JPS6275035A - 燃料噴射率制御装置 - Google Patents
燃料噴射率制御装置Info
- Publication number
- JPS6275035A JPS6275035A JP21527885A JP21527885A JPS6275035A JP S6275035 A JPS6275035 A JP S6275035A JP 21527885 A JP21527885 A JP 21527885A JP 21527885 A JP21527885 A JP 21527885A JP S6275035 A JPS6275035 A JP S6275035A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezo
- capacitor
- piezo actuator
- actuator
- fuel injection
- 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.)
- Pending
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (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〕
本発明はディーゼルエンジンの例えばアイドル時の騒音
や振動の低下をはかるために、燃料の主噴射に先立って
パイロット噴射を行なう機構を有する燃料噴射率制御装
置に関する。
や振動の低下をはかるために、燃料の主噴射に先立って
パイロット噴射を行なう機構を有する燃料噴射率制御装
置に関する。
従来のパイロット噴射の方式には、燃料を圧送するプラ
ンジャを２つとしてそれぞれ別に駆動するもの、或いは
燃料噴射ノズルを２つとしてパイロット噴射と主噴射と
をそれぞれのノズルで行なうもの、更には燃料噴射ノズ
ルの開弁圧を２段階にするものがある。
ンジャを２つとしてそれぞれ別に駆動するもの、或いは
燃料噴射ノズルを２つとしてパイロット噴射と主噴射と
をそれぞれのノズルで行なうもの、更には燃料噴射ノズ
ルの開弁圧を２段階にするものがある。
上記従来技術のうちプランジャやノズルを２つとする方
式はその駆動手段が複雑となったり装置が大型化する欠
点がある。また、開弁圧を２段階としてパイロット噴射
と主噴射を別々に行なうものではノズルが大型化しエン
ジンへの取付けが困難である。
式はその駆動手段が複雑となったり装置が大型化する欠
点がある。また、開弁圧を２段階としてパイロット噴射
と主噴射を別々に行なうものではノズルが大型化しエン
ジンへの取付けが困難である。
また特開昭５９−１８２３９号公報に示されるように、
ポンプの高圧室内に取付けられたピエゾスタックに電圧
を印加することによりピエゾスタックを伸縮させ、パイ
ロット噴射を含む噴射率制御を行なうものが考えられて
いる。
ポンプの高圧室内に取付けられたピエゾスタックに電圧
を印加することによりピエゾスタックを伸縮させ、パイ
ロット噴射を含む噴射率制御を行なうものが考えられて
いる。
上記従来技術の中でピエゾ素子を用いたものは、ピエゾ
アクチュエータの構造が簡単でかつ小型軽量である反面
、ポンプ圧力室の高圧力中で作動させるため、高電圧で
駆動する必要が生じ、バッテリー電圧で直接駆動できず
回路規模の大きな直重圧電源が必要となるといった問題
点があった。
アクチュエータの構造が簡単でかつ小型軽量である反面
、ポンプ圧力室の高圧力中で作動させるため、高電圧で
駆動する必要が生じ、バッテリー電圧で直接駆動できず
回路規模の大きな直重圧電源が必要となるといった問題
点があった。
そこで本発明は、高電圧電源を用いることなく、しかも
回路構成を簡単化してピエゾアチュエータを作動させ、
噴射ポンプによるパイロット噴射を実現することを目的
としている。
回路構成を簡単化してピエゾアチュエータを作動させ、
噴射ポンプによるパイロット噴射を実現することを目的
としている。
本発明は上記目的を達成するために、ピエゾ素子を応用
したピエゾアクチュエータを用い、このピエゾアクチュ
エータを電源回路により一方的に駆動するのではなく、
ピエゾ素子自体がポンプ圧力室の高圧を受けて発生した
高電圧をスイッチング手段、キャパシタ及びただ１個の
インダクタを用いて有効的に利用しパイロット噴射を行
なうようにしている。
したピエゾアクチュエータを用い、このピエゾアクチュ
エータを電源回路により一方的に駆動するのではなく、
ピエゾ素子自体がポンプ圧力室の高圧を受けて発生した
高電圧をスイッチング手段、キャパシタ及びただ１個の
インダクタを用いて有効的に利用しパイロット噴射を行
なうようにしている。
以下本発明になる装置を図面に示す実施例により説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図である
。■はボッシュ式分配型燃料噴射ポンプ、１１はプラン
ジャで、図示せぬフェースカムにより図の左方向に押さ
れ、高圧室１２内の燃料を高圧とし、ノズル２より図示
せぬディーゼル機関の燃焼室に燃料を噴射するものであ
る。３は高圧室１２に面して取付けられたピエゾ電圧効
果を応用したピエゾアクチュエータである。このピエゾ
アクチュエータ３は、たとえば特開昭５９−１８２４９
号公報にあるような構成のものである。
る。第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図である
。■はボッシュ式分配型燃料噴射ポンプ、１１はプラン
ジャで、図示せぬフェースカムにより図の左方向に押さ
れ、高圧室１２内の燃料を高圧とし、ノズル２より図示
せぬディーゼル機関の燃焼室に燃料を噴射するものであ
る。３は高圧室１２に面して取付けられたピエゾ電圧効
果を応用したピエゾアクチュエータである。このピエゾ
アクチュエータ３は、たとえば特開昭５９−１８２４９
号公報にあるような構成のものである。
４は本発明の主旨となる駆動回路であり、ピエゾアクチ
ュエータ３に電流を流すことによりピエゾ素子を伸縮さ
せ高圧室１２の圧力を変化させることによりパイロット
噴射を行わせるものである。
ュエータ３に電流を流すことによりピエゾ素子を伸縮さ
せ高圧室１２の圧力を変化させることによりパイロット
噴射を行わせるものである。
この駆動回路４は、タイミング回路５よりのタイミング
信号ＴＭＧＩを受けて、図中ａ点の電位を０■とするた
めのトランジスタ４１、タイミング信号ＴＭＧ２を受け
てｂ点の電位を０■とするトランジスタ４２、高圧によ
りピエゾアクチュエータ３に発生した電気エネルギー（
電荷）を蓄えるキャパシタ（コンデンサ）４３、ピエゾ
アクチュエータ３とキャパシタ４３とのエネルギーの授
受を効率良く行わせ、また回路に流れる電流のピーク値
を低下させるためのインダクタ（コイル）４４、トラン
ジスタ４１．４２にかかる電圧を吸収するバリスタ４５
，４６、及びダイオード４７゜４８．４９より成ってい
る。
信号ＴＭＧＩを受けて、図中ａ点の電位を０■とするた
めのトランジスタ４１、タイミング信号ＴＭＧ２を受け
てｂ点の電位を０■とするトランジスタ４２、高圧によ
りピエゾアクチュエータ３に発生した電気エネルギー（
電荷）を蓄えるキャパシタ（コンデンサ）４３、ピエゾ
アクチュエータ３とキャパシタ４３とのエネルギーの授
受を効率良く行わせ、また回路に流れる電流のピーク値
を低下させるためのインダクタ（コイル）４４、トラン
ジスタ４１．４２にかかる電圧を吸収するバリスタ４５
，４６、及びダイオード４７゜４８．４９より成ってい
る。
タイミング回路５は、たとえば第２図に示す様に噴射ポ
ンプ内のフェースカム１３の周囲に突起５１．５２を設
け、この突起をリードスイッチ５３．５４でそれぞれ検
出し、バッファ回路５５を介しタイミング信号ＴＭＧ１
、ＴＭ０１を得るものである。ちなみに第２図は４気筒
の場合を示している。
ンプ内のフェースカム１３の周囲に突起５１．５２を設
け、この突起をリードスイッチ５３．５４でそれぞれ検
出し、バッファ回路５５を介しタイミング信号ＴＭＧ１
、ＴＭ０１を得るものである。ちなみに第２図は４気筒
の場合を示している。
次に上記ピエゾアクチュエータ駆動回路の動作を第３図
のタイミングチャートにより説明する。
のタイミングチャートにより説明する。
第３図（ａ）はプランジャのリフト状態を示している。
同図ｉｆ）に示すようにプランジャがリフトしていくに
従って高圧室圧が上昇し、ノズル開弁圧以上となったと
き同図（ｇｌの噴射率波形にあるように噴射が開始ささ
る。また高圧室圧の上昇にともなってビニシアクチユニ
ーク３には同図（ｂ）のようにピエゾ効果による電荷が
発生し電圧が上昇する。その後フェースカムの回転が所
定の角度に達したときタイミング回路５より同図ｔｃ＋
のようにタイミング信号ＴＭＧ １が発生し、第１図の
トランジスタ４１が“ＯＮ″となり、ピエゾアクチュエ
ータのプラス端子→インダクタ４４→キャパシタ４３→
トランジスタ４１→ダイオード４８のループができ、ピ
エゾ素子に発生した電荷が放電され、第３図（ｅｌのよ
うに電流が流れる。このときインダクタ４４の電流慣性
力によりピエゾアクチュエータの両端電圧より、キャパ
シタ４３の両端電圧の方が大となってもさらに放電させ
ることができる。この放電によりピエゾアクチュエータ
３は収縮し、高圧室圧は低下し一時燃料噴射が停止しパ
イロット噴射が行われる。その後さらにプランジャがリ
フトすることにより再び噴射（主噴射）が開始される。
従って高圧室圧が上昇し、ノズル開弁圧以上となったと
き同図（ｇｌの噴射率波形にあるように噴射が開始ささ
る。また高圧室圧の上昇にともなってビニシアクチユニ
ーク３には同図（ｂ）のようにピエゾ効果による電荷が
発生し電圧が上昇する。その後フェースカムの回転が所
定の角度に達したときタイミング回路５より同図ｔｃ＋
のようにタイミング信号ＴＭＧ １が発生し、第１図の
トランジスタ４１が“ＯＮ″となり、ピエゾアクチュエ
ータのプラス端子→インダクタ４４→キャパシタ４３→
トランジスタ４１→ダイオード４８のループができ、ピ
エゾ素子に発生した電荷が放電され、第３図（ｅｌのよ
うに電流が流れる。このときインダクタ４４の電流慣性
力によりピエゾアクチュエータの両端電圧より、キャパ
シタ４３の両端電圧の方が大となってもさらに放電させ
ることができる。この放電によりピエゾアクチュエータ
３は収縮し、高圧室圧は低下し一時燃料噴射が停止しパ
イロット噴射が行われる。その後さらにプランジャがリ
フトすることにより再び噴射（主噴射）が開始される。
次にガバナ機構により燃料がスピルされると高圧室圧は
低下し、−回の噴射を終了する。
低下し、−回の噴射を終了する。
また圧力低下にともないピエゾアクチュエータは圧縮時
とは逆の方向に電荷を生じ、その両端電圧は低下してい
く。そしてついにＯＶとなったとき、ピエゾアクチュエ
ータマイナス端子→ダイオード４９−ピエゾアクチュエ
ータプラス端子のループが導通となり、圧力低下が完了
するまで持続的に電流が流れ、ピエゾアクチュエータは
伸びる。
とは逆の方向に電荷を生じ、その両端電圧は低下してい
く。そしてついにＯＶとなったとき、ピエゾアクチュエ
ータマイナス端子→ダイオード４９−ピエゾアクチュエ
ータプラス端子のループが導通となり、圧力低下が完了
するまで持続的に電流が流れ、ピエゾアクチュエータは
伸びる。
次に高圧室圧が低く燃料噴射とは無関係な所でタイミン
グ回路５から第３図ｆｄｌのようにタイミング信号ＴＭ
Ｇ２が生じ、第１図のトランジスタ４２が“ＯＮ”とな
り、ダイオード４７−キャパシタ４３→インダクタ４４
→ピエゾアクチユエータ３−トランジスタ４２のループ
が生じ、第３図ｆｅ）のように電流が流れ、キャパシタ
４３に蓄えられていた電荷が放電されその分の電荷がピ
エゾアクチュエータに充電される。このときもインダク
タ４４の電流慣性力によりキャパシタ４３の両端電圧よ
りピエゾアクチュエータの両端電圧の方が大となっても
さらに充電させることができる。これによりビニシアク
チユニークはさらに伸び、はじめの状態にもどり１サイ
クルが終了する。
グ回路５から第３図ｆｄｌのようにタイミング信号ＴＭ
Ｇ２が生じ、第１図のトランジスタ４２が“ＯＮ”とな
り、ダイオード４７−キャパシタ４３→インダクタ４４
→ピエゾアクチユエータ３−トランジスタ４２のループ
が生じ、第３図ｆｅ）のように電流が流れ、キャパシタ
４３に蓄えられていた電荷が放電されその分の電荷がピ
エゾアクチュエータに充電される。このときもインダク
タ４４の電流慣性力によりキャパシタ４３の両端電圧よ
りピエゾアクチュエータの両端電圧の方が大となっても
さらに充電させることができる。これによりビニシアク
チユニークはさらに伸び、はじめの状態にもどり１サイ
クルが終了する。
このタイミング信号ＴＭ０２時のアクチュエータへの充
電は、７Ｍ０１時のピエゾアクチュエータ両端電圧の変
化幅（第３図中へＰＺＴＶ）を増大させるとともに、ピ
エゾ素子の分極劣化を防止する働きをしている。また１
個のインダクタ４４は、ピエゾアクチュエータ３とキャ
パシタ４３とのエネルギー授受を効率良く行わせるとと
もに、回路に流れる電流のピーク値を低下させ、安価な
トランジスタの使用を可能とする働きをしている。
電は、７Ｍ０１時のピエゾアクチュエータ両端電圧の変
化幅（第３図中へＰＺＴＶ）を増大させるとともに、ピ
エゾ素子の分極劣化を防止する働きをしている。また１
個のインダクタ４４は、ピエゾアクチュエータ３とキャ
パシタ４３とのエネルギー授受を効率良く行わせるとと
もに、回路に流れる電流のピーク値を低下させ、安価な
トランジスタの使用を可能とする働きをしている。
なお、上記実施例ではスイッチング手段としてトランジ
スタを用いたが、これはサイリスクや、リレーとするこ
とも可能である。
スタを用いたが、これはサイリスクや、リレーとするこ
とも可能である。
さらに電圧に対する素子の伸縮の割合の大きな高感度ピ
エゾアクチュエータを用いた場合には、インダクタ４４
と直列に抵抗を入れることにより回路に流れる電流及び
回路素子にかかる電圧レベルを低下させ、より安価な回
路部品を用いることが可能である。
エゾアクチュエータを用いた場合には、インダクタ４４
と直列に抵抗を入れることにより回路に流れる電流及び
回路素子にかかる電圧レベルを低下させ、より安価な回
路部品を用いることが可能である。
以上詳述した如（、本発明は従来のように高価かつ回路
規模の大きな高電圧電源を用いることなく、スイッチン
グ手段、キャパシタ、及びただ１個のインダクタを用い
て、構成の簡単なピエゾアクチュエータ駆動回路を形成
することができると共に、燃料のパイロット噴射を正確
に行なうことができる。
規模の大きな高電圧電源を用いることなく、スイッチン
グ手段、キャパシタ、及びただ１個のインダクタを用い
て、構成の簡単なピエゾアクチュエータ駆動回路を形成
することができると共に、燃料のパイロット噴射を正確
に行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
第１図中のタイミング回路の詳細構成図、第３図は本発
明の作動説明に供するタイミングチャートである。 ■・・・噴射ポンプ、３・・・ピエゾアクチュエータ。 ４・・・駆動回路、５・・・タイミング回路、１１・・
・プランジャ、１２・・・高圧室、４１．４２・・・第
１．第２のスイッチング手段をなすトランジスタ、４３
・・・キャパシタ、４４・・・インダクタ。 代理人弁理士 岡 部 隆 （ｇ）曙へ１卑 □ 第３図
第１図中のタイミング回路の詳細構成図、第３図は本発
明の作動説明に供するタイミングチャートである。 ■・・・噴射ポンプ、３・・・ピエゾアクチュエータ。 ４・・・駆動回路、５・・・タイミング回路、１１・・
・プランジャ、１２・・・高圧室、４１．４２・・・第
１．第２のスイッチング手段をなすトランジスタ、４３
・・・キャパシタ、４４・・・インダクタ。 代理人弁理士 岡 部 隆 （ｇ）曙へ１卑 □ 第３図
Claims (2)
- １．プランジャの往復作動により高圧燃料を圧送するデ
ィーゼル機関用燃料噴射ポンプにおいて、該噴射ポンプ
の高圧室に面して取付けられたピエゾアクチュエータと
、 該ピエゾアクチュエータに発生した電荷を蓄えるための
キャパシタと、 前記ピエゾアクチュエータに発生した電荷を前記キャパ
シタに所定のタイミングで移し主噴射に先行するパイロ
ット噴射を形成する第１のスイッチング手段と、 前記キャパシタに蓄えられた電荷を前記ピエゾアクチュ
エータに所定のタイミングで戻す第２のスイッチング手
段と、 前記ピエゾアクチュエータと前記キャパシタの間の電荷
の授受を効率良く行わせるためのただ１個のインダクタ
とを、 備えることを特徴とする燃料噴射率制御装置。 - ２．前記第１及び第２のスイッチング手段はトランジス
タであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の燃料噴射率制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21527885A JPS6275035A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料噴射率制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21527885A JPS6275035A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料噴射率制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275035A true JPS6275035A (ja) | 1987-04-06 |
Family
ID=16669664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21527885A Pending JPS6275035A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料噴射率制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6275035A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543679A (en) * | 1993-08-31 | 1996-08-06 | Nippondenso Co., Ltd. | Piezolectric-element drive apparatus |
| EP1087120A3 (de) * | 1999-09-23 | 2003-05-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Ansteuern eines kapazitiven Stellgliedes eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21527885A patent/JPS6275035A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543679A (en) * | 1993-08-31 | 1996-08-06 | Nippondenso Co., Ltd. | Piezolectric-element drive apparatus |
| EP1087120A3 (de) * | 1999-09-23 | 2003-05-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Ansteuern eines kapazitiven Stellgliedes eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine |
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