(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を充電及び放電するために回路（Ａ）内部の前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を制御するための方法において、
第２の及び/又は後続の制御プロシージャのための補正された目標電圧を獲得するために、前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される電圧の第１の制御プロシージャの間に発生する少なくとも１つのシステマティック・エラーを考慮して、前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧を修正することによって、前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される電圧が制御される
ことを特徴とする、システムパラメータを制御するための方法。
【請求項２】
ａ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧は、前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧（Ｕｔａｒｇｅｔ）に従って制御され、
ｂ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧は測定手段（６００、６１０；Ｄ，Ｅ）により測定され、
ｃ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の測定された値は、比較手段（Ｄ，Ｅ）により前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧（Ｕｔａｒｇｅｔ）と比較され、
ｄ）前記第２の及び/又は前記後続の制御プロシージャのための補正された目標電圧（Ｕｔａｒｇｅｔ）は、前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の前記測定された値と前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧（Ｕｔａｒｇｅｔ）との間の検出された差を考慮して修正されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ａ１）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧は、前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧（Ｕｔａｒｇｅｔ）に相応する少なくとも１つの制御パラメータに従って制御され、
ａ２）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の前記制御は、複数の個別ステップにおいて実施され、
ａ３）前記制御プロシージャは、前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の値を測定手段によって測定し、得られた前記電圧の値と前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧とを比較手段によって比較することによって制御され、
ａ４）前記制御プロシージャは、得られた前記電圧の値が前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧に等しくなるやいなや、終了手段（Ｅ）によって終了され、
ｂ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の前記得られた値は、前記制御プロシージャが終了した後で測定手段（Ｄ，Ｅ；６００、６１０）によって再測定され、
ｃ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の前記再測定された値は、比較手段（Ｄ，Ｅ）によって前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧と比較されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の測定値と前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧との間の検出された差は、前記第２の及び/又は前記後続の制御プロシージャのための所望の目標電圧にオフセットを加算することによって考慮されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記オフセットは、前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧とそれに相応して得られた前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の値との間の絶対的な差又は相対的な差として計算されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記オフセットは、複数の圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加された、平均化及びフィルタリングされた測定電圧（＜Ｕａｃｔｕａｌ＞）、及び、前記複数の圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）の前記第１の制御プロシージャのための平均化及びフィルタリングされた目標電圧（＜Ｕｔａｒｇｅｔ＞、＜Ｕｏｆｆｓｅｔ，ｐ＞）の関数であることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記複数の圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）の前記第１の制御プロシージャのための平均化及びフィルタリングされた前記目標電圧（＜Ｕｔａｒｇｅｔ＞、＜Ｕｏｆｆｓｅｔ，ｐ＞）は、前記複数の圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に対する平均化及びフィルタリングされた電圧オフセット値（＜Ｕｏｆｆｓｅｔ，ｐ＞）、及び、前記複数の圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）の前記第１の制御プロシージャのための平均化及びフィルタリングされた目標電圧（＜Ｕｔａｒｇｅｔ＞）の関数であることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記オフセットは、前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に液圧的に接続されているバルブプラグ（２０３５）のトップ閉位置、アップ開位置及びダウン開位置の各々に対して決定されることを特徴とする、請求項４〜７のうちの１項記載の方法。
【請求項９】
前記オフセットは、前記バルブプラグ（２０３５）の前記トップ閉位置、前記アップ開位置及び前記ダウン開位置の相応の位置が使用されていない間は格納されていることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちの１項記載の方法の使用に適した装置において、
ａ）前記第１の制御プロシージャのための目標電圧に従って前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を制御するための制御手段（Ａ，Ｅ，Ｄ）と、
ｂ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される電圧を測定するための測定手段（Ｄ，Ｅ；６００、６１０）と、
ｃ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の測定値と前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧（Ｕｔａｒｇｅｔ）とを比較するための比較手段（Ｅ、Ｄ）と、
ｄ）前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の前記測定値と前記第１の制御プロシージャのための前記目標電圧（Ｕｔａｒｇｅｔ）との間に生じる差に従って、前記圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に印加される前記電圧の制御のための前記第２の及び/又は前記後続の制御プロシージャのための前記目標電圧を計算するための計算手段（Ｄ）と、
が実装されていることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念記載の方法及び請求項１０の上位概念記載の装置に関し、すなわち、システムパラメータ、とりわけ圧電素子を充電及び放電するために回路内部の圧電素子に印加される電圧を制御するための方法及び装置に関する。
【０００２】
制御システムは一般的に必ずではないが大抵の場合は中央処理ユニット（ＣＰＵ）を含む制御ユニット、少なくとも１つの制御される部材、及び、ＣＰＵ信号を必要に応じて変換しこの制御される部材に供給するユーティライゼーション手段（utilization means）を有する。この目的のために、ＣＰＵ及びユーティライゼーション手段はバスシステムのような通信手段によって互いに接続される必要がある。さらに、外部データは相応のやり方でＣＰＵ及び/又はユーティライゼーション手段に通信されねばならない。
【０００３】
例えば、圧電素子は内燃機関の（とりわけいわゆるコモンレールインジェクタにおける）燃料噴射ノズルにおけるアクチュエータとして使用される。燃料噴射システムにおける相応の噴射ニードルを制御する複動式複座弁(double-acting, double seat valve)を有する圧電素子の利用がドイツ特許出願ＤＥ１９７４２０７３Ａ１及びＤＥ１９７２９８４４Ａ１に示されている。これらのドイツ特許出願は本願の参考文献である。
【０００４】
圧電アクチュエータを使用する燃料噴射システムは、一次近似までは、圧電アクチュエータが印加される電圧と線形伸長との間の比例関係を示すという事実によって特徴づけられる。例えば、内燃機関のシリンダへの燃料噴射のためのニードルのリニアストロークを制御する複動式複座弁としてインプリメントされた燃料噴射ノズルでは、相応のシリンダに噴射される燃料量は、この弁が開いている時間の関数であり、さらに圧電素子を利用する場合にはこの圧電素子に印加される活性化電圧の関数である。
【０００５】
図５はアクチュエータとして圧電素子２０１０を利用する燃料噴射システムの概略図である。図５を参照すると、この圧電素子２０１０は電気的にエネルギを与えられ、所与の活性化電圧に応答して伸長及び収縮する。この圧電素子２０１０はピストン２０１５に結合されている。伸長した状態では、この圧電素子２０１０によって、このピストン２０１５は、液体、例えば燃料を含む液圧アダプタ２０２０へと突き出される。この圧電素子の伸長の結果、複動式制御バルブ２０２５は液圧的にこの液圧アダプタ２０２０から押し出され、バルブプラグ２０３５が第１の閉位置２０４０から押し出される。複動式制御バルブ２０２５と中空ボア２０５０との組み合わせはしばしば複動式複座弁と呼ばれる。その理由は、圧電素子２０１０が励起されていない場合には、この複動式制御バルブ２０２５はその第１の閉位置２０４０に停止しているからである。他方で、圧電素子２０１０が完全に伸長すると、このバルブ２０２５はその第２の閉位置２０３０に停止する。バルブプラグ２０３５の後者の位置が概略的に図５においてはゴーストラインで表されている。
【０００６】
図６ａ、６ｂ、６ｃは第１の閉位置、開位置及び第２の閉位置における複動式制御バルブをそれぞれ示す。
【０００７】
燃料噴射システムは加圧燃料供給ライン２０６０からシリンダ（図示せず）への燃料の噴射用の噴射ニードル２０７０を有する。圧電素子２０１０が励起されていない場合又は圧電素子が完全に伸長している場合、複動式制御バルブ２０２５はそれぞれ図６ａ及び図６ｃに示されているように第１の閉位置２０４０又は第２の閉位置２０３０に停止している。いずれの場合にも、液圧レール圧力は閉位置に噴射ニードル２０７０を維持する。よって、燃料混合気はシリンダ（図示せず）には入らない。逆に、圧電素子２０１０が励起され、これにより複動式制御バルブ２０２５が中空ボア２０５０においていわゆる中間位置にある場合には、加圧燃料供給ライン２０６０において圧力降下がある。この状況が図６ｂに示されている。圧力降下の結果、噴射ニードル２０７０のトップとボトムとの間において加圧燃料供給ライン２０６０における圧力差が生じ、このため、この噴射ニードル２０７０は持ち上げられ、シリンダ（図示せず）への燃料噴射が行われる。
【０００８】
図７の例において、２つの開位置あるいは開位置に相応する２つの電圧を有する利用は次のように行われる：一般的に、中空ボア２０５０内のバルブプラグ２０３５の第１の開位置及び第２の開位置が互いに等しいことが望ましい。しかし、この目的を達成するためには、一方のケースでは開位置が第１の又はボトム閉位置からアプローチされ、他方のケースでは開位置が第２の又はトップ閉位置からアプローチされることを考慮する必要がある。図６ａ〜図６ｃを考慮すると、これは、第１のケースではバルブプラグ２０３５が加圧燃料供給ライン２０６０における圧力Ｐｒａｉｌにより加えられる力に逆らって移動し、第２のケースではバルブプラグ２０３５が加圧燃料供給ライン２０６０における圧力Ｐｒａｉｌにより加えられる力によって移動することを意味する。従って、この第１のケースではこの第２のケースよりも大きい力が加えられなければならない。バルブ２０２５は圧電素子２０１０によって駆動されるので、これはまた圧電素子の所望の伸長すなわちバルブプラグ２０３５の所望の開位置を得るために第１のケースでは第２のケースよりも高い電圧が必要とされることを意味する。
【０００９】
さらに、上記の例では、複動式バルブの運動、すなわちインジェクタ・ニードルの運動は、発生する圧力Ｐｒａｉｌのいかなる変化からも影響をうけてしまう。というのも、今までは、この圧力Ｐｒａｉｌに逆らって及びこの圧力Ｐｒａｉｌによってこの複動式バルブを運動させる間に同時にバルブプラグ２０３５を位置決めするためには電圧差が必要とされるということだけが考慮されていたからである。しかし、今までは実際に発生する変化する圧力Ｐｒａｉｌを処理するためにどのような更に別の修正が必要とされるかということは考慮されていなかったのである。それにもかかわらず、高い精度でインジェクタ・ニードルの運動を制御するためには、あるいは、高い精度で噴射される相応の量の燃料を制御するためには、これらの影響が考慮されなければならない。従って、発生するレール圧力が測定手段によって測定され、所望される動作のために圧電素子に印加されるべき目標電圧が相応のやり方で修正される。その結果、フィードバックシステムがインプリメントされ、このフィードバックシステムにおいてレール圧力Ｐｒａｉｌが測定手段によって測定され、この測定された値が制御ユニットに伝送され、圧電素子のための目標電圧がこの制御ユニットにおいて（例えば、より一般的な目標電圧にオフセットを加算する手段によって）計算され、さらにこの制御ユニットからユーティライゼーションユニット、例えばアクティベーションＩＣ（activation IC）に伝送され、このアクティベーションＩＣから目標電圧が圧電素子に供給される。
【００１０】
上記の例は単に本発明のアプローチを良好に理解してもらうためにだけ提出したものだと考えてもらいたい。しかし、他の環境、とりわけ単動式制御バルブを有する環境又は単動モード（single-acting mode）で複動式制御バルブを使用する環境（すなわち、例えば圧電素子２０１０の完全な伸長を困難にさせる非常な低温のために、一時的に又は永続的にバルブプラグ２０３５の第２の又はトップ閉位置を使用しない環境）も制限なしに本発明に対する環境でありうる。さらに、上述の駆動プロフィールとは異なる駆動プロフィールが使用されるかもしれない。それ以上に、完全に異なる技術的背景を有する制御システムも同様に本発明に対する環境でありうる。
【００１１】
上記の例の制御システムでも他の制御システムでも、制御されるシステムのパフォーマンスの高い精度を達成するためには、各制御プロシージャの目標値と実際に得られた値との良好な一致を獲得することが必要である。しかし、これは従来技術による個々の制御システムの特性により限定されている。
【００１２】
本発明の課題は、システムパラメータを制御するための改良された方法及び装置を提供することである。
【００１３】
上記課題は、方法請求項１の対象により解決される、すなわち、システムパラメータ、とりわけ圧電素子を充電及び放電するために回路内部の圧電素子に印加される電圧を制御するための方法によって解決される。システムパラメータの第１の制御プロシージャの間に発生する少なくとも１つのシステマティック・エラーを考慮してシステムパラメータの制御のための少なくとも１つの制御パラメータ、とりわけ圧電素子に印加される電圧に対する目標電圧を修正し、システムパラメータの第２の及び/又は後続の制御のための補正された制御パラメータを獲得する。
【００１４】
さらに、本発明の上記課題は、装置請求項１０の対象により解決される、すなわち、とりわけ本発明の方法の使用に適した装置であって、少なくとも１つの制御パラメータに従ってシステムパラメータを修正するための修正手段、結果的に生じるシステムパラメータの値を測定するための測定手段、予め設定された目標値と測定値とを比較するための比較手段、測定値と目標値との間に生じる差に従ってシステムパラメータの後続の修正のための少なくとも１つの制御パラメータを計算するための計算手段がインプリメントされている装置によって解決される。
【００１５】
請求項１及び１０に記述されているように、本発明の概略的なアプローチは、第１の瞬時の制御プロシージャではなくむしろ未来の制御プロシージャの間に制御されるシステムのパフォーマンスを改善することである（従って、例えば、第１の充電プロシージャにおいて圧電素子を１００Ｖの電圧にまでもたらすために１００Ｖの目標電圧が使用されるとする。しかし、このプロシージャの完了後には、実際はちょうど９０Ｖの電圧が達成されたにすぎないことが明らかとなる。すると、次の時には、素子は１００Ｖにまでもたらされなければならないので、補正された目標電圧１１０Ｖが使用される。なぜなら、先の経験から、そうしている間に１０Ｖのマイナスが生じてしまうことが分かっているからである。同様に、１つの素子が１５０Ｖの目標電圧にまでもたらされなければならない場合には、補正された１６０Ｖの電圧が使用される等々）。従って、既存の制御システム、とりわけ圧電素子を充電及び放電するために回路内の圧電素子に印加される電圧を制御するためのシステムは、全くこのシステムの技術的な修正なしで（又はまったく重要な技術的な修正なしで）使用されうる。しかも、それにもかかわらず、パフォーマンスは制御プロシージャの大部分において改良される。これはとりわけ制御システムの典型的なアプリケーションの間の多数の制御プロシージャにおいて当てはまる。従って、本発明は制御システムのパフォーマンスの高価ではないエレガントな改良を提供する。
【００１６】
本発明の有利な実施形態は従属請求項２〜８に記載されている。これらの請求項に相応するインプリメンテーションは、制御システム内で発生し結果的に圧電アクチュエータの不正確な制御をもたらすシステマティック・エラーを大幅に除去するために所望の電圧を修正するという利点を提供する。
【００１７】
本発明を実施例との関連において以下において図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１８】
以下の記述は最初に図２に図示されているように本発明が適用される装置の実施例の個々の部材を導入する。次に、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０を充電及び放電させるプロシージャが付加的に図３ａ〜３ｃを参照しつつ概略的に記述される。第３に、制御ユニットＤ及びアクティベーションＩＣ Ｅによって２つのプロシージャを制御するやり方が、図２及び図４を参照しつつ詳細に説明される。第４に、どのようにこの本発明の実施例が本発明の方法によって駆動され、どのような利点があるのかを概略的に示す。第５に、本発明のより詳細な実施例が図１を参照しつつ記述される（その他の図５〜７は既に説明した。しかし、本発明の実施例のより良い理解をもたらすのに有益であると思われる場合にはいつでもこれらの図を参照する）。
【００１９】
上述のように、図２は本発明がインプリメントされる装置の実施例のブロック回路図である。
【００２０】
図２には詳細な領域Ａ及び詳細ではない領域Ｂが存在する。これらの領域の分割は破線ｃによって示されている。詳細な領域Ａは圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０を充電及び放電するための回路を含む。この例ではこれらの圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０は内燃機関の（とりわけ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であると考える。圧電素子はこのような目的のために使用されうる。なぜなら、周知のように及び前述のように、これらの圧電素子はこれらの圧電素子に印加される電圧又はこれらの圧電素子に発生する電圧の関数として収縮又は伸長するという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をこの実施例において記述する理由は、内燃機関内の６つのシリンダを個別に制御するためである。従って、全く他の個数の圧電素子は全く他の目的に合致する。
【００２１】
詳細ではない領域Ｂは制御ユニットＤ及びアクティベーションＩＣ Ｅを含み、これら制御ユニットＤ及びアクティベーションＩＣ Ｅの２つによって詳細な領域Ａ内の素子が制御される。
【００２２】
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に分散されており、各々のグループは３つの圧電素子を有する（すなわち、圧電素子１０、２０、３０は第１のグループＧ１にあるいは４０、５０、６０は第２のグループＧ２にある）。グループＧ１及びＧ２は互いに並列に接続された回路部分の構成部分である。グループセレクタスイッチ３１０、３２０は、圧電素子１０、２０、３０あるいは４０、５０、６０のグループＧ１、Ｇ２のうちのどちらが共通の充放電装置によって各々放電されるのかを決定するために使用される（しかし、これらのグループセレクタスイッチ３１０、３２０は、後で説明するように、充電プロシージャにとっては無意味である）。
【００２３】
グループセレクタスイッチ３１０、３２０はコイル２４０とそれぞれのグループＧ１及びＧ２（のコイル側の端子）の間に設けられており、トランジスタとしてインプリメントされている。サイドドライバ（side driver）３１１、３２１がインプリメントされており、これらのサイドドライバ３１１、３２１は要求された通りにアクティベーションＩＣ Ｅから受信した制御信号をスイッチの開閉に適した電圧に変換する。
【００２４】
（グループセレクタダイオードと呼ばれる）ダイオード３１５及び３２５がそれぞれグループセレクタスイッチ３１０、３２０と並列に設けられている。もしグループセレクタスイッチ３１０、３２０がＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴとしてインプリメントされているならば、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される。ダイオード３１５、３２５は充電プロシージャの間には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、ただ放電プロシージャだけのために圧電素子１０、２０、３０あるいは４０、５０、６０のグループＧ１、Ｇ２を選択するように低減されている。
【００２５】
各グループＧ１あるいはＧ２において、圧電素子１０、２０、３０あるいは４０、５０、６０は、並列接続されている圧電ブランチ１１０、１２０、１３０（グループＧ１）及び１４０、１５０、１６０（グループＧ２）の構成部分として設けられている。各圧電ブランチは、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０あるいは６０及び（ブランチ抵抗器と呼ばれる）抵抗器１３、２３、３３、４３、５３あるいは６３を有する第１の並列回路とトランジスタ１１、２１、３１、４１、５１あるいは６１としてインプリメントされた（ブランチセレクタスイッチと呼ばれる）セレクタスイッチ及び（ブランチダイオードと呼ばれる）ダイオード１２、２２、３２、４２、５２あるいは６２から成る第２の並列回路とから成る直列回路を有する。
【００２６】
ブランチ抵抗器１３、２３、３３、４３、５３あるいは６３によって、各々相応の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０あるいは６０は充電プロシージャの間及び後で連続的に自分で放電する。なぜならば、これらのブランチ抵抗器は各容量性圧電素子１０、２０、３０、４０、５０あるいは６０の両方の端子を互いに接続しているからである。しかし、これらのブランチ抵抗器１３、２３、３３、４３、５３あるいは６３は、後で述べるように制御された充電及び放電プロシージャに比べてこのプロシージャをゆっくりと行うに足る十分な大きさを有する。従って、あらゆる圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０の電荷は充電プロシージャの後の適切な時間内では変化していないと考えることは、十分に合理的な仮定である（それでもやはりこれらのブランチ抵抗器１３、２３、３３、４３、５３及び６３をインプリメントする理由は、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及び６０に電荷を残すことを回避するためである）。よって、これらのブランチ抵抗器１３、２３、３３、４３、５３及び６３は以下の記述においては無視してよい。
【００２７】
個々の圧電ブランチ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０あるいは１６０のブランチセレクタスイッチ/ブランチダイオード対、すなわち圧電ブランチ１１０のセレクタスイッチ１１及びダイオード１２、圧電ブランチ１２０のセレクタスイッチ２１及びダイオード２２等々は、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に対して上で述べたように）ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴを利用してインプリメントされる。
【００２８】
ブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１あるいは６１は、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０のうちのどれが共通の充放電装置によって各々充電されるのかを決定するのに利用される：各々のケースにおいて充電される圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０は、後で述べる充電プロシージャの間に閉成されるブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１又は６１の圧電素子だけである。通常は、いつでもただ１つのブランチセレクタスイッチが閉成される。
【００２９】
ブランチダイオード１２、２２、３２、４２、５２及び６２は放電プロシージャの間にブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１あるいは６１をバイパスするのに使用される。従って、考察されるこの実施例において、充電プロシージャではどの個別圧電素子でも選択することができるが、放電プロシージャでは圧電素子１０、２０及び３０あるいは４０、５０及び６０の第１のグループＧ１か又は第２のグループＧ２のいずれか又は両方のグループを選択する必要がある。
【００３０】
圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０自体に戻ると、ブランチセレクタ圧電端子１５、２５、３５、４５、５５あるいは６５は、ブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１あるいは６１又は相応のダイオード１２、２２、３２、４２、５２あるいは６２のいずれかを介して及びこれらの両方のケースにおいて付加的に抵抗器３００を介して接地される。
【００３１】
抵抗器３００の目的は、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０の充電及び放電の間にブランチセレクタ圧電端子１５、２５、３５、４５、５５あるいは６５と接地との間に流れる電流を測定することである。これらの電流の知識は圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０の制御された充電及び放電を可能にする。とりわけ、この電流の大きさに依存して充電スイッチ２２０及び放電スイッチ２３０を開閉することによって、後ほど詳しく説明するように、充電電流及び放電電流を所定の平均値にセットすること及び/又は充電電流及び放電電流が所定の最大値を超過する及び/又は所定の最小値より下に降下するのを防ぐことが可能である。
【００３２】
考察されるこの実施例では、測定自体は、さらに例えば５Ｖ ＤＣの電圧を供給する電圧源６２１及び２つの抵抗器６２２及び６２３としてインプリメントされた分圧器を必要とする。これは、アクティベーションＩＣ Ｅ（このＩＣによって測定が実施される）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地点６２０で発生するかもしれず、このアクティベーションＩＣＥによっては処理できない。こ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を加算することによって正の電圧に変化される。
【００３３】
各圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０のもう一方の端子、すなわちグループセレクタ圧電端子１４、２４、３４、４４、５４あるいは６４は、グループセレクタスイッチ３１０あるいは３２０を介して又はグループセレクタダイオード３１５あるいは３２５を介してならびにコイル２４０を介して及び充電スイッチ２２０及び充電ダイオード２２１から成る並列回路を介して電圧源の正の極に接続され、さらにこのグループセレクタ圧電端子１４、２４、３４、４４、５４あるいは６４は選択的に又は付加的にグループセレクタスイッチ３１０あるいは３２０を介して又はダイオード３１５あるいは３２５を介してならびにコイル２４０を介して及び放電スイッチ２３０及び放電ダイオード２３１から成る並列回路を介して接地される。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あるいは２３２を介して制御されるトランジスタとしてインプリメントされる。
【００３４】
電圧源は容量特性を有する素子を有し、この素子はこの考察される実施例では（バッファ）キャパシタ２１０である。キャパシタ２１０はバッテリ２００（例えば自動車搭載バッテリ）及び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。ＤＣ電圧変換器２０１はバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）を実質的に他のあらゆる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及び抵抗器２０３によって制御される。この抵抗器２０３は測定地点６３０から行われる電流測定のために利用される。
【００３５】
クロスチェックの目的で、測定地点６５０における更に別の電流測定がアクティベーションＩＣ Ｅならびに抵抗器６５１、６５２及び６５３及び５Ｖ ＤＣ電圧、例えばソース６５４によって可能である。さらに、測定地点６４０における電圧測定がアクティベーションＩＣ Ｅならびに分圧抵抗器６４１及び６４２によって可能である。
【００３６】
最後に、（完全放電抵抗器と呼ばれる）抵抗器３３０、（ストップスイッチと呼ばれる）トランジスタとしてインプリメントされたストップスイッチ３３１及び（完全放電ダイオードと呼ばれる）ダイオード３３２は、（もし圧電素子が後で詳しく説明するような「ノーマルな」放電動作によっても放電されないことが起こってしまうならば）圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０を放電させるために使用される。ストップスイッチ３３１は有利には「ノーマルな」放電プロシージャ（放電スイッチ２３０を介する周期放電）の後で閉成される。それゆえ、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０は抵抗器３３０及び３００を介して接地され、これにより圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０に残っているかもしれないどんな残留電荷も除去される。完全放電ダイオード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。
【００３７】
全ての圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０又は特にいずれか１つの圧電素子の充電及び放電は（全てのグループ及びこれらのグループの圧電素子に共通の）単一の充放電装置によって行われる。考察されるこの実施例では、共通充放電装置はバッテリ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を有する。
【００３８】
各圧電素子の充電及び放電は同じように動作し、以下において説明される。ただし第１の圧電素子１０だけを参照する。
【００３９】
充電及び放電プロシージャの間に発生する状態は図３ａ〜３ｄを参照しながら説明する。図３ａ及び３ｂは圧電素子１０の充電を、図３ｃ及び３ｄは圧電素子１０の放電を示している。
【００４０】
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又は６０の選択、以下において記述されるような充電プロシージャならびに放電プロシージャは、１つ又は複数の上記のスイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１；３１０、３２０；２２０、２３０及び３３１を開くか又は閉じることによってアクティベーションＩＣ Ｅ及び制御ユニットＤによって駆動される。詳細な領域Ａ内の素子とアクティベーションＩＣ Ｅ及び制御ユニットＤとの間の相互作用を詳しく以下において記述する。
【００４１】
充電プロシージャに関して、最初に充電されるべき特定の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は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のブランチ１１０のブランチセレクタスイッチ１１が閉成され、他の全てのブランチセレクタスイッチ２１、３１、４１、５１及び６１は開かれたままである。専ら他のあらゆる圧電素子２０、３０、４０、５０、６０を充電するためには又は幾つかの圧電素子を同時に充電するためには、相応のブランチセレクタスイッチ２１、３１、４１、５１及び/又は６１を閉成することによってこれらの圧電素子が選択される。
【００４２】
次いで、充電プロシージャ自体が行われる；
一般的に、この考察される実施例において、充電プロシージャはキャパシタ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、充電スイッチ２２０及び放電スイッチ２３０が開いている限り、圧電素子１０の充電又は放電は発生しない。この状態において図２に図示された回路は定常状態にある。すなわち、圧電素子１０がその電荷状態を実質的に不変的に保っており、電流が流れない。
【００４３】
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はそうするだけで充電されるはずである。しかし、これが大電流を発生させ、この大電流が関連する素子にダメージを与えるかもしれない。それゆえ、発生する電流は測定地点６２０で測定され、検出される電流が一定の制限値を越えるやいなやこのスイッチ２２０は再び開かれる。従って、第１の圧電素子１０において所望の電荷に達するために、充電スイッチ２２０は繰り返し開閉され、放電スイッチ２３０は開かれたままにしておかれる。
【００４４】
もっと詳しく言えば、充電スイッチ２２０が閉成している場合、図３ａに矢印で示された状態が発生する。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有する閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉＬＥ（ｔ）が図３ａに矢印で示されているように流れる。この電流フローの結果、両方の正の電荷が第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。
【００４５】
充電スイッチ２２０が閉成した後で短時間（例えば、数μｓ）この充電スイッチ２２０が開かれる場合、図３ｂに示された状態が発生する。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有する閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉＬＡ（ｔ）が図３ｂに矢印で示されているように流れる。この電流フローの結果、コイル２４０に蓄積されたエネルギが圧電素子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で発生する電圧及びこの圧電素子１０の外法寸法が増大する。一度エネルギ輸送がコイル２４０から圧電素子１０へ行われると、図２に示された既述の回路の定常状態が再び得られる。
【００４６】
その時又はそれ以前又は以後に（充電動作の所望のタイムプロフィールに依存して）充電スイッチ２２０が再び閉成され再び開かれる。この結果、上記のプロセスが繰り返される。充電スイッチ２２０のこの再開閉の結果、圧電素子１０に蓄積されるエネルギが増大し（既にこの圧電素子１０に蓄積されていたエネルギに新たに供給されたエネルギが加算される）、圧電素子１０で生じる電圧及びこの圧電素子１０の外法寸法がこれに応じて増大する。
【００４７】
充電スイッチ２２０の上述の開閉が多数回繰り返されるならば、圧電素子１０で生じる電圧及びこの圧電素子１０の伸長は段階的に増大する。
【００４８】
充電スイッチ２２０が所定の回数だけ開閉すると及び/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１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。
【００４９】
放電プロシージャに関して、考察されるこの実施例では、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び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。
【００５０】
最初に、その圧電素子が放電される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（ブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１は放電プロシージャのための圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の選択には作用しない。というのも、この場合これらのブランチセレクタスイッチはブランチダイオード１２、２２、３２、４２、５２及び６２によってバイパスされるからである）。従って、第１のグループＧ１の部分である圧電素子１０を放電するためには、第１のグループセレクタスイッチ３１０が閉成される。
【００５１】
放電スイッチ２３０が閉成されると、図３ｃに示された状態が発生する。圧電素子１０及びコイル２４０からなる直列回路を有する閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉＥＥ（ｔ）が図３ｃに矢印で示されているように流れる。この電流フローの結果、圧電素子に蓄積されていたエネルギ（の一部）がコイル２４０に輸送される。圧電素子１０からコイル２４０へのエネルギ供給に相応して、圧電素子１０において発生する電圧及びこの圧電素子１０の外法寸法が減少する。
【００５２】
放電スイッチ２３０が閉成した後で短時間（例えば、数μｓ）この放電スイッチ２３０が開かれる場合、図３ｄに示された状態が発生する。圧電素子１０、キャパシタ２１０、放電ダイオード２３１及びコイル２４０からなる直列回路を有する閉回路が形成され、この閉回路において電流ｉＥＡ（ｔ）が図３dに矢印で示されているように流れる。この電流フローの結果、コイル２４０に蓄積されていたエネルギがキャパシタ２１０にフィードバックされる。一度エネルギ輸送がコイル２４０からキャパシタ２１０へ行われると、図２に示された既述の回路の定常状態が再び得られる。
【００５３】
その時又はそれ以前又は以後に（放電動作の所望のタイムプロフィールに依存して）放電スイッチ２３０が再び閉成され再び開かれる。この結果、上記のプロセスが繰り返される。放電スイッチ２３０のこの再開閉の結果、圧電素子１０に蓄積されるエネルギがさらに減少し、この圧電素子で生じる電圧及びこの圧電素子の外法寸法がこれに応じて減少する。
【００５４】
放電スイッチ２３０の上述の開閉が多数回繰り返されるならば、圧電素子１０で生じる電圧及びこの圧電素子１０の伸長は段階的に減少する。
【００５５】
放電スイッチ２３０が所定の回数だけ開閉すると及び/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。
【００５６】
アクティベーションＩＣ Ｅと一方で制御ユニットＤと他方で詳細な領域Ａ内の部材との間の相互作用は、アクティベーションＩＣ Ｅから詳細な領域Ａ内の部材へとブランチ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、詳細な領域Ａ内の測定地点６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０で得られたセンサ信号があり、これらのセンサ信号はセンサライン７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０を介してアクティベーションＩＣ Ｅに伝送される。
【００５７】
これらの制御ラインは、上記のような相応のスイッチを開閉することによって圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０を選択し単一の又は複数の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の充電又は放電プロシージャを実施するためにトランジスタベースに電圧を供給したりしなかったりするのに使用される。センサ信号は特に測定地点６００あるいは６１０から圧電素子１０、２０及び３０あるいは４０、５０及び６０の結果的に生じる電圧及び測定地点６２０から充電及び放電電流を検出するのに使用される。制御ユニットＤ及びアクティベーションＩＣ Ｅは、図２及び４を参照しながらこれから詳細に記述するような両者の相互作用を実施するために、これら２種類の信号を組み合わせるのに使用される。
【００５８】
図２に示されているように、制御ユニットＤ及びアクティベーションＩＣ Ｅはパラレルバス８４０及び付加的にシリアルバス８５０によって互いに接続されている。パラレルバス８４０は特に制御ユニットＤからアクティベーションＩＣＥへの制御信号の高速伝送のために使用され、他方でシリアルバス８５０は比較的低速なデータ伝送のために使用される。
【００５９】
図４にはアクティベーションＩＣ Ｅが有している幾つかのコンポーネントが示されている。すなわち、ロジック回路８００、ＲＡＭメモリ８１０、デジタル/アナログ変換器システム８２０及びコンパレータシステム８３０である。さらに（制御信号用の）高速パラレルバス８４０がアクティベーションＩＣ Ｅのロジック回路８００に接続されており、他方で比較的低速なシリアルバス８５０がＲＡＭメモリ８１０に接続されているのが示されている。ロジック回路８００は、ＲＡＭメモリ８１０、コンパレータシステム８３０及び信号ライン４１０、４２０、４３０、４４０、４５０及び４６０；５１０及び５２０；５３０；５４０、５５０及び５６０に接続されている。ＲＡＭメモリ８１０はロジック回路８００ならびにデジタル/アナログ変換器システム８２０に接続されている。デジタル/アナログ変換器システム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はさらにセンサライン７００及び７１０；７２０；７３０、７４０及び７５０と前述のようにロジック回路８００に接続されている。
【００６０】
上記のコンポーネントは以下のように充電プロシージャにおいて使用される：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又は６０が決定される。従って、最初に（デジタル数字により表現された）目標電圧の値がＲＡＭメモリ８１０へ比較的低速なシリアルバス８５０を介して伝送される。後で又は同時に、選択される特定の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０に相応するコード及びＲＡＭメモリ８１０内の所望の電圧のアドレスがロジック回路８００にパラレルバス８４０を介して伝送される。後ほど、ストローブ信号がロジック回路８００にパラレルバス８４０を介して送信される。このパラレルバス８４０は充電プロシージャのためのスタート信号を供給する。
【００６１】
スタート信号により最初にロジック回路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/アナログ変換器システム８２０に伝達させる。これによりこの変換器８２０の１つのアナログ出力側に所望の電圧が現れる。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、ロジック回路８００は（第１のグループＧ１のいずれかの圧電素子１０、２０、３０のための）測定地点６００又は（第２のグループＧ２のいずれかの圧電素子４０、５０、６０のための）測定地点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又は６０における瞬時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瞬時の電圧との間の差がロジック回路８００に伝送される。これにより、ロジック回路８００は、目標電圧と瞬時の電圧とが互いに等しくなるやいなやこのプロシージャをストップすることができる。
【００６２】
第２に、ロジック回路８００は制御信号を、選択された圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０に相応するブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１又は６１に供給し、この結果、このスイッチが閉成される（全てのブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１及び６１はここで記述される実施例では充電プロシージャの開始の前には開いた状態にあると考えられている）。次いで、ロジック回路８００は制御信号を充電スイッチ２２０に供給し、この結果、このスイッチが閉成される。さらに、ロジック回路８００は測定地点６２０で発生する電流の測定をスタート（又は継続）する。ここで、測定された電流は予め設定された最大値とコンパレータシステム８３０によって比較される。予め設定された最大値に検出された電流が到達するやいなや、ロジック回路８００は充電スイッチ２２０を再び開く。
【００６３】
再び、測定地点６２０における残留電流が検出され、予め設定された最小値と比較される。前記の予め設定された最小値に到達するやいなや、ロジック回路８００は充電スイッチ２２０を再び閉成させ、このプロシージャをまたスタートする。
【００６４】
充電スイッチ２２０の開閉は、測定地点６００又は６１０で検出される電圧が目標電圧を下回る限りは繰り返される。目標電圧に到達するやいなや、ロジック回路はこのプロシージャの継続をストップする。
【００６５】
放電プロシージャは相応のやり方で行われる：圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０の選択がグループセレクタスイッチ３１０あるいは３２０によって行われ、充電スイッチ２２０の代わりに放電スイッチ２３０が開閉され、予め設定された最小目標電圧に到達しなくてはならない。
【００６６】
充電及び放電動作のタイミング及び例えば主噴射の時間のような圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０における電圧レベルの保持は、例えば図６ａ〜図６ｃに示された前述のような２つの閉位置及び１つ又は複数の所望された開位置を有する複動式バルブのバルブストロークに従う。
【００６７】
上記のような圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０の充電又は放電の間に、本発明にとって重要な次のような問題が発生するあるいは発生しうる。
【００６８】
第１に、測定地点６００あるいは６１０でローディングプロシージャの間（すなわち電流が存在する間）に測定されるような電圧は、厳密に圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０に供給される電圧ではない。代わりに、それは、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０における電圧、配線における電圧、ブランチセレクタスイッチ１１、２１、３１、４１、５１又は６１における電圧、及び、具体的なアクションに依存して、ブランチダイオード１２、２２、３２、４２、５２又は６２又はブランチ抵抗器１３、２３、３３、４３、５３又は６３のような分路における電圧の和に相応する。従って、もしこれが考慮されないならば、得られた電圧は目標電圧よりも小さいであろう。なぜならば、充電プロシージャは測定された電圧が目標電圧に等しくなるやいなや終了されるからである。
【００６９】
第２に、得られた電圧が目標電圧と等しい場合、一般的にはまだ電流が存在している。従って、充電又は放電プロシージャが終了した後でこれらの電流が消失してゆく間に、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０あるいは６０における電圧はさらに増大するかあるいは減少する。従って、充電プロシージャの場合には、これらの第１の効果及び第２の効果が（部分的に）互いにキャンセルし合い、他方で放電プロシージャではこれら第１の効果及び第２の効果が互いに足し合わされてしまう。
【００７０】
さらに、この第２の効果は、通信遅延のために増大する。これは、充電電流のグラジエントが１０Ａ/μｓｅｃまでの範囲にあるからであり、さらに、電流制御及びドライバロジックのために上記の実施例において使用されるスイッチが１μｓｅｃまでのスイッチングタイムを有するからである。従って、所望される充電電流の大きさは１０Ａまで超過される。
【００７１】
さらに、システマティック・エラーがＤ/Ａ変換器、コンパレータのトレランス及び電圧パスにおいて使用されるコンポーネントの遅延のために発生する又は発生しうる。さらに、目標電圧に到達する瞬間にアクチュエータに加えられる相応の圧力に起因する電圧のような効果が存在する。
【００７２】
結果的に、本発明のインプリメンテーションがない場合には、噴射される燃料量のトレランスをもたらす電圧偏差が存在するだろう。これは特に圧電アクチュエータあるいはバルブがいずれかの「開位置」にある場合に重要である。
【００７３】
ここで本発明の方法を導入する。充電又は放電プロシージャの終結の後に、関連する圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０における電圧あるいはその圧電素子の相応のグループＧ１又はＧ２における電圧が再測定される。これから、後続の充電又は放電プロシージャに対する補正パラメータが得られる。よって、この時間の間に上記の問題による効果が弱まる。実施例の環境における本発明の方法のインプリメンテーションを次に詳しく説明する。
【００７４】
最初に、いずれかの圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０における再測定電圧が図２に示されているような測定地点６００又は６１０から測定される。従って、この再測定は充電又は放電プロシージャの間に得られた電圧の測定のためにも使用されるアクティベーションＩＣ Ｅの中の同一の測定コンポーネントによって行われる。しかし、これは、アクティベーションＩＣ Ｅから制御ユニットＤへ伝送コンポーネント９２０によってこの得られた電圧を伝送することを必要とする。他方で、この測定は制御ユニットＤ内の測定コンポーネントによっても行うことができる。これに応じて、測定地点６００あるいは６１０との間の直接のライン９００あるいは９１０が必要となる。これら両方の場合において、関連する圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０における電圧の再測定（及び伝送）の後で、相応の値が制御ユニットＤにおいて利用可能である。
【００７５】
さらに、この再測定は圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０の充電と放電（又は放電と充電）との間の時間内に行われる必要がある。より正確に言えば、この測定は、あらゆる残留電流が実質的に消失する前に行われてはならない。この目的を実現するために、瞬時の電流が測定地点６２０から測定されるか又は各プロシージャの終結の後の確実な時間遅延が考慮されるかのいずれかである。
【００７６】
次に、再測定されて得られた電圧が相応の充電又は放電プロシージャの目標電圧と比較される。ここで、この目標電圧自体が、前の充電又は放電プロシージャに従ってすでに補正されているかもしれない。従って、初期目標電圧は（すなわち、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０において得られるべきであった電圧値）は何であったか、及び、得られた電圧と目標電圧との間の前の差（すなわち、この初期目標電圧に加算されるなんらかのオフセット）にもとづいてこの初期目標電圧がどのように変更されたのかをできれば考慮したい。他方で、原理的には、目標電圧と相応の得られた電圧とを比較するだけで十分である。こういう理由で、例えば、得られた電圧をその相応の目標電圧から減算することによって比較が行われる。よって、このシステムは、どのくらいの（正又は負の）オフセットが１つの制御される素子において一定の電圧を達成するために必要なのか、ということを知る。選択的に、得られた電圧と相応の目標電圧とを互いに減算する代わりに、目標電圧に相応する制御パラメータをデジタル/アナログ変換器によって電圧に変換し、この変換された目標電圧と測定地点６００あるいは６１０における電圧とを比較手段（図示せず）により比較することによって比較を行うことができる。
【００７７】
次に、さらに別の目標電圧を補正する間に、この目標電圧と得られた電圧との間の差が利用される。付加的に、初期目標電圧及び/又はこの得られた電圧の絶対値、以前に得られた電圧の値、前のプロシージャの種類及び次のプロシージャの種類（すなわち、充電プロシージャか又は放電プロシージャか）又は他の適当なパラメータが考慮される。
【００７８】
補正自体は以下の例に示すように様々なやり方でインプリメントされる。
【００７９】
第１のアプローチとしては、この補正は、次の充電又は放電プロシージャの初期目標電圧に加算されるオフセットとしてインプリメントされる。このオフセットは正又は負の値を有するだろう。このオフセットは前の目標電圧と相応の得られた電圧との間の絶対的な差として計算される。すなわち、この得られた電圧がこの相応の（補正された）目標電圧から減算され、この結果が後続の充電又は放電プロシージャに対するオフセットとして使用される。従って、この（補正された）目標電圧が１１０Ｖでありかつこの得られた電圧が１００Ｖであった場合には、差は＋１０Ｖであり、従って（たとえ１００Ｖの電圧を得るために１１０Ｖの補正された目標電圧が使用される必要があることを前のプロシージャが教えているだけだとしても）＋１０Ｖのオフセットが後続のプロシージャの初期目標電圧に補正として加算される。その結果として、１５０Ｖの電圧を次のプロシージャで得るためには１６０Ｖの補正された目標電圧が使用される。
【００８０】
しかし、今までは、前のプロシージャが充電プロシージャか又は放電プロシージャであったか及び次のプロシージャが何になるかということは考慮されることはなかったのである。他方で、上述のように、補正される必要のある２つの効果が存在する：一方で、測定された電圧はいずれかのプロシージャの間に回路の他のコンポーネントにおける電圧により増大されている。よって、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０あるいは６０において実際に得られた電圧は減少されている。他方で、前のプロシージャが充電プロシージャか又は放電プロシージャであるかに依存して、電圧は、それぞれこのプロシージャの終了の後に残っている電流によって増大あるいは減少されている。よって、放電プロシージャの場合にはこれら両方の効果が互いに足し合わされるのに対して、充電プロシージャの場合にはこれら両方の効果が（部分的に）互いにキャンセルし合う。このような理由で、上記のように計算されるオフセットは、このオフセットが対応するプロシージャと同じ種類のプロシージャに対してのみ使用され得る。
【００８１】
さらに、得られた電圧を補正された（又は初期）目標電圧から減算した結果を使用するだけの代わりに、相応の相対的な数を使用することができる。従って、目標電圧１１０Ｖ及び得られた電圧１００Ｖの上記の例において、最初に相対的な差が[（１１０−１００）/（１００/１００）]％＝（１０/１.０）％＝１０％と計算される。すなわち、前のプロシージャは、１００Ｖの電圧を実現するためには１０％だけ増大された目標電圧１１０Ｖが供給される必要があると教えている。次いで、次の初期目標値が１５０Ｖである場合には、相応に補正された目標電圧は１０％のオフセットを加えることによって計算される。すなわち、１５０Ｖ＋（１５０Ｖ＊０.１０）＝１６５Ｖである。
【００８２】
非線形コヒーレンスが存在する場合には、オフセットは他の相応のやり方で計算してもよい。さらに、単に１つのプロシージャに相応する値を使用する代わりに、複数の充電プロシージャあるいは放電プロシージャに相応するような値を使用してもよい。さらに、充電プロシージャに対するオフセットと放電プロシージャに対するオフセットとの間にコヒーレンスが存在する場合には、相応のオフセットを互いから推測してもよい。個々の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０により特定の効果が存在する場合には、これらの圧電素子の各々に対する別個のオフセットを計算してもよい。各圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０に対する各アクション及び各々相応の初期目標電圧に対するオフセットを格納し、各々相応の充電又は放電プロシージャの後でこれらのオフセットの各々を更新することも可能である。さらに、オフセットを加算する代わりに、１より小さい又は１より大きい係数（例えば１.１０又は０.９０）により初期目標電圧を乗算することによって又は他の適当なやり方によって目標電圧の補正を行うこともできる。
【００８３】
次に、本発明の例示的なソフトウェアインプリメンテーションを図１を参照しながら詳しく記述する。この例示的な本発明のインプリメンテーションは図６に示されたような及び上述のような駆動プロフィールにより使用される、すなわち第１の又はボトム閉位置、第１の又はアップ開位置、第２の又はトップ閉位置及び第２の又はダウン開位置を有する複動式制御バルブに対する駆動プロフィールによって使用される（上記のように、「ボトム」、「ダウン」、「アップ」及び「トップ」によって、相応の最小電圧、低めの中間電圧、高めの中間電圧、最大電圧を表している）。
【００８４】
アップ開位置は圧電素子１０をボトム閉位置から開位置へと充電している間に使用され、ダウン開位置は圧電素子１０をトップ閉位置から開位置へと放電している間に使用される。従って、各々の開位置は専ら充電プロシージャあるいは放電プロシージャのために使用されるものである。その結果、充電及び放電プロシージャの間に発生するシステマティック・エラーの上記の異なる正味の効果（すなわち、充電プロシージャの間の幾つかの効果の部分的なキャンセルあるいは放電プロシージャの間の幾つかの効果の足し合わせ）は、補正プロシージャにおいてアップ開位置及びダウン開位置を単に別個の処理することによって考慮され得る。
【００８５】
図１を参照すると、各位置（すなわちトップ閉位置、アップ開位置、ダウン開位置及びボトム位置）に対する補正係数又は補正値を得る方法の概略的な図がある。これによって、個々の補正係数又は補正値が各位置に対して得られるが、この位置に相応する各シリンダ固有の目標電圧に対しては得られない。すなわち、（トップ、アップ、ダウン又はボトムに対する）各々の個別の補正係数は、同一の位置（トップ、アップ、ダウン又はボトム）に相応する全ての圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０に対する全てのシリンダ固有の目標電圧の補正のために使用される。これは、本発明により補正されうるシステマティック・エラーが主にシリンダに固有ではない効果に関連しており、それゆえ、計算においてアクチュエータ固有のエラーの割合を最小化することが望ましいからである。さらに、閉位置に対しては単純化が可能である：最初に、トップ閉位置に関しては、一般的にシリンダ固有の目標電圧が使用されることはなく、従って、相応の平均化が必要ない。第２に、一般的にボトム閉位置に対する補正は省略することが可能である。なぜなら、これは、例えば単に基本的に完全に圧電素子を放電することによって得られるからであり、所望の電圧にこの圧電素子を精確に調整することによって得られるのではないからである。
【００８６】
より詳しく言えば、以下の入力データは、少なくともいずれかの所望の開位置に相応する圧電素子１０、２０、３０、４０、５０又は６０における電圧の制御に本発明の方法を適用するために使用される。
【００８７】
＜Ｕｔａｒｇｅｔ＞、すなわち、所望の開位置に相応する複数の圧電アクチュエータ１０、２０、３０、４０、５０、６０に対するフィルタリングされた平均シリンダ固有目標電圧。この平均化は、例えば、所望の位置に相応する上記の実施例の６つの圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０に対する６つのシリンダ固有目標電圧を加算して、この結果の値を６で除算することによって行われる。
【００８８】
＜Ｕｏｆｆｓｅｔ，ｐ＞、すなわち、（前述した）圧力の変化へのシステムの依存性に相応するシリンダ固有目標電圧に対するフィルタリングされた平均シリンダ固有電圧オフセット。これらの圧力依存オフセットを考慮に入れる理由は、相応に修正された目標電圧が圧電素子の充電に使用され、さらに、この結果生じる電圧がこれらの相応に修正された目標電圧と比較されなければならないからである。
【００８９】
＜Ｕａｃｔｕａｌ＞、すなわち、上記の目標電圧及びオフセットが使用された充電プロシージャによって得られたフィルタリングされた平均シリンダ固有電圧であり、これらのフィルタリングされた平均シリンダ固有電圧は各充電プロシージャが終了した後で測定されたものである。
【００９０】
平均目標電圧＜Ｕｔａｒｇｅｔ＞及び平均オフセット電圧＜Ｕｏｆｆｓｅｔ，ｐ＞は、相応の充電プロシージャの間に実際に使用された修正平均目標電圧を得るために加算地点１１００において互いに加算される。次いで平均測定実際電圧＜Ｕａｃｔｕａｌ＞が減算地点１１１０において最初の結果から減算される。こうして得られた差はＰＩコントローラ１１２０にキープされ、このＰＩコントローラ１１２０の相応の出力は未来の制御プロシージャの補正のためのオフセットとして使用される（安全性の目的のために、前記オフセットはさらに制限ボックス１１３０により示されているような最小値と最大値との間に制限される。これによって、過度に、すなわち、所与のアプリケーションにおけるシステマティック・エラーにどうしても対応するはずのないやり方で目標電圧を修正してしまうオフセットが回避される）。それゆえ、こうして得られたオフセットは加算地点１１４０においてどのシリンダ固有目標電圧Ｕｔａｒｇｅｔ，ｃｙｌｉｎｄｅｒ-ｓｐｅｃｉｆｉｃにも加算される。
【００９１】
従って、各々位置に対する補正されるそれ自身のシリンダ固有目標電圧（すなわち、アップ開位置又はダウン開位置のような、電圧レベル）を有する６つのシリンダあるいは６つの圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０に対して、６つの加算地点１１４０が必要とされるか又は６つのシリンダ固有目標電圧Ｕｔａｒｇｅｔ，ｃｙｌｉｎｄｅｒ-ｓｐｅｃｉｆｉｃが加算地点１１４０で次々と補正される。さらに、加算地点１１４０の後ろに、結果的に得られる補正された目標電圧に対するさらに別の最大値/最小値制限部（図示せず）を有することも可能である。
【００９２】
上記のプロシージャを時間の間繰り返すことにより適応学習プロシージャをインプリメントすることができる。さらに、他の診断フィーチャ（diagnostic feature）をインプリメントすることもできる。
【００９３】
さらに、一時的にアプローチされなかった電圧に対するオフセットを「フリーズすること（freezing）」（すなわち、最近の補正オフセットをキープすること）は有意義であり、従って、次に詳しく記述するメモリ素子として使用される相応のフリージングスイッチ１１５０を上述のようにロジックにおいてインプリメントすべきである。
【００９４】
例えば、相応する状況は、単動モードで、すなわち複動式制御バルブのボトム閉位置及びアップ開位置を使用するだけのモードでこの複動式制御バルブを使用する間に発生する。これは、例えば、供給される最大電圧による圧電素子１０、２０、３０、４０、５０及び６０の完全な伸長に相応するトップ閉位置が非常に低い温度などのために実施できないか又は正確には実施できないような状況において必要である。このような状況においては、最大電圧に相応するトップ閉位置ならびにこれに続く放電プロシージャのためのダウン開位置は全くアプローチされず、従って、いかなる測定結果も相応の目標値と比較してはならない。なぜなら、これは間違った結果にあるいはもし相応の値が格納されるならば間違ったオフセット値に導くことになるからである。他方で、もし最近のオフセット値が「フリーズ」すなわち格納されたままであるならば、この最近のオフセット値はこれらの位置に相応する一時的に省略された電圧に後でアプローチするために使用される。システマティック・エラーは比較的安定しているため「フリージング」は長い時間に亘って可能であるので、これはやはりリーズナブルな結果をもたらすだろう。
【００９５】
フリージングスイッチ１１５０は２つの入力側１１６０、１１７０及び１つの出力側１１８０を有する。１つの入力側１１７０には最大値/最小値ボックス１１３０の出力側が接続されている。他の入力側１１６０はこのスイッチの自分自身の出力側１１８０に接続されている。従って、瞬時に得られたオフセットがこのスイッチを介して１つの入力側１１７０から出力側１１８０へ通過するか、又は、最近得られたオフセットが他の入力側１１６０と出力側１１８０との間に格納されたままになるか（これはこのスイッチがアクティブな電気的コンポーネントであることを必要とする）のいずれかである。
【００９６】
上述のロジカルコンポーネントは、例えばハードウェア手段か又はソフトウェア手段かのいずれかによって制御ユニットＤにインプリメントされる。最終的に得られる補正されたシリンダ固有目標電圧はアクティベーションＩＣ Ｅに図２のシリアルバス８５０によって伝送される。
【００９７】
上述の本発明の実施例の記述は単に例として使用されていることを理解してもらいたい。本発明の他のどんなインプリメンテーションも本発明自体へのいかなる制限もなしに行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による電圧制御システムソフトウェアを概略的に表す。
【図２】本発明が適用されかつ本発明の方法のアプリケーションのために利用され得る装置の実施例のブロック線図を示す。
【図３ａ】図１の回路において第１の充電（充電スイッチ２２０閉成）の間に発生する状態を説明するための概略図を示す。
【図３ｂ】図１の回路において第２の充電フェーズ（充電スイッチ２２０再び開く）の間に発生する状態を説明するための概略図を示す。
【図３ｃ】図１の回路において第１の放電フェーズ（放電スイッチ２３０閉成）の間に発生する状態を説明するための概略図を示す。
【図３ｄ】図１の回路において第２の放電フェーズ（放電スイッチ２３０再び開く）の間に発生する状態を説明するための概略図を示す。
【図４】図１に示されたアクティベーションＩＣ Ｅのコンポーネントのブロック線図である。
【図５】燃料噴射システムを示す。
【図６ａ】複動式制御バルブの概略図を示す。
【図６ｂ】複動式制御バルブの概略図を示す。
【図６ｃ】複動式制御バルブの概略図を示す。
【図７】複動式制御バルブを有する燃料噴射システムの噴射サイクルの概略図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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