JPH06177449A - 圧電素子駆動回路 - Google Patents
圧電素子駆動回路Info
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- JPH06177449A JPH06177449A JP4325798A JP32579892A JPH06177449A JP H06177449 A JPH06177449 A JP H06177449A JP 4325798 A JP4325798 A JP 4325798A JP 32579892 A JP32579892 A JP 32579892A JP H06177449 A JPH06177449 A JP H06177449A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 10
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 10
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は圧電素子駆動回路に関し、圧電素子
の伸縮量を正確な値にすることを目的とする。 【構成】 電流検出手段３１は、圧電素子２０〜２３の
充放電時に充放電経路を流れる電流値を検出する。電圧
検出手段３０は、上記圧電素子の両端電圧又は上記両端
電圧に従う電圧値を検出する。制御手段４０は、上記電
流検出手段の検出電流値と電圧検出手段の検出電圧値と
を乗算し、この乗算値を時間積分したエネルギー値が目
標値と一致するような電圧指示値を発生して上記圧電素
子の電源電圧を制御する。
の伸縮量を正確な値にすることを目的とする。 【構成】 電流検出手段３１は、圧電素子２０〜２３の
充放電時に充放電経路を流れる電流値を検出する。電圧
検出手段３０は、上記圧電素子の両端電圧又は上記両端
電圧に従う電圧値を検出する。制御手段４０は、上記電
流検出手段の検出電流値と電圧検出手段の検出電圧値と
を乗算し、この乗算値を時間積分したエネルギー値が目
標値と一致するような電圧指示値を発生して上記圧電素
子の電源電圧を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電素子駆動回路に関
し、アクチュエータとして用いられる圧電素子を駆動す
る回路に関する。
し、アクチュエータとして用いられる圧電素子を駆動す
る回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の燃料噴射弁のアクチュエータ
として、一般にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧
電素子が用いられている。
として、一般にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧
電素子が用いられている。
【０００３】本出願人は先に特願平４−１７７１２５号
により、圧電素子の充電電荷量を検出し、この充電電荷
量が目標電荷量に一致するように電源電圧を制御し、ま
た電源電圧の初期値を圧電素子の温度に応じて変更する
圧電素子駆動回路を提案した。
により、圧電素子の充電電荷量を検出し、この充電電荷
量が目標電荷量に一致するように電源電圧を制御し、ま
た電源電圧の初期値を圧電素子の温度に応じて変更する
圧電素子駆動回路を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧電素子は温
度変化によって静電容量が変化するだけでなく、燃料噴
射弁の動きが阻害される等により圧電素子に外力が加わ
ると、外力による電圧が発生し、圧電素子の電荷量と伸
縮量とが比例しなくなり、圧電素子の伸縮量を正確な値
に制御できないという問題があった。
度変化によって静電容量が変化するだけでなく、燃料噴
射弁の動きが阻害される等により圧電素子に外力が加わ
ると、外力による電圧が発生し、圧電素子の電荷量と伸
縮量とが比例しなくなり、圧電素子の伸縮量を正確な値
に制御できないという問題があった。
【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
圧電素子のエネルギー量を求め、このエネルギー量に応
じて電源電圧を制御することにより、圧電素子の伸縮量
を正確な値にすることができる圧電素子駆動回路を提供
することを目的とする。
圧電素子のエネルギー量を求め、このエネルギー量に応
じて電源電圧を制御することにより、圧電素子の伸縮量
を正確な値にすることができる圧電素子駆動回路を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電素子駆動回
路は、燃料噴射弁を駆動する圧電素子の電源電圧を制御
して上記圧電素子のエネルギー量を制御する圧電素子駆
動回路において、上記圧電素子の充放電時に充放電経路
を流れる電流値を検出する電流検出手段と、上記圧電素
子の両端電圧又は上記両端電圧に従う電圧値を検出する
電圧検出手段と、上記電流検出手段の検出電流値と電圧
検出手段の検出電圧値とを乗算する乗算手段と、上記乗
算手段の乗算値を時間積分したエネルギー値が目標値と
一致するような電圧指示値を発生して上記圧電素子の電
源回路の出力電圧を制御する制御手段とを有する。
路は、燃料噴射弁を駆動する圧電素子の電源電圧を制御
して上記圧電素子のエネルギー量を制御する圧電素子駆
動回路において、上記圧電素子の充放電時に充放電経路
を流れる電流値を検出する電流検出手段と、上記圧電素
子の両端電圧又は上記両端電圧に従う電圧値を検出する
電圧検出手段と、上記電流検出手段の検出電流値と電圧
検出手段の検出電圧値とを乗算する乗算手段と、上記乗
算手段の乗算値を時間積分したエネルギー値が目標値と
一致するような電圧指示値を発生して上記圧電素子の電
源回路の出力電圧を制御する制御手段とを有する。
【０００７】また、上記圧電素子の充放電時に充放電経
路を流れる電流値を検出する電流検出手段と、上記電源
電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記電流検出手段
の検出電流値及びその積分値及び微分値と、上記電源電
圧検出手段の検出電源電圧とから上記圧電素子の静電容
量を算出し、上記静電容量に基づき上記圧電素子の電源
電圧を補正制御する補正制御手段とを有する。
路を流れる電流値を検出する電流検出手段と、上記電源
電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記電流検出手段
の検出電流値及びその積分値及び微分値と、上記電源電
圧検出手段の検出電源電圧とから上記圧電素子の静電容
量を算出し、上記静電容量に基づき上記圧電素子の電源
電圧を補正制御する補正制御手段とを有する。
【０００８】
【作用】本発明においては、圧電素子のエネルギー量を
求め、このエネルギー量に応じて圧電素子の電源電圧を
制御するため、圧電素子に外力がかかり電圧が発生して
も、圧電素子のエネルギー量に反映され、電源電圧を圧
電素子の伸縮量を正確な値とするための値に制御でき
る。
求め、このエネルギー量に応じて圧電素子の電源電圧を
制御するため、圧電素子に外力がかかり電圧が発生して
も、圧電素子のエネルギー量に反映され、電源電圧を圧
電素子の伸縮量を正確な値とするための値に制御でき
る。
【０００９】また、圧電素子の静電容量に基づき電源電
圧を補正制御するため、上記静電容量から推定した温度
に応じて圧電素子の電源電圧を適正な値に補正できる。
圧を補正制御するため、上記静電容量から推定した温度
に応じて圧電素子の電源電圧を適正な値に補正できる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明回路の第１実施例の回路構成図
を示す。
を示す。
【００１１】同図中、１０はバッテリーであり、このバ
ッテリー１０の出力電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ１１に
供給される。
ッテリー１０の出力電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ１１に
供給される。
【００１２】スイッチング電源回路としてのＤＣ−ＤＣ
コンバータ１１はトランスと、トランスの１次コイルに
バッテリー１０よりの電流を断続に流すスイッチング素
子と、トランスの２次コイルに誘起される電流を全波整
流するダイオードとより構成されており、上記ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ１１の出力によって電源用コンデンサ１２
が充電され、安定化される。
コンバータ１１はトランスと、トランスの１次コイルに
バッテリー１０よりの電流を断続に流すスイッチング素
子と、トランスの２次コイルに誘起される電流を全波整
流するダイオードとより構成されており、上記ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ１１の出力によって電源用コンデンサ１２
が充電され、安定化される。
【００１３】ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の正側出力端子
は充電用インダクタ１３，１４及び夫々に直列接続され
たサイリスタ１５，１６，１７，１８夫々を通して容量
性の圧電素子２０，２１，２２，２３夫々の一端に接続
され、圧電素子２０，２１，２２，２３夫々の他端はＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ１１の負側出力端子に接続されてい
る。圧電素子２０〜２３夫々は４気筒内燃機関の各気筒
の燃料噴射弁のアクチュエータである。圧電素子２０〜
２３夫々のサイリスタ１５〜１８夫々との接続点はサイ
リスタ２４，２５，２６，２７夫々を介して放電用イン
ダクタ２８の一端に接続される。圧電素子１５，１６の
他端は電圧／電流変換用の抵抗８０を介し、圧電素子１
７，１８の他端は電圧／電流変換用の抵抗８１を介し、
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の負側出力端子に接続されて
いる。
は充電用インダクタ１３，１４及び夫々に直列接続され
たサイリスタ１５，１６，１７，１８夫々を通して容量
性の圧電素子２０，２１，２２，２３夫々の一端に接続
され、圧電素子２０，２１，２２，２３夫々の他端はＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ１１の負側出力端子に接続されてい
る。圧電素子２０〜２３夫々は４気筒内燃機関の各気筒
の燃料噴射弁のアクチュエータである。圧電素子２０〜
２３夫々のサイリスタ１５〜１８夫々との接続点はサイ
リスタ２４，２５，２６，２７夫々を介して放電用イン
ダクタ２８の一端に接続される。圧電素子１５，１６の
他端は電圧／電流変換用の抵抗８０を介し、圧電素子１
７，１８の他端は電圧／電流変換用の抵抗８１を介し、
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の負側出力端子に接続されて
いる。
【００１４】電圧センサ９２，９３夫々はサイリスタ１
５，１６及び１７，１８夫々と充電用インダクタ１３，
１４夫々の接続点とＤＣ−ＤＣコンバータ１１の負側出
力端子との間の電圧を検出し、電流センサ８２，８３夫
々は抵抗８０，８１夫々の両端電圧から抵抗８０，８１
夫々を流れる電流を検出する。ここで、各気筒の燃料噴
射タイミングを表わす駆動信号は図２（Ａ）〜（Ｄ）に
示す如くなっており、図２（Ａ）の駆動信号の立上り時
にサイリスタ２４がオンとなってコンデンサ１２の充電
電荷が充電用インダクタ１３，サイリスタ１５を通して
圧電素子２０に印加され、インダクタ１３のインダクタ
ンスと圧電素子２０の静電容量による共振で圧電素子２
０にＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電圧より高い電圧
が蓄えられる。また、駆動信号の立下り時にサイリスタ
２４がオンとされ、圧電素子２０の充電電荷がサイリス
タ２４，放電用インダクタ２８を通して放電され、オー
バーシュートにより圧電素子２０の端子電圧は負電圧ま
で低下する。図２（Ｅ）は圧電素子２０の充放電電圧波
形を示している。
５，１６及び１７，１８夫々と充電用インダクタ１３，
１４夫々の接続点とＤＣ−ＤＣコンバータ１１の負側出
力端子との間の電圧を検出し、電流センサ８２，８３夫
々は抵抗８０，８１夫々の両端電圧から抵抗８０，８１
夫々を流れる電流を検出する。ここで、各気筒の燃料噴
射タイミングを表わす駆動信号は図２（Ａ）〜（Ｄ）に
示す如くなっており、図２（Ａ）の駆動信号の立上り時
にサイリスタ２４がオンとなってコンデンサ１２の充電
電荷が充電用インダクタ１３，サイリスタ１５を通して
圧電素子２０に印加され、インダクタ１３のインダクタ
ンスと圧電素子２０の静電容量による共振で圧電素子２
０にＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電圧より高い電圧
が蓄えられる。また、駆動信号の立下り時にサイリスタ
２４がオンとされ、圧電素子２０の充電電荷がサイリス
タ２４，放電用インダクタ２８を通して放電され、オー
バーシュートにより圧電素子２０の端子電圧は負電圧ま
で低下する。図２（Ｅ）は圧電素子２０の充放電電圧波
形を示している。
【００１５】同様に図２（Ｂ）〜（Ｄ）夫々の駆動信号
の立上り時にサイリスタ１７，１６，１８夫々がオンと
なって圧電素子２１，２２，２３夫々の充電が行なわ
れ、立下り時にサイリスタ２５，２６，２７夫々がオン
となって圧電素子２１，２２，２３夫々の放電が行なわ
れる。
の立上り時にサイリスタ１７，１６，１８夫々がオンと
なって圧電素子２１，２２，２３夫々の充電が行なわ
れ、立下り時にサイリスタ２５，２６，２７夫々がオン
となって圧電素子２１，２２，２３夫々の放電が行なわ
れる。
【００１６】ところで、図２（Ａ）〜（Ｄ）から分かる
ように圧電素子２０と２２、２５と２７それぞれの充電
タイミングは互いに重なることがないため電圧センサ９
２と電流センサ８２、及び電圧センサ９３と電流センサ
８３で圧電素子２０と２２及び２１と２３の電圧及び電
流値を検出できる。
ように圧電素子２０と２２、２５と２７それぞれの充電
タイミングは互いに重なることがないため電圧センサ９
２と電流センサ８２、及び電圧センサ９３と電流センサ
８３で圧電素子２０と２２及び２１と２３の電圧及び電
流値を検出できる。
【００１７】上記の電圧センサ９２の出力する図（Ｆ）
に示す如き検出電圧及び電流センサ８２の出力する図
（Ｇ）に示す如き検出電流は乗算器８５に供給される。
乗算器８５は検出電圧と検出電流とを乗算して図２
（Ｈ）に示す乗算信号を生成し、この乗算信号は積分器
８７で積分され、図２（Ｈ）の斜線部の正の部分と負の
部分との面積差を電圧で表わす積分値信号を生成する。
この積分値信号は圧電素子２０，２２のエネルギーを表
わしておりスイッチ８９を通してサンプルホールド回路
９１に供給され、端子４６よりのタイミング信号によっ
てサンプリングされてホールドされる。サンプルホール
ド回路９１の出力値は同じく圧電素子２１，２３のエネ
ルギーを表わす電圧値を出力するサンプルホールド回路
９０の出力値と共に減算器４７において端子４８よりの
エネルギー指示値と減算されて両者の誤差が得られ加算
器４９を経てゲイン１の増幅器５０に供給される。増幅
器５０の出力はスイッチ５１を通してサンプルホールド
回路５２に供給され、ここで端子４６よりのタイミング
信号に従いサンプルホールド回路９０，９１夫々と同期
してサンプリングされてホールドされる。サンプルホー
ルド回路５２の出力はサンプルホールド回路５３に供給
され、ここで端子４６よりのタイミング信号に従いサン
プルホールド回路５２と同期して（位相は異なる）サン
プリングされてホールドされる。
に示す如き検出電圧及び電流センサ８２の出力する図
（Ｇ）に示す如き検出電流は乗算器８５に供給される。
乗算器８５は検出電圧と検出電流とを乗算して図２
（Ｈ）に示す乗算信号を生成し、この乗算信号は積分器
８７で積分され、図２（Ｈ）の斜線部の正の部分と負の
部分との面積差を電圧で表わす積分値信号を生成する。
この積分値信号は圧電素子２０，２２のエネルギーを表
わしておりスイッチ８９を通してサンプルホールド回路
９１に供給され、端子４６よりのタイミング信号によっ
てサンプリングされてホールドされる。サンプルホール
ド回路９１の出力値は同じく圧電素子２１，２３のエネ
ルギーを表わす電圧値を出力するサンプルホールド回路
９０の出力値と共に減算器４７において端子４８よりの
エネルギー指示値と減算されて両者の誤差が得られ加算
器４９を経てゲイン１の増幅器５０に供給される。増幅
器５０の出力はスイッチ５１を通してサンプルホールド
回路５２に供給され、ここで端子４６よりのタイミング
信号に従いサンプルホールド回路９０，９１夫々と同期
してサンプリングされてホールドされる。サンプルホー
ルド回路５２の出力はサンプルホールド回路５３に供給
され、ここで端子４６よりのタイミング信号に従いサン
プルホールド回路５２と同期して（位相は異なる）サン
プリングされてホールドされる。
【００１８】これによって減算器４７で得られた誤差は
加算器４９で前回までの誤差積分値と加算され、増幅器
５０より今回の誤差積分値として出力される。この増幅
器５０の出力する誤差積分値は電圧指示値としてＤＣ−
ＤＣコンバータ１１に供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１はこの電圧指示値に応じた出力電圧を電源用コンデ
ンサ１２に印加する。
加算器４９で前回までの誤差積分値と加算され、増幅器
５０より今回の誤差積分値として出力される。この増幅
器５０の出力する誤差積分値は電圧指示値としてＤＣ−
ＤＣコンバータ１１に供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１はこの電圧指示値に応じた出力電圧を電源用コンデ
ンサ１２に印加する。
【００１９】制御部４０の行なう制御の定常状態では減
算器４７出力は値が０で増幅器５０は一定値の電圧指示
値を出力するため、初期設定時にスイッチ８８，８９夫
々を端子４８よりのエネルギー指示値を選択するように
ｂ側に切換えサンプルホールド回路９０，９１夫々にエ
ネルギー指示値をホールドすると共に、スイッチ５１を
端子５４よりの電圧指示初期値を選択するようにｂ側に
切換えてサンプルホールド回路５３に電圧指示初期値を
ホールドすることによりＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出
力電圧を電圧指示初期値に応じた値として制御系を安定
させることができる。
算器４７出力は値が０で増幅器５０は一定値の電圧指示
値を出力するため、初期設定時にスイッチ８８，８９夫
々を端子４８よりのエネルギー指示値を選択するように
ｂ側に切換えサンプルホールド回路９０，９１夫々にエ
ネルギー指示値をホールドすると共に、スイッチ５１を
端子５４よりの電圧指示初期値を選択するようにｂ側に
切換えてサンプルホールド回路５３に電圧指示初期値を
ホールドすることによりＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出
力電圧を電圧指示初期値に応じた値として制御系を安定
させることができる。
【００２０】このように、圧電素子のエネルギー量を求
め、このエネルギー量に応じて圧電素子の電源電圧を制
御するため、圧電素子に外力がかかり電圧が発生して
も、圧電素子のエネルギー量に反映され、電源電圧を圧
電素子の伸縮量を正確な値とするための値に制御でき
る。
め、このエネルギー量に応じて圧電素子の電源電圧を制
御するため、圧電素子に外力がかかり電圧が発生して
も、圧電素子のエネルギー量に反映され、電源電圧を圧
電素子の伸縮量を正確な値とするための値に制御でき
る。
【００２１】図３は本発明回路の第２実施例の回路構成
図を示す。図３では１気筒分の圧電素子だけを示し、図
１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。
図を示す。図３では１気筒分の圧電素子だけを示し、図
１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。
【００２２】ここで圧電素子は温度依存性の素子であ
り、その静電容量と温度との間には図４（Ａ）に示す如
く、温度の上昇により静電容量が増加する関係がある。
また、圧電素子の伸縮量は図４（Ｂ）に示す如く温度に
よって異なり、エネルギー量が同一であっても温度（Ｔ
1 ＜Ｔ2 ＜Ｔ3 ）が高い程、伸縮量が小さくなる。ま
た、圧電素子は容量性の負荷であるため、図５に示す如
く、静電容量ＣC の電源用コンデンサ１０と、インダク
タンスＬC の充電用インダクタ１３と、圧電素子２０の
静電容量ＣPZT と内部抵抗ＲPZT とによりＬＣＲ共振回
路を構成し、コンデンサ１０の電圧Ｅ（ｔ），その初期
値をＥ0 とすると、次式が成立する。
り、その静電容量と温度との間には図４（Ａ）に示す如
く、温度の上昇により静電容量が増加する関係がある。
また、圧電素子の伸縮量は図４（Ｂ）に示す如く温度に
よって異なり、エネルギー量が同一であっても温度（Ｔ
1 ＜Ｔ2 ＜Ｔ3 ）が高い程、伸縮量が小さくなる。ま
た、圧電素子は容量性の負荷であるため、図５に示す如
く、静電容量ＣC の電源用コンデンサ１０と、インダク
タンスＬC の充電用インダクタ１３と、圧電素子２０の
静電容量ＣPZT と内部抵抗ＲPZT とによりＬＣＲ共振回
路を構成し、コンデンサ１０の電圧Ｅ（ｔ），その初期
値をＥ0 とすると、次式が成立する。
【００２３】
【数１】
【００２４】図３において、演算部６０の電圧センサ６
１は電源用コンデンサ１２の両端電圧Ｅ（ｔ）を検出す
る。電流センサ６２は圧電素子２０に流れる電流Ｉ
（ｔ）を検出する。電流センサ６２の検出電流は演算部
６０内の積分器６３及び微分器６４及び乗算器６５夫々
に供給される。
１は電源用コンデンサ１２の両端電圧Ｅ（ｔ）を検出す
る。電流センサ６２は圧電素子２０に流れる電流Ｉ
（ｔ）を検出する。電流センサ６２の検出電流は演算部
６０内の積分器６３及び微分器６４及び乗算器６５夫々
に供給される。
【００２５】積分器６３は検出電流Ｉ（ｔ）を積分して
積分値∫Ｉ（ｔ）ｄｔを除算器６６に供給し、微分器６
４は検出電流Ｉ（ｔ）を微分して微分値ｄＩ（ｔ）／ｄ
ｔを求め、これに定数ＬC を乗じた後減算器６７に供給
する。乗算器６５は検出電流Ｉ（ｔ）に定数ＲPZT を乗
算して減算器６７に供給する。減算器６７は電圧センサ
６１よりの検出電圧Ｅ（ｔ）から微分器６４出力及び乗
算器６５出力を減算して（１）式の分母を算出し除算器
６６に供給する。除算器６６は積分器６３出力を減算器
６７出力で除算して（１）式の演算を行なって圧電素子
２０の静電容量ＣPZT を算出する。
積分値∫Ｉ（ｔ）ｄｔを除算器６６に供給し、微分器６
４は検出電流Ｉ（ｔ）を微分して微分値ｄＩ（ｔ）／ｄ
ｔを求め、これに定数ＬC を乗じた後減算器６７に供給
する。乗算器６５は検出電流Ｉ（ｔ）に定数ＲPZT を乗
算して減算器６７に供給する。減算器６７は電圧センサ
６１よりの検出電圧Ｅ（ｔ）から微分器６４出力及び乗
算器６５出力を減算して（１）式の分母を算出し除算器
６６に供給する。除算器６６は積分器６３出力を減算器
６７出力で除算して（１）式の演算を行なって圧電素子
２０の静電容量ＣPZT を算出する。
【００２６】この静電容量ＣPZT は補正制御部７０によ
り制御されるスイッチ６８を通して補正制御部７０に供
給される。補正制御部７０は図４（Ａ）に示す特性曲線
のマップを参照して圧電素子２０の温度を算出する。ま
たこの算出温度をパラメータとして図４（Ｂ）のマップ
を参照し圧電素子２０の所望の伸縮量を得るための目標
エネルギーを求める。これと共に上記スイッチ６８より
の静電容量ＣPZT と電圧センサ６１よりの検出電圧Ｅ
（ｔ）から圧電素子２０のエネルギーを算出し、この算
出エネルギーを上記目標エネルギーに一致させるための
電圧指示値を算出してＤＣ／ＤＣコンバータ１１に供給
する。
り制御されるスイッチ６８を通して補正制御部７０に供
給される。補正制御部７０は図４（Ａ）に示す特性曲線
のマップを参照して圧電素子２０の温度を算出する。ま
たこの算出温度をパラメータとして図４（Ｂ）のマップ
を参照し圧電素子２０の所望の伸縮量を得るための目標
エネルギーを求める。これと共に上記スイッチ６８より
の静電容量ＣPZT と電圧センサ６１よりの検出電圧Ｅ
（ｔ）から圧電素子２０のエネルギーを算出し、この算
出エネルギーを上記目標エネルギーに一致させるための
電圧指示値を算出してＤＣ／ＤＣコンバータ１１に供給
する。
【００２７】この実施例でも、圧電素子のエネルギー量
を求め、このエネルギー量に応じて圧電素子の電源電圧
を制御するため、圧電素子に外力がかかり電圧が発生し
ても、圧電素子のエネルギー量に反映され、電源電圧を
圧電素子の伸縮量を正確な値とするための値に制御でき
る。
を求め、このエネルギー量に応じて圧電素子の電源電圧
を制御するため、圧電素子に外力がかかり電圧が発生し
ても、圧電素子のエネルギー量に反映され、電源電圧を
圧電素子の伸縮量を正確な値とするための値に制御でき
る。
【００２８】また、圧電素子の静電容量に基づき電源電
圧を補正制御するため、上記静電容量から推定した温度
に応じて圧電素子の電源電圧を適正な値に補正できる。
圧を補正制御するため、上記静電容量から推定した温度
に応じて圧電素子の電源電圧を適正な値に補正できる。
【００２９】また、補正制御部７０は任意のタイミング
でスイッチ６８をオンして静電容量ＣPZT を読取り、ま
た任意のタイミングで検出電圧Ｅ（ｔ）を読取ってエネ
ルギー値を算出でき、制御の自由度が大きくなる。更に
静電容量ＣPZT の値の変化を見ることにより圧電素子２
０の両端間のオープン、ショート等の異常をチェックす
ることも可能である。
でスイッチ６８をオンして静電容量ＣPZT を読取り、ま
た任意のタイミングで検出電圧Ｅ（ｔ）を読取ってエネ
ルギー値を算出でき、制御の自由度が大きくなる。更に
静電容量ＣPZT の値の変化を見ることにより圧電素子２
０の両端間のオープン、ショート等の異常をチェックす
ることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】上述の如く、本発明の圧電素子駆動回路
によれば、圧電素子のエネルギー量に応じて電源電圧を
制御することにより、圧電素子の伸縮量を正確な値とす
ることができ、実用上きわめて有用である。
によれば、圧電素子のエネルギー量に応じて電源電圧を
制御することにより、圧電素子の伸縮量を正確な値とす
ることができ、実用上きわめて有用である。
【図１】本発明回路の回路構成図である。
【図２】図１の各部の信号タイミングチャートである。
【図３】本発明回路の回路構成図である。
【図４】圧電素子の特性図である。
【図５】圧電素子の等価回路図である。
１０ バッテリー １１ ＤＣ−ＤＣコンバータ １３，１４ 充電用インダクタ １５〜１８，２４〜２７ サイリスタ ２０〜２３ 圧電素子
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料噴射弁を駆動する圧電素子の電源電
圧を制御して上記圧電素子のエネルギー量を制御する圧
電素子駆動回路において、 上記圧電素子の充放電時に充放電経路を流れる電流値を
検出する電流検出手段と、 上記圧電素子の両端電圧又は上記両端電圧に従う電圧値
を検出する電圧検出手段と、 上記電流検出手段の検出電流値と電圧検出手段の検出電
圧値とを乗算し、この乗算値を時間積分したエネルギー
値が目標値と一致するような電圧指示値を発生して上記
圧電素子の電源電圧を制御する制御手段とを有すること
を特徴とする圧電素子駆動回路。 - 【請求項２】 燃料噴射弁を駆動する圧電素子の電源電
圧を制御して上記圧電素子のエネルギー量を制御する圧
電素子駆動回路において、 上記圧電素子の充放電時に充放電経路を流れる電流値を
検出する電流検出手段と、 上記電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、 上記電流検出手段の検出電流値及びその積分値及び微分
値と、上記電源電圧検出手段の検出電源電圧とから上記
圧電素子の静電容量を算出し、 上記静電容量に基づき上記圧電素子の電源電圧を補正制
御する補正制御手段とを有することを特徴とする圧電素
子駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325798A JP2870336B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 圧電素子駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325798A JP2870336B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 圧電素子駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177449A true JPH06177449A (ja) | 1994-06-24 |
| JP2870336B2 JP2870336B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=18180720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4325798A Expired - Fee Related JP2870336B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 圧電素子駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870336B2 (ja) |
Cited By (18)
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| JP2002010658A (ja) * | 2000-04-01 | 2002-01-11 | Robert Bosch Gmbh | 圧電素子からの回路短絡を検出する装置、および圧電素子からの回路短絡を検出する方法 |
| US6488652B1 (en) | 1998-02-02 | 2002-12-03 | Medtronic, Inc. | Safety valve assembly for implantable benefical agent infusion device |
| JP2003088145A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Denso Corp | 容量負荷変動体の充電装置 |
| WO2003081007A1 (de) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur detektion des einschlagzeitpunktes der ventilnadel eines piezo-steuerventils |
| JP2004116520A (ja) * | 2002-09-23 | 2004-04-15 | Robert Bosch Gmbh | ピエゾアクチュエータを調整する方法および装置 |
| EP1439297A2 (de) * | 2003-01-20 | 2004-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der Längenausdehnung eines piezoelektrischen Aktors |
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| US8141844B2 (en) | 2005-10-26 | 2012-03-27 | Codman NeuroSciences Sàrl | Flow rate accuracy of a fluidic delivery system |
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-
1992
- 1992-12-04 JP JP4325798A patent/JP2870336B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2870336B2 (ja) | 1999-03-17 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |