(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子（１）の充放電のための方法において、
圧電素子を充電する充電電流ないし圧電素子を放電する放電電流を、圧電素子（１）キャパシタンスの目標値からの偏差に依存して変更し、それによって予め定めた長さ変化及び／又は電圧が所定の時間経過後に達成されるようにしたことを特徴とする、圧電素子の充放電のための方法。
【請求項２】
前記圧電素子（１）キャパシタンスの目標値からの偏差は、該圧電素子が充放電の際に受ける圧電素子の長さ変化に基づいて生じる、請求項１記載の圧電素子の充放電のための方法。
【請求項３】
前記圧電素子（１）キャパシタンスの目標値からの偏差は、該圧電素子が目標電圧を得るために充放電されるべき期間に基づいて生じる、請求項１記載の圧電素子の充放電のための方法。
【請求項４】
前記充電電流ないし放電電流は、充電過程ないし放電過程の間一定に維持される、請求項１〜３いずれか１項記載の圧電素子の充放電のための方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子の充放電のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係わる圧電素子は、例えばアクチュエータや調整部材などに利用される圧電素子である。この種の圧電素子は、印加される電圧に依存して既知の量だけ圧縮したり伸張したりする特性を有しているのでそのような目的に用いられている。
【０００３】
圧電素子を用いた調整部材の具体的な実現は、特に該当する調整部材が迅速に及び/又は頻繁に稼働させられるべき場合には有利であることがわかっている。
【０００４】
とりわけこの圧電素子をアクチュエータとして内燃機関の燃料噴射ノズルのもとで使用することは特に有利であることが判明している。この圧電素子の燃料噴射ノズルへの適用性については例えば欧州特許出願 EP 0 371 469 B1 明細書又は欧州特許出願 EP 0 379 182 B1 明細書が参照される。
【０００５】
圧電素子は既に前述したように、そのつどの充電状態ないしはそこに設定されるか又は印加された電圧に応じて圧縮や伸張を生じる容量性の負荷である。
【０００６】
この圧電素子の充放電は、例えばコイルなどのような誘導特性を有する構成要素を介して行われる。この場合このコイルはまず、充電の際に発生する充電電流と放電の際に発生する放電電流を制限するために用いられる。そのような装置は図７に示されている。
【０００７】
この充電ないし放電すべき圧電素子は図７中に符号１０１で表されている。これは、充電スイッチ１０２を介して閉成可能な充電電流回路と放電スイッチ１０６を介して閉成可能な放電電流回路の構成要素である。この場合充電電流回路は、充電スイッチ１０２とダイオード１０３と充電コイル１０４からなる直列回路と、圧電素子１０１と、電源１０５とで構成されており、また放電電流回路は、放電スイッチ１０６とダイオード１０７と放電コイル１０８からなる直列回路と、圧電素子１０１とで構成されている。
【０００８】
前記充電電流回路のダイオード１０３は、圧電素子が放電した電流がこの充電電流回路に流れないようにするためのものである。このダイオード１０３と充電スイッチ１０２は、共に半導体スイッチで実現可能である。
【０００９】
前記放電電流回路のダイオード１０７は、圧電素子を充電する電流がこの放電電流回路に流れないようにするためのものである。このダイオード１０７と放電スイッチ１０６も共に、前記ダイオード１０３と充電スイッチ１０２のように半導体スイッチで実現可能である。
【００１０】
通常は開かれている充電スイッチ１０２が閉じられた場合には、充電電流回路に充電電流が流れ、この充電電流によって圧電素子１０１が充電される。圧電素子１０１に蓄えられる電荷、ないしはそれによって圧電素子に生じる電圧、及び圧電素子１０１の目下の外部寸法は、圧電素子の充電の後も実質的に不変に維持される。
【００１１】
同じように通常は開かれている放電スイッチ１０６が閉じられた場合には、放電電流回路に放電電流が流れ、この放電電流によって圧電素子１０１が放電される。圧電素子１０１の充電状態ないしはそれによって圧電素子に生じた電圧、及び圧電素子１０１の目下の外部寸法は、圧電素子の放電の後も実質的に不変に維持される。
【００１２】
この図７に示されている装置によれば、比較的少ないコストで圧電素子１０１の充放電が可能である。
【００１３】
いずれにせよこの装置やその他の圧電素子充放電のための装置のもとでは、充放電の後の圧電素子の充電状態、及び/又は所定の充電状態を達成するための所要の圧電素子充放電期間が、いつでもどこでも正確に所望の値になるように充放電を実行することが未だに達成できないままである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べたような圧電素子の充放電のための方法及び装置において、圧電素子の充放電が求めに応じていつでも迅速かつ十分に実行できるように改善を行うことである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題は本発明により、圧電素子を充電する充電電流ないし圧電素子を放電する放電電流を、圧電素子キャパシタンスの目標値からの偏差に依存して変更し、それによって予め定めた長さ変化及び／又は電圧が所定の時間経過後に達成されるようにして解決される。
【００１６】
また前記課題は本発明により、圧電素子を充電する充電電流ないし圧電素子を放電する放電電流を、圧電素子（１）キャパシタンスの目標値からの偏差に依存して変更し、それによって予め定めた長さ変化及び／又は電圧が所定の時間経過後に達成されるように構成された開ループ及び閉ループ制御装置が設けられた構成によって解決される。
【００１７】
それにより、圧電素子の充放電の範囲や速度に対する圧電素子キャパシタンスの変化、変動、許容偏差の影響が解消される。このことは非常に意味がある。なぜなら、圧電素子のキャパシタンスとそれに伴う圧電素子充放電の際に生じる電圧、ないしは所定の充電に達するための所要の圧電素子充放電期間、及び充放電によって作用する圧電素子の長さ変化が種々の要因（例えば温度、圧電素子からもたらされる応力、圧電素子の経年劣化など）に大きく依存しているからである。このような依存性の解消によって、充放電の後の圧電素子の充電状態、及び/又は所定の充電状態に達するための所要の圧電素子充放電期間が、いつでもどこでも正確に所望の値になることが達成される。
【００１８】
このことは２つの観点から有利であることがわかっている。すなわち一方では、圧電素子によって該圧電素子を含んだシステムが常に正確に同じように励振されるためであり、他方ではそれによって圧電素子を含んだシステムが圧電素子の望ましい動きの経過からの偏差（過度に迅速か過度に緩慢な及び/又は過度に大きいか過度に少ない伸張ないし圧縮）に基づいて振動に置き換えられることが回避されるからである。
【００１９】
本発明の別の有利な構成例は従属請求項に記載されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。
【００２１】
以下の明細書でその充放電を詳細に説明する圧電素子は、例えば内燃機関の燃料噴射ノズル（特にいわゆるコモンレールインジェクションシステム）におけるアクチュエータとして使用可能である。しかしながらこれはこの種の圧電素子の使用領域の限定を意味するものではない。基本的にこの圧電素子は任意の装置に任意の目的で使用することのできるものである。
【００２２】
本発明の実施例では圧電素子は、充電に対する応動の中では伸張し、放電に対する応動の中では圧縮することを前提としている。しかしながら本発明はこれとは反対の場合でももちろん適用可能である。
【００２３】
本発明の方法及び装置では、特に、圧電素子を充電する充電電流と圧電素子を放電する放電電流が圧電素子のキャパシタンスの考慮のもとで設定されることで際だっている。
【００２４】
設定可能な充放電電流を備えた、圧電素子充放電のための装置は図１に示されており、以下で詳細に説明する。
【００２５】
充電に対する圧電素子は図１において符号１が付されている。
【００２６】
図１のａに示されているように、圧電素子１の１つの端子は永続的にアースに接続されており（電源の第１の極にも接続されている）、圧電素子の別の端子は（充電コイルとしても放電コイルとしても作用する）コイル２と、充電スイッチ３及びダイオード４からなる並列回路とを介して電源の第２の極に接続されている。さらに圧電素子は、コイル２と、放電スイッチ５及びダイオード６からなる並列回路を介して電源の第１の極と接続されている。
【００２７】
電源はバッテリ７（例えば自動車用バッテリ）と、これに後置接続されている直流電圧変換器８と、これに後置接続されているバッファコンデンサとして用いられるコンデンサ９からなる。この配置構成によってバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）は、実質的に任意の別の直流電圧に変換され供給電圧として出力される。
【００２８】
別の有利な実施形態は図１のｂに示されている。既に図１のａに示されている構成要素に相応する要素には同じ符号が付されている。この実施形態ではスイッチ３，５と圧電素子の間に、フィルタ手段１０とダイオード２０が配設されている。このダイオード２０のアノードは、圧電素子１の一方の端子に接続されている。ダイオード２０のカソードは、コイル２に接続されている。フィルタ手段１０は一方ではダイオード２０の２つの端子に接続され、他方ではダイオード６の２つの端子に接続されている。
【００２９】
出力段の出力側に接続されたフィルタ手段は、電流経過と電圧経過の平滑化のために用いられる。これによって電流と電圧の経過は、振動回路制御に相応して生じる。それにより電磁障害は最小にされる。充電スイッチ３及び/又は放電スイッチ５の差段の際に生じる電流経過のピークは、これによって平滑化される。
【００３０】
ダイオード２０は、保護機能を有している。このダイオード２０は、圧電素子に損傷を与える負の電圧を回避させる。
【００３１】
図示の実施形態では、フィルタ手段２０は、コイル２と直列に接続されたインダクタンスである。さらに１つのキャパシタンス１１がダイオード２０ないし６に並列に接続されている。
【００３２】
簡単な実施形態では、インダクタンス１２を省くことも可能である。これはダイオード２０に対しても当てはまる。
【００３３】
構成素子の数は、コイル２とインダクタンス１２を１つの構成ユニットで形成すること、つまり中央タップを備えた１つのコイルのみを設けることによって節約することも可能である。
【００３４】
圧電素子１の充放電は、図示の実施例ではクロック制御されて行われる。つまり充電スイッチ３と放電スイッチ５は、充放電過程の間繰返しオンオフされる。
【００３５】
その際に設定される関係は、以下の明細書で図２〜図５に基づいて説明する。
この場合図２と図３は圧電素子１の充電に関し、図４と図５は圧電素子１の放電に関する。
【００３６】
充電スイッチ３と放電スイッチ５は、圧電素子１の充放電が行われていない限り開かれている。この状態では図１に示されている回路は定常的な状態にある。すなわち圧電素子１は、その充電状態を実質的に不変に維持し、電流は流れていない。
【００３７】
圧電素子１の充電の開始と共に、充電スイッチ３はオンオフを繰り返し、放電スイッチ５は開かれたままである。
【００３８】
充電スイッチ３の閉成のもとでは図２に示されているような関係が生じる。すなわち圧電素子１とコンデンサ９とコイル２の直列回路からなる閉ループ電流回路が形成される。この場合図２に矢印で示されているような電流ｉLE(t)が流れる。この電流通流は、コイル２にエネルギーを蓄えるように作用する。その際コイル２へのエネルギーの流れは、コンデンサ９と圧電素子１の間の正の電位差によって生じる。
【００３９】
充電スイッチ３の閉成後に起きる短時間（例えば数μｓ）の該スイッチの開放のもとでは図３に示されたような関係が生じる。すなわち圧電素子１とダイオード６とコイル２の直列回路からなる閉ループ電流回路が形成される。この場合図３に矢印で示されているような電流ｉLA(t)が流れる。この電流通流はコイル２に蓄えられたエネルギーが完全に圧電素子１に流れるように作用する。
【００４０】
この圧電素子へのエネルギー供給に相応して、これに生じる電圧とその外寸法は高められる。コイル２から圧電素子１へのエネルギー伝送の行われた後では、再び既に図１で説明したような回路の定常状態に達する。
【００４１】
（充電過程の所望の時間的経過に応じて）その直後で又は既に事前にあるいはしばらく後で充電スイッチ３は新たに閉成され再び開放される。この場合前述したような過程が再び繰り返される。充電スイッチ３の新たなオンオフは、圧電素子１に蓄えられるエネルギーを増加させ（この場合圧電素子に既に蓄えられているエネルギーと新たに供給されたエネルギーは加算される）、それに応じて圧電素子１に生じる電圧とその外寸法も増加する。
【００４２】
前述したような充電スイッチ３のオンオフの多数回の繰返しによって、圧電素子に生じる電圧と圧電素子の伸張は段階的に上昇する（これに対しては以下で詳細に説明する図６の特性曲線Ａが参照される）。
【００４３】
充電スイッチ３が所定の期間及び/又は所定の回数オンオフされるか、及び/又は圧電素子１が所望の充電状態に達した場合には、圧電素子の充電は充電スイッチ３の開放によって終了される。
【００４４】
圧電素子１が再び放電されるべき場合には、放電スイッチ５のオンオフの繰返しによってこれが行われる。その際充電スイッチ３は開かれたまま維持される。
【００４５】
放電スイッチ５の閉成のもとでは図４に示されているような関係が生じる。すなわち圧電素子１とコイル２の直列回路からなる閉ループ電流回路が形成される。この場合図中矢印で示されているような電流ｉEE(t)が流れる。この電流通流は、圧電素子に蓄えられているエネルギー（の一部）がコイル２に伝送されるように作用する。この圧電素子１からコイル２へのエネルギー伝送に相応して圧電素子に生じる電圧とその外寸法は低減する。
【００４６】
放電スイッチ５の閉成後に起きる短時間（例えば数μｓ）の該スイッチの開放のもとでは図５に示されたような関係が生じる。すなわち圧電素子１とコンデンサ９とダイオード４とコイル２の直列回路からなる閉ループ電流回路が形成される。この場合図中に矢印で示されているような電流ｉEA(t)が流れる。この電流通流はコイル２に蓄えられたエネルギーが完全にコンデンサ９にフィードバックされるように作用する。コイル２からコンデンサ９へのエネルギー伝送の行われた後では、再び既に図１で説明したような回路の定常状態に達する。
【００４７】
（放電過程の所望の時間的経過に応じて）その直後で又は既に事前にあるいはしばらく後で放電スイッチ５は新たに閉成され再び開放される。この場合前述したような過程が再び繰り返される。この放電スイッチ５の新たなオンオフは、圧電素子１に蓄えられるエネルギーをさらに低減させ、それに応じて圧電素子１に生じる電圧とその外寸法も同様に低減する。
【００４８】
前述したような放電スイッチ５のオンオフの多数回の繰返しによって、圧電素子に生じる電圧と圧電素子の伸張は段階的に低減する（これに対しては図６の特性曲線Ａが参照される）。
【００４９】
放電スイッチ５が所定の期間及び/又は所定の回数オンオフされるか、及び/又は圧電素子１が所望の放電状態に達した場合には、圧電素子の放電は放電スイッチ５の開放によって終了される。
【００５０】
充電と放電の経過の規模は、充電スイッチ３と放電スイッチ５のオンオフの頻度と持続時間によって定められる。このことは図１に示されている装置にのみ当てはまるのではなく、圧電素子の同じ様な充放電が実施可能な全ての装置に当てはまる。この場合の装置とは、実質的には１つ又は複数の圧電素子のクロック制御された充放電に適したものでもある。
【００５１】
次に図７による、圧電素子のクロック制御された充放電に対して構成されていない装置に着目するものとする。この装置では充放電コイルは、詳細には圧電素子と共働するように形成されたＬＣ直列振動回路の誘導素子として作用する。この場合この誘導素子のインダクタンスと、圧電素子のキャパシタンスは単独で経過を定め、充放電の範囲を定める（この場合そのつどの第１の振動回路振動の第１の電流半波によってのみ充放電され得る、というのも振動回路のさらなる振動は充電電流回路と放電電流回路に含まれるダイオードによって阻止されるからである）。
【００５２】
これとは異なってクロック制御された充放電に対して構成された装置では（例えば図１による形式の装置）、コイル（又はその他の誘導特性を有する素子）がエネルギーの中間蓄積器として用いられる。これは電流源（充電の場合）ないしは圧電素子（放電の場合）から交互に供給される電気エネルギーを（磁気エネルギーの形態で）蓄え、相応のスイッチ操作によって蓄えられたエネルギーが電気エネルギーの形で圧電素子（充電の場合）ないしは他のエネルギー蓄積器又は電気的負荷（放電の場合）に、送出される。その際エネルギーの蓄積とエネルギーの送出の時点及び持続時間（並びにそれに伴う範囲）はスイッチ操作によって定められる。
【００５３】
それにより、圧電素子は、任意の数、任意の大きさ、任意の時間間隔の順次連続する段階にて所望のように充放電される。
【００５４】
圧電素子が所定の平均充電電流ないし放電電流によって所定の電圧にもたらされるようにスイッチを繰り返しオンオフさせることによって、圧電素子の充放電をこれらを考慮しながら、容易に個々の交番関係に適合できるように実施可能である。
【００５５】
充電スイッチ３と放電スイッチ５の操作は図１には示されていない開ループ又は閉ループ制御装置によって行われる。この開ループ又は閉ループ制御装置は、この種の充電スイッチ３と放電スイッチ５のオンオフを実施し、それによって充電すべきないし放電すべき圧電素子が、所定の平均（充放電）電流の維持のもとで所定の電圧にもたらされる。
【００５６】
それに対して充電スイッチ３ないし放電スイッチ５は所定の時点でオンオフされる。この場合、各スイッチが閉成されている時間と、開かれている時間は、同じが又は種々異なる長さであってもよい。そしてそのつどの充放電過程内では任意の変更可能である。
【００５７】
その際設定されるべき充放電電流は、本発明の実施例では充放電すべき圧電素子のキャパシタンスの考慮のもとで定められる。但しこの場合充電電流と放電電流は、そのつどの充放電過程の間実質的に一定に維持される。しかしながら場合によっては所要の充放電電流の変更が、必要に応じて充放電過程の間に実施されてもよい。
【００５８】
充放電電流の変更を左右する圧電素子のキャパシタンスは、当該実施例では直接測定されるのではなく、圧電素子を充放電のもとで伸張ないし圧縮させるための規模に関して定められる。その際、圧電素子の充放電によって引き起こされるその長さ変化が圧電素子の充放電によってそこに生じる電圧に比例していることと、この所定の電流による所定の期間の充放電の際に圧電素子に生じる電圧は、実質的に圧電素子のキャパシタンスに専ら依存するという事実が用いられる。
【００５９】
圧電素子の長さ変化と、圧電素子に生じる電圧と、圧電素子のキャパシタンスの関係は、数学的に以下の式によって表される。
【００６０】
Δｌ＝ｄ33*ｕ＝ｄ33*(1/Ｃp)*ｉn*ｔn
この場合前記Δｌは圧電素子における長さ変化、前記ｄ33はピエゾ充電定数、前記ｕは圧電素子に生じる電圧、前記Ｃpは圧電素子のキャパシタンス、前記ｉnは目下の（放電）充電過程のもとでの（放電）充電電流、前記ｔnは目下の（放電）充電過程のもとでの（放電）充電時間を表している。
【００６１】
圧電素子の充放電の際に所定の充放電電流によって所定の時間経過後に圧電素子が達成する長さ変化が、目標値に相応していない場合には、目標値と実際値の偏差から補正係数が算出され、この補正係数と利用されている充放電電流が乗算されなければならない。これは目標長さ変化を達成するために圧電素子に所定時間充放電される電流を求めるためである。使用すべき充電電流又は放電電流はもちろん相応のテーブルを参照するか、その他の手法で求めてもよい。充放電電流における過度に大きな跳躍的現象を回避するために、減衰係数及び/又は閾値を補正係数及び/又は充放電電流に対して用いてもよい。
【００６２】
さらにもっと簡単には、充放電電流の圧電素子キャパシタンスへの適合化を圧電素子の長さ変化に基づかせるのではなく、所定の電圧を生じさせるのに圧電素子が充放電されなければならない時間に基づかせて行ってもよい。所定の電圧をもたらすために、次の（ｎ）回目の充放電過程の際に圧電素子に所定の時間充放電させるべき電流ｉnを求める上で、（ｎ−１）回目の充放電過程の際に利用される電流ｉn-1に乗算させるべき補正係数は、以下の式から得られる。
【００６３】
（ｔn-1）/（ｔsoll）
この場合前記ｔn-1は、所定の電圧をもたらすために、圧電素子が電流ｉn-1で充放電されるべき期間を表し、前記ｔsollはこの期間の経過後に圧電素子が充放電のもとで所定の電圧にもたらされるべき時間を表している。すなわちｎ回目の充放電過程のもとで利用すべき充放電電流ｉnは以下の式によって算出される。
【００６４】
in＝ｉn-1*[(ｔn-1)/(ｔsoll)]
ここでももちろん減衰係数や閾値が補正係数及び/又は充放電電流に対して設けられてもよい。
【００６５】
所定の電圧達成に必要とされる期間に基づいた充放電電流の、充電すべき又は放電すべき圧電素子のキャパシタンスへの適合化は、圧電素子の長さ変化に基づいた適合化よりも容易である。なぜなら電圧と時間の測定は、圧電素子の電圧と時間の測定よりも簡単だからである。
【００６６】
何に対して適合化が基づかれているかに依存することなく、圧電素子に所定期間の間の充放電によって所定の長さ変化を生じさせることを達成することは可能である。このことは非常に有利である。なぜなら
１）圧電素子はこれを含むシステムを常時正確に同じだけ励振し、
２）それによって、圧電素子を含むシステムが圧電素子の所望の動き経過からの偏差（過度に迅速な又は過度に緩慢な伸張/圧縮、及び/又は過度に大きい又は過度に少ない伸張/圧縮）に基づいて振動に置き換えられるからである。
【００６７】
そのように決定された充放電電流を実際に流すことは、開ループ制御装置又は閉ループ制御装置によって達成される。この場合の電流通流は、開ループ制御でも閉ループ制御でも相応の頻度と長さの充/放電スイッチのオンオフによって設定される。
【００６８】
結果においては開ループ制御でも閉ループ制御でも図６に示されている例のような圧電素子の充放電に至る。すなわちこの図６においては、
−符号Ａで示されている特性曲線は圧電素子に生じた電圧の経過を表しており、−符号Ｂで示されている特性曲線は圧電素子に充放電された充電電流ないし放電電流の経過を表しており、
−符号Ｃで示されている特性曲線は充電スイッチのスイッチング状態を表したものであり、
−符号Ｄで示されている特性曲線は放電スイッチのスイッチング状態を表したものである。
【００６９】
図示のように繰り返し実施された充電スイッチのオンオフ（特性曲線Ｃ）からは、振動はしているが平均して一定している大きさの充電電流（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧電素子に平均して均一な所定の終値まで上昇する電圧が生じる（特性曲線Ａ）。また図示のように繰り返し実施された放電スイッチのオンオフ（特性曲線Ｄ）からは、振動はしているが平均して一定している大きさの放電電流（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧電素子に平均して均一な所定の終値まで下降する電圧が生じる（特性曲線Ａ）。
【００７０】
平均の充放電電流も、圧電素子の充放電によって生じる電圧も図示の実施例では可変であり、圧電素子のキャパシタンスに依存するだけでなく、付加的に、燃料噴射過程毎に噴射される燃料量やエンジン回転数、コモンレールの圧力又はエンジン温度にも依存して定められる。
【００７１】
さらなる実施形態のもとでは圧電素子１の充放電が他段階の制御によって行われる。すなわち充電スイッチ３ないし放電スイッチ５は、充電ないし放電過程期間中に数度に亘ってオンオフされる。図示の実施形態では二段階の制御が行われている。すなわち充電スイッチ３ないし放電スイッチ５はそれぞれ２回制御されている。すなわち図８においては、
−符号Ａで示されている特性曲線は圧電素子に生じた電圧の経過を表しており、−符号Ｂで示されている特性曲線は圧電素子に充放電された充電電流ないし放電電流の経過を表しており、
−符号Ｃで示されている特性曲線は充電スイッチのスイッチング状態を表したものであり、
−符号Ｄで示されている特性曲線は放電スイッチのスイッチング状態を表したものである。
【００７２】
図示のように充電スイッチの２回のオンオフ（特性曲線Ｃ）からは、２回上昇し下降する充電電流（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧電素子に二段階で所定の終値まで上昇する電圧が生じる（特性曲線Ａ）。また図示のように放電スイッチの２回のオンオフ（特性曲線Ｄ）からは、２回下降し上昇する放電電流（特性曲線Ｂ）が生じる。この電流によって図示のように圧電素子に二段階で所定の終値まで下降する電圧が生じる（特性曲線Ａ）。
【００７３】
前記充放電電流も、個々の制御の持続時間も、圧電素子の充放電によって生じる電圧も図示の実施例では可変であり、圧電素子のキャパシタンスに依存するだけでなく、付加的に、燃料噴射過程毎に噴射される燃料量やエンジン回転数、コモンレールの圧力又はエンジン温度にも依存して定められる。
【００７４】
これらの構成素子は次のように設計仕様される。すなわち所望の電圧レベルがそのつどのスイッチング過程によって達成されるように設計仕様される。それによりスイッチング過程の数も低減できる。これにより定常的な電圧経過の他にも電磁障害とスイッチングロスが僅かになる。
【００７５】
さらに出力スイッチの制御も著しく簡単になり、スイッチング時間の複雑な計算も省くことができる。
【００７６】
前述した本発明による方法及び装置によれば、それらの実際の実現に要する個々の単位に依存することなく、圧電素子の充放電があらゆる状況のもとでも所望のように迅速かつ十分に実施できることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ及びｂは設定可能な充放電電流を有する圧電素子の充放電のための２つの装置をそれぞれ示した図である。
【図２】図１による装置中の第１の充電フェーズ（充電スイッチ３の閉成）の間に生じる特性を説明するための図である。
【図３】図１による装置中の第２の充電フェーズ（充電スイッチ３の再開放）の間に生じる特性を説明するための図である。
【図４】図１による装置中の第１の放電フェーズ（放電スイッチ５の閉成）の間に生じる特性を説明するための図である。
【図５】図１による装置中の第２の放電フェーズ（放電スイッチ５の再開放）の間に生じる特性を説明するための図である。
【図６】図１による装置の作動の際に生じる電圧と電流の経過を時間的に示した図である。
【図７】従来形の圧電素子の充放電のための装置を示した図である。
【図８】図１による装置の作動の際に生じる電圧と電流の経過を時間的に示した図である。
【符号の説明】
１      圧電素子
２      コイル
３      充電スイッチ
４      ダイオード
５      放電スイッチ
６      ダイオード
７      バッテリ
８      直流電圧変換器
９      コンデンサ
１０    フィルタ手段
１１    キャパシタンス
１２    インダクタンス
２０    ダイオード
【図１】
0005064607.tif 000002
【図２】
0005064607.tif 000003
【図３】
0005064607.tif 000004
【図４】
0005064607.tif 000005
【図５】
0005064607.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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