JP2005039990A - Piezo actuator drive circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】 ピエゾアクチュエータの充電や放電の過程を均一化し、充電によるピエゾアクチュエータの伸長や放電による縮小の挙動のばらつきを低減する。
【解決手段】 ピエゾアクチュエータ2を供給元または供給先としてピエゾアクチュエータ2とコンデンサ12間の通電経路31,32を流れる電流を調整する電流調整手段4a,4bと、ピエゾアクチュエータ2の駆動電力を検出する電力検出手段5と、ピエゾアクチュエータ2の駆動期間の各時点ごとに、予め各時点に対応して設定された駆動電力の目標値を出力する目標値出力手段6と、駆動電力の検出値が目標値となるように前記電流調整手段4a,4bを制御する充放電制御手段7とを具備せしめて、ピエゾアクチュエータ2の充電過程や放電過程を均一化する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformize a charging and discharging process of a piezo actuator and reduce variation in behavior of expansion and contraction of a piezo actuator due to charging.
SOLUTION: Current adjusting means 4a and 4b for adjusting currents flowing through energization paths 31 and 32 between a piezoelectric actuator 2 and a capacitor 12 using a piezoelectric actuator 2 as a supply source or a supply destination, and driving power of the piezoelectric actuator 2 are detected. The power detection means 5, the target value output means 6 for outputting the target value of the driving power set in advance corresponding to each time point, and the detection value of the driving power as the target value for each time point of the driving period of the piezoelectric actuator 2. The charging / discharging control means 7 for controlling the current adjusting means 4a, 4b so as to obtain a value is provided to make the charging process and discharging process of the piezo actuator 2 uniform.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はピエゾアクチュエータ駆動回路に関する。 The present invention relates to a piezoelectric actuator drive circuit.
ピエゾアクチュエータは、PZT等の圧電材料の圧電作用を利用したもので、例えば、内燃機関の燃料噴射装置に適用され、燃料噴射用のインジェクタにおいて燃料の噴射とその停止とを切り換える手段として用いられたものが知られている。ピエゾアクチュエータは、圧電材料からなる圧電層と電極層とが交互に積層するコンデンサ構造を有し、充電により伸長し、縮小するときは放電する。ピエゾスタックが伸長時および縮小時のみ通電がなされる方式のアクチュエータである。 The piezo actuator uses a piezoelectric action of a piezoelectric material such as PZT, and is applied to, for example, a fuel injection device of an internal combustion engine and used as a means for switching between fuel injection and its stop in a fuel injection injector. Things are known. The piezo actuator has a capacitor structure in which piezoelectric layers and electrode layers made of a piezoelectric material are alternately stacked, and expands by charging and discharges when contracting. This is an actuator that is energized only when the piezo stack is extended and contracted.
ピエゾアクチュエータ駆動回路は、充電または放電による駆動でピエゾアクチュエータの作動状態を伸長と縮小とに切り換えるもので、電源と、ピエゾアクチュエータを供給先または供給元として流れる電流を調整する電流調整手段と、前記ピエゾアクチュエータの駆動時に前記電流調整手段を制御する充放電制御手段とを有している。 The piezo actuator drive circuit switches the operation state of the piezo actuator between expansion and contraction by driving by charging or discharging, and includes a power supply, current adjusting means for adjusting a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source, Charge / discharge control means for controlling the current adjusting means when the piezoelectric actuator is driven.
ピエゾアクチュエータの駆動電圧は、ピエゾスタックを伸縮するのに必要な電場を発生させる電圧値が要求される。このため、ピエゾアクチュエータの駆動は、従来より、駆動用の回路(ピエゾアクチュエータ駆動回路)に、バッテリ電圧、例えば12Vを150V以上の高電圧に昇圧するDC−DCコンバータが設けられて、該DC−DCコンバータからコンデンサに高電圧にて予め充電をしておき、このピエゾアクチュエータの電源としてのコンデンサからピエゾアクチュエータを充電する。例えば、コンデンサとピエゾアクチュエータとをインダクタを介して結ぶ第1の通電経路と、前記コンデンサをバイパスし前記インダクタとピエゾアクチュエータとを結ぶ第2の通電経路とが設けられ、電流調整手段として、前記第1の通電経路を断接する充電スイッチと、前記第2の通電経路を断接する放電スイッチが設けられる。そして、ピエゾアクチュエータの充電駆動時には、前記充電スイッチのオンオフの繰り返しにより、充電スイッチのオン期間に漸増する充電電流を第1の通電経路に流し、充電スイッチのオフ期間にピーク電流で折り返して漸減する充電電流を第2の通電経路に流す。ピエゾアクチュエータの放電駆動時には、放電スイッチのオンオフの繰り返しにより、放電スイッチのオン期間に漸増する放電電流を第2の通電経路に流し、放電スイッチのオフ期間にピーク電流で折り返して漸減する放電電流を第1の通電経路に流す。 The drive voltage of the piezo actuator is required to have a voltage value that generates an electric field necessary to expand and contract the piezo stack. For this reason, the driving of the piezo actuator has conventionally been provided with a DC-DC converter for boosting a battery voltage, for example, 12 V to a high voltage of 150 V or more in a driving circuit (piezo actuator driving circuit). A capacitor is charged in advance from the DC converter to a capacitor at a high voltage, and the piezoelectric actuator is charged from a capacitor as a power source of the piezoelectric actuator. For example, a first energization path connecting a capacitor and a piezo actuator via an inductor, and a second energization path connecting the inductor and the piezo actuator bypassing the capacitor are provided. A charge switch for connecting / disconnecting one energization path and a discharge switch for connecting / disconnecting the second energization path are provided. When the piezo actuator is driven to charge, by repeatedly turning on and off the charging switch, a charging current that gradually increases during the on period of the charging switch is caused to flow through the first energization path, and gradually decreases by turning back at the peak current during the off period of the charging switch. A charging current is passed through the second energization path. During discharge driving of the piezo actuator, a discharge current that gradually increases during the ON period of the discharge switch is caused to flow through the second energization path by repeating ON / OFF of the discharge switch, and a discharge current that gradually decreases by returning to the peak current during the OFF period of the discharge switch. It flows in the first energization path.
ところで、今日、ピエゾスタックと類似の構造を有するセラミックコンデンサでは、1層の厚さが数μmのものが実用化されており、ピエゾスタックでも薄膜化が進み、低電圧での駆動が可能になってくるものと考えられる。一方、自動車用のバッテリは、車載機器の増大による消費電力が増大する傾向があることから、損失を低減すべくバッテリ電圧の高電圧化が検討されている。また、ハイブリッド車では高電圧のバッテリシステムを搭載している。このため、DC−DCコンハータを省略した回路構成も検討されている。 By the way, today, ceramic capacitors having a structure similar to that of a piezo stack have been put into practical use with a thickness of several μm, and the piezo stack has been made thinner and can be driven at a low voltage. It is thought to come. On the other hand, since the battery for automobiles tends to increase power consumption due to an increase in in-vehicle devices, it is considered to increase the battery voltage in order to reduce loss. The hybrid vehicle is equipped with a high-voltage battery system. For this reason, a circuit configuration in which the DC-DC converter is omitted is also being studied.
また、ピエゾアクチュエータ駆動回路にDC−DCコンバータを使用しないものとして、下記特許文献1には、バッテリとピエゾアクチュエータ間にトランスを介設した回路構成のものが開示されており、トランスの昇圧作用を利用してピエゾアクチュエータに高駆動電圧を印加可能としている。このものでは、バッテリと一次側コイルとの間を接続する通電経路に充電スイッチが、ピエゾアクチュエータと二次側コイルとの間を接続する通電経路に放電スイッチが設けられている。充電駆動は充電スイッチをオンしてトランスの一次側コイルにバッテリから電流を流した後、充電スイッチをオフすることで、二次側コイルにフライバック電流を流し、ピエゾアクチュエータを充電するものである。また、放電駆動は、放電スイッチをオンしてピエゾアクチュエータからトランスの二次側コイルに電流を流した後、放電スイッチをオフすることで、二次側コイルにフライバック電流を流す。これも、スイッチのオンオフを繰り返すことにより充電や放電が進行する。
しかしながら、前記従来の技術では、コンデンサやバッテリの出力電圧すなわち電源の出力電圧の変動や、ピエゾアクチュエータの容量の変動で充電の過程や放電の過程が均一でなくなり、所期の充電量までの所要時間がばらつく。このため、ピエゾアクチュエータが伸長する時、縮小する時に挙動が均一でなくなり、例えば伸長速度や縮小速度がばらつく。前記燃料噴射装置に適用した例でいえば、噴射量の調量精度や噴射時期の制御性が低下するおそれがある。特に、噴射量の指令値が小さい噴射を含むマルチ噴射の場合に問題となる。 However, in the conventional technique, the charging process and the discharging process are not uniform due to fluctuations in the output voltage of the capacitor and battery, that is, the output voltage of the power supply, and the fluctuation in the capacity of the piezo actuator, and the required charge amount is required. Time varies. For this reason, when the piezoelectric actuator is extended, the behavior is not uniform when the piezoelectric actuator is reduced, and for example, the extension speed and the reduction speed vary. Speaking of an example applied to the fuel injection device, there is a risk that the metering accuracy of the injection amount and the controllability of the injection timing will be reduced. In particular, it becomes a problem in the case of multi-injection including injection with a small injection amount command value.
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、充電の過程または放電の過程が均一で所定の時間をかけて充電や放電を完了し、ピエゾアクチュエータの挙動が均一なピエゾアクチュエータ駆動回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a piezo actuator driving circuit in which a charging process or a discharging process is uniform, charging and discharging are completed over a predetermined time, and the behavior of the piezo actuator is uniform. With the goal.
請求項1記載の発明では、充電または放電による駆動で作動状態が切り換わるピエゾアクチュエータを駆動対象とする駆動回路であって、電源と、前記ピエゾアクチュエータを供給先または供給元として流れる電流を調整する電流調整手段と、前記ピエゾアクチュエータの駆動時に前記電流調整手段を制御する充放電制御手段とを有するピエゾアクチュエータ駆動回路において、
前記ピエゾアクチュエータの駆動電力を検出する電力検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記駆動電力の目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記駆動電力の検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、前記電流調整手段に対する制御を設定する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, and a power source and a current flowing with the piezo actuator as a supply destination or a supply source are adjusted. In a piezo actuator drive circuit comprising current adjustment means and charge / discharge control means for controlling the current adjustment means when the piezo actuator is driven,
Power detection means for detecting drive power of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the driving power set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezoelectric actuator;
The charge / discharge control means ends the driving period when the detected value of the driving power becomes the target value at each time point of the driving period and when the elapsed time from the start of driving reaches a predetermined time set in advance. Then, control for the current adjusting means is set.
ピエゾアクチュエータの駆動電力が各時点で到達すべき目標値で推移するので、充電過程や放電過程が、電源の出力電圧やピエゾアクチュエータの容量のばらつき等によらず均一化される。そして、このため所定時間が経過すると、目標とした量のエネルギーがピエゾアクチュエータにおいて供給または回収されたことが知られる。これにより、ピエゾアクチュエータの挙動のばらつきを低減することができる。 Since the driving power of the piezo actuator changes at a target value to be reached at each time point, the charging process and the discharging process are made uniform regardless of the output voltage of the power source, the variation in the capacity of the piezo actuator, and the like. For this reason, when a predetermined time has elapsed, it is known that a target amount of energy has been supplied or recovered by the piezoelectric actuator. Thereby, the dispersion | variation in the behavior of a piezo actuator can be reduced.
請求項2記載の発明では、充電または放電による駆動で作動状態が切り換わるピエゾアクチュエータを駆動対象とする駆動回路であって、電源と、前記ピエゾアクチュエータを供給先または供給元として流れる電流を調整する電流調整手段と、前記ピエゾアクチュエータの駆動時に前記電流調整手段を制御する充放電制御手段とを有するピエゾアクチュエータ駆動回路において、
前記ピエゾアクチュエータの駆動電流を検出する電流検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記駆動電流の目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記駆動電流の検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、前記電流調整手段に対する制御を設定する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, and adjusting a power source and a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source. In a piezo actuator drive circuit comprising current adjustment means and charge / discharge control means for controlling the current adjustment means when the piezo actuator is driven,
Current detecting means for detecting a driving current of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the driving current set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezoelectric actuator;
The charge / discharge control means ends the driving period when the detected value of the driving current becomes the target value at each time point of the driving period and when the elapsed time from the start of driving reaches a predetermined time set in advance. Then, control for the current adjusting means is set.
ピエゾアクチュエータの駆動電流が各時点で到達すべき目標値で推移するので、充電過程や放電過程が、電源の出力電圧やピエゾアクチュエータの容量のばらつき等によらず均一化される。そして、このため所定時間が経過すると、目標とした量の電荷がピエゾアクチュエータにおいて供給または回収されたことが知られる。これにより、ピエゾアクチュエータの挙動のばらつきを低減することができる。 Since the driving current of the piezo actuator changes at a target value that should be reached at each time point, the charging process and the discharging process are made uniform regardless of variations in the output voltage of the power supply and the capacity of the piezo actuator. For this reason, when a predetermined time has elapsed, it is known that a target amount of charge has been supplied or recovered by the piezo actuator. Thereby, the dispersion | variation in the behavior of a piezo actuator can be reduced.
請求項3記載の発明では、請求項1または2の発明の構成において、前記目標値は一定値とする。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the target value is a constant value.
駆動電力や駆動電流の目標値を一定値とすることで、目標値の出力や、電流調整手段の制御を簡易になし得る。また、駆動電力や駆動電流の積算値であるエネルギーや電荷が時間に対して直線的に変化するので、ピエゾアクチュエータの状態を容易に把握することができる。 By setting the target values of the drive power and drive current to constant values, the output of the target value and the control of the current adjusting means can be easily performed. In addition, since the energy and charge, which are integrated values of drive power and drive current, change linearly with respect to time, the state of the piezo actuator can be easily grasped.
請求項4記載の発明では、充電または放電による駆動で作動状態が切り換わるピエゾアクチュエータを駆動対象とする駆動回路であって、電源と、前記ピエゾアクチュエータを供給先または供給元として流れる電流を調整する電流調整手段と、前記ピエゾアクチュエータの駆動時に前記電流調整手段を制御する充放電制御手段とを有するピエゾアクチュエータ駆動回路において、
前記ピエゾアクチュエータの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記端子間電圧の目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記端子間電圧の検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、前記電流調整手段に対する制御を設定する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, and adjusting a power source and a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source. In a piezo actuator drive circuit comprising current adjustment means and charge / discharge control means for controlling the current adjustment means when the piezo actuator is driven,
Voltage detecting means for detecting a voltage between terminals of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the voltage between the terminals set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezoelectric actuator;
The charge / discharge control means sets the drive period when the detected value of the inter-terminal voltage becomes the target value at each time point of the drive period and when the elapsed time from the start of the drive reaches a predetermined time. The control for the current adjusting means is set so as to end.
ピエゾアクチュエータの端子間電圧が各時点で到達すべき目標値で推移するので、充電過程や放電過程が、電源の出力電圧やピエゾアクチュエータの容量のばらつき等によらず均一化される。これにより、ピエゾアクチュエータの挙動のばらつきを低減することができる。 Since the voltage between the terminals of the piezo actuator changes at a target value to be reached at each time point, the charging process and the discharging process are made uniform regardless of variations in the output voltage of the power source and the capacity of the piezo actuator. Thereby, the dispersion | variation in the behavior of a piezo actuator can be reduced.
請求項5記載の発明では、請求項4の発明の構成において、前記目標値は、駆動開始からの経過時間に対して直線的に変化するようにする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect of the invention, the target value changes linearly with respect to the elapsed time from the start of driving.
ピエゾアクチュエータの端子間電圧が時間に対して直線的に変化するので、ピエゾアクチュエータの状態を容易に把握することができる。 Since the voltage between the terminals of the piezoelectric actuator changes linearly with time, the state of the piezoelectric actuator can be easily grasped.
請求項6記載の発明では、充電または放電による駆動で作動状態が切り換わるピエゾアクチュエータを駆動対象とする駆動回路であって、電源と、前記ピエゾアクチュエータを供給先または供給元として流れる電流を調整する電流調整手段と、前記ピエゾアクチュエータの駆動時に前記電流調整手段を制御する充放電制御手段とを有するピエゾアクチュエータ駆動回路において、
前記ピエゾアクチュエータの駆動電力を検出するとともに 検出された駆動電力を前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の開始から積算することにより駆動エネルギーを検出する駆動エネルギー検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記駆動エネルギーの目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記駆動エネルギーの検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、、前記電流調整手段に対する制御を設定する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, and adjusting a power source and a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source. In a piezo actuator drive circuit comprising current adjustment means and charge / discharge control means for controlling the current adjustment means when the piezo actuator is driven,
Drive energy detection means for detecting drive energy by detecting drive power of the piezoelectric actuator and integrating the detected drive power from the start of the drive period of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the driving energy set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezo actuator;
The charge / discharge control means ends the driving period when the detected value of the driving energy becomes the target value at each time point of the driving period and when the elapsed time from the start of driving reaches a predetermined time set in advance. Thus, the control for the current adjusting means is set.
ピエゾアクチュエータの駆動期間中、駆動期間の開始からの駆動エネルギーが各時点で到達すべき目標値で推移するので、充電過程や放電過程が、電源の出力電圧やピエゾアクチュエータの容量のばらつき等によらず均一化される。そして、このため所定時間が経過すると、目標とした量のエネルギーがピエゾアクチュエータにおいて供給または回収されたことが知られる。これにより、ピエゾアクチュエータの挙動のばらつきを低減することができる。 During the drive period of the piezo actuator, the drive energy from the start of the drive period changes at the target value that should be reached at each point of time, so the charging and discharging processes depend on the output voltage of the power supply and the variation in the capacity of the piezo actuator. It is made uniform. For this reason, when a predetermined time has elapsed, it is known that a target amount of energy has been supplied or recovered by the piezoelectric actuator. Thereby, the dispersion | variation in the behavior of a piezo actuator can be reduced.
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の発明を適用して好適な基本構成を提案するものであり、ピエゾアクチュエータ駆動回路を、前記電源と前記ピエゾアクチュエータとをインダクタを介して結ぶ第1の通電経路と、前記電源をバイパスし前記インダクタとピエゾアクチュエータとを結ぶ第2の通電経路とを有しており、
前記電流調整手段として、前記第1の通電経路を断接する充電スイッチが設けられており、
前記充放電制御手段は、前記ピエゾアクチュエータの充電駆動時には、前記充電スイッチのオンオフの繰り返しにより、前記充電スイッチのオン期間に漸増する充電電流を前記第1の通電経路に流し、前記充電スイッチのオフ期間にピーク電流で折り返して漸減する充電電流を前記第2の通電経路に流すように設定した構成とする。
A seventh aspect of the present invention proposes a preferred basic configuration by applying the first to sixth aspects of the present invention, wherein a piezoelectric actuator driving circuit is connected to the power source and the piezoelectric actuator via an inductor. 1 energization path and a second energization path that bypasses the power source and connects the inductor and the piezoelectric actuator,
As the current adjusting means, a charging switch for connecting and disconnecting the first energization path is provided,
The charge / discharge control means causes a charging current that gradually increases during an ON period of the charge switch to flow through the first energization path by repeatedly turning on and off the charge switch when the piezo actuator is charged, and turns off the charge switch. The charging current that gradually turns back by the peak current during the period is set to flow through the second energization path.
請求項8記載の発明は、請求項1ないし6の発明を適用して好適な別の基本構成を提案するものであり、前記電源と前記ピエゾアクチュエータとをインダクタを介して結ぶ第1の通電経路と、前記電源をバイパスし前記インダクタとピエゾアクチュエータとを結ぶ第2の通電経路とを有しており、
前記電流調整手段として、前記第2の通電経路を断接する放電スイッチが設けられており、
前記充放電制御手段は、前記ピエゾアクチュエータの放電駆動時には、前記放電スイッチのオンオフの繰り返しにより、前記放電スイッチのオン期間に漸増する放電電流を前記第2の通電経路に流し、前記放電スイッチのオフ期間にピーク電流で折り返して漸減する放電電流を前記第1の通電経路に流すように設定した構成とする。
The invention according to claim 8 proposes another preferred basic configuration to which the invention of claims 1 to 6 is applied, and a first energization path connecting the power source and the piezoelectric actuator via an inductor. And a second energization path that bypasses the power source and connects the inductor and the piezoelectric actuator,
As the current adjusting means, a discharge switch for connecting and disconnecting the second energization path is provided,
When the piezoelectric actuator is driven to discharge, the charge / discharge control means causes a discharge current that gradually increases during an ON period of the discharge switch to flow through the second energization path by repeating ON / OFF of the discharge switch, thereby turning OFF the discharge switch. The discharge current that is gradually reduced by turning back at the peak current during the period is set to flow through the first energization path.
請求項9記載の発明では、請求項7または8の発明の構成において、前記充放電制御手段には、前記目標値を挟む二つの値をしきい値として前記検出値と前記しきい値とを比較してその大小を二値判定する比較手段であって、前記検出値が大側のしきい値を上回ったときと、前記検出値が小側のしきい値を下回ったときとに判定出力が切り換わるヒシテリシスを有する比較手段を具備せしめ、前記判定出力に基づき、前記検出値が大側のしきい値を上回ったときにスイッチをオフし、前記検出値が小側のしきい値を下回ったときにスイッチをオンするように設定する。 According to a ninth aspect of the present invention, in the configuration of the seventh or eighth aspect of the invention, the charge / discharge control means uses the two values sandwiching the target value as threshold values and the detected value and the threshold value. Comparing means for binary comparison of the magnitude of the comparison, the judgment output when the detected value exceeds the threshold value on the large side and when the detected value falls below the threshold value on the small side And a comparison means having hysteresis that switches between, and based on the determination output, the switch is turned off when the detected value exceeds the large threshold value, and the detected value falls below the small threshold value. Set the switch to turn on when
目標値を挟む二つのしきい値を所望する挟み込み幅に設定すれば、外乱ノイズなどを除外するフィルタ効果を発揮できて、狙いの充放電量を高精度に制御できる。 If the two threshold values sandwiching the target value are set to the desired sandwiching width, a filter effect that excludes disturbance noise and the like can be exhibited, and the target charge / discharge amount can be controlled with high accuracy.
請求項10記載の発明では、請求項1ないし9の発明の構成において、前記電源はバッテリの端子間電圧を出力するものとする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the configuration of the first to ninth aspects, the power source outputs a voltage between terminals of the battery.
かかる、DC−DCコンバータを介さずに給電する構成では、バッテリ電圧のばらつきが直接にピエゾスタックの充電過程に影響するが、請求項1ないし8の発明によりピエゾスタックの充電過程や放電過程を均一化することができるので、特に好適である。 In such a configuration in which power is supplied without going through the DC-DC converter, variations in battery voltage directly affect the charging process of the piezo stack. According to the inventions of claims 1 to 8, the charging process and discharging process of the piezo stack are made uniform. This is particularly suitable.
(第1実施形態)
図1に本発明のピエゾアクチュエータ駆動回路を示す。ピエゾアクチュエータ駆動回路が駆動対象とするピエゾアクチュエータ2は例えば内燃機関において燃料を噴射するインジェクタに搭載されたものである。気筒ごとにインジェクタを有する構成の場合であれば、ピエゾアクチュエータ2は並列に気筒数分接続され、各ピエゾアクチュエータ2に1対1に対応して気筒選択用のスイッチが直列に設けられる。気筒選択用のスイッチは噴射すべき気筒に対応するピエゾアクチュエータ2のものがオンして、当該ピエゾアクチュエータ2のみが選択的に駆動されることになる。なお、ピエゾアクチュエータ駆動回路には、ECU9から、ピエゾアクチュエータ2の充電駆動の開始時期および放電駆動の開始時期を規定する駆動信号が入力している。駆動信号は前記内燃機関に則していえば、インジェクタの開弁時期および閉弁時期を規定し、その長さが略噴射時間を規定する。ECU9はマイクロコンピュータなどにより構成された電子制御ユニットであり、例えば内燃機関の各部の運転状態を検出するセンサの検出信号に基づいて駆動信号などを出力する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a piezo actuator drive circuit of the present invention. The
電源1は、車載のバッテリ11とその出力端に並列に接続されたコンデンサ12とを有し、ピエゾアクチュエータ2の充電用の電圧を出力する。バッテリ11は例えば42Vのバッテリシステム等が採用し得る。コンデンサ12は十分静電容量の大きなものが望ましい。
The power supply 1 has a vehicle-mounted
電源1とピエゾアクチュエータ2とをインダクタ301を介して結ぶ第1の通電経路31が設けてあり、第1の通電経路31には、さらに、電源1とインダクタ301間にこれらと直列に第1のスイッチング素子4aが介設されている。第1のスイッチング素子4aはMOSFETで構成され、その寄生ダイオード(以下、第1の寄生ダイオードという)41aはコンデンサ12の端子間電圧(以下、適宜、コンデンサ電圧という)が逆バイアスとなるように接続される。
A
また、インダクタ301とピエゾアクチュエータ2とは第2の通電経路32により結ばれている。この通電経路32は、インダクタ301と第1のスイッチング素子4aの接続中点に接続される第2のスイッチング素子4bを有している。第2の通電経路32は電源1をバイパスして、インダクタ301、ピエゾアクチュエータ2および第2のスイッチング素子4bを通る閉回路を形成している。第2のスイッチング素子4bもMOSFETで構成され、その寄生ダイオード(以下、第2の寄生ダイオードという)41bは、コンデンサ電圧が逆バイアスとなるように接続される。
Further, the
スイッチング素子4a,4bの各ゲートには後述するドライバ回路8a,8bからそれぞれ制御信号が入力しており、スイッチング素子4a,4bがオンオフすることにより、ピエゾアクチュエータ2を供給先または供給元とする電流(以下、適宜、ピエゾアクチュエータ電流という)を調整するようになっている。スイッチング素子4aはピエゾアクチュエータ2の充電駆動用のもので、以下、適宜、充電スイッチ4aという。スイッチング素子4bはピエゾアクチュエータ2の放電駆動用のもので、以下、適宜、放電スイッチ4bという。
Control signals are respectively input to the gates of the
ピエゾアクチュエータ2と接地間には低抵抗値(例えば0.01Ω)の抵抗器51が設けてある。その端子間電圧によりピエゾアクチュエータ電流が検出されるようになっている。
A
また、ピエゾアクチュエータ2の端子間電圧(以下、適宜、ピエゾアクチュエータ電圧という)がバッファ52を介して、電流の検出信号としての抵抗器51の端子間電圧とともに乗算回路53に入力している。乗算回路53はバッファ52、抵抗器51とともに電力検出手段5を構成し、ピエゾアクチュエータ電圧とピエゾアクチュエータ電流との積、すなわちピエゾアクチュエータ2の駆動電力に比例した電圧を出力する(以下、出力信号を電力検出信号という)。例えば、100Wに対して1Vを出力する。なお、バッファ52が設けられているのは、ピエゾアクチュエータ電圧をハイインピーダンスで受けるためである。
A voltage between terminals of the piezoelectric actuator 2 (hereinafter referred to as a piezoelectric actuator voltage as appropriate) is input to the
前記電力検出信号は、充放電制御手段であるスイッチ制御回路7において、充電スイッチ4aおよび放電スイッチ4bの制御に供される。スイッチ制御回路7は、コンパレータ71a、抵抗器72a,73a、アンドゲート74a、ワンショット回路75aが充電スイッチ4aの制御用の回路部分を構成する。また、正負を反転する反転アンプ70b、コンパレータ71b、抵抗器72b,73b、アンドゲート74b、ワンショット回路75b、インバータ76bが充電スイッチ4bの制御用の回路部分を構成する。
The power detection signal is used to control the
最初に充電スイッチ4bの制御用の回路部分から説明する。前記電力検出信号はコンパレータ71aの−入力端子に入力している。コンパレータ71aの+入力端子には、基準電圧発生回路6aの出力信号が抵抗器72aを介して入力している。基準電圧発生回路6aは出力電圧可変で、ECU9により設定された基準電圧を発生、出力する。コンパレータ71aの(+)入力端子の入力電圧は、前記抵抗器72aと、コンパレータ71aの(+)入力端子と出力端子との間に接続された抵抗器73aとによりヒシテリシスがかけられている。電力検出信号が十分に低ければ、コンパレータ71aの出力電圧は「1」レベルであり、前記電力検出信号の大きさが基準電圧+ヒステリシス分を越えると、コンパレータ71aの出力電圧が「0」レベルとなるとともに、(+)入力端子の入力電圧が基準電圧−ヒステリシス分に低下する。逆にこの状態から、前記電力検出信号の大きさが基準電圧−ヒステリシス分よりも低下すると、コンパレータ71aの出力電圧が「1」レベルとなるとともに、(+)入力端子の入力電圧が基準電圧+ヒステリシス分に上昇する。
First, the circuit portion for controlling the
コンパレータ71aの出力電圧は、充電スイッチ4aのドライバ回路8aへの入力信号を生成するアンドゲート74aに入力し、ドライバ回路8aはアンドゲート74aの出力が「1」レベルのとき充電スイッチ4aをオンする。アンドゲート74aには、前記コンパレータ71aの出力信号とは別にワンショット回路75aの出力信号が入力している。ワンショット回路75aは、外部からの駆動信号が立ち上がりエッジでトリガされて一定の長さ(150μsec)のパルス信号を出力する。したがって、駆動信号が「1」レベルに立上がると、その直後の前記一定の長さの期間、充電スイッチ4aは電力検出信号の大きさに基づいてオンとオフとが切り換えられる。パルス信号が非出力状態では充電スイッチ4aはオフに固定される。すなわち、前記パルス信号は、ピエゾアクチュエータ2の充電期間の長さを規定する。
The output voltage of the
一方、放電スイッチ4bの制御用の回路部分は、充電スイッチ4aの制御用の回路と基本構成が類似の回路であり、相違点を中心に説明する。放電駆動時にはピエゾアクチュエータ電流はピエゾアクチュエータ2を供給元として流れるためその向きが逆になって電力検出信号は負値をとる。このため、電力検出信号が反転アンプ70bで正負が反転されてコンパレータ71bの(−)入力端子に入力する。コンパレータ71bの+入力端子には、基準電圧発生回路6bの出力信号が抵抗器72bを介して入力している。基準電圧発生回路6bはECU9により設定された基準電圧を発生、出力する。そして、前記電力検出信号の大きさが基準電圧+ヒシテリシス分を越えるまでは、コンパレータ71bの出力電圧は「1」レベルであり、前記電力検出信号の大きさが基準電圧+ヒシテリシス分を越えると、コンパレータ71bの出力電圧が「0」レベルとなるとともに、(+)入力端子の入力電圧が基準電圧−ヒシテリシス分に低下する。逆にこの状態から、前記電力検出信号の大きさが基準電圧−ヒシテリシス分よりも低下すると、コンパレータ71bの出力電圧が「1」レベルとなるとともに、(+)入力端子の入力電圧が基準電圧+ヒシテリシス分に上昇する。
On the other hand, the circuit portion for controlling the
コンパレータ71bの論理出力は、放電スイッチ4bのドライバ回路8bへの入力信号を生成するアンドゲート74bに入力する。ドライバ回路8bはアンドゲート74bの論理出力が「1」レベルのとき放電スイッチ4bをオンする。ワンショット回路75bは、インバータ76bを介して入力する駆動信号により制御され、インバータ76bの出力信号の立上がりエッジ、すなわち駆動信号の立下がりエッジにて一定の長さ(例えば150μsec)のパルス信号を出力する。したがって、駆動信号が「0」レベルに立下がると、その直後の前記一定の長さの期間、放電スイッチ4bは電力検出信号の大きさに基づいてオンとオフとが切り換えられる。すなわち、前記パルス信号は、ピエゾアクチュエータ2の放電期間の長さを規定する。
The logic output of the
図2は本ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作動を示すタイミングチャートであり、前半がピエゾアクチエータ2の伸長時すなわち充電時のもので、後半が縮小時すなわち放電時のものである。ECU9が設定する基準電圧発生回路6a,6bの基準電圧は充電駆動期間中、放電駆動期間中、一定値として説明する。初期状態では、コンデンサ12はバッテリ電圧まで充電されている。充電スイッチ4aおよび放電スイッチ4bはオフである。ピエゾアクチュエータ電圧は0Vである。ここで、駆動信号が「1」レベルに立上がると、ワンショット回路75aをトリガし、充電期間を規定するパルス信号が出力される。乗算回路53からの電力検出信号は0Vであり、コンパレータ71aの論理出力は「1」レベルである。したがって、充電スイッチ4aがオンし、第1の通電経路31を使って、ピエゾアクチュエータ2の充電が開始される。ピエゾアクチエータ電流は上昇し、充電が進行するとともにピエゾアクチエータ電圧が上昇する。これにより、駆動電力も上昇していく。そして、電力検出信号が基準電圧+ヒシテリシス分を越えるとコンパレータ71aの論理出力が「0」レベルに変わって、充電スイッチ4aがオフするが、インダクタ301に蓄積されたエネルギーにより、第2の寄生ダイオード41bを通る第2の通電経路32を使って、漸減するフライホイール電流がピエゾアクチュエータ2に流れ続ける。このとき、駆動電力は漸減する。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of each part of the piezo actuator drive circuit. The first half is when the
そして、電力検出信号の大きさが基準電圧−ヒシテリシス分を下回ると、コンパレータ71aの論理出力が再び「1」レベルとなって、充電スイッチ4aがオンする。これが繰り返される。基準電圧は一定値であるから、駆動電力が充電期間の各時点において略一定に維持されることになる。このときの駆動電力は、基準電圧発生回路6aが出力する基準電圧で規定されており、基準電圧発生回路6aは充電期間の各時点において駆動電力の目標値を出力していることになる。これにより、駆動電力が充電期間中の各時点において基準電圧で規定される前記目標値で略一定に維持され、駆動電力の積算値として与えられるピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーは、充電開始からの経過時間すなわち駆動信号が出力されてからの経過時間に正比例して上昇する。
When the magnitude of the power detection signal falls below the reference voltage-hysteresis, the logic output of the
そして、ワンショット回路75aからのパルス信号の出力期間が終了し、アンドゲート74aの入力信号が「0」レベルになると、充電スイッチ4aがオフに固定され、充電が完了となる。
When the output period of the pulse signal from the one-
前記のごとく、ピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーが充電開始からの経過時間に正比例して上昇するので、バッテリ電圧の変動やピエゾアクチュエータ2の容量の変動によらず、ピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーが辿る過程、すなわち充電過程が均一である。また、駆動電力の積算値を積算することなく、充電スイッチ4aがオフに固定されたとき、すなわち充電が完了したときの蓄積エネルギーを一定とすることができる。
As described above, since the accumulated energy of the
次にピエゾアクチュエータ2の縮小時すなわち放電時の作動について説明する。前記のごとく、ピエゾアクチュエータ2が伸長を完了した状態では、ピエゾアクチュエータ2には目標とする規定量のエネルギーが蓄積されている。充電スイッチ4aおよび放電スイッチ4bはオフである。ピエゾアクチュエータ電圧は、前記蓄積エネルギーに応じた電圧であるが、ピエゾアクチュエータ1の容量が温度等で変わると異なる。ここで、駆動信号が「0」レベルに立下がると、ワンショット回路75bをトリガし、放電期間を規定するパルス信号が出力される。乗算回路53からの電力検出信号は0Vであり、コンパレータ71bの論理出力は「1」レベルである。したがって、放電スイッチ4bがオンし、第2の通電経路32を使って、放電が開始される。ピエゾアクチュエータ電流は上昇し、放電が進行するとともにピエゾアクチュエータ電圧が低下する。これにより、駆動電力も上昇していく。そして、電力検出信号の大きさが基準電圧+ヒシテリシス分を越えると、コンパレータ71bの出力が「0」レベルに変わって、放電スイッチ4bがオフするが、インダクタ301に蓄積されたエネルギーにより、第1の寄生ダイオード41aを通る第1の通電経路31を使って、漸減するフライホイール電流がピエゾアクチュエータ2からコンデンサ12に流れ続ける。このとき、駆動電力は漸減する。
Next, the operation when the
そして、電力検出信号の大きさが基準電圧−ヒシテリシス分を下回ると、コンパレータ71bの出力が再び「1」レベルとなって、放電スイッチ4bがオンする。これが繰り返される。したがって、駆動電力が放電期間の各時点において略一定に維持されることになる。このときの駆動電力は、基準電圧発生回路6bが出力する基準電圧で規定されており、基準電圧発生回路6bは放電期間の各時点において駆動電力の目標値を出力していることになる。これにより、駆動電力が放電期間中の各時点において基準電圧で規定される前記目標値で略一定に維持され、駆動電力の積算値であるピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーは、放電開始からの経過時間すなわち駆動信号が出力されてからの経過時間に対し直線的に低下する。
When the magnitude of the power detection signal falls below the reference voltage-hysteresis, the output of the
そして、ワンショット回路75bからのパルス信号が非出力になると、アンドゲート74bの出力が「0」レベルとなって、放電スイッチ4bがオフに固定され、放電が完了となる。
When the pulse signal from the one-
前記のごとく、ピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーが放電開始からの経過時間に対し直線的に低下するので、バッテリ電圧の変動やピエゾアクチュエータ2の容量の変動によらず、ピエゾアクチュエータ2の残存エネルギーが辿る過程、すなわち放電過程が均一である。また、電力の積算値を積算することなく、蓄積エネルギーの回収の完了とともに放電スイッチ4bがオフに固定される。
As described above, since the accumulated energy of the
このように本ピエゾアクチュエータ駆動回路によれば、ピエゾアクチュエータ2の充電の過程や放電の過程が均一であり、ピエゾアクチュエータ2の伸長および縮小という挙動のばらつきを低減することができる。これにより、例えば噴射時期や噴射量を一定にすることができる。なお、ECU9は、基準電圧発生回路6a,6bが基準電圧として定電圧を出力するようにしているが、ピエゾアクチュエータ2の要求される作動特性に応じて、駆動期間(充電期間、放電期間)の各時点ごとに、各時点に対応して駆動電力の目標値を規定する基準電圧を出力するようにしてもよい。例えば、駆動期間の前半では基準電圧を高く、後半では低くする。また、基準電圧が定電圧となる場合には、基準電圧発生回路6a,6bは、その出力電圧値がECU9により設定される構成でなくともよいのは勿論である。
Thus, according to this piezo actuator drive circuit, the charging process and discharging process of the
図3は充電過程におけるピエゾアクチュエータの変位の経時変化を示すもので、ピエゾアクチュエータの変位が時間の経過とともに蓄積エネルギーが増大するのに応じて大きくなっていく。図中、本ピエゾアクチュエータ駆動回路(本発明)のものと併せて、本ピエゾアクチュエータ駆動回路と比較する別のピエゾアクチュエータ駆動回路(比較例)のものを示している。比較例の制御方式は充電スイッチ4aのオン期間を一定で駆動し、充電期間として充電開始から所定時間が経過したら充電終了とするものである。そして、充電期間中にはピエゾアクチュエータの駆動電力の積算値(駆動エネルギー)を検出し、充電期間終了時点での駆動エネルギーとその目標値との差分に基づいて次回の充電期間におけるオン期間の長さを再設定している。このものでも、ピエゾアクチュエータの駆動エネルギーが目標値で一定になるようにすることで所期の変位が得られるが、雰囲気温度が低くピエゾアクチュエータの容量が小さくなると、充電により一気にピエゾアクチュエータ電圧が上昇し、電源電圧とピエゾアクチュエータ電圧との差が小さくなって電流が流れにくくなることに基因して充電期間の終期側ほどピエゾアクチュエータへのエネルギー投入速度が鈍る傾向が現れる。一方、雰囲気温度が高くピエゾアクチュエータの容量が大きくなると、ピエゾアクチュエータおよびインダクタよりなる共振回路の時定数が大きくなるから、それにより充電期間の初期における充電スイッチのオフ期間が長くなる。このため、充電期間の初期側ほどピエゾアクチュエータへのエネルギー投入速度が遅くなる傾向が現れる。このように、雰囲気温度の変動などに基因してピエゾアクチュエータの容量が変動すると、ピエゾアクチュエータの変位プロファイルが一定しない。
FIG. 3 shows the change over time of the displacement of the piezo actuator during the charging process. The displacement of the piezo actuator increases as the accumulated energy increases with time. In the drawing, in addition to the present piezoelectric actuator drive circuit (present invention), another piezoelectric actuator drive circuit (comparative example) to be compared with the present piezoelectric actuator drive circuit is shown. In the control method of the comparative example, the charging
これに対して本ピエゾアクチュエータ駆動回路では、充電期間の各時点において、駆動電力が、基準電圧発生回路6aが出力する基準電圧で規定される目標値となるように充電スイッチ4aが制御されるから、所定の長さの充電期間の途中の各時点においてエネルギー投入速度がピエゾアクチュエータ2の容量のばらつきによらず、基準電圧発生回路6a,6bが出力する基準電圧で規定されるピエゾアクチュエータ2の変位の経時プロファイルが得られる。本実施形態ではピエゾアクチュエータ2の変位の目標とする経時プロファイルは直線である。このため、基準電圧発生回路6aが出力する基準電圧は充電期間の各時点において一定値とし、ピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーの経時プロファイルが直線状となるようにしている。なお、放電期間においても同様に、ピエゾアクチュエータ2の容量のばらつきによらず、基準電圧発生回路6bが出力する基準電圧で規定されるピエゾアクチュエータ2の変位の経時プロファイルが得られるのは勿論である。
On the other hand, in this piezo actuator driving circuit, the charging
(第2実施形態)
図4に本発明の第2実施形態になるピエゾアクチュエータ駆動回路を示す。本ピエゾアクチュエータ駆動回路は基本的な構成は第1実施形態のものと同じで、図中、第1実施形態と同じ作動をする部分には同じ番号を付して第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a piezo actuator drive circuit according to the second embodiment of the present invention. The basic structure of this piezo actuator drive circuit is the same as that of the first embodiment. In the figure, the same reference numerals are given to the parts that operate in the same way as in the first embodiment, and the differences from the first embodiment. The explanation will be focused on.
本ピエゾアクチュエータ駆動回路では、コンパレータ71aの(−)入力端子の入力する入力信号、反転アンプ70bを介してコンパレータ71bの(−)入力端子に入力する入力信号が、ピエゾアクチュエータ2を供給先としてまた供給元として流れる電流(ピエゾアクチュエータ電流)を検出する電流検出手段である抵抗器51の端子間電圧である(以下、適宜、該端子間電圧を電流検出信号という)。また、スイッチ制御回路7Aは、基準電圧発生回路6aA,6bAが出力する基準電圧、ヒステリシス分を規定する抵抗器72aA,73aA,72bA,73bAの抵抗値が、コンパレータ71aの(−)入力端子に入力する入力信号が電流検出信号に代わったことに伴い、適宜、設定される。基準電圧発生回路6aA,6bAは第1実施形態と同様にECU9Aにより設定される定電圧を出力する。ECU9Aはコンパレータ71aの(−)入力端子に入力する入力信号が電流検出信号に代わったことに伴い基準電圧発生回路6aA,6bAの設定電圧値に必要に応じて変更が加えられる以外、実質的に第1実施形態のものと同じである。
In this piezo actuator drive circuit, the input signal input to the (−) input terminal of the
図5は本ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作動状態を示すタイミングチャートで、駆動信号が「1」レベルになると、ワンショット回路75aをトリガし、充電期間を規定するパルス信号が出力される。電流検出信号は0Vであり、コンパレータ71aの出力は「1」レベルである。したがって、充電スイッチ4aがオンし、充電が開始される。ピエゾスタック電流は上昇し、充電が進行する。そして、電流検出信号が基準電圧+ヒシテリシス分を越えるとコンパレータ71aの出力が「0」レベルに変わって、充電スイッチ4aがオフするが、インダクタ301に蓄積されたエネルギーにより、漸減するフライホイール電流がピエゾアクチュエータ2を供給先として流れ続ける。
FIG. 5 is a timing chart showing the operating state of each part of the piezo actuator drive circuit. When the drive signal becomes “1” level, the one-
そして、電流検出信号が基準電圧−ヒシテリシス分を下回ると、コンパレータ71aの論理出力が再び「1」レベルとなって、充電スイッチ4aがオンする。これが繰り返される。したがって、ピエゾアクチュエータ電流が、基準電圧±ヒシテリシス分の範囲で略一定に維持されることになる。これにより、ピエゾアクチュエータ電流の積算値であるピエゾアクチュエータ2の蓄積電荷量は、充電開始からの経過時間すなわち駆動信号が出力されてからの経過時間に正比例して上昇する。
When the current detection signal falls below the reference voltage-hysteresis, the logic output of the
そして、ワンショット回路75aからのパルス信号が非出力となると、アンドゲート74bの論理出力が「0」レベルとなって、充電スイッチ4bがオフに固定され、充電が完了となり。
When the pulse signal from the one-
前記のごとく、ピエゾアクチュエータ2の電荷量が充電開始からの経過時間に正比例して上昇するので、バッテリ電圧の変動やピエゾアクチュエータ2の容量の変動によらず、ピエゾアクチュエータ2の蓄積電荷が辿る過程、すなわち充電過程が均一である。また、ピエゾアクチュエータ電流の積算値を積算することなく、充電スイッチ4aがオフに固定されたとき、すなわち充電が完了したときの蓄積電荷量を目標とする電荷量にすることができる。
As described above, since the charge amount of the
次にピエゾアクチュエータ2の縮小時すなわち放電時の作動について説明する。前記のごとく、ピエゾアクチュエータ2が伸長を完了した状態では、ピエゾアクチュエータ2には規定量の電荷が蓄積されている。充電スイッチ4aおよび放電スイッチ4bはオフである。ピエゾアクチュエータ電圧は、前記電荷量に応じた電圧であるが、ピエゾアクチュエータ2の容量が温度等で変わると異なる。ここで、駆動信号が「0」レベルになると、ワンショット回路75bをトリガし、放電期間を規定するパルス信号が出力される。電流検出信号は0Vであり、コンパレータ71bの出力は「1」レベルである。したがって、放電スイッチ4bがオンし、放電が開始される。ピエゾアクチュエータ電流は上昇し、放電が進行するとともにピエゾアクチュエータ電圧が低下する。電流の向きは充電時と逆である。そして、電流検出信号が基準電圧+ヒシテリシス分を越えるとコンパレータ71bの出力が「0」レベルに変わって、放電スイッチ4bがオフするが、インダクタ301に蓄積されたエネルギーにより、漸減するフライホイール電流がピエゾアクチュエータ2を供給元として流れ続ける。
Next, the operation when the
そして、電流検出信号が基準電圧−ヒシテリシス分を下回ると、コンパレータ71bの論理出力が再び「1」レベルとなって、放電スイッチ4bがオンする。これが繰り返される。したがって、放電電流が略一定に維持されることになる。これにより、ピエゾアクチュエータ2の電荷量は、放電開始からの経過時間すなわち駆動信号が出力されてからの経過時間に対し直線的に低下する。
When the current detection signal falls below the reference voltage-hysteresis, the logic output of the
そして、ワンショット回路75bからのパルス信号が非出力となると、アンドゲート74bの論理出力が「0」レベルとなって、放電スイッチ4bがオフに固定され、放電が完了となる。
When the pulse signal from the one-
前記のごとく、ピエゾアクチュエータ2の電荷量が放電開始からの経過時間に対し直線的に低下するので、バッテリ電圧の変動やピエゾアクチュエータ2の容量の変動によらず、ピエゾアクチュエータ2の残存電荷が辿る過程、放電過程が均一である。また、電流の積算値を演算することなく、蓄積電荷の回収の完了とともに放電スイッチがオフに固定される。
As described above, since the charge amount of the
このように本ピエゾアクチュエータ駆動回路によれば、ピエゾアクチュエータ2の充電の過程や放電の過程が均一であり、ピエゾアクチュエータ2の挙動のばらつきを低減することができる。これにより、例えば噴射時期や噴射量を一定にすることができる。
Thus, according to this piezo actuator drive circuit, the charging process and discharging process of the
(第3実施形態)
図6に本発明の第3実施形態になるピエゾアクチュエータ駆動回路を示す。本ピエゾアクチュエータ駆動回路は基本的な構成は第1実施形態のものと同じで、図中、第1実施形態と同じ作動をする部分には同じ番号を付して第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a piezo actuator drive circuit according to a third embodiment of the present invention. The basic structure of this piezo actuator drive circuit is the same as that of the first embodiment. In the figure, the same reference numerals are given to the parts that operate in the same way as in the first embodiment, and the differences from the first embodiment. The explanation will be focused on.
本ピエゾアクチュエータ駆動回路では、電流検出用の抵抗器51に代えて、ピエゾアクチュエータ2の両端子間に、直列に接続された2つの抵抗器54,55が設けられており、ピエゾアクチュエータ電圧を分圧する。抵抗器54,55は高抵抗のものが用いられ、例えば抵抗器54が900kΩで抵抗器55が100kΩである。抵抗器54,55はその分圧電圧を受けるバッファ56とともに、ピエゾアクチュエータ電圧を検出する電圧検出手段5Bを構成している。バッファ56の出力は、コンパレータ71a,71bの(−)入力端子に出力される(以下、適宜、バッファ回路56の出力信号を電圧検出信号という)。
In this piezo actuator drive circuit, two
スイッチ制御回路7Bは、コンパレータ71a,71bは前記各実施形態のごとく、それぞれ、ヒシテリシスをかけるための抵抗器72aB,73aB、抵抗器72bB,73bBが接続されている。
In the switch control circuit 7B, the
基準電圧発生回路6Bは、コンパレータ71a,71bの(+)入力端子に抵抗器72aB,72bBを介して入力する基準電圧を発生させる目標値出力手段であり、出力を経過時間に応じて変化させる構成となっている。前記抵抗器72aB,72bBにはコンデンサ61が接続され、その充電と放電とが定電流回路62a,62bによりなされる。第1の定電流回路62aは正の電圧源63と接続され、コンデンサ61を充電する。第2の定電流回路62bはグランド64と接続され、コンデンサ61を放電する。第1の定電流回路62aはワンショット回路75aからパルス信号が出力されている間、作動し、第2の定電流回路62bはワンショット回路75bからパルス信号が出力されている間、作動する。なお、定電流回路62a,62bが供給する電流値はECU9Bにより、例えばECU9Bが電流値設定信号としての、コンデンサ61の充放電回路を開閉するパルス信号のデューティにより設定される。
The reference
また、コンパレータ71a,71bのうちコンパレータ71bの出力信号のみ、インバータ77bで論理反転されてアンドゲート74bに入力する。
Only the output signal of the
図7は本ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作動状態を示すタイミングチャートで、駆動信号が「1」レベルになると、ワンショット回路75aをトリガし、充電期間を規定するパルス信号が出力される。電圧検出信号は0Vであり、コンパレータ71aの論理出力は「1」レベルである。一方、パルス信号の出力でコンデンサ61の充電が開始され、基準電圧が上昇を開始するので、コンパレータ71aの論理出力は「0」レベルに変わる。したがって、充電スイッチ4aがオンし、充電が開始される。ピエゾアクチュエータ電圧は上昇し、充電が進行する。そして、電圧検出信号が基準電圧+ヒシテリシス分を越えるとコンパレータ71aの出力が「0」レベルに変わって、充電スイッチ4aがオフするが、インダクタ301に蓄積されたエネルギーにより漸減するフライホイール電流がピエゾアクチュエータ2を供給元として流れ続け、ピエゾアクチュエータ電圧が上昇を続ける。
FIG. 7 is a timing chart showing the operating state of each part of the piezo actuator driving circuit. When the driving signal becomes “1” level, the one-
そして、ピエゾアクチュエータ電圧の上昇速度が鈍り、電圧検出信号が基準電圧−ヒシテリシス分を下回ると、コンパレータ71aの論理出力が再び「1」レベルとなって、充電スイッチ4aがオンする。これが繰り返される。
When the increase rate of the piezo actuator voltage becomes dull and the voltage detection signal falls below the reference voltage-hysteresis, the logic output of the
一方、コンデンサ61は定電流で充電されるから、コンデンサ61には、駆動信号が「1」レベルに立ち上がってからの経過時間に正比例して電荷が蓄積され、コンデンサ61で生成される基準電圧が前記経過時間に正比例して上昇する。したがって、ピエゾアクチュエータ電圧が略前記経過時間に正比例して上昇することになる。
On the other hand, since the
そして、ワンショット回路75aの出力が「0」レベルになると、アンドゲート74aの論理出力が「0」レベルとなって、充電スイッチ4aがオフに固定され、充電が完了となる。これとともに定電流回路62aの作動がオフして基準電圧も固定される。
When the output of the one-
前記のごとく、ピエゾアクチュエータ電圧が充電開始からの経過時間に正比例して上昇するので、バッテリ電圧の変動やピエゾアクチュエータ2の容量の変動によらず、ピエゾアクチュエータ電圧が辿る過程、充電過程が均一である。
As described above, since the piezo actuator voltage rises in direct proportion to the elapsed time from the start of charging, the process that the piezo actuator voltage follows and the charging process are uniform regardless of the fluctuation of the battery voltage or the capacity of the
次にピエゾアクチュエータ2の縮小時すなわち放電時の作動について説明する。前記のごとく、ピエゾアクチュエータ2が伸長を完了した状態では、ピエゾアクチュエータ電圧は規定の電圧となっている。充電スイッチ4aおよび放電スイッチ4bはオフである。ここで、駆動信号が「0」レベルになると、ワンショット回路75bをトリガし、放電期間を規定するパルス信号が出力される。第2の定電流回路62bがオンしてコンデンサ61が一定の放電速度で放電する。このときの放電速度は定電流回路62bの電流値である。これにより、基準電圧が、駆動信号が「0」レベルになってからの経過時間に対して直線的に低下する。そして、電圧検出信号が基準電圧+ヒシテリシス分を上回ると、コンパレータ71bの出力は「0」レベルとなる。したがって、放電スイッチ4がオンし、放電が開始される。ピエゾアクチュエータ2を供給元としてコンデンサ12に電流が流れて、放電が進行するとともにピエゾアクチュエータ電圧が低下する。そして、電圧検出信号が基準電圧−ヒシテリシス分を下回るとコンパレータ71bの出力が「1」レベルに変わって、放電スイッチ4bがオフするが、インダクタ301に蓄積されたエネルギーにより、漸減するフライホイール電流がコンデンサ12に流れ続ける。
Next, the operation when the
このとき、放電電流は漸減する電流であるため、ピエゾアクチュエータ電圧の低下速度が鈍り、電圧検出信号が基準電圧+ヒシテリシス分を上回ると、コンパレータ71bの出力が再び「0」レベルとなって、放電スイッチ4bがオンする。これが繰り返される。したがって、ピエゾアクチュエータ電圧が、放電開始からの経過時間に対して略直線的に低下することになる。
At this time, since the discharge current is a gradually decreasing current, when the rate of decrease of the piezoelectric actuator voltage becomes slow and the voltage detection signal exceeds the reference voltage + hysteresis, the output of the
そして、ワンショット回路75bからのパルス信号が非出力となると、アンドゲート74bの出力が「0」レベルとなって、放電スイッチ4bがオフに固定され、ピエゾアクチュエータ2の放電駆動が終了となる。
When the pulse signal from the one-
前記のごとく、ピエゾアクチュエータ電圧が放電開始からの経過時間に対し直線的に低下するので、バッテリ電圧の変動やピエゾアクチュエータ2の容量の変動によらず、ピエゾアクチュエータ電圧が辿る過程、すなわち放電過程が均一である。
As described above, since the piezo actuator voltage decreases linearly with respect to the elapsed time from the start of discharge, the process that the piezo actuator voltage follows, that is, the discharge process, regardless of the change in the battery voltage or the capacity of the
このように本ピエゾアクチュエータ駆動回路によれば、ピエゾアクチュエータ2の充電の過程や放電の過程が均一であり、ピエゾアクチュエータ2の挙動のばらつきを低減することができる。これにより、例えば噴射時期や噴射量を一定にすることができる。なお、ECU9Bは、定電流回路62a,62bが基準電圧源として定電流を出力するようにしているが、ピエゾアクチュエータ2の要求される作動特性に応じて、駆動期間(充電期間、放電期間)の各時点ごとに、各時点に対応して駆動電圧の目標値を規定する基準電圧となるように定電流値を可変に出力するようにしてもよい。例えば、駆動期間の前半では定電流値を高く、後半では低くする。
Thus, according to this piezo actuator drive circuit, the charging process and discharging process of the
(第4実施形態)
図8に本発明の第4実施形態になるピエゾアクチュエータ駆動回路を示す。本ピエゾアクチュエータ駆動回路は基本的な構成は第1実施形態のものと同じで、図中、第1実施形態と同じ作動をする部分には同じ番号を付して第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a piezo actuator drive circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The basic structure of this piezo actuator drive circuit is the same as that of the first embodiment. In the figure, the same reference numerals are given to the parts that operate in the same way as in the first embodiment, and the differences from the first embodiment. The explanation will be focused on.
本ピエゾアクチュエータ駆動回路では、乗算回路に代えて、ピエゾアクチュエータ電圧およびピエゾアクチュエータ2に流出入する電流の検出信号を入力とするエネルギー計測回路53Cが設けてある。エネルギー計測回路53Cはバッファ52、抵抗器51とともに駆動エネルギー検出手段5Cを構成する。エネルギー計測回路53Cは、第1実施形態の前記乗算回路と同等の乗算回路と、これより出力される電力検出信号を積分する積分回路とからなる。積分回路からは、ピエゾアクチュエータ2の駆動電力の積算値すなわち駆動エネルギーに比例した信号(駆動エネルギー検出信号)を出力する。駆動エネルギー検出信号はピエゾアクチュエータ2の充電期間であれば上昇し、放電期間であれば電流が負値をとることで減少する電圧信号であり、ピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーの指標となる。前記積分回路は、誤差の累積を回避するため、ECU9Cの制御で例えば充電期間の開始に先立ってリセットされるようにするのもよい。
In this piezo actuator driving circuit, an energy measuring circuit 53C is provided instead of the multiplication circuit, which receives as input the piezo actuator voltage and a detection signal of the current flowing into and out of the
そして、この駆動エネルギー検出信号が充放電制御手段であるスイッチ制御回路7Cに入力する。詳しくはコンパレータ71aの(−)入力端子に入力する入力信号、反転アンプ70bを介してコンパレータ71bの(−)入力端子に入力する入力信号となる。
And this drive energy detection signal is input into the
また、基準電圧発生回路6aC,6bCは、コンパレータ71a,71bの(+)入力端子に抵抗器72aC,72bCを介して入力する基準電圧を発生させる目標値出力手段であり、その出力を経過時間に応じて出力を変化させる構成となっている。基準電圧発生回路6aC,6bCが出力する基準電圧、ヒステリシス分を規定する抵抗器72aC,73aC,72bC,73bCの抵抗値は、コンパレータ71aの(−)入力端子に入力する入力信号が駆動エネルギー検出信号に代わったことに伴い、適宜、適合されるのは勿論である。
The reference voltage generation circuits 6aC and 6bC are target value output means for generating a reference voltage to be input to the (+) input terminals of the
基準電圧発生回路6aCは、ピエゾアクチュエータ2の駆動エネルギーが充電期間の開始時を0として充電期間の終了時には最終的にピエゾアクチュエータ2に充電すべき目標となるエネルギー値に対応した値(エネルギー目標値)となるように基準電圧を時間に対して直線的に出力する。基準電圧発生回路6bCは、ピエゾアクチュエータ2の駆動エネルギーが放電期間の開始時を前記エネルギー目標値として放電期間の終了時には最終的に0となるように基準電圧を時間に対して直線的に出力する。基準電圧の経時プロファイルは、ピエゾアクチュエータ2の蓄積エネルギーとピエゾアクチュエータ2の変位との相関関係に基づいて、充電期間中または放電期間中におけるピエゾアクチュエータ2の変位の要求される経時プロファイルに応じて設定すればよい。充電期間と放電期間とで別の経時プロファイルとなるようにしても勿論よい。
The reference voltage generation circuit 6aC has a value (energy target value) corresponding to a target energy value to be charged in the
本実施形態では、充電スイッチ4a、放電スイッチ4bの制御において、充電スイッチ4a、放電スイッチ4bのオン期間の長さが充電期間や放電期間中の各時点における駆動エネルギー検出信号が基準電圧発生回路6aC,6bCの出力する基準電圧となるように設定され、基準電圧の経時プロファイルに対応した駆動エネルギーの経時プロファイルが得られる。したがって、図3に示すように、ピエゾアクチュエータ2の容量の変動によらず、最終的なピエゾアクチュエータ2の変位だけではなく、途中の変位、すなわち、ピエゾアクチュエータ2の変位の経時プロファイルを常に一定とすることができる。
In the present embodiment, in the control of the
なお、駆動電力は駆動エネルギーの時間微分値であるから、本実施形態は、充電期間、放電期間の開始からの駆動エネルギーの目標値を各時点ごとに予め設定することで、第1実施形態のように充電期間、放電期間のピエゾアクチュエータ2の変位の経時プロファイルを目標プロファイルとすることを企図しているが、充電期間、放電期間の途中で何らかの原因でその時点において出力されるべき駆動電力が所期の値からずれることがあっても、その後に、駆動エネルギーの目標値に収束されていくように実際の駆動エネルギーが追随するので、充電期間、放電期間の終期における到達エネルギー値のばらつきを低減することができる
Since the driving power is a time differential value of the driving energy, the present embodiment sets the target value of the driving energy from the start of the charging period and discharging period in advance for each time point, so that In this way, it is intended to set the time profile of the displacement of the
なお、前記各実施形態は、バッテリ電圧に充電されるコンデンサ12から直接ピエゾアクチュエータ2を駆動するものを示したが、バッテリ電圧をDC−DCコンバータで昇圧した電圧にてバッテリを充電する構成のものにも本発明は適用することができる。
In each of the above embodiments, the
1 電源
11 バッテリ
12 コンデンサ
2 ピエゾアクチュエータ
31 第1の通電経路
32 第2の通電経路
301 インダクタ
4a 充電スイッチ(電流調整手段)
4b 放電スイッチ(電流調整手段)
5 電力検出手段
5A 電流検出手段
5B 電圧検出手段
5C 駆動エネルギー検出手段
6a,6b,6aA,6bA,6B,6aC,6bC 基準電圧発生回路(目標値出力手段)
7,7A,7B,7C スイッチ制御回路(充放電制御手段)
71a,71b コンパレータ(比較手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
4b Discharge switch (current adjusting means)
5 Power detection means 5A Current detection means 5B Voltage detection means 5C Drive energy detection means 6a, 6b, 6aA, 6bA, 6B, 6aC, 6bC Reference voltage generation circuit (target value output means)
7, 7A, 7B, 7C Switch control circuit (charge / discharge control means)
71a, 71b Comparator (comparison means)
Claims (10)
前記ピエゾアクチュエータの駆動電力を検出する電力検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記駆動電力の目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記駆動電力の検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、前記電流調整手段に対する制御を設定したことを特徴とするピエゾアクチュエータ駆動回路。 A driving circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, a power source, current adjusting means for adjusting a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source, and the piezo actuator In a piezo actuator drive circuit having charge / discharge control means for controlling the current adjusting means at the time of driving,
Power detection means for detecting drive power of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the driving power set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezoelectric actuator;
The charge / discharge control means ends the driving period when the detected value of the driving power becomes the target value at each time point of the driving period and when the elapsed time from the start of driving reaches a predetermined time set in advance. A piezo actuator drive circuit characterized in that control for the current adjusting means is set.
前記ピエゾアクチュエータの駆動電流を検出する電流検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記駆動電流の目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記駆動電流の検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、前記電流調整手段に対する制御を設定したことを特徴とするピエゾアクチュエータ駆動回路。 A driving circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, a power source, current adjusting means for adjusting a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source, and the piezo actuator In a piezo actuator drive circuit having charge / discharge control means for controlling the current adjusting means at the time of driving,
Current detecting means for detecting a driving current of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the driving current set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezoelectric actuator;
The charge / discharge control means ends the driving period when the detected value of the driving current becomes the target value at each time point of the driving period and when the elapsed time from the start of driving reaches a predetermined time set in advance. A piezo actuator drive circuit characterized in that control for the current adjusting means is set.
前記ピエゾアクチュエータの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記端子間電圧の目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記端子間電圧の検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、前記電流調整手段に対する制御を設定したことを特徴とするピエゾアクチュエータ駆動回路。 A driving circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, a power source, current adjusting means for adjusting a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source, and the piezo actuator In a piezo actuator drive circuit having charge / discharge control means for controlling the current adjusting means at the time of driving,
Voltage detecting means for detecting a voltage between terminals of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the voltage between the terminals set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezoelectric actuator;
The charge / discharge control means sets the drive period when the detected value of the inter-terminal voltage becomes the target value at each time point of the drive period and when the elapsed time from the start of the drive reaches a predetermined time. A piezo actuator driving circuit, wherein control for the current adjusting means is set so as to be terminated.
前記ピエゾアクチュエータの駆動電力を検出するとともに 検出された駆動電力を前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の開始から積算することにより駆動エネルギーを検出する駆動エネルギー検出手段と、
前記ピエゾアクチュエータの駆動期間の各時点ごとに、予め前記各時点に対応して設定された前記駆動エネルギーの目標値を出力する目標値出力手段とを具備せしめ、
前記充放電制御手段は、前記駆動期間の各時点において前記駆動エネルギーの検出値が前記目標値となるように、かつ、駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間になると前記駆動期間を終了とするように、前記電流調整手段に対する制御を設定したことを特徴とするピエゾアクチュエータ駆動回路。 A driving circuit for driving a piezo actuator whose operation state is switched by driving by charging or discharging, a power source, current adjusting means for adjusting a current flowing using the piezo actuator as a supply destination or a supply source, and the piezo actuator In a piezo actuator drive circuit having charge / discharge control means for controlling the current adjusting means at the time of driving,
Drive energy detection means for detecting drive energy by detecting drive power of the piezoelectric actuator and integrating the detected drive power from the start of the drive period of the piezoelectric actuator;
A target value output means for outputting a target value of the driving energy set in advance corresponding to each time point for each time point of the driving period of the piezo actuator;
The charge / discharge control means ends the driving period when the detected value of the driving energy becomes the target value at each time point of the driving period and when the elapsed time from the start of driving reaches a predetermined time set in advance. A piezo actuator drive circuit characterized in that control for the current adjusting means is set.
前記電流調整手段として、前記第1の通電経路を断接する充電スイッチが設けられており、
前記充放電制御手段は、前記ピエゾアクチュエータの充電駆動時には、前記充電スイッチのオンオフの繰り返しにより、前記充電スイッチのオン期間に漸増する充電電流を前記第1の通電経路に流し、前記充電スイッチのオフ期間にピーク電流で折り返して漸減する充電電流を前記第2の通電経路に流すように設定したピエゾアクチュエータ駆動回路。 7. The piezo actuator driving circuit according to claim 1, wherein a first energization path that connects the power source and the piezo actuator via an inductor, and a second that bypasses the power source and connects the inductor and the piezo actuator. With a current-carrying path of
As the current adjusting means, a charging switch for connecting and disconnecting the first energization path is provided,
The charge / discharge control means causes a charging current that gradually increases during an ON period of the charge switch to flow through the first energization path by repeatedly turning on and off the charge switch when the piezo actuator is charged, and turns off the charge switch. A piezo actuator drive circuit that is set so that a charging current that is gradually reduced by turning back at a peak current in a period flows through the second energization path.
前記電流調整手段として、前記第2の通電経路を断接する放電スイッチが設けられており、
前記充放電制御手段は、前記ピエゾアクチュエータの放電駆動時には、前記放電スイッチのオンオフの繰り返しにより、前記放電スイッチのオン期間に漸増する放電電流を前記第2の通電経路に流し、前記放電スイッチのオフ期間にピーク電流で折り返して漸減する放電電流を前記第1の通電経路に流すように設定したピエゾアクチュエータ駆動回路。 7. The piezo actuator drive circuit according to claim 1, wherein a first energization path that connects the power source and the piezo actuator via an inductor, and a second that bypasses the power source and connects the inductor and the piezo actuator. With a current-carrying path of
As the current adjusting means, a discharge switch for connecting and disconnecting the second energization path is provided,
When the piezoelectric actuator is driven to discharge, the charge / discharge control means causes a discharge current that gradually increases during an ON period of the discharge switch to flow through the second energization path by repeating ON / OFF of the discharge switch, thereby turning OFF the discharge switch. A piezo actuator drive circuit which is set so that a discharge current which is gradually reduced by turning back at a peak current in a period flows through the first energization path.
前記検出値が大側のしきい値を上回ったときと、前記検出値が小側のしきい値を下回ったときとに判定出力が切り換わるヒシテリシスを有する比較手段を具備せしめ、前記判定出力に基づき、前記検出値が大側のしきい値を上回ったときにスイッチをオフし、前記検出値が小側のしきい値を下回ったときにスイッチをオンするように設定したピエゾアクチュエータ駆動回路。 9. The piezoelectric actuator drive circuit according to claim 7, wherein the charge / discharge control means compares the detected value with the threshold value using two values sandwiching the target value as threshold values. Comparing means for binary judgment of magnitude,
Comparing means having hysteresis that switches the judgment output when the detected value exceeds the large threshold value and when the detected value falls below the small threshold value is provided for the judgment output. And a piezo actuator driving circuit configured to turn off the switch when the detected value exceeds a large threshold value and to turn on the switch when the detected value falls below a small threshold value.
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