JP3444120B2

JP3444120B2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JP3444120B2
Application number: JP33835296A
Authority: JP
Inventors: 孝之荒井; 雅彦勝; 隆福田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2003-09-08
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: JPH10176624A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧電素子を介し
てニードル弁前後の燃料圧力を変化させることによりニ
ードル弁を作動させる燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンに備えられる燃料噴射
弁等に、印加電圧に応じて伸張する圧電素子（ピエゾ素
子）を備え、圧電素子を介してニードル弁（弁体）を開
弁作動させるものがあった。ニードル弁を圧電素子によ
り駆動することにより、燃料噴射弁の高速応答性が高ま
り、噴射可能範囲が拡大してエンジンの高出力化に対応
できる。また、少量の燃料を安定して噴射することが可
能となり、エンジンの燃費の低減がはかれる。

【０００３】この種の燃料噴射弁として、ニードル弁を
その前後差圧に基づいて開弁させるようにしたものが知
られている。ニードル弁の前後には燃圧室と背圧室が画
成されており、燃圧室には所定の圧力で燃料が導入さ
れ、背圧室は燃圧室とオリフィスにより連通されてい
る。ニードル弁背後側の背圧室には圧電素子が設けられ
ており、この圧電素子の伸縮によりニードル弁の開閉作
動が制御される。すなわち、圧電素子に電圧を印加して
伸長させた状態ではニードル弁前後の燃圧室と背圧室は
オリフィスにより均等化されている。このときニードル
弁はスプリングの張力により閉弁保持している。この状
態から電圧を下げて圧力素子を収縮させると、ニードル
弁背後の背圧室の容積が拡大して内圧が低下する。ニー
ドル弁前方の燃圧室に対してはオリフィスにより前記圧
力低下が遅れて伝わるので、一時的にニードル弁の前後
には開弁方向に圧力差が発生する。これによりニードル
弁はスプリングに抗して開弁し、噴口が開いて燃料が噴
射されることになる。（この種の燃料噴射装置の公知例
としては、例えば特許第２５００６８４号公報を参
照。）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
ような圧電素子を用いた燃料噴射装置では、圧電素子の
伸縮量が常に一定に保たれるように圧電素子を駆動する
ようにしていたことから、低負荷時など燃料圧力が低い
ときに正常に噴射制御できなくなるおそれを生じるとい
う問題点があった。すなわち、燃料圧力が低い状態では
圧電素子の収縮時に背圧室の内圧が下がり過ぎ、これに
より燃圧室内に気泡が発生する。この気泡は、圧電素子
の伸縮に伴う背圧室の容積変化を吸収してしまい、この
結果としてニードル弁が正常に開閉作動しなくなる可能
性がある。

【０００５】本発明は、圧電素子の駆動電圧を燃料圧力
に応じて制御して上記の問題点を解消することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の燃料噴
射装置は、ニードル弁によって開閉される噴口と、噴口
に加圧燃料を導く燃圧室と、印加される電圧により伸長
する圧電素子と、ニードル弁と圧電素子の間に画成され
る背圧室と、燃圧室と背圧室を連通する絞り通路と、ニ
ードル弁を閉弁方向に付勢するスプリングと、背圧室に
導かれる燃料圧力が低下するのに伴って圧電素子に印加
される駆動電圧Ｖｐを減少する制御手段と、を備えるも
のとした。

【０００７】請求項２に記載の燃料噴射装置は、請求項
１に記載の発明の制御手段として、エンジンの運転状態
に応じて初期噴射パルス幅Ｔｉを算出する初期噴射パル
ス幅算出手段と、燃圧室に導かれる燃料圧力Ｐｆを検出
する燃圧センサと、燃料圧力Ｐｆに応じて圧電素子に印
加する駆動電圧Ｖｐを算出する駆動電圧算出手段と、駆
動電圧Ｖｐに応じて初期噴射パルス幅Ｔｉを補正して最
終的な噴射パルス幅Ｔｉ’を算出する噴射パルス幅補正
量算出手段と、算出される噴射パルス幅Ｔｉ’に対応す
るパルス信号を発生する噴射パルス発生器と、発生する
パルス信号に応じた電圧を圧電素子に印加する駆動回路
と、を備えるものとした。

【０００８】請求項３に記載の燃料噴射装置は、請求項
１または２に記載の発明の制御手段を、背圧室が負圧と
ならないように圧電素子に印加される駆動電圧Ｖｐを制
御する構成とした。

【０００９】

【発明の作用および効果】請求項１に記載の燃料噴射装
置において、圧電素子に電圧を印加して伸長させた状態
ではニードル弁の前後に生じる燃圧室と背圧室の圧力は
絞り通路により均等化されている。このときニードル弁
はスプリングの弾性復元力により閉弁保持されている。

【００１０】圧電素子に印加される電圧が遮断されて圧
電素子が収縮するのに伴って、背圧室の容積が拡大して
その圧力が低下する。燃圧室には絞り通路により圧力低
下が遅れて伝わるので、背圧室と燃圧室に圧力差が一時
的に発生する。この圧力差によりニードル弁がスプリン
グに抗して噴口を開き、噴口から燃料が噴射される。

【００１１】本発明は、背圧室に導かれる燃料圧力が低
下するのに伴って、圧電素子に印加する駆動電圧Ｖｐを
減少するように制御して、背圧室の容積変化を抑えるこ
とにより、背圧室の圧力が過剰に低下して背圧室内に気
泡が発生することを防止する。

【００１２】この結果、圧電素子の伸縮に伴う背圧室の
容積変化が気泡によって吸収されることなく、ニードル
弁が正常に開閉作動し、燃料噴射量を正確に調節するこ
とができる。

【００１３】請求項２に記載の燃料噴射装置において、
初期噴射パルス幅算出手段は、エンジン運転状態に応じ
た初期噴射パルス幅Ｔｉを算出する。

【００１４】駆動電圧算出手段は、燃圧室に導かれる燃
料圧力Ｐｆに応じて圧電素子に印加する駆動電圧Ｖｐを
算出する。燃料圧力Ｐｆが低下するのに伴って、圧電素
子の駆動電圧Ｖｐを減少するように制御して、背圧室の
容積変化を抑えることにより、背圧室の圧力が過剰に低
下して背圧室内に気泡が発生することを防止する。

【００１５】噴射パルス幅補正量算出手段は、駆動電圧
Ｖｐに応じて最終的な噴射パルス幅Ｔｉ’を算出する。
噴射パルス幅補正量は、駆動電圧Ｖｐが低下するのに伴
って最終的な噴射パルス幅Ｔｉ’が大きくなるように設
定されており、燃料噴射量が駆動電圧Ｖｐの変化に影響
されることなく所期の値に収まるようにする。

【００１６】こうして算出された噴射パルス幅Ｔｉ’に
対応するパルス信号が噴射パルス発生器でつくられ、こ
のパルス信号に応じた電圧が噴射弁駆動回路を介して圧
電素子に印加される。

【００１７】請求項３に記載の燃料噴射装置において、
背圧室が負圧とならないように圧電素子に印加される駆
動電圧Ｖｐを制御することにより、背圧室内に気泡が発
生することを防止できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を筒内噴射式火花点
火エンジンに備えられる燃料噴射装置に適用した実施形
態を添付図面に基づいて説明する。

【００１９】図１に示すように、燃料噴射弁７は燃焼室
天井壁からシリンダ６４内に臨み、燃料噴射弁７から燃
料が直接シリンダ６４内に噴射される。

【００２０】ピストン６５が下降する吸気行程におい
て、吸気バルブが開かれるのに伴って各吸気通路７１か
らシリンダ６４内に空気が吸入される。

【００２１】ピストン６５が上昇する圧縮行程におい
て、各吸気通路７１を通ってシリンダ４内に吸入された
空気がピストン６５で圧縮される。

【００２２】ピストン６５が圧縮行程で上死点の近傍に
到達するとき、点火プラグ６６を介して燃料を着火燃焼
させる。

【００２３】なお、燃料を噴射するタイミングは運転状
態により異なり、例えば低回転低負荷時では圧縮行程に
設定することで、希薄な空燃比で燃焼できるように、点
火プラグ６６のまわりに混合気を集める成層燃焼が行わ
れる。一方、高回転高負荷時では燃料を噴射するタイミ
ングを吸入行程に設定することで、シリンダ４内に均質
な混合気を形成する均質燃焼が行われる。

【００２４】ピストン６５が下降する膨張行程におい
て、燃焼したガスはピストン６５はコンロッドを介して
クランクシャフトを回転させる。

【００２５】ピストン６５が上昇する排気行程におい
て、排気バルブが開かれるのに伴ってシリンダ６４内の
排気ガスが排気通路７２から排出される。これらの各行
程が連続して繰り返される。

【００２６】吸気通路７１の途中にはスロットルバルブ
７０が介装される。スロットルバルブ７０はアクセルペ
ダルによって開閉駆動され、吸入空気量を調節する。

【００２７】図３に示すように、フューエルタンク５９
に貯溜された燃料は、低圧燃料ポンプ５８を介して吸い
上げられ、高圧燃料ポンプ５７に送られる。高圧燃料ポ
ンプ５７は、加圧した燃料を蓄圧室５６へと送り、蓄圧
室５６から各気筒の燃料噴射弁７に燃料を圧送する。高
圧燃料ポンプ５７から蓄圧室５６に送られる余剰燃料は
燃料戻し通路５２を通ってフューエルタンク５９へと戻
される。

【００２８】燃料噴射弁７に導かれる燃料圧力は後述す
るように運転状態に応じて可変に制御され、プレッシャ
レギュレータ５５を介して調圧される。すなわち、燃料
圧力の制御は様々な態様が考えれるが、例えば高圧燃料
ポンプ５７をエンジンのカムシャフトで機械的に駆動す
る場合、始動時において高圧燃料ポンプ５７の吐出圧力
が立ち上がるまで、電動モータで駆動される低圧燃料ポ
ンプ５８の吐出圧を燃料噴射圧力として運転が行われ
る。なお、この始動時は燃料噴射圧力が低いので、燃料
の噴射タイミングは吸気行程に設定される。その後、高
燃圧に切換えて、通常の運転に移行することが考えられ
る。また、通常の運転時において、エンジン回転数の上
昇に伴って、燃料圧力を上昇させることも考えれる。こ
れは、吸気通路に燃料を噴射する従来のエンジンとは異
なって、燃焼室内に直接燃料を噴射するエンジンにあっ
ては、限られた期間（行程中）に必要な量の燃料を噴射
することが必要となるため、エンジン回転数が高いとき
は、噴射時間を短く設定せざるを得ない。このため、エ
ンジン回転数の上昇に伴って燃料圧力を上昇させれば、
短い噴射時間で必要な燃料を噴射することが可能であ
る。

【００２９】コントロールユニット３３は、吸入空気量
センサ３６で検出される吸気量Ｑａと、クランク角セン
サ３５で検出されるエンジン回転数Ｎｅと、冷却水温セ
ンサ３７で検出される冷却水温度Ｔｗと、Ｏ₂センサ
（図示せず）で検出される排気中の酸素濃度に応じた信
号と、後述するように燃圧センサ３４で検出される燃料
圧力Ｐｆに応じた信号等を入力する。

【００３０】コントロールユニット３３は、検出された
吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて基本
噴射量Ｔｐを次式で算出する。

【００３１】Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ ‥‥（１）ただし、Ｋ；定数そして、均質燃焼時に所定のストイキ域で空燃比が理論
空燃比を中心とした狭い範囲に収めるか、または成層燃
焼を実現するための空燃比となるように初期噴射パルス
幅Ｔｉを次式で算出して燃料噴射量をフィードバック制
御する。

【００３２】Ｔｉ＝Ｔｐ×α×ＣＯＥＦ＋Ｔｓ …（２）ただし、αは空燃比フィードバック補正係数、ＣＯＥＦ
は冷却水温度補正係数、およびリーン燃焼のための補正
係数等をパラメータとした各種補正係数の和、Ｔｓは無
効噴射パルス幅である。

【００３３】この演算された初期噴射パルス幅Ｔｉに対
応する駆動電圧を後述する燃料噴射弁７に出力し、燃料
噴射制御を行う。

【００３４】図２に示すように、燃料噴射弁７はノズル
ボディ１とケーシング９の内部にニードル弁２が摺動可
能に収装される。ノズルボディ１とケーシング９の内部
にはニードル弁２のまわりに燃圧室３が画成される。ノ
ズルボディ１の先端に噴口１ｂが開口し、噴口１ｂはニ
ードル弁２によって開閉される。

【００３５】燃料噴射ポンプ５７から圧送される燃料
は、燃料入口１３から燃料通路１２を通して燃圧室３に
導入され、ニードル弁２のリフトに伴って噴口１ｂから
噴射される。

【００３６】ノズルボディ１の内側には噴口１ｂのまわ
りに座面１ａが円錐面状に窪む。一方、ニードル弁２の
先端にはシート部２ａが円錐面状に突出する。シート部
２ａが座面１ａに着座することにより、噴口１ｂが閉塞
される。シート部２ａが座面１ａから離れることによ
り、噴口１ｂが開かれる。

【００３７】ニードル弁２の途中からは支持部２ｂが外
径方向に突出し、支持部２ｂがノズルボディ１の円筒状
をした内壁面に摺接することにより、シート部２ａを座
面１ａと同軸上に案内する。そして支持部２ｂには、図
示せぬ切欠き部が一部設けてあり、この切欠きを通って
燃料が流通する。

【００３８】ニードル弁２はその基端側にピストン部２
ｃが環状に突出形成される。ケーシング９とピストン部
２ｃの間には背圧室８が画成される。燃圧室３と背圧室
８はピストン部２ｃの外周に形成された絞り通路５を介
して連通される。絞り通路５はケーシング９とピストン
部２ｃの外周の間に例えば６μｍ程度の隙間として形成
される。

【００３９】ニードル弁２を閉弁方向に付勢するコイル
スプリング４が設けられる。コイルスプリング４はニー
ドル弁２に形成された凹部とケーシング９の間に圧縮さ
れた状態で介装され、ニードル弁２と同軸上に配置され
る。

【００４０】ケーシング９の内部には背圧室８を画成す
る背圧ピストン１１が摺動可能に介装される。背圧ピス
トン１１の外周にはＯリング１２が介装される。Ｏリン
グ１２がケーシング９の円筒状をした内壁面に摺接する
ことにより、背圧室８の密封がはかれる。

【００４１】背圧ピストン１１を介してニードル弁２を
開弁方向に駆動する圧電素子１０が設けられる。円盤状
をした複数の圧電素子１０は、同じく円盤状をした内部
電極板を挟んで積層され、各内部電極板を介して電圧が
印加されることによりニードル弁２の軸方向に伸縮する
アクチュエータを構成する。

【００４２】圧電素子１０を与圧するサラバネ１６が設
けられる。サラバネ１６はケーシング９と背圧ピストン
１１の間に圧縮された状態で介装され、その弾性復元力
により圧電素子１０を圧縮方向に与圧している。

【００４３】圧電素子１０の固定端はケーシングエンド
１４が結合される。ケーシングエンド１４は、サラバネ
１６の圧縮量が所定値になるように配置され、ケーシン
グ９に溶接により結合される。

【００４４】圧電素子１０はリード線１８，１９を介し
て電圧が印加されることにより伸長し、背圧室８の圧力
を高めてニードル弁２を閉弁させる。圧電素子１０はこ
れに印加される電圧が遮断されることにより収縮し、背
圧室８の圧力を低下させてコイルスプリング４を圧縮し
ながらニードル弁２を開弁方向に駆動する。

【００４５】ニードル弁２の基端面２ｄとケーシング９
の間には円盤状をしたシム１５が介装される。ニードル
弁２はその開弁時にシム１５に当接することにより、そ
の軸方向の移動が規制される。すなわち、シム１５の板
厚によってニードル弁２のフルリフト量が決まる。

【００４６】リード線１８，１９は噴射弁駆動回路３１
へと延びている。エンジンコントロールユニット３３で
演算された燃料噴射量に対応するパルス信号が噴射パル
ス発生器３２でつくられ、このパルス信号に応じた電圧
が噴射弁駆動回路３１を介して圧電素子１０に印加され
る。

【００４７】図２はエンジン始動前の状態を示してお
り、圧電素子１０は電圧が印加されて伸長しており、ピ
ストン部２ｃの前後に生じる燃圧室３と背圧室８の圧力
は、絞り通路５により均等化されている。このときニー
ドル弁２はコイルスプリング４の弾性復元力によりノズ
ルボディ１のシート部１ａに着座している。圧電素子１
０に例えば５００Ｖの電圧を０．５秒程度印加すること
により、エンジン始動前の準備を完了する。

【００４８】なお、エンジン停止時も、コイルスプリン
グ４の弾性復元力により、ニードル弁２をノズルボディ
１のシート部１ａに着座させて、燃料の洩れを防止する
ようになっている。

【００４９】エンジン始動時および始動後における燃料
噴射弁７の開弁作動時に、圧電素子１０はエンジン回転
に同期して印加される電圧が遮断されることにより収縮
する。圧電素子１０の収縮に伴って背圧ピストン１１が
０．１ｍ／ｓ程度の速度で移動することにより、背圧室
８はその容積が拡大してその圧力が２ＭＰａ程度に低下
する。燃圧室３には絞り通路５を介して圧力低下が遅れ
て伝わるので、背圧室８と燃圧室３に圧力差が一時的に
発生する。この圧力差によりニードル弁２がコイルスプ
リング４に抗して噴口１ｂを開き、燃圧室３に導かれる
高圧燃料が噴口１ｂを通ってシリンダ６４内に噴射され
る。

【００５０】燃料噴射弁７の閉弁作動時に、圧電素子１
０はエンジン回転に同期して電圧が印加されることによ
り伸長し、背圧ピストン１１が移動することにより背圧
室８の圧力が一時的に上昇し、背圧室８と燃圧室３の圧
力差およびコイルスプリング４の付勢力によりニードル
弁２が移動してノズルボディ１のシート部１ａに着座す
る。ニードル弁２がシート部１ａに着座することによ
り、噴口１ｂが閉塞され、燃料の噴射が停止される。

【００５１】燃料噴射弁７は、圧電素子１０の変位方向
とニードル弁２の変位方向が一致しているため、圧電素
子１０とニードル弁２を直列に並べることが可能とな
り、構造の簡素化がはかれる。

【００５２】ところで、エンジンの始動時等において背
圧室８に導かれる燃料圧力が低い状態では、圧電素子１
０の収縮時に背圧室８の圧力が下がり過ぎることがあ
り、このとき背圧室８内に気泡が発生する。この気泡
は、圧電素子１０の伸縮に伴う背圧室８の容積変化を吸
収してしまい、この結果としてニードル弁２が正常に開
閉作動しなくなる可能性がある。

【００５３】図８は、圧電素子１０に対する印加電圧と
ニードル弁２のリフト量および背圧室８の圧力の関係を
示している。背圧室８の圧力が０Ｐａより低下する負圧
域で背圧室８に気泡が発生する。図８において（ｂ）図
は燃圧室３に導かれる燃料圧力Ｐｆが規定の５ＭＰａと
なる通常運転時の特性を示しており、背圧室８に気泡が
発生する印加電圧はＸ２となる。一方、（ａ）図は燃圧
室３に導かれる燃料圧力Ｐｆが０．３ＭＰａと低下する
運転時の特性を示しており、背圧室８に気泡が発生する
印加電圧は低燃圧時のＸ１は通常運転時のＸ２に比べて
低下する。これは、低燃圧時の方が圧電素子１０の収縮
による背圧室８の圧力降下により、背圧室８が負圧にな
りやすいためである。ここで、圧電素子１０は５００Ｖ
の電圧が印加されることにより約５０μｍ伸長するが、
駆動電圧Ｖｐが低下するのに伴ってその伸長量が次第に
小さくなる。

【００５４】図５は、燃料圧力Ｐｆに対する燃圧室３が
正圧に保たれる圧電素子１０の駆動電圧Ｖｐの関係を示
している。背圧室８を正圧に保つためには、燃圧室３に
導かれる燃料圧力Ｐｆが低下するのに伴って、圧電素子
１０の駆動電圧Ｖｐを最大電圧（５００Ｖ）から次第に
減少して、ニードル弁２のリフト量を抑える必要があ
る。

【００５５】本発明はこれに対処して、燃圧室３に導か
れる燃料圧力Ｐｆが低下するのに伴って、圧電素子１０
の駆動電圧Ｖｐを減少するように制御して、背圧室８の
容積変化を抑えることにより、背圧室８の燃料圧力が過
剰に低下することを防止して、背圧室８内に気泡が発生
することを回避する。

【００５６】図４は圧電素子１０の駆動電圧Ｖｐを制御
するルーチンを示している。コントロールユニット３３
は、エンジンの運転状態に応じて初期噴射パルス幅Ｔｉ
を算出する初期噴射パルス幅算出手段４１と、燃料圧力
Ｐｆに応じて圧電素子１０に印加する駆動電圧Ｖｐを算
出する駆動電圧算出手段４３と、算出された駆動電圧Ｖ
ｐに応じて初期噴射パルス幅Ｔｉを補正して最終的な噴
射パルス幅Ｔｉ’を算出する噴射パルス幅補正量算出手
段４２とを備える。

【００５７】初期噴射パルス幅算出手段４１は、吸入空
気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅの検出値を入力し、図６
に示すマップに基づいてこれら検出値に応じた初期噴射
パルス幅Ｔｉを検索する。

【００５８】駆動電圧算出手段４３は、燃料圧力Ｐｆの
検出値を入力し、図５に基づいて燃料圧力Ｐｆに応じて
圧電素子１０に印加する駆動電圧Ｖｐを検索する。燃圧
室３に導かれる燃料圧力Ｐｆが低下するのに伴って、駆
動電圧Ｖｐを減少させることにより、ニードル弁２のリ
フト量が小さくなって背圧室８が正圧に保たれ、背圧室
８内に気泡が発生することを防止する。

【００５９】噴射パルス幅補正量算出手段４２は、図７
に示すテーブルに基づいて駆動電圧Ｖｐに応じて噴射パ
ルス幅補正量を検索し、最終的な噴射パルス幅Ｔｉ’を
算出する。噴射パルス幅補正量は、駆動電圧Ｖｐが低下
するのに伴って最終的な噴射パルス幅Ｔｉ’が大きくな
るように設定されており、噴口１ｂからの燃料噴射量が
駆動電圧Ｖｐの変化に影響されることなく所期の値に収
まるようになっている。

【００６０】こうして、コントロールユニット３３で演
算された噴射パルス幅Ｔｉ’に対応するパルス信号が噴
射パルス発生器３２でつくられ、このパルス信号に応じ
た電圧が噴射弁駆動回路３１を介して圧電素子１０に印
加される。

【００６１】圧電素子１０はエンジン回転に同期して印
加される電圧が遮断されることにより収縮し、背圧室８
と燃圧室３に生じる圧力差によりニードル弁２がコイル
スプリング４に抗して噴口１ｂを開き、燃圧室３に導か
れる高圧燃料が噴口１ｂを通ってシリンダ６４内に噴射
される。

【００６２】背圧室８が正圧に保たれるように、圧電素
子１０に印加する駆動電圧Ｖｐが燃料圧力Ｐｆに応じて
制御されるため、背圧室８が負圧となって背圧室８の燃
料中に気泡が発生することを防止できる。この結果、圧
電素子１０の伸縮に伴う背圧室８の容積変化が気泡によ
って吸収されることなく、ニードル弁２が正常に開閉作
動し、燃料噴射量を正確に調節することができる。

【００６３】他の実施形態として、先にも説明したよう
に燃圧室３に導かれる燃料圧力Ｐｆをエンジンの運転状
態、例えば回転数に応じて変化させる構成としてもよ
く、この場合も圧電素子１０に印加する駆動電圧Ｖｐが
燃料圧力Ｐｆに応じて調節されることにより、背圧室８
が負圧となって背圧室８の燃料中に気泡が発生すること
を防止でき、燃料噴射量を正確に調節することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すエンジンのシステム
図。

【図２】同じく燃料噴射弁の断面図。

【図３】同じく燃料供給系のシステム図。

【図４】同じく制御系の構成を示すブロック図。

【図５】同じく燃圧と圧電素子駆動電圧の関係を示す特
性図。

【図６】同じくエンジン回転数と吸入空気量の関係を示
す特性図。

【図７】同じく燃圧と噴射パルス幅補正量の関係を示す
特性図。

【図８】同じく気泡発生域を示す特性図。

【符号の説明】

１ノズルボディ１ｂ噴口２ニードル弁２ｃピストン部３燃圧室４コイルスプリング５絞り通路７燃料噴射弁８背圧室９ケーシング１０圧電素子１１背圧ピストン１３燃料入口１８リード線１９リード線３１噴射弁駆動回路３２噴射パルス発生器３３エンジンコントロールユニット３４燃圧センサ３５クランク角センサ３６吸入空気量センサ４１初期噴射パルス幅算出手段４２噴射パルス幅補正量算出手段４３駆動電圧算出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０２Ｎ 2/00 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｃ (56)参考文献特開昭64−80751（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−7969（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−143760（ＪＰ，Ｕ) 特表平８−506883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 51/06 F02D 41/20 330 F02M 37/20 F02M 51/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ニードル弁によって開閉される噴口と、噴口に加圧燃料を導く燃圧室と、印加される電圧により伸長する圧電素子と、ニードル弁と圧電素子の間に画成される背圧室と、燃圧室と背圧室を連通する絞り通路と、ニードル弁を閉弁方向に付勢するスプリングと、を備える燃料噴射装置において、背圧室に導かれる燃料圧力が低下するのに伴って圧電素
子に印加される駆動電圧Ｖｐを減少する制御手段を備え
たことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】前記制御手段は、エンジンの運転状態に応じて初期噴射パルス幅Ｔｉを算
出する初期噴射パルス幅算出手段と、燃圧室に導かれる燃料圧力Ｐｆを検出する燃圧センサ
と、燃料圧力Ｐｆに応じて圧電素子に印加する駆動電圧Ｖｐ
を算出する駆動電圧算出手段と、駆動電圧Ｖｐに応じて初期噴射パルス幅Ｔｉを補正して
最終的な噴射パルス幅Ｔｉ’を算出する噴射パルス幅補
正量算出手段と、算出される噴射パルス幅Ｔｉ’に対応するパルス信号を
発生する噴射パルス発生器と、発生するパルス信号に応じた電圧を圧電素子に印加する
駆動回路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装
置。
【請求項３】前記制御手段は、背圧室が負圧にならない
ように圧電素子に印加される駆動電圧Ｖｐを制御するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射装
置。