JP2927025B2 - ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
ディーゼル機関の燃料噴射制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D2041/2003—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening
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-
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関に燃料
を噴射供給する燃料噴射装置からの燃料噴射量,燃料噴
射時期,燃料噴射率等をピエゾアクチュエータにより制
御するディーゼル機関の燃料噴射制御装置に関し、詳し
くは、インダクタに電流を流し、この電流遮断時にイン
ダクタに発生する高電圧によってピエゾアクチュエータ
を駆動することにより燃料噴射制御を行なうディーゼル
機関の燃料噴射制御装置に関する。
を噴射供給する燃料噴射装置からの燃料噴射量,燃料噴
射時期,燃料噴射率等をピエゾアクチュエータにより制
御するディーゼル機関の燃料噴射制御装置に関し、詳し
くは、インダクタに電流を流し、この電流遮断時にイン
ダクタに発生する高電圧によってピエゾアクチュエータ
を駆動することにより燃料噴射制御を行なうディーゼル
機関の燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりディーゼル機関の燃料噴射制御
装置の一つとして、燃料噴射装置の高圧室の燃料圧をピ
エゾアクチュエータを用いて増減することにより燃料噴
射を制御する装置が知られている(例えば特開平2−4
9953)。
装置の一つとして、燃料噴射装置の高圧室の燃料圧をピ
エゾアクチュエータを用いて増減することにより燃料噴
射を制御する装置が知られている(例えば特開平2−4
9953)。
【0003】この種の燃料噴射制御装置は、応答性の高
いピエゾアクチュエータを利用して、ディーゼル機関に
おける燃料の燃焼効率を向上するためのパイロット噴射
(燃料の主噴射に先だって行なう燃料噴射)を実現する
ことを目的として開発されたもので、ピエゾアクチュエ
ータの駆動回路には、インダクタを通電し、その通電を
遮断したときインダクタに発生する高電圧により、ピエ
ゾアクチュエータを充電して伸長させる、フライバック
回路が多く用いられている。
いピエゾアクチュエータを利用して、ディーゼル機関に
おける燃料の燃焼効率を向上するためのパイロット噴射
(燃料の主噴射に先だって行なう燃料噴射)を実現する
ことを目的として開発されたもので、ピエゾアクチュエ
ータの駆動回路には、インダクタを通電し、その通電を
遮断したときインダクタに発生する高電圧により、ピエ
ゾアクチュエータを充電して伸長させる、フライバック
回路が多く用いられている。
【0004】またこうしたフライバック回路において
は、ピエゾアクチュエータの伸長量を決定する充電電圧
が、インダクタの通電遮断時にインダクタに流れている
電流値により決定され、この通電電流はインダクタの通
電時間に応じて増加するため、フライバック回路を用い
てピエゾアクチュエータを駆動する従来の燃料噴射制御
装置においては、ピエゾアクチュエータの充電時期か
ら、ピエゾアクチュエータを所定量伸長させるのに必要
なインダクタの通電時間を減じることにより、インダク
タの通電開始時期を求め、この通電開始時期からピエゾ
アクチュエータ充電時期までインダクタを通電すること
により、ピエゾアクチュエータの伸長量を制御してい
る。
は、ピエゾアクチュエータの伸長量を決定する充電電圧
が、インダクタの通電遮断時にインダクタに流れている
電流値により決定され、この通電電流はインダクタの通
電時間に応じて増加するため、フライバック回路を用い
てピエゾアクチュエータを駆動する従来の燃料噴射制御
装置においては、ピエゾアクチュエータの充電時期か
ら、ピエゾアクチュエータを所定量伸長させるのに必要
なインダクタの通電時間を減じることにより、インダク
タの通電開始時期を求め、この通電開始時期からピエゾ
アクチュエータ充電時期までインダクタを通電すること
により、ピエゾアクチュエータの伸長量を制御してい
る。
【0005】即ち、燃料噴射装置の高圧室の燃料圧を正
確に制御するにはピエゾアクチュエータの伸長量を正確
に制御する必要があり、ピエゾアクチュエータを正確に
伸長させるには、ピエゾアクチュエータ充電時期からピ
エゾアクチュエータの伸長量に対応した所定時間前にイ
ンダクタの通電を開始する必要があるため、従来では、
ディーゼル機関の回転に対応して求めたピエゾアクチュ
エータ充電時期からインダクタの通電時間を減じること
により、ディーゼル機関の回転角度に対応した通電開始
時期を決定して、インダクタの通電を開始するようにし
ているのである。
確に制御するにはピエゾアクチュエータの伸長量を正確
に制御する必要があり、ピエゾアクチュエータを正確に
伸長させるには、ピエゾアクチュエータ充電時期からピ
エゾアクチュエータの伸長量に対応した所定時間前にイ
ンダクタの通電を開始する必要があるため、従来では、
ディーゼル機関の回転に対応して求めたピエゾアクチュ
エータ充電時期からインダクタの通電時間を減じること
により、ディーゼル機関の回転角度に対応した通電開始
時期を決定して、インダクタの通電を開始するようにし
ているのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の燃料噴射制御装置においては、ディーゼル機関の回転
が安定している場合には、インダクタの通電時間を正確
に制御することができるものの、ディーゼル機関に回転
変動が発生すると、これに伴いインダクタの通電時間が
変動してしまい、ピエゾアクチュエータの伸長量を正確
に制御することができなくなって、燃料噴射の制御精度
が低下するといった問題があった。
の燃料噴射制御装置においては、ディーゼル機関の回転
が安定している場合には、インダクタの通電時間を正確
に制御することができるものの、ディーゼル機関に回転
変動が発生すると、これに伴いインダクタの通電時間が
変動してしまい、ピエゾアクチュエータの伸長量を正確
に制御することができなくなって、燃料噴射の制御精度
が低下するといった問題があった。
【0007】本発明はこうした問題に鑑みなされたもの
で、フライバック回路によりピエゾアクチュエータを伸
長させて燃料噴射制御を行なう装置において、ディーゼ
ル機関の回転変動が発生してもピエゾアクチュエータを
常に正確に駆動(伸長)できるようにすることを目的と
している。
で、フライバック回路によりピエゾアクチュエータを伸
長させて燃料噴射制御を行なう装置において、ディーゼ
ル機関の回転変動が発生してもピエゾアクチュエータを
常に正確に駆動(伸長)できるようにすることを目的と
している。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的を達成す
るためになされた本発明は、図1に例示する如く、電荷
の充放電により伸縮して燃料噴射装置の高圧室の燃料圧
を増減させて高圧室より吐出される燃料噴射を制御する
ピエゾアクチュエータと、インダクタを通電する通電手
段と、該通電手段による通電遮断時にインダクタに発生
する高電圧により上記ピエゾアクチュエータを充電する
充電手段と、該充電により上記ピエゾアクチュエータに
蓄積された電荷を放電させる放電手段と、ディーゼル機
関の回転速度及び負荷に基づき、上記ピエゾアクチュエ
ータの充電及び放電時期を算出する算出手段と、該算出
された充電時期に基づき上記インダクタへの通電開始時
期を決定する決定手段と、上記通電開始時期から充電時
期まで通電手段を駆動すると共に、上記放電時期にて上
記放電手段を駆動する駆動手段と、を備えたディーゼル
機関の燃料噴射制御装置において、上記インダクタ通電
時の通電電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手
段により前回のインダクタ通電時に検出された最大通電
電流と所定の目標電流との偏差に基づき、次回のインダ
クタ通電時における最大通電電流が上記充電時期にて所
定の目標電流となるよう、上記決定手段により決定され
た通電開始時期を補正する補正手段と、を設けたことを
特徴としている。
るためになされた本発明は、図1に例示する如く、電荷
の充放電により伸縮して燃料噴射装置の高圧室の燃料圧
を増減させて高圧室より吐出される燃料噴射を制御する
ピエゾアクチュエータと、インダクタを通電する通電手
段と、該通電手段による通電遮断時にインダクタに発生
する高電圧により上記ピエゾアクチュエータを充電する
充電手段と、該充電により上記ピエゾアクチュエータに
蓄積された電荷を放電させる放電手段と、ディーゼル機
関の回転速度及び負荷に基づき、上記ピエゾアクチュエ
ータの充電及び放電時期を算出する算出手段と、該算出
された充電時期に基づき上記インダクタへの通電開始時
期を決定する決定手段と、上記通電開始時期から充電時
期まで通電手段を駆動すると共に、上記放電時期にて上
記放電手段を駆動する駆動手段と、を備えたディーゼル
機関の燃料噴射制御装置において、上記インダクタ通電
時の通電電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手
段により前回のインダクタ通電時に検出された最大通電
電流と所定の目標電流との偏差に基づき、次回のインダ
クタ通電時における最大通電電流が上記充電時期にて所
定の目標電流となるよう、上記決定手段により決定され
た通電開始時期を補正する補正手段と、を設けたことを
特徴としている。
【0009】
【作用】以上のように構成された本発明のディーゼル機
関の燃料制御装置においては、算出手段が、ディーゼル
機関の回転速度及び負荷に基づきピエゾアクチュエータ
への充電及び放電時期を算出し、決定手段が、その算出
された充電時期に基づきインダクタへの通電開始時期を
決定する。すると駆動手段が、その決定された通電開始
時期から充電時期まで通電手段を駆動し、放電時期にて
放電手段を駆動する。また本発明では、インダクタ通電
時の通電電流を電流検出手段が検出し、補正手段が、前
回のインダクタ通電時における最大通電電流と所定の目
標電流との偏差に基づき、次回のインダクタ通電時にお
ける最大通電電流が上記充電時期にて所定の目標電流と
なるよう、通電開始時期を補正する。
関の燃料制御装置においては、算出手段が、ディーゼル
機関の回転速度及び負荷に基づきピエゾアクチュエータ
への充電及び放電時期を算出し、決定手段が、その算出
された充電時期に基づきインダクタへの通電開始時期を
決定する。すると駆動手段が、その決定された通電開始
時期から充電時期まで通電手段を駆動し、放電時期にて
放電手段を駆動する。また本発明では、インダクタ通電
時の通電電流を電流検出手段が検出し、補正手段が、前
回のインダクタ通電時における最大通電電流と所定の目
標電流との偏差に基づき、次回のインダクタ通電時にお
ける最大通電電流が上記充電時期にて所定の目標電流と
なるよう、通電開始時期を補正する。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図2は本発明が適用された実施例の燃料噴射装
置1の概略構成図である。
る。まず図2は本発明が適用された実施例の燃料噴射装
置1の概略構成図である。
【0011】図に示す如く、本実施例の燃料噴射装置1
のハウジング3内には、図示しないディーゼル機関の回
転に同期して回転されるドライブシャフト5が、ブッシ
ュ7を介して回転可能に挿通支持されている。またハウ
ジング3の一端(図において右側)には、分配ヘッド9
が固定され、分配ヘッド9にはシリンダ11が固定され
ている。またドライブシャフト5の先端部(図において
右側)には、分配ロータ13が一体形成されており、分
配ロータ13はシリンダ11内に回転可能に収納されて
いる。
のハウジング3内には、図示しないディーゼル機関の回
転に同期して回転されるドライブシャフト5が、ブッシ
ュ7を介して回転可能に挿通支持されている。またハウ
ジング3の一端(図において右側)には、分配ヘッド9
が固定され、分配ヘッド9にはシリンダ11が固定され
ている。またドライブシャフト5の先端部(図において
右側)には、分配ロータ13が一体形成されており、分
配ロータ13はシリンダ11内に回転可能に収納されて
いる。
【0012】一方分配ヘッド9の外側端部(図において
右側)には、当該燃料噴射装置1に燃料を供給する燃料
供給ポンプ15が設けられている。この燃料供給ポンプ
15は、シリンダ11に取り付けられたケーシング17
と、分配ロータ13に連結されたポンプロータ19とを
有し、ポンプロータ19には複数のベーン21が出没可
能に嵌合されている。そしてポンプロータ19が分配ロ
ータ13の回転により回転すると、燃料タンク23内の
燃料を吸入通路25を介して吸入口27より吸い上げ、
その燃料を吐出口29から吐出通路31に吐出する。な
お吐出通路31に吐出された燃料は、圧力調整弁33に
より所定圧に調圧され、分配ヘッド9に形成した環状の
ギャラリー35に送られる。
右側)には、当該燃料噴射装置1に燃料を供給する燃料
供給ポンプ15が設けられている。この燃料供給ポンプ
15は、シリンダ11に取り付けられたケーシング17
と、分配ロータ13に連結されたポンプロータ19とを
有し、ポンプロータ19には複数のベーン21が出没可
能に嵌合されている。そしてポンプロータ19が分配ロ
ータ13の回転により回転すると、燃料タンク23内の
燃料を吸入通路25を介して吸入口27より吸い上げ、
その燃料を吐出口29から吐出通路31に吐出する。な
お吐出通路31に吐出された燃料は、圧力調整弁33に
より所定圧に調圧され、分配ヘッド9に形成した環状の
ギャラリー35に送られる。
【0013】次にシリンダ11には、ギャラリー35に
連通する複数の吸入通路37,ディーゼル機関の各気筒
に燃料を供給するための複数の分配通路39、及びスピ
ル通路41が形成されている。各分配通路39は、分配
ヘッド9に設けた分配通路43を介して、エンジンの各
気筒に燃料を供給するためのデリバリバルブ45に連通
されている。なおデリバリバルブ45には、ディーゼル
機関の各気筒に装着された図示しない燃料噴射弁が接続
されている。
連通する複数の吸入通路37,ディーゼル機関の各気筒
に燃料を供給するための複数の分配通路39、及びスピ
ル通路41が形成されている。各分配通路39は、分配
ヘッド9に設けた分配通路43を介して、エンジンの各
気筒に燃料を供給するためのデリバリバルブ45に連通
されている。なおデリバリバルブ45には、ディーゼル
機関の各気筒に装着された図示しない燃料噴射弁が接続
されている。
【0014】また次に分配ロータ13には燃料通路47
が形成されると共に、この燃料通路47に連通した複数
の吸入通路49、分配通路51、及びスピル通路53が
形成されている。また分配ロータ13には、一対のプラ
ンジャ55を油密状態で摺動自在に収容する円柱孔57
が形成され、この両プランジャ55間には、燃料通路4
7と連通する圧力発生室58が形成されている。
が形成されると共に、この燃料通路47に連通した複数
の吸入通路49、分配通路51、及びスピル通路53が
形成されている。また分配ロータ13には、一対のプラ
ンジャ55を油密状態で摺動自在に収容する円柱孔57
が形成され、この両プランジャ55間には、燃料通路4
7と連通する圧力発生室58が形成されている。
【0015】各プランジャ55の半径方向外側端部には
シュー59が配設され、シュー59にはローラ61が回
転自在に保持されている。またこのローラ61の外面に
は、内面に複数のカム山を有するインナーカムリング6
3が配設されている。このため分配ロータ13の回転に
よりローラ61がインナーカムリング63のカム面を摺
動すると、ローラ61がカム面に沿ってインナーカムリ
ング63の半径方向に往復動し、この往復動がシュー5
9を介してプランジャ55に伝達される。
シュー59が配設され、シュー59にはローラ61が回
転自在に保持されている。またこのローラ61の外面に
は、内面に複数のカム山を有するインナーカムリング6
3が配設されている。このため分配ロータ13の回転に
よりローラ61がインナーカムリング63のカム面を摺
動すると、ローラ61がカム面に沿ってインナーカムリ
ング63の半径方向に往復動し、この往復動がシュー5
9を介してプランジャ55に伝達される。
【0016】即ち、本実施例の燃料噴射装置1は、分配
ロータ13の回転に応じてプランジャ55が分配ロータ
13の半径方向に往復動するようにされており、プラン
ジャ55が分配ロータ13の半径方向外側に移動する際
(吸入行程)には、分配ロータ13の吸入通路49とシ
リンダ11の吸入通路37とが連通して、ギャラリー3
5から燃料を燃料通路47内に吸入し、逆にプランジャ
55が分配ロータ13の半径方向内側に移動する際(圧
送行程)には、吸入通路49が閉じると共に分配通路5
1,39,43が連通して、燃料を圧力発生室58内で
高圧化してデリバリバルブ45に圧送するようにされて
いる。
ロータ13の回転に応じてプランジャ55が分配ロータ
13の半径方向に往復動するようにされており、プラン
ジャ55が分配ロータ13の半径方向外側に移動する際
(吸入行程)には、分配ロータ13の吸入通路49とシ
リンダ11の吸入通路37とが連通して、ギャラリー3
5から燃料を燃料通路47内に吸入し、逆にプランジャ
55が分配ロータ13の半径方向内側に移動する際(圧
送行程)には、吸入通路49が閉じると共に分配通路5
1,39,43が連通して、燃料を圧力発生室58内で
高圧化してデリバリバルブ45に圧送するようにされて
いる。
【0017】次に分配ロータ13のスピル通路53は、
圧送行程の際にシリンダ11のスピル通路41と連通す
るようにされている。スピル通路41の先には、ギャラ
リー35に連通するスピル通路65が形成されており、
スピル通路65の途中には、スピル通路65を開閉可能
なスピル弁67が設けられている。つまり圧送行程の途
中でスピル弁67によりスピル通路65を開閉すること
により、デリバリバルブ45に圧送される燃料圧を調整
して、当該燃料噴射装置1からの燃料噴射率を制御でき
るようにされている。
圧送行程の際にシリンダ11のスピル通路41と連通す
るようにされている。スピル通路41の先には、ギャラ
リー35に連通するスピル通路65が形成されており、
スピル通路65の途中には、スピル通路65を開閉可能
なスピル弁67が設けられている。つまり圧送行程の途
中でスピル弁67によりスピル通路65を開閉すること
により、デリバリバルブ45に圧送される燃料圧を調整
して、当該燃料噴射装置1からの燃料噴射率を制御でき
るようにされている。
【0018】スピル弁67は、ハウジング69内に油密
状態で摺動自在に設けられたピストン71と、電荷の充
放電により伸縮してピストン71を摺動させる,多数の
ピエゾ素子を積層してなるピエゾアクチュエータ73
と、ハウジング69の底部に形成された小孔75を介し
てハウジング69内部と連通されたシリンダ77と、こ
のシリンダ77に摺動自在に挿入された弁体79と、弁
体79をハウジング69側に付勢するスプリング81と
から構成されており、ピエゾアクチュエータ73が伸長
して、ピストン71がシリンダ77側に移動したとき
に、ハウジング69とピストン71とで形成される油密
室82内の燃料圧が上昇し、この燃料圧により弁体79
がスプリング81の付勢力に抗して図中下方に移動する
ことにより、弁体79がスピル通路65を閉じるように
されている。
状態で摺動自在に設けられたピストン71と、電荷の充
放電により伸縮してピストン71を摺動させる,多数の
ピエゾ素子を積層してなるピエゾアクチュエータ73
と、ハウジング69の底部に形成された小孔75を介し
てハウジング69内部と連通されたシリンダ77と、こ
のシリンダ77に摺動自在に挿入された弁体79と、弁
体79をハウジング69側に付勢するスプリング81と
から構成されており、ピエゾアクチュエータ73が伸長
して、ピストン71がシリンダ77側に移動したとき
に、ハウジング69とピストン71とで形成される油密
室82内の燃料圧が上昇し、この燃料圧により弁体79
がスプリング81の付勢力に抗して図中下方に移動する
ことにより、弁体79がスピル通路65を閉じるように
されている。
【0019】また次にギャラリー35にはチェック弁8
3が設けられており、このチェック弁83と燃料通路8
5とにより、ギャラリー35からのオーバーフロー燃料
をスピル弁67を構成するハウジング69内のピエゾア
クチュエータ73周囲に形成された冷却室87に導き、
更にこの冷却室87からのオーバーフロー燃料を燃料通
路89を介して燃料タンク23に排出するようにされて
いる。つまりギャラリー35からのオーバーフロー燃料
によりピエゾアクチュエータ73を冷却するようにされ
ている。
3が設けられており、このチェック弁83と燃料通路8
5とにより、ギャラリー35からのオーバーフロー燃料
をスピル弁67を構成するハウジング69内のピエゾア
クチュエータ73周囲に形成された冷却室87に導き、
更にこの冷却室87からのオーバーフロー燃料を燃料通
路89を介して燃料タンク23に排出するようにされて
いる。つまりギャラリー35からのオーバーフロー燃料
によりピエゾアクチュエータ73を冷却するようにされ
ている。
【0020】ピエゾアクチュエータ73は、駆動回路9
0及び91を介して、電子制御回路(ECU)92によ
り駆動制御される。即ちECU92は、CPU,RO
M,RAM等からなる周知のマイクロコンピュータによ
り構成されており、ディーゼル機関の所定の回転角毎に
パルス信号を発生する回転角センサ93,運転者による
アクセル操作量(アクセル開度)を検出するアクセルセ
ンサ94等によりディーゼル機関の運転状態を検出し、
その検出した運転状態に応じてピエゾアクチュエータ7
3の駆動タイミング(即ち充電及び放電時期)を求め、
その駆動タイミングでピエゾアクチュエータ73を伸縮
させるための制御信号を駆動回路90,91に出力する
ことにより、ピエゾアクチュエータ73を駆動制御す
る。なおこの制御(即ち燃料噴射制御)については後述
する。
0及び91を介して、電子制御回路(ECU)92によ
り駆動制御される。即ちECU92は、CPU,RO
M,RAM等からなる周知のマイクロコンピュータによ
り構成されており、ディーゼル機関の所定の回転角毎に
パルス信号を発生する回転角センサ93,運転者による
アクセル操作量(アクセル開度)を検出するアクセルセ
ンサ94等によりディーゼル機関の運転状態を検出し、
その検出した運転状態に応じてピエゾアクチュエータ7
3の駆動タイミング(即ち充電及び放電時期)を求め、
その駆動タイミングでピエゾアクチュエータ73を伸縮
させるための制御信号を駆動回路90,91に出力する
ことにより、ピエゾアクチュエータ73を駆動制御す
る。なおこの制御(即ち燃料噴射制御)については後述
する。
【0021】次にこのECU92からの制御信号を受け
てピエゾアクチュエータ73を実際に伸縮させる駆動回
路90,91は、夫々、図3に示す如く構成されてい
る。なお駆動回路90及び91は同一構成であるが、本
実施例では、駆動回路90をパイロット噴射用、他方の
駆動回路91を主噴射用として使用しており、駆動回路
90はECU92から出力されるパイロット噴射用の制
御信号SP1,SP2により動作し、駆動回路91はECU
92から出力される主噴射用の制御信号SM1,SM2によ
り動作する。
てピエゾアクチュエータ73を実際に伸縮させる駆動回
路90,91は、夫々、図3に示す如く構成されてい
る。なお駆動回路90及び91は同一構成であるが、本
実施例では、駆動回路90をパイロット噴射用、他方の
駆動回路91を主噴射用として使用しており、駆動回路
90はECU92から出力されるパイロット噴射用の制
御信号SP1,SP2により動作し、駆動回路91はECU
92から出力される主噴射用の制御信号SM1,SM2によ
り動作する。
【0022】図3に示す如く、本実施例の駆動回路90
(91)は、インダクタとしての変圧器Tと、ECU9
2から出力される充電制御信号SP1(SM1)によりオン
状態となり、電源スイッチSWを介して入力される直流
電源Bからの電源電圧により変圧器Tの一次巻線L1に
電流を流す通電手段としてのトランジスタTRと、トラ
ンジスタTRがターンオフして一次巻線L1への通電を
遮断したとき変圧器Tの二次巻線L2に発生する高電圧
により、ピエゾアクチュエータ73側に電流を流してピ
エゾアクチュエータ73を充電する充電手段としてのダ
イオードD1と、ECU92から出力される放電制御信
号SP2(SM2)によりオン状態となり、ピエゾアクチュ
エータ73に充電された電荷を変圧器Tの二次巻線L2
及び電流制限用の抵抗器R1を通して放電させる、放電
手段としてのMOS型の電界効果トランジスタFET
と、電界効果トランジスタFETがターンオフしてピエ
ゾアクチュエータ73の放電が終了したとき変圧器Tの
一次巻線L1に発生する高電圧により、直流電源B側に
電流を流して直流電源Bを充電する回生用のダイオード
D2と、を備えた周知のフライバック型駆動回路として
構成されている。
(91)は、インダクタとしての変圧器Tと、ECU9
2から出力される充電制御信号SP1(SM1)によりオン
状態となり、電源スイッチSWを介して入力される直流
電源Bからの電源電圧により変圧器Tの一次巻線L1に
電流を流す通電手段としてのトランジスタTRと、トラ
ンジスタTRがターンオフして一次巻線L1への通電を
遮断したとき変圧器Tの二次巻線L2に発生する高電圧
により、ピエゾアクチュエータ73側に電流を流してピ
エゾアクチュエータ73を充電する充電手段としてのダ
イオードD1と、ECU92から出力される放電制御信
号SP2(SM2)によりオン状態となり、ピエゾアクチュ
エータ73に充電された電荷を変圧器Tの二次巻線L2
及び電流制限用の抵抗器R1を通して放電させる、放電
手段としてのMOS型の電界効果トランジスタFET
と、電界効果トランジスタFETがターンオフしてピエ
ゾアクチュエータ73の放電が終了したとき変圧器Tの
一次巻線L1に発生する高電圧により、直流電源B側に
電流を流して直流電源Bを充電する回生用のダイオード
D2と、を備えた周知のフライバック型駆動回路として
構成されている。
【0023】また駆動回路90(91)には、トランジ
スタTRがオン状態となって変圧器Tの一次巻線L1を
通電している時の通電電流iを検出する電流検出手段と
しての抵抗器R2が備えられ、この抵抗器R2の両端電
圧を通電電流iの検出信号VP(VM)としてECU92
に出力するようにされている。
スタTRがオン状態となって変圧器Tの一次巻線L1を
通電している時の通電電流iを検出する電流検出手段と
しての抵抗器R2が備えられ、この抵抗器R2の両端電
圧を通電電流iの検出信号VP(VM)としてECU92
に出力するようにされている。
【0024】また電界効果トランジスタFETのドレイ
ン−ゲート間には、EUC92からの制御信号の異常等
によりピエゾアクチュエータ73に過電圧が加わり、ピ
エゾアクチュエータ73及び各素子が破壊するのを防止
するために、ツェナーダイオードZD1とツェナーダイ
オードZD1の逆電流を阻止するダイオードD3が設け
られており、ピエゾアクチュエータ73への印加電圧が
ツェナー電圧以上となった場合に、電界効果トランジス
タFETをオンして、その電圧を低下できるようにされ
ている。またトランジスタTRのコレクタ−ベース間に
も、トランジスタTRに過電圧が印加された場合にトラ
ンジスタTRをオンしてトランジスタTRを保護するた
めのツェナーダイオードZD2が設けられている。
ン−ゲート間には、EUC92からの制御信号の異常等
によりピエゾアクチュエータ73に過電圧が加わり、ピ
エゾアクチュエータ73及び各素子が破壊するのを防止
するために、ツェナーダイオードZD1とツェナーダイ
オードZD1の逆電流を阻止するダイオードD3が設け
られており、ピエゾアクチュエータ73への印加電圧が
ツェナー電圧以上となった場合に、電界効果トランジス
タFETをオンして、その電圧を低下できるようにされ
ている。またトランジスタTRのコレクタ−ベース間に
も、トランジスタTRに過電圧が印加された場合にトラ
ンジスタTRをオンしてトランジスタTRを保護するた
めのツェナーダイオードZD2が設けられている。
【0025】なお本実施例において、トランジスタTR
には耐圧400V以上,最大電流15A程度のパワート
ランジスタが、MOS型電界効果トランジスタFETに
は耐圧1kV,最大電流7A程度のパワーMOSFET
が、変圧器Tには一次巻線L1と二次巻線L2との巻数
比が1対2の変圧器が、ツェナーダイオードZD1には
ツェナー電圧850V(ピエゾアクチュエータ73の耐
圧により設定)のツェナーダイオードが、ツェナーダイ
オードZD2にはツェナー電圧400Vのツェナーダイ
オードが、ダイオードD1には耐圧1kV以上,最大電
流3A程度のダイオードが、ダイオードD2には耐圧4
00V以上,最大電流5A程度のダイオードが、夫々、
使用されている。
には耐圧400V以上,最大電流15A程度のパワート
ランジスタが、MOS型電界効果トランジスタFETに
は耐圧1kV,最大電流7A程度のパワーMOSFET
が、変圧器Tには一次巻線L1と二次巻線L2との巻数
比が1対2の変圧器が、ツェナーダイオードZD1には
ツェナー電圧850V(ピエゾアクチュエータ73の耐
圧により設定)のツェナーダイオードが、ツェナーダイ
オードZD2にはツェナー電圧400Vのツェナーダイ
オードが、ダイオードD1には耐圧1kV以上,最大電
流3A程度のダイオードが、ダイオードD2には耐圧4
00V以上,最大電流5A程度のダイオードが、夫々、
使用されている。
【0026】このように構成された駆動回路90(9
1)においては、図4に示す如く、まずECU92から
充電制御信号SP1(SM1)が入力されると、その時点t
1でトランジスタTRがオンする。すると変圧器Tの一
次巻線L1に電流iP(iM)が流れ始め、時間の経過に
伴いその通電電流iP(iM)が上昇する。
1)においては、図4に示す如く、まずECU92から
充電制御信号SP1(SM1)が入力されると、その時点t
1でトランジスタTRがオンする。すると変圧器Tの一
次巻線L1に電流iP(iM)が流れ始め、時間の経過に
伴いその通電電流iP(iM)が上昇する。
【0027】次にECU92からの充電制御信号SP1
(SM1)の入力が停止されると、その時点t2でトラン
ジスタTRがオフして一次巻線L1の通電が遮断され
る。この時変圧器Tには、一次巻線L1に流れていた電
流(通電遮断電流)iPmax(iMmax)に対応した磁気エ
ネルギが蓄えられているため、これにより変圧器Tの二
次巻線L2に一次巻線L1の通電遮断電流iPmax(iMm
ax)に対応した高電圧が発生し、この高電圧によりピエ
ゾアクチュエータ73が充電されて伸長する。この結
果、燃料噴射装置1においては、スピル通路65が閉じ
られ、燃料通路47内の燃料圧が上昇して、パイロット
噴射(主噴射)が開始される。
(SM1)の入力が停止されると、その時点t2でトラン
ジスタTRがオフして一次巻線L1の通電が遮断され
る。この時変圧器Tには、一次巻線L1に流れていた電
流(通電遮断電流)iPmax(iMmax)に対応した磁気エ
ネルギが蓄えられているため、これにより変圧器Tの二
次巻線L2に一次巻線L1の通電遮断電流iPmax(iMm
ax)に対応した高電圧が発生し、この高電圧によりピエ
ゾアクチュエータ73が充電されて伸長する。この結
果、燃料噴射装置1においては、スピル通路65が閉じ
られ、燃料通路47内の燃料圧が上昇して、パイロット
噴射(主噴射)が開始される。
【0028】次にECU92から放電制御信号SP2(S
M2)が入力されると、その時点t3で電界効果トランジ
スタFETがオンし、ピエゾアクチュエータ73に充電
された電荷が二次巻線L2,抵抗器R1を介して放電し
始め、放電制御信号SP2(SM2)が入力されなくなった
時点t4で、電界効果トランジスタFETがオフし、放
電が完了する。この放電によりピエゾアクチュエータ7
3は収縮するため、燃料噴射装置においては、スピル通
路65が開いて燃料通路47内の燃料圧が低下し、パイ
ロット噴射(主噴射)が終了する。
M2)が入力されると、その時点t3で電界効果トランジ
スタFETがオンし、ピエゾアクチュエータ73に充電
された電荷が二次巻線L2,抵抗器R1を介して放電し
始め、放電制御信号SP2(SM2)が入力されなくなった
時点t4で、電界効果トランジスタFETがオフし、放
電が完了する。この放電によりピエゾアクチュエータ7
3は収縮するため、燃料噴射装置においては、スピル通
路65が開いて燃料通路47内の燃料圧が低下し、パイ
ロット噴射(主噴射)が終了する。
【0029】このように各駆動回路90,91は、EC
U92からの充電制御信号SP1,SM1及び放電制御信号
SP2,SM2により、ピエゾアクチュエータ73を伸縮さ
せる。そこで次にこれら各駆動回路90,91に充電制
御信号SP1,SM1及び放電制御信号SP2,SM2を出力す
るECU92にて実行される燃料噴射制御処理につい
て、図5に示すフローチャートに沿って説明する。
U92からの充電制御信号SP1,SM1及び放電制御信号
SP2,SM2により、ピエゾアクチュエータ73を伸縮さ
せる。そこで次にこれら各駆動回路90,91に充電制
御信号SP1,SM1及び放電制御信号SP2,SM2を出力す
るECU92にて実行される燃料噴射制御処理につい
て、図5に示すフローチャートに沿って説明する。
【0030】この燃料噴射制御処理はディーゼル機関各
気筒への燃料噴射に同期して実行される処理で、処理が
開始されると、まずステップ100にて、回転角センサ
93及びアクセルセンサ94からの検出信号に基づきデ
ィーゼル機関の回転速度NE及びディーゼル機関の負荷
を表すアクセル開度θACC を算出し、続くステップ11
0にて、この回転速度NE及びアクセル開度θACC に基
づき、燃料のパイロット噴射量QP及び主噴射量QMを算
出する。
気筒への燃料噴射に同期して実行される処理で、処理が
開始されると、まずステップ100にて、回転角センサ
93及びアクセルセンサ94からの検出信号に基づきデ
ィーゼル機関の回転速度NE及びディーゼル機関の負荷
を表すアクセル開度θACC を算出し、続くステップ11
0にて、この回転速度NE及びアクセル開度θACC に基
づき、燃料のパイロット噴射量QP及び主噴射量QMを算
出する。
【0031】次にステップ120では、図6に示す如
く、燃料噴射装置1の圧送行程時にピエゾアクチュエー
タ73を伸縮させて、燃料噴射装置1から上記算出した
パイロット噴射量QP及び主噴射量QMにて燃料をパイロ
ット噴射P及び主噴射Mさせるための、ピエゾアクチュ
エータ73の駆動タイミングTP1,TP2,TM1,TM2を
算出する算出手段としての処理を実行する。
く、燃料噴射装置1の圧送行程時にピエゾアクチュエー
タ73を伸縮させて、燃料噴射装置1から上記算出した
パイロット噴射量QP及び主噴射量QMにて燃料をパイロ
ット噴射P及び主噴射Mさせるための、ピエゾアクチュ
エータ73の駆動タイミングTP1,TP2,TM1,TM2を
算出する算出手段としての処理を実行する。
【0032】なお各駆動タイミングTP1,TP2,TM1,
TM2は、図6から明らかな如く、回転角センサ93から
ディーゼル機関の所定の回転角度毎に出力される基準パ
ルスの入力タイミングtsからの経過時間であり、TP1
はパイロット噴射を開始するためのピエゾアクチュエー
タ73の伸長タイミング(充電時期)、TP2はパイロッ
ト噴射を終了するためのピエゾアクチュエータ73の収
縮タイミング(放電時期)、TM1は主噴射を開始するた
めのピエゾアクチュエータ73の伸長タイミング(充電
時期)、TM2は主噴射を終了するためのピエゾアクチュ
エータ73の収縮タイミング(放電時期)、を夫々表し
ている。
TM2は、図6から明らかな如く、回転角センサ93から
ディーゼル機関の所定の回転角度毎に出力される基準パ
ルスの入力タイミングtsからの経過時間であり、TP1
はパイロット噴射を開始するためのピエゾアクチュエー
タ73の伸長タイミング(充電時期)、TP2はパイロッ
ト噴射を終了するためのピエゾアクチュエータ73の収
縮タイミング(放電時期)、TM1は主噴射を開始するた
めのピエゾアクチュエータ73の伸長タイミング(充電
時期)、TM2は主噴射を終了するためのピエゾアクチュ
エータ73の収縮タイミング(放電時期)、を夫々表し
ている。
【0033】次にステップ130では、前回の燃料噴射
の際に各駆動回路90の一次巻線L1に流れた通電遮断
電流iPmax,iMmaxを算出する。この算出は、ECU9
2にて所定時間毎に繰り返し実行される図7の遮断電圧
検出処理にて求められた、前回の燃料噴射の際に各駆動
回路90,91から出力された検出信号VP,VMの最大
値VPmax,VMmaxと、各駆動回路90,91のトランジ
スタTRのオン時にトランジスタTRのベース−エミッ
タ間に流れるバイアス電流iPBE,iMBE(一定値)と、
各抵抗器R2の抵抗値rと、をパラメータとする次式
(1),(2)に基づき実行される。
の際に各駆動回路90の一次巻線L1に流れた通電遮断
電流iPmax,iMmaxを算出する。この算出は、ECU9
2にて所定時間毎に繰り返し実行される図7の遮断電圧
検出処理にて求められた、前回の燃料噴射の際に各駆動
回路90,91から出力された検出信号VP,VMの最大
値VPmax,VMmaxと、各駆動回路90,91のトランジ
スタTRのオン時にトランジスタTRのベース−エミッ
タ間に流れるバイアス電流iPBE,iMBE(一定値)と、
各抵抗器R2の抵抗値rと、をパラメータとする次式
(1),(2)に基づき実行される。
【0034】 iPmax=(VPmax/r)−iPBE …(1) iMmax=(VMmax/r)−iMBE …(2) つまり図7の遮断電圧検出処理は、各駆動回路90,9
1から出力される検出信号VP,VMが最大値VPmax,V
Mmaxを越えたか否かを判断し(ステップ210,23
0)、検出信号VP,VMが最大値VPmax,VMmaxを越え
た場合には、最大値VPmax,VMmaxを検出信号VP、VM
の値に変更する(ステップ220,240)ことによ
り、燃料噴射の際に各駆動回路90,91の抵抗器R2
の両端に生じた電圧の最大値VPmax,VMmaxを求めるよ
うにされているため、ステップ150では、この値VPm
ax,VMmaxを抵抗器R2の抵抗値rにより除して各駆動
回路90,91における抵抗器R2の通電電流を求め、
この通電電流からトランジスタTRのバイアス電流iPB
E,iMBEを減じることにより、各駆動回路90,91の
一次巻線L1に流れた最大電流,即ち通電遮断電流iPm
ax,iMmaxを算出するのである。
1から出力される検出信号VP,VMが最大値VPmax,V
Mmaxを越えたか否かを判断し(ステップ210,23
0)、検出信号VP,VMが最大値VPmax,VMmaxを越え
た場合には、最大値VPmax,VMmaxを検出信号VP、VM
の値に変更する(ステップ220,240)ことによ
り、燃料噴射の際に各駆動回路90,91の抵抗器R2
の両端に生じた電圧の最大値VPmax,VMmaxを求めるよ
うにされているため、ステップ150では、この値VPm
ax,VMmaxを抵抗器R2の抵抗値rにより除して各駆動
回路90,91における抵抗器R2の通電電流を求め、
この通電電流からトランジスタTRのバイアス電流iPB
E,iMBEを減じることにより、各駆動回路90,91の
一次巻線L1に流れた最大電流,即ち通電遮断電流iPm
ax,iMmaxを算出するのである。
【0035】このように各駆動回路90,91における
実際の通電遮断電流iPmax,iMmaxが算出されると、次
回の燃料噴射のためにステップ140にて上記各最大値
VPmax,VMmaxに初期値0を設定した後、続くステップ
150にて、上記求めた実際の通電遮断電流iPmax,i
Mmaxと予め設定された目標電流iPO,iMOとの偏差,即
ち通電遮断電流iP,iMの制御誤差△iP,△iMを、次
式(3),(4)の如く算出する。
実際の通電遮断電流iPmax,iMmaxが算出されると、次
回の燃料噴射のためにステップ140にて上記各最大値
VPmax,VMmaxに初期値0を設定した後、続くステップ
150にて、上記求めた実際の通電遮断電流iPmax,i
Mmaxと予め設定された目標電流iPO,iMOとの偏差,即
ち通電遮断電流iP,iMの制御誤差△iP,△iMを、次
式(3),(4)の如く算出する。
【0036】 △iP=iPmax−iPO …(3) △iM=iMmax−iMO …(4) そして続くステップ160では、この求められた制御誤
差△iP,△iMを用いて、一次巻線L1の通電遮断時に
ピエゾアクチュエータ73を所定量だけ伸長させるのに
必要な各駆動回路90,91の一次巻線L1への通電時
間TdP ,TdMを、次式(5),(6)の如く補正し、 TdP=TdP−α・△iP …(5) TdM=TdM−α・△iM …(6) 次ステップ170にて、ステップ120で算出したピエ
ゾアクチュエータ73の伸長タイミングTP1,TM1から
上記通電時間TdP,TdMを減じることにより、伸長タ
イミングTP1,TM1にてピエゾアクチュエータ73を所
定量だけ伸長させるのに必要な各駆動回路90,91の
一次巻線L1への通電開始タイミングTP0,TM0を算出
する、決定手段としての処理を実行する。
差△iP,△iMを用いて、一次巻線L1の通電遮断時に
ピエゾアクチュエータ73を所定量だけ伸長させるのに
必要な各駆動回路90,91の一次巻線L1への通電時
間TdP ,TdMを、次式(5),(6)の如く補正し、 TdP=TdP−α・△iP …(5) TdM=TdM−α・△iM …(6) 次ステップ170にて、ステップ120で算出したピエ
ゾアクチュエータ73の伸長タイミングTP1,TM1から
上記通電時間TdP,TdMを減じることにより、伸長タ
イミングTP1,TM1にてピエゾアクチュエータ73を所
定量だけ伸長させるのに必要な各駆動回路90,91の
一次巻線L1への通電開始タイミングTP0,TM0を算出
する、決定手段としての処理を実行する。
【0037】即ち、ピエゾアクチュエータ73の伸長量
は、各駆動回路90,91における一次巻線L1の通電
遮断電流iPmax,iMmaxにより決定され、この通電遮断
電流iPmax,iMmaxは一次巻線L1の通電時間TdP,
TdMにより決まるため、このステップ170では、ピ
エゾアクチュエータ73の伸長タイミングTP1,TM1か
ら通電時間TdP,TdMを減じることにより、各駆動回
路90,91の一次巻線L1への通電開始タイミングT
P0,TM0を算出するのである。
は、各駆動回路90,91における一次巻線L1の通電
遮断電流iPmax,iMmaxにより決定され、この通電遮断
電流iPmax,iMmaxは一次巻線L1の通電時間TdP,
TdMにより決まるため、このステップ170では、ピ
エゾアクチュエータ73の伸長タイミングTP1,TM1か
ら通電時間TdP,TdMを減じることにより、各駆動回
路90,91の一次巻線L1への通電開始タイミングT
P0,TM0を算出するのである。
【0038】このように各駆動回路90,91の一次巻
線L1の通電開始タイミングTP0,TM0が求められる
と、今度は続くステップ180に移行して、ステップ1
20で算出したピエゾアクチュエータ73の収縮タイミ
ングTP2,TM2に、ピエゾアクチュエータ73を0Vま
で放電させるのに必要な所定時間を加えることにより、
放電終了タイミングTP3,TM3を算出する。そして続く
ステップ190では、回転角センサ93からの基準パル
スの入力タイミングtsを基準として充電制御信号SP
1,SP2及び放電制御信号SP2,SM2を出力する図示し
ない周知のタイマ装置に対して、上記算出された通電開
始タイミングTPO,TMO、伸長タイミングTP1,TM1、
収縮タイミングTP2,TM2、及び放電終了タイミングT
P3,TM3を各々セットすることにより、タイマ装置から
これら各タイミングにて、制御信号SP1,SP2,SM1,
SM2を出力させる制御信号出力処理を実行し、当該処理
を一旦終了する。
線L1の通電開始タイミングTP0,TM0が求められる
と、今度は続くステップ180に移行して、ステップ1
20で算出したピエゾアクチュエータ73の収縮タイミ
ングTP2,TM2に、ピエゾアクチュエータ73を0Vま
で放電させるのに必要な所定時間を加えることにより、
放電終了タイミングTP3,TM3を算出する。そして続く
ステップ190では、回転角センサ93からの基準パル
スの入力タイミングtsを基準として充電制御信号SP
1,SP2及び放電制御信号SP2,SM2を出力する図示し
ない周知のタイマ装置に対して、上記算出された通電開
始タイミングTPO,TMO、伸長タイミングTP1,TM1、
収縮タイミングTP2,TM2、及び放電終了タイミングT
P3,TM3を各々セットすることにより、タイマ装置から
これら各タイミングにて、制御信号SP1,SP2,SM1,
SM2を出力させる制御信号出力処理を実行し、当該処理
を一旦終了する。
【0039】なおこのステップ190の処理は、前述の
駆動手段に相当し、この処理により、タイマ装置は、回
転角センサ93から基準パルスが入力された時点tsで
計時を開始し、図4に示す如く、その計時時間が通電開
始タイミングTPO,TMOと一致した時点t1で充電制御
信号SP1,SP2の出力を開始し、計時時間が伸長タイミ
ングTP1,TM1と一致した時点t2で充電制御信号SP
1,SP2の出力を停止し、計時時間が収縮タイミングTP
2,TM2と一致した時点t3で放電制御信号SP2,SM2
の出力を開始し、計時時間が放電終了タイミングTP3,
TM3と一致した時点t4で放電制御信号SP2,SM2の出
力を停止する。この結果ピエゾアクチュエータ73は、
図6に示す如く、ディーゼル機関の運転状態に対応した
駆動タイミングTP1,TP2,TM1,TM2にて伸長される
こととなる。
駆動手段に相当し、この処理により、タイマ装置は、回
転角センサ93から基準パルスが入力された時点tsで
計時を開始し、図4に示す如く、その計時時間が通電開
始タイミングTPO,TMOと一致した時点t1で充電制御
信号SP1,SP2の出力を開始し、計時時間が伸長タイミ
ングTP1,TM1と一致した時点t2で充電制御信号SP
1,SP2の出力を停止し、計時時間が収縮タイミングTP
2,TM2と一致した時点t3で放電制御信号SP2,SM2
の出力を開始し、計時時間が放電終了タイミングTP3,
TM3と一致した時点t4で放電制御信号SP2,SM2の出
力を停止する。この結果ピエゾアクチュエータ73は、
図6に示す如く、ディーゼル機関の運転状態に対応した
駆動タイミングTP1,TP2,TM1,TM2にて伸長される
こととなる。
【0040】以上説明したように本実施例においては、
図7の遮断電圧検出処理により検出した抵抗器R2の最
大電圧VPmax 及びVMmax に基づき、各駆動回路90,
91の一次巻線L1の通電遮断電流iPmax及びiMmaxを
求め(ステップ130)、この通電遮断電流iPmax,i
Mmaxと目標電流iPO,iMOとから通電遮断電流の制御誤
差△iP,△iMを求めて(ステップ140)、この通電
遮断電流iPmax,iMmaxが目標電流iPO,iMOより大き
い場合には各駆動回路90,91の一次巻線L1の通電
時間TdP,TdMが短く、逆に通電遮断電流iPmax,i
Mmaxが目標電流iPO,iMOより小さい場合には各駆動回
路90,91の一次巻線L1の通電時間TdP,TdMが
長くなるように補正して(ステップ160)、通電開始
タイミングTP0,TP1を決定している(ステップ17
0)。
図7の遮断電圧検出処理により検出した抵抗器R2の最
大電圧VPmax 及びVMmax に基づき、各駆動回路90,
91の一次巻線L1の通電遮断電流iPmax及びiMmaxを
求め(ステップ130)、この通電遮断電流iPmax,i
Mmaxと目標電流iPO,iMOとから通電遮断電流の制御誤
差△iP,△iMを求めて(ステップ140)、この通電
遮断電流iPmax,iMmaxが目標電流iPO,iMOより大き
い場合には各駆動回路90,91の一次巻線L1の通電
時間TdP,TdMが短く、逆に通電遮断電流iPmax,i
Mmaxが目標電流iPO,iMOより小さい場合には各駆動回
路90,91の一次巻線L1の通電時間TdP,TdMが
長くなるように補正して(ステップ160)、通電開始
タイミングTP0,TP1を決定している(ステップ17
0)。
【0041】このため本実施例によれば、ディーゼル機
関に回転変動が生じ、一次巻線L1への通電時間が変動
して、通電遮断電流が目標電流からずれたとしても、次
の燃料噴射時にはこのずれを速やかに補正して、通電遮
断電流を目標電流に制御することが可能となり、ピエゾ
アクチュエータ73を所定の伸長量にて伸長させること
ができるようになる。
関に回転変動が生じ、一次巻線L1への通電時間が変動
して、通電遮断電流が目標電流からずれたとしても、次
の燃料噴射時にはこのずれを速やかに補正して、通電遮
断電流を目標電流に制御することが可能となり、ピエゾ
アクチュエータ73を所定の伸長量にて伸長させること
ができるようになる。
【0042】なお本実施例においては、各検出回路9
0,91からの検出信号VP,VMに基づき抵抗器R2の
最大電圧VPmax及びVMmaxを求める遮断電圧検出処理
と、この検出結果に基づき一次巻線L1の通電時間Td
P,TdMを補正するステップ130〜ステップ160の
処理が、補正手段に相当する。
0,91からの検出信号VP,VMに基づき抵抗器R2の
最大電圧VPmax及びVMmaxを求める遮断電圧検出処理
と、この検出結果に基づき一次巻線L1の通電時間Td
P,TdMを補正するステップ130〜ステップ160の
処理が、補正手段に相当する。
【0043】ここで上記実施例では、一次巻線L1の通
電遮断電流の目標値(目標電流)は予め設定されている
ものとして説明した。しかし実際には、通電遮断電流が
一定であっても、ピエゾアクチュエータ73の静電容量
が小さくなる程ピエゾアクチュエータ73への印加電圧
は大きくなるため、燃料噴射制御開始時等にピエゾアク
チュエータ73の温度が低く、その静電容量が非常に小
さい場合には、ピエゾアクチュエータ73への印加電圧
が過大となって、ピエゾアクチュエータ73が破損する
虞があり、逆に燃料噴射を頻繁に行なうディーゼル機関
の高速運転時等にピエゾアクチュエータ73の温度が高
くなり、その静電容量が非常に大きくなると、ピエゾア
クチュエータ73への印加電圧が過小となって、ピエゾ
アクチュエータ73の駆動,延いては燃料噴射制御に支
障を来すことがある。
電遮断電流の目標値(目標電流)は予め設定されている
ものとして説明した。しかし実際には、通電遮断電流が
一定であっても、ピエゾアクチュエータ73の静電容量
が小さくなる程ピエゾアクチュエータ73への印加電圧
は大きくなるため、燃料噴射制御開始時等にピエゾアク
チュエータ73の温度が低く、その静電容量が非常に小
さい場合には、ピエゾアクチュエータ73への印加電圧
が過大となって、ピエゾアクチュエータ73が破損する
虞があり、逆に燃料噴射を頻繁に行なうディーゼル機関
の高速運転時等にピエゾアクチュエータ73の温度が高
くなり、その静電容量が非常に大きくなると、ピエゾア
クチュエータ73への印加電圧が過小となって、ピエゾ
アクチュエータ73の駆動,延いては燃料噴射制御に支
障を来すことがある。
【0044】そこで上記実施例の装置において、温度セ
ンサによりピエゾアクチュエータ73の温度を直接検出
するか、或いはエンジンオイル、冷却水温、燃料温度、
回転速度等のディーゼル機関の運転状態に基づきピエゾ
アクチュエータ73の温度を推定し、この温度に基づ
き、図8に示す如きマップを用いて各駆動回路90,9
1における一次巻線L1の目標電流iPO,iMOを設定す
るようにすれば、燃料噴射制御の制御精度をより向上す
ることが可能となる。
ンサによりピエゾアクチュエータ73の温度を直接検出
するか、或いはエンジンオイル、冷却水温、燃料温度、
回転速度等のディーゼル機関の運転状態に基づきピエゾ
アクチュエータ73の温度を推定し、この温度に基づ
き、図8に示す如きマップを用いて各駆動回路90,9
1における一次巻線L1の目標電流iPO,iMOを設定す
るようにすれば、燃料噴射制御の制御精度をより向上す
ることが可能となる。
【0045】また上記実施例では、通電遮断電流の目標
電流からの誤差に基づき一次巻線L1の通電時間を補正
することにより通電開始時期を補正し、通電遮断電流を
目標電流に制御するように構成したが、例えば図9に示
す如く、各駆動回路90,91に、夫々、抵抗器R2の
電圧が目標電圧VPO,VMO以下であるときにHighレベル
の信号を出力し、抵抗器R2の電圧が目標電圧VPO,V
MOを越えるとLow レベルの信号を出力するコンパレータ
COMと、コンパレータCOMからの出力信号とECU
92からの充電制御信号SP1,SP2とが共にHighレベル
であるときにトランジスタTRをオンさせる論理積回路
ANDとからなる電流制限回路を設け、このコンパレー
タCOMと論理積回路ANDの動作によって、一次巻線
L1の通電遮断電流を直接目標電流に制御することも考
えられる。しかし、この構成では、伸長タイミング(充
電時期)の前に通電電流が目標電流に達するよう、通電
開始時期を充分早い時期に(即ち通電時間としては、回
転変動に伴う制御誤差を見込んだ大きな値を)予め設定
しておく必要があり、そのため、トランジスタTR等の
駆動回路90,91の各種素子が過熱状態となり、回路
の動作に不具合を生じる可能性がある。他方、上記実施
例では、通電開始時期(通電時間)を補正するので、通
電開始時期を充分早い時期に予め設定しておく必要がな
く、駆動回路90,91への熱的影響を極力避けること
ができるのでより好ましい。
電流からの誤差に基づき一次巻線L1の通電時間を補正
することにより通電開始時期を補正し、通電遮断電流を
目標電流に制御するように構成したが、例えば図9に示
す如く、各駆動回路90,91に、夫々、抵抗器R2の
電圧が目標電圧VPO,VMO以下であるときにHighレベル
の信号を出力し、抵抗器R2の電圧が目標電圧VPO,V
MOを越えるとLow レベルの信号を出力するコンパレータ
COMと、コンパレータCOMからの出力信号とECU
92からの充電制御信号SP1,SP2とが共にHighレベル
であるときにトランジスタTRをオンさせる論理積回路
ANDとからなる電流制限回路を設け、このコンパレー
タCOMと論理積回路ANDの動作によって、一次巻線
L1の通電遮断電流を直接目標電流に制御することも考
えられる。しかし、この構成では、伸長タイミング(充
電時期)の前に通電電流が目標電流に達するよう、通電
開始時期を充分早い時期に(即ち通電時間としては、回
転変動に伴う制御誤差を見込んだ大きな値を)予め設定
しておく必要があり、そのため、トランジスタTR等の
駆動回路90,91の各種素子が過熱状態となり、回路
の動作に不具合を生じる可能性がある。他方、上記実施
例では、通電開始時期(通電時間)を補正するので、通
電開始時期を充分早い時期に予め設定しておく必要がな
く、駆動回路90,91への熱的影響を極力避けること
ができるのでより好ましい。
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のディーゼ
ル機関の燃料噴射制御装置によれば、前回のインダクタ
通電時に検出された最大通電電流と所定の目標電流との
偏差に基づき、通電開始時期を補正して、次回のインダ
クタ通電時における充電時期での通電電流(通電遮断電
流)を目標電流に制御するため、ディーゼル機関の回転
変動に伴いインダクタの通電時間が変動しても、通電遮
断時にはピエゾアクチュエータを所定量だけ伸長させる
ことが可能となり、燃料噴射の制御精度を確保すること
ができる。また、本発明のディーゼル機関の燃料噴射制
御装置によれば、通電開始時期を補正することにより通
電遮断電流の制御を行うようにしているので、通電開始
時期を充分早い時期に予め設定しておく必要がなく、駆
動回路90,91への熱的影響を極力避けることができ
る。
ル機関の燃料噴射制御装置によれば、前回のインダクタ
通電時に検出された最大通電電流と所定の目標電流との
偏差に基づき、通電開始時期を補正して、次回のインダ
クタ通電時における充電時期での通電電流(通電遮断電
流)を目標電流に制御するため、ディーゼル機関の回転
変動に伴いインダクタの通電時間が変動しても、通電遮
断時にはピエゾアクチュエータを所定量だけ伸長させる
ことが可能となり、燃料噴射の制御精度を確保すること
ができる。また、本発明のディーゼル機関の燃料噴射制
御装置によれば、通電開始時期を補正することにより通
電遮断電流の制御を行うようにしているので、通電開始
時期を充分早い時期に予め設定しておく必要がなく、駆
動回路90,91への熱的影響を極力避けることができ
る。
【図1】 本発明の構成を例示するブロック図である。
【図2】 実施例の燃料噴射装置全体の構成を表す概略
構成図である。
構成図である。
【図3】 実施例のピエゾアクチュエータの駆動回路を
表す電気回路図である。
表す電気回路図である。
【図4】 図3の駆動回路の動作を説明するタイムチャ
ートである。
ートである。
【図5】 ECUにより実行される燃料噴射制御処理を
表すフローチャートである。
表すフローチャートである。
【図6】 図5の燃料噴射制御によるピエゾアクチュエ
ータの動作を説明するタイムチャートである。
ータの動作を説明するタイムチャートである。
【図7】 ECUにより実行される遮断電圧検出処理を
表すフローチャートである。
表すフローチャートである。
【図8】 ピエゾアクチュエータの温度に基づき目標電
流を設定する際に用いるマップを表す線図である。
流を設定する際に用いるマップを表す線図である。
【図9】 ピエゾアクチュエータの駆動回路の参考例を
表す電気回路図である。
表す電気回路図である。
1…燃料噴射装置 73…ピエゾアクチュエータ 9
0,91…駆動回路 92…電子制御回路(ECU) 93…回転角センサ
94…アクセルセンサ T…変圧器 L1…一次巻線 L2…二次巻線 TR…
トランジスタ FET…(MOS型)電界効果トランジスタ R1,R
2…抵抗器 D1,D2,D3…ダイオード ZD1,ZD2…ツェ
ナーダイオード B…直流電源
0,91…駆動回路 92…電子制御回路(ECU) 93…回転角センサ
94…アクセルセンサ T…変圧器 L1…一次巻線 L2…二次巻線 TR…
トランジスタ FET…(MOS型)電界効果トランジスタ R1,R
2…抵抗器 D1,D2,D3…ダイオード ZD1,ZD2…ツェ
ナーダイオード B…直流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−210241(JP,A) 特開 昭63−105263(JP,A) 特開 昭63−129149(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 41/40
Claims (1)
- 【請求項1】 電荷の充放電により伸縮して燃料噴射装
置の高圧室の燃料圧を増減させて高圧室より吐出される
燃料噴射を制御するピエゾアクチュエータと、インダク
タを通電する通電手段と、 該通電手段による通電遮断時にインダクタに発生する高
電圧により上記ピエゾアクチュエータを充電する充電手
段と、 該充電により上記ピエゾアクチュエータに蓄積された電
荷を放電させる放電手段と、 ディーゼル機関の回転速度及び負荷に基づき、上記ピエ
ゾアクチュエータの充電及び放電時期を算出する算出手
段と、 該算出された充電時期に基づき上記インダクタへの通電
開始時期を決定する決定手段と、 上記通電開始時期から充電時期まで通電手段を駆動する
と共に、上記放電時期にて上記放電手段を駆動する駆動
手段と、 を備えたディーゼル機関の燃料噴射制御装置において、 上記インダクタ通電時の通電電流を検出する電流検出手
段と、 該電流検出手段により前回のインダクタ通電時に検出さ
れた最大通電電流と所定の目標電流との偏差に基づき、
次回のインダクタ通電時における最大通電電流が上記充
電時期にて所定の目標電流となるよう、上記決定手段に
より決定された通電開始時期を補正する補正手段と、 を設けたことを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3068505A JP2927025B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3068505A JP2927025B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04308338A JPH04308338A (ja) | 1992-10-30 |
JP2927025B2 true JP2927025B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=13375628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3068505A Expired - Lifetime JP2927025B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2927025B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19944733B4 (de) * | 1999-09-17 | 2007-01-04 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes |
DE19952950A1 (de) * | 1999-11-03 | 2001-06-07 | Siemens Ag | Ansteuereinheit für ein kapazitives Stellglied |
JP4479113B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2010-06-09 | 株式会社デンソー | ピエゾアクチュエータ駆動回路および燃料噴射装置 |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3068505A patent/JP2927025B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04308338A (ja) | 1992-10-30 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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EXPY | Cancellation because of completion of term |