JP2002202019A - Fuel injector - Google Patents

Fuel injector

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JP2002202019A
JP2002202019A JP2000400888A JP2000400888A JP2002202019A JP 2002202019 A JP2002202019 A JP 2002202019A JP 2000400888 A JP2000400888 A JP 2000400888A JP 2000400888 A JP2000400888 A JP 2000400888A JP 2002202019 A JP2002202019 A JP 2002202019A
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piezo
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • F02D41/3872Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves characterised by leakage flow in injectors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably reduce the common rail pressure using an injector operated by a piezo-actuator in a common rail type fuel injector. SOLUTION: A valve element 123 for relieving back pressure of a needle 121 of the injector 1 to a low pressure source is pressed to be driven by a piezo-stack 127 to achieve half-lift, whereby with the needle 121 still in the seated state, fuel is relieved from a back pressure chamber 106 to reduce the common rail pressure. In pressure reduction, piezo-stack voltage is raised to a half-lift enabling value in a designated control cycle, and the higher the common rail pressure is, and the higher the lowering speed of injection start voltage is, the percentage of the charging state period in the control cycle can be decreased, whereby even if the lowering speed of the injection start voltage is high, the injection start voltage is not below the actual piezo-stack voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射装置のコモ
レール内燃料圧力の減圧制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to pressure reduction control of a fuel pressure in a coma rail of a fuel injection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】コモンレール式の燃料噴射装置は、高圧
サプライポンプにより昇圧した燃料をコモンレールに蓄
え、該コモンレールから燃料噴射用のインジェクタに燃
料を供給するものである。
2. Description of the Related Art A common rail type fuel injection device stores fuel pressurized by a high pressure supply pump in a common rail, and supplies the fuel from the common rail to an injector for fuel injection.

【0003】インジェクタの構成は種々あるが、ノズル
部の噴孔を開閉するニードルをその背圧の増減により昇
降して、噴射とその停止とを切り換え、前記背圧を前記
コモンレールからの燃料により得る構成としたものがあ
る。背圧の増減は次の手段でなされる。すなわち、コモ
ンレールから燃料が導入されて背圧を発生せしめる背圧
室と燃料タンク等の低圧源の間に弁室を介設するととも
に、弁室内に、その低圧源側のポートを開閉する弁体を
配設し、この弁体がリフトすることで背圧室と低圧源が
連通し、背圧を低下させる。これにより、ニードルがリ
フトして燃料噴射が開始されることになる。この弁室お
よび弁体を有する背圧増減手段としては二方弁や三方弁
が用いられ得る。
[0003] Although there are various types of injector configurations, the needle for opening and closing the injection hole of the nozzle portion is moved up and down by increasing and decreasing the back pressure to switch between injection and stop, and the back pressure is obtained by the fuel from the common rail. Some have been configured. The back pressure is increased or decreased by the following means. That is, a valve chamber is interposed between a back pressure chamber in which fuel is introduced from a common rail to generate back pressure and a low pressure source such as a fuel tank, and a valve body that opens and closes a port on the low pressure source side in the valve chamber. Is arranged, and the back pressure chamber communicates with the low pressure source by lifting the valve body, thereby reducing the back pressure. As a result, the needle is lifted and fuel injection is started. As the back pressure increasing / decreasing means having the valve chamber and the valve element, a two-way valve or a three-way valve can be used.

【0004】弁体を駆動するアクチュエータとしては、
近年、PZT等の圧電材料の圧電作用を利用したピエゾ
アクチュエータが考えられている。ピエゾアクチュエー
タは充放電により伸縮するピエゾスタックが押圧力を発
生するものであり、例えばピエゾスタックが充電で伸長
して、前記ポートを閉鎖状態の弁体を押圧駆動して弁座
からリフトせしめる。ピエゾアクチュエータの作動切り
換えは、ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段
をマイクロコンピュータ等の制御手段が制御することで
なされる。
[0004] As an actuator for driving the valve element,
In recent years, a piezo actuator utilizing a piezoelectric action of a piezoelectric material such as PZT has been considered. In the piezo actuator, a piezo stack that expands and contracts due to charging and discharging generates a pressing force. For example, the piezo stack is extended by charging, and the port is pressed to drive the valve body in the closed state to lift it from the valve seat. The switching of the operation of the piezo actuator is performed by controlling the energizing means for charging and discharging the piezo stack by a control means such as a microcomputer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、コモンレー
ル式の燃料噴射装置では、燃料噴射制御とともに、運転
条件に応じた最適な噴射圧力が得られるようにコモンレ
ールへの燃料の圧送量を調整してコモンレール内燃料圧
力を制御する。しかし、運転条件が高圧の噴射圧力を要
求する条件(高圧高負荷)から比較的低圧の噴射圧力を
要求する条件(低圧低負荷)に急変した場合にはコモン
レール内燃料圧力を下げることができないので、この圧
力状態のままで燃料が噴射されると騒音が発生したり排
気の悪化を招く恐れがある。したがって、コモンレール
の前記圧送量を減らすだけではなく、コモンレール内か
ら高圧燃料を積極的に流出する必要がある。
By the way, in the common rail type fuel injection device, the fuel injection control and the amount of fuel fed to the common rail are adjusted so as to obtain an optimum injection pressure according to the operating conditions. Control the internal fuel pressure. However, when the operating condition suddenly changes from a condition requiring a high injection pressure (high pressure and high load) to a condition requiring a relatively low pressure (low pressure and low load), the fuel pressure in the common rail cannot be reduced. However, if the fuel is injected in this pressure state, noise may be generated or exhaust gas may be deteriorated. Therefore, it is necessary not only to reduce the amount of the common rail to be pumped but also to positively discharge high-pressure fuel from the common rail.

【0006】前記のごとくインジェクタが前記コモンレ
ールからの燃料を制御油として用いる構成において、コ
モンレール内燃料圧力を下げるべく、ニードルが着座し
たままで弁体をリフトし、背圧室の燃料を逃がすように
したものがある(特開2000−161170)。閉弁
状態のニードルの背圧はニードルが開弁可能な圧力より
も十分に高く、ある程度、背圧を減じても着座状態を維
持する。一方、弁体をニードル開閉制御時のようにフル
リフトに達しないリフト状態(ハーフリフト)にすれば
背圧室の圧力の低下幅は小さい。したがって、ニードル
の背圧がニードル開弁可能圧力を下回らない範囲で弁体
をハーフリフトにすることで、コモンレール内の燃料が
インジェクタを介して燃料タンクに還流し、コモンレー
ル内燃料圧力が低下することになる。
In the configuration in which the injector uses the fuel from the common rail as control oil as described above, the valve is lifted while the needle is seated to release the fuel in the back pressure chamber in order to reduce the fuel pressure in the common rail. (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-161170). The back pressure of the needle in the closed state is sufficiently higher than the pressure at which the needle can open, and the seating state is maintained even if the back pressure is reduced to some extent. On the other hand, if the valve body is set in a lift state (half lift) that does not reach the full lift as in the needle opening / closing control, the pressure drop in the back pressure chamber is small. Therefore, by setting the valve body to a half-lift within a range in which the back pressure of the needle does not fall below the pressure at which the needle can be opened, the fuel in the common rail returns to the fuel tank via the injector, and the fuel pressure in the common rail decreases. become.

【0007】インジェクタが前記ピエゾアクチュエータ
を搭載したものにおいて、弁体のハーフリフトを実現す
るには、弁体を着座状態からリフトせしめるべくコモン
レール内燃料圧力に等しい弁室内の燃料圧に抗し得る充
電量まで充電する一方、ニードルがリフトし燃料の噴射
が開始する充電量(噴射開始充電量)を越えないように
する必要がある。
In the case where the injector is equipped with the piezo actuator, in order to realize a half-lift of the valve body, the valve body is lifted from a seated state by a charge that can withstand the fuel pressure in the valve chamber equal to the fuel pressure in the common rail. While charging to the amount, it is necessary not to exceed the charged amount (injection start charged amount) at which the needle lifts and fuel injection starts.

【0008】しかしながら、弁体は着座状態では弁室内
の燃料圧力がリフト方向に作用する弁体の受圧面の面積
が少なく、また弁室内の燃料圧力がコモンレール内燃料
圧力に略等しいことから、着座方向に作用する力が圧倒
的に優勢なアンバランスな圧力状態となっている。これ
に対し、弁体が一旦リフトすると、弁室内の燃料圧力が
低下するとともに、燃料圧力がリフト方向に作用する弁
体の受圧面が増大するから、着座方向に作用する力がリ
フト方向に作用する力に近づき、前記アンバランスな圧
力状態が緩和される。
However, when the valve body is seated, the area of the pressure receiving surface of the valve body where the fuel pressure in the valve chamber acts in the lift direction is small, and the fuel pressure in the valve chamber is substantially equal to the fuel pressure in the common rail. An unbalanced pressure state in which the force acting in the direction is overwhelmingly dominant. On the other hand, once the valve element is lifted, the fuel pressure in the valve chamber decreases and the pressure receiving surface of the valve element on which the fuel pressure acts in the lift direction increases, so that the force acting in the seating direction acts in the lift direction. And the unbalanced pressure state is alleviated.

【0009】この、アンバランスな圧力状態の緩和は、
ピエゾスタックの伸長を促す方向に作用するから、弁体
がリフトし背圧室から燃料が燃料タンクへの戻りを開始
する充電量(リーク開始充電量)を僅かに越えただけ
で、弁体のリフト量は比較的大きく、リーク開始充電量
と噴射開始充電量の差はあまりない。
The relief of the unbalanced pressure state is as follows.
Acting in the direction that encourages the piezo stack to elongate, the valve body lifts and the fuel from the back pressure chamber starts returning to the fuel tank (leak start charge amount). The lift amount is relatively large, and there is not much difference between the leak start charge amount and the injection start charge amount.

【0010】また、減圧が進むにつれて弁体に着座方向
に作用する付勢力が弱まるから、噴射開始充電量も低下
する。
In addition, as the pressure is reduced, the urging force acting on the valve body in the seating direction is weakened, so that the injection start charge is also reduced.

【0011】このため、弁体のハーフリフトによりコモ
ンレールの減圧を図る場合に、ピエゾスタックの充電量
を設定するのは必ずしも容易ではない。
For this reason, it is not always easy to set the charge amount of the piezo stack when the common rail is depressurized by the valve body half-lift.

【0012】本発明は前記実情に鑑みなされたもので、
ピエゾスタックの充電量を適正値に設定して、弁体のハ
ーフリフトによりコモンレールの減圧を良好に行うこと
のできる燃料噴射装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide a fuel injection device that can set a charge amount of a piezo stack to an appropriate value and satisfactorily reduce the pressure of a common rail by a half-lift of a valve body.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄
えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から
噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入
され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背
圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧
源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁体のリフト
量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめ
る背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタ
ックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁
体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを
備えたインジェクタと、前記ピエゾスタックに通電し該
ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、コモ
ンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、前記
通電手段による通電を制御し、燃料の噴射指令に対して
は、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り
換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃
料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応
じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のまま
で前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料
噴射装置であって、前記制御手段を、所定の周期で、検
出された燃料圧力に応じて設定された目標充電量にてピ
エゾスタックが充電状態に立ち上がるように、かつ、前
記減圧指令に対する通電制御において、検出された燃料
圧力が高いほど前記ピエゾスタックが充電状態にある期
間の長さが短くなるように設定する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a nozzle having a needle for opening and closing an injection hole, and supplying high-pressure fuel stored in a common rail to inject the fuel from the injection hole. And a back pressure chamber in which fuel is introduced from the common rail to generate back pressure of the needle; and a valve body in a valve chamber interposed between the back pressure chamber and the low pressure source, and a port on the low pressure source side is closed. Back pressure increasing / decreasing means arranged to reduce the pressure of the back pressure chamber as the lift amount of the valve body increases, and a piezo stack for pressing and driving the valve body. An injector having a piezo actuator for increasing the lift amount of the valve body as the charge amount increases, an energizing means for energizing the piezo stack to charge and discharge the piezo stack, and a fuel pressure in the common rail. Pressure detecting means for detecting the pressure, and controlling the energization by the energizing means, for the fuel injection command, switching the valve body between the seated state and the full lift state to open and close the needle, and Control means for setting a target charge amount in accordance with the detected fuel pressure and setting the valve body in a lift state while the needle is in a seated state. The control means is controlled so that the piezo stack rises to a charged state in a predetermined cycle at a target charge amount set in accordance with the detected fuel pressure, and in the energization control with respect to the pressure reduction command, The period during which the piezo stack is in a charged state is set to be shorter as the fuel pressure is higher.

【0014】コモンレール内の燃料圧力が低下すると、
弁体に着座方向に作用する力が減じられて弁体のリフト
量が増大する。したがって、前記燃料圧力が高く減圧速
度が高いときには噴射開始充電量が低下するのも早い。
本発明では前記燃料圧力が高いほど、ピエゾスタックが
充電状態にある期間の長さが短くなり、噴射開始充電量
が実際のピエゾスタックの充電量を下回ってしまうのを
回避することができる。
When the fuel pressure in the common rail decreases,
The force acting on the valve body in the seating direction is reduced, and the lift amount of the valve body increases. Therefore, when the fuel pressure is high and the decompression speed is high, the injection start charge amount quickly decreases.
In the present invention, as the fuel pressure increases, the length of the period during which the piezo stack is in the charged state is shortened, and it is possible to prevent the injection start charge amount from falling below the actual piezo stack charge amount.

【0015】請求項2記載の発明では、噴孔を開閉する
ニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料
が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部
と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードル
の背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間
に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉
鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに
応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段
と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピ
エゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を
増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェ
クタと、前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタック
の充電と放電とを行う通電手段と、コモンレール内の燃
料圧力を検出する圧力検出手段と、前記通電手段による
通電を制御し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を
着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニー
ドルを開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指
令に対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量
を設定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリ
フト状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であっ
て、前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御に
おいて、所定の周期で、検出された燃料圧力に応じて設
定された目標充電量にてピエゾスタックが充電状態に立
ち上がるように、かつ、ピエゾスタックが充電状態にあ
る期間の充電量が目標充電量を初期値として漸減するよ
うに設定する。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a nozzle portion which has a needle for opening and closing the injection hole, is supplied with high-pressure fuel stored in a common rail, and injects the fuel from the injection hole; Is introduced, a back pressure chamber for generating a back pressure of the needle, and a valve body disposed in the valve chamber interposed between the back pressure chamber and the low pressure source so that the port on the low pressure source side can be closed. Back pressure increasing / decreasing means for reducing the pressure in the back pressure chamber as the lift amount of the valve body increases, and a piezo stack for pressing and driving the valve body. An injector having a piezo actuator for increasing the lift amount of the valve body, an energizing means for energizing the piezo stack to charge and discharge the piezo stack, and a pressure for detecting a fuel pressure in the common rail Control means for controlling the energization by the energizing means, and in response to a fuel injection command, switching the valve body between a seated state and a full lift state to open and close the needle, thereby controlling the fuel pressure in the common rail. Control means for setting a target charge amount in accordance with the detected fuel pressure for the pressure reduction command and setting the valve body in a lift state while the needle is in a seated state, In the power supply control in response to the pressure-reducing command, the control unit controls the piezo stack to be in a charged state at a predetermined cycle at a target charge amount set according to the detected fuel pressure, and the piezo stack is in a charged state. Is set so that the charge amount in a certain period gradually decreases with the target charge amount as an initial value.

【0016】コモンレール圧力の低下とともにピエゾス
タックの充電量が漸減することで、噴射開始充電量まで
の余裕ができる。なお、弁体に閉弁方向に作用する力が
弱まることでリーク開始充電量も低下するから、このリ
ーク開始充電量に対する余裕は確保される。
By gradually decreasing the charge amount of the piezo stack with a decrease in the common rail pressure, it is possible to provide a margin until the injection start charge amount. In addition, since the amount of charge at the start of leakage decreases as the force acting on the valve body in the valve closing direction decreases, a margin for the amount of charge at the start of leakage is secured.

【0017】請求項3記載の発明では、請求項1または
2の発明の構成において、前記制御手段を、前記減圧指
令に対する通電制御において、前記コモンレール内の燃
料圧力の減圧速度が大きいほど前記目標充電量が低くな
るように設定する。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect of the present invention, in the energization control in response to the pressure reduction command, the target charging is performed as the fuel pressure reduction speed in the common rail increases. Set the volume to be low.

【0018】燃料性状等の変動やインジェクタの個体差
等の要因でコモンレール内の燃料圧力の減圧速度がばら
つくと、コモンレール内の燃料圧力が同じでも噴射開始
充電量がピエゾスタックの充電量を下回るまでの時間的
な余裕が小さいことになる。本発明では、コモンレール
内の燃料圧力の減圧速度が大きいほど目標充電量が小さ
く設定されるから、ハーフリフト可能な充電量とコモン
レール圧力の対応関係が変動しても、噴射開始充電量が
ピエゾスタックの充電量を下回るまでの時間的な余裕を
確保することができる。
If the rate of pressure reduction of the fuel pressure in the common rail fluctuates due to factors such as fluctuations in fuel properties, individual differences in injectors, etc., the injection start charge becomes less than the charge in the piezo stack even if the fuel pressure in the common rail is the same. The time margin of the time is small. In the present invention, since the target charge amount is set to be smaller as the pressure reduction rate of the fuel pressure in the common rail is higher, the injection start charge amount is reduced even if the correspondence between the half-liftable charge amount and the common rail pressure fluctuates. , It is possible to secure a time margin until the charge amount falls below the charge amount.

【0019】請求項4記載の発明では、噴孔を開閉する
ニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料
が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部
と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードル
の背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間
に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉
鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに
応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段
と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピ
エゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を
増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェ
クタと、前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタック
の充電と放電とを行う通電手段と、コモンレール内の燃
料圧力を検出する圧力検出手段と、前記通電手段による
通電を制御することにより前記ピエゾスタックの充電量
を調整し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を着座
状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニードル
を開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に
対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量を設
定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト
状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であって、
前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御におい
て、検出された燃料圧力に基づいて前記ニードルが着座
状態のままで前記弁体をリフト状態(ハーフリフト)と
し得るピエゾスタックの充電量を推定し、推定された充
電量よりも低い充電量を初期値として、検出された燃料
圧力が低下を開始するまで目標充電量が漸次上昇するよ
うに設定する。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a nozzle having a needle for opening and closing the injection hole, a high-pressure fuel stored in a common rail being supplied, and injecting the fuel from the injection hole, and a fuel from the common rail. Is introduced, a back pressure chamber for generating a back pressure of the needle, and a valve body disposed in the valve chamber interposed between the back pressure chamber and the low pressure source so that the port on the low pressure source side can be closed. Back pressure increasing / decreasing means for reducing the pressure in the back pressure chamber as the lift amount of the valve body increases, and a piezo stack for pressing and driving the valve body. An injector having a piezo actuator for increasing the lift amount of the valve body, an energizing means for energizing the piezo stack to charge and discharge the piezo stack, and a pressure for detecting a fuel pressure in the common rail The charging amount of the piezo stack is adjusted by controlling the energization by the discharge means and the energizing means, and the needle is switched by switching the valve body between a seated state and a full lift state in response to a fuel injection command. Control means for opening and closing the valve, setting a target charge amount in accordance with the detected fuel pressure in response to a command to reduce the fuel pressure in the common rail, and setting the valve body to a lift state while the needle is seated. A fuel injection device having:
The control means estimates an amount of charge of a piezo stack that can bring the valve body into a lift state (half-lift) while the needle is in a seated state, based on the detected fuel pressure in the energization control for the pressure-reducing command, With the charge amount lower than the estimated charge amount as an initial value, the target charge amount is set to gradually increase until the detected fuel pressure starts to decrease.

【0020】目標充電量をハーフリフトとし得る推定さ
れた充電量よりも低い充電量から漸次上昇せしめること
で、燃料性状等の変動やインジェクタの個体差等の要因
で噴射開始充電量が変動しても、誤噴射を回避しつつハ
ーフリフト可能な充電量に設定することができる。
By gradually increasing the target charge amount from a charge amount lower than the estimated charge amount that can be a half-lift, the injection start charge amount varies due to factors such as fluctuations in fuel properties and individual differences of injectors. In addition, it is possible to set a charge amount that can be half-lifted while avoiding erroneous injection.

【0021】請求項5記載の発明では、請求項4の発明
の構成において、前記制御手段を、前記減圧指令に対す
る通電制御において、前記コモンレール内の燃料圧力が
高いほど前記充電状態にある期間の長さが短くなるよう
に設定する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration according to the fourth aspect of the present invention, in the energization control in response to the pressure-reducing command, the control unit controls the length of the charge state as the fuel pressure in the common rail increases. Is set to be short.

【0022】減圧を開始する時のコモンレール内の燃料
圧力が高いほど、減圧開始時における減圧速度が高く噴
射開始充電量が低下するのも早い。本発明では前記燃料
圧力が高いほど、ピエゾスタックが充電状態にある期間
の長さが短くなり、噴射開始充電量が実際のピエゾスタ
ックの充電量を下回ってしまうのを回避することができ
る。
The higher the fuel pressure in the common rail at the start of pressure reduction, the higher the pressure reduction speed at the start of pressure reduction and the faster the injection start charge decreases. In the present invention, as the fuel pressure increases, the length of the period during which the piezo stack is in the charged state is shortened, and it is possible to prevent the injection start charge amount from falling below the actual piezo stack charge amount.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)図2に本発明を
適用したディーゼルエンジンのコモンレール式の燃料噴
射装置の構成を示す。ディーゼルエンジンの気筒数分の
インジェクタ1が各気筒に対応して設けられ(図例では
インジェクタ1は1つのみ図示)、供給ライン55を介
して連通する共通のコモンレール54から燃料の供給を
受け、インジェクタ1から各気筒の燃焼室内に略コモン
レール54内の燃料圧力(以下、コモンレール圧力とい
う)に等しい噴射圧力で燃料を噴射するようになってい
る。コモンレール54には燃料タンク51の燃料が高圧
サプライポンプ53により圧送されて高圧で蓄えられ
る。
(First Embodiment) FIG. 2 shows the configuration of a common rail type fuel injection device for a diesel engine to which the present invention is applied. As many injectors 1 as the number of cylinders of the diesel engine are provided for each cylinder (only one injector 1 is shown in the figure), and the fuel is supplied from a common common rail 54 that communicates via a supply line 55. Fuel is injected from the injector 1 into the combustion chamber of each cylinder at an injection pressure substantially equal to the fuel pressure in the common rail 54 (hereinafter referred to as the common rail pressure). The fuel in the fuel tank 51 is fed to the common rail 54 by the high-pressure supply pump 53 and stored at a high pressure.

【0024】また、コモンレール54からインジェクタ
1に供給された燃料は、上記燃焼室への噴射用の他、イ
ンジェクタ1の制御油圧等としても用いられ、インジェ
クタ1から低圧のドレーンライン56を経て燃料タンク
51に還流するようになっている。
The fuel supplied to the injector 1 from the common rail 54 is used not only for injection into the combustion chamber, but also as a control oil pressure for the injector 1 and the like, and is supplied from the injector 1 through a low-pressure drain line 56 to a fuel tank. Reflux to 51.

【0025】CPU31はクランク角度等の検出信号に
基づいて燃料の噴射時期と噴射量を演算し、これに応じ
た噴射指令である噴射信号を各インジェクタ1に搭載さ
れたピエゾアクチュエータを駆動するためのピエゾアク
チュエータ駆動回路2に出力する。噴射信号は「H」と
「L」からなる二値信号で、インジェクタ1から所定の
期間、燃料を噴射せしめる。
The CPU 31 calculates a fuel injection timing and an injection amount based on a detection signal such as a crank angle and the like, and outputs an injection signal corresponding to the calculation to drive a piezo actuator mounted on each injector 1. Output to the piezo actuator drive circuit 2. The injection signal is a binary signal consisting of “H” and “L”, and causes the injector 1 to inject fuel for a predetermined period.

【0026】また、CPU31は他のセンサ入力等によ
り知られる運転条件に応じた適正な噴射圧となるように
制御する。圧力検出手段である圧力センサ4がコモンレ
ール54に設けられており、コモンレール圧力の検出信
号がAD変換器32でデジタル化されてCPU31に入
力している。CPU31はコモンレール圧力に基づいて
調量弁52を制御してコモンレール54への燃料の圧送
量を調整する。また、コモンレール圧力の急な減圧が必
要になると、CPU31は内部で減圧指令を発生し、ピ
エゾアクチエータ駆動回路2に対し燃料噴射時とは異な
る通電制御を行い、後述するようにインジェクタ1の制
御油としての燃料を燃料タンク51に戻してコモンレー
ル圧力を減圧させる。
The CPU 31 controls the injection pressure so as to be appropriate according to the operating conditions known from other sensor inputs or the like. The pressure sensor 4 as a pressure detecting means is provided on the common rail 54, and a detection signal of the common rail pressure is digitized by the AD converter 32 and input to the CPU 31. The CPU 31 controls the metering valve 52 based on the common rail pressure to adjust the amount of fuel fed to the common rail 54. When the common rail pressure needs to be rapidly reduced, the CPU 31 internally generates a pressure reduction command to perform a current supply control to the piezo actuator drive circuit 2 different from that during fuel injection, and to control the injector 1 as described later. The fuel as oil is returned to the fuel tank 51 to reduce the common rail pressure.

【0027】図1に前記インジェクタ1の構造を示す。
インジェクタ1は棒状体で、図中下側部分がエンジンの
図略の燃焼室壁を貫通して燃焼室内に突出するように取
り付けられている。インジェクタ1は下側から順にノズ
ル部1a、背圧制御部1b、ピエゾアクチュエータ1c
となっている。
FIG. 1 shows the structure of the injector 1.
The injector 1 is a rod-shaped body, and is attached so that a lower part in the figure penetrates a combustion chamber wall (not shown) of the engine and protrudes into the combustion chamber. The injector 1 includes a nozzle unit 1a, a back pressure control unit 1b, and a piezo actuator 1c in this order from the bottom.
It has become.

【0028】ノズル部1aのスリーブ状の本体104内
にニードル121がその後端部にて摺動自在に保持され
ており、ニードル121はノズル本体104の先端部に
形成された環状シート1041に着座または離座する。
ニードル121の先端部の外周空間105には高圧通路
101を介してコモンレール54から高圧燃料が導入さ
れ、ニードル121のリフト時に噴孔103から燃料が
噴射される。ニードル121にはその環状段面1211
に前記高圧通路101からの燃料圧がリフト方向(上向
き)に作用している。
A needle 121 is slidably held at its rear end in a sleeve-shaped main body 104 of the nozzle portion 1a. The needle 121 is seated on an annular seat 1041 formed at the front end of the nozzle main body 104 or Leave.
High-pressure fuel is introduced into the outer peripheral space 105 at the distal end of the needle 121 from the common rail 54 via the high-pressure passage 101, and fuel is injected from the injection holes 103 when the needle 121 is lifted. The needle 121 has an annular step surface 1211
The fuel pressure from the high pressure passage 101 acts in the lift direction (upward).

【0029】ニードル121の後方には高圧通路101
からインオリフィス107を介して制御油としての燃料
が導入されており、ニードル121の背圧を発生する背
圧室106が形成される。この背圧は、背圧室106に
配設されたスプリング122とともにニードル121の
後端面1212に着座方向(下向き)に作用する。
Behind the needle 121, the high pressure passage 101
A fuel as a control oil is introduced from the through an in orifice 107 to form a back pressure chamber 106 for generating a back pressure of the needle 121. This back pressure acts on the rear end surface 1212 of the needle 121 together with the spring 122 provided in the back pressure chamber 106 in a seating direction (downward).

【0030】前記背圧は背圧制御部1bで増減され、背
圧制御部1bは前記ピエゾスタック127を備えたピエ
ゾアクチュエータ1cにより駆動される。
The back pressure is increased or decreased by a back pressure control unit 1b, and the back pressure control unit 1b is driven by a piezo actuator 1c having the piezo stack 127.

【0031】前記背圧室106はアウトオリフィス10
9を介して常時、背圧制御部1bの弁室110と連通し
ている。弁室110は天井面1101が上向きの円錐状
に形成されており、天井面1101の最上部に、低圧室
111と連通する低圧ポート110aが開口しており、
低圧室111はドレーンライン56に通じる低圧通路1
02と連通している。弁室110の底面には高圧制御通
路108を介して高圧通路101と連通する高圧ポート
110bが開口している。
The back pressure chamber 106 has an out orifice 10
9 and is always in communication with the valve chamber 110 of the back pressure control unit 1b. The valve chamber 110 has a ceiling surface 1101 formed in an upwardly conical shape, and a low-pressure port 110 a communicating with the low-pressure chamber 111 is opened at the top of the ceiling surface 1101.
The low pressure chamber 111 is a low pressure passage 1 leading to the drain line 56.
02. A high-pressure port 110b communicating with the high-pressure passage 101 via the high-pressure control passage 108 is opened on the bottom surface of the valve chamber 110.

【0032】弁室110内には、下側部分を水平にカッ
トしたボール123が配設されている。ボール123は
上下動可能な弁体であり、下降時には、上記カット面で
弁座としての弁室底面(以下、高圧側シートという)1
102に着座して高圧ポート110bを閉鎖することに
より弁室110を高圧制御通路108と遮断し、上昇時
には弁座としての上記天井面(以下、低圧側シートとい
う)1101に着座して低圧ポート110aを閉鎖する
ことにより弁室110を前記低圧室111から遮断す
る。これにより、ボール123下降時には背圧室106
がアウトオリフィス109、弁室110を経て低圧室1
11と連通し、ニードル121の背圧が低下してニード
ル121が離座する。一方、ボール123の上昇時には
背圧室106が低圧室111と遮断されて高圧通路10
1のみと連通し、ニードル121の背圧が上昇してニー
ドル121が着座する。
A ball 123 having a lower portion cut horizontally is provided in the valve chamber 110. The ball 123 is a valve body that can move up and down. When the ball 123 descends, the cut surface serves as a valve seat bottom (hereinafter, referred to as a high-pressure side seat) 1 as a valve seat.
By closing the high pressure port 110b while sitting on the valve 102, the valve chamber 110 is isolated from the high pressure control passage 108, and when ascending, the valve chamber 110 is seated on the ceiling surface (hereinafter, referred to as a low pressure side seat) 1101 as the valve seat and the low pressure port 110a. Is closed to shut off the valve chamber 110 from the low-pressure chamber 111. Thereby, when the ball 123 descends, the back pressure chamber 106
Is the low pressure chamber 1 through the out orifice 109 and the valve chamber 110
11, the back pressure of the needle 121 is reduced, and the needle 121 is separated. On the other hand, when the ball 123 rises, the back pressure chamber 106 is isolated from the low pressure chamber 111 and the high pressure passage 10 is closed.
1, the back pressure of the needle 121 increases, and the needle 121 is seated.

【0033】ボール123はピエゾアクチュエータ1c
により押圧駆動される。ピエゾアクチュエータ1cは、
低圧室111の上方に上下方向に形成された縦穴112
に径の異なる2つのピストン124,125が摺動自在
に保持され、上側の大径のピストン125の上方にピエ
ゾスタック127が上下方向を伸縮方向として配設され
ている。
The ball 123 is a piezo actuator 1c
Is pressed and driven. The piezo actuator 1c
A vertical hole 112 formed vertically above the low-pressure chamber 111.
Two pistons 124 and 125 having different diameters are slidably held, and a piezo stack 127 is disposed above the large-diameter piston 125 on the upper side with the vertical direction extending and contracting.

【0034】大径ピストン125はその下方に設けられ
たスプリング126によりピエゾスタック127と当接
状態を維持しており、ピエゾスタック127の伸縮量と
同じだけ上下方向に変位するようになっている。
The large-diameter piston 125 is kept in contact with the piezo stack 127 by a spring 126 provided below the large-diameter piston 125, so that the large-diameter piston 125 is vertically displaced by the amount of expansion and contraction of the piezo stack 127.

【0035】ボール123と対向する下側の小径ピスト
ン124と大径ピストン125と縦穴112とで画され
た空間には燃料が充填されて変位拡大室113が形成さ
れており、ピエゾスタック127の伸長で大径ピストン
125が下方変位して変位拡大室113の燃料を押圧す
ると、その押圧力が変位拡大室113の燃料を介して小
径ピストン124に伝えられる。ここで、小径ピストン
124は大径ピストン125よりも小径としているの
で、ピエゾスタック127の伸長量が拡大されて小径ピ
ストン124の変位に変換される。
The space defined by the lower small-diameter piston 124 facing the ball 123, the large-diameter piston 125, and the vertical hole 112 is filled with fuel to form a displacement expansion chamber 113, and the piezo stack 127 extends. When the large-diameter piston 125 is displaced downward and presses the fuel in the displacement expansion chamber 113, the pressing force is transmitted to the small-diameter piston 124 via the fuel in the displacement expansion chamber 113. Here, since the small-diameter piston 124 has a smaller diameter than the large-diameter piston 125, the amount of extension of the piezo stack 127 is expanded and converted to the displacement of the small-diameter piston 124.

【0036】燃料噴射時には、先ず、ピエゾスタック1
27が充電されてピエゾスタック127が伸長すること
により、小径ピストン124が下降してボール123を
押し下げる。これによりボール123が低圧側シート1
101からリフトするとともに高圧側シート1102に
着座して背圧室106が低圧通路102と連通するの
で、背圧室106の燃料圧が低下する。これにより、ニ
ードル121に離座方向に作用する力の方が着座方向に
作用する力よりも優勢となって、ニードル121が離座
して燃料噴射が開始される。
At the time of fuel injection, first, the piezo stack 1
27 is charged and the piezo stack 127 expands, whereby the small-diameter piston 124 descends and pushes down the ball 123. As a result, the ball 123 moves to the low-pressure side seat 1.
The lifter 101 lifts the seat and sits on the high-pressure side seat 1102 so that the back pressure chamber 106 communicates with the low pressure passage 102, so that the fuel pressure in the back pressure chamber 106 decreases. As a result, the force acting on the needle 121 in the unseating direction is more dominant than the force acting on the needle 121 in the seating direction, and the needle 121 is unseated and fuel injection is started.

【0037】噴射停止は反対にピエゾスタック127の
放電によりピエゾスタック127を縮小してボール12
3への押し下げ力を解除する。この時、弁室110内は
低圧となっており、またボール123の底面には高圧制
御通路108から高圧の燃料圧力が作用しているから、
ボール123には全体としては上向きの燃料圧が作用し
ている。そして、前記ボール123への押し下げ力の解
除により、ボール123が高圧側シート1102から離
間するとともに再び低圧側シート1101に着座して弁
室110の燃料圧力が上昇するため、ニードル121が
着座し噴射が停止する。
On the contrary, when the injection is stopped, the piezo stack 127 is contracted by the discharge of the piezo stack 127 and the ball 12
Release the pushing force to 3. At this time, the pressure in the valve chamber 110 is low, and the high pressure fuel pressure acts on the bottom surface of the ball 123 from the high pressure control passage 108.
An upward fuel pressure acts on the ball 123 as a whole. When the pressing force on the ball 123 is released, the ball 123 separates from the high-pressure seat 1102 and sits on the low-pressure seat 1101 again, and the fuel pressure in the valve chamber 110 rises. Stops.

【0038】また、インジェクタ1は後述するようにニ
ードル121を着座状態のままボール123をリフトし
て燃料を燃料タンク51に戻し、コモンレール圧力の急
な減圧にも用いられる。
Further, as will be described later, the injector 1 lifts the ball 123 with the needle 121 in a seated state and returns the fuel to the fuel tank 51, and is also used for suddenly reducing the common rail pressure.

【0039】図3にピエゾスタック127の充電と放電
とを行う通電手段であるピエゾアクチュエータ駆動回路
2の構成を示す。なお、説明の便宜のため、適宜、ピエ
ゾスタック127を4つの気筒に対応してピエゾスタッ
ク127A、ピエゾスタック127B、ピエゾスタック
127C、ピエゾスタック127Dと表すものとする。
ピエゾアクチュエータ駆動回路2は車載バッテリの給電
(+B)で数十〜数百Vの直流電圧を発生するDC−D
Cコンバータ211、およびその出力端に並列に接続さ
れたバッファコンデンサ212により直流電源21を構
成し、ピエゾスタック127A〜127Dの充電用の電
圧を出力する。DC−DCコンバータ211は一般的な
降圧チョッパ型の回路で、スイッチング素子2112の
オン時にインダクタ2111にエネルギーを蓄積して、
スイッチング素子2112のオフ時に逆起電力を発生す
るインダクタ2111からダイオード2113を介して
バッファコンデンサ212に充電される。バッファコン
デンサ212は十分静電容量の大きなもので構成され、
ピエゾスタック127A〜127Dへの充電作動時にも
略一定の電圧値を保つようになっている。
FIG. 3 shows the configuration of a piezo actuator drive circuit 2 which is a current supply means for charging and discharging the piezo stack 127. For convenience of description, the piezo stack 127 is appropriately represented as a piezo stack 127A, a piezo stack 127B, a piezo stack 127C, and a piezo stack 127D corresponding to four cylinders.
The piezo actuator driving circuit 2 is a DC-D that generates a DC voltage of several tens to several hundreds of volts by power supply (+ B) of a vehicle-mounted battery.
The DC power supply 21 is constituted by the C converter 211 and the buffer capacitor 212 connected in parallel to the output terminal thereof, and outputs a voltage for charging the piezo stacks 127A to 127D. The DC-DC converter 211 is a general step-down chopper type circuit, and stores energy in the inductor 2111 when the switching element 2112 is turned on.
When the switching element 2112 is turned off, the buffer capacitor 212 is charged via the diode 2113 from the inductor 2111 which generates the back electromotive force. The buffer capacitor 212 has a sufficiently large capacitance,
A substantially constant voltage value is maintained even when the piezo stacks 127A to 127D are charged.

【0040】直流電源21のバッファコンデンサ212
からピエゾスタック127A〜127Dにインダクタ2
3を介して通電する第1の通電経路22aが設けてあ
り、通電経路22aには、バッファコンデンサ212と
インダクタ23間にこれらと直列に第1のスイッチング
素子24aが介設されている。第1のスイッチング素子
24aはMOSFETで構成され、その寄生ダイオード
(以下、第1の寄生ダイオードという)241aがバッ
ファコンデンサ212の両端間電圧に対して逆バイアス
となるように接続される。また、インダクタ23とピエ
ゾスタック127A〜127Dは第2の通電経路22b
を形成している。この通電経路22bは、インダクタ2
3と第1のスイッチング素子24aの接続中点に接続さ
れる第2のスイッチング素子24bを有し、インダクタ
23、ピエゾスタック127A〜127Dおよび第2の
スイッチング素子24bを含む閉回路を形成している。
第2のスイッチング素子24bもMOSFETで構成さ
れ、その寄生ダイオード(以下、第2の寄生ダイオード
という)241bがバッファコンデンサ212の両端間
電圧に対して逆バイアスとなるように接続される。
Buffer capacitor 212 of DC power supply 21
2 to piezo stacks 127A to 127D
3 is provided, and a first switching element 24a is interposed between the buffer capacitor 212 and the inductor 23 in series with the first power supply path 22a. The first switching element 24a is formed of a MOSFET, and a parasitic diode (hereinafter, referred to as a first parasitic diode) 241a is connected so as to be reversely biased with respect to a voltage between both ends of the buffer capacitor 212. Further, the inductor 23 and the piezo stacks 127A to 127D are connected to the second current path 22b.
Is formed. The current path 22b is connected to the inductor 2
3 and a second switching element 24b connected to a connection midpoint between the first switching element 24a and a closed circuit including the inductor 23, the piezo stacks 127A to 127D and the second switching element 24b. .
The second switching element 24b is also formed of a MOSFET, and a parasitic diode (hereinafter, referred to as a second parasitic diode) 241b is connected so as to be reverse biased with respect to a voltage between both ends of the buffer capacitor 212.

【0041】通電経路22a,22bはピエゾスタック
127A〜127Dのそれぞれに共通であり、また、次
のように駆動対象としてのピエゾスタック127A〜1
27Dが選択できる。ピエゾスタック127A〜127
Dのそれぞれには直列にスイッチング素子(以下、適
宜、選択スイッチング素子という)25A,25B,2
5C,25D,25E,25Fが接続されており、この
うち第1の種類の選択スイッチング素子25A〜25D
はそれぞれピエゾスタック127A〜127Dと1対1
に対応して接続されて、噴射気筒のインジェクタのピエ
ゾスタック127A〜127Dに対応する選択スイッチ
ング素子25A〜25Dがオンされる。
The energization paths 22a and 22b are common to the piezo stacks 127A to 127D, respectively, and the piezo stacks 127A to 127D to be driven are as follows.
27D can be selected. Piezo stack 127A-127
D is connected in series with a switching element (hereinafter, appropriately referred to as a selective switching element) 25A, 25B, 2
5C, 25D, 25E, and 25F, of which the first type of selective switching elements 25A to 25D are connected.
Are one-to-one with piezo stacks 127A-127D respectively
And the selection switching elements 25A to 25D corresponding to the piezo stacks 127A to 127D of the injectors of the injection cylinders are turned on.

【0042】また、第2の種類の選択スイッチング素子
25E,25Fは選択スイッチング素子25Eがピエゾ
スタック127Aとピエゾスタック127Bとに共通
に、また、選択スイッチング素子25Fがピエゾスタッ
ク127Cとピエゾスタック127Dとに共通に接続さ
れる。第2の種類の選択スイッチング素子25E,25
Fは、ピエゾスタック127A〜127Dのいずれかに
おいて選択スイッチング素子25A〜25Dにより制御
不能な状態が出来しても当該ピエゾスタック127A〜
127Dを含む2つのピエゾスタック127A,127
Bまたはピエゾスタック127C,127Dをピエゾア
クチュエータ駆動回路2から切り離して残りの2つのピ
エゾスタック127C,127Dまたはピエゾスタック
127A,127Bの作動を確保するためのものである
(リンプフォーム)。
The selection switching elements 25E and 25F of the second type are such that the selection switching element 25E is common to the piezo stack 127A and the piezo stack 127B, and the selection switching element 25F is the piezo stack 127C and the piezo stack 127D. Connected in common. Second type selection switching element 25E, 25
F indicates that even if the selection switching elements 25A to 25D cause an uncontrollable state in any of the piezo stacks 127A to 127D, the piezo stacks 127A to 127D do not operate.
Two piezo stacks 127A and 127 including the 127D
B or the piezo stacks 127C and 127D are separated from the piezo actuator drive circuit 2 to ensure the operation of the remaining two piezo stacks 127C and 127D or the piezo stacks 127A and 127B (limp form).

【0043】各選択スイッチング素子25A〜25Fは
MOSFETが用いられており、その寄生ダイオード
(以下、選択寄生ダイオードという)251A,251
B,251C,251D,251E,251Fは、バッ
ファコンデンサ212に対して逆バイアスとなるように
接続されている。
MOSFETs are used for the selection switching elements 25A to 25F, and their parasitic diodes (hereinafter, referred to as selective parasitic diodes) 251A, 251
B, 251C, 251D, 251E, and 251F are connected to the buffer capacitor 212 so as to be reverse biased.

【0044】スイッチング素子24a,24b,25A
〜25Fの各ゲートにはコントローラ29からそれぞれ
制御信号が入力しており、前記のごとく選択スイッチン
グ素子25A〜25Dのいずれかをオンして駆動対象の
ピエゾスタック127A〜127Dが選択されるととも
に、スイッチング素子24a,24bのゲートにはパル
ス状の制御信号が入力してスイッチング素子24a,2
4bをオンオフし、ピエゾスタック127A〜127D
の充電制御および放電制御を行うようになっている。
Switching elements 24a, 24b, 25A
Control signals are input to the gates of the to 25F from the controller 29, and as described above, any one of the selection switching elements 25A to 25D is turned on to select the piezo stack 127A to 127D to be driven, and A pulse-like control signal is input to the gates of the elements 24a and 24b, and the switching elements 24a and
4b on and off, and the piezo stacks 127A to 127D
, And charge control and discharge control.

【0045】また、ピエゾスタック127Aとピエゾス
タック127Bとに共通に直列に比較的低抵抗の抵抗器
27Eが、ピエゾスタック127Cとピエゾスタック1
27Dとに共通に直列に前記抵抗器27Eと同じ抵抗器
27Fが設けてある。その両端間電圧はコントローラ2
9に入力し、ピエゾスタック127A〜127Dの充電
電流が検出されるようになっている。
Also, a resistor 27E having a relatively low resistance is connected in series to the piezo stack 127A and the piezo stack 127B, and the piezo stack 127C and the piezo stack 1 are connected in series.
The same resistor 27F as the resistor 27E is provided in series with the resistor 27D. The voltage between both ends of the controller 2
9, the charging current of the piezo stacks 127A to 127D is detected.

【0046】また、第2のスイッチング素子24bには
直列に比較的低抵抗の抵抗器28が設けてある。その両
端間電圧はコントローラ29に入力し、ピエゾスタック
127A〜127Dの放電電流が検出されるようになっ
ている。
A resistor 28 having a relatively low resistance is provided in series with the second switching element 24b. The voltage between both ends is inputted to the controller 29, and the discharge current of the piezo stacks 127A to 127D is detected.

【0047】また、コントローラ29には、充電量であ
る各ピエゾスタック127A〜127Dの両端端電圧
(以下、ピエゾスタック電圧という)が入力している。
The controller 29 is supplied with the voltage at both ends of the piezo stacks 127A to 127D (hereinafter referred to as the piezo stack voltage), which is the amount of charge.

【0048】コントローラ29は、充電制御時には、第
1のスイッチング素子24aのオン期間とオフ期間とを
次のように設定し、第1のスイッチング素子24aの制
御信号を出力する。すなわち、第1のスイッチング素子
24aをオンして第1の通電経路22aに漸増する充電
電流を流す。充電電流が予め設定した上限の電流値にな
るとスイッチング素子24aをオフしてオフ期間に入
る。この時、インダクタ23に発生する逆起電力は第2
のスイッチング素子24bの寄生ダイオード241bに
対して順バイアスであるから、インダクタ23に蓄積さ
れたエネルギーにより第2の通電経路22bに漸減する
フライホイール電流が流れ、ピエゾスタック127A〜
127Dの充電が進行する。充電電流が下限の電流値
(略0)になると再び第1のスイッチング素子24aを
オンしてオン期間に入り、これを繰り返す(多重スイッ
チング方式)。そして、ピエゾスタック電圧が予め設定
した電圧に達するとスイッチング素子24aをオフに固
定し、充電は完了となる。このようにピエゾスタック1
27A〜127Dを充電することで、ピエゾスタック1
27A〜127Dが伸長して変位拡大室113を介して
ボール123を押圧しリフトせしめる。
At the time of charge control, the controller 29 sets the ON period and the OFF period of the first switching element 24a as follows, and outputs a control signal for the first switching element 24a. That is, the first switching element 24a is turned on and a gradually increasing charging current flows through the first current path 22a. When the charging current reaches a preset upper limit current value, the switching element 24a is turned off and the off period starts. At this time, the back electromotive force generated in the inductor 23 is the second
Is forward biased with respect to the parasitic diode 241b of the switching element 24b, the flywheel current that gradually decreases in the second current path 22b flows due to the energy accumulated in the inductor 23, and the piezo stacks 127A to 127A.
The charging of 127D proceeds. When the charging current reaches the lower limit current value (approximately 0), the first switching element 24a is turned on again to enter the ON period, and this is repeated (multiple switching method). When the piezo stack voltage reaches a preset voltage, the switching element 24a is fixed to off, and the charging is completed. Thus, the piezo stack 1
By charging 27A to 127D, the piezo stack 1
27A to 127D extend to press and lift the ball 123 via the displacement expansion chamber 113.

【0049】また、放電制御時には、第2のスイッチン
グ素子24bのオン期間とオフ期間とを次のように設定
し、第2のスイッチング素子24bの制御信号を出力す
る。すなわち、第2のスイッチング素子24bをオンし
て第2の通電経路22bに漸増する放電電流を流す。放
電電流が予め設定した電流値(以下、上限電流値とい
う)になるとスイッチング素子24bをオフしてオフ期
間に入る。この時、インダクタ23に大きな逆起電力が
発生し、インダクタ23に蓄積されたエネルギーにより
フライホイール電流を第1の通電経路22aに流しバッ
ファコンデンサ212にエネルギーを回収する。放電電
流が下限の電流値(略0)になると再び第2のスイッチ
ング素子24bをオンして、これを繰り返す。そして、
ピエゾスタック電圧が0に達するとスイッチング素子2
4bをオフに固定し、放電は完了となる。このようにピ
エゾスタック127A〜127Dを放電することで、ピ
エゾスタック127A〜127Dが縮小して変位拡大室
113の燃料圧力によるボール123への押圧力が解除
されてボール123が着座する。
During the discharge control, the ON period and the OFF period of the second switching element 24b are set as follows, and a control signal for the second switching element 24b is output. That is, the second switching element 24b is turned on, and a gradually increasing discharge current flows through the second current path 22b. When the discharge current reaches a preset current value (hereinafter, referred to as an upper limit current value), the switching element 24b is turned off to enter an off period. At this time, a large back electromotive force is generated in the inductor 23, and the flywheel current is caused to flow through the first current path 22 a by the energy stored in the inductor 23, and the energy is recovered by the buffer capacitor 212. When the discharge current reaches the lower limit current value (substantially 0), the second switching element 24b is turned on again, and this is repeated. And
When the piezo stack voltage reaches 0, the switching element 2
4b is fixed off, and the discharge is completed. By discharging the piezo stacks 127A to 127D in this manner, the piezo stacks 127A to 127D are contracted and the pressing force of the displacement expansion chamber 113 on the ball 123 due to the fuel pressure is released, and the ball 123 is seated.

【0050】なお、ピエゾスタック127A〜127D
とピエゾアクチュエータ駆動回路2とを接続する線路の
断線等でピエゾスタック127A〜127Dが放電不能
となると、インジェクタ1が噴射信号で規定される燃料
噴射期間が終了しても燃料が噴射し続けることになる
が、図1に示した前記インジェクタ1ではピエゾスタッ
ク127が充電状態にある時間が一定時間を越えると閉
弁する機械的なフェイルセーフ機構を備えている。すな
わち、インジェクタ1はピエゾスタック127の伸長で
変位拡大室113内の燃料を圧縮して加圧し、ボール1
23を押圧する押圧力を発生しており、その燃料圧力は
ボール123がリフト状態のときはボール123に作用
する上向きの付勢力に抗し得る圧力となっている。この
ため、変位拡大室113内の加圧した燃料はピストン1
24,125の摺動部から僅かずつ低圧室111等の低
圧部にリークし、ボール123のリフト量が低下して背
圧室106から低圧室111に抜ける燃料の流量が減少
し、これにより背圧が漸次上昇し、終にはニードル12
1が着座して燃料の噴射が停止することになる。
The piezo stacks 127A to 127D
When the piezo stacks 127A to 127D cannot be discharged due to a disconnection of a line connecting the piezo actuator drive circuit 2 to the piezo actuator drive circuit 2, the fuel continues to be injected by the injector 1 even when the fuel injection period specified by the injection signal ends. However, the injector 1 shown in FIG. 1 has a mechanical fail-safe mechanism that closes the valve when the time during which the piezo stack 127 is in a charged state exceeds a certain time. That is, the injector 1 compresses and pressurizes the fuel in the displacement expansion chamber 113 by the extension of the piezo stack 127, and pressurizes the ball 1.
When the ball 123 is in the lift state, the fuel pressure is a pressure that can withstand the upward urging force acting on the ball 123. For this reason, the pressurized fuel in the displacement expansion chamber 113 is
Leakage from the sliding portions 24 and 125 little by little into low-pressure chambers such as the low-pressure chamber 111, the lift of the ball 123 is reduced, and the flow rate of fuel flowing from the back-pressure chamber 106 to the low-pressure chamber 111 is reduced. The pressure gradually increases until the needle 12
1 is seated and fuel injection is stopped.

【0051】コントローラ29は、燃料噴射制御全体を
司るCPU31からの種々の制御用の信号により、ピエ
ゾスタック127A〜127Dを所定の時期に充電およ
び放電せしめる。かかる制御用信号として充電時期と放
電時期とを規定する充放電時期設定信号が入力してい
る。充放電時期設定信号は、「L」と「H」よりなる二
値信号であり、その立ち上がりでピエゾスタック127
A〜127Dの充電を開始し、立ち下がりでピエゾスタ
ック127A〜127Dを放電する。充放電時期設定信
号は噴射指令に対しては噴射期間を規定する。
The controller 29 charges and discharges the piezo stacks 127A to 127D at predetermined times according to various control signals from the CPU 31 which controls the entire fuel injection control. As such a control signal, a charge / discharge timing setting signal that defines a charging timing and a discharging timing is input. The charge / discharge timing setting signal is a binary signal consisting of “L” and “H”.
The charging of A to 127D is started, and the piezo stacks 127A to 127D are discharged at the fall. The charge / discharge timing setting signal defines the injection period for the injection command.

【0052】また、制御用信号として目標充電量である
目標のピエゾスタック電圧(以下、目標電圧という)に
比例した目標電圧設定信号が入力しており、コントロー
ラ29はピエゾスタック電圧が目標電圧に達するとスイ
ッチング素子24aを前記のごとくオフに固定する。目
標電圧設定信号は、噴射指令に対しては、ボール123
がフルリフト可能な十分なピエゾスタック電圧が与えら
れるように設定される。
Also, a target voltage setting signal proportional to a target piezo stack voltage (hereinafter, referred to as a target voltage), which is a target charge amount, is input as a control signal, and the controller 29 causes the piezo stack voltage to reach the target voltage. Then, the switching element 24a is fixed off as described above. The target voltage setting signal corresponds to the ball 123 in response to the injection command.
Is set such that a sufficient piezo stack voltage capable of full lift is provided.

【0053】また、CPU31は、減圧指令に対して
は、次のようにピエゾスタック127A〜127Dの充
電時期および放電時期、目標電圧を決定し、該目標圧力
までコモンレール圧力を減圧する。
In response to the pressure reduction command, the CPU 31 determines the charging timing and discharging timing of the piezo stacks 127A to 127D and the target voltage as follows, and reduces the common rail pressure to the target pressure.

【0054】また、制御対象となる気筒を選択するため
の制御信号もCPU31から出力され、選択スイッチン
グ素子25A〜25Fのうち、選択された気筒に対応す
るピエゾスタック127A〜127Dのものがオンす
る。
A control signal for selecting a cylinder to be controlled is also output from the CPU 31, and among the selected switching elements 25A to 25F, those of the piezo stacks 127A to 127D corresponding to the selected cylinder are turned on.

【0055】図4はCPU31で実行される減圧制御時
のフローチャートで、先ず、検出されたコモンレール圧
力に基づいてハーフリフトとし得るピエゾスタック電圧
を推定する(ステップS101)。これはCPU31の
ROMに予めコモンレール圧力とピエゾスタック電圧を
対応させたハーフリフト可能電圧推定マップを記憶して
おき、このマップに基づいて推定する。マップのデータ
は、予め実験等で各コモンレール圧力における、ボール
123がリフトを開始しインジェクタ1から燃料が燃料
タンク51に還流し始める時のピエゾスタック電圧(リ
ーク開始電圧)と燃料の噴射が開始される時のピエゾス
タック電圧(噴射開始電圧)とを求めて、この両電圧で
挟まれた電圧範囲に、推定電圧が入るように作成する。
この電圧範囲は、図5に示すように、右上がりの帯状の
範囲となる。推定電圧は、マップに代えて、コモンレー
ル圧力に対してピエゾスタック電圧が対応する関数式で
与えてもよいのは勿論である。
FIG. 4 is a flowchart at the time of pressure reduction control executed by the CPU 31. First, a piezo stack voltage that can be used as a half lift is estimated based on the detected common rail pressure (step S101). For this, a half-liftable voltage estimation map in which the common rail pressure and the piezo stack voltage are associated in advance is stored in the ROM of the CPU 31, and the estimation is performed based on this map. The map data indicates that the piezo stack voltage (leak start voltage) and the fuel injection at the time when the ball 123 starts to lift and the fuel starts to flow back to the fuel tank 51 from the injector 1 at each common rail pressure in an experiment or the like in advance are started. And a piezo stack voltage (injection start voltage) at the same time, and an estimated voltage is created so as to fall within a voltage range sandwiched by these two voltages.
This voltage range is a band-like range that rises to the right as shown in FIG. It is a matter of course that the estimated voltage may be given by a function formula in which the piezo stack voltage corresponds to the common rail pressure instead of the map.

【0056】次いでピエゾスタック127A〜127D
の目標充電量としてのピエゾスタック電圧の目標電圧を
この推定されたピエゾスタック電圧(以下、ハーフリフ
ト可能推定電圧という)から予め設定した下方修正値を
減算して得る(ステップS102)。下方修正値は図例
では20Vである。そして、前記スイッチング素子24
aのオンオフによりピエゾスタック127A〜127D
を目標電圧になるまで充電する(ステップS103)。
ここで、ピエゾスタック127A〜127Dが充電状態
である期間(以下、ピエゾスタック充電状態期間とい
う)はコモンレール圧力の取り込み周期(以下、制御周
期という)よりも短く、一旦放電して非充電状態とな
り、前記制御周期で繰り返し充電状態に立ち上がるよう
になっている。また、その時のピエゾスタック電圧の目
標電圧は後述するステップS106〜S109において
演算され、更新される。また、ピエゾスタック充電状態
期間の制御周期の長さに対する割合(以下、ONデュー
ティという)は後述するデューティ設定マップに基づい
て設定され、目標電圧が高いほど小さな値が与えられ
る。
Next, the piezo stacks 127A to 127D
The target voltage of the piezo stack voltage as the target charge amount is obtained by subtracting a preset downward correction value from the estimated piezo stack voltage (hereinafter, referred to as a half-lift capable estimated voltage) (step S102). The downward correction value is 20 V in the example shown. And the switching element 24
piezo stack 127A-127D
Is charged until the target voltage is reached (step S103).
Here, the period during which the piezo stacks 127A to 127D are in a charged state (hereinafter, referred to as a piezo stack charged state period) is shorter than a common rail pressure take-in period (hereinafter, referred to as a control period). In the control cycle, the charge state is repeatedly raised. The target voltage of the piezo stack voltage at that time is calculated and updated in steps S106 to S109 described later. The ratio of the piezo stack charging state period to the length of the control cycle (hereinafter referred to as ON duty) is set based on a duty setting map described later, and a smaller value is given as the target voltage is higher.

【0057】なお、制御周期は例えば4msであり、前
記フェイルセーフ機構により前記ボール123がリフト
状態を保持可能な時間よりも短く設定される。
The control cycle is, for example, 4 ms, and is set shorter than the time during which the ball 123 can maintain the lift state by the fail-safe mechanism.

【0058】ステップS104ではコモンレール圧力が
減圧したか否かを判定する。これは前回取り込まれたコ
モンレール圧力との差分に基づいて行う。減圧していな
ければ、前記目標電圧に所定のステップ値を加算して目
標電圧を更新し(ステップS105)、ステップS10
3に戻る。
In step S104, it is determined whether the common rail pressure has been reduced. This is performed based on the difference from the previously taken common rail pressure. If the pressure has not been reduced, the target voltage is updated by adding a predetermined step value to the target voltage (step S105), and step S10 is performed.
Return to 3.

【0059】前記のごとく目標電圧の初期値は推定電圧
よりも低く設定されているから、リーク開始電圧よりも
低いことは十分考えられるが、燃料性状等の条件によっ
てハーフリフト可能な電圧範囲が上下にずれていても、
噴射開始電圧を越えにくくなっている。このような条件
になり得るか否かは、目標電圧を下げる下方修正値に依
存するが、予め、燃料性状等の条件を変えてハーフリフ
ト可能な電圧範囲の高低ずれ幅を求めておけば、かかる
条件を成立させ得る前記下方修正値を求めることができ
る。
As described above, since the initial value of the target voltage is set lower than the estimated voltage, it is conceivable that the initial value is lower than the leak start voltage. Even if
It is difficult to exceed the injection start voltage. Whether or not such a condition can be achieved depends on the downward correction value that lowers the target voltage.However, if the conditions such as fuel properties are changed in advance to obtain the height deviation width of the half-liftable voltage range, The lower correction value that can satisfy the condition can be obtained.

【0060】そして、最初の充電(ステップS103)
でピエゾスタック電圧がリーク開始電圧よりも低くと
も、ステップS104,S105を1回もしくは複数回
実行することで、ピエゾスタック電圧をハーフリフト可
能な電圧範囲に入れることができ、燃料の誤噴射を回避
しつつコモンレール圧力の減圧を開始せしめることがで
きる。
Then, the first charging (step S103)
Even if the piezo stack voltage is lower than the leak start voltage, the steps S104 and S105 can be performed once or a plurality of times so that the piezo stack voltage can be set within a voltage range in which the half-lift can be performed, thereby preventing erroneous fuel injection. In this way, it is possible to start reducing the common rail pressure.

【0061】コモンレール圧力が減圧を開始していれば
(ステップS104)、コモンレール圧力が目標圧力に
到達したか否かを判定する(ステップS106)。ステ
ップS106が否定判断されると、ピエゾスタック電圧
を減圧に伴う噴射開始電圧の低下に見合う値とするのに
適正な補正値としての、ピエゾスタック電圧の減少量
を、1制御周期におけるコモンレール圧力の減圧量に基
づいて推定する(ステップS107)。これはCPUの
ROMに予め減圧量とピエゾスタック電圧減少量とを対
応させた電圧減少量推定マップを記憶しておき、このマ
ップに基づいて推定する。マップのデータは、予め実験
等でコモンレール圧力の減圧量に対するハーフリフト可
能なピエゾスタック電圧の減少量を求めて作成する。こ
のピエゾスタック電圧の減少量は、コモンレール圧力の
減圧速度が速いほどピエゾスタック電圧が噴射開始電圧
を早く下回るから、図6に示すように、右上がりの傾向
を示す。
If the common rail pressure has started decreasing (step S104), it is determined whether the common rail pressure has reached the target pressure (step S106). If a negative determination is made in step S106, the amount of decrease in the piezo stack voltage, which is an appropriate correction value for setting the piezo stack voltage to a value commensurate with the decrease in the injection start voltage due to the decrease in pressure, is set to the value of the common rail pressure in one control cycle. Estimation is performed based on the reduced pressure amount (step S107). For this, a voltage reduction amount estimation map in which the pressure reduction amount and the piezo stack voltage reduction amount are stored in advance in the ROM of the CPU, and estimation is performed based on this map. The map data is created in advance by obtaining the amount of decrease in the half-liftable piezo stack voltage with respect to the amount of decrease in the common rail pressure by experiments or the like. The amount of decrease in the piezo stack voltage tends to rise to the right as shown in FIG. 6 since the piezo stack voltage falls below the injection start voltage as the common rail pressure decreasing speed increases.

【0062】続くステップS108では目標電圧から、
推定された減少量を減算することで目標電圧を更新す
る。
In the following step S108, the target voltage is
The target voltage is updated by subtracting the estimated decrease amount.

【0063】また、ONデューティを目標電圧に基づい
て設定する(ステップS109)。これはCPU31の
ROMに予めONデューティと目標電圧とを対応させた
ONデューティ設定マップを記憶しておき、このマップ
に基づいて推定する。マップのデータは、予め実験等で
各目標電圧においてピエゾスタック電圧をハーフリフト
可能電圧に設定した時の、噴射開始電圧がピエゾスタッ
ク電圧を下回るまでの時間を求めておき、これに基づい
て作成する。ONデューティは、コモンレール圧力が高
く目標電圧が高いほど、ピエゾスタック電圧が噴射開始
電圧を早く下回るから、図7に示すように、右下がりの
傾向を示す。
The ON duty is set based on the target voltage (step S109). This is performed by storing an ON duty setting map in which the ON duty and the target voltage correspond to each other in advance in the ROM of the CPU 31 and estimating based on this map. The map data is created based on the time required before the injection start voltage falls below the piezo stack voltage when the piezo stack voltage is set to the half-liftable voltage at each target voltage in an experiment or the like in advance. . The ON duty has a tendency to decrease to the right as shown in FIG. 7 because the higher the common rail pressure and the higher the target voltage, the earlier the piezo stack voltage falls below the injection start voltage.

【0064】目標電圧およびONデューティを更新した
(ステップS108,109)後、ステップS103に
戻り、ピエゾスタック127A〜127Dの充電が行わ
れる。
After updating the target voltage and the ON duty (steps S108 and S109), the process returns to step S103, and the piezo stacks 127A to 127D are charged.

【0065】CPU31はコントローラ29に、前記O
Nデューティに制御周期を乗じた長さで、前記制御周期
に同期して、充放電時期設定信号を出力する。また、目
標電圧に比例した大きさの目標電圧設定信号を出力する
ことで、コモンレール圧力の減圧を実現する。
The CPU 31 sends the O
A charge / discharge timing setting signal is output in synchronization with the control cycle at a length obtained by multiplying the N duty by the control cycle. Also, by outputting a target voltage setting signal having a magnitude proportional to the target voltage, the common rail pressure is reduced.

【0066】これによりコモンレール圧力が減圧を開始
した後、目標値に達するまで、ピエゾスタック127A
〜127Dは4msごとに充電状態に立ち上がり、ON
デューティで規定される時間、充電状態を持続する。ピ
エゾスタック電圧は、充電状態に立ち上がるごとにステ
ップS107,S108が実行されて、階段状に漸減
し、一方、ONデューティは漸増する。図8には、ピエ
ゾスタック電圧の経時変化の一例を示す。前半が噴射指
令に対する場合で、後半が減圧指令に対する場合であ
る。
As a result, after the common rail pressure starts to decrease, the piezo stack 127A is maintained until the common rail pressure reaches the target value.
~ 127D rises to charge state every 4ms and turns ON
The state of charge is maintained for a time defined by the duty. Each time the piezo stack voltage rises to the charged state, steps S107 and S108 are executed, and the piezo stack voltage gradually decreases in a stepwise manner, while the ON duty gradually increases. FIG. 8 shows an example of the change over time of the piezo stack voltage. The first half corresponds to the injection command, and the second half corresponds to the pressure reduction command.

【0067】本燃料噴射装置によれば次の効果を奏す
る。図9は減圧制御時におけるコモンレール圧力の経時
変化を示すもので、図中には破線でONデューティ一定
の場合を比較例として併せて示している。減圧するのは
ピエゾスタック127A〜127Dが充電状態にある期
間だけであり、詳細には減圧する期間と一定圧力の期間
とが交互に繰り返されることになるが、図は概略の傾向
を示している。比較例では充電状態期間の長さが一定な
ので、コモンレール圧力の高い減圧初期においてはコモ
ンレール圧力は急激に低下し、最後は緩やかになる。
According to the present fuel injection device, the following effects can be obtained. FIG. 9 shows the change over time of the common rail pressure during the pressure reduction control. In the figure, the broken line also shows the case where the ON duty is constant as a comparative example. The pressure is reduced only during the period in which the piezo stacks 127A to 127D are in a charged state. Specifically, the period during which the pressure is reduced and the period at a constant pressure are alternately repeated, but the figure shows a general tendency. . In the comparative example, since the length of the charging state period is constant, the common rail pressure decreases rapidly at the beginning of the depressurization when the common rail pressure is high, and gradually decreases at the end.

【0068】一方、本発明では、コモンレール圧力が高
い減圧初期においてはONデューティが小さく設定され
るから、コモンレール圧力の減圧速度は平均化する。
On the other hand, in the present invention, the ON duty is set to be small in the initial stage of the depressurization when the common rail pressure is high, so that the deceleration speed of the common rail pressure is averaged.

【0069】なお前記減圧制御において、設定された目
標電圧がリーク開始電圧よりも低かった場合はステップ
S104からステップS105に進むことになるから、
あらためてハーフリフト可能な目標電圧が再設定される
ので、減圧は滞りなく行われる。
In the pressure reduction control, if the set target voltage is lower than the leak start voltage, the process proceeds from step S104 to step S105.
Since the target voltage capable of half-lift is reset again, the pressure reduction is performed without delay.

【0070】図10は減圧制御時にコモンレール圧力の
減圧とともにピエゾスタック電圧が辿る経路を示すもの
で、本発明の場合と前記比較例とを併せて示している。
ONデューティ一定の比較例では、前記のごとくコモン
レール圧力が高くその低下速度が速いときに噴射開始電
圧がピエゾスタック電圧を下回ってしまうおそれがある
のに対して、本発明ではコモンレール圧力が高ければO
Nデューティが小さく抑えられるから、噴射開始電圧が
ピエゾスタック電圧を下回ってしまうことが回避され、
ハーフリフト状態を安定して実現できる。
FIG. 10 shows the path followed by the piezo stack voltage along with the reduction of the common rail pressure during the pressure reduction control, and shows both the case of the present invention and the comparative example.
In the comparative example in which the ON duty is constant, the injection start voltage may fall below the piezo stack voltage when the common rail pressure is high and the decrease speed is high as described above.
Since the N duty is suppressed to a small value, the injection start voltage is prevented from being lower than the piezo stack voltage,
The half-lift state can be stably realized.

【0071】なお、ONデューティ一定の比較例におい
て、ONデューティを小さくすれば噴射開始電圧がピエ
ゾスタック電圧を越えるのは回避することができるが、
コモンレール圧力が目標圧力に近づいて減圧速度が低く
なった時に1制御周期当たりの減圧量が十分とはいえ
ず、減圧制御が長引くという問題がある。本発明ではコ
モンレール圧力が目標圧力に近づくほどONデューティ
が大きくなるので1制御周期の間に十分な減圧量を得る
ことができる。
In the comparative example where the ON duty is constant, it is possible to prevent the injection start voltage from exceeding the piezo stack voltage by reducing the ON duty.
When the common rail pressure approaches the target pressure and the pressure reduction speed decreases, the pressure reduction amount per control cycle cannot be said to be sufficient, and there is a problem that the pressure reduction control is prolonged. In the present invention, since the ON duty increases as the common rail pressure approaches the target pressure, a sufficient pressure reduction amount can be obtained during one control cycle.

【0072】なお、ONデューティ設定マップは目標電
圧ではなく、検出されたコモンレール圧力に対して与え
られるようにしてもよい。
The ON duty setting map may be provided for the detected common rail pressure instead of the target voltage.

【0073】(第2実施形態)図11に本発明の第2実
施形態になる燃料噴射装置のピエゾアクチュエータ駆動
回路を中心とする構成図を示す。第1実施形態におい
て、CPUで実行される制御プログラムを別の設定に代
えたもので、図12にCPUで実行される制御内容を示
す。図中、第1実施形態と実質的に同じ作動をする部分
には第1実施形態と同じ番号を付して説明する。
(Second Embodiment) FIG. 11 is a block diagram mainly showing a piezo actuator drive circuit of a fuel injection device according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the control program executed by the CPU is replaced with another setting, and FIG. 12 shows the control executed by the CPU. In the figure, portions that operate substantially the same as in the first embodiment will be described with the same reference numerals as in the first embodiment.

【0074】第1実施形態ではONデューティを可変と
したが、本実施形態では固定であり、例えば、75%に
設定される。そしてコントローラ29Aは、図13に示
すように、ピエゾスタック充電状態期間において、各制
御周期の初めに目標電圧まで立ち上がった後、噴射停止
時のごとくスイッチング素子14bのオンオフを繰り返
して低い放電電流で放電してピエゾスタック電圧を漸減
せしめる。コントローラ29Aは、スイッチング素子1
4bのオンからオフに切り換えるタイミングを規定する
放電電流の前記電流上限値が可変となっており、この電
流上限値を下げることで放電電流が下がることになる。
CPU31Aからは電流上限値に比例した電流上限値設
定信号が入力する。
Although the ON duty is variable in the first embodiment, it is fixed in this embodiment, and is set to, for example, 75%. Then, as shown in FIG. 13, during the piezo stack charging state period, the controller 29A repeatedly turns on and off the switching element 14b as in the case of the injection stop after discharging to the target voltage at the beginning of each control cycle, and discharges with a low discharge current. To gradually reduce the piezo stack voltage. The controller 29A includes the switching element 1
The upper limit value of the discharge current that defines the timing at which the switch 4b is switched from on to off is variable. The lower the upper limit value of the discharge current, the lower the discharge current.
A current upper limit setting signal proportional to the current upper limit is input from the CPU 31A.

【0075】そして、ステップS109に代わるステッ
プS110は、ピエゾスタック充電状態期間中にも漸減
するコモンレール圧力に対して目標電圧をさらに適正化
すべく、ピエゾスタック充電状態期間の最初と最後のピ
エゾスタック電圧の差(以下、放電量という)を目標電
圧に基づいて設定する(ステップS109)。これはC
PU31AのROMに予め放電量と目標電圧とを対応さ
せた放電量設定マップを記憶しておき、このマップに基
づいて設定するようになっている。マップのデータは、
予め前記実験等から、ハーフリフト可能な電圧範囲がコ
モンレール圧力の低下とともに低電圧側にシフトする経
時変化を求めておき、これに基づいて作成する。前記図
9より知られるようにコモンレール圧力の減圧速度はコ
モンレール圧力が高いほど大きいから、前記電圧範囲の
低電圧側へのシフト量も大きい。したがって、放電量
は、図14に示すごとく右上がりの傾向を示す。
In step S110 instead of step S109, the first and last piezo stack voltages in the piezo stack charging state period are adjusted to further optimize the target voltage with respect to the common rail pressure gradually decreasing during the piezo stack charging state period. A difference (hereinafter, referred to as a discharge amount) is set based on the target voltage (step S109). This is C
A discharge amount setting map in which the discharge amount and the target voltage are associated with each other is stored in advance in the ROM of the PU 31A, and setting is performed based on this map. Map data is
A temporal change in which the voltage range in which the half-lift can be performed shifts to the low voltage side with a decrease in the common rail pressure is obtained in advance from the above experiments and the like, and is created based on this. As is known from FIG. 9, the rate of decrease of the common rail pressure is higher as the common rail pressure is higher, so that the shift amount of the voltage range to the lower voltage side is larger. Therefore, the discharge amount tends to rise to the right as shown in FIG.

【0076】ピエゾスタック127は容量性素子である
から、CPU31Aではこの放電量に基づいてピエゾス
タック127の放電速度、したがって前記電流上限値を
演算する。
Since the piezo stack 127 is a capacitive element, the CPU 31A calculates the discharge speed of the piezo stack 127, that is, the current upper limit value based on the amount of discharge.

【0077】しかして、ピエゾスタック充電状態期間に
おいてピエゾスタック電圧が前記放電量で規定される速
度で漸減する。これにより、前記ピエゾスタック充電状
態期間中に、コモンレール圧力の低下で噴射開始電圧が
制御周期の初期に与えられるピエゾスタック電圧を下回
っても噴射開始電圧までの余裕度が確保され、安定した
ハーフリフト状態が得られる。
Thus, during the piezo stack charging state, the piezo stack voltage gradually decreases at a rate defined by the discharge amount. Thereby, during the piezo stack charging state period, even if the injection start voltage falls below the piezo stack voltage given at the beginning of the control cycle due to a decrease in the common rail pressure, a margin to the injection start voltage is secured, and a stable half lift The state is obtained.

【0078】図15は本燃料噴射装置においてコモンレ
ール圧力の減圧とともにピエゾスタック電圧の辿る経路
を示すもので、ピエゾスタック電圧はピエゾスタック充
電状態期間において漸次低下するので、ピエゾスタック
電圧が噴射開始電圧との余裕度を保ちつつコモンレール
圧力が低下していく。
FIG. 15 shows the path followed by the piezo stack voltage along with the reduction of the common rail pressure in the present fuel injection device. Since the piezo stack voltage gradually decreases during the piezo stack charging state, the piezo stack voltage becomes lower than the injection start voltage. The common rail pressure decreases while maintaining the margin.

【0079】なお、本実施形態では、放電量をピエゾス
タック目標電圧に基づいて設定しているが、検出された
コモンレール圧力に基づいて設定してもよい。この場
合、コモンレール圧力が高いほど放電量が大きくなるよ
うに設定する。コモンレール圧力と放電量の対応関係は
予め実験等で求めればよい。
In the present embodiment, the discharge amount is set based on the piezo stack target voltage, but may be set based on the detected common rail pressure. In this case, the discharge amount is set to increase as the common rail pressure increases. The correspondence between the common rail pressure and the discharge amount may be obtained in advance by experiments or the like.

【0080】また、コモンレール圧力が高く噴射開始電
圧の低下も速い減圧初期において放電量を大きくしてあ
るので、より、噴射開始電圧に対する余裕度を十分にと
ることができるが、放電量を固定とするのもよい。この
場合、コモンレール圧力が高い側でピエゾスタック電圧
が噴射開始電圧を越えないようにピエゾスタック充電状
態期間を短めに設定するか、第1実施形態のごとく、O
Nデューティを漸減せしめるのがよい。なお、放電量を
固定とするから、前記電流上限値は、噴射停止時の放電
用と、このコモンレール圧力の減圧時の放電用の、2種
類出力可能に構成すればよい。
Further, since the discharge amount is increased in the initial stage of the pressure reduction in which the common rail pressure is high and the injection start voltage decreases rapidly, the margin for the injection start voltage can be sufficiently increased. It is good to do. In this case, the piezo stack charging state period is set to be short so that the piezo stack voltage does not exceed the injection start voltage on the side where the common rail pressure is high, or as in the first embodiment, O
It is preferable to gradually decrease the N duty. In addition, since the discharge amount is fixed, the current upper limit value may be configured to be capable of outputting two types of values, one for discharge when injection is stopped and the other for discharge when the common rail pressure is reduced.

【0081】また、コモンレール圧力の減圧が開始され
るまでのONデューティについても、ピエゾスタック目
標電圧が高いほど小さくなるように設定し、減圧が開始
された時の誤噴射を回避しているが、減圧が開始された
か否かが知られる程度にONデューティを固定とするの
もよい。
Also, the ON duty until the common rail pressure reduction is started is set to be smaller as the piezo stack target voltage is higher, thereby avoiding erroneous injection when the pressure reduction is started. The ON duty may be fixed to such an extent that it is known whether or not the pressure reduction has started.

【0082】また、減圧制御開始時にはピエゾスタック
目標電圧をハーフリフト可能と推定した電圧よりも低い
電圧に設定して、減圧が開始されなければ徐々に上げて
いくことで、燃料性状等の変動による誤噴射を回避して
いる(ステップS101〜S105)が、ハーフリフト
可能なピエゾスタック電圧の電圧範囲の高低変動が小さ
いものであれば、ステップS102,S104,S10
5を省略し、マップ等からハーフリフト可能と推定した
ピエゾスタック電圧にて減圧制御を開始するのもよい。
When the pressure reduction control is started, the target voltage of the piezo stack is set to a voltage lower than the voltage estimated to be capable of half-lift, and if the pressure reduction is not started, the voltage is gradually increased. Although the erroneous injection is avoided (steps S101 to S105), if the variation in the voltage range of the piezo stack voltage capable of half-lifting is small, steps S102, S104, and S10 are performed.
5 may be omitted, and the pressure reduction control may be started at the piezo stack voltage estimated to be half-liftable from a map or the like.

【0083】この場合、ピエゾスタック目標電圧をコモ
ンレール圧力減圧量に基づいて設定するのではなく、ピ
エゾスタック目標電圧を前記ステップS101で示した
マップにしたがってコモンレール圧力に基づいて設定し
てもよい。
In this case, instead of setting the piezo stack target voltage based on the common rail pressure reduction amount, the piezo stack target voltage may be set based on the common rail pressure according to the map shown in step S101.

【0084】また、ピエゾスタックの充電量はピエゾス
タック電圧ではなく、ピエゾスタックに供給された電力
量を指標としてもよい。
The amount of charge of the piezo stack may be determined not by the piezo stack voltage but by the amount of electric power supplied to the piezo stack.

【0085】また、インジェクタはピエゾスタックが発
生した駆動力が変位拡大室の燃料圧力を介してボールに
伝達される構成としているが、本発明は、変位拡大室が
なくピエゾスタックが押圧する単一のピストンが直接に
ボールを押圧駆動する構成のインジェクタを備えた燃料
噴射装置にも適用することができる。
Further, the injector has a structure in which the driving force generated by the piezo stack is transmitted to the ball via the fuel pressure in the displacement expansion chamber. The present invention can also be applied to a fuel injection device provided with an injector having a configuration in which the piston directly drives the ball.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した燃料噴射装置の、インジェク
タを中心とする構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram centering on an injector of a fuel injection device to which the present invention is applied.

【図2】前記燃料噴射装置の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of the fuel injection device.

【図3】前記インジェクタに搭載されたピエゾアクチュ
エータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動回路の回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a piezo actuator driving circuit that drives a piezo actuator mounted on the injector.

【図4】前記燃料噴射装置を構成するCPUにおける制
御を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing control in a CPU constituting the fuel injection device.

【図5】前記燃料噴射装置を構成するCPUにおける制
御を示す第1のグラフである。
FIG. 5 is a first graph showing control in a CPU constituting the fuel injection device.

【図6】前記燃料噴射装置を構成するCPUにおける制
御を示す第2のグラフである。
FIG. 6 is a second graph showing control in a CPU constituting the fuel injection device.

【図7】前記燃料噴射装置を構成するCPUにおける制
御を示す第3のグラフである。
FIG. 7 is a third graph showing control in a CPU constituting the fuel injection device.

【図8】前記燃料噴射装置の作動を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the fuel injection device.

【図9】前記燃料噴射装置の作動を示す第1のグラフで
ある。
FIG. 9 is a first graph showing an operation of the fuel injection device.

【図10】前記燃料噴射装置の作動を示す第2のグラフ
である。
FIG. 10 is a second graph showing the operation of the fuel injection device.

【図11】本発明を適用した別の燃料噴射装置の、イン
ジェクタに搭載されたピエゾアクチュエータを駆動する
ピエゾアクチュエータ駆動回路の回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of a piezo actuator driving circuit for driving a piezo actuator mounted on an injector of another fuel injection device to which the present invention is applied.

【図12】前記燃料噴射装置を構成するCPUにおける
制御を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing control in a CPU constituting the fuel injection device.

【図13】前記燃料噴射装置の作動を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the fuel injection device.

【図14】前記燃料噴射装置を構成するCPUにおける
制御を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing control in a CPU constituting the fuel injection device.

【図15】前記燃料噴射装置の作動を示すグラフであ
る。
FIG. 15 is a graph showing the operation of the fuel injection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インジェクタ 1a ノズル部 1b 背圧制御部(背圧増減手段) 1c ピエゾアクチュエータ 110 弁室 110a 低圧ポート 123 ボール(弁体) 127,127A,127B,127C,127D ピ
エゾスタック 2 ピエゾアクチュエータ駆動回路 31,31A CPU(制御手段) 4 圧力センサ(圧力検出手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injector 1a Nozzle part 1b Back pressure control part (back pressure increasing / decreasing means) 1c Piezo actuator 110 Valve room 110a Low pressure port 123 Ball (valve element) 127, 127A, 127B, 127C, 127D Piezo stack 2 Piezo actuator drive circuit 31, 31A CPU (control means) 4 Pressure sensor (pressure detecting means)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 51/06 F02M 51/06 N 55/02 350 55/02 350E 61/10 61/10 D S F16K 31/02 F16K 31/02 A 37/00 37/00 J Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD07 BA00 BA12 BA22 CC01 CC05T CC08T CC08U CC14 CC53 CC64U CC67 CC68U CC70 CE13 CE27 CE34 CE35 DA06 DC06 DC18 3G301 HA02 JA11 JA37 KA17 LB11 LC05 LC06 LC10 MA28 PB08Z PG02Z 3H062 AA02 AA16 BB10 BB33 CC07 DD01 EE06 FF41 HH10 3H065 AA01 BA01 CA01 CA03 CA07Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02M 51/06 F02M 51/06 N 55/02 350 55/02 350E 61/10 61/10 DS F16K 31/02 F16K 31/02 A 37/00 37/00 J F term (reference) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD07 BA00 BA12 BA22 CC01 CC05T CC08T CC08U CC14 CC53 CC64U CC67 CC68U CC70 CE13 CE27 CE34 CE35 DA06 DC06 DC18 3G301 HA02 JA11 JA37 KA17 LB11 LC05 LC06 LC10 MA28 PB08Z PG02Z 3H062 AA02 AA16 BB10 BB33 CC07 DD01 EE06 FF41 HH10 3H065 AA01 BA01 CA01 CA03 CA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 噴孔を開閉するニードルを有し、コモン
レールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前
記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから
燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧
室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体
を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁
体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を
低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動する
ピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多い
ほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュ
エータとを備えたインジェクタと、 前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と
放電とを行う通電手段と、 コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、 前記通電手段による通電を制御し、燃料の噴射指令に対
しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で
切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内
の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力
に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態の
ままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する
燃料噴射装置であって、 前記制御手段を、所定の周期で、検出された燃料圧力に
応じて設定された目標充電量にてピエゾスタックが充電
状態に立ち上がるように、かつ、前記減圧指令に対する
通電制御において、検出された燃料圧力が高いほど前記
ピエゾスタックが充電状態にある期間の長さが短くなる
ように設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
A high-pressure fuel stored in a common rail is supplied to inject the fuel from the injection hole; and a needle is provided to introduce the fuel from the common rail. A back pressure chamber for generating back pressure, and a valve body disposed in a valve chamber interposed between the back pressure chamber and the low pressure source so that the port on the low pressure source side can be closed. Back pressure increasing / decreasing means for reducing the pressure in the back pressure chamber as the amount increases, and a piezo stack for pressing and driving the valve element, the lift amount of the valve element increases as the charge amount of the piezo stack increases. An injector having a piezo actuator for increasing the current; an energizing means for energizing the piezo stack to charge and discharge the piezo stack; a pressure detecting means for detecting a fuel pressure in a common rail; In response to a fuel injection command, the valve body is switched between a seated state and a full lift state to open and close the needle, and a fuel pressure reduction command in the common rail is controlled. A control means for setting a target charge amount in accordance with the detected fuel pressure, and for setting the valve body to a lift state while the needle is in a seated state, wherein the control means comprises: In a cycle, the piezo stack rises to a charged state at a target charge amount set according to the detected fuel pressure, and in the energization control for the pressure reduction command, the higher the detected fuel pressure, the higher the piezo stack The fuel injection device is set so that the length of the period during which the battery is in a charged state is shortened.
【請求項2】 噴孔を開閉するニードルを有し、コモン
レールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前
記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから
燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧
室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体
を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁
体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を
低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動する
ピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多い
ほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュ
エータとを備えたインジェクタと、 前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と
放電とを行う通電手段と、 コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、 前記通電手段による通電を制御し、燃料の噴射指令に対
しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で
切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内
の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力
に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態の
ままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する
燃料噴射装置であって、 前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御におい
て、所定の周期で、検出された燃料圧力に応じて設定さ
れた目標充電量にてピエゾスタックが充電状態に立ち上
がるように、かつ、ピエゾスタックが充電状態にある期
間の充電量が目標充電量を初期値として漸減するように
設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
2. A nozzle portion having a needle for opening and closing an injection hole, wherein a high-pressure fuel stored in a common rail is supplied, and the fuel is injected from the injection hole. A back pressure chamber for generating back pressure, and a valve body disposed in a valve chamber interposed between the back pressure chamber and the low pressure source so that the port on the low pressure source side can be closed. Back pressure increasing / decreasing means for reducing the pressure in the back pressure chamber as the amount increases, and a piezo stack for pressing and driving the valve element, the lift amount of the valve element increases as the charge amount of the piezo stack increases. An injector having a piezo actuator for increasing the current; an energizing means for energizing the piezo stack to charge and discharge the piezo stack; a pressure detecting means for detecting a fuel pressure in a common rail; In response to a fuel injection command, the valve body is switched between a seated state and a full lift state to open and close the needle, and a fuel pressure reduction command in the common rail is controlled. A control means for setting a target charge amount in accordance with the detected fuel pressure and for setting the valve body in a lift state while the needle is in a seated state, wherein the control means comprises: In the energization control in response to the command, the charge amount during a period in which the piezo stack rises to a charged state at a predetermined cycle at a target charge amount set according to the detected fuel pressure, and the piezo stack is in a charged state. Is set so as to gradually decrease the target charge amount as an initial value.
【請求項3】 請求項1または2いずれか記載の燃料噴
射装置において、前記制御手段を、前記減圧指令に対す
る通電制御において、前記コモンレール内の燃料圧力の
減圧速度が大きいほど前記目標充電量が低くなるように
設定した燃料噴射装置。
3. The fuel injection device according to claim 1, wherein, in the energization control in response to the pressure reduction command, the target charging amount decreases as the pressure reduction speed of the fuel pressure in the common rail increases. Fuel injection device set to be.
【請求項4】 噴孔を開閉するニードルを有し、コモン
レールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前
記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから
燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧
室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体
を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁
体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を
低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動する
ピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多い
ほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュ
エータとを備えたインジェクタと、 前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と
放電とを行う通電手段と、 コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、 前記通電手段による通電を制御することにより前記ピエ
ゾスタックの充電量を調整し、燃料の噴射指令に対して
は、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り
換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃
料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応
じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のまま
で前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料
噴射装置であって、 前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御におい
て、検出された燃料圧力に基づいて前記ニードルが着座
状態のままで前記弁体をリフト状態とし得るピエゾスタ
ックの充電量を推定し、推定された充電量よりも低い充
電量を初期値として、検出された燃料圧力が低下を開始
するまで目標充電量が漸次上昇するように設定したこと
を特徴とする燃料噴射装置。
4. A nozzle portion having a needle for opening and closing an injection hole, wherein a high-pressure fuel stored in a common rail is supplied to inject the fuel from the injection hole, A back pressure chamber for generating back pressure, and a valve body disposed in a valve chamber interposed between the back pressure chamber and the low pressure source so that the port on the low pressure source side can be closed. Back pressure increasing / decreasing means for reducing the pressure in the back pressure chamber as the amount increases, and a piezo stack for pressing and driving the valve element, the lift amount of the valve element increases as the charge amount of the piezo stack increases. An injector having a piezo actuator for increasing the current; an energizing means for energizing the piezo stack to charge and discharge the piezo stack; a pressure detecting means for detecting a fuel pressure in a common rail; The amount of charge of the piezo stack is adjusted by controlling the energization by the step, and in response to a fuel injection command, the valve is switched between a seated state and a full lift state to open and close the needle, and the common rail Control means for setting a target charge amount in accordance with the detected fuel pressure in response to a command to reduce the fuel pressure inside, and for setting the valve body to a lift state while the needle is in a seated state. The control means, in the energization control for the pressure reduction command, the charge amount of the piezo stack that can put the valve body in the lift state while the needle is in the seated state based on the detected fuel pressure, The charge amount lower than the estimated charge amount is set as an initial value, and the target charge amount is set so as to gradually increase until the detected fuel pressure starts to decrease. Fuel injector.
【請求項5】 請求項4記載の燃料噴射装置において、
前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御におい
て、前記コモンレール内の燃料圧力が高いほど前記充電
状態にある期間の長さが短くなるように設定した燃料噴
射装置。
5. The fuel injection device according to claim 4, wherein
A fuel injection device, wherein the control means is set such that, in energization control in response to the pressure reduction command, the longer the fuel pressure in the common rail is, the shorter the period of the state of charge is.
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