JPH0510154A - Drive controller of piezoelectric element for fuel injection control - Google Patents
Drive controller of piezoelectric element for fuel injection controlInfo
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
-
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高圧燃料を燃料噴射弁
に供給するための燃料噴射ポンプに設けられる燃料噴射
制御用圧電素子の駆動制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control device for a piezoelectric element for fuel injection control provided in a fuel injection pump for supplying high pressure fuel to a fuel injection valve.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、圧縮着火を行うディーゼルエ
ンジンの低速運転時や低負荷運転時においては、燃焼室
に噴射された燃料が着火遅れにより爆発的に燃焼して、
燃焼騒音や排気ガス中の窒素酸化物(NOX )が増大す
ることがある。これに対しては、燃料の主噴射に先立っ
てパイロット噴射を行うことが有効とされている。この
パイロット噴射は、その時々の噴射期間に噴射される全
燃料噴射量のうちの一部を主噴射に先立って予備的に噴
射させ、そのパイロット噴射による燃料を着火させて燃
焼室内の温度を充分に高め、その後に続く主噴射の燃料
着火を効果的に行わせるものである。2. Description of the Related Art Conventionally, during low-speed operation or low-load operation of a compression ignition diesel engine, fuel injected into a combustion chamber explosively burns due to ignition delay,
Combustion noise and nitrogen oxides (NO x ) in exhaust gas may increase. For this, it is effective to perform pilot injection prior to main fuel injection. In this pilot injection, a part of the total fuel injection amount injected in each injection period is pre-injected prior to the main injection, and the fuel from the pilot injection is ignited to maintain a sufficient temperature in the combustion chamber. The fuel ignition of the main injection that follows is effectively performed.
【0003】前記パイロット噴射を行うために、燃料噴
射ポンプ内の高圧室と燃料室とがスピル通路にて連通さ
れ、そのスピル通路の途中にスピル弁が配設される。そ
して、プランジャの圧縮行程中にそのスピル弁が開閉制
御されることにより、前記スピル通路を通って低圧側へ
溢流する燃料量が調整されて、パイロット噴射とそれに
続く主噴射が実行される。このスピル弁としては、近年
圧電素子を用いたものが採用されている。すなわち、圧
電素子は電荷が供給(充電)されると伸張し、電荷が放
出(放電)されると収縮する性質を有するものであり、
前記スピル弁ではこの圧電素子の伸縮動作により弁体を
駆動してスピル通路を開閉するようにしている。In order to perform the pilot injection, the high pressure chamber and the fuel chamber in the fuel injection pump communicate with each other through a spill passage, and a spill valve is arranged in the spill passage. By controlling the opening and closing of the spill valve during the compression stroke of the plunger, the amount of fuel that overflows to the low pressure side through the spill passage is adjusted, and pilot injection and subsequent main injection are executed. As the spill valve, one using a piezoelectric element has been adopted in recent years. That is, the piezoelectric element has a property of expanding when electric charge is supplied (charged) and contracting when electric charge is discharged (discharged),
In the spill valve, the spill passage is opened and closed by driving the valve body by the expansion and contraction operation of this piezoelectric element.
【0004】ところが、前記圧電素子は一般に温度が低
くなるに従い静電容量が低下し、これにともない受容し
得る電荷量が減少し、伸び量が減少してしまう。このた
め、前記のように温度が低くなると、良好な燃料噴射制
御が行うことができなくなる。However, the capacitance of the piezoelectric element generally decreases as the temperature decreases, and the amount of charge that can be received decreases and the amount of elongation decreases. Therefore, if the temperature becomes low as described above, good fuel injection control cannot be performed.
【0005】そこで、このような問題に対処するものと
して特開平1−187345号公報には、圧電素子の温
度を温度センサで検出し、その検出された温度が低くな
るに従い、圧電素子に印加する電圧を高くするようにし
た技術が開示されている。この技術によると、圧電素子
に充電される電荷量を一定に保ち、一定の伸び量を得る
ことができる。In order to address such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 1-187345 discloses a temperature of a piezoelectric element detected by a temperature sensor and applies the temperature to the piezoelectric element as the detected temperature becomes lower. A technique for increasing the voltage is disclosed. According to this technique, the amount of electric charge charged in the piezoelectric element can be kept constant and a constant amount of expansion can be obtained.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では圧電素子の温度が上昇した場合には、静電容
量が増加するために、電荷量一定のもとではその静電容
量の増加に応じて印加電圧が低下する。そして、この印
加電圧の低下により充電時間が長くなり、圧電素子が所
定の伸張量に達するのに要する時間が長くなる。その結
果、圧電素子の変位遅れが生じ、パイロット噴射の開始
タイミング及び終了タイミングが遅れてしまい、燃料噴
射時期及び燃料噴射量の制御の精度が低下する。However, in the above-mentioned prior art, when the temperature of the piezoelectric element rises, the capacitance increases, so that the capacitance increases in response to a constant charge amount. As a result, the applied voltage decreases. Then, due to the decrease in the applied voltage, the charging time becomes longer, and the time required for the piezoelectric element to reach a predetermined extension amount becomes longer. As a result, the displacement of the piezoelectric element is delayed, the start timing and the end timing of the pilot injection are delayed, and the accuracy of controlling the fuel injection timing and the fuel injection amount is reduced.
【0007】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、素子温度が上昇して圧電素子
変位の応答時間が長くなってもその変位遅れを補償する
ことが可能であり、パイロット噴射を所定のタイミング
で実行し、燃料噴射時期及び燃料噴射量の制御の精度を
向上できる燃料噴射制御用圧電素子の駆動制御装置を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to be able to compensate for the displacement delay even if the element temperature rises and the response time of displacement of the piezoelectric element becomes long. Therefore, it is an object of the present invention to provide a drive control device for a piezoelectric element for fuel injection control, which can execute pilot injection at a predetermined timing and improve the accuracy of control of fuel injection timing and fuel injection amount.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は図1に示すように、ディーゼルエンジン
M1の回転に基づくプランジャM2の往復動により高圧
室M3内へ燃料を吸入及び加圧し、その高圧室M3で加
圧された高圧燃料を燃料噴射弁M4に供給する燃料噴射
ポンプM5に設けられるものであって、充放電により伸
縮動作して前記高圧室M3内の燃料の圧力を調整し、前
記燃料噴射弁M4にて主噴射及び同主噴射に先立つパイ
ロット噴射を行わせる燃料噴射制御用圧電素子M6と、
前記ディーゼルエンジンM1の所定のクランク角を基準
とした所定タイミングでのパイロット噴射を行うべく前
記圧電素子M6の充放電タイミングを算出する基本タイ
ミング算出手段M7と、前記圧電素子M6の温度を検出
する素子温度検出センサM8と、前記素子温度検出セン
サM8により検出された温度が上昇するに従い、前記基
本タイミング算出手段M7による圧電素子M6の充放電
タイミングを早めるタイミング補正手段M9とを備えて
いる。In order to achieve the above object, the present invention, as shown in FIG. 1, sucks fuel into a high pressure chamber M3 by reciprocating motion of a plunger M2 based on rotation of a diesel engine M1. A fuel injection pump M5 that pressurizes and supplies the high-pressure fuel pressurized in the high-pressure chamber M3 to the fuel injection valve M4, expands and contracts due to charge and discharge, and pressurizes the fuel in the high-pressure chamber M3. And a fuel injection control piezoelectric element M6 that causes the fuel injection valve M4 to perform main injection and pilot injection prior to the main injection.
Basic timing calculation means M7 for calculating charge / discharge timing of the piezoelectric element M6 to perform pilot injection at a predetermined timing with reference to a predetermined crank angle of the diesel engine M1, and an element for detecting the temperature of the piezoelectric element M6. A temperature detection sensor M8 and a timing correction means M9 for accelerating the charging / discharging timing of the piezoelectric element M6 by the basic timing calculation means M7 as the temperature detected by the element temperature detection sensor M8 rises are provided.
【0009】[0009]
【作用】燃料噴射ポンプM5の作動時には、ディーゼル
エンジンM1の回転に基づきプランジャM2が往復動
し、その往復動により高圧室M3内へ燃料が吸入及び加
圧される。そして、高圧室M3で加圧された高圧燃料は
燃料噴射弁M4に供給される。この際、燃料噴射制御用
圧電素子M6が充放電されて伸縮動作すると、前記高圧
室M3内の燃料の圧力が調整され、前記燃料噴射弁M4
にて主噴射及び同主噴射に先立つパイロット噴射が行わ
れる。When the fuel injection pump M5 operates, the plunger M2 reciprocates based on the rotation of the diesel engine M1, and the reciprocating motion sucks and pressurizes the fuel into the high pressure chamber M3. Then, the high pressure fuel pressurized in the high pressure chamber M3 is supplied to the fuel injection valve M4. At this time, when the fuel injection control piezoelectric element M6 is charged and discharged and expands and contracts, the pressure of the fuel in the high-pressure chamber M3 is adjusted, and the fuel injection valve M4.
At, main injection and pilot injection prior to the main injection are performed.
【0010】前記主噴射及びパイロット噴射の実行に際
し基本タイミング算出手段M7は、前記ディーゼルエン
ジンM1の所定のクランク角を基準とした所定タイミン
グでパイロット噴射を行うために、前記圧電素子M6の
充放電タイミングを算出する。このときの充放電タイミ
ングは、前記圧電素子M6の温度に応じて補正される。
すなわち、前記圧電素子M6の温度は素子温度検出セン
サM8によって検出され、この素子温度が上昇するに従
い、タイミング補正手段M9は前記基本タイミング算出
手段M7による圧電素子M6の充放電タイミングを早め
る。When executing the main injection and the pilot injection, the basic timing calculating means M7 carries out the pilot injection at a predetermined timing with reference to a predetermined crank angle of the diesel engine M1, so that the charging / discharging timing of the piezoelectric element M6. To calculate. The charge / discharge timing at this time is corrected according to the temperature of the piezoelectric element M6.
That is, the temperature of the piezoelectric element M6 is detected by the element temperature detection sensor M8, and as the element temperature rises, the timing correction means M9 advances the charge / discharge timing of the piezoelectric element M6 by the basic timing calculation means M7.
【0011】従って、前記素子温度が上昇すると、圧電
素子M6が所定の伸張量に達するまでに要する時間(圧
電素子M6の応答時間)が増加するものの、その増加分
は、前記のように充放電タイミングが早められることに
よって補償される。Therefore, when the element temperature rises, the time required for the piezoelectric element M6 to reach a predetermined amount of expansion (response time of the piezoelectric element M6) increases, but the increased amount is charged and discharged as described above. It is compensated by advancing the timing.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基いて詳細に説明する。図2は、本実施例の燃料噴射制
御用圧電素子の駆動制御装置が設けられた分配型燃料噴
射ポンプ1と、その燃料噴射ポンプ1により燃料が供給
される過給機付ディーゼルエンジン2の概略構成を示す
図であり、図3は前記燃料噴射ポンプ1を拡大して示す
図である。この燃料噴射ポンプ1は、ディーゼルエンジ
ン2のクランク軸44にベルト等を介して駆動連結され
たドライブプーリ3を備えている。そして、ドライブプ
ーリ3の回転によって燃料噴射ポンプ1が駆動され、デ
ィーゼルエンジン2の気筒(この場合は4気筒)毎に設
けられた燃料噴射弁としての燃料噴射ノズル4に燃料が
圧送されて燃料噴射を行う。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram of a distributed fuel injection pump 1 provided with a drive control device for a piezoelectric element for fuel injection control according to the present embodiment, and a supercharged diesel engine 2 to which fuel is supplied by the fuel injection pump 1. It is a figure which shows a structure and FIG. 3 is a figure which expands and shows the said fuel injection pump 1. As shown in FIG. The fuel injection pump 1 includes a drive pulley 3 drivingly connected to a crankshaft 44 of a diesel engine 2 via a belt or the like. Then, the fuel injection pump 1 is driven by the rotation of the drive pulley 3, and the fuel is pressure-fed to a fuel injection nozzle 4 as a fuel injection valve provided for each cylinder (four cylinders in this case) of the diesel engine 2 to inject fuel. I do.
【0013】ドライブプーリ3にはドライブシャフト5
が連結され、そのドライブシャフト5には、べーン式ポ
ンプよりなる燃料フィードポンプ(図では90度展開さ
れている)6と、円板状のパルサ7とが取付けられてい
る。パルサ7の外周面には、ディーゼルエンジン2の気
筒数と同数の欠歯(この場合4個)が等角度間隔で形成
され、さらに隣接する欠歯間には14個ずつ(合計で5
6個)の突起が等角度間隔で形成されている。そして、
前記ドライブシャフト5の基端部(図の右端部)は、図
示しないカップリングを介してカムプレート8に接続さ
れている。パルサ7とカムプレート8との間にはローラ
リング9が設けられ、そのローラリング9にはカムプレ
ート8のカムフェイス8aに対向する複数のカムローラ
10が取付けられている。そして、カムプレート8はス
プリング11によって常にカムローラ10に付勢係合さ
れている。A drive shaft 5 is attached to the drive pulley 3.
A fuel feed pump (developed by 90 degrees in the figure) 6 composed of a vane type pump and a disc-shaped pulsar 7 are attached to the drive shaft 5. On the outer peripheral surface of the pulsar 7, the same number of teeth (4 in this case) as the number of cylinders of the diesel engine 2 are formed at equal angular intervals, and 14 adjacent teeth (total 5 teeth).
6) projections are formed at equal angular intervals. And
The base end portion (right end portion in the drawing) of the drive shaft 5 is connected to the cam plate 8 via a coupling (not shown). A roller ring 9 is provided between the pulsar 7 and the cam plate 8, and a plurality of cam rollers 10 facing the cam face 8 a of the cam plate 8 are attached to the roller ring 9. The cam plate 8 is constantly urged and engaged with the cam roller 10 by the spring 11.
【0014】カムプレート8には燃料加圧用プランジャ
12が一体回転可能に取付けられており、前記ドライブ
シャフト5の回転力がカップリングを介してカムプレー
ト8に伝達されることにより、同カムプレート8及びプ
ランジャ12が回転しながら図中左右方向へ往復駆動さ
れる。プランジャ12はポンプハウジング13に形成さ
れたシリンダ14に嵌挿されており、これらのプランジ
ャ12の先端面(図の右端面)とシリンダ14の内底面
との間が高圧室15となっている。プランジャ12の先
端側外周には、ディーゼルエンジン2の気筒数と同数の
吸入溝16及び分配ポート17が形成されている。ま
た、吸入溝16及び分配ポート17に対応して、ポンプ
ハウジング13には吸入通路19及び分配通路18が形
成されている。A fuel pressurizing plunger 12 is integrally rotatably attached to the cam plate 8, and the rotational force of the drive shaft 5 is transmitted to the cam plate 8 via a coupling, whereby the cam plate 8 is rotated. Also, the plunger 12 is reciprocally driven in the left-right direction in the drawing while rotating. The plunger 12 is fitted into a cylinder 14 formed in the pump housing 13, and a high-pressure chamber 15 is formed between the tip end surface (the right end surface in the drawing) of the plunger 12 and the inner bottom surface of the cylinder 14. The same number of suction grooves 16 and distribution ports 17 as the number of cylinders of the diesel engine 2 are formed on the outer periphery of the plunger 12 on the front end side. A suction passage 19 and a distribution passage 18 are formed in the pump housing 13 so as to correspond to the suction groove 16 and the distribution port 17.
【0015】そして、ドライブシャフト5の回転に基づ
き燃料フィードポンプ6が駆動されると、図示しない燃
料タンクからの燃料が燃料供給ポート20を介して燃料
室21内へ供給される。また、プランジャ12が図中左
方向へ移動(復動)して高圧室15が減圧される吸入行
程においては、吸入溝16の一つが吸入通路19と連通
して、燃料室21から高圧室15へ燃料が導入される。
一方、プランジャ12が図中右方向へ移動(往動)して
高圧室15が加圧される圧縮行程においては、分配通路
18から各気筒毎の燃料噴射ノズル4へ燃料が圧送され
て噴射される。When the fuel feed pump 6 is driven based on the rotation of the drive shaft 5, fuel from a fuel tank (not shown) is supplied into the fuel chamber 21 through the fuel supply port 20. Further, in the intake stroke in which the plunger 12 moves (returns) in the left direction in the drawing and the high pressure chamber 15 is decompressed, one of the intake grooves 16 communicates with the intake passage 19 to move from the fuel chamber 21 to the high pressure chamber 15. Fuel is introduced into.
On the other hand, in the compression stroke in which the plunger 12 moves to the right in the drawing (forward movement) to pressurize the high-pressure chamber 15, fuel is pressure-fed and injected from the distribution passage 18 to the fuel injection nozzle 4 of each cylinder. It
【0016】前記ポンプハウジング13には、高圧室1
5と燃料室21とを連通させる燃料溢流用のスピル通路
22が形成されている。スピル通路22の途中にはピエ
ゾスピル弁23が設けられている。このピエゾスピル弁
23は、前記高圧室15内の燃料の圧力を調整すること
により、前記燃料噴射ノズル4にて主噴射及び同主噴射
に先立つパイロット噴射を行わせるためのものである。The pump housing 13 includes a high pressure chamber 1
A spill passage 22 for fuel overflow is formed to connect the fuel cell 5 and the fuel chamber 21. A piezo spill valve 23 is provided in the middle of the spill passage 22. The piezo spill valve 23 is for adjusting the pressure of the fuel in the high-pressure chamber 15 to cause the fuel injection nozzle 4 to perform main injection and pilot injection prior to the main injection.
【0017】ピエゾスピル弁23は上下動可能なバルブ
24を備えており、このバルブ24は、弁座25に接触
することにより同スピル通路22を閉塞(閉弁)し、同
弁座25から離間することによりスピル通路22を開放
(開弁)する。前記バルブ24を駆動してスピル通路2
2を開閉させるために、バルブ24の下側にはスプリン
グ26の付勢力が作用し、同バルブ24の上側には燃料
による圧力が作用するようになっている。すなわち、バ
ルブ24の直下にはスプリング26が圧縮状態で配設さ
れており、スピル通路22が開放されるようにスプリン
グ26がバルブ24を常に上方へ付勢している。The piezo spill valve 23 is provided with a valve 24 that can move up and down. The valve 24 closes (closes) the spill passage 22 by coming into contact with a valve seat 25, and is separated from the valve seat 25. As a result, the spill passage 22 is opened (opened). The valve 24 is driven to drive the spill passage 2
In order to open and close the valve 2, the urging force of the spring 26 acts on the lower side of the valve 24, and the pressure of the fuel acts on the upper side of the valve 24. That is, the spring 26 is disposed immediately below the valve 24 in a compressed state, and the spring 26 constantly urges the valve 24 upward so that the spill passage 22 is opened.
【0018】また、バルブ24の上方には変圧室27が
形成されており、この変圧室27内の燃料が小径の連通
孔28を介し前記バルブ24を下方へ押圧している。前
記変圧室27の容積を変えて、バルブ24上面に作用す
る燃料の押圧力を調整するために、その変圧室27の上
側には、圧電素子としてのピエゾ素子30とピストン2
9とが配設され、同変圧室27の下側にスプリング31
が配置されている。スプリング31はピストン29を常
に上方へ付勢している。また、ピエゾ素子30は、PZ
T等からなる板状部材を複数枚積層した構造をなし、電
圧が印加されて電荷が供給(充電)されると伸張してス
プリング31の付勢力に抗しピストン29を下動させ、
電荷が放出(放電)されると収縮してスプリング31の
付勢力によるピストン29の上動を許容する。A variable pressure chamber 27 is formed above the valve 24, and the fuel in the variable pressure chamber 27 pushes the valve 24 downward through a communication hole 28 having a small diameter. In order to adjust the pressing force of the fuel acting on the upper surface of the valve 24 by changing the volume of the variable pressure chamber 27, the piezoelectric element 30 as a piezoelectric element and the piston 2 are provided above the variable pressure chamber 27.
9 is provided, and a spring 31 is provided below the transformer chamber 27.
Are arranged. The spring 31 always biases the piston 29 upward. Further, the piezo element 30 is a PZ
It has a structure in which a plurality of plate-shaped members made of T or the like are laminated, and expands when a voltage is applied and electric charges are supplied (charged), and the piston 29 is moved downward against the biasing force of the spring 31.
When the electric charge is discharged (discharged), it contracts and allows the upward movement of the piston 29 by the urging force of the spring 31.
【0019】さらに、前記変圧室27内の燃料がリーク
により減少した場合においてもバルブ24の挙動を安定
化させるために、変圧室27と高圧室15とがリセット
通路32によって連通可能となっている。このリセット
通路32の開閉は、プランジャ12の回転運動と往復運
動とが所定のタイミングとなったときに行われる。この
リセット通路32の開閉により、ピエゾ素子30が伸張
する前に変圧室27に燃料が補充され、変圧室27内の
初期圧力が一定にリセットされる。Further, in order to stabilize the behavior of the valve 24 even when the fuel inside the variable pressure chamber 27 is reduced due to a leak, the variable pressure chamber 27 and the high pressure chamber 15 can be communicated by the reset passage 32. .. The opening and closing of the reset passage 32 is performed when the rotational movement and the reciprocating movement of the plunger 12 come to a predetermined timing. By opening and closing the reset passage 32, fuel is replenished in the variable pressure chamber 27 before the piezoelectric element 30 expands, and the initial pressure in the variable pressure chamber 27 is reset to a constant value.
【0020】ここで、前記ピエゾスピル弁23による燃
料の噴射制御を図5〜図9に従って簡単に説明する。ま
ず、図5はプランジャ12が同図の左方へ移動(復動)
する燃料吸入行程を示しており、この状態ではプランジ
ャ12の吸入溝16が吸入通路19と連通するととも
に、分配ポート17が分配通路18から遮断されてい
る。そして、ピエゾ素子30が収縮しバルブ24がスピ
ル通路22を開放している。このため、燃料は吸入通路
19から高圧室15内へ吸入され、さらにはリセット通
路32を通って変圧室27に導かれる。Here, the fuel injection control by the piezo spill valve 23 will be briefly described with reference to FIGS. First, in FIG. 5, the plunger 12 moves to the left in the figure (return).
In this state, the suction groove 16 of the plunger 12 communicates with the suction passage 19 and the distribution port 17 is blocked from the distribution passage 18. The piezo element 30 contracts and the valve 24 opens the spill passage 22. Therefore, the fuel is sucked into the high pressure chamber 15 through the suction passage 19, and further guided to the variable pressure chamber 27 through the reset passage 32.
【0021】前記状態から、図6に示すようにプランジ
ャ12が回転を伴って同図の右方へ移動(往動)する
と、吸入通路19及びリセット通路32がともに遮断さ
れ、高圧室15内の燃料が加圧され始める。このときに
は、ピエゾ素子30はまだ収縮されたままであり、スピ
ル通路22は開かれている。As shown in FIG. 6, when the plunger 12 moves to the right in FIG. 6 from the above state (forward), both the suction passage 19 and the reset passage 32 are shut off, and the inside of the high pressure chamber 15 is closed. The fuel begins to be pressurized. At this time, the piezo element 30 is still contracted, and the spill passage 22 is open.
【0022】図7に示すように、ピエゾ素子30に所定
の電圧が印加されると、圧電効果によりピエゾ素子30
が伸張する。これにより変圧室27内の燃料が加圧さ
れ、その燃料の押圧力がスプリング26の付勢力に打ち
勝ってバルブ24を下動させ、スピル通路22を閉塞す
る。このとき、プランジャ12の往動で高圧室15が加
圧されても、バルブ24の受圧面積差と変圧室27の圧
力が高くなっていることで、バルブ24は閉弁し続け
る。そして、図8に示すようにプランジャ12の分配ポ
ート17が分配通路18と連通すると、燃料噴射ノズル
4から燃料が噴射される(燃料噴射開始)。As shown in FIG. 7, when a predetermined voltage is applied to the piezo element 30, the piezo element 30 is caused by the piezoelectric effect.
Stretches. As a result, the fuel in the variable pressure chamber 27 is pressurized, and the pressing force of the fuel overcomes the urging force of the spring 26 to move the valve 24 downward and close the spill passage 22. At this time, even if the high pressure chamber 15 is pressurized by the forward movement of the plunger 12, the valve 24 continues to be closed because the pressure receiving area difference of the valve 24 and the pressure of the variable pressure chamber 27 are high. When the distribution port 17 of the plunger 12 communicates with the distribution passage 18 as shown in FIG. 8, fuel is injected from the fuel injection nozzle 4 (fuel injection start).
【0023】所定の噴射量を得た時に、図9で示すよう
にピエゾ素子30の電荷が解除(ショート)されると、
ピエゾ素子30は収縮し変圧室27の圧力が低下する。
すると、スプリング26の付勢力によってバルブ24が
上動し、スピル通路22が開放される。これにより、高
圧室15内の高圧の燃料が燃料室21へ溢流され、噴射
が終了する(燃料噴射終了)。When the charge of the piezo element 30 is released (shorted) as shown in FIG. 9 when a predetermined injection amount is obtained,
The piezo element 30 contracts and the pressure in the variable pressure chamber 27 decreases.
Then, the valve 24 is moved upward by the biasing force of the spring 26, and the spill passage 22 is opened. As a result, the high-pressure fuel in the high-pressure chamber 15 overflows into the fuel chamber 21, and the injection ends (fuel injection end).
【0024】従って、ピエゾスピル弁23のピエゾ素子
30に電圧を印加するタイミング、ピエゾ素子30の電
荷を放出させるタイミングを調節することにより、パイ
ロット噴射の開始時期及び終了時期、主噴射の開始時期
及び終了時期を制御することが可能である。Therefore, by adjusting the timing of applying the voltage to the piezo element 30 of the piezo spill valve 23 and the timing of discharging the charge of the piezo element 30, the start timing and the end timing of the pilot injection, the start timing and the end of the main injection are adjusted. It is possible to control the timing.
【0025】図2に示すように、前記ポンプハウジング
13の下側には、燃料噴射時期制御用のタイマ装置(図
では90度展開されている)34が設けられている。タ
イマ装置34は、ドライブシャフト5の回転方向に対す
るローラリング9の位置を制御することにより、カムフ
ェイス8aがカムローラ10に係合する時期、すなわち
カムプレート8及びプランジャ12の往復動タイミング
を制御するものである。As shown in FIG. 2, on the lower side of the pump housing 13, a timer device (90 degrees expanded in the figure) 34 for controlling fuel injection timing is provided. The timer device 34 controls the position of the roller ring 9 with respect to the rotation direction of the drive shaft 5 to control the timing at which the cam face 8a engages with the cam roller 10, that is, the reciprocating timing of the cam plate 8 and the plunger 12. Is.
【0026】このタイマ装置34は油圧によって作動さ
れるものであり、タイマハウジング35と、同タイマハ
ウジング35内に嵌装されたタイマピストン36と、同
じくタイマハウジング35内一側の低圧室37にてタイ
マピストン36を他側の加圧室38へ押圧付勢するタイ
マスプリング39等とから構成されている。そして、タ
イマピストン36はスライドピン40を介して前記ロー
ラリング9に接続されている。The timer device 34 is operated by hydraulic pressure, and includes a timer housing 35, a timer piston 36 fitted in the timer housing 35, and a low pressure chamber 37 on one side of the timer housing 35. The timer piston 36 is composed of a timer spring 39 and the like for pressing and urging the timer piston 36 to the pressurizing chamber 38 on the other side. The timer piston 36 is connected to the roller ring 9 via a slide pin 40.
【0027】タイマハウジング35の加圧室38には、
燃料フィードポンプ6により加圧された燃料が導入され
るようになっている。そして、その燃料圧力とタイマス
プリング39の付勢力との釣り合い関係によってタイマ
ピストン36の位置が決定される。また、タイマピスト
ン36の位置が決定されることによりローラリング9の
位置が決定され、カムプレート8を介してプランジャ1
2の往復動タイミングが決定される。In the pressure chamber 38 of the timer housing 35,
The fuel pressurized by the fuel feed pump 6 is introduced. The position of the timer piston 36 is determined by the equilibrium relationship between the fuel pressure and the urging force of the timer spring 39. In addition, the position of the roller ring 9 is determined by the position of the timer piston 36, and the plunger 1 is moved through the cam plate 8.
The reciprocating timing of 2 is determined.
【0028】タイマ装置34の燃料圧力を制御するため
に、加圧室38と低圧室37とを繋ぐ連通路42にはタ
イミングコントロールバルブ41が設けられている。タ
イミングコントロールバルブ41はデューティ制御され
た通電信号によって開閉制御される電磁弁であり、同タ
イミングコントロールバルブ41の開閉制御によって加
圧室38内の燃料圧力が調整される。そして、その燃料
圧力調整によってプランジャ12のリフトタイミングが
制御され、各燃料噴射ノズル4からの燃料噴射時期が調
整される。In order to control the fuel pressure of the timer device 34, a timing control valve 41 is provided in the communication passage 42 connecting the pressurizing chamber 38 and the low pressure chamber 37. The timing control valve 41 is an electromagnetic valve that is opened / closed by a duty-controlled energization signal, and the fuel pressure in the pressurizing chamber 38 is adjusted by the opening / closing control of the timing control valve 41. Then, the lift timing of the plunger 12 is controlled by the fuel pressure adjustment, and the fuel injection timing from each fuel injection nozzle 4 is adjusted.
【0029】なお、前記ローラリング9の上部には、電
磁ピックアップコイルよりなる回転数センサ43が前記
パルサ7の外周面に対向して取付けられている。この回
転数センサ43はパルサ7の突起等が横切る際に、それ
らの通過を検出してエンジン回転数NEに相当するタイ
ミング信号(エンジン回転パルス)を出力する。また、
この回転数センサ43は前記ローラリング9と一体であ
るため、タイマ装置34の制御動作に関わりなく、プラ
ンジャリフトに対して一定のタイミングで基準となるタ
イミング信号を出力する。A rotation speed sensor 43 composed of an electromagnetic pickup coil is attached to the upper portion of the roller ring 9 so as to face the outer peripheral surface of the pulsar 7. The rotation speed sensor 43 detects passage of the protrusions and the like of the pulsar 7 when they cross, and outputs a timing signal (engine rotation pulse) corresponding to the engine rotation speed NE. Also,
Since this rotation speed sensor 43 is integrated with the roller ring 9, it outputs a reference timing signal to the plunger lift at a constant timing regardless of the control operation of the timer device 34.
【0030】次に、ディーゼルエンジン2について説明
する。図2に示すように、このディーゼルエンジン2で
はシリンダ45、ピストン46及びシリンダヘッド47
によって各気筒毎に対応する主燃焼室48が形成されて
いる。また、シリンダヘッド47には、同じく各気筒毎
に対応して副燃焼室49が設けられており、これらの副
燃焼室49は前記主燃焼室48に連通している。そし
て、各副燃焼室49に各燃料噴射ノズル4から噴射され
る燃料が供給される。なお、各副燃焼室49には、始動
補助装置としての周知のグロープラグ50がそれぞれ取
付けられている。Next, the diesel engine 2 will be described. As shown in FIG. 2, in this diesel engine 2, a cylinder 45, a piston 46, and a cylinder head 47.
A main combustion chamber 48 corresponding to each cylinder is formed by. The cylinder head 47 is also provided with auxiliary combustion chambers 49 corresponding to the respective cylinders, and these auxiliary combustion chambers 49 communicate with the main combustion chamber 48. Then, the fuel injected from each fuel injection nozzle 4 is supplied to each auxiliary combustion chamber 49. A well-known glow plug 50 as a start assist device is attached to each sub-combustion chamber 49.
【0031】ディーゼルエンジン2の吸気管52にはタ
ーボチャージャ53のコンプレッサ54が配設され、排
気管55にはターボチャージャ53のタービン56が配
設されている。また、排気管55には過給圧を調節する
ウェイストゲートバルブ57が取付けられている。さら
に、ディーゼルエンジン2には、排気管55内の排気の
一部を吸気管52の吸入ポート58へ還流させるための
還流管59が設けられている。還流管59の途中には排
気の還流量を調節するEGRバルブ60が設けられ、こ
のEGRバルブ60はバキュームスイッチングバルブ
(VSV)61の制御によって開閉制御される。さら
に、吸気管52の途中には、アクセルペダル62の踏込
量に連動して開閉されるスロットルバルブ63が設けら
れている。また、そのスロットルバルブ63に平行して
バイパス路64が形成され、その途中には、各種運転状
態に応じアクチュエータ68によって開閉制御されるバ
イパス絞り弁65が設けられている。アクチュエータ6
8は、二つのVSV66,67の制御によって駆動され
る。A compressor 54 of a turbocharger 53 is arranged in the intake pipe 52 of the diesel engine 2, and a turbine 56 of the turbocharger 53 is arranged in the exhaust pipe 55. A waste gate valve 57 for adjusting the boost pressure is attached to the exhaust pipe 55. Further, the diesel engine 2 is provided with a recirculation pipe 59 for recirculating a part of the exhaust gas in the exhaust pipe 55 to the intake port 58 of the intake pipe 52. An EGR valve 60 for adjusting the exhaust gas recirculation amount is provided in the middle of the recirculation pipe 59, and the EGR valve 60 is controlled to be opened and closed by the control of a vacuum switching valve (VSV) 61. Further, in the middle of the intake pipe 52, a throttle valve 63 that is opened / closed in association with the depression amount of the accelerator pedal 62 is provided. A bypass passage 64 is formed in parallel with the throttle valve 63, and a bypass throttle valve 65 whose opening and closing is controlled by an actuator 68 according to various operating states is provided in the middle of the bypass passage 64. Actuator 6
8 is driven by the control of two VSVs 66 and 67.
【0032】そして、上記ピエゾスピル弁23、タイミ
ングコントロールバルブ41、グロープラグ50及び各
VSV61,66,67は、電子制御装置(以下単に
「ECU」という)71にそれぞれ電気的に接続され、
同ECU71によってそれらの駆動タイミングが制御さ
れる。The piezo spill valve 23, the timing control valve 41, the glow plug 50, and the VSVs 61, 66, 67 are electrically connected to an electronic control unit (hereinafter simply referred to as "ECU") 71,
The ECU 71 controls the drive timings thereof.
【0033】前記ディーゼルエンジン2の運転状態を検
出するセンサとしては、前記回転数センサ43に加えて
以下のセンサが設けられている。すなわち、エアクリー
ナ69を介して吸気管52に吸い込まれる空気の吸気温
度を検出する吸気温センサ72、スロットルバルブ63
の開閉位置からディーゼルエンジン2の負荷に相当する
アクセル開度を検出するアクセル開度センサ73、吸入
ポート58内の吸入圧力を検出する吸気圧センサ74、
ディーゼルエンジン2の冷却水温を検出する水温センサ
75、ディーゼルエンジン2のクランク軸44の回転基
準位置、例えば特定気筒の上死点に対するクランク軸4
4の回転位置を検出するクランク角センサ76が設けら
れている。As a sensor for detecting the operating state of the diesel engine 2, the following sensors are provided in addition to the rotation speed sensor 43. That is, the intake temperature sensor 72 for detecting the intake temperature of the air sucked into the intake pipe 52 via the air cleaner 69, the throttle valve 63.
An accelerator opening sensor 73 for detecting an accelerator opening corresponding to the load of the diesel engine 2 from an open / closed position of the diesel engine 2, an intake pressure sensor 74 for detecting an intake pressure in the intake port 58,
A water temperature sensor 75 for detecting the cooling water temperature of the diesel engine 2, a rotation reference position of the crankshaft 44 of the diesel engine 2, for example, the crankshaft 4 with respect to the top dead center of a specific cylinder.
A crank angle sensor 76 for detecting the rotational position of No. 4 is provided.
【0034】さらに、前記ピエゾスピル弁23には、素
子温度検出手段としての熱電対77が装着され、この熱
電対77は前記ピエゾ素子30の表面に当接して、その
ピエゾ素子30の温度(素子温度T)を検出する。Further, a thermocouple 77 as an element temperature detecting means is attached to the piezo spill valve 23. The thermocouple 77 comes into contact with the surface of the piezo element 30 to detect the temperature of the piezo element 30 (element temperature). T) is detected.
【0035】前記ECU71には、上述した各センサ4
3,72〜77がそれぞれ接続されている。そして、E
CU71は各センサ43,72〜77から出力される信
号に基づいて、ピエゾスピル弁23、タイミングコント
ロールバルブ41、グロープラグ50及びVSV61,
66,67等を好適に制御する。Each of the above-mentioned sensors 4 is provided in the ECU 71.
3, 72 to 77 are respectively connected. And E
The CU 71, based on the signals output from the respective sensors 43, 72 to 77, the piezo spill valve 23, the timing control valve 41, the glow plug 50 and the VSV 61,
66, 67 etc. are controlled suitably.
【0036】次に、前述したECU71の構成につい
て、図4のブロック図に従って説明する。ECU71は
中央処理装置(CPU)81、所定の制御プログラム及
びマップ等を予め記憶した読み出し専用メモリ(RO
M)82、CPU81の演算結果等を一時記憶するラン
ダムアクセスメモリ(RAM)83、予め記憶されたデ
ータを保存するバックアップRAM84等と、これら各
部と入力ポート85及び出力ポート86等とをバス87
によって接続した論理演算回路として構成されている。Next, the structure of the above-mentioned ECU 71 will be described with reference to the block diagram of FIG. The ECU 71 is a central processing unit (CPU) 81, a read-only memory (RO) in which a predetermined control program, maps and the like are stored in advance.
M) 82, a random access memory (RAM) 83 for temporarily storing calculation results of the CPU 81, a backup RAM 84 for storing prestored data, and the like, and a bus 87 for connecting these units, an input port 85, an output port 86, and the like.
It is configured as a logical operation circuit connected by.
【0037】CPU81は、ディーゼルエンジン2の所
定のクランク角を基準とした所定タイミングでのパイロ
ット噴射を行うべく前記ピエゾ素子30の充放電タイミ
ングを算出する基本タイミング算出手段と、前記熱電対
77により検出された温度が上昇するに従い、ピエゾ素
子30の充放電タイミングを早めるタイミング補正手段
とを構成している。The CPU 81 detects the charge and discharge timing of the piezo element 30 so as to perform pilot injection at a predetermined timing based on a predetermined crank angle of the diesel engine 2 by the basic timing calculation means and the thermocouple 77. As the temperature rises, it constitutes a timing correction means for accelerating the charge / discharge timing of the piezo element 30.
【0038】入力ポート85には、前記吸気温センサ7
2、アクセル開度センサ73、吸気圧センサ74、水温
センサ75及び熱電対77がバッファ88,89,9
0,91,92、マルチプレクサ93及びA/D変換器
94を介して接続されている。同じく、入力ポート85
には、前記回転数センサ43及びクランク角センサ76
が波形整形回路95を介して接続されている。そして、
CPU81は入力ポート85を介して入力される各セン
サ43,72〜77等の検出信号を入力値として読み込
む。また、出力ポート86には各駆動回路96,97,
98,99,100,101を介してピエゾスピル弁2
3、タイミングコントロールバルブ41、グロープラグ
50及びVSV61,66,67等が接続されている。The intake temperature sensor 7 is connected to the input port 85.
2, the accelerator opening sensor 73, the intake pressure sensor 74, the water temperature sensor 75 and the thermocouple 77 are buffers 88, 89, 9
0, 91, 92, a multiplexer 93 and an A / D converter 94 are connected. Similarly, input port 85
Includes the rotation speed sensor 43 and the crank angle sensor 76.
Are connected via a waveform shaping circuit 95. And
The CPU 81 reads the detection signals of the sensors 43, 72 to 77, etc. input via the input port 85 as input values. In addition, the output port 86 is provided with drive circuits 96, 97,
Piezo spill valve 2 via 98, 99, 100, 101
3, a timing control valve 41, a glow plug 50, VSVs 61, 66, 67, etc. are connected.
【0039】そして、CPU81は各センサ43,72
〜77から読み込んだ入力値に基づき、ピエゾスピル弁
23、タイミングコントロールバルブ41、グロープラ
グ50及びVSV61,66,67等を好適に制御す
る。The CPU 81 uses the sensors 43, 72
The piezo spill valve 23, the timing control valve 41, the glow plug 50, the VSVs 61, 66, 67 and the like are suitably controlled based on the input values read from ˜77.
【0040】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。図10のフローチャー
トは、CPU81によって実行される各処理のうち、ピ
エゾ素子30の充放電タイミングを補正するために実行
されるルーチンを示しており、所定時間毎の定時割り込
みで実行される。Next, the operation and effect of this embodiment configured as described above will be described. The flowchart of FIG. 10 shows a routine executed to correct the charging / discharging timing of the piezo element 30 among the respective processes executed by the CPU 81, and is executed by a regular interrupt every predetermined time.
【0041】このルーチンへの移行に先立ち、CPU8
1はピエゾスピル弁23を駆動制御して高圧室15内の
燃料の圧力を調整し、燃料噴射ノズル4にて主噴射及び
同主噴射に先立つパイロット噴射を行わせている。すな
わち、CPU81はそのときのディーゼルエンジン2の
運転状態に基づき、基準となるクランク角θ0 からパイ
ロット噴射開始タイミングに相当するパイロット噴射開
始指令角θ1 、パイロット噴射終了タイミングに相当す
るパイロット噴射終了指令角θ2 、主噴射開始タイミン
グに相当する主噴射開始指令角θ3 、及び主噴射終了タ
イミングに相当する主噴射終了指令角θ4 を算出する。
そして、CPU81はこれらの指令角θ 1 〜θ4 に基づ
き、駆動回路96を介してピエゾ素子30を充電又は放
電させる。これにより、ピエゾスピル弁23が駆動さ
れ、パイロット噴射及び主噴射が実行される。Prior to the shift to this routine, the CPU 8
1 controls the drive of the piezo spill valve 23,
The fuel pressure is adjusted and main injection and
Pilot injection prior to the main injection is performed. sand
That is, the CPU 81 of the diesel engine 2 at that time
Reference crank angle θ based on operating conditions0From pie
Pilot injection opening corresponding to lot injection start timing
Start command angle θ1Corresponding to the pilot injection end timing
Pilot injection end command angle θ2, Main injection start timing
Main injection start command angle θ3, And the main injection end
Main injection end command angle θ corresponding to immingFourTo calculate.
The CPU 81 then determines these command angles θ 1~ ΘFourBased on
When the piezo element 30 is charged or discharged via the drive circuit 96,
Power This drives the piezo spill valve 23.
Then, the pilot injection and the main injection are executed.
【0042】このような燃料噴射制御中に処理が図10
のルーチンへ移行すると、CPU81はまずステップ1
01で、熱電対77によるそのときのピエゾ素子30の
素子温度Tを読み込む。続いて、CPU81はステップ
102で前記素子温度Tに対応する変位遅れΔtを算出
する。この変位遅れΔtの算出は、ROM82に予め記
憶されているマップを用いて行われる。このマップに
は、図11に示すように素子温度Tに対する変位遅れ
(時間)Δtが規定されている。本実施例では、素子温
度Tが低いときにはピエゾ素子30が短時間で所定の伸
張量に達し、同素子温度Tが上昇するに従い、ピエゾ素
子30が所定伸張量となるのに要する時間が長くなるこ
とから、素子温度Tが低いときには変位遅れΔtが小さ
く、同素子温度Tの上昇にともない変位遅れΔtが増加
するようなマップが規定されている。The process shown in FIG. 10 is performed during such fuel injection control.
When shifting to the routine of, the CPU 81 firstly executes step 1
At 01, the element temperature T of the piezo element 30 at that time is read by the thermocouple 77. Subsequently, the CPU 81 calculates the displacement delay Δt corresponding to the element temperature T in step 102. The calculation of the displacement delay Δt is performed using a map stored in advance in the ROM 82. This map defines the displacement delay (time) Δt with respect to the element temperature T as shown in FIG. In this embodiment, when the element temperature T is low, the piezoelectric element 30 reaches a predetermined expansion amount in a short time, and as the element temperature T rises, the time required for the piezoelectric element 30 to reach the predetermined expansion amount becomes longer. Therefore, a map is defined in which the displacement delay Δt is small when the element temperature T is low, and the displacement delay Δt increases as the element temperature T rises.
【0043】次に、CPU81はステップ103へ移行
し、回転数センサ43によるそのときのエンジン回転数
NEを読み込み、ステップ104で図12のマップを用
い前記変位遅れΔtを角度に変換する。すなわち、パイ
ロット噴射及び主噴射の開始・終了タイミングを算出す
るために、前記のように時間で定められた変位遅れΔt
を角度変換する。このマップには、エンジン回転数NE
毎に、変位遅れΔtに相当する角度Δθが予め規定され
ている。つまり、このマップでは同一変位遅れΔtであ
ってもエンジン回転数NEに応じて角度Δθが異なって
おり、より詳しくはエンジン回転数NEの上昇に応じて
角度Δθが大きくなるように規定されている。そして、
CPU81は図12のマップを用い角度変換を行うとス
テップ105へ移行する。Next, the CPU 81 proceeds to step 103, reads the engine speed NE at that time by the rotation speed sensor 43, and converts the displacement delay Δt into an angle at step 104 using the map of FIG. That is, in order to calculate the start and end timings of the pilot injection and the main injection, the displacement delay Δt determined by the time as described above.
To convert the angle. This map shows the engine speed NE
An angle Δθ corresponding to the displacement delay Δt is defined for each time. That is, in this map, the angle Δθ differs depending on the engine speed NE even if the displacement delay Δt is the same, and more specifically, the angle Δθ is defined to increase as the engine speed NE increases. .. And
The CPU 81 shifts to step 105 after performing the angle conversion using the map of FIG.
【0044】ステップ105においてCPU81は、図
13に示すように、そのときのパイロット噴射開始指令
角θ1a、パイロット噴射終了指令角θ2a、主噴射開始指
令角θ3a及び主噴射終了指令角θ4aからそれぞれ前記角
度Δθを減算して、各指令角θ1a〜θ4aを補正する。C
PU81はこのにようにして求めた補正後のパイロット
噴射開始指令角θ1b、パイロット噴射終了指令角θ2b、
主噴射開始指令角θ3b及び主噴射終了指令角θ4bに基づ
きそれらの指令角θ1b〜θ4bに相当するタイミングで、
駆動回路96を介してピエゾ素子30を充電又は放電さ
せる。これにより、ピエゾスピル弁23が駆動され、パ
イロット噴射及び主噴射が実行される。In step 105, the CPU 81, as shown in FIG. 13, the pilot injection start command angle θ 1a , the pilot injection end command angle θ 2a , the main injection start command angle θ 3a, and the main injection end command angle θ 4a at that time. And the command angles θ 1a to θ 4a are corrected by subtracting the angle Δθ. C
The PU 81 determines the corrected pilot injection start command angle θ 1b , the pilot injection end command angle θ 2b ,
At a timing corresponding to their command angle theta 1b through? 4b based on the main injection start command angle theta 3b and the main injection end command angle theta 4b,
The piezoelectric element 30 is charged or discharged via the drive circuit 96. As a result, the piezo spill valve 23 is driven, and pilot injection and main injection are executed.
【0045】このように、本実施例ではピエゾスピル弁
23に熱電対77を装着し、その熱電対77によって検
出されたピエゾ素子30の素子温度Tに応じた変位遅れ
Δtをマップから求め(ステップ102)、その変位遅
れΔtを角度Δθに変換し(テップ104)、その値を
パイロット噴射及び主噴射を行うための指令角θ1a〜θ
4aから減算するようにした(ステップ105)ので、こ
の減算により変位遅れの影響を相殺することができる。As described above, in this embodiment, the thermocouple 77 is attached to the piezo spill valve 23, and the displacement delay Δt corresponding to the element temperature T of the piezo element 30 detected by the thermocouple 77 is obtained from the map (step 102). ), The displacement delay Δt is converted into an angle Δθ (step 104), and the value is converted into a command angle θ 1a to θ for pilot injection and main injection.
Since the difference is subtracted from 4a (step 105), the effect of the displacement delay can be offset by this subtraction.
【0046】そのため、素子温度の低下に従って圧電素
子への印加電圧を高くすることにより充電電荷を一定に
保ち、一定の伸び量を得るようにした従来技術とは異な
り、素子温度Tが上昇した場合には、ピエゾ素子30が
所定の伸張量に達するまでに要する時間(圧電素子の応
答時間)が増加するものの、本実施例ではその増加分を
前記のように充放電タイミングを早めることによって補
償できる。これにより、素子温度Tに左右されることな
く安定したタイミングでパイロット噴射を行うことがで
き、排気エミッション上有利である。Therefore, when the element temperature T rises, unlike the prior art in which the applied voltage to the piezoelectric element is increased as the element temperature decreases to keep the charge charge constant and a constant amount of expansion is obtained. In addition, although the time required for the piezoelectric element 30 to reach a predetermined extension amount (response time of the piezoelectric element) increases, this increase can be compensated by advancing the charge / discharge timing as described above. .. As a result, pilot injection can be performed at stable timing without being influenced by the element temperature T, which is advantageous in terms of exhaust emission.
【0047】また、本実施例では変位遅れΔtを角度に
変換する際に、同一変位遅れΔtであってもエンジン回
転数NEの上昇にともない角度Δθが大きくなるような
マップを用いたので、エンジン回転数NEの変動による
角度Δθの変動も補償でき、従って、単に変位遅れΔt
から角度変換した場合に比べ、燃料噴射時期等の制御の
精度をさらに向上できる。Further, in the present embodiment, when the displacement delay Δt is converted into an angle, a map is used in which the angle Δθ increases as the engine speed NE increases even if the displacement delay Δt is the same. The variation of the angle Δθ due to the variation of the rotational speed NE can also be compensated, and therefore, the displacement delay Δt
Therefore, the accuracy of control of fuel injection timing and the like can be further improved as compared with the case where the angle is converted from.
【0048】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば以下のように発明の趣旨から
逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。前記実施例で
は、ピエゾ素子30に熱電対77を接触させて、そのピ
エゾ素子30の素子温度Tを直接検出するようにした
が、このピエゾ素子30の近傍の燃料、例えば高圧室1
5内の燃料や変圧室27内の燃料の温度を検出して、こ
れをピエゾ素子30の素子温度として代表させてもよ
い。The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and may be arbitrarily modified within the scope not departing from the spirit of the invention, for example, as follows. In the above-described embodiment, the thermocouple 77 is brought into contact with the piezo element 30 so that the element temperature T of the piezo element 30 is directly detected. However, fuel near the piezo element 30, for example, the high pressure chamber 1
It is also possible to detect the temperatures of the fuel inside the fuel cell 5 and the fuel inside the variable pressure chamber 27, and represent this as the element temperature of the piezo element 30.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、素
子温度検出センサにより圧電素子の温度を検出し、その
検出された温度が上昇するに従い、基本タイミング算出
手段による圧電素子の充放電タイミングを早めるように
したので、素子温度が上昇して圧電素子変位の応答時間
が長くなってもその変位遅れを補償することができ、パ
イロット噴射を所定のタイミングで実行し、燃料噴射時
期及び燃料噴射量の制御の精度を向上することができる
という優れた効果を奏する。As described in detail above, according to the present invention, the temperature of the piezoelectric element is detected by the element temperature detection sensor, and as the detected temperature rises, the basic timing calculation means charges and discharges the piezoelectric element. Since the timing is advanced, even if the element temperature rises and the response time of the piezoelectric element displacement becomes long, the displacement delay can be compensated, the pilot injection is executed at a predetermined timing, and the fuel injection timing and fuel The excellent effect that the precision of control of the injection amount can be improved is achieved.
【図1】本発明の概念構成図である。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of the present invention.
【図2】本発明を具体化した一実施例における燃料噴射
ポンプ及びディーゼルエンジンの概略構成を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel injection pump and a diesel engine in one embodiment embodying the present invention.
【図3】図2における燃料噴射ポンプを拡大して示す図
である。FIG. 3 is an enlarged view of the fuel injection pump in FIG.
【図4】一実施例におけるECUの構成を示すブロック
図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an ECU in one embodiment.
【図5】一実施例において、プランジャが復動して高圧
室内に燃料が吸入される状態を示す部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a state where the plunger is moved back and fuel is sucked into the high pressure chamber in one embodiment.
【図6】一実施例において、図5の状態からプランジャ
が往動して高圧室内の燃料が加圧される状態を示す部分
断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a state in which the plunger moves forward from the state of FIG. 5 to pressurize the fuel in the high-pressure chamber in one embodiment.
【図7】一実施例において、図6の状態からピエゾ素子
が伸張してスピル通路が閉塞された状態を示す部分断面
図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state in which the piezo element is expanded and the spill passage is closed from the state of FIG. 6 in one embodiment.
【図8】一実施例において、燃料が噴射される状態を示
す部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a state where fuel is injected in one embodiment.
【図9】一実施例において、図8の状態からピエゾ素子
が収縮して燃料噴射が終了する状態を示す部分断面図で
ある。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state in which the piezo element contracts from the state of FIG. 8 and fuel injection ends in one embodiment.
【図10】一実施例において、噴射指令角補正処理を説
明するためのフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining an injection command angle correction process in one embodiment.
【図11】一実施例において、素子温度に対する変位遅
れが定められたマップを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a map in which a displacement delay with respect to an element temperature is set in one example.
【図12】一実施例において変位遅れを角度に変換する
ために、その変位遅れとエンジン回転数とに対する角度
が定められたマップを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a map in which an angle with respect to a displacement delay and an engine speed is determined in order to convert the displacement delay into an angle in one embodiment.
【図13】一実施例においてピエゾスピル弁に出力され
る制御信号のタイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart of control signals output to the piezo spill valve in one embodiment.
1…燃料噴射ポンプ、2…ディーゼルエンジン、4…燃
料噴射弁としての燃料噴射ノズル、12…プランジャ、
15…高圧室、30…圧電素子としてのピエゾ素子、7
7…素子温度検出センサとしての熱電対、81…基本タ
イミング算出手段及びタイミング補正手段を構成するC
PU、θ0 …基準となるクランク角DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel injection pump, 2 ... Diesel engine, 4 ... Fuel injection nozzle as a fuel injection valve, 12 ... Plunger,
15 ... High-pressure chamber, 30 ... Piezo element as piezoelectric element, 7
7 ... Thermocouple as element temperature detection sensor, 81 ... C constituting basic timing calculation means and timing correction means
PU, θ 0 ... Reference crank angle
Claims (1)
ンジャの往復動により高圧室内へ燃料を吸入及び加圧
し、その高圧室で加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に供
給する燃料噴射ポンプに設けられるものであって、 充放電により伸縮動作して前記高圧室内の燃料の圧力を
調整し、前記燃料噴射弁にて主噴射及び同主噴射に先立
つパイロット噴射を行わせる燃料噴射制御用圧電素子
と、 前記ディーゼルエンジンの所定のクランク角を基準とし
た所定タイミングでのパイロット噴射を行うべく前記圧
電素子の充放電タイミングを算出する基本タイミング算
出手段と、 前記圧電素子の温度を検出する素子温度検出センサと、 前記素子温度検出センサにより検出された温度が上昇す
るに従い、前記基本タイミング算出手段による圧電素子
の充放電タイミングを早めるタイミング補正手段とを備
えたことを特徴とする燃料噴射制御用圧電素子の駆動制
御装置。Claim: What is claimed is: 1. A fuel which sucks and pressurizes fuel into a high pressure chamber by reciprocating motion of a plunger based on rotation of a diesel engine, and supplies the high pressure fuel pressurized in the high pressure chamber to a fuel injection valve. A fuel injection control that is provided in an injection pump and that expands and contracts by charging and discharging to adjust the pressure of fuel in the high-pressure chamber and performs main injection and pilot injection prior to the main injection by the fuel injection valve. Piezoelectric element, basic timing calculation means for calculating charge / discharge timing of the piezoelectric element to perform pilot injection at a predetermined timing based on a predetermined crank angle of the diesel engine, and temperature of the piezoelectric element is detected. As the element temperature detection sensor and the temperature detected by the element temperature detection sensor rise, the basic timing calculation means Drive control apparatus for a fuel injection control piezoelectric element characterized in that a timing correction means for advancing the discharge timing of the piezoelectric element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16316291A JPH0510154A (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Drive controller of piezoelectric element for fuel injection control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16316291A JPH0510154A (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Drive controller of piezoelectric element for fuel injection control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0510154A true JPH0510154A (en) | 1993-01-19 |
Family
ID=15768414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16316291A Pending JPH0510154A (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Drive controller of piezoelectric element for fuel injection control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0510154A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005043098A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Actuator having a temperature sensor and corresponding production method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02103970A (en) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Toyota Motor Corp | Driving circuit for piezoelectric element |
-
1991
- 1991-07-03 JP JP16316291A patent/JPH0510154A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02103970A (en) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Toyota Motor Corp | Driving circuit for piezoelectric element |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005043098A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Actuator having a temperature sensor and corresponding production method |
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