(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する通電経路を有しピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
燃料の噴射指令に対しては、前記弁体がフルリフト可能な充電量を目標充電量として前記通電手段を作動せしめ、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、前記ニードルが着座状態のままで前記弁体がリフトする充電量を目標充電量として前記通電手段を作動せしめる制御手段とを有する燃料噴射装置において、
ピエゾスタックと並列に接続されて前記通電経路による充電および放電が可能な減圧用のコンデンサと、
該コンデンサとピエゾスタックとの接続と切断とを切り換える減圧用のスイッチ手段とを具備せしめ、
前記制御手段を、
前記通電手段とともに前記減圧用スイッチ手段を制御し、前記減圧指令に対する通電制御において、前記減圧用スイッチ手段をオンして充電電流が前記ピエゾスタックと前記コンデンサとに分散され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供給する電荷を一時蓄えるバッファコンデンサと、
該バッファコンデンサを充電する給電源と、
ピエゾスタックの充電経路の開成と閉成とを切り換える充電用のスイッチ手段と、
ピエゾスタックの放電経路の開成と閉成とを切り換える放電用のスイッチ手段と、
給電源、充電用のスイッチ手段および放電用のスイッチ手段を制御する制御手段であって、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体がフルリフト可能な充電量を目標充電量として前記充電用スイッチ手段を作動せしめ、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、前記ニードルが着座状態のままで前記弁体がリフトする充電量を目標充電量として前記充電用スイッチ手段を作動せしめる制御手段とを有する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、充電用スイッチ手段と放電用スイッチ手段とが交互にオンオフし、前記バッファコンデンサの両端間電圧が減圧指令に対する制御時の目標充電量に対応するピエゾスタック両端間電圧よりも低い電圧値になるまで放電し、
バッファコンデンサの両端間電圧が前記電圧値になると前記充電用スイッチ手段がオンに固定されて、給電源によりバッファコンデンサとともにピエゾスタックを前記目標充電量まで充電するように設定したことを特徴とする燃料噴射装置。
【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。
【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排出する必要がある。
【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】
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、ピエゾスタックを目標充電量に対して高精度に充電する必要がある。
【００１１】
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構成として、多重スイッチング方式のものがある。これは、ピエゾスタックにコンデンサからスイッチング素子およびインダクタを介して通電する第１の通電経路と、コンデンサおよびスイッチング素子をバイパスしてピエゾスタックに通電する第２の通電経路とを有し、第１の通電経路には、前記スイッチング素子のオン期間に漸増する充電電流が流れ、第２の通電経路には、前記スイッチング素子のオフ期間に漸減する充電電流がフライホイール作用で流れるようにしたものがある。このものではスイッチング素子の１回のオンオフに対応して充電電流が漸増と漸減する略三角形の波形をとる。そして、スイッチング素子のオンオフを繰り返すと、ピエゾスタックの充電量が目標充電量に向かって増加していく。例えば、１回のオンオフの期間の長さが５μｓで充電電流のピーク値が２０〜３０Ａの設定で行う。
【００１２】
ここで、充電電流が大きいほど単位時間当たりにピエゾスタックに供給されるエネルギー量は大きく、充電量の誤差も生じやすい。特に、前記多重スイッチング方式の場合、スイッチング素子のオフ期間にも充電が行われ、この期間は充電制御が不能となっている。このオフ期間における供給エネルギーは充電電流のピーク値で規定されるから、ピーク値が大きいほど充電量の誤差が生じやすい。したがって、充電精度を高くしようとすれば、充電電流を小さく、前記多重スイッチング方式であればオン期間の長さを短くして充電電流のピーク値を抑え、スイッチング素子の１回のオンオフでピエゾスタックに供給されるエネルギーを少なくすればよい。
【００１３】
しかし、充電電流のピーク値を例えば、５Ａ程度にしようとすればオン期間の長さは１μｓ程度となって、約５００ｋＨｚのスイッチングスピードが必要になり、回路の構成上、また、回路素子の発熱上、不利である。
【００１４】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、コモンレール圧力の減圧制御において、ピエゾスタックを目標充電量に対して高精度に充電する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。
【００１７】
【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する通電経路を有しピエゾスタックの充電と放電とを行う通電手段と、
燃料の噴射指令に対しては、前記弁体がフルリフト可能な充電量を目標充電量として前記通電手段を作動せしめ、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、前記ニードルが着座状態のままで前記弁体がリフトする充電量を目標充電量として前記通電手段を作動せしめる制御手段とを有する燃料噴射装置において、
ピエゾスタックと並列に接続されて前記通電経路による充電および放電が可能な減圧用のコンデンサと、
該コンデンサとピエゾスタックとの接続と切断とを切り換える減圧用のスイッチ手段とを具備せしめ、
前記制御手段を、
前記通電手段とともに前記減圧用スイッチ手段を制御し、前記減圧指令に対する通電制御において、前記減圧用スイッチ手段をオンして充電電流が前記ピエゾスタックと前記コンデンサとに分散されるように設定する。
【００１８】
減圧制御時には充電対象のピエゾスタックに減圧用のコンデンサが並列に接続されることになるから、充電電流は分散される。ピエゾスタックにおいては充電電流を抑制したのと同等であるから、ハーフリフト可能な目標充電量に高精度に充電することができる。
【００１９】
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供給する電荷を一時蓄えるバッファコンデンサと、
該バッファコンデンサを充電する給電源と、
ピエゾスタックの充電経路の開成と閉成とを切り換える充電用のスイッチ手段と、
ピエゾスタックの放電経路の開成と閉成とを切り換える放電用のスイッチ手段と、
給電源、充電用のスイッチ手段および放電用のスイッチ手段を制御する制御手段であって、燃料の噴射指令に対しては、前記弁体がフルリフト可能な充電量を目標充電量として前記充電用スイッチ手段を作動せしめ、前記コモンレール内の燃料圧力の減圧指令に対しては、前記ニードルが着座状態のままで前記弁体がリフトする充電量を目標充電量として前記充電用スイッチ手段を作動せしめる制御手段とを有する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、充電用スイッチ手段と放電用スイッチ手段とが交互にオンオフし、前記バッファコンデンサの両端間電圧が減圧指令に対する制御時の目標充電量に対応するピエゾスタック両端間電圧よりも低い電圧値になるまで放電し、
バッファコンデンサの両端間電圧が前記電圧値になると前記充電用スイッチ手段がオンに固定されて、給電源によりバッファコンデンサとともにピエゾスタックを前記目標充電量まで充電するように設定する。
【００２０】
減圧制御時には給電源によるピエゾスタックの充電で弁体がリフトする。このとき、充電対象のピエゾスタックにはバッファコンデンサが並列に接続されるから、充電電流は分散される。ピエゾスタックにおいては充電電流を抑制したのと同等であるから、ハーフリフト可能な目標充電量に高精度に充電することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１形態）
図２に本発明の基本となる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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、インジェクタ１から所定の期間、燃料を噴射せしめる。
【００２４】
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。圧力センサ３２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。
【００２５】
図３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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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とを接続する通電ケーブル４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３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。
【００３８】
図１にピエゾスタック１２７の充電と放電とを行う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、♯１気筒から順に、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、通電手段である駆動回路本体部２ａとその制御手段であるコントローラ２８とを有している。
【００３９】
駆動回路本体部２ａ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は一般的な昇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。スイッチング素子２１１２のオンオフは電流検出抵抗２１１４の両端間電圧に基づいてなされる。
【００４０】
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。
【００４１】
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充電用のスイッチング素子２４ａが介設されている。充電用スイッチング素子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と充電用スイッチング素子２４ａの接続中点に接続される放電用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および放電用スイッチング素子２４ｂを含む閉回路を形成している。放電用スイッチング素子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。
【００４２】
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が接続されている。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、オンした選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｄと接続されたピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄが通電経路２２ａ，２２ｂと接続されることになる。
【００４３】
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♯１気筒のインジェクタのピエゾスタック１２７Ａと♯２気筒のインジェクタ１のピエゾスタック１２７Ｂとに共通に接続されて、♯１、♯２気筒群（バンク）への通電の許容と禁止とを切り換え、また、選択スイッチング素子２５Ｆが♯３気筒のインジェクタ１のピエゾスタック１２７Ｃと♯４気筒のインジェクタ１のピエゾスタック１２７Ｄとに共通に接続されて、♯３、♯４気筒群（バンク）への通電の許容と禁止とを切り換える。かかる第２の種類の選択スイッチング素子２５Ｅ，２５Ｆを設けることにより、例えばピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの正極と接続される通電ケーブルがグランドショートしても、グランドショートした方のバンクの選択スイッチング素子２５Ｅ，２５Ｆをオフにすることで、他方のバンクの作動を確保することができる（リンプフォーム）。
【００４４】
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。
【００４５】
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２８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、充電用スイッチング素子２４ａ、放電用スイッチング素子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。
【００４６】
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２８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。
【００４７】
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２７Ｇが設けてある。その両端間電圧はコントローラ２８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。
【００４８】
また、コントローラ２８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。
【００４９】
また、コントローラ２８には、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いる。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。減圧指令に対してはニードル１２１が着座したままでボール１２３がリフト可能なピエゾスタック電圧が与えられるように設定される。
【００５０】
コントローラ２８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。そして、ピエゾスタック電圧が前記目標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。
【００５１】
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。
【００５２】
このように、通電経路２２ａ，２２ｂは充電用スイッチング素子２４ａの開閉作動でピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄへの充電経路となり、放電用スイッチング素子２４ｂの開閉作動でピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄへの放電経路となる。
【００５３】
コントローラ２８には、ピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄの充電時期と放電時期とを規定する充放電時期設定信号Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 がＣＰＵ３１から入力している。充放電時期設定信号Ｔ1 〜Ｔ4 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Ｔ1 〜Ｔ4 は噴射指令に対しては噴射期間を規定する（以下、充放電時期設定信号を噴射信号という）。噴射信号Ｔ1 〜Ｔ4 は、各気筒ごとにＣＰＵ３１からコントローラ２８に出力され、出力期間中、対応する選択スイッチング素子２５Ａ〜２５Ｄがオンする。
【００５４】
また、ＣＰＵ３１からはコントローラ２８に制御用信号として減圧信号ＰＤが入力しており、後述する減圧制御が実行される。減圧信号ＰＤは、「Ｌ」と「Ｈ」よりなる二値信号である。
【００５５】
かかるコントローラ２８はコンパレータや種々の論理演算回路等により構成される。
【００５６】
図４はＣＰＵ３１で通常の噴射制御および減圧制御が実行されるときのピエゾアクチュエータ駆動回路２の各部の作動を示すタイミングチャートで、これにより、コントローラ２８およびＣＰＵ３１の設定とともに本燃料噴射装置の作動について説明する。タイミングチャートの前半は通常噴射制御時のもので、後半は減圧制御時のものである。
【００５７】
タイミングチャートの前半では減圧信号ＰＤが非入力であり、コントローラ２８は通常噴射制御を実行する。図例では♯１気筒の噴射制御を行う。♯１気筒の噴射信号Ｔ1 が入力すると、その立ち上がりにおいて♯１気筒に対応した選択スイッチング素子２５Ａがオンし、♯１気筒のピエゾスタック１２７Ａが通電経路２２ａ，２２ｂと接続され、充放電可能な状態となる。この状態は前記噴射信号Ｔ1 が立ち下がるまで継続する。
【００５８】
そして、噴射信号Ｔ1 の立ち上がりをトリガーとしてピエゾスタック１２７Ａの充電が開始される。すなわち、充電用スイッチング素子２４ａが繰り返しオンオフして充電電流が流れ、ピエゾスタック電圧が上昇し、ボール１２３がフルリフト可能な目標電圧に達すると充電は完了となる。そして、噴射信号Ｔ1 の立ち下がりをトリガーとして放電用スイッチング素子２４ｂが繰り返しオンオフして放電電流が流れ、ピエゾスタック電圧が低下して元の状態に復する。
【００５９】
次に減圧制御について説明する。減圧信号ＰＤが「Ｈ」であれば、♯１気筒用の噴射信号Ｔ1 の立ち上がりで、当該気筒用の選択スイッチング素子２５Ａとともに、同一バンクの♯２気筒用の選択スイッチング素子２５Ｂをオンする。また、この減圧信号ＰＤにより、目標電圧は通常噴射制御時よりも低い、ニードル１２１が着座状態のままボール１２３がハーフリフト可能な電圧（減圧時目標電圧）に切り換えられる。そして、噴射信号Ｔ1 の立ち上がりをトリガーとして充電用スイッチング素子２４ａがオンオフして充電が進行する。なお、充電電流のピーク値の設定値は通常噴射制御時と同じである。
【００６０】
しかして、ピエゾスタック１２７Ａとピエゾスタック１２７Ｂとの両方が、共通の通電経路２２ａ，２２ｂにより充電されることになる。ここで、充電電流はピエゾスタック１２７Ａとピエゾスタック１２７Ｂとに分散されることになるから、各ピエゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂの充電電流は通常噴射制御時に比べて半減する。
【００６１】
これを充電用スイッチング素子２４ａの１回のオンオフで上昇するピエゾスタック電圧の上昇幅についてみると次のようになる。充電用スイッチング素子２４ａの１回のオンオフでピエゾスタックに供給されるエネルギーをｅn 、ピエゾスタックの静電容量をＣPZT 、充電用スイッチング素子２４ａを１回オンオフする前後のピエゾスタック電圧を前がＶPZT1、後がＶPZT2とすると、式（１）となる。
ｅn ＝（１／２）ＣPZT （ＶPZT22 −ＶPZT12 ）・・・（１）
【００６２】
複数（ｎ個）のピエゾスタックを充電した場合は、式（２）となる。
ｅn ＝ｎ×（１／２）ＣPZT （ＶPZT22 −ＶPZT12 ）・・・（２）
【００６３】
ここで、ｅn ＝２０ｍＪ、ＣPZT ＝１０μＦ、ＶPZT1＝１００Ｖとすれば、ピエゾスタックを充電した場合の電圧上昇幅ΔＶPZT （＝ＶPZT2−ＶPZT1）は、ピエゾスタックが１個の場合がΔＶPZT ＝１８．３Ｖであるのに対し、ピエゾスタックが２個の場合、ΔＶPZT ＝９．５Ｖとなる。このように、電圧上昇幅を抑えることが可能となり、高精度で充電を行い得る。
【００６４】
これにより、充電電流のピーク値を低くして充電用スイッチング素子２４ａを高速でオンオフすることなく、高精度で、減圧時目標電圧に充電することができる。そして、噴射信号Ｔ1 が立ち下がると選択スイッチング素子２５Ａ，２５Ｂがオフするとともに、放電制御が行われて両ピエゾスタック１２７Ａ，１２７Ｂとも放電し元の状態に復する。
【００６５】
しかも、♯１、♯２気筒のインジェクタ１の両方で、燃料を燃料タンク５１に逃がすことができるから、減圧速度は速い。これにより、現在のコモンレール圧力から目標圧力までの減圧幅が大きくともコモンレール圧力の減圧を高応答で行い得る。
【００６６】
なお、第３、第４気筒においても同様で、減圧信号が入力状態で、♯３気筒用の噴射信号Ｔ3 が入力すると、♯３、♯４気筒用のピエゾスタック１２７Ｃ，１２７Ｄに充電を行うことで、ピエゾスタック１２７Ｃ，１２７Ｄを高精度に減圧時目標電圧に充電することができる。
【００６７】
減圧制御時に一つのピエゾスタックに対してのみ充電を行うものに比して、実質的に殆ど変わらない制御を実行するだけにもかかわらず、前記のごとく、高精度な充電が可能であり、さらに速やかに減圧を行うことが可能であるという格段の効果を発揮する。
【００６８】
なお、より高精度な充電が必要な場合は、ハーフリフト状態とするインジェクタ１の数を増やせばよい。すなわち、減圧信号ＰＤが入力状態であれば♯３、♯４気筒用の選択スイッチング素子２５Ｃ，２５Ｄをオンしてピエゾスタック１２７Ｃやピエゾスタック１２７Ｄにも充電電流が分配されるようにすればよい。また、コモンレール圧力が低い領域ではボール１２３に作用する圧力も低く、ハーフリフトとするには減圧制御時目標電圧も低いものとなる。ピエゾスタック電圧が低い領域では充電用スイッチング素子２４ａの１回のオンオフによるピエゾスタック電圧の上昇幅が大きくなるから、コモンレール圧力が低いほど、ハーフリフトとする気筒数を増やし、精度を高めるのもよい。
【００６９】
（第２実施形態）
図５に本発明の第２実施形態になる燃料噴射装置を構成するピエゾアクチュエータ駆動回路を示す。図中、第１形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第１形態との相違点を中心に説明する。図は♯１、♯２気筒のピエゾスタックや対応する選択スイッチング素子を省略している。
【００７０】
ピエゾアクチュエータ駆動回路２Ａは、減圧用のコンデンサ２９が設けられて、通電経路２２ａ，２２ｂにより充電および放電が可能としてある。減圧用のコンデンサ２９には直列に、減圧用のスイッチ手段であるスイッチング素子２６が接続され、コントローラ２８Ａからの制御信号によりオンとオフとが切り換えられる。制御信号は、減圧信号ＰＤが入力状態で噴射信号Ｔ1 が入力すると、その出力期間、♯１気筒用の選択スイッチング素子２５Ａへの制御信号ととともに出力されるようになっている。
【００７１】
また、減圧用スイッチング素子２６は寄生ダイオード２６１がバッファコンデンサ電圧に対して逆バイアスとなる向きに接続される。減圧用スイッチング素子２６のオン時には、減圧用コンデンサ２９は、選択されたピエゾスタック１２７Ａ〜１２７Ｄと並列接続となる。
【００７２】
コントローラ２８Ａは、第１実施形態では減圧信号に対してその出力期間中に同じバンクの気筒用のピエゾスタックの選択スイッチング素子がオンされるのに対し、本実施形態では前記のごとくスイッチング素子２６がオンされる点を除き、基本的に第１実施形態のものと同じである。
【００７３】
これにより、第１形態と同様に、減圧制御時には、充電電流が、選択されたピエゾスタック１２７Ａと減圧用コンデンサ２９とに分散されて、ピエゾスタック１２７Ａにおいては充電電流が抑制されるので、高精度に減圧時目標電圧に充電することができる。
【００７４】
また、前記のごとくコモンレール圧力が低い領域では減圧制御時目標電圧も低いものとなることから、減圧用コンデンサを複数設けるとともに各減圧用コンデンサに１対１に対応して減圧用スイッチング素子を設け、コモンレール圧力が低い領域ほど、多くの減圧用スイッチング素子がオンされるようにして、減圧制御時におけるピエゾスタック以外の容量を増やし、精度を高めるのもよい。
【００７５】
（第３実施形態）
図６に本発明の第３実施形態になる燃料噴射装置を構成するピエゾアクチュエータ駆動回路を示す。第１形態において、減圧制御時にコントローラで実行されるスイッチング素子等の制御の設定を変えたもので、図中、第１形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７６】
図７は減圧制御時の各部の状態を示すタイミングチャートである。減圧信号ＰＤが入力した状態で噴射信号Ｔ1 が立ち上がると、先ず、前記のごとく♯１気筒用の選択スイッチング素子２５Ａがオンするとともに、充電用スイッチング素子２４ａと放電用スイッチング素子２４ｂとが交互にオンオフする。それぞれのオン時期等は次のように設定されている。すなわち、オン期間はそれぞれ予め設定した所定の長さに設定される。また、先ず、充電用スイッチング素子２４ａのオン期間およびオフ期間において、通常噴射制御時と同様に三角波形の充電電流Ｉ#1が流れてピエゾスタック１２７Ａが充電される。そして、充電電流Ｉ#1が略０になると、放電用スイッチング素子１２７Ｂのオン期間に入る。放電用スイッチング素子２４ｂのオン期間およびオフ期間は、通常噴射制御時と同様に三角波形の放電電流Ｉ#1が流れてピエゾスタック１２７Ａが放電されることになる。そして放電電流Ｉ#1が略０になると、再び充電用スイッチング素子２４ａがオンされてオン期間に入り、これが繰り返される。
【００７７】
この間、ピエゾスタック電圧Ｖ#1は上昇と低下を繰り返し、ボール１２３がリフト可能な電圧（図中、減圧時ＶPZT ）には達しない。バッファコンデンサ２１２は、かかるピエゾスタック１２７Ａの充電と放電の繰り返しによりジュール熱でエネルギーを消耗し、バッファコンデンサ電圧ＶDC-DC が漸次、低下していく。
【００７８】
このバッファコンデンサ電圧ＶDC-DC が予め設定した所定のしきい電圧Ｖ1 に達すると、スイッチング素子２４ａ，２４ｂのオンオフは停止され、充電用スイッチング素子２４ａのみがオンに固定される。
【００７９】
さて、バッファコンデンサ電圧ＶDC-DC がしきい電圧Ｖ1 に達した後は充電用スイッチング素子２４ａのみがオンに固定されることになるので、バッファコンデンサ２１２からピエゾスタック１２７Ａに電荷が移動し、バッファコンデンサ電圧ＶDC-DC およびピエゾスタック電圧Ｖ#1が同じ電圧になる。なお、バッファコンデンサ２１２の静電容量の方がピエゾスタック１２７Ａの静電容量よりも十分に大きいので、同じ電圧値になったこれらの電圧はしきい電圧Ｖ1 と余り変わらない。ここで、しきい電圧Ｖ1 を前記減圧制御時目標電圧ＶPZT よりも低い値に設定することで、充電用スイッチング素子２４ａオン固定後のバッファコンデンサ電圧ＶDC-DC およびピエゾスタック電圧Ｖ#1も減圧制御時目標電圧ＶPZT よりも低い値となる。なお、図例ではＶ1 ＞０であるが、０Ｖでもよい。
【００８０】
バッファコンデンサ電圧ＶDC-DC とピエゾスタック電圧Ｖ#1とが同じ電圧になると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１のスイッチング素子２１１２のオンオフを開始し、バッファコンデンサ２１２およびピエゾスタック１２７Ａが充電される。ピエゾスタック電圧Ｖ#1が減圧制御時目標電圧ＶPZT に達したら、充電用スイッチング素子２４ａをオフに固定し、ピエゾスタック１２７Ａの充電を完了する。並列接続されたピエゾスタック１２７Ａおよびバッファコンデンサ２１２にＤＣ−ＤＣコンバータ２１１から充電されるので、充電電流はピエゾスタック１２７Ａとバッファコンデンサ２１２とに分散され、ピエゾスタック１２７Ａにおける充電電流Ｉ#1が抑制され、ピエゾスタック１２７Ａを高精度に減圧制御時目標電圧に充電することができる。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１はその後も作動を継続してバッファコンデンサ２１２のみを充電し、次回の通常の燃料噴射制御に備える。
【００８１】
そして、ピエゾスタック１２７Ａの放電は前記各実施形態と同様に、噴射信号の立ち下がりで、選択スイッチング素子２５Ａがオフするとともに、放電用スイッチング素子２４ｂがオンオフしてピエゾスタック１２７Ａが放電する。
【００８２】
なお、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。
【００８３】
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】  第１の燃料噴射装置を構成し、燃料噴射用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】  前記インジェクタの断面図である。
【図４】  前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の作動を示すタイミングチャートである。
【図５】  本発明の第２の燃料噴射装置を構成するピエゾアクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図６】  本発明の第３の燃料噴射装置を構成するピエゾアクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図７】  前記ピエゾアクチュエータ駆動回路の作動を示すタイミングチャートである。
【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
２，２Ａ，２Ｂ  ピエゾアクチュエータ駆動回路
２ａ  駆動回路本体部（通電手段）
２１１  ＤＣ−ＤＣコンバータ（給電源）
２１２  バッファコンデンサ
２２ａ，２２ｂ  通電経路（充電経路、放電経路）
２３  インダクタ
２４ａ  充電用のスイッチング素子（充電用のスイッチ手段）
２４ｂ  放電用のスイッチング素子（放電用のスイッチ手段）
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｅ，２５Ｆ  選択スイッチング素子（選択用のスイッチ手段）
２６  減圧用のスイッチング素子（減圧用のスイッチ手段）
２８，２８Ａ，２８Ｂ  コントローラ（制御手段）
２９  減圧用のコンデンサ
３１  ＣＰＵ
【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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