(57)【要約】【課題】コストが安価な２系統燃料噴射装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】ポート燃料インジェクタ５０４、５１０及び直噴燃料インジェクタ５０３、５０９が、共通のインジェクタドライバ５００を用いることで、作動され得る。【選択図】図５
2009222063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの第一気筒及び第二気筒への燃料供給装置であって、
上記第一気筒の吸気ポートに燃料を噴射する第一ポートインジェクタ、
上記第二気筒の吸気ポートに燃料を噴射する第二ポートインジェクタ、
上記第一気筒に直接的に燃料を噴射する第一直噴インジェクタ、
上記第二気筒に直接的に燃料を噴射する第二直噴インジェクタ、及び、
上記第一ポートインジェクタを作動させて上記第一気筒に燃料を噴射させる第一指令を出力するように構成された制御器を備え、
上記第一指令はまた、上記第二直噴インジェクタを作動させて上記第二気筒に燃料を噴射させるように作用し、
上記制御器はまた、上記第二ポートインジェクタを作動させて上記第二気筒に燃料を噴射させる第二指令を出力するように構成され、
上記第二指令はまた、上記第一直噴インジェクタを作動させる、燃料供給装置。
【請求項２】
上記第一指令によって、電流が供給される第一電流経路及び電流が吸い込まれる第二電流経路とを少なくとも備えた複数の電流経路が制御される、請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
上記第一ポートインジェクタから流れる電流は上記第二電流経路を通って吸い込まれる、請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
電流は上記第一電流経路から上記第二直噴インジェクタに流れ、
電流は上記第二電流経路を通って吸い込まれる、請求項２又は３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
第三電流経路を更に備え、
上記第二ポートインジェクタを流れる電流が上記第三電流経路を通って吸い込まれ、それによって、上記第二ポートインジェクタが駆動される、請求項２乃至４の何れかに記載の燃料供給装置。
【請求項６】
電流は上記第一電流経路から上記第一直噴インジェクタに流れ、
電流は上記第三電流経路を通って吸い込まれる、請求項５に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
上記ポートインジェクタと上記直噴インジェクタとの間の一つ又は複数のワイヤー結合が、上記制御器の外部に設けられる、請求項１乃至６の何れかに記載の燃料供給装置。
【請求項８】
上記ポートインジェクタを流れる電流の方向を制限する受動半導体を更に備える、請求項７に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
エンジンの第一気筒及び第二気筒に燃料を供給するように構成されたインジェクタの制御方法であって
上記第二気筒に燃料を噴射すべく、第一指令によって、第一電流を第二直噴インジェクタに流す工程、及び、
上記第一気筒に燃料が噴射されるように、上記第二直噴インジェクタが上記第二気筒に燃料を噴射している期間の少なくとも一部において、上記第一指令及び第二指令によって、第二電流を第一ポートインジェクタに流す工程、を備える制御方法。
【請求項１０】
上記第一電流及び上記第二電流は、実質的に同一のクランクシャフト角期間にて流れる、請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】
上記第二電流は、上記第一ポートインジェクタの作動開始電流及び、その後の上記第一ポートインジェクタの保持電流に調整される、請求項９又は１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
上記第一電流は、上記第二電流よりも、長いクランクシャフト角期間にわたって流れる、請求項９乃至１１の何れかに記載の制御方法。
【請求項１３】
上記第一電流は、吸気行程又は圧縮行程の少なくとも一部において、上記第二気筒に燃料を噴射させる、請求項９乃至１２の何れかに記載の制御方法。
【請求項１４】
上記第二電流は、爆発行程又は排気行程の少なくとも一部において、上記第一気筒に燃料を噴射させる、請求項９乃至１３の何れかに記載の制御方法。
【請求項１５】
エンジンの第一気筒及び第二気筒に燃料を供給するように構成されたインジェクタの制御方法であって、
上記第二気筒に燃料を噴射すべく、第一指令によって、第一電流を第二直噴インジェクタに流す工程、
上記第一気筒に燃料が噴射されるように、上記第二直噴インジェクタが上記第二気筒に燃料を噴射している期間の少なくとも一部において、上記第一指令及び第二指令によって、第二電流を第一ポートインジェクタに流す工程、及び、
同一の気筒サイクル中に、上記第一電流を停止して、追加の燃料を上記第一気筒に噴射する工程、を備える制御方法。
【請求項１６】
上記第一気筒の圧縮行程中に上記第一電流が停止し、
上記第一気筒の爆発行程中に上記第二電流が流れる、請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
上記第一気筒の排気行程の少なくとも一部において、上記第二電流が流れる、請求項１６に記載の制御方法。
【請求項１８】
上記第一電流が、高オクタン価の燃料を上記第二気筒に供給させる、請求項１５乃至１７の何れかに記載の制御方法。
【請求項１９】
上記第一電流が、上記第二気筒の吸気行程又は圧縮行程の少なくとも一部において、上記第二気筒に燃料を噴射させる、請求項１５乃至１８の何れかに記載の制御方法。
【請求項２０】
エンジンの第一気筒及び第二気筒に燃料を供給するように構成されたインジェクタの制御方法であって、
第一モード、及び、第二モードを備え、
上記第一モードにおいて、
上記第二気筒に燃料を噴射すべく、第一指令によって、第一電流を第二直噴インジェクタに流し、
上記第一気筒に燃料が噴射されるように、上記第二直噴インジェクタが上記第二気筒に燃料を噴射している期間の少なくとも一部において、上記第一指令及び第二指令によって、第二電流を第一ポートインジェクタに流し、
上記第二モードにおいて、
上記エンジンの第二気筒に燃料を噴射すべく、第三指令によって、第三電流を第二直噴インジェクタに流し、
上記第三電流が流れている気筒サイクル中には、上記第一ポートインジェクタによって燃料が噴射されることがない、制御方法。
【請求項２１】
上記第一気筒の圧縮行程中に上記第一電流が停止し、
上記第一気筒の爆発行程中に上記第二電流が流れる、上記請求項２０に記載の制御方法。
【請求項２２】
上記第一気筒の排気行程の少なくとも一部において、上記第二電流が流れる、請求項２１に記載の制御方法。
【請求項２３】
第一気筒及び第二気筒に燃料を供給するように構成された直噴インジェクタ、及び、上記第一気筒及び上記第二気筒に燃料を供給するように構成されたポートインジェクタの作動回路であって、
第一直噴インジェクタ及び第二直噴インジェクタに電流を供給することで、二つの異なる気筒に燃料を噴射するのを可能にする第一電流経路、
上記第一直噴インジェクタ及び第二ポートインジェクタのための電流引き込み能力を提供し得る第二電流経路
上記第二直噴インジェクタ及び第一ポートインジェクタのための電流引き込み能力を提供し得る第三電流経路、及び、
上記第二電流経路及び上記第三電流経路を開閉することで、上記第一直噴インジェクタ、上記第二直噴インジェクタ、上記第一ポートインジェクタ、及び上記第二ポートインジェクタを作動又は作動停止させる第一及び第二スイッチ、を備えた作動回路。
【請求項２４】
電流が流れる方向を制限するダイオードを更に備える、請求項２３に記載の作動回路。
【請求項２５】
上記作動回路に電流を供給する複数の電圧源を更に備える、請求項２３又は２４に記載の作動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジン）の気筒への燃料供給装置、インジェクタの制御方法、及び、インジェクタの作動回路に関連する。
【背景技術】
【０００２】
２系統燃料噴射式エンジンの燃料供給装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１には、ポート式燃料インジェクタ（ポートインジェクタ又はＰＦＩインジェクタ）及び直噴式燃料インジェクタ（直噴インジェクタ又はＤＩインジェクタ）を用いてエンジンの気筒に燃料を供給することが記述されている。気筒に噴射される燃料の総量を変更すべく、ＰＦＩインジェクタの燃料噴射タイミングとＤＩインジェクタの燃料噴射タイミングが変化させられ得る。この燃料供給装置は、別々の燃料ポンプ及びインジェクタドライバを用いてＰＦＩインジェクタ及びＤＩインジェクタを独立して制御することによって、ＰＦＩインジェクタ又はＤＩインジェクタが供給する燃料の一部を、エンジン運転状態に応じて変化させるのを可能としている。
【特許文献１】米国特許第７２８１５１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の燃料供給装置は、幾つかの不利点を有している。例えば、燃料インジェクタ及び燃料ポンプの配設数を２倍に増やすことは、ＰＦＩインジェクタのみを備える同等の燃料供給装置に比べて、燃料インジェクタについて２倍を上回るコストを発生し得る。更に、追加のワイヤー及び制御回路が、二種類の燃料インジェクタを制御して作動させるのに必要となる。更に加えて、追加のワイヤー及び制御回路は、上述の燃料供給装置を実現するのに必要な空間及び重量を増大する場合がある。
【０００４】
本発明は、上述の不利点に対して実質的な改善を図る、エンジンの気筒への燃料供給装置、インジェクタの制御方法、及び、インジェクタの作動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態の一つは、エンジンの第一気筒及び第二気筒に燃料を供給するＰＦＩインジェクタ及びＤＩインジェクタを制御する方法を含む。その方法は、第二気筒に燃料を噴射すべく、第一指令によって、第一電流を第二ＤＩインジェクタに流す工程と、第一気筒に燃料が噴射されるように、第二ＤＩインジェクタが第二気筒に燃料を噴射している期間の少なくとも一部において、第一指令及び第二指令によって、第二電流を第一ＰＦＩインジェクタに流す工程とを備える。この方法は、上述の燃料供給装置における不利点の少なくとも幾つかを解決する。
【０００６】
ＰＦＩインジェクタ及びＤＩインジェクタのインジェクタドライバ及び制御回路は、２系統燃料噴射装置を実現するのに必要なワイヤー及びインジェクタドライバの数を低減するように構成され得る。例の一つにおいて、ＤＩインジェクタ用のワイヤー及びインジェクタドライバは、異なる量の燃料が各インジェクタから噴射されるのを許容しつつ、ＰＦＩインジェクタ及びＤＩインジェクタを作動するように使用される場合がある。これによって、２系統燃料噴射装置が、低コストかつ低重量であって、省スペースに構成されるのが可能となる。
【０００７】
本発明は、幾つかの利点を提供し得る。すなわち、本発明の燃料供給装置及び制御方法、２系統燃料噴射装置用のワイヤーのコストを低減することが可能となる。更に、ＤＩインジェクタのインジェクタドライバの制御回路が、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを作動させるのに使用されることも可能となる。更に加えて、２系統燃料噴射装置を作動させるのに必要な部品が他の２系統燃料噴射装置に比べて少なくなるので、自動車の重量が低減されることも可能となる。
【０００８】
上述の利点や他の利点、及び、本発明の特徴は、後述の「発明を実施するための最良の形態」から、それを単独で参照したとき又は添付図面と共に参照したときに、直ちに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照すると、複数の気筒を有し、気筒の１つが図1に示されている内燃機関（エンジン）１０が、電子エンジン制御器１２によって制御される。エンジン１０は、燃焼室３０と、クランクシャフト４０に結合されるピストン３６をその中に備えた気筒壁３２とを含む。燃焼室３０は、各々吸気バルブ５２及び排気バルブ５４を介して、吸気マニフォールド４４および排気マニフォールド４８と連通するのが公知になっている。吸気バルブ５２及び排気バルブ５４の各々は、機械的駆動カム１３０によって作動させられる。或いは、吸気バルブ５２及び／又は排気バルブ５４は、電気的制御バルブによって作動させられる場合もある。
【００１０】
吸気マニフォールド４４が、スロットル板６２を調整する電子スロットル９４と連通しているのが示される。燃料は、燃料インジェクタ６６Ａ及び６６Ｂによって、気筒３０内に直接的に噴射される。直噴式燃料インジェクタ（直噴インジェクタ又はＤＩインジェクタ）６６Ａは燃料を気筒３０内に直接的に噴射する一方で、ポート式燃料インジェクタ（ポートインジェクタ又はＰＦＩインジェクタ）６６Ｂは燃料を、吸気バルブ５２上流の吸気ポート内に噴射する。燃料は、噴射ポンプ（injection pump、不図示）によって、ＤＩインジェクタ６６Ａに供給される。その噴射ポンプは、エンジン又は電動機（不図示）によって、機械的に駆動される。汲み上げポンプ（lift pump）は、自動車の燃料タンク（不図示）から噴射ポンプに、燃料を供給する。汲み上げポンプは、必要に応じて、燃料をＰＦＩインジェクタ６６Ｂに供給するように構成され得る。或いは、別の燃料ポンプが、自動車の燃料タンク（不図示）からＰＦＩインジェクタ６６Ｂに、燃料を供給するように構成される場合がある。
【００１１】
ディストリビューターレス（distributor-less）の点火装置８８が、制御器１２に応答して点火プラグ９２を介して燃焼室３０に点火火花を供給する。汎用排気ガス酸素（Universal Exhaust Gas Oxygen ：ＵＥＧＯ）センサ７６が、触媒コンバータ７０の上流側にて排気マニフォールド４８と結合されているのが示される。触媒コンバータ７０は、一例として、複数の触媒ブリック（brick）を含む場合がある。他の例として、その各々が複数の触媒ブリックを伴った複数の排出物制御装置が使用される場合がある。触媒コンバータ７０は、一例として、三元式触媒であり得る。
【００１２】
制御器１２が、マイクロプロセッサ１０２、入出力ポート１０４、ＲＯＭ（read only memory）１０６、ＲＡＭ（random-access-memory）１０８、キープアライブメモリ（keep-alive-memory：ＫＡＭ）１１０及び、従来のデータバスを含む従来のマイクロコンピュータとして、図１に示される。入出力ポート１０４は、種々の信号処理装置及びバッファー装置を含み得る。例えば、マイクロプロセッサからの信号は、大電流を要する装置（例えば燃料インジェクタ）を駆動するのに利用可能な電流容量を増大させるインジェクタドライバ回路に伝送される。制御器１２が、前述した信号に加えて、ウォータージャケット１１４に結合された温度センサ１１２からのエンジン冷媒温度（ＥＣＴ）、アクセルペダルに結合された位置センサ１１９の測定値、質量空気量検出装置１１５の測定値、吸気マニフォールド４４に結合されたエンジン・マニフォールド圧力（ＭＡＰ）センサ１２２の測定値、カム位置センサ１５０の測定値、スロットル位置センサ６９の測定値、温度センサ１１７からのエンジン吸気温度又はマニフォールド温度（ＡＣＴ）の計測値、及び、クランクシャフト４０の位置を検出するホール効果センサ１１８からのエンジン位置信号を含む、エンジン１０に結合されたセンサからの種々の信号を受信するように示される。本発明の一つの観点において、エンジン位置センサ１１８は、そこからエンジン速度（ＲＰＭ）が判定され得るクランクシャフトの回転毎に所定数の等間隔のパルスを生成する。
【００１３】
記憶媒体であるＲＯＭ１０６は、後述する方法、及び、具体的には記述されていなくとも想定され得る他の変形例を実行するために、マイクロ・プロセッサ・ユニット１０２によって実行可能な命令を表すコンピュータ読み取り可能なデータを備えてプログラムされ得る。
【００１４】
ここで図２を参照すると、２系統燃料噴射装置の制御方法に関するフローチャートの一例が示されている。図２の方法は、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタが、両種別のインジェクタ間で共有されるドライバ回路を用いて、気筒１サイクル中に、個別に又は協働して作動するのを可能にする。なお、気筒１サイクルは、その動作が反復的な燃焼に関連するクランクシャフト回転角度として、ここに定義され、例えば４ストローク気筒サイクルについては７２０°のクランクシャフト角であるものの、例えば２ストローク気筒サイクルについては３６０°のクランクシャフト角である。すなわち、気筒１サイクルは７２０°よりも大きい又は小さい場合があり得る。
【００１５】
幾つかの構成において、ＤＩインジェクタのドライバ回路は、一対のＤＩインジェクタを作動すべく、三本の制御ライン及び三つのインジェクタドライバを使用するように構成され得る。従って、制御器と二つのＤＩインジェクタとの間に、３本のワイヤーが必要とされる。
【００１６】
その一方で、ＰＦＩインジェクタは一般的に、電圧源（又は電力源、電流源）に接続された電力ワイヤー、及び、ドライバ回路に接続された制御ワイヤーを介して電流が供給され、ドライバ回路は、制御器からの指令に応答して、制御ワイヤーを低基準電圧（例えばアース）に接続し得る。ドライバ回路が低基準電圧に接続された電流吸い込み経路を提供するときには、インジェクタは作動する。この構成は、電圧源に接続された電力ワイヤー、及び、ドライバ回路（制御器）に接続された制御ワイヤーを、ＰＦＩインジェクタ毎に必要とする。
【００１７】
本発明においては、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタは、四つの燃料インジェクタ（すなわち、二つのＤＩインジェクタ、及び、二つのＰＦＩインジェクタ）が共通のドライバ回路を用いて作動させられ得るように構成される。
【００１８】
例の一つにおいて、低電圧側ドライバ（すなわち電流を吸い込むドライバ、又は電流吸い込みドライバ）は、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタの両方を制御するように使用される（例えば図５の５０１及び５０８参照）。ＤＩインジェクタは低電圧側ドライバ及び高電圧側ドライバ（すなわちＤＩインジェクタに電流を供給する高電圧側ドライバ、又は電流供給ドライバ）によって駆動されるので、低電圧側ドライバは、ＤＩインジェクタを必ずしも作動することなく、低基準電圧（例えばアース）に接続された電流吸い込み経路を提供し得る。これは、制御器が、電流吸い込み経路を用いることで、ＤＩインジェクタとは独立してＰＦＩインジェクタを作動させるのを可能にする。そして、ＰＦＩインジェクタに供給される電力が、ＤＩインジェクタの高電圧側ドライバ及び低電圧側ドライバとは独立して低減され得るので、ＰＦＩインジェクタは、ＤＩインジェクタの作動を妨げることなく、ＰＦＩインジェクタへの電力を遮断することによって、作動停止され得る。従って、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタは、ＤＩインジェクタに必要とされるよりも若干多い回路を用いて、独立して又は協調して作動させられ得る。その結果として、インジェクタの制御器とインジェクタとの間に必要とされるワイヤーの数を少なくすることが可能となる。
【００１９】
図２における説明を続けると、ステップ２００において、ルーチンは、ＰＦＩインジェクタを用いた作動が望ましいか否かを判定する。もしそうであるならば、ルーチンはステップ２０２に進む。もしそうでないならば、ルーチンはステップ２０１に進む。
【００２０】
ＰＦＩインジェクタを作動すべきか否かの判定は、幾つかの方法にて達成され得る。例の一つにおいて、ＰＦＩインジェクタの作動が望まれるときを判定すべく、エンジン速度及びエンジン負荷が用いられる。更に、ＰＦＩインジェクタの作動が望まれているか否かを判定すべく、他のエンジン／自動車の運転状態が使用され得る。例えば、吸気バルブが開くときに燃料が充分気化する場合にはエンジンの排出物特性が改善するので、エンジン温度が低いエンジン始動中に、ＰＦＩインジェクタを作動することが望ましい場合がある。しかしながら、二つのインジェクタ間で別種の燃料が噴射される幾つかの構成（例えば、ガソリン燃料がＰＦＩインジェクタを介して噴射され、アルコール燃料がＤＩインジェクタを介して噴射される構成）において、ＰＦＩインジェクタの作動は、エンジン運転状態とともに燃料種別を用いて判定される。
【００２１】
ステップ２０２において、ルーチンは、ＤＩインジェクタも作動させるのが望ましいか否かを判定する。もしそうであるならば、ルーチンはステップ２０４に進む。そうでないならば、ルーチンはステップ２１１に進む。ポート燃料噴射（ＰＦＩ噴射）と同様に、直接燃料噴射（ＤＩ噴射）の作動が望まれているか否かは、上述した方法を含む種々の方法にて判定され得る。
【００２２】
ステップ２０４において、ルーチンは、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタにおける燃料要件（例えば燃料供給量、燃料種別、燃料噴射モード）を判定する。
【００２３】
例の一つにおいて、燃料噴射モード（すなわちＤＩ噴射及び／又はＰＦＩ噴射）及び燃料種別は、予め記憶された経験的なマッピングデータに基づいて、構成及び充填又は調整され得る。実施形態の一つにおいて、燃料供給量は、運転者のトルク要求、エンジン温度、及びエンジン速度に関する開ループ推定値に基づいて決定される。例えば、運転者が、第一エンジン速度において第一目標エンジントルクを要求するならば、エンジンの制御器は、何れのインジェクタを作動させるべきかを規定するテーブル又は関数に指標付けする。すなわち、ルーチンは、直接燃料噴射（ＤＩ）モード、ポート＋直接燃料噴射（ＰＦＩ＋ＤＩ）モード、又はポート燃料噴射（ＰＦＩ）モードの何れかを選択する。或いは、状態機械（state machine）が、所定又は特定の運転状態において、何れのインジェクタを作動させるべきか選択するのに使用され得る。更に、燃料供給量は、インジェクタ及び燃料種別毎に求められる。例えば、ある運転状態における作動パラメータを求めることによって、６ｋｇ／時間でのガソリンのＰＦＩ噴射、及び、０．２５ｋｇ／時間でのエタノールのＤＩ噴射を行なう場合があり、その一方で、別の運転状態においては、８ｋｇ／時間でのエタノールのＤＩ噴射を行なう場合もある。このように、異なる運転状態は、異なる噴射ストラテジー（すなわち、ＤＩモード、ＤＩ＋ＰＦＩモード、ＰＦＩモード）、異なる燃料種別、及び、気筒に燃料を供給する各インジェクタによって噴射される異なる燃料供給量をもたらし得る。
【００２４】
求められた燃料要求量は、検出された排気ガス酸素センサ及びエンジンノックセンサの検出値に基づいて調整され、これによって、要求エンジントルクは望ましい空燃比にて達成される。気筒におけるインジェクタ（ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタ）毎の燃料要求量は、一つ又は複数のパルス幅（すなわち、燃料インジェクタに供給される電流又は電圧の持続時間）に変換され、このパルス幅は、燃料要求量を供給するのに必要となるＤＩインジェクタ及び／又はＰＦＩインジェクタの開放持続時間に対応する。
【００２５】
ＤＩインジェクタ又はＰＦＩインジェクタに供給される燃料のパルス幅は、気筒１サイクル中に複数回の個別噴射を用いて、気筒に燃料を供給するように構成されることに留意すべきである。各パルス幅の持続時間は、経験的に決定された噴射タイミングを含むテーブル又は関数から求められる場合があり、これによって、現在の運転状態に関して所定クランクシャフト角期間において、所定量の燃料が気筒に供給される。
【００２６】
インジェクタ種別及び燃料供給量が選択された後に、ルーチンはステップ２０６に進む。
【００２７】
ステップ２０６において、ルーチンは、燃料インジェクタを作動させるべく、スイッチ又は類似装置を制御する。実施形態の一つにおいて、ルーチンは、ＰＦＩインジェクタから電力を吸い込むためのスイッチを制御することによって、ＰＦＩインジェクタを作動させる。ルーチンはまた、一つ又は複数のＰＦＩインジェクタ群に電力を接続するように、及び、そのＰＦＩインジェクタ群から電力を切断するように使用され得るスイッチを制御する（例えば図５のスイッチ５１２、５０１、及び５０８を参照）。このようにして、ルーチンは、ＰＦＩインジェクタ群への／からの電流の流れを制御する場合がある。
【００２８】
ルーチンはまた、ＤＩインジェクタへの電流の流れを制御する。ＤＩインジェクタは、二つの電圧源が切換えられて二つのＤＩインジェクタに電流が供給されるように、二つ一組で有線接続され得る（例えば図５のスイッチ５０２及び５０７参照）。ルーチンはまた、一対のインジェクタの各々から電流を吸い込む（すなわち低基準電圧に接続された電流吸い込み経路を提供する）二つの低電圧側ドライバを各々制御する（例えば、図５のスイッチ５０１及び５０８参照）。
【００２９】
代替実施形態において、他のワイヤー構成が想定されることに留意すべきである。例えば、複数のＰＦＩインジェクタは、単一のスイッチが低基準電圧（例えばアース）に接続された一つの電流吸い込み経路を切断する一方で、個々の電流供給経路又はスイッチから電流が供給される。更なる例において、一対のＤＩインジェクタは、単一のスイッチ又は電流吸い込み経路がそのＤＩインジェクタからの電流吸い込みを制御する一方で、個々のスイッチによって、個々の電流供給経路から電流が供給される。
【００３０】
装置のコストを低減すべく、ルーチンはワイヤー構成に対応して動作し、それによって、各エンジン気筒におけるＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを、共用部品を利用して作動させることが可能となる。図５は、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを作動させる装置のコストを低減し得るワイヤー構成の一例である。この構成によって、ルーチンは、ステップ２０４にて判定された燃料要件に基づいて、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを作動するスイッチを制御する。
【００３１】
ＤＩインジェクタとＰＦＩインジェクタの両方の作動が望まれているとき、ルーチンは、他の気筒におけるＰＦＩインジェクタの電流経路と同調して、ある気筒におけるＤＩインジェクタの電流経路を制御する。具体的には、ルーチンは、ステップ２０４にて判定された望ましいＤＩインジェクタのパルス幅に基づいて一つ又は複数のスイッチを開閉するように指令することによって、第一気筒に燃料を供給する第一ＤＩインジェクタの電流供給経路を制御する。すなわち、電流が第一ＤＩインジェクタを流れるのが許容又は停止され、それによって第一ＤＩインジェクタは、望ましいパルス幅及び燃料供給量が提供されるように作動される。ＤＩ噴射は、吸気行程及び圧縮工程を含むクランクシャフト角期間中に行われる。同じ期間又はクランクシャフト回転期間（すなわち、第一ＤＩインジェクタが第一気筒に燃料を噴射するクランクシャフト角期間）の間、ルーチンはまた、第二ＰＦＩインジェクタを作動するための一つ又は複数のスイッチを開閉することによって、第二気筒に燃料を噴射するように指令する。具体的には、第二ＰＦＩインジェクタは、第一ＤＩインジェクタと共通して有線接続されたドライバを流れる電流を制御することによって、作動させられる。ＰＦＩインジェクタは、ＰＦＩ噴射される気筒における排気行程、爆発行程、及び圧縮行程を含むクランクシャフト角期間中に作動させられ得る。同様に、第一気筒に燃料を供給するための第一ＰＦＩインジェクタは、第二気筒に燃料を供給するための第二ＤＩインジェクタを作動するのに使用され得るスイッチと共用されるスイッチに指令することによって、作動させられる。スイッチが、ある気筒に燃料を供給するためのＤＩインジェクタ及び別の気筒に燃料を供給するためのＰＦＩインジェクタに共通であるとき、その共通スイッチを作動する単一の指令が、両方のインジェクタを同時に作動させるように使用され得る。このようにして、ある気筒のＰＦＩインジェクタは、インジェクタが適切に有線接続されている場合（例えば図５参照）には、単一の指令を発することによって、別の気筒のＤＩインジェクタと同時に作動させられ得る。第二指令は、前述したＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタと同じ気筒に燃料を噴射する、別のＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを作動するのに使用され得る。従って、第一指令は、ＤＩインジェクタからある気筒に燃料を噴射するように使用され、第二指令は、ＰＦＩインジェクタを用いて、同じ気筒に燃料を噴射するように発せられ得る。互いに同一の第一指令及び第二指令はまた、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを用いて、異なる気筒に燃料を噴射させる。
【００３２】
特定の気筒におけるＤＩ噴射期間は、ある気筒サイクル中に噴射された燃料が同一気筒サイクル中に燃焼されるように、その気筒における吸気行程及び圧縮行程に制限され得る。その一方で、燃料が気筒内に吸入されるタイミングはバルブ開タイミングによって決定されるので、ＰＦＩインジェクタの噴射タイミングは、その持続時間が長くなり得る。ＤＩ噴射タイミングはＰＦＩ噴射タイミングよりも制約が多く、そして、ＤＩインジェクタが燃料を噴射している間にＰＦＩインジェクタは燃料を噴射するので、ＤＩ噴射タイミングは、ＰＦＩインジェクタ及びＤＩインジェクタが同じ気筒サイクルにて使用されるときに、その気筒サイクル中のＰＦＩ噴射タイミングにおける少なくとも最初のパルス幅を決定する。高電圧側ドライバがＤＩインジェクタに電流を供給していないときには、ＤＩインジェクタの低電圧側ドライバへの電流吸い込み指令によって、ＤＩ噴射期間後にＰＦＩインジェクタによる燃料の噴射が開始される。
【００３３】
他の気筒におけるＤＩ噴射期間中に、望ましい燃料供給量の全てをＰＦＩインジェクタを用いて噴射するのが不可能となる場合があるので、ＰＦＩインジェクタは、要求されたPFI噴射の燃料供給量の全てを噴射すべく、他の気筒におけるＤＩ噴射期間の後に一回又は複数回作動させられる必要がある。これは、ＤＩインジェクタにおける高電圧側ドライバを作動させることなく、ＤＩインジェクタにおける低電圧側ドライバを用いて、ＰＦＩインジェクタから電流を吸い込ませることによって、達成され得る。
【００３４】
ある気筒に噴射される総燃料供給量は、（式１）のように表される。
Cyl_Fuel＝DI_slope・DI_time＋（PFI_slope・DI_time＋PFI_slope・PFI_time    （式１）
但し、Cyl_Fuelは気筒に供給される燃料の量であり、DI_slopeはＤＩインジェクタが所定燃料圧力にて供給する単位時間毎燃料量を特徴付ける関数であり、DI_timeはＤＩインジェクタの作動時間であり、PFI_slopeはＰＦＩインジェクタが所定燃料圧力にて供給する単位時間毎燃料量を特徴付ける関数であり、PFI_timeはＰＦＩインジェクタの作動時間である。
【００３５】
図２に記載されたステップは、エンジンの気筒毎に燃料供給量を決定するように使用されることに留意すべきである。
【００３６】
インジェクタドライバのスイッチ又はその均等装置は、ステップ２０４にて判定された望ましい燃料のパルス幅に応じて作動される。ステップ２０６にてインジェクタドライバを制御した後は、ルーチンは終了する。
【００３７】
ステップ２０１において、ルーチンは、ＤＩインジェクタを作動させるのが望ましいか否かを判定する。もしそうでないならば、ルーチンは終了する。例の一つにおいて、燃料消費量を低減すべく、自動車の減速中にはＤＩインジェクタ及ＰＦＩインジェクタが作動されない場合がある。ＤＩインジェクタの作動が要求されるならば、ルーチンはステップ２０３に進む。
【００３８】
ステップ２０３において、ＰＦＩインジェクタへの供給電圧は、ＰＦＩインジェクタから遮断される。ＰＦＩインジェクタへの電力を切断することによって、気筒における吸気ポート内に燃料を噴射することなく、ＤＩインジェクタは自由に作動し得る。ＰＦＩインジェクタへの供給電圧は、インジェクタドライバのスイッチを開閉するように指令することによって、遮断される（ＰＦＩインジェクタにおけるインジェクタドライバのスイッチの一例として、図５のスイッチ５１２参照）。ＰＦＩインジェクタへの電圧供給が遮断された後に、ルーチンはステップ２０５に進む。
【００３９】
ステップ２０５において、ＤＩインジェクタにおける燃料要件（例えば燃料供給量）を判定する。ステップ２０４と同様に、ＤＩインジェクタにおける燃料要件は、運転者のトルク要求、エンジン温度、及びエンジン速度から判定される。運転者のトルク要求及びエンジン速度は、経験的に決定されたＤＩ噴射の燃料供給量に関するテーブル又は関数に指標付けするのに用いられる。ＤＩ噴射の燃料供給量を決定した後に、ルーチンはステップ２０７に進む。
【００４０】
ステップ２０７において、ルーチンは、スイッチ又は類似装置に、ＤＩインジェクタへの電流を供給するように、及び、吸い込むように指令する。例の一つにおいて、ＤＩインジェクタは、第一電圧によって開状態に移行され、その後第二電圧（＜第一電圧）によってその状態に保たれる。ＤＩインジェクタに電流を供給する指令は、必要に応じて、インジェクタの加熱を低減するように変調され得る。スイッチ又はその均等装置は、ステップ２０５にて判定された望ましい燃料のパルス幅に応じて作動される（ＤＩ噴射シーケンスの一例として、図７参照）。ルーチンは、ＤＩインジェクタを制御した後に終了する。
【００４１】
ここでステップ２１１を参照すると、ルーチンは、ＤＩインジェクタへの電力（或いは電流や電圧）供給が停止する開閉位置に移行すべく、スイッチ又は類似装置に指令することによって、ＤＩインジェクタを作動停止させる。ＤＩインジェクタへの供給電力を遮断することによって、ＤＩインジェクタの低電圧側スイッチ又は類似装置は、ＤＩインジェクタに燃料が流れることなくＰＦＩインジェクタが作動するように、制御され得る（例えば、図５のスイッチ５０２及び５０７参照）。ＤＩインジェクタへの供給電力を遮断した後に、ルーチンはステップ２１３に進む。
【００４２】
ステップ２１３において、ＰＦＩインジェクタにおける燃料要件（例えば燃料供給量）が判定される。ステップ２０４及び２０５と同様に、ＰＦＩインジェクタの燃料供給量は、エンジン速度、運転者の要求、及びエンジン温度に応じて判定される。これらのパラメータは、経験的に決定された燃料量（すなわち、気筒への噴射時に望ましいエンジントルクを生成する燃料供給量）を保持するテーブル又は関数に指標付けするのに用いられる。ＰＦＩインジェクタにおける燃料要件を判定した後に、ルーチンはステップ２１５に進む。
【００４３】
ステップ２１５において、ルーチンは、スイッチ又は類似装置に指令し、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタに対する電流吸い込み経路を制御する。ＤＩインジェクタにおけるインジェクタドライバ用の電圧源（又は電力源、電流源）がオフ状態となるように指令されるので、電流吸い込みスイッチの動作はＤＩインジェクタに何ら影響を与えず、ＤＩインジェクタはオフ状態を維持する。電流吸い込みスイッチ又はその均等装置は、ステップ２１３にて判定された望ましい燃料のパルス幅に応じて作動させられる。ＰＦＩインジェクタにおける燃料のパルス幅を制御した後に、ルーチンは終了する。
【００４４】
ここで図３を参照すると、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタについての噴射期間ウィンドウの一例が示されている。水平軸及び垂直軸は、気筒１サイクルにおける異なる位置を表す。リング状の領域２０３及び２０１は、各々、ＰＦＩ噴射及びＤＩ噴射が行われ得るクランクシャフト角期間を表す。「７２０°／０°」と記された垂直軸は、圧縮行程の気筒におけるピストンの上死点中心を示し、「１８０°」と記された水平軸は、爆発行程の気筒における下死点中心を示し、「３６０°」と記された垂直軸は、排気行程の気筒における上死点中心を示し、そして、「５４０°」と記された水平軸は、吸気行程の気筒における下死点中心を示す。吸気バルブ開（ＩＶＯ）位置、及び、吸気バルブ閉（ＩＶＣ）位置の例も示されており、気筒タイミングについての更なる参考情報を提供している。
【００４５】
領域２０１は、ＤＩ噴射が行われる気筒サイクル部分である。勿論、この噴射期間ウィンドウは、必要に応じて、幾らか拡張又は短縮され得る。
【００４６】
領域２０３は、ＰＦＩ噴射が行われる気筒サイクル部分である。この噴射期間ウィンドウもまた、必要に応じて、拡張又は短縮され得る。
【００４７】
この図３は、ＤＩ噴射イベントとＰＦＩ噴射イベントをオーバーラップさせることなく、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタから燃料を供給することが可能であることを示している。その結果として、両方のインジェクタに共通のインジェクタドライバ及びワイヤーを用いて、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを作動することが可能である。
【００４８】
ここで図４を参照すると、従来技術である、ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタの回路例の模式図が示される。ＤＩインジェクタのインジェクタドライバは４００にて示されている。このインジェクタドライバ４００は幾つかのスイッチから構成される。スイッチ４０１は、そのスイッチ４０１が閉位置にあるときに低基準電圧（例えばアース）に接続された電流吸い込み経路を生成することから、低電圧側ドライバとして規定される。すなわち、スイッチ４０１が閉位置にあるときには、電流は低基準電圧に吸い込まれ得る。スイッチ４０２は、そのスイッチ４０２が閉位置にあるときにＤＩインジェクタ４０４及び４０６に電力を供給する二つの高電圧源の一方（すなわち第一高電圧源（６５Ｖ））に接続された電流供給経路を提供する。加えて、スイッチ４０２は、共通ノードによって、スイッチ４０３に連結される。これは、高電圧源の何れか（６５Ｖ又は１２Ｖ）が、ＤＩインジェクタ４０４及び４０６に連結されるのを許容する。スイッチ４０３は、そのスイッチ４０３が閉位置にあるときに第二高電圧源（１２Ｖ）に接続された電流供給経路を提供する。ＤＩインジェクタ４０４及び４０６を作動させるべく、スイッチ４０１及び４０５が閉じているときに、スイッチ４０２が閉じる。スイッチ４０１及び４０５は、ＤＩインジェクタ４０４及び４０６を異なるクランクシャフト角期間にて作動させるべく、互いに独立して作動される場合がある。スイッチ４０２を用いた高い電圧（６５Ｖ）の印加は、インジェクタ４０４及び４０６が高い燃料噴射圧にて作動するのを可能にする。ＤＩインジェクタ４０４及び４０６が作動した後、スイッチ４０３が閉じられて、スイッチ４０２が開かれる。これは、作動済のＤＩインジェクタ４０４及び４０６を流れる電流の量を低減する。加えて、スイッチ４０２及び４０３は、作動済のＤＩインジェクタ４０４及び４０６を流れる電流を更に低減するように変調される場合もある。
【００４９】
ＰＦＩインジェクタ４０８は、一方の端子を介して電圧（又は電力）が供給され、他方の端子はスイッチ４０７に連結される。スイッチ４０７は、そのスイッチ４０７が閉位置にあるときに低基準電圧（例えばアース）に接続された電流吸い込み経路を提供する。その結果として、ＰＦＩインジェクタ４０８は、スイッチ４０７を開閉することによって作動させられる。
【００５０】
二つのＰＦＩインジェクタ及び二つのＤＩインジェクタが、二つの気筒に燃料を供給するように構成される場合には、ＰＦＩインジェクタ４０８と同様に有線接続された別のＰＦＩインジェクタが必要とされることに留意すべきである。
【００５１】
ここで図５を参照すると、装置における配線の複雑さ及びインジェクタドライバのコストを低減する回路の一例が示されている。
【００５２】
インジェクタドライバ５００は、図４に示すインジェクタドライバ４００と同一である。スイッチ５０２及び５０７は、高電圧源（６５Ｖ又は１２Ｖ）とＤＩインジェクタ５０３及び５０９との間に、電流を供給するための第一電流経路（電流供給経路）を提供する。スイッチ５０２及び５０７が同時にオン状態になったときには、スイッチ５０７に直列配置されたダイオード（不図示）が、６５Ｖの電圧源が１２Ｖの電圧源に短絡するのを防止する。この回路はまた、スイッチ５０１を介してＤＩインジェクタ５０３を流れる電流を吸い込むための、低基準電圧（例えばアース）に接続された第二電流経路（電流吸い込み経路）を提供する。スイッチ５０８は、ＤＩインジェクタ５０９及びＰＦＩインジェクタ５１０からの電流を低基準電圧（例えばアース）に吸い込ませることによって、第三電流経路（電流吸い込み経路）を提供する。
【００５３】
しかしながら、この構成において、インジェクタドライバ５００は、ＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０を制御することも可能である。スイッチ５１２が閉位置となるように指令されているとき、ＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０は、スイッチ５０１及び５０８を閉じることによって作動し得る。スイッチ５１２は、全てのＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０を制御するのに共通であり得る。そのスイッチ５１２は、全てのＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０を作動又は作動停止するのに使用され得る。そのスイッチ５１２が高速変調されるのであれば、そのスイッチ５１２は、幾つかのＰＦＩインジェクタ及びＤＩインジェクタの間で時分割制御する必要性を低減することが可能となるであろう。ダイオード５０６及び５１１は、スイッチ５１２及びスイッチ５０２が閉じている場合において、電流がインジェクタ５０４及び５１０を流れるのを防止する、或いは大幅に低減する。その結果として、スイッチ５１２は、必要に応じて、気筒１サイクル中にＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０を作動することなく、閉状態にて維持し得る。
【００５４】
ＤＩインジェクタ５０３及びＰＦＩインジェクタ５０４は、エンジンにおける、互いに３６０°位相がずれた異なる気筒に燃料を供給するように構成される。同様に、ＤＩインジェクタ５０９及びＰＦＩインジェクタ５１０は、エンジンにおける、互いに３６０°位相がずれた異なる気筒に燃料を供給するように構成される。共通スイッチ５０１及び５０８に連結されたＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０、及び、ＤＩインジェクタ５０３及び５０９は、必要に応じて、その共通スイッチによって同時に作動され得る。例えば、１−３−４−２の燃焼順序を有する４行程サイクル４気筒エンジンは、第四気筒に燃料を供給する第二ＰＦＩインジェクタと同じ吸い込みスイッチに連結される第一気筒に燃料を供給する第一ＤＩインジェクタを有する。スイッチ５０１が閉じるのと同時にスイッチ５０２又は５０７が閉じられるとき、ＤＩインジェクタ５０３はある気筒に燃料を噴射し得る。スイッチ５１２及び５０１が同時に閉じられるとき、別の気筒の吸気ポートに燃料が噴射される。スイッチ５１２が開いていて、スイッチ５０１が閉じられるならば、ＰＦＩインジェクタ５０４は燃料を噴射することはない。スイッチ５０２及び５０７が閉じられていて、スイッチ５０１が開いているならば、ＤＩインジェクタ５０３は燃料を噴射することがない。ダイオード５０６及び５１１が電流の流れを制限し、それによって、電流はスイッチ５１２を流れる必要があり、或いは、ＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０は作動することがない。ＤＩインジェクタ５０９及びＰＦＩインジェクタ５１０は、ＤＩインジェクタ５０３及びＰＦＩインジェクタ５０４と同様に作動させられる。
【００５５】
この装置構成は、同一又は共通の電流吸い込み経路を用いてＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタを作動することによって、二本のワイヤー及び二つのスイッチを削減する。燃料インジェクタを作動するのに必要なワイヤー及びドライバの数を低減することで、装置のコスト及び重量が低減され得る。
【００５６】
ここで図６を参照すると、図４に表わされたＤＩインジェクタのドライバ回路を用いて、図２の方法によって一対のＤＩインジェクタを作動する際のタイムチャートが示されている。なお、信号Ｌ１は図４におけるスイッチ（低電圧側ドライバ）４０１の状態を示し、信号Ｈ１は図４におけるスイッチ（高電圧側ドライバ）４０２の状態を示し、信号Ｈ２は図４におけるスイッチ（高電圧側ドライバ）４０３の状態を示し、信号Ｌ２は図４におけるスイッチ（低電圧側ドライバ）４０５の状態を示している。いずれの信号も、ハイ状態ではスイッチが閉じており、ロー状態でスイッチが開いていることを表している。信号Ｌ１がハイ状態のときスイッチ４０１は閉じられ、スイッチ（低電圧側ドライバ）４０１は、ＤＩインジェクタ４０４から低基準電圧（例えばアース）に吸い込まれる電流吸い込み経路を提供する。信号Ｌ１がロー状態のときスイッチ４０１は開かれ、スイッチ（低電圧側ドライバ）４０１は、電流がＤＩインジェクタ４０４から低基準電圧（例えばアース）に吸い込まれるのを停止する。信号Ｌ２は、信号Ｌ１と同様に作動するものの、異なるクランクシャフト角期間にて、異なるＤＩインジェクタ４０６を作動する。
【００５７】
信号Ｈ１は、第一高電圧源（又は高電流源）６５ＶからＤＩインジェクタ４０４及び／又は４０６に電流を供給するスイッチ（高電圧側ドライバ）４０２の状態を表す。信号Ｈ１がハイ状態のとき、電流を供給するスイッチ（高電圧側ドライバ）４０２は、第一高電圧源（又は高電流源）６５ＶからＤＩインジェクタ４０４及び／又は４０６に電流が流れるのを許容する。
【００５８】
信号Ｈ２は、第二高電圧源（又は高電流源）１２ＶからＤＩインジェクタ４０４及び／又は４０６に電流を供給するスイッチ（高電圧側ドライバ）４０３の状態を表す。信号Ｈ２及び信号Ｈ１がハイ状態のとき、電流を供給するスイッチ（高電圧側ドライバ）４０３（及び４０２）は、利用可能な中で最も高い電圧源（又は電流源）６５ＶからＤＩインジェクタ４０４及び／又は４０６に電流が流れるのを許容する。信号Ｈ２は信号Ｈ１よりも低電圧（又は低電流）である。
【００５９】
領域６０１及び６０２は、信号Ｌ１、信号Ｌ２、信号Ｈ１、及び信号Ｈ２で示された各種スイッチ状態によって制御される二つの異なる気筒におけるＤＩ噴射タイミングを表す。すなわち、領域６０１は、第一ＤＩインジェクタ４０４が第一気筒内に燃料を噴射するように指令された時間を表し、領域６０２は、第二ＤＩインジェクタ４０６が第二気筒内に燃料を噴射するように指令された時間を表す。
【００６０】
図示された各信号に対するＤＩインジェクタの実作動を、以下に記述する。第一気筒における噴射シーケンスは、垂直指標６５０にて開始する。信号Ｌ１、信号Ｈ１、及び信号Ｈ２は、ハイ状態に移行しているのが示されており、スイッチ（高電圧側ドライバ）４０２及び４０３から、スイッチ（低電圧側ドライバ）４０１に連結された低基準電圧（例えばアース）に至る電流吸い込み経路を提供する。電流は、信号Ｈ１がハイ状態である期間６０５中に、最も高い電圧源（又は電流源）６５Ｖから流れる。電流は、信号Ｌ１がハイ状態にある期間６０３中に、スイッチ（低電圧側ドライバ）４０１を通って吸い込まれる。信号Ｈ１がロー状態に移行した後に、信号Ｈ２は６０６にてハイ状態を維持する。その後間もなく、信号Ｈ２は６０７にて変調される。スイッチ（高電圧側ドライバ）４０３の変調は、ＤＩインジェクタ４０４に流れる電流を低減し、ＤＩインジェクタ４０４の加熱を抑制する。垂直指標６５１において、信号Ｌ１はロー状態に移行し、信号Ｈ２はハイ状態に移行する。スイッチ（高電圧側ドライバ）４０３は、信号Ｈ２がハイ状態にある期間６０８中に、フリーホィーリング電流（free  wheeling  current）を還流させる電流還流経路を提供する。ＤＩインジェクタ４０４が閉じる（すなわち作動停止する）前に、信号Ｌ１は６０４にてハイ状態に移行し、スイッチ（低電圧側ドライバ）４０１の連通を開始する。このシーケンスでは、信号Ｈ２が変調されているので、ＤＩインジェクタ４０４に供給される電流を低下させるものの、燃料がＤＩインジェクタ４０４によって噴射され続けるのに充分な電流を維持する。垂直指標６５２において、ＤＩインジェクタ４０４は閉じられ（すなわち作動停止され）、燃料の流れは停止する。このＤＩインジェクタ４０４は、スイッチ（高電圧側ドライバ）４０２及び４０３、及び、スイッチ（低電圧側ドライバ）４０１を開状態にすることによって、遮断される。
【００６１】
垂直指標６５４は、インジェクタドライバによって駆動される一対のＤＩインジェクタのうち第二インジェクタ４０６の作動開始を特定する。垂直指標６５０にて開始するシーケンスと同様に、信号Ｈ１は、信号Ｈ２及び信号Ｌ２と同様に、ハイ状態に設定される。この点において、ＤＩインジェクタ４０６は作動し始め、領域６０２によって示された持続時間の間、燃料を噴射する。シーケンスは、領域６０１にて示されたシーケンスと同じパターンが後に続く。
【００６２】
この図は、ＤＩインジェクタ４０４が、ＤＩインジェクタ４０６とは独立して制御されるので、二つのＤＩインジェクタは、複数のスイッチ又は類似装置を備えた一つのＤＩインジェクタにおけるインジェクタドライバによって駆動され得ることを表す。
【００６３】
ここで図７を参照すると、図５に表わされたインジェクタドライバ回路を用いて一対のＤＩインジェクタ５０３及び５０９、及び、一対のＰＦＩインジェクタ５０４及び５１０を作動する際のタイムチャートが示されている。なお、信号Ｌ１は図５におけるスイッチ（低電圧側ドライバ）５０１の状態を示し、信号Ｈ１は図５におけるスイッチ（高電圧側ドライバ）５０２の状態を示し、信号Ｈ２は図５におけるスイッチ（高電圧側ドライバ）５０７の状態を示し、信号Ｌ２は図５におけるスイッチ（低電圧側ドライバ）５０８の状態を示している。いずれの信号も、ハイ状態ではスイッチが閉じており、ロー状態でスイッチが開いていることを表している。また、図７において、ＤＩ１は図５におけるＤＩインジェクタ５０３を示し、ＰＦＩ４は図５におけるＰＦＩインジェクタ５０４を示し、ＤＩ４は図５におけるＤＩインジェクタ５０９を示し、ＰＦＩ１は図５におけるＰＦＩインジェクタ５１０を示すものとする。
【００６４】
信号Ｌ１及びＬ２がハイ状態のとき、スイッチ（低電圧側ドライバ）５０１及び５０８は閉じられ、それらスイッチ５０１及び５０８は、ＤＩインジェクタ５０３及び５０９から低基準電圧（例えばアース）に吸い込まれる電流吸い込み経路を提供する。信号Ｌ１及びＬ２がロー状態のとき、スイッチ（低電圧側ドライバ）５０１及び５０８は開かれ、それらスイッチ５０１及び５０８は、電流がＤＩインジェクタ５０３及び５０９から低基準電圧（例えばアース）に吸い込まれるのを停止する。信号Ｌ１及び信号Ｌ２は、クランクシャフト角で互いに３６０°位相がずれた異なる気筒における異なるＤＩインジェクタを作動するように構成されるものの、必要に応じて、クランクシャフト角で互いに３６０°位相がずれていない気筒を選択することによって、これら気筒間の位相差は増減され得る。
【００６５】
図７は、１−３−４−２の燃焼順序を有する４行程サイクル４気筒エンジンの二つの異なる気筒において作動するＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタの噴射タイミングを示す。インジェクタＰＦＩ４（第四気筒に燃料を供給するＰＦＩインジェクタ、５０４）は、インジェクタＤＩ１（第一気筒に燃料を供給するＤＩインジェクタ、５０３）と、両方のインジェクタ５０４及び５０３をスイッチ（低電圧側ドライバ）５０１に連結することによって、組み合わされる。このようにして、スイッチ（低電圧側ドライバ）５０１が、低基準電圧（例えばアース）に接続された低インピーダンスな電流吸い込み経路を提供するときに、インジェクタＤＩ１（５０３）及びインジェクタＰＦＩ４（５０４）が作動され、各々対応する気筒に燃料を噴射し得る。同様に、インジェクタＤＩ４（第四気筒に燃料を供給するＤＩインジェクタ、５０９））は、インジェクタＰＦＩ１（第一気筒に燃料を供給するＰＦＩインジェクタ、５１０）と、両方のインジェクタ５０９及び５１０をスイッチ（低電圧側ドライバ）５０８に連結することによって、組み合わされる。これによって、スイッチ（低電圧側ドライバ）５０８が低基準電圧（例えばアース）に接続された低インピーダンスな電流吸い込み経路を提供するときに、インジェクタＤＩ４（５０９）及びインジェクタＰＦＩ１（５１０）を作動することが可能となる。
【００６６】
７０６において、信号Ｌ１はハイ状態にあり（すなわちスイッチ５０１は閉状態）、これは、インジェクタＤＩ１（５０３）及びインジェクタＰＦＩ４（５０４）からの電流が、第一電流吸い込み経路を介して低基準電圧（例えばアース）に吸い込まれるのを許容する。７０７において、低基準電圧への電流の流れが停止され、インジェクタＤＩ１（５０３）を通って流れる電流の量が低減する。７０８において信号Ｌ１がハイ状態に移行してスイッチ（低電圧側ドライバ）５０１が連通したときに、電流は、低基準電圧（例えばアース）へ流れることが許容される。信号Ｌ１は、７０８の後にロー状態に移行し（すなわちスイッチ５０１は開状態）、電流はインジェクタＤＩ１（５０３）を通って流れるのを停止する。その後間もなく、信号Ｌ１は７０９にてハイ状態に移行し（すなわちスイッチ５０１は閉状態）、電流が再びインジェクタＰＦＩ４（５０４）を流れるのを許容する。インジェクタＰＦＩ４（５０４）への電流の流れは、インジェクタＤＩ４（５０９）が７１４にて燃料を噴射し始める前に、停止される。信号Ｌ１は、インジェクタＤＩ４（５０９）の噴射期間が終了した後にハイ状態に移行し（すなわちスイッチ５０１は閉状態）、それは別の燃料がインジェクタＰＦＩ４（５０４）を流れるのを許容する。
【００６７】
最も高い電圧源（第一電圧源）６５Ｖから供給される電力は、信号Ｈ１によって制御される。信号Ｈ１がハイ状態であるとき、スイッチ（高電圧側ドライバ）５０２は閉じられ、電流は、第一電圧源６５Ｖから第一電流経路（電流供給経路）を通って、一対のインジェクタＤＩ１及びＤＩ４（５０３及び５０９）の何れかに流れることが許容される。信号Ｈ１は、制御指令として、最初にインジェクタＤＩ１（５０３）を開くのに使用されるので、その持続時間は短い。ＤＩインジェクタ５０３が開いた後に、他の高電圧源（第二電圧源）１２Ｖからの電力が使用され、インジェクタＤＩ１（５０３）が閉ざされるまで、インジェクタＤＩ１（５０３）を開位置に維持する。７１２において、インジェクタＤＩ１（５０３）は開かれる。７１４において、インジェクタＤＩ１（５０３）とは異なるインジェクタＤＩ４（５０９）が開かれる。信号Ｈ１による噴射指令７１２及び７１４が、クランクシャフト角で３６０°離間させて発生されるものの、必要に応じて、クランクシャフト角で３６０よりも多く又は少なく、ＤＩ噴射又はＰＦＩ噴射を離間させることが可能である。
【００６８】
２番目に高い電圧源（第二電圧源）１２Ｖは、信号Ｈ２によって制御される。信号Ｈ２がハイ状態であるとき、スイッチ（高電圧側ドライバ）５０７は閉じており、スイッチ（高電圧側ドライバ）５０７が閉じるのと実質的に同時に、電流の供給が許容される。信号Ｈ２の持続時間は長く、個別に作動されるインジェクタＤＩ１（５０３）に流れる電流を低減すべく、変調される。スイッチ（高電圧側ドライバ）５０２と同様に、スイッチ（高電圧側ドライバ）５０７は、二つの異なる気筒で作動する二つの個々のインジェクタＤＩ１及びＤＩ４（５０３及び５０９）に、電流を供給する。７１５において、第二電圧源１２Ｖは電流を供給し、インジェクタＤＩ１（５０３）は燃料を供給し続ける。７１６において、信号Ｈ２は変調させられ、インジェクタＤＩ１（５０３）に供給される電流を低減する。
【００６９】
信号Ｌ２は、信号Ｌ１とクランクシャフト角で３６０°位相がずれているものの、信号Ｌ１と実質的に同じパターンが後に続く。７２１において、信号Ｌ２はロー状態に保持され（すなわちスイッチ５０８は開状態）、インジェクタＤＩ１（５０３）が燃料を噴射しているときに、インジェクタＰＦＩ１（５１０）が燃料を噴射するのが停止される。７２２において、信号Ｌ２はハイ状態に移行し（すなわちスイッチ５０８は閉状態）、インジェクタＤＩ４（５０９）を通る電流が、第三電流経路（電流吸い込み経路）を介して流れるのが許容される。７２３において、信号Ｌ２はロー状態に移行し、スイッチ（低電圧側ドライバ）５０８を流れる電流を低減し、７２４において、信号Ｌ２はハイ状態に移行し（すなわちスイッチ５０８は閉状態）、低基準電圧（例えばアース）に接続された電流吸い込み経路が提供される。
【００７０】
ＤＩ１及びＤＩ４は、一対のＤＩインジェクタの噴射持続時間を表している。７０５は、インジェクタＤＩ１（５０３）が第一気筒に燃料を噴射する第一ＤＩ噴射期間を表す。噴射期間は、信号Ｈ１、信号Ｈ２、及び信号Ｌ１がハイ状態に移行するのと同時に開始する。上述したように、スイッチ（低電圧側ドライバ）５０１は、期間７０６中に連通し、７０７において一時的に開（すなわち電流遮断）状態となる。この電流遮断は、インジェクタ作動開始の終了時期、及び、インジェクタ保持期間における電流低減の開始時期を指標付ける。７０８において、信号Ｌ１が再びハイ状態に移行するので、スイッチ（低電圧側ドライバ）５０１は再び連通し、インジェクタＤＩ１（５０３）は、電流をあまり追加することなく、開位置に保持される。７０８の終了時に信号Ｈ２及び信号Ｌ１がロー状態に移行するとき（すなわちスイッチ５０１及び５０７は開状態）、インジェクタＤＩ１（５０３）の燃料噴射期間は停止し、燃料の流れは停止する。インジェクタＤＩ１（５０３）が第一気筒に燃料を噴射している期間７０５中に、信号Ｌ２はロー状態に保持され（すなわちスイッチ５０８は開状態）、それによってインジェクタＤＩ４（５０９）は作動することなく、第四気筒には燃料が噴射されない。このようにして、第一気筒の吸気行程及び／又は圧縮行程においてインジェクタＤＩ１（５０３）が燃料を噴射するとき、インジェクタＤＩ４（５０９）は、第四気筒の圧縮行程及び／又は排気行程において第四気筒への燃料の噴射が停止させられる。信号Ｌ１は７０７においてロー状態に移行している（すなわちスイッチ５０１は開状態）ものの、７０５に示すように、インジェクタＤＩ１（５０３）の作動は中断されていないことに留意すべきである。なぜなら、フリーホィーリング電流は、この期間７０５中に、インジェクタＤＩ１（５０３）を作動状態に維持するからである。
【００７１】
インジェクタＤＩ１（５０３）の噴射期間において、インジェクタＰＦＩ４（５０４）は、第四気筒に燃料を供給している。インジェクタＰＦＩ４（５０４）は、７０１にて燃料を噴射し、その後停止するものの、７０２にて燃料の噴射を再開する。インジェクタＰＦＩ４（５０４）は、７０３にて示す時間又はクランクシャフト角期間にて、燃料を連続的に噴射する。これは、信号Ｌ１が７０９にてハイ状態にあるとき（すなわちスイッチ５０１は閉状態）の時間又はクランクシャフト角期間と対応する。信号Ｌ１がハイ状態であろうとなかろうと、スイッチ５１２によってインジェクタＰＦＩ４（５０４）から電圧源（電力源）を遮断又は切断することによって、インジェクタＰＦＩ４（５０４）は、作動停止させられ得ることに留意すべきである。インジェクタＰＦＩ４（５０４）の噴射期間は、信号Ｌ１が７１０にてロー状態になるとき（すなわちスイッチ５０１は開状態）、終了させられる。信号Ｌ１は、やがてロー状態に戻り（すなわちスイッチ５０１は開状態）、インジェクタＤＩ４（５０９）によって第四気筒内に燃料が噴射させられる前に、インジェクタＰＦＩ４（５０４）への燃料の流れを停止する。７０４にて示す時間又はクランクシャフト角期間にて、信号Ｌ１はハイ状態に戻ること（すなわちスイッチ５０１は開状態）が許容される一方で、インジェクタＰＦＩ４（５０４）は第一気筒における吸気ポートに燃料を再び供給する。
【００７２】
７２６にて示す時間又はクランクシャフト角期間にて、インジェクタＤＩ４（５０９）によって、燃料は第四気筒に直接的に噴射される。インジェクタＤＩ４（５０９）の噴射期間において、スイッチ（高電圧側ドライバ）５０２及び５０７は、インジェクタＤＩ１（５０３）が第一気筒に燃料を供給しているときと同様に作動する。７１４にて信号Ｈ１はハイ状態に移行し（すなわちスイッチ５０１は閉状態）、その後、ロー状態に移行して（すなわちスイッチ５０１は開状態）、インジェクタＤＩ４（５０９）への電流の流れを制限する。７２０にて信号Ｈ２はハイ状態に維持されるので（すなわちスイッチ５０７は閉状態）、スイッチ（高電圧側ドライバ）５０７は、インジェクタＤＩ４（５０９）に電流を供給する。スイッチ（低電圧側ドライバ）５０８は、７２２にて信号Ｌ２はハイ状態となる（すなわちスイッチ５０８は閉状態）ので連通し、インジェクタＤＩ４（５０９）への電流を低減すべく７２３にて連通を停止し、その後再び、インジェクタＤＩ４（５０９）の噴射期間が終了するまで７２４にて連通する。
【００７３】
インジェクタＰＦＩ１（５１０）は、７２７、７２８、７２９、及び７３０にて示す時間又はクランクシャフト角期間にて、第一気筒における吸気ポートに燃料を供給する。インジェクタＰＦＩ４（５０４）と同様に、インジェクタＰＦＩ１（５１０）は、信号Ｌ２がハイ状態（すなわちスイッチ５０８は閉状態）であって電流が吸い込まれているときに、第一気筒における吸気ポートに燃料を噴射するのを許容する。これは、インジェクタＰＦＩ１（５１０）が、インジェクタＤＩ４（５０９）の噴射期間前、その期間中、及びその期間後に、燃料を噴射するのを可能にする。このように、共通のインジェクタドライバを利用することで、ＰＦＩ噴射はある気筒に行われる一方で、ＤＩ噴射は別の気筒に行われ得る。
【００７４】
図示されたタイミングは、第二気筒の噴射タイミングに対する第一気筒の噴射タイミングを単に説明しているに過ぎないことに留意すべきである。そういうものとして、タイミングは、本発明の主旨から逸脱することなく、図示されたものよりも短縮又は延長され得る。例えば、要求エンジントルクが更に少ないならば、ＤＩインジェクタの噴射期間及びＰＦＩインジェクタの噴射期間は短縮される場合がある。別の例において、ＰＦＩインジェクタの噴射期間が短縮される一方で、ＤＩインジェクタの噴射期間は変更されない場合もある。更に別の例において、ＰＦＩインジェクタの噴射期間が短縮される一方で、ＤＩインジェクタの噴射期間は延長される場合もある。更に別の例において、ＰＦＩインジェクタの噴射期間が延長される一方で、ＤＩインジェクタの噴射期間は短縮される場合もある。
【００７５】
上述のＤＩインジェクタ及び／又はＰＦＩインジェクタの噴射期間において、高オクタン価の燃料（例えば、エタノール、アルコール、プロパン、又はメタン）が気筒に噴射され得ることに留意すべきである。高い気化熱を有する燃料（すなわち、エタノール及びプロパン）はまた、吸気ポート又は気筒の冷却に関する利点（すなわち、耐ノック性、及び、充填密度の向上）を達成すべく、ＰＦＩ噴射又はＤＩ噴射が行われる場合がある。低オクタン価であって高いノック性を有する燃料は、必要に応じて、ＨＣＣＩ燃焼を促進するように選択的に噴射される場合がある。
【００７６】
ここで図８を参照すると、４気筒エンジン用に構成された燃料供給装置及びその制御方法のタイムチャートが示されている。信号の名称は図の左側に示されている。気筒１乃至気筒４に関するＤＩインジェクタの燃料噴射タイミングは、ＤＩ１乃至ＤＩ４にて示される。気筒１乃至気筒４に関するＰＦＩインジェクタの燃料噴射タイミングは、ＰＦＩ１乃至ＰＦＩ４にて示される。圧縮行程の上死点中心に対する各気筒の位置は、各気筒に対応する各ＤＩインジェクタの制御信号を伴って、以下に示される。ここに記述されている数は、各々右側の垂直指標に対応している。図８においては、時間は左から右に移動する。
【００７７】
図８は、図５に示すように配置された４気筒エンジンのＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタに関して、図２の方法によって作動される際の燃料噴射タイミングのシミュレーション例を示す。図示された信号の一つがハイ状態であるとき、インジェクタは燃料を噴射すると共に、この燃料噴射タイミングは、あるインジェクタドライバに対応する信号がロー状態に移行するまでの、スイッチが低基準電圧又は高電圧源に接続された電流経路を有している時間に対応する。
【００７８】
インジェクタＤＩ１の燃料噴射タイミングは８０１にて示される。インジェクタＤＩ１において、信号がハイ状態であるとき、燃料は第一気筒に直接噴射される。インジェクタＤＩ１の燃料噴射タイミングは、第一気筒における吸気行程及び圧縮行程に設定される。また、インジェクタＰＦＩ４は、インジェクタＤＩ１の燃料噴射タイミング中に、第四気筒における吸気ポートに燃料を噴射していることに留意すべきである。これは、インジェクタＤＩ１及びインジェクタＰＦＩ４を制御し得る電流吸い込みスイッチが閉じることに起因しており、これによって、電流がインジェクタＤＩ１及びインジェクタＰＦＩ４を同時に流れるのが可能となる。同様に、インジェクタＰＦＩ１は、インジェクタＤＩ４と同一の電流吸い込みスイッチに連結される。その結果として、インジェクタＰＦＩ１の燃料噴射タイミング８０３は、両方のインジェクタ（すなわちインジェクタＰＦＩ１及びインジェクタＤＩ４）に共通の電流吸い込みドライバによって、インジェクタＤＩ４の燃料噴射タイミング８０９と関係付けられる。同様に共通の電流吸い込みドライバによって、インジェクタＤＩ３の燃料噴射タイミング８０５はインジェクタＰＦＩ２の燃料噴射タイミング８１５と関係付けられ、インジェクタＤＩ２の燃料噴射タイミング８１３はインジェクタＰＦＩ３の燃料噴射タイミング８０７と関係付けられる。このように、図８は、図５と同様に構成されるインジェクタドライバを備えたエンジンにおいて、燃料噴射タイミングの相互関係の一例を示している。しかしながら、図８に示す燃料噴射タイミングは、本発明の主旨から逸脱することなく、必要に応じて、増減され得ることに留意すべきである。
【００７９】
多数の変形例が可能であることから、ここに記述された方法、ルーチン、及び構成は、あくまでも例示であり、本発明を限定する意味で考慮されるべきではない。例えば、上述の説明は、天然ガス、ガソリン、ディーゼル燃料、又は代替の燃料構成にて作動する、直列３気筒エンジン、直列４気筒エンジン、直列５気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型８気筒エンジン、Ｖ型１０気筒エンジン、及びＶ型１２気筒エンジンに適用される場合がある。
【００８０】
特許請求の範囲は、新規で非自明と見なされる特定の組み合わせを示している。この特許請求の範囲は、「一つの」構成要素、又は「第一の」構成要素、又は、それらの同義語に言及し得る。しかしながら、そのような特許請求の範囲は、その構成要素が一つ又は複数あるものを含み、その構成要素が二つ以上あるものを要求もしなければ、除外もしないと理解されるべきである。特許請求の範囲の変更又は組み合わせが、本件特許請求の範囲の補正又は関連出願の新しい請求の範囲の提供によって、請求され得る。これら特許請求の範囲の主題は、本明細書の主題に含まれると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】エンジン、その燃料噴射装置、及びその制御装置の概略図である。
【図２】燃料噴射制御ストラテジーの一例のフローチャートである。
【図３】ＤＩインジェクタ及びＰＦＩインジェクタについての噴射期間ウィンドウの一例である。
【図４】従来技術の燃料噴射装置についての回路図の一例である。
【図５】本発明の燃料噴射装置についての回路図の一例である。
【図６】従来技術の燃料噴射装置についてのタイムチャートである。
【図７】本発明の燃料噴射装置についてのタイムチャートである。
【図８】４気筒エンジン用に構成された本発明の燃料噴射装置に関する燃料噴射シーケンスである。
【符号の説明】
【００８２】
５００、インジェクタドライバ
５０１、５０２、５０７、５０８、５１２、スイッチ
５０３、５０９、ＤＩインジェクタ（直噴インジェクタ）
５０４、５１０、ＰＦＩインジェクタ（ポートインジェクタ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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