JP2550975B2 - Fuel injector - Google Patents

Fuel injector

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JP2550975B2
JP2550975B2 JP62063408A JP6340887A JP2550975B2 JP 2550975 B2 JP2550975 B2 JP 2550975B2 JP 62063408 A JP62063408 A JP 62063408A JP 6340887 A JP6340887 A JP 6340887A JP 2550975 B2 JP2550975 B2 JP 2550975B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、燃料噴射装置に関し、詳しくは、圧電素子
にてニードル弁を駆動し燃料噴射ノズルを開閉する燃料
噴射装置に関する。
The present invention relates to a fuel injection device, and more particularly to a fuel injection device that drives a needle valve with a piezoelectric element to open and close a fuel injection nozzle.

[従来の技術] 従来、圧電素子の伸縮作用の高い応答性に着目し、圧
電素子をアクチュエータとして開閉される燃料噴射弁が
知られている(例えば特開昭59−206668号公報)。この
種の燃料噴射装置は、ニードル弁を内部に設けた燃料噴
射ノズルを備え、燃料噴射ポンプで加圧された燃料を燃
料供給管を介して上記燃料噴射ノズルに圧送するよう構
成されており、ニードル弁を圧電素子で駆動することに
よりニードルを開弁方向にリフトして燃料噴射を実行し
ている。
[Prior Art] Heretofore, a fuel injection valve in which a piezoelectric element is used as an actuator and which is opened and closed has been known, paying attention to the high responsiveness of the expansion and contraction action of the piezoelectric element (for example, JP-A-59-206668). This type of fuel injection device includes a fuel injection nozzle having a needle valve provided therein, and is configured to pump fuel pressurized by a fuel injection pump to the fuel injection nozzle via a fuel supply pipe. By driving the needle valve with a piezoelectric element, the needle is lifted in the valve opening direction and fuel injection is executed.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、こうした燃料噴射装置にあっては、燃
料噴射ノズルを開弁させて燃料噴射を実行させると、燃
料供給管から燃料噴射ノズルに圧送された燃料の膨張波
が反射波として燃料噴射ノズル内に戻り、続く燃料噴射
ノズルの閉弁時まで圧力波が滞留する場合があった。ま
た、燃料噴射ノズルを急閉弁させて燃料噴射を急停止さ
せると、水撃作用により発生する圧力波が燃料噴射ノズ
ル内の圧力を高めることがあった。こうしたことから、
燃料噴射終了時の燃料噴射ノズル内の圧力が過大になり
すぎて、ニードル弁が閉弁された直後に再び開方向にリ
フトして、燃料を再噴射するという、いわゆる二次噴射
の現象が発生する問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a fuel injection device, when the fuel injection nozzle is opened to perform fuel injection, expansion of the fuel pressure-fed from the fuel supply pipe to the fuel injection nozzle is performed. In some cases, the wave returns to the fuel injection nozzle as a reflected wave, and the pressure wave stays until the subsequent closing of the fuel injection nozzle. Further, when the fuel injection nozzle is suddenly closed and the fuel injection is suddenly stopped, the pressure wave generated by the water hammer action may increase the pressure in the fuel injection nozzle. From these things,
At the end of fuel injection, the pressure in the fuel injection nozzle becomes too large, and the needle valve is lifted again in the opening direction immediately after the needle valve is closed. There was a problem to do.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、二次
噴射を防止した燃料噴射装置を提供することを目的とし
ている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a fuel injection device that prevents secondary injection.

発明の構成 [問題点を解決するための手段] かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決する
ための手段として次の構成をとった。即ち、燃料供給ポ
ンプM1で加圧された燃料が燃料供給管M2を通って送られ
る燃料噴射ノズルM3、上記燃料噴射ノズルM3内に設けら
れて該燃料噴射ノズルM3を開閉するニードル弁M4、及び
該ニードル弁M4を開閉駆動する積層構造の第1圧電素子
M5から構成された燃料噴射弁M6と、 上記第1圧電素子M5への印加電圧を制御して該第1圧
電素子M5を伸縮することによって前記ニードル弁M4を開
閉駆動するニードル弁開閉手段M7と、 を備えた燃料噴射装置であって、 上記第1圧電素子M5の積層方向に設けられると共に、
該第1圧電素子M5とは独立して電圧を印加され、前記ニ
ードル弁M4に対して少なくとも閉弁方向の駆動力を与え
る積層構造の第2圧電素子M8と、 上記ニードル弁開閉手段M7が上記第1圧電素子M5に対
して上記ニードル弁M4の閉弁動作を実行させた後、上記
第2圧電素子M8の発生電圧に基づいて上記ニードル弁M4
が閉弁完了したことを判定する閉弁完了判定手段M9と、 該閉弁完了判定手段M9によって上記ニードル弁M4の閉
弁が完了したと判定された後で、上記第2圧電素子M8に
対して所定時間に渡ってニードル弁閉弁方向の電圧を印
加することにより、上記ニードル弁M4の閉弁力を所定時
間に渡って増加するニードル弁閉弁力増加手段M10と を備えていることを特徴とする燃料噴射装置の構成がそ
れである。
Structure of the Invention [Means for Solving Problems] In order to achieve the above object, the present invention has the following structures as means for solving the problems. That is, the fuel pressurized by the fuel supply pump M1 is sent through the fuel supply pipe M2, the fuel injection nozzle M3, the needle valve M4 provided in the fuel injection nozzle M3 to open and close the fuel injection nozzle M3, and A first piezoelectric element having a laminated structure that drives the needle valve M4 to open and close.
A fuel injection valve M6 composed of M5; and a needle valve opening / closing means M7 for opening / closing the needle valve M4 by expanding / contracting the first piezoelectric element M5 by controlling the voltage applied to the first piezoelectric element M5. A fuel injection device including: a fuel injection device provided in the stacking direction of the first piezoelectric element M5;
A voltage is applied independently of the first piezoelectric element M5, and a second piezoelectric element M8 having a laminated structure that applies a driving force to the needle valve M4 in at least the valve closing direction, and the needle valve opening / closing means M7 are After performing the closing operation of the needle valve M4 on the first piezoelectric element M5, the needle valve M4 based on the generated voltage of the second piezoelectric element M8.
To the second piezoelectric element M8 after the completion of the closing of the needle valve M4 by the closing completion judging means M9 for judging that the closing of the needle valve M4 is completed. And a needle valve closing force increasing means M10 for increasing the valve closing force of the needle valve M4 for a predetermined time by applying a voltage in the needle valve closing direction for a predetermined time. That is the configuration of the characteristic fuel injection device.

[作用] 以上の如く構成した本発明の燃料噴射装置では、ニー
ドル弁開閉手段M7が、第1圧電素子M5に電圧を印加して
これを伸張又は縮小させることによってニードル弁M4を
開弁位置に駆動し、燃料噴射ノズルM3を開く。燃料噴射
ノズルM3には燃料供給管M2を通って燃料供給ポンプM1か
ら圧送された高圧燃料が来ており、燃料噴射が行われ
る。
[Operation] In the fuel injection device of the present invention configured as described above, the needle valve opening / closing means M7 applies a voltage to the first piezoelectric element M5 to expand or contract the needle valve M4 to the open position. Drive to open fuel injection nozzle M3. The high-pressure fuel pressure-fed from the fuel supply pump M1 through the fuel supply pipe M2 comes to the fuel injection nozzle M3, and fuel injection is performed.

燃料噴射を停止するときは、ニードル弁開閉手段M7
が、第1圧電素子M5に、先ほどとは逆方向の電圧を印加
してニードル弁M4を閉弁位置へ移動させる。このとき、
第2圧電素子M8にはニードル弁M4の移動量に対応する電
圧が発生する。この電圧に基づいて、閉弁完了判断手段
M9がニードル弁M4の閉弁が完了したことを判定すると、
ニードル弁閉弁力増加手段M10が作動し、第2圧電素子M
8に対して所定時間に渡ってニードル弁閉弁方向の電圧
を印加する。この結果、ニードル弁M4は閉弁完了後、所
定時間に渡って閉弁方向への押圧力を増加されることに
なる。従って、ニードル弁M4は燃料噴射停止後の燃料噴
射ノズル内の圧力増加に抗することができ、二次噴射の
発生を防止することができる。
Needle valve opening / closing means M7
However, by applying a voltage in the opposite direction to the first piezoelectric element M5, the needle valve M4 is moved to the closed position. At this time,
A voltage corresponding to the moving amount of the needle valve M4 is generated in the second piezoelectric element M8. Based on this voltage, the valve closing completion determining means
When M9 determines that the needle valve M4 has been closed,
The needle valve closing force increasing means M10 is activated, and the second piezoelectric element M
The voltage in the needle valve closing direction is applied to 8 for a predetermined time. As a result, the pressing force of the needle valve M4 in the valve closing direction is increased for a predetermined time after the valve closing is completed. Therefore, the needle valve M4 can withstand the pressure increase in the fuel injection nozzle after the fuel injection is stopped, and can prevent the secondary injection from occurring.

[実施例] 以上説明した本発明の構成を一層明らかにする為に、
本発明の一実施例について説明する。
Example In order to further clarify the configuration of the present invention described above,
An embodiment of the present invention will be described.

本発明一実施例としての燃料噴射装置は内燃機関に採
用されたものであり、図面に基づいて説明する。第2図
は本発明の一実施例の燃料噴射装置の断面図を電子制御
装置のブロック図と共に示す構成図、第3図は本実施例
の燃料噴射装置を採用して構成した4気筒ディーゼルエ
ンジンの概略構成図である。
A fuel injection device as an embodiment of the present invention is adopted in an internal combustion engine and will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a configuration diagram showing a cross-sectional view of a fuel injection device of an embodiment of the present invention together with a block diagram of an electronic control device, and FIG. 3 is a four-cylinder diesel engine configured by adopting the fuel injection device of the present embodiment. 2 is a schematic configuration diagram of FIG.

第3図に示すように、1はディーゼルエンジンで、デ
ィーゼルエンジン1の各気筒毎に燃焼室への直噴を行な
う燃料噴射弁8が設けられている。このディーゼルエン
ジン1への吸気は過給機Tより吸気マニホールド9を介
して行なわれる。
As shown in FIG. 3, reference numeral 1 denotes a diesel engine, and each cylinder of the diesel engine 1 is provided with a fuel injection valve 8 for direct injection into a combustion chamber. The intake of the diesel engine 1 is performed by the supercharger T via the intake manifold 9.

燃料噴射弁8は燃料供給管10を介して各気筒に共通の
燃料蓄圧管11に連結される。燃料蓄圧管11はその内部に
容積一定の蓄圧室12を有し、この蓄圧室12内の燃料が燃
料供給管10を介して燃料噴射弁8に供給される。一方、
蓄圧室12は燃料供給管13を介して吐出圧制御可能な燃料
供給ポンプ14の吐出口に連結される。燃料供給ポンプ14
の吸込口は燃料ポンプ15の吐出口に連結され、この燃料
ポンプ15の吸込口は燃料リザーバタンク16に連結され
る。また、各燃料噴射弁8は燃料返戻導管17を介して燃
料リザーバタンク16に連結される。燃料ポンプ15は燃料
リザーバタンク16内の燃料を燃料供給ポンプ14内に送り
込むために設けられており、燃料ポンプ15がなくても燃
料供給ポンプ14内に燃料を吸込むことが可能な場合には
燃料ポンプ15を特に設ける必要はない。これに対して燃
料供給ポンプ14は高圧の燃料を吐出するために設けられ
ており、燃料供給ポンプ14から吐出された高圧の燃料は
蓄圧室12内に蓄積される。この圧力をレール圧とも呼
ぶ。
The fuel injection valve 8 is connected via a fuel supply pipe 10 to a fuel accumulator pipe 11 common to each cylinder. The fuel pressure accumulating tube 11 has a pressure accumulating chamber 12 with a constant volume therein, and the fuel in the pressure accumulating chamber 12 is supplied to the fuel injection valve 8 through the fuel supply pipe 10. on the other hand,
The pressure accumulating chamber 12 is connected via a fuel supply pipe 13 to a discharge port of a fuel supply pump 14 whose discharge pressure can be controlled. Fuel supply pump 14
The suction port of the fuel pump 15 is connected to the discharge port of the fuel pump 15, and the suction port of the fuel pump 15 is connected to the fuel reservoir tank 16. Further, each fuel injection valve 8 is connected to a fuel reservoir tank 16 via a fuel return conduit 17. The fuel pump 15 is provided to feed the fuel in the fuel reservoir tank 16 into the fuel supply pump 14, and if the fuel can be sucked into the fuel supply pump 14 without the fuel pump 15, It is not necessary to provide the pump 15 in particular. On the other hand, the fuel supply pump 14 is provided for discharging high-pressure fuel, and the high-pressure fuel discharged from the fuel supply pump 14 is accumulated in the pressure accumulating chamber 12. This pressure is also called rail pressure.

また、ディーゼルエンジン1には、エンジン1の運転
状態を検出するために、2つのクランク角センサ21,2
2、冷却水温センサ24、過給圧センサ26及び燃料圧セン
サ28等が設けられている。電子制御装置30は、上記各セ
ンサの出力及びアクセルペダル32の踏込量、即ち負荷を
検出するアクセルセンサ34の出力に基づいて、圧電素子
駆動装置40及びポンプ駆動装置45を介して、ディーゼル
エンジン1の燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御し、デ
ィーゼルエンジン1の出力を制御するが、電子制御装置
30の構成及びこれが行なう処理については後述する。
In addition, the diesel engine 1 has two crank angle sensors 21, 2 for detecting the operating state of the engine 1.
2, a cooling water temperature sensor 24, a supercharging pressure sensor 26, a fuel pressure sensor 28 and the like are provided. The electronic control unit 30 uses the piezoelectric element drive unit 40 and the pump drive unit 45 to drive the diesel engine 1 based on the outputs of the above-described sensors and the amount of depression of the accelerator pedal 32, that is, the output of the accelerator sensor 34 that detects the load. The fuel injection amount and the fuel injection timing of the diesel engine 1 are controlled to control the output of the diesel engine 1.
The configuration of 30 and the processing performed by it will be described later.

次に燃料噴射弁8の構造について説明する。燃料噴射
弁8は、第2図に示すように、燃料噴射弁本体50、この
燃料噴射弁本体50にノズルホルダ52により固定される燃
料噴射ノズル54及び圧電素子を用いたアクチュエータ56
等を備えている。
Next, the structure of the fuel injection valve 8 will be described. As shown in FIG. 2, the fuel injection valve 8 includes a fuel injection valve main body 50, a fuel injection nozzle 54 fixed to the fuel injection valve main body 50 by a nozzle holder 52, and an actuator 56 using a piezoelectric element.
And so on.

燃料噴射弁本体50内には所定の隙間を備えて絞り通路
58を形成すると共に軸方向に摺動可能に制御ロッド60が
挿入され、燃料噴射ノズル54内には同じく軸方向に摺動
可能に挿入されたニードル弁62が直列に配設されてい
る。更に、燃料噴射弁本体50下端に形成されたばね室64
内にはニードル弁62を図下方に向けて付勢するばね66が
挿入され、ニードル弁62はこのばね66により図下方に押
圧される。このニードル弁62にはその中間部に円錘状を
なす受圧面62aが形成され、燃料噴射ノズル54内にはこ
の受圧面62aの周りに油だまり68が設けられている。
There is a predetermined gap in the fuel injection valve body 50, and there is a throttle passage.
A control rod 60 is inserted so as to form 58 and is slidable in the axial direction, and a needle valve 62 that is also slidably inserted in the axial direction is arranged in series in the fuel injection nozzle 54. Further, a spring chamber 64 formed at the lower end of the fuel injection valve body 50
A spring 66 for urging the needle valve 62 downward in the figure is inserted therein, and the needle valve 62 is pressed downward by the spring 66. A pressure receiving surface 62a having a conical shape is formed in an intermediate portion of the needle valve 62, and an oil pool 68 is provided in the fuel injection nozzle 54 around the pressure receiving surface 62a.

また燃料噴射弁本体50の側面には燃料供給管10を介し
て蓄圧室12(第3図)に連通した燃料流入口70が形成さ
れると共に、この燃料流入口70に連接して燃料孔72が穿
設されている。この燃料孔72と油だまり68とを連通する
燃料孔74が燃料噴射ノズル54に設けられている。また、
油だまり68はニードル62上部の周りに形成された環状の
燃料通路76及びばね室64により絞り通路58と連通される
と共に、ニードル62下部の周りに形成された環状の燃料
通路78を介してノズル孔79に連通されている。
Further, a fuel inlet 70 communicating with the pressure accumulating chamber 12 (FIG. 3) via the fuel supply pipe 10 is formed on the side surface of the fuel injection valve main body 50, and the fuel hole 72 is connected to the fuel inlet 70. Has been drilled. The fuel injection nozzle 54 is provided with a fuel hole 74 that connects the fuel hole 72 and the oil sump 68. Also,
The oil sump 68 communicates with the throttle passage 58 by the annular fuel passage 76 and the spring chamber 64 formed around the upper portion of the needle 62, and the nozzle through the annular fuel passage 78 formed around the lower portion of the needle 62. It communicates with the hole 79.

一方、圧電アクチュエータ56には、アクチュエータ本
体82に絶縁プレート83を介して第1圧電素子84及び第2
圧電素子85が内装されている。この第1圧電素子84は圧
電単体が多数積層された積層構造をなしている。第1圧
電素子84からは2本の電極86,88が引き出され、2本の
電極86,88は各々ハーメチックシール90,92を介してアク
チュエータ本体82に貫装されている。この第1圧電素子
84に外部より歪みを与えると2本の電極86,88間に電圧
が生じる(圧電正効果)。逆に2本の電極86,88に正電
圧を印加すると第1圧電素子84に歪みが生じ、軸方向に
伸長し、また、負電圧を印加すると縮小する(圧電逆効
果)。
On the other hand, in the piezoelectric actuator 56, the first piezoelectric element 84 and the second piezoelectric element 84 are connected to the actuator body 82 via the insulating plate 83.
A piezoelectric element 85 is incorporated. The first piezoelectric element 84 has a laminated structure in which a large number of piezoelectric elements are laminated. Two electrodes 86, 88 are drawn out from the first piezoelectric element 84, and the two electrodes 86, 88 are penetrated into the actuator body 82 via hermetic seals 90, 92, respectively. This first piezoelectric element
When strain is applied to 84 from the outside, a voltage is generated between the two electrodes 86 and 88 (piezoelectric positive effect). Conversely, when a positive voltage is applied to the two electrodes 86 and 88, the first piezoelectric element 84 is distorted and expands in the axial direction, and when a negative voltage is applied, it contracts (piezoelectric reverse effect).

上記第2圧電素子85は上述した第1圧電素子84に絶縁
プレート94を介して連設されている。この第2圧電素子
85からは2本の電極98,100が引き出され、2本の電極9
8,100は各々ハーメチックシール102,104を介してアクチ
ュエータ本体82に貫装されている。この第2圧電素子85
は第1圧電素子84と同様に第1圧電素子84と同一外径を
有する圧電単体による積層構造である。全体として第1
圧電素子84の3.5倍の厚さを有する。
The second piezoelectric element 85 is connected to the first piezoelectric element 84 described above via an insulating plate 94. This second piezoelectric element
Two electrodes 98 and 100 are drawn out from 85, and two electrodes 9
The actuators 8 and 100 are mounted on the actuator body 82 via hermetic seals 102 and 104, respectively. This second piezoelectric element 85
Like the first piezoelectric element 84, is a laminated structure of single piezoelectric elements having the same outer diameter as the first piezoelectric element 84. First overall
It has a thickness 3.5 times that of the piezoelectric element 84.

上記第2圧電素子85に連接して絶縁プレート106を介
してピストン108が配設されている。このピストン108を
摺動自在に支持するシリンダ本体110はアクチュエータ
本体82に螺合され、ピストン108とシリンダ本体110との
間には皿バネ112が挿入されている。この皿バネ112によ
りピストン108を介して第1圧電素子84と第2圧電素子8
5とが図上方に付勢されている。
A piston 108 is arranged in contact with the second piezoelectric element 85 via an insulating plate 106. A cylinder body 110 slidably supporting the piston 108 is screwed into an actuator body 82, and a disc spring 112 is inserted between the piston 108 and the cylinder body 110. This disc spring 112 causes the first piezoelectric element 84 and the second piezoelectric element 8 to pass through the piston 108.
5 and 5 are urged upward in the figure.

このように構成された圧電アクチュエータ56は、一端
がシリンダ本体110に螺入され他端が燃料噴射弁本体50
に螺入された接続ナット120により燃料噴射弁本体50に
取り付けられている。この接続ナット120,シリンダ本体
110,ピストン108により圧力室122が形成されると共に、
接続ナット120,燃料噴射弁本体50,制御ロッド60により
背圧室124が形成され、更に、圧力室122と背圧室124と
を連通する燃料孔126が接続ナット120に形成されてい
る。この圧力室122の断面積は背圧室124の断面積より大
きく、従って、ピストン108の移動量は制御ロッド60に
増幅されて伝達される。
The piezoelectric actuator 56 configured as described above has one end screwed into the cylinder body 110 and the other end screwed into the fuel injection valve body 50.
It is attached to the fuel injection valve main body 50 by a connection nut 120 screwed into. This connection nut 120, cylinder body
A pressure chamber 122 is formed by 110 and the piston 108, and
A back pressure chamber 124 is formed by the connecting nut 120, the fuel injection valve main body 50, and the control rod 60, and a fuel hole 126 that connects the pressure chamber 122 and the back pressure chamber 124 is formed in the connecting nut 120. The cross-sectional area of the pressure chamber 122 is larger than the cross-sectional area of the back pressure chamber 124. Therefore, the movement amount of the piston 108 is amplified and transmitted to the control rod 60.

上記構成を有する燃料噴射弁8は、燃料供給ポンプ14
により、所定圧に加圧された燃料が燃料流入口70に供給
されると、燃料は、燃料孔72,74,油だまり68,燃料通路7
6,ばね室64,絞り通路58を順次通過して背圧室124に流入
し、さらに燃料孔126を介して圧力室122に流入する。
The fuel injection valve 8 having the above-described configuration is used in the fuel supply pump 14
As a result, when the fuel pressurized to a predetermined pressure is supplied to the fuel inlet port 70, the fuel flows into the fuel holes 72, 74, the oil sump 68, and the fuel passage 7.
6, the spring chamber 64, and the throttle passage 58 are sequentially passed to flow into the back pressure chamber 124, and further flow into the pressure chamber 122 via the fuel hole 126.

また、圧電アクチュエータ56の各電極86,88および電
極98,100は、圧電素子駆動装置40の構成要素である第1
圧電素子駆動回路40aおよび第2圧電素子駆動回路40bに
夫々接続されており、第1圧電素子駆動回路40aから印
加された電圧に応じて第1圧電素子84が、第2圧電素子
駆動回路40bから印加された電圧に応じて第2圧電素子8
5が駆動される。
The electrodes 86, 88 and the electrodes 98, 100 of the piezoelectric actuator 56 are the first constituent elements of the piezoelectric element driving device 40.
The piezoelectric element drive circuit 40a and the second piezoelectric element drive circuit 40b are respectively connected, and the first piezoelectric element 84 is connected to the second piezoelectric element drive circuit 40b according to the voltage applied from the first piezoelectric element drive circuit 40a. The second piezoelectric element 8 according to the applied voltage
5 is driven.

次に電子制御装置30の構成及びその働きについて説明
する。第2図に示すように、イグニッションスイッチ15
0を介してバッテリ151より電力の供給をうけて作動する
電子制御装置30は、周知のCPU160,ROM161,RAM162を中心
に、タイマ165,入力ポート167,出力ポート168等をバス1
69によって相互に接続した論理演算回路として構成され
ている。入力ポート167には既述したクランク角センサ2
1,22、冷却水温センサ24,過給圧センサ26,燃料圧センサ
28、アクセルセンサ34及び圧電アクチュエータ56の電極
86,88が接続されており、CPU110はこの入力ポート117を
介して、クランク角(従ってディーゼルエンジン1の回
転数N)及び気筒判別信号、冷却水温Thw、過給圧B、
燃料圧P、負荷L等のディーゼルエンジン1の運転状態
及び第1圧電素子84の歪み量を読み込むことができる。
一方、出力ポート168は4個の燃料噴射弁8が備える圧
電素子を駆動する圧電素子駆動装置40(第1圧電素子駆
動回路40a及び第2圧電素子駆動回路40b)と燃料供給ポ
ンプ14を駆動するポンプ駆動装置45とに接続されてお
り、CPU160はこの出力ポート168を介して燃料噴射弁8
の開閉及び燃料供給の制御を行なう。尚、燃料供給ポン
プ14の制御については本発明の要旨には直接関係しない
ので、ここでは燃料圧Pはディーゼルエンジン1の回転
数Nに比例して制御されるものとして、説明は省略す
る。また第1図には圧電素子駆動装置40のうちひとつの
燃料噴射弁8の備える圧電素子を駆動する回路を除いて
他は省略してある。他の3気筒の燃料噴射弁8の備える
圧電アクチュエータも同様の回路構成により、出力ポー
ト168を介して制御されている。
Next, the configuration and function of the electronic control unit 30 will be described. As shown in FIG. 2, the ignition switch 15
The electronic control unit 30, which is operated by receiving power from the battery 151 via 0, includes a well-known CPU 160, ROM 161, and RAM 162, a timer 165, an input port 167, an output port 168, etc.
It is configured as a logical operation circuit interconnected by 69. The crank angle sensor 2 described above is connected to the input port 167.
1,22, cooling water temperature sensor 24, boost pressure sensor 26, fuel pressure sensor
28, the electrodes of the accelerator sensor 34 and the piezoelectric actuator 56
86, 88 are connected, and the CPU 110, via this input port 117, the crank angle (hence the rotation speed N of the diesel engine 1), the cylinder discrimination signal, the cooling water temperature Thw, the supercharging pressure B,
The operating state of the diesel engine 1 such as the fuel pressure P and the load L and the strain amount of the first piezoelectric element 84 can be read.
On the other hand, the output port 168 drives the piezoelectric element drive device 40 (first piezoelectric element drive circuit 40a and second piezoelectric element drive circuit 40b) that drives the piezoelectric elements of the four fuel injection valves 8 and the fuel supply pump 14. It is connected to the pump drive unit 45, and the CPU 160 outputs the fuel injection valve 8 via this output port 168.
Controls the opening and closing of and the fuel supply. Since the control of the fuel supply pump 14 is not directly related to the gist of the present invention, the fuel pressure P is controlled in proportion to the rotational speed N of the diesel engine 1, and the description thereof will be omitted. Further, in FIG. 1, other than the circuit for driving the piezoelectric element included in one fuel injection valve 8 of the piezoelectric element driving device 40, the others are omitted. Piezoelectric actuators provided in the fuel injection valves 8 of the other three cylinders are also controlled via the output port 168 with the same circuit configuration.

次に、第4図および第5図に示すフローチャートを用
いて、電子制御装置30の行なう処理について説明し、併
せて、圧電アクチュエータ56の動作に伴なう燃料噴射弁
8の開閉について説明する。
Next, the processing performed by the electronic control unit 30 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5, and the opening / closing of the fuel injection valve 8 associated with the operation of the piezoelectric actuator 56 will be described.

電子制御装置30は、イグニッションスイッチ150がオ
ンとされると動作を開始し、第4図に示す主制御ルーチ
ンを実行する。まずステップ200では所謂初期化の処理
を行なう。ここでは、CPU160の内部レジスタのクリアフ
ラグ等の初期設定を行なう。続くステップ220では、入
力ポート167を介して、各センサよりディーゼルエンジ
ン1の回転数N,負荷L,冷却水温Thw,過給圧B及び燃料圧
P等の運転状態を読み込む処理が行なわれる。続くステ
ップ230では、負荷Lを基本とし他の運転状態を加味し
て燃料噴射量τを計算する処理が、更にステップ240で
は燃料噴射の開始及び噴射時間を計算する処理が、各々
行なわれる。
The electronic control unit 30 starts its operation when the ignition switch 150 is turned on, and executes the main control routine shown in FIG. First, in step 200, so-called initialization processing is performed. Here, initial settings such as the clear flag of the internal register of the CPU 160 are performed. In the following step 220, a process of reading the operating states of the diesel engine 1 such as the rotation speed N, the load L, the cooling water temperature Thw, the supercharging pressure B and the fuel pressure P from each sensor via the input port 167 is performed. In the following step 230, a process of calculating the fuel injection amount τ based on the load L and taking into consideration other operating states, and further in step 240, a process of calculating the start of fuel injection and the injection time are performed.

これらの結果を受けて、CPU160は、ステップ250で、
燃料噴射開始タイミングをタイマ165にセットする処理
を行なう。この結果、タイマ165は自走を開始し、燃料
噴射開始タイミングになると割込信号をCPU16に出力す
る。
Based on these results, the CPU 160, in step 250,
A process of setting the fuel injection start timing in the timer 165 is performed. As a result, the timer 165 starts self-propelled and outputs an interrupt signal to the CPU 16 at the fuel injection start timing.

続くステップ260では、出力ポート168よりポンプ駆動
装置45を介して、燃料供給ポンプ14を制御し、燃料圧P
の制御が行なわれるが、本発明には直接関係しないので
この制御に関する説明は省略する。ステップ260の処理
の終了後、処理はステップ220に戻って、上述した燃料
噴射のための処理を繰返す。
In the following step 260, the fuel supply pump 14 is controlled from the output port 168 via the pump drive device 45, and the fuel pressure P
Control is performed, but since it is not directly related to the present invention, description of this control is omitted. After the processing of step 260 ends, the processing returns to step 220 and the processing for fuel injection described above is repeated.

上述したステップ250の処理においてセットされた燃
料噴射開始タイミングに至ると、タイマ165より割込が
発生し、CPU160は、第5図に示す燃料噴射弁制御ルーチ
ンを実行する。処理が開始されると、最初のステップ30
0では、第2圧電素子85に所定の負電圧を印加するべく
第2圧電素子駆動回路40bに指令を出力する。この時、
第2圧電素子85は、印加された負電圧に応じて軸方向に
所定量縮小する。そうすると、皿バネ112の付勢力によ
りピストン108は第1図上方に移動する。このピストン1
08の移動量は増幅されて制御ロッド60に伝達され、制御
ロッド60を第2図上方に移動させる。この制御ロッド60
の上昇によりニードル弁62は受圧面62aに作用する燃料
圧によりばね66の付勢力に抗して第2図上方に移動し、
ノズル孔79から燃料が噴射される。
When the fuel injection start timing set in the process of step 250 described above is reached, an interrupt is generated from the timer 165, and the CPU 160 executes the fuel injection valve control routine shown in FIG. When the process starts, the first step 30
At 0, a command is output to the second piezoelectric element drive circuit 40b to apply a predetermined negative voltage to the second piezoelectric element 85. This time,
The second piezoelectric element 85 contracts by a predetermined amount in the axial direction according to the applied negative voltage. Then, the piston 108 moves upward in FIG. 1 due to the biasing force of the disc spring 112. This piston 1
The moving amount of 08 is amplified and transmitted to the control rod 60 to move the control rod 60 upward in FIG. This control rod 60
2, the needle valve 62 moves upward in FIG. 2 against the urging force of the spring 66 by the fuel pressure acting on the pressure receiving surface 62a,
Fuel is injected from the nozzle hole 79.

続くステップ310では、既述したステップ240で計算し
た噴射時間だけ遅延した後、第2圧電素子85に所定の正
電圧を印加するべく第2圧電素子駆動回路40bに指令を
出力する。この時、第2圧電素子85は印加された正電圧
に応じて軸方向に所定量伸長し、この伸長量が増幅され
て制御ロッド60に伝達される。従って、制御ロッド60が
第1図下方に移動し、ニードル弁62を燃料噴射ノズル54
に当接させ、燃料噴射を停止する。なお、この当接によ
り圧力室122内の圧力が急激に上昇し、第1圧電素子84
に加わる圧力および皿バネ32の付勢力が急激に増加す
る。このため、第1圧電素子84には圧電正効果により電
圧Vが発生する。
In the following step 310, after the ejection time calculated in step 240 described above is delayed, a command is output to the second piezoelectric element drive circuit 40b to apply a predetermined positive voltage to the second piezoelectric element 85. At this time, the second piezoelectric element 85 expands by a predetermined amount in the axial direction according to the applied positive voltage, and the expanded amount is amplified and transmitted to the control rod 60. Therefore, the control rod 60 moves downward in FIG. 1, and the needle valve 62 is moved to the fuel injection nozzle 54.
And fuel injection is stopped. It should be noted that due to this contact, the pressure in the pressure chamber 122 rapidly rises, and the first piezoelectric element 84
The pressure applied to and the biasing force of the disc spring 32 rapidly increase. Therefore, the voltage V is generated in the first piezoelectric element 84 by the positive piezoelectric effect.

続くステップ320では、上記第1圧電素子84に発生し
た電圧を入力ポート167を介して読み込む。続くステッ
プ330では、この検出された電圧Vからピストン108の移
動量Sを算出する。即ち、皿バネ112のバネ力等を考慮
に入れて作成された電圧Vと移動量Sとの関係のグラフ
が予めROM52内に記憶されており、このグラフをサーチ
することにより移動量Sを算出することができる。なお
ここでいう移動量Sは、燃料噴射ノズル54が閉弁状態で
基準値ゼロとなるよう定められている。
In the following step 320, the voltage generated in the first piezoelectric element 84 is read in via the input port 167. In the following step 330, the moving amount S of the piston 108 is calculated from the detected voltage V. That is, a graph of the relationship between the voltage V and the movement amount S created in consideration of the spring force of the disc spring 112 and the like is stored in advance in the ROM 52, and the movement amount S is calculated by searching this graph. can do. The movement amount S here is set so that the reference value is zero when the fuel injection nozzle 54 is closed.

続くステップ340では、ステップ330で算出した移動量
Sがゼロ以下か否かを判断する。即ち、燃料噴射ノズル
54がニードル弁62の移動量がゼロとなるような閉状態に
あるか否かを判断する。ステップ340で「NO」、即ち移
動量Sがゼロより大きいと判断された場合には、処理は
ステップ320に戻り、再びステップ320ないし340の処理
を繰り返す。一方、ステップ340で「YES」と判断された
場合には、処理は続くステップ350に移る。
In the following step 340, it is determined whether the movement amount S calculated in step 330 is zero or less. That is, the fuel injection nozzle
54 determines whether or not the needle valve 62 is in a closed state such that the moving amount of the needle valve 62 becomes zero. If "NO" in step 340, that is, if it is determined that the movement amount S is greater than zero, the process returns to step 320, and the processes of steps 320 to 340 are repeated. On the other hand, if it is determined to be “YES” in step 340, the process proceeds to subsequent step 350.

ステップ350では、第1圧電素子84に所定の正電圧を
印加するべく第1圧電素子駆動回路40aに指令を出力す
る。この時、第1圧電素子84は、印加された正電圧に応
じて軸方向に所定量伸長する。この伸長量は増幅されて
制御ロッド60に伝達される。従って、制御ロッド60は、
第2図下方に移動しようとし、ニードル弁54が燃料噴射
ノズル54を閉弁させる方向に押圧される。
In step 350, a command is output to the first piezoelectric element drive circuit 40a to apply a predetermined positive voltage to the first piezoelectric element 84. At this time, the first piezoelectric element 84 expands by a predetermined amount in the axial direction according to the applied positive voltage. This extension amount is amplified and transmitted to the control rod 60. Therefore, the control rod 60 is
2, the needle valve 54 is pressed in the direction to close the fuel injection nozzle 54.

続くステップ360では、予めROM52内に記憶された所定
時間後、第1圧電素子84に所定の負電圧を印加するべく
第1圧電素子駆動回路40aに指令を出力する。そうする
と第1圧電素子84は縮小して、上記ニードル弁54の押圧
力がなくなる。ステップ360の実行後、処理は「RETUR
N」へ抜けて本ルーチンを終える。
In the following step 360, a command is output to the first piezoelectric element drive circuit 40a to apply a predetermined negative voltage to the first piezoelectric element 84 after a predetermined time stored in the ROM 52 in advance. Then, the first piezoelectric element 84 shrinks, and the pressing force of the needle valve 54 disappears. After the execution of step 360, the processing is "RETUR
Exit to "N" to end this routine.

なお上述した燃料噴射弁制御ルーチンが実行された場
合に、第1,第2圧電素子駆動回路40a,40bの出力、燃料
噴射率τ、第1圧電素子94の出力電圧Vおよび圧力室12
2の燃料圧力は、第6図のタイミングチャートに示すよ
うに変化する。即ち、同図に示すように、燃料噴射開始
タイミング時に第2圧電素子駆動回路40bから所定の負
電圧が第2圧電素子85に印加されると、既述したように
燃料噴射が開始される(第6図a)。燃料噴射が始まる
と圧力室122の圧力は一旦低下し始め(同図b)、第1
圧電素子84の出力電圧Vが低下する(同図c)。その
後、直ちに圧力室122の圧力は復帰し(同図d)、第1
圧電素子84の出力電圧も復帰する(同図e)。
When the above-mentioned fuel injection valve control routine is executed, the outputs of the first and second piezoelectric element drive circuits 40a and 40b, the fuel injection rate τ, the output voltage V of the first piezoelectric element 94, and the pressure chamber 12
The fuel pressure of 2 changes as shown in the timing chart of FIG. That is, as shown in the figure, when a predetermined negative voltage is applied to the second piezoelectric element 85 from the second piezoelectric element drive circuit 40b at the fuel injection start timing, the fuel injection is started as described above ( Figure 6a). When the fuel injection is started, the pressure in the pressure chamber 122 begins to drop once (b in the same figure), and the first
The output voltage V of the piezoelectric element 84 decreases (FIG. 11C). Immediately thereafter, the pressure in the pressure chamber 122 returns (d in the figure), and the first
The output voltage of the piezoelectric element 84 also returns (e in the same figure).

そして所定の燃料噴射時間だけ燃料噴射を実行後、第
2圧電素子駆動回路40bから正電圧が第2圧電素子85に
印加されると、既述したように燃料噴射率が低下し始め
る(同図f)。燃料噴射率が低下し始めると圧力室の燃
料圧力が上昇し(同図g)、第1圧電素子84の出力電圧
Vも上昇し始める(同図h)。そして第1圧電素子84の
出力電圧Vが所定値以上になると既述したようにピスト
ン108の移動量Sがゼロ以下と判断され、第1圧電素子
駆動回路40aから所定の正電圧が第1圧電素子85に印加
される(同図i)。なお、ピストン108の移動量Sがゼ
ロと算出された場合にも時間的遅れにより、ニードル弁
78は下降し続けており、第1圧電素子85に正電圧が印加
されると、第1圧電素子85が伸長し、より一層強い押圧
力でニードル弁78を下降させることになる。従って、従
来、燃料噴射ノズルの閉弁後、同図の390に示すように
二次噴射が発生したが、上述のように第2圧電素子84の
伸長力に加えて第1圧電素子85の伸長力でニードル弁78
を押圧するため、二次噴射が発生することがない。
Then, when the positive voltage is applied to the second piezoelectric element 85 from the second piezoelectric element drive circuit 40b after the fuel is injected for a predetermined fuel injection time, the fuel injection rate starts to decrease as described above (see the same figure). f). When the fuel injection rate starts to decrease, the fuel pressure in the pressure chamber rises (g in the figure) and the output voltage V of the first piezoelectric element 84 also starts to rise (h in the figure). Then, when the output voltage V of the first piezoelectric element 84 becomes equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the movement amount S of the piston 108 is equal to or less than zero as described above, and the first piezoelectric element drive circuit 40a outputs a predetermined positive voltage to the first piezoelectric element It is applied to the element 85 (i in the same figure). Even when the movement amount S of the piston 108 is calculated to be zero, the needle valve may be delayed due to the time delay.
78 continues to descend, and when a positive voltage is applied to the first piezoelectric element 85, the first piezoelectric element 85 extends and the needle valve 78 descends with a stronger pressing force. Therefore, conventionally, after the fuel injection nozzle is closed, the secondary injection occurs as shown by 390 in the figure, but as described above, in addition to the extension force of the second piezoelectric element 84, the extension of the first piezoelectric element 85 is performed. Force needle valve 78
The secondary injection does not occur because the is pressed.

また、燃料蓄圧管から各燃料噴射弁8までの各配管系
の長さが気筒毎に異なるために、従来、気筒毎に2次噴
射が発生したり、発生しなかったりしてエンジンの振動
や騒音を引き起こしていたが、上述したように二次噴射
の発生が防止されたため、上記振動や騒音を低減するこ
とができる。
Further, since the length of each piping system from the fuel pressure accumulating pipe to each fuel injection valve 8 is different for each cylinder, conventionally, secondary injection may or may not occur for each cylinder, resulting in engine vibration or vibration. Although it caused noise, the above-described vibration and noise can be reduced because the occurrence of secondary injection was prevented as described above.

なお、本実施例では、第1圧電素子84がニードル弁78
を押圧するアクチュエータの働きをすると共に、ピスト
ン108の移動量Sを検出するセンサの働きもしている。
このため、簡単な構造で燃料噴射ノズル54の閉弁時を検
知することができる。
In the present embodiment, the first piezoelectric element 84 is the needle valve 78.
It functions not only as an actuator for pressing, but also as a sensor for detecting the movement amount S of the piston 108.
Therefore, it is possible to detect when the fuel injection nozzle 54 is closed with a simple structure.

次に本発明の第2実施例を説明する。本実施例の既述
した第1実施例との相違点は、電子制御装置30で実行さ
れる燃料噴射弁制御ルーチンにあり、主制御ルーチン及
びハード構成は全く同一のものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the above-described first embodiment in the fuel injection valve control routine executed by the electronic control unit 30, and the main control routine and the hardware configuration are exactly the same.

本実施例は、二次噴射が実際に発生したか否かを検知
して、二次噴射が発生したと検知された場合に、運転状
態が急変するまでニードル弁78の押圧力を増大して二次
噴射を防止しようとするもので、第7図の燃料噴射弁制
御ルーチンを示すフローチャート、第8図の運転状態観
測ルーチンを示すフローチャートに沿って以下説明す
る。
This embodiment detects whether the secondary injection actually occurs, and when the secondary injection is detected, increases the pressing force of the needle valve 78 until the operating state changes suddenly. In order to prevent the secondary injection, description will be given below with reference to the flow chart showing the fuel injection valve control routine of FIG. 7 and the flow chart showing the operating state observation routine of FIG.

第7図においてステップ400,410,420,430,440,450,46
0は第1実施例第5図のステップ300,310,320,330,340,3
50,360と同じ処理を実行するもので説明は省略する。ス
テップ410の実行後、処理はステップ415に移る。ステッ
プ415では後述するフラグFGが値0が否かを判断し、「Y
ES」、即ちFG=0と判断された場合に処理はステップ42
0に移る。ステップ420,430,440の実行後、処理はステッ
プ442に移る。ステップ442では、ステップ410で第2圧
電素子85に正電圧を印加してからの経過時間をエリアTX
に転送する。続くステップ444ではステップ420で検出し
た電圧Vが下降状態から上昇状態に切替わった以降に、
所定電圧Vo以上となったか否かを判断する。即ち、燃料
噴射ノズル54から二次噴射が発生した場合、第6図の点
線部分に示すように第1圧電素子84の出力電圧Vは二つ
のピーク値をとることが知られていることから、上述の
ような判断を実行することにより二次噴射が発生したか
否かを判断することができる。ステップ444で「YES」、
即ち二次噴射が発生したと判断された場合、続くステッ
プ446でフラグFGに値1がセットされる。ステップ446の
実行後、もしくはステップ444で「NO」と判断された場
合、処理は「RETURN」に抜けて一旦終了する。
In FIG. 7, steps 400,410,420,430,440,450,46
0 indicates steps 300, 310, 320, 330, 340, 3 in FIG. 5 of the first embodiment.
Since the same processing as 50 and 360 is executed, the description is omitted. After performing step 410, the process proceeds to step 415. In step 415, it is judged whether or not the flag FG described later has a value of 0, and "Y
If it is determined that "ES", that is, FG = 0, the process is step 42.
Go to 0. After performing steps 420, 430, and 440, the process proceeds to step 442. In step 442, the elapsed time after applying the positive voltage to the second piezoelectric element 85 in step 410 is the area TX.
Transfer to. In the following step 444, after the voltage V detected in step 420 is switched from the falling state to the rising state,
It is determined whether or not the voltage becomes equal to or higher than the predetermined voltage Vo. That is, it is known that when the secondary injection occurs from the fuel injection nozzle 54, the output voltage V of the first piezoelectric element 84 has two peak values as shown by the dotted line portion in FIG. By executing the above-described determination, it is possible to determine whether the secondary injection has occurred. "YES" in step 444,
That is, when it is determined that the secondary injection has occurred, the value 1 is set in the flag FG in the following step 446. After execution of step 446, or if it is determined to be “NO” in step 444, the process exits to “RETURN” and ends once.

一方、ステップ415でフラグFGが値0でないと判断さ
れた場合、続くステップ448では、ステップ442で得られ
たエリアTXの時間だけ遅延する処理を実行する。その
後、ステップ450,460の処理を実行後、「RETURN」へ抜
けて本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if it is determined in step 415 that the flag FG is not 0, then in step 448, a process of delaying by the time of the area TX obtained in step 442 is executed. After that, after executing the processing of steps 450 and 460, the process exits to "RETURN" and this routine is once terminated.

また、本実施例の電子制御装置30は、第8図のフロー
チャートに示す運転状態観測ルーチンも実行している。
このルーチンは所定時間毎の割込にて実行されるもの
で、処理が開始されると、まずステップ500を実行す
る。ステップ500では、既述したステップ220で読み込ん
だ回転数N,負荷L,冷却水温Thw等を用いて、ディーゼル
エンジン1の運転状態が急変したか否かを判断する。ス
テップ500で「YES」、即ち、急変したと判断された場
合、処理はステップ510に移り、フラグFGに値0を代入
し、その後、処理「RETURN」へ抜けて本ルーチンを一旦
終了する。一方ステップ500で「NO」と判断された場
合、ステップ510を読み飛ばして処理は「RETURN」へ抜
けて本ルーチンを一旦終了する。
Further, the electronic control unit 30 of the present embodiment also executes an operating state observation routine shown in the flowchart of FIG.
This routine is executed at predetermined time intervals, and when the process is started, step 500 is executed first. In step 500, it is determined whether the operating state of the diesel engine 1 has suddenly changed, using the rotational speed N, the load L, the cooling water temperature Thw, etc. read in in step 220 described above. If “YES” in the step 500, that is, if it is determined that the change is abrupt, the process proceeds to a step 510, the value 0 is assigned to the flag FG, and then the process “RETURN” is ended and the present routine is once ended. On the other hand, if "NO" is determined in step 500, step 510 is skipped, the process goes to "RETURN", and this routine is once ended.

従って、第7図の燃料噴射弁制御ルーチンおよび第8
図の運転状態観測ルーチンを実行することにより、運転
状態が急変した場合に、その最初の燃料噴射行程で二次
噴射が発生したか否かを判別することができ、それ以
降、運転状態が急変するまで、第1実施例と同様な二次
噴射防止処理を実行することができる。このため、二次
噴射が発生することのない運転時には第1圧電素子84が
伸長されず、電力節約、第1圧電素子の耐久性の向上を
図ることができる。
Therefore, the fuel injection valve control routine of FIG.
By executing the operating state observation routine shown in the figure, when the operating state changes suddenly, it is possible to determine whether or not secondary injection has occurred in the first fuel injection stroke, and thereafter the operating state changes suddenly. Until then, the secondary injection prevention process similar to that of the first embodiment can be executed. Therefore, during the operation in which the secondary injection does not occur, the first piezoelectric element 84 is not expanded, so that it is possible to save power and improve the durability of the first piezoelectric element.

なお、上記第1実施例、第2実施例に代わり、例え
ば、第2圧電素子85を駆動後、即座に第1圧電素子84を
駆動するよう構成しても、本発明の効果を奏することが
できる。
Note that, instead of the first and second embodiments described above, for example, even if the first piezoelectric element 84 is driven immediately after driving the second piezoelectric element 85, the effect of the present invention can be obtained. it can.

以上本発明の実施例について詳述したが、本発明はこ
のような実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such embodiments, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention. .

発明の効果 以上詳述したように、本発明の燃料噴射装置による
と、燃料噴射ノズルの閉弁時におけるニードル弁の押圧
力を第2圧電素子により増大させるので、簡単な構造で
二次噴射を防止することができるという優れた効果を奏
する。
Effects of the Invention As described above in detail, according to the fuel injection device of the present invention, the pressing force of the needle valve when the fuel injection nozzle is closed is increased by the second piezoelectric element, so that the secondary injection can be performed with a simple structure. It has an excellent effect that it can be prevented.

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

第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、 第2図ないし第6図は本発明の第1実施例を示し、第2
図は第1実施例の燃料噴射装置の断面図を電子制御装置
のブロック図と共に示す構成図、第3図はその燃料噴射
装置を採用して構成した4気筒ディーゼルエンジンの概
略構成図、第4図はその電子制御装置にて実行される主
制御ルーチンを示すフローチャート、第5図は同じく燃
料噴射弁制御ルーチンを示すフローチャート、第6図は
その燃料噴射弁制御を示すタイミングチャート、 第7図および第8図は本発明の第2実施例を示し、第7
図は電子制御装置にて実行される燃料噴射弁制御ルーチ
ンを示すフローチャート、第8図は同じく運転状態観測
ルーチンを示すフローチャート、である。 1……ディーゼルエンジン 8……燃料噴射弁 10……燃料供給管 12……蓄圧室 14……燃料噴射ポンプ 30……電子制御装置 40……圧電素子駆動装置 50……燃料噴射弁本体 54……燃料噴射ノズル 62……ニードル弁 84……第1圧電素子 85……第2圧電素子
FIG. 1 is a block diagram illustrating the basic configuration of the present invention, and FIGS. 2 to 6 show a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a cross-sectional view of the fuel injection device of the first embodiment together with a block diagram of an electronic control device, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a four-cylinder diesel engine configured by adopting the fuel injection device. FIG. 5 is a flowchart showing a main control routine executed by the electronic control unit, FIG. 5 is a flowchart showing a fuel injection valve control routine, FIG. 6 is a timing chart showing the fuel injection valve control, FIG. FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention,
FIG. 8 is a flow chart showing a fuel injection valve control routine executed by the electronic control unit, and FIG. 8 is a flow chart showing the same operating state observation routine. 1 ... Diesel engine 8 ... Fuel injection valve 10 ... Fuel supply pipe 12 ... Accumulation chamber 14 ... Fuel injection pump 30 ... Electronic control device 40 ... Piezoelectric element drive device 50 ... Fuel injection valve body 54 ... ... Fuel injection nozzle 62 ... Needle valve 84 ... First piezoelectric element 85 ... Second piezoelectric element

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】燃料供給ポンプで加圧された燃料が燃料供
給管を通って送られる燃料噴射ノズル、上記燃料噴射ノ
ズル内に設けられて該燃料噴射ノズルを開閉するニード
ル弁、及び該ニードル弁を開閉駆動する積層構造の第1
圧電素子から構成された燃料噴射弁と、 上記第1圧電素子への印加電圧を制御して該第1圧電素
子を伸縮することによって前記ニードル弁を開閉駆動す
るニードル弁開閉手段と、 を備えた燃料噴射装置であって、 上記第1圧電素子の積層方向に設けられると共に、該第
1圧電素子とは独立して電圧を印加され、前記ニードル
弁に対して少なくとも閉弁方向の駆動力を与える積層構
造の第2圧電素子と、 上記ニードル弁開閉手段が上記第1圧電素子に対して上
記ニードル弁の閉弁動作を実行させた後、上記第2圧電
素子の発生電圧に基づいて上記ニードル弁M4が閉弁完了
したことを判定する閉弁完了判定手段と、 該閉弁完了判定手段によって上記ニードル弁の閉弁が完
了したと判定された後で、上記第2圧電素子に対して所
定時間に渡ってニードル弁閉弁方向の電圧を印加するこ
とにより、上記ニードル弁の閉弁力を所定時間に渡って
増加するニードル弁閉弁力増加手段と を備えていることを特徴とする燃料噴射装置。
1. A fuel injection nozzle in which fuel pressurized by a fuel supply pump is sent through a fuel supply pipe, a needle valve provided in the fuel injection nozzle to open and close the fuel injection nozzle, and the needle valve. Of the laminated structure that drives opening and closing
A fuel injection valve composed of a piezoelectric element; and a needle valve opening / closing means for controlling the voltage applied to the first piezoelectric element to expand / contract the first piezoelectric element to open / close the needle valve. A fuel injection device, which is provided in a stacking direction of the first piezoelectric elements, and is applied with a voltage independently of the first piezoelectric elements, and applies a driving force in at least a valve closing direction to the needle valve. After the second piezoelectric element having a laminated structure and the needle valve opening / closing means perform the valve closing operation of the needle valve on the first piezoelectric element, the needle valve is generated based on the voltage generated by the second piezoelectric element. A valve closing completion determining means for determining that the M4 has completed valve closing, and a predetermined time for the second piezoelectric element after the valve closing completion determining means determines that the closing of the needle valve is completed. Across And a needle valve closing force increasing means for increasing the valve closing force of the needle valve for a predetermined time by applying a voltage in the direction of closing the needle valve.
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