JPH04284158A - 電子制御燃料噴射装置 - Google Patents
電子制御燃料噴射装置Info
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- JPH04284158A JPH04284158A JP7380991A JP7380991A JPH04284158A JP H04284158 A JPH04284158 A JP H04284158A JP 7380991 A JP7380991 A JP 7380991A JP 7380991 A JP7380991 A JP 7380991A JP H04284158 A JPH04284158 A JP H04284158A
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- pressure chamber
- plunger
- valve
- drive circuit
- piezo
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Links
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Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はピエゾ積層体を内蔵する
電子制御燃料噴射装置に関し、特に上記ピエゾ積層体へ
の駆動電圧を少ない電力消費で発生せしめる電子制御燃
料噴射装置に関する。
電子制御燃料噴射装置に関し、特に上記ピエゾ積層体へ
の駆動電圧を少ない電力消費で発生せしめる電子制御燃
料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ピエゾ積層体を内蔵してこれを伸長変位
せしめることによりプランジャ先端に形成された高圧室
のスピル弁を閉鎖作動せしめる電子制御燃料噴射装置が
知られており、ピエゾ積層体を変位せしめるに必要な電
圧を得るためにいわゆるフライバック回路を使用したも
のでは、一次側コイルに所定時間(例えば2ms)以上
通電して充分に充電しておく必要がある。
せしめることによりプランジャ先端に形成された高圧室
のスピル弁を閉鎖作動せしめる電子制御燃料噴射装置が
知られており、ピエゾ積層体を変位せしめるに必要な電
圧を得るためにいわゆるフライバック回路を使用したも
のでは、一次側コイルに所定時間(例えば2ms)以上
通電して充分に充電しておく必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は一次
側コイルの充電開始時間Tを、前サイクルの燃料噴射終
了時点でのエンジン回転数より決定することが行われて
いるが、回転変動による誤差を考慮して充分な充電時間
(例えば3ms)を確保するように上記時間Tを決定し
ているため、エンジン高速回転時には電流消費が非常に
大きくなり、また、始動時の如くエンジン回転変動の大
きい場合には充電時間が確保されないため、ピエゾ積層
体へ充分な電圧が印加されないという問題があった。
側コイルの充電開始時間Tを、前サイクルの燃料噴射終
了時点でのエンジン回転数より決定することが行われて
いるが、回転変動による誤差を考慮して充分な充電時間
(例えば3ms)を確保するように上記時間Tを決定し
ているため、エンジン高速回転時には電流消費が非常に
大きくなり、また、始動時の如くエンジン回転変動の大
きい場合には充電時間が確保されないため、ピエゾ積層
体へ充分な電圧が印加されないという問題があった。
【0004】本発明はかかる課題を解決するもので、無
駄な電力消費がなく、常に確実な一次側コイルへの充電
時間が確保できる電子制御燃料噴射装置を提供するもの
である。
駄な電力消費がなく、常に確実な一次側コイルへの充電
時間が確保できる電子制御燃料噴射装置を提供するもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、内燃機関に連動して回転するカムプレ−ト4により
前後動せしめられるプランジャ6を設け、該プランジャ
6の前進動作に伴い圧力室17の燃料を噴射弁22に圧
送し吐出せしめるとともに、噴射終了時に燃料を上記圧
力室17より低圧室20へ溢流せしめるスピル弁32を
設けて該スピル弁32をピエゾ積層体27により開閉駆
動し、所定時間通電後の一次側コイル202電流を遮断
した時に二次側コイル205に生じる電圧を上記ピエゾ
積層体27に供給して上記スピル弁32を閉鎖作動せし
める駆動回路200を設けた電子制御燃料噴射装置にお
いて、内燃機関に連動して回転する円板ロ−タ3の外周
に等間隔で多数の歯形11bを設けるとともに気筒数に
応じて周方向の複数か所で歯形を欠落せしめ、これら欠
歯部12a〜12dの形成開始角度位置を上記プランジ
ャ6の各往復サイクルの最大前進位置に対応する角度以
降に設定するとともに、各欠歯部12a〜12dの形成
終了角度位置を、内燃機関の最大回転時において上記一
次側コイル202への必要通電時間を確保できる角度以
上通電遮断時点より前に設定し、且つ上記駆動回路を、
上記各欠歯部12a〜12dに続く所定の歯形11bの
通過を検出してこれを基準に上記一次側コイル202へ
の通電を開始するように設定したものである。
と、内燃機関に連動して回転するカムプレ−ト4により
前後動せしめられるプランジャ6を設け、該プランジャ
6の前進動作に伴い圧力室17の燃料を噴射弁22に圧
送し吐出せしめるとともに、噴射終了時に燃料を上記圧
力室17より低圧室20へ溢流せしめるスピル弁32を
設けて該スピル弁32をピエゾ積層体27により開閉駆
動し、所定時間通電後の一次側コイル202電流を遮断
した時に二次側コイル205に生じる電圧を上記ピエゾ
積層体27に供給して上記スピル弁32を閉鎖作動せし
める駆動回路200を設けた電子制御燃料噴射装置にお
いて、内燃機関に連動して回転する円板ロ−タ3の外周
に等間隔で多数の歯形11bを設けるとともに気筒数に
応じて周方向の複数か所で歯形を欠落せしめ、これら欠
歯部12a〜12dの形成開始角度位置を上記プランジ
ャ6の各往復サイクルの最大前進位置に対応する角度以
降に設定するとともに、各欠歯部12a〜12dの形成
終了角度位置を、内燃機関の最大回転時において上記一
次側コイル202への必要通電時間を確保できる角度以
上通電遮断時点より前に設定し、且つ上記駆動回路を、
上記各欠歯部12a〜12dに続く所定の歯形11bの
通過を検出してこれを基準に上記一次側コイル202へ
の通電を開始するように設定したものである。
【0006】本発明の構成においては、欠歯部を上記角
度位置に設定してあるから、内燃機関がいかなる回転数
にあっても必ず基準となる歯形が存在し、これを基準に
通電を開始することができる。しかして、充電時間に殆
ど誤差を生じないから、内燃機関の回転数変動を見込ん
で必要以上に充電時間を長く設定することはなく、無駄
な電力消費を生じない。また、内燃機関の回転数変動が
大きい場合にも充電不足を生じることはない。
度位置に設定してあるから、内燃機関がいかなる回転数
にあっても必ず基準となる歯形が存在し、これを基準に
通電を開始することができる。しかして、充電時間に殆
ど誤差を生じないから、内燃機関の回転数変動を見込ん
で必要以上に充電時間を長く設定することはなく、無駄
な電力消費を生じない。また、内燃機関の回転数変動が
大きい場合にも充電不足を生じることはない。
【0007】
【実施例】次に、図1〜図8を用いて本発明の第1実施
例を説明する。図1は本実施例の構成を示す縦断面図で
ある。図1において、本実施例の燃料噴射ポンプ1は分
配型で、ドライブシャフト2は図示しないエンジンによ
って駆動され、エンジン回転数の2分の1の回転数に同
期して回転運動を行なう。
例を説明する。図1は本実施例の構成を示す縦断面図で
ある。図1において、本実施例の燃料噴射ポンプ1は分
配型で、ドライブシャフト2は図示しないエンジンによ
って駆動され、エンジン回転数の2分の1の回転数に同
期して回転運動を行なう。
【0008】ドライブシャフト2には、シグナルロータ
3がこのドライブシャフト2と同軸的に固定されている
。さらに、ドライブシャフト2はカップリングを介して
カムプレート4に連結される。カムプレート4にはスプ
リング5によってプランジャ6が固定されると共にロー
ラ7に押圧される。したがって、カムプレート4がドラ
イブシャフト2によって回転駆動されることにより、ロ
ーラ7とカムプレート4のカム山との結合状態が変化し
、プランジャ6は1回転中に気筒数と等しい回数だけ往
復動する。
3がこのドライブシャフト2と同軸的に固定されている
。さらに、ドライブシャフト2はカップリングを介して
カムプレート4に連結される。カムプレート4にはスプ
リング5によってプランジャ6が固定されると共にロー
ラ7に押圧される。したがって、カムプレート4がドラ
イブシャフト2によって回転駆動されることにより、ロ
ーラ7とカムプレート4のカム山との結合状態が変化し
、プランジャ6は1回転中に気筒数と等しい回数だけ往
復動する。
【0009】ロータ7はロータ軸8によって回転自在に
なっており、ロータ軸8はローラリング9に固定されて
いる。
なっており、ロータ軸8はローラリング9に固定されて
いる。
【0010】ローラリング9には、シグナルロータ3の
周面に対向するようにピックアップ10が取り付けられ
る。シグナルロータ3には、所定角(例えば、5.62
5°)毎に凸状歯が複数個配置されると共に、これらの
凸状歯が気筒数と同数だけ等間隔に切欠かれて欠歯部(
例えば2歯分)が形成される。すなわち、4気筒ディー
ゼルエンジンの場合には図2に示すように、5.625
°(11.25°CAに相当する)毎に凸状歯11a、
11b、……が複数個配置されると共に、90°(18
0°CAに相当する)毎に欠歯部12a、12b、12
c、12dが形成されている。したがって、シグナルロ
ータ3が回転すると凸状歯がピックアップ10に対して
接近離間するため、電磁誘導によってピックアップ10
から図8に示すようなNEパルス信号が出力される。こ
のNEパルス信号の幅広の谷部(シグナルロータ3の欠
歯部に相当する)は基準位置信号として作用し、その他
の部分は回転角信号として作用する。本発明においては
、この基準位置信号をつくるためのシグナルロータ3の
欠歯部が、後述するように、プランジャ6のリフト(又
は、カムプレート4のリフト)に対して、ある特定の範
囲内にあることを特徴とする。
周面に対向するようにピックアップ10が取り付けられ
る。シグナルロータ3には、所定角(例えば、5.62
5°)毎に凸状歯が複数個配置されると共に、これらの
凸状歯が気筒数と同数だけ等間隔に切欠かれて欠歯部(
例えば2歯分)が形成される。すなわち、4気筒ディー
ゼルエンジンの場合には図2に示すように、5.625
°(11.25°CAに相当する)毎に凸状歯11a、
11b、……が複数個配置されると共に、90°(18
0°CAに相当する)毎に欠歯部12a、12b、12
c、12dが形成されている。したがって、シグナルロ
ータ3が回転すると凸状歯がピックアップ10に対して
接近離間するため、電磁誘導によってピックアップ10
から図8に示すようなNEパルス信号が出力される。こ
のNEパルス信号の幅広の谷部(シグナルロータ3の欠
歯部に相当する)は基準位置信号として作用し、その他
の部分は回転角信号として作用する。本発明においては
、この基準位置信号をつくるためのシグナルロータ3の
欠歯部が、後述するように、プランジャ6のリフト(又
は、カムプレート4のリフト)に対して、ある特定の範
囲内にあることを特徴とする。
【0011】プランジャ6はその外周に、1個の分配ポ
ート13とエンジン気筒数と同数の吸入グルーブ14と
が形成され、このプランジャ6の先端面とシリンダボア
15、メクラ栓16の間には圧力室17が形成されてい
る。
ート13とエンジン気筒数と同数の吸入グルーブ14と
が形成され、このプランジャ6の先端面とシリンダボア
15、メクラ栓16の間には圧力室17が形成されてい
る。
【0012】シリンダ18及びケーシング19には、低
圧室20とシリンダボア15とを連通する吸入通路21
と、外部の各噴射弁22をシリンダボア15に導通可能
な分配通路23とが形成されている。この分配通路23
はエンジン気筒数と同数設けられるとともに、その途中
にはそれぞれデリバリ弁24が設けられている。デリバ
リ弁24はばね25に抗して開放可能であり、逆止弁と
しての機能および吸戻し弁としての機能を有する。
圧室20とシリンダボア15とを連通する吸入通路21
と、外部の各噴射弁22をシリンダボア15に導通可能
な分配通路23とが形成されている。この分配通路23
はエンジン気筒数と同数設けられるとともに、その途中
にはそれぞれデリバリ弁24が設けられている。デリバ
リ弁24はばね25に抗して開放可能であり、逆止弁と
しての機能および吸戻し弁としての機能を有する。
【0013】従って、プランジャ6が図中左行して圧力
室17が膨張する時、すなわち吸入行程時にはいずれか
の吸入グルーブ14が吸入通路21に導通して低圧室2
0内の燃料が圧力室17に吸入され、これとは逆に、プ
ランジャ6が図中右行して圧力室17が圧縮される時す
なわち圧縮行程時には、分配ポート13がいずれかの分
配通路23に導通して圧力室17内の加圧燃料が外部に
吐出される。
室17が膨張する時、すなわち吸入行程時にはいずれか
の吸入グルーブ14が吸入通路21に導通して低圧室2
0内の燃料が圧力室17に吸入され、これとは逆に、プ
ランジャ6が図中右行して圧力室17が圧縮される時す
なわち圧縮行程時には、分配ポート13がいずれかの分
配通路23に導通して圧力室17内の加圧燃料が外部に
吐出される。
【0014】なお、プランジャ6が右行し始める時期は
、噴射弁22に噴射開始が要求される時期よりも十分に
早く、プランジャ6の右行を停止する時期は、噴射弁2
2に噴射停止が要求される時期よりも十分に遅くなるよ
うに固定されている。
、噴射弁22に噴射開始が要求される時期よりも十分に
早く、プランジャ6の右行を停止する時期は、噴射弁2
2に噴射停止が要求される時期よりも十分に遅くなるよ
うに固定されている。
【0015】燃料噴射ポンプ1のケーシング19には、
圧力室17の圧力を制御する圧力制御弁26が設けられ
ており、この圧力制御弁26により燃料噴射ポンプ1の
燃料噴射開始時期、噴射量、噴射率が制御される。
圧力室17の圧力を制御する圧力制御弁26が設けられ
ており、この圧力制御弁26により燃料噴射ポンプ1の
燃料噴射開始時期、噴射量、噴射率が制御される。
【0016】圧力制御弁26は、電圧の印加に応じて伸
縮する電歪体であるピエゾ積層体27と、このピエゾ積
層体27の伸縮変位を受けて変位するピストン28と、
このピストン28を図中上方に付勢する皿バネ29と、
前記ピエゾ積層体27、ピストン28、皿バネ29を収
納するピエゾハウジング30と、キャップハウジング3
1と、バルブニードル32と、このバルブニードル32
を常に開弁方向に付勢するスプリング33と、バルブニ
ードル32、スプリング33を収納するバルブハウジン
グ34とから構成されている。
縮する電歪体であるピエゾ積層体27と、このピエゾ積
層体27の伸縮変位を受けて変位するピストン28と、
このピストン28を図中上方に付勢する皿バネ29と、
前記ピエゾ積層体27、ピストン28、皿バネ29を収
納するピエゾハウジング30と、キャップハウジング3
1と、バルブニードル32と、このバルブニードル32
を常に開弁方向に付勢するスプリング33と、バルブニ
ードル32、スプリング33を収納するバルブハウジン
グ34とから構成されている。
【0017】バルブハウジング34は、ノックピン35
により回転防止され、さらに圧力制御弁26はケーシン
グ19に螺着されている。
により回転防止され、さらに圧力制御弁26はケーシン
グ19に螺着されている。
【0018】皿バネ29は、ピストン28とピエゾハウ
ジング30との間に配設されており、そこにはバルブニ
ードル32を閉弁方向に付勢するための圧力を保持する
変圧室36が形成されている。なお、ピストン28の外
周には変圧室36内の圧力が洩れないようにOリング3
7が設けられている。
ジング30との間に配設されており、そこにはバルブニ
ードル32を閉弁方向に付勢するための圧力を保持する
変圧室36が形成されている。なお、ピストン28の外
周には変圧室36内の圧力が洩れないようにOリング3
7が設けられている。
【0019】ピエゾ積層体27は、直径15mm、厚さ
0.5mmの円板状のPZT素子と、直径15mm、厚
さ0.1mmの銅板とを交互に積層して円柱状にしたも
のであり、各々PZT素子の厚み方向に並列に電圧を印
加できるようにリード線38と銅板とが結合されている
。リード線38はグロメット39を介してピエゾハウジ
ング30の外部へ伸びていて、駆動回路200に接続さ
れている。
0.5mmの円板状のPZT素子と、直径15mm、厚
さ0.1mmの銅板とを交互に積層して円柱状にしたも
のであり、各々PZT素子の厚み方向に並列に電圧を印
加できるようにリード線38と銅板とが結合されている
。リード線38はグロメット39を介してピエゾハウジ
ング30の外部へ伸びていて、駆動回路200に接続さ
れている。
【0020】PZT素子はチタン酸ジルコン酸鉛を主成
分として、焼成された強誘電体セラミックスであり、電
歪効果を有する代表的な素子である。その物性は、厚み
方向に500Vの電圧を印加すると0.5μm 厚みが
増し、逆に500Vの電圧が発生している時にこれをシ
ョートさせると0.5μm 厚みが減り、また厚み方向
に200Kg/cm2 の圧力を作用させると厚み方向
に200Vの電圧が発生するというものである。
分として、焼成された強誘電体セラミックスであり、電
歪効果を有する代表的な素子である。その物性は、厚み
方向に500Vの電圧を印加すると0.5μm 厚みが
増し、逆に500Vの電圧が発生している時にこれをシ
ョートさせると0.5μm 厚みが減り、また厚み方向
に200Kg/cm2 の圧力を作用させると厚み方向
に200Vの電圧が発生するというものである。
【0021】本実施例において、ピエゾ積層体27はP
ZT素子を100枚積層して電気的に並列に結合したも
のであり、500Vの電圧を印加すると50μm の伸
長が得られる。
ZT素子を100枚積層して電気的に並列に結合したも
のであり、500Vの電圧を印加すると50μm の伸
長が得られる。
【0022】皿バネ29により図中上方に付勢されてい
るピストン28は、前記ピエゾ積層体27の伸縮を受け
てピエゾハウジング30内で摺動し、変圧室36の容積
を変動させる。
るピストン28は、前記ピエゾ積層体27の伸縮を受け
てピエゾハウジング30内で摺動し、変圧室36の容積
を変動させる。
【0023】バルブニードル32はバルブハウジング3
4内に摺動自在に配設されており、このバルブニードル
32のケーシング19側にはスプリング室40が形成さ
れている。また、スプリング室40にはバルブニードル
32を常時開弁方向に付勢するスプリング33が挿入さ
れていて、このスプリング室40はケーシング19に穿
設された低圧通路41を介して低圧室20に導通してい
る。
4内に摺動自在に配設されており、このバルブニードル
32のケーシング19側にはスプリング室40が形成さ
れている。また、スプリング室40にはバルブニードル
32を常時開弁方向に付勢するスプリング33が挿入さ
れていて、このスプリング室40はケーシング19に穿
設された低圧通路41を介して低圧室20に導通してい
る。
【0024】また、バルブニードル32の図中上方には
、ピエゾハウジング30に穿設された変圧室通路42が
あり、ピエゾ積層体27が伸長し変圧室36の容積が小
さくなり圧力が大きくなるとバルブニードル32はシー
ト面43に着座して圧力室17に通じる圧力室通路44
とスプリング室40との連通が遮断される。さらに、変
圧室36は連通通路45を介してシリンダボア15に連
通する。吸入行程が終了してプランジャ6が圧縮行程に
入る前には、連通通路45と圧力室17との連通はプラ
ンジャ6の回転により遮断され、同様にプランジャ6の
圧縮行程が終了して吸入行程に入ってからは、連通通路
45はプランジャ6の回転により吸入グルーブ14を介
して圧力室17と連通する。
、ピエゾハウジング30に穿設された変圧室通路42が
あり、ピエゾ積層体27が伸長し変圧室36の容積が小
さくなり圧力が大きくなるとバルブニードル32はシー
ト面43に着座して圧力室17に通じる圧力室通路44
とスプリング室40との連通が遮断される。さらに、変
圧室36は連通通路45を介してシリンダボア15に連
通する。吸入行程が終了してプランジャ6が圧縮行程に
入る前には、連通通路45と圧力室17との連通はプラ
ンジャ6の回転により遮断され、同様にプランジャ6の
圧縮行程が終了して吸入行程に入ってからは、連通通路
45はプランジャ6の回転により吸入グルーブ14を介
して圧力室17と連通する。
【0025】次に駆動回路200について説明する。図
3は図1中の駆動回路200の詳細を示す回路図である
。101は例えば12Vの車載用バッテリで、このバッ
テリ101からの供給電源が例えば珪素鋼板を多数枚積
層してなる鉄心トランス(変圧器)201の1次コイル
202に接続されている。1次コイル202の他端はト
ランジスタ203のコレクタに接続されており、定電流
制御回路204によりトランジスタ203のベース電流
が制御され、1次コイル202に流れる電流が制御され
る。トランジスタ203のエミッタは抵抗205を介し
て接地されており、抵抗205のトランジスタ203側
の電圧を定電流制御回路204に入力し、1次コイル2
02に流れる電流値をモニターしている。
3は図1中の駆動回路200の詳細を示す回路図である
。101は例えば12Vの車載用バッテリで、このバッ
テリ101からの供給電源が例えば珪素鋼板を多数枚積
層してなる鉄心トランス(変圧器)201の1次コイル
202に接続されている。1次コイル202の他端はト
ランジスタ203のコレクタに接続されており、定電流
制御回路204によりトランジスタ203のベース電流
が制御され、1次コイル202に流れる電流が制御され
る。トランジスタ203のエミッタは抵抗205を介し
て接地されており、抵抗205のトランジスタ203側
の電圧を定電流制御回路204に入力し、1次コイル2
02に流れる電流値をモニターしている。
【0026】トランス201には2次コイル205が巻
回されている。1次コイル202と2次コイル205の
巻数比は2次側の発生電圧、2次電圧の立上がり時間等
を考慮して決められており、1次側の約2倍の巻数とな
っている。
回されている。1次コイル202と2次コイル205の
巻数比は2次側の発生電圧、2次電圧の立上がり時間等
を考慮して決められており、1次側の約2倍の巻数とな
っている。
【0027】2次コイル205の一端にピエゾ積層体2
7が接続されており、他端はダイオード206のカソー
ドおよびトランジスタ207のコレクタに接続されてい
る。よってピエゾ積層体27をショートするときは、ト
ランジスタ207をオンし、ピエゾ積層体27、2次コ
イル205、トランジスタ207と回路が構成される。 トランジスタ203、トランジスタ207のベース電流
はECU102によって制御される。ECU102は周
知のように、CPU、RAM、ROM、AD変換器、入
力ポート、出力ポートなどから構成される。ECU10
2のROMには制御のルーチンのプログラムが格納され
、ピックアップ10からのNEパルス信号、水温、アク
セル開度などに応じて、ドエル信号、電流値信号が定電
流制御回路204へ出力され、ショート信号がトランジ
スタ207のベースへ出力される。
7が接続されており、他端はダイオード206のカソー
ドおよびトランジスタ207のコレクタに接続されてい
る。よってピエゾ積層体27をショートするときは、ト
ランジスタ207をオンし、ピエゾ積層体27、2次コ
イル205、トランジスタ207と回路が構成される。 トランジスタ203、トランジスタ207のベース電流
はECU102によって制御される。ECU102は周
知のように、CPU、RAM、ROM、AD変換器、入
力ポート、出力ポートなどから構成される。ECU10
2のROMには制御のルーチンのプログラムが格納され
、ピックアップ10からのNEパルス信号、水温、アク
セル開度などに応じて、ドエル信号、電流値信号が定電
流制御回路204へ出力され、ショート信号がトランジ
スタ207のベースへ出力される。
【0028】図4は駆動回路200の時間経過に基づい
た作動説明図である。図4(a)に示すようにドエル信
号がONされると1次コイル202の通電が始まる。1
次コイル202の通電電流はしだいに大きくなり、電流
値信号が示す電流値Ipになると(図4(b))、その
ままその電流値Ipが定電流制御回路204によって保
持される。図4(c)に示すようにドエル信号がOFF
されると、トランス201に蓄えた磁気エネルギーが一
気にピエゾ積層体27に投入され、ピエゾ積層体27に
電圧を与え伸長させる。その印加電圧Vpは、1次コイ
ルインダクタンスをL(H)、ピエゾ積層体のキャパシ
タンスをC(F)とすると、
た作動説明図である。図4(a)に示すようにドエル信
号がONされると1次コイル202の通電が始まる。1
次コイル202の通電電流はしだいに大きくなり、電流
値信号が示す電流値Ipになると(図4(b))、その
ままその電流値Ipが定電流制御回路204によって保
持される。図4(c)に示すようにドエル信号がOFF
されると、トランス201に蓄えた磁気エネルギーが一
気にピエゾ積層体27に投入され、ピエゾ積層体27に
電圧を与え伸長させる。その印加電圧Vpは、1次コイ
ルインダクタンスをL(H)、ピエゾ積層体のキャパシ
タンスをC(F)とすると、
【数1】
で表わされる。よって、Vp=500Vを得るためには
、L/C=252の時、Ip=20(A)である。そし
て、図4(d)に示されるようにショート信号がトラン
ジスタ207のベースに入力されると、ピエゾ積層体2
7の電圧はショートされ収縮する。
、L/C=252の時、Ip=20(A)である。そし
て、図4(d)に示されるようにショート信号がトラン
ジスタ207のベースに入力されると、ピエゾ積層体2
7の電圧はショートされ収縮する。
【0029】ここで、1次コイル202の通電電流がI
pに到達するには2ms必要であり、ピエゾ積層体27
に電圧を印加する時期よりも2ms以上前にドエル信号
をONにする必要がある。回転変動を考慮してドエル信
号ON時間を例えば2.2msとする。例えばエンジン
の最高回転数が4000rpm のとき2.2msは5
2.8°CA(シグナルロータ3の26.4°に相当す
る)に相当し、欠歯部の終了位置(図8(b))をピエ
ゾ積層体27に電圧が印加される角度より52.8°C
A以上前にすることによりエンジン回転数全域において
ドエル信号ON時期を角度制御しやすくなる。また、バ
ルブニードル32の応答時間(0.2ms)を考慮して
、エンジン回転数4000rpm ではプランジャ6の
リフト開始より4.8°CA(シグナルロータ3の2.
4°に相当する)以上前にピエゾ積層体27に電圧を印
加する必要がある。つまり、プランジャ6のリフト開始
角度から57.6°CA(シグナルロータ3の28.8
°に相当する)以上前に欠歯部があるとよい。
pに到達するには2ms必要であり、ピエゾ積層体27
に電圧を印加する時期よりも2ms以上前にドエル信号
をONにする必要がある。回転変動を考慮してドエル信
号ON時間を例えば2.2msとする。例えばエンジン
の最高回転数が4000rpm のとき2.2msは5
2.8°CA(シグナルロータ3の26.4°に相当す
る)に相当し、欠歯部の終了位置(図8(b))をピエ
ゾ積層体27に電圧が印加される角度より52.8°C
A以上前にすることによりエンジン回転数全域において
ドエル信号ON時期を角度制御しやすくなる。また、バ
ルブニードル32の応答時間(0.2ms)を考慮して
、エンジン回転数4000rpm ではプランジャ6の
リフト開始より4.8°CA(シグナルロータ3の2.
4°に相当する)以上前にピエゾ積層体27に電圧を印
加する必要がある。つまり、プランジャ6のリフト開始
角度から57.6°CA(シグナルロータ3の28.8
°に相当する)以上前に欠歯部があるとよい。
【0030】さらに、ピエゾ積層体27のショート時期
も角度制御によって決めるためには欠歯部の開始位置(
図8(a))がプランジャ6の最大リフト点より後にあ
るとよい。
も角度制御によって決めるためには欠歯部の開始位置(
図8(a))がプランジャ6の最大リフト点より後にあ
るとよい。
【0031】さて、角度制御とは周知のように、NEパ
ルス信号の割り込みカウンタ+余り時間によって制御す
ることである。例えば、エンジン回転数4000rpm
においてピエゾ積層体27の電圧印加時期をNEパル
ス割り込みカウンタ#6で行なう場合、図8に示すよう
にドエル信号ON時期はNEパルス割り込みカウンタ#
1+144μs となる。〔52.8°CA=11.2
5°CA×5−3.45°CA、つまりNEパルス割り
込みカウンタ:#6−#5=#1、余り時間:3.45
°CA→144μs 〕
ルス信号の割り込みカウンタ+余り時間によって制御す
ることである。例えば、エンジン回転数4000rpm
においてピエゾ積層体27の電圧印加時期をNEパル
ス割り込みカウンタ#6で行なう場合、図8に示すよう
にドエル信号ON時期はNEパルス割り込みカウンタ#
1+144μs となる。〔52.8°CA=11.2
5°CA×5−3.45°CA、つまりNEパルス割り
込みカウンタ:#6−#5=#1、余り時間:3.45
°CA→144μs 〕
【0032】次に図5〜図8を用いて本実施例の作動を
説明する。図5〜図7は本実施例の作動状態を示す断面
図で、図5は吸入行程時の状態図、図6は噴射開始時の
状態図、図7は噴射終了時の状態図、図8は本実施例の
時間の経過につれての各部の動きを示した作動説明図で
ある。
説明する。図5〜図7は本実施例の作動状態を示す断面
図で、図5は吸入行程時の状態図、図6は噴射開始時の
状態図、図7は噴射終了時の状態図、図8は本実施例の
時間の経過につれての各部の動きを示した作動説明図で
ある。
【0033】プランジャ6の吸入行程時には、図5に示
されるように、プランジャ6の吸入グルーブ14は、フ
ィードポンプ(図示せず)より数気圧に加圧された燃料
が供給される吸入通路21に導通し、プランジャ6の図
中左方向の移動とともに低圧室20の燃料を圧力室17
内に吸入する。ここで、吸入通路21と導通している吸
入グルーブ14と180°ずれた位置になる別の吸入グ
ルーブ14は連通通路45と導通しており、変圧室36
は図8に示されるように低圧室20と同じ圧力の5kg
/cm2 になっている。
されるように、プランジャ6の吸入グルーブ14は、フ
ィードポンプ(図示せず)より数気圧に加圧された燃料
が供給される吸入通路21に導通し、プランジャ6の図
中左方向の移動とともに低圧室20の燃料を圧力室17
内に吸入する。ここで、吸入通路21と導通している吸
入グルーブ14と180°ずれた位置になる別の吸入グ
ルーブ14は連通通路45と導通しており、変圧室36
は図8に示されるように低圧室20と同じ圧力の5kg
/cm2 になっている。
【0034】プランジャ6の吸入行程が終了すると、吸
入通路21と圧力室17との連通がプランジャ6の回転
により遮断され、連通通路45と圧力室17との連通も
同様に遮断される。
入通路21と圧力室17との連通がプランジャ6の回転
により遮断され、連通通路45と圧力室17との連通も
同様に遮断される。
【0035】プランジャ6の圧縮行程時には、駆動回路
200から500Vの噴射開始信号がピエゾ積層体27
に印加され、図6に示されるようにピエゾ積層体27は
伸長し、ピストン28を皿バネ29に抗して押し下げて
変圧室36の容積を離れさせる。このため変圧室36の
圧力は図8に示されるように70kg/cm2 に上昇
し、バルブニードル32はシート面43に押しつけられ
て圧力室17とスプリング室40との導通が遮断される
。
200から500Vの噴射開始信号がピエゾ積層体27
に印加され、図6に示されるようにピエゾ積層体27は
伸長し、ピストン28を皿バネ29に抗して押し下げて
変圧室36の容積を離れさせる。このため変圧室36の
圧力は図8に示されるように70kg/cm2 に上昇
し、バルブニードル32はシート面43に押しつけられ
て圧力室17とスプリング室40との導通が遮断される
。
【0036】圧力室17の圧力はプランジャ6の右行と
ともに上昇してゆき、噴射弁22の開弁圧である160
kg/cm2 に達すると図6に示されるように噴射を
開始する。その後、プランジャ6は右行を続けこの右行
につれて圧力室17内の圧力はさらに上昇する。
ともに上昇してゆき、噴射弁22の開弁圧である160
kg/cm2 に達すると図6に示されるように噴射を
開始する。その後、プランジャ6は右行を続けこの右行
につれて圧力室17内の圧力はさらに上昇する。
【0037】ここで、バルブニードル32の直径は7m
mであり、変圧室36内の圧力は70kg/cm2 と
なっている。従って、バルブニードル21の下方向の閉
弁力F1 は、
mであり、変圧室36内の圧力は70kg/cm2 と
なっている。従って、バルブニードル21の下方向の閉
弁力F1 は、
【数2】
となる。
【0038】プランジャの噴射終了時には、駆動回路2
00によりピエゾ積層体27に印加されていた500V
の印加電圧が解除され、図7に示すように、ピエゾ積層
体27は収縮し、ピストン28は皿バネ29により上昇
する。これにより、変圧室36の容積は増加し、変圧室
36の圧力は、図8に示されるように70kg/cm2
から5kg/cm2 まで低下する。この状態では、
バルブニードル32の閉弁力F2 は
00によりピエゾ積層体27に印加されていた500V
の印加電圧が解除され、図7に示すように、ピエゾ積層
体27は収縮し、ピストン28は皿バネ29により上昇
する。これにより、変圧室36の容積は増加し、変圧室
36の圧力は、図8に示されるように70kg/cm2
から5kg/cm2 まで低下する。この状態では、
バルブニードル32の閉弁力F2 は
【数3】
となり、スプリング33のセット荷重F3 =3kgf
より小さくなりバルブニードル32は図中上方向に移
動して開弁し、圧力室17の燃料はスプリング室40、
低圧通路41を介して低圧室20にスピルされ、圧力室
17の圧力は低圧室20の圧力まで低下し噴射が終了す
る。
より小さくなりバルブニードル32は図中上方向に移
動して開弁し、圧力室17の燃料はスプリング室40、
低圧通路41を介して低圧室20にスピルされ、圧力室
17の圧力は低圧室20の圧力まで低下し噴射が終了す
る。
【0039】以上のように、本実施例の燃料噴射ポンプ
1において、ドエル信号ON時期を角度制御にすること
により、ドエル信号ON時間のバラツキを少なくするこ
とができ、トランジスタ202のムダな通電時間を約0
.2msと短くすることができ、電力のムダ使いが少な
くなる。始動時などの回転変動の大きい時もピエゾ積層
体に十分な電圧が印加され、安定した始動が得られる。
1において、ドエル信号ON時期を角度制御にすること
により、ドエル信号ON時間のバラツキを少なくするこ
とができ、トランジスタ202のムダな通電時間を約0
.2msと短くすることができ、電力のムダ使いが少な
くなる。始動時などの回転変動の大きい時もピエゾ積層
体に十分な電圧が印加され、安定した始動が得られる。
【0040】以下、本発明の第2実施例を説明する。ピ
エゾ積層体27に電圧を印加する時期は、連通通路45
がプランジャ6の回転により遮断された後であり、かつ
、プランジャ6のリフト開始時にはバルブニードル32
がシート面43に押しつけられ圧力室17とスプリング
室40との導通が遮断できるようであればよい。よって
その範囲でドエル信号をOFFすれば噴射量に変化を与
えない。そこで、表1のように、エンジン回転数によっ
てドエル信号をONする時期を決め、2ms(1次コイ
ル202の必要通電時間)後にドエル信号をOFFして
ピエゾ積層体27に電圧を印加する。ここで、表1のエ
ンジン回転数には100rpm のヒステリシスを持た
してある。
エゾ積層体27に電圧を印加する時期は、連通通路45
がプランジャ6の回転により遮断された後であり、かつ
、プランジャ6のリフト開始時にはバルブニードル32
がシート面43に押しつけられ圧力室17とスプリング
室40との導通が遮断できるようであればよい。よって
その範囲でドエル信号をOFFすれば噴射量に変化を与
えない。そこで、表1のように、エンジン回転数によっ
てドエル信号をONする時期を決め、2ms(1次コイ
ル202の必要通電時間)後にドエル信号をOFFして
ピエゾ積層体27に電圧を印加する。ここで、表1のエ
ンジン回転数には100rpm のヒステリシスを持た
してある。
【0041】図9は本実施例の時間の経過につれての各
部の動きを示した作動説明図である。例えば、エンジン
回転数3600rpm においては、NEパルス割り込
みカウンタ#2(表1より)でドエル信号がONになる
(図9(a))。2ms後には図9(c)に示すように
ドエル信号はOFFとなりピエゾ積層体27に電圧が印
加される。この時点以前に連通通路45は閉じているの
で(図9(d))、変圧室36の圧力は70kg/cm
2 となる。 以後は第1実施例と同様なので省略する。
部の動きを示した作動説明図である。例えば、エンジン
回転数3600rpm においては、NEパルス割り込
みカウンタ#2(表1より)でドエル信号がONになる
(図9(a))。2ms後には図9(c)に示すように
ドエル信号はOFFとなりピエゾ積層体27に電圧が印
加される。この時点以前に連通通路45は閉じているの
で(図9(d))、変圧室36の圧力は70kg/cm
2 となる。 以後は第1実施例と同様なので省略する。
【0042】本発明はパイロット噴射を行う時にも適用
できる。図3に示す駆動回路200を2つ用意して1つ
はパイロット噴射用、もう1つはメイン噴射用とする。 そして各々のドエル信号の制御方法として本発明を用い
る。
できる。図3に示す駆動回路200を2つ用意して1つ
はパイロット噴射用、もう1つはメイン噴射用とする。 そして各々のドエル信号の制御方法として本発明を用い
る。
【0043】また、第1実施例の方法と第2実施例の方
法を組み合わせて用いてもよい。例えば、回転変動の比
較的大きい低エンジン回転数の時は第2実施例の方法を
用いて、それ以外の時は、第1実施例の方法を用いる。
法を組み合わせて用いてもよい。例えば、回転変動の比
較的大きい低エンジン回転数の時は第2実施例の方法を
用いて、それ以外の時は、第1実施例の方法を用いる。
【0044】
【表1】
【0045】
【発明の効果】以上の如く、本発明の電子制御燃料噴射
装置によれば、無駄な電力消費が避けられるとともに、
内燃機関の回転数が変動しても常に確実なピエゾ積層体
の作動を実現することができる。
装置によれば、無駄な電力消費が避けられるとともに、
内燃機関の回転数が変動しても常に確実なピエゾ積層体
の作動を実現することができる。
【図1】装置の全体断面図である。
【図2】ロ−タの正面図である。
【図3】駆動回路の回路図である。
【図4】タイムチャ−トである。
【図5】装置の要部断面図である。
【図6】装置の要部断面図である。
【図7】装置の要部断面図である。
【図8】タイムチャ−トである。
【図9】ダイムチャ−トである。
3 ロ−タ
4 カムプレ−ト
6 プランジャ
11b 歯形
12a〜12d 欠歯部
17 圧力室
20 低圧室
27 ピエゾ積層体
32 スピル弁
200 駆動回路
202 一次側コイル
205 二次側コイル
Claims (1)
- 【請求項1】 内燃機関に連動して回転するカムプレ
−トにより前後動せしめられるプランジャを設け、該プ
ランジャの前進動作に伴い圧力室の燃料を噴射弁に圧送
し吐出せしめるとともに、噴射終了時に燃料を上記圧力
室より低圧室へ溢流せしめるスピル弁を設けて該スピル
弁をピエゾ積層体により開閉駆動し、所定時間通電後の
一次側コイル電流を遮断した時に二次側コイルに生じる
電圧を上記ピエゾ積層体に供給して上記スピル弁を閉鎖
作動せしめる駆動回路を設けた電子制御燃料噴射装置に
おいて、内燃機関に連動して回転する円板ロ−タの外周
に等間隔で多数の歯形を設けるとともに気筒数に応じて
周方向の複数か所で歯形を欠落せしめ、これら欠歯部の
形成開始角度位置を上記プランジャの各往復サイクルの
最大前進位置に対応する角度以降に設定するとともに、
各欠歯部の形成終了角度位置を、内燃機関の最大回転時
において上記一次側コイルへの必要通電時間を確保でき
る角度以上通電遮断時点より前に設定し、且つ上記駆動
回路を、上記各欠歯部に続く所定の歯形の通過を検出し
てこれを基準に上記一次側コイルへの通電を開始するよ
うに設定したことを特徴とする電子制御燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7380991A JPH04284158A (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 電子制御燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7380991A JPH04284158A (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 電子制御燃料噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04284158A true JPH04284158A (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=13528866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7380991A Withdrawn JPH04284158A (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 電子制御燃料噴射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04284158A (ja) |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP7380991A patent/JPH04284158A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |