JPS6217338A - 燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路 - Google Patents

燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路

Info

Publication number
JPS6217338A
JPS6217338A JP60156034A JP15603485A JPS6217338A JP S6217338 A JPS6217338 A JP S6217338A JP 60156034 A JP60156034 A JP 60156034A JP 15603485 A JP15603485 A JP 15603485A JP S6217338 A JPS6217338 A JP S6217338A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive circuit
coil
actuator
fuel injection
electrostrictive actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60156034A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0663473B2 (ja
Inventor
Masaki Mitsuyasu
正記 光安
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP60156034A priority Critical patent/JPH0663473B2/ja
Priority to US06/875,668 priority patent/US4688536A/en
Priority to DE19863621541 priority patent/DE3621541A1/de
Publication of JPS6217338A publication Critical patent/JPS6217338A/ja
Publication of JPH0663473B2 publication Critical patent/JPH0663473B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • 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
    • 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
    • F02D41/402Multiple injections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/06Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/065Large signal circuits, e.g. final stages
    • 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
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
    • 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
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

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、電歪式アクチュエータを用いて燃料噴射弁の
開閉を行う方式の燃料噴射弁に、関し、特にコモンレー
ル方式における燃料噴射弁用の電歪式アクチュエータを
駆動する駆動回路に関する。
〔従来の技術〕
電歪式アクチュエータを用いて燃料噴射弁の開閉を行う
方式の燃料噴射弁は既に知られている(例えば、特開昭
60−1369号公報)。この場合、電歪式アクチュエ
ータは、ペレット状の電歪素子を所定の枚数だけ積層し
て円柱状となしたものであり、電歪素子はチタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)を主成分とするセラミックからなる
。既に知られるように、電歪素子はその厚み方向に、直
流電圧を印加すると伸長もしくは収縮する性質があり、
この性質を利用してノズルニードルのリフト量を制御し
これにより燃料噴射弁先端の噴口を開放もしくは閉塞し
て燃料噴射を制御するものである。
電歪式アクチュエータは各気筒ごとに設けられる燃料噴
射弁内に各々設けられ、この電歪式アクチュエータを駆
動するための駆動回路として充電用のコイルとスイッチ
ング素子(例えばサイリスタ)および放電用のコイルと
サイリスクを各気筒ごとに有している。
第4図は従来の電歪式アクチュエータ駆動回路の一例で
あって、この回路は1気筒分を示し、例えば4気筒であ
ればこの回路が並列に4つ設けられる。
この回路の動作は基本的に次のようになる。即ち、電歪
式アクチュエータとしてのPZTに電圧を印加して充電
し厚み方向に伸長させる場合には、サイリスタS、のゲ
ートG、にトリガ信号を別途の制御回路から入力してサ
イリスタS、をターンオンする。これにより電源Vsに
より充電されているコンデンサCIの両端電圧はコイル
L1により昇圧されサイリスタSIを介してPZTを充
電する。一方、PZTを放電して厚み方向に収縮させる
場合にはサイリスタS2のゲートG2にトリガ信号を入
力してサイリスタS2をターンオンする。これによりP
ZTに充電されていた電荷はコイルL2、サイリスタS
2を経てコンデンサC2に流れる。この放電によって見
掛は上PZTに負電圧が印加されたことになりPZTは
収縮する。
このようにサイリスタS1及びS2のゲートG1及びG
2を制御することによってサイリスタをターンオンもし
くはターンオフし、これにより電歪式アクチュエータP
ZTを充電もしくは放電して所定の伸縮を得ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の駆動回路の構成にあっては、各気筒ごとに上述し
た駆動回路を設けて電歪式アクチュエータの伸縮を制御
している。しかしながら、各駆動回路においてコイルの
インダクタンス、サイリスク特性等が、部品ごとにある
いは経時変化によってバラツキを生ずるため、同一のト
リガ信号を各サイリスクに与えても同一の動作特性とは
ならず電歪式アクチュエータの伸縮と駆動タイミングに
ずれを生じ、結果的に燃料噴射量の分配に不均等を生じ
てエンジンの振動、排気ガスの悪化等を来していた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上述の問題点を解消した燃料噴射弁用の電歪式
アクチュエータの駆動回路であって、例えば4気筒のデ
ィーゼルエンジンの各々の燃料噴射弁の電歪式アクチュ
エータを駆動する場合、従来各気筒ごとに設けられてい
たコイルおよびスイッチング素子を各電歪式アクチュエ
ータに共通のスイッチング素子およびコイルにすること
により駆動回路特性の均一化を図り燃料噴射量特性のバ
ラツキを低減しようとするものでありその手段は、駆動
回路により電歪式アクチュエータを伸縮させ゛て燃料噴
射を制御する燃料噴射弁において、該駆 。
動回路11は、該電歪式アクチュエータを充電する側に
各電歪式アクチュエータ1〜4に共通のスイッチング素
子S0およびコイルL、を、放電する側に各電歪式アク
チュエータに共通のコイルし!をそれぞれ備え、充電時
にはすべての電歪式アクチュエータを同時に充電し放電
時には所定の電歪式アクチュエータのみを放電させるよ
うにしたことを特徴とする。
〔実施例〕
第1図は本発明に係る電歪式アクチュエータの一実施例
駆動回路図である。第1図において、1゜2.3および
4は各気筒ごとの燃料噴射弁に設けられた電歪素子から
なる電歪式アクチュエータ、So、S+ 〜S4はスイ
ッチング素子、例えばサイリスク、Go、G、〜G4は
各々のサイリスクのゲート、L+−Lxはコイル、Cは
コンデンサ、VDCは直流電源である。本実施例では、
電歪式アクチュエータは電圧印加された場合に伸長して
燃料噴射弁を閉じて燃料供給を停止し、放電した場合に
収縮して噴射弁を開く方式の制御に適用される駆動回路
である。
サイリスタS0のゲートG。に後述する電子制御ユニッ
トからトリガ信号を入力するとサイリスタS。はターン
オンする。直流電源v0oにより充電されているコンデ
ンサCの両端電圧はターンオンしているサイリスタS。
を経てコイルL、により昇圧され、ダイオードD、〜D
4を介してアクチュエータ1〜4に同時に印加され、ア
クチュエ−タ1〜4は充電されて伸長する。これによっ
てノズルニードルは下降し各気筒の燃料噴射はすべて停
止状態にある。次に、燃料を供給すべき気筒が例えばア
クチュエータ1の気筒であるときには、サイリスタS、
のゲートG1に電子制御ユニットからトリガ信号を送出
してサイリスタS、をターンオフする。これによってア
クチュエータ1に蓄積されていた電荷はサイリスタS、
およびコイルL2を経て放電され、アクチュエータ1は
収縮し噴射弁は開放し燃料供給する。同様に、アクチュ
エータ2〜4を収縮させるときには各々のゲートG、〜
G4にトリガ信号を順次入力してタイミングをとりつつ
放電させるとサイリスタS、〜S4は自動的にターンオ
フする。再充電するときはサイリスタS。のゲートG。
にトリガ信号を入力してサイリスタS0をターンオンし
すべてのアクチュエータに同時に充電する。このような
回路構成によって各々のアクチュエータを制御する場合
に放電時は必ずコイルし2を通して行われるため放電時
のコイルによる応答性のバラツキは全くなく、又、充電
時には必ずコイルL1を通して行われるため応答性のバ
ラツキを生ずることはない。結果的に燃料噴射特性のバ
ラツキを低減することができると同時に部品点数が減少
するために故障発生率と製造コストを低減することがで
きる。
第2図は、上述した動作の一例をタイミングチャートで
示したものである。図において、ハイレベルの状態はア
クチュエータ1〜4が電圧印加されて充電されている状
態であり、ローレベルの状態は放電されている状態であ
る。トリガ信号の上段はサイリスタS。のゲートG。に
供給されるもので、下段のトリガ信号は所定のアクチュ
エータを放電させるときに対応するサイリスタのゲート
に供給されるものである。即ち、時刻1.のトリガによ
ってすべてのアクチュエータを充電し、時刻t2におけ
るトリガをサイリスタS1のゲートGlに供給するとア
クチュエータ1は放電し燃料噴射する。次に時刻t、の
トリガによってアクチュエータ1は再び充電される。さ
らに時刻L4におけるトリガをサイリスクS3のゲー1
−G、に供給するとアクチュエータ3は放電して燃料噴
射し、時刻t5のトリガによってアクチュエータ3は再
び充電される。以下同様にしてアクチュエータ4及び2
が放電および再充電される。
第3図は第1図回路が使用されるディーゼルエンジンと
その周辺装置の概略構成図である。第3図において、1
0は電子制御ユニット(ECU)、11は本発明に係る
駆動回路、12はディーゼルエンジン本体、13〜16
は燃料噴射弁、13a〜16aは各燃料噴射弁ごとに設
けられた電歪式アクチュエータ、17はリザーバタンク
、18は燃料タンク、19はD C/D Cコンバータ
、20はバッテリである。また、2はアクセル開度セン
サ、4A。
4Bはクランク角センサ、8は水温センサである。
このような構成において、駆動回路11内の各サイリス
クは、ECUIOに入力されるアクセル開度センサ2、
クランク角センサ4A及び4B、水温センサ8等からの
検出信号に基づいて、ECtllO内で所定の演算が行
われた後に出力される制御信号によってターンオン若し
くはターンオフする。
C発明の効果〕 本発明によれば、電歪式アクチュエータの駆動回路の充
電側コイルとスイッチング素子および放電側のコイルを
各気筒共通に使用するようにしたので駆動特性のバラツ
キを低減することができ、これにより部品コストの低減
とさらに燃料噴射量の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る電歪式アクチュエータの駆動回
路図、 第2図は、第1図回路によるアクチュエータの充放電タ
イミングチャート、 第3図は、第1図回路が使用されるエンジンとその周辺
装置の概略構成図、および 第4図は、従来の電歪式アクチュエータの駆動回路図で
ある。 (符号の説明) 1〜4・・・電歪式アクチュエータ、 L + 、 L 2・・・コイル、 S o ” S 4・・・サイリスク、Dl 〜D4・
・・ダイオード、 2・・・アクセル角度センサ、 4A、4B・・・クランク角センサ、 8・・・水温センサ、 10・・・電子制御ユニット、 11・・・駆動回路、 12・・・エンジン、 13〜16・・・燃料噴射弁、 13a〜16a・・・電歪式アクチュエータ、17・・
・リザーバタンク、 18・・・燃料タンク。 本発明に係る電歪式アクチュエータ駆動回路図第1図 1〜4・・・電歪式アクチュエータ Ll、L2・・・コイル 5o−54・・・サイリスタ D1〜D4・・・ダイオード 充放電タイミングチャート 第2図 エンジンとその周辺装置構成図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、駆動回路により電歪式アクチュエータを伸縮させて
    燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁において、該駆動回路
    は、該電歪式アクチュエータを充電する側に各電歪式ア
    クチュエータに共通のスイッチング素子およびコイルを
    、放電する側に各電歪式アクチュエータに共通のコイル
    をそれぞれ備え、充電時にはすべての電歪式アクチュエ
    ータを同時に充電し放電時には所定の電歪式アクチュエ
    ータのみを放電させるようにしたことを特徴とするコモ
    ンレール方式における燃料噴射弁用電歪式アクチュエー
    タの駆動回路。
JP60156034A 1985-06-28 1985-07-17 燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路 Expired - Fee Related JPH0663473B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60156034A JPH0663473B2 (ja) 1985-07-17 1985-07-17 燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路
US06/875,668 US4688536A (en) 1985-06-28 1986-06-18 Drive circuit for an electrostrictive actuator in a fuel injection valve
DE19863621541 DE3621541A1 (de) 1985-06-28 1986-06-27 Treiberschaltung fuer ein elektrostriktives betaetigungsglied in einem treibstoffeinspritzventil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60156034A JPH0663473B2 (ja) 1985-07-17 1985-07-17 燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6217338A true JPS6217338A (ja) 1987-01-26
JPH0663473B2 JPH0663473B2 (ja) 1994-08-22

Family

ID=15618869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60156034A Expired - Fee Related JPH0663473B2 (ja) 1985-06-28 1985-07-17 燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0663473B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427469U (ja) * 1987-08-11 1989-02-16
EP0379182A2 (en) * 1989-01-18 1990-07-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for driving piezoelectric element for closing and opening valve member
JPH03199650A (ja) * 1989-12-25 1991-08-30 Toyota Motor Corp 電歪アクチュエータの制御装置
US5543679A (en) * 1993-08-31 1996-08-06 Nippondenso Co., Ltd. Piezolectric-element drive apparatus
JP2007506038A (ja) * 2003-09-23 2007-03-15 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド インジェクタ配置のための駆動回路

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427469U (ja) * 1987-08-11 1989-02-16
EP0379182A2 (en) * 1989-01-18 1990-07-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for driving piezoelectric element for closing and opening valve member
JPH03199650A (ja) * 1989-12-25 1991-08-30 Toyota Motor Corp 電歪アクチュエータの制御装置
US5543679A (en) * 1993-08-31 1996-08-06 Nippondenso Co., Ltd. Piezolectric-element drive apparatus
JP2007506038A (ja) * 2003-09-23 2007-03-15 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド インジェクタ配置のための駆動回路
US7525234B2 (en) 2003-09-23 2009-04-28 Delphi Technologies, Inc. Drive circuit for an injector arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0663473B2 (ja) 1994-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4688536A (en) Drive circuit for an electrostrictive actuator in a fuel injection valve
KR100441814B1 (ko) 내연기관의제어방법및장치
JP4383453B2 (ja) インジェクタ装置のための駆動回路
CA2263213A1 (en) Device and process for controlling of at least one capacitive actuator
JP2007506038A5 (ja)
JPH08512436A (ja) 電磁的負荷を制御する装置及び方法
JP2935499B2 (ja) ディーゼル機関用ピエゾ式噴射弁の駆動装置
GB2364576A (en) A fuel injection conflict monitoring and resolution installation
US20010020804A1 (en) Method and apparatus for driving at least one capacitive control element
EP1139443B1 (en) Method and apparatus for driving a piezoelectric fuel injector element
US6081062A (en) Method and device for driving at least one capacitive actuator
JPS6217338A (ja) 燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路
JPH05344755A (ja) 圧電素子駆動回路
JPS6217339A (ja) 燃料噴射弁用電歪式アクチユエ−タの駆動回路
JP5997222B2 (ja) インジェクタ駆動装置
JPH0726701B2 (ja) 電磁弁駆動回路
JPH02103970A (ja) 圧電素子の駆動回路
JP2684650B2 (ja) 圧電素子駆動装置
JPS6198165A (ja) 圧電アクチユエ−タ制御装置
JP4103254B2 (ja) 電磁負荷の駆動装置
EP1526587B1 (en) Method for driving laminated piezoelectric device
JPH11159414A (ja) 燃料噴射弁用圧電アクチェータの駆動回路
US6943480B2 (en) System for controlling a piezoelectric actuator, in particular for the fuel injectors of a diesel engine
JP2001012285A (ja) 電磁負荷駆動装置
JP2005522615A (ja) 内燃機関のための燃料噴射装置および燃料噴射装置の動作方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees