(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェクタと、
前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記通電手段による通電を制御し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であって、
前記制御手段を、所定の周期で、検出された燃料圧力に応じて設定された目標充電量にてピエゾスタックが充電状態に立ち上がるように、かつ、前記減圧指令に対する通電制御において、検出された燃料圧力が高いほど前記ピエゾスタックが充電状態にある期間の長さが短くなるように設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェクタと、
前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記通電手段による通電を制御し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であって、
前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、所定の周期で、検出された燃料圧力に応じて設定された目標充電量にてピエゾスタックが充電状態に立ち上がるように、かつ、ピエゾスタックが充電状態にある期間の充電量が目標充電量を初期値として漸減するように設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１または２いずれか記載の燃料噴射装置において、前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧速度が大きいほど前記目標充電量が低くなるように設定した燃料噴射装置。
【請求項４】
噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェクタと、
前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記通電手段による通電を制御することにより前記ピエゾスタックの充電量を調整し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であって、
前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、検出された燃料圧力に基づいて前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態とし得るピエゾスタックの充電量を推定し、推定された充電量よりも低い充電量を初期値として、検出された燃料圧力が低下を開始するまで目標充電量が漸次上昇するように設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項４記載の燃料噴射装置において、前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、前記コモンレール内の燃料圧力が高いほど前記充電状態にある期間の長さが短くなるように設定した燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射装置のコモレール内燃料圧力の減圧制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コモンレール式の燃料噴射装置は、高圧サプライポンプにより昇圧した燃料をコモンレールに蓄え、該コモンレールから燃料噴射用のインジェクタに燃料を供給するものである。
【０００３】
インジェクタの構成は種々あるが、ノズル部の噴孔を開閉するニードルをその背圧の増減により昇降して、噴射とその停止とを切り換え、前記背圧を前記コモンレールからの燃料により得る構成としたものがある。背圧の増減は次の手段でなされる。すなわち、コモンレールから燃料が導入されて背圧を発生せしめる背圧室と燃料タンク等の低圧源の間に弁室を介設するとともに、弁室内に、その低圧源側のポートを開閉する弁体を配設し、この弁体がリフトすることで背圧室と低圧源が連通し、背圧を低下させる。これにより、ニードルがリフトして燃料噴射が開始されることになる。この弁室および弁体を有する背圧増減手段としては二方弁や三方弁が用いられ得る。
【０００４】
弁体を駆動するアクチュエータとしては、近年、ＰＺＴ等の圧電材料の圧電作用を利用したピエゾアクチュエータが考えられている。ピエゾアクチュエータは充放電により伸縮するピエゾスタックが押圧力を発生するものであり、例えばピエゾスタックが充電で伸長して、前記ポートを閉鎖状態の弁体を押圧駆動して弁座からリフトせしめる。ピエゾアクチュエータの作動切り換えは、ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段をマイクロコンピュータ等の制御手段が制御することでなされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コモンレール式の燃料噴射装置では、燃料噴射制御とともに、運転条件に応じた最適な噴射圧力が得られるようにコモンレールへの燃料の圧送量を調整してコモンレール内燃料圧力を制御する。しかし、運転条件が高圧の噴射圧力を要求する条件（高圧高負荷）から比較的低圧の噴射圧力を要求する条件（低圧低負荷）に急変した場合にはコモンレール内燃料圧力を下げることができないので、この圧力状態のままで燃料が噴射されると騒音が発生したり排気の悪化を招く恐れがある。したがって、コモンレールの前記圧送量を減らすだけではなく、コモンレール内から高圧燃料を積極的に流出する必要がある。
【０００６】
前記のごとくインジェクタが前記コモンレールからの燃料を制御油として用いる構成において、コモンレール内燃料圧力を下げるべく、ニードルが着座したままで弁体をリフトし、背圧室の燃料を逃がすようにしたものがある（特開２０００−１６１１７０）。閉弁状態のニードルの背圧はニードルが開弁可能な圧力よりも十分に高く、ある程度、背圧を減じても着座状態を維持する。一方、弁体をニードル開閉制御時のようにフルリフトに達しないリフト状態（ハーフリフト）にすれば背圧室の圧力の低下幅は小さい。したがって、ニードルの背圧がニードル開弁可能圧力を下回らない範囲で弁体をハーフリフトにすることで、コモンレール内の燃料がインジェクタを介して燃料タンクに還流し、コモンレール内燃料圧力が低下することになる。
【０００７】
インジェクタが前記ピエゾアクチュエータを搭載したものにおいて、弁体のハーフリフトを実現するには、弁体を着座状態からリフトせしめるべくコモンレール内燃料圧力に等しい弁室内の燃料圧に抗し得る充電量まで充電する一方、ニードルがリフトし燃料の噴射が開始する充電量（噴射開始充電量）を越えないようにする必要がある。
【０００８】
しかしながら、弁体は着座状態では弁室内の燃料圧力がリフト方向に作用する弁体の受圧面の面積が少なく、また弁室内の燃料圧力がコモンレール内燃料圧力に略等しいことから、着座方向に作用する力が圧倒的に優勢なアンバランスな圧力状態となっている。これに対し、弁体が一旦リフトすると、弁室内の燃料圧力が低下するとともに、燃料圧力がリフト方向に作用する弁体の受圧面が増大するから、着座方向に作用する力がリフト方向に作用する力に近づき、前記アンバランスな圧力状態が緩和される。
【０００９】
この、アンバランスな圧力状態の緩和は、ピエゾスタックの伸長を促す方向に作用するから、弁体がリフトし背圧室から燃料が燃料タンクへの戻りを開始する充電量（リーク開始充電量）を僅かに越えただけで、弁体のリフト量は比較的大きく、リーク開始充電量と噴射開始充電量の差はあまりない。
【００１０】
また、減圧が進むにつれて弁体に着座方向に作用する付勢力が弱まるから、噴射開始充電量も低下する。
【００１１】
このため、弁体のハーフリフトによりコモンレールの減圧を図る場合に、ピエゾスタックの充電量を設定するのは必ずしも容易ではない。
【００１２】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、ピエゾスタックの充電量を適正値に設定して、弁体のハーフリフトによりコモンレールの減圧を良好に行うことのできる燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェクタと、
前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記通電手段による通電を制御し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であって、
前記制御手段を、所定の周期で、検出された燃料圧力に応じて設定された目標充電量にてピエゾスタックが充電状態に立ち上がるように、かつ、前記減圧指令に対する通電制御において、検出された燃料圧力が高いほど前記ピエゾスタックが充電状態にある期間の長さが短くなるように設定する。
【００１４】
コモンレール内の燃料圧力が低下すると、弁体に着座方向に作用する力が減じられて弁体のリフト量が増大する。したがって、前記燃料圧力が高く減圧速度が高いときには噴射開始充電量が低下するのも早い。本発明では前記燃料圧力が高いほど、ピエゾスタックが充電状態にある期間の長さが短くなり、噴射開始充電量が実際のピエゾスタックの充電量を下回ってしまうのを回避することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェクタと、
前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記通電手段による通電を制御し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であって、
前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、所定の周期で、検出された燃料圧力に応じて設定された目標充電量にてピエゾスタックが充電状態に立ち上がるように、かつ、ピエゾスタックが充電状態にある期間の充電量が目標充電量を初期値として漸減するように設定する。
【００１６】
コモンレール圧力の低下とともにピエゾスタックの充電量が漸減することで、噴射開始充電量までの余裕ができる。なお、弁体に閉弁方向に作用する力が弱まることでリーク開始充電量も低下するから、このリーク開始充電量に対する余裕は確保される。
【００１７】
請求項３記載の発明では、請求項１または２の発明の構成において、前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧速度が大きいほど前記目標充電量が低くなるように設定する。
【００１８】
燃料性状等の変動やインジェクタの個体差等の要因でコモンレール内の燃料圧力の減圧速度がばらつくと、コモンレール内の燃料圧力が同じでも噴射開始充電量がピエゾスタックの充電量を下回るまでの時間的な余裕が小さいことになる。本発明では、コモンレール内の燃料圧力の減圧速度が大きいほど目標充電量が小さく設定されるから、ハーフリフト可能な充電量とコモンレール圧力の対応関係が変動しても、噴射開始充電量がピエゾスタックの充電量を下回るまでの時間的な余裕を確保することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明では、噴孔を開閉するニードルを有し、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料が供給されて該燃料を前記噴孔から噴射するノズル部と、前記コモンレールから燃料が導入され前記ニードルの背圧を発生せしめる背圧室と、該背圧室と低圧源の間に介設された弁室内に弁体を前記低圧源側のポートを閉鎖可能に配設してなり該弁体のリフト量が大きくなるに応じて前記背圧室の圧力を低下せしめる背圧増減手段と、前記弁体を押圧駆動するピエゾスタックを有し該ピエゾスタックの充電量が多いほど前記弁体のリフト量を増大せしめるピエゾアクチュエータとを備えたインジェクタと、
前記ピエゾスタックに通電し該ピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
コモンレール内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、
前記通電手段による通電を制御することにより前記ピエゾスタックの充電量を調整し、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体を着座状態とフルリフト状態との間で切り換えて前記ニードルを開閉し、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、検出された燃料圧力に応じて目標充電量を設定し前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態とする制御手段とを有する燃料噴射装置であって、
前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、検出された燃料圧力に基づいて前記ニードルが着座状態のままで前記弁体をリフト状態（ハーフリフト）とし得るピエゾスタックの充電量を推定し、推定された充電量よりも低い充電量を初期値として、検出された燃料圧力が低下を開始するまで目標充電量が漸次上昇するように設定する。
【００２０】
目標充電量をハーフリフトとし得る推定された充電量よりも低い充電量から漸次上昇せしめることで、燃料性状等の変動やインジェクタの個体差等の要因で噴射開始充電量が変動しても、誤噴射を回避しつつハーフリフト可能な充電量に設定することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明では、請求項４の発明の構成において、前記制御手段を、前記減圧指令に対する通電制御において、前記コモンレール内の燃料圧力が高いほど前記充電状態にある期間の長さが短くなるように設定する。
【００２２】
減圧を開始する時のコモンレール内の燃料圧力が高いほど、減圧開始時における減圧速度が高く噴射開始充電量が低下するのも早い。本発明では前記燃料圧力が高いほど、ピエゾスタックが充電状態にある期間の長さが短くなり、噴射開始充電量が実際のピエゾスタックの充電量を下回ってしまうのを回避することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図２に本発明を適用したディーゼルエンジンのコモンレール式の燃料噴射装置の構成を示す。ディーゼルエンジンの気筒数分のインジェクタ１が各気筒に対応して設けられ（図例ではインジェクタ１は１つのみ図示）、供給ライン５５を介して連通する共通のコモンレール５４から燃料の供給を受け、インジェクタ１から各気筒の燃焼室内に略コモンレール５４内の燃料圧力（以下、コモンレール圧力という）に等しい噴射圧力で燃料を噴射するようになっている。コモンレール５４には燃料タンク５１の燃料が高圧サプライポンプ５３により圧送されて高圧で蓄えられる。
【００２４】
また、コモンレール５４からインジェクタ１に供給された燃料は、上記燃焼室への噴射用の他、インジェクタ１の制御油圧等としても用いられ、インジェクタ１から低圧のドレーンライン５６を経て燃料タンク５１に還流するようになっている。
【００２５】
ＣＰＵ３１はクランク角度等の検出信号に基づいて燃料の噴射時期と噴射量を演算し、これに応じた噴射指令である噴射信号を各インジェクタ１に搭載されたピエゾアクチュエータを駆動するためのピエゾアクチュエータ駆動回路２に出力する。噴射信号は「Ｈ」と「Ｌ」からなる二値信号で、インジェクタ１から所定の期間、燃料を噴射せしめる。
【００２６】
また、ＣＰＵ３１は他のセンサ入力等により知られる運転条件に応じた適正な噴射圧となるように制御する。圧力検出手段である圧力センサ４がコモンレール５４に設けられており、コモンレール圧力の検出信号がＡＤ変換器３２でデジタル化されてＣＰＵ３１に入力している。ＣＰＵ３１はコモンレール圧力に基づいて調量弁５２を制御してコモンレール５４への燃料の圧送量を調整する。また、コモンレール圧力の急な減圧が必要になると、ＣＰＵ３１は内部で減圧指令を発生し、ピエゾアクチエータ駆動回路２に対し燃料噴射時とは異なる通電制御を行い、後述するようにインジェクタ１の制御油としての燃料を燃料タンク５１に戻してコモンレール圧力を減圧させる。
【００２７】
図１に前記インジェクタ１の構造を示す。インジェクタ１は棒状体で、図中下側部分がエンジンの図略の燃焼室壁を貫通して燃焼室内に突出するように取り付けられている。インジェクタ１は下側から順にノズル部１ａ、背圧制御部１ｂ、ピエゾアクチュエータ１ｃとなっている。
【００２８】
ノズル部１ａのスリーブ状の本体１０４内にニードル１２１がその後端部にて摺動自在に保持されており、ニードル１２１はノズル本体１０４の先端部に形成された環状シート１０４１に着座または離座する。ニードル１２１の先端部の外周空間１０５には高圧通路１０１を介してコモンレール５４から高圧燃料が導入され、ニードル１２１のリフト時に噴孔１０３から燃料が噴射される。ニードル１２１にはその環状段面１２１１に前記高圧通路１０１からの燃料圧がリフト方向（上向き）に作用している。
【００２９】
ニードル１２１の後方には高圧通路１０１からインオリフィス１０７を介して制御油としての燃料が導入されており、ニードル１２１の背圧を発生する背圧室１０６が形成される。この背圧は、背圧室１０６に配設されたスプリング１２２とともにニードル１２１の後端面１２１２に着座方向（下向き）に作用する。
【００３０】
前記背圧は背圧制御部１ｂで増減され、背圧制御部１ｂは前記ピエゾスタック１２７を備えたピエゾアクチュエータ１ｃにより駆動される。
【００３１】
前記背圧室１０６はアウトオリフィス１０９を介して常時、背圧制御部１ｂの弁室１１０と連通している。弁室１１０は天井面１１０１が上向きの円錐状に形成されており、天井面１１０１の最上部に、低圧室１１１と連通する低圧ポート１１０ａが開口しており、低圧室１１１はドレーンライン５６に通じる低圧通路１０２と連通している。弁室１１０の底面には高圧制御通路１０８を介して高圧通路１０１と連通する高圧ポート１１０ｂが開口している。
【００３２】
弁室１１０内には、下側部分を水平にカットしたボール１２３が配設されている。ボール１２３は上下動可能な弁体であり、下降時には、上記カット面で弁座としての弁室底面（以下、高圧側シートという）１１０２に着座して高圧ポート１１０ｂを閉鎖することにより弁室１１０を高圧制御通路１０８と遮断し、上昇時には弁座としての上記天井面（以下、低圧側シートという）１１０１に着座して低圧ポート１１０ａを閉鎖することにより弁室１１０を前記低圧室１１１から遮断する。これにより、ボール１２３下降時には背圧室１０６がアウトオリフィス１０９、弁室１１０を経て低圧室１１１と連通し、ニードル１２１の背圧が低下してニードル１２１が離座する。一方、ボール１２３の上昇時には背圧室１０６が低圧室１１１と遮断されて高圧通路１０１のみと連通し、ニードル１２１の背圧が上昇してニードル１２１が着座する。
【００３３】
ボール１２３はピエゾアクチュエータ１ｃにより押圧駆動される。ピエゾアクチュエータ１ｃは、低圧室１１１の上方に上下方向に形成された縦穴１１２に径の異なる２つのピストン１２４，１２５が摺動自在に保持され、上側の大径のピストン１２５の上方にピエゾスタック１２７が上下方向を伸縮方向として配設されている。
【００３４】
大径ピストン１２５はその下方に設けられたスプリング１２６によりピエゾスタック１２７と当接状態を維持しており、ピエゾスタック１２７の伸縮量と同じだけ上下方向に変位するようになっている。
【００３５】
ボール１２３と対向する下側の小径ピストン１２４と大径ピストン１２５と縦穴１１２とで画された空間には燃料が充填されて変位拡大室１１３が形成されており、ピエゾスタック１２７の伸長で大径ピストン１２５が下方変位して変位拡大室１１３の燃料を押圧すると、その押圧力が変位拡大室１１３の燃料を介して小径ピストン１２４に伝えられる。ここで、小径ピストン１２４は大径ピストン１２５よりも小径としているので、ピエゾスタック１２７の伸長量が拡大されて小径ピストン１２４の変位に変換される。
【００３６】
燃料噴射時には、先ず、ピエゾスタック１２７が充電されてピエゾスタック１２７が伸長することにより、小径ピストン１２４が下降してボール１２３を押し下げる。これによりボール１２３が低圧側シート１１０１からリフトするとともに高圧側シート１１０２に着座して背圧室１０６が低圧通路１０２と連通するので、背圧室１０６の燃料圧が低下する。これにより、ニードル１２１に離座方向に作用する力の方が着座方向に作用する力よりも優勢となって、ニードル１２１が離座して燃料噴射が開始される。
【００３７】
噴射停止は反対にピエゾスタック１２７の放電によりピエゾスタック１２７を縮小してボール１２３への押し下げ力を解除する。この時、弁室１１０内は低圧となっており、またボール１２３の底面には高圧制御通路１０８から高圧の燃料圧力が作用しているから、ボール１２３には全体としては上向きの燃料圧が作用している。そして、前記ボール１２３への押し下げ力の解除により、ボール１２３が高圧側シート１１０２から離間するとともに再び低圧側シート１１０１に着座して弁室１１０の燃料圧力が上昇するため、ニードル１２１が着座し噴射が停止する。
【００３８】
また、インジェクタ１は後述するようにニードル１２１を着座状態のままボール１２３をリフトして燃料を燃料タンク５１に戻し、コモンレール圧力の急な減圧にも用いられる。
【００３９】
図３にピエゾスタック１２７の充電と放電とを行う通電手段であるピエゾアクチュエータ駆動回路２の構成を示す。なお、説明の便宜のため、適宜、ピエゾスタック１２７を４つの気筒に対応してピエゾスタック１２７Ａ、ピエゾスタック１２７Ｂ、ピエゾスタック１２７Ｃ、ピエゾスタック１２７Ｄと表すものとする。ピエゾアクチュエータ駆動回路２は車載バッテリの給電（＋Ｂ）で数十〜数百Ｖの直流電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータ２１１、およびその出力端に並列に接続されたバッファコンデンサ２１２により直流電源２１を構成し、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電用の電圧を出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１は一般的な降圧チョッパ型の回路で、スイッチング素子２１１２のオン時にインダクタ２１１１にエネルギーを蓄積して、スイッチング素子２１１２のオフ時に逆起電力を発生するインダクタ２１１１からダイオード２１１３を介してバッファコンデンサ２１２に充電される。バッファコンデンサ２１２は十分静電容量の大きなもので構成され、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄへの充電作動時にも略一定の電圧値を保つようになっている。
【００４０】
直流電源２１のバッファコンデンサ２１２からピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄにインダクタ２３を介して通電する第１の通電経路２２ａが設けてあり、通電経路２２ａには、バッファコンデンサ２１２とインダクタ２３間にこれらと直列に第１のスイッチング素子２４ａが介設されている。第１のスイッチング素子２４ａはＭＯＳＦＥＴで構成され、その寄生ダイオード（以下、第１の寄生ダイオードという）２４１ａがバッファコンデンサ２１２の両端間電圧に対して逆バイアスとなるように接続される。また、インダクタ２３とピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄは第２の通電経路２２ｂを形成している。この通電経路２２ｂは、インダクタ２３と第１のスイッチング素子２４ａの接続中点に接続される第２のスイッチング素子２４ｂを有し、インダクタ２３、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄおよび第２のスイッチング素子２４ｂを含む閉回路を形成している。第２のスイッチング素子２４ｂもＭＯＳＦＥＴで構成され、その寄生ダイオード（以下、第２の寄生ダイオードという）２４１ｂがバッファコンデンサ２１２の両端間電圧に対して逆バイアスとなるように接続される。
【００４１】
通電経路２２ａ，２２ｂはピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄのそれぞれに共通であり、また、次のように駆動対象としてのピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが選択できる。ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄのそれぞれには直列にスイッチング素子（以下、適宜、選択スイッチング素子という）２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｅ，２５Ｆが接続されており、このうち第１の種類の選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｄはそれぞれピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄと１対１に対応して接続されて、噴射気筒のインジェクタのピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄに対応する選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｄがオンされる。
【００４２】
また、第２の種類の選択スイッチング素子２５Ｅ，２５Ｆは選択スイッチング素子２５Ｅがピエゾスタック１２７Ａとピエゾスタック１２７Ｂとに共通に、また、選択スイッチング素子２５Ｆがピエゾスタック１２７Ｃとピエゾスタック１２７Ｄとに共通に接続される。第２の種類の選択スイッチング素子２５Ｅ，２５Ｆは、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄのいずれかにおいて選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｄにより制御不能な状態が出来しても当該ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを含む２つのピエゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂまたはピエゾスタック１２７Ｃ，１２７Ｄをピエゾアクチュエータ駆動回路２から切り離して残りの２つのピエゾスタック１２７Ｃ，１２７Ｄまたはピエゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂの作動を確保するためのものである（リンプフォーム）。
【００４３】
各選択スイッチング素子２５Ａ〜２５ＦはＭＯＳＦＥＴが用いられており、その寄生ダイオード（以下、選択寄生ダイオードという）２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ，２５１Ｄ，２５１Ｅ，２５１Ｆは、バッファコンデンサ２１２に対して逆バイアスとなるように接続されている。
【００４４】
スイッチング素子２４ａ，２４ｂ，２５Ａ〜２５Ｆの各ゲートにはコントローラ２９からそれぞれ制御信号が入力しており、前記のごとく選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｄのいずれかをオンして駆動対象のピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが選択されるとともに、スイッチング素子２４ａ，２４ｂのゲートにはパルス状の制御信号が入力してスイッチング素子２４ａ，２４ｂをオンオフし、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電制御および放電制御を行うようになっている。
【００４５】
また、ピエゾスタック１２７Ａとピエゾスタック１２７Ｂとに共通に直列に比較的低抵抗の抵抗器２７Ｅが、ピエゾスタック１２７Ｃとピエゾスタック１２７Ｄとに共通に直列に前記抵抗器２７Ｅと同じ抵抗器２７Ｆが設けてある。その両端間電圧はコントローラ２９に入力し、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電電流が検出されるようになっている。
【００４６】
また、第２のスイッチング素子２４ｂには直列に比較的低抵抗の抵抗器２８が設けてある。その両端間電圧はコントローラ２９に入力し、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの放電電流が検出されるようになっている。
【００４７】
また、コントローラ２９には、充電量である各ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの両端端電圧（以下、ピエゾスタック電圧という）が入力している。
【００４８】
コントローラ２９は、充電制御時には、第１のスイッチング素子２４ａのオン期間とオフ期間とを次のように設定し、第１のスイッチング素子２４ａの制御信号を出力する。すなわち、第１のスイッチング素子２４ａをオンして第１の通電経路２２ａに漸増する充電電流を流す。充電電流が予め設定した上限の電流値になるとスイッチング素子２４ａをオフしてオフ期間に入る。この時、インダクタ２３に発生する逆起電力は第２のスイッチング素子２４ｂの寄生ダイオード２４１ｂに対して順バイアスであるから、インダクタ２３に蓄積されたエネルギーにより第２の通電経路２２ｂに漸減するフライホイール電流が流れ、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電が進行する。充電電流が下限の電流値（略０）になると再び第１のスイッチング素子２４ａをオンしてオン期間に入り、これを繰り返す（多重スイッチング方式）。そして、ピエゾスタック電圧が予め設定した電圧に達するとスイッチング素子２４ａをオフに固定し、充電は完了となる。このようにピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを充電することで、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが伸長して変位拡大室１１３を介してボール１２３を押圧しリフトせしめる。
【００４９】
また、放電制御時には、第２のスイッチング素子２４ｂのオン期間とオフ期間とを次のように設定し、第２のスイッチング素子２４ｂの制御信号を出力する。すなわち、第２のスイッチング素子２４ｂをオンして第２の通電経路２２ｂに漸増する放電電流を流す。放電電流が予め設定した電流値（以下、上限電流値という）になるとスイッチング素子２４ｂをオフしてオフ期間に入る。この時、インダクタ２３に大きな逆起電力が発生し、インダクタ２３に蓄積されたエネルギーによりフライホイール電流を第１の通電経路２２ａに流しバッファコンデンサ２１２にエネルギーを回収する。放電電流が下限の電流値（略０）になると再び第２のスイッチング素子２４ｂをオンして、これを繰り返す。そして、ピエゾスタック電圧が０に達するとスイッチング素子２４ｂをオフに固定し、放電は完了となる。このようにピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを放電することで、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが縮小して変位拡大室１１３の燃料圧力によるボール１２３への押圧力が解除されてボール１２３が着座する。
【００５０】
なお、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄとピエゾアクチュエータ駆動回路２とを接続する線路の断線等でピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが放電不能となると、インジェクタ１が噴射信号で規定される燃料噴射期間が終了しても燃料が噴射し続けることになるが、図１に示した前記インジェクタ１ではピエゾスタック１２７が充電状態にある時間が一定時間を越えると閉弁する機械的なフェイルセーフ機構を備えている。すなわち、インジェクタ１はピエゾスタック１２７の伸長で変位拡大室１１３内の燃料を圧縮して加圧し、ボール１２３を押圧する押圧力を発生しており、その燃料圧力はボール１２３がリフト状態のときはボール１２３に作用する上向きの付勢力に抗し得る圧力となっている。このため、変位拡大室１１３内の加圧した燃料はピストン１２４，１２５の摺動部から僅かずつ低圧室１１１等の低圧部にリークし、ボール１２３のリフト量が低下して背圧室１０６から低圧室１１１に抜ける燃料の流量が減少し、これにより背圧が漸次上昇し、終にはニードル１２１が着座して燃料の噴射が停止することになる。
【００５１】
コントローラ２９は、燃料噴射制御全体を司るＣＰＵ３１からの種々の制御用の信号により、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを所定の時期に充電および放電せしめる。かかる制御用信号として充電時期と放電時期とを規定する充放電時期設定信号が入力している。充放電時期設定信号は、「Ｌ」と「Ｈ」よりなる二値信号であり、その立ち上がりでピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電を開始し、立ち下がりでピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを放電する。充放電時期設定信号は噴射指令に対しては噴射期間を規定する。
【００５２】
また、制御用信号として目標充電量である目標のピエゾスタック電圧（以下、目標電圧という）に比例した目標電圧設定信号が入力しており、コントローラ２９はピエゾスタック電圧が目標電圧に達するとスイッチング素子２４ａを前記のごとくオフに固定する。目標電圧設定信号は、噴射指令に対しては、ボール１２３がフルリフト可能な十分なピエゾスタック電圧が与えられるように設定される。
【００５３】
また、ＣＰＵ３１は、減圧指令に対しては、次のようにピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電時期および放電時期、目標電圧を決定し、該目標圧力までコモンレール圧力を減圧する。
【００５４】
また、制御対象となる気筒を選択するための制御信号もＣＰＵ３１から出力され、選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｆのうち、選択された気筒に対応するピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄのものがオンする。
【００５５】
図４はＣＰＵ３１で実行される減圧制御時のフローチャートで、先ず、検出されたコモンレール圧力に基づいてハーフリフトとし得るピエゾスタック電圧を推定する（ステップＳ１０１）。これはＣＰＵ３１のＲＯＭに予めコモンレール圧力とピエゾスタック電圧を対応させたハーフリフト可能電圧推定マップを記憶しておき、このマップに基づいて推定する。マップのデータは、予め実験等で各コモンレール圧力における、ボール１２３がリフトを開始しインジェクタ１から燃料が燃料タンク５１に還流し始める時のピエゾスタック電圧（リーク開始電圧）と燃料の噴射が開始される時のピエゾスタック電圧（噴射開始電圧）とを求めて、この両電圧で挟まれた電圧範囲に、推定電圧が入るように作成する。この電圧範囲は、図５に示すように、右上がりの帯状の範囲となる。推定電圧は、マップに代えて、コモンレール圧力に対してピエゾスタック電圧が対応する関数式で与えてもよいのは勿論である。
【００５６】
次いでピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの目標充電量としてのピエゾスタック電圧の目標電圧をこの推定されたピエゾスタック電圧（以下、ハーフリフト可能推定電圧という）から予め設定した下方修正値を減算して得る（ステップＳ１０２）。下方修正値は図例では２０Ｖである。そして、前記スイッチング素子２４ａのオンオフによりピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄを目標電圧になるまで充電する（ステップＳ１０３）。ここで、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが充電状態である期間（以下、ピエゾスタック充電状態期間という）はコモンレール圧力の取り込み周期（以下、制御周期という）よりも短く、一旦放電して非充電状態となり、前記制御周期で繰り返し充電状態に立ち上がるようになっている。また、その時のピエゾスタック電圧の目標電圧は後述するステップＳ１０６〜Ｓ１０９において演算され、更新される。また、ピエゾスタック充電状態期間の制御周期の長さに対する割合（以下、ＯＮデューティという）は後述するデューティ設定マップに基づいて設定され、目標電圧が高いほど小さな値が与えられる。
【００５７】
なお、制御周期は例えば４ｍｓであり、前記フェイルセーフ機構により前記ボール１２３がリフト状態を保持可能な時間よりも短く設定される。
【００５８】
ステップＳ１０４ではコモンレール圧力が減圧したか否かを判定する。これは前回取り込まれたコモンレール圧力との差分に基づいて行う。減圧していなければ、前記目標電圧に所定のステップ値を加算して目標電圧を更新し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０３に戻る。
【００５９】
前記のごとく目標電圧の初期値は推定電圧よりも低く設定されているから、リーク開始電圧よりも低いことは十分考えられるが、燃料性状等の条件によってハーフリフト可能な電圧範囲が上下にずれていても、噴射開始電圧を越えにくくなっている。このような条件になり得るか否かは、目標電圧を下げる下方修正値に依存するが、予め、燃料性状等の条件を変えてハーフリフト可能な電圧範囲の高低ずれ幅を求めておけば、かかる条件を成立させ得る前記下方修正値を求めることができる。
【００６０】
そして、最初の充電（ステップＳ１０３）でピエゾスタック電圧がリーク開始電圧よりも低くとも、ステップＳ１０４，Ｓ１０５を１回もしくは複数回実行することで、ピエゾスタック電圧をハーフリフト可能な電圧範囲に入れることができ、燃料の誤噴射を回避しつつコモンレール圧力の減圧を開始せしめることができる。
【００６１】
コモンレール圧力が減圧を開始していれば（ステップＳ１０４）、コモンレール圧力が目標圧力に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６が否定判断されると、ピエゾスタック電圧を減圧に伴う噴射開始電圧の低下に見合う値とするのに適正な補正値としての、ピエゾスタック電圧の減少量を、１制御周期におけるコモンレール圧力の減圧量に基づいて推定する（ステップＳ１０７）。これはＣＰＵのＲＯＭに予め減圧量とピエゾスタック電圧減少量とを対応させた電圧減少量推定マップを記憶しておき、このマップに基づいて推定する。マップのデータは、予め実験等でコモンレール圧力の減圧量に対するハーフリフト可能なピエゾスタック電圧の減少量を求めて作成する。このピエゾスタック電圧の減少量は、コモンレール圧力の減圧速度が速いほどピエゾスタック電圧が噴射開始電圧を早く下回るから、図６に示すように、右上がりの傾向を示す。
【００６２】
続くステップＳ１０８では目標電圧から、推定された減少量を減算することで目標電圧を更新する。
【００６３】
また、ＯＮデューティを目標電圧に基づいて設定する（ステップＳ１０９）。これはＣＰＵ３１のＲＯＭに予めＯＮデューティと目標電圧とを対応させたＯＮデューティ設定マップを記憶しておき、このマップに基づいて推定する。マップのデータは、予め実験等で各目標電圧においてピエゾスタック電圧をハーフリフト可能電圧に設定した時の、噴射開始電圧がピエゾスタック電圧を下回るまでの時間を求めておき、これに基づいて作成する。ＯＮデューティは、コモンレール圧力が高く目標電圧が高いほど、ピエゾスタック電圧が噴射開始電圧を早く下回るから、図７に示すように、右下がりの傾向を示す。
【００６４】
目標電圧およびＯＮデューティを更新した（ステップＳ１０８，１０９）後、ステップＳ１０３に戻り、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電が行われる。
【００６５】
ＣＰＵ３１はコントローラ２９に、前記ＯＮデューティに制御周期を乗じた長さで、前記制御周期に同期して、充放電時期設定信号を出力する。また、目標電圧に比例した大きさの目標電圧設定信号を出力することで、コモンレール圧力の減圧を実現する。
【００６６】
これによりコモンレール圧力が減圧を開始した後、目標値に達するまで、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄは４ｍｓごとに充電状態に立ち上がり、ＯＮデューティで規定される時間、充電状態を持続する。ピエゾスタック電圧は、充電状態に立ち上がるごとにステップＳ１０７，Ｓ１０８が実行されて、階段状に漸減し、一方、ＯＮデューティは漸増する。図８には、ピエゾスタック電圧の経時変化の一例を示す。前半が噴射指令に対する場合で、後半が減圧指令に対する場合である。
【００６７】
本燃料噴射装置によれば次の効果を奏する。図９は減圧制御時におけるコモンレール圧力の経時変化を示すもので、図中には破線でＯＮデューティ一定の場合を比較例として併せて示している。減圧するのはピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが充電状態にある期間だけであり、詳細には減圧する期間と一定圧力の期間とが交互に繰り返されることになるが、図は概略の傾向を示している。比較例では充電状態期間の長さが一定なので、コモンレール圧力の高い減圧初期においてはコモンレール圧力は急激に低下し、最後は緩やかになる。
【００６８】
一方、本発明では、コモンレール圧力が高い減圧初期においてはＯＮデューティが小さく設定されるから、コモンレール圧力の減圧速度は平均化する。
【００６９】
なお前記減圧制御において、設定された目標電圧がリーク開始電圧よりも低かった場合はステップＳ１０４からステップＳ１０５に進むことになるから、あらためてハーフリフト可能な目標電圧が再設定されるので、減圧は滞りなく行われる。
【００７０】
図１０は減圧制御時にコモンレール圧力の減圧とともにピエゾスタック電圧が辿る経路を示すもので、本発明の場合と前記比較例とを併せて示している。ＯＮデューティ一定の比較例では、前記のごとくコモンレール圧力が高くその低下速度が速いときに噴射開始電圧がピエゾスタック電圧を下回ってしまうおそれがあるのに対して、本発明ではコモンレール圧力が高ければＯＮデューティが小さく抑えられるから、噴射開始電圧がピエゾスタック電圧を下回ってしまうことが回避され、ハーフリフト状態を安定して実現できる。
【００７１】
なお、ＯＮデューティ一定の比較例において、ＯＮデューティを小さくすれば噴射開始電圧がピエゾスタック電圧を越えるのは回避することができるが、コモンレール圧力が目標圧力に近づいて減圧速度が低くなった時に１制御周期当たりの減圧量が十分とはいえず、減圧制御が長引くという問題がある。本発明ではコモンレール圧力が目標圧力に近づくほどＯＮデューティが大きくなるので１制御周期の間に十分な減圧量を得ることができる。
【００７２】
なお、ＯＮデューティ設定マップは目標電圧ではなく、検出されたコモンレール圧力に対して与えられるようにしてもよい。
【００７３】
（第２実施形態）
図１１に本発明の第２実施形態になる燃料噴射装置のピエゾアクチュエータ駆動回路を中心とする構成図を示す。第１実施形態において、ＣＰＵで実行される制御プログラムを別の設定に代えたもので、図１２にＣＰＵで実行される制御内容を示す。図中、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分には第１実施形態と同じ番号を付して説明する。
【００７４】
第１実施形態ではＯＮデューティを可変としたが、本実施形態では固定であり、例えば、７５％に設定される。そしてコントローラ２９Ａは、図１３に示すように、ピエゾスタック充電状態期間において、各制御周期の初めに目標電圧まで立ち上がった後、噴射停止時のごとくスイッチング素子１４ｂのオンオフを繰り返して低い放電電流で放電してピエゾスタック電圧を漸減せしめる。コントローラ２９Ａは、スイッチング素子１４ｂのオンからオフに切り換えるタイミングを規定する放電電流の前記電流上限値が可変となっており、この電流上限値を下げることで放電電流が下がることになる。ＣＰＵ３１Ａからは電流上限値に比例した電流上限値設定信号が入力する。
【００７５】
そして、ステップＳ１０９に代わるステップＳ１１０は、ピエゾスタック充電状態期間中にも漸減するコモンレール圧力に対して目標電圧をさらに適正化すべく、ピエゾスタック充電状態期間の最初と最後のピエゾスタック電圧の差（以下、放電量という）を目標電圧に基づいて設定する（ステップＳ１０９）。これはＣＰＵ３１ＡのＲＯＭに予め放電量と目標電圧とを対応させた放電量設定マップを記憶しておき、このマップに基づいて設定するようになっている。マップのデータは、予め前記実験等から、ハーフリフト可能な電圧範囲がコモンレール圧力の低下とともに低電圧側にシフトする経時変化を求めておき、これに基づいて作成する。前記図９より知られるようにコモンレール圧力の減圧速度はコモンレール圧力が高いほど大きいから、前記電圧範囲の低電圧側へのシフト量も大きい。したがって、放電量は、図１４に示すごとく右上がりの傾向を示す。
【００７６】
ピエゾスタック１２７は容量性素子であるから、ＣＰＵ３１Ａではこの放電量に基づいてピエゾスタック１２７の放電速度、したがって前記電流上限値を演算する。
【００７７】
しかして、ピエゾスタック充電状態期間においてピエゾスタック電圧が前記放電量で規定される速度で漸減する。これにより、前記ピエゾスタック充電状態期間中に、コモンレール圧力の低下で噴射開始電圧が制御周期の初期に与えられるピエゾスタック電圧を下回っても噴射開始電圧までの余裕度が確保され、安定したハーフリフト状態が得られる。
【００７８】
図１５は本燃料噴射装置においてコモンレール圧力の減圧とともにピエゾスタック電圧の辿る経路を示すもので、ピエゾスタック電圧はピエゾスタック充電状態期間において漸次低下するので、ピエゾスタック電圧が噴射開始電圧との余裕度を保ちつつコモンレール圧力が低下していく。
【００７９】
なお、本実施形態では、放電量をピエゾスタック目標電圧に基づいて設定しているが、検出されたコモンレール圧力に基づいて設定してもよい。この場合、コモンレール圧力が高いほど放電量が大きくなるように設定する。コモンレール圧力と放電量の対応関係は予め実験等で求めればよい。
【００８０】
また、コモンレール圧力が高く噴射開始電圧の低下も速い減圧初期において放電量を大きくしてあるので、より、噴射開始電圧に対する余裕度を十分にとることができるが、放電量を固定とするのもよい。この場合、コモンレール圧力が高い側でピエゾスタック電圧が噴射開始電圧を越えないようにピエゾスタック充電状態期間を短めに設定するか、第１実施形態のごとく、ＯＮデューティを漸減せしめるのがよい。なお、放電量を固定とするから、前記電流上限値は、噴射停止時の放電用と、このコモンレール圧力の減圧時の放電用の、２種類出力可能に構成すればよい。
【００８１】
また、コモンレール圧力の減圧が開始されるまでのＯＮデューティについても、ピエゾスタック目標電圧が高いほど小さくなるように設定し、減圧が開始された時の誤噴射を回避しているが、減圧が開始されたか否かが知られる程度にＯＮデューティを固定とするのもよい。
【００８２】
また、減圧制御開始時にはピエゾスタック目標電圧をハーフリフト可能と推定した電圧よりも低い電圧に設定して、減圧が開始されなければ徐々に上げていくことで、燃料性状等の変動による誤噴射を回避している（ステップＳ１０１〜Ｓ１０５）が、ハーフリフト可能なピエゾスタック電圧の電圧範囲の高低変動が小さいものであれば、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０５を省略し、マップ等からハーフリフト可能と推定したピエゾスタック電圧にて減圧制御を開始するのもよい。
【００８３】
この場合、ピエゾスタック目標電圧をコモンレール圧力減圧量に基づいて設定するのではなく、ピエゾスタック目標電圧を前記ステップＳ１０１で示したマップにしたがってコモンレール圧力に基づいて設定してもよい。
【００８４】
また、ピエゾスタックの充電量はピエゾスタック電圧ではなく、ピエゾスタックに供給された電力量を指標としてもよい。
【００８５】
また、インジェクタはピエゾスタックが発生した駆動力が変位拡大室の燃料圧力を介してボールに伝達される構成としているが、本発明は、変位拡大室がなくピエゾスタックが押圧する単一のピストンが直接にボールを押圧駆動する構成のインジェクタを備えた燃料噴射装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した燃料噴射装置の、インジェクタを中心とする構成図である。
【図２】前記燃料噴射装置の全体構成図である。
【図３】前記インジェクタに搭載されたピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図４】前記燃料噴射装置を構成するＣＰＵにおける制御を示すフローチャートである。
【図５】前記燃料噴射装置を構成するＣＰＵにおける制御を示す第１のグラフである。
【図６】前記燃料噴射装置を構成するＣＰＵにおける制御を示す第２のグラフである。
【図７】前記燃料噴射装置を構成するＣＰＵにおける制御を示す第３のグラフである。
【図８】前記燃料噴射装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図９】前記燃料噴射装置の作動を示す第１のグラフである。
【図１０】前記燃料噴射装置の作動を示す第２のグラフである。
【図１１】本発明を適用した別の燃料噴射装置の、インジェクタに搭載されたピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図１２】前記燃料噴射装置を構成するＣＰＵにおける制御を示すフローチャートである。
【図１３】前記燃料噴射装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図１４】前記燃料噴射装置を構成するＣＰＵにおける制御を示すグラフである。
【図１５】前記燃料噴射装置の作動を示すグラフである。
【符号の説明】
１  インジェクタ
１ａ  ノズル部
１ｂ  背圧制御部（背圧増減手段）
１ｃ  ピエゾアクチュエータ
１１０  弁室
１１０ａ  低圧ポート
１２３  ボール（弁体）
１２７，１２７Ａ，１２７Ｂ，１２７Ｃ，１２７Ｄ  ピエゾスタック
２  ピエゾアクチュエータ駆動回路
３１，３１Ａ  ＣＰＵ（制御手段）
４  圧力センサ（圧力検出手段）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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