JP2915990B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の燃料噴射装置、更に詳細には、
半導体スイッチを制御することによりスイッチング制御
される少なくとも一つの誘導性の噴射弁を備えた内燃機
関の燃料噴射装置に関する。
半導体スイッチを制御することによりスイッチング制御
される少なくとも一つの誘導性の噴射弁を備えた内燃機
関の燃料噴射装置に関する。
［従来の技術］ 誘導性の負荷、特に噴射弁をスイッチング制御する出
力段が知られている。これは、誘導性の負荷を励磁する
電流を定格電流に達した後スイッチングして制御し励磁
状態を保持する効果を目的としている。このいわゆる保
持電流状態では、噴射弁に流れる電流が所定の最小電流
に減少すると、制御スイッチがオンにされ、また所定の
最大電流に増大すると、オフされ、このオンオフが繰り
返されて保持電流が維持される。このように噴射弁に流
れる電流がオンオフされて保持電流状態になることを噴
射弁がスイッチング制御されるという。この利点は、単
独の電圧源で駆動でき、半導体スイッチとして構成され
た制御スイッチを純粋にスイッチング領域で駆動できる
ことである。しかし、噴射弁の場合、スイッチング制御
される出力段に関連して次のような問題がある。すなわ
ち、噴射弁を遮断した場合、電流を急速に減少しなけれ
ばならず、一方保持電流駆動時の保持電流は緩慢に減少
させなければならない。これを実現するために、電磁弁
への給電をスイッチングさせる第１の半導体スイッチを
設けると共に、第２の半導体スイッチにより第１の半導
体スイッチを時間的に遮断した場合保持電流駆動におい
て電流をダイオードを介して流すようにしている。電磁
弁の電流を完全に遮断するときには、両半導体スイッチ
を遮断し、ツェナーダイオードを介して電流を急速に減
少させている。
力段が知られている。これは、誘導性の負荷を励磁する
電流を定格電流に達した後スイッチングして制御し励磁
状態を保持する効果を目的としている。このいわゆる保
持電流状態では、噴射弁に流れる電流が所定の最小電流
に減少すると、制御スイッチがオンにされ、また所定の
最大電流に増大すると、オフされ、このオンオフが繰り
返されて保持電流が維持される。このように噴射弁に流
れる電流がオンオフされて保持電流状態になることを噴
射弁がスイッチング制御されるという。この利点は、単
独の電圧源で駆動でき、半導体スイッチとして構成され
た制御スイッチを純粋にスイッチング領域で駆動できる
ことである。しかし、噴射弁の場合、スイッチング制御
される出力段に関連して次のような問題がある。すなわ
ち、噴射弁を遮断した場合、電流を急速に減少しなけれ
ばならず、一方保持電流駆動時の保持電流は緩慢に減少
させなければならない。これを実現するために、電磁弁
への給電をスイッチングさせる第１の半導体スイッチを
設けると共に、第２の半導体スイッチにより第１の半導
体スイッチを時間的に遮断した場合保持電流駆動におい
て電流をダイオードを介して流すようにしている。電磁
弁の電流を完全に遮断するときには、両半導体スイッチ
を遮断し、ツェナーダイオードを介して電流を急速に減
少させている。
［発明が解決しようとする課題］ ガソリン噴射では、特に冷間始動を良好にするために
吸気管の燃料の状態が重要になる。ノズルあるいは間隙
から燃料を噴出させる場合は高圧で間隙が狭い場合全て
の要件に必ずしも対応するものではない。この理由によ
り流出する燃料を超音波振動により噴霧させることが提
案されている。例えば、EPーＡー0036188及び「機械市
場（Maschinenmarkt）」（1985）72、1420頁以下には、
燃料を噴霧させるのに電磁噴射弁ないし誘導性の噴射弁
の排出開口部に配置されるピエゾ超音波振動子、いわゆ
るピエゾ振動子を用いることが記載されている。この振
動により弁の排出口に流出する燃料は細かい霧状に噴霧
される。ピエゾ振動子を駆動するのに外部の高周波発振
器が用いられるが、これは装置を複雑で高価なものにし
てしまう。
吸気管の燃料の状態が重要になる。ノズルあるいは間隙
から燃料を噴出させる場合は高圧で間隙が狭い場合全て
の要件に必ずしも対応するものではない。この理由によ
り流出する燃料を超音波振動により噴霧させることが提
案されている。例えば、EPーＡー0036188及び「機械市
場（Maschinenmarkt）」（1985）72、1420頁以下には、
燃料を噴霧させるのに電磁噴射弁ないし誘導性の噴射弁
の排出開口部に配置されるピエゾ超音波振動子、いわゆ
るピエゾ振動子を用いることが記載されている。この振
動により弁の排出口に流出する燃料は細かい霧状に噴霧
される。ピエゾ振動子を駆動するのに外部の高周波発振
器が用いられるが、これは装置を複雑で高価なものにし
てしまう。
従って、本発明の課題は、簡単な手段で噴射弁から噴
出される燃料を噴霧できる内燃機関の燃料噴射装置を提
供することである。
出される燃料を噴霧できる内燃機関の燃料噴射装置を提
供することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、この課題を解決するために、半導体
スイッチを制御することによりスイッチング制御される
少なくとも一つの電磁噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴
射装置において、電磁噴射弁に燃料を噴霧する誘導性あ
るいは容量性の振動素子を設け、スイッチング制御時半
導体スイッチが開放されるごとに電気エネルギを電磁噴
射弁から振動素子に供給し発振を励起させる構成を採用
した。
スイッチを制御することによりスイッチング制御される
少なくとも一つの電磁噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴
射装置において、電磁噴射弁に燃料を噴霧する誘導性あ
るいは容量性の振動素子を設け、スイッチング制御時半
導体スイッチが開放されるごとに電気エネルギを電磁噴
射弁から振動素子に供給し発振を励起させる構成を採用
した。
［作用］ スイッチング制御される出力段と誘導性あるいは容量
性の振動子を組み合わせることにより簡単な手段で噴射
弁から噴出される燃料を噴霧できる。というのは、出力
段を噴射弁と共に振動子を振動させる発振器として利用
することができるので、更に他の発振器を必要とするこ
とがないからである。更に、保持電流駆動において噴射
弁に蓄えられたエネルギが振動子に周期的に供給され振
動子を励起するので、スイッチング制御される出力段に
更に半導体スイッチあるいはトランジスタを必要とする
ことがない。また、急速な消去は噴射弁に蓄えられたエ
ネルギを急速に振動子に移動させることにより行なわれ
る。このように保持電流駆動もまた急速な消去も損失な
く行なうことができる。また、エネルギは振動により再
び噴射弁に戻すことができる。
性の振動子を組み合わせることにより簡単な手段で噴射
弁から噴出される燃料を噴霧できる。というのは、出力
段を噴射弁と共に振動子を振動させる発振器として利用
することができるので、更に他の発振器を必要とするこ
とがないからである。更に、保持電流駆動において噴射
弁に蓄えられたエネルギが振動子に周期的に供給され振
動子を励起するので、スイッチング制御される出力段に
更に半導体スイッチあるいはトランジスタを必要とする
ことがない。また、急速な消去は噴射弁に蓄えられたエ
ネルギを急速に振動子に移動させることにより行なわれ
る。このように保持電流駆動もまた急速な消去も損失な
く行なうことができる。また、エネルギは振動により再
び噴射弁に戻すことができる。
好ましくは、噴射弁から振動子へのエネルギの供給は
半導体素子を介して行われる。この半導体素子は、最も
簡単な場合、ダイオードとして構成される。振動エネル
ギを大きくするために半導体素子として半導体スイッチ
が開放されるときに導通するような半導体素子が用いら
れる。
半導体素子を介して行われる。この半導体素子は、最も
簡単な場合、ダイオードとして構成される。振動エネル
ギを大きくするために半導体素子として半導体スイッチ
が開放されるときに導通するような半導体素子が用いら
れる。
振動発振器と用いられる出力段の簡単は回路は、次の
ような構成となる。すなわち、半導体スイッチとそれに
直列に接続された噴射弁が直流電源の両極間に接続さ
れ、半導体素子が半導体スイッチと噴射弁間で振動素子
に接続されるようにする。このように僅かな数の安価な
素子によりスイッチング制御される出力段を超音波噴霧
に結び付けることができる。
ような構成となる。すなわち、半導体スイッチとそれに
直列に接続された噴射弁が直流電源の両極間に接続さ
れ、半導体素子が半導体スイッチと噴射弁間で振動素子
に接続されるようにする。このように僅かな数の安価な
素子によりスイッチング制御される出力段を超音波噴霧
に結び付けることができる。
回路的に簡単な構成は、ピエゾ振動子として構成され
た容量性の振動素子と誘導性素子で直列回路を形成し、
この直列回路を直流電源の両極間に接続することにより
得られる。あるいはピエゾ振動子ないしピエゾセラミッ
クの代りに磁気ひずみによる振動を用いるようにしても
よい。この場合、容量性素子と直列に接続される磁気ひ
ずみ振動子が設けられる。
た容量性の振動素子と誘導性素子で直列回路を形成し、
この直列回路を直流電源の両極間に接続することにより
得られる。あるいはピエゾ振動子ないしピエゾセラミッ
クの代りに磁気ひずみによる振動を用いるようにしても
よい。この場合、容量性素子と直列に接続される磁気ひ
ずみ振動子が設けられる。
好ましくは、ピエゾ振動子として構成された容量性の
振動素子が半導体素子と噴射弁の接続された直流電源の
極との間に接続され、誘導性素子と直列に接続されバイ
アス電圧が印加されるバイアス回路がこの振動子と並列
に設けられる。これによりさらに半導体スイッチをもう
一つ設けることなく噴射弁を制御する半導体スイッチと
逆にダイオードを遮断することにより振動エネルギを高
めることができる。従って、定常状態、すなわち保持電
流駆動時において最大の交流振幅が得られ振動を励起で
きる。
振動素子が半導体素子と噴射弁の接続された直流電源の
極との間に接続され、誘導性素子と直列に接続されバイ
アス電圧が印加されるバイアス回路がこの振動子と並列
に設けられる。これによりさらに半導体スイッチをもう
一つ設けることなく噴射弁を制御する半導体スイッチと
逆にダイオードを遮断することにより振動エネルギを高
めることができる。従って、定常状態、すなわち保持電
流駆動時において最大の交流振幅が得られ振動を励起で
きる。
あるいは、これに代え、誘導性素子の代りに磁気ひず
み振動子を、またピエゾ振動子の代りに容量性素子ない
しコンデンサを用いることができる。
み振動子を、またピエゾ振動子の代りに容量性素子ない
しコンデンサを用いることができる。
好ましくは、バイアス回路はツェナーダイオードとコ
ンデンサの並列回路として構成される。簡単な実施例で
はツェナーダイオードの代りに単に抵抗としてもよい。
ンデンサの並列回路として構成される。簡単な実施例で
はツェナーダイオードの代りに単に抵抗としてもよい。
この装置の共振特性は優れているので、半導体スイッ
チの駆動を正帰還を介して共振回路に同期させることが
できる。
チの駆動を正帰還を介して共振回路に同期させることが
できる。
ピエゾ振動子の振動を噴射開始時に得るようにするた
めに、誘導性の噴射弁をオンさせる前に電流を所定の値
にすることもできる。この所定の電流は半導体スイッチ
をスイッチングすることによって得られる電流でほぼ保
持電流と同じ大きさの値（というのは噴射弁のヒステリ
シスは大きいので）あるいはそれより小さい値とするこ
とができる。
めに、誘導性の噴射弁をオンさせる前に電流を所定の値
にすることもできる。この所定の電流は半導体スイッチ
をスイッチングすることによって得られる電流でほぼ保
持電流と同じ大きさの値（というのは噴射弁のヒステリ
シスは大きいので）あるいはそれより小さい値とするこ
とができる。
本発明装置の実施例の利点は、各素子を噴射弁に収納
することができることである。その場合、他の電子部品
に至るリード線は必要とすることはない。振動子を含め
て全ての素子を電子回路として収納すると、他には一つ
のリード線が必要になるだけである。
することができることである。その場合、他の電子部品
に至るリード線は必要とすることはない。振動子を含め
て全ての素子を電子回路として収納すると、他には一つ
のリード線が必要になるだけである。
高いコストのために利点はありながらスイッチング制
御される出力段は、個別に用いられるだけであったが、
本発明実施例により素子の数並びにコストを顕著に減少
させることができ、経済的に問題なく実現することがで
きるものである。
御される出力段は、個別に用いられるだけであったが、
本発明実施例により素子の数並びにコストを顕著に減少
させることができ、経済的に問題なく実現することがで
きるものである。
［実施例］ 以下図面に示す実施例に従い本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図に図示した実施例では、電磁噴射弁、即ち誘導
性の噴射弁10が、例えばトランジスタとして構成された
制御可能な半導体スイッチ11と直列に直流電源Ｕの正の
極12とアース間に接続されている。制御回路13はその制
御入力端子に入る電流に従って半導体スイッチ11を制御
し、所定の下方の電流限界値より下回った場合は半導体
スイッチ11を閉じ、それより高い上方の電流限界値を越
えた場合は半導体スイッチ11を開放する。各電流限界値
は、上方の電流限界値に達する前に噴射弁が確実に開放
し又下方の電流限界値に電流が減少した場合もまだ噴射
弁が開放しているような値に選ばれる。
性の噴射弁10が、例えばトランジスタとして構成された
制御可能な半導体スイッチ11と直列に直流電源Ｕの正の
極12とアース間に接続されている。制御回路13はその制
御入力端子に入る電流に従って半導体スイッチ11を制御
し、所定の下方の電流限界値より下回った場合は半導体
スイッチ11を閉じ、それより高い上方の電流限界値を越
えた場合は半導体スイッチ11を開放する。各電流限界値
は、上方の電流限界値に達する前に噴射弁が確実に開放
し又下方の電流限界値に電流が減少した場合もまだ噴射
弁が開放しているような値に選ばれる。
更に、例えばコイルとして構成された誘導性素子14と
ピエゾ振動子15から成る直列回路が直流電源の正の極12
とアース間に接続されている。この場合ピエゾ振動子15
はアースに接続される。噴射弁10と半導体スイッチ11の
接続点はダイオード16を介してこの直列回路の各素子の
接続点と接続される。
ピエゾ振動子15から成る直列回路が直流電源の正の極12
とアース間に接続されている。この場合ピエゾ振動子15
はアースに接続される。噴射弁10と半導体スイッチ11の
接続点はダイオード16を介してこの直列回路の各素子の
接続点と接続される。
噴射弁10は図示されていないが内燃機関の吸気管に配
置され、一方ピエゾ振動子15は良くしられているように
噴射弁の排出開口部に配置され、流出する燃料を細かい
霧状に噴霧させる。
置され、一方ピエゾ振動子15は良くしられているように
噴射弁の排出開口部に配置され、流出する燃料を細かい
霧状に噴霧させる。
第１図に図示した実施例の動作を第３図に図示した波
形を参照して説明する。
形を参照して説明する。
制御回路13を作動させて（t ein）電圧を印加すると
半導体スイッチ11が閉じ、噴射弁10に流れる電流Ｉが上
方の電流限界値まで増大する。この電流限界値に達する
と、時点t1で半導体スイッチ11が開放する。噴射弁10か
らダイオード16を介してピエゾ振動子に電流が流れるこ
とにより、ピエゾ振動子15間の電圧Ucが急激に上昇す
る。噴射弁10のエネルギが一部ピエゾ振動子15に供給さ
れ、発振が励起させる。これにより噴射弁10に流れる電
流は減少する。噴射弁はこの時点でまだ開放している。
即ち上方の電流限界値に達する前に既に開放されている
からである。
半導体スイッチ11が閉じ、噴射弁10に流れる電流Ｉが上
方の電流限界値まで増大する。この電流限界値に達する
と、時点t1で半導体スイッチ11が開放する。噴射弁10か
らダイオード16を介してピエゾ振動子に電流が流れるこ
とにより、ピエゾ振動子15間の電圧Ucが急激に上昇す
る。噴射弁10のエネルギが一部ピエゾ振動子15に供給さ
れ、発振が励起させる。これにより噴射弁10に流れる電
流は減少する。噴射弁はこの時点でまだ開放している。
即ち上方の電流限界値に達する前に既に開放されている
からである。
時点t2で電流Ｉは下方の電流限界値に減少する。この
下方の限界値は噴射弁がまだ閉じる状態ではないが遮断
後短時間後には遮断してしまうような状態となる値に選
ばれる。従って時点t2においてこの下方の限界値に達し
た場合半導体スイッチ11は再び閉じ、電流Ｉが再び上昇
し始める。ダイオード16は遮断されピエゾ振動子15の電
圧Ucは、誘導性素子14を介して放電が行なわれるので急
激に減少する。直流電源の電圧よりかなり大きな電圧Uc
に達していた場合には損失が少ない場合時点t1とt2間で
ピエゾ振動子15に供給された全エネルギが再び誘導性素
子14を介して直流電源に戻される。電圧Ucがほぼ０の値
に達すると、ダイオード16は再び導通するので、ピエゾ
振動子15の電圧のそれ以上の減少は不可能になる。
下方の限界値は噴射弁がまだ閉じる状態ではないが遮断
後短時間後には遮断してしまうような状態となる値に選
ばれる。従って時点t2においてこの下方の限界値に達し
た場合半導体スイッチ11は再び閉じ、電流Ｉが再び上昇
し始める。ダイオード16は遮断されピエゾ振動子15の電
圧Ucは、誘導性素子14を介して放電が行なわれるので急
激に減少する。直流電源の電圧よりかなり大きな電圧Uc
に達していた場合には損失が少ない場合時点t1とt2間で
ピエゾ振動子15に供給された全エネルギが再び誘導性素
子14を介して直流電源に戻される。電圧Ucがほぼ０の値
に達すると、ダイオード16は再び導通するので、ピエゾ
振動子15の電圧のそれ以上の減少は不可能になる。
半導体スイッチ11が再び開放する時点t3から始まる第
２の振動サイクルは第１のサイクルに対応する。t aus
の時点で半導体スイッチ11は最終的に開放し、噴射弁10
を閉じさせる。電流Ｉは減少し、t4の時点で０の値とな
る。この時噴射弁10から更にエネルギが供給されるので
電圧Ucは更に急激に上昇する。電流が減少している間噴
射弁10の構造で決る所定の時点で噴射弁10が閉じ、電流
が０の値に達するとダイオード16が遮断される。それに
より電圧Ucは急激に減少しピエゾ振動子15のエネルギを
電源に戻す。t5の時点で直流電源の電圧より小さくなる
ので、電流Ｉはダイオード16を介して流れ始める。t6の
時点で電圧Ucはほぼ０あるいはやや負の値となる。とい
うのは半導体スイッチ11は一般的に負の電圧でも導通す
るからである。
２の振動サイクルは第１のサイクルに対応する。t aus
の時点で半導体スイッチ11は最終的に開放し、噴射弁10
を閉じさせる。電流Ｉは減少し、t4の時点で０の値とな
る。この時噴射弁10から更にエネルギが供給されるので
電圧Ucは更に急激に上昇する。電流が減少している間噴
射弁10の構造で決る所定の時点で噴射弁10が閉じ、電流
が０の値に達するとダイオード16が遮断される。それに
より電圧Ucは急激に減少しピエゾ振動子15のエネルギを
電源に戻す。t5の時点で直流電源の電圧より小さくなる
ので、電流Ｉはダイオード16を介して流れ始める。t6の
時点で電圧Ucはほぼ０あるいはやや負の値となる。とい
うのは半導体スイッチ11は一般的に負の電圧でも導通す
るからである。
その後ピエゾ振動子15に減衰振動が発生する。t7の時
点で電流Ｉが再び減少し、それにより電圧UcとUsは再び
上昇する。電圧Usが直流電源の電圧Ｕよりも大きくなる
と電流Ｉが再び減少する。上述した振動回路において振
動エネルギが交互に移しかえられることにより減衰する
振動が起こり、最終的に電圧UsとUcはＵの値になる。線
形性に問題となる応答パルスがあった場合でも休止時間
の間に確実に減衰するのでこのような振動は問題となら
ない。電圧Ucは常に正であり、ピエゾ振動子のピエゾセ
ラミックは減極することはない。
点で電流Ｉが再び減少し、それにより電圧UcとUsは再び
上昇する。電圧Usが直流電源の電圧Ｕよりも大きくなる
と電流Ｉが再び減少する。上述した振動回路において振
動エネルギが交互に移しかえられることにより減衰する
振動が起こり、最終的に電圧UsとUcはＵの値になる。線
形性に問題となる応答パルスがあった場合でも休止時間
の間に確実に減衰するのでこのような振動は問題となら
ない。電圧Ucは常に正であり、ピエゾ振動子のピエゾセ
ラミックは減極することはない。
他の実施例としてピエゾ振動子15と誘導性素子14を入
れ替えることができる。簡単な実施例では誘導性素子14
を省略することができる。ピエゾ振動子15を入れ替える
実施例では第３図で次のような変化が起こる。即ち電圧
Ucは直流電源の電圧Ｕにより減算されるので、電圧Ucは
交流電圧となり、ピエゾ素子を減極させてしまう危険が
ある。しかしこれに対して接続ケーブルの導体と同じ数
の導体上にパッシブな電子素子を配置することもでき
る。
れ替えることができる。簡単な実施例では誘導性素子14
を省略することができる。ピエゾ振動子15を入れ替える
実施例では第３図で次のような変化が起こる。即ち電圧
Ucは直流電源の電圧Ｕにより減算されるので、電圧Ucは
交流電圧となり、ピエゾ素子を減極させてしまう危険が
ある。しかしこれに対して接続ケーブルの導体と同じ数
の導体上にパッシブな電子素子を配置することもでき
る。
更に両実施例において誘導性素子14を磁気ひずみ振動
子として構成し超音波振動を発生させることもできる。
この場合ピエゾ振動子15の代りに容量性素子ないしコン
デンサが用いられる。
子として構成し超音波振動を発生させることもできる。
この場合ピエゾ振動子15の代りに容量性素子ないしコン
デンサが用いられる。
スイッチング制御する間ピエゾ振動子15に供給される
振動エネルギを高めるためには、半導体スイッチ11が閉
じている間電圧Ucが０の領域に保持されてしまうのを防
止しなければならない。例えば０に保持される領域はt
2,t3間の領域等である。これを防止するためにはダイオ
ード16をこの領域で遮断しなければならない。
振動エネルギを高めるためには、半導体スイッチ11が閉
じている間電圧Ucが０の領域に保持されてしまうのを防
止しなければならない。例えば０に保持される領域はt
2,t3間の領域等である。これを防止するためにはダイオ
ード16をこの領域で遮断しなければならない。
これは例えば次のようにして行なうことができる。ダ
イオード16の代り半導体スイッチ11と逆に制御される制
御可能な半導体スイッチを用いることである。それによ
り電圧Ucは負の領域でも振動できるので、次の半周期の
間に振幅が増大し、それにより振動エネルギを高めるこ
とができる。これが第３図で点線で図示されている。欠
点としては更に半導体スイッチが必要になることであ
る。第２図で他の実施例として示した回路を用いると第
２の半導体スイッチを設けることなく振動エネルギを高
めることができる。
イオード16の代り半導体スイッチ11と逆に制御される制
御可能な半導体スイッチを用いることである。それによ
り電圧Ucは負の領域でも振動できるので、次の半周期の
間に振幅が増大し、それにより振動エネルギを高めるこ
とができる。これが第３図で点線で図示されている。欠
点としては更に半導体スイッチが必要になることであ
る。第２図で他の実施例として示した回路を用いると第
２の半導体スイッチを設けることなく振動エネルギを高
めることができる。
第２図に図示した第２の実施例は第１の実施例と同様
に構成されており同じ素子ないし回路には同じ番号が付
されており、その説明は省略する。第１の実施例と異り
ピエゾ振動子15はダイオード16のカソードと直流電源の
正の極12間に接続されている。ピエゾ振動子15と並列に
誘導性素子14とバイアス回路17の直列回路が設けられ
る。このバイアス回路はツェナーダイオード18とコンデ
ンサ19から構成される。
に構成されており同じ素子ないし回路には同じ番号が付
されており、その説明は省略する。第１の実施例と異り
ピエゾ振動子15はダイオード16のカソードと直流電源の
正の極12間に接続されている。ピエゾ振動子15と並列に
誘導性素子14とバイアス回路17の直列回路が設けられ
る。このバイアス回路はツェナーダイオード18とコンデ
ンサ19から構成される。
この実施例の動作は基本的に第１の実施例と同様であ
るが、誘導性素子14は電圧Uvでバイアスされているの
で、ダイオード16は半導体スイッチ11と逆関係で遮断さ
れ、例えばt2とt3あるいはt6とt7の領域で遮断される。
これによりダイオード16の代りに他の半導体スイッチを
設けたのと同様な効果が得られる。電圧Uvは直流成分の
Ｚダイオード18における電圧降下により得られる。交流
成分はコンデンサ19により短絡される。これにより第３
図で点線で図示したような特性が得られる。噴射弁10を
スイッチング制御した状態で最大の交流電圧振幅が得ら
れるので、ピエゾ振動子15を高い振動エネルギで振動さ
せることができる。
るが、誘導性素子14は電圧Uvでバイアスされているの
で、ダイオード16は半導体スイッチ11と逆関係で遮断さ
れ、例えばt2とt3あるいはt6とt7の領域で遮断される。
これによりダイオード16の代りに他の半導体スイッチを
設けたのと同様な効果が得られる。電圧Uvは直流成分の
Ｚダイオード18における電圧降下により得られる。交流
成分はコンデンサ19により短絡される。これにより第３
図で点線で図示したような特性が得られる。噴射弁10を
スイッチング制御した状態で最大の交流電圧振幅が得ら
れるので、ピエゾ振動子15を高い振動エネルギで振動さ
せることができる。
この装置の共振特性は優れているので、半導体スイッ
チ11の駆動を正帰還を介して共振回路に同期させること
ができる。これが点線20で図示されている。
チ11の駆動を正帰還を介して共振回路に同期させること
ができる。これが点線20で図示されている。
この実施例においても磁気ひずみを用いて超音波振動
を発生させることができる。即ち誘導性素子14を磁気ひ
ずみ振動子として構成し、ピエゾ振動子15をコンデンサ
として構成する。又両種類の振動素子を用いることもで
きる。
を発生させることができる。即ち誘導性素子14を磁気ひ
ずみ振動子として構成し、ピエゾ振動子15をコンデンサ
として構成する。又両種類の振動素子を用いることもで
きる。
ピエゾ振動子15の振動を噴射開始時に得るようにする
ために、噴射弁10をオンさせる前に電流Ｉを所定の値に
することもできる。この所定の電流は半導体スイッチ11
をスイッチングすることによって得られる電流でほぼ保
持電流と同じ大きさのものにすることができる。という
のは噴射弁のヒステリシスは大きいからである。
ために、噴射弁10をオンさせる前に電流Ｉを所定の値に
することもできる。この所定の電流は半導体スイッチ11
をスイッチングすることによって得られる電流でほぼ保
持電流と同じ大きさのものにすることができる。という
のは噴射弁のヒステリシスは大きいからである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では噴射弁に燃料を噴霧
する誘導性あるいは容量性の振動素子を設け、スイッチ
ング制御時それぞれ半導体スイッチが開放した場合電気
エネルギを誘導性の噴射弁から振動素子に供給し発振を
励起させるようにしているので、スイッチング制御され
る出力段と誘導性あるいは容量性の振動子を組み合わせ
ることにより簡単な手段で噴射弁から噴出される燃料を
噴霧させることができる。
する誘導性あるいは容量性の振動素子を設け、スイッチ
ング制御時それぞれ半導体スイッチが開放した場合電気
エネルギを誘導性の噴射弁から振動素子に供給し発振を
励起させるようにしているので、スイッチング制御され
る出力段と誘導性あるいは容量性の振動子を組み合わせ
ることにより簡単な手段で噴射弁から噴出される燃料を
噴霧させることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図
は、本発明の第２の実施例を示す回路図、第３図は、動
作を説明する信号波形図である。 10……噴射弁 11……半導体スイッチ 13……制御回路 14……誘導性素子 15……ピエゾ振動子
は、本発明の第２の実施例を示す回路図、第３図は、動
作を説明する信号波形図である。 10……噴射弁 11……半導体スイッチ 13……制御回路 14……誘導性素子 15……ピエゾ振動子
Claims (14)
- 【請求項１】半導体スイッチを制御することによりスイ
ッチング制御される少なくとも一つの電磁噴射弁を備え
た内燃機関の燃料噴射装置において、 電磁噴射弁（10）に燃料を噴霧する誘導性あるいは容量
性の振動素子（15）を設け、 スイッチング制御時半導体スイッチ（11）が開放される
ごとに電気エネルギを電磁噴射弁から振動素子（15）に
供給し発振を励起させることを特徴とする内燃機関の燃
料噴射装置。 - 【請求項２】エネルギの供給を半導体素子（16）を介し
て行なうことを特徴とする請求項第１項に記載の装置。 - 【請求項３】前記半導体素子がダイオードとして構成さ
れることを特徴とする請求項第２項に記載の装置。 - 【請求項４】前記半導体素子（16）は、半導体スイッチ
（11）が開放されるときに導通する半導体素子として構
成されることを特徴とする請求項第２項または第３項に
記載の装置。 - 【請求項５】前記半導体スイッチ（11）とそれに直列に
接続された電磁噴射弁（10）が直流電源の両極間に接続
され、半導体スイッチ（11）と電磁噴射弁（10）間の接
続点が前記半導体素子（16）を介して振動素子（15）と
接続されることを特徴とする請求項第２項から第４項ま
でのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項６】ピエゾ振動子として構成された容量性の振
動素子（15）が半導体素子（16）と直流電源の一方の極
の間に接続されることを特徴とする請求項第５項に記載
の装置。 - 【請求項７】容量性の振動素子（15）と誘導性素子（1
4）を直列にして直流電源の両極間に接続することを特
徴とする請求項第６項に記載の装置。 - 【請求項８】磁気ひずみ振動子として構成された誘導性
の振動素子と容量性の素子を直列にして直流電源の両極
間に接続することを特徴とする請求項第５項に記載の装
置。 - 【請求項９】ピエゾ振動子として構成された容量性の振
動素子（15）を、半導体素子（16）と電磁噴射弁（10）
が接続される側の直流電源の極の間に接続し、また振動
素子（15）に並列にバイアス回路を接続し、該バイアス
回路と直列に誘導性素子（14）を接続し、このバイアス
回路により誘導性素子（14）にバイアス電圧を印加する
ことを特徴とする請求項第５項に記載の装置。 - 【請求項１０】磁気ひずみ振動子として構成された容量
性の振動素子とこの磁気ひずみ振動子にバイアス電圧を
印加させるバイアス回路（17）の直列回路が、半導体素
子（16）と電磁噴射弁（10）が接続される側の直流電源
の極と間に接続され、この直列回路と並列に容量性素子
が接続されることを特徴とする請求項第５項に記載の装
置。 - 【請求項１１】バイアス回路（17）がツェナーダイオー
ド（18）とコンデンサ（19）の並列回路として構成され
ることを特徴とする請求項第９項または第10項に記載の
装置。 - 【請求項１２】バイアス回路（17）が抵抗とコンデンサ
の並列回路として構成されることを特徴とする請求項第
９項または第10項に記載の装置。 - 【請求項１３】半導体スイッチ（11）が振動素子（15）
から正帰還されることを特徴とする請求項第９項から第
12項までのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１４】噴射開始前にほぼ保持電流に等しいかそ
れより小さい電流を電磁噴射弁に供給することを特徴と
する請求項第１項から第13項までのいずれか１項に記載
の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3939547.2 | 1989-11-30 | ||
| DE3939547A DE3939547C2 (de) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung in Brennkraftmaschine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179161A JPH03179161A (ja) | 1991-08-05 |
| JP2915990B2 true JP2915990B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=6394472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2318173A Expired - Fee Related JP2915990B2 (ja) | 1989-11-30 | 1990-11-26 | 内燃機関の燃料噴射装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5040514A (ja) |
| JP (1) | JP2915990B2 (ja) |
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Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4413240A1 (de) * | 1994-04-16 | 1995-10-19 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers |
| EP0847063B1 (en) * | 1996-11-29 | 2002-06-05 | Denso Corporation | Solenoid valve driving device |
| US6836056B2 (en) | 2000-02-04 | 2004-12-28 | Viking Technologies, L.C. | Linear motor having piezo actuators |
| US6437226B2 (en) | 2000-03-07 | 2002-08-20 | Viking Technologies, Inc. | Method and system for automatically tuning a stringed instrument |
| US6717332B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-04-06 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus having a support structure and actuator |
| US6548938B2 (en) | 2000-04-18 | 2003-04-15 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator |
| US6759790B1 (en) | 2001-01-29 | 2004-07-06 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation |
| US6879087B2 (en) | 2002-02-06 | 2005-04-12 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus for moving a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation |
| CA2488481C (en) * | 2002-06-21 | 2011-09-06 | Viking Technologies, L.C. | Uni-body piezoelectric motor |
| FR2879257B1 (fr) * | 2004-12-14 | 2007-03-09 | Renault Sas | Dispositif de commande electronique pour actionneurs piezo-electriques ultrasonores |
| DE102012219974A1 (de) * | 2012-10-31 | 2014-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Aktor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3009717A1 (de) * | 1980-03-13 | 1981-09-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur kraftstoff-zerstaeubung in einem verbrennungsmotor |
| US4511945A (en) * | 1983-12-27 | 1985-04-16 | Ford Motor Company | Solenoid switching driver with fast current decay from initial peak current |
| DE3515039A1 (de) * | 1985-04-25 | 1986-10-30 | Klöckner, Wolfgang, Dr., 8033 Krailling | Verfahren und schaltung zum betreiben eines gaswechselventils |
| DE3517490A1 (de) * | 1985-05-15 | 1986-11-20 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Schutzeinrichtung fuer einen elektromagnetischen verbraucher |
| US4688536A (en) * | 1985-06-28 | 1987-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Drive circuit for an electrostrictive actuator in a fuel injection valve |
| DE3702680A1 (de) * | 1986-02-18 | 1987-10-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und schaltung zur ansteuerung von elektromagnetischen verbrauchern |
| JPS63230957A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | 液体微粒化装置 |
| DE3741765A1 (de) * | 1987-12-10 | 1989-06-22 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | Stromregler |
| IT1223872B (it) * | 1988-10-27 | 1990-09-29 | Marelli Autronica | Circuito per il pilotaggio di un carico induttivo in particolare per il comando degli elettroiniettori di un motore a ciclo diesel |
-
1989
- 1989-11-30 DE DE3939547A patent/DE3939547C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2318173A patent/JP2915990B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-30 US US07/619,961 patent/US5040514A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3939547A1 (de) | 1991-06-06 |
| DE3939547C2 (de) | 1999-07-01 |
| US5040514A (en) | 1991-08-20 |
| JPH03179161A (ja) | 1991-08-05 |
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