JP2002021621A - 圧電素子を有する燃料噴射システムの作動方法及び圧電素子を有する燃料噴射システム - Google Patents
圧電素子を有する燃料噴射システムの作動方法及び圧電素子を有する燃料噴射システムInfo
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02M63/0068—Actuators specially adapted for partial and full opening of the valves
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 圧電素子を有する燃料噴射システムにおい
て、燃料噴射構成要素の駆動精度を高め低コストで簡素
なシステムの提供。 【解決手段】 内燃機関内に噴射される燃料量を制御す
るための圧電素子１０，を有する燃料噴射システムの作
動方法及び活動化装置に関しており、圧電素子１０，に
送転された電荷に基づいて圧電素子を制御する。
て、燃料噴射構成要素の駆動精度を高め低コストで簡素
なシステムの提供。 【解決手段】 内燃機関内に噴射される燃料量を制御す
るための圧電素子１０，を有する燃料噴射システムの作
動方法及び活動化装置に関しており、圧電素子１０，に
送転された電荷に基づいて圧電素子を制御する。
Description
【０００１】本発明は、請求項１の上位概念による燃料
噴射システムの作動方法及び請求項１２の上位概念によ
る燃料噴射システムに関している。
噴射システムの作動方法及び請求項１２の上位概念によ
る燃料噴射システムに関している。
【０００２】燃料噴射システムには、圧電アクチュエー
タないし圧電素子が使用可能であり、この場合おの圧電
アクチュエータないし素子は、供給された電圧と線形的
伸張の間で比例関係を表わす。従って圧電素子をアクチ
ュエータとして例えば内燃機関の燃料噴射ノズルに使用
することは有利であることがわかっている。燃料噴射ノ
ズルに圧電素子を使用する例としては、例えばヨーロッ
パ特許出願 EP 0 371469 B1 および EP 0 379 182 B1
明細書が挙げられる。
タないし圧電素子が使用可能であり、この場合おの圧電
アクチュエータないし素子は、供給された電圧と線形的
伸張の間で比例関係を表わす。従って圧電素子をアクチ
ュエータとして例えば内燃機関の燃料噴射ノズルに使用
することは有利であることがわかっている。燃料噴射ノ
ズルに圧電素子を使用する例としては、例えばヨーロッ
パ特許出願 EP 0 371469 B1 および EP 0 379 182 B1
明細書が挙げられる。
【０００３】複数の圧電素子がアクチュエータとして内
燃機関の燃料噴射ノズル（これは“コモンレール”イン
ジェクタでもあり得る）に用いられている場合、燃料噴
射は、供給電圧の関数として伸張または圧縮特性を有し
ているこれらの圧電アクチュエータないし素子に供給さ
れる電圧によって制御され得る。その結果として、イン
ジェクタノズル（これは搬送装置ないし搬送系によって
圧電アクチュエータないし素子に接続され得る）は、昇
降移動し、それによってインジェクタノズルの開閉がな
される。電圧の供給は、フィードバックシステムによっ
て制御可能である。このフィードバックシステムでは、
取得した電圧と目標電圧が比較され、取得電圧が目標電
圧に等しい場合には対応する充電が終了される。
燃機関の燃料噴射ノズル（これは“コモンレール”イン
ジェクタでもあり得る）に用いられている場合、燃料噴
射は、供給電圧の関数として伸張または圧縮特性を有し
ているこれらの圧電アクチュエータないし素子に供給さ
れる電圧によって制御され得る。その結果として、イン
ジェクタノズル（これは搬送装置ないし搬送系によって
圧電アクチュエータないし素子に接続され得る）は、昇
降移動し、それによってインジェクタノズルの開閉がな
される。電圧の供給は、フィードバックシステムによっ
て制御可能である。このフィードバックシステムでは、
取得した電圧と目標電圧が比較され、取得電圧が目標電
圧に等しい場合には対応する充電が終了される。
【０００４】圧電アクチュエータの制御システムは、制
御装置ないし制御ユニット（これは中央処理ユニット
“ＣＰＵ”を含み得る）と、少なくとも１つの制御され
る圧電素子並びに活用装置を含んでおり、これらは圧電
素子の制御に必要とされるそれらに供給される制御信号
を変換する。この目的のために制御装置と活用装置は、
共通のバスシステムなどによって相互に接続される。さ
らに外部データもこれらの制御装置及び/または活用装
置との通信のために相応の方式で用いられ得る。
御装置ないし制御ユニット（これは中央処理ユニット
“ＣＰＵ”を含み得る）と、少なくとも１つの制御され
る圧電素子並びに活用装置を含んでおり、これらは圧電
素子の制御に必要とされるそれらに供給される制御信号
を変換する。この目的のために制御装置と活用装置は、
共通のバスシステムなどによって相互に接続される。さ
らに外部データもこれらの制御装置及び/または活用装
置との通信のために相応の方式で用いられ得る。
【０００５】燃料噴射ノズルの例では、圧電素子の伸張
と圧縮がバルブの制御に用いられており、それが噴射ノ
ズルの線形ストロークを操作している。圧電素子を使用
する例として、例えばドイツ連邦共和国特許出願 DE 19
7 42 073 A1 及びDE 197 29844 A1 明細書に燃料噴射シ
ステムにおける対応する噴射ニードルの制御に複動式両
座弁がそのまま用いられている例が示されている。
と圧縮がバルブの制御に用いられており、それが噴射ノ
ズルの線形ストロークを操作している。圧電素子を使用
する例として、例えばドイツ連邦共和国特許出願 DE 19
7 42 073 A1 及びDE 197 29844 A1 明細書に燃料噴射シ
ステムにおける対応する噴射ニードルの制御に複動式両
座弁がそのまま用いられている例が示されている。
【０００６】燃料噴射システムにおいては、１つの目的
は所期の燃料噴射体積を十分な精度で特にパイロット噴
射期間中の少ない噴射体積の際に達成することである。
例えば複動式両座弁が用いれらるならば、圧電素子は、
活動化電圧の供給によって伸張ないし圧縮され、それに
よって相応に制御される弁体が両座弁の２つの弁座の間
の中間位置に配置され、対応する噴射ニードルが設定期
間中最大燃料流量のための位置におかれる。しかしなが
ら例えば対応する弁体を最大の燃料通流のために、より
正確にもしくはより高精度に位置付けするのに十分な精
度の活動化電圧を算出して供給することは困難である。
は所期の燃料噴射体積を十分な精度で特にパイロット噴
射期間中の少ない噴射体積の際に達成することである。
例えば複動式両座弁が用いれらるならば、圧電素子は、
活動化電圧の供給によって伸張ないし圧縮され、それに
よって相応に制御される弁体が両座弁の２つの弁座の間
の中間位置に配置され、対応する噴射ニードルが設定期
間中最大燃料流量のための位置におかれる。しかしなが
ら例えば対応する弁体を最大の燃料通流のために、より
正確にもしくはより高精度に位置付けするのに十分な精
度の活動化電圧を算出して供給することは困難である。
【０００７】従って、例えば圧電素子の“移動量”は、
温度に依存しているので、最大移動量は、非常に低温
（例えば０℃以下）の環境においてはかなり低減する。
逆に言えば、高温の環境下では、最大移動量が増加し得
る。それ故に、燃料噴射システムの設計仕様において
は、何らかの関連する偏差を最小化もしくは少なくとも
低減するために、温度の依存性が考慮されるべきであ
る。しかしながら仮に圧電素子の温度が直接測定されな
いのであるならば、温度は間接的にしか導出されない。
圧電素子のキャパシタンスは、温度の応答性を表わして
いるので、このキャパシタンスは圧電素子温度の推定に
用いることが可能であり、それ故に圧電アクチュエータ
ないし素子の所期の最大移動量の推定にも使用し得る。
温度に依存しているので、最大移動量は、非常に低温
（例えば０℃以下）の環境においてはかなり低減する。
逆に言えば、高温の環境下では、最大移動量が増加し得
る。それ故に、燃料噴射システムの設計仕様において
は、何らかの関連する偏差を最小化もしくは少なくとも
低減するために、温度の依存性が考慮されるべきであ
る。しかしながら仮に圧電素子の温度が直接測定されな
いのであるならば、温度は間接的にしか導出されない。
圧電素子のキャパシタンスは、温度の応答性を表わして
いるので、このキャパシタンスは圧電素子温度の推定に
用いることが可能であり、それ故に圧電アクチュエータ
ないし素子の所期の最大移動量の推定にも使用し得る。
【０００８】前述したように、圧電アクチュエータない
し素子は、電圧制御を用いて駆動される。圧電素子また
は素子の駆動の１つの目的は、特定の時間内でのアクチ
ュエータの充電ないし放電である。この点に関しては、
電圧傾度が圧電アクチュエータまたは素子の充放電の際
に生じ、さらにこれは充放電電流の平均に依存するかそ
の関数である。電流傾度は印加に依存して例えば約１０
Ａ/μｓｅｃのオーダーであり得る。電流制御に使用し
得るスイッチとドライバ論理回路は、例えば約１μｓｅ
ｃのスイッチング時間を有し、例えば所期の電流は、約
１０Ampsにまで達し得る。それ故に実際の電圧傾度は、
系統的に充放電動作中の所期の電圧傾度からずれる。そ
のため燃料インジェクタのスタートと駆動中においては
偏差が生じる。
し素子は、電圧制御を用いて駆動される。圧電素子また
は素子の駆動の１つの目的は、特定の時間内でのアクチ
ュエータの充電ないし放電である。この点に関しては、
電圧傾度が圧電アクチュエータまたは素子の充放電の際
に生じ、さらにこれは充放電電流の平均に依存するかそ
の関数である。電流傾度は印加に依存して例えば約１０
Ａ/μｓｅｃのオーダーであり得る。電流制御に使用し
得るスイッチとドライバ論理回路は、例えば約１μｓｅ
ｃのスイッチング時間を有し、例えば所期の電流は、約
１０Ampsにまで達し得る。それ故に実際の電圧傾度は、
系統的に充放電動作中の所期の電圧傾度からずれる。そ
のため燃料インジェクタのスタートと駆動中においては
偏差が生じる。
【０００９】それ故に、燃料噴射構成要素の駆動精度を
高めるためにはこれらの系統的エラーを補正し、消去も
しくは少なくとも低減させることが必要であると考えら
れている。
高めるためにはこれらの系統的エラーを補正し、消去も
しくは少なくとも低減させることが必要であると考えら
れている。
【００１０】すなわち、詳細にはスタートアップおよび
/またはパイロットインジェクション期間中の燃料噴射
構成要素の駆動精度を高めるために、コスト的に有利か
もしくは低コストで簡素な方法及びシステムの提供が必
要であると考えられている。
/またはパイロットインジェクション期間中の燃料噴射
構成要素の駆動精度を高めるために、コスト的に有利か
もしくは低コストで簡素な方法及びシステムの提供が必
要であると考えられている。
【００１１】さらに燃料噴射構成要素の駆動精度を高め
るために、圧電アクチュエータないし素子の充放電期間
中のハードウエアを巡る電流に起因する何らかのエラー
を補正する方法とシステムが必要と考えられている。
るために、圧電アクチュエータないし素子の充放電期間
中のハードウエアを巡る電流に起因する何らかのエラー
を補正する方法とシステムが必要と考えられている。
【００１２】また駆動コントローラがシステム“停止”
にさらされることと、駆動コントローラの再稼働の際の
誤った値の供給がないように、所定の条件下で駆動コン
トローラの最後の出力値を“フリーズ”もしくはホール
ドする方法及びシステムの提供が必要と考えられてい
る。
にさらされることと、駆動コントローラの再稼働の際の
誤った値の供給がないように、所定の条件下で駆動コン
トローラの最後の出力値を“フリーズ”もしくはホール
ドする方法及びシステムの提供が必要と考えられてい
る。
【００１３】さらに前述したように、温度が圧電素子に
影響を及ぼす。しかしながらこの圧電素子は容量性の素
子であり、前述したように、個々の充電状態もしくは供
給電圧に従って圧縮ないしは伸張する特性を有してい
る。さらにキャパシタンスは周波数にも依存する。この
点に関しては周波数は、圧電素子に与えられる充電率
（すなわち時間単位毎の充電量）に相応している。それ
故に本発明の明細書では、充電の初めと終わりの間の時
間は周波数に相応するものとみなす。圧電素子のキャパ
シタンスは、そのキャパシタンスに基づく圧電移動量を
より正確にまたはより高精度に求めるために、その周波
数依存性を補正、消去ないし（少なくとも）低減すべく
調整されるべきである。別の見方をすれば、求められた
圧電アクチュエータ温度と、関連する最大移動量は、不
正確である可能性があり、これは結果的に噴射される燃
料量の精度に影響をもたらす。
影響を及ぼす。しかしながらこの圧電素子は容量性の素
子であり、前述したように、個々の充電状態もしくは供
給電圧に従って圧縮ないしは伸張する特性を有してい
る。さらにキャパシタンスは周波数にも依存する。この
点に関しては周波数は、圧電素子に与えられる充電率
（すなわち時間単位毎の充電量）に相応している。それ
故に本発明の明細書では、充電の初めと終わりの間の時
間は周波数に相応するものとみなす。圧電素子のキャパ
シタンスは、そのキャパシタンスに基づく圧電移動量を
より正確にまたはより高精度に求めるために、その周波
数依存性を補正、消去ないし（少なくとも）低減すべく
調整されるべきである。別の見方をすれば、求められた
圧電アクチュエータ温度と、関連する最大移動量は、不
正確である可能性があり、これは結果的に噴射される燃
料量の精度に影響をもたらす。
【００１４】それ故に、最大のアクチュエータ移動量を
十分な精度で推定し、駆動電圧を正確にもしくは高精度
に調整するために、圧電素子のキャパシタンスの周波数
依存性に起因する偏差を補償する方法及びシステムの提
供が必要であると考えられている。
十分な精度で推定し、駆動電圧を正確にもしくは高精度
に調整するために、圧電素子のキャパシタンスの周波数
依存性に起因する偏差を補償する方法及びシステムの提
供が必要であると考えられている。
【００１５】前述したことを容易にするために、圧電ア
クチュエータないし素子の診断と温度補償及び経年変化
特性の補償並びに基準電圧の制御を容易にする測定及び
較正特徴を用いて圧電素子の充電量を適時にかつ正確に
測定する装置及び方法の提供が必要であると考えられ
る。
クチュエータないし素子の診断と温度補償及び経年変化
特性の補償並びに基準電圧の制御を容易にする測定及び
較正特徴を用いて圧電素子の充電量を適時にかつ正確に
測定する装置及び方法の提供が必要であると考えられ
る。
【００１６】また圧電素子全体の充電量が求められるか
センシングされ、圧電素子の噴射動作と同期して所定の
期間与えられる圧電素子全体に亘る充電量の時間測定の
ための装置及び方法の提供も必要であると考えられる。
センシングされ、圧電素子の噴射動作と同期して所定の
期間与えられる圧電素子全体に亘る充電量の時間測定の
ための装置及び方法の提供も必要であると考えられる。
【００１７】本発明の実施例の目的は、燃料噴射システ
ムが圧電素子に運ばれた電荷による圧電素子全体の電圧
傾度に基づいた圧電素子充放電のための電流通流コント
ローラを含んだことを特徴とした、圧電素子の充放電に
よる噴射燃料量の制御のための圧電素子を備えた燃料噴
射システムを提供することに向けられている。
ムが圧電素子に運ばれた電荷による圧電素子全体の電圧
傾度に基づいた圧電素子充放電のための電流通流コント
ローラを含んだことを特徴とした、圧電素子の充放電に
よる噴射燃料量の制御のための圧電素子を備えた燃料噴
射システムを提供することに向けられている。
【００１８】本発明の実施例の別の目的は、電流通流コ
ントローラが圧電素子の充放電のための所期の充電電流
を有していることを特徴とした前述したような燃料噴射
システムの提供に向けられている。
ントローラが圧電素子の充放電のための所期の充電電流
を有していることを特徴とした前述したような燃料噴射
システムの提供に向けられている。
【００１９】本発明の実施例のさらに別の目的は、電流
通流コントローラが積分器を含んでいることを特徴とし
た前記燃料噴射システムの提供に向けられている。
通流コントローラが積分器を含んでいることを特徴とし
た前記燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００２０】本発明の実施例のさらに他の目的は、電流
通流コントローラが比例積分（“ＰＩ”）コントローラ
を含んでいることを特徴とした前述したような燃料噴射
システムの提供に向けられている。
通流コントローラが比例積分（“ＰＩ”）コントローラ
を含んでいることを特徴とした前述したような燃料噴射
システムの提供に向けられている。
【００２１】本発明の実施例のさらなる他の目的は、電
流通流コントローラが、圧電素子全体の電圧傾度に基づ
いた圧電素子充電のための少なくとも１つのチャージサ
ブコントローラと、圧電素子全体の電圧傾度に基づいた
圧電素子放電のための少なくとも１つのディスチャージ
サブコントローラを含んだことを特徴とした前述したよ
うな燃料噴射システムの提供に向けられている。
流通流コントローラが、圧電素子全体の電圧傾度に基づ
いた圧電素子充電のための少なくとも１つのチャージサ
ブコントローラと、圧電素子全体の電圧傾度に基づいた
圧電素子放電のための少なくとも１つのディスチャージ
サブコントローラを含んだことを特徴とした前述したよ
うな燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００２２】本発明の実施例のさらに別の目的は、さら
に圧電素子によって駆動される複動式バルブが含まれ、
該複動式バルブは第１の遮断位置と第２の遮断位置並び
に開放位置を有している形式の前述したような燃料噴射
システムにおいて、電流通流コントローラが、複動式バ
ルブの第１の遮断位置から開放位置への移動のための圧
電素子全体の電圧傾度に基づいた圧電素子充電のための
第１のチャージサブコントローラと、複動式バルブの開
放位置から第２の遮断位置への移動のための圧電素子全
体の電圧傾度に基づいた圧電素子充電のための第２のチ
ャージサブコントローラを含んだことを特徴とした前述
したような燃料噴射システムの提供に向けられている。
に圧電素子によって駆動される複動式バルブが含まれ、
該複動式バルブは第１の遮断位置と第２の遮断位置並び
に開放位置を有している形式の前述したような燃料噴射
システムにおいて、電流通流コントローラが、複動式バ
ルブの第１の遮断位置から開放位置への移動のための圧
電素子全体の電圧傾度に基づいた圧電素子充電のための
第１のチャージサブコントローラと、複動式バルブの開
放位置から第２の遮断位置への移動のための圧電素子全
体の電圧傾度に基づいた圧電素子充電のための第２のチ
ャージサブコントローラを含んだことを特徴とした前述
したような燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００２３】さらに本発明の実施例の別の目的は、電流
通流コントローラがさらに複動式バルブの第２の遮断位
置から開放位置への移動のための圧電素子全体の電圧傾
度に基づいた圧電素子放電のための第１のディスチャー
ジサブコントローラと、複動式バルブの開放位置から第
１の遮断位置への移動のための圧電素子全体の電圧傾度
に基づいた圧電素子放電のための第２のディスチャージ
サブコントローラを含んだことを特徴とした前述したよ
うな燃料噴射システムの提供に向けられている。
通流コントローラがさらに複動式バルブの第２の遮断位
置から開放位置への移動のための圧電素子全体の電圧傾
度に基づいた圧電素子放電のための第１のディスチャー
ジサブコントローラと、複動式バルブの開放位置から第
１の遮断位置への移動のための圧電素子全体の電圧傾度
に基づいた圧電素子放電のための第２のディスチャージ
サブコントローラを含んだことを特徴とした前述したよ
うな燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００２４】本発明の実施例のさらに別の目的は、電流
通流コントローラが、該コントローラの出力値を一定の
値に維持できる保持素子を含んでいることを特徴とした
前述したような燃料噴射システムの提供に向けられてい
る。
通流コントローラが、該コントローラの出力値を一定の
値に維持できる保持素子を含んでいることを特徴とした
前述したような燃料噴射システムの提供に向けられてい
る。
【００２５】本発明の実施例のさらに他の目的は、前記
チャージサブコントローラおよび/またはディスチャー
ジサブコントローラが、その出力値を一定の値に維持で
きる保持素子を含んでいることを特徴とした前述したよ
うな燃料噴射システムの提供に向けられている。
チャージサブコントローラおよび/またはディスチャー
ジサブコントローラが、その出力値を一定の値に維持で
きる保持素子を含んでいることを特徴とした前述したよ
うな燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００２６】本発明の実施例のさらに別の目的は、圧電
素子の電圧に対する充放電によって噴射される燃料量を
制御する圧電素子を備えている形式の前述したような燃
料噴射システムにおいて、燃料噴射システムが、所期の
電圧値と測定された電圧値に基づいて電圧を制御する電
圧コントローラを含んだことを特徴とした前述したよう
な燃料噴射システムの提供に向けられている。
素子の電圧に対する充放電によって噴射される燃料量を
制御する圧電素子を備えている形式の前述したような燃
料噴射システムにおいて、燃料噴射システムが、所期の
電圧値と測定された電圧値に基づいて電圧を制御する電
圧コントローラを含んだことを特徴とした前述したよう
な燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００２７】本発明の実施例のさらに他の目的は、電圧
コントローラが、前の噴射に関連した電圧の測定値と所
期の電圧値に基づいて電圧を制御することを特徴とした
前述したような燃料噴射システムの提供に向けられてい
る。
コントローラが、前の噴射に関連した電圧の測定値と所
期の電圧値に基づいて電圧を制御することを特徴とした
前述したような燃料噴射システムの提供に向けられてい
る。
【００２８】本発明の実施例のさらに別の目的は、電圧
コントローラが、先の燃料噴射に関連した電圧の測定値
と所期の電圧値に基づいて電圧を制御することを特徴と
した前述したような燃料噴射システムの提供に向けられ
ている。
コントローラが、先の燃料噴射に関連した電圧の測定値
と所期の電圧値に基づいて電圧を制御することを特徴と
した前述したような燃料噴射システムの提供に向けられ
ている。
【００２９】本発明の方法のさらに別の実施例の目的
は、噴射燃料量の制御のための圧電素子を備えた燃料噴
射システムの作動方法、詳細には、前述した燃料噴射シ
ステムの１つに従った燃料噴射システムの作動方法であ
って、この場合噴射される燃料量が圧電素子の充放電に
よって制御されている形式のものにおいて、圧電素子が
転送された電荷による圧電素子全体の電圧傾度に基づい
て充放電されることを特徴とした方法の提供に向けられ
ている。
は、噴射燃料量の制御のための圧電素子を備えた燃料噴
射システムの作動方法、詳細には、前述した燃料噴射シ
ステムの１つに従った燃料噴射システムの作動方法であ
って、この場合噴射される燃料量が圧電素子の充放電に
よって制御されている形式のものにおいて、圧電素子が
転送された電荷による圧電素子全体の電圧傾度に基づい
て充放電されることを特徴とした方法の提供に向けられ
ている。
【００３０】本発明の方法のさらに別の実施例の目的
は、噴射燃料量の制御のための圧電素子を備えた燃料噴
射システムの作動方法、詳細には、前述した燃料噴射シ
ステムの１つに従った燃料噴射システムの作動方法であ
って、この場合噴射される燃料量が圧電素子の充放電に
よって制御されている形式のものにおいて、電圧が測定
された電圧値と所期の電圧値に基づいて制御されること
を特徴とした方法の提供に向けられている。
は、噴射燃料量の制御のための圧電素子を備えた燃料噴
射システムの作動方法、詳細には、前述した燃料噴射シ
ステムの１つに従った燃料噴射システムの作動方法であ
って、この場合噴射される燃料量が圧電素子の充放電に
よって制御されている形式のものにおいて、電圧が測定
された電圧値と所期の電圧値に基づいて制御されること
を特徴とした方法の提供に向けられている。
【００３１】本発明の実施例のさらに別の目的は、圧電
素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御する圧電素
子を備えている形式の前述したような燃料噴射システム
において、燃料噴射システムが、供給電圧と充電時間の
間の非線形的関係に基づいた供給電圧調整のための制御
ユニットを含んだことを特徴とした前述したような燃料
噴射システムの提供に向けられている。
素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御する圧電素
子を備えている形式の前述したような燃料噴射システム
において、燃料噴射システムが、供給電圧と充電時間の
間の非線形的関係に基づいた供給電圧調整のための制御
ユニットを含んだことを特徴とした前述したような燃料
噴射システムの提供に向けられている。
【００３２】本発明の実施例の別の目的は、供給電圧と
充電時間の間の非線形的関係が、圧電素子のキャパシタ
ンスの充電期間への依存性に基づいていることを特徴と
した前述したような燃料噴射システムの提供に向けられ
ている。
充電時間の間の非線形的関係が、圧電素子のキャパシタ
ンスの充電期間への依存性に基づいていることを特徴と
した前述したような燃料噴射システムの提供に向けられ
ている。
【００３３】本発明の実施例のさらに別の目的は、圧電
素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御する圧電素
子を備えている燃料噴射システムにおいて、燃料噴射シ
ステムが、圧電素子のキャパシタンスの充電期間への依
存性に基づいた供給電圧調整のための制御ユニットを含
んだことを特徴とした燃料噴射システムの提供に向けら
れている。
素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御する圧電素
子を備えている燃料噴射システムにおいて、燃料噴射シ
ステムが、圧電素子のキャパシタンスの充電期間への依
存性に基づいた供給電圧調整のための制御ユニットを含
んだことを特徴とした燃料噴射システムの提供に向けら
れている。
【００３４】さらに本発明の実施例の別の目的は、燃料
噴射システムが、圧電素子の充電のための電流を測定す
る電流測定ユニットを含んでいることを特徴とした前述
したような燃料噴射システムの提供に向けられている。
噴射システムが、圧電素子の充電のための電流を測定す
る電流測定ユニットを含んでいることを特徴とした前述
したような燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００３５】さらに本発明の実施例の別の目的は、制御
ユニットがさらに、圧電素子の充電のための電流に基づ
いて供給電圧を調整することを特徴とした前述したよう
な燃料噴射システムの提供に向けられている。
ユニットがさらに、圧電素子の充電のための電流に基づ
いて供給電圧を調整することを特徴とした前述したよう
な燃料噴射システムの提供に向けられている。
【００３６】本発明の実施例のさらに別の目的は、圧電
素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御する圧電素
子を備えている燃料噴射システムの作動方法において、
供給された電圧が、供給電圧と充電時間の間の非線形的
関係に基づいて調整されることを特徴とする方法の提供
に向けられている。
素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御する圧電素
子を備えている燃料噴射システムの作動方法において、
供給された電圧が、供給電圧と充電時間の間の非線形的
関係に基づいて調整されることを特徴とする方法の提供
に向けられている。
【００３７】本発明による方法の実施例のさらに別の目
的は、供給電圧と充電時間の間の非線形的関係が圧電素
子のキャパシタンスの充電時間への依存性に基づいてい
ることを特徴とした前述したような方法の提供に向けら
れている。
的は、供給電圧と充電時間の間の非線形的関係が圧電素
子のキャパシタンスの充電時間への依存性に基づいてい
ることを特徴とした前述したような方法の提供に向けら
れている。
【００３８】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、圧電素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御す
る圧電素子を備えている燃料噴射システムの作動方法に
おいて、供給電圧が、圧電素子のキャパシタンスの充電
時間への依存性に基づいて調整されることを特徴とした
前述したような方法の提供に向けられている。
は、圧電素子への電圧供給によって噴射燃料量を制御す
る圧電素子を備えている燃料噴射システムの作動方法に
おいて、供給電圧が、圧電素子のキャパシタンスの充電
時間への依存性に基づいて調整されることを特徴とした
前述したような方法の提供に向けられている。
【００３９】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、圧電素子の充電のための電流が測定されることを特
徴とした前述したような方法の提供に向けられている。
は、圧電素子の充電のための電流が測定されることを特
徴とした前述したような方法の提供に向けられている。
【００４０】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、供給電圧がさらに圧電素子の充電のための電流に基
づいて調整されることを特徴とした前述したような方法
の提供に向けられている。
は、供給電圧がさらに圧電素子の充電のための電流に基
づいて調整されることを特徴とした前述したような方法
の提供に向けられている。
【００４１】本発明の方法の実施例の目的は、内燃機関
内へ噴射される燃料量を制御する圧電素子を有している
燃料噴射システムの作動方法において、圧電素子が、そ
れに転送される電荷に基づいて制御されることを特徴と
する方法の提供に向けられている。
内へ噴射される燃料量を制御する圧電素子を有している
燃料噴射システムの作動方法において、圧電素子が、そ
れに転送される電荷に基づいて制御されることを特徴と
する方法の提供に向けられている。
【００４２】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、圧電素子に流れる電流の測定値が、圧電素子に転送
される電荷の算出の利用とそれによって得られることを
特徴とした前述したような方法の提供に向けられてい
る。
は、圧電素子に流れる電流の測定値が、圧電素子に転送
される電荷の算出の利用とそれによって得られることを
特徴とした前述したような方法の提供に向けられてい
る。
【００４３】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、圧電素子に流れる電流の測定値が、電流センサを介
して得られることを特徴とした前述したような方法の提
供に向けられている。
は、圧電素子に流れる電流の測定値が、電流センサを介
して得られることを特徴とした前述したような方法の提
供に向けられている。
【００４４】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、電流センサがブリッジ回路を含んでいることを特徴
とした前述したような方法の提供に向けられている。
は、電流センサがブリッジ回路を含んでいることを特徴
とした前述したような方法の提供に向けられている。
【００４５】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、電流センサが較正されることを特徴とした前述した
ような方法の提供に向けられている。
は、電流センサが較正されることを特徴とした前述した
ような方法の提供に向けられている。
【００４６】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、圧電素子に流れる電流の測定値が、積分器を介して
積分されることを特徴とした前述したような方法の提供
に向けられている。
は、圧電素子に流れる電流の測定値が、積分器を介して
積分されることを特徴とした前述したような方法の提供
に向けられている。
【００４７】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、前記積分器が較正されることを特徴とした前述した
ような方法の提供に向けられている。
は、前記積分器が較正されることを特徴とした前述した
ような方法の提供に向けられている。
【００４８】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、前記積分器が、第１の較正と第２の較正と第３の較
正のうちの少なくとも１つを用いて較正されることを特
徴とした前述したような方法の提供に向けられている。
は、前記積分器が、第１の較正と第２の較正と第３の較
正のうちの少なくとも１つを用いて較正されることを特
徴とした前述したような方法の提供に向けられている。
【００４９】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、前記第１の較正が基準電圧を較正することを特徴と
した前述したような方法の提供に向けられている。
は、前記第１の較正が基準電圧を較正することを特徴と
した前述したような方法の提供に向けられている。
【００５０】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、前記第２の較正がブリッジ回路装置を較正すること
を特徴とした前述したような方法の提供に向けられてい
る。
は、前記第２の較正がブリッジ回路装置を較正すること
を特徴とした前述したような方法の提供に向けられてい
る。
【００５１】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、前記第３の較正が前記積分器の時定数を較正するこ
とを特徴とした前述したような方法の提供に向けられて
いる。
は、前記第３の較正が前記積分器の時定数を較正するこ
とを特徴とした前述したような方法の提供に向けられて
いる。
【００５２】本発明の方法の実施例のさらに別の目的
は、内燃機関内へ噴射される燃料量を制御する圧電素子
を有している燃料噴射システムであって、圧電素子がそ
れに転送される電荷に基づいて制御されることを特徴と
したものの提供に向けられている。
は、内燃機関内へ噴射される燃料量を制御する圧電素子
を有している燃料噴射システムであって、圧電素子がそ
れに転送される電荷に基づいて制御されることを特徴と
したものの提供に向けられている。
【００５３】本発明の実施例のさらなる利点は、従属請
求項も含めた請求項並びに参照図面を含めた本発明の明
細書によって明らかにされる。
求項も含めた請求項並びに参照図面を含めた本発明の明
細書によって明らかにされる。
【００５４】次に本発明を参照図面と実施例に基づいて
以下の明細書で詳細に説明する。
以下の明細書で詳細に説明する。
【００５５】図１には、圧電素子アクチュエータないし
素子２０１０を有する燃料噴射器２０００の実施例が概
略的に示されている。図示のように、圧電素子２０１０
は、与えられた活動化電圧に応じた伸長と圧縮のために
電気的に付勢される。圧電素子２０１０はピストン２０
１５に接続されている。伸長した状態では、圧電素子２
０１０は、ピストン２０１５を油圧アダプタ２０２０内
に突出させる。この油圧アダプタ２０２０は油圧媒体、
例えば燃料を含んでいる。圧電素子の伸長の結果とし
て、複動式制御弁２０２５は水理的に油圧アダプタ２０
２０から押し出され、弁体２０３５は第１の遮断位置２
０４０から離れる。複動式制御弁２０２５と中空孔部２
０５０の組合せは、しばしば複動式両座弁と呼ばれる。
それは、圧電素子２０１０が非励起状態にある時は、複
動式制御弁２０２５が第１の遮断位置２０４０に係止す
るからである。その一方で、圧電素子２０１０が完全に
伸長した時は、それは第２の遮断位置２０３０に係止す
る。弁体２０３５のこの位置は、図１では破線で概略的
に示されている。
素子２０１０を有する燃料噴射器２０００の実施例が概
略的に示されている。図示のように、圧電素子２０１０
は、与えられた活動化電圧に応じた伸長と圧縮のために
電気的に付勢される。圧電素子２０１０はピストン２０
１５に接続されている。伸長した状態では、圧電素子２
０１０は、ピストン２０１５を油圧アダプタ２０２０内
に突出させる。この油圧アダプタ２０２０は油圧媒体、
例えば燃料を含んでいる。圧電素子の伸長の結果とし
て、複動式制御弁２０２５は水理的に油圧アダプタ２０
２０から押し出され、弁体２０３５は第１の遮断位置２
０４０から離れる。複動式制御弁２０２５と中空孔部２
０５０の組合せは、しばしば複動式両座弁と呼ばれる。
それは、圧電素子２０１０が非励起状態にある時は、複
動式制御弁２０２５が第１の遮断位置２０４０に係止す
るからである。その一方で、圧電素子２０１０が完全に
伸長した時は、それは第２の遮断位置２０３０に係止す
る。弁体２０３５のこの位置は、図１では破線で概略的
に示されている。
【００５６】燃料噴射システムは、噴射ニードル２０７
０を有しており、これが加圧燃料供給ライン２０６０か
らシリンダ（図示せず）への燃料噴射を可能にする。圧
電素子２０１０が非励起状態にある時、またはそれが完
全に伸長した時は、複動式制御弁２０２５は、それぞれ
第１の遮断位置２０４０または第２の遮断位置２０３０
に係止する。いずれの場合でも、油圧レールの圧力が噴
射ニードル２０７０を遮断位置に保つ。したがって、混
合燃料はシリンダ（図示せず）に進入しない。逆に、圧
電素子２０１０が励起され、複動式制御弁２０２５が、
中空孔部に関していわゆる中間位置にある場合は、加圧
燃料供給ライン２０６０に圧力降下が生じる。この加圧
燃料供給ライン２０６０における圧力降下は、噴射ニー
ドル２０７０の上部と底部の間に圧力差を生じさせ、こ
れによって噴射ニードル２０７０が揚程し、燃料がシリ
ンダ（図示せず）に噴射される。
０を有しており、これが加圧燃料供給ライン２０６０か
らシリンダ（図示せず）への燃料噴射を可能にする。圧
電素子２０１０が非励起状態にある時、またはそれが完
全に伸長した時は、複動式制御弁２０２５は、それぞれ
第１の遮断位置２０４０または第２の遮断位置２０３０
に係止する。いずれの場合でも、油圧レールの圧力が噴
射ニードル２０７０を遮断位置に保つ。したがって、混
合燃料はシリンダ（図示せず）に進入しない。逆に、圧
電素子２０１０が励起され、複動式制御弁２０２５が、
中空孔部に関していわゆる中間位置にある場合は、加圧
燃料供給ライン２０６０に圧力降下が生じる。この加圧
燃料供給ライン２０６０における圧力降下は、噴射ニー
ドル２０７０の上部と底部の間に圧力差を生じさせ、こ
れによって噴射ニードル２０７０が揚程し、燃料がシリ
ンダ（図示せず）に噴射される。
【００５７】図２は、両座制御弁に作用する圧電素子を
使用した１つの例示的な燃料噴射システムについて、所
定の一定期間中の活動化電圧Ｕと噴射される燃料の体積
Ｑの間の関係を描いたグラフを示している。ｙ軸は、所
定の一定期間中にシリンダ室へ噴射される燃料の体積を
表している。ｘ軸は、相応の圧電素子に印加または蓄え
られる活動化電圧を表している。この圧電素子は、複動
式制御弁の弁体を変位させるために使用されるものであ
る。
使用した１つの例示的な燃料噴射システムについて、所
定の一定期間中の活動化電圧Ｕと噴射される燃料の体積
Ｑの間の関係を描いたグラフを示している。ｙ軸は、所
定の一定期間中にシリンダ室へ噴射される燃料の体積を
表している。ｘ軸は、相応の圧電素子に印加または蓄え
られる活動化電圧を表している。この圧電素子は、複動
式制御弁の弁体を変位させるために使用されるものであ
る。
【００５８】活動化電圧がゼロである場合には、制御弁
の弁体は第１の遮断位置にあり、それ故に弁体は、予め
定められた期間中の燃料通流を防ぐために、複動式バル
ブの第１の弁座に着座する。ゼロよりも大きく最適電圧
Ｕoptよりは小さい活動化電圧は、弁体を第１の弁座又
は第１の遮断位置から第２の弁座または第２の遮断位置
の方へ変位させる。この結果として所定の期間の噴射燃
料の体積が増加し、図示のように活動化電圧ＵａはＵ
ｏｐｔに近づき、体積は最大体積（これはｙ軸上にｍ
Ｅ，ｍａｘで示されている）い近づく。このポイントｍ
ｅ，ｍａｘは、予め選択された期間中に噴射される燃料
の最大体積値に相応し、圧電アクチュエータないし素子
の充電に用いられるまたは供給される活動化電圧の最適
値に相応する。その結果これは第１と第２の弁座の間の
弁体の最適な変位となる。
の弁体は第１の遮断位置にあり、それ故に弁体は、予め
定められた期間中の燃料通流を防ぐために、複動式バル
ブの第１の弁座に着座する。ゼロよりも大きく最適電圧
Ｕoptよりは小さい活動化電圧は、弁体を第１の弁座又
は第１の遮断位置から第２の弁座または第２の遮断位置
の方へ変位させる。この結果として所定の期間の噴射燃
料の体積が増加し、図示のように活動化電圧ＵａはＵ
ｏｐｔに近づき、体積は最大体積（これはｙ軸上にｍ
Ｅ，ｍａｘで示されている）い近づく。このポイントｍ
ｅ，ｍａｘは、予め選択された期間中に噴射される燃料
の最大体積値に相応し、圧電アクチュエータないし素子
の充電に用いられるまたは供給される活動化電圧の最適
値に相応する。その結果これは第１と第２の弁座の間の
弁体の最適な変位となる。
【００５９】活動化電圧ＵａがＵｏｐｔよりも大きくな
ると、予め選択された固定期間中に噴射される燃料の体
積は、ゼロに達するまで低減する。このことは弁体が最
適位置から複動式制御弁の第２の遮断位置ないし第２の
弁座方向に移動し弁体が第２の弁座に着座するまでの様
子を表わしている。従って図２のグラフでは、活動化電
圧が圧電アクチュエータないし素子に弁体を最適位置ま
で変位させた時に噴射燃料の最大体積が生じていること
が示されている。
ると、予め選択された固定期間中に噴射される燃料の体
積は、ゼロに達するまで低減する。このことは弁体が最
適位置から複動式制御弁の第２の遮断位置ないし第２の
弁座方向に移動し弁体が第２の弁座に着座するまでの様
子を表わしている。従って図２のグラフでは、活動化電
圧が圧電アクチュエータないし素子に弁体を最適位置ま
で変位させた時に噴射燃料の最大体積が生じていること
が示されている。
【００６０】しかしながら個々の圧電アクチュエータな
いし素子に対する所定の期間での最適な活動化電圧Ｕ
ｏｐｔは、その製造特性による影響を受け、さらに経年
劣化の作用にも影響を受ける。このことは、圧電アクチ
ュエータないし素子の種々の作動特性（製造特性及び経
年変化特性など）に基づくかまたはその関数として所定
の活動化電圧毎の圧電アクチュエータないし素子による
偏差を引き起こさせる。従って、個々の周期期間中の噴
射燃料体積の最大化に対しては、圧電アクチュエータな
いし素子に生じたまたは供給された活動化電圧は、個々
の圧電アクチュエータないし素子の電流作動特性と最適
な活動化電圧を反映する値に設定されるべきである。
いし素子に対する所定の期間での最適な活動化電圧Ｕ
ｏｐｔは、その製造特性による影響を受け、さらに経年
劣化の作用にも影響を受ける。このことは、圧電アクチ
ュエータないし素子の種々の作動特性（製造特性及び経
年変化特性など）に基づくかまたはその関数として所定
の活動化電圧毎の圧電アクチュエータないし素子による
偏差を引き起こさせる。従って、個々の周期期間中の噴
射燃料体積の最大化に対しては、圧電アクチュエータな
いし素子に生じたまたは供給された活動化電圧は、個々
の圧電アクチュエータないし素子の電流作動特性と最適
な活動化電圧を反映する値に設定されるべきである。
【００６１】図３には、前述した複動式両座弁の作動に
対する制御弁の概略的なプロフィールを表わした２つの
グラフが示されている。上方のグラフにおいてｘ軸は時
間を表わし、ｙ軸は弁体の変位量、すなわちバルブリフ
ト量を表わしている。下方のグラフでは、ｘ軸は時間を
表わし、ｙ軸は前記グラフのバルブリフト量に相応する
結果から生じる燃料通流に対するノズルニードルのリフ
ト量を表わしている。図からも明らかなように、上方の
グラフのｘ軸と下方のグラフのｘ軸は時間的に一致させ
るべく調整されている。
対する制御弁の概略的なプロフィールを表わした２つの
グラフが示されている。上方のグラフにおいてｘ軸は時
間を表わし、ｙ軸は弁体の変位量、すなわちバルブリフ
ト量を表わしている。下方のグラフでは、ｘ軸は時間を
表わし、ｙ軸は前記グラフのバルブリフト量に相応する
結果から生じる燃料通流に対するノズルニードルのリフ
ト量を表わしている。図からも明らかなように、上方の
グラフのｘ軸と下方のグラフのｘ軸は時間的に一致させ
るべく調整されている。
【００６２】噴射サイクルの間圧電アクチュエータない
し素子は、圧電アクチュエータないし素子の伸張を引き
起こすために充電され、それによって、図３の上方のグ
ラフにも示されているように、予備噴射ストロークのた
めに、相応する弁体が第１の弁座から第２の弁座へ移動
される。図３の下方のグラフでは、制御弁の開閉に携わ
るこの２つの弁座の間の弁体の移動によって引き起こさ
れる小さな燃料噴射が示されている。圧電素子の充電は
２つのステップ、すなわちバルブの開放を引き起こさせ
る所定の電圧の充電と、第２の弁座で再びバルブの遮断
を引き起こさせる充電とによって行われる。これらのス
テップの間では所定の時間遅延が生じ得る。
し素子は、圧電アクチュエータないし素子の伸張を引き
起こすために充電され、それによって、図３の上方のグ
ラフにも示されているように、予備噴射ストロークのた
めに、相応する弁体が第１の弁座から第２の弁座へ移動
される。図３の下方のグラフでは、制御弁の開閉に携わ
るこの２つの弁座の間の弁体の移動によって引き起こさ
れる小さな燃料噴射が示されている。圧電素子の充電は
２つのステップ、すなわちバルブの開放を引き起こさせ
る所定の電圧の充電と、第２の弁座で再びバルブの遮断
を引き起こさせる充電とによって行われる。これらのス
テップの間では所定の時間遅延が生じ得る。
【００６３】予め選択された期間の後では、圧電素子内
の電荷を低減すべく放電が実施され、それによって圧縮
が生じ、弁体が第２の弁座から２つの弁座間の中間位置
方向へ移動させられる。図２に示されているように圧電
アクチュエータないし素子内の活動化電圧は、バルブリ
フトの最適な位置に相応するＵｏｐｔの値に達し、それ
によってメイン噴射に対する期間において燃料通流が最
大化される。図３の上方及び下方のグラフは、メイン燃
料噴射動作を提供する中間位置（中間リフトポイント）
でのバルブリフトの保持を表わしている。
の電荷を低減すべく放電が実施され、それによって圧縮
が生じ、弁体が第２の弁座から２つの弁座間の中間位置
方向へ移動させられる。図２に示されているように圧電
アクチュエータないし素子内の活動化電圧は、バルブリ
フトの最適な位置に相応するＵｏｐｔの値に達し、それ
によってメイン噴射に対する期間において燃料通流が最
大化される。図３の上方及び下方のグラフは、メイン燃
料噴射動作を提供する中間位置（中間リフトポイント）
でのバルブリフトの保持を表わしている。
【００６４】メイン噴射動作に対する期間の終わりで
は、圧電アクチュエータないし素子が活動化電圧ゼロま
で放電され、圧縮が生じて、弁体が最適位置ないし最適
ポイントから第１の弁座方向に動かされ、これは図３の
上方及び下方のグラフに示されているように制御弁の遮
断と燃料通流の停止を引き起こす。この時点で弁体はも
う一度前述したような別の予備噴射とメイン噴射サイク
ルを繰返す位置におかれる。もちろんその他の適切な噴
射サイクルを実施することも可能である。
は、圧電アクチュエータないし素子が活動化電圧ゼロま
で放電され、圧縮が生じて、弁体が最適位置ないし最適
ポイントから第１の弁座方向に動かされ、これは図３の
上方及び下方のグラフに示されているように制御弁の遮
断と燃料通流の停止を引き起こす。この時点で弁体はも
う一度前述したような別の予備噴射とメイン噴射サイク
ルを繰返す位置におかれる。もちろんその他の適切な噴
射サイクルを実施することも可能である。
【００６５】図４には、本発明の装置、方法及びシステ
ムの実施例を含んだ、燃料噴射制御システム１００の実
施例がブロック回路図で示されている。
ムの実施例を含んだ、燃料噴射制御システム１００の実
施例がブロック回路図で示されている。
【００６６】さらに詳細すれば、この燃料噴射システム
１００は、回路装置“Ａ”と、活動化制御/測定装置
“Ｂ”を含んでおり、さらにこの活動化制御/測定装置
“Ｂ”には制御ユニット“Ｄ”と活動化装置“Ｅ”と測
定装置“Ｆ”が含まれている。前記ＡとＢの分離は破線
ｃで表わされている。回路装置Ａは、６つの圧電素子１
０，２０，３０，４０，５０，６０の充放電のために用
いられる。これらの圧電素子１０，２０，３０，４０，
５０，６０は、内燃機関の燃料噴射ノズル（例えば“コ
モンレールインジェクタ”）におけるアクチュエータと
して使用される。圧電アクチュエータないし素子は、前
述したようにそれらに生じたもしくは供給された電圧の
関数として圧縮ないし伸張する特性を有しているので使
用される。図示のように６つの圧電アクチュエータない
し素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は、内燃機
関において独立的に制御される６つのシリンダの例に対
して用いられている。もちろん個々の適用例毎に適する
数の圧電素子を使用することも可能である。
１００は、回路装置“Ａ”と、活動化制御/測定装置
“Ｂ”を含んでおり、さらにこの活動化制御/測定装置
“Ｂ”には制御ユニット“Ｄ”と活動化装置“Ｅ”と測
定装置“Ｆ”が含まれている。前記ＡとＢの分離は破線
ｃで表わされている。回路装置Ａは、６つの圧電素子１
０，２０，３０，４０，５０，６０の充放電のために用
いられる。これらの圧電素子１０，２０，３０，４０，
５０，６０は、内燃機関の燃料噴射ノズル（例えば“コ
モンレールインジェクタ”）におけるアクチュエータと
して使用される。圧電アクチュエータないし素子は、前
述したようにそれらに生じたもしくは供給された電圧の
関数として圧縮ないし伸張する特性を有しているので使
用される。図示のように６つの圧電アクチュエータない
し素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は、内燃機
関において独立的に制御される６つのシリンダの例に対
して用いられている。もちろん個々の適用例毎に適する
数の圧電素子を使用することも可能である。
【００６７】前述したように活動化制御/測定装置Ｂ
は、制御装置ないしユニット“Ｄ”と活動化装置ないし
ユニット“Ｅ”（これらは回路装置Ａ内の種々の構成要
素ないし素子の制御に用いられる）及び測定装置“Ｆ”
を含んでいる。この測定装置は以下でも説明するよう
に、種々のシステム作動特性（例えば内燃機関に入力さ
れる燃料圧力や回転速度（ｒｐｍ）など）の測定に用い
られる。制御装置ないしユニット“Ｄ”と活動化装置な
いしユニット“Ｅ”は、個々の圧電アクチュエータない
し素子毎の作動特性の関数として、圧電アクチュエータ
ないし素子に対する活動化電圧の制御のためにプログラ
ミングされる。そのような“プログラミング”は、例え
ば制御装置Ｄ内でマイクロコントローラないしマイクロ
プロセッサを用いてソフトウエアで処理されたり、活動
化装置Ｅ内のＡＳＩＣなどのような適切なプロセッサ装
置を用いて行われる。
は、制御装置ないしユニット“Ｄ”と活動化装置ないし
ユニット“Ｅ”（これらは回路装置Ａ内の種々の構成要
素ないし素子の制御に用いられる）及び測定装置“Ｆ”
を含んでいる。この測定装置は以下でも説明するよう
に、種々のシステム作動特性（例えば内燃機関に入力さ
れる燃料圧力や回転速度（ｒｐｍ）など）の測定に用い
られる。制御装置ないしユニット“Ｄ”と活動化装置な
いしユニット“Ｅ”は、個々の圧電アクチュエータない
し素子毎の作動特性の関数として、圧電アクチュエータ
ないし素子に対する活動化電圧の制御のためにプログラ
ミングされる。そのような“プログラミング”は、例え
ば制御装置Ｄ内でマイクロコントローラないしマイクロ
プロセッサを用いてソフトウエアで処理されたり、活動
化装置Ｅ内のＡＳＩＣなどのような適切なプロセッサ装
置を用いて行われる。
【００６８】以下の明細書では最初に回路装置Ａ内の構
成要素や素子と、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の充放電のための方法ないし手順を説明する。
そして最後に２つの手順がどのようにして制御装置Ｄと
活動化装置Ｅによって制御されるかを説明する。
成要素や素子と、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の充放電のための方法ないし手順を説明する。
そして最後に２つの手順がどのようにして制御装置Ｄと
活動化装置Ｅによって制御されるかを説明する。
【００６９】前述したように、回路装置Ａは、６つの圧
電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を含んでい
る。これらの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０は、第１のグループＧ１と第２のグループＧ２に配
列ないし分けられる。これらのグループの各々は、３つ
の圧電素子を含む（すなわち第１のグループＧ１の圧電
素子１０，２０，３０と第２のグループＧ２の圧電素子
４０，５０，６０）。これらのグループＧ１及びＧ２
は、相互に並列に接続された回路サブシステムの構成要
素である。
電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を含んでい
る。これらの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０は、第１のグループＧ１と第２のグループＧ２に配
列ないし分けられる。これらのグループの各々は、３つ
の圧電素子を含む（すなわち第１のグループＧ１の圧電
素子１０，２０，３０と第２のグループＧ２の圧電素子
４０，５０，６０）。これらのグループＧ１及びＧ２
は、相互に並列に接続された回路サブシステムの構成要
素である。
【００７０】グループセレクタスイッチ３１０，３２０
は、圧電素子１０．２０．３０と圧電素子４０，５０，
６０をそれぞれ含んでいるグループＧ１及びＧ２の選択
のために用いられ、回路装置Ａ内の共通の充放電装置に
よって放電される。図示のようにグループセレクタスイ
ッチ３１０，３２０は、コイル２４０と、それらの各グ
ループＧ１およびＧ２のコイル側端子との間に配設さ
れ、図４の実施例ではトランジスタとして実現されてい
る。サイドドライバ３１１，３２１は、活動化装置Ｅか
ら受取られた制御信号を、グループセレクタスイッチ３
１０，３２０の開閉に適した電圧に変換するために用い
られる。
は、圧電素子１０．２０．３０と圧電素子４０，５０，
６０をそれぞれ含んでいるグループＧ１及びＧ２の選択
のために用いられ、回路装置Ａ内の共通の充放電装置に
よって放電される。図示のようにグループセレクタスイ
ッチ３１０，３２０は、コイル２４０と、それらの各グ
ループＧ１およびＧ２のコイル側端子との間に配設さ
れ、図４の実施例ではトランジスタとして実現されてい
る。サイドドライバ３１１，３２１は、活動化装置Ｅか
ら受取られた制御信号を、グループセレクタスイッチ３
１０，３２０の開閉に適した電圧に変換するために用い
られる。
【００７１】グループセレクタダイオード３１５及び３
２５は、それぞれグループセレクタスイッチ３１０，３
２０と並列して設けられている。グループセレクタスイ
ッチ３１０，３２０が例えばＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢ
Ｔとして実現されている場合には、これらのグループセ
レクタダイオード３１５，３２５は、ＭＯＳＦＥＴまた
はＩＧＢＴの寄生ダイオードである。グループセレクタ
ダイオード３１５，３２５は、充電手順の間、グループ
セレクタスイッチ３１０，３２０をバイパスする。従っ
てグループセレクタスイッチ３１０，３２０は、放電手
順に対して、それぞれ圧電素子１０，２０，３０ないし
４０，５０，６０を含んでいるグループＧ１，Ｇ２の選
択のみを行う。
２５は、それぞれグループセレクタスイッチ３１０，３
２０と並列して設けられている。グループセレクタスイ
ッチ３１０，３２０が例えばＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢ
Ｔとして実現されている場合には、これらのグループセ
レクタダイオード３１５，３２５は、ＭＯＳＦＥＴまた
はＩＧＢＴの寄生ダイオードである。グループセレクタ
ダイオード３１５，３２５は、充電手順の間、グループ
セレクタスイッチ３１０，３２０をバイパスする。従っ
てグループセレクタスイッチ３１０，３２０は、放電手
順に対して、それぞれ圧電素子１０，２０，３０ないし
４０，５０，６０を含んでいるグループＧ１，Ｇ２の選
択のみを行う。
【００７２】各グループＧ１ないしＧ２の内部では、圧
電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０が、並
列に接続されている圧電分岐１１０，１２０，１３０
（グループＧ１）と１４０，１５０，１６０（グループ
Ｇ２）の構成要素として配置されている。各圧電分岐
は、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の対
応する１つと分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，
６３の対応する１つを含んだ第１の並列回路と、分岐セ
レクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１の
対応する１つと分岐セレクタダイオード１２，２２，３
２，４２，５２，６２の対応する１つで実現されるセレ
クタスイッチを有した第２の並列回路を有した直列回路
を含んでいる。
電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０が、並
列に接続されている圧電分岐１１０，１２０，１３０
（グループＧ１）と１４０，１５０，１６０（グループ
Ｇ２）の構成要素として配置されている。各圧電分岐
は、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の対
応する１つと分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，
６３の対応する１つを含んだ第１の並列回路と、分岐セ
レクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１の
対応する１つと分岐セレクタダイオード１２，２２，３
２，４２，５２，６２の対応する１つで実現されるセレ
クタスイッチを有した第２の並列回路を有した直列回路
を含んでいる。
【００７３】分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，
６３はそれぞれ対応している圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０を充電手順の間および後に続けて
それらの放電を引き起こす。なぜならこれらの分岐抵抗
は、それらの対応する各容量性圧電素子１０，２０，３
０ないし４０，５０，６０の両端に接続されているから
である。分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３
は、この手順を、以下でも説明するように制御されてい
る充放電手順よりも遅く実行するのに十分な大きさであ
る。従っていずれかの圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０の電荷が充電手順の後の適当な時間内で
は比較的安定しているか不変のままであると仮定するこ
とは、十分に妥当なものである。分岐抵抗１３，２３，
３３，４３，５３，６３は、例えばシステムのブレーク
ダウン又は他の異常な状況が生じた場合に、圧電素子１
０，２０，３０，４０，５０，６０の残留電荷を除去す
るのに用いられる。それ故にこれらの分岐抵抗１３，２
３，３３，４３，５３，６３は以下の明細書では説明し
ない。
６３はそれぞれ対応している圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０を充電手順の間および後に続けて
それらの放電を引き起こす。なぜならこれらの分岐抵抗
は、それらの対応する各容量性圧電素子１０，２０，３
０ないし４０，５０，６０の両端に接続されているから
である。分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３
は、この手順を、以下でも説明するように制御されてい
る充放電手順よりも遅く実行するのに十分な大きさであ
る。従っていずれかの圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０の電荷が充電手順の後の適当な時間内で
は比較的安定しているか不変のままであると仮定するこ
とは、十分に妥当なものである。分岐抵抗１３，２３，
３３，４３，５３，６３は、例えばシステムのブレーク
ダウン又は他の異常な状況が生じた場合に、圧電素子１
０，２０，３０，４０，５０，６０の残留電荷を除去す
るのに用いられる。それ故にこれらの分岐抵抗１３，２
３，３３，４３，５３，６３は以下の明細書では説明し
ない。
【００７４】圧電分岐１１０，１２０，１３０，１４
０，１５０，１６０内の分岐セレクタスイッチと分岐ダ
イオード対（すなわち圧電分岐１１０のセレクタスイッ
チ１１及びダイオード１２、圧電分岐１２０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（例えばトランジスタなどのよ
うな）、例えば前述したようにグループセレクタスイッ
チ/ダイオード対３１０，３１５あるいは３２０，３２
５に対して用いられるＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴを含め
た電子スイッチを用いて実現される。
０，１５０，１６０内の分岐セレクタスイッチと分岐ダ
イオード対（すなわち圧電分岐１１０のセレクタスイッ
チ１１及びダイオード１２、圧電分岐１２０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（例えばトランジスタなどのよ
うな）、例えば前述したようにグループセレクタスイッ
チ/ダイオード対３１０，３１５あるいは３２０，３２
５に対して用いられるＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴを含め
た電子スイッチを用いて実現される。
【００７５】分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，
４１，５１，６１は、圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０のうちのどれが共通の充放電装置によっ
て各ケースで充電されるのかを決定するのに用いられ
る。充電される圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０は、すべてその分岐セレクタスイッチ１１，２
１，３１，４１，５１，６１が充電手順の間閉じている
圧電素子である。当該実施例では、一度に１つの分岐セ
レクタスイッチしか閉成されない。
４１，５１，６１は、圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０のうちのどれが共通の充放電装置によっ
て各ケースで充電されるのかを決定するのに用いられ
る。充電される圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０は、すべてその分岐セレクタスイッチ１１，２
１，３１，４１，５１，６１が充電手順の間閉じている
圧電素子である。当該実施例では、一度に１つの分岐セ
レクタスイッチしか閉成されない。
【００７６】分岐ダイオード１２，２２，３２，４２，
５２，６２は、放電手順の間に分岐セレクタスイッチ１
１，２１，３１，４１，５１，６１をバイパスするのに
使用される。従って、充電手順に対してはどの個別圧電
素子でも選択できるが、放電手順では圧電素子１０，２
０，３０及び圧電素子４０，５０，６０の第１のグルー
プＧ１又は第２のグループＧ２のいずれか又は両方が選
択される。
５２，６２は、放電手順の間に分岐セレクタスイッチ１
１，２１，３１，４１，５１，６１をバイパスするのに
使用される。従って、充電手順に対してはどの個別圧電
素子でも選択できるが、放電手順では圧電素子１０，２
０，３０及び圧電素子４０，５０，６０の第１のグルー
プＧ１又は第２のグループＧ２のいずれか又は両方が選
択される。
【００７７】さらに圧電素子１０，２０，３０，４０，
５０，６０に関しては、分岐セレクタ圧電端子１５，２
５，３５，４５，５５，６５は、分岐セレクタスイッチ
１１，２１，３１，４１，５１，６１又は相応のダイオ
ード１２，２２，３２，４２，５２，６２のいずれかを
介してアースされるが、これらの両ケースにおいては付
加的に抵抗３００を介してアースされる。
５０，６０に関しては、分岐セレクタ圧電端子１５，２
５，３５，４５，５５，６５は、分岐セレクタスイッチ
１１，２１，３１，４１，５１，６１又は相応のダイオ
ード１２，２２，３２，４２，５２，６２のいずれかを
介してアースされるが、これらの両ケースにおいては付
加的に抵抗３００を介してアースされる。
【００７８】この抵抗３００は、圧電素子１０，２０，
３０，４０，５０，６０の充放電中に分岐セレクタ圧電
端子１５，２５，３５，４５，５５，６５とアースとの
間に流れる電流（又は電荷）を測定する。これらの電流
（又は電荷）の測定によって、圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の充放電が制御される。特に、こ
の測定された電流の振幅に依存するようにして充電スイ
ッチ２２０と放電スイッチ２３０を開閉することによ
り、以下でさらに詳細に説明するように、充電電流と放
電電流を所定の平均値に制御ないしセットすることや、
及び/又は充電電流と放電電流を所定の最大値の上回り
及び/又は所定の最小値の下回りからキープすることが
可能となる。
３０，４０，５０，６０の充放電中に分岐セレクタ圧電
端子１５，２５，３５，４５，５５，６５とアースとの
間に流れる電流（又は電荷）を測定する。これらの電流
（又は電荷）の測定によって、圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の充放電が制御される。特に、こ
の測定された電流の振幅に依存するようにして充電スイ
ッチ２２０と放電スイッチ２３０を開閉することによ
り、以下でさらに詳細に説明するように、充電電流と放
電電流を所定の平均値に制御ないしセットすることや、
及び/又は充電電流と放電電流を所定の最大値の上回り
及び/又は所定の最小値の下回りからキープすることが
可能となる。
【００７９】当該実施例では、この電流は電圧源６２１
（これは例えば ＤＣ５Ｖの電圧を供給する）と、２つ
の抵抗６２２及び６２３で実現された分圧器とを用いて
測定される。これは活動化集積回路Ｅ（これは電流また
は電圧を測定する）を負の電圧から保護する。この負の
電圧はさもなければ測定点６２０で発生する可能性があ
り、当該活動化集積回路Ｅでは処理できない。そのよう
な負の電圧は、前記電圧源６２１及び分圧器抵抗６２２
及び６２３によって供給される正の電圧の付加によって
正の電圧に変更される。
（これは例えば ＤＣ５Ｖの電圧を供給する）と、２つ
の抵抗６２２及び６２３で実現された分圧器とを用いて
測定される。これは活動化集積回路Ｅ（これは電流また
は電圧を測定する）を負の電圧から保護する。この負の
電圧はさもなければ測定点６２０で発生する可能性があ
り、当該活動化集積回路Ｅでは処理できない。そのよう
な負の電圧は、前記電圧源６２１及び分圧器抵抗６２２
及び６２３によって供給される正の電圧の付加によって
正の電圧に変更される。
【００８０】各圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の他の端子（すなわちグループセレクタ圧電端
子１４，２４，３４，４４，５４，６４）は、グループ
セレクタスイッチ３１０ないし３２０又はグループセレ
クタダイオード３１５ないし３２５を介してだけでな
く、コイル２４０および充電スイッチ２２０と充電ダイ
オード２２１からなる並列回路を介して電圧源の正の極
ないし端子に接続されてもよく、さらに代替的にもしく
は付加的にグループセレクタスイッチ３１０，３２０又
はダイオード３１５，３２５を介してだけでなく、コイ
ル２４０と、放電スイッチ２３０及び放電ダイオード２
３１からなる並列回路を介してアースされる。充電スイ
ッチ２２０と放電スイッチ２３０は、例えばサイドドラ
イバ２２２，２３２を介してそれぞれ制御されるトラン
ジスタとして実現されてもよい。
０，６０の他の端子（すなわちグループセレクタ圧電端
子１４，２４，３４，４４，５４，６４）は、グループ
セレクタスイッチ３１０ないし３２０又はグループセレ
クタダイオード３１５ないし３２５を介してだけでな
く、コイル２４０および充電スイッチ２２０と充電ダイ
オード２２１からなる並列回路を介して電圧源の正の極
ないし端子に接続されてもよく、さらに代替的にもしく
は付加的にグループセレクタスイッチ３１０，３２０又
はダイオード３１５，３２５を介してだけでなく、コイ
ル２４０と、放電スイッチ２３０及び放電ダイオード２
３１からなる並列回路を介してアースされる。充電スイ
ッチ２２０と放電スイッチ２３０は、例えばサイドドラ
イバ２２２，２３２を介してそれぞれ制御されるトラン
ジスタとして実現されてもよい。
【００８１】電圧源は容量性素子を含み、この素子はこ
の実施例では、（バッファ）キャパシタ２１０である。
このキャパシタ２１０はバッテリ２００（例えば自動車
用バッテリ）とこのバッテリに後置接続されたＤＣ電圧
変換器２０１によって充電される。このＤＣ電圧変換器
２０１は、バッテリ電圧（例えば１２Ｖ）をその他の適
切なＤＣ電圧（例えば２５０Ｖ）に変換し、キャパシタ
２１０をその変換電圧まで充電する。このＤＣ電圧変換
器２０１は、トランジスタスイッチ２０２と抵抗２０３
によって制御される。この抵抗２０３は測定点６３０で
行われる電流測定のために使用される。
の実施例では、（バッファ）キャパシタ２１０である。
このキャパシタ２１０はバッテリ２００（例えば自動車
用バッテリ）とこのバッテリに後置接続されたＤＣ電圧
変換器２０１によって充電される。このＤＣ電圧変換器
２０１は、バッテリ電圧（例えば１２Ｖ）をその他の適
切なＤＣ電圧（例えば２５０Ｖ）に変換し、キャパシタ
２１０をその変換電圧まで充電する。このＤＣ電圧変換
器２０１は、トランジスタスイッチ２０２と抵抗２０３
によって制御される。この抵抗２０３は測定点６３０で
行われる電流測定のために使用される。
【００８２】電流測定のクロスチェックのために、測定
点６５０において別の電流測定が活動化集積回路Ｅなら
びに抵抗器６５１，６５２，６５３及び、例えばＤＣ５
Ｖの電圧源６５４によって可能である。また、測定点６
４０における電圧測定が活動化集積回路Ｅならびに分圧
抵抗器６４１，６４２によって可能である。
点６５０において別の電流測定が活動化集積回路Ｅなら
びに抵抗器６５１，６５２，６５３及び、例えばＤＣ５
Ｖの電圧源６５４によって可能である。また、測定点６
４０における電圧測定が活動化集積回路Ｅならびに分圧
抵抗器６４１，６４２によって可能である。
【００８３】最後に、全放電抵抗３３０、（トランジス
タで実現された）ストップスイッチ３３１、及び全放電
ダイオード３３２は、圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０が後述するような“ノーマル”放電動作
によって十分に放電されなかった場合のそれらの完全な
もしくは十分な放電のために用いられる。ストップスイ
ッチ３３１は有利には“ノーマル”放電手順（放電スイ
ッチ２３０を介した周期的放電）の後で閉成される。そ
れにより圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０
は抵抗３３０と３００を介してアースに接続される。こ
れによって圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６
０に残留し得るどのような残留電荷も除去される。全放
電ダイオード３３２は、圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０で生じ得る負の電圧の阻止のために用い
られる。さもないと圧電素子はそのような負の電圧によ
ってダメージを受けかねない。
タで実現された）ストップスイッチ３３１、及び全放電
ダイオード３３２は、圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０が後述するような“ノーマル”放電動作
によって十分に放電されなかった場合のそれらの完全な
もしくは十分な放電のために用いられる。ストップスイ
ッチ３３１は有利には“ノーマル”放電手順（放電スイ
ッチ２３０を介した周期的放電）の後で閉成される。そ
れにより圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０
は抵抗３３０と３００を介してアースに接続される。こ
れによって圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６
０に残留し得るどのような残留電荷も除去される。全放
電ダイオード３３２は、圧電素子１０，２０，３０，４
０，５０，６０で生じ得る負の電圧の阻止のために用い
られる。さもないと圧電素子はそのような負の電圧によ
ってダメージを受けかねない。
【００８４】圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，
６０の全て又はいずれか１つの充電及び放電は、グルー
プの各々とそれらの圧電素子に共通の充放電装置を用い
て行われる。この実施例では、回路装置Ａの共通の充放
電装置が、バッテリ２００、ＤＣ電圧変換器２０１、キ
ャパシタ２１０、充電スイッチ２２０、放電スイッチ２
３０、充電ダイオード２２１、放電ダイオード２３１及
びコイル２４０を含んでいる。
６０の全て又はいずれか１つの充電及び放電は、グルー
プの各々とそれらの圧電素子に共通の充放電装置を用い
て行われる。この実施例では、回路装置Ａの共通の充放
電装置が、バッテリ２００、ＤＣ電圧変換器２０１、キ
ャパシタ２１０、充電スイッチ２２０、放電スイッチ２
３０、充電ダイオード２２１、放電ダイオード２３１及
びコイル２４０を含んでいる。
【００８５】各圧電素子の充電及び放電は同じように動
作するので、以下の明細書ではそのうちの第１の圧電素
子１０のみを取り上げて説明する。充電及び放電手順の
間に生じる状態は、図５ａ〜５ｄに基づいて説明する。
図５ａと図５ｂは圧電素子１０の充電を示し、図５ｃと
図５ｄは圧電素子１０の放電を示している。
作するので、以下の明細書ではそのうちの第１の圧電素
子１０のみを取り上げて説明する。充電及び放電手順の
間に生じる状態は、図５ａ〜５ｄに基づいて説明する。
図５ａと図５ｂは圧電素子１０の充電を示し、図５ｃと
図５ｄは圧電素子１０の放電を示している。
【００８６】充電又は放電されるべき１つ又は複数の特
定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の選
択、及び充電と放電の手順は、１つ又は複数の分岐セレ
クタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１とグ
ループセレクタスイッチ３１０，３２０と充放電スイッ
チ２２０，２３０とストップスイッチ３３１の開閉を介
して、活動化集積回路Ｅ及び/又は制御ユニットＤによ
って制御ないし駆動される。回路装置Ａ内の素子と活動
化集積回路Ｅ及び制御ユニットＤとの間の相互作用は以
下でさらに詳細に記述する。
定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の選
択、及び充電と放電の手順は、１つ又は複数の分岐セレ
クタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１とグ
ループセレクタスイッチ３１０，３２０と充放電スイッ
チ２２０，２３０とストップスイッチ３３１の開閉を介
して、活動化集積回路Ｅ及び/又は制御ユニットＤによ
って制御ないし駆動される。回路装置Ａ内の素子と活動
化集積回路Ｅ及び制御ユニットＤとの間の相互作用は以
下でさらに詳細に記述する。
【００８７】充電手順に関して、システムは最初に充電
されるべき特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０を選択する。専ら第１の圧電素子１０を充電す
るためには、第１の分岐１１０の分岐セレクタスイッチ
１１が閉成され、他の全ての分岐セレクタスイッチ２
１，３１，４１，５１，６１は開かれたままである。他
のいずれかの圧電素子２０，３０，４０，５０，６０を
専ら充電するためには、あるいは幾つかの圧電素子を同
時に充電するためには、それらが相応の分岐セレクタス
イッチ２１，３１，４１，５１，６１の閉成によって選
択される。
されるべき特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０を選択する。専ら第１の圧電素子１０を充電す
るためには、第１の分岐１１０の分岐セレクタスイッチ
１１が閉成され、他の全ての分岐セレクタスイッチ２
１，３１，４１，５１，６１は開かれたままである。他
のいずれかの圧電素子２０，３０，４０，５０，６０を
専ら充電するためには、あるいは幾つかの圧電素子を同
時に充電するためには、それらが相応の分岐セレクタス
イッチ２１，３１，４１，５１，６１の閉成によって選
択される。
【００８８】当該実施れでは、充電手順はキャパシタ２
１０と第１の圧電素子１０のグループセレクタ圧電端子
１４の間に正の電位差を必要とする。しかしながら、充
電スイッチ２２０や放電スイッチ２３０が開いている限
りは、圧電素子１０の充電又は放電は何も生じない。こ
の状態において図４に示されているシステムは定常状態
にある。すなわち圧電素子１０は.その電荷状態を実質
的に不変に保ち、電流は流れない。
１０と第１の圧電素子１０のグループセレクタ圧電端子
１４の間に正の電位差を必要とする。しかしながら、充
電スイッチ２２０や放電スイッチ２３０が開いている限
りは、圧電素子１０の充電又は放電は何も生じない。こ
の状態において図４に示されているシステムは定常状態
にある。すなわち圧電素子１０は.その電荷状態を実質
的に不変に保ち、電流は流れない。
【００８９】第１の圧電素子１０を充電するために、充
電スイッチ２２０が閉成される。第１の圧電素子１０は
スイッチの閉成によって充電されるのに対して、このこ
とは構成要素や素子にダメージを与えかねない大電流を
発生させ得る。それゆえに、電流が測定点６２０で測定
され、測定電流が所定の限界または閾値を越えると直ち
にスイッチ２２０が再び開かれる。第１の圧電素子１０
において所期の電荷を達成するためには、充電スイッチ
２２０が繰り返し開閉され、放電スイッチ２３０は開か
れたままにされる。
電スイッチ２２０が閉成される。第１の圧電素子１０は
スイッチの閉成によって充電されるのに対して、このこ
とは構成要素や素子にダメージを与えかねない大電流を
発生させ得る。それゆえに、電流が測定点６２０で測定
され、測定電流が所定の限界または閾値を越えると直ち
にスイッチ２２０が再び開かれる。第１の圧電素子１０
において所期の電荷を達成するためには、充電スイッチ
２２０が繰り返し開閉され、放電スイッチ２３０は開か
れたままにされる。
【００９０】充電スイッチ２２０が閉成している場合、
図５ａに示されている状況が生じる。すなわち圧電素子
１０、キャパシタ２１０及びコイル２４０からなる直列
の閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉ
ＬＥ（ｔ）が図５ａの矢印で示されているように流れ
る。この電流通流の結果、正の電荷が第１の圧電素子１
０のグループセレクタ圧電端子１４にもたらされ、エネ
ルギがコイル２４０に蓄積される。
図５ａに示されている状況が生じる。すなわち圧電素子
１０、キャパシタ２１０及びコイル２４０からなる直列
の閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉ
ＬＥ（ｔ）が図５ａの矢印で示されているように流れ
る。この電流通流の結果、正の電荷が第１の圧電素子１
０のグループセレクタ圧電端子１４にもたらされ、エネ
ルギがコイル２４０に蓄積される。
【００９１】充電スイッチ２２０が閉成した後で短時間
だけ（例えば、数μｓ）開かれると、図５ｂに示された
状況が生じる。すなわち圧電素子１０、充電ダイオード
２２１及びコイル２４０を含む直列の閉回路が形成さ
れ、この閉回路において電流ｉ ＬＡ（ｔ）が図５ｂの矢
印で示されているように流れる。この電流通流の結果、
コイル２４０に蓄積されたエネルギは、圧電素子１０に
流れる。この圧電素子１０への電荷またはエネルギの供
給に相応して、圧電素子１０の電圧と圧電素子１０の外
部寸法が相応に増加する。エネルギがコイル２４０から
圧電素子１０へ搬送されたならば、図４に示したシステ
ムの定常状態が再度得られる。
だけ（例えば、数μｓ）開かれると、図５ｂに示された
状況が生じる。すなわち圧電素子１０、充電ダイオード
２２１及びコイル２４０を含む直列の閉回路が形成さ
れ、この閉回路において電流ｉ ＬＡ（ｔ）が図５ｂの矢
印で示されているように流れる。この電流通流の結果、
コイル２４０に蓄積されたエネルギは、圧電素子１０に
流れる。この圧電素子１０への電荷またはエネルギの供
給に相応して、圧電素子１０の電圧と圧電素子１０の外
部寸法が相応に増加する。エネルギがコイル２４０から
圧電素子１０へ搬送されたならば、図４に示したシステ
ムの定常状態が再度得られる。
【００９２】その時に（又は充電動作の所期の時間プロ
フィールに依存してそれ以前又はそれ以後に）充電スイ
ッチ２２０はもう一度オン・オフされる。それによっ
て、前述したプロセスが繰り返される。充電スイッチ２
２０のこのような再度のオン・オフの結果、圧電素子１
０に蓄積されるエネルギが増加し（すなわち新たに供給
されたエネルギがこの圧電素子１０に蓄積されていたエ
ネルギに加算される）、電圧と圧電素子の外部寸法がこ
れに応じて増大する。
フィールに依存してそれ以前又はそれ以後に）充電スイ
ッチ２２０はもう一度オン・オフされる。それによっ
て、前述したプロセスが繰り返される。充電スイッチ２
２０のこのような再度のオン・オフの結果、圧電素子１
０に蓄積されるエネルギが増加し（すなわち新たに供給
されたエネルギがこの圧電素子１０に蓄積されていたエ
ネルギに加算される）、電圧と圧電素子の外部寸法がこ
れに応じて増大する。
【００９３】前述した充電スイッチ２２０のオン・オフ
が数度に亘って繰り返されるならば、圧電素子１０で生
じる電圧と圧電素子１０の伸長は段階的に増大する。充
電スイッチ２２０が所定の回数だけオン・オフし及び/
又は圧電素子１０が所望の充電状態に達すると、圧電素
子１０の充電が、充電スイッチ２２０を開いたままにす
ることによって終了される。
が数度に亘って繰り返されるならば、圧電素子１０で生
じる電圧と圧電素子１０の伸長は段階的に増大する。充
電スイッチ２２０が所定の回数だけオン・オフし及び/
又は圧電素子１０が所望の充電状態に達すると、圧電素
子１０の充電が、充電スイッチ２２０を開いたままにす
ることによって終了される。
【００９４】放電手順に関して、図４の実施例では、圧
電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０がグループ
（Ｇ１及び/又はＧ２）において以下のように放電され
る。
電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０がグループ
（Ｇ１及び/又はＧ２）において以下のように放電され
る。
【００９５】最初に、（その圧電素子が放電されるべ
き）グループＧ１及び/又はＧ２のグループセレクタス
イッチ３１０及び/又は３２０が閉成される。分岐セレ
クタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１は、
放電手順のための圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の選択には作用しない。なぜならそれらは分岐
ダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２によっ
てバイパスされるからである。従って、グループＧ１の
圧電素子１０を放電するためには、第１のグループセレ
クタスイッチ３１０が閉成される。
き）グループＧ１及び/又はＧ２のグループセレクタス
イッチ３１０及び/又は３２０が閉成される。分岐セレ
クタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１は、
放電手順のための圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の選択には作用しない。なぜならそれらは分岐
ダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２によっ
てバイパスされるからである。従って、グループＧ１の
圧電素子１０を放電するためには、第１のグループセレ
クタスイッチ３１０が閉成される。
【００９６】放電スイッチ２３０が閉成されると、図５
ｃに示されている状態が生じる。すなわち圧電素子１０
とコイル２４０を含む直列の閉回路が形成され、この閉
回路において電流ｉＥＥ（ｔ）が図５ｃの矢印で示され
ているように流れる。この電流通流の結果、圧電素子に
蓄積されていたエネルギ（またはその一部）がコイル２
４０に搬送される。圧電素子１０からコイル２４０への
エネルギ搬送に相応して、圧電素子１０において発生す
る電圧と圧電素子の外部寸法が減少する。
ｃに示されている状態が生じる。すなわち圧電素子１０
とコイル２４０を含む直列の閉回路が形成され、この閉
回路において電流ｉＥＥ（ｔ）が図５ｃの矢印で示され
ているように流れる。この電流通流の結果、圧電素子に
蓄積されていたエネルギ（またはその一部）がコイル２
４０に搬送される。圧電素子１０からコイル２４０への
エネルギ搬送に相応して、圧電素子１０において発生す
る電圧と圧電素子の外部寸法が減少する。
【００９７】放電スイッチ２３０が閉じた後で短時間だ
け（例えば、数μｓ）開かれると、図５ｄに示したよう
な状況が生じる。すなわち圧電素子１０、キャパシタ２
１０、放電ダイオード２２１及びコイル２４０を含んだ
直列の閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉ
ＥＡ（ｔ）が図５ｄの矢印で示されているように流れ
る。この電流通流の結果、コイル２４０に蓄積されたエ
ネルギは、キャパシタ２１０にフィードバックされる。
エネルギがコイル２４０からキャパシタ２１０への搬送
されると、図４のシステムの定常状態が再度得られる。
け（例えば、数μｓ）開かれると、図５ｄに示したよう
な状況が生じる。すなわち圧電素子１０、キャパシタ２
１０、放電ダイオード２２１及びコイル２４０を含んだ
直列の閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉ
ＥＡ（ｔ）が図５ｄの矢印で示されているように流れ
る。この電流通流の結果、コイル２４０に蓄積されたエ
ネルギは、キャパシタ２１０にフィードバックされる。
エネルギがコイル２４０からキャパシタ２１０への搬送
されると、図４のシステムの定常状態が再度得られる。
【００９８】その時に（又は放電動作の所期の時間面に
依存してそれ以前又はそれ以後に）放電スイッチ２３０
はもう一度オン・オフされる。それによって、前述した
プロセスが繰り返される。放電スイッチ２３０のこのよ
うな再度のオン・オフの結果、圧電素子１０に蓄積され
たエネルギはさらに減少し、圧電素子に生じる電圧と圧
電素子の外部寸法がこれに応じて減少する。
依存してそれ以前又はそれ以後に）放電スイッチ２３０
はもう一度オン・オフされる。それによって、前述した
プロセスが繰り返される。放電スイッチ２３０のこのよ
うな再度のオン・オフの結果、圧電素子１０に蓄積され
たエネルギはさらに減少し、圧電素子に生じる電圧と圧
電素子の外部寸法がこれに応じて減少する。
【００９９】放電スイッチ２３０のオン・オフが数度に
亘って繰り返されるならば、圧電素子１０に生じる電圧
と圧電素子１０の伸長は段階的に減少する。放電スイッ
チ２３０が所定の回数だけオン・オフされ及び/又は圧
電素子１０が所望の放電状態に達すると、圧電素子１０
の放電が、放電スイッチ２３０を開いたままにすること
によって終了される。
亘って繰り返されるならば、圧電素子１０に生じる電圧
と圧電素子１０の伸長は段階的に減少する。放電スイッ
チ２３０が所定の回数だけオン・オフされ及び/又は圧
電素子１０が所望の放電状態に達すると、圧電素子１０
の放電が、放電スイッチ２３０を開いたままにすること
によって終了される。
【０１００】回路装置Ａに関連した活動化装置ないしユ
ニットＥ及び制御装置ないしユニットＤの相互作用は、
制御信号によって制御されており、この制御信号は、活
動化集積回路Ｅから回路装置Ａ内の構成要素ないし素子
へ、分岐セレクタ制御線路４１０，４２０，４３０，４
４０，４５０，４６０、グループセレクタ制御線路５１
０，５２０、ストップスイッチ制御線路５３０、充電ス
イッチ制御線路５４０及び放電スイッチ制御線路５５０
及び制御線路５６０を介して供給される。回路装置Ａ内
の測定点６００，６１０，６２０，６３０，６４０，６
５０で得られた測定電流ないしセンサ信号は、センサ線
路７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０を
介して活動化装置Ｅに伝送される。
ニットＥ及び制御装置ないしユニットＤの相互作用は、
制御信号によって制御されており、この制御信号は、活
動化集積回路Ｅから回路装置Ａ内の構成要素ないし素子
へ、分岐セレクタ制御線路４１０，４２０，４３０，４
４０，４５０，４６０、グループセレクタ制御線路５１
０，５２０、ストップスイッチ制御線路５３０、充電ス
イッチ制御線路５４０及び放電スイッチ制御線路５５０
及び制御線路５６０を介して供給される。回路装置Ａ内
の測定点６００，６１０，６２０，６３０，６４０，６
５０で得られた測定電流ないしセンサ信号は、センサ線
路７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０を
介して活動化装置Ｅに伝送される。
【０１０１】これらの制御線路の各々は、前述したよう
な相応のスイッチの開閉による圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の１つまたは複数の充放電とこれ
らの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の相
応の１つの選択のための相応するトランジスタのベース
へ電圧を供給したりその供給を停止するために用いられ
ている。センサ信号は、測定点６００ないし６１０のグ
ループＧ１の圧電素子１０，２０，３０あるいはグルー
プＧ２の圧電素子４０，５０，６０の結果的に生じる電
圧と、測定点６２０からの充放電電流を検出するのに用
いられる。制御装置Ｄと活動化装置Ｅは、以下で記述す
るように制御信号とセンサ信号を用いて動作する。
な相応のスイッチの開閉による圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の１つまたは複数の充放電とこれ
らの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の相
応の１つの選択のための相応するトランジスタのベース
へ電圧を供給したりその供給を停止するために用いられ
ている。センサ信号は、測定点６００ないし６１０のグ
ループＧ１の圧電素子１０，２０，３０あるいはグルー
プＧ２の圧電素子４０，５０，６０の結果的に生じる電
圧と、測定点６２０からの充放電電流を検出するのに用
いられる。制御装置Ｄと活動化装置Ｅは、以下で記述す
るように制御信号とセンサ信号を用いて動作する。
【０１０２】図４に示されているよに、制御装置Ｄと活
動化装置Ｅは、共にパラレルバス８４０とシリアルバス
８５０によって接続されている。パラレルバス８４０は
制御装置Ｄから活動化装置Ｅへの制御信号の比較的高速
な転送のために用いられる。それに対してシリアルバス
８５０は、比較的低速なデータ転送に用いられる。
動化装置Ｅは、共にパラレルバス８４０とシリアルバス
８５０によって接続されている。パラレルバス８４０は
制御装置Ｄから活動化装置Ｅへの制御信号の比較的高速
な転送のために用いられる。それに対してシリアルバス
８５０は、比較的低速なデータ転送に用いられる。
【０１０３】図６に示されているように、活動化装置Ｅ
（これは例えばアプリケーション専用集積回路またはＡ
ＳＩＣなどのよな集積回路であり得る）は、論理回路８
００、メモリ８１０（これは例えばＲＡＭタイプのメモ
リであってもよい）、デジタル/アナログコンバータ装
置ないしシステム８２０およびコンパレータ装置ないし
システム８３０を含んでいる。高速パラレルバス８４０
（これは制御信号に用いられる）は、論理回路８００に
接続され、それに対して低速シリアルバス８５０はメモ
リ８１０に接続されている。論理回路８００は、メモリ
８１０に接続され、コンパレータシステム８３０と、信
号線路４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６
０；５１０，５２０；５３０；５４０，５５０，５６０
にも接続されている。メモリ８１０は、論理回路８００
に接続され、並びにデジタル/アナログコンバータシス
テム８２０に接続されている。このデジタル/アナログ
コンバータシステム８２０はさらにコンパレータシステ
ム８３０に接続されている。コンパレータシステム８３
０はさらにセンサ線路７００，７１０；７２０；７３
０，７４０，７５０に接続され、さらに論理回路８００
にも接続されている。
（これは例えばアプリケーション専用集積回路またはＡ
ＳＩＣなどのよな集積回路であり得る）は、論理回路８
００、メモリ８１０（これは例えばＲＡＭタイプのメモ
リであってもよい）、デジタル/アナログコンバータ装
置ないしシステム８２０およびコンパレータ装置ないし
システム８３０を含んでいる。高速パラレルバス８４０
（これは制御信号に用いられる）は、論理回路８００に
接続され、それに対して低速シリアルバス８５０はメモ
リ８１０に接続されている。論理回路８００は、メモリ
８１０に接続され、コンパレータシステム８３０と、信
号線路４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６
０；５１０，５２０；５３０；５４０，５５０，５６０
にも接続されている。メモリ８１０は、論理回路８００
に接続され、並びにデジタル/アナログコンバータシス
テム８２０に接続されている。このデジタル/アナログ
コンバータシステム８２０はさらにコンパレータシステ
ム８３０に接続されている。コンパレータシステム８３
０はさらにセンサ線路７００，７１０；７２０；７３
０，７４０，７５０に接続され、さらに論理回路８００
にも接続されている。
【０１０４】図６の活動化装置Ｅは、例えば以下に述べ
るように充電手順において用いられる。
るように充電手順において用いられる。
【０１０５】制御装置Ｄと活動化装置Ｅは、所定の目標
電圧に充電されるべき特定の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の決定ないし選択のために動作す
る。最初に（デジタルナンバで表わされる）目標電圧値
がメモリ８１０にシリアルバス８５０を介して伝送され
る。この目標電圧値は、例えば図２に関連して前述した
ようなメイン噴射において用いられる最適な活動化電圧
値Ｕｏｐｔであってもよい。その後でもしくはそれと同
時に、選択されるべき特定の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０に相応するコードとメモリ８１０
内の所期電圧ないし目標電圧のアドレスが論理回路８０
０に転送される。その後で、スタート信号（これはスト
ローブ信号であってもよい）が充電手順を開始すべくパ
ラレルバス８４０を介して論理回路８００に送信され
る。
電圧に充電されるべき特定の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０の決定ないし選択のために動作す
る。最初に（デジタルナンバで表わされる）目標電圧値
がメモリ８１０にシリアルバス８５０を介して伝送され
る。この目標電圧値は、例えば図２に関連して前述した
ようなメイン噴射において用いられる最適な活動化電圧
値Ｕｏｐｔであってもよい。その後でもしくはそれと同
時に、選択されるべき特定の圧電素子１０，２０，３
０，４０，５０，６０に相応するコードとメモリ８１０
内の所期電圧ないし目標電圧のアドレスが論理回路８０
０に転送される。その後で、スタート信号（これはスト
ローブ信号であってもよい）が充電手順を開始すべくパ
ラレルバス８４０を介して論理回路８００に送信され
る。
【０１０６】まず、このスタート信号に基づいて、論理
回路８００は、メモリ８１０から所期の目標電圧のデジ
タル値をピックアップし、これをデジタル/アナログコ
ンバータシステム８２０に転送させる。デジタル/アナ
ログコンバータシステム８２０は所期の電圧のアナログ
信号を、コンパレータシステム８３０に出力する。論理
回路８００は、測定点６００に対するセンサ信号線路７
００（第１のグループＧ１の特定の圧電素子１０，２
０，３０）又は測定点６１０に対するセンサ信号線路７
１０（第２のグループＧ２の特定の圧電素子４０，５
０，６０）をコンパレータシステム８３０に対する測定
電圧（ないし電流）の供給のために選択する。これによ
り、所期の目標電圧と選択された圧電素子１０，２０，
３０，４０，５０，６０における測定電圧とがコンパレ
ータシステム８３０によって比較される。コンパレータ
システム８３０はこの比較の結果（すなわち目標電圧と
測定電圧の差分）を論理回路８００に転送する。論理回
路８００は、所期の目標電圧と電圧が等しくなるか十分
に同じになると充電手順を停止する。
回路８００は、メモリ８１０から所期の目標電圧のデジ
タル値をピックアップし、これをデジタル/アナログコ
ンバータシステム８２０に転送させる。デジタル/アナ
ログコンバータシステム８２０は所期の電圧のアナログ
信号を、コンパレータシステム８３０に出力する。論理
回路８００は、測定点６００に対するセンサ信号線路７
００（第１のグループＧ１の特定の圧電素子１０，２
０，３０）又は測定点６１０に対するセンサ信号線路７
１０（第２のグループＧ２の特定の圧電素子４０，５
０，６０）をコンパレータシステム８３０に対する測定
電圧（ないし電流）の供給のために選択する。これによ
り、所期の目標電圧と選択された圧電素子１０，２０，
３０，４０，５０，６０における測定電圧とがコンパレ
ータシステム８３０によって比較される。コンパレータ
システム８３０はこの比較の結果（すなわち目標電圧と
測定電圧の差分）を論理回路８００に転送する。論理回
路８００は、所期の目標電圧と電圧が等しくなるか十分
に同じになると充電手順を停止する。
【０１０７】次に、論理回路８００は、スイッチの閉成
のために制御信号をセンシング線路７２０を用いて、選
択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０
の１つに相応する分岐セレクタスイッチ１１，２１，３
１，４１，５１，６１の１つ（または複数）に供給す
る。当該実施例では、全ての分岐セレクタスイッチ１
１，２１，３１，４１，５１，６１が、充電手順の開始
前に開いた状態にあるべきものと見なされる。そして論
理回路８００は、制御信号を制御線路５４０を介して充
電スイッチ２２０に供給し、スイッチが閉成される。つ
まり論理回路８００は、センシング線路７２０を用いて
測定点６２０での何らかの電流の測定をスタート（もし
くは継続）する。ここで測定された電圧（ないし電流）
は、コンパレータシステム８３０によって予め適切に定
められた最大値と比較される。測定された電流が予め定
められた最大値に達した場合には、論理回路８００は充
電スイッチ２２０を再び開かせる。
のために制御信号をセンシング線路７２０を用いて、選
択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０
の１つに相応する分岐セレクタスイッチ１１，２１，３
１，４１，５１，６１の１つ（または複数）に供給す
る。当該実施例では、全ての分岐セレクタスイッチ１
１，２１，３１，４１，５１，６１が、充電手順の開始
前に開いた状態にあるべきものと見なされる。そして論
理回路８００は、制御信号を制御線路５４０を介して充
電スイッチ２２０に供給し、スイッチが閉成される。つ
まり論理回路８００は、センシング線路７２０を用いて
測定点６２０での何らかの電流の測定をスタート（もし
くは継続）する。ここで測定された電圧（ないし電流）
は、コンパレータシステム８３０によって予め適切に定
められた最大値と比較される。測定された電流が予め定
められた最大値に達した場合には、論理回路８００は充
電スイッチ２２０を再び開かせる。
【０１０８】このシステムは、センシング信号線路７２
０を用いて測定点６２０での何らかの残留電流を測定
し、予め適切に定められた最小値と比較する。この予め
定められた最小値に達した場合には、論理回路８００
は、充電スイッチ２２０を再び閉成し、充電手順が再ス
タートされる。
０を用いて測定点６２０での何らかの残留電流を測定
し、予め適切に定められた最小値と比較する。この予め
定められた最小値に達した場合には、論理回路８００
は、充電スイッチ２２０を再び閉成し、充電手順が再ス
タートされる。
【０１０９】制御線路５４０を用いた充電スイッチ２２
０のオン・オフは、測定点６００または６１０における
測定電圧が目標電圧値以下である限り繰返される。そし
て所期の目標電圧に達した場合には、論理回路によって
充電手順が停止される。
０のオン・オフは、測定点６００または６１０における
測定電圧が目標電圧値以下である限り繰返される。そし
て所期の目標電圧に達した場合には、論理回路によって
充電手順が停止される。
【０１１０】放電手順も同様のやり方で行われる。論理
回路８００は、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の選択を制御線路５１０，５２０を用いてグル
ープセレクタスイッチ３１０ないし３２０のスイッチン
グにより行う。制御線路５５０を用いて、放電スイッチ
２３０が（充電スイッチ２２０の代わりに）、予め適切
に定められた最小目標電圧に達するまで開閉される。
回路８００は、圧電素子１０，２０，３０，４０，５
０，６０の選択を制御線路５１０，５２０を用いてグル
ープセレクタスイッチ３１０ないし３２０のスイッチン
グにより行う。制御線路５５０を用いて、放電スイッチ
２３０が（充電スイッチ２２０の代わりに）、予め適切
に定められた最小目標電圧に達するまで開閉される。
【０１１１】このシステムでは、充放電動作のタイミン
グや、例えばメイン噴射動作期間中の圧電素子１０，２
０，３０，４０，５０，６０の中間電圧レベルの保持
は、例えば図３に示されているようなバルブストローク
に従って行ってもよい。
グや、例えばメイン噴射動作期間中の圧電素子１０，２
０，３０，４０，５０，６０の中間電圧レベルの保持
は、例えば図３に示されているようなバルブストローク
に従って行ってもよい。
【０１１２】圧電素子が燃料噴射制御システムのアクチ
ュエータとして用いられるならば、噴射される燃料体積
は、弁の開かれる所定の時間周期に基づくか（これは前
述したように燃料噴射調量システム２５０９によって算
出される）もしくはその関数であり、さらにこの所定の
期間中に圧電素子に供給された活動化電圧の関数であ
る。つまりメイン噴射動作の期間中の最適な活動化電圧
Ｕｏｐｔを得ることによって、関連するまたは相応する
電圧傾度も最適化される。なぜならこの電圧傾度と燃料
体積の間の関係が、例えば図２に示されているように活
動化電圧と燃料体積の間の関係に類似しているからであ
る。
ュエータとして用いられるならば、噴射される燃料体積
は、弁の開かれる所定の時間周期に基づくか（これは前
述したように燃料噴射調量システム２５０９によって算
出される）もしくはその関数であり、さらにこの所定の
期間中に圧電素子に供給された活動化電圧の関数であ
る。つまりメイン噴射動作の期間中の最適な活動化電圧
Ｕｏｐｔを得ることによって、関連するまたは相応する
電圧傾度も最適化される。なぜならこの電圧傾度と燃料
体積の間の関係が、例えば図２に示されているように活
動化電圧と燃料体積の間の関係に類似しているからであ
る。
【０１１３】前述したようなやり方の充放電手順の実行
は例示的なものにすぎず、従って前述したような回路を
使用したその他の適切な手順が使用されてもよい。
は例示的なものにすぎず、従って前述したような回路を
使用したその他の適切な手順が使用されてもよい。
【０１１４】図７ａには、図４の燃料噴射制御システム
１００のブロックダイヤグラムが示されており、この中
には回路装置Ａと、制御装置Ｄ内で用いられる動作のオ
ペレーティング/タスクブロックレイアウト（このブロ
ックは図６ａのプロセッサによって実行されるソフトウ
エアモジュールに相応する）及び活動化装置Ｅの間の関
係が含まれている。すなわちここでは、活動化装Ｅと内
燃機関２５０５に関連した制御装置Ｄのオペレーティン
グ/タスクブロックの関係が示されている。
１００のブロックダイヤグラムが示されており、この中
には回路装置Ａと、制御装置Ｄ内で用いられる動作のオ
ペレーティング/タスクブロックレイアウト（このブロ
ックは図６ａのプロセッサによって実行されるソフトウ
エアモジュールに相応する）及び活動化装置Ｅの間の関
係が含まれている。すなわちここでは、活動化装Ｅと内
燃機関２５０５に関連した制御装置Ｄのオペレーティン
グ/タスクブロックの関係が示されている。
【０１１５】詳細には、制御装置Ｄは、基準電圧算出ブ
ロック２５００と、乗算部録２５０１と、温度補償ブロ
ック２５０１ａと、乗算ブロック２５０２と、圧電動作
特性補償ブロック２５０２ａと、加算ブロック２５０３
と、電圧及び電圧傾度制御ブロック２５０４（これはさ
らに図７ｂに示されている）と、“オンライン”最適化
ユニット２５１０と、燃料噴射調整ブロック２５１１と
を含んでいる。燃料噴射調整ブロック２５１１は、燃料
噴射調整/補正ブロック２５０６と、所期の燃料噴射体
積ブロック２５０７と、加算ブロック２５０８と燃料噴
射調量ブロック２５０９を含んでいる。
ロック２５００と、乗算部録２５０１と、温度補償ブロ
ック２５０１ａと、乗算ブロック２５０２と、圧電動作
特性補償ブロック２５０２ａと、加算ブロック２５０３
と、電圧及び電圧傾度制御ブロック２５０４（これはさ
らに図７ｂに示されている）と、“オンライン”最適化
ユニット２５１０と、燃料噴射調整ブロック２５１１と
を含んでいる。燃料噴射調整ブロック２５１１は、燃料
噴射調整/補正ブロック２５０６と、所期の燃料噴射体
積ブロック２５０７と、加算ブロック２５０８と燃料噴
射調量ブロック２５０９を含んでいる。
【０１１６】制御装置Ｄは最初に燃料レール圧力に相応
する測定情報ないし信号を獲得する。このことは、例え
ば制御装置Ｄがアナログ/デジタルコンバータを介して
燃料レール圧力を検出するように構成された燃料レール
圧力センサから供給されるセンシングされた燃料レール
圧力信号を得ることによって行われてもよい。基準電圧
算出ブロック２５００は、デジタルの燃料レール圧力情
報を相応する基準電圧に変換する。より正確な目標電圧
をさらに保障するために、この基準電圧は、圧電素子の
温度とその他の特性に基づいて調整される。前述したよ
うに、その他の特性には、例えば圧電素子の製造許容偏
差や経年変化に伴う作動特性などが含まれる。従って温
度補償ブロック２５０１ａでは制御装置Ｄによって乗算
ブロック２５０１を用いて基準電圧に供給される補償係
数ＫＴが確定される。同じように作動特性補償ブロック
２５０２ａでは制御装置Ｄによって乗算ブロック２５０
２を用いて基準電圧に供給される特性補償係数ＫＡが確
定される。
する測定情報ないし信号を獲得する。このことは、例え
ば制御装置Ｄがアナログ/デジタルコンバータを介して
燃料レール圧力を検出するように構成された燃料レール
圧力センサから供給されるセンシングされた燃料レール
圧力信号を得ることによって行われてもよい。基準電圧
算出ブロック２５００は、デジタルの燃料レール圧力情
報を相応する基準電圧に変換する。より正確な目標電圧
をさらに保障するために、この基準電圧は、圧電素子の
温度とその他の特性に基づいて調整される。前述したよ
うに、その他の特性には、例えば圧電素子の製造許容偏
差や経年変化に伴う作動特性などが含まれる。従って温
度補償ブロック２５０１ａでは制御装置Ｄによって乗算
ブロック２５０１を用いて基準電圧に供給される補償係
数ＫＴが確定される。同じように作動特性補償ブロック
２５０２ａでは制御装置Ｄによって乗算ブロック２５０
２を用いて基準電圧に供給される特性補償係数ＫＡが確
定される。
【０１１７】温度補償ブロック２５０１ａに関しては、
当該制御装置Ｄは、例えば１つまたはそれ以上の以下で
述べるような手法において温度補償タスクを実行する。
１つのやり方では、圧電素子の作動温度に相応する何ら
かの車両システムまたは構成要素の作動温度（例えば車
両システムの冷却媒体温度など）が、圧電素子の目下の
作動温度の推定値または“代用値”として用いられる。
従って制御装置Ｄは、“代用”作動温度を獲得し、それ
を用いて圧電素子の電圧に関係する温度を、記憶されて
いる特性曲線から得る。この特性曲線は例えば代用作動
温度と、作動温度の作用に反映する圧電素子の相応の電
圧との間の関係を反映する。この情報を用いることによ
って、制御装置Ｄは補償係数を、基準電圧と、作動温度
作用を反映する特性曲線電圧との間の差分に基づいて算
出する。他のやり方では、制御装置Ｄは、最初に圧電素
子のキャパシタンスを検出し（さらに以下で説明するよ
うに）、その後で作動温度と圧電素子のキャパシタンス
の間の関係の別の特性曲線に基づいて推定温度を得る。
制御装置Ｄは、この推定温度情報を用いて温度補償係数
を、基準電圧と、作動温度作用を反映する特性曲線電圧
との間の差分に基づいて算出する。
当該制御装置Ｄは、例えば１つまたはそれ以上の以下で
述べるような手法において温度補償タスクを実行する。
１つのやり方では、圧電素子の作動温度に相応する何ら
かの車両システムまたは構成要素の作動温度（例えば車
両システムの冷却媒体温度など）が、圧電素子の目下の
作動温度の推定値または“代用値”として用いられる。
従って制御装置Ｄは、“代用”作動温度を獲得し、それ
を用いて圧電素子の電圧に関係する温度を、記憶されて
いる特性曲線から得る。この特性曲線は例えば代用作動
温度と、作動温度の作用に反映する圧電素子の相応の電
圧との間の関係を反映する。この情報を用いることによ
って、制御装置Ｄは補償係数を、基準電圧と、作動温度
作用を反映する特性曲線電圧との間の差分に基づいて算
出する。他のやり方では、制御装置Ｄは、最初に圧電素
子のキャパシタンスを検出し（さらに以下で説明するよ
うに）、その後で作動温度と圧電素子のキャパシタンス
の間の関係の別の特性曲線に基づいて推定温度を得る。
制御装置Ｄは、この推定温度情報を用いて温度補償係数
を、基準電圧と、作動温度作用を反映する特性曲線電圧
との間の差分に基づいて算出する。
【０１１８】作動特性補償ブロック２５０２ａに関して
は、制御装置Ｄは、作動特性補償タスク、例えば以下の
ようなやり方で実行する。経年作用の補償ために、例え
ば圧電素子の作動温度に相応する自動車の何らかのシス
テムないし構成要素（例えば自動車用冷却媒体）の作動
温度を、圧電素子の目下の温度の“代用”または推定値
として用いる。従って制御装置Ｄは、“代用”作動温度
を獲得し、それを用いてそれを用いて圧電素子のキャパ
シタンスに関係する温度を、記憶されている特性曲線か
ら得る。この特性曲線は例えば代用作動温度と、作動温
度の作用に反映する圧電素子の相応のキャパシタンスと
の間の関係を反映する。この情報を用いることによっ
て、制御装置Ｄは作動特性補償係数を、測定された圧電
素子のキャパシタンスと、経年作用を反映する特性曲線
キャパシタンスとの間の差分に基づいて算出する。例え
ば大量生産時の圧電素子の個々の作動特性の補償に対し
ては、そのような特性がまず測定されてその後で制御装
置Ｄに入力される。制御装置Ｄは、作動特性補償係数
を、個々の圧電素子の作動特性と、そのような装置の平
均的または“通常”の作動特性との間の何らかの差分に
基づいて算出する。
は、制御装置Ｄは、作動特性補償タスク、例えば以下の
ようなやり方で実行する。経年作用の補償ために、例え
ば圧電素子の作動温度に相応する自動車の何らかのシス
テムないし構成要素（例えば自動車用冷却媒体）の作動
温度を、圧電素子の目下の温度の“代用”または推定値
として用いる。従って制御装置Ｄは、“代用”作動温度
を獲得し、それを用いてそれを用いて圧電素子のキャパ
シタンスに関係する温度を、記憶されている特性曲線か
ら得る。この特性曲線は例えば代用作動温度と、作動温
度の作用に反映する圧電素子の相応のキャパシタンスと
の間の関係を反映する。この情報を用いることによっ
て、制御装置Ｄは作動特性補償係数を、測定された圧電
素子のキャパシタンスと、経年作用を反映する特性曲線
キャパシタンスとの間の差分に基づいて算出する。例え
ば大量生産時の圧電素子の個々の作動特性の補償に対し
ては、そのような特性がまず測定されてその後で制御装
置Ｄに入力される。制御装置Ｄは、作動特性補償係数
を、個々の圧電素子の作動特性と、そのような装置の平
均的または“通常”の作動特性との間の何らかの差分に
基づいて算出する。
【０１１９】制御装置Ｄは、燃料体積算出システム２５
１１を含んでおり、これは燃料体積算出ブロック２５０
７を含んでいる。この燃料体積算出ブロック２５０７は
まずシリンダ内へ噴射すべき最適な燃料体積ｍＥを算出
し、その後でこの値を加算ブロック２５０８に出力す
る。図示のように、燃料体積調整ないし補正ブロック２
５０６は、内燃機関２５０５から情報を“受信”する。
詳細には、制御装置Ｄは、センシングされたパラメータ
（例えばエンジン２５０５の回転速度ｒｐｍなど）に対
応する信号を受取り、その後で燃料噴射補正ブロック２
５０６がこのセンシングされたパラメータに基づいて燃
料噴射調整ないし補正体積ΔｍＥｉを算出する。詳細に
は燃料噴射補正ブロック２５０６は、回転速度の周波数
を評価するための周波数分析機を含んでいる。燃料体積
補正ブロック２５０６は、その後で燃料噴射補正体積Δ
ｍＥｉを算出し、それを加算ブロック２５０８に供給す
る。さらに詳細には、燃料体積補正ブロック２５０６
は、センシングされたパラメータを用いて内燃機関の各
シリンダ毎の燃料噴射補正値ΔｍＥｉを算出する（ここ
での“i”は個々のシリンダに相応する）。制御装置Ｄ
では、加算ブロック２５０８がこの燃料噴射補正値Δｍ
Ｅｉを燃料噴射体積ｍＥに加算する。この燃料噴射補正
値ΔｍＥｉは、他のシリンダの平均燃料体積に対する個
々のシリンダ“ｉ”における燃料量の偏差に相応してい
る。
１１を含んでおり、これは燃料体積算出ブロック２５０
７を含んでいる。この燃料体積算出ブロック２５０７は
まずシリンダ内へ噴射すべき最適な燃料体積ｍＥを算出
し、その後でこの値を加算ブロック２５０８に出力す
る。図示のように、燃料体積調整ないし補正ブロック２
５０６は、内燃機関２５０５から情報を“受信”する。
詳細には、制御装置Ｄは、センシングされたパラメータ
（例えばエンジン２５０５の回転速度ｒｐｍなど）に対
応する信号を受取り、その後で燃料噴射補正ブロック２
５０６がこのセンシングされたパラメータに基づいて燃
料噴射調整ないし補正体積ΔｍＥｉを算出する。詳細に
は燃料噴射補正ブロック２５０６は、回転速度の周波数
を評価するための周波数分析機を含んでいる。燃料体積
補正ブロック２５０６は、その後で燃料噴射補正体積Δ
ｍＥｉを算出し、それを加算ブロック２５０８に供給す
る。さらに詳細には、燃料体積補正ブロック２５０６
は、センシングされたパラメータを用いて内燃機関の各
シリンダ毎の燃料噴射補正値ΔｍＥｉを算出する（ここ
での“i”は個々のシリンダに相応する）。制御装置Ｄ
では、加算ブロック２５０８がこの燃料噴射補正値Δｍ
Ｅｉを燃料噴射体積ｍＥに加算する。この燃料噴射補正
値ΔｍＥｉは、他のシリンダの平均燃料体積に対する個
々のシリンダ“ｉ”における燃料量の偏差に相応してい
る。
【０１２０】次に、加算ブロック２５０８は、和ｍＥ*
（ｍＥとΔｍＥｉの和）を燃料噴射調量ブロック２５０
９に送出する。この燃料噴射調量ブロック２５０９は、
予備噴射動作、メイン噴射動作、ポスト噴射動作に対す
る時間を各シリンダ毎に算出する。最終的に活動化装置
Ｅは、この算出された時間を、前述したような圧電素子
１０，２０，３０，４０，５０，６０の制御のために用
いる。
（ｍＥとΔｍＥｉの和）を燃料噴射調量ブロック２５０
９に送出する。この燃料噴射調量ブロック２５０９は、
予備噴射動作、メイン噴射動作、ポスト噴射動作に対す
る時間を各シリンダ毎に算出する。最終的に活動化装置
Ｅは、この算出された時間を、前述したような圧電素子
１０，２０，３０，４０，５０，６０の制御のために用
いる。
【０１２１】燃料体積噴射算出ブロック２５０７、燃料
噴射体積補正ブロック２５０６，燃料噴射調量ブロック
２５０９で構成される燃料噴射体積算出システムは、ド
イツ連邦共和国シュトッツガルト在住のロバート・ボッ
シュ社で入手可能である。
噴射体積補正ブロック２５０６，燃料噴射調量ブロック
２５０９で構成される燃料噴射体積算出システムは、ド
イツ連邦共和国シュトッツガルト在住のロバート・ボッ
シュ社で入手可能である。
【０１２２】制御装置Ｄ内では、最適化ブロック２５１
０が燃料噴射体積補正ブロック２５０６から受取った各
シリンダ毎の燃料補正値ΔｍＥｉに基づいたさらなる調
整ないし増加電圧Ｋ０を算出する。なぜなら真打破、シ
リンダに対応する各圧電アクチュエータないし素子の種
々の作動特性による影響を受けるからである。最適化ブ
ロック２５１０は、増分電圧Ｋ０を加算ブロック２５０
３に供給する。加算ブロック２５０３はこの増分電圧Ｋ
０を基準電圧（これは前述したように圧電素子の温度と
他の作動特性の推定作用を反映すべく調整される）に加
算し、目標活動化電圧が算出される。この目標活動化電
圧は、電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４に供給さ
れる。その後で最適化ブロック２５１０は、再びΔｍ
Ｅｉの値を新たに調整された目標電圧に基づいて監視す
る。そして制御装置Ｄは、この手順を最適化活動電圧Ｕ
ｏｐｔに達するまで継続する。それにより最大燃料体積
は、図２に示されているように適切な期間で噴射され
る。
０が燃料噴射体積補正ブロック２５０６から受取った各
シリンダ毎の燃料補正値ΔｍＥｉに基づいたさらなる調
整ないし増加電圧Ｋ０を算出する。なぜなら真打破、シ
リンダに対応する各圧電アクチュエータないし素子の種
々の作動特性による影響を受けるからである。最適化ブ
ロック２５１０は、増分電圧Ｋ０を加算ブロック２５０
３に供給する。加算ブロック２５０３はこの増分電圧Ｋ
０を基準電圧（これは前述したように圧電素子の温度と
他の作動特性の推定作用を反映すべく調整される）に加
算し、目標活動化電圧が算出される。この目標活動化電
圧は、電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４に供給さ
れる。その後で最適化ブロック２５１０は、再びΔｍ
Ｅｉの値を新たに調整された目標電圧に基づいて監視す
る。そして制御装置Ｄは、この手順を最適化活動電圧Ｕ
ｏｐｔに達するまで継続する。それにより最大燃料体積
は、図２に示されているように適切な期間で噴射され
る。
【０１２３】詳細には、この最適化手順は、各シリンダ
毎の最適な活動化電圧Ｕｏｐｔ，ｉが達成されるまで各
シリンダ毎に繰返され、さらに前述したように最適化ブ
ロック２５１０は、調整された目標電圧が活動化装置Ｅ
に供給された後で燃料噴射補正値ΔｍＥｉを監視する。
燃料噴射補正値ΔｍＥｉが変化のために減少した場合に
は、目標電圧は、噴射燃料体積の増加を引き起こすべく
調整され、調整方向が補正される。最適化ブロック２５
１０は、他の増加電圧Ｋ０を算出し、これが加算ブロッ
ク２５０３で所期の目標電圧に加算され、燃料噴射補正
値ΔｍＥｉが継続して減少する場合には、制御装置Ｄは
引続きこの手順を燃料噴射補正値ΔｍＥ ｉが閾値以下に
下降するまで継続する。しかしながらこの燃料噴射補正
値ΔｍEiが目標電圧の調整された後でも増加する場合に
は、調整方向が間違っており、最適化ブロック２５１０
は、他の調整電圧Ｋ0を算出する。この場合例えば最適
化ブロック２５１０は、所期の目標電圧を低減する負の
増分電圧Ｋ0を算出し、その時加算ブロック２５０３は
それを基準ないし調整された基準電圧に加算する。
毎の最適な活動化電圧Ｕｏｐｔ，ｉが達成されるまで各
シリンダ毎に繰返され、さらに前述したように最適化ブ
ロック２５１０は、調整された目標電圧が活動化装置Ｅ
に供給された後で燃料噴射補正値ΔｍＥｉを監視する。
燃料噴射補正値ΔｍＥｉが変化のために減少した場合に
は、目標電圧は、噴射燃料体積の増加を引き起こすべく
調整され、調整方向が補正される。最適化ブロック２５
１０は、他の増加電圧Ｋ０を算出し、これが加算ブロッ
ク２５０３で所期の目標電圧に加算され、燃料噴射補正
値ΔｍＥｉが継続して減少する場合には、制御装置Ｄは
引続きこの手順を燃料噴射補正値ΔｍＥ ｉが閾値以下に
下降するまで継続する。しかしながらこの燃料噴射補正
値ΔｍEiが目標電圧の調整された後でも増加する場合に
は、調整方向が間違っており、最適化ブロック２５１０
は、他の調整電圧Ｋ0を算出する。この場合例えば最適
化ブロック２５１０は、所期の目標電圧を低減する負の
増分電圧Ｋ0を算出し、その時加算ブロック２５０３は
それを基準ないし調整された基準電圧に加算する。
【０１２４】従って最適化ブロック２５１０は、個々の
圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に対して
最適に調整し、個々の圧電素子に対する経年変化作用な
どの作動特性における変化も含めてこれらの圧電素子１
０，２０，３０，４０，５０，６０の作動特性における
何らかの違いや温度作用に対する補償を行う。つまり例
えば最適な活動化電圧は、圧電素子ドライバのスイッチ
ング時間による影響を受け、このことは例えば目下の電
圧傾度を所期の電圧傾度から異ならせる。システムの動
作はこのような影響の補償によって向上する。
圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に対して
最適に調整し、個々の圧電素子に対する経年変化作用な
どの作動特性における変化も含めてこれらの圧電素子１
０，２０，３０，４０，５０，６０の作動特性における
何らかの違いや温度作用に対する補償を行う。つまり例
えば最適な活動化電圧は、圧電素子ドライバのスイッチ
ング時間による影響を受け、このことは例えば目下の電
圧傾度を所期の電圧傾度から異ならせる。システムの動
作はこのような影響の補償によって向上する。
【０１２５】最後に所期の目標電圧は、適切な駆動電流
（充放電に対する）と適切な電圧の算出のために電圧及
び電圧傾度調整ブロック２５０４に供給される。詳細に
は、この電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４は、所
期の目標電圧と対応する所期の電圧傾度を算出する。そ
の後でこの電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４は、
所期の目標電圧を活動化装置Ｅに供給し、該活動化装置
Ｅはそれを圧電素子に供給する。前述したようにこの活
動化装置Ｅは、比較装置ないしシステム８３０を用いて
圧電素子の測定された電圧結果と所期の目標電圧を比較
する。電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４の作動
は、さらに図７のｂに基づいて詳細に説明する。
（充放電に対する）と適切な電圧の算出のために電圧及
び電圧傾度調整ブロック２５０４に供給される。詳細に
は、この電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４は、所
期の目標電圧と対応する所期の電圧傾度を算出する。そ
の後でこの電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４は、
所期の目標電圧を活動化装置Ｅに供給し、該活動化装置
Ｅはそれを圧電素子に供給する。前述したようにこの活
動化装置Ｅは、比較装置ないしシステム８３０を用いて
圧電素子の測定された電圧結果と所期の目標電圧を比較
する。電圧及び電圧傾度調整ブロック２５０４の作動
は、さらに図７のｂに基づいて詳細に説明する。
【０１２６】図８には、充放電サイクルの活動化電圧
（及び電圧傾度）１０１０と電流１０２０の間の関係が
示されている。圧電素子の充電中には、。圧電素子に供
給された電流１０２０は充電電流帯域１０３０内に保持
される。従って、充電電流が最大充電電流限界値または
閾値１０３２に達すると、充電電流は、最小充電電流限
界値ないし閾値１０３４に減少するまで“カットオフ”
される。その後で、圧電素子は、電流が再び充電電流帯
域１０３０の最大充電電流限界値１０３２に再度増加す
るまで充電される。この手順は、圧電素子が所期の伸張
長さに達するまでは圧電素子の充電期間中に何度も繰返
される。
（及び電圧傾度）１０１０と電流１０２０の間の関係が
示されている。圧電素子の充電中には、。圧電素子に供
給された電流１０２０は充電電流帯域１０３０内に保持
される。従って、充電電流が最大充電電流限界値または
閾値１０３２に達すると、充電電流は、最小充電電流限
界値ないし閾値１０３４に減少するまで“カットオフ”
される。その後で、圧電素子は、電流が再び充電電流帯
域１０３０の最大充電電流限界値１０３２に再度増加す
るまで充電される。この手順は、圧電素子が所期の伸張
長さに達するまでは圧電素子の充電期間中に何度も繰返
される。
【０１２７】同じ手順が放電手順の間繰返される。すな
わち放電電流が最小放電電流限界値または閾値１０４４
と１０４２を有する放電電流帯域１０４０内に維持され
る。充電電流帯域１０３０と放電電流帯域１０４０は、
圧電素子へのダメージを防止する目的のものである。つ
まり充放電プロセス中、電流限界は、測定されたまたは
算出された電流、電圧及び/又は関連する電圧傾度に基
づいて調整され、それにより、適切な駆動電流、電圧及
び関連する電圧傾度が保たれる。最終的に電流限界は各
シリンダ毎に決定される。
わち放電電流が最小放電電流限界値または閾値１０４４
と１０４２を有する放電電流帯域１０４０内に維持され
る。充電電流帯域１０３０と放電電流帯域１０４０は、
圧電素子へのダメージを防止する目的のものである。つ
まり充放電プロセス中、電流限界は、測定されたまたは
算出された電流、電圧及び/又は関連する電圧傾度に基
づいて調整され、それにより、適切な駆動電流、電圧及
び関連する電圧傾度が保たれる。最終的に電流限界は各
シリンダ毎に決定される。
【０１２８】前述したプロセスは、活動化装置Ｅを用い
た圧電アクチュエータまたは素子の駆動のために電圧及
び電圧傾度制御ブロック２５０４によって実現される。
図７ｂには、電圧傾度制御サブシステム３０００のタス
クブロックダイヤグラムが示されており、これは電圧及
び電圧傾度制御ブロック２５０４によって実現されてい
る。図７ｂの電圧傾度制御サブシステム３０００は、種
々の充放電動作に対して別個に実行する。なぜなら種々
のサイクルパラメータが充放電動作に関して異なるから
である。図７ｅには電圧コントローラ装置３５００の実
施例が示されており、これは図４と図７ａの制御装置Ｄ
において用いられ以下で詳細に説明する。
た圧電アクチュエータまたは素子の駆動のために電圧及
び電圧傾度制御ブロック２５０４によって実現される。
図７ｂには、電圧傾度制御サブシステム３０００のタス
クブロックダイヤグラムが示されており、これは電圧及
び電圧傾度制御ブロック２５０４によって実現されてい
る。図７ｂの電圧傾度制御サブシステム３０００は、種
々の充放電動作に対して別個に実行する。なぜなら種々
のサイクルパラメータが充放電動作に関して異なるから
である。図７ｅには電圧コントローラ装置３５００の実
施例が示されており、これは図４と図７ａの制御装置Ｄ
において用いられ以下で詳細に説明する。
【０１２９】これに関連して図９ａには、例えば単動式
単座制御弁に対する活動化電圧と電圧傾度が示されてい
る。ここでは放電動作に対する所期の電圧差ΔＵ５と放
電動作のための所期の電圧差ΔＵ６は類似し得る。詳細
には、電圧差ΔＵ５が加算される前に制御バルブがまず
閉じられ得いる。そして電圧差ΔＵ５が加わった後で、
制御バルブが開放される。電圧差ΔＵ６が加算された場
合には、制御バルブは再び閉じられる。最終的に図７ｂ
の電圧傾度コントローラサブシステム３０００は、各充
放電動作のために実現される。
単座制御弁に対する活動化電圧と電圧傾度が示されてい
る。ここでは放電動作に対する所期の電圧差ΔＵ５と放
電動作のための所期の電圧差ΔＵ６は類似し得る。詳細
には、電圧差ΔＵ５が加算される前に制御バルブがまず
閉じられ得いる。そして電圧差ΔＵ５が加わった後で、
制御バルブが開放される。電圧差ΔＵ６が加算された場
合には、制御バルブは再び閉じられる。最終的に図７ｂ
の電圧傾度コントローラサブシステム３０００は、各充
放電動作のために実現される。
【０１３０】同様に図９ｂにはたとえば、複動式両座制
御弁のための活動化電圧と電圧傾度が示されている。こ
こでは第１の充電動作に対する第１の所期電圧差ΔＵ１
は、第２の充電動作に対する第２の所期電圧差ΔＵ２と
は異なっており、さらに第１の放電動作に対する第３の
所期電圧差ΔＵ３は、第２の放電動作に対する第４の所
期電圧差ΔＵ４とは異なっている。詳細には、電圧差Δ
Ｕ１が加わる前は、制御弁はその第１の遮断位置に閉じ
られている。電圧差ΔＵ１が加わった後で、初めて制御
弁は開かれる。電圧差ΔＵ２が加えられると、制御弁は
その第２の閉鎖位置に閉じられる。さらに電圧差ΔＵ３
が加わった後では、制御弁は再び開かれる。最後に電圧
差ΔＵ４が加えられた時に、制御弁は再びその第１の閉
鎖位置に閉じられる。
御弁のための活動化電圧と電圧傾度が示されている。こ
こでは第１の充電動作に対する第１の所期電圧差ΔＵ１
は、第２の充電動作に対する第２の所期電圧差ΔＵ２と
は異なっており、さらに第１の放電動作に対する第３の
所期電圧差ΔＵ３は、第２の放電動作に対する第４の所
期電圧差ΔＵ４とは異なっている。詳細には、電圧差Δ
Ｕ１が加わる前は、制御弁はその第１の遮断位置に閉じ
られている。電圧差ΔＵ１が加わった後で、初めて制御
弁は開かれる。電圧差ΔＵ２が加えられると、制御弁は
その第２の閉鎖位置に閉じられる。さらに電圧差ΔＵ３
が加わった後では、制御弁は再び開かれる。最後に電圧
差ΔＵ４が加えられた時に、制御弁は再びその第１の閉
鎖位置に閉じられる。
【０１３１】付加的に、たとえば複動式両座制御弁など
のマルチポジション制御弁に対して、図７ｂの電圧傾度
コントローラサブシステム３０００を２つの充電動作の
各々と２つの放電動作の各々のために使用することがで
きる。これは、動作パラメータが第１、第２の充電動作
と第１、第２の放電動作とで異なるからである。
のマルチポジション制御弁に対して、図７ｂの電圧傾度
コントローラサブシステム３０００を２つの充電動作の
各々と２つの放電動作の各々のために使用することがで
きる。これは、動作パラメータが第１、第２の充電動作
と第１、第２の放電動作とで異なるからである。
【０１３２】図７ｂには実例として、前述したような電
圧および電圧傾度調整ブロック２５０４において使用す
るための、比例積分（”ＰＩ”）コントローラに基づい
た電圧傾度コントローラ装置またはサブシステム３００
０が示されている。これは前述のように充放電プロセス
の各々に対して利用することができる。
圧および電圧傾度調整ブロック２５０４において使用す
るための、比例積分（”ＰＩ”）コントローラに基づい
た電圧傾度コントローラ装置またはサブシステム３００
０が示されている。これは前述のように充放電プロセス
の各々に対して利用することができる。
【０１３３】充電プロセスのため、制御装置Ｄは目下の
測定された電圧傾度ｄｕ／ｄｔ、所期の電圧変化および
圧電素子のキャパシタンスを算出する。詳細には、制御
装置Ｄは、測定された電圧と活動化装置Ｅにより供給さ
れる算出された充電期間とに基づいて、目下の測定電圧
傾度ｄｕ／ｄｔを算出する。制御装置Ｄは、所期の目標
電圧と測定電圧との差を求めることにより、所期の電圧
変化を求めることができる。この所期の電圧変化はたと
えば、図９ａと図９ｂの電圧変化ΔＵ１、ΔＵ２または
ΔＵ４に対して相応するものである。また制御装置Ｄは
適切なやり方で圧電素子のキャパシタンスを求めること
ができ、また例えば図７ｃに関連して以下で説明する装
置、構成および方法を使用することができる。
測定された電圧傾度ｄｕ／ｄｔ、所期の電圧変化および
圧電素子のキャパシタンスを算出する。詳細には、制御
装置Ｄは、測定された電圧と活動化装置Ｅにより供給さ
れる算出された充電期間とに基づいて、目下の測定電圧
傾度ｄｕ／ｄｔを算出する。制御装置Ｄは、所期の目標
電圧と測定電圧との差を求めることにより、所期の電圧
変化を求めることができる。この所期の電圧変化はたと
えば、図９ａと図９ｂの電圧変化ΔＵ１、ΔＵ２または
ΔＵ４に対して相応するものである。また制御装置Ｄは
適切なやり方で圧電素子のキャパシタンスを求めること
ができ、また例えば図７ｃに関連して以下で説明する装
置、構成および方法を使用することができる。
【０１３４】図示のように、電圧および電圧傾度調整ブ
ロック２５０４は最初に、電圧変化と電圧傾度の関係を
定める特性曲線を用いて所期の目標電圧傾度（ｄｕ／ｄ
ｔ）* を算出する。この特性曲線は制御装置Ｄのメモリ
に記憶されており、これはたとえば電圧変化の実験デー
タと相応の電圧傾度を反映するものである。
ロック２５０４は最初に、電圧変化と電圧傾度の関係を
定める特性曲線を用いて所期の目標電圧傾度（ｄｕ／ｄ
ｔ）* を算出する。この特性曲線は制御装置Ｄのメモリ
に記憶されており、これはたとえば電圧変化の実験デー
タと相応の電圧傾度を反映するものである。
【０１３５】次に、電圧および電圧傾度調整ブロック２
５０４は、所期の電圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* と、算出さ
れた目下の電圧傾度ｄｕ／ｄｔとの間の差分を求める差
分器または減算装置３０２０を有することによって、シ
ステム偏差を算出できる。つまり電圧および電圧傾度調
整ブロック２５０４は、平均化および／またはフィルタ
ブロック３０３０を含んでいてもよい。詳細には、この
ブロック３０３０は、デバイス固有のエラーを最小限に
抑えるかもしくは少なくとも減少させるべく、すべての
圧電素子またはアクチュエータのシステム偏差の平均化
のために用いることができる。さらにこのブロック３０
３０は例えば、“不適切”な変化を無視できるようにす
るために、システム偏差をデジタルフィルタリングする
適切なデジタルフィルタを含んでいてもよい。結果とし
て生じたシステム偏差（これは平均化および／またはデ
ジタルフィルタリングされる）は、適切な偏差コントロ
ーラブロック３０４０へ供給される。当該実施例ではこ
のコントローラブロック３０４０は、ＰＩコントローラ
ブロックである。しかしながらこれはたとえば比例積分
・微分（”ＰＩＤ”）コントローラであってもよいし、
あるいは他の適切なコントローラであってもよい。また
電圧傾度コントローラ装置またはサブシステム３０００
は、変化リミッタブロック３０５０を含んでいてもよ
い。
５０４は、所期の電圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* と、算出さ
れた目下の電圧傾度ｄｕ／ｄｔとの間の差分を求める差
分器または減算装置３０２０を有することによって、シ
ステム偏差を算出できる。つまり電圧および電圧傾度調
整ブロック２５０４は、平均化および／またはフィルタ
ブロック３０３０を含んでいてもよい。詳細には、この
ブロック３０３０は、デバイス固有のエラーを最小限に
抑えるかもしくは少なくとも減少させるべく、すべての
圧電素子またはアクチュエータのシステム偏差の平均化
のために用いることができる。さらにこのブロック３０
３０は例えば、“不適切”な変化を無視できるようにす
るために、システム偏差をデジタルフィルタリングする
適切なデジタルフィルタを含んでいてもよい。結果とし
て生じたシステム偏差（これは平均化および／またはデ
ジタルフィルタリングされる）は、適切な偏差コントロ
ーラブロック３０４０へ供給される。当該実施例ではこ
のコントローラブロック３０４０は、ＰＩコントローラ
ブロックである。しかしながらこれはたとえば比例積分
・微分（”ＰＩＤ”）コントローラであってもよいし、
あるいは他の適切なコントローラであってもよい。また
電圧傾度コントローラ装置またはサブシステム３０００
は、変化リミッタブロック３０５０を含んでいてもよ
い。
【０１３６】電圧傾度コントローラ装置またはサブシス
テム３０００はホールドブロック３０６０を含んでいて
もよい。これはＰＩコントローラブロック３０４０（こ
れは変化リミッタブロック３０５０によって制限され得
る）の出力値を受け取るように構成される。この場合ホ
ールドブロック３０６０は、圧電素子の充放電中に必要
に応じて、リミッタブロック３０５０により制限され得
るＰＩコントローラブロック３０４０の出力値をホール
ドまたは“フリーズ”するのに用いられる。このような
ホールド動作が有益であるとみなされるのは、例えば単
動バルブで駆動されている複動式両座制御弁において
“ピーク”電圧レベルが測定できない時や、充電電流の
調整ができない時などである。
テム３０００はホールドブロック３０６０を含んでいて
もよい。これはＰＩコントローラブロック３０４０（こ
れは変化リミッタブロック３０５０によって制限され得
る）の出力値を受け取るように構成される。この場合ホ
ールドブロック３０６０は、圧電素子の充放電中に必要
に応じて、リミッタブロック３０５０により制限され得
るＰＩコントローラブロック３０４０の出力値をホール
ドまたは“フリーズ”するのに用いられる。このような
ホールド動作が有益であるとみなされるのは、例えば単
動バルブで駆動されている複動式両座制御弁において
“ピーク”電圧レベルが測定できない時や、充電電流の
調整ができない時などである。
【０１３７】次に電圧傾度コントローラ装置またはサブ
システム３０００は、変化リミッタブロック３０５０に
より制限され得るＰＩコントローラブロック３０４０の
出力値あるいは“ホールド”コントローラ値を、加算器
ブロック３０７０において、（所期の電圧傾度特性曲線
ブロック３０１０から供給可能な）シリンダ固有の所期
の目標電圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* に加算または結合す
る。その後で、結果的に調整された電圧傾度を乗算器ブ
ロック３０８０に供給する。このブロックは調整された
電圧傾度を圧電素子のキャパシタンスと乗算して、圧電
素子に対する適切な充電駆動電流を算出する。前述のよ
うにキャパシタンスは、図７ｃに関連して説明する装置
および方法を含む適切な装置、構成および／または方法
によって求めることができる。
システム３０００は、変化リミッタブロック３０５０に
より制限され得るＰＩコントローラブロック３０４０の
出力値あるいは“ホールド”コントローラ値を、加算器
ブロック３０７０において、（所期の電圧傾度特性曲線
ブロック３０１０から供給可能な）シリンダ固有の所期
の目標電圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* に加算または結合す
る。その後で、結果的に調整された電圧傾度を乗算器ブ
ロック３０８０に供給する。このブロックは調整された
電圧傾度を圧電素子のキャパシタンスと乗算して、圧電
素子に対する適切な充電駆動電流を算出する。前述のよ
うにキャパシタンスは、図７ｃに関連して説明する装置
および方法を含む適切な装置、構成および／または方法
によって求めることができる。
【０１３８】図示されていないが、電圧傾度コントロー
ラ装置またはサブシステム３０００を含む制御装置Ｄ
は、圧電素子に関連する固有のデバイスエラーを補償す
るために、算出された平均充電電流を調整することもで
きる。これは圧電アクチュエータのために求められた平
均充電電流を用いて実施することができ、これによって
補償または補正された平均充電電流が、圧電アクチュエ
ータまたは素子の平均放電電流に関連するその種のエラ
ー情報を反映する特性曲線（または他の適切な情報源）
から求められる。
ラ装置またはサブシステム３０００を含む制御装置Ｄ
は、圧電素子に関連する固有のデバイスエラーを補償す
るために、算出された平均充電電流を調整することもで
きる。これは圧電アクチュエータのために求められた平
均充電電流を用いて実施することができ、これによって
補償または補正された平均充電電流が、圧電アクチュエ
ータまたは素子の平均放電電流に関連するその種のエラ
ー情報を反映する特性曲線（または他の適切な情報源）
から求められる。
【０１３９】コントローラ装置またはサブシステム３０
００には、求められた駆動電流が適切な充電電流限界を
超えないようにするために、さらに他の変化リミッタブ
ロック３０９０を含ませることができる。この場合コン
トローラ装置またはサブシステム３０００は、活動化装
置Ｅが圧電アクチュエータまたは素子に供給する平均充
電電流を出力することができる。
００には、求められた駆動電流が適切な充電電流限界を
超えないようにするために、さらに他の変化リミッタブ
ロック３０９０を含ませることができる。この場合コン
トローラ装置またはサブシステム３０００は、活動化装
置Ｅが圧電アクチュエータまたは素子に供給する平均充
電電流を出力することができる。
【０１４０】圧電アクチュエータまたは素子の駆動放電
電流並びに活動化電圧および関連する電圧傾度の調整に
対しては同じ様な装置、構成および／または方法を使用
することができる。
電流並びに活動化電圧および関連する電圧傾度の調整に
対しては同じ様な装置、構成および／または方法を使用
することができる。
【０１４１】従って放電プロセスに対しても再び制御装
置Ｄは、圧電素子の目下の測定電圧傾度ｄｕ／ｄｔ、所
期の電圧変化およびキャパシタンスを求める。詳細に
は、制御装置Ｄは、測定された電圧と、活動化装置Ｅに
より供給される所定の充電時間に基づき、目下の測定電
圧傾度ｄｕ／ｄｔを求める。制御装置Ｄは、所期の目標
電圧と測定された電圧の間の差分を求めることにより所
期の電圧変化を定めることができる。この所期の電圧変
化は例えば図９ａおよび図９ｂの電圧変化ΔＵ３、ΔＵ
４またはΔＵ６にそれぞれ相応し得る。制御装置Ｄはた
とえば図７ｃを参照して後述する装置、構成および方法
を用いて適切なやり方で圧電素子のキャパシタンスを求
めることが可能である。
置Ｄは、圧電素子の目下の測定電圧傾度ｄｕ／ｄｔ、所
期の電圧変化およびキャパシタンスを求める。詳細に
は、制御装置Ｄは、測定された電圧と、活動化装置Ｅに
より供給される所定の充電時間に基づき、目下の測定電
圧傾度ｄｕ／ｄｔを求める。制御装置Ｄは、所期の目標
電圧と測定された電圧の間の差分を求めることにより所
期の電圧変化を定めることができる。この所期の電圧変
化は例えば図９ａおよび図９ｂの電圧変化ΔＵ３、ΔＵ
４またはΔＵ６にそれぞれ相応し得る。制御装置Ｄはた
とえば図７ｃを参照して後述する装置、構成および方法
を用いて適切なやり方で圧電素子のキャパシタンスを求
めることが可能である。
【０１４２】図示のように、電圧および電圧傾度調整ブ
ロック２５０４は最初に、電圧変化と電圧傾度の関係を
規定する特性曲線を用いて、所期の目標電圧傾度（ｄｕ
／ｄｔ）* を求める。次に、電圧および電圧調整ブロッ
ク２５０４は、所期の電圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* と求め
られた目下の電圧傾度ｄｕ／ｄｔの間の差分を求める差
分器または減算装置３０２０を用いることによってシス
テム偏差を求めることができる。つまり電圧および電圧
傾度調整ブロック２５０４には平均化および／またはフ
ィルタブロック３０３０を設けることができる。これに
より、結果として生じたシステム偏差（これは平均化お
よび／またはデジタルフィルタリングされ得る）は、適
切なコントローラブロック３０４０へ供給される。当該
実施例ではコントローラブロック３０４０がＰＩコント
ローラブロックであってもよいが、たとえば比例積分・
微分（”ＰＩＤ”）コントローラであってもよいし、あ
るいは他の適切なコントローラであってもよい。
ロック２５０４は最初に、電圧変化と電圧傾度の関係を
規定する特性曲線を用いて、所期の目標電圧傾度（ｄｕ
／ｄｔ）* を求める。次に、電圧および電圧調整ブロッ
ク２５０４は、所期の電圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* と求め
られた目下の電圧傾度ｄｕ／ｄｔの間の差分を求める差
分器または減算装置３０２０を用いることによってシス
テム偏差を求めることができる。つまり電圧および電圧
傾度調整ブロック２５０４には平均化および／またはフ
ィルタブロック３０３０を設けることができる。これに
より、結果として生じたシステム偏差（これは平均化お
よび／またはデジタルフィルタリングされ得る）は、適
切なコントローラブロック３０４０へ供給される。当該
実施例ではコントローラブロック３０４０がＰＩコント
ローラブロックであってもよいが、たとえば比例積分・
微分（”ＰＩＤ”）コントローラであってもよいし、あ
るいは他の適切なコントローラであってもよい。
【０１４３】コントローラ装置またはサブシステム３０
００はさらに、ＰＩコントローラブロック３０４０の出
力値を制限する変化リミッタブロック３０５０を含んで
いてもよい。つまりコントローラ装置またはサブシステ
ム３０００は、ホールドブロック３０６０を含むことも
でき、これは（変化リミッタブロック３０５０により制
限され得る）ＰＩコントローラブロック３０４０の出力
値を受け取るように構成可能である。ホールドブロック
３０６０は、圧電素子の充放電中に必要に応じて、制限
ブロック３０５０により制限され得るＰＩコントローラ
ブロック３０４０の出力値をホールドまたは“フリー
ズ”するのに用いることができる。
００はさらに、ＰＩコントローラブロック３０４０の出
力値を制限する変化リミッタブロック３０５０を含んで
いてもよい。つまりコントローラ装置またはサブシステ
ム３０００は、ホールドブロック３０６０を含むことも
でき、これは（変化リミッタブロック３０５０により制
限され得る）ＰＩコントローラブロック３０４０の出力
値を受け取るように構成可能である。ホールドブロック
３０６０は、圧電素子の充放電中に必要に応じて、制限
ブロック３０５０により制限され得るＰＩコントローラ
ブロック３０４０の出力値をホールドまたは“フリー
ズ”するのに用いることができる。
【０１４４】次にコントローラ装置またはサブシステム
３０００は、変化リミッタブロック３０５０により制限
され得るＰＩコントローラブロック３０４０の出力値あ
るいは“ホールド”コントローラ値を、加算器ブロック
３０７０において、（所期の電圧傾度特性曲線ブロック
３０１０から供給される）シリンダ固有の所期の目標電
圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* に加算または結合する。そのよ
うにして調整された電圧傾度は、乗算器ブロック３０８
０へ供給され、このブロックは調整された電圧傾度を圧
電素子のキャパシタンスと乗算して、圧電素子に対応す
る放電駆動電流を算出する。前述のようにキャパシタン
スは、図７ｃに基づいて述べる装置、構成および方法を
含む適切な装置、構成および／または方法によって求め
ることができる。
３０００は、変化リミッタブロック３０５０により制限
され得るＰＩコントローラブロック３０４０の出力値あ
るいは“ホールド”コントローラ値を、加算器ブロック
３０７０において、（所期の電圧傾度特性曲線ブロック
３０１０から供給される）シリンダ固有の所期の目標電
圧傾度（ｄｕ／ｄｔ）* に加算または結合する。そのよ
うにして調整された電圧傾度は、乗算器ブロック３０８
０へ供給され、このブロックは調整された電圧傾度を圧
電素子のキャパシタンスと乗算して、圧電素子に対応す
る放電駆動電流を算出する。前述のようにキャパシタン
スは、図７ｃに基づいて述べる装置、構成および方法を
含む適切な装置、構成および／または方法によって求め
ることができる。
【０１４５】図示されていないが、コントローラ装置ま
たはサブシステム３０００を含む制御装置Ｄは、圧電素
子に関連する固有のデバイスエラーを補償する目的で、
算出された平均充電電流を調整することもできる。これ
は圧電アクチュエータのために求められた平均充電電流
を用いて実施でき、これによって補償または補正された
平均充電電流が圧電アクチュエータまたは素子に対する
平均放電電流に関連するその種のエラー情報を反映する
特性曲線（または他の適切な情報源）から求められる。
たはサブシステム３０００を含む制御装置Ｄは、圧電素
子に関連する固有のデバイスエラーを補償する目的で、
算出された平均充電電流を調整することもできる。これ
は圧電アクチュエータのために求められた平均充電電流
を用いて実施でき、これによって補償または補正された
平均充電電流が圧電アクチュエータまたは素子に対する
平均放電電流に関連するその種のエラー情報を反映する
特性曲線（または他の適切な情報源）から求められる。
【０１４６】コントローラ装置またはサブシステム３０
００はさらに、算出された放電駆動電流が適切な放電電
流限界を超えないようにするために、別の変化リミッタ
ブロック３０９０を含んでいてもよい。それによりコン
トローラ装置またはサブシステム３０００は、活動化装
置Ｅから圧電アクチュエータまたは素子へ供給される平
均放電電流を出力する。
００はさらに、算出された放電駆動電流が適切な放電電
流限界を超えないようにするために、別の変化リミッタ
ブロック３０９０を含んでいてもよい。それによりコン
トローラ装置またはサブシステム３０００は、活動化装
置Ｅから圧電アクチュエータまたは素子へ供給される平
均放電電流を出力する。
【０１４７】ここにおいて、図７ｅの電圧コントローラ
３５００を図９ａおよび図９ｂに関連させて説明する。
３５００を図９ａおよび図９ｂに関連させて説明する。
【０１４８】これに関して図９ａにはたとえば、単動式
単座制御弁のための動作電圧Ｕ１０が示されている。こ
のようなケースでは、電圧レベル動作点Ｕ１０のために
電圧および電圧傾度調整ブロック２５０４内に１つの電
圧コントローラサブシステム３５００が実装される。一
例として時点ｔ５とｔ６が示されており、これらは電圧
が測定されたときの時点に対応させる。それにより、こ
れらの時点は電圧および電圧傾度ブロック２５０４の動
作中に考慮することができる。端的に述べるならば、た
とえば電圧が適切な時点ｔ６においてＵ１０になれば、
たとえば図７ｅの電圧コントローラサブシステム３５０
０などを用いて測定電圧と所期の目標電圧の比較により
電圧を制御することができ、これによってそれらの時点
における目下の電圧と所期の電圧との間の偏差を制御す
ることができるようになる。
単座制御弁のための動作電圧Ｕ１０が示されている。こ
のようなケースでは、電圧レベル動作点Ｕ１０のために
電圧および電圧傾度調整ブロック２５０４内に１つの電
圧コントローラサブシステム３５００が実装される。一
例として時点ｔ５とｔ６が示されており、これらは電圧
が測定されたときの時点に対応させる。それにより、こ
れらの時点は電圧および電圧傾度ブロック２５０４の動
作中に考慮することができる。端的に述べるならば、た
とえば電圧が適切な時点ｔ６においてＵ１０になれば、
たとえば図７ｅの電圧コントローラサブシステム３５０
０などを用いて測定電圧と所期の目標電圧の比較により
電圧を制御することができ、これによってそれらの時点
における目下の電圧と所期の電圧との間の偏差を制御す
ることができるようになる。
【０１４９】同様に図９ｂにはさらにたとえば、複動式
両座制御弁のための活動化電圧Ｕ７、Ｕ８、Ｕ９が示さ
れている。このケースでは、電圧レベル動作ポイントＵ
７、Ｕ８、Ｕ９の各々のために、電圧および電圧傾度調
整ブロック２５０４内に３つの電圧コントローラサブシ
ステム３５００が実現される。さらにここでは例示的に
時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４が示されており、これらの
時点は電圧が測定されたときの時点に対応するものであ
り、したがってそれらを電圧および電圧傾度ブロック２
５０４の動作中に考慮することができる。端的に述べれ
るならば、電圧が適切な時点ｔ２、ｔ３、ｔ４でＵ７、
Ｕ８、Ｕ９になるならば、それらのレベルの電圧を、３
つの電圧レベルの各々についてたとえば電圧コントロー
ラサブシステム３５００を用いて、測定された電圧と所
期の目標電圧の比較により制御することができる。これ
によってそれらの時点における目下の電圧と所期電圧と
の間の偏差を制御することができるようになる。
両座制御弁のための活動化電圧Ｕ７、Ｕ８、Ｕ９が示さ
れている。このケースでは、電圧レベル動作ポイントＵ
７、Ｕ８、Ｕ９の各々のために、電圧および電圧傾度調
整ブロック２５０４内に３つの電圧コントローラサブシ
ステム３５００が実現される。さらにここでは例示的に
時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４が示されており、これらの
時点は電圧が測定されたときの時点に対応するものであ
り、したがってそれらを電圧および電圧傾度ブロック２
５０４の動作中に考慮することができる。端的に述べれ
るならば、電圧が適切な時点ｔ２、ｔ３、ｔ４でＵ７、
Ｕ８、Ｕ９になるならば、それらのレベルの電圧を、３
つの電圧レベルの各々についてたとえば電圧コントロー
ラサブシステム３５００を用いて、測定された電圧と所
期の目標電圧の比較により制御することができる。これ
によってそれらの時点における目下の電圧と所期電圧と
の間の偏差を制御することができるようになる。
【０１５０】図７ｅにはたとえば、前述の電圧および電
圧傾度調整ブロック２５０４において使用する、比例積
分（”ＰＩ”）コントローラベースの電圧コントローラ
装置またはサブシステム３５００が示されており、これ
は前述の電圧調整プロセスのために用いることができ
る。
圧傾度調整ブロック２５０４において使用する、比例積
分（”ＰＩ”）コントローラベースの電圧コントローラ
装置またはサブシステム３５００が示されており、これ
は前述の電圧調整プロセスのために用いることができ
る。
【０１５１】図示のように電圧および電圧傾度調整ブロ
ック２５０４は最初に、前述のブロック２５０３から所
期の目標電圧を取得する。
ック２５０４は最初に、前述のブロック２５０３から所
期の目標電圧を取得する。
【０１５２】次に電圧調整ブロックサブシステム３５０
０は、所期電圧と求められたまたは測定された目下の電
圧との間の差分を求める差分器または減算装置３５２０
を有することで、システム偏差を求めることができる。
すなわちこの電圧調整サブシステム３５００には、平均
化および／またはフィルタリングブロック３５３０を設
けることもできる。詳細にはこのブロック３５３０は、
デバイス固有のエラーを最小限に抑えるかもしくは少な
くとも減少させる目的で、すべての圧電素子またはアク
チュエータに対するシステム電圧偏差の平均化に用いら
れる。さらにこのブロック３５３０はたとえば、“不適
切な”変化が無視できるように、システム偏差をデジタ
ルフィルタリングする適切なデジタルフィルタが含まれ
ていてもよい。結果として生じたシステム偏差（これは
平均化および／またはデジタルフィルタリングされ得
る）は、適切な偏差コントローラブロック３５４０へ供
給される。当該実施例では、偏差コントローラブロック
３５４０はＰＩコントローラブロックであるが、これは
たとえば比例積分・微分（”ＰＩＤ”）コントローラで
あってもよいし、あるいは他の適切なコントローラであ
ってもよい。また、電圧傾度コントローラ装置またはサ
ブシステム３５００は、電圧出力変化を制限する電圧変
化リミッタブロック３５５０を含んでいてもよい。
０は、所期電圧と求められたまたは測定された目下の電
圧との間の差分を求める差分器または減算装置３５２０
を有することで、システム偏差を求めることができる。
すなわちこの電圧調整サブシステム３５００には、平均
化および／またはフィルタリングブロック３５３０を設
けることもできる。詳細にはこのブロック３５３０は、
デバイス固有のエラーを最小限に抑えるかもしくは少な
くとも減少させる目的で、すべての圧電素子またはアク
チュエータに対するシステム電圧偏差の平均化に用いら
れる。さらにこのブロック３５３０はたとえば、“不適
切な”変化が無視できるように、システム偏差をデジタ
ルフィルタリングする適切なデジタルフィルタが含まれ
ていてもよい。結果として生じたシステム偏差（これは
平均化および／またはデジタルフィルタリングされ得
る）は、適切な偏差コントローラブロック３５４０へ供
給される。当該実施例では、偏差コントローラブロック
３５４０はＰＩコントローラブロックであるが、これは
たとえば比例積分・微分（”ＰＩＤ”）コントローラで
あってもよいし、あるいは他の適切なコントローラであ
ってもよい。また、電圧傾度コントローラ装置またはサ
ブシステム３５００は、電圧出力変化を制限する電圧変
化リミッタブロック３５５０を含んでいてもよい。
【０１５３】さらにこの電圧傾度コントローラ装置また
はサブシステム３５００は、ホールドブロック３５６０
を含んでいてもよい。このホールドブロック偏差コント
ローラブロック３５４０（これは電圧変化リミッタブロ
ック３５５０によって制限され得る）の出力値を受け取
るように構成することができる。ホールドブロック３５
６０は、動作中に必要に応じて偏差コントローラブロッ
ク３５４０（これは電圧変化リミッタブロック３５５０
によって制限することが可能である）の電圧出力をホー
ルドまたは“フリーズ”するために使用することができ
る。このようなホールドを行うのは、前述したように有
益であるとみなされるからである。
はサブシステム３５００は、ホールドブロック３５６０
を含んでいてもよい。このホールドブロック偏差コント
ローラブロック３５４０（これは電圧変化リミッタブロ
ック３５５０によって制限され得る）の出力値を受け取
るように構成することができる。ホールドブロック３５
６０は、動作中に必要に応じて偏差コントローラブロッ
ク３５４０（これは電圧変化リミッタブロック３５５０
によって制限することが可能である）の電圧出力をホー
ルドまたは“フリーズ”するために使用することができ
る。このようなホールドを行うのは、前述したように有
益であるとみなされるからである。
【０１５４】次に、電圧傾度コントローラ装置またはサ
ブシステム３５００は、加算器ブロック３５７０におい
て、変化リミッタブロック３５５０により制限され得る
偏差コントローラブロック３５４０の出力値あるいは
“ホールドされた”コントローラ値を、シリンダ固有の
所期の目標電圧に加算または結合する。電圧コントロー
ラ装置またはサブシステム３５００は別の電圧変化リミ
ッタブロック３５９０を有することもでき、それによっ
て新たな目標電圧が適切な電圧限界を超えないようにな
る。その後で電圧コントローラ装置またはサブシステム
３５００は、新たな目標電圧を出力することができ、こ
れは活動化装置Ｅによって圧電アクチュエータまたは圧
電素子へ供給される。
ブシステム３５００は、加算器ブロック３５７０におい
て、変化リミッタブロック３５５０により制限され得る
偏差コントローラブロック３５４０の出力値あるいは
“ホールドされた”コントローラ値を、シリンダ固有の
所期の目標電圧に加算または結合する。電圧コントロー
ラ装置またはサブシステム３５００は別の電圧変化リミ
ッタブロック３５９０を有することもでき、それによっ
て新たな目標電圧が適切な電圧限界を超えないようにな
る。その後で電圧コントローラ装置またはサブシステム
３５００は、新たな目標電圧を出力することができ、こ
れは活動化装置Ｅによって圧電アクチュエータまたは圧
電素子へ供給される。
【０１５５】図７ｃには、圧電素子のキャパシタンスを
求めるために、制御装置Ｄが含み得る、キャパシタンス
算出装置、構成および／または方法８０００のタスクブ
ロック図が示されている。このキャパシタンス算出サブ
システム８０００は、基準キャパシタンスを供給し得る
基準キャパシタンス算出ブロック８００１を含むことが
でき、また正規化されたかまたは周波数調整されたキャ
パシタンスＣｆ を供給し得る正規化キャパシタンスブ
ロック８０５０を有することもできる。
求めるために、制御装置Ｄが含み得る、キャパシタンス
算出装置、構成および／または方法８０００のタスクブ
ロック図が示されている。このキャパシタンス算出サブ
システム８０００は、基準キャパシタンスを供給し得る
基準キャパシタンス算出ブロック８００１を含むことが
でき、また正規化されたかまたは周波数調整されたキャ
パシタンスＣｆ を供給し得る正規化キャパシタンスブ
ロック８０５０を有することもできる。
【０１５６】図示のように制御装置Ｄは、以下に述べる
ような入力パラメータの種々のものに基づいて、キャパ
シタンスを、キャパシタンス算出ブロック８００１にお
いて求めることができる。前記入力パラメータとは、圧
電素子に関連する所定の電荷量Ｑ、圧電素子に関連する
目下の電圧Ｕ、求められた平均駆動電流Ｉｍ（充電電流
など）および／または関連する駆動時間ｔｑ（充電時間
など）である。所定の電荷量Ｑ、目下の電圧Ｕおよび／
または関連する駆動時間ｔｑ はたとえば、前述した活
動化装置Ｅによって供給することができる。詳細には制
御装置Ｄは、駆動時間を求めるための適切な装置（たと
えばタイムカウンタなど）および／または方法を利用す
ることができる。この制御装置Ｄは、電圧および電圧傾
度調整ブロック２５０４を介して、平均駆動電流の提供
のために用いることができる。
ような入力パラメータの種々のものに基づいて、キャパ
シタンスを、キャパシタンス算出ブロック８００１にお
いて求めることができる。前記入力パラメータとは、圧
電素子に関連する所定の電荷量Ｑ、圧電素子に関連する
目下の電圧Ｕ、求められた平均駆動電流Ｉｍ（充電電流
など）および／または関連する駆動時間ｔｑ（充電時間
など）である。所定の電荷量Ｑ、目下の電圧Ｕおよび／
または関連する駆動時間ｔｑ はたとえば、前述した活
動化装置Ｅによって供給することができる。詳細には制
御装置Ｄは、駆動時間を求めるための適切な装置（たと
えばタイムカウンタなど）および／または方法を利用す
ることができる。この制御装置Ｄは、電圧および電圧傾
度調整ブロック２５０４を介して、平均駆動電流の提供
のために用いることができる。
【０１５７】アプローチの１つのによれば、基準キャパ
シタンス算出ブロック８００１は、圧電素子に関連する
キャパシタンスのうちの１つの量であるキャパシタンス
Ｃ１を供給するために、入力パラメータＱとＵの除算ま
たは比率計算を行う除算器ブロック８００９を用いる。
別のアプローチによれば、圧電素子に関連するキャパシ
タンスのうち別の量であるキャパシタンスＣ２を供給す
るために、所定の電荷量Ｑ１と入力パラメータＵを除算
するかまたは比率を計算する別の除算器ブロック８００
６が使用される。図示のように基準キャパシタンス算出
ブロック８００１は、（電圧および電圧傾度調整ブロッ
ク２５０４から得られる）平均駆動電流Ｉｍ と駆動時
間ｔｑ とを乗算する乗算器ブロック８００５を用いる
ことによって、所定の電荷量Ｑ１を求めることができ
る。さらに、選択された基準キャパシタンスＣ３を供給
するために、基準キャパシタンスＣ１またはＣ２の一方
を選択する、選択またはスイッチングブロック８００１
を使用することができる。ここでは選択ブロック８０１
０がスイッチとして描かれてはいるけれども、選択され
た基準キャパシタンスＣ３を求めるために、択一的なキ
ャパシタンスＣ１とＣ２の平均化や他のやり方でのそれ
らの結合も可能である。このように前述のアプローチの
いずれか１つまたは複数を（あるいは他のいかなる適切
な方法でも）、圧電素子の基準キャパシタンスの算出に
用いることができる。
シタンス算出ブロック８００１は、圧電素子に関連する
キャパシタンスのうちの１つの量であるキャパシタンス
Ｃ１を供給するために、入力パラメータＱとＵの除算ま
たは比率計算を行う除算器ブロック８００９を用いる。
別のアプローチによれば、圧電素子に関連するキャパシ
タンスのうち別の量であるキャパシタンスＣ２を供給す
るために、所定の電荷量Ｑ１と入力パラメータＵを除算
するかまたは比率を計算する別の除算器ブロック８００
６が使用される。図示のように基準キャパシタンス算出
ブロック８００１は、（電圧および電圧傾度調整ブロッ
ク２５０４から得られる）平均駆動電流Ｉｍ と駆動時
間ｔｑ とを乗算する乗算器ブロック８００５を用いる
ことによって、所定の電荷量Ｑ１を求めることができ
る。さらに、選択された基準キャパシタンスＣ３を供給
するために、基準キャパシタンスＣ１またはＣ２の一方
を選択する、選択またはスイッチングブロック８００１
を使用することができる。ここでは選択ブロック８０１
０がスイッチとして描かれてはいるけれども、選択され
た基準キャパシタンスＣ３を求めるために、択一的なキ
ャパシタンスＣ１とＣ２の平均化や他のやり方でのそれ
らの結合も可能である。このように前述のアプローチの
いずれか１つまたは複数を（あるいは他のいかなる適切
な方法でも）、圧電素子の基準キャパシタンスの算出に
用いることができる。
【０１５８】正規化キャパシタンスブロック８０５０
は、正規化されたまたは周波数調整されたキャパシタン
スを求めるのに用いられる。そのようなキャパシタンス
は圧電素子の目下のキャパシタンスの周波数依存性をい
っそう良好に反映する。１つのアプローチによれば正規
化キャパシタンスブロック８０５０は、たとえば“周波
数”時間ｔｑ とキャパシタンスの相反関係の特性曲線
８０３０を用いることによって、調整係数または補正係
数Ｋ１* を得ることができる。別のアプローチによれ
ば、正規化キャパシタンスブロック８０５０は、たとえ
ば電圧傾度ｄｕ／ｄｔ、“周波数”時間ｔｑ 及びキャ
パシタンスの中の関係に係わる別の特性曲線８０４０を
用いることによって、別の調整係数Ｋ２* を得ることが
できる。付加的に、選択またはスイッチングブロック８
０２０は、選択された調整係数Ｋ３*を供給するため
に、調整係数Ｋ１* またはＫ２* の一方の選択に用いら
れる。なおここではスイッチとして描かれている選択ブ
ロック８０２０は、選択された調整係数Ｋ３* を求める
ために、択一的な調整係数Ｋ１* とＫ２* を平均化もし
くは他のやり方で結合する。この前述したアプローチの
いずれか１つまたは複数（あるいは他の適切な方法）
は、圧電素子の基準キャパシタンスに供給される周波数
調整または補償係数の決定に利用できる。当該実施例で
は、除算器ブロック８０２５は、選択された調整係数Ｋ
３* に基づく基準キャパシタンスＣ３の調整に用いるこ
とができ、これによって圧電素子の正規化されたまたは
周波数補償されたキャパシタンスＣｆ が供給される。
は、正規化されたまたは周波数調整されたキャパシタン
スを求めるのに用いられる。そのようなキャパシタンス
は圧電素子の目下のキャパシタンスの周波数依存性をい
っそう良好に反映する。１つのアプローチによれば正規
化キャパシタンスブロック８０５０は、たとえば“周波
数”時間ｔｑ とキャパシタンスの相反関係の特性曲線
８０３０を用いることによって、調整係数または補正係
数Ｋ１* を得ることができる。別のアプローチによれ
ば、正規化キャパシタンスブロック８０５０は、たとえ
ば電圧傾度ｄｕ／ｄｔ、“周波数”時間ｔｑ 及びキャ
パシタンスの中の関係に係わる別の特性曲線８０４０を
用いることによって、別の調整係数Ｋ２* を得ることが
できる。付加的に、選択またはスイッチングブロック８
０２０は、選択された調整係数Ｋ３*を供給するため
に、調整係数Ｋ１* またはＫ２* の一方の選択に用いら
れる。なおここではスイッチとして描かれている選択ブ
ロック８０２０は、選択された調整係数Ｋ３* を求める
ために、択一的な調整係数Ｋ１* とＫ２* を平均化もし
くは他のやり方で結合する。この前述したアプローチの
いずれか１つまたは複数（あるいは他の適切な方法）
は、圧電素子の基準キャパシタンスに供給される周波数
調整または補償係数の決定に利用できる。当該実施例で
は、除算器ブロック８０２５は、選択された調整係数Ｋ
３* に基づく基準キャパシタンスＣ３の調整に用いるこ
とができ、これによって圧電素子の正規化されたまたは
周波数補償されたキャパシタンスＣｆ が供給される。
【０１５９】図７ｄには、圧電素子の充電時間と、圧電
素子の種々の充電時間に対するキャパシタンスと十分に
大きいまたは“無限の”充電時間に対するそのキャパシ
タンスの比との関係が示されている。図７ｄから明らか
なように、圧電素子に対する充電時間ｔｑ が増大する
と圧電素子のキャパシタンスＣが減少し、圧電素子キャ
パシタンスＣ∞に近づく。
素子の種々の充電時間に対するキャパシタンスと十分に
大きいまたは“無限の”充電時間に対するそのキャパシ
タンスの比との関係が示されている。図７ｄから明らか
なように、圧電素子に対する充電時間ｔｑ が増大する
と圧電素子のキャパシタンスＣが減少し、圧電素子キャ
パシタンスＣ∞に近づく。
【０１６０】前述のように圧電素子のキャパシタンス
は、圧電素子に関連する温度および／または温度補償係
数ＫＴ の算出に用いることができる。
は、圧電素子に関連する温度および／または温度補償係
数ＫＴ の算出に用いることができる。
【０１６１】図示していないが、制御装置Ｄはマイクロ
コントローラを含み得る。詳細には制御装置Ｄはたとえ
ばメインプロセッシング装置または中央処理ユニット、
入出力処理装置またはタイミング処理ユニット、ならび
にアナログ／デジタルコンバータ装置を含むことができ
る。この場合メインプロセッシング装置と入出力処理装
置は別個のものでもよいが、制御装置Ｄは、メインプロ
セッシング装置と入出力処理装置のタスクとオペレーシ
ョンを実行するための単一の処理装置を含み得る。アナ
ログ／デジタルコンバータ装置は、測定されたパラメー
タを記憶するためのバッファメモリ装置に関連付けされ
てもよい。それらのパラメータは（電圧測定点６００，
６１０にそれぞれ関連付けられている）センシング線路
７００，７１０を介して活動化装置Ｅにより供給されて
もよいし、あるいはセンシング線路７００，７１０を介
して供給されてもよい。またバッファメモリ装置は、求
められたまたは測定された電荷量Ｑを格納するために使
用することができる。この電荷量Ｑは電荷量線路８９０
を介して活動化装置Ｅから制御装置Ｄへ供給される。
コントローラを含み得る。詳細には制御装置Ｄはたとえ
ばメインプロセッシング装置または中央処理ユニット、
入出力処理装置またはタイミング処理ユニット、ならび
にアナログ／デジタルコンバータ装置を含むことができ
る。この場合メインプロセッシング装置と入出力処理装
置は別個のものでもよいが、制御装置Ｄは、メインプロ
セッシング装置と入出力処理装置のタスクとオペレーシ
ョンを実行するための単一の処理装置を含み得る。アナ
ログ／デジタルコンバータ装置は、測定されたパラメー
タを記憶するためのバッファメモリ装置に関連付けされ
てもよい。それらのパラメータは（電圧測定点６００，
６１０にそれぞれ関連付けられている）センシング線路
７００，７１０を介して活動化装置Ｅにより供給されて
もよいし、あるいはセンシング線路７００，７１０を介
して供給されてもよい。またバッファメモリ装置は、求
められたまたは測定された電荷量Ｑを格納するために使
用することができる。この電荷量Ｑは電荷量線路８９０
を介して活動化装置Ｅから制御装置Ｄへ供給される。
【０１６２】制御装置Ｄは“ストローブ”パルスまたは
タイミング信号を使用し得る。これに関して図１０ａに
は、複動式両座制御弁に対する実例として、燃料噴射サ
イクルプロフィールが時間軸上で示されている。この場
合、縦軸上の正の変位はそれぞれ以下に述べる事象のう
ちの１つに対応している。すなわち第１の予備噴射事象
ＶＥ１、第２の予備噴射事象ＶＥ２、メイン噴射事象Ｈ
Ｅ、ならびにポスト噴射事象ＮＥ。図１０ｂには、図１
０ａの噴射プロフィールをもつ制御弁に対する、制御弁
の弁位置のプロフィールが時間軸上に示されている。図
示されているように、制御弁は下方の弁座（または第１
の）遮断位置ＬＣと、中間の開放位置ＭＯと、上方の弁
座（または第２の）遮断位置ＵＣを有しており、それに
よって燃料噴射はＭＯの位置について生じ、ＬＣおよび
ＵＣの位置では燃料噴射は生じない。図１０ｃにはスト
ローブパルスまたは信号２が示されており、これは図１
０ａの噴射プロフィールに対応し、充電サイクルまたは
放電サイクルの開始または開始時点の制御のための制御
信号ないしタイミング信号として使用される。詳細に
は、ストローブパルス２は燃料噴射事象ＶＥ１，ＶＥ
２，ＨＥおよびＮＥの開始および終了に対応している。
タイミング信号を使用し得る。これに関して図１０ａに
は、複動式両座制御弁に対する実例として、燃料噴射サ
イクルプロフィールが時間軸上で示されている。この場
合、縦軸上の正の変位はそれぞれ以下に述べる事象のう
ちの１つに対応している。すなわち第１の予備噴射事象
ＶＥ１、第２の予備噴射事象ＶＥ２、メイン噴射事象Ｈ
Ｅ、ならびにポスト噴射事象ＮＥ。図１０ｂには、図１
０ａの噴射プロフィールをもつ制御弁に対する、制御弁
の弁位置のプロフィールが時間軸上に示されている。図
示されているように、制御弁は下方の弁座（または第１
の）遮断位置ＬＣと、中間の開放位置ＭＯと、上方の弁
座（または第２の）遮断位置ＵＣを有しており、それに
よって燃料噴射はＭＯの位置について生じ、ＬＣおよび
ＵＣの位置では燃料噴射は生じない。図１０ｃにはスト
ローブパルスまたは信号２が示されており、これは図１
０ａの噴射プロフィールに対応し、充電サイクルまたは
放電サイクルの開始または開始時点の制御のための制御
信号ないしタイミング信号として使用される。詳細に
は、ストローブパルス２は燃料噴射事象ＶＥ１，ＶＥ
２，ＨＥおよびＮＥの開始および終了に対応している。
【０１６３】図１０ｄにはさらに別のタイミングパルス
４のセットが示されており、これらのパルスは電荷量Ｑ
と電圧に関連付けられている。制御装置Ｄは、測定タイ
ミングパルス４を使用して、システムに電荷と電圧の測
定を燃料噴射動作に同期させることができる。電荷量測
定タイミングパルス４は有利には、圧電アクチュエータ
または素子の充放電の前後に、一定時間のオフセットΔ
ｔを生じさせる。すなわちこのタイムオフセットΔｔ
は、ストローブパルス２の立上がり縁の前または立下が
り縁の後に発生させることができる。図示のように電荷
量測定タイミングパルス４は、対応するストローブパル
ス２の立下がり縁の後の、タイムオフセットΔｔにおい
て発生するようセットされる。別の実施例では、タイム
オフセットΔｔが可変の大きさであってもよいし、およ
び／または所定のストローブパルスの開始前または他の
ストローブパルスの終了後に発生させてもよい。制御装
置Ｄにより発生させることのできる測定タイミングパル
ス４についてはさらに以下で説明する。
４のセットが示されており、これらのパルスは電荷量Ｑ
と電圧に関連付けられている。制御装置Ｄは、測定タイ
ミングパルス４を使用して、システムに電荷と電圧の測
定を燃料噴射動作に同期させることができる。電荷量測
定タイミングパルス４は有利には、圧電アクチュエータ
または素子の充放電の前後に、一定時間のオフセットΔ
ｔを生じさせる。すなわちこのタイムオフセットΔｔ
は、ストローブパルス２の立上がり縁の前または立下が
り縁の後に発生させることができる。図示のように電荷
量測定タイミングパルス４は、対応するストローブパル
ス２の立下がり縁の後の、タイムオフセットΔｔにおい
て発生するようセットされる。別の実施例では、タイム
オフセットΔｔが可変の大きさであってもよいし、およ
び／または所定のストローブパルスの開始前または他の
ストローブパルスの終了後に発生させてもよい。制御装
置Ｄにより発生させることのできる測定タイミングパル
ス４についてはさらに以下で説明する。
【０１６４】制御装置Ｄは充放電すべき圧電アクチュエ
ータまたは素子を（すなわちどのシリンダ噴射バルブを
制御すべきであるのかを）決定することもでき、それ故
測定すべき圧電アクチュエータまたは素子電圧を求める
こともできる。この場合、制御装置Ｄは、ストローブパ
ルスまたは信号２（ならびに特定の圧電アクチュエータ
または圧電素子あるいは択一的に特定の圧電アクチュエ
ータまたは圧電素子のバンクＧ１またはＧ２の識別子）
を入出力処理装置へ出力する。制御装置Ｄは有利には、
４サイクルエンジンの運転サイクルと同期してクランク
シャフトの２回転ごとに、測定すべき圧電アクチュエー
タまたは素子を増分することができるが、他の適切なア
プローチや方法を使用することもできる。
ータまたは素子を（すなわちどのシリンダ噴射バルブを
制御すべきであるのかを）決定することもでき、それ故
測定すべき圧電アクチュエータまたは素子電圧を求める
こともできる。この場合、制御装置Ｄは、ストローブパ
ルスまたは信号２（ならびに特定の圧電アクチュエータ
または圧電素子あるいは択一的に特定の圧電アクチュエ
ータまたは圧電素子のバンクＧ１またはＧ２の識別子）
を入出力処理装置へ出力する。制御装置Ｄは有利には、
４サイクルエンジンの運転サイクルと同期してクランク
シャフトの２回転ごとに、測定すべき圧電アクチュエー
タまたは素子を増分することができるが、他の適切なア
プローチや方法を使用することもできる。
【０１６５】まず最初に（センサ線路８９０を介してま
たは線路７００，７１０を介して活動化装置Ｅから受け
取られる）瞬時のアナログ電荷量または電荷を、それぞ
れ特定の圧電素子グループＧ１およびＧ２における電荷
量または電圧に応じてデジタル値に変換することによ
り、電荷量または電圧が得られる。結果として生じたデ
ジタル値は記憶される。なぜならアナログ／デジタルコ
ンバータ装置は、Ｇ１またはＧ２のいずれが活動化され
ている噴射グループであるのかに関する情報は有さない
ので、Ｇ１とＧ２の両方についての電圧は同時に得ら
れ、結果が記憶される。制御装置Ｄは噴射事象の完了
後、記憶された値を得ることができる。
たは線路７００，７１０を介して活動化装置Ｅから受け
取られる）瞬時のアナログ電荷量または電荷を、それぞ
れ特定の圧電素子グループＧ１およびＧ２における電荷
量または電圧に応じてデジタル値に変換することによ
り、電荷量または電圧が得られる。結果として生じたデ
ジタル値は記憶される。なぜならアナログ／デジタルコ
ンバータ装置は、Ｇ１またはＧ２のいずれが活動化され
ている噴射グループであるのかに関する情報は有さない
ので、Ｇ１とＧ２の両方についての電圧は同時に得ら
れ、結果が記憶される。制御装置Ｄは噴射事象の完了
後、記憶された値を得ることができる。
【０１６６】択一的に、特定の圧電アクチュエータまた
は素子に対する特定の噴射サイクルにおける１つの噴射
イベントだけの電荷量または電圧を測定することもでき
る。したがってたとえば、図１０ａのＶＥ１、ＶＥ２、
ＨＥおよびＮＥの事象を含む可能性のある１つのサイク
ルにおいてＨＥの事象についての電荷量または電圧だけ
を測定することができる。このような方法は、制御装置
Ｄにおける負荷を減らすために使用することができる。
また、１つの特定の噴射サイクルについて２つまたはそ
れ以上の噴射事象のサブセットを測定することもでき
る。
は素子に対する特定の噴射サイクルにおける１つの噴射
イベントだけの電荷量または電圧を測定することもでき
る。したがってたとえば、図１０ａのＶＥ１、ＶＥ２、
ＨＥおよびＮＥの事象を含む可能性のある１つのサイク
ルにおいてＨＥの事象についての電荷量または電圧だけ
を測定することができる。このような方法は、制御装置
Ｄにおける負荷を減らすために使用することができる。
また、１つの特定の噴射サイクルについて２つまたはそ
れ以上の噴射事象のサブセットを測定することもでき
る。
【０１６７】制御装置Ｄは、得られた値を分析し、それ
らの情報を圧電素子の経年変化や温度あるいは他の特性
を表す電圧および電圧傾度の調整に用いることができ
る。
らの情報を圧電素子の経年変化や温度あるいは他の特性
を表す電圧および電圧傾度の調整に用いることができ
る。
【０１６８】図１１には電荷量Ｑを算出ないし測定装置
８００が示されており、これは電荷量Ｑを算出または測
定するために用いられ、たとえば図４の燃料噴射コント
ロールシステム１００の活動化装置Ｅに使用される。
８００が示されており、これは電荷量Ｑを算出または測
定するために用いられ、たとえば図４の燃料噴射コント
ロールシステム１００の活動化装置Ｅに使用される。
【０１６９】電荷量算出装置８００は、電荷量算出を向
上させる積分プロセスを補償する補償構成を含み得る。
詳細には圧電素子１０の電荷量Ｑは、以下のようにして
測定することができる。すなわち、図示のように装置８
００には、分路抵抗９００と、抵抗９１０，９２０を含
んだ第１の分圧器と、抵抗９１２，９１４を含んだ第２
の分圧器とが設けられている。第１および第２の分圧器
装置（これはブリッジ回路を形成する）は第１の分圧と
第２の分圧（Ｕｅ）をそれぞれ供給し、それらの分圧
（これは差動増幅器装置１１００に入力される）が正で
あるようにする。詳細にはこれらの分圧は、基準電圧Ｖ
ｒｅｆに対して昇圧される。第１および第２のスイッチ
装置９２４および９３０（これはトランジスタまたは適
切なスイッチング装置で実装できる）は、充放電プロセ
スの開始時に作動される。
上させる積分プロセスを補償する補償構成を含み得る。
詳細には圧電素子１０の電荷量Ｑは、以下のようにして
測定することができる。すなわち、図示のように装置８
００には、分路抵抗９００と、抵抗９１０，９２０を含
んだ第１の分圧器と、抵抗９１２，９１４を含んだ第２
の分圧器とが設けられている。第１および第２の分圧器
装置（これはブリッジ回路を形成する）は第１の分圧と
第２の分圧（Ｕｅ）をそれぞれ供給し、それらの分圧
（これは差動増幅器装置１１００に入力される）が正で
あるようにする。詳細にはこれらの分圧は、基準電圧Ｖ
ｒｅｆに対して昇圧される。第１および第２のスイッチ
装置９２４および９３０（これはトランジスタまたは適
切なスイッチング装置で実装できる）は、充放電プロセ
スの開始時に作動される。
【０１７０】積分装置８０５は、抵抗９４０とキャパシ
タ９８０とオペアンプ９５０から成る。詳細にはこの積
分装置８０５は、何らかの適切な積分装置であってもよ
い。図示されているように、差動増幅器装置１１００は
オペアンプ９５０の反転端子へ増幅された電圧を出力す
る。オペアンプ９５０の非反転入力側へは電圧源または
動作点ＶＡＰ（これはたとえば２．５Ｖとすることがで
きる）を入力することができる。詳細にはたとえば第１
のスイッチ９３０（またはホールドスイッチ９３０）
は、充放電プロセスの終わりに開放することができる。
線路８９０における信号出力は、充電中に圧電素子へ供
給される電荷量Ｑに相応し、あるいは放電中に圧電素子
から放出される電荷量Ｑに相応する。電荷量Ｑは前述の
ように、活動化装置Ｅから線路８９０を介して制御装置
Ｄのアナログ／デジタルコンバータ装置へ供給される。
さらに、測定の間に積分装置８０５の初期値をゼロにリ
セットする目的でキャパシタ９８０を放電させるため
に、第３のスイッチ（またはリセットスイッチ）９６０
（これもトランジスタまたは適切なスイッチング装置で
あってもよい）を用いることができる。つまり、電荷量
算出または測定にはそのつど電荷増分が含まれているの
で、ある圧電素子に対する充電動作または放電動作が開
始するときにはいつでもその前に、積分装置８０５がリ
セットされる。
タ９８０とオペアンプ９５０から成る。詳細にはこの積
分装置８０５は、何らかの適切な積分装置であってもよ
い。図示されているように、差動増幅器装置１１００は
オペアンプ９５０の反転端子へ増幅された電圧を出力す
る。オペアンプ９５０の非反転入力側へは電圧源または
動作点ＶＡＰ（これはたとえば２．５Ｖとすることがで
きる）を入力することができる。詳細にはたとえば第１
のスイッチ９３０（またはホールドスイッチ９３０）
は、充放電プロセスの終わりに開放することができる。
線路８９０における信号出力は、充電中に圧電素子へ供
給される電荷量Ｑに相応し、あるいは放電中に圧電素子
から放出される電荷量Ｑに相応する。電荷量Ｑは前述の
ように、活動化装置Ｅから線路８９０を介して制御装置
Ｄのアナログ／デジタルコンバータ装置へ供給される。
さらに、測定の間に積分装置８０５の初期値をゼロにリ
セットする目的でキャパシタ９８０を放電させるため
に、第３のスイッチ（またはリセットスイッチ）９６０
（これもトランジスタまたは適切なスイッチング装置で
あってもよい）を用いることができる。つまり、電荷量
算出または測定にはそのつど電荷増分が含まれているの
で、ある圧電素子に対する充電動作または放電動作が開
始するときにはいつでもその前に、積分装置８０５がリ
セットされる。
【０１７１】詳細にはリセットスイッチ９６０の一方の
端子がオペアンプ９５０の出力側に接続され、他方の端
子は第１の線路８７０を介して抵抗９４０とキャパシタ
９８０の間の結合点に接続される。さらに付加的に、キ
ャパシタ９８０の一方の端子は第１の線路８７０と接続
され、他方の端子は共に電荷量出力線路８９０および第
２の線路８８０に接続され、この第２の線路はオペアン
プ９５０の出力端子に接続することができる。
端子がオペアンプ９５０の出力側に接続され、他方の端
子は第１の線路８７０を介して抵抗９４０とキャパシタ
９８０の間の結合点に接続される。さらに付加的に、キ
ャパシタ９８０の一方の端子は第１の線路８７０と接続
され、他方の端子は共に電荷量出力線路８９０および第
２の線路８８０に接続され、この第２の線路はオペアン
プ９５０の出力端子に接続することができる。
【０１７２】端的に述べれば、分路抵抗９００から得ら
れた電流信号は必然的に圧電電流に比例している。この
場合、積分装置８０５はアナログ電流信号を積分し、こ
れはオペアンプ９５０、キャパシタ９８０（これは活動
化装置Ｅに関して外部に配置することができる）および
抵抗９４０を使用して行われる。リセットスイッチ９６
０は、新たな測定の前にそのつどキャパシタ９８０が完
全に放電させられることを補償する。したがって積分さ
れた電流信号は、圧電デバイスへ供給されたまたは圧電
素子から取り除かれた電荷量Ｑに相応し、線路８９０を
介して制御装置Ｄのアナログ／デジタルコンバータへ送
出することができる。
れた電流信号は必然的に圧電電流に比例している。この
場合、積分装置８０５はアナログ電流信号を積分し、こ
れはオペアンプ９５０、キャパシタ９８０（これは活動
化装置Ｅに関して外部に配置することができる）および
抵抗９４０を使用して行われる。リセットスイッチ９６
０は、新たな測定の前にそのつどキャパシタ９８０が完
全に放電させられることを補償する。したがって積分さ
れた電流信号は、圧電デバイスへ供給されたまたは圧電
素子から取り除かれた電荷量Ｑに相応し、線路８９０を
介して制御装置Ｄのアナログ／デジタルコンバータへ送
出することができる。
【０１７３】前述のように制御装置Ｄは、圧電デバイス
のキャパシタンスを求めるために電荷量を利用すること
ができる。詳細にはこれは以下のようにして行うことが
できる。すなわちこの場合、アナログ／デジタルコンバ
ータを用い圧電素子の電圧をほぼ同じ時間で（たとえば
電荷測定の５ｍｓ内で）測定することができる。前述の
ように制御装置Ｄは、対応するキャパシタンスを求める
ため電荷量と圧電素子電圧との比率を計算することがで
きる。電荷量測定の正確さは重要であるみなされる。な
ぜなら前述のようにキャパシタンスは温度や他の要因と
ともに変化し、対応する駆動電圧の最大変位を得るため
に使うことのできる圧電アクチュエータまたは素子の最
大変位もやはり圧電素子の温度とともに変化するからで
ある。
のキャパシタンスを求めるために電荷量を利用すること
ができる。詳細にはこれは以下のようにして行うことが
できる。すなわちこの場合、アナログ／デジタルコンバ
ータを用い圧電素子の電圧をほぼ同じ時間で（たとえば
電荷測定の５ｍｓ内で）測定することができる。前述の
ように制御装置Ｄは、対応するキャパシタンスを求める
ため電荷量と圧電素子電圧との比率を計算することがで
きる。電荷量測定の正確さは重要であるみなされる。な
ぜなら前述のようにキャパシタンスは温度や他の要因と
ともに変化し、対応する駆動電圧の最大変位を得るため
に使うことのできる圧電アクチュエータまたは素子の最
大変位もやはり圧電素子の温度とともに変化するからで
ある。
【０１７４】従って図４の制御装置Ｄは、算出されたま
たは測定された圧電素子の電荷量Ｑおよび電圧Ｕの比率
に基づき圧電素子の適切なキャパシタンスを求めるため
に用いられる。つまり前述のようにこのキャパシタンス
情報を、たとえばある特定の圧電素子における経年変化
や温度や他の特性に基づきあるいはそれに従って電圧を
調整するのに利用することができる。従って、より精密
な駆動電流および／または駆動電圧を供給すべく正確な
またはいっそう精密なキャパシタンスを補償するために
も電荷量情報は正確にすべきである。
たは測定された圧電素子の電荷量Ｑおよび電圧Ｕの比率
に基づき圧電素子の適切なキャパシタンスを求めるため
に用いられる。つまり前述のようにこのキャパシタンス
情報を、たとえばある特定の圧電素子における経年変化
や温度や他の特性に基づきあるいはそれに従って電圧を
調整するのに利用することができる。従って、より精密
な駆動電流および／または駆動電圧を供給すべく正確な
またはいっそう精密なキャパシタンスを補償するために
も電荷量情報は正確にすべきである。
【０１７５】これに関連して、積分プロセスを調整また
は補償するために、ならびに電荷量測定を向上させる目
的で使用可能な補償方法を実現するために、図１１の電
荷量算出装置８００を用いることができる。詳細には補
償装置および／または補償方法の目的は、たとえばキャ
パシタ９８０における比較的大きい変化の結果として生
じる可能性のある誤差の作用を補償することであり、あ
るいはそれを少なくとも減少させることである。このよ
うな補償装置や補償方法は差動増幅器装置１１００を使
用することができる。
は補償するために、ならびに電荷量測定を向上させる目
的で使用可能な補償方法を実現するために、図１１の電
荷量算出装置８００を用いることができる。詳細には補
償装置および／または補償方法の目的は、たとえばキャ
パシタ９８０における比較的大きい変化の結果として生
じる可能性のある誤差の作用を補償することであり、あ
るいはそれを少なくとも減少させることである。このよ
うな補償装置や補償方法は差動増幅器装置１１００を使
用することができる。
【０１７６】詳細にはこのような補償方法として積分器
装置の補償を挙げることができ、これを所定の時点に圧
電素子の電流または電圧を積分するために使うことがで
きる。このような補償は、キャパシタンス測定中に得ら
れたすべての測定値に適用することができる。これによ
っていっそう正確および／または精密な電荷量Ｑの測定
が得られるようになる。有利には、この補償プロセスは
エンジン２５０５の始動時に行うことができる。択一的
に、圧電素子に関連する作動温度によって影響を受ける
可能性のある電荷量測定を補償するために、後続の時点
で補償プロセスを繰り返してもよい。
装置の補償を挙げることができ、これを所定の時点に圧
電素子の電流または電圧を積分するために使うことがで
きる。このような補償は、キャパシタンス測定中に得ら
れたすべての測定値に適用することができる。これによ
っていっそう正確および／または精密な電荷量Ｑの測定
が得られるようになる。有利には、この補償プロセスは
エンジン２５０５の始動時に行うことができる。択一的
に、圧電素子に関連する作動温度によって影響を受ける
可能性のある電荷量測定を補償するために、後続の時点
で補償プロセスを繰り返してもよい。
【０１７７】さらに詳細には、第１、第２および／また
は第３の較正命令を電荷量Ｑの精度の増加のために用い
ることができる。ＣＡＬＩＢＲＡＴＥ１と称される第１
の較正命令またはリセット較正命令に関して、ホールド
スイッチ９３０は開かれリセットスイッチ９３０は閉じ
られて積分装置８０５がリセットされ、それにより動作
点ＶＡＰを測定して較正することができる。ホールドス
イッチ９３０は開かれているので、スイッチ９２４の状
態は重要ではない。また、基準電圧または動作点ＶＡＰ
は、基準電圧Ｖｒｅｆに対する適切な電圧オフセットに
よりシフトさせることもできる。したがって以下の較正
では、較正された動作点値ＶＡＰは出力線路８９０に現
れる。積分装置がリセットされてしまえば、それを次の
積分のために利用することができる。
は第３の較正命令を電荷量Ｑの精度の増加のために用い
ることができる。ＣＡＬＩＢＲＡＴＥ１と称される第１
の較正命令またはリセット較正命令に関して、ホールド
スイッチ９３０は開かれリセットスイッチ９３０は閉じ
られて積分装置８０５がリセットされ、それにより動作
点ＶＡＰを測定して較正することができる。ホールドス
イッチ９３０は開かれているので、スイッチ９２４の状
態は重要ではない。また、基準電圧または動作点ＶＡＰ
は、基準電圧Ｖｒｅｆに対する適切な電圧オフセットに
よりシフトさせることもできる。したがって以下の較正
では、較正された動作点値ＶＡＰは出力線路８９０に現
れる。積分装置がリセットされてしまえば、それを次の
積分のために利用することができる。
【０１７８】ＣＡＬＩＢＲＡＴＥ２と称される第２の較
正命令に関して、圧電素子を介した分路電流が十分に小
さいかまたはゼロであるとき、ホールドスイッチ９３０
が閉じられスイッチ９２４も閉じられ、したがって（抵
抗９１０，９１２，９１４，９２０を含む）２つの分圧
装置により形成されたブリッジ回路を較正することがで
きる。
正命令に関して、圧電素子を介した分路電流が十分に小
さいかまたはゼロであるとき、ホールドスイッチ９３０
が閉じられスイッチ９２４も閉じられ、したがって（抵
抗９１０，９１２，９１４，９２０を含む）２つの分圧
装置により形成されたブリッジ回路を較正することがで
きる。
【０１７９】ＣＡＬＩＢＲＡＴＥ３と称される第３の較
正命令に関して、較正電圧ＶＣＯＭ Ｐ （たとえば（Ｖ
ＡＰ ＋０．７) Ｖの電圧）を所定の期間にわたり較正
することができる。
正命令に関して、較正電圧ＶＣＯＭ Ｐ （たとえば（Ｖ
ＡＰ ＋０．７) Ｖの電圧）を所定の期間にわたり較正
することができる。
【０１８０】この状態ではスイッチ９２４は開かれてお
り、その結果、積分装置８０５に較正電圧ＶＣＯＭＰが
加えられ、ホールドスイッチ９３０は閉じられる。この
ようにして（抵抗９４０とキャパシタンス９８０の積で
ある）積分装置８０５の時定数を較正することができ
る。詳細にはキャパシタ８９０の電圧Ｕａ 、外部回路
のＲＣ時定数Ｔｃ 、（活動化装置Ｅに関連するオフセ
ット電圧に相応する）オフセット電圧Ｕｏｆｆ および
積分時間Ｔｉｎｔ は、以下の式、 Ｕａ ＝ＶＡＰ ＋Ｔｉｎｔ * Ｕｏｆｆ／Ｔｃ −１／Ｔ
ｃ ∫Ｕｅdt に従って供給することができる。基準電圧Ｕｒｅｆ ま
たはＶＡＰ は、第１の較正命令を使用して求めること
ができる。また、第２および第３の較正命令は、２つの
測定結果、すなわちＵａ２ およびＵａ３ の供給のため
に用いられる。これは積分装置８０５のＲＣ時定数Ｔｃ
、およびＵｏｆｆ２ とＵｏｆｆ３ を求めるのに使用
できる。この場合、Ｕａ２ とＵａ３ との差分は次式 Ｔｃａｌｉｂｒａｔｅ／Ｔｃ * （Ｕｏｆｆ２ −Ｕ
ｏｆｆ３ ＋ＶＣＯＭＰ） に等しい。２つのオフセット電圧の差は較正電圧Ｖ
ＣＯＭＰ よりも十分に小さくなるはずなので、時定数
は次式、 １／Ｔｃ ＝（Ｕａ２ −Ｕａ３）／（Ｕ
ｃａｌｉｂｒａｔｅ* Ｔｃａｌｉｂｒａ ｔｅ） に従って求めることができる。つまりＵｏｆｆ２ も次
式、 Ｕｏｆｆ２ ＝（Ｕａ２ −ＶＣＯＭＰ）Ｔｃ /Ｔ
ｃａｌｉｂｒａｔｅ のようにして求めることができる。従って測定結果中の
どのような偏差もこれらの値を使用して補償することが
可能である。
り、その結果、積分装置８０５に較正電圧ＶＣＯＭＰが
加えられ、ホールドスイッチ９３０は閉じられる。この
ようにして（抵抗９４０とキャパシタンス９８０の積で
ある）積分装置８０５の時定数を較正することができ
る。詳細にはキャパシタ８９０の電圧Ｕａ 、外部回路
のＲＣ時定数Ｔｃ 、（活動化装置Ｅに関連するオフセ
ット電圧に相応する）オフセット電圧Ｕｏｆｆ および
積分時間Ｔｉｎｔ は、以下の式、 Ｕａ ＝ＶＡＰ ＋Ｔｉｎｔ * Ｕｏｆｆ／Ｔｃ −１／Ｔ
ｃ ∫Ｕｅdt に従って供給することができる。基準電圧Ｕｒｅｆ ま
たはＶＡＰ は、第１の較正命令を使用して求めること
ができる。また、第２および第３の較正命令は、２つの
測定結果、すなわちＵａ２ およびＵａ３ の供給のため
に用いられる。これは積分装置８０５のＲＣ時定数Ｔｃ
、およびＵｏｆｆ２ とＵｏｆｆ３ を求めるのに使用
できる。この場合、Ｕａ２ とＵａ３ との差分は次式 Ｔｃａｌｉｂｒａｔｅ／Ｔｃ * （Ｕｏｆｆ２ −Ｕ
ｏｆｆ３ ＋ＶＣＯＭＰ） に等しい。２つのオフセット電圧の差は較正電圧Ｖ
ＣＯＭＰ よりも十分に小さくなるはずなので、時定数
は次式、 １／Ｔｃ ＝（Ｕａ２ −Ｕａ３）／（Ｕ
ｃａｌｉｂｒａｔｅ* Ｔｃａｌｉｂｒａ ｔｅ） に従って求めることができる。つまりＵｏｆｆ２ も次
式、 Ｕｏｆｆ２ ＝（Ｕａ２ −ＶＣＯＭＰ）Ｔｃ /Ｔ
ｃａｌｉｂｒａｔｅ のようにして求めることができる。従って測定結果中の
どのような偏差もこれらの値を使用して補償することが
可能である。
【図１】本発明の実施例と共に用いられる燃料インジェ
クタの実施例を示した図である。
クタの実施例を示した図である。
【図２】事前に選択された時間周期での噴射された燃料
体積と活動化電圧との関係を示したグラフである。
体積と活動化電圧との関係を示したグラフである。
【図３】バルブリフト量とノズルニードルリフト量が時
間に関して示されている、制御バルブストロークのプロ
フィルを概略的に表わした２つのグラムを示した図であ
る。
間に関して示されている、制御バルブストロークのプロ
フィルを概略的に表わした２つのグラムを示した図であ
る。
【図４】本発明による装置および/または方法の実施例
を含んだ燃料噴射制御システムの実施例のブロック回路
図である。
を含んだ燃料噴射制御システムの実施例のブロック回路
図である。
【図５ａ】図４の制御システムにおける第１の充電フェ
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
【図５ｂ】図４の制御システムにおける第２の充電フェ
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
【図５ｃ】図４の制御システムにおける第１の放電フェ
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
【図５ｄ】図４の制御システムにおける第２の放電フェ
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
ーズ中に生じる状況を説明するための図である。
【図６】図４に制御システムに使用される活動化ないし
駆動装置の集積回路のブロック回路図である。
駆動装置の集積回路のブロック回路図である。
【図７ａ】回路装置Ａと制御装置Ｄと活動化装置Ｅとエ
ンジンと図４の制御装置の種々のタスクブロックとの関
係を示したブロック回路図である。
ンジンと図４の制御装置の種々のタスクブロックとの関
係を示したブロック回路図である。
【図７ｂ】図４及び図７ａの制御装置Ｄに使用される電
圧傾度コントローラの実施例を示した図である。
圧傾度コントローラの実施例を示した図である。
【図７ｃ】図４及び図７ａの制御装置Ｄに使用されるキ
ャパシタンス検出装置のブロック回路図である。
ャパシタンス検出装置のブロック回路図である。
【図７ｄ】圧電素子の充電時間と圧電素子の種々の充電
時間に対するキャパシタンスレシオとの関係を示した図
である。
時間に対するキャパシタンスレシオとの関係を示した図
である。
【図７ｅ】図４及び図７ａの制御装置Ｄに使用される電
圧コントローラの実施例を示した図である。
圧コントローラの実施例を示した図である。
【図８】充電周期と放電周期における電流、電圧、電圧
傾度の間の関係を示した図である。
傾度の間の関係を示した図である。
【図９ａ】単動式単座弁を含んだ２位置燃料インジェク
タの動作に関係する電圧プロフィールを示した図であ
る。
タの動作に関係する電圧プロフィールを示した図であ
る。
【図９ｂ】複動式両座弁を含んだ２位置燃料インジェク
タの動作に関係する電圧プロフィールを示した図であ
る。
タの動作に関係する電圧プロフィールを示した図であ
る。
【図１０ａ】圧電アクチュエータないし素子に対する噴
射サイクルを表わした図である。
射サイクルを表わした図である。
【図１０ｂ】図１０ａの噴射サイクルに相応する噴射制
御弁の位置を表わしたグラフである。
御弁の位置を表わしたグラフである。
【図１０ｃ】図１０ａの噴射サイクルに相応するストロ
ーブパルスを表わしたグラフである。
ーブパルスを表わしたグラフである。
【図１０ｄ】図１０ａの噴射サイクルに相応する電荷量
測定タイミングパルスを表わしたグラフである。
測定タイミングパルスを表わしたグラフである。
【図１１】圧電アクチュエータないし素子の電荷量を検
出するための装置の実施例のブロック回路図である。
出するための装置の実施例のブロック回路図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｇ Ｈ０１Ｌ 41/083 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｐ 41/09 Ｕ (72)発明者 マッティアス ベッケルト ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ケー テ−コルヴィッツ−シュトラーセ ９ (72)発明者 ウド シュルツ ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン／エン ツ コルンブルーメンヴェーク 34 Ｆターム(参考） 3G066 AD07 BA43 BA44 BA51 CC01 CD26 CE27 DA01 DA09 DC14 DC18 3G301 JA15 LB11 LC05 NA04 NA05 NA06 NB07 NB20 NC02 ND04 PB08Z PE08Z PG02Z
Claims (12)
- 【請求項１】 内燃機関に噴射される燃料量を制御する
ための圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０，６
０）を有する燃料噴射システムの作動方法において、 前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０，６０）
に転送された電荷に基づいて該圧電素子を制御するよう
にしたことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記圧電素子（１０，２０，３０，４
０，５０，６０）に通流される電流の測定値を取得し、
圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０，６０）に転
送された電荷の検出に用いる、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記圧電素子（１０，２０，３０，４
０，５０，６０）に通流される電流の測定値を電流セン
サを介して取得する、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記電流センサは、ブリッジ回路を含ん
でいる、請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 前記電流センサは、較正可能である、請
求項３または４記載の方法。 - 【請求項６】 前記圧電素子（１０，２０，３０，４
０，５０，６０）に通流される電流の測定値を積分器を
介して積分する、請求項３記載の方法。 - 【請求項７】 前記積分器は、較正可能である、請求項
６記載の方法。 - 【請求項８】 前記積分器は、第１の較正、第２の較
正、第３の較正のうちの少なくとも１つを用いて較正を
行う、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記第１の較正は、基準電圧を較正す
る、請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第２の較正は、ブリッジ回路装置
を較正する、請求項８または９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記第３の較正は、積分器の時定数較
正する、請求項８または９記載の方法。 - 【請求項１２】 内燃機関内に噴射される燃料量の制御
のための圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０，６
０）を有する燃料噴射システムにおいて、 前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０，６０）
が、自身に転送される電荷に基づいて制御されるように
構成されていることを特徴とする燃料噴射システム。
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