JP2001349259A - 圧電素子の充電装置及び圧電素子の充電方法 - Google Patents
圧電素子の充電装置及び圧電素子の充電方法Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
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- H02N2/062—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. for removing hysteresis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 近似ベースで経年変化徴候と圧電アクチュエ
ータの製造偏差を補償するようにして、圧電アクチュエ
ータを含む噴射装置又はポンプ要素の正確な作動を行う
ようにすること。 【解決手段】 本発明は、例えば、内燃機関の燃料噴射
系でアクチュエータとして使用される圧電素子の充放電
用方法及び装置に関している。方法及び装置は、圧電素
子が、例えば、経年変化及び製造特性のような特定の圧
電素子の作動特性の関数として設定された値の作動電圧
によって作動される。
ータの製造偏差を補償するようにして、圧電アクチュエ
ータを含む噴射装置又はポンプ要素の正確な作動を行う
ようにすること。 【解決手段】 本発明は、例えば、内燃機関の燃料噴射
系でアクチュエータとして使用される圧電素子の充放電
用方法及び装置に関している。方法及び装置は、圧電素
子が、例えば、経年変化及び製造特性のような特定の圧
電素子の作動特性の関数として設定された値の作動電圧
によって作動される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念記載の装置、及び、請求項１０の上位概念記載の方
法、即ち、経年変化及び製造偏差に基因する圧電素子の
劣化を補償するようにした圧電素子の充電装置、及び、
充電方法に関する。
念記載の装置、及び、請求項１０の上位概念記載の方
法、即ち、経年変化及び製造偏差に基因する圧電素子の
劣化を補償するようにした圧電素子の充電装置、及び、
充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ここで詳細に考察する圧電素子は、殊に
排他的ではないが、アクチュエータとして使用される圧
電素子である。圧電素子は、公知のように、この圧電素
子に印加された、又は、この圧電素子内に生じた電圧の
関数として収縮したり、伸張したりする特性を持ってい
る。
排他的ではないが、アクチュエータとして使用される圧
電素子である。圧電素子は、公知のように、この圧電素
子に印加された、又は、この圧電素子内に生じた電圧の
関数として収縮したり、伸張したりする特性を持ってい
る。
【０００３】圧電素子を使用するアクチュエータを実際
に用いることにより、殊に、問題のアクチュエータが高
速及び／又は頻繁な運動を実行する必要がある場合に有
利であるようにすることができる。
に用いることにより、殊に、問題のアクチュエータが高
速及び／又は頻繁な運動を実行する必要がある場合に有
利であるようにすることができる。
【０００４】圧電素子をアクチュエータとして使用する
ことにより、殊に、内燃機関用の燃料噴射ノズルで有利
であるように改善することができる。例えば、ヨーロッ
パ特許第０３７１４６９号公報及びヨーロッパ特許第０
３７９１８２号公報を参照すると、燃料噴射ノズルで圧
電素子を用いる点について記載されている。
ことにより、殊に、内燃機関用の燃料噴射ノズルで有利
であるように改善することができる。例えば、ヨーロッ
パ特許第０３７１４６９号公報及びヨーロッパ特許第０
３７９１８２号公報を参照すると、燃料噴射ノズルで圧
電素子を用いる点について記載されている。
【０００５】圧電素子は、容量性素子であり、容量性素
子は、既述のように、特定の充電状態又は容量性素子内
に生じる電圧又は容量性素子に印加される電圧に応じて
収縮及び伸張する。燃料噴射ノズルの例では、圧電素子
の伸張及び収縮は、噴射ニードルのリニアストロークを
操作する制御弁に使用される。ドイツ連邦共和国特許出
願公開第１９７４２０７３号公報及びドイツ連邦共和国
特許出願公開第１９７２９８４４号公報（その全てが本
願明細書に引用されている）には、燃料噴射系内の噴射
ニードルを制御するために２重作動する、２重弁座バル
ブを有する圧電素子が開示されている。
子は、既述のように、特定の充電状態又は容量性素子内
に生じる電圧又は容量性素子に印加される電圧に応じて
収縮及び伸張する。燃料噴射ノズルの例では、圧電素子
の伸張及び収縮は、噴射ニードルのリニアストロークを
操作する制御弁に使用される。ドイツ連邦共和国特許出
願公開第１９７４２０７３号公報及びドイツ連邦共和国
特許出願公開第１９７２９８４４号公報（その全てが本
願明細書に引用されている）には、燃料噴射系内の噴射
ニードルを制御するために２重作動する、２重弁座バル
ブを有する圧電素子が開示されている。
【０００６】圧電アクチュエータを使用する燃料噴射系
は、１次近似で、圧電アクチュエータが、印加電圧とリ
ニアな膨張との比例関係を示す。内燃機関のシリンダ内
への燃料噴射用のニードルのリニアなストロークを制御
するための、例えば、２重作動、２重弁座バルブとして
構成された燃料噴射ノズルでは、相応のシリンダ内に噴
射される燃料量は、バルブが開かれている時間の関数で
あり、圧電素子を用いた場合、作動電圧が圧電素子に印
加される。
は、１次近似で、圧電アクチュエータが、印加電圧とリ
ニアな膨張との比例関係を示す。内燃機関のシリンダ内
への燃料噴射用のニードルのリニアなストロークを制御
するための、例えば、２重作動、２重弁座バルブとして
構成された燃料噴射ノズルでは、相応のシリンダ内に噴
射される燃料量は、バルブが開かれている時間の関数で
あり、圧電素子を用いた場合、作動電圧が圧電素子に印
加される。
【０００７】図１には、アクチュエータとして圧電素子
2010を使用する燃料噴射系が略示されている。図１によ
ると、圧電素子2010は、電気的に活性化されて伸張し、
所定作動電圧に応じて接触する。圧電素子2010は、ピス
トン2015に結合されている。伸張した状態では、圧電素
子2010により、ピストン2015はヒュードロリック液体、
例えば、燃料を含むヒュードロリックアダプタ2020内に
突入している。圧電素子の伸張の結果として、ダブル作
動制御弁2025は、ヒュードロリックアダプタ2020から押
し出され、第１の閉位置2040から離れるように伸張す
る。２重作動制御弁2025と中空孔2050との組合せは、２
重作動２重弁座弁として言及されることが屡々あり、そ
の理由は、圧電素子2010が非励起状態である場合、２重
作動制御弁2025は、その最初の閉位置2040のままであ
る。他方、圧電素子2010が完全に伸張されている場合、
その第２の閉位置2030のままである。バルブプラグ2035
の後者の位置は、図１の一点鎖線で略示されている。
2010を使用する燃料噴射系が略示されている。図１によ
ると、圧電素子2010は、電気的に活性化されて伸張し、
所定作動電圧に応じて接触する。圧電素子2010は、ピス
トン2015に結合されている。伸張した状態では、圧電素
子2010により、ピストン2015はヒュードロリック液体、
例えば、燃料を含むヒュードロリックアダプタ2020内に
突入している。圧電素子の伸張の結果として、ダブル作
動制御弁2025は、ヒュードロリックアダプタ2020から押
し出され、第１の閉位置2040から離れるように伸張す
る。２重作動制御弁2025と中空孔2050との組合せは、２
重作動２重弁座弁として言及されることが屡々あり、そ
の理由は、圧電素子2010が非励起状態である場合、２重
作動制御弁2025は、その最初の閉位置2040のままであ
る。他方、圧電素子2010が完全に伸張されている場合、
その第２の閉位置2030のままである。バルブプラグ2035
の後者の位置は、図１の一点鎖線で略示されている。
【０００８】燃料噴射系は、噴射ニードル2070を含んで
おり、それにより、加圧された燃料供給ライン2060から
シリンダ（図示していない）内に燃料噴射される。圧電
素子2010が励起されないか、又は、完全に伸張されてい
る場合、２重作動制御弁2025は、各々その第１の閉位置
2040又はその第２の閉位置2030のままである。両方の場
合に、ヒュードロリックレール圧は、噴射ニードル2070
を、その閉位置のままに維持する。従って、燃料混合気
は、シリンダ（図示していない）内に入らない。逆に、
圧電素子2010が励起されて、２重作動制御弁2025が中空
孔2050に関して所謂中間位置に位置している場合、加圧
された燃料供給ライン2060内の圧力が低下する。この圧
力低下により、噴射ニードル2070の上部と底部との間
で、加圧燃料噴射ラインに圧力差が生じ、その結果、噴
射ニードル2070は、持ち上げられ、それにより、燃料が
シリンダ（図示していない）内に噴射される。
おり、それにより、加圧された燃料供給ライン2060から
シリンダ（図示していない）内に燃料噴射される。圧電
素子2010が励起されないか、又は、完全に伸張されてい
る場合、２重作動制御弁2025は、各々その第１の閉位置
2040又はその第２の閉位置2030のままである。両方の場
合に、ヒュードロリックレール圧は、噴射ニードル2070
を、その閉位置のままに維持する。従って、燃料混合気
は、シリンダ（図示していない）内に入らない。逆に、
圧電素子2010が励起されて、２重作動制御弁2025が中空
孔2050に関して所謂中間位置に位置している場合、加圧
された燃料供給ライン2060内の圧力が低下する。この圧
力低下により、噴射ニードル2070の上部と底部との間
で、加圧燃料噴射ラインに圧力差が生じ、その結果、噴
射ニードル2070は、持ち上げられ、それにより、燃料が
シリンダ（図示していない）内に噴射される。
【０００９】全ての噴射素子及び噴射系の寿命全体に適
した作動電圧を十分な精度で、例えば、相応のバルブプ
ラグが、最大燃料流となるように正確に位置付けられる
ように決定して供給するのは難しい。
した作動電圧を十分な精度で、例えば、相応のバルブプ
ラグが、最大燃料流となるように正確に位置付けられる
ように決定して供給するのは難しい。
【００１０】圧電素子の変位量（トラベル）と、その電
圧との間の関係は、良好な精度で、同じ構造設計の圧電
素子全体に対して決定された特性曲線を用いて再現可能
に確立することができる。しかし、そのような関係は、
圧電素子毎に変わることがあり、同一圧電サンプルの場
合でさえ、この関係が用途により変わることがある。
圧との間の関係は、良好な精度で、同じ構造設計の圧電
素子全体に対して決定された特性曲線を用いて再現可能
に確立することができる。しかし、そのような関係は、
圧電素子毎に変わることがあり、同一圧電サンプルの場
合でさえ、この関係が用途により変わることがある。
【００１１】例えば、圧電素子の製造時のバリエーショ
ンにより、圧電素子電圧と変位距離との関係に影響が及
ぼされる。そのようなバリエーションには、例えば、圧
電素子を製造する際に使用される圧電層の層圧及び／又
は個数が含まれる。所定の状況では、これらのバリエー
ションは、噴射装置全体の作動に逆の影響を及ぼすこと
がある。従って、一層正確な噴射を達成するためには、
そのような製造時のバリエーションを識別して補償する
必要がある。
ンにより、圧電素子電圧と変位距離との関係に影響が及
ぼされる。そのようなバリエーションには、例えば、圧
電素子を製造する際に使用される圧電層の層圧及び／又
は個数が含まれる。所定の状況では、これらのバリエー
ションは、噴射装置全体の作動に逆の影響を及ぼすこと
がある。従って、一層正確な噴射を達成するためには、
そのような製造時のバリエーションを識別して補償する
必要がある。
【００１２】更に、圧電素子を繰り返し使用することに
よって経年変化の徴候が現れることが分かっている。こ
れらの徴候は、それ自体で圧電素子の最大変位と、その
キャパシタンスの変化に現れる。所定の状況では、これ
らの経年変化の徴候は、非常に破壊的な影響を噴射装置
全体又はポンプ要素の作用に及ぼすことがある。
よって経年変化の徴候が現れることが分かっている。こ
れらの徴候は、それ自体で圧電素子の最大変位と、その
キャパシタンスの変化に現れる。所定の状況では、これ
らの経年変化の徴候は、非常に破壊的な影響を噴射装置
全体又はポンプ要素の作用に及ぼすことがある。
【００１３】経年変化徴候にとって本質的な基礎となる
のは、圧電素子を形成するのに使用さる個別層の電気接
触接続（ボンディング）が、大きな機械的なストレスに
曝されるという事実である。この理由のために、作動
中、個別層のコンタクト（又はボンド）が欠損して、層
が最早作動することができないということがある。その
結果、圧電キャパシタンス及び最大変位量は相応に低減
される。
のは、圧電素子を形成するのに使用さる個別層の電気接
触接続（ボンディング）が、大きな機械的なストレスに
曝されるという事実である。この理由のために、作動
中、個別層のコンタクト（又はボンド）が欠損して、層
が最早作動することができないということがある。その
結果、圧電キャパシタンス及び最大変位量は相応に低減
される。
【００１４】ドイツ連邦共和国特許出願第１９７３３５
６０号公報によると、キャパシタンスの変化を検出し
て、これからアクチュエータの有用性を導出することが
提案されている。このキャパシタンスが特定領域値に達
すると即座に、アクチュエータに欠陥があるものと判定
される。しかし、付加的な測定を実行しないのは、圧電
変位量（トラベル）が噴射装置又はポンプの機能に及ぼ
す極めて大きな影響に基づいて、キャパシタンスが許容
帯域内に保持される限りで、単にアクチュエータの有用
性をテストするのには適していない。
６０号公報によると、キャパシタンスの変化を検出し
て、これからアクチュエータの有用性を導出することが
提案されている。このキャパシタンスが特定領域値に達
すると即座に、アクチュエータに欠陥があるものと判定
される。しかし、付加的な測定を実行しないのは、圧電
変位量（トラベル）が噴射装置又はポンプの機能に及ぼ
す極めて大きな影響に基づいて、キャパシタンスが許容
帯域内に保持される限りで、単にアクチュエータの有用
性をテストするのには適していない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、特許請求の範囲請求項１の上位概念に記載の装置及
び請求項１０の上位概念に記載の方法を改善して、近似
ベースで経年変化徴候と圧電アクチュエータの製造偏差
を補償するようにして、圧電アクチュエータを含む噴射
装置又はポンプ要素の正確な作動を行うようにすること
である。
は、特許請求の範囲請求項１の上位概念に記載の装置及
び請求項１０の上位概念に記載の方法を改善して、近似
ベースで経年変化徴候と圧電アクチュエータの製造偏差
を補償するようにして、圧電アクチュエータを含む噴射
装置又はポンプ要素の正確な作動を行うようにすること
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
ると、請求項１（装置）の特徴部に記載の要件、つま
り、圧電素子の充電装置において、圧電素子の作動電圧
値が、補償ユニットによってオンラインで制御され、補
償ユニットは、作動電圧値を、圧電素子の製造偏差及び
／又は圧電素子の経年変化特性の関数として調整するこ
と及び請求項１０（方法）の特徴部に記載の要件、つま
り、経年変化及び／又は製造偏差に基因する圧電キャパ
シタンスの偏差から圧電トラベルでの変化を導出するた
めに、及び、適切な補正値を圧電電圧に重畳することに
よって前記変化を補償するために、充電前に、定義を行
うことによって解決される。
ると、請求項１（装置）の特徴部に記載の要件、つま
り、圧電素子の充電装置において、圧電素子の作動電圧
値が、補償ユニットによってオンラインで制御され、補
償ユニットは、作動電圧値を、圧電素子の製造偏差及び
／又は圧電素子の経年変化特性の関数として調整するこ
と及び請求項１０（方法）の特徴部に記載の要件、つま
り、経年変化及び／又は製造偏差に基因する圧電キャパ
シタンスの偏差から圧電トラベルでの変化を導出するた
めに、及び、適切な補正値を圧電電圧に重畳することに
よって前記変化を補償するために、充電前に、定義を行
うことによって解決される。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の有利な実施例は、従属請
求項に記載されており、以下の説明及び図面から明らか
である。
求項に記載されており、以下の説明及び図面から明らか
である。
【００１８】
【実施例】以下、本発明について図示の実施例を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１９】図２には、２重作動制御弁により作動する
圧電素子を使用する燃料噴射システムの実施例での、作
動電圧Ｕと、予め選択された固定時間期間中に噴射され
た燃料容積ｍＥとの関係について図示されている。ｙ軸
は、固定時間周期中、シリンダ室内に噴射される燃料容
積を示す。ｘ軸は、２重作動制御弁のバルブプラグを変
位するのに使用される相応の圧電素子に印加又は圧電素
子内に蓄積される作動電圧Ｕを示す。
圧電素子を使用する燃料噴射システムの実施例での、作
動電圧Ｕと、予め選択された固定時間期間中に噴射され
た燃料容積ｍＥとの関係について図示されている。ｙ軸
は、固定時間周期中、シリンダ室内に噴射される燃料容
積を示す。ｘ軸は、２重作動制御弁のバルブプラグを変
位するのに使用される相応の圧電素子に印加又は圧電素
子内に蓄積される作動電圧Ｕを示す。
【００２０】ｘ＝０，ｙ＝０で、作動電圧はゼロであ
り、バルブプラグは、予め選択された固定時間周期の
間、燃料流を阻止するために、第１の閉位置に座る。ゼ
ロより大きな作動電圧Ｕの値では、ｘ軸がＵｏｐｔとし
て示されている点に達する迄、作動電圧の表示値によ
り、バルブプラグが第１の閉位置から第２の閉位置に向
かって変位し、その結果、作動電圧がＵｏｐｔに接近す
るに連れて、ｙ軸上にｍＥ， ｍａｘによって示されてい
る容積の値に至る迄、固定時間周期の間噴射される燃料
の容積が大きくなる。固定時間周期の間噴射される燃料
の最大容積に相応する点ｍＥ，ｍａｘは、圧電素子に印
加されるか、又は、圧電素子にチャージされる作動電圧
の値を示し、その結果、第１の弁座位置と第２の弁座位
置との間でバルブプラグは最適に変位する。
り、バルブプラグは、予め選択された固定時間周期の
間、燃料流を阻止するために、第１の閉位置に座る。ゼ
ロより大きな作動電圧Ｕの値では、ｘ軸がＵｏｐｔとし
て示されている点に達する迄、作動電圧の表示値によ
り、バルブプラグが第１の閉位置から第２の閉位置に向
かって変位し、その結果、作動電圧がＵｏｐｔに接近す
るに連れて、ｙ軸上にｍＥ， ｍａｘによって示されてい
る容積の値に至る迄、固定時間周期の間噴射される燃料
の容積が大きくなる。固定時間周期の間噴射される燃料
の最大容積に相応する点ｍＥ，ｍａｘは、圧電素子に印
加されるか、又は、圧電素子にチャージされる作動電圧
の値を示し、その結果、第１の弁座位置と第２の弁座位
置との間でバルブプラグは最適に変位する。
【００２１】図２に示されているように、Ｕｏｐｔより
も大きな作動電圧の値では、固定時間周期の間に噴射さ
れる燃料容積は、ゼロに達する迄減少する。これは、最
適点から、２重作動制御弁の第２の閉位置に、バルブプ
ラグが第２の閉位置に座る迄向かうバルブプラグの変位
を示す。従って、図２には、作動電圧により、圧電素子
がバルブプラグを最適点に変位する場合に、燃料噴射の
最大容積が生じることが示されている。
も大きな作動電圧の値では、固定時間周期の間に噴射さ
れる燃料容積は、ゼロに達する迄減少する。これは、最
適点から、２重作動制御弁の第２の閉位置に、バルブプ
ラグが第２の閉位置に座る迄向かうバルブプラグの変位
を示す。従って、図２には、作動電圧により、圧電素子
がバルブプラグを最適点に変位する場合に、燃料噴射の
最大容積が生じることが示されている。
【００２２】本発明によると、特定の圧電素子で所定時
間でのＵｏｐｔの値が、その時点での特定の圧電素子の
製造特性及び個別圧電素子が作用されるエージング徴候
によって影響を受ける。即ち、所定作動電圧の場合に圧
電素子によって生じる変位量は、特定圧電素子の作動特
性（製造特性及びエージング効果）の関数として変化す
る。従って、所定の固定時間周期の間、燃料噴射の最大
容積を達成するために、圧電素子に印加されるか、又
は、圧電素子内に生じる作動電圧を、特定の圧電素子の
電流作動特性に関する値を、Ｕｏｐｔが達成されるよう
に設定する必要がある。
間でのＵｏｐｔの値が、その時点での特定の圧電素子の
製造特性及び個別圧電素子が作用されるエージング徴候
によって影響を受ける。即ち、所定作動電圧の場合に圧
電素子によって生じる変位量は、特定圧電素子の作動特
性（製造特性及びエージング効果）の関数として変化す
る。従って、所定の固定時間周期の間、燃料噴射の最大
容積を達成するために、圧電素子に印加されるか、又
は、圧電素子内に生じる作動電圧を、特定の圧電素子の
電流作動特性に関する値を、Ｕｏｐｔが達成されるよう
に設定する必要がある。
【００２３】図３には、上述の２重作動制御弁を示す、
制御弁ストロークの実施例の略図をダブルで示す。図３
の上側では、ｘ軸が時間を示し、ｙ軸がバルブプラグの
変位を示す（バルブリフト）。図３の下側では、ｘ軸が
ここでも時間を示し、ｙ軸が、上側の図のバルブリフト
の結果生じる燃料流を供給するための噴射ノズルニード
ルを示す。上側及び下側の図は、各々ｘ軸によって示さ
れている時間が相互に一致するように配列されている。
制御弁ストロークの実施例の略図をダブルで示す。図３
の上側では、ｘ軸が時間を示し、ｙ軸がバルブプラグの
変位を示す（バルブリフト）。図３の下側では、ｘ軸が
ここでも時間を示し、ｙ軸が、上側の図のバルブリフト
の結果生じる燃料流を供給するための噴射ノズルニード
ルを示す。上側及び下側の図は、各々ｘ軸によって示さ
れている時間が相互に一致するように配列されている。
【００２４】噴射周期中、圧電素子は、極めて詳細に説
明されているように、圧電素子の膨張の結果チャージさ
れて、相応のバルブプラグが第１の閉位置から第２の閉
位置に、プリインジェクションストロークの間動く（図
３の上側に示されているように）。図３の下側には、バ
ルブプラグが２重弁座弁の２つの弁座間で動くに連れて
生じる小さな燃料噴射が示され、その際、プラグが各弁
座間で動くに連れてバルブが開閉される。一般的には、
圧電素子のチャージは２つのステップで行うことができ
る：第１のステップでは、圧電素子が所定電圧にチャー
ジされて、バルブが開かれ、第２のステップでは、圧電
素子が更にチャージされて、バルブが第２の閉位置で再
度閉じられる。これらの各ステップ間で、一般的に、所
定の時間遅延が生じることがある。
明されているように、圧電素子の膨張の結果チャージさ
れて、相応のバルブプラグが第１の閉位置から第２の閉
位置に、プリインジェクションストロークの間動く（図
３の上側に示されているように）。図３の下側には、バ
ルブプラグが２重弁座弁の２つの弁座間で動くに連れて
生じる小さな燃料噴射が示され、その際、プラグが各弁
座間で動くに連れてバルブが開閉される。一般的には、
圧電素子のチャージは２つのステップで行うことができ
る：第１のステップでは、圧電素子が所定電圧にチャー
ジされて、バルブが開かれ、第２のステップでは、圧電
素子が更にチャージされて、バルブが第２の閉位置で再
度閉じられる。これらの各ステップ間で、一般的に、所
定の時間遅延が生じることがある。
【００２５】予め選択された時間周期後、それからディ
スチャージ操作が実行され、以下詳しく説明するよう
に、圧電素子内のチャージが低減され、その結果、極め
て詳細に説明されているように、圧電素子が収縮し、バ
ルブプラグが第２の閉位置から離れるように動き、２つ
の弁座間の真ん中の位置でホールドされる。図２に示さ
れているように、圧電素子内の作動電圧は、バルブリフ
トの最適な点に相応するＵｏｐｔに等しい値に達するこ
とができ、その際、主噴射に割り当てられた時間周期の
間、最大燃料流ｍＥ，ｍａｘが得られる。図３の上側及
び下側の図には、主燃料噴射が達成される中間点に制御
弁のリフトが保持されることが示されている。
スチャージ操作が実行され、以下詳しく説明するよう
に、圧電素子内のチャージが低減され、その結果、極め
て詳細に説明されているように、圧電素子が収縮し、バ
ルブプラグが第２の閉位置から離れるように動き、２つ
の弁座間の真ん中の位置でホールドされる。図２に示さ
れているように、圧電素子内の作動電圧は、バルブリフ
トの最適な点に相応するＵｏｐｔに等しい値に達するこ
とができ、その際、主噴射に割り当てられた時間周期の
間、最大燃料流ｍＥ，ｍａｘが得られる。図３の上側及
び下側の図には、主燃料噴射が達成される中間点に制御
弁のリフトが保持されることが示されている。
【００２６】主噴射の時間周期の終わりで、圧電素子は
ディスチャージされて、ゼロの作動電圧に達し、その結
果、更に圧電素子が収縮し、バルブプラグが最適位置か
ら離れて第１の閉位置の方向に動き、バルブが閉じられ
て、燃料流が停止する（図３の上側及び下側に図示され
ている）。この時点で、バルブプラグは、再度、他のプ
リインジェクション、例えば、上述のような主噴射サイ
クルを繰り返すような位置になる。もちろん、他の噴射
サイクルを実行してもよい。
ディスチャージされて、ゼロの作動電圧に達し、その結
果、更に圧電素子が収縮し、バルブプラグが最適位置か
ら離れて第１の閉位置の方向に動き、バルブが閉じられ
て、燃料流が停止する（図３の上側及び下側に図示され
ている）。この時点で、バルブプラグは、再度、他のプ
リインジェクション、例えば、上述のような主噴射サイ
クルを繰り返すような位置になる。もちろん、他の噴射
サイクルを実行してもよい。
【００２７】図４には、本発明が実施された構成の実施
例を示すブロック図が示されている。
例を示すブロック図が示されている。
【００２８】図４には、詳細領域Ａと非詳細領域Ｂとが
あり、両者間が破線Ｃによって分離して示されている。
詳細領域Ａには、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０及び６０をチャージ及びディスチャージするための回
路が含まれている。考察している実施例では、これらの
圧電素子１０，２０，３０，４０，５０及び６０は、内
燃機関の燃料噴射ノズル（特に所謂コモンレールインジ
ェクタ）内のアクチュエータである。圧電素子は、公知
のように、そのような目的のために使用することができ
る。つまり、上述のように、圧電素子は、それに印加さ
れる電圧又はその中に生じる電圧の関数として収縮した
り膨張したりする特性を有しているからである。既述の
実施例で、６個の圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０及び６０を用いる理由は、内燃機関内の６個のシリン
ダを独立して制御するためであり、従って、他の個数の
圧電素子でも他の目的に適う。
あり、両者間が破線Ｃによって分離して示されている。
詳細領域Ａには、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０及び６０をチャージ及びディスチャージするための回
路が含まれている。考察している実施例では、これらの
圧電素子１０，２０，３０，４０，５０及び６０は、内
燃機関の燃料噴射ノズル（特に所謂コモンレールインジ
ェクタ）内のアクチュエータである。圧電素子は、公知
のように、そのような目的のために使用することができ
る。つまり、上述のように、圧電素子は、それに印加さ
れる電圧又はその中に生じる電圧の関数として収縮した
り膨張したりする特性を有しているからである。既述の
実施例で、６個の圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０及び６０を用いる理由は、内燃機関内の６個のシリン
ダを独立して制御するためであり、従って、他の個数の
圧電素子でも他の目的に適う。
【００２９】非詳細領域Ｂには、制御ユニットＤ及び作
動ＩＣ Ｅが含まれており、それら両者によって、詳細
領域Ａ内の各要素が制御される。同様に、測定システム
Ｆは、例えば、以下詳細に説明するように、本発明の制
御ユニットＤに入力し、及び、制御ユニットＤによって
使用されるため燃料圧及び内燃機関の回転速度（ｒｐ
ｍ）のようなシステム作動特性を測定する。本発明によ
ると、制御ユニットＤ及び作動ＩＣ Ｅは、圧電素子用
の作動電圧を、各特定圧電素子の作動特性の関数として
制御するようにプログラムされている。
動ＩＣ Ｅが含まれており、それら両者によって、詳細
領域Ａ内の各要素が制御される。同様に、測定システム
Ｆは、例えば、以下詳細に説明するように、本発明の制
御ユニットＤに入力し、及び、制御ユニットＤによって
使用されるため燃料圧及び内燃機関の回転速度（ｒｐ
ｍ）のようなシステム作動特性を測定する。本発明によ
ると、制御ユニットＤ及び作動ＩＣ Ｅは、圧電素子用
の作動電圧を、各特定圧電素子の作動特性の関数として
制御するようにプログラムされている。
【００３０】以下の説明では、最初に詳細領域Ａ内の個
別要素について紹介する。その際、圧電素子１０，２
０，３０，４０，５０，６０のチャージ及びディスチャ
ージプロシージャについて詳細に説明する。最後に、本
発明により制御ユニットＤ及び作動ＩＣ Ｅを用いて制
御される両プロシージャのやり方について詳細に説明す
る。
別要素について紹介する。その際、圧電素子１０，２
０，３０，４０，５０，６０のチャージ及びディスチャ
ージプロシージャについて詳細に説明する。最後に、本
発明により制御ユニットＤ及び作動ＩＣ Ｅを用いて制
御される両プロシージャのやり方について詳細に説明す
る。
【００３１】詳細部Ａ内の回路は、６個の圧電素子１
０，２０，３０，４０，５０及び６０を有している。
０，２０，３０，４０，５０及び６０を有している。
【００３２】圧電素子１０，２０，３０，４０，５０及
び６０は、第１のグループＧ１と第２のグループＧ２に
配分されており、各々３つの圧電素子（即ち、圧電素子
１０，２０及び３０が第１のグループＧ１に、乃至、圧
電素子４０，５０及び６０が第２のグループＧ２に）を
有している。グループＧ１及びＧ２は、相互に並列接続
された回路部分の構成要素である。グループセレクタス
イッチ３１０，３２０は、圧電素子１０，２０及び３０
乃至４０，５０及び６０のグループＧ１，Ｇ２を構成す
るのに使用することができ、各圧電素子は、共通のチャ
ージ及びディスチャージ装置によって各場合にディスチ
ャージされる（しかし、グループセレクタスイッチ３１
０，３２０は、チャージプロシージャの間技術的意味は
ない。以下詳細に更に説明する。）。
び６０は、第１のグループＧ１と第２のグループＧ２に
配分されており、各々３つの圧電素子（即ち、圧電素子
１０，２０及び３０が第１のグループＧ１に、乃至、圧
電素子４０，５０及び６０が第２のグループＧ２に）を
有している。グループＧ１及びＧ２は、相互に並列接続
された回路部分の構成要素である。グループセレクタス
イッチ３１０，３２０は、圧電素子１０，２０及び３０
乃至４０，５０及び６０のグループＧ１，Ｇ２を構成す
るのに使用することができ、各圧電素子は、共通のチャ
ージ及びディスチャージ装置によって各場合にディスチ
ャージされる（しかし、グループセレクタスイッチ３１
０，３２０は、チャージプロシージャの間技術的意味は
ない。以下詳細に更に説明する。）。
【００３３】グループセレクタスイッチ３１０，３２０
は、コイル２４０と各グループＧ１及びＧ２（そのコイ
ル側の端子）との間に配設されている。サイドドライバ
３１１，３２１は、作動ＩＣ Ｅから受信された制御信
号を、スイッチを要求されているように開閉することが
できるような電圧に変換するように構成されている。
は、コイル２４０と各グループＧ１及びＧ２（そのコイ
ル側の端子）との間に配設されている。サイドドライバ
３１１，３２１は、作動ＩＣ Ｅから受信された制御信
号を、スイッチを要求されているように開閉することが
できるような電圧に変換するように構成されている。
【００３４】ダイオード３１５及び３２５（グループセ
レクタスイッチとして言及されている）は、各々グルー
プセレクタスイッチ３１０，３２０と並列接続されてい
る。グループセレクタスイッチ３１０，３２０が、ＭＯ
ＳＦＥＴ又はＩＧＢＴとして構成されている場合、これ
らグループセレクタダイオード３１５及び３２５は、寄
生ダイオード自体によって構成してもよい。ダイオード
３１５，３２５は、チャージプロシージャの間、グルー
プセレクタスイッチ３１０，３２０をバイパスする。従
って、ディスチャージプロシージャ用だけに、圧電素子
１０，２０及び３０乃至４０，５０及び６０のグループ
Ｇ１，Ｇ２を選択するために、グループセレクタスイッ
チ３１０，３２０の機能性が低減される。
レクタスイッチとして言及されている）は、各々グルー
プセレクタスイッチ３１０，３２０と並列接続されてい
る。グループセレクタスイッチ３１０，３２０が、ＭＯ
ＳＦＥＴ又はＩＧＢＴとして構成されている場合、これ
らグループセレクタダイオード３１５及び３２５は、寄
生ダイオード自体によって構成してもよい。ダイオード
３１５，３２５は、チャージプロシージャの間、グルー
プセレクタスイッチ３１０，３２０をバイパスする。従
って、ディスチャージプロシージャ用だけに、圧電素子
１０，２０及び３０乃至４０，５０及び６０のグループ
Ｇ１，Ｇ２を選択するために、グループセレクタスイッ
チ３１０，３２０の機能性が低減される。
【００３５】各グループＧ１乃至Ｇ２内で、圧電素子１
０，２０及び３０乃至４０，５０及び６０は、相互に並
列接続されている圧電ブランチ１１０，１２０及び１３
０（グループＧ１）及び１４０，１５０及び１６０（グ
ループＧ２）の構成部として配設されている。各圧電ブ
ランチは、圧電素子１０，２０及び３０乃至４０，５０
及び６０及び抵抗１３，２３，３３，４３，５３乃至６
３（ブランチ抵抗として言及されている）から構成され
た第１の並列回路と、トランジスタ１１，２１，３１，
４１，５１乃至６１（ブランチセレクタスイッチとして
言及されている）として構成されたセレクタスイッチと
ダイオード１２，２２，３２，４２，５２乃至６２（ブ
ランチダイオードとして言及されている）から構成され
た第２の並列回路との直列回路を有している。
０，２０及び３０乃至４０，５０及び６０は、相互に並
列接続されている圧電ブランチ１１０，１２０及び１３
０（グループＧ１）及び１４０，１５０及び１６０（グ
ループＧ２）の構成部として配設されている。各圧電ブ
ランチは、圧電素子１０，２０及び３０乃至４０，５０
及び６０及び抵抗１３，２３，３３，４３，５３乃至６
３（ブランチ抵抗として言及されている）から構成され
た第１の並列回路と、トランジスタ１１，２１，３１，
４１，５１乃至６１（ブランチセレクタスイッチとして
言及されている）として構成されたセレクタスイッチと
ダイオード１２，２２，３２，４２，５２乃至６２（ブ
ランチダイオードとして言及されている）から構成され
た第２の並列回路との直列回路を有している。
【００３６】ブランチ抵抗１３，２３，３３，４３，５
３乃至６３により、各相応の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０乃至６０がチャージプロシージャの間及
びチャージプロシージャの後に連続的にそれ自身でディ
スチャージする。その際、それらは、各容量性圧電素子
１０，２０，３０，４０，５０乃至６０相互の両端子が
接続される。しかし、ブランチ抵抗１３，２３，３３，
４３，５３乃至６３は、以下説明するように、制御され
たチャージ及びディスチャージプロシージャに比較して
緩慢に、このプロシージャを行うように充分に大きい。
従って、チャージプロシージャ後の適切な時間内で変え
られないように、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０又は６０のチャージを考慮するのは合理的なことであ
る（それにも拘わらず、この理由で、ブランチ抵抗１
３，２３，３３，４３，５３及び６３により、システム
が故障した場合、又は、それ以外の例外的な状況で、圧
電素子１０，２０，３０，４０，５０乃至６０にチャー
ジが残留するのを回避することができる）。従って、ブ
ランチ抵抗１３，２３，３３，４３，５３及び６３は、
以下の説明では省略する。
３乃至６３により、各相応の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０乃至６０がチャージプロシージャの間及
びチャージプロシージャの後に連続的にそれ自身でディ
スチャージする。その際、それらは、各容量性圧電素子
１０，２０，３０，４０，５０乃至６０相互の両端子が
接続される。しかし、ブランチ抵抗１３，２３，３３，
４３，５３乃至６３は、以下説明するように、制御され
たチャージ及びディスチャージプロシージャに比較して
緩慢に、このプロシージャを行うように充分に大きい。
従って、チャージプロシージャ後の適切な時間内で変え
られないように、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０又は６０のチャージを考慮するのは合理的なことであ
る（それにも拘わらず、この理由で、ブランチ抵抗１
３，２３，３３，４３，５３及び６３により、システム
が故障した場合、又は、それ以外の例外的な状況で、圧
電素子１０，２０，３０，４０，５０乃至６０にチャー
ジが残留するのを回避することができる）。従って、ブ
ランチ抵抗１３，２３，３３，４３，５３及び６３は、
以下の説明では省略する。
【００３７】個別圧電ブランチ１１０，１２０，１３
０，１４０，１５０乃至１６０内の、ブランチセレクタ
スイッチ／ブランチダイオード対、即ち、圧電ブランチ
１１０内のセレクタスイッチ１１及びダイオード１２、
圧電ブランチ１２０内のセレクタスイッチ２１及びダイ
オード２２、等は、寄生ダイオードを有する電子スイッ
チ（即ち、トランジスタ）、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又は
ＩＧＢＴ（グループセレクタスイッチ／ダイオード対３
１０及び３１５乃至３２０及び３２５の場合に上述され
ているように）を使用して構成することができる。
０，１４０，１５０乃至１６０内の、ブランチセレクタ
スイッチ／ブランチダイオード対、即ち、圧電ブランチ
１１０内のセレクタスイッチ１１及びダイオード１２、
圧電ブランチ１２０内のセレクタスイッチ２１及びダイ
オード２２、等は、寄生ダイオードを有する電子スイッ
チ（即ち、トランジスタ）、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又は
ＩＧＢＴ（グループセレクタスイッチ／ダイオード対３
１０及び３１５乃至３２０及び３２５の場合に上述され
ているように）を使用して構成することができる。
【００３８】ブランチセレクタスイッチ１１，２１，３
１，４１，５１乃至６１は、圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０又は６０のブランチセレクタスイッチを
構成するのに使用することができ、各場合に、コモンチ
ャージ及びディスチャージ装置によってチャージされ
る：各場合に、チャージされた圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０又は６０は全て、そのブランチセレクタ
スイッチ１１，２１，３１，４１，５１又は６１が、以
下説明するチャージプロシージャー中閉じられる。通
常、何時でもブランチセレクタスイッチのうち１つだけ
が閉じられる。
１，４１，５１乃至６１は、圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０又は６０のブランチセレクタスイッチを
構成するのに使用することができ、各場合に、コモンチ
ャージ及びディスチャージ装置によってチャージされ
る：各場合に、チャージされた圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０又は６０は全て、そのブランチセレクタ
スイッチ１１，２１，３１，４１，５１又は６１が、以
下説明するチャージプロシージャー中閉じられる。通
常、何時でもブランチセレクタスイッチのうち１つだけ
が閉じられる。
【００３９】ブランチダイオード１２，２２，３２，４
２，５２及び６２は、ディスチャージプロシージャー
中、ブランチセレクタスイッチ１１，２１，３１，４
１，５１乃至６１をバイパスするのに使用される。従っ
て、考察している実施例では、チャージプロシージャ
中、個別圧電素子のどれかを選択することができ、ディ
スチャージプロシージャー中、圧電素子１０，２０及び
３０乃至４０，５０及び６０又は両方の第１のグループ
Ｇ１か、又は、第２のグループＧ２を選択する必要があ
る。圧電素子１０，２０，３０，４０，５０又は６０自
体に戻ると、ブランチセレクタ圧電端子１５，２５，３
５，４５，５５乃至６５は、ブランチセレクタスイッチ
１１，２１，３１，４１，５１乃至６１、又は、相応の
ダイオード１２，２２，３２，４２，５２乃至６２のど
ちらかを介して、及び、両方の場合に付加的に抵抗３０
０を介して、アースに接続されている。
２，５２及び６２は、ディスチャージプロシージャー
中、ブランチセレクタスイッチ１１，２１，３１，４
１，５１乃至６１をバイパスするのに使用される。従っ
て、考察している実施例では、チャージプロシージャ
中、個別圧電素子のどれかを選択することができ、ディ
スチャージプロシージャー中、圧電素子１０，２０及び
３０乃至４０，５０及び６０又は両方の第１のグループ
Ｇ１か、又は、第２のグループＧ２を選択する必要があ
る。圧電素子１０，２０，３０，４０，５０又は６０自
体に戻ると、ブランチセレクタ圧電端子１５，２５，３
５，４５，５５乃至６５は、ブランチセレクタスイッチ
１１，２１，３１，４１，５１乃至６１、又は、相応の
ダイオード１２，２２，３２，４２，５２乃至６２のど
ちらかを介して、及び、両方の場合に付加的に抵抗３０
０を介して、アースに接続されている。
【００４０】抵抗３００の目的は、圧電素子１０，２
０，３０，４０，５０又は６０のチャージ及びディスチ
ャージ中、ブランチセレクタ圧電端子１５，２５，３
５，４５，５５乃至６５とアースとの間に流れる電流を
測定するためである。特に、チャージスイッチ２２０及
びディスチャージスイッチ２３０を電流の大きさに依存
して開閉することによって、チャージ電流及びディスチ
ャージ電流を所定の平均値に設定することができ、所定
の最大及び／又は最小値を超過したり、又は、降下した
りしないように保持することができる（以下更に詳述す
る）。
０，３０，４０，５０又は６０のチャージ及びディスチ
ャージ中、ブランチセレクタ圧電端子１５，２５，３
５，４５，５５乃至６５とアースとの間に流れる電流を
測定するためである。特に、チャージスイッチ２２０及
びディスチャージスイッチ２３０を電流の大きさに依存
して開閉することによって、チャージ電流及びディスチ
ャージ電流を所定の平均値に設定することができ、所定
の最大及び／又は最小値を超過したり、又は、降下した
りしないように保持することができる（以下更に詳述す
る）。
【００４１】考察している例では、測定それ自体は、更
に電圧源６２１を必要とし、この電圧源は、例えば、５
Ｖ ＤＣの電圧を給電し、更に、２つの抵抗６２２及び
６２３として構成された分圧器を必要とする。これは、
作動ＩＣ Ｅ（それにより、測定が実行される）を負の
電圧から保護するためであり、さもないと、測定点６２
０に負の電圧が生じてしまい、作動ＩＣ Ｅによっては
処理することができない：そのような負の電圧は、前記
電圧源６２１と分圧抵抗６２２及び６２３により給電さ
れる付加的な正の電圧設定を用いて、正の電圧に変換さ
れる。
に電圧源６２１を必要とし、この電圧源は、例えば、５
Ｖ ＤＣの電圧を給電し、更に、２つの抵抗６２２及び
６２３として構成された分圧器を必要とする。これは、
作動ＩＣ Ｅ（それにより、測定が実行される）を負の
電圧から保護するためであり、さもないと、測定点６２
０に負の電圧が生じてしまい、作動ＩＣ Ｅによっては
処理することができない：そのような負の電圧は、前記
電圧源６２１と分圧抵抗６２２及び６２３により給電さ
れる付加的な正の電圧設定を用いて、正の電圧に変換さ
れる。
【００４２】各圧電素子１０，２０，３０，４０，５０
又は６０の他の端子、即ち、グループセレクタ圧電端子
１４，２４，３４，４４，５４乃至６４は、グループセ
レクタスイッチ３１０乃至３２０又はグループセレクタ
ダイオード３１５乃至３２５並びにコイル２４０及びチ
ャージスイッチ２２０とチャージダイオード２２１とか
ら構成された並列回路を介して電圧源の正極に接続され
ており、択一選択的に、又は、付加的に、グループセレ
クタスイッチ３１０乃至３２０又はダイオード３１５乃
至３２５同様にコイル２４０とディスチャージスイッチ
２３０又はディスチャージダイオード２３１とから構成
された並列回路を介してアースに接続されている。チャ
ージスイッチ２２０及びディスチャージスイッチ２３０
は、トランジスタ、例えば、サイドドライバ２２２乃至
２３２を介して制御されるトランジスタとして構成され
ている。
又は６０の他の端子、即ち、グループセレクタ圧電端子
１４，２４，３４，４４，５４乃至６４は、グループセ
レクタスイッチ３１０乃至３２０又はグループセレクタ
ダイオード３１５乃至３２５並びにコイル２４０及びチ
ャージスイッチ２２０とチャージダイオード２２１とか
ら構成された並列回路を介して電圧源の正極に接続され
ており、択一選択的に、又は、付加的に、グループセレ
クタスイッチ３１０乃至３２０又はダイオード３１５乃
至３２５同様にコイル２４０とディスチャージスイッチ
２３０又はディスチャージダイオード２３１とから構成
された並列回路を介してアースに接続されている。チャ
ージスイッチ２２０及びディスチャージスイッチ２３０
は、トランジスタ、例えば、サイドドライバ２２２乃至
２３２を介して制御されるトランジスタとして構成され
ている。
【００４３】電圧源は、容量特性を有する素子を有して
おり、考察している実施例では、（バッファ）キャパシ
タ２１０である。キャパシタ２１０は、バッテリ２００
（例えば、自動車バッテリ）、及び、その下流側のＤＣ
電圧変換器２０１によってチャージされる。ＤＣ電圧変
換器２０１は、バッテリ電圧（例えば、１２Ｖ）を実質
的に何らかの他の電圧（例えば、２５０Ｖ）に変換し、
キャパシタ２１０をその電圧にチャージする。ＤＣ電圧
変換器２０１は、トランジスタスイッチ２０２と抵抗２
０３を用いて制御され、この抵抗は、測定点６３０から
取り出して電流測定するのに使用される。
おり、考察している実施例では、（バッファ）キャパシ
タ２１０である。キャパシタ２１０は、バッテリ２００
（例えば、自動車バッテリ）、及び、その下流側のＤＣ
電圧変換器２０１によってチャージされる。ＤＣ電圧変
換器２０１は、バッテリ電圧（例えば、１２Ｖ）を実質
的に何らかの他の電圧（例えば、２５０Ｖ）に変換し、
キャパシタ２１０をその電圧にチャージする。ＤＣ電圧
変換器２０１は、トランジスタスイッチ２０２と抵抗２
０３を用いて制御され、この抵抗は、測定点６３０から
取り出して電流測定するのに使用される。
【００４４】クロスチェックの目的で、測定点６５０で
の別の電流測定は、作動ＩＣ Ｅ並びに抵抗６５１，６
５２及び６５３及び５Ｖ ＤＣ電圧、例えば、電源６５
４により行うことができ、更に、測定点６４０での電圧
測定は、作動ＩＣ Ｅ並びに分圧抵抗６４１及び６４２
によって行うことができる。
の別の電流測定は、作動ＩＣ Ｅ並びに抵抗６５１，６
５２及び６５３及び５Ｖ ＤＣ電圧、例えば、電源６５
４により行うことができ、更に、測定点６４０での電圧
測定は、作動ＩＣ Ｅ並びに分圧抵抗６４１及び６４２
によって行うことができる。
【００４５】最後に、抵抗３３０（全ディスチャージ抵
抗として言及される）、トランジスタ３３１として構成
されたストップスイッチ（ストップスイッチとして言及
される）、及び、ダイオード３２３（全ディスチャージ
ダイオードとして言及される）は、圧電素子１０，２
０，３０，４０，５０，６０をディスチャージするのに
使用される（以下更に説明するように「正常」ディスチ
ャージ作動によりディスチャージされない事態が生じた
場合）。ストップスイッチ３３１は、有利には、「正
常」ディスチャージプロシージャー後に閉じられる（デ
ィスチャージスイッチ２３０を介しての周期的なディチ
ャージ）。その際、圧電素子１０，２０，３０，４０，
５０，６０は、抵抗３３０及び３００を介してアースに
接続され、従って、圧電素子１０，２０，３０，４０，
５０，６０内に残留していることがある残留チャージを
除去することができる。全ディスチャージダイオード３
３２により、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０に負の電圧（場合によっては、この負の電圧によっ
てダメージを受けることがある）が生じないようにする
ことができる。
抗として言及される）、トランジスタ３３１として構成
されたストップスイッチ（ストップスイッチとして言及
される）、及び、ダイオード３２３（全ディスチャージ
ダイオードとして言及される）は、圧電素子１０，２
０，３０，４０，５０，６０をディスチャージするのに
使用される（以下更に説明するように「正常」ディスチ
ャージ作動によりディスチャージされない事態が生じた
場合）。ストップスイッチ３３１は、有利には、「正
常」ディスチャージプロシージャー後に閉じられる（デ
ィスチャージスイッチ２３０を介しての周期的なディチ
ャージ）。その際、圧電素子１０，２０，３０，４０，
５０，６０は、抵抗３３０及び３００を介してアースに
接続され、従って、圧電素子１０，２０，３０，４０，
５０，６０内に残留していることがある残留チャージを
除去することができる。全ディスチャージダイオード３
３２により、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０に負の電圧（場合によっては、この負の電圧によっ
てダメージを受けることがある）が生じないようにする
ことができる。
【００４６】圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０の全て、又は特定の圧電素子の充放電は、単一の充
放電装置（全てのグループ及びその圧電素子に共通）を
用いて実施される。考察している実施例では、共通の充
放電装置は、バッテリ２００、ＤＣ電圧変換器２０１、
キャパシタ２１０、チャージスイッチ２２０及びディス
チャージすいっち２３０、チャージダイオード２２１及
びディスチャージダイオード２３１及びコイル２４０を
有している。
６０の全て、又は特定の圧電素子の充放電は、単一の充
放電装置（全てのグループ及びその圧電素子に共通）を
用いて実施される。考察している実施例では、共通の充
放電装置は、バッテリ２００、ＤＣ電圧変換器２０１、
キャパシタ２１０、チャージスイッチ２２０及びディス
チャージすいっち２３０、チャージダイオード２２１及
びディスチャージダイオード２３１及びコイル２４０を
有している。
【００４７】各圧電素子の充放電は、同様に行われ、第
１の圧電素子１０だけを用いて以下説明する。
１の圧電素子１０だけを用いて以下説明する。
【００４８】充放電プロシージャ中生じる条件につい
て、図５ａ〜５ｄを用いて説明する。その内、図５ａ及
び５ｂは、圧電素子１０のチャージを示し、図５ｃ及び
５ｄは、圧電素子１０のディスチャージを示す。
て、図５ａ〜５ｄを用いて説明する。その内、図５ａ及
び５ｂは、圧電素子１０のチャージを示し、図５ｃ及び
５ｄは、圧電素子１０のディスチャージを示す。
【００４９】充放電されるべき圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の１つ以上の選択、以下説明する
チャージプロシージャ並びにディスチャージプロシージ
ャは、作動ＩＣ Ｅ及び制御ユニットＤによって、上述
のスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１；３１
０，３２０；２２０，２３０及び３３１の１つ以上を開
閉することによって作動される。詳細領域Ａ内の各要
素、及び、作動ＩＣ Ｅ及び制御ユニットＤの相互作用
について、以下更に詳細に説明する。
０，４０，５０，６０の１つ以上の選択、以下説明する
チャージプロシージャ並びにディスチャージプロシージ
ャは、作動ＩＣ Ｅ及び制御ユニットＤによって、上述
のスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１；３１
０，３２０；２２０，２３０及び３３１の１つ以上を開
閉することによって作動される。詳細領域Ａ内の各要
素、及び、作動ＩＣ Ｅ及び制御ユニットＤの相互作用
について、以下更に詳細に説明する。
【００５０】チャージプロシージャに関しては、最初
に、充電されるべき、特定の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０が選択される必要がある。最初の
圧電素子１０を排他的に充電するために、最初のブラン
チ１１０のブランチセレクタスイッチ１１が閉じられ、
他のブランチセレクタスイッチ２１，３１，４１，５
１，６１は全て開かれたままである。他の圧電素子２
０，３０，４０，５０，６０を排他的にチャージするた
め、又は、それと同時に幾つかの圧電素子をチャージす
るために、相応のブランチセレクタスイッチ２１，３
１，４１，５１及び／又は６１を閉じることによって選
択される。
に、充電されるべき、特定の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０が選択される必要がある。最初の
圧電素子１０を排他的に充電するために、最初のブラン
チ１１０のブランチセレクタスイッチ１１が閉じられ、
他のブランチセレクタスイッチ２１，３１，４１，５
１，６１は全て開かれたままである。他の圧電素子２
０，３０，４０，５０，６０を排他的にチャージするた
め、又は、それと同時に幾つかの圧電素子をチャージす
るために、相応のブランチセレクタスイッチ２１，３
１，４１，５１及び／又は６１を閉じることによって選
択される。
【００５１】それから、充電プロシージャ自体が実行さ
れる：一般的に、考察している実施例では、チャージプ
ロシージャは、キャパシタ２１０と第１の圧電素子１０
のグループセレクタ圧電端子１４との間の正の電位差を
必要とする。しかし、チャージスイッチ２２０及びディ
スチャージスイッチ２３０が開かれている限り、圧電素
子１０の充放電は行われない：この場合には、図４に示
されている回路は、その定常状態のままであり、実質的
に変化せず、電流も流れない。
れる：一般的に、考察している実施例では、チャージプ
ロシージャは、キャパシタ２１０と第１の圧電素子１０
のグループセレクタ圧電端子１４との間の正の電位差を
必要とする。しかし、チャージスイッチ２２０及びディ
スチャージスイッチ２３０が開かれている限り、圧電素
子１０の充放電は行われない：この場合には、図４に示
されている回路は、その定常状態のままであり、実質的
に変化せず、電流も流れない。
【００５２】第１の圧電素子１０をチャージするため
に、チャージスイッチ２２０が閉じられる。理論的に
は、第１の圧電素子１０は、そのようにしてチャージす
ることができる。しかし、これは、大電流を生じ、それ
により、含まれている要素がダメージを受けることがあ
る。従って、生起電流は、測定点６２０で測定され、ス
イッチ２２０は、検出された電流が所定限界を超過する
と即座に開かれる。従って、第１の圧電素子１０が所望
のチャージに達するために、チャージスイッチ２２０は
繰り返し開閉され、ディスチャージスイッチ２３０は開
かれたままである。
に、チャージスイッチ２２０が閉じられる。理論的に
は、第１の圧電素子１０は、そのようにしてチャージす
ることができる。しかし、これは、大電流を生じ、それ
により、含まれている要素がダメージを受けることがあ
る。従って、生起電流は、測定点６２０で測定され、ス
イッチ２２０は、検出された電流が所定限界を超過する
と即座に開かれる。従って、第１の圧電素子１０が所望
のチャージに達するために、チャージスイッチ２２０は
繰り返し開閉され、ディスチャージスイッチ２３０は開
かれたままである。
【００５３】詳細には、チャージスイッチ２２０が閉じ
られている場合、図５に示した状態が生じ、即ち、圧電
素子１０、キャパシタ２１０，コイル２４０から構成さ
れた直列回路を含む閉回路が形成され、その際、電流ｉ
ＬＥ（ｔ）が図５ａに矢印によって示されているように
流れる。この電流の結果、両方の正のチャージが、最初
の圧電素子１０のグループセレクタ圧電端子１４に導入
され、エネルギがコイル２４０内に蓄積される。
られている場合、図５に示した状態が生じ、即ち、圧電
素子１０、キャパシタ２１０，コイル２４０から構成さ
れた直列回路を含む閉回路が形成され、その際、電流ｉ
ＬＥ（ｔ）が図５ａに矢印によって示されているように
流れる。この電流の結果、両方の正のチャージが、最初
の圧電素子１０のグループセレクタ圧電端子１４に導入
され、エネルギがコイル２４０内に蓄積される。
【００５４】チャージスイッチ２２０が、閉じていた後
に短時間（例えば、数μｓ）開かれると、図５ｂに示さ
れた状態が生じる：閉回路は、圧電素子１０、チャージ
ダイオード２２１、コイル２４０から構成された直列回
路を有しており、その際、電流ｉＬＡ（ｔ）が、図５ｂ
に矢印により示されたように流れる。この電流の結果、
コイル２４０内に蓄積されたエネルギが圧電素子１０内
に流れる。
に短時間（例えば、数μｓ）開かれると、図５ｂに示さ
れた状態が生じる：閉回路は、圧電素子１０、チャージ
ダイオード２２１、コイル２４０から構成された直列回
路を有しており、その際、電流ｉＬＡ（ｔ）が、図５ｂ
に矢印により示されたように流れる。この電流の結果、
コイル２４０内に蓄積されたエネルギが圧電素子１０内
に流れる。
【００５５】圧電素子１０に分配されたエネルギに相応
して、圧電素子１０内に生じた電圧、及び、その外寸が
増大する。コイル２４０から圧電素子１０へのエネルギ
搬送が一旦生じると、回路の定常状態が、図４に示され
ているように、既に説明したように、再度生じる。
して、圧電素子１０内に生じた電圧、及び、その外寸が
増大する。コイル２４０から圧電素子１０へのエネルギ
搬送が一旦生じると、回路の定常状態が、図４に示され
ているように、既に説明したように、再度生じる。
【００５６】その時点で、又は、それ以前に（チャージ
作動の所望の時間プロフィールに依存して）、チャージ
スイッチ２２０は、再度開閉され、その結果、上述のプ
ロセスが繰り返される。チャージスイッチ２２０が再度
開閉された結果、圧電素子１０内に蓄積されたエネルギ
が増大し（圧電素子１０内に既に蓄積されたエネルギ及
び新規に分配されたエネルギが一緒に加算される）、圧
電素子１０に生じる電圧、及び、その外寸がそれに応じ
て増大する。
作動の所望の時間プロフィールに依存して）、チャージ
スイッチ２２０は、再度開閉され、その結果、上述のプ
ロセスが繰り返される。チャージスイッチ２２０が再度
開閉された結果、圧電素子１０内に蓄積されたエネルギ
が増大し（圧電素子１０内に既に蓄積されたエネルギ及
び新規に分配されたエネルギが一緒に加算される）、圧
電素子１０に生じる電圧、及び、その外寸がそれに応じ
て増大する。
【００５７】チャージスイッチ２２０の前述の開閉が数
回繰り返されると、圧電素子１０に生じる電圧、及び、
圧電素子１０が段階的に膨張する。
回繰り返されると、圧電素子１０に生じる電圧、及び、
圧電素子１０が段階的に膨張する。
【００５８】チャージスイッチ２２０が所定回数開閉さ
れると、及び／又は、圧電素子１０が所望のチャージ状
態に達すると、チャージスイッチ２２０が開かれること
によって、圧電素子のチャージが終了される。
れると、及び／又は、圧電素子１０が所望のチャージ状
態に達すると、チャージスイッチ２２０が開かれること
によって、圧電素子のチャージが終了される。
【００５９】ディスチャージプロシージャに関しては、
考察している実施例では、圧電素子１０，２０，３０，
４０，５０，６０は、以下のようなグループ（Ｇ１及び
／又はＧ２）で放電される：最初に、圧電素子が放電さ
れる必要があるグループ又はグループＧ１及び／又はＧ
２のグループセレクタスイッチ３１０及び／又は３２０
が閉じられる（ブランチセレクタスイッチ１１，２１，
３１，４１，５１，６１は、ディスチャージプロシージ
ャの場合に、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０の選択に影響を及ぼさず、つまり、この場合、これ
らはブランチダイオード１２，２２，３２，４２，５
２，６２によってバイパスされるからである）。従っ
て、第１のグループＧ１の部分として圧電素子１０を放
電するために、第１のグループセレクタスイッチ３１０
が閉じられる。
考察している実施例では、圧電素子１０，２０，３０，
４０，５０，６０は、以下のようなグループ（Ｇ１及び
／又はＧ２）で放電される：最初に、圧電素子が放電さ
れる必要があるグループ又はグループＧ１及び／又はＧ
２のグループセレクタスイッチ３１０及び／又は３２０
が閉じられる（ブランチセレクタスイッチ１１，２１，
３１，４１，５１，６１は、ディスチャージプロシージ
ャの場合に、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０の選択に影響を及ぼさず、つまり、この場合、これ
らはブランチダイオード１２，２２，３２，４２，５
２，６２によってバイパスされるからである）。従っ
て、第１のグループＧ１の部分として圧電素子１０を放
電するために、第１のグループセレクタスイッチ３１０
が閉じられる。
【００６０】ディスチャージスイッチ２３０が閉じられ
ている場合、図５ｃに示された状態が生じる：つまり、
圧電素子１０及びコイル２４０から構成された直列回路
を含む閉回路が形成され、この閉回路内を、電流ｉＥＥ
（ｔ）が、図５ｃに矢印によって示されたように流れ
る。この電流の結果、圧電素子１０内に蓄積されたエネ
ルギ（その一部分）がコイル２４０内に搬送される。圧
電素子１０からコイル２４０に搬送されたエネルギに相
応して、圧電素子１０に生じる電圧、及び、圧電素子１
０の外寸が低減する。
ている場合、図５ｃに示された状態が生じる：つまり、
圧電素子１０及びコイル２４０から構成された直列回路
を含む閉回路が形成され、この閉回路内を、電流ｉＥＥ
（ｔ）が、図５ｃに矢印によって示されたように流れ
る。この電流の結果、圧電素子１０内に蓄積されたエネ
ルギ（その一部分）がコイル２４０内に搬送される。圧
電素子１０からコイル２４０に搬送されたエネルギに相
応して、圧電素子１０に生じる電圧、及び、圧電素子１
０の外寸が低減する。
【００６１】ディスチャージスイッチ２３０が閉じられ
ていた後短時間（例えば、数μｓ）開かれる場合、図５
ｄに示された状態が生じる：圧電素子１０、キャパシタ
２１０、ディスチャージダイオード２３１、及びコイル
２４０から構成された直列回路を有する閉回路が形成さ
れ、この閉回路内を、電流ｉＥＡ（ｔ）が図５ｄに矢印
によって示されたように流れる。この電流の結果、コイ
ル２４０内に蓄積されたエネルギがキャパシタ２１０に
フィードバックされる。コイル２４０からキャパシタ２
１０へエネルギが搬送されると、図４に示されていて既
に説明したような、回路の定常状態が再度達成される。
ていた後短時間（例えば、数μｓ）開かれる場合、図５
ｄに示された状態が生じる：圧電素子１０、キャパシタ
２１０、ディスチャージダイオード２３１、及びコイル
２４０から構成された直列回路を有する閉回路が形成さ
れ、この閉回路内を、電流ｉＥＡ（ｔ）が図５ｄに矢印
によって示されたように流れる。この電流の結果、コイ
ル２４０内に蓄積されたエネルギがキャパシタ２１０に
フィードバックされる。コイル２４０からキャパシタ２
１０へエネルギが搬送されると、図４に示されていて既
に説明したような、回路の定常状態が再度達成される。
【００６２】その時点で、又はもっと早く、又はもっと
遅く（ディスチャージ作動の所望の時間プロフィールに
依存して）、ディスチャージスイッチ２３０が再度閉じ
られ、再度開かれ、その結果、上述のプロシージャが繰
り返される。ディスチャージスイッチ２３０が再度開閉
された結果、圧電素子１０内に蓄積されたエネルギが更
に減少し、圧電素子に生じる電圧、及び、その外寸がそ
れに応じて減少する。
遅く（ディスチャージ作動の所望の時間プロフィールに
依存して）、ディスチャージスイッチ２３０が再度閉じ
られ、再度開かれ、その結果、上述のプロシージャが繰
り返される。ディスチャージスイッチ２３０が再度開閉
された結果、圧電素子１０内に蓄積されたエネルギが更
に減少し、圧電素子に生じる電圧、及び、その外寸がそ
れに応じて減少する。
【００６３】ディスチャージスイッチ２３０の前述の開
閉が数回繰り返されると、圧電素子１０に生じる電圧、
及び、圧電素子１０の膨張が段階的に減少する。
閉が数回繰り返されると、圧電素子１０に生じる電圧、
及び、圧電素子１０の膨張が段階的に減少する。
【００６４】ディスチャージスイッチ２３０が所定回数
開閉されると、及び／又は、圧電素子１０が所望のディ
スチャージ状態に達すると、圧電素子１０の放電がディ
スチャージスイッチ２３０が開かれることによって終了
される。
開閉されると、及び／又は、圧電素子１０が所望のディ
スチャージ状態に達すると、圧電素子１０の放電がディ
スチャージスイッチ２３０が開かれることによって終了
される。
【００６５】作動ＩＣ Ｅ及び制御ユニットＤと、詳細
領域Ａ内の各要素との相互作用が、ブランチセレクタ制
御線４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６
０、グループセレクタ制御線５１０，５２０、ストップ
スイッチ制御線５３０、チャージスイッチ制御線５４０
及びディスチャージスイッチ制御線５５０及び制御線５
６０を介して、作動ＩＣ Ｅから詳細領域Ａ内の各要素
に送信される制御信号によって実行される。詳細領域Ａ
内の測定点６００，６１０，６２０，６３０，６４０，
６５０で得られたセンサ信号が、センサ線７００，７１
０，７２０，７３０，７４０，７５０を介して作動ＩＣ
Ｅに伝送される。
領域Ａ内の各要素との相互作用が、ブランチセレクタ制
御線４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６
０、グループセレクタ制御線５１０，５２０、ストップ
スイッチ制御線５３０、チャージスイッチ制御線５４０
及びディスチャージスイッチ制御線５５０及び制御線５
６０を介して、作動ＩＣ Ｅから詳細領域Ａ内の各要素
に送信される制御信号によって実行される。詳細領域Ａ
内の測定点６００，６１０，６２０，６３０，６４０，
６５０で得られたセンサ信号が、センサ線７００，７１
０，７２０，７３０，７４０，７５０を介して作動ＩＣ
Ｅに伝送される。
【００６６】制御線は、圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０を選択するために、上述のような相応の
スイッチを開閉することによって単一又は幾つかの圧電
素子１０，２０，３０，４０，５０，６０のチャージ又
はディスチャージプロシージャを実行するために、電圧
をトランジスタのベースに印加するか、又は、印加しな
いために使用される。センサ信号は、特に、測定点６０
０乃至６１０から取り出された圧電素子１０，２０，３
０乃至４０，５０，６０の電圧、及び、測定点６２０か
ら取り出されたチャージ及びディスチャージ電流を決定
するのに使用される。制御ユニットＤ及び作動ＩＣ Ｅ
は、図４及び６を用いて詳細に説明したように、両者の
相互作用を実行するために、両方の種類の信号を結合す
るのに使用される。
０，５０，６０を選択するために、上述のような相応の
スイッチを開閉することによって単一又は幾つかの圧電
素子１０，２０，３０，４０，５０，６０のチャージ又
はディスチャージプロシージャを実行するために、電圧
をトランジスタのベースに印加するか、又は、印加しな
いために使用される。センサ信号は、特に、測定点６０
０乃至６１０から取り出された圧電素子１０，２０，３
０乃至４０，５０，６０の電圧、及び、測定点６２０か
ら取り出されたチャージ及びディスチャージ電流を決定
するのに使用される。制御ユニットＤ及び作動ＩＣ Ｅ
は、図４及び６を用いて詳細に説明したように、両者の
相互作用を実行するために、両方の種類の信号を結合す
るのに使用される。
【００６７】図４に示されているように、制御ユニット
Ｄ及び作動ＩＣ Ｅは、並列バス８４０及び付加的に直
列バス８５０を用いて相互に接続されている。並列バス
８４０は、特に、制御ユニットＤから作動ＩＣ Ｅへ制
御信号を高速伝送するのに使用され、直列バス８５０
は、スローデータ伝送用に使用される。
Ｄ及び作動ＩＣ Ｅは、並列バス８４０及び付加的に直
列バス８５０を用いて相互に接続されている。並列バス
８４０は、特に、制御ユニットＤから作動ＩＣ Ｅへ制
御信号を高速伝送するのに使用され、直列バス８５０
は、スローデータ伝送用に使用される。
【００６８】図６には、幾つかのコンポーネントが示さ
れており、その際、作動ＩＣ Ｅは、論理回路８００、
ＲＡＭメモリ８１０、デジタル／アナログ変換システム
８２０及び比較器システム８３０を有している。
れており、その際、作動ＩＣ Ｅは、論理回路８００、
ＲＡＭメモリ８１０、デジタル／アナログ変換システム
８２０及び比較器システム８３０を有している。
【００６９】更に、高速並列バス８４０（制御信号用に
使用される）は、作動ＩＣ Ｅの論理回路８００に接続
されており、比較的スローな直列バス８５０は、ＲＡＭ
メモリ８１０に接続されている。論理回路８００は、Ｒ
ＡＭメモリ８１０、比較器システム８３０及び信号線４
１０，４２０，４３０，４４０，４５０及び４６０；５
１０及び５２０；５３０；５４０，５５０及び５６０に
接続されている。ＲＡＭメモリ８１０は、論理回路８０
０並びにデジタル／アナログ変換器システム８２０に接
続されている。デジタル／アナログ変換器システム８２
０は、更に比較器システム８３０に接続されている。比
較器システム８３０は、更に、センサ線７００及び７１
０；７２０；７３０，７４０及び７５０、更に、既述の
ように、論理回路８００に接続されている。
使用される）は、作動ＩＣ Ｅの論理回路８００に接続
されており、比較的スローな直列バス８５０は、ＲＡＭ
メモリ８１０に接続されている。論理回路８００は、Ｒ
ＡＭメモリ８１０、比較器システム８３０及び信号線４
１０，４２０，４３０，４４０，４５０及び４６０；５
１０及び５２０；５３０；５４０，５５０及び５６０に
接続されている。ＲＡＭメモリ８１０は、論理回路８０
０並びにデジタル／アナログ変換器システム８２０に接
続されている。デジタル／アナログ変換器システム８２
０は、更に比較器システム８３０に接続されている。比
較器システム８３０は、更に、センサ線７００及び７１
０；７２０；７３０，７４０及び７５０、更に、既述の
ように、論理回路８００に接続されている。
【００７０】上述のコンポーネントは、例えば、以下の
ようなチャージプロシージャで使用される：制御ユニッ
トＤによって、特定の圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０の、所定のターゲット電圧にチャージさ
れるべきものが決定される。従って、最初に、ターゲッ
ト電圧の値（デジタル数によって表現される）が、比較
的スローな直列バス８５０を介してＲＡＭメモリ８１０
に伝送される。ターゲット電圧は、例えば、図２を用い
て既述したように、主噴射で使用されるＵｏｐｔの値に
することができる。後に、又は、同時に、選択されるべ
き特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０
及びＲＡＭメモリ８１０内の所望の電圧のアドレスに相
応するコードが、並列バス８４０を介して論理回路８０
０に伝送される。続いて、ストロボ信号が並列バス８４
０を介して論理回路８００に送信され、それにより、チ
ャージプロシージャ用のスタート信号が供給される。
ようなチャージプロシージャで使用される：制御ユニッ
トＤによって、特定の圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０の、所定のターゲット電圧にチャージさ
れるべきものが決定される。従って、最初に、ターゲッ
ト電圧の値（デジタル数によって表現される）が、比較
的スローな直列バス８５０を介してＲＡＭメモリ８１０
に伝送される。ターゲット電圧は、例えば、図２を用い
て既述したように、主噴射で使用されるＵｏｐｔの値に
することができる。後に、又は、同時に、選択されるべ
き特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０
及びＲＡＭメモリ８１０内の所望の電圧のアドレスに相
応するコードが、並列バス８４０を介して論理回路８０
０に伝送される。続いて、ストロボ信号が並列バス８４
０を介して論理回路８００に送信され、それにより、チ
ャージプロシージャ用のスタート信号が供給される。
【００７１】このスタート信号により、先ず、論理回路
８００がターゲット電圧のデジタル値をＲＡＭメモリ８
１０から取り出して、それをデジタル／アナログ変換器
システム８２０に供給し、それにより、変換器８２０の
アナログ出力側に所望の電圧が生じる。しかも、前記ア
ナログ出力側（図示していない）は、比較器システム８
３０に接続されている。これに加えて、論理回路８００
が、測定点６００（第１のグループＧ１の圧電素子１
０，２０，３０のどれかのための）か、又は、測定点６
１０（第２のグループＧ２の圧電素子４０，５０，又は
６０のどれかのための）のどちらかを、比較器システム
８３０のために選択する。その結果、ターゲット電圧及
び選択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０の現時点での電圧が比較器システム８３０によって
比較される。この比較の結果、即ち、ターゲット電圧と
現時点での電圧との差が、論理回路８００に伝送され
る。それにより、論理回路８００は、ターゲット電圧と
現時点での電圧とが相互に等しくなると即座に、プロシ
ージャを停止することができる。
８００がターゲット電圧のデジタル値をＲＡＭメモリ８
１０から取り出して、それをデジタル／アナログ変換器
システム８２０に供給し、それにより、変換器８２０の
アナログ出力側に所望の電圧が生じる。しかも、前記ア
ナログ出力側（図示していない）は、比較器システム８
３０に接続されている。これに加えて、論理回路８００
が、測定点６００（第１のグループＧ１の圧電素子１
０，２０，３０のどれかのための）か、又は、測定点６
１０（第２のグループＧ２の圧電素子４０，５０，又は
６０のどれかのための）のどちらかを、比較器システム
８３０のために選択する。その結果、ターゲット電圧及
び選択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０の現時点での電圧が比較器システム８３０によって
比較される。この比較の結果、即ち、ターゲット電圧と
現時点での電圧との差が、論理回路８００に伝送され
る。それにより、論理回路８００は、ターゲット電圧と
現時点での電圧とが相互に等しくなると即座に、プロシ
ージャを停止することができる。
【００７２】第２に、論理回路８００は、制御信号を、
選択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６
０のどれかに相応しているブランチセレクタスイッチ１
１，２１，３１，４１，５１又は６１に供給し、その結
果、スイッチが閉じられる（全てのブランチセレクタス
イッチ１１，２１，３１，４１，５１及び６１は、既述
の実施例でのチャージプロシージャの開始以前の開状態
になるようにされる）。それから、論理回路８００は、
制御信号をチャージスイッチ２２０に供給し、その結
果、スイッチが閉じられる。更に、論理回路８００は、
測定点６２０で生じている電流を測定開始（又は継続）
する。このために、測定電流は、比較器システム８３０
によって所定の最大値と比較される。所定の最大値が、
検出された電流によって達成されると即座に、論理回路
８００により、チャージスイッチ２２０が再度開かれ
る。
選択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６
０のどれかに相応しているブランチセレクタスイッチ１
１，２１，３１，４１，５１又は６１に供給し、その結
果、スイッチが閉じられる（全てのブランチセレクタス
イッチ１１，２１，３１，４１，５１及び６１は、既述
の実施例でのチャージプロシージャの開始以前の開状態
になるようにされる）。それから、論理回路８００は、
制御信号をチャージスイッチ２２０に供給し、その結
果、スイッチが閉じられる。更に、論理回路８００は、
測定点６２０で生じている電流を測定開始（又は継続）
する。このために、測定電流は、比較器システム８３０
によって所定の最大値と比較される。所定の最大値が、
検出された電流によって達成されると即座に、論理回路
８００により、チャージスイッチ２２０が再度開かれ
る。
【００７３】再度、測定点６２０に残留している電流が
検出され、所定の最小値と比較される。前記所定の最小
値が達成されると即座に、論理回路８００により、チャ
ージスイッチ２２０が再度閉じられ、プロシージャが再
度スタートする。
検出され、所定の最小値と比較される。前記所定の最小
値が達成されると即座に、論理回路８００により、チャ
ージスイッチ２２０が再度閉じられ、プロシージャが再
度スタートする。
【００７４】測定点６００又は６１０で検出された電圧
がターゲット電圧以下であると即座に、チャージスイッ
チ２２０の開閉が繰り返される。ターゲット電圧が達成
されると直ぐに、論理回路がプロシージャの継続を停止
する。
がターゲット電圧以下であると即座に、チャージスイッ
チ２２０の開閉が繰り返される。ターゲット電圧が達成
されると直ぐに、論理回路がプロシージャの継続を停止
する。
【００７５】ディスチャージプロシージャは、相応のや
り方で行われる：圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の選択は、グループセレクタスイッチ３１０乃
至３２０を用いて行われ、チャージスイッチ２２０の代
わりにディスチャージスイッチ２３０が開閉され、所定
の最小ターゲット電圧を達成することができる。
り方で行われる：圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の選択は、グループセレクタスイッチ３１０乃
至３２０を用いて行われ、チャージスイッチ２２０の代
わりにディスチャージスイッチ２３０が開閉され、所定
の最小ターゲット電圧を達成することができる。
【００７６】充放電作動及び圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の電圧レベルの保持のタイミン
グ、例えば、主噴射の時間は、例えば、図３に示されて
いるように、バルブストロークに従って行うことができ
る。
０，４０，５０，６０の電圧レベルの保持のタイミン
グ、例えば、主噴射の時間は、例えば、図３に示されて
いるように、バルブストロークに従って行うことができ
る。
【００７７】上述のような、充放電プロシージャのやり
方は例示したにすぎない。従って、上述の回路又は他の
回路を利用する他のプロシージャの方が所望の目的に適
うこともあり、上述の実施例の代わりに、相応のプロシ
ージャを使用してもよい。
方は例示したにすぎない。従って、上述の回路又は他の
回路を利用する他のプロシージャの方が所望の目的に適
うこともあり、上述の実施例の代わりに、相応のプロシ
ージャを使用してもよい。
【００７８】図７には、内燃機関２５０５を制御するた
めの構成が示されている。この構成は、基本電圧計算ユ
ニット２５００を有しており、この基本電圧計算ユニッ
ト２５００は、図７の詳細領域Ａ内に含まれている回路
の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に供給
されるべき基本電圧を計算する；詳細領域Ａは、図４に
示されている。基本電圧計算ユニット２５００は、燃料
噴射系の加圧燃料供給線内の圧力ｐｒａｉｌに依存して
基本電圧を計算する。有利な実施例では、基本電圧は、
第１の補正ブロック２５０１を介して温度補正値ＫＴを
用いて補正される。第１の補正ブロック２５０１からの
出力は、補正された基本電圧である。この補正された基
本電圧は、有利には、第２の、又は、後続の補正ブロッ
ク２５０２によってエージング補正値ＫＡを用いて補正
される。第１及び第２の補正ブロック２５０１及び２５
０２は、有利にはマルチプライヤであり、即ち、基本電
圧は、温度補正値ＫＴによって乗算され、出力は、第２
の、又は後続の補正ブロック２５０２に入力され、エー
ジング補正値ＫＡによって乗算される。このエージング
補正値ＫＡは、補正値計算ユニット２５１２を介して計
算される。補正ブロック２５０２及び補正値計算ユニッ
ト２５１２は、補償ユニット２５１１の部分である。第
２の、又は後続の補正ブロック２５０２の出力は、有利
には、第３又は後続の補正ブロック２５０３を介してオ
ンライン補正値Ｋ０を使用して更に補正される。第３又
は後続の補正ブロック２５０３は、有利には、加算器と
して構成されており、即ち、オンライン補正値Ｋ０が、
有利には、第２の又は後続の補正ブロック２５０２の出
力に加算される。第３又は後続の補正ブロック２５０３
の出力は、有利には、電圧及び電圧勾配制御器２５０４
を介して供給される。
めの構成が示されている。この構成は、基本電圧計算ユ
ニット２５００を有しており、この基本電圧計算ユニッ
ト２５００は、図７の詳細領域Ａ内に含まれている回路
の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に供給
されるべき基本電圧を計算する；詳細領域Ａは、図４に
示されている。基本電圧計算ユニット２５００は、燃料
噴射系の加圧燃料供給線内の圧力ｐｒａｉｌに依存して
基本電圧を計算する。有利な実施例では、基本電圧は、
第１の補正ブロック２５０１を介して温度補正値ＫＴを
用いて補正される。第１の補正ブロック２５０１からの
出力は、補正された基本電圧である。この補正された基
本電圧は、有利には、第２の、又は、後続の補正ブロッ
ク２５０２によってエージング補正値ＫＡを用いて補正
される。第１及び第２の補正ブロック２５０１及び２５
０２は、有利にはマルチプライヤであり、即ち、基本電
圧は、温度補正値ＫＴによって乗算され、出力は、第２
の、又は後続の補正ブロック２５０２に入力され、エー
ジング補正値ＫＡによって乗算される。このエージング
補正値ＫＡは、補正値計算ユニット２５１２を介して計
算される。補正ブロック２５０２及び補正値計算ユニッ
ト２５１２は、補償ユニット２５１１の部分である。第
２の、又は後続の補正ブロック２５０２の出力は、有利
には、第３又は後続の補正ブロック２５０３を介してオ
ンライン補正値Ｋ０を使用して更に補正される。第３又
は後続の補正ブロック２５０３は、有利には、加算器と
して構成されており、即ち、オンライン補正値Ｋ０が、
有利には、第２の又は後続の補正ブロック２５０２の出
力に加算される。第３又は後続の補正ブロック２５０３
の出力は、有利には、電圧及び電圧勾配制御器２５０４
を介して供給される。
【００７９】基本電圧計算ユニット２５００、補正ブロ
ック２５０１，２５０２，２５０３、及び、電圧及び電
圧勾配制御器２５０４は、図４の制御ユニットＤで実施
されるソフトウェアモジュールである。
ック２５０１，２５０２，２５０３、及び、電圧及び電
圧勾配制御器２５０４は、図４の制御ユニットＤで実施
されるソフトウェアモジュールである。
【００８０】更に、図７では、電圧及び電圧勾配制御器
２５０４が直列バス８５０を介して作動ＩＣ Ｅに接続
されている。作動ＩＣ Ｅ及び詳細領域Ａは、センサ線
７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０及び
信号線４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６
０及び５１０，５２０，５３０，５４０，５５０，５６
０によって相互に接続されている。内燃機関２５０５へ
の燃料噴射は、図４に示された詳細領域Ａ内の回路の圧
電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を介して制
御される。内燃機関２５０５の回転速度が測定され、燃
料補正ユニット２５０６に供給される。燃料補正ユニッ
ト２５０６は、周波数アナライザを有しており、周波数
アナライザは、回転速度の周波数を評価する。燃料補正
ユニット２５０６は、内燃機関２５０５の各個別シリン
ダ用の周波数アナライザで、燃料補正値ΔｍＥを計算す
る。
２５０４が直列バス８５０を介して作動ＩＣ Ｅに接続
されている。作動ＩＣ Ｅ及び詳細領域Ａは、センサ線
７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０及び
信号線４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６
０及び５１０，５２０，５３０，５４０，５５０，５６
０によって相互に接続されている。内燃機関２５０５へ
の燃料噴射は、図４に示された詳細領域Ａ内の回路の圧
電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を介して制
御される。内燃機関２５０５の回転速度が測定され、燃
料補正ユニット２５０６に供給される。燃料補正ユニッ
ト２５０６は、周波数アナライザを有しており、周波数
アナライザは、回転速度の周波数を評価する。燃料補正
ユニット２５０６は、内燃機関２５０５の各個別シリン
ダ用の周波数アナライザで、燃料補正値ΔｍＥを計算す
る。
【００８１】図７に示された構成は、所望の燃料容積ｍ
Ｅを計算する燃料容積計算ユニット２５０７を有してい
る。所望の燃料容積は、加算器２５０８所望の燃料容積
は、加算器２５０８を介して燃料容積補正値ΔｍＥに加
算される。所望の燃料容積ｍ Ｅと燃料容積補正値ΔｍＥ
との和は、燃料調量ユニット２５０９に供給される。燃
料調量ユニットは、燃料を内燃機関２５０５に噴射する
ために、電圧が圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０に印加されるべき時間（時点及び持続時間の両
方を含む）を計算する。燃料補正ユニット２５０６、及
び、加算器２５０８、燃料容積計算ユニット２５０７、
及び、燃料調量ユニット２５０９は、制御ユニットＤで
実施される。燃料を内燃機関２５０５に噴射するため
に、電圧を圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６
０に印加すべき時点を信号表示する時間信号が、並列バ
ス８４０を介して作動ＩＣ Ｅに伝送される。
Ｅを計算する燃料容積計算ユニット２５０７を有してい
る。所望の燃料容積は、加算器２５０８所望の燃料容積
は、加算器２５０８を介して燃料容積補正値ΔｍＥに加
算される。所望の燃料容積ｍ Ｅと燃料容積補正値ΔｍＥ
との和は、燃料調量ユニット２５０９に供給される。燃
料調量ユニットは、燃料を内燃機関２５０５に噴射する
ために、電圧が圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０に印加されるべき時間（時点及び持続時間の両
方を含む）を計算する。燃料補正ユニット２５０６、及
び、加算器２５０８、燃料容積計算ユニット２５０７、
及び、燃料調量ユニット２５０９は、制御ユニットＤで
実施される。燃料を内燃機関２５０５に噴射するため
に、電圧を圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６
０に印加すべき時点を信号表示する時間信号が、並列バ
ス８４０を介して作動ＩＣ Ｅに伝送される。
【００８２】オンライン補正値Ｋ０は、オンライン最適
化ユニット２５１０によって計算される。オンライン最
適化ユニット２５１０は、オンライン補正値Ｋ０を、各
個別シリンダに対して燃料補正ユニット２５０６によっ
て計算された燃料補正値Δｍ Ｅに基づいて計算する。
化ユニット２５１０によって計算される。オンライン最
適化ユニット２５１０は、オンライン補正値Ｋ０を、各
個別シリンダに対して燃料補正ユニット２５０６によっ
て計算された燃料補正値Δｍ Ｅに基づいて計算する。
【００８３】既述のように、Ｕｏｐｔ値は、燃料噴射系
の作動特性によって影響されることがある（例えば、エ
ージング効果又は層厚、又は、層数のような製造偏
差）。付加的に、圧電素子の温度の影響を考慮すること
は重要なことである。つまり、圧電キャパシタンスは、
圧電素子の温度の関数として（時には著しく）増大する
からである。
の作動特性によって影響されることがある（例えば、エ
ージング効果又は層厚、又は、層数のような製造偏
差）。付加的に、圧電素子の温度の影響を考慮すること
は重要なことである。つまり、圧電キャパシタンスは、
圧電素子の温度の関数として（時には著しく）増大する
からである。
【００８４】層厚及び／又は層数によって生じる偏差
（例えば、製造偏差）は、圧電素子の寿命の間一定のま
まである。従って、第１の補正値は、圧電素子の寿命の
早い段階で得ることができ（しかし、必ずしも、圧電素
子の寿命の丁度開始時点でとは限らない）、圧電素子の
寿命を通じて適用される。他方、エージングによって生
じる偏差（エージング徴候）は、時間に亘って変化され
る。そのようにして、第２の補正値は、内燃機関が始動
された場合、又は、始動直後に規則的に得ることができ
る。本発明の１実施例では、第１及び第２の補正値は、
そのような徴候を補償するためにターゲット電圧に印加
され、ほぼ正確に圧電素子が動かされる。
（例えば、製造偏差）は、圧電素子の寿命の間一定のま
まである。従って、第１の補正値は、圧電素子の寿命の
早い段階で得ることができ（しかし、必ずしも、圧電素
子の寿命の丁度開始時点でとは限らない）、圧電素子の
寿命を通じて適用される。他方、エージングによって生
じる偏差（エージング徴候）は、時間に亘って変化され
る。そのようにして、第２の補正値は、内燃機関が始動
された場合、又は、始動直後に規則的に得ることができ
る。本発明の１実施例では、第１及び第２の補正値は、
そのような徴候を補償するためにターゲット電圧に印加
され、ほぼ正確に圧電素子が動かされる。
【００８５】上述のように、圧電素子のキャパシタンス
は、その温度の関数である。従って、温度について説明
するために、圧電素子のキャパシタンスを測定するの
に、コールドスタートしか使用されない。つまり、コー
ルドスタート中、又は、数回の作動後、圧電素子（Ｔ
ｐｉｅｚｏ）の温度、環境温度（Ｔ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ ｔ）、エンジンオイル温度（Ｔ
ｍｏｔｏｒ ｏｉｌ）、クーラントウォーター（Ｔ
ｃｏｏｌａｎｔ）及びエンジンエリア温度（Ｔ
ｅｎｇｉｎｅ）は大雑把に同じであるからである。従っ
て、コールドスタート中、圧電素子の温度は、用意に利
用可能な他の温度にほぼ等しくすることができる。この
関係は、自動車が所謂ウォームアップ状態に達すると、
変わる。従って、コールドスタート状態を、少なくとも
２つの測定温度、例えば、Ｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ及
びＴｍｏｔｏｒ ｏｉｌを比較することによって定義する
ことが重要である。エンジンが数時間運転されていた場
合、エンジンが再度冷却される迄に数時間かかる。択一
選択的に、エンジンを再度オンオフスイッチングする間
の最小時間を用いてコールドスタートを定義することが
可能となる。
は、その温度の関数である。従って、温度について説明
するために、圧電素子のキャパシタンスを測定するの
に、コールドスタートしか使用されない。つまり、コー
ルドスタート中、又は、数回の作動後、圧電素子（Ｔ
ｐｉｅｚｏ）の温度、環境温度（Ｔ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ ｔ）、エンジンオイル温度（Ｔ
ｍｏｔｏｒ ｏｉｌ）、クーラントウォーター（Ｔ
ｃｏｏｌａｎｔ）及びエンジンエリア温度（Ｔ
ｅｎｇｉｎｅ）は大雑把に同じであるからである。従っ
て、コールドスタート中、圧電素子の温度は、用意に利
用可能な他の温度にほぼ等しくすることができる。この
関係は、自動車が所謂ウォームアップ状態に達すると、
変わる。従って、コールドスタート状態を、少なくとも
２つの測定温度、例えば、Ｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ及
びＴｍｏｔｏｒ ｏｉｌを比較することによって定義する
ことが重要である。エンジンが数時間運転されていた場
合、エンジンが再度冷却される迄に数時間かかる。択一
選択的に、エンジンを再度オンオフスイッチングする間
の最小時間を用いてコールドスタートを定義することが
可能となる。
【００８６】更に、温度の関数である圧電素子の所定の
特性（例えば、キャパシタンス、Ｃ ａｃｔｕａｌ，０）
を測定して、ＲＡＭメモリ８１０内のデータテーブル内
に記憶することができる。エンジンの作動中、これらの
値は、アクチュエータの温度依存性を補償するため、又
は、種々の補正値を計算するために利用することができ
る。これは、ブロック２５０１によって行われる。
特性（例えば、キャパシタンス、Ｃ ａｃｔｕａｌ，０）
を測定して、ＲＡＭメモリ８１０内のデータテーブル内
に記憶することができる。エンジンの作動中、これらの
値は、アクチュエータの温度依存性を補償するため、又
は、種々の補正値を計算するために利用することができ
る。これは、ブロック２５０１によって行われる。
【００８７】既述のように、本発明の実施例によると、
圧電キャパシタンスの変化から圧電トラベルの変化を導
出して、圧電電圧に適切な補正値を重畳することによっ
てこの変化を補償することができる。更に、本発明によ
ると、キャパシタンスを決定することによって、温度の
影響を考慮することができるようになり、それにより、
コールドスタート毎に補正値を考慮することができるよ
うになる。この場合、圧電装置の温度は水温と同じであ
ると仮定される。この目的のために、センサを使用する
ことができる。
圧電キャパシタンスの変化から圧電トラベルの変化を導
出して、圧電電圧に適切な補正値を重畳することによっ
てこの変化を補償することができる。更に、本発明によ
ると、キャパシタンスを決定することによって、温度の
影響を考慮することができるようになり、それにより、
コールドスタート毎に補正値を考慮することができるよ
うになる。この場合、圧電装置の温度は水温と同じであ
ると仮定される。この目的のために、センサを使用する
ことができる。
【００８８】キャパシタンスと圧電素子のトラベルとの
関係に以下の関係が成立する：
関係に以下の関係が成立する：
【００８９】
【数１】
【００９０】これらの関係では、ｎは、層数であり、ｄ
は、層厚であり、Ｕは、圧電電圧であり、ε０、
ε３３、ｄ３３及びＡは、定数（材料依存性のものもあ
る）である。個別層が不活性になると、活性層の数が変
化する。ｈがＣに比例し、その結果、実際の圧電トラベ
ルは、補正値を用いて決定することができる：
は、層厚であり、Ｕは、圧電電圧であり、ε０、
ε３３、ｄ３３及びＡは、定数（材料依存性のものもあ
る）である。個別層が不活性になると、活性層の数が変
化する。ｈがＣに比例し、その結果、実際の圧電トラベ
ルは、補正値を用いて決定することができる：
【００９１】
【数２】
【００９２】式（３）では、Ｃａｃｔｕａｌ，０は、圧
電素子のサービス寿命の開始時に決定された個別圧電キ
ャパシタンスであり、ｈｓｅｔｐｏｉｎｔは、エージン
グ効果なしに達成されるべきリフト量に相応し、Ｃ
ａｃｔｕａｌは、コールドスタート中測定されたキャパ
シタンスに相応し、ｈａｃｔｕａｌは、エージング効果
のために生じるとされるが測定はされず（相応のセンサ
がないために）計算もされない実際の圧電リフト量であ
る。Ｃａｃｔｕａｌ及びＣａｃｔｕａｌ，０は、各々、
殊に、圧電素子の温度の関数であり、コールドスタート
の場合、圧電素子の温度は、例えば、エンジンの水温を
測定することによって推定することができる。
電素子のサービス寿命の開始時に決定された個別圧電キ
ャパシタンスであり、ｈｓｅｔｐｏｉｎｔは、エージン
グ効果なしに達成されるべきリフト量に相応し、Ｃ
ａｃｔｕａｌは、コールドスタート中測定されたキャパ
シタンスに相応し、ｈａｃｔｕａｌは、エージング効果
のために生じるとされるが測定はされず（相応のセンサ
がないために）計算もされない実際の圧電リフト量であ
る。Ｃａｃｔｕａｌ及びＣａｃｔｕａｌ，０は、各々、
殊に、圧電素子の温度の関数であり、コールドスタート
の場合、圧電素子の温度は、例えば、エンジンの水温を
測定することによって推定することができる。
【００９３】相応の値Ｃａｃｔｕａｌ／Ｃ
ａｃｔｕａｌ，０は、シリンダ毎の相応の所望の電圧を
変更するのに使用され、その結果、エージング徴候を補
償するために、圧電トラベルを補正することができるよ
うになる。図７の実施例では、例えば、エージング徴候
補正値ＫＡは、補正値計算ユニット２５１２で計算され
て、電圧を補償するために補正ブロック２５０２で使用
される。
ａｃｔｕａｌ，０は、シリンダ毎の相応の所望の電圧を
変更するのに使用され、その結果、エージング徴候を補
償するために、圧電トラベルを補正することができるよ
うになる。図７の実施例では、例えば、エージング徴候
補正値ＫＡは、補正値計算ユニット２５１２で計算され
て、電圧を補償するために補正ブロック２５０２で使用
される。
【００９４】最後に、補正値ＫＡの温度依存性は、補正
値が、各々温度依存変数であるＣａ ｃｔｕａｌ及びＣ
ａｃｔｕａｌ，０の関数であるという事実から生じると
いうことに注意する必要がある。本発明の１実施例で
は、Ｃａｃｔｕａｌ，０の値は、温度の関数として、デ
ータセット内の圧電素子のコールドスタート温度に従っ
て検索される。上で詳しく説明したように、コールドス
タート温度は、少なくとも２つの測定温度を比較するこ
とによって定義することができる。
値が、各々温度依存変数であるＣａ ｃｔｕａｌ及びＣ
ａｃｔｕａｌ，０の関数であるという事実から生じると
いうことに注意する必要がある。本発明の１実施例で
は、Ｃａｃｔｕａｌ，０の値は、温度の関数として、デ
ータセット内の圧電素子のコールドスタート温度に従っ
て検索される。上で詳しく説明したように、コールドス
タート温度は、少なくとも２つの測定温度を比較するこ
とによって定義することができる。
【００９５】上述の効果は、製造偏差、即ち、層厚及び
層数の変化が生じる要因とは基本的に異なっている。製
造偏差の作用は、圧電素子のサービス寿命の開始時に一
回特定される。圧電素子の寿命の早機であって、既知の
温度で生じるスタート状況を使用することができる。有
利な実施例では、圧電素子の最初の１〜３回の作動後に
測定される。別の実施例では、圧電素子の早機の寿命で
の相応の測定は、エンジンが所謂故障した段階である場
合に事後に測定することに代えることができる。本発明
の別の実施例では、この測定は、エンジンが完全に壊れ
るか、又は、エンジンが定常状態に達する時間迄延期す
ることができる。
層数の変化が生じる要因とは基本的に異なっている。製
造偏差の作用は、圧電素子のサービス寿命の開始時に一
回特定される。圧電素子の寿命の早機であって、既知の
温度で生じるスタート状況を使用することができる。有
利な実施例では、圧電素子の最初の１〜３回の作動後に
測定される。別の実施例では、圧電素子の早機の寿命で
の相応の測定は、エンジンが所謂故障した段階である場
合に事後に測定することに代えることができる。本発明
の別の実施例では、この測定は、エンジンが完全に壊れ
るか、又は、エンジンが定常状態に達する時間迄延期す
ることができる。
【００９６】他方、エージング徴候に関して考慮される
作用を特定することができ、システムがスタートする度
に補正される。前述のように、これはコールドスタート
で行うことができる。
作用を特定することができ、システムがスタートする度
に補正される。前述のように、これはコールドスタート
で行うことができる。
【００９７】圧電素子の製造偏差を補償する際、圧電素
子の長さｌは一定であると仮定され、即ち、式（２）で
ｎ＊ｄ＝ｌであり、以下が成立する： Ｃ＝ｎ２・ε０・ε３３・Ａ／ｌ （４） この式から、ｎ２は、Ｃに比例し、実際の圧電トラベル
は、補正値を用いて決定することができる：
子の長さｌは一定であると仮定され、即ち、式（２）で
ｎ＊ｄ＝ｌであり、以下が成立する： Ｃ＝ｎ２・ε０・ε３３・Ａ／ｌ （４） この式から、ｎ２は、Ｃに比例し、実際の圧電トラベル
は、補正値を用いて決定することができる：
【００９８】
【数３】
【００９９】この式で、Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔは、エージ
ング徴候によって影響されない設定点での圧電素子のキ
ャパシタンスに相応する。即ち、Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔの
値は、圧電素子の寿命の開始時に測定されるか、又は、
その付近で、何れにせよ、エージング徴候がキャパシタ
のパフォーマンスに影響を及ぼす前に測定される。実施
例では、Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔに相応する値は、コンパイ
ルして制御ユニットのメモリ内に記憶することができ
る。
ング徴候によって影響されない設定点での圧電素子のキ
ャパシタンスに相応する。即ち、Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔの
値は、圧電素子の寿命の開始時に測定されるか、又は、
その付近で、何れにせよ、エージング徴候がキャパシタ
のパフォーマンスに影響を及ぼす前に測定される。実施
例では、Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔに相応する値は、コンパイ
ルして制御ユニットのメモリ内に記憶することができ
る。
【０１００】システムの初期スタート中、即ち、エージ
ング徴候のような付加的な影響が生じない場合に、実際
の圧電キャパシタンスを測定することにより、以下の補
正値を決定することができるようになる：
ング徴候のような付加的な影響が生じない場合に、実際
の圧電キャパシタンスを測定することにより、以下の補
正値を決定することができるようになる：
【０１０１】
【数４】
【０１０２】それから、この補正値は、シリンダ毎に圧
電トラベルを補正する所望の電圧を変えるのに使用され
る。例えば、図７の実施例では、製造偏差に相応する補
正値が、補正値計算ユニット２５１２によって計算され
て、ＫＡと乗算されるか、又は、それからセパレートさ
れる。
電トラベルを補正する所望の電圧を変えるのに使用され
る。例えば、図７の実施例では、製造偏差に相応する補
正値が、補正値計算ユニット２５１２によって計算され
て、ＫＡと乗算されるか、又は、それからセパレートさ
れる。
【０１０３】有利には、製造に基因する補正係数は、一
回だけ測定され、それから、例えば、制御ユニットのＥ
ＥＰＲＯＭに記憶される。エージング効果に基因する補
正係数は、コールドスタート毎に計算され、この補正係
数の実際値をＥＥＰＲＯＭ内に記憶することができる。
回だけ測定され、それから、例えば、制御ユニットのＥ
ＥＰＲＯＭに記憶される。エージング効果に基因する補
正係数は、コールドスタート毎に計算され、この補正係
数の実際値をＥＥＰＲＯＭ内に記憶することができる。
【０１０４】
【発明の効果】本発明の１利点は、圧電素子の作動中不
可避的に生じるようなエージング徴候の大きな部分、同
様に、圧電素子製造中に生じるような製造偏差を補償し
て、一層正確な燃料噴射を行えるようになるという点に
ある。
可避的に生じるようなエージング徴候の大きな部分、同
様に、圧電素子製造中に生じるような製造偏差を補償し
て、一層正確な燃料噴射を行えるようになるという点に
ある。
【０１０５】即ち、作動電圧レベルが特定圧電素子の作
動特性の関数として設定されると、制御弁は、充分に正
確且つ製造偏差又はエージングによって生じる徴候によ
って生じるサンプル間偏差とは無関係に制御することが
できる。従って、特定時間に圧電素子に印加される作動
電圧は、特定圧電素子の個別特性（即ち、製造偏差及び
エージング徴候に関して適切に調整される。その結果、
噴射容積が小さいか、又は、複雑な噴射プロフィールを
有していても、所望の噴射容積を、充分正確に達成する
ことができる。
動特性の関数として設定されると、制御弁は、充分に正
確且つ製造偏差又はエージングによって生じる徴候によ
って生じるサンプル間偏差とは無関係に制御することが
できる。従って、特定時間に圧電素子に印加される作動
電圧は、特定圧電素子の個別特性（即ち、製造偏差及び
エージング徴候に関して適切に調整される。その結果、
噴射容積が小さいか、又は、複雑な噴射プロフィールを
有していても、所望の噴射容積を、充分正確に達成する
ことができる。
【図１】アクチュエータとして圧電素子を使用する燃料
噴射系の略図
噴射系の略図
【図２】２重作動制御弁の実施例での固定時間周期で噴
射される作動電圧と燃料容積との関係を示す図
射される作動電圧と燃料容積との関係を示す図
【図３】２重作動制御弁の実施例での制御弁ストローク
の例と相応のノズルニードルリフト量との概略プロフィ
ールを示す図
の例と相応のノズルニードルリフト量との概略プロフィ
ールを示す図
【図４】本発明が実施された装置実施例のブロック図
【図５ａ】図４の回路での第１のチャージ期間（チャー
ジスイッチ２２０が閉じられる）中に生じる状態を説明
するための図
ジスイッチ２２０が閉じられる）中に生じる状態を説明
するための図
【図５ｂ】図４の回路での第２の充電期間中（チャージ
スイッチ２２０が再度開く）生じる状態を説明するため
の図
スイッチ２２０が再度開く）生じる状態を説明するため
の図
【図５ｃ】図４の回路での第１のディスチャージ期間
（ディスチャージスイッチ２３０が閉じられる）中生じ
る状態を説明するための図
（ディスチャージスイッチ２３０が閉じられる）中生じ
る状態を説明するための図
【図５ｄ】図４の回路での第２のディスチャージ期間
（ディスチャージスイッチ２３０が再度開く）中生じる
状態を説明するための図、
（ディスチャージスイッチ２３０が再度開く）中生じる
状態を説明するための図、
【図６】図４に示された作動ＩＣ Ｅのコンポーネント
のブロック図
のブロック図
【図７】内燃機関を制御するための１構成の略図
１０，２０，３０，４０，５０又は６０ 圧電素子 １１，２１，３１，４１，５１乃至６１ ブランチセレ
クタスイッチ １２，２２，３２，４２，５２及び６２ ブランチダイ
オード １３，２３，３３，４３，５３乃至６３ ブランチ抵抗 １１０，１２０，１３０，１４０，１５０乃至１６０
個別圧電ブランチ ３１０，３２０ グループセレクタスイッチ
クタスイッチ １２，２２，３２，４２，５２及び６２ ブランチダイ
オード １３，２３，３３，４３，５３乃至６３ ブランチ抵抗 １１０，１２０，１３０，１４０，１５０乃至１６０
個別圧電ブランチ ３１０，３２０ グループセレクタスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０Ａ ３７６ ３７６Ｂ Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｅ Ｈ０１Ｌ 41/083 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｐ (72)発明者 ヴォルフガング シュテックライン ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ル ートヴィヒシュトラーセ 34ベー (72)発明者 ベルトラム ズッグ ドイツ連邦共和国 ゲールリンゲン フリ ードリヒ−シャッフェルト−シュトラーセ ８ Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA43 BA60 CC06T CC08T CC14 CC68U CD26 CE13 CE27 CE29 DB01 DC09 DC14 3G084 AA01 AA03 BA13 BA15 CA01 DA21 DA22 DA23 EA04 EB06 EB20 EC04 FA13 FA17 FA20 FA33 3G301 HA02 HA06 JA15 JA17 LB11 LC05 LC10 MA11 MA18 MA27 NA06 NA09 NC01 ND04 ND25 NE23 PB03A PB03Z PB05Z PE01Z PE08Z PG00Z
Claims (17)
- 【請求項１】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）の充電装置において、圧電素子（１０，２
０，３０，４０，５０又は６０）の作動電圧値が、補償
ユニットによってオンラインで制御され、前記補償ユニ
ットは、前記作動電圧値を、前記圧電素子（１０，２
０，３０，４０，５０又は６０）の製造偏差及び／又は
前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０又は６
０）の経年変化特性の関数として調整することを特徴と
する装置。 - 【請求項２】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）は、燃料噴射系内のアクチュエータである
請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）の経年変化徴候を補償するための補正値
は、コールドスタート中に測定された、前記圧電素子
（１０，２０，３０，４０，５０又は６０）のキャパシ
タンス（Cａｃｔ ｕａｌ）と、前記圧電素子（１０，２
０，３０，４０，５０又は６０）のサービス寿命の開始
時で測定された、前記前記圧電素子（１０，２０，３
０，４０，５０又は６０）のキャパシタンス（C
ａｃｔｕａｌ，０）の関数である請求項１又は２記載の
装置。 - 【請求項４】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）のキャパシタンス（Cａｃｔｕａｌ）は、
コールドスタート中の当該圧電素子の想定温度から導出
される請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）の経年変化徴候を補償する補正値は、当該
圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０又は６０）の
温度の関数であり、エンジンのウォームアップの前に測
定される請求項１から４迄の何れか１記載の装置。 - 【請求項６】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）の経年変化徴候を補償する補正値は、EEPR
OM内に記憶されている請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）の製造偏差を補償するための補正値は、コ
ールドスタート中に測定された、前記圧電素子（１０，
２０，３０，４０，５０又は６０）のキャパシタンス
（Cａｃｔｕａ ｌ）と、前記圧電素子（１０，２０，３
０，４０，５０又は６０）のサービス寿命の開始時で測
定された、前記前記圧電素子（１０，２０，３０，４
０，５０又は６０）のキャパシタンス（C
ｓｅｔｐｏｉｎｔ）の平方根関数である請求項１〜６迄
の何れか１記載の装置。 - 【請求項８】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）の製造偏差を補償するための補正値は、当
該圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０又は６０）
の寿命の初めに一回測定される請求項１から７迄の何れ
か１記載の装置。 - 【請求項９】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，５
０又は６０）の製造偏差を補償するための補正値は、EE
PROM内に記憶される請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 経年変化及び／又は製造偏差に基因す
る圧電キャパシタンスの偏差から圧電トラベルでの変化
を導出するために、及び、適切な補正値を圧電電圧に重
畳することによって前記変化を補償するために、充電前
に、定義を行うことを特徴とする圧電素子（１０，２
０，３０，４０，５０又は６０）の充電方法。 - 【請求項１１】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，
５０又は６０）は、燃料噴射系内のアクチュエータであ
る請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，
５０又は６０）の経年変化徴候を補償するための補正値
は、コールドスタート中に測定された、前記圧電素子
（１０，２０，３０，４０，５０又は６０）のキャパシ
タンス（Cａｃ ｔｕａｌ）と、前記圧電素子（１０，２
０，３０，４０，５０又は６０）のサービス寿命の開始
時で測定された、前記前記圧電素子（１０，２０，３
０，４０，５０又は６０）のキャパシタンス（C
ａｃｔｕａｌ，０）の関数である請求項１０又は１１記
載の方法。 - 【請求項１３】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，
５０又は６０）の経年変化特性を補償する補正値は、EE
PROM内に記憶されている請求項１０から１２迄の何れか
１記載の方法。 - 【請求項１４】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，
５０又は６０）の経年変化徴候を補償する補正値は、温
度の関数である請求項１０から１３迄の何れか１記載の
方法。 - 【請求項１５】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，
５０又は６０）の製造偏差を補償するための補正値は、
コールドスタート中に測定された、前記圧電素子（１
０，２０，３０，４０，５０又は６０）のキャパシタン
ス（Cａｃｔｕ ａｌ）と、前記圧電素子（１０，２０，
３０，４０，５０又は６０）のサービス寿命の開始時で
測定された、前記前記圧電素子（１０，２０，３０，４
０，５０又は６０）のキャパシタンス（C
ｓｅｔｐｏｉｎｔ）の平方根関数である請求項１０又は
１１記載の方法。 - 【請求項１６】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，
５０又は６０）の製造偏差を補償するための補正値は、
当該圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０又は６
０）の寿命の初めに一回測定される請求項１５記載の方
法。 - 【請求項１７】 圧電素子（１０，２０，３０，４０，
５０又は６０）の製造偏差を補償するための補正値は、
EEPROM内に記憶される請求項１５又は１６記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00106974.9 | 2000-04-01 | ||
| EP00106974A EP1138908B1 (en) | 2000-04-01 | 2000-04-01 | Controlling a injection system with piezoelectric elements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001349259A true JP2001349259A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=8168320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001103841A Ceased JP2001349259A (ja) | 2000-04-01 | 2001-04-02 | 圧電素子の充電装置及び圧電素子の充電方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1138908B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001349259A (ja) |
| DE (1) | DE60023265T2 (ja) |
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| DE102009003176A1 (de) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors |
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-
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- 2000-04-01 EP EP00106974A patent/EP1138908B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-01 DE DE2000623265 patent/DE60023265T2/de not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-04-02 JP JP2001103841A patent/JP2001349259A/ja not_active Ceased
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