(57)【要約】充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を用いて充電されかつ放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を用いて放電される圧電スタック（１４）を有する燃料噴射器の制御方法は、第１の噴射事象（ＩＥ１）に関連する電気オン信号の終端と、第２の噴射事象（ＩＥ２）に関連する電気オン信号の始端との間の必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）を決定するステップを含む。この制御方法はまた、必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）と、充電電流を使用して圧電スタック（１４）を第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間との間の重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）を計算するステップと、充電および放電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ、Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の関数として、重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）を第１および第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１、ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）に分割するステップと、重複時間の第１の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１）に基づいて計算された充電時間（ｔｃｈａｒｇｅ）にわたって、充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を圧電スタック（１４）に供給するステップと、スタック（１４）を第２の基準レベルまで放電するように、重複時間の第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）に基づいて計算される放電時間（ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ）にわたって、放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を圧電スタック（１４）に供給するステップとを含む。その結果、第１および第２の噴射事象（ＩＥ１、ＩＥ２）は、組合せパルス動作モードで組み合わされる。
2009533599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を用いて充電されかつ放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を用いて放電される圧電スタック（１４）を有する燃料噴射器の制御方法であって、前記燃料噴射器は噴射器閉鎖時間（ｔｃｌｏｓｉｎｇ）を有し、前記方法は、
第１の噴射事象（ＩＥ１）に関連する電気オン信号の終端と、第２の噴射事象（ＩＥ２）に関連する電気オン信号の始端との間の必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）を決定するステップと、
前記必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）と、前記充電電流を使用して前記圧電スタック（１４）を第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間との間の重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）を計算するステップと、
前記充電および放電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ、Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の関数として、前記重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）を第１および第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１、ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）に分割するステップと、
前記重複時間の前記第１の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１）に基づいて計算された充電時間（ｔｃｈａｒｇｅ）にわたって、前記充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給するステップと、
前記スタック（１４）を第２の基準レベルまで放電するように、前記重複時間の前記第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）に基づいて計算される放電時間（ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ）にわたって、前記放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給するステップとを含み、
前記第１および第２の噴射事象（ＩＥ１、ＩＥ２）は、組合せパルス動作モードで組み合わされる、
制御方法。
【請求項２】
前記充電時間は、前記スタック（１４）の両端の電圧が低電圧レベルから高電圧レベルへ増大するように、前記スタック（１４）を前記第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間から、前記重複時間の前記第１の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１）を引くことによって計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放電時間は、前記スタック（１４）の両端の電圧が高電圧レベルから低電圧レベルへ低減するように、前記スタック（１４）を前記第２の基準レベルまで放電するのに必要な時間から、前記重複時間の前記第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）を引くことによって計算される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、前記重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）に従って、前記組合せパルスモードにおける動作を選択するステップを含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、前記必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）に従って、前記組合せパルスモードにおける動作を選択するステップを含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、前記噴射器閉鎖時間（ｔｃｌｏｓｉｎｇ）に従って、前記組合せパルスモードにおける動作を選択するステップを含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、前記組合せパルスモードで動作しないときは代替動作モードで動作し、前記代替動作モードは、
前記圧電スタック（１４）を前記第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間にわたって、前記充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給するステップと、
前記圧電スタック（１４）の両端の電圧が高電圧レベルから低電圧レベルへ低減するように、前記圧電スタック（１４）を前記第２の基準レベルまで放電するのに必要な時間にわたって、前記放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給するステップとを含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）は、エンジン制御モジュールＥＣＭ（５４）を使用して決定される、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）は、前記閉鎖時間（ｔｃｌｏｓｉｎｇ）から前記必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）を引くことによって計算される、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記閉鎖時間（ｔｃｌｏｓｉｎｇ）は、前記圧電スタック（１４）を前記第１の基準レベルまで充電するのに必要な充電時間（ｔｃｈａｒｇｅ）を、少なくともハードウェア切替え時間に依存するドゥエル時間（ｔｄｗｅｌｌ）に足すことによって計算される、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）は、前記充電および放電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ、Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）に反比例して分割されて、その結果、前記第１および第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１、ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）が得られる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の基準レベルは、前記圧電スタック（１４）に対する完全に充電されたレベルである、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の基準レベルは、前記圧電スタック（１４）に対する完全に放電されたレベルである、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を用いて充電されかつ放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を用いて放電される圧電スタック（１４）を含む燃料噴射器向けの制御装置であって、前記燃料噴射器が噴射器閉鎖時間（ｔｃｌｏｓｉｎｇ）を有し、前記制御装置は、
第１の噴射事象（ＩＥ１）に関連する電気オン信号の終端と、第２の噴射事象（ＩＥ２）に関連する電気オン信号の始端との間の必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）を決定する手段と、
前記必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）と、前記圧電スタック（１４）を前記第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間との間の重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）を計算する手段と、
前記充電および放電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ、Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の関数として、前記重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）を第１および第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１、ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）に分割する手段と、
前記重複時間の第１の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１）に基づいて計算された充電時間（ｔｃｈａｒｇｅ）にわたって、前記充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給する手段と、
前記スタックを第２の基準レベルまで放電するように、前記重複時間の第２の期間（ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２）に基づいて計算される放電時間（ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ）にわたって、前記放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給する手段とを含み、
前記第１および第２の噴射事象（ＩＥ１、ＩＥ２）は、組合せパルス動作モードで組み合わされる、制御装置。
【請求項１５】
前記重複時間（ｔｏｖｅｒｌａｐ）に従って、前記組合せパルスモードにおける動作を選択する手段を含む、請求項１４に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記必要な分離時間（ｔｄｅｍａｎｄ）に従って、前記組合せパルスモードにおける動作を選択する手段を含む、請求項１４または１５に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記噴射器閉鎖時間（ｔｃｌｏｓｉｎｇ）に従って、前記組合せパルスモードにける動作を選択する手段を含む、請求項１４から１６のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、前記組合せパルスモードで動作しないときは代替モードで動作し、前記制御装置は、
前記噴射器圧電スタック（１４）を前記第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間にわたって、前記充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給する手段と、
前記スタック（１４）の両端の電圧が高電圧レベルから低電圧レベルへ低減するように、前記スタックを前記第２の基準レベルまで放電するのに必要な時間にわたって、前記放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を前記圧電スタック（１４）に供給する手段とを含む、請求項１４から１７のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１９】
実行環境で実行されるとき、請求項１から１３のいずれかに記載のステップのうちの１つまたは複数を実施するように動作可能である、少なくとも１つのコンピュータ・プログラム・ソフトウェア部分を含むコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２０】
請求項１９に記載の前記または各コンピュータ・ソフトウェア部分がその上に記憶された、データ記憶媒体。
【請求項２１】
請求項２０に記載のデータ記憶媒体を備えたマイクロコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの燃焼空間への燃料の送出に使用するための、燃料噴射器、具体的には圧電燃料噴射器の動作を制御する制御方法に関する。詳細には、本発明は、１つの噴射事象の終了と次の噴射事象の開始との間の時間的な間隔を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電燃料噴射器は、自動車のエンジンにおける使用でよく知られており、噴射弁を開閉してエンジン内に噴射される燃料を計量して供給するための、機械的に直列に配置された圧電素子のスタックから形成された圧電アクチュエータを使用する。圧電燃料噴射器の１つのタイプは、ＥＰ１７４６１５に記載の遮断噴射（ｄｅ−ｅｎｅｒｇｉｓｅ−ｔｏ−ｉｎｊｅｃｔ）型の噴射器である。噴射器スタックは、噴射していない期間中は充電された状態で保持され、燃料を噴射する必要があるときは遮断される。噴射が終了されるときは、スタックは再び充電される。付勢噴射（ｅｎｅｒｇｉｓｅ−ｔｏ−ｉｎｊｅｃｔ）型の噴射器では、動作は逆であり、したがって、スタックを充電することで噴射を開始し、スタックを放電することで噴射を終了する。
【０００３】
圧電アクチュエータ、したがって燃料送出は、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）によって制御される。ＥＣＭは、トルク、エンジン速度、および動作温度を含む現在のエンジン動作条件に基づき、必要な燃料供給および噴射パルスのタイミングを決定する方策を組み込む。そのような方策は、噴射の回数、規模、およびタイミングを決定しており、大きくかつ複雑になる傾向がある。さらに、そのような方策は、特定の適用分野（すなわち、異なる顧客および異なるエンジン）向けに較正される。
【０００４】
この種の方策により、パイロットおよびポスト噴射などの複数の噴射パルスが可能になる。パイロット噴射は一般に、燃焼騒音を低減させるために使用され、エンジンが旧型のディーゼルエンジンのような音を出さないようにする。ポスト噴射は２通りの形で使用され、メイン噴射の直後には、すすを低減させるために使用され（これは分割メインと呼ばれることがある）、最後のポスト噴射は、後処理システム、すなわちｄｅＮＯｘフィルタおよび粉塵トラップに使用される。
【０００５】
パイロット噴射は、ディーゼルエンジンで燃焼騒音を低減させるために使用されるが、発煙量の増加を招く可能性がある。パイロットとメインパルスの間隔を最小化することで、煙−騒音のトレードオフを改善でき、すなわち、煙の増加量を少なくしながら、良好な騒音低減を実現することができる。
【０００６】
これらの噴射パルスの量、燃料供給、およびタイミングは、エンジン動作範囲にわたって連続的に可変である。これにより、性能、燃料効率、および排気の点で、エンジン動作の最適化が可能になる。
【０００７】
ＥＣＭは、どの噴射器を開放するべきかを選択し、かついつその噴射器を開放するべきか、閉鎖する前にどのくらい噴射器を開放したままにするべきか（これは噴射事象と呼ばれる）、および次の噴射事象の前にどのくらい噴射器を閉鎖したままにするべきかを決定する。
【０００８】
１つの噴射事象と別の噴射事象の間の時間、すなわち第１の噴射事象に関連する電気オン信号の終端と第２の噴射事象に関連する電気オン信号の始端との間の時間は、要求時間と呼ばれ、現在の動作方策（すなわち、駆動装置要求および現在のエンジン動作条件）に応じてＥＣＭによって制御される。
【０００９】
要求時間を正確に制御できるということは、ＥＣＭの柔軟性への鍵である。それにより、エンジン性能、騒音、ならびに他の不要な排気、たとえば亜酸化窒素および粉塵の点で、最適化が可能になる。
【００１０】
消勢噴射型の既知の噴射器では、スタックは、スタックの両端の電荷が確実に既知のレベルに戻るように完全に充電されて、次の放電段階に対する基準を提供する。その結果、要求時間をどのくらい短くできるかは制限される。というのは、スタックを完全に充電するのに要する時間、噴射器を開放するのに要する時間、および噴射を制御する切替え手段がオン／オフを適宜切り替えるのに要する時間によって左右されるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、動作の柔軟性を高めるために、既知の噴射制御方策によって課される制限以上に要求時間を短縮させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、充電電流を用いて充電されかつ放電電流を用いて放電される圧電スタックを有する燃料噴射器の制御方法が提供され、この燃料噴射器は噴射器開放時間を有し、この方法は、第１の噴射事象に関連する電気オン信号の終端と、第２の噴射事象に関連する電気オン信号の始端との間の必要な分離時間を決定するステップと、必要な分離時間と、充電電流を使用して圧電スタックを第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間との間の重複時間を計算するステップと、充電および放電電流の関数として、重複時間を第１および第２の期間に分割するステップと、重複時間の第１の期間に基づいて計算された充電時間にわたって、充電電流を圧電スタックに供給するステップと、スタックを第２の基準レベルまで放電するように、重複時間の第２の期間に基づいて計算される放電時間にわたって、放電電流を圧電スタックに供給するステップとを含み、第１および第２の噴射事象は、組合せパルス動作モードで組み合わされる。
【００１３】
本発明は、ＥＣＭが、有限のハードウェア時間によって設定される制限と、既知のシステムで以前より達成可能な最小要求時間との間の要求時間で動作できるようにすると有利である。
【００１４】
充電時間は、スタックの両端の電圧が低電圧レベルから高電圧レベルへ増大するように、スタックを第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間から、重複時間の第１の期間を引くことによって計算されることが好ましい。
【００１５】
放電時間は、スタックの両端の電圧が高電圧レベルから低電圧レベルへ低減するように、スタックを第２の基準レベルまで放電するのに必要な時間から、重複時間の第２の期間を引くことによって計算されることが好ましい。
【００１６】
組合せパルスモードでの動作は、重複時間に応じて選択することができる。これはまた、必要な分離時間および／または噴射器閉鎖時間に応じて選択することもできる。
【００１７】
任意選択で、この方法は、組合せパルスモードで動作していないときは代替動作モードで動作することができ、この代替動作モード方法は、噴射器圧電スタックを第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間にわたって、充電電流を噴射器圧電スタックに供給するステップと、スタックの両端の電圧が高電圧レベルから低電圧レベルへ低減するように、圧電スタックを第２の基準レベルまで放電するのに必要な時間にわたって、放電電流を圧電スタックに供給するステップとを含む。
【００１８】
必要な分離時間は、エンジン制御モジュールＥＣＭを使用して決定されることが好ましい。
【００１９】
重複時間は、閉鎖時間から必要な分離時間を引くことによって計算することができ、この閉鎖時間は、圧電スタックを第１の基準レベルまで充電するのに必要な充電時間を、少なくともハードウェア切替え時間に依存するドゥエル時間に足すことによって計算することができる。
【００２０】
重複時間は、充電および放電電流に反比例して分割されて、その結果、第１および第２の期間が得られることが好ましい。
【００２１】
任意選択で、第１の基準レベルは、スタックに対する完全に充電されたレベルであり、第２の基準レベルは、スタックに対する完全に放電されたレベルである。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、充電電流を用いて充電されかつ放電電流を用いて放電される圧電スタックを含む燃料噴射器向けの制御装置が提供され、この燃料噴射器は噴射器閉鎖時間を有し、この制御装置は、第１の噴射事象に関連する電気オン信号の終端と、第２の噴射事象に関連する電気オン信号の始端との間の必要な分離時間を決定する手段と、必要な分離時間と、圧電スタックを第１の基準レベルまで充電するのに必要な時間との間の重複時間を計算する手段と、充電および放電電流に応じて、重複時間を第１および第２の期間に分割する手段と、重複時間の第１の期間に基づいて計算された充電時間にわたって、充電電流を圧電スタックに供給する手段と、スタックを第２の基準レベルまで放電するように、重複時間の第２の期間に基づいて計算される放電時間にわたって、放電電流を圧電スタックに供給する手段とを含み、したがって第１および第２の噴射事象は、組合せパルス動作モードで組み合わされる。
【００２３】
したがって、本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の任意選択の特徴のうちのいずれかを取ることができる。
【００２４】
本発明の第３の態様によれば、実行環境で実行されるとき、本発明の第１の態様の方法のステップのうちの１つまたは複数を実施するように動作可能である、少なくとも１つのコンピュータ・プログラム・ソフトウェア部分を含むコンピュータ・プログラム製品が提供される。
【００２５】
本発明の第４の態様によれば、本発明の第３の態様によるそのまたは各コンピュータ・ソフトウェア部分を有するデータ記憶媒体が提供される。
【００２６】
本発明の第５の態様によれば、本発明の第４の態様によるデータ記憶媒体を備えたマイクロコンピュータが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１ａから１ｃを参照すると、圧電動作可能型の燃料噴射器は通常、関連するエンジンシリンダへの燃料送出を制御するように台座に係合可能な弁ニードル１０を含む。弁ニードル１０に関連する表面は、制御室１２内で燃料圧力にさらされる。弁ニードル１０は、弁ニードルがその台座に係合される第１の位置と、弁ニードルがその台座から持ち上げられる第２の位置との間で可動である。弁ニードル１０がその第１の着座位置にあるときは、燃料噴射は行われず、その第１の位置から離れてその第２の位置の方へ動くとき、噴射が開始される。噴射器は、適切なセンサ（図示せず）によって測定されるレール圧力Ｒｐを有する高圧燃料のコモンレール源（図示せず）から燃料を受け取る。
【００２８】
噴射器は、制御室１２の容積を変動させるように動作可能な制御ピストン１８を含む油圧増幅器構成を含む。制御ピストン１８の動きは、圧電材料から形成される１つまたは複数の要素からなるスタック１４を含む圧電アクチュエータ構成を用いて制御される。アクチュエータスタック１４は、その下端部に、負荷伝達部材２０を介して制御ピストン１８に結合されたアンビル部材１６を保持する。アクチュエータスタック１４の長さ、したがって制御ピストン１８の位置を制御することによって、弁ニードルの動きは、その着座位置と非着座位置の間で制御され、スタック１４の変位の変化は、油圧増幅器構成の特性によって決定される量まで弁ニードル１０を動かすように増幅される。バネ２２は、弁ニードル１０をその台座に押し付ける働きをし、バネの偏倚力は、制御ピストン１８を通過するねじ付きロッド２４の調整によって設定される。
【００２９】
図１ｂで最も明らかに見られるように、アクチュエータスタック１４の最上端部は、アクチュエータハウジング３０内の放射状の穿孔２８内に延びる第１および第２の端子２６ａ、２６ｂを含む電気コネクタ２６に固定されて、圧電アクチュエータを制御するのに適切な電気接続を形成する。
【００３０】
図１ａから１ｃに示す圧電アクチュエータは、圧電スタックの長さが変動されるにつれ、噴射器の弁ニードルの動きを開放位置と閉鎖位置の間で制御するように動作可能である。第１の比較的高い電圧がアクチュエータスタック１４の両端に印加されるとき、圧電材料は第１のより高い付勢レベルまで付勢され、スタックの長さは比較的長くなる。この位置では、弁ニードル１０は、着座位置を占める（すなわち、非噴射状態）。第２の比較的低い電圧がアクチュエータスタック１４の両端に印加されるとき、圧電材料は第２のより低い付勢レベルまで消勢され、スタック１４の長さは縮小される。したがってアクチュエータは変位され、その結果、弁ニードル１０が、その台座から持ち上げられる（すなわち、噴射状態）。第１および第２の付勢レベル間で、アクチュエータスタック１４は、２つの付勢レベル間のスタック１４の長さの変化に等しい「スタック変位」または「ストローク」を有すると言われる。電圧および／または他の制御信号は、下にさらに説明するコンピュータ処理装置またはエンジン制御装置を用いてアクチュエータに供給される。図１ａから１ｃの噴射器のさらなる構造上および動作上の詳細は、本発明者らの同時係属の特許出願第ＥＰ０９９５９０１Ａ１号に記載されているので、本明細書ではさらに詳細に説明しないこととする。
【００３１】
先に説明したように、スタック１４は、事実上平行に接続された複数の容量要素からなる。コンデンサは直流（ＤＣ）を遮断するので、スタック変位は、スタック１４の両端に電圧を印加することによって、直接制御されない。代わりに、スタック１４は、下の関係に従って、所与の時間にわたってスタック中に交流（ＡＣ）を駆動することによって、異なる付勢レベルに充電される。その実効値（ＲＭＳ）は、既知の定数である。
電荷（Ｑ）＝電流（Ｉ）×時間（ｔ）
図２ａは、閉鎖非噴射位置から開放噴射位置（すなわち、開放段階４０）へ、そして再び非噴射位置（すなわち、閉鎖段階４１）へ駆動されるアクチュエータに対する、時間の関数としての電荷の典型的なグラフを示す。
【００３２】
開放段階中には、電荷は、放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅにわたって、第１の電荷レベルＱｃｈａｒｇｅから第２の電荷レベルＱｄｉｓｃｈａｒｇｅへ変化する。ＱｃｈａｒｇｅとＱｄｉｓｃｈａｒｇｅの差は、電荷ΔＱの変化に等しく、スタック１４の長さが比較的長い長さから比較的短い長さへ変化するのに対応する。
【００３３】
図２ｂは、図２ａに対応する、時間の関数としての電圧のグラフを示す。図示のように、電荷の変化の結果、スタックの両端の電圧に対応する変化が生じる。
【００３４】
ＲＭＳ電流は、異なる動作条件下でＥＣＭによって変動できることを理解されたい。
【００３５】
ＥＣＭは、エンジンサイクル当たりの噴射事象の回数およびこれらの噴射事象間の時間的な間隔を決定する、燃料供給およびタイミング方策を含む。これらの方策は、限定されないが、エンジン速度、トルク、レール圧力、ならびにエンジンおよび燃料温度など、様々なエンジンパラメータを使用する。これらの方策は、エンジン騒音、排気（ＮＯｘ、粉塵など）、エンジン性能、および燃料効率の点で、エンジン動作範囲全体にわたって、エンジン性能を最適化するように較正することができる。
【００３６】
特定の条件でのこうした最適化は、噴射事象間の間隔、特にパイロットからメインの間隔または分割メイン動作の最小化を必要とする。パイロットからメインの間隔は、騒音およびＮＯｘ形成に影響し、分割メイン動作は、すす生成を防止するために使用される。
【００３７】
図３は、エンジン管理制御ループのブロック図を示す。駆動装置５０は、加速器５２を使用して、エンジン／車両の速度および加速を制御する。これは、ＥＣＭ５４に供給される。ＥＣＭ５４は、噴射事象間の燃料供給およびタイミング方策を決定するためのサブモジュール５６と、噴射器の動作を制御するための噴射器駆動回路５８とを含む。エンジン６０は、噴射器６２と、温度、燃料圧力、およびエンジン速度センサ６４とを含むものとして示す。これらのセンサからのデータは、ＥＣＭへフィードバックされ、必要な燃料供給およびタイミング方策を決定するために使用される。エンジン６２は、動力および速度を車両に送出し、その大きさは、燃料供給およびタイミング方策を決定するためにＥＣＭ５４へフィードバックされる。
【００３８】
図４は、２つの噴射事象、噴射事象１ＩＥ１および噴射事象２ＩＥ２に対する、燃料送出波形（油圧燃料パルス波形）、ならびに対応する電気信号（燃料パルス）および電圧波形を示す。図示のように、要求時間ｔｄｅｍａｎｄは、電気燃料パルスが燃料送出を停止するためにロー０へ移行する時間と、後に燃料送出を再開するためにハイ１へ移行する時間との間の時間的な間隔である。要求時間ｔｄｅｍａｎｄは、ＥＣＭ内でタイミング方策によって計算される。
【００３９】
前述のように、各噴射事象の前には、スタック１４の両端の電圧は、第１の電圧レベルＶｃｈａｒｇｅでハイ１に保持されている。ＥＣＭは、放電イネーブル信号８０を提供して、回路を駆動する。放電イネーブル信号８０が論理ロー０から論理ハイ１へ変化するとき、スタック１４が放電を開始するように、ＲＭＳ放電電流Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅがスタック１４中に駆動され、スタック１４の両端の電圧が低減する。放電イネーブル信号８０は、所定の放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅにわたってハイ１に保持された後、論理ロー０に戻る。放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅは、ＥＣＭ内に記憶されたルックアップテーブルを使用して計算され、かつレール圧力Ｒｐに依存する。放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅは、制御ループ内でフィードバックされた前回の放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｐｒｅｖｉｏｕｓの割合に従って調整される。放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅの終端で、スタック１４の両端の電圧は、第２の電圧レベルＶｄｉｓｃｈａｒｇｅになる。
【００４０】
ＥＣＭは、動作方策に応じて燃料送出時間の長さを制御する。充電イネーブル信号８２は、スタックを第２の電荷レベルＱｄｉｓｃｈａｒｇｅから第１のＱｃｈａｒｇｅに充電して、その結果スタック１４の両端の電圧が第２の電圧レベルＶｄｉｓｃｈａｒｇｅから第１の電圧レベルＶｃｈａｒｇｅに増大するように、いつＲＭＳ充電電流がスタック中に駆動されなければならないかを制御する。噴射器が開放するのに要する時間は既知であるため、スタック１４を充電するために充電イネーブル信号８２が論理ロー０から論理ハイ１に変化しなければならない時間は、決定することができる。
【００４１】
放電時間は、どれだけの電荷が開放段階４０中にスタック１４から取り出されたかを計算するために使用される。したがって、充電時間ｔｃｈａｒｇｅは、放電／開放段階４０中に取り出された電荷が、閉鎖／充電段階４１中に再び供給されるように計算される。実際には、充電段階４１中に供給される電荷は、システム内の何らかの損失を補償するために、放電段階中に取り出された電荷より高くすることができる。充電イネーブル信号８２がハイ１に保持される時間は、既知のＲＭＳ充電電流および必要な電荷から、以下の式を使用して計算される。
【００４２】
充電イネーブル時間＝放電中に取り出された電荷×システム損出利得／RMS充電電流
ｔｃｈａｒｇｅ＝Ｑｄｉｓｃｈａｒｇｅ×Ｋｌｏｓｓｅｓ／Ｉｃｈａｒｇｅ
スタック電圧とスタック変位の関係は非線形であり、一方電荷と変位の関係は線形である。電圧は、比較的容易に測定することができるが、スタックの位置を正確に決定するために使用することはできない。これは主に、スタックが延長または圧縮されるので、スタック内のキャパシタンス効果が動的であることによる。スタックの両端の電圧を対象とすることによって燃料噴射器を制御することは共通であるが、実際にはスタック上の電荷が、より正確な制御処置を提供する。いわゆる「電荷制御」方法を使用することは、充電段階４１中にスタック１４を目標充電レベルまで充電することを含む。これにより、次の放電段階４０を制御できる基準点を提供する。
【００４３】
図５に示すように、噴射器が確実に第１の電圧レベルＶｃｈａｒｇｅに戻るのに必要な時間は、
ｔｃｌｏｓｉｎｇ＝ｔｃｈａｒｇｅ＋ｔｄｗｅｌｌ
によって与えられる。
【００４４】
上に説明したように、ｔｃｈａｒｇｅは、放電段階中に減らされた電荷に、何らかの損失を補償するための追加量を含めて、ＲＭＳ充電電流Ｉｃｈａｒｇｅで割ることによって計算される。ＲＭＳ充電および放電電流が等しい必要はないことは、言及するだけの価値がある。したがって、ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅはｔｃｈａｒｇｅに等しい必要はない。ＲＭＳ電流レベルは、スタックの速度（すなわち、スタックの長さが変化する速度）に影響を与える。これは、燃料噴射の速度に影響を与える。ＲＭＳ電流レベルは、燃料噴射の速度の点で望ましい性能を実現するように、エンジン動作範囲にわたって変動することができる。時間ｔｄｗｅｌｌは、ハードウェアが充電イネーブル信号（すなわち、図４の信号８２）をオフに切り替えた後に、放電イネーブル信号（すなわち、図４の信号８０）が次の噴射事象のためにオンに切り替えできるようになるのに有限時間が必要であるという事実を補償するために追加される。これは通常、数十マイクロ秒程度である。
【００４５】
既知の噴射器システムでは、前述のように、噴射器は完全に充電された後にのみ放電を開始することができるので、最小要求時間は、噴射器を完全に充電するのに要する時間にドゥエル時間を加えた和に依存する。しかし、柔軟性を改善するためには、要求時間をさらに短縮することが望ましい。
【００４６】
本発明は、充電段階および次の放電段階の調整を通じて、従来のシステムのものより短い要求時間が達成可能になるように、燃料の送出を制御するために使用される。
【００４７】
図５に細かい破線で示すように、ＥＣＭによって必要とされる要求時間が比較的長いときは、噴射器が閉鎖段階中に第１の電圧レベルＶｃｈａｒｇｅに充電され（Ｐ０からＰ６）、かつ充電回路がオフに切り替えられる（すなわち、ドゥエル時間、Ｐ６からＰ４）のに十二分の時間がある。この場合は、充電段階および次の放電段階の調整は必要とされず、本発明は従来の形で動作する。これを、従来モードの動作と呼ぶ。
【００４８】
図５の粗い破線は、噴射器が完全に充電され（Ｐ０からＰ６）、かつドゥエル時間が過ぎた（Ｐ４で）後に噴射器が放電されるのにちょうど十分な時間がある、閾値条件を示す。図示のように、燃料送出は、充電段階４１中に点Ａで停止した後、放電段階４０中に点Ｂで再開する。点ＡとＢの差は、閾値要求時間ｔｄｅｍａｎｄ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄと呼ばれる。閾値要求時間ｔｄｅｍａｎｄ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより要求時間が長ければ、その結果本発明は、前述の従来の形で動作するはずである。しかし、閾値要求時間ｔｄｅｍａｎｄ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄより短い要求時間、たとえば図５に実線で示す時間が必要とされる場合、本発明は、必要な要求時間が確実に満たされるように、異なる形で動作する。後者の形で動作するとき、ＥＣＭは、第１のパルスの充電／閉鎖段階を、別の第２のパルスの放電／開放段階と効果的に組み合わせる。これを、組合せパルスモードでの動作と呼ぶ。この閾値条件は、既知の従来のシステムで達成可能な最小要求時間である。要求時間が低減するので、２つの動作モード間で継ぎ目のない遷移が行われる。
【００４９】
要求時間をどのくらい短くできるかの制限は、ＥＣＭハードウェア切替え時間によって決定される。充電イネーブルを非アクティブ化できるようになる前には、アクティブでなければならない最小時間があり、次の放電イネーブルをオンに切り替えできるようになる前には、ドゥエル時間が経過しなければならない。合計で、この制限は、５０μｓ程度である。
【００５０】
しかし、本発明は、前述の有限時間によって設定される実際の制限と、既知のシステムで以前より達成可能な最小要求時間である閾値条件との間の要求時間で、ＥＣＭが動作できるようにすると有利である。
【００５１】
従来モードまたは組合せパルスモードでのＥＣＭ動作は、噴射器を完全に充電するのに要する時間、ドゥエル時間、および必要な要求時間に基づいて決定される。閉鎖時間（すなわち、充電時間とドゥエル時間の合計）と要求時間との時間差を、重複時間と呼ぶ。
【００５２】
ｔｏｖｅｒｌａｐ＝（ｔｃｈａｒｇｅ＋ｔｄｗｅｌｌ）−ｔｄｅｍａｎｄ
＝ｔｃｌｏｓｉｎｇ−ｔｄｅｍａｎｄ
重複時間がマイナスのとき、図５に細かい破線で示すように、パルスは十分に離れているので、調整は必要とされない。この場合は、ＥＣＭは、従来モードで動作する。しかし、重複時間がプラスのとき、ＥＣＭは、組合せパルスモードで動作しなければならず、充電段階および次の放電段階のタイミングを調整する必要がある。
【００５３】
重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐがプラスのとき、充電イネーブル信号８２、したがって次の放電イネーブル信号８０の時間を短縮させる必要があり、その結果スタック１４は、完全に充／放電しない。組合せ重複時間は事実上、スタック１４を放電の前に完全に充電できない時間である。したがって、充電および放電段階４１、４０は、充電および放電段階４１、４０間で重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐを比例的に分割することによって調整される。これらの両段階のＲＭＳ電流は異なる可能性があるので、充電および放電時間ｔｃｈａｒｇｅ、ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅを比例的に短縮させることが必要である。言い換えれば、重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐを単純に半分に分割するのではなく、充電および放電段階／勾配の両方から等しい量の電荷を取り出すことが必要である。これは、静止電荷レベルに対する第２の噴射事象ＩＥ２の電荷の総変化が確実に同じままになるように行われる。というのは、この総電荷がスタック１４の長さの相対変化を決定するからである。
【００５４】
重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐのうち閉鎖段階４１から引かれるべき割合は、充電イネーブル信号８２がオフに、すなわち論理ハイ１から論理ロー０に切り替えられるべき時間を再計算するために使用される。ドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌが経過した後、次いで放電イネーブル信号８０が、スタック１４が放電を開始するように、論理ロー０から論理ハイ１に切り替えられる。
【００５５】
図５の実線は、２つのパルスが組み合わされたとき、その結果得られる波形を示す。充電段階４１中は、点Ａで燃料送出が停止し、放電段階４０中は、点Ｄで燃料送出が開始する。ＡとＤの間の時間は、必要な要求時間ｔｄｅｍａｎｄであり、従来のシステムを使用して可能である最小要求時間（ｔｄｅｍａｎｄ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）より明らかに短い。図示のように、スタック１４は、ポイントＰ１で充電を停止し、ポイントＰ２で放電を開始する。本発明は、必要な要求時間ｔｄｅｍａｎｄが満たされるように、ポイントＰ１およびＰ２を計算する。
【００５６】
図６は、組合せパルス波形をさらに詳細に示す。図示のように、充電イネーブル信号８２が、時間ｔＰ０でハイ１に移行するとき、スタック１４の両端の電圧は、充電イネーブル信号８２が時間ｔＰ１でロー０に移行するまで増大する。スタック１４の両端の電圧は、放電イネーブル信号８０がハイ１に移行する時間ｔＰ２のドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌの終端まで、実質的に一定のままである。次いで、スタック１４の両端の電圧は低減し始め、放電イネーブル信号８０が時間ｔＰ３でロー０に移行するまで低減する。
【００５７】
さらに図６は、閉鎖時間ｔｃｌｏｓｉｎｇ（充電時間ｔｃｈａｒｇｅにドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌを加えた和）が時間ｔＰ０で開始し、ポイントＰ４に対応する時間ｔＰ４まで続くことを示す。Ｐ４は事実上、組み合わせていない噴射事象中にスタック１４の両端の電圧が第１の電圧レベルＶｃｈａｒｇｅに到達したはずのポイント、すなわち第１の噴射事象ＩＥ１が、第２の噴射事象ＩＥ２に組み合わされていない場合に終了したはずの点である。
【００５８】
さらに、図６は、ｔＰ４で終了する重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐ（すなわち、ｔｃｌｏｓｉｎｇからｔｄｅｍａｎｄを引いた値）が事実上、ポイントＰ５に対応するｔＰ５で開始することを示す。ポイントＰ５は実際には、第２の噴射事象が開始したはずのポイント（すなわち、破線で示す、組み合わされていない第２の噴射事象Ｌｉｎｊ＿ｅｖｅｎｔ２を得るために、スタックが放電を開始したはずのポイント）である。
【００５９】
組合せ重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐは２つの部分に分割され、組合せ重複時間の第１の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１が閉鎖段階４１に加えられ、組合せ重複時間の第２の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２が開放段階４０に加えられる。調整された充電停止ポイントＰ１が生じる時間ｔＰ１は、従来の組み合わせていない噴射事象で充電が停止するはずであった時間ｔＰ６（すなわち、ポイントＰ６）から、重複時間の第１の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１を引くことによって計算される。
【００６０】
閉鎖段階に加えられる、組合せ重複時間の第１の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１は、以下の式を使用して計算される。
【００６１】
【数１】
2009533599.tif 000003
重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐは、閉鎖段階４１から取り出される部分と次の開放段階４０が確実に同じ電荷に対応するように、ＲＭＳ電流レベルに反比例して分割される。
【００６２】
時間ｔＰ１（充電停止ポイントＰ１）は、次のように計算される。
【００６３】
ｔＰ１＝ｔＰ６−ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１
時間ｔＰ２（放電開始ポイントＰ２）は、ｔＰ１にドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌを加えた和で生じる。
【００６４】
先に述べたように、組合せパルスモードでは、スタックは、時間ｔＰ２で放電を開始する。スタックが、組み合わせていないパルスに対して計算された完全放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌにわたって放電された場合は、スタックの両端の電圧は、ポイントＰ７で示す推奨電圧レベルを下回った可能性がある。したがって、計算され組み合わせていない放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌから、組合せ重複時間の第２の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２を引くことによって、放電時間を調整することが必要である。
【００６５】
開放段階４０に加えられた組合せ重複時間の第２の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２は、次のように計算される。
【００６６】
ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２＝ｔｏｖｅｒｌａｐ−ｔｏｖｅｒｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１
スタック１４が放電を停止するべきである時間ｔＰ３（ポイントＰ３）は、完全な放電が停止したはずの時間ｔＰ７（すなわち、ポイントＰ７）から、組合せ重複時間の第２の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２を引くことによって計算される。時間ｔＰ７は、時間ｔＰ２（ポイントＰ２）に完全放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌを加えた和で生じる。したがって、スタックが放電を停止するべきである時間ｔＰ３は、次のように計算される。
【００６７】
ｔＰ３＝ｔＰ７−ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２
＝（ｔＰ２＋ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌ）−ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２
どちらの動作モードが該当するかをＥＣＭがどのように決定するか、ならびに上に論じた、充電停止、放電開始、および放電停止時間ｔＰ１、ｔＰ２、およびｔＰ３の計算について、図８から１０に示す流れ図を参照して、次に説明する。
【００６８】
図７は、ＥＣＭが従来または組合せパルスのうちのどちらの動作モードで動作するべきかを決定するステップの流れ図を示す。第１のステップ１０１で、ＥＣＭ５４は、エンジン６０によって必要とされる要求時間ｔｄｅｍａｎｄを決定する。上に論じたように、要求時間ｔｄｅｍａｎｄは、現在のエンジン動作条件に依存する。
【００６９】
第２のステップ１０２で、スタック１４を完全に充電するのに必要な充電時間ｔｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌが計算される。これは事実上、スタック１４の両端の電圧をＶｃｈａｒｇｅに増大させるために、放電段階４０中に予め取り出された電荷に一部分をさらに加えた和がスタック１４に再び加えられるように、ＲＭＳ充電電流Ｉｃｈａｒｇｅがスタック１４中に駆動されるべき時間である。
【００７０】
次いで、第３のステップ１０３で、噴射器閉鎖時間ｔｃｌｏｓｉｎｇが、充電時間ｔｃｈａｒｇｅとドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌを足すことによって計算される。この時間は、ハードウェア切替え時間を考慮しており、スタック１４の両端の電圧がＶｃｈａｒｇｅに戻ったことを保証するのに要する時間である。
【００７１】
次いで第４のステップ１０４で、第３のステップ１０３で計算された閉鎖時間ｔｃｌｏｓｉｎｇ、および第１のステップ１０１で計算された要求時間ｔｄｅｍａｎｄを使用して、第１および第２のパルス／噴射事象ＩＥ１、ＩＥ２間の重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐを決定する。
【００７２】
第５のステップ１０５で、ＥＣＭは、重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐがプラスであるかどうかを判定する。重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐがプラスではない場合、制御は第６のステップ１０６へ進み、ＥＣＭ５４は従来モードで動作する。
【００７３】
一方、重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐがプラスである場合、ＥＣＭ５４が必要とする要求時間ｔｄｅｍａｎｄを実現するために、第２のパルスＩＥ２の放電段階４０の前に、第１のパルスＩＥ１の充電段階４１中にスタック１４を完全に充電するには時間が不十分である。したがって、制御は第７のステップ１０７へ進み、ＥＣＭ５４は組合せパルスモードで動作する。
【００７４】
重複時間ｔｏｖｅｒｌａｐは、第１の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１が第１のパルスＩＥ１の充電段階４１から差し引かれ、第２の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２が第２のパルスＩＥ２の放電段階４０から差し引かれるように調和させる。第８のステップ１０８で、重複時間の第１の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１が計算され、第９のステップ１０９で、第２の重複時間部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２が、重複時間全体ｔｏｖｅｒｌａｐから重複時間の第１の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１を差し引くことによって計算される。
【００７５】
図８は、図７の第６のステップ１０６に対応する、従来モード動作に対する流れ図を示し、図９は、図７の第７のステップ１０７に対応する、組合せパルスモード動作に対する流れ図を示す。
【００７６】
図８の流れ図は、従来モードで動作する本発明を示す。したがって、噴射事象中は、スタック１４は、噴射器が開放し燃料が送出されるように、必要な放電時間にわたって放電される。
【００７７】
従来モードの第１のステップ２０１で、放電イネーブル信号８０が論理ハイ１に設定され、スタック１４は放電を開始する。第２のステップ２０２で、放電イネーブル信号８０は、必要な放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌにわたってこの状態で保持される。この時間の終端では、スタック１４が放電されているので、第３のステップ２０３で、放電イネーブル信号８０は論理ロー０に設定される。第４のステップ２０４で、スタックは、ＥＣＭ５４によって決定された必要な噴射器開放時間にわたってこの状態で保持される。
【００７８】
第５のステップ２０５で、ＥＣＭ燃料供給およびタイミング方策５６によって決定される適切な時間に、充電イネーブル信号８２は、スタック１４が充電を開始するように、論理ハイ１に設定される。第６のステップ２０６中、充電イネーブル信号８２は、必要な充電時間ｔｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌにわたってハイ１に保持される。ｔｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌは、スタック１４を完全に充電しかつスタック１４の両端の電圧をＶｃｈａｒｇｅに戻すのに必要な時間である。
【００７９】
充電時間ｔｃｈａｒｇｅの終端では、スタック１４が完全に充電されているので、第７のステップ２０７で、充電イネーブル信号８２が、論理ロー０に切り替えられる。第８のステップ２０８中、スタック１４は、ＥＣＭ燃料供給およびタイミング方策５６によって決定された時間にわたってこの状態で保持される。この時間は、ドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌより長い。次いでＥＣＭ５４の制御は、図７の第１のステップに戻る。
【００８０】
図９の流れ図は、組合せパルスモードで動作する本発明を示す。組合せパルスモードの第１のステップ３０１で、放電イネーブル信号８０は論理ハイ１に設定され、スタック１４は放電を開始する。第２のステップ３０２で、放電イネーブル信号８０は、必要な放電時間にわたってこの状態で保持される。この時間の終端では、スタック１４が放電されているので、第３のステップ３０３で、放電イネーブル信号８０は、論理ロー０に設定される。第４のステップ３０４で、スタック１４は、必要な噴射器開放時間にわたってこの状態で保持される。
【００８１】
第５のステップ３０５で、適切な時間（燃料がどのくらい必要とされるかに応じて計算される）に、充電イネーブル信号８２は論理ハイ１に設定され、したがってスタック１４が充電を開始する。第６のステップ３０６中、充電イネーブル信号８２は、時間ｔＰ１までハイ１で保持される。時間ｔＰ１は、スタック１４を完全に充電しかつスタック１４の両端の電圧がＶｃｈａｒｇｅに戻るのに必要な時間ｔｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌから、図７の第８のステップ１０８で計算された重複時間の第１の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ１を引くことによって決定される。
【００８２】
第７のステップ３０６で、時間ｔＰ１に、充電イネーブル信号８２は、論理ロー０に切り替えられる。スタック１４は、完全には充電されていないが、噴射器が閉鎖され燃料送出が終了するには十分充電されている。第８のステップ３０８で、スタック１４は、ハードウェア切替え装置が状態を変化させるのに十分な時間を与えるために、ドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌにわたってこの状態で保持される。
【００８３】
第９のステップ３０９で、ドゥエル時間ｔｄｗｅｌｌの終端で、放電イネーブル信号８０は、スタック１４が再び放電を開始するように、時間ｔＰ２で論理ハイ１に設定される。第１０のステップ３１０で、放電イネーブル信号８０は、時間ｔＰ３までハイ１で保持される。時間ｔＰ３は、完全な放電に必要なはずの放電時間ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｆｕｌｌから、重複時間の第２の部分ｔｏｖｅｒｐｌａｐ＿ｐｏｒｔｉｏｎ２（図７の第９のステップで計算される）を引くことによって決定される。第１１のステップ３１１で、時間ｔＰ３に、放電イネーブル信号８０は、論理ロー０に設定される。
【００８４】
第１２のステップ３１２で、スタック１４は、必要な噴射器開放時間にわたってこの状態で保持された後、スタック１４は再び充電され、このシーケンスが繰り返される。
【００８５】
上の例では、第１の噴射事象ＩＥ１の充電段階４１が、第２の噴射事象ＩＥ２の放電段階４０に組み合わされる前に、まず完全な放電が行われるものとしている。しかし、スタック１４は完全に放電する必要はなく、その場合、それに応じて放電時間は調整されることを理解されたい。
【００８６】
本発明の組合せパルスモードで動作するＥＣＭ５４では、スタック１４を完全に充電するのに要する時間を下回って要求時間ｔｄｅｍａｎｄを短縮できない従来モードで動作する先行技術のシステムに比べて、要求時間ｔｄｅｍａｎｄの柔軟性が確実により高くなる。これは、要求時間を短くするとその結果、動作の柔軟性が高まって、エンジン性能および排気の最適化を実現するので有利である。
【００８７】
本発明は、エンジン動作条件に従ってＥＣＭによって必要とされる要求時間に応じて、従来動作モードと組合せパルス動作モードとの間で切り替えできるというさらなる柔軟性を提供することが、理解されるであろう。
【００８８】
図１１から１４は、異なる動作条件に対する例示的な波形を示す。
【００８９】
図１０は、パイロットおよびメイン事象間に重複が存在せず、ＥＣＭが従来モードで動作するように十分な間隔を有する、典型的な結合されたパイロットおよびメイン噴射事象を示す。図１１に示す結合されたパイロットおよびメイン噴射事象は、図１０に示すものと類似であるが、２つの事象間の間隔が短縮されている。
【００９０】
図１２は、パイロット噴射の充電段階およびメイン噴射の放電段階が切り捨てられるように組み合わされた（すなわち、組合せパルスモード）、結合されたパイロットおよびメイン噴射を示す。
【００９１】
図１３に示すパイロットおよびメイン噴射事象はこの場合も、組み合わされている。しかし、この場合、メイン噴射事象の期間はまた、メイン噴射事象の次の充電段階の前にスタックが完全に放電しないように短縮されている。２つの噴射事象中に、最小スタック電圧が必ずしも等しいわけではないことを理解されたい。
【００９２】
本発明について、消勢噴射型の噴射器に関して上に説明したが、本発明はまた、付勢噴射型の噴射器を使用して実施できることも理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１ａ】本発明の方法が適用されうる、圧電アクチュエータを含むタイプの燃料噴射器の断面図である（先行技術）。
【図１ｂ】図１の燃料噴射器の上方部分の拡大図である（先行技術）。
【図１ｃ】図１の燃料噴射器の中央部分の拡大図である（先行技術）。
【図２】図２ａは、図１ａから１ｃの燃料噴射器の開放および閉鎖段階に対する電荷と時間の関係を示す理想的なグラフである（先行技術）。図２ｂは、図２ａに対応する、圧電作動式燃料噴射器の開放および閉鎖段階に対する電圧と時間の関係を示すグラフである（先行技術）。
【図３】図１ａから１ｃに示すタイプの燃料噴射器の動作を制御するための、ＥＣＭを含むエンジン制御システムのブロック図である。
【図４】充電および放電イネーブル信号を含む、２つの噴射事象に対する油圧燃料パルス波形、ならびに対応する電気信号（燃料パルス）および電圧波形である。
【図５】１つの噴射事象の閉鎖段階、および３つの異なる時間に発生しその結果３つの異なる要求時間をもたらす第２の噴射事象の開放段階に対する、電気燃料パルス波形および対応する電圧波形である。
【図６】パルスが組み合わされた、１つの噴射事象の閉鎖段階および第２の噴射事象の開放段階に対する電圧波形である。
【図７】ＥＣＭが、従来または組合せパルスのうちのどちらの動作モードで動作するべきかを決定するのに必要なステップの流れ図である。
【図８】従来モードで動作するとき、ＥＣＭが取るステップの流れ図である（先行技術）。
【図９】組合せパルスモードで動作するとき、ＥＣＭが取るステップの流れ図である。
【図１０】組み合わせていないパイロットおよびメイン噴射事象の図である。
【図１１】図１０に示すものより分離時間が短い、組み合わせていないパイロットおよびメイン噴射事象の図である。
【図１２】組み合わされたパイロットおよびメイン噴射事象の図である。
【図１３】メイン噴射事象の期間が短縮された、組み合わされたパイロットおよびメイン噴射事象の図である。
【図１ａ】
2009533599.tif 000004
【図１ｂ】
2009533599.tif 000005
【図１ｃ】
2009533599.tif 000006
【図２】
2009533599.tif 000007
【図３】
2009533599.tif 000008
【図４】
2009533599.tif 000009
【図５】
2009533599.tif 000010
【図６】
2009533599.tif 000011
【図７】
2009533599.tif 000012
【図８】
2009533599.tif 000013
【図９】
2009533599.tif 000014
【図１０】
2009533599.tif 000015
【図１１】
2009533599.tif 000016
【図１２】
2009533599.tif 000017
【図１３】
2009533599.tif 000018
【国際調査報告】
2009533599.tif 000019
2009533599.tif 000020
2009533599.tif 000021