JPS6198165A - 圧電アクチユエ−タ制御装置 - Google Patents
圧電アクチユエ−タ制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は圧電アクチュエータ制御装置に関する。
圧電アクチュエータはたとえば内燃機関の燃料噴射弁に
用いられる。
用いられる。
従来の技術および発明が解決しようとする問題点
たとえば圧電アクチュエータを内燃機関の燃料噴射弁に
用いたときには、たとえば直径１５鶴、厚さ０．５ｍｍ
の圧電素子を８０枚積層した場合を第２図に示すように
、耐久時間と共にその変位量が小さくなる。この結果、
噴射量が減少するという問題点があった。なお、このよ
うな圧電アクチュエータの変位量の減少は主に分極劣化
にもとづくものである。
用いたときには、たとえば直径１５鶴、厚さ０．５ｍｍ
の圧電素子を８０枚積層した場合を第２図に示すように
、耐久時間と共にその変位量が小さくなる。この結果、
噴射量が減少するという問題点があった。なお、このよ
うな圧電アクチュエータの変位量の減少は主に分極劣化
にもとづくものである。
問題点を解決するための手段
本発明の目的は、上述の従来形の問題点に鑑み、圧電ア
クチュエータの分極劣化を防止することにあり、その手
段は、圧電アクチュエータに負荷を印加するための負荷
印加手段、高電圧を発生するための高電圧発生手段、前
記負荷印加手段が負荷を前記圧電アクチュエータに印加
しているときに前記高電圧発生手段の高電圧を制御して
前記圧電アクチュエータに印加する第１の高電圧印加手
段、および前記負荷印加手段が負荷を前記圧電アクチュ
エータに印加していないときに前記高電圧発生手段の高
電圧を制御して前記圧電アクチェエータに印加する第２
の高電圧印加手段を具備する圧電アクチュエータ制御装
置によって達成される。
クチュエータの分極劣化を防止することにあり、その手
段は、圧電アクチュエータに負荷を印加するための負荷
印加手段、高電圧を発生するための高電圧発生手段、前
記負荷印加手段が負荷を前記圧電アクチュエータに印加
しているときに前記高電圧発生手段の高電圧を制御して
前記圧電アクチュエータに印加する第１の高電圧印加手
段、および前記負荷印加手段が負荷を前記圧電アクチュ
エータに印加していないときに前記高電圧発生手段の高
電圧を制御して前記圧電アクチェエータに印加する第２
の高電圧印加手段を具備する圧電アクチュエータ制御装
置によって達成される。
作用
上述の構成によれば、舞負荷状態の圧電アクチュエータ
に高電圧が印加されて再分極動作が行われる。
に高電圧が印加されて再分極動作が行われる。
実施例
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明に係る圧電アクチュエータ制御装置を含
む内燃機関の全体概要図である。第３図において、１は
内燃機関であって、シリンダブロック２、ピストン３、
点火プラグ４、吸気弁５、排気弁６、吸気管７、排気管
８等により構成されている。吸気管７の内部にはスロッ
トル弁９が設けられ、また、吸気管７の管壁には燃料噴
射弁１１が設けられている。この燃料噴射弁１１は圧電
アクチュエータの伸縮により動作する。圧電アクチュエ
ータは電歪効果を有する薄い円盤上の圧電素 。
む内燃機関の全体概要図である。第３図において、１は
内燃機関であって、シリンダブロック２、ピストン３、
点火プラグ４、吸気弁５、排気弁６、吸気管７、排気管
８等により構成されている。吸気管７の内部にはスロッ
トル弁９が設けられ、また、吸気管７の管壁には燃料噴
射弁１１が設けられている。この燃料噴射弁１１は圧電
アクチュエータの伸縮により動作する。圧電アクチュエ
ータは電歪効果を有する薄い円盤上の圧電素 。
子を積層したものである。たとえば圧電素子としてＰＺ
Ｔと称されるチタン酸ジルコン酸鉛を焼結したセラミッ
クを用い、その直径を１５１１、厚さを０．５ｍｍとし
た場合、厚さ方向に＋５００Ｖ印加すると約０．５μｍ
伸長する。従って、このような素子を８０枚積層すれば
、８０倍の伸縮が得られる。
Ｔと称されるチタン酸ジルコン酸鉛を焼結したセラミッ
クを用い、その直径を１５１１、厚さを０．５ｍｍとし
た場合、厚さ方向に＋５００Ｖ印加すると約０．５μｍ
伸長する。従って、このような素子を８０枚積層すれば
、８０倍の伸縮が得られる。
また、吸気管７はエアクリーナ１２を介して大気と導通
しており、このエアクリーナ１２の下流には吸入空気量
を測定するためのエアフローメータ１３が設けられてい
る。
しており、このエアクリーナ１２の下流には吸入空気量
を測定するためのエアフローメータ１３が設けられてい
る。
燃料噴射弁１１にはフィードポンプ１４、フィルタ１５
を介して燃料ｉンク１６より燃料が供給される。このと
きの燃料フィード圧はプレッシャレギュレータ１７によ
って一定たとえば３ｋｇ／ｃＪに保持される。なおプレ
ッシャレギュレータ１７から吐出された燃料は燃料タン
ク１６に戻る。燃料ポンプ１４はバッテリ１８にイグニ
ッションスイッチ１９を介して接続されており、従って
、イグニッションスイッチ１９がオンとなると、燃料噴
射弁１１は燃料フィード圧が印加された負荷印加状態と
なる。
を介して燃料ｉンク１６より燃料が供給される。このと
きの燃料フィード圧はプレッシャレギュレータ１７によ
って一定たとえば３ｋｇ／ｃＪに保持される。なおプレ
ッシャレギュレータ１７から吐出された燃料は燃料タン
ク１６に戻る。燃料ポンプ１４はバッテリ１８にイグニ
ッションスイッチ１９を介して接続されており、従って
、イグニッションスイッチ１９がオンとなると、燃料噴
射弁１１は燃料フィード圧が印加された負荷印加状態と
なる。
さらに、制御回路１０には図示しないディストリビュー
タに設けられたクランク角センサ２ｏより角度信号が供
給されている。
タに設けられたクランク角センサ２ｏより角度信号が供
給されている。
次に、第３図の制御回路について第４図を参照して説明
する。第４図においてマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器
１０１はエアフローメータ１３のアナログ出力信号をＡ
／Ｄ変換して１６ビツトのディジタル信号に変換してパ
スライン１０３に送出する。５エアフローメータ１３の
Ａ／Ｄ変換ルーチンは所定時間毎に、実行され、この結
果、吸入空気量データＱはＲＡＭ １０６の所定領域に
格納される。
する。第４図においてマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器
１０１はエアフローメータ１３のアナログ出力信号をＡ
／Ｄ変換して１６ビツトのディジタル信号に変換してパ
スライン１０３に送出する。５エアフローメータ１３の
Ａ／Ｄ変換ルーチンは所定時間毎に、実行され、この結
果、吸入空気量データＱはＲＡＭ １０６の所定領域に
格納される。
また、クランク角センサ２０の出力信号は入出力インタ
ーフェイス１０２を介して割込み信号とじてＣＰｔ１１
０５に供給される。この結果、割込みルーチンにおいて
、回転速度Ｎｅが演算されてＲＡＭ １０６の所定領域
に格納される。つまり、ＲＡＭ １０６には最新の吸入
空気量データＱおよび回転速度データＮｅが格納されて
いる。
ーフェイス１０２を介して割込み信号とじてＣＰｔ１１
０５に供給される。この結果、割込みルーチンにおいて
、回転速度Ｎｅが演算されてＲＡＭ １０６の所定領域
に格納される。つまり、ＲＡＭ １０６には最新の吸入
空気量データＱおよび回転速度データＮｅが格納されて
いる。
クロック発生回路１０４は時間割込み用クロック信号を
ＣＰＵ １０５に送出すると共に、時間計測用のクロッ
ク信号をダウンカウンタ１０８に送出する。
ＣＰＵ １０５に送出すると共に、時間計測用のクロッ
ク信号をダウンカウンタ１０８に送出する。
１？ＡＭ １０６はＣＰＵ １０５の処理途中にデータ
を格納するのに対し、ＲＯＭ １０７は、メインルーチ
ン、割込みルーチン、これらのルーチンに必要される固
定データ等を格納するものである。
を格納するのに対し、ＲＯＭ １０７は、メインルーチ
ン、割込みルーチン、これらのルーチンに必要される固
定データ等を格納するものである。
ダウンカウンタ１０８はプリセット機能を有し、ストロ
ーブ端子ＳＴ、クロック入力端子φ、キャリーアウト出
力端子Ｃｏを備えている。ダウンカウンタ１０８におい
て、ＣＰＵ １０５からパスライン１０３の１ビツトを
介してストローブ信号Ｓが供給されると、図示しない燃
料噴射演算ルーチンにおいて吸入空気量データＱ、回転
速度データＮｅ等にもとづき演算された燃料噴射時間τ
がプリセットされる。同時に、圧電アクチュエータ制御
装置１０９がセットされて燃料噴射が開始される。そし
てダウンカウンタ１０８はクロック信号を計数してダウ
ンカウントされる。ダウンカウンタ１０８の値がＯとな
ると、そのキャリアウド出力端子Ｃｏは“１”レベルと
なり、この結果、圧電アクチュエータ制御装置１０９は
リセットされて燃料噴射が終了する。
ーブ端子ＳＴ、クロック入力端子φ、キャリーアウト出
力端子Ｃｏを備えている。ダウンカウンタ１０８におい
て、ＣＰＵ １０５からパスライン１０３の１ビツトを
介してストローブ信号Ｓが供給されると、図示しない燃
料噴射演算ルーチンにおいて吸入空気量データＱ、回転
速度データＮｅ等にもとづき演算された燃料噴射時間τ
がプリセットされる。同時に、圧電アクチュエータ制御
装置１０９がセットされて燃料噴射が開始される。そし
てダウンカウンタ１０８はクロック信号を計数してダウ
ンカウントされる。ダウンカウンタ１０８の値がＯとな
ると、そのキャリアウド出力端子Ｃｏは“１”レベルと
なり、この結果、圧電アクチュエータ制御装置１０９は
リセットされて燃料噴射が終了する。
つまり、ｃｐｕ １０５からストローブ信号Ｓが発生さ
れた時点から燃料噴射時間τの間だけ燃料噴射が実行さ
れる。
れた時点から燃料噴射時間τの間だけ燃料噴射が実行さ
れる。
さらに、本発明によれば、圧電アクチュエータ制御装置
１０９はバッテリ１８に直接に接続されており、これに
より、イグニッションスイッチ１９がオフとなった直後
にも所定時間圧電アクチュエータ制御装置１０９は動作
して燃料噴射弁１１を駆動する。つまり、フィードポン
プ１４がオフとなって燃料噴射弁１１が無負荷状態とな
ったときに、燃料噴射弁１１は再分極動作が行われるよ
うにしである。
１０９はバッテリ１８に直接に接続されており、これに
より、イグニッションスイッチ１９がオフとなった直後
にも所定時間圧電アクチュエータ制御装置１０９は動作
して燃料噴射弁１１を駆動する。つまり、フィードポン
プ１４がオフとなって燃料噴射弁１１が無負荷状態とな
ったときに、燃料噴射弁１１は再分極動作が行われるよ
うにしである。
第１図は本発明に係る圧電アクチュエータ制御４Ａ置の
一実施例を示す回路図である。第１図において、９１は
Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃコンバータであって、トランジスタ９１
１ 、９１２ 、変圧器９１３、ダイオード９１４ 、
９１５ 、９１６等より構成されており、直流の低電圧
を直流の高電圧に変換するものである。変圧器９１３の
２次巻線は、圧電アクチュエータ駆動用のＡ巻線９１３
Ａ 、 Ｂ巻線９１３Ｂ、およびＡ巻線と直列に巻かれ
後述の分極用の高電圧を発生させるためのＣ巻線９１３
Ｃよりなる。Ａ巻線９１３ＡとＢ巻線９１３Ｂとは巻数
が同一で、その接続点は接地されている。
一実施例を示す回路図である。第１図において、９１は
Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃコンバータであって、トランジスタ９１
１ 、９１２ 、変圧器９１３、ダイオード９１４ 、
９１５ 、９１６等より構成されており、直流の低電圧
を直流の高電圧に変換するものである。変圧器９１３の
２次巻線は、圧電アクチュエータ駆動用のＡ巻線９１３
Ａ 、 Ｂ巻線９１３Ｂ、およびＡ巻線と直列に巻かれ
後述の分極用の高電圧を発生させるためのＣ巻線９１３
Ｃよりなる。Ａ巻線９１３ＡとＢ巻線９１３Ｂとは巻数
が同一で、その接続点は接地されている。
Ａ巻線９１３Ａの出力はダイオード９１４により整流さ
れ、Ｂ巻線９１３Ｂの出力はダイオード９１５により整
流され、３５０ｖの高電圧がコンデンサ９２に充電され
る。また、Ｃ巻線９１３Ｃの出力はダイオード９１６に
より整流され、８００Ｖの高電圧がコンデンサ９３に充
電される。圧電アクチュエータ１１の通常の分極駆動部
は、コンデンサ９２に接続された第１のサイリスタ９４
とそれに直列に接続された第１のインダクタ９５、およ
び接地された第２のサイリスタ９６とそれに直列に接続
された第２のインダクタ９７から構成されており、第１
のインダクタ９５と第２のインダクタ９７の接続点が出
力として圧電アクチュエータ１１に接続されている。
れ、Ｂ巻線９１３Ｂの出力はダイオード９１５により整
流され、３５０ｖの高電圧がコンデンサ９２に充電され
る。また、Ｃ巻線９１３Ｃの出力はダイオード９１６に
より整流され、８００Ｖの高電圧がコンデンサ９３に充
電される。圧電アクチュエータ１１の通常の分極駆動部
は、コンデンサ９２に接続された第１のサイリスタ９４
とそれに直列に接続された第１のインダクタ９５、およ
び接地された第２のサイリスタ９６とそれに直列に接続
された第２のインダクタ９７から構成されており、第１
のインダクタ９５と第２のインダクタ９７の接続点が出
力として圧電アクチュエータ１１に接続されている。
第４図のストローブ信号Ｓにより第１のサイリスタ９４
がトリガされると、第１のコンデンサ９２に蓄えられた
電圧が第１のインダクタ９５を介して燃料噴射弁圧電ア
クチュエータ１１に印加され、この結果、圧電アクチュ
エータは伸長し、燃料噴射弁１１から燃料が噴射される
。そして、所定時間τ後、第４図のダウンカウンタ１０
８のキャリアウド信号により第２のサイリスク９６がト
リガされ、第２のインダクタ９７を介して圧電アクチュ
エータの電圧は取り去られ、圧電アクチュエータは収縮
して燃料噴射は終了する。
がトリガされると、第１のコンデンサ９２に蓄えられた
電圧が第１のインダクタ９５を介して燃料噴射弁圧電ア
クチュエータ１１に印加され、この結果、圧電アクチュ
エータは伸長し、燃料噴射弁１１から燃料が噴射される
。そして、所定時間τ後、第４図のダウンカウンタ１０
８のキャリアウド信号により第２のサイリスク９６がト
リガされ、第２のインダクタ９７を介して圧電アクチュ
エータの電圧は取り去られ、圧電アクチュエータは収縮
して燃料噴射は終了する。
アクチュエータの再分極駆動部は、タイマー回路９Ｂ、
ダイオード９９、リレー回路１００、および抵抗１００
’より構成され、イグニッションスイッチ１９をオフ
にした直後、所定時間たとえば５秒間だけコンデンサ９
３に蓄えられた８００ｖの高電圧を圧電アクチュエータ
に印加するものである。
ダイオード９９、リレー回路１００、および抵抗１００
’より構成され、イグニッションスイッチ１９をオフ
にした直後、所定時間たとえば５秒間だけコンデンサ９
３に蓄えられた８００ｖの高電圧を圧電アクチュエータ
に印加するものである。
タイマー回路９８のコンパレータ９８１において、その
非反転入力には抵抗９８２ 、９８３によりバッテリ電
圧を分圧した電圧（６ｖ）が印加され、他方、反転入力
には、バッテリ１８より抵抗９８４が接続され、イグニ
ッションスイッチ１９よりコンデンサ９８５が接続され
ている。ダイオード９８６はイグニッションスイッチ１
９のオン時にコンデンサ９８５に蓄積されていた電荷を
急速に放電させるものである。
非反転入力には抵抗９８２ 、９８３によりバッテリ電
圧を分圧した電圧（６ｖ）が印加され、他方、反転入力
には、バッテリ１８より抵抗９８４が接続され、イグニ
ッションスイッチ１９よりコンデンサ９８５が接続され
ている。ダイオード９８６はイグニッションスイッチ１
９のオン時にコンデンサ９８５に蓄積されていた電荷を
急速に放電させるものである。
コンパレータ９８１の出力は抵抗９８７を介してトラン
ジスタ９８８のベースに接続されており、これにより、
コンパレータ９８１の出力がハイレベルのときにはトラ
ンジスタ９８８はオンとなる。トランジスタ９８８のコ
レクタはリレー回路１００のコイル１００ａに接続され
ており、トランジスタ９８８がオンのときにリレー回路
１００の接点１００ｂがオンとなる。
ジスタ９８８のベースに接続されており、これにより、
コンパレータ９８１の出力がハイレベルのときにはトラ
ンジスタ９８８はオンとなる。トランジスタ９８８のコ
レクタはリレー回路１００のコイル１００ａに接続され
ており、トランジスタ９８８がオンのときにリレー回路
１００の接点１００ｂがオンとなる。
ダイオード９９はトランジスタ９８８がオフしたときの
サージ吸収用である。リレー回路１００の接点１００ｂ
がオンとなると、第２のコンデンサ９３に蓄えられてい
た８００ｖの高電圧が電流制御用の抵抗１００′を介し
て燃料噴射弁（圧電アクチュエータ）１１に印、加され
るようになっている。
サージ吸収用である。リレー回路１００の接点１００ｂ
がオンとなると、第２のコンデンサ９３に蓄えられてい
た８００ｖの高電圧が電流制御用の抵抗１００′を介し
て燃料噴射弁（圧電アクチュエータ）１１に印、加され
るようになっている。
上述のごとく、再分極は、運転が終わり、゛イグニッシ
ョンスイッチ１９がオフされることで作動する。すなわ
ち、イグニッションスイッチ１９がオフにされる直前に
おいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ９１により第２のコン
デンサ９３には８００Ｖの高電圧が充電されており、ま
た、ダイオード９８６によりコンデンサ９８５の電圧は
ほぼＯＶ生なっている。さらに、このとき、コンパレー
タ９８１の反転入力の電位はバッテリ電圧（１２Ｖ）に
なっており、非反転入力の電位は抵抗９８２，９８３に
より分圧された電圧（６Ｖ）となっているので、コンパ
レータ９８１の出力はローレベル゛となり、従って、ト
ランジスタ９８８はオフであり、リレー回路１００の接
点１００ｂもオフとなっている。この状態でイグニッシ
ョンキー１９がオフにされると、コンデンサ９８５のイ
グニッションキー１９側の電位はほぼＯＶとなるため、
コンパレータ９８１の反転入力の電位はほぼＯＶとなる
。従って、コンパレータ９８１の出力はハイレベルとな
り、トランジスタ９８８はオンとなり、従って、リレー
回路１００の接点１００ｂもオンとなり、８００Ｖの高
電圧が抵抗１００′を介して圧電アクチュエータに印加
される。その後、コンパレータ９８１の反転入力の電位
は、抵抗９８４によりコンデンサ９８５が充電されるに
つれて上昇す、る。そして反転入力の電位が非反転入力
の電位□（６Ｖ）よりも高くなった時点でコンパレータ
９８１の出力はローレベルとなる。゛この間の時間は、
抵抗９８４の抵抗値とコンデンサ９８５の静電容量との
時定数で設定され、たとえば約５秒に設定されている。
ョンスイッチ１９がオフされることで作動する。すなわ
ち、イグニッションスイッチ１９がオフにされる直前に
おいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ９１により第２のコン
デンサ９３には８００Ｖの高電圧が充電されており、ま
た、ダイオード９８６によりコンデンサ９８５の電圧は
ほぼＯＶ生なっている。さらに、このとき、コンパレー
タ９８１の反転入力の電位はバッテリ電圧（１２Ｖ）に
なっており、非反転入力の電位は抵抗９８２，９８３に
より分圧された電圧（６Ｖ）となっているので、コンパ
レータ９８１の出力はローレベル゛となり、従って、ト
ランジスタ９８８はオフであり、リレー回路１００の接
点１００ｂもオフとなっている。この状態でイグニッシ
ョンキー１９がオフにされると、コンデンサ９８５のイ
グニッションキー１９側の電位はほぼＯＶとなるため、
コンパレータ９８１の反転入力の電位はほぼＯＶとなる
。従って、コンパレータ９８１の出力はハイレベルとな
り、トランジスタ９８８はオンとなり、従って、リレー
回路１００の接点１００ｂもオンとなり、８００Ｖの高
電圧が抵抗１００′を介して圧電アクチュエータに印加
される。その後、コンパレータ９８１の反転入力の電位
は、抵抗９８４によりコンデンサ９８５が充電されるに
つれて上昇す、る。そして反転入力の電位が非反転入力
の電位□（６Ｖ）よりも高くなった時点でコンパレータ
９８１の出力はローレベルとなる。゛この間の時間は、
抵抗９８４の抵抗値とコンデンサ９８５の静電容量との
時定数で設定され、たとえば約５秒に設定されている。
このようにしで、イグニッションキ−１９がオフにされ
た後、約５秒経過するとトランジスタ９８８がオフとな
り、従って、リレー回路１００の接点１００ｂもオフと
なり再分極動作は終了する。
た後、約５秒経過するとトランジスタ９８８がオフとな
り、従って、リレー回路１００の接点１００ｂもオフと
なり再分極動作は終了する。
第５図に示すように、直径１５龍、厚さ０．５ｍｍの圧
電素子を８０枚積層した場合には、再分極のために５ｏ
ｏｖ以上の高電圧を印加するのが好ましい。
電素子を８０枚積層した場合には、再分極のために５ｏ
ｏｖ以上の高電圧を印加するのが好ましい。
すなわち、電界強度を１．６ＫＶ／ｎ＋＋Ｉ＋以上にす
ることが好ましい。また、第６図に示すごとく、再分極
のための８００Ｖの高電圧を印加した場合、数秒で初期
特性をほぼ回復することが分かる。
ることが好ましい。また、第６図に示すごとく、再分極
のための８００Ｖの高電圧を印加した場合、数秒で初期
特性をほぼ回復することが分かる。
゛なお、本発明は圧電アクチュエータを燃料噴射弁に使
用したものに限定されるものではなく、圧電アクチュエ
ータの分極劣化により、伸縮特性が変化しては困る用途
に広く適用可能である。
用したものに限定されるものではなく、圧電アクチュエ
ータの分極劣化により、伸縮特性が変化しては困る用途
に広く適用可能である。
第７図は本発明に係る圧電アクチュエータ制御装置の他
の実施例を示す回路図であって、第１図に示す装置とは
、タイマー回路が異なる。つまり、第７図においては、
両分極の開始をイグニッションキー１８のオフと同時に
は行わず、燃料の供給圧が大気圧まで低下するまでの一
定時間たとえば約２０秒遅延させてから両分極を行うよ
うにしである。
の実施例を示す回路図であって、第１図に示す装置とは
、タイマー回路が異なる。つまり、第７図においては、
両分極の開始をイグニッションキー１８のオフと同時に
は行わず、燃料の供給圧が大気圧まで低下するまでの一
定時間たとえば約２０秒遅延させてから両分極を行うよ
うにしである。
第７図のタイマー回路９８′において、抵抗９８１ ’
、ツェナーダイオード９８２ ’ 、およびコンデン
サ９８３′は、タイマー回路９８′用の定電圧たとえば
約・５Ｖを発生する。この定電圧５Ｖはワンシー！７ト
マルチバイブレーク９８４ ’ 、 ９８５ ’（たと
えばテキサスインスッルメント社製７４ＬＳ −２２１
）に供給されている。ワンショットマルチバイブレーク
９８４′の発生パルス幅は抵抗９８６′およびコンデン
サ９８７′によって設定され、この場合、上述のごとく
２、イグニッションキー１９のオフ後にフィードポンプ
１４による燃料の供給圧が大気圧まで低下するまでの時
間たとえば約２０秒に設定される。また、ワンショット
マルチバイブレーク９８５′の発生パルス幅は抵抗９８
８′およびコンデンサ９８９′によって設定され、この
場合、第１図の場合と同様に、再分極時間としての約５
秒に設定される。なお、ワンショットマルチバイブレー
ク９８４ ’ ９８５ ’は共にその入力の立下りによ
ってトリガされる。
、ツェナーダイオード９８２ ’ 、およびコンデン
サ９８３′は、タイマー回路９８′用の定電圧たとえば
約・５Ｖを発生する。この定電圧５Ｖはワンシー！７ト
マルチバイブレーク９８４ ’ 、 ９８５ ’（たと
えばテキサスインスッルメント社製７４ＬＳ −２２１
）に供給されている。ワンショットマルチバイブレーク
９８４′の発生パルス幅は抵抗９８６′およびコンデン
サ９８７′によって設定され、この場合、上述のごとく
２、イグニッションキー１９のオフ後にフィードポンプ
１４による燃料の供給圧が大気圧まで低下するまでの時
間たとえば約２０秒に設定される。また、ワンショット
マルチバイブレーク９８５′の発生パルス幅は抵抗９８
８′およびコンデンサ９８９′によって設定され、この
場合、第１図の場合と同様に、再分極時間としての約５
秒に設定される。なお、ワンショットマルチバイブレー
ク９８４ ’ ９８５ ’は共にその入力の立下りによ
ってトリガされる。
ワンショットマルチバイブレーク９８４′の立下りトリ
ガ入力には、バッテリ１８の電圧がイグニッションキー
１９を介して且つ抵抗９９０′およびツェナーダイオー
ド９９１′によってレベル制限されて印加され、ワンシ
ョットマルチバイブレーク９８５′の立下りトリガ入力
にはワンショットマルチバイブレーク９８４′の出力が
印加されている。
ガ入力には、バッテリ１８の電圧がイグニッションキー
１９を介して且つ抵抗９９０′およびツェナーダイオー
ド９９１′によってレベル制限されて印加され、ワンシ
ョットマルチバイブレーク９８５′の立下りトリガ入力
にはワンショットマルチバイブレーク９８４′の出力が
印加されている。
ワンショットマルチハイブレーク９８５′の出力は抵抗
９９２′を介してトランジスタ９９３′のヘースに接続
されており、これにより、ワンショットマルチバイブレ
ーク９８５′の出力がハイレベルのときにはトランジス
タ９９３′がオンとなり、第１図の場合と同様に、再分
極が行われる。
９９２′を介してトランジスタ９９３′のヘースに接続
されており、これにより、ワンショットマルチバイブレ
ーク９８５′の出力がハイレベルのときにはトランジス
タ９９３′がオンとなり、第１図の場合と同様に、再分
極が行われる。
上述のごとく、再分極は、運転が終わり、イグニッショ
ンキー１９がオフにされた後約２０秒経過後に開始する
。すなわち、イグニッションキー１９がオフにされると
、ワンショットマルチバイブレータ９８４′がトリガさ
れ、従って、ワンショットマルチバイブレータ９８４′
は、その出力をハイレベルにして約２０秒の計測を開始
する。この結果、約２０秒が経過すると、ワンショット
マルチバイブレーク９８４′の出力の立下りによりワン
ショットマルチバイブレーク９８５′がトリガされ、従
って、ワンショットマルチハイブレーク９８５′その出
力をハイレベルにして約５秒の計測を開始する。この結
果、この約５秒間、トランジスタ９９３′はオンとり、
従って、リレー回路１００の接点１００ｂもオンとなり
、８００ｖの高電圧が抵抗１００′を介して圧電アクチ
ュエータに印加されることになる。
ンキー１９がオフにされた後約２０秒経過後に開始する
。すなわち、イグニッションキー１９がオフにされると
、ワンショットマルチバイブレータ９８４′がトリガさ
れ、従って、ワンショットマルチバイブレータ９８４′
は、その出力をハイレベルにして約２０秒の計測を開始
する。この結果、約２０秒が経過すると、ワンショット
マルチバイブレーク９８４′の出力の立下りによりワン
ショットマルチバイブレーク９８５′がトリガされ、従
って、ワンショットマルチハイブレーク９８５′その出
力をハイレベルにして約５秒の計測を開始する。この結
果、この約５秒間、トランジスタ９９３′はオンとり、
従って、リレー回路１００の接点１００ｂもオンとなり
、８００ｖの高電圧が抵抗１００′を介して圧電アクチ
ュエータに印加されることになる。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、再分極を行うことに
より、圧電アクチュエータの分極劣化を防止でき、従っ
て、燃料噴射弁に適用した場合、噴射量の変動を防止で
き、噴射量の調量精度を高 ・く維持できる。
より、圧電アクチュエータの分極劣化を防止でき、従っ
て、燃料噴射弁に適用した場合、噴射量の変動を防止で
き、噴射量の調量精度を高 ・く維持できる。
第１図は本発明に係る圧電アクチュエータの一実施例を
示す回路図、第２図は圧電アクチュエータの分極劣化維
持を示すグラフ、第３図は本発明に係る圧電アクチュエ
ータ制御装置を含む内燃機関の全体概要図、第４図は第
３図の制御回路の詳細な回路図、第５図、第６図は再分
極電圧および時間特性を示すグラフ、第７図は本発明に
係る圧電アクチュエータの他の実施例を示す回路図であ
る。 １１・・・燃料噴射弁（圧電アクチュエータ）、１４・
・・フィードポンプ（＊荷印加手段）、１０９・・・圧
電アクチュエータ制御装置、９１・・・Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ
コンバータ（高電圧発生手段）９２．９４，９５，９６
．９７・・・第１の高電圧印加手段、９３．９８，９９
，１００，１００ ”・・・第２の高電圧印加手段。
示す回路図、第２図は圧電アクチュエータの分極劣化維
持を示すグラフ、第３図は本発明に係る圧電アクチュエ
ータ制御装置を含む内燃機関の全体概要図、第４図は第
３図の制御回路の詳細な回路図、第５図、第６図は再分
極電圧および時間特性を示すグラフ、第７図は本発明に
係る圧電アクチュエータの他の実施例を示す回路図であ
る。 １１・・・燃料噴射弁（圧電アクチュエータ）、１４・
・・フィードポンプ（＊荷印加手段）、１０９・・・圧
電アクチュエータ制御装置、９１・・・Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ
コンバータ（高電圧発生手段）９２．９４，９５，９６
．９７・・・第１の高電圧印加手段、９３．９８，９９
，１００，１００ ”・・・第２の高電圧印加手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、圧電アクチュエータに負荷を印加するための負荷印
加手段、高電圧を発生するための高電圧発生手段、前記
負荷印加手段が負荷を前記圧電アクチュエータに印加し
ているときに前記高電圧発生手段の高電圧を制御して前
記圧電アクチュエータに印加する第１の高電圧印加手段
、および前記負荷印加手段が負荷を前記圧電アクチュエ
ータに印加していないときに前記高電圧発生手段の高電
圧を制御して前記圧電アクチュエータに印加する第２の
高電圧印加手段を具備する圧電アクチュエータ制御装置
。 ２、前記第２の高電圧印加手段が、前記負荷印加手段に
よる前記圧電アクチュエータに対する負荷印加停止直後
から所定時間前記高電圧発生手段の高電圧を前記圧電ア
クチュエータに印加する特許請求の範囲第１項に記載の
圧電アクチュエータ制御装置。 ３、前記第２の高電圧印加手段が、前記負荷印加手段に
よる前記圧電アクチュエータに対する負荷印加停止から
所定時間経過後に所定時間前記高電圧発生手段の高電圧
を前記圧電アクチュエータに印加する特許請求の範囲第
１項に記載の圧電アクチュエータ制御装置。 ４、前記高電圧発生手段の高電圧による前記圧電アクチ
ュエータに対する電界強度が１．６ＫＶ／ｍｍ以上であ
る特許請求の範囲第１項に記載の圧電アクチュエータ制
御装置。 ５、前記高電圧発生手段が前記第１の高電圧印加手段に
対して発生する高電圧より前記高電圧発生手段が前記第
２の高電圧印加手段に対して発生する高電圧が高い特許
請求の範囲第１項に記載の圧電アクチュエータ制御装置
。 ６、前記圧電アクチュエータが内燃機関の燃料噴射弁に
用いられ、前記負荷印加手段が前記燃料噴射弁への燃料
供給手段である特許請求の範囲第１項に記載の圧電アク
チュエータ制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59216047A JPS6198165A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 圧電アクチユエ−タ制御装置 |
| US06/788,485 US4705003A (en) | 1984-10-17 | 1985-10-17 | Apparatus for controlling electroexpansive actuator avoiding deterioration of polarization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59216047A JPS6198165A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 圧電アクチユエ−タ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6198165A true JPS6198165A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16682442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59216047A Pending JPS6198165A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 圧電アクチユエ−タ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6198165A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6388246A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-19 | Nippon Denso Co Ltd | 燃料噴射装置 |
| DE3935937A1 (de) * | 1988-10-27 | 1990-05-03 | Toyota Motor Co Ltd | Vorrichtung zum ansteuern piezoelektrischer einspritzeinrichtungen zum durchfuehren einer haupt- und voreinspritzung in einem dieselmotor |
| US5036263A (en) * | 1988-11-09 | 1991-07-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Piezoelectric actuator driving apparatus |
| JPH10311354A (ja) * | 1997-05-12 | 1998-11-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車両ブレーキ用制振装置 |
| US6157174A (en) * | 1996-12-18 | 2000-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for driving a capacitive control element |
| WO2011144528A1 (de) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbesserte elektrische energieauskopplung aus piezoelektrischen energiewandlern mit der möglichkeit der nachpolung dieser energiewandler |
| CN103492695A (zh) * | 2011-04-14 | 2014-01-01 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行压电致动器的方法和设备 |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59216047A patent/JPS6198165A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6388246A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-19 | Nippon Denso Co Ltd | 燃料噴射装置 |
| DE3935937A1 (de) * | 1988-10-27 | 1990-05-03 | Toyota Motor Co Ltd | Vorrichtung zum ansteuern piezoelektrischer einspritzeinrichtungen zum durchfuehren einer haupt- und voreinspritzung in einem dieselmotor |
| US5036263A (en) * | 1988-11-09 | 1991-07-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Piezoelectric actuator driving apparatus |
| US6157174A (en) * | 1996-12-18 | 2000-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for driving a capacitive control element |
| JPH10311354A (ja) * | 1997-05-12 | 1998-11-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車両ブレーキ用制振装置 |
| WO2011144528A1 (de) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbesserte elektrische energieauskopplung aus piezoelektrischen energiewandlern mit der möglichkeit der nachpolung dieser energiewandler |
| CN103492695A (zh) * | 2011-04-14 | 2014-01-01 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行压电致动器的方法和设备 |
| JP2014519298A (ja) * | 2011-04-14 | 2014-08-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ピエゾアクチュエータの動作方法及び動作装置 |
| US9438137B2 (en) | 2011-04-14 | 2016-09-06 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for operating a piezoelectric actuator |
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