JPH0772513B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置

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JPH0772513B2
JPH0772513B2 JP22528287A JP22528287A JPH0772513B2 JP H0772513 B2 JPH0772513 B2 JP H0772513B2 JP 22528287 A JP22528287 A JP 22528287A JP 22528287 A JP22528287 A JP 22528287A JP H0772513 B2 JPH0772513 B2 JP H0772513B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
〔従来の技術〕
ピエゾ圧電素子の伸縮動作により燃料噴射弁のニードル
の開閉動作を制御して燃料噴射を制御するようにした燃
料噴射制御装置が公知である(特開昭62-645号公報参
照)。この燃料噴射制御装置ではピエゾ圧電素子の温度
にかかわらずに一定電圧がピエゾ圧電素子に印加され
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながらピエゾ圧電素子の温度が上昇するとピエゾ
圧電素子の静電容量が増大するためにピエゾ圧電素子に
一定電圧を印加してもピエゾ圧電素子の温度が高くなる
ほどピエゾ圧電素子にチャージされる電荷量が増大す
る。ところがピエゾ圧電素子の歪量、即ち伸び量はチャ
ージされた電荷量に比例するために一定電圧を印加する
とピエゾ圧電素子の温度が高くなるほどピエゾ圧電素子
の伸び量が大きくなり、従って燃料噴射を正確に制御で
きないという問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば、複数個の
燃料噴射弁を具備すると共に各燃料噴射弁が夫々ピエゾ
圧電素子を具えており、各燃料噴射弁からの噴射作用が
夫々対応するピエゾ圧電素子によって制御される内燃機
関において、ピエゾ圧電素子への電圧の印加を制御する
ピエゾ圧電素子駆動回路を各燃料噴射弁のピエゾ圧電素
子に対して夫々別個に設け、各ピエゾ圧電素子駆動回路
を共通のDC-DCコンバータに接続してDC-DCコンバータの
出力電圧に比例した電圧が各ピエゾ圧電素子に印加され
るようにし、各燃料噴射弁に対し夫々設けられたピエゾ
圧電素子の中の一つのピエゾ圧電素子のみの温度を検出
すると共にこの検出温度に基づきDC-DCコンバータを制
御して検出温度が高くなるほどDC-DCコンバータの出力
電圧を低下させるようにしている。
〔実施例〕
第1図および第2図を参照すると、1はディーゼル機関
本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4
はピストン、5は燃焼室、6は吸気弁、7は排気弁、8
は燃焼室5内に配置された燃料噴射弁、9は吸気マニホ
ルドを夫々示す。燃料噴射弁8は燃料供給管10を介して
各気筒に共通の燃料蓄圧管11に連結される。燃料蓄圧管
11はその内部に容積一定の蓄圧室12を有し、この蓄圧室
12内の燃料が燃料供給管10を介して燃料噴射弁8に供給
される。一方、蓄圧室12は燃料供給管13を介して吐出圧
制御可能な燃料供給ポンプ14の吐出口に連結される。燃
料供給ポンプ14の吸込口は燃料ポンプ15の吐出口に連結
され、この燃料ポンプ15の吸込口は燃料タンク16に連結
される。燃料ポンプ15は燃料タンク16内の燃料を燃料供
給ポンプ14内に送り込むために設けられており、燃料ポ
ンプ15がなくても燃料供給ポンプ14内に燃料を吸込むこ
とが可能な場合には燃料ポンプ15を特に設ける必要はな
い。これに対して燃料供給ポンプ14は高圧の燃料を吐出
するために設けられており、燃料供給ポンプ14から吐出
された高圧の燃料は蓄圧室12内に蓄積される。
第3図に燃料噴射弁8の側面断面図を示す。第3図を参
照すると、20は燃料噴射弁本体、21はノズル、22はスペ
ーサ、23はノズル21およびスペーサ22を燃料噴射弁本体
20に固定するためのノズルホルダ、24は燃料流入口、25
はノズル21の先端部に形成されたノズル孔を夫々示す。
燃料噴射弁本体20、スペーサ22、ノズル21内には互いに
直列に配置された制御ロッド26、加圧ピン27およびニー
ドル28が摺動可能に挿入される。制御ロッド26の上方に
は燃料室29が形成され、この燃料室29は燃料流入口24お
よび燃料供給管10を介して蓄圧室12(第2図)に連結さ
れる。従って燃料室29内には蓄圧室12内の燃料圧が加わ
っており、燃料室29内の燃料圧が制御ロッド26の上面に
作用する。ニードル28は円錐状をなす受圧面30を有し、
この受圧面30の周りにニードル加圧室31が形成される。
ニードル加圧室31は一方では燃料通路32を介して燃焼室
29に連結され、他方ではニードル28の周りに形成された
環状の燃料通路33を介してノズル孔25に連結される。燃
料噴射弁本体20内には加圧ピン27を下方に向けて付勢す
る圧縮ばね34が挿入され、ニードル28はこの圧縮ばね34
によって下方に押圧される。制御ロッド26はその中間部
に円錐状をなす受圧面35を有し、この受圧面35の周りに
制御ロッド加圧室36が形成される。加圧室36は燃料噴射
弁本体20内に形成されたシリンダ37内に連結せしめら
れ、このシリンダ37内には油圧ピストン38が摺動可能に
挿入される。この油圧ピストン38にはOリング39が取付
けられている。
一方、燃料噴射弁本体20には油圧ピストン38を駆動する
ための駆動装置40が取付けられる。この駆動装置40は燃
料噴射弁本体20に固締されたケーシング41と、ピストン
38およびケーシング41間に挿入されたピエゾ圧電素子42
からなる。このピエゾ圧電素子42は薄板状の圧電素子を
多数枚積層した積層構造をなしており、このピエゾ圧電
素子42に電圧を印加するとピエゾ圧電素子42は電歪効果
によって長手方向の歪を生ずる、即ち長手方向に伸び
る。この伸び量は例えば50μm程度の少量であるが応答
性が極めて良好であり、電圧を印加してから伸びるまで
の応答時間は80μsec程度である。電圧の印加を停止す
ればピエゾ圧電素子42はただちに縮む。第3図に示され
るように油圧ピストン38と燃料噴射弁本体20間には皿ば
ね43が挿入され、この皿ばね43のばね力によって油圧ピ
ストン38はピエゾ圧電素子42に向け押圧される。制御ロ
ッド加圧室36およびシリンダ37内は燃料で満たされてい
る。
制御ロッド加圧室36内の燃料が加圧されていない場合に
はニードル28には制御ロッド26の上面に作用する下向き
の力と、圧縮ばね34による下向きの力と、ニードル28の
受圧面30に作用する上向きの力が加わる。このとき下向
きの力の総和が上向きの力よりも若干大きくなるように
制御ロッド26の径、圧縮ばね34のばね力およびニードル
28の受圧面30の面積が設定されている。従って通常ニー
ドル28には下向きの力が作用しており、斯くして通常ニ
ードル28はノズル孔25を閉鎖している。次いでピエゾ圧
電素子42に電圧が印加されるとピエゾ圧電素子42が伸び
るために油圧ピストン38が左方に移動し、その結果制御
ロッド加圧室36内の圧力が上昇する。このとき制御ロッ
ド26の受圧面35に上向きの力が作用するために制御ロッ
ド26が上昇し、斯くしてニードル28が上昇するためにノ
ズル孔25から燃料が噴射される。一方、ピエゾ圧電素子
42にチャージされた電荷が除去せしめられるとピエゾ圧
電素子42は縮み、その結果制御ロッド加圧室36内の燃料
圧が低下するために制御ロッド26およびニードル28が下
降して燃料噴射が停止せしめられる。
再び第1図を参照すると、燃料噴射弁8を制御するため
の電子制御ユニット50が設けられる。この電子制御ユニ
ット50はディジタルコンピュータからなり、双方向性バ
ス51によって相互に接続されたROM(リードオンリメモ
リ)52、RAM(ランダムアクセスメモリ)53、CPU(マイ
クロプロセッサ)54、入力ポート55および出力ポート56
を具備する。
第1図に示されるように燃料蓄圧管11の端部には蓄圧室
12内の燃料圧を検出する燃料圧センサ60が取付けられ
る。燃料圧センサ60は蓄圧室12内の燃料圧に比例した出
力電圧を発生し、この燃料圧センサ60はAD変換器57を介
して入力ポート55に接続される。一方、アクセルペダル
61にはアクセルペダル61の踏込み量に比例した出力電圧
を発生する負荷センサ62が取付けられる。この負荷セン
サ62はAD変換器58を介して入力ポート55に接続される。
また、入力ポート55には機関回転数を表わす出力信号を
発生する回転数センサ63が接続される。一方、第3図に
示されるようにいずれか一つの燃料噴射弁8のピエゾ圧
電素子42にはピエゾ圧電素子42の温度を検出するために
例えば熱電対からなる温度センサ64が取付けられる。こ
の各温度センサ64は第1図に示されるようにマルチプレ
クサ機能を有するAD変換器59を介して入力ポート55に接
続される。
一方、出力ポート56は駆動回路65を介して各燃料噴射弁
8のピエゾ圧電素子42に接続される。また、駆動回路65
は電圧制御回路66に接続されており、この電圧制御回路
66は出力ポート56に出力される信号に基いて制御され
る。
第4図に駆動回路65および電圧制御回路66からなるピエ
ゾ圧電素子駆動制御回路を示す。駆動回路65は一対のコ
ンデンサC1,C2と、一対のコイルL1,L2と、一対のサイリ
スタS1,S2とを具備する。一方、電圧制御回路66は各駆
動回路65に対して共通の一つのDC-DCコンバータ67と電
源Eとを具備し、DC-DCコンバータ67の出力端子は各駆
動回路65の入力端子に接続される。DC-DCコンバータ67
の出力電圧は電子制御ユニット50により制御され、従っ
て電圧制御回路66は電子制御ユニット50の出力信号によ
って定まる電圧を出力する。両サイリスタS1,S2が非導
通状態にあるときにはコンデンサC1に電圧制御回路66の
出力電圧に比例した電荷がチャージされる。次いでサイ
リスタS1が導通状態になるとコンデンサC1にチャージさ
れた電荷に比例した電圧がピエゾ圧電素子42に印加され
てピエゾ圧電素子42がチャージされ、次いでサイリスタ
S1が非導通状態になるとピエゾ圧電素子42に電荷がチャ
ージされ続ける。ピエゾ圧電素子42の伸び量はピエゾ圧
電素子42にチャージされた電荷の量に比例しており、ピ
エゾ圧電素子42にチャージされる電荷の量はピエゾ圧電
素子42に印加される電圧に比例する。一方、サイリスタ
S2が一時的に導通状態になるとピエゾ圧電素子42にチャ
ージされた電荷がディスチャージされ、ピエゾ圧電素子
42はただちに縮む。
本発明では第4図に示されるように各ピエゾ圧電素子42
に対して設けられた駆動回路65に対して共通の電圧制御
回路66を設けられ,いずれか一つのピエゾ圧電素子42に
温度センサ64を取付けてこの温度センサ64の出力信号に
基いてDC-DCコンバータ67が制御される。なお、各駆動
回路65のサイリスタS1,S2は負荷センサ62および回転数
センサ63の出力信号に基いて制御される。
前述したようにピエゾ圧電素子42の温度が上昇するとピ
エゾ圧電素子42の静電容量が増大する。従ってピエゾ圧
電素子42に一定電圧が印加されるとピエゾ圧電素子42の
温度が高いほどピエゾ圧電素子42にチャージされる電荷
量が増大し、ピエゾ圧電素子42の伸び量が増大する。ピ
エゾ圧電素子42の伸び量が増大すると制御ロッド加圧室
36内の圧力上昇割合が増大する。ところで制御ロッド加
圧室36内の圧力上昇割合が小さすぎるとニードル28が開
弁せず、圧力上昇割合が大きすぎるとニードル28が開弁
するが必要以上の大きな電力を消費することになる。従
って制御ロッド加圧室36内の圧力上昇割合は一定に維持
することが好ましい。言い換えるとピエゾ圧電素子42の
温度にかかわらずにピエゾ圧電素子42の伸び量を等しく
することが好ましい。そこで本発明では第5図に示され
るようにピエゾ圧電素子42の温度Tが高くなるにつれて
DC-DCコンバータ67に印加される制御電圧Vを低くする
ようにしている。電圧制御回路66の出力電圧V0は第6図
に示されるようにDC-DCコンバータ67に印加される制御
電圧Vに比例するのでピエゾ圧電素子42の温度Tが高く
なるにつれて電圧制御回路66の出力電圧V0は低くなる。
電圧制御回路66の出力電圧V0が低くなるとコンデンサC1
にチャージされる電荷量が減少し、その結果サイリスタ
S1が導通状態になったときにピエゾ圧電素子42に印加さ
れる電圧が低下する。斯くしてピエゾ圧電素子42の温度
が高くなってピエゾ圧電素子42の静電容量が増大しても
ピエゾ圧電素子42に印加される電圧が低下するためにピ
エゾ圧電素子42にチャージされる電荷量は一定となり、
斯くしてピエゾ圧電素子42の伸び量を一定にすることが
できる。
第7図はDC-DCコンバータ67に印加される制御電圧Vを
制御するためのフローチャートを示している。なお、第
7図に示すルーチンは一定時間毎の割込みによって行な
われる。
第7図を参照するとまず始めにステップ70においていず
れか一つのピエゾ圧電素子42温度が読み込まれ、次いで
第5図に示す関係から対応するDC-DCコンバータ67に印
加すべき制御電圧が計算される。なお、第5図に示す関
係は予めROM52内に記憶されている。次いでステップ72
において制御電圧V1,V2,…Vnが出力ポート56に出力さ
れ、この出力信号に基いてDC-DCコンバータ67が制御さ
れる。
なお、蓄圧室12内の燃料圧が低くなるほどニードル加圧
室31内の燃料圧が低くなり、従ってニードル28に作用す
る上向きの力が弱くなる。従って蓄圧室12内の燃料圧が
低くなるにつれてニードル28を閉弁するのに必要な加圧
室36内の燃料圧は低くなり、斯くしてピエゾ圧電素子42
にチャージすべき電荷の量も減少する。従ってピエゾ圧
電素子42の温度に基く制御に加えて蓄圧室12内の燃料圧
が低くなるにつれてDC-DCコンバータ67に印加すべき制
御電圧を低下させるように制御電圧V1,V2,…Vnを制御す
ることもできる。
〔発明の効果〕
ピエゾ圧電素子の温度にかかわらずにピエゾ圧電素子の
伸びを一定とし、それによってピエゾ圧電素子の駆動電
力の消費量を低減しつつ良好な燃料噴射制御を確保する
ことができる。また、ピエゾ圧電素子の駆動回路に対し
共通のDC-DCコンバータを使用し、複数個のピエゾ圧電
素子のうちの一つのピエゾ圧電素子のみの温度を検出す
ることによってピエゾ圧電素子の温度に基くピエゾ圧電
素子への印加電圧の制御系を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はディーゼル機関を図解的に示した平面図、第2
図はディーゼル機関の側面断面図、第3図は燃料噴射弁
の側面断面図、第4図はピエゾ圧電素子の駆動制御回路
図、第5図はピエゾ圧電素子の温度とDC-DCコンバータ
の制御電圧との関係を示す線図、第6図はDC-DCコンバ
ータの制御電圧と電圧制御回路の出力電圧との関係を示
す線図、第7図はDC-DCコンバータの制御電圧を制御す
るためのフローチャートを示す。 8……燃料噴射弁、65……駆動回路、66……電圧制御回
路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数個の燃料噴射弁を具備すると共に各燃
    料噴射弁が夫々ピエゾ圧電素子を具えており、各燃料噴
    射弁からの噴射作用が夫々対応するピエゾ圧電素子によ
    って制御される内燃機関において、ピエゾ圧電素子への
    電圧の印加を制御するピエゾ圧電素子駆動回路を各燃料
    噴射弁のピエゾ圧電素子に対して夫々別個に設け、各ピ
    エゾ圧電素子駆動回路を共通のDC-DCコンバータに接続
    してDC-DCコンバータの出力電圧に比例した電圧が各ピ
    エゾ圧電素子に印加されるようにし、各燃料噴射弁に対
    し夫々設けられたピエゾ圧電素子の中の一つのピエゾ圧
    電素子のみの温度を検出すると共にこの検出温度に基づ
    きDC-DCコンバータを制御して該検出温度が高くなるほ
    どDC-DCコンバータの出力電圧を低下させるようにした
    内燃機関の燃料噴射制御装置。
JP22528287A 1987-09-10 1987-09-10 内燃機関の燃料噴射制御装置 Expired - Lifetime JPH0772513B2 (ja)

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DE10063080B4 (de) 2000-12-18 2006-12-28 Siemens Ag Aktorsteuerung und zugehöriges Verfahren
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