JPS6350080A - 圧電アクチユエ−タの制御装置 - Google Patents
圧電アクチユエ−タの制御装置Info
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- JPS6350080A JPS6350080A JP61194749A JP19474986A JPS6350080A JP S6350080 A JPS6350080 A JP S6350080A JP 61194749 A JP61194749 A JP 61194749A JP 19474986 A JP19474986 A JP 19474986A JP S6350080 A JPS6350080 A JP S6350080A
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- piezoelectric element
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (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】
m1乱
[産業上の利用分野]
本発明は、圧電アクチュエータの制御装置に関し、詳し
くは圧電体を応用した燃料噴射弁やバルブ等の各種の圧
電アクチュエータの制御装置に関する。
くは圧電体を応用した燃料噴射弁やバルブ等の各種の圧
電アクチュエータの制御装置に関する。
[従来の技術]
近年、圧電体は、その伸長作用の高い応答性に着目し、
アクチュエータとして、高速応答性が要求される分野で
広く用いられている。こうした分野の一例としては、内
燃機関の高速回転に応じて応答性良く燃料噴射を行なう
燃料噴射装置を挙げることができ、燃料噴射弁に圧電体
を応用した提案が既になされている。この種の燃料噴射
装置では、燃料噴射時には、圧電体への充電を行ないこ
れを伸長させ直接もしくは間接的に弁体を開弁方向にリ
フトして開弁を行ない、他方、燃料噴射終了時には、圧
電体の電荷の放電を行ないこれを短縮させ弁体の開弁方
向への付勢をなくし、閉弁を行なうよう構成されている
。
アクチュエータとして、高速応答性が要求される分野で
広く用いられている。こうした分野の一例としては、内
燃機関の高速回転に応じて応答性良く燃料噴射を行なう
燃料噴射装置を挙げることができ、燃料噴射弁に圧電体
を応用した提案が既になされている。この種の燃料噴射
装置では、燃料噴射時には、圧電体への充電を行ないこ
れを伸長させ直接もしくは間接的に弁体を開弁方向にリ
フトして開弁を行ない、他方、燃料噴射終了時には、圧
電体の電荷の放電を行ないこれを短縮させ弁体の開弁方
向への付勢をなくし、閉弁を行なうよう構成されている
。
しかしながら、上記燃料噴射弁にあっては、次のような
支障が有ることがよく知られている。即ち、燃料噴射弁
は、通常これを20〜200Hzで定常動作させるため
、圧電体は誘電損失により発熱して100〜200℃ま
で昇温する。そしてこの状態で燃料噴射弁の定常動作を
終了すると、圧電体が冷却するに従って、圧電体の焦電
効果により、圧電体を分極した方向と逆の電圧が圧電体
に発生する。この結果、圧電体は分極劣化を起こす。
支障が有ることがよく知られている。即ち、燃料噴射弁
は、通常これを20〜200Hzで定常動作させるため
、圧電体は誘電損失により発熱して100〜200℃ま
で昇温する。そしてこの状態で燃料噴射弁の定常動作を
終了すると、圧電体が冷却するに従って、圧電体の焦電
効果により、圧電体を分極した方向と逆の電圧が圧電体
に発生する。この結果、圧電体は分極劣化を起こす。
上記支障を解決すべく特開昭60−249877号公報
の「積層セラミック圧電体駆動回路」が提案されている
。
の「積層セラミック圧電体駆動回路」が提案されている
。
即ち、圧電体に並列に電荷リーク手段を設けることによ
り圧電体が冷却するにつれて生じる電荷をリークさせ、
上記圧電体の分極劣化を防止する。
り圧電体が冷却するにつれて生じる電荷をリークさせ、
上記圧電体の分極劣化を防止する。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、上記従来技術にあっては、圧電体の両極
間電圧が圧電体の伸縮の変位を大きくするべく負電圧か
ら正電圧(例えば−200V〜5OOV>の範囲で変化
するようなされており、該圧電体はその負電圧時に少し
ずつ分極方向が乱れ、やがてアクチュエータが正常動作
を呈しないようになるという問題点があった。
間電圧が圧電体の伸縮の変位を大きくするべく負電圧か
ら正電圧(例えば−200V〜5OOV>の範囲で変化
するようなされており、該圧電体はその負電圧時に少し
ずつ分極方向が乱れ、やがてアクチュエータが正常動作
を呈しないようになるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、分極劣
化の防止をより一層確実にならしめた圧電アクチュエー
タの制御装置を提供することを目的としている。
化の防止をより一層確実にならしめた圧電アクチュエー
タの制御装置を提供することを目的としている。
RJL匹1支
[問題点を解決するための手段]
かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として、次の構成をとった。即ち、本発明は、
第1図に例示する如く、圧電体M1を充放電させて、圧
電体M1の伸縮動作を繰り返して定常動作させる圧電ア
クチュエータの制御装置において、 上記定常動作の終了時を検知する終了時検知手段M2と
、 上記終了時検知手段M2にて上記定常動作の終了時が検
知された場合に、上記圧電体M1に正電圧を印加する正
電圧印加手段M3と、 を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータの制御装
置を要旨としている。
めの手段として、次の構成をとった。即ち、本発明は、
第1図に例示する如く、圧電体M1を充放電させて、圧
電体M1の伸縮動作を繰り返して定常動作させる圧電ア
クチュエータの制御装置において、 上記定常動作の終了時を検知する終了時検知手段M2と
、 上記終了時検知手段M2にて上記定常動作の終了時が検
知された場合に、上記圧電体M1に正電圧を印加する正
電圧印加手段M3と、 を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータの制御装
置を要旨としている。
ここで、圧電体M1とは、電圧を加えることにより力学
的な歪みを発生し変位や力が発生するものであればどの
ようなものでもよく、例えば17丁を積層してなるセラ
ミックス等の圧電セラミックス、ポリマー系圧電材料、
水晶等がそうである。
的な歪みを発生し変位や力が発生するものであればどの
ようなものでもよく、例えば17丁を積層してなるセラ
ミックス等の圧電セラミックス、ポリマー系圧電材料、
水晶等がそうである。
また終了時検知手段M2とは、例えば圧電アクチュエー
タを自動車の燃料噴射弁に用いた場合には、イグニッシ
ョンスイッチをオンからオフに切換えた時点を検知する
もの、あるいは回転速度センサの値が0もしくは所定値
以下になった時点を検知するもの等がそうである。
タを自動車の燃料噴射弁に用いた場合には、イグニッシ
ョンスイッチをオンからオフに切換えた時点を検知する
もの、あるいは回転速度センサの値が0もしくは所定値
以下になった時点を検知するもの等がそうである。
正電圧印加手段M3とは、電源もしくはコンデンサ等か
ら圧電体M1に正電圧を印加するもので、定常動作時に
圧電体M1を充電させる回路の一部を用いるよう構成し
てもよく、あるいは該充電回路と別口路にて構成するよ
うにしてもよい。
ら圧電体M1に正電圧を印加するもので、定常動作時に
圧電体M1を充電させる回路の一部を用いるよう構成し
てもよく、あるいは該充電回路と別口路にて構成するよ
うにしてもよい。
[作用]
圧電アクチュエータが定常動作を終えると、終了時検知
手段M2は該定常動作の終了時を検知する。正電圧印加
手段M3は終了時検知手段M2からの終了時を示す信号
を受けると、圧電体M1に正電圧を印加する。即ち、圧
電アクチュエータの定常動作が終了すると、圧電体M1
は、正電圧に保持される。従って、定常動作終了後に圧
電体M1が冷却し圧電体M1に負電圧方向の電荷が発生
しても、圧電体M1の端子間電圧は電圧降下はするが負
の値になる事はない。また、定常動作時に乱れた圧電体
M1の分極方向を印加された正電圧で再び一方向とする
ことができる。
手段M2は該定常動作の終了時を検知する。正電圧印加
手段M3は終了時検知手段M2からの終了時を示す信号
を受けると、圧電体M1に正電圧を印加する。即ち、圧
電アクチュエータの定常動作が終了すると、圧電体M1
は、正電圧に保持される。従って、定常動作終了後に圧
電体M1が冷却し圧電体M1に負電圧方向の電荷が発生
しても、圧電体M1の端子間電圧は電圧降下はするが負
の値になる事はない。また、定常動作時に乱れた圧電体
M1の分極方向を印加された正電圧で再び一方向とする
ことができる。
[実施例]
以上説明した本発明の構成を一層明らかにする為に、本
発明の一実施例について説明する。
発明の一実施例について説明する。
本発明一実施例としての圧電アクチュエータの制御装置
は内燃機関の燃料噴射装置に採用されたものであり、図
面に基づいて説明する。第1図は本実施例の圧電アクチ
ュエータ制御装置を採用して構成した4気筒デイーゼル
エンジンの概略構成図である。
は内燃機関の燃料噴射装置に採用されたものであり、図
面に基づいて説明する。第1図は本実施例の圧電アクチ
ュエータ制御装置を採用して構成した4気筒デイーゼル
エンジンの概略構成図である。
同図に示すように、ディーゼルエンジン1にはディーゼ
ル各気筒毎に燃焼室への直噴を行なう燃料噴射弁7が設
けられている。このディーゼルエンジン1への吸気は過
給機8より吸気マニホールド9を介して行なわれる。
ル各気筒毎に燃焼室への直噴を行なう燃料噴射弁7が設
けられている。このディーゼルエンジン1への吸気は過
給機8より吸気マニホールド9を介して行なわれる。
上記燃料噴射弁7は、圧電素子の伸縮によりニードルを
駆動する周知のもので、燃料供給管10を介して各気筒
に共通の燃料蓄圧管11に連結される。燃料蓄圧管11
はその内部に容積一定の蓄圧室12を有し、この蓄圧室
12内の燃料が燃料供給管10を介して燃料噴射弁7に
供給される。
駆動する周知のもので、燃料供給管10を介して各気筒
に共通の燃料蓄圧管11に連結される。燃料蓄圧管11
はその内部に容積一定の蓄圧室12を有し、この蓄圧室
12内の燃料が燃料供給管10を介して燃料噴射弁7に
供給される。
一方、蓄圧室12は燃料供給管13を介して吐出圧制御
可能な燃料供給ポンプ14の吐出口に連結される。燃料
供給ポンプ14の吸込口は燃料ポンプ15の吐出口に連
結され、この燃料ポンプ15の吸込口は燃料リザーバタ
ンク16に連結される。
可能な燃料供給ポンプ14の吐出口に連結される。燃料
供給ポンプ14の吸込口は燃料ポンプ15の吐出口に連
結され、この燃料ポンプ15の吸込口は燃料リザーバタ
ンク16に連結される。
また、各燃料噴射弁7は燃料返戻導管17を介して燃料
リザーバタンク16に連結される。燃料ポンプ15は燃
料リザーバタンク16内の燃料を燃料供給ポンプ14内
に送り込むために設けられており、燃料ポンプ15がな
くても燃料供給ポンプ14内に燃料を吸込むことが可能
な場合には燃料ポンプ15を特に設ける必要はない。こ
れに対して燃料供給ポンプ14は高圧の燃料を吐出する
ために設けられており、燃料供給ポンプ14から吐出さ
れた高圧の燃料は蓄圧室12内に蓄積される。
リザーバタンク16に連結される。燃料ポンプ15は燃
料リザーバタンク16内の燃料を燃料供給ポンプ14内
に送り込むために設けられており、燃料ポンプ15がな
くても燃料供給ポンプ14内に燃料を吸込むことが可能
な場合には燃料ポンプ15を特に設ける必要はない。こ
れに対して燃料供給ポンプ14は高圧の燃料を吐出する
ために設けられており、燃料供給ポンプ14から吐出さ
れた高圧の燃料は蓄圧室12内に蓄積される。
この圧力をレール圧とも呼ぶ。
また、ディーゼルエンジン1には、エンジン1の運転状
態を検出するために、2つのクランク角センサ21.2
2、冷却水温センサ24、過給圧センサ26及び燃料圧
センサ28等が設けられている。更にはアクセルペダル
30の踏込量、即ち負荷を検出するアクセルセンサ32
が設けられている。
態を検出するために、2つのクランク角センサ21.2
2、冷却水温センサ24、過給圧センサ26及び燃料圧
センサ28等が設けられている。更にはアクセルペダル
30の踏込量、即ち負荷を検出するアクセルセンサ32
が設けられている。
バッテリ40は各霜気回路に電力を供給する自動車用の
+12V電源で、そのプラス電極は、判別回路42に接
続されると共に、イグニッションスイッチ44を介して
電子制御装置(以下単にECUと呼ぶ)46及びDC−
DCコンバータ48に接続されている。またそのマイナ
ス電極は、判別回路42、ECU46、及びDC−DC
コンバータ48に接続されている。ECLI46は、上
述した各センサの出力に基づいて、ディーゼルエンジン
1の燃料噴射量及び燃料−射時期を算出し、判別回路4
2に燃料噴射開始信号Qs及び燃料噴射終了信号Qeを
出力すると共に燃料供給ポンプ14を駆動するポンプ駆
動装置50に制御信号を出力する。
+12V電源で、そのプラス電極は、判別回路42に接
続されると共に、イグニッションスイッチ44を介して
電子制御装置(以下単にECUと呼ぶ)46及びDC−
DCコンバータ48に接続されている。またそのマイナ
ス電極は、判別回路42、ECU46、及びDC−DC
コンバータ48に接続されている。ECLI46は、上
述した各センサの出力に基づいて、ディーゼルエンジン
1の燃料噴射量及び燃料−射時期を算出し、判別回路4
2に燃料噴射開始信号Qs及び燃料噴射終了信号Qeを
出力すると共に燃料供給ポンプ14を駆動するポンプ駆
動装置50に制御信号を出力する。
判別回路42は、ECU46から燃料噴射開始信号Qs
を受けると圧電素子駆動回路52に充電信号chを、E
CU46から燃料噴射終了信号Qeを受けると圧電素子
駆動回路52に放電信号DCを出力すると共に、イグニ
ッションスイッチ44のオンオフを判別し、オンからオ
フの切換え時もしくはその後、圧電素子駆動回路52に
充電信号chを、オフからオンの切換え時もしくはその
後、圧電素子駆動回路52に放電信号[)Cを出力する
。なお判別回路42から圧電素子駆動回路52へは信号
接地ライン54も設けられている。
を受けると圧電素子駆動回路52に充電信号chを、E
CU46から燃料噴射終了信号Qeを受けると圧電素子
駆動回路52に放電信号DCを出力すると共に、イグニ
ッションスイッチ44のオンオフを判別し、オンからオ
フの切換え時もしくはその後、圧電素子駆動回路52に
充電信号chを、オフからオンの切換え時もしくはその
後、圧電素子駆動回路52に放電信号[)Cを出力する
。なお判別回路42から圧電素子駆動回路52へは信号
接地ライン54も設けられている。
DC−DCコンバータ48は、バッテリ40より供給さ
れた+12V電圧を+300Vk7昇圧するもので、該
昇圧された電力は圧電素子駆動回路52に供給される。
れた+12V電圧を+300Vk7昇圧するもので、該
昇圧された電力は圧電素子駆動回路52に供給される。
圧電素子駆動回路52は、上記昇圧された電力を−Hコ
ンデンサに貯え、判別回路42からの充電信号Ch1放
電信号Daを受けて燃料噴射弁7の圧電素子を伸縮駆動
し燃料噴射弁7を開閉弁する。
ンデンサに貯え、判別回路42からの充電信号Ch1放
電信号Daを受けて燃料噴射弁7の圧電素子を伸縮駆動
し燃料噴射弁7を開閉弁する。
次に、より具体的な回路構成を説明する。
ECU46は、周知のCP’U46a 、ROM46b
、RAM46c 、を中心に、タイマ46d。
、RAM46c 、を中心に、タイマ46d。
入力ポート46e、出力ポート46f等をバス46gに
よって相互に接続した論理演算回路として構成されてい
る。入力ポート46eには既述したクランク角センサ2
1.22、冷却水温センサ24、過給圧センサ26.燃
料圧センサ28及びアクセルセンサ32が接続されてお
り、C,PU46aはこの入力ポート46eを介して、
クランク角(従ってディーゼルエンジン1の回転数N)
及び気筒判別信号、冷却水温Thw、過給圧B1燃料圧
P及び負荷り等のディーゼルエンジン10運転状態を読
み込むことができる。一方、出力ポート46fは判別回
路42とポンプ駆動装置50とに接続されており、CP
U4.6aはこの出力ポート46fを介して燃料、噴射
弁7の開閉(噴射開始信号Qs、噴射終了信号Qeの出
力)及び燃料供給の制御を行なう。
よって相互に接続した論理演算回路として構成されてい
る。入力ポート46eには既述したクランク角センサ2
1.22、冷却水温センサ24、過給圧センサ26.燃
料圧センサ28及びアクセルセンサ32が接続されてお
り、C,PU46aはこの入力ポート46eを介して、
クランク角(従ってディーゼルエンジン1の回転数N)
及び気筒判別信号、冷却水温Thw、過給圧B1燃料圧
P及び負荷り等のディーゼルエンジン10運転状態を読
み込むことができる。一方、出力ポート46fは判別回
路42とポンプ駆動装置50とに接続されており、CP
U4.6aはこの出力ポート46fを介して燃料、噴射
弁7の開閉(噴射開始信号Qs、噴射終了信号Qeの出
力)及び燃料供給の制御を行なう。
判別回路42は第3図の電気回路図で示すことができる
。バッテリ40のプラス電極とイグニッションスイッチ
44を介してつながった端子101は、抵抗器103を
介して第1トランジスタ105のベース端子に接続され
、一方、第1トランジスタ105のコレクタ端子は第1
マルチバイブレータ107および第2マルチバイブレー
タ109の入力端子に接続されると共に抵抗器111を
介してバッテリ40とつながれた+12Vを供給する+
12V供給ライン113に接続されている。
。バッテリ40のプラス電極とイグニッションスイッチ
44を介してつながった端子101は、抵抗器103を
介して第1トランジスタ105のベース端子に接続され
、一方、第1トランジスタ105のコレクタ端子は第1
マルチバイブレータ107および第2マルチバイブレー
タ109の入力端子に接続されると共に抵抗器111を
介してバッテリ40とつながれた+12Vを供給する+
12V供給ライン113に接続されている。
またそのエミッタ端子はバッテリ40の一電極とつなが
った+12V接地ライン115に接続されている。また
そのベース端子−エミッタ端子間には抵抗器117が並
列に接続されている。
った+12V接地ライン115に接続されている。また
そのベース端子−エミッタ端子間には抵抗器117が並
列に接続されている。
第1マルチバイブレータ107の出力端子は続く第3マ
ルチバイブレータ119の入力端子に接続され、第3マ
ルチバイブレータ119の出力端子は第1オア回路12
1の一方の入力端子に接続されている。この第1オア回
路121の他方の入力端子は、ECLI46から出力さ
れた噴射開始信号Qsの入力端子123に接続されてい
る。第1オア回路121の出力端子は抵抗器125を介
して第2トランジスタ127のベース端子に接続され、
該第2トランジスタ127のエミッタ端子は+12v供
給ライン113に、そのコレクタ端子は充電信号chの
出力端子129に接続されている。またそのベース端子
−エミッタ端子間には抵抗器131が並列に接続されて
いる。
ルチバイブレータ119の入力端子に接続され、第3マ
ルチバイブレータ119の出力端子は第1オア回路12
1の一方の入力端子に接続されている。この第1オア回
路121の他方の入力端子は、ECLI46から出力さ
れた噴射開始信号Qsの入力端子123に接続されてい
る。第1オア回路121の出力端子は抵抗器125を介
して第2トランジスタ127のベース端子に接続され、
該第2トランジスタ127のエミッタ端子は+12v供
給ライン113に、そのコレクタ端子は充電信号chの
出力端子129に接続されている。またそのベース端子
−エミッタ端子間には抵抗器131が並列に接続されて
いる。
一方、第2マルチバイブレータ109の出力端子は第2
オア回路133の一方の入力端子に接続され、その他方
の入力端子は、ECU46から出力された噴射終了信号
Qeの入力端子135に接続されている。第2オア回路
133の出力端子は抵抗器137を介して第3トランジ
スタ139のベース端子に接続され、該第3トランジス
タ139のエミッタ端子は+12V供給ライン113に
、そのコレクタ端子は放電信号Dcの出力端子141に
接続されている。またそのベース端子−エミツタ端子間
には抵抗器143が並列に接続されている。更に第1マ
ルチバイブレータ107、第2マルチバイブレータ10
9、及び第3マルチバイブレータ119は、それぞれコ
ンデンサ107C。
オア回路133の一方の入力端子に接続され、その他方
の入力端子は、ECU46から出力された噴射終了信号
Qeの入力端子135に接続されている。第2オア回路
133の出力端子は抵抗器137を介して第3トランジ
スタ139のベース端子に接続され、該第3トランジス
タ139のエミッタ端子は+12V供給ライン113に
、そのコレクタ端子は放電信号Dcの出力端子141に
接続されている。またそのベース端子−エミツタ端子間
には抵抗器143が並列に接続されている。更に第1マ
ルチバイブレータ107、第2マルチバイブレータ10
9、及び第3マルチバイブレータ119は、それぞれコ
ンデンサ107C。
109G、119Gと抵抗器107R,109R。
119Rとを介して+12V供給ライン113に接続さ
れ電力供給がなされている。
れ電力供給がなされている。
圧電素子駆動回路52は第4図の電気回路図で示すこと
ができる。なお第4図には圧電素子駆動回路52のうち
ひとつの燃料噴射弁7の備える圧電素子を駆動する回路
を除いて他は省略しである。
ができる。なお第4図には圧電素子駆動回路52のうち
ひとつの燃料噴射弁7の備える圧電素子を駆動する回路
を除いて他は省略しである。
他の3気筒の燃料噴射弁7の備える圧電素子も同様の回
路構成により制御されている。
路構成により制御されている。
DC−DCコンバータ48で昇圧された電圧が供給され
るプラス側端子201とマイナス側端子203には並列
にコンデンサ205が接続されている。そしてコンデン
サ205のプラス側には第1サイリスタ207(カソー
ド端子をコンデンサ205のプラス側に)とコイル20
9とが直列接続され、端子211を介して燃料噴射弁7
に内蔵された圧電素子2の片端子に接続されている。−
方、上記圧電素子Zの片端子は端子212を介して第2
コンデンサ205のマイナス側に接続されている。また
第1サイリスタ207とコイル20’9との間は第2サ
イリスタ211(カソード端子をコイル209側に)を
介してコンデンサ205のマイナス側に接続されている
。上記第1サイリスタ207と第2サイリスタ211と
のゲート端子には、第1トリガ回路213、第2トリガ
回路215が接続されており、第1トリガ回路213に
は入力端子217を介して充電信号chが、第2トリガ
回路215には入力端子219を介して放電信号[)C
が入力される。更に第1トリガ回路213、第2トリガ
回路215は入力端子221と接続され判別回路42か
らの信号接地ライン54と通じている。
るプラス側端子201とマイナス側端子203には並列
にコンデンサ205が接続されている。そしてコンデン
サ205のプラス側には第1サイリスタ207(カソー
ド端子をコンデンサ205のプラス側に)とコイル20
9とが直列接続され、端子211を介して燃料噴射弁7
に内蔵された圧電素子2の片端子に接続されている。−
方、上記圧電素子Zの片端子は端子212を介して第2
コンデンサ205のマイナス側に接続されている。また
第1サイリスタ207とコイル20’9との間は第2サ
イリスタ211(カソード端子をコイル209側に)を
介してコンデンサ205のマイナス側に接続されている
。上記第1サイリスタ207と第2サイリスタ211と
のゲート端子には、第1トリガ回路213、第2トリガ
回路215が接続されており、第1トリガ回路213に
は入力端子217を介して充電信号chが、第2トリガ
回路215には入力端子219を介して放電信号[)C
が入力される。更に第1トリガ回路213、第2トリガ
回路215は入力端子221と接続され判別回路42か
らの信号接地ライン54と通じている。
次に第5図ないし第7図に示すフローチャートを用いて
、ECU46の行なう処理について説明する。ECU4
6は、イグニッションスイッチ44がオンとされると動
作を開始し、第5図に示す主制御ルーチンを実行する。
、ECU46の行なう処理について説明する。ECU4
6は、イグニッションスイッチ44がオンとされると動
作を開始し、第5図に示す主制御ルーチンを実行する。
まずステップ300では所謂初期化の処理を行なう。こ
こでは、CPU46aの内部レジスタのクリアフラグ等
の初期設定を行なう。続くステップ310では入力ポー
ト46eを介して、各センサよりディーゼルエンジン1
の回転数N、負負荷、冷却水温Thw、過給圧B及び燃
料圧P等の運転状態を読み込む処理が行なわれる。続く
ステップ320では、負荷りを基本とし他の運転状態を
加味して燃料噴射量τを計算する処理が、更にステップ
330では燃料噴射の開始及び終了時間を計算する処理
が、各々行なわれる。
こでは、CPU46aの内部レジスタのクリアフラグ等
の初期設定を行なう。続くステップ310では入力ポー
ト46eを介して、各センサよりディーゼルエンジン1
の回転数N、負負荷、冷却水温Thw、過給圧B及び燃
料圧P等の運転状態を読み込む処理が行なわれる。続く
ステップ320では、負荷りを基本とし他の運転状態を
加味して燃料噴射量τを計算する処理が、更にステップ
330では燃料噴射の開始及び終了時間を計算する処理
が、各々行なわれる。
これらの結果を受けて、CPU46aは、ステップ34
0で、燃料噴射開始タイミングと終了タイミングとをタ
イマ46dにセットする処理を行なう。この結果、タイ
マ46dは自走を開始し、燃料噴射開始タイミング及び
終了タイミングになると割込信号をCPU46aに出力
する。
0で、燃料噴射開始タイミングと終了タイミングとをタ
イマ46dにセットする処理を行なう。この結果、タイ
マ46dは自走を開始し、燃料噴射開始タイミング及び
終了タイミングになると割込信号をCPU46aに出力
する。
続くステップ350では、出力ポート46fよりポンプ
駆動装置50を介して、燃料供給ポンプ14を制御し、
燃料圧Pの制御が行なわれるが、本発明の要旨には関係
しないのでこの制御に関する説明は省略する。ステップ
350の処理の終了後、処理はステップ310に戻って
、上述した燃料噴射のための処理を繰返す。
駆動装置50を介して、燃料供給ポンプ14を制御し、
燃料圧Pの制御が行なわれるが、本発明の要旨には関係
しないのでこの制御に関する説明は省略する。ステップ
350の処理の終了後、処理はステップ310に戻って
、上述した燃料噴射のための処理を繰返す。
上述したステップ340の処理においてセットされた燃
料噴射開始タイミングに至ると、タイマ46dより割込
が発生し、CPU46aは、第6図に示す燃料噴射弁開
弁制御割込ルーチンを実行する。この割込ルーチンでは
、ステップ400で出力ポート46fを介して判別回路
42にパルス信号(噴射開始信号QS)を出力する処理
が行なわれる。また、上述したステップ340の処理に
おいてセットされた燃料噴射終了タイミングに至ると、
タイマ46dより割込みが発生し、CPU46aは、第
7図に示す燃料噴射弁閉弁制御割込ルーチンを実行する
。この割込みルーチンでは、ステップ500で、出力ポ
ート46fを介して判別回路42にパルス信号(噴射終
了信号Qe’)を出力する処理が行なわれる。
料噴射開始タイミングに至ると、タイマ46dより割込
が発生し、CPU46aは、第6図に示す燃料噴射弁開
弁制御割込ルーチンを実行する。この割込ルーチンでは
、ステップ400で出力ポート46fを介して判別回路
42にパルス信号(噴射開始信号QS)を出力する処理
が行なわれる。また、上述したステップ340の処理に
おいてセットされた燃料噴射終了タイミングに至ると、
タイマ46dより割込みが発生し、CPU46aは、第
7図に示す燃料噴射弁閉弁制御割込ルーチンを実行する
。この割込みルーチンでは、ステップ500で、出力ポ
ート46fを介して判別回路42にパルス信号(噴射終
了信号Qe’)を出力する処理が行なわれる。
次に判別回路42と圧電素子駆動回路52との動作を説
明しつつ、本実施例の圧電アクチュエータの制御装置全
体の動作を第8図のタイミングチャートを併用しつつ説
明する。
明しつつ、本実施例の圧電アクチュエータの制御装置全
体の動作を第8図のタイミングチャートを併用しつつ説
明する。
ECU46から噴射開始信号Qsが出力されると(第8
図のa)、第3図の判別回路42にあって、入力端子1
23に噴射開始信号QSが入力され第1オア回路121
がオンとなり、抵抗器125、第2トランジスタ12t
を介して出力端子129より充電信号chが出力する(
第8図のb)。
図のa)、第3図の判別回路42にあって、入力端子1
23に噴射開始信号QSが入力され第1オア回路121
がオンとなり、抵抗器125、第2トランジスタ12t
を介して出力端子129より充電信号chが出力する(
第8図のb)。
そうすると、第4図の圧電素子駆動回路52にあって、
入り端子217に充電信号chが入力され、第1トリガ
回路213よりトリガが第1サイリスタ207のゲート
に出力される。この結果、第1サイリスタ207が導通
状態となると、この回路はコイル209のインダクタン
スと圧電素子Zのキャパシタンスとによる直列共振回路
であることから、瞬時のうちにコンデンサ205に貯え
られていた電荷の一部が圧電素子Zに移動し、圧電素子
2の端子間電圧が数百ボルトに昇圧する(第8図のC)
。そうすると圧電素子が伸長し、燃料噴射弁7が開弁じ
燃料が噴射される。電荷がコンデンサ205から圧電素
子Zに移動してしまうと、第1サイリスタ207は保持
電流がなくなるのでターンオフし、圧電素子2に蓄積さ
れた電荷はどこにも放出されることなく燃料噴射弁7は
開弁状態を保持する。
入り端子217に充電信号chが入力され、第1トリガ
回路213よりトリガが第1サイリスタ207のゲート
に出力される。この結果、第1サイリスタ207が導通
状態となると、この回路はコイル209のインダクタン
スと圧電素子Zのキャパシタンスとによる直列共振回路
であることから、瞬時のうちにコンデンサ205に貯え
られていた電荷の一部が圧電素子Zに移動し、圧電素子
2の端子間電圧が数百ボルトに昇圧する(第8図のC)
。そうすると圧電素子が伸長し、燃料噴射弁7が開弁じ
燃料が噴射される。電荷がコンデンサ205から圧電素
子Zに移動してしまうと、第1サイリスタ207は保持
電流がなくなるのでターンオフし、圧電素子2に蓄積さ
れた電荷はどこにも放出されることなく燃料噴射弁7は
開弁状態を保持する。
ECU46から噴射終了信号Qeが出力されると(第8
図のd)、第3図の判別回路42にあって、入力端子1
35に噴射終了信号Qsが入力され第2オア回路133
がオンとなり、抵抗器137、第3トランジスタ139
を介して出力端子141より放電信号[)Cが出力する
(第8図のe)。
図のd)、第3図の判別回路42にあって、入力端子1
35に噴射終了信号Qsが入力され第2オア回路133
がオンとなり、抵抗器137、第3トランジスタ139
を介して出力端子141より放電信号[)Cが出力する
(第8図のe)。
そうすると第4図の圧電素子駆動回路52にあって、入
力端子219に放電信号[)Cが入力され、第2トリガ
回路215よりトリガが第2サイリスタ211のゲート
に出力される。この結果、第2サイリスタ211が導通
状態となると、この回路はコイル209と圧電素子Zと
よりなる閉回路であることから、圧電素子Zに貯えられ
ていた電荷は放電し、圧電素子Zの端子間電圧がマイナ
ス側に降圧する(第8図のf)。そうすると圧電素子2
が短縮し、燃料噴射弁7が閉弁し燃料噴射が停止される
。
力端子219に放電信号[)Cが入力され、第2トリガ
回路215よりトリガが第2サイリスタ211のゲート
に出力される。この結果、第2サイリスタ211が導通
状態となると、この回路はコイル209と圧電素子Zと
よりなる閉回路であることから、圧電素子Zに貯えられ
ていた電荷は放電し、圧電素子Zの端子間電圧がマイナ
ス側に降圧する(第8図のf)。そうすると圧電素子2
が短縮し、燃料噴射弁7が閉弁し燃料噴射が停止される
。
またイグニッションスイッチ44がオンからオフに切換
わると(第8図の9)、第3図の判別回路42にあって
、第1トランジスタ105がオフからオン状態に切換ね
り、第1マルチバイブレータ107はコンデンサ107
Cと抵抗器107Rによって決まるパルス幅のパルスを
出力する(第8図のh)。なおこのパルス幅はイグニッ
ションスイッチ44がオフに切換わってからディーゼル
エンジン1が完全に停止するに充分な時間に設定されて
いるものとする。次に第3マルチバイブレーク119は
第1マルチバイブレータ107の出力信号の立ち下がり
に同期して、コンデンサ119C1抵抗器119Rによ
って決まるパルス幅のパルスを出力する(第8図のi)
。そうすると第1オア回路121はオンとなり、抵抗器
125、第2トランジスタ127を介して出力端子12
9より充電信号chを出力する(第8図のj)。そうす
ると既述したように圧電素子駆動回路52により圧電素
子Zの端子間電圧が数百ボルトに昇圧する(第8図のk
)。この圧電素子Zの端子間電圧はディーゼルエンジン
1の停止時にあってはずっと数百ボルトで保持される。
わると(第8図の9)、第3図の判別回路42にあって
、第1トランジスタ105がオフからオン状態に切換ね
り、第1マルチバイブレータ107はコンデンサ107
Cと抵抗器107Rによって決まるパルス幅のパルスを
出力する(第8図のh)。なおこのパルス幅はイグニッ
ションスイッチ44がオフに切換わってからディーゼル
エンジン1が完全に停止するに充分な時間に設定されて
いるものとする。次に第3マルチバイブレーク119は
第1マルチバイブレータ107の出力信号の立ち下がり
に同期して、コンデンサ119C1抵抗器119Rによ
って決まるパルス幅のパルスを出力する(第8図のi)
。そうすると第1オア回路121はオンとなり、抵抗器
125、第2トランジスタ127を介して出力端子12
9より充電信号chを出力する(第8図のj)。そうす
ると既述したように圧電素子駆動回路52により圧電素
子Zの端子間電圧が数百ボルトに昇圧する(第8図のk
)。この圧電素子Zの端子間電圧はディーゼルエンジン
1の停止時にあってはずっと数百ボルトで保持される。
またディーゼルエンジン1を始動すべくイグニッション
スイッチ44をオフからオンに切換えるとく第8図の1
)、第3図の判別回路42にあって、第1トランジスタ
105がオンからオフ状態に切換わり、第2マルチバイ
ブレータ109はコンデンサ109Cと抵抗器109R
とによって決まるパルス幅のパルスを出力する(第8図
のm)。
スイッチ44をオフからオンに切換えるとく第8図の1
)、第3図の判別回路42にあって、第1トランジスタ
105がオンからオフ状態に切換わり、第2マルチバイ
ブレータ109はコンデンサ109Cと抵抗器109R
とによって決まるパルス幅のパルスを出力する(第8図
のm)。
そうすると第2オア回路121はオンとなり、抵抗器1
37、第3トランジスタ139を介して出力端子141
より放電信号[)Cを出力する(第8図のn)。そうす
ると、既述したように圧電素子駆動回路52により圧電
素子7の端子間電圧が降圧する(第8図の0)。即ち、
ディーゼルエンジン1の始動直前あるいはほぼ同時に圧
電素子Zの端子間電圧は初期状態となる。
37、第3トランジスタ139を介して出力端子141
より放電信号[)Cを出力する(第8図のn)。そうす
ると、既述したように圧電素子駆動回路52により圧電
素子7の端子間電圧が降圧する(第8図の0)。即ち、
ディーゼルエンジン1の始動直前あるいはほぼ同時に圧
電素子Zの端子間電圧は初期状態となる。
以上の如く構成された本実施例の圧電アクチュエータの
制御装置は、イグニッションスイッチ44がオンからオ
フに切換えられると、圧電素子Zの端子間電圧が数百ボ
ルトに昇圧され、次にイグニッションスイッチ44がオ
ンとなるまでこの状態を保持するよう構成されている。
制御装置は、イグニッションスイッチ44がオンからオ
フに切換えられると、圧電素子Zの端子間電圧が数百ボ
ルトに昇圧され、次にイグニッションスイッチ44がオ
ンとなるまでこの状態を保持するよう構成されている。
このためディーゼルエンジン1の運転停止後、圧電素子
Zに負方向電圧が発生したとしても圧電素子Zの端子間
電圧は負の値になる事なく、更にはディーゼルエンジン
1の運転時、即ち圧電素子Zの駆動時に乱れた圧電素子
Zの分極方向を一方向とすることができる。従って、圧
電体素子Zの分極劣化を確実に防止することができ、燃
料噴射弁7を長期間安定して使用することができる。
Zに負方向電圧が発生したとしても圧電素子Zの端子間
電圧は負の値になる事なく、更にはディーゼルエンジン
1の運転時、即ち圧電素子Zの駆動時に乱れた圧電素子
Zの分極方向を一方向とすることができる。従って、圧
電体素子Zの分極劣化を確実に防止することができ、燃
料噴射弁7を長期間安定して使用することができる。
また本実施例にあっては、イグニッションスイッチ44
がオフからオンに切換えられると、上記圧電素子Zに印
加された数百ボルトの電圧を取り除き圧電素子Zの端子
間電圧を初期化するよう構成されている。このため、デ
ィーゼルエンジン1の始動時に急激な燃料噴射が行なわ
れるようなこともなく、始動後の運転を良好なものとし
ている。
がオフからオンに切換えられると、上記圧電素子Zに印
加された数百ボルトの電圧を取り除き圧電素子Zの端子
間電圧を初期化するよう構成されている。このため、デ
ィーゼルエンジン1の始動時に急激な燃料噴射が行なわ
れるようなこともなく、始動後の運転を良好なものとし
ている。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
こうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様となり得
る。
こうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様となり得
る。
11列11
以上詳述してきた本発明の圧電アクチュエータの制御装
置は、圧電体の定常動作の終了時が検知された場合に、
圧電体に正電圧を印加するよう構成されている。このた
めに、定常動作終了後圧電体に負方向電圧が発生したと
しても圧電体の端子間電圧は負の値になる事はなく、更
には定常動作時に乱れた圧電体の分極方向を一方向とす
ることができる。従って、圧電体の分極劣化を確実に防
止することができる。
置は、圧電体の定常動作の終了時が検知された場合に、
圧電体に正電圧を印加するよう構成されている。このた
めに、定常動作終了後圧電体に負方向電圧が発生したと
しても圧電体の端子間電圧は負の値になる事はなく、更
には定常動作時に乱れた圧電体の分極方向を一方向とす
ることができる。従って、圧電体の分極劣化を確実に防
止することができる。
第1図は本発明の基本的構成図、第2図は本発明一実施
例の圧電アクチュエータ制御装置を採用して構成した4
気筒デイーゼルエンジンの概略溝成図、第3図は一実施
例で用いた判別回路を示す電気回路図、第4図は一実施
例で用いた圧電素子駆動回路を圧電素子と共に示す電気
回路図、第5図ないし第7図は各々一実施例の電子制御
装置にて実行される各種制御ルーチンを示すフローチャ
ート、第8図は一実施例における制御の一例を示すタイ
ミングチャート、である。 1・・・ディーゼルエンジン 7・・・燃料噴射弁 40・・・バッテリ 44・・・イグニッションスイッチ 42・・・判別回路 46・・・電子制御装置(ECU) 52・・・圧電素子駆動回路
例の圧電アクチュエータ制御装置を採用して構成した4
気筒デイーゼルエンジンの概略溝成図、第3図は一実施
例で用いた判別回路を示す電気回路図、第4図は一実施
例で用いた圧電素子駆動回路を圧電素子と共に示す電気
回路図、第5図ないし第7図は各々一実施例の電子制御
装置にて実行される各種制御ルーチンを示すフローチャ
ート、第8図は一実施例における制御の一例を示すタイ
ミングチャート、である。 1・・・ディーゼルエンジン 7・・・燃料噴射弁 40・・・バッテリ 44・・・イグニッションスイッチ 42・・・判別回路 46・・・電子制御装置(ECU) 52・・・圧電素子駆動回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 圧電体を充放電させて、圧電体の伸縮動作を繰り返し
て定常動作させる圧電アクチュエータの制御装置におい
て、 上記定常動作の終了時を検知する終了時検知手段と、 上記終了時検知手段にて上記定常動作の終了時が検知さ
れた場合に、上記圧電体に正電圧を印加する正電圧印加
手段と、 を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータの制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61194749A JPS6350080A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 圧電アクチユエ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61194749A JPS6350080A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 圧電アクチユエ−タの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6350080A true JPS6350080A (ja) | 1988-03-02 |
Family
ID=16329591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61194749A Pending JPS6350080A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 圧電アクチユエ−タの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6350080A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005123554A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-05-12 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型圧電素子とその製造方法 |
CN103492695A (zh) * | 2011-04-14 | 2014-01-01 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行压电致动器的方法和设备 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP61194749A patent/JPS6350080A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005123554A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-05-12 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型圧電素子とその製造方法 |
CN103492695A (zh) * | 2011-04-14 | 2014-01-01 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行压电致动器的方法和设备 |
JP2014519298A (ja) * | 2011-04-14 | 2014-08-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ピエゾアクチュエータの動作方法及び動作装置 |
US9438137B2 (en) | 2011-04-14 | 2016-09-06 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for operating a piezoelectric actuator |
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