JPS60153465A - 圧電式燃料噴射弁の制御装置 - Google Patents
圧電式燃料噴射弁の制御装置Info
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- JPS60153465A JPS60153465A JP911184A JP911184A JPS60153465A JP S60153465 A JPS60153465 A JP S60153465A JP 911184 A JP911184 A JP 911184A JP 911184 A JP911184 A JP 911184A JP S60153465 A JPS60153465 A JP S60153465A
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- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 46
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Classifications
-
- 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
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/04—Injectors peculiar thereto
- F02M69/041—Injectors peculiar thereto having vibrating means for atomizing the fuel, e.g. with sonic or ultrasonic vibrations
-
- 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
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
- F02M45/10—Other injectors with multiple-part delivery, e.g. with vibrating valves
-
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- 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
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
-
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- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
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- 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】
〔技術分野〕
本発明は、運転条件によって設定される燃料噴射量に対
応する駆動信号を燃料噴射弁に供給して、燃焼室への燃
料噴射量を制御する圧電式燃料噴射弁の制御装置に関す
る。
応する駆動信号を燃料噴射弁に供給して、燃焼室への燃
料噴射量を制御する圧電式燃料噴射弁の制御装置に関す
る。
ディーゼル機関に使用されている電子制御式燃料噴射装
置においては、吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温
など運転条件によって設定される燃料噴射量に対応して
発生する駆動信号を、燃料噴射弁に供給することにより
、燃焼室への燃料噴射量を制御している。
置においては、吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温
など運転条件によって設定される燃料噴射量に対応して
発生する駆動信号を、燃料噴射弁に供給することにより
、燃焼室への燃料噴射量を制御している。
従来、このような燃料噴射量の制御に重要な機能を有す
る燃料噴射弁の開閉用駆動素子としては、セラミックス
などの圧電式のものが知られている。
る燃料噴射弁の開閉用駆動素子としては、セラミックス
などの圧電式のものが知られている。
このため、駆動信号として使用しているパルス波形に対
する応答性がよくなり、電子制御方式に使用する駆動素
子としては制御機能の面で改善されてきているが、燃料
噴射弁から噴射される燃料の霧化状態をよくして微細な
噴霧粒子状燃料を得るためには、次のような問題があっ
た。
する応答性がよくなり、電子制御方式に使用する駆動素
子としては制御機能の面で改善されてきているが、燃料
噴射弁から噴射される燃料の霧化状態をよくして微細な
噴霧粒子状燃料を得るためには、次のような問題があっ
た。
すなわち、燃料噴射弁から噴射される燃料の霧化状態は
、燃料のフィード圧によって変化するが、フィード圧を
高めるためにはポンプが大型化するなどの制約条件があ
るため、従来の圧電式燃料噴射弁では霧化状態の大巾改
善は期待できない。
、燃料のフィード圧によって変化するが、フィード圧を
高めるためにはポンプが大型化するなどの制約条件があ
るため、従来の圧電式燃料噴射弁では霧化状態の大巾改
善は期待できない。
以上の問題点に鑑み、本発明の目的とするところは、燃
料噴射弁の開弁時に、噴射燃料に高周波振動をニードル
弁体から与えることにより、噴射燃料の霧化を促進させ
るようにしたものである。
料噴射弁の開弁時に、噴射燃料に高周波振動をニードル
弁体から与えることにより、噴射燃料の霧化を促進させ
るようにしたものである。
かかる目的を達成するために、本発明は、燃料噴射量に
対応するパルス信号を出力するパルス信号発生回路と、
噴射燃料を霧化するための高周波信号を出力する高周波
信号発生回路と、前記パルス信号と高周波信号を合成す
る加算回路と、燃料噴射弁に配設され、加算回路の出力
信号によって駆動される圧電素子と、を備えることを特
徴とする。
対応するパルス信号を出力するパルス信号発生回路と、
噴射燃料を霧化するための高周波信号を出力する高周波
信号発生回路と、前記パルス信号と高周波信号を合成す
る加算回路と、燃料噴射弁に配設され、加算回路の出力
信号によって駆動される圧電素子と、を備えることを特
徴とする。
〔発明の作用効果〕
燃料噴射弁の開弁時に、ニードル弁体に超音波周波数域
の高周波振動を与えて、噴射燃料にキャビテーションを
起こさせるようにしであるため、噴射燃料の微粒子化に
よる霧化状態の大巾改善が可能となる。
の高周波振動を与えて、噴射燃料にキャビテーションを
起こさせるようにしであるため、噴射燃料の微粒子化に
よる霧化状態の大巾改善が可能となる。
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
第１図は、本発明の一実施例における燃料噴射弁を示す
断面図であり、ハウジングケース１内にはセラミックス
などを材料とした圧電素子２が内設されており、圧電素
子２の一端には圧電素子２の上下方向伸縮振動に追従し
て作動するピストンｈが固着され、他端には圧電素子２
に駆動信号を供給するための電極４が取付けられている
。
断面図であり、ハウジングケース１内にはセラミックス
などを材料とした圧電素子２が内設されており、圧電素
子２の一端には圧電素子２の上下方向伸縮振動に追従し
て作動するピストンｈが固着され、他端には圧電素子２
に駆動信号を供給するための電極４が取付けられている
。
また、圧電素子２の上下方向伸縮振動をポンプ室５の燃
料油の圧力変化を介して受振するニードル弁体６がハウ
ジングケース１内の噴射ノズル７側に受容されており、
ノズル噴孔８の開閉を行うようにしである。
料油の圧力変化を介して受振するニードル弁体６がハウ
ジングケース１内の噴射ノズル７側に受容されており、
ノズル噴孔８の開閉を行うようにしである。
一方、噴射ポンプ（図示せず）から送られてきた高圧の
燃料は、燃料人口９から取り入れられて噴射ノズル７に
流入するようになっており、その一部は噴射ノズル７と
ニードル弁体６の隙間を通ってポンプ室５に供給される
。ピストン３の下側には、圧電素子２側への燃料洩れを
防ぐためのオーリング１０が環装されている。
燃料は、燃料人口９から取り入れられて噴射ノズル７に
流入するようになっており、その一部は噴射ノズル７と
ニードル弁体６の隙間を通ってポンプ室５に供給される
。ピストン３の下側には、圧電素子２側への燃料洩れを
防ぐためのオーリング１０が環装されている。
第２図は、圧電素子２に印加する駆動信号を発生させる
ための電気回路構成図であり、コンピュータ２０は吸入
空気量信号、エンジン回転数信号、冷却水温信号などエ
ンジンの作動状態を検知する信号が入力されており、こ
れらの入力信号をもとにして燃料噴射量を設定するため
の燃料噴射時間の演算処理が行われ、出力側から演算処
理された噴射時間をパルス幅変化に置換したパルス信号
が取り出される。このパルス信号を発生する回路は、例
えば特公昭４７−２６５６７に示されるように公知であ
るので、詳細は略する。コンピュータ２０から出力され
たパルス信号は、増幅整形回路２１で第３図の（イ）に
示すように増幅整形された後、加算回路２５に人力され
る。
ための電気回路構成図であり、コンピュータ２０は吸入
空気量信号、エンジン回転数信号、冷却水温信号などエ
ンジンの作動状態を検知する信号が入力されており、こ
れらの入力信号をもとにして燃料噴射量を設定するため
の燃料噴射時間の演算処理が行われ、出力側から演算処
理された噴射時間をパルス幅変化に置換したパルス信号
が取り出される。このパルス信号を発生する回路は、例
えば特公昭４７−２６５６７に示されるように公知であ
るので、詳細は略する。コンピュータ２０から出力され
たパルス信号は、増幅整形回路２１で第３図の（イ）に
示すように増幅整形された後、加算回路２５に人力され
る。
一方、噴射燃料を霧化するための高周波信号が高周波発
生回路２２から第３図の（ロ）に示すように取り出され
、加算回路２５に入力される。
生回路２２から第３図の（ロ）に示すように取り出され
、加算回路２５に入力される。
加算回路２５は、周知のアナログスイッチ２３と加算増
幅器２４から構成されており、アナログスイッチ２３の
制御入力端子には増幅整形回路２１のパルス信号が、入
力端子には高周波発生回路２２の高周波信号がそれぞれ
入力され、出力側からは第３図の（ハ）に示すようにパ
ルス信号のゼロレベル時にのみ高周波信号が取り出され
るようになっている。加算増幅器２４は、アナログスイ
ッチ２３と増幅整形回路２１から取り出された信号を合
成するためのもので、これら２つの信号が入力端子に加
えられると、出力側から第３図の（ニ）に示すように２
つの信号を合成した信号が取り出される。
幅器２４から構成されており、アナログスイッチ２３の
制御入力端子には増幅整形回路２１のパルス信号が、入
力端子には高周波発生回路２２の高周波信号がそれぞれ
入力され、出力側からは第３図の（ハ）に示すようにパ
ルス信号のゼロレベル時にのみ高周波信号が取り出され
るようになっている。加算増幅器２４は、アナログスイ
ッチ２３と増幅整形回路２１から取り出された信号を合
成するためのもので、これら２つの信号が入力端子に加
えられると、出力側から第３図の（ニ）に示すように２
つの信号を合成した信号が取り出される。
電圧増幅回路２６は、加算回路２５から得られた信号を
圧電素子２を駆動するための電圧レベルまで増幅させる
ためのもので、この出力端子は、圧電素子２の電極４に
接続されている。この実施例においては、第２図の電圧
増幅回路２６から出力されるパルス信号電圧として５０
０ボルト、高周波信号電圧として３０ポル）（１０ＫＨ
２）を得ている。
圧電素子２を駆動するための電圧レベルまで増幅させる
ためのもので、この出力端子は、圧電素子２の電極４に
接続されている。この実施例においては、第２図の電圧
増幅回路２６から出力されるパルス信号電圧として５０
０ボルト、高周波信号電圧として３０ポル）（１０ＫＨ
２）を得ている。
次に、この実施例の作用を説明する。
噴射ポンプから送られてきた燃料は一定フイード圧（約
２５０ｋｇ／ｃｄ）に達すると、燃料人口９から噴射ノ
ズル７に流入し、その一部は噴射ノズル７とニードル弁
体６の隙間を通ってポンプ室５に供給される。従って、
燃料のポンプ室５への流入圧によって、圧電素子２を駆
動するための駆動信号が印加されていない場合は、ニー
ドル弁体６は押し上げられ、ノズル噴孔８から燃料が噴
出される。
２５０ｋｇ／ｃｄ）に達すると、燃料人口９から噴射ノ
ズル７に流入し、その一部は噴射ノズル７とニードル弁
体６の隙間を通ってポンプ室５に供給される。従って、
燃料のポンプ室５への流入圧によって、圧電素子２を駆
動するための駆動信号が印加されていない場合は、ニー
ドル弁体６は押し上げられ、ノズル噴孔８から燃料が噴
出される。
圧電素子２に第３図の（ニ）に示すようなパルス状の駆
動信号が印加されると、圧電素子２が伸び（約５０ミク
ロン）、ピストン３を押し下げるため、ポンプ室５の燃
料油の圧力が増大してニードル弁体６が噴射ノズル７を
閉じるように作動する。また、高周波の電圧が印加され
た場合は、ニードル弁体６が押し−ヒげられた状態で、
ポンプ室５の燃料油を介して高周波振動（約１０ミクロ
ン）するため、噴射燃料がキャビテーションを起し、ノ
ズル噴孔８からは噴霧径が微細化した燃料が噴射される
。なお、高周波信号の周波数は、噴射ノズル７の形状や
圧電素子２の大きさにより、ＩＫＨｚ〜ＩＭＨｚの超音
波周波数域が望ましい。
動信号が印加されると、圧電素子２が伸び（約５０ミク
ロン）、ピストン３を押し下げるため、ポンプ室５の燃
料油の圧力が増大してニードル弁体６が噴射ノズル７を
閉じるように作動する。また、高周波の電圧が印加され
た場合は、ニードル弁体６が押し−ヒげられた状態で、
ポンプ室５の燃料油を介して高周波振動（約１０ミクロ
ン）するため、噴射燃料がキャビテーションを起し、ノ
ズル噴孔８からは噴霧径が微細化した燃料が噴射される
。なお、高周波信号の周波数は、噴射ノズル７の形状や
圧電素子２の大きさにより、ＩＫＨｚ〜ＩＭＨｚの超音
波周波数域が望ましい。
この実施例の場合、低域から高域までの広範囲な周波数
応答特性を存するセラミックス製の圧電素子２を使用し
て、この圧電素子に、第３図の（ニ）に示すような波形
の駆動信号を印加して燃料噴射弁の開弁時に、噴射燃料
に超音波周波数域の高周波振動をニードル弁体から与え
られるようにしであるため、応答性の高い燃料噴射特性
と、微細な噴霧粒子燃料を簡易な制御機構で得ることが
できる。
応答特性を存するセラミックス製の圧電素子２を使用し
て、この圧電素子に、第３図の（ニ）に示すような波形
の駆動信号を印加して燃料噴射弁の開弁時に、噴射燃料
に超音波周波数域の高周波振動をニードル弁体から与え
られるようにしであるため、応答性の高い燃料噴射特性
と、微細な噴霧粒子燃料を簡易な制御機構で得ることが
できる。
第１図は、本発明の一実施例である燃料噴射弁の断面図
、第２図は、電気回路構成図、第３図は、第２図の電気
回路構成から得られる信号波形の説明図である。 ２−−−−一圧電素子 ５−−−−−−ポンプ室 ６−−−−二−ドル弁体 ７−−−−−−喧射ノズル ２１−−−−−−−パルス信号発生回路２２−−−−−
−高周波信号発生回路 ２５−−−−−−一加算回路 出願人 トヨタ自動車林式り
、第２図は、電気回路構成図、第３図は、第２図の電気
回路構成から得られる信号波形の説明図である。 ２−−−−一圧電素子 ５−−−−−−ポンプ室 ６−−−−二−ドル弁体 ７−−−−−−喧射ノズル ２１−−−−−−−パルス信号発生回路２２−−−−−
−高周波信号発生回路 ２５−−−−−−一加算回路 出願人 トヨタ自動車林式り
Claims (1)
- （１）運転条件に応じて、所定の燃料噴射量に対応する
パルス信号を燃料噴射弁に供給して燃焼室への燃料噴射
を行う燃料噴射弁の制御装置において、燃料噴射量に対
応するパルス信号を出力するパルス信号発生回路と、噴
射燃料を霧化するための高周波信号を出力する高周波信
号発生回路と、前記パルス信号と高周波信号を合成する
加算回路と、燃料噴射弁に配設され、加算回路の出力信
号によって駆動される圧電素子と、を備えることを特徴
とする圧電式燃料噴射弁の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP911184A JPS60153465A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 圧電式燃料噴射弁の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP911184A JPS60153465A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 圧電式燃料噴射弁の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153465A true JPS60153465A (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=11711518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP911184A Pending JPS60153465A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 圧電式燃料噴射弁の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153465A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63268952A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Hitachi Ltd | 燃料噴射装置 |
| JPH01182553A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| WO2006130195A1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ultrasonically controlled valve |
| JP2008014172A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Denso Corp | 燃料噴射制御装置 |
| US20150081195A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method for controlling fuel injection and fuel injection system |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP911184A patent/JPS60153465A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63268952A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Hitachi Ltd | 燃料噴射装置 |
| JPH01182553A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| WO2006130195A1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ultrasonically controlled valve |
| JP2008014172A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Denso Corp | 燃料噴射制御装置 |
| JP4535032B2 (ja) * | 2006-07-04 | 2010-09-01 | 株式会社デンソー | 燃料噴射制御装置 |
| US20150081195A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method for controlling fuel injection and fuel injection system |
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