(57)【要約】【課題】アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するに際し、変位量を適切に計測する。【解決手段】ピエゾ素子を伸長制御すべく、これに充電処理を施しているときに電圧によってピエゾ素子の変位量を計測すると、ピエゾ素子の電圧振動に起因して変位量を一義的な値として計測できない。そこで、電圧の積分値を用いることで、こうしたピエゾ素子の電圧振動に起因した問題を回避しつつピエゾ素子の変位量を計測する。【選択図】      図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するものについて、前記ピエゾ素子の電気的な状態量によって前記変位量を間接的に計測する方法であって、
前記ピエゾ素子を介して流れる電流量及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも一方を独立変数として含む関数の時間についての積分値に基づき、前記制御時における前記変位量を計測することを特徴とするピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項２】
前記積分値が、前記電圧、前記電流、及び前記電圧と前記電流との積のいずれかの時間についての積分値である請求項１記載のピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項３】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するものについて、前記ピエゾ素子の電気的な状態量によって前記変位量を間接的に計測する方法であって、
前記制御に際しての前記ピエゾ素子の電圧の振動に起因した前記変位量の計測値の変動を除去する処理を施した後の前記電気的な状態量に基づき、前記変位量を計測することを特徴とするピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項４】
前記計測を、前記ピエゾ素子の電圧を独立変数として含む関数の時間による積分値の計測として行う請求項３記載のピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項５】
前記計測を、前記ピエゾ素子の電圧を独立変数として含む関数の値に平滑化処理を施したものの計測として行う請求項３記載のピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項６】
前記平滑化処理を施したものが、前記ピエゾ素子の電圧に、平滑化回路及びソフトウェアの少なくとも一方によって平滑化処理を施したものである請求項５記載のピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項７】
前記変位量の制御は、前記ピエゾ素子に充電された電荷を放電することで該ピエゾ素子を縮小する制御であり、前記変位量の計測は、前記ピエゾ素子の縮小速度を把握するために行う請求項１〜６のいずれかに記載のピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項８】
前記縮小速度は、前記ピエゾ素子の電圧が「１０〜６０Ｖ」内の任意の値に相当するところまで前記ピエゾ素子が縮小するのに要する時間として把握されるものである請求項７記載のピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項９】
前記増加操作は、チョッパ制御にかかるスイッチング素子のオン操作として行われ、前記減少操作は、前記スイッチング素子のオフ操作として行われる請求項１〜８のいずれかに記載のピエゾアクチュエータの変位量の計測方法。
【請求項１０】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、
前記ピエゾ素子を介して流れる電流量及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも一方を独立変数として含む関数の時間についての積分値に基づき、前記制御時における前記変位量を計測する手段を備えることを特徴とするピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項１１】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、
前記制御に際しての前記ピエゾ素子の電圧の振動に起因した前記変位量の計測値の変動を除去する処理を施した後の前記電気的な状態量に基づき、前記変位量を計測する手段を備えることを特徴とするピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項１２】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、
前記ピエゾ素子を介して流れる電流量及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも一方を独立変数として含む関数の時間についての積分値に基づき計測された前記制御時における前記変位量に基づき、前記制御の態様が調整されてなることを特徴とするピエゾアクチュエータの駆動装置。
【請求項１３】
アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、
前記制御に際しての前記ピエゾ素子の電圧の振動に起因した前記変位量の計測値の変動を除去する処理を施した後に計測される前記変位量に基づき、前記制御の態様が調整されてなることを特徴とするピエゾアクチュエータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するものについて、ピエゾ素子の電気的な状態量によって前記変位量を間接的に計測する計測方法に関する。また、本発明は、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピエゾアクチュエータは、多数の圧電素子を積層した積層体（ピエゾスタック）等のピエゾ素子が逆圧電効果により伸縮するアクチュエータであり、例えば、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置において燃料噴射弁内に設けられる。ピエゾアクチュエータは容量性の負荷であり、その充電と放電とで伸長状態と縮小状態とが切り替えられる。
【０００３】
ピエゾアクチュエータの駆動装置は、ピエゾ素子を充電、及び放電することでピエゾアクチュエータを伸長、及び縮小させるものである。この駆動装置としては、チョッパ制御により、ピエゾ素子の充電及び放電を行うことでピエゾ素子の変位量を制御するものが知られている（特許文献１〜４）。この駆動装置は、変位量の増加制御時には、チョッパ制御にかかる充電用のスイッチング素子のオン・オフ操作の繰り返しにより、ピエゾ素子及びコイルの直列回路に流れる電流量の増加、減少を繰り返すことで、ピエゾ素子への充電を行う。また、変位量の減少制御時には、チョッパ制御にかかる放電用のスイッチング素子のオン・オフ操作の繰り返しにより、ピエゾ素子及びコイルの直列回路に流れる電流量の増加、減少を繰り返すことで、ピエゾ素子の放電を行う。
【０００４】
こうした制御を行う際、ピエゾ素子の変位量を計測するためには、ピエゾ素子の電圧を用いることが考えられる。ただし、上記制御時には、ピエゾ素子の抵抗成分や圧電現象等によって電圧振動を伴うため、電圧を用いて計測される変位量の計測値は階段状及び波状となる。そして、同一の計測値を異なるタイミングでとることがあり、ピエゾ素子の変位量を正確に把握することが困難となっている。
【特許文献１】特開平１１−３１７５５１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６１５６号公報
【特許文献３】特開２００２−１５９１９０号公報
【特許文献４】特開２００１−５３３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するに際し、変位量を適切に計測することのできるピエゾアクチュエータの変位量の計測方法に関する。また、本発明の目的は、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するに際し、変位量を適切に計測して制御態様の調整を適切に行うことのできるピエゾアクチュエータの駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
【０００７】
手段１では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するものについて、前記ピエゾ素子の電気的な状態量によって前記変位量を間接的に計測する方法であって、前記ピエゾ素子を介して流れる電流量及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも一方を独立変数として含む関数の時間についての積分値に基づき、前記制御時における前記変位量を計測する。
【０００８】
上記関数の独立変数がピエゾ素子の電圧を含む場合には、電圧が変位量と相関を有するために、関数も変位量と相関を有する。また、独立変数がピエゾ素子を介して流れる電流を含む場合には、電流の積分値が変位量と相関を有するため、関数の積分値も変位量と相関を有する。そして、関数の時間による積分値は、電圧の振動等に起因した関数の値の変動影響が好適に抑制されたものとなる。このため、この関数の積分値を用いて、ピエゾ素子の変位量を適切に計測することができる。
【０００９】
手段２では、手段１において、前記積分値が、前記電圧、前記電流、及び前記電圧と前記電流との積のいずれかの時間についての積分である。
【００１０】
ここで、電圧は、ピエゾ素子の変位量と相関を有する量である。また、電流の時間による積分値も、ピエゾ素子の変位量と相関を有する量である。更に、電流と電圧の積は、ピエゾ素子に供給されるエネルギの変化量であるため、電流と電圧の積の積分値は、ピエゾ素子の変位量と相関を有する。
【００１１】
手段３では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで前記ピエゾ素子の変位量を制御するものについて、前記ピエゾ素子の電気的な状態量によって前記変位量を間接的に計測する方法であって、前記制御に際しての前記ピエゾ素子の電圧の振動に起因した前記変位量の計測値の変動を除去する処理を施した後に、前記変位量を計測する。
【００１２】
上記方法では、上記変動を除去する処理が施された後の電気的な状態量が計測されるために、変位量を適切に計測することができる。
【００１３】
手段４では、手段３において、前記計測を、前記ピエゾ素子の電圧を独立変数として含む関数の時間による積分値の計測として行う。
【００１４】
上記関数は、ピエゾ素子の変位量と相関を有するピエゾ素子の電圧をその独立変数として含むため、変位量と相関を有する。そして、関数の時間による積分値は、上記電圧の振動等に起因した関数の値の変動影響が好適に抑制されたものとなる。このため、この関数の積分値を用いて変位量を適切に計測することができる。
【００１５】
手段５では、手段３において、前記計測を、前記ピエゾ素子の電圧を独立変数として含む関数の値に平滑化処理を施したものの計測として行う。
【００１６】
上記関数は、ピエゾ素子の変位量と相関を有するパラメータである電圧をその独立変数として含むため、変位量と相関を有するものとなっている。そして、関数の値に平滑化処理を施すことで、上記電圧の振動に起因した関数の値の変動を好適に抑制することができる。このため、この平滑化処理の施された関数の値を用いて、変位量を適切に計測することができる。
【００１７】
なお、手段５は、手段６によるように、前記平滑化処理を施したものが、前記ピエゾ素子の電圧に、平滑化回路及びソフトウェアの少なくとも一方によって平滑化処理を施したものとしてもよい。
【００１８】
手段７では、手段１〜６のいずれかにおいて、前記変位量の制御は、前記ピエゾ素子に充電された電荷を放電することで該ピエゾ素子を縮小する制御であり、前記変位量の計測は、前記ピエゾ素子の縮小速度を把握するために行う。
【００１９】
ピエゾ素子の電圧の「０Ｖ」近傍では、電流が流れにくくなり、完全な「０Ｖ」にすることが困難である。このため、例えばピエゾ素子の電圧が「０Ｖ」となるのに要する時間を計測することで縮小速度を計測するようにすると、計測誤差が大きくなる。
【００２０】
これに対し、ピエゾ素子の電圧を「０Ｖ」とする制御中にピエゾ素子の変位量を計測し、変位量が所定値となるまでに要する時間によって縮小速度（放電速度）を計測しようとすると、ピエゾ素子の電圧振動のため、縮小速度が一義的に定まらないおそれがある。
【００２１】
この点、上記方法では、変位量の計測が手段１〜６の態様にて行われるために、縮小速度を好適に把握することができる。
【００２２】
手段８では、手段７において、前記縮小速度は、前記ピエゾ素子の電圧が「１０〜６０Ｖ」内の任意の値に相当するところまで前記ピエゾ素子が縮小するのに要する時間として把握されるものである。
【００２３】
縮小速度を計測する際には、ピエゾ素子の電圧が「０Ｖ」近傍となるときを利用すると上述したように誤差が大きくなる。一方、ピエゾ素子の電圧が過度に高いところを利用しても、誤差が大きくなる。
【００２４】
この点、上記方法では、ピエゾ素子の電圧が「１０〜６０Ｖ」であるときを利用することで、縮小速度を精度良く計測することができる。
【００２５】
なお、上記「任意の値に相当するところまで前記ピエゾ素子が縮小するのに要する時間」とは、手段１の構成を備える場合には、「１０〜６０Ｖ」内の任意の値に対応した所定値に上記積分値が達するのに要する時間を意味する。また、手段３の構成を備える場合には、「１０〜６０Ｖ」内の任意の値に対応した所定値に、上記変動を除去する処理の施された関数の値が達するのに要する時間を意味する。
【００２６】
手段９では、手段１〜７のいずれかにおいて、前記増加操作は、チョッパ制御にかかるスイッチング素子のオン操作として行われ、前記減少操作は、前記スイッチング素子のオフ操作として行われる。
【００２７】
上記方法によれば、チョッパ制御を用いることで、ピエゾ素子の充電や放電を簡易に行うことができ、ひいては、変位量の制御を簡易に行うことができる。
【００２８】
手段１０では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、前記ピエゾ素子を介して流れる電流量及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも一方を独立変数として含む関数の時間についての積分値に基づき、前記制御時における前記変位量を計測する手段を備える。
【００２９】
上記関数の独立変数がピエゾ素子の電圧を含む場合には、電圧が変位量と相関を有するために、関数も変位量と相関を有する。また、独立変数がピエゾ素子を介して流れる電流を含む場合には、電流の積分値が変位量と相関を有するため、関数の積分値も変位量と相関を有する。そして、関数の時間による積分値は、電圧の振動に起因した関数の値の変動影響が好適に抑制されたものとなる。このため、この関数の積分値を用いて変位量を好適に把握することができる。そして、こうして計測された変位量を用いることで、変位量の制御の態様を好適に調整することもできる。
【００３０】
なお、上記変位量の計測は、上記手段２，７，８のいずれかに記載の手法にて行ってもよい。更に、上記制御としては、手段９に示すようにチョッパ制御を適用してもよい。
【００３１】
手段１１では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、前記制御に際しての前記ピエゾ素子の電圧の振動に起因した前記変位量の計測値の変動を除去する処理を施した後に前記変位量を計測する手段を備える。
【００３２】
上記構成では、上記変動を除去する処理が施された後、変位量が計測されるために、変位量を適切に計測することができる。
【００３３】
なお、上記変位量の計測は、上記手段４〜８のいずれかに記載の手法にて行ってもよい。更に、上記制御としては、手段９に示すようにチョッパ制御を適用してもよい。
【００３４】
手段１２では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、前記ピエゾ素子を介して流れる電流量及び前記ピエゾ素子の電圧の少なくとも一方を独立変数として含む関数の時間についての積分値に基づき計測された前記制御時における前記変位量に基づき、前記制御の態様が調整されてなる。
【００３５】
上記関数の独立変数がピエゾ素子の電圧を含む場合には、電圧が変位量と相関を有するために、関数も変位量と相関を有する。また、独立変数がピエゾ素子を介して流れる電流を含む場合には、電流の積分値が変位量と相関を有するため、関数の積分値も変位量と相関を有する。そして、関数の時間による積分値は、電圧の振動に起因した関数の値の変動影響が好適に抑制されたものとなる。このため、この関数の積分値を用いて変位量を好適に把握することができる。そして、こうして計測された変位量を用いることで、当該駆動装置の製造時において、変位量の制御の態様を好適に調整することができる。
【００３６】
なお、上記変位量の計測は、上記手段２、７、８のいずれかに記載の手法にて行ってもよい。更に、上記制御としては、手段９に示すようにチョッパ制御を適用してもよい。
【００３７】
手段１３では、アクチュエータとして機能するピエゾ素子を介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで、前記ピエゾ素子の変位量を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置において、前記制御に際しての前記ピエゾ素子の電圧の振動に起因した前記変位量の計測値の変動を除去する処理を施した後に計測される前記変位量に基づき、前記制御の態様が調整されてなる。
【００３８】
上記構成では、上記変動を除去する処理が施された後、変位量が計測されるために、変位量を適切に計測することができる。このため、この計測された変位量を用いて変位量の制御の態様を好適に調整することもできる。そして、こうして計測された変位量を用いることで、当該駆動装置の製造時において、変位量の制御の態様を好適に調整することができる。
【００３９】
なお、上記変位量の計測は、上記手段４〜８のいずれかに記載の手法にて行ってもよい。更に、上記制御としては、手段９に示すようにチョッパ制御を適用してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるピエゾアクチュエータの変位量の計測方法及びピエゾアクチュエータの駆動装置を、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の備えるピエゾアクチュエータに適用した第１の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図１に、上記ディーゼルエンジン用燃料噴射システムの全体構成を示す。図示されるように、燃料タンク２の燃料は、燃料フィルタ４を介して高圧燃料供給ポンプ６に内蔵されるフィードポンプによって汲み上げられ、コモンレール８に加圧供給される。コモンレール８にて高圧状態で蓄えられた燃料は、高圧燃料供給パイプ１０を介して、４気筒のディーゼルエンジンの各々の気筒に設けられる燃料噴射弁１２に供給される。また、燃料噴射弁１２の各々は、その内部から出てきたリーク燃料を燃料タンク２に戻すための低圧燃料供給パイプ１４に接続されている。
【００４２】
コモンレール８内の燃圧を検出する燃料圧力センサ１６等の各種センサの検出値は、制御装置２０に取り込まれる。そして、制御装置２０では、こうした検出値に基づき、燃料噴射弁１２等のディーゼルエンジンの各種アクチュエータを操作する。次に、燃料噴射弁１２に設けられるピエゾ素子と、その充電及び放電を行う制御装置２０について詳述する。
【００４３】
図２に、燃料噴射弁１２の備えるピエゾ素子、及び制御装置２０の構成を示す。
【００４４】
図示されるように、ピエゾ素子ＰＥ（各気筒に対応してピエゾ素子ｐａ〜ｐｄと表記）は、複数の圧電素子が積層されてなる積層体（ピエゾスタック）を備え、これが逆圧電効果により伸縮することによりアクチュエータとして機能する。具体的には、ピエゾ素子ＰＥは、容量性の負荷であり、充電されることで伸長し、放電されることで縮小する。ちなみに、本実施形態にかかるピエゾ素子ＰＥは、ＰＺＴ等の圧電材料の圧電素子を利用したものである。
【００４５】
ここで、ピエゾ素子ＰＥを駆動する駆動回路について説明する。
【００４６】
バッテリＢａから供給される電力は、まず昇圧回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ３０に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バッテリＢａの電圧（例えば「１２Ｖ」）を、ピエゾ素子ＰＥを充電するための高電圧（例えば「２００〜３００Ｖ」）に昇圧する。
【００４７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の昇圧電圧は、コンデンサ３２に印加される。コンデンサ３２は、その一方の端子がＤＣ／ＤＣコンバータ３０側に接続され、また他方の端子が接地されている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の昇圧電圧がコンデンサ３２に印加されると、コンデンサ３２はピエゾ素子ＰＥに供給するための電荷を蓄える。ちなみに、コンデンサ３２は、ピエゾ素子ＰＥへの一回の充電処理によってはその電圧がほとんど変化しないような容量（例えば「数１００μＦ」程度）を有するものであることが望ましい。
【００４８】
コンデンサ３２のうちの高電位となる端子側、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０側は、充電スイッチ３４と充放電コイル３６との直列接続体を介して、ピエゾ素子ＰＥの高電位となる端子側に接続されている。そして、ピエゾ素子ＰＥの低電位となる端子側は、接地されている。
【００４９】
詳しくは、各ピエゾ素子ｐａ〜ｐｄと接地との間には、気筒選択スイッチ３８が接続されており、これにより、ピエゾ素子ｐａ〜ｐｄのいずれに対して充電処理又は放電処理を行うかを選択するようになっている。また、ピエゾ素子ｐａとピエゾ素子ｐｄとの並列回路と、ピエゾ素子ｐｂとピエゾ素子ｐｃとの並列回路とには、それぞれこれらと充放電コイル３６とを接続するバンク選択スイッチ４０が接続されている。このバンク選択スイッチ４０は、複数気筒の同時噴射や、退避走行時に２気筒のみを用いることを可能とするスイッチである。ちなみに、ピエゾ素子ｐａ〜ｐｄは、ピエゾ素子ｐａが１番気筒、ピエゾ素子ｐｂが２番気筒、ピエゾ素子ｐｃが３番気筒、ピエゾ素子ｐｄが４番気筒に対応している。
【００５０】
充電スイッチ３４と充放電コイル３６との間には、放電スイッチ４２の一方の端子が接続されており、放電スイッチ４２の他方の端子は、接地されている。
【００５１】
放電スイッチ４２には、ダイオード４４が並列接続されている。このダイオード４４は、そのカソード側がコンデンサ３２及び充放電コイル３６との間に、またそのアノード側が接地側にそれぞれ接続されている。このダイオード４４は、コンデンサ３２、充電スイッチ３４、充放電コイル３６と共に、ピエゾ素子ＰＥを充電するチョッパ回路を構成するものであり、フリーホイーリングダイオードとして機能する。
【００５２】
一方、充電スイッチ３４には、ダイオード４６が並列接続されている。このダイオード４６は、そのカソード側がコンデンサ３２側と、またそのアノード側が放電スイッチ４２側と接続されている。このダイオード４６は、コンデンサ３２、充放電コイル３６、放電スイッチ４２と共に、ピエゾ素子ＰＥの電荷を放電するチョッパ回路を構成するものであり、フリーホイーリングダイオードとして機能する。
【００５３】
なお、充放電コイル３６とバンク選択スイッチ４０との間には、ショートスイッチ４８とダイオード５０とが、ピエゾ素子ＰＥに並列に接続されている。このショートスイッチ４８は、上記チョッパ制御によっては放電しきれなかったピエゾ素子ＰＥの電荷を完全に放電するためのものである。また、ダイオード５０は、ピエゾ素子ＰＥの電圧がマイナスになることを防止している。
【００５４】
先の図１に示した制御装置２０は、上記駆動回路に加えて、マイクロコンピュータ２２と制御ＩＣ２４とを備えている。ここで、マイクロコンピュータ２２は、ディーゼルエンジンの運転状態等を検出する各種センサの検出値に基づき、ピエゾ素子ＰＥの変位量の制御条件を算出し、制御ＩＣ２４に出力する。制御ＩＣ２４は、マイクロコンピュータ２２から出力された制御条件に基づき、駆動回路を駆動する。なお、制御ＩＣ２４やマイクロコンピュータ２２は、駆動回路の各ノードＮ１〜Ｎ７の電位に基づき、駆動回路やピエゾ素子ＰＥの電流や電圧等の情報を取り込んでいる。
【００５５】
ここで、本実施形態にかかるピエゾ素子ＰＥの変位量の制御（充電処理及び放電処理）について詳述する。
【００５６】
図３に、充電処理及び放電処理の態様を示す。ここで、図３（ａ）は、マイクロコンピュータ２２から制御ＩＣ２４に出力され、噴射期間を指示する噴射信号の推移を示す。図３（ｂ）は、マイクロコンピュータ２２から制御ＩＣ２４に出力され、充電期間を指示する充電期間信号の推移を示す。図３（ｃ）は、充電スイッチ３４の操作信号の推移を示す。図３（ｄ）は、気筒選択スイッチ３８の操作信号の推移を示す（ここではそのうちのピエゾ素子ｐａに対応したものを例示）。図３（ｅ）は、放電スイッチ４２の操作信号の推移を示す。図３（ｆ）は、バンク選択スイッチ４０の操作信号を推移を示す（ここでは、図３（ｄ）に対応するスイッチの操作信号を例示）。図３（ｇ）は、ショートスイッチ４８の操作態様の推移を示す。図３（ｈ）は、ピエゾ素子ＰＥの高電位となる側の電圧の推移を示す。図３（ｉ）は、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流（ピエゾ素子ＰＥに流入する電荷、ピエゾ素子ＰＥから流出する電荷）の推移を示す。
【００５７】
図示されるように、時刻ｔ１に、マイクロコンピュータ２２から制御ＩＣ２４に、噴射信号と充電期間信号が出力されることで、制御ＩＣ２４は、充電スイッチ３４のオン・オフ操作によるチョッパ制御を開始する。具体的には、充電スイッチ３４がオン操作されることによって、図４（ａ）に示すように、コンデンサ３２、充電スイッチ３４、充放電コイル３６、ピエゾ素子ｐａからなる閉ループ回路が形成される。これにより、コンデンサ３２の電荷がピエゾ素子ｐａに充電される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子ｐａを介して流れる電流量が増加する（電流量の増加操作）。一方、充電スイッチ３４のオン操作の後、充電スイッチ３４がオフ操作されることで、図４（ｂ）に示すように、充放電コイル３６、ピエゾ素子ｐａ、ダイオード４４からなる閉ループ回路が形成される。これにより、充放電コイル３６のフライホイールエネルギが、ピエゾ素子ｐａに充電される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子ｐａを介して流れる電流量が減少する（電流量の減少操作）。そして、本実施形態では、図３に示すように、電流量がゼロとなることで、充電スイッチ３４を再度オン操作する。
【００５８】
上記態様にて充電スイッチ３４が操作される降圧チョッパ制御が時刻ｔ１〜時刻ｔ２にわたって行われることで、ピエゾ素子ｐａが充電され、ピエゾ素子ｐａの高電位となる端子側の電位が上昇する。
【００５９】
一方、図３に示す時刻ｔ３において、噴射信号が反転すると、制御ＩＣ２４では、放電スイッチ４２のオン・オフ操作を開始する。具体的には、放電スイッチ４２がオン操作されることで、図５（ａ）に示すように、放電スイッチ４２、充放電コイル３６、ピエゾ素子ｐａによって閉ループ回路が形成される。これにより、ピエゾ素子ｐａが放電される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子ｐａを介して流れる電流量が増加する（電流量の増加操作）。更に、放電スイッチ４２のオン操作の後、放電スイッチ４２がオフ操作されることで、図５（ｂ）に示すように、コンデンサ３２、ダイオード４６、充放電コイル３６、ピエゾ素子ｐａによって閉ループ回路が形成される。これにより、充放電コイル３６のフライホイールエネルギがコンデンサ３２に回収される。このとき、先の図３に示すように、ピエゾ素子ｐａを介して流れる電流量が減少する（電流量の減少操作）。そして、本実施形態では、図３に示すように、電流量がゼロとなることで、放電スイッチ４２を再度オン操作する。
【００６０】
上記態様にて放電スイッチ４２が操作される昇圧チョッパ制御が行われることで、ピエゾ素子ｐａが放電され、ピエゾ素子ｐａの高電位となる端子側の電位が低下する。ちなみに、図４、図５に示す式は、ピエゾ素子ｐａを介して流れる電流量Ｉｐと、充放電コイル３６のインダクタンスＬ、ピエゾ素子ｐａの電圧Ｖｐ、コンデンサ３２の電圧Ｖｃとの関係を表すものである。
【００６１】
なお、図３に示すように、昇圧チョッパ制御によるピエゾ素子ｐａの放電が完了した後の時刻ｔ４〜時刻ｔ５までの間、ショートスイッチ４８がオン操作されることで、ピエゾ素子ｐａの電荷を完全に放電させるようにする。
【００６２】
本実施形態では、図３に示したように、ピエゾ素子ｐａの充電処理を、充電期間信号によって定まる所定期間、充電スイッチ３４のオン・オフ操作をすることによって行っている。すなわち、ピエゾ素子ＰＥを伸長させる制御を、開ループ制御によって行なっている。そして、ピエゾ素子ＰＥの変位量を所望に制御するに際し、本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥの変位量と相関を有するピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を制御量とする。
【００６３】
ところで、ピエゾ素子ＰＥの特性には、個体差によるばらつきがある。また、ピエゾ素子ＰＥの特性は、温度によっても変動し得る。このため、上記態様にて開ループ制御を行うと、ピエゾ素子ＰＥを必ずしも所望とする変位量（電気的な状態量）に制御することができないおそれがある。すなわち、例えば図６に例示するように充電スイッチ３４のオン・オフ操作の行われる期間が時刻ｔ１〜ｔ２までであると、オフ操作によって電流量がゼロとなった時点が時刻ｔ２となるケース１の場合と、オン操作からオフ操作への最後の切り替え時が時刻ｔ２となるケース２の場合とで充電量にばらつきが生じる。
【００６４】
こうしたピエゾ素子ＰＥの特性のばらつき等に起因した充電量のばらつきの最大値は、充電スイッチ３４のオン操作からオフ操作への切り替え時からピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量がゼロとなるまでの間に、ピエゾ素子ＰＥに流入する総電流量よりも大きくなり得る。ここで、図７に基づき、これについて説明する。
【００６５】
図７（ａ）に上記充電期間信号の推移を、図７（ｂ）にピエゾ素子の個体Ａを介して流れる電流の推移を、図７（ｃ）に個体Ａと異なる個体Ｂを介して流れる電流の推移を、図７（ｄ）に個体Ａと個体Ｂの電圧の推移をそれぞれ示す。ちなみに、図７においても、充電スイッチ３４のオン操作は予め定められた所定時間行われ、オフ操作は電流量がゼロとなるまで行われている。こうした場合、一般に、電流量の最大値は時間が経過するにつれて小さくなり得るが図７では便宜上電流量の最大値を同一に記載している。
【００６６】
図７では、充電期間が終了する時刻ｔ２よりも後、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量がゼロとなりピエゾ素子ＰＥの電圧が定常状態となったときにピエゾ素子ＰＥの電圧を計測し、この計測値が所望とする値（基準値）となるように開ループ制御の態様を調整した場合を示している。ここでは、調整時（計測値を基準値とするような調整が行われた直後）のピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流、及びピエゾ素子ＰＥの電圧を実線で示している。このように、計測時の電圧値が一致しているとはいえ、電圧の変化量（電気的な状態量の変化量）には、ばらつきが生じている。
【００６７】
また、上記態様にて制御の態様を調整した後、個体Ａ及び個体Ｂの特性が温度変化等により変化した場合のピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量と、ピエゾ素子ＰＥの電圧とを２点鎖線で示す。ここでは、個体Ａについては、調整時には、充電スイッチ３４のオン操作からオフ操作への切り替え時が時刻ｔ２であったのが、調整後、充電スイッチ３４のオフ操作によって電流量が減少しゼロとなった時点が時刻ｔ２となるものに変化した場合を示している。一方、個体Ｂについては、調整時には、充電スイッチ３４のオフ操作によって電流量がゼロとなった時点が時刻ｔ２であったのが、調整後、充電スイッチ３４のオン操作からオフ操作への切り替え時が時刻ｔ２となるものに変化した場合を示している。こうした状況下、上記開ループ制御の完了後の個体Ａと個体Ｂとの電圧には大きな誤差Δ（オフ操作へ切り替えられてから電流量がゼロとなるまでの総電流量の略２倍に対応する電圧誤差）が生じることとなる。
【００６８】
このように、上記オン・オフ操作の終了後、ピエゾ素子ＰＥの充電量が定常となったときに計測される電気的な状態量（電圧等）に基づき、制御の態様を調整すると、制御される電気的な状態量や同状態量の変化量に大きなばらつきが生じる。
【００６９】
そこで、本実施形態では、開ループ制御の態様を、図８に示すように、オン操作及びオフ操作の繰り返しの終了時（オン・オフ操作の終了時）である時刻ｔ２に同期して計測される電気的な状態量に基づき行うようにする。ちなみに、図８（ａ）に上記充電期間信号の推移を、図８（ｂ）にピエゾ素子の個体Ａを介して流れる電流の推移を、図８（ｃ）に個体Ｂを介して流れる電流の推移を、図８（ｄ）に個体Ａと個体Ｂの電圧の推移をそれぞれ示す。
【００７０】
図８でも、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流と、ピエゾ素子ＰＥの電圧とを、調整時のものを実線で、また調整後のものを２点鎖線で示している。
【００７１】
図８においては、ピエゾ素子ＰＥの電圧について２点鎖線にて示したものが記載されていないが、これは実線と重なっているからである。すなわち、個体Ａについての調整後の（２点鎖線で示すべき）電圧の推移は個体Ｂの実線で示す電圧の推移と一致し、個体Ｂについての調整後の（２点鎖線で示すべき）電圧の推移は個体Ａの実線で示す電圧の推移と一致している。このため、開ループ制御による電圧の誤差は、オフ操作への最後の切り替えから電流がゼロとなるまでの総電流量程度に抑制される。また、電圧の変化量（電気的な状態量の変化量）のばらつきも抑制される。
【００７２】
このように、オン・オフ操作の終了時に同期して電圧等のピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を計測し、これに基づき制御の態様を調整することで、制御性能を向上させることが可能となる。
【００７３】
ちなみに、こうした制御の態様の調整には、充電期間やオン操作時間の変更のみならず、先の図２に示した駆動回路の回路特性の変更も含まれる。
【００７４】
ただし、オン・オフ操作の終了時に電圧を計測する場合、計測される電圧が変動しているためにこれを正確に把握することができないおそれがある。特に、ピエゾ素子ＰＥの電圧は、ピエゾ素子ＰＥの抵抗成分や圧電現象等によって電圧振動を伴う。これは、ピエゾ素子ＰＥの等価回路が、図９に示すように、ＬＣＲの直列回路として表現される機械成分と、ＬＣＲの直列回路に並列に接続されたコンデンサ及び同並列回路に直列に接続されている直列等価抵抗とによって表現される電気成分とによって構成されることによる。このため、電流が流れるたびに、直列等価抵抗で発生する電圧によってピエゾ素子ＰＥの両端の電圧が変動する。そして、これにより、ピエゾ素子ＰＥの電圧の計測に基づきピエゾ素子ＰＥの変位量を一義的に定めることは困難なものとなっている。
【００７５】
そこで、本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流、ピエゾ素子ＰＥの電圧、上記電圧と電流との積のいずれかの時間による積分値に基づき、オン・オフ操作の終了時のピエゾ素子ＰＥの変位量（電気的な状態量）を計測する。
【００７６】
図１０に、ピエゾ素子ＰＥの電圧の推移と、同電圧の積分値の推移とを示す。また、図１１に、ピエゾ素子ＰＥの電流の推移と、同電流の積分値の推移とを示す。更に、図１２に、ピエゾ素子ＰＥの電流の推移と、電圧の推移と、エネルギ総量（電圧と電流との積の積分値）の推移とを示す。これら図１０〜図１２に示されるように、電流、電圧、及び上記電圧と電流との積のいずれかの時間による積分値は、振動成分による影響が抑制されたものとなっている。このため、ピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を一義的な値として適切に計測することができ、ひいては、ピエゾ素子ＰＥの変位量を一義的に定めることができる。
【００７７】
特に、図１０〜図１２に示す例において、電圧の積分値は、電圧の振動成分が除去され、ピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量の計測値として扱いやすいものとなっている。
【００７８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７９】
（１）ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流、ピエゾ素子ＰＥの電圧、及び電流と電圧との積のいずれかの積分値に基づき、ピエゾ素子ＰＥの変位量を計測した。このため、電圧振動等が好適に抑制された電気的な状態量を用いて、ピエゾ素子ＰＥの変位量を一義的な値として適切に計測することができる。
【００８０】
（２）充電スイッチ３４のオン・オフ操作の終了に同期してピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を計測し、該計測された状態量に基づき制御の態様を調整した。これにより、オン・オフ操作の終了後のピエゾ素子ＰＥの充電量のばらつきを好適に抑制することができ、ひいては、ピエゾ素子ＰＥの変位量のばらつきを好適に抑制することができる。
【００８１】
（３）チョッパ制御によって、ピエゾ素子ＰＥの電流量を増加操作及び減少操作しつつ、ピエゾ素子ＰＥの充電及び放電を行うことでピエゾ素子ＰＥの変位量を制御した。これにより、ピエゾ素子ＰＥの変位量の制御を簡易に行うことができる。
【００８２】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８３】
本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥの縮小制御の態様を調整する。換言すれば、ピエゾ素子ＰＥの充電量をゼロとする制御（放電処理）の態様を調整する。詳しくは、縮小速度（放電速度）を調整する。ただし、例えばピエゾ素子ＰＥの電圧が「０Ｖ」となるのに要する時間を計測することで放電速度を計測するようにすると、計測誤差が大きくなる。これは、ピエゾ素子ＰＥの電圧の「０Ｖ」近傍では、電流が流れにくくなり、完全な「０Ｖ」にすることが困難なためである。なお、ピエゾ素子ＰＥの電圧を完全に「０Ｖ」にするためには、ショートスイッチ４８をオンとする。
【００８４】
これに対し、ピエゾ素子の縮小制御中にピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を計測し、同状態量が所定値となるまでに要する時間によって放電速度を計測しようとすると、ピエゾ素子ＰＥの電圧の振動によって、放電速度が一義的に定まらないおそれがある。図１３に、ピエゾ素子ＰＥの電圧の推移と、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流の推移とを示す。図１３に示すように、ピエゾ素子ＰＥの電圧がゼロよりも大きな所定電圧Ｖｔまで低下するのに要する時間により放電速度（放電時間）を計測する場合、計測される放電速度が一義的に定まらない（図中、矢印で示す３つの値をとり得る）。
【００８５】
そこで、本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流、ピエゾ素子ＰＥの電圧、上記電圧と電流との積のいずれかの時間による積分値に基づき、放電速度を計測する。
【００８６】
図１４に、ピエゾ素子ＰＥの電圧の推移と、同電圧の積分値の推移とを示す。また、図１５に、ピエゾ素子ＰＥの電流の推移と、同電流の積分値の推移とを示す。更に、図１６に、ピエゾ素子ＰＥの電流の推移と、電圧の推移と、エネルギ総量（電圧と電流との積の積分値）の推移とを示す。これら図１４〜図１６に示されるように、電流、電圧、及び上記電圧と電流との積のいずれかの時間による積分値は、振動成分による影響が抑制されたものとなっている。このため、ピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を一義的な値として適切に計測することができ、ひいては、これに基づき放電速度を適切に計測することができる。
【００８７】
ちなみに、本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥの電圧の「１０〜６０Ｖ」内の任意の値に対応した所定値に上記積分値が達するのに要する時間として、放電速度を計測する。これは、ピエゾ素子ＰＥの電圧が過度に高いところを利用しても、放電速度の計測誤差が大きくなるためである。
【００８８】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（３）に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００８９】
（４）「１０〜６０Ｖ」内の任意の値に対応した所定値に上記積分値が達するのに要する時間として放電速度を計測することで、放電速度を精度良く計測することができる。
【００９０】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９１】
本実施形態では、放電速度を計測するに際し、ピエゾ素子ＰＥの電圧を用いる。そして、制御に際しての電圧の信号に起因したピエゾ素子ＰＥの変位量（電気的な状態量）の計測値の変動を除去する処理として、平滑化処理を適用する。図１７に、ピエゾ素子ＰＥの電圧と、同電圧に平滑化処理を施したものとの推移を示す。同図１７に示されるように、平滑化処理を施すことで、電圧の振動が除去され、放電速度を一義的に定義することができるようになる。
【００９２】
ちなみに、この平滑化処理は、例えばＣＲ回路等のアナログ回路による処理と、マイクロコンピュータ等を用いたデジタル回路による処理とのいずれでもよい。ただし、デジタル回路による処理の場合、マイクロコンピュータの動作速度や、アナログ・デジタルコンバータ、デジタル信号処理回路等の動作速度がある程度高速なものでないと、電圧の変化を適切に計測することができない。これに対し、アナログ回路による処理を採用すれば、簡易な構成にて適切な処理を行なうことができる。
【００９３】
以上説明した本実施形態によっても、先の第２の実施形態に準じた効果を得ることができる。
【００９４】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９５】
・上記各実施形態では、ピエゾ素子ＰＥの変位量の相当値として計測されるピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を、ピエゾ素子ＰＥの電圧、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流、電圧及び電流の積のいずれかの積分値、又は電圧を平滑化処理したものとしたが、これに限らない。例えば上記電流と上記電圧との少なくとも一方を独立変数として含む関数の積分値であってもよい。また、上記電圧を独立変数として含む関数に平滑化処理を施したもの等、ピエゾ素子ＰＥの電圧の振動に起因した変位量の計測値の変動を除去する処理の施されたものであってもよい。
【００９６】
・上記第１の実施形態では、オン・オフ操作の終了時に同期してピエゾ素子ＰＥの変位量を電気的な状態量から間接的に計測するようにしたが、これに限らない。ピエゾ素子ＰＥの変位量を所望の値にするための制御時に行うときには、ピエゾ素子ＰＥの電圧の振動等に起因してピエゾ素子ＰＥの変位量を一義的な値として適切に計測することができないおそれがあるため、本発明の適用は有効である。
【００９７】
・上記第２及び第３の実施形態において、放電速度の計測を、電圧が「１０〜６０Ｖ」となるところで行わなくても、上記（１）に準じた効果を得ることはできる。
【００９８】
・上記各実施形態では、開ループ制御によりピエゾアクチュエータの変位量を制御する駆動装置を例示したがこれに限らない。例えば、オン時間の設定等、制御の態様が当該駆動装置の製造時に上記実施形態に例示した態様にて調整された後、駆動装置によるフィードバック制御にて制御態様が微調整されるようにしてもよい。
【００９９】
・上記実施形態では、当該駆動装置の製造時に、ピエゾ素子ＰＥの変位量を電気的な状態量から間接的に計測し、これに基づき変位量の制御の調整を行ったが、こうした調整は、当該駆動装置の製造時に限らない。すなわち、ピエゾ素子ＰＥの変位量（電気的な状態量）が制御装置２０により計測され、ピエゾ素子ＰＥの変位量の制御の態様が制御装置２０によって調整される場合であっても、変位量を制御時に計測する際には、ピエゾ素子ＰＥの電圧振動等により変位量を一義的な値として計測することができないおそれがあるため、本発明の適用は有効である。この際、先の第３の実施形態について、デジタル回路による処理を用いて放電速度を計測する場合には、マイクロコンピュータ２２等によってデジタル回路を構成する。また、同第３の実施形態について、アナログ回路による処理を用いて放電速度を計測する場合には、例えば図１８に示すように、ピエゾ素子ＰＥの電圧を計測するためのＣＲ回路６０を備えることが望ましい。このＣＲ回路６０は、ピエゾ素子ＰＥの両端子と並列に接続されている。このＣＲ回路６０は、直列に接続された抵抗６１，６２の接続ノードＮ８の電圧が制御装置２０によって取り込まれるようになっている。そして、このノードＮ８の電圧を平滑化すべく、コンデンサ６３が抵抗６２と並列に接続されている。
【０１００】
・その他、ピエゾアクチュエータの駆動回路の構成等、ピエゾアクチュエータの駆動装置の構成については、適宜変更してよい。また、ピエゾアクチュエータとしては、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁に設けられるものに限らない。更に、ピエゾ素子ＰＥの変位量の制御態様としては、先の図３に例示したものに限らず、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量の増加操作及び減少操作を繰り返すことで上記制御を行うものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明にかかるピエゾアクチュエータの変位量の計測方法及び同アクチュエータの駆動装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態の駆動装置の構成を示す回路図。
【図３】同実施形態におけるピエゾ素子の変位量の制御態様を示すタイムチャート。
【図４】同実施形態におけるピエゾ素子の伸長制御の態様を示すタイムチャート。
【図５】同実施形態におけるピエゾ素子の縮小制御の態様を示すタイムチャート。
【図６】伸長制御時の問題点を説明するためのタイムチャート。
【図７】伸長制御の調整における問題点を説明するタイムチャート。
【図８】上記実施形態にかかる伸長制御の態様の調整手法を説明するタイムチャート。
【図９】ピエゾ素子の等価回路図。
【図１０】同実施形態にかかるピエゾ素子の変位量の制御時における変位量の計測手法を説明するタイムチャート。
【図１１】同実施形態にかかるピエゾ素子の変位量の制御時における変位量の計測手法を説明するタイムチャート。
【図１２】同実施形態にかかるピエゾ素子の変位量の制御時における変位量の計測手法を説明するタイムチャート。
【図１３】第２の実施形態が解決しようとする課題を説明するタイムチャート。
【図１４】同実施形態にかかる変位量の計測手法を説明するタイムチャート。
【図１５】同実施形態にかかる変位量の計測手法を説明するタイムチャート。
【図１６】同実施形態にかかる変位量の計測手法を説明するタイムチャート。
【図１７】第３の実施形態にかかる変位量の計測手法を説明するタイムチャート。
【図１８】第３の実施形態の変形例にかかるピエゾアクチュエータの駆動装置の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【０１０２】
ＰＥ…ピエゾ素子、３２…コンデンサ、３４…充電スイッチ、３６…充放電コイル、４２…放電スイッチ、２４…制御ＩＣ、２２…マイクロコンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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