JP3106041B2 - ピエゾアクチュエータの駆動装置 - Google Patents
ピエゾアクチュエータの駆動装置Info
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- JP3106041B2 JP3106041B2 JP05230165A JP23016593A JP3106041B2 JP 3106041 B2 JP3106041 B2 JP 3106041B2 JP 05230165 A JP05230165 A JP 05230165A JP 23016593 A JP23016593 A JP 23016593A JP 3106041 B2 JP3106041 B2 JP 3106041B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ピエゾアクチュエータ
に電荷を充放電して、ピエゾアクチュエータを伸縮させ
るピエゾアクチュエータの駆動装置に関する。
に電荷を充放電して、ピエゾアクチュエータを伸縮させ
るピエゾアクチュエータの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、内燃機関の燃料噴射装置にピ
エゾアクチュエータを設け、ピエゾアクチュエータの伸
縮により燃料噴射装置からの燃料噴射のタイミングや燃
料噴射量を制御する燃料噴射制御装置が知られている。
そしてこうした燃料噴射制御装置には、ピエゾアクチュ
エータを速やかに伸縮させるために、換言すれば燃料噴
射制御を高精度に実行するために、例えば図４に示す如
く構成された駆動装置が備えられている。
エゾアクチュエータを設け、ピエゾアクチュエータの伸
縮により燃料噴射装置からの燃料噴射のタイミングや燃
料噴射量を制御する燃料噴射制御装置が知られている。
そしてこうした燃料噴射制御装置には、ピエゾアクチュ
エータを速やかに伸縮させるために、換言すれば燃料噴
射制御を高精度に実行するために、例えば図４に示す如
く構成された駆動装置が備えられている。
【０００３】即ち、こうした燃料噴射制御装置には、ピ
エゾアクチュエータの駆動装置として、例えば図４に示
す如く、フライバックトランスＦＴ０及びパワートラン
ジスタＴＲ０からなり、パワートランジスタＴＲ０のオ
ン時に、バッテリ電圧ＶB によりフライバックトランス
ＦＴ０の一次巻線を通電して、フライバックトランスＦ
Ｔ０の二次巻線に電磁エネルギを蓄え、パワートランジ
スタＴＲ０のターンオフ時に、その蓄えられた電磁エネ
ルギにより、フライバックトランスＦＴ０の二次巻線に
ピエゾアクチュエータＰＡ０充電用の高電圧を発生する
高電圧発生源５０と、フライバックトランスＦＴ０の二
次巻線に生じた高電圧を充電用ダイオードＤ０１を介し
てピエゾアクチュエータＰＡ０に印加することにより、
ピエゾアクチュエータＰＡ０を高速に充電して、ピエゾ
アクチュエータＰＡ０を高速に伸長（又は収縮）させる
充電用スイッチング素子ＳＷ０１と、充電によってピエ
ゾアクチュエータＰＡ０に蓄えられた電荷を放電用ダイ
オードＤ０２及び放電用コイルＬ０を介して放電させる
ことにより、ピエゾアクチュエータＰＡ０を速やかに収
縮（又は伸長）させる放電用スイッチング素子ＳＷ０２
と、パワートランジスタＴＲ０，スイッチング素子ＳＷ
０１及びＳＷ０２のオン・オフタイミングを制御して、
ピエゾアクチュエータの伸縮タイミング及びその伸縮量
を制御する制御回路５２と、から構成された駆動装置が
備えられている。
エゾアクチュエータの駆動装置として、例えば図４に示
す如く、フライバックトランスＦＴ０及びパワートラン
ジスタＴＲ０からなり、パワートランジスタＴＲ０のオ
ン時に、バッテリ電圧ＶB によりフライバックトランス
ＦＴ０の一次巻線を通電して、フライバックトランスＦ
Ｔ０の二次巻線に電磁エネルギを蓄え、パワートランジ
スタＴＲ０のターンオフ時に、その蓄えられた電磁エネ
ルギにより、フライバックトランスＦＴ０の二次巻線に
ピエゾアクチュエータＰＡ０充電用の高電圧を発生する
高電圧発生源５０と、フライバックトランスＦＴ０の二
次巻線に生じた高電圧を充電用ダイオードＤ０１を介し
てピエゾアクチュエータＰＡ０に印加することにより、
ピエゾアクチュエータＰＡ０を高速に充電して、ピエゾ
アクチュエータＰＡ０を高速に伸長（又は収縮）させる
充電用スイッチング素子ＳＷ０１と、充電によってピエ
ゾアクチュエータＰＡ０に蓄えられた電荷を放電用ダイ
オードＤ０２及び放電用コイルＬ０を介して放電させる
ことにより、ピエゾアクチュエータＰＡ０を速やかに収
縮（又は伸長）させる放電用スイッチング素子ＳＷ０２
と、パワートランジスタＴＲ０，スイッチング素子ＳＷ
０１及びＳＷ０２のオン・オフタイミングを制御して、
ピエゾアクチュエータの伸縮タイミング及びその伸縮量
を制御する制御回路５２と、から構成された駆動装置が
備えられている。
【０００４】なお、充電用ダイオードＤ０１及び放電用
ダイオードＤ０２は、ピエゾアクチュエータＰＡ０の充
電方向或は放電方向にのみ電流を流し、逆方向に電流が
流れるのを防止するためのものである。
ダイオードＤ０２は、ピエゾアクチュエータＰＡ０の充
電方向或は放電方向にのみ電流を流し、逆方向に電流が
流れるのを防止するためのものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来のピエゾアクチュエータの駆動装置においては、充電
用スイッチング素子ＳＷ０１を、高電圧発生源５０の正
電圧側端子（＋）とピエゾアクチュエータＰＡ０との間
の充電電流経路に設け、所謂ハイサイドスイッチとして
使用していたため、このスイッチング素子ＳＷ０１に大
電流が流れることとなり、充電用スイッチング素子ＳＷ
０１に高耐圧・大電流許容の高価なスイッチング素子を
用いなければならないといった問題があった。
来のピエゾアクチュエータの駆動装置においては、充電
用スイッチング素子ＳＷ０１を、高電圧発生源５０の正
電圧側端子（＋）とピエゾアクチュエータＰＡ０との間
の充電電流経路に設け、所謂ハイサイドスイッチとして
使用していたため、このスイッチング素子ＳＷ０１に大
電流が流れることとなり、充電用スイッチング素子ＳＷ
０１に高耐圧・大電流許容の高価なスイッチング素子を
用いなければならないといった問題があった。
【０００６】一方、こうした問題は、例えば図４の駆動
装置から充電用スイッチング素子ＳＷ０１を取り除き、
ピエゾアクチュエータＰＡ０への充電をパワートランジ
スタＴＲ０のオン・オフのみによって制御するようにす
るか、或は、充電用スイッチング素子ＳＷ０１を高電圧
発生源５０の負電圧側端子（−）とピエゾアクチュエー
タＰＡ０との間に設けて所謂ローサイドスイッチとして
使用するようにすれば解決できる。
装置から充電用スイッチング素子ＳＷ０１を取り除き、
ピエゾアクチュエータＰＡ０への充電をパワートランジ
スタＴＲ０のオン・オフのみによって制御するようにす
るか、或は、充電用スイッチング素子ＳＷ０１を高電圧
発生源５０の負電圧側端子（−）とピエゾアクチュエー
タＰＡ０との間に設けて所謂ローサイドスイッチとして
使用するようにすれば解決できる。
【０００７】しかしながら、このような対策では、放電
用スイッチング素子ＳＷ０２をオンしてピエゾアクチュ
エータＰＡ０に蓄えられた電荷を放電させる際に、ピエ
ゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧が零になった時点
で、フライバックトランスＦＴ０の二次巻線及び充電用
ダイオードＤ０１を介してピエゾアクチュエータＰＡ０
に電流が流れ込むようになり、ピエゾアクチュエータＰ
Ａ０の両端電圧を充電時とは異なる負の電圧（以下単に
「負電圧」という）にすることができなくなるといった
問題がある。
用スイッチング素子ＳＷ０２をオンしてピエゾアクチュ
エータＰＡ０に蓄えられた電荷を放電させる際に、ピエ
ゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧が零になった時点
で、フライバックトランスＦＴ０の二次巻線及び充電用
ダイオードＤ０１を介してピエゾアクチュエータＰＡ０
に電流が流れ込むようになり、ピエゾアクチュエータＰ
Ａ０の両端電圧を充電時とは異なる負の電圧（以下単に
「負電圧」という）にすることができなくなるといった
問題がある。
【０００８】すなわち、図４に示す従来の駆動装置にお
いて、放電用スイッチング素子ＳＷ０２をオンしてピエ
ゾアクチュエータＰＡ０を放電させる場合、ピエゾアク
チュエータＰＡ０の両端電圧が零になっても、放電用ス
イッチング素子ＳＷ０２がオン状態であれば、放電用コ
イルＬ０は、放電電流の通電によって蓄積した電磁エネ
ルギによって更に放電電流を流そうとし、この結果、ピ
エゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧が負電圧になる。
従って、上記従来の駆動装置によれば、放電用スイッチ
ング素子ＳＷ０２のオン時間を調整することにより、ピ
エゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧を、充電による正
電圧から負電圧に大きく変化させることができ、ピエゾ
アクチュエータＰＡ０の伸縮量を大きくすることができ
る。しかし、高電圧発生源５０の正極側端子とピエゾア
クチュエータＰＡ０との間の充電電流経路から充電用ス
イッチング素子ＳＷ０１を取り除くと、上記のように放
電時にピエゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧を負にす
ることができなくなるため、図４に示した従来の駆動装
置と同様にピエゾアクチュエータを伸縮させるには、ピ
エゾアクチュエータＰＡ０の充電エネルギを増加しなけ
ればならなくなってしまうのである。
いて、放電用スイッチング素子ＳＷ０２をオンしてピエ
ゾアクチュエータＰＡ０を放電させる場合、ピエゾアク
チュエータＰＡ０の両端電圧が零になっても、放電用ス
イッチング素子ＳＷ０２がオン状態であれば、放電用コ
イルＬ０は、放電電流の通電によって蓄積した電磁エネ
ルギによって更に放電電流を流そうとし、この結果、ピ
エゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧が負電圧になる。
従って、上記従来の駆動装置によれば、放電用スイッチ
ング素子ＳＷ０２のオン時間を調整することにより、ピ
エゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧を、充電による正
電圧から負電圧に大きく変化させることができ、ピエゾ
アクチュエータＰＡ０の伸縮量を大きくすることができ
る。しかし、高電圧発生源５０の正極側端子とピエゾア
クチュエータＰＡ０との間の充電電流経路から充電用ス
イッチング素子ＳＷ０１を取り除くと、上記のように放
電時にピエゾアクチュエータＰＡ０の両端電圧を負にす
ることができなくなるため、図４に示した従来の駆動装
置と同様にピエゾアクチュエータを伸縮させるには、ピ
エゾアクチュエータＰＡ０の充電エネルギを増加しなけ
ればならなくなってしまうのである。
【０００９】また上記前者のように、単に、高電圧発生
源５０の正電圧側端子とピエゾアクチュエータＰＡ０と
の間の充電電流経路から充電用スイッチング素子ＳＷ０
１を取り除いた場合には、ピエゾアクチュエータＰＡ０
への充電はパワートランジスタＴＲ０のオン・オフタイ
ミングでしか制御することができないため、例えばピエ
ゾアクチュエータを動力源とする燃料噴射弁を多数備え
た多気筒内燃機関のように、多数のピエゾアクチュエー
タを駆動するような場合にも、各ピエゾアクチュエータ
毎に高電圧発生源を設けなければならず、複数のピエゾ
アクチュエータにおいて高電圧発生源を共用することが
できないといった問題もある。
源５０の正電圧側端子とピエゾアクチュエータＰＡ０と
の間の充電電流経路から充電用スイッチング素子ＳＷ０
１を取り除いた場合には、ピエゾアクチュエータＰＡ０
への充電はパワートランジスタＴＲ０のオン・オフタイ
ミングでしか制御することができないため、例えばピエ
ゾアクチュエータを動力源とする燃料噴射弁を多数備え
た多気筒内燃機関のように、多数のピエゾアクチュエー
タを駆動するような場合にも、各ピエゾアクチュエータ
毎に高電圧発生源を設けなければならず、複数のピエゾ
アクチュエータにおいて高電圧発生源を共用することが
できないといった問題もある。
【００１０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、上記のように高耐圧・大電流許容の高価なハイサ
イドスイッチを使用することなくピエゾアクチュエータ
放電時にピエゾアクチュエータの両端電圧を充電時とは
異なる負電圧にすることができ、しかも、複数のピエゾ
アクチュエータを異なるタイミングで駆動するような場
合には、高電圧発生源を複数のピエゾアクチュエータに
て共用することのできるピエゾアクチュエータの駆動装
置を提供することを目的としている。
ので、上記のように高耐圧・大電流許容の高価なハイサ
イドスイッチを使用することなくピエゾアクチュエータ
放電時にピエゾアクチュエータの両端電圧を充電時とは
異なる負電圧にすることができ、しかも、複数のピエゾ
アクチュエータを異なるタイミングで駆動するような場
合には、高電圧発生源を複数のピエゾアクチュエータに
て共用することのできるピエゾアクチュエータの駆動装
置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた本発明のピエゾアクチュエータの駆動装置
は、図１に例示する如く、電荷の充放電によって伸縮す
るピエゾアクチュエータの駆動装置であって、電源電圧
を昇圧して一対の端子間に上記ピエゾアクチュエータ充
電用の高電圧を発生する高電圧発生源と、上記ピエゾア
クチュエータの放電時に放電電流を流すための放電用コ
イルと、上記高電圧発生源の正電圧側端子と上記ピエゾ
アクチュエータの一端との間に設けられ、上記高電圧発
生源から上記ピエゾアクチュエータ方向に充電電流を流
し、逆方向の電流の流れを防止する充電用ダイオード
と、上記ピエゾアクチュエータの他端と放電用コイルの
一端との間に設けられ、上記放電用コイル側から上記ピ
エゾアクチュエータ方向に放電電流を流し、逆方向の電
流の流れを防止する放電用ダイオードと、上記ピエゾア
クチュエータと上記放電用ダイオードとの接続点を上記
高電圧発生源の負電圧側端子に接続して、上記充電電流
の経路を形成する充電用スイッチング素子と、上記ピエ
ゾアクチュエータと上記充電用ダイオードとの接続点を
上記放電用コイルの他端に接続して、上記放電電流の経
路を形成する放電用スイッチング素子と、上記ピエゾア
クチュエータの充電時に、上記高電圧発生源から高電圧
を発生させると共に、上記充電用スイッチング素子を所
定期間導通させ、上記ピエゾアクチュエータの放電時
に、上記放電用スイッチング素子を所定期間導通させる
制御手段と、を備えたことを特徴としている。
めになされた本発明のピエゾアクチュエータの駆動装置
は、図１に例示する如く、電荷の充放電によって伸縮す
るピエゾアクチュエータの駆動装置であって、電源電圧
を昇圧して一対の端子間に上記ピエゾアクチュエータ充
電用の高電圧を発生する高電圧発生源と、上記ピエゾア
クチュエータの放電時に放電電流を流すための放電用コ
イルと、上記高電圧発生源の正電圧側端子と上記ピエゾ
アクチュエータの一端との間に設けられ、上記高電圧発
生源から上記ピエゾアクチュエータ方向に充電電流を流
し、逆方向の電流の流れを防止する充電用ダイオード
と、上記ピエゾアクチュエータの他端と放電用コイルの
一端との間に設けられ、上記放電用コイル側から上記ピ
エゾアクチュエータ方向に放電電流を流し、逆方向の電
流の流れを防止する放電用ダイオードと、上記ピエゾア
クチュエータと上記放電用ダイオードとの接続点を上記
高電圧発生源の負電圧側端子に接続して、上記充電電流
の経路を形成する充電用スイッチング素子と、上記ピエ
ゾアクチュエータと上記充電用ダイオードとの接続点を
上記放電用コイルの他端に接続して、上記放電電流の経
路を形成する放電用スイッチング素子と、上記ピエゾア
クチュエータの充電時に、上記高電圧発生源から高電圧
を発生させると共に、上記充電用スイッチング素子を所
定期間導通させ、上記ピエゾアクチュエータの放電時
に、上記放電用スイッチング素子を所定期間導通させる
制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
【作用及び発明の効果】このように構成された本発明の
ピエゾアクチュエータの駆動装置においては、まずピエ
ゾアクチュエータを充電して伸長（又は収縮）させる際
には、制御手段が、高電圧発生源から高電圧を発生させ
ると共に、充電用スイッチング素子を所定期間導通させ
る。すると、図１に点線で示す如く、高電圧発生源→充
電用ダイオード→ピエゾアクチュエータ→充電用スイッ
チング素子→高電圧発生源というように、充電電流の経
路が形成される。この結果、ピエゾアクチュエータに
は、高電圧発生源から出力される高電圧により電荷が蓄
積されて、ピエゾアクチュエータは伸長（又は収縮）す
る。また、この充電電荷量は、高電圧発生源が発生する
高電圧と、充電用スイッチング素子の導通期間とにより
決定されるため、充電後のピエゾアクチュエータの長さ
は、これら各値を調整することにより所望量に設定でき
る。
ピエゾアクチュエータの駆動装置においては、まずピエ
ゾアクチュエータを充電して伸長（又は収縮）させる際
には、制御手段が、高電圧発生源から高電圧を発生させ
ると共に、充電用スイッチング素子を所定期間導通させ
る。すると、図１に点線で示す如く、高電圧発生源→充
電用ダイオード→ピエゾアクチュエータ→充電用スイッ
チング素子→高電圧発生源というように、充電電流の経
路が形成される。この結果、ピエゾアクチュエータに
は、高電圧発生源から出力される高電圧により電荷が蓄
積されて、ピエゾアクチュエータは伸長（又は収縮）す
る。また、この充電電荷量は、高電圧発生源が発生する
高電圧と、充電用スイッチング素子の導通期間とにより
決定されるため、充電後のピエゾアクチュエータの長さ
は、これら各値を調整することにより所望量に設定でき
る。
【００１３】一方、このようにピエゾアクチュエータに
充電された電荷を放電して収縮（又は伸長）させる際に
は、制御手段が、放電用スイッチを所定期間導通させ
る。すると、図１に一点鎖線で示す如く、ピエゾアクチ
ュエータ→放電用スイッチング素子→放電用コイル→放
電用ダイオード→ピエゾアクチュエータというように、
放電電流の経路が形成される。この結果、ピエゾアクチ
ュエータに蓄積された電荷は、放電用コイルを介して放
電され、ピエゾアクチュエータは収縮（又は伸長す
る）。
充電された電荷を放電して収縮（又は伸長）させる際に
は、制御手段が、放電用スイッチを所定期間導通させ
る。すると、図１に一点鎖線で示す如く、ピエゾアクチ
ュエータ→放電用スイッチング素子→放電用コイル→放
電用ダイオード→ピエゾアクチュエータというように、
放電電流の経路が形成される。この結果、ピエゾアクチ
ュエータに蓄積された電荷は、放電用コイルを介して放
電され、ピエゾアクチュエータは収縮（又は伸長す
る）。
【００１４】また、この放電時には、放電用コイルに電
磁エネルギが蓄積されるため、この電磁エネルギによっ
て、ピエゾアクチュエータの両端電圧が零になっても放
電電流が流れ続ける。このため、放電によりピエゾアク
チュエータの両端電圧を負電圧にすることができ、放電
後のピエゾアクチュエータの長さは、放電用スイッチン
グ素子の導通期間によって所望量に設定できる。
磁エネルギが蓄積されるため、この電磁エネルギによっ
て、ピエゾアクチュエータの両端電圧が零になっても放
電電流が流れ続ける。このため、放電によりピエゾアク
チュエータの両端電圧を負電圧にすることができ、放電
後のピエゾアクチュエータの長さは、放電用スイッチン
グ素子の導通期間によって所望量に設定できる。
【００１５】このように、本発明のピエゾアクチュエー
タの駆動装置によれば、従来のように高電圧発生源の正
電圧側端子とピエゾアクチュエータとの間の充電電流経
路にスイッチング素子を設けることなく、換言すれば高
耐圧・大電流許容の高価なハイサイドスイッチを使用す
ることなく、ピエゾアクチュエータの両端電圧を正電圧
から負電圧に大きく変化させることができる。
タの駆動装置によれば、従来のように高電圧発生源の正
電圧側端子とピエゾアクチュエータとの間の充電電流経
路にスイッチング素子を設けることなく、換言すれば高
耐圧・大電流許容の高価なハイサイドスイッチを使用す
ることなく、ピエゾアクチュエータの両端電圧を正電圧
から負電圧に大きく変化させることができる。
【００１６】またピエゾアクチュエータの充電は、充電
用スイッチング素子によって制御でき、高電圧発生源は
その充電時に充電用の高電圧を発生すればよいため、伸
縮タイミングの異なるピエゾアクチュエータに対しては
高電圧発生源を共用することもできる。
用スイッチング素子によって制御でき、高電圧発生源は
その充電時に充電用の高電圧を発生すればよいため、伸
縮タイミングの異なるピエゾアクチュエータに対しては
高電圧発生源を共用することもできる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図２は本発明が適用された実施例のピエゾアク
チュエータ駆動装置全体の構成を表わす電気回路図であ
る。
る。まず図２は本発明が適用された実施例のピエゾアク
チュエータ駆動装置全体の構成を表わす電気回路図であ
る。
【００１８】なお、本実施例のピエゾアクチュエータ駆
動装置は、４気筒４サイクル内燃機関の各気筒＃１〜＃
４に設けられた燃料噴射弁に内蔵され、自己の伸縮によ
り燃料噴射を実行させるピエゾアクチュエータを各々駆
動するためのものであり、内燃機関の運転状態に応じて
各気筒＃１〜＃４への燃料噴射量を演算して各気筒＃１
〜＃４毎に燃料噴射量及び噴射タイミングを制御する電
子制御装置（以下単にＥＣＵという）１４からの出力信
号を受けて動作する。
動装置は、４気筒４サイクル内燃機関の各気筒＃１〜＃
４に設けられた燃料噴射弁に内蔵され、自己の伸縮によ
り燃料噴射を実行させるピエゾアクチュエータを各々駆
動するためのものであり、内燃機関の運転状態に応じて
各気筒＃１〜＃４への燃料噴射量を演算して各気筒＃１
〜＃４毎に燃料噴射量及び噴射タイミングを制御する電
子制御装置（以下単にＥＣＵという）１４からの出力信
号を受けて動作する。
【００１９】図２に示す如く、本実施例のピエゾアクチ
ュエータ駆動装置１０は、内燃機関各気筒＃１〜＃４の
燃料噴射弁に設けられた４つのピエゾアクチュエータＰ
Ａー1，ＰＡ-2，ＰＡ-3，ＰＡ-4を各々伸縮させるための
４つの駆動回路２０ー1，２０-2，２０-3，２０-4を備え
ている。
ュエータ駆動装置１０は、内燃機関各気筒＃１〜＃４の
燃料噴射弁に設けられた４つのピエゾアクチュエータＰ
Ａー1，ＰＡ-2，ＰＡ-3，ＰＡ-4を各々伸縮させるための
４つの駆動回路２０ー1，２０-2，２０-3，２０-4を備え
ている。
【００２０】またこれら４つの駆動回路２０ーn（ｎ：１
〜４）の内、第１及び第４気筒＃１，＃４のピエゾアク
チュエータＰＡ-1，ＰＡ-4の駆動回路２０-1，２０-4
と、第３及び第２気筒＃３，＃２のピエゾアクチュエー
タＰＡ-3，ＰＡ-2の駆動回路２０-3，２０-2とには、夫
々、高電圧発生源２２ａ，２２ｂと、一端が接地された
放電用コイルＬａ，Ｌｂとが設けられており、駆動回路
２０-1，２０-4は、高電圧発生源２２ａ及び放電用コイ
ルＬａを共用し、駆動回路２０-3，２０-2は、高電圧発
生源２２ｂ及び放電用コイルＬｂを共用するようにされ
ている。
〜４）の内、第１及び第４気筒＃１，＃４のピエゾアク
チュエータＰＡ-1，ＰＡ-4の駆動回路２０-1，２０-4
と、第３及び第２気筒＃３，＃２のピエゾアクチュエー
タＰＡ-3，ＰＡ-2の駆動回路２０-3，２０-2とには、夫
々、高電圧発生源２２ａ，２２ｂと、一端が接地された
放電用コイルＬａ，Ｌｂとが設けられており、駆動回路
２０-1，２０-4は、高電圧発生源２２ａ及び放電用コイ
ルＬａを共用し、駆動回路２０-3，２０-2は、高電圧発
生源２２ｂ及び放電用コイルＬｂを共用するようにされ
ている。
【００２１】なお、これは、４気筒４サイクル内燃機関
では、各気筒＃１〜＃４の吸気行程がクランク角１８０
度毎に第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で
変化するため、燃料噴射もこれに併せて実行すればよ
く、この場合には、第１気筒＃１と第４気筒＃４の燃料
噴射期間、及び第３気筒＃３と第２気筒＃２の燃料噴射
期間は、オーバーラップすることがないためである。つ
まり本実施例では、燃料噴射期間がオーバーラップする
ことがなく、従ってピエゾアクチュエータの充放電も重
複して実行する必要のない、第１及び第４気筒＃１，＃
４用の駆動回路２０-1，２０-4と、第３及び第２気筒＃
３，＃２用の駆動回路２０-3，２０-2とに、充電用の高
電圧発生源２２ａ，２２ｂ及び放電用コイルＬａ，Ｌｂ
を夫々１個ずつ設け、これを共用させることにより、装
置構成を簡素化しているのである。
では、各気筒＃１〜＃４の吸気行程がクランク角１８０
度毎に第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で
変化するため、燃料噴射もこれに併せて実行すればよ
く、この場合には、第１気筒＃１と第４気筒＃４の燃料
噴射期間、及び第３気筒＃３と第２気筒＃２の燃料噴射
期間は、オーバーラップすることがないためである。つ
まり本実施例では、燃料噴射期間がオーバーラップする
ことがなく、従ってピエゾアクチュエータの充放電も重
複して実行する必要のない、第１及び第４気筒＃１，＃
４用の駆動回路２０-1，２０-4と、第３及び第２気筒＃
３，＃２用の駆動回路２０-3，２０-2とに、充電用の高
電圧発生源２２ａ，２２ｂ及び放電用コイルＬａ，Ｌｂ
を夫々１個ずつ設け、これを共用させることにより、装
置構成を簡素化しているのである。
【００２２】ここでまず、上記各高電圧発生源２２ａ及
び２２ｂは、夫々、フライバックトランスＦＴａ，ＦＴ
ｂと、パワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂとからなり、
パワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂのオン時に、バッテ
リ１２からの電源供給を受けてフライバックトランスＦ
Ｔａ，ＦＴｂの一次巻線を通電することにより、フライ
バックトランスＦＴａ，ＦＴｂの二次巻線に電磁エネル
ギを蓄え、パワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂのターン
オフ時に、その蓄えられた電磁エネルギにより、フライ
バックトランスＦＴａ，ＦＴｂの二次巻線の両端にピエ
ゾアクチュエータ充電用の高電圧を発生する周知のもの
である。なお、フライバックトランスＦＴａ及びＦＴｂ
の二次巻線は、一端が接地されており、上記パワートラ
ンジスタＴＲａ，ＴＲｂのターンオフ時には、接地され
ていない他端に正の高電圧が発生するようにされてい
る。
び２２ｂは、夫々、フライバックトランスＦＴａ，ＦＴ
ｂと、パワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂとからなり、
パワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂのオン時に、バッテ
リ１２からの電源供給を受けてフライバックトランスＦ
Ｔａ，ＦＴｂの一次巻線を通電することにより、フライ
バックトランスＦＴａ，ＦＴｂの二次巻線に電磁エネル
ギを蓄え、パワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂのターン
オフ時に、その蓄えられた電磁エネルギにより、フライ
バックトランスＦＴａ，ＦＴｂの二次巻線の両端にピエ
ゾアクチュエータ充電用の高電圧を発生する周知のもの
である。なお、フライバックトランスＦＴａ及びＦＴｂ
の二次巻線は、一端が接地されており、上記パワートラ
ンジスタＴＲａ，ＴＲｂのターンオフ時には、接地され
ていない他端に正の高電圧が発生するようにされてい
る。
【００２３】次に、上記各駆動回路２０ーnは、フライバ
ックトランスＦＴａ又はＦＴｂの二次巻線に生じた正の
高電圧をピエゾアクチュエータＰＡーnの一端に印加し
て、高電圧発生源２２ａ又は２２ｂからピエゾアクチュ
エータＰＡーn側に充電電流を流す充電用ダイオードＤ１
-nと、ピエゾアクチュエータＰＡの他端と放電用コイル
Ｌａ又はＬｂとを接続して、放電用コイルＬａ又はＬｂ
からピエゾアクチュエータＰＡ-n側に放電電流を流す放
電用ダイオードＤ３-nと、所定の充電タイミングで、ピ
エゾアクチュエータＰＡ-nと放電用ダイオードＤ３-nと
の接続点を逆流防止ダイオードＤ２-nを介して接地し、
充電電流の経路を形成する、充電用スイッチング素子と
してのパワーＭＯＳトランジスタ（ＦＥＴ）ＴＲ１-n
と、所定の放電タイミングで、ピエゾアクチュエータＰ
Ａ-nと充電用ダイオードＤ１-nとの接続点を逆流防止ダ
イオードＤ４-nを介して接地し、放電電流の経路を形成
する、放電用スイッチング素子としてのパワーＭＯＳト
ランジスタＴＲ２-nとから構成されている。
ックトランスＦＴａ又はＦＴｂの二次巻線に生じた正の
高電圧をピエゾアクチュエータＰＡーnの一端に印加し
て、高電圧発生源２２ａ又は２２ｂからピエゾアクチュ
エータＰＡーn側に充電電流を流す充電用ダイオードＤ１
-nと、ピエゾアクチュエータＰＡの他端と放電用コイル
Ｌａ又はＬｂとを接続して、放電用コイルＬａ又はＬｂ
からピエゾアクチュエータＰＡ-n側に放電電流を流す放
電用ダイオードＤ３-nと、所定の充電タイミングで、ピ
エゾアクチュエータＰＡ-nと放電用ダイオードＤ３-nと
の接続点を逆流防止ダイオードＤ２-nを介して接地し、
充電電流の経路を形成する、充電用スイッチング素子と
してのパワーＭＯＳトランジスタ（ＦＥＴ）ＴＲ１-n
と、所定の放電タイミングで、ピエゾアクチュエータＰ
Ａ-nと充電用ダイオードＤ１-nとの接続点を逆流防止ダ
イオードＤ４-nを介して接地し、放電電流の経路を形成
する、放電用スイッチング素子としてのパワーＭＯＳト
ランジスタＴＲ２-nとから構成されている。
【００２４】また次に、本実施例のピエゾアクチュエー
タ駆動装置１０には、ＥＣＵ１４から出力される図３に
示す噴射信号ＳＩＮＪ及びフライバック通電信号ＳＦＢ
ａ，ＳＦＢｂに基づき、各駆動回路２０-nのパワーＭＯ
ＳトランジスタＴＲ１-n，ＴＲ２-n、及び、高電圧発生
源２２ａ，２２ｂのパワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂ
をオン・オフさせる、制御回路１６が設けられている。
タ駆動装置１０には、ＥＣＵ１４から出力される図３に
示す噴射信号ＳＩＮＪ及びフライバック通電信号ＳＦＢ
ａ，ＳＦＢｂに基づき、各駆動回路２０-nのパワーＭＯ
ＳトランジスタＴＲ１-n，ＴＲ２-n、及び、高電圧発生
源２２ａ，２２ｂのパワートランジスタＴＲａ，ＴＲｂ
をオン・オフさせる、制御回路１６が設けられている。
【００２５】なお、噴射信号ＳＩＮＪは、ＥＣＵ１４に
おいて、各気筒＃１〜＃４の燃料噴射開始時期から燃料
噴射終了時期までの間Highレベルとなるように生成さ
れ、フライバック通電信号ＳＦＢａは、ＥＣＵ１４にお
いて、第１気筒＃１と第４気筒＃４の燃料噴射終了時期
より所定時間前にHighレベルとなり、燃料噴射終了時期
にLow レベルとなるように生成され、フライバック通電
信号ＳＦＢｂは、ＥＣＵ１４において、第３気筒＃３と
第２気筒＃２の燃料噴射終了時期より所定時間前にHigh
レベルとなり、燃料噴射終了時期にLow レベルとなるよ
うに生成される。
おいて、各気筒＃１〜＃４の燃料噴射開始時期から燃料
噴射終了時期までの間Highレベルとなるように生成さ
れ、フライバック通電信号ＳＦＢａは、ＥＣＵ１４にお
いて、第１気筒＃１と第４気筒＃４の燃料噴射終了時期
より所定時間前にHighレベルとなり、燃料噴射終了時期
にLow レベルとなるように生成され、フライバック通電
信号ＳＦＢｂは、ＥＣＵ１４において、第３気筒＃３と
第２気筒＃２の燃料噴射終了時期より所定時間前にHigh
レベルとなり、燃料噴射終了時期にLow レベルとなるよ
うに生成される。
【００２６】そして、制御回路１６は、ＥＣＵ１４から
のフライバック通電信号ＳＦＢａがHighレベルであると
き、パワートランジスタＴＲａをオンしてフライバック
トランスＦＴａの一次巻線を通電し、フライバック通電
信号ＳＦＢｂがHighレベルであるとき、パワートランジ
スタＴＲｂをオンしてフライバックトランスＦＴｂの一
次巻線を通電する。この結果、フライバックトランスＦ
Ｔａ及びＦＴｂには、夫々、対応する気筒＃１，＃４及
び＃３，＃２の燃料噴射終了時期に、充電用の高電圧が
発生することとなる。
のフライバック通電信号ＳＦＢａがHighレベルであると
き、パワートランジスタＴＲａをオンしてフライバック
トランスＦＴａの一次巻線を通電し、フライバック通電
信号ＳＦＢｂがHighレベルであるとき、パワートランジ
スタＴＲｂをオンしてフライバックトランスＦＴｂの一
次巻線を通電する。この結果、フライバックトランスＦ
Ｔａ及びＦＴｂには、夫々、対応する気筒＃１，＃４及
び＃３，＃２の燃料噴射終了時期に、充電用の高電圧が
発生することとなる。
【００２７】また制御回路１６は、図３に示す如く、Ｅ
ＣＵ１４にて生成された各気筒＃１〜＃４の噴射信号Ｓ
ＩＮＪに基づき、噴射信号ＳＩＮＪの立下がりエッジか
ら所定時間（約２００μsec.）だけHighレベルとなる充
電用パルス信号と、噴射信号ＳＩＮＪの立上がりエッジ
から所定時間（約２００μsec.）だけHighレベルとなる
放電用パルス信号を夫々生成し、これら各パルス信号
を、夫々、対応する気筒のパワーＭＯＳトランジスタＴ
Ｒ１-n，ＴＲ２-nに出力することにより、各パワーＭＯ
ＳトランジスタＴＲ１-n，ＴＲ２-nをオンさせる。
ＣＵ１４にて生成された各気筒＃１〜＃４の噴射信号Ｓ
ＩＮＪに基づき、噴射信号ＳＩＮＪの立下がりエッジか
ら所定時間（約２００μsec.）だけHighレベルとなる充
電用パルス信号と、噴射信号ＳＩＮＪの立上がりエッジ
から所定時間（約２００μsec.）だけHighレベルとなる
放電用パルス信号を夫々生成し、これら各パルス信号
を、夫々、対応する気筒のパワーＭＯＳトランジスタＴ
Ｒ１-n，ＴＲ２-nに出力することにより、各パワーＭＯ
ＳトランジスタＴＲ１-n，ＴＲ２-nをオンさせる。
【００２８】この結果、各気筒＃１〜＃４のピエゾアク
チュエータＰＡーnは、ＥＣＵ１４から出力される各気筒
＃１〜＃４の噴射信号ＳＩＮＪの立下がりエッジで高電
圧に充電され、噴射信号ＳＩＮＪの立上がりエッジで放
電されることとなり、この充放電により、ＥＣＵ１４の
噴射信号ＳＩＮＪの出力期間中、各気筒＃１〜＃４に燃
料が噴射供給されることとなる。
チュエータＰＡーnは、ＥＣＵ１４から出力される各気筒
＃１〜＃４の噴射信号ＳＩＮＪの立下がりエッジで高電
圧に充電され、噴射信号ＳＩＮＪの立上がりエッジで放
電されることとなり、この充放電により、ＥＣＵ１４の
噴射信号ＳＩＮＪの出力期間中、各気筒＃１〜＃４に燃
料が噴射供給されることとなる。
【００２９】以下、この動作を、第１気筒＃１のピエゾ
アクチュエータＰＡー1の充放電を例にとり詳しく説明す
る。図３に示す如く、まず第１気筒＃１の噴射信号ＳＩ
ＮＪの立下りエッジ（燃料噴射終了時期）から約２００
μsec.の間、パワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-1がオン
する。このとき、フライバックトランスＦＴａの二次巻
線にはフライバック通電信号ＳＦＢａによって高電圧が
発生しているため、この高電圧によって、充電用ダイオ
ードＤ１-1，ピエゾアクチュエータＰＡ-1，逆流防止ダ
イオードＤ２-1，パワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-1の
経路で充電電流が流れ、ピエゾアクチュエータＰＡ-1が
高電圧に充電される。
アクチュエータＰＡー1の充放電を例にとり詳しく説明す
る。図３に示す如く、まず第１気筒＃１の噴射信号ＳＩ
ＮＪの立下りエッジ（燃料噴射終了時期）から約２００
μsec.の間、パワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-1がオン
する。このとき、フライバックトランスＦＴａの二次巻
線にはフライバック通電信号ＳＦＢａによって高電圧が
発生しているため、この高電圧によって、充電用ダイオ
ードＤ１-1，ピエゾアクチュエータＰＡ-1，逆流防止ダ
イオードＤ２-1，パワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-1の
経路で充電電流が流れ、ピエゾアクチュエータＰＡ-1が
高電圧に充電される。
【００３０】次に、第１気筒＃２の噴射信号ＳＩＮＪの
立上がりエッジ（燃料噴射開始時期）から約２００μse
c.の間は、パワーＭＯＳトランジスタＴＲ２-1がオンす
る。このとき、ピエゾアクチュエータＰＡ-1は、上記充
電動作によって高電圧に充電されているため、この充電
電圧によって、逆流防止ダイオードＤ４-1，パワーＭＯ
ＳトランジスタＴＲ２-1，放電用コイルＬａ，放電用ダ
イオードＤ３-1の経路で放電電流が流れ、ピエゾアクチ
ュエータＰＡ-1の充電電圧が放電される。また、この放
電時には、放電用コイルＬａに電磁エネルギが蓄積され
るため、ピエゾアクチュエータＰＡ-1の両端電圧が零に
なっても放電電流が流れ、ピエゾアクチュエータＰＡー1
は、この放電によって負電圧に充電される。
立上がりエッジ（燃料噴射開始時期）から約２００μse
c.の間は、パワーＭＯＳトランジスタＴＲ２-1がオンす
る。このとき、ピエゾアクチュエータＰＡ-1は、上記充
電動作によって高電圧に充電されているため、この充電
電圧によって、逆流防止ダイオードＤ４-1，パワーＭＯ
ＳトランジスタＴＲ２-1，放電用コイルＬａ，放電用ダ
イオードＤ３-1の経路で放電電流が流れ、ピエゾアクチ
ュエータＰＡ-1の充電電圧が放電される。また、この放
電時には、放電用コイルＬａに電磁エネルギが蓄積され
るため、ピエゾアクチュエータＰＡ-1の両端電圧が零に
なっても放電電流が流れ、ピエゾアクチュエータＰＡー1
は、この放電によって負電圧に充電される。
【００３１】従って、ピエゾアクチュエータＰＡ-1は、
充電後の両端電圧（正電圧）と放電後の両端電圧（負電
圧）との差に応じて大きく伸縮することとなり、この伸
縮により第１気筒＃１に設けられた燃料噴射弁からの燃
料噴射が実現されることとなる。
充電後の両端電圧（正電圧）と放電後の両端電圧（負電
圧）との差に応じて大きく伸縮することとなり、この伸
縮により第１気筒＃１に設けられた燃料噴射弁からの燃
料噴射が実現されることとなる。
【００３２】以上説明したように、本実施例のピエゾア
クチュエータ駆動装置１０によれば、従来のように高電
圧発生源２２ａ，２２ｂとピエゾアクチュエータＰＡ-n
との間の充電電流経路にスイッチング素子を設けること
なく、換言すれば高耐圧・大電流許容の高価なハイサイ
ドスイッチを使用することなく、ピエゾアクチュエータ
ＰＡ-nの両端電圧を正電圧から負電圧に大きく変化させ
ることができる。
クチュエータ駆動装置１０によれば、従来のように高電
圧発生源２２ａ，２２ｂとピエゾアクチュエータＰＡ-n
との間の充電電流経路にスイッチング素子を設けること
なく、換言すれば高耐圧・大電流許容の高価なハイサイ
ドスイッチを使用することなく、ピエゾアクチュエータ
ＰＡ-nの両端電圧を正電圧から負電圧に大きく変化させ
ることができる。
【００３３】また燃料噴射期間がオーバーラップするこ
とのない第１及び第４気筒＃１，＃４のピエゾアクチュ
エータＰＡ-1，ＰＡ-4の駆動回路２０-1，２０-4と、同
じく燃料噴射期間がオーバーラップすることのない第３
及び第２気筒＃３，＃２のピエゾアクチュエータＰＡ-
3，ＰＡ-2の駆動回路２０-3，２０-2とには、高電圧発
生源２２ａ，２２ｂ及び放電用コイルＬａ，Ｌｂを夫々
１個ずつ設け、これら各部を共用させているため、装置
構成を簡素化して、小型化を図ることができる。
とのない第１及び第４気筒＃１，＃４のピエゾアクチュ
エータＰＡ-1，ＰＡ-4の駆動回路２０-1，２０-4と、同
じく燃料噴射期間がオーバーラップすることのない第３
及び第２気筒＃３，＃２のピエゾアクチュエータＰＡ-
3，ＰＡ-2の駆動回路２０-3，２０-2とには、高電圧発
生源２２ａ，２２ｂ及び放電用コイルＬａ，Ｌｂを夫々
１個ずつ設け、これら各部を共用させているため、装置
構成を簡素化して、小型化を図ることができる。
【００３４】なお、このように燃料噴射期間がオーバー
ラップすることのない気筒の駆動回路毎に高電圧発生源
及び放電用コイルを共用させることができるのは、各ピ
エゾアクチュエータＰＡ-nへの充放電タイミングを、各
駆動回路２０-n内のパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-
n，ＴＲ２-nのオン・オフタイミングのみによって制御
でき、高電圧発生源２２ａ，２２ｂは、各駆動回路２０
-nの充電時に高電圧を発生すればよいからである。
ラップすることのない気筒の駆動回路毎に高電圧発生源
及び放電用コイルを共用させることができるのは、各ピ
エゾアクチュエータＰＡ-nへの充放電タイミングを、各
駆動回路２０-n内のパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-
n，ＴＲ２-nのオン・オフタイミングのみによって制御
でき、高電圧発生源２２ａ，２２ｂは、各駆動回路２０
-nの充電時に高電圧を発生すればよいからである。
【００３５】また、このように燃料噴射期間がオーバー
ラップすることのない気筒の駆動回路に限って高電圧発
生源及び放電用コイルを共用させ、全ての駆動回路に高
電圧発生源及び放電用コイルを共用させていないのは、
例えば第１気筒＃１のピエゾアクチュエータＰＡ-1を充
電するためにパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-1をオン
しているときに、第３気筒＃３のピエゾアクチュエータ
ＰＡ-3を放電するためにパワーＭＯＳトランジスタＴＲ
２-3をオンすると、共用している高電圧発生源からの電
流がパワーＭＯＳトランジスタＴＲ２-3を通って、ピエ
ゾアクチュエータＰＡ-1を充電できなくなるためであ
る。
ラップすることのない気筒の駆動回路に限って高電圧発
生源及び放電用コイルを共用させ、全ての駆動回路に高
電圧発生源及び放電用コイルを共用させていないのは、
例えば第１気筒＃１のピエゾアクチュエータＰＡ-1を充
電するためにパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-1をオン
しているときに、第３気筒＃３のピエゾアクチュエータ
ＰＡ-3を放電するためにパワーＭＯＳトランジスタＴＲ
２-3をオンすると、共用している高電圧発生源からの電
流がパワーＭＯＳトランジスタＴＲ２-3を通って、ピエ
ゾアクチュエータＰＡ-1を充電できなくなるためであ
る。
【００３６】また、本実施例では、各高電圧発生回路２
２ａ，２２ｂの高電圧発生タイミングを、対応する気筒
の充電用のパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-nの導通タ
イミングと同期させ、それ以外のときには高電圧発生回
路２２ａ，２２ｂから高電圧を発生させていないが、こ
れは、高電圧発生源２２ａ，２２ｂから高電圧を常時発
生させていると、対応する気筒のピエゾアクチュエータ
ＰＡ-nの放電時に、放電用のパワーＭＯＳトランジスタ
ＴＲ２-nの導通によって、高電圧発生源２２ａ，２２ｂ
の端子間が短絡され、パワーＭＯＳトランジスタＴＲ２
-nに大電流が流れてしまうためである。
２ａ，２２ｂの高電圧発生タイミングを、対応する気筒
の充電用のパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-nの導通タ
イミングと同期させ、それ以外のときには高電圧発生回
路２２ａ，２２ｂから高電圧を発生させていないが、こ
れは、高電圧発生源２２ａ，２２ｂから高電圧を常時発
生させていると、対応する気筒のピエゾアクチュエータ
ＰＡ-nの放電時に、放電用のパワーＭＯＳトランジスタ
ＴＲ２-nの導通によって、高電圧発生源２２ａ，２２ｂ
の端子間が短絡され、パワーＭＯＳトランジスタＴＲ２
-nに大電流が流れてしまうためである。
【００３７】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様をとること
ができる。例えば、本実施例では、４気筒４サイクル内
燃機関の燃料噴射弁に設けられた４個のピエゾアクチュ
エータＰＡ-nを駆動する装置について説明したが、本発
明はピエゾアクチュエータを使用した装置であれば適用
できる。また例えば、本実施例では、ピエゾアクチュエ
ータＰＡ-nを充電するための高電圧発生源２２ａ，２２
ｂとして、フライバックトランスＦＴａ，ＦＴｂを用い
て高電圧を発生するものを使用したが、高電圧発生源２
２ａ，２２ｂとしては、ピエゾアクチュエータＰＡ-nの
充電時、つまりパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-nのオ
ン時に、高電圧を発生できればよいため、フォワード方
式のトランスを使用してもよく、またトランスを使用し
ない高電圧発生装置を用いてもよい。
が、本発明はこうした実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様をとること
ができる。例えば、本実施例では、４気筒４サイクル内
燃機関の燃料噴射弁に設けられた４個のピエゾアクチュ
エータＰＡ-nを駆動する装置について説明したが、本発
明はピエゾアクチュエータを使用した装置であれば適用
できる。また例えば、本実施例では、ピエゾアクチュエ
ータＰＡ-nを充電するための高電圧発生源２２ａ，２２
ｂとして、フライバックトランスＦＴａ，ＦＴｂを用い
て高電圧を発生するものを使用したが、高電圧発生源２
２ａ，２２ｂとしては、ピエゾアクチュエータＰＡ-nの
充電時、つまりパワーＭＯＳトランジスタＴＲ１-nのオ
ン時に、高電圧を発生できればよいため、フォワード方
式のトランスを使用してもよく、またトランスを使用し
ない高電圧発生装置を用いてもよい。
【図１】本発明のピエゾアクチュエータ駆動装置の基本
的構成を表わす説明図である。
的構成を表わす説明図である。
【図２】実施例のピエゾアクチュエータ駆動装置の全体
の構成を表わす電気回路図である。
の構成を表わす電気回路図である。
【図３】実施例のピエゾアクチュエータ駆動装置の動作
を説明するタイムチャートである。
を説明するタイムチャートである。
【図４】従来のピエゾアクチュエータ駆動装置の回路構
成を表わす説明図である。
成を表わす説明図である。
【符号の説明】 １０…ピエゾアクチュエータ駆動装置 １２…バッテ
リ １４…ＥＣＵ １６…制御回路 ２０-n…駆動回路 ２２ａ，２２
ｂ…高電圧発生源 ＰＡ-n…ピエゾアクチュエータ Ｌａ，Ｌｂ…放電用
コイル Ｄ１-n…充電用ダイオード Ｄ３-n…放電用ダイオー
ド ＴＲ１-n…パワーＭＯＳトランジスタ（充電用スイッチ
ング素子）、ＴＲ２-n…パワーＭＯＳトランジスタ（放
電用スイッチング素子） ＦＴａ，ＦＴｂ…フライバックトランス ＴＲａ，ＴＲｂ…パワートランジスタ
リ １４…ＥＣＵ １６…制御回路 ２０-n…駆動回路 ２２ａ，２２
ｂ…高電圧発生源 ＰＡ-n…ピエゾアクチュエータ Ｌａ，Ｌｂ…放電用
コイル Ｄ１-n…充電用ダイオード Ｄ３-n…放電用ダイオー
ド ＴＲ１-n…パワーＭＯＳトランジスタ（充電用スイッチ
ング素子）、ＴＲ２-n…パワーＭＯＳトランジスタ（放
電用スイッチング素子） ＦＴａ，ＦＴｂ…フライバックトランス ＴＲａ，ＴＲｂ…パワートランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 友厚 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 友田 晃利 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 橋本 英次 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 41/08
Claims (1)
- 【請求項１】 電荷の充放電によって伸縮するピエゾア
クチュエータの駆動装置であって、 電源電圧を昇圧して一対の端子間に上記ピエゾアクチュ
エータ充電用の高電圧を発生する高電圧発生源と、 上記ピエゾアクチュエータの放電時に放電電流を流すた
めの放電用コイルと、 上記高電圧発生源の正電圧側端子と上記ピエゾアクチュ
エータの一端との間に設けられ、上記高電圧発生源から
上記ピエゾアクチュエータ方向に充電電流を流し、逆方
向の電流の流れを防止する充電用ダイオードと、 上記ピエゾアクチュエータの他端と放電用コイルの一端
との間に設けられ、上記放電用コイル側から上記ピエゾ
アクチュエータ方向に放電電流を流し、逆方向の電流の
流れを防止する放電用ダイオードと、 上記ピエゾアクチュエータと上記放電用ダイオードとの
接続点を上記高電圧発生源の負電圧側端子に接続して、
上記充電電流の経路を形成する充電用スイッチング素子
と、 上記ピエゾアクチュエータと上記充電用ダイオードとの
接続点を上記放電用コイルの他端に接続して、上記放電
電流の経路を形成する放電用スイッチング素子と、 上記ピエゾアクチュエータの充電時に、上記高電圧発生
源から高電圧を発生させると共に、上記充電用スイッチ
ング素子を所定期間導通させ、上記ピエゾアクチュエー
タの放電時に、上記放電用スイッチング素子を所定期間
導通させる制御手段と、 を備えたことを特徴とするピエゾアクチュエータの駆動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05230165A JP3106041B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | ピエゾアクチュエータの駆動装置 |
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