JPH11317551A - 圧電素子の充放電のための方法及び装置 - Google Patents
圧電素子の充放電のための方法及び装置Info
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- JPH11317551A JPH11317551A JP11032752A JP3275299A JPH11317551A JP H11317551 A JPH11317551 A JP H11317551A JP 11032752 A JP11032752 A JP 11032752A JP 3275299 A JP3275299 A JP 3275299A JP H11317551 A JPH11317551 A JP H11317551A
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/065—Large signal circuits, e.g. final stages
- H02N2/067—Large signal circuits, e.g. final stages generating drive pulses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電素子の充放電が求めに応じていつでも迅
速かつ十分に実行できるように改善を行うこと。 【解決手段】 圧電素子を充電する充電電流ないし圧電
素子を放電する放電電流を、圧電素子のキャパシタンス
の考慮下で設定する。
速かつ十分に実行できるように改善を行うこと。 【解決手段】 圧電素子を充電する充電電流ないし圧電
素子を放電する放電電流を、圧電素子のキャパシタンス
の考慮下で設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子の充放電
のための方法及び装置に関する。
のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明に係わる圧電素子は、例えばアク
チュエータや調整部材などに利用される圧電素子であ
る。この種の圧電素子は、印加される電圧に依存して既
知の量だけ圧縮したり伸張したりする特性を有している
のでそのような目的に用いられている。
チュエータや調整部材などに利用される圧電素子であ
る。この種の圧電素子は、印加される電圧に依存して既
知の量だけ圧縮したり伸張したりする特性を有している
のでそのような目的に用いられている。
【０００３】圧電素子を用いた調整部材の具体的な実現
は、特に該当する調整部材が迅速に及び/又は頻繁に稼
働させられるべき場合には有利であることがわかってい
る。
は、特に該当する調整部材が迅速に及び/又は頻繁に稼
働させられるべき場合には有利であることがわかってい
る。
【０００４】とりわけこの圧電素子をアクチュエータと
して内燃機関の燃料噴射ノズルのもとで使用することは
特に有利であることが判明している。この圧電素子の燃
料噴射ノズルへの適用性については例えば欧州特許出願
EP 0 371 469 B1 明細書又は欧州特許出願 EP 0 379 1
82 B1 明細書が参照される。
して内燃機関の燃料噴射ノズルのもとで使用することは
特に有利であることが判明している。この圧電素子の燃
料噴射ノズルへの適用性については例えば欧州特許出願
EP 0 371 469 B1 明細書又は欧州特許出願 EP 0 379 1
82 B1 明細書が参照される。
【０００５】圧電素子は既に前述したように、そのつど
の充電状態ないしはそこに設定されるか又は印加された
電圧に応じて圧縮や伸張を生じる容量性の負荷である。
の充電状態ないしはそこに設定されるか又は印加された
電圧に応じて圧縮や伸張を生じる容量性の負荷である。
【０００６】この圧電素子の充放電は、例えばコイルな
どのような誘導特性を有する構成要素を介して行われ
る。この場合このコイルはまず、充電の際に発生する充
電電流と放電の際に発生する放電電流を制限するために
用いられる。そのような装置は図７に示されている。
どのような誘導特性を有する構成要素を介して行われ
る。この場合このコイルはまず、充電の際に発生する充
電電流と放電の際に発生する放電電流を制限するために
用いられる。そのような装置は図７に示されている。
【０００７】この充電ないし放電すべき圧電素子は図７
中に符号１０１で表されている。これは、充電スイッチ
１０２を介して閉成可能な充電電流回路と放電スイッチ
１０６を介して閉成可能な放電電流回路の構成要素であ
る。この場合充電電流回路は、充電スイッチ１０２とダ
イオード１０３と充電コイル１０４からなる直列回路
と、圧電素子１０１と、電源１０５とで構成されてお
り、また放電電流回路は、放電スイッチ１０６とダイオ
ード１０７と放電コイル１０８からなる直列回路と、圧
電素子１０１とで構成されている。
中に符号１０１で表されている。これは、充電スイッチ
１０２を介して閉成可能な充電電流回路と放電スイッチ
１０６を介して閉成可能な放電電流回路の構成要素であ
る。この場合充電電流回路は、充電スイッチ１０２とダ
イオード１０３と充電コイル１０４からなる直列回路
と、圧電素子１０１と、電源１０５とで構成されてお
り、また放電電流回路は、放電スイッチ１０６とダイオ
ード１０７と放電コイル１０８からなる直列回路と、圧
電素子１０１とで構成されている。
【０００８】前記充電電流回路のダイオード１０３は、
圧電素子が放電した電流がこの充電電流回路に流れない
ようにするためのものである。このダイオード１０３と
充電スイッチ１０２は、共に半導体スイッチで実現可能
である。
圧電素子が放電した電流がこの充電電流回路に流れない
ようにするためのものである。このダイオード１０３と
充電スイッチ１０２は、共に半導体スイッチで実現可能
である。
【０００９】前記放電電流回路のダイオード１０７は、
圧電素子を充電する電流がこの放電電流回路に流れない
ようにするためのものである。このダイオード１０７と
放電スイッチ１０６も共に、前記ダイオード１０３と充
電スイッチ１０２のように半導体スイッチで実現可能で
ある。
圧電素子を充電する電流がこの放電電流回路に流れない
ようにするためのものである。このダイオード１０７と
放電スイッチ１０６も共に、前記ダイオード１０３と充
電スイッチ１０２のように半導体スイッチで実現可能で
ある。
【００１０】通常は開かれている充電スイッチ１０２が
閉じられた場合には、充電電流回路に充電電流が流れ、
この充電電流によって圧電素子１０１が充電される。圧
電素子１０１に蓄えられる電荷、ないしはそれによって
圧電素子に生じる電圧、及び圧電素子１０１の目下の外
部寸法は、圧電素子の充電の後も実質的に不変に維持さ
れる。
閉じられた場合には、充電電流回路に充電電流が流れ、
この充電電流によって圧電素子１０１が充電される。圧
電素子１０１に蓄えられる電荷、ないしはそれによって
圧電素子に生じる電圧、及び圧電素子１０１の目下の外
部寸法は、圧電素子の充電の後も実質的に不変に維持さ
れる。
【００１１】同じように通常は開かれている放電スイッ
チ１０６が閉じられた場合には、放電電流回路に放電電
流が流れ、この放電電流によって圧電素子１０１が放電
される。圧電素子１０１の充電状態ないしはそれによっ
て圧電素子に生じた電圧、及び圧電素子１０１の目下の
外部寸法は、圧電素子の放電の後も実質的に不変に維持
される。
チ１０６が閉じられた場合には、放電電流回路に放電電
流が流れ、この放電電流によって圧電素子１０１が放電
される。圧電素子１０１の充電状態ないしはそれによっ
て圧電素子に生じた電圧、及び圧電素子１０１の目下の
外部寸法は、圧電素子の放電の後も実質的に不変に維持
される。
【００１２】この図７に示されている装置によれば、比
較的少ないコストで圧電素子１０１の充放電が可能であ
る。
較的少ないコストで圧電素子１０１の充放電が可能であ
る。
【００１３】いずれにせよこの装置やその他の圧電素子
充放電のための装置のもとでは、充放電の後の圧電素子
の充電状態、及び/又は所定の充電状態を達成するため
の所要の圧電素子充放電期間が、いつでもどこでも正確
に所望の値になるように充放電を実行することが未だに
達成できないままである。
充放電のための装置のもとでは、充放電の後の圧電素子
の充電状態、及び/又は所定の充電状態を達成するため
の所要の圧電素子充放電期間が、いつでもどこでも正確
に所望の値になるように充放電を実行することが未だに
達成できないままである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べたような圧電素子の充放電のための方法及び装置
において、圧電素子の充放電が求めに応じていつでも迅
速かつ十分に実行できるように改善を行うことである。
に述べたような圧電素子の充放電のための方法及び装置
において、圧電素子の充放電が求めに応じていつでも迅
速かつ十分に実行できるように改善を行うことである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、圧電素子を充電する充電電流ないし圧電素子を放電
する放電電流を、圧電素子のキャパシタンスの考慮下で
設定するようにして解決される。
り、圧電素子を充電する充電電流ないし圧電素子を放電
する放電電流を、圧電素子のキャパシタンスの考慮下で
設定するようにして解決される。
【００１６】また前記課題は本発明により、圧電素子を
充電する充電電流ないし圧電素子を放電する放電電流
を、圧電素子のキャパシタンスの考慮下で設定できるよ
うに構成された開ループ制御装置又は閉ループ制御装置
が設けられている構成によって解決される。
充電する充電電流ないし圧電素子を放電する放電電流
を、圧電素子のキャパシタンスの考慮下で設定できるよ
うに構成された開ループ制御装置又は閉ループ制御装置
が設けられている構成によって解決される。
【００１７】それにより、圧電素子の充放電の範囲や速
度に対する圧電素子キャパシタンスの変化、変動、許容
偏差の影響が解消される。このことは非常に意味があ
る。なぜなら、圧電素子のキャパシタンスとそれに伴う
圧電素子充放電の際に生じる電圧、ないしは所定の充電
に達するための所要の圧電素子充放電期間、及び充放電
によって作用する圧電素子の長さ変化が種々の要因（例
えば温度、圧電素子からもたらされる応力、圧電素子の
経年劣化など）に大きく依存しているからである。この
ような依存性の解消によって、充放電の後の圧電素子の
充電状態、及び/又は所定の充電状態に達するための所
要の圧電素子充放電期間が、いつでもどこでも正確に所
望の値になることが達成される。
度に対する圧電素子キャパシタンスの変化、変動、許容
偏差の影響が解消される。このことは非常に意味があ
る。なぜなら、圧電素子のキャパシタンスとそれに伴う
圧電素子充放電の際に生じる電圧、ないしは所定の充電
に達するための所要の圧電素子充放電期間、及び充放電
によって作用する圧電素子の長さ変化が種々の要因（例
えば温度、圧電素子からもたらされる応力、圧電素子の
経年劣化など）に大きく依存しているからである。この
ような依存性の解消によって、充放電の後の圧電素子の
充電状態、及び/又は所定の充電状態に達するための所
要の圧電素子充放電期間が、いつでもどこでも正確に所
望の値になることが達成される。
【００１８】このことは２つの観点から有利であること
がわかっている。すなわち一方では、圧電素子によって
該圧電素子を含んだシステムが常に正確に同じように励
振されるためであり、他方ではそれによって圧電素子を
含んだシステムが圧電素子の望ましい動きの経過からの
偏差（過度に迅速か過度に緩慢な及び/又は過度に大き
いか過度に少ない伸張ないし圧縮）に基づいて振動に置
き換えられることが回避されるからである。
がわかっている。すなわち一方では、圧電素子によって
該圧電素子を含んだシステムが常に正確に同じように励
振されるためであり、他方ではそれによって圧電素子を
含んだシステムが圧電素子の望ましい動きの経過からの
偏差（過度に迅速か過度に緩慢な及び/又は過度に大き
いか過度に少ない伸張ないし圧縮）に基づいて振動に置
き換えられることが回避されるからである。
【００１９】本発明の別の有利な構成例は従属請求項に
記載されている。
記載されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づき以下の
明細書で詳細に説明する。
明細書で詳細に説明する。
【００２１】以下の明細書でその充放電を詳細に説明す
る圧電素子は、例えば内燃機関の燃料噴射ノズル（特に
いわゆるコモンレールインジェクションシステム）にお
けるアクチュエータとして使用可能である。しかしなが
らこれはこの種の圧電素子の使用領域の限定を意味する
ものではない。基本的にこの圧電素子は任意の装置に任
意の目的で使用することのできるものである。
る圧電素子は、例えば内燃機関の燃料噴射ノズル（特に
いわゆるコモンレールインジェクションシステム）にお
けるアクチュエータとして使用可能である。しかしなが
らこれはこの種の圧電素子の使用領域の限定を意味する
ものではない。基本的にこの圧電素子は任意の装置に任
意の目的で使用することのできるものである。
【００２２】本発明の実施例では圧電素子は、充電に対
する応動の中では伸張し、放電に対する応動の中では圧
縮することを前提としている。しかしながら本発明はこ
れとは反対の場合でももちろん適用可能である。
する応動の中では伸張し、放電に対する応動の中では圧
縮することを前提としている。しかしながら本発明はこ
れとは反対の場合でももちろん適用可能である。
【００２３】本発明の方法及び装置では、特に、圧電素
子を充電する充電電流と圧電素子を放電する放電電流が
圧電素子のキャパシタンスの考慮のもとで設定されるこ
とで際だっている。
子を充電する充電電流と圧電素子を放電する放電電流が
圧電素子のキャパシタンスの考慮のもとで設定されるこ
とで際だっている。
【００２４】設定可能な充放電電流を備えた、圧電素子
充放電のための装置は図１に示されており、以下で詳細
に説明する。
充放電のための装置は図１に示されており、以下で詳細
に説明する。
【００２５】充電に対する圧電素子は図１において符号
１が付されている。
１が付されている。
【００２６】図１のａに示されているように、圧電素子
１の１つの端子は永続的にアースに接続されており（電
源の第１の極にも接続されている）、圧電素子の別の端
子は（充電コイルとしても放電コイルとしても作用す
る）コイル２と、充電スイッチ３及びダイオード４から
なる並列回路とを介して電源の第２の極に接続されてい
る。さらに圧電素子は、コイル２と、放電スイッチ５及
びダイオード６からなる並列回路を介して電源の第１の
極と接続されている。
１の１つの端子は永続的にアースに接続されており（電
源の第１の極にも接続されている）、圧電素子の別の端
子は（充電コイルとしても放電コイルとしても作用す
る）コイル２と、充電スイッチ３及びダイオード４から
なる並列回路とを介して電源の第２の極に接続されてい
る。さらに圧電素子は、コイル２と、放電スイッチ５及
びダイオード６からなる並列回路を介して電源の第１の
極と接続されている。
【００２７】電源はバッテリ７（例えば自動車用バッテ
リ）と、これに後置接続されている直流電圧変換器８
と、これに後置接続されているバッファコンデンサとし
て用いられるコンデンサ９からなる。この配置構成によ
ってバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）は、実質的に任意の
別の直流電圧に変換され供給電圧として出力される。
リ）と、これに後置接続されている直流電圧変換器８
と、これに後置接続されているバッファコンデンサとし
て用いられるコンデンサ９からなる。この配置構成によ
ってバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）は、実質的に任意の
別の直流電圧に変換され供給電圧として出力される。
【００２８】別の有利な実施形態は図１のｂに示されて
いる。既に図１のａに示されている構成要素に相応する
要素には同じ符号が付されている。この実施形態ではス
イッチ３，５と圧電素子の間に、フィルタ手段１０とダ
イオード２０が配設されている。このダイオード２０の
アノードは、圧電素子１の一方の端子に接続されてい
る。ダイオード２０のカソードは、コイル２に接続され
ている。フィルタ手段１０は一方ではダイオード２０の
２つの端子に接続され、他方ではダイオード６の２つの
端子に接続されている。
いる。既に図１のａに示されている構成要素に相応する
要素には同じ符号が付されている。この実施形態ではス
イッチ３，５と圧電素子の間に、フィルタ手段１０とダ
イオード２０が配設されている。このダイオード２０の
アノードは、圧電素子１の一方の端子に接続されてい
る。ダイオード２０のカソードは、コイル２に接続され
ている。フィルタ手段１０は一方ではダイオード２０の
２つの端子に接続され、他方ではダイオード６の２つの
端子に接続されている。
【００２９】出力段の出力側に接続されたフィルタ手段
は、電流経過と電圧経過の平滑化のために用いられる。
これによって電流と電圧の経過は、振動回路制御に相応
して生じる。それにより電磁障害は最小にされる。充電
スイッチ３及び/又は放電スイッチ５の差段の際に生じ
る電流経過のピークは、これによって平滑化される。
は、電流経過と電圧経過の平滑化のために用いられる。
これによって電流と電圧の経過は、振動回路制御に相応
して生じる。それにより電磁障害は最小にされる。充電
スイッチ３及び/又は放電スイッチ５の差段の際に生じ
る電流経過のピークは、これによって平滑化される。
【００３０】ダイオード２０は、保護機能を有してい
る。このダイオード２０は、圧電素子に損傷を与える負
の電圧を回避させる。
る。このダイオード２０は、圧電素子に損傷を与える負
の電圧を回避させる。
【００３１】図示の実施形態では、フィルタ手段２０
は、コイル２と直列に接続されたインダクタンスであ
る。さらに１つのキャパシタンス１１がダイオード２０
ないし６に並列に接続されている。
は、コイル２と直列に接続されたインダクタンスであ
る。さらに１つのキャパシタンス１１がダイオード２０
ないし６に並列に接続されている。
【００３２】簡単な実施形態では、インダクタンス１２
を省くことも可能である。これはダイオード２０に対し
ても当てはまる。
を省くことも可能である。これはダイオード２０に対し
ても当てはまる。
【００３３】構成素子の数は、コイル２とインダクタン
ス１２を１つの構成ユニットで形成すること、つまり中
央タップを備えた１つのコイルのみを設けることによっ
て節約することも可能である。
ス１２を１つの構成ユニットで形成すること、つまり中
央タップを備えた１つのコイルのみを設けることによっ
て節約することも可能である。
【００３４】圧電素子１の充放電は、図示の実施例では
クロック制御されて行われる。つまり充電スイッチ３と
放電スイッチ５は、充放電過程の間繰返しオンオフされ
る。
クロック制御されて行われる。つまり充電スイッチ３と
放電スイッチ５は、充放電過程の間繰返しオンオフされ
る。
【００３５】その際に設定される関係は、以下の明細書
で図２〜図５に基づいて説明する。この場合図２と図３
は圧電素子１の充電に関し、図４と図５は圧電素子１の
放電に関する。
で図２〜図５に基づいて説明する。この場合図２と図３
は圧電素子１の充電に関し、図４と図５は圧電素子１の
放電に関する。
【００３６】充電スイッチ３と放電スイッチ５は、圧電
素子１の充放電が行われていない限り開かれている。こ
の状態では図１に示されている回路は定常的な状態にあ
る。すなわち圧電素子１は、その充電状態を実質的に不
変に維持し、電流は流れていない。
素子１の充放電が行われていない限り開かれている。こ
の状態では図１に示されている回路は定常的な状態にあ
る。すなわち圧電素子１は、その充電状態を実質的に不
変に維持し、電流は流れていない。
【００３７】圧電素子１の充電の開始と共に、充電スイ
ッチ３はオンオフを繰り返し、放電スイッチ５は開かれ
たままである。
ッチ３はオンオフを繰り返し、放電スイッチ５は開かれ
たままである。
【００３８】充電スイッチ３の閉成のもとでは図２に示
されているような関係が生じる。すなわち圧電素子１と
コンデンサ９とコイル２の直列回路からなる閉ループ電
流回路が形成される。この場合図２に矢印で示されてい
るような電流ｉLE(t)が流れる。この電流通流は、コイ
ル２にエネルギーを蓄えるように作用する。その際コイ
ル２へのエネルギーの流れは、コンデンサ９と圧電素子
１の間の正の電位差によって生じる。
されているような関係が生じる。すなわち圧電素子１と
コンデンサ９とコイル２の直列回路からなる閉ループ電
流回路が形成される。この場合図２に矢印で示されてい
るような電流ｉLE(t)が流れる。この電流通流は、コイ
ル２にエネルギーを蓄えるように作用する。その際コイ
ル２へのエネルギーの流れは、コンデンサ９と圧電素子
１の間の正の電位差によって生じる。
【００３９】充電スイッチ３の閉成後に起きる短時間
（例えば数μｓ）の該スイッチの開放のもとでは図３に
示されたような関係が生じる。すなわち圧電素子１とダ
イオード６とコイル２の直列回路からなる閉ループ電流
回路が形成される。この場合図３に矢印で示されている
ような電流ｉLA(t)が流れる。この電流通流はコイル２
に蓄えられたエネルギーが完全に圧電素子１に流れるよ
うに作用する。
（例えば数μｓ）の該スイッチの開放のもとでは図３に
示されたような関係が生じる。すなわち圧電素子１とダ
イオード６とコイル２の直列回路からなる閉ループ電流
回路が形成される。この場合図３に矢印で示されている
ような電流ｉLA(t)が流れる。この電流通流はコイル２
に蓄えられたエネルギーが完全に圧電素子１に流れるよ
うに作用する。
【００４０】この圧電素子へのエネルギー供給に相応し
て、これに生じる電圧とその外寸法は高められる。コイ
ル２から圧電素子１へのエネルギー伝送の行われた後で
は、再び既に図１で説明したような回路の定常状態に達
する。
て、これに生じる電圧とその外寸法は高められる。コイ
ル２から圧電素子１へのエネルギー伝送の行われた後で
は、再び既に図１で説明したような回路の定常状態に達
する。
【００４１】（充電過程の所望の時間的経過に応じて）
その直後で又は既に事前にあるいはしばらく後で充電ス
イッチ３は新たに閉成され再び開放される。この場合前
述したような過程が再び繰り返される。充電スイッチ３
の新たなオンオフは、圧電素子１に蓄えられるエネルギ
ーを増加させ（この場合圧電素子に既に蓄えられている
エネルギーと新たに供給されたエネルギーは加算され
る）、それに応じて圧電素子１に生じる電圧とその外寸
法も増加する。
その直後で又は既に事前にあるいはしばらく後で充電ス
イッチ３は新たに閉成され再び開放される。この場合前
述したような過程が再び繰り返される。充電スイッチ３
の新たなオンオフは、圧電素子１に蓄えられるエネルギ
ーを増加させ（この場合圧電素子に既に蓄えられている
エネルギーと新たに供給されたエネルギーは加算され
る）、それに応じて圧電素子１に生じる電圧とその外寸
法も増加する。
【００４２】前述したような充電スイッチ３のオンオフ
の多数回の繰返しによって、圧電素子に生じる電圧と圧
電素子の伸張は段階的に上昇する（これに対しては以下
で詳細に説明する図６の特性曲線Ａが参照される）。
の多数回の繰返しによって、圧電素子に生じる電圧と圧
電素子の伸張は段階的に上昇する（これに対しては以下
で詳細に説明する図６の特性曲線Ａが参照される）。
【００４３】充電スイッチ３が所定の期間及び/又は所
定の回数オンオフされるか、及び/又は圧電素子１が所
望の充電状態に達した場合には、圧電素子の充電は充電
スイッチ３の開放によって終了される。
定の回数オンオフされるか、及び/又は圧電素子１が所
望の充電状態に達した場合には、圧電素子の充電は充電
スイッチ３の開放によって終了される。
【００４４】圧電素子１が再び放電されるべき場合に
は、放電スイッチ５のオンオフの繰返しによってこれが
行われる。その際充電スイッチ３は開かれたまま維持さ
れる。
は、放電スイッチ５のオンオフの繰返しによってこれが
行われる。その際充電スイッチ３は開かれたまま維持さ
れる。
【００４５】放電スイッチ５の閉成のもとでは図４に示
されているような関係が生じる。すなわち圧電素子１と
コイル２の直列回路からなる閉ループ電流回路が形成さ
れる。この場合図中矢印で示されているような電流ｉEE
(t)が流れる。この電流通流は、圧電素子に蓄えられて
いるエネルギー（の一部）がコイル２に伝送されるよう
に作用する。この圧電素子１からコイル２へのエネルギ
ー伝送に相応して圧電素子に生じる電圧とその外寸法は
低減する。
されているような関係が生じる。すなわち圧電素子１と
コイル２の直列回路からなる閉ループ電流回路が形成さ
れる。この場合図中矢印で示されているような電流ｉEE
(t)が流れる。この電流通流は、圧電素子に蓄えられて
いるエネルギー（の一部）がコイル２に伝送されるよう
に作用する。この圧電素子１からコイル２へのエネルギ
ー伝送に相応して圧電素子に生じる電圧とその外寸法は
低減する。
【００４６】放電スイッチ５の閉成後に起きる短時間
（例えば数μｓ）の該スイッチの開放のもとでは図５に
示されたような関係が生じる。すなわち圧電素子１とコ
ンデンサ９とダイオード４とコイル２の直列回路からな
る閉ループ電流回路が形成される。この場合図中に矢印
で示されているような電流ｉEA(t)が流れる。この電流
通流はコイル２に蓄えられたエネルギーが完全にコンデ
ンサ９にフィードバックされるように作用する。コイル
２からコンデンサ９へのエネルギー伝送の行われた後で
は、再び既に図１で説明したような回路の定常状態に達
する。
（例えば数μｓ）の該スイッチの開放のもとでは図５に
示されたような関係が生じる。すなわち圧電素子１とコ
ンデンサ９とダイオード４とコイル２の直列回路からな
る閉ループ電流回路が形成される。この場合図中に矢印
で示されているような電流ｉEA(t)が流れる。この電流
通流はコイル２に蓄えられたエネルギーが完全にコンデ
ンサ９にフィードバックされるように作用する。コイル
２からコンデンサ９へのエネルギー伝送の行われた後で
は、再び既に図１で説明したような回路の定常状態に達
する。
【００４７】（放電過程の所望の時間的経過に応じて）
その直後で又は既に事前にあるいはしばらく後で放電ス
イッチ５は新たに閉成され再び開放される。この場合前
述したような過程が再び繰り返される。この放電スイッ
チ５の新たなオンオフは、圧電素子１に蓄えられるエネ
ルギーをさらに低減させ、それに応じて圧電素子１に生
じる電圧とその外寸法も同様に低減する。
その直後で又は既に事前にあるいはしばらく後で放電ス
イッチ５は新たに閉成され再び開放される。この場合前
述したような過程が再び繰り返される。この放電スイッ
チ５の新たなオンオフは、圧電素子１に蓄えられるエネ
ルギーをさらに低減させ、それに応じて圧電素子１に生
じる電圧とその外寸法も同様に低減する。
【００４８】前述したような放電スイッチ５のオンオフ
の多数回の繰返しによって、圧電素子に生じる電圧と圧
電素子の伸張は段階的に低減する（これに対しては図６
の特性曲線Ａが参照される）。
の多数回の繰返しによって、圧電素子に生じる電圧と圧
電素子の伸張は段階的に低減する（これに対しては図６
の特性曲線Ａが参照される）。
【００４９】放電スイッチ５が所定の期間及び/又は所
定の回数オンオフされるか、及び/又は圧電素子１が所
望の放電状態に達した場合には、圧電素子の放電は放電
スイッチ５の開放によって終了される。
定の回数オンオフされるか、及び/又は圧電素子１が所
望の放電状態に達した場合には、圧電素子の放電は放電
スイッチ５の開放によって終了される。
【００５０】充電と放電の経過の規模は、充電スイッチ
３と放電スイッチ５のオンオフの頻度と持続時間によっ
て定められる。このことは図１に示されている装置にの
み当てはまるのではなく、圧電素子の同じ様な充放電が
実施可能な全ての装置に当てはまる。この場合の装置と
は、実質的には１つ又は複数の圧電素子のクロック制御
された充放電に適したものでもある。
３と放電スイッチ５のオンオフの頻度と持続時間によっ
て定められる。このことは図１に示されている装置にの
み当てはまるのではなく、圧電素子の同じ様な充放電が
実施可能な全ての装置に当てはまる。この場合の装置と
は、実質的には１つ又は複数の圧電素子のクロック制御
された充放電に適したものでもある。
【００５１】次に図７による、圧電素子のクロック制御
された充放電に対して構成されていない装置に着目する
ものとする。この装置では充放電コイルは、詳細には圧
電素子と共働するように形成されたＬＣ直列振動回路の
誘導素子として作用する。この場合この誘導素子のイン
ダクタンスと、圧電素子のキャパシタンスは単独で経過
を定め、充放電の範囲を定める（この場合そのつどの第
１の振動回路振動の第１の電流半波によってのみ充放電
され得る、というのも振動回路のさらなる振動は充電電
流回路と放電電流回路に含まれるダイオードによって阻
止されるからである）。
された充放電に対して構成されていない装置に着目する
ものとする。この装置では充放電コイルは、詳細には圧
電素子と共働するように形成されたＬＣ直列振動回路の
誘導素子として作用する。この場合この誘導素子のイン
ダクタンスと、圧電素子のキャパシタンスは単独で経過
を定め、充放電の範囲を定める（この場合そのつどの第
１の振動回路振動の第１の電流半波によってのみ充放電
され得る、というのも振動回路のさらなる振動は充電電
流回路と放電電流回路に含まれるダイオードによって阻
止されるからである）。
【００５２】これとは異なってクロック制御された充放
電に対して構成された装置では（例えば図１による形式
の装置）、コイル（又はその他の誘導特性を有する素
子）がエネルギーの中間蓄積器として用いられる。これ
は電流源（充電の場合）ないしは圧電素子（放電の場
合）から交互に供給される電気エネルギーを（磁気エネ
ルギーの形態で）蓄え、相応のスイッチ操作によって蓄
えられたエネルギーが電気エネルギーの形で圧電素子
（充電の場合）ないしは他のエネルギー蓄積器又は電気
的負荷（放電の場合）に、送出される。その際エネルギ
ーの蓄積とエネルギーの送出の時点及び持続時間（並び
にそれに伴う範囲）はスイッチ操作によって定められ
る。
電に対して構成された装置では（例えば図１による形式
の装置）、コイル（又はその他の誘導特性を有する素
子）がエネルギーの中間蓄積器として用いられる。これ
は電流源（充電の場合）ないしは圧電素子（放電の場
合）から交互に供給される電気エネルギーを（磁気エネ
ルギーの形態で）蓄え、相応のスイッチ操作によって蓄
えられたエネルギーが電気エネルギーの形で圧電素子
（充電の場合）ないしは他のエネルギー蓄積器又は電気
的負荷（放電の場合）に、送出される。その際エネルギ
ーの蓄積とエネルギーの送出の時点及び持続時間（並び
にそれに伴う範囲）はスイッチ操作によって定められ
る。
【００５３】それにより、圧電素子は、任意の数、任意
の大きさ、任意の時間間隔の順次連続する段階にて所望
のように充放電される。
の大きさ、任意の時間間隔の順次連続する段階にて所望
のように充放電される。
【００５４】圧電素子が所定の平均充電電流ないし放電
電流によって所定の電圧にもたらされるようにスイッチ
を繰り返しオンオフさせることによって、圧電素子の充
放電をこれらを考慮しながら、容易に個々の交番関係に
適合できるように実施可能である。
電流によって所定の電圧にもたらされるようにスイッチ
を繰り返しオンオフさせることによって、圧電素子の充
放電をこれらを考慮しながら、容易に個々の交番関係に
適合できるように実施可能である。
【００５５】充電スイッチ３と放電スイッチ５の操作は
図１には示されていない開ループ又は閉ループ制御装置
によって行われる。この開ループ又は閉ループ制御装置
は、この種の充電スイッチ３と放電スイッチ５のオンオ
フを実施し、それによって充電すべきないし放電すべき
圧電素子が、所定の平均（充放電）電流の維持のもとで
所定の電圧にもたらされる。
図１には示されていない開ループ又は閉ループ制御装置
によって行われる。この開ループ又は閉ループ制御装置
は、この種の充電スイッチ３と放電スイッチ５のオンオ
フを実施し、それによって充電すべきないし放電すべき
圧電素子が、所定の平均（充放電）電流の維持のもとで
所定の電圧にもたらされる。
【００５６】それに対して充電スイッチ３ないし放電ス
イッチ５は所定の時点でオンオフされる。この場合、各
スイッチが閉成されている時間と、開かれている時間
は、同じが又は種々異なる長さであってもよい。そして
そのつどの充放電過程内では任意の変更可能である。
イッチ５は所定の時点でオンオフされる。この場合、各
スイッチが閉成されている時間と、開かれている時間
は、同じが又は種々異なる長さであってもよい。そして
そのつどの充放電過程内では任意の変更可能である。
【００５７】その際設定されるべき充放電電流は、本発
明の実施例では充放電すべき圧電素子のキャパシタンス
の考慮のもとで定められる。但しこの場合充電電流と放
電電流は、そのつどの充放電過程の間実質的に一定に維
持される。しかしながら場合によっては所要の充放電電
流の変更が、必要に応じて充放電過程の間に実施されて
もよい。
明の実施例では充放電すべき圧電素子のキャパシタンス
の考慮のもとで定められる。但しこの場合充電電流と放
電電流は、そのつどの充放電過程の間実質的に一定に維
持される。しかしながら場合によっては所要の充放電電
流の変更が、必要に応じて充放電過程の間に実施されて
もよい。
【００５８】充放電電流の変更を左右する圧電素子のキ
ャパシタンスは、当該実施例では直接測定されるのでは
なく、圧電素子を充放電のもとで伸張ないし圧縮させる
ための規模に関して定められる。その際、圧電素子の充
放電によって引き起こされるその長さ変化が圧電素子の
充放電によってそこに生じる電圧に比例していること
と、この所定の電流による所定の期間の充放電の際に圧
電素子に生じる電圧は、実質的に圧電素子のキャパシタ
ンスに専ら依存するという事実が用いられる。
ャパシタンスは、当該実施例では直接測定されるのでは
なく、圧電素子を充放電のもとで伸張ないし圧縮させる
ための規模に関して定められる。その際、圧電素子の充
放電によって引き起こされるその長さ変化が圧電素子の
充放電によってそこに生じる電圧に比例していること
と、この所定の電流による所定の期間の充放電の際に圧
電素子に生じる電圧は、実質的に圧電素子のキャパシタ
ンスに専ら依存するという事実が用いられる。
【００５９】圧電素子の長さ変化と、圧電素子に生じる
電圧と、圧電素子のキャパシタンスの関係は、数学的に
以下の式によって表される。
電圧と、圧電素子のキャパシタンスの関係は、数学的に
以下の式によって表される。
【００６０】Δｌ＝ｄ33*ｕ＝ｄ33*(1/Ｃp)*ｉn*ｔn この場合前記Δｌは圧電素子における長さ変化、前記ｄ
33はピエゾ充電定数、前記ｕは圧電素子に生じる電圧、
前記Ｃpは圧電素子のキャパシタンス、前記ｉnは目下の
（放電）充電過程のもとでの（放電）充電電流、前記ｔ
nは目下の（放電）充電過程のもとでの（放電）充電時
間を表している。
33はピエゾ充電定数、前記ｕは圧電素子に生じる電圧、
前記Ｃpは圧電素子のキャパシタンス、前記ｉnは目下の
（放電）充電過程のもとでの（放電）充電電流、前記ｔ
nは目下の（放電）充電過程のもとでの（放電）充電時
間を表している。
【００６１】圧電素子の充放電の際に所定の充放電電流
によって所定の時間経過後に圧電素子が達成する長さ変
化が、目標値に相応していない場合には、目標値と実際
値の偏差から補正係数が算出され、この補正係数と利用
されている充放電電流が乗算されなければならない。こ
れは目標長さ変化を達成するために圧電素子に所定時間
充放電される電流を求めるためである。使用すべき充電
電流又は放電電流はもちろん相応のテーブルを参照する
か、その他の手法で求めてもよい。充放電電流における
過度に大きな跳躍的現象を回避するために、減衰係数及
び/又は閾値を補正係数及び/又は充放電電流に対して用
いてもよい。
によって所定の時間経過後に圧電素子が達成する長さ変
化が、目標値に相応していない場合には、目標値と実際
値の偏差から補正係数が算出され、この補正係数と利用
されている充放電電流が乗算されなければならない。こ
れは目標長さ変化を達成するために圧電素子に所定時間
充放電される電流を求めるためである。使用すべき充電
電流又は放電電流はもちろん相応のテーブルを参照する
か、その他の手法で求めてもよい。充放電電流における
過度に大きな跳躍的現象を回避するために、減衰係数及
び/又は閾値を補正係数及び/又は充放電電流に対して用
いてもよい。
【００６２】さらにもっと簡単には、充放電電流の圧電
素子キャパシタンスへの適合化を圧電素子の長さ変化に
基づかせるのではなく、所定の電圧を生じさせるのに圧
電素子が充放電されなければならない時間に基づかせて
行ってもよい。所定の電圧をもたらすために、次の
（ｎ）回目の充放電過程の際に圧電素子に所定の時間充
放電させるべき電流ｉnを求める上で、（ｎ−１）回目
の充放電過程の際に利用される電流ｉn-1に乗算させる
べき補正係数は、以下の式から得られる。
素子キャパシタンスへの適合化を圧電素子の長さ変化に
基づかせるのではなく、所定の電圧を生じさせるのに圧
電素子が充放電されなければならない時間に基づかせて
行ってもよい。所定の電圧をもたらすために、次の
（ｎ）回目の充放電過程の際に圧電素子に所定の時間充
放電させるべき電流ｉnを求める上で、（ｎ−１）回目
の充放電過程の際に利用される電流ｉn-1に乗算させる
べき補正係数は、以下の式から得られる。
【００６３】（ｔn-1）/（ｔsoll） この場合前記ｔn-1は、所定の電圧をもたらすために、
圧電素子が電流ｉn-1で充放電されるべき期間を表し、
前記ｔsollはこの期間の経過後に圧電素子が充放電のも
とで所定の電圧にもたらされるべき時間を表している。
すなわちｎ回目の充放電過程のもとで利用すべき充放電
電流ｉnは以下の式によって算出される。
圧電素子が電流ｉn-1で充放電されるべき期間を表し、
前記ｔsollはこの期間の経過後に圧電素子が充放電のも
とで所定の電圧にもたらされるべき時間を表している。
すなわちｎ回目の充放電過程のもとで利用すべき充放電
電流ｉnは以下の式によって算出される。
【００６４】in＝ｉn-1*[(ｔn-1)/(ｔsoll)] ここでももちろん減衰係数や閾値が補正係数及び/又は
充放電電流に対して設けられてもよい。
充放電電流に対して設けられてもよい。
【００６５】所定の電圧達成に必要とされる期間に基づ
いた充放電電流の、充電すべき又は放電すべき圧電素子
のキャパシタンスへの適合化は、圧電素子の長さ変化に
基づいた適合化よりも容易である。なぜなら電圧と時間
の測定は、圧電素子の電圧と時間の測定よりも簡単だか
らである。
いた充放電電流の、充電すべき又は放電すべき圧電素子
のキャパシタンスへの適合化は、圧電素子の長さ変化に
基づいた適合化よりも容易である。なぜなら電圧と時間
の測定は、圧電素子の電圧と時間の測定よりも簡単だか
らである。
【００６６】何に対して適合化が基づかれているかに依
存することなく、圧電素子に所定期間の間の充放電によ
って所定の長さ変化を生じさせることを達成することは
可能である。このことは非常に有利である。なぜなら １）圧電素子はこれを含むシステムを常時正確に同じだ
け励振し、 ２）それによって、圧電素子を含むシステムが圧電素子
の所望の動き経過からの偏差（過度に迅速な又は過度に
緩慢な伸張/圧縮、及び/又は過度に大きい又は過度に少
ない伸張/圧縮）に基づいて振動に置き換えられるから
である。
存することなく、圧電素子に所定期間の間の充放電によ
って所定の長さ変化を生じさせることを達成することは
可能である。このことは非常に有利である。なぜなら １）圧電素子はこれを含むシステムを常時正確に同じだ
け励振し、 ２）それによって、圧電素子を含むシステムが圧電素子
の所望の動き経過からの偏差（過度に迅速な又は過度に
緩慢な伸張/圧縮、及び/又は過度に大きい又は過度に少
ない伸張/圧縮）に基づいて振動に置き換えられるから
である。
【００６７】そのように決定された充放電電流を実際に
流すことは、開ループ制御装置又は閉ループ制御装置に
よって達成される。この場合の電流通流は、開ループ制
御でも閉ループ制御でも相応の頻度と長さの充/放電ス
イッチのオンオフによって設定される。
流すことは、開ループ制御装置又は閉ループ制御装置に
よって達成される。この場合の電流通流は、開ループ制
御でも閉ループ制御でも相応の頻度と長さの充/放電ス
イッチのオンオフによって設定される。
【００６８】結果においては開ループ制御でも閉ループ
制御でも図６に示されている例のような圧電素子の充放
電に至る。すなわちこの図６においては、 −符号Ａで示されている特性曲線は圧電素子に生じた電
圧の経過を表しており、 −符号Ｂで示されている特性曲線は圧電素子に充放電さ
れた充電電流ないし放電電流の経過を表しており、 −符号Ｃで示されている特性曲線は充電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものであり、 −符号Ｄで示されている特性曲線は放電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものである。
制御でも図６に示されている例のような圧電素子の充放
電に至る。すなわちこの図６においては、 −符号Ａで示されている特性曲線は圧電素子に生じた電
圧の経過を表しており、 −符号Ｂで示されている特性曲線は圧電素子に充放電さ
れた充電電流ないし放電電流の経過を表しており、 −符号Ｃで示されている特性曲線は充電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものであり、 −符号Ｄで示されている特性曲線は放電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものである。
【００６９】図示のように繰り返し実施された充電スイ
ッチのオンオフ（特性曲線Ｃ）からは、振動はしている
が平均して一定している大きさの充電電流（特性曲線
Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧電素子
に平均して均一な所定の終値まで上昇する電圧が生じる
（特性曲線Ａ）。また図示のように繰り返し実施された
放電スイッチのオンオフ（特性曲線Ｄ）からは、振動は
しているが平均して一定している大きさの放電電流（特
性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧
電素子に平均して均一な所定の終値まで下降する電圧が
生じる（特性曲線Ａ）。
ッチのオンオフ（特性曲線Ｃ）からは、振動はしている
が平均して一定している大きさの充電電流（特性曲線
Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧電素子
に平均して均一な所定の終値まで上昇する電圧が生じる
（特性曲線Ａ）。また図示のように繰り返し実施された
放電スイッチのオンオフ（特性曲線Ｄ）からは、振動は
しているが平均して一定している大きさの放電電流（特
性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧
電素子に平均して均一な所定の終値まで下降する電圧が
生じる（特性曲線Ａ）。
【００７０】平均の充放電電流も、圧電素子の充放電に
よって生じる電圧も図示の実施例では可変であり、圧電
素子のキャパシタンスに依存するだけでなく、付加的
に、燃料噴射過程毎に噴射される燃料量やエンジン回転
数、コモンレールの圧力又はエンジン温度にも依存して
定められる。
よって生じる電圧も図示の実施例では可変であり、圧電
素子のキャパシタンスに依存するだけでなく、付加的
に、燃料噴射過程毎に噴射される燃料量やエンジン回転
数、コモンレールの圧力又はエンジン温度にも依存して
定められる。
【００７１】さらなる実施形態のもとでは圧電素子１の
充放電が他段階の制御によって行われる。すなわち充電
スイッチ３ないし放電スイッチ５は、充電ないし放電過
程期間中に数度に亘ってオンオフされる。図示の実施形
態では二段階の制御が行われている。すなわち充電スイ
ッチ３ないし放電スイッチ５はそれぞれ２回制御されて
いる。すなわち図８においては、 −符号Ａで示されている特性曲線は圧電素子に生じた電
圧の経過を表しており、 −符号Ｂで示されている特性曲線は圧電素子に充放電さ
れた充電電流ないし放電電流の経過を表しており、 −符号Ｃで示されている特性曲線は充電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものであり、 −符号Ｄで示されている特性曲線は放電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものである。
充放電が他段階の制御によって行われる。すなわち充電
スイッチ３ないし放電スイッチ５は、充電ないし放電過
程期間中に数度に亘ってオンオフされる。図示の実施形
態では二段階の制御が行われている。すなわち充電スイ
ッチ３ないし放電スイッチ５はそれぞれ２回制御されて
いる。すなわち図８においては、 −符号Ａで示されている特性曲線は圧電素子に生じた電
圧の経過を表しており、 −符号Ｂで示されている特性曲線は圧電素子に充放電さ
れた充電電流ないし放電電流の経過を表しており、 −符号Ｃで示されている特性曲線は充電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものであり、 −符号Ｄで示されている特性曲線は放電スイッチのスイ
ッチング状態を表したものである。
【００７２】図示のように充電スイッチの２回のオンオ
フ（特性曲線Ｃ）からは、２回上昇し下降する充電電流
（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のよう
に圧電素子に二段階で所定の終値まで上昇する電圧が生
じる（特性曲線Ａ）。また図示のように放電スイッチの
２回のオンオフ（特性曲線Ｄ）からは、２回下降し上昇
する放電電流（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によっ
て図示のように圧電素子に二段階で所定の終値まで下降
する電圧が生じる（特性曲線Ａ）。
フ（特性曲線Ｃ）からは、２回上昇し下降する充電電流
（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のよう
に圧電素子に二段階で所定の終値まで上昇する電圧が生
じる（特性曲線Ａ）。また図示のように放電スイッチの
２回のオンオフ（特性曲線Ｄ）からは、２回下降し上昇
する放電電流（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によっ
て図示のように圧電素子に二段階で所定の終値まで下降
する電圧が生じる（特性曲線Ａ）。
【００７３】前記充放電電流も、個々の制御の持続時間
も、圧電素子の充放電によって生じる電圧も図示の実施
例では可変であり、圧電素子のキャパシタンスに依存す
るだけでなく、付加的に、燃料噴射過程毎に噴射される
燃料量やエンジン回転数、コモンレールの圧力又はエン
ジン温度にも依存して定められる。
も、圧電素子の充放電によって生じる電圧も図示の実施
例では可変であり、圧電素子のキャパシタンスに依存す
るだけでなく、付加的に、燃料噴射過程毎に噴射される
燃料量やエンジン回転数、コモンレールの圧力又はエン
ジン温度にも依存して定められる。
【００７４】これらの構成素子は次のように設計仕様さ
れる。すなわち所望の電圧レベルがそのつどのスイッチ
ング過程によって達成されるように設計仕様される。そ
れによりスイッチング過程の数も低減できる。これによ
り定常的な電圧経過の他にも電磁障害とスイッチングロ
スが僅かになる。
れる。すなわち所望の電圧レベルがそのつどのスイッチ
ング過程によって達成されるように設計仕様される。そ
れによりスイッチング過程の数も低減できる。これによ
り定常的な電圧経過の他にも電磁障害とスイッチングロ
スが僅かになる。
【００７５】さらに出力スイッチの制御も著しく簡単に
なり、スイッチング時間の複雑な計算も省くことができ
る。
なり、スイッチング時間の複雑な計算も省くことができ
る。
【００７６】前述した本発明による方法及び装置によれ
ば、それらの実際の実現に要する個々の単位に依存する
ことなく、圧電素子の充放電があらゆる状況のもとでも
所望のように迅速かつ十分に実施できることが可能とな
る。
ば、それらの実際の実現に要する個々の単位に依存する
ことなく、圧電素子の充放電があらゆる状況のもとでも
所望のように迅速かつ十分に実施できることが可能とな
る。
【図１】ａ及びｂは設定可能な充放電電流を有する圧電
素子の充放電のための２つの装置をそれぞれ示した図で
ある。
素子の充放電のための２つの装置をそれぞれ示した図で
ある。
【図２】図１による装置中の第１の充電フェーズ（充電
スイッチ３の閉成）の間に生じる特性を説明するための
図である。
スイッチ３の閉成）の間に生じる特性を説明するための
図である。
【図３】図１による装置中の第２の充電フェーズ（充電
スイッチ３の再開放）の間に生じる特性を説明するため
の図である。
スイッチ３の再開放）の間に生じる特性を説明するため
の図である。
【図４】図１による装置中の第１の放電フェーズ（放電
スイッチ５の閉成）の間に生じる特性を説明するための
図である。
スイッチ５の閉成）の間に生じる特性を説明するための
図である。
【図５】図１による装置中の第２の放電フェーズ（放電
スイッチ５の再開放）の間に生じる特性を説明するため
の図である。
スイッチ５の再開放）の間に生じる特性を説明するため
の図である。
【図６】図１による装置の作動の際に生じる電圧と電流
の経過を時間的に示した図である。
の経過を時間的に示した図である。
【図７】従来形の圧電素子の充放電のための装置を示し
た図である。
た図である。
【図８】図１による装置の作動の際に生じる電圧と電流
の経過を時間的に示した図である。
の経過を時間的に示した図である。
１ 圧電素子 ２ コイル ３ 充電スイッチ ４ ダイオード ５ 放電スイッチ ６ ダイオード ７ バッテリ ８ 直流電圧変換器 ９ コンデンサ １０ フィルタ手段 １１ キャパシタンス １２ インダクタンス ２０ ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクサンダー ホック ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ク ニットリンガー シュトラーセ １
Claims (10)
- 【請求項１】 圧電素子（１）の充放電のための方法に
おいて、 圧電素子を充電する充電電流ないし圧電素子を放電する
放電電流を、圧電素子のキャパシタンスの考慮下で設定
することを特徴とする、圧電素子の充放電のための方
法。 - 【請求項２】 前記充電電流ないし放電電流を、圧電素
子（１）の目下のキャパシタンスの考慮下で変更する、
請求項１記載の圧電素子の充放電のための方法。 - 【請求項３】 前記充電電流ないし放電電流を、目標値
からの圧電素子（１）キャパシタンスの偏差を考慮して
変更する、請求項１又は２記載の圧電素子の充放電のた
めの方法。 - 【請求項４】 前記圧電素子（１）キャパシタンスの目
標値からの偏差は、該圧電素子が充放電の際に受ける圧
電素子の長さ変化に基づいて生じる、請求項３記載の圧
電素子の充放電のための方法。 - 【請求項５】 前記圧電素子（１）キャパシタンスの目
標値からの偏差は、該圧電素子が所定の電圧を得るため
に充放電されるべき期間に基づいて生じる、請求項３記
載の圧電素子の充放電のための方法。 - 【請求項６】 次の充電又は放電過程の際に使用すべき
充電又は放電電流を、先行する充電又は放電過程の際に
使用された充電又は放電電流と補正係数との乗算によっ
て算出する、請求項１〜５いずれか１項記載の圧電素子
の充放電のための方法。 - 【請求項７】 前記補正係数は、充電又は放電過程のも
とで又は後で測定された特性量の実際値と該特性量の目
標値との関係に基づいて算出される、請求項６記載の圧
電素子の充放電のための方法。 - 【請求項８】 前記補正係数又は充電電流又は放電電流
を、閾値又は減衰係数の適用下でその大きさ又は大きさ
の変化において制限する、請求項６記載の圧電素子の充
放電のための方法。 - 【請求項９】 前記充電電流ないし放電電流は、充電過
程ないし放電過程の間実質的に一定に維持される、請求
項１〜８いずれか１項記載の圧電素子の充放電のための
方法。 - 【請求項１０】 圧電素子（１）の充放電のための装置
において、 圧電素子を充電する充電電流ないし圧電素子を放電する
放電電流を、圧電素子のキャパシタンスの考慮下で設定
できるように構成された開ループ制御装置又は閉ループ
制御装置が設けられていることを特徴とする、圧電素子
の充放電のための装置。
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