(57)【要約】【課題】３値以上の値を有する指示情報を通信にゆだねるものであれ、指示情報を正確に伝えることのできるピエゾインジェクタの駆動装置を提供する。【解決手段】ピエゾ素子ＰＥの伸縮制御に際し、ピエゾ素子ＰＥの電気エネルギが、駆動回路６２を介して制御回路９０により操作される。駆動回路６２の充電スイッチ７０の操作態様についての指示情報を載せた指示信号（充電終了タイミング信号、オン操作終了タイミング信号）は、ＥＣＵ６０によって生成され、制御回路９０に出力される。これら指示信号は、指示情報を電流値によって表現する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピエゾ素子をアクチュエータとして備えるピエゾインジェクタについて、前記ピエゾ素子の伸縮の制御を行なうべく、該伸縮量と相関を有する前記ピエゾ素子の電気的な状態量を前記ピエゾ素子の駆動回路を介して操作するピエゾインジェクタの駆動装置において、
前記ピエゾインジェクタの搭載される内燃機関の運転状態に基づき、前記操作の態様を指示するための情報であって３値以上の値を有する情報である指示情報を載せた指示信号を出力する指示手段と、
前記指示信号を取り込み、前記指示情報に基づき前記操作を行う操作手段とを備え、
前記指示信号は、前記指示情報を前記指示信号の電圧値以外のパラメータによって表現するものであることを特徴とするピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項２】
前記操作手段は、前記指示信号を前記指示情報に対応する電圧値に変換する変換回路を備えることを特徴とする請求項１記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項３】
前記指示手段は、前記指示信号として前記指示情報に対応する量の電流を出力するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項４】
前記指示手段は、前記指示信号として前記指示情報に対応するディジタル信号を出力するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項５】
前記ディジタル信号は、前記指示情報に対応するデューティ比を有する信号であることを特徴とする請求項４記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項６】
前記ディジタル信号は、前記指示情報が２進数にて表現されるものであることを特徴とする請求項４記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項７】
前記指示信号は、前記指示情報として、前記ピエゾ素子の伸長制御時間及び収縮制御時間の少なくとも一方の期間を指示する情報を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項８】
前記駆動回路は、チョッパ制御のためのスイッチング素子を備えており、
前記操作手段は、前記スイッチング素子のオン・オフ操作を繰り返すことにより前記ピエゾ素子を介して流れる電流量の増加・減少を繰り返させて前記ピエゾ素子の伸縮制御を行なうものであり、
前記指示信号は、前記指示情報として、前記スイッチング素子のオン操作時間及びオフ操作時間の少なくとも一方を指示する情報を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項９】
前記指示情報が前記時間の終了タイミングを指示するものであり、前記操作手段は、予め定められた上限値の範囲内で前記指示情報によって指示される終了タイミングに従って前記操作を行うものであることを特徴とする請求項７又は８記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項１０】
前記ピエゾインジェクタの温度、該ピエゾインジェクタに供給される燃料の温度、及び前記ピエゾインジェクタに供給される燃料の圧力の少なくとも１つを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段を更に備え、
前記指示手段は、前記検出結果に基づき前記指示信号を生成することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のピエゾインジェクタの駆動装置。
【請求項１１】
ピエゾ素子をアクチュエータとして備えるピエゾインジェクタについて、前記ピエゾ素子の伸縮の制御を行なうべく、該伸縮量と相関を有する前記ピエゾ素子の電気的な状態量を前記ピエゾ素子の駆動回路を介して操作するピエゾインジェクタの駆動装置において、
前記ピエゾインジェクタの温度、該ピエゾインジェクタに供給される燃料の温度、及び前記ピエゾインジェクタに供給される燃料の圧力の少なくとも１つを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段と、
前記ピエゾ素子の伸長制御を行うための該ピエゾ素子への充電時、前記検出結果に基づき、前記充電時間を前記駆動回路を介して可変操作する操作手段とを備えることを特徴とするピエゾインジェクタの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピエゾ素子をアクチュエータとして備えるピエゾインジェクタについて、前記ピエゾ素子の伸縮の制御を行なうべく、該伸縮量と相関を有する前記ピエゾ素子の電気的な状態量を前記ピエゾ素子の駆動回路を介して操作するピエゾインジェクタの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の駆動装置としては、いわゆるマルチスイッチング方式と呼ばれる方式によりピエゾ素子の充電や放電を行なうことで、ピエゾ素子の伸縮の制御を行なうものが周知である。このマルチスイッチング方式は、チョッパ制御により、スイッチング素子のオン・オフ操作を繰り返すことでピエゾ素子を介して流れる電流量の増加・減少を繰り返しつつピエゾ素子の充電処理や放電処理を行なうものである。
【０００３】
ところで、ピエゾインジェクタがコモンレール式のディーゼルエンジンに搭載される場合、コモンレール内の燃料の圧力が高いほど、ピエゾ素子を駆動するために要求されるエネルギ量が増大する。
【０００４】
そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、ピエゾインジェクタに高圧燃料を供給するコモンレール内の燃料の圧力に基づき、オフ操作からオン操作への切り替えタイミングを可変設定することも提案されている。これにより、要求されるエネルギ量が増大するほどピエゾ素子に大きなエネルギを与えることができ、ひいては、要求に見合った適量のエネルギを与えることができる。
【０００５】
具体的には、上記駆動装置では、コモンレール内の燃料の圧力の検出信号が、燃料噴射制御を司る電子制御装置から上記オン・オフ操作を行う制御回路に出力される。そして、制御回路では、検出信号に基づき、上記タイミングを可変設定する。
【０００６】
ただし、上記検出信号等、電子制御装置から制御回路に３値以上の値を有する信号を出力する場合には、制御回路で正しくその信号の情報を取得できないおそれがある。これは、電子制御装置と制御回路とでは、グランド電位が異なり得ることに起因している。すなわち、制御回路のグランド配線は、上記スイッチング素子を備えて構成される駆動回路のグランド配線に近接した構成となりやすく、駆動回路に流れる大電流によってグランド配線内で生じる電圧降下が大きな値となりやすい。このため、制御回路のグランド電位は、電子制御装置のグランド電位よりも変動量が大きくなり、結果として、上記信号の有する情報を電子制御装置から制御回路に正確に伝えることを困難なものとしている。
【０００７】
なお、上記駆動装置に限らず、３値以上の値を有する指示情報を通信にゆだねるものにあっては、指示情報を正確に伝えることが困難なこうした実情も概ね共通したものとなっている。
【特許文献１】特開２００２−１３６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、３値以上の値を有する指示情報を通信にゆだねるものであれ、指示情報を正確に伝えることのできるピエゾインジェク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】
【０００９】
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。
【００１０】
請求項１は、前記ピエゾインジェクタの搭載される内燃機関の運転状態に基づき、前記操作の態様を指示するための情報であって３値以上の値を有する情報である指示情報を載せた指示信号を出力する指示手段と、前記指示信号を取り込み、前記指示情報に基づき前記操作を行う操作手段とを備え、前記指示信号は、前記指示情報を前記指示信号の電圧値以外のパラメータによって表現するものであることを特徴とする。
【００１１】
上記構成では、指示信号が電圧値以外のパラメータによって表現されるため、指示手段と操作手段とのグランド電位に差が生じていたとしても、指示情報を指示信号の電圧値によって表現する場合に生じる問題を回避することができる。このため、上記構成によれば、３値以上の値を有する指示情報を通信にゆだねるものであれ、指示情報を正確に伝えることができる。
【００１２】
請求項２は、請求項１において、前記操作手段は、前記指示信号を前記指示情報に対応する電圧値に変換する変換回路を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成では、変換回路を備えるために、操作手段により指示信号が取り込まれ、変換回路により電圧値に変換された後には、操作手段のグランド電位を基準とした電圧値によって指示情報が表現されることとなる。このため、操作手段により、指示情報を電圧値により正確に表現することができる。
【００１４】
請求項３は、請求項１又は２において、前記指示手段は、前記指示信号として前記指示情報に対応する量の電流を出力するものであることを特徴とする。
【００１５】
上記構成では、指示情報に対応する量の電流を出力するために、指示手段と操作手段との間でグランド電位にギャップがある場合であれ、操作手段に指示情報を正確に伝えることができる。しかも、この請求項３記載の発明が、請求項２記載の構成を有する場合には、操作手段内での上記電流による電圧降下によって電流を電圧に変換する等することで、変換回路を簡易に構成することもできる。
【００１６】
請求項４は、請求項１又は２記載において、前記指示手段は、前記指示信号として前記指示情報に対応するディジタル信号を出力するものであることを特徴とする。
【００１７】
上記構成では、指示手段から操作手段に、指示情報に対応するディジタル信号が出力される。このディジタル信号は、電圧の値としては論理「Ｈ」と論理「Ｌ」との２値的な値である。このため、操作手段では、指示信号が有する各パルスが論理「Ｈ」であるか論理「Ｌ」であるかを判断するだけでよいため、指示手段と操作手段との間でグランド電位に差が生じている場合であっても指示情報を正確に検出することができる。このため、操作手段に指示情報を正確に伝えることができる。
【００１８】
請求項５は、請求項４において、前記ディジタル信号は、前記指示情報に対応するデューティ比を有する信号であることを特徴とする。
【００１９】
上記構成では、指示手段から操作手段に、デューティ比によって指示情報が表現された指示信号が出力される。この指示信号は、電圧の値としては論理「Ｈ」と論理「Ｌ」との２値的な値である。このため、操作手段では、指示信号が有する各パルスが論理「Ｈ」であるか論理「Ｌ」であるかを判断するだけでよいため、指示手段と操作手段との間でグランド電位に差が生じている場合であってもデューティ比を正確に検出することができる。このため、操作手段に指示情報を正確に伝えることができる。
【００２０】
請求項６は、請求項４記載において、前記ディジタル信号は、前記指示情報が２進数にて表現されるものであることを特徴とする。
【００２１】
上記構成では、指示信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」と対応する２進数にて指示情報が表現されているために、操作手段では、指示信号が有する各パルスが論理「Ｈ」であるか論理「Ｌ」であるかを判断するだけでよい。このため、指示手段と操作手段との間でグランド電位に差が生じている場合であって指示情報を正確に検出することができる。このため、操作手段に指示情報を正確に伝えることができる。
【００２２】
請求項７は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記指示信号は、前記指示情報として、前記ピエゾ素子の伸長制御時間及び収縮制御時間の少なくとも一方の期間を指示する情報を含むことを特徴とする。
【００２３】
上記構成では、請求項１〜６の構成を有することで、ピエゾ素子の伸長制御時間及び収縮制御時間の少なくとも一方について、その時間についての指示手段からの指示を操作手段に正確に伝えることができる。
【００２４】
請求項８は、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記駆動回路は、チョッパ制御のためのスイッチング素子を備えており、前記操作手段は、前記スイッチング素子のオン・オフ操作を繰り返すことにより前記ピエゾ素子を介して流れる電流量の増加・減少を繰り返させて前記ピエゾ素子の伸縮制御を行なうものであり、前記指示信号は、前記指示情報として、前記スイッチング素子のオン操作時間及びオフ操作時間の少なくとも一方を指示する情報を含むことを特徴とする。
【００２５】
上記構成では、オン操作時間やオフ操作時間を指示することにより、ピエゾ素子の伸長量と相関を有する電気的な状態量の変化速度を可変設定することができる。そして、上記構成によれば、請求項１〜７の構成を有することで、オン操作時間及びオフ操作時間の少なくとも一方を指示する指示情報を、指示手段から操作手段に正確に伝えることができる。
【００２６】
請求項９は、請求項７又は８において、前記指示情報が前記時間の終了タイミングを指示するものであり、前記操作手段は、予め定められた上限値の範囲内で前記指示情報によって指示される終了タイミングに従って前記操作を行うものであることを特徴とする。
【００２７】
上記構成では、請求項７記載の伸長制御時間や収縮制御時間の終了タイミングや、請求項８記載のオン操作時間やオフ操作時間の終了タイミングが指示情報により設定される。この場合、指示手段から操作手段に指示信号を送る信号線が断線したときには、上記各終了タイミングは、予め定められた上限値によって定まる構成とすることができる。このため、伸長制御時間やオン操作時間を上記指示信号によって指示する場合には、上記信号線が断線したとしても、燃料噴射が行われ、ピエゾインジェクタを搭載する内燃機関の駆動力が不足することを回避することができる。
【００２８】
請求項１０は、請求項１〜９のいずれかにおいて、前記ピエゾインジェクタの温度、該ピエゾインジェクタに供給される燃料の温度、及び前記ピエゾインジェクタに供給される燃料の圧力の少なくとも１つを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段を更に備え、前記指示手段は、前記検出結果に基づき前記指示信号を生成することを特徴とする。
【００２９】
上記構成では、ピエゾインジェクタの温度が低いほど、ピエゾインジェクタ内においてピエゾ素子の変位に応じて変位する部材とインジェクタ本体との摩擦が増大し、要求されるエネルギ量が増大することに鑑み、要求されるエネルギ量に見合った操作を行うことができる。
【００３０】
また、ピエゾインジェクタは、ピエゾ素子の伸長に抗した力を燃料から受けることがある。こうした場合であっても、上記構成によれば、燃料の圧力が高いほどピエゾ素子を伸長させるのに要するエネルギが増大することや、燃料の温度が低いことによる粘度の増大に起因して要求されるエネルギが増大することに鑑み、要求されるエネルギ量に見合った操作を行うことができる。
【００３１】
請求項１１は、前記ピエゾインジェクタの温度、該ピエゾインジェクタに供給される燃料の温度、及び前記ピエゾインジェクタに供給される燃料の圧力の少なくとも１つを検出する検出手段の検出結果を取り込む手段と、前記ピエゾ素子の伸長制御を行うための該ピエゾ素子への充電時、前記検出結果に基づき、前記充電時間を前記駆動回路を介して可変操作する操作手段とを備えることを特徴とする。
【００３２】
上記構成では、ピエゾインジェクタの温度が低いほど、ピエゾインジェクタ内においてピエゾ素子の変位に応じて変位する部材とインジェクタ本体との摩擦が増大し、要求されるエネルギ量が増大することに鑑み、要求されるエネルギ量に見合った操作を行うことができる。
【００３３】
また、ピエゾインジェクタは、ピエゾ素子の伸長に抗した力を燃料から受けることがある。こうした場合であっても、上記構成によれば、燃料の圧力が高いほどピエゾ素子を伸長させるのに要するエネルギが増大することや、燃料の温度が低いことによる粘度の増大に起因して要求されるエネルギが増大することに鑑み、要求されるエネルギ量に見合った操作を行うことができる。
【００３４】
そして、請求項１１記載の発明は、前記駆動回路は、チョッパ制御のためのスイッチング素子を備えており、前記操作手段は、前記スイッチング素子のオン・オフ操作を繰り返すことにより前記ピエゾ素子を介して流れる電流量の増加・減少を繰り返させて前記少なくとも一方の処理を行なうものであるようにしてもよい。
【００３５】
この場合、オン操作時間やオフ操作時間は、充電時間と比較してかなり短い時間間隔となるため、例えば充電時間を一定としてオン操作時間やオフ操作時間を変更することで要求するエネルギ量を実現する場合と比較して、充電時間を可変として要求されるエネルギ量を実現する場合の方が制御精度を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるピエゾインジェクタの駆動装置をディーゼルエンジンに搭載されるピエゾインジェクタに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３７】
図１に、本実施形態にかかるエンジン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、高圧燃料供給ポンプ４によって汲み上げられ、コモンレール６に加圧供給される。コモンレール６で高圧状態で蓄えられた燃料は、高圧燃料通路８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ピエゾインジェクタＰＩに供給される。また、ピエゾインジェクタＰＩ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通路９に接続されている。
【００３８】
ここで、図２に基づき、ピエゾインジェクタＰＩの構成について説明する。
【００３９】
ピエゾインジェクタＰＩのボディ１０の先端には、円柱状のニードル収納部１２が設けられている。そして、ニードル収納部１２には、その軸方向に変位可能なノズルニードル１４が収納されている。ノズルニードル１４は、ボディ１０の先端部に形成されている環状のニードルシート部１６に着座することで、ニードル収納部１２を外部（ディーゼルエンジンの燃焼室）から遮断する一方、ニードルシート部１６から離座することで、ニードル収納部１２を外部と連通させる。また、ニードル収納部１２には、上記高圧燃料通路８へ供給された高圧燃料が供給される。
【００４０】
ノズルニードル１４の背面側（ニードルシート部１６と対向する側の反対側）は、背圧室２０に対向している。背圧室２０には、高圧燃料通路８からの燃料がオリフィス２２を介して供給される。また、背圧室２０には、ノズルニードル１４をニードルシート部１６側へ押すニードルスプリング２４が備えられている。
【００４１】
背圧室２０は、ボール２６を介して上記低圧燃料通路９に連通可能とされている。ボール２６は、その背面側が、環状のバルブシート部３０に着座することで、低圧燃料通路９と背圧室２０とを遮断し、ボディ１０の先端側へ変位することで、低圧燃料通路９と背圧室２０とを連通させる。
【００４２】
ボール２６のうちバルブシート部３０側は、プレッシャピン３２を介して小径ピストン３４と連結されている。小径ピストン３４の後部側は、小径ピストン３４よりも径の大きな大径ピストン３６の先端と対向している。そして、小径ピストン３４、大径ピストン３６、及びボディ１０の内周面によって変位伝達室３８が区画形成されている。変位伝達室３８には、例えば燃料等の適宜の流体が充填されている。
【００４３】
一方、大径ピストン３６は、そのボディ１０の後方側がピエゾ素子ＰＥと連結されている。ちなみに、ピエゾ素子ＰＥは、大径ピストン３６と対向する側の裏面側がボディ１０に固定されている。
【００４４】
ピエゾ素子ＰＥ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】
ピエゾ素子ＰＥへ電流が供給されずピエゾ素子ＰＥが収縮状態にあるときには、高圧燃料通路８の高圧燃料により力が及ぼされることから、ボール２６や小径ピストン３４はボディ１０の後方に位置することとなる。このとき、ボール２６により背圧室２０と低圧燃料通路２８とは遮断されている。このため、背圧室２０内の燃料の圧力（コモンレール６内の燃料の圧力）とニードルスプリング２４の弾性力とによって、ノズルニードル１４は、ボディ１０先端側へと押され、ニードルシート部１６に着座した状態(閉弁状態）となる。
【００４６】
一方、ピエゾ素子ＰＥに電流が供給されることでピエゾ素子ＰＥが伸長状態となると、ボール２６は、ボディ１０の先端側へ移動する。これにより、背圧室２０が低圧燃料通路９と連通される。その結果、背圧室２０内の燃料の圧力が低下し、ニードル収納部１２内の高圧燃料がノズルニードル１４をボディ１０の後方へ押す力が、背圧室２０内の燃料及びニードルスプリング２４がノズルニードル１４をボディ１０の前方へ押す力よりも所定以上大きくなると、ノズルニードル１４は、ニードルシート部１６から離座した状態（開弁状態）となる。
【００４７】
先の図１に示したエンジンシステムには、ディーゼルエンジンの運転状態を検出するセンサとして、例えばコモンレール６内の燃料の圧力を検出する燃圧センサ４０や、同エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ４２、バッテリの温度を検出するバッテリ電圧センサ４４等を備えている。
【００４８】
これら各種センサの検出結果は、マイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置（ＥＣＵ５０）に取り込まれる。そして、ＥＣＵ５０では、こうした検出値に基づき、ピエゾインジェクタＰＩ等、ディーゼルエンジンの各種アクチュエータを操作する。ここで、ピエゾインジェクタＰＩの操作は、実際には、ドライバユニット（ＥＤＵ６０）を介して行われる。次に、ＥＤＵ６０について詳述する。
【００４９】
図３に、ＥＤＵ６０の構成を示す。
【００５０】
図示されるように、ＥＤＵ６０は、駆動回路６２と制御回路９０とを備えて構成されている。
【００５１】
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。
【００５２】
バッテリＢから供給される電力は、フィルタ６４を介して、昇圧回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ６６に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６６は、バッテリＢ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。
【００５３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ６６の昇圧電圧は、コンデンサ６８に印加される。コンデンサ６８は、その一方の端子がＤＣ／ＤＣコンバータ６６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６６の昇圧電圧がコンデンサ６８に印加されると、コンデンサ６８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６８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。
【００５４】
コンデンサ６８のうちの高電位となる端子側、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ６６側は、充電スイッチ７０と充放電コイル７２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。
【００５５】
充電スイッチ７０と充放電コイル７２との間には、放電スイッチ７４の一方の端子が接続されており、放電スイッチ７４の他方の端子は、接地されている。
【００５６】
放電スイッチ７４には、ダイオード７６が並列接続されている。このダイオード７６は、そのカソード側がコンデンサ６８及び充放電コイル７２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７６は、コンデンサ６８、充電スイッチ７０、充放電コイル７２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。
【００５７】
一方、充電スイッチ７０には、ダイオード７８が並列接続されている。このダイオード７８は、そのカソード側がコンデンサ６８側と、またそのアノード側が放電スイッチ７４側と接続されている。このダイオード７６は、コンデンサ６８、充放電コイル７２、放電スイッチ７４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。
【００５８】
ちなみに、ピエゾ素子ＰＥの低電位となる端子側と接地との間には抵抗８０が接続されており、ピエゾ素子ＰＥ及び抵抗８０間の電位の監視により、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量を監視可能となっている。また、充放電コイル７２とピエゾ素子ＰＥとの間に接続されているダイオード８２は、ピエゾ素子ＰＥの電圧がマイナスとなることを防止している。
【００５９】
この駆動回路６２は、チョッパ制御によりピエゾ素子ＰＥへの充電や放電を行うものである。
【００６０】
すなわち、充電スイッチ７０のオン・オフ操作によるチョッパ制御により、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流を増減させつつピエゾ素子ＰＥの充電がなされる。具体的には、充電スイッチ７０がオン操作されることによって、コンデンサ６８、充電スイッチ７０、充放電コイル７２、ピエゾ素子ＰＥ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６８の電荷がピエゾ素子ＰＥに充電される。このとき、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量が増加する。一方、充電スイッチ７０のオン操作の後、充電スイッチ７０がオフ操作されることで、充放電コイル７２、ピエゾ素子ＰＥ、ダイオード７６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７２のフライホイールエネルギが、ピエゾ素子ＰＥに充電される。このとき、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量が減少する。
【００６１】
上記態様にて充電スイッチ７０が操作される降圧チョッパ制御が行われることで、ピエゾ素子ＰＥが充電される。
【００６２】
また、放電スイッチ７４のオン・オフ操作によるチョッパ制御により、操作電流を増減させつつピエゾ素子ＰＥの放電がなされる。具体的には、放電スイッチ７４がオン操作されることで、放電スイッチ７４、充放電コイル７２、ピエゾ素子ＰＥ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ＰＥが放電される。このとき、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量が増加する。更に、放電スイッチ７４のオン操作の後、放電スイッチ７４がオフ操作されることで、コンデンサ６８、ダイオード７８、充放電コイル７２、ピエゾ素子ＰＥ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７２のフライホイールエネルギがコンデンサ６８に回収される。
【００６３】
上記態様にて放電スイッチ７４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ＰＥが放電される。
【００６４】
一方、上記制御回路９０は、上記充電スイッチ７０や放電スイッチ７４、ＤＣ−ＤＣコンバータ６６等の操作の態様を指示するための指示情報を載せた信号がＥＣＵ５０から出力されると、これを取り込み、指示情報に基づき上記各操作を行う回路である。
【００６５】
ところで、本実施形態では、ＥＤＵ６０とＥＣＵ５０とが別体となっている。このため、ＥＣＵ５０は、ＥＤＵ６０からのノイズを好適に回避することができる。ただし、ＥＤＵ６０とＥＣＵ５０とでは、そのグランド電位が異なり得る。これは、ＥＤＵ６０の駆動回路６２に大電流が流れ、グランド配線の寄生抵抗による電圧降下が大きな値となりやすいことによる。そして、このようにグランド電位が異なると、ＥＣＵ５０からＥＤＵ６０に３値以上の値を有する情報が電圧値にて表現された信号を送る場合には、情報を正確に伝えることができなくなるおそれがある。
【００６６】
そこで本実施形態では、上記指示情報を電流値によって表現する指示信号を用い、制御回路９０内でこの指示信号の有する指示情報を電圧信号に変換する構成とした。ここで、制御回路９０のうち、充電スイッチ７０の操作を行う部分について詳述する。
【００６７】
ピエゾ素子ＰＥの充電に際しては、制御回路９０は、上記指示情報に基づき充電スイッチ７０をオンする時間を設定するとともに、上記ピエゾ素子ＰＥ及び抵抗８０間の電位に基づき検出されるピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流がゼロとなるタイミングで、充電スイッチをオフ操作からオン操作へ切り替える。そして、この充電スイッチ７０のオン・オフ操作によるピエゾ素子ＰＥの充電処理を、上記指示情報によって指示された充電期間に渡って継続する。
【００６８】
詳しくは、制御回路９０では、充電処理を行なうための信号として、ＥＣＵ５０から、噴射期間を指示する指示情報を表現する噴射信号と、充電の終了タイミングを指示する指示情報を表現する充電終了タイミング信号と、充電スイッチ７０のオン操作の終了タイミングを指示する指示情報を表現するオン操作終了タイミング信号とを取り込む。ここで、噴射信号は、噴射期間の間論理「Ｈ」となる信号である。これに対し、充電終了タイミング信号とオン操作終了タイミング信号とは、終了タイミングに対応した連続的な電流値を有する信号（３値以上の値を有する信号）である。
【００６９】
上記充電終了タイミング信号は、制御回路９０内の抵抗９１を流れることによって、充電終了タイミングに対応する電圧値Ｖ１に変換される。この電圧値Ｖ１は、電圧バッファ９２により所定の期間に渡ってラッチされる。このラッチ期間の終了時は、ここでは、噴射信号の立ち下がりエッジを検出するタイミングとされている。電圧バッファ９２は、所定値Δ１に、上記電圧値Ｖ１を加算した基準電圧Ｖｒｅｆ１を比較器９３のマイナス入力端子に印加する。一方、比較器９３のプラス入力端子には、タイマ回路９４の出力信号が印加されている。
【００７０】
このタイマ回路９４は、上記噴射信号が論理「Ｈ」となってから徐々にその出力信号の電圧値を減少させる回路である。詳しくは、タイマ回路９４は、電源電圧と接地との間に接続されるスイッチング素子９４ａと、コンデンサ９４ｃ及び抵抗９４ｂとの並列接続体とがノードａにて直列接続されてなる回路である。ここで、スイッチング素子９４ａは、論理「Ｈ」の信号が印加されるときにオンとされる素子である。このスイッチング素子９４ａには、インバータＩＶにより論理反転された噴射信号が印加される。
【００７１】
一方、上記オン操作終了タイミング信号は、制御回路９０内の抵抗９５を流れることによって、オン操作の終了タイミングに対応する電圧値Ｖ２に変換される。この電圧値Ｖ２は、電圧バッファ９６により所定の期間に渡ってラッチされる。このラッチ期間の終了時は、ここでは、噴射信号の立ち下がりエッジを検出するタイミングとされている。電圧バッファ９６は、所定値Δ２に、上記電圧値Ｖ２を加算した基準電圧Ｖｒｅｆ２を比較器９７のマイナス入力端子に印加する。一方、比較器９７のプラス入力端子には、タイマ回路９８の出力信号が印加されている。
【００７２】
このタイマ回路９８は、上記充電スイッチ７０のオン操作の開始タイミングから徐々にその出力信号の電圧値を減少させる回路である。詳しくは、タイマ回路９８は、電源電圧と接地との間に接続されるスイッチング素子９８ａと、コンデンサ９８ｃ及び抵抗９８ｂとの並列接続体とがノードｂにて直列接続されてなる回路である。ここで、スイッチング素子９８ａは、論理「Ｈ」の信号が印加されるときにオンとされる素子である。
【００７３】
比較器９７の出力は、インバータ１００により論理反転された後、フリップフロップ１０２のリセット端子に取り込まれる。フリップフロップ１０２のセット端子には、ピエゾ素子ＰＥと抵抗８０との間の電位に基づきピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量がゼロとなるタイミングを検出するゼロクロス検出回路１０６の出力が印加される。このゼロクロス検出回路１０６は、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量がゼロとなると短時間論理「Ｈ」となるワンショットパルスを出力する。
【００７４】
上記フリップフロップ１０２の出力と噴射信号との論理積の反転信号は、ＮＡＮＤ回路１０８の出力として、上記スイッチング素子９８ａに印加される。このため、スイッチング素子９８ａでは、噴射信号が論理「Ｈ」であって、且つフリップフロップ１０２の出力が論理「Ｈ」となっているときにオフとされる。
【００７５】
また、上記フリップフロップ１０２の出力と比較器９３の出力と噴射信号との論理積信号は、ＡＮＤ回路１１０の出力として、ドライバ回路１１２を介して充電スイッチ７０に印加される。
【００７６】
ここで、制御回路９０によるピエゾ素子ＰＥの充電処理について、図４に基づき詳述する。
【００７７】
図４（ａ）は上記噴射信号の推移を示し、図４（ｂ）はタイマ回路９４の出力（ノードａの電位）の推移を示し、図４（ｃ）はタイマ回路９８の出力（ノードｂの電位）の推移を示し、図４（ｄ）は充電スイッチ７０の操作態様の推移を示し、図４（ｅ）はピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流（操作電流）の推移を示し、図４（ｆ）はピエゾ素子ＰＥに供給される電気エネルギの推移を示す。
【００７８】
図示されるように、時刻ｔ１に噴射信号が論理「Ｈ」となる以前では、噴射信号が論理「Ｌ」であったために、インバータＩＶの出力が論理「Ｈ」であり、スイッチング素子９４ａがオンとされている。このため、ノードａの電位は、比較器９３のマイナス入力端子に印加されている基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも十分に大きい。また、このとき、ＮＡＮＤ回路１０８の出力が論理「Ｈ」であり、スイッチング素子９８ａがオンとされている。このため、ノードｂの電位は、比較器９７のマイナス入力端子に印加されている基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも十分に大きい。
【００７９】
こうした状態で、時刻ｔ１に噴射信号が論理「Ｈ」となると、インバータＩＶの出力が論理「Ｌ」に反転するため、スイッチング素子９４ａがオフとされる。これにより、ノードａの電位は、抵抗９４ｂとコンデンサ９４ｃとで決まる時定数に従って低下し始める。また、このとき、ＮＡＮＤ回路１０８の出力が論理「Ｌ」に反転するため、スイッチング素子９８ａがオフとされる。これにより、ノードｂの電位は、抵抗９８ｂとコンデンサ９８ｃとで決まる時定数に従って低下し始める。
【００８０】
ただし、ノードａの電位やノードｂの電位が低下し始めたとしても、これらが基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２よりも大きい間は、比較器９３，９７の出力は論理「Ｈ」となっている。このため、ＡＮＤ回路１１０の出力は、論理「Ｈ」となり、充電スイッチ７０がオン操作される。
【００８１】
ただし、時刻ｔ２にノードｂの電位が基準電圧Ｖｒｅｆ２以下となると、比較器９７の出力が論理「Ｌ」となる。これにより、インバータ１００が論理「Ｈ」の信号を出力するため、フリップフロップ１０２がリセットされる。これにより、ＡＮＤ回路１１０の出力が論理「Ｌ」に反転し、充電スイッチ７０がオフ操作される。
【００８２】
充電スイッチ７０がオフ操作されると、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量が減少する。そして、時刻ｔ３にピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量がゼロとなると、上記ゼロクロス検出回路１０６により、短時間論理「Ｈ」となるワンショットパルスが出力される。これにより、フリップフロップ１０２がセットされる。
【００８３】
このフリップフロップ１０２のセットにより、ＡＮＤ回路１１０の出力が再度論理「Ｈ」となり、充電スイッチ７０がオン操作される。また、フリップフロップ１０２のセットにより、ＮＡＮＤ回路１０８が再度論理「Ｌ」となり、スイッチング素子９８ａが再度オフとされるために、ノードｂの電位が低下し始める。
【００８４】
このようにして、ノードｂの電位が基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも高い間、充電スイッチ７０のオン操作が行われるとともに、ピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量がゼロとなるタイミングで充電スイッチ７０がオフ操作からオン操作に切り替えられる。そして、このオン・オフ操作の繰り返しによりピエゾ素子ＰＥの充電が行われる。この充電は、ノードａの電位が基準電圧Ｖｒｅｆ１以下となる時刻ｔ４まで行われる。
【００８５】
上記充電終了タイミングは、抵抗９４ｂとコンデンサ９４ｃとによって定まるノードａの電位の低下速度と基準電圧Ｖｒｅｆ１とによって設定できる。また、上記オン操作終了タイミングは、抵抗９８ｂとコンデンサ９８ｃとによって定まるノードｂの電位の低下速度と基準電圧Ｖｒｅｆ２とによって設定できる。特に、ＥＣＵ５０では、充電終了タイミング信号やオン操作終了タイミング信号を調整することで、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２を所望の値に設定することができる。そして、例えば図４に２点鎖線で示すように、基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２を変更することで、オン操作時間や、充電時間を変更することができる。
【００８６】
次に、充電終了タイミング信号やオン操作終了タイミング信号の生成の処理について説明する。図５に、上記処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０により実行される。
【００８７】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、バッテリ電圧センサ４４によって検出されるバッテリＢの電圧、水温センサ４２によって検出される冷却水温、燃圧センサ４０によって検出されるコモンレール６内の燃料の圧力に基づき、ピエゾ素子ＰＥを伸長制御するために要求される電気エネルギを算出する。
【００８８】
ここで、燃圧は、ピエゾインジェクタＰＩを開弁させるのに必要なエネルギを変動させる要因である。これは、ピエゾインジェクタＰＩを開弁させるためには、換言すれば、先の図２に示したノズルニードル１４をボディ１０の後方に変位させるためには、高圧燃料通路８内の燃料がボール２６をバルブシート部３０側へ押す力に打ち勝つ力をピエゾ素子ＰＥによって発生させなければならないことによる。このため、本実施形態では、燃圧に応じてピエゾ素子ＰＥに供給する電気エネルギを、図６に示す態様にて可変設定する。図６に示されるように、燃圧が高いほど、ピエゾ素子ＰＥに供給する電気エネルギ量が増大している。また、燃圧が高いほどピエゾ素子ＰＥの充電時間も増大している。ちなみに、本実施形態では、１回の充電時間において、充電スイッチ７０のオン操作時間が一定となるような操作を行なうことで、ピエゾ素子ＰＥに供給される電気エネルギを時間に略比例して上昇させる。
【００８９】
また、ピエゾインジェクタＰＩに供給される燃料の温度が低いと、燃料の粘性が高まることから、ピエゾインジェクタＰＩを駆動するために要求されるエネルギ量が増大する。更に、ピエゾインジェクタＰＩの温度が低いと、ノズルニードル１４や、小径ピストン３４、大径ピストン３６等とボディ１０との摩擦力が大きくなり、ピエゾインジェクタＰＩを駆動するために要求される電気エネルギ量が増大する。更に、冷間始動時等にバッテリＢの電圧が低いと、ピエゾ素子ＰＥに対する充電を所望に行なうことができなくなるおそれがあるため、このときにはピエゾ素子ＰＥに対する充電量が多くなるような操作を優先することが望ましい場合がある。
【００９０】
こうした観点から、上記各パラメータに基づき、要求される電気エネルギ量を算出する。ちなみに、冷却水温は、ピエゾインジェクタＰＩの温度や燃料の温度と相関を有するパラメータを例示している。
【００９１】
続くステップＳ１２では、要求される電気エネルギをピエゾ素子ＰＥに供給するための充電時間やオン操作時間を算出する。ここでは、要求される電気エネルギ量が大きいほど、充電時間を長くする。また、コモンレール６内の燃圧等に基づき、オン操作時間についても可変設定する。
【００９２】
続くステップＳ１４では、ステップＳ１２で算出される充電時間やオン操作時間に基づき、充電終了タイミング信号やオン操作終了タイミング信号を生成する。
【００９３】
このように、本実施形態では、要求される電気エネルギ量に応じてピエゾ素子ＰＥに供給する電気エネルギ量を可変設定することで、要求に見合った電気エネルギを過不足なく与えることができる。特に、ディーゼルエンジンでは、一回の燃焼行程に対して多段階の燃料噴射にて対処することが常であるが、この多段噴射の噴射回数が最も多くなるときとコモンレール６内の燃圧が最も高くなるときとは通常異なる。このため、段数が最大となるときの各噴射において要求される電気エネルギ量は、コモンレール６内の燃圧が最も高くなるときのものよりも通常小さくなる。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータ６６やコンデンサ６８の能力を、コモンレール６内の燃圧が最も高くなるときに燃料噴射段数が最大となるとしたときに要求される能力とすることは、ＤＣ−ＤＣコンバータ６６やコンデンサ６８を冗長設計することとなる。これに対し、図５に示す処理を行うなら、ＤＣ−ＤＣコンバータ６６やコンデンサ６８の大型化を抑制することができる。
【００９４】
特に、本実施形態では、燃圧等に基づき可変設定するパラメータとして充電時間を含めた。この充電時間は、充電スイッチ７０のオン操作時間やオフ操作時間よりもかなり長いスケールの時間であるために、この充電時間の可変設定は、オン操作時間等の可変設定と比較して精度良く行うことができる。
【００９５】
更に、充電終了タイミング信号や、オン操作終了タイミング信号を、これら充電終了タイミングやオン操作終了タイミングを指示する指示情報が電流値によって表現されたものとした。そして、これら電流値が抵抗９１や抵抗９５によって電圧値Ｖ１，Ｖ２に変換されることで、ＥＣＵ５０とＥＤＵ６０とのグランド電位が互いに異なったとしても、これら電圧値Ｖ１，Ｖ２は指示情報を正確に表現したものとなる。このため、ＥＤＵ６０において、指示情報に正確に従って充電スイッチ７０の操作を行うことができる。
【００９６】
加えて、本実施形態では、充電時間やオン操作時間の指示を、充電終了タイミングやオン操作終了タイミングの指示として行った。しかも、充電終了タイミング信号やオン操作終了タイミング信号の有する指示情報は、これら終了タイミングの上限値からの差分を、電流値がゼロのときゼロとなる態様にて定める情報とした。このため、たとえＥＣＵ５０からＥＤＵ６０に充電終了タイミング信号やオン操作終了タイミング信号を出力する信号線が断線したとしても、充電時間やオン操作時間はゼロとはならない。このため、こうした断線時であっても、ディーゼルエンジンの停止を回避することができる。すなわち、電圧バッファ９２では、断線時であっても所定値Δ１を出力するよう構成されており、この所定値Δ１によって充電時間の上限値が定められている。また、電圧バッファ９６では、断線時であっても所定値Δ２を出力するよう構成されており、この所定値Δ２によってオン操作時間の上限値が定められている。
【００９７】
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。
【００９８】
（１）充電スイッチ７０のオン操作時間や、ピエゾ素子ＰＥの充電時間を指示する指示情報を含む指示信号（充電終了タイミング信号、オン操作終了タイミング信号）を、電圧値以外のパラメータによって表現した。これにより、ＥＣＵ５０とＥＤＵ６０とのグランド電位に差が生じていたとしても、指示情報を指示信号の電圧値によって表現する場合に生じる問題を回避することができる。
【００９９】
（２）ＥＤＵ６０が、指示信号を指示情報に対応する電圧値に変換する変換回路（抵抗９１、９５）を備える構成とした。このため、ＥＤＵ６０により、指示情報を正確に表現する電圧値を取得することができる。
【０１００】
（３）上記指示信号を、指示情報に対応する量の電流値によって同情報を表現するものとした。これにより、上記抵抗９１，９５における電圧降下によって電流を電圧に変換することで、この変換を簡易に行うことができる。
【０１０１】
（４）充電時間やオン操作時間の指示を、それらの終了タイミングの指示とするとともに、ＥＤＵ６０では、所定値Δ１，Δ２によってあらかじめ定められた上限値の範囲内で指示情報によって指示される終了タイミングに従って充電を行った。これにより、上記指示信号を載せる信号線が断線したとしても、燃料噴射が行われ、ディーゼルエンジンの駆動力が不足することを回避することができる。
【０１０２】
（５）冷却水温や燃圧、バッテリＢの電圧に基づき指示信号を生成した。これにより、ピエゾ素子ＰＥに要求されるエネルギ量に見合った電気エネルギを過不足なく与えることができる。
【０１０３】
（６）ディーゼルエンジンの運転状態に応じて、充電時間を可変設定した。これにより、オン操作時間やオフ操作時間を可変設定することによってのみエネルギ量を調整する場合と比較して、要求されるエネルギ量の供給を精度良く行うことができる。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
図７に本実施形態のＥＤＵ６０を示す。ちなみに、図７では、先の図３に示した部材と同様の機能を有する部材には便宜上同一の符号を付している。
【０１０６】
図示されるように、本実施形態では、充電時間終了タイミングやオン操作終了タイミングについての指示情報を、デューティ比によって表現する。そして、ＥＤＵ６０の制御回路９０は、デューティ比を電圧値に変換する電圧変換回路１２０，１２２を備える。ここで、電圧変換回路１２０は、充電終了タイミング信号を取り込み、そのデューティ比を電圧値に変換し、所定値Δ１を加算して比較器９３のマイナス入力端子に印加する。また、電圧変換回路１２２は、オン操作終了タイミング信号を取り込み、そのデューティ比を電圧値に変換し、所定値Δ２を加算して比較器９７のマイナス入力端子に印加する。
【０１０７】
これら電圧変換回路１２０，１２２による信号の変換態様を図８に例示する。図８（ａ）は、指示信号（充電終了タイミング信号、オン操作終了タイミング信号）の推移を示しており、図８（ｂ）は、電圧変換回路１２０（１２２）の出力する電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ１（Ｖｒｅｆ２）を示している。
【０１０８】
これら電圧変換回路１２０、１２２では、デューティ比を検出するために取り込まれる信号が論理「Ｈ」であるか論理「Ｌ」であるかを判断すればよいため、ＥＣＵ５０とＥＤＵ６０とのグランド電位が互いに異なっていたとしても、指示情報を正確に取り出すことができる。
【０１０９】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）〜（６）の効果に準じた効果を得ることができることに加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【０１１０】
（７）指示信号として上記指示情報に対応するデューティ比を有する信号を用いた。これにより、ＥＣＵ５０からＥＤＵ６０に指示情報を正確に伝えることができる。
【０１１１】
（第３の実施形態）
以下、第３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。
【０１１２】
図９に本実施形態のＥＤＵ６０を示す。ちなみに、図９では、先の図３に示した部材と同様の機能を有する部材には便宜上同一の符号を付している。
【０１１３】
図示されるように、本実施形態では、充電時間終了タイミングやオン操作終了タイミングについての指示情報を、２進数にて表現する。すなわち、充電時間終了タイミングやオン操作時間終了タイミングをディジタル信号とし、その論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」と対応する２進数にて指示情報を表現する。そして、ＥＤＵ６０の制御回路９０は、ディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル／アナログコンバータ（Ｄ／Ａコンバータ１３０，１３２）を備える。ここで、Ｄ／Ａコンバータ１３０は、充電終了タイミング信号を取り込み、その２進数のデータ（ディジタルデータ）をアナログの電圧値に変換し、所定値Δ１を加算して比較器９３のマイナス入力端子に印加する。また、Ｄ／Ａコンバータ１３２は、オン操作終了タイミング信号を取り込み、そのディジタルデータをアナログの電圧値に変換し、所定値Δ２を加算して比較器９７のマイナス入力端子に印加する。
【０１１４】
これらＤ／Ａコンバータ１３０、１３２では、取り込まれる信号が論理「Ｈ」であるか論理「Ｌ」であるかを判断すればよいため、ＥＣＵ５０とＥＤＵ６０とのグランド電位が互いに異なっていたとしても、指示情報を正確に取り出すことができる。
【０１１５】
ちなみに、本実施形態では、指示情報が２進数表記されているために、ＥＣＵ５０及びＥＤＵ６０間において生じるノイズに対する高い耐性を有する反面、指示情報は離散的な値となっている。
【０１１６】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）〜
（６）の効果に準じた効果を得ることができることに加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【０１１７】
（８）指示信号として上記指示情報を２進数にて表現する信号を用いた。これにより、ＥＣＵ５０からＥＤＵ６０に指示情報を正確に伝えることができる。
【０１１８】
（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。
【０１１９】
・充電時間やオン操作時間の指示を、それらの終了タイミングの指示とするとともに、あらかじめ定められた上限値の範囲内で指示情報によって指示される終了タイミングに従って充電を行う手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えばタイマ回路９４が噴射信号の立ち上がりエッジから徐々に電圧値を上昇させて且つ、基準電圧Ｖｒｅｆ１に達したときに充電終了となる構成としてもよい。この場合であれ、充電終了タイミング信号が基準電圧Ｖｒｅｆ１と上限値との差分を設定するなどすることで、充電終了タイミング信号がないときに基準電圧Ｖｒｅｆ１が上限値とされる設定を簡易に実現することができ、ひいては先の第１の実施形態の上記（４）の効果を得ることができる。
【０１２０】
・充電時間や充電スイッチ７０のオン操作時間を指示する指示情報としては、それらの終了タイミングを指示するものに限らない。この場合であっても、先の各実施形態の上記（１）〜（３）、（５）〜（８）等の効果を得ることはできる。
【０１２１】
・ディーゼルエンジンの運転状態に基づき、オン操作時間を可変設定しなくても、充電時間を可変設定することで要求に見合った電気エネルギをピエゾ素子ＰＥに供給することはできる。
【０１２２】
・要求される電気エネルギをピエゾ素子ＰＥに供給すべく、ＥＤＵ６０に出力する信号としては、上記充電時間やオン操作時間を指示するものに限らない。例えば特開平２００５−３９９９０号公報に例示されるように、ピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を操作する操作手段として、ピエゾ素子ＰＥに与える電力をフィードバック制御するものにあっては、その目標とする電力を指示する情報を有してもよい。更に、放電処理時においても、オン操作時間やオフ操作時間を可変設定する場合には、上記各実施形態と同様の手法を用いることが有効である。
【０１２３】
・更に、ピエゾ素子ＰＥの伸長制御を行うべく、伸縮量と相関を有するピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量を駆動回路を介して操作する操作態様としては、ピエゾ素子ＰＥの電流が時間に略比例して変化するものに限らない。例えばピエゾ素子ＰＥの電圧が時間に略比例して上昇するような操作を行なってもよい。これは、例えばピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流量が上限値となるタイミングで充電スイッチ７０をオン操作からオフ操作へ切り替え、電流量がゼロとなるタイミングでオフ操作からオン操作へ切り替えることで実現することができる。そして、この際、上限値を可変設定するための指示情報を上記実施形態に例示した態様にて伝えるようにしてもよい。
【０１２４】
・チョッパ制御を行う駆動回路としては、例えば特開平８−１７７６７８号公報等に例示されるように、トランスのフライバック電流を用いたチョッパ制御を行うものであってもよい。また、例えばピエゾ素子ＰＥの充電処理や放電処理を、チョッパ制御以外の手法で行ってもよい。
【０１２５】
・駆動回路を介してピエゾ素子ＰＥの電気的な状態量の操作の態様を指示する指示情報を載せた信号としては、上記電流値やディジタル信号（デューティ比を有する信号、ディジタルデータを有する信号を例示）によって同情報を表現するものに限らない。例えば指示情報を信号波としてこれがＦＭ変調されたものであってもよい。
【０１２６】
・ピエゾインジェクタＰＩの構造としては、先の図２に例示したものに限らない。この際、ピエゾ素子の変位に応じて開弁及び閉弁の２値的な動作をするものに限らず、例えば米国特許第６５２０４２３号明細書に記載されているように、ピエゾ素子ＰＥの変位に応じてノズルニードルのリフト量を連続的に調整可能なインジェクタであってもよい。ただし、ピエゾ素子ＰＥの動力を伝達させるピエゾインジェクタＰＩ内の動力伝達系において、ピエゾ素子ＰＥの変位開始に際し、ピエゾ素子ＰＥの変位に対向するように燃圧が加わる構成である場合には、燃圧に基づき状態量の操作態様を可変とすることが特に有効である。
【０１２７】
・その他、内燃機関としては、ディーゼルエンジンに限らず、例えば筒内噴射式ガソリンエンジンであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】第１の実施形態のエンジンシステムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態のピエゾインジェクタの断面構成を示す断面図。
【図３】同実施形態のピエゾインジェクタの駆動装置の回路構成等を示す図。
【図４】同実施形態にかかる充電処理の態様を示すタイムチャート。
【図５】同実施形態にかかる充電の操作態様を可変設定する処理の手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態におけるコモンレール内の燃圧と充電時間との関係を示す図。
【図７】第２の実施形態のピエゾインジェクタの駆動装置の回路構成等を示す図。
【図８】同実施形態における指示信号の伝達態様を示すタイムチャート。
【図９】第３の実施形態のピエゾインジェクタの駆動装置の回路構成等を示す図。
【符号の説明】
【０１２９】
ＰＩ…ピエゾインジェクタ、ＰＥ…ピエゾ素子、５０…ＥＣＵ（指示手段の一実施形態）、６０…ドライバユニット（操作手段の一実施形態）、６２…駆動回路、９０…制御回路（操作手段の一実施形態）。
【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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