JP2002138921A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コモンレールの減圧を安定して行えるように
することである。 【解決手段】 減圧制御時には、コモンレールから高圧
の燃料が導入されてニードル１２１の背圧を発生する背
圧室１０６から燃料タンクへの燃料の流出を制御するバ
ルブ１２３が弁室１１０の低圧ポート１１１側のシート
１１０１からリフトすることが可能な電圧値まで、バル
ブ１２３を押圧駆動するピエゾスタック１２６を充電
し、バルブ１２３がリフトするとピエゾスタック電圧を
下げる調整放電を行い、ハーフリフト可能な電圧範囲
を、バルブ１２３がリフト可能な電圧値よりも低い値ま
で拡大する。これにより、コモンレール圧力を安定的に
減圧できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコモンレール式の燃
料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コモンレール式の燃料噴射装置は、高圧
サプライポンプにより昇圧した燃料をコモンレールに蓄
え、該コモンレールから燃料噴射用のインジェクタに燃
料を供給するものである。

【０００３】インジェクタの構成は種々あるが、ノズル
部の噴孔を開閉するニードルをその背圧の増減により昇
降し噴射と遮断とを切り換え、前記背圧を前記コモンレ
ールからの燃料により得る構成としたものがある。そし
て背圧の増減は次のようになされる。すなわち、コモン
レールから燃料が導入されて背圧を発生せしめる背圧室
と燃料タンク等の低圧源の間に弁室を介設するととも
に、弁室内に、その低圧源側のポートを開閉する弁体を
配設し、この弁体がリフトすることで背圧室と低圧源と
が連通し、背圧が低下する。そして、ニードルがリフト
して燃料噴射が開始されることになる。この弁室および
弁体を有する背圧増減手段としては、二方弁や三方弁が
用いられ得る。

【０００４】弁体を駆動するアクチュエータとして、近
年、ＰＺＴ等の圧電材料の圧電作用を利用したピエゾア
クチュエータが考えられている。ピエゾアクチュエータ
は充放電により伸縮するピエゾスタックが弁体を押圧駆
動するものであり、例えばピエゾスタックが充電で伸長
して、弁体を低圧源側の弁座からリフトせしめる。ピエ
ゾアクチュエータの作動切り換えは、ピエゾスタックの
充電と放電とを行う通電手段をマイクロコンピュータ等
の制御手段が噴射指令に対して制御することでなされ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コモンレー
ル式の燃料噴射装置では、燃料噴射制御とともに、運転
条件に応じた最適な噴射圧力が得られるようにコモンレ
ールへの燃料の圧送量を調整してコモンレール内燃料圧
力を制御する。しかし、運転条件が高圧の噴射圧力を要
求する条件（高速高負荷）から比較的低圧の噴射圧力を
要求する条件（低速低負荷）に急変した場合にはコモン
レール内燃料圧力を下げることができないので、この圧
力状態のままで燃料が噴射されると騒音が発生したり排
気の悪化を招くおそれがある。したがって、コモンレー
ルの前記圧送量を減らすだけではなく、コモンレール内
から高圧燃料を積極的に流出する必要がある。

【０００６】前記のごとくインジェクタが前記コモンレ
ールからの燃料を制御油として用いる構成では、コモン
レール内燃料圧力を下げるべく、ニードルが着座したま
まで弁体をリフトし、背圧室の燃料を逃がすことが考え
られる。すなわち、閉弁状態のニードルの背圧はニード
ルが開弁可能な圧力よりも十分に高く、ある程度、背圧
を減じても着座状態を維持する。一方、弁体をニードル
開閉制御時のようにフルリフトには達しないリフト状態
（ハーフリフト）にすれば背圧室の圧力の低下幅は小さ
い。したがって、ニードルの背圧がニードル開弁可能圧
力を下回らない範囲で弁体をハーフリフトにすること
で、コモンレール内の燃料がインジェクタを介して燃料
タンクに還流し、コモンレール内燃料圧力が低下するこ
とになる。

【０００７】インジェクタが前記ピエゾアクチュエータ
を搭載したものにおいて、弁体のハーフリフトを実現す
るには、弁体を着座状態からリフトせしめるべくコモン
レール圧力に等しい弁室内の燃料圧に抗し得る充電量ま
で充電する一方、ニードルが閉弁状態（無噴射状態）を
保持し得る上限（無噴射限界）の充電量を越えないよう
にすることになる。

【０００８】しかしながら、弁体は着座状態では弁室内
の燃料圧力がリフト方向に作用する弁体の受圧面の面積
が少なく、また、弁室内の燃料圧力がコモンレール内燃
料圧力に略等しいことから、着座方向に作用する力が圧
倒的に優勢なアンバランスな圧力状態となっている。こ
れに対し、弁体が一旦リフトすると、弁室内の燃料圧力
が低下するとともに、燃料圧力がリフト方向に作用する
弁体の受圧面が増大するから、着座方向に作用する力が
リフト方向に作用する力に近づき、前記アンバランスな
圧力状態が緩和される。

【０００９】この、アンバランスな圧力状態の緩和は、
ピエゾスタックの伸長を促す方向に作用するから、弁体
がリフト可能な充電量の下限値を僅かに越えただけで、
弁体のリフト量は比較的大きなものとなる。このため、
無噴射限界までの余裕があまりなく、ピエゾスタックの
充電量は前記下限値ぎりぎりのところに設定する必要が
ある。一方、このようにピエゾスタックの充電量を前記
下限値ぎりぎりのところに設定するとすれば安定的に弁
体をリフトすることができない。すなわち、弁体をハー
フリフトとし得るピエゾスタック充電量の範囲は必ずし
も広くはない。このため、弁体のハーフリフトでコモン
レール内燃料圧力を減圧するには、ピエゾスタックを充
電と放電とに単純に二値切り換えしてニードルを開閉制
御するだけのものに比して相当高精度な充電量の制御が
必要になる。

【００１０】本発明は前記実情に鑑みなされたもので、
弁体を安定してハーフリフトとすることのできる燃料噴
射装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄
えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から
噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入
され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背
圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧
源側のポートを閉鎖可能に配設して該弁体のリフト量が
大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背
圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタック
を有し前記ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁体
のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを備
えたインジェクタと、前記ピエゾスタックに通電し該ピ
エゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、該通電
手段による通電を制御することにより、所定の指令によ
り、前記弁体を着座状態とフルリフト状態とハーフリフ
ト状態との間で切り換える制御手段とを有する燃料噴射
装置において、前記制御手段を、前記弁体をハーフリフ
トとする指令の期間に、前記弁体がリフト可能な第１の
充電量までピエゾスタックを充電して前記弁体がリフト
すると、所定の第２の充電量まで放電する調整放電を行
うように設定する。

【００１２】弁体がリフトした後で充電量を下げるの
で、弁体をハーフリフトとする場合に、弁体がリフト可
能な充電量よりも低い充電量に設定することが可能とな
る。これにより、ハーフリフトとし得る充電量の範囲を
実質的に拡げることができる。しかして、安定したハー
フリフトが実現できる。

【００１３】請求項２記載の発明では、噴孔を開閉する
ニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料
が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部
と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードル
の背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間
に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉
鎖可能に配設して該弁体のリフト量が大きくなるに応じ
て前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段と、前
記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し前記ピエゾ
スタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を増大
せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェクタ
と、前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充
電と放電とを行う通電手段と、該通電手段による通電を
制御することにより、燃料の噴射指令に対しては、前記
弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前
記ニードルを開閉するとともに、前記コモンレール内の
燃料圧力の減圧指令に対しては、前記ニードルが着座状
態のままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有
する燃料噴射装置において、前記制御手段を、前記減圧
指令に対する減圧制御期間に、前記弁体がリフト可能な
第１の充電量までピエゾスタックを充電して前記弁体が
リフトすると、所定の第２の充電量まで放電する調整放
電を行うように設定し、かつ、前記第２の充電量を、前
記ニードルが着座状態を保持し得る上限値以下で、か
つ、リフト後の前記弁体がリフト状態を保持し得る下限
値以上に設定する。

【００１４】弁体がリフトした後で充電量を下げるの
で、弁体をハーフリフトとする場合に、弁体がリフト可
能な充電量よりも低い充電量に設定することが可能とな
る。これにより、ハーフリフトとし得る充電量の範囲を
実質的に拡げることができる。しかして、安定したハー
フリフトが実現できる。

【００１５】請求項３記載の発明では、請求項２の発明
の構成において、前記第１の充電量を、前記弁体のリフ
トで背圧室の圧力が前記ニードルが開弁可能な上限圧力
値以下に低下し得る値に設定し、前記調整放電の時期
を、前記背圧室の圧力が前記開弁可能上限圧力値以下に
低下する前に設定する。

【００１６】確実に弁体をリフトすることができる。

【００１７】請求項４記載の発明では、請求項２または
３の発明の構成において、前記コモンレール内の燃料圧
力を検出する圧力検出手段を具備せしめ、前記制御手段
を、検出された前記コモンレール内燃料圧力が目標圧力
値に達するまで、前記ピエゾスタックの充電開始を始期
とするとともに前記第２の充電量の状態からの完全放電
を終期とする減圧期間が繰り返されるように、かつ、該
減圧期間が繰り返されるほど、該減圧期間のそれぞれに
おける前記第２の充電量が段階的に漸減するように設定
する。

【００１８】目標圧力までの減圧幅が大きくとも、コモ
ンレール圧力の低下により無噴射限界が低下すると、こ
れに追随して第２の充電量が低下するから、誤噴射に対
する余裕度が常に確保され、ハーフリフト状態が安定し
て得られる。

【００１９】請求項５記載の発明では、請求項４の発明
の構成において、前記制御手段を、前記減圧指令が入力
した際に検出されたコモンレール内燃料圧力に基づい
て、コモンレール内燃料圧力が目標圧力値に達するまで
の前記減圧期間の長さおよび前記第２の充電量が与えら
れるように設定した燃料噴射装置。

【００２０】第２の充電量は、リフト後の弁体がリフト
状態を保持し得る充電量よりも高くニードルが開弁可能
な充電量よりも低い範囲に設定されるが、この範囲はコ
モンレール内燃料圧力によって変化するから、第２の充
電量をコモンレール内燃料圧力に基づいて設定すること
で、より、安定したハーフリフト状態が得られる。

【００２１】請求項６記載の発明では、請求項４の発明
の構成において、前記制御手段を、前記減圧期間が繰り
返されるごとに検出されたコモンレール内燃料圧力に基
づいて、前記減圧期間の長さおよび前記第２の充電量が
与えられるように設定する。

【００２２】第２の充電量は、リフト後の弁体がリフト
状態を保持し得る充電量よりも高くニードルが開弁可能
な充電量よりも低い範囲に設定されるが、この範囲はコ
モンレール内燃料圧力によって変化するから、第２の充
電量をコモンレール内燃料圧力に基づいて設定すること
で、より、安定したハーフリフト状態が得られる。

【００２３】また、減圧期間が繰り返されるごとに検出
されたコモンレール内燃料圧力に基づいて第２の充電量
が設定されるので、コモンレール内燃料圧力の減圧特性
が燃料噴射装置の個体差、燃料性状、雰囲気温度などで
異なっても、大きくハーフリフト作動の不安定さが増大
することはない。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図２に本発明の
ディーゼルエンジンのコモンレール式の燃料噴射装置の
全体構成を示す。ディーゼルエンジンの気筒数分のイン
ジェクタ１が各気筒に対応して設けられ（図例ではイン
ジェクタ１は１つのみ図示）、供給ライン２５を介して
連通する共通のコモンレール２４から燃料の供給を受
け、インジェクタ１から各気筒の燃焼室内に略コモンレ
ール２４内の燃料圧力（以下、コモンレール圧力）に等
しい噴射圧力で燃料を噴射するようになっている。コモ
ンレール２４には燃料タンク２１の燃料が高圧サプライ
ポンプ２３により圧送されて高圧で蓄えられる。

【００２５】また、コモンレール２４からインジェクタ
１に供給された燃料は、上記燃焼室への噴射用の他、イ
ンジェクタ１の制御油圧等としても用いられ、インジェ
クタ１から低圧のドレーンライン２６を経て燃料タンク
２１に還流するようになっている。

【００２６】ＥＣＵ４はクランク角度等の検出信号に基
づいて燃料の噴射時期と噴射量を演算し、これに応じた
噴射指令である噴射信号をピエゾクチュエータ駆動回路
３に出力する。噴射信号は、「Ｈ」と「Ｌ」からなる二
値信号で、インジェクタ１から所定の期間、燃料を噴射
せしめる。

【００２７】また、ＥＣＵ４は他のセンサ入力等により
知られる運転条件に応じた適正な噴射圧となるように制
御する。すなわち、圧力検出手段である圧力センサ５が
コモンレール２４に取り付けられており、この検出信号
に基づいてＥＣＵ４は調量弁２２を制御してコモンレー
ル２４への燃料の圧送量を調整する。また、コモンレー
ル圧力の急な減圧が必要になると、ＥＣＵ４は減圧指令
である減圧信号をピエゾアクチュエータ駆動回路３に出
力して後述するようにインジェクタ２の制御油としての
燃料を燃料タンク２１に戻してコモンレール圧力を減圧
する。

【００２８】図１に前記インジェクタの構造を示す。イ
ンジェクタ１は棒状体で、図中下側部分がエンジンの図
略の燃焼室壁を貫通して燃焼室内に突出するように取り
付けられている。インジェクタ１は下側から順にノズル
部１ａ、背圧制御部１ｂ、ピエゾアクチュエータ１ｃと
なっている。

【００２９】ノズル部１ａのスリーブ状の本体１０４内
にニードル１２１がその後端部にて摺動自在に保持され
ており、ニードル１２１はノズル本体１０４の先端部に
形成された環状シート１０４１に着座または離座する。
ニードル１２１の先端部の外周空間１０５には高圧通路
１０１を介してコモンレール２４から高圧燃料が導入さ
れ、ニードル１２１のリフト時に噴孔１０３から燃料が
噴射される。ニードル１２１にはその環状段面１２１１
に前記高圧通路１０１からの燃料圧力がリフト方向（上
向き）に作用している。

【００３０】ニードル１２１の後方には高圧通路１０１
からインオリフィス１０７を介して制御油としての燃料
が導入されており、ニードル１２１の背圧を発生する背
圧室１０６が形成される。この背圧は、背圧室１０６に
配設されたスプリング１２２とともにニードル１２１の
後端面１２１２に着座方向（下向き）に作用する。

【００３１】前記背圧は背圧制御部１ｂで増減され、背
圧制御部１ｂはピエゾスタック１２７を備えたピエゾア
クチュエータ１ｃにより駆動される。

【００３２】前記背圧室１０６は接続通路１０９を介し
て常時、背圧制御部１ｂの弁室１１０と連通している。
弁室１１０は天井面１１０１および底面１１０２がそれ
ぞれ円錐状に凹んでいる。天井面１１０１は、最上部
に、低圧室１１３と連通する低圧ポート１１１が開口し
ており、低圧室１１３はドレーンライン２６と接続され
る低圧通路１０２と連通している。弁室１１０の底面１
１０２は、最下部に、高圧通路１０１と連通する高圧ポ
ート１１２が開口している。

【００３３】弁室１１０内には、ボール状のバルブ１２
３が配設されている。バルブ１２３は上下動可能な弁体
であり、下降時には、弁室底面（以下、高圧側シートと
いう）１１０２に着座し弁室１１０を高圧ポート１１２
と遮断し、上昇時には弁座としての前記天井面（以下、
低圧側シートという）１１０１に着座し弁室１１０を前
記低圧ポート１１１から遮断する。これにより、バルブ
１２３下降時には背圧室１０６が低圧室１１３と連通し
て、背圧室１０６から燃料が流出し弁室１１０および低
圧室１１３を経て燃料タンク２１に戻される。

【００３４】燃料の流出量は、高圧通路１０１の燃料圧
力すなわちコモンレール圧力やインオリフィス１０７等
とともに、バルブ１２３と低圧側シート１１０１の間の
環状間隙の面積で規定され、バルブ１２３の低圧側シー
ト１１０１からのリフト（以下、単にリフトという）の
量が大きいほど前記環状間隙の面積が拡大して多くな
る。そして燃料の流出量が多いほど背圧室１０６の圧力
が低くなる。この圧力低下が十分に大きいと、ニードル
１２１に対する離座方向の力が優勢となって、ニードル
１２１が離座する。

【００３５】一方、バルブ１２３の上昇時には背圧室１
０６が低圧室１１３と遮断されて高圧通路１０１のみと
連通し、高圧通路１０１の高圧燃料が、弁室１１０、接
続通路１０９を介して、背圧室１０６へ流入するため、
インオリフィス１０７を介した高圧燃料の背圧室１０６
への流入と相まって、ニードル１２１の背圧が上昇して
ノズルニードル１２１が着座する。

【００３６】バルブ１２３はピエゾアクチュエータ１ｃ
により押圧駆動される。ピエゾアクチュエータ１ｃは、
低圧室１１３の上方に上下方向に形成された縦穴１１４
にピストン１２５が摺動自在に保持されており、その下
端面より、バルブを押圧するプッシュロッド１２４が突
設している。そして、ピストン１２５の上方にピエゾス
タック１２６が上下方向を伸縮方向として配設されてい
る。ピストン１２５はその下方に設けられた皿バネ１２
７によりピエゾスタック１２６と当接状態を維持してお
り、ピエゾスタック１２６の伸縮量と同じだけ上下方向
に変位するようになっている。

【００３７】燃料噴射時には、先ず、ピエゾスタック１
２６が充電されてピエゾスタック１２６が伸長すること
により、ピストン１２５が下降してプッシュロッド１２
４がバルブ１２３を高圧側シート１１０２に着座するま
で押し下げる。これにより弁室１１０が低圧ポート１１
１と連通するとともに高圧ポート１１２と遮断されるの
で、背圧室１０６の燃料圧力が最も大きく低下する。こ
れにより、ニードル１２１が離座して燃料噴射が開始さ
れる。

【００３８】噴射停止は反対にピエゾスタック１２６の
放電によりピエゾスタック１２６を縮小してボール１２
３への押し下げ力を解除する。この時、弁室１１０内は
下側の方が燃料圧力が高くなっているから、ピエゾスタ
ック１２６による前記バルブ１２３への押し下げ力の解
除により、バルブ１２３が再び低圧側シート１１０１に
着座して弁室１１０の燃料圧力が上昇し、ニードル１２
１が着座して噴射が停止する。

【００３９】また、インジェクタ１は後述するようにニ
ードル１２１を着座状態のままバルブ１２３をリフトし
て燃料を燃料タンクに戻し、コモンレール圧力の減圧に
も用いられる。

【００４０】図３にピエゾスタック１２６の充電と放電
とを行う通電手段であるピエゾアクチュエータ駆動回路
３の構成を示す。なお、説明の便宜のため４つの気筒に
対応してピエゾスタック１２６Ａ、ピエゾスタック１２
６Ｂ、ピエゾスタック１２６Ｃ、ピエゾスタック１２６
Ｄと表すものとする。ピエゾアクチュエータ駆動回路３
は、車載のバッテリ３１１、バッテリ３１１から数十〜
数百Ｖの直流電圧を発生する降圧チョッパ型のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３１２、およびその出力端に並列に接続さ
れたバッファコンデンサ３１３により直流電源３１を構
成し、ピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄの充電用の電
圧を出力する。バッファコンデンサ３１３は比較的静電
容量の大きなもので構成され、ピエゾスタック１２６Ａ
〜１２６Ｄへの充電作動時にも略一定の電圧値を保つよ
うになっている。

【００４１】直流電源３１のバッファコンデンサ３１３
からピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄにインダクタ３
３を介して通電する第１の通電経路３２ａが設けてあ
り、通電経路３２ａには、バッファコンデンサ３１３と
インダクタ３３間にこれらと直列に第１のスイッチング
素子３４が介設されている。第１のスイッチング素子３
４はＭＯＳＦＥＴで構成され、その寄生ダイオード３４
１がバッファコンデンサ３１３の両端間電圧に対して逆
バイアスとなるように接続される。

【００４２】また、インダクタ３３とピエゾスタック１
２６Ａ〜１２６Ｄは第２の通電経路３２ｂを形成してお
り、この通電経路３２ｂは、インダクタ３３と第１のス
イッチング素子３４の接続中点に接続される第２のスイ
ッチング素子３５を有し、インダクタ３３、ピエゾスタ
ック１２６Ａ〜１２６Ｄ、第２のスイッチング素子３５
により閉回路を形成している。第２のスイッチング素子
３５もＭＯＳＦＥＴで構成され、その寄生ダイオード３
５１がバッファコンデンサ３１３の両端間電圧に対して
逆バイアスとなるように接続される。

【００４３】通電経路３２ａ，３２ｂはピエゾスタック
１２６Ａ〜１２６Ｄのそれぞれに共通であり、次のよう
に駆動対象としてのピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄ
が選択できる。すなわち、ピエゾスタック１２６Ａ〜１
２６Ｄのそれぞれには直列にスイッチング素子（以下、
適宜、選択スイッチング素子という）３６Ａ，３６Ｂ，
３６Ｃ，３６Ｄが１対１に接続されており、噴射気筒の
インジェクタのピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄに対
応する選択スイッチング素子３６Ａ〜３６Ｄがオンされ
る。選択スイッチング素子３６Ａ〜３６ＤはＭＯＳＦＥ
Ｔが用いられている。その寄生ダイオード３６１Ａ，３
６１Ｂ，３６１Ｃ，３６１Ｄが、バッファコンデンサ３
１３に対して逆バイアスとなるように接続されている。

【００４４】また、第１の通電経路３２ａと第２の通電
経路３２ｂに共通に、ピエゾスタック１２６Ａ〜１２６
Ｄに直列に抵抗値の小さな抵抗器３７が設けてあり、そ
の両端間電圧からピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄに
流出入する電流、すなわち充電電流および放電電流が制
御回路３８において知られるようになっている。また、
制御回路３８にはピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄの
両端間電圧（以下、ピエゾスタック電圧という）が入力
しており、ピエゾスタック電圧が知られるようになって
いる。

【００４５】スイッチング素子３４，３５，３６Ａ〜３
６Ｄの各ゲートには制御回路３８からそれぞれ制御信号
が入力しており、前記のごとく選択スイッチング素子３
６Ａ〜３６Ｄのいずれかをオンして駆動対象のピエゾス
タック１２６Ａ〜１２６Ｄが選択されるとともに、スイ
ッチング素子３４，３５のゲートにはパルス状の制御信
号が入力してスイッチング素子３４，３５をオンオフ
し、ピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄの充電制御およ
び放電制御を行うようになっている。充電制御および放
電制御にあたっては、抵抗器３７により検出された充電
電流および放電電流、ピエゾスタック電圧に基づいて行
われ、また、後述するＥＣＵ４からの噴射信号、減圧信
号を指令として行われる。制御回路３８はマイクロコン
ピュータ等により構成される。

【００４６】制御回路３８はピエゾスタック１２６Ａ〜
１２６Ｄの充電電流に基づいて第１のスイッチング素子
３４のオンとオフとを次のように切り換える。すなわ
ち、第１のスイッチング素子３４をオンすると第１の通
電経路３２ａに充電電流が流れ、ピエゾスタック１２６
Ａ〜１２６Ｄが充電される。この充電電流はインダクタ
３３の誘導作用で０から漸増する電流である。検出され
た充電電流が所定の電流制限値に達すると、第１のスイ
ッチング素子３４をオフする。

【００４７】このオフ時において、インダクタ３３には
充電電流（＝電流制限値）に応じたエネルギーが蓄積さ
れているから、これによりインダクタ３３に誘導起電力
が発生する。この誘導起電力に対して第２の寄生ダイオ
ード３５１は順バイアスであるから、スイッチング素子
３４のオン期間に続いて、前記エネルギーを消費しなが
ら、第２の通電経路３２ｂに漸減する充電電流が流れ
る。制御回路３８は、検出された電流が０になると、再
び、スイッチング素子３４をオンする。第１のスイッチ
ング素子３４の１回のオンオフで三角状の充電電流が流
れる。

【００４８】これを繰り返してピエゾスタック１２６Ａ
〜１２６Ｄの充電が進行する。これにより、ピエゾスタ
ック電圧が上昇し、ピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄ
は伸長する。

【００４９】一方、放電時は従来装置と同様に、第２の
スイッチング素子３５をオンオフし、オン期間に第２の
通電経路３２ｂに漸増する放電電流を流し、オフ期間に
第１の通電経路３２ａに漸減する放電電流を流す。この
放電電流の波形も三角波とみなせ、放電電流が電流制限
値および０に達する度に第２のスイッチング素子３５の
オンとオフとを切り換える。これを繰り返してピエゾス
タック１２６Ａ〜１２６Ｄの放電が進行する。これによ
り、ピエゾスタック電圧が低下し、ピエゾスタックは縮
小する。この時の電流制限値は例えば、充電制御におけ
る電流制限値を用い得る。

【００５０】制御回路３８は、噴射信号に対しては、選
択されたピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄを噴射信号
の始期に、バルブ１２３が高圧側シート１１０２に着座
し得る（フルリフト）十分な充電量にて充電し、噴射信
号の終期にピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄを放電す
ることで、噴射信号の出力期間に対応して燃料噴射がな
されることになる。

【００５１】また、制御回路３８は、減圧信号に対して
は次のようにピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄを作動
せしめる。

【００５２】図４は、ニードル１２１が閉弁状態（無噴
射状態）を保持し得る上限のピエゾスタック電圧（無噴
射限界）、バルブ１２３が低圧側シート１１０１に着座
状態からコモンレール圧力に等しい弁室１１０内の燃料
圧力に抗してリフト可能な最低のピエゾスタック電圧
（バルブ可動限界）、バルブ１２３がリフトした状態を
保持し得る下限のピエゾスタック電圧（バルブ閉弁限
界）をコモンレール圧力との関係において示すものであ
る。

【００５３】無噴射限界、バルブ可動限界はいずれも、
バルブ１２３に対して低圧側シート１１０１への着座方
向に優勢な弁室１１０内の燃料圧力に抗してバルブ１２
３が作動することになるから、コモンレール圧力が高い
ほど大きくなる。バルブ閉弁限界も、弁室１１０内の燃
料圧力が高いほど低圧側シート１１０１への着座方向の
付勢力が強くなるから、コモンレール圧力が高いほど大
きくなる。

【００５４】また、バルブ閉弁限界がバルブ可動限界よ
りも低い値をとるのは、着座状態では、バルブ１２３と
低圧側シート１１０１の当接部で画成されるバルブ１２
３の頂面に弁室１１０内の燃料圧力が作用しない分、着
座方向の付勢力が圧倒的に優勢であり、作用する燃料圧
力も実質的にコモンレール圧力に等しいのに対して、リ
フト状態では、バルブ１２３の全面に燃料圧力が作用す
る上に、低圧室１１３への燃料の流出で弁室１１０内の
燃料圧力が低下するためである。

【００５５】制御回路３８は、かかる無噴射限界、バル
ブ可動限界およびバルブ閉弁限界の特性に基づいてコモ
ンレール圧力の減圧制御を行う。

【００５６】図５に制御回路３８における減圧制御の内
容を示すフローチャートを示し、図６に前記減圧制御時
のピエゾスタック電流（充電電流、放電電流）およびピ
エゾスタック電圧の挙動を示す。本減圧制御では、ピエ
ゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄの充電期と放電期で規定
される減圧期間において、ピエゾスタック１２６Ａ〜１
２６Ｄの充電直後に調整放電を行うように、さらに、コ
モンレール圧力が目標圧力値に達するまでこの減圧期間
が繰り返されるように設定されている。そして、各減圧
期間における調整放電後のピエゾスタック電圧の目標電
圧、および減圧期間の実質的な長さである、調整放電後
の時間（ハーフリフト時間という）は、減圧信号が入力
した際に検出されたコモンレール圧力と目標圧力に基づ
いて、予めＲＯＭに記憶されたマップから読みだすこと
で設定される。なお、説明中に示す具体例として、コモ
ンレール圧力を１２０ＭＰa から目標圧力７０ＭＰa ま
で低下する場合を示している。

【００５７】先ず、減圧期間が何回目かを表すパラメー
タｋをリセットし（ｋ＝０）（ステップＳ１０１）、コ
モンレール圧力Ｐc 、目標圧力を取り込む（ステップＳ
１０２）。そして、このコモンレール圧力Ｐc 、目標圧
力に基づいて前記マップから第２の目標電圧Ｖ2 （１）
〜Ｖ2 （ｎ）、ハーフリフト時間Ｔ2 （１）〜Ｔ2
（ｎ）を読み込む（ステップＳ１０３）。Ｖ2 （１）〜
Ｖ2 （ｎ）、Ｔ2 （１）〜Ｔ2 （ｎ）は、詳しくは後述
するようにピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄに対する
通電パターンを規定するパラメータである。ｎは具体例
では２であり、Ｖ2（１），Ｖ2 （２），Ｔ2 （１），
Ｔ2 （２）が読み込まれる。

【００５８】次いでｋを１インクリメントする（ステッ
プＳ１０４）。

【００５９】以後はコモンレール圧力の実体的な制御と
なる。先ず、ピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄを充電
する（ステップＳ１０５）。すなわち、前記のごとく第
１のスイッチング素子３４をオンオフすることにより、
充電電流が三角波形を繰り返して充電が進行し、ピエゾ
スタック電圧が漸増する（図６の期間）。第１の目標
電圧Ｖ1 はバルブ１２３がフルリフトするに十分な電圧
であり、図例では１２０Ｖに設定されている。これは各
減圧期間に共通である。検出されたピエゾスタック電圧
Ｖp が目標電圧Ｖ1 に達するとスイッチング素子３４を
オフに固定する。なお、目標電圧Ｖ1 まで充電するのに
要する時間は充電電流の大きさに依存するが、図例では
０．１２ｍｓかけて充電している。

【００６０】一方、バルブ１２３はピエゾスタック１２
６Ａ〜１２６Ｄの充電完了に対してやや遅れてフルリフ
ト状態となる。一方、バルブ１２３のリフトにより背圧
室１０６の燃料が弁室１１０を通り燃料タンク２１へと
戻されるが、バルブ１２３がフルリフトであるから背圧
室１０６からの流量は多く、背圧室１０６の圧力が、ニ
ードル１２１が開弁可能な圧力値に向かって低下する。

【００６１】ピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄの充電
完了から予め設定したフルリフト時間Ｔ1 が経過すると
（ステップＳ１０６、図６の期間）、第２のスイッチ
ング素子３５をオンオフして前記調整放電を行い、第２
の充電量である第２の目標電圧Ｖ2 （ｋ）まで減じる
（ステップＳ１０７、図６の期間）。

【００６２】第２の目標電圧Ｖ2 （ｋ）は、バルブ閉弁
限界以上で無噴射限界以下に設定され、本具体例ではコ
モンレール圧力１２０ＭＰa のバルブ閉弁限界６０Ｖ強
および無噴射限界１０５Ｖに対して７０Ｖに設定されて
いる。

【００６３】また、第２の目標電圧Ｖ2 （ｋ）は無噴射
限界以下に設定されているが、前記のごとく背圧室１０
６の圧力が、ニードル１２１が開弁可能な圧力値に向か
って低下するので、ニードル１２１が開弁しないよう
に、調整放電開始までの前記所定時間Ｔ1 および放電速
度を設定する。本具体例ではピエゾスタック電圧が第１
の目標電圧Ｖ1 （１２０Ｖ）に達した後、０．１ｍｓで
ニードル１２１が開弁可能であり、図例では、ピエゾス
タック電圧が第１の目標電圧Ｖ1 （１２０Ｖ）に達した
後、フルリフト時間Ｔ1 （０．０３ｍｓ）で調整放電を
開始し、０．０５ｍｓで完了するようになっている。目
標電圧Ｖ1 、フルリフト時間Ｔ1 は前記マップとともに
制御回路１８のＲＯＭに記憶されている。

【００６４】調整放電後は、ピエゾスタック電圧は第２
の目標電圧Ｖ2 （ｋ）でハーフリフト時間Ｔ2 （ｋ）
（数ｍｓ）推移する（ステップＳ１０８、図６のの期
間）。そして、ハーフリフト時間Ｔ2 （ｋ）の後に再び
第２のスイッチング素子３５をオンオフしてピエゾスタ
ック１２６Ａ〜１２６Ｄをピエゾスタック電圧が０にな
るまで全放電する（ステップＳ１０９、図６のの期
間）。これにより、バルブ１２３が低圧側シート１１０
１に着座し、低圧ポート１１２が閉じられる。閉じられ
るまで、燃料が弁室１１０を通り燃料タンク２１へと戻
され、コモンレール圧力は目標圧力に向かって減圧され
ることになる。具体例では図４に示すように９０ＭＰa
付近まで減圧される。

【００６５】続くステップＳ１１０はｋ＝ｎか否かでコ
モンレール圧力が目標圧力（７０ＭＰa ）に達したか否
かを判じるものであり、本具体例の場合、１回目の減圧
期間においてはまだ本ステップは否定判断される。そし
て再びステップＳ１０４以降の手順が実行され、２回目
の減圧期間が繰り返される。

【００６６】２回目の減圧期間（ｋ＝２）においても、
第２の充電電圧Ｖ2 （ｋ）は、バルブ閉弁限界以上で無
噴射限界以下に設定されるが、１回目の減圧期間におい
てコモンール圧力が低下しているから、第１回目よりも
相対的に低い値が設定される。具体例ではコモンレール
圧力９０ＭＰa のバルブ閉弁限界５０Ｖ弱および無噴射
限界８５Ｖに対して５５Ｖに設定されている。このよう
にコモンレール圧力Ｐc が目標圧力に到るｎ回の減圧期
間を繰り返すと（ステップＳ１１０）、本フローを終了
する。

【００６７】前記マップについて説明する。第２の目標
電圧Ｖ2 （ｋ）については、図４に示した、コモンレー
ル圧力Ｐc とピエゾスタック電圧のバルブ閉弁限界およ
び無噴射限界の関係図を予め実験やシミュレーション等
で求めておき、この関係図において、バルブ閉弁限界と
無噴射限界で挟まれた領域に入るように、コモンレール
圧力Ｐc が目標圧力に達するまでのピエゾスタック電圧
Ｖp の経路を決定すればよい。ピエゾスタック電圧Ｖp
の経路は、コモンレール圧力Ｐc の減圧が進むほど無噴
射限界が下がってくるから、第２の目標電圧Ｖ2 （ｋ）
は図４中において階段状に設定されることになる。ま
た、ハーフリフト時間Ｔ2 （ｋ）は減圧するコモンレー
ル圧力Ｐc の経時特性を求めておきマップ化する時間を
得ることができる。前記ステップＳ１０３では、ｎ回目
の減圧期間にコモンレール圧力Ｐcが目標圧力に到達す
る時は、ｎ組のＶ2 （ｋ）およびＴ2 （ｋ）すなわちＶ
2 （１）〜Ｖ2 （ｎ）、Ｔ2 （１）〜Ｔ2 （ｎ）が与え
られることになる。なお、最後の減圧期間におけるＶ2
（ｎ），Ｔ2 （ｎ）は到達圧力が目標圧力になるように
設定される。

【００６８】具体的には、スタートとなるコモンレール
圧力に対応するバルブ閉弁限界よりも余裕をとってやや
高めに１回目の減圧期間における目標電圧Ｖ2 （１）を
決め、次いでコモンレール圧力が低いほど低くなる無噴
射限界までの余裕を考慮して減圧幅をとり、この減圧幅
に対応するハーフリフト時間Ｔ2 （１）を決定する。そ
して、この時のコモンレール圧力に対応するバルブ閉弁
限界よりも余裕をとってやや高めに２回目の目標電圧Ｖ
2 （２）を決め、というように、順次これを繰り返して
いけばよい。

【００６９】ここで、ハーフリフト時間Ｔ2 （ｋ）は一
定として、前記ピエゾスタック電圧の経路を求めておけ
ば、マップの情報は実質的に第２の目標電圧Ｖ2 （ｋ）
のみで構成されることになり、制御負担を減じることが
できる。

【００７０】また、マップについては、燃料噴射装置が
使用するコモンレール圧力の範囲内を複数のレンジに分
けて、前記バルブ閉弁限界と無噴射限界で挟まれた領域
に入るように各レンジに１つずつ電圧値を割り当てると
ともに、各レンジの幅を減圧幅とした時の減圧所要時間
を各レンジに１つずつ割り当てて、これを目標電圧Ｖ2
（ｋ）およびハーフリフト時間Ｔ2 （ｋ）用として読み
だす構成とするのもよい。この場合、ピエゾスタック電
圧の経路が単一となる。そして、１回目の減圧期間のハ
ーフリフト時間Ｔ2 （１）、最後の減圧期間のハーフリ
フト時間Ｔ2 （ｎ）のみ、ハーフリフト時間Ｔ2 （１）
については検出されたコモレール圧力Ｐc に基づいて、
ハーフリフト時間Ｔ2 （ｎ）については目標圧力に基づ
いて短縮補正すればよい。この場合も、減圧幅が単一と
なるように前記レンジを定めることで、さらにＲＯＭの
容量負担を減じることができる。

【００７１】本発明によれば、前記調整放電により、ピ
エゾスタック電圧Ｖp をバルブ１２３のリフト時の第１
の充電電圧Ｖ1 よりも低くしている。これにより、十分
な充電電圧でバルブ１２３を確実にリフトせしめること
と、充電電圧を抑えて減圧制御中の誤噴射を回避するこ
ととを両立することができる。しかも、調整放電後は充
電電圧はバルブ可動限界以下に設定することも可能とな
る。すなわち、実質的にバルブ１２３がハーフリフト可
能なピエゾスタック電圧の範囲を拡大することができ
る。これにより減圧制御における制御精度を緩和するこ
とができ、コストアップを抑えることができる。

【００７２】しかも、減圧期間が繰り返されるので、要
求される減圧幅によらず、コモンレール圧力を目標圧力
まで減圧することが可能となる。

【００７３】（第２実施形態）図７に本発明の際２実施
形態になる燃料噴射装置のピエゾアクチュエータ駆動回
路の構成を示す。第１実施形態においてピエゾアクチュ
エータ駆動回路を別の構成に代えたもので、第１実施形
態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と
実質的に同じ作動をする各部については、説明中におい
て第１実施形態と同じ番号を付すものとする。

【００７４】ピエゾアクチュエータ駆動回路３Ａの制御
回路３８Ａは、構成および制御内容が第１実施形態と基
本的に同じで、噴射信号、減圧信号に対してスイッチン
グ素子１４，１５をオンオフしてピエゾスタック１２６
Ａ〜１２６Ｄを充放電するものである。また、コモンレ
ール減圧制御においても、第１実施形態と同様に減圧期
間が繰り返し実行可能に設定されたものであるが、相違
点は、第１実施形態が、目標圧力に向かって複数回行わ
れる減圧期間の第２の目標電圧のすべてについて、減圧
信号入力の際にコモンレール圧力と目標電圧に基づいて
設定するのに対し、本実施形態は、減圧期間ごとに設定
されることである。

【００７５】図８に制御回路３８Ａにおける減圧制御時
の制御内容を示す。先ず、最後の減圧期間であることを
示すフラグを「０」にセットし（ステップＳ２０１）、
目標圧力を取り込む（ステップＳ２０２）。

【００７６】次いで、コモンレール圧力Ｐc を取り込み
（ステップＳ２０３）、このコモンレール圧力Ｐc に基
づいてマップから第２の目標電圧Ｖ2 、ハーフリフト時
間Ｔ2 を読み込む（ステップＳ２０４）。Ｖ2 ，Ｔ2
は、第１実施形態における第２の目標電圧Ｖ2 （ｋ），
Ｔ2 （ｋ）と実質的に等価なパラメータであり、ピエゾ
スタック１２６Ａ〜１２６Ｄに対する通電パターンを規
定する。

【００７７】続くステップＳ２０５では、最後の減圧期
間であるか否かを判じ、否定判断されればステップＳ２
０６をスキップしステップＳ２０７に進む。最後の減圧
期間であるか否かの判断は、目標圧力（ステップＳ２０
２）とコモンレール圧力Ｐc（ステップＳ２０３）の差
を予め設定したしきい値よりも小さいか否かで判じる。

【００７８】そして、第１実施形態のステップＳ１０５
と同様にピエゾスタック１２６Ａ〜１２６Ｄを充電し
（ステップＳ２０７）、検出されたピエゾスタック電圧
が目標電圧Ｖ1 に達すると第１のスイッチング素子３４
をオフに固定する。そして、ピエゾスタック１２６Ａ〜
１２６Ｄの充電完了からフルリフト時間Ｔ1 が経過する
と（ステップＳ２０８）、第２のスイッチング素子３５
をオンオフして第１実施形態と同様に調整放電を行い、
第２の充電量である第２の目標電圧Ｖ2 まで減じる（ス
テップＳ２０９）。

【００７９】ピエゾスタック電圧は、第２の目標電圧Ｖ
2 でハーフリフト時間Ｔ2 （数ｍｓ）推移する（ステッ
プＳ２１０）。そして、ハーフリフト時間Ｔ2 の後に再
び第２のスイッチング素子３５をオンオフしてピエゾス
タック１２６Ａ〜１２６Ｄをピエゾスタック電圧が０に
なるまで全放電する（ステップＳ２１１）。これによ
り、１回目の減圧期間が終了する。

【００８０】そして、フラグｆが「０」か否かを判定す
る（ステップＳ２１２）。最後の減圧期間でなければ２
回目の減圧期間が実行される（ステップＳ２０３〜）。

【００８１】Ｖ2 が図４中において、Ｖ2 （１）、Ｖ2
（２）と推移するのであれば、２回目の減圧期間でコモ
ンレール圧力は目標圧力に達することになる。この場
合、最後の減圧期間であるか否かを判じる２回目のステ
ップＳ２０５が肯定判断されてフラグが「１」にセット
される（ステップＳ２０６）ので、ステップＳ２１２か
ら本フローが終了する。

【００８２】本実施形態では、減圧期間の回数によら
ず、目標圧力に到るまでの第２の目標電圧を減圧信号の
入力に際して一時にすべて読み込む必要がなく、制御負
担が少ない。

【００８３】なお、前記各実施形態では、第２の目標電
圧を減らしながら減圧期間を繰り返すことで現在のコモ
ンレール圧力と目標圧力の差によらず目標圧力まで減圧
することができるが、要求される減圧幅によっては減圧
期間を１回だけで終えるように設定してもよい。

【００８４】また、各減圧期間の終了時にはピエゾスタ
ックを全放電しているが、目標圧力に達する前の減圧期
間であればバルブ閉弁限界を越えない実質的な全放電で
あればよい。

【００８５】また、第１の目標電圧Ｖ1 をバルブ１２３
がフルリフト可能な電圧値としているが、バルブ１２３
が確実にリフト作動する電圧値であればよい。また、減
圧期間が繰り返されるごとに漸減するように設定しても
よい、コモンレール圧力が低いほどバルブ可動限界、無
噴射限界が低下するからである。

【００８６】なお前記各実施形態では減圧期間は時間で
規定されているが、マップにおいて第２の目標電圧とと
もに当該減圧期間の終期を規定するコモンレール圧力の
設定値を記憶しておき、検出された減圧期間中のコモン
レール圧力が前記設定値になった時点で全放電を行う構
成とすることもできる。

【００８７】また、ピエゾスタックの充電量はピエゾス
タック両端間電圧を検出しているが、充電電流の積算値
等、任意である。

【００８８】また、バルブのハーフリフトを減圧制御の
為に行っているが、噴射率制御等、他の用途に供するこ
とも可能である。この場合は、ハーフリフトによって燃
料噴射が生じるように、調整放電の大きさが設定され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の燃料噴射装置を構成す
るインジェクタの断面である。

【図２】前記燃料噴射装置の構成図である。

【図３】前記燃料噴射装置を構成し前記インジェクタを
駆動するピエゾアクチュエータ駆動回路の回路図であ
る。

【図４】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の制御回路
で実行される制御内容を説明するグラフである。

【図５】前記制御回路で実行される制御内容を示すフロ
ーチャートである。

【図６】前記インジェクタに搭載されるピエゾスタック
の両端間電圧および充電電流および放電電流の経時変化
を示す図である。

【図７】本発明を適用した第２の燃料噴射装置を構成し
前記インジェクタを駆動するピエゾアクチュエータ駆動
回路の回路図である。

【図８】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の制御回路
で実行される制御内容を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ インジェクタ １ａ ノズル部 １ｂ 背圧制御部（背圧増減手段） １ｃ ピエゾアクチュエータ １０６ 背圧室 １１０ 弁室 １２１ ニードル １２３ バルブ（弁体） １２６，１２６Ａ，１２６Ｂ，１２６Ｃ，１２６Ｄ ピ
エゾスタック ２１ 燃料タンク ２４ コモンレール ３ ピエゾアクチュエータ駆動回路 ３１ 直流電源 ３２ａ，３２ｂ 通電経路 ３３ インダクタ ３４ 第１のスイッチング素子 ３５ 第２のスイッチング素子 ３８，３８Ａ 制御回路（制御手段） ４ ＥＣＵ ５ 圧力センサ（圧力検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｅ 51/06 51/06 Ｆ 55/02 ３５０ 55/02 ３５０Ｅ (72)発明者 深川 康弘 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 森次 通泰 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 榊原 康行 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 3G066 AC09 AD07 BA22 BA23 CC01 CC08U CC14 CC61 CC63 CC68U CE27 DA12 DC18 3G301 HA02 JA14 JA24 JA37 LB11 LC05 MA11 PB06Z PB08Z PG02Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴孔を開閉するニードルを有し、コモン
   レールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前
   記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから
   燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧
   室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体
   を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設して該弁体の
   リフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下
   せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエ
   ゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど
   前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエー
   タとを備えたインジェクタと、 前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と
   放電とを行う通電手段と、 該通電手段による通電を制御することにより、所定の指
   令により、前記弁体を着座状態とフルリフト状態とハー
   フリフト状態との間で切り換える制御手段とを有する燃
   料噴射装置において、 前記制御手段を、前記弁体をハーフリフトとする指令の
   期間に、前記弁体がリフト可能な第１の充電量までピエ
   ゾスタックを充電して前記弁体がリフトすると、所定の
   第２の充電量まで放電する調整放電を行うように設定し
   たことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 噴孔を開閉するニードルを有し、コモン
   レールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前
   記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから
   燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧
   室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体
   を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設して該弁体の
   リフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下
   せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエ
   ゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど
   前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエー
   タとを備えたインジェクタと、 前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と
   放電とを行う通電手段と、 該通電手段による通電を制御することにより、燃料の噴
   射指令に対しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状
   態との間で切り換えて前記ニードルを開閉するととも
   に、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対して
   は、前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト
   状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置において、 前記制御手段を、前記減圧指令に対する減圧期間に、前
   記弁体がリフト可能な第１の充電量までピエゾスタック
   を充電して前記弁体がリフトすると、所定の第２の充電
   量まで放電する調整放電を行うように設定し、 かつ、前記第２の充電量を、前記ニードルが着座状態を
   保持し得る上限値以下で、かつ、リフト後の前記弁体が
   リフト状態を保持し得る下限値以上に設定したことを特
   徴とする燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の燃料噴射装置において、
   前記第１の充電量を、前記弁体のリフトで背圧室の圧力
   が前記ニードルが開弁可能な上限圧力値以下に低下し得
   る値に設定し、 前記調整放電の時期を、前記背圧室の圧力が前記開弁可
   能上限圧力値以下に低下する前に設定した燃料噴射装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２または３いずれか記載の燃料噴
   射装置において、前記コモンレール内の燃料圧力を検出
   する圧力検出手段を具備せしめ、 前記制御手段を、検出された前記コモンレール内燃料圧
   力が目標圧力値に達するまで、前記ピエゾスタックの充
   電開始を始期とするとともに前記第２の充電量の状態か
   らの完全放電を終期とする減圧期間が繰り返されるよう
   に、 かつ、該減圧期間が繰り返されるほど、該減圧期間のそ
   れぞれにおける前記第２の充電量が段階的に漸減するよ
   うに設定した燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の燃料噴射装置において、
   前記制御手段を、前記減圧指令が入力した際に検出され
   たコモンレール内燃料圧力に基づいて、コモンレール内
   燃料圧力が目標圧力値に達するまでの前記減圧期間の長
   さおよび前記第２の充電量が与えられるように設定した
   燃料噴射装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の燃料噴射装置において、
   前記制御手段を、前記減圧期間が繰り返されるごとに検
   出されたコモンレール内燃料圧力に基づいて、前記減圧
   期間の長さおよび前記第２の充電量が与えられるように
   設定した燃料噴射装置。