(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの伸長及び収縮により伝達室内に充填される流体を介してピストンを変位させることで開弁及び閉弁がなされる燃料噴射弁について、前記アクチュエータを伸縮操作することで燃料噴射制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記アクチュエータの伸長操作による前記伝達室からの流体の漏れ量が前記アクチュエータの収縮操作による前記伝達室への流体の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断する判断手段と、
前記条件が成立すると判断されるとき、前記アクチュエータを伸長させるための操作信号の出力タイミングを早める変更手段とを備え、
前記判断手段は、前記燃料噴射弁による燃料噴射期間が予め定められた時間以上であるとき、前記条件が成立したと判断することを特徴とすることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
アクチュエータの伸長及び収縮により伝達室内に充填される流体を介してピストンを変位させることで開弁及び閉弁がなされる燃料噴射弁について、前記アクチュエータを伸縮操作することで燃料噴射制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記アクチュエータの伸長操作による前記伝達室からの流体の漏れ量が前記アクチュエータの収縮操作による前記伝達室への流体の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断する判断手段と、
前記条件が成立すると判断されるとき、前記アクチュエータを伸長させるための操作信号の出力タイミングを早める変更手段とを備え、
前記判断手段は、前記燃料噴射弁による燃料の噴射周期時間が予め定められた時間以下であるとき、前記条件が成立したと判断することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
アクチュエータの伸長及び収縮により伝達室内に充填される流体を介してピストンを変位させることで開弁及び閉弁がなされる燃料噴射弁について、前記アクチュエータを伸縮操作することで燃料噴射制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記アクチュエータの伸長操作による前記伝達室からの流体の漏れ量が前記アクチュエータの収縮操作による前記伝達室への流体の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断する判断手段と、
前記条件が成立すると判断されるとき、前記アクチュエータを伸長させるための操作信号の出力タイミングを早める変更手段とを備え、
前記判断手段は、前記アクチュエータの収縮時間に対する該アクチュエータの伸長時間の比が閾値以上となるとき、前記条件が成立したと判断することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記判断手段は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が高いほど前記閾値を低下させることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記アクチュエータがピエゾ素子であり、
前記判断手段は、前記ピエゾ素子の電圧が高いほど前記閾値を低下させることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記アクチュエータがピエゾ素子であり、
前記判断手段は、前記ピエゾ素子の供給エネルギ量が大きいほど前記閾値を低下させることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射弁には、前記ピストンに前記アクチュエータの伸長方向の弾性力を加える弾性部材が備えられており、
前記伝達室には、外部から所定圧の流体が流入可能とされてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁には、高圧燃料を蓄える蓄圧室からの燃料が供給され、
前記燃料噴射弁は、前記ピストンよりも噴射開口部側に設けられるノズルニードルを備え、前記ノズルニードルには、前記噴射開口部側及びその逆側に向かう高圧燃料の圧力が印加され、前記噴射開口部側に向かう圧力を加える高圧燃料は、前記ピストンが前記噴射開口部側に変位することで、前記蓄圧室へ燃料を供給する燃料タンク側に流出するよう構成されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータの伸長及び収縮により伝達室内に充填される流体を介してピストンを変位させることで開弁及び閉弁がなされる燃料噴射弁について、前記アクチュエータを伸縮操作することで燃料噴射制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料噴射弁としては、例えば下記特許文献１に見られるように、コモンレール式ディーゼル機関に搭載されるピエゾインジェクタも提案されている。このピエゾインジェクタは、ピエゾインジェクタによって押される大径ピストンと、大径ピストンよりも口径の小さい小径ピストンと、ノズルニードルとを備えている。そして、大径ピストン、小径ピストン及び内壁によって区画形成される伝達室内に燃料が充填されている。また、ノズルニードルには、コモンレールから供給される高圧燃料の圧力が、噴射開口部側及びその逆側の双方に加えられており、これにより、ノズルニードルは閉弁状態となる。
【０００３】
そして、アクチュエータとして機能するピエゾ素子が伸長することで、大径ピストン及び伝達室内の流体を介して小径ピストンに動力が伝達され、小径ピストンが噴射開口部側に変位することで、ノズルニードルのうち上記噴射開口部の逆側に圧力を加える燃料が燃料タンク側へと流出する。これにより、噴射開口部側からの高圧燃料の圧力により、ノズルニードルが開弁する。こうした構成によれば、ピエゾ素子の微小な変位量を、大径ピストン、伝達室、小径ピストンにより、大きな変位量に変換することができ、ひいては、ピエゾ素子をアクチュエータとして用いてピエゾインジェクタの開閉を適切に行うことができる。
【０００４】
ただし、上記ピエゾインジェクタでは、ピエゾインジェクタの開弁時間が長くなる状況下等には、開弁指令に対する応答性が低下することが発明者らによって見出されている。
【０００５】
なお、上記ピエゾインジェクタに限らず、アクチュエータの伸長及び収縮により伝達室内に充填される流体を介してピストンを変位させることで開弁及び閉弁がなされる燃料噴射弁にあっては、開弁の応答性が低下するおそれのある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】
【０００６】
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、アクチュエータの伸長及び収縮により伝達室内に充填される流体を介してピストンを変位させることで開弁及び閉弁がなされる燃料噴射弁を用いる場合であっても、その開弁の応答性を高く維持することのできる燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
請求項１記載の発明は、前記アクチュエータの伸長操作による前記伝達室からの流体の漏れ量が前記アクチュエータの収縮操作による前記伝達室への流体の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断する判断手段と、前記条件が成立すると判断されるとき、前記アクチュエータを伸長させるための操作信号の出力タイミングを早める変更手段とを備え、前記判断手段は、前記燃料噴射弁による燃料噴射期間が予め定められた時間以上であるとき、前記条件が成立したと判断することを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
上記構成では、アクチュエータの伸長操作による伝達室内の流体の流出量がアクチュエータの収縮操作による伝達室への流体の充填量よりも多くなると、アクチュエータの伸長にもかかわらず、その動力を流体を介して十分にピストンに伝達することができなくなる。このため、アクチュエータを伸長させるための操作信号を出力してから燃料噴射弁が実際に開弁するまでの遅延量が、上記漏れ量と充填量とが釣り合っているときと比較して長くなるおそれがある。
【００１０】
この点、上記構成では、こうした状況下、操作信号の出力タイミングを早めることで、上記遅延量が長くなることを好適に補償することができ、ひいては開弁の応答性を高く維持することができる。
【００１２】
ここで、上記構成において、燃料噴射期間が長いときには、アクチュエータの伸長期間が長く、結果としてアクチュエータが流体を介してピストンを押す期間が長くなる。そして、アクチュエータの伸長により流体を介してピストンが押されるときには、アクチュエータの収縮期間と比較して、流体の圧力が上昇し、流体が伝達室から漏れやすくなる。このため、アクチュエータの伸長時間が長いほど、伝達室から漏れ出る流体量が増加する。
【００１３】
上記構成では、こうした性質に着目し、燃料噴射期間が予め定められた時間以上であることに基づき、上記条件の成立を適切に判断することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記アクチュエータの伸長操作による前記伝達室からの流体の漏れ量が前記アクチュエータの収縮操作による前記伝達室への流体の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断する判断手段と、前記条件が成立すると判断されるとき、前記アクチュエータを伸長させるための操作信号の出力タイミングを早める変更手段とを備え、前記判断手段は、前記燃料噴射弁による燃料の噴射周期時間が予め定められた時間以下であるとき、前記条件が成立したと判断することを特徴とする。
【００１５】
上記構成では、アクチュエータの伸長操作による伝達室内の流体の流出量がアクチュエータの収縮操作による伝達室への流体の充填量よりも多くなると、アクチュエータの伸長にもかかわらず、その動力を流体を介して十分にピストンに伝達することができなくなる。このため、アクチュエータを伸長させるための操作信号を出力してから燃料噴射弁が実際に開弁するまでの遅延量が、上記漏れ量と充填量とが釣り合っているときと比較して長くなるおそれがある。
この点、上記構成では、こうした状況下、操作信号の出力タイミングを早めることで、上記遅延量が長くなることを好適に補償することができ、ひいては開弁の応答性を高く維持することができる。
ここで、上記構成において、アクチュエータの収縮状態時には、伝達室の流体の圧力が低いため、流体が伝達室へと流入しやすい。一方、燃料噴射弁による燃料の噴射周期時間が短いほど、アクチュエータが収縮状態である時間が短いことを意味する。このため、噴射周期時間が短いほど、伝達室への流体の充填量が減少することを意味する。上記構成では、こうした性質に着目し、噴射周期時間が予め定められた時間以下であることに基づき、上記条件の成立を適切に判断することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記アクチュエータの伸長操作による前記伝達室からの流体の漏れ量が前記アクチュエータの収縮操作による前記伝達室への流体の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断する判断手段と、前記条件が成立すると判断されるとき、前記アクチュエータを伸長させるための操作信号の出力タイミングを早める変更手段とを備え、前記判断手段は、前記アクチュエータの収縮時間に対する該アクチュエータの伸長時間の比が閾値以上となるとき、前記条件が成立したと判断することを特徴とする。
【００１７】
上記構成では、アクチュエータの伸長操作による伝達室内の流体の流出量がアクチュエータの収縮操作による伝達室への流体の充填量よりも多くなると、アクチュエータの伸長にもかかわらず、その動力を流体を介して十分にピストンに伝達することができなくなる。このため、アクチュエータを伸長させるための操作信号を出力してから燃料噴射弁が実際に開弁するまでの遅延量が、上記漏れ量と充填量とが釣り合っているときと比較して長くなるおそれがある。
この点、上記構成では、こうした状況下、操作信号の出力タイミングを早めることで、上記遅延量が長くなることを好適に補償することができ、ひいては開弁の応答性を高く維持することができる。
ここで、上記構成において、アクチュエータの伸長期間が長いときには、アクチュエータが流体を介してピストンを押す期間が長くなる。そして、アクチュエータの伸長により流体を介してピストンが押されるときには、アクチュエータの収縮期間と比較して、流体の圧力が上昇し、流体が伝達室から漏れやすくなる。このため、アクチュエータの伸長時間が長いほど、伝達室から漏れ出る流体量が増加する。一方、アクチュエータの収縮状態時には、伝達室の流体の圧力が低いため、流体が伝達室へと流入しやすい。このため、アクチュエータが収縮状態である時間が短いほど、伝達室への流体の充填量が減少することを意味する。
【００１８】
上記構成では、こうした性質に着目し、アクチュエータの収縮時間に対する伸長時間の比が閾値以上であることに基づき、上記条件の成立を適切に判断することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記判断手段は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が高いほど前記閾値を低下させることを特徴とする。
【００２０】
一般に、燃料噴射弁に供給される燃圧が高いほど、アクチュエータの伸長に伴いピストンが変位する際に大きな力を要する傾向にある。これは、燃圧が高いほど、アクチュエータの伸長によりピストンを変位させる際の流体の圧力が高くなることを意味する。そして、流体の圧力が高いほど、伝達室から流体が漏れやすくなる。この点、上記構成では、燃圧が高いほど閾値を低下させることで、漏れ量が充填量よりも多くなる条件の成立の有無をより適切に判断することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記アクチュエータがピエゾ素子であり、前記判断手段は、前記ピエゾ素子の電圧が高いほど前記閾値を低下させることを特徴とする。
【００２２】
ピエゾ素子は、その電圧が高いほど伸長量が大きいため、電圧が高いほど伝達室内の流体に加わる圧力が高いと考えられる。また、ピエゾ素子に加わる力が大きいほどピエゾ素子の電圧が高くなるために、ピエゾ素子の電圧が高いほど、ピエゾ素子に加わる力を定める伝達室内の流体の圧力が高いと考えられる。そして、流体の圧力が高いほど、伝達室から流体が漏れやすくなる。この点、上記構成では、ピエゾ素子の電圧に基づき、上記条件の成立の有無を適切に判断することができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記燃料噴射弁には、前記ピストンに前記アクチュエータの伸長方向の弾性力を加える弾性部材が備えられており、前記伝達室には、外部から所定圧の流体が流入可能とされてなることを特徴とする。
【００２４】
上記構成では、ピストンにアクチュエータの伸長方向の弾性力が加わるために、アクチュエータが収縮した状態では、伝達室内の圧力が低下する。このため、アクチュエータが収縮した状態では、伝達室内に流体が流入することで、アクチュエータの伸長時における伝達室からの流体の漏れを補償することが可能となっている。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記燃料噴射弁には、高圧燃料を蓄える蓄圧室からの燃料が供給され、前記燃料噴射弁は、前記ピストンよりも噴射開口部側に設けられるノズルニードルを備え、前記ノズルニードルには、前記噴射開口部側及びその逆側に向かう高圧燃料の圧力が印加され、前記噴射開口部側に向かう圧力を加える高圧燃料は、前記ピストンが前記噴射開口部側に変位することで、前記蓄圧室へ燃料を供給する燃料タンク側に流出するよう構成されてなることを特徴とする。
【００２６】
上記構成では、アクチュエータが伸長することでピストンが噴射開口部側に変位すると、ノズルニードルを噴射開口部側に向けて押す高圧燃料が、燃料タンク側へと流出する。このため、ノズルニードルを噴射開口部の逆側に押す力が優勢となり、ノズルニードルが逆側に向けて変位することで、燃料噴射弁が開弁する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置をディーゼル機関に搭載される燃料噴射制御装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
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気筒のディーゼル機関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、高圧燃料通路８を介して供給された燃料を、リーク燃料として燃料タンク２に戻すための低圧燃料通路１０に接続されている。なお、低圧燃料通路１０には、チェック弁１２が設けられており、低圧燃料通路１０内の圧力が所定圧以上となることで開弁し、低圧燃料通路１０内の燃料が燃料タンク２へと戻される。
【００２９】
上記エンジンシステムは、更に、コモンレール６内の燃圧を検出する燃圧センサ１４や、ディーゼル機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ１６等、ディーゼル機関の運転状態を検出する各種センサを備えている。また、エンジンシステムは、ユーザによるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ１８を備えている。
【００３０】
更に、エンジンシステムは、制御装置２０を備えている。制御装置２０は、上記各種センサの検出値に基づき、ピエゾインジェクタＰＩ等のディーゼル機関の各種アクチュエータを操作することで、ディーゼル機関の出力を制御する。
【００３１】
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。
【００３２】
ピエゾインジェクタＰＩのボディ３０の先端には、噴射開口部３２が形成されている。また、ボディ３０の先端部には、円柱状のニードル収納部３４が設けられている。そして、ニードル収納部３４には、その軸方向に変位可能なノズルニードル３６が収納されている。ノズルニードル３６は、ボディ３０の先端部に形成されている環状のニードルシート部３８に着座することで、ニードル収納部３４を外部（ディーゼル機関の燃焼室）から遮断する一方、ニードルシート部３８から離座することで、ニードル収納部３４を外部と連通させる。また、ニードル収納部３４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。
【００３３】
ノズルニードル３６の背面側（ニードルシート部３８と対向する側の反対側）は、背圧室４０に対向している。背圧室４０には、高圧燃料通路８からの燃料がニードル収納部３４を介して供給される。また、ノズルニードル３６は、スプリング４２によって、ニードルシート部３８側へ押されている。
【００３４】
背圧室４０は、バルブ４４を介して上記低圧燃料通路１０に連通可能とされている。バルブ４４は、その背面側が環状のバルブシート部４６に着座することで、低圧燃料通路１０と背圧室４０とを遮断し、ボディ３０の先端側へ変位することで、低圧燃料通路１０と背圧室４０とを連通させる。なお、バルブ４４には、スプリング４８によってバルブシート部４６側の弾性力が加えられている。
【００３５】
バルブ４４のうちバルブシート部４６側は、ニードル側ピストン４９と対向している。ニードル側ピストン４９の後部側は、ニードル側ピストン４９よりも径の大きなピエゾ側ピストン５２の先端と対向している。そして、ニードル側ピストン４９、ピエゾ側ピストン５２、及びボディ３０の内周面によって伝達室５４が区画形成されている。伝達室５４には、燃料が充填されている。
【００３６】
一方、ピエゾ側ピストン５２は、そのボディ３０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、ピエゾ側ピストン５２と対向する側の裏面側がボディ３０に固定されている。
【００３７】
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、放電されることで収縮する。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。
【００３８】
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、バルブ４４はボディ３０の後方に位置することとなる。このとき、バルブ４４により背圧室４０と低圧燃料通路１０とは遮断されている。このため、背圧室４０内の燃料の圧力及びニードルスプリング４２によって、ノズルニードル３６は、ボディ３０先端側へと押され、ニードルシート部３８に着座した状態(閉弁状態)となる。
【００３９】
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、バルブ４４は、ボディ３０の先端側へ移動する。これにより、背圧室４０が低圧燃料通路１０と連通される。その結果、背圧室４０内の燃料の圧力が低下し、ニードル収納部３４内の高圧燃料がノズルニードル３６をボディ３０の後方へ押す力が、背圧室４０内の燃料及びニードルスプリング４２がノズルニードル３６をボディ３０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３６は、ニードルシート部３８から離座した状態（開弁状態）となる。
【００４０】
図３に、制御装置２０の構成を示す。
【００４１】
図示されるように、バッテリＢからＥＣＵ２０に供給される電力は、まず昇圧回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ２１に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１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。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の昇圧電圧は、コンデンサ２２に印加される。コンデンサ２２は、その一方の端子がＤＣ／ＤＣコンバータ２１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２１の昇圧電圧がコンデンサ２２に印加されると、コンデンサ２２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２２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。
【００４３】
コンデンサ２２のうちの高電位となる端子側、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１側は、充電スイッチ２３と充放電コイル２４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。
【００４４】
充電スイッチ２３と充放電コイル２４との間には、放電スイッチ２５の一方の端子が接続されており、放電スイッチ２５の他方の端子は、接地されている。
【００４５】
放電スイッチ２５には、ダイオード２６が並列接続されている。このダイオード２６は、そのカソード側がコンデンサ２２及び充放電コイル２４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２６は、コンデンサ２２、充電スイッチ２３、充放電コイル２４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。
【００４６】
一方、充電スイッチ２３には、ダイオード２７が並列接続されている。このダイオード２７は、そのカソード側がコンデンサ２２側と、またそのアノード側が放電スイッチ２５側と接続されている。このダイオード２７は、コンデンサ２２、充放電コイル２４、放電スイッチ２５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。
【００４７】
上記構成の駆動回路は、マイクロコンピュータ２８により駆動される。詳しくは、マイクロコンピュータ２８では、ディーゼル機関の運転状態等を検出する各種センサの検出値に基づき、充電スイッチ２３や放電スイッチ２５を操作する。これら各操作は、図４に示す態様にて行なわれる。
【００４８】
図４（ａ）に充電スイッチ２３の操作態様の推移を示し、図４（ｂ）に放電スイッチ２５の操作態様の推移を示し、図４（ｃ）にピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流（操作電流）の推移を示し、図４（ｄ）にピエゾ素子ＰＥの操作電圧の推移を示す。
【００４９】
図示されるように、充電スイッチ２３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の充電がなされる。具体的には、充電スイッチ２３がオン操作されることによって、コンデンサ２２、充電スイッチ２３、充放電コイル２４、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２２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２３のオン操作の後、充電スイッチ２３がオフ操作されることで、充放電コイル２４、ピエゾ素子ＰＥ、ダイオード２６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２４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。
【００５０】
上記態様にて充電スイッチ２３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、ピエゾ素子ＰＥの高電位となる端子側の電位が上昇する。これにより、ピエゾ素子ＰＥが伸長し、ピエゾインジェクタＰＩが開弁する。
【００５１】
一方、放電スイッチ２５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２５がオン操作されることで、放電スイッチ２５、充放電コイル２４、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２５のオン操作の後、放電スイッチ２５がオフ操作されることで、コンデンサ２２、ダイオード２７、充放電コイル２４、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２４のフライホイールエネルギがコンデンサ２２に回収される。
【００５２】
上記態様にて放電スイッチ２５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、ピエゾ素子ＰＥの高電位となる端子側の電位が低下する。これにより、ピエゾ素子ＰＥが収縮し、ピエゾインジェクタＰＩが閉弁する。
【００５３】
ところで、ピエゾインジェクタＰＩによる燃料噴射制御において、ディーゼル機関の運転状態によっては、ピエゾインジェクタＰＩの開弁の応答性が低下することが発明者らによって見出されている。以下、これについて、図５を用いて詳述する。
【００５４】
図５（ａ）は、ピエゾインジェクタＰＩのうち、特にニードル側ピストン４９の周辺の断面構造を示し、図５（ｂ）は、噴射期間の指令値（指令噴射期間）を示し、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、噴射率を示している。
【００５５】
図示されるように、燃料噴射開始前には、ピエゾ素子ＰＥが収縮状態となっており、バルブ４４がバルブシート部４６に着座している。ここで、ピエゾ素子ＰＥが伸長すると、ピエゾ素子ＰＥがピエゾ側ピストン５２及び伝達室５４の燃料を介してニードル側ピストン４９を押すために、バルブ４４は、バルブシート部４６から離座する。この状態では、伝達室５４内の燃料の圧力が高まるため、伝達室５４から極微小な量ではあるが燃料が漏れ出ることとなる。
【００５６】
これに対し、ピエゾ素子ＰＥが収縮すると、ニードル側ピストン４９がピエゾ素子ＰＥ側に変位するため、バルブ４４は、バルブシート部４６に着座する。ただし、ニードル側ピストン４９には、スプリング５０によって上記噴射開口部３２側の弾性力が加えられているため、伝達室５４内の燃料の圧力は上記低圧燃料通路１０側よりも低くなり得る。このため、低圧燃料通路１０側から伝達室５４へ燃料が充填される。
【００５７】
そして、伝達室５４内に充填される燃料の圧力による力とスプリング５０による弾性力とが釣り合うところで、燃料の充填は終了し、ニードル側ピストン４９は定常的に安定した状態となる。ただし、上記燃料の充填が終了してニードル側ピストン４９が定常的に安定となる前に再度燃料噴射がなされる場合には、伝達室５４内の燃料が減少しているために、ニードル側ピストン４９がバルブ４４に接していない状態からニードル側ピストン４９の変位が開始されることとなる。
【００５８】
このため、図５（ｃ）に示す伝達室５４内の燃料の充填量が十分な場合と比較して、図５（ｃ）に示す伝達室５４内の燃料の充填量が不足する場合には、実際の噴射開始タイミングが遅れる。また、この場合には、上記ノズルニードル３６の最大リフト量が減少するため、実際の燃料噴射の終了タイミングが早まる。図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示す場合について、噴射期間とノズルニードル３６のリフト量と噴射率との関係を、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す。図示されるように、リフト量の増加の開始タイミングは、上記伝達室５４内の燃料の充填量が十分な場合（図中、実線）と比較して不足する場合（図中、一点鎖線）に遅れが生じる。このため、リフト量の減少開始タイミングであるピエゾ素子ＰＥの放電開始タイミング時のリフト量がこれら２つのケースで相違するため、実際の噴射率がゼロとなるタイミングも相違することとなる。このため、充填量が不十分な場合には、十分な場合と比較して、実際の噴射開始タイミングが遅れ且つ実際の噴射終了タイミングが早まるため、燃料噴射量が減少する。
【００５９】
そこで本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥの伸長による伝達室５４からの燃料の漏れ量がピエゾ素子ＰＥの収縮による伝達室５４への燃料の充電量よりも多くなるとき、図６（ａ）に破線にて示すように、充電開始タイミングを早める処理を行なう。以下、これについて、図７に基づき詳述する。
【００６０】
図７に、本実施形態にかかる燃料噴射制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置２０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００６１】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、アクセルセンサ１８によって検出されるアクセルペダルの操作量と、クランク角センサ１６の検出値に基づくディーゼル機関の出力軸の回転速度とに基づき、アクセルペダルの操作量に応じて要求される出力トルクを生成するための噴射量（要求噴射量）を算出する。
【００６２】
続くステップＳ１２においては、要求噴射量と回転速度とに基づき、燃料噴射の段数を算出する。すなわち、本実施形態では、燃焼サイクルの１サイクル内で、パイロット噴射、メイン噴射、アフタ噴射の中からいくつかを選択して、これら選択した噴射を行なう多段噴射制御を行う。ここで、パイロット噴射は、極微小な燃料が噴射されて着火の直前の燃料と空気との混合を促進させるとともに、メイン噴射後の着火時期の遅れを短縮して窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制し、燃焼音及び振動を低減する。メイン噴射は、ディーゼル機関の出力トルクの生成に寄与して且つ多段噴射中の最大の噴射量を有する。アフタ噴射は、微粒子物質（ＰＭ）を再燃焼させる。ここでは、例えば噴射段数が「２」であるときには、１段のパイロット噴射と、１段のメイン噴射を行い、噴射段数が「４」であるときには、２段のパイロット噴射と１段のメイン噴射と１段のアフタ噴射とを行う。
【００６３】
続くステップＳ１４においては、上記噴射段数によって定められた複数の噴射のそれぞれの噴射開始時期の指令値（指令噴射開始時期）と噴射期間の指令値（指令噴射期間）とを算出する。続くステップＳ１６においては、単一の気筒における１燃料サイクル内の合計の噴射期間（ピエゾ素子ＰＥの伸長時間）と噴射を行わない時間（ピエゾ素子ＰＥの収縮時間）との比ｋｔを算出する。すなわち、図８（ａ）に噴射段数が４段の場合について例示するように、各指令噴射期間ｔ１〜ｔ４の合計時間を上記合計の噴射期間ｔｏｎとする。そして、上記比ｋｔを、回転速度ＮＥを用いて、「ｋｔ＝ｔｏｎ／ｔｏｆｆ＝ｔｏｎ／｛（２×６０×１０００／ＮＥ）−ｔｏｎ｝」によって算出する。ここでは、回転速度ＮＥが１分間当たりの回転数として定義されていることと、噴射期間ｔｏｎが１ミリ秒を単位としていることと、出力軸の２回転が１燃焼サイクルと対応することとを考慮している。
【００６４】
この比ｋｔは、上記伝達室５４からの燃料の漏れ量が伝達室５４への燃料の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断するためのパラメータである。すなわち、比ｋｔが大きいほど、伝達室５４から燃料が漏れる期間が長くなって且つ伝達室５４に燃料が充填される時間が短くなるため、この比ｋｔによって、上記条件の成立の有無を判断することができる。
【００６５】
詳しくは、本実施形態においては、図８（ｂ）に示すように、比ｋｔとコモンレール６内の燃圧ＮＰＣとによって、上記伝達室５４からの燃料の漏れ量が伝達室５４への燃料の充填量よりも多くなる領域を「噴射開始遅れ発生領域」として特定する。ここで、この領域を特定するために燃圧を用いるのは、燃圧が高いほど、ピエゾ素子ＰＥの伸長に際し伝達室５４に加わる燃圧が高くなることから、伝達室５４から燃料が漏れやすいことによる。
【００６６】
上記性質に鑑み、先の図７の上記ステップＳ１６の処理が完了すると、ステップＳ１８において、比ｋｔが閾値α以上であるか否かを判断する。ここで、閾値αは、伝達室５４からの燃料の漏れ量が伝達室５４への燃料の充填量よりも多くなる条件が成立するか否かを判断するための値である。この閾値αは、燃圧センサ１４によって検出されるコモンレール６内の燃圧に応じて可変設定される。詳しくは、先の図８（ｂ）に示す関係から、燃圧が高いほど閾値αを低下させる。
【００６７】
上記閾値α以上であると判断されると、上記条件が成立しているとして、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、先の図６（ａ）に破線にて示したように、ピエゾ素子ＰＥに対して充電を開始する時期を進角側に補正する。なお、この際、上記比ｋｔや、燃圧に応じて進角側の補正量を可変設定してもよい。すなわち、例えば比ｋｔが大きいほど、また、燃圧が高いほど、進角側補正量を大きくしてもよい。
【００６８】
上記ステップＳ１８において否定判断されるときや、ステップＳ２０の処理が完了するときには、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２においては、ピエゾ素子ＰＥの充電処理及び放電処理を行なう。ここでは、上記ステップＳ２０の処理がなされていないときには、上記ステップＳ１４にて算出された指令噴射開始時期にピエゾ素子の充電を開始すればよく、また、上記ステップＳ１４の処理がなされているときには、指令噴射開始時期よりも進角したタイミングでピエゾ素子ＰＥの充電を開始すればよい。また、放電開始時期は、上記ステップＳ１４にて算出される指令噴射開始時期から指令噴射期間が経過したときとすればよい。すなわち、放電開始タイミングは、ステップＳ２０による処理の有無にかかわらず同一とする。
【００６９】
なお、上記ステップＳ２２の処理が完了すると、この一連の処理を一旦終了する。
【００７０】
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。
【００７１】
（１）ピエゾ素子ＰＥの伸長操作による伝達室５４からの燃料の漏れ量がピエゾ素子ＰＥの収縮操作による伝達室５４への燃料の充填量よりも多くなる条件が成立するとき、ピエゾ素子ＰＥの充電開始を早めた。これにより、ピエゾインジェクタＰＩの開弁の応答性を高く維持することができる。
【００７２】
（２）ピエゾ素子ＰＥの収縮時間に対する伸長時間の比、換言すれば、単一の気筒における１燃料サイクル内の合計の噴射時間と噴射を行わない時間との比ｋｔが閾値α以上であることに基づき、上記条件の成立の有無を適切に判断することができる。
【００７３】
（３）圧力が高いほど閾値αを低下させることで、漏れ量が充填量よりも多くなる条件の成立の有無を適切に判断することができる。
【００７４】
（４）ピエゾインジェクタＰＩには、ニードル側ピストン４９をピエゾ素子ＰＥの伸長方向に押すスプリング５０が備えられており、伝達室５４には、外部から所定圧の燃料が流入可能とした。これにより、ピエゾ素子ＰＥが収縮した状態では、伝達室５４内に燃料が流入することで、伝達室５４から漏れた燃料を補充することが可能となっている。
【００７５】
（５）ピエゾインジェクタＰＩのノズルニードル３６には、噴射開口部３２側及びその逆側に向かう高圧燃料の圧力が印加され、噴射開口部３２側に向かう圧力を加える高圧燃料は、ニードル側ピストン４９が噴射開口部３２側に変位することで、コモンレール６へ燃料を供給する燃料タンク２側に流出するよう構成した。これにより、ピエゾ素子ＰＥが伸長することでニードル側ピストン４９が噴射開口部３２側に変位すると、ノズルニードル３６を噴射開口部３２側に向けて押す高圧燃料が、燃料タンク２側へと流出する。このため、ノズルニードル３６を噴射開口部３２の逆側に押す力が優勢となり、ノズルニードル３６が逆側に向けて変位することで、ピエゾインジェクタＰＩが開弁する。
【００７６】
（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。
【００７７】
図９に、本実施形態にかかる燃料噴射制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置２０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図９において、先の図７と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００７８】
本実施形態では、ステップＳ１８ａにおいて、閾値αを、ピエゾ素子ＰＥの伸長状態時におけるピエゾ素子ＰＥの電圧に応じて可変設定する。詳しくは、ピエゾ素子ＰＥの電圧が高いほど、閾値αを小さくする。ここでは、ピエゾ素子ＰＥの電圧を、伝達室５４内の燃圧と相関を有するパラメータとして使用している。
【００７９】
すなわち、ピエゾ素子ＰＥの電圧は、ピエゾ素子ＰＥの伸長量と、ピエゾ素子ＰＥに加わる力とによって定まる。ここで、ピエゾ素子ＰＥの電圧が高いほどピエゾ素子ＰＥの伸長量が長くなる。そして、伸長量が長いほど、伝達室５４が圧縮されるため、伝達室５４内の燃圧が上昇する。このため、ピエゾ素子ＰＥの電圧が高いほど伝達室５４内の燃圧が高くなる。また、ピエゾ素子ＰＥに加わる力が大きいほど圧電効果によってピエゾ素子ＰＥの電圧が高くなる。そして、ピエゾ素子ＰＥに加わる力は、伝達室５４内の燃圧によって定まる。このため、ピエゾ素子ＰＥの電圧が高いほど、伝達室５４内の燃圧が高いと考えられる。
【００８０】
このため、ピエゾ素子ＰＥの電圧が高いほど、伝達室５４からの燃料の漏れ量の方が、伝達室５４への燃料の充填量よりも多くなると考えられる。このため、ピエゾ素子ＰＥの電圧が高いほど閾値αを小さな値とした。
【００８１】
なお、ピエゾ素子ＰＥの電圧、すなわち、ピエゾ素子ＰＥの高電位となる端子側と接地との間の電圧は、この電圧を２つの抵抗体によって分圧することで制御装置２０内のマイクロコンピュータ２８等によって扱える電圧に変換して検出すればよい。
【００８２】
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）、（２）、（４）、（５）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００８３】
（６）ピエゾ素子ＰＥの電圧が高いほど閾値αを低下させることで、漏れ量が充填量よりも多くなる条件の成立の有無を適切に判断することができる。
【００８４】
（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。
【００８５】
ピエゾ素子ＰＥの容量（ピエゾ素子ＰＥに蓄えられる電荷とピエゾ素子ＰＥの電圧とを関係付ける見かけの容量）Ｃは、温度依存性を有する。詳しくは、温度が高くなるほど容量Ｃが増加する。このように、ピエゾ素子ＰＥの電気的な特性が温度に応じて変化するため、電気的な状態量に基づきピエゾ素子ＰＥの変位量を制御することは困難である。実際、ピエゾ素子ＰＥの電圧に対する変位量の比によって定義される圧電率ｄは、温度が高いほど大きくなる。このため、ピエゾ素子ＰＥの電圧によってピエゾ素子ＰＥの変位量を制御する場合には、その制御精度を高く維持することが困難である。
【００８６】
そこで本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥを充電することでピエゾ素子ＰＥを伸長制御するに際し、ピエゾ素子ＰＥに供給するエネルギ量を定める。ピエゾ素子ＰＥのエネルギが同一であれば、ピエゾ素子ＰＥの温度の変動にかかわらず、ピエゾ素子ＰＥの変位量を略一定とすることができるからである。これは、簡易的には、以下のようにして説明される。すなわち、ピエゾ素子ＰＥのエネルギＥを一定とする場合、温度の上昇につれて上記関係から容量が大きくなると、電圧Ｖは、「Ｅ＝１／２ＣＶ2」の関係から低下する。このため、温度が上昇するにつれて圧電率ｄが増加する効果は、温度の上昇に伴う電圧の低下の効果によって相殺される。なお、エネルギを一定とした場合にピエゾ素子ＰＥの変位量が略一定となることについての詳細は、例えば特開２００５−１３０５６１号公報に記載されている。
【００８７】
そして本実施形態では、エネルギを一定とする制御をすべく、図１０に示す態様にて充電スイッチ２３及び放電スイッチ２５を操作する。以下、充電スイッチ２３を例にとって説明する。図示されるように、充電スイッチ２３をオン状態とする時間を充電処理の間中一定とし、且つオフ状態とする時間をピエゾ素子ＰＥを介して流れる電流がゼロとなるまでの時間とする。換言すれば、電流の増加操作から減少操作へと切り替えるタイミングを増加操作時間が予め定められた時間となるときとして且つ、電流の減少操作から増加操作へと切り替えるタイミングを電流がゼロとなるときとする。これにより、単位時間当たりにピエゾ素子ＰＥに供給されるエネルギ量を、ピエゾ素子ＰＥの温度にかかわらず略一定とすることができるため、充電時間によって簡易にピエゾ素子ＰＥに供給されるエネルギを制御することができる。なお、上記態様のチョッパ制御により単位時間当たりのピエゾ素子ＰＥに供給されるエネルギ量を一定とすることができることについては、例えば上記特許文献１に記載されている。
【００８８】
上記態様にてピエゾ素子ＰＥの伸長量を高精度に制御することができる。詳しくは、本実施形態では、上記燃圧センサ１４によって検出されるコモンレール６内の燃圧に応じたエネルギ量の充電を行なうことで伸長量を所望に制御する。ここで、燃圧に応じてエネルギ量を可変とするのは、ピエゾ素子ＰＥの変位量が、ピエゾ素子ＰＥの変位方向と逆方向に外部から加わる力に応じて変化するためである。一方、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３６をボディ３０の後方に変位させるためには、高圧燃料通路８を介して供給される燃料がバルブ４４をバルブシート部４６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。このため、ピエゾ素子ＰＥの変位方向と逆方向に加わる力は、燃料の圧力に応じて変化する。
【００８９】
本実施形態では、制御装置２０内に、図１１に示すマップを備えて、ピエゾ素子ＰＥに供給するエネルギを燃圧に応じて設定する。図１１に示すマップは、燃圧が高いほどピエゾ素子ＰＥに供給するエネルギ量を増加させるよう指示するものである。制御装置２０では、上記マップに基づき燃圧に応じてエネルギ量を設定し、これに応じて、充電スイッチ２３等をオン・オフ操作する充電期間（放電期間）を可変設定する。
【００９０】
このようにエネルギを管理することで、温度にかかわらずピエゾ素子ＰＥの伸長量を簡易且つ高精度に制御することができる。このことは、上記燃圧に応じて設定されるエネルギ量によって伝達室５４内の燃圧を高精度に把握することができることを意味する。すなわち、ピエゾ素子ＰＥに供給するエネルギ量が大きいほど、ピエゾ素子ＰＥの伸長量が大きいために、伸長状態における伝達室５４の圧力が高いと考えられる。また、コモンレール６内の燃圧が高いほど、ピエゾ素子ＰＥに供給するエネルギ量が大きく設定されるため、ピエゾ素子ＰＥに供給されるエネルギ量が大きいほど、ピエゾ素子ＰＥの伸長操作（充電処理）がなされているときの伝達室５４内の圧力が高いと考えられる。そこで本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥに供給されるエネルギ量によって、上記閾値αを可変設定する。
【００９１】
図１２に、本実施形態にかかる燃料噴射制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置２０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１２において、先の図７と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９２】
本実施形態では、ステップＳ１８ｂにおいて、閾値αを、ピエゾ素子ＰＥを伸長させるためにピエゾ素子ＰＥに供給するエネルギ量に応じて可変設定する。詳しくは、ピエゾ素子ＰＥに供給するエネルギ量が大きいほど、閾値αを小さくする。
【００９３】
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）、（２）、（４）、（５）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００９４】
（７）ピエゾ素子ＰＥに供給されるエネルギ量が高いほど閾値αを低下させることで、漏れ量が充填量よりも多くなる条件の成立の有無を適切に判断することができる。しかも、ピエゾ素子ＰＥに供給されるエネルギ量を用いることで、ピエゾ素子ＰＥの温度によるピエゾ素子ＰＥの伸長量の変動による適切な閾値αの変化を好適に抑制することができ、ひいては上記判断をいっそう適切に行うことができる。
【００９５】
（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。
【００９６】
・上記各実施形態において、燃料噴射がなされない期間Ｔｏｆｆを、前回の燃焼サイクルにおける最終段の燃料噴射終了から今回の燃焼サイクルにおける１段目の燃料噴射開始までの期間として設定してもよい。
【００９７】
・上記第２の実施形態において、閾値αをピエゾ素子ＰＥの電圧に応じて可変設定する際、更にピエゾ素子ＰＥの温度によって閾値αを補正してもよい。これにより、ピエゾ素子ＰＥの温度による電圧の変動分を好適に除去することができ、ひいては、ピエゾ素子ＰＥの電圧によって伝達室５４内の燃圧をより高精度に把握することができる。なお、ここでは簡易的にディーゼル機関の冷却水の温度をピエゾ素子ＰＥの温度として代用してもよいが、例えばピエゾ素子ＰＥの電荷量と電圧とを検出することでピエゾ素子ＰＥの容量を算出し、これによりピエゾ素子ＰＥの温度を推定してもよい。ちなみに、電荷の変化に対する電圧の変化で定義される見かけの容量が温度に応じて変化することに着目したこの手法の詳細は、例えば特開２００２−２１６２０号公報に記載されている。
【００９８】
・ディーゼル機関の出力軸の回転速度が大きいほど、各噴射間の時間が短くなることに鑑みれば、回転速度が大きいほど伝達室５４からの燃料の漏れを補償しにくくなると考えられるため、回転速度が予め定められた閾値以上であるときに充電開始時期を早めるようにしてもよい。
【００９９】
・コモンレール６内の燃圧が高いほどバルブ４４を開弁させる際に伝達室５４内に加わる力が大きくなることに鑑みれば、燃圧が高いほど伝達室５４からの燃料の漏れ量が多くなると考えられるため、燃圧が予め定められた圧力以上であるときに、充電開始時期を早めるようにしてもよい。
【０１００】
・上記要求噴射量が多いほど、燃料噴射期間が長くなることに鑑みれば、要求噴射量が多いほど伝達室５４からの燃料の漏れ量が充填量よりも多くなる条件が成立しやすいと考えられるため、要求噴射量が予め定められた量よりも多いときに、充電開始タイミングを早めるようにしてもよい。
【０１０１】
・多段噴射制御における噴射段数が多いほど、噴射期間が長くなる傾向にあることに鑑みれば、噴射段数が多いほど伝達室５４からの燃料の漏れ量が充填量よりも多くなる条件が成立しやすいと考えられるため、噴射段数が予め定められた段数よりも多いときに、充電開始タイミングを早めるようにしてもよい。
【０１０２】
・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ＰＥ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節可能なインジェクタであってもよい。この場合であっても、ピエゾ素子ＰＥの動力を伝達室内の流体を介してノズルニードルを変位させる部材（ピストン）に伝達させる構成等であるなら、ピエゾ素子ＰＥの伸長操作による伝達室からの流体の漏れ量がピエゾ素子ＰＥの収縮操作による伝達室への流体の充填量よりも多くなる条件が成立するときに、ピエゾ素子ＰＥの充電開始時期を早めることは有効である。
【０１０３】
・燃料噴射弁としては、ピエゾ素子ＰＥをアクチュエータとして利用するものに限らず、例えば電磁ソレノイドをアクチュエータとして利用するものであってもよい。この場合であっても、アクチュエータの伸長及び収縮により伝達室内に充填される流体を介してピストンを変位させることで開弁及び閉弁がなされるものであるなら、本発明の適用は有効である。
【０１０４】
・その他、内燃機関としては、ディーゼル機関に限らず、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】
【０１０５】
【図１】第１の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。
【図２】同実施形態におけるピエゾインジェクタの断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態における制御装置の構成を示す図。
【図４】同実施形態におけるピエゾ素子の充電処理及び放電処理の態様を示すタイムチャート。
【図５】ピエゾインジェクタの開弁の応答遅れが生じる原因を説明する図。
【図６】ピエゾインジェクタの閉弁が早まる原因を説明する図。
【図７】上記実施形態にかかる燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート。
【図８】上記処理における充電開始時期を早めるか否かを判断する手法を説明する図。
【図９】第２の実施形態にかかる燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第３の実施形態におけるピエゾ素子の充電処理及び放電処理の態様を示すタイムチャート。
【図１１】同実施形態におけるピエゾ素子へのエネルギ供給量を定めるためのマップを示す図。
【図１２】同実施形態にかかる燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１０６】
２０…制御装置（燃料噴射制御装置の一実施形態）、３２…噴射開口部、３４…ニードル収納部、３６…ノズルニードル、４８…ニードル側ピストン、５４…伝達室、ＰＥ…ピエゾ素子。
【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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