JP3444120B2 - Fuel injection device - Google Patents

Fuel injection device

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JP3444120B2
JP3444120B2 JP33835296A JP33835296A JP3444120B2 JP 3444120 B2 JP3444120 B2 JP 3444120B2 JP 33835296 A JP33835296 A JP 33835296A JP 33835296 A JP33835296 A JP 33835296A JP 3444120 B2 JP3444120 B2 JP 3444120B2
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pressure chamber
piezoelectric element
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back pressure
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孝之 荒井
雅彦 勝
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Nissan Motor Co Ltd
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/02Fuel evaporation in fuel rails, e.g. in common rails
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、圧電素子を介し
てニードル弁前後の燃料圧力を変化させることによりニ
ードル弁を作動させる燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device equipped with a fuel injection valve that operates a needle valve by changing a fuel pressure before and after the needle valve via a piezoelectric element.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用エンジンに備えられる燃料噴射
弁等に、印加電圧に応じて伸張する圧電素子(ピエゾ素
子)を備え、圧電素子を介してニードル弁(弁体)を開
弁作動させるものがあった。ニードル弁を圧電素子によ
り駆動することにより、燃料噴射弁の高速応答性が高ま
り、噴射可能範囲が拡大してエンジンの高出力化に対応
できる。また、少量の燃料を安定して噴射することが可
能となり、エンジンの燃費の低減がはかれる。
2. Description of the Related Art A fuel injection valve or the like provided in an automobile engine is provided with a piezoelectric element (piezo element) that expands in response to an applied voltage, and a needle valve (valve body) is opened through the piezoelectric element. was there. By driving the needle valve with the piezoelectric element, the high-speed response of the fuel injection valve is enhanced, the injectable range is expanded, and high output of the engine can be dealt with. In addition, it becomes possible to stably inject a small amount of fuel, thereby reducing the fuel consumption of the engine.

【0003】この種の燃料噴射弁として、ニードル弁を
その前後差圧に基づいて開弁させるようにしたものが知
られている。ニードル弁の前後には燃圧室と背圧室が画
成されており、燃圧室には所定の圧力で燃料が導入さ
れ、背圧室は燃圧室とオリフィスにより連通されてい
る。ニードル弁背後側の背圧室には圧電素子が設けられ
ており、この圧電素子の伸縮によりニードル弁の開閉作
動が制御される。すなわち、圧電素子に電圧を印加して
伸長させた状態ではニードル弁前後の燃圧室と背圧室は
オリフィスにより均等化されている。このときニードル
弁はスプリングの張力により閉弁保持している。この状
態から電圧を下げて圧力素子を収縮させると、ニードル
弁背後の背圧室の容積が拡大して内圧が低下する。ニー
ドル弁前方の燃圧室に対してはオリフィスにより前記圧
力低下が遅れて伝わるので、一時的にニードル弁の前後
には開弁方向に圧力差が発生する。これによりニードル
弁はスプリングに抗して開弁し、噴口が開いて燃料が噴
射されることになる。(この種の燃料噴射装置の公知例
としては、例えば特許第2500684号公報を参
照。)
As this type of fuel injection valve, there is known one in which a needle valve is opened based on the differential pressure across the needle valve. A fuel pressure chamber and a back pressure chamber are defined before and after the needle valve, fuel is introduced into the fuel pressure chamber at a predetermined pressure, and the back pressure chamber communicates with the fuel pressure chamber by an orifice. A piezoelectric element is provided in the back pressure chamber behind the needle valve, and the opening / closing operation of the needle valve is controlled by expansion and contraction of the piezoelectric element. That is, in the state where the piezoelectric element is extended by applying a voltage, the fuel pressure chamber and the back pressure chamber before and after the needle valve are equalized by the orifice. At this time, the needle valve is held closed by the tension of the spring. When the voltage is lowered from this state to contract the pressure element, the volume of the back pressure chamber behind the needle valve increases and the internal pressure decreases. Since the pressure drop is transmitted to the fuel pressure chamber in front of the needle valve with a delay, a pressure difference is temporarily generated in the valve opening direction before and after the needle valve. As a result, the needle valve opens against the spring, the injection port opens, and fuel is injected. (For a known example of this type of fuel injection device, see, for example, Japanese Patent No. 2500684.)

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
ような圧電素子を用いた燃料噴射装置では、圧電素子の
伸縮量が常に一定に保たれるように圧電素子を駆動する
ようにしていたことから、低負荷時など燃料圧力が低い
ときに正常に噴射制御できなくなるおそれを生じるとい
う問題点があった。すなわち、燃料圧力が低い状態では
圧電素子の収縮時に背圧室の内圧が下がり過ぎ、これに
より燃圧室内に気泡が発生する。この気泡は、圧電素子
の伸縮に伴う背圧室の容積変化を吸収してしまい、この
結果としてニードル弁が正常に開閉作動しなくなる可能
性がある。
By the way, in the conventional fuel injection device using such a piezoelectric element, the piezoelectric element is driven so that the expansion / contraction amount of the piezoelectric element is always kept constant. Therefore, there is a problem that the injection control may not be normally performed when the fuel pressure is low such as when the load is low. That is, when the fuel pressure is low, the internal pressure of the back pressure chamber is too low when the piezoelectric element contracts, and thereby bubbles are generated in the fuel pressure chamber. The bubbles absorb the volume change of the back pressure chamber due to the expansion and contraction of the piezoelectric element, and as a result, the needle valve may not normally open and close.

【0005】本発明は、圧電素子の駆動電圧を燃料圧力
に応じて制御して上記の問題点を解消することを目的と
している。
An object of the present invention is to solve the above problems by controlling the driving voltage of the piezoelectric element according to the fuel pressure.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の燃料噴
射装置は、ニードル弁によって開閉される噴口と、噴口
に加圧燃料を導く燃圧室と、印加される電圧により伸長
する圧電素子と、ニードル弁と圧電素子の間に画成され
る背圧室と、燃圧室と背圧室を連通する絞り通路と、ニ
ードル弁を閉弁方向に付勢するスプリングと、背圧室に
導かれる燃料圧力が低下するのに伴って圧電素子に印加
される駆動電圧Vpを減少する制御手段と、を備えるも
のとした。
A fuel injection device according to a first aspect of the present invention includes an injection port that is opened and closed by a needle valve, a fuel pressure chamber that guides pressurized fuel to the injection port, and a piezoelectric element that expands according to an applied voltage. , A back pressure chamber defined between the needle valve and the piezoelectric element, a throttle passage that connects the fuel pressure chamber and the back pressure chamber, a spring that urges the needle valve in the closing direction, and a back pressure chamber The control means reduces the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element as the fuel pressure decreases.

【0007】請求項2に記載の燃料噴射装置は、請求項
1に記載の発明の制御手段として、エンジンの運転状態
に応じて初期噴射パルス幅Tiを算出する初期噴射パル
ス幅算出手段と、燃圧室に導かれる燃料圧力Pfを検出
する燃圧センサと、燃料圧力Pfに応じて圧電素子に印
加する駆動電圧Vpを算出する駆動電圧算出手段と、駆
動電圧Vpに応じて初期噴射パルス幅Tiを補正して最
終的な噴射パルス幅Ti’を算出する噴射パルス幅補正
量算出手段と、算出される噴射パルス幅Ti’に対応す
るパルス信号を発生する噴射パルス発生器と、発生する
パルス信号に応じた電圧を圧電素子に印加する駆動回路
と、を備えるものとした。
The fuel injection device described in claim 2 is, as the control means of the invention described in claim 1, an initial injection pulse width calculation means for calculating an initial injection pulse width Ti in accordance with the operating state of the engine, and a fuel pressure. A fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure Pf introduced into the chamber, a drive voltage calculating means for calculating a drive voltage Vp applied to the piezoelectric element according to the fuel pressure Pf, and an initial injection pulse width Ti for correcting the drive voltage Vp. An injection pulse width correction amount calculating means for calculating a final injection pulse width Ti ′, an injection pulse generator for generating a pulse signal corresponding to the calculated injection pulse width Ti ′, and a pulse signal for generation. And a drive circuit for applying the applied voltage to the piezoelectric element.

【0008】請求項3に記載の燃料噴射装置は、請求項
1または2に記載の発明の制御手段を、背圧室が負圧と
ならないように圧電素子に印加される駆動電圧Vpを制
御する構成とした。
According to a third aspect of the fuel injection device, the control means of the first or second aspect of the invention controls the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element so that the back pressure chamber does not become a negative pressure. It was configured.

【0009】[0009]

【発明の作用および効果】請求項1に記載の燃料噴射装
置において、圧電素子に電圧を印加して伸長させた状態
ではニードル弁の前後に生じる燃圧室と背圧室の圧力は
絞り通路により均等化されている。このときニードル弁
はスプリングの弾性復元力により閉弁保持されている。
In the fuel injection device according to the first aspect of the present invention, the pressures in the fuel pressure chamber and the back pressure chamber generated before and after the needle valve are equalized by the throttle passage when the piezoelectric element is extended by applying a voltage. Has been converted. At this time, the needle valve is held closed by the elastic restoring force of the spring.

【0010】圧電素子に印加される電圧が遮断されて圧
電素子が収縮するのに伴って、背圧室の容積が拡大して
その圧力が低下する。燃圧室には絞り通路により圧力低
下が遅れて伝わるので、背圧室と燃圧室に圧力差が一時
的に発生する。この圧力差によりニードル弁がスプリン
グに抗して噴口を開き、噴口から燃料が噴射される。
As the voltage applied to the piezoelectric element is cut off and the piezoelectric element contracts, the volume of the back pressure chamber increases and its pressure decreases. Since the pressure drop is delayed and transmitted to the fuel pressure chamber through the throttle passage, a pressure difference is temporarily generated between the back pressure chamber and the fuel pressure chamber. Due to this pressure difference, the needle valve opens the injection port against the spring, and fuel is injected from the injection port.

【0011】本発明は、背圧室に導かれる燃料圧力が低
下するのに伴って、圧電素子に印加する駆動電圧Vpを
減少するように制御して、背圧室の容積変化を抑えるこ
とにより、背圧室の圧力が過剰に低下して背圧室内に気
泡が発生することを防止する。
According to the present invention, the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element is controlled so as to decrease as the fuel pressure introduced to the back pressure chamber decreases, thereby suppressing the volume change of the back pressure chamber. , It is possible to prevent the pressure in the back pressure chamber from being excessively lowered to generate bubbles in the back pressure chamber.

【0012】この結果、圧電素子の伸縮に伴う背圧室の
容積変化が気泡によって吸収されることなく、ニードル
弁が正常に開閉作動し、燃料噴射量を正確に調節するこ
とができる。
As a result, the volume change of the back pressure chamber due to the expansion and contraction of the piezoelectric element is not absorbed by the bubbles, and the needle valve normally opens and closes, so that the fuel injection amount can be adjusted accurately.

【0013】請求項2に記載の燃料噴射装置において、
初期噴射パルス幅算出手段は、エンジン運転状態に応じ
た初期噴射パルス幅Tiを算出する。
In the fuel injection device according to claim 2,
The initial injection pulse width calculation means calculates the initial injection pulse width Ti according to the engine operating state.

【0014】駆動電圧算出手段は、燃圧室に導かれる燃
料圧力Pfに応じて圧電素子に印加する駆動電圧Vpを
算出する。燃料圧力Pfが低下するのに伴って、圧電素
子の駆動電圧Vpを減少するように制御して、背圧室の
容積変化を抑えることにより、背圧室の圧力が過剰に低
下して背圧室内に気泡が発生することを防止する。
The drive voltage calculating means calculates the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element according to the fuel pressure Pf introduced into the fuel pressure chamber. As the fuel pressure Pf decreases, the drive voltage Vp of the piezoelectric element is controlled to decrease to suppress the volume change of the back pressure chamber, so that the pressure in the back pressure chamber excessively decreases and the back pressure is reduced. Prevents the generation of air bubbles in the room.

【0015】噴射パルス幅補正量算出手段は、駆動電圧
Vpに応じて最終的な噴射パルス幅Ti’を算出する。
噴射パルス幅補正量は、駆動電圧Vpが低下するのに伴
って最終的な噴射パルス幅Ti’が大きくなるように設
定されており、燃料噴射量が駆動電圧Vpの変化に影響
されることなく所期の値に収まるようにする。
The injection pulse width correction amount calculation means calculates the final injection pulse width Ti 'according to the drive voltage Vp.
The injection pulse width correction amount is set so that the final injection pulse width Ti ′ increases as the drive voltage Vp decreases, and the fuel injection amount is not affected by changes in the drive voltage Vp. Try to fit the desired value.

【0016】こうして算出された噴射パルス幅Ti’に
対応するパルス信号が噴射パルス発生器でつくられ、こ
のパルス信号に応じた電圧が噴射弁駆動回路を介して圧
電素子に印加される。
A pulse signal corresponding to the thus calculated injection pulse width Ti 'is produced by the injection pulse generator, and a voltage corresponding to this pulse signal is applied to the piezoelectric element via the injection valve drive circuit.

【0017】請求項3に記載の燃料噴射装置において、
背圧室が負圧とならないように圧電素子に印加される駆
動電圧Vpを制御することにより、背圧室内に気泡が発
生することを防止できる。
In the fuel injection device according to claim 3,
By controlling the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element so that the back pressure chamber does not become a negative pressure, it is possible to prevent bubbles from being generated in the back pressure chamber.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明を筒内噴射式火花点
火エンジンに備えられる燃料噴射装置に適用した実施形
態を添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a fuel injection device provided in a cylinder injection type spark ignition engine will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0019】図1に示すように、燃料噴射弁7は燃焼室
天井壁からシリンダ64内に臨み、燃料噴射弁7から燃
料が直接シリンダ64内に噴射される。
As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 7 faces the cylinder 64 from the ceiling wall of the combustion chamber, and the fuel is directly injected from the fuel injection valve 7 into the cylinder 64.

【0020】ピストン65が下降する吸気行程におい
て、吸気バルブが開かれるのに伴って各吸気通路71か
らシリンダ64内に空気が吸入される。
In the intake stroke in which the piston 65 descends, air is sucked into the cylinder 64 from each intake passage 71 as the intake valve is opened.

【0021】ピストン65が上昇する圧縮行程におい
て、各吸気通路71を通ってシリンダ4内に吸入された
空気がピストン65で圧縮される。
In the compression stroke in which the piston 65 rises, the air sucked into the cylinder 4 through each intake passage 71 is compressed by the piston 65.

【0022】ピストン65が圧縮行程で上死点の近傍に
到達するとき、点火プラグ66を介して燃料を着火燃焼
させる。
When the piston 65 reaches the vicinity of the top dead center in the compression stroke, the fuel is ignited and burned via the spark plug 66.

【0023】なお、燃料を噴射するタイミングは運転状
態により異なり、例えば低回転低負荷時では圧縮行程に
設定することで、希薄な空燃比で燃焼できるように、点
火プラグ66のまわりに混合気を集める成層燃焼が行わ
れる。一方、高回転高負荷時では燃料を噴射するタイミ
ングを吸入行程に設定することで、シリンダ4内に均質
な混合気を形成する均質燃焼が行われる。
The timing of fuel injection differs depending on the operating state. For example, by setting the compression stroke at low rotation and low load, the air-fuel mixture is burned around the spark plug 66 so that combustion can be performed with a lean air-fuel ratio. Collective stratified combustion is performed. On the other hand, at the time of high rotation and high load, the fuel injection timing is set to the intake stroke, so that homogeneous combustion that forms a homogeneous air-fuel mixture in the cylinder 4 is performed.

【0024】ピストン65が下降する膨張行程におい
て、燃焼したガスはピストン65はコンロッドを介して
クランクシャフトを回転させる。
In the expansion stroke in which the piston 65 descends, the burned gas causes the piston 65 to rotate the crankshaft via the connecting rod.

【0025】ピストン65が上昇する排気行程におい
て、排気バルブが開かれるのに伴ってシリンダ64内の
排気ガスが排気通路72から排出される。これらの各行
程が連続して繰り返される。
In the exhaust stroke in which the piston 65 rises, the exhaust gas in the cylinder 64 is exhausted from the exhaust passage 72 as the exhaust valve is opened. Each of these steps is continuously repeated.

【0026】吸気通路71の途中にはスロットルバルブ
70が介装される。スロットルバルブ70はアクセルペ
ダルによって開閉駆動され、吸入空気量を調節する。
A throttle valve 70 is provided in the middle of the intake passage 71. The throttle valve 70 is opened and closed by an accelerator pedal to adjust the intake air amount.

【0027】図3に示すように、フューエルタンク59
に貯溜された燃料は、低圧燃料ポンプ58を介して吸い
上げられ、高圧燃料ポンプ57に送られる。高圧燃料ポ
ンプ57は、加圧した燃料を蓄圧室56へと送り、蓄圧
室56から各気筒の燃料噴射弁7に燃料を圧送する。高
圧燃料ポンプ57から蓄圧室56に送られる余剰燃料は
燃料戻し通路52を通ってフューエルタンク59へと戻
される。
As shown in FIG. 3, the fuel tank 59
The fuel stored in is sucked up by the low pressure fuel pump 58 and sent to the high pressure fuel pump 57. The high-pressure fuel pump 57 sends the pressurized fuel to the pressure accumulation chamber 56, and pressure-feeds the fuel from the pressure accumulation chamber 56 to the fuel injection valve 7 of each cylinder. Excess fuel sent from the high-pressure fuel pump 57 to the accumulator chamber 56 is returned to the fuel tank 59 through the fuel return passage 52.

【0028】燃料噴射弁7に導かれる燃料圧力は後述す
るように運転状態に応じて可変に制御され、プレッシャ
レギュレータ55を介して調圧される。すなわち、燃料
圧力の制御は様々な態様が考えれるが、例えば高圧燃料
ポンプ57をエンジンのカムシャフトで機械的に駆動す
る場合、始動時において高圧燃料ポンプ57の吐出圧力
が立ち上がるまで、電動モータで駆動される低圧燃料ポ
ンプ58の吐出圧を燃料噴射圧力として運転が行われ
る。なお、この始動時は燃料噴射圧力が低いので、燃料
の噴射タイミングは吸気行程に設定される。その後、高
燃圧に切換えて、通常の運転に移行することが考えられ
る。また、通常の運転時において、エンジン回転数の上
昇に伴って、燃料圧力を上昇させることも考えれる。こ
れは、吸気通路に燃料を噴射する従来のエンジンとは異
なって、燃焼室内に直接燃料を噴射するエンジンにあっ
ては、限られた期間(行程中)に必要な量の燃料を噴射
することが必要となるため、エンジン回転数が高いとき
は、噴射時間を短く設定せざるを得ない。このため、エ
ンジン回転数の上昇に伴って燃料圧力を上昇させれば、
短い噴射時間で必要な燃料を噴射することが可能であ
る。
The fuel pressure introduced to the fuel injection valve 7 is variably controlled in accordance with the operating state and regulated via the pressure regulator 55, as will be described later. That is, although various modes of controlling the fuel pressure can be considered, for example, when the high pressure fuel pump 57 is mechanically driven by the camshaft of the engine, the electric motor is used until the discharge pressure of the high pressure fuel pump 57 rises at the time of starting. The operation is performed with the discharge pressure of the driven low-pressure fuel pump 58 as the fuel injection pressure. Since the fuel injection pressure is low at this start, the fuel injection timing is set to the intake stroke. After that, it is conceivable that the fuel pressure is switched to a high fuel pressure to shift to normal operation. It is also possible to increase the fuel pressure as the engine speed increases during normal operation. This is different from the conventional engine that injects fuel into the intake passage. In an engine that directly injects fuel into the combustion chamber, the required amount of fuel must be injected during a limited period (during stroke). Therefore, when the engine speed is high, the injection time must be set short. Therefore, if the fuel pressure is increased as the engine speed increases,
It is possible to inject the required fuel in a short injection time.

【0029】コントロールユニット33は、吸入空気量
センサ36で検出される吸気量Qaと、クランク角セン
サ35で検出されるエンジン回転数Neと、冷却水温セ
ンサ37で検出される冷却水温度Twと、O2センサ
(図示せず)で検出される排気中の酸素濃度に応じた信
号と、後述するように燃圧センサ34で検出される燃料
圧力Pfに応じた信号等を入力する。
The control unit 33 controls the intake air amount Qa detected by the intake air amount sensor 36, the engine speed Ne detected by the crank angle sensor 35, and the cooling water temperature Tw detected by the cooling water temperature sensor 37. A signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas detected by an O 2 sensor (not shown), a signal corresponding to the fuel pressure Pf detected by the fuel pressure sensor 34, and the like are input as will be described later.

【0030】コントロールユニット33は、検出された
吸入空気量Qaとエンジン回転数Neとに基づいて基本
噴射量Tpを次式で算出する。
The control unit 33 calculates the basic injection amount Tp by the following equation based on the detected intake air amount Qa and the engine speed Ne.

【0031】 Tp=K・Qa/Ne ‥‥(1) ただし、K;定数 そして、均質燃焼時に所定のストイキ域で空燃比が理論
空燃比を中心とした狭い範囲に収めるか、または成層燃
焼を実現するための空燃比となるように初期噴射パルス
幅Tiを次式で算出して燃料噴射量をフィードバック制
御する。
Tp = K · Qa / Ne (1) However, K; constant and, during homogeneous combustion, the air-fuel ratio falls within a narrow range around the stoichiometric air-fuel ratio, or stratified charge combustion is performed. The initial injection pulse width Ti is calculated by the following equation so as to obtain the air-fuel ratio for realization, and the fuel injection amount is feedback-controlled.

【0032】 Ti=Tp×α×COEF+Ts …(2) ただし、αは空燃比フィードバック補正係数、COEF
は冷却水温度補正係数、およびリーン燃焼のための補正
係数等をパラメータとした各種補正係数の和、Tsは無
効噴射パルス幅である。
Ti = Tp × α × COEF + Ts (2) where α is the air-fuel ratio feedback correction coefficient, COEF
Is the sum of various correction coefficients using parameters such as the correction coefficient for the cooling water temperature and the correction coefficient for lean combustion, and Ts is the invalid injection pulse width.

【0033】この演算された初期噴射パルス幅Tiに対
応する駆動電圧を後述する燃料噴射弁7に出力し、燃料
噴射制御を行う。
A drive voltage corresponding to the calculated initial injection pulse width Ti is output to the fuel injection valve 7 described later to perform fuel injection control.

【0034】図2に示すように、燃料噴射弁7はノズル
ボディ1とケーシング9の内部にニードル弁2が摺動可
能に収装される。ノズルボディ1とケーシング9の内部
にはニードル弁2のまわりに燃圧室3が画成される。ノ
ズルボディ1の先端に噴口1bが開口し、噴口1bはニ
ードル弁2によって開閉される。
As shown in FIG. 2, in the fuel injection valve 7, the needle valve 2 is slidably housed inside the nozzle body 1 and the casing 9. A fuel pressure chamber 3 is defined around the needle valve 2 inside the nozzle body 1 and the casing 9. An injection port 1b opens at the tip of the nozzle body 1, and the injection port 1b is opened and closed by a needle valve 2.

【0035】燃料噴射ポンプ57から圧送される燃料
は、燃料入口13から燃料通路12を通して燃圧室3に
導入され、ニードル弁2のリフトに伴って噴口1bから
噴射される。
The fuel pumped from the fuel injection pump 57 is introduced into the fuel pressure chamber 3 from the fuel inlet 13 through the fuel passage 12, and is injected from the injection port 1b as the needle valve 2 is lifted.

【0036】ノズルボディ1の内側には噴口1bのまわ
りに座面1aが円錐面状に窪む。一方、ニードル弁2の
先端にはシート部2aが円錐面状に突出する。シート部
2aが座面1aに着座することにより、噴口1bが閉塞
される。シート部2aが座面1aから離れることによ
り、噴口1bが開かれる。
Inside the nozzle body 1, a seat surface 1a is recessed in a conical shape around the injection port 1b. On the other hand, at the tip of the needle valve 2, the seat portion 2a projects in a conical surface shape. When the seat portion 2a is seated on the seat surface 1a, the injection port 1b is closed. When the seat portion 2a is separated from the seat surface 1a, the injection port 1b is opened.

【0037】ニードル弁2の途中からは支持部2bが外
径方向に突出し、支持部2bがノズルボディ1の円筒状
をした内壁面に摺接することにより、シート部2aを座
面1aと同軸上に案内する。そして支持部2bには、図
示せぬ切欠き部が一部設けてあり、この切欠きを通って
燃料が流通する。
The support portion 2b protrudes from the middle of the needle valve 2 in the outer diameter direction, and the support portion 2b is brought into sliding contact with the cylindrical inner wall surface of the nozzle body 1 so that the seat portion 2a is coaxial with the seat surface 1a. I will guide you to. The support portion 2b is provided with a notch portion (not shown), and the fuel flows through the notch.

【0038】ニードル弁2はその基端側にピストン部2
cが環状に突出形成される。ケーシング9とピストン部
2cの間には背圧室8が画成される。燃圧室3と背圧室
8はピストン部2cの外周に形成された絞り通路5を介
して連通される。絞り通路5はケーシング9とピストン
部2cの外周の間に例えば6μm程度の隙間として形成
される。
The needle valve 2 has a piston portion 2 on its proximal end side.
c is formed to project in an annular shape. A back pressure chamber 8 is defined between the casing 9 and the piston portion 2c. The fuel pressure chamber 3 and the back pressure chamber 8 are communicated with each other via a throttle passage 5 formed on the outer circumference of the piston portion 2c. The throttle passage 5 is formed as a gap of, for example, about 6 μm between the casing 9 and the outer circumference of the piston portion 2c.

【0039】ニードル弁2を閉弁方向に付勢するコイル
スプリング4が設けられる。コイルスプリング4はニー
ドル弁2に形成された凹部とケーシング9の間に圧縮さ
れた状態で介装され、ニードル弁2と同軸上に配置され
る。
A coil spring 4 for urging the needle valve 2 in the valve closing direction is provided. The coil spring 4 is interposed between the recess formed in the needle valve 2 and the casing 9 in a compressed state, and is arranged coaxially with the needle valve 2.

【0040】ケーシング9の内部には背圧室8を画成す
る背圧ピストン11が摺動可能に介装される。背圧ピス
トン11の外周にはOリング12が介装される。Oリン
グ12がケーシング9の円筒状をした内壁面に摺接する
ことにより、背圧室8の密封がはかれる。
A back pressure piston 11 which defines a back pressure chamber 8 is slidably disposed inside the casing 9. An O-ring 12 is provided on the outer circumference of the back pressure piston 11. The back pressure chamber 8 is sealed by the O-ring 12 slidingly contacting the cylindrical inner wall surface of the casing 9.

【0041】背圧ピストン11を介してニードル弁2を
開弁方向に駆動する圧電素子10が設けられる。円盤状
をした複数の圧電素子10は、同じく円盤状をした内部
電極板を挟んで積層され、各内部電極板を介して電圧が
印加されることによりニードル弁2の軸方向に伸縮する
アクチュエータを構成する。
A piezoelectric element 10 for driving the needle valve 2 in the valve opening direction via a back pressure piston 11 is provided. A plurality of disk-shaped piezoelectric elements 10 are laminated with the disk-shaped internal electrode plates sandwiched therebetween, and an actuator that expands and contracts in the axial direction of the needle valve 2 when a voltage is applied through each internal electrode plate is used. Constitute.

【0042】圧電素子10を与圧するサラバネ16が設
けられる。サラバネ16はケーシング9と背圧ピストン
11の間に圧縮された状態で介装され、その弾性復元力
により圧電素子10を圧縮方向に与圧している。
A flat spring 16 for pressing the piezoelectric element 10 is provided. The flat spring 16 is interposed between the casing 9 and the back pressure piston 11 in a compressed state, and presses the piezoelectric element 10 in the compression direction by its elastic restoring force.

【0043】圧電素子10の固定端はケーシングエンド
14が結合される。ケーシングエンド14は、サラバネ
16の圧縮量が所定値になるように配置され、ケーシン
グ9に溶接により結合される。
The casing end 14 is joined to the fixed end of the piezoelectric element 10. The casing end 14 is arranged so that the compression amount of the flat spring 16 becomes a predetermined value, and is joined to the casing 9 by welding.

【0044】圧電素子10はリード線18,19を介し
て電圧が印加されることにより伸長し、背圧室8の圧力
を高めてニードル弁2を閉弁させる。圧電素子10はこ
れに印加される電圧が遮断されることにより収縮し、背
圧室8の圧力を低下させてコイルスプリング4を圧縮し
ながらニードル弁2を開弁方向に駆動する。
The piezoelectric element 10 expands when a voltage is applied via the lead wires 18 and 19 to increase the pressure in the back pressure chamber 8 and close the needle valve 2. The piezoelectric element 10 contracts when the voltage applied thereto is cut off, lowers the pressure in the back pressure chamber 8 and compresses the coil spring 4, and drives the needle valve 2 in the valve opening direction.

【0045】ニードル弁2の基端面2dとケーシング9
の間には円盤状をしたシム15が介装される。ニードル
弁2はその開弁時にシム15に当接することにより、そ
の軸方向の移動が規制される。すなわち、シム15の板
厚によってニードル弁2のフルリフト量が決まる。
Base end face 2d of needle valve 2 and casing 9
A disc-shaped shim 15 is interposed between them. The needle valve 2 comes into contact with the shim 15 when the valve is opened, so that the axial movement of the needle valve 2 is restricted. That is, the plate thickness of the shim 15 determines the full lift amount of the needle valve 2.

【0046】リード線18,19は噴射弁駆動回路31
へと延びている。エンジンコントロールユニット33で
演算された燃料噴射量に対応するパルス信号が噴射パル
ス発生器32でつくられ、このパルス信号に応じた電圧
が噴射弁駆動回路31を介して圧電素子10に印加され
る。
Lead wires 18 and 19 are injection valve drive circuit 31.
Extending to. A pulse signal corresponding to the fuel injection amount calculated by the engine control unit 33 is generated by the injection pulse generator 32, and a voltage corresponding to this pulse signal is applied to the piezoelectric element 10 via the injection valve drive circuit 31.

【0047】図2はエンジン始動前の状態を示してお
り、圧電素子10は電圧が印加されて伸長しており、ピ
ストン部2cの前後に生じる燃圧室3と背圧室8の圧力
は、絞り通路5により均等化されている。このときニー
ドル弁2はコイルスプリング4の弾性復元力によりノズ
ルボディ1のシート部1aに着座している。圧電素子1
0に例えば500Vの電圧を0.5秒程度印加すること
により、エンジン始動前の準備を完了する。
FIG. 2 shows a state before the engine is started. A voltage is applied to the piezoelectric element 10 to expand the piezoelectric element 10, and the pressures of the fuel pressure chamber 3 and the back pressure chamber 8 generated before and after the piston portion 2c are restricted. It is equalized by the passage 5. At this time, the needle valve 2 is seated on the seat portion 1 a of the nozzle body 1 by the elastic restoring force of the coil spring 4. Piezoelectric element 1
By applying a voltage of, for example, 500 V to 0 for about 0.5 seconds, the preparation before engine start is completed.

【0048】なお、エンジン停止時も、コイルスプリン
グ4の弾性復元力により、ニードル弁2をノズルボディ
1のシート部1aに着座させて、燃料の洩れを防止する
ようになっている。
Even when the engine is stopped, the needle valve 2 is seated on the seat portion 1a of the nozzle body 1 by the elastic restoring force of the coil spring 4 to prevent fuel leakage.

【0049】エンジン始動時および始動後における燃料
噴射弁7の開弁作動時に、圧電素子10はエンジン回転
に同期して印加される電圧が遮断されることにより収縮
する。圧電素子10の収縮に伴って背圧ピストン11が
0.1m/s程度の速度で移動することにより、背圧室
8はその容積が拡大してその圧力が2MPa程度に低下
する。燃圧室3には絞り通路5を介して圧力低下が遅れ
て伝わるので、背圧室8と燃圧室3に圧力差が一時的に
発生する。この圧力差によりニードル弁2がコイルスプ
リング4に抗して噴口1bを開き、燃圧室3に導かれる
高圧燃料が噴口1bを通ってシリンダ64内に噴射され
る。
When the fuel injection valve 7 is opened at the start of the engine and after the start of the engine, the piezoelectric element 10 contracts because the voltage applied in synchronization with the engine rotation is cut off. As the back pressure piston 11 moves at a speed of about 0.1 m / s as the piezoelectric element 10 contracts, the back pressure chamber 8 expands in volume and its pressure drops to about 2 MPa. Since the pressure drop is transmitted to the fuel pressure chamber 3 through the throttle passage 5 with a delay, a pressure difference is temporarily generated between the back pressure chamber 8 and the fuel pressure chamber 3. Due to this pressure difference, the needle valve 2 opens the injection port 1b against the coil spring 4, and the high-pressure fuel guided to the fuel pressure chamber 3 is injected into the cylinder 64 through the injection port 1b.

【0050】燃料噴射弁7の閉弁作動時に、圧電素子1
0はエンジン回転に同期して電圧が印加されることによ
り伸長し、背圧ピストン11が移動することにより背圧
室8の圧力が一時的に上昇し、背圧室8と燃圧室3の圧
力差およびコイルスプリング4の付勢力によりニードル
弁2が移動してノズルボディ1のシート部1aに着座す
る。ニードル弁2がシート部1aに着座することによ
り、噴口1bが閉塞され、燃料の噴射が停止される。
When the fuel injection valve 7 is closed, the piezoelectric element 1
0 expands when a voltage is applied in synchronization with the engine rotation, and the pressure in the back pressure chamber 8 temporarily rises as the back pressure piston 11 moves, and the pressure in the back pressure chamber 8 and the fuel pressure chamber 3 increases. The needle valve 2 is moved by the difference and the biasing force of the coil spring 4 and is seated on the seat portion 1 a of the nozzle body 1. When the needle valve 2 is seated on the seat portion 1a, the injection port 1b is closed and the fuel injection is stopped.

【0051】燃料噴射弁7は、圧電素子10の変位方向
とニードル弁2の変位方向が一致しているため、圧電素
子10とニードル弁2を直列に並べることが可能とな
り、構造の簡素化がはかれる。
Since the displacement direction of the piezoelectric element 10 and the displacement direction of the needle valve 2 are the same in the fuel injection valve 7, the piezoelectric element 10 and the needle valve 2 can be arranged in series, and the structure can be simplified. Be peeled off.

【0052】ところで、エンジンの始動時等において背
圧室8に導かれる燃料圧力が低い状態では、圧電素子1
0の収縮時に背圧室8の圧力が下がり過ぎることがあ
り、このとき背圧室8内に気泡が発生する。この気泡
は、圧電素子10の伸縮に伴う背圧室8の容積変化を吸
収してしまい、この結果としてニードル弁2が正常に開
閉作動しなくなる可能性がある。
By the way, when the fuel pressure introduced into the back pressure chamber 8 is low at the time of starting the engine, the piezoelectric element 1
At the time of contraction of 0, the pressure of the back pressure chamber 8 may drop too much, and bubbles are generated in the back pressure chamber 8 at this time. The bubbles absorb the volume change of the back pressure chamber 8 due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 10, and as a result, the needle valve 2 may not normally open and close.

【0053】図8は、圧電素子10に対する印加電圧と
ニードル弁2のリフト量および背圧室8の圧力の関係を
示している。背圧室8の圧力が0Paより低下する負圧
域で背圧室8に気泡が発生する。図8において(b)図
は燃圧室3に導かれる燃料圧力Pfが規定の5MPaと
なる通常運転時の特性を示しており、背圧室8に気泡が
発生する印加電圧はX2となる。一方、(a)図は燃圧
室3に導かれる燃料圧力Pfが0.3MPaと低下する
運転時の特性を示しており、背圧室8に気泡が発生する
印加電圧は低燃圧時のX1は通常運転時のX2に比べて
低下する。これは、低燃圧時の方が圧電素子10の収縮
による背圧室8の圧力降下により、背圧室8が負圧にな
りやすいためである。ここで、圧電素子10は500V
の電圧が印加されることにより約50μm伸長するが、
駆動電圧Vpが低下するのに伴ってその伸長量が次第に
小さくなる。
FIG. 8 shows the relationship between the voltage applied to the piezoelectric element 10, the lift amount of the needle valve 2 and the pressure of the back pressure chamber 8. Bubbles are generated in the back pressure chamber 8 in the negative pressure region where the pressure in the back pressure chamber 8 is lower than 0 Pa. In FIG. 8, (b) shows the characteristic at the time of normal operation in which the fuel pressure Pf guided to the fuel pressure chamber 3 becomes a prescribed 5 MPa, and the applied voltage at which bubbles are generated in the back pressure chamber 8 is X2. On the other hand, FIG. 7A shows the characteristic during operation in which the fuel pressure Pf introduced to the fuel pressure chamber 3 decreases to 0.3 MPa, and the applied voltage at which bubbles are generated in the back pressure chamber 8 is X1 at low fuel pressure. It is lower than X2 during normal operation. This is because when the fuel pressure is low, the back pressure chamber 8 is more likely to be negative pressure due to the pressure drop in the back pressure chamber 8 due to the contraction of the piezoelectric element 10. Here, the piezoelectric element 10 is 500 V
When the voltage is applied, it extends about 50 μm,
As the drive voltage Vp decreases, the amount of expansion gradually decreases.

【0054】図5は、燃料圧力Pfに対する燃圧室3が
正圧に保たれる圧電素子10の駆動電圧Vpの関係を示
している。背圧室8を正圧に保つためには、燃圧室3に
導かれる燃料圧力Pfが低下するのに伴って、圧電素子
10の駆動電圧Vpを最大電圧(500V)から次第に
減少して、ニードル弁2のリフト量を抑える必要があ
る。
FIG. 5 shows the relationship between the fuel pressure Pf and the drive voltage Vp of the piezoelectric element 10 for keeping the fuel pressure chamber 3 at a positive pressure. In order to keep the back pressure chamber 8 at a positive pressure, the driving voltage Vp of the piezoelectric element 10 is gradually reduced from the maximum voltage (500V) as the fuel pressure Pf introduced into the fuel pressure chamber 3 is lowered, and the needle It is necessary to suppress the lift amount of the valve 2.

【0055】本発明はこれに対処して、燃圧室3に導か
れる燃料圧力Pfが低下するのに伴って、圧電素子10
の駆動電圧Vpを減少するように制御して、背圧室8の
容積変化を抑えることにより、背圧室8の燃料圧力が過
剰に低下することを防止して、背圧室8内に気泡が発生
することを回避する。
The present invention copes with this, and as the fuel pressure Pf introduced into the fuel pressure chamber 3 decreases, the piezoelectric element 10 is reduced.
By controlling the drive voltage Vp of the back pressure chamber 8 to suppress the volume change of the back pressure chamber 8 to prevent the fuel pressure in the back pressure chamber 8 from excessively decreasing, and to prevent bubbles in the back pressure chamber 8. To prevent the occurrence of.

【0056】図4は圧電素子10の駆動電圧Vpを制御
するルーチンを示している。コントロールユニット33
は、エンジンの運転状態に応じて初期噴射パルス幅Ti
を算出する初期噴射パルス幅算出手段41と、燃料圧力
Pfに応じて圧電素子10に印加する駆動電圧Vpを算
出する駆動電圧算出手段43と、算出された駆動電圧V
pに応じて初期噴射パルス幅Tiを補正して最終的な噴
射パルス幅Ti’を算出する噴射パルス幅補正量算出手
段42とを備える。
FIG. 4 shows a routine for controlling the drive voltage Vp of the piezoelectric element 10. Control unit 33
Is the initial injection pulse width Ti depending on the operating state of the engine.
Initial injection pulse width calculating means 41, driving voltage calculating means 43 for calculating the driving voltage Vp applied to the piezoelectric element 10 according to the fuel pressure Pf, and the calculated driving voltage V
An injection pulse width correction amount calculation means 42 for calculating the final injection pulse width Ti ′ by correcting the initial injection pulse width Ti according to p.

【0057】初期噴射パルス幅算出手段41は、吸入空
気量Qaとエンジン回転数Neの検出値を入力し、図6
に示すマップに基づいてこれら検出値に応じた初期噴射
パルス幅Tiを検索する。
The initial injection pulse width calculating means 41 inputs the detected values of the intake air amount Qa and the engine speed Ne, and
The initial injection pulse width Ti corresponding to these detected values is searched based on the map shown in FIG.

【0058】駆動電圧算出手段43は、燃料圧力Pfの
検出値を入力し、図5に基づいて燃料圧力Pfに応じて
圧電素子10に印加する駆動電圧Vpを検索する。燃圧
室3に導かれる燃料圧力Pfが低下するのに伴って、駆
動電圧Vpを減少させることにより、ニードル弁2のリ
フト量が小さくなって背圧室8が正圧に保たれ、背圧室
8内に気泡が発生することを防止する。
The drive voltage calculation means 43 inputs the detected value of the fuel pressure Pf, and searches the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element 10 according to the fuel pressure Pf based on FIG. By decreasing the drive voltage Vp as the fuel pressure Pf guided to the fuel pressure chamber 3 decreases, the lift amount of the needle valve 2 decreases, and the back pressure chamber 8 is maintained at a positive pressure. It is possible to prevent air bubbles from being generated inside 8.

【0059】噴射パルス幅補正量算出手段42は、図7
に示すテーブルに基づいて駆動電圧Vpに応じて噴射パ
ルス幅補正量を検索し、最終的な噴射パルス幅Ti’を
算出する。噴射パルス幅補正量は、駆動電圧Vpが低下
するのに伴って最終的な噴射パルス幅Ti’が大きくな
るように設定されており、噴口1bからの燃料噴射量が
駆動電圧Vpの変化に影響されることなく所期の値に収
まるようになっている。
The injection pulse width correction amount calculation means 42 is shown in FIG.
The injection pulse width correction amount is searched according to the drive voltage Vp based on the table shown in FIG. 3 to calculate the final injection pulse width Ti ′. The injection pulse width correction amount is set so that the final injection pulse width Ti ′ increases as the drive voltage Vp decreases, and the fuel injection amount from the injection port 1b influences the change in the drive voltage Vp. It is designed to be within the expected value without being disregarded.

【0060】こうして、コントロールユニット33で演
算された噴射パルス幅Ti’に対応するパルス信号が噴
射パルス発生器32でつくられ、このパルス信号に応じ
た電圧が噴射弁駆動回路31を介して圧電素子10に印
加される。
In this way, the pulse signal corresponding to the injection pulse width Ti 'calculated by the control unit 33 is generated by the injection pulse generator 32, and the voltage corresponding to this pulse signal is transmitted via the injection valve drive circuit 31 to the piezoelectric element. 10 is applied.

【0061】圧電素子10はエンジン回転に同期して印
加される電圧が遮断されることにより収縮し、背圧室8
と燃圧室3に生じる圧力差によりニードル弁2がコイル
スプリング4に抗して噴口1bを開き、燃圧室3に導か
れる高圧燃料が噴口1bを通ってシリンダ64内に噴射
される。
The piezoelectric element 10 contracts when the voltage applied in synchronization with the engine rotation is cut off, and the back pressure chamber 8
Due to the pressure difference generated in the fuel pressure chamber 3, the needle valve 2 opens the injection port 1b against the coil spring 4, and the high-pressure fuel guided to the fuel pressure chamber 3 is injected into the cylinder 64 through the injection port 1b.

【0062】背圧室8が正圧に保たれるように、圧電素
子10に印加する駆動電圧Vpが燃料圧力Pfに応じて
制御されるため、背圧室8が負圧となって背圧室8の燃
料中に気泡が発生することを防止できる。この結果、圧
電素子10の伸縮に伴う背圧室8の容積変化が気泡によ
って吸収されることなく、ニードル弁2が正常に開閉作
動し、燃料噴射量を正確に調節することができる。
Since the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element 10 is controlled according to the fuel pressure Pf so that the back pressure chamber 8 is maintained at a positive pressure, the back pressure chamber 8 becomes a negative pressure and the back pressure is reduced. It is possible to prevent bubbles from being generated in the fuel in the chamber 8. As a result, the volume change of the back pressure chamber 8 due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 10 is not absorbed by the bubbles, the needle valve 2 is normally opened and closed, and the fuel injection amount can be accurately adjusted.

【0063】他の実施形態として、先にも説明したよう
に燃圧室3に導かれる燃料圧力Pfをエンジンの運転状
態、例えば回転数に応じて変化させる構成としてもよ
く、この場合も圧電素子10に印加する駆動電圧Vpが
燃料圧力Pfに応じて調節されることにより、背圧室8
が負圧となって背圧室8の燃料中に気泡が発生すること
を防止でき、燃料噴射量を正確に調節することができ
る。
As another embodiment, as described above, the fuel pressure Pf introduced into the fuel pressure chamber 3 may be changed according to the operating state of the engine, for example, the number of revolutions. In this case also, the piezoelectric element 10 is used. The drive voltage Vp applied to the back pressure chamber 8 is adjusted according to the fuel pressure Pf.
Can be prevented from becoming a negative pressure and bubbles are generated in the fuel in the back pressure chamber 8, and the fuel injection amount can be accurately adjusted.

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

【図1】本発明の実施形態を示すエンジンのシステム
図。
FIG. 1 is a system diagram of an engine showing an embodiment of the present invention.

【図2】同じく燃料噴射弁の断面図。FIG. 2 is a sectional view of the fuel injection valve.

【図3】同じく燃料供給系のシステム図。FIG. 3 is a system diagram of a fuel supply system.

【図4】同じく制御系の構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a control system of the same.

【図5】同じく燃圧と圧電素子駆動電圧の関係を示す特
性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between fuel pressure and piezoelectric element drive voltage.

【図6】同じくエンジン回転数と吸入空気量の関係を示
す特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between engine speed and intake air amount.

【図7】同じく燃圧と噴射パルス幅補正量の関係を示す
特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between fuel pressure and injection pulse width correction amount.

【図8】同じく気泡発生域を示す特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram similarly showing a bubble generation region.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズルボディ 1b 噴口 2 ニードル弁 2c ピストン部 3 燃圧室 4 コイルスプリング 5 絞り通路 7 燃料噴射弁 8 背圧室 9 ケーシング 10 圧電素子 11 背圧ピストン 13 燃料入口 18 リード線 19 リード線 31 噴射弁駆動回路 32 噴射パルス発生器 33 エンジンコントロールユニット 34 燃圧センサ 35 クランク角センサ 36 吸入空気量センサ 41 初期噴射パルス幅算出手段 42 噴射パルス幅補正量算出手段 43 駆動電圧算出手段 1 nozzle body 1b nozzle 2 needle valve 2c Piston part 3 Fuel pressure chamber 4 coil spring 5 throttle passage 7 Fuel injection valve 8 back pressure chamber 9 casing 10 Piezoelectric element 11 Back pressure piston 13 Fuel inlet 18 lead wire 19 lead wire 31 Injection valve drive circuit 32 injection pulse generator 33 Engine control unit 34 Fuel pressure sensor 35 crank angle sensor 36 Intake air amount sensor 41 means for calculating initial injection pulse width 42 injection pulse width correction amount calculation means 43 Drive Voltage Calculation Means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02N 2/00 H01L 41/08 C (56)参考文献 特開 昭64−80751(JP,A) 特開 昭62−7969(JP,A) 実開 昭63−143760(JP,U) 特表 平8−506883(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 51/06 F02D 41/20 330 F02M 37/20 F02M 51/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H02N 2/00 H01L 41/08 C (56) Reference JP-A 64-80751 (JP, A) JP-A 62-7969 ( JP, A) Actual development Sho 63-143760 (JP, U) Tokuheihei 8-506883 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 51/06 F02D 41/20 330 F02M 37/20 F02M 51/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ニードル弁によって開閉される噴口と、 噴口に加圧燃料を導く燃圧室と、 印加される電圧により伸長する圧電素子と、 ニードル弁と圧電素子の間に画成される背圧室と、 燃圧室と背圧室を連通する絞り通路と、 ニードル弁を閉弁方向に付勢するスプリングと、 を備える燃料噴射装置において、 背圧室に導かれる燃料圧力が低下するのに伴って圧電素
子に印加される駆動電圧Vpを減少する制御手段を備え
たことを特徴とする燃料噴射装置。
1. An injection port opened and closed by a needle valve, a fuel pressure chamber for introducing pressurized fuel to the injection port, a piezoelectric element extending by an applied voltage, and a back pressure defined between the needle valve and the piezoelectric element. In a fuel injection device that includes a chamber, a throttle passage that connects the fuel pressure chamber and the back pressure chamber, and a spring that biases the needle valve in the valve closing direction, as the fuel pressure introduced into the back pressure chamber decreases. A fuel injection device comprising a control means for reducing the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element.
【請求項2】前記制御手段は、 エンジンの運転状態に応じて初期噴射パルス幅Tiを算
出する初期噴射パルス幅算出手段と、 燃圧室に導かれる燃料圧力Pfを検出する燃圧センサ
と、 燃料圧力Pfに応じて圧電素子に印加する駆動電圧Vp
を算出する駆動電圧算出手段と、 駆動電圧Vpに応じて初期噴射パルス幅Tiを補正して
最終的な噴射パルス幅Ti’を算出する噴射パルス幅補
正量算出手段と、 算出される噴射パルス幅Ti’に対応するパルス信号を
発生する噴射パルス発生器と、 発生するパルス信号に応じた電圧を圧電素子に印加する
駆動回路と、 を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装
置。
2. The control means, an initial injection pulse width calculation means for calculating an initial injection pulse width Ti according to the operating state of the engine, a fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure Pf introduced into the fuel pressure chamber, and a fuel pressure. Drive voltage Vp applied to the piezoelectric element according to Pf
Drive voltage calculation means for calculating, and an injection pulse width correction amount calculation means for calculating the final injection pulse width Ti ′ by correcting the initial injection pulse width Ti according to the drive voltage Vp, and the calculated injection pulse width The fuel injection device according to claim 1, further comprising: an injection pulse generator that generates a pulse signal corresponding to Ti ′; and a drive circuit that applies a voltage according to the generated pulse signal to the piezoelectric element. .
【請求項3】前記制御手段は、背圧室が負圧にならない
ように圧電素子に印加される駆動電圧Vpを制御するこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射装
置。
3. The fuel injection device according to claim 1, wherein the control means controls the drive voltage Vp applied to the piezoelectric element so that the back pressure chamber does not become a negative pressure.
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