(57)【要約】【課題】高周波ノイズの発生を抑制し得る装置を提供する。【解決手段】駆動信号により作動する複数のアクチュエータ（５１Ａ〜５１Ｄ）と、これら複数のアクチュエータの全てに定常的にＤＣ電圧を供給するＤＣ電圧供給手段（６１）と、前記アクチュエータの個数より少ない数の信号増幅器（５８）と、この信号増幅器からの駆動信号を前記アクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する切換手段（６２）と、前記複数のアクチュエータに付けられた所定の順序に従って、前記信号増幅器（５８）からの駆動信号が異なるタイミングで出力されるように前記切換手段（６２）を制御する制御手段（５３）とを備える。【選択図】図１２
2007239548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号により作動する複数のアクチュエータと、
これら複数のアクチュエータの全てに定常的にＤＣ電圧を供給するＤＣ電圧供給手段と、
前記アクチュエータの個数より少ない数の信号増幅器と、
この信号増幅器からの駆動信号を前記アクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する切換手段と、
前記複数のアクチュエータに付けられた所定の順序に従って、前記信号増幅器からの駆動信号が異なるタイミングで出力されるように前記切換手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするアクチュエータの駆動装置。
【請求項２】
燃料噴射タイミングでの内部機構の作動による衝撃加振力に起因して振動する気筒別のインジェクタと、
各気筒のインジェクタを所定の燃料噴射順序に従って時間的に異なるタイミングで作動させるインジェクタ作動手段と、
制振対象物であるインジェクタの物理特性を表現する、インジェクタ別の個々のモデルを用いて、前記信号増幅器に出力するインジェクタ別の制御信号を演算するコントローラと
を備え、
前記複数のアクチュエータは、気筒別にインジェクタに当接して備えられ、前記信号増幅器からの駆動信号により制御力を発生するアクチュエータであり、かつ
前記制御手段が前記切換手段による切換タイミングを制御する場合に、この切換タイミングを、燃料噴射を行う気筒の燃料噴射タイミングよりも所定時間だけ先立つタイミングとすることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの駆動装置。
【請求項３】
前記所定時間は、所定の燃料噴射順序に従って前記インジェクタ別の個々のモデルに切換え、その切換えたモデルを用いて、前記インジェクタ別の制御信号を順次演算することに伴う遅れ時間であることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの駆動装置。
【請求項４】
前記インジェクタ別の制御信号は、予め設定した切換時間かけてゼロより所定の駆動電圧まで連続的に増加する信号であり、前記所定時間はこの予め設定した切換時間であることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
前記燃料噴射タイミングでの内部機構の作動による衝撃加振力が２つの気筒において同じタイミングで生じる場合に、その２つの気筒のうちの一方を第１の気筒群に、他方を第２の気筒群に振り分け、
第１の気筒群に専用の第１の信号増幅器と、
第２の気筒群に専用の第２の信号増幅器と、
第１の信号増幅器からの駆動信号を第１の気筒群内の各気筒のアクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する第１の切換手段と、
第２の信号増幅器からの駆動信号を第２の気筒群内の各気筒のアクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する第２の切換手段と、
を備え、
前記燃料噴射順序に従って、前記専用の信号増幅器からのインジェクタ別の駆動信号が異なるタイミングで出力されるように前記第１と第２の２つの切換手段を制御することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
複数の気筒を有する２つのバンクをＶ字状にまたは水平に並べて配置し、
燃料噴射を行う気筒が２つのバンクで交互に生じると共に、燃料噴射タイミングでの内部機構の作動による衝撃加振力が、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒において同じタイミングで生じる場合に、
一方のバンクに専用の第１の信号増幅器と、
他方のバンクに専用の第２の信号増幅器と、
第１の信号増幅器からの駆動信号を一方のバンク内の各気筒のアクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する第１の切換手段と、
第２の信号増幅器からの駆動信号を他方のバンク内の各気筒のアクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する第２の切換手段と
を備え、
前記燃料噴射順序に従って、前記専用の信号増幅器からのインジェクタ別の駆動信号が異なるタイミングで出力されるように前記第１と第２の２つの切換手段を制御することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの駆動装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは、電圧を印加すると自由長の状態から延びるが、印加する電圧の正負の入れ換えても自由長から縮むことはない性質を有する圧電素子または磁歪素子からなるアクチュエータであり、所定の初期電圧が印加され所定量延びた状態を中立状態として、初期電圧を超える駆動電圧が供給されると中立状態より伸張し、またその状態より初期電圧に戻されると中立位置へと収縮するものであることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの駆動装置。
【請求項８】
前記インジェクタのエンジンに対する燃料噴射タイミングでの相対物理量をインジェクタ別に検出する検出手段を備え、
この検出手段で検出したインジェクタ別の相対物理量に基づいて前記インジェクタ別の制御信号を演算することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの駆動装置。
【請求項９】
前記相対物理量は、前記インジェクタから燃料を噴射するときに変形する部位の歪み量であることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータの駆動装置、特にアクチュエータを電圧信号で駆動するときの高周波ノイズの発生を抑制するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子をエンジン内のアクチュエータとして用いたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４９２３８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、直噴ディーゼルエンジンなどにおいて、インジェクタは、内部に針弁等の可動部品を有している。この針弁がシート部に対して離座／着座することで燃料の噴射／停止が制御される。したがって、インジェクタは、衝突による衝撃力を発生する。この衝撃力によってインジェクタが振動すると、その振動がインジェクタに接続されるノズルサポートやシリンダヘッドを介して他のエンジン部品に伝達され、エンジン騒音悪化の要因となる。特にディーゼルエンジンに適用されるコモンレール式燃料供給システムにおいては、内部部品が高圧の燃料で駆動されることから、インジェクタに発生する衝撃力が大きい。そしてインジェクタは、５００〜４ｋＨｚまでにインジェクタの複数の共振モードを有し、この共振が騒音悪化に大きく影響している。
【０００４】
このため、燃料噴射タイミングでの内部機構の作動による衝撃加振力に起因して振動する、このインジェクタに当接して、圧電素子または磁歪素子からなるアクチュエータを気筒別に備えさせ、制振対象物であるインジェクタの物理特性を表現するインジェクタ別の個々のモデルを用いて、信号増幅器に出力するインジェクタ別の制御信号をコントローラで演算し、そのインジェクタ別の制御信号を、燃料噴射を行う気筒の燃料噴射時に、信号増幅器を介し出力してそのアクチュエータに制御力を発生させることで、燃料噴射を行う気筒のインジェクタの振動を抑制することが考えられる。
【０００５】
この場合に、アクチュエータを構成する圧電素子や磁歪素子は、電圧を印加すると自由長の状態から延びるが、印加する電圧の正負を入れ換えても自由長から縮むことはないので、アクチュエータに所定の初期電圧（ＤＣ電圧）を印加してアクチュエータが所定量延びた状態を中立状態として定めておき、アクチュエータに対して初期電圧を超える駆動電圧を与えることで、アクチュエータを中立状態より伸張させ、またアクチュエータへの印加電圧を初期電圧に戻すことでアクチュエータを中立位置へと収縮させることができる。
【０００６】
しかしながら、実験してみると、インジェクタの振動を打ち消そうと気筒別のアクチュエータにＤＣ電圧を含んだ駆動信号が出力されるたびにＤＣ成分に起因する高周波ノイズが発生してしまうことが判明している。
【０００７】
そこで本発明は、高周波ノイズの発生を抑制し得る装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駆動信号により作動する複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータの全てに定常的にＤＣ電圧を供給するＤＣ電圧供給手段と、前記アクチュエータの個数より少ない数の信号増幅器と、この信号増幅器からの駆動信号を前記アクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する切換手段とを備え、前記複数のアクチュエータに付けられた所定の順序に従って、前記信号増幅器からの駆動信号が異なるタイミングで出力されるように前記切換手段を制御するように構成する。
【発明の効果】
【０００９】
各アクチュエータに対し、図１３（Ａ）に示したようにＤＣ電圧を含んだ駆動信号を出力するのでは、電圧変化が大きくなって高周波ノイズが生じるのであるが、本発明によれば、駆動信号により作動する複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータの全てに定常的にＤＣ電圧を供給するＤＣ電圧供給手段と、前記アクチュエータの個数より少ない数の信号増幅器と、この信号増幅器からの駆動信号を前記アクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する切換手段とを備え、前記複数のアクチュエータに付けられた所定の順序に従って、前記信号増幅器からの駆動信号が異なるタイミングで出力されるように前記切換手段を制御する。すなわち、各アクチュエータに与える駆動信号のうちからＤＣ電圧分を分離して定常的に全てのアクチュエータに供給しているので、複数のアクチュエータに対して選択的に切換えて与える駆動信号の電圧変化が小さくなり、高周波ノイズが生じるのを抑制できる。また、アクチュエータと同数の信号増幅器が不要となり、コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明によるアクチュエータの駆動装置を適用する燃料供給システムを示す図である。
【００１２】
この燃料供給システムは、自動車に搭載されるコモンレールタイプのディーゼルエンジン用のシステムである。
【００１３】
燃料タンク８１内の燃料は、フィルタ８２を介して低圧ポンプ８３によって予圧され、高圧サプライポンプ８４により高圧状態に加圧され、コモンレール８６へと供給される。コモンレール８６内の圧力を所望の圧力に制御するために高圧サプライポンプ８４は必要な量だけを圧送する必要がある。そのために一個のリニアソレノイドタイプの吸入量制御弁８５を有しており、吸入ポートの面積を変えることによってプランジャ室への燃料供給量を制御している。
【００１４】
コモンレール８６の高圧燃料は、各気筒のインジェクタ１０に供給され、インジェクタ１０を開弁駆動することによって各気筒のシリンダ内にコモンレール８６内の高圧燃料が直接的に噴射される。
【００１５】
インジェクタ１０の作動はエンジンコントロールユニット８０（インジェクタ作動手段）によって制御される。エンジンコントロールユニット８０は、センサによって検出されたエンジン負荷（アクセルペダル踏込量など）及びエンジン回転速度に基づいて、燃料噴射時期及び燃料噴射量を算出し、これらに対応する開弁指令信号をインジェクタ１０へ出力する。またエンジンコントロールユニット８０は、エンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて目標コモンレール燃料圧力を算出し、圧力センサ８７により検出されるコモンレール８６内の実際の燃料圧力がその算出した目標コモンレール燃料圧力と一致するように上記の吸入量制御弁８５を制御する。なお、エンジンコントロールユニット８０は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成されている。
【００１６】
図２は、インジェクタ１０の構造を示す図である。
【００１７】
インジェクタ１０は、ソレノイド１１、二方弁１２、出口オリフィス１４、入口オリフィス１５、コマンドピストン１７、ノズルニードル１９などによって構成されている。
【００１８】
ソレノイド１１に通電されていない状態では二方弁１２はスプリング１３力によって下方に押しつけられ、出口オリフィス１４は閉じた状態にある。このため、コマンドピストン１７を押し下げようとすると、コマンドピストン上端の制御室１６圧力とノズルニードル１９を押し上げようとする圧力は同じになり、受圧面積の違いとノズルスプリング１８力によりノズルニードル１９はシート部２０に当接して閉弁状態を維持し、燃料噴射は行われない。
【００１９】
ソレノイド１１に通電が開始されると、二方弁１２はソレノイド１１の吸引力により上方に引き上げられ、出口オリフィス１４が開き、制御室１６の燃料が上方へ流出する。燃料が流出すると、コマンドピストン１７に対して下向きに作用している制御室１６圧力が低下するため、コマンドピストン１７及びノズルニードル１９が上昇し、噴孔２１より燃料噴射が開始される。さらにソレノイド１１への通電を続けると、ノズルニードル１９は最大リフトに達し、最大噴射率の状態になる。
【００２０】
一方、ソレノイド１１への通電を遮断すると、二方弁１２が下降して出口オリフィス１４が閉じられるため、制御室１６へ入口オリフィス１５より燃料が流入して制御室１６圧力が上昇する。これにより、ノズルニードル１９が急激に下降してシート部２０に当接する。これにより噴孔２１が閉じられ、燃料噴射が終了する。
【００２１】
従って、ソレノイド１１への通電時期により燃料噴射時期が、ソレノイド１１への通電時間により燃料噴射量が制御される。このソレノイド１１への通電・通電遮断を１サイクル中に複数回繰り返すことで、メイン噴射に先立つパイロット噴射や、メイン噴射の後に行われるポスト噴射などの多段噴射を実現できることとなる。
【００２２】
図３は、インジェクタ１０が取り付けられたシリンダヘッド３０をエンジン前方（クランク軸方向）から見た断面図である。なお、シリンダヘッド３０はヘッドボルト３１によってシリンダブロックに固定されているが、図３においてはシリンダブロックを省略して示していない。
【００２３】
インジェクタ１０は、シリンダヘッド３０に上下方向に形成されたインジェクタ取付穴３２に挿通され、ノズルサポート４０によって上方からシリンダヘッド３０に押圧されて固定される。
【００２４】
左右に長いノズルサポート４０の中央には、上下方向にボルト貫通孔４３が形成されている。ノズルサポート４０の左方は、その下端側が上側に凸となるように湾曲し、その湾曲部で、紙面に直交するカムシャフト３５を跨いでいる。そして、ノズルサポート４０の左端には上から見て二股のフォーク４１が形成され、この二股のフォーク４１が、インジェクタ１０の受圧部２２に当接する。ノズルサポート４０の右端４２は、シリンダヘッド３０の側壁３３近傍に埋め込まれたピボットピン３４に上方より当接し、回動（傾動）自在になっている。ノズルサポート４０の湾曲内周部には歪センサ５６が取り付けられている。
【００２５】
上記のボルト貫通孔４３にボルト４４が上方より挿通されてシリンダヘッド３０に締結されると、ボルト４４の軸力によってノズルサポート４０を介しインジェクタ１０がシリンダヘッド３０に押圧される。
【００２６】
インジェクタ取付穴３２の底面３２ａに圧電素子（ピエゾ素子）からなるアクチュエータ５１が配置されている。インジェクタ１０は、そのアクチュエータ５１に載置されている。すなわちアクチュエータ５１は底面３２ａとインジェクタ１０との間に配置されている。アクチュエータ５１は薄板状の圧電素子を所定数、図で上下方向に積層したものであり、印加する電圧に応じて軸方向に伸縮する。
【００２７】
本発明は、歪センサ５６によってインジェクタ１０の状態を検出し、その検出値に基づいてアクチュエータ５１の制御力をコントロールすることでインジェクタ１０の振動を低減しようとするものである。詳細については後述する。
【００２８】
ここで本発明が解決しようとしている課題について再度詳しく説明する。
【００２９】
上記のノズルニードル１９がシート２０に衝突し振動を発生する。特にコモンレール８６を使用する燃料噴射システムにおいては、燃圧が非常に高圧であるので、大きな衝突力が発生し、インジェクタ１０が大きく振動することとなる。
【００３０】
このようにして生じた振動は、インジェクタ１０の下面からインジェクタ取付穴３２の底面３２ａを介してシリンダヘッド３０に伝達するとともに、インジェクタ受圧部２２を介してノズルサポート４０へ伝わり、ピボットピン３４及びボルト４４からシリンダヘッド３０へ伝達する。そしてこの振動がさらにシリンダブロックやヘッドカバー等に伝達されて音が発生する。特に、インジェクタ１０は、５００〜４ｋＨｚまでに複数の共振モードを有し、この共振が騒音悪化に大きく影響している。そこで本発明では、下記のようにしてインジェクタの振動を低減し、騒音を低減しようとしているのである。
【００３１】
ところで、対象物を制振する方法としては、図４に示すように、質量Ｍの制振対象物に加速度センサを取り付け、検出値をフィードバックしてアクチュエータの制御力Ｕを発生する手法が多く用いられている。
【００３２】
例えば図４に示すように、質量Ｍの制振対象物に加振力Ｆが作用する場合に、アクチュエータの制御力Ｕで制振する場合を考える。
【００３３】
このとき、運動方程式は次の（１）式になる。
【００３４】
【数１】
2007239548.tif 000003
【００３５】
速度（ｄｘ／ｄｔ）及び変位ｘをフィードバックしてアクチュエータの制御力Ｕを決めれば上記（１）式は次の（２）式になる。（２）式において、Ｄは減衰係数であって速度（ｄｘ／ｄｔ）に比例するゲインである。これを調整することで減衰を増大させる作用がある。Ｅは剛性係数であって変位ｘに比例するゲインである。これを調整することで剛性を増大させる作用がある。
【００３６】
【数２】
2007239548.tif 000004
【００３７】
この（２）式を整理して次の（３）式になる。
【００３８】
【数３】
2007239548.tif 000005
【００３９】
（３）式の運動方程式に基づいて、加振力Ｆに対して変位ｘができる限り小さくなるように速度比例ゲインＤ及び変位比例ゲインＥを決定する。
【００４０】
このような考え方に基づけば、図５に示すように制振対象物であるインジェクタ１０に加速度センサ１０１を取り付け、検出値でフィードバック制御する手法が考えられる。
【００４１】
ところがこの場合には、加速度センサの出力値は図６（ａ）のようになり、振動変位に比例する制御力を求めるために、これを２回積分して変位を求めると図６（ｂ）のようになる。しかしながら、インジェクタが装着されたシリンダヘッドは、図４のように大地に固定されているわけではなく、エンジン全体が、エンジンマウントで車体に対して防振支持されるため、低周波数域（通常１０Ｈｚ前後）にエンジン全体をマス、エンジンマウントをバネとする共振が存在するために、エンジン燃焼の基本次入力によって大きく振動してしまう。一方、図６（ａ）、図６（ｂ）にあるようにインジェクタの共振には、曲げ共振及びバウンス共振がある。曲げ共振とは図８（ａ）に示すようにインジェクタを軸に対して横方向に作用する共振であり、バウンス共振とは図８（ｂ）に示すようにインジェクタの軸方向に作用する共振である。
【００４２】
従って、インジェクタに取り付けた加速度センサで、３ｋＨｚ付近にあるバウンス共振を検出しようとすると、図６（ｂ）に示すように、エンジンに作用する低次振動成分（エンジンの剛体振動）の影響で、基本次からは１００ｄＢダウン（５桁も小さい）の数値を扱うことになる。これでは制御分解能が低くて制振効果が得られない可能性がある。
【００４３】
これについて、図５をモデル化した図７を参照してさらに詳しく説明する。
【００４４】
この場合、加速度センサ１０１を用いて、質量Ｍの制振対象物であるインジェクタの動きを計測すると、低周波域ではＭ（インジェクタに相当）＋Ｍ０（シリンダヘッドやシリンダブロックを含む、インジェクタ以外のエンジン全体構造部分）が一体で動くエンジン全体の動きを計測し、高周波域では、シリンダヘッド共振などが存在する場合、本来必要なｘ−ｘ０ではなくて地上から観測した絶対的なｘが計測されることとなる。
【００４５】
また加速度センサ１０１の出力値を２回積分して求めた変位量は、低周波域では制振対象物の振動とは無関係なエンジン全体の動きが最も大きな振動成分となる。
【００４６】
本発明は、インジェクタの振動、すなわちインジェクタのエンジンに対する相対振動を抑えることが目的なのであるから、インジェクタのエンジンに対する相対物理量を検出する必要がある。そこで本実施形態では、歪センサ５６を用いてインジェクタのエンジンに対する相対変位（歪み）を検出するようにしたのである。
【００４７】
そしてこの場合には歪センサ５６を取り付ける場所が問題である。そこで本件発明者は解析によって曲げモードは図８に示すようなるとの知見を得た。そこで、歪センサは曲げの大きい図９のＢ部またはＣ部に取り付けることがよいとの知見を得たのである。このように、振動モードによって、歪の発生する部位が変わるのであるが、インジェクタをノズルサポートで一方から支持するタイプでは、Ｂ部やＣ部が、どの共振モードにおいても歪量が大きい。したがって、これらのようにモードに共通して歪みやすい部位を検出部位とすることが望ましい。
【００４８】
そこで本発明の第１実施形態としては、図３に示すように歪センサ５６をノズルサポート４０の湾曲内周部、すなわち図９のＣ部に取り付けた。そして、図３に示したように、歪センサ５６からの信号を信号増幅器５７、Ａ／Ｄコンバータ（アナログ信号をデジタル信号に変換するコンバータ）５４を介してコントローラ５３に入力させ、このコントローラ５３からの信号を、Ｄ／Ａコンバータ（デジタル信号をアナログ信号に変換するコンバータ）５５、信号増幅器５８を介してアクチュエータ５１に出力させる。ここで、コントローラ５３にＡ／Ｄコンバータ５４、Ｄ／Ａコンバータ５５を合わせたものは、デジタル信号処理装置５２といわれる。なお歪センサ５６をボルト４４、すなわち図９のＢ部に取り付ける形態も同様に考えられるが、以下では歪センサ５６をノズルサポート４０に取り付けた形態で説明する。
【００４９】
歪センサ５６をノズルサポート４０に取り付けた図３をモデル化すると図１０になる。
【００５０】
インジェクタ１０の支持構造は、インジェクタ１０の質量Ｍｉがインジェクタ取付穴底面３２ａの取り付け剛性によるばねＫｈと、ノズルサポート４０の取り付け剛性によるばねＫｆの２つに支持されている振動系と考えることができる（図１０）。
【００５１】
インジェクタ１０で衝撃加振力Ｆｉが発生すると、その衝撃加振力Ｆｉによってインジェクタ１０が変位し、その変位によるばね力が２つのばねから伝達される。したがって、それらの取り付け点での変位を小さくすることにより、伝達する加振力を小さくすることができる。
【００５２】
本実施形態では、予めボルト４４の変形（歪ε）とインジェクタ１０への衝撃加振力Ｆｉとの関係Ｈ（ω）を求めておく。この関係は例えば適合実験によって求めてマップ化しコントローラ５３内に記憶させておいてもよい。そしてコントローラ５３ではまずノズルサポート４０に装着した歪センサ５６によって情報量（歪ε）を検出し、これに基づきインジェクタ１０への衝撃加振力Ｆｉを推定する。そしてコントローラ５３によりアクチュエータ５１の制御力Ｆｐをコントロールすることによってインジェクタ１０への衝撃加振力Ｆｉをキャンセルすることで、インジェクタ振動を励起させないようにすることができる。
【００５３】
また、予めボルト４４の変形（歪ε）とインジェクタ１０への衝撃加振力Ｆｉとの関係Ｈ（ω）を求めておき、衝撃加振力Ｆｉがキャンセルされるかまたは制御力と衝撃加振力の和が略最小となるような歪εの所定値を明らかにしておく。そして、コントローラ５３によりこれを目標値としてアクチュエータ５１を制御してもよい。
【００５４】
アクチュエータ５１は、インジェクタ取付穴底面３２ａの取り付け点と、インジェクタ１０の間に設置されており、そこから力を発生させることによって、ノズルサポート４０や取り付けボルト４４からの加振力伝達を低減できる。
【００５５】
図１１は、コントローラ５３による制御時のシリンダヘッド３０への加振力低減効果を示す図である。
【００５６】
コントローラ５３によりアクチュエータ５１を制御することによって、共振のピークレベルが低下していることがわかる。
【００５７】
図１２は本発明のアクチュエータの駆動装置を直列４気筒エンジンに適用したときの構成図である。
【００５８】
気筒別にインジェクタ１０が備えられ、各インジェクタ１０で衝撃加振力が生じるため、アクチュエータ５１と歪センサ５６とを気筒別に備えさせている。各気筒を区別するため、１番気筒にＡ、２番気筒にＢ、３番気筒にＣ、４番気筒にＤを割り振ると、１番気筒のインジェクタ１０Ａに１番気筒のアクチュエータ５１Ａと１番気筒の歪センサ５６Ａとが、２番気筒のインジェクタ１０Ｂに２番気筒のアクチュエータ５１Ｂと２番気筒の歪センサ５６Ｂとが、３番気筒のインジェクタ１０Ｃに３番気筒のアクチュエータ５１Ｃと３番気筒の歪センサ５６Ｃとが、４番気筒のインジェクタ１０Ｄに４番気筒のアクチュエータ５１Ｄと４番気筒の歪センサ５６Ｄとがそれぞれ備えられている。
【００５９】
さて、各アクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄを構成する圧電素子（ピエゾ素子）は、電圧を印加すると自由長の状態から延びるが、印加する電圧の正負を入れ換えても自由長から縮むことはない。そこで、各アクチュエータにプラスの所定電圧（初期電圧）を印加してアクチュエータが所定量延びた状態を中立状態として定めれば、各アクチュエータに対して初期電圧を超える駆動電圧を与えることで、各アクチュエータを中立状態より伸張させ、また各アクチュエータへの印加電圧を初期電圧に戻すことで各アクチュエータを中立位置へと収縮させることができる。
【００６０】
このため、図１３（Ａ）に示したように、各アクチュエータに対して駆動信号を出力することが考えられる。すなわち、信号増幅器を介して各アクチュエータに初期電圧Ｅ０を予め与えておき、燃料噴射タイミングｔ３になると初期電圧Ｅ０よりも所定値大きくした駆動電圧Ｅ１をステップ的に与えてアクチュエータに制御力を発生させるのである。また、次回の燃料噴射タイミングに備えてｔ６のタイミングでは駆動電圧Ｅ１より初期電圧Ｅ０へとステップ的に戻す。
【００６１】
しかしながら、燃料噴射タイミングｔ３で信号増幅器出力を初期電圧Ｅ０より駆動電圧Ｅ１へとステップ変化させると、この電圧のステップ変化のたびにＤＣ成分に起因する高周波ノイズが発生することが観察されている。
【００６２】
そこで本発明では、図１２に示したように、４つのアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄの全てに定常的にＤＣ電圧を供給するＤＣ電源６１（ＤＣ電圧供給手段）を設けると共に、全気筒に対して１つだけの信号増幅器５８と、この信号増幅器５８からの駆動信号をアクチュエータのいずれかに選択的に切換えて出力する切換スイッチ６２（切換手段）と、燃料噴射順序（複数のアクチュエータに付けられた所定の順序）に従って、信号増幅器５８からの駆動信号が異なるタイミングで出力されるように切換スイッチ６２を制御するコントローラ５３（制御手段）とを設けている。すなわち、今仮に燃料噴射順序がＮｏ．１−Ｎｏ．４−Ｎｏ．２−Ｎｏ．３の順であるとすると、コントローラ５３では、１番気筒の燃料噴射タイミングで１番気筒のアクチュエータ５１Ａに、４番気筒の燃料噴射タイミングで４番気筒のアクチュエータ５１Ｄに、２番気筒の燃料噴射タイミングで２番気筒のアクチュエータ５１Ｂに、３番気筒の燃料噴射タイミングで３番気筒のアクチュエータ５１Ｄにそれぞれ信号増幅器５８からの駆動信号が出力されるようにする。
【００６３】
これを図１３（Ｂ）、図１４を参照してさらに説明すると、図１３（Ｂ）は１番気筒についてＤＣ電源、切換指示フラグ、信号増幅器出力（駆動信号）を、図１４は４気筒分について切換指示フラグ及び信号増幅器出力を示したものである。ここで、切換指示フラグは、後述するように、このフラグが例えば１になるタイミングで切換スイッチ６２が信号増幅器５８と１番気筒アクチュエータ５１Ａとを、４になるタイミングで切換スイッチ６２が信号増幅器５８と４番気筒アクチュエータ５１Ｄとを、２になるタイミングで切換スイッチ６２が信号増幅器５８と２番気筒アクチュエータ５１Ｂとを、３になるタイミングで切換スイッチ６２が信号増幅器５８と３番気筒アクチュエータ５１Ｃとをそれぞれ接続するものである。
【００６４】
図１３（Ｂ）に示したように、ＤＣ電源６１により初期電圧Ｅ０の分をＤＣ電圧として４つのアクチュエータ１０Ａ〜１０Ｄの全てに常時供給しておくようにする。このとき、各アクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄは所定量延びた状態つまり中立状態にある。
【００６５】
一方、信号増幅器出力は、例えば図１３（Ｂ）に示したように、ゼロより切換えるに際して、１番気筒の燃料噴射タイミングｔ３より、予め設定したゼロでない切換時間Ｔ１off-onだけ前のｔ２のタイミングでゼロより徐々に増加する特性（ランプ特性）とし、１番気筒の燃料噴射タイミングｔ３で１番気筒アクチュエータ５１Ａに駆動電圧Ｅ２が加わるようにする。ここで、本発明では、初期電圧Ｅ０分は常時アクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄに供給しているため、駆動電圧Ｅ２としては、この初期電圧Ｅ０を除いた分、つまり図１３（Ａ）に示した駆動電圧Ｅ１より初期電圧Ｅ０を差し引いた値でかまわない。
【００６６】
また、１番気筒の燃料噴射タイミングｔ３の後には次の４番気筒の燃料噴射タイミングｔ１３に備えて、信号増幅器出力をゼロへと戻しておく必要があるので、信号増幅器出力をゼロへと切換える際にも徐々に減少する特性（ランプ特性）とする。すなわち、図１３（Ｂ）に示したように、１番気筒の圧縮上死点（Ｎｏ．１ＴＤＣ）でのタイミングｔ４より所定時間経過後のｔ５のタイミングより切換を開始し、駆動電圧Ｅ２より予め設定したゼロでない切換時間Ｔ１on-offかけて徐々に減少させｔ６のタイミングでゼロとなるようにする。
【００６７】
また、４気筒エンジンでは、各インジェクタ１０Ａ〜１０Ｄの物理特性を表現するモデルを気筒別に、つまり４つのモデルをコントーラ５３内に有させておき、図１４に示したように、１番気筒の燃料噴射タイミングｔ３になる前に、１番気筒インジェクタ１０Ａの物理特性を表現するモデルに切換え、この切換えたモデルを用い、１番気筒の前回の燃料噴射時にサンプリングした歪センサ検出値のデータに基づいて１番気筒アクチュエータ５１Ａ用の制御信号を演算し、その制御信号を信号増幅器５８に出力する。次には４番気筒の燃料噴射タイミングｔ１３が訪れるので、その４番気筒の燃料噴射タイミングｔ１３になる前に、４番気筒インジェクタの物理特性を表現するモデルに切換え、この切換えたモデルを用い、４番気筒の前回の燃料噴射時にサンプリングした歪センサ検出値のデータに基づいて４番気筒アクチュエータ５１Ａ用の制御信号を演算し、その制御信号を信号増幅器５８に出力する。その次には、２番気筒、３番気筒について同様の操作を繰り返す。
【００６８】
このように気筒別に操作を行わなければならないとなると、４つあるモデルの切換及び信号増幅器５８に出力するインジェクタ別の制御信号の演算とに所定時間を要することとなる。つまり、この所定時間は、燃料噴射順序に従ってインジェクタ別の個々のモデルに切換え、その切換えたモデルを用いてインジェクタ別の制御信号を順次演算することに伴う遅れ時間Ｔ２である。従って、切換スイッチ６２に出力する切換指示は、図１３（Ｂ）に示したように、信号増幅器出力の切換開始タイミングｔ２よりこの遅れ時間Ｔ２だけ前のｔ１のタイミングとする。
【００６９】
ここで、遅れ時間Ｔ２と切換時間Ｔ１off−onの合計を改めて所定時間Ｔ４とおくと、３番気筒より１番気筒への切換指示タイミングは、図１３（Ｂ）に示したように、１番気筒の燃料噴射タイミングｔ３より所定時間Ｔ４だけ前のタイミングとなる。改めて圧縮上死点でのタイミングを基準にとると、３番気筒より１番気筒への切換指示タイミングは、図１４に示したように、１番気筒の圧縮上死点でのタイミングｔ４より、所定時間Ｔ４と、時間ＩＴ（１番気筒の噴射タイミングｔ３から１番気筒の圧縮上死点でのタイミングｔ４までに要する時間）とを足した値だけ前となる。ここで、さらにクランク角１８０°に要する時間をＴ５とすると、３番気筒より１番気筒への切換指示タイミングは、３番気筒の圧縮上死点でのタイミングｔ３４より、Ｔ５−（Ｔ４＋ＩＴ）だけ後のタイミングとなる。そこで、Ｔ５−（Ｔ４＋ＩＴ）を改めて所定時間Ｔ６とおくと、３番気筒より１番気筒への切換指示タイミングは、３番気筒の圧縮上死点でのタイミングｔ３４より所定時間Ｔ６だけ後になる。ただし、時間ＩＴは気筒間で変わらないとしている。
【００７０】
コントローラ５３により行われるこの制御手順を図１５、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）のフローチャートにより詳述する。
【００７１】
まず図１５は切換指示フラグを設定するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。
【００７２】
ステップ１、２、３、４では気筒フラグをみる。気筒フラグは、図１４に示したように各気筒の圧縮上死点になるたびに変化するフラグである。この気筒フラグは、図示しないフローにおいて圧縮上死点を迎えたときに、その圧縮上死点を迎えた気筒の番号を燃料噴射順序に従って順に取り込むことで設定することができる。
【００７３】
気筒フラグ＝１であればステップ５に、気筒フラグ＝４であればステップ７に、気筒フラグ＝２であればステップ９に、気筒フラグ＝３であればステップ１１にそれぞれ進む。      
【００７４】
ここで、ステップ５、６、ステップ７、８、ステップ９、１０、ステップ１１、１２の４つの各操作は同様であるので、ステップ５、６の操作で代表させて述べると、ステップ５では、１番気筒の圧縮上死点でのタイミングより所定時間Ｔ６が経過したか否かをみる。ここで、所定時間Ｔ６は、図示しないフローにおいて、所定時間Ｔ５から、所定時間Ｔ４と燃料噴射タイミングよりその直後の圧縮上死点でのタイミングまでに要する時間ＩＴとの合計を差し引くことで、つまり次式により所定時間Ｔ６を算出している。
【００７５】
Ｔ６＝Ｔ５−（Ｔ４＋ＩＴ）                              …（４）
（４）式の所定時間Ｔ５はクランク角１８０°に要する時間で、これはそのときのエンジン回転速度Ｎｅから算出することができる。（４）式の所定時間Ｔ４は遅れ時間Ｔ２と切換時間Ｔ１off−onの合計であり、遅れ時間Ｔ２と切換時間Ｔ１off−onとはいずれも適合値であるため、所定時間Ｔ４も一定値である。
【００７６】
燃料噴射タイミングは、通常、圧縮上死点より進角側に計測したクランク角で与えられているので、そのクランク角単位の燃料噴射タイミングよりその直後の圧縮上死点までのクランク角区間をそのときのエンジン回転速度Ｎｅを用いることで、燃料噴射タイミングよりその直後の圧縮上死点までに要する時間ＩＴを算出することができる。
【００７７】
所定時間Ｔ６の計算は１サイクル（４気筒ではクランク角で７２０°）当たり１回行えばよい。また、燃料噴射タイミングよりその直後の圧縮上死点までに要する時間ＩＴは気筒間で変わらないとする。
【００７８】
また、１番気筒の圧縮上死点で、コントローラ５３内に有するタイマを起動し、このタイマ値と上記の所定時間Ｔ６とを比較することで、１番気筒の圧縮上死点より所定時間Ｔ６が経過したか否かをみる。タイマ値が所定時間Ｔ６未満であればステップ６に進むことなくそのまま今回の処理を終了する。
【００７９】
タイマ値が所定時間Ｔ６以上になれば、１番気筒の圧縮上死点より所定時間Ｔ６が経過したと判断し、ステップ５よりステップ６に進んで切換指示フラグ＝４とする。
【００８０】
同様にして、ステップ７、８では４番気筒の圧縮上死点より所定時間Ｔ６が経過したとき切換指示フラグ＝２、ステップ９、１０では２番気筒の圧縮上死点より所定時間Ｔ６が経過したとき切換指示フラグ＝３、ステップ１１、１２では３番気筒の圧縮上死点より所定時間Ｔ６が経過したとき切換指示フラグ＝１とする。
【００８１】
このようにして切換指示フラグが設定されると、切換指示フラグの値は、図１３（Ｂ）、図１４に示したように変化することとなる。すなわち、切換指示フラグは燃料噴射を行う気筒の燃料噴射タイミングよりも所定時間（Ｔ２＋Ｔ１off−on）だけ先立つタイミングで切換わっている。
【００８２】
図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は切換スイッチ６２への切換指示及び信号増幅器５８へのインジェクタ別の制御信号の出力を行うためのものである。図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）のフローは図１５と異なり、経時的な流れを示すものである。
【００８３】
燃料噴射タイミングになるたびに燃料噴射を行うインジェクタに当接しているアクチュエータを駆動するため、４気筒の燃料噴射順序がＮｏ．１−Ｎｏ．４−Ｎｏ．２−Ｎｏ．３の順であれば、この燃料噴射順序に従い、１番気筒アクチュエータ５１Ａ、４番気筒アクチュエータ５１Ｄ、２番気筒アクチュエータ５１Ｂ、３番気筒アクチュエータ５１Ｃの順に４つの各アクチュエータを駆動することになる。この場合に、ステップ２１〜２７は１番気筒アクチュエータ５１Ａを対象として切換指示と制御信号の出力とを行う部分、ステップ２８〜３４は４番気筒アクチュエータ５１Ｄを対象として切換指示と制御信号の出力とを行う部分、ステップ３５〜４１は２番気筒アクチュエータ５１Ｂを対象として切換指示と制御信号の出力とを行う部分、ステップ４２〜４８は３番気筒アクチュエータ５１Ｃを対象として切換指示と制御信号の出力とを行う部分である。
【００８４】
ここで、ステップ２１〜２７、ステップ２８〜３４、ステップ３５〜４１、ステップ４２〜４８の４つの各操作は同様であるので、詳細はステップ２１〜２７の操作で代表させて述べる。
【００８５】
まずステップ２１では、切換指示フラグの３より１への変化タイミングであるか否かをみる。ここでは、まず切換指示フラグの３より１への変化タイミングより述べるが、実際の制御においてはまず切換指示フラグの３より１への変化タイミングであるか否かをみるものではない。切換指示フラグの３より１への変化タイミングでないときにはそのまま待機する。
【００８６】
切換指示フラグの３より１への変化タイミングになると、ステップ２２に進みこのタイミングで即座に切換スイッチ６２に向けて１番気筒アクチュエータ５１Ａへの切換指示を出す。この切換指示により信号増幅器５８と１番気筒アクチュエータ５１Ａとが接続される。
【００８７】
上記変化タイミングは、１番気筒の燃料噴射タイミングより遅れ時間Ｔ２と切換時間Ｔ１off−onの合計の値だけ先だったタイミングである。
【００８８】
このように１番気筒の燃料噴射タイミングより遅れ時間Ｔ２だけ先だったタイミングで１番気筒アクチュエータ５１Ａへの切換指示を出すのは、制振対象物である１番気筒インジェクタの物理特性を表現するモデルへの切換のための時間と、切換えたモデルを用いて、１番気筒の前回の燃料噴射時にサンプリングした歪センサ検出値に基づいて１番気筒アクチュエータ５１Ａ用の制御信号を演算する時間とが必要となるためである。
【００８９】
また、１番気筒の燃料噴射タイミングより切換時間Ｔ１off−onだけ先だったタイミングで１番気筒アクチュエータ５１Ａへの切換指示を出すのは、信号増幅器出力をゼロより駆動電圧Ｅ２へとステップ変化させたのでは、高周波ノイズが発生するので、信号増幅器出力をゼロより、ゼロでない切換時間Ｔ１off−onだけかけて駆動電圧Ｅ２へと徐々に変化させることにより、高周波ノイズの発生を防止するためである。
【００９０】
ステップ２３では、制振対象物である１番気筒のインジェクタの物理特性を表現するモデルに切換え、この切換えたモデルを用い、１番気筒の前回の燃料噴射時にサンプリングした歪センサ検出値のデータに基づいて１番気筒アクチュエータ５１Ａに与える制御信号を演算する。
【００９１】
ステップ２４では、切換指示フラグの３より１への変化タイミングより遅れ時間Ｔ２が経過したか否かをみる。これは、切換指示フラグの３より１への変化タイミングでコントローラ５３内に有するタイマを起動し、このタイマ値と遅れ時間Ｔ２とを比較することで、切換指示フラグの３より１への変化タイミングより遅れ時間Ｔ２が経過したか否かをみればよい。タイマ値が遅れ時間Ｔ２未満であればそのまま待機する。
【００９２】
タイマ値が遅れ時間Ｔ２以上になれば、切換指示フラグの３より１への変化タイミングより遅れ時間Ｔ２が経過したと判断し、ステップ２５に進み、ステップ２３で演算している１番気筒アクチュエータ５１Ａ用の制御信号を信号増幅器５８に出力する。このときの信号増幅器出力は、図１３（Ｂ）で前述したように１番気筒の燃料噴射タイミングより切換時間Ｔ１off−onだけ前のタイミングでゼロより徐々に大きくなり、１番気筒の燃料噴射タイミングになったときちょうど駆動電圧Ｅ２に達するもので、信号増幅器５８からの駆動信号（信号増幅器出力）が供給される１番気筒アクチュエータ５１Ａでは、１番気筒インジェクタ１０Ａの燃料噴射タイミングで制御力を発生する。
【００９３】
ステップ２６では１番気筒の燃料噴射タイミングより所定時間Ｔ３が経過したか否かをみる。これも、１番気筒の燃料噴射タイミングでコントローラ５３内に有するタイマを起動し、このタイマ値と所定時間Ｔ３とを比較することで、１番気筒の燃料噴射タイミングより所定時間Ｔ３が経過したか否かをみればよい。タイマ値が所定時間Ｔ３未満であればそのまま待機する。
【００９４】
タイマ値が所定時間Ｔ３以上になれば、１番気筒の燃料噴射タイミングより所定時間Ｔ３が経過したと判断し、ステップ２７に進み、信号増幅器出力を駆動電圧Ｅ２よりゼロへと戻す。このときの信号増幅器出力は、駆動電圧Ｅ２より所定時間Ｔ１on−offかけて徐々に小さくなりゼロへと戻る（図１３（Ｂ）参照）。
【００９５】
このようにして、ステップ２１〜２７により１番気筒インジェクタ５１Ａを対象として切換指示と制御信号の出力とを行う。
【００９６】
ステップ２８〜３４、ステップ３５〜４１、ステップ４２〜４８ではステップ２１〜２７と同様にして、４番気筒インジェクタ５１Ｄを対象として切換指示と制御信号の出力とを、２番気筒インジェクタ５１Ｂを対象として切換指示と制御信号の出力とを、３番気筒インジェクタ５１Ｃを対象として切換指示と制御信号の出力とをそれぞれ行う。
【００９７】
ステップ２１〜４８は全気筒について１回分の制御を示している。燃料噴射はこの後も燃料噴射順序に従って繰り返し続くので、再びステップ２１からの操作を繰り返す。
【００９８】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００９９】
各アクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄに対し、図１３（Ａ）に示したようにＤＣ電圧を含んだ駆動信号を出力するのでは、電圧変化が大きくなって高周波ノイズが生じるのであるが、本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、駆動信号により作動する４つのアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄと、これら複数のアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄの全てに定常的にＤＣ電圧を供給するＤＣ電源６１（ＤＣ電圧供給手段）と、１つ（アクチュエータの個数より少ない数）の信号増幅器５８と、この信号増幅器５８からの駆動信号をアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄのいずれかに選択的に切換えて出力する切換スイッチ６２（切換手段）とを備え、所定の燃料噴射順序（複数のアクチュエータに付けられた所定の順序）に従って、信号増幅器５８からの駆動信号が異なるタイミングで出力されるように切換スイッチ６２を制御する（図１６（Ａ）のステップ２１、２２、２８、２９、図１６（Ｂ）のステップ３５、３６、４２、４３参照）。すなわち、各アクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄに与える駆動信号のうちからＤＣ電圧分を分離して定常的に全てのアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄに供給しているので、複数のアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄに対して選択的に切換えて与える駆動信号の電圧変化が小さくなり、高周波ノイズが生じるのを抑制できる。また、アクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄと同数の信号増幅器が不要となり、コストを低減できる。
【０１００】
また、本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、燃料噴射タイミングでの内部機構の作動による衝撃加振力に起因して振動する気筒別のインジェクタ１０Ａ〜１０Ｄと、各気筒のインジェクタ１０Ａ〜１０Ｄを所定の燃料噴射順序に従って時間的に異なるタイミングで作動させるエンジンコントロールユニット８０（インジェクタ作動手段）と、制振対象物であるインジェクタの物理特性を表現するインジェクタ別の個々のモデルを用いて、信号増幅器５８に出力するインジェクタ別の制御信号を演算するコントローラ５３とを備え、複数のアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄは、気筒別にインジェクタ１０Ａ〜１０Ｄに当接して備えられ、信号増幅器５８からの駆動信号により制御力を発生するアクチュエータであり、かつコントローラ５３（制御手段）が切換スイッチ６２（切換手段）による切換タイミングを制御する場合に、この切換タイミングを、燃料噴射を行う気筒の燃料噴射タイミングよりも所定時間だけ先立つタイミングとするので、例えばモデルの切換に要する時間を所定時間によって考慮できることから、インジェクタ別の個々のモデルを用いて、信号増幅器に出力するインジェクタ別の制御信号を演算する際に、モデル切換による誤差を低減することができる。
【０１０１】
本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、前記所定時間は、所定の燃料噴射順序に従ってインジェクタ別の個々のモデルに切換え、その切換えたモデルを用いて信号増幅器に出力インジェクタ別の制御信号を順次演算することに伴う遅れ時間Ｔ２であるので、モデルを用いて、信号増幅器に出力するインジェクタ別の制御信号を演算する際に、モデル切換による誤差をなくすことができる。
【０１０２】
信号増幅器からのインジェクタ別の駆動信号を、図１３（Ａ）に示したようにステップ変化する信号としたのでは、高周波ノイズが発生しがちとなるが、本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、信号増幅器５８からのインジェクタ別の駆動信号は、予め設定した切換時間Ｔ１off−onかけてゼロより所定の駆動電圧まで連続的に増加する信号であり、前記所定時間はこの切換時間Ｔ１off−onであるので（図１３（Ｂ）参照）、信号増幅器５８からのインジェクタ別の駆動信号をステップ変化する信号とする場合よりも、高周波ノイズを低減することができる。
【０１０３】
本実施形態（請求項８に記載の発明）によれば、インジェクタ１０Ａ〜１０Ｄのエンジンに対する燃料噴射タイミングでの相対物理量をインジェクタ別に検出する歪センサ５６Ａ〜５６Ｄ（検出手段）を備え、この歪センサ５６Ａ〜５６Ｄで検出したインジェクタ別の相対物理量に基づいてインジェクタ別の制御信号を演算するので、インジェクタ１０Ａ〜１０Ｄのエンジンに対する相対振動を抑えることができる。
【０１０４】
次に、図１７は本発明のアクチュエータの駆動装置を直列４気筒エンジンに適用したときの第２実施形態の構成図で、第１実施形態の図１２と置き換わるものである。
【０１０５】
第２実施形態は、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒間で燃料噴射タイミングが重なる場合を対象とするものである。すなわち、燃料噴射タイミングでメイン噴射を行っている限り、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒間で燃料噴射タイミングが重なることはないのであるが、メイン噴射の前後にパイロット噴射とポスト噴射を追加し、合計３回の噴射を行わせるようにしたとき、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒のうち、先に燃料噴射タイミングを迎える気筒のポスト噴射タイミングと、後に燃料噴射タイミングを迎える気筒のパイロット噴射タイミングとが重なることがある。
【０１０６】
例えば、燃料噴射順序がＮｏ．１−Ｎｏ．４−Ｎｏ．２−Ｎｏ．３であるときには、１番気筒のポスト噴射タイミングと４番気筒のパイロット噴射タイミングとが、４番気筒のポスト噴射タイミングと２番気筒のパイロット噴射タイミングとが、２番気筒のポスト噴射タイミングと３番気筒のパイロット噴射タイミングとが、３番気筒のポスト噴射タイミングと１番気筒のパイロット噴射タイミングとがそれぞれ重なる（図１８参照）。
【０１０７】
こうした１つのインジェクタによる複数回噴射に対しては、パイロット噴射、メイン噴射、ポスト噴射の個々の噴射タイミング毎に各アクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄを駆動する必要がある。ということは、１番気筒のポスト噴射タイミングで１番気筒アクチュエータ５１Ａを駆動すると共に４番気筒のパイロット噴射タイミングで４番気筒アクチュエータ５１Ｄを駆動し、４番気筒のポスト噴射タイミングで４番気筒アクチュエータ５１Ｄを駆動すると共に２番気筒のパイロット噴射タイミングで２番気筒アクチュエータ５１Ｂを駆動し、２番気筒のポスト噴射タイミングで２番気筒アクチュエータ５１Ｂを駆動すると共に３番気筒のパイロット噴射タイミングで３番気筒アクチュエータ５１Ｃを駆動し、３番気筒のポスト噴射タイミングで３番気筒アクチュエータ５１Ｃを駆動すると共に１番気筒のパイロット噴射タイミングで１番気筒アクチュエータ５１Ａを駆動しなければならない。
【０１０８】
この場合に、１番気筒のポスト噴射タイミングと４番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、１番気筒アクチュエータ５１Ａと４番気筒アクチュエータ５１Ｄを同じタイミングで駆動し、４番気筒のポスト噴射タイミングと２番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、４番気筒アクチュエータ５１Ｄと２番気筒アクチュエータ５１Ｂを同じタイミングで駆動し、２番気筒のポスト噴射タイミングと３番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、２番気筒アクチュエータ５１Ｂと３番気筒アクチュエータ５１Ｃを同じタイミングで駆動し、３番気筒のポスト噴射タイミングと１番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、３番気筒アクチュエータ５１Ｃと１番気筒アクチュエータ５１Ａを同じタイミングで駆動しなければならない。従って、図１２に示したように複数のアクチュエータ５１Ａ〜５１Ｄに対して１つの信号増幅器５８しか設けていないのでは、同じタイミングで２つのアクチュエータに駆動信号を供給することができない。
【０１０９】
そこで、第２実施形態では、１番気筒と２番気筒を第１の気筒群、３番気筒と４番気筒を第２の気筒群とし、第１の気筒群に専用の第１の信号増幅器７１と、第２の気筒群に専用の第２の信号増幅器７２と、第１の信号増幅器７１からの駆動信号を第１の気筒群内の各気筒のアクチュエータ５１Ａ、５１Ｂのいずれかに選択的に切換えて出力する第１の切換スイッチ７３（第１の切換手段）と、第２の信号増幅器７２からの駆動信号を第２の気筒群内の各気筒のアクチュエータ５１Ｃ、５１Ｄのいずれかに選択的に切換えて出力する第２の切換スイッチ７４（第２の切換手段）とを備えさせ、燃料噴射順序に従って、専用の信号増幅器７１、７２からのインジェクタ別の駆動信号が異なるタイミングで出力されるように、コントローラ５３により第１と第２の２つの切換スイッチ７３、７４を制御する。
【０１１０】
なお、１つのインジェクタでパイロット噴射、メイン噴射、ポスト噴射の複数回噴射を行うときには、制振対象物であるインジェクタの物理特性を表現するインジェクタ別の個々のモデルが、１つのインジェクタに対してパイロット噴射用モデル、メイン噴射用モデル、ポスト噴射用モデルの合計３つ、４気筒全体では４×３＝１２個のモデルをコントローラ５３が有することになる。そして、コントローラ５３では燃料噴射を実行する気筒のその燃料噴射タイミングのうちパイロット噴射より所定時間前に、パイロット噴射用モデル、メイン噴射用モデル、ポスト噴射用モデルの順に３つのモデルを切換えつつ、その切換えた３つの各モデルを用いて、パイロット噴射用の制御信号、メイン噴射用の制御信号、ポスト噴射用の制御信号を次々と演算することになる。
【０１１１】
第２実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、燃料噴射タイミングでの内部機構の作動による衝撃加振力が燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒（例えば１番気筒と４番気筒、４番気筒と２番気筒、２番気筒と３番気筒、３番気筒と１番気筒）において同じタイミングで生じる場合に、その２つの気筒のうちの一方を第１の気筒群に、他方を第２の気筒群に振り分け、各気筒群に専用の信号増幅器７１、７２と切換スイッチ７３、７４、つまり信号増幅器とスイッチ装置をそれぞれ２つ備えているので、１つのインジェクタで複数回の燃料噴射を行うことによって、１番気筒と４番気筒、４番気筒と２番気筒、２番気筒と３番気筒、３番気筒と１番気筒のように、直列４気筒エンジンにおいて燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒でほぼ同時に燃料噴射が行われることがあっても、図１８に示したように、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒で同時に制御力を発生させることができることとなった。なお、図１８には上から１番気筒アクチュエータ５１Ａ、４番気筒アクチュエータ５１Ｄ、２番気筒アクチュエータ５１Ｂ、３番気筒アクチュエータ５１Ｃにそれぞれ与えられる制御力を示している。
【０１１２】
また、第２実施形態においても、信号増幅器の個数を４つから２つへと減らすことが可能となっている。
【０１１３】
図１９は本発明のアクチュエータの駆動装置をＶ型６気筒エンジンに適用したときの第３実施形態の構成図で、第１実施形態の図１２と置き換わるものである。
【０１１４】
第３実施形態も、第２実施形態と同様に、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒間で燃料噴射タイミングが重なる場合を対象とするものである。すなわち、燃料噴射タイミングでメイン噴射を行っている限り、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒間で燃料噴射タイミングが重なることはないのであるが、メイン噴射の前後にパイロット噴射とポスト噴射を追加し、合計３回の噴射を行わせるようにしたとき、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒のうち、先に燃料噴射タイミングを迎える気筒のポスト噴射タイミングと、後に燃料噴射タイミングを迎える気筒のパイロット噴射タイミングとが重なることがある。
【０１１５】
例えば、図１９においてフロント側から順番に１番気筒、２番気筒、３番気筒、４番気筒、５番気筒、６番気筒とすると、このとき、１番気筒、３番気筒、５番気筒の３つの気筒が左バンク（図で右側のバンク）９１に、これに対して２番気筒、４番気筒、６番気筒の３つの気筒が右バンク（図で左側のバンク）９２に存在する。このとき、燃料噴射を行う気筒が２つのバンク９１、９２で交互に生じる。
【０１１６】
この場合に、燃料噴射順序をＮｏ．１−Ｎｏ．２−Ｎｏ．３−Ｎｏ．４−Ｎｏ．５−Ｎｏ．６であるとすると、１番気筒のポスト噴射タイミングと２番気筒のパイロット噴射タイミングとが、２番気筒のポスト噴射タイミングと３番気筒のパイロット噴射タイミングとが、３番気筒のポスト噴射タイミングと４番気筒のパイロット噴射タイミングとが、４番気筒のポスト噴射タイミングと５番気筒のパイロット噴射タイミングとが、５番気筒のポスト噴射タイミングと６番気筒のパイロット噴射タイミングとが、６番気筒のポスト噴射タイミングと１番気筒のパイロット噴射タイミングとがそれぞれ重なる。
【０１１７】
こうした１つのインジェクタによる複数回噴射に対しては、パイロット噴射、メイン噴射、ポスト噴射の個々の噴射タイミング毎にアクチュエータを駆動する必要がある。ということは、１番気筒のポスト噴射タイミングで１番気筒アクチュエータ５１Ａを駆動すると共に２番気筒のパイロット噴射タイミングで２番気筒アクチュエータ５１Ｂを駆動し、２番気筒のポスト噴射タイミングで２番気筒アクチュエータ５１Ｂを駆動すると共に３番気筒のパイロット噴射タイミングで３番気筒アクチュエータ５１Ｃを駆動し、３番気筒のポスト噴射タイミングで３番気筒アクチュエータ５１Ｃを駆動すると共に４番気筒のパイロット噴射タイミングで４番気筒アクチュエータ５１Ｄを駆動し、４番気筒のポスト噴射タイミングで４番気筒アクチュエータ５１Ｄを駆動すると共に５番気筒のパイロット噴射タイミングで５番気筒アクチュエータ５１Ｅを駆動し、５番気筒のポスト噴射タイミングで５番気筒アクチュエータ５１Ｅを駆動すると共に６番気筒のパイロット噴射タイミングで６番気筒アクチュエータ５１Ｆを駆動し、６番気筒のポスト噴射タイミングで６番気筒アクチュエータ５１Ｆを駆動すると共に１番気筒のパイロット噴射タイミングで１番気筒アクチュエータ５１Ａを駆動しなければならない。
【０１１８】
この場合に、１番気筒のポスト噴射タイミングと２番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、１番気筒アクチュエータ５１Ａと２番気筒アクチュエータ５１Ｂを同じタイミングで駆動し、２番気筒のポスト噴射タイミングと３番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、２番気筒アクチュエータ５１Ｂと３番気筒アクチュエータ５１Ｃを同じタイミングで駆動し、３番気筒のポスト噴射タイミングと４番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、３番気筒アクチュエータ５１Ｃと４番気筒アクチュエータ５１Ｄを同じタイミングで駆動し、４番気筒のポスト噴射タイミングと５番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、４番気筒アクチュエータ５１Ｄと５番気筒アクチュエータ５１Ｅを同じタイミングで駆動し、５番気筒のポスト噴射タイミングと６番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、５番気筒アクチュエータ５１Ｅと６番気筒アクチュエータ５１Ｆを同じタイミングで駆動し、６番気筒のポスト噴射タイミングと１番気筒のパイロット噴射タイミングとが重なっているのであるから、６番気筒アクチュエータ５１Ｆと１番気筒アクチュエータ５１Ａを同じタイミングで駆動しなければならない。
【０１１９】
そこで、第３実施形態では、左バンク９１（一方のバンク）に専用の第１の信号増幅器７１と、右バンク９２（他方のバンク）に専用の第２の信号増幅器７２と、第１の信号増幅器７１からの駆動信号を左バンク９１内の各気筒のアクチュエータ５１Ａ、５１Ｃ、５１Ｅのいずれかに選択的に切換えて出力する第１の切換スイッチ７３（第１の切換手段）と、第２の信号増幅器７２からの駆動信号を右バンク９２内の各気筒のアクチュエータ５１Ｂ、５１Ｄ、５１Ｆのいずれかに選択的に切換えて出力する第２の切換スイッチ７４（第２の切換手段）とを備えさせ、燃料噴射順序に従って、専用の信号増幅器７１、７２からのインジェクタ別の駆動信号が異なるタイミングで出力されるように、コントローラ５３により第１と第２の２つの切換スイッチ７３、７４を制御する。
【０１２０】
なお、１つのインジェクタでパイロット噴射、メイン噴射、ポスト噴射の複数回噴射を行うときには、制振対象物であるインジェクタの物理特性を表現するインジェクタ別の個々のモデルが、１つのインジェクタに対してパイロット噴射用モデル、メイン噴射用モデル、ポスト噴射用モデルの合計３つ、６気筒全体では６×３＝１８個のモデルをコントローラ５３が有することになる。そして、コントローラ５３では燃料噴射を行う気筒のその燃料噴射タイミングのうちパイロット噴射より所定時間前に、パイロット噴射用モデル、メイン噴射用モデル、ポスト噴射用モデルの順に３つのモデルを切換えつつ、その切換えた３つの各モデルを用いて、パイロット噴射用の制御信号、メイン噴射用の制御信号、ポスト噴射用の制御信号を次々と演算することになる。
【０１２１】
第３実施形態（請求項６に記載の発明）によれば、複数の気筒を有する２つのバンク９１、９２をＶ字状に配置し、燃料噴射を行う気筒が２つのバンク９１、９２で交互に生じると共に、燃料噴射タイミングでの内部機構の作動による衝撃加振力が燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒（例えば１番気筒と２番気筒、２番気筒と３番気筒、３番気筒と４番気筒、４番気筒と５番気筒、５番気筒と６番気筒、６番気筒と１番気筒）において同じタイミングで生じる場合に、各バンク９１、９２に専用の信号増幅器７１、７２と切換スイッチ７３、７４、つまり信号増幅器と切換スイッチをそれぞれ２つ備えているので、１つのインジェクタで複数回の燃料噴射を行うことによって、１番気筒と２番気筒、２番気筒と３番気筒、３番気筒と４番気筒、４番気筒と５番気筒、５番気筒と６番気筒、６番気筒と１番気筒のように、Ｖ型６気筒エンジンにおいて燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒でほぼ同時に燃料噴射が行われることがあっても、燃料噴射順序が隣り合う２つの気筒で同時に制御力を発生させることができる。
【０１２２】
また、第３実施形態においても、信号増幅器の個数を４つから２つへと減らすことが可能となっている。
【０１２３】
実施形態では、アクチュエータが圧電素子からなるアクチュエータである場合で説明したが、電圧を印加すると自由長の状態から延びるが、印加する電圧の正負の入れ換えても自由長から縮むことはない性質を有する限り、磁歪素子からなるアクチュエータであってもかまわない。
【０１２４】
第３実施形態では、複数の気筒を有する２つのバンク９１、９２をＶ字状に配置し、燃料噴射を行う気筒が２つのバンク９１、９２で交互に生じる場合で説明したが、複数の気筒を有する２つのバンクを水平対向配置し、燃料噴射を行う気筒が２つのバンクで交互に生じる場合にも本発明の適用がある。
【０１２５】
また、実施形態においては、コモンレールタイプの直噴ディーゼルエンジンを前提として説明したが、それには限られず、シリンダに燃料を噴射するすべてのディーゼルエンジンに適用することができる。また高圧で燃料を噴射する直噴ガソリンエンジンであってもよい。
【０１２６】
実施形態では、インジェクタのエンジンに対する相対物理量として、歪センサを用いてインジェクタのエンジンに対する相対変位（歪み）を検出している。しかし、相対物理量としては、歪みには限られない。すなわち、インジェクタのエンジンに対する相対速度や相対加速度を検出しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
さらに、制振手法は、実施形態のものに限定されるものでなく、加速度センサを設け、このセンサからの検出値をフィードバックしてアクチュエータの制御力Ｕを発生させる一般的な制振手法を用いる場合にも本発明の適用がある。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明によるアクチュエータの駆動装置を使用する燃料供給システムを示す図。
【図２】インジェクタの構造を示す図。
【図３】インジェクタが取り付けられたシリンダヘッドをエンジン前方（クランク軸方向）から見た断面図。
【図４】一般的な制振手法を説明する図。
【図５】一般的な制振手法を説明する図。
【図６】解決課題を説明する図。
【図７】図５をモデル化した図。
【図８】曲げモードの解析結果を示す図。
【図９】歪センサの取付部位を説明する図。
【図１０】図２をモデル化した図。
【図１１】制御時のシリンダヘッドへの加振力低減効果を示す図。
【図１２】本発明のアクチュエータの駆動装置を直列４気筒エンジンに適用したときの第１実施形態の構成図。
【図１３】１番気筒アクチュエータに対する信号増幅器出力（駆動信号）の波形図。
【図１４】切換指示フラグ、信号増幅器出力（駆動信号）の波形図。
【図１５】切換指示フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図１６（Ａ）】切換スイッチへの切換指示及び信号増幅器への制御信号の出力を説明するためのフローチャート。
【図１６（Ｂ）】切換スイッチへの切換指示及び信号増幅器への制御信号の出力を説明するためのフローチャート。
【図１７】本発明のアクチュエータの駆動装置を直列４気筒エンジンに適用したときの第２実施形態の構成図。
【図１８】第２実施形態の各アクチュエータによる制御力の波形図。
【図１９】本発明のアクチュエータの駆動装置をＶ型６気筒エンジンに適用したときの第３実施形態の構成図。
【符号の説明】
【０１２９】
１０Ａ〜１０Ｆ  インジェクタ
３０  シリンダヘッド
４０  ノズルサポート
４１  フォーク
５１Ａ〜５１Ｆ  アクチュエータ
５３  コントローラ（制御手段）
５６Ａ〜５６Ｆ  歪センサ（検出手段）
６１  ＤＣ電源（ＤＣ電圧供給手段）
６２  切換スイッチ（切換手段）
７１  第１の信号増幅器
７２  第２の信号増幅器
７３  第１の切換スイッチ（第１の切換手段）
７４  第２の切換スイッチ（第２の切換手段）
８０  エンジンコントロールユニット（インジェクタ作動手段）
【図１】
2007239548.tif 000006
【図２】
2007239548.tif 000007
【図３】
2007239548.tif 000008
【図４】
2007239548.tif 000009
【図５】
2007239548.tif 000010
【図６】
2007239548.tif 000011
【図７】
2007239548.tif 000012
【図８】
2007239548.tif 000013
【図９】
2007239548.tif 000014
【図１０】
2007239548.tif 000015
【図１１】
2007239548.tif 000016
【図１２】
2007239548.tif 000017
【図１３】
2007239548.tif 000018
【図１４】
2007239548.tif 000019
【図１５】
2007239548.tif 000020
【図１６（Ａ）】
2007239548.tif 000021
【図１６（Ｂ）】
2007239548.tif 000022
【図１７】
2007239548.tif 000023
【図１８】
2007239548.tif 000024
【図１９】
2007239548.tif 000025