噴射制御システム
【課題】高い割合の作動サイクルで高い差動電圧にさらされない圧電アクチュエータ制御式燃料噴射器を提供する。
【解決手段】圧電要素９のスタックを持つ圧電アクチュエータ（１１）を含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）の作動方法は、（ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へスタックが放電するよう放電期間（Ｔ０からＴ１）にアクチュエータに放電電流（Ｉdischarge）を印加し、（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２）に第２の差動電圧レベルを維持し、（ｃ）第２（Ｖ２）から第３の差動電圧レベルへスタックを充電するよう充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にアクチュエータに充電電流（ＩCHARGE）を印加し、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、レール圧力（Ｐ）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択される。
【解決手段】圧電要素９のスタックを持つ圧電アクチュエータ（１１）を含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）の作動方法は、（ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へスタックが放電するよう放電期間（Ｔ０からＴ１）にアクチュエータに放電電流（Ｉdischarge）を印加し、（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２）に第２の差動電圧レベルを維持し、（ｃ）第２（Ｖ２）から第３の差動電圧レベルへスタックを充電するよう充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にアクチュエータに充電電流（ＩCHARGE）を印加し、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、レール圧力（Ｐ）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電燃料噴射器を作動させる方法に関する。具体的には、本発明は圧電燃料噴射器の作動寿命を改善し、かつ燃料噴射量の精度を維持するように圧電燃料噴射器を作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンでは、燃料噴射器によってエンジンのシリンダへ燃料を送出することが既知である。燃料供給の正確な計量を可能にする燃料噴射器のタイプの１つに、いわゆる「圧電噴射器」がある。一般に、圧電噴射器は、噴射状態と非噴射状態の間でバルブニードルの運動を直接または間接的に制御するのに使用可能な圧電アクチュエータを含む。バルブニードルはバルブニードル座と係合可能であり、噴射器のノズル内の１つまたは複数の出口開口によって燃料送出を制御する。アクチュエータの軸方向移動によってニードルの軸方向運動が増幅されるように、アクチュエータとニードルの間に油圧増幅器が置かれてよい。前述のタイプの圧電噴射器の一例が欧州特許第０９９５９０１号に説明される。
【０００３】
圧電アクチュエータは、圧電要素のスタックを備え、これは、全体として特定の静電容量を有するコンデンサと電気的に等価である。圧電スタックの両端に印加される電圧が変化すると、スタックよって蓄えられた電荷の量（「賦勢レベル」としても知られている）が変化し、したがって圧電スタックの軸方向長が変化する。スタックの長さが変化し、したがってバルブニードルの座に対する位置が変化することによって、燃料噴射器を通って渡される燃料の量が制御され得る。このようにして、圧電燃料噴射器は、小量の燃料を正確に計量する能力を提供する。前述のタイプの既知の圧電作動された燃料噴射器は、本発明者の同時係属の欧州特許出願である欧州特許第１１７４６１５号に説明される。
【０００４】
圧電アクチュエータに印加される電荷量およびアクチュエータから除去される電荷量は、２つのやり方のうちの１つで制御され得る。電荷制御方式では、スタックに対して要求された電荷が付加または除去されるように、圧電アクチュエータに対して、電流が、所定期間にわたって流入または流出するように駆動される。あるいは、電圧制御方式では、圧電アクチュエータの両端の電圧が要求された（所定の）差動電圧レベルに達するまで、圧電アクチュエータに対して、電流が、流入または流出するように駆動される。いずれにしても、圧電アクチュエータ上の電荷レベルが変化するとき圧電アクチュエータの両端の電圧が変化する（逆の場合も同様である）。
【０００５】
一般に、エンジンは複数の燃料噴射器を有し、これらは１つまたは複数の噴射器の群にまとめられてよい。欧州特許第１４００６７６号に説明されるように、噴射器の作動を制御するために、噴射器の各群がそれ自体の駆動回路を有してよい。この回路は、電源によって生成された電圧をステップアップする（例えば１２ボルトからより高い電圧へ）変圧器などの電源、および電荷を蓄積し、したがってエネルギーを蓄積するための蓄積コンデンサを含む。蓄積コンデンサの両端に高電圧が印加されるが、この電圧は、各噴射事象のために、圧電燃料噴射器の充放電に電力を供給するのに用いられる。国際公開第２００５／０２８８３６Ａ１号に説明されるように、駆動回路も開発されており、これは変圧器などの専用の電源を必要としない。
【０００６】
燃料噴射を開始するために、アクチュエータの両端子間の差動電圧を、燃料送出が生じない高レベルから燃料送出が生じる比較的低レベルへ移行させるのに駆動回路が使用されてよい。この「駆動波形」に応答する噴射器は、「噴射するのに消勢する」噴射器と呼ばれる。したがって、そのような消勢噴射器が非噴射状態であるとき、噴射器の圧電アクチュエータ両端の電圧は比較的高く、噴射状態では、アクチュエータ両端の電圧は比較的低い。一般に、各燃料噴射事象が比較的急速であるので、圧電アクチュエータは作動寿命期間の約９５％で完全に賦勢され得る。
【０００７】
しかし、アクチュエータの作動サイクルの比較的長い部分にわたって圧電アクチュエータの両端にそのような高電圧が存在すると、圧電スタックの劣化（「エージング」）を引き起こして機械的および／または電気的性質の変化を招くことがあり、したがって噴射器の寿命（耐久性）および性能に悪影響を及ぼす恐れがあることが認められている。これらの問題は、部分的には、非噴射状態において高い差動電圧レベルで圧電アクチュエータに加えられる高ストレスレベルに帰することができる。アクチュエータの両端子間の高電圧によって、アクチュエータ保護の封緘を通り抜けてアクチュエータの中へイオン種の浸透が助長されることも疑われる。いずれにしても、結果として生じる燃料ボリューム送出におけるいかなる誤りも、燃焼効率に悪影響があり、燃費の悪化および有害排出物の増加を招くことになる。
【特許文献１】欧州特許第０９９５９０１号
【特許文献２】欧州特許第１１７４６１５号
【特許文献３】欧州特許第１４００６７６号
【特許文献４】国際公開第２００５／０２８８３６Ａ１号
【特許文献５】欧州特許第１８１１１６４号
【特許文献６】欧州特許第１８６０３０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、噴射器の作動寿命を向上させ、かつ有益に燃料噴射量の精度を維持するように、そのような高い割合の作動サイクルにわたってそのような高い差動電圧にさらされない圧電アクチュエータに制御された燃料噴射器を提供するのが望ましいであろう。
【０００９】
噴射器の耐用寿命を向上させ、予測可能で正確な燃料噴射量を送出する能力を強化するかまたは維持するようなやり方で、圧電アクチュエータで制御された燃料噴射器を作動させる方法を提供することはさらに有利であろう。
【００１０】
したがって、本発明は、前述の問題の少なくとも１つを克服するか少なくとも緩和するように圧電燃料噴射器を作動させるための方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
広範な言葉遣いでは、本発明は、（従来型の圧電噴射器と比較して）圧電アクチュエータがさらされる高い差動電圧を低下することができ、かつ／またはアクチュエータが高い差動電圧にさらされる時間を短縮することができるように、圧電アクチュエータで制御された燃料噴射器を作動させるための方法を提供する。本発明の方法は、噴射器の作動寿命を増加させ、かつ／あるいは燃料噴射量の精度を維持するかまたは向上させる。
【００１２】
したがって、第１の態様では、本発明は、圧電スタックを備える圧電アクチュエータを含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器を作動させる方法を提供する。この方法は、（ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）からスタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へスタックが放電するように（噴射事象を開始するように）、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたってアクチュエータに放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」。）、（この間噴射事象が維持される）第２の差動電圧レベルを維持するステップと、（ｃ）第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように（噴射事象を終結するように）、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップとを含み、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）は、燃料レール内の燃料圧力（「レール圧力」または「Ｐ」と呼ばれる）、Ｔｏｎ（燃料噴射事象のオン時間）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択される。
【００１３】
噴射器は、最も適切には消勢噴射器であり、これは圧電アクチュエータの放電によって燃料噴射器が起動されるものである。有利には、アクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を与える前に少なくとも２つのエンジンパラメータが求められる。この少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるステップは、測定するステップまたは評価するステップを含んでよい。有利には、パラメータは測定によって求められる。
【００１４】
前述のように、噴射器は、一般にエンジンへの燃料噴射を制御するように、圧電アクチュエータによって、バルブニードル座と係合および分離の作動が可能なバルブニードルを含む。同一の条件下では、圧電アクチュエータの両端の差動電圧レベルによってその長さが決まる。１つの端子が２５０Ｖ電圧源に接続され、別の端子が５０Ｖ電圧源に接続されると、アクチュエータ両端の差動電圧は、差動電圧レベルが２００Ｖになるように圧電アクチュエータの２つの端子の各々に接続された電圧の差に相当する。
【００１５】
一実施形態では、第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するステップは、駆動回路によって制御され、この回路は、電圧ＶＨＩの高電圧レールおよび電圧ＶＬＯの低電圧レールを備え、これらの電圧は圧電アクチュエータのそれぞれの端子へ接続可能である。
【００１６】
駆動回路は、適切には、アクチュエータを（再）充電する（すなわち賦勢する）のに用いられる高電圧すなわち「トップ」レールを充電するための機構を備える。トップレールと圧電アクチュエータが十分な期間にわたって接続されると、アクチュエータ両端の差動電圧はＶＨＩとＶＬＯの間の差に平衡する。したがって、トップレールはアクチュエータの最高電圧を設定し、アクチュエータの最低電圧を設定するために低電圧すなわち「ボトム」レールが供給される。充放電目的のために、トップレールとボトムレールの間のアクチュエータの接続を制御するように、好都合には駆動回路にスイッチが設けられる。駆動回路は、圧電アクチュエータの充放電にそれぞれ使用される２つの蓄積コンデンサをさらに備えてよい。第１の蓄積コンデンサが設けられてよく、第１の蓄積コンデンサから電荷を除去することによって高電圧レールの電圧が低下される。
【００１７】
好都合には、駆動回路は、一般に１２Ｖのエンジンバッテリから好都合には例えば５０Ｖと６０Ｖの間にステップアップされる、例えばエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）からの電圧源すなわち電源（Ｖｓ）を備えるか、または収容する。有益には、圧電アクチュエータの充放電を制御するために駆動回路が用いられ、このように、関連する圧電燃料噴射器は動的に制御され得る。一実施形態では、この制御は、燃料噴射器機構／電子回路に交互に接続される２つの蓄積コンデンサを使用することにより達成される。好都合には、第１の蓄積コンデンサは、充電段階中に噴射器機構に接続され、これが噴射事象を終結させ、一方、第２の蓄積コンデンサは、放電段階中に噴射器機構に接続され、これによって噴射事象が開始する。充電段階（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）の最後に、また後続の放電段階（Ｔ１からＴ０）の前に、再生スイッチが使用されてよく、第１の蓄積コンデンサを再充電し、トップレールを介して、充電されたアクチュエータの高電圧が回復されることが可能になる。
【００１８】
エンジンは、一般に複数の燃料噴射器を備え、したがって、本発明の方法は、複数の燃料噴射器を同時に作動させるようにエンジン内で用いられてよい。さらに、使用するとき、エンジンの燃料噴射器は、一般にエンジン作動の連続的期間にわたる複数の燃料噴射事象をもたらし、例えば、各噴射器は、回転速度および／または負荷次第で、１秒に１回または複数回の噴射（１秒につき１、２、３または４回の噴射など）を送出してよい。したがって、上記のステップ（ａ）から（ｃ）は、単一の燃料噴射事象（または１回の燃料噴射「サイクル」）のステップおよび一般には燃料噴射器の作動に関係するものであり、最終的には、本発明の方法を用いるエンジンは、複数のそのような燃料噴射サイクル／事象を含んでよいことを理解されたい。したがって、本発明の方法による燃料噴射器が作動され、少なくとも２つの連続した燃料噴射事象があるとき、先行の燃料噴射事象の前述の「第３の差動電圧レベル」（Ｖ３）も、直後の燃料噴射事象の前述の「第１の差動電圧レベル」（Ｖ０）を好都合に示し得ることを理解されたい。
【００１９】
燃料噴射事象に関連する少なくとも２つのエンジンパラメータを基に第３の差動電圧レベルを選択することによって、隣接した噴射の間に圧電アクチュエータが保持される電圧は、噴射器が閉じられているときに、噴射器が必要な瞬間に正確な燃料噴射量を供給する能力を損なうことなく、圧電アクチュエータ上の電荷を最小限にするように選択され得る。
【００２０】
一実施形態では、少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるステップは、（１）放電期間の開始に先立って、かつ／または（２）放電期間中（Ｔ０からＴ１）、かつ／または（３）ドウェル期間中（Ｔ１からＴ２）、選択されたパラメータを測定または推定するステップを含む。したがって、関連するエンジンパラメータの各々は、燃料噴射サイクルの様々な期間（または間隔）に求められ得て、上記（１）から（３）の期間の２つ以上の期間中に、または２つ以上のパラメータが同一の期間中に求められ得る。一例として、レール圧力およびＴｏｎは、放電期間の開始に先立って求められてよく、スタック温度は放電期間中に求められてよい。しかし、どちらの場合も、関連するエンジンパラメータはステップ（ｃ）における後続の充電期間に先立って求められる。
【００２１】
適切には、これら少なくとも２つのエンジンパラメータは、レール圧力およびＴｏｎである。有利な実施形態では、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の３つのすべてに応じて、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択される。したがって、第３の差動電圧レベルは、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の関数（例えばＶ３＝ｆ（Ｐ，Ｔｏｎ，Ｔｅｍｐ））として有利に選択される。第３の差動電圧レベルを出力するために、求められたエンジンパラメータが処理されかつ／または解釈される手段は、一括して「データ比較のための手段」であると考えられてよい。データ比較のための手段は、１つまたは複数のルックアップ表、データマップ、スケール関数、式など任意の適当なシステムまたはシステムの組合せでよい。
【００２２】
比較的高いレール圧力では、低いレール圧力で達成されるニードルリフトと同一量のニードルリフトを達成するのに、より大きなアクチュエータ変位が必要とされることが理解されており、これは噴射器のニードルを閉じようとする力がレール内の圧力とともに増加するためである。したがって、レール圧力が比較的低いと、ニードルリフトおよびその結果として起こる燃料噴射事象を損なうことなく、賦勢状態におけるアクチュエータ両端の絶対電圧を低下させることが可能である。したがって、本発明の方法は、ある意味では、エンジンの燃料レール内の燃料圧力に応じてアクチュエータの賦勢レベル（すなわち第３の差動電圧レベル）を選択することによって、圧電アクチュエータが賦勢状態（非噴射状態）のとき燃料噴射器内の圧電アクチュエータ両端の電圧を低下させるように作動するものであり、これによって、ニードルリフトで妥協して噴射器作動の妨げになることなく、噴射器がより効率的に作動されることが可能になる。より詳細には、レール圧力が比較的低いと、エンジンは大量の燃料噴射を必要とせず、したがって、小さなニードル変位および少量の燃料噴射を達成するのに圧電アクチュエータの小規模の放電しか必要でない。したがって、燃料噴射のための差動電圧の大幅な低下を可能にするために圧電アクチュエータが高い差動電圧レベルに保持される必要はなく、したがって、先行の燃料噴射事象に続いて、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へ噴射器の圧電アクチュエータを再充電することが可能になり得て、このＶ３は、先行の燃料噴射事象以前のスタック両端の差動電圧レベル（すなわち第１の差動電圧レベル（Ｖ０））より低いものである。そのような環境下の圧電スタック両端の電圧差を低下させることによって、アクチュエータが非噴射状態のときに受けるストレスが低下し、これは噴射器寿命のためになり得る。また、スタック両端の電圧降下がより小さいとき、イオン種がアクチュエータ保護の封緘を通り抜けてアクチュエータの中へ浸透することは、低減傾向になるはずである。反対に、例えば、エンジンのアイドル期間の後にレール圧力は急速に増加することができ、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が第１の差動電圧レベルより大きいものに選択され得る。したがって、アクチュエータが賦勢状態で選択されたアクチュエータの差動電圧レベルは、ある程度レール圧力に比例し得る。
【００２３】
圧電アクチュエータの賦勢されたレベル／状態（または「充電レベル」（ＶＣＨＡＲＧＥ））を参照するのは好都合であり得て、また、この説明のために、圧電アクチュエータの賦勢されたレベルが第１の差動電圧レベルおよび第３の差動電圧レベルの両方を包含すると考え得ることを理解されたい。本発明は、燃料噴射器の圧電アクチュエータの賦勢されたレベルを、できるだけ低い差動電圧に、作動期間のできるだけ長い時間にわたって維持するという目的を有する。適切には、差動電圧は２５０Ｖ未満または２００Ｖ未満であり、有利には２００Ｖから１５０Ｖの範囲または２００Ｖから１００Ｖの範囲である。より有利には、本発明の方法は、燃料噴射器が活動状態のほとんどの時間（すなわち少なくとも５０％の時間）で、１８０Ｖから１００Ｖまたは１５０Ｖから１００Ｖの範囲にアクチュエータの充電レベルを維持するという意図を有する。
【００２４】
レール圧力に応じて第３の差動電圧レベルを選択することに加えて、第３の差動電圧レベルは、次の（後続の）燃料噴射事象の所定の電気的パルス時間（Ｔｏｎ）の関数として変化されてよい。電気的パルス時間は、燃料噴射事象が行われる期間であると考えられることが多く、また、（消勢噴射器では）この期間は放電期間（Ｔ０からＴ２）から成り、これは放電段階（Ｔ０からＴ１）およびアクチュエータのドウェル期間（Ｔ１からＴ２）を含む。
【００２５】
本発明の方法は、有益には、先行の（または現在の）噴射事象の前に、またはその事象中に、圧電アクチュエータ向けの望ましい充電レベル（すなわち上記の第３の差動電圧レベル）を目標とする／選択するように、次の燃料噴射事象向けに所定のＴｏｎを考慮する。この実施形態は、エンジンがアイドル状態の期間中、したがって、エンジンを低速回転させておくために限定された量のニードルリフトのみが必要とされる非常に短い時間、アクチュエータ両端の賦勢される差動電圧は、このニードルリフトに必要とされるわずかな帯電の変化を有効にするのに十分な最低レベルに低下されてよいという特別な利点をもたらす。その上、（いくつかの作動条件下では）エンジンが、その作動期間の顕著な割合にわたってアイドル状態であり得るので、本発明は、圧電アクチュエータの作動寿命の全体にわたってアクチュエータの電圧制御を最適化する。
【００２６】
次の燃料噴射事象向けＴｏｎがエンジン負荷、回転速度および／またはスロットル位置に基づいて求められる限り、第３の差動電圧レベルも、エンジン負荷、回転速度またはスロットル位置、あるいはこれらエンジンパラメータのうち複数のものの組合せの関数として変化されてよい。
【００２７】
別の実施形態では、第３の差動電圧レベルは、スタック温度の関数として選択されてよい。スタック温度は、複数の理由で関連するエンジンパラメータになり得る。例えば、ある動作温度では、圧電スタックは増加されたストレス下に置かれ、このことは、スタック長における大きな変化および／または急速な変化が、スタックの損傷の確率を高める恐れがあり、また、圧電スタックの静電容量が、その温度によって直接影響を及ぼされる場合があることも意味する。したがって、スタックの温度が既知であれば、温度に応じたやり方で燃料噴射器を制御し、したがって、エンジン始動時（例えばアクチュエータが比較的冷たい可能性があるとき）、およびエンジン動作の長い期間中に（例えばアクチュエータが比較的暖かいときに）、正確で予測可能な燃料計量をもたらすことが可能になり得て、アクチュエータの寿命を延ばすのに役立つ。スタックが高温での長さ変化によって損傷される可能性が高いので、賦勢された状態でのアクチュエータの差動電圧レベルは、ある程度までスタック温度に反比例するように選択されてよい。いくつかの作動条件下では、圧電スタックは、低温度より高温度で充電レベルの変化に対して応答性が高いことがあり、したがって、充電の変化量はそれに応じて調整されてよい。
【００２８】
本発明者の同時係属出願である欧州特許第１８１１１６４号は、圧電アクチュエータのスタック温度が求められ得る（測定または推定される）方法を説明しており、この方法は参照によって本明細書に組み込まれる。一実施形態では、圧電スタックの温度は、作動中に直接測定され得る。しかし、燃料噴射器内のアクチュエータの封緘のために、作動中にスタック温度を、エンジン較正中に取得されかつ／または計算されかつ／またはモデル化されるエンジンパラメータの測定値に基づくなど、間接方式で測定するほうが好都合なことがある。
【００２９】
適切には、第３の差動電圧レベルは、較正データを基に、１つまたは複数のルックアップ表、データマップ、式またはスケール関数から選択される。較正は、車両への燃料噴射装置の供給および／または取付けに先立って、エンジン／システムの製造業者によって好都合に実行される。
【００３０】
第３の差動電圧レベルは、少なくとも２つのエンジンパラメータの階段状に変化する関数または少なくとも２つのエンジンパラメータの線形関数でよい。
【００３１】
有利な実施形態では、第３の差動電圧レベルは、データマップ、ルックアップ表、スケール関数または式、関係するＴｏｎおよびレール圧力などのデータ比較の手段を用いて選択される。適切には、データ比較の手段は、Ｔｏｎおよびレール圧力に基づいたデータマップまたはルックアップ表である。一実施形態では、Ｔｏｎは、第３の差動電圧レベルの出力を得るために、レール圧力と共にデータマップの形で用いられる。一例として、第３の差動電圧レベルは、レール圧力およびＴｏｎがどちらもそれぞれの最小限にあるか、または最小限に近いときには、最小の適当なレベルに選択されてよい。
【００３２】
あるいは、好都合な実施形態では、必要な第３の差動電圧レベルを達成するために、この出力は、より間接的なやり方で、圧電アクチュエータの１つの端子に印加されることになるトップレール電圧に対してある値を与えることにより、第３の差動電圧レベルをもたらしてよい（第２のアクチュエータ端子の低電圧レベルが既知であるものとする）。この点に関して、圧電アクチュエータの両端の差動電圧は、アクチュエータの２つの端子の各々に接続された電圧レベル間の差であるということが当業者には理解されよう。
【００３３】
スタック温度も考慮されるとき、Ｔｏｎおよびレール圧力に関係するデータマップ、ルックアップ表またはスケール関数からの出力が、スケール関数、または圧電スタックの温度に関係するデータマップなどのさらなるデータ比較手段へ入力されてよい。したがって、有利な一実施形態では、第３の差動電圧レベルを選択するプロセスは、レール圧力およびＴｏｎに関するデータマップから第１の出力を得るステップと、スタック温度を基に、第１の出力に対してスケール関数を適用することにより第２の出力を得るステップとを含み、この第２の出力は、必要な第３の差動電圧レベルに相当する。別の適当な実施形態では、第３の差動電圧レベルを選択するプロセスは、レール圧力およびＴｏｎに関するデータマップから第１の出力を得るステップと、第１の出力に対するスタック温度に関するデータマップから第２の出力を得るステップとを含み、この第２の出力は、必要な第３の差動電圧レベルに相当する。あるいは、第２の出力は、所望の第３の差動電圧レベルを達成するために圧電アクチュエータに接続された必要なトップレール電圧に相当する。
【００３４】
別の実施形態では、第３の差動電圧レベルは、１つのスケール関数がレール圧力、Ｔｏｎ、および圧電スタック温度の各々に基づく３つのスケール関数を適用する処理によって選択されてよい。
【００３５】
燃料噴射事象の最後に（すなわち電気パルス時間の最後に）適当な第３の差動電圧レベルを選択してから、この方法は、燃料噴射事象を終結するために、燃料噴射事象中の差動電圧レベル（すなわち第２の差動電圧レベル）から第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３またはＴ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップをさらに含む。
【００３６】
スタックは第３の差動電圧レベルへ再充電されるが、第３の差動電圧レベルは、（少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて）任意の適当なやり方で、例えば、アクチュエータ端子への電圧源（例えば高電圧レールＶＨＩ）のレベルを調整するか、または放電事象に続くアクチュエータの再充電期間中（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にアクチュエータに再度印加される電荷の量を制御することによって、調整されてよい。アクチュエータへの高電圧源の電圧レベルに対する調整は、任意の適当なやり方で達成されてよい。例えば、いくつかの環境では、電子回路および／または制御手段によってトップレール電圧を能動的に低下させることが可能であり得る。好都合には、アクチュエータの高電圧源（ＶＨＩ）の電圧レベルは、トップレール電圧における何らかの低下に続いて、選択的に、トップレールを以前の高レベルへ再充電しないことによって、受動的なステップ式のやり方で低下される。一例として、トップレール電圧は、圧電アクチュエータを再充電するために用いられるとき、結果として低下する。
【００３７】
本発明の一実施形態では、圧電アクチュエータの両端の差動電圧は、再生スイッチ回路を備える駆動回路によって制御される。再生スイッチ回路は、まず、トップレールの電圧が以前のレベル未満に低下されたときにその電圧を再生成するために使用され得る第１の蓄積コンデンサを備えてよい。適切には、再生スイッチ回路は、噴射事象の最後の再生段階中に第１の蓄積コンデンサに戻される電荷を変えるようにＥＣＵによって作動可能である。第１の蓄積コンデンサ上の電荷が駆動回路の高電圧レールの電圧レベルを決定するので、再生回路が作動される期間を調整することにより、トップレールの最高電圧レベルが制御され得て、したがって圧電アクチュエータが再充電され得る最高電圧が制御され得る。
【００３８】
したがって、トップレール電圧を低下させるための受動的機構では、この方法は、トップレールを充電するのに使用される第１の蓄積コンデンサとトップレール間の接続を（例えばスイッチによって）所定期間遮断するステップを含んでよい。切断の期間中、トップレールの電圧における何らかの降下、例えば（トップレールによって）アクチュエータを再充電することに起因する降下は、駆動回路の第１のコンデンサからのトップレールの充電によって補償されることがない。
【００３９】
トップレール電圧を低下させるための受動的機構では、トップレール電圧は、例えば燃料噴射事象につき数ボルトずつ（例えば１０Ｖ以下、０から５Ｖずつ、など）低下されてよい。稼動中のエンジン内の燃料噴射事象の頻度が与えられると、トップレールの電圧は、このようにして数秒につき５０Ｖずつ低下されてよい。
【００４０】
別の実施形態では、駆動回路は、蓄積されたかなりの量の電荷を能動的に除去するために、前述の第１の蓄積コンデンサを能動的に放電する手段を備えてよく、それによって能動的にトップレールの電圧を低下させる。
【００４１】
別の実施形態では、本発明の方法は、アクチュエータの両端の第３の差動電圧レベルを達成するように、アクチュエータに充電電流が印加される充電期間（または充電時間、Ｔ２からＴ３またはＴ２からＴ３’）を選択するステップを含んでよい。そのような実施形態では、例えば上記で論じられたように、トップレール（高電圧レール）の最高電圧は、一定かまたは変化するものでよい。選択された充電期間は、好都合には、アクチュエータの両端の最大の差動電圧レベルを制御するように用いられてよい。例をあげると、例えば２５０Ｖ一定のトップレール電圧および例えば５０Ｖ一定の低いレール電圧の場合、充電期間（Ｔ２からＴ３またはＴ２からＴ３’）を短縮すると第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が低下することになる（短縮された充電期間が、アクチュエータがトップレールの電圧に達するのに必要な時間より短いものとする）。したがって、この実施形態では、この方法は、少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて第３の差動電圧レベルを選択するステップに続いて、選択された第３の差動電圧レベルを達成するように、充電電流が印加される充電時間を選択するステップを含む。
【００４２】
前述の方法では、アクチュエータ両端の電圧における第１の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベルへの（第２の差動電圧レベル経由での）変化は、階段状に（例えば中間電圧レベルＶ３’経由で）または単一ステップで実施されてよい。所望の、目標の第３の差動電圧レベルが、第３の差動電圧レベルを連続的に目標へ収束させる複数の中間電圧レベルＶ３’経由で達成されるように、トップレール電圧を低下させる（したがって第３の差動電圧レベルを低下させる）ための受動的機構が、階段状のやり方で好都合に実施される。例えば、連続的な複数の燃料噴射事象を実行することにより目標の第３の差動電圧レベルＶ３を得ることができ、各事象がトップレールの電圧を数ボルトずつ（例えば燃料噴射事象当り１Ｖから５Ｖ）低下させる働きをし、したがって（前述のように）所望の第３の差動電圧レベルが達成されるまで圧電スタック両端の差動電圧を低下させる。
【００４３】
したがって、一実施形態では、本発明の方法のステップ（ｃ）は、（ｂ１）ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すステップと、（ｂ２）第２の差動電圧レベルから第１の差動電圧レベルと第３の差動電圧レベルの中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）へスタックを充電するように、アクチュエータに対して、充電期間（Ｔ２からＴ３’）にわたって充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、（ｂ３）第３の差動電圧レベルと同等またはそれを近似する（すなわち収束し続ける）中間の差動電圧レベルＶ３’までステップ（ｂ１）および（ｂ２）を繰り返すステップとを含んでよく、第１の（すなわち先行の）ステップ（ｂ２）で得られた中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）は、第２の（すなわち、それに続く）ステップ（ｂ１）における第１の差動電圧レベル（Ｖ０）であると解釈される。
【００４４】
ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｂ１）、および（ｂ２）を実行すると、非噴射状態のときの高いアクチュエータの差動電圧レベル（Ｖ０、Ｖ３’）が、目標とする第３の差動電圧レベル（Ｖ３）に到達するまで階段状に低下されるように、適切には、中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）は第１の電圧レベルより低いものである。好都合には、賦勢された圧電アクチュエータの差動電圧レベルの低下は、例えば（前述のように）トップレールに対して電圧源を供給することができる（第１の）コンデンサによる駆動回路のトップレールの再充電を妨げることにより、受動的機構によって行われる。しかし、代替実施形態では、中間電圧レベルは能動的機構によって達成される。差動電圧レベルを低下させるための能動的機構では、例えば、アクチュエータの圧電スタックが駆動回路のトップレールから充電電流を受け取る充電期間（Ｔ２からＴ３’）をＥＣＵが制御してよい。あるいは、圧電スタックの賦勢された差動電圧レベルを上昇させる必要があるときは、能動的機構は、例えばトップレールを再生するための第１の蓄積コンデンサ上の電荷量を増加するかまたはトップレールの再生時間を増加することによって、トップレールの電圧（ＶＨＩ）を上昇させるステップを含んでよい。
【００４５】
本発明は、圧電アクチュエータの電圧を単に低下（または上昇）させると、特に燃料噴射量の精度について、余分のアーチファクトをもたらす恐れがあることをさらに認める。この点に関して、圧電材料の固有の特性、圧電アクチュエータのスタックの変位（したがって噴射バルブニードルの変位の程度）は、総合的な電荷の変化（すなわちスタックに付加されたかまたはスタックから除去された電荷の量）ばかりでなく、アクチュエータの両端子間の差動電圧の大きさにも左右される。アクチュエータの両端子間の差動電圧の大きさが、例えば２００Ｖから１５０Ｖへ低下されると、アクチュエータ変位の大きさも、差動電圧降下に対応して低減され得る。一例として、電圧制御によってアクチュエータを作動させると、例えば２００Ｖの差動電圧レベルから始まる１５０Ｖの差動電圧降下は、１５０Ｖから０Ｖまでの同等の１５０Ｖの差動電圧降下より、圧電スタックのより大きな変位を（したがって関連する噴射バルブニードルのより大きな変位を）もたらし得る。電荷制御によってアクチュエータを作動させるとき、類似の問題が存在し得る。したがって、絶対差動電圧または圧電アクチュエータ上の電荷を変化させることによって、アクチュエータの作動も影響を与えられ得る。
【００４６】
一方、燃料噴射バルブを制御するために使用される圧電アクチュエータ上の電荷の変化（または差動電圧の変化）速度は、バルブニードル変位の速度を決定し、したがって燃料噴射事象を開始または終了するためのそれぞれの噴射バルブの開および／または閉の速度を決定し、こうして燃料噴射事象中に噴射される燃料の量を決定することができる。換言すれば、例えば２００Ｖ一定の初期差動電圧では、圧電スタックのより速い放電によってスタックの収縮がより速くなり、関連する燃料噴射ノズルが開くのがより速くなり得て、かつ特定の期間にわたって噴射される燃料の量が増加する可能性がある。
【００４７】
実際上、アクチュエータの圧電材料の固有の特性および噴射器設計の両方（燃料噴射器内のアクチュエータの伸長（または収縮）の速度および量の両方を意味する）が、作動する差動電圧レベルと、差動電圧の変化と、アクチュエータと接触する燃料の圧力と、アクチュエータの温度とを含む複数の要因によって影響を及ぼされ得る。圧電アクチュエータの応答の程度および速度に影響を与え得る要因（例えばエンジンパラメータ）のうちいくつかに対処するために、本発明の方法は、１つまたは複数の補償を適用するステップをさらに含んでよい。
【００４８】
したがって、本発明の方法の一実施形態は、（ｉ）ステップ（ａ）でスタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、（ｉｉ）ステップ（ｃ）でスタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で第２の差動電圧レベルを達成するためにスタックから除去される電荷量を選択するための開放放電補償のうち少なくとも１つを適用するステップをさらに含んでよい。
【００４９】
ステップ（ｉ）では、噴射バルブを所定の速度で開く（圧電スタックの収縮および結果として生じるバルブニードルリフトによって）ために、適切な放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するように放電電流補償が適用される。このようにして、燃料噴射事象の開始は、アクチュエータの圧電スタックの収縮速度を制御することにより制御され得る。燃料噴射器バルブの開放速度が、ほとんど、実質的に、または完全に、エンジンパラメータに対して独立したものとなるように、放電電流補償の量は、適切には、１つまたは複数のそれらのパラメータに応じて決定される。
【００５０】
ステップ（ｉｉ）では、（圧電スタックの伸長および結果として生ずるバルブニードル閉鎖によって）噴射バルブを所定の速度で閉じるために、適切な充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するように充電電流補償が適用される。したがって、燃料噴射事象の終了ポイントは、アクチュエータの圧電スタックの伸長速度を制御することにより制御され得る。燃料噴射器バルブの閉鎖速度が、ほとんど、実質的に、または完全に、エンジンパラメータに対して独立したものとなるように、充電電流補償の量は、１つまたは複数のそれらのパラメータに応じて適切に決定される。
【００５１】
ステップ（ｉｉｉ）では、（圧電スタックの収縮および結果として生ずるバルブニードルリフトによって）噴射バルブを所定の量だけ開くために、圧電スタックから除去されることになる電荷の適切な量を選択するように開放放電電流補償が適用される。このようにして、燃料噴射事象中に関連するエンジンシリンダ内に噴射される燃料の量は、既知の期間中に噴射ニードルとその座の間を通過し得る燃料の量を制御することにより制御され得る。繰り返しになるが、燃料噴射器バルブの開放の程度が、ほとんど、実質的に、または完全に、エンジンパラメータに対して独立したものとなるように、開放放電補償の量は、１つまたは複数のそれらのパラメータに応じて決定される。
【００５２】
有利な実施形態では、この方法は、前述の放電電流補償、充電電流補償および開放放電補償から選択される２つの補償を適用するステップを含み、より有利には、この方法は、１つまたは複数のエンジンパラメータに応じて３つの補償をすべて適用するステップを含む。１つまたは複数のエンジンパラメータは、レール圧力（Ｐ）と、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）と、第１の差動電圧レベル（Ｖ０）とから適切に選択される。
【００５３】
１つまたは複数のエンジンパラメータは、（１）放電期間（Ｔ３からＴ０）の開始に先立って、かつ／または（２）放電期間中（Ｔ０からＴ１）に、かつ／または（３）特定の燃料噴射事象のドウェル期間中（Ｔ１からＴ２）に、好都合に求められる（すなわち測定または推定される）。適切には、放電電流補償、したがって放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）は、放電期間の最初に適用され得るように放電期間の開始に先立って求められる。好都合には、放電期間の開始に先立って、放電期間中に、または特定の燃料噴射事象のドウェル期間中に、充電電流補償が求められ、その結果、ドウェル期間の最後に（すなわち充電段階Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’の最初に）充電電流補償が適用されて燃料噴射事象を終結させる。一般に、開放放電補償は、放電期間の開始に先立って、または放電期間中（Ｔ０からＴ１）に求められ、放電期間中または放電期間の最後に適用されて、第２の差動電圧レベルにあるアクチュエータに対して（すなわち燃料噴射器が開いているとき）充電レベルを制御する。
【００５４】
有利には、本発明の方法は、（ｉ）ステップ（ａ）でスタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、（ｉｉ）ステップ（ｃ）でスタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で第２の差動電圧レベルを達成するためにスタックから除去される電荷量を選択するための開放放電補償を適用するステップを含み、放電電流補償、充電電流補償および開放放電補償は、各々が、レール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および第１の差動電圧レベル（Ｖ０）の関数として別々に求められる。
【００５５】
第２の態様では、本発明は、圧電要素のスタックを有する圧電アクチュエータを含む燃料噴射器向け駆動回路を提供するものであり、駆動回路は、（Ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）からスタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ０）へスタックが放電するように（噴射事象を開始するように）、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたってアクチュエータに放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第１の要素と、（Ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」。）、（この間噴射事象が維持される）第２の差動電圧レベルを維持するための１つまたは複数の第２の要素と、（Ｃ）第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように（噴射事象を終結するように）、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第３の要素と、（Ｄ）スタックが充電される第３の差動電圧レベルが少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択されるように、アクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加する前にこれら少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第４の要素とを備え、これら少なくとも２つのエンジンパラメータは、燃料レール内の燃料圧力（「レール圧力」または「Ｐ」と呼ばれる）、Ｔｏｎ（燃料噴射事象のオン時間）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される。
【００５６】
本発明の第１の態様に関して説明されたように、本発明の第２の態様では、スタックが充電される第３の差動電圧レベルは、少なくともレール圧力およびＴｏｎの関数として適切に選択される。より適切には、第３の差動電圧レベルは、少なくともレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の関数（Ｔｅｍｐ）として選択される。
【００５７】
一実施形態では、本発明の駆動回路は、（Ｅ）スタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するように放電電流補償を適用するための１つまたは複数の第５の要素、および／または（Ｆ）スタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するように充電電流補償を適用するための１つまたは複数の第６の要素、および／または（Ｇ）噴射バルブを必要な程度まで開くために圧電スタックから除去することになる電荷の量を選択するように開放放電補償を適用するための１つまたは複数の第７の要素、および（Ｈ）少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第８の要素をさらに含み、これら少なくとも２つのエンジンパラメータは、レール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から選択される。
【００５８】
好都合には、本発明の第１および第２の態様における補償はＥＣＵによって求められ、駆動回路によって適切に実施されてよい。
【００５９】
このようにして、本発明の方法に関して説明されたように、駆動回路は、燃料噴射器内の圧電アクチュエータを制御して燃料噴射器の開閉を調整するのに有利に使用されてよく、また、それによって、燃料噴射事象でエンジンシリンダに送出される燃料の割合および量を正確に制御する。適切には、放電電流補償、充電電流補償および開放放電補償は、各々が、レール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および第１の差動電圧レベル（Ｖ１）の関数として別々に求められる。
【００６０】
本発明の第２の態様の駆動回路の実施形態は、本発明の第１の態様の方法のステップのうち任意のものを実行／実施するのに必要なさらなる要素または手段を備えてよいことが理解されよう。
【００６１】
第３の態様では、本発明は、実行環境で実行されたときに、本発明の任意の方法を実施するように作動可能な少なくとも１つのコンピュータプログラム・ソフトウェア部分を含むコンピュータプログラム製品を提供する。
【００６２】
第４の態様では、本発明は、本発明の第３の態様のコンピュータソフトウェア部分または各コンピュータソフトウェア部分が格納されるデータ格納媒体を提供する。
【００６３】
第５の態様では、本発明は、本発明の第４態様のデータ格納媒体が備わっているマイクロコンピュータを提供する。
【００６４】
本発明のこれらの態様および他の態様、目的および利点は、本発明の詳細および添付の特許請求の範囲を検討することによって明瞭かつ明白になる。
【００６５】
次に、本発明が、添付図面を参照しながら例として説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、自走車両エンジンなどのエンジン８が、第１の燃料噴射器１２ａおよび第２の燃料噴射器１２ｂを備える噴射器機構を有して全体的に示される。燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、各々が、圧電要素９のスタックを備える圧電アクチュエータ１１および噴射器バルブニードル１３を有する。圧電アクチュエータ１１は、バルブニードル座７に対して噴射器バルブニードル１３の位置を制御するように作動可能である。
【００６７】
圧電アクチュエータ１１の両端子間の電圧次第で、バルブニードル１３は、バルブニードル座７を分離する（この場合、燃料は、１組のノズル放出口３を介してエンジン８の関連づけられた燃焼室／シリンダ（図示せず）へ送出される）か、またはバルブニードル座７と係合される（この場合、燃料供給は阻止される）。
【００６８】
燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、例えば圧縮点火内燃エンジンでエンジン８にディーゼル燃料を噴射するように用いられてよく、またはスパーク点火内燃エンジンでエンジン８に燃焼性ガソリンを噴射するように用いられてよい。
【００６９】
燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、エンジン８の燃料噴射器の第１の噴射器セット１０を形成し、駆動回路２０ａによって制御される。実際上、エンジン８には２つ以上の噴射器セット（１０）が備わっていてよく、各噴射器セットは１つまたは複数の燃料噴射器を含み、各噴射器セットはそれ自体の駆動回路２０ａを有する。したがって、図１Ａでは、エンジンは２つの燃料噴射器１２ａ、１２ｂを有して示されるが、任意の適当な数の燃料噴射器がエンジンに設けられてよいことは理解されよう。例えば、エンジンは１つまたは複数の燃料噴射器を含んでよく、例えば１、２、３、４、５、６、１０、１２、１６またはそれ以上の燃料噴射器を含んでよい。可能なところでは、以下の説明は、明瞭さのために１つだけの噴射器セットに関する。以下に説明される本発明の実施形態では、燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、マイナス充電変位タイプである。したがって、燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、放電段階中にエンジンシリンダに燃料を噴射するために開かれ、充電段階中に燃料噴射を終結するために閉じられる。
【００７０】
エンジン８はエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１４によって制御され、ＥＣＵには駆動回路２０ａが内蔵されている。さらに、ＥＣＵ１４は、マイクロプロセッサおよびメモリ（図示せず）を有利に含んでよく、これは、例えば図示の噴射器制御ユニット２１（ＩＣＵ）を使用して、燃料噴射器機構の制御を含むエンジン８の作動を制御する様々なルーチンを実行するように配置される。ＥＣＵ１４は、連続的に複数のエンジンパラメータ２３（回転速度および負荷など）を監視し、次いでＩＣＵ２１にエンジン出力要求信号を送ってよい。ＩＣＵ２１は、要求された噴射事象シーケンスを計算してエンジンに対して必要なパワーを供給し、それに応じてＥＣＵ１４の噴射器駆動回路２０ａを制御する。その結果として、噴射器は、駆動回路２０ａによって電流を印加または除去され、要求された噴射事象シーケンスが達成される。
【００７１】
ＥＣＵ１４は、約１２Ｖのバッテリ電圧ＶＢＡＴを有するエンジンバッテリ（図示せず）に接続される。ＥＣＵ１４は、エンジン８の他の要素によって必要とされる電圧をバッテリ電圧ＶＢＡＴから生成する。
【００７２】
ＥＣＵ１４の作動のさらなる詳細およびエンジン８を作動させるうえでのその機能が、国際公開第２００５／０２８８３６号に説明され、特に噴射器機構の噴射サイクルが説明される。ＥＣＵ１４のマイクロプロセッサ（図示せず）と駆動回路２０ａの間で信号が伝送され得て、駆動回路２０ａから受け取られた信号に含まれるデータは、ＥＣＵ１４のメモリ（図示せず）に書き込まれ得る。
【００７３】
一連の燃料噴射事象を制御するために、駆動回路２０ａは、放電段階、充電段階および再生段階の３つの主要な段階で作動すると考えられてよい。放電段階の間、駆動回路２０ａは、１つまたは複数の燃料噴射器１２ａ、１２ｂを放電させるように作動し、噴射器バルブニードル１３をバルブシート７から持ち上げて燃料を噴射する。一般に、噴射事象は、放電段階の直後のドウェル期間を含み、この期間中は、圧電アクチュエータに出入りする電流は実質的に存在しない。したがって、ドウェル期間中、アクチュエータは放電された収縮状態にとどまり、関連するエンジンシリンダへの燃料噴射が継続する。燃料噴射段階は、充電段階によって終結される。充電段階中、駆動回路２０ａは、以前に放電された燃料噴射器１２ａ、１２ｂを充電するように作動して噴射器バルブを閉じ、したがって燃料噴射を終結する。再生段階中、後続の噴射サイクル用に、第１の蓄積コンデンサＣ１および第２の蓄積コンデンサＣ２（図１に図示せず）に電荷の形でエネルギーが補充されてよく、その結果、専用の電力供給が不要になり得る。これらの作動段階の各々は、図２に示される適当な駆動回路を参照しながら、さらに詳細に説明される。
【００７４】
図２を参照すると、駆動回路２０ａは、第１の高電圧レールＶＨＩおよび第２の低電圧レールＶＬＯを備える。第１の電圧レールＶＨＩは、第２の電圧レールＶＬＯより高い電圧にある。駆動回路２０ａは、双方向電流経路としての働きをする中間の電流経路３２を有するハーフＨブリッジ回路を含む。中間の電流経路３２は、燃料噴射器１２ａ、１２ｂの噴射器セット１０と直列に結合されたコイル３３を有する。燃料噴射器１２ａ、１２ｂおよび関連する切換え回路は、互いに並列に接続される。
【００７５】
各燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、コンデンサの電気的特性を有し、その圧電アクチュエータ１１は、圧電アクチュエータ１１の低電位側（−）端子と高電位側（＋）端子の間の電位差であるホールド電圧に充電可能である。
【００７６】
駆動回路２０ａは、第１の蓄積コンデンサＣ１および第２の蓄積コンデンサＣ２をさらに備える。蓄積コンデンサＣ１、Ｃ２の各々は、プラス端子およびマイナス端子を有する。さらに、各蓄積コンデンサＣ１、Ｃ２は、高電位側および低電位側を有し、高電位側はコンデンサのプラス端子上にあり、低電位側はマイナス端子上にある。第１の蓄積コンデンサＣ１は、高電圧レールＶＨＩと低電圧レールＶＬＯの間に接続される。第２の蓄積コンデンサＣ２は、低電圧レールＶＬＯとアース電位レールＶＧＮＤの間に接続される。
【００７７】
さらに、駆動回路２０ａは、ＥＣＵ１４によって給電される電圧源ＶＳ（すなわち電源２２）を有するので、駆動回路２０ａには専用電源がない。電圧源ＶＳは、低電圧レールＶＬＯとアース電位レールＶＧＮＤの間に接続され、第２の蓄積コンデンサＣ２にエネルギーを供給するように配置される。再生段階中に、第１の蓄積コンデンサＣ１へ、電荷の再生によってエネルギーが供給される。一般に、電圧源ＶＳは、５５Ｖなど、５０Ｖと６０Ｖの間にある。
【００７８】
駆動回路２０ａには、第１および第２の燃料噴射器１２ａ、１２ｂの充放電作動をそれぞれ制御するための充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２がある。充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２は、例えばＥＣＵ１４のマイクロプロセッサ（図示せず）によって作動可能である。充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２の各々は、閉じられたとき、そのスイッチを通る１方向の電流の流れを可能にし、開かれたとき電流の流れを阻止する。充電スイッチＱ１は、その両端に接続されている第１の再循環ダイオードＲＤ１を有する。同様に、放電スイッチＱ２は、その両端に接続されている第２の再循環ダイオードＲＤ２を有する。これらの再循環ダイオードＲＤ１、ＲＤ２は、燃料噴射器１２ａ、１２ｂの少なくとも１つからエネルギーが回復される駆動回路２０ａの作動エネルギー再循環段階中に、第１の蓄積コンデンサＣ１および第２の蓄積コンデンサＣ２へそれぞれ再循環電流が電荷を戻すのを可能にする。
【００７９】
第１の燃料噴射器１２ａは、関連する第１の選択スイッチＳＱ１と直列に接続され、第２の燃料噴射器１２ｂは、関連する第２の選択スイッチＳＱ２と直列に接続される。繰り返しになるが、選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２の各々は、マイクロプロセッサ（図示せず）によって作動可能であり得る。第１のダイオードＤ１は、第１の選択スイッチＳＱ１と並列に接続され、第２のダイオードＤ２は、第２の選択スイッチＳＱ２と並列に接続される。一例として、関連する選択スイッチＳＱ１が有効化され、放電スイッチＱ２が作動されるとき、放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）が選択された燃料噴射器１２ａを通って放電方向に流れることが可能になる。第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２の各々によって、回路の充電作動段階中に、それぞれ第１の燃料噴射器１２ａおよび第２の燃料噴射器１２ｂの端子から端子まで充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）が充電方向に流れることが可能になる。
【００８０】
駆動回路２０ａには、噴射器１２ａ、１２ｂと並列に再生スイッチ回路が含まれ、再生段階を実施する。再生スイッチ回路は、第２の蓄積コンデンサＣ２をコイル３３に接続する働きをする。再生スイッチ回路は、マイクロプロセッサ（図示せず）によって作動可能な再生スイッチＲＳＱを備える。第１の再生スイッチダイオードＲＳＤ１は、再生スイッチＲＳＱと並列に接続され、第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ２は、第１の再生スイッチダイオードＲＳＤ１および再生スイッチＲＳＱと直列に結合される。第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ２は、保護ダイオードとして働く。というのは、第１および第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ１、ＲＳＤ２は互いに対向しており、その結果、もし再生スイッチＲＳＱが閉じられて第２の電圧レールＶＬＯから電流が流れることがなければ、再生スイッチ回路を電流が流れないはずだからである。したがって、充電段階中には、電流が再生スイッチ回路を通過することができない。
【００８１】
中間の電流経路３２は、電流の検出および制御手段３４を含み、これはマイクロプロセッサ（図示せず）と通信するように配置されてよい。電流の検出および制御手段３４は、中間の電流経路３２中の電流を検出し、かつ検出された電流を所定の電流閾値と比較するように配置される。電流の検出および制御手段３４は、検出された電流が所定の電流閾値と実質的に等しいとき出力信号を生成する。
【００８２】
電圧検出手段（図示せず）も設けられて、噴射のために選択された１つまたは複数の燃料噴射器１２ａ、１２ｂの両端で検出された電圧ＶＳＥＮＳＥを検出する。第１および第２の蓄積コンデンサＣ１およびＣ２の両端の電圧ＶＣ１、ＶＣ２、ならびに電源２２の電圧を検出するために電圧検出手段が使用される。第１および第２の蓄積コンデンサＣ１、Ｃ２の両端で検出された電圧レベルＶＣ１、ＶＣ２が実質的に所定の電圧レベルと同一であるとき再生段階は終結する。
【００８３】
駆動回路２０ａは、電流の検出および制御手段３４の出力、燃料噴射器１２ａおよび１２ｂのアクチュエータ１１のプラス端子（＋）から検出された電圧ＶＳＥＮＳＥ、ならびに任意のマイクロプロセッサ（図示せず）およびその関連するメモリ（これも図示せず）からの様々な出力信号を受け取るための制御論理回路３０も含む。制御論理回路３０は、充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２、第１および第２の選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２、ならびに再生スイッチＲＳＱの各々向けに制御信号を生成するように、様々な入力を処理するためにマイクロプロセッサによって実行可能なソフトウェアを含む。選択された噴射器のアクチュエータが充電または放電され、したがって燃料供給が制御されるように、噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２、充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２を制御することによって、噴射器１２ａ、１２ｂを通り変化する電流を必要な期間駆動することが可能である。噴射器駆動回路２０ａが、ＥＣＵ１４の内蔵部品を形成するものとして図１Ａに示されるが、これが必須ではなく、噴射器駆動回路２０ａは、ＥＣＵ１４から分離したユニットでよいことが理解されよう。
【００８４】
一般に、第１の噴射器１２ａからの燃料の単一の主噴射がある燃料噴射事象シーケンス中は、関連する駆動回路２０ａが以下のようにして作動されてよい。
【００８５】
駆動回路２０ａは、燃料噴射器１２ａ（または必要に応じて１２ｂ）の圧電アクチュエータ１１に駆動パルス（または電圧波形）を送出する。駆動パルスによって、アクチュエータ１１の圧電スタック９の両端の差動電圧が、充電電圧Ｖ０（すなわち第１の差動電圧レベル）と放電電圧Ｖ１（すなわち第２の差動電圧レベル）の間で変化する。
【００８６】
非噴射状態のとき、第１の噴射器選択スイッチＳＱ１が開かれ、充電選択スイッチＱ１および放電選択スイッチＱ２の両方が開かれる。作動のこのステージの間、アクチュエータ１１の両端子間の差動電圧は、第１の差動電圧レベル（すなわちＶ０）にあり、これは約２００Ｖでよい。しかし、本発明によれば、圧電アクチュエータ１１の作動中にできるだけ長く、Ｖ０をできるだけ低くすることが望ましい。したがって、図１および図２に関して説明された特定の装置に限定されることなく、一実施形態では、本発明の方法は、アクチュエータ１１の賦勢された（すなわち充電された）状態のできるだけ長い期間にわたって最小の適当な電圧レベル（すなわち第３の差動電圧レベル、Ｖ３）にＶ０を調整することを目標とする。例えば、第３の差動電圧レベルのＶ０は、２００Ｖと１５０Ｖの間または２００Ｖと１００Ｖの間など、有利には２００Ｖ未満である。有利には、Ｖ０は１８０Ｖ未満（例えば１８０Ｖと１５０Ｖの間または１８０Ｖと１００Ｖの間）であり、あるいは、より有利には、約１５０Ｖなど、１６０Ｖ未満である。有益には、第３の差動電圧レベルは、圧電アクチュエータの作動期間の少なくとも２０％、少なくとも４０％または少なくとも５０％にわたって維持される。いくつかの有利な実施形態では、第３の差動電圧レベルは、圧電アクチュエータの作動期間の少なくとも７５％、または少なくとも９０％にわたって維持される。
【００８７】
第１の噴射器１２ａに燃料を送出させるために、第１の噴射器選択スイッチＳＱ１が有効化され（すなわち閉じられ）、噴射器放電選択スイッチＱ２が有効化される（すなわち閉じられる）。これによって、電荷が、噴射器１２ａからコイル３３および放電選択スイッチＱ２を通ってアース電位レールＧＮＤへ流れる。噴射器駆動回路２０ａは、例えばＥＣＵ１４のメモリに格納されたルックアップ表から、要求された放電期間または時間（この間アクチュエータ１１からアースＧＮＤへ放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥが移される）を求める。これは放電段階（Ｔ０からＴ１）と呼ばれてよい。一旦放電時間が経過すると、噴射器放電スイッチＳＱ１が無効化されて（すなわち開かれて）電荷移動が終結される。電荷移動の結果として、噴射器１２ａの両端の差動電圧は、比較的低い第２の差動電圧レベル（Ｖ１）へ低下される。一般に、Ｖ１の値は、ＥＣＵ１４（またはデータ操作の類似の手段）のメモリに格納されたルックアップ表から、既知の賦勢された差動電圧（Ｖ０）を基に、Ｖ０からＶ１までの電圧降下がアクチュエータ１１の圧電スタック９で必要な応答（すなわち収縮の既知の長さ）を引き起こして所望の燃料噴射事象を開始するのに十分なように、選択される。繰り返しになるが、図１および図２に関して説明された特定の装置によって限定されることなく、一実施形態では、本発明の方法は、圧電スタックの所望の収縮をもたらし、したがって燃料噴射の所望量をもたらすために、アクチュエータの両端の必要な電圧降下が実現されるとき到達され得るＶ１のレベルに結果として生じる影響に関係なく、最低の適当な電圧レベルにＶ０を維持することを目標とする。一般に、第２の差動電圧レベル（すなわちＶ１）は、−５０Ｖから０Ｖの範囲、または適切には−３０から０Ｖの範囲など、−５０Ｖから＋５０Ｖの間にある。しかし、いくつかの実施形態では、（使用するとき、ほとんどの放電段階によって、Ｖ１が、０Ｖ未満または少なくとも約−１０Ｖ未満には低下しないように）０Ｖから＋５０Ｖの範囲にＶ１を実質的に維持することは有利であり得る。したがって、本発明の方法は、Ｖ０を最低の適正値に維持するようにさらに作動してよいことが意図され、このことによって、Ｖ１がほぼ０Ｖ以上、例えば０Ｖから５０Ｖの範囲に実質的に維持され得ることになる。この実施形態では、使用するとき、Ｖ０は、特に主噴射事象中に前述の実施形態のものより高くてよい（前述の実施形態では、Ｖ１が、主噴射事象中にしばしば０Ｖ未満に降下し得る）。
【００８８】
アクチュエータ両端の差動電圧は、通常、噴射器が燃料を噴射している比較的短い期間にわたって第２の差動電圧レベルにとどまる（または「ドウェルする」）ことになる。このドウェル期間は、エンジンの燃料要求に従って、例えば回転速度および負荷など１つまたは複数のエンジンパラメータを基に、ＥＣＵ１４のメモリに格納されたルックアップ表から好都合に選択される。
【００８９】
噴射事象を終結するために、噴射器充電スイッチＱ１が有効化されて、高電圧レールＶＨＩから充電選択スイッチＱ１を通って噴射器１２ａの中へ電荷を流し、それによって、噴射器１２ａの両端子間の例えば約＋２００Ｖの差動電圧を回復する。これは充電段階（Ｔ２からＴ３）と呼ばれる。本発明によれば、一旦噴射事象が終結すると、アクチュエータ１１の両端の新規の電圧は、本明細書の他の個所で説明されるように第３の差動電圧レベルＶ３またはＶ３’である。充電段階中に噴射器充電スイッチＱ１が有効化される時間および頻度は、アクチュエータ１１の、先行の放電段階の放電時間、選択された賦勢状態または第３の差動電圧レベルに基づくものでよい。
【００９０】
既に論じられたように、有利には、放電事象の直後の、アクチュエータの充電された差動電圧レベル（すなわちＶ３）は、放電事象に先行する充電された差動電圧レベル（すなわちＶ０）より低い。しかし、いくつかの環境では、例えばエンジンの要求の増加に対して応答するなど、後続の燃料噴射事象が、先行の噴射事象より、アクチュエータの両端でより大きな電圧降下を必要とするとＥＣＵ１４が判断したとき、第３の差動電圧レベルは第１の差動電圧レベルより高くてよいことを理解されたい。したがって、ＥＣＵ１４が例えば１７０Ｖの第３の差動電圧レベルを選択しており、先行の充電電圧レベルが１５０Ｖであるなら、第３の差動電圧レベルが第１の差動電圧レベルより高いことになる。もちろん、場合によっては、例えば燃料要求が比較的不変の期間中には、第３の差動電圧レベルは第１の差動電圧レベルとほぼ同じでよい。
【００９１】
最後に、蓄積コンデンサＣ１の両端の電荷を再生成するための再生段階があってよい。再生段階の間、第１の蓄積コンデンサＣ１上のエネルギーが所定のレベルに達するまで、再生スイッチＲＳＱおよび放電スイッチＱ２は各々有効化される。
【００９２】
充電段階および放電段階ならびに再生段階における駆動回路２０ａの様々な作動方式は、国際公開第２００５／０２８８３６Ａ１号に詳細に説明されており、これは参照によって本明細書に組み込まれる。
【００９３】
有利には、放電段階中（Ｔ０からＴ１）、噴射事象を開始するために、選択された燃料噴射器１２ａの両端の差動電圧が適切な放電されたレベル（Ｖ１）に低下されるように、電荷の適正量が圧電アクチュエータから除去されるまで、放電スイッチＱ２は、ＥＣＵ１４のマイクロプロセッサ（図示せず）によって発せられ得る信号の制御の下で自動的に開閉される。次いで、噴射が必要とされる所定の期間（ドウェル期間）の後、燃料噴射器１２ａは、充電スイッチＱ１を閉じることにより閉じられる。一般に、後続の充電段階中（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）、圧電アクチュエータに電荷の適正量が付加されて新規の賦勢された（すなわち充電された）差動電圧（Ｖ３）を達成するまで、充電スイッチＱ１は絶えず開閉される。したがって、充電電流および放電電流は、所望のレベルで適切に制御される。同様に、再生段階中、第１の蓄積コンデンサＣ１上の電荷が所定のレベルに達して高電圧レールの所望の電圧ＶＨＩを確立するまで、放電スイッチＱ２は周期的に開閉される。
【００９４】
図３Ａは、前述のように、単一の燃料噴射を含む一般的な噴射事象の電圧プロファイルを示し、図３Ｂは、図３Ａの電圧プロファイルに対応する駆動電流プロファイルを示す。Ｔ０からＴ１の期間にわたって、振幅変調された放電電流をＲＭＳ電流レベルＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥで噴射器を通して駆動することにより、放電段階が時間Ｔ０で開始される。放電電流は、放電段階の最後にすなわち時間Ｔ１でオフにされ、噴射器は時間Ｔ２までドウェル段階にとどまる。時間Ｔ１と時間Ｔ２の間で、噴射器は燃料を噴射する。時間Ｔ２でのアクチュエータ１１の両端の差動電圧はＶ２と呼ばれ得る。一般に、Ｖ２はＶ１と等しく、この説明の目的で、Ｖ２がＶ１と等しいものと仮定される。しかし、いくつかの実施形態では、差動電圧レベルＶ２がわずかにＶ１と異なることはあり得て、そのような実施形態も、本明細書に説明された本発明の範囲に含まれる。この場合、ステップ（ａ）の第２の差動電圧レベルはＶ１であると考えられ、ステップ（ｃ）の第２の差動電圧レベルはＶ２であると考えられる。ステップ（ｂ）における「第２の差動電圧を維持する」は、一般に「実質的に第２の差動電圧を維持する」と解釈される。時間Ｔ２では、充電電流ＩＣＨＡＲＧＥがオフにされて噴射器が差動電圧レベルＶ３（またはＶ０）で非噴射状態に戻される時間Ｔ３まで、充電段階にわたって、ＲＭＳ電流レベルＩＣＨＡＲＧＥにある振幅変調された充電電流が噴射器に供給される。
【００９５】
噴射器の実用寿命は、ほとんど非噴射状態で費やされるので、ほとんどの作動寿命は、アクチュエータの両端子間に高い差動電圧（Ｖ０、Ｖ３、Ｖ３’）を有して費やされることが理解されよう。先に論じられたように、このことは、耐久性など、噴射器の性能の程度に対して有害であり得る。
【００９６】
本発明の方法は、一定の環境では、アクチュエータの両端子間の差動電圧は、必ずしも充電段階（Ｔ２からＴ３’）の最後に初期の非噴射状態と同じ高い差動電圧レベル（Ｖ０）に戻される必要があるとは限らないと理解することにより、圧電燃料噴射器の寿命向上を改善するために、図１および図２の駆動回路によって実施されてよい。本発明のこの有利な方法を実施する方式の１つが、図４に関して説明される。
【００９７】
図４に示されるように、最初に、時間Ｔ０では、噴射器は非噴射状態にあって、アクチュエータ両端の差動電圧（第１の差動電圧レベルＶ０）は約＋２００Ｖでよい。このとき、（ｉ）コモンレール内の燃料の圧力（レール圧力）、（ｉｉ）後続の燃料噴射事象の所定のドウェル期間（Ｔｏｎ）、および（ｉｉｉ）圧電スタック温度から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータが求められてよい。一例として、燃料圧力は、ＥＣＵ１４に供給されたレール圧力センサ信号から好都合に求められ得る。Ｔｏｎは、ＥＣＵ１４に格納されたルックアップ表（または類似のもの）から選択され、かつ、回転速度および負荷の平均、またはより適切にはそれらの瞬時値など１つまたは複数のエンジンパラメータを基に、エンジンの燃料要求から決定されてよい。圧電スタック温度は、本発明者の同時係属出願の欧州特許第１８１１１６４号に詳細に説明された方法を用いて計算または推定され得るが、この方法は以下で簡単に説明される。
【００９８】
（前述のように）時間Ｔ０とＴ１の間で燃料噴射事象を開始するために、要求された量の電荷をアクチュエータから除去し（「開放放電」）、それによってアクチュエータ両端の差動電圧を燃料噴射事象に必要な比較的低電圧レベル（約−３０Ｖであり得る）に低下させるために、アクチュエータから放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥが流れる。差動電圧は−５０Ｖ程度まで低下されてよく、または、ニードルリフトの値が小さい場合には、約０Ｖなど、０Ｖと＋５０Ｖの間まで低下されてよい。いくつかの実施形態では、放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥは、（以下で説明されるように）１つまたは複数のエンジンパラメータに基づいて選択されてよい。例えば、ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥは、１つまたは複数のレール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度および／または第１の差動電圧レベルによって求められてよい。一実施形態では、以下で説明されるように、ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥは、レール圧力、圧電スタック温度および第１の差動電圧レベルの関数として求められる。
【００９９】
放電段階の最後に、時間Ｔ１で、放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥが除去され、アクチュエータは、時間Ｔ２までドウェル段階にとどまる。時間Ｔ１と時間Ｔ２の間で、噴射器は燃料を噴射する。Ｔ０とＴ２の間の期間は、燃料噴射事象のオン時間すなわちＴｏｎと呼ばれる。
【０１００】
有益には、Ｔ０からＴ２の期間の以前に、またはその期間中に（例えば放電段階中またはドウェル段階中）、ＥＣＵ１４は、噴射事象を終結するために、どのような差動電圧レベル（第３の差動電圧レベル）にアクチュエータが充電されるべきか求めるようにプログラムされてよい。この第３の差動電圧レベル（Ｖ３）は、上記で論じられたように、１つまたは複数のルックアップ表、スケール関数、式、または類似のものを用いて、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度を含むエンジンパラメータの２つ以上を基に好都合に求められる。有利には、決定は、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の３つすべての組合せに基づくものである。例えば、噴射事象の最初に測定されたレール圧力が所定レベル（例えば５０ＭＰａ（５００バール））未満であると、ＥＣＵ１４は、充電段階（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）の最後のアクチュエータ１１の両端の比較的高い初期差動電圧を回復する必要がないと判断してよい。しかし、この判断は、迫っている後続の燃料噴射事象向けのＴｏｎの所定値および／または圧電スタック温度にも左右され得る。同様に、迫っている噴射事象向けのＴｏｎが先行の噴射事象向けのＴｏｎより短い（またはほぼ同じ）か、あるいは、迫っている噴射事象向けのそのＴｏｎが所定値（５００マイクロ秒など）未満であると、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１１が、先の賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）より低い第３の差動電圧レベルに適切に再充電され得ると判断してよい。同様に、ＥＣＵ１４が、圧電スタックの温度が所定値より高い（あるいは、圧電スタックの温度が連続した測定の間の期間にわたって上昇した）と判断すると、次いで、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１１が、先の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）より低い第３の差動電圧レベルに再充電されるべきであると判断してよい。したがって、一実施形態では、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタックの温度の各々について測定または推定された値は、好都合には、第３の差動電圧レベルが、第１の差動電圧レベルより高いものであるべきか、同じであるべきか、あるいはより低いものであるべきか、ＥＣＵ１４が判断するために、そのパラメータ向けの所定値と順番に比較される。したがって、個々には、（ａ）レール圧力が所定値より低いと、一般に、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベルを低下させるための信号がＥＣＵ１４からもたらされ、（ｂ）Ｔｏｎが所定値より短いと、一般に、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベルを低下させるための信号がＥＣＵ１４からもたらされ、また、（ｃ）圧電スタックの温度が所定値より高いと、一般に、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベルを低下させるための信号がＥＣＵ１４からもたらされる。
【０１０１】
第３の差動電圧レベルが、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の３つのパラメータのすべてに応じて求められる、より有利な実施形態では、第３の差動電圧レベルは、ＥＣＵ１４によって、それらのパラメータの値のバランスに基づいて求められてよい。いくつかの実施形態では、さらなるエンジンパラメータも測定されてその所定のパラメータ値と比較されてよく、その測定または推定されたエンジンパラメータの組合せを考慮してアクチュエータ１１の両端に必要な第３の差動電圧レベルの最終決定をもたらす。
【０１０２】
そのような方法では、燃料噴射器の圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧は、充電時間の適切な調整によって、または好都合には高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧が連続した燃料噴射事象にわたって低下するのを許容することにより、階段状に変化させるやり方で変えられてよい。ステップの量は、考えられる様々なパラメータのバランスに基づいて、求められたパラメータが所定値から異なる量に左右されるか、または第３の差動電圧を低下させるための受動的機構では、各燃料噴射事象でトップレール電圧（ＶＨＩ）が低下され得る量に左右される。したがって、いくつかの実施形態では、目標とする第３の差動電圧レベルは、複数の連続した燃料噴射事象（例えば受動的機構では図４の時間Ｔ３’に続く噴射事象によって示される）にわたって達成されてよく、あるいは、第３の差動電圧レベルは、支配的なエンジンパラメータに応じて、複数の連続した燃料噴射事象にわたって、選択的に低下されてよい。
【０１０３】
そのような実施形態では、ＥＣＵ１４は、好都合には測定または推定されたエンジンパラメータに応じて、低電圧レール（ＶＬＯ）の電圧に配慮して、高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧を制御する。このようにして、噴射器の圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧は、アクチュエータを高電圧レールの電圧へ再充電することにより変化される。高電圧レールの電圧は、（上記で論じられたエンジンパラメータに応じて）アクチュエータ両端の必要とされる第３の差動電圧レベル（Ｖ３）と低電圧（またはボトム）レールの電圧（ＶＬＯ）の和に等しくなるように適切に計算される。すなわち、アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧は、そのそれぞれの端子電圧間の差である。したがって、第３の差動電圧レベルに関して上記で論じられたように、高電圧レールの電圧（ＶＨＩ）は、好都合には、関連するエンジンパラメータ（例えばレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度）が各々所定値を上回るか下回るかということに従って階段状のやり方で、あるいは、より有利には、個々の関連するパラメータのそれぞれの絶対値に応じて線形のやり方で調整されてよい。これらの実施形態では、ＥＣＵ１４は、以下で概説されるように、２つ以上のエンジンパラメータを監視して高電圧レールの値を構成するタスクを実行してよい。
【０１０４】
この点に関して、本願と同時係属の欧州特許出願である欧州特許第１８６０３０６号は、駆動回路２０ａの一部を形成する再生スイッチ回路（図２を参照されたい）を使用することによって高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧が制御される方法を説明する。図２に関して説明されたように、駆動回路２０ａは、有利には、噴射事象の最後に起こる再生段階中、第１の蓄積コンデンサＣ１に戻される電荷を変えるようにＥＣＵ１４によって作動可能な再生スイッチＲＳＱを含む再生スイッチ回路を備える。第１の蓄積コンデンサＣ１上の電荷は、高電圧レールＶＨＩのレベルを決定する。したがって、本発明による、高電圧レールＶＨＩのレベルを調整するやり方の１つに、蓄積コンデンサＣ１を再充電するために、したがって高電圧レールＶＨＩの電圧を設定するために、再生スイッチＲＳＱが作動される時間を調整するものがある。有利な実施形態では、トップレールの再生を阻止し、それによってトップレールの電圧が階段状のやり方で低下させることを可能にするために、再生スイッチＲＳＱは、燃料噴射事象の後には有効化されない。ＥＣＵ１４は、再生スイッチＲＳＱの作動を制御し、したがって、燃料レール内の燃料圧力（レール圧力）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および圧電スタック温度から選択される２つ以上のエンジンパラメータに関連するトップレールの電圧を制御する。より適切には、この方法は、少なくともレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度に応じてトップレールの電圧を選択する（したがって間接的に第３の差動電圧レベルを選択する）。トップレールの電圧は、階段状のやり方で、すなわち関連するエンジンパラメータの各々についての所定値との比較の結果として制御され得て、あるいは、より有利には、高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧は、測定されたエンジンパラメータの各々に比例して直線的に変化されてよい。
【０１０５】
トップレール電圧を低下させる（したがって第３の差動電圧を低下させる）ための、駆動回路２０ａまたは代替回路は、上記の受動的機構より、むしろ、能動的にトップレールの電圧を低下させるように適合されてよい。
【０１０６】
上記の機構では、圧電アクチュエータ１１は、一般にトップレールのレベルに充電される。しかし、本発明の代替実施形態では、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１１の両端の第３の差動電圧を達成し、したがってトップレールの電圧を調整するのに（例えばルックアップ表またはデータマップから）トップレールで必要とされる適正電圧を求めるのではなく、ＥＣＵ１４は、その代わりに（またはそれに加えて）、圧電アクチュエータ１１へ必要な量の電荷を付加するのに必要な再充電時間を求めて、選択された第３の差動電圧レベルをもたらしてよい。これは、第３の差動電圧レベルを低下させるための能動的機構を示すと考えることができる。アクチュエータが、第１の差動電圧レベルより低い差動電圧レベルに充電されるべきであると判断された場合、短縮された期間（Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）が供給され、その結果、充電段階の最後（すなわちＴ３’での噴射の最後）では、アクチュエータ両端の差動電圧は、放電段階の開始直前（すなわちＴ０）の差動電圧より低くなる。このシステムは、開ループ充電制御方式を示し、所定の差動電圧を達成するために選択された充電時間にわたって充電電流が印加される。開ループシステムでは、電圧に基づいて充電電流が制御されるわけではないので、充電段階の最後に、第３の差動電圧レベルを補正するために、必要に応じてアクチュエータにさらなる電流パルスが印加されてよい。充電時間（Ｔ２からＴ３’）とは別に、Ｔ０での適切な放電電流（ＩＤＩＳＧＨＡＲＧＥ）の選択に関して説明されたように、ＥＣＵ１４は、１つまたは複数のエンジンパラメータに応じて充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択してもよい。
【０１０７】
それと対照的に、燃料噴射事象に先立って、関連するエンジンパラメータが変化した（例えばレール圧力が所定の閾値を上回って増加した可能性がある）と判断されるとき、アクチュエータの両端に、より高い差動電圧レベルが必要になることがある。この場合、充電段階の最後にアクチュエータ１１の両端に、より高い電圧（第１の差動電圧レベルＶ０など）を確立するように、ＥＣＵ１４の管理下で、増加された期間（例えば図３ＡのＴ２からＴ３）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）が印加されてよい。いくつかの環境では、第１の差動電圧レベル（Ｖ０）より高い差動電圧レベルにアクチュエータが再充電されてよいことが理解されよう。これは、本発明の方法が複数の燃料噴射事象に対して用いられるとき（通常のことである）特にありがちである。というのは、先行の燃料噴射事象中に第１の差動電圧レベルがかなり低下された可能性があるからである。
【０１０８】
上記で論じられた受動的機構のように、測定されたエンジンパラメータ値と所定のエンジンパラメータ値の間の比較を基に、階段状のやり方で第３の差動電圧を調整するように、圧電アクチュエータのチャージ時間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）が選択されてよく、あるいは、２つ以上のエンジンパラメータ、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の関数として線形のやり方で選択されてよい。線形の方法では、ＥＣＵ１４は、１つの噴射事象から次の噴射事象で、測定された（または推定された）個々のパラメータ値の相対変化を考慮に入れる。したがって、第２の噴射事象の間、レール圧力が、先の噴射事象中のレール圧力と比較して低下した場合（話を簡単にするために、関連する他のエンジンパラメータがすべて不変であると仮定する）、噴射器は、例えば充電時間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）を適切に調整することにより、充電段階の最後に噴射器両端の差動電圧がレール圧力の低下に比例して低下されるように制御される。前述のように、ＥＣＵ１４は、測定または推定された１つまたは複数のエンジンパラメータに配慮して、まず（例えばルックアップ表またはデータマップから）噴射器両端で必要とされる差動電圧を求めることにより、それ自体のメモリに保存されたデータから適切な短縮された充電時間を選択してよい。次いで、ＥＣＵ１４は、（ルックアップ表またはデータマップから）所望の差動電圧レベルをもたらす適切な充電時間を求める。
【０１０９】
圧電アクチュエータの賦勢された差動電圧レベルにおけるいかなる変化も線形のやり方で容易に制御され得るので、特に第３の差動電圧レベルを調整するための能動的機構では、第３の差動電圧レベルを選択するために線形の方法を用いることは有利であり得る。
【０１１０】
有利には、ＥＣＵ１４は、レール圧力および他のエンジンパラメータを監視して噴射器両端の差動電圧を選択し、したがってトップレールの電圧または充電時間あるいはその両方をこれらエンジンパラメータに応じて選択するタスクを実行する。単に例として、非噴射状態（Ｔ０からＴ３）における燃料噴射器の圧電アクチュエータ１１の必要な差動電圧レベルおよび必要な燃料噴射事象を開始するのに必要な差動電圧降下（Ｖ０からＶ１）は、以下のように、レール圧力の変化によってかなり影響を及ぼされることがある。噴射器が非噴射状態にあるとき、一杯のレール圧力では、一般に、アクチュエータ１１の両端子間に＋２００Ｖの差動電圧が印加されてよく、この差動電圧は、例えば−３０Ｖに低下され得て（すなわち２３０Ｖの差動電圧降下）、主噴射を開始する。しかし、最低のレール圧力では、噴射器の非噴射状態においてアクチュエータ両端子間の差動電圧が約＋１８０Ｖ以下であるとき、主噴射事象を実行することが可能であり得て、また、わずか約１８０Ｖから２００Ｖの差動電圧降下で燃料噴射事象を開始することが可能であり得る。エンジンパラメータの影響に加えて、最適の差動電圧レベルは、例えば噴射器設計および圧電アクチュエータの性質にも左右され得る。
【０１１１】
このように、本発明の利点は、アクチュエータの両端子間の最も高い差動電圧（例えば２００Ｖ以上）で圧電アクチュエータが費やす期間が短縮されることであり、したがって、アクチュエータが作動中に受けるストレスが低下される。消勢燃料噴射器は、使用する時間の大部分にわたって非噴射状態（したがって既知の作動方式では最も高い差動電圧レベル）にあるので、非噴射状態におけるアクチュエータの差動電圧を低下させることにより、アクチュエータの期待される作動寿命がかなり改善され得る。
【０１１２】
その上、エンジンのアイドル期間中など燃料の要求が少ないとき、エンジンを低速回転に保つのに噴射燃料は小量しか必要でないことを理解されたい。小量の燃料を噴射するのに燃料噴射器が大幅に開く必要はなく、したがって、圧電アクチュエータから小量の電荷を除去するだけでよい。圧電アクチュエータ両端の差動電圧が比較的低い（１００Ｖなど）ときなど、アクチュエータが最初に有する電荷が比較的小量のときでさえ、アクチュエータからこの小量の電荷を除去することは可能である。このように、レール圧力が比較的低いとき、燃料噴射には小さなバルブニードルリフトしか必要でなく、したがって、通常は、圧電アクチュエータ上の絶対電荷レベルは噴射器の作動に対して決定的ではない。これらの環境では、圧電アクチュエータは、賦勢されたより低い差動電圧に容易に再充電され得て、次に、噴射器性能を損なうことなく比較的小さい開放放電によって放電され得る。
【０１１３】
一実施形態では、ＥＣＵ１４は、線形のやり方で、少なくともレール圧力およびＴｏｎに応じてアクチュエータの第３の差動電圧レベルを求める。例えば、ＥＣＵ１４は、レール圧力およびＴｏｎに関する所定のデータマップを用いて、燃料噴射事象の最後にアクチュエータを再充電する適切な第３の差動電圧レベルを選択してよい。あるいは、ルックアップ表、式またはスケール関数がＥＣＵ１４に格納されて、低電圧レール（ＶＬＯ）の電圧に配慮して高電圧レール（ＶＨＩ）の適切な所望の電圧レベルを求めるのに用いられてよい。有利には、圧電スタック温度も測定され（または推定され）、第３の差動電圧レベルは、その値にも配慮して求められる。一実施形態では、第３の差動電圧レベル向けの第１の値を得るのにレール圧力およびＴｏｎのデータマップが用いられる。別の実施形態では、差動電圧レベル向けの第１の値を求めた後に、第１の値に対して圧電スタック温度に基づくスケール関数が適用されて、所望の第３の差動電圧レベルすなわち高電圧レールの所望の電圧に相当する第２の値を得る。レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度（または他の関連するエンジンパラメータ）を基に３つの別個のスケール関数に基づいて、あるいは対象の３つのエンジンパラメータに関係するデータマップまたはルックアップ表の任意の他の組合せを用いて、第３の差動電圧レベルがもう１つの選択肢として求められてよいことが理解されよう。
【０１１４】
前述の方法は、開ループ充電制御方式を利用して第３の差動電圧を達成するものである。別の実施形態では、閉ループ充電制御方式が用いられてよく、それによって、例えば、充電レベルを求めるためにアクチュエータ両端の電圧を監視することにより、充電段階（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）の間、アクチュエータ上の電荷が繰り返し測定される（すなわち、Ｑ＝Ｃ×Ｖを用いる。ここでＱ＝電荷、Ｃ＝静電容量、Ｖ＝電圧である）。そのような実施形態では、所望の充電（選択された第３の差動電圧レベルに対応する）が達成されるときまで、アクチュエータに充電電流が印加される。
【０１１５】
別の変形形態では、閉ループ電圧制御方式が用いられてよく、それによって、充電段階中、電圧が測定され、選択された第３の差動電圧レベルがアクチュエータの両端で達成されたと判断されたとき充電電流が終了される。
【０１１６】
圧電アクチュエータの第３の差動電圧レベル（Ｖ３）を計算するかまたは必要な第３の差動電圧レベルをもたらす駆動回路の必要なトップレール電圧（ＶＨＩ）を計算するために採用され得るステップを示す制御流れ図が、図５に示される。この実施形態では、燃料噴射器内の圧電アクチュエータ両端の目標の第３の差動電圧レベルを生成するのに必要とされる目標のトップレール電圧３００（ＶＨＩ）を求めるためにＥＣＵが使用される。しかし、先に論じられたように、別の実施形態では、第３の差動電圧は、アクチュエータ１１が完全にはトップレール電圧に充電されないように充電時間を選択することにより、例えば電圧３００より低く制御されてよい。
【０１１７】
制御流れ図は、２つの相互に作用するサブモデルを含み、第１のサブモデル１００は、Ｔｏｎ対レール圧力（Ｐ）に関する３次元データマップ１１０を生成するものであり、第２のサブモデル２００は、トップレール電圧が圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）に従って調整されることを可能するスケールファクタ２１０を生成するものである。目標のトップレール電圧（ＶＨＩ）３００は、データマップ１１０の出力と第２のサブモデル２００から得られた圧電スタック温度に基づくスケールファクタ調整の積である。
【０１１８】
第１のサブモデル１００では、データマップ１１０は、Ｘ軸に沿ったレール圧力値１１１のスケール（例えば０から２００ＭＰａ（２０００バール））とＹ軸に沿ったＴｏｎ値１１２のスケール（例えば０から２０００ミリ秒）によって規定される。目標のトップレール電圧ＶＨＩ（これは特定の燃料噴射事象向けに、圧電アクチュエータを第３の差動電圧レベルＶ３に充電するために用いられることになる）を求めるために、測定されたレール圧力（Ｐ）１１１ａおよび次の燃料噴射事象向けに計算されたＴｏｎ １１２ａがデータマップ１１０に与えられ、ｚ軸は、それら２つの値に応じて目標のトップレール電圧ＶＨＩを与える。
【０１１９】
好都合には、レール圧力１１１ａは、エンジンのコモンレール内の燃料圧力を測定するように配置された圧力センサを使用して求められるが、任意の適当な手段が用いられてよい。次の燃料噴射事象のＴｏｎ（すなわち燃料噴射事象の燃料を噴射する段階の長さ）は、例えばＥＣＵ１４によって、既知のやり方で、エンジン要求を基に（例えば回転速度および負荷に従って）計算され得る。
【０１２０】
第１のサブモデルから得られた目標のトップレール電圧の値は、好都合には圧電スタック温度のデフォルト値（ＴｅｍｐＤＥＦＡＵＬＴ）に基づくものであり、この温度は、使用しているアクチュエータ１１の圧電スタックの定常状態の温度と同等のものまたは近似でよい。いくつかの実施形態（圧電アクチュエータの第３の差動電圧レベルがレール圧力およびＴｏｎのみに応じて選択されており、したがって、アクチュエータ１１が圧電スタック温度のデフォルト値にあると仮定される）では、次にサブモデル１１０の出力（すなわちｚ軸の読み取り値）が目標のトップレール電圧（ＶＨＩ）として取得される。
【０１２１】
第２のサブモデル２００の有利な機能は、圧電アクチュエータが望ましくない高温で高い差動電圧レベルにさらされる時間の長さを制限することである。すなわち、圧電アクチュエータのストレスが高温で増加した恐れがあるので、その高温での圧電スタック両端の賦勢された差動電圧を低下させることによって、圧電アクチュエータの寿命が延長され得る。
【０１２２】
第２のサブモデル２００では、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）２１１の推定（または測定）は、任意の適切な手段を用いて取得される。例えば、現実的であるなら、温度センサによって圧電スタック温度が直接測定されてよい。あるいは、圧電スタック温度は、例えば本出願人に譲渡された欧州特許である欧州特許第１８１１１６４号に説明された方法を用いて計算によって推定されてよく、その全体が本明細書に組み込まれ、本発明の範囲内にある。
【０１２３】
欧州特許第１８１１１６４号に説明された方法は、定常状態のスタック温度を求めるために用いられてよく（すなわちエンジンパラメータが特定の作動条件下で等化されたときに）、また、スタックの動的温度を求めるためにも用いられてよい（すなわちエンジン動作パラメータが一定でないときに）。圧電スタックの動的温度を推定するのに、圧電スタックの推定された定常状態温度が用いられてよい。あるいは、この方法は、最初に定常状態の温度を計算するのでなく、圧電スタックの動的温度を直接推定するステップを含んでよい。
【０１２４】
圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）を求めてから、求められた値が、圧電アクチュエータの寿命および／または耐久性に対する温度の影響に関する所定のデータと比較される。測定または推定された圧電スタック温度２１１には、例えばアクチュエータの寿命またはアクチュエータが受ける相対的ストレスに対する温度の影響を反映したゲイン係数２１０が掛けられる。測定または推定された温度２１２とゲイン係数２１０の積にスケールオフセット２１２が加算されて数値因子を生成し、これによって、データマップ１１０から得られた、求められた圧電スタック両端の賦勢された差動電圧が、スタック温度に応じて調整されることになる。（ｉ）スケールオフセット２１２と、（ｉｉ）圧電スタック温度２１１とゲイン２１０の積との、和が、圧電スタック温度と目標の差動電圧レベルの間の線形の関係を出力する。しかし、この値は、温度２１１と圧電アクチュエータのストレスまたは寿命に対する悪影響の間の非線形性の部分に対処し、かつ結果として生じるいかなる目標トップレール電圧も許容限度内に確実に保たれるようにするために、飽和関数２１３を用いて適切に緩和される。例えば、圧電スタックが許容できる（または望ましい）作動温度の範囲内（例えば１０℃と１００℃の間など１００℃以下の温度）であるとき、データマップ１１０から得られた目標のトップレール電圧がそれ以上変化されないように、サブモデル２００（すなわち、スケールファクタすなわちゲイン２１０とスケールオフセット２１２の和）は、（飽和関数２１３によって）１に較正され得る。それと対照的に、測定された圧電スタック温度が望ましいレベルを上回る（例えば１００℃を上回る）と判断されたときには、エンジン性能に対するいかなる悪影響も防ぐためには目標のトップレール電圧３００のそれ以上の低下が許容され得ないポイントである飽和関数２１３の下限に達するまで目標のトップレール電圧（および第３の差動電圧レベル）が低下されるように、スケールファクタすなわちゲイン２１０とスケールオフセット２１２の和は１未満でよい。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、トップレール電圧、ＶＨＩは、レール圧力および圧電スタック温度を基に求められてよい。この場合、図５に示されたモデルは、目標のトップレール電圧対レール圧力および圧電スタック温度に関するデータマップを含むように調整されてよい。次いで、Ｔｏｎなど別のエンジンパラメータに従って目標のトップレール電圧３００を調整するために、線形スケールファクタを含む第２のサブモデルが用いられてよい。あるいは、測定または推定された圧電スタック温度は、第２のデータマップ中で第１のデータマップ１１０の出力と組み合わせて用いられてよく、目標の第３の差動電圧レベル（Ｖ３）または高いレール電圧（ＶＨＩ）を導出する。
【０１２６】
したがって、図５に関して説明された本発明の実施形態は、本発明の方法がどのように実行され得るか限定することのない一例であることを理解されたい。前述のように、目標のトップレール電圧３００は、例えば２つの別個のデータマップを用いて、１つまたは複数の任意の適当な数学的方法で計算されてよい。しかし、本発明の方法が最小限の費用を実施することができること、および目標のトップレール電圧を迅速に計算することができて車両エンジンの作動中に（必要に応じて）頻繁な調整が可能になることは有利であり得る。（本発明の方法を実行するために適切に使用される）ＥＣＵ１４において、メモリ容量の増加は経済的コストを意味し、また、機能の複雑さおよび格納されたデータの量が、処理時間／処理速度に悪影響を及ぼす恐れがある。線形スケールファクタ（例えばサブモデル２００で図示されたもの）と比べて、データマップ（例えばデータマップ１１０）は比較的大量の記憶容量（メモリ）を必要とすることがあり、また、マップ中のデータの補間は比較的大きな処理時間を必要とすることがある。したがって、図５に示されたものなどいくつかの実施形態では、圧電スタック温度の次元はデータマップ１１０に対する追加のデータマップに含まれ得て、線形補正またはスケールファクタへ分離されており、これによって、ＥＣＵ１４内で実施するのに必要なメモリおよび処理時間がかなり低減される。いくつかの実施形態では、データマップ１１０の必要性を回避するように、トップレール電圧のデフォルト値に基づく２つ以上の線形補正（スケールファクタ）を基に目標のトップレール電圧を計算することが可能であり得る。
【０１２７】
目標のトップレール電圧（すなわち第３の差動電圧レベル）が噴射事象の充電段階の開始（例えばポイントＴ２）前に求められていれば、燃料噴射事象の前に、または燃料噴射事象中に目標のトップレール電圧が計算され得る。燃料噴射段階（Ｔ０からＴ２）の最後に、関連するエンジンパラメータ（例えばレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度）に応じて圧電アクチュエータ１１の目標の第３の差動電圧レベルを求めてから、次いで、アクチュエータ１１を、その電圧レベルに再充電し始める必要がある（すなわちＴ２からＴ３の間中）。
【０１２８】
また、燃料噴射段階の所望の最後で、エンジンのシリンダ内への燃料噴射が、適切な動特性または噴射器閉鎖プロファイルで迅速に停止されることも重要である。この点に関して、燃料噴射段階のＴ２での最後は、（消勢噴射器内で）アクチュエータ１１の圧電スタック９上の電荷（またはアクチュエータの両端子間の電圧）の増加に応じて圧電スタック９を伸張させることによって制御される。
【０１２９】
圧電スタック９の伸張速度に影響を及ぼすファクタの１つに、アクチュエータ１１に供給される充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）の大きさがある。この充電電流は、消勢噴射器内の燃料噴射器が閉じる原因となるので「閉鎖電流」とも呼ばれてよい。充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）は、例えば、燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）の意図された閉鎖プロファイルに従って、エンジンのＥＣＵ１４によって既知のやり方で適切に求められる。充電電流も、アクチュエータ１１の圧電材料の圧電の特徴／特性に従って選択されてよい。本発明の一実施形態では、ＥＣＵ１４は、充電電流のデフォルト値（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）を設定し、Ｔ２で、この電流による初期速度で、影響を及ぼすいかなる追加のファクタもなくアクチュエータ１１が再充電される。圧電スタックを充電するこの初期速度は、燃料噴射事象の一次閉鎖電流を示すと考えられてよい。いくつかの実施形態では、アクチュエータ両端の差動電圧が目標の第３の差動電圧レベルに近づくのにつれて、圧電アクチュエータ１１が再充電される速度を低下させるのが望ましい。これらの実施形態では、ＥＣＵ１４は、一次閉鎖電流より小さい二次閉鎖電流を印加してよい。Ｔ０とＴ１の間の放電電流に対して類似の電流制御機構が考えられ得る。
【０１３０】
上記のことに関して、図６は、本発明の別の実施形態に従って燃料噴射事象を制御する代替方法を示す。この作動サイクルでは、放電段階（Ｔ０からＴ１）および充電段階（Ｔ２からＴ３）は、それぞれ一次段階および二次段階を含む。一次段階および二次段階は、それぞれの放電段階および充電段階の期間および／または放電段階および充電段階の電気的特性によって特徴づけられ得る。図６の実施形態では、放電段階（Ｔ０からＴ１）は、Ｔ０からＴ０．５の一次放電段階（この間、アクチュエータから流れる放電電流は、第1の、ほぼ一定の電流レベル（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）である）、およびＴ０．５からＴ１の二次放電段階（この間、放電電流は、第２の、低下されたほぼ一定の電流レベルＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｓである）を含む。同様に、充電段階（Ｔ２からＴ３）は、アクチュエータに流れる充電電流が第１の電流レベル（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）にある一次充電段階（Ｔ２からＴ２．５）、および充電電流が低下されたＲＭＳレベルＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓにある二次充電段階（Ｔ２．５からＴ３）を含む。図示の実施形態では、放電段階および充電段階の二次段階は、各々が、最終的に放電段階および充電段階の合計時間の約５０％をそれぞれ含む。しかし、二次放電段階は、例えば少なくとも９５％、少なくとも９０％、少なくとも８０％、７０％、６０％、または少なくとも５０％である、放電段階の合計期間の１００％未満の任意の割合を含んでよいことが理解されよう。いくつかの実施形態では、二次放電段階は、４０％、３０％、２０％または１０％までなど、放電段階の合計時間の５０％以下を含む。いくつかの燃料噴射事象では、二次放電段階が放電段階の大部分（例えば５０％から９５％）を含むことは有利である。
【０１３１】
これらの実施形態の利点は、圧電スタックからの電荷の急速な除去に対するアクチュエータの物理的応答（すなわち圧電スタックの収縮）が、放電段階の終わりに向かって厳しさが緩和されて行くことである。このようにして、比較的大きな放電電流が急速に切られたとき（収縮速度の急速な変化が生じる）圧電アクチュエータによって経験される大きな物理的ストレスが低下され得る。いくつかの燃料噴射器では、理論に拘束されることなく、圧電アクチュエータが、相対的に収縮されるときより伸張下で物理的に強いように計画されてよい。したがって、収縮期間の最後に圧電アクチュエータに及ぼされる外力は、圧電アクチュエータを損傷する恐れがより大きい。したがって、一次段階および二次段階を含む放電段階を適用することは有利であり得て、二次放電段階中の放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）は、一次放電段階中の放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）より小さい。
【０１３２】
例えばわずかな燃料噴射しか必要でないいくつかの燃料噴射事象（例えば低いレール圧力でのもの）または高いレール圧力での予備噴射については、放電段階は、一次放電電流のみを含むものでよい。小量の電荷だけが圧電スタックから除去され（開放放電）、したがって圧電アクチュエータによって経験されるストレスが相対的に低いので、この方法は、そのような小さい燃料噴射事象に適し得る。概して、燃料噴射事象のＴｏｎが短くなると、二次放電段階で構成される放電段階の割合が小さくなる。
【０１３３】
同様に、いくつかの実施形態では、充電段階（Ｔ２からＴ３）は、電流がＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐの一次放電段階（Ｔ２からＴ２．５）、および電流がＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓの二次充電段階（Ｔ２．５からＴ３）を含んでよい。二次充電段階は、上記の放電段階に関して説明されたように、充電段階全体の任意の割合を含んでよい。また、放電段階と同様に、有利な二次充電段階がある場合、二次充電段階中の充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）は、一次充電段階中の充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）より小さい。一般に、二次充電段階の存在有無、継続時間および電流レベルは、二次放電段階の存在有無、継続時間および電流レベルと無関係に選択される。
【０１３４】
いくつかの燃料噴射事象では、放電段階および充電段階は、どちらも一次段階および二次段階を有し、各二次段階は、それぞれの一次段階よりも電流が小さいことによって特徴づけられる。本発明の有利な方法では、放電段階は一次段階および二次段階を有し、同一の燃料噴射事象の充電段階は一次段階のみを有する。
【０１３５】
放電電流を調整するために、ＥＣＵは、必要な期間（Ｔｏｎ）にわたって必要な量だけ燃料噴射器を開くのに必要な開放放電の量を最初に求めてよく、エンジンの燃料要求に対処する。一般に、ＥＣＵは、必要な量だけ燃料噴射器を開くのに必要とされる開放放電（すなわち圧電スタックからの電荷除去）の量も求める。次いで、ＥＣＵは、ＲＭＳ放電電流値を設定してよく、噴射事象の期間（Ｔｏｎ）にわたって必要な開放放電に対処する。一般に、ＲＭＳ放電電流（および充電電流）は、上側および下側の閾値電流レベルを設定することにより制御され、放電段階中に放電スイッチＱ２は（または充電段階中に充電スイッチＱ１は）、認知されたやり方で、それらの放電閾値に左右される頻度で開閉される。これは放電電流および充電電流の振幅変調として知られている。例えば、燃料噴射事象が一次放電段階および二次放電段階を含むとき、各段階が別々の閾値電流レベルの設定を有し、放電スイッチＱ２はそれに従って作動される。
【０１３６】
それぞれの一次段階より電流レベルの低い二次放電段階および／または二次充電段階を任意選択で含むにもかかわらず、また、長さの急速な変化に関連する圧電アクチュエータに対する損傷の危険性の増加にもかかわらず、放電段階および充電段階がポイントＴ０およびＴ２で鋭い開始をそれぞれ有し、その結果、アクチュエータが、燃料噴射事象を開始するかまたは終結する信号に迅速に応答することは一般に望ましいことを理解されたい。
【０１３７】
トップレール電圧が一定に保たれる、普通の従来技術の燃料噴射装置では、一般に、開放電流および閉鎖電流が前もって求められてＥＣＵに格納される。このようにして、速度および量が既知の燃料噴射が達成され得るように、一般に、各主燃料噴射事象が同一のプロファイル（例えば噴射器開閉の速度および距離に関して）を有するように意図される。しかし、本発明は、圧電噴射器の従来技術のこの作動方式が、あらゆるエンジン状態で、また、一様でない賦勢された差動電圧レベル下でも、圧電アクチュエータの両端に同一の燃料噴射のプロファイル／パターンを達成するわけではないことを認識する。
【０１３８】
この点に関して、圧電スタックの長さの変化速度（したがって圧電燃料噴射器の開閉プロファイル）は、開閉電流の大きさに加えて１つまたは複数の可変エンジンパラメータによって影響を及ぼされ得る。本発明によれば、考慮され得る可変エンジンパラメータは、レール圧力、アクチュエータ１１に印加されるトップレール電圧（ＶＨＩ）、および／または圧電スタック温度から選択される。別の実施形態によれば、考慮され得る可変エンジンパラメータは、レール圧力、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）、および／または圧電スタック温度から選択される。
【０１３９】
したがって、本発明によれば、充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）は、レール圧力、トップレール電圧（ＶＨＩ）および圧電スタック温度の１つまたは複数のものに応じて計算されてよい。有利な実施形態では、ＥＣＵ１４は、選択された１つまたは複数のエンジンパラメータに応じてデフォルト電流を調整することにより、デフォルト充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）から充電電流を計算し、支配的なエンジン状態に関して１つまたは複数の補償を含む目標充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を得る。特に有利な実施形態では、目標充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）は、レール圧力、トップレール電圧（ＶＨＩ）および圧電スタック温度の既存の値（または最近時に測定／推定された値）向けにデフォルト充電電流を補償することにより計算される。デフォルト充電電流は、一例として、理想的エンジンパラメータまたは平均的エンジンパラメータに従ってエンジンのテスト中に求められてよい。このデフォルト充電電流は、例えば、支配的なエンジン状態にかかわらず所定の充電電流が適用される従来型の作動方式で印加されるはずの充電電流でよい。
【０１４０】
図３および図４をもう一度参照すると、Ｔ３では、圧電アクチュエータ１１がその第３の差動電圧レベル（Ｖ３、Ｖ３’）に再充電されており、その後はどのポイントでも、放電段階は、後続のＴ０で次の燃料噴射事象の起動を開始されてよい。
【０１４１】
（消勢噴射器では）上記で論じられた閉鎖電流（すなわち充電電流）と同様に、燃料噴射事象を開始するためにＴ０で圧電スタックから除去される放電電流（すなわち開放電流）ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥのレベルは、圧電スタックの収縮速度を制御することにより、燃料噴射器の開放プロファイルを制御するのに重要なファクタである。したがって、ＥＣＵ１４は、意図された燃料噴射量に応じて（回転速度および負荷に応じるなど）異なる放電電流を開始するようにプログラムされてよい。したがって本発明の一実施形態では、ＥＣＵ１４は、放電電流のデフォルト値（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）を設定し、アクチュエータ１１は、Ｔ０で、関連するエンジンパラメータに関連する影響ファクタに対するいかなる補償もなしにこの電流による速度で放電される。
【０１４２】
しかし、前述のように、本発明は、所定のデフォルト放電電流に対する圧電アクチュエータ１１の応答が、１つまたは複数の可変エンジンパラメータによって影響を及ぼされ得ることを認識する。一例として、本発明の方法によって達成された圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧における有益な低下は、いくつかの実施形態では、圧電アクチュエータを再充電するのに使用される駆動回路のトップレール電圧（ＶＨＩ）が、ある燃料噴射事象から別の事象へ変化してよいことを意味し得る。圧電アクチュエータ１１が、放電電流（例えばデフォルト放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）の特定の大きさに対して、アクチュエータ両端のＴ０での差動電圧に左右されて各様に応答することがあるので、一実施形態では、本発明は、圧電アクチュエータ１１の両端の充電された状態での差動電圧（すなわちＶ３および／またはＶ０）に応じて、有利に放電電流を求める。適切には、放電電流は、Ｔ０での放電事象の直前のアクチュエータ１１両端の差動電圧（すなわち差動電圧Ｖ０）に応じて求められる。いくつかの実施形態では、圧電アクチュエータ１１がトップレールの電圧に再充電されるという前提があり、かつ低いレール電圧（ＶＬＯ）が既知であるので、放電電流は、駆動回路２０ａのトップレール電圧（ＶＨＩ）に応じて選択されてよいことが理解されよう。
【０１４３】
他の可変エンジンパラメータ（具体的にはレール圧力および圧電スタック温度である）も、特定の（例えばデフォルトの）放電電流に対する圧電アクチュエータの応答に影響を及ぼすことがある。この点に関して、圧電スタックの温度が、特定の差動電圧レベルで圧電アクチュエータ上に蓄積される電荷の量に影響を及ぼすことがある。
【０１４４】
したがって、本発明は、レール圧力、アクチュエータ１１の両端の差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の１つまたは複数のものに応じて放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を有利に計算して、支配的なエンジン状態向けに補償された目標放電電流を得る。より有利には、目標放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）は、レール圧力、アクチュエータ１１の両端の差動電圧レベル（Ｖ０またはＶ３）および圧電スタック温度を含む既存の（または最近時に測定／推定された）パラメータに対してデフォルト放電電流を補償することにより計算される。この放電電流は、消勢噴射器内の燃料噴射器が開く原因となるので、開放電流とも呼ばれてよい。適切には、放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）は、Ｔ０以前の任意のポイントで、次の燃料噴射事象向けにＥＣＵ１４によって計算される。放電電流は、Ｔ３からＴ０の段階中に好都合に計算され、この期間中に、アクチュエータの賦勢された差動電圧レベルの正確な値が知られ得る。
【０１４５】
前述のように、放電段階の最後に圧電スタックの収縮速度にそのような鋭い変化がないように、したがって、圧電アクチュエータによって経験される物理的ストレスが低下され得るように、放電段階（Ｔ０からＴ１）の終了以前に圧電アクチュエータの放電速度を低下させることも有益であり得る。したがって、本発明は、前述のように、所定期間（Ｔ０からＴ０．５）にわたって第１の大きさの一次放電電流を印加し、それに続いて、所定期間（Ｔ０．５からＴ１）にわたって低下された大きさの二次放電電流を印加するステップを含んでよい。
【０１４６】
圧電アクチュエータ両端に必要な所定の電圧降下が達成されるまで放電電流（または開放電流）が印加されて、圧電アクチュエータ１１の所望の第２の差動電圧レベル（Ｖ１）を達成する。燃料噴射事象を達成し維持するために、第１のレベル（Ｖ０）から第２のレベルＶ１／Ｖ２（すなわちＴ０とＴ２の間）へ差動電圧を変化させることによって圧電アクチュエータ１１から除去された電荷の量は、燃料噴射器を開くために圧電スタックから除去された電荷の量であるので、好都合には「開放放電」と称されてよい。第２の差動電圧レベルでの圧電スタックの長さは、燃料を噴射するために圧電燃料噴射器が開く程度に影響を及ぼし、また、燃料圧力と相まって、噴射器のドウェル期間（Ｔ１からＴ２）にエンジンの関連するシリンダに噴射され得る燃料の量および速度に影響を及ぼす。
【０１４７】
一実施形態では、圧電アクチュエータ１１は、Ｔ１で所定の第２の（低い）差動電圧レベルへ放電されてよい。このようにして、圧電アクチュエータ１１の放電された電圧レベルは、アクチュエータの充電された電圧レベルと無関係に求められる。
【０１４８】
別の実施形態では、いくつかの従来技術の燃料噴射装置で一般的なように、本発明の方法は、圧電アクチュエータ１１の第１の差動電圧レベルに関係なく所定の差動電圧降下（例えば２５０Ｖ）によって圧電アクチュエータ１１を放電させるように作動する。所定の電圧降下は、既知のやり方で、エンジン要求に基づいて選択されてよい。例えば、主噴射事象向けには、所定の電圧降下は２５０Ｖでよく、一方、エンジンがアイドルにあるときか、または予備噴射を引き起こすときには、所定の電圧降下は５０Ｖと低いものでよい。
【０１４９】
しかし、充電された状態で圧電アクチュエータ両端に可変の高い差動電圧を有することのさらにもう１つの結果には、アクチュエータ１１両端の所定の電圧降下（例えば燃料噴射器を開くためのもの）に対して、アクチュエータが可変の低い差動電圧レベル（すなわち第２の差動電圧レベル）に放電されることがある。一例として、主燃料噴射事象を開始するために２００Ｖのデフォルト放電電圧降下が実施されると、＋２００Ｖの予備放電電圧では、アクチュエータが０Ｖに放電されることになり、例えば、アクチュエータ両端の予備放電電圧が１７０Ｖの低下されたレベルにあると、差動電圧における同じ変化が、より低い第２の差動電圧レベル−３０Ｖをもたらすことになる。
【０１５０】
本発明は、燃料噴射器の開閉プロファイル（圧電スタックの収縮／伸張の長さおよび速度の両方に左右される）が、圧電スタック両端の充電状態および放電状態における絶対差動電圧レベル（アクチュエータ１１の賦勢された状態と消勢された状態間の差動電圧における変化を含む）、およびアクチュエータが充電または放電される速度（すなわち充電電流または放電電流）の両方に左右され得ることを認識する。したがって、圧電アクチュエータの充電された差動電圧レベル（すなわち第３の差動電圧レベル）を変化させることにより、関連する燃料噴射器の開放プロファイルも、Ｔ０で後続の燃料噴射事象を開始するために用いられる任意の所定（デフォルト）の差動電圧降下およびデフォルト放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）向けに変化し得る。したがって、圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧レベルにおける前述の変化は、様々な燃料噴射プロファイルをもたらし得て、その結果として、様々なエンジンの状況下で様々な量の燃料噴射およびエンジンの燃料要求と正確に一致しない誤動作をもたらし得る。
【０１５１】
この問題に対処するために、本発明の方法は、適切には、１つまたは複数のエンジンパラメータ次第で、開放放電を必要に応じて修正する開放放電補償をさらに含んでよい。レール圧力、充電されたアクチュエータ１１の両端の差動電圧レベル（すなわち第１の差動電圧レベルまたは第３の差動電圧レベル）、および圧電スタック温度から１つまたは複数のエンジンパラメータが適切に選択される。一実施形態では、レール圧力、アクチュエータ１１の両端の充電された差動電圧レベル（Ｖ０）、および圧電スタック温度の１つまたは複数のものに応じて開放放電が計算される。前述の補償に関して、開放放電補償は、例えばエンジンのテスト／セットアップ中に前もって求められ得るデフォルト開放放電のレベルから計算されてよい。デフォルト開放放電のレベルは、ルックアップ表、データマップまたは他の関数などからエンジンの燃料要求レベルに応じて選択されてよく、また、所定の第１の差動電圧レベルに基づいて選択されてよい。一般に、第１の差動電圧レベルは、ＥＣＵ１４によって知られるかまたは測定され得る。第１の差動電圧レベルが、一連の複数の燃料噴射事象において第３の差動電圧レベルに相当することは、もちろん理解されよう。
【０１５２】
有利には、本発明は、（ｉ）燃料噴射事象を開始するために、Ｔ０で圧電スタックを放電させる速度になる開放電流を選択するための開放電流補償、（ｉｉ）燃料噴射事象を終結するために、Ｔ２で圧電スタックを充電する速度になる閉鎖電流を選択するための閉鎖電流補償、および（ｉｉｉ）燃料噴射事象が行われているとき（すなわちＴ０からＴ２の間）、圧電スタックから除去される電荷量を選択するための開放放電補償のうち少なくとも１つを適用するステップを含む。このようにして、燃料噴射器によって噴射される燃料の速度および量を含む燃料噴射事象のプロファイルは、１つまたは複数のエンジンパラメータに応じて調整され得る。より有利な実施形態では、本発明は、開放電流補償、閉鎖電流補償、および開放放電補償の３つをすべて適用するステップを含んでよい。この有利な実施形態がどのように実施され得るかということの限定的でない例が、図７を参照しながら以下で説明される。
【０１５３】
図７は、（Ａ）開放電流補償４００、（Ｂ）閉鎖電流補償５００、および（Ｃ）燃料噴射器内の開放放電補償６００を計算するために採用され得るステップを示す制御流れ図である。これらの補償（４００、５００および６００）の各々は、開放電流、閉鎖電流および開放放電の所定のデフォルト値に対して好都合に適用されて、それぞれ開放電流、閉鎖電流および開放放電についての目標レベルを得る。
【０１５４】
開放電流補償４００を計算するために、まず、測定または推定のいずれかによって、エンジン内のレール圧力レベル４１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０が求められる。有利には、レール圧力４１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０の各々は、補償が計算される事象の直前の燃料噴射事象中など、次の燃料噴射事象の直前に求められる。そのような最近の測定または推定を使用することが不可能なときには、各パラメータに対して最近時に求められたものが使用されてよい。この目的のために、エンジンパラメータの比較的最近の値を格納するためにＥＣＵ１４のメモリが使用され得る。
【０１５５】
求められたレール圧力４１０は、飽和曲線４１１と比較される。この飽和曲線は、圧電スタックが開放電流の変化に感応しない範囲にレール圧力４１０があると判断されたときに、開放電流補償４００のレール圧力要素を０に設定するのに用いられ得る。一例として、一実施形態では、燃料圧力が８０ＭＰａ（８００バール）未満であるとき圧電スタックが開放電流の変化に感応するのに対して、８０ＭＰａ（８００バール）を上回る燃料圧力では、開放電流の変化は、圧電アクチュエータ１１の応答に影響を及ぼさない。
【０１５６】
同様に、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）について求められた諸値および圧電スタック温度４３０は、いかなる開放電流補償も無効にするために、それぞれ飽和曲線４２１および４３１と比較されるが、ここでは賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度は、開放電流の変化に圧電アクチュエータ１１が感応しないレベルにある。
【０１５７】
４１２では、所定のデフォルト開放電流での圧電アクチュエータ１１の応答に対する求められたレール圧力４１０の影響に比例したゲイン（または調整）を計算するために、求められたレール圧力４１０の値が所定の線形スケール関数に引用される。例えば、圧電アクチュエータ１１が、所定のデフォルト条件下より開放電流の変化に対して敏感に反応するレベルに燃料圧力４１０があると判断されたとき、燃料圧力ゲインは１未満であり、また、反対の条件下では、ゲインは１を上回る。このようにして、開放電流に感応しづらくなる燃料圧に圧電アクチュエータ１１がさらされるとき、デフォルト開放放電（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）に対して目標開放電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）が増加され、その逆の場合も同様である。
【０１５８】
同様に、４２２および４３２では、所定のデフォルト開放電流での圧電アクチュエータ１１の応答に対する求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０の影響に比例する両ゲインをそれぞれ計算するために、求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０が、それぞれ賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の所定の両線形スケール関数と比較される。
【０１５９】
４５０では、個々のゲイン値と定数４４０を加算することにより、結合されたゲインすなわちスケールファクタ（すなわち個々のゲイン４１２、４２２および４３２のバランス）が計算される。目標開放電流に３つのエンジンパラメータを関連づける正確な４次元表面を生成するのに定数４４０が必要である。
【０１６０】
次いで、トータルゲイン４５０は、目標開放電流が圧電アクチュエータ１１の作動に関する許容レベル内に確実に維持されるように機能する別の飽和曲線４５１と比較される。したがって、一例として、デフォルト開放電流がｘアンペアであり、しかし２ｘアンペアを超えるまたは０．５ｘアンペア未満の開放電流が圧電アクチュエータの作動に悪影響を及ぼし受け入れがたいものであるとあらかじめ判断されている場合には、次いで、いかなる結合されたゲイン４５０の値も、飽和曲線４５１によって、許容できる０．５から２．０の範囲内に緩和されることになる。
【０１６１】
目標開放電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を計算するように、デフォルト開放電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）に対して、飽和曲線４５１によって緩和されている可能性がある結合されたゲイン４５０が適用される。図示された実施形態では、開放電流は、一次デフォルト開放電流４６０（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｐ）および二次デフォルト開放電流４７０（ＩＤＩＳＣＮＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｓ）を含むが、これらは同一かまたは異なってよい。デフォルト値に同一のスケールファクタすなわちゲイン４５１を掛けることによって、最終的に一次目標開放電流４６１（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）および二次目標開放電流４７１（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）が計算される。方式６００に従って開放放電補償を計算するために、開放電流４８０における変化率または比例した変化が用いられる。
【０１６２】
（上記と同様に）閉鎖電流補償５００を計算するために、エンジン内のレール圧力レベル５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０が、測定または推定のいずれかによって求められる。開放電流補償も計算されることになっている場合、レール圧力５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０の値が、対応する値４１０、４２０および４３０と同一であることに留意されたい。
【０１６３】
４００での開放電流補償の計算に関して、レール圧力５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０の求められた値が、飽和曲線５１１、５２１および５３１に対してそれぞれ参照されて、圧電アクチュエータ１１が閉鎖電流の変化に感応しない、燃料圧力５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および／または圧電スタック温度５３０の条件下で考えられる閉鎖電流補償を無効にする。
【０１６４】
５１２では、圧電アクチュエータ１１に対する支配的な燃料圧力５１０の影響を補償するためにデフォルト閉鎖電流を調整するための割合向けにスケールファクタすなわちゲインが得られる。上記の４１２でのように、閉鎖電流の変化に対する圧電アクチュエータ１１の応答に燃料圧力を関連づける所定の線形スケール関数を参照することによって、好都合にゲインが計算される。同様に、５２２および５３２では、所定のデフォルト閉鎖電流での圧電アクチュエータ１１の応答に対する求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０のそれぞれの影響に比例する個々のゲインを計算するために、求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０が、それぞれ賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の所定の線形スケール関数と比較される。
【０１６５】
５５０では、個々のゲイン値に定数５４０を加算することにより、エンジンパラメータの各々に対する個々のゲインのバランスが計算される。次いで、（目標の開放電流に関して上記で論じられたように）トータルゲイン５５０は、結果として生じる目標閉鎖電流が、圧電アクチュエータ１１の作動に関する許容レベル内に確実に維持されるように機能する別の飽和曲線５５１と比較される。
【０１６６】
目標閉鎖電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を生成するために、結合されたゲイン５５０の値（飽和曲線５５１によって緩和されている可能性がある）がデフォルト閉鎖電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）に対して適用される。閉鎖電流も、一次デフォルト閉鎖電流５６０（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｐ）および二次デフォルト閉鎖電流５７０（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｓ）を含むが、これらは同一かまたは異なってよい。デフォルト値に５５１から得られた同一のスケールファクタすなわちゲインを掛けて、最終的に一次目標閉鎖電流５６１（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）および二次目標閉鎖電流５７１（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）が求められる。
【０１６７】
前述のように、開放放電補償６００は、有益には、まずエンジン内のレール圧力６１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）６２０および圧電スタック温度６３０の値を求めることにより計算される。これらの変数は、それぞれの変数４１０と５１０、４２０と５２０、４３０と５３０が各々同一である。
【０１６８】
開放電流補償（４００）および閉鎖電流補償（５００）に関して、圧電アクチュエータ１１が開放放電の変化に感応しないエンジン状況下の補償の可能性を解消するために、計算されたエンジンパラメータ６１０、６２０および６３０が、それぞれ飽和曲線６１１、６２１および６３１と比較される。
【０１６９】
次に、圧電アクチュエータ１１に対するパラメータ６１０、６２０および６３０の影響を補償するために、開放放電に対する調整をもたらすように、例えば所定の線形スケール関数を参照することによって、それぞれスケールファクタ／ゲインの６１２、６２２および６３２が求められる。次いで、個々のゲイン値に定数６４０を加算することによって総合的なゲイン６５０が計算されるが、これは、既に述べられた理由で、必要に応じて、飽和曲線６５１を参照することによって調整されてよい。
【０１７０】
図示された実施形態では、圧電アクチュエータからの開放放電を調整するために、一般に、放電電流が開始される時間（すなわちＴ０）が一定に保たれる。すなわち所定のＴ０が存在する。それと対照的に、ポイントＴ１が、したがって開放時間（Ｔ１−Ｔ０）が、デフォルト開放時間に対して調整される。このようにして、任意の所与の（例えばデフォルトの）開放電流に対して、圧電アクチュエータからの開放放電は、開放時間Ｔ１−Ｔ０を延ばすことにより増加され、また開放時間Ｔ１−Ｔ０を短縮することにより減少される。図示された実施形態における開放放電補償は、一次開放時間（Ｔ０．５−Ｔ０）６６０および二次開放時点（Ｔ１−Ｔ０．５）６７０に関する値を含む。Ｔ０．５は、二次放電（すなわち開放）電流が開始される時点に相当することが理解されよう。したがって、６５１では補償されたスケールファクタが得られ、これは、圧電アクチュエータ１１からの開放放電において燃料圧力、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の値を補償するために必要とされる比例した変化または変化率を示す。
【０１７１】
圧電アクチュエータ上の開放放電は、４００で計算された開放電流におけるあらゆる変化によって、また開放時間Ｔ１−Ｔ０（すなわち、開放電流すなわち放電電流がアクチュエータから除去される期間）におけるあらゆる変化によっても影響を及ぼされ得る。したがって、６８０では、一次開放時間６６０および二次開放時間６７０に何らかの補償が必要かどうか判断するために、開放電流４８０における変化率または比例した変化が、開放放電において必要とされる変化率または比例した変化で除算される。一例として、開放電流補償４００によって開放電流に１０％の増加が必要であると計算されると、次いで、一次開放時間６６０および二次開放時間６７０のデフォルトに対するいかなる変化も伴わずに、圧電アクチュエータ１１からの開放放電に、対応する１０％の増加が結果として生じることになる。したがって、６５１で、必要な開放放電補償が０％であると計算されると、次いで、開放電流における１０％の増加を補償するために、一次開放時間６６０および二次開放時間６７０の１０％の短縮が必要とされることになる。
【０１７２】
したがって、補償された一次開放時間６６１の値は、６８０で求められた追加の補償（必要な開放電流補償および開放放電補償のためのもの）とデフォルトの一次開放時間６６０の積として計算される。同様に、補償された二次開放時間６７１を求めるために、追加の補償６８０とデフォルトの二次開放時間６７０の積が計算される。一般に、一次開放時間および二次開放時間の両方に対して、同一の比例した変化または変化率の補償が適用される。
【０１７３】
図７で説明されたモデルは、燃料圧力、賦勢された差動電圧レベル、および圧電スタック温度の３つのエンジンパラメータに配慮して、開放電流、閉鎖電流および開放放電における補償が計算され得る方法の１つを示す。当業者なら、例えば、例示された実施形態のエンジンパラメータを基に他の数学的モデルまたは式を考案することができる。その上、燃料噴射事象を制御するための選択された補償の計算において、追加の補償および／または追加のエンジンパラメータが用いられてよい。したがって、前述の実施形態は、特許請求の範囲で設定される本発明の範囲を限定するようには意図されていない。
【０１７４】
上文および特許請求の範囲に列挙された方法のステップが、すべての場合において、それらが紹介された順序で行われる必要はなく、本発明に関連した利点を依然として提供しながら、逆にされるかまたは再度順序付けられてよいことも理解されよう。
【０１７５】
本発明の方法が、消勢噴射器内の圧電アクチュエータ両端の差動電圧レベルが低下され得ると判断したとき、前述の実施形態は、充電された圧電アクチュエータ両端の差動電圧レベルを低下させる特定の手段に限定されないことになっている。例えば、充電された差動電圧レベルは能動的かまたは受動的な機構によって低下されてよい。受動的機構では、アクチュエータを再充電するのに使用される駆動回路内のトップレール電圧（ＶＨＩ）は、再充電しないことにより、各燃料噴射事象を受けて徐々に低下することが可能である。能動的機構は、（ｉ）圧電アクチュエータの充電時間を変化させて圧電アクチュエータをトップレールの全電圧（ＶＨＩ）に再充電するのを防止するステップ、および（ｉｉ）駆動回路の機能を操作することによりトップレール電圧（ＶＨＩ）を能動的に低下させるステップを含むが、任意選択で、圧電アクチュエータがトップレールの全電圧に再充電されるのを許容する。いくつかの実施形態では、圧電アクチュエータの両端の差動電圧を低下させるために受動的な機構を使用するのが好ましいが、いくつかの環境では、例えば、充電されたアクチュエータ両端の差動電圧をより急速に低下させるのに能動的な機構を使用するのが好ましいことがある。
【０１７６】
本発明は、圧電スタックを備える圧電アクチュエータを含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器を作動させる方法も提供することができる。この方法は、（ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）からスタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へスタックが放電するように（噴射事象を開始するように）、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたってアクチュエータに放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」。）、（この間噴射事象が維持される）第２の差動電圧レベルを維持するステップと、（ｃ）第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように（噴射事象を終結するように）、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップとを含み、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）は、燃料レール内の燃料圧力（「レール圧力」または「Ｐ」と呼ばれる）、Ｔｏｎ（燃料噴射事象のオン時間）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて選択され、この方法は、（ｉ）ステップ（ａ）でスタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、（ｉｉ）ステップ（ｃ）でスタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で第２の差動電圧レベルを達成するためにスタックから除去する電荷量を選択するための開放放電補償、の少なくとも１つを適用するステップをさらに含み、様々なエンジンパラメータおよび方法のステップは本明細書に説明された通りである。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１Ａ】駆動回路を備えるエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）および圧電噴射器を含む燃料噴射システムの概略図である。
【図１Ｂ】圧電アクチュエータに制御された燃料噴射器の概略図である。
【図２】図１の駆動回路を示す回路図である。
【図３】図３Ａは、図２の噴射器駆動回路による実装形態に関する噴射事象シーケンス向けの電圧プロファイルを示す図である。図３Ｂは、図３Ａの電圧プロファイルに対応する理想化された駆動電流プロファイルを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による噴射事象シーケンス向けの電圧プロファイルを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によって目標の第３の差動電圧レベルを達成するために、圧電燃料噴射器用駆動回路のトップレール電圧を計算するのに適用され得るステップを示す制御流れ図である。
【図６】本発明の別の実施形態によって理想化された駆動電流プロファイルを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によって燃料噴射器の圧電アクチュエータに適用され得る開放電流補償、閉鎖電流補償および開放放電補償を計算するためのステップを示す制御流れ図である。
【符号の説明】
【０１７８】
７ バルブニードル座７
８ エンジン
９ 圧電要素
１０ 噴射器セット
１１ 圧電アクチュエータ
１２ 燃料噴射器
１３ バルブニードル
１４ エンジン制御ユニット
２０ａ 駆動回路
２１ 噴射器制御ユニット
２２ 電源
２３ エンジンパラメータ
３０ 制御論理回路
３２ 電流経路
３３ コイル
３４ 電流の検出および制御手段
１１２ 電気的パルス時間
２００ サブモデル
２１０ ゲイン
２１１ 圧電スタック温度
２１２ 温度
２１３ 飽和関数
３００ 目標のトップレール電圧
４００ 開放電流補償
４１０ レール圧力
４１１ 飽和曲線
４１２ ゲイン
４２０ 賦勢された差動電圧レベル
４２１ 飽和曲線
４２２ ゲイン
４３０ 圧電スタック温度
４３１ 飽和曲線
４３２ ゲイン
４４０ 定数
４５０ トータルゲイン
４５１ 飽和曲線
４６０ デフォルト開放電流
４６１ 目標開放電流
４７０ デフォルト開放電流
４７１ 目標開放電流
４８０ 開放電流
５００ 閉鎖電流補償
５１０ 燃料圧力
５１１ 飽和曲線
５１２ ゲイン
５２０ 賦勢された差動電圧レベル
５２１ 飽和曲線
５２２ ゲイン
５３０ 圧電スタック温度
５３１ 飽和曲線
５３２ ゲイン
５４０ 定数
５５０ トータルゲイン
５５１ 飽和曲線
５６０ デフォルト閉鎖電流
５６１ 目標閉鎖電流
５７０ デフォルト閉鎖電流
５７１ 目標閉鎖電流
６００ 開放放電補償
６１０ レール圧力
６１１ 飽和曲線
６１２ ゲイン
６２０ 賦勢された差動電圧レベル
６２１ 飽和曲線
６２２ ゲイン
６３０ 圧電スタック温度
６３１ 飽和曲線
６３２ ゲイン
６４０ 定数
６５１ 飽和曲線
６６０ 開放時間
６６１ 補償された開放時間
６７０ 開放時間
６７１ 補償された開放時間
６８０ 追加の補償
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電燃料噴射器を作動させる方法に関する。具体的には、本発明は圧電燃料噴射器の作動寿命を改善し、かつ燃料噴射量の精度を維持するように圧電燃料噴射器を作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンでは、燃料噴射器によってエンジンのシリンダへ燃料を送出することが既知である。燃料供給の正確な計量を可能にする燃料噴射器のタイプの１つに、いわゆる「圧電噴射器」がある。一般に、圧電噴射器は、噴射状態と非噴射状態の間でバルブニードルの運動を直接または間接的に制御するのに使用可能な圧電アクチュエータを含む。バルブニードルはバルブニードル座と係合可能であり、噴射器のノズル内の１つまたは複数の出口開口によって燃料送出を制御する。アクチュエータの軸方向移動によってニードルの軸方向運動が増幅されるように、アクチュエータとニードルの間に油圧増幅器が置かれてよい。前述のタイプの圧電噴射器の一例が欧州特許第０９９５９０１号に説明される。
【０００３】
圧電アクチュエータは、圧電要素のスタックを備え、これは、全体として特定の静電容量を有するコンデンサと電気的に等価である。圧電スタックの両端に印加される電圧が変化すると、スタックよって蓄えられた電荷の量（「賦勢レベル」としても知られている）が変化し、したがって圧電スタックの軸方向長が変化する。スタックの長さが変化し、したがってバルブニードルの座に対する位置が変化することによって、燃料噴射器を通って渡される燃料の量が制御され得る。このようにして、圧電燃料噴射器は、小量の燃料を正確に計量する能力を提供する。前述のタイプの既知の圧電作動された燃料噴射器は、本発明者の同時係属の欧州特許出願である欧州特許第１１７４６１５号に説明される。
【０００４】
圧電アクチュエータに印加される電荷量およびアクチュエータから除去される電荷量は、２つのやり方のうちの１つで制御され得る。電荷制御方式では、スタックに対して要求された電荷が付加または除去されるように、圧電アクチュエータに対して、電流が、所定期間にわたって流入または流出するように駆動される。あるいは、電圧制御方式では、圧電アクチュエータの両端の電圧が要求された（所定の）差動電圧レベルに達するまで、圧電アクチュエータに対して、電流が、流入または流出するように駆動される。いずれにしても、圧電アクチュエータ上の電荷レベルが変化するとき圧電アクチュエータの両端の電圧が変化する（逆の場合も同様である）。
【０００５】
一般に、エンジンは複数の燃料噴射器を有し、これらは１つまたは複数の噴射器の群にまとめられてよい。欧州特許第１４００６７６号に説明されるように、噴射器の作動を制御するために、噴射器の各群がそれ自体の駆動回路を有してよい。この回路は、電源によって生成された電圧をステップアップする（例えば１２ボルトからより高い電圧へ）変圧器などの電源、および電荷を蓄積し、したがってエネルギーを蓄積するための蓄積コンデンサを含む。蓄積コンデンサの両端に高電圧が印加されるが、この電圧は、各噴射事象のために、圧電燃料噴射器の充放電に電力を供給するのに用いられる。国際公開第２００５／０２８８３６Ａ１号に説明されるように、駆動回路も開発されており、これは変圧器などの専用の電源を必要としない。
【０００６】
燃料噴射を開始するために、アクチュエータの両端子間の差動電圧を、燃料送出が生じない高レベルから燃料送出が生じる比較的低レベルへ移行させるのに駆動回路が使用されてよい。この「駆動波形」に応答する噴射器は、「噴射するのに消勢する」噴射器と呼ばれる。したがって、そのような消勢噴射器が非噴射状態であるとき、噴射器の圧電アクチュエータ両端の電圧は比較的高く、噴射状態では、アクチュエータ両端の電圧は比較的低い。一般に、各燃料噴射事象が比較的急速であるので、圧電アクチュエータは作動寿命期間の約９５％で完全に賦勢され得る。
【０００７】
しかし、アクチュエータの作動サイクルの比較的長い部分にわたって圧電アクチュエータの両端にそのような高電圧が存在すると、圧電スタックの劣化（「エージング」）を引き起こして機械的および／または電気的性質の変化を招くことがあり、したがって噴射器の寿命（耐久性）および性能に悪影響を及ぼす恐れがあることが認められている。これらの問題は、部分的には、非噴射状態において高い差動電圧レベルで圧電アクチュエータに加えられる高ストレスレベルに帰することができる。アクチュエータの両端子間の高電圧によって、アクチュエータ保護の封緘を通り抜けてアクチュエータの中へイオン種の浸透が助長されることも疑われる。いずれにしても、結果として生じる燃料ボリューム送出におけるいかなる誤りも、燃焼効率に悪影響があり、燃費の悪化および有害排出物の増加を招くことになる。
【特許文献１】欧州特許第０９９５９０１号
【特許文献２】欧州特許第１１７４６１５号
【特許文献３】欧州特許第１４００６７６号
【特許文献４】国際公開第２００５／０２８８３６Ａ１号
【特許文献５】欧州特許第１８１１１６４号
【特許文献６】欧州特許第１８６０３０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、噴射器の作動寿命を向上させ、かつ有益に燃料噴射量の精度を維持するように、そのような高い割合の作動サイクルにわたってそのような高い差動電圧にさらされない圧電アクチュエータに制御された燃料噴射器を提供するのが望ましいであろう。
【０００９】
噴射器の耐用寿命を向上させ、予測可能で正確な燃料噴射量を送出する能力を強化するかまたは維持するようなやり方で、圧電アクチュエータで制御された燃料噴射器を作動させる方法を提供することはさらに有利であろう。
【００１０】
したがって、本発明は、前述の問題の少なくとも１つを克服するか少なくとも緩和するように圧電燃料噴射器を作動させるための方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
広範な言葉遣いでは、本発明は、（従来型の圧電噴射器と比較して）圧電アクチュエータがさらされる高い差動電圧を低下することができ、かつ／またはアクチュエータが高い差動電圧にさらされる時間を短縮することができるように、圧電アクチュエータで制御された燃料噴射器を作動させるための方法を提供する。本発明の方法は、噴射器の作動寿命を増加させ、かつ／あるいは燃料噴射量の精度を維持するかまたは向上させる。
【００１２】
したがって、第１の態様では、本発明は、圧電スタックを備える圧電アクチュエータを含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器を作動させる方法を提供する。この方法は、（ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）からスタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へスタックが放電するように（噴射事象を開始するように）、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたってアクチュエータに放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」。）、（この間噴射事象が維持される）第２の差動電圧レベルを維持するステップと、（ｃ）第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように（噴射事象を終結するように）、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップとを含み、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）は、燃料レール内の燃料圧力（「レール圧力」または「Ｐ」と呼ばれる）、Ｔｏｎ（燃料噴射事象のオン時間）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択される。
【００１３】
噴射器は、最も適切には消勢噴射器であり、これは圧電アクチュエータの放電によって燃料噴射器が起動されるものである。有利には、アクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を与える前に少なくとも２つのエンジンパラメータが求められる。この少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるステップは、測定するステップまたは評価するステップを含んでよい。有利には、パラメータは測定によって求められる。
【００１４】
前述のように、噴射器は、一般にエンジンへの燃料噴射を制御するように、圧電アクチュエータによって、バルブニードル座と係合および分離の作動が可能なバルブニードルを含む。同一の条件下では、圧電アクチュエータの両端の差動電圧レベルによってその長さが決まる。１つの端子が２５０Ｖ電圧源に接続され、別の端子が５０Ｖ電圧源に接続されると、アクチュエータ両端の差動電圧は、差動電圧レベルが２００Ｖになるように圧電アクチュエータの２つの端子の各々に接続された電圧の差に相当する。
【００１５】
一実施形態では、第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するステップは、駆動回路によって制御され、この回路は、電圧ＶＨＩの高電圧レールおよび電圧ＶＬＯの低電圧レールを備え、これらの電圧は圧電アクチュエータのそれぞれの端子へ接続可能である。
【００１６】
駆動回路は、適切には、アクチュエータを（再）充電する（すなわち賦勢する）のに用いられる高電圧すなわち「トップ」レールを充電するための機構を備える。トップレールと圧電アクチュエータが十分な期間にわたって接続されると、アクチュエータ両端の差動電圧はＶＨＩとＶＬＯの間の差に平衡する。したがって、トップレールはアクチュエータの最高電圧を設定し、アクチュエータの最低電圧を設定するために低電圧すなわち「ボトム」レールが供給される。充放電目的のために、トップレールとボトムレールの間のアクチュエータの接続を制御するように、好都合には駆動回路にスイッチが設けられる。駆動回路は、圧電アクチュエータの充放電にそれぞれ使用される２つの蓄積コンデンサをさらに備えてよい。第１の蓄積コンデンサが設けられてよく、第１の蓄積コンデンサから電荷を除去することによって高電圧レールの電圧が低下される。
【００１７】
好都合には、駆動回路は、一般に１２Ｖのエンジンバッテリから好都合には例えば５０Ｖと６０Ｖの間にステップアップされる、例えばエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）からの電圧源すなわち電源（Ｖｓ）を備えるか、または収容する。有益には、圧電アクチュエータの充放電を制御するために駆動回路が用いられ、このように、関連する圧電燃料噴射器は動的に制御され得る。一実施形態では、この制御は、燃料噴射器機構／電子回路に交互に接続される２つの蓄積コンデンサを使用することにより達成される。好都合には、第１の蓄積コンデンサは、充電段階中に噴射器機構に接続され、これが噴射事象を終結させ、一方、第２の蓄積コンデンサは、放電段階中に噴射器機構に接続され、これによって噴射事象が開始する。充電段階（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）の最後に、また後続の放電段階（Ｔ１からＴ０）の前に、再生スイッチが使用されてよく、第１の蓄積コンデンサを再充電し、トップレールを介して、充電されたアクチュエータの高電圧が回復されることが可能になる。
【００１８】
エンジンは、一般に複数の燃料噴射器を備え、したがって、本発明の方法は、複数の燃料噴射器を同時に作動させるようにエンジン内で用いられてよい。さらに、使用するとき、エンジンの燃料噴射器は、一般にエンジン作動の連続的期間にわたる複数の燃料噴射事象をもたらし、例えば、各噴射器は、回転速度および／または負荷次第で、１秒に１回または複数回の噴射（１秒につき１、２、３または４回の噴射など）を送出してよい。したがって、上記のステップ（ａ）から（ｃ）は、単一の燃料噴射事象（または１回の燃料噴射「サイクル」）のステップおよび一般には燃料噴射器の作動に関係するものであり、最終的には、本発明の方法を用いるエンジンは、複数のそのような燃料噴射サイクル／事象を含んでよいことを理解されたい。したがって、本発明の方法による燃料噴射器が作動され、少なくとも２つの連続した燃料噴射事象があるとき、先行の燃料噴射事象の前述の「第３の差動電圧レベル」（Ｖ３）も、直後の燃料噴射事象の前述の「第１の差動電圧レベル」（Ｖ０）を好都合に示し得ることを理解されたい。
【００１９】
燃料噴射事象に関連する少なくとも２つのエンジンパラメータを基に第３の差動電圧レベルを選択することによって、隣接した噴射の間に圧電アクチュエータが保持される電圧は、噴射器が閉じられているときに、噴射器が必要な瞬間に正確な燃料噴射量を供給する能力を損なうことなく、圧電アクチュエータ上の電荷を最小限にするように選択され得る。
【００２０】
一実施形態では、少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるステップは、（１）放電期間の開始に先立って、かつ／または（２）放電期間中（Ｔ０からＴ１）、かつ／または（３）ドウェル期間中（Ｔ１からＴ２）、選択されたパラメータを測定または推定するステップを含む。したがって、関連するエンジンパラメータの各々は、燃料噴射サイクルの様々な期間（または間隔）に求められ得て、上記（１）から（３）の期間の２つ以上の期間中に、または２つ以上のパラメータが同一の期間中に求められ得る。一例として、レール圧力およびＴｏｎは、放電期間の開始に先立って求められてよく、スタック温度は放電期間中に求められてよい。しかし、どちらの場合も、関連するエンジンパラメータはステップ（ｃ）における後続の充電期間に先立って求められる。
【００２１】
適切には、これら少なくとも２つのエンジンパラメータは、レール圧力およびＴｏｎである。有利な実施形態では、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の３つのすべてに応じて、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択される。したがって、第３の差動電圧レベルは、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の関数（例えばＶ３＝ｆ（Ｐ，Ｔｏｎ，Ｔｅｍｐ））として有利に選択される。第３の差動電圧レベルを出力するために、求められたエンジンパラメータが処理されかつ／または解釈される手段は、一括して「データ比較のための手段」であると考えられてよい。データ比較のための手段は、１つまたは複数のルックアップ表、データマップ、スケール関数、式など任意の適当なシステムまたはシステムの組合せでよい。
【００２２】
比較的高いレール圧力では、低いレール圧力で達成されるニードルリフトと同一量のニードルリフトを達成するのに、より大きなアクチュエータ変位が必要とされることが理解されており、これは噴射器のニードルを閉じようとする力がレール内の圧力とともに増加するためである。したがって、レール圧力が比較的低いと、ニードルリフトおよびその結果として起こる燃料噴射事象を損なうことなく、賦勢状態におけるアクチュエータ両端の絶対電圧を低下させることが可能である。したがって、本発明の方法は、ある意味では、エンジンの燃料レール内の燃料圧力に応じてアクチュエータの賦勢レベル（すなわち第３の差動電圧レベル）を選択することによって、圧電アクチュエータが賦勢状態（非噴射状態）のとき燃料噴射器内の圧電アクチュエータ両端の電圧を低下させるように作動するものであり、これによって、ニードルリフトで妥協して噴射器作動の妨げになることなく、噴射器がより効率的に作動されることが可能になる。より詳細には、レール圧力が比較的低いと、エンジンは大量の燃料噴射を必要とせず、したがって、小さなニードル変位および少量の燃料噴射を達成するのに圧電アクチュエータの小規模の放電しか必要でない。したがって、燃料噴射のための差動電圧の大幅な低下を可能にするために圧電アクチュエータが高い差動電圧レベルに保持される必要はなく、したがって、先行の燃料噴射事象に続いて、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へ噴射器の圧電アクチュエータを再充電することが可能になり得て、このＶ３は、先行の燃料噴射事象以前のスタック両端の差動電圧レベル（すなわち第１の差動電圧レベル（Ｖ０））より低いものである。そのような環境下の圧電スタック両端の電圧差を低下させることによって、アクチュエータが非噴射状態のときに受けるストレスが低下し、これは噴射器寿命のためになり得る。また、スタック両端の電圧降下がより小さいとき、イオン種がアクチュエータ保護の封緘を通り抜けてアクチュエータの中へ浸透することは、低減傾向になるはずである。反対に、例えば、エンジンのアイドル期間の後にレール圧力は急速に増加することができ、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が第１の差動電圧レベルより大きいものに選択され得る。したがって、アクチュエータが賦勢状態で選択されたアクチュエータの差動電圧レベルは、ある程度レール圧力に比例し得る。
【００２３】
圧電アクチュエータの賦勢されたレベル／状態（または「充電レベル」（ＶＣＨＡＲＧＥ））を参照するのは好都合であり得て、また、この説明のために、圧電アクチュエータの賦勢されたレベルが第１の差動電圧レベルおよび第３の差動電圧レベルの両方を包含すると考え得ることを理解されたい。本発明は、燃料噴射器の圧電アクチュエータの賦勢されたレベルを、できるだけ低い差動電圧に、作動期間のできるだけ長い時間にわたって維持するという目的を有する。適切には、差動電圧は２５０Ｖ未満または２００Ｖ未満であり、有利には２００Ｖから１５０Ｖの範囲または２００Ｖから１００Ｖの範囲である。より有利には、本発明の方法は、燃料噴射器が活動状態のほとんどの時間（すなわち少なくとも５０％の時間）で、１８０Ｖから１００Ｖまたは１５０Ｖから１００Ｖの範囲にアクチュエータの充電レベルを維持するという意図を有する。
【００２４】
レール圧力に応じて第３の差動電圧レベルを選択することに加えて、第３の差動電圧レベルは、次の（後続の）燃料噴射事象の所定の電気的パルス時間（Ｔｏｎ）の関数として変化されてよい。電気的パルス時間は、燃料噴射事象が行われる期間であると考えられることが多く、また、（消勢噴射器では）この期間は放電期間（Ｔ０からＴ２）から成り、これは放電段階（Ｔ０からＴ１）およびアクチュエータのドウェル期間（Ｔ１からＴ２）を含む。
【００２５】
本発明の方法は、有益には、先行の（または現在の）噴射事象の前に、またはその事象中に、圧電アクチュエータ向けの望ましい充電レベル（すなわち上記の第３の差動電圧レベル）を目標とする／選択するように、次の燃料噴射事象向けに所定のＴｏｎを考慮する。この実施形態は、エンジンがアイドル状態の期間中、したがって、エンジンを低速回転させておくために限定された量のニードルリフトのみが必要とされる非常に短い時間、アクチュエータ両端の賦勢される差動電圧は、このニードルリフトに必要とされるわずかな帯電の変化を有効にするのに十分な最低レベルに低下されてよいという特別な利点をもたらす。その上、（いくつかの作動条件下では）エンジンが、その作動期間の顕著な割合にわたってアイドル状態であり得るので、本発明は、圧電アクチュエータの作動寿命の全体にわたってアクチュエータの電圧制御を最適化する。
【００２６】
次の燃料噴射事象向けＴｏｎがエンジン負荷、回転速度および／またはスロットル位置に基づいて求められる限り、第３の差動電圧レベルも、エンジン負荷、回転速度またはスロットル位置、あるいはこれらエンジンパラメータのうち複数のものの組合せの関数として変化されてよい。
【００２７】
別の実施形態では、第３の差動電圧レベルは、スタック温度の関数として選択されてよい。スタック温度は、複数の理由で関連するエンジンパラメータになり得る。例えば、ある動作温度では、圧電スタックは増加されたストレス下に置かれ、このことは、スタック長における大きな変化および／または急速な変化が、スタックの損傷の確率を高める恐れがあり、また、圧電スタックの静電容量が、その温度によって直接影響を及ぼされる場合があることも意味する。したがって、スタックの温度が既知であれば、温度に応じたやり方で燃料噴射器を制御し、したがって、エンジン始動時（例えばアクチュエータが比較的冷たい可能性があるとき）、およびエンジン動作の長い期間中に（例えばアクチュエータが比較的暖かいときに）、正確で予測可能な燃料計量をもたらすことが可能になり得て、アクチュエータの寿命を延ばすのに役立つ。スタックが高温での長さ変化によって損傷される可能性が高いので、賦勢された状態でのアクチュエータの差動電圧レベルは、ある程度までスタック温度に反比例するように選択されてよい。いくつかの作動条件下では、圧電スタックは、低温度より高温度で充電レベルの変化に対して応答性が高いことがあり、したがって、充電の変化量はそれに応じて調整されてよい。
【００２８】
本発明者の同時係属出願である欧州特許第１８１１１６４号は、圧電アクチュエータのスタック温度が求められ得る（測定または推定される）方法を説明しており、この方法は参照によって本明細書に組み込まれる。一実施形態では、圧電スタックの温度は、作動中に直接測定され得る。しかし、燃料噴射器内のアクチュエータの封緘のために、作動中にスタック温度を、エンジン較正中に取得されかつ／または計算されかつ／またはモデル化されるエンジンパラメータの測定値に基づくなど、間接方式で測定するほうが好都合なことがある。
【００２９】
適切には、第３の差動電圧レベルは、較正データを基に、１つまたは複数のルックアップ表、データマップ、式またはスケール関数から選択される。較正は、車両への燃料噴射装置の供給および／または取付けに先立って、エンジン／システムの製造業者によって好都合に実行される。
【００３０】
第３の差動電圧レベルは、少なくとも２つのエンジンパラメータの階段状に変化する関数または少なくとも２つのエンジンパラメータの線形関数でよい。
【００３１】
有利な実施形態では、第３の差動電圧レベルは、データマップ、ルックアップ表、スケール関数または式、関係するＴｏｎおよびレール圧力などのデータ比較の手段を用いて選択される。適切には、データ比較の手段は、Ｔｏｎおよびレール圧力に基づいたデータマップまたはルックアップ表である。一実施形態では、Ｔｏｎは、第３の差動電圧レベルの出力を得るために、レール圧力と共にデータマップの形で用いられる。一例として、第３の差動電圧レベルは、レール圧力およびＴｏｎがどちらもそれぞれの最小限にあるか、または最小限に近いときには、最小の適当なレベルに選択されてよい。
【００３２】
あるいは、好都合な実施形態では、必要な第３の差動電圧レベルを達成するために、この出力は、より間接的なやり方で、圧電アクチュエータの１つの端子に印加されることになるトップレール電圧に対してある値を与えることにより、第３の差動電圧レベルをもたらしてよい（第２のアクチュエータ端子の低電圧レベルが既知であるものとする）。この点に関して、圧電アクチュエータの両端の差動電圧は、アクチュエータの２つの端子の各々に接続された電圧レベル間の差であるということが当業者には理解されよう。
【００３３】
スタック温度も考慮されるとき、Ｔｏｎおよびレール圧力に関係するデータマップ、ルックアップ表またはスケール関数からの出力が、スケール関数、または圧電スタックの温度に関係するデータマップなどのさらなるデータ比較手段へ入力されてよい。したがって、有利な一実施形態では、第３の差動電圧レベルを選択するプロセスは、レール圧力およびＴｏｎに関するデータマップから第１の出力を得るステップと、スタック温度を基に、第１の出力に対してスケール関数を適用することにより第２の出力を得るステップとを含み、この第２の出力は、必要な第３の差動電圧レベルに相当する。別の適当な実施形態では、第３の差動電圧レベルを選択するプロセスは、レール圧力およびＴｏｎに関するデータマップから第１の出力を得るステップと、第１の出力に対するスタック温度に関するデータマップから第２の出力を得るステップとを含み、この第２の出力は、必要な第３の差動電圧レベルに相当する。あるいは、第２の出力は、所望の第３の差動電圧レベルを達成するために圧電アクチュエータに接続された必要なトップレール電圧に相当する。
【００３４】
別の実施形態では、第３の差動電圧レベルは、１つのスケール関数がレール圧力、Ｔｏｎ、および圧電スタック温度の各々に基づく３つのスケール関数を適用する処理によって選択されてよい。
【００３５】
燃料噴射事象の最後に（すなわち電気パルス時間の最後に）適当な第３の差動電圧レベルを選択してから、この方法は、燃料噴射事象を終結するために、燃料噴射事象中の差動電圧レベル（すなわち第２の差動電圧レベル）から第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３またはＴ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップをさらに含む。
【００３６】
スタックは第３の差動電圧レベルへ再充電されるが、第３の差動電圧レベルは、（少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて）任意の適当なやり方で、例えば、アクチュエータ端子への電圧源（例えば高電圧レールＶＨＩ）のレベルを調整するか、または放電事象に続くアクチュエータの再充電期間中（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にアクチュエータに再度印加される電荷の量を制御することによって、調整されてよい。アクチュエータへの高電圧源の電圧レベルに対する調整は、任意の適当なやり方で達成されてよい。例えば、いくつかの環境では、電子回路および／または制御手段によってトップレール電圧を能動的に低下させることが可能であり得る。好都合には、アクチュエータの高電圧源（ＶＨＩ）の電圧レベルは、トップレール電圧における何らかの低下に続いて、選択的に、トップレールを以前の高レベルへ再充電しないことによって、受動的なステップ式のやり方で低下される。一例として、トップレール電圧は、圧電アクチュエータを再充電するために用いられるとき、結果として低下する。
【００３７】
本発明の一実施形態では、圧電アクチュエータの両端の差動電圧は、再生スイッチ回路を備える駆動回路によって制御される。再生スイッチ回路は、まず、トップレールの電圧が以前のレベル未満に低下されたときにその電圧を再生成するために使用され得る第１の蓄積コンデンサを備えてよい。適切には、再生スイッチ回路は、噴射事象の最後の再生段階中に第１の蓄積コンデンサに戻される電荷を変えるようにＥＣＵによって作動可能である。第１の蓄積コンデンサ上の電荷が駆動回路の高電圧レールの電圧レベルを決定するので、再生回路が作動される期間を調整することにより、トップレールの最高電圧レベルが制御され得て、したがって圧電アクチュエータが再充電され得る最高電圧が制御され得る。
【００３８】
したがって、トップレール電圧を低下させるための受動的機構では、この方法は、トップレールを充電するのに使用される第１の蓄積コンデンサとトップレール間の接続を（例えばスイッチによって）所定期間遮断するステップを含んでよい。切断の期間中、トップレールの電圧における何らかの降下、例えば（トップレールによって）アクチュエータを再充電することに起因する降下は、駆動回路の第１のコンデンサからのトップレールの充電によって補償されることがない。
【００３９】
トップレール電圧を低下させるための受動的機構では、トップレール電圧は、例えば燃料噴射事象につき数ボルトずつ（例えば１０Ｖ以下、０から５Ｖずつ、など）低下されてよい。稼動中のエンジン内の燃料噴射事象の頻度が与えられると、トップレールの電圧は、このようにして数秒につき５０Ｖずつ低下されてよい。
【００４０】
別の実施形態では、駆動回路は、蓄積されたかなりの量の電荷を能動的に除去するために、前述の第１の蓄積コンデンサを能動的に放電する手段を備えてよく、それによって能動的にトップレールの電圧を低下させる。
【００４１】
別の実施形態では、本発明の方法は、アクチュエータの両端の第３の差動電圧レベルを達成するように、アクチュエータに充電電流が印加される充電期間（または充電時間、Ｔ２からＴ３またはＴ２からＴ３’）を選択するステップを含んでよい。そのような実施形態では、例えば上記で論じられたように、トップレール（高電圧レール）の最高電圧は、一定かまたは変化するものでよい。選択された充電期間は、好都合には、アクチュエータの両端の最大の差動電圧レベルを制御するように用いられてよい。例をあげると、例えば２５０Ｖ一定のトップレール電圧および例えば５０Ｖ一定の低いレール電圧の場合、充電期間（Ｔ２からＴ３またはＴ２からＴ３’）を短縮すると第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が低下することになる（短縮された充電期間が、アクチュエータがトップレールの電圧に達するのに必要な時間より短いものとする）。したがって、この実施形態では、この方法は、少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて第３の差動電圧レベルを選択するステップに続いて、選択された第３の差動電圧レベルを達成するように、充電電流が印加される充電時間を選択するステップを含む。
【００４２】
前述の方法では、アクチュエータ両端の電圧における第１の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベルへの（第２の差動電圧レベル経由での）変化は、階段状に（例えば中間電圧レベルＶ３’経由で）または単一ステップで実施されてよい。所望の、目標の第３の差動電圧レベルが、第３の差動電圧レベルを連続的に目標へ収束させる複数の中間電圧レベルＶ３’経由で達成されるように、トップレール電圧を低下させる（したがって第３の差動電圧レベルを低下させる）ための受動的機構が、階段状のやり方で好都合に実施される。例えば、連続的な複数の燃料噴射事象を実行することにより目標の第３の差動電圧レベルＶ３を得ることができ、各事象がトップレールの電圧を数ボルトずつ（例えば燃料噴射事象当り１Ｖから５Ｖ）低下させる働きをし、したがって（前述のように）所望の第３の差動電圧レベルが達成されるまで圧電スタック両端の差動電圧を低下させる。
【００４３】
したがって、一実施形態では、本発明の方法のステップ（ｃ）は、（ｂ１）ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すステップと、（ｂ２）第２の差動電圧レベルから第１の差動電圧レベルと第３の差動電圧レベルの中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）へスタックを充電するように、アクチュエータに対して、充電期間（Ｔ２からＴ３’）にわたって充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、（ｂ３）第３の差動電圧レベルと同等またはそれを近似する（すなわち収束し続ける）中間の差動電圧レベルＶ３’までステップ（ｂ１）および（ｂ２）を繰り返すステップとを含んでよく、第１の（すなわち先行の）ステップ（ｂ２）で得られた中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）は、第２の（すなわち、それに続く）ステップ（ｂ１）における第１の差動電圧レベル（Ｖ０）であると解釈される。
【００４４】
ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｂ１）、および（ｂ２）を実行すると、非噴射状態のときの高いアクチュエータの差動電圧レベル（Ｖ０、Ｖ３’）が、目標とする第３の差動電圧レベル（Ｖ３）に到達するまで階段状に低下されるように、適切には、中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）は第１の電圧レベルより低いものである。好都合には、賦勢された圧電アクチュエータの差動電圧レベルの低下は、例えば（前述のように）トップレールに対して電圧源を供給することができる（第１の）コンデンサによる駆動回路のトップレールの再充電を妨げることにより、受動的機構によって行われる。しかし、代替実施形態では、中間電圧レベルは能動的機構によって達成される。差動電圧レベルを低下させるための能動的機構では、例えば、アクチュエータの圧電スタックが駆動回路のトップレールから充電電流を受け取る充電期間（Ｔ２からＴ３’）をＥＣＵが制御してよい。あるいは、圧電スタックの賦勢された差動電圧レベルを上昇させる必要があるときは、能動的機構は、例えばトップレールを再生するための第１の蓄積コンデンサ上の電荷量を増加するかまたはトップレールの再生時間を増加することによって、トップレールの電圧（ＶＨＩ）を上昇させるステップを含んでよい。
【００４５】
本発明は、圧電アクチュエータの電圧を単に低下（または上昇）させると、特に燃料噴射量の精度について、余分のアーチファクトをもたらす恐れがあることをさらに認める。この点に関して、圧電材料の固有の特性、圧電アクチュエータのスタックの変位（したがって噴射バルブニードルの変位の程度）は、総合的な電荷の変化（すなわちスタックに付加されたかまたはスタックから除去された電荷の量）ばかりでなく、アクチュエータの両端子間の差動電圧の大きさにも左右される。アクチュエータの両端子間の差動電圧の大きさが、例えば２００Ｖから１５０Ｖへ低下されると、アクチュエータ変位の大きさも、差動電圧降下に対応して低減され得る。一例として、電圧制御によってアクチュエータを作動させると、例えば２００Ｖの差動電圧レベルから始まる１５０Ｖの差動電圧降下は、１５０Ｖから０Ｖまでの同等の１５０Ｖの差動電圧降下より、圧電スタックのより大きな変位を（したがって関連する噴射バルブニードルのより大きな変位を）もたらし得る。電荷制御によってアクチュエータを作動させるとき、類似の問題が存在し得る。したがって、絶対差動電圧または圧電アクチュエータ上の電荷を変化させることによって、アクチュエータの作動も影響を与えられ得る。
【００４６】
一方、燃料噴射バルブを制御するために使用される圧電アクチュエータ上の電荷の変化（または差動電圧の変化）速度は、バルブニードル変位の速度を決定し、したがって燃料噴射事象を開始または終了するためのそれぞれの噴射バルブの開および／または閉の速度を決定し、こうして燃料噴射事象中に噴射される燃料の量を決定することができる。換言すれば、例えば２００Ｖ一定の初期差動電圧では、圧電スタックのより速い放電によってスタックの収縮がより速くなり、関連する燃料噴射ノズルが開くのがより速くなり得て、かつ特定の期間にわたって噴射される燃料の量が増加する可能性がある。
【００４７】
実際上、アクチュエータの圧電材料の固有の特性および噴射器設計の両方（燃料噴射器内のアクチュエータの伸長（または収縮）の速度および量の両方を意味する）が、作動する差動電圧レベルと、差動電圧の変化と、アクチュエータと接触する燃料の圧力と、アクチュエータの温度とを含む複数の要因によって影響を及ぼされ得る。圧電アクチュエータの応答の程度および速度に影響を与え得る要因（例えばエンジンパラメータ）のうちいくつかに対処するために、本発明の方法は、１つまたは複数の補償を適用するステップをさらに含んでよい。
【００４８】
したがって、本発明の方法の一実施形態は、（ｉ）ステップ（ａ）でスタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、（ｉｉ）ステップ（ｃ）でスタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で第２の差動電圧レベルを達成するためにスタックから除去される電荷量を選択するための開放放電補償のうち少なくとも１つを適用するステップをさらに含んでよい。
【００４９】
ステップ（ｉ）では、噴射バルブを所定の速度で開く（圧電スタックの収縮および結果として生じるバルブニードルリフトによって）ために、適切な放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するように放電電流補償が適用される。このようにして、燃料噴射事象の開始は、アクチュエータの圧電スタックの収縮速度を制御することにより制御され得る。燃料噴射器バルブの開放速度が、ほとんど、実質的に、または完全に、エンジンパラメータに対して独立したものとなるように、放電電流補償の量は、適切には、１つまたは複数のそれらのパラメータに応じて決定される。
【００５０】
ステップ（ｉｉ）では、（圧電スタックの伸長および結果として生ずるバルブニードル閉鎖によって）噴射バルブを所定の速度で閉じるために、適切な充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するように充電電流補償が適用される。したがって、燃料噴射事象の終了ポイントは、アクチュエータの圧電スタックの伸長速度を制御することにより制御され得る。燃料噴射器バルブの閉鎖速度が、ほとんど、実質的に、または完全に、エンジンパラメータに対して独立したものとなるように、充電電流補償の量は、１つまたは複数のそれらのパラメータに応じて適切に決定される。
【００５１】
ステップ（ｉｉｉ）では、（圧電スタックの収縮および結果として生ずるバルブニードルリフトによって）噴射バルブを所定の量だけ開くために、圧電スタックから除去されることになる電荷の適切な量を選択するように開放放電電流補償が適用される。このようにして、燃料噴射事象中に関連するエンジンシリンダ内に噴射される燃料の量は、既知の期間中に噴射ニードルとその座の間を通過し得る燃料の量を制御することにより制御され得る。繰り返しになるが、燃料噴射器バルブの開放の程度が、ほとんど、実質的に、または完全に、エンジンパラメータに対して独立したものとなるように、開放放電補償の量は、１つまたは複数のそれらのパラメータに応じて決定される。
【００５２】
有利な実施形態では、この方法は、前述の放電電流補償、充電電流補償および開放放電補償から選択される２つの補償を適用するステップを含み、より有利には、この方法は、１つまたは複数のエンジンパラメータに応じて３つの補償をすべて適用するステップを含む。１つまたは複数のエンジンパラメータは、レール圧力（Ｐ）と、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）と、第１の差動電圧レベル（Ｖ０）とから適切に選択される。
【００５３】
１つまたは複数のエンジンパラメータは、（１）放電期間（Ｔ３からＴ０）の開始に先立って、かつ／または（２）放電期間中（Ｔ０からＴ１）に、かつ／または（３）特定の燃料噴射事象のドウェル期間中（Ｔ１からＴ２）に、好都合に求められる（すなわち測定または推定される）。適切には、放電電流補償、したがって放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）は、放電期間の最初に適用され得るように放電期間の開始に先立って求められる。好都合には、放電期間の開始に先立って、放電期間中に、または特定の燃料噴射事象のドウェル期間中に、充電電流補償が求められ、その結果、ドウェル期間の最後に（すなわち充電段階Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’の最初に）充電電流補償が適用されて燃料噴射事象を終結させる。一般に、開放放電補償は、放電期間の開始に先立って、または放電期間中（Ｔ０からＴ１）に求められ、放電期間中または放電期間の最後に適用されて、第２の差動電圧レベルにあるアクチュエータに対して（すなわち燃料噴射器が開いているとき）充電レベルを制御する。
【００５４】
有利には、本発明の方法は、（ｉ）ステップ（ａ）でスタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、（ｉｉ）ステップ（ｃ）でスタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で第２の差動電圧レベルを達成するためにスタックから除去される電荷量を選択するための開放放電補償を適用するステップを含み、放電電流補償、充電電流補償および開放放電補償は、各々が、レール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および第１の差動電圧レベル（Ｖ０）の関数として別々に求められる。
【００５５】
第２の態様では、本発明は、圧電要素のスタックを有する圧電アクチュエータを含む燃料噴射器向け駆動回路を提供するものであり、駆動回路は、（Ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）からスタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ０）へスタックが放電するように（噴射事象を開始するように）、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたってアクチュエータに放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第１の要素と、（Ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」。）、（この間噴射事象が維持される）第２の差動電圧レベルを維持するための１つまたは複数の第２の要素と、（Ｃ）第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように（噴射事象を終結するように）、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第３の要素と、（Ｄ）スタックが充電される第３の差動電圧レベルが少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択されるように、アクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加する前にこれら少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第４の要素とを備え、これら少なくとも２つのエンジンパラメータは、燃料レール内の燃料圧力（「レール圧力」または「Ｐ」と呼ばれる）、Ｔｏｎ（燃料噴射事象のオン時間）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される。
【００５６】
本発明の第１の態様に関して説明されたように、本発明の第２の態様では、スタックが充電される第３の差動電圧レベルは、少なくともレール圧力およびＴｏｎの関数として適切に選択される。より適切には、第３の差動電圧レベルは、少なくともレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の関数（Ｔｅｍｐ）として選択される。
【００５７】
一実施形態では、本発明の駆動回路は、（Ｅ）スタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するように放電電流補償を適用するための１つまたは複数の第５の要素、および／または（Ｆ）スタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するように充電電流補償を適用するための１つまたは複数の第６の要素、および／または（Ｇ）噴射バルブを必要な程度まで開くために圧電スタックから除去することになる電荷の量を選択するように開放放電補償を適用するための１つまたは複数の第７の要素、および（Ｈ）少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第８の要素をさらに含み、これら少なくとも２つのエンジンパラメータは、レール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から選択される。
【００５８】
好都合には、本発明の第１および第２の態様における補償はＥＣＵによって求められ、駆動回路によって適切に実施されてよい。
【００５９】
このようにして、本発明の方法に関して説明されたように、駆動回路は、燃料噴射器内の圧電アクチュエータを制御して燃料噴射器の開閉を調整するのに有利に使用されてよく、また、それによって、燃料噴射事象でエンジンシリンダに送出される燃料の割合および量を正確に制御する。適切には、放電電流補償、充電電流補償および開放放電補償は、各々が、レール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および第１の差動電圧レベル（Ｖ１）の関数として別々に求められる。
【００６０】
本発明の第２の態様の駆動回路の実施形態は、本発明の第１の態様の方法のステップのうち任意のものを実行／実施するのに必要なさらなる要素または手段を備えてよいことが理解されよう。
【００６１】
第３の態様では、本発明は、実行環境で実行されたときに、本発明の任意の方法を実施するように作動可能な少なくとも１つのコンピュータプログラム・ソフトウェア部分を含むコンピュータプログラム製品を提供する。
【００６２】
第４の態様では、本発明は、本発明の第３の態様のコンピュータソフトウェア部分または各コンピュータソフトウェア部分が格納されるデータ格納媒体を提供する。
【００６３】
第５の態様では、本発明は、本発明の第４態様のデータ格納媒体が備わっているマイクロコンピュータを提供する。
【００６４】
本発明のこれらの態様および他の態様、目的および利点は、本発明の詳細および添付の特許請求の範囲を検討することによって明瞭かつ明白になる。
【００６５】
次に、本発明が、添付図面を参照しながら例として説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、自走車両エンジンなどのエンジン８が、第１の燃料噴射器１２ａおよび第２の燃料噴射器１２ｂを備える噴射器機構を有して全体的に示される。燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、各々が、圧電要素９のスタックを備える圧電アクチュエータ１１および噴射器バルブニードル１３を有する。圧電アクチュエータ１１は、バルブニードル座７に対して噴射器バルブニードル１３の位置を制御するように作動可能である。
【００６７】
圧電アクチュエータ１１の両端子間の電圧次第で、バルブニードル１３は、バルブニードル座７を分離する（この場合、燃料は、１組のノズル放出口３を介してエンジン８の関連づけられた燃焼室／シリンダ（図示せず）へ送出される）か、またはバルブニードル座７と係合される（この場合、燃料供給は阻止される）。
【００６８】
燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、例えば圧縮点火内燃エンジンでエンジン８にディーゼル燃料を噴射するように用いられてよく、またはスパーク点火内燃エンジンでエンジン８に燃焼性ガソリンを噴射するように用いられてよい。
【００６９】
燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、エンジン８の燃料噴射器の第１の噴射器セット１０を形成し、駆動回路２０ａによって制御される。実際上、エンジン８には２つ以上の噴射器セット（１０）が備わっていてよく、各噴射器セットは１つまたは複数の燃料噴射器を含み、各噴射器セットはそれ自体の駆動回路２０ａを有する。したがって、図１Ａでは、エンジンは２つの燃料噴射器１２ａ、１２ｂを有して示されるが、任意の適当な数の燃料噴射器がエンジンに設けられてよいことは理解されよう。例えば、エンジンは１つまたは複数の燃料噴射器を含んでよく、例えば１、２、３、４、５、６、１０、１２、１６またはそれ以上の燃料噴射器を含んでよい。可能なところでは、以下の説明は、明瞭さのために１つだけの噴射器セットに関する。以下に説明される本発明の実施形態では、燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、マイナス充電変位タイプである。したがって、燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、放電段階中にエンジンシリンダに燃料を噴射するために開かれ、充電段階中に燃料噴射を終結するために閉じられる。
【００７０】
エンジン８はエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１４によって制御され、ＥＣＵには駆動回路２０ａが内蔵されている。さらに、ＥＣＵ１４は、マイクロプロセッサおよびメモリ（図示せず）を有利に含んでよく、これは、例えば図示の噴射器制御ユニット２１（ＩＣＵ）を使用して、燃料噴射器機構の制御を含むエンジン８の作動を制御する様々なルーチンを実行するように配置される。ＥＣＵ１４は、連続的に複数のエンジンパラメータ２３（回転速度および負荷など）を監視し、次いでＩＣＵ２１にエンジン出力要求信号を送ってよい。ＩＣＵ２１は、要求された噴射事象シーケンスを計算してエンジンに対して必要なパワーを供給し、それに応じてＥＣＵ１４の噴射器駆動回路２０ａを制御する。その結果として、噴射器は、駆動回路２０ａによって電流を印加または除去され、要求された噴射事象シーケンスが達成される。
【００７１】
ＥＣＵ１４は、約１２Ｖのバッテリ電圧ＶＢＡＴを有するエンジンバッテリ（図示せず）に接続される。ＥＣＵ１４は、エンジン８の他の要素によって必要とされる電圧をバッテリ電圧ＶＢＡＴから生成する。
【００７２】
ＥＣＵ１４の作動のさらなる詳細およびエンジン８を作動させるうえでのその機能が、国際公開第２００５／０２８８３６号に説明され、特に噴射器機構の噴射サイクルが説明される。ＥＣＵ１４のマイクロプロセッサ（図示せず）と駆動回路２０ａの間で信号が伝送され得て、駆動回路２０ａから受け取られた信号に含まれるデータは、ＥＣＵ１４のメモリ（図示せず）に書き込まれ得る。
【００７３】
一連の燃料噴射事象を制御するために、駆動回路２０ａは、放電段階、充電段階および再生段階の３つの主要な段階で作動すると考えられてよい。放電段階の間、駆動回路２０ａは、１つまたは複数の燃料噴射器１２ａ、１２ｂを放電させるように作動し、噴射器バルブニードル１３をバルブシート７から持ち上げて燃料を噴射する。一般に、噴射事象は、放電段階の直後のドウェル期間を含み、この期間中は、圧電アクチュエータに出入りする電流は実質的に存在しない。したがって、ドウェル期間中、アクチュエータは放電された収縮状態にとどまり、関連するエンジンシリンダへの燃料噴射が継続する。燃料噴射段階は、充電段階によって終結される。充電段階中、駆動回路２０ａは、以前に放電された燃料噴射器１２ａ、１２ｂを充電するように作動して噴射器バルブを閉じ、したがって燃料噴射を終結する。再生段階中、後続の噴射サイクル用に、第１の蓄積コンデンサＣ１および第２の蓄積コンデンサＣ２（図１に図示せず）に電荷の形でエネルギーが補充されてよく、その結果、専用の電力供給が不要になり得る。これらの作動段階の各々は、図２に示される適当な駆動回路を参照しながら、さらに詳細に説明される。
【００７４】
図２を参照すると、駆動回路２０ａは、第１の高電圧レールＶＨＩおよび第２の低電圧レールＶＬＯを備える。第１の電圧レールＶＨＩは、第２の電圧レールＶＬＯより高い電圧にある。駆動回路２０ａは、双方向電流経路としての働きをする中間の電流経路３２を有するハーフＨブリッジ回路を含む。中間の電流経路３２は、燃料噴射器１２ａ、１２ｂの噴射器セット１０と直列に結合されたコイル３３を有する。燃料噴射器１２ａ、１２ｂおよび関連する切換え回路は、互いに並列に接続される。
【００７５】
各燃料噴射器１２ａ、１２ｂは、コンデンサの電気的特性を有し、その圧電アクチュエータ１１は、圧電アクチュエータ１１の低電位側（−）端子と高電位側（＋）端子の間の電位差であるホールド電圧に充電可能である。
【００７６】
駆動回路２０ａは、第１の蓄積コンデンサＣ１および第２の蓄積コンデンサＣ２をさらに備える。蓄積コンデンサＣ１、Ｃ２の各々は、プラス端子およびマイナス端子を有する。さらに、各蓄積コンデンサＣ１、Ｃ２は、高電位側および低電位側を有し、高電位側はコンデンサのプラス端子上にあり、低電位側はマイナス端子上にある。第１の蓄積コンデンサＣ１は、高電圧レールＶＨＩと低電圧レールＶＬＯの間に接続される。第２の蓄積コンデンサＣ２は、低電圧レールＶＬＯとアース電位レールＶＧＮＤの間に接続される。
【００７７】
さらに、駆動回路２０ａは、ＥＣＵ１４によって給電される電圧源ＶＳ（すなわち電源２２）を有するので、駆動回路２０ａには専用電源がない。電圧源ＶＳは、低電圧レールＶＬＯとアース電位レールＶＧＮＤの間に接続され、第２の蓄積コンデンサＣ２にエネルギーを供給するように配置される。再生段階中に、第１の蓄積コンデンサＣ１へ、電荷の再生によってエネルギーが供給される。一般に、電圧源ＶＳは、５５Ｖなど、５０Ｖと６０Ｖの間にある。
【００７８】
駆動回路２０ａには、第１および第２の燃料噴射器１２ａ、１２ｂの充放電作動をそれぞれ制御するための充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２がある。充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２は、例えばＥＣＵ１４のマイクロプロセッサ（図示せず）によって作動可能である。充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２の各々は、閉じられたとき、そのスイッチを通る１方向の電流の流れを可能にし、開かれたとき電流の流れを阻止する。充電スイッチＱ１は、その両端に接続されている第１の再循環ダイオードＲＤ１を有する。同様に、放電スイッチＱ２は、その両端に接続されている第２の再循環ダイオードＲＤ２を有する。これらの再循環ダイオードＲＤ１、ＲＤ２は、燃料噴射器１２ａ、１２ｂの少なくとも１つからエネルギーが回復される駆動回路２０ａの作動エネルギー再循環段階中に、第１の蓄積コンデンサＣ１および第２の蓄積コンデンサＣ２へそれぞれ再循環電流が電荷を戻すのを可能にする。
【００７９】
第１の燃料噴射器１２ａは、関連する第１の選択スイッチＳＱ１と直列に接続され、第２の燃料噴射器１２ｂは、関連する第２の選択スイッチＳＱ２と直列に接続される。繰り返しになるが、選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２の各々は、マイクロプロセッサ（図示せず）によって作動可能であり得る。第１のダイオードＤ１は、第１の選択スイッチＳＱ１と並列に接続され、第２のダイオードＤ２は、第２の選択スイッチＳＱ２と並列に接続される。一例として、関連する選択スイッチＳＱ１が有効化され、放電スイッチＱ２が作動されるとき、放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）が選択された燃料噴射器１２ａを通って放電方向に流れることが可能になる。第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２の各々によって、回路の充電作動段階中に、それぞれ第１の燃料噴射器１２ａおよび第２の燃料噴射器１２ｂの端子から端子まで充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）が充電方向に流れることが可能になる。
【００８０】
駆動回路２０ａには、噴射器１２ａ、１２ｂと並列に再生スイッチ回路が含まれ、再生段階を実施する。再生スイッチ回路は、第２の蓄積コンデンサＣ２をコイル３３に接続する働きをする。再生スイッチ回路は、マイクロプロセッサ（図示せず）によって作動可能な再生スイッチＲＳＱを備える。第１の再生スイッチダイオードＲＳＤ１は、再生スイッチＲＳＱと並列に接続され、第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ２は、第１の再生スイッチダイオードＲＳＤ１および再生スイッチＲＳＱと直列に結合される。第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ２は、保護ダイオードとして働く。というのは、第１および第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ１、ＲＳＤ２は互いに対向しており、その結果、もし再生スイッチＲＳＱが閉じられて第２の電圧レールＶＬＯから電流が流れることがなければ、再生スイッチ回路を電流が流れないはずだからである。したがって、充電段階中には、電流が再生スイッチ回路を通過することができない。
【００８１】
中間の電流経路３２は、電流の検出および制御手段３４を含み、これはマイクロプロセッサ（図示せず）と通信するように配置されてよい。電流の検出および制御手段３４は、中間の電流経路３２中の電流を検出し、かつ検出された電流を所定の電流閾値と比較するように配置される。電流の検出および制御手段３４は、検出された電流が所定の電流閾値と実質的に等しいとき出力信号を生成する。
【００８２】
電圧検出手段（図示せず）も設けられて、噴射のために選択された１つまたは複数の燃料噴射器１２ａ、１２ｂの両端で検出された電圧ＶＳＥＮＳＥを検出する。第１および第２の蓄積コンデンサＣ１およびＣ２の両端の電圧ＶＣ１、ＶＣ２、ならびに電源２２の電圧を検出するために電圧検出手段が使用される。第１および第２の蓄積コンデンサＣ１、Ｃ２の両端で検出された電圧レベルＶＣ１、ＶＣ２が実質的に所定の電圧レベルと同一であるとき再生段階は終結する。
【００８３】
駆動回路２０ａは、電流の検出および制御手段３４の出力、燃料噴射器１２ａおよび１２ｂのアクチュエータ１１のプラス端子（＋）から検出された電圧ＶＳＥＮＳＥ、ならびに任意のマイクロプロセッサ（図示せず）およびその関連するメモリ（これも図示せず）からの様々な出力信号を受け取るための制御論理回路３０も含む。制御論理回路３０は、充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２、第１および第２の選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２、ならびに再生スイッチＲＳＱの各々向けに制御信号を生成するように、様々な入力を処理するためにマイクロプロセッサによって実行可能なソフトウェアを含む。選択された噴射器のアクチュエータが充電または放電され、したがって燃料供給が制御されるように、噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２、充電スイッチＱ１および放電スイッチＱ２を制御することによって、噴射器１２ａ、１２ｂを通り変化する電流を必要な期間駆動することが可能である。噴射器駆動回路２０ａが、ＥＣＵ１４の内蔵部品を形成するものとして図１Ａに示されるが、これが必須ではなく、噴射器駆動回路２０ａは、ＥＣＵ１４から分離したユニットでよいことが理解されよう。
【００８４】
一般に、第１の噴射器１２ａからの燃料の単一の主噴射がある燃料噴射事象シーケンス中は、関連する駆動回路２０ａが以下のようにして作動されてよい。
【００８５】
駆動回路２０ａは、燃料噴射器１２ａ（または必要に応じて１２ｂ）の圧電アクチュエータ１１に駆動パルス（または電圧波形）を送出する。駆動パルスによって、アクチュエータ１１の圧電スタック９の両端の差動電圧が、充電電圧Ｖ０（すなわち第１の差動電圧レベル）と放電電圧Ｖ１（すなわち第２の差動電圧レベル）の間で変化する。
【００８６】
非噴射状態のとき、第１の噴射器選択スイッチＳＱ１が開かれ、充電選択スイッチＱ１および放電選択スイッチＱ２の両方が開かれる。作動のこのステージの間、アクチュエータ１１の両端子間の差動電圧は、第１の差動電圧レベル（すなわちＶ０）にあり、これは約２００Ｖでよい。しかし、本発明によれば、圧電アクチュエータ１１の作動中にできるだけ長く、Ｖ０をできるだけ低くすることが望ましい。したがって、図１および図２に関して説明された特定の装置に限定されることなく、一実施形態では、本発明の方法は、アクチュエータ１１の賦勢された（すなわち充電された）状態のできるだけ長い期間にわたって最小の適当な電圧レベル（すなわち第３の差動電圧レベル、Ｖ３）にＶ０を調整することを目標とする。例えば、第３の差動電圧レベルのＶ０は、２００Ｖと１５０Ｖの間または２００Ｖと１００Ｖの間など、有利には２００Ｖ未満である。有利には、Ｖ０は１８０Ｖ未満（例えば１８０Ｖと１５０Ｖの間または１８０Ｖと１００Ｖの間）であり、あるいは、より有利には、約１５０Ｖなど、１６０Ｖ未満である。有益には、第３の差動電圧レベルは、圧電アクチュエータの作動期間の少なくとも２０％、少なくとも４０％または少なくとも５０％にわたって維持される。いくつかの有利な実施形態では、第３の差動電圧レベルは、圧電アクチュエータの作動期間の少なくとも７５％、または少なくとも９０％にわたって維持される。
【００８７】
第１の噴射器１２ａに燃料を送出させるために、第１の噴射器選択スイッチＳＱ１が有効化され（すなわち閉じられ）、噴射器放電選択スイッチＱ２が有効化される（すなわち閉じられる）。これによって、電荷が、噴射器１２ａからコイル３３および放電選択スイッチＱ２を通ってアース電位レールＧＮＤへ流れる。噴射器駆動回路２０ａは、例えばＥＣＵ１４のメモリに格納されたルックアップ表から、要求された放電期間または時間（この間アクチュエータ１１からアースＧＮＤへ放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥが移される）を求める。これは放電段階（Ｔ０からＴ１）と呼ばれてよい。一旦放電時間が経過すると、噴射器放電スイッチＳＱ１が無効化されて（すなわち開かれて）電荷移動が終結される。電荷移動の結果として、噴射器１２ａの両端の差動電圧は、比較的低い第２の差動電圧レベル（Ｖ１）へ低下される。一般に、Ｖ１の値は、ＥＣＵ１４（またはデータ操作の類似の手段）のメモリに格納されたルックアップ表から、既知の賦勢された差動電圧（Ｖ０）を基に、Ｖ０からＶ１までの電圧降下がアクチュエータ１１の圧電スタック９で必要な応答（すなわち収縮の既知の長さ）を引き起こして所望の燃料噴射事象を開始するのに十分なように、選択される。繰り返しになるが、図１および図２に関して説明された特定の装置によって限定されることなく、一実施形態では、本発明の方法は、圧電スタックの所望の収縮をもたらし、したがって燃料噴射の所望量をもたらすために、アクチュエータの両端の必要な電圧降下が実現されるとき到達され得るＶ１のレベルに結果として生じる影響に関係なく、最低の適当な電圧レベルにＶ０を維持することを目標とする。一般に、第２の差動電圧レベル（すなわちＶ１）は、−５０Ｖから０Ｖの範囲、または適切には−３０から０Ｖの範囲など、−５０Ｖから＋５０Ｖの間にある。しかし、いくつかの実施形態では、（使用するとき、ほとんどの放電段階によって、Ｖ１が、０Ｖ未満または少なくとも約−１０Ｖ未満には低下しないように）０Ｖから＋５０Ｖの範囲にＶ１を実質的に維持することは有利であり得る。したがって、本発明の方法は、Ｖ０を最低の適正値に維持するようにさらに作動してよいことが意図され、このことによって、Ｖ１がほぼ０Ｖ以上、例えば０Ｖから５０Ｖの範囲に実質的に維持され得ることになる。この実施形態では、使用するとき、Ｖ０は、特に主噴射事象中に前述の実施形態のものより高くてよい（前述の実施形態では、Ｖ１が、主噴射事象中にしばしば０Ｖ未満に降下し得る）。
【００８８】
アクチュエータ両端の差動電圧は、通常、噴射器が燃料を噴射している比較的短い期間にわたって第２の差動電圧レベルにとどまる（または「ドウェルする」）ことになる。このドウェル期間は、エンジンの燃料要求に従って、例えば回転速度および負荷など１つまたは複数のエンジンパラメータを基に、ＥＣＵ１４のメモリに格納されたルックアップ表から好都合に選択される。
【００８９】
噴射事象を終結するために、噴射器充電スイッチＱ１が有効化されて、高電圧レールＶＨＩから充電選択スイッチＱ１を通って噴射器１２ａの中へ電荷を流し、それによって、噴射器１２ａの両端子間の例えば約＋２００Ｖの差動電圧を回復する。これは充電段階（Ｔ２からＴ３）と呼ばれる。本発明によれば、一旦噴射事象が終結すると、アクチュエータ１１の両端の新規の電圧は、本明細書の他の個所で説明されるように第３の差動電圧レベルＶ３またはＶ３’である。充電段階中に噴射器充電スイッチＱ１が有効化される時間および頻度は、アクチュエータ１１の、先行の放電段階の放電時間、選択された賦勢状態または第３の差動電圧レベルに基づくものでよい。
【００９０】
既に論じられたように、有利には、放電事象の直後の、アクチュエータの充電された差動電圧レベル（すなわちＶ３）は、放電事象に先行する充電された差動電圧レベル（すなわちＶ０）より低い。しかし、いくつかの環境では、例えばエンジンの要求の増加に対して応答するなど、後続の燃料噴射事象が、先行の噴射事象より、アクチュエータの両端でより大きな電圧降下を必要とするとＥＣＵ１４が判断したとき、第３の差動電圧レベルは第１の差動電圧レベルより高くてよいことを理解されたい。したがって、ＥＣＵ１４が例えば１７０Ｖの第３の差動電圧レベルを選択しており、先行の充電電圧レベルが１５０Ｖであるなら、第３の差動電圧レベルが第１の差動電圧レベルより高いことになる。もちろん、場合によっては、例えば燃料要求が比較的不変の期間中には、第３の差動電圧レベルは第１の差動電圧レベルとほぼ同じでよい。
【００９１】
最後に、蓄積コンデンサＣ１の両端の電荷を再生成するための再生段階があってよい。再生段階の間、第１の蓄積コンデンサＣ１上のエネルギーが所定のレベルに達するまで、再生スイッチＲＳＱおよび放電スイッチＱ２は各々有効化される。
【００９２】
充電段階および放電段階ならびに再生段階における駆動回路２０ａの様々な作動方式は、国際公開第２００５／０２８８３６Ａ１号に詳細に説明されており、これは参照によって本明細書に組み込まれる。
【００９３】
有利には、放電段階中（Ｔ０からＴ１）、噴射事象を開始するために、選択された燃料噴射器１２ａの両端の差動電圧が適切な放電されたレベル（Ｖ１）に低下されるように、電荷の適正量が圧電アクチュエータから除去されるまで、放電スイッチＱ２は、ＥＣＵ１４のマイクロプロセッサ（図示せず）によって発せられ得る信号の制御の下で自動的に開閉される。次いで、噴射が必要とされる所定の期間（ドウェル期間）の後、燃料噴射器１２ａは、充電スイッチＱ１を閉じることにより閉じられる。一般に、後続の充電段階中（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）、圧電アクチュエータに電荷の適正量が付加されて新規の賦勢された（すなわち充電された）差動電圧（Ｖ３）を達成するまで、充電スイッチＱ１は絶えず開閉される。したがって、充電電流および放電電流は、所望のレベルで適切に制御される。同様に、再生段階中、第１の蓄積コンデンサＣ１上の電荷が所定のレベルに達して高電圧レールの所望の電圧ＶＨＩを確立するまで、放電スイッチＱ２は周期的に開閉される。
【００９４】
図３Ａは、前述のように、単一の燃料噴射を含む一般的な噴射事象の電圧プロファイルを示し、図３Ｂは、図３Ａの電圧プロファイルに対応する駆動電流プロファイルを示す。Ｔ０からＴ１の期間にわたって、振幅変調された放電電流をＲＭＳ電流レベルＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥで噴射器を通して駆動することにより、放電段階が時間Ｔ０で開始される。放電電流は、放電段階の最後にすなわち時間Ｔ１でオフにされ、噴射器は時間Ｔ２までドウェル段階にとどまる。時間Ｔ１と時間Ｔ２の間で、噴射器は燃料を噴射する。時間Ｔ２でのアクチュエータ１１の両端の差動電圧はＶ２と呼ばれ得る。一般に、Ｖ２はＶ１と等しく、この説明の目的で、Ｖ２がＶ１と等しいものと仮定される。しかし、いくつかの実施形態では、差動電圧レベルＶ２がわずかにＶ１と異なることはあり得て、そのような実施形態も、本明細書に説明された本発明の範囲に含まれる。この場合、ステップ（ａ）の第２の差動電圧レベルはＶ１であると考えられ、ステップ（ｃ）の第２の差動電圧レベルはＶ２であると考えられる。ステップ（ｂ）における「第２の差動電圧を維持する」は、一般に「実質的に第２の差動電圧を維持する」と解釈される。時間Ｔ２では、充電電流ＩＣＨＡＲＧＥがオフにされて噴射器が差動電圧レベルＶ３（またはＶ０）で非噴射状態に戻される時間Ｔ３まで、充電段階にわたって、ＲＭＳ電流レベルＩＣＨＡＲＧＥにある振幅変調された充電電流が噴射器に供給される。
【００９５】
噴射器の実用寿命は、ほとんど非噴射状態で費やされるので、ほとんどの作動寿命は、アクチュエータの両端子間に高い差動電圧（Ｖ０、Ｖ３、Ｖ３’）を有して費やされることが理解されよう。先に論じられたように、このことは、耐久性など、噴射器の性能の程度に対して有害であり得る。
【００９６】
本発明の方法は、一定の環境では、アクチュエータの両端子間の差動電圧は、必ずしも充電段階（Ｔ２からＴ３’）の最後に初期の非噴射状態と同じ高い差動電圧レベル（Ｖ０）に戻される必要があるとは限らないと理解することにより、圧電燃料噴射器の寿命向上を改善するために、図１および図２の駆動回路によって実施されてよい。本発明のこの有利な方法を実施する方式の１つが、図４に関して説明される。
【００９７】
図４に示されるように、最初に、時間Ｔ０では、噴射器は非噴射状態にあって、アクチュエータ両端の差動電圧（第１の差動電圧レベルＶ０）は約＋２００Ｖでよい。このとき、（ｉ）コモンレール内の燃料の圧力（レール圧力）、（ｉｉ）後続の燃料噴射事象の所定のドウェル期間（Ｔｏｎ）、および（ｉｉｉ）圧電スタック温度から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータが求められてよい。一例として、燃料圧力は、ＥＣＵ１４に供給されたレール圧力センサ信号から好都合に求められ得る。Ｔｏｎは、ＥＣＵ１４に格納されたルックアップ表（または類似のもの）から選択され、かつ、回転速度および負荷の平均、またはより適切にはそれらの瞬時値など１つまたは複数のエンジンパラメータを基に、エンジンの燃料要求から決定されてよい。圧電スタック温度は、本発明者の同時係属出願の欧州特許第１８１１１６４号に詳細に説明された方法を用いて計算または推定され得るが、この方法は以下で簡単に説明される。
【００９８】
（前述のように）時間Ｔ０とＴ１の間で燃料噴射事象を開始するために、要求された量の電荷をアクチュエータから除去し（「開放放電」）、それによってアクチュエータ両端の差動電圧を燃料噴射事象に必要な比較的低電圧レベル（約−３０Ｖであり得る）に低下させるために、アクチュエータから放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥが流れる。差動電圧は−５０Ｖ程度まで低下されてよく、または、ニードルリフトの値が小さい場合には、約０Ｖなど、０Ｖと＋５０Ｖの間まで低下されてよい。いくつかの実施形態では、放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥは、（以下で説明されるように）１つまたは複数のエンジンパラメータに基づいて選択されてよい。例えば、ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥは、１つまたは複数のレール圧力（Ｐ）、圧電スタック温度および／または第１の差動電圧レベルによって求められてよい。一実施形態では、以下で説明されるように、ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥは、レール圧力、圧電スタック温度および第１の差動電圧レベルの関数として求められる。
【００９９】
放電段階の最後に、時間Ｔ１で、放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥが除去され、アクチュエータは、時間Ｔ２までドウェル段階にとどまる。時間Ｔ１と時間Ｔ２の間で、噴射器は燃料を噴射する。Ｔ０とＴ２の間の期間は、燃料噴射事象のオン時間すなわちＴｏｎと呼ばれる。
【０１００】
有益には、Ｔ０からＴ２の期間の以前に、またはその期間中に（例えば放電段階中またはドウェル段階中）、ＥＣＵ１４は、噴射事象を終結するために、どのような差動電圧レベル（第３の差動電圧レベル）にアクチュエータが充電されるべきか求めるようにプログラムされてよい。この第３の差動電圧レベル（Ｖ３）は、上記で論じられたように、１つまたは複数のルックアップ表、スケール関数、式、または類似のものを用いて、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度を含むエンジンパラメータの２つ以上を基に好都合に求められる。有利には、決定は、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の３つすべての組合せに基づくものである。例えば、噴射事象の最初に測定されたレール圧力が所定レベル（例えば５０ＭＰａ（５００バール））未満であると、ＥＣＵ１４は、充電段階（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）の最後のアクチュエータ１１の両端の比較的高い初期差動電圧を回復する必要がないと判断してよい。しかし、この判断は、迫っている後続の燃料噴射事象向けのＴｏｎの所定値および／または圧電スタック温度にも左右され得る。同様に、迫っている噴射事象向けのＴｏｎが先行の噴射事象向けのＴｏｎより短い（またはほぼ同じ）か、あるいは、迫っている噴射事象向けのそのＴｏｎが所定値（５００マイクロ秒など）未満であると、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１１が、先の賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）より低い第３の差動電圧レベルに適切に再充電され得ると判断してよい。同様に、ＥＣＵ１４が、圧電スタックの温度が所定値より高い（あるいは、圧電スタックの温度が連続した測定の間の期間にわたって上昇した）と判断すると、次いで、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１１が、先の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）より低い第３の差動電圧レベルに再充電されるべきであると判断してよい。したがって、一実施形態では、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタックの温度の各々について測定または推定された値は、好都合には、第３の差動電圧レベルが、第１の差動電圧レベルより高いものであるべきか、同じであるべきか、あるいはより低いものであるべきか、ＥＣＵ１４が判断するために、そのパラメータ向けの所定値と順番に比較される。したがって、個々には、（ａ）レール圧力が所定値より低いと、一般に、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベルを低下させるための信号がＥＣＵ１４からもたらされ、（ｂ）Ｔｏｎが所定値より短いと、一般に、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベルを低下させるための信号がＥＣＵ１４からもたらされ、また、（ｃ）圧電スタックの温度が所定値より高いと、一般に、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベルを低下させるための信号がＥＣＵ１４からもたらされる。
【０１０１】
第３の差動電圧レベルが、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の３つのパラメータのすべてに応じて求められる、より有利な実施形態では、第３の差動電圧レベルは、ＥＣＵ１４によって、それらのパラメータの値のバランスに基づいて求められてよい。いくつかの実施形態では、さらなるエンジンパラメータも測定されてその所定のパラメータ値と比較されてよく、その測定または推定されたエンジンパラメータの組合せを考慮してアクチュエータ１１の両端に必要な第３の差動電圧レベルの最終決定をもたらす。
【０１０２】
そのような方法では、燃料噴射器の圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧は、充電時間の適切な調整によって、または好都合には高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧が連続した燃料噴射事象にわたって低下するのを許容することにより、階段状に変化させるやり方で変えられてよい。ステップの量は、考えられる様々なパラメータのバランスに基づいて、求められたパラメータが所定値から異なる量に左右されるか、または第３の差動電圧を低下させるための受動的機構では、各燃料噴射事象でトップレール電圧（ＶＨＩ）が低下され得る量に左右される。したがって、いくつかの実施形態では、目標とする第３の差動電圧レベルは、複数の連続した燃料噴射事象（例えば受動的機構では図４の時間Ｔ３’に続く噴射事象によって示される）にわたって達成されてよく、あるいは、第３の差動電圧レベルは、支配的なエンジンパラメータに応じて、複数の連続した燃料噴射事象にわたって、選択的に低下されてよい。
【０１０３】
そのような実施形態では、ＥＣＵ１４は、好都合には測定または推定されたエンジンパラメータに応じて、低電圧レール（ＶＬＯ）の電圧に配慮して、高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧を制御する。このようにして、噴射器の圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧は、アクチュエータを高電圧レールの電圧へ再充電することにより変化される。高電圧レールの電圧は、（上記で論じられたエンジンパラメータに応じて）アクチュエータ両端の必要とされる第３の差動電圧レベル（Ｖ３）と低電圧（またはボトム）レールの電圧（ＶＬＯ）の和に等しくなるように適切に計算される。すなわち、アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧は、そのそれぞれの端子電圧間の差である。したがって、第３の差動電圧レベルに関して上記で論じられたように、高電圧レールの電圧（ＶＨＩ）は、好都合には、関連するエンジンパラメータ（例えばレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度）が各々所定値を上回るか下回るかということに従って階段状のやり方で、あるいは、より有利には、個々の関連するパラメータのそれぞれの絶対値に応じて線形のやり方で調整されてよい。これらの実施形態では、ＥＣＵ１４は、以下で概説されるように、２つ以上のエンジンパラメータを監視して高電圧レールの値を構成するタスクを実行してよい。
【０１０４】
この点に関して、本願と同時係属の欧州特許出願である欧州特許第１８６０３０６号は、駆動回路２０ａの一部を形成する再生スイッチ回路（図２を参照されたい）を使用することによって高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧が制御される方法を説明する。図２に関して説明されたように、駆動回路２０ａは、有利には、噴射事象の最後に起こる再生段階中、第１の蓄積コンデンサＣ１に戻される電荷を変えるようにＥＣＵ１４によって作動可能な再生スイッチＲＳＱを含む再生スイッチ回路を備える。第１の蓄積コンデンサＣ１上の電荷は、高電圧レールＶＨＩのレベルを決定する。したがって、本発明による、高電圧レールＶＨＩのレベルを調整するやり方の１つに、蓄積コンデンサＣ１を再充電するために、したがって高電圧レールＶＨＩの電圧を設定するために、再生スイッチＲＳＱが作動される時間を調整するものがある。有利な実施形態では、トップレールの再生を阻止し、それによってトップレールの電圧が階段状のやり方で低下させることを可能にするために、再生スイッチＲＳＱは、燃料噴射事象の後には有効化されない。ＥＣＵ１４は、再生スイッチＲＳＱの作動を制御し、したがって、燃料レール内の燃料圧力（レール圧力）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および圧電スタック温度から選択される２つ以上のエンジンパラメータに関連するトップレールの電圧を制御する。より適切には、この方法は、少なくともレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度に応じてトップレールの電圧を選択する（したがって間接的に第３の差動電圧レベルを選択する）。トップレールの電圧は、階段状のやり方で、すなわち関連するエンジンパラメータの各々についての所定値との比較の結果として制御され得て、あるいは、より有利には、高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧は、測定されたエンジンパラメータの各々に比例して直線的に変化されてよい。
【０１０５】
トップレール電圧を低下させる（したがって第３の差動電圧を低下させる）ための、駆動回路２０ａまたは代替回路は、上記の受動的機構より、むしろ、能動的にトップレールの電圧を低下させるように適合されてよい。
【０１０６】
上記の機構では、圧電アクチュエータ１１は、一般にトップレールのレベルに充電される。しかし、本発明の代替実施形態では、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１１の両端の第３の差動電圧を達成し、したがってトップレールの電圧を調整するのに（例えばルックアップ表またはデータマップから）トップレールで必要とされる適正電圧を求めるのではなく、ＥＣＵ１４は、その代わりに（またはそれに加えて）、圧電アクチュエータ１１へ必要な量の電荷を付加するのに必要な再充電時間を求めて、選択された第３の差動電圧レベルをもたらしてよい。これは、第３の差動電圧レベルを低下させるための能動的機構を示すと考えることができる。アクチュエータが、第１の差動電圧レベルより低い差動電圧レベルに充電されるべきであると判断された場合、短縮された期間（Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）が供給され、その結果、充電段階の最後（すなわちＴ３’での噴射の最後）では、アクチュエータ両端の差動電圧は、放電段階の開始直前（すなわちＴ０）の差動電圧より低くなる。このシステムは、開ループ充電制御方式を示し、所定の差動電圧を達成するために選択された充電時間にわたって充電電流が印加される。開ループシステムでは、電圧に基づいて充電電流が制御されるわけではないので、充電段階の最後に、第３の差動電圧レベルを補正するために、必要に応じてアクチュエータにさらなる電流パルスが印加されてよい。充電時間（Ｔ２からＴ３’）とは別に、Ｔ０での適切な放電電流（ＩＤＩＳＧＨＡＲＧＥ）の選択に関して説明されたように、ＥＣＵ１４は、１つまたは複数のエンジンパラメータに応じて充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択してもよい。
【０１０７】
それと対照的に、燃料噴射事象に先立って、関連するエンジンパラメータが変化した（例えばレール圧力が所定の閾値を上回って増加した可能性がある）と判断されるとき、アクチュエータの両端に、より高い差動電圧レベルが必要になることがある。この場合、充電段階の最後にアクチュエータ１１の両端に、より高い電圧（第１の差動電圧レベルＶ０など）を確立するように、ＥＣＵ１４の管理下で、増加された期間（例えば図３ＡのＴ２からＴ３）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）が印加されてよい。いくつかの環境では、第１の差動電圧レベル（Ｖ０）より高い差動電圧レベルにアクチュエータが再充電されてよいことが理解されよう。これは、本発明の方法が複数の燃料噴射事象に対して用いられるとき（通常のことである）特にありがちである。というのは、先行の燃料噴射事象中に第１の差動電圧レベルがかなり低下された可能性があるからである。
【０１０８】
上記で論じられた受動的機構のように、測定されたエンジンパラメータ値と所定のエンジンパラメータ値の間の比較を基に、階段状のやり方で第３の差動電圧を調整するように、圧電アクチュエータのチャージ時間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）が選択されてよく、あるいは、２つ以上のエンジンパラメータ、レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度の関数として線形のやり方で選択されてよい。線形の方法では、ＥＣＵ１４は、１つの噴射事象から次の噴射事象で、測定された（または推定された）個々のパラメータ値の相対変化を考慮に入れる。したがって、第２の噴射事象の間、レール圧力が、先の噴射事象中のレール圧力と比較して低下した場合（話を簡単にするために、関連する他のエンジンパラメータがすべて不変であると仮定する）、噴射器は、例えば充電時間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）を適切に調整することにより、充電段階の最後に噴射器両端の差動電圧がレール圧力の低下に比例して低下されるように制御される。前述のように、ＥＣＵ１４は、測定または推定された１つまたは複数のエンジンパラメータに配慮して、まず（例えばルックアップ表またはデータマップから）噴射器両端で必要とされる差動電圧を求めることにより、それ自体のメモリに保存されたデータから適切な短縮された充電時間を選択してよい。次いで、ＥＣＵ１４は、（ルックアップ表またはデータマップから）所望の差動電圧レベルをもたらす適切な充電時間を求める。
【０１０９】
圧電アクチュエータの賦勢された差動電圧レベルにおけるいかなる変化も線形のやり方で容易に制御され得るので、特に第３の差動電圧レベルを調整するための能動的機構では、第３の差動電圧レベルを選択するために線形の方法を用いることは有利であり得る。
【０１１０】
有利には、ＥＣＵ１４は、レール圧力および他のエンジンパラメータを監視して噴射器両端の差動電圧を選択し、したがってトップレールの電圧または充電時間あるいはその両方をこれらエンジンパラメータに応じて選択するタスクを実行する。単に例として、非噴射状態（Ｔ０からＴ３）における燃料噴射器の圧電アクチュエータ１１の必要な差動電圧レベルおよび必要な燃料噴射事象を開始するのに必要な差動電圧降下（Ｖ０からＶ１）は、以下のように、レール圧力の変化によってかなり影響を及ぼされることがある。噴射器が非噴射状態にあるとき、一杯のレール圧力では、一般に、アクチュエータ１１の両端子間に＋２００Ｖの差動電圧が印加されてよく、この差動電圧は、例えば−３０Ｖに低下され得て（すなわち２３０Ｖの差動電圧降下）、主噴射を開始する。しかし、最低のレール圧力では、噴射器の非噴射状態においてアクチュエータ両端子間の差動電圧が約＋１８０Ｖ以下であるとき、主噴射事象を実行することが可能であり得て、また、わずか約１８０Ｖから２００Ｖの差動電圧降下で燃料噴射事象を開始することが可能であり得る。エンジンパラメータの影響に加えて、最適の差動電圧レベルは、例えば噴射器設計および圧電アクチュエータの性質にも左右され得る。
【０１１１】
このように、本発明の利点は、アクチュエータの両端子間の最も高い差動電圧（例えば２００Ｖ以上）で圧電アクチュエータが費やす期間が短縮されることであり、したがって、アクチュエータが作動中に受けるストレスが低下される。消勢燃料噴射器は、使用する時間の大部分にわたって非噴射状態（したがって既知の作動方式では最も高い差動電圧レベル）にあるので、非噴射状態におけるアクチュエータの差動電圧を低下させることにより、アクチュエータの期待される作動寿命がかなり改善され得る。
【０１１２】
その上、エンジンのアイドル期間中など燃料の要求が少ないとき、エンジンを低速回転に保つのに噴射燃料は小量しか必要でないことを理解されたい。小量の燃料を噴射するのに燃料噴射器が大幅に開く必要はなく、したがって、圧電アクチュエータから小量の電荷を除去するだけでよい。圧電アクチュエータ両端の差動電圧が比較的低い（１００Ｖなど）ときなど、アクチュエータが最初に有する電荷が比較的小量のときでさえ、アクチュエータからこの小量の電荷を除去することは可能である。このように、レール圧力が比較的低いとき、燃料噴射には小さなバルブニードルリフトしか必要でなく、したがって、通常は、圧電アクチュエータ上の絶対電荷レベルは噴射器の作動に対して決定的ではない。これらの環境では、圧電アクチュエータは、賦勢されたより低い差動電圧に容易に再充電され得て、次に、噴射器性能を損なうことなく比較的小さい開放放電によって放電され得る。
【０１１３】
一実施形態では、ＥＣＵ１４は、線形のやり方で、少なくともレール圧力およびＴｏｎに応じてアクチュエータの第３の差動電圧レベルを求める。例えば、ＥＣＵ１４は、レール圧力およびＴｏｎに関する所定のデータマップを用いて、燃料噴射事象の最後にアクチュエータを再充電する適切な第３の差動電圧レベルを選択してよい。あるいは、ルックアップ表、式またはスケール関数がＥＣＵ１４に格納されて、低電圧レール（ＶＬＯ）の電圧に配慮して高電圧レール（ＶＨＩ）の適切な所望の電圧レベルを求めるのに用いられてよい。有利には、圧電スタック温度も測定され（または推定され）、第３の差動電圧レベルは、その値にも配慮して求められる。一実施形態では、第３の差動電圧レベル向けの第１の値を得るのにレール圧力およびＴｏｎのデータマップが用いられる。別の実施形態では、差動電圧レベル向けの第１の値を求めた後に、第１の値に対して圧電スタック温度に基づくスケール関数が適用されて、所望の第３の差動電圧レベルすなわち高電圧レールの所望の電圧に相当する第２の値を得る。レール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度（または他の関連するエンジンパラメータ）を基に３つの別個のスケール関数に基づいて、あるいは対象の３つのエンジンパラメータに関係するデータマップまたはルックアップ表の任意の他の組合せを用いて、第３の差動電圧レベルがもう１つの選択肢として求められてよいことが理解されよう。
【０１１４】
前述の方法は、開ループ充電制御方式を利用して第３の差動電圧を達成するものである。別の実施形態では、閉ループ充電制御方式が用いられてよく、それによって、例えば、充電レベルを求めるためにアクチュエータ両端の電圧を監視することにより、充電段階（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）の間、アクチュエータ上の電荷が繰り返し測定される（すなわち、Ｑ＝Ｃ×Ｖを用いる。ここでＱ＝電荷、Ｃ＝静電容量、Ｖ＝電圧である）。そのような実施形態では、所望の充電（選択された第３の差動電圧レベルに対応する）が達成されるときまで、アクチュエータに充電電流が印加される。
【０１１５】
別の変形形態では、閉ループ電圧制御方式が用いられてよく、それによって、充電段階中、電圧が測定され、選択された第３の差動電圧レベルがアクチュエータの両端で達成されたと判断されたとき充電電流が終了される。
【０１１６】
圧電アクチュエータの第３の差動電圧レベル（Ｖ３）を計算するかまたは必要な第３の差動電圧レベルをもたらす駆動回路の必要なトップレール電圧（ＶＨＩ）を計算するために採用され得るステップを示す制御流れ図が、図５に示される。この実施形態では、燃料噴射器内の圧電アクチュエータ両端の目標の第３の差動電圧レベルを生成するのに必要とされる目標のトップレール電圧３００（ＶＨＩ）を求めるためにＥＣＵが使用される。しかし、先に論じられたように、別の実施形態では、第３の差動電圧は、アクチュエータ１１が完全にはトップレール電圧に充電されないように充電時間を選択することにより、例えば電圧３００より低く制御されてよい。
【０１１７】
制御流れ図は、２つの相互に作用するサブモデルを含み、第１のサブモデル１００は、Ｔｏｎ対レール圧力（Ｐ）に関する３次元データマップ１１０を生成するものであり、第２のサブモデル２００は、トップレール電圧が圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）に従って調整されることを可能するスケールファクタ２１０を生成するものである。目標のトップレール電圧（ＶＨＩ）３００は、データマップ１１０の出力と第２のサブモデル２００から得られた圧電スタック温度に基づくスケールファクタ調整の積である。
【０１１８】
第１のサブモデル１００では、データマップ１１０は、Ｘ軸に沿ったレール圧力値１１１のスケール（例えば０から２００ＭＰａ（２０００バール））とＹ軸に沿ったＴｏｎ値１１２のスケール（例えば０から２０００ミリ秒）によって規定される。目標のトップレール電圧ＶＨＩ（これは特定の燃料噴射事象向けに、圧電アクチュエータを第３の差動電圧レベルＶ３に充電するために用いられることになる）を求めるために、測定されたレール圧力（Ｐ）１１１ａおよび次の燃料噴射事象向けに計算されたＴｏｎ １１２ａがデータマップ１１０に与えられ、ｚ軸は、それら２つの値に応じて目標のトップレール電圧ＶＨＩを与える。
【０１１９】
好都合には、レール圧力１１１ａは、エンジンのコモンレール内の燃料圧力を測定するように配置された圧力センサを使用して求められるが、任意の適当な手段が用いられてよい。次の燃料噴射事象のＴｏｎ（すなわち燃料噴射事象の燃料を噴射する段階の長さ）は、例えばＥＣＵ１４によって、既知のやり方で、エンジン要求を基に（例えば回転速度および負荷に従って）計算され得る。
【０１２０】
第１のサブモデルから得られた目標のトップレール電圧の値は、好都合には圧電スタック温度のデフォルト値（ＴｅｍｐＤＥＦＡＵＬＴ）に基づくものであり、この温度は、使用しているアクチュエータ１１の圧電スタックの定常状態の温度と同等のものまたは近似でよい。いくつかの実施形態（圧電アクチュエータの第３の差動電圧レベルがレール圧力およびＴｏｎのみに応じて選択されており、したがって、アクチュエータ１１が圧電スタック温度のデフォルト値にあると仮定される）では、次にサブモデル１１０の出力（すなわちｚ軸の読み取り値）が目標のトップレール電圧（ＶＨＩ）として取得される。
【０１２１】
第２のサブモデル２００の有利な機能は、圧電アクチュエータが望ましくない高温で高い差動電圧レベルにさらされる時間の長さを制限することである。すなわち、圧電アクチュエータのストレスが高温で増加した恐れがあるので、その高温での圧電スタック両端の賦勢された差動電圧を低下させることによって、圧電アクチュエータの寿命が延長され得る。
【０１２２】
第２のサブモデル２００では、圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）２１１の推定（または測定）は、任意の適切な手段を用いて取得される。例えば、現実的であるなら、温度センサによって圧電スタック温度が直接測定されてよい。あるいは、圧電スタック温度は、例えば本出願人に譲渡された欧州特許である欧州特許第１８１１１６４号に説明された方法を用いて計算によって推定されてよく、その全体が本明細書に組み込まれ、本発明の範囲内にある。
【０１２３】
欧州特許第１８１１１６４号に説明された方法は、定常状態のスタック温度を求めるために用いられてよく（すなわちエンジンパラメータが特定の作動条件下で等化されたときに）、また、スタックの動的温度を求めるためにも用いられてよい（すなわちエンジン動作パラメータが一定でないときに）。圧電スタックの動的温度を推定するのに、圧電スタックの推定された定常状態温度が用いられてよい。あるいは、この方法は、最初に定常状態の温度を計算するのでなく、圧電スタックの動的温度を直接推定するステップを含んでよい。
【０１２４】
圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）を求めてから、求められた値が、圧電アクチュエータの寿命および／または耐久性に対する温度の影響に関する所定のデータと比較される。測定または推定された圧電スタック温度２１１には、例えばアクチュエータの寿命またはアクチュエータが受ける相対的ストレスに対する温度の影響を反映したゲイン係数２１０が掛けられる。測定または推定された温度２１２とゲイン係数２１０の積にスケールオフセット２１２が加算されて数値因子を生成し、これによって、データマップ１１０から得られた、求められた圧電スタック両端の賦勢された差動電圧が、スタック温度に応じて調整されることになる。（ｉ）スケールオフセット２１２と、（ｉｉ）圧電スタック温度２１１とゲイン２１０の積との、和が、圧電スタック温度と目標の差動電圧レベルの間の線形の関係を出力する。しかし、この値は、温度２１１と圧電アクチュエータのストレスまたは寿命に対する悪影響の間の非線形性の部分に対処し、かつ結果として生じるいかなる目標トップレール電圧も許容限度内に確実に保たれるようにするために、飽和関数２１３を用いて適切に緩和される。例えば、圧電スタックが許容できる（または望ましい）作動温度の範囲内（例えば１０℃と１００℃の間など１００℃以下の温度）であるとき、データマップ１１０から得られた目標のトップレール電圧がそれ以上変化されないように、サブモデル２００（すなわち、スケールファクタすなわちゲイン２１０とスケールオフセット２１２の和）は、（飽和関数２１３によって）１に較正され得る。それと対照的に、測定された圧電スタック温度が望ましいレベルを上回る（例えば１００℃を上回る）と判断されたときには、エンジン性能に対するいかなる悪影響も防ぐためには目標のトップレール電圧３００のそれ以上の低下が許容され得ないポイントである飽和関数２１３の下限に達するまで目標のトップレール電圧（および第３の差動電圧レベル）が低下されるように、スケールファクタすなわちゲイン２１０とスケールオフセット２１２の和は１未満でよい。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、トップレール電圧、ＶＨＩは、レール圧力および圧電スタック温度を基に求められてよい。この場合、図５に示されたモデルは、目標のトップレール電圧対レール圧力および圧電スタック温度に関するデータマップを含むように調整されてよい。次いで、Ｔｏｎなど別のエンジンパラメータに従って目標のトップレール電圧３００を調整するために、線形スケールファクタを含む第２のサブモデルが用いられてよい。あるいは、測定または推定された圧電スタック温度は、第２のデータマップ中で第１のデータマップ１１０の出力と組み合わせて用いられてよく、目標の第３の差動電圧レベル（Ｖ３）または高いレール電圧（ＶＨＩ）を導出する。
【０１２６】
したがって、図５に関して説明された本発明の実施形態は、本発明の方法がどのように実行され得るか限定することのない一例であることを理解されたい。前述のように、目標のトップレール電圧３００は、例えば２つの別個のデータマップを用いて、１つまたは複数の任意の適当な数学的方法で計算されてよい。しかし、本発明の方法が最小限の費用を実施することができること、および目標のトップレール電圧を迅速に計算することができて車両エンジンの作動中に（必要に応じて）頻繁な調整が可能になることは有利であり得る。（本発明の方法を実行するために適切に使用される）ＥＣＵ１４において、メモリ容量の増加は経済的コストを意味し、また、機能の複雑さおよび格納されたデータの量が、処理時間／処理速度に悪影響を及ぼす恐れがある。線形スケールファクタ（例えばサブモデル２００で図示されたもの）と比べて、データマップ（例えばデータマップ１１０）は比較的大量の記憶容量（メモリ）を必要とすることがあり、また、マップ中のデータの補間は比較的大きな処理時間を必要とすることがある。したがって、図５に示されたものなどいくつかの実施形態では、圧電スタック温度の次元はデータマップ１１０に対する追加のデータマップに含まれ得て、線形補正またはスケールファクタへ分離されており、これによって、ＥＣＵ１４内で実施するのに必要なメモリおよび処理時間がかなり低減される。いくつかの実施形態では、データマップ１１０の必要性を回避するように、トップレール電圧のデフォルト値に基づく２つ以上の線形補正（スケールファクタ）を基に目標のトップレール電圧を計算することが可能であり得る。
【０１２７】
目標のトップレール電圧（すなわち第３の差動電圧レベル）が噴射事象の充電段階の開始（例えばポイントＴ２）前に求められていれば、燃料噴射事象の前に、または燃料噴射事象中に目標のトップレール電圧が計算され得る。燃料噴射段階（Ｔ０からＴ２）の最後に、関連するエンジンパラメータ（例えばレール圧力、Ｔｏｎおよび圧電スタック温度）に応じて圧電アクチュエータ１１の目標の第３の差動電圧レベルを求めてから、次いで、アクチュエータ１１を、その電圧レベルに再充電し始める必要がある（すなわちＴ２からＴ３の間中）。
【０１２８】
また、燃料噴射段階の所望の最後で、エンジンのシリンダ内への燃料噴射が、適切な動特性または噴射器閉鎖プロファイルで迅速に停止されることも重要である。この点に関して、燃料噴射段階のＴ２での最後は、（消勢噴射器内で）アクチュエータ１１の圧電スタック９上の電荷（またはアクチュエータの両端子間の電圧）の増加に応じて圧電スタック９を伸張させることによって制御される。
【０１２９】
圧電スタック９の伸張速度に影響を及ぼすファクタの１つに、アクチュエータ１１に供給される充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）の大きさがある。この充電電流は、消勢噴射器内の燃料噴射器が閉じる原因となるので「閉鎖電流」とも呼ばれてよい。充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）は、例えば、燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）の意図された閉鎖プロファイルに従って、エンジンのＥＣＵ１４によって既知のやり方で適切に求められる。充電電流も、アクチュエータ１１の圧電材料の圧電の特徴／特性に従って選択されてよい。本発明の一実施形態では、ＥＣＵ１４は、充電電流のデフォルト値（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）を設定し、Ｔ２で、この電流による初期速度で、影響を及ぼすいかなる追加のファクタもなくアクチュエータ１１が再充電される。圧電スタックを充電するこの初期速度は、燃料噴射事象の一次閉鎖電流を示すと考えられてよい。いくつかの実施形態では、アクチュエータ両端の差動電圧が目標の第３の差動電圧レベルに近づくのにつれて、圧電アクチュエータ１１が再充電される速度を低下させるのが望ましい。これらの実施形態では、ＥＣＵ１４は、一次閉鎖電流より小さい二次閉鎖電流を印加してよい。Ｔ０とＴ１の間の放電電流に対して類似の電流制御機構が考えられ得る。
【０１３０】
上記のことに関して、図６は、本発明の別の実施形態に従って燃料噴射事象を制御する代替方法を示す。この作動サイクルでは、放電段階（Ｔ０からＴ１）および充電段階（Ｔ２からＴ３）は、それぞれ一次段階および二次段階を含む。一次段階および二次段階は、それぞれの放電段階および充電段階の期間および／または放電段階および充電段階の電気的特性によって特徴づけられ得る。図６の実施形態では、放電段階（Ｔ０からＴ１）は、Ｔ０からＴ０．５の一次放電段階（この間、アクチュエータから流れる放電電流は、第1の、ほぼ一定の電流レベル（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）である）、およびＴ０．５からＴ１の二次放電段階（この間、放電電流は、第２の、低下されたほぼ一定の電流レベルＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｓである）を含む。同様に、充電段階（Ｔ２からＴ３）は、アクチュエータに流れる充電電流が第１の電流レベル（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）にある一次充電段階（Ｔ２からＴ２．５）、および充電電流が低下されたＲＭＳレベルＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓにある二次充電段階（Ｔ２．５からＴ３）を含む。図示の実施形態では、放電段階および充電段階の二次段階は、各々が、最終的に放電段階および充電段階の合計時間の約５０％をそれぞれ含む。しかし、二次放電段階は、例えば少なくとも９５％、少なくとも９０％、少なくとも８０％、７０％、６０％、または少なくとも５０％である、放電段階の合計期間の１００％未満の任意の割合を含んでよいことが理解されよう。いくつかの実施形態では、二次放電段階は、４０％、３０％、２０％または１０％までなど、放電段階の合計時間の５０％以下を含む。いくつかの燃料噴射事象では、二次放電段階が放電段階の大部分（例えば５０％から９５％）を含むことは有利である。
【０１３１】
これらの実施形態の利点は、圧電スタックからの電荷の急速な除去に対するアクチュエータの物理的応答（すなわち圧電スタックの収縮）が、放電段階の終わりに向かって厳しさが緩和されて行くことである。このようにして、比較的大きな放電電流が急速に切られたとき（収縮速度の急速な変化が生じる）圧電アクチュエータによって経験される大きな物理的ストレスが低下され得る。いくつかの燃料噴射器では、理論に拘束されることなく、圧電アクチュエータが、相対的に収縮されるときより伸張下で物理的に強いように計画されてよい。したがって、収縮期間の最後に圧電アクチュエータに及ぼされる外力は、圧電アクチュエータを損傷する恐れがより大きい。したがって、一次段階および二次段階を含む放電段階を適用することは有利であり得て、二次放電段階中の放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）は、一次放電段階中の放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）より小さい。
【０１３２】
例えばわずかな燃料噴射しか必要でないいくつかの燃料噴射事象（例えば低いレール圧力でのもの）または高いレール圧力での予備噴射については、放電段階は、一次放電電流のみを含むものでよい。小量の電荷だけが圧電スタックから除去され（開放放電）、したがって圧電アクチュエータによって経験されるストレスが相対的に低いので、この方法は、そのような小さい燃料噴射事象に適し得る。概して、燃料噴射事象のＴｏｎが短くなると、二次放電段階で構成される放電段階の割合が小さくなる。
【０１３３】
同様に、いくつかの実施形態では、充電段階（Ｔ２からＴ３）は、電流がＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐの一次放電段階（Ｔ２からＴ２．５）、および電流がＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓの二次充電段階（Ｔ２．５からＴ３）を含んでよい。二次充電段階は、上記の放電段階に関して説明されたように、充電段階全体の任意の割合を含んでよい。また、放電段階と同様に、有利な二次充電段階がある場合、二次充電段階中の充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）は、一次充電段階中の充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）より小さい。一般に、二次充電段階の存在有無、継続時間および電流レベルは、二次放電段階の存在有無、継続時間および電流レベルと無関係に選択される。
【０１３４】
いくつかの燃料噴射事象では、放電段階および充電段階は、どちらも一次段階および二次段階を有し、各二次段階は、それぞれの一次段階よりも電流が小さいことによって特徴づけられる。本発明の有利な方法では、放電段階は一次段階および二次段階を有し、同一の燃料噴射事象の充電段階は一次段階のみを有する。
【０１３５】
放電電流を調整するために、ＥＣＵは、必要な期間（Ｔｏｎ）にわたって必要な量だけ燃料噴射器を開くのに必要な開放放電の量を最初に求めてよく、エンジンの燃料要求に対処する。一般に、ＥＣＵは、必要な量だけ燃料噴射器を開くのに必要とされる開放放電（すなわち圧電スタックからの電荷除去）の量も求める。次いで、ＥＣＵは、ＲＭＳ放電電流値を設定してよく、噴射事象の期間（Ｔｏｎ）にわたって必要な開放放電に対処する。一般に、ＲＭＳ放電電流（および充電電流）は、上側および下側の閾値電流レベルを設定することにより制御され、放電段階中に放電スイッチＱ２は（または充電段階中に充電スイッチＱ１は）、認知されたやり方で、それらの放電閾値に左右される頻度で開閉される。これは放電電流および充電電流の振幅変調として知られている。例えば、燃料噴射事象が一次放電段階および二次放電段階を含むとき、各段階が別々の閾値電流レベルの設定を有し、放電スイッチＱ２はそれに従って作動される。
【０１３６】
それぞれの一次段階より電流レベルの低い二次放電段階および／または二次充電段階を任意選択で含むにもかかわらず、また、長さの急速な変化に関連する圧電アクチュエータに対する損傷の危険性の増加にもかかわらず、放電段階および充電段階がポイントＴ０およびＴ２で鋭い開始をそれぞれ有し、その結果、アクチュエータが、燃料噴射事象を開始するかまたは終結する信号に迅速に応答することは一般に望ましいことを理解されたい。
【０１３７】
トップレール電圧が一定に保たれる、普通の従来技術の燃料噴射装置では、一般に、開放電流および閉鎖電流が前もって求められてＥＣＵに格納される。このようにして、速度および量が既知の燃料噴射が達成され得るように、一般に、各主燃料噴射事象が同一のプロファイル（例えば噴射器開閉の速度および距離に関して）を有するように意図される。しかし、本発明は、圧電噴射器の従来技術のこの作動方式が、あらゆるエンジン状態で、また、一様でない賦勢された差動電圧レベル下でも、圧電アクチュエータの両端に同一の燃料噴射のプロファイル／パターンを達成するわけではないことを認識する。
【０１３８】
この点に関して、圧電スタックの長さの変化速度（したがって圧電燃料噴射器の開閉プロファイル）は、開閉電流の大きさに加えて１つまたは複数の可変エンジンパラメータによって影響を及ぼされ得る。本発明によれば、考慮され得る可変エンジンパラメータは、レール圧力、アクチュエータ１１に印加されるトップレール電圧（ＶＨＩ）、および／または圧電スタック温度から選択される。別の実施形態によれば、考慮され得る可変エンジンパラメータは、レール圧力、アクチュエータ１１の賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）、および／または圧電スタック温度から選択される。
【０１３９】
したがって、本発明によれば、充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）は、レール圧力、トップレール電圧（ＶＨＩ）および圧電スタック温度の１つまたは複数のものに応じて計算されてよい。有利な実施形態では、ＥＣＵ１４は、選択された１つまたは複数のエンジンパラメータに応じてデフォルト電流を調整することにより、デフォルト充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）から充電電流を計算し、支配的なエンジン状態に関して１つまたは複数の補償を含む目標充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を得る。特に有利な実施形態では、目標充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）は、レール圧力、トップレール電圧（ＶＨＩ）および圧電スタック温度の既存の値（または最近時に測定／推定された値）向けにデフォルト充電電流を補償することにより計算される。デフォルト充電電流は、一例として、理想的エンジンパラメータまたは平均的エンジンパラメータに従ってエンジンのテスト中に求められてよい。このデフォルト充電電流は、例えば、支配的なエンジン状態にかかわらず所定の充電電流が適用される従来型の作動方式で印加されるはずの充電電流でよい。
【０１４０】
図３および図４をもう一度参照すると、Ｔ３では、圧電アクチュエータ１１がその第３の差動電圧レベル（Ｖ３、Ｖ３’）に再充電されており、その後はどのポイントでも、放電段階は、後続のＴ０で次の燃料噴射事象の起動を開始されてよい。
【０１４１】
（消勢噴射器では）上記で論じられた閉鎖電流（すなわち充電電流）と同様に、燃料噴射事象を開始するためにＴ０で圧電スタックから除去される放電電流（すなわち開放電流）ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥのレベルは、圧電スタックの収縮速度を制御することにより、燃料噴射器の開放プロファイルを制御するのに重要なファクタである。したがって、ＥＣＵ１４は、意図された燃料噴射量に応じて（回転速度および負荷に応じるなど）異なる放電電流を開始するようにプログラムされてよい。したがって本発明の一実施形態では、ＥＣＵ１４は、放電電流のデフォルト値（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）を設定し、アクチュエータ１１は、Ｔ０で、関連するエンジンパラメータに関連する影響ファクタに対するいかなる補償もなしにこの電流による速度で放電される。
【０１４２】
しかし、前述のように、本発明は、所定のデフォルト放電電流に対する圧電アクチュエータ１１の応答が、１つまたは複数の可変エンジンパラメータによって影響を及ぼされ得ることを認識する。一例として、本発明の方法によって達成された圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧における有益な低下は、いくつかの実施形態では、圧電アクチュエータを再充電するのに使用される駆動回路のトップレール電圧（ＶＨＩ）が、ある燃料噴射事象から別の事象へ変化してよいことを意味し得る。圧電アクチュエータ１１が、放電電流（例えばデフォルト放電電流ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）の特定の大きさに対して、アクチュエータ両端のＴ０での差動電圧に左右されて各様に応答することがあるので、一実施形態では、本発明は、圧電アクチュエータ１１の両端の充電された状態での差動電圧（すなわちＶ３および／またはＶ０）に応じて、有利に放電電流を求める。適切には、放電電流は、Ｔ０での放電事象の直前のアクチュエータ１１両端の差動電圧（すなわち差動電圧Ｖ０）に応じて求められる。いくつかの実施形態では、圧電アクチュエータ１１がトップレールの電圧に再充電されるという前提があり、かつ低いレール電圧（ＶＬＯ）が既知であるので、放電電流は、駆動回路２０ａのトップレール電圧（ＶＨＩ）に応じて選択されてよいことが理解されよう。
【０１４３】
他の可変エンジンパラメータ（具体的にはレール圧力および圧電スタック温度である）も、特定の（例えばデフォルトの）放電電流に対する圧電アクチュエータの応答に影響を及ぼすことがある。この点に関して、圧電スタックの温度が、特定の差動電圧レベルで圧電アクチュエータ上に蓄積される電荷の量に影響を及ぼすことがある。
【０１４４】
したがって、本発明は、レール圧力、アクチュエータ１１の両端の差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の１つまたは複数のものに応じて放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を有利に計算して、支配的なエンジン状態向けに補償された目標放電電流を得る。より有利には、目標放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）は、レール圧力、アクチュエータ１１の両端の差動電圧レベル（Ｖ０またはＶ３）および圧電スタック温度を含む既存の（または最近時に測定／推定された）パラメータに対してデフォルト放電電流を補償することにより計算される。この放電電流は、消勢噴射器内の燃料噴射器が開く原因となるので、開放電流とも呼ばれてよい。適切には、放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）は、Ｔ０以前の任意のポイントで、次の燃料噴射事象向けにＥＣＵ１４によって計算される。放電電流は、Ｔ３からＴ０の段階中に好都合に計算され、この期間中に、アクチュエータの賦勢された差動電圧レベルの正確な値が知られ得る。
【０１４５】
前述のように、放電段階の最後に圧電スタックの収縮速度にそのような鋭い変化がないように、したがって、圧電アクチュエータによって経験される物理的ストレスが低下され得るように、放電段階（Ｔ０からＴ１）の終了以前に圧電アクチュエータの放電速度を低下させることも有益であり得る。したがって、本発明は、前述のように、所定期間（Ｔ０からＴ０．５）にわたって第１の大きさの一次放電電流を印加し、それに続いて、所定期間（Ｔ０．５からＴ１）にわたって低下された大きさの二次放電電流を印加するステップを含んでよい。
【０１４６】
圧電アクチュエータ両端に必要な所定の電圧降下が達成されるまで放電電流（または開放電流）が印加されて、圧電アクチュエータ１１の所望の第２の差動電圧レベル（Ｖ１）を達成する。燃料噴射事象を達成し維持するために、第１のレベル（Ｖ０）から第２のレベルＶ１／Ｖ２（すなわちＴ０とＴ２の間）へ差動電圧を変化させることによって圧電アクチュエータ１１から除去された電荷の量は、燃料噴射器を開くために圧電スタックから除去された電荷の量であるので、好都合には「開放放電」と称されてよい。第２の差動電圧レベルでの圧電スタックの長さは、燃料を噴射するために圧電燃料噴射器が開く程度に影響を及ぼし、また、燃料圧力と相まって、噴射器のドウェル期間（Ｔ１からＴ２）にエンジンの関連するシリンダに噴射され得る燃料の量および速度に影響を及ぼす。
【０１４７】
一実施形態では、圧電アクチュエータ１１は、Ｔ１で所定の第２の（低い）差動電圧レベルへ放電されてよい。このようにして、圧電アクチュエータ１１の放電された電圧レベルは、アクチュエータの充電された電圧レベルと無関係に求められる。
【０１４８】
別の実施形態では、いくつかの従来技術の燃料噴射装置で一般的なように、本発明の方法は、圧電アクチュエータ１１の第１の差動電圧レベルに関係なく所定の差動電圧降下（例えば２５０Ｖ）によって圧電アクチュエータ１１を放電させるように作動する。所定の電圧降下は、既知のやり方で、エンジン要求に基づいて選択されてよい。例えば、主噴射事象向けには、所定の電圧降下は２５０Ｖでよく、一方、エンジンがアイドルにあるときか、または予備噴射を引き起こすときには、所定の電圧降下は５０Ｖと低いものでよい。
【０１４９】
しかし、充電された状態で圧電アクチュエータ両端に可変の高い差動電圧を有することのさらにもう１つの結果には、アクチュエータ１１両端の所定の電圧降下（例えば燃料噴射器を開くためのもの）に対して、アクチュエータが可変の低い差動電圧レベル（すなわち第２の差動電圧レベル）に放電されることがある。一例として、主燃料噴射事象を開始するために２００Ｖのデフォルト放電電圧降下が実施されると、＋２００Ｖの予備放電電圧では、アクチュエータが０Ｖに放電されることになり、例えば、アクチュエータ両端の予備放電電圧が１７０Ｖの低下されたレベルにあると、差動電圧における同じ変化が、より低い第２の差動電圧レベル−３０Ｖをもたらすことになる。
【０１５０】
本発明は、燃料噴射器の開閉プロファイル（圧電スタックの収縮／伸張の長さおよび速度の両方に左右される）が、圧電スタック両端の充電状態および放電状態における絶対差動電圧レベル（アクチュエータ１１の賦勢された状態と消勢された状態間の差動電圧における変化を含む）、およびアクチュエータが充電または放電される速度（すなわち充電電流または放電電流）の両方に左右され得ることを認識する。したがって、圧電アクチュエータの充電された差動電圧レベル（すなわち第３の差動電圧レベル）を変化させることにより、関連する燃料噴射器の開放プロファイルも、Ｔ０で後続の燃料噴射事象を開始するために用いられる任意の所定（デフォルト）の差動電圧降下およびデフォルト放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）向けに変化し得る。したがって、圧電アクチュエータ両端の賦勢された差動電圧レベルにおける前述の変化は、様々な燃料噴射プロファイルをもたらし得て、その結果として、様々なエンジンの状況下で様々な量の燃料噴射およびエンジンの燃料要求と正確に一致しない誤動作をもたらし得る。
【０１５１】
この問題に対処するために、本発明の方法は、適切には、１つまたは複数のエンジンパラメータ次第で、開放放電を必要に応じて修正する開放放電補償をさらに含んでよい。レール圧力、充電されたアクチュエータ１１の両端の差動電圧レベル（すなわち第１の差動電圧レベルまたは第３の差動電圧レベル）、および圧電スタック温度から１つまたは複数のエンジンパラメータが適切に選択される。一実施形態では、レール圧力、アクチュエータ１１の両端の充電された差動電圧レベル（Ｖ０）、および圧電スタック温度の１つまたは複数のものに応じて開放放電が計算される。前述の補償に関して、開放放電補償は、例えばエンジンのテスト／セットアップ中に前もって求められ得るデフォルト開放放電のレベルから計算されてよい。デフォルト開放放電のレベルは、ルックアップ表、データマップまたは他の関数などからエンジンの燃料要求レベルに応じて選択されてよく、また、所定の第１の差動電圧レベルに基づいて選択されてよい。一般に、第１の差動電圧レベルは、ＥＣＵ１４によって知られるかまたは測定され得る。第１の差動電圧レベルが、一連の複数の燃料噴射事象において第３の差動電圧レベルに相当することは、もちろん理解されよう。
【０１５２】
有利には、本発明は、（ｉ）燃料噴射事象を開始するために、Ｔ０で圧電スタックを放電させる速度になる開放電流を選択するための開放電流補償、（ｉｉ）燃料噴射事象を終結するために、Ｔ２で圧電スタックを充電する速度になる閉鎖電流を選択するための閉鎖電流補償、および（ｉｉｉ）燃料噴射事象が行われているとき（すなわちＴ０からＴ２の間）、圧電スタックから除去される電荷量を選択するための開放放電補償のうち少なくとも１つを適用するステップを含む。このようにして、燃料噴射器によって噴射される燃料の速度および量を含む燃料噴射事象のプロファイルは、１つまたは複数のエンジンパラメータに応じて調整され得る。より有利な実施形態では、本発明は、開放電流補償、閉鎖電流補償、および開放放電補償の３つをすべて適用するステップを含んでよい。この有利な実施形態がどのように実施され得るかということの限定的でない例が、図７を参照しながら以下で説明される。
【０１５３】
図７は、（Ａ）開放電流補償４００、（Ｂ）閉鎖電流補償５００、および（Ｃ）燃料噴射器内の開放放電補償６００を計算するために採用され得るステップを示す制御流れ図である。これらの補償（４００、５００および６００）の各々は、開放電流、閉鎖電流および開放放電の所定のデフォルト値に対して好都合に適用されて、それぞれ開放電流、閉鎖電流および開放放電についての目標レベルを得る。
【０１５４】
開放電流補償４００を計算するために、まず、測定または推定のいずれかによって、エンジン内のレール圧力レベル４１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０が求められる。有利には、レール圧力４１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０の各々は、補償が計算される事象の直前の燃料噴射事象中など、次の燃料噴射事象の直前に求められる。そのような最近の測定または推定を使用することが不可能なときには、各パラメータに対して最近時に求められたものが使用されてよい。この目的のために、エンジンパラメータの比較的最近の値を格納するためにＥＣＵ１４のメモリが使用され得る。
【０１５５】
求められたレール圧力４１０は、飽和曲線４１１と比較される。この飽和曲線は、圧電スタックが開放電流の変化に感応しない範囲にレール圧力４１０があると判断されたときに、開放電流補償４００のレール圧力要素を０に設定するのに用いられ得る。一例として、一実施形態では、燃料圧力が８０ＭＰａ（８００バール）未満であるとき圧電スタックが開放電流の変化に感応するのに対して、８０ＭＰａ（８００バール）を上回る燃料圧力では、開放電流の変化は、圧電アクチュエータ１１の応答に影響を及ぼさない。
【０１５６】
同様に、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）について求められた諸値および圧電スタック温度４３０は、いかなる開放電流補償も無効にするために、それぞれ飽和曲線４２１および４３１と比較されるが、ここでは賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度は、開放電流の変化に圧電アクチュエータ１１が感応しないレベルにある。
【０１５７】
４１２では、所定のデフォルト開放電流での圧電アクチュエータ１１の応答に対する求められたレール圧力４１０の影響に比例したゲイン（または調整）を計算するために、求められたレール圧力４１０の値が所定の線形スケール関数に引用される。例えば、圧電アクチュエータ１１が、所定のデフォルト条件下より開放電流の変化に対して敏感に反応するレベルに燃料圧力４１０があると判断されたとき、燃料圧力ゲインは１未満であり、また、反対の条件下では、ゲインは１を上回る。このようにして、開放電流に感応しづらくなる燃料圧に圧電アクチュエータ１１がさらされるとき、デフォルト開放放電（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）に対して目標開放電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）が増加され、その逆の場合も同様である。
【０１５８】
同様に、４２２および４３２では、所定のデフォルト開放電流での圧電アクチュエータ１１の応答に対する求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０の影響に比例する両ゲインをそれぞれ計算するために、求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）４２０および圧電スタック温度４３０が、それぞれ賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の所定の両線形スケール関数と比較される。
【０１５９】
４５０では、個々のゲイン値と定数４４０を加算することにより、結合されたゲインすなわちスケールファクタ（すなわち個々のゲイン４１２、４２２および４３２のバランス）が計算される。目標開放電流に３つのエンジンパラメータを関連づける正確な４次元表面を生成するのに定数４４０が必要である。
【０１６０】
次いで、トータルゲイン４５０は、目標開放電流が圧電アクチュエータ１１の作動に関する許容レベル内に確実に維持されるように機能する別の飽和曲線４５１と比較される。したがって、一例として、デフォルト開放電流がｘアンペアであり、しかし２ｘアンペアを超えるまたは０．５ｘアンペア未満の開放電流が圧電アクチュエータの作動に悪影響を及ぼし受け入れがたいものであるとあらかじめ判断されている場合には、次いで、いかなる結合されたゲイン４５０の値も、飽和曲線４５１によって、許容できる０．５から２．０の範囲内に緩和されることになる。
【０１６１】
目標開放電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を計算するように、デフォルト開放電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）に対して、飽和曲線４５１によって緩和されている可能性がある結合されたゲイン４５０が適用される。図示された実施形態では、開放電流は、一次デフォルト開放電流４６０（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｐ）および二次デフォルト開放電流４７０（ＩＤＩＳＣＮＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｓ）を含むが、これらは同一かまたは異なってよい。デフォルト値に同一のスケールファクタすなわちゲイン４５１を掛けることによって、最終的に一次目標開放電流４６１（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）および二次目標開放電流４７１（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）が計算される。方式６００に従って開放放電補償を計算するために、開放電流４８０における変化率または比例した変化が用いられる。
【０１６２】
（上記と同様に）閉鎖電流補償５００を計算するために、エンジン内のレール圧力レベル５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０が、測定または推定のいずれかによって求められる。開放電流補償も計算されることになっている場合、レール圧力５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０の値が、対応する値４１０、４２０および４３０と同一であることに留意されたい。
【０１６３】
４００での開放電流補償の計算に関して、レール圧力５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０の求められた値が、飽和曲線５１１、５２１および５３１に対してそれぞれ参照されて、圧電アクチュエータ１１が閉鎖電流の変化に感応しない、燃料圧力５１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および／または圧電スタック温度５３０の条件下で考えられる閉鎖電流補償を無効にする。
【０１６４】
５１２では、圧電アクチュエータ１１に対する支配的な燃料圧力５１０の影響を補償するためにデフォルト閉鎖電流を調整するための割合向けにスケールファクタすなわちゲインが得られる。上記の４１２でのように、閉鎖電流の変化に対する圧電アクチュエータ１１の応答に燃料圧力を関連づける所定の線形スケール関数を参照することによって、好都合にゲインが計算される。同様に、５２２および５３２では、所定のデフォルト閉鎖電流での圧電アクチュエータ１１の応答に対する求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０のそれぞれの影響に比例する個々のゲインを計算するために、求められた賦勢差動電圧レベル（Ｖ０）５２０および圧電スタック温度５３０が、それぞれ賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の所定の線形スケール関数と比較される。
【０１６５】
５５０では、個々のゲイン値に定数５４０を加算することにより、エンジンパラメータの各々に対する個々のゲインのバランスが計算される。次いで、（目標の開放電流に関して上記で論じられたように）トータルゲイン５５０は、結果として生じる目標閉鎖電流が、圧電アクチュエータ１１の作動に関する許容レベル内に確実に維持されるように機能する別の飽和曲線５５１と比較される。
【０１６６】
目標閉鎖電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を生成するために、結合されたゲイン５５０の値（飽和曲線５５１によって緩和されている可能性がある）がデフォルト閉鎖電流（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ）に対して適用される。閉鎖電流も、一次デフォルト閉鎖電流５６０（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｐ）および二次デフォルト閉鎖電流５７０（ＩＣＨＡＲＧＥ−ＤＥＦＡＵＬＴ−Ｓ）を含むが、これらは同一かまたは異なってよい。デフォルト値に５５１から得られた同一のスケールファクタすなわちゲインを掛けて、最終的に一次目標閉鎖電流５６１（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｐ）および二次目標閉鎖電流５７１（ＩＣＨＡＲＧＥ−Ｓ）が求められる。
【０１６７】
前述のように、開放放電補償６００は、有益には、まずエンジン内のレール圧力６１０、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）６２０および圧電スタック温度６３０の値を求めることにより計算される。これらの変数は、それぞれの変数４１０と５１０、４２０と５２０、４３０と５３０が各々同一である。
【０１６８】
開放電流補償（４００）および閉鎖電流補償（５００）に関して、圧電アクチュエータ１１が開放放電の変化に感応しないエンジン状況下の補償の可能性を解消するために、計算されたエンジンパラメータ６１０、６２０および６３０が、それぞれ飽和曲線６１１、６２１および６３１と比較される。
【０１６９】
次に、圧電アクチュエータ１１に対するパラメータ６１０、６２０および６３０の影響を補償するために、開放放電に対する調整をもたらすように、例えば所定の線形スケール関数を参照することによって、それぞれスケールファクタ／ゲインの６１２、６２２および６３２が求められる。次いで、個々のゲイン値に定数６４０を加算することによって総合的なゲイン６５０が計算されるが、これは、既に述べられた理由で、必要に応じて、飽和曲線６５１を参照することによって調整されてよい。
【０１７０】
図示された実施形態では、圧電アクチュエータからの開放放電を調整するために、一般に、放電電流が開始される時間（すなわちＴ０）が一定に保たれる。すなわち所定のＴ０が存在する。それと対照的に、ポイントＴ１が、したがって開放時間（Ｔ１−Ｔ０）が、デフォルト開放時間に対して調整される。このようにして、任意の所与の（例えばデフォルトの）開放電流に対して、圧電アクチュエータからの開放放電は、開放時間Ｔ１−Ｔ０を延ばすことにより増加され、また開放時間Ｔ１−Ｔ０を短縮することにより減少される。図示された実施形態における開放放電補償は、一次開放時間（Ｔ０．５−Ｔ０）６６０および二次開放時点（Ｔ１−Ｔ０．５）６７０に関する値を含む。Ｔ０．５は、二次放電（すなわち開放）電流が開始される時点に相当することが理解されよう。したがって、６５１では補償されたスケールファクタが得られ、これは、圧電アクチュエータ１１からの開放放電において燃料圧力、賦勢された差動電圧レベル（Ｖ０）および圧電スタック温度の値を補償するために必要とされる比例した変化または変化率を示す。
【０１７１】
圧電アクチュエータ上の開放放電は、４００で計算された開放電流におけるあらゆる変化によって、また開放時間Ｔ１−Ｔ０（すなわち、開放電流すなわち放電電流がアクチュエータから除去される期間）におけるあらゆる変化によっても影響を及ぼされ得る。したがって、６８０では、一次開放時間６６０および二次開放時間６７０に何らかの補償が必要かどうか判断するために、開放電流４８０における変化率または比例した変化が、開放放電において必要とされる変化率または比例した変化で除算される。一例として、開放電流補償４００によって開放電流に１０％の増加が必要であると計算されると、次いで、一次開放時間６６０および二次開放時間６７０のデフォルトに対するいかなる変化も伴わずに、圧電アクチュエータ１１からの開放放電に、対応する１０％の増加が結果として生じることになる。したがって、６５１で、必要な開放放電補償が０％であると計算されると、次いで、開放電流における１０％の増加を補償するために、一次開放時間６６０および二次開放時間６７０の１０％の短縮が必要とされることになる。
【０１７２】
したがって、補償された一次開放時間６６１の値は、６８０で求められた追加の補償（必要な開放電流補償および開放放電補償のためのもの）とデフォルトの一次開放時間６６０の積として計算される。同様に、補償された二次開放時間６７１を求めるために、追加の補償６８０とデフォルトの二次開放時間６７０の積が計算される。一般に、一次開放時間および二次開放時間の両方に対して、同一の比例した変化または変化率の補償が適用される。
【０１７３】
図７で説明されたモデルは、燃料圧力、賦勢された差動電圧レベル、および圧電スタック温度の３つのエンジンパラメータに配慮して、開放電流、閉鎖電流および開放放電における補償が計算され得る方法の１つを示す。当業者なら、例えば、例示された実施形態のエンジンパラメータを基に他の数学的モデルまたは式を考案することができる。その上、燃料噴射事象を制御するための選択された補償の計算において、追加の補償および／または追加のエンジンパラメータが用いられてよい。したがって、前述の実施形態は、特許請求の範囲で設定される本発明の範囲を限定するようには意図されていない。
【０１７４】
上文および特許請求の範囲に列挙された方法のステップが、すべての場合において、それらが紹介された順序で行われる必要はなく、本発明に関連した利点を依然として提供しながら、逆にされるかまたは再度順序付けられてよいことも理解されよう。
【０１７５】
本発明の方法が、消勢噴射器内の圧電アクチュエータ両端の差動電圧レベルが低下され得ると判断したとき、前述の実施形態は、充電された圧電アクチュエータ両端の差動電圧レベルを低下させる特定の手段に限定されないことになっている。例えば、充電された差動電圧レベルは能動的かまたは受動的な機構によって低下されてよい。受動的機構では、アクチュエータを再充電するのに使用される駆動回路内のトップレール電圧（ＶＨＩ）は、再充電しないことにより、各燃料噴射事象を受けて徐々に低下することが可能である。能動的機構は、（ｉ）圧電アクチュエータの充電時間を変化させて圧電アクチュエータをトップレールの全電圧（ＶＨＩ）に再充電するのを防止するステップ、および（ｉｉ）駆動回路の機能を操作することによりトップレール電圧（ＶＨＩ）を能動的に低下させるステップを含むが、任意選択で、圧電アクチュエータがトップレールの全電圧に再充電されるのを許容する。いくつかの実施形態では、圧電アクチュエータの両端の差動電圧を低下させるために受動的な機構を使用するのが好ましいが、いくつかの環境では、例えば、充電されたアクチュエータ両端の差動電圧をより急速に低下させるのに能動的な機構を使用するのが好ましいことがある。
【０１７６】
本発明は、圧電スタックを備える圧電アクチュエータを含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器を作動させる方法も提供することができる。この方法は、（ａ）スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）からスタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へスタックが放電するように（噴射事象を開始するように）、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたってアクチュエータに放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」。）、（この間噴射事象が維持される）第２の差動電圧レベルを維持するステップと、（ｃ）第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へスタックを充電するように（噴射事象を終結するように）、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたってアクチュエータに充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップとを含み、第３の差動電圧レベル（Ｖ３）は、燃料レール内の燃料圧力（「レール圧力」または「Ｐ」と呼ばれる）、Ｔｏｎ（燃料噴射事象のオン時間）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて選択され、この方法は、（ｉ）ステップ（ａ）でスタックを放電させるのに用いられる放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、（ｉｉ）ステップ（ｃ）でスタックを充電するのに用いられる充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で第２の差動電圧レベルを達成するためにスタックから除去する電荷量を選択するための開放放電補償、の少なくとも１つを適用するステップをさらに含み、様々なエンジンパラメータおよび方法のステップは本明細書に説明された通りである。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１Ａ】駆動回路を備えるエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）および圧電噴射器を含む燃料噴射システムの概略図である。
【図１Ｂ】圧電アクチュエータに制御された燃料噴射器の概略図である。
【図２】図１の駆動回路を示す回路図である。
【図３】図３Ａは、図２の噴射器駆動回路による実装形態に関する噴射事象シーケンス向けの電圧プロファイルを示す図である。図３Ｂは、図３Ａの電圧プロファイルに対応する理想化された駆動電流プロファイルを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による噴射事象シーケンス向けの電圧プロファイルを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によって目標の第３の差動電圧レベルを達成するために、圧電燃料噴射器用駆動回路のトップレール電圧を計算するのに適用され得るステップを示す制御流れ図である。
【図６】本発明の別の実施形態によって理想化された駆動電流プロファイルを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によって燃料噴射器の圧電アクチュエータに適用され得る開放電流補償、閉鎖電流補償および開放放電補償を計算するためのステップを示す制御流れ図である。
【符号の説明】
【０１７８】
７ バルブニードル座７
８ エンジン
９ 圧電要素
１０ 噴射器セット
１１ 圧電アクチュエータ
１２ 燃料噴射器
１３ バルブニードル
１４ エンジン制御ユニット
２０ａ 駆動回路
２１ 噴射器制御ユニット
２２ 電源
２３ エンジンパラメータ
３０ 制御論理回路
３２ 電流経路
３３ コイル
３４ 電流の検出および制御手段
１１２ 電気的パルス時間
２００ サブモデル
２１０ ゲイン
２１１ 圧電スタック温度
２１２ 温度
２１３ 飽和関数
３００ 目標のトップレール電圧
４００ 開放電流補償
４１０ レール圧力
４１１ 飽和曲線
４１２ ゲイン
４２０ 賦勢された差動電圧レベル
４２１ 飽和曲線
４２２ ゲイン
４３０ 圧電スタック温度
４３１ 飽和曲線
４３２ ゲイン
４４０ 定数
４５０ トータルゲイン
４５１ 飽和曲線
４６０ デフォルト開放電流
４６１ 目標開放電流
４７０ デフォルト開放電流
４７１ 目標開放電流
４８０ 開放電流
５００ 閉鎖電流補償
５１０ 燃料圧力
５１１ 飽和曲線
５１２ ゲイン
５２０ 賦勢された差動電圧レベル
５２１ 飽和曲線
５２２ ゲイン
５３０ 圧電スタック温度
５３１ 飽和曲線
５３２ ゲイン
５４０ 定数
５５０ トータルゲイン
５５１ 飽和曲線
５６０ デフォルト閉鎖電流
５６１ 目標閉鎖電流
５７０ デフォルト閉鎖電流
５７１ 目標閉鎖電流
６００ 開放放電補償
６１０ レール圧力
６１１ 飽和曲線
６１２ ゲイン
６２０ 賦勢された差動電圧レベル
６２１ 飽和曲線
６２２ ゲイン
６３０ 圧電スタック温度
６３１ 飽和曲線
６３２ ゲイン
６４０ 定数
６５１ 飽和曲線
６６０ 開放時間
６６１ 補償された開放時間
６７０ 開放時間
６７１ 補償された開放時間
６８０ 追加の補償
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電要素（９）のスタックを有する圧電アクチュエータ（１１）を含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）を作動させる方法であって、
（ａ）前記スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から前記スタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へ前記スタックが放電するように、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたって前記アクチュエータ（１１）に放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、
（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」）にわたって前記第２の差動電圧レベルを維持するステップと、
（ｃ）前記第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へ前記スタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたって前記アクチュエータ（１１）に充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップとを含み、
前記第３の差動電圧レベルが、前記燃料レール内の燃料圧力（レール圧力、Ｐ）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択される方法。
【請求項２】
前記少なくとも２つのエンジンパラメータを求める前記ステップが、
（１）前記放電期間の開始に先立って、かつ／または
（２）前記放電期間中（Ｔ０からＴ１）に、かつ／または
（３）前記ドウェル期間中（Ｔ１からＴ２）に、前記少なくとも２つのエンジンパラメータを測定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも前記レール圧力（Ｐ）および前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）に応じて前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択される請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、前記レール圧力（Ｐ）、前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および前記圧電スタック温度の関数（Ｖ３＝ｆ（Ｐ，Ｔｏｎ，Ｔｅｍｐ））である請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、較正データを基に、１つまたは複数のルックアップ表、データマップ、式またはスケール関数から選択される請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記レール内の前記燃料圧力を測定するように配置される圧力センサを使用して前記レール圧力（Ｐ）が測定される請求項１から５のいずれか一項に記載の方法
【請求項７】
前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）が、エンジン負荷、回転速度およびスロットル位置の１つまたは複数の関数として求められる請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｃ）が駆動回路（２０ａ）によって制御され、前記駆動回路が、電圧ＶＨＩの高電圧レール、電圧ＶＬＯの低圧レールを備え、前記高電圧レールおよび前記低圧レールが前記圧電アクチュエータ（１１）のそれぞれの端子へ接続可能であり、前記圧電アクチュエータの前記第３の差動電圧（Ｖ３）が前記ＶＨＩとＶＬＯの間の電圧差である請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記駆動回路（２０ａ）が前記高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧を制御するための装置を含み、前記少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）を選択するステップに続いて、前記高電圧レールの前記電圧が、前記選択された第３の差動電圧レベルを達成するように制御される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記レール圧力および前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）に関するデータマップから、所望の第３の差動電圧レベルに対する第１の出力を得るステップと、圧電スタック温度を基に前記第１の出力に対してスケール関数を適用することにより第２の出力を得るステップとによる処理によって目標の第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択され、前記第２の出力が、前記目標の第３の差動電圧レベルに関係する請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記レール圧力（Ｐ）および前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）と関係する第１のデータマップから所望の第３の差動電圧レベルへの第１の出力を得るステップと、スタック温度および所望の第３の差動電圧レベルに対する前記第１の出力に関する第２データマップから第２の出力を得るステップとによる処理によって目標の第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択され、前記第２の出力が、前記目標の第３の差動電圧レベルに関係する請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１および第２の出力が、請求項８または請求項９に記載の前記高電圧レール（ＶＨＩ）の前記電圧に相当する請求項１０または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ｃ）が、
（ｂ１）ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すステップと、
（ｂ２）前記アクチュエータ（１１）に対して、前記第２の差動電圧レベルから前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）と第３の差動電圧レベル（Ｖ３）の中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）へスタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３’）にわたって充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、
（ｂ３）前記中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）が、前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）と実質的に同等になるまでステップ（ｂ１）および（ｂ２）を繰り返すステップとをさらに含み、先行するステップ（ｂ２）で得られた前記中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）が、それに続くステップ（ｂ１）における前記第１の差動電圧レベルと解釈される請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
（ｉ）ステップ（ａ）で前記スタックを放電させるのに用いられる前記放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、
（ｉｉ）ステップ（ｃ）で前記スタックを充電するのに用いられる前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および
（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で前記第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）を達成するために前記スタックから除去する電荷量を選択するための開放放電補償、の少なくとも１つを適用するステップをさらに含む請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償の各々が、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から選択される少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて求められる請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
（ｉ）ステップ（ａ）で前記スタックを放電させるのに用いられる前記放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、
（ｉｉ）ステップ（ｃ）で前記スタックを充電するのに用いられる前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および、
（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で前記第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）を達成するために前記スタックから除去する電荷量を選択するための開放放電補償、を適用するステップを含み、
前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償の各々が、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）の関数として別々に求められる請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
圧電要素（９）のスタックを有する圧電アクチュエータ（１１）を含む燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）向けの駆動回路であって、
（Ａ）前記スタックの両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から前記スタックの両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へ前記スタックが放電するように、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたって前記アクチュエータ（１１）に放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第１の要素と、
（Ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２）にわたって前記第２の差動電圧レベルを維持するための１つまたは複数の第２の要素と、
（Ｃ）前記第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）から第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へ前記スタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたって前記アクチュエータ（１１）に充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第３の要素と、
（Ｄ）前記スタック（９）が充電される前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択されるように、前記アクチュエータ（１１）に前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加する前に前記少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第４の要素とを備え、前記少なくとも２つのエンジンパラメータが、前記燃料レール内の燃料圧力（レール圧力、Ｐ）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される駆動回路。
【請求項１８】
前記スタック（９）が充電される前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、前記レール圧力（Ｐ）、前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）の関数として選択される請求項１７に記載の駆動回路。
【請求項１９】
（Ｅ）前記スタックを放電させるのに用いられる前記放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するように放電電流補償を適用するための１つまたは複数の第５の要素、および／または
（Ｆ）前記スタックを充電するのに用いられる前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するように充電電流補償を適用するための１つまたは複数の第６の要素、および／または
（Ｇ）前記第２の差動電圧（Ｖ１／Ｖ２）を達成するために前記スタックから除去することになる電荷の量を選択するように開放放電補償を適用するための１つまたは複数の第７の要素、および、
（Ｈ）前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償のうち任意のものを適用する前に少なくとも１つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第８の要素をさらに含み、前記少なくとも１つのエンジンパラメータが、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から選択される請求項１７または請求項１８に記載の駆動回路。
【請求項２０】
前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償の各々が、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）の関数として別々に求められる請求項１９に記載の駆動回路。
【請求項２１】
実行環境で実行されたときに、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法を実施するように作動可能な少なくとも１つのコンピュータプログラム・ソフトウェア部分を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
請求項２１に記載の前記コンピュータソフトウェア部分またはその各々が格納されたデータ格納媒体。
【請求項２３】
請求項２２に記載の前記データ格納媒体が備わっているマイクロコンピュータ。
【請求項１】
圧電要素（９）のスタックを有する圧電アクチュエータ（１１）を含み、使用時に燃料レールと通信する燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）を作動させる方法であって、
（ａ）前記スタック両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から前記スタック両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へ前記スタックが放電するように、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたって前記アクチュエータ（１１）に放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、
（ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２、「ドウェル期間」）にわたって前記第２の差動電圧レベルを維持するステップと、
（ｃ）前記第２の差動電圧レベルから第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へ前記スタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたって前記アクチュエータ（１１）に充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップとを含み、
前記第３の差動電圧レベルが、前記燃料レール内の燃料圧力（レール圧力、Ｐ）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択される方法。
【請求項２】
前記少なくとも２つのエンジンパラメータを求める前記ステップが、
（１）前記放電期間の開始に先立って、かつ／または
（２）前記放電期間中（Ｔ０からＴ１）に、かつ／または
（３）前記ドウェル期間中（Ｔ１からＴ２）に、前記少なくとも２つのエンジンパラメータを測定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも前記レール圧力（Ｐ）および前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）に応じて前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択される請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、前記レール圧力（Ｐ）、前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および前記圧電スタック温度の関数（Ｖ３＝ｆ（Ｐ，Ｔｏｎ，Ｔｅｍｐ））である請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、較正データを基に、１つまたは複数のルックアップ表、データマップ、式またはスケール関数から選択される請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記レール内の前記燃料圧力を測定するように配置される圧力センサを使用して前記レール圧力（Ｐ）が測定される請求項１から５のいずれか一項に記載の方法
【請求項７】
前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）が、エンジン負荷、回転速度およびスロットル位置の１つまたは複数の関数として求められる請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｃ）が駆動回路（２０ａ）によって制御され、前記駆動回路が、電圧ＶＨＩの高電圧レール、電圧ＶＬＯの低圧レールを備え、前記高電圧レールおよび前記低圧レールが前記圧電アクチュエータ（１１）のそれぞれの端子へ接続可能であり、前記圧電アクチュエータの前記第３の差動電圧（Ｖ３）が前記ＶＨＩとＶＬＯの間の電圧差である請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記駆動回路（２０ａ）が前記高電圧レール（ＶＨＩ）の電圧を制御するための装置を含み、前記少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）を選択するステップに続いて、前記高電圧レールの前記電圧が、前記選択された第３の差動電圧レベルを達成するように制御される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記レール圧力および前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）に関するデータマップから、所望の第３の差動電圧レベルに対する第１の出力を得るステップと、圧電スタック温度を基に前記第１の出力に対してスケール関数を適用することにより第２の出力を得るステップとによる処理によって目標の第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択され、前記第２の出力が、前記目標の第３の差動電圧レベルに関係する請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記レール圧力（Ｐ）および前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）と関係する第１のデータマップから所望の第３の差動電圧レベルへの第１の出力を得るステップと、スタック温度および所望の第３の差動電圧レベルに対する前記第１の出力に関する第２データマップから第２の出力を得るステップとによる処理によって目標の第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が選択され、前記第２の出力が、前記目標の第３の差動電圧レベルに関係する請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１および第２の出力が、請求項８または請求項９に記載の前記高電圧レール（ＶＨＩ）の前記電圧に相当する請求項１０または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ｃ）が、
（ｂ１）ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すステップと、
（ｂ２）前記アクチュエータ（１１）に対して、前記第２の差動電圧レベルから前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）と第３の差動電圧レベル（Ｖ３）の中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）へスタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３’）にわたって充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するステップと、
（ｂ３）前記中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）が、前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）と実質的に同等になるまでステップ（ｂ１）および（ｂ２）を繰り返すステップとをさらに含み、先行するステップ（ｂ２）で得られた前記中間の差動電圧レベル（Ｖ３’）が、それに続くステップ（ｂ１）における前記第１の差動電圧レベルと解釈される請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
（ｉ）ステップ（ａ）で前記スタックを放電させるのに用いられる前記放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、
（ｉｉ）ステップ（ｃ）で前記スタックを充電するのに用いられる前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および
（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で前記第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）を達成するために前記スタックから除去する電荷量を選択するための開放放電補償、の少なくとも１つを適用するステップをさらに含む請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償の各々が、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から選択される少なくとも１つのエンジンパラメータに応じて求められる請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
（ｉ）ステップ（ａ）で前記スタックを放電させるのに用いられる前記放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するための放電電流補償、
（ｉｉ）ステップ（ｃ）で前記スタックを充電するのに用いられる前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するための充電電流補償、および、
（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）で前記第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）を達成するために前記スタックから除去する電荷量を選択するための開放放電補償、を適用するステップを含み、
前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償の各々が、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）の関数として別々に求められる請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
圧電要素（９）のスタックを有する圧電アクチュエータ（１１）を含む燃料噴射器（１２ａ、１２ｂ）向けの駆動回路であって、
（Ａ）前記スタックの両端の第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から前記スタックの両端の第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）へ前記スタックが放電するように、放電期間（Ｔ０からＴ１）にわたって前記アクチュエータ（１１）に放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第１の要素と、
（Ｂ）所定期間（Ｔ１からＴ２）にわたって前記第２の差動電圧レベルを維持するための１つまたは複数の第２の要素と、
（Ｃ）前記第２の差動電圧レベル（Ｖ１／Ｖ２）から第３の差動電圧レベル（Ｖ３）へ前記スタックを充電するように、充電期間（Ｔ２からＴ３、Ｔ２からＴ３’）にわたって前記アクチュエータ（１１）に充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加するための１つまたは複数の第３の要素と、
（Ｄ）前記スタック（９）が充電される前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が少なくとも２つのエンジンパラメータに応じて選択されるように、前記アクチュエータ（１１）に前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を印加する前に前記少なくとも２つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第４の要素とを備え、前記少なくとも２つのエンジンパラメータが、前記燃料レール内の燃料圧力（レール圧力、Ｐ）、電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）から選択される駆動回路。
【請求項１８】
前記スタック（９）が充電される前記第３の差動電圧レベル（Ｖ３）が、前記レール圧力（Ｐ）、前記電気的パルス時間（Ｔｏｎ）、および前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）の関数として選択される請求項１７に記載の駆動回路。
【請求項１９】
（Ｅ）前記スタックを放電させるのに用いられる前記放電電流（ＩＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）を選択するように放電電流補償を適用するための１つまたは複数の第５の要素、および／または
（Ｆ）前記スタックを充電するのに用いられる前記充電電流（ＩＣＨＡＲＧＥ）を選択するように充電電流補償を適用するための１つまたは複数の第６の要素、および／または
（Ｇ）前記第２の差動電圧（Ｖ１／Ｖ２）を達成するために前記スタックから除去することになる電荷の量を選択するように開放放電補償を適用するための１つまたは複数の第７の要素、および、
（Ｈ）前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償のうち任意のものを適用する前に少なくとも１つのエンジンパラメータを求めるための１つまたは複数の第８の要素をさらに含み、前記少なくとも１つのエンジンパラメータが、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）から選択される請求項１７または請求項１８に記載の駆動回路。
【請求項２０】
前記放電電流補償、前記充電電流補償および前記開放放電補償の各々が、前記レール圧力（Ｐ）、前記圧電スタック温度（Ｔｅｍｐ）および前記第１の差動電圧レベル（Ｖ０）の関数として別々に求められる請求項１９に記載の駆動回路。
【請求項２１】
実行環境で実行されたときに、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法を実施するように作動可能な少なくとも１つのコンピュータプログラム・ソフトウェア部分を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
請求項２１に記載の前記コンピュータソフトウェア部分またはその各々が格納されたデータ格納媒体。
【請求項２３】
請求項２２に記載の前記データ格納媒体が備わっているマイクロコンピュータ。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−６８４９４（Ｐ２００９−６８４９４Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−２３５６２０（Ｐ２００８−２３５６２０）
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５９９０２３９７８）デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (281)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３５６２０（Ｐ２００８−２３５６２０）
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５９９０２３９７８）デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (281)
【Ｆターム（参考）】
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