JP2002217462A - ピエゾアクチュエータ駆動回路および燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピエゾスタックへの充電量を高精度で制御す
る事である。 【解決手段】 ピエゾスタック３Ａの充電を、オンオフ
を繰り返すスイッチング素子１４のオン期間に直流電源
１１からインダクタ１３を介して行い、充電電流検出信
号が上限値信号に達するとオフ期間に切り換えて、オフ
期間にインダクタ１３にフライホイール電流を流して行
う多重スイッチング方式の回路において、スイッチング
素子１４を制御する制御回路１９が上限値信号を充電指
示信号と充電量検出信号の差分に比例して与えて、目標
電圧に近づくほど上限値信号が小さくなるようにし、か
つ、充電指示信号を、満充電時における充電量検出信号
よりも大きな値に設定して、充電期間の終期に充電電流
が極端に小さくなるのを回避することで、充電精度を確
保しながら充電時間が長くならないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピエゾアクチュエー
タ駆動回路および燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ピエゾアクチュエータはＰＺＴ等の圧電
材料の圧電作用を利用したもので、容量性素子であるピ
エゾスタックが充放電により伸長または縮小してピスト
ン等を直線動する。例えば、内燃機関の燃料噴射装置に
おいて、燃料噴射用のインジェクタの開閉弁の切り替え
をピエゾアクチュエータにより行うものが知られてお
り、このものでは開閉弁の切り替えを行う弁体に対する
駆動力や弁体のリフト量がピエゾスタックの充電量で設
定されることになる。

【０００３】ピエゾアクチュエータの駆動用のピエゾア
クチュエータ駆動回路は、例えば、ピエゾスタックに直
流電源からスイッチング素子およびインダクタを介して
通電するピエゾスタックへの第１の通電経路と、直流電
源およびスイッチング素子をバイパスしてインダクタか
らピエゾスタックに通電する第２の通電経路とを有して
おり、第１の通電経路には、前記スイッチング素子のオ
ン期間に漸増する充電電流が流れ、第２の通電経路に
は、前記スイッチング素子のオフ期間に漸減する充電電
流がフライホイール作用で流れる。スイッチング素子の
オンオフを繰り返すことで、充電電流が漸増と漸減とを
繰り返してピエゾスタックの充電量が増加していき、ピ
エゾスタックの両端間電圧が段階的に上昇していく。こ
れは多重スイッチング方式として知られており、充電量
が所定の目標充電量に達するとスイッチング素子をオフ
に固定し充電を終了する（特許第２６８４６５０号
等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スイッチング素子をオ
フに固定した時、インダクタには、その時点の充電電流
の大きさに応じたエネルギーが蓄積されており、オフ固
定後にこの蓄積エネルギーを消費してフライホイール電
流による充電が行われて、その分が目標充電量に対する
誤差となる。この誤差に基因してピエゾアクチュエータ
が発生する押圧力や変位量がばらつくことになる。この
ため、例えば、前記燃料噴射装置であれば弁体がシート
に着座する時に過剰な衝撃が発生したり、リフト量が不
適正なものになるおそれがあり、寿命や精度の観点から
前記誤差を抑制することが必要である。

【０００５】解決方法として、この誤差の分を予め目標
充電量の中に見込んでおくことも考えられるが、環境の
変化等でピエゾアクチュエータ駆動回路を構成する部品
の定数が変動すると、ピエゾスタックの充電量が目標充
電量に達した時の充電電流の大きさも変動して前記誤差
が一定せず、抜本的な解決方法ではない。

【０００６】また、充電量の誤差が最も大きくなるのは
充電電流がピーク値に達した時と、スイッチング素子を
オフに固定した時とが一致する場合である。したがっ
て、充電量の誤差の抑制策として、スイッチング素子の
オン期間からオフ期間に切り換えるタイミングを早めて
充電電流のピーク値を抑えることが考えられる。

【０００７】しかしながら、ピーク値を抑えることで平
均充電電流が小さくなり、その分、充電時間が長くな
り、またスイッチング回数が増えて部品の寿命を縮める
という問題がある。

【０００８】本発明は前記実情に鑑みなされたもので、
必要な充電精度を確保しつつ、適正な充電時間で、充電
制御を行うことのできるピエゾアクチュエータ駆動回路
および燃料噴射装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、ピエゾアクチュエータに設けられたピエゾスタック
に直流電源からインダクタを介して通電する第１の通電
経路を有し、該通電経路には、その途中に設けられてオ
ンオフを繰り返すスイッチング素子のオン期間に漸増す
る充電電流を流し、前記直流電源および前記スイッチン
グ素子をバイパスしてインダクタからピエゾスタックに
通電する第２の通電経路を有し、該通電経路には、前記
スイッチング素子のオフ期間に漸減する充電電流をフラ
イホイール作用で流し、前記充電電流が繰り返しピーク
値をとるように前記スイッチング素子のオンオフを制御
するとともに、前記ピエゾスタックの充電量が、外部か
らの入力で設定された目標充電量に達すると前記スイッ
チング素子をオフに固定する制御手段とを具備する多重
スイッチング方式のピエゾアクチュエータ駆動回路にお
いて、前記制御手段に、前記オン期間の進行度を検出
し、該進行度が大きいほど大きな進行度検出信号を出力
するオン期間進行度検出手段と、ピエゾスタックの充電
量を検出し、充電量が大きいほど大きな充電量検出信号
を出力する充電量検出手段と、充電量が目標充電量に達
した時の充電量検出信号よりも大きな値に設定した充電
指示信号を出力する指示信号出力手段と、充電指示信号
と充電量検出信号との差分に比例した信号をオン期間規
定信号として出力する減算手段と、進行度検出信号とオ
ン期間規定信号とを比較して、進行度検出信号が大きく
なると、前記スイッチング素子をオンする制御信号の出
力を禁止して前記オフ期間に切り換える制御信号出力禁
止手段とを具備せしめる。

【００１０】前記進行度検出信号が前記オン期間規定信
号の大きさになるとオン期間からオフ期間に切り換わ
る。オン期間規定信号は充電指示信号と充電量検出信号
との差分に比例するから、充電量が目標充電量に近づく
ほど小さくなり、オン期間は短くなる。充電期間終期に
おいて充電電流のピーク値は小さくなる。したがって、
スイッチング素子がオフに固定された時点でインダクタ
に保持されているエネルギーは小さくなり、ピエゾスタ
ックに最終的に充電される充電量に対する誤差割合は小
さく抑えられる。

【００１１】また、充電開始後、最初のうちは比較的、
オン期間は長くピーク値は大きいから、平均の充電電流
が大きく、充電は速やかに進む。そして、オン期間規定
信号の大きさを決める充電指示信号と充電量検出信号と
の差分が、充電量が目標充電量に達した時に０ではない
ので、例えばオン期間規定信号を単純に充電量と目標充
電量の差分に比例して与えた場合のように、充電完了間
際にピーク値が極端に小さくなることはない。これによ
り、目標充電量までの充電を、充電量の精度を確保しつ
つ短時間で行うことができる。なお、充電量が目標充電
量に達した時のオン期間規定信号の大きさは、これが規
定するピーク値に依存する充電誤差を考慮して、要求仕
様に応じて設定すればよいことになる。

【００１２】請求項２記載の発明では、ピエゾアクチュ
エータに設けられたピエゾスタックに直流電源からイン
ダクタを介して通電する第１の通電経路を有し、該通電
経路には、その途中に設けられてオンオフを繰り返すス
イッチング素子のオン期間に漸増する充電電流を流し、
前記直流電源および前記スイッチング素子をバイパスし
てインダクタからピエゾスタックに通電する第２の通電
経路を有し、該通電経路には、前記スイッチング素子の
オフ期間に漸減する充電電流をフライホイール作用で流
し、前記充電電流が繰り返しピーク値をとるように前記
スイッチング素子のオンオフを制御するとともに、前記
ピエゾスタックの充電量が、外部からの入力で設定され
た目標充電量に達すると前記スイッチング素子をオフに
固定する制御手段とを具備する多重スイッチング方式の
ピエゾアクチュエータ駆動回路において、前記制御手段
に、前記オン期間の進行度を検出し、該進行度が大きい
ほど大きな進行度検出信号を出力するオン期間進行度検
出手段と、ピエゾスタックの充電量を検出し、充電量が
大きいほど大きな充電量検出信号を出力する充電量検出
手段と、充電量が目標充電量に達した時の充電量検出信
号よりも小さな値に設定した切り換え指示信号を出力す
る切り換え指示信号出力手段と、切り換え指示信号と充
電量検出信号との大小を比較する比較手段と、充電量検
出信号が切り換え指示信号よりも小さい時は第１のオン
期間規定信号を出力し、充電量検出信号が切り換え指示
信号よりも大きい時は第２のオン期間規定信号を出力す
るオン期間規定信号出力手段と、前記進行度検出信号と
前記オン期間規定信号とを比較して、前記進行度検出信
号が大きくなると、前記スイッチング素子をオンする制
御信号の出力を禁止して前記オフ期間に切り換える制御
信号出力禁止手段とを具備せしめる。

【００１３】前記進行度検出信号が前記オン期間規定信
号の大きさになるとオン期間からオフ期間に切り換わ
る。オン期間規定信号は、充電量検出信号が切り換え指
示信号の大きさに達するまでは大きな第１のオン期間規
定信号であり、充電量検出信号が切り換え指示信号の大
きさを越えると小さな第２のオン期間規定信号に切り換
わる。すなわち、充電量が目標充電量に近づくとオン期
間は短くなる。充電期間終期において充電電流のピーク
値は小さくなる。したがって、スイッチング素子がオフ
に固定された時点でインダクタに保持されているエネル
ギーは小さくなり、ピエゾスタックに最終的に充電され
る充電量に対する誤差割合は小さく抑えられる。

【００１４】また、充電開始後、第２のオン期間規定信
号に切り換わるまでは比較的、オン期間は長くピーク値
は大きいから、平均の充電電流が大きく、充電は速やか
に進む。これにより、目標充電量までの充電を、充電量
の精度を確保しつつ短時間で行うことができる。なお、
充電量が目標充電量に達した時のオン期間規定信号であ
る第２のオン期間規定信号の大きさは、これにより規定
されるピーク値に依存する充電誤差を考慮して、要求仕
様に応じて設定すればよいことになる。

【００１５】請求項３記載の発明では、請求項１または
２の発明の構成において、前記制御手段に、前記ピエゾ
スタックの充電電流を検出し、該充電電流に比例した充
電電流検出信号を出力する充電電流検出手段と、下限の
充電電流値を規定する下限値信号を生成する下限値信号
生成手段と、充電電流検出信号と下限値信号とを入力と
し、充電電流検出信号が下限値信号よりも小さくなる
と、前記制御信号の出力を許容する制御信号出力許容手
段とを具備せしめ、かつ、前記下限値信号を０よりも大
きな値に設定する。

【００１６】スイッチング素子のオフ期間における充電
電流は０に向かって漸減するから、下限値信号を０より
も大きな値とすることで、充電電流検出信号が確実に下
限値信号を下回り、スイッチング素子のオン期間からオ
フ期間への切り換えを安定的になし得る。

【００１７】請求項４記載の発明では、コモンレールか
ら供給される高圧の燃料の噴射用のノズル部と、燃料の
噴射と停止とを切り換える弁体であって、その開閉作動
用として前記高圧燃料の圧力が作用する弁体と、前記高
圧燃料圧力に抗して前記弁体を作動せしめる押圧力を出
力するピエゾアクチュエータと、前記ピエゾアクチュエ
ータを駆動する請求項１ないし３いずれか記載のピエゾ
アクチュエータ駆動回路とを具備する構成とする。

【００１８】ピエゾスタックの充電量を正確に制御する
ことができるので、コモンレール内燃料圧力に抗して弁
体が作動するのに必要な押圧力やリフト量を過不足のな
い適正な大きさに制御することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１、図２に本
発明を適用したピエゾアクチュエータ駆動回路の構成を
示す。本ピエゾアクチュエータ駆動回路１は多重スイッ
チング方式の回路構成において、制御手段１９を、充電
制御において目標充電量等に応じて充電電流の大きさを
制御する構成としたものである。本ピエゾアクチュエー
タ駆動回路１の説明に先立ち、ピエゾアクチュエータ駆
動回路１を有し構成されるコモンレール式の４気筒ディ
ーゼルエンジンの燃料噴射装置の全体構成について説明
する。

【００２０】図３に前記燃料噴射装置の構成を示す。デ
ィーゼルエンジンの気筒数分のインジェクタ４が各気筒
に対応して設けられ（図例ではインジェクタ４は１つの
み図示）、供給ライン５５を介して連通する共通のコモ
ンレール５４から燃料の供給を受け、インジェクタ４か
ら各気筒の燃焼室内に略コモンレール５４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５４には燃料
タンク５１の燃料が高圧サプライポンプ５３により圧送
されて高圧で蓄えられる。

【００２１】また、コモンレール５４からインジェクタ
４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４の制御油圧等としても用いられ、インジェ
クタ４から低圧のドレーンライン５６を経て燃料タンク
５１に還流するようになっている。

【００２２】圧力センサ５７はコモンレール５４に設け
られてコモンレール圧力を検出し、その検出結果に基づ
いてＥＣＵ５８が調量弁５２を制御してコモンレール５
４への燃料の圧送量を調整し、コモンレール圧力を他の
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。また、ＥＣＵ５８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や噴射量
を演算し、これに応じてインジェクタ４の開弁と閉弁と
を切り換え、インジェクタ４から所定の期間、燃料を噴
射せしめる。

【００２３】図４に前記インジェクタ４の構造を示す。
インジェクタ４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４は下側から順にノズ
ル部４ａ、背圧制御部４ｂ、ピエゾアクチュエータ４ｃ
となっている。

【００２４】ノズル部４ａの本体４０４内にニードル４
２１がその後端部にて摺動自在に保持されており、ニー
ドル４２１はノズル本体４０４内の先端部に形成された
環状シート４０４１に着座または離座する。ニードル４
２１の先端部の外周空間４０５には高圧通路４０１を介
してコモンレール５４から高圧燃料が導入され、ニード
ル４２１のリフト時に噴孔４０３から燃料が噴射され
る。ニードル４２１にはその環状段面４２１１に前記高
圧通路４０１からの燃料圧がリフト方向（上向き）に作
用している。

【００２５】ニードル４２１の後方には高圧通路４０１
からインオリフィス４０７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４２１の背圧を発生する背
圧室４０６が形成される。この背圧は、背圧室４０６に
配設されたスプリング４２２とともにニードル４２１の
後端面４２１２に着座方向（下向き）に作用する。

【００２６】前記背圧は背圧制御部４ｂで切り替えら
れ、背圧制御部４ｂは前記ピエゾスタック３Ａを備えた
ピエゾアクチュエータ４ｃにより駆動される。

【００２７】前記背圧室４０６はアウトオリフィス４０
９を介して常時、背圧制御部４ｂの弁室４１０と連通し
ている。弁室４１０は天井面４１０１が上向きの円錐状
に形成されており、天井面４１０１の最上部で低圧室４
１１とつながっている。低圧室４１１はドレーンライン
５６に通じる低圧通路４０２と連通している。

【００２８】弁室４１０の底面４１０２には高圧通路４
０１から分岐する高圧制御通路４０８が開口している。

【００２９】弁室４１０内には、下側部分を水平にカッ
トしたボール４２３が配設されている。ボール４２３は
上下動可能な弁体であり、下降時には、上記カット面で
弁座としての弁室底面（以下、高圧側シートという）４
１０２に着座し弁室４１０を高圧制御通路４０８と遮断
し、上昇時には弁座としての上記天井面（以下、低圧側
シートという）４１０１に着座し弁室４１０を前記低圧
室４１１から遮断する。これにより、ボール４２３下降
時には背圧室４１０がアウトオリフィス４０９、弁室４
１０を経て低圧室４１１と連通し、ニードル４２１の背
圧が低下してニードル４２１がリフトする。一方、ボー
ル４２３の上昇時には背圧室４０６が低圧室４１１と遮
断されて高圧通路４０１のみと連通し、ニードル４２１
の背圧が上昇してノズルニードル４２１が着座する。

【００３０】ボール４２３はピエゾアクチュエータ４ｃ
により押圧駆動される。ピエゾアクチュエータ４ｃは、
低圧室４１１の上方に上下方向に形成された縦穴４１２
に径の異なる２つのピストン４２４，４２５が摺動自在
に保持され、上側の大径のピストン４２５の上方にピエ
ゾスタック３Ａが上下方向を伸縮方向として配設されて
いる。

【００３１】大径ピストン４２５はその下方に設けられ
たスプリング４２６によりピエゾスタック３Ａと当接状
態を維持しており、ピエゾスタック３Ａ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。

【００３２】ボール４２３と対向する下側の小径ピスト
ン４２４と大径ピストン４２５と縦穴４１２とで画され
た空間には燃料が充填されて変位拡大室４１３が形成さ
れており、ピエゾスタック３Ａの伸長で大径ピストン４
２５が下方変位して変位拡大室４１３の燃料を押圧する
と、その押圧力が変位拡大室４１３の燃料を介して小径
ピストン４２４に伝えられる。ここで、小径ピストン４
２４は大径ピストン４２５よりも小径としているので、
ピエゾスタック３Ａの伸長量が拡大されて小径ピストン
４２４の変位に変換される。

【００３３】変位拡大室４１３は常時十分な燃料が満た
されるように図示しないチェック弁を介して低圧通路４
０２と通じている。チェック弁は低圧通路４０２から変
位拡大室４１３に向かう方向を順方向として設けられて
おり、ピエゾスタック３Ａの伸長により大径ピストン４
２５が押圧された時に閉じて燃料を変位拡大室４１３に
閉じ込めるようになっている。

【００３４】燃料噴射時には、先ず、ピエゾスタック３
Ａが充電されてピエゾスタック３Ａが伸長することによ
り、小径ピストン４２４が下降してボール４２３を押し
下げる。これによりボール４２３が低圧側シート４１０
１からリフトするとともに高圧側シート４１０２に着座
して背圧室４０６が低圧通路４０２と連通するので、背
圧室４０６の燃料圧が低下する。これにより、ニードル
４２１に離座方向に作用する力の方が着座方向に作用す
る力よりも優勢となって、ニードル４２１がリフトして
燃料噴射が開始される。

【００３５】噴射停止は反対にピエゾスタック３Ａの放
電によりピエゾスタック３Ａを縮小してボール４２３へ
の押し下げ力を解除する。この時、弁室４１０内は低圧
となっており、またボール４２３の底面には高圧制御通
路４０８から高圧の燃料圧力が作用しているから、ボー
ル４２３には全体としては上向きの燃料圧が作用してい
る。そして、前記ボール４２３への押し下げ力の解除に
より、ボール４２３が高圧側シート４１０２からリフト
するとともに再び低圧側シート４１０１に着座して弁室
４１０の燃料圧力が上昇するため、ニードル４２１が着
座し噴射が停止する。

【００３６】次に、ピエゾアクチュエータ駆動回路１に
ついて説明する。ピエゾアクチュエータ駆動回路１は、
車載のバッテリ１１１、昇圧型チョッパ回路を構成しバ
ッテリ１１１から数十〜数百Ｖの直流電圧を発生するＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ１１２、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１１３により直流電源１
１を構成し、ピエゾスタック３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの
充電用の電圧を出力する。バッファコンデンサ１１３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３Ａ〜３Ｄ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。ピエゾスタック３Ｂ〜３Ｄは図４に
示したピエゾスタック３Ａと実質的に同じもので、残り
の３つのインジェクタ４に１対１に対応して搭載され
る。

【００３７】直流電源１１のバッファコンデンサ１１３
からピエゾスタック３Ａ〜３Ｄにインダクタ１３を介し
て通電する第１の通電経路１２ａが設けてあり、通電経
路１２ａには、バッファコンデンサ１１３とインダクタ
１３間にこれらと直列に第１のスイッチング素子１４が
介設されている。第１のスイッチング素子１４はＭＯＳ
ＦＥＴで構成され、その寄生ダイオード１４１がバッフ
ァコンデンサ１１３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。

【００３８】また、インダクタ１３とピエゾスタック３
Ａ〜３Ｄは直流電源１１および第１のスイッチング素子
１４をバイパスする第２の通電経路１２ｂを形成してお
り、この通電経路１２ｂは、インダクタ１３とスイッチ
ング素子１４の接続中点に接続される第２のスイッチン
グ素子１５を有している。第２のスイッチング素子１５
もＭＯＳＦＥＴで構成され、その寄生ダイオード１５１
がバッファコンデンサ１１３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。

【００３９】通電経路１２ａ，１２ｂはピエゾスタック
３Ａ〜３Ｄ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３Ａ〜３Ｄが選択できる。す
なわち、ピエゾスタック３Ａ〜３Ｄ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）１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが１対１に
接続されており、噴射気筒のインジェクタ４のピエゾス
タック３Ａ〜３Ｄに対応する１６Ａ〜１６Ｄがオンされ
る。選択スイッチング素子１６Ａ〜１６ＤはＭＯＳＦＥ
Ｔが用いられている。その寄生ダイオード１６１Ａ，１
６１Ｂ，１６１Ｃ，１６１Ｄは、バッファコンデンサ１
１３に対して逆バイアスとなるように接続されている。

【００４０】また、駆動制御回路１９１には、ピエゾス
タック３Ａ〜３Ｄに直列に接続された抵抗値の小さなオ
ン期間進行度検出手段であり充電電流検出手段である抵
抗器１７の両端間電圧、および第２のスイッチング素子
１５に直列に接続された抵抗値の小さな抵抗器１８の両
端間電圧が入力しており、ピエゾスタック３Ａ〜３Ｄの
充電電流および放電電流が知られるようになっている。
また、駆動制御回路１９１には、充電量としてのピエゾ
スタック３Ａ〜３Ｄの両端間電圧（以下、ピエゾスタッ
ク電圧という）が入力している。

【００４１】スイッチング素子１４，１５，１６Ａ〜１
６Ｄの各ゲートには駆動制御回路１９１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１６Ａ〜１６Ｄのいずれかをオンして駆動対象のピ
エゾスタック３Ａ〜３Ｄが選択されるとともに、スイッ
チング素子１４，１５のゲートにはパルス状の制御信号
である駆動信号が入力してスイッチング素子１４，１５
をオンオフし、ピエゾスタック３Ａ〜３Ｄ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１７，１８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、さらに、ＥＣＵ５８の演算部であり充電指示信
号出力手段であるＣＰＵ１９２からの噴射信号および充
電指示信号である指示電圧信号に基づいて行われる。駆
動制御回路１９１とＣＰＵ１９２とで制御手段１９を構
成する。

【００４２】噴射信号は、「Ｈ」と「Ｌ」からなる二値
信号で、燃料噴射をすべき期間に略対応して「Ｈ」とな
る。また、指示電圧信号は、圧力センサ５７により検出
されたコモンレール圧力の検出信号（以下、コモンレー
ル圧力信号という）に所定のオフセット量を加えた大き
さの信号である。

【００４３】以下に、駆動制御回路１９１について、ピ
エゾスタック３Ａ〜３Ｄの充電を行う回路構成を中心に
説明する。

【００４４】駆動制御回路１９１は、駆動信号発生回路
２１でスイッチング素子１４のゲートに入力する駆動信
号を発生し、駆動信号を出力するか禁止するかの条件は
その他の回路部分２２〜２８により設定される。回路部
分２２〜２８について説明する。直列に接続されて充電
量検出手段２５を構成する抵抗器２５１，２５２が設け
てあり、ピエゾスタック電圧を分割して電圧信号（以
下、ピエゾスタック電圧信号という）を生成するように
なっている。該ピエゾスタック電圧信号と、指示電圧信
号を抵抗器２６１，２６２により分割した信号（以下、
目標電圧信号という）とが入力する第１の比較器２２が
設けられ、ピエゾスタック電圧信号と目標電圧信号とを
比較して「Ｈ」と「Ｌ」よりなる二値信号を出力する。

【００４５】ここで、指示電圧信号の大きさおよび抵抗
器２６１，２６２の抵抗値は、目標電圧信号が、ピエゾ
スタック電圧が目標電圧に達した時のピエゾスタック電
圧信号と等しくなるように設定される。しかして、第１
の比較器２２からはピエゾスタック電圧が目標電圧より
も高いか低いかの二値信号を出力する。この二値信号は
ピエゾスタック電圧が目標電圧よりも低いときが「Ｈ」
である。

【００４６】比較器２２の出力信号は駆動信号発生回路
２１のＡＮＤゲート回路２１１に入力している。スイッ
チング素子１４の駆動信号はこのＡＮＤゲート回路２１
１の出力信号であり、ピエゾスタック電圧が目標電圧よ
りも低い時のみスイッチング素子１４のオンが許容され
ることになる。

【００４７】また、指示電圧信号の大きさはＣＰＵ１９
２においてコモンレール圧力の検出信号に応じて設定さ
れ、図５に示すように、目標電圧が、後述するインジェ
クタ開弁電圧よりも高圧側でコモンレール圧力が高いほ
ど高い電圧となるようにする。したがって、指示電圧信
号の大きさは、抵抗器２６１，２６２で分割されたとき
に、コモンレール圧力で規定される目標電圧に対応する
目標電圧信号が得られるように、当該目標電圧信号の大
きさに抵抗器２６１，２６２の抵抗値で規定される係数
を乗じて得る。

【００４８】また、抵抗器１７の両端間電圧（以下、充
電電流検出信号という）と下限値信号生成手段である基
準電圧発生器２８から出力される基準電圧（以下、下限
値信号という）とが入力する制御信号出力許容手段であ
る第２の比較器２３を備えており、充電電流検出信号が
下限値信号よりも高いか低いかの二値信号を出力する。
この二値信号は充電電流検出信号が下限値信号よりも低
いときが「Ｈ」である。比較器２３の出力信号は噴射信
号とともに駆動信号発生回路２１のＡＮＤゲート回路２
１３に入力しており、ＡＮＤゲート回路２１３の出力信
号はフリップフロップ回路２１２のセット端子に入力し
ている。しかして、フリップフロップ回路２１２のセッ
ト端子は、噴射信号が出力されている間のみ、充電電流
検出信号と下限値信号の比較信号が入力することにな
る。

【００４９】また、充電電流検出信号と減算手段である
差動増幅器２７の出力信号（以下、上限値信号という）
とが入力する制御信号出力禁止手段である第３の比較器
２４を備えており、充電電流検出信号が上限値信号より
も高いか低いかの二値信号を出力する。この二値信号は
充電電流検出信号が上限値信号よりも高いときが「Ｈ」
である。比較器２４からの出力信号は前記フリップフロ
ップ回路２１２のリセット端子に入力している。

【００５０】前記差動増幅器２７は、ピエゾスタック電
圧信号と指示電圧信号とを入力としており、差動増幅器
２７から出力される上限値信号はピエゾスタック電圧が
上昇するにつれて漸減する。

【００５１】また、駆動信号発生回路２１は、前記フリ
ップフロップ回路２１２の出力（Ｑ）が前記比較器２２
の出力信号とともにＡＮＤゲート回路２１１に入力して
いる。

【００５２】したがって、噴射信号が出力されており、
かつピエゾスタック電圧が目標電圧に達するまで、すな
わち充電期間中は、ＡＮＤゲート回路２１１，２１３の
作動で、駆動信号発生回路２１からの駆動信号は、充電
電流検出信号と下限値信号との比較信号である比較器２
３の出力をセット信号とするとともに、充電電流検出信
号とオン期間規定信号である上限値信号との比較信号で
ある比較器２４の出力をリセット信号とするフリップフ
ロップ回路２１２の出力（Ｑ）と等価である。

【００５３】すなわち、スイッチング素子１４のオンに
より、通電経路１２ａに充電電流が流れる。このオン期
間における充電電流は、略バッファコンデンサ電圧とピ
エゾスタック電圧の差に比例した上昇速度で電流値が上
昇し、差動増幅器２７から出力される上限値信号で規定
される所定値に達すると、比較器２４の出力が「Ｈ」と
なってフリップフロップ回路２１２がリセットされ、前
記所定値をピーク値としてスイッチング素子１４はオフ
しオフ期間に入る。充電電流検出信号はオン期間の進行
度が大きいほど大きくなる進行度検出信号である。

【００５４】次いでオフ期間には、第２のスイッチング
素子１５の寄生ダイオード１５１がインダクタ１３に発
生する誘導起電力に対し順バイアスとなり、第２の通電
経路１２ｂに、インダクタ１３に蓄積されたエネルギー
により漸減する充電電流がフライホイール作用で流れ
て、これが下限値に達すると、比較器２３の出力が
「Ｈ」となってフリップフロップ回路２１２がセットさ
れて、再びスイッチング素子１４がオンし、オン期間に
入る。

【００５５】そして、ピエゾスタック電圧が目標電圧に
達すると比較器２２の出力が「Ｌ」になってスイッチン
グ素子１４はオフに固定される。

【００５６】図６はピエゾアクチュエータ駆動回路１の
各部の作動状態を示すタイミングチャートである。前記
差動増幅器２７は、ピエゾスタック電圧信号と指示電圧
信号とを入力としているから、差動増幅器２７から出力
される上限値信号はピエゾスタック電圧が上昇するにつ
れて漸減する。したがって、充電期間の初めには充電電
流は比較的ピーク値が高いものとなって平均充電電流が
高くなり、ピエゾスタック電圧が速やかに目標電圧に近
づく。そして、充電期間の終わりにはピーク値は低くな
る。

【００５７】ここで、ピエゾスタック電圧が目標電圧に
達した時点で充電電流が０でなければ、その時点で充電
電流に応じたエネルギーがインダクタ１３に保持されて
いるので、スイッチング素子１４のオフ固定後に第２の
通電経路１２ｂにフライホイール電流が流れ、前記のご
とく電圧誤差を生ずる。オフ固定時の充電電流は最大で
ピーク値であり、前記のごとくピーク値は小さくなって
いる。したがって、ピエゾスタック電圧の目標電圧との
電圧誤差を抑制することができる。

【００５８】また、前記のごとく、目標電圧信号が、ピ
エゾスタック電圧が目標電圧に達した時のピエゾスタッ
ク電圧信号と等しいから、抵抗器２６１における電圧降
下の分、指示電圧信号は目標電圧信号よりも大きい。し
たがって、ピエゾスタック電圧が目標電圧に達し、ピエ
ゾスタック電圧信号が目標電圧信号と等しくなった時に
も、指示電圧信号とピエゾスタック電圧信号の差分は０
よりも大きい。しかして、差動増幅器２７から出力され
る上限値信号は、ピエゾスタック電圧が目標電圧に近づ
いた時に極端に小さくなることはない。これにより、充
電期間の最後に必要以上に充電の進行が遅くなったり、
スイッチング素子１４のスイッチング回数が増加するこ
とを防止することができる。

【００５９】ピエゾスタック電圧が目標電圧に達した時
の上限値信号の大きさは目標電圧との許容される前記電
圧誤差を考慮して設定すればよく、許容される電圧誤差
が大きいほど大きめにし、充電時間の短縮化、スイッチ
ング回数の低減を計るのがよい。充電開始時と充電完了
時とで上限値信号の差を小さくするには、抵抗器２６１
の抵抗値を相対的に大きくするとともに、抵抗器２６２
に所定の目標電圧信号が生成するように指示電圧信号を
設定すればよい。上限値信号の全体的な大きさは差動増
幅器２７の増幅率で調整する。

【００６０】また、指示電圧信号をコモンレール圧力が
低いほど小さく設定することで次の効果を奏する。前記
図５には、低圧側シート４１０１に着座状態のボール４
２３が弁室４１０内の燃料圧力に抗して低圧側シート４
１０１からリフト可能な押圧力をピエゾアクチュエータ
４ｃが発生する最低のピエゾスタック電圧（インジェク
タ開弁電圧）を併せて示している。弁室４１０内の燃料
圧力はコモンレール圧力が高いほど高いから、ボール開
弁電圧もコモンレール圧力が高いほど高い。目標電圧は
インジェクタ開弁電圧よりも高いことが必要になるが、
必要以上に高ければボール４２３が高圧側シート４１０
２に着座する時の衝撃が大きくなり、低ければボール４
２３の低圧側シート４１０１から離座が安定してなされ
ないおそれがある。目標電圧もボール開弁電圧よりも高
圧側で、コモンレール圧力に応じて設定することで、ボ
ール４２３に適正な押圧力を与えることができる。ま
た、ピエゾアクチュエータ駆動回路１の不要な発熱が回
避される。

【００６１】また、ピエゾスタック電圧が目標電圧に達
した最終の上限値信号は抵抗器２６１の両端間電圧の大
きさであり、この電圧は目標電圧が低いほど小さくな
る。目標電圧が小さいほど、スイッチング素子１４オフ
固定後のフライホイール電流による電圧誤差の割合が大
きくなるから、最終のピーク値を規定する前記抵抗器２
６１の両端間電圧が小さくなることで、電圧誤差の影響
が大きい、目標電圧が小さいときには充電量精度が優先
される。一方、目標電圧が大きくより充電時間の短縮の
必要があるときには、最終のピーク値を含む充電期間を
通じたピーク値は大きいから、充電速度が優先となる。

【００６２】また、スイッチング素子１４のオフ期間か
らオン期間への切り換えは、前記のごとく、充電電流検
出信号が下限値信号を下回ると行われるが、インダクタ
１３に蓄積されたエネルギーを消費しつくせば充電電流
は確実に０になるので、下限値信号を０よりも大きくし
ておくことで、比較器２３の出力信号が確実に「Ｌ」か
ら「Ｈ」に切り換わり、動作が安定する。

【００６３】なお、ピエゾスタック３Ａ〜３Ｄの放電制
御は、従来装置と同様に、第２のスイッチング素子１５
をオンオフし、オン期間に第２の通電経路１２ｂに漸増
する放電電流を流し、オフ期間に第１の通電経路１２ａ
に漸減する放電電流を流す。オフ期間にはピエゾスタッ
ク３Ａ〜３Ｄからバッファコンデンサ１１３に電荷が回
収されることとなる。スイッチング素子１５のオンとオ
フの切り換えは抵抗器１８で検出される放電電流が所定
値に達するとオフし、放電電流が０に達するとオンす
る。

【００６４】（第２実施形態）図７に本発明の第２実施
形態になる燃料噴射装置のピエゾアクチエータ駆動回路
の構成を示す。本実施形態は、第１実施形態においてピ
エゾアクチュエータ駆動回路の駆動制御回路を別の構成
に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付し
た部分は第１実施形態と同じ作動をするので第１実施形
態との相違点を中心に説明する。

【００６５】ピエゾアクチュエータ駆動回路１Ａの駆動
制御回路１９１Ａは、基本的な構成が第１実施形態と同
じで、ＣＰＵ１９２とともに制御手段１９Ａを構成して
おり、充電電流のピーク値の制御を別の構成で行うよう
にしたものである。

【００６６】スイッチング素子１４のオン期間からオフ
期間への切り換え時期を規定するフリップフロップ回路
２１２のリセット端子には、比較器２４の出力信号が入
力している。比較器２４は差動増幅器２７Ａの出力信号
を（−）入力とし、オン期間進行度検出手段であるラン
プ波発生回路２９の出力信号を（＋）入力としている。

【００６７】差動増幅器２７Ａは第１実施形態のものと
実質的に同じ構成のもので、前記電圧指示信号と前記ピ
エゾスタック電圧信号とが入力し、その差分に比例した
信号を出力する。出力信号はオン期間の長さを規定する
オン期間規定信号となる。

【００６８】ランプ波発生回路２９は定電流電源２９１
が演算用コンデンサ２９２を充電するようになってお
り、ランプ波発生回路２９の出力信号としての演算用コ
ンデンサ２９２の両端間電圧を一定速度で上昇せしめ
る。

【００６９】演算用コンデンサ２９２には並列にトラン
ジスタ２９３が設けられ、そのオン時に演算用コンデン
サ２９２が急速放電するようになっている。トランジス
タ２９３はスイッチング素子１４の駆動信号を入力とす
るＮＯＴゲート回路２９４の出力信号によりオンオフす
る。すなわち、ランプ波発生回路２９の出力信号は、ス
イッチング素子１４のオフ期間においては０Ｖをとり、
スイッチング素子１４のオン期間においてはオン期間開
始後の経過時間すなわちオン期間の進行度に比例して上
昇し、進行度を検出する信号となる（以下、ランプ波発
生回路２９の出力信号をオン時間検出信号という）。

【００７０】本実施形態では、充電制御期間中には、充
電電流が下限値まで低下し駆動信号発生回路２１の出力
信号が「Ｈ」になると充電電流の上昇が開始されるとと
もにトランジスタ２８３がオフして、ランプ波発生回路
２９から出力されるオン時間検出信号が０Ｖから上昇す
る。そして、オン時間検出信号が差動増幅器２７Ａから
出力されるオン期間規定信号に達すると、比較器２４の
出力信号が「Ｈ」になってオン期間が終了する。ピエゾ
スタック電圧が大きくなり、差動増幅器２７Ａから出力
されるオン期間規定信号が小さくなると、オン期間の長
さが短くなる。

【００７１】本実施形態によれば、図８に示すように、
充電が進行するにつれてオン期間の長さが短くなり、充
電電流のピーク値が小さくなる。これにより、第１実施
形態と同様に、必要な充電精度を確保しつつ、適正な充
電時間で、充電制御を行うことができる。

【００７２】（第３実施形態）図９に本発明の第３実施
形態になる燃料噴射装置のピエゾアクチエータ駆動回路
の構成を示す。本実施形態は、第１実施形態においてピ
エゾアクチュエータ駆動回路の駆動制御回路およびＣＰ
Ｕを別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同
じ番号を付した部分は第１実施形態と同じ作動をするの
で第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【００７３】本ピエゾアクチュエータ駆動回路１Ｂは、
ピエゾスタック電圧信号が入力し充電が完了したか否か
を判ずる比較器２２の（＋）入力に、駆動制御回路１９
１Ｂとともに制御手段１９Ｂを構成するＣＰＵ１９２Ａ
から目標電圧信号が直接に入力している。この目標電圧
信号は実質的に第１、第２実施形態の目標電圧信号と同
じもので、比較器２２は、ピエゾスタック電圧が目標電
圧に達すると、「Ｌ」になってスイッチング素子１４が
オフに固定される。

【００７４】また、ＣＰＵ１９２Ａからの目標電圧信号
は、ＣＰＵ１９２Ａとともに切り換え指示信号出力手段
６を構成する抵抗器６１，６２で分割され、切り換え指
示信号である切り換え電圧信号に変換されるようになっ
ている。この切り換え電圧信号およびピエゾスタック電
圧信号を入力として、ピーク電流切り換え回路２７Ａが
設けてある。ピーク電流切り換え回路２７Ａのオン期間
規定信号である出力信号は、充電電流のピーク値を規定
する比較器２４の（−）入力となっている（以下、前記
出力信号を上限値信号という）。

【００７５】ピーク電流切り換え回路２７Ａから出力さ
れる上限値信号は、定電圧源２７３の出力電圧を抵抗器
２７４，２７５，２７６により分割した電圧出力であ
る。接地側の抵抗器２７５，２７６のうち抵抗器２７６
は直列にトランジスタ２７２が接続してあり、そのオフ
時には、前記上限値信号は、直列に接続された抵抗器２
７４，２７５における、抵抗器２７５の両端間電圧とし
て与えられる。一方、トランジスタ２７２のオン時には
抵抗器２７５に並列に抵抗器２７６が接続されるので、
実質的に前記抵抗器２７５の抵抗値が小さくなり、前記
上限値信号はトランジスタ２７２のオフ時よりも小さく
なる。このように、トランジスタ２７２のオンとオフと
を切り換えることでピーク値が大小の二値をとることが
できるようになっている。これらトランジスタ２７２、
定電圧源２７３、抵抗器２７４〜２７６によりオン期間
規定信号出力手段２７ａを構成している。

【００７６】トランジスタ２７２の制御信号は比較手段
である比較器２７１の出力信号として与えられる。比較
器２７１には、前記ピエゾスタック電圧信号が（＋）入
力として入力し、前記切り換え電圧信号が（−）入力と
して入力しており、ピエゾスタック電圧信号が切り換え
電圧信号よりも大きければ比較器は「Ｈ」となる。ここ
で、目標電圧信号はピエゾスタック電圧が目標電圧に達
した時のピエゾスタック電圧信号と等しいから、目標電
圧信号を抵抗器６１，６２で分割した切り換え電圧信号
はピエゾスタック電圧が目標電圧に達した時のピエゾス
タック電圧信号よりも小さい。分割比率は抵抗器６１の
抵抗値をｒ11、抵抗器６２の抵抗値をｒ12としてｒ12／
（ｒ11＋ｒ12）である。したがって、ピエゾスタック電
圧が目標電圧のｒ12／（ｒ11＋ｒ12）×１００％の所定
の切り換え電圧に達するまでは比較器２７１は「Ｌ」レ
ベルを出力してトランジスタ２７２はオフであり、ピエ
ゾスタック電圧が前記切り換え電圧信号に対応する切り
換え電圧を越えると比較器２７１は「Ｈ」レベルを出力
してトランジスタ２７２をオンする。

【００７７】本実施形態によれば、図１０に示すよう
に、ピエゾスタック電圧が切り換え電圧を越えると、そ
れまでよりも充電電流のピーク値が小さくなる。これに
より、スイッチング素子１４をオフに固定した時の充電
電流の最大値を抑制してピエゾスタック電圧の電圧誤差
を低減することができる。また、切り換え電圧を越える
までは比較的充電電流のピーク値は大きく平均の充電電
流が大きなものとなるから、速やかに充電を行い得る。
切り換え電圧の大きさをある程度目標電圧に近い値とし
ておくことで、充電が略完了するまでを高速で行うこと
ができ、第１、第２実施形態のものよりも充電時間を短
縮することができる。

【００７８】なお、本実施形態の構成は、第２実施形態
のようにランプ波発生回路によりオン期間中の通電時間
を測定してスイッチング素子のオンからオフへの切り換
えタイミングを計るものにも適用することができ、並列
に接続した演算用コンデンサの一方をトランジスタによ
り断接可能に構成することで、演算用コンデンサの電圧
上昇速度を切り換えられるようにすればよい。

【００７９】なお、目標電圧がコモンレール圧力に対し
て直線的に与えられるのではなく、図５のインジェクタ
開弁電圧の特性に応じて曲線的に与えられるのでもよ
い。

【００８０】また、前記各実施形態ではピエゾスタック
電圧を充電量の指標としているが、ピエゾスタックに供
給される電力量や電荷量を指標としてもよいのは勿論で
ある。

【００８１】また、本発明は、インジェクタの燃料噴射
制御用のピエゾアクチュエータだけではなく、他の用途
に用いられるピエゾアクチュエータの駆動用にも適用す
ることができる。また、目標充電量が可変の構成でなく
とも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１のピエゾアクチュエータ
駆動回路の回路図である。

【図２】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の要部回路
図である。

【図３】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路により駆動
されるピエゾアクチュエータが搭載された燃料噴射用の
インジェクタを有する内燃機関の燃料噴射装置の構成図
である。

【図４】前記インジェクタの断面図である。

【図５】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の作動を説
明するグラフである。

【図６】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作
動を示すタイミングチャートである。

【図７】本発明を適用した第２のピエゾアクチュエータ
駆動回路の要部回路図である。

【図８】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の作
動を示すタイミングチャートである。

【図９】本発明を適用した第３のピエゾアクチュエータ
駆動回路の要部回路図である。

【図１０】前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の各部の
作動を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ ピエゾアクチュエータ駆動回路 １１ 直流電源 １１１ バッテリ １１２ ＤＣ−ＤＣコンバータ １１３ バッファコンデンサ １２ａ，１２ｂ 通電経路 １３ インダクタ １４ 第１のスイッチング素子 １４１ 寄生ダイオード １５ 第２のスイッチング素子 １５１ 寄生ダイオード １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ 選択スイッチング素
子 １６１Ａ，１６１Ｂ，１６１Ｃ，１６１Ｄ 寄生ダイオ
ード １７ 抵抗器（オン期間進行度検出手段、充電電流検出
手段） １８ 抵抗器 １９，１９Ａ，１９Ｂ 制御手段 １９１，１９１Ａ，１９１Ｂ 駆動制御回路 １９２ ＣＰＵ（充電指示信号出力手段） １９２Ａ ＣＰＵ ２３ 比較器（制御信号出力許容手段） ２４ 比較器（制御信号出力禁止手段） ２５ 充電量検出手段 ２５１，２５２ 抵抗器 ２７ 差動増幅器（減算手段） ２７Ａ ピーク電流切り換え回路 ２７１ 比較器（比較手段） ２７ａ オン期間規定信号出力手段 ２８ 基準電圧発生回路（下限値信号生成手段） ２９ ランプ波発生回路（オン期間進行度検出手段） ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ ピエゾスタック ４ インジェクタ ４ａ ノズル部 ４ｂ 背圧制御部 ４ｃ ピエゾアクチュエータ ５４ コモンレール ５７ コモンレール圧力センサ ５８ ＥＣＵ ６ 切り換え指示信号出力手段 ６１，６２ 抵抗器

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 41/09 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｕ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピエゾアクチュエータに設けられたピエ
   ゾスタックに直流電源からインダクタを介して通電する
   第１の通電経路を有し、該通電経路には、その途中に設
   けられてオンオフを繰り返すスイッチング素子のオン期
   間に漸増する充電電流を流し、 前記直流電源および前記スイッチング素子をバイパスし
   てインダクタからピエゾスタックに通電する第２の通電
   経路を有し、該通電経路には、前記スイッチング素子の
   オフ期間に漸減する充電電流をフライホイール作用で流
   し、 前記充電電流が繰り返しピーク値をとるように前記スイ
   ッチング素子のオンオフを制御するとともに、前記ピエ
   ゾスタックの充電量が、外部からの入力で設定された目
   標充電量に達すると前記スイッチング素子をオフに固定
   する制御手段とを具備する多重スイッチング方式のピエ
   ゾアクチュエータ駆動回路において、 前記制御手段に、 前記オン期間の進行度を検出し、該進行度が大きいほど
   大きな進行度検出信号を出力するオン期間進行度検出手
   段と、 ピエゾスタックの充電量を検出し、充電量が大きいほど
   大きな充電量検出信号を出力する充電量検出手段と、 充電量が目標充電量に達した時の充電量検出信号よりも
   大きな値に設定した充電指示信号を出力する指示信号出
   力手段と、 充電指示信号と充電量検出信号との差分に比例した信号
   をオン期間規定信号として出力する減算手段と、 進行度検出信号とオン期間規定信号とを比較して、進行
   度検出信号が大きくなると、前記スイッチング素子をオ
   ンする制御信号の出力を禁止して前記オフ期間に切り換
   える制御信号出力禁止手段とを具備せしめたことを特徴
   とするピエゾアクチュエータ駆動回路。
2. 【請求項２】 ピエゾアクチュエータに設けられたピエ
   ゾスタックに直流電源からインダクタを介して通電する
   第１の通電経路を有し、該通電経路には、その途中に設
   けられてオンオフを繰り返すスイッチング素子のオン期
   間に漸増する充電電流を流し、 前記直流電源および前記スイッチング素子をバイパスし
   てインダクタからピエゾスタックに通電する第２の通電
   経路を有し、該通電経路には、前記スイッチング素子の
   オフ期間に漸減する充電電流をフライホイール作用で流
   し、 前記充電電流が繰り返しピーク値をとるように前記スイ
   ッチング素子のオンオフを制御するとともに、前記ピエ
   ゾスタックの充電量が、外部からの入力で設定された目
   標充電量に達すると前記スイッチング素子をオフに固定
   する制御手段とを具備する多重スイッチング方式のピエ
   ゾアクチュエータ駆動回路において、 前記制御手段に、 前記オン期間の進行度を検出し、該進行度が大きいほど
   大きな進行度検出信号を出力するオン期間進行度検出手
   段と、 ピエゾスタックの充電量を検出し、充電量が大きいほど
   大きな充電量検出信号を出力する充電量検出手段と、 充電量が目標充電量に達した時の充電量検出信号よりも
   小さな値に設定した切り換え指示信号を出力する切り換
   え指示信号出力手段と、 切り換え指示信号と充電量検出信号との大小を比較する
   比較手段と、 充電量検出信号が切り換え指示信号よりも小さい時は第
   １のオン期間規定信号を出力し、充電量検出信号が切り
   換え指示信号よりも大きい時は第２のオン期間規定信号
   を出力するオン期間規定信号出力手段と、 前記進行度検出信号と前記オン期間規定信号とを比較し
   て、前記進行度検出信号が大きくなると、前記スイッチ
   ング素子をオンする制御信号の出力を禁止して前記オフ
   期間に切り換える制御信号出力禁止手段とを具備せしめ
   たことを特徴とするピエゾアクチュエータ駆動回路。
3. 【請求項３】 請求項１または２いずれか記載のピエゾ
   アクチュエータ駆動回路において、前記制御手段に、 前記ピエゾスタックの充電電流を検出し、該充電電流に
   比例した充電電流検出信号を出力する充電電流検出手段
   と、 下限の充電電流値を規定する下限値信号を生成する下限
   値信号生成手段と、 充電電流検出信号と下限値信号とを入力とし、充電電流
   検出信号が下限値信号よりも小さくなると、前記制御信
   号の出力を許容する制御信号出力許容手段とを具備せし
   め、 かつ、前記下限値信号を０よりも大きな値に設定したピ
   エゾアクチュエータ駆動回路。
4. 【請求項４】 コモンレールから供給される高圧の燃料
   の噴射用のノズル部と、 燃料の噴射と停止とを切り換える弁体であって、その開
   閉作動用として前記高圧燃料の圧力が作用する弁体と、 前記高圧燃料圧力に抗して前記弁体を作動せしめる押圧
   力を出力するピエゾアクチュエータと、 前記ピエゾアクチュエータを駆動する請求項１ないし３
   いずれか記載のピエゾアクチュエータ駆動回路とを具備
   することを特徴とする燃料噴射装置。