(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッファキャパシタンス（ＣＢ）を有し、圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）に直列接続されているバッファキャパシタ（２１０）が含まれている、圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）を充電するための装置において、
前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）を充電するための活動化電圧（Ｕ）が、制御ユニット（Ｄ）によってオンラインで制御されており、該制御ユニット（Ｄ）は、活動化電圧（Ｕ）の値を、前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンス（ＣＰ）の関数として調整し、
前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンス（ＣＰ）は、圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）に供給される、測定された活動化エネルギ（Ｅｉｓｔ）に基づいて定められ、
前記測定された活動化エネルギ（Ｅｉｓｔ）は、損失係数（Ｅｔａ）と、前記バッファキャパシタンス（ＣＢ）と、充電前後のバッファキャパシタ電圧（ＵＢ１，ＵＢ２）の測定とに基づいて決定される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）は、燃料噴射システムのアクチュエータである、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）を充電する活動化エネルギ（Ｅｉｓｔ）は、以下の式、
Ｅｉｓｔ＝Ｅｔａ・０．５・ＣＢ・｛（ＵＢ１）２−（ＵＢ２）２｝
によって定められ、この場合前記Ｅｔａは測定により定められた損失係数であり、前記ＣＢは前記バッファキャパシタ（２１０）のバッファキャパシタンスであり、前記ＵＢ１は、充電前のバッファキャパシタ電圧であり、前記ＵＢ２は、充電後のバッファキャパシタ電圧である、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記測定により定められた損失係数Ｅｔａは、以下の式、
Ｅｔａ＝［ＣＰ・｛（ＵＰ２）２−（ＵＰ１）２｝］／［｛ＣＢ・｛（ＵＢ１）２−（ＵＢ２）２｝］
によって予め定められたものであり、この場合前記ＣＰは、前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンスであり、前記ＵＰ１は、充電前の前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）の電圧であり、前記ＵＰ２は充電後の前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）の電圧であり、前記ＣＢは前記バッファキャパシタ（２１０）のバッファキャパシタンスであり、前記ＵＢ１は、充電前のバッファキャパシタ電圧であり、ＵＢ２は充電後のバッファキャパシタ電圧である、請求項１から３いずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記測定により定められた損失係数Ｅｔａは、前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンスの代わりに、既知のキャパシタンスを用いて定められる、請求項１から４いずれか１項記載の装置。
【請求項６】
バッファキャパシタンス（ＣＢ）を有し、圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）に直列接続されているバッファキャパシタ（２１０）を用いて圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）を充電するための方法において、
充電に先駆けて、圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）を充電するための活動化電圧（Ｕ）に関して、圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンス（ＣＰ）の関数として定義を定め、
該圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンス（ＣＰ）は、圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）に供給される、測定された活動化エネルギ（Ｅｉｓｔ）に基づいて定められ、
前記測定された活動化エネルギ（Ｅｉｓｔ）は、損失係数（Ｅｔａ）と、前記バッファキャパシタンス（ＣＢ）と、充電前後のバッファキャパシタ電圧（ＵＢ１，ＵＢ２）の測定とに基づいて決定される
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）は、燃料噴射システムのアクチュエータである、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）を充電する活動エネルギ（Ｅｉｓｔ）は、以下の式、
Ｅｉｓｔ＝Ｅｔａ・０．５・ＣＢ・｛（ＵＢ１）２−（ＵＢ２）２｝
によって定められ、この場合前記Ｅｔａは測定により定められた損失係数であり、前記ＣＢは前記バッファキャパシタ（２１０）のバッファキャパシタンスであり、前記ＵＢ１は、充電前のバッファキャパシタ電圧であり、前記ＵＢ２は、充電後のバッファキャパシタ電圧である、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
前記測定により定められた損失係数Ｅｔａは、以下の式、
Ｅｔａ＝［ＣＰ・｛（ＵＰ２）２−（ＵＰ１）２｝］／［｛ＣＢ・｛（ＵＢ１）２−（ＵＢ２）２｝］
によって予め定められたものであり、この場合前記ＣＰは、前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンスであり、前記ＵＰ１は、充電前の前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）の電圧であり、前記ＵＰ２は充電後の前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）の電圧であり、前記ＣＢは前記バッファキャパシタ（２１０）のバッファキャパシタンスであり、前記ＵＢ１は、充電前のバッファキャパシタ電圧であり、ＵＢ２は充電後のバッファキャパシタ電圧である、請求項６から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記測定により定められた損失係数Ｅｔａは、前記圧電素子（１０，２０，３０，４０，５０または６０）のキャパシタンスの代わりに、既知のキャパシタンスを用いて定められる、請求項６から９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
測定された活動化エネルギ（Ｅｉｓｔ）は圧電素子に供給されるエネルギの制御のために用いられる、請求項６から１０いずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、バッファキャパシタンスを有するバッファキャパシタが含まれている、圧電素子を充電するための装置及び方法に関する。
【０００２】
本発明の圧電素子とは、詳細には（但し限定するという意味ではないが）アクチュエータとして使用されている圧電素子とみなされる。この圧電素子がそのような目的のために使用され得る理由は、既に周知のようにそれらが、自身に対して供給されたもしくは自身の中で生じた電圧の関数として圧縮ないしは伸張される特性を有しているからである。
【０００３】
圧電素子を使用したアクチュエータの実際の適用は、有利であることがわかっている。詳細にはアクチュエータが迅速な動きおよび/または頻繁な動きを果たす必要性がとりざたされる場合には有利である。
【０００４】
アクチュエータとしての圧電素子の適用は、特に内燃機関の燃料噴射ノズルにおいて有利であることもわかっている。例えばこれに関する参照文献としては、ヨーロッパ特許出願 EP 0 371 469 B1 及び EP 0 379 182 B1 明細書に燃料噴射ノズルにおける圧電素子の利便性が述べられている。
【０００５】
圧電素子は、容量性の素子であり、これは既に前述したように、その中に発生した電圧ないしはそれに対して供給された電圧や電荷状態に応じて圧縮ないしは伸張する特性を備えている。燃料噴射ノズルの例では、圧電素子の伸張性と圧縮性が噴射ノズルの直線的なストロークを操作するバルブの制御に用いられている。ドイツ連邦共和国特許出願 DE 197 42 073 A1 及び DE 197 29 844 A1 明細書には、以下に記載する当該明細書全体において参照文献として組込まれる、燃料噴射システムにおける噴射ニードルの制御のための複動式両座弁を備えた圧電素子が開示されている。
【０００６】
燃料噴射ノズルにおいては、例えば、内燃機関のシリンダ内への燃料噴射のためのニードルの直線的なストロークを制御するために複動式両座弁が用いられており、対応するシリンダ内へ噴射された燃料量は、バルブが開かれている時間の関数であり、さらに圧電素子が使用されているケースでは、この圧電素子に供給された活動化電圧の関数でもある。バルブの弁体が、両座弁の２つの閉成位置のうちの１つに配置されているならば、ノズルニードルは残留もしくは閉成される。弁体がこれらの閉成位置の間の中間位置におかれているならば、ノズルニードルは残留もしくは開放される。ここにおける目的は、所望の噴射燃料体積を高精度に、詳細には例えば予備噴射中の少ない噴射燃料体積を高精度に達成することである。
【０００７】
複動式制御弁の例では、圧電素子がそれに供給された活動化電圧の作用によって伸張されたり圧縮したりする。それにより、相応の噴射ニードルを、設定された期間の間最大燃料流量に対応する位置につけるべく相応に制御された弁体が、複動式制御弁の２つの閉成位置の中間に位置付けされる。しかしながら活動化電圧を全ての噴射要素に対して最適に、かつ噴射システムの寿命期間全体に亘って例えば相応の弁体を最大燃料流量に正確に位置付けするのに十分な精度で、確定し供給することは困難である。具体的にはアクチュエータの動作における大きな温度依存性が存在する。圧電素子の温度を直接測定することは困難であり、また圧電素子のキャパシタンスも温度に伴って変動するため、アクチュエータとして用いられている圧電素子の温度を検出する１つの方法として、キャパシタンスの既知の温度依存性を利用して圧電素子の目下のキャパシタンスからそれが求められる。
【０００８】
それ故に本発明の課題は、請求項１の上位概念に述べたような装置及び請求項６の上位概念に述べたような方法において、次のような改善を行うことである。すなわち圧電素子に対する活動化エネルギが測定され、その温度の検出と、例えば弁体を最大燃料流量のための正確なポジションに位置付けすべく十分な精度で活動化電圧ないし活動化エネルギが設定できるように改善を行うことである。詳細にはこの圧電素子は、例えば燃料噴射システムなどにおいてアクチュエータとして用いられる複数の圧電素子の１つであってもよい。
【０００９】
この課題は、請求項１（装置）の特徴部分と請求項６（方法）の特徴部分に記載された本発明によって解決される。
【００１０】
これらは以下のように定められる：すなわち、
圧電素子を充電するための活動化電圧が、制御ユニットによってオンラインで制御され、該制御ユニットは、活動化電圧の値を、前記圧電素子のキャパシタンスの関数として調整し、前記キャパシタンスは、圧電素子の充電に対して測定された活動化エネルギに基づいて定められる（請求項１の特徴部分）；および、
充電に先駆けて、圧電素子を充電するための活動化電圧に関して、圧電素子のキャパシタンスの関数として定義を定め、該キャパシタンスは、圧電素子の充電に対して測定された活動化エネルギに基づいて定められる（請求項６の特徴部分）。
【００１１】
例えば複動式制御弁における噴射ニードルを最大流量のための最適な位置に動かすのに十分な圧電素子の変位に適した圧電素子の活動化電圧レベルは、その温度による影響を受ける。燃料噴射と噴射特性の面からみれば、これは基本的には最適なシステム動作からのずれを推論することとなる。このような影響は本発明よりも以前では、温度による変動がシステム動作にほとんど影響しないか全く影響しないくらいに頑丈に噴射装置を設計することによってしか克服することができなかたった。
【００１２】
キャパシタンスを得るための充電に用いられるエネルギを介したキャパシタンスの測定と、このキャパシタンスとアクチュエータ温度からの推論によって、たとえ噴射量が少なくてもあるいは噴射特性が複雑であっても、所望の噴射量が十分な精度で達成できる。
【００１３】
本発明の有利な改善例は、従属請求項に記載されており、さらに以下の明細書及び図面でも説明する。
【００１４】
次に本発明を以下の明細書で例示的な実施例を参考に図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１には、アクチュエータとして、圧電素子２０１０を用いた燃料噴射システムが概略的に示されている。図１によれば、この圧電素子２０１０は、与えられた活動化電圧に応じた伸張と圧縮のために電気的に付勢される。圧電素子２０１０は、ピストン２０１５に接続されている。伸張状態においては、この圧電素子２０１０は、ピストン２０１５を油圧アダプタ２０２０内へ突出させる。このアダプタは油圧媒体、例えば燃料を含んでいる。圧電素子の伸張の結果として、複動式制御弁２０２５は、油圧アダプタ２０２０から水理的に押し出され、弁体２０３５は第１の遮断位置２０４０から突出する。この複動式制御弁２０２５と中空孔部２０５０の組合せは、圧電素子２０１０の非励起状態においては複動式制御弁２０２５がその第１の遮断位置２０４０に係止する理由から、複動式両座弁と称されることが多い。また他方では、圧電素子２０１０が完全に伸張している場合には、その第２の遮断位置２０３０に係止する。この弁体２０３５の第２の遮断位置は、図１では一点鎖線で概略的に示されている。
【００１６】
燃料噴射システムは、噴射ニードル２０７０を含んでおり、このニードルが、燃料供給ライン２０６０からの燃料をシリンダ（図示せず）内へ噴射させ得る。圧電素子２０１０が非励起状態の時は複動式制御弁２０２５がその第１の遮断位置２０４０に係止され、圧電素子２０１０が完全に伸張されている場合には、複動式制御弁２０２５がその第２の遮断位置に係止される。このどちらの場合でも油圧レール圧力は、噴射ニードルを遮断位置に維持する。従って燃料混合気がシリンダ（図示せず）内へ進入することはない。それとは逆に圧電素子２０１０が励起されつつも複動式制御弁２０２５がいわゆる中空孔部２０５０の中間位置に位置する場合には、圧力をかけられた燃料供給ライン２０６０に圧力降下を生じさせる。この圧力降下は結果的に、加圧下の燃料供給ライン２０６０において噴射ノズル２０７０の上部と底部の間で圧力差を引き起こし、それによって噴射ニードル２０７０は、シリンダ（図示せず）内への燃料噴射を許容すべくリフトされる。
【００１７】
図２は、複動式制御弁で作動する圧電素子を用いた燃料噴射システムに対する、予め選択された固定の期間中の活動化電圧Ｕと噴射燃料体積ｍとの間の関係をグラフ化して示したものである。この場合ｙ軸は、予め定められた固定の期間中のシリンダチャンバ内へ噴射された燃料の体積を表わしている。またｘ軸は、複動式制御弁の弁体を変位させるために用いられている相応の圧電素子に供給されたもしくは蓄えられた活動化電圧を表わしている。
【００１８】
ｘ＝０とｙ＝０では、活動化電圧はゼロであり、予め定められる固定の期間中の燃料通流を防ぐために、弁体は第１の遮断位置に着座する。ゼロよりも大きい活動化電圧の値に対しては、Ｕｏｐｔで示されたｘ軸ポイントに達するまでは、弁体が第１の遮断位置から第２の遮断位置へ向かう過程の変位を引き起こす活動化電圧値が示されている。その結果図示のように固定の期間で活動化電圧がＵｏｐｔに近づくと共に噴射燃料の体積が増加し、ｙ軸上にｍｅ，ｍａｘで示された体積値に達する。このポイントは、ｍｅ，ｍａｘは、当該の固定期間中に噴射される燃料の最大体積値に相応し、圧電素子の充電ないし電圧供給に対する活動化電圧値を表わす。従ってこれは弁体の第１と第２の遮断位置の間の最適な変位となる。
【００１９】
図２に示されているように活動化電圧の値がＵｏｐｔよりも大きいと、固定期間中に噴射された燃料の体積は、ゼロに達するまで低減する。このことは弁体の最適位置からの変位を表わすと同時に、複動式制御弁の第２の遮断位置に向けて弁体が第２の遮断位置に当接するまでの様子を表わしている。従って図２のグラフから明らかなことは、噴射燃料の最大体積は、活動化電圧が圧電素子を介して弁体を最適ポイントに変位させた場合に生じていることである。
【００２０】
さらに本発明は次のことを述べておく。すなわち、個々の圧電素子毎の所定の期間におけるＵｏｐｔの値は、これらの圧電素子の所定期間における作動特性によって影響されることである。つまり所定の活動化電圧において圧電素子により引き起こされる変位量は、個々の圧電素子の作動特性の関数として変化する。従って所定の固定期間中に最大の噴射燃料体積ｍｅ，ｍａｘを達成するためには、圧電素子に供給するもしくは圧電素子において生じさせる活動化電圧の値を、個々の圧電素子の現行の作動特性に関連してＵｏｐｔの達成のために設定しなければならない。
【００２１】
図３には、前述したような複動式制御弁の作動特性を示すための例示的な制御弁ストロークの経過特性が概略的に示されている。図３の上方のグラフにおいてｘ軸は時間を表わし、ｙ軸は弁体の変位量（バルブリフト量）を表わしている。図３の下方のグラフでは、ｘ軸は時間を表わし、ｙ軸は前記グラフのバルブリフト量から生じる燃料通流のためのノズルニードルのリフト量を表わしている。この上方のグラフと下方のグラフは、それぞれのｘ軸において時間的に一致させるために相互に調整されている。
【００２２】
噴射サイクルの間圧電素子は、既に前述したように圧電素子の伸張を引き起こすために充電される。そして図３の上方のグラフに示されているように、予備噴射ストロークのために、相応の弁体が第１の遮断位置から第２の遮断位置へ移動される。図３の下方のグラフには、この２つの遮断位置の間で複動式制御弁の弁体の移動によって引き起こされる小さな燃料噴射と、遮断位置の間での弁体の移動に伴う制御弁の開放と遮断の状況が表わされている。基本的には圧電素子の充電は、２つのステップで行われる。すなわち第１のステップでは、所定の電圧までの充電とバルブの開放が引き起こされる。第２のステップではさらなる充電とバルブの第２の遮断位置での遮断が引き起こされる。これらのステップの間では所定の時間遅延が生じ得る。
【００２３】
前もって選定された期間の後では、放電動作が実行され、以下でも詳細に説明するように圧電素子内の電荷が低減され、それによって以下で詳細に説明するように圧縮が生じ、弁体の第２の遮断位置からの離脱動作が引き起こされ、２つの遮断位置の間での中間位置に保持される。図２に示されているように圧電素子内の活動化電圧は、バルブリフトの最適な位置に相応するＵｏｐｔの値に到達することができ、それによってメイン噴射に割当てられる期間中での最大の燃料流量ｍｅ，ｍａｘが得られる。図３の上方及び下方のグラフは、中間位置におけるバルブリフトの保持を表わし、その結果としてメイン燃料噴射が生じる。
【００２４】
メイン噴射に対する期間の終わりでは、圧電素子が活動化電圧ゼロまで放電され、その結果として引続き圧電素子の圧縮が生じる。これは弁体を最適な位置から第１の遮断位置に向けて動かし、図３の下方のグラフに示されているように制御弁の遮断と燃料通流の停止を引き起こす。この時点で弁体はもう一度別の予備噴射を繰返すべく位置付けされ、引続き前述したようなメイン噴射サイクルが行われる。もちろんその他の噴射サイクルを実行することも可能である。
【００２５】
図４は、本発明を実施するための装置の例示的な実施例をブロック回路図で示したものである。
【００２６】
図４には詳細な領域Ａと非詳細な領域Ｂが存在しており、これらの分離は、破線ｃによって表わされている。詳細領域Ａは、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電と放電のための回路を含んでいる。これらの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の例としては、内燃機関の（詳細にはいわゆるコモンレールインジェクタの）燃料噴射ノズルにおけるアクチュエータがあげられる。圧電素子はそのような目的に対して使用することができる。なぜなら周知のようにそして前述したように、圧電素子は、それに供給された電圧ないしその中に生じた電圧の関数としての圧縮ないし伸張特性を有しているからである。６つの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０が用いられている理由は、当該実施例の説明で取り上げている内燃機関の独立して制御されるシリンダが６つであることによる。もちろん圧電素子のその他の数も、他の目的にかなうものである。
【００２７】
非詳細領域Ｂは、制御ユニットＤと活動化集積回路（activiation IC)Ｅを含んでおり、この２つが、例えば燃料圧や本発明に従って以下で説明するように制御ユニットに入力され使用される内燃機関の回転速度（ｒｐｍ）ような作動特性を測定するシステムである測定システムＦだけでなく、詳細領域Ａ内の圧電素子も制御している。本発明によれば、制御ユニットＤと活動化集積回路Ｅは、個々の圧電素子毎の作動特性の関数としての圧電素子の活動化電圧の制御のためにプログラミングされる。
【００２８】
以下の説明では最初に詳細領域Ａ内の個々の素子の説明を行う。ここではまず圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電と放電に関する手順を一般的に説明し、最後に、本発明による制御ユニットＤと活動化集積回路Ｅを用いて制御されるこれらの２つの手順を詳細に説明する。
【００２９】
詳細領域Ａ内の回路は、６つの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を含んでいる。
【００３０】
これらの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は、第１のグループＧ１と第２のグループＧ２に分けられ、各々のグループに３つの圧電素子が含まれている（すなわち圧電素子１０，２０，３０は第１のグループＧ１にそして圧電素子４０，５０，６０は第２のグループＧ２に）。グループＧ１とＧ２は、相互に並列に接続されている回路パートの構成要素である。グループセレクタスイッチ３１０，３１２は、圧電素子１０，２０，３０または４０，５０，６０のグループＧ１，Ｇ２のいずれが各ケースにおいて共通の充放電装置によって放電されるかを決定するのに用いられる（但しこのグループセレクタスイッチ３１０，３１２は、以下でも説明するように充電手順に対しては無意味である）。
【００３１】
グループセレクタスイッチ３１０，３１２は、コイル２４０と各グループＧ１，Ｇ２（Ｇ１およびＧ２のコイル側端子）のそれぞれとの間に配置され、トランジスタとして実現されている。サイドドライバ３１１，３２１は、活動化集積回路Ｅから受取った制御信号を、要求通りのスイッチの開閉に適した電圧に変換するように実現されている。
【００３２】
ダイオード３１５及び３２５（グループセレクタダイオードと称する）は、それぞれグループセレクタスイッチ３１０，３２０と並列して設けられている。グループセレクタスイッチ３１０，３２０が例えばＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴとして実現されている場合には、これらのグループセレクタダイオード３１５，３２５は、寄生ダイオード自体によって構成することができる。ダイオード３１５，３２５は、充電手順の間、グループセレクタスイッチ３１０，３２０をバイパスする。従ってグループセレクタスイッチ３１０，３２０の機能は、放電手順のみのために、圧電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０からなるグループＧ１，Ｇ２の選択だけに縮減されている。
【００３３】
各グループＧ１ないしＧ２の内部では、圧電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０が、並列に接続されている圧電分岐１１０，１２０，１３０（グループＧ１）と１４０，１５０，１６０（グループＧ２）の構成要素として配置されている。各圧電分岐は次に述べる第１と第２の並列回路からなる直列回路を有する。この場合第１の並列回路は、圧電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０と抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３（分岐抵抗と称する）からなり、第２の並列回路は、トランジスタ１１，２１，３１，４１，５１，６１によって実現されているセレクタスイッチ（分岐セレクタスイッチと称される）とダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２（分岐ダイオードと称される）からなる。
【００３４】
分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３はそれぞれ対応している圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を充電手順の間および後に続けてそれらの放電を引き起こす。なぜならそれらは各容量性の圧電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０の両端にそれぞれ接続されているからである。しかしながら分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３は、以下でも説明するようにこの手順を制御下の充放電手順よりも遅くするのに十分な大きさである。従っていずれかの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の電荷が充電手順の後の適当な時間内では不変のままであると仮定することは、十分に妥当なものである（それにもかかわらずこれらの分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３を実現する理由は、システムのブレークダウン又は他の異常な状況の場合に圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に電荷が残ることを回避するためである）。従ってこれらの分岐抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３は以下の説明では無視してよい。
【００３５】
個々の圧電分岐１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の分岐セレクタスイッチ/分岐ダイオード対、すなわち圧電分岐１１０のセレクタスイッチ１１及びダイオード１２、圧電分岐１２０のセレクタスイッチ２１及びダイオード２２等は、寄生ダイオードを有する電子スイッチ（すなわちトランジスタ）、例えば（グループセレクタスイッチ/ダイオード対３１０及び３１５あるいは３２０及び３２５に対して上述したように）ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴを用いて実現される。
【００３６】
分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１は、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０のうちのどれが共通の充放電装置によって各ケースで充電されるのかを決定するのに用いられる。：各々のケースにおいては充電される圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は、すべてその分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１が以下で述べるように充電手順の間閉じている圧電素子である。通常は、いつでも１つの分岐セレクタスイッチしか閉成されない。
【００３７】
分岐ダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２は、放電手順の間に分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１をバイパスするのに使用される。従って、充電手順に対して考察中の例においてはどの個別圧電素子でも選択することができるが、放電手順では圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の第１のグループＧ１か又は第２のグループＧ２のいずれか又は両グループを選択する必要がある。
【００３８】
圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０自体に戻ると、分岐セレクタ圧電端子１５，２５，３５，４５，５５，６５は、分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１又は相応のダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２のいずれかを介してアースされるが、これらの両ケースにおいては付加的に抵抗３００を介してアースされる。
【００３９】
この抵抗３００の目的は、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充放電の間に分岐セレクタ圧電端子１５，２５，３５，４５，５５，６５とアースとの間に流れる電流を測定することである。これらの電流の情報は圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の制御された充放電を可能にする。特に、この電流の振幅に依存して充電スイッチ２２０と放電スイッチ２３０を開閉することにより、以下でさらに詳細に説明するように、充電電流と放電電流を所定の平均値にセットすることや、及び/又は充電電流と放電電流の所定の最大値及び/又は所定の最小値の超過を防ぐことが可能となる。
【００４０】
考察中の例では、測定自体には、さらに例えば ＤＣ５Ｖの電圧を供給する電圧源６２１と、２つの抵抗６２２及び６２３で実現された分圧器を必要とする。これは活動化集積回路Ｅ（このＩＣによって測定が実行される）を負の電圧から保護するためである。この負の電圧はさもなければ測定点６２０で発生する可能性があり、当該の活動化集積回路Ｅでは処理できない。そのような負の電圧は、前記電圧源６２１及び分圧器抵抗６２２及び６２３によって供給される正の電圧セットアップの付加によって正の電圧に変化される。
【００４１】
各圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の他の端子、すなわちグループセレクタ圧電端子１４，２４，３４，４４，５４，６４は、グループセレクタスイッチ３１０ないし３２０又はグループセレクタダイオード３１５ないし３２５を介してだけでなく、コイル２４０および充電スイッチ２２０と充電ダイオード２２１からなる並列回路を介して電圧源の正極に接続されてもよい。さらに代替的にもしくは付加的にグループセレクタスイッチ３１０ないし３２０又はダイオード３１５ないし３２５を介してだけでなく、コイル２４０及び放電スイッチ２３０、放電ダイオード２３１からなる並列回路を介してアースされる。充電スイッチ２２０及び放電スイッチ２３０は、例えばサイドドライバ２２２，２３２を介して制御されるトランジスタとして実現される。
【００４２】
電圧源は容量特性を有する素子を有し、この素子は考察中の例では（バッファ）キャパシタ２１０である。このキャパシタ２１０はバッテリ２００（例えば自動車用バッテリ）とこのバッテリに後置接続されたＤＣ電圧変換器２０１によって充電される。このＤＣ電圧変換器２０１はバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）を実質的にその他のＤＣ電圧（例えば２５０Ｖ）に変換し、キャパシタ２１０をその電圧まで充電する。ＤＣ電圧変換器２０１はトランジスタスイッチ２０２と抵抗２０３を用いて制御される。この抵抗２０３は測定点６３０で行われる電流測定のために使用される。
【００４３】
クロスチェックの目的で、さらなる電流測定が測定点６５０において活動化集積回路Ｅならびに抵抗器６５１，６５２，６５３及び、例えばＤＣ５Ｖの電圧源６５４によって可能である。また、測定点６４０における電圧測定が活動化集積回路Ｅならびに分圧抵抗器６４１，６４２によって可能である。
【００４４】
最後に、抵抗３３０（全放電抵抗と称される）、トランジスタで実現されたストップスイッチ３３１（ストップスイッチと称される）、及びダイオード３３２（全放電ダイオードと称される）は、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０が後述するような“ノーマル”放電動作によって放電されなかった場合のそれらの放電に対して用いられる。ストップスイッチ３３１は有利には“ノーマル”放電手順（放電スイッチ２３０を介した周期的放電）の後で閉成される。それにより、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は抵抗３３０と３００を介してアースに接続される。これによって圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に残留し得るどのような残留電荷も除去される。全放電ダイオード３３２は、負の電圧が環境によってはこれによってダメージをうけるかもしれない圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０で発生することを阻止する。
【００４５】
全ての圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０又はいずれか１つの圧電素子の充電及び放電は、単一の充放電装置によって行われる（全てのグループとそれらの圧電素子に共通）。考察中の例では、この共通の充放電装置が、バッテリ２００、ＤＣ電圧変換器２０１、キャパシタ２１０、充電スイッチ２２０及び放電スイッチ２３０、充電ダイオード２２１及び放電ダイオード２３１及びコイル２４０からなっている。
【００４６】
各圧電素子の充電及び放電は同じように動作し、以下ではそのうちの第１の圧電素子１０のみを取り上げて説明する。
【００４７】
充電及び放電手順の間に生じる状態を、図５Ａ〜５Ｄに基づいて説明する。図５Ａと図５Ｂは圧電素子１０の充電を示し、図５Ｃと図５Ｄｄは圧電素子１０の放電を示している。
【００４８】
充電又は放電されるべき１つ又は複数の特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の選択、以下に説明する充電手順ならびに放電手順は、前述した１つ又は複数の上記スイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１；３１０，３２０；２２０，２３０，３３１の開閉を介して活動化集積回路Ｅ及び制御ユニットＤによって駆動される。一方では詳細領域Ａ内の素子と活動化集積回路Ｅの間及び他方では制御ユニットＤとの間の相互作用は以下でさらに詳細に記述する。
【００４９】
充電手順に関して、最初に充電されるべき特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０が選択されなければならない。専ら第１の圧電素子１０を充電するためには、第１の分岐１１０の分岐セレクタスイッチ１１が閉成され、他の全ての分岐セレクタスイッチ２１，３１，４１，５１，６１は開かれたままである。他のどれかの圧電素子２０，３０，４０，５０，６０を専ら充電するためには、あるいは幾つかの圧電素子を同時に充電するためには、それらが相応の分岐セレクタスイッチ２１，３１，４１，５１，６１の閉成によって選択される。
【００５０】
次いで、充電手順自体が行われる；
基本的には、この考察中の例において、充電手順はキャパシタ２１０と第１の圧電素子１０のグループセレクタ圧電端子１４との間に正の電位差を必要とする。しかしながら、充電スイッチ２２０や放電スイッチ２３０が開いている限りは、圧電素子１０の充電又は放電は何も生じない。この状態において図４に示されている回路は定常状態にある。すなわち圧電素子１０は.その電荷状態を実質的に不変に保ち、電流は流れない。
【００５１】
第１の圧電素子１０を充電するために、充電スイッチ２２０が閉成される。理論的には、第１の圧電素子１０はそのようにするだけで充電されるはずである。しかしながらこのことは関連素子にダメージを与えかねない大電流を発生させる可能性がある。それゆえに、発生する電流は測定点６２０で測定され、検出された電流が所定の限界を越えると直ちにスイッチ２２０が再び開かれる。従って、第１の圧電素子１０において所望の電荷を達成するためには、充電スイッチ２２０が繰り返し開閉され、放電スイッチ２３０は開かれたままにされる。
【００５２】
より詳細には、充電スイッチ２２０が閉成している場合、図５Ａに示されている状況が生じる。すなわち圧電素子１０、キャパシタ２１０及びコイル２４０からなる直列回路を含んだ閉ループ回路が形成され、この閉ループ回路において電流ｉＬＥ（ｔ）が図５ａの矢印で示されているように流れる。この電流通流の結果、２つの正の電荷が第１の圧電素子１０のグループセレクタ圧電端子１４にもたらされ、エネルギがコイル２４０に蓄積される。
【００５３】
充電スイッチ２２０が閉成した後で短時間だけ（例えば、数μｓ）開かれる場合には、図５Ｂに示された状況が生じる。すなわち圧電素子１０、充電ダイオード２２１及びコイル２４０からなる直列回路を含んだ閉ループ回路が形成され、この閉ループ回路において電流ｉＬＡ（ｔ）が図５Ｂの矢印で示されているように流れる。この電流通流の結果、コイル２４０に蓄積されたエネルギは、圧電素子１０に流れる。この圧電素子１０へのエネルギ供給に相応して、圧電素子１０で生じる電圧とこの圧電素子１０の外部寸法が増加する。一度エネルギの搬送がコイル２４０から圧電素子１０へ行われると、図４に示され既述した回路の定常状態が再度得られる。
【００５４】
その時又はそれ以前又はそれ以後に（充電動作の所期の時間面に依存して）充電スイッチ２２０がもう一度開閉される。それによって、前述したプロセスが繰り返される。充電スイッチ２２０のこのような再度の開閉の結果、圧電素子１０に蓄積されるエネルギが増加し（この圧電素子１０に蓄積されていたエネルギと新たに供給されたエネルギが加算されて）、圧電素子１０で生じる電圧と圧電素子の外部寸法がこれに応じて増大する。
【００５５】
前述した充電スイッチ２２０の開閉が数度に亘って繰り返されるならば、圧電素子１０で生じる電圧その伸長は段階的に増大する。
【００５６】
充電スイッチ２２０が所定の回数だけ開閉し及び/又は圧電素子１０が所望の充電状態に達すると、この圧電素子の充電が充電スイッチ２２０を開いたままにすることによって終了される。
【００５７】
放電手順に関して、考察中の例では、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０がグループ（Ｇ１及び/又はＧ２）において次のように放電される。：
最初に、その圧電素子が放電されるべき１つのグループ又は２つのグループＧ１及び/又はＧ２のグループセレクタスイッチ３１０及び/又は３２０が閉成される（分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１は放電手順のための圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の選択には作用しない、なぜならそれらは分岐ダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２によってバイパスされるからである）。従って、圧電素子１０を第１のグループＧ１のパートで放電するためには、第１のグループセレクタスイッチ３１０が閉成される。
【００５８】
放電スイッチ２３０が閉成されると、図５Ｃに示されている状態が生じる。圧電素子１０とコイル２４０からなる直列回路を含む閉ループ回路が形成され、この閉ループ回路において電流ｉＥＥ（ｔ）が図５Ｃの矢印で示されているように流れる。この電流通流の結果、圧電素子に蓄積されていたエネルギ（の一部）がコイル２４０に搬送される。圧電素子１０からコイル２４０へのエネルギ搬送に相応して、圧電素子１０において発生する電圧とその外部寸法が減少する。
【００５９】
充電スイッチ２３０が開いた後で短時間だけ（例えば、数μｓ）閉成される場合には、図５Ｄに示された状況が生じる。すなわち圧電素子１０、キャパシタ２１０、放電ダイオード２２１及びコイル２４０からなる直列回路を含んだ閉ループ回路が形成され、この閉ループ回路において電流ｉＥＡ（ｔ）が図５Dの矢印で示されているように流れる。この電流通流の結果、コイル２４０に蓄積されたエネルギは、キャパシタ２１０にフィードバックされる。一度エネルギの搬送がコイル２４０からキャパシタ２１０へ行われると、図４に示されている既に説明した回路の定常状態が再度得られる。
【００６０】
その時又はそれ以前又はそれ以後に（放電動作の所期の時間面に依存して）放電スイッチ２３０がもう一度開閉される。それによって、前述したプロセスが繰り返される。放電スイッチ２３０のこのような再度の開閉の結果、圧電素子１０に蓄積されたエネルギがさらに減少し、圧電素子１０で生じる電圧と圧電素子の外部寸法がそれに応じて減少する。
【００６１】
前述した放電スイッチ２３０の開閉が数度に亘って繰り返されるならば、圧電素子１０で生じる電圧と圧電素子１０の伸長は段階的に減少する。
【００６２】
放電スイッチ２３０が所定の回数だけ開閉し及び/又は圧電素子が所望の放電状態に達すると、この圧電素子１０の放電が放電スイッチ２３０を開いたままにすることによって終了される。
【００６３】
活動化集積回路Ｅと一方で制御ユニットＤと他方で詳細領域Ａ内の素子との間の相互作用は、活動化集積回路Ｅから詳細領域Ａ内の素子への分岐セレクタ制御ライン４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０、グループセレクタ制御ライン５１０，５２０、ストップスイッチ制御ライン５３０、充電スイッチ制御ライン５４０及び放電スイッチ制御ライン５５０及び制御ライン５６０を介して送信される制御信号によって実施される。他方では、詳細領域Ａ内の測定点６００，６１０，６２０，６３０，６４０，６５０で得られたセンサ信号があり、これらがセンサライン７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０を介して活動化集積回路Ｅに伝送される。
【００６４】
これらの制御ラインは、前述したような相応のスイッチの開閉による圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電又は放電手順を実施すべくこれらの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の単一又は複数の選択のためのトランジスタベースへの電圧の供給または供給停止のために用いられる。センサ信号は特に測定点６００ないし６１０から圧電素子１０，２０，３０あるいは４０，５０，６０の結果的に生じる電圧と、測定点６２０からの充放電電流を検出するのに用いられる。制御ユニットＤと活動化集積回路Ｅは、図４及び図６に基づいて以下に詳細に記述するようなこれらの相互作用の実施のために、これらの２種類の信号の組合わせに用いられる。
【００６５】
図４に示されているように、制御ユニットＤと活動化集積回路Ｅは、パラレルバス８４０とさらにシリアルバス８５０によって相互に接続されている。パラレルバス８４０は特に制御ユニットＤから活動化集積回路Ｅへの制御信号の高速伝送のために使用され、それに対してシリアルバス８５０は比較的低速なデータ伝送のために使用される。
【００６６】
図６には、活動化集積回路Ｅに含まれているいくつかの構成要素が示されている。すなわち論理回路８００、ＲＡＭメモリ８１０，デジタル/アナログコンバータシステム８２０およびコンパレータシステム８３０が示されている。そらにそこには高速パラレルバス８４０（制御信号に用いられる）が活動化集積回路Ｅの論理回路８００に接続されているのが示されており、それに対して低速シリアルバス８５０はＲＡＭメモリ８１０に接続されている様子が示されている。論理回路８００は、ＲＡＭメモリ８１０に接続されていると同時にコンパレータシステム８３０と、信号線路４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０；５１０，５２０；５３０；５４０，５５０，５６０に接続されている。ＲＡＭメモリ８１０は、論理回路８１０に接続され、並びにデジタル/アナログコンバータシステム８２０に接続されている。このデジタル/アナログコンバータシステム８２０はさらにコンパレータシステム８３０に接続されている。コンパレータシステム８３０はさらにセンサ線路７００，７１０；７２０；７３０，７４０，７５０に接続され、さらに既述したように論理回路８００にも接続されている。
【００６７】
前記した構成要素は、例えば以下に述べるように充電手順において用いられる。：
制御ユニットＤによって、所定の目標電圧に充電されるべき特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０が決定される。従って、最初に（デジタル数字で表わされる）目標電圧値がＲＡＭメモリ８１０に低速シリアルバス８５０を介して伝送される。この目標電圧値は、例えば図２に関連して前述したようなメイン噴射において使用される値Ｕｏｐｔであってもよい。その後でもしくは同時に、選択されるべき特定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に相応するコードとＲＡＭメモリ８１０内の所期の電圧のアドレスがパラレルバス８４０を介して論理回路８００に転送される。その後で、ストローブ信号が論理回路８００にパラレルバス８４０を介して送信され、これは充電手順のスタート信号を提供する。
【００６８】
最初にこのスタート信号により論理回路８００は、ＲＡＭメモリ８１０から目標電圧のデジタル値をピックアップし、このデジタル値をデジタル/アナログコンバータシステム８２０に転送させる。これによってこのコンバータ８２０の１つのアナログ出力側には所期の電圧が現れる。さらに前記アナログ出力側（図示せず）はコンパレータシステム８３０に接続されている。これに加えて、論理回路８００は（第１のグループＧ１の特定の圧電素子１０，２０，３０）測定点６００又は（第２のグループＧ２の特定の圧電素子４０，５０，６０）測定点６１０をコンパレータシステム８３０に対して選択する。この結果、目標電圧と選択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０における目下の電圧とがコンパレータシステム８３０によって比較される。この比較の結果、すなわち目標電圧と目下の電圧との間の差が論理回路８００に転送される。これにより、論理回路８００は、目標電圧と目下の電圧が相互に等しくなると同時にこの手順を停止することができる。
【００６９】
第２に、論理回路８００は制御信号を、選択された圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に相応する分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１に供給し、それによってこれらのスイッチが閉成される（全ての分岐セレクタスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１はこの例では充電手順の開始前に開いた状態にあると見なされる）。そして論理回路８００は制御信号を充電スイッチ２２０に供給し、それによってこのスイッチは閉成される。さらに論理回路８００は、測定点６２０で発生する何らかの電流の測定をスタート（もしくは継続）する。それに対して測定された電流は、コンパレータシステム８３０によって予め定められた最大値と比較される。検出された電流が予め定められた最大値に達すると同時に論理回路８００は充電スイッチ２２０を再び開く。
【００７０】
測定点６２０における残留電流が再び検出され、予め定められた最小値と比較される。この予め定められた最小値に到達すると同時に論理回路８００は、充電スイッチ２２０を再び閉成し、この手順をもう一度スタートする。
【００７１】
この充電スイッチ２２０の開閉は、測定点６００または６１０において検出される電圧が目標電圧値以下である限り繰返される。そして目標電圧に達すると直ちに論理回路は当該手順の継続を停止する。
【００７２】
放電手順は相応のやり方で行われる：
ここにおいては圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の選択は、グループセレクタスイッチ３１０ないし３２０を用いて行われ、充電スイッチ２２０の代わりに放電スイッチ２３０が開閉され、予め定められた最小目標電圧を達成しなければならない。
【００７３】
充放電動作のタイミングや、例えばメイン噴射時間のような圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０における電圧レベルの保持は、例えば図３に示され前述したようなバルブストロークやバルブストロークのパラメータに従って確定し遂行することが可能である。
【００７４】
ここにおいて、前述したようなやり方の充放電手順の実行は例示的なものにすぎないことであることを理解されたい。従って前述したような回路や他の回路を使用する他のいずれかの手続きが所期の目的に合っていることもあり、いずれかの相応の手順が前述した例の代わりに使用されることもあり得る。
【００７５】
図７には、内燃機関２５０５の制御のためのコンフィグレーションが示されている。このコンフィグレーションには、図４の詳細領域Ａ内に含まれた回路の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に供給すべき基準電圧を計算する、基準電圧計算ユニット２５００が含まれている。つまり図７には詳細領域Ａが示されている。基準電圧計算ユニット２５００は、燃料噴射システムの加圧燃料供給ライン内の圧力Ｐｒａｉｌに依存して基準電圧を計算する。考察中の実施例では、基準電圧が第１の補正ブロック２５０１を介して温度補正値ＫＴを用いて補正される。この第１の補正ブロック２５０１の出力値は補正された基準電圧である。この補正された基準電圧は、有利にはさらに第２のまたは後続の補正ブロック２５０２によって経年変化補正値ＫＡを用いて補正される。この第１及び第２の補正ブロック２５０１，２５０２は、有利には乗算器である。すなわち基準電圧は、温度補正値ＫＴによって乗算され、さらにこの出力値は、第２のまたは後続の補正ブロック２５０２に送出されてそこで経年変化補正値ＫＡによって乗算される。この第２のまたは後続の補正ブロック２５０２の出力値は、さらに有利には第３のまたは後続の補正ブロック２５０３を介してオンライン補正値Ｋ０を用いて補正される。この第３のまたは後続の補正ブロック２５０３は、加算器として実現される。すなわちオンライン補正値Ｋ０は、有利には第２のまたは後続の補正ブロック２５０２の出力値に加算される。この第３のまたは後続の補正ブロック２５０３の出力値は、有利には電圧及び電圧傾度コントローラ２５０４を介して供給される。
【００７６】
基準電圧計算ユニット２５００及び補正ブロック２５０１，２５０２，２５０３，及び電圧/電圧傾度コントローラ２５０４は、図４のユニットＤ内に実装されるソフトウエアモジュールである。
【００７７】
さらに図７においては、電圧/電圧傾度コントローラ２５０４がシリアルバス８５０を介して活動化集積回路Ｅに接続されている。この活動化集積回路Ｅと詳細領域Ａは、センサ線路７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０及び信号線路４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０、及び５１０，５２０，５３０，５４０，５５０，５６０によって相互に接続されている。内燃機関２５０５内への燃料噴射は、図４の詳細領域Ａ内の回路の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を介して制御される。内燃機関２５０５の回転速度は測定され、燃料補正ユニット２５０６に供給される。この燃料補正ユニット２５０６は、周波数分析器を含んでおり、これは回転速度の周波数を評価する。燃料補正ユニット２５０６は、内燃機関２５０５の個々のシリンダ毎に分析された周波数に基づいて燃料補正値Δｍｅを計算する。
【００７８】
図７に示されているコンフィグレーションには、所期の燃料体積ｍｅを計算する燃料体積計算ユニット２５０７が含まれている。この所期の燃料体積は、加算器２５０８を介して燃料体積補正値Δｍｅに加算される。この所期の燃料体積ｍｅと燃料体積補正値Δｍｅの和は、燃料調量ユニット２５０９に供給される。この燃料調量ユニットは、内燃機関２５０９への噴射燃料に対して、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に供給すべき電圧の時間（いつの時点とどの位の長さかの両方）を計算する。燃料補正ユニット２５０６と加算器２５０８、燃料体積２５０７および燃料調量ユニットは、制御ユニットＤ内で実現される。内燃機関２５０９への噴射燃料に対して、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に供給すべき電圧の時点をシグナリングする時間信号は、パラレルバス８４０を介して活動化集積回路Ｅに転送される。
【００７９】
オンライン補正値Ｋ０は、オンライン最適化ユニット２５１０によって計算される。このオンライン最適化ユニット２５１０は、オンライン補正値Ｋ０を、燃料補正ユニット２５０６によって個々のシリンダ毎に計算された燃料補正値Δｍｅに基づいて計算する。
【００８０】
圧電素子に供給されるエネルギＥｉｓｔは、バッファキャパシタンスＣＢの測定と、さらにバッファキャパシタ２１０（図４）とアクチュエータとして実現されている圧電素子との間の充放電中のエネルギ損失の計算によって算出することができる。このことはキャパシタンスの検出を可能にし、さらに複動式制御弁の位置付けを改善する圧電素子に供給されるエネルギ（電圧）の調整を可能にする。その結果としてより高精度な燃料噴射が得られる。詳細には圧電素子に供給されるエネルギＥｉｓｔは以下の式、
Ｅｉｓｔ＝Ｅｔａ・０.５・ＣＢ・｛（ＵＢ１)２−（ＵＢ２)２｝
から求めることができる。この場合前記ＵＢ１は充電前のバッファキャパシタ電圧であり、前記ＵＢ２は充電後のバッファキャパシタ電圧である。この結果アクチュエータキャパシタンスは以下の式、
ＣＰ＝Ｅｔａ・ＣＢ・｛（ＵＢ１)２−（ＵＢ２)２｝/｛（ＵＰ２)２−（ＵＰ１)２｝
から得られる。この場合前記ＵＰ１は、充電前の圧電素子電圧であり、ＵＰ２は充電後の圧電素子電圧である。
【００８１】
損失係数Ｅｔａは、実験における測定によって定めることができる。ここでは次の式、
Ｅｔａ＝［CＰ・｛（ＵＰ２)２−（ＵＰ１)２｝］／［ＣＢ・｛（ＵＢ１)２−（ＵＢ２)２｝］
に従って予め定めることができ、例えば電子制御ユニットのＲＡＭ内にセットされる。この損失係数は、温度などのような有力要因の関数として測定でき、用いることが可能である。
【００８２】
バッファキャパシタ２１０は、図４に基づいて説明したように分圧抵抗６４１，６４２に接続されている。このバッファキャパシタンスは、公知の方法で算出することができ、時定数の使用によって含まれる。ここでは、Ｔ＝Ｒ・Ｃである。この時定数Ｔは、キャパシタが並列接続接続された抵抗Ｒを介して充電電圧の１/２.７２まで放電された時間を規定する。従ってバッファキャパシタの電圧は、トラッキングの開始において測定可能となり、この測定電圧（２.７２で除算された）が目下の測定電圧と比較される。時間は、トラッキングの開始から測定電圧が所期の値に達するまで測定され、バッファキャパシタンスの確定を可能にし、この値がメモリ、例えば電子制御ユニットのＲＡＭ内に記憶され得る。
【００８３】
バッファキャパシタンスＣＢの算出と損失係数Ｅｔａは、圧電素子に供給する活動化エネルギの正確な計算を可能にする。この活動化エネルギＥｉｓｔは、従ってキャパシタンスの算出に用いられ、制御ユニットＤは、適当な圧電素子に供給される電圧Ｕをさらに以下でのべるように調整する。
【００８４】
測定された損失係数Ｅｔａは、前述した式を用いて算出されてもよいし、また代替的に、圧電素子のキャパシタンスを用いる代わりに、既知のプロパティ（キャパシタンス、温度特性など）を有する公知のキャパシタを用いて算出されてもよい。この代替手段は、適切な活動化電圧の算出を可能にする。
【００８５】
制御ユニットＤは、圧電素子のいずれかのキャパシタンスＣにおける何らかの変化に適応するために、適当な圧電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０の各々に対するオンライン補正値Ｋ０の計算に用いられてもよい。このキャパシタンスＣは圧電素子の充電のための測定された活動化エネルギＥｉｓｔに基づいて定められる。また補正値Ｋ０は、例えば圧電素子の当初の測定キャパシタンスまたは理想キャパシタンスと、後から測定された値との比較によって定められてもよい。代替的に、キャパシタンスからは、圧電素子の温度が計算されてもよいし、これを供給電圧の適応化に用いてもよい。
【００８６】
このようにして、制御ユニットＤは、圧電素子のキャパシタンスにおける何らかの変化に対応すべく、各圧電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０毎のＵｏｐｔの値を調整する。
【００８７】
従って制御ユニットＤは、圧電素子の所定の温度依存性を、キャパシタンスの測定によって補償する。このキャパシタンスは、圧電素子の充電のための測定された活動化エネルギＥｉｓｔに基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アクチュエータとしての圧電素子が用いられている燃料噴射システムを概略的に示した図である。
【図２】複動式制御弁の例での活動化電圧と噴射燃料体積との間の関係が固定の時間周期に亘ってプロットされているグラフである。
【図３】複動式制御弁の例での例示的な制御弁ストロークと対応するノズルリードルリフト量の関係を概略的に示した図である。
【図４】本発明が実施される回路装置の例示的な実施例のブロック回路図である。
【図５Ａ】図４の回路における第１の充電フェーズ（充電スイッチ２２０閉成）中に生じる状況を説明するための図である。
【図５Ｂ】図４の回路における第２の充電フェーズ（充電スイッチ２２０再度開放）中に生じる状況を説明するための図である。
【図５Ｃ】図４の回路における第１の放電フェーズ（充電スイッチ２３０閉成）中に生じる状況を説明するための図である。
【図５Ｄ】図４の回路における第２の放電フェーズ（放電スイッチ２３０閉成）中に生じる状況を説明するための図である。
【図６】図４に示されている活動化集積回路Ｅの構成要素のブロック回路図である。
【図７】制御される内燃機関２５０５のコンフィグレーションを示した図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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