JP2003209982A - 圧電素子の充／放電方法 - Google Patents
圧電素子の充／放電方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料噴射量を確実に制御し、正確に調整する
こと。 【解決手段】 圧電素子の充／放電方法で、電荷のキャ
リアを直流電圧源から圧電素子に移動し、又は、圧電素
子から直流電圧源に移動して、圧電素子の弾性変位量が
調整部材に伝達される。調整部材の調整移動量を、圧電
素子に印加される電圧の高さに依存して変化し、圧電素
子の電荷保持期間中、印加電圧の高さを、少なくとも電
荷のキャリアの付加的な移動により補償する。
こと。 【解決手段】 圧電素子の充／放電方法で、電荷のキャ
リアを直流電圧源から圧電素子に移動し、又は、圧電素
子から直流電圧源に移動して、圧電素子の弾性変位量が
調整部材に伝達される。調整部材の調整移動量を、圧電
素子に印加される電圧の高さに依存して変化し、圧電素
子の電荷保持期間中、印加電圧の高さを、少なくとも電
荷のキャリアの付加的な移動により補償する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子の充電／
放電方法であって、電荷のキャリアを直流電圧源から圧
電素子に移動し、又は、圧電素子から直流電圧源に移動
して、圧電素子の弾性変位量が調整部材に伝達される方
法に関する。
放電方法であって、電荷のキャリアを直流電圧源から圧
電素子に移動し、又は、圧電素子から直流電圧源に移動
して、圧電素子の弾性変位量が調整部材に伝達される方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電（ピエゾ電気）素子は、公知のよう
に、圧電素子に印加されるか、又は、圧電素子に調整さ
れる直流電圧に依存して縮むか又は伸びる。調整部材を
圧電素子によって実際に構成するのは、当該調整部材が
迅速及び／又は頻繁に移動する場合に、特に適してい
る。圧電素子は、特に、内燃機関用の燃料噴射ノズルに
使用される。所定の用途の場合には、例えば、圧電素子
をアクチュエータとして燃料噴射系内に使用する場合、
圧電素子を出来る限り精確に種々異なる、場合によって
は様々に変化して伸びるようにできる必要がある。その
際、圧電素子の種々異なる伸び量は、例えば、制御弁に
直接又は間接的に伝達することによって、ノズルニード
ルのような調整部材の位置移動量に相応するようにな
る。ノズルニードルの位置移動により、燃料噴射孔が開
くことになる。燃料噴射孔の開期間は、孔の開き横断部
と印加圧力とに依存して所望の燃料噴射量に相応する。
その際、圧電素子の伸びの、制御弁への伝達は、基本的
な２つの伝達方式に区別される。第１の直接伝達方式で
は、ノズルニードルは、圧電素子から直接、液圧式カッ
プラを介して動かされる。第２の伝達方式では、ノズル
ニードルの動きは制御弁によって制御され、この制御弁
は、液圧式カップラを介して、圧電素子に基づいて制御
される。第２の、間接的な伝達方式は、実用的な主要な
応用例に相応し、後続の説明の際に前提となるものであ
る。液圧式カップラは、主として２つの特性を有してお
り、つまり、第１に、圧電素子の行程の増幅特性と、第
２に、圧電素子の静的な温度伸びが、制御弁に影響され
ない、つまり、圧電素子の静的な温度伸びと制御弁との
減結合とである。液圧式カップラにより、圧電素子の弾
性変位量が制御周期内で制御弁に伝達される。カップラ
の正確な機能のためには、カップラは流体で十分に充填
されている必要がある。充電過程、電荷保持過程、並び
に、放電過程からなる各制御周期毎に、カップラ内の流
体の一部分が漏れ間隙を介してカップラから圧出され
る。
に、圧電素子に印加されるか、又は、圧電素子に調整さ
れる直流電圧に依存して縮むか又は伸びる。調整部材を
圧電素子によって実際に構成するのは、当該調整部材が
迅速及び／又は頻繁に移動する場合に、特に適してい
る。圧電素子は、特に、内燃機関用の燃料噴射ノズルに
使用される。所定の用途の場合には、例えば、圧電素子
をアクチュエータとして燃料噴射系内に使用する場合、
圧電素子を出来る限り精確に種々異なる、場合によって
は様々に変化して伸びるようにできる必要がある。その
際、圧電素子の種々異なる伸び量は、例えば、制御弁に
直接又は間接的に伝達することによって、ノズルニード
ルのような調整部材の位置移動量に相応するようにな
る。ノズルニードルの位置移動により、燃料噴射孔が開
くことになる。燃料噴射孔の開期間は、孔の開き横断部
と印加圧力とに依存して所望の燃料噴射量に相応する。
その際、圧電素子の伸びの、制御弁への伝達は、基本的
な２つの伝達方式に区別される。第１の直接伝達方式で
は、ノズルニードルは、圧電素子から直接、液圧式カッ
プラを介して動かされる。第２の伝達方式では、ノズル
ニードルの動きは制御弁によって制御され、この制御弁
は、液圧式カップラを介して、圧電素子に基づいて制御
される。第２の、間接的な伝達方式は、実用的な主要な
応用例に相応し、後続の説明の際に前提となるものであ
る。液圧式カップラは、主として２つの特性を有してお
り、つまり、第１に、圧電素子の行程の増幅特性と、第
２に、圧電素子の静的な温度伸びが、制御弁に影響され
ない、つまり、圧電素子の静的な温度伸びと制御弁との
減結合とである。液圧式カップラにより、圧電素子の弾
性変位量が制御周期内で制御弁に伝達される。カップラ
の正確な機能のためには、カップラは流体で十分に充填
されている必要がある。充電過程、電荷保持過程、並び
に、放電過程からなる各制御周期毎に、カップラ内の流
体の一部分が漏れ間隙を介してカップラから圧出され
る。
【０００３】特に、圧電素子が所定の電圧に充電されて
いる充電及び電荷保持過程中、液圧式カップラは、所定
のように変位して、制御弁の弁要素を第１の弁座から第
２の弁座に動かす。その際、ノズルニードルを正確に開
くために、一般的に制御弁の弁要素は第２の弁座に当接
し、レールチェインバ内の高圧を密閉する。レールチェ
インバ内の高圧が密閉されない場合には、調整部材の上
側の制御室内の圧力変化のために、一般的に、調整部材
が不所望に変位し、従って、不正確な燃料噴射量とな
る。電荷保持過程の間、液圧式カップラの漏れ間隙での
既存の漏れ損失によって、カップラの圧力が低減する。
カップラの圧力低減の結果、充電過程中印加される、圧
電素子の目標直流電圧の高さが、反作用により戻され
る。カップラ圧力が所定の程度に低下した場合、制御弁
の弁要素は、第２の弁座に保持することができなくな
り、制御弁の第２の弁座の密閉性が損なわれることにな
る。従って、特に、レールチェインバ内の圧力が高い場
合には、第２の弁座の密閉領域内に短時間漏れが生じ
る。従って、制御室内の圧力が変化する。この圧力変化
により、調整部材の調整位置が不所望に移動してしま
い、その結果、燃料噴射量が不正確になってしまう。従
って、圧電素子に印加される電圧が、電荷保持期間中低
減するかどうかは、第２の弁座での制御弁の密閉性保持
と、従って、インジェクタの正確な機能のインジケータ
である。
いる充電及び電荷保持過程中、液圧式カップラは、所定
のように変位して、制御弁の弁要素を第１の弁座から第
２の弁座に動かす。その際、ノズルニードルを正確に開
くために、一般的に制御弁の弁要素は第２の弁座に当接
し、レールチェインバ内の高圧を密閉する。レールチェ
インバ内の高圧が密閉されない場合には、調整部材の上
側の制御室内の圧力変化のために、一般的に、調整部材
が不所望に変位し、従って、不正確な燃料噴射量とな
る。電荷保持過程の間、液圧式カップラの漏れ間隙での
既存の漏れ損失によって、カップラの圧力が低減する。
カップラの圧力低減の結果、充電過程中印加される、圧
電素子の目標直流電圧の高さが、反作用により戻され
る。カップラ圧力が所定の程度に低下した場合、制御弁
の弁要素は、第２の弁座に保持することができなくな
り、制御弁の第２の弁座の密閉性が損なわれることにな
る。従って、特に、レールチェインバ内の圧力が高い場
合には、第２の弁座の密閉領域内に短時間漏れが生じ
る。従って、制御室内の圧力が変化する。この圧力変化
により、調整部材の調整位置が不所望に移動してしま
い、その結果、燃料噴射量が不正確になってしまう。従
って、圧電素子に印加される電圧が、電荷保持期間中低
減するかどうかは、第２の弁座での制御弁の密閉性保持
と、従って、インジェクタの正確な機能のインジケータ
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、燃料
噴射量が確実に制御されて、正確に調整することができ
るようにすることにある。
噴射量が確実に制御されて、正確に調整することができ
るようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明は、調整部材の調整移動量を、圧電素子に印加され
る電圧の高さに依存して変化し、圧電素子の電荷保持期
間(Haltephase)中、印加電圧の高さを、少なくとも電荷
のキャリアの付加的な移動(Uebertragung)により補償す
ることを提案するものである。
発明は、調整部材の調整移動量を、圧電素子に印加され
る電圧の高さに依存して変化し、圧電素子の電荷保持期
間(Haltephase)中、印加電圧の高さを、少なくとも電荷
のキャリアの付加的な移動(Uebertragung)により補償す
ることを提案するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の有利な実施例では、圧電
素子の目標直流電圧を制御周期の電荷保持過程中低減し
た後、所定時点で、電荷のキャリアが直流電圧源から圧
電素子に新規に移動されるように構成されている。この
方法により、カップラ内の圧力低下が、電荷のキャリア
を新規に移動することによって補償され、間違った時点
での調整部材の移動が回避され、従って、燃料噴射量が
確実に制御されて、正確に調整することができるように
なる。
素子の目標直流電圧を制御周期の電荷保持過程中低減し
た後、所定時点で、電荷のキャリアが直流電圧源から圧
電素子に新規に移動されるように構成されている。この
方法により、カップラ内の圧力低下が、電荷のキャリア
を新規に移動することによって補償され、間違った時点
での調整部材の移動が回避され、従って、燃料噴射量が
確実に制御されて、正確に調整することができるように
なる。
【０００７】従属請求項記載の手段によって、本発明の
方法の有利な実施例及び改善が可能である。
方法の有利な実施例及び改善が可能である。
【０００８】
【実施例】以下、図示の実施例を用いて、本発明につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【０００９】図１には、本発明の方法が示されている。
給電電圧１４により、直流電圧源１６が給電され、直流
電圧源１６により、充／放電ユニット６２が給電され
る。直流電圧源１６の電荷のキャリアは、圧電素子１０
に移動されたり、圧電素子１０から戻されたりする。こ
の移動は、充電過程２２、電荷保持過程２４及び放電過
程２６からなる制御周期内で行われる（図２）。充電過
程２２及び主として保持過程２４では、圧電素子１０が
機械的に変位（歪／変形）される。この機械的な変位
は、所定の直流電圧１２の印加によって行われ、目標直
流電圧６８での充電過程２２の終わりで、所定の変位が
生じる。
給電電圧１４により、直流電圧源１６が給電され、直流
電圧源１６により、充／放電ユニット６２が給電され
る。直流電圧源１６の電荷のキャリアは、圧電素子１０
に移動されたり、圧電素子１０から戻されたりする。こ
の移動は、充電過程２２、電荷保持過程２４及び放電過
程２６からなる制御周期内で行われる（図２）。充電過
程２２及び主として保持過程２４では、圧電素子１０が
機械的に変位（歪／変形）される。この機械的な変位
は、所定の直流電圧１２の印加によって行われ、目標直
流電圧６８での充電過程２２の終わりで、所定の変位が
生じる。
【００１０】図２には、所属の充電過程２２が電圧／時
間図で示されている。
間図で示されている。
【００１１】圧電素子１０の最大変位量は、図１に示さ
れているように、ピストン３６を介して液圧式カップラ
２８に伝達され、液圧式カップラ２８からピストン３８
に、その後、制御弁３２に伝達される。ピストン３６と
液圧式カップラ２８とピストン３８との間で、各制御周
期２０内で、液圧式カップラ２８内の流体の一部分が、
漏れ間隙を介して液圧式カップラから圧出される。
れているように、ピストン３６を介して液圧式カップラ
２８に伝達され、液圧式カップラ２８からピストン３８
に、その後、制御弁３２に伝達される。ピストン３６と
液圧式カップラ２８とピストン３８との間で、各制御周
期２０内で、液圧式カップラ２８内の流体の一部分が、
漏れ間隙を介して液圧式カップラから圧出される。
【００１２】先ず、制御弁３２の弁要素６０は第１の弁
座５６に位置している。圧電素子１０の制御後、及び、
圧電素子１０の機械的な変位量が、ピストン３６、液圧
式カップラ２８及びピストン３８を介して伝達された
後、弁要素６０は、第１の弁座５６から第２の弁座５８
に移動する。そうすることによって、レールチェインバ
５０のレールバイパス５２が、高いレール圧力下で閉じ
られる。別の実施例では、レールチェインバ５０内のレ
ール圧力が一定に維持されていることが前提となる。制
御弁３２内で、弁要素６０が第２の弁座５８に達した
後、制御周期２０内で電荷保持過程２４が開始する。
座５６に位置している。圧電素子１０の制御後、及び、
圧電素子１０の機械的な変位量が、ピストン３６、液圧
式カップラ２８及びピストン３８を介して伝達された
後、弁要素６０は、第１の弁座５６から第２の弁座５８
に移動する。そうすることによって、レールチェインバ
５０のレールバイパス５２が、高いレール圧力下で閉じ
られる。別の実施例では、レールチェインバ５０内のレ
ール圧力が一定に維持されていることが前提となる。制
御弁３２内で、弁要素６０が第２の弁座５８に達した
後、制御周期２０内で電荷保持過程２４が開始する。
【００１３】図１によると、電荷保持過程２４中、既に
制御弁３２の内部及び制御スペース６４内にある流体燃
料が、流入スロットル４４を介して制御スペース６４に
流入する。制御スペース６４から、燃料の一部分が流出
スロットル４２を介して還流部４０に達する。そうする
ことによって、レールチェインバに依存して、制御スペ
ース６４内の圧力が低下して、調整部材１８が開状態と
なる。調整部材１８は、ノズルニードル３４の圧力依存
の変位によって開状態となり、それにより、燃料噴射孔
５４が開かれる。そのような圧力依存の燃料噴射弁の機
能については、十分に公知であり、これ以上説明しな
い。
制御弁３２の内部及び制御スペース６４内にある流体燃
料が、流入スロットル４４を介して制御スペース６４に
流入する。制御スペース６４から、燃料の一部分が流出
スロットル４２を介して還流部４０に達する。そうする
ことによって、レールチェインバに依存して、制御スペ
ース６４内の圧力が低下して、調整部材１８が開状態と
なる。調整部材１８は、ノズルニードル３４の圧力依存
の変位によって開状態となり、それにより、燃料噴射孔
５４が開かれる。そのような圧力依存の燃料噴射弁の機
能については、十分に公知であり、これ以上説明しな
い。
【００１４】図３には、燃料噴射量７０を時間に依存し
て示した図を用いて、充電過程２２及び続く電荷保持過
程２４が示されている。充電過程中、液圧式カップラ２
８の慣性、並びに、液圧により動くノズルニードル３４
によって生じる液圧による遅延後、充電過程２２の経過
後、殊に電荷保持過程２４中燃料噴射量２４が形成され
ることが分かる。
て示した図を用いて、充電過程２２及び続く電荷保持過
程２４が示されている。充電過程中、液圧式カップラ２
８の慣性、並びに、液圧により動くノズルニードル３４
によって生じる液圧による遅延後、充電過程２２の経過
後、殊に電荷保持過程２４中燃料噴射量２４が形成され
ることが分かる。
【００１５】図２によると、電荷保持過程２４中、ピス
トン３６と３８との間での漏れ効果によって生じるカッ
プラ圧力が低下した場合、圧電素子１０の目標直流電圧
６８が低下する。カップラ内の低下した圧力によって、
弁要素６０は、第２の弁座５８に最早確実に保持される
ことはなくなる。先ず、弁要素６０とレールバイパス５
２との間の密閉領域内に付加的に漏れが生じる。
トン３６と３８との間での漏れ効果によって生じるカッ
プラ圧力が低下した場合、圧電素子１０の目標直流電圧
６８が低下する。カップラ内の低下した圧力によって、
弁要素６０は、第２の弁座５８に最早確実に保持される
ことはなくなる。先ず、弁要素６０とレールバイパス５
２との間の密閉領域内に付加的に漏れが生じる。
【００１６】図２には、特性曲線を用いて、電荷保持過
程２４内で下側限界電圧３０に至る迄の目標直流電圧６
８の直流電圧降下が示されている。
程２４内で下側限界電圧３０に至る迄の目標直流電圧６
８の直流電圧降下が示されている。
【００１７】図３には、燃料噴射量７０が、電荷保持過
程２４内で目標直流電圧６８の低下によって影響されな
いままであり、場合によっては、更に上昇される。つま
り、目標直流電圧６８が、下側限界電圧３０に至る迄低
下して、弁要素６０が第２の弁座５８から変位するよう
なことはない。
程２４内で目標直流電圧６８の低下によって影響されな
いままであり、場合によっては、更に上昇される。つま
り、目標直流電圧６８が、下側限界電圧３０に至る迄低
下して、弁要素６０が第２の弁座５８から変位するよう
なことはない。
【００１８】電荷保持過程２４中、下側限界値３０の下
側迄カップラ圧力が更に低下すると、弁要素６０は、第
２の弁座から第１の弁座の方向に変位し、レールバイパ
ス５２が開く。レールバイパス５２が開くことによっ
て、レールチェインバ５０内のレール圧力が、開かれた
レールバイパス５２を介して、流出スロットル４２の後
ろ側に作用し、流入スロットル４４を介して、レール圧
力が流出スロットル４２の前側に作用する。この過程に
よって、制御空間６４内の圧力は、レールバイパス５２
が閉じられた状態に比較して高く上昇する。制御空間６
４内の圧力上昇により、調整部材１８、殊にノズルニー
ドル３４が不所望にも閉位置に移動してしまう。それに
より、燃料噴射孔５４の横断面が比較的小さくなってし
まい、所望の燃料噴射量７０が達成されなくなる。
側迄カップラ圧力が更に低下すると、弁要素６０は、第
２の弁座から第１の弁座の方向に変位し、レールバイパ
ス５２が開く。レールバイパス５２が開くことによっ
て、レールチェインバ５０内のレール圧力が、開かれた
レールバイパス５２を介して、流出スロットル４２の後
ろ側に作用し、流入スロットル４４を介して、レール圧
力が流出スロットル４２の前側に作用する。この過程に
よって、制御空間６４内の圧力は、レールバイパス５２
が閉じられた状態に比較して高く上昇する。制御空間６
４内の圧力上昇により、調整部材１８、殊にノズルニー
ドル３４が不所望にも閉位置に移動してしまう。それに
より、燃料噴射孔５４の横断面が比較的小さくなってし
まい、所望の燃料噴射量７０が達成されなくなる。
【００１９】この過程は、図１〜４には示されていな
い。その理由は、本発明によると、図２に示されている
ように、下側限界値３０に達すると、補償過程６６が行
われるからである。電荷保持過程２４中、電圧給電部か
ら切り離される圧電素子１０は、目標直流電圧６８が下
側限界電圧３０に低下後、新たに制御され、直流電圧源
１６の電荷のキャリアが圧電素子１０に新たに移動され
るようになる。従って、補償過程６６により、弁要素６
０が更に制御弁３２の第２の弁座５８に保持されるよう
になる。
い。その理由は、本発明によると、図２に示されている
ように、下側限界値３０に達すると、補償過程６６が行
われるからである。電荷保持過程２４中、電圧給電部か
ら切り離される圧電素子１０は、目標直流電圧６８が下
側限界電圧３０に低下後、新たに制御され、直流電圧源
１６の電荷のキャリアが圧電素子１０に新たに移動され
るようになる。従って、補償過程６６により、弁要素６
０が更に制御弁３２の第２の弁座５８に保持されるよう
になる。
【００２０】本発明によると、更に、補償過程６６を電
荷保持過程２４内で複数回繰り返してもよい。
荷保持過程２４内で複数回繰り返してもよい。
【００２１】この方法は、補償過程６６内で電圧を下側
限界電圧３０から目標直流電圧６８に戻すことに限定さ
れない。ここで説明している方法ステップ（充電過程２
２及び電荷保持過程２４）を維持しつつ、目標直流電圧
６８の上側に位置している電圧レベル７２に、戻すべき
目標直流電圧６８を上昇させるようにしてもよい。この
可能な方法ステップは、補償過程６６内の特性曲線を用
いて図４に示されている。
限界電圧３０から目標直流電圧６８に戻すことに限定さ
れない。ここで説明している方法ステップ（充電過程２
２及び電荷保持過程２４）を維持しつつ、目標直流電圧
６８の上側に位置している電圧レベル７２に、戻すべき
目標直流電圧６８を上昇させるようにしてもよい。この
可能な方法ステップは、補償過程６６内の特性曲線を用
いて図４に示されている。
【００２２】補償過程６６には、図１及び図４に示され
ているように、別の電荷保持過程２４が続き、この別の
電荷保持過程２４では、図２によると、目標直流電圧６
８に依存して、又は、図４によると、電圧レベル７２に
依存して、電圧降下が形成される。
ているように、別の電荷保持過程２４が続き、この別の
電荷保持過程２４では、図２によると、目標直流電圧６
８に依存して、又は、図４によると、電圧レベル７２に
依存して、電圧降下が形成される。
【００２３】図３から分かるように、燃料噴射量７０
は、補償過程６６に続く電荷保持過程２４の間、同様に
一定である。
は、補償過程６６に続く電荷保持過程２４の間、同様に
一定である。
【００２４】実際には、上述の電荷保持過程２４内で下
側限界電圧３０に達する前に放電過程２６が続く。電荷
のキャリアを圧電素子から充電及び放電ユニット６２に
戻すことによって、圧電素子１０の弾性変位量を相殺す
ることができる。レールチェインバ５０のレール圧力
は、弁要素６０に作用する。圧電素子１０から出てピス
トン３６及び３８を介して伝達される、弁要素６０の変
位(Auslenkung)を生じる液圧式カップラ２８の圧力は相
殺される。弁要素６０は、第２の弁座５８を離れ、還流
部４０を閉じ、相応に第１の弁座５６に戻される。制御
弁３２及び制御空間６４の内部のレールチェインバ５０
の再形成されたレール圧力によって、調整部材１８、殊
に、ノズルニードル３４が、再度完全に閉状態となる。
燃料噴射量７０は、図３に特性曲線を用いて示されてい
るように、値０に戻される。
側限界電圧３０に達する前に放電過程２６が続く。電荷
のキャリアを圧電素子から充電及び放電ユニット６２に
戻すことによって、圧電素子１０の弾性変位量を相殺す
ることができる。レールチェインバ５０のレール圧力
は、弁要素６０に作用する。圧電素子１０から出てピス
トン３６及び３８を介して伝達される、弁要素６０の変
位(Auslenkung)を生じる液圧式カップラ２８の圧力は相
殺される。弁要素６０は、第２の弁座５８を離れ、還流
部４０を閉じ、相応に第１の弁座５６に戻される。制御
弁３２及び制御空間６４の内部のレールチェインバ５０
の再形成されたレール圧力によって、調整部材１８、殊
に、ノズルニードル３４が、再度完全に閉状態となる。
燃料噴射量７０は、図３に特性曲線を用いて示されてい
るように、値０に戻される。
【００２５】上述の説明では、補償（再充電）は、限界
電圧３０に達した場合に行われることが前提とされてい
る。しかし、補償を所定の時点で圧電素子１０の実際電
圧に依存せずに開始することも、本発明の範囲内であ
る。例えば、補償を、電荷保持過程２４の開始後の所定
時間経過後に開始してもよい。補償を、所定時間間隔で
自動的に電荷保持過程内で繰り返してもよい。
電圧３０に達した場合に行われることが前提とされてい
る。しかし、補償を所定の時点で圧電素子１０の実際電
圧に依存せずに開始することも、本発明の範囲内であ
る。例えば、補償を、電荷保持過程２４の開始後の所定
時間経過後に開始してもよい。補償を、所定時間間隔で
自動的に電荷保持過程内で繰り返してもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明の方法によると、圧電素子に印加
される電圧の高さに依存して調整部材の調整移動量が変
えられるという、従来技術の方法に比して顕著な効果を
奏することができる。その際、電荷保持期間中、印加電
圧の高さが下がるのが、電荷のキャリアの、直流電圧源
から圧電素子への付加的な移動によって補償される。従
って、カップラ内の圧力が再度、第２の弁座での密閉性
保持を保証するレベルに上げられる。
される電圧の高さに依存して調整部材の調整移動量が変
えられるという、従来技術の方法に比して顕著な効果を
奏することができる。その際、電荷保持期間中、印加電
圧の高さが下がるのが、電荷のキャリアの、直流電圧源
から圧電素子への付加的な移動によって補償される。従
って、カップラ内の圧力が再度、第２の弁座での密閉性
保持を保証するレベルに上げられる。
【図１】燃料噴射弁を用いた本発明の方法の略図
【図２】制御周期の電圧特性を時間に依存して示した図
【図３】制御周期内での燃料噴射量を時間に依存して示
した図
した図
【図４】制御周期内での電圧特性を時間に依存して示し
た図
た図
１０ 圧電素子
１２ 直流電圧
１４ 給電電圧
１６ 直流電圧源
２０ 制御周期
２２ 充電過程
２４ 電荷保持過程
２６ 放電過程
２８ 液圧式カップラ
３２ 制御弁
３６，３８ ピストン
５０ レールチェインバ
５２ レールバイパス
５６ 第１の弁座
５８ 第２の弁座
６０ 弁要素
６８ 目標直流電圧
６２ 充／放電ユニット
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０１Ｌ 41/083 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｐ
(72)発明者 ウード シュルツ
ドイツ連邦共和国 ヴァイヒンゲン／エン
ツ コルンブルーメンヴェーク 34
Ｆターム(参考） 3G066 AB02 BA10 BA51 CC08U
CE27
3G301 JA14 LB11 LC05 MA18 MA20
Claims (11)
- 【請求項１】 圧電素子（１０）の充／放電方法であっ
て、電荷のキャリアを直流電圧源（１６）から前記圧電
素子（１０）に移動し、又は、前記圧電素子（１０）か
ら前記直流電圧源（１６）に移動して、前記圧電素子
（１０）の弾性変位量が調整部材（１８）に伝達される
方法において、調整部材（１８）の調整移動量を、圧電
素子（１０）に印加される電圧の高さに依存して変化
し、前記圧電素子（１０）の電荷保持期間中、前記印加
電圧の高さを、少なくとも電荷のキャリアの付加的な移
動により補償することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 電荷のキャリアを直流電圧源（１６）か
ら圧電素子（１０）に制御周期（２０）内で移動する請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 制御周期（２０）を、充電過程（２
２）、後続の電荷保持過程（２４）及び放電過程（２
６）から形成する請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 制御周期（２０）の結果として生じる圧
電素子（１０）の弾性変位量を、液圧式のカップラを介
して調整部材（１８）に直接伝達する請求項３記載の方
法。 - 【請求項５】 制御周期（２０）の結果として生じる圧
電素子（１０）の弾性変位量を、液圧式のカップラ（２
８）を介して、制御弁を介して調整部材（１８）に直接
伝達する請求項３記載の方法。 - 【請求項６】 圧電素子（１０）に印加される電圧の下
側限界電圧（３０）に達した後に補償する請求項１から
５迄の何れか１記載の方法。 - 【請求項７】 電荷保持過程（２４）中、圧電素子（１
０）の目標直流電圧（６８）の高さの低減に依存して、
電圧の低下を複数回補償する請求項１から６迄の何れか
１記載の方法。 - 【請求項８】 圧電素子（１０）の電圧の高さを、補償
後、初めの目標直流電圧（６８）よりも高く選定する請
求項１から７迄の何れか１記載の方法。 - 【請求項９】 時間に依存して補償を開始する請求項１
から５迄の何れか１記載の方法。 - 【請求項１０】 電荷保持過程（２４）の開始後、所定
の時間期間の経過後、補償を開始する請求項９記載の方
法。 - 【請求項１１】 所定の時間間隔で自動的に電荷保持過
程（２４）内で補償を開始する請求項９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10155391.9 | 2001-11-10 | ||
| DE10155391A DE10155391A1 (de) | 2001-11-10 | 2001-11-10 | Verfahren zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elementes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003209982A true JP2003209982A (ja) | 2003-07-25 |
| JP4264246B2 JP4264246B2 (ja) | 2009-05-13 |
Family
ID=7705392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002327481A Expired - Fee Related JP4264246B2 (ja) | 2001-11-10 | 2002-11-11 | 圧電素子の充／放電方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6784596B2 (ja) |
| EP (1) | EP1311003B1 (ja) |
| JP (1) | JP4264246B2 (ja) |
| DE (2) | DE10155391A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007504386A (ja) * | 2003-09-01 | 2007-03-01 | 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 | 噴射弁の圧電アクチュエータのドライブ制御電圧を突き止めるための方法 |
| JP2008051106A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Delphi Technologies Inc | 圧電燃料インジェクタ |
| JP2010513782A (ja) * | 2006-12-20 | 2010-04-30 | 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 | 噴射弁の駆動方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE10155390A1 (de) * | 2001-11-10 | 2003-05-22 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elementes |
| DE10326260A1 (de) * | 2003-06-11 | 2005-01-05 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzventil und Verfahren zu dessen Steuerung |
| DE102004062073B4 (de) * | 2004-12-23 | 2015-08-13 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine |
| US8818547B2 (en) * | 2008-07-31 | 2014-08-26 | Illinois Tool Works Inc. | Apparatus for pre-plating truss members |
| DE102011004613A1 (de) * | 2011-02-23 | 2012-08-23 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784102A (en) * | 1984-12-25 | 1988-11-15 | Nippon Soken, Inc. | Fuel injector and fuel injection system |
| JP3138532B2 (ja) * | 1992-06-11 | 2001-02-26 | 新日本空調株式会社 | 圧電アクチュエータ制御装置 |
| US5361014A (en) * | 1993-11-10 | 1994-11-01 | Caterpillar Inc. | Apparatus for driving a piezoelectric actuator |
| DE19714607A1 (de) * | 1997-04-09 | 1998-10-15 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements |
| DE19858286A1 (de) * | 1998-12-17 | 2000-06-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Laden oder Entladen eines piezoelektrischen Elements |
| DE19858250A1 (de) * | 1998-12-17 | 2000-06-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Entladen eines piezo-elektrischen Elements |
| DE19903555C2 (de) * | 1999-01-29 | 2001-05-31 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Steuerung eines Piezoelement-Einspritzventils |
| DE19944733B4 (de) * | 1999-09-17 | 2007-01-04 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes |
| DE10002270C1 (de) * | 2000-01-20 | 2001-06-28 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
| EP1138902B1 (en) * | 2000-04-01 | 2005-04-06 | Robert Bosch GmbH | Method and apparatus for timed measurement of the voltage across a device in the charging circuit of a piezoelectric element |
| DE60043181D1 (de) * | 2000-04-01 | 2009-12-03 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Spannungen und Spannungsgradienten zum Antrieb eines piezoelektrischen Elements |
| DE10033196A1 (de) * | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren bzw. Vorrichtungzur Erkennung eines Fehlerstromes an einem piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils oder an dessen Hochspannung führende Zuleitung |
-
2001
- 2001-11-10 DE DE10155391A patent/DE10155391A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-09-24 DE DE50211193T patent/DE50211193D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-24 EP EP02021149A patent/EP1311003B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-08 US US10/292,864 patent/US6784596B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-11-11 JP JP2002327481A patent/JP4264246B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007504386A (ja) * | 2003-09-01 | 2007-03-01 | 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 | 噴射弁の圧電アクチュエータのドライブ制御電圧を突き止めるための方法 |
| JP2008051106A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Delphi Technologies Inc | 圧電燃料インジェクタ |
| JP2010513782A (ja) * | 2006-12-20 | 2010-04-30 | 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 | 噴射弁の駆動方法 |
Also Published As
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|---|---|
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| DE10155391A1 (de) | 2003-05-22 |
| DE50211193D1 (de) | 2007-12-27 |
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