JPS5958129A - 燃料噴射装置 - Google Patents
燃料噴射装置Info
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- JPS5958129A JPS5958129A JP57169183A JP16918382A JPS5958129A JP S5958129 A JPS5958129 A JP S5958129A JP 57169183 A JP57169183 A JP 57169183A JP 16918382 A JP16918382 A JP 16918382A JP S5958129 A JPS5958129 A JP S5958129A
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
-
- 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
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
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- 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
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- 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】
本発明は自動車用内燃機関の燃料噴A:1に使用する燃
料噴射装置に関し、特に高速応答が可変で、噴射量、噴
射時期、噴射率等の電子制御に適する装置に関するもの
である。
料噴射装置に関し、特に高速応答が可変で、噴射量、噴
射時期、噴射率等の電子制御に適する装置に関するもの
である。
Ut来の燃料喰射ノスルは、例えばEFIのインジェク
タにおいてはノズルの開閉動作しか得られなかった。そ
のため噴射時期、噴射量を制御することはできるが、噴
射率は変えることができなかった。またディーゼルエン
ジンの噴射ノズルにおいては外部の噴射ポンプによって
圧送された燃料によって11部が開閉し、ノズル自体で
は噴射に関係す、るパラメータを変えることができなか
った。
タにおいてはノズルの開閉動作しか得られなかった。そ
のため噴射時期、噴射量を制御することはできるが、噴
射率は変えることができなかった。またディーゼルエン
ジンの噴射ノズルにおいては外部の噴射ポンプによって
圧送された燃料によって11部が開閉し、ノズル自体で
は噴射に関係す、るパラメータを変えることができなか
った。
ところが近年では、特にディーゼルエンジンの電子制御
に対し要求が増加し、噴射に関するバラメ−タを自由に
制御できる装置が望まれている。
に対し要求が増加し、噴射に関するバラメ−タを自由に
制御できる装置が望まれている。
本発明は以上の点に鑑み、高速動作が可能なアクチュエ
ータとニードル弁を組み合わせることにより、電子制御
可能な燃料噴射装置を構成し、以って、燃費向上、排ガ
ス浄化、ドラピリ向上等を達成することを目的とする。
ータとニードル弁を組み合わせることにより、電子制御
可能な燃料噴射装置を構成し、以って、燃費向上、排ガ
ス浄化、ドラピリ向上等を達成することを目的とする。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第1図は本発明の構成を示すシステム図である。
■は燃料ポンプで燃料タンク2から吸い上げた燃料を圧
送供給する。3はレギュレークバルブで、設定圧(例え
ば20MPa)以」二になると開ブrすることにより、
ポンプ1吐出圧力および管路4の内部圧力を一定に保つ
。5はアキュームレータで一定圧の燃料を蓄わえること
により、燃料噴射、停止ににる管路4内燃料の過渡的な
圧力変動を抑える。6は電磁リリーフバルブで通電時に
は閉しており、非通電時(例えばエンジンキースイノヂ
OFF時)にはトレイン側と導通ずることにより、管路
4内部の圧力を大気圧に開放′づることで燃料噴射を停
止し、エンジンを止めるために設けである。
送供給する。3はレギュレークバルブで、設定圧(例え
ば20MPa)以」二になると開ブrすることにより、
ポンプ1吐出圧力および管路4の内部圧力を一定に保つ
。5はアキュームレータで一定圧の燃料を蓄わえること
により、燃料噴射、停止ににる管路4内燃料の過渡的な
圧力変動を抑える。6は電磁リリーフバルブで通電時に
は閉しており、非通電時(例えばエンジンキースイノヂ
OFF時)にはトレイン側と導通ずることにより、管路
4内部の圧力を大気圧に開放′づることで燃料噴射を停
止し、エンジンを止めるために設けである。
100は燃料噴射ノズルで、その^イ゛細構成は以下の
ようになっている。lotはノズルボデーでその下部に
はエンジン等への取り付は用ネジ部102および締め付
は用六角部103が一体で形成しである。104はニー
ドル弁でその先端部1.05は円錐状で、ノズルボデー
101の先端中央部にあけられた少なくとも1間の噴I
I 7L l 06の上流部に設けられたテーバ状の弁
座107を油密に閉じるようになっている。弁座107
の上部には、ニードル弁104の円周に沿って、燃料を
導くための油室108が設けである。この油室108へ
燃料を供給するための通路109がノズルボデー101
内部を通り、ユニオン110へ通しており、前記管路4
につながっている。ニー1゛ル弁104はノズルボデー
101のシリンダ部ill内に、油密にかつ」二部に摺
動自在に配置され−Cいる。さらに、ニードル弁104
の中央部には保持穴112が形成され、この保持穴11
2内にスプリング113が入っておりニードル弁104
を下方へ付勢しζいる。120は電歪アクチュエータで
、電圧を印加すると伸長する。この電歪アクチュエータ
120については後でd′L述する。
ようになっている。lotはノズルボデーでその下部に
はエンジン等への取り付は用ネジ部102および締め付
は用六角部103が一体で形成しである。104はニー
ドル弁でその先端部1.05は円錐状で、ノズルボデー
101の先端中央部にあけられた少なくとも1間の噴I
I 7L l 06の上流部に設けられたテーバ状の弁
座107を油密に閉じるようになっている。弁座107
の上部には、ニードル弁104の円周に沿って、燃料を
導くための油室108が設けである。この油室108へ
燃料を供給するための通路109がノズルボデー101
内部を通り、ユニオン110へ通しており、前記管路4
につながっている。ニー1゛ル弁104はノズルボデー
101のシリンダ部ill内に、油密にかつ」二部に摺
動自在に配置され−Cいる。さらに、ニードル弁104
の中央部には保持穴112が形成され、この保持穴11
2内にスプリング113が入っておりニードル弁104
を下方へ付勢しζいる。120は電歪アクチュエータで
、電圧を印加すると伸長する。この電歪アクチュエータ
120については後でd′L述する。
115はノズルボデーlotの」二部に刻設されたネジ
部]、 l 6に螺入するボルトで、その頭部には締め
付は用六角穴117が形成され°ζいる。そして、この
ボルト115の先端部118は01■記電歪アクチユエ
ータ120に当接し、アクチュエータ120、スプリン
グ113、ニートルブr104をノズルボデー101内
に収納保持するようになっている。
部]、 l 6に螺入するボルトで、その頭部には締め
付は用六角穴117が形成され°ζいる。そして、この
ボルト115の先端部118は01■記電歪アクチユエ
ータ120に当接し、アクチュエータ120、スプリン
グ113、ニートルブr104をノズルボデー101内
に収納保持するようになっている。
弁座107、ニードル弁1.04、スプリング113、
電歪アクチュエータ120、ボルト115の位置関係は
以下のようになっている。電歪アクチュエータ1.20
に例えば100OVを通電したときにおりる伸びを△l
(例えば50μm )とすると、非通電時には電歪ア
クチュエータ120は伸びないため、スプリング113
の伸び力によって電歪アクチブエータ120はボルト1
15に押し、つIノられる。一方二−ドル弁104は弁
座107に押しつけられており、電歪アクチュエータ1
20とニードル弁104の間には△lよりわずかに短か
い距離へl′の隙間がおいている。
電歪アクチュエータ120、ボルト115の位置関係は
以下のようになっている。電歪アクチュエータ1.20
に例えば100OVを通電したときにおりる伸びを△l
(例えば50μm )とすると、非通電時には電歪ア
クチュエータ120は伸びないため、スプリング113
の伸び力によって電歪アクチブエータ120はボルト1
15に押し、つIノられる。一方二−ドル弁104は弁
座107に押しつけられており、電歪アクチュエータ1
20とニードル弁104の間には△lよりわずかに短か
い距離へl′の隙間がおいている。
ノズルボデー101の横部には、電歪アクチブ。
エータ120に通電するための電線119を通すための
穴130がおいている。この穴130はまた、ノズルボ
デーのシリンダ部111とニードル ・弁
104との間隙を通ってもれた燃料のドレイン機能を有
する。前記電線119はコンピュータ200へ接続され
ている。コンピュータ200は、後述の如くエンジン回
転センサ201、スロ・ノトル開度センサ210.水l
K!xセン−jl−212、吸気管圧力センサ213、
スタータスイ・フチ238等の信号が接続されており、
これらの信号をもとに最適な噴射時期、噴射量、噴射パ
ターンを計算し、燃料噴射ノズル100および電磁リリ
ーフノマルブ6を駆動するようになっている。
穴130がおいている。この穴130はまた、ノズルボ
デーのシリンダ部111とニードル ・弁
104との間隙を通ってもれた燃料のドレイン機能を有
する。前記電線119はコンピュータ200へ接続され
ている。コンピュータ200は、後述の如くエンジン回
転センサ201、スロ・ノトル開度センサ210.水l
K!xセン−jl−212、吸気管圧力センサ213、
スタータスイ・フチ238等の信号が接続されており、
これらの信号をもとに最適な噴射時期、噴射量、噴射パ
ターンを計算し、燃料噴射ノズル100および電磁リリ
ーフノマルブ6を駆動するようになっている。
第2図は電歪アクチュエータ120の♂′を相構造を示
ず−・部所面図である。121は絶縁材料(例えばP
I) S ’)から成る円筒状のインシュレータノ\ウ
ジングで、その側面には溝部122が設けである。12
3,124は同じく絶縁材料から成るインシュレータデ
ィスクで、・インシュレータハウジ:/グ121の開口
端を覆うものである。尚、インシブレークディスク12
3,124には電歪アクチュエータに発生した力がその
まま加わるため強度が必要である。125は例えばI)
Z ′Fから成る圧電素子で、本実施例においては直
i5!:3Qmm、厚さQ、 5 mmのものを100
枚使用している。126は前記圧電素子125に電圧を
供給する電極板で厚さ30μmのベリラム銅ハタを使用
している。
ず−・部所面図である。121は絶縁材料(例えばP
I) S ’)から成る円筒状のインシュレータノ\ウ
ジングで、その側面には溝部122が設けである。12
3,124は同じく絶縁材料から成るインシュレータデ
ィスクで、・インシュレータハウジ:/グ121の開口
端を覆うものである。尚、インシブレークディスク12
3,124には電歪アクチュエータに発生した力がその
まま加わるため強度が必要である。125は例えばI)
Z ′Fから成る圧電素子で、本実施例においては直
i5!:3Qmm、厚さQ、 5 mmのものを100
枚使用している。126は前記圧電素子125に電圧を
供給する電極板で厚さ30μmのベリラム銅ハタを使用
している。
1ijl記インシユレータハウジング121内に電極板
126と圧電素子125を交互に、かつ圧電素子125
が電気的に並列接続となるように積層し、インシュレー
タディスク123,124で両端をふさいだ後、nil
記電積電極板126けたタブ127をハンダ(−jによ
っ“ζ接続している。
126と圧電素子125を交互に、かつ圧電素子125
が電気的に並列接続となるように積層し、インシュレー
タディスク123,124で両端をふさいだ後、nil
記電積電極板126けたタブ127をハンダ(−jによ
っ“ζ接続している。
次に上記構成にお+Jるニードル弁104の作動につい
て説明Jる。
て説明Jる。
第3図は岸!’l噴射ノズルの動作を説明するための断
面図である。まず、運転停止時を考えると、(第3図(
a))電磁リリーフバルブ6は通電されていないためじ
レイン側と導通しており、管路4、アキュームレータ5
、通路109、油室108は大気圧に聞IJ9.されて
いる。litっで、ニー1ニル弁104はスプリング1
13の伸り力によってブ「庄107に押しつりられてお
り、噴射孔10Gから燃料は噴射されない。
面図である。まず、運転停止時を考えると、(第3図(
a))電磁リリーフバルブ6は通電されていないためじ
レイン側と導通しており、管路4、アキュームレータ5
、通路109、油室108は大気圧に聞IJ9.されて
いる。litっで、ニー1ニル弁104はスプリング1
13の伸り力によってブ「庄107に押しつりられてお
り、噴射孔10Gから燃料は噴射されない。
次に運転時を考えると、電磁リリーフバルブ6は通電さ
れているため閉しており、炉材ポンプ1から供給される
圧力によりtail記配管系である管路4、アキューノ
・レータ5、通路109、油室108はレギュレータバ
ルブ3で設定されたI上方(例えば20 M P a
)に加圧されている。この油圧はニー1!ル弁104の
下部のテーパS1−に作用し、ニー1゛ルjf’ L
04を上へ押し上げる力を発生ずる。
れているため閉しており、炉材ポンプ1から供給される
圧力によりtail記配管系である管路4、アキューノ
・レータ5、通路109、油室108はレギュレータバ
ルブ3で設定されたI上方(例えば20 M P a
)に加圧されている。この油圧はニー1!ル弁104の
下部のテーパS1−に作用し、ニー1゛ルjf’ L
04を上へ押し上げる力を発生ずる。
スプリング113はこの力にり(シて十分小さい値(例
えば2ON)に設定され“ζいるため、電歪アクチュエ
ータ120が非通電時にはニー1!ル弁104とのクリ
アランスの分だけ」−シC′する。この」−昇によりニ
ードル弁104と弁座107との間に間隙か生じ、この
隙間を通して燃料が流出し、噴射孔10Gから噴射する
(第3図(b))。尚、先のニードル弁104を」二へ
押し上げる力は、例えば油圧を20 M I)a、ニー
ドル弁104の油圧が作用する面積を10−とすると、
200Mという値となり、ニー1′ル弁104が前記ク
リアランスを上昇Jるのに要4°る時間は極めて短かく
(約100μ5ec)てJむため商運応答が可能とな
る。
えば2ON)に設定され“ζいるため、電歪アクチュエ
ータ120が非通電時にはニー1!ル弁104とのクリ
アランスの分だけ」−シC′する。この」−昇によりニ
ードル弁104と弁座107との間に間隙か生じ、この
隙間を通して燃料が流出し、噴射孔10Gから噴射する
(第3図(b))。尚、先のニードル弁104を」二へ
押し上げる力は、例えば油圧を20 M I)a、ニー
ドル弁104の油圧が作用する面積を10−とすると、
200Mという値となり、ニー1′ル弁104が前記ク
リアランスを上昇Jるのに要4°る時間は極めて短かく
(約100μ5ec)てJむため商運応答が可能とな
る。
次に、この状態で電歪アクチュエータ120に通電した
時を)えると、電歪アクチュエータ120は△p (例
えば50μm )伸ししようとする。
時を)えると、電歪アクチュエータ120は△p (例
えば50μm )伸ししようとする。
電歪アクチュエータ120の発生ずる力は極めて大きい
(本例では約20ON)ので、油圧がニー1゛ル弁10
4を押し」二げる力(20ON)に打ち勝つ゛(、これ
を下方へ押し下げ、ニードル弁104と弁座107が密
着し燃1′+1の噴射を停−止する〉(第3図(C))
電歪アクチュエータ120の応答時間は約50〜100
μsecと極めて速く、その強大な力とあいまってノズ
ル閉動作に要Jる時間も極めて短かく高速応答が可能と
なる。
(本例では約20ON)ので、油圧がニー1゛ル弁10
4を押し」二げる力(20ON)に打ち勝つ゛(、これ
を下方へ押し下げ、ニードル弁104と弁座107が密
着し燃1′+1の噴射を停−止する〉(第3図(C))
電歪アクチュエータ120の応答時間は約50〜100
μsecと極めて速く、その強大な力とあいまってノズ
ル閉動作に要Jる時間も極めて短かく高速応答が可能と
なる。
以上の基本的な開度、閉弁動作説明に基づき、次にシス
テムの動作説明を行なう。
テムの動作説明を行なう。
第4図はシステムの動作説明に供する各部の動作波形図
である。
である。
まず、エンンンキースイノチをONする(第4図a中■
で示すと、コンピュータ200が作動し始め、電磁リリ
ーフバルブ6に通電Jることによってこれを閉しく第4
図d中0で示4)、さらに電歪アクチュエータ120に
通電Jることによって燃料噴射ノズルを閉しる(第4図
f中◎で示す)。
で示すと、コンピュータ200が作動し始め、電磁リリ
ーフバルブ6に通電Jることによってこれを閉しく第4
図d中0で示4)、さらに電歪アクチュエータ120に
通電Jることによって燃料噴射ノズルを閉しる(第4図
f中◎で示す)。
続いてエンジンを回転始動することによって(第4図す
中■で示す)燃料ポンプ1より燃料が供給され、配管系
の圧力が上昇する(第4図e中■で示す)。コンピュー
タ200は規定の回転数(例えば5回)だリエンジンが
回転したかを判断し、この回転数を越えた時点で圧力が
設定値まで」二がったとみなし燃料噴射の制御を開始す
る(第4図【中0点で示゛4)。
中■で示す)燃料ポンプ1より燃料が供給され、配管系
の圧力が上昇する(第4図e中■で示す)。コンピュー
タ200は規定の回転数(例えば5回)だリエンジンが
回転したかを判断し、この回転数を越えた時点で圧力が
設定値まで」二がったとみなし燃料噴射の制御を開始す
る(第4図【中0点で示゛4)。
炉材噴射制御は基本的には燃料頓躬ノスル100を開弁
、閉弁することによって行なう。コンピュータ200は
エンジン回転数N1スロットル開度θ、水温′r、吸気
管圧力P等の信号を基に最適の噴射時期、噴射量を61
算し、エンジンクランクアングルの基準位置信号(第4
図C)、角度信号から割り出したタイミングにて燃料噴
射ノズルを開弁、閉弁する(第4図r中■で示す)。燃
料の供給圧はレギプレータバルブ3およびアキュームレ
ータ5により一定に保たれ、ニー1゛ル弁104の間隙
も一定であるため、燃料噴射量は燃料噴射ノズル100
の開弁時間に比例することになる。
、閉弁することによって行なう。コンピュータ200は
エンジン回転数N1スロットル開度θ、水温′r、吸気
管圧力P等の信号を基に最適の噴射時期、噴射量を61
算し、エンジンクランクアングルの基準位置信号(第4
図C)、角度信号から割り出したタイミングにて燃料噴
射ノズルを開弁、閉弁する(第4図r中■で示す)。燃
料の供給圧はレギプレータバルブ3およびアキュームレ
ータ5により一定に保たれ、ニー1゛ル弁104の間隙
も一定であるため、燃料噴射量は燃料噴射ノズル100
の開弁時間に比例することになる。
そして、ノズルの開弁動作11間、閉弁動作時間も極め
て短かいため、高a度な制御が可能となる。
て短かいため、高a度な制御が可能となる。
その後エンジンキースイッチをOFFとすると(第4図
a中■で示す)、コンピュータ200は作動を停止し、
電磁リリーフバルブ6に通電されなくなるため開弁する
(第4図d中◎点で示ず)。
a中■で示す)、コンピュータ200は作動を停止し、
電磁リリーフバルブ6に通電されなくなるため開弁する
(第4図d中◎点で示ず)。
そのためドレイン側と導通し、配管系の圧力が抜け(第
4図e中■で示す)、噴射が停止しエンジンが止よる。
4図e中■で示す)、噴射が停止しエンジンが止よる。
この時、ニードル弁104はスプリング113によって
弁座107に押しつけられているため配管4系に残留し
ている燃料が噴射孔106から漏れることを防止する。
弁座107に押しつけられているため配管4系に残留し
ている燃料が噴射孔106から漏れることを防止する。
次にコンピュータ200の構成および動作を説明する。
第5図はコンピュータ200の構成を示すブロック図で
ある。201はエンジン回転センサで、この回転軸は前
述の燃料ポンプ1の駆動軸1001に直結されている。
ある。201はエンジン回転センサで、この回転軸は前
述の燃料ポンプ1の駆動軸1001に直結されている。
更に燃料、J!ンプlの駆動軸toolはエンジン10
03のクランクシャフト1004の1/2の回転数比と
なるようにプーリー1002.1005で結合されてい
る。エンジン回転センサ201には1回転1パルスの基
準位置信号を出力するために、円周上に1個の切り欠き
を有する回転板202およびこの切り欠きを検出する基
準位置センサ203と、1回転に360パルスの角度信
号を出力するために円周」−に360個の切り欠きを有
する回転板204およびこのψJり欠きを検出する角度
センサ205とから構成されている。尚、基準位置信号
と、角度信号との位相関係は最適となるようにtlI!
I!されている。
03のクランクシャフト1004の1/2の回転数比と
なるようにプーリー1002.1005で結合されてい
る。エンジン回転センサ201には1回転1パルスの基
準位置信号を出力するために、円周上に1個の切り欠き
を有する回転板202およびこの切り欠きを検出する基
準位置センサ203と、1回転に360パルスの角度信
号を出力するために円周」−に360個の切り欠きを有
する回転板204およびこのψJり欠きを検出する角度
センサ205とから構成されている。尚、基準位置信号
と、角度信号との位相関係は最適となるようにtlI!
I!されている。
210は例えばボテンシ賓メータを利用したスロットル
開度センサでその駆動軸はアクセル211に連結されて
おり、アクセルの踏み加減すなわちスロットル開度を電
気信号として出力増−る。212は例えばサーミスタを
利用した温水センサで、エンジン冷却水の温度に応じて
抵抗値が変化し電気信号として出力するものである。2
13は例えば半導体ダイアフラム上に作られた抵抗ブリ
ッジのバランスが圧力により変化することを利用した吸
気管圧力センサで、エンジン吸気管内圧力を電気信号と
して出力Jるものである。
開度センサでその駆動軸はアクセル211に連結されて
おり、アクセルの踏み加減すなわちスロットル開度を電
気信号として出力増−る。212は例えばサーミスタを
利用した温水センサで、エンジン冷却水の温度に応じて
抵抗値が変化し電気信号として出力するものである。2
13は例えば半導体ダイアフラム上に作られた抵抗ブリ
ッジのバランスが圧力により変化することを利用した吸
気管圧力センサで、エンジン吸気管内圧力を電気信号と
して出力Jるものである。
220は第1整形回路で、基準位置センサ203からの
信号を波形整形し、基準位置センサ203信号の立下り
に同期した時間幅の短かいルベルの基ン許位置バルフを
出力する。221は第2整形回路で、角度センリ・信号
205を波形整形し、その立上りと立下りのエツジで時
間幅の短かいルベルの角度パルスを出力する。すなわち
エンジン回転センサ2011回転当り720パルスの信
号が得られる。222は第1AD変換回路で、スロット
ル開度センサ210からの信号をAD変換し12bit
のデジタル値に変換しCP U 235めパスライン2
60に接続する。232は第2ΔD変換回路で氷1品セ
ッサ212から信号をへl〕変換し12bitのデジタ
ル値に変換しCPU235のパスライン260に接続す
る。224は第3AD変換回路で吸気管圧力センサ21
3からの信号をAI)変換し12bitのデジタル値に
変換してCPU235のパスライン260に接続する。
信号を波形整形し、基準位置センサ203信号の立下り
に同期した時間幅の短かいルベルの基ン許位置バルフを
出力する。221は第2整形回路で、角度センリ・信号
205を波形整形し、その立上りと立下りのエツジで時
間幅の短かいルベルの角度パルスを出力する。すなわち
エンジン回転センサ2011回転当り720パルスの信
号が得られる。222は第1AD変換回路で、スロット
ル開度センサ210からの信号をAD変換し12bit
のデジタル値に変換しCP U 235めパスライン2
60に接続する。232は第2ΔD変換回路で氷1品セ
ッサ212から信号をへl〕変換し12bitのデジタ
ル値に変換しCPU235のパスライン260に接続す
る。224は第3AD変換回路で吸気管圧力センサ21
3からの信号をAI)変換し12bitのデジタル値に
変換してCPU235のパスライン260に接続する。
225はクロック発生回路で周波数の安定したクロック
信号ψ1、ψ2を発生ずる。226は12bitのバイ
ナリカウンタAで、前記第1成形回路220からの基準
位置パルスによってラッチ、リセノ1されクロック信号
φIによってアソプカウン1される。ずなわら、カウン
タΔ226は基>!”= 位! ハルスから基71へ位
置パルスまで間のりしドック信号φ電をその都度カラン
I・するようになっている。従って、このカリン]値は
基準位置パルスの周期に対応した値になり、この逆数は
エンジン回転数に対応する。そして、このカウンタA2
26の出力はCP tJ 235が読む込むことができ
るようにパスライン260に接続されている。227は
12bitのバイナリカウンタBで、前記第1整形回i
ff!+ 220からの基準位置パルスがり七ソト人力
に、第2整形回路221からの角度パルスがクロック入
力に接続されている。従ってカウンタB227の内容は
燃料ポンプの駆動軸の回転に同期した基準位置からの時
々刻々の回転角度を示している。これをψとする。22
8は12bitのラッチAで、後述するCPL1235
が演算した燃料噴射時期ψIをラッチして出力する。2
29はl 2)) i LのコンパレータAで、前記基
準位置からの回転角度ψと、燃料噴射時期ψ1とを比較
しψ−ψ1となった時点でルベルの−・致信号を出力す
る。230は12bitのバイナリカウンタCで、その
リセット人力には前述のψ−ψ1なる−・致信号が、ク
ロック入力にはクロック信号φ2が接続されている。従
ってカウンタCの内容はψ−ψ貫となった時点からの時
々刻々の経過時間を示している。これをtとする。23
1はl 21) i tのラッチBで後述するC P
U 235が演算した燃料噴射期間1.をラッチして出
力する。232は12bitのコンパレータBで1ii
l述Jるψ−ψ1からの経過時間りと噴射期間t1とを
比較し1−1、となった時点でlルベルの一致信号を出
力する。233はモノ1−リセツトフリツプフロノブで
、そのセット入力にはψ−ψIなる一致信号が、リセッ
ト人力には1=1.なる一致信号が接続されている。従
ってこのフリップフロップは燃料噴射時期ψ1で七ノド
されてルヘルとなり、そのt1後にリセy l・されて
0レベルとなる信号が出力0iil子Qに出力される。
信号ψ1、ψ2を発生ずる。226は12bitのバイ
ナリカウンタAで、前記第1成形回路220からの基準
位置パルスによってラッチ、リセノ1されクロック信号
φIによってアソプカウン1される。ずなわら、カウン
タΔ226は基>!”= 位! ハルスから基71へ位
置パルスまで間のりしドック信号φ電をその都度カラン
I・するようになっている。従って、このカリン]値は
基準位置パルスの周期に対応した値になり、この逆数は
エンジン回転数に対応する。そして、このカウンタA2
26の出力はCP tJ 235が読む込むことができ
るようにパスライン260に接続されている。227は
12bitのバイナリカウンタBで、前記第1整形回i
ff!+ 220からの基準位置パルスがり七ソト人力
に、第2整形回路221からの角度パルスがクロック入
力に接続されている。従ってカウンタB227の内容は
燃料ポンプの駆動軸の回転に同期した基準位置からの時
々刻々の回転角度を示している。これをψとする。22
8は12bitのラッチAで、後述するCPL1235
が演算した燃料噴射時期ψIをラッチして出力する。2
29はl 2)) i LのコンパレータAで、前記基
準位置からの回転角度ψと、燃料噴射時期ψ1とを比較
しψ−ψ1となった時点でルベルの−・致信号を出力す
る。230は12bitのバイナリカウンタCで、その
リセット人力には前述のψ−ψ1なる−・致信号が、ク
ロック入力にはクロック信号φ2が接続されている。従
ってカウンタCの内容はψ−ψ貫となった時点からの時
々刻々の経過時間を示している。これをtとする。23
1はl 21) i tのラッチBで後述するC P
U 235が演算した燃料噴射期間1.をラッチして出
力する。232は12bitのコンパレータBで1ii
l述Jるψ−ψ1からの経過時間りと噴射期間t1とを
比較し1−1、となった時点でlルベルの一致信号を出
力する。233はモノ1−リセツトフリツプフロノブで
、そのセット入力にはψ−ψIなる一致信号が、リセッ
ト人力には1=1.なる一致信号が接続されている。従
ってこのフリップフロップは燃料噴射時期ψ1で七ノド
されてルヘルとなり、そのt1後にリセy l・されて
0レベルとなる信号が出力0iil子Qに出力される。
この出力は燃料噴射ノズル100の電歪アクチュエータ
120を駆動する駆動回178240に入力される。
120を駆動する駆動回178240に入力される。
234はスタータスイッチ239の読み込み回11Ji
テ、スタータスイッチ2390) ON 、 OF
Fをパスライン260へ接続するものである。CP U
235は12bitでその割り込み端子I N ’V1
には前記第1整形回路220がらの基準位置パルスが人
力されており、エンジン回転むンサ201、スロットル
開度センサ210、水tMセンサ212、吸気管圧カセ
ンザ213からの信号を基に最適な燃料鮪時期ψIを噴
射期間L1を前)Eして出力する。236はブIIグラ
ムおよびデータを記憶し′ζあるROM、237はCI
) U作業用のRAMである。
テ、スタータスイッチ2390) ON 、 OF
Fをパスライン260へ接続するものである。CP U
235は12bitでその割り込み端子I N ’V1
には前記第1整形回路220がらの基準位置パルスが人
力されており、エンジン回転むンサ201、スロットル
開度センサ210、水tMセンサ212、吸気管圧カセ
ンザ213からの信号を基に最適な燃料鮪時期ψIを噴
射期間L1を前)Eして出力する。236はブIIグラ
ムおよびデータを記憶し′ζあるROM、237はCI
) U作業用のRAMである。
250はバッテリ300よりエンジン、1−−スイッチ
238を介して接続されている電源回路で、コンピユー
タ200各部に定電圧を供給する。さらに電歪アクチュ
エータ駆動用として100OVの直流電圧を発生さ−U
駆動回路240に供給する。
238を介して接続されている電源回路で、コンピユー
タ200各部に定電圧を供給する。さらに電歪アクチュ
エータ駆動用として100OVの直流電圧を発生さ−U
駆動回路240に供給する。
なおエンジンキースイッチ238を介して電磁リリーフ
バルブ6のバッテリ電圧が供給されており、エンジン−
1−−スイッチON時には電磁リリーフバルブ6へ通電
し閉弁するにうになっている。
バルブ6のバッテリ電圧が供給されており、エンジン−
1−−スイッチON時には電磁リリーフバルブ6へ通電
し閉弁するにうになっている。
以」−の構成にJ、るコンピュータの動作につい゛(以
下説明Jる。
下説明Jる。
第6図は説明に供する各部波形図、第7図はプ1」グラ
ノ・のフローヂャ−1・である。まず、エンジンキース
イッチ238をONするとコンピュータ200へ電源が
供給され作動を開始′づる。同時に電磁リリーフバルブ
6に通電され閉ブrする。MAI N ルーチンで各種
イニン十ライス処理を行ないスタータスイッチ239が
ONになるまで待9(ステップls+)。スタータスイ
ッチ239がONになるとステップ2S2にてスタータ
フラグを1に七ノIし、ステップ3S3て割り込みを許
可してアイ1゛ル状態になる。
ノ・のフローヂャ−1・である。まず、エンジンキース
イッチ238をONするとコンピュータ200へ電源が
供給され作動を開始′づる。同時に電磁リリーフバルブ
6に通電され閉ブrする。MAI N ルーチンで各種
イニン十ライス処理を行ないスタータスイッチ239が
ONになるまで待9(ステップls+)。スタータスイ
ッチ239がONになるとステップ2S2にてスタータ
フラグを1に七ノIし、ステップ3S3て割り込みを許
可してアイ1゛ル状態になる。
エンジンが回転始動されノ、(重位置パルスが発生ずる
と、この割り込みによってI N Tlが起動する(ス
テップ4S4)。I N i’ lルーチンではスター
タフラグをチェックしくステップ5S5)、これが1で
あれば基準位置パルスが5回くるまでは配管系の圧力が
上昇していないため噴射できないと判断し噴射時期ψ1
−0、噴射期間tl=Qとしてリターンする(ステップ
6 S t: )。エンジンが5同局」一回転するとス
タータフラグをOにリセノI・しくステップ7S7)、
運転状態に移る。
と、この割り込みによってI N Tlが起動する(ス
テップ4S4)。I N i’ lルーチンではスター
タフラグをチェックしくステップ5S5)、これが1で
あれば基準位置パルスが5回くるまでは配管系の圧力が
上昇していないため噴射できないと判断し噴射時期ψ1
−0、噴射期間tl=Qとしてリターンする(ステップ
6 S t: )。エンジンが5同局」一回転するとス
タータフラグをOにリセノI・しくステップ7S7)、
運転状態に移る。
まずカウンタA226から基準位置パルスの周期を統ろ
こみ(ステップ8Se)、この値からエソジン回転数N
1をalWする(ステップ9S9)。
こみ(ステップ8Se)、この値からエソジン回転数N
1をalWする(ステップ9S9)。
次に第1ΔIつ変換回路222からスl:l ノlル開
度信号を読みこみ(ステップlO3+o)、ス11ノI
−ル開度θIを1llWする(ステップ11S++)。
度信号を読みこみ(ステップlO3+o)、ス11ノI
−ル開度θIを1llWする(ステップ11S++)。
ごのN、、θ1から予め台上試験で求めてROMにデー
タとして記憶しであるNθψマツプをひき、1’J I
、01時の燃料噴射時1す1ψ1を補間1算で求める(
ステップ123+2)。次に同様にしてNOtマツプか
らN2O2時の噴射期間り、を補間itWに、1り求め
る(ステップ13s13)。次にfa2 A l)変換
回RR223J−リ水i4センサ213 (7)値を#
jtめ込み(ステップ14sI4)、水温T” +1W
+をalWする(ステップ15S+s)。続いて第3
A D変換回+18224より吸気管圧力センサ2I
3のイ!1′C+読み込み(ステップ16S+t;)、
吸’at 管IJg 力P l ヲal算ずZ+ (ス
−F−7’7” l I S I 7)。
タとして記憶しであるNθψマツプをひき、1’J I
、01時の燃料噴射時1す1ψ1を補間1算で求める(
ステップ123+2)。次に同様にしてNOtマツプか
らN2O2時の噴射期間り、を補間itWに、1り求め
る(ステップ13s13)。次にfa2 A l)変換
回RR223J−リ水i4センサ213 (7)値を#
jtめ込み(ステップ14sI4)、水温T” +1W
+をalWする(ステップ15S+s)。続いて第3
A D変換回+18224より吸気管圧力センサ2I
3のイ!1′C+読み込み(ステップ16S+t;)、
吸’at 管IJg 力P l ヲal算ずZ+ (ス
−F−7’7” l I S I 7)。
次いで上記1’ l! W l、1)■の値から噴射時
期、噴Il(期間の補正量を81算し先に求めた噴射時
期ψI、噴射期間t1を禎正しくステップ18S+e)
、ラッチA228にψ1をう・フチ8231番こLlを
夫々出力しくステップ19519) リターン゛」る。
期、噴Il(期間の補正量を81算し先に求めた噴射時
期ψI、噴射期間t1を禎正しくステップ18S+e)
、ラッチA228にψ1をう・フチ8231番こLlを
夫々出力しくステップ19519) リターン゛」る。
そして、この信号に基づき、上述の如くソJウンタB2
27、カウンタC230、コンパレータへ229、コン
パレータB232、フリ・ノプフ17ノプ233、駆動
回路240にJ、って所定の信号力(電歪アクチュエー
タに出力され燃料噴射を行なう。
27、カウンタC230、コンパレータへ229、コン
パレータB232、フリ・ノプフ17ノプ233、駆動
回路240にJ、って所定の信号力(電歪アクチュエー
タに出力され燃料噴射を行なう。
尚、ステップ4 S 4のIN′Fl/レーチン(よ基
準〕<ルス到来するたびに行なわれ、エンジン条(’t
!こLiSして噴射をセンサすることになる。そして
、エンジンキースイッチ238をOFFすると、電磁リ
リーフバルブ6への通電は行なわれなくなり開弁し配管
系の圧力が抜けて噴射不能となりエンジンが停止する。
準〕<ルス到来するたびに行なわれ、エンジン条(’t
!こLiSして噴射をセンサすることになる。そして
、エンジンキースイッチ238をOFFすると、電磁リ
リーフバルブ6への通電は行なわれなくなり開弁し配管
系の圧力が抜けて噴射不能となりエンジンが停止する。
なお、1す」二の説明では簡単のため単気筒を想定した
カベ多気筒の場合にはカウンタB227、ソJウンタC
230、コンパレータΔ229、コンノぐレータB23
2、ラッチA228、ラッチ13231、フリップフロ
ップ233、駆動回路240を各気fii毎に用意し、
基準パルスを各気筒毎の枯草位置に発生してやることで
対応できる。
カベ多気筒の場合にはカウンタB227、ソJウンタC
230、コンパレータΔ229、コンノぐレータB23
2、ラッチA228、ラッチ13231、フリップフロ
ップ233、駆動回路240を各気fii毎に用意し、
基準パルスを各気筒毎の枯草位置に発生してやることで
対応できる。
次に」二記駆動回路240について説明する。
第8図に駆動回路240の回(18図を示す。nij述
の説明のフリップフロップ233の出力が入力端j’−
241に接続されている。ごの信号は噴射時ルベル、非
Off躬時0レベルの信号である。今、非噴射時を考え
ると入力端子241にはOレベルの信号が来ている。こ
の信号はインバータICIで反転されルベルとなり抵抗
R1、R2を介して1−ランノスタQ1をONLさらに
抵抗R3、R4を介し′ζ1ランジスタQ2をONする
。トランジスタQ2のエミッタには前述の電源回11R
250J、す1000 Vの/Ii?ti圧が供給され
ており、1−ランリスクQ2のコレクタを通り電歪−r
クヂコエータ120に100OVが供給される。その結
果電歪アクチュエータ120は△ρだけ伸長しニー1′
ル弁I04を押しFげ弁座107が閉しられ噴射がf・
ン止する。このとき1ランシスタQ3、Q4は〕(にO
l” Fにl、(っている。
の説明のフリップフロップ233の出力が入力端j’−
241に接続されている。ごの信号は噴射時ルベル、非
Off躬時0レベルの信号である。今、非噴射時を考え
ると入力端子241にはOレベルの信号が来ている。こ
の信号はインバータICIで反転されルベルとなり抵抗
R1、R2を介して1−ランノスタQ1をONLさらに
抵抗R3、R4を介し′ζ1ランジスタQ2をONする
。トランジスタQ2のエミッタには前述の電源回11R
250J、す1000 Vの/Ii?ti圧が供給され
ており、1−ランリスクQ2のコレクタを通り電歪−r
クヂコエータ120に100OVが供給される。その結
果電歪アクチュエータ120は△ρだけ伸長しニー1′
ル弁I04を押しFげ弁座107が閉しられ噴射がf・
ン止する。このとき1ランシスタQ3、Q4は〕(にO
l” Fにl、(っている。
一方、噴射時には人力6181子241にlレベルの信
号が加わるたる、インバータICIで反転さ第10レベ
ルとなり抵抗R5、R6を介してトランジスタQ3をO
NL、さらに抵抗R7、R8を介して1ランジスタQ4
をONする。このときトランジスタQ1、Q2は共にO
F Fとなるため、電歪アクチュエータ120の1加電
圧はOvとなり、△pだけ縮まりニードル弁104が油
圧Gこj、り押し上げられ開弁し噴射を開始°→る。
号が加わるたる、インバータICIで反転さ第10レベ
ルとなり抵抗R5、R6を介してトランジスタQ3をO
NL、さらに抵抗R7、R8を介して1ランジスタQ4
をONする。このときトランジスタQ1、Q2は共にO
F Fとなるため、電歪アクチュエータ120の1加電
圧はOvとなり、△pだけ縮まりニードル弁104が油
圧Gこj、り押し上げられ開弁し噴射を開始°→る。
なお本例においてはトランジスタを用いて説明したカベ
Ii IE i’、サイリスク、真空管等を川L)ても
、1く、さらにエンジン回転数が低速の用途(こ(まリ
レーを用いることも可能である。
Ii IE i’、サイリスク、真空管等を川L)ても
、1く、さらにエンジン回転数が低速の用途(こ(まリ
レーを用いることも可能である。
以上のよ・)に本発明の第1実施例におLAて(よ、ノ
ズル開弁を燃料ポンプlより供給される一定圧力の油圧
によって行ない、一方閉弁を電歪アクチュエータ120
の伸長により行なってL)るため、両動作とも極めて短
時間に応答Jるの−である。さらにノズルの開弁時間が
燃料噴射量に対応し−ζし)るため、il′Ii運、高
精度の電子制御がitJ能とf、(す、エンジン条P1
にマ・ノチした燃料噴射を行なうことにより燃費向」二
、排ガス)TI化等の改善を容易に達成できる。
ズル開弁を燃料ポンプlより供給される一定圧力の油圧
によって行ない、一方閉弁を電歪アクチュエータ120
の伸長により行なってL)るため、両動作とも極めて短
時間に応答Jるの−である。さらにノズルの開弁時間が
燃料噴射量に対応し−ζし)るため、il′Ii運、高
精度の電子制御がitJ能とf、(す、エンジン条P1
にマ・ノチした燃料噴射を行なうことにより燃費向」二
、排ガス)TI化等の改善を容易に達成できる。
特に、ノズルの駆動源として圧電素子125を積層した
電歪アクチュエータ120を用いているため、木質的に
高速動作が可能で、従来のソレノイ1゛に比べ小型で高
速応答を得ることができる。
電歪アクチュエータ120を用いているため、木質的に
高速動作が可能で、従来のソレノイ1゛に比べ小型で高
速応答を得ることができる。
さらに従来のこの種のノズルでは、ノズル駆動源をOF
Fしたときのリターン動作をスプリングによ−っている
ため、駆動源との力のバランスでスプリング力を大きく
できないか、またはスプリング力゛を大きくするとそれ
に比例して駆動源の力も強大にする必要があり、大型化
・υざるを得なく、そのため、どろらにしても高速応答
が得られないという問題があった。ところが本実施例に
おい−ζは、リターン動作を油圧によっているためスプ
リングが不要でリターン時にもt°モ速応答がlJられ
るという特徴がある。
Fしたときのリターン動作をスプリングによ−っている
ため、駆動源との力のバランスでスプリング力を大きく
できないか、またはスプリング力゛を大きくするとそれ
に比例して駆動源の力も強大にする必要があり、大型化
・υざるを得なく、そのため、どろらにしても高速応答
が得られないという問題があった。ところが本実施例に
おい−ζは、リターン動作を油圧によっているためスプ
リングが不要でリターン時にもt°モ速応答がlJられ
るという特徴がある。
次に本発明の第2の実施例について説明する。
エンジンが−rイドル時には少量の燃料を比較的緩慢に
噴射した方が振動、騒音等の観点から望ましい。しかし
第1の実施例においては印加電圧は例えばOV、100
OVの2種類であり、燃料噴射ノズル100は全開、全
開の状態でのみ制御されているので、単位時間当りの燃
料噴射量(以下噴射率という)はエンジン条件にかかわ
らず−・定であるため、前記要求に答えられない。
噴射した方が振動、騒音等の観点から望ましい。しかし
第1の実施例においては印加電圧は例えばOV、100
OVの2種類であり、燃料噴射ノズル100は全開、全
開の状態でのみ制御されているので、単位時間当りの燃
料噴射量(以下噴射率という)はエンジン条件にかかわ
らず−・定であるため、前記要求に答えられない。
圧電素子125は公知のようにその伸長量は印加電圧に
比例する。従ってこの圧電素子125を使用した電歪ア
クチュエータ120は印加電圧を変化さ・口ることによ
りリニア動作が可能である。
比例する。従ってこの圧電素子125を使用した電歪ア
クチュエータ120は印加電圧を変化さ・口ることによ
りリニア動作が可能である。
そこで第2の実施例はこの特性を利用して電歪アクチュ
エータ120をリニア動作さ−U、以っC、ノズル開j
t量を可変として、噴射率の制御も同時に行なうように
するものである。
エータ120をリニア動作さ−U、以っC、ノズル開j
t量を可変として、噴射率の制御も同時に行なうように
するものである。
以下、本発明の第2の実施例を第9図に示す各部動作波
形図をもとに説明する。
形図をもとに説明する。
エンジン始動時、停止時の動作は第1実施例と同じであ
るので省略し、エンジン運転時につい”このみ説明する
。運転時には配管系に約20 M P aの油圧がかか
っ−Cおリニードルブ「104はこの油圧により」三方
へ押し上げられる力を受けている。
るので省略し、エンジン運転時につい”このみ説明する
。運転時には配管系に約20 M P aの油圧がかか
っ−Cおリニードルブ「104はこの油圧により」三方
へ押し上げられる力を受けている。
今、ニードルブf104が弁座107に密着するのに要
する電歪アクチュエータ120の印加電圧を1ooov
とすると、このtooovを卯月1した状態では電歪ア
クチュエータ120は△βだけ伸比しニードル弁104
は下方へ押しつけらhTIr)るため燃料噴射は行なわ
れない。
する電歪アクチュエータ120の印加電圧を1ooov
とすると、このtooovを卯月1した状態では電歪ア
クチュエータ120は△βだけ伸比しニードル弁104
は下方へ押しつけらhTIr)るため燃料噴射は行なわ
れない。
次にコンピュータで計算した所定の噴射時期ψ1におい
て電歪アクチュエータ120の印加電圧を1000vか
ら500Vに変化さ一1!ルト(fflQ図C中◎で示
す)、電歪アクチュエータ120の伸長量は半分となり
ニードル弁104とブ「庄107との間に△ff/2の
間隙が生じる。この間隙【ま電歪アクチュエータ120
の印加電圧を0■としたとき(全開時)の間隙△βの半
分であるため流路面積も半分となりノズルより噴出する
燃料量も全開時の≧1′、分となる。場なわも噴射率を
全開n5のl/2にすることができる(wc9図d中■
で示す)。
て電歪アクチュエータ120の印加電圧を1000vか
ら500Vに変化さ一1!ルト(fflQ図C中◎で示
す)、電歪アクチュエータ120の伸長量は半分となり
ニードル弁104とブ「庄107との間に△ff/2の
間隙が生じる。この間隙【ま電歪アクチュエータ120
の印加電圧を0■としたとき(全開時)の間隙△βの半
分であるため流路面積も半分となりノズルより噴出する
燃料量も全開時の≧1′、分となる。場なわも噴射率を
全開n5のl/2にすることができる(wc9図d中■
で示す)。
そして、電歪アクチブエータ120の印加電I玉をハク
4″ると(第9図C中◎で示す)、ニー1ニルj「10
4と弁座107との間隙は少なくなり噴射率も小さくな
る(第9図d中■で示′4)。逆に印加電圧を低くする
と噴射率は大きくなる。電歪アクチュエータ120の印
加電圧をリニアに変えることにより噴射率もまたリニア
に変化さ一υることが可能である。
4″ると(第9図C中◎で示す)、ニー1ニルj「10
4と弁座107との間隙は少なくなり噴射率も小さくな
る(第9図d中■で示′4)。逆に印加電圧を低くする
と噴射率は大きくなる。電歪アクチュエータ120の印
加電圧をリニアに変えることにより噴射率もまたリニア
に変化さ一υることが可能である。
そして噴射開始後、所定の噴射期間(第9図す中11で
示す)が経過した後電歪アクチュエータ120への印加
電圧を100OVにJることにより (第9図C中◎で
示す)、ニードルブ「104と弁座107は密着しノズ
ルは全開となり噴射が停止する。このように第2実施例
においては電歪アクチュエータ120への印加電圧を種
々に変えることによって、ニードル弁104と弁座10
7との間隙を変化さ・Uることができ噴射率を自由自在
に制御することができる。そのためエンジン条1′1に
応した最適の噴射率あるいは噴射パターンで燃料噴射を
行なうことができる。
示す)が経過した後電歪アクチュエータ120への印加
電圧を100OVにJることにより (第9図C中◎で
示す)、ニードルブ「104と弁座107は密着しノズ
ルは全開となり噴射が停止する。このように第2実施例
においては電歪アクチュエータ120への印加電圧を種
々に変えることによって、ニードル弁104と弁座10
7との間隙を変化さ・Uることができ噴射率を自由自在
に制御することができる。そのためエンジン条1′1に
応した最適の噴射率あるいは噴射パターンで燃料噴射を
行なうことができる。
次にこの第2実施例におけるコンピュータ200につい
て説明する。
て説明する。
コンピュータの構成はf81実施例とほとんど同しであ
るので必要な部分のみ説明する。第10図はコンピュー
タ200’の説明に伊するブロック図で、太線で示した
部分が第1実施例と異なる部分である。225′はクロ
ック発生回路で一定周波数のり覧」ツク信号を発生ずる
。クリック信号φ3は例えば周期1ooμsecの信号
である。270はへNDゲーiで一方の人力はフリップ
フロップ233で作られた噴射時期ψ1、噴射期間L1
なる噴射信号が、もう一方の人力にはff1l記りu7
り信号φコが接続され°ζいる。ΔNDゲーI・270
の出力はCPU235の第2の割り込みMIiA了IN
T2へ接続されている。第2端子I N T 2は第1
端子I N T 1よりも割り込み優先度は低いように
なっている。271は12bitのラッチCでCP U
235からロードされた値を記1qする。このラッチ
C271にはリセット端子Yンがついており、前記フリ
ップフロップ233よりインバータ272を通った信号
がつながっている。すなわちフリノブフ1.l ノブ2
33の出力がOのとき(非噴射時)にはインバータ27
2によりルベルの信号かり七ノド端子Rに入力されてい
るため強制的にラッチ内容がOとなるようになっている
。273は12bitの13A変換回11δでラッチC
271を介してロードされたデジタル値をrす「1グ電
圧に変換するものであり、デジタル人力がOのとき(全
開時)lO■を、デジタル人力がA−ルlのとき (全
開時)にはOvとなるよ・)に調↑とされ−Cいる。ま
た、280は電歪アクチュエータの駆動回路である。
るので必要な部分のみ説明する。第10図はコンピュー
タ200’の説明に伊するブロック図で、太線で示した
部分が第1実施例と異なる部分である。225′はクロ
ック発生回路で一定周波数のり覧」ツク信号を発生ずる
。クリック信号φ3は例えば周期1ooμsecの信号
である。270はへNDゲーiで一方の人力はフリップ
フロップ233で作られた噴射時期ψ1、噴射期間L1
なる噴射信号が、もう一方の人力にはff1l記りu7
り信号φコが接続され°ζいる。ΔNDゲーI・270
の出力はCPU235の第2の割り込みMIiA了IN
T2へ接続されている。第2端子I N T 2は第1
端子I N T 1よりも割り込み優先度は低いように
なっている。271は12bitのラッチCでCP U
235からロードされた値を記1qする。このラッチ
C271にはリセット端子Yンがついており、前記フリ
ップフロップ233よりインバータ272を通った信号
がつながっている。すなわちフリノブフ1.l ノブ2
33の出力がOのとき(非噴射時)にはインバータ27
2によりルベルの信号かり七ノド端子Rに入力されてい
るため強制的にラッチ内容がOとなるようになっている
。273は12bitの13A変換回11δでラッチC
271を介してロードされたデジタル値をrす「1グ電
圧に変換するものであり、デジタル人力がOのとき(全
開時)lO■を、デジタル人力がA−ルlのとき (全
開時)にはOvとなるよ・)に調↑とされ−Cいる。ま
た、280は電歪アクチュエータの駆動回路である。
駆動回路280の詳細を第11図に示す。I)A変換器
273の出力(端子281)は抵抗R11を介して演算
増幅器ICl0の非反転入力に接続される。演W増幅器
ICl0以降の部分は第1実施例に示した駆動回路24
0とほとんど同し構成で高電圧を出力するためのバッフ
ァ部である。ただしリニア動作が要求されるため、各1
−ランジスタのバイアスを変更しである。バッファ部の
出力282からは11.E抗R20,1ン21を介して
前記演算増幅器ICl0の反転入力に負郁還がかかって
いる。そし゛C抵抗R20、■≧21の比は99:1に
選んであり、バッファ出力端子282の1/100の電
圧が演算増幅器ICl0の反転入力に加わることになる
。
273の出力(端子281)は抵抗R11を介して演算
増幅器ICl0の非反転入力に接続される。演W増幅器
ICl0以降の部分は第1実施例に示した駆動回路24
0とほとんど同し構成で高電圧を出力するためのバッフ
ァ部である。ただしリニア動作が要求されるため、各1
−ランジスタのバイアスを変更しである。バッファ部の
出力282からは11.E抗R20,1ン21を介して
前記演算増幅器ICl0の反転入力に負郁還がかかって
いる。そし゛C抵抗R20、■≧21の比は99:1に
選んであり、バッファ出力端子282の1/100の電
圧が演算増幅器ICl0の反転入力に加わることになる
。
今、人力硝子281に5■の電圧が加わったとJる。最
初端−子282の電圧は0■であるから演算増幅器IC
l0の反転入力は0■であり演算増幅器IC10の出力
は約11■まで上昇する。従って抵抗RI2、R、3を
通してl・ランリスタQl。
初端−子282の電圧は0■であるから演算増幅器IC
l0の反転入力は0■であり演算増幅器IC10の出力
は約11■まで上昇する。従って抵抗RI2、R、3を
通してl・ランリスタQl。
が導通し、また抵抗RI 4、RI5を介して1ランジ
スタQI2が導通し、従’−) −r l 000 V
の電源から電流が流れる。その後硝子282の電圧が上
昇するにつれて演算増幅器ICl0の反転入力の電圧も
上昇するため演算増幅器ICl0の出力電圧は低下しト
ランジスタQI2に流れる電流が抑えられる。端子28
2の電圧が500■になったとき演算増幅器ICl0の
反転入力の電圧は、flW抗R20,R2+で1/10
0に分圧された5■となり、非反転入力の電圧と同じと
なって安定′する。何らかの理由で端子282の電圧が
上5F、 したとすると、l・ランリスタQI3、Q1
4の働きによって出力が減少され安定する。以上のよう
に第11図の駆動回路は電圧利得が100倍の増幅器と
見なすことができる。
スタQI2が導通し、従’−) −r l 000 V
の電源から電流が流れる。その後硝子282の電圧が上
昇するにつれて演算増幅器ICl0の反転入力の電圧も
上昇するため演算増幅器ICl0の出力電圧は低下しト
ランジスタQI2に流れる電流が抑えられる。端子28
2の電圧が500■になったとき演算増幅器ICl0の
反転入力の電圧は、flW抗R20,R2+で1/10
0に分圧された5■となり、非反転入力の電圧と同じと
なって安定′する。何らかの理由で端子282の電圧が
上5F、 したとすると、l・ランリスタQI3、Q1
4の働きによって出力が減少され安定する。以上のよう
に第11図の駆動回路は電圧利得が100倍の増幅器と
見なすことができる。
以上の構成にJl(づき第2実施例の二1ンビュータ2
00′の動作を説明する。
00′の動作を説明する。
第12図は)l」−チャート、第13図は各部信号波形
図である。MAINルーチンは始動時処理であり、これ
は第1実施例と同様である。また、茫?1% +パルス
よりlNTlルーチンが起動され、エンジン条1′1に
対応した噴射時期ψ1、噴射時間り、を!tel補正し
てラッチΔ、ラッチBに出力するステップも第1実施例
と同様である。この時、フリップフロップ233はす七
ノ1されているためラッチC271もリセットされI〕
Δ変換器273の出力電圧は10■となり、駆動101
路280で100倍されて100OVの電圧が電歪アク
チュエータ120に印加され、ノズルは閉弁している<
raI3図e中0で示1)。この後、CI) U 23
5は現在のエンジン条e1に対応した100μsec毎
の噴射パターンを記憶しであるR OM内の番地ΔDR
Iを、指定したRAM内の番地A D R2へ書き込み
リターンする。その後、所定の噴射時期ψ1に達すると
フリップフロップ233が七ノドされ(第13図す中■
で示す)ラッチC271のリセットが解除され、ΔN
Dゲート270の一方の入力がルベルとなる。もう一方
の人力には周期100μsecのクロック信号φ3が接
続されているから、噴射時期図中、CPUのl N i
’ 2端子へ100μsec毎の割り込み信号が加わる
(第13図C)a I NT2ル f ンは、I N
T1で書き込まれたRAM237の八DR2の内容か
らA I) Rlを読み出し、ROM236のΔDR1
番地の内容をラッチC271へ出力する。そしてADR
IをインクリメンIし’CRΔMの八DR2へ書き込み
リターンJる。ラッチC271の内容はDΔ変換器27
3へ送られアナログ電圧に変換され駆動回路28°0で
増幅されて電歪アクチュエータ120に加わる(第13
図e)。
図である。MAINルーチンは始動時処理であり、これ
は第1実施例と同様である。また、茫?1% +パルス
よりlNTlルーチンが起動され、エンジン条1′1に
対応した噴射時期ψ1、噴射時間り、を!tel補正し
てラッチΔ、ラッチBに出力するステップも第1実施例
と同様である。この時、フリップフロップ233はす七
ノ1されているためラッチC271もリセットされI〕
Δ変換器273の出力電圧は10■となり、駆動101
路280で100倍されて100OVの電圧が電歪アク
チュエータ120に印加され、ノズルは閉弁している<
raI3図e中0で示1)。この後、CI) U 23
5は現在のエンジン条e1に対応した100μsec毎
の噴射パターンを記憶しであるR OM内の番地ΔDR
Iを、指定したRAM内の番地A D R2へ書き込み
リターンする。その後、所定の噴射時期ψ1に達すると
フリップフロップ233が七ノドされ(第13図す中■
で示す)ラッチC271のリセットが解除され、ΔN
Dゲート270の一方の入力がルベルとなる。もう一方
の人力には周期100μsecのクロック信号φ3が接
続されているから、噴射時期図中、CPUのl N i
’ 2端子へ100μsec毎の割り込み信号が加わる
(第13図C)a I NT2ル f ンは、I N
T1で書き込まれたRAM237の八DR2の内容か
らA I) Rlを読み出し、ROM236のΔDR1
番地の内容をラッチC271へ出力する。そしてADR
IをインクリメンIし’CRΔMの八DR2へ書き込み
リターンJる。ラッチC271の内容はDΔ変換器27
3へ送られアナログ電圧に変換され駆動回路28°0で
増幅されて電歪アクチュエータ120に加わる(第13
図e)。
以上のINT2の動作を100μsec毎に繰り返し、
所定の噴射期間(第131PIb中t1で示す)後にフ
リップフロップ233がす七ノドされ(第13図す中◎
で示す)、ラッチC271がリセットされて噴射が終r
する(第13図d中■で示す)。このときΔNDゲート
270も閉しるためI N T 2の割り込み信号も発
生しなくなる。
所定の噴射期間(第131PIb中t1で示す)後にフ
リップフロップ233がす七ノドされ(第13図す中◎
で示す)、ラッチC271がリセットされて噴射が終r
する(第13図d中■で示す)。このときΔNDゲート
270も閉しるためI N T 2の割り込み信号も発
生しなくなる。
このようにして、噴射期間中、ROMに記憶しである噴
射率のパターンがl Q Q p s e c毎に出力
され、かつその値は全開から全閉までの任意の値を選ぶ
ことができるため、噴射率の制御を自由自在に行なうこ
とが可能である。
射率のパターンがl Q Q p s e c毎に出力
され、かつその値は全開から全閉までの任意の値を選ぶ
ことができるため、噴射率の制御を自由自在に行なうこ
とが可能である。
なお第2実施例における噴射率制御はこの他にも種々考
えられる。そのひとつとし゛(第14図に示すように、
主噴射に先だっ゛ζパイロ・7ト噴I1.l ljを行
なうようにしてもよい。即し、主噴射イの直niIに少
なくとも1回の短時間少量の燃!1を噴射するものでl
it回転時の移動、騒音、コミノンヨン等に効果がある
。
えられる。そのひとつとし゛(第14図に示すように、
主噴射に先だっ゛ζパイロ・7ト噴I1.l ljを行
なうようにしてもよい。即し、主噴射イの直niIに少
なくとも1回の短時間少量の燃!1を噴射するものでl
it回転時の移動、騒音、コミノンヨン等に効果がある
。
次に本発明の第3の実施例について説明する。
本実施例で使用している電歪アクチュエータ120の圧
電素子125は直径3Q++m、肉厚Q、 5 mmの
I) Z ”Vであり、その共振周波数は約4 M H
zであり超音波領域の周波数である。第1、第2の実施
例においてほこ、の電歪アクチュエータ120に直流の
一定電圧または前記共振周波数に比べて1−分低い周波
数で変化さゼることによりニードル弁104と弁座10
7の間隙を変化さ・U噴射量の制御を行なった。超音波
で振動している物体に液体を接触さ・Uると霧化現象が
起こることは広く知られている。本実施例においてはノ
ズル開閉用の直流電圧に高周波数の信号と重畳さ・Uニ
ー1ルブ+”104が開いた状態でニードル弁104を
超音波振動さゼることによって燃料の霧化を促進し、噴
射孔より噴出した燃料の微粒化を図ることにより真打な
燃焼を得ることを「1的としている。
電素子125は直径3Q++m、肉厚Q、 5 mmの
I) Z ”Vであり、その共振周波数は約4 M H
zであり超音波領域の周波数である。第1、第2の実施
例においてほこ、の電歪アクチュエータ120に直流の
一定電圧または前記共振周波数に比べて1−分低い周波
数で変化さゼることによりニードル弁104と弁座10
7の間隙を変化さ・U噴射量の制御を行なった。超音波
で振動している物体に液体を接触さ・Uると霧化現象が
起こることは広く知られている。本実施例においてはノ
ズル開閉用の直流電圧に高周波数の信号と重畳さ・Uニ
ー1ルブ+”104が開いた状態でニードル弁104を
超音波振動さゼることによって燃料の霧化を促進し、噴
射孔より噴出した燃料の微粒化を図ることにより真打な
燃焼を得ることを「1的としている。
以下第15図に示す各部波形図で第3実施例を説明Jる
。
。
エンジン始動時および停止時の作動は第4図と同じなの
で説明を省略し運転時のみを考える。まず最初にノズル
を開くために電歪アクチュエータ120の印加電圧を例
えばtooovからO■に変化さ一已ると(第15図C
中◎で示−リ)、油圧によりニードル弁104が上方−
押し上げられjf座107との間に間隙が生し燃*1が
流出する。この状態で電歪アクチュエータ120に数1
0KIIzの高周波信号を印加し超音波振動を発生させ
る(第15図Cl1j0で示す)。ニードル:(I’
1.04は油圧により強力に電歪アクチュエータ120
に押しつけられているから、電歪アクチュエータ120
の振動はニー1゛ルブ「104に伝わりニードル弁10
4が超音波で振動する。ニードルブf104の下部テー
バ部105を通過する燃料は超音波振動によって、ニー
ドルブr104が上昇するときにはキャビテーションを
生じ、ニー1゛ルブ「104が下降するときには圧縮力
を受けるため微粒化されて噴射孔106より噴出する。
で説明を省略し運転時のみを考える。まず最初にノズル
を開くために電歪アクチュエータ120の印加電圧を例
えばtooovからO■に変化さ一已ると(第15図C
中◎で示−リ)、油圧によりニードル弁104が上方−
押し上げられjf座107との間に間隙が生し燃*1が
流出する。この状態で電歪アクチュエータ120に数1
0KIIzの高周波信号を印加し超音波振動を発生させ
る(第15図Cl1j0で示す)。ニードル:(I’
1.04は油圧により強力に電歪アクチュエータ120
に押しつけられているから、電歪アクチュエータ120
の振動はニー1゛ルブ「104に伝わりニードル弁10
4が超音波で振動する。ニードルブf104の下部テー
バ部105を通過する燃料は超音波振動によって、ニー
ドルブr104が上昇するときにはキャビテーションを
生じ、ニー1゛ルブ「104が下降するときには圧縮力
を受けるため微粒化されて噴射孔106より噴出する。
超音波による微粒化を行なう期間は:lンピュータ20
0によって最適に制御され適当な時間でニードル弁10
4の振動はうら切られる(第15図C中◎で示す)。こ
の後電歪アクヂコエーク120に例えば100OVの電
圧を印加」−ることによりニードル弁104を弁座10
7に密着さゼ燃料噴射を終了するく第15図C中■で示
す)。 ゛本実施例においても超音波振動さゼるタイミ
ングはコンピュータ200によって自由自在に制御でき
るためエンジン条件に適した霧化状態を作ることが可能
でありエンジンの燃焼を良々了にし、振動、!S!音、
燃費等に役立つ効果がある。
0によって最適に制御され適当な時間でニードル弁10
4の振動はうら切られる(第15図C中◎で示す)。こ
の後電歪アクヂコエーク120に例えば100OVの電
圧を印加」−ることによりニードル弁104を弁座10
7に密着さゼ燃料噴射を終了するく第15図C中■で示
す)。 ゛本実施例においても超音波振動さゼるタイミ
ングはコンピュータ200によって自由自在に制御でき
るためエンジン条件に適した霧化状態を作ることが可能
でありエンジンの燃焼を良々了にし、振動、!S!音、
燃費等に役立つ効果がある。
次に第3実施例におけるコンピュータ200について説
明する。
明する。
コンピュータ200の構成は第1実施例とほとんど同し
であるので必要な部分のみ説明する。第16図はコンピ
ュータ200の説明に供するブし1ツク図で太線で示し
た部分が第1実施例と異なる部分である。225′はク
ロック発生回路で一定周波数のクロック信号を発生ずる
。クロ・ツク信号φ4は超音波振動用の信号で例えば5
0KIIzの周波数の信号である。401は12bit
のバイナリカウンタl〕で基準位置パルスがリセ・71
・入力に、角度パルスがり11.1ツク人力に接続され
ている。
であるので必要な部分のみ説明する。第16図はコンピ
ュータ200の説明に供するブし1ツク図で太線で示し
た部分が第1実施例と異なる部分である。225′はク
ロック発生回路で一定周波数のクロック信号を発生ずる
。クロ・ツク信号φ4は超音波振動用の信号で例えば5
0KIIzの周波数の信号である。401は12bit
のバイナリカウンタl〕で基準位置パルスがリセ・71
・入力に、角度パルスがり11.1ツク人力に接続され
ている。
従って、カウンタI) 401の内容は基!柊位置から
の時々刻々の回転角度を示している。これをψとする。
の時々刻々の回転角度を示している。これをψとする。
なおりウンタDは第1実施例の第4図に示したカウンタ
Bを共用することもできる。その場合カウンタDは不要
である。402は12bitのラッチDでCPU235
が演W した超音波1辰動開始時刻ψ2をラッチして出
力する。403は12bitのコンパレータCで前記基
準位置からの回転角度ψと超音波振動開始時1す1ψ2
とを比較し、ψ−ψ2となった時点でルベルの一致信号
を出力する。404は12bitのバイナリカウンタE
でそのリセット人力には前記ψ−ψ2なる一致信号が、
クロック人力にはりlitツク信号信号炉2続されてい
る。従ってカウンタE404の内容はψ−ψ2となった
時点からの時々刻々の経過時間を示している。これをL
′とする。405は12bitのコンパレータlっで前
記ψ−ψ2からの経過時間t′と超音波振動期間t2と
を比較しt′=t2となった時点でルベルの一致信号を
出力する。407はセソi・リセットフリップフロップ
でそのb ソI・2にはψ−ψ2なる一致信号が、リセ
ット2にはt’=t2なる一致信号が接続されている。
Bを共用することもできる。その場合カウンタDは不要
である。402は12bitのラッチDでCPU235
が演W した超音波1辰動開始時刻ψ2をラッチして出
力する。403は12bitのコンパレータCで前記基
準位置からの回転角度ψと超音波振動開始時1す1ψ2
とを比較し、ψ−ψ2となった時点でルベルの一致信号
を出力する。404は12bitのバイナリカウンタE
でそのリセット人力には前記ψ−ψ2なる一致信号が、
クロック人力にはりlitツク信号信号炉2続されてい
る。従ってカウンタE404の内容はψ−ψ2となった
時点からの時々刻々の経過時間を示している。これをL
′とする。405は12bitのコンパレータlっで前
記ψ−ψ2からの経過時間t′と超音波振動期間t2と
を比較しt′=t2となった時点でルベルの一致信号を
出力する。407はセソi・リセットフリップフロップ
でそのb ソI・2にはψ−ψ2なる一致信号が、リセ
ット2にはt’=t2なる一致信号が接続されている。
したがってこのフリップフロップ407は超音波振動開
始時期ψ2でセットされルベルとなり、そのt2#&に
リセソI・され0レベルとなる信号が出力端子Qに出力
される。この信号は電歪アクチュエータ120を超音波
振動させるための駆動回路B410へ入力される。25
0゛は電源回路でコンピュータ各部へ安定化された電源
を供給する他に、ノズル開閉用の駆動回路へ240に1
00OVの高圧を、超音波振動用の駆動回路13410
に50Vの電圧を供給する。駆動回路へ240からのノ
ズル開閉信号は超音波振動用の高周波信号を阻止するた
めのインダクターL421を介して出力され、駆動回路
B410の超音波振動開始時はノズル開閉用信号の直流
成分を阻止するためにコンデンサC420を介して電歪
アクチュエータ120に供給される。
始時期ψ2でセットされルベルとなり、そのt2#&に
リセソI・され0レベルとなる信号が出力端子Qに出力
される。この信号は電歪アクチュエータ120を超音波
振動させるための駆動回路B410へ入力される。25
0゛は電源回路でコンピュータ各部へ安定化された電源
を供給する他に、ノズル開閉用の駆動回路へ240に1
00OVの高圧を、超音波振動用の駆動回路13410
に50Vの電圧を供給する。駆動回路へ240からのノ
ズル開閉信号は超音波振動用の高周波信号を阻止するた
めのインダクターL421を介して出力され、駆動回路
B410の超音波振動開始時はノズル開閉用信号の直流
成分を阻止するためにコンデンサC420を介して電歪
アクチュエータ120に供給される。
駆動回1?&A240は第1実施例にて第8図に示した
ものと同じであるため説明を省略し、駆動回路B410
について以下説明する。f(i 17図は本実施例にて
用いた超音波振動用の駆動回路Bの回路図である。超音
波振動信号はりr:1ツク発牛回路225″よりクロッ
ク信号φ4として50 K it zの信号が端子44
1に接続され゛(いる。この信号はへNDゲーL I
C20の一方の入力に入る。ANDゲーlIC20のも
う一方の人力には超音波振動タイミング信号を発生ずる
フリップフロップ407の出力が接続されており、この
信号がルベルのときのみANDケ−1・IC20の出力
に50Kllzの信号を出力する。この信号は直流阻止
用のコンデンサC21を介し、抵抗R21、lン22、
R23でバイアスされたトランジスタQ21のベースに
入る。1−ランリスタQ21で増幅され、コレクタ側に
入った結合1ランス′1゛1の1次側とコンデンサ02
2とのタンク回IIδでIf−ti 11 渡分をフィ
ルタされ結合lランス’l” lを介し−ζ1−ランジ
スタQ22、Q23のベースに入力される。1ランジス
タQ22、Q23は1224、lマ25によりバイアス
されており出カドランス′■゛2によりB級プノシュプ
ル増幅回路として働く。D21、D22はI・ランリス
タQ22、Q23が逆バイアスされたときのペースエミ
ッタ間保護用である。C23はザージ吸収用である。出
力l・ランス′I゛2によってインピーダンスマツチン
グがとられ電歪アクチュエータ120へ超音波振動信号
が供給される。
ものと同じであるため説明を省略し、駆動回路B410
について以下説明する。f(i 17図は本実施例にて
用いた超音波振動用の駆動回路Bの回路図である。超音
波振動信号はりr:1ツク発牛回路225″よりクロッ
ク信号φ4として50 K it zの信号が端子44
1に接続され゛(いる。この信号はへNDゲーL I
C20の一方の入力に入る。ANDゲーlIC20のも
う一方の人力には超音波振動タイミング信号を発生ずる
フリップフロップ407の出力が接続されており、この
信号がルベルのときのみANDケ−1・IC20の出力
に50Kllzの信号を出力する。この信号は直流阻止
用のコンデンサC21を介し、抵抗R21、lン22、
R23でバイアスされたトランジスタQ21のベースに
入る。1−ランリスタQ21で増幅され、コレクタ側に
入った結合1ランス′1゛1の1次側とコンデンサ02
2とのタンク回IIδでIf−ti 11 渡分をフィ
ルタされ結合lランス’l” lを介し−ζ1−ランジ
スタQ22、Q23のベースに入力される。1ランジス
タQ22、Q23は1224、lマ25によりバイアス
されており出カドランス′■゛2によりB級プノシュプ
ル増幅回路として働く。D21、D22はI・ランリス
タQ22、Q23が逆バイアスされたときのペースエミ
ッタ間保護用である。C23はザージ吸収用である。出
力l・ランス′I゛2によってインピーダンスマツチン
グがとられ電歪アクチュエータ120へ超音波振動信号
が供給される。
以上のコンピュータ200の構成による動作を次に説明
する。
する。
第18図はフローヂャ−1・、第19図は説明に供する
各部波形図である。MΔINルーチンは始動時処理であ
り第1実施例と同様であるので省略する。基準位置パル
スによりl N T 1ルーチンが起動され、エンジン
条件に応じた噴射時期ψl、噴射期間1.を計算し補正
してラッチA1ラソヂBへ出力するところまでは第1実
施例と同様である。ひきつづき、コンピュータはN 1
、θ1なるエンジン条イノ[より−ROM236内に
予め台上試験により求めてデータとして記憶しであるN
θψ′マツプをひき、N、、01時の超音波振動開始時
期ψ2を補間計算によって求める。次に同様にしてNO
L’マツプをひきN1.61時の超音波振動期間t2を
補間111Wによって求める。次に水温i” II W
1 、吸気管負圧P 1 )値からψ2、t2を補正
しラッチD、ラッチEに出力しリターンする。
各部波形図である。MΔINルーチンは始動時処理であ
り第1実施例と同様であるので省略する。基準位置パル
スによりl N T 1ルーチンが起動され、エンジン
条件に応じた噴射時期ψl、噴射期間1.を計算し補正
してラッチA1ラソヂBへ出力するところまでは第1実
施例と同様である。ひきつづき、コンピュータはN 1
、θ1なるエンジン条イノ[より−ROM236内に
予め台上試験により求めてデータとして記憶しであるN
θψ′マツプをひき、N、、01時の超音波振動開始時
期ψ2を補間計算によって求める。次に同様にしてNO
L’マツプをひきN1.61時の超音波振動期間t2を
補間111Wによって求める。次に水温i” II W
1 、吸気管負圧P 1 )値からψ2、t2を補正
しラッチD、ラッチEに出力しリターンする。
以後はハードウェアによって自動的に所定の噴射時期ψ
1、噴射期間む1なる信号がフリップフロ7プ233に
出力され(第19図◎)駆動回路Δ240によっらノズ
ル開閉弁を行なう。さらに所定の超音波振動開始時期ψ
2、超音波振動期間t2なる信号がフリップフロップ4
07に出力され(第19図0)駆動回路B410によっ
て超音波振動が加えられる。
1、噴射期間む1なる信号がフリップフロ7プ233に
出力され(第19図◎)駆動回路Δ240によっらノズ
ル開閉弁を行なう。さらに所定の超音波振動開始時期ψ
2、超音波振動期間t2なる信号がフリップフロップ4
07に出力され(第19図0)駆動回路B410によっ
て超音波振動が加えられる。
なお、第3実施例は第1実施例のみならず第2実施例と
組み合わずこともできることは容易に推察され、この場
合には噴射時期、噴射ル1間、噴射率、霧化状態を制御
できるため、エンジン条(’Iに対しよりいっそう適し
た燃料噴射が可能となり移動、騒音、エミッション、ス
モーク等の改善に優れた効果がある。
組み合わずこともできることは容易に推察され、この場
合には噴射時期、噴射ル1間、噴射率、霧化状態を制御
できるため、エンジン条(’Iに対しよりいっそう適し
た燃料噴射が可能となり移動、騒音、エミッション、ス
モーク等の改善に優れた効果がある。
以上説明したように本発明装置では、噴射ノズルの駆動
源として圧電素子を用いた電歪アクチュエータを使用し
たため、噴射制御を電気信号による高速動作にて達成で
き、従って、各種の条(’tに応じてきめ1■かく燃料
噴射特性を制御することができるという優れた効果を有
する。
源として圧電素子を用いた電歪アクチュエータを使用し
たため、噴射制御を電気信号による高速動作にて達成で
き、従って、各種の条(’tに応じてきめ1■かく燃料
噴射特性を制御することができるという優れた効果を有
する。
第1図は本発明装置の第1の実施例を示ず断面図、第2
図は第1図図示電歪アクチュエータを断面図示する斜視
図、第3図+at (bl (clは第1図図示ノズル
部を示ず断面図、第4図は第1図図示装置の各部の動作
波形図、第5図は第1図図示コンピュータの回路図、第
6図は第5図図示コンピュータの動作波形図、第7図は
第5図図示コンピュータのプログラノ・を示ずフローチ
ャート、第8図は第5図図示駆動回路図、第9図は本発
明装置の第2の実施例の各部の動作波形図、第10図は
本発明装置の第2の実施例のコンピュータの要部を示す
回路図、第11図は第1図図示ノズル路の回路図、¥1
12図は第1図図示コンピュータのプリグラノ、を示ず
フローチャート、第13図は本発明装置の第2の実施例
の各部の動作波形図、第14図は本発明装置の他の実施
例の各部の動作波形図、第15図は本発明装置の第3の
実施例の各部の動作波形図、第16図は本発明装置の第
3の実施例のコンピュータの要部を示す回路図、第17
図は第1図図示ノズル路を示す回路図、第18図は第1
図図示コンピュータのプ11グラムを示すフローヂャ−
1・、第19図は本発明装置の第3の実施例の各部の動
作波形図である。 1・・・(ffAilポンプ、2・・・燃料タンク、1
04・・・ニードル方、120・・・電歪アクチュエー
タ、125・・・圧電素子。 代理人ブr理十 岡 部 隆 !(j 6 1・1 −163− jTs 7 1・′1 第10国 〜1帛− r+’! 12 1”1 手続?di正書 (力持 昭fllso年 3月f r、1 昭「1157年特a′「願ffl 169183号2発
明の名称 燃tll +!IIi Jll装置 3 1市 市 を “づ る 省!1印1との
凹IM 特許出19.Q人愛知県四尾巾1′:羽角
町岩谷14番地(4(i 9) 株式会ンJ: Il
木1!、I!rlJI巾部品総合fill究所代表者
三II+省吾 4代 理 人 〒448 愛知県刈谷市昭Vll町I丁目1番地5?
ni i「命令の11イ・1 発送F! II/(fl+58年 2月2211第3
図 (a) (b> (C) 167
図は第1図図示電歪アクチュエータを断面図示する斜視
図、第3図+at (bl (clは第1図図示ノズル
部を示ず断面図、第4図は第1図図示装置の各部の動作
波形図、第5図は第1図図示コンピュータの回路図、第
6図は第5図図示コンピュータの動作波形図、第7図は
第5図図示コンピュータのプログラノ・を示ずフローチ
ャート、第8図は第5図図示駆動回路図、第9図は本発
明装置の第2の実施例の各部の動作波形図、第10図は
本発明装置の第2の実施例のコンピュータの要部を示す
回路図、第11図は第1図図示ノズル路の回路図、¥1
12図は第1図図示コンピュータのプリグラノ、を示ず
フローチャート、第13図は本発明装置の第2の実施例
の各部の動作波形図、第14図は本発明装置の他の実施
例の各部の動作波形図、第15図は本発明装置の第3の
実施例の各部の動作波形図、第16図は本発明装置の第
3の実施例のコンピュータの要部を示す回路図、第17
図は第1図図示ノズル路を示す回路図、第18図は第1
図図示コンピュータのプ11グラムを示すフローヂャ−
1・、第19図は本発明装置の第3の実施例の各部の動
作波形図である。 1・・・(ffAilポンプ、2・・・燃料タンク、1
04・・・ニードル方、120・・・電歪アクチュエー
タ、125・・・圧電素子。 代理人ブr理十 岡 部 隆 !(j 6 1・1 −163− jTs 7 1・′1 第10国 〜1帛− r+’! 12 1”1 手続?di正書 (力持 昭fllso年 3月f r、1 昭「1157年特a′「願ffl 169183号2発
明の名称 燃tll +!IIi Jll装置 3 1市 市 を “づ る 省!1印1との
凹IM 特許出19.Q人愛知県四尾巾1′:羽角
町岩谷14番地(4(i 9) 株式会ンJ: Il
木1!、I!rlJI巾部品総合fill究所代表者
三II+省吾 4代 理 人 〒448 愛知県刈谷市昭Vll町I丁目1番地5?
ni i「命令の11イ・1 発送F! II/(fl+58年 2月2211第3
図 (a) (b> (C) 167
Claims (2)
- (1)所定圧の燃料が供給される油室と、この油室と連
通ずる燃亨:l噴射孔と、この燃料噴射孔を開閉するニ
ードル弁と、このニードル弁を前記燃料噴射孔側へ付勢
するスプリングと、前記ニードル弁を駆動する圧電素子
製の電歪アクチュエータと、この電歪アクチュエータに
制御信号を出力するコンピュータとを備え、前記電歪ア
クチュエータが伸長したとき前記ニードル弁が前記燃料
噴射孔を閉じるよう構成した燃料噴射装置。 - (2)前記電歪アクチュエータが、前記コンピュータか
らの制御信号に応じ゛C前記ニードル弁を全開、全開切
換えする特許請求の範囲第1項記載の燃fit噴射装置
。 (31nil記電歪”アクチュエータが、前記コンピュ
ータからの制御信号に応じて前記ニー1゛ル弁の開度を
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃料噴射装置。 (41ff1l記電歪アクチユエータが、前記コンピュ
ータからの制御信号に応じて前記ニードル弁を超音波振
動させる特許請求の範囲第1項乃至第3項いずれか記載
の燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57169183A JPS5958129A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57169183A JPS5958129A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 燃料噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5958129A true JPS5958129A (ja) | 1984-04-03 |
Family
ID=15881774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57169183A Pending JPS5958129A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 燃料噴射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5958129A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6149164A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-11 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射弁 |
JPS61241438A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-27 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射弁の制御方法および装置 |
DE3621307A1 (de) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Toyota Motor Co Ltd | Steuervorrichtung fuer die kraftstoffeinspritzung bei einer brennkraftmaschine |
JPS62142845A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Aisan Ind Co Ltd | インジエクタ用バルブの制御方法 |
JPH0244361U (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-27 | ||
US4966119A (en) * | 1988-01-12 | 1990-10-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection control device for use in an engine |
US5057734A (en) * | 1988-11-30 | 1991-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for driving piezoelectric element for closing and opening valve member |
JP2001512813A (ja) * | 1997-08-12 | 2001-08-28 | ノイハウス,ディートマル | 速動弁 |
JP2007255815A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Niigata Power Systems Co Ltd | 燃料噴射弁 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS496043A (ja) * | 1971-06-04 | 1974-01-19 | ||
JPS541719A (en) * | 1977-06-07 | 1979-01-08 | Toyota Motor Corp | Fuel atomizing and distributing device |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP57169183A patent/JPS5958129A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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JPS62142845A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Aisan Ind Co Ltd | インジエクタ用バルブの制御方法 |
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JP2001512813A (ja) * | 1997-08-12 | 2001-08-28 | ノイハウス,ディートマル | 速動弁 |
JP2007255815A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Niigata Power Systems Co Ltd | 燃料噴射弁 |
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