(57)【要約】  ＥＭＩをフィルタ処理する様々なシステムが提供される。一例では、システムは、負荷装置に結合された多重モードフィルタと、負荷装置と多重モードフィルタとの間に配設されたシールドとを備える。多重モードフィルタは、ＥＭＩフィルタと差動コモンモードフィルタとを備える。【選択図】図１
2018528632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷装置に結合された多重モードフィルタ（４０１）と、
前記負荷装置と前記多重モードフィルタ（４０１）との間に配設されたシールド（４６０）と
を備え、
前記多重モードフィルタ（４０１）は、ＥＭＩフィルタ（４０５）と差動コモンモードフィルタ（４２５）とを備えるシステム。
【請求項２】
前記ＥＭＩフィルタ（４０５）は、高周波スペクトルエネルギーをフィルタ処理するように動作可能であり、したがって制御ユニット（３３４）内部の前記ＥＭＩフィルタ（４０５）によって抑制されるようになっている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記ＥＭＩフィルタ（４０５）は、短絡に応じてスルーが制限された電流プロファイルという結果になるフィルタチョークを作り出す、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記フィルタチョークは、前記制御ユニット（３３４）が前記短絡に応じて高い側のスイッチを開く時間の閾値量を可能にする、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記差動コモンモードフィルタ（４２５）は、ディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を同時に除去する、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記負荷装置はソレノイドである、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記ソレノイドは、液体燃料噴射装置（２２６）に結合されている、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記ソレノイドは、ガス給入弁（２３６）に結合されている、請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記負荷装置へのパルス幅変調された信号を生成するように動作可能であるスイッチをさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
パルス幅変調された電圧信号を生成するように動作可能であるスイッチと、
ＥＭＩフィルタ（４０５）および差動コモンモードフィルタ（４２５）を備え、エンジン（１０４）の燃料噴射装置（２２６）のソレノイドを制御するための、フィルタ処理されパルス幅変調された電圧信号を生成するように動作可能である多重モードフィルタ（４０１）と、
前記ソレノイドと前記多重モードフィルタ（４０１）との間に配設されたシールド（４６０）と、
前記ソレノイドの基準電流プロファイルに基づいて前記スイッチを制御するように構成されている制御ユニット（３３４）であって、前記フィルタ処理されパルス幅変調された電圧信号および前記ソレノイドにおける感知された電流に基づいて前記燃料噴射装置（２２６）の劣化を示すようにさらに構成されている制御ユニット（３３４）と
を備えるシステム。
【請求項１１】
前記制御ユニット（３３４）は、前記フィルタ処理されパルス幅変調された電圧信号および感知した電流に基づいて前記ソレノイドのインピーダンスを決定するように構成され、前記インピーダンスが所与の期間にわたって閾値量未満の変化である場合に、前記制御ユニット（３３４）は、前記燃料噴射装置（２２６）が劣化していることを示すように構成されている、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御ユニット（３３４）は、前記燃料噴射装置（２２６）の劣化の前記表示に応じて１つまたは複数のエンジン動作パラメータを調節するように構成されている、請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＥＭＩフィルタ（４０５）は、高周波スペクトルエネルギーをフィルタ処理するように動作可能であり、したがって前記ＥＭＩフィルタ（４０５）によって抑制されるようになっており、前記差動コモンモードフィルタ（４２５）は、ディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を同時に除去する、請求項１０記載のシステム。
【請求項１４】
前記多重モードフィルタ（４０１）と前記ソレノイドとの間に結合されたハーネスをさらに備え、前記シールド（４６０）は前記ハーネスに結合されている、請求項１０記載のシステム。
【請求項１５】
前記多重モードフィルタ（４０１）は、前記制御ユニット（３３４）内に収容されている、請求項１０記載のシステム。
【請求項１６】
２つのシリンダ（３０２、３０４、３０６）の１つまたは複数のセットの中に配置された複数のシリンダ（３０２、３０４、３０６）を有するエンジン（１０４）であって、各シリンダ（３０２、３０４、３０６）が液体燃料噴射装置（２２６）およびそこに結合されたガス給入弁（２３６）を備えるエンジン（１０４）と、
少なくとも１つの駆動回路（３３６）であって、各駆動回路（３３６）が２つのシリンダ（３０２、３０４、３０６）のそれぞれのセットに結合されている少なくとも１つの駆動回路（３３６）とを備えたシステムであって、
各駆動回路（３３６）は、
２つのシリンダ（３０２、３０４、３０６）の前記それぞれのセットの液体燃料噴射装置（２２６）およびガス給入弁（２３６）ごとの各ソレノイドに結合されている多重モードフィルタ（４０１）と、
前記多重モードフィルタ（４０１）と２つのシリンダ（３０２、３０４、３０６）の前記それぞれのセットの液体燃料噴射装置（２２６）およびガス給入弁（２３６）ごとの各ソレノイドとの間に配設されたシールド（４６０）と
を備え、
前記多重モードフィルタ（４０１）は、ＥＭＩフィルタ（４０５）と差動コモンモードフィルタ（４２５）とを備えるシステム。
【請求項１７】
前記ＥＭＩフィルタ（４０５）は、インダクタ（４１４、４２３、４２６、４３４、４４０、４４６）と、コンデンサ（４２８、４３６、４４２、４４８）と、抵抗器およびコンデンサを備えた減衰ネットワークとを備え、それによってそれぞれの各ソレノイドに到達しないように高周波スペクトルエネルギーをフィルタ処理するようになっている、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記差動コモンモードフィルタ（４２５）は、高い側のインダクタ（４２３）とコンデンサ（４２４）、および複数の低い側のインダクタ（４２６、４３４、４４０、４４６）とコンデンサのセットを備え、各低い側のインダクタ（４２６、４３４、４４０、４４６）とコンデンサ（４２８、４３６、４４２、４４８）のセットは、２つのシリンダ（３０２、３０４、３０６）の前記それぞれのセットの液体燃料噴射装置（２２６）およびガス給入弁（２３６）ごとのそれぞれのソレノイドに結合され、それによってそれぞれの各ソレノイドに到達しないようにディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を防ぐようになっている、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
前記駆動回路（３３６）は、パルス幅変調された電圧信号を生成するように動作可能であるスイッチをさらに備える、請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
前記パルス幅変調された電圧信号は、９０〜１２０Ｖの範囲内であり、９０〜１１０ｋＨｚの範囲内の周波数で切り替える、請求項１９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示された本主題の実施形態は、電流駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流駆動システムは、ケーブルを介して負荷装置に結合された電源を備えることができる。例えば、燃料噴射装置ソレノイドは、バッテリが供給する電圧信号によって励磁することができる。電圧源によって生成された電流がケーブルに沿って伝搬するときに電磁場が生成され、この電磁場はケーブルに沿って伝導しおよび／または周囲環境中に放射し得るものであり、電磁干渉（ＥＭＩ）と呼ばれている。例えば、電流駆動システムが、スイッチが高周波で開閉してパルス幅変調された電圧信号を生成するスイッチングシステムである場合、電流駆動システムによって生じたＥＭＩは、増加し得る。ＥＭＩは、電子デバイスのすぐ近くで障害を引き起こし得るおよび／または負荷装置の寿命を短くし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００１９８６２号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、システムは、負荷装置に結合された多重モードフィルタと、負荷装置と多重モードフィルタとの間に配設されたシールドとを備える。多重モードフィルタは、ＥＭＩフィルタと、差動コモンモードフィルタとを含む。
【０００５】
この構成では、本発明の各態様によれば、多重モードフィルタは、伝導した電磁放射と放射した電磁放射の両方を減少させる。一例では、多重モードフィルタは、燃料噴射装置駆動回路内に配設することができ、負荷装置は、燃料噴射装置を開閉するソレノイドである。多重モードフィルタは、ソレノイドを電源に結合するスイッチによって生成された高周波高エネルギー信号をフィルタ除去することができ、したがって燃料噴射装置の寿命を増大させることができる。さらに、多重モードフィルタは、ディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を同時に除去することができる。そうすることで、燃料噴射装置駆動回路の近くの環境内で動作する電子デバイスは、干渉から保護することができる一方、燃料噴射装置駆動回路は、ノイズの多い環境内でよりロバストに機能するように動作可能であり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】エンジンを備えた車両の一実施形態の概略図である。
【図２】マルチフューエルエンジンのシリンダの一例の概略図である。
【図３】マルチフューエルエンジンの一例の概略図である。
【図４】多重モードフィルタを含む噴射装置駆動システムの一実施形態の概略図である。
【図５】燃料噴射装置を診断する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図６】噴射装置イベント中のパラメータを示す図である。
【図７】噴射装置イベント中のパラメータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書中に開示された本主題の実施形態は、電子回路内の電磁干渉（ＥＭＩ）を低減するシステムに関する。このシステムは、負荷装置に結合された多重モードフィルタを備えることができる。多重モードフィルタは、ＥＭＩフィルタと差動コモンモードフィルタとを備える。システムは、負荷装置と多重モードフィルタとの間に配設されたシールドをさらに備えることができる。一例では、電子回路は、エンジンの１つまたは複数の燃料噴射装置にパルス幅変調（ＰＷＭ）された電圧信号を供給する燃料噴射装置駆動回路であり得る。本明細書中に使用されるとき、「燃料噴射装置」は、液体燃料噴射装置、例えばディーゼル燃料噴射装置と、気体燃料給入弁との両方を指し得る。エンジンを備えた車両の一例は、図１に示されている。エンジンは、図２に示されるように、１つまたは複数のシリンダで構成することができ、各々はそこに配設された１つまたは複数の燃料噴射装置を有する。いくつかの例では、図３に示されるように、エンジンは、２種以上の燃料で動作するように構成されたマルチフューエルエンジンとすることができる。図４に示されるように、燃料噴射装置は、上記の多重モードフィルタを有する燃料噴射装置駆動回路によって制御することができる。多重モードフィルタは、燃料噴射装置におけるＰＷＭ電圧信号をフィルタ除去する、したがって平滑化するように機能することができる。このフィルタリングによって、燃料噴射装置の劣化をよりロバストに検出することを可能にすることができる。燃料噴射装置の劣化を検出する方法の一例を示す流れ図は、図５に示されている。図６〜図７は、燃料噴射装置イベント中のフィルタ処理済みのＰＷＭ電圧信号およびフィルタ未処理のＰＷＭ電圧信号の例を示す。
【０００８】
本明細書中に記載された手法は、様々なエンジンのタイプ、おおよび様々なエンジン駆動式システムに用いることができる。これらのシステムの一部は据え置き型とすることができ、一方、他のものは半移動式プラットフォームまたは移動式プラットフォーム上にあり得る。平床式トレーラに搭載されるような半移動式プラットフォームは、運転期間の間に再配置することができる。移動式プラットフォームは、自己推進式車両を含む。そのような車両には、オンロード運搬車両、ならびに採鉱装置、船舶、鉄道車両、および他のオフハイウェー車（ＯＨＶ）が含まれ得る。例示を明確にするために、機関車は、自己推進式鉄道車両の一例として、より広くは本発明の一実施形態を組み込むシステムを支持する移動式プラットフォームの一例として提供される。
【０００９】
ＥＭＩを低減する手法をさらに説明する前に、鉄道車両などの車両用にエンジンが構成され得るプラットフォームの一例が開示される。例えば、図１は、複数の車輪１１２を介してレール１０２上を走行するように構成された鉄道車両または他の車両１０６（例えば、機関車）として本明細書中では示される車両システム１００の一実施形態のブロック図を示す。図示されるように、鉄道車両は、エンジン１０４を備える。他の非限定の実施形態では、エンジンは、上述したように、発電所アプリケーションなどの据え置き型エンジン、あるいは船舶内のエンジン、または他のオフハイウェー車の推進システムであり得る。
【００１０】
エンジンは、吸気通路１１４から燃焼のための吸入空気を受け取る。吸気通路は、車両の外部からの空気をフィルタ処理する空気フィルタ１６０から周囲空気を受け取る。エンジン内の燃焼により生じる排気ガスは、排気通路１１６へ供給される。排気ガスは、排気通路を通じて車両の排気筒から外へ流れる。一例では、エンジンは、圧縮点火によって空気とディーゼル燃料を燃焼させるディーゼルエンジンである。他の非限定の実施形態では、代替としてまたは加えて、エンジンは、圧縮点火（および／または火花点火）によってガソリン、灯油、天然ガス、バイオディーゼル、または同様の密度の他の石油留出油などの燃料を燃焼させることができる。
【００１１】
一実施形態では、車両は、ディーゼル電気車両である。図１に示されるように、エンジンは、オルタネータ／ジェネレータ１２２と電気トラクションモータ１２４と備えた発電システムに結合されている。例えば、エンジンは、エンジンに機械的に結合されているジェネレータへ伝達されるトルク出力を発生させるディーゼルエンジンおよび／または天然ガスエンジンである。本明細書中の一実施形態では、エンジンは、ディーゼル燃料および天然ガスを用いて動作するマルチフューエルエンジンであるが、他の例では、エンジンは、ディーゼルおよび天然ガス以外の燃料の様々な組み合わせを使用することができる。
【００１２】
ジェネレータは電力を発生させ、この電力は下流の様々な電気部品への続く伝搬のために貯蔵され利用されることが可能である。一例として、ジェネレータは複数のトラクションモータに電気的に結合することができ、ジェネレータは複数のトラクションモータに電力を供給することができる。図示されるように、複数のトラクションモータは、それぞれ複数の車輪の１つに接続され、それによって牽引力を与えて車両を推進させる。構成の一例は、車輪セットあたり１つのトラクションモータを備える。本明細書中に示されるように、６対のトラクションモータは、鉄道車両の６対の動車輪の各々に対応する。別の例では、オルタネータ／ジェネレータは、１つまたは複数の各送電網１２６に結合することができる。各送電網は、オルタネータ／ジェネレータが発生させる電気から、送電網が生成する熱を介して、過剰なエンジントルクを消失するように構成することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、車両システムは、吸気通路と排気通路との間に配置されているターボチャージャ１２０を備えることができる。ターボチャージャは、動力出力および／またはエンジン動作効率を増大させるために燃焼中の給気密度をより大きくするように吸気通路に引き込まれる周囲空気の空気供給を増加させる。ターボチャージャは、タービン（図示せず）によって少なくとも部分的に駆動される圧縮機（図示せず）を備えることができる。この場合には、単一のターボチャージャが備えられているが、システムは、複数のタービン段および／または圧縮機段を備えることができる。さらに、いくつかの例では、車両システムは、加えてまたは代替として、例えば、圧縮機がモータで駆動されるスーパーチャージャを備えてもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、車両システムは、ターボチャージャの上流および／または下流で排気通路内に結合された後処理システムをさらに備えることができる。一実施形態では、後処理システムは、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：ｄｉｅｓｅｌ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｃａｔａｌｙｓｔ）と、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ：ｄｉｅｓｅｌ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｆｉｌｔｅｒ）とを備えることができる。他の実施形態では、加えてまたは代替として、後処理システムは、１つまたは複数の排ガス制御装置を備えることもできる。そのような排ガス制御装置は、選択的触媒還元（ＳＣＲ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒、三元触媒、ＮＯｘトラップ、または様々な他のデバイスもしくはシステムを備えることができる。いくつかの例では、後処理システムは、車両システム内に含まれていなくてもよく、エンジンの排ガスは、以下に説明される排気ガス再循環などを介して代替のやり方で制御されてもよい。
【００１５】
車両システムは、エンジンに結合された排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システム１３０をさらに備えることができ、ＥＧＲシステムは、エンジンの排気通路からターボチャージャの下流の吸気通路へ排気ガスを送る。いくつかの実施形態では、排気ガス再循環システムは、エンジンの一群の１つまたは複数のドナーシリンダ（ドナーシリンダシステムとも呼ばれる）だけに結合することができる。図１に示されるように、ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ通路１３２と、排気ガスが吸気通路に入る前に排気ガスの温度を下げるためのＥＧＲ冷却器１３４とを備える。エンジンに排気ガスを導入することによって、燃焼に利用できる酸素の量を減少させ、それによって燃焼火炎温度を低下させ、窒素酸化物（例えば、ＮＯｘ）の形成を減少させる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ＥＧＲシステムは、エンジンの排気通路からエンジンの吸気通路へ再循環させられる排気ガスの量を制御するためのＥＧＲ弁をさらに備えることができる。ＥＧＲ弁は、例えば、コントローラによって制御されたオン／オフ弁とすることができ、またはＥＧＲ弁は、ＥＧＲの可変量を制御することができる。図１の非限定の例示実施形態に示されるように、ＥＧＲシステムは、高圧ＥＧＲシステムである。他の実施形態では、加えてまたは代替として、車両システムは、低圧ＥＧＲシステムを備えることができ、タービンの下流から圧縮機の上流へＥＧＲを送る。
【００１７】
図１に示されるように、車両システムは、冷却システム１５０をさらに備える。冷却システムは、エンジンを通じて冷媒を循環させて、エンジン廃熱を吸収し、加熱された冷媒をラジエータ１５２などの熱交換器へ配送する。ファン１５４は、エンジンがかかっている間に車両が徐行または停止しているときに、ラジエータを通じて気流を維持するためにラジエータに結合することができる。いくつかの例では、ファン速度は、コントローラによって制御することができる。ラジエータによって冷却された冷媒は、タンク１５６に入る。次いで、冷媒は、エンジンへまたはＥＧＲ冷却器などの車両システムの別の構成要素へ戻るように水ポンプまたは冷媒ポンプ（図示せず）によって送り出すことができる。
【００１８】
車両は、車両に関連した様々な構成要素を制御するためにエンジンコントローラ１１０（今後コントローラと呼ぶ）をさらに備える。一例として、車両システムの様々な構成要素は、通信チャンネルまたはデータバスを介してコントローラに結合することができる。一例では、コントローラは、コンピュータ制御システムで構成される。加えてまたは代替として、コントローラは、鉄道車両の動作をオンボード監視し制御することを可能にするコードを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体（図示せず）を保持するメモリを備えることができる。
【００１９】
コントローラは、複数のセンサから情報を受信することができ、複数のアクチュエータへ制御信号を送信することができる。コントローラは、車両の制御および管理を監督する一方で、車両の動作を制御するために動作パラメータおよび動作条件を決定し、それに応じて様々なエンジンアクチュエータを調整する目的で、本明細書中にさらに詳しく述べるように、様々なエンジンセンサから信号を受信するように構成することができる。例えば、エンジンコントローラは、限定するものではないが、エンジン速度、エンジン負荷、吸気マニホールド空気圧、ブースト圧、排気圧、周囲圧力、周囲温度、排気温度、エンジン冷媒圧力、ＥＧＲ冷却器内のガス温度等などの様々なエンジンセンサから信号を受信することができる。それに応じて、コントローラは、トラクションモータ、オルタネータ／ジェネレータ、シリンダ弁、燃料噴射装置、ノッチスロットル等などの様々な構成要素に命令を送信することによって車両を制御することができる。他のアクチュエータは、鉄道車両内の様々な位置に結合され得る。
【００２０】
エンジンの各シリンダは、シリンダに燃料を供給するために１つまたは複数の燃料噴射装置を備えて構成することができる。非限定の例として、燃料噴射装置は、燃料を内部に直接噴射するためにシリンダに直接結合することができる。このようにして、燃料噴射装置は、燃焼シリンダの中への燃料の直噴として知られているものをもたらす。燃料は、燃料タンク、燃料ポンプ、および燃料レールを含む高圧燃料システムから燃料噴射装置へ送り届けることができる。一例では、燃料は、圧縮点火によってエンジン内で燃焼させられるディーゼル燃料である。他の非限定の実施形態では、燃料は、圧縮点火（および／または火花点火）を受けるガソリン、灯油、バイオディーゼル、または同様の密度の他の石油留出油であり得る。さらに、以下により詳細に説明されるように、エンジンの各シリンダは、ディーゼル燃料に代えてまたは加えて気体燃料（例えば、天然ガス）を受け入れるように構成することができる。以下説明されるように、気体燃料は、吸気マニホールドを介してシリンダへ供給することができる。
【００２１】
図２は、図１を参照して上述したエンジンなどの多気筒内燃機関の燃焼室またはシリンダ２００の一実施形態を示す。シリンダは、後述の吸気弁および排気弁ならびに液体燃料噴射装置を収容するシリンダヘッド２０１と、シリンダブロック２０３とによって画定され得る。
【００２２】
エンジンは、図１を参照して上述した機関車などの車両システムとさらに通信することができるコントローラ１１０を含む制御システムによって少なくとも一部制御することができる。上述したように、コントローラは、限定するものではないが、エンジン速度、エンジン負荷、ブースト圧、排気圧、周囲圧力、ＣＯ2レベル、排気温度、ＮＯx放出量、冷却スリーブ２２８に結合された温度センサ２３０からのエンジン冷媒温度（ＥＣＴ：ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｏｌａｎｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）等を含む様々なエンジンセンサからの信号をさらに受信することができる。これに応じて、コントローラは、オルタネータ、シリンダ弁、スロットル、燃料噴射装置等などの様々な構成要素へ命令を送信することによって車両システムを制御することができる。
【００２３】
シリンダ（すなわち、燃焼室）は、ピストン２０６が内部に配置されるシリンダライナ２０４を備えることができる。ピストンは、クランクシャフト２０８に結合することができ、それによってピストンの往復運動は、クランクシャフトの回転運動に変換される。いくつかの実施形態では、エンジンは、クランクシャフトが２回転する間に各シリンダが点火順序で点火する４ストロークエンジンとすることができる。他の実施形態では、エンジンは、クランクシャフトが１回転する間に各シリンダが点火順序で点火する２ストロークエンジンとすることができる。
【００２４】
シリンダは、吸気通路２１０を含む吸気部から燃焼用の吸入空気を受け入れる。吸気通路は、吸気マニホールドを介して吸入空気を受け入れる。吸気通路は、例えば、シリンダ２００に加えてエンジンの他のシリンダと連通することができ、または吸気通路は、シリンダ２００とだけ連通することができる。
【００２５】
エンジン内の燃焼により生じる排気ガスは、排気通路２１２を含む排気部へ供給される。排気ガスは、排気通路を通じて、いくつかの実施形態（図２に図示せず）ではターボチャージャへ、そして排気マニホールドを介して大気へ流れる。排気通路は、例えば、シリンダ２００に加えて、エンジンの他のシリンダから排気ガスをさらに受け入れることができる。
【００２６】
エンジンの各シリンダは、１つまたは複数の吸気弁と１つまたは複数の排気弁とを備えることができる。例えば、シリンダは、シリンダの上側領域内に位置する少なくとも１つの吸気ポペット弁２１４と少なくとも１つの排気ポペット弁２１６とを備えるものとして示されている。いくつかの実施形態では、このシリンダを含むエンジンの各シリンダは、シリンダヘッドに位置する少なくとも２つの吸気ポペット弁と少なくとも２つの排気ポペット弁とを備えることができる。
【００２７】
吸気弁は、アクチュエータ２１８を介してコントローラによって制御することができる。同様に、排気弁は、アクチュエータ２２０を介してコントローラによって制御することができる。ある条件中、コントローラは、それぞれの吸気弁および排気弁の開閉を制御するためにアクチュエータへ送られる信号を変更することができる。吸気弁および排気弁の位置は、それぞれ各々の弁位置センサ２２２および２２４によって、および／またはカム位置センサによって決定することができる。弁アクチュエータは、例えば、電気弁駆動式もしくはカム駆動式、またはそれらの組み合わせとすることができる。
【００２８】
吸気弁および排気弁のタイミングは、同時に制御されてもよく、あるいは可変吸気カムタイミング、可変排気カムタイミング、デュアル独立式可変カムタイミング、または固定カムタイミングのうち可能なもののいずれかが使用されてもよい。他の実施形態では、吸気弁および排気弁は、共通弁アクチュエータもしくは駆動システム、または可変弁タイミングアクチュエータもしくは駆動システムによって制御することができる。さらに、吸気弁および排気弁は、動作条件に基づいてコントローラによって可変リフトを有するように制御され得る。
【００２９】
またさらなる実施形態では、吸気弁および排気弁を開閉するために、機械的なカムローブを使用することができる。さらに、４ストロークエンジンが上述されたが、いくつかの実施形態では、２ストロークエンジンが使用されてもよく、この場合、吸気弁が省かれ、シリンダ壁内のポートが、ピストンがポートを開くように移動するときに吸入空気がシリンダに入ることを可能にするように存在する。いくつかの例では、排気弁が使用され得るが、これは、排気弁に拡張することもできる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、エンジンの各シリンダは、各シリンダに燃料を供給する１つまたは複数の燃料噴射装置を備えて構成することができる。非限定の例として、図２は、燃料噴射装置２２６を備えたシリンダを示す。燃料噴射装置は、燃料噴射装置内に燃料を直接噴射するシリンダに直接結合されるものとして示されている。このようにして、燃料噴射装置は、燃料の直噴として知られているものを燃焼シリンダに与える。燃料は、（図３を参照してより詳細に説明される）燃料タンク、燃料ポンプ、および燃料レールを備えた第１の液体燃料システム２３２から燃料噴射装置へ送り届けられ得る。一例では、燃料は、圧縮点火によってエンジン内で燃焼されるディーゼル燃料である。他の非限定の実施形態では、燃料は、圧縮点火（および／または火花点火）を受けるガソリン、灯油、バイオディーゼル、または同様の密度の他の石油留出油であり得る。
【００３１】
さらに、エンジンの各シリンダは、ディーゼル燃料に代えてまたは加えて、気体燃料（例えば、天然ガス）を受け入れるように構成することができる。以下説明されるように、気体燃料は、吸気マニホールドを介してシリンダに供給することができる。図２に示されるように、吸気通路は、シリンダの上流に位置する１つまたは複数の気体燃料ライン、ポンプ、圧力調整器等を介して第２の気体燃料システム２３４から気体燃料の供給を受け入れることができる。いくつかの実施形態では、気体燃料システムは、別の車両（例えば、燃料補給車）などにエンジンから遠く離れて設けることができ、気体燃料は、別個の車両を横切る１つまたは複数の燃料ラインを介してエンジンに供給されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、気体燃料システムは、エンジンと同じ車両に設けることができる。
【００３２】
ガス給入弁２３６などの複数のガス給入弁は、それぞれの吸気通路を介して気体燃料システムからそれぞれの各シリンダへ気体燃料を供給するように構成することができる。例えば、ガス給入弁の開度および／または開放時間によって、シリンダに供給される気体燃料の量を調整するように調節することができる。したがって、それぞれの各シリンダは、シリンダに供給される気体燃料の量で個々のシリンダの制御を可能にする個々のガス給入弁から気体燃料が供給することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、シリンダの上流の単一点で気体燃料が吸入空気と混合される単一点吸入システムが使用されてもよい。そのような構成では、各シリンダは、ほぼ同様の量の気体燃料が供給され得る。単一点吸入システムによって供給される気体燃料の量を調整するために、いくつかの例では、気体燃料制御弁は、気体燃料供給ラインとエンジン吸入空気供給ラインまたは吸気マニホールドとの間の接合に配置され得る。気体燃料制御弁の開度および／または開放時間によって、シリンダに吸入される気体燃料の量を調整するように調節することができる。他の例では、単一点吸入システム内のシリンダに吸入される気体燃料の量は、気体燃料ポンプの制御等による気体燃料調整器の制御などの別の機構によって調整することができる。
【００３３】
図３は、シリンダ２００、シリンダ３０２、シリンダ３０４、およびシリンダ３０６を備えたエンジン１０４の多シリンダを示す。直列に配置された４つのシリンダが図３に示されているが、そのような配列は、限定されるものではなく、他のエンジン構成も可能である。例えば、エンジンは、Ｖ−６、Ｖ−８、Ｖ−１２、Ｖ−１６、Ｉ−６、Ｉ−８、または他のエンジンのタイプとすることができる。エンジンは、液体燃料システムからの液体燃料および気体燃料システムからの気体燃料のうち１つまたは複数が供給され得る。したがって、エンジンの各シリンダは、噴射装置２２６、ならびに噴射装置３０８、３１０、および３１２などの液体燃料噴射装置を備える。各液体燃料噴射装置は、コモン燃料レール３１４から液体燃料が供給される。コモン燃料レールは、液体燃料タンク３１６（例えば、ディーゼル燃料貯蔵タンク）から燃料が供給され得る。燃料は、燃料供給ライン３２０とポンプ３１８などの１つまたは複数の燃料ポンプとを介して高圧で燃料レールに供給することができる。液体燃料システム内の液体燃料は、ディーゼル燃料またはガソリン、アルコール等などの別の液体燃料であり得る。さらに、コモン燃料レールシステムが図３に示されるが、非コモンレールユニットポンプ噴射システムが使用されてもよい。
【００３４】
エンジンの各シリンダは、同様に、ガス給入弁２３６ならびにガス給入弁３２２、３２４、および３２６などの気体燃料を供給するガス給入弁を備えることができる。各ガス給入弁は、それぞれのシリンダの吸気通路、または他の適切な位置に配置することができる。ガス給入弁は、気体燃料通路３２８から天然ガスなどの気体燃料が供給され得る。気体燃料通路は、気体燃料供給ライン３３２を介して（ＬＮＧ貯蔵タンク３３０などの）気体燃料タンクから気体燃料を受け入れることができる。いくつかの例では、車上燃料補給部などのＬＮＧ貯蔵タンクは、エンジンから遠く離れて設けることができ、流体結合を介して気体燃料供給ラインに燃料を供給することができる。他の例では、気体燃料貯蔵タンクは、エンジンと同じ車両の車内に設けることができる。さらに、いくつかの実施形態では、個々のガス給入弁は省くことができ、全てのシリンダには、単一点吸入システムの上流から同じ気体燃料／吸入空気の混合気が供給可能である。
【００３５】
各シリンダの各液体燃料噴射装置とともに各シリンダの各ガス給入弁は、燃料源を個々にシリンダ制御することを可能にするように（コントローラ１１０などの）コントローラによって個々に制御することができる。したがって、各シリンダは、液体燃料および／または気体燃料のレベルを変更することで動作することができる。いくつかの実施形態では、液体燃料噴射装置は、ガス給入弁を制御するコントローラ以外の異なるコントローラによって制御することができる。さらに、ガス給入システムでは、個々のガス給入弁を制御するのではなく、単一の気体燃料制御弁または他の気体燃料制御要素は、シリンダに吸入される気体燃料の量を調整するようにコントローラによって制御することができる。
【００３６】
一例では、気体燃料と空気の混合気は、吸気通路を介して、いくつかの実施形態では、ガス給入弁を介して、シリンダ２００に供給することができる。次いで、圧縮中、ディーゼル燃料は、燃料噴射装置２２６を介してシリンダ２００へ噴射可能である。ディーゼル燃料は、圧縮点火によって点火し、続いて気体燃料を点火することができる。同様の燃焼イベントは、エンジンのシリンダごとに行われ得る。
【００３７】
各燃料噴射装置およびガス給入弁は、燃料噴射装置駆動回路によって制御（例えば、開閉）することができる。いくつかの例では、各燃料噴射装置およびガス給入弁は、別個の駆動回路によって制御することができる。図３に示された例では、２つの液体燃料噴射装置および２つのガス給入弁が、第１の駆動回路３３６などの同じ駆動回路によって制御される。したがって、複数の駆動回路（例えば、Ｎ番目の駆動回路３３８）が、全ての燃料噴射装置およびガス給入弁を駆動するように存在することができる。各駆動回路は、制御ユニット３３４内に少なくとも一部収容することができる。制御ユニットは、コントローラ１１０から分離していてもよいが、コントローラ１１０と通信することができ、または制御ユニットは、コントローラの一部であり得る。図示されるように、第１の駆動回路は、シリンダ２００の燃料噴射装置２２６およびガス給入弁２３６ならびにシリンダ３０２の燃料噴射装置３０８およびガス給入弁３２２に結合されるとともに、これらを制御するよう動作可能である。１つの回路上に複数の噴射装置を備えることによって、一部の構成部品の使用を減らすことができる。さらに、同じ回路上にいくつかの液体燃料噴射装置といくつかのガス給入弁を備えることによって、各噴射装置／ガス給入弁が作動するタイミングがずらされ、したがってより多くの噴射装置／弁が１つの回路上にあることを可能にする。
【００３８】
一部の車両では、制御ユニットは、エンジン、燃料噴射装置、およびガス給入弁から比較的かなり離れて設けられ得る。図３に示された一例では、制御ユニットは、補助運転室などのエンジンから分離した運転室内に設けられ得る。さらに、エンジン自体は、エンジンが１２個または１６個のシリンダを備えるときに特に、比較的大きくなり得る。したがって、制御ユニットを燃料噴射装置およびガス給入弁に結合するワイヤ（ハーネスとも呼ばれる）は、５０フィート（例えば、１５メートル）までなど比較的長いものとすることができる。所与のハーネスの長さが増大するので、駆動回路のインピーダンスは増大し、発生した電磁場の増大をもたらし、したがって電磁放射の増大をもたらす。さらに、各駆動回路は、パルス幅変調された電圧信号を発生させるスイッチを備えることができる。一部の駆動回路は、１００ｋＨｚなどの比較的高い周波数でそれらのそれぞれのスイッチを駆動するように構成することができ、一部の燃料噴射装置は、高いピーク電流（例えば、２６アンペア）を利用することができ、高電圧電源（１１０Ｖなど）を必要とする。この高いスイッチング周波数および高い電圧信号は、長いハーネスとともに、かなり大きいＥＭＩを引き起こし得る。ＥＭＩは、エンジン上に存在するセンサ（例えば、ＮＯｘセンサ）などの他の電子デバイスと相互作用するとともにそれと干渉する可能性がある。
【００３９】
すぐ近くの構成要素へのＥＭＩの放射を防ぐために、本明細書中に記載された駆動回路は、１つまたは複数のＥＭＩフィルタを備えることができる。一例では、駆動回路内に含まれるＥＭＩフィルタは、複数のタイプのＥＭＩがフィルタ処理および／または除去される多重モードであり得る。ＥＭＩフィルタは、高周波スペクトルエネルギー（例えば、１００ｋＨｚおよびその高調波）を取り除くことができ、それによって高周波スペクトルエネルギーがハーネスに到達するのを防ぎ、さもなければ高周波スペクトルエネルギーは燃料噴射装置まで移動しそこで消失する。ＥＭＩフィルタは、ディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズの両方をさらに除去することができる。
【００４０】
図４には、第１の駆動回路３３６などの駆動回路を示す回路図４００の一例が示されている。上で説明したように、第１の駆動回路が、２つのシリンダのセットについての液体燃料噴射装置およびガス給入弁を制御する。それぞれの燃料噴射装置およびガス給入弁は、通電されるときに燃料噴射装置またはガス給入弁を開くソレノイドを備える。第１の駆動回路は、それぞれのソレノイドへパルス幅変調された電圧信号を供給するように１つまたは複数の選択された燃料噴射装置およびガス給入弁に電源を結合する。所与のソレノイドの電流が開閾値に到達すると、ソレノイドは、それぞれの燃料噴射装置またはガス給入弁を開くように作用し、それらを通じて燃料が流れることを可能にする。その後、ソレノイドは、電流が閉閾値未満に降下すると燃料噴射装置またはガス給入弁を閉じる。指定された電流範囲内で所与のソレノイドを維持するために、ＰＷＭ電圧信号は、駆動回路内に存在する電圧センサおよび／または電流センサからのフィードバックに基づいて調整することができる。
【００４１】
駆動回路は、電源４０２を備える。電源は、バッテリ、コンデンサ、オルタネータ、または他の適切な電源のうち１つまたは複数を備えることができる。電源からの電圧は、第１のソレノイド４０４、第２のソレノイド４０６、第３のソレノイド４０８、および第４のソレノイド４１０として本明細書中に示される複数のソレノイドに供給される。複数のソレノイドの各ソレノイドは、それぞれの燃料噴射装置またはガス給入弁に結合されている。非限定の一例では、第１のソレノイドは図３の燃料噴射装置２２６に結合することができ、第２のソレノイドは図３のガス給入弁２３６に結合することができ、第３のソレノイドは図３の燃料噴射装置３０８に結合することができ、第４のソレノイドは図３のガス給入弁３２２に結合することができる。各ソレノイドは、それぞれの低い側の（例えば、電流戻り）ラインに結合されて、ソレノイドごとに回路を完成する。駆動回路は、低い側のラインに結合されるように本明細書中に示されたキャッチダイオード４３２を備えることもできる。
【００４２】
ソレノイドへの電圧供給は、スイッチ４１２によって制御することができる。図示の例では、スイッチ４１２は、高い側の（例えば、電流供給）ラインに配置され、したがって高い側のスイッチと呼ばれ得る。高い側のスイッチは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）または他の適切なスイッチとすることができる。高い側のスイッチは、オンオフ（例えば、開閉）が切り替えられて、パルス幅変調（ＰＷＭ）された電圧信号を生成することができる。高い側のスイッチの制御、およびしたがってＰＷＭ電圧信号の制御は、所与のソレノイドを通じてターゲット電流を流すために、図３の制御ユニット３３４などの制御ユニットによって実行することができる。ＰＷＭ電圧信号は、電圧センサ４５２および電流センサ４５４などの１つまたは複数の電圧センサおよび１つまたは複数の電流センサからのフィードバックに基づいて指定された電流に到達および／または指定された電流を維持するように調節することができる。各ソレノイドは、個々の電圧センサおよび電流センサからの出力に従って制御することができ、または電圧センサおよび電流センサは、１つの電圧および電流センサがソレノイド全部についての電圧および電流を測定することができるように配置されてもよい。さらに、各々の低い側のラインは、その低い側のスイッチが閉じられる場合に所与のソレノイドに電流が単に供給されるときに噴射装置セレクタとして働くことができる接地に結合された（第１のソレノイド用の低い側のスイッチ４３０、第２のソレノイド用の低い側のスイッチ４３８、第３のソレノイド用の低い側のスイッチ４４４、および第４のソレノイド用の低い側のスイッチ４５０などの）それぞれの低い側のスイッチを備える。
【００４３】
したがって、高い側のスイッチは、低い側のスイッチの１つまたは複数が閉じられている場合にソレノイドの１つまたは複数へおよびそれを通じて電流の流れを引き起こすフィルタ未処理のＰＷＭ電圧信号を生成するように制御することができる。このフィルタ未処理のＰＷＭ電圧信号がソレノイドに到達したならば、かなり大きいＥＭＩがソレノイドをスイッチに結合するハーネスから放射され得る。さらに、高周波信号は、ソレノイド内で消失されることになり、燃料噴射装置およびガス給入弁の早過ぎる劣化をもたらす。したがって、駆動回路は、以下に説明されるように、伝導されえたおよび放射されたＥＭＩを減少させるために多重モードフィルタ４０１を備える。多重モードフィルタは、高い側のスイッチの近くに結合され得る。いくつかの例では、高い側のスイッチおよび多重モードフィルタは、図３の制御ユニット３３４などの制御ユニット内に収容することができる。
【００４４】
多重モードフィルタは、ＥＭＩフィルタ４０５を含む。ＥＭＩフィルタは、フィルタ未処理のＰＷＭ電圧信号から高周波信号の内容を再循環させるローパスフィルタとして働く。例示のように、ＥＭＩフィルタは、フィルタインダクタ４１４と、フィルタコンデンサ４１６と、抵抗器４１８およびコンデンサ４２０を含む減衰ネットワークとを備える。フィルタインダクタは、高い側のスイッチに結合された第１の側と、フィルタコンデンサの第１の側および減衰ネットワークの第１の側に結合された第２の側とを有する。コンデンサおよび減衰ネットワークの第２の側は、接地にそれぞれ結合されているとともに、整流ダイオード４２２を介してフィルタインダクタの第１の側に戻るようにそれぞれ結合されている。
【００４５】
ＥＭＩフィルタは、ＰＷＭ電圧信号に関連している高周波信号の内容のかなり大きな減少をもたらすローパスアナログパワーフィルタである。ＰＷＭ信号は、所望の出力電圧に比例しているデューティーサイクルを有する高周波矩形波である。ＥＭＩフィルタなしで、システム内のハーネスは、高周波の内容の高電圧のＰＷＭ駆動信号で示され、電流は、燃料噴射装置のインピーダンスだけによってローパスフィルタ処理される。ＥＭＩローパスフィルタは、制御ユニット中のタイトなループ内で高周波のエネルギーを循環させる。
【００４６】
回路内のＥＭＩフィルタの存在は、短絡条件下のスルーが制限された電流プロファイルという結果に当然なるフィルタチョークを作り出しもする。このフィルタチョークは、回路が高い側のスイッチを開くとともに短絡故障から保護するのに十分な時間を可能にする。故障条件に十分な感知および応答時間を与えるために、（高い側のスイッチなどの）ＦＥＴスイッチを用いて首尾よい短絡保護を実現することは、電流制限／スルーデバイスなしでは難しいものであり得る。
【００４７】
多重モードフィルタは、差動コモンモードフィルタ４２５をさらに備える。差動コモンモードフィルタは、ディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を同時に除去する。図示の例では、ディファレンシャルフィルタリングは、高い側のラインにおけるインダクタ４２３と、インダクタ４２６、インダクタ４３４、インダクタ４４０、およびインダクタ４４６などの各低い側のラインにおけるそれぞれのインダクタによって実行することができる。コモンモードフィルタリングは、高い側のラインにおけるコンデンサ４２４と、低い側のラインにおけるそれぞれのコンデンサ（例えば、コンデンサ４２８、コンデンサ４３６、コンデンサ４４２、およびコンデンサ４４８）と、を含むシャーシ接地に結合されたコンデンサによって実行することができる。高い側のラインにおけるインダクタ４２３は、点でマークされた極性を有するそれぞれの低い側のラインにおけるインダクタ（例えば、インダクタ４２６、インダクタ４３４、インダクタ４４０、およびインダクタ４４６）の各々と相互誘導される電圧を生成することができる。図４に示されるように、電流が点の付いた端子のインダクタ４２３に「入る」と、低い側のラインにおけるそれぞれのインダクタに誘導された電圧の基準極性は、その点の付いた端子で正になる。電流が低い側のラインにおけるそれぞれのインダクタ点の付いた端子から「出る」とき、高い側のラインにおけるインダクタに誘導された電圧の基準極性は、その点の付いた端子において負になる。
【００４８】
したがって、コモンモードフィルタは、高周波が放射された放射を防ぐとともに、ディファレンシャルフィルタは、システム効率を増大させる。ディファレンシャルフィルタがない場合、ＰＷＭスイッチがシャーシ接地に対してコモンモードフィルタコンデンサを駆動しなければならず、ＰＷＭスイッチにおける大きな電力損失という結果になるので、コモンモードフィルタリングは、非効率であり得る。
【００４９】
いくつかの例では、ハーネスは、シールド４６０などの１つまたは複数のシールドによってシールドすることができる。シールドは、銅、アルミニウム、または他の金属のメッシュ、銅テープの螺旋状巻き、電導性ポリマーの層、または他の適切な組成で構成することができる。シールドは、ファラデー遮蔽として機能し、それによって電気的ノイズが信号に悪影響を及ぼすのを低減させるとともに、他のデバイスと干渉し得る電磁放射を減少させる。
【００５０】
したがって、図４の噴射装置駆動回路は、伝導および放射したＥＭＩを低減させ、したがって外部の電子デバイスと干渉し得る電磁放射を防ぐとともに、駆動回路を囲む環境中のＥＭＩが駆動回路の構成要素と干渉するのを防ぐために、多重モードフィルタを備える。図４の多重モードフィルタは、複数の燃料噴射装置およびガス給入弁を駆動するための回路を参照して説明されたが、そのような多重モードフィルタは、他のタイプの回路におけるＥＭＩをフィルタ処理するのに使用することもできることを理解されたい。多重モードフィルタは、高周波高エネルギー信号の内容をフィルタ処理し、したがって負荷を受ける装置（例えば、燃料噴射装置ソレノイド）において滑らかな電圧信号という結果になる。この滑らかな電圧信号は、図５を参照して以下に説明される燃料噴射装置の劣化のロバストな検出を可能にすることができる。
【００５１】
次に、図５を見ると、燃料噴射装置を診断する方法５００が示されている。方法５００は、電圧センサ４５２および電流センサ４５４などの１つまたは複数のセンサおよびアクチュエータと組み合わされている図１および図３それぞれのコントローラ１１０および／または制御ユニット３３４などの電子コントローラに記憶された非一時的な指令に従って実行することができる。
【００５２】
５０２において、方法５００は、燃料噴射装置を開くようにＰＷＭ電圧信号を生成することを含む。ＰＷＭ電圧信号は、燃料噴射装置ソレノイドを通じて開閾値で電流を流して、燃料噴射装置を開けるとともに、噴射装置を開位置に保持するための基準電流プロファイルで電流を維持するように生成することができる。基準電流プロファイルは、所望のエンジン出力に基づいて選択することができる（例えば、燃料噴射装置は、所望のエンジン出力を実現するのに必要な燃料量を供給するために選択した時間の間、開くことができる）。燃料噴射装置を開く電流波形の一例は、以下により詳細に説明される図６に示されている。このＰＷＭ電圧信号は、図４を参照して上述されたように、多重モードフィルタによるフィルタ処理を受けることができる。
【００５３】
５０４において、ソレノイドの両端の電圧および電流が、上述された電圧センサおよび電流センサを用いて測定される。電圧および電流の測定値は、ＰＷＭ電圧信号を制御するためにフィードバックとして使用することができ、燃料噴射イベントの継続時間にわたってサンプリングすることができる。５０６において、燃料噴射装置のインピーダンスが、電流および電圧に基づいて決定される。
【００５４】
５０８において、方法５００は、燃料噴射イベントの継続時間にわたってインピーダンスが予期される量だけ変化するか判定することを含む。燃料噴射装置のソレノイドは、（例えば、開閾値の電流で）通電されるときに噴射器ニードルを移動させることができ、この移動によってソレノイドのインピーダンスを変化させることができる。例えば、ニードルが燃料噴射装置を開くように移動するとき、噴射装置のインピーダンスは、増加することができる。インピーダンスが予期される量だけ変化しない場合、それは噴射装置が開放または閉鎖したままになっていることを示し得る。
【００５５】
したがって、５０８において、インピーダンスが予期される量だけ変化していると決定される場合、方法５００は、５１０へ進んで、燃料噴射装置の劣化がないことを示し、電流動作パラメータを維持し、これによって次の燃料噴射装置で方法５００を実行することを含むことができる。インピーダンスが予期される量だけ変化しない場合、方法５００は、５１２へ進んで、燃料噴射装置が劣化していることを示し、デフォルトの動作をとる。このデフォルトの動作は、５１４に示されるように、動作不良表示器によってエンジンの運転者（例えば、エンジンが装備されている車両の運転者）に通報すること、または診断コードを設定することのうち１つまたは複数を含むことができる。さらに、いくつかの例では、５１６に示されるように、燃料噴射装置が劣化しているという表示に応じて、エンジン動作パラメータが調整されてもよく、これにはエンジンを停止することも含み得る。開いたまままたは閉じたままの燃料噴射装置は、エンジンの劣化をもたらす可能性があり、したがっていくつかの例では、エンジンは、燃料噴射装置の劣化が決定されると自動停止され得る。しかしながら、他の例では、特に燃料噴射装置が閉じたままであると決定される場合、エンジンは、なお動作することができるが、いくらかの動作パラメータは、劣化した噴射装置を補償するために調節させられ得る。例えば、エンジンは、劣化した燃料噴射装置に結合されたシリンダが非通電とされた状態でエンジン出力を下げて動作することができる。別の例では、劣化した燃料噴射装置が気体燃料噴射装置（例えば、ガス給入弁）である場合、シリンダは、液体燃料だけで動作させられることが可能である。次いで、方法５００は、例えば、次の燃料噴射装置でこの方法を実行するように戻る。
【００５６】
図６は、燃料噴射装置イベント中のパラメータの例を示す図６００である。時間は、垂直軸に沿って示され、それぞれの各パラメータ（電流および電圧）は、水平軸に沿って示されている。図６の第１のサブプロット６０２は、液体燃料噴射装置についての典型的な噴射サイクル中の噴射装置における制御された電流６０８を示す。第２のサブプロット６０４は、フィルタ未処理のＰＷＭの電圧を示す。図４を参照すると、この電圧は、ＥＭＩフィルタへの入力である。この例では、ＰＷＭ信号は、噴射装置コイルにおける所望の基準電流プロファイルを追跡するように設計されているフィードバックループ内で制御されたデューティーサイクルを有する１００ｋＨｚの矩形波である。第３のサブプロット６０６は、フィルタ処理されたＰＷＭ電圧を示す。この信号は、噴射装置コイルで見られる電圧であり、フィルタ未処理のＰＷＭ電圧よりも滑らかである。
【００５７】
図７は、図６中のフィルタ未処理およびフィルタ処理済みのＰＷＭ電圧信号に関連したパワースペクトルを示す図７００である。このグラフでは、所望の信号スペクトルの内容は、１０ｋＨｚ未満である。両曲線は、１００ｋＨｚにおける高周波のエネルギー、およびその高調波の全部を示しているが、フィルタ処理済みのＰＷＭ電圧（黒線）におけるスペクトルエネルギーは、低周波における所望のスペクトルエネルギーの成分よりも下に１５ｄＢよりも多く減じられている。フィルタ未処理の電圧におけるスペクトルエネルギーは、低周波の所望のスペクトルエネルギーの成分よりも高い。高周波スペクトルエネルギー（１００ｋＨｚおよびその高調波）の全部が、ＥＭＩフィルタによって抑制されている。
【００５８】
駆動回路における電磁干渉（ＥＭＩ）を制御するシステムの一実施形態が与えられる。システムは、電源と、負荷と、電源を負荷に結合するハーネスと、ハーネスに結合されたシールドと、電源と負荷との間に結合されたＥＭＩフィルタとを備える。ＥＭＩフィルタは、ディファレンシャルフィルタと差動コモンモードフィルタとを備える。一例では、ディファレンシャルフィルタは、インダクタと、コンデンサと、減衰ネットワークとを備え、この減衰ネットワークは、抵抗器およびコンデンサを備える。一例では、差動コモンモードフィルタは、第１のインダクタとコンデンサのセットと、第２のインダクタとコンデンサのセットとを備え、各コンデンサは接地に結合されている。一例では、負荷は、ソレノイドである。ソレノイドは、エンジンの液体燃料噴射装置および／または気体燃料給入弁を開くことができる。
【００５９】
システムは、電源と負荷との間に結合されたスイッチをさらに備え、このスイッチは、電源から負荷へのパルス幅変調された信号を生成するように制御ユニットによってオンオフされるように構成されている。ディファレンシャルフィルタは、スイッチと負荷との間に結合することができ、差動コモンモードフィルタは、ディファレンシャルフィルタと負荷との間に結合することができる。
【００６０】
電磁干渉（ＥＭＩ）を制御するシステムについてのさらなる実施形態は、機関車、自動車、モール運搬トラック（ｍａｕｌ  ｈａｕｌ  ｔｒｕｃｋ）、または他の車輪付きの車両などの車輪付きの車両に備えられ得る。システムは、車輪付きの車両のエンジンのシリンダへ燃料を供給する燃料噴射装置と、燃料噴射装置を駆動する駆動回路とを備える。駆動回路は、電源と、電源を燃料噴射装置に結合するハーネスと、ハーネスに結合されたシールドと、電源と負荷との間に結合されたＥＭＩフィルタとを備える。ＥＭＩフィルタは、ディファレンシャルフィルタと、コモンモードディファレンシャルフィルタとを備える。
【００６１】
一例では、ハーネスは、高い側のラインと、低い側のラインとを備える。駆動回路は、高い側のライン上の電源と燃料噴射装置との間に高い側のスイッチと、電源から燃料噴射装置へのパルス幅変調された信号を生成するための高い側のスイッチを制御する制御ユニットとをさらに備えることができる。制御ユニットは、車輪付きの車両のエンジンから分離した運転室内に設けることができ、ハーネスは、制御ユニットから燃料噴射装置へ延びることができる。
【００６２】
別の実施形態は、車輪付きの車両における電磁干渉（ＥＭＩ）を制御するシステムに関する。システムは、少なくとも２つのシリンダを有するエンジンであって、各シリンダがそこに液体燃料および気体燃料を供給する液体燃料噴射装置および気体燃料給入弁を有するエンジンと、少なくとも２つのシリンダのうち２つのシリンダの各々の液体燃料噴射装置および気体燃料給入弁を駆動する駆動回路とを備える。駆動回路は、電源と、電源から供給ノードへの第１のケーブル（例えば、高い側のライン）と、第１のケーブルにおける高い側のスイッチと、第１のケーブルにおけるディファレンシャルフィルタと、差動コモンモードフィルタとを備えており、差動コモンモードフィルタは、第１のケーブルにおける第１のコンデンサとインダクタのセットと複数の第２のコンデンサとインダクタのセットとを備え、液体燃料噴射装置および気体燃料給入弁の各々は、それぞれの供給ラインを介して供給ノードに結合されたソレノイドを備え、各ソレノイドは、それぞれの第２のケーブル（例えば、低い側のライン）を介してそれぞれの第２のコンデンサとインダクタのセットに結合され、各ソレノイドは、それぞれの低い側のスイッチを介して接地に結合されている。
【００６３】
ディファレンシャルフィルタは、インダクタと、コンデンサと、減衰ネットワークとを備え、減衰ネットワークは、抵抗器およびコンデンサを備える。それぞれの各第２のコンデンサとインダクタのセットは、それぞれのソレノイドと低い側のスイッチとの間に結合される。電源は、９０〜１２０Ｖの範囲内の電圧を第１のケーブルに供給するように構成されている。一例では、電源は、１１０Ｖの電圧を供給する。システムは、高い側のスイッチとそれぞれの各低い側のスイッチとを制御する制御ユニットをさらに備え、高い側のスイッチは、毎秒９０，０００から１１０，０００回の範囲内の速度で切り替えるように制御可能である。
【００６４】
システムについての一実施形態は、負荷装置に結合された多重モードフィルタと、負荷装置と多重モードフィルタとの間に配設されたシールドとを備え、多重モードフィルタは、ＥＭＩフィルタと差動コモンモードフィルタとを備える。ＥＭＩフィルタは、高周波スペクトルエネルギーをフィルタ処理するように動作可能であり、したがって制御ユニット内部のＥＭＩフィルタによって抑制されるようになっている。ＥＭＩフィルタは、短絡に応じてスルーが制限された電流プロファイルという結果になるフィルタチョークを作り出す。フィルタチョークは、制御ユニットが短絡に応じて高い側のスイッチを開く時間の閾値量を可能にする。差動コモンモードフィルタはディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を同時に除去する。一例では、負荷装置は、ソレノイドであり得る。ソレノイドは、エンジンの液体燃料噴射装置またはガス給入弁に結合することができる。システムは、負荷装置へのパルス幅変調された信号を生成するように動作可能であるスイッチをさらに備える。
【００６５】
システムの別の実施形態は、パルス幅変調された電圧信号を生成するように動作可能であるスイッチと、ＥＭＩフィルタおよび差動コモンモードフィルタを備え、エンジンの燃料噴射装置のソレノイドを制御するための、フィルタ処理されパルス幅変調された電圧信号を生成するように動作可能である多重モードフィルタと、ソレノイドと多重モードフィルタとの間に配設されたシールドと、制御ユニットとを備える。制御ユニットは、ソレノイドの基準電流プロファイルに基づいてスイッチを制御するとともに、フィルタ処理されパルス幅変調された電圧信号およびソレノイドにおける感知された電流に基づいて燃料噴射装置の劣化を示すように構成されている。
【００６６】
制御ユニットは、フィルタ処理されパルス幅変調された電圧信号および感知した電流に基づいてソレノイドのインピーダンスを決定するように構成され、インピーダンスが所与の期間にわたって閾値量未満の変化である場合に、制御ユニットは、燃料噴射装置が劣化していることを示すように構成されている。制御ユニットは、燃料噴射装置の劣化の表示に応じて１つまたは複数のエンジン動作パラメータを調節するように構成されている。
【００６７】
ＥＭＩフィルタは、高周波スペクトルエネルギーをフィルタ処理するように動作可能であり、したがってＥＭＩフィルタによって抑制されるようになっており、差動コモンモードフィルタは、ディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を同時に除去する。システムは、多重モードフィルタとソレノイドとの間に結合されたハーネスをさらに備え、シールドはハーネスに結合されている。多重モードフィルタは、制御ユニット内に収容されていてもよい。
【００６８】
システムについてのさらなる実施形態は、２つのシリンダの１つまたは複数のセットの中に配置された複数のシリンダを有するエンジンであって、各シリンダが液体燃料噴射装置およびそこに結合されたガス給入弁を備えるエンジンと、少なくとも１つの駆動回路であって、各駆動回路が２つのシリンダのそれぞれのセットに結合されている少なくとも１つの駆動回路とを備える。各駆動回路は、２つのシリンダのそれぞれのセットの液体燃料噴射装置およびガス給入弁ごとの各ソレノイドに結合されている多重モードフィルタと、多重モードフィルタと２つのシリンダのそれぞれのセットの液体燃料噴射装置およびガス給入弁ごとの各ソレノイドとの間に配設されたシールドとを備え、多重モードフィルタは、ＥＭＩフィルタと差動コモンモードフィルタとを備える。
【００６９】
ＥＭＩフィルタは、インダクタと、コンデンサと、抵抗器およびコンデンサを備えた減衰ネットワークとを備え、それによってそれぞれの各ソレノイドに到達しないように高周波スペクトルエネルギーをフィルタ処理するようになっている。差動コモンモードフィルタは、高い側のインダクタとコンデンサ、および複数の低い側のインダクタとコンデンサのセットを備え、各低い側のインダクタとコンデンサのセットは、２つのシリンダのそれぞれのセットの液体燃料噴射装置およびガス給入弁ごとのそれぞれのソレノイドに結合され、それによってそれぞれの各ソレノイドに到達しないようにディファレンシャルノイズとコモンモードノイズの両方を防ぐようになっている。
【００７０】
駆動回路は、パルス幅変調された電圧信号を生成するように動作可能であるスイッチをさらに備える。パルス幅変調された電圧信号は、９０〜１２０Ｖの範囲内であり、９０〜１１０ｋＨｚの範囲内の周波数で切り替えることができる。
【００７１】
本明細書中に使用されるとき、単数形で列挙されるとともに単語「ａ」または「ａｎ」を伴って続けられた要素またはステップは、複数の前記要素またはステップを除外することが明示されていない限り、そうした複数の要素またはステップを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施形態」に言及することは、列挙した特徴をやはり組み込むさらなる実施形態の存在を除外するものとして解釈されるものではない。また、逆に明示的に記述されていない限り、特定の特性を有する一つの要素または複数の要素を「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」各実施形態は、上記特性を有しないさらなるそのような要素を含むことができる。用語「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ｉｎ  ｗｈｉｃｈ」は、それぞれの用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」に等価である平易な言いまわしとして使用される。また、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」等は、ラベルとして使用されるものにすぎず、それらの対象に数的条件または特定の位置的な順序を課すものではない。
【００７２】
本明細書は、例を用いて本発明を最良の形態を含めて本発明を開示し、任意の装置またはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実行するなど本発明を当業者が実施することも可能にする。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言からわずかに異なる均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。
【符号の説明】
【００７３】
１００  車両システム
１０２  レール
１０４  エンジン
１０６  鉄道車両または他の車両
１１０  エンジンコントローラ、コントローラ
１１２  車輪
１１４  吸気通路
１２２  オルタネータ／ジェネレータ
１２４  電気トラクションモータ
１３０  排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム
１３２  ＥＧＲ通路
１３４  ＥＧＲ冷却器
１５０  冷却システム
１５２  ラジエータ
１５４  ファン
１５６  タンク
１６０  空気フィルタ
２００  燃焼室またはシリンダ
２０１  シリンダヘッド
２０３  シリンダブロック
２０４  シリンダライナ
２０６  ピストン
２０８  クランクシャフト
２１０  吸気通路
２１２  排気通路
２１４  吸気ポペット弁
２１６  排気ポペット弁
２１８  アクチュエータ
２２０  アクチュエータ
２２２  弁位置センサ
２２４  弁位置センサ
２２６  燃料噴射装置、噴射装置
２２８  冷却スリーブ
２３０  温度センサ
２３２  第１の液体燃料システム
２３４  第２の気体燃料システム
２３６  ガス給入弁
３０２  シリンダ
３０４  シリンダ
３０６  シリンダ
３０８  噴射装置
３１０  噴射装置
３１２  噴射装置
３１４  コモン燃料レール
３１６  液体燃料タンク
３１８  ポンプ
３２０  燃料供給ライン
３２２  ガス給入弁
３２４  ガス給入弁
３２６  ガス給入弁
３２８  気体燃料通路
３３０  ＬＮＧ貯蔵タンク
３３２  気体燃料供給ライン
３３４  制御ユニット
３３６  第１の駆動回路
３３８  Ｎ番目の駆動回路
４００  回路図
４０１  多重モードフィルタ
４０２  電源
４０４  第１のソレノイド
４０５  ＥＭＩフィルタ
４０６  第２のソレノイド
４０８  第３のソレノイド
４１０  第４のソレノイド
４１２  スイッチ
４１４  フィルタインダクタ
４１６  フィルタコンデンサ
４１８  抵抗器
４２０  コンデンサ
４２２  整流ダイオード
４２３  インダクタ
４２５  差動コモンモードフィルタ
４２６  インダクタ
４２８  コンデンサ
４３０  低い側のスイッチ
４３２  キャッチダイオード
４３４  インダクタ
４３６  コンデンサ
４３８  第１のソレノイド、低い側のスイッチ
４４０  インダクタ
４４２  コンデンサ
４４４  第２のソレノイド、低い側のスイッチ
４４６  インダクタ
４４８  コンデンサ
４５０  第３のソレノイド、および低い側のスイッチ
４５２  電圧センサ
４５４  電流センサ
４６０  シールド
５００  方法
６００  パラメータの例を示す図
６０２  第１のサブプロット
６０４  第２のサブプロット
６０６  第３のサブプロット
６０８  制御された電流
７００  パワースペクトルを示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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