JPS5958129A - Fuel injection device - Google Patents

Fuel injection device

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Publication number
JPS5958129A
JPS5958129A JP57169183A JP16918382A JPS5958129A JP S5958129 A JPS5958129 A JP S5958129A JP 57169183 A JP57169183 A JP 57169183A JP 16918382 A JP16918382 A JP 16918382A JP S5958129 A JPS5958129 A JP S5958129A
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JP
Japan
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fuel
needle valve
injection
valve
fuel injection
Prior art date
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Pending
Application number
JP57169183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Sakakibara
榊原 康行
Toshihiko Ito
猪頭 敏彦
Etsuro Yasuda
悦朗 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP57169183A priority Critical patent/JPS5958129A/en
Publication of JPS5958129A publication Critical patent/JPS5958129A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • 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
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make up a fuel injection device being capable of electronic control, with which improvements in fuel consumption, exhaust emission control, drivability and so on are achieved, by combining a piezoelectric element-make electrostriction actuator capable of high-speed action and a needle valve together. CONSTITUTION:In time of stoppage, a needle valve 104 is forcibly pressed against a valve seat 107 by dint of a spring 113 whereby fuel is not sprayed any more. In time of driving, the needle valve 104 goes up as far as a portion for clearance by the setting pressure of a regulator valve 3 and thereby the fuel is sprayed out of an injector. At this time, when an electrostriction actuator 120 is energized with a continuous rating current, it elongages, for example, by 50mum in length, overcomes the hydraulic pressure, makes the needle valve 104 stick fast to the valve seat 107 and stops the fuel injection. On the other hand, a computer 200 opens or closes an injection nozzle in an optimum manner on the basis of various engine parameters. The quantity of fuel injection can be controlled in high accuracy because its opening or closing time is extremely short as compared with the valve-opening time of a nozzle 100.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用内燃機関の燃料噴A:1に使用する燃
料噴射装置に関し、特に高速応答が可変で、噴射量、噴
射時期、噴射率等の電子制御に適する装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel injection device used for fuel injection A:1 of an internal combustion engine for automobiles, and in particular a device that has a variable high-speed response and is suitable for electronic control of injection amount, injection timing, injection rate, etc. It is related to.

Ut来の燃料喰射ノスルは、例えばEFIのインジェク
タにおいてはノズルの開閉動作しか得られなかった。そ
のため噴射時期、噴射量を制御することはできるが、噴
射率は変えることができなかった。またディーゼルエン
ジンの噴射ノズルにおいては外部の噴射ポンプによって
圧送された燃料によって11部が開閉し、ノズル自体で
は噴射に関係す、るパラメータを変えることができなか
った。
For example, in the case of EFI injectors, conventional fuel injection nostles could only be operated by opening and closing the nozzle. Therefore, although the injection timing and amount can be controlled, the injection rate cannot be changed. Furthermore, in the injection nozzle of a diesel engine, 11 parts are opened and closed by fuel pumped by an external injection pump, and parameters related to injection cannot be changed by the nozzle itself.

ところが近年では、特にディーゼルエンジンの電子制御
に対し要求が増加し、噴射に関するバラメ−タを自由に
制御できる装置が望まれている。
However, in recent years, there has been an increasing demand for electronic control of diesel engines in particular, and a device that can freely control parameters related to injection is desired.

本発明は以上の点に鑑み、高速動作が可能なアクチュエ
ータとニードル弁を組み合わせることにより、電子制御
可能な燃料噴射装置を構成し、以って、燃費向上、排ガ
ス浄化、ドラピリ向上等を達成することを目的とする。
In view of the above points, the present invention configures an electronically controllable fuel injection device by combining an actuator capable of high-speed operation and a needle valve, thereby achieving improved fuel efficiency, exhaust gas purification, and improved drapery. The purpose is to

以下本発明を図に示す実施例について説明する。The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明の構成を示すシステム図である。FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of the present invention.

■は燃料ポンプで燃料タンク2から吸い上げた燃料を圧
送供給する。3はレギュレークバルブで、設定圧(例え
ば20MPa)以」二になると開ブrすることにより、
ポンプ1吐出圧力および管路4の内部圧力を一定に保つ
。5はアキュームレータで一定圧の燃料を蓄わえること
により、燃料噴射、停止ににる管路4内燃料の過渡的な
圧力変動を抑える。6は電磁リリーフバルブで通電時に
は閉しており、非通電時(例えばエンジンキースイノヂ
OFF時)にはトレイン側と導通ずることにより、管路
4内部の圧力を大気圧に開放′づることで燃料噴射を停
止し、エンジンを止めるために設けである。
(3) is a fuel pump that pumps and supplies fuel sucked up from the fuel tank 2. 3 is a regulator valve, which opens when the pressure reaches a set pressure (for example, 20 MPa).
The discharge pressure of the pump 1 and the internal pressure of the pipe line 4 are kept constant. Reference numeral 5 stores fuel at a constant pressure in an accumulator, thereby suppressing transient pressure fluctuations in the fuel within the pipe 4 during fuel injection and stop. Reference numeral 6 is an electromagnetic relief valve which is closed when energized, and is connected to the train side when energized (for example, when the engine key switch is OFF), thereby releasing the pressure inside pipe 4 to atmospheric pressure. This is provided to stop fuel injection and stop the engine.

100は燃料噴射ノズルで、その^イ゛細構成は以下の
ようになっている。lotはノズルボデーでその下部に
はエンジン等への取り付は用ネジ部102および締め付
は用六角部103が一体で形成しである。104はニー
ドル弁でその先端部1.05は円錐状で、ノズルボデー
101の先端中央部にあけられた少なくとも1間の噴I
I 7L l 06の上流部に設けられたテーバ状の弁
座107を油密に閉じるようになっている。弁座107
の上部には、ニードル弁104の円周に沿って、燃料を
導くための油室108が設けである。この油室108へ
燃料を供給するための通路109がノズルボデー101
内部を通り、ユニオン110へ通しており、前記管路4
につながっている。ニー1゛ル弁104はノズルボデー
101のシリンダ部ill内に、油密にかつ」二部に摺
動自在に配置され−Cいる。さらに、ニードル弁104
の中央部には保持穴112が形成され、この保持穴11
2内にスプリング113が入っておりニードル弁104
を下方へ付勢しζいる。120は電歪アクチュエータで
、電圧を印加すると伸長する。この電歪アクチュエータ
120については後でd′L述する。
100 is a fuel injection nozzle, and its detailed configuration is as follows. lot is a nozzle body, and its lower part is integrally formed with a threaded part 102 for mounting to an engine etc. and a hexagonal part 103 for tightening. Reference numeral 104 designates a needle valve whose tip 1.05 has a conical shape, and has at least one hole in the center of the tip of the nozzle body 101.
A tapered valve seat 107 provided at the upstream portion of I7L106 is closed in an oil-tight manner. Valve seat 107
An oil chamber 108 for guiding fuel is provided at the upper part of the needle valve 104 along the circumference thereof. A passage 109 for supplying fuel to this oil chamber 108 is connected to the nozzle body 101.
It passes through the interior to the union 110, and the pipe line 4
connected to. The knee valve 104 is disposed oil-tightly and slidably within the cylinder portion of the nozzle body 101. Furthermore, the needle valve 104
A holding hole 112 is formed in the center of the holding hole 11.
2 contains a spring 113 and the needle valve 104
ζ is forced downward. 120 is an electrostrictive actuator, which expands when a voltage is applied. This electrostrictive actuator 120 will be described later d'L.

115はノズルボデーlotの」二部に刻設されたネジ
部]、 l 6に螺入するボルトで、その頭部には締め
付は用六角穴117が形成され°ζいる。そして、この
ボルト115の先端部118は01■記電歪アクチユエ
ータ120に当接し、アクチュエータ120、スプリン
グ113、ニートルブr104をノズルボデー101内
に収納保持するようになっている。
Reference numeral 115 denotes a bolt that is screwed into the threaded part carved in the second part of the nozzle body, and a hexagonal hole 117 for tightening is formed in the head of the bolt. The tip end 118 of this bolt 115 comes into contact with the 01■ electrostrictive actuator 120, so that the actuator 120, the spring 113, and the needle brake r104 are accommodated and held within the nozzle body 101.

弁座107、ニードル弁1.04、スプリング113、
電歪アクチュエータ120、ボルト115の位置関係は
以下のようになっている。電歪アクチュエータ1.20
に例えば100OVを通電したときにおりる伸びを△l
 (例えば50μm )とすると、非通電時には電歪ア
クチュエータ120は伸びないため、スプリング113
の伸び力によって電歪アクチブエータ120はボルト1
15に押し、つIノられる。一方二−ドル弁104は弁
座107に押しつけられており、電歪アクチュエータ1
20とニードル弁104の間には△lよりわずかに短か
い距離へl′の隙間がおいている。
Valve seat 107, needle valve 1.04, spring 113,
The positional relationship between the electrostrictive actuator 120 and the bolt 115 is as follows. Electrostrictive actuator 1.20
For example, the elongation that occurs when 100OV is applied to is △l
(for example, 50 μm), the electrostrictive actuator 120 does not stretch when the current is not applied, so the spring 113
Due to the stretching force of , the electrostrictive activeator 120
Press 15 and it will be pressed. On the other hand, the needle valve 104 is pressed against the valve seat 107, and the electrostrictive actuator 1
20 and the needle valve 104, there is a gap l' which is slightly shorter than Δl.

ノズルボデー101の横部には、電歪アクチブ。On the side of the nozzle body 101, there is an electrostrictive active.

エータ120に通電するための電線119を通すための
穴130がおいている。この穴130はまた、ノズルボ
デーのシリンダ部111とニードル       ・弁
104との間隙を通ってもれた燃料のドレイン機能を有
する。前記電線119はコンピュータ200へ接続され
ている。コンピュータ200は、後述の如くエンジン回
転センサ201、スロ・ノトル開度センサ210.水l
K!xセン−jl−212、吸気管圧力センサ213、
スタータスイ・フチ238等の信号が接続されており、
これらの信号をもとに最適な噴射時期、噴射量、噴射パ
ターンを計算し、燃料噴射ノズル100および電磁リリ
ーフノマルブ6を駆動するようになっている。
A hole 130 is provided for passing an electric wire 119 for supplying electricity to the ether 120. This hole 130 also has a drain function for fuel that has leaked through the gap between the cylinder portion 111 of the nozzle body and the needle/valve 104. The electric wire 119 is connected to the computer 200. The computer 200 has an engine rotation sensor 201, a slot/nottle opening sensor 210, etc. as described later. water l
K! xsen-jl-212, intake pipe pressure sensor 213,
Signals such as starter switch and edge 238 are connected,
Based on these signals, the optimal injection timing, injection amount, and injection pattern are calculated to drive the fuel injection nozzle 100 and the electromagnetic relief normal valve 6.

第2図は電歪アクチュエータ120の♂′を相構造を示
ず−・部所面図である。121は絶縁材料(例えばP 
I) S ’)から成る円筒状のインシュレータノ\ウ
ジングで、その側面には溝部122が設けである。12
3,124は同じく絶縁材料から成るインシュレータデ
ィスクで、・インシュレータハウジ:/グ121の開口
端を覆うものである。尚、インシブレークディスク12
3,124には電歪アクチュエータに発生した力がその
まま加わるため強度が必要である。125は例えばI)
 Z ′Fから成る圧電素子で、本実施例においては直
i5!:3Qmm、厚さQ、 5 mmのものを100
枚使用している。126は前記圧電素子125に電圧を
供給する電極板で厚さ30μmのベリラム銅ハタを使用
している。
FIG. 2 is a partial plan view of the electrostrictive actuator 120, with the phase structure not shown. 121 is an insulating material (for example, P
I) A cylindrical insulator \Using made of S'), and a groove 122 is provided on its side surface. 12
3, 124 is an insulator disk also made of an insulating material, which covers the open end of the insulator housing 121; In addition, Insi Break Disk 12
3 and 124 require strength because the force generated in the electrostrictive actuator is directly applied thereto. 125 is for example I)
A piezoelectric element consisting of Z'F, in this example, a straight i5! :3Qmm, thickness Q, 5mm 100
I am using one. Reference numeral 126 denotes an electrode plate for supplying voltage to the piezoelectric element 125, which is made of Verylum copper metal having a thickness of 30 μm.

1ijl記インシユレータハウジング121内に電極板
126と圧電素子125を交互に、かつ圧電素子125
が電気的に並列接続となるように積層し、インシュレー
タディスク123,124で両端をふさいだ後、nil
記電積電極板126けたタブ127をハンダ(−jによ
っ“ζ接続している。
1ijl The electrode plates 126 and the piezoelectric elements 125 are arranged alternately in the insulator housing 121, and the piezoelectric elements 125
are stacked so that they are electrically connected in parallel, and after blocking both ends with insulator disks 123 and 124,
The digit tabs 127 of the storage electrode plate 126 are connected by solder (-j).

次に上記構成にお+Jるニードル弁104の作動につい
て説明Jる。
Next, the operation of the needle valve 104 in the above configuration will be explained.

第3図は岸!’l噴射ノズルの動作を説明するための断
面図である。まず、運転停止時を考えると、(第3図(
a))電磁リリーフバルブ6は通電されていないためじ
レイン側と導通しており、管路4、アキュームレータ5
、通路109、油室108は大気圧に聞IJ9.されて
いる。litっで、ニー1ニル弁104はスプリング1
13の伸り力によってブ「庄107に押しつりられてお
り、噴射孔10Gから燃料は噴射されない。
Figure 3 is the shore! FIG. 1 is a sectional view for explaining the operation of the injection nozzle. First, if we consider when the operation is stopped (Fig. 3 (
a)) The electromagnetic relief valve 6 is electrically connected to the non-energized side, and the pipe line 4 and the accumulator 5 are connected to each other.
, the passage 109 and the oil chamber 108 are at atmospheric pressure. has been done. Lit, knee 1 nil valve 104 is spring 1
13, and the fuel is not injected from the injection hole 10G.

次に運転時を考えると、電磁リリーフバルブ6は通電さ
れているため閉しており、炉材ポンプ1から供給される
圧力によりtail記配管系である管路4、アキューノ
・レータ5、通路109、油室108はレギュレータバ
ルブ3で設定されたI上方(例えば20 M P a 
)に加圧されている。この油圧はニー1!ル弁104の
下部のテーパS1−に作用し、ニー1゛ルjf’ L 
04を上へ押し上げる力を発生ずる。
Next, considering during operation, the electromagnetic relief valve 6 is closed because it is energized, and the pressure supplied from the furnace material pump 1 causes the tail piping system, such as the pipe line 4, the accuno-lator 5, and the passage 109, to be closed. , the oil chamber 108 is located above I set by the regulator valve 3 (for example, 20 MPa
) is pressurized. This oil pressure is Knee 1! Acting on the taper S1- at the lower part of the needle valve 104, the needle valve 104
Generates a force that pushes 04 upward.

スプリング113はこの力にり(シて十分小さい値(例
えば2ON)に設定され“ζいるため、電歪アクチュエ
ータ120が非通電時にはニー1!ル弁104とのクリ
アランスの分だけ」−シC′する。この」−昇によりニ
ードル弁104と弁座107との間に間隙か生じ、この
隙間を通して燃料が流出し、噴射孔10Gから噴射する
(第3図(b))。尚、先のニードル弁104を」二へ
押し上げる力は、例えば油圧を20 M I)a、ニー
ドル弁104の油圧が作用する面積を10−とすると、
200Mという値となり、ニー1′ル弁104が前記ク
リアランスを上昇Jるのに要4°る時間は極めて短かく
 (約100μ5ec)てJむため商運応答が可能とな
る。
Since the spring 113 is set to a sufficiently small value (for example, 2 ON) in response to this force, when the electrostrictive actuator 120 is not energized, the force is applied by the clearance with the knee valve 104. Due to this upward movement, a gap is created between the needle valve 104 and the valve seat 107, and fuel flows out through this gap and is injected from the injection hole 10G (Fig. 3(b)). The force pushing up the valve 104 is, for example, 20 M I)a, and the area on which the oil pressure acts on the needle valve 104 is 10-.
The value is 200M, and the time it takes for the needle valve 104 to rise above the clearance by 4° is extremely short (about 100μ5ec), making it possible to respond to business luck.

次に、この状態で電歪アクチュエータ120に通電した
時を)えると、電歪アクチュエータ120は△p (例
えば50μm )伸ししようとする。
Next, in this state, when current is applied to the electrostrictive actuator 120, the electrostrictive actuator 120 attempts to extend by Δp (for example, 50 μm).

電歪アクチュエータ120の発生ずる力は極めて大きい
(本例では約20ON)ので、油圧がニー1゛ル弁10
4を押し」二げる力(20ON)に打ち勝つ゛(、これ
を下方へ押し下げ、ニードル弁104と弁座107が密
着し燃1′+1の噴射を停−止する〉(第3図(C))
電歪アクチュエータ120の応答時間は約50〜100
μsecと極めて速く、その強大な力とあいまってノズ
ル閉動作に要Jる時間も極めて短かく高速応答が可能と
なる。
Since the shearing force generated by the electrostrictive actuator 120 is extremely large (approximately 20 ON in this example), the hydraulic pressure is lower than the knee valve 10.
Press down 4 to overcome the force (20 ON) (push this downward, and the needle valve 104 and valve seat 107 come into close contact and stop the injection of fuel 1'+1) (see Figure 3). C))
The response time of the electrostrictive actuator 120 is approximately 50 to 100
It is extremely fast (μsec), and in combination with its powerful force, the time required for the nozzle closing operation is also extremely short, enabling high-speed response.

以上の基本的な開度、閉弁動作説明に基づき、次にシス
テムの動作説明を行なう。
Based on the above explanation of basic opening and valve closing operations, the operation of the system will now be explained.

第4図はシステムの動作説明に供する各部の動作波形図
である。
FIG. 4 is an operational waveform diagram of each part used to explain the operation of the system.

まず、エンンンキースイノチをONする(第4図a中■
で示すと、コンピュータ200が作動し始め、電磁リリ
ーフバルブ6に通電Jることによってこれを閉しく第4
図d中0で示4)、さらに電歪アクチュエータ120に
通電Jることによって燃料噴射ノズルを閉しる(第4図
f中◎で示す)。
First, turn on the engine key switch (■ in Figure 4 a)
, the computer 200 starts operating and closes the electromagnetic relief valve 6 by energizing it.
Indicated by 0 in FIG. 4 d, the fuel injection nozzle is closed by further energizing the electrostrictive actuator 120 (indicated by ◎ in FIG. 4 f).

続いてエンジンを回転始動することによって(第4図す
中■で示す)燃料ポンプ1より燃料が供給され、配管系
の圧力が上昇する(第4図e中■で示す)。コンピュー
タ200は規定の回転数(例えば5回)だリエンジンが
回転したかを判断し、この回転数を越えた時点で圧力が
設定値まで」二がったとみなし燃料噴射の制御を開始す
る(第4図【中0点で示゛4)。
Subsequently, by starting the engine, fuel is supplied from the fuel pump 1 (indicated by ■ in FIG. 4), and the pressure in the piping system increases (indicated by ■ in FIG. 4e). The computer 200 determines whether the engine has rotated a specified number of revolutions (for example, five times), and when this number of revolutions is exceeded, it assumes that the pressure has decreased to the set value and starts controlling fuel injection. Figure 4 [indicated by 0 points (4)].

炉材噴射制御は基本的には燃料頓躬ノスル100を開弁
、閉弁することによって行なう。コンピュータ200は
エンジン回転数N1スロットル開度θ、水温′r、吸気
管圧力P等の信号を基に最適の噴射時期、噴射量を61
算し、エンジンクランクアングルの基準位置信号(第4
図C)、角度信号から割り出したタイミングにて燃料噴
射ノズルを開弁、閉弁する(第4図r中■で示す)。燃
料の供給圧はレギプレータバルブ3およびアキュームレ
ータ5により一定に保たれ、ニー1゛ル弁104の間隙
も一定であるため、燃料噴射量は燃料噴射ノズル100
の開弁時間に比例することになる。
Reactor material injection control is basically performed by opening and closing the fuel stop nostle 100. The computer 200 determines the optimal injection timing and injection amount based on signals such as engine speed N1, throttle opening θ, water temperature 'r, and intake pipe pressure P.
The engine crank angle reference position signal (fourth
Fig. C), the fuel injection nozzle is opened and closed at the timing determined from the angle signal (indicated by ■ in Fig. 4 r). The fuel supply pressure is kept constant by the regulator valve 3 and the accumulator 5, and the gap between the knee valve 104 is also constant, so the fuel injection amount is kept constant by the fuel injection nozzle 100.
It is proportional to the valve opening time.

そして、ノズルの開弁動作11間、閉弁動作時間も極め
て短かいため、高a度な制御が可能となる。
Further, since the time period between the valve opening operation 11 and the valve closing operation of the nozzle is extremely short, a high degree of control is possible.

その後エンジンキースイッチをOFFとすると(第4図
a中■で示す)、コンピュータ200は作動を停止し、
電磁リリーフバルブ6に通電されなくなるため開弁する
(第4図d中◎点で示ず)。
After that, when the engine key switch is turned OFF (indicated by ■ in Figure 4 a), the computer 200 stops operating.
Since the electromagnetic relief valve 6 is no longer energized, it is opened (not shown by the ◎ point in Fig. 4 d).

そのためドレイン側と導通し、配管系の圧力が抜け(第
4図e中■で示す)、噴射が停止しエンジンが止よる。
Therefore, it is electrically connected to the drain side, and the pressure in the piping system is released (as shown by ■ in Fig. 4 e), injection stops, and the engine stops.

この時、ニードル弁104はスプリング113によって
弁座107に押しつけられているため配管4系に残留し
ている燃料が噴射孔106から漏れることを防止する。
At this time, since the needle valve 104 is pressed against the valve seat 107 by the spring 113, the fuel remaining in the piping system 4 is prevented from leaking from the injection hole 106.

次にコンピュータ200の構成および動作を説明する。Next, the configuration and operation of the computer 200 will be explained.

第5図はコンピュータ200の構成を示すブロック図で
ある。201はエンジン回転センサで、この回転軸は前
述の燃料ポンプ1の駆動軸1001に直結されている。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of computer 200. Reference numeral 201 denotes an engine rotation sensor, the rotation shaft of which is directly connected to the drive shaft 1001 of the fuel pump 1 described above.

更に燃料、J!ンプlの駆動軸toolはエンジン10
03のクランクシャフト1004の1/2の回転数比と
なるようにプーリー1002.1005で結合されてい
る。エンジン回転センサ201には1回転1パルスの基
準位置信号を出力するために、円周上に1個の切り欠き
を有する回転板202およびこの切り欠きを検出する基
準位置センサ203と、1回転に360パルスの角度信
号を出力するために円周」−に360個の切り欠きを有
する回転板204およびこのψJり欠きを検出する角度
センサ205とから構成されている。尚、基準位置信号
と、角度信号との位相関係は最適となるようにtlI!
I!されている。
More fuel, J! The drive shaft tool of the pump l is the engine 10.
They are connected by pulleys 1002 and 1005 so that the rotation speed ratio is 1/2 of that of the crankshaft 1004 of 03. In order to output a reference position signal of one pulse per revolution, the engine rotation sensor 201 includes a rotary plate 202 having one notch on the circumference, a reference position sensor 203 that detects this notch, and a reference position sensor 203 that detects this notch. It is composed of a rotary plate 204 having 360 notches on the circumference in order to output an angle signal of 360 pulses, and an angle sensor 205 that detects the ψJ notches. Note that the phase relationship between the reference position signal and the angle signal is optimized by tlI!
I! has been done.

210は例えばボテンシ賓メータを利用したスロットル
開度センサでその駆動軸はアクセル211に連結されて
おり、アクセルの踏み加減すなわちスロットル開度を電
気信号として出力増−る。212は例えばサーミスタを
利用した温水センサで、エンジン冷却水の温度に応じて
抵抗値が変化し電気信号として出力するものである。2
13は例えば半導体ダイアフラム上に作られた抵抗ブリ
ッジのバランスが圧力により変化することを利用した吸
気管圧力センサで、エンジン吸気管内圧力を電気信号と
して出力Jるものである。
Reference numeral 210 denotes a throttle opening sensor using, for example, a potentiometer, whose drive shaft is connected to an accelerator 211, and output is increased by converting the degree of depression of the accelerator, that is, the throttle opening, into an electrical signal. 212 is a hot water sensor using, for example, a thermistor, whose resistance value changes depending on the temperature of the engine cooling water and outputs it as an electrical signal. 2
Reference numeral 13 denotes an intake pipe pressure sensor that utilizes the fact that the balance of a resistance bridge formed on a semiconductor diaphragm changes depending on pressure, for example, and outputs the internal pressure of the engine intake pipe as an electrical signal.

220は第1整形回路で、基準位置センサ203からの
信号を波形整形し、基準位置センサ203信号の立下り
に同期した時間幅の短かいルベルの基ン許位置バルフを
出力する。221は第2整形回路で、角度センリ・信号
205を波形整形し、その立上りと立下りのエツジで時
間幅の短かいルベルの角度パルスを出力する。すなわち
エンジン回転センサ2011回転当り720パルスの信
号が得られる。222は第1AD変換回路で、スロット
ル開度センサ210からの信号をAD変換し12bit
のデジタル値に変換しCP U 235めパスライン2
60に接続する。232は第2ΔD変換回路で氷1品セ
ッサ212から信号をへl〕変換し12bitのデジタ
ル値に変換しCPU235のパスライン260に接続す
る。224は第3AD変換回路で吸気管圧力センサ21
3からの信号をAI)変換し12bitのデジタル値に
変換してCPU235のパスライン260に接続する。
A first shaping circuit 220 shapes the waveform of the signal from the reference position sensor 203 and outputs a reference position valve with a short time width synchronized with the fall of the reference position sensor 203 signal. A second shaping circuit 221 shapes the waveform of the angle sensor signal 205 and outputs a short level angle pulse at its rising and falling edges. That is, a signal of 720 pulses is obtained per 1 rotation of the engine rotation sensor 201. 222 is a first AD conversion circuit that AD converts the signal from the throttle opening sensor 210 into 12 bits.
Convert it to a digital value and send it to the CPU 235th pass line 2
Connect to 60. 232 is a second ΔD conversion circuit which converts the signal from the ice processor 212 into a 12-bit digital value and connects it to the pass line 260 of the CPU 235. 224 is the third AD conversion circuit and the intake pipe pressure sensor 21
3 is converted into a 12-bit digital value and connected to the pass line 260 of the CPU 235.

225はクロック発生回路で周波数の安定したクロック
信号ψ1、ψ2を発生ずる。226は12bitのバイ
ナリカウンタAで、前記第1成形回路220からの基準
位置パルスによってラッチ、リセノ1されクロック信号
φIによってアソプカウン1される。ずなわら、カウン
タΔ226は基>!”= 位! ハルスから基71へ位
置パルスまで間のりしドック信号φ電をその都度カラン
I・するようになっている。従って、このカリン]値は
基準位置パルスの周期に対応した値になり、この逆数は
エンジン回転数に対応する。そして、このカウンタA2
26の出力はCP tJ 235が読む込むことができ
るようにパスライン260に接続されている。227は
12bitのバイナリカウンタBで、前記第1整形回i
ff!+ 220からの基準位置パルスがり七ソト人力
に、第2整形回路221からの角度パルスがクロック入
力に接続されている。従ってカウンタB227の内容は
燃料ポンプの駆動軸の回転に同期した基準位置からの時
々刻々の回転角度を示している。これをψとする。22
8は12bitのラッチAで、後述するCPL1235
が演算した燃料噴射時期ψIをラッチして出力する。2
29はl 2)) i LのコンパレータAで、前記基
準位置からの回転角度ψと、燃料噴射時期ψ1とを比較
しψ−ψ1となった時点でルベルの−・致信号を出力す
る。230は12bitのバイナリカウンタCで、その
リセット人力には前述のψ−ψ1なる−・致信号が、ク
ロック入力にはクロック信号φ2が接続されている。従
ってカウンタCの内容はψ−ψ貫となった時点からの時
々刻々の経過時間を示している。これをtとする。23
1はl 21) i tのラッチBで後述するC P 
U 235が演算した燃料噴射期間1.をラッチして出
力する。232は12bitのコンパレータBで1ii
l述Jるψ−ψ1からの経過時間りと噴射期間t1とを
比較し1−1、となった時点でlルベルの一致信号を出
力する。233はモノ1−リセツトフリツプフロノブで
、そのセット入力にはψ−ψIなる一致信号が、リセッ
ト人力には1=1.なる一致信号が接続されている。従
ってこのフリップフロップは燃料噴射時期ψ1で七ノド
されてルヘルとなり、そのt1後にリセy l・されて
0レベルとなる信号が出力0iil子Qに出力される。
225 is a clock generation circuit that generates clock signals ψ1 and ψ2 with stable frequencies. A 12-bit binary counter A 226 is latched and reset to 1 by the reference position pulse from the first shaping circuit 220, and is counted to 1 by the clock signal φI. Of course, the counter Δ226 is >! ” = Position! The dock signal φ electric is sent each time from Hals to the position pulse from the base 71. Therefore, this value corresponds to the period of the reference position pulse. , this reciprocal corresponds to the engine rotation speed.Then, this counter A2
The output of 26 is connected to pass line 260 so that CP tJ 235 can read it. 227 is a 12-bit binary counter B;
ff! The reference position pulse from +220 is connected to the clock input, and the angle pulse from the second shaping circuit 221 is connected to the clock input. Therefore, the contents of the counter B227 indicate the momentary rotation angle from the reference position synchronized with the rotation of the drive shaft of the fuel pump. Let this be ψ. 22
8 is a 12-bit latch A, which is CPL1235 which will be described later.
The calculated fuel injection timing ψI is latched and output. 2
29 is a comparator A of l2)) i L, which compares the rotation angle ψ from the reference position with the fuel injection timing ψ1, and outputs a level signal when the angle becomes ψ-ψ1. Reference numeral 230 denotes a 12-bit binary counter C, to which the reset signal is connected to the above-mentioned ψ-ψ1 signal, and to its clock input is connected to the clock signal φ2. Therefore, the contents of the counter C indicate the elapsed time from the moment when ψ-ψ is reached. Let this be t. 23
1 is l 21) C P which will be described later in latch B of it
Fuel injection period calculated by U 235 1. Latch and output. 232 is 1ii with 12 bit comparator B
The elapsed time from ψ-ψ1 as described above is compared with the injection period t1, and when the result becomes 1-1, a coincidence signal of 1 level is output. Reference numeral 233 is a mono 1-reset flip-flop knob, whose set input receives a coincidence signal ψ-ψI, and its reset input receives a matching signal of 1=1. A matching signal is connected. Therefore, this flip-flop is reset seven times at the fuel injection timing ψ1 to become a reher, and after that t1, it is reset and a signal having a 0 level is outputted to the output 0iil child Q.

この出力は燃料噴射ノズル100の電歪アクチュエータ
120を駆動する駆動回178240に入力される。
This output is input to a drive circuit 178240 that drives the electrostrictive actuator 120 of the fuel injection nozzle 100.

234はスタータスイッチ239の読み込み回11Ji
 テ、スタータスイッチ2390) ON 、 OF 
Fをパスライン260へ接続するものである。CP U
235は12bitでその割り込み端子I N ’V1
には前記第1整形回路220がらの基準位置パルスが人
力されており、エンジン回転むンサ201、スロットル
開度センサ210、水tMセンサ212、吸気管圧カセ
ンザ213からの信号を基に最適な燃料鮪時期ψIを噴
射期間L1を前)Eして出力する。236はブIIグラ
ムおよびデータを記憶し′ζあるROM、237はCI
) U作業用のRAMである。
234 is the reading time of the starter switch 239 11Ji
Starter switch 2390) ON, OF
F to the pass line 260. CPU
235 is 12 bit and its interrupt terminal I N 'V1
The reference position pulse from the first shaping circuit 220 is input manually, and the optimal fuel is determined based on signals from the engine rotation sensor 201, throttle opening sensor 210, water tM sensor 212, and intake pipe pressure sensor 213. The tuna timing ψI is set before the injection period L1) and output. 236 is a ROM that stores the II program and data, and 237 is a CI
) This is RAM for U work.

250はバッテリ300よりエンジン、1−−スイッチ
238を介して接続されている電源回路で、コンピユー
タ200各部に定電圧を供給する。さらに電歪アクチュ
エータ駆動用として100OVの直流電圧を発生さ−U
駆動回路240に供給する。
A power supply circuit 250 is connected to the engine from the battery 300 through a switch 238, and supplies a constant voltage to each part of the computer 200. Furthermore, a 100OV DC voltage is generated for driving the electrostrictive actuator.
The signal is supplied to the drive circuit 240.

なおエンジンキースイッチ238を介して電磁リリーフ
バルブ6のバッテリ電圧が供給されており、エンジン−
1−−スイッチON時には電磁リリーフバルブ6へ通電
し閉弁するにうになっている。
Note that the battery voltage of the electromagnetic relief valve 6 is supplied via the engine key switch 238, and the engine
1--When the switch is turned on, the electromagnetic relief valve 6 is energized and closed.

以」−の構成にJ、るコンピュータの動作につい゛(以
下説明Jる。
The operation of a computer with the following configuration will be explained below.

第6図は説明に供する各部波形図、第7図はプ1」グラ
ノ・のフローヂャ−1・である。まず、エンジンキース
イッチ238をONするとコンピュータ200へ電源が
供給され作動を開始′づる。同時に電磁リリーフバルブ
6に通電され閉ブrする。MAI N ルーチンで各種
イニン十ライス処理を行ないスタータスイッチ239が
ONになるまで待9(ステップls+)。スタータスイ
ッチ239がONになるとステップ2S2にてスタータ
フラグを1に七ノIし、ステップ3S3て割り込みを許
可してアイ1゛ル状態になる。
FIG. 6 is a waveform diagram of various parts for explanation, and FIG. 7 is a flowchart of the program 1. First, when the engine key switch 238 is turned on, power is supplied to the computer 200 and the computer 200 starts operating. At the same time, the electromagnetic relief valve 6 is energized and closed. Wait 9 (step ls+) until the starter switch 239 is turned on after performing various input processing in the MAIN routine. When the starter switch 239 is turned on, the starter flag is set to 1 in step 2S2, and interrupts are permitted in step 3S3, resulting in an idle state.

エンジンが回転始動されノ、(重位置パルスが発生ずる
と、この割り込みによってI N Tlが起動する(ス
テップ4S4)。I N i’ lルーチンではスター
タフラグをチェックしくステップ5S5)、これが1で
あれば基準位置パルスが5回くるまでは配管系の圧力が
上昇していないため噴射できないと判断し噴射時期ψ1
−0、噴射期間tl=Qとしてリターンする(ステップ
6 S t: )。エンジンが5同局」一回転するとス
タータフラグをOにリセノI・しくステップ7S7)、
運転状態に移る。
When the engine is started (when a heavy position pulse is generated, I N Tl is activated by this interrupt (step 4S4). In the I N i' l routine, the starter flag is checked (step 5S5)), even if this is 1. In this case, it is determined that injection is not possible because the pressure in the piping system has not increased until the reference position pulse comes 5 times, and the injection timing is set to ψ1.
-0, the injection period tl=Q and returns (step 6 S t: ). When the engine rotates once, turn the starter flag to O (step 7S7),
Move to driving state.

まずカウンタA226から基準位置パルスの周期を統ろ
こみ(ステップ8Se)、この値からエソジン回転数N
1をalWする(ステップ9S9)。
First, the period of the reference position pulse is controlled from the counter A226 (step 8Se), and from this value, the engine rotation speed N
1 is alWed (step 9S9).

次に第1ΔIつ変換回路222からスl:l ノlル開
度信号を読みこみ(ステップlO3+o)、ス11ノI
−ル開度θIを1llWする(ステップ11S++)。
Next, the sl:l nol opening degree signal is read from the first ΔI conversion circuit 222 (step 1O3+o), and the s11 no.I
- the lever opening θI is increased by 1llW (step 11S++).

ごのN、、θ1から予め台上試験で求めてROMにデー
タとして記憶しであるNθψマツプをひき、1’J I
、01時の燃料噴射時1す1ψ1を補間1算で求める(
ステップ123+2)。次に同様にしてNOtマツプか
らN2O2時の噴射期間り、を補間itWに、1り求め
る(ステップ13s13)。次にfa2 A l)変換
回RR223J−リ水i4センサ213 (7)値を#
jtめ込み(ステップ14sI4)、水温T” +1W
 +をalWする(ステップ15S+s)。続いて第3
 A D変換回+18224より吸気管圧力センサ2I
3のイ!1′C+読み込み(ステップ16S+t;)、
吸’at 管IJg 力P l ヲal算ずZ+ (ス
−F−7’7” l I S I 7)。
1'J I
, find 1s1ψ1 at the time of fuel injection at 01 o'clock by interpolation 1 calculation (
Step 123+2). Next, in the same manner, the injection period during N2O2 is calculated by 1 from the NOt map to the interpolated itW (step 13s13). Next, fa2 A l) Conversion time RR223J-Rewater i4 sensor 213 (7) Value #
jt insertion (step 14sI4), water temperature T” +1W
+ is alWed (step 15S+s). Then the third
Intake pipe pressure sensor 2I from AD conversion times +18224
3 no i! 1'C+ reading (step 16S+t;),
Suction 'at tube IJg force P l wal calculation Z+ (S-F-7'7" l I S I 7).

次いで上記1’ l! W l、1)■の値から噴射時
期、噴Il(期間の補正量を81算し先に求めた噴射時
期ψI、噴射期間t1を禎正しくステップ18S+e)
、ラッチA228にψ1をう・フチ8231番こLlを
夫々出力しくステップ19519) リターン゛」る。
Then the above 1'l! Injection timing, injection Il from the value of W l, 1) ■ (calculate the correction amount of the period by 81 to correctly determine the injection timing ψI and injection period t1, step 18S+e)
, output ψ1 to latch A228 and output Ll to latch A228, respectively.Return to step 19519).

そして、この信号に基づき、上述の如くソJウンタB2
27、カウンタC230、コンパレータへ229、コン
パレータB232、フリ・ノプフ17ノプ233、駆動
回路240にJ、って所定の信号力(電歪アクチュエー
タに出力され燃料噴射を行なう。
Based on this signal, the SOJ counter B2 is operated as described above.
27, counter C 230, comparator 229, comparator B 232, fly-knopf 17 nop 233, drive circuit 240 J, a predetermined signal force (output to the electrostrictive actuator to perform fuel injection.

尚、ステップ4 S 4のIN′Fl/レーチン(よ基
準〕<ルス到来するたびに行なわれ、エンジン条(’t
 !こLiSして噴射をセンサすることになる。そして
、エンジンキースイッチ238をOFFすると、電磁リ
リーフバルブ6への通電は行なわれなくなり開弁し配管
系の圧力が抜けて噴射不能となりエンジンが停止する。
Incidentally, step 4 S4 is performed every time IN'Fl/rechin (standard) <Rus arrives, and
! This LiS will be used to sensor the injection. Then, when the engine key switch 238 is turned off, the electromagnetic relief valve 6 is no longer energized and opened, the pressure in the piping system is released, injection becomes impossible, and the engine stops.

なお、1す」二の説明では簡単のため単気筒を想定した
カベ多気筒の場合にはカウンタB227、ソJウンタC
230、コンパレータΔ229、コンノぐレータB23
2、ラッチA228、ラッチ13231、フリップフロ
ップ233、駆動回路240を各気fii毎に用意し、
基準パルスを各気筒毎の枯草位置に発生してやることで
対応できる。
In addition, in the explanation of 1 and 2, for simplicity, in the case of a wall multi-cylinder model assuming a single cylinder, the counter B227 and the counter C
230, comparator Δ229, comparator B23
2. Prepare latch A228, latch 13231, flip-flop 233, and drive circuit 240 for each device,
This can be handled by generating a reference pulse at the dry grass position for each cylinder.

次に」二記駆動回路240について説明する。Next, the second drive circuit 240 will be explained.

第8図に駆動回路240の回(18図を示す。nij述
の説明のフリップフロップ233の出力が入力端j’−
241に接続されている。ごの信号は噴射時ルベル、非
Off躬時0レベルの信号である。今、非噴射時を考え
ると入力端子241にはOレベルの信号が来ている。こ
の信号はインバータICIで反転されルベルとなり抵抗
R1、R2を介して1−ランノスタQ1をONLさらに
抵抗R3、R4を介し′ζ1ランジスタQ2をONする
。トランジスタQ2のエミッタには前述の電源回11R
250J、す1000 Vの/Ii?ti圧が供給され
ており、1−ランリスクQ2のコレクタを通り電歪−r
クヂコエータ120に100OVが供給される。その結
果電歪アクチュエータ120は△ρだけ伸長しニー1′
ル弁I04を押しFげ弁座107が閉しられ噴射がf・
ン止する。このとき1ランシスタQ3、Q4は〕(にO
l” Fにl、(っている。
FIG. 8 shows the circuit of the drive circuit 240 (FIG. 18 is shown. The output of the flip-flop 233 described above is connected to the input terminal
241. This signal is level at the time of injection and 0 level at the time of non-off operation. Now, considering the non-injection time, an O level signal is coming to the input terminal 241. This signal is inverted by the inverter ICI and becomes a level, which turns on the 1-run transistor Q1 via resistors R1 and R2, and turns on the 'ζ1 transistor Q2 via resistors R3 and R4. The emitter of transistor Q2 is connected to the aforementioned power supply circuit 11R.
250J, 1000V/Ii? Ti pressure is supplied, and electrostriction -r passes through the collector of 1-run risk Q2.
100 OV is supplied to the Kujikoator 120. As a result, the electrostrictive actuator 120 extends by △ρ and knee 1'
Press the valve I04 to close the valve seat 107 and inject
stop. At this time, the 1-run sisters Q3 and Q4 are
l” F in l, (it is.

一方、噴射時には人力6181子241にlレベルの信
号が加わるたる、インバータICIで反転さ第10レベ
ルとなり抵抗R5、R6を介してトランジスタQ3をO
NL、さらに抵抗R7、R8を介して1ランジスタQ4
をONする。このときトランジスタQ1、Q2は共にO
F Fとなるため、電歪アクチュエータ120の1加電
圧はOvとなり、△pだけ縮まりニードル弁104が油
圧Gこj、り押し上げられ開弁し噴射を開始°→る。
On the other hand, during injection, an L level signal is applied to the human power input 6181 and 241, which is inverted by the inverter ICI and becomes the 10th level, turning the transistor Q3 into the OFF state via resistors R5 and R6.
NL, and one transistor Q4 via resistors R7 and R8.
Turn on. At this time, transistors Q1 and Q2 are both O
Since F F is applied, the applied voltage of the electrostrictive actuator 120 becomes Ov, and the needle valve 104 is contracted by Δp, and the needle valve 104 is pushed up by the oil pressure G to open and start injection.

なお本例においてはトランジスタを用いて説明したカベ
Ii IE i’、サイリスク、真空管等を川L)ても
、1く、さらにエンジン回転数が低速の用途(こ(まリ
レーを用いることも可能である。
In addition, in this example, even if the wall Ii IE i' explained using transistors, Sirisk, vacuum tube, etc. be.

以上のよ・)に本発明の第1実施例におLAて(よ、ノ
ズル開弁を燃料ポンプlより供給される一定圧力の油圧
によって行ない、一方閉弁を電歪アクチュエータ120
の伸長により行なってL)るため、両動作とも極めて短
時間に応答Jるの−である。さらにノズルの開弁時間が
燃料噴射量に対応し−ζし)るため、il′Ii運、高
精度の電子制御がitJ能とf、(す、エンジン条P1
にマ・ノチした燃料噴射を行なうことにより燃費向」二
、排ガス)TI化等の改善を容易に達成できる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the nozzle valve is opened by a constant pressure of oil pressure supplied from the fuel pump l, while the valve is closed by the electrostrictive actuator 120.
Since this is done by expanding L), both operations respond in an extremely short time. Furthermore, since the nozzle opening time corresponds to the fuel injection amount -
By performing highly precise fuel injection, it is possible to easily achieve improvements in fuel efficiency, exhaust gas, and TI.

特に、ノズルの駆動源として圧電素子125を積層した
電歪アクチュエータ120を用いているため、木質的に
高速動作が可能で、従来のソレノイ1゛に比べ小型で高
速応答を得ることができる。
In particular, since the electrostrictive actuator 120 with laminated piezoelectric elements 125 is used as the drive source for the nozzle, it is physically possible to operate at high speed, and is smaller than the conventional solenoid 1 and can provide high-speed response.

さらに従来のこの種のノズルでは、ノズル駆動源をOF
Fしたときのリターン動作をスプリングによ−っている
ため、駆動源との力のバランスでスプリング力を大きく
できないか、またはスプリング力゛を大きくするとそれ
に比例して駆動源の力も強大にする必要があり、大型化
・υざるを得なく、そのため、どろらにしても高速応答
が得られないという問題があった。ところが本実施例に
おい−ζは、リターン動作を油圧によっているためスプ
リングが不要でリターン時にもt°モ速応答がlJられ
るという特徴がある。
Furthermore, in conventional nozzles of this type, the nozzle drive source is turned off.
Since the return action when F is performed is by a spring, the spring force cannot be increased due to the force balance with the driving source, or if the spring force is increased, the force of the driving source must also be increased in proportion to it. Therefore, there was no choice but to increase the size and υ, and as a result, there was a problem that high-speed response could not be obtained even with Dorora. However, in this embodiment, -ζ is characterized in that the return operation is performed by hydraulic pressure, so no spring is required, and the t° speed response is improved even during return.

次に本発明の第2の実施例について説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

エンジンが−rイドル時には少量の燃料を比較的緩慢に
噴射した方が振動、騒音等の観点から望ましい。しかし
第1の実施例においては印加電圧は例えばOV、100
OVの2種類であり、燃料噴射ノズル100は全開、全
開の状態でのみ制御されているので、単位時間当りの燃
料噴射量(以下噴射率という)はエンジン条件にかかわ
らず−・定であるため、前記要求に答えられない。
When the engine is at -r idle, it is desirable to inject a small amount of fuel relatively slowly from the viewpoint of vibration, noise, etc. However, in the first embodiment, the applied voltage is, for example, OV, 100
There are two types of OV, and the fuel injection nozzle 100 is controlled only in fully open and fully open states, so the amount of fuel injected per unit time (hereinafter referred to as injection rate) is constant regardless of engine conditions. , cannot answer the above request.

圧電素子125は公知のようにその伸長量は印加電圧に
比例する。従ってこの圧電素子125を使用した電歪ア
クチュエータ120は印加電圧を変化さ・口ることによ
りリニア動作が可能である。
As is well known, the amount of expansion of the piezoelectric element 125 is proportional to the applied voltage. Therefore, the electrostrictive actuator 120 using this piezoelectric element 125 can perform linear operation by changing the applied voltage.

そこで第2の実施例はこの特性を利用して電歪アクチュ
エータ120をリニア動作さ−U、以っC、ノズル開j
t量を可変として、噴射率の制御も同時に行なうように
するものである。
Therefore, in the second embodiment, the electrostrictive actuator 120 is linearly operated by utilizing this characteristic.
By making the t amount variable, the injection rate can also be controlled at the same time.

以下、本発明の第2の実施例を第9図に示す各部動作波
形図をもとに説明する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described based on the operation waveform diagram of each part shown in FIG. 9.

エンジン始動時、停止時の動作は第1実施例と同じであ
るので省略し、エンジン運転時につい”このみ説明する
。運転時には配管系に約20 M P aの油圧がかか
っ−Cおリニードルブ「104はこの油圧により」三方
へ押し上げられる力を受けている。
The operations at the time of starting and stopping the engine are the same as those in the first embodiment, so they will be omitted and will only be explained when the engine is running.During operation, a hydraulic pressure of approximately 20 MPa is applied to the piping system. is being pushed up in three directions by this hydraulic pressure.

今、ニードルブf104が弁座107に密着するのに要
する電歪アクチュエータ120の印加電圧を1ooov
とすると、このtooovを卯月1した状態では電歪ア
クチュエータ120は△βだけ伸比しニードル弁104
は下方へ押しつけらhTIr)るため燃料噴射は行なわ
れない。
Now, the applied voltage of the electrostrictive actuator 120 required for the needle valve f104 to come into close contact with the valve seat 107 is 1ooov.
Then, when this tooov is set to 1, the electrostrictive actuator 120 expands by Δβ and the needle valve 104
is forced downward (hTIr), so fuel injection is not performed.

次にコンピュータで計算した所定の噴射時期ψ1におい
て電歪アクチュエータ120の印加電圧を1000vか
ら500Vに変化さ一1!ルト(fflQ図C中◎で示
す)、電歪アクチュエータ120の伸長量は半分となり
ニードル弁104とブ「庄107との間に△ff/2の
間隙が生じる。この間隙【ま電歪アクチュエータ120
の印加電圧を0■としたとき(全開時)の間隙△βの半
分であるため流路面積も半分となりノズルより噴出する
燃料量も全開時の≧1′、分となる。場なわも噴射率を
全開n5のl/2にすることができる(wc9図d中■
で示す)。
Next, at a predetermined injection timing ψ1 calculated by the computer, the voltage applied to the electrostrictive actuator 120 is changed from 1000V to 500V! (indicated by ◎ in Fig.
When the applied voltage is 0■ (fully open), the gap Δβ is half, so the flow path area is also half, and the amount of fuel ejected from the nozzle is ≧1', min when fully open. The injection rate can also be set to 1/2 of fully open n5 (wc9 Figure d)
).

そして、電歪アクチブエータ120の印加電I玉をハク
4″ると(第9図C中◎で示す)、ニー1ニルj「10
4と弁座107との間隙は少なくなり噴射率も小さくな
る(第9図d中■で示′4)。逆に印加電圧を低くする
と噴射率は大きくなる。電歪アクチュエータ120の印
加電圧をリニアに変えることにより噴射率もまたリニア
に変化さ一υることが可能である。
Then, when the applied electric current I ball of the electrostrictive activator 120 is set to 4" (indicated by ◎ in FIG. 9C), knee 1 nil j "10
The gap between the valve seat 107 and the valve seat 107 becomes smaller, and the injection rate also becomes smaller (indicated by '4' in Figure 9d). Conversely, lowering the applied voltage increases the injection rate. By linearly changing the voltage applied to the electrostrictive actuator 120, the injection rate can also be linearly changed.

そして噴射開始後、所定の噴射期間(第9図す中11で
示す)が経過した後電歪アクチュエータ120への印加
電圧を100OVにJることにより (第9図C中◎で
示す)、ニードルブ「104と弁座107は密着しノズ
ルは全開となり噴射が停止する。このように第2実施例
においては電歪アクチュエータ120への印加電圧を種
々に変えることによって、ニードル弁104と弁座10
7との間隙を変化さ・Uることができ噴射率を自由自在
に制御することができる。そのためエンジン条1′1に
応した最適の噴射率あるいは噴射パターンで燃料噴射を
行なうことができる。
After the start of injection, after a predetermined injection period (indicated by 11 in Fig. 9) has elapsed, the voltage applied to the electrostrictive actuator 120 is reduced to 100 OV (indicated by ◎ in Fig. 9C). 104 and the valve seat 107 are in close contact with each other, the nozzle is fully opened, and injection stops. In this way, in the second embodiment, by varying the voltage applied to the electrostrictive actuator 120, the needle valve 104 and the valve seat 107 are
7 can be changed and the injection rate can be controlled freely. Therefore, fuel injection can be performed at an optimal injection rate or injection pattern depending on the engine condition 1'1.

次にこの第2実施例におけるコンピュータ200につい
て説明する。
Next, the computer 200 in this second embodiment will be explained.

コンピュータの構成はf81実施例とほとんど同しであ
るので必要な部分のみ説明する。第10図はコンピュー
タ200’の説明に伊するブロック図で、太線で示した
部分が第1実施例と異なる部分である。225′はクロ
ック発生回路で一定周波数のり覧」ツク信号を発生ずる
。クリック信号φ3は例えば周期1ooμsecの信号
である。270はへNDゲーiで一方の人力はフリップ
フロップ233で作られた噴射時期ψ1、噴射期間L1
なる噴射信号が、もう一方の人力にはff1l記りu7
り信号φコが接続され°ζいる。ΔNDゲーI・270
の出力はCPU235の第2の割り込みMIiA了IN
T2へ接続されている。第2端子I N T 2は第1
端子I N T 1よりも割り込み優先度は低いように
なっている。271は12bitのラッチCでCP U
 235からロードされた値を記1qする。このラッチ
C271にはリセット端子Yンがついており、前記フリ
ップフロップ233よりインバータ272を通った信号
がつながっている。すなわちフリノブフ1.l ノブ2
33の出力がOのとき(非噴射時)にはインバータ27
2によりルベルの信号かり七ノド端子Rに入力されてい
るため強制的にラッチ内容がOとなるようになっている
。273は12bitの13A変換回11δでラッチC
271を介してロードされたデジタル値をrす「1グ電
圧に変換するものであり、デジタル人力がOのとき(全
開時)lO■を、デジタル人力がA−ルlのとき (全
開時)にはOvとなるよ・)に調↑とされ−Cいる。ま
た、280は電歪アクチュエータの駆動回路である。
Since the configuration of the computer is almost the same as that of the f81 embodiment, only the necessary parts will be explained. FIG. 10 is a block diagram for explaining the computer 200', and the parts indicated by thick lines are different from the first embodiment. 225' is a clock generating circuit which generates a constant frequency clock signal. The click signal φ3 is, for example, a signal with a period of 1 ooμsec. 270 is ND game i, and one human power is injection timing ψ1 and injection period L1 made by flip-flop 233.
The injection signal is ff1l and u7 for the other manual input.
The signal φ is connected. ΔND game I・270
The output is the second interrupt MIiA completed IN of the CPU 235.
Connected to T2. The second terminal I N T 2 is the first
The interrupt priority level is lower than that of the terminal INT1. 271 is a 12-bit latch C and the CPU
The value loaded from 235 is recorded 1q. This latch C271 is provided with a reset terminal Y, to which a signal passed from the flip-flop 233 and passed through the inverter 272 is connected. In other words, Furinobufu 1. l Knob 2
When the output of 33 is O (during non-injection), the inverter 27
2, the latch content is forcibly set to 0 because the signal from Lebel is input to the 7th node terminal R. 273 is latch C with 12-bit 13A conversion circuit 11δ
It converts the digital value loaded through 271 into a voltage of 1. When the digital human power is O (when fully open), it is 10, and when the digital human power is A - 1 (when fully open). The voltage becomes Ov. ) and the voltage becomes -C. Also, 280 is a drive circuit for the electrostrictive actuator.

駆動回路280の詳細を第11図に示す。I)A変換器
273の出力(端子281)は抵抗R11を介して演算
増幅器ICl0の非反転入力に接続される。演W増幅器
ICl0以降の部分は第1実施例に示した駆動回路24
0とほとんど同し構成で高電圧を出力するためのバッフ
ァ部である。ただしリニア動作が要求されるため、各1
−ランジスタのバイアスを変更しである。バッファ部の
出力282からは11.E抗R20,1ン21を介して
前記演算増幅器ICl0の反転入力に負郁還がかかって
いる。そし゛C抵抗R20、■≧21の比は99:1に
選んであり、バッファ出力端子282の1/100の電
圧が演算増幅器ICl0の反転入力に加わることになる
Details of the drive circuit 280 are shown in FIG. The output (terminal 281) of the I)A converter 273 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier ICl0 via a resistor R11. The portion after the W amplifier ICl0 is the drive circuit 24 shown in the first embodiment.
This is a buffer section for outputting high voltage with almost the same configuration as 0. However, since linear operation is required, each
- By changing the bias of the transistor. 11. from the output 282 of the buffer section. Negative feedback is applied to the inverting input of the operational amplifier ICl0 via E resistors R20 and R121. The ratio of C resistor R20, ■≧21 is selected to be 99:1, and a voltage of 1/100 of the buffer output terminal 282 is applied to the inverting input of the operational amplifier ICl0.

今、人力硝子281に5■の電圧が加わったとJる。最
初端−子282の電圧は0■であるから演算増幅器IC
l0の反転入力は0■であり演算増幅器IC10の出力
は約11■まで上昇する。従って抵抗RI2、R、3を
通してl・ランリスタQl。
Now, a voltage of 5 ■ is applied to the human-powered glass 281. Initially, the voltage at terminal 282 is 0, so the operational amplifier IC
The inverting input of l0 is 0■, and the output of operational amplifier IC10 rises to about 11■. Therefore, through the resistors RI2, R, 3, the l-run lister Ql.

が導通し、また抵抗RI 4、RI5を介して1ランジ
スタQI2が導通し、従’−) −r l 000 V
の電源から電流が流れる。その後硝子282の電圧が上
昇するにつれて演算増幅器ICl0の反転入力の電圧も
上昇するため演算増幅器ICl0の出力電圧は低下しト
ランジスタQI2に流れる電流が抑えられる。端子28
2の電圧が500■になったとき演算増幅器ICl0の
反転入力の電圧は、flW抗R20,R2+で1/10
0に分圧された5■となり、非反転入力の電圧と同じと
なって安定′する。何らかの理由で端子282の電圧が
上5F、 したとすると、l・ランリスタQI3、Q1
4の働きによって出力が減少され安定する。以上のよう
に第11図の駆動回路は電圧利得が100倍の増幅器と
見なすことができる。
becomes conductive, and one transistor QI2 becomes conductive via resistors RI4 and RI5, so that -r l 000 V
Current flows from the power source. Thereafter, as the voltage across the glass 282 rises, the voltage at the inverting input of the operational amplifier ICl0 also rises, so the output voltage of the operational amplifier ICl0 decreases and the current flowing through the transistor QI2 is suppressed. terminal 28
When the voltage of 2 becomes 500■, the voltage of the inverting input of the operational amplifier ICl0 becomes 1/10 with flW resistors R20 and R2+.
The voltage is divided into 0 and becomes 5■, which becomes the same as the voltage of the non-inverting input and becomes stable. If for some reason the voltage at terminal 282 goes above 5F, the l-run listers QI3 and Q1
4, the output is reduced and stabilized. As described above, the drive circuit shown in FIG. 11 can be regarded as an amplifier with a voltage gain of 100 times.

以上の構成にJl(づき第2実施例の二1ンビュータ2
00′の動作を説明する。
With the above configuration,
The operation of 00' will be explained.

第12図は)l」−チャート、第13図は各部信号波形
図である。MAINルーチンは始動時処理であり、これ
は第1実施例と同様である。また、茫?1% +パルス
よりlNTlルーチンが起動され、エンジン条1′1に
対応した噴射時期ψ1、噴射時間り、を!tel補正し
てラッチΔ、ラッチBに出力するステップも第1実施例
と同様である。この時、フリップフロップ233はす七
ノ1されているためラッチC271もリセットされI〕
Δ変換器273の出力電圧は10■となり、駆動101
路280で100倍されて100OVの電圧が電歪アク
チュエータ120に印加され、ノズルは閉弁している<
raI3図e中0で示1)。この後、CI) U 23
5は現在のエンジン条e1に対応した100μsec毎
の噴射パターンを記憶しであるR OM内の番地ΔDR
Iを、指定したRAM内の番地A D R2へ書き込み
リターンする。その後、所定の噴射時期ψ1に達すると
フリップフロップ233が七ノドされ(第13図す中■
で示す)ラッチC271のリセットが解除され、ΔN 
Dゲート270の一方の入力がルベルとなる。もう一方
の人力には周期100μsecのクロック信号φ3が接
続されているから、噴射時期図中、CPUのl N i
’ 2端子へ100μsec毎の割り込み信号が加わる
(第13図C)a  I NT2ル f ンは、I N
 T1で書き込まれたRAM237の八DR2の内容か
らA I) Rlを読み出し、ROM236のΔDR1
番地の内容をラッチC271へ出力する。そしてADR
IをインクリメンIし’CRΔMの八DR2へ書き込み
リターンJる。ラッチC271の内容はDΔ変換器27
3へ送られアナログ電圧に変換され駆動回路28°0で
増幅されて電歪アクチュエータ120に加わる(第13
図e)。
FIG. 12 is a) l''-chart, and FIG. 13 is a signal waveform diagram of each part. The MAIN routine is a start-up process, which is the same as in the first embodiment. Also, Isa? The lNTl routine is activated by the 1% + pulse, and the injection timing ψ1 and injection time corresponding to the engine line 1'1 are set! The step of correcting tel and outputting it to latch Δ and latch B is also the same as in the first embodiment. At this time, since the flip-flop 233 is closed, the latch C271 is also reset.
The output voltage of the Δ converter 273 is 10■, and the drive 101
A voltage of 100 OV multiplied by 100 is applied to the electrostrictive actuator 120 at path 280, and the nozzle is closed.
raI3 shown as 0 in Figure e1). After this, CI) U 23
5 is an address ΔDR in the ROM that stores the injection pattern every 100 μsec corresponding to the current engine condition e1.
Writes I to the specified address ADR2 in the RAM and returns. Thereafter, when the predetermined injection timing ψ1 is reached, the flip-flop 233 is activated seven times (Fig.
) The reset of latch C271 is released and ΔN
One input of D gate 270 becomes the rubel. Since the clock signal φ3 with a period of 100 μsec is connected to the other human power, in the injection timing diagram, the l N i of the CPU
' An interrupt signal is added every 100 μsec to the 2 terminal (Fig. 13C) a I NT2 f line is I N
Read A I) Rl from the contents of 8DR2 of RAM 237 written in T1, and read ΔDR1 of ROM 236.
The contents of the address are output to latch C271. and A.D.R.
Increment I and write to 8DR2 of CRΔM and return. The contents of latch C271 are DΔ converter 27
3, is converted into an analog voltage, is amplified by the drive circuit 28°0, and is applied to the electrostrictive actuator 120 (13th
Figure e).

以上のINT2の動作を100μsec毎に繰り返し、
所定の噴射期間(第131PIb中t1で示す)後にフ
リップフロップ233がす七ノドされ(第13図す中◎
で示す)、ラッチC271がリセットされて噴射が終r
する(第13図d中■で示す)。このときΔNDゲート
270も閉しるためI N T 2の割り込み信号も発
生しなくなる。
Repeat the above INT2 operation every 100μsec,
After a predetermined injection period (indicated by t1 in the 131st PIb), the flip-flop 233 is turned off (◎ in Fig. 13).
), latch C271 is reset and injection ends.
(indicated by ■ in Figure 13 d). At this time, since the ΔAND gate 270 is also closed, the interrupt signal of I NT 2 is no longer generated.

このようにして、噴射期間中、ROMに記憶しである噴
射率のパターンがl Q Q p s e c毎に出力
され、かつその値は全開から全閉までの任意の値を選ぶ
ことができるため、噴射率の制御を自由自在に行なうこ
とが可能である。
In this way, during the injection period, the injection rate pattern stored in the ROM is output every l Q Q p s e c, and its value can be selected from any value from fully open to fully closed. Therefore, it is possible to freely control the injection rate.

なお第2実施例における噴射率制御はこの他にも種々考
えられる。そのひとつとし゛(第14図に示すように、
主噴射に先だっ゛ζパイロ・7ト噴I1.l ljを行
なうようにしてもよい。即し、主噴射イの直niIに少
なくとも1回の短時間少量の燃!1を噴射するものでl
it回転時の移動、騒音、コミノンヨン等に効果がある
Note that there are various other possible injection rate controls in the second embodiment. One of them is (as shown in Figure 14,
Prior to the main injection, ζ Pyro 7 injection I1. l lj may also be performed. Therefore, immediately after the main injection, there is at least one small amount of combustion for a short period of time. It is a device that injects 1.
It is effective in reducing movement, noise, noise, etc. during IT rotation.

次に本発明の第3の実施例について説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described.

本実施例で使用している電歪アクチュエータ120の圧
電素子125は直径3Q++m、肉厚Q、 5 mmの
I) Z ”Vであり、その共振周波数は約4 M H
zであり超音波領域の周波数である。第1、第2の実施
例においてほこ、の電歪アクチュエータ120に直流の
一定電圧または前記共振周波数に比べて1−分低い周波
数で変化さゼることによりニードル弁104と弁座10
7の間隙を変化さ・U噴射量の制御を行なった。超音波
で振動している物体に液体を接触さ・Uると霧化現象が
起こることは広く知られている。本実施例においてはノ
ズル開閉用の直流電圧に高周波数の信号と重畳さ・Uニ
ー1ルブ+”104が開いた状態でニードル弁104を
超音波振動さゼることによって燃料の霧化を促進し、噴
射孔より噴出した燃料の微粒化を図ることにより真打な
燃焼を得ることを「1的としている。
The piezoelectric element 125 of the electrostrictive actuator 120 used in this embodiment has a diameter of 3Q++m, a wall thickness of Q, and a diameter of 5 mm, and its resonance frequency is approximately 4 MH.
z, which is a frequency in the ultrasonic range. In the first and second embodiments, the needle valve 104 and the valve seat 100 are connected to the needle valve 104 and the valve seat 10 by applying a constant DC voltage to the electrostrictive actuator 120 or at a frequency 1 minute lower than the resonant frequency.
7 gap was changed and the U injection amount was controlled. It is widely known that atomization occurs when a liquid comes into contact with an object that is being vibrated by ultrasonic waves. In this embodiment, a high frequency signal is superimposed on the DC voltage for opening and closing the nozzle, and the needle valve 104 is ultrasonically vibrated with the U knee 1 lube + 104 open to promote atomization of the fuel. The first goal is to achieve accurate combustion by atomizing the fuel ejected from the injection holes.

以下第15図に示す各部波形図で第3実施例を説明Jる
The third embodiment will be explained below with reference to waveform diagrams of various parts shown in FIG.

エンジン始動時および停止時の作動は第4図と同じなの
で説明を省略し運転時のみを考える。まず最初にノズル
を開くために電歪アクチュエータ120の印加電圧を例
えばtooovからO■に変化さ一已ると(第15図C
中◎で示−リ)、油圧によりニードル弁104が上方−
押し上げられjf座107との間に間隙が生し燃*1が
流出する。この状態で電歪アクチュエータ120に数1
0KIIzの高周波信号を印加し超音波振動を発生させ
る(第15図Cl1j0で示す)。ニードル:(I’ 
1.04は油圧により強力に電歪アクチュエータ120
に押しつけられているから、電歪アクチュエータ120
の振動はニー1゛ルブ「104に伝わりニードル弁10
4が超音波で振動する。ニードルブf104の下部テー
バ部105を通過する燃料は超音波振動によって、ニー
ドルブr104が上昇するときにはキャビテーションを
生じ、ニー1゛ルブ「104が下降するときには圧縮力
を受けるため微粒化されて噴射孔106より噴出する。
The operations when starting and stopping the engine are the same as those shown in FIG. 4, so the explanation will be omitted and only the operation will be considered. First, in order to open the nozzle, the applied voltage of the electrostrictive actuator 120 is changed from, for example, tooov to O■ (Fig. 15C).
(Indicated by ◎ in the middle), the needle valve 104 is moved upward by hydraulic pressure.
It is pushed up and a gap is created between it and the JF seat 107, and the fuel*1 flows out. In this state, the electrostrictive actuator 120 is
A high frequency signal of 0KIIz is applied to generate ultrasonic vibrations (shown by Cl1j0 in FIG. 15). Needle: (I'
1.04 is a powerful electrostrictive actuator 120 using hydraulic pressure.
Since it is pressed against the electrostrictive actuator 120
The vibration of the needle valve 104 is transmitted to the needle valve 104.
4 vibrates with ultrasonic waves. The fuel passing through the lower taper portion 105 of the needle valve F104 causes cavitation due to ultrasonic vibrations when the needle valve R104 rises, and receives compressive force when the needle valve F104 descends, becoming atomized and released from the injection hole 106. gush.

超音波による微粒化を行なう期間は:lンピュータ20
0によって最適に制御され適当な時間でニードル弁10
4の振動はうら切られる(第15図C中◎で示す)。こ
の後電歪アクヂコエーク120に例えば100OVの電
圧を印加」−ることによりニードル弁104を弁座10
7に密着さゼ燃料噴射を終了するく第15図C中■で示
す)。 ゛本実施例においても超音波振動さゼるタイミ
ングはコンピュータ200によって自由自在に制御でき
るためエンジン条件に適した霧化状態を作ることが可能
でありエンジンの燃焼を良々了にし、振動、!S!音、
燃費等に役立つ効果がある。
The period of atomization using ultrasonic waves is: 1 computer 20
Needle valve 10 is optimally controlled by 0 at an appropriate time.
The vibration of No. 4 is cut off (indicated by ◎ in Fig. 15C). After that, by applying a voltage of, for example, 100 OV to the electrostrictive brake 120, the needle valve 104 is moved to the valve seat 10.
7 (indicated by ■ in Figure 15C) to complete the fuel injection).゛In this embodiment as well, the timing of ultrasonic vibration can be freely controlled by the computer 200, so it is possible to create an atomization state suitable for the engine conditions, so that the combustion of the engine is good, and the vibration,! S! sound,
It has a beneficial effect on fuel efficiency, etc.

次に第3実施例におけるコンピュータ200について説
明する。
Next, the computer 200 in the third embodiment will be explained.

コンピュータ200の構成は第1実施例とほとんど同し
であるので必要な部分のみ説明する。第16図はコンピ
ュータ200の説明に供するブし1ツク図で太線で示し
た部分が第1実施例と異なる部分である。225′はク
ロック発生回路で一定周波数のクロック信号を発生ずる
。クロ・ツク信号φ4は超音波振動用の信号で例えば5
0KIIzの周波数の信号である。401は12bit
のバイナリカウンタl〕で基準位置パルスがリセ・71
・入力に、角度パルスがり11.1ツク人力に接続され
ている。
The configuration of the computer 200 is almost the same as that in the first embodiment, so only the necessary parts will be explained. FIG. 16 is a block diagram for explaining the computer 200, and the parts indicated by thick lines are different from the first embodiment. 225' is a clock generation circuit that generates a clock signal of a constant frequency. The clock signal φ4 is a signal for ultrasonic vibration, for example 5
This is a signal with a frequency of 0KIIz. 401 is 12 bits
The reference position pulse is reset by the binary counter l].
・The angle pulse is connected to the 11.1 human power input.

従って、カウンタI) 401の内容は基!柊位置から
の時々刻々の回転角度を示している。これをψとする。
Therefore, the contents of counter I) 401 are based! It shows the moment-by-moment rotation angle from Hiiragi's position. Let this be ψ.

なおりウンタDは第1実施例の第4図に示したカウンタ
Bを共用することもできる。その場合カウンタDは不要
である。402は12bitのラッチDでCPU235
が演W した超音波1辰動開始時刻ψ2をラッチして出
力する。403は12bitのコンパレータCで前記基
準位置からの回転角度ψと超音波振動開始時1す1ψ2
とを比較し、ψ−ψ2となった時点でルベルの一致信号
を出力する。404は12bitのバイナリカウンタE
でそのリセット人力には前記ψ−ψ2なる一致信号が、
クロック人力にはりlitツク信号信号炉2続されてい
る。従ってカウンタE404の内容はψ−ψ2となった
時点からの時々刻々の経過時間を示している。これをL
′とする。405は12bitのコンパレータlっで前
記ψ−ψ2からの経過時間t′と超音波振動期間t2と
を比較しt′=t2となった時点でルベルの一致信号を
出力する。407はセソi・リセットフリップフロップ
でそのb ソI・2にはψ−ψ2なる一致信号が、リセ
ット2にはt’=t2なる一致信号が接続されている。
The counter D can also share the counter B shown in FIG. 4 of the first embodiment. In that case, counter D is not necessary. 402 is a 12-bit latch D and CPU235
The ultrasonic wave 1 movement start time ψ2 performed by W is latched and output. 403 is a 12-bit comparator C that calculates the rotation angle ψ from the reference position and the start of ultrasonic vibration 1s1ψ2
, and when ψ - ψ2 is reached, a Lebel coincidence signal is output. 404 is a 12-bit binary counter E
Then, the coincidence signal ψ−ψ2 is used for the reset manually,
Two signal furnaces are connected to the clock manually. Therefore, the contents of the counter E404 indicate the elapsed time from the moment when ψ-ψ2 was reached. This is L
'. A 12-bit comparator 405 compares the elapsed time t' from ψ-ψ2 with the ultrasonic vibration period t2, and outputs a Lebel coincidence signal when t'=t2. Reference numeral 407 denotes a reset flip-flop, to which a match signal ψ-ψ2 is connected to the reset 2, and a match signal t'=t2 is connected to the reset 2.

したがってこのフリップフロップ407は超音波振動開
始時期ψ2でセットされルベルとなり、そのt2#&に
リセソI・され0レベルとなる信号が出力端子Qに出力
される。この信号は電歪アクチュエータ120を超音波
振動させるための駆動回路B410へ入力される。25
0゛は電源回路でコンピュータ各部へ安定化された電源
を供給する他に、ノズル開閉用の駆動回路へ240に1
00OVの高圧を、超音波振動用の駆動回路13410
に50Vの電圧を供給する。駆動回路へ240からのノ
ズル開閉信号は超音波振動用の高周波信号を阻止するた
めのインダクターL421を介して出力され、駆動回路
B410の超音波振動開始時はノズル開閉用信号の直流
成分を阻止するためにコンデンサC420を介して電歪
アクチュエータ120に供給される。
Therefore, this flip-flop 407 is set at the ultrasonic vibration start time ψ2 to become a level, and is reset at t2#&, and a signal having a 0 level is output to the output terminal Q. This signal is input to a drive circuit B410 for causing the electrostrictive actuator 120 to vibrate ultrasonically. 25
0゛ is a power supply circuit that supplies stabilized power to each part of the computer, and also supplies power to the drive circuit for opening and closing the nozzle.
00OV high voltage, ultrasonic vibration drive circuit 13410
A voltage of 50V is supplied to the The nozzle opening/closing signal from 240 is output to the drive circuit via an inductor L421 for blocking high frequency signals for ultrasonic vibration, and when the ultrasonic vibration of drive circuit B410 starts, the DC component of the nozzle opening/closing signal is blocked. Therefore, it is supplied to the electrostrictive actuator 120 via a capacitor C420.

駆動回1?&A240は第1実施例にて第8図に示した
ものと同じであるため説明を省略し、駆動回路B410
について以下説明する。f(i 17図は本実施例にて
用いた超音波振動用の駆動回路Bの回路図である。超音
波振動信号はりr:1ツク発牛回路225″よりクロッ
ク信号φ4として50 K it zの信号が端子44
1に接続され゛(いる。この信号はへNDゲーL I 
C20の一方の入力に入る。ANDゲーlIC20のも
う一方の人力には超音波振動タイミング信号を発生ずる
フリップフロップ407の出力が接続されており、この
信号がルベルのときのみANDケ−1・IC20の出力
に50Kllzの信号を出力する。この信号は直流阻止
用のコンデンサC21を介し、抵抗R21、lン22、
R23でバイアスされたトランジスタQ21のベースに
入る。1−ランリスタQ21で増幅され、コレクタ側に
入った結合1ランス′1゛1の1次側とコンデンサ02
2とのタンク回IIδでIf−ti 11 渡分をフィ
ルタされ結合lランス’l” lを介し−ζ1−ランジ
スタQ22、Q23のベースに入力される。1ランジス
タQ22、Q23は1224、lマ25によりバイアス
されており出カドランス′■゛2によりB級プノシュプ
ル増幅回路として働く。D21、D22はI・ランリス
タQ22、Q23が逆バイアスされたときのペースエミ
ッタ間保護用である。C23はザージ吸収用である。出
力l・ランス′I゛2によってインピーダンスマツチン
グがとられ電歪アクチュエータ120へ超音波振動信号
が供給される。
Drive time 1? &A240 is the same as that shown in FIG. 8 in the first embodiment, so the explanation is omitted, and the drive circuit B410
This will be explained below. f(i) Figure 17 is a circuit diagram of drive circuit B for ultrasonic vibration used in this example. The signal is at terminal 44
This signal is connected to ND game L I
Enter one input of C20. The output of a flip-flop 407 that generates an ultrasonic vibration timing signal is connected to the other input of the AND game IC20, and only when this signal is level, a signal of 50 Kllz is output to the output of the AND game IC20. do. This signal passes through a DC blocking capacitor C21, a resistor R21, a line 22,
Enters the base of transistor Q21 biased by R23. The primary side of the coupling 1 lance '1'1 which is amplified by the 1-run lister Q21 and entered the collector side and the capacitor 02
If-ti 11 is filtered at tank times IIδ with 2 and inputted to the bases of -ζ1- transistors Q22 and Q23 through the coupled lance 'l''l. It is biased by , and works as a class B punosuple amplifier circuit by the output transformer '■'2. D21 and D22 are for protection between pace emitters when I/Lan listers Q22 and Q23 are reverse biased. C23 is for surge absorption. Impedance matching is performed by the output l lance 'I'2, and an ultrasonic vibration signal is supplied to the electrostrictive actuator 120.

以上のコンピュータ200の構成による動作を次に説明
する。
The operation of the above-described configuration of computer 200 will be described next.

第18図はフローヂャ−1・、第19図は説明に供する
各部波形図である。MΔINルーチンは始動時処理であ
り第1実施例と同様であるので省略する。基準位置パル
スによりl N T 1ルーチンが起動され、エンジン
条件に応じた噴射時期ψl、噴射期間1.を計算し補正
してラッチA1ラソヂBへ出力するところまでは第1実
施例と同様である。ひきつづき、コンピュータはN 1
 、θ1なるエンジン条イノ[より−ROM236内に
予め台上試験により求めてデータとして記憶しであるN
θψ′マツプをひき、N、、01時の超音波振動開始時
期ψ2を補間計算によって求める。次に同様にしてNO
L’マツプをひきN1.61時の超音波振動期間t2を
補間111Wによって求める。次に水温i” II W
 1 、吸気管負圧P 1 )値からψ2、t2を補正
しラッチD、ラッチEに出力しリターンする。
FIG. 18 is a flowchart 1. FIG. 19 is a waveform diagram of each part for explanation. The MΔIN routine is a start-up process and is the same as in the first embodiment, so its description will be omitted. The l N T 1 routine is activated by the reference position pulse, and the injection timing ψl and injection period 1 . The process up to calculating and correcting the value and outputting it to the latches A1 and B is the same as the first embodiment. The computer continues to be N1
, θ1 is determined in advance by a bench test and stored as data in the ROM 236.
The θψ′ map is drawn and the ultrasonic vibration start time ψ2 at N, 01 is determined by interpolation calculation. Then do the same and NO
The L' map is drawn and the ultrasonic vibration period t2 at N1.61 is determined by interpolation 111W. Next, the water temperature i” II W
1, intake pipe negative pressure P1), ψ2 and t2 are corrected, output to latch D and latch E, and return.

以後はハードウェアによって自動的に所定の噴射時期ψ
1、噴射期間む1なる信号がフリップフロ7プ233に
出力され(第19図◎)駆動回路Δ240によっらノズ
ル開閉弁を行なう。さらに所定の超音波振動開始時期ψ
2、超音波振動期間t2なる信号がフリップフロップ4
07に出力され(第19図0)駆動回路B410によっ
て超音波振動が加えられる。
From then on, the hardware will automatically set the predetermined injection timing ψ.
A signal of 1 indicating the injection period is output to the flip-flop 7 233 (◎ in FIG. 19), and the nozzle opening/closing valve is operated by the drive circuit Δ240. Furthermore, a predetermined ultrasonic vibration start time ψ
2. The signal of ultrasonic vibration period t2 is sent to the flip-flop 4.
07 (FIG. 19) and ultrasonic vibration is applied by the drive circuit B410.

なお、第3実施例は第1実施例のみならず第2実施例と
組み合わずこともできることは容易に推察され、この場
合には噴射時期、噴射ル1間、噴射率、霧化状態を制御
できるため、エンジン条(’Iに対しよりいっそう適し
た燃料噴射が可能となり移動、騒音、エミッション、ス
モーク等の改善に優れた効果がある。
It is easily assumed that the third embodiment can be combined not only with the first embodiment but also with the second embodiment, and in this case, the injection timing, the distance between two injection holes, the injection rate, and the atomization state can be controlled. This makes it possible to inject fuel that is more suitable for the engine condition, which has excellent effects on improving movement, noise, emissions, smoke, etc.

以上説明したように本発明装置では、噴射ノズルの駆動
源として圧電素子を用いた電歪アクチュエータを使用し
たため、噴射制御を電気信号による高速動作にて達成で
き、従って、各種の条(’tに応じてきめ1■かく燃料
噴射特性を制御することができるという優れた効果を有
する。
As explained above, in the device of the present invention, since an electrostrictive actuator using a piezoelectric element is used as the drive source of the injection nozzle, injection control can be achieved by high-speed operation using electric signals. This has the excellent effect of being able to precisely control fuel injection characteristics accordingly.

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

第1図は本発明装置の第1の実施例を示ず断面図、第2
図は第1図図示電歪アクチュエータを断面図示する斜視
図、第3図+at (bl (clは第1図図示ノズル
部を示ず断面図、第4図は第1図図示装置の各部の動作
波形図、第5図は第1図図示コンピュータの回路図、第
6図は第5図図示コンピュータの動作波形図、第7図は
第5図図示コンピュータのプログラノ・を示ずフローチ
ャート、第8図は第5図図示駆動回路図、第9図は本発
明装置の第2の実施例の各部の動作波形図、第10図は
本発明装置の第2の実施例のコンピュータの要部を示す
回路図、第11図は第1図図示ノズル路の回路図、¥1
12図は第1図図示コンピュータのプリグラノ、を示ず
フローチャート、第13図は本発明装置の第2の実施例
の各部の動作波形図、第14図は本発明装置の他の実施
例の各部の動作波形図、第15図は本発明装置の第3の
実施例の各部の動作波形図、第16図は本発明装置の第
3の実施例のコンピュータの要部を示す回路図、第17
図は第1図図示ノズル路を示す回路図、第18図は第1
図図示コンピュータのプ11グラムを示すフローヂャ−
1・、第19図は本発明装置の第3の実施例の各部の動
作波形図である。 1・・・(ffAilポンプ、2・・・燃料タンク、1
04・・・ニードル方、120・・・電歪アクチュエー
タ、125・・・圧電素子。 代理人ブr理十 岡 部   隆 !(j  6 1・1 −163− jTs  7 1・′1 第10国 〜1帛− r+’! 12 1”1 手続?di正書 (力持 昭fllso年 3月f r、1 昭「1157年特a′「願ffl 169183号2発
明の名称 燃tll +!IIi Jll装置 3 1市  市 を  “づ  る  省!1印1との
凹IM   特許出19.Q人愛知県四尾巾1′:羽角
町岩谷14番地(4(i 9) 株式会ンJ:  Il
木1!、I!rlJI巾部品総合fill究所代表者 
三II+省吾 4代 理 人 〒448  愛知県刈谷市昭Vll町I丁目1番地5?
ni i「命令の11イ・1 発送F!  II/(fl+58年 2月2211第3
図 (a)          (b> (C) 167
FIG. 1 is a cross-sectional view of the first embodiment of the device of the present invention, and the second embodiment is
The figures are a perspective view showing a sectional view of the electrostrictive actuator shown in FIG. 1, FIG. 5 is a circuit diagram of the computer shown in FIG. 1, FIG. 6 is an operational waveform diagram of the computer shown in FIG. 5, FIG. 7 is a flowchart of the computer shown in FIG. 5 is an illustrated drive circuit diagram, FIG. 9 is an operation waveform diagram of each part of the second embodiment of the device of the present invention, and FIG. 10 is a circuit showing main parts of the computer of the second embodiment of the device of the present invention. Figure 11 is a circuit diagram of the nozzle path shown in Figure 1, ¥1
12 is a flowchart (not shown) of the computer shown in FIG. 1, FIG. 13 is an operation waveform diagram of each part of the second embodiment of the device of the present invention, and FIG. 14 is a diagram of each part of another embodiment of the device of the present invention. FIG. 15 is an operating waveform diagram of each part of the third embodiment of the device of the present invention, FIG. 16 is a circuit diagram showing the main parts of the computer of the third embodiment of the device of the present invention, and FIG.
The figure is a circuit diagram showing the nozzle path shown in Figure 1, and Figure 18 is a circuit diagram showing the nozzle path shown in Figure 1.
Flowchart showing an 11 program of the illustrated computer
1., FIG. 19 is an operation waveform diagram of each part of the third embodiment of the device of the present invention. 1...(ffAil pump, 2...fuel tank, 1
04... Needle side, 120... Electrostrictive actuator, 125... Piezoelectric element. Agent Bri Riju Takashi Okabe! (j 6 1・1 -163- jTs 7 1・'1 10th country ~ 1 sheet - r+'! 12 1"1 Procedure? di official book (Rikimochiaki fullso March f r, 1 Showa "1157 special a'" Request ffl No. 169183 2 Name of the invention tll +! 14, Iwatani (4(i9)) Co., Ltd. J: Il
Tree 1! ,I! Representative of rlJI Width Parts Comprehensive Fill Institute
III II + Shogo 4th generation Osamu 〒448 I-1-5, Sho Vll-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture?
ni i “Order 11 I・1 Shipping F! II/(fl+58 February 2211 No. 3
Figure (a) (b> (C) 167

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定圧の燃料が供給される油室と、この油室と連
通ずる燃亨:l噴射孔と、この燃料噴射孔を開閉するニ
ードル弁と、このニードル弁を前記燃料噴射孔側へ付勢
するスプリングと、前記ニードル弁を駆動する圧電素子
製の電歪アクチュエータと、この電歪アクチュエータに
制御信号を出力するコンピュータとを備え、前記電歪ア
クチュエータが伸長したとき前記ニードル弁が前記燃料
噴射孔を閉じるよう構成した燃料噴射装置。
(1) An oil chamber to which fuel at a predetermined pressure is supplied, and a fuel chamber that communicates with this oil chamber: l injection hole, a needle valve that opens and closes this fuel injection hole, and a needle valve that opens and closes this fuel injection hole, and moves this needle valve toward the fuel injection hole side. The needle valve includes a spring that biases the needle valve, an electrostrictive actuator made of a piezoelectric element that drives the needle valve, and a computer that outputs a control signal to the electrostrictive actuator, so that when the electrostrictive actuator is extended, the needle valve A fuel injection device configured to close an injection hole.
(2)前記電歪アクチュエータが、前記コンピュータか
らの制御信号に応じ゛C前記ニードル弁を全開、全開切
換えする特許請求の範囲第1項記載の燃fit噴射装置
。 (31nil記電歪”アクチュエータが、前記コンピュ
ータからの制御信号に応じて前記ニー1゛ル弁の開度を
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃料噴射装置。 (41ff1l記電歪アクチユエータが、前記コンピュ
ータからの制御信号に応じて前記ニードル弁を超音波振
動させる特許請求の範囲第1項乃至第3項いずれか記載
の燃料噴射装置。
(2) The fuel fit injection device according to claim 1, wherein the electrostrictive actuator switches the needle valve between fully open and fully open in response to a control signal from the computer. (31nil electrostrictive actuator) The fuel injection device according to claim 1, characterized in that the opening degree of the knee valve is determined according to a control signal from the computer. (41ff1l electrostrictive actuator The fuel injection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the needle valve is caused to vibrate ultrasonically in response to a control signal from the computer.
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