JPH0415980Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0415980Y2 JPH0415980Y2 JP1985110439U JP11043985U JPH0415980Y2 JP H0415980 Y2 JPH0415980 Y2 JP H0415980Y2 JP 1985110439 U JP1985110439 U JP 1985110439U JP 11043985 U JP11043985 U JP 11043985U JP H0415980 Y2 JPH0415980 Y2 JP H0415980Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- electrostrictive actuator
- nozzle needle
- actuator
- fuel
- 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.)
- Expired
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 53
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 53
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 48
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は燃料噴射弁に関し、特に燃料噴射弁の
開閉を行う電歪式アクチユエータの構造とその駆
動回路に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a fuel injection valve, and more particularly to the structure of an electrostrictive actuator that opens and closes the fuel injection valve and its drive circuit.
電歪式アクチユエータを用いて燃料噴射弁の開
閉を行う方式は既に知られている（例えば、特開
昭60−1369号公報）。この場合、電歪式アクチユ
エータとして厚み0.5〜１mmの薄い円盤状（ペレ
ツト状）の電歪素子を約50枚積層して円柱状とな
したものである。電歪素子はチタン酸ジルコン酸
鉛（PZT）を主成分とするセラミツクであり、
その厚み方向に500Vの電圧を印加すると約1μｍ
伸長する。この電歪素子を50枚積層して各ペレツ
トの厚み方向に500V印加すると全体として50μｍ
の伸長が得られる。この電圧を解除するか又は若
干の負電圧を印加すれば50μｍの縮小を生じて元
の厚さに戻る。
A method of opening and closing a fuel injection valve using an electrostrictive actuator is already known (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1369/1983). In this case, the electrostrictive actuator is formed by laminating about 50 thin disc-shaped (pellet-shaped) electrostrictive elements with a thickness of 0.5 to 1 mm to form a columnar shape. The electrostrictive element is a ceramic whose main component is lead zirconate titanate (PZT).
Approximately 1μm when a voltage of 500V is applied in the thickness direction
Stretch. If 50 of these electrostrictive elements are stacked and 500V is applied in the thickness direction of each pellet, the total thickness will be 50μm.
An elongation of is obtained. If this voltage is removed or a slight negative voltage is applied, the film will shrink by 50 μm and return to its original thickness.
かかる電歪素子の性質を利用して、燃料の噴射
を停止すべき時期には電歪式アクチユエータに
500Vの電圧を印加して伸長させる。これにより
アキユムレータに蓄積された圧力に抗してピスト
ンが下降し油圧室内の燃料が圧縮され高圧となり
ノズルニードルの上端面に作用してこれを下降さ
せノズルニードルの下端を弁座に押しつけて閉塞
し噴口への燃料供給を遮断する。 Utilizing the properties of such an electrostrictive element, when the fuel injection should be stopped, the electrostrictive actuator
Apply a voltage of 500V to extend it. As a result, the piston descends against the pressure accumulated in the accumulator, compressing the fuel in the hydraulic chamber and creating a high pressure that acts on the upper end of the nozzle needle and lowers it, pressing the lower end of the nozzle needle against the valve seat and closing it. Cut off fuel supply to the nozzle.
一方、燃料の噴射を開始すべき時期には電歪式
アクチユエータに停止とは逆に若干の負電圧を印
加し、上記の500Vを解除してやると電歪式アク
チユエータは約50μｍ収縮し上記とは逆の動作に
よつてノズルニードルは上昇し噴口が開放して燃
料を噴射する。 On the other hand, when fuel injection should start, a slight negative voltage is applied to the electrostrictive actuator, contrary to stopping, and when the above 500V is released, the electrostrictive actuator contracts by about 50 μm, which is the opposite of the above. As a result of this action, the nozzle needle rises, the nozzle opening opens, and fuel is injected.
上記の構成にあつては、ノズルニードルのリフ
ト量が大きくかつ応答性に優れ、しかもアクチユ
エータに作用する負荷を軽減することによつて小
型化された燃料噴射弁を得ることは可能である。
しかしながら、燃料噴射弁は電歪式アクチユエー
タによるノズルニードルの一義的なリフト量によ
つて開放されるか閉塞されるかであり、この各動
作における燃料噴射率パターンは機関の或る状態
の範囲内で一定である。特に期間の一つの状態と
してアイドル回転時に必要とされる燃料の噴射率
パターン、即ち、一回の燃料噴射当りの時間的な
噴射量の変化までも制御することは困難である。
従つて、このような制御が行われない為に生ずる
騒音、振動が大きく結果的に出力燃費をも向上さ
せることが難しい。
With the above configuration, it is possible to obtain a fuel injection valve that has a large lift amount of the nozzle needle and excellent responsiveness, and is also downsized by reducing the load acting on the actuator.
However, the fuel injection valve is opened or closed depending on the unique lift amount of the nozzle needle by the electrostrictive actuator, and the fuel injection rate pattern for each operation is within a certain state of the engine. is constant. In particular, it is difficult to control even the fuel injection rate pattern required during idle rotation as one state of the period, that is, the temporal change in the injection amount per fuel injection.
Therefore, since such control is not performed, noise and vibration are large, and as a result, it is difficult to improve output fuel efficiency.
本考案は上述の問題点を解消した燃料噴射弁で
あつて、燃料噴射弁の開閉を行う電歪式アクチユ
エータの構造を改良しその駆動回路を制御するこ
とによつて、ノズルニードルのリフト量を時間的
に段階的に変化せしめ、噴射率パターンを制御す
るもので、これにより機関の噴射系統をより微細
に制御することができ、機関の発する騒音、振動
を低減し結果的に出力の燃費をも向上させること
が可能な燃料噴射弁を提供することにある。本考
案の燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴口を有する
ノズルボデイと、該ノズルボデイ内に往復動自在
に収容され、該噴口を開閉するノズルニードル
と、該ノズルニードルの該噴口とは反対側の端面
に対向して設けられ、往復動可能なピストンと、
該ピストンの該ノズルニードルとは反対側の端面
に係合して該ピストンを駆動する電歪式アクチユ
エータと、該ピストンと該ノズルニードルとの間
に設けられた油圧室と、該噴口に接続され、かつ
高圧に維持された燃料を蓄積するアキユムレータ
に接続された燃料入口とを備え、
該電歪式アクチユエータを複数個の積層された
電歪式アクチユエータユニツトにより構成し、か
つ各電歪式アクチユエータユニツトは各々電歪式
アクチユエータユニツトを充放電して所定量の変
位を与えるように駆動する駆動回路に接続され、
該ノズルニードルのリフト量を該油圧室を介して
該電歪式アクチユエータの変位量により制御する
に際し、一回の噴射中において該複数の電歪式ア
クチユエータユニツトの充放電タイミングを該駆
動回路によりずらすことにより、該ノズルニード
ルのリフト量を変更せしめ、これにより該アキユ
ムレータから供給される燃料の１回の噴射中にお
ける噴射率を段階的に制御するようにしたことを
特徴とする。
The present invention is a fuel injection valve that solves the above-mentioned problems, and by improving the structure of the electrostrictive actuator that opens and closes the fuel injection valve and controlling its drive circuit, the amount of lift of the nozzle needle can be reduced. This controls the injection rate pattern by changing it in steps over time.This allows for finer control of the engine's injection system, reduces noise and vibration emitted by the engine, and as a result improves output and fuel efficiency. It is an object of the present invention to provide a fuel injection valve that can improve the performance of the fuel injection valve. The fuel injection valve of the present invention includes a nozzle body having a nozzle for injecting fuel, a nozzle needle housed in the nozzle body so as to be able to reciprocate and open and close the nozzle, and an end face of the nozzle needle on the opposite side from the nozzle. a piston that is provided opposite to and capable of reciprocating;
an electrostrictive actuator that engages with an end surface of the piston opposite to the nozzle needle to drive the piston; a hydraulic chamber provided between the piston and the nozzle needle; and an electrostrictive actuator connected to the nozzle. and a fuel inlet connected to an accumulator for accumulating fuel maintained at high pressure, the electrostrictive actuator is constituted by a plurality of stacked electrostrictive actuator units, and each electrostrictive actuator Each actuator unit is connected to a drive circuit that charges and discharges the electrostrictive actuator unit to apply a predetermined amount of displacement.
When the lift amount of the nozzle needle is controlled by the displacement amount of the electrostrictive actuator via the hydraulic chamber, the charging/discharging timing of the plurality of electrostrictive actuator units during one injection is controlled by the drive circuit. By shifting the nozzle needle, the lift amount of the nozzle needle is changed, thereby controlling the injection rate during one injection of the fuel supplied from the accumulator in a stepwise manner.
第１図は、本考案に係る燃料噴射弁の基本構造
を示す軸方向断面図である。第１図において、１
は電歪式アクチユエータであつて複数個の電歪式
アクチユエータユニツトにより構成され、本実施
例では例えば３個の電歪式アクチユエータユニツ
ト１ａ〜１ｃを図示の如くノズルニードル９の軸
上に３段に積層して構成される。端子２ａ〜２ｄ
はアクチユエータユニツト１ａ〜１ｃに電圧を印
加するための端子であり、これらの端子はシール
材３によつてケース１４から電気的に絶縁されて
いる。４はピストン５の上下動を案内するガイ
ド、６はノズルニードル９と油圧室１３とを連結
するバー、７は間〓用のデイスタンスピース、８
はリテイニングナツト、１０は燃料を噴射するノ
ズルボデイ、１１はアキユムレータ１５に連通す
る燃料注入口、１２はノズルボデイとケース１４
とを連結するボデイである。
FIG. 1 is an axial sectional view showing the basic structure of a fuel injection valve according to the present invention. In Figure 1, 1
is an electrostrictive actuator and is composed of a plurality of electrostrictive actuator units. In this embodiment, for example, three electrostrictive actuator units 1a to 1c are arranged on the axis of the nozzle needle 9 as shown in the figure. It is constructed by laminating three layers. Terminals 2a-2d
are terminals for applying voltage to the actuator units 1a to 1c, and these terminals are electrically insulated from the case 14 by the sealing material 3. 4 is a guide that guides the vertical movement of the piston 5; 6 is a bar that connects the nozzle needle 9 and the hydraulic chamber 13; 7 is a distance piece for distance; 8
10 is a retaining nut, 10 is a nozzle body that injects fuel, 11 is a fuel injection port communicating with an accumulator 15, and 12 is a nozzle body and a case 14.
This is the body that connects the two.
各々の電歪式アクチユエータユニツト１ａ，１
ｂおよび１ｃは前述と同様にペレツト状の電歪素
子を所定の枚数だけ積層して円柱状をなしたもの
で、電歪素子は前述の如くチタン酸ジルコン酸鉛
（PZT）を主成分とするセラミツクであり、その
厚み方向に500Vを印加すると１ペレツト当り約
1μｍ伸長し、負電圧を印加すれば元に戻る性質
を有する。各々のアクチユエータユニツトは同様
な構造を有しこれらを図示の如く３段に密接して
積層する。アクチユエータユニツト１ｃの下端は
ピストン５に連結し、電歪式アクチユエータ１の
変位に応じて上下動する。 Each electrostrictive actuator unit 1a, 1
b and 1c are cylindrical shapes made by laminating a predetermined number of pellet-like electrostrictive elements as described above, and the electrostrictive elements are mainly composed of lead zirconate titanate (PZT) as described above. It is made of ceramic, and when 500V is applied in the thickness direction, approximately
It has the property of elongating by 1 μm and returning to its original state when a negative voltage is applied. Each actuator unit has a similar structure and is closely stacked in three stages as shown. The lower end of the actuator unit 1c is connected to the piston 5, and moves up and down in accordance with the displacement of the electrostrictive actuator 1.
アクチユエータユニツト１ａは端子２ｄと端子
２ａ、アクチユエータユニツト１ｂは端子２ｄと
端子２ｂ、アクチユエータユニツト１ｃは端子２
ｄと端子ｃとによつて各々独立に電圧を印加でき
るようになつている。また、各端子２ａ〜２ｄは
それぞれシール材３によりケース１４と絶縁され
ており、各々の端子間は完全に絶縁されている。 The actuator unit 1a has terminals 2d and 2a, the actuator unit 1b has terminals 2d and 2b, and the actuator unit 1c has terminals 2a and 2d.
Voltages can be applied independently through terminals d and c. Further, each of the terminals 2a to 2d is insulated from the case 14 by a sealing material 3, and the terminals are completely insulated.
このような構成において電歪式アクチユエータ
１による燃料噴射の断続は基本的に以下のように
行われる。即ち、燃料の噴射を停止すべき時期に
は電歪式アクチユエータ１に所定の電圧を印加し
て伸長させる。これによりアキユムレータ１５に
蓄積された油圧に抗してピストン５が下降し油圧
室１３内の圧力が上昇してバー６の上端面に作用
する。バー６はこの圧力により下降し連結するノ
ズルニードル９を下降させノズルニードル９の下
端を弁座に押しつけて閉塞し噴口１６への燃料供
給を遮断する。 In such a configuration, the intermittent fuel injection by the electrostrictive actuator 1 is basically performed as follows. That is, at the time when fuel injection should be stopped, a predetermined voltage is applied to the electrostrictive actuator 1 to cause it to expand. As a result, the piston 5 descends against the hydraulic pressure accumulated in the accumulator 15, and the pressure within the hydraulic chamber 13 increases, acting on the upper end surface of the bar 6. The bar 6 is lowered by this pressure, lowers the connected nozzle needle 9, and presses the lower end of the nozzle needle 9 against the valve seat to close it and cut off the fuel supply to the injection port 16.
一方、燃料の噴射を開始すべき時期には電歪式
アクチユエータ１に若干の負電圧を印加して収縮
させ、これにより油圧室１３内の圧力が減少する
ためにアキユムレータ１５からの油圧によりバー
６およびノズルニードル９が押し上げられて噴口
１６は開放し燃料を噴射する。 On the other hand, at the time when fuel injection should start, a slight negative voltage is applied to the electrostrictive actuator 1 to cause it to contract, and as a result, the pressure in the hydraulic chamber 13 decreases, so that the hydraulic pressure from the accumulator 15 is applied to the bar 6. Then, the nozzle needle 9 is pushed up and the injection port 16 is opened to inject fuel.
本考案は上述のノズルニードル９のリフト量を
一義的に動作させることなく、機関の状態に応じ
てリフト量を段階的に変化させることにあり、そ
のために電歪式アクチユエータユニツト１ａ，１
ｂおよび１ｃに順次に電圧を印加することによつ
て電歪式アクチユエータ１全体の変位を変化させ
るものである。 The purpose of the present invention is to change the lift amount of the nozzle needle 9 in stages according to the state of the engine without operating the lift amount of the nozzle needle 9 unequivocally.
The displacement of the entire electrostrictive actuator 1 is changed by sequentially applying voltages to b and 1c.
上述の如く電歪式アクチユエータを駆動させる
回路を第２図に示す。第２図において、１ａ〜１
ｃは第１図に示す各アクチユエータユニツトであ
り、２ａ〜２ｄは同様に第１図に示す端子であ
る。またS1〜S3は充電側のスイツチイグ素子、S4
〜S6は放電側のスイツチング素子であつて、これ
らは例えばサイリスタを用い、L0は充電側のコ
イル、L1〜L3は放電側のコイルである。そして
VSは直流電源、C0は電源用コンデンサである。 FIG. 2 shows a circuit for driving the electrostrictive actuator as described above. In Figure 2, 1a to 1
1. c is each actuator unit shown in FIG. 1, and 2a to 2d are terminals similarly shown in FIG. Also, S 1 to S 3 are switching elements on the charging side, and S 4
~ S6 is a switching element on the discharging side, for example, a thyristor is used, L0 is a coil on the charging side, and L1 to L3 are coils on the discharging side. and
V S is a DC power supply, and C 0 is a power supply capacitor.
このような構成において、例えばアクチユエー
タユニツト１ａの動作は次のようになる。即ち、
サイリスタS1のゲートG1に後述する制御手段か
らトリガ信号を入力するとサイリスタS1はターン
オンする。電源VSによつて充電されているコン
デンサC0の両端の電圧はコイルL0により昇圧さ
れて端子２ａと２ｄの間に生じ、これによりアク
チユエータユニツト１ａは充電され所定の量だけ
変位（この場合は伸長）する。次に、サイリスタ
S1をターンオフし、サイリスタS4のゲートG4に
トリガ信号を加えてターンオンすると、アクチユ
エータユニツト１ａはコイルL1およびサイリス
タS4を介して放電するので端子２ａと２ｄの間に
負電圧を印加したことになりアクチユエータユニ
ツト１ａは収縮する。このようにしてサイリスタ
S1およびS4のゲートG1およびG4を制御すること
によつてアクチユエータユニツト１ａは伸長ある
いは収縮させることができる。同様にしてアクチ
ユエータユニツト１ｂおよび１ｃについてもそれ
ぞれのサイリスタのゲートを制御することによつ
て同様に伸長あるいは収縮させることができる。
本考案ではこれらのアクチユエータユニツトの伸
長あるいは収縮のタイミングを個々に制御するこ
とによつてノズルニードルのリフト量を変化させ
所定の噴射率パターンを得ることができる。 In such a configuration, for example, the operation of the actuator unit 1a is as follows. That is,
When a trigger signal is input to the gate G1 of the thyristor S1 from a control means described later, the thyristor S1 is turned on. The voltage across the capacitor C0 , which is charged by the power supply V S , is boosted by the coil L0 and is generated between the terminals 2a and 2d, thereby charging the actuator unit 1a and displacing it by a predetermined amount ( In this case, expand). Next, the thyristor
When S1 is turned off and turned on by applying a trigger signal to the gate G4 of thyristor S4 , actuator unit 1a discharges through coil L1 and thyristor S4 , so that a negative voltage is applied between terminals 2a and 2d. As a result, the actuator unit 1a contracts. In this way the thyristor
By controlling gates G1 and G4 of S1 and S4 , actuator unit 1a can be extended or contracted. Similarly, actuator units 1b and 1c can be similarly expanded or contracted by controlling the gates of their respective thyristors.
In the present invention, by individually controlling the timing of expansion or contraction of these actuator units, it is possible to change the lift amount of the nozzle needle and obtain a predetermined injection rate pattern.
第３図ａ〜ｅはアクチユエータユニツト１ａ，
１ｂおよび１ｃの電圧印加タイミングとノズルニ
ードルのリフト量および噴射率との関係を示すタ
イミングチヤートである。ａ〜ｃは各々アクチユ
エータユニツト１ａ〜１ｃの電圧印加タイミン
グ、ｄはノズルニードルのリフト量、ｅはｄに示
すリフト量に対応する燃料噴射率のパターンであ
る。タイミングチヤートの前半は機関の低速回転
時であり後半は高速回転時を示す。低速回転時に
おいて、最初にアクチユエータユニツト１ａに時
刻t1にて電圧を印加しアクチユエータユニツト１
ｂ，１ｃには印加しないものとすると、アクチユ
エータユニツト１ａの伸長によりｄに示すように
ノズルニードルのリフト量はd1だけ変位し、これ
によりｅに示すようにt1からt2まで所定の噴射率
により燃料噴射される。アクチユエータユニツト
１ａへの電圧印加は継続しておき、次に時刻t2に
おいてアクチユエータユニツト１ｂに電圧を印加
する。アクチユエータユニツト１ｂの伸長により
ノズルニードルのリフト量はd2まで変位する。即
ち、アクチユエータユニツト１ａと１ｂの変位量
を加算したリフト量が得られ、このときの噴射率
はさらに上昇し燃料噴射量は多くなる。さらに、
アクチユエータユニツト１ａおよび１ｂへの電圧
印加を継続し、時刻t3においてアクチユエータユ
ニツト１ｃに電圧を印加する。同様にしてアクチ
ユエータユニツト１ｃの伸長によりノズルニード
ルのリフト量はd3まで変位する。即ち、アクチユ
エータユニツト１ａ，１ｂおよび１ｃの変位を合
計したリフト量が得られ、燃料噴射量はさらに増
大する。そして時刻t4においてアクチユエータユ
ニツト１ａ，１ｂおよび１ｃの電圧印加を同時に
遮断することによつてすべてのアクチユエータユ
ニツトは収縮しノズルニードルが変位して燃料噴
射を停止する。 Figures 3a to 3e show actuator units 1a,
2 is a timing chart showing the relationship between the voltage application timing of 1b and 1c, the lift amount of the nozzle needle, and the injection rate. a to c are the voltage application timings of the actuator units 1a to 1c, respectively, d is the lift amount of the nozzle needle, and e is the pattern of the fuel injection rate corresponding to the lift amount shown in d. The first half of the timing chart shows when the engine is rotating at low speed, and the second half shows when the engine is rotating at high speed. During low speed rotation, a voltage is first applied to the actuator unit 1a at time t1 , and the actuator unit 1
Assuming that no voltage is applied to b and 1c, the lift amount of the nozzle needle is displaced by d 1 as shown in d due to the extension of the actuator unit 1a, and as a result, the lift amount of the nozzle needle is changed to a predetermined value from t 1 to t 2 as shown in e. Fuel is injected at an injection rate of . The voltage is continued to be applied to the actuator unit 1a, and then, at time t2 , a voltage is applied to the actuator unit 1b. Due to the extension of the actuator unit 1b, the lift amount of the nozzle needle is displaced to d2 . That is, a lift amount is obtained by adding the displacement amounts of actuator units 1a and 1b, and at this time, the injection rate further increases and the fuel injection amount increases. moreover,
The voltage is continued to be applied to the actuator units 1a and 1b, and at time t3 , the voltage is applied to the actuator unit 1c. Similarly, the lift amount of the nozzle needle is displaced to d3 due to the extension of the actuator unit 1c. That is, a lift amount is obtained that is the sum of the displacements of actuator units 1a, 1b, and 1c, and the fuel injection amount further increases. Then, at time t4 , voltage application to actuator units 1a, 1b, and 1c is simultaneously cut off, thereby all actuator units contract, the nozzle needles are displaced, and fuel injection is stopped.
後半の高速時における電圧印加タイミングでは
アクチユエータユニツト１ａ，１ｂおよび１ｃへ
の印加タイミングt5，t6，t7に対して印加を遮断
するタイミングは図示の如くt8，t9，t10のように
行われるので、ｄおよびｅに示すような波形とな
る。 In the second half of the voltage application timing at high speed, the voltage application timings to the actuator units 1a, 1b, and 1c are t 5 , t 6 , and t 7 , and the timings at which the voltage application is cut off are t 8 , t 9 , and t 10 as shown in the figure. The waveforms are as shown in d and e.
このように電圧印加タイミングを制御すること
によつて、機関の低速および高速回転時の燃料噴
射率パターンをｅのように設定することができる
ので、低速回転時においては、燃料が徐々に噴射
するために、急激な噴射により生ずるタイミング
のずれた過大な燃焼、いわゆる「後もえ」を防止
することができ、騒音、振動を低減することがで
きる。即ち、従来のように、噴射率が一定のとき
にはクランク角の上死点前に一気に燃焼してしま
い不要な負荷となつて騒音、振動を生ずる要因と
なつていたが、本考案によれば徐々に燃料噴射を
増大させるような噴射パターンが可能となるため
タイミングのよい燃焼を行うことができる。一
方、高速回転時においては低速時とは異なる噴射
率パターンに設定し、急激に燃料噴射するような
形態にノズルニードルのリフト量を制御すればよ
く、図に示したような噴射率パターンになるよう
にアクチユエータユニツト１ａ，１ｂおよび１ｃ
への電圧印加タイミングを設定すればよい。尚、
横軸は時間軸である。 By controlling the voltage application timing in this way, the fuel injection rate pattern at low and high engine speeds can be set as shown in e, so that fuel is gradually injected at low speeds. Therefore, it is possible to prevent untimely and excessive combustion caused by rapid injection, so-called "afterburn", and reduce noise and vibration. In other words, as in the past, when the injection rate was constant, combustion occurred all at once before the top dead center of the crank angle, creating an unnecessary load and causing noise and vibration, but with the present invention, the combustion occurs gradually. This makes it possible to create an injection pattern that increases the amount of fuel injected, allowing for well-timed combustion. On the other hand, at high speeds, it is sufficient to set an injection rate pattern different from that at low speeds and control the lift amount of the nozzle needle so that the fuel is injected rapidly, resulting in the injection rate pattern shown in the figure. Actuator units 1a, 1b and 1c
What is necessary is to set the voltage application timing to. still,
The horizontal axis is the time axis.
第４図は電歪式アクチユエータ１の各々のアク
チユエータユニツト１ａ，１ｂおよび１ｃを制御
する制御手段のブロツク図を示す。各種のセン
サ、即ち、水温センサWT、エンジン回転数セン
サＦ、クランク角度センサＡ、アクセル開度セン
サAC、および過給圧センサOP等からの検出信号
はマイクロコンピユータから成るコントローラ４
２内の演算手段４２１に取り込まれ、記憶装置４
２２に予めストアされたデータに基づいて演算処
理、即ち、噴射圧力を算出する。算出結果は駆動
回路４０に送出され噴射パターンに従つて所定の
サイリスタのゲートにトリガ信号を送出してサイ
リスタをターンオン若しくはターンオフする。サ
イリスタのターンオンに基づいて高電圧電源４１
からアクチユエータに電圧印加される。 FIG. 4 shows a block diagram of control means for controlling each actuator unit 1a, 1b and 1c of the electrostrictive actuator 1. Detection signals from various sensors, such as water temperature sensor WT, engine speed sensor F, crank angle sensor A, accelerator opening sensor AC, and boost pressure sensor OP, are sent to a controller 4 consisting of a microcomputer.
2 and stored in the storage device 4.
22 performs arithmetic processing based on data stored in advance, that is, calculates the injection pressure. The calculation result is sent to the drive circuit 40, and a trigger signal is sent to the gate of a predetermined thyristor to turn on or turn off the thyristor according to the injection pattern. High voltage power supply 41 based on thyristor turn-on
A voltage is applied to the actuator from
尚、本実施例では、電歪式アクチユエータをノ
ズルニードルの軸上に配置した例を説明したが、
ノズルニードル軸と垂直に交差する方向に横向き
に配置することもできる。この場合には、電歪式
アクチユエータは燃料通路を段階的に開放又は閉
塞するように機能し、噴射に必要な噴射圧は別個
の手段、例えばプランジヤーによつて行われる。 In this example, an example was explained in which the electrostrictive actuator was arranged on the axis of the nozzle needle.
It can also be arranged transversely in a direction perpendicularly intersecting the nozzle needle axis. In this case, the electrostrictive actuator functions to open or close the fuel passage in stages, and the injection pressure required for injection is provided by separate means, for example a plunger.
本考案によれば、簡単な構成により１回の噴射
における燃料の噴射率パターンを任意に変化させ
ることができるので、運転状態に応じた最適な噴
射率パターンを得ることができる。
According to the present invention, it is possible to arbitrarily change the injection rate pattern of fuel in one injection with a simple configuration, so it is possible to obtain an optimum injection rate pattern depending on the operating condition.
第１図は、本考案に係る燃料噴射弁の基本構造
を示す軸方向断面図、第２図は、第１図に示す電
歪式アクチユエータの駆動回路図、第３図ａ〜ｅ
は印加電圧、リフト量および噴射率を示すタイミ
ングチヤート、および第４図は第１図に示す電歪
式アクチユエータの制御ブロツク図である。
符号の説明、１……電歪式アクチユエータ、１
ａ〜１ｃ……電歪式アクチユエータユニツト、２
ａ〜２ｄ……端子、３……シール材、４……ガイ
ド、５……ピストン、６……バー、７……デイス
タンスピース、８……リテイニングナツト、９…
…ノズルニードル、１０……ノズルボデイ、１１
……燃料入口、１２……ボデイ、１３……油圧
室、１４……ケース、１５……アキユムレータ、
４０……駆動回路、４１，VS……高圧直流電源、
４２……コントローラ、L0〜L3……コイル、S1
〜S6……サイリスタ、C0……コンデンサ。
Fig. 1 is an axial sectional view showing the basic structure of the fuel injection valve according to the present invention, Fig. 2 is a drive circuit diagram of the electrostrictive actuator shown in Fig. 1, and Figs. 3 a to e.
4 is a timing chart showing applied voltage, lift amount and injection rate, and FIG. 4 is a control block diagram of the electrostrictive actuator shown in FIG. 1. Explanation of symbols, 1... Electrostrictive actuator, 1
a to 1c...electrostrictive actuator unit, 2
a-2d... terminal, 3... sealing material, 4... guide, 5... piston, 6... bar, 7... distance piece, 8... retaining nut, 9...
... Nozzle needle, 10 ... Nozzle body, 11
... Fuel inlet, 12 ... Body, 13 ... Hydraulic chamber, 14 ... Case, 15 ... Accumulator,
40...Drive circuit, 41, V S ...High voltage DC power supply,
42... Controller, L 0 ~ L 3 ... Coil, S 1
~ S6 ...Thyristor, C0 ...Capacitor.
Claims (1)
１０と、該ノズルボデイ内に往復動自在に収容さ
れ、該噴口を開閉するノズルニードル９と、該ノ
ズルニードルの該噴口とは反対側の端面に対向し
て設けられ、往復動可能なピストン５と、該ピス
トンの該ノズルニードルとは反対側の端面に係合
して該ピストンを駆動する電歪式アクチユエータ
と、該ピストンと該ノズルニードルとの間に設け
られた油圧室１３と、該噴口に接続され、かつ高
圧に維持された燃料を蓄積するアキユムレータ１
５に接続された燃料入口１１と、該油圧室内の圧
力を制御してノズルニードルを開閉するよう該電
歪式アクチユエータを駆動せしめる駆動回路とを
備えた燃料噴射弁において、 該電歪式アクチユエータを複数個の積層された
電歪式アクチユエータユニツト１ａ−１ｃにより
構成するとともに、前記駆動回路は該複数の電歪
式アクチユエータユニツトのそれぞれと接続さ
れ、１回の噴射中において該複数の電歪式アクチ
ユエータユニツトの充放電タイミングをずらすこ
とにより、１回の噴射中におけるノズルニードル
のリフト量を段階的に制御することを特徴とする
燃料噴射弁。[Claims for Utility Model Registration] A nozzle body 10 having a nozzle 16 for injecting fuel, a nozzle needle 9 reciprocably housed within the nozzle body and opening and closing the nozzle, and a nozzle needle 9 opposite to the nozzle. an electrostrictive actuator that engages with an end surface of the piston opposite to the nozzle needle to drive the piston; A hydraulic chamber 13 provided between the nozzle needle and the accumulator 1 connected to the nozzle and storing fuel maintained at high pressure.
5, and a drive circuit that drives the electrostrictive actuator to open and close a nozzle needle by controlling the pressure in the hydraulic chamber, the electrostrictive actuator comprising: It is constituted by a plurality of stacked electrostrictive actuator units 1a-1c, and the drive circuit is connected to each of the plurality of electrostrictive actuator units, and the drive circuit is connected to each of the plurality of electrostrictive actuator units 1a to 1c, and the drive circuit is connected to each of the plurality of electrostrictive actuator units 1a to 1c. A fuel injection valve characterized in that the amount of lift of a nozzle needle during one injection is controlled in stages by shifting the charging and discharging timing of an electrostrictive actuator unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985110439U JPH0415980Y2 (en) | 1985-07-20 | 1985-07-20 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985110439U JPH0415980Y2 (en) | 1985-07-20 | 1985-07-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220165U JPS6220165U (en) | 1987-02-06 |
| JPH0415980Y2 true JPH0415980Y2 (en) | 1992-04-09 |
Family
ID=30989439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985110439U Expired JPH0415980Y2 (en) | 1985-07-20 | 1985-07-20 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0415980Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0310721Y2 (en) * | 1988-02-01 | 1991-03-18 | ||
| JP3885283B2 (en) * | 1997-05-09 | 2007-02-21 | 日産自動車株式会社 | Drive device for fuel injection valve |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58210357A (en) * | 1982-06-01 | 1983-12-07 | Nippon Soken Inc | Fuel injection device |
-
1985
- 1985-07-20 JP JP1985110439U patent/JPH0415980Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58210357A (en) * | 1982-06-01 | 1983-12-07 | Nippon Soken Inc | Fuel injection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6220165U (en) | 1987-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1300218C (en) | Method and apparatus for controlling a solenoid operated fuel injector | |
| EP1139443B1 (en) | Method and apparatus for driving a piezoelectric fuel injector element | |
| JPH0415980Y2 (en) | ||
| JPS6217339A (en) | Drive circuit for electrostrictive actuator for fuel injection valve | |
| JPH0663473B2 (en) | Drive circuit of electrostrictive actuator for fuel injection valve | |
| JP2002349383A (en) | Fuel injection valve | |
| JP2684650B2 (en) | Piezo element drive | |
| JP4345434B2 (en) | Driving method of multilayer piezoelectric element | |
| JP2003319667A (en) | Piezoactuator driving circuit | |
| JP2591267B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
| JP3048285B2 (en) | Fuel injection valve drive control device for internal combustion engine | |
| JPH0410361Y2 (en) | ||
| JPH1122581A (en) | Fuel injection device | |
| JPH11159414A (en) | Driving circuit of piezoelectric actuator for fuel injection valve | |
| JPS62248851A (en) | Driving circuit for electric strain type actuator for fuel injection valve | |
| JP3821027B2 (en) | Fuel injection device | |
| JPS61241438A (en) | Controlling method of fuel injection valve and device thereof | |
| JPS6388246A (en) | Control method for electronically controlled fuel injection device using piezo-electric element | |
| CN100429394C (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
| JPS61160563A (en) | Electrostrictive fluid injection control | |
| JPS6287609A (en) | Direct-injection type diesel engine | |
| JPS61200374A (en) | Fuel injection valve of internal-combustion engine | |
| JP4622112B2 (en) | Piezo actuator driving circuit and fuel injection device | |
| JP3048286B2 (en) | Fuel injection valve drive control device for internal combustion engine | |
| JP2019183728A (en) | Fuel injection device |