(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電要素のスタックを有する圧電アクチュエータ（４）を備える燃料インジェクタ（２）を動作させる方法であって、
噴射事象を開始するため前記スタックに亘る第１の電圧差レベルから該スタックに亘る第２の電圧差レベルにまで該スタックを放電するように放電期間の間に前記アクチュエータ（４）に放電電流（ＩDISCHARGE）を印加し、
噴射事象を終了するため前記第２の電圧差レベルから第３の電圧差レベルにまで該スタックを充電するように充電期間（Ｔ３からＴ４’まで）の間に前記アクチュエータ（４）に充電電流（ＩCHARGE）を印加する、各工程を備え、
少なくとも１つのエンジンパラメータが前記充電電流（ＩCHARGE）を前記アクチュエータ（４）に印加する前に決定され、前記第３の電圧差レベルは、前記少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて選択される、方法。  
【請求項２】
前記少なくとも１つのエンジンパラメータを決定する工程は、前記放電期間の開始前に該少なくとも１つのエンジンパラメータを測定する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのエンジンパラメータを決定する工程は、前記放電期間の間に該少なくとも１つのエンジンパラメータを測定する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのエンジンパラメータを決定する工程は、前記放電期間の後に該少なくとも１つのエンジンパラメータを測定する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の電圧差レベルは、前記エンジンの共通レイル内の燃料圧力の関数として選択される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて第３の電圧差レベルを選択する工程に続いて、選択された前記第３の電圧差レベルを達成するように、前記充電電流が印加される充電時間を選択する工程を備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて第３の電圧差レベルを選択する工程に続いて、選択された前記第３の電圧差レベルを達成するように、前記スタックに亘って電圧差を印加するための電圧源（ＶHI）のレベルを調整する工程を備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第３の電圧差レベルは、ルックアップテーブル又は較正データのデータマップから選択される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第３の電圧差レベルは、前記少なくとも１つのエンジンパラメータの段階的変化関数又は線形関数である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の電圧差レベルは、エンジン負荷、エンジン速度及びスロットル位置のうち１つ以上の関数として選択される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
圧電要素のスタックを有する圧電アクチュエータ（４）を備える燃料インジェクタ（２）のための駆動装置であって、
噴射事象を開始するため前記スタックに亘る第１の電圧差レベルから該スタックに亘る第２の電圧差レベルにまで該スタックを放電するように放電期間の間に前記アクチュエータ（４）に放電電流（ＩDISCHARGE）を印加するための１つ以上の第１の要素と、
噴射事象を終了するため前記第２の電圧差レベルから第３の電圧差レベルにまで該スタックを充電するように充電期間（Ｔ３からＴ４’まで）の間に前記アクチュエータ（４）に充電電流（ＩCHARGE）を印加するための１つ以上の第２の要素と、
前記スタックが充電されるところの前記第３の電圧差レベルが少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて選択されるように、前記充電電流（ＩCHARGE）を前記アクチュエータ（４）に印加する前に前記少なくとも１つのエンジンパラメータを決定するための１つ以上の第３の要素と、
を備える、駆動装置。
【請求項１２】
少なくとも１つのコンピュータプログラムソフトウェア部分を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラムソフトウェア部分は、実行環境で実行されたとき、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法を実施するように動作可能である、コンピュータプログラム製品。
【請求項１３】
請求項１２に記載の前記コンピュータプログラムソフトウェア部分又は該コンピュータプログラムソフトウェア部分の各々を格納している、データ格納媒体。
【請求項１４】
請求項１３に記載のデータ格納媒体が提供されたマイクロコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電燃料インジェクタを動作させる方法に関する。より詳しくは、本発明は、その動作寿命を改善するため圧電燃料インジェクタを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンにおいて、燃料インジェクタを使ってエンジンのシリンダーに燃料を分配することが知られている。燃料分配の正確な計量を可能にするそのような種類の燃料インジェクタの一つが、所謂「圧電インジェクタ」である。典型的には、圧電インジェクタは、噴射ノズルを制御するように動作可能である圧電アクチュエータを備える。噴射ノズルは、アクチュエータの制御の下でバルブニードルの座席部に対して移動可能であるインジェクタバルブニードルを収容する。アクチュエータの軸方向運動がニードルの増幅された軸方向運動を引き起こすように液圧増幅器がアクチュエータとニードルとの間に着座されている。圧電アクチュエータに適用される電荷量又は該圧電アクチュエータから取り出される電荷量に依存して、バルブニードルはバルブシートから離れさせられ、この場合には、ノズルの先端に設けられた出口を通して連係するエンジンシリンダーに燃料が分配され、或いは、バルブニードルはバルブシートに係合させられ、この場合には、出口を通した燃料分配が防止される。電荷量が変化され、これによって閉位置及び開位置の間でバルブニードルを移動させる。
【０００３】
圧電アクチュエータに適用される電荷量又は該圧電アクチュエータから取り出される電荷量を、２つの方法のうちいずれか１つで制御することができる。電荷制御方法では、各々、要求された電荷をスタックに追加するか又は要求された電荷をスタックから取り出すように、所定時間に亘って圧電アクチュエータ内に電流が引き入れられるか又は圧電アクチュエータから電流が引き出される。代替例として、電圧制御方法では、圧電アクチュエータにかかる電圧が要求されたレベルに到達するまで圧電アクチュエータ内に電流が引き入れられるか又は圧電アクチュエータから電流が引き出される。いずれの場合にも、圧電アクチュエータにかかる電圧は、圧電アクチュエータの電荷レベルが変化するとき変化し、その逆も成立する。
【０００４】
燃料の噴射を開始するため、駆動回路は、アクチュエータターミナルに亘る電圧差を燃料分配が起こらない高いレベルから燃料分配が開始される比較的低いレベルへと遷移させる。この駆動波形に応答するインジェクタは、「噴射するため電源を断つ」方式のインジェクタと称される。アクチュエータがその寿命のほとんどを費やす非噴射状態では、噴射するため電源を断つ方式のインジェクタにかかる電圧は、比較的高く、噴射状態では、アクチュエータにかかる電圧は比較的低い。
【０００５】
噴射サイクルの比較的長い部分に対してアクチュエータターミナルにかかるそのような高電圧の存在は、インジェクタに悪影響を及ぼし得ることが今や認識されている。このことは、インジェクタにかかる電圧が高くなればなるほど、非噴射状態にあるときアクチュエータが被る応力がより高くなるという事実に部分的に帰着し得ると考えられている。ターミナルにかかる高電圧は、イオン化学種がアクチュエータ内へとその保護アクチュエータ覆い体を介して浸透することを促進し得ると推測される。いずれにしても、燃料体積分配における不正確さは、燃焼効率上の有害な効果を有し、燃費を悪化させ、排気物の増大へと導く。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した欠点を減少し又軽減するように圧電燃料インジェクタを動作する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、圧電要素のスタックを有する圧電アクチュエータを備える燃料インジェクタを動作させる方法が提供され、該方法は、噴射事象を開始するため前記スタックに亘る第１の電圧差レベルから該スタックに亘る第２の電圧差レベルにまで該スタックを放電するように放電期間の間に前記アクチュエータに放電電流を印加し、噴射事象を終了するため前記第２の電圧差レベルから第３の電圧差レベルにまで該スタックを充電するように充電期間の間に前記アクチュエータに充電電流を印加する、各工程を備える。噴射事象の少なくとも１つのエンジンパラメータは前記充電電流をアクチュエータに印加する前に決定され（例えば、測定され）、前記第３の電圧差レベルは、前記少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて選択される。
【０００８】
一実施態様では、少なくとも１つのエンジンパラメータは、噴射事象の前記放電期間（放電位相）の開始前に該少なくとも１つのエンジンパラメータを測定することによって決定され、当該噴射事象の引き続く充電位相は、これに従って調整される。
【０００９】
代替例として、少なくとも１つのエンジンパラメータは、前記放電期間中又は前記放電期間の後であるがなおも次の充電位相の前に該少なくとも１つのエンジンパラメータを測定することによって決定される。
【００１０】
本発明は、前記少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて前記第３の電圧差レベルを選択し、噴射事象の終了時に該第３の電圧差レベルまでスタックが再充電される。スタックに亘る前記第３の電圧差レベルは、エンジンの共通レイル内の燃料圧力（レイル圧力と称される）の関数として変化させられてもよい。例えば、燃料圧力が比較的低い場合、スタックが噴射事象を終了させるため再充電される際の第３の電圧差レベルは、燃料圧力が比較的高い場合よりも低いレベルに設定される。
【００１１】
典型的には、インジェクタは、エンジンへの燃料の噴射を制御するため圧電アクチュエータを使ってバルブニードル座席部に係合したり離れたりするように動作可能であるバルブニードルを備えている。スタックに亘る電圧降下の大きさは、スタックの変位の範囲を決定し、従ってバルブニードルの変位の範囲を決定する。ターミナルにかかる電圧が減少された場合、アクチュエータ変位の大きさも減少される。同じ量のニードルリフト量を得るために、低い圧力よりも高いレイル圧力でより大きいアクチュエータ変位が必要となる。ニードルを接近させようとする力が圧力に関して増大するからである。従って、低いレイル圧力で本発明の方法を実行することは、インジェクタの動作の障害に対してニードルリフトを妥協せず、インジェクタをより効率的に動作させることを可能にする。
【００１２】
レイル圧力が比較的低い場合、例えば、絶対バルブニードル変位がインジェクタの動作にとって重大ではなくなり、その結果、インジェクタの性能を妥協すること無く、第１の電圧差レベル（放電開始時における電圧差）よりも低い電圧差レベル（第３の電圧差レベル）にまでスタックを再充電することができる。そのような状況の下でスタックに亘る電圧効果を減少させることによって、アクチュエータは、非噴射状態にあるとき、減少した応力を受け、インジェクタの寿命に有利となる。また、保護アクチュエータ覆い体を介したアクチュエータへのイオン化学種の浸透は、スタックに亘ってより低電圧効果が存在するときには減少する傾向となる。
【００１３】
レイル圧力に応じた第３の電圧差レベルを変化させる代替例として、第３の電圧差レベルを、エンジン負荷、エンジン速度又はスロットル位置、例えば、前記したエンジンパラメータの１つ以上の組み合わせの関数として変化させることができる。
【００１４】
一実施態様では、本方法は、第３の電圧差レベルを達成するように、充電電流が印加される充電時間を選択する工程を備える。これは、１つ以上のエンジンパラメータに応じて前記第３の電圧差レベルを選択する工程に続いて実行される。
【００１５】
別の実施態様では、スタックが再充電されるところの第３の電圧差レベルを、スタックに電圧差を印加するための電圧源（例えば、高電圧レイル）のレベルを調整することによって、調整することができる。
【００１６】
前記第３の電圧差レベルは、ルックアップテーブル又は較正データのデータマップから選択されるのが便利であり得る。
【００１７】
前記第３の電圧差レベルは、前記少なくとも１つのエンジンパラメータの段階的変化関数又は前記少なくとも１つのエンジンパラメータの線形関数であってもよい。  
【００１８】
本発明の第２の態様によれば、圧電要素のスタックを有する圧電アクチュエータを備える燃料インジェクタのための、例えば制御ユニットの一部を形成する駆動装置が提供され、該駆動装置は、噴射事象を開始するため前記スタックに亘る第１の電圧差レベルから該スタックに亘る第２の電圧差レベルにまで該スタックを放電するように放電期間の間に前記アクチュエータに放電電流を印加するための１つ以上の第１の要素と、噴射事象を終了するため前記第２の電圧差レベルから第３の電圧差レベルにまで該スタックを充電するように充電期間の間に前記アクチュエータに充電電流を印加するための１つ以上の第２の要素と、を備える。１つ以上の第３の要素は、前記スタックが充電されるところの前記第３の電圧差レベルが少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて選択されるように、前記充電電流を前記アクチュエータに印加する前に前記少なくとも１つのエンジンパラメータを決定する。
【００１９】
駆動装置の第１、第２及び第３の要素は、別個の要素であっても、或いは、互いに一体であってもよい。例えば、これらの要素は、同じ回路基板の一部であってもよい。
【００２０】
本発明の第１の態様の方法の特徴は、本発明の第２の態様の駆動装置内に、単独又は適切な組み合わせで実装することができる。
【００２１】
本発明の第３の態様によれば、少なくとも１つのコンピュータプログラムソフトウェア部分を備えるコンピュータプログラム製品が提供され、該コンピュータプログラムソフトウェア部分は、実行環境で実行されたとき、第１の態様の方法を実施するように動作可能である。
【００２２】
本発明の第４の態様によれば、本発明の第３の態様に係る前記コンピュータプログラムソフトウェア部分又は該コンピュータプログラムソフトウェア部分の各々を格納している、データ格納媒体が提供される。
【００２３】
本発明の第５の態様によれば、本発明の第４の態様に係るデータ格納媒体が提供されたマイクロコンピュータが提供される。
【実施例】
【００２４】
図１を参照すると、圧電インジェクタ２は、圧電要素のスタック（同定されず）を有する圧電アクチュエータ４を備える。圧電アクチュエータ４は、バルブニードル座席部８に対するインジェクタバルブニードル６の位置を制御するように動作可能である。圧電アクチュエータ４のターミナルにかかる電圧に依存して、バルブニードル６はバルブニードル座席部８から離れさせられ、この場合には、１組のノズル出口１０を通して連係する燃焼チャンバー（図示せず）内に燃料が分配され、或いは、バルブニードル６はバルブニードル座席部８に係合させられ、この場合には、燃料分配が防止される。
【００２５】
圧電インジェクタ２は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２２の一体部分を形成するインジェクタ制御ユニット（ＩＣＵ）２０によって制御される。ＥＣＵ２２は、複数のエンジンパラメータ２４を連続的に監視し、エンジンパワー要求信号をＩＣＵ２０に供給する。ＩＣＵ２０は、エンジンのための要求されたパワーを提供するため要求された噴射事象シーケンスを計算し、これに従ってＥＣＵ２２のインジェクタ駆動回路２６を動作させる。インジェクタ駆動回路２６は、要求された噴射事象シーケンスを達成するためインジェクタに電流を適用するか又はインジェクタから電流を取り出す。
【００２６】
インジェクタ駆動回路２６は、図２に、より詳細に示されている。駆動回路２６は、約＋２５０Ｖの高電圧レイルＶHI、約＋５０Ｖの低電圧レイルＶLO、及び、グラウンド電位レイルＧＮＤを備える。第１のエネルギー貯蔵キャパシタＣ１は、高電圧レイルＶHIと中央電流経路３２との間で接続され、第２のエネルギー貯蔵キャパシタＣ２は、中央電流経路３２とグラウンド電位レイルＧＮＤとの間で接続されている。インダクタ３４は、中央電流経路３２内に接続されている。第１の貯蔵キャパシタにかかる電圧はＶC1であり、第２の貯蔵キャパシタにかかる電圧はＶC2である。
【００２７】
第１の圧電インジェクタＩＮＪ１及び第２の圧電インジェクタＩＮＪ２を備えるインジェクタバンクネットワーク３０は、インジェクタ駆動回路の高電圧レイルＶHI及び低電圧レイルＶLOの間に接続され、インダクタ３４と直列に接続される。非噴射状態の間、約＋２００Ｖの電圧差が第１及び第２の圧電インジェクタＩＮＪ１及びＩＮＪ２に亘って印加される。非噴射状態では、この電圧差は、高電圧レイルＶHI及び低電圧レイルＶLOの間の電圧の差となる。
【００２８】
ダイオードＤ１が、インダクタＬ１のインジェクタ側の中央電流経路３２と高電圧レイルＶHIとの間に設けられ、別のダイオードＤ２が、グラウンド電位レイルＧＮＤと、再びインダクタＬ１のインジェクタ側の中央電流経路３２との間に設けられている。使用中には、ダイオードＤ１は、その充電位相の終了時に選択されたインジェクタＩＮＪ１又はＩＮＪ２のための「電圧クランピング効果」を提供し、インジェクタＩＮＪ１又はＩＮＪ２がＶC1より高い電圧で駆動されることを防止する。ダイオードＤ２は、更に後述されるように、放電位相の動作の間に、電流のための再循環経路を提供する。
【００２９】
インジェクタバンクネットワーク３０は、第１のインジェクタ選択スイッチＩＳＱ１と、第２のインジェクタ選択スイッチＩＳＱ２とを更に備えている。インジェクタ駆動回路２６は、インジェクタ充電選択スイッチＱ１と、インジェクタ放電選択スイッチＱ２とを備え、これらのスイッチによって、インジェクタＩＮＪ１又はＩＮＪ２のいずれかを、充電動作又は放電動作のために選択することができる。
【００３０】
図２に示されたインジェクタ駆動回路２６は、従来技術で知られた種類であり、例えば、次のヨーロッパ出願、ＥＰ０６２５５８１５．０、ＥＰ０６２５４０３９．８、及び、ＥＰ０６２５３６１９．８に更に詳細に記載されている。インジェクタ選択スイッチＩＳＱ１、ＩＳＱ２、充電スイッチＱ１，及び、放電スイッチＱ２を制御することによって、選択されたインジェクタのアクチュエータが充電／放電され、燃料分配がこれに従って制御されるように、要求された時間に亘って、インジェクタＩＮＪ１、ＩＮＪ２を通って変動する電流を駆動することが可能となる。インジェクタ駆動回路２６がＥＣＵ２２の一体部分を形成するものとして図２に示されているが、これは、必ずしも一体である必要はなく、インジェクタ駆動回路２６はＥＣＵ２２から別個のユニットであってもよい。
【００３１】
第１のインジェクタＩＮＪ１から単一で主要な燃料の噴射を有する噴射事象シーケンスの間、次の態様でインジェクタ駆動回路２６を動作させることが知られている。
【００３２】
非噴射事象であるとき、第１のインジェクタ選択スイッチＩＳＱ１が開放され、充電スイッチＱ１及び放電スイッチＱ２の両方が開放される。この動作段階の間、アクチュエータ４のターミナルに亘る電圧差は、約２００Ｖの第１の電圧差レベルにある。第１のインジェクタＩＮＪ１に燃料を分配させるため、第１のインジェクタ選択スイッチＩＳＱ１が動作され（閉じられる）、インジェクタ放電選択スイッチＱ２が動作される（閉じられる）。これによって、インジェクタＩＮＪ１から、インダクタＬ１及び放電選択スイッチＱ２を通ってグラウンド電位レイルＧＮＤへと電流が流れる。インジェクタ駆動回路２６は、ＥＣＵ２２のメモリに格納されたルックアップテーブルから、放電電流がアクチュエータから移動される際に要求される放電時間を決定する。これは放電位相と称される。一旦、放電時間が経過したならば、電荷位相を終了させるためインジェクタ放電スイッチＩＳＱ１は動作停止（開放）される。電荷位相の結果として、インジェクタＩＮＪ１に亘る電圧差は、比較的低い第２の電圧差レベルへと減少される。典型的には、第２の電圧差レベルは、−３０Ｖから−５０Ｖの間にある。
【００３３】
アクチュエータに亘る電圧差は、インジェクタが燃料を噴射している間の比較的短期間に亘って、第２の電圧差レベルのままであり、即ち、休止した状態となる。
【００３４】
噴射事象を終了させるため、インジェクタ充電スイッチＱ１は、高電圧レイルＶHIから充電選択スイッチＱ１を通ってインジェクタＩＮＪ１へと電荷を流れさせ、よってインジェクタＩＮＪ１のターミナルに亘って約＋２００Ｖの電圧差を再確立するように動作される。これは充電位相と称される。インジェクタに亘る電圧を初期の電圧差レベルへと戻すように増大させるためインジェクタ充電スイッチＱ１が動作される際の時間は、アクチュエータが噴射事象の終了時に完全に充電されることを確実にするように以前の放電位相の放電時間に基づいている。
【００３５】
図３は、上述されたように、燃料の単一の噴射を含む典型的な噴射事象の電圧プロフィールを表している。図４は、図３における電圧プロフィールに対応する駆動電流プロフィールを表している。時刻Ｔ１では、放電位相は、時刻Ｔ１からＴ２に亘って、インジェクタを介してＲＭＳ電流レベルＩDISCHARGEでＰＷＭ（パルス幅変調）放電電流を駆動することによって開始される。放電電流は、時刻Ｔ２で放電位相の終了時にオフにされ、インジェクタは、時刻Ｔ３まで休止位相に留まる。時刻Ｔ２及びＴ３の間では、インジェクタは、燃料を噴射する。時刻Ｔ３では、ＰＷＭ充電電流は、ＲＭＳ電流レベルＩCHARGEで、充電電流ＩCHARGEがオフになり、インジェクタがその非噴射状態へと戻される時刻Ｔ４まで、充電位相に亘って、インジェクタに供給される。
【００３６】
インジェクタはその耐用年数のほとんどを非噴射状態で費やすので、前述した動作方法を使用したとき、アクチュエータターミナルに亘る高い電圧差がかかっている状態で、その耐用年数のほとんどを費やすことが理解されよう。前述したように、これは、インジェクタ性能にとって有害となる。本発明の方法は、図１及び図２の駆動回路によって実施されるが、一定状況で、アクチュエータターミナルに亘る電圧差が、充電位相の終了時に初期の非噴射状態の高い電圧差レベルに戻る必要がないことを認識することによって前記した方法を改善する。
【００３７】
図５を参照すると、最初に時刻Ｔ０で、インジェクタは非噴射状態にあり、該状態ではアクチュエータに亘る電圧差は約＋２００Ｖである。この時刻では、共通レイル（レイル圧力）における燃料の圧力は、ＥＣＵ２２に提供されたレイル圧力センサ信号から決定される。時刻Ｔ１では、前述されたように、放電電流ＩDISCHARGEがアクチュエータから時刻Ｔ１及びＴ２の間で取り出され、アクチュエータから要求された量の電荷を取り出し、これによって、アクチュエータにかかる電圧差を約−３０Ｖの比較的低い電圧レベルへと減少させる。電圧差は、より小さい値のニードルリフト量に対して、−５０Ｖ程度にまで減少させることができ、又は、約０Ｖまで減少させることができる。放電電流ＩDISCHARGEは、例えばレイル圧力及びスタック温度によって決定される。
【００３８】
放電位相の終了時には、時刻Ｔ２で、放電電流ＩDISCHARGEが取り出され、アクチュエータは、時刻Ｔ３まで休止位相に留まっている。時刻Ｔ２及び時刻Ｔ３の間、インジェクタは燃料を噴射している。噴射事象の開始時に測定されたレイル圧力が所定レベルより低い場合、ＥＣＵ２２は、充電位相の終了時にアクチュエータ４に亘って初期の比較的高い電圧差を再確立する必要がないと決定する。その代わりに、充電電流ＩCHARGEは、充電位相の終了時（噴射の終了時）におけるアクチュエータに亘る電圧差が放電位相の開始時（即ち噴射の開始時）における電圧差よりも低くなるように、減少した時間（即ち、Ｔ３からＴ４’）に亘ってアクチュエータに供給されるだけである。ＥＣＵ２２は、測定されたレイル圧力のためにアクチュエータ４に亘って要求される電圧差を最初に決定する（ルックアップテーブル又はデータマップから）ことによって、そのメモリ中に格納されたデータから適切な減少した充電時間を選択する。ＥＣＵ２２は、アクチュエータに亘るこの電圧差を生じさせる適切な充電時間を（ルックアップテーブル又はデータマップから）決定する。開ループ電荷制御の枠組みにおいて、充電電流は、所望の電圧差を達成するため選択された充電時間に亘って印加される。充電電流が電圧に関して制御されないとき、必要とあらば、電圧差レベルを修正するため、充電位相の終了時に、更なる電流パルスが印加される。
【００３９】
レイル圧力が所定の閾値レベルより低いままである限り、引き続く噴射に関して、アクチュエータは、図５の時刻Ｔ４’に続く噴射事象によって示されるように、噴射の始動時における減少した電圧差と、噴射の終了時において同じく減少した電圧差と、の間で動作される。
【００４０】
後の噴射事象の前に、レイル圧力が所定閾値を超えて増大されたと判定された場合、充電位相の終了時にアクチュエータ４にかかる約＋２００Ｖの初期の電圧差レベルを再確立するように増大した期間（例えば、図３にＴ３からＴ４）に亘って、ＥＣＵ２２の制御の下で、充電電流ＩCHARGEがアクチュエータに印加される。
【００４１】
本発明の前述した方法において、インジェクタに亘る電圧差は、充電時間の適切な調整を通して、段階的変化耐用で変化される。より特定の例では、充電電流ＩCHARGEを印加する前に噴射事象の開始時に、測定されたレイル圧力が５０ＭＰａ（５００バール）より小さい場合、充電時間（Ｔ３からＴ４’）が、噴射事象の終了時にアクチュエータに亘る電圧差が＋１８０Ｖであるように選択される。しかし、測定されたレイル圧力は５０ＭＰａ（５００バール）以上である場合、充電時間（Ｔ３からＴ４’）が、噴射事象の終了時にアクチュエータにかかる電圧差が＋２００Ｖとなるように選択される。ＥＣＵ２２は、レイル圧力を監視し、レイル圧力に応じてインジェクタに亘る電圧差、よって充電時間を選択するタスクを実行する。
【００４２】
一例を用いると、最大のレイル圧力において、＋２００Ｖの電圧差が非噴射状態においてターミナルに亘って印加され、噴射を開始するため電圧差が−５０Ｖまで減少される可能性が高い。最も低いレイル圧力では、アクチュエータターミナルに亘る電圧差は、非噴射状態に亘って約＋１８０Ｖである必要があるだけで済み、噴射を開始するため電圧差が０Ｖまで減少される。電圧差の最適レベルは、例えば、インジェクタの設計及び圧電アクチュエータの性質に依存している。
【００４３】
本発明の利点は、アクチュエータが減少した応力を受けるように、アクチュエータターミナルに亘って高い電圧差の状態で費やす時間が減少されるということである。
【００４４】
アクチュエータの変位の大きさは、ターミナルに亘って減少した電圧効果のために減少される（即ち、非噴射電圧と噴射電圧との間）が、低い値のレイル圧力では、高い値のレイル圧力に比べて、減少したアクチュエータ変位が要求され、その結果、バルブニードルリフトは影響を及ぼされない。レイル圧力が比較的低い場合、絶対的なバルブニードル変位がインジェクタ動作に重要なものではなく、その結果、スタックを、インジェクタの性能に妥協することなく、より低い電圧差へと再充電することができる。
【００４５】
前述した実施例の代替の実施例では、インジェクタに亘る電圧差は、レイル圧力の関数として、段階的変化関数ではなく線形態様で変化させることができる。換言すれば、レイル圧力が以前の噴射事象と比較して第２の噴射事象に亘って増大した場合、インジェクタは、充電位相の終了時にインジェクタに亘る電圧差が充電時間（Ｔ３からＴ４’）を適切に調整することによってレイル圧力の増大に比例して増大されるように制御される。前述されるように、ＥＣＵ２２は、測定されたレイル圧力に対してインジェクタに亘って要求された電圧差を（ルックアップテーブル又はデータマップから）最初に決定することによってそのメモリ中に格納されたデータから適切な減少した充電時間を選択する。ＥＣＵ２２は、この電圧差をもたらす適切な充電時間を（ルックアップテーブル又はデータマップから）決定する。
【００４６】
前述した方法は、第３の電圧差を達成するため開ループ充電制御の枠組を利用する。別の実施例では、閉ループ充電制御の枠組を使用することができ、これによって、充電位相を通して、充電レベル（即ち、Ｑ＝電荷、Ｃ＝容量、及び、Ｖ＝電圧としたとき、Ｑ＝Ｃ×Ｖを使用して）を決定するためアクチュエータにかかる電圧を監視することによって、アクチュエータに亘る電荷が繰り返し測定される。充電電流は、所望の電荷（第３の電圧差レベルに対応する）が達成されるような時刻まで、アクチュエータに印加される。
【００４７】
別の変形態様では、閉ループ電圧制御の枠組みを使用してもよい。該制御では、電圧は充電位相を通して測定され、アクチュエータに亘って選択された第３の電圧差レベルが達成されたと判定されたとき充電電流が終了される。
【００４８】
別の実施例では、高電圧レイルの値は、インジェクタに亘る電圧差を変化させるため測定されたレイル圧力に従って変化されてもよい。例えば、噴射事象の前のレイル圧力が５０ＭＰａ（５００バール）未満である場合、高電圧レイルにかかる電圧は１５０Ｖに設定され、これに対して、レイル圧力が５０ＭＰａ（５００バール）以上であるように測定された場合、高電圧レイルに印加される電圧は、２５０Ｖに設定される。高電圧レイルのレベルは、インジェクタに亘って電圧差に影響を及ぼす。ＥＣＵ２２は、エンジンパラメータを監視し、高電圧レイルの値を構成するタスクを実行する。
【００４９】
一例として、現在係属中のヨーロッパ特許出願ＥＰ０６２５３６１９.８は、第１の電荷貯蔵キャパシタＶC1の電圧を、駆動回路２６の一部を形成する再生スイッチ回路（図示せず）の使用を通して変化させることができる。再生スイッチ回路は、噴射事象の終了時に発生する再生位相の間に第１の貯蔵キャパシタＣ１まで戻らされる電荷を変化させるためＥＣＵ２２によって動作可能である。第１の貯蔵キャパシタＣ１の電荷は高電圧レイルＶH1のレベルを決定する。従って、本発明に従って高電圧レイルＶH1のレベルを調整する一つの方法がは貯蔵キャパシタＣ１を充電し、よって高電圧レイルＶH1を、測定されたレイル圧力が与えられたときスタックを再充電することが適切となるレベルにまで設定するように、再生回路が動作されるところの時間を調整することである。
【００５０】
上述された方法の変形態様では、高電圧レイルは、段階的変化の態様ではなく、測定されたレイル圧力に比例して線形に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、圧電インジェクタとエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）とを備える燃料噴射システムを示す。
【図２】図２は、図１における燃料噴射システムの一部を形成するインジェクタ駆動回路を示す。
【図３】図３は、図２のインジェクタ駆動回路によって実施するための噴射事象シーケンスのための電圧プロフィールである。
【図４】図４は、図３の電圧プロフィールに対応する理想化された駆動電流プロフィールである。
【図５】図５は、本発明の実施例に係る、噴射事象シーケンスのための電圧プロフィールである。
【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５】
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