JPH02190682A - 圧電素子の駆動装置 - Google Patents
圧電素子の駆動装置Info
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- JPH02190682A JPH02190682A JP1007668A JP766889A JPH02190682A JP H02190682 A JPH02190682 A JP H02190682A JP 1007668 A JP1007668 A JP 1007668A JP 766889 A JP766889 A JP 766889A JP H02190682 A JPH02190682 A JP H02190682A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
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- H02N2/067—Large signal circuits, e.g. final stages generating drive pulses
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガソリン機関、ディーゼル機関の燃料噴射弁
等のアクチュエータとして用いられる圧電素子の駆動装
置に関する。
等のアクチュエータとして用いられる圧電素子の駆動装
置に関する。
高い応答性を有する圧電素子は、ガソリン機関、ディー
ゼル機関の燃料噴射弁のアクチュエータとして適用可能
である(参照:特開昭60−249877号公報、特開
昭62−17338号公報)、このような燃料噴射弁の
構造として本願出願人は既に第9図に示すものを提案し
ている(参照:実願昭63−9584号)。すなわち1
.第9図においては、101は先端に噴孔102を有す
るノズルボディを示しており、ノズルボディ101内に
は噴孔102を開閉可能にニードル(弁部材)103が
挿入されている。ノズルボディ101はボディ104に
嵌合され、燃料は燃料導入口105、盲プラグ106の
装着された燃料通路107、燃料通路108、燃料溜り
室109、蓄圧室110を介して噴孔102から噴射さ
れる。ニードル103には、テーパ状の受圧面111が
形成されており、受圧面111に燃料圧力を受けること
によりニードル103は開弁方向に動く。この受圧面1
11周りに燃料溜り室109が形成されている。ニード
ル103の上部とノズルボディ101の内周面との間に
は、僅かなりリアランス112が形成されており、該ク
リアランス112を介して燃料溜り室109から燃料が
上方に形成される圧力室113に充満されるようになっ
ている。圧力室113は、ピストン114下端とボディ
104上端との間に形成され、圧力室113における燃
料圧力はニードル103の開閉方向の力として作用でき
るようになっている。ピストン114は、ケース115
内に摺動可能に嵌挿され、皿バネ116により上方に付
勢されている。ケース115内に伸縮作動可能な積層さ
れた圧電素子117よりなる電歪式アクチュエータ11
8が設けられている。また、デイスタンスピース119
は圧力室113の下端に設けられ、ニードル103の開
弁状態の位置を規定すると共に、該開弁状態の保持作用
をする。このため、デイスタンスピース119には、受
圧面111の垂直方向の面積に比較して小さい開口が設
けられている。
ゼル機関の燃料噴射弁のアクチュエータとして適用可能
である(参照:特開昭60−249877号公報、特開
昭62−17338号公報)、このような燃料噴射弁の
構造として本願出願人は既に第9図に示すものを提案し
ている(参照:実願昭63−9584号)。すなわち1
.第9図においては、101は先端に噴孔102を有す
るノズルボディを示しており、ノズルボディ101内に
は噴孔102を開閉可能にニードル(弁部材)103が
挿入されている。ノズルボディ101はボディ104に
嵌合され、燃料は燃料導入口105、盲プラグ106の
装着された燃料通路107、燃料通路108、燃料溜り
室109、蓄圧室110を介して噴孔102から噴射さ
れる。ニードル103には、テーパ状の受圧面111が
形成されており、受圧面111に燃料圧力を受けること
によりニードル103は開弁方向に動く。この受圧面1
11周りに燃料溜り室109が形成されている。ニード
ル103の上部とノズルボディ101の内周面との間に
は、僅かなりリアランス112が形成されており、該ク
リアランス112を介して燃料溜り室109から燃料が
上方に形成される圧力室113に充満されるようになっ
ている。圧力室113は、ピストン114下端とボディ
104上端との間に形成され、圧力室113における燃
料圧力はニードル103の開閉方向の力として作用でき
るようになっている。ピストン114は、ケース115
内に摺動可能に嵌挿され、皿バネ116により上方に付
勢されている。ケース115内に伸縮作動可能な積層さ
れた圧電素子117よりなる電歪式アクチュエータ11
8が設けられている。また、デイスタンスピース119
は圧力室113の下端に設けられ、ニードル103の開
弁状態の位置を規定すると共に、該開弁状態の保持作用
をする。このため、デイスタンスピース119には、受
圧面111の垂直方向の面積に比較して小さい開口が設
けられている。
第9図の燃料噴射弁においては、供給されてくる燃料は
、燃料導入口105、燃料通路107.108を介して
燃料溜り室109に送られ、さらにはクリアランス11
2を介して圧力室113、噴孔側の蓄圧室110に充満
されている。
、燃料導入口105、燃料通路107.108を介して
燃料溜り室109に送られ、さらにはクリアランス11
2を介して圧力室113、噴孔側の蓄圧室110に充満
されている。
第9図の燃料噴射弁の閉弁状態及び開弁状態について第
1O図を参照して説明する。すなわち、圧電素子117
を伸張させると、圧力室113の圧力P(圧力室)が急
速に上昇してニードル103が低下する。このニードル
103の低下に伴ない、圧力室113の圧力P(圧力室
)は低下する。第10図(A)に示すニードル103が
噴孔102を閉じた閉弁状態では、ニードル103が下
方へ受ける力はP(圧力室)XA。
1O図を参照して説明する。すなわち、圧電素子117
を伸張させると、圧力室113の圧力P(圧力室)が急
速に上昇してニードル103が低下する。このニードル
103の低下に伴ない、圧力室113の圧力P(圧力室
)は低下する。第10図(A)に示すニードル103が
噴孔102を閉じた閉弁状態では、ニードル103が下
方へ受ける力はP(圧力室)XA。
ただし、A1はニードル103上端の面積、であり、ま
た、ニードル103が上方へ受ける力は、P(レール圧
)XAま ただし、A2は受圧面111の実効面積(縦方向成分)
である。したがって、A + > A zであるので、
P(圧力室)=P(レール圧)であっても、P(圧力室
)XA、>P (レール圧)XA2が満足されるので、
ニードル103の閉弁状態が保持されることになる。他
方、圧電素子117を収縮させると、圧力室113の圧
力P(圧力室)が急速に低下してニードル103が上昇
する。このニードル103の上昇に伴ない圧力室113
の圧力P(圧力室)は上昇する。第10図(B)に示す
ニードル103の開弁状態では、ニードル103が下方
へ受ける力は、 P(圧力室)XA、’ ただし、A、はデイスタンスピース119の開口面積で
あり、また、ニードル103が上方へ受ける力は、 P(レール圧)XA、’ ただし、A z ’は受圧面111を含めたニードル1
03の下端の実効面積であり、つまり二一ドル103の
上端の実効面積(A1)である。したがって、AI’
<AtC=Aυであるので、P(圧力室)=P(レール
圧)であっても、 P(圧力室)XA、’ >P (レール圧)XA、’が
満足されるので、ニードル103の開弁状態が保持され
ることになる。
た、ニードル103が上方へ受ける力は、P(レール圧
)XAま ただし、A2は受圧面111の実効面積(縦方向成分)
である。したがって、A + > A zであるので、
P(圧力室)=P(レール圧)であっても、P(圧力室
)XA、>P (レール圧)XA2が満足されるので、
ニードル103の閉弁状態が保持されることになる。他
方、圧電素子117を収縮させると、圧力室113の圧
力P(圧力室)が急速に低下してニードル103が上昇
する。このニードル103の上昇に伴ない圧力室113
の圧力P(圧力室)は上昇する。第10図(B)に示す
ニードル103の開弁状態では、ニードル103が下方
へ受ける力は、 P(圧力室)XA、’ ただし、A、はデイスタンスピース119の開口面積で
あり、また、ニードル103が上方へ受ける力は、 P(レール圧)XA、’ ただし、A z ’は受圧面111を含めたニードル1
03の下端の実効面積であり、つまり二一ドル103の
上端の実効面積(A1)である。したがって、AI’
<AtC=Aυであるので、P(圧力室)=P(レール
圧)であっても、 P(圧力室)XA、’ >P (レール圧)XA、’が
満足されるので、ニードル103の開弁状態が保持され
ることになる。
このように、圧電素子117が収縮されると、受圧面1
11で受ける燃料圧力によりニードル103がリフトし
て開弁され、噴孔102から燃料が噴射される。逆に、
圧電素子117が伸長されると、圧力室113の圧力が
高まり、該圧力を介してニードル103が下方に押され
て閉弁され、噴射が終了する。
11で受ける燃料圧力によりニードル103がリフトし
て開弁され、噴孔102から燃料が噴射される。逆に、
圧電素子117が伸長されると、圧力室113の圧力が
高まり、該圧力を介してニードル103が下方に押され
て閉弁され、噴射が終了する。
圧電素子117の伸縮はニードル103の下降、上昇に
寄与するが、その際のニードル103の閉弁力、開弁力
は圧電素子117の伸縮に伴なう圧力室113からの燃
料リーク量及び圧力室113への燃料流入量に依存する
。燃料リーク及び流入を行うためには、第10図(A)
におけるニードル103の上端部の空間を含む圧力室1
13の容積V、と第10図(B)における圧力室113
の容積■2との関係は、V I < Vt を満足しなければならず、このため、圧電素子117の
伸縮による圧力室113の容積変化をニードル103の
上下動による圧力室113の容積変化より大きくしであ
る。
寄与するが、その際のニードル103の閉弁力、開弁力
は圧電素子117の伸縮に伴なう圧力室113からの燃
料リーク量及び圧力室113への燃料流入量に依存する
。燃料リーク及び流入を行うためには、第10図(A)
におけるニードル103の上端部の空間を含む圧力室1
13の容積V、と第10図(B)における圧力室113
の容積■2との関係は、V I < Vt を満足しなければならず、このため、圧電素子117の
伸縮による圧力室113の容積変化をニードル103の
上下動による圧力室113の容積変化より大きくしであ
る。
第9図の燃料噴射弁を駆動する場合、従来、第11図及
び第12図に示す電圧■、2.を圧電素子117に印加
していた。なお、ここでは、正電圧印加状態で圧電素子
117は伸張し、逆に、負電圧印加状態で圧電素子11
7は圧縮するものと仮定する。
び第12図に示す電圧■、2.を圧電素子117に印加
していた。なお、ここでは、正電圧印加状態で圧電素子
117は伸張し、逆に、負電圧印加状態で圧電素子11
7は圧縮するものと仮定する。
閉弁期間及び開弁期間が共に十分長い場合の駆動状態は
第11図に示される。すなわち、圧電素子117の電圧
を+500 Vとした場合には、第11図(A)に示す
ように、圧電素子117は伸張され、この結果、ニード
ル103は閉弁状態となり、この場合、圧力室113の
燃料はニードル103のクリアランス112を介してリ
ークし、最終的には、時刻tlにて圧力室113の圧力
P(圧力室)は燃料溜り室109の圧力P(レール圧)
(200kg/cJ) と同一となり、このときの圧
力室113の容積を第1O図(A)に示すごとく、■、
である。次に、時刻t1にて、圧電素子117の電圧を
+500vから−200Vに変化させると、圧電素子1
17は圧縮されて圧力室113の圧力P(圧力室)が急
低下し、この結果、P(圧力室)くP(レール圧)とな
り、この差PCレール圧)−PC圧力室)がニードル推
進力に寄与する。したがって、ニードル103が上昇し
、第10図(B)の状態となる。このとき、ニードル1
03の上昇に伴ない、圧力室113の圧力P(圧力室)
は急速にP(レール圧)に近づくが、ニードル113の
上端位置がデイスタンスピース119によって規定され
てP(圧力室)はP(レール圧)の−歩手前で落ちつく
。なお、この時点では、圧力室113の容量はほぼvI
である。その後、燃料がクリアランス112を介して圧
力室113へ流入され、P(圧力室)は次第にP(レー
ル圧)に近づき、したがって、圧力室113の容積もv
Iからvtに近づく、最終的には、時刻ttにおいて、
P(圧力室)=P(レール圧)となり、圧力室113の
容積は■2となる。すなわち、燃料注入が行われて圧力
室113の容積がvIからvtに変化する間に、圧力室
113の圧力P(圧力室)はP(レール圧)より小さく
、したがって、ニードル103の大きな開弁力が得られ
ることになる。
第11図に示される。すなわち、圧電素子117の電圧
を+500 Vとした場合には、第11図(A)に示す
ように、圧電素子117は伸張され、この結果、ニード
ル103は閉弁状態となり、この場合、圧力室113の
燃料はニードル103のクリアランス112を介してリ
ークし、最終的には、時刻tlにて圧力室113の圧力
P(圧力室)は燃料溜り室109の圧力P(レール圧)
(200kg/cJ) と同一となり、このときの圧
力室113の容積を第1O図(A)に示すごとく、■、
である。次に、時刻t1にて、圧電素子117の電圧を
+500vから−200Vに変化させると、圧電素子1
17は圧縮されて圧力室113の圧力P(圧力室)が急
低下し、この結果、P(圧力室)くP(レール圧)とな
り、この差PCレール圧)−PC圧力室)がニードル推
進力に寄与する。したがって、ニードル103が上昇し
、第10図(B)の状態となる。このとき、ニードル1
03の上昇に伴ない、圧力室113の圧力P(圧力室)
は急速にP(レール圧)に近づくが、ニードル113の
上端位置がデイスタンスピース119によって規定され
てP(圧力室)はP(レール圧)の−歩手前で落ちつく
。なお、この時点では、圧力室113の容量はほぼvI
である。その後、燃料がクリアランス112を介して圧
力室113へ流入され、P(圧力室)は次第にP(レー
ル圧)に近づき、したがって、圧力室113の容積もv
Iからvtに近づく、最終的には、時刻ttにおいて、
P(圧力室)=P(レール圧)となり、圧力室113の
容積は■2となる。すなわち、燃料注入が行われて圧力
室113の容積がvIからvtに変化する間に、圧力室
113の圧力P(圧力室)はP(レール圧)より小さく
、したがって、ニードル103の大きな開弁力が得られ
ることになる。
次に、時刻t2において、圧電素子117の電圧を−2
00Vから+500 Vに変化させると、圧電素子11
7は伸張されて圧力室113の圧力P(圧力室)が急上
昇し、容積はV、より減少し、この結果、P(圧力室)
〉P(レール圧)となり、この差P(圧力室)−P(レ
ール圧)がニードル推進力に寄与する。したがって、ニ
ードル103が下降し、再び第10図(A)の状態とな
る。このとき、同様に、ニードル103の下降に伴ない
、圧力室113の圧力P(圧力室)は急速にP(レール
圧)に近づくが、ニードル113の下端位置が噴孔10
2によって規定されてP(圧力室)はP(レール圧)の
−歩手前で落ちつく。なお、この時点では、圧力室11
3の容量はほぼv2である。その後、燃料がクリアラン
ス112を介して圧力室113からリークされ、P(圧
力室)は次第にP(レール圧)に近づき、したがって、
圧力室113の容積も■2から■1に近づく、最終的に
は、P(圧力室)=P(レール圧)となり、圧力室11
3の容積は■、となる。すなわち、燃料リークが行われ
て圧力室113の容積がv2からvlに変化する間に、
圧力室113の圧力P(圧力室)はP(レール圧)より
大きく、したがって、ニードル103の大きな閉弁力が
得られることになる。
00Vから+500 Vに変化させると、圧電素子11
7は伸張されて圧力室113の圧力P(圧力室)が急上
昇し、容積はV、より減少し、この結果、P(圧力室)
〉P(レール圧)となり、この差P(圧力室)−P(レ
ール圧)がニードル推進力に寄与する。したがって、ニ
ードル103が下降し、再び第10図(A)の状態とな
る。このとき、同様に、ニードル103の下降に伴ない
、圧力室113の圧力P(圧力室)は急速にP(レール
圧)に近づくが、ニードル113の下端位置が噴孔10
2によって規定されてP(圧力室)はP(レール圧)の
−歩手前で落ちつく。なお、この時点では、圧力室11
3の容量はほぼv2である。その後、燃料がクリアラン
ス112を介して圧力室113からリークされ、P(圧
力室)は次第にP(レール圧)に近づき、したがって、
圧力室113の容積も■2から■1に近づく、最終的に
は、P(圧力室)=P(レール圧)となり、圧力室11
3の容積は■、となる。すなわち、燃料リークが行われ
て圧力室113の容積がv2からvlに変化する間に、
圧力室113の圧力P(圧力室)はP(レール圧)より
大きく、したがって、ニードル103の大きな閉弁力が
得られることになる。
このように、閉弁期間及び開弁期間が共に十分長い場合
には、燃料の圧力室113への流入及び圧力室113か
らのリークが十分に行われ、この結果、ニードル閉弁力
及び開弁力も十分確保できるので何ら問題はない。
には、燃料の圧力室113への流入及び圧力室113か
らのリークが十分に行われ、この結果、ニードル閉弁力
及び開弁力も十分確保できるので何ら問題はない。
しかしながら、燃料噴射においては、開弁時間(噴射時
間)は閉弁時間に比べて非常に短かく、したがって、こ
の場合には、第12図のごとく、駆動状態が示される。
間)は閉弁時間に比べて非常に短かく、したがって、こ
の場合には、第12図のごとく、駆動状態が示される。
つまり、したがって、長い閉弁期間においては、圧力室
113の燃料はニードル103のクリアランス112を
介して完全にリークし、閉弁期間の終了時点1.ではP
(圧力室)=P(レール圧)となるのに対し、短かい開
弁期間においては、燃料導入口l・Qcに燃料供給通路
からの所定の燃料圧(以下レール圧という)が常時作用
しており、圧力室113へのクリアランス112を介し
ての燃料流入は十分でなく、開弁期間の終了時点t8で
もP(圧力室)〈P(レール圧)であり、圧力室113
の容積は極端な場合には■、に近い、したがって、時刻
1.において、印加電圧V FITを−200Vから+
500V1.:変化サセテモ、ニードル103の推進力
は生ずるものの、ニードル103の下降直後の圧力室1
13の容積はほぼ■、であり、この結果、ニードル10
3の下降直後のP(圧力室)もほぼP(レール圧)とな
る。つまり、閉弁時に圧電素子117に大きな電圧を印
加しても、開弁期間が短かければ燃料の流入量は少なく
、したがって、ニードル103の閉弁後には、燃料のリ
ークもほとんどなく、P(圧力室)はただちにP(レー
ル圧)に戻るだけにすぎない。
113の燃料はニードル103のクリアランス112を
介して完全にリークし、閉弁期間の終了時点1.ではP
(圧力室)=P(レール圧)となるのに対し、短かい開
弁期間においては、燃料導入口l・Qcに燃料供給通路
からの所定の燃料圧(以下レール圧という)が常時作用
しており、圧力室113へのクリアランス112を介し
ての燃料流入は十分でなく、開弁期間の終了時点t8で
もP(圧力室)〈P(レール圧)であり、圧力室113
の容積は極端な場合には■、に近い、したがって、時刻
1.において、印加電圧V FITを−200Vから+
500V1.:変化サセテモ、ニードル103の推進力
は生ずるものの、ニードル103の下降直後の圧力室1
13の容積はほぼ■、であり、この結果、ニードル10
3の下降直後のP(圧力室)もほぼP(レール圧)とな
る。つまり、閉弁時に圧電素子117に大きな電圧を印
加しても、開弁期間が短かければ燃料の流入量は少なく
、したがって、ニードル103の閉弁後には、燃料のリ
ークもほとんどなく、P(圧力室)はただちにP(レー
ル圧)に戻るだけにすぎない。
このように、開弁期間の短かい燃料噴射弁に圧電アクチ
ュエータを適用した場合には、大きなニードル閉弁力は
得られず、閉弁時の水撃作用等による圧力波で閉弁直後
にニードル117が上昇し、2次噴射を起こすことがあ
った。
ュエータを適用した場合には、大きなニードル閉弁力は
得られず、閉弁時の水撃作用等による圧力波で閉弁直後
にニードル117が上昇し、2次噴射を起こすことがあ
った。
したがって、本発明の目的は、開弁期間が短かい場合に
あっても閉弁時におけるニードル(弁部材)の閉弁力を
増大させて閉弁時の水撃作用等による圧力波による弁部
材の上昇を防止することにある。
あっても閉弁時におけるニードル(弁部材)の閉弁力を
増大させて閉弁時の水撃作用等による圧力波による弁部
材の上昇を防止することにある。
上述の課題を解決するための手段は第1図に示される。
すなわち、被制御流体通路109と圧力室113とを連
通し、この間に弁部材103を設け、圧力室113を圧
電素子117の変位により伸縮させて弁部材103を閉
弁、開弁する駆動装置であって、圧電素子117を充電
した際に弁部材103に閉弁力が発生する場合を想定す
る。この場合、充電スイッチング手段5は高電圧発生手
段3の高電圧により圧電素子103を充電して第1の所
定電圧たとえば600■にする。電圧変化手段7.7′
は圧電素子117の充電初期電圧を上記第1の所定電圧
600■とする一方、その後徐々に低い第2の所定電圧
たとえば500■にする。このため、電圧変化手段は、
圧電素子117の電圧が第2の所定電圧soo vより
高いときに導通する定電圧手段71.71’、及び定電
圧手段に流れる電流を遅延させる遅延手段73.73’
を有する。そして、放電スイッチング手段は圧電素子1
17の電荷を放電させるものである。
通し、この間に弁部材103を設け、圧力室113を圧
電素子117の変位により伸縮させて弁部材103を閉
弁、開弁する駆動装置であって、圧電素子117を充電
した際に弁部材103に閉弁力が発生する場合を想定す
る。この場合、充電スイッチング手段5は高電圧発生手
段3の高電圧により圧電素子103を充電して第1の所
定電圧たとえば600■にする。電圧変化手段7.7′
は圧電素子117の充電初期電圧を上記第1の所定電圧
600■とする一方、その後徐々に低い第2の所定電圧
たとえば500■にする。このため、電圧変化手段は、
圧電素子117の電圧が第2の所定電圧soo vより
高いときに導通する定電圧手段71.71’、及び定電
圧手段に流れる電流を遅延させる遅延手段73.73’
を有する。そして、放電スイッチング手段は圧電素子1
17の電荷を放電させるものである。
次に、圧電素子11?を放電した際に弁部材103に閉
弁力が発生する場合を想定する。この場合、電圧変化手
段7.7′の代りに、電圧変化手段8を設ける。すなわ
ち、放電スイッチング手段6が圧電素子117の電荷を
放電させてその電圧を第1の所定電圧たとえば一300
■にし、電圧変化手段8は放電初期電圧を上記−300
vとする一方、その後徐々に高い第2の所定電圧−20
0■にする。
弁力が発生する場合を想定する。この場合、電圧変化手
段7.7′の代りに、電圧変化手段8を設ける。すなわ
ち、放電スイッチング手段6が圧電素子117の電荷を
放電させてその電圧を第1の所定電圧たとえば一300
■にし、電圧変化手段8は放電初期電圧を上記−300
vとする一方、その後徐々に高い第2の所定電圧−20
0■にする。
このため、電圧変化手段は、圧電素子117の電圧が第
2の所定電圧−200Vより低いときに導通する定電圧
手段81、及び定電圧手段に流れる電流を遅延させる遅
延手段82を有する。
2の所定電圧−200Vより低いときに導通する定電圧
手段81、及び定電圧手段に流れる電流を遅延させる遅
延手段82を有する。
上述の手段による作用は第2図に示される。すなわち、
第2図(A)は圧電素子117を充電した際に弁部材1
03に閉弁力を発生する場合を示し、第2図(B)は圧
電素子117を放電した際に弁部材103に閉弁力を発
生する場合を示し、共に、開弁期間が非常に短かい場合
を示している。
第2図(A)は圧電素子117を充電した際に弁部材1
03に閉弁力を発生する場合を示し、第2図(B)は圧
電素子117を放電した際に弁部材103に閉弁力を発
生する場合を示し、共に、開弁期間が非常に短かい場合
を示している。
第2図(A)に示す開弁期間の終了時点では、圧電素子
117は500vに対応した伸長量を有し、圧力室11
3の容積は第10図(A)のvlであると仮定する。開
弁期間は短か(、したがって、燃料流入はほとんどな(
、開弁終了時点で圧電素子117に500■を印加して
も、圧力室113の容積はほぼV、であり、P(圧力室
)もほぼP(レール圧)である、しかし、 第2図(A)に示すように、閉弁初期にはより大きな充
電電圧+600 Vが圧電素子117に印加され、この
結果、開弁に移行する際の圧電素子117の圧縮量より
も閉弁に移行する際の圧電素子117の伸張量は太き(
なろうとする、その分、弁部材103には大きな閉弁力
が発生することになる。2次開弁は閉弁の瞬時に発生す
るので、大きな閉弁力はその後は不要となるので、印加
電圧を+600■から低い+500vに徐々に変化させ
る。比較的長い閉弁期間中にはP(圧力室)−P(レー
ル圧)となっても、弁構造から閉弁状態に保持される。
117は500vに対応した伸長量を有し、圧力室11
3の容積は第10図(A)のvlであると仮定する。開
弁期間は短か(、したがって、燃料流入はほとんどな(
、開弁終了時点で圧電素子117に500■を印加して
も、圧力室113の容積はほぼV、であり、P(圧力室
)もほぼP(レール圧)である、しかし、 第2図(A)に示すように、閉弁初期にはより大きな充
電電圧+600 Vが圧電素子117に印加され、この
結果、開弁に移行する際の圧電素子117の圧縮量より
も閉弁に移行する際の圧電素子117の伸張量は太き(
なろうとする、その分、弁部材103には大きな閉弁力
が発生することになる。2次開弁は閉弁の瞬時に発生す
るので、大きな閉弁力はその後は不要となるので、印加
電圧を+600■から低い+500vに徐々に変化させ
る。比較的長い閉弁期間中にはP(圧力室)−P(レー
ル圧)となっても、弁構造から閉弁状態に保持される。
同様に、第2図CB)においては、閉弁初期にはより大
きな放電電圧−300vが圧電素子117に印加され、
この結果、やはり、開弁に移行する際の圧電素子117
の圧縮量よりも閉弁に移行する際の圧電素子117の伸
張量が大きくなろうとする。
きな放電電圧−300vが圧電素子117に印加され、
この結果、やはり、開弁に移行する際の圧電素子117
の圧縮量よりも閉弁に移行する際の圧電素子117の伸
張量が大きくなろうとする。
その分、弁部材103には大きな閉弁力が発生する。
閉弁初期に圧電素子117の電圧をより大きく(+60
0V)もしくはより小さく (−300V) した場
合にも、圧力室113からの燃料リークは若干ある。こ
のため、上記電圧+600■もしくは一300Vをただ
ちに+500■もしくは一200vに戻すと、P(圧力
室)がP(レール圧)より低下し、閉弁状態自体の維持
が困難となる。このため、遅延手段は前記電圧の変化を
徐々に行わせるようにしている。
0V)もしくはより小さく (−300V) した場
合にも、圧力室113からの燃料リークは若干ある。こ
のため、上記電圧+600■もしくは一300Vをただ
ちに+500■もしくは一200vに戻すと、P(圧力
室)がP(レール圧)より低下し、閉弁状態自体の維持
が困難となる。このため、遅延手段は前記電圧の変化を
徐々に行わせるようにしている。
第3図は本発明に係る圧電素子の駆動装置の第1の実施
例を示す回路図である。なお、第1の実施例においては
、圧電素子が充電された際に伸張して閉弁動作が行われ
るものとする。第3図においては、圧電素子117は筒
内噴射火花点火式ガソリン機関の燃料噴射弁に適用され
ているものとする。1はたとえば12Vのバッテリであ
って、その電圧はイグニッションスイッチ2を高電圧発
生。
例を示す回路図である。なお、第1の実施例においては
、圧電素子が充電された際に伸張して閉弁動作が行われ
るものとする。第3図においては、圧電素子117は筒
内噴射火花点火式ガソリン機関の燃料噴射弁に適用され
ているものとする。1はたとえば12Vのバッテリであ
って、その電圧はイグニッションスイッチ2を高電圧発
生。
回路3に印加されている。高電圧発生回路3はバッテリ
電圧12Vをたとえば300Vに変換してコンデンサ4
に印加する。
電圧12Vをたとえば300Vに変換してコンデンサ4
に印加する。
高電圧発生回路3は、高周波発振回路31、昇圧回路と
しての昇圧トランス32、昇圧トランス32の1次側コ
イルをオン、オフするトランジスタ33、及び昇圧トラ
ンス33の2次側コイルの正の発生電圧をコンデンサ4
に供給するダイオード34より構成されている。
しての昇圧トランス32、昇圧トランス32の1次側コ
イルをオン、オフするトランジスタ33、及び昇圧トラ
ンス33の2次側コイルの正の発生電圧をコンデンサ4
に供給するダイオード34より構成されている。
また、充電スイッチング回路5として、サイリスタ51
およびコイル52が設けられ、放電スイッチング回路6
として、サイリスタ61およびコイル62が設けられて
いる。サイリスタ51はCPUからの閉弁信号(パルス
)Stによってオンとされ、サイリスタ61はCPUか
らの開弁信号(パルス)S2によってオンとされる。
およびコイル52が設けられ、放電スイッチング回路6
として、サイリスタ61およびコイル62が設けられて
いる。サイリスタ51はCPUからの閉弁信号(パルス
)Stによってオンとされ、サイリスタ61はCPUか
らの開弁信号(パルス)S2によってオンとされる。
コイル52はLC共振回路を構成するためであり、した
がって、サイリスタ51がオンとなると、コンデンサ4
、コイル52及び圧電素子117がLC共振回路を構成
し、これにより、コンデンサ4の電圧降圧を増大させ且
つ圧電素子117の電圧昇圧を増大させ、サイリスタ5
1をその後の自然転流により確実にオフにする。この結
果、圧電素子117の充電電圧はコンデンサ4の電圧3
00vより高くたとえば600 Vとされる。
がって、サイリスタ51がオンとなると、コンデンサ4
、コイル52及び圧電素子117がLC共振回路を構成
し、これにより、コンデンサ4の電圧降圧を増大させ且
つ圧電素子117の電圧昇圧を増大させ、サイリスタ5
1をその後の自然転流により確実にオフにする。この結
果、圧電素子117の充電電圧はコンデンサ4の電圧3
00vより高くたとえば600 Vとされる。
コイル62もLC共振回路を構成するためであリ、した
がって、サイリスタ61がオンとなると、コイル62及
び圧電素子5がLC共振回路を構成し、これにより、圧
電素子117の電圧降圧を増大させ、サイリスタ61を
その後の自然転流により確実にオフにする。この結果、
圧電素子117の放電電圧は接地電圧(0■)より低く
たとえば一200■とされる。
がって、サイリスタ61がオンとなると、コイル62及
び圧電素子5がLC共振回路を構成し、これにより、圧
電素子117の電圧降圧を増大させ、サイリスタ61を
その後の自然転流により確実にオフにする。この結果、
圧電素子117の放電電圧は接地電圧(0■)より低く
たとえば一200■とされる。
7は電圧変化回路であって、圧電素子117の電圧が5
00■以上のときに導通ずるツェナーダイオード71.
逆流防止用ダイオード72、及びツェナーダイオード7
1に流れる電流を遅延する抵抗73よりなる。
00■以上のときに導通ずるツェナーダイオード71.
逆流防止用ダイオード72、及びツェナーダイオード7
1に流れる電流を遅延する抵抗73よりなる。
第3図の回路動作を第4図、第5図を参照して説明する
。
。
高電圧発生回路3においては、高周波発振回路31のパ
ルス信号によってトランジスタ33がオン、オフすると
、オン時に昇圧トランス32の1次側コイルに1次電流
が流れてコアに磁束エネルギーが蓄積され、次いで、ト
ランジスタ33のオンからオフの際に、この磁束エネル
ギーがファラディの法則に従って昇圧トランス32の2
次コイルに発生電圧たとえば300■として現われる。
ルス信号によってトランジスタ33がオン、オフすると
、オン時に昇圧トランス32の1次側コイルに1次電流
が流れてコアに磁束エネルギーが蓄積され、次いで、ト
ランジスタ33のオンからオフの際に、この磁束エネル
ギーがファラディの法則に従って昇圧トランス32の2
次コイルに発生電圧たとえば300■として現われる。
高周波発振回路31のパルス信号のパルス幅が一定であ
ればこの発生電圧も一定である。この発生電圧はダイオ
ード34を介してコンデンサ4に蓄積され、ある時間後
に、コンデンサ4の電圧は昇圧トランス32の2次側コ
イルの発生電圧300■と等しくなる。このとき、コン
デンサ(容量C)に蓄積された電荷量Qは、 Q=CX300V となる、この時点もしくはこの後の所定タイミングでC
PUは閉弁パルスS、を発生する。この結果、サイリス
タ51がオンとなり、したがって、コンデンサ4、コイ
ル52、および圧電素子117が1つの共振回路を構成
し、コンデンサ4の電荷は圧電素子117に移送され、
圧電素子117は充電される。この場合、上述のLC共
振回路の存在のために、第4図に示すごとく圧電素子1
17の端子電圧V F2’rは、コンデンサ4の最終電
圧300■より高く、たとえば600vになり、また、
その後の自然転流によりサイリスタ51は確実にターン
オフする。
ればこの発生電圧も一定である。この発生電圧はダイオ
ード34を介してコンデンサ4に蓄積され、ある時間後
に、コンデンサ4の電圧は昇圧トランス32の2次側コ
イルの発生電圧300■と等しくなる。このとき、コン
デンサ(容量C)に蓄積された電荷量Qは、 Q=CX300V となる、この時点もしくはこの後の所定タイミングでC
PUは閉弁パルスS、を発生する。この結果、サイリス
タ51がオンとなり、したがって、コンデンサ4、コイ
ル52、および圧電素子117が1つの共振回路を構成
し、コンデンサ4の電荷は圧電素子117に移送され、
圧電素子117は充電される。この場合、上述のLC共
振回路の存在のために、第4図に示すごとく圧電素子1
17の端子電圧V F2’rは、コンデンサ4の最終電
圧300■より高く、たとえば600vになり、また、
その後の自然転流によりサイリスタ51は確実にターン
オフする。
圧電素子5の端子電圧600 Vのときにあって燃料が
完全にリークした場合に、噴射弁の状態は第5図(A)
に示すごとくであり、圧力室113の容積■。は第11
図(A)の容積vlより小さい。
完全にリークした場合に、噴射弁の状態は第5図(A)
に示すごとくであり、圧力室113の容積■。は第11
図(A)の容積vlより小さい。
つまり、開弁期間中に燃料のリークがなければ、第5図
(B)における閉弁状態の圧力室113の容積■、及び
第5図(C)に示す開弁状態の圧力室113の容積■2
はほぼ等しく、すなわち、V l= V t である。したがって、閉弁初期状態には圧力室113の
容積は閉弁状態終了時の容積vIと実際にはほぼ同一で
あるが、その容積VはV、より小さいVo (第5図(
A))になろうとしている分、ニードル103に大きな
閉弁力が発生することになる。
(B)における閉弁状態の圧力室113の容積■、及び
第5図(C)に示す開弁状態の圧力室113の容積■2
はほぼ等しく、すなわち、V l= V t である。したがって、閉弁初期状態には圧力室113の
容積は閉弁状態終了時の容積vIと実際にはほぼ同一で
あるが、その容積VはV、より小さいVo (第5図(
A))になろうとしている分、ニードル103に大きな
閉弁力が発生することになる。
つまり、閉弁状態終了時の印加電圧+500vと閉弁初
期状態の印加電圧+600vとの差がニードル103の
大きな閉弁力を発生させる。
期状態の印加電圧+600vとの差がニードル103の
大きな閉弁力を発生させる。
上述のごと(、圧電素子117に蓄積された電荷は電圧
変化回路7によって徐々に放電され、すなわち、回路7
と圧電素子117とにより決定される時定数に従って圧
電素子117の端子電圧■2□アは+600 Vから+
500Vに徐々に低下し、その後は+500 Vで安定
する。したがって、端子電圧v pztが+500V(
7)状態でP(圧力室)−P (L/−電圧)であり、
また圧力室113の容積Vもほぼ■1となっているため
、次回+600■印加時に再び大きな閉弁力を発生させ
ることができる。
変化回路7によって徐々に放電され、すなわち、回路7
と圧電素子117とにより決定される時定数に従って圧
電素子117の端子電圧■2□アは+600 Vから+
500Vに徐々に低下し、その後は+500 Vで安定
する。したがって、端子電圧v pztが+500V(
7)状態でP(圧力室)−P (L/−電圧)であり、
また圧力室113の容積Vもほぼ■1となっているため
、次回+600■印加時に再び大きな閉弁力を発生させ
ることができる。
圧電素子117の端子電圧V 、、、が500■となる
と、噴射弁は第5図(B)の状態(第11図(A)の状
態)となり、つまり、P(圧力室)=P(レール圧)で
あるが、ニードル103の閉弁力は前述のごとく維持さ
れる。
と、噴射弁は第5図(B)の状態(第11図(A)の状
態)となり、つまり、P(圧力室)=P(レール圧)で
あるが、ニードル103の閉弁力は前述のごとく維持さ
れる。
上述状態で、所定期間後、CPUが第4図に示す開弁信
号S2を発生すると、サイリスタ61がオンとなり、し
たがって、圧電素子117およびコイル62が1つのL
C共振回路を構成し、圧電素子の電荷は放電される。こ
の場合、上述のごとく、LC共振回路の存在のために、
第4図に示すごとく、圧電素子117の端子電圧■、2
?は、Ovより低く、たとえば−200■となり、また
、その後の自然転流によりサイリスタ61は確実にター
ンオフする。この結果、噴射弁は第5図(C)の状態(
第11図(B)と同一)となる。
号S2を発生すると、サイリスタ61がオンとなり、し
たがって、圧電素子117およびコイル62が1つのL
C共振回路を構成し、圧電素子の電荷は放電される。こ
の場合、上述のごとく、LC共振回路の存在のために、
第4図に示すごとく、圧電素子117の端子電圧■、2
?は、Ovより低く、たとえば−200■となり、また
、その後の自然転流によりサイリスタ61は確実にター
ンオフする。この結果、噴射弁は第5図(C)の状態(
第11図(B)と同一)となる。
すなわち、閉弁終了状態の圧電素子117の変位N(開
弁時基準)はLに対し、初期閉弁状態ではL+ΔLと大
きくなろうとする力がニードル103の閉弁力を増大さ
せることになる。
弁時基準)はLに対し、初期閉弁状態ではL+ΔLと大
きくなろうとする力がニードル103の閉弁力を増大さ
せることになる。
このように、第3図の回路により、圧力室117の容積
は、圧電素子5の充電初期時に大きくなろうとする分、
ニードル103の閉弁力は増大する。
は、圧電素子5の充電初期時に大きくなろうとする分、
ニードル103の閉弁力は増大する。
なお、電圧変化回路7だけを付加すれば、回路制御のた
めの信号S、、S、は従来の駆動装置(回路7なし)と
全く同一条件で発生すればよい。
めの信号S、、S、は従来の駆動装置(回路7なし)と
全く同一条件で発生すればよい。
第6図は第3図の変更例であって、第3図の充電圧変化
回路7を修正しである。すなわち、第6図における電圧
変化回路7′はコンデンサ14の正電位側端子と圧電素
子117の正電位端子との間に接続されている。これに
より、圧電素子117の端子電圧V pzt (D +
600 Vから+500V(7)放電エネルギーは直流
高電圧源としてのコンデンサ4に回生され、消費エネル
ギーの点で第3図の回路に比べて有利である。
回路7を修正しである。すなわち、第6図における電圧
変化回路7′はコンデンサ14の正電位側端子と圧電素
子117の正電位端子との間に接続されている。これに
より、圧電素子117の端子電圧V pzt (D +
600 Vから+500V(7)放電エネルギーは直流
高電圧源としてのコンデンサ4に回生され、消費エネル
ギーの点で第3図の回路に比べて有利である。
第7図は本発明に係る圧電素子の駆動装置の第2の実施
例を示す回路図であって、たとえば実開昭63−243
62号公報のごとく、第1の実施例とは反対に、圧電素
子117が放電された際に閉弁動作が行われるものとす
る。すなわち、第7図においては、第3図の電圧変化回
路7の代りにツェナーダイオード81、逆流防止用ダイ
オード82、及び抵抗83よりなる電圧変化回路8を設
けてあり、閉弁パルスS1はサイリスタ61に印加され
、開弁パルスS2はサイリスタ51に印加される。
例を示す回路図であって、たとえば実開昭63−243
62号公報のごとく、第1の実施例とは反対に、圧電素
子117が放電された際に閉弁動作が行われるものとす
る。すなわち、第7図においては、第3図の電圧変化回
路7の代りにツェナーダイオード81、逆流防止用ダイ
オード82、及び抵抗83よりなる電圧変化回路8を設
けてあり、閉弁パルスS1はサイリスタ61に印加され
、開弁パルスS2はサイリスタ51に印加される。
第7図においては、充電スイッチング回路5のサイリス
タ51がオンにされたときに4よ、コンデンサ4、圧電
素子5、コイル52とのLC共振回路により圧電素子1
17の端子電圧V P2fは+500Vまで昇圧するも
のとし、放電スイッチング回路6のサイリスタ61がオ
ンにされたときには、圧電素子117とコイル62との
LC共振回路により圧電素子117の端子電圧VPZア
は一300■まで低下するものとし、電圧変化回路8の
ツェナーダイオード81のツェナー電圧を200■とす
る。
タ51がオンにされたときに4よ、コンデンサ4、圧電
素子5、コイル52とのLC共振回路により圧電素子1
17の端子電圧V P2fは+500Vまで昇圧するも
のとし、放電スイッチング回路6のサイリスタ61がオ
ンにされたときには、圧電素子117とコイル62との
LC共振回路により圧電素子117の端子電圧VPZア
は一300■まで低下するものとし、電圧変化回路8の
ツェナーダイオード81のツェナー電圧を200■とす
る。
第7図の回路動作を第8図を参照して説明する。
圧電素子117の端子電圧■2□アが500 Vの状態
のときに、CPUが閉弁パルスS、を発生すると、サイ
リスタ61がオンとなり、したがって、圧電素子117
及びコイル62が1つの共振回路を構成し、圧電素子1
17は放電される。この場合、上述のLC共振回路の存
在のために、第8図に示すごとく圧電素子117の端子
電圧V 、2.は、接地電圧O■より低くたとえば一3
00vになり、また、その後の自然転流によりサイリス
タ61は確実にターンオフする。
のときに、CPUが閉弁パルスS、を発生すると、サイ
リスタ61がオンとなり、したがって、圧電素子117
及びコイル62が1つの共振回路を構成し、圧電素子1
17は放電される。この場合、上述のLC共振回路の存
在のために、第8図に示すごとく圧電素子117の端子
電圧V 、2.は、接地電圧O■より低くたとえば一3
00vになり、また、その後の自然転流によりサイリス
タ61は確実にターンオフする。
圧電素子5の端子電圧−300vのときにあって燃料が
完全にリークした場合に噴射弁の状態は第5図(A)に
示すごとくであり、圧力室113の容積■。は第11図
(A)の容積■1より小さい。
完全にリークした場合に噴射弁の状態は第5図(A)に
示すごとくであり、圧力室113の容積■。は第11図
(A)の容積■1より小さい。
つまり、開弁期間中に燃料のリークがなければ、第5図
(B)における閉弁状態の圧力室113の容積■、及び
第5図(C)に示す開弁状態の圧力室113の容積■2
はほぼ等しく、すなわち、■、ン■2 である、したがって、閉弁初期状態には圧力室113の
容積は閉弁状態終了時の容積■1と実際にはほぼ同一で
あるが、その容積■はvIより小さいvo(第5図(A
))になろうとしている分、ニードル103に大きな閉
弁力が発生することになる。つまり、閉弁状態終了時の
印加電圧−300■と閉弁初期状態の印加電圧−200
■との差がニードル103に大きな閉弁力を発生させる
。
(B)における閉弁状態の圧力室113の容積■、及び
第5図(C)に示す開弁状態の圧力室113の容積■2
はほぼ等しく、すなわち、■、ン■2 である、したがって、閉弁初期状態には圧力室113の
容積は閉弁状態終了時の容積■1と実際にはほぼ同一で
あるが、その容積■はvIより小さいvo(第5図(A
))になろうとしている分、ニードル103に大きな閉
弁力が発生することになる。つまり、閉弁状態終了時の
印加電圧−300■と閉弁初期状態の印加電圧−200
■との差がニードル103に大きな閉弁力を発生させる
。
上述のごとく、圧電素子117に蓄積された負電荷は電
圧変化回路8によって徐々に充電され、すなわち、回路
8と圧電素子5とにより決定される時定数に従って圧電
素子5の端子電圧vテ2アは−300Vから一200■
に徐りに昇圧し、その後は−200Vで安定する。した
がって、端子電圧V 、、。
圧変化回路8によって徐々に充電され、すなわち、回路
8と圧電素子5とにより決定される時定数に従って圧電
素子5の端子電圧vテ2アは−300Vから一200■
に徐りに昇圧し、その後は−200Vで安定する。した
がって、端子電圧V 、、。
が−200vの状態でP(圧力室)−P(レール圧)で
あり、また圧力室113の容積VもほぼV、となってい
るため、次回−300v印加時に再び大きな閉弁力を発
生させることができる。
あり、また圧力室113の容積VもほぼV、となってい
るため、次回−300v印加時に再び大きな閉弁力を発
生させることができる。
圧電素子117の端子電圧V PZTが一200vとな
ると、噴射弁は第5図(B)の状態となり、つまり、P
(圧力室)=P(レール圧)であるが、前述のごとく、
ニードル103の閉弁力は維持される。
ると、噴射弁は第5図(B)の状態となり、つまり、P
(圧力室)=P(レール圧)であるが、前述のごとく、
ニードル103の閉弁力は維持される。
上述状態で、所定期間後、CPUが第8図に示す開弁信
号S、を発生すると、サイリスタ51がオンとなり、し
たがって、コンデンサ4、およびコイル62、圧電素子
117が1つのLC共振回路を構成し、圧電素子は充電
される。この場合、上述のごとく、LC共振回路の存在
のために、第8図に示すごとく、圧電素子117の端子
電圧V PATは300 Vより高く、たとえば500
■となり、また、その後の自然転流によりサイリスタ5
1は確実にターンオフする。この結果、噴射弁は第5図
(C)の状態(第11図(B)と同一)となる。
号S、を発生すると、サイリスタ51がオンとなり、し
たがって、コンデンサ4、およびコイル62、圧電素子
117が1つのLC共振回路を構成し、圧電素子は充電
される。この場合、上述のごとく、LC共振回路の存在
のために、第8図に示すごとく、圧電素子117の端子
電圧V PATは300 Vより高く、たとえば500
■となり、また、その後の自然転流によりサイリスタ5
1は確実にターンオフする。この結果、噴射弁は第5図
(C)の状態(第11図(B)と同一)となる。
したがって、第1の実施例と同様に、閉弁状態の圧電素
子117の変位量(開弁時基準)はLに対し、初期閉弁
状態ではL+ΔLと大きくなろうとする力がニードル1
03の閉弁力は増大することになる。なお、電圧変化回
路8だけを付加すれば、回路制御のための信号S、、S
、は従来の駆動装置(回路8なし)と全(同一条件で発
生すればよい。
子117の変位量(開弁時基準)はLに対し、初期閉弁
状態ではL+ΔLと大きくなろうとする力がニードル1
03の閉弁力は増大することになる。なお、電圧変化回
路8だけを付加すれば、回路制御のための信号S、、S
、は従来の駆動装置(回路8なし)と全(同一条件で発
生すればよい。
以上説明したように本発明によれば、閉弁時の初期には
、ニードル(弁部材)の閉弁力を増大でき、したがって
、閉弁時の水撃作用等による圧力波による弁部材の上昇
を防止でき、噴射弁に適用した場合の2次噴射を防止で
きる。
、ニードル(弁部材)の閉弁力を増大でき、したがって
、閉弁時の水撃作用等による圧力波による弁部材の上昇
を防止でき、噴射弁に適用した場合の2次噴射を防止で
きる。
第1図は本発明の基本構成を示す図、
第2図は本発明の作用を示すタイミング図、第3図は本
発明に係る圧電素子の駆動装置の第1の実施例を示す回
路図、 第4図は第3図の回路動作を示すタイミング図、第5図
は第3図の回路動作により得られる噴射弁の状態を示す
図、 第6図は第3図の基本例を示す回路図、第7図は本発明
に係る圧電素子の駆動装置の第2の実施例を示す回路図
、 第8図は第7図の回路動作を示すタイミング図、第9図
は圧電素子をアクチュエータとして用いた燃料噴射弁の
一例を示す縦断面図、 第10図は第9図の動作状態を示す図、第11図、第1
2図は第9図の動作を示すタイミング図である。 l・・・バッテリ、 2・・・イグニッションスイッチ、 3・・・高電圧発生回路、 4・・・コンデン
サ、5・・・充電スイッチング回路、 6・・・放電スイッチング回路、 7.7’、8・・・電圧変化回路、 103・・・ニードル(弁部材)、 113・・・圧力
室、117・・・圧電素子。 本発明の作用 第2図 (C) 開弁状態 手続補正書(自発) 平成2年、7月2日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 平成1年特許願第007668号 2 発明の名称 圧電素子の駆動装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 (320) )ヨタ自動車株式会社4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番1o号5、
補正の対象 (1) 明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)明細
書の「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)別紙の通り (2) A)明細書第6頁第2行目「ただし、」の後
に、rp(レール圧)は燃料供給通路からの所定の燃料
圧、1を挿入する。 B)明細書第6頁第15行目「デイスタンド」を「デイ
スタンス1と補正する。 C)明細書第8頁第14行目r (A)Jを削除する。 D)明細書第8頁第20行目「容積を」をr容積は1と
補正する。 E)明細書第12頁第4行目および第5行目[燃料供給
通路からの所定の燃料圧(以下レール圧という)」をr
P(レール圧)1と補正する。 F)明細書第13頁第4行目rl17 Jをr103
Jと補正する。 G)明細書第15頁第18行目と第19行目を改行せず
続ける。 H)明細書第21頁第3行目「圧電素子5の端子電圧」
を1圧電素子117の端子電圧が1と補正する。 ■)明細書第21頁第6行目、第22頁第11行目、第
23頁第5行目、第25頁第19行目、および第27頁
第17行目「第11図」をr第1θ図1と補正する。 J)明細書第22頁第6行目「−P」をrさPlと補正
する。 K)明細書第23頁第16行目「第3図の充」をr第3
図の1と補正する。 L)明細書第23頁第18行目「14」をr41と補正
する。 M)明細書第25頁第16行目「5」をrl17 Jと
補正する。 N)明細書第26頁第19行目「−P」をr ′!−p
Jと補正する。 (3)明細書第29頁第1行目「基本例」をr変更例1
と補正する。 (4)A)別紙の通り、第5図の「開弁初期」をr閉弁
初期1と補正する。 B)別紙の通り、第7図の「第2図の実施例」をr第2
の実施例」と補正する。 C)別紙の通り、第11図のrp(レール圧)」の位置
を変更する。 7、添付書類の目録 (1)特許請求の範囲 1通(2)
図面(第5図、第7図、第11図) 1通2、特許請求
の範囲 1.被制御流体通路(109)と圧力室(113)とを
連通し、この間に弁部材(103)を設け、該圧力室を
圧電素子(117)の変位により伸縮させて前記弁部材
を閉弁、開弁する駆動装置であって、高電圧発生手段(
3)と、 前記弁部材を閉弁させるために前記高電圧発生手段の高
電圧により前記圧電素子を充電して第1の所定電圧を印
加する充電スイッチング■(5)と、 前記圧電素子の電圧が前記第1の所定電圧より低い第2
の所定電圧より高いときに導通する定電圧手段(71,
71’ ”)及び該定電圧手段に流れる電流を遅延させ
る遅延手段(73,73’ )を有し、前記圧電素子の
印加電圧を前記第1の所定電圧から前記第2の所定電圧
へ徐々に変化させる電圧変化手段(7,7’)と、 前記弁部材を開弁するために前記圧電素子の電荷を放電
させる放電スイッチング手段(6)とを具備する圧電素
子の駆動装置。 2、被制御流体通路(109)と圧力室(113)とを
連通し、この間に弁部材(103)を設け、該圧力室を
圧電素子(117)の変位により伸縮させて前記弁部材
を閉弁、開弁する駆動装置であって、高電圧発生手段(
3)と、 前記弁部材を開弁するために該高電圧発生手段の高電圧
により前記圧電素子を充電する充電スイッチング王ユ(
5)と、 前記弁部材を閉弁するために前記圧電素子の電荷を放電
させて該圧電素子の電圧を第1の所定電圧にする放電ス
イッチング回路(6)と、前記圧電素子の電圧が前記第
1の所定電圧より高い第2の所定電圧より低いときに導
通ずる定電圧手段(81)及び該定電圧手段に流れる電
流を遅延させる遅延手段(83)を有し、前記圧電素子
の印加電圧を前記第1の所定電圧から前記第2の所定電
圧へ徐々に変化させる電圧変化手段(8)とを具備する
圧電素子の駆動装置。
発明に係る圧電素子の駆動装置の第1の実施例を示す回
路図、 第4図は第3図の回路動作を示すタイミング図、第5図
は第3図の回路動作により得られる噴射弁の状態を示す
図、 第6図は第3図の基本例を示す回路図、第7図は本発明
に係る圧電素子の駆動装置の第2の実施例を示す回路図
、 第8図は第7図の回路動作を示すタイミング図、第9図
は圧電素子をアクチュエータとして用いた燃料噴射弁の
一例を示す縦断面図、 第10図は第9図の動作状態を示す図、第11図、第1
2図は第9図の動作を示すタイミング図である。 l・・・バッテリ、 2・・・イグニッションスイッチ、 3・・・高電圧発生回路、 4・・・コンデン
サ、5・・・充電スイッチング回路、 6・・・放電スイッチング回路、 7.7’、8・・・電圧変化回路、 103・・・ニードル(弁部材)、 113・・・圧力
室、117・・・圧電素子。 本発明の作用 第2図 (C) 開弁状態 手続補正書(自発) 平成2年、7月2日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 平成1年特許願第007668号 2 発明の名称 圧電素子の駆動装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 (320) )ヨタ自動車株式会社4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番1o号5、
補正の対象 (1) 明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)明細
書の「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)別紙の通り (2) A)明細書第6頁第2行目「ただし、」の後
に、rp(レール圧)は燃料供給通路からの所定の燃料
圧、1を挿入する。 B)明細書第6頁第15行目「デイスタンド」を「デイ
スタンス1と補正する。 C)明細書第8頁第14行目r (A)Jを削除する。 D)明細書第8頁第20行目「容積を」をr容積は1と
補正する。 E)明細書第12頁第4行目および第5行目[燃料供給
通路からの所定の燃料圧(以下レール圧という)」をr
P(レール圧)1と補正する。 F)明細書第13頁第4行目rl17 Jをr103
Jと補正する。 G)明細書第15頁第18行目と第19行目を改行せず
続ける。 H)明細書第21頁第3行目「圧電素子5の端子電圧」
を1圧電素子117の端子電圧が1と補正する。 ■)明細書第21頁第6行目、第22頁第11行目、第
23頁第5行目、第25頁第19行目、および第27頁
第17行目「第11図」をr第1θ図1と補正する。 J)明細書第22頁第6行目「−P」をrさPlと補正
する。 K)明細書第23頁第16行目「第3図の充」をr第3
図の1と補正する。 L)明細書第23頁第18行目「14」をr41と補正
する。 M)明細書第25頁第16行目「5」をrl17 Jと
補正する。 N)明細書第26頁第19行目「−P」をr ′!−p
Jと補正する。 (3)明細書第29頁第1行目「基本例」をr変更例1
と補正する。 (4)A)別紙の通り、第5図の「開弁初期」をr閉弁
初期1と補正する。 B)別紙の通り、第7図の「第2図の実施例」をr第2
の実施例」と補正する。 C)別紙の通り、第11図のrp(レール圧)」の位置
を変更する。 7、添付書類の目録 (1)特許請求の範囲 1通(2)
図面(第5図、第7図、第11図) 1通2、特許請求
の範囲 1.被制御流体通路(109)と圧力室(113)とを
連通し、この間に弁部材(103)を設け、該圧力室を
圧電素子(117)の変位により伸縮させて前記弁部材
を閉弁、開弁する駆動装置であって、高電圧発生手段(
3)と、 前記弁部材を閉弁させるために前記高電圧発生手段の高
電圧により前記圧電素子を充電して第1の所定電圧を印
加する充電スイッチング■(5)と、 前記圧電素子の電圧が前記第1の所定電圧より低い第2
の所定電圧より高いときに導通する定電圧手段(71,
71’ ”)及び該定電圧手段に流れる電流を遅延させ
る遅延手段(73,73’ )を有し、前記圧電素子の
印加電圧を前記第1の所定電圧から前記第2の所定電圧
へ徐々に変化させる電圧変化手段(7,7’)と、 前記弁部材を開弁するために前記圧電素子の電荷を放電
させる放電スイッチング手段(6)とを具備する圧電素
子の駆動装置。 2、被制御流体通路(109)と圧力室(113)とを
連通し、この間に弁部材(103)を設け、該圧力室を
圧電素子(117)の変位により伸縮させて前記弁部材
を閉弁、開弁する駆動装置であって、高電圧発生手段(
3)と、 前記弁部材を開弁するために該高電圧発生手段の高電圧
により前記圧電素子を充電する充電スイッチング王ユ(
5)と、 前記弁部材を閉弁するために前記圧電素子の電荷を放電
させて該圧電素子の電圧を第1の所定電圧にする放電ス
イッチング回路(6)と、前記圧電素子の電圧が前記第
1の所定電圧より高い第2の所定電圧より低いときに導
通ずる定電圧手段(81)及び該定電圧手段に流れる電
流を遅延させる遅延手段(83)を有し、前記圧電素子
の印加電圧を前記第1の所定電圧から前記第2の所定電
圧へ徐々に変化させる電圧変化手段(8)とを具備する
圧電素子の駆動装置。
Claims (2)
- 1. 被制御流体通路(109)と圧力室(113)と
を連通し、この間に弁部材(103)を設け、該圧力室
を圧電素子(117)の変位により伸縮させて前記弁部
材を閉弁、開弁する駆動装置であって、 高電圧発生手段(3)と、 前記弁部材を閉弁させるために前記高電圧発生手段の高
電圧により前記圧電素子を充電して第1の所定電圧を印
加する充電スイッチング回路(5)と、 前記圧電素子の電圧が前記第1の所定電圧より低い第2
の所定電圧より高いときに導通する定電圧手段(71,
71′)及び該定電圧手段に流れる電流を遅延させる遅
延手段(73,73′)を有し、前記圧電素子の印加電
圧を前記第1の所定電圧から前記第2の所定電圧へ徐々
に変化させる電圧変化手段(7,7′)と、 前記弁部材を開弁するために前記圧電素子の電荷を放電
させる放電スイッチング手段(6)とを具備する圧電素
子の駆動装置。 - 2. 被制御流体通路(109)と圧力室(113)と
を連通し、この間に弁部材(103)を設け、該圧力室
を圧電素子(117)の変位により伸縮させて前記弁部
材を閉弁、開弁する駆動装置であって、 高電圧発生手段(3)と、 前記弁部材を開弁するために該高電圧発生手段の高電圧
により前記圧電素子を充電する充電スイッチング回路(
5)と、 前記弁部材を閉弁するために前記圧電素子の電荷を放電
させて該圧電素子の電圧を第1の所定電圧にする放電ス
イッチング回路(6)と、 前記圧電素子の電圧が前記第1の所定電圧より高い第2
の所定電圧より低いときに導通する定電圧手段(81)
及び該定電圧手段に流れる電流を遅延させる遅延手段(
83)を有し、前記圧電素子の印加電圧を前記第1の所
定電圧から前記第2の所定電圧へ徐々に変化させる電圧
変化手段(8)とを具備する圧電素子の駆動装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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