JPS6388246A - 燃料噴射装置 - Google Patents
燃料噴射装置Info
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- JPS6388246A JPS6388246A JP61229970A JP22997086A JPS6388246A JP S6388246 A JPS6388246 A JP S6388246A JP 61229970 A JP61229970 A JP 61229970A JP 22997086 A JP22997086 A JP 22997086A JP S6388246 A JPS6388246 A JP S6388246A
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- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 20
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
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- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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。
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ピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴
射装置における、エンジン始動時のピエゾインジェクタ
制御方法に関する。
射装置における、エンジン始動時のピエゾインジェクタ
制御方法に関する。
従来型のピエゾ素子を用いて燃料を加圧噴射するインジ
ェクタの噴射量制御はピエゾ素子の伸び量と駆動回数で
行っている（特開昭５９−７７０４３号公報参照）、一
般に駆動周波数には上限があり噴射量ダイナミックレン
ジを確保するために、ピエゾ素子伸び量（ストローク）
をリニアまたは多段階に制御する必要がある。ピエゾ素
子をこのように使用するためには、素子の分極状想を保
つ必要がある。素子の分極は素子に高電圧を印加するこ
とで行うが、電圧を印加せず放置すると熱等により徐々
に分極状態が劣化する。劣化すると分極直後と同一条件
で駆動しても伸び量が減少してしまい、そのため燃料噴
射量が減少してしまうという問題点がある。
ェクタの噴射量制御はピエゾ素子の伸び量と駆動回数で
行っている（特開昭５９−７７０４３号公報参照）、一
般に駆動周波数には上限があり噴射量ダイナミックレン
ジを確保するために、ピエゾ素子伸び量（ストローク）
をリニアまたは多段階に制御する必要がある。ピエゾ素
子をこのように使用するためには、素子の分極状想を保
つ必要がある。素子の分極は素子に高電圧を印加するこ
とで行うが、電圧を印加せず放置すると熱等により徐々
に分極状態が劣化する。劣化すると分極直後と同一条件
で駆動しても伸び量が減少してしまい、そのため燃料噴
射量が減少してしまうという問題点がある。
本発明の目的は前述の従来技術における問題点にかんが
み、エンジン始動時の第１回目にピエゾ素子に高電圧を
印加するという着想に基づき、ピエゾ素子の分極状態が
劣化していても速やかに再分極を行い所望の噴射量が得
られるようにすることにある。
み、エンジン始動時の第１回目にピエゾ素子に高電圧を
印加するという着想に基づき、ピエゾ素子の分極状態が
劣化していても速やかに再分極を行い所望の噴射量が得
られるようにすることにある。
前述の問題点を解決するための手段として、本発明にお
いては、ピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置にお
いて、エンジン始動時の第１回目に該ピエゾ素子に電圧
を印加する時のみ該ピエゾ素子内部の電界強度が抗電界
以上となるような高電圧を印加するピエゾ素子を用いた
電子制御燃料噴射装置の制御方法が提供される。
いては、ピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置にお
いて、エンジン始動時の第１回目に該ピエゾ素子に電圧
を印加する時のみ該ピエゾ素子内部の電界強度が抗電界
以上となるような高電圧を印加するピエゾ素子を用いた
電子制御燃料噴射装置の制御方法が提供される。
ピエゾ素子の印加電界と変位の関係は第１図の特性図に
示される０通常の制御領域は破線で示した内側である。
示される０通常の制御領域は破線で示した内側である。
しかし、分極が劣化してくると、ある電界強度（Ｅ ｃ
）を越えるまでの電界に対する変位量が減少し、分極が
無くなった場合は一点鎖線で示したように電界強度Ｅｃ
までは圧電性を示さず、電界がＥｃを越えると急に変位
が発生し再分極される０本発明では、この性質を利用し
、ピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置の制御方法
において、エンジン始動時、最初のインジェクタ駆動パ
ルスでピエゾ素子に抗電界（Ｅｃ）以上の電界を印加し
ピエゾ素子の再分極を行う。
）を越えるまでの電界に対する変位量が減少し、分極が
無くなった場合は一点鎖線で示したように電界強度Ｅｃ
までは圧電性を示さず、電界がＥｃを越えると急に変位
が発生し再分極される０本発明では、この性質を利用し
、ピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置の制御方法
において、エンジン始動時、最初のインジェクタ駆動パ
ルスでピエゾ素子に抗電界（Ｅｃ）以上の電界を印加し
ピエゾ素子の再分極を行う。
第１図はピエゾ素子の印加電界強度に対する変位量（歪
み量）の関係である。素子が未分極状態から印加電圧を
上げた場合−点鎖線のように変位し、急激に変位量が増
加する電界強度を抗電界Ｅｃとする。その後逆方向にＥ
ｃ以上の電界を印加し、再びＥｃ以上の電界を印加する
と実線のように矢印に従って変位する０通常のピエゾア
クチュエータで使用する領域は破線で示される。
み量）の関係である。素子が未分極状態から印加電圧を
上げた場合−点鎖線のように変位し、急激に変位量が増
加する電界強度を抗電界Ｅｃとする。その後逆方向にＥ
ｃ以上の電界を印加し、再びＥｃ以上の電界を印加する
と実線のように矢印に従って変位する０通常のピエゾア
クチュエータで使用する領域は破線で示される。
第２図には２本発明の一実施例を行うピエゾ素子を用い
た電子制御燃料噴射装置におけるピエゾ素子に電界を印
加するための駆動回路の回路図が示される０図中、１は
トランジスタ、２は電源としてのバッテリ、４は回生用
ダイオード、５はトランス、６はピエゾ素子、Ｉ＋はト
ランジスタ１に流れる電流である。
た電子制御燃料噴射装置におけるピエゾ素子に電界を印
加するための駆動回路の回路図が示される０図中、１は
トランジスタ、２は電源としてのバッテリ、４は回生用
ダイオード、５はトランス、６はピエゾ素子、Ｉ＋はト
ランジスタ１に流れる電流である。
第３図はトランジスタ１のベース信号、電流ＩＩ 、ピ
エゾ素子６の両端の電圧の波形を示したものである。
エゾ素子６の両端の電圧の波形を示したものである。
第４図は電子制御燃料噴射システムのブロック図である
。コンピュータは駆動回路に対し第２図のトランジスタ
１のベース信号を出力する。
。コンピュータは駆動回路に対し第２図のトランジスタ
１のベース信号を出力する。
第４図においてコンピュータがスタータスイッチ投入を
検知し、エンジン回転数等よりエンジンを始動させる必
要があると判断すると以下説明するエンジン始動ルーチ
ンに入る。
検知し、エンジン回転数等よりエンジンを始動させる必
要があると判断すると以下説明するエンジン始動ルーチ
ンに入る。
このルーチンに入るとコンピュータはピエゾ素子に１回
目のみ第１図のＥｃ以上の電界を印加し。
目のみ第１図のＥｃ以上の電界を印加し。
２回目以降は既に知られている通常のエンジン始動制御
を行う０例えばスロットル開度とエンジン回転数より吸
気量を推定し所望の空燃比となるように制御し、エンジ
ン回転が所定回転数以上になるか、スタータスイッチが
オフされるまで続ける。
を行う０例えばスロットル開度とエンジン回転数より吸
気量を推定し所望の空燃比となるように制御し、エンジ
ン回転が所定回転数以上になるか、スタータスイッチが
オフされるまで続ける。
この時エンジン冷却水温により補正を加えるなどしても
よい。
よい。
次に噴射量の制御方法を説明する。ピエゾインジェクタ
では、第２図に示した駆動回路によりピエゾ素子に印加
する電圧と周波数を制御することにより燃料噴射量を調
量する（特開昭５９−７７０４３号公報参照）。
では、第２図に示した駆動回路によりピエゾ素子に印加
する電圧と周波数を制御することにより燃料噴射量を調
量する（特開昭５９−７７０４３号公報参照）。
第２図の回路の動作を説明する。まずピエゾ素子電圧−
〇、■、＝０の状態でトランジスタ１をオンすると第３
図に示すように工、が概略テリ電圧、Ｌｌはトランス５
の１次側インダクタ負方向に電圧が印加される。ここに
、Ｎ、およびＮ１はそれぞれトランス５の１次側および
２次側の巻き数である。そして１次電流１１が所定値ｘ
ｐｌまで増加した時トランジスタ１をターンオフする。
〇、■、＝０の状態でトランジスタ１をオンすると第３
図に示すように工、が概略テリ電圧、Ｌｌはトランス５
の１次側インダクタ負方向に電圧が印加される。ここに
、Ｎ、およびＮ１はそれぞれトランス５の１次側および
２次側の巻き数である。そして１次電流１１が所定値ｘ
ｐｌまで増加した時トランジスタ１をターンオフする。
電流１１の検出はシャント抵抗により検出してもホール
素子を用いてもよい、トランジスタ１をターンオフする
と■１は０となりこの時、トランス作用により２次側の
ピエゾ素子に印加される。ピエゾ素子は容量性負荷であ
るのでこの容量ゾ両端電圧、Ｋ：定数）により決まるＶ
ｃまで電圧が印加されることになる。つまりピエゾ電圧
ＶｅはＩｐ＋により制御できる。ただしターンオフさせ
る１次電流値、△ｔ ：トランジスタ１のターンオフ時
間）なる式が満たされている必要がある。
素子を用いてもよい、トランジスタ１をターンオフする
と■１は０となりこの時、トランス作用により２次側の
ピエゾ素子に印加される。ピエゾ素子は容量性負荷であ
るのでこの容量ゾ両端電圧、Ｋ：定数）により決まるＶ
ｃまで電圧が印加されることになる。つまりピエゾ電圧
ＶｅはＩｐ＋により制御できる。ただしターンオフさせ
る１次電流値、△ｔ ：トランジスタ１のターンオフ時
間）なる式が満たされている必要がある。
ピエゾ素子電圧Ｖｃの波形は周期がトランス５の２次側
インダクタンスＬ２とピエゾ素子容量Ｃの共振周期とな
り、ピーク電圧が前述のＶｃである正弦波となる。しか
し、Ｖｃが共振により開回路のダイオード４が順バイア
スとなり、バッテリを充電する方向に回生電流が流れる
。こうして、この時点で２次側回路の持っているエネル
ギーがバッテリに戻されるため２次側回路の共振は一周
期で止まり第３図のようになる。ピエゾ素子駆動周波数
はトランジスターのオン信号出力周波数により制御でき
る。トランジスターのオン信号（ターンオン、ターンオ
フ）は第４図に示したようにエンジン、および車両の状
態、駆動回路の１次電流値等をコンピュータに入力しこ
れより駆動回路に出力する。
インダクタンスＬ２とピエゾ素子容量Ｃの共振周期とな
り、ピーク電圧が前述のＶｃである正弦波となる。しか
し、Ｖｃが共振により開回路のダイオード４が順バイア
スとなり、バッテリを充電する方向に回生電流が流れる
。こうして、この時点で２次側回路の持っているエネル
ギーがバッテリに戻されるため２次側回路の共振は一周
期で止まり第３図のようになる。ピエゾ素子駆動周波数
はトランジスターのオン信号出力周波数により制御でき
る。トランジスターのオン信号（ターンオン、ターンオ
フ）は第４図に示したようにエンジン、および車両の状
態、駆動回路の１次電流値等をコンピュータに入力しこ
れより駆動回路に出力する。
以上のようにして燃料が調量される。
最初に述べた本発明の要点であるエンジン始動ルーチン
で第１回目のピエゾ素子駆動時のみＥｃ以上の高電界を
印加する具体的な方法は、１次電流所定値Ｉｐｌを１回
目のみ ニジ素子の厚さ）を満たす大きな値とすることにより容
易に行える。
で第１回目のピエゾ素子駆動時のみＥｃ以上の高電界を
印加する具体的な方法は、１次電流所定値Ｉｐｌを１回
目のみ ニジ素子の厚さ）を満たす大きな値とすることにより容
易に行える。
第２図に示したピエゾ素子駆動回路の他に種々の回路構
成が考えられる。ピエゾ駆動のための高電圧を発生でき
印加電圧、駆動周波数を制御できればよく、例えば他の
実施例として第５図のようなピエゾ駆動回路がある。
成が考えられる。ピエゾ駆動のための高電圧を発生でき
印加電圧、駆動周波数を制御できればよく、例えば他の
実施例として第５図のようなピエゾ駆動回路がある。
また、ピエゾインジェクタの構造に関して、従来の電磁
ソレノイドによる弁の開閉により燃料を噴射するインジ
ェクタに類似した、ピエゾ素子の伸縮により弁を開閉さ
せ開弁時間により噴射量を調量するピエゾ弁穴インジェ
クタにおいても本発明を適用できる。ただし、この場合
の駆動回路は、ピエゾ素子に電圧を印加している時間を
制御する必要があるため第２図の回路は使用できず第５
図のような回路となる。
ソレノイドによる弁の開閉により燃料を噴射するインジ
ェクタに類似した、ピエゾ素子の伸縮により弁を開閉さ
せ開弁時間により噴射量を調量するピエゾ弁穴インジェ
クタにおいても本発明を適用できる。ただし、この場合
の駆動回路は、ピエゾ素子に電圧を印加している時間を
制御する必要があるため第２図の回路は使用できず第５
図のような回路となる。
この回路は、トランジスタ１１、電源バッテリ１２、ダ
イオード１４、トランス１５、ピエゾ素子１６、サイリ
スタ１７および１８から構成される。
イオード１４、トランス１５、ピエゾ素子１６、サイリ
スタ１７および１８から構成される。
この回路の動作を説明する。ピエゾ素子に電圧を印加す
る動作は第２図の回路の動作と同様である。ただし、ト
ランジスタ１１をターンオフすると同時に、サイリスタ
１７をターオンさせる。第５図ではピエゾ素子に電圧が
印加されるとこの電圧を保持する。つまりピエゾ素子は
伸びた状態を維持する０次に電圧を解除したいタイミン
グでサイリスタ１８をターンオンすれば、第２図のピエ
ゾ電圧が下降していく時の動作と同様にピエゾ電圧が下
降し縮み、エネルギーがバッテリに回生されこの状態を
維持する。つまりトランジスタ１１のオフ、サイリスタ
１７のオンのタイミングと、サイリスタ１８のオンのタ
イミングによりピエゾ素子の伸縮の時間、すなわち噴射
弁の開弁時間を制御できる。
る動作は第２図の回路の動作と同様である。ただし、ト
ランジスタ１１をターンオフすると同時に、サイリスタ
１７をターオンさせる。第５図ではピエゾ素子に電圧が
印加されるとこの電圧を保持する。つまりピエゾ素子は
伸びた状態を維持する０次に電圧を解除したいタイミン
グでサイリスタ１８をターンオンすれば、第２図のピエ
ゾ電圧が下降していく時の動作と同様にピエゾ電圧が下
降し縮み、エネルギーがバッテリに回生されこの状態を
維持する。つまりトランジスタ１１のオフ、サイリスタ
１７のオンのタイミングと、サイリスタ１８のオンのタ
イミングによりピエゾ素子の伸縮の時間、すなわち噴射
弁の開弁時間を制御できる。
本発明の適用は第５図においても第２図と全く同様に行
われる。
われる。
また、ピエゾ素子再分極のための高電圧パルスを印加す
ることをエンジン始動ルーチンの最初としたが、エンジ
ン冷却水温が低い時のエンジン始動ルーチンの最初とし
てもよい、あまり頻繋に再分極パルスを印加する必要は
ない、−最にエンジン始動時は多量の燃料噴射を必要と
するため、１回目に大電圧でピエゾ素子を駆動してもな
んら問題はない、エンジン始動時必要な噴射量をこの最
初のパルスとこの後の通常の制御により噴射する。
ることをエンジン始動ルーチンの最初としたが、エンジ
ン冷却水温が低い時のエンジン始動ルーチンの最初とし
てもよい、あまり頻繋に再分極パルスを印加する必要は
ない、−最にエンジン始動時は多量の燃料噴射を必要と
するため、１回目に大電圧でピエゾ素子を駆動してもな
んら問題はない、エンジン始動時必要な噴射量をこの最
初のパルスとこの後の通常の制御により噴射する。
第６図には本発明の実施例の流れ図が示される。
本発明によれば、ピエゾ素子の分極状態が劣化しても速
やかに再分極を行うことができ、ピエゾ素子を用いた電
子制御燃料噴射装置において所望の噴射量を得ることが
できる。
やかに再分極を行うことができ、ピエゾ素子を用いた電
子制御燃料噴射装置において所望の噴射量を得ることが
できる。
第１図は本発明の詳細な説明するためのピエゾ素子の印
加電界と変位の関係を示す特性図、第２図は本発明の一
実施例を行うピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置
におけるピエゾ素子に電界を印加するための駆動回路の
回路図、第３図は第２図の回路の波形図、 第４図は本発明が適用される電子制御燃料噴射システム
のブロック図、 第５図は本発明の他の実施例を行うピエゾ素子に電界を
印加するための駆動回路の回路図、第６図は本発明の実
施例の流れ図である。 （符号の説明） １・・・トランジスタ、 ２・・・バッテリ、４・・・
ダイオード、 ５・・・トランス、６・・・ピエゾ
素子、 １１・・・トランジスタ、１２・・・バッテリ
、 １４・・・ダイオード、１５・・・トランス、
１６・・・ピエゾ素子、１７．１８・・・サイリスタ。 第１図 第３図 第４図 １］ 第５図
加電界と変位の関係を示す特性図、第２図は本発明の一
実施例を行うピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置
におけるピエゾ素子に電界を印加するための駆動回路の
回路図、第３図は第２図の回路の波形図、 第４図は本発明が適用される電子制御燃料噴射システム
のブロック図、 第５図は本発明の他の実施例を行うピエゾ素子に電界を
印加するための駆動回路の回路図、第６図は本発明の実
施例の流れ図である。 （符号の説明） １・・・トランジスタ、 ２・・・バッテリ、４・・・
ダイオード、 ５・・・トランス、６・・・ピエゾ
素子、 １１・・・トランジスタ、１２・・・バッテリ
、 １４・・・ダイオード、１５・・・トランス、
１６・・・ピエゾ素子、１７．１８・・・サイリスタ。 第１図 第３図 第４図 １］ 第５図
Claims (1)
- ピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置において、
エンジン始動時の第１回目に該ピエゾ素子に電圧を印加
する時のみ該ピエゾ素子内部の電界強度が抗電界以上と
なるような高電圧を印加し、それにより該ピエゾ素子の
分極劣化を防止し再分極するようにしたことを特徴とす
るピエゾ素子を用いた電子制御燃料噴射装置の制御方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61229970A JP2559712B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61229970A JP2559712B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6388246A true JPS6388246A (ja) | 1988-04-19 |
| JP2559712B2 JP2559712B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=16900561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61229970A Expired - Lifetime JP2559712B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559712B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001023736A1 (de) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorbehandlungsverfahren für einen elektro-mechanischen wandler |
| EP1515377A1 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | Delphi Technologies, Inc. | Method of operating an injector comprising a piezoelectric actuator |
| WO2022009820A1 (ja) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 太陽誘電株式会社 | 圧電セラミックス素子の駆動回路及びその使用方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6198165A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-16 | Nippon Soken Inc | 圧電アクチユエ−タ制御装置 |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61229970A patent/JP2559712B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6198165A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-16 | Nippon Soken Inc | 圧電アクチユエ−タ制御装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001023736A1 (de) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorbehandlungsverfahren für einen elektro-mechanischen wandler |
| US6532942B2 (en) | 1999-09-29 | 2003-03-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Pre-treatment method for an electromagnetic transducer |
| EP1515377A1 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | Delphi Technologies, Inc. | Method of operating an injector comprising a piezoelectric actuator |
| WO2022009820A1 (ja) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 太陽誘電株式会社 | 圧電セラミックス素子の駆動回路及びその使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2559712B2 (ja) | 1996-12-04 |
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