase 4 and the cylinder block 3. An injection timing adjusting lever 87 is provided on the shock-extending element-side movable base 86, and the shock-extending element-side movable base 86 is rotated by the injection timing adjusting lever 87 to advance or retard the fuel injection timing. Control the angle.

【００５２】なお、衝撃的伸長素子側可動ベース８６
は、図４に示すようにクランク軸５の周りにクランク角
Ｋの範囲で回動可能とされる。すなわち、衝撃的伸長素
子１７ａの充電と、充電により発生する衝撃的伸長と、
衝撃的伸長による衝撃的高圧の発生と、衝撃的高圧によ
る燃料噴射の各タイミングの全てがクランク角Ｋの範囲
で可変とされる。点火サイリスタ起動コイルＬ３より衝
撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４が常に先行
するので、燃料噴射後燃焼室４３内に混合気が形成後点
火することとなる。また、図６（Ｂ）に示すように、充
電のタイミング即ち燃料噴射のタイミングを可変するこ
とにより、圧力が異なる燃焼室４３内に噴射することと
なり、一定の衝撃的高圧を発生させるように衝撃的伸長
素子１７ａを充電させても、燃料噴射量が変化する。す
なわち、エンジンの要求負荷が低負荷時すなわち低アク
セル時（さらには低速低負荷時）、充電のタイミングを
遅らせ燃料噴射のタイミングを点火時期に近づけること
により、燃料噴射量を減らし、且つ噴射から点火までの
クランク角を小さくて成層燃焼とすることができる。ま
た、エンジンの要求負荷が高負荷時すなわち高アクセル
時（さらには高速高負荷時）、充電のタイミングを進め
燃料噴射のタイミングを点火時期から十分先行させるこ
とにより、燃料噴射量を減らし、且つ噴射から点火まで
のクランク角を大きくすることにより予混合燃焼とする
ことができる。It should be noted that the shock-elongating element-side movable base 86 is provided.
Is rotatable around a crankshaft 5 within a range of a crank angle K as shown in FIG. That is, charging of the shock-elongating element 17a, shock-elongation caused by charging,
All of the generation of the shock high pressure due to the shock extension and the fuel injection timing due to the shock high pressure are all variable within the range of the crank angle K. Since the shock-extending element charging thyristor starting coil L4 always precedes the ignition thyristor starting coil L3, the mixture is formed in the combustion chamber 43 after fuel injection and then ignited. Also, as shown in FIG. 6 (B), by changing the timing of charging, that is, the timing of fuel injection, the fuel is injected into the combustion chamber 43 having a different pressure. The fuel injection amount changes even when the target extension element 17a is charged. That is, when the required load of the engine is low, that is, when the accelerator is low (and when the engine is at low speed and low load), the charge injection timing is delayed and the fuel injection timing is made closer to the ignition timing, so that the fuel injection amount is reduced and the injection is ignited. Stratified combustion can be achieved with a small crank angle up to. Also, when the required load of the engine is high, that is, when the accelerator is high (and when the engine is at high speed and high load), the charging timing is advanced and the fuel injection timing is sufficiently advanced from the ignition timing to reduce the fuel injection amount and the injection. Premixed combustion can be achieved by increasing the crank angle from ignition to ignition.

【００５３】次に、この電力供給装置の作動について説
明する。エンジン１の起動時に、キックあるいはリコイ
ルスタータ等によりクランク軸５を回転させると、これ
に連動して発電機６０のフライホイール６１が回転す
る。フライホイール６１内の永久磁石６４が点火用発電
コイルＬ１と、衝撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ２を
通過するとそれぞれ発電され、電荷は点火コンデンサＣ
１及び衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２へそれぞれ蓄
えられる。Next, the operation of the power supply device will be described. When the crankshaft 5 is rotated by a kick or a recoil starter or the like when the engine 1 is started, the flywheel 61 of the generator 60 rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 5. When the permanent magnet 64 in the flywheel 61 passes through the ignition power generation coil L1 and the shock-extending element driving power generation coil L2, power is generated, and the electric charge is stored in the ignition capacitor C1.
1 and the shock-elongating element charging capacitor C2, respectively.

【００５４】一方、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４を通過
すると、衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４
がＯＮとなり、衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２から
衝撃的伸長素子１７ａヘ電荷が流れる。この充電によ
り、前記したように燃料が噴射される。サイリスタ起動
コイル発電突起６９が衝撃的伸長素子放電サイリスタ起
動コイルＬ５を通過すると、衝撃的伸長素子放電用サイ
リスタＳＣＲ３がＯＮとなり、衝撃的伸長素子１７ａの
電荷が抵抗Ｒ２へ流れる。On the other hand, the thyristor starting coil power generation projection 69
Passes through the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4, the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4
Is turned ON, and charges flow from the shock-elongating element charging capacitor C2 to the shock-elongating element 17a. By this charging, fuel is injected as described above. When the thyristor activation coil power generation projection 69 passes through the shock-elongating element discharge thyristor activation coil L5, the shock-elongation element discharge thyristor SCR3 is turned on, and the electric charge of the shock-elongation element 17a flows to the resistor R2.

【００５５】そして、サイリスタ起動コイル発電突起６
９が点火サイリスタ起動コイルＬ３を通過すると、点火
サイリスタ起動コイルＬ３の点火信号により点火用サイ
リスタＳＣＲ１がＯＮして、点火コイル６８により点火
プラグ１３がスパークしてエンジン１が起動する。エン
ジン１が起動後も、この噴射、点火が継続する。Then, the thyristor starting coil power generation protrusion 6
When 9 passes through the ignition thyristor activation coil L3, the ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3, and the ignition plug 13 is sparked by the ignition coil 68 to start the engine 1. This injection and ignition continue even after the engine 1 is started.

【００５６】このように、バッテリを用いないで直流電
源から簡単な回路構成で、かつ所定のタイミングで衝撃
的伸長素子１７ａへの電力供給を可能にし、クランク軸
５の回転に対応して衝撃的伸長素子１７ａを伸長して燃
料を噴射し、次の噴射に備え適切なタイミングで燃料噴
射を行うことができる。As described above, it is possible to supply power to the shock expanding element 17a at a predetermined timing with a simple circuit configuration from a DC power supply without using a battery. The fuel is injected by extending the extension element 17a, and the fuel can be injected at an appropriate timing in preparation for the next injection.

【００５７】なお、バッテリを用いる場合には、図４あ
るいは図５において衝撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ
２は廃止することができる。替わってオルタネータと整
流回路を配置してバッテリを充電するようにし、衝撃的
伸長素子充電コンデンサＣ２の替わりにバッテリを配置
する。この場合でも、所定のタイミングで衝撃的伸長素
子１７ａへの電力供給を可能とし、クランク軸の回転に
対応して衝撃的伸長素子を伸長して燃料を噴射し、次の
噴射に備え、衝撃的伸長素子を収縮させることができ
る。When a battery is used, the power generating coil L for driving the shock-elongating element shown in FIG. 4 or FIG.
2 can be abolished. Instead, an alternator and a rectifying circuit are arranged to charge the battery, and a battery is arranged instead of the shock-extending element charging capacitor C2. Even in this case, it is possible to supply electric power to the shock-elongating element 17a at a predetermined timing, extend the shock-elongating element in response to the rotation of the crankshaft, inject fuel, and prepare for the next injection. The extension element can be contracted.

【００５８】図７は充電信号、放電信号及び点火信号の
タイミングを説明する図、図８は充電信号、放電信号、
衝撃的伸長素子ＴＡ１端子とＴＡ２端子間の電圧波形及
び衝撃的伸長素子の作動による圧力変動を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram for explaining the timings of the charge signal, the discharge signal and the ignition signal, and FIG.
It is a figure which shows the voltage waveform between the voltage of the shock expansion element and the voltage waveform between TA1 terminal and the shock expansion element by operation of the shock expansion element.

【００５９】衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９が接近すること
により、発電しクランク位置検出手段Ｓ２を構成する衝
撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４からの充電
信号によりＯＮし、この充電信号は、図７に示すように
クランク角下死点Ｂ．Ｄ．Ｃ後に出力される。即ち、充
電波形は、例えば排気口が開く期間及び掃気口が開く期
間の末期あるいは終了後に、所定のクランク角の衝撃的
伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４の充電信号によ
り衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２がＯＮする
ことで立ち上がりｘ１出力され、衝撃的伸長素子充電用
コンデンサＣ２よりの充電が終了し、衝撃的伸長素子充
電用サイリスタＳＣＲ２のアノード、カソード間の電位
差がなくなった時にＯＦＦして立ち下がりｘ２出力が停
止される。Thyristor SCR2 for charging a shock-extending element
Is turned on by the charging signal from the shock-extending element charging thyristor starting coil L4 which generates power when the thyristor starting coil power generation projection 69 approaches and which constitutes the crank position detecting means S2, and this charging signal is shown in FIG. As shown in FIG. D. Output after C. That is, the charging waveform is, for example, at the end or end of the period in which the exhaust port is opened and the period in which the scavenging port is opened, by the charging signal of the shock-extending element charging thyristor activation coil L4 having a predetermined crank angle, and the shock-expanding element charging thyristor SCR2. Is turned on, the rising x1 is output, the charging from the shock-elongating element charging capacitor C2 is completed, and the signal is turned off and the falling x2 when the potential difference between the anode and cathode of the shock-elongating element charging thyristor SCR2 disappears. Output is stopped.

【００６０】衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９が接近すること
により、発電しクランク位置検出手段Ｓ３を構成する所
定のクランク角の衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コ
イルＬ５からの放電信号によりＯＮし、この放電信号
は、図７に示すように、充電信号の出力後に出力され
る。即ち、放電波形は、充電波形の停止後に衝撃的伸長
素子放電サイリスタ起動コイルＬ５の放電信号により衝
撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３がＯＮすること
で立ち上がりｙ１出力され、衝撃的伸長素子１７ａより
の放電が終了し、衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣ
Ｒ３のアノード、カソード間の電位差がなくなった時に
ＯＦＦして立ち下がりｙ２出力が停止される。Thyristor SCR3 for Discharge of Impact Stretching Element
Is turned on by the discharge signal from the thyristor start coil L5, which is a shock-extending element discharge coil having a predetermined crank angle and generates the crank position detecting means S3 when the thyristor start coil power generation projection 69 approaches, and this discharge signal is , As shown in FIG. 7, after the charging signal is output. That is, the discharge waveform rises and is output as y1 when the shock-elongating-element discharging thyristor SCR3 is turned on by the discharge signal of the shock-elongating-element discharging thyristor activation coil L5 after the charging waveform stops, and the discharge from the shock-elongating element 17a is discharged. Finished, thyristor SC for discharge of shocking extension element
When the potential difference between the anode and the cathode of R3 disappears, it turns off and the fall y2 output is stopped.

【００６１】これにより図８に示すように圧電素子から
なる衝撃的伸長素子１７ａが伸長して燃料噴射ユニット
４４から燃料が噴射される。この燃料が噴射された後の
上死点Ｔ．Ｄ．Ｃ前で、点火信号が出力されて点火プラ
グ１３がスパークする。As a result, as shown in FIG. 8, the shock-elongating expansion element 17a made of a piezoelectric element expands and fuel is injected from the fuel injection unit 44. TDC after this fuel is injected. D. Before C, an ignition signal is output and the spark plug 13 sparks.

【００６２】即ち、図８に示すように所定のクランク角
θ１で充電信号と所定のクランク角θ２で放電信号がそ
れぞれ出力され、充電信号の出力により衝撃的伸長素子
１７ａのＴＡ１端子にＴＡ２端子に対してＴＡ１端子電
圧−ＴＡ２端子電圧が印加され、このＴＡ１端子電圧は
充電信号がＯＮした後、所定時間ｔ１遅れて立ち上が
る。そして、放電信号が出力されると、ＴＡ１端子電圧
は放電信号がＯＮした後、所定時間ｔ２遅れて立ち下が
る。このＴＡ１端子電圧の印加により衝撃的伸長素子１
７ａが伸長して加圧室５０が加圧されて噴射口から燃料
を噴射させるが、圧力室５０内の圧力は、図１０に示す
ように変動する。That is, as shown in FIG. 8, a charging signal is output at a predetermined crank angle θ1 and a discharging signal is output at a predetermined crank angle θ2, and the charging signal is output to the TA1 terminal of the shock-elongating element 17a and the TA2 terminal. On the other hand, a TA1 terminal voltage-TA2 terminal voltage is applied, and this TA1 terminal voltage rises with a delay of a predetermined time t1 after the charging signal is turned on. When the discharge signal is output, the TA1 terminal voltage falls with a delay of a predetermined time t2 after the discharge signal is turned on. By applying the TA1 terminal voltage, the shock-extending element 1
7a is extended and the pressurizing chamber 50 is pressurized to inject fuel from the injection port, but the pressure in the pressure chamber 50 fluctuates as shown in FIG.

【００６３】即ち、衝撃的伸長素子１７ａの伸長により
圧力室５０内に噴射弁の開弁圧Ｐ1以上の衝撃圧Ｐ１が
発生して衝撃波となって伝播し、これにより噴射弁が開
き噴射口から燃料が噴射され、この後圧力室５０と噴射
弁の間の脈動による圧力変動は減衰し、調圧器や調圧弁
による調圧Ｐ0になる。また、燃料を噴射した後、次の
燃料噴射にそなえるために、放電信号を出力するが、こ
の放電信号によりＴＡ１端子電圧が立ち下がり衝撃的伸
長素子１７ａが縮む時に圧力室５０の圧力が変動し、一
旦低圧になり、この反動による衝撃圧Ｐ２が発生する。
この後の圧力変動もその後減衰し同様に調圧器や調圧弁
による調圧Ｐ0になる。[0063] That is, the valve opening pressure P 1 or more impact pressure P1 of the injection valve into the pressure chamber 50 by extension of the impact extension element 17a is generated and propagates as a shock wave, thereby injection port opens the injection valve the fuel is injected, the pressure variation caused by pulsation during this after pressure chamber 50 and the injection valve is attenuated, become pressure regulating P 0 by pressure regulator or regulating valve. After the fuel is injected, a discharge signal is output to prepare for the next fuel injection. When the TA1 terminal voltage falls due to the discharge signal and the impact expansion element 17a contracts, the pressure in the pressure chamber 50 fluctuates. Then, the pressure once becomes low, and an impact pressure P2 due to this reaction is generated.
The pressure fluctuation after this is attenuated thereafter, and similarly becomes pressure regulation P 0 by the pressure regulator and the pressure regulating valve.

【００６４】また、この衝撃的伸長素子１７ａを急激に
縮めることにより圧力室５０に発生する衝撃圧Ｐ２の圧
力を、図８に示すように噴射弁の開弁圧Ｐ1以上にさ
せ、２次噴射を行うことができる。[0064] Further, this by rapidly reduce it shocking extension element 17a a pressure of impact pressure P2 generated in the pressure chamber 50, is the valve opening pressure P 1 or more injector as shown in FIG. 8, secondary Injection can take place.

【００６５】なお、衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳ
ＣＲ２を流れる電流は、衝撃的伸長素子１７ａへの充電
が完了すると停止する。且つ、サイリスタ起動コイル発
電突起６９は、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５に接近する前に、衝撃的伸長素子充電サイリスタ
起動コイルＬ４より離間する。これにより、衝撃的伸長
素子充電用サイリスタＳＣＲ２はオフ状態となる。その
後、サイリスタ起動コイル発電突起６９が衝撃的伸長素
子放電サイリスタ起動コイルＬ５に接近し、衝撃的伸長
素子放電用サイリスタＳＣＲ３がオンとなる。そして、
衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３を流れる電流
は、衝撃的伸長素子１７ａからの放電が完了すると停止
する。且つ、サイリスタ起動コイル発電突起６９は、再
び衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４に接近
する遥か前に、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５より離間する。これにより、衝撃的伸長素子放電
用サイリスタＳＣＲ３はオフ状態となる。なおさらに、
サイリスタ起動コイル発電突起６９を磁性体の一種であ
る永久磁石で構成しても良い。この場合、各コイルＬ
３，Ｌ４，Ｌ５の鉄心を残留磁気のないものとしても良
い。The thyristor S for charging the shock-extending element
The current flowing through CR2 stops when the charging of the shock-elongating element 17a is completed. In addition, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element charging thyristor activation coil L4 before approaching the impact extension element discharge thyristor activation coil L5. Thereby, the thyristor SCR2 for charging the shock-elongating element is turned off. Thereafter, the thyristor starting coil power generation projection 69 approaches the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5, and the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 is turned on. And
The current flowing through the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 stops when the discharge from the shock-elongating element 17a is completed. Further, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element discharge thyristor activation coil L5 long before approaching the impact extension element charging thyristor activation coil L4 again. As a result, the thyristor SCR3 for discharging a shocking extension element is turned off. Still further,
The thyristor starting coil power generation projection 69 may be formed of a permanent magnet which is a kind of magnetic material. In this case, each coil L
The cores 3, 3, 4 and 5 may have no residual magnetism.

【００６６】衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル
Ｌ４と、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９に対向して衝撃
的伸長素子側可動ベース８６に取り付けられている。衝
撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４と、衝撃的
伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５は、所定間隔を
隔てて配置され、この所定間隔が充電と放電の時間間隔
を設定している。衝撃的伸長素子側可動ベース８６のリ
ング部８６ａは、クランクケース４とシリンダブロック
３に設けられた軸部に対して回動可能に設けれている。
衝撃的伸長素子側可動ベース８６には、噴射時期調整用
レバー８７が設けられ、噴射時期調整用レバー８７によ
り衝撃的伸長素子側可動ベース８６を回転させて、燃料
の噴射時期を進角または遅角制御する。なお、６５はリ
ング部８６ａ，８１ａの軸方向抜け止め用の押えリング
である。The shock extension element charging thyristor activation coil L4 and the shock extension element discharge thyristor activation coil L5
Is attached to the shock-elongating element-side movable base 86 so as to face the thyristor starting coil power generation projection 69. The shock-extending element charging thyristor starting coil L4 and the shock-extending element discharging thyristor starting coil L5 are arranged at a predetermined interval, and the predetermined interval sets a time interval between charging and discharging. The ring portion 86a of the shock-elongating element-side movable base 86 is provided rotatably with respect to a shaft portion provided on the crankcase 4 and the cylinder block 3.
An injection timing adjusting lever 87 is provided on the shock-extending element-side movable base 86, and the shock-extending element-side movable base 86 is rotated by the injection timing adjusting lever 87 to advance or retard the fuel injection timing. Control the angle. Reference numeral 65 denotes a retaining ring for retaining the ring portions 86a and 81a in the axial direction.

【００６７】なお、衝撃的伸長素子側可動ベース８６
は、図４に示すようにクランク軸５の周りにクランク角
Ｋ５の範囲で回動可能とされる。すなわち、衝撃的伸長
素子１７ａの充電と、充電により発生する衝撃的伸長
と、衝撃的伸長による衝撃的高圧の発生と、衝撃的高圧
による燃料噴射の各タイミングの全てがクランク角Ｋの
範囲で可変とされる。点火サイリスタ起動コイルＬ３よ
り衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４が常に
先行するので、燃料噴射後燃焼室４０内に混合気が形成
後点火することとなる。また、充電のタイミング即ち燃
料噴射のタイミングを可変することにより、圧力が異な
る燃焼室４０内に噴射することとなり、一定の衝撃的高
圧を発生させるように衝撃的伸長素子１７ａを充電させ
ても、燃料噴射量が変化する。すなわち、エンジンの要
求負荷が低負荷時すなわち低アクセル時（さらには低速
低負荷時）、充電のタイミングを遅らせ燃料噴射のタイ
ミングを点火時期に近づけることにより、燃料噴射量を
減らし、且つ噴射から点火までのクランク角を小さくて
成層燃焼とすることができる。また、エンジンの要求負
荷が高負荷時すなわち高アクセル時（さらには高速高負
荷時）、充電のタイミングを進め燃料噴射のタイミング
を点火時期から十分先行させること（例えば掃気口が閉
となる前まで先行させること）と、ＴＡ１端子電圧−Ｔ
Ａ２端子電圧を大きくし、燃料噴射量を増加し、且つ噴
射から点火までのクランク角を大きくすることにより予
混合燃焼とすることができる。The movable base 86 on the impact-stretching element side
Is rotatable around the crankshaft 5 within the range of the crank angle K5 as shown in FIG. That is, all of the charging of the shock-extending element 17a, the shock expansion caused by the charging, the generation of the shock high pressure by the shock expansion, and the fuel injection timing by the shock high are all variable within the range of the crank angle K. It is said. Since the shock-extending element charging thyristor starting coil L4 always precedes the ignition thyristor starting coil L3, the air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 40 after fuel injection and then ignited. In addition, by changing the timing of charging, that is, the timing of fuel injection, the fuel is injected into the combustion chambers 40 having different pressures, and even if the impact extension element 17a is charged so as to generate a constant impact high pressure, The fuel injection amount changes. That is, when the required load of the engine is low, that is, when the accelerator is low (and when the engine is at low speed and low load), the charge injection timing is delayed and the fuel injection timing is made closer to the ignition timing, so that the fuel injection amount is reduced and the injection is ignited. Stratified combustion can be achieved with a small crank angle up to. Also, when the required load of the engine is high load, that is, when the accelerator is high (and also at high speed and high load), the charging timing is advanced and the fuel injection timing is sufficiently advanced from the ignition timing (for example, until the scavenging port is closed). And the TA1 terminal voltage −T
Premixed combustion can be achieved by increasing the A2 terminal voltage, increasing the fuel injection amount, and increasing the crank angle from injection to ignition.

【００６８】次に、この電力供給装置の作動について説
明する。エンジン１の起動時に、キックあるいはリコイ
ルスタータ等によりクランク軸５を回転させると、これ
に連動して発電機６０のフライホイール６１が回転す
る。フライホイール６１内の永久磁石６４が点火用発電
コイルＬ１と、衝撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ２を
通過するとそれぞれ発電され、電荷は点火コンデンサＣ
１及び衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２へそれぞれ蓄
えられる。Next, the operation of the power supply device will be described. When the crankshaft 5 is rotated by a kick or a recoil starter or the like when the engine 1 is started, the flywheel 61 of the generator 60 rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 5. When the permanent magnet 64 in the flywheel 61 passes through the ignition power generation coil L1 and the shock-extending element driving power generation coil L2, power is generated, and the electric charge is stored in the ignition capacitor C1.
1 and the shock-elongating element charging capacitor C2, respectively.

【００６９】一方、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４を通過
すると、衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４
がＯＮとなり、衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２から
衝撃的伸長素子１７ａヘ電荷が流れる。この充電によ
り、前記したように燃料が噴射される。サイリスタ起動
コイル発電突起６９が衝撃的伸長素子放電サイリスタ起
動コイルＬ５を通過すると、衝撃的伸長素子放電用サイ
リスタＳＣＲ３がＯＮとなり、衝撃的伸長素子１７ａの
電荷が抵抗Ｒ２へ流れる。On the other hand, the thyristor starting coil power generation projection 69
Passes through the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4, the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4
Is turned ON, and charges flow from the shock-elongating element charging capacitor C2 to the shock-elongating element 17a. By this charging, fuel is injected as described above. When the thyristor activation coil power generation projection 69 passes through the shock-elongating element discharge thyristor activation coil L5, the shock-elongation element discharge thyristor SCR3 is turned on, and the electric charge of the shock-elongation element 17a flows to the resistor R2.

【００７０】そして、サイリスタ起動コイル発電突起６
９が点火サイリスタ起動コイルＬ３を通過すると、点火
サイリスタ起動コイルＬ３の点火信号により点火用サイ
リスタＳＣＲ１がＯＮして、点火コイル６８により点火
プラグ１３がスパークしてエンジン１が起動する。エン
ジン１が起動後も、この噴射、点火が継続する。The thyristor starting coil power generation projection 6
When 9 passes through the ignition thyristor activation coil L3, the ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3, and the ignition plug 13 is sparked by the ignition coil 68 to start the engine 1. This injection and ignition continue even after the engine 1 is started.

【００７１】このように、バッテリを用いないで直流電
源から簡単な回路構成で、かつ所定のタイミングで衝撃
的伸長素子１７ａへの電力供給を可能にし、クランク軸
５の回転に対応して衝撃的伸長素子１７ａを伸長して燃
料を噴射し、次の噴射に備え適切なタイミングで燃料噴
射を行うことができる。As described above, it is possible to supply power to the shock expanding element 17a at a predetermined timing with a simple circuit configuration from a DC power supply without using a battery. The fuel is injected by extending the extension element 17a, and the fuel can be injected at an appropriate timing in preparation for the next injection.

【００７２】なお、バッテリを用いる場合には、図４あ
るいは図５において衝撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ
２は廃止することができる。替わってオルタネータと整
流回路を配置してバッテリを充電するようにし、衝撃的
伸長素子充電コンデンサＣ２の替わりにバッテリを配置
する。この場合でも、所定のタイミングで衝撃的伸長素
子１７ａへの電力供給を可能とし、クランク軸の回転に
対応して衝撃的伸長素子を伸長して燃料を噴射し、次の
噴射に備え、衝撃的伸長素子を収縮させることができ
る。When a battery is used, the power generating coil L for driving the shock-elongating element shown in FIG. 4 or FIG.
2 can be abolished. Instead, an alternator and a rectifying circuit are arranged to charge the battery, and a battery is arranged instead of the shock-extending element charging capacitor C2. Even in this case, it is possible to supply electric power to the shock-elongating element 17a at a predetermined timing, extend the shock-elongating element in response to the rotation of the crankshaft, inject fuel, and prepare for the next injection. The extension element can be contracted.

【００７３】図９は電力供給装置の他の実施の形態を示
す概略構成図である。制御装置５００には、パルサーコ
イル５０１あるいはクランク角センサからクランク角情
報が、スロットル開度センサ５０２からスロットル開度
情報が、エンジン回転数センサ５０３からエンジン回転
数情報がそれぞれ入力される。これらの情報に基づき制
御装置５００は、メモリ５１０に予め記憶されている点
火制御マップにより点火制御回路５４０に制御指令を送
り、エンジンの運転状態に応じた点火タイミングで点火
プラグをスパークさせる。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the power supply device. The control device 500 receives crank angle information from the pulsar coil 501 or the crank angle sensor, throttle opening information from the throttle opening sensor 502, and engine speed information from the engine speed sensor 503. Based on the information, the control device 500 sends a control command to the ignition control circuit 540 according to the ignition control map stored in the memory 510 in advance, and causes the spark plug to spark at the ignition timing according to the operating state of the engine.

【００７４】また、御装置５００は、メモリ５１０に予
め記憶されている衝撃的伸長素子制御マップにより充電
スイッチ５２０及び放電スイッチ５２１を制御する。衝
撃的伸長素子１７ａの端子ＴＡ１及び端子ＴＡ１には、
電源回路５３０から所定の電源電圧が与えられており、
所定のタイミングで充電スイッチ５２０及び放電スイッ
チ５２１をオン・オフ制御することで衝撃的伸長素子１
７ａの端子ＴＡ１及び端子ＴＡ１の電圧を制御して所定
のタイミングで衝撃的伸長素子１７ａを伸長させて噴射
口４１からエンジン１の燃焼室４０に燃料を噴射させ
る。The control device 500 controls the charge switch 520 and the discharge switch 521 in accordance with the shock-extending element control map stored in the memory 510 in advance. The terminal TA1 and the terminal TA1 of the impact extension element 17a include:
A predetermined power supply voltage is supplied from the power supply circuit 530,
By controlling ON / OFF of the charge switch 520 and the discharge switch 521 at a predetermined timing, the shock-extending element 1
The terminal TA1 of the terminal 7a and the voltage of the terminal TA1 are controlled to extend the shock-extending element 17a at a predetermined timing to inject fuel from the injection port 41 into the combustion chamber 40 of the engine 1.

【００７５】圧電素子からなる衝撃的伸長素子１７ａで
は、端子ＴＡ１に所定の端子電圧印加することで、衝撃
的伸長素子１７ａを伸長させて噴射口４１からエンジン
１の燃焼室４０に燃料を噴射させる。In the shock expanding element 17a composed of a piezoelectric element, a predetermined terminal voltage is applied to the terminal TA1, thereby expanding the shock expanding element 17a and injecting fuel from the injection port 41 into the combustion chamber 40 of the engine 1. .

【００７６】図１０は衝撃的伸長素子の端子電圧の出力
を示す図である。図１０の実施の形態では、所定のクラ
ンク角θ１から所定のクランク角θ２の間に複数回衝撃
的伸長素子１７ａのＴＡ１電圧を印加するようにしてい
る。この場合、所定のクランク角θ１から所定のクラン
ク角θ２の間に、衝撃的伸長素子１７ａが複数回伸長と
収縮を繰り返して噴射可能とする衝撃波を発生し、これ
により噴射弁２５が開き噴射口４１から燃料が噴射され
る。FIG. 10 is a diagram showing the output of the terminal voltage of the shock-stretching element. In the embodiment shown in FIG. 10, the TA1 voltage of the shock-elongating extension element 17a is applied a plurality of times between the predetermined crank angle θ1 and the predetermined crank angle θ2. In this case, between the predetermined crank angle θ1 and the predetermined crank angle θ2, the shock-extending element 17a generates a shock wave capable of repeatedly injecting by repeatedly expanding and contracting a plurality of times, thereby opening the injection valve 25 and opening the injection port. Fuel is injected from 41.

【００７７】この実施の形態では、所定のクランク角の
衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４の充電信
号により衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２がＯ
Ｎすることで立ち上がりｘ１出力されると、充電スイッ
チ５２０が所定時間ｔ１０がオンし、この充電スイッチ
５２０のオンから所定時間Ｔ２０遅れで放電スイッチ５
２１がオン・オフして複数のパルスを出力する。図１０
（Ａ）の実施の形態では、充電スイッチ５２０のオン後
オフする前に放電スイッチ５２１が３回目のオンを行
い、その後充電スイッチ５２０のオフ後にオフし、図１
０（Ｂ）の実施の形態では、充電スイッチ５２０のオン
オフしてから放電スイッチ５２１が３回目のオンを行
い、図１０（Ｃ）の実施の形態では、充電スイッチ５２
０のオン後オフする前に放電スイッチ５２１が３回目の
オンオフを行い、所定のクランク角θ１から所定のクラ
ンク角θ２の間に、衝撃的伸長素子１７ａが複数回伸長
と収縮を繰り返して噴射可能とする衝撃波を発生し、衝
撃的伸長素子１７ａの伸縮による噴射が複数回可能とな
り、噴射量を増大できる。In this embodiment, the thyristor SCR2 for charging the shock-stretching element is turned on by the charging signal of the shock-stretching element charging thyristor activation coil L4 having a predetermined crank angle.
N, the rising edge x1 is output, the charging switch 520 is turned on for a predetermined time t10, and the discharging switch 5 is turned on for a predetermined time T20 after the charging switch 520 is turned on.
21 turns on and off to output a plurality of pulses. FIG.
In the embodiment of (A), the discharge switch 521 turns on for the third time before turning off the charge switch 520, and then turns off after the charge switch 520 turns off.
In the embodiment of FIG. 10B, the discharge switch 521 turns on for the third time after the charging switch 520 is turned on and off, and in the embodiment of FIG.
After turning on 0 and before turning off, the discharge switch 521 turns on and off for the third time, and the shock-elongating expansion element 17a can repeatedly eject and expand and contract a plurality of times between a predetermined crank angle θ1 and a predetermined crank angle θ2. Is generated, and injection by expansion and contraction of the shock-elongating element 17a can be performed a plurality of times, and the injection amount can be increased.

【００７８】図１１は衝撃的伸長素子の端子電圧の他の
出力を示す図である。図１１（Ａ）の実施の形態では、
点火前の所定のクランク角θ１で充電スイッチ５２０の
オンしてから同じく点火前の所定のクランク角θ２で放
電スイッチ５２１がオンする点火前の所定のクランク角
θ１で充電スイッチ５２０がオン動作し、直ちに衝撃的
伸長素子１７ａは電極ＴＡ１が直流電源の正極と同電位
になるまで充電される。この時衝撃的伸長素子１７ａは
瞬間的に伸長して噴射可能とする衝撃波を発生し、これ
により噴射弁２５が開き噴射口４１から燃料が噴射され
る。そして、充電スイッチ５２０が次の噴射燃焼サイク
ルに備えてオフ動作する前に、同じく点火前の所定のク
ランク角θ２において放電スイッチ５２１がオン動作す
る。これにより、衝撃的伸長素子１７ａは電極ＴＡ１が
直流電源の正極と導通していても、電極ＴＡ１が電極Ｔ
Ａ２と導通アースし、瞬間的に収縮し次の伸長に備える
ことになる。放電スイッチ５２１がオン動作後、充電ス
イッチ５２０がオフ動作し、より確実に電極ＴＡ１がア
ースされる。そして次の噴射燃焼サイクルに備えて放電
スイッチ５２１がオフ動作する。FIG. 11 is a diagram showing another output of the terminal voltage of the shock expanding element. In the embodiment of FIG.
The charge switch 520 is turned on at a predetermined crank angle θ1 before ignition, and then the discharge switch 521 is turned on at a predetermined crank angle θ2 before ignition. The charge switch 520 is turned on at a predetermined crank angle θ1 before ignition, Immediately, the impact extension element 17a is charged until the electrode TA1 has the same potential as the positive electrode of the DC power supply. At this time, the shock-extending element 17a instantaneously expands and generates a shock wave that enables injection, whereby the injection valve 25 is opened and fuel is injected from the injection port 41. Then, before the charge switch 520 turns off in preparation for the next injection combustion cycle, the discharge switch 521 turns on at a predetermined crank angle θ2 before ignition. Thus, even if the electrode TA1 is electrically connected to the positive electrode of the DC power supply, the electrode TA1 is connected to the electrode T1.
A2 is electrically connected to ground, and contracts momentarily to prepare for the next extension. After the discharge switch 521 is turned on, the charge switch 520 is turned off, and the electrode TA1 is more reliably grounded. Then, the discharge switch 521 is turned off in preparation for the next injection combustion cycle.

【００７９】図８の実施形態では、充電スイッチ５２０
がオフ動作後放電スイッチ５２１がオン動作するので、
直流電源の影響を受けることなく放電が可能であり衝撃
圧Ｐ２の発生が可能であるが、この実施形態において
は、充電スイッチ５２０がオフ動作前に放電スイッチ５
２１がオン動作するので、放電スイッチ５２１がオン動
作時の放電速度を直流電源からの電流により緩和するの
で、衝撃圧Ｐ２の発生を止めることができる。すなわ
ち、高排気量エンジン、あるいは低排気量エンジンでも
高負荷において、衝撃圧Ｐ１と衝撃圧Ｐ２とによる２度
噴射により噴射量を増加しても良い。以上の通り、図８
及び図１１の（Ａ）の充放電のさせ方が特許請求の範囲
の請求項２を満足する。In the embodiment shown in FIG.
Is turned off and then the discharge switch 521 is turned on.
Although discharge can be performed without being affected by the DC power supply and the impact pressure P2 can be generated, in this embodiment, the discharge switch 5 is turned off before the charge switch 520 is turned off.
Since the switch 21 is turned on, the discharge speed when the discharge switch 521 is turned on is reduced by the current from the DC power supply, so that the generation of the impact pressure P2 can be stopped. That is, even in a high displacement engine or a low displacement engine, under high load, the injection amount may be increased by twice injection using the impact pressure P1 and the impact pressure P2. As described above, FIG.
The method of charging and discharging shown in FIG. 11A satisfies claim 2 of the claims.

【００８０】図１１の（Ｂ）の実施の形態においては、
常時は放電スイッチ５２１をオン状態にしておき、所定
のクランク角θ１における充電スイッチ５２０のオン動
作の直前にオフする。そして所定のクランク角θ２にお
いて放電スイッチ５２１がオン動作する。これにより、
エンジン振動が衝撃的伸長素子１７ａに作用し圧電素子
の慣性力により両電極間に発生させる電荷をアースする
ので、圧電素子への加振力を減衰することができる。な
お、充電スイッチ５２０のオフ動作については図示する
ように、ｂ１（放電スイッチ５２１のオン動作前）、ｂ
２（放電スイッチ５２１のオン動作と同時）及びｂ３
（放電スイッチ５２１のオン動作後）の３通りがあり、
ｂ１、ｂ２の２つの内いずれかのタイミングによる充電
スイッチ５２０のオフ動作の場合には、上記と同様に、
所定のクランク角θ２において発生する衝撃圧Ｐ２とに
よる噴射が可能となり、ｂ３のタイミングによる充電ス
イッチ５２０のオフ動作の場合には、上記と同様に、衝
撃圧Ｐ２による噴射を止めることが可能となる。In the embodiment shown in FIG. 11B,
The discharge switch 521 is normally kept on, and is turned off immediately before the charge switch 520 is turned on at a predetermined crank angle θ1. Then, the discharge switch 521 is turned on at a predetermined crank angle θ2. This allows
Since the engine vibration acts on the shock-elongating element 17a to ground the electric charge generated between the two electrodes due to the inertial force of the piezoelectric element, the exciting force applied to the piezoelectric element can be attenuated. As shown in the figure, the off operation of the charge switch 520 is b1 (before the on operation of the discharge switch 521), b1
2 (simultaneously with the ON operation of the discharge switch 521) and b3
(After the discharge switch 521 is turned on).
In the case of the off operation of the charge switch 520 at any one of the two timings b1 and b2, as described above,
Injection by the impact pressure P2 generated at the predetermined crank angle θ2 becomes possible, and in the case of the OFF operation of the charge switch 520 at the timing of b3, it becomes possible to stop the injection by the impact pressure P2 in the same manner as described above. .

【００８１】図１１の（Ｃ）の実施の形態においては、
所定のクランク角θ１において充電スイッチ５２０のオ
ン動作と放電スイッチ５２１のオフ動作を同時に実施し
ている。これによりより確実にエンジン振動の衝撃的伸
長素字１７ａへの影響を防止し、正確な衝撃的伸長素子
１７ａの伸長を可能とする。そして所定のクランク角θ
２において放電スイッチ５２１をオン動作する。充電ス
イッチ５２０のオフ動作についてｃ１、ｃ２、ｃ３のタ
イミングについては、それぞれｂ１、ｂ２、ｂ３のタイ
ミングについて前記したと同様の特徴を有する。そし
て、図１１の（Ｂ）及び（Ｃ）は上記と同様特許請求の
範囲の請求項２を満足する。In the embodiment shown in FIG. 11C,
At a predetermined crank angle θ1, the ON operation of the charge switch 520 and the OFF operation of the discharge switch 521 are simultaneously performed. As a result, the influence of the engine vibration on the shock extension element 17a is more reliably prevented, and the shock extension element 17a can be accurately extended. And a predetermined crank angle θ
In 2, the discharge switch 521 is turned on. Regarding the off operation of the charging switch 520, the timings of c1, c2, and c3 have the same characteristics as described above for the timings of b1, b2, and b3, respectively. 11 (B) and 11 (C) satisfy claim 2 in the same manner as described above.

【００８２】図１１の（Ｄ）の実施の形態においては、
所定のクランク角θｌにおいて放電スイッチ５２１をオ
フ動作するとともに、これに先行して充電スイッチ５２
０をオン動作する。これによりより確実にエンジン振動
の衝撃的伸長素子１７ａへの影響を防止し、正確な衝撃
的伸長素子１７ａの伸長を可能とする。さらに、直流電
源から放電スイッチ５２１を通過してアース電流が流れ
ており、放電スイッチ５２１をオフ動作した時の充電速
度を高めることができ、より瞬間的に衝撃的伸長素子１
７ａを伸長でき、より高い衝撃圧Ｐ１の発生が可能とな
る。そして所定のクランク角θ２において放電スイッチ
５２１をオン動作する。充電スイッチ５２０のオフ動作
についてｄ１、ｄ２、ｄ３のタイミングについては、そ
れぞれｂ１、ｂ２、ｂ３のタイミングについて前記した
と同様の特徴を有する。そして、この図１１の（Ｄ）は
上記と同様特許請求の範囲の請求項２を満足する。In the embodiment shown in FIG. 11D,
At a predetermined crank angle θl, the discharging switch 521 is turned off, and the charging switch 52
0 is turned on. As a result, the impact of the engine vibration on the shock-elongating element 17a is more reliably prevented, and the shock-elongating element 17a can be accurately extended. Further, a ground current flows from the DC power supply through the discharge switch 521, so that the charging speed when the discharge switch 521 is turned off can be increased, and the instantaneous expansion element 1 can be more instantaneously.
7a can be extended, and a higher impact pressure P1 can be generated. Then, the discharge switch 521 is turned on at a predetermined crank angle θ2. Regarding the off operation of the charging switch 520, the timings of d1, d2, and d3 have the same characteristics as those of the timings of b1, b2, and b3, respectively. And FIG. 11D satisfies claim 2 in the same manner as described above.

【００８３】図１２は衝撃的高圧発生源の詳細構成図で
ある。この衝撃的高圧発生源１７は、密閉ケース７１内
に設けた複数枚の圧電素子７３を有し、各圧電素子７３
間には、正極板１５ｌａと負極板１５１ｂが交互に配設
される。これらの圧電素子７３、正極板１５ｌａ及び負
極板１５ｌｂは、積層された状態で、保持具７４及びプ
ランジャ１５２間に挟持され、ボルト７２により相互に
固定保持される。このようにボルト７２で一体的に固定
保持された圧電素子７３は、その保持具７４を介して、
ねじ部材７５により、密閉ケース７１内に取付けられ
る。各正極板１５ｌａ同士及び負極板１５ｌｂ同士は、
それぞれ導電板７６で連結され、正電荷供給線３０３及
び負電荷供給線３０４を介して電圧調整器３０２に接続
される。密閉ケース７１からの各電荷供給線３０３、３
０４の取り出し部には、シール用グロメット７７が装着
され、ケース内の密封性が保持される。電圧調整器３０
２はＥＣＵ９５に接続され、後述のように駆動制御され
る。３００は交流電源、３０１は交直変換回路である。FIG. 12 is a detailed configuration diagram of the high-pressure shock source. The impact high-pressure source 17 includes a plurality of piezoelectric elements 73 provided in a closed case 71.
In between, the positive electrode plates 15la and the negative electrode plates 151b are alternately arranged. The piezoelectric element 73, the positive electrode plate 15la, and the negative electrode plate 15lb are sandwiched between the holder 74 and the plunger 152 in a stacked state, and are fixed and held to each other by the bolts 72. The piezoelectric element 73 integrally fixed and held by the bolt 72 in this manner is
The screw member 75 attaches the inside of the closed case 71. Each positive electrode plate 15la and each negative electrode plate 15lb are
Each is connected by a conductive plate 76 and is connected to a voltage regulator 302 via a positive charge supply line 303 and a negative charge supply line 304. Each charge supply line 303 from the sealed case 71, 3
A sealing grommet 77 is attached to the take-out part of the case 04 to maintain the hermeticity in the case. Voltage regulator 30
2 is connected to the ECU 95 and is driven and controlled as described later. Reference numeral 300 denotes an AC power supply, and 301 denotes an AC / DC conversion circuit.

【００８４】なお、図５においては、電圧調整器３０２
とＥＣＵ９５の替わりに衝撃的伸長素子充電コンデンサ
Ｃ２、各サイリスタＳＣＲ２、ＳＣＲ３、サイリスタ起
動用コイルＬ４、Ｌ５及び抵抗Ｒ１、Ｒ２を配置してい
る。In FIG. 5, the voltage regulator 302
Instead of the ECU 95, a shock-extending element charging capacitor C2, thyristors SCR2 and SCR3, thyristor starting coils L4 and L5, and resistors R1 and R2 are arranged.

【００８５】ここで、圧電素子とは、いわゆる圧電効果
を有する素子からなる公知の圧電アクチュエータであ
る。なお、圧電効果を有する材料には、水晶から高分子
まで各種のものがあるが、圧電アクチュエータの材料と
しては圧電セラミックスの一種であるジルコン酸チタン
酸鉛（ＰＺＴ）が代表的である。Here, the piezoelectric element is a known piezoelectric actuator composed of an element having a so-called piezoelectric effect. In addition, there are various materials having a piezoelectric effect from quartz to a polymer. As a material of a piezoelectric actuator, lead zirconate titanate (PZT), which is a kind of piezoelectric ceramics, is representative.

【００８６】プランジャ１５２は、衝撃的伸長素子を構
成する圧電素子７３の断面より大きい衝撃的加圧面１５
２ａを有し、プランジャ１５２は、圧電素子７３と別部
品であり、圧電素子７３の燃料側端部に設けられる。圧
電素子７３の断面より大きい衝撃的加圧面１５２ａを有
するプランジャ１７ｂを用いることで、簡単な構成でよ
り大きな衝撃的圧力を得て燃料を効率よく供給すること
ができる。[0086] The plunger 152 has an impact pressing surface 15 larger than the cross section of the piezoelectric element 73 constituting the impact elongating element.
2a, the plunger 152 is a separate component from the piezoelectric element 73, and is provided at the fuel-side end of the piezoelectric element 73. By using the plunger 17b having the impact pressing surface 152a larger than the cross section of the piezoelectric element 73, it is possible to obtain a greater impact pressure with a simple configuration and supply fuel efficiently.

【００８７】また、プランジャ１５２外周には環状の凹
部１５２ｂが形成され、この凹部１５２ｂに圧電素子７
３側と加圧室３２とを区画するシール部材１５３を備え
ている。シール部材１５３の位置は、プランジャ１５２
の途中部に設けられる。シール部材１５３を用いること
で、プランジャ１５２のストローク長は、圧電素子７３
のストロークや変形量に対して十分確保でき、反力は燃
料圧と摩擦力によるもので余分な力は掛からない。ま
た、密閉ケース７１が熱変形を起こした場合でも作動ス
トロークの変位量は圧電素子７３の変位だけとなるため
計量精度には影響しない。また、シール部材１５３は高
圧発生装置１６から燃料を外部に漏れないようにするこ
とができる。シール用グロメット７７はさらに燃料洩れ
防止に寄与する。シール部材１５３は、圧電素子７３を
燃料より隔離し、燃料タンク２２内において結露等によ
り燃料中に混入する水分により、圧電素子７３が腐食す
るのを防止する。Further, an annular concave portion 152b is formed on the outer periphery of the plunger 152, and the piezoelectric element 7 is formed in the concave portion 152b.
There is provided a seal member 153 for partitioning the pressure chamber 32 from the third side. The position of the seal member 153 is
Is provided in the middle part of. By using the sealing member 153, the stroke length of the plunger 152 is
The stroke and the deformation amount can be sufficiently secured, and the reaction force is due to the fuel pressure and the frictional force, so that no extra force is applied. Further, even when the sealed case 71 is thermally deformed, the displacement amount of the operation stroke is only the displacement of the piezoelectric element 73, and thus does not affect the measurement accuracy. Further, the seal member 153 can prevent the fuel from leaking from the high-pressure generator 16 to the outside. The sealing grommet 77 further contributes to preventing fuel leakage. The seal member 153 separates the piezoelectric element 73 from the fuel, and prevents the piezoelectric element 73 from being corroded by water mixed in the fuel due to dew condensation or the like in the fuel tank 22.

【００８８】図１２において、複数枚（この例では７
枚）の圧電素子（圧電セラミックス）７３及びこれらを
挟み込むように配置され、一体化された正極板１５１ａ
と負極板１５ｌｂとにより電歪素子が形成される。交流
電源３００からの交流電流は交直変換回路３０１を経て
直流電圧に変換され、電圧調整器３０２に入力される。
電圧調整器３０２は、ＥＣＵ９５により制御され、正電
荷供給線３０３あるいは負電荷供給線３０４とそれぞれ
接続される２つのアウトプットの内、正電荷供給線３０
３側を所定の電圧の正電圧に調整する一方、負電荷供給
線３０４側をアースする。また正極板１５ｌａの電圧を
下げる場合には、正極板１５ｌａの電荷の一部をアース
させる。正極板１５ｌａと負極板１５ｌｂの間の圧電セ
ラミックスは、２つの極板による電界の大きさに略比例
して、極板方向に変位する。この変位が図１２のもので
は７つ集積されて大きな変位となる。In FIG. 12, a plurality of sheets (7 in this example)
Sheets) of piezoelectric elements (piezoelectric ceramics) 73 and an integrated positive electrode plate 151a arranged so as to sandwich them.
And the negative electrode plate 15lb form an electrostrictive element. An AC current from the AC power supply 300 is converted into a DC voltage via the AC / DC conversion circuit 301 and input to the voltage regulator 302.
The voltage regulator 302 is controlled by the ECU 95 and includes a positive charge supply line 30 out of two outputs connected to the positive charge supply line 303 or the negative charge supply line 304, respectively.
The third side is adjusted to a predetermined positive voltage, while the negative charge supply line 304 is grounded. When lowering the voltage of the positive electrode plate 15la, a part of the electric charge of the positive electrode plate 15la is grounded. The piezoelectric ceramic between the positive electrode plate 15la and the negative electrode plate 15lb is displaced in the direction of the electrode plates in substantially proportion to the magnitude of the electric field generated by the two electrode plates. In FIG. 12, seven such displacements are accumulated and become large displacements.

【００８９】図１３は高圧発生装置で発生する衝撃的高
圧とその駆動信号との関係を示すグラフである。グラフ
ａは圧力波形、グラフｂは駆動信号を示す。グラフａに
おいて、Ｐ１は外開式弁あるいは内開式弁を持つインジ
ェクタの開弁圧を示し、Ｐ０は加圧前の加圧室内圧力を
示す。図示したように、駆動信号をオンにした直後に、
開弁圧を大きく超える高圧が衝撃的に発生し、その後急
激に減衰振動する。前述の各実施例は、この駆動信号入
力直後の衝撃的高圧を燃料中で有効に伝播して利用する
ものである。また、図示したように、駆動信号をオフに
した直後に、一旦圧力波形が低下するとともにその振動
の反作用で圧力が上昇し、開弁圧Ｐ１を超える圧力波が
発生する。このような駆動信号オフ時の圧力ピークをオ
ン時と同様に衝撃的圧力として噴射孔まで伝播し燃料噴
射に利用することも可能である。なお、高圧発生装置に
図７に示すように圧電素子を使用するものでは、駆動信
号は所定以上の電圧値を持つパルス電圧信号である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the impulsive high voltage generated by the high voltage generator and its driving signal. Graph a shows a pressure waveform, and graph b shows a drive signal. In the graph a, P1 indicates the valve opening pressure of an injector having an external or internal valve, and P0 indicates the pressure in the pressurizing chamber before pressurization. As shown, immediately after turning on the drive signal,
A high pressure that greatly exceeds the valve opening pressure is generated in a shock, and then rapidly attenuates. In each of the above-described embodiments, the shock high pressure immediately after the input of the drive signal is effectively propagated in the fuel and used. Further, as shown in the drawing, immediately after the drive signal is turned off, the pressure waveform temporarily decreases and the pressure increases due to the reaction of the vibration, and a pressure wave exceeding the valve opening pressure P1 is generated. Such a pressure peak when the drive signal is off can be propagated to the injection hole as an impact pressure as in the case of on and used for fuel injection. In the case where a piezoelectric element is used in the high-voltage generator as shown in FIG. 7, the drive signal is a pulse voltage signal having a voltage value equal to or higher than a predetermined value.

【００９０】図１４はコンデンサ充電電圧、エンジン回
転速度、噴射量及び噴射時間との関係を示す図である。
図１４（ａ）はコンデンサ充電電圧とエンジン回転速度
との関係を示し、エンジン回転速度が速くなると、衝撃
的伸長素子充電コンデンサＣ２のコンデンサ充電電圧が
高くなる。図１４（ｂ）は噴射量とコンデンサ充電電圧
との関係を示し、コンデンサ充電電圧が高くなると、衝
撃的伸長素子１７ａへの印加電圧が高くなり、燃料の噴
射量が多くなる。図１４（ｃ）は噴射量と充電時間との
関係を示し、充電時間が長くなると、燃料の噴射量が多
くなり、なお充電時間は、サイリスタ起動コイル発電突
起６９が衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４
を通過し、この衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイ
ルＬ４を通過した後、サイリスタ起動コイル発電突起６
９が衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５に到
達するまでの時間である。この噴射時間は、エンジン１
に応じて設定される。FIG. 14 is a diagram showing the relationship among the capacitor charging voltage, the engine speed, the injection amount, and the injection time.
FIG. 14A shows the relationship between the capacitor charging voltage and the engine rotation speed. As the engine rotation speed increases, the capacitor charging voltage of the shock-stretching element charging capacitor C2 increases. FIG. 14B shows the relationship between the injection amount and the capacitor charging voltage. When the capacitor charging voltage increases, the voltage applied to the shock-stretching element 17a increases, and the fuel injection amount increases. FIG. 14 (c) shows the relationship between the injection amount and the charging time. As the charging time becomes longer, the fuel injection amount increases, and during the charging time, the thyristor activation coil power generation projection 69 is activated by the impact extension element charging thyristor. Coil L4
After passing through the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4, the thyristor starting coil power generation projection 6
9 is the time required to reach the shock-elongating element discharge thyristor activation coil L5. This injection time depends on the engine 1
It is set according to.

【００９１】すなわち、図１３で分かる通り、燃料噴射
を発生させる衝撃的高圧の発生は、衝撃的伸長素子が伸
長する時と、衝撃的伸長素子が収縮する時の両方であ
り、図６（Ａ）に示すように、収縮のための放電を点火
の前に実施しており、点火前に燃料噴射を終了するよう
にしている。また、図４の衝撃的伸長素子側可動ベース
８６を２分割し、先行する一方に衝撃的伸長素子充電サ
イリスタ起動コイルＬ４を搭載し、遅行する他方に衝撃
的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５を搭載し、そ
れぞれ独立にエンジン要求負荷あるいはさらにエンジン
回転数に対応付けて、進角制御しても良い。さらには、
点火サイリスタ起動コイルＬ３と衝撃的伸長素子放電サ
イリスタ起動コイルＬ５を同一点火側可動ベース８１
に、放電後した後小クランク角を経て点火するように搭
載するようにしても良い。この場合衝撃的伸長素子充電
サイリスタ起動コイルＬ４のみを搭載する衝撃的伸長素
子側可動ベース８６をエンジン要求負荷あるいはエンジ
ン回転数が増加する程進角するようにする。That is, as can be seen from FIG. 13, the generation of the shock high pressure that causes the fuel injection occurs both when the shock expansion element expands and when the shock expansion element contracts. As shown in ()), discharge for contraction is performed before ignition, and fuel injection is terminated before ignition. Further, the shock-elongating element-side movable base 86 shown in FIG. 4 is divided into two parts, the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4 is mounted on one of the leading parts, and the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5 is mounted on the other side. However, the advance angle control may be independently performed in association with the required engine load or the engine speed. Moreover,
The ignition thyristor starting coil L3 and the shock-extending element discharge thyristor starting coil L5 are connected to the same ignition side movable base 81.
Alternatively, it may be mounted so as to ignite through a small crank angle after discharging. In this case, the shock-extending element-side movable base 86 on which only the shock-expanding element charging thyristor starting coil L4 is mounted is advanced as the required engine load or the engine speed increases.

【００９２】図１５は電力供給装置の他の実施の形態を
示す回路図である。この実施の形態では、図１乃至図１
４に示す実施の形態と同じ構成は、同じ符号を付して説
明を省略する。この実施の形態では、直流電源の正極か
ら衝撃的伸長素子１７ａの正極、この衝撃的伸長素子１
７ａを介して衝撃的伸長素子１７ａの負極、この衝撃的
伸長素子１７ａの負極から直流電源の負極に到る第１の
閉回路Ｋ１を形成し、この第１の閉回路Ｋ１と並列に、
衝撃的伸長素子１７ａの正極と負極を結ぶ第２の閉回路
Ｋ２を形成し、第２の閉回路Ｋ２の途中に放電スイッチ
を構成する衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３を
配置し、第１の閉回路Ｋ１には衝撃的伸長素子充電コン
デンサＣ２を設けないで直流電源そのものを所定のクラ
ンク角において電力供給を開始するように構成してい
る。第１の閉回路Ｋ１には衝撃的伸長素子充電コンデン
サＣ２を設けない分、より一層バッテリを用いないで直
流電源から簡単な回路構成で、かつ所定のタイミングで
衝撃的伸長素子１７ａへの電力供給を可能にし、クラン
ク軸５の回転に対応して衝撃的伸長素子１７ａを伸長し
て燃料を噴射し、次の噴射に備え適切なタイミングで燃
料噴射を行うことができる。FIG. 15 is a circuit diagram showing another embodiment of the power supply device. In this embodiment, FIGS.
The same components as those of the embodiment shown in FIG. In this embodiment, the positive electrode of the DC power supply to the positive electrode of the shock-stretching element 17a,
A first closed circuit K1 extending from the negative electrode of the shock-expanding element 17a to the negative electrode of the DC power supply through the negative electrode of the shock-expanding element 17a through 7a, and in parallel with the first closed circuit K1,
A second closed circuit K2 connecting the positive electrode and the negative electrode of the shock expanding element 17a is formed, and a thyristor SCR3 for discharging a shock expanding element that constitutes a discharge switch is disposed in the middle of the second closed circuit K2. The DC power supply itself is configured to start supplying power at a predetermined crank angle without providing the shock-extending element charging capacitor C2 in the closed circuit K1. Since the first closed circuit K1 is not provided with the shock expansion element charging capacitor C2, power is supplied from the DC power supply to the shock expansion element 17a at a predetermined timing with a simple circuit configuration without using a battery. The fuel injection can be performed by extending the shock-extending element 17a in response to the rotation of the crankshaft 5 and injecting fuel, and performing fuel injection at an appropriate timing in preparation for the next injection.

【００９３】図１６はこの発明に係る燃料噴射装置を適
用した４サイクル内燃機関の構成図である。エンジン１
は、燃焼室４３の上部を構成するシリンダヘッド２と、
燃焼室４３の筒体を構成するシリンダブロック３と、ク
ランク室を形成するクランクケース４とにより構成され
る。クランク室６００内のクランク軸５は、クランクピ
ン６及びピストンピン７に連結されたコンロッド１００
を介してピストン８に連結される。シリンダヘッド２に
は吸気管９が設けられ、その端部に燃焼室に臨んで吸気
弁１０が装着され、吸気管９の開口部を開閉する。ま
た、シリンダヘッド２には、排気管１１が設けられ、そ
の端部に燃焼室に臨んで排気弁１２が装着され、排気管
１１の開口部を開閉する。シリンダヘッド２の中央部に
は点火プラグ１３が装着される。吸気弁１０及び排気弁
１２は、クランク軸５から図示しないカムチェーンを介
して連動するカム軸２０２，２０３のカム２０２ａ，２
０３ａにより作動する。排気側のカム軸２０３には突起
２０４が設けられ、この突起２０４に対向して位置検出
センサ２０５が設けられている。突起２０４と位置検出
センサ２０５とからクランク位置検出手段Ｓ１が構成さ
れ、クランク軸５と連動して回転するカム軸２０３の突
起２０４の位置を検出することでクランク位置を検出す
る。FIG. 16 is a configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied. Engine 1
Is a cylinder head 2 forming the upper part of the combustion chamber 43,
The combustion chamber 43 includes a cylinder block 3 that forms a cylinder, and a crankcase 4 that forms a crankcase. The crankshaft 5 in the crankcase 600 is connected to a connecting rod 100 connected to the crankpin 6 and the piston pin 7.
Is connected to the piston 8. An intake pipe 9 is provided in the cylinder head 2, and an intake valve 10 is attached to an end of the cylinder pipe 2 so as to face the combustion chamber, and opens and closes an opening of the intake pipe 9. An exhaust pipe 11 is provided in the cylinder head 2, and an exhaust valve 12 is attached to an end of the cylinder head 2 so as to face the combustion chamber, and opens and closes an opening of the exhaust pipe 11. A spark plug 13 is mounted at the center of the cylinder head 2. The intake valve 10 and the exhaust valve 12 are connected to cams 202a, 2a of the camshafts 202, 203, which are linked via a cam chain (not shown) from the crankshaft 5.
Operated by 03a. A projection 204 is provided on the cam shaft 203 on the exhaust side, and a position detection sensor 205 is provided facing the projection 204. The projection 204 and the position detection sensor 205 constitute a crank position detection unit S1. The crank position is detected by detecting the position of the projection 204 of the camshaft 203 that rotates in conjunction with the crankshaft 5.

【００９４】この実施の形態では、燃焼室内に直接燃料
を噴射するためのインジェクタ１４がシリンダヘッド２
の上面から燃焼室４３内に臨んで設けられる。このイン
ジェクタ１４は、燃料パイプ１５を介して、高圧ポンプ
となる高圧発生装置１６に連通している。この高圧発生
装置１６は、衝撃的伸長素子の圧電素子とプランジャを
含むもので構成される衝撃的高圧発生源１７を備えてい
る。この衝撃的高圧発生源１７は電源制御回路１８に連
結され、所定のタイミングで電力を供給して駆動制御さ
れる。高圧発生装置１６には、燃料供給パイプ２１を介
して低圧ポンプである燃料ポンプ１９により、燃料タン
ク２２から燃料が導入される。燃料タンク２２内の燃料
供給パイプ２１の吸入口には、フィルタ２０が設けられ
ている。インジェクタ１４には圧力逃がしパイプ兼戻り
燃料パイプ２３が接続され、戻り燃料パイプ２３には圧
力を調整する調圧弁１０１が設けられている。エアが存
在すると、正確な噴射ができないため、戻り燃料パイプ
２３を設けてエアを抜いているが、戻り燃料パイプ２３
があるため、高圧発生装置１６を含めてその下流部に安
定した余圧を負荷することができないため、調圧弁１０
１を設けて圧力を調整し正確な燃料噴射を行うようにし
ている。In this embodiment, the injector 14 for directly injecting fuel into the combustion chamber is provided with the cylinder head 2.
Is provided facing the inside of the combustion chamber 43 from the upper surface of the fuel cell. The injector 14 is connected via a fuel pipe 15 to a high-pressure generator 16 serving as a high-pressure pump. The high-pressure generating device 16 includes a high-impact high-pressure source 17 that includes a piezoelectric element as a shock-extending element and a plunger. The shock high voltage source 17 is connected to a power supply control circuit 18 and is driven and controlled by supplying power at a predetermined timing. Fuel is introduced into the high-pressure generator 16 from a fuel tank 22 by a fuel pump 19 that is a low-pressure pump via a fuel supply pipe 21. A filter 20 is provided at an inlet of the fuel supply pipe 21 in the fuel tank 22. The injector 14 is connected to a pressure relief pipe and a return fuel pipe 23, and the return fuel pipe 23 is provided with a pressure regulating valve 101 for adjusting the pressure. If air is present, accurate injection cannot be performed. Therefore, the return fuel pipe 23 is provided to remove air.
Therefore, it is not possible to apply a stable residual pressure to the downstream portion including the high-pressure generator 16, so that the pressure regulating valve 10
1 is provided to adjust the pressure and perform accurate fuel injection.

【００９５】低圧ポンプの吐出圧力は、常時あるいはイ
ンジェクタ１４が締め切り状態において、調圧弁１０１
の締め切り圧より高いので燃料パイプ１５及びインジェ
クタ内部のエアおよび気化燃料等の気泡は燃料とともに
調圧弁１０１を通過して不図示のエアベント孔を上部に
持つ燃料タンク側の上部に戻される。燃料タンク２２で
気泡が分離され、再び燃料供給パイプ２１へ気泡が流れ
ることはない。これにより燃料パイプ１５及びインジェ
クタ１４内部は燃料で満たされるので、衝撃的高圧波が
確実に伝播するとともに、衝撃的高圧波がインジェクタ
１４内の噴射孔直前部に衝突してさらに圧力上昇するの
を可能とする。また、衝撃的高圧波の一部が調圧弁１０
１に到達する時にも気泡は調圧弁１０１を通過する。The discharge pressure of the low-pressure pump is maintained at all times or when the injector 14 is closed.
Is higher than the cutoff pressure, and the air such as air and vaporized fuel inside the fuel pipe 15 and the injector pass through the pressure regulating valve 101 together with the fuel and return to the upper portion on the fuel tank side having an air vent hole (not shown) at the upper portion. Bubbles are separated in the fuel tank 22 and do not flow to the fuel supply pipe 21 again. As a result, the fuel pipe 15 and the inside of the injector 14 are filled with the fuel, so that the shocking high-pressure wave reliably propagates, and the shocking high-pressure wave collides with the portion immediately before the injection hole in the injector 14 to further increase the pressure. Make it possible. In addition, part of the shocking high pressure wave
When the air bubbles reach 1, the air bubbles also pass through the pressure regulating valve 101.

【００９６】この実施の形態では、インジェクタ１４の
位置は、図示したように、シリンダヘッド２の上面に設
けて筒内噴射構造としているが、これに代えて、一点鎖
線で示したインジェクタ１４ａのように、吸気管９の途
中に設けてもよい。あるいは、同じく一点鎖線で示した
インジェクタ１４ｂのように、シリンダブロック３の側
壁に設けて筒内直接噴射を行ってもよい。また、戻り燃
料パイプ２３は、前述の実施の形態ではインジェクタ１
４と気液分離手段である燃料タンク２２を連通させてい
るが、この構造に代えて、図１６の一点鎖線２３ａで示
したように、インジェクタ１４と高圧発生装置１６とを
連通させるように配設してもよい。In this embodiment, as shown in the figure, the position of the injector 14 is provided on the upper surface of the cylinder head 2 to form an in-cylinder injection structure. However, instead of this, the injector 14a is indicated by an alternate long and short dash line. Alternatively, it may be provided in the middle of the intake pipe 9. Alternatively, direct injection in a cylinder may be performed by providing the injector on the side wall of the cylinder block 3 like an injector 14b indicated by a dashed line. The return fuel pipe 23 is connected to the injector 1 in the above-described embodiment.
4 and the fuel tank 22 as the gas-liquid separation means, but instead of this structure, the injector 14 and the high-pressure generator 16 are arranged so as to communicate with each other as shown by a dashed line 23a in FIG. May be provided.

【００９７】また、図１６に示す４サイクル内燃機関に
は、図１７及び図１８に示す実施の形態の電力供給装置
を適用することもできる。図１７は電力供給装置の回路
図、図１８は充電信号、放電信号及び点火信号のタイミ
ングチャートである。The power supply device of the embodiment shown in FIGS. 17 and 18 can be applied to the four-cycle internal combustion engine shown in FIG. FIG. 17 is a circuit diagram of the power supply device, and FIG. 18 is a timing chart of a charge signal, a discharge signal, and an ignition signal.

【００９８】この実施の形態では、図５及び図６に示す
実施の形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略
する。この実施の形態では、例えば衝撃的伸長素子充電
サイリスタ起動コイルＬ４及び衝撃的伸長素子放電サイ
リスタ起動コイルＬ５に代えて、図１に示すクランク位
置検出手段Ｓ１の位置検出センサ２０５から得られる１
つのクランク位置信号に基づき、制御回路８００は、カ
ム軸２０３の２回転に１回の充電信号と放電信号を繰り
返して所定のタイミングで出力し、これにより衝撃的伸
長素子充電用サイリスタＳＣＲ２と衝撃的伸長素子放電
用サイリスタＳＣＲ３を作動するようにしてもよい。In this embodiment, the same components as those of the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this embodiment, for example, instead of the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4 and the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5, 1 obtained from the position detection sensor 205 of the crank position detecting means S1 shown in FIG.
Based on the two crank position signals, the control circuit 800 repeats the charge signal and the discharge signal once for every two rotations of the camshaft 203 and outputs them at a predetermined timing. The thyristor SCR3 for discharging the extension element may be operated.

【００９９】なおさらに、圧電素子としてＴＡ１−ＴＡ
２電圧が正の場合に収縮し、ＴＡ１−ＴＡ２電圧が０の
時元の長さに戻るものを使用しても良い。この場合には
図１９の充電信号、衝撃的伸長素子のＴＡ１端子とＴＡ
２端子間の電圧波形及び衝撃的伸長素子の作動による圧
力変動を示す図のように、充電信号、放電信号を与え
る。Further, TA1-TA is used as the piezoelectric element.
It is also possible to use one that contracts when the two voltages are positive and returns to the original length when the TA1-TA2 voltage is zero. In this case, the charging signal shown in FIG.
A charge signal and a discharge signal are given as shown in the diagram showing the voltage waveform between the two terminals and the pressure fluctuation due to the operation of the shock-extending element.

【０１００】すなわち、図４において衝撃的伸長素子放
電サイリスタ起動コイルＬ４と衝撃的伸長素子放電サイ
タリスタ起動コイルＬ５の位置関係を逆にし、衝撃的伸
長素子も１７ａの替わりに放電時電界による収縮力が開
放され、内部に蓄えられる弾発力で元の長さに戻るよう
にしたもの１７ａ’を使用する。これにより、一つ前の
噴射燃焼サイクルにおいて充電状態にあり、収縮してい
る衝撃的伸長素子１７ａ’は、所定のクランク角におい
てサイリスタ起動コイル発電突起６９が衝撃的伸長素子
放電サイリスタ起動コイルＬ５に接近して衝撃的伸長素
子放電サイリスタＳＣＲ３はオンになる。これにより衝
撃的伸長素子１７ａ’に作用する電界の強さが非常に短
い時間ｔ１だけ遅れて瞬間的に０になり、これと同時に
衝撃的伸長素子１７ａが収縮状態から基に戻るべく伸長
する。That is, in FIG. 4, the positional relationship between the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L4 and the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5 is reversed, and the shock-elongating element also has a contraction force due to an electric field at the time of discharge instead of 17a. Use the one 17a 'which is released and returned to its original length by the resilience stored inside. As a result, the shock-elongating expansion element 17a 'that has been charged and contracted in the immediately preceding injection combustion cycle causes the thyristor starting coil power generation projection 69 to move to the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5 at a predetermined crank angle. When approaching, the shock-elongating element discharge thyristor SCR3 is turned on. As a result, the intensity of the electric field acting on the shock-stretching element 17a 'instantaneously becomes zero with a delay of a very short time t1, and at the same time, the shock-stretching element 17a extends from the contracted state back to the original state.

【０１０１】この伸長により圧力室５０内に衝撃圧Ｐ１
を発生させる。その後サイリスタ起動コイル発電突起６
９が衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５から
離間する過程で衝撃的伸長素子放電サイリスタＳＣＲ３
はオフとなる。さらにその後第２の所定のクランク角に
おいてサイリスタ起動コイル発電突起６９が衝撃的伸長
素子充電サイリスタ起動コイルＬ４に接近して衝撃的伸
長素子充電サイリスタＳＣＲ２はオンになる。この時充
電されるに従い短時間で衝撃的伸長素子１７ａ’は収縮
して一旦プランジャ直近部に負圧を発生し、その後反動
で圧力室５０内に衝撃圧Ｐ２を発生する。衝撃圧Ｐ１、
Ｐ２は衝撃波となって噴射口方向に伝播し、噴射弁を開
いて燃料噴射がなされる。なお、衝撃的伸長素子充電サ
イリスタ起動コイルＬ４と衝撃的伸長素子充電サイリス
タＳＣＲ２を廃止してもよい。この場合、衝撃的伸長素
子充電サイリスタＳＣＲ３が所定のクランク角θ１でオ
ン動作し、第２のクランク角θ２でオフ動作するよう
に、サイリスタ起動発電突起６９の形状を円周方向に長
くする。By this extension, the impact pressure P1 is introduced into the pressure chamber 50.
Generate. Then the thyristor starting coil power generation protrusion 6
9 is separated from the shock-elongating element discharge thyristor activation coil L5 while the shock-elongated element discharge thyristor SCR3
Turns off. Further, after that, at the second predetermined crank angle, the thyristor activation coil power generation projection 69 approaches the impact extension element charging thyristor activation coil L4, and the impact extension element charging thyristor SCR2 is turned on. As the battery is charged at this time, the shock-extending element 17a 'contracts in a short time, and once generates a negative pressure immediately near the plunger, and then generates a shock pressure P2 in the pressure chamber 50 by reaction. Impact pressure P1,
P2 becomes a shock wave, propagates in the direction of the injection port, and opens the injection valve to perform fuel injection. Note that the shock-elongating element charging thyristor activation coil L4 and the shock-elongating element charging thyristor SCR2 may be omitted. In this case, the shape of the thyristor-activated power generation projection 69 is made longer in the circumferential direction such that the shock-extending element charging thyristor SCR3 is turned on at a predetermined crank angle θ1 and turned off at a second crank angle θ2.

【０１０２】図２０は圧電素子としてＴＡ１−ＴＡ２電
圧が正の場合に収縮し、ＴＡ１−ＴＡ２電圧が０の時元
の長さに戻るものを使用した衝撃的伸長素子１７ａへの
他の出力例を示す図である。図２０の（Ａ）〜（Ｃ）の
いずれも図１９の実施形態と同様に所定クランク角θ１
において放電スイッチ５２１がオン動作する直前までに
充電スイッチ５２０をオン状態にして衝撃的伸長素子１
７ａを充電状態即ち圧縮状態に保持しておき、放電スイ
ッチ５２１のオン動作により衝撃的伸長素子１７ａを伸
長させて衝撃圧Ｐ１を発生させるようにしている。そし
て所定クランク角θ２において充電スイッチ５２０がオ
ン動作する直前までに放電スイッチ５２１をオン状態に
して衝撃的伸長素子１７ａを放電状態即ち伸長状態に保
持しておき、充電スイッチ５２０のオン動作により衝撃
的伸長素子１７ａを収縮させて衝撃圧Ｐ１を発生させる
ようにしている。FIG. 20 shows another example of output to the shock-stretching element 17a using a piezoelectric element which contracts when the voltage TA1-TA2 is positive and returns to the original length when the voltage TA1-TA2 is zero. FIG. 20A to 20C, the predetermined crank angle θ1 is the same as in the embodiment of FIG.
, The charging switch 520 is turned on just before the discharging switch 521 is turned on, and the shock-stretching element 1 is turned on.
7a is kept in a charged state, that is, in a compressed state, and the shock-extending element 17a is expanded by the ON operation of the discharge switch 521 to generate an impact pressure P1. The discharge switch 521 is turned on until the charging switch 520 is turned on at a predetermined crank angle θ2 to hold the shock-elongating element 17a in the discharged state, that is, the expanded state. The impact element P1 is generated by contracting the extension element 17a.

【０１０３】図１１の（Ｃ）にｃ’２で示すように、放
電スイッチ５２１がオン動作した後まで充電スイッチ５
２０をオン状態にすると、放電が緩和されるので、衝撃
圧Ｐ１の大きさを弱くでき、低負荷低回転において有効
となる。充電スイッチ５２０のオン動作の前の放電スイ
ッチ５２１オフ（図１１の（Ｂ）のｂ１、図１１の
（Ｂ）のｃ１）も、充電スイッチ５２０のオン動作と同
時の放電スイッチ５２１オフ（図１１の（Ｂ）のｂ２、
図１１の（Ｂ）のｃ２）も、いずれの場合も所定クラン
ク角θ２で衝撃圧Ｐ２を発生させることができる。As indicated by c'2 in FIG. 11C, the charge switch 5 is turned on until after the discharge switch 521 is turned on.
When the switch 20 is turned on, the discharge is alleviated, so that the magnitude of the impact pressure P1 can be weakened, which is effective at low load and low rotation. The discharge switch 521 off (b1 in FIG. 11B and c1 in FIG. 11B) before the ON operation of the charge switch 520 also turns off the discharge switch 521 simultaneously with the ON operation of the charge switch 520 (FIG. 11). B2 of (B),
11B, the impact pressure P2 can be generated at the predetermined crank angle θ2 in any case.

【０１０４】[0104]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、所定のタイミングで衝撃的伸長素子への充電が
可能であり、クランク軸の回転に対応して衝撃的伸長素
子を伸長して燃料を噴射し、次の噴射に備え衝撃的伸長
素子を収縮させることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to charge the shock-elongating element at a predetermined timing, and to extend the shock-elongating element in response to the rotation of the crankshaft. To inject fuel to contract the shock-stretching element in preparation for the next injection.

【０１０５】請求項２記載の発明では、所定のタイミン
グで衝撃的伸長素子への充電が可能であり、クランク軸
の回転に対応して衝撃的伸長素子を伸長して燃料を噴射
し、次の噴射に備え衝撃的伸長素子を収縮させることが
できる。According to the second aspect of the present invention, the impact extension element can be charged at a predetermined timing, and the fuel is injected by extending the impact extension element in response to the rotation of the crankshaft. The impact extension element can be contracted in preparation for the injection.

【０１０６】請求項３記載の発明では、請求項１に加
え、直流電源から簡単な回路構成で、所定のタイミング
で燃料噴射を繰り返し実施可能である。According to the third aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the fuel injection can be repeatedly performed at a predetermined timing with a simple circuit configuration from a DC power supply.

【０１０７】請求項４記載の発明では、充電スイッチ起
動コイルを可動とし、磁性体が接近する所定クランク角
を進角あるいは遅角可能であり、請求項３に加え、噴射
開始タイミングを可変とすることができる。According to the fourth aspect of the invention, the charging switch starting coil is movable, and the predetermined crank angle at which the magnetic body approaches can be advanced or retarded. In addition to the third aspect, the injection start timing is variable. be able to.

【０１０８】請求項５記載の発明では、衝撃的伸長素子
を伸長させた後、次の伸長までに衝撃的伸長素子の収縮
を実施し、且つ上死点近傍において点火するとともに、
低負荷において衝撃的伸長素子を伸長させるタイミング
を早める一方、高負荷において衝撃的伸長素子を伸長さ
せるタイミングを遅らせることで、燃科噴射量を可変と
することができる。According to the fifth aspect of the present invention, after the shock-elongating element is extended, the shock-elongation element is contracted until the next elongation, and ignition is performed near the top dead center.
The fuel injection amount can be made variable by delaying the timing of extending the shock-stretching element at a low load while delaying the timing of stretching the shock-stretching element at a high load.

【０１０９】請求項６記載の発明では、衝撃的伸長素子
は直流電源により充電され、圧電素子は収縮している状
態で、クランク軸の回転に対応し所定のタイミングで衝
撃的伸長素子の正極と負極が導通し放電して衝撃的伸長
素手を伸長して燃料を噴射し、次の噴射に備え正極と負
極を非導通状態にすることで、衝撃的伸長素子は直流電
源により充電され圧電素子を収縮状態とすることができ
る。According to the sixth aspect of the present invention, the shock-extending element is charged by the DC power supply, and the piezoelectric element is contracted with the positive electrode of the shock-extending element at a predetermined timing corresponding to the rotation of the crankshaft in a contracted state. The negative electrode conducts, discharges, stretches the shock-extending bare hand, injects fuel, and makes the positive and negative electrodes non-conductive for the next injection, so that the shock-extending element is charged by the DC power supply and the piezoelectric element is charged. It can be in a contracted state.

【０１１０】請求項７記載の発明では、請求項６に加
え、衝撃的伸長素子は充電スイッチのオンにより直流電
源により充電され、圧電素子は収縮している状態で、ク
ランク軸の回転に対応し所定のタイミングで衝撃的伸長
素子の正極と負極が導通し放電して衝撃的伸長素子を伸
長して燃料を噴射し、次の噴射に備え正極と負極を非導
通状態にし且つ、再び充電スイッチのオン状態にするこ
とで、衝撃的伸長素子は直流電源により充電され、圧電
素子を収縮状態とすることができる。また、放電スイッ
チがオン状態且つ充電スイッチがオン状態となる期間を
少なくできるので、直流電源からオン状態の放電スイッ
チを通りアースされる電流量を減らし、電力消費量を減
らすことができる。According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the sixth aspect, the shock-extending element is charged by the DC power supply when the charging switch is turned on, and the piezoelectric element contracts in response to rotation of the crankshaft in a contracted state. At a predetermined timing, the positive electrode and the negative electrode of the shock-extending element conduct and discharge to extend the shock-expanding element to inject fuel, make the positive electrode and the negative electrode non-conductive for the next injection, and again switch the charge switch. By turning on, the shock-elongating element is charged by the DC power supply, and the piezoelectric element can be brought into the contracted state. Further, since the period during which the discharge switch is in the ON state and the charge switch is in the ON state can be reduced, the amount of current grounded from the DC power supply through the ON-state discharge switch can be reduced, and the power consumption can be reduced.

【０１１１】請求項８記載の発明では、請求項７に加
え、さらに、衝撃的伸長素子は第２の所定のクランク角
における充電スイッチのオンにより直流電源により充電
され、圧電素子は収縮させることができ、第２の衝撃圧
を発生することが可能となる。According to the eighth aspect of the present invention, in addition to the seventh aspect, the impact extension element is charged by a DC power supply by turning on a charging switch at a second predetermined crank angle, and the piezoelectric element is contracted. Thus, a second impact pressure can be generated.

【０１１２】請求項９記載の発明では、請求項７に加
え、直流電源から簡単な回路構成で、所定のタイミング
で燃料噴射を操り返し実施可能とする。According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the seventh aspect, the fuel injection can be repeatedly performed at a predetermined timing with a simple circuit configuration from a DC power supply.

【０１１３】請求項１０記載の発明では、請求項９に加
え、噴射開始タイミングを可変とすることができる。According to the tenth aspect, in addition to the ninth aspect, the injection start timing can be made variable.

【０１１４】請求項１１記載の発明では、充電時収縮し
放電時伸長する電歪素子を使用し、衝撃的伸長素子を伸
長させた後、次の伸長までに衝撃的伸長素子の収縮を実
施し、且つ上死点近傍において点火するとともに、低負
荷において衝撃的伸長素子を伸長させるタイミングを早
める一方、高負荷において衝撃的伸長素子を伸長させる
タイミングを遅らせ、燃料噴射量を可変とすることがで
きる。According to the eleventh aspect of the present invention, an electrostrictive element that contracts during charging and expands during discharging is used, and after the shock-extending element is expanded, the shock-expanding element is contracted until the next expansion. In addition to igniting near the top dead center, the timing of extending the shock-stretching element at low load is advanced, while the timing of extending the shock-stretching element at high load is delayed, and the fuel injection amount can be made variable. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明に係る燃料噴射装置を適用した２サイ
クル内燃機関の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a two-cycle internal combustion engine to which a fuel injection device according to the present invention is applied.

【図２】燃料噴射ユニットの詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a fuel injection unit.

【図３】エンジンに備えられる発電機の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a generator provided in the engine.

【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;

【図５】電力供給装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a power supply device.

【図６】充電信号、放電信号及び点火信号のタイミン
グ、燃料噴射量を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating timings of a charge signal, a discharge signal, and an ignition signal, and a fuel injection amount.

【図７】充電信号、放電信号及び点火信号のタイミング
を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating timings of a charge signal, a discharge signal, and an ignition signal.

【図８】充電信号、放電信号、衝撃的伸長素子ＴＡ１端
子とＴＡ２端子間の電圧波形及び衝撃的伸長素子の作動
による圧力変動を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a charge signal, a discharge signal, a voltage waveform between terminals TA1 and TA2, and a pressure fluctuation due to the operation of the shock-expanding device.

【図９】電力供給装置の他の実施の形態を示す概略構成
図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the power supply device.

【図１０】衝撃的伸長素子の端子電圧の出力を示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing an output of a terminal voltage of the shock-stretching element.

【図１１】衝撃的伸長素子の端子電圧の他の出力を示す
図である。FIG. 11 is a diagram showing another output of the terminal voltage of the shock-elongating element.

【図１２】圧電素子を用いた高圧発生源の詳細構成図で
ある。FIG. 12 is a detailed configuration diagram of a high-voltage generation source using a piezoelectric element.

【図１３】衝撃的高圧波と駆動信号のグラフである。FIG. 13 is a graph of a shock high voltage wave and a drive signal.

【図１４】コンデンサ充電電圧、エンジン回転速度、噴
射量及び充電時間との関係を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a relationship among a capacitor charging voltage, an engine rotation speed, an injection amount, and a charging time.

【図１５】電力供給装置の他の実施の形態を示す回路図
である。FIG. 15 is a circuit diagram showing another embodiment of the power supply device.

【図１６】この発明に係る燃料噴射装置を適用した４サ
イクル内燃機関の構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied.

【図１７】電力供給装置の他の実施の形態の回路図であ
る。FIG. 17 is a circuit diagram of another embodiment of the power supply device.

【図１８】充電信号、放電信号及び点火信号のタイミン
グチャートである。FIG. 18 is a timing chart of a charge signal, a discharge signal, and an ignition signal.

【図１９】充電信号、放電信号、衝撃的伸長素子ＴＡ１
端子とＴＡ２端子間の電圧波形及び衝撃的伸長素子の作
動による圧力変動を示す図である。FIG. 19 shows a charge signal, a discharge signal, and a shock-elongating expansion element TA1.
It is a figure which shows the voltage waveform between the terminal and the TA2 terminal, and the pressure fluctuation by operation | movement of a shock extension element.

【図２０】衝撃的伸長素子の端子電圧の他の出力を示す
図である。FIG. 20 is a diagram showing another output of the terminal voltage of the shock-elongating element.

【符号の説明】 ５ クランク軸 １６ 高圧発生装置 １７ 衝撃的高圧発生源 １７ａ 衝撃的伸長素子 １７ｂ プランジャ １７ｂ１ 衝撃的加圧面 ３２ 加圧室 ４１ 噴射孔 ６９ サイリスタ起動コイル発電突起 Ｃ２ 衝撃的伸長素子充電コンデンサ ＳＣＲ３ 衝撃的伸長素子放電用サイリスタ Ｌ４ 衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル Ｌ５ 衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイル[Description of Signs] 5 Crankshaft 16 High pressure generator 17 Impact high pressure source 17a Impact extension element 17b Plunger 17b1 Impact pressure surface 32 Pressure chamber 41 Injection hole 69 Thyristor activation coil power generation projection C2 Impact extension element charging capacitor SCR3 Thyristor for discharge of shocking extension element L4 Coil thyristor starting coil for shocking expansion element L5 Coil for starting thyristor discharge of shocking expansion element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｆ０２Ｍ 47/00 Ａ 51/06 51/06 Ｎ 63/06 63/06 Ｈ０１Ｌ 41/083 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｒ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 47/00 F02M 47/00 A 51/06 51/06 N 63/06 63/06 H01L 41/083 H01L 41/08 R

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】燃料に接する先端部にプランジャを配置し
た電歪素子からなる衝撃的伸歪素子を、前記電歪素子に
作用する電界を変化させることにより伸長させ、この伸
長により加圧室内の燃料を衝撃的に加圧し、噴射孔から
燃料を噴射する燃料噴射装置において、充電時伸長する
電歪素子を使用し、直流電源の正極から前記衝撃的伸長
素子の正極、前記衝撃的伸長素子を介して衝撃的伸長素
子の負極、この衝撃的伸長素子の負極から前記直流電源
の負極に到る第１の閉回路を形成し、この第１の閉回路
と並列に、前記衝撃的伸長素子の正極と負極を結ぶ第２
の閉回路を形成し、少なくとも前記第２の閉回路の途中
に放電スイッチを配置し、前記第１の閉回路の途中前記
第２の閉回路と並列部を除く部分に充電スイッチを配置
し、充電スイッチと放電スイッチの両方を噴射燃焼サイ
クル毎にオン、オフ動作し、放電スイッチをオフ状態に
おいて、所定クランク角において充電スイッチをオン動
作し、充電スイッチのオン動作後次の噴射燃焼サイクル
の充電スイッチのオン動作までの間に、放電スイッチの
オン状態期間を設け、且つ放電スイッチをオフ動作する
ように構成したことを特徴とする燃料噴射装置。1. An impact-stretching element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel is extended by changing an electric field acting on the electrostrictive element. In a fuel injection device that pressurizes fuel in a shocking manner and injects fuel from an injection hole, an electrostrictive element that expands at the time of charging is used. Forming a first closed circuit extending from the negative electrode of the shock-elongating element to the negative electrode of the DC power supply through the negative electrode of the shock-elongating element, and in parallel with the first closed circuit, The second connecting the positive and negative electrodes
Forming a closed circuit, a discharge switch is arranged at least in the middle of the second closed circuit, and a charge switch is arranged in a part except for the second closed circuit and the parallel part in the middle of the first closed circuit, Both the charge switch and the discharge switch are turned on and off for each injection combustion cycle, the discharge switch is turned off, the charge switch is turned on at a predetermined crank angle, and the charge switch is turned on to charge the next injection combustion cycle. A fuel injection device characterized in that an on-state period of a discharge switch is provided before the switch is turned on, and the discharge switch is turned off. 【請求項２】燃料に接する先端部にプランジャを配置し
た電歪素子からなる衝撃的伸歪素子を、前記電歪素子に
作用する電界を変化させることにより伸長させ、この伸
長により加圧室内の燃料を衝撃的に加圧し、噴射孔から
燃料を噴射する燃料噴射装置において、充電時伸長する
電歪素子を使用し、前記直流電源の正極から衝撃的伸長
素子の正極、この衝撃的伸長素子を介して衝撃的伸長素
子の負極、この衝撃的伸長素子の負極から前記直流電源
の負極に到る第１の閉回路を形成し、この第１の閉回路
と並列に、前記衝撃的伸長素子の正極と負極を結ぶ第２
の閉回路を形成し、少なくとも前記第２の閉回路の途中
に放電スイッチを配置し、前記第１の閉回路の途中前記
第２の閉回路と並列部を除く部分に充電スイッチを配置
し、充電スイッチと放電スイッチの両方を噴射燃焼サイ
クル毎にオン、オフ動作し、放電スイッチのオン状態に
おいて充電スイッチをオン動作し、充電スイッチのオン
状態において、所定クランク角において放電スイッチを
オフ動作し、次の噴射燃料サイクルまでに、充電スイッ
チをオフ動作し、且つ放電スイッチをオン動作するよう
に構成したことを特徴とする燃料噴射装置。2. An impact-stretching element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel is extended by changing an electric field acting on said electrostrictive element. In a fuel injection device that pressurizes fuel in a shocking manner and injects fuel from an injection hole, an electrostrictive element that expands at the time of charging is used. Forming a first closed circuit extending from the negative electrode of the shock-elongating element to the negative electrode of the DC power supply through the negative electrode of the shock-elongating element, and in parallel with the first closed circuit, The second connecting the positive and negative electrodes
Forming a closed circuit, a discharge switch is arranged at least in the middle of the second closed circuit, and a charge switch is arranged in a part except for the second closed circuit and the parallel part in the middle of the first closed circuit, Both the charge switch and the discharge switch are turned on and off for each injection combustion cycle, the charge switch is turned on when the discharge switch is on, and the discharge switch is turned off at a predetermined crank angle when the charge switch is on, A fuel injection device characterized in that a charge switch is turned off and a discharge switch is turned on by the next injection fuel cycle. 【請求項３】クランク軸に運動して回転する磁性体と、
所定クランク角の時前記磁性体が接近することにより、
前記充電スイッチを作動させる充電スイッチ起動コイル
と、前記所定クランク角より遅れて前記磁性体が接近す
ることにより、前記放電スイッチを作動させる放電スイ
ッチ起動コイルとを配置したことを特徴とする請求項１
記載の燃料噴射装置。3. A magnetic body which rotates by moving around a crankshaft;
When the magnetic body approaches at a predetermined crank angle,
2. A charge switch starting coil for activating the charge switch, and a discharge switch starting coil for activating the discharge switch when the magnetic body approaches with a delay from the predetermined crank angle.
The fuel injection device according to claim 1. 【請求項４】前記充電スイッチ起動コイルを可動とし、
前記磁性体が接近する前記所定クランク角を進角あるい
は遅角可能としたことを特徴とする請求項３記載の燃料
噴射装置。4. The charging switch activation coil is movable,
4. The fuel injection device according to claim 3, wherein the predetermined crank angle to which the magnetic body approaches can be advanced or retarded. 【請求項５】燃料に接する先端部にプランジャを配置し
た電歪素子からなる衝撃的伸歪素子を、前記電歪素子に
作用する電界を変化させることにより伸長させ、この伸
長により加圧室内の燃料を衝撃的に加圧し、噴射孔から
燃料を噴射する燃料噴射装置において、充電時伸長する
電歪素子を使用し、前記衝撃的伸長素子を伸長させた
後、次の伸長までに前記衝撃的伸長素子の収縮を実施
し、且つ上死点近傍において点火するとともに、低負荷
において前記衝撃的伸長素子を伸長させるタイミングを
早める一方、高負荷において前記衝撃的伸長素子を伸長
させるタイミングを遅らせるようにしたことを特徴とす
る燃料噴射装置。5. An impact-stretching element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel is extended by changing an electric field acting on the electrostrictive element, and the elongation is applied to the inside of the pressurized chamber by the extension. In a fuel injection device that pressurizes fuel in a shock and injects fuel from an injection hole, an electrostrictive element that expands during charging is used, and after the shock-extending element is expanded, the shock-expanding element is extended until the next expansion. While performing the contraction of the extension element, and igniting near the top dead center, the timing for extending the impact extension element at low load is advanced, while the timing for extending the impact extension element at high load is delayed. A fuel injection device characterized in that: 【請求項６】燃料に接する先端部にプランジャを配置し
た電歪素子からなる衝撃的伸長素子を、前記電歪素子に
作用する電界を変化させることにより伸長させ、この伸
長により加圧室内の燃料を衝撃的に加圧し、噴射孔から
燃料を噴射する燃料噴射装置において、充電時収縮し放
電時伸長する電歪素子を使用し、直流電源の正極から前
記衝撃的伸長素子の正極、前記衝撃的伸長素子を介して
前記衝撃的伸長素子の負極、この衝撃的伸長素子の負極
から前記直流電源の負極に到る第１の閉回路を形成し、
この第１の閉回路と並列に、前記衝撃的伸長素子の正極
と負極を結ぶ第２の閉回路を形成し、少なくとも前記第
２の閉回路の途中に放電スイッチを配置し、前記放電ス
イッチを噴射燃焼サイクル毎にオン、オフ動作し、所定
クランク角において放電スイッチをオン動作し、次の噴
射燃焼サイクルの放電スイッチのオン動作前に放電スイ
ッチをオフ動作するように構成したことを特徴とする燃
料噴射装置。6. An impact-stretching element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel is extended by changing an electric field acting on said electrostrictive element. In a fuel injector that shocks pressurizes and injects fuel from an injection hole, an electrostrictive element that contracts during charging and expands during discharging is used. Forming a first closed circuit from the negative electrode of the shock-stretching element to the negative electrode of the DC power supply through the stretching element,
A second closed circuit connecting the positive electrode and the negative electrode of the shock-stretching element is formed in parallel with the first closed circuit, and a discharge switch is arranged at least in the middle of the second closed circuit. The discharge switch is turned on and off at a predetermined crank angle, and the discharge switch is turned off before the discharge switch is turned on in the next injection combustion cycle. Fuel injection device. 【請求項７】前記第１の閉回路の途中前記第２の閉回路
と並列部を除く部分に充電スイッチを配置し、前記放電
スイッチに加え充電スイッチを噴射燃焼サイクル毎にオ
ン、オフ動作し、充電スイッチをオフ状態において、所
定クランク角において放電スイッチをオン動作し、放電
スイッチのオフ動作後次の噴射燃焼サイクルの放電スイ
ッチのオン動作までの間に、充電スイッチのオン状態期
間を設けるように構成したことを特徴とする請求項６記
載の燃料噴射装置。7. A charge switch is disposed in a portion of the first closed circuit except for a portion parallel to the second closed circuit, and a charge switch is turned on and off every injection combustion cycle in addition to the discharge switch. When the charge switch is in the off state, the discharge switch is turned on at a predetermined crank angle, and a charge switch on state period is provided after the discharge switch is turned off and before the discharge switch is turned on in the next injection combustion cycle. 7. The fuel injection device according to claim 6, wherein: 【請求項８】前記所定クランク角より遅れる第２の所定
クランク角において充電スイッチをオン動作するととも
に、この充電スイッチのオン動作と同時あるいは先行し
て放電スイッチをオフ動作するようにしたこと特徴とす
る請求項７記載の燃料噴射装置。8. A charge switch is turned on at a second predetermined crank angle that is later than the predetermined crank angle, and the discharge switch is turned off at the same time as or before the charge switch is turned on. The fuel injection device according to claim 7, wherein: 【請求項９】クランク軸に運動して回転する磁性体と、
所定クランク角の時前記磁性体が接近することにより、
前記放電スイッチを作動させる放電スイッチ起動コイル
と、前記所定クランク角より遅れて前記磁性体が接近す
ることにより、前記充電スイッチを作動させる充電スイ
ッチ起動コイルとを配置したことを特徴とする請求項７
記載の燃料噴射装置。9. A magnetic body rotating by moving around a crankshaft;
When the magnetic body approaches at a predetermined crank angle,
8. A discharge switch activation coil for activating the discharge switch, and a charge switch activation coil for activating the charge switch when the magnetic body approaches with a delay after the predetermined crank angle.
The fuel injection device according to claim 1. 【請求項１０】前記放電スイッチ起動コイルを可動と
し、前記磁性体が接近する前記所定クランク角を進角あ
るいは遅角可能としたことを特徴とする請求項９記載の
燃料噴射装置。10. The fuel injection device according to claim 9, wherein the discharge switch starting coil is movable, and the predetermined crank angle to which the magnetic body approaches can be advanced or retarded. 【請求項１１】燃料に接する先端部にプランジャを配置
した電歪素子からなる衝撃的伸歪素子を、前記電歪素子
に作用する電界を変化させることにより伸長させ、この
伸長により加圧室内の燃料を衝撃的に加圧し、噴射孔か
ら燃料を噴射する燃料噴射装置において、充電時収縮し
放電時伸長する電歪素子を使用し、前記衝撃的伸長素子
を伸長させた後、次の伸長までに前記衝撃的伸長素子の
収縮を実施し、且つ上死点近傍において点火するととも
に、低負荷において前記衝撃的伸長素子を伸長させるタ
イミングを早める一方、高負荷において前記衝撃的伸長
素子を伸長させるタイミングを遅らせるようにしたこと
を特徴とする燃料噴射装置。11. An impact-stretching element comprising an electrostrictive element having a plunger disposed at a tip end in contact with fuel is extended by changing an electric field acting on said electrostrictive element. In a fuel injection device that pressurizes fuel intensely and injects fuel from an injection hole, an electrostrictive element that contracts during charging and expands during discharging is used. The timing of performing the contraction of the shock-elongating element and igniting near the top dead center and accelerating the timing of expanding the shock-elongation element under a low load, while elongating the shock-elongation element under a high load Fuel injection device characterized in that the fuel injection is delayed.
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