JPS627969A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - 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〕 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関、特にディーゼル機関において応答性のよ、い
燃料噴射制御を行なうためにピエゾ圧電素子を利用した
燃料噴射弁が公知である（特開昭６０−１７２５０号公
報或いは特開昭６０−１３６９号公報参照）。ピエゾ圧
電素子は電圧を印加すると軸線方向に伸長し、電圧を印
加してから伸長するまでの時間が５０μ（８）から１０
０μｍ□□という極めて短かい時間であるのでピエゾ圧
電素子の伸長作用を利用すると応答性のよい燃料噴射制
御が可能となる。そこで特開昭６０−１７２５０号公報
に記載された燃料噴射弁ではピエゾ圧電素子の伸長作用
によりニードルの受圧面に作用する高圧燃料の燃料圧を
高めてニードルを開弁さ吃、それによって燃料噴射を行
なうようにしている。

一方、特開昭６０−１．３６９号公報に記載された燃料
噴射弁ではノズル孔と反対側のニードル端面に高圧燃料
の燃料圧を作用させ、ピエゾ圧電素子の収縮作用により
ニードル端面に作用する高圧燃料の燃料圧を低、下させ
てニードルを開弁させ、それによって燃料噴射を行なう
ようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこれらの燃料噴射弁では高圧の燃料圧がピ
エゾ圧電素子に直接作用する構造となっているので高圧
の燃料圧に耐え得るために大型のピエゾ圧電素子が必要
となり、それに伴なって消費電力が増大するという問題
がある。

”また、特開昭６０−１３６９号公報に記載された燃料
噴射弁ではニードル周りの間隙を介してニードル端面上
に高圧の燃料を導びき、この高圧の燃料の圧力を一時的
に低下させることによりニードルを開弁するようにして
いる。しかしながら燃料圧が高くなってくるとニードル
端面上に作用する燃料圧が低下せしめられるや否や高圧
の燃料がニードル周りの間隙を介してニードル端面上に
導びかれるためにニードルが開弁後ただちに閉弁し、斯
くして実際上燃料が高圧になると燃料噴射制御を行なう
ことができないという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば燃料噴射弁
内にピエゾ圧電素子を配置してピエゾ圧電素子によりニ
ードルの開閉制御を行なうようにした燃料噴射装置にお
いて、燃料噴射弁を吐出圧制御可能な燃料供給ポンプに
連結して燃料供給ポンプから供給された燃料を燃料噴射
弁から噴射し、ニードルに加わる燃料圧が増大するにつ
れてピエゾ圧電素子に供給する電荷を増大せしめるピエ
ゾ圧電素子駆動制御回路を貝肉している。

〔実施例〕

第１図および第２図を参照すると、ｌＦｉディーゼル機
関本体、２ｉ１シリンダブロツク、３はシリンダヘッド
、４はピストン、５は燃焼室、６は吸気弁、７は排気弁
、８は燃焼室５内に配ｗＩされた燃料噴射弁、９ｔ′ｉ
吸気マニホルドを夫々示し、吸気マニホルド９０入口部
は過給機下に接続される。燃料噴射弁８は燃料供給管１
０を介して各気筒に共通の燃料蓄圧管１１に連結される
。燃料蓄圧管１１Ｆよその内部に容積一定の蓄圧室１２
を有し、との蓄圧室１２内の燃料が燃料供給管１０を介
して燃料噴射弁８に供給される。一方、蓄圧室１２は燃
料供給管１３を介して吐出圧制御可能な燃料供給ポンプ
１４の吐出口に連結される。燃料供給ポンプ１４の吸込
口は燃料ポンダ１５の吐出口に連結され、この燃料ポン
プ１５の吸込口は燃料リーザパタンク１６に連結される
。燃料列？ンプ１５は燃料リザーバタンク１６内の燃料
を燃料供給−ソノ１４内に送り込むために設けられてお
り、燃料ポンプ１５がなくても燃料供給ポンプ１４内に
燃料を吸込むことが可能な場合には燃料ポンプ１５を特
に設ける必要はない。これに対して燃料供給ポンプ１４
は高圧の燃料を吐出するために設けられており、燃料供
給ポンプ１４から吐出された高圧の燃料は蓄圧室１２内
に蓄積される。

第３図に燃料噴射弁８の側面断面図を示す。第３図を参
照すると、２０は燃料噴射弁本体、２１はノズル、２２
はスペーサ、２３はノズル２１およびスペーサ２２を燃
料噴射弁本体２０に固定するためのノズルホルダ、２４
は燃料流入口、２５はノズル２３の先端部に形成された
ノズル孔を夫々示す。燃料噴射弁本体２０、スペーサ２
２、ノズル２１内には互いに直列に配置された制御ロッ
ド２６、加圧−ン２７およびニードル２８が摺動可能に
挿入される。ニードル２８は円錐状をなす受圧面３０を
有し、との受圧面３０の周りにニードル加圧室３１が形
成される。ニードル加圧室３１ｔｉ一方では燃料通路３
２、燃料流入口２４および燃料供給管ｌＯを介して蓄圧
室１２（第２図）に連結され、他方ではニードル２８の
周りに形成された環状の燃料通路３３を介してノズル孔
２５に連結される。燃料噴射弁本体２０内には加圧ビン
２７を下方に向けて付勢する圧縮ばね３４が挿入され、
ニードル２８はこの圧縮ばね３４によって下方に押圧さ
れる。制御ロッド２６上方の燃料噴射弁本体２０内には
互いに整列配置された小径孔３５と大径孔３６とが形成
される。制御ロッド２６はその上端部に拡大頭部２６ｍ
を有し、この拡大頭部２６ｍは小径孔３５内に摺動可能
に挿入される。一方、小径孔３５および大径孔３６内に
は一体重に形成された小径部ｊ７ｍと大径部３７ｂから
なる副ピストン３７が摺動可能に挿入される。

制御ロッド２６の拡大頭部２６ｍと副ピストン３７の小
径部３７＆間には加圧室３８が形成される。一方、燃料
噴射弁本体２０の上端部にはシール部材３９を介して加
圧制御装置４０が取付けられる。加圧制御装置４０のケ
ーシング４１内には油圧ピストン４２が摺動可能に挿入
され、この油圧ピストン４２は０リング４３を具えてい
る。油圧ピストン４２の小径部４２ｍと副ピストン３７
０大径部４２ａ間には加圧室４４が形成され、油圧ピス
トン４２の大径部４２ｂとケーシング４１間にはピエゾ
圧電素子４５が配置される。このピエゾ圧電素子４５は
薄板状の圧電素子を多数枚積層した積層構造をなしてお
り、このピエゾ圧電素子４５に電圧を印加するとピエゾ
圧電素子４５は電歪効果によって長手方向の歪を生ずる
、即ち長手方向に伸びる。この伸び量は例えば５０μ隅
程度の少量であるが応答性が極めて良好であり、電圧を
印加してから伸びるまでの応答時間は８０μ就程度であ
る。電圧の印加を停止すればピエゾ圧電素子４５はただ
ちに縮む。第３図に示されるように油圧ピストン４２と
ケーシング４１間には皿ばね４６が挿入され、この皿ば
ね４６のばね力によって油圧ピストン４２はピエゾ圧電
素子４５に向けて押圧される。

加圧室３８内の燃料が加圧されていない場合にはニード
ル２８には圧縮はね３４による下向きの力と、ニードル
２８の受圧面３０に作用する上向きの力が加わる。この
とき上向きの力が下向きの力よりも若干大きくなるよう
に圧縮ばね３４のばね力およびニードル２８の受圧面３
０の面積が設定されている。従ってこのときニードル２
８には上向きの力が作用し、斯くしてニード）ｖ２Ｂが
上昇してノズル孔２５から燃料が噴射される。次いでピ
エゾ圧電素子４５に電圧が印加されるとピエゾ圧電素子
４５が伸びるために油圧ピストン４２が下降し、その結
果加圧室４４内の燃料圧が上昇する。加圧室４４内の燃
料圧が上昇すると副ピストン３７が下降し、加圧室３８
内の燃料圧が上昇する。その結果、制御ロッド２６に下
向きの力が作用するためにニードル２８が下降せしめら
れ、燃料噴射が停止せしめられる。このときの応答性は
上述したように８０４＠ｓａ程度であって極めて速い、
一方、ピエゾ圧電素子４５への電圧の印加が停止せしめ
られるとピエゾ圧電素子４５は縮み、その結果加圧室３
８内の燃料圧が低下するために制御ロッド２６およびニ
ードル２８が上昇して燃料噴射が停止せしめられる。こ
のときの応答性も８０μ轟・Ｃ程度であって極めて速い
。なお、上述したように加圧室３８内の燃料が加圧され
ていない場合にニードル２８に作用する上向きの力が下
向きの力よシも若干大きくなるように圧縮はね３４のば
ね力およびニードル２８の受圧面３０の面積が定められ
ている。従って制御ロッド２６の拡大頭部２６ａＫ小さ
な下向きの力を加えればニードル２８を下降させること
ができる。即ち、ニードル２８を下降させるために昇圧
すべき加圧室３８内の燃料圧は小さくてすみ、しかも副
ピストン３７を用いることによって加圧室４４内の燃料
圧は加圧室３７内の燃料圧よりも更に小さくてすむので
ピエゾ圧電素子４５に加えるべき電力が小電力で足りる
。

第５図および第６図は吐出圧制御可能な燃料供給ポンプ
１４の一例を示す。第５図を参照すると燃料供給？ｙプ
１４はポンゾケークング５０により固定支持された固定
軸５１と、固定軸５１回りで回転するロータ５２と、ピ
〆ットピン５３を介してポンプケー７ング５０に揺動可
能に取付けられたステータ５４と、ステータ５４内にお
いて軸受５５を介して回転可能に支持されたリング５６
とを有する。ロータ５２は放射状に配置された多数個の
ラジアルピストン５７を具備し、各ラジアルピストン５
７とリング５６との間にはラジアルピストン５７と共に
回転するＳ／ニー５８が挿入される。ロータ５２が回転
するとそれに伴なってラジアルピストン５７も回転し、
このときシー−５８がリング５６の内周面を摺動すると
共にＳ／ニー５８との摩擦力によってリング５６も回転
する。

固定軸５１には吸込口５９と吐出口６０とが形成され、
吸込口５９は燃料ポン７’１５（第１図）へ、吐出口６
０は蓄圧室１２（第１図）−＼夫々連結される。各ラジ
アルピストン５７のシリンダ室６１は吸込口５９および
吐出口６０と交互に連通する。

シリンダ室６１が吸込口５９と連通したときにラジアル
ピストン５７が半径方向外方に移動するためにシリンダ
室６１内に燃料が吸込まれ、シリンダ室６１が吐出口６
０と連通したと白に圧縮された燃料がシリンダ室６１か
ら吐出口６０に排出される。吐出口６０に排出される燃
料の圧力はラジアルピストン５７のストロークに依存し
ており、ラジアルピストン５７のストロークはステータ
５４の位置によって定まる。従ってステータ５４をビが
２１２７５３回りに揺動せしめることによって燃料供給
ポンプ１４の吐出圧を制御することができる。

第５図および第６図を参照するとポンプケー７ング５０
の下部には固定軸５１の軸線方向に摺動可能な制御レバ
ー６２が配置される。この制御レバー６２は制御レバー
６２の軸線に対して傾斜した長溝６３を有し、この長溝
６３内にステータ５４の下部に形成されたアーム６４が
摺動可能に挿入される。従って制御レバー６２をその軸
線方向に移動させるとステータ５４が揺動し、それによ
って燃料供給ポンプ１４の吐出圧が制御される。

制御レバー６２は減速機構６５を介して駆動装置６６に
連結される。この実施例でｔｉ駆動装置６６はステップ
モータから形成されるが必ずしもステップモータを使用
する必要はなく、例えば駆動装置６６としてリニアソレ
ノイドその他の手段を用いることができる。駆動装置６
６により制御レバー６２はその軸線方向に移動せしめら
れ、従って燃料供給ポンプ１４の吐出圧は駆動装置６６
によって制御される。

再び第１図を参照すると、燃料噴射弁８および駆動装置
６６を制御するための電子制御ユニット７０が設けられ
る。この電子制御ユニット７０はディソタルコンピュー
タからなり、双方向性ハス７１によって相互に接続され
たＲＯＭ　（リードオンリメモリ）７２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）７３．０２口（マイクログーセッ
サ）７４、入力ポードア５および出力ポードア６を具備
する。

第１図に示されるように燃料蓄圧管１１の端部には蓄圧
室１２内の燃料圧を検出する燃料圧センサ８０が取付け
られる。燃料圧センサ８０は蓄圧室１２内の燃料圧に比
例した出力電圧を発生し、この燃料圧センサ８０はＡＤ
変換器８１を介して入力ポードア５に接続される。一方
、吸気マニホルド９内には吸気マニホルド９内の過給圧
を検出する過給圧センサ８２が取付けられる。過給圧セ
ンサ８２は吸気マニホルド９内の圧力に比例した出力電
圧を発生し、この過給圧センサ８２１−１ＡＤ変換器８
３を介して入力ポードア５に接続される。

また、機関本体１には機関冷却水温を検出する水温セン
サ８４が取付けられる。水温センサ８４は機関冷却水温
に比例した出力電圧を発生し、この水温センサ８４はＡ
Ｄ変換器８５を介して入力ポードア５に接続される。ま
た、アクセルペダル８６にはアクセルペダル８６の踏込
み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ８７が取
付けられる。この負荷センサ８７はＡＤ変換器８８を介
して入力ポードア５に接続される。また、機関クランク
シャフトには一対のディスク８９．９０が取付けられ、
これらディスク８９．９０の歯付外周面に対向して一対
のクランク角センサ９１゜９２が配置される。一方のク
ランク角センサ９１は例えば１番気筒が吸気上死点にあ
ることを示す出力パルスを発生し、従ってこのクランク
角センサ９１の出力パルスからいずれの気筒の燃料噴射
弁８を作動せしめるかを決定することができる。

他方のクランク角センサ９２はクランク７ヤフトが一定
角度回転する毎に出力パルスを発生し、従ってクランク
角センサ９２の出力／ｆルスから機関回転数を計算する
ことができる。これらのクラン　　　　　　　。

り角センサ９１，９２は入力ポードア５に接続さ　　　
　　　　°−れる。一方、出力ポードア６は駆動回路９
３を介してステップモータからなる駆動装置６６に接続
され、駆動回路９４を介して対応する燃料噴射弁８のピ
エゾ圧電素子４５に接続される。また、出力ポードア６
は電圧制御回路９５を介して各駆動回路９４（第１図に
おいては一個の駆動回路のみを示す）に接続される。

第４図に駆動回路９４および電圧制御回路９５からなる
♂ニジ圧電素子駆動制御回路を示す。駆動回路９４は一
対のコンデンサＣ（ｊＣ２とｓ一対のコイルＬ１　、Ｌ
２と、一対のサイリスタ５ｉｐＳ寓とを具備する。一方
、電圧制御回路９５は電源ＥとＤＣ−ＤＣコンバータ９
６とを具備し、電圧制御回路９５は各燃料噴射弁８のピ
エゾ圧電素子４５に対して夫々設けられた駆動回路９４
０入力端子に接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ９６の
出力電圧は電子制御ユニット７０により制御され、従っ
て電圧制御回路９５は電子制御ユニット７０の出力信号
によって定まる電圧を出力する。

両サイリスタＳ１＋８１が非導通状態にあるときにはコ
ンデンサＣ１に電圧制御回路９５の出力電圧に比例した
電荷がチャージされる。次いでサイリスタＳ１が導通状
態になるとコンデンサＣ１にチャージされた電荷がピエ
ゾ圧電素子４５に供給され、次いでサイリスタＳ１が非
導通状態になるとピエゾ圧電素子４５に電荷がチャージ
され続ける。ピエゾ圧電素子４５の伸び量はピエゾ圧電
素子４５にチャージされた電荷の量に比例しており、ピ
エゾ圧電素子４５にチャージされる電荷の量は電圧制御
回路９５の出力電圧に比例する。一方、加圧室３８（第
３図）内の燃料圧はピエゾ圧電素子４５の伸び量に比例
しており、従って加圧室３８内の燃料圧は電圧制御回路
９５の出力電圧に比例する。即ち、加圧室３８内の燃料
圧は電圧制御回路９５の出力電圧を変えることによって
制御される。サイリスタＳ雪が一時的に導通状態になる
とピエゾ圧電素子４５にチャージされた電荷がディスチ
ャージされ、ピエゾ圧電素子４５はただちに縮む。

次に第７図から第１３図を参照して本発明による燃料噴
射制御装置の作動について説明する。

第７図はメインルーチンを示しており、このメインルー
チンは一定のクランク角度毎の割込みによって実行され
る。第７図を参照するとまず始めにステップ１００にお
いて機関回転数Ｎを表わすクランク角センサ９２の出力
信号、アクセルペダルの踏込み量りを表わす負荷センサ
８７の出力信号、過給圧Ｂを表わす過給圧センサ８２の
出力信号、機関冷却水温Ｔを表わす水温センサ８４の出
力信号、および蓄圧室１２内の燃料圧Ｐを表わす燃料圧
センサ８０の出力信号がｃｐロア４内に順次入力され、
クランク角センサ９２の出力信号から機関回転数Ｎが計
算される。これらの機関回転数Ｎ１アクセルペダルの踏
込み量Ｌ１過給圧Ｂ１水温Ｔおよび燃料圧ＰはＲＡＭ７
３に記憶される。次いでステップ２００では燃料圧の制
御が行なわれ、ステラ７′。３００では電圧制御が行な
われ、ステップ４００では噴射量τの計算が行なわれ、
ステップ５００では噴射時期の計算が行なわれる。ステ
ップ２００における燃料圧の制御は第８図に示され、ス
テラｆ３００における電圧制御は第９図に示され、ステ
ップ４００における噴射量τの計算は第１０図に示され
、ステップ５００における噴射時期の計算は第１１図に
示される。

第８図は蓄圧室１２内の燃料圧Ｐの制御を行なうための
フローチャートを示す。第８図を参照すると、まず始め
にステップ２（）１において機関回転数Ｎと負荷りから
基準燃料圧ｐｏが計算される。

第１３図（ａ）に示すように基準燃料圧ｐｔｉ・・・Ｐ
ｍｎと機関回転数Ｎ１負荷りとの関係はマツプの形で予
めＲＯＭ　７２内に記憶されており、このマツプから基
準燃料圧Ｐ、が計算される。次いでステップ２０２では
水温Ｔから水温補正係数に１が計算される。水温補正係
数に１は第１３図（、）に示すように水温Ｔが高くなる
につれて大きくなり、第１３図（、）に示す関係は予め
ＲＯＭ　７２内に配憶されている。次いでステップ２０
３では過給圧Ｐから過給圧補正係数に３が計算される。

過給圧補正係数に重は第１３図（ｂ）に示すように過給
圧Ｐが高くなるにつれて大きくなり、第１３図（ｂ）に
示す関係は予めＲＯＭ　７２内に記憶されている。次い
でステップ２０４ではステラｆ４０１で求められた基準
燃料圧Ｐａに補正係数に１＋に１を乗算することによ多
目標とする基準燃料圧ＰＯ％即ち目標燃料圧ｐ。

が求められる。この目標燃料圧ｐｏは水温Ｔが高くなる
ほど大きくなり、過給圧Ｐが高くなるほど大きくなる。

次いでステンｆ２０５では目標燃料圧Ｐ、と現在の燃料
圧Ｐとの差の絶対値がΔＰよ鴫も小さいか否かが判別さ
れる。ＩＰ＠　　ＰＩ≧ΔＰのときはステップ２０６に
進んでｐ＞ｐ、であるか否かが判別される。Ｐ）Ｐ、の
ときはステップ２０７に進んで駆動装置６６、即ちステ
ップモータ６６のステップ位置８Ｔから一定ステップ数
Ａが減算される。その結果燃料供給ポンプ１４０制御レ
バー６２（第５図、第６図）が燃料供給ポンプ１４の吐
出圧を減少する方向に移動せしめられるために蓄圧室１
２内の燃料圧はただちに減少する。一方、Ｐ≦Ｐ、のと
きはステップ２０８に進んでステップモータ６６のステ
ップ位置８Ｔに一定ステップ数人が加算される。その結
果燃料供給ポンプ１４の制御レバー６２が燃料供給？ン
フ１４の吐出圧を増大する方向に移動せしめられるため
に蓄圧室１２内の燃料圧はただちに上昇する。一方、ス
テップ２０５において１ｐａ−ｐｌ＜ΔＰであると判別
されたときは処理ルーチンを完了し、このときステップ
モータ６６は静止状態に保持される。このようにして蓄
圧室１２内の燃料圧Ｐが目標燃料圧Ｐ、に維持される。

第９図は電圧制御回路９５の出力電圧を制御するための
フローチャートを示す。第９図を参照すると、まず始め
にステップ３０１において燃料圧Ｐから目標電圧値Ｖが
計算される。第１３図（ｄ）に示すように燃料圧Ｐが高
くなるにつれて目標電圧値■は高く表り、第１３図（ｄ
）Ｋ示す関係は予めＲＯＭ　７２内に記憶されている。

次いでステ、ｆ３０２において目標電圧値Ｖが出力ポー
ドア５に出力され、電圧制御回路９５の出力電圧が目標
電圧値Ｖとなるｆ５ＫＤｃ−ＤＣコンバータ９６が制御
される。

蓄圧室１２内の燃料圧が低くなるほどニートゞル加圧室
３１内の燃料圧が低くなり、従ってニードル２８に作用
する上向きの力が弱くなる。従って蓄圧室１２内の燃料
圧が低くなるにつれてニードル２８を閉弁するのに必要
な加圧室３８内の燃料圧は低くなり、斯くしてピエゾ圧
電素子４５にチャージすべき電荷の量も減少する。従っ
て本発明では第１３図（ｄ）　Ｋ示すように蓄圧室１２
内の燃料圧Ｐが低下するにつれて電圧制御回路９５の出
力電圧Ｖを低下させるようにしている。こうすることに
よってピエゾ圧電素子４５にチャージすべき電荷の量が
過多となることがなく、必要最低限の電荷をチャージす
ることができるのでピエゾ圧電素子４５を駆動するため
の電力を低減することができる。

なお、第８図を参照して説明したように燃料圧Ｐは機関
回転数Ｎおよび負荷りによって定まるので電圧制御回路
９５の出力電圧を蓄圧室１２内の燃料圧Ｐによらずに機
関回転数Ｎおよび負荷りに基いて定めるようにしてもよ
い。この場合に社目標電圧値Ｖと機関回転数Ｎ、負負荷
との関係をマツプの形で予めＲＯＭ　７２内に記憶させ
ておき、このマツプから目標電圧値Ｖを定めることにな
る。

第１Ｏ図は燃料噴射量τを計算するためのフローチャー
トを示す。第１０図を参照すると、まず始めにステップ
４０１においてアクセルペダルの踏込み量、即ち負荷り
から基本燃料噴射量τ０が計算される。第１３図（ｆ）
は基本燃料噴射量τ０と負荷りとの関係を示しており、
この関係は予めＲＯＭ　７２内に記憶されている。次い
でステップ４０２では過給圧Ｐから過給補正係数に３が
計算される。第１３図（ｇ）に示すように過給圧補正係
数に３は過給圧Ｐが高くなるにつれて犬色くなる。

第１３図（ｇ）に示す関係は予めＲＯＭ　７２内に記憶
されている。次いでステップ４０３では噴射量τ＝に１
・τ０　が計算される。次いでステップ４０４では水温
Ｔから最大噴射量ＭＡＸが計″ｌ＃される。第１３図（
ｈ）に示す如く白煙の、発生を防止するために最大噴射
量ＭＡＸは水温Ｔが高くなるにつれて小さくなる。次い
でステップ４０５で扛噴射量でか鰍大噴射量ＭＡＸより
も大きいか否かが判別される。

τ）　ＭＡＸであればステップ４０６に進んでτ＝　Ｍ
ＡＸとされる。従って最大噴射量ＭＡＸは水温Ｔによっ
て制限されることになる。

第１１図は燃料噴射期間を計算するための７四−チャー
ドを示す。第１１図を参照すると、まず始めにステップ
５０１において機関回転数Ｎと負荷りから噴射開始時期
τａが計算される。第１３図（１）に示すように噴射開
始時期τ１１．・・・τｍｎと機関回転数Ｎ１負荷りと
の関係はマツプの形で予めＲＯＭ　７２内に記憶されて
おり、このマツプから噴射開始時期τ１が計算される。

次いでステップ５０２では水温Ｔから水温補正係数に４
が計算される。水温補正係数に４は第１３図（ｋ）に示
すように水温Ｔが高くなると小さくなり、第１３図（ｋ
）に示す関係は予めＲＯＭ　７２内に記憶されている。

次いでステップ５０３では過給圧Ｐから過給補正係数に
、が計算される。過給圧補正係数に５は第１３図（ｊ）
に示すように過給圧Ｐが高くなると大きくなり、第１３
図（ｊ）に示す関係は予めＲＯＭ　７２内に記憶されて
いる。次いでステップ５０４ではステップ５０１で求め
られた噴射開始時期τａに補正係数に４　、Ｋｓが加算
されて実際の噴射開始時期τａが求められる。実際の噴
射開始時期τａはに４　　＋　Ｋ、が増大するにつれて
大きくなる、即ち速められる。次いでステップ５０５で
は第１０図に示すルーテンにおいて計算された噴射量τ
と、実際の噴射開始時期τａから噴射完了時期τｂが計
算される。斯くして得られた噴射開始時期τ８および噴
射完了時期τｂはステップ５０６において出力ポードア
６に出力され、これらτ１．τｂに従って駆動回路９４
が制御されて各燃料噴射弁８の噴射制御が行なわれる。

次にピエゾ圧電素子４５のより精密な制御について説明
する。第３図を参照するとピエゾ圧電素子４５を精密に
制御するために加圧室３８内の燃料圧を検出する加圧力
センサ９７が燃料噴射弁本体２０に取付けられる。この
加圧力センサ９７け第１図に示されるようにマルチプレ
クサ機能を有するＡＤ変換器９８を介して入力ポードア
５に接続される。加圧力センサ９７は加圧室３８内の燃
料圧に比例した出力電圧を発生し、各燃料噴射弁８に取
付けられた加圧力センサ９７の出力信号がＡＤ変換器９
８を介して順次入力ポードア５内に入力される。

第１２図は加圧カセンザ９７を用いたと＾の電圧制御の
フローチャートを示す。第１２図を参照すると、まず始
めにステップ３１０において蓄圧室１２内の燃料圧Ｐか
ら加圧室３８内の目標燃料圧ＰＰｏ　が計算される。第
１３図（、）に示すように燃料圧Ｐが高くなるにつれて
目標燃料圧ＰＰｏは高くなり、第１３図（、）に示す関
係は予めＲＯＭ　７２内に記憶されている。次いでステ
ラｆ３１１では加圧室３８内の燃料圧ＰＰを表わす加圧
力センサ９７の出力信号が入力ポードア５に入力される
。

次いでステップ３１２ではピエゾ圧電素子４５に電荷が
チャージ中であるか否かが判別される。チャージ中であ
ればステップ３１３に進んでＰＰ〉ＰＰｏ　であるか否
かが判別される。ｐｐ＞ｐｐｏの場合にはステラｆ３１
４に進んで電圧制御回路９５の出力電圧値■から一定値
Ｂが減算され、減算結果を出力電圧値Ｖとする。次いで
ステップ３１５において出力電圧値Ｖが出力ポードア６
に出力される。一方、ステラ：７°３１３においてＰＰ
≦ＰＰｏ　と判別された場合にはステツノ３１６に進ん
で出力電圧値Ｖに一定値Ｂが加算され、加算結果を出力
電圧値Ｖとする。このようにＰＰ）ｐｐｏ　の場合には
出力電圧値Ｖを低下させ、ＰＰ≦ｐｐｏのときは出力電
圧値Ｖを増大させるととによって加圧室３８内の燃料圧
は目標燃料圧ｐｐｏに制御される。

上述したように本発明では蓄圧室１２内の燃料　　　　
　　−圧が制御される。その結果、燃料噴射弁８から噴
射される燃料の噴射率を機関の運転状態に応じた最適の
噴射率に制御することができる。斯くして機関の運転状
態にかかわらずに常時最適な燃焼を確保することができ
、従って騒音の発生を抑制し、出力および燃料消費酸を
向上することができる。

また、燃料供給ポンプ１４の吐出圧を制御するのに大き
な力を必要とせず、小型の駆動装置６６を用いることが
できるので吐出圧制御のために小電力しか必要としない
という利点もあるＯ〔発明の効果〕 ピエゾ圧電素子に印加する電圧を噴射燃料圧に応じて制
御することによりニードルの開閉制御に必要な消費電力
を最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はディーゼル機関を図解的に示した平面図、第２
図はディーゼル機関の側面断面図、第３図は燃料噴射弁
の側面断面図、第４図はピエゾ圧電素子の駆動制御回路
図、第５図は燃料供給ポンプの側面断面図、第６図は第
５図の制御レバーおよびその駆動装置の平面図、第７図
はメインルーチンを示すフローチャート、第８図は燃料
圧の制御を実行するためのフローチャート、第９図は電
圧制御のためのフローチャート、第１０図は噴射量の計
算を実行するためのフローチャート、第１１図は噴射期
間の計算を実行するためのフローチャート、第１２図は
電圧制御のための別の実施例のフローチャート、第１３
図は補正係数等を示す線図である。 ８・・・燃料噴射弁、１０．１３・・・燃料供給管、１
２・・・蓄圧室、１４・・・燃料供給ポンプ、４５・・
・ピエゾ圧電素子。 −Ｊ／ｌ’；’− 第２図 Ｚ！ｌ）　　Ｚ’：＋ Ｐ （ｉ） 第１３ ■ （ｋ） 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料噴射弁内にピエゾ圧電素子を配置して該ピエゾ圧
   電素子によりニードルの開閉制御を行なうようにした燃
   料噴射装置において、燃料噴射弁を吐出圧制御可能な燃
   料供給ポンプに連結して該燃料供給ポンプから供給され
   た燃料を燃料噴射弁から噴射し、該ニードルに加わる燃
   料圧が増大するにつれてピエゾ圧電素子に供給する電荷
   を増大せしめるピエゾ圧電素子駆動制御回路を具備した
   内燃機関の燃料噴射制御装置。