JP4582061B2 - ピエゾインジェクタ及びインジェクタ駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、ピエゾ素子が伸縮することにより作動する、いわゆるピエゾインジェクタ、及びピエゾインジェクタ駆動システムに関するもので、特に、ディーゼルエンジン等の内燃機関を駆動源とする車両に適用して有効である。

ピエゾインジェクタは、図４に示すように、ピエゾ素子Ｐと、ピエゾ素子Ｐの伸縮に応じて開閉する燃料噴射弁１０１と、ピエゾ素子Ｐ及び燃料噴射弁１０１を収納するハウジング１０３とを有して構成されている。なお、図４は、従来のピエゾインジェクタの説明をする説明図である。

一方、ピエゾインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置は、ピエゾインジェクタのピエゾ素子Ｐを充放電させて伸縮させることで、ピエゾインジェクタを駆動している。
ところで、ピエゾ素子Ｐは、コンデンサと同様に容量性負荷であるため、ピエゾ素子Ｐの充電時に直流電源からピエゾ素子Ｐに対して直接電流が流れてしまうと、この電流が急激に増加してオーバーシュートが生じてしまい、ピエゾ素子Ｐが損傷してしまうおそれがある。

このため、ピエゾ素子Ｐを充電させる際には、充電時に直流電源からピエゾ素子Ｐへ流れる充電電流が、ピエゾ素子Ｐの許容範囲を超えてしまうことを防止する必要がある。
また、ピエゾインジェクタのピエゾ素子Ｐを充電させる際には、ピエゾインジェクタの応答性（燃料噴射の応答性）を向上させるために、充電電流が所定値に到達するまでの応答速度を向上させることが望ましい。

以上のことから、図５に示すように、インジェクタ駆動装置１０５では、ピエゾ素子Ｐの損傷や充電電流の損失を抑制しつつ、充電電流が所定値に到達するまでの応答速度を向上させるために、コイル若しくはトランス等のインダクタンス成分を有するインダクタ素子Ｌを、直流電源１０７とピエゾ素子Ｐとの間に設けている（例えば、特許文献１参照）。なお、図５は、従来のインジェクタ駆動装置の説明をする説明図である。
特開２００５−１６４３１号公報

ところで、例えば高圧なコモンレール圧（燃圧）環境下で燃料噴射弁１０１の開閉速度を速くするために、充電時にピエゾ素子Ｐに印加する電圧または電流を上げる場合には、ピエゾ素子Ｐの損傷を防止するためにコイルＬを大きくせざるを得ない。

すなわち、ピエゾインジェクタは、その燃料噴射弁１０１の開閉速度が、ソレノイドコイルに通電されることにより作動する、いわゆるソレノイドインジェクタの燃料噴射弁の開閉速度よりも速いという特徴を有しているので、排気エミッションを低減することができ、更には高燃圧下で燃料噴射することで高出力を得ることができる。しかし、ピエゾインジェクタは、高燃圧になるとピエゾ素子Ｐに加わる荷重が増大するため、高燃圧環境下でピエゾインジェクタを作動させるにはピエゾ素子Ｐの印加電圧を上げる必要があり、開閉弁スピードを速くするためには印加電流を大きくし電圧上昇を速くする必要がある。

このため、充電時にピエゾ素子Ｐに印加する電圧または電流を上げる場合にはコイルＬが大きくなってしまうので、インジェクタ駆動装置が大型化してしまう。
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものであり、ピエゾ素子に印加する電圧または電流を上げた場合であっても、インジェクタ駆動装置が大型化してしまうのを抑制することを目的としている。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のピエゾインジェクタは、直流電源から供給される電荷を蓄積することで伸長し、その蓄積した電荷を放出することで収縮するピエゾ素子と、ピエゾ素子の伸縮に応じて開閉する開閉弁と、ピエゾ素子及び開閉弁を収納するハウジングと、インダクタンス成分を有するインダクタ素子とを備え、ハウジングの少なくとも一部は磁性体にて構成され、その一部がインダクタ素子のコアとして用いられている。

これによれば、特許文献１に記載の発明ではインダクタ素子がインジェクタ駆動装置に設けられているのに対して、本発明では、このインダクタ素子がピエゾインジェクタに設けられているので、ピエゾ素子に印加する電圧または電流を上げる場合には、ピエゾインジェクタのインダクタ素子を大きくすればよく、インジェクタ駆動装置を大型化する必要がない。

したがって、ピエゾ素子に印加する電圧または電流を上げた場合であっても、インジェクタ駆動装置が大型化してしまうのを抑制することができる。
ところで、インダクタ素子のコイル部分には、磁束を大きくするためにコアが配置されていることが一般的である。
そこで、請求項１に記載の発明では、ハウジングの少なくとも一部が磁性体にて構成されている。これにより、この磁性体にて構成された部分を、インダクタ素子のコアとして用いることが可能となるので、インダクタ素子のコアを別途用いるものに比べて、ピエゾインジェクタの部品点数を低減することができる。
ところで、インダクタ素子は、ハウジングの外部に設けられていてもよいし、請求項２に記載のように、ハウジング内に収納されていてもよい。

そして、請求項１に記載の発明を請求項２に記載のように構成した場合には、インダクタ素子がハウジング内に収納されているので、ピエゾインジェクタの車両への組み付け工数を低減することができる。

なお、ピエゾインジェクタには、一般に、インジェクタ装置に接続するためのコネクタが設けられているので、インダクタ素子は、請求項３記載のようにコネクタとピエゾ素子との間に配置されているとよい。

また、請求項４に記載の発明は、ハウジングはコネクタを覆う保護部材を有して構成されており、さらに、インダクタ素子は保護部材により覆われている。
このような請求項４に記載の発明によれば、インダクタ素子が保護部材により覆われているので、外部からの損傷を防ぐことができる。

また、請求項５に記載のピエゾインジェクタ駆動システムは、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のピエゾインジェクタと、ピエゾインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置とを備えたことを特徴とする。

このような請求項５に記載の発明によれば、インダクタ素子がピエゾインジェクタに設けられているので、ピエゾ素子に印加する電圧を上げた場合であっても、インジェクタ駆動装置が大型化してしまうのを抑制することができる。

また、インダクタ素子は、請求項６に記載のように、インジェクタ駆動装置の外部に設けられていれば、インジェクタ駆動装置にはインダクタ素子が設けられていないので、従来のインジェクタ装置に比べてインジェクタ駆動装置の小型化を実現することができる。

本実施形態は、本発明を車両に搭載されるインジェクタ駆動システムに適用したものであり、以下に本実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
（インジェクタ駆動システムの全体構成）
図１は、第１実施形態のインジェクタ駆動システムの構成を説明する説明図である。

インジェクタ駆動システムは、コモンレール式の４気筒ディーゼルエンジン（図示省略）を駆動源とする車両に搭載されており、このインジェクタ駆動システムは、図１に示すように、ディーゼルエンジンに燃料を噴射する４つのピエゾインジェクタ１０と、ピエゾインジェクタ１０を駆動するインジェクタ駆動装置４０とを備えている。

インジェクタ駆動装置４０は、フィルタ回路４２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４４と、ＥＤＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｒｉｖｅｒ Ｕｎｉｔ）４６と、フィルタ回路４２、ＤＣ−ＤＣコンバータ４４及びＥＤＵ４６を収納するハウジング４８とを備えている。

フィルタ回路４２は、フィルタ用コイルＬ１とフィルタ用コンデンサＣ１とからなる周知のＬＣフィルタ回路であり、このフィルタ用コイルＬ１の一端側は、車両に搭載されたバッテリ５０の正極側端子に接続され、他端側はＤＣ−ＤＣコンバータ４４に接続されている。

また、フィルタ用コンデンサＣ１の一端側は、フィルタ用コイルＬ１とＤＣ−ＤＣコンバータ４４との接続点に接続され、他端側は接地されている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ４４は、バッテリ５０から電力供給を受けてバッテリ５０の電圧よりも高い電圧を生成するものであり、昇圧用コイルＬ２と、昇圧用スイッチＳＷ１と、ＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２と、放電防止用ダイオードＤ１とを備えている。

昇圧用コイルＬ２の一端側は、フィルタ回路４２のフィルタ用コイルＬ１に接続され、他端側は、昇圧用スイッチＳＷ１を介して接地されている。
また、放電防止用ダイオードＤ１のアノードは、昇圧用コイルＬ２と昇圧用スイッチＳＷ１との接続点に接続されており、カソードは、ＥＤＵ４６に接続されている。

また、ＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２の一端側は接地されており、他端側は放電防止用ダイオードＤ１とＥＤＵ４６との接続点に接続されている。
そして、以上のような構成のＤＣ−ＤＣコンバータ４４では、図示しない昇圧制御回路により昇圧用スイッチＳＷ１のオン・オフが繰り返し行われることで、昇圧用コイルＬ２にエネルギーが蓄積され、その蓄積されたエネルギーがＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２に供給される。

これにより、ＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２には電荷が蓄積されるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ４４は、バッテリ５０の電圧よりも高い電圧を生成することができる。
なお、本実施形態において、バッテリ５０は１２Ｖの電圧を生成し、ＤＣ−ＤＣコンバータ４４は数十〜数百Ｖの高電圧を生成する。

ＥＤＵ４６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４４からの電力供給を受けてピエゾインジェクタ１０を駆動する駆動部４７と、気筒選択スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤとを備えている。
駆動部４７は、充電スイッチＳＷ２、放電スイッチＳＷ３、回生用ダイオードＤ２及びフライホイール用ダイオードＤ３等を備えており、この駆動部４７は、エンジンの制御を行うＥＣＵ（図示省略）から出力される噴射信号に基づいて、充電スイッチＳＷ２及び放電スイッチＳＷ３をオン・オフすることにより、ピエゾインジェクタ１０を駆動する。

充電スイッチＳＷ２の一端側は、放電防止用ダイオードＤ１のカソードに接続されており、他端側は、各ピエゾインジェクタ１０に接続されている。
放電スイッチＳＷ３の一端側は、充電スイッチＳＷ２とピエゾインジェクタ１０との接続点に接続されており、他端側は接地されている。

回生用ダイオードＤ２は、充電スイッチＳＷ２に対して並列に設けられており、このダイオードＤ２のアノードは、充電スイッチＳＷ２のピエゾインジェクタ１０側に接続され、カソードは、充電スイッチＳＷ２のＤＣ−ＤＣコンバータ４４側に接続されている。

フライホイール用ダイオードＤ３は、放電スイッチＳＷ３に対して並列に設けられており、このダイオードＤ３のアノードは、放電スイッチＳＷ３の接地側に接続され、カソードは、放電スイッチＳＷ３の充電スイッチＳＷ２側に接続されている。

気筒選択スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤは、エンジンの各気筒毎に配置されたピエゾインジェクタ１０の中から駆動対象となるピエゾインジェクタ１０を選択するためのものであり、エンジンの気筒の数だけ（４つ）設けられている。

また、各気筒選択スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤの一端側は接地されており、他端側は、その気筒選択スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤに対応するピエゾインジェクタ１０に接続されている。
（ピエゾインジェクタ１０の説明）
図２は、ピエゾインジェクタ１０の構造を説明する説明図である。

ピエゾインジェクタ１０は、ピエゾ素子Ｐが伸縮することにより作動するものであり、ピエゾインジェクタ１０の各々は、エンジンの気筒（４つ）毎に配置されている。
また、ピエゾインジェクタ１０は、コモンレールから高圧燃料の供給を受けて、燃料噴射弁１２から各気筒の燃焼室内に燃料を噴射するように構成されている。

また、ピエゾインジェクタ１０に供給された燃料は、燃焼室内への噴射以外にピエゾインジェクタ１０の制御油圧等としても用いられ、この制御油圧用の燃料は、ピエゾインジェクタ１０から低圧のドレインライン（図示省略）を介して燃料タンクに還流するようにされている。

また、ピエゾインジェクタ１０は、棒状に形成されており、このピエゾインジェクタ１０は、図２でいう下側、すなわちピエゾインジェクタ１０の長手方向における下側の部分が燃焼室内に突出するように取り付けられている。

また、ピエゾインジェクタ１０は、図２に示すように、ピエゾ素子Ｐと、燃料噴射弁１２と、ピエゾ素子Ｐ及び燃料噴射弁１２を収納するインジェクタハウジング１４と、充放電用コイルＬ３と、インジェクタ駆動装置４０に接続するためのコネクタ１６と、コネクタ１６及び充放電用コイルＬ３を収納するコネクタケース１８とを備えている。

ピエゾ素子Ｐは、ＤＣ−ＤＣコンバータ４４から供給される電荷を蓄積することで伸長し、その蓄積した電荷を放出することで収縮するものであり、このピエゾ素子Ｐは、その伸縮方向がピエゾインジェクタ１０の長手方向に対して略平行となるように、インジェクタハウジング１４内に収納されている。

また、ピエゾ素子Ｐの一端側は、充放電用コイルＬ３を介して充電スイッチＳＷ２の他端側に接続され、他端側は、このピエゾインジェクタ１０に対応する気筒選択スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤに接続されている（図１参照）。

充放電用コイルＬ３は、インダクタンス成分を有しており、この充放電用コイルＬ３は、ピエゾ素子Ｐの損傷や、充電時にＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２からピエゾ素子Ｐへ流れる充電電流の損失を抑制しつつ、充電電流が所定値に到達するまでの応答速度を向上させるために設けられている。

インジェクタハウジング１４は磁性体（本実施形態ではフェライト）からなり、このインジェクタハウジング１４の上方には、充放電用コイルＬ３が巻かれているとともに、その周囲にはコネクタケース１８が覆われている。

この構成により、本実施形態では、インジェクタハウジング１４を充放電用コイルＬ３のコアとして用いている。
燃料噴射弁１２は、ピエゾ素子Ｐの伸縮に応じて後述する燃料噴射孔３８の開閉を行うものであり、コモンレールに接続された高圧通路２０と、高圧通路２０上に形成された背圧室２２と、ドレインラインに接続される低圧通路２４と、背圧室２２と低圧通路２４とを導通・遮断する切替弁２６と、ピエゾ素子Ｐの伸長量を拡大して切替弁２６に伝達する変位拡大機構２８と、燃料噴射部３０とを有して構成されている。

変位拡大機構２８は、大径ピストン３２及びこのピストン３２よりも径が小さい小径ピストン３４等を有して構成されており、大径ピストン３２の上方にはピエゾ素子Ｐが配置され、大径ピストン３２の下方には、燃料が充填された変位拡大室３６を介して小径ピストン３４が配置されている。

そして、この変位拡大機構２８では、ピエゾ素子Ｐが伸長すると、その伸長に応じて大径ピストン３２が下降する。そして、大径ピストン３２が下降すると、変位拡大室３６内の燃料が押圧され、その押圧力が小径ピストン３４に伝えられて小径ピストン３４が下降する。

ここで、小径ピストン３４の径は、大径ピストン３２の径よりも小さいので、小径ピストン３４の変位量は、ピエゾ素子Ｐの伸長量よりも大きくなる。
また、小径ピストン３４の下方には、切替弁２６が配置されており、切替弁２６は、小径ピストン３４により押圧された、すなわちピエゾ素子Ｐが伸長した場合に、下降することにより背圧室２２と低圧通路２４とを導通し、逆に、ピエゾ素子Ｐが収縮した場合には、背圧室２２と低圧通路２４とを遮断する。

燃料噴射部３０は、インジェクタハウジング１４の下端に形成された燃料噴射孔３８、及び背圧室２２に配置されたニードル３９等を有して構成されている。
ニードル３９は、燃料噴射孔３８の開閉を行うためのものであり、このニードル３９は、切替弁２６により背圧室２２と低圧通路２４とが導通されることで背圧室２２内の燃料圧力が低下すると、上昇して燃料噴射孔３８を開口する。

一方、切替弁２６により背圧室２２と低圧通路２４とが遮断されることで、背圧室２２内の燃料圧力が上昇すると、ニードル３９は下降して燃料噴射孔３８を閉塞する。
（ピエゾインジェクタ１０の作動）
以上のような構成のピエゾインジェクタ１０では、ピエゾ素子Ｐへの充電が開始されることによりピエゾ素子Ｐが伸長すると、大径ピストン３２及び小径ピストン３４が下降する。すると、切替弁２６が背圧室２２と低圧通路２４とを導通させてニードル３９が上昇する。これにより、燃料噴射孔３８が開口されて燃料噴射が開始される。

一方、ピエゾ素子Ｐの放電によりピエゾ素子Ｐが収縮すると、大径ピストン３２及び小径ピストン３４が上昇する。すると、切替弁２６が背圧室２２と低圧通路２４とを遮断してニードル３９が下降する。これにより、燃料噴射孔３８が閉塞されて燃料噴射が停止する。

（インジェクタ駆動システムの作動）
以上のような構成のインジェクタ駆動システムでは、燃料噴射の際に、４つのピエゾインジェクタ１０の中から燃料を噴射させるインジェクタを特定するための噴射信号がＥＣＵからＥＤＵ４６に入力される。

そして、噴射信号がＥＤＵ４６に入力されると、ＥＤＵ４６は、まずその噴射信号により特定されるピエゾインジェクタ１０に対応する気筒選択スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤをオンし、その後は、放電スイッチＳＷ３をオフした状態で充電スイッチＳＷ２のオン・オフを繰り返す。

これにより、充電スイッチＳＷ２のオン時には、ＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２からの電流がピエゾ素子Ｐに流れるとともに充放電用コイルＬ３にエネルギーが蓄積され、一方、充電スイッチＳＷ２のオフ時には、充放電用コイルＬ３に蓄積されたエネルギーによりピエゾ素子Ｐに電流が流れるので、ピエゾ素子Ｐに電荷が充電されてピエゾ素子Ｐが伸長し、上述したように燃料の噴射が開始される。

また、噴射信号が入力されなくなると、ＥＤＵ４６は、充電スイッチＳＷ２をオフした状態で放電スイッチＳＷ３のオン・オフを繰り返し行う。
これにより、放電スイッチＳＷ３のオン時には、ピエゾ素子Ｐの正極側、すなわち充放電用コイルＬ３側から電流が流れるとともに充放電用コイルＬ３にエネルギーが蓄積され、放電スイッチＳＷ３のオフ時には、充放電用コイルＬ３に蓄積されたエネルギーにより、回生電流がＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２に流れるので、ピエゾ素子Ｐに蓄積された電荷が放電されてピエゾ素子Ｐが収縮し、上述したように燃料の噴射が終了する。

（本実施形態に係るインジェクタ駆動システムの特徴）
特許文献１に記載の発明では、本実施形態の充放電用コイルＬ３に相当するインダクタ素子がインジェクタ駆動装置４０に設けられているのに対して、本実施形態では、この充放電用コイルＬ３がピエゾインジェクタ１０に設けられているので、ピエゾ素子Ｐに印加する電圧または電流を上げる場合には、ピエゾインジェクタ１０の充放電用コイルＬ３を大きくすればよく、インジェクタ駆動装置４０を大型化する必要がない。

したがって、ピエゾ素子Ｐに印加する電圧または電流を上げた場合であっても、インジェクタ駆動装置４０が大型化してしまうのを抑制することができる。
また、本実施形態では、インジェクタ駆動装置４０内に充放電用コイルＬ３が設けられていないので、従来のインジェクタ装置に比べてインジェクタ駆動装置４０の小型化を実現することができる。

また、本実施形態では、特許文献１に記載の発明に対して充放電用コイルＬ３がインジェクタ駆動装置４０に設けられていないので、特許文献１に記載の発明に比べて、充電時にインジェクタ駆動装置４０で発生される発熱量を、充放電用コイルＬ３により発生される発熱量だけ低減することができる。

また、本実施形態では、充放電用コイルＬ３がピエゾインジェクタ１０内に収納されているので、ピエゾインジェクタ１０の車両への組み付け工数を低減することができる。
また、本実施形態では、充放電用コイルＬ３がコネクタケース１８により覆われているので、外部からの損傷を防ぐことができる。

また、本実施形態では、磁性体にて構成されたインジェクタハウジング１４を、充放電用コイルＬ３のコアとして用いているので、充放電用コイルＬ３のコアを別途用いるものに比べて、ピエゾインジェクタ１０の部品点数を低減することができる。

（発明特定事項と実施形態との対応関係）
本実施形態では、充放電用コイルＬ３が特許請求の範囲に記載されたインダクタ素子に相当し、燃料噴射弁１２が特許請求の範囲に記載された開閉弁に相当し、インジェクタハウジング１４及びコネクタケース１８が特許請求の範囲に記載されたハウジングに相当し、コネクタケース１８が特許請求の範囲に記載された保護部材に相当する。

［第２実施形態］
第１実施形態では、インジェクタハウジング１４外に充放電用コイルＬ３を巻くことにより、インジェクタハウジング１４を充放電用コイルＬ３のコアとして用いるようにしていたが、本実施形態は、図３に示すように、インジェクタハウジング１４に充放電用コイルＬ３を内蔵してこのインジェクタハウジング１４内に充放電用コイルＬ３を巻くことにより、インジェクタハウジング１４を充放電用コイルＬ３のコアとして用いるようにしたものである。

なお、図３は、第２実施形態のピエゾインジェクタ１０の構造を説明する説明図である。
（本実施形態に係るインジェクタ駆動システムの特徴）
本実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、この充放電用コイルＬ３がピエゾインジェクタ１０に設けられているので、ピエゾ素子Ｐに印加する電圧または電流を上げる場合には、ピエゾインジェクタ１０の充放電用コイルＬ３を大きくすればよく、インジェクタ駆動装置４０を大型化する必要がない。

したがって、ピエゾ素子Ｐに印加する電圧または電流を上げた場合であっても、インジェクタ駆動装置４０が大型化してしまうのを抑制することができる。
［その他の実施形態］
上記実施形態では、インジェクタ駆動装置４０の内部に充放電用コイルＬ３が設けられていないものを例に挙げて説明したが、充放電用コイルＬ３は、インジェクタ駆動装置４０のハウジング４８内に設けられていてもよいし、インジェクタ駆動装置４０とピエゾインジェクタ１０との間に設けられていてもよい。

そして、例えばインジェクタ駆動装置４０のハウジング４８内に充放電用コイルＬ３が設けられている場合に、ピエゾ素子Ｐに印加する電圧を上げる際には、ピエゾインジェクタ１０の充放電用コイルＬ３を大きくすることにより、インジェクタ駆動装置４０が大型化してしまうことを抑制することができる。

また、上記実施形態ようにインジェクタハウジング１４を充放電用コイルＬ３のコアとして用いる場合には、インジェクタハウジングを、フェライトや鉄等の磁性体で構成すればよい。

ところで、上記実施形態のように、ピエゾインジェクタ１０に充放電用コイルＬ３が設けられている場合には、充放電用コイルＬ３の大きさに関係なく、インジェクタ駆動装置４０が常に所望のエネルギーをピエゾ素子Ｐに充電させることができるように、充電スイッチＳＷ２及び放電スイッチＳＷ３のオン・オフ制御をするとよい。

例えば、インジェクタ駆動装置４０は、充電スイッチＳＷ２のオン時にＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２からピエゾ素子Ｐに流れる充電電流を検出する電流検出用抵抗と、充電電流の積分値を検出する積分回路と、積分回路により検出された積分値が第１の目標値に達したか否か、及び積分値が第２の目標値に達したか否かを判定する判定回路とを備え、ピエゾ素子Ｐの充電時には、判定回路により積分値が第１の目標値に達したと判定されたときに充電スイッチＳＷ２をオフし、判定回路により積分値が第２の目標値に達したと判定されたときに充電スイッチＳＷ２をオンするようにされているとよい。

これによれば、ＤＣ−ＤＣコンデンサＣ２からピエゾ素子Ｐに流れる充電電流が一定となるように制御しているので、充電時にピエゾ素子Ｐに蓄積される電荷（エネルギー）を常に一定にすることができる。したがって、充放電用コイルＬ３の大きさに関係なく、常に所望のエネルギーをピエゾ素子Ｐに充電させることができる。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述した実施形態に限定されるものではない。

第１実施形態のインジェクタ駆動システムの構成を説明する説明図である。 第１実施形態のピエゾインジェクタの構造を説明する説明図である。 第２実施形態のピエゾインジェクタの構造を説明する説明図である。 従来のピエゾインジェクタの説明をする説明図である。 従来のインジェクタ駆動装置の説明をする説明図である。

符号の説明

１０…ピエゾインジェクタ、１２，１０１…燃料噴射弁、１４，１０３…インジェクタハウジング、１６…コネクタ、１８…コネクタケース、２０…高圧通路、２２…背圧室、２４…低圧通路、２６…切替弁、２８…変位拡大機構、３０…燃料噴射部、３２…大径ピストン、３４…小径ピストン、３６…変位拡大室、３８…燃料噴射孔、３９…ニードル、４０，１０５…インジェクタ駆動装置、４２…フィルタ回路、４４…ＤＣ−ＤＣコンバータ、４６…ＥＤＵ、４７…駆動部、４８…ハウジング、５０…バッテリ、Ｃ１…フィルタ用コンデンサ、Ｃ２…ＤＣ−ＤＣコンデンサ、Ｄ１…放電防止用ダイオード、Ｄ２…回生用ダイオード、Ｄ３…フライホイール用ダイオード、Ｌ１…フィルタ用コイル、Ｌ２…昇圧用コイル、Ｌ，Ｌ３…充放電用コイル、Ｐ…ピエゾ素子、ＳＷ１…昇圧用スイッチ、ＳＷ２…充電スイッチ、ＳＷ３…放電スイッチ、ＳＷＡ〜ＳＷＤ…気筒選択スイッチ。

Claims (6)

1. 直流電源から供給される電荷を蓄積することで伸長し、その蓄積した電荷を放出することで収縮するピエゾ素子と、
   前記ピエゾ素子の伸縮に応じて開閉する開閉弁と、
   前記ピエゾ素子及び前記開閉弁を収納するハウジングと、
   インダクタンス成分を有するインダクタ素子と
   を備え、
   前記ハウジングの少なくとも一部は磁性体にて構成され、その一部が前記インダクタ素子のコアとして用いられていることを特徴とするピエゾインジェクタ。
2. 前記インダクタ素子は、前記ハウジング内に収納されていることを特徴とする請求項１に記載のピエゾインジェクタ。
3. 前記開閉弁を駆動するインジェクタ駆動装置に接続するためのコネクタを備えており、
   さらに、前記インダクタ素子は、前記コネクタと前記ピエゾ素子との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のピエゾインジェクタ。
4. 前記ハウジングは、前記コネクタを覆う保護部材を有して構成されており、
   さらに、前記インダクタ素子は、前記保護部材により覆われていることを特徴とする請求項３に記載のピエゾインジェクタ。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のピエゾインジェクタと、
   前記ピエゾインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置と
   を備えたことを特徴とするインジェクタ駆動システム。
6. 前記インダクタ素子は、前記インジェクタ駆動装置の外部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のインジェクタ駆動システム。

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