JPS62142845A - インジエクタ用バルブの制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンに対する燃料供給用インジエクタのバ
ルブ駆動に積層型圧電セラミックスを用いた場合にｄ３
けるバルブの制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、積層型圧電セラミックスに対するパルス通電によ
るスプリング付勢力に抗してのバルブのリフトとパルス
遮断によるスプリング付勢力を介してのバルブの復帰と
によってバルブを往復動させるとともにエンジンに対す
る燃料供給量を制御するインジエクタの場合、例えば第
１図の八に示すように、各周期におけるパルス幅を変化
させることによって第２図に示す０１〜Ｑ２の直線範囲
で流量を変化させている。

この場合において、圧電セラミックスに第１図Ａに示す
矩形波のパルス通電をしても、バルブのスト目−りはス
ト１１−クエンドでのバルブのバウンドによって第１図
のＢに示すようにスト１」−クエンドにおいて波形が乱
れて第２図に示す０１〜Ｑ２の直線範囲が短くなるとと
もに、短くなると、その分だけ流量制御範囲が小さくな
って、エンジンの運転特性を低下させることになるとい
う欠点がある他、ストロークエンドでバルブが開時には
積層型圧電セラミックスの駆動力によって強くストッパ
に衝突しかつ閉時にはスプリング付勢力によって強くバ
ルブシートに衝突り−るとともに、そのときのバウンド
によってインジェクタから作動音が発生する他、バルブ
の寿命が著しく低下するという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はバルブの機械的構造を変化させることなく、バ
ルブの燃料制御範囲を増大させた状態で、しかも、作動
音を減少させるとともに、バルブの耐久性を大幅に向ト
させることができるインジェクタ用バルブの制御り法を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は積層型圧電セラミックスに対するパルス通電に
Ｊ、るバルブの往復動によって液状燃料を間欠噴射する
インジェクタにおいて、前記パルスの通電・遮断による
バルブの開・閉行程のバルブ全開及び／又は全開寸前に
バルブの開及び／又は閉方向イナーシャを減殺して前記
バルブの開時及び／又は閉時特性を安定させるため前記
８！１層型圧電ヒラミックスに対するパルス通電を一時
的に遮断及び／又はパルス遮断後に一時的に通電するイ
ンジェクタ用バルブの制ｍ−ｈ法にある。

（作　用） このように構成されたインジェクタ用バルブの制御方法
の場合、積層型圧電セラミックスに対するパルス通電に
よってバルブが開くとともに、パルスの遮断によってバ
ルブがスプリング付勢力によって復帰して閉じるが、こ
のバルブ聞及び／又は閉行程のバルブ全開及び／又は全
開寸前にバルブ聞及び又は開方向イナーシャを減殺する
程度のパルスを遮断及び／又は通電する結果、バルブは
その運動エネルギをほぼ消滅させた状態でストッパ及び
／又はバルブシートに当接するためバルブはバウンドす
ることなくストッパ及び／又“はバルブシートに当接す
ることができ、これによってバルブの聞及び／又は閉時
特性が安定するとともに、バルブの燃料制御範囲が増大
しかつ作動音も減少した状態でバルブの耐久性は大幅に
向上する。

（実施例） 次に、本発明の一実施例の構成を図面によって説明する
。

Ｏリング１でシールした状態で先端部ケース２と後端部
ケース３とを一体に組付けたインジェクタ本体４の先端
部ケース２にストッパ５を介しかつＯリング６でシール
された状態で取付けられたバルブハウジング７には、ボ
ール状のバルブ８とスリーブ状のプランジ１７９とを一
体に組付けたバルブ体１０が、ストッパ５の端部とパル
シバＣクジング７先端の燃料噴射孔１１周縁のバルブシ
ート１２との間で移動間が規制された状態で軸心方向移
動可能に取付けられ、バルブ体１０が燃料噴射孔１１方
向に移動してバルブ８がパル１シート１２に当接した状
態に１１５いて燃料噴射孔１１が閉じ、バルブ体１０が
ストッパ５方向に移動した状態において燃料噴射孔１１
が聞くとともにストッパ５に形成した割り溝１３とプラ
ンジＶ９の両端部に形成した連通孔１４とスリーブの孔
１５とを通って燃料噴射孔１１から燃料が噴射される。

又、インジェクタ本体４の後端部ケース３に配管用口金
１６とともに密閉状態でバルブ本体１０の往復駆動用ア
クチュエータ１７、この場合、パルス通電による積層型
圧電セラミックス１８の積層方向伸びによる断面Ｓ字状
レバー１９の拡幅によって帯状引張り部材２０を円弧状
からよりｉ編状に変化さけるとともに、帯状引張り部材
２０に連結部材２１を介して連結されたバルブ体１０を
リフトして燃料噴射孔１１を開け、かつ、パルス通電を
遮断することによる積層型圧電セラミックス１８の復帰
とスプリング２２の付勢力による帯状引張り部材２０に
より円弧状変化によってバルブ体１０を反リフト方向に
移動させて燃料噴射孔１１を閉じるアクチュエータ１７
が取４Ｊけられ、該アクチュエータ１７の積層型圧電セ
ラミックス１８の伸びによるバルブ体１０のストローク
とそのエンド位置はストレー太２３を取付けた配管用口
金１６の燃料通路２４上に取付けられたブロック状大径
ネジ２５によって調節され、バルブ体１０の復帰力は前
記大径ネジ２５に取付けられた小径ネジ２６によって調
節される。

次に、第４図はエンジンに対する燃料供給Ｒに対応して
積層型圧電セラミックス１８に通電されるパルス波形を
本発明のインジェクタ用バルブの制御方法に従って変化
させるための電気制御回路であって、第５図■に示す燃
料供給量に対応した周期とデユーティ比のパルス波形は
、インバータｌＮＴ１を介してパルス通電によるバルブ
間行程のバルブ間寸前にバルブ間方向イナーシ１１を減
殺してバルブの開時特性を安定させるためごく幅の狭い
期間パルスを遮断する第４図上側のバルブの閉時特性制
御回路２７のトランジスタ”ｒｒｌと、パルス通電遮断
によるバルブ閉行程のバルブ開寸前にバルブ閉方向イナ
ーシャを減殺してバルブの閉時特性を安定させるための
ごく幅の狭いパルスを積層型圧電レラミックス１８に通
電する第４図下側のバルブの閉時特性制御回路２８のト
ランジスタＴｒ２とに入力され、各トランジスタＴ　ｒ
　１　。

Ｔｒ２によって制御されるＣＲ回路２９．３０からの第
５図■■に示１Ｊ’　ＣＲ波形は、各オペアンプＯＰＩ
とＯＲ２、ＯＲ３どＯＰ４別ウィンドコンパレータ３１
．３２に人力され、ウィンドコンパレータ３１からの出
力と反対側制御回路２８の入力波形第５図の■を入力さ
せたノ”ンド回路ＮＡＮＤ１からの第５図■に示す出力
は更に反対側制御回路２７の入力波形第５図の■を人力
させて第５図の■波形を出力させるアンド回路ＡＮＩ’
）１を介してオア回路ＯＲＩから積層型圧電ヒラミック
ス１８に供給され、ウィンドコンパレータ３２からの出
力と反対側制御回路２７の入力波形第５図の■を入力さ
せたアンド回路ΔＮ［）２からの第５図■に示す出力は
そのままオア回路ＯＲ１から積層型圧電セラミックス１
８に供給され、結局、エア回路ＯＲ１からは第５図■に
示す波形が出力される。

なお、Ｒ１−Ｒ１６、とＣ１、Ｃ２は第４図の電気制御
回路を形成する抵抗とコンデンサであっで、特に、ＣＲ
回路２９．３０の抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２とコ
ンデンサＣ１、Ｃ２とはそれぞれ本発明のパルス波形の
変化時点を適切に調節する。

次に、本実施例の作用を第６図の動作線図に従って説明
する。

このように構成されたインジェクタ３３用バルブの制御
回路において、第５図■に示す燃料供給量に対応した周
期とデユーティ−比のパルス波形が立上るとトランジス
タＴｒ２がＯＮしてバルブの閉時特性制御回路２８はパ
ルスの波形変化に対応した作動はしないものの、バルブ
の閉時特性制御回路２７はトランジスタＴｒｉのＯＦ’
　ＦによるＣＲ回路２９からの第５図■に示り一出力増
人によって、その増大途中においてウィンドコンパレー
タ３１のオペアンプＯＰ　１とＯＲ３の出力が反転しＣ
、オア回路ＯＲＩから出力されるパルス波形はその立上
り当初においては第５図■に示ずにうに、バルブ体１０
間行程のほぼ７０％程度でパルス通゛市が一時的に遮断
してバルブ体１０の運動エネルギはバルブ体１０がスト
ッパ５に当る直前においてスプリング２２付勢力で減殺
され、バルブ体１０はその開行程ストロークエンドで第
１図のＢに示す従来のバウンドは発生せず、第６図に示
す安定した開動作を行なうことができる。

次にパルス通電が終了してパルス波形が立下るとトラン
ジスタＴｒｌがＯＮ　ｌ、てバルブの閉時特性制御回路
２７はパルスの波形変化に対応した作動はしないものの
、バルブの閉時特性制御回路２８はトランジスタ゛ｒｒ
２のＯＦＦによるＣＲ回路３０からの第５図■に示す出
力増大にＪ：っで、その増大途中においてウィンドコン
パレータ３２のオペアンプＯＰ３とＯＲ３の出力が反転
して、オア回路ＯＲＩから出力されるパルス波形はその
立下り侵の当初においては第５図■に示づように、バル
ブ体１０閉行程のほぼ７０％程度ひパルスが一時的に通
電されてバルブ体１０の連りＪエネルドはバルブ体１０
がバルブシート１２に当る直前において一時的パルス付
勢力で減殺され、バルブ体１０はその開行程スト１コ〜
り」、ンドで第１図のＢに示す従来のバウンドは発生せ
ず、第６図に示す安定した閉動作を行なうことができる
。

このように、第５図■に示す燃料供給量に対応した周期
とデユーティ−比のパルス波形は第５図■に示すパルス
波形に変換され、この変換後のパルス波形とパルシスト
Ｌ」−りとを比較すると、積層型圧ｆｆ１ｌ？ラミツク
ス１８は第５図■に示す燃料供給量に対応したパルス波
形のパルス幅τ。に対して、τ　通電後、τ２′ｍ断し
てバルブ体１０のイプーシｉ／を減殺し、その後τ３通
電してパルス幅τ０に対応した所定の燃料車をインジェ
クタから噴射するとともに、τ４期間パルスＯＦＦ状態
を保持した後、τ５期間一時的にパルス通電してバルブ
体１０のイナーシャを減殺することによって、第６図に
示ずように、バルブ体１０にストＬ１−クエンドでバウ
ンド現象のない安定した動きをさぼることができる。

その結果、第２図に丞ずＱ１〜Ｑ２のリニア範囲が増大
して燃料制御範囲を増大させることができるとともに、
作動音を減少させた状態で、バルブの耐久性を大幅に向
上させることができる。

なお、本実施例においてはバルブの聞行程と閉行程の双
方においてバルブ体１０のイナーシせを減殺１ノだが、
これをバルブの開時特性制御回路２７と閉時特性制御回
路２８の一方のみとして、バルブの問行程と開行程のい
ずれか一方のみの制御、特に、バルブの閏行程のみの制
御としても、本実施例とほぼ同等の効果を得ることがで
きる。

（発明の効果） 本発明は積層型圧電セラミックスに対するパルス通電に
よるバルブの往復動によって液状燃ｒ４を間欠噴射する
インジェクタにおいて、前記パルスの通電・遮断による
バルブの聞・閉行程のバルブ全開及び／又は全開寸前に
バルブの開及び／又は閉方向イナーシャを減殺するため
、前記積層型圧電セラミックスに対するパルス通電を一
時的に遮断及び／又はパルス遮断後に一時的に通電する
インジェクタ用バルブの制御方法 にある。

これによって本発明はバルブの機械的構造を変化させる
ことなく、バルブの燃料制御範囲を増大させた状態で、
しかも、作動音を減少させるとともに、バルブの耐久性
を大幅に向上させることがでさる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来実施例の動作特性図、第２図は従来実施例
と本発明の一実施例とに共通したパルス通電と燃料流量
制御の動作特性図、第３図は本発明の一実施例のインジ
ェクタの破断側面図、第４図はその動作を示す波形図、
第５図はその動作を示ず波形図、第６図はそのパルス通
電とバルブスト１」−りの動作特性図である。 １８・・・積層型圧電セラミックス ２７・・・バルブの開時特性制御回路 ２８・・・閉時特性制御回路 ３３・・・インジェクタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　積層型圧電セラミックスに対するパルス通電に
   よるバルブの往復動によって液状燃料を間欠噴射するイ
   ンジェクタにおいて、前記パルスの通電・遮断によるバ
   ルブの開・閉行程のバルブ全開及び／又は全閉寸前にバ
   ルブの開及び／又は閉方向イナーシャを減殺して前記バ
   ルブの開時及び／又は閉時特性を安定させるため前記積
   層型圧電セラミックスに対するパルス通電を一時的に遮
   断及び／又はパルス遮断後に一時的に通電することを特
   徴とするインジェクタ用バルブの制御方法。
2. （２）　バルブの開及び／又は閉方向イナーシャを減殺
   するためのパルスの一時的な遮断及び／又は一時的な通
   電がバルブ開閉及び／又は行程の最終３０％以下で行な
   われることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   インジェクタ用バルブの制御方法。