CN101539063B

CN101539063B - 用于具有两种燃料喷射器的发动机的系统及控制方法

Info

Publication number: CN101539063B
Application number: CN2009101288265A
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫·诺门·伊里; 罗斯·戴克斯特拉·珀西富尔
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: JP2009222063A; DE102009013589B4; DE102009013589A1; CN101539063A; US20090229570A1; US7770560B2

Abstract

本发明涉及用于具有两种燃料喷射器的发动机的系统及控制方法，提供输送燃料到汽缸进气道和直接输送燃料到内燃发动机汽缸的系统，该系统包括：喷射燃料到第一汽缸的进气道的第一进气道燃料喷射器；喷射燃料到第二汽缸的进气道的第二进气道燃料喷射器；直接喷射燃料到第一汽缸的第一直接燃料喷射器；直接喷射燃料到第二汽缸的第二直接燃料喷射器；及控制器，其配置为输出第一指令以触发第一进气道燃料喷射器以喷射燃料到第一汽缸，第一指令还用以触发第二直接燃料喷射器以喷射燃料到第二汽缸，该控制器还配置为输出第二指令以触发第二进气道燃料喷射器以喷射燃料到第二汽缸，第二指令还用以触发第一直接燃料喷射器。本发明可减少系统成本和重量。

Description

用于具有两种燃料喷射器的发动机的系统及控制方法

技术领域

本发明涉及控制燃料喷射器的系统和方法，具体涉及用于控制喷射燃料到内燃发动机的汽缸的两种不同类型的燃料喷射器的系统及方法。

背景技术

在美国专利7,281,517号中描述了操作双燃料喷射发动机的系统。该专利描述了使用进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器供应燃料到发动机的汽缸。可以改变进气道燃料喷射器正时和直接燃料喷射器正时以改变喷射到汽缸中的燃料的总量。该系统据所知使用单独的燃料泵和喷射器驱动器以实现直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的单独控制，以便可以随着发动机工况改变进气道燃料喷射器或直接燃料喷射器提供到汽缸的燃料的部分。

上述系统也有几个缺点。例如，相比较于类似的单独进气道喷射系统，双倍增加燃料喷射器和燃料泵的数目会使喷射系统成本增加双倍以上。此外，要求额外的接线(wires)和控制电路以控制和操作两种燃料喷射器。额外的接线和控制电路进而会增加实施描述的系统所需要的空间和重量。

本发明的发明人在此认识到上述缺点并开发出提供实质性改进的系统及方法。

发明内容

本发明的一个实施例包括控制配置为输送燃料到内燃发动机的汽缸的进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的方法，该方法包括：通过第一指令使第一电流流过第二直接燃料喷射器以喷射燃料到内燃发动机的第二汽缸；在所述第二直接燃料喷射器喷射燃料到所述第二汽缸的间隔的至少一部分中，使第二电流流过第一进气道燃料喷射器以便喷射燃料到内燃发动机的第一汽缸，通过所述第一指令和第二指令使所述第二电流流动(flow)。该方法克服了上述系统的至少一些缺点。

进气道燃料喷射器驱动器及直接燃料喷射器驱动器和控制电路可以配置为减少实施双喷射器燃料系统所需要的接线和喷射器驱动器的数目。在一个示例中，用于直接喷射燃料喷射器的控制接线和驱动器可以用来操作进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器，同时还允许从每个喷射器输送不同量的燃料。这使得双喷射器燃料喷射系统设计为占用车辆空间较少、成本较低、以及重量较轻。

本发明可以提供几个优点。也就是，本发明的系统和方法可以减少双燃料喷射器系统的接线成本。此外，现有的直接燃料喷射器驱动器电路可以用来操作直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器。进而，可以减轻车辆重量，因为相比较于其他双燃料喷射器系统，操作本发明的燃料系统所需要的构件较少。

单独或结合附图，通过下文详述，本发明的上述优点、其他优点、及特征将是明显的。

单独或参考附图，参考本文的详细说明，通过阅读示例实施例，将完全理解本文描述的优点。

附图说明

图1是发动机、发动机燃料系统、及发动机控制系统的示意图；

图2是示例燃料喷射控制策略的流程图；

图3是直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的示例喷射时期窗口；

图4是现有技术燃料喷射系统的示例电路图；

图5是本发明的燃料喷射系统的示例电路图；

图6是现有技术燃料喷射系统的正时图；

图7是本发明燃料喷射系统的正时图；及

图8是配置用于四汽缸发动机的本发明燃料喷射系统的喷射序列。

具体实施方式

现参考图1，内燃发动机10包括多个汽缸，其中的一个汽缸如图1所示，且内燃发动机10通过电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36定位在汽缸壁32中且连接到曲轴40。燃烧室30如所知经相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门通过机械驱动凸轮130操作。或者，进气门和/或排气门可以由电控阀操作。

进气歧管44如图所示与调节节流板62的电子节气门94连通。燃料通过燃料喷射器66a和66b直接喷射到汽缸30中。喷射器66A直接喷射燃料到汽缸30，而喷射器66B喷射燃料到进气门52上游的汽缸进气道。燃料通过喷射泵(未示出)输送到燃料喷射器66A。喷射泵可以由发动机机械驱动或电动驱动。提升泵从车辆燃料箱(未示出)供应燃料到喷射泵。若期望的话，提升泵可以配置为供应燃料到进气道燃料喷射器。或者，可以使用另一个燃料泵来从车辆燃料箱向进气道燃料喷射器66B供应燃料。

无分电器点火系统88响应于控制器12通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器76如图所示连接到催化转化器70的上游的排气歧管48。在一个示例中，催化转化器70可以包括多个催化剂块。在另一个示例中，可以使用每个具有多个催化剂块的多个排放控制装置。在一个示例中，催化转化器70可以是三元催化器。

控制器12如图1所示为常规微计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、及只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110、及常规数据总线。输入/输出端口104可以包括多种信号处理和缓冲装置。例如，处理器信号发送到喷射器驱动器电路，增加可用来驱动需要高电流的装置，如燃料喷射器的电流容量。除了上述信号之外，控制器12如图所示从连接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自连接到水套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自连接到加速器踏板的位置传感器119的踏板位置；来自质量空气流量传感装置115的质量空气流量；来自连接到进气歧管44的发动机歧管压力(MAP)传感器122的歧管压力；来自凸轮位置传感器150的凸轮位置；来自节气门位置传感器69的节气门位置；来自温度传感器117的发动机进气温度或歧管温度的测量值(ACT)；及来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置。在本发明的一个方面，曲轴每旋转一圈发动机位置传感器118产生预定数目的等间隔脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。

存储媒体只读存储器106可以用表示处理器102可执行的指令的计算机可读数据编程，用于执行下文描述的方法以及可想到但未具体列出的其他可变类型。

现参考图2，示出示例双燃料控制方法的流程图。图2的方法允许在汽缸循环(汽缸循环在本文中定义为关于燃烧的操作重复发生的曲轴转角；例如，对于四循环汽缸为720度曲轴转角；但是汽缸循环可以小于或大于720度；例如，对于二行程汽缸循环为360度曲轴转角)中，使用在两种类型喷射器之间共享的驱动器电路，单独或一起操作直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器。

在一些设计中，直接燃料喷射器驱动器电路可以配置为使用三个控制线路和三个驱动器以操作一对直接燃料喷射器。因此，在控制单元和两个直接燃料喷射器之间要求三个接线。

在另一方面，通常通过电源接线和返回到控制模块的第二接线对进气道燃料喷射器供应电能，其中驱动器电路可以将接线和低电位参考电压连接。当驱动器电路提供到低电位的电流路径时驱动喷射器。该配置要求通向电源的电源线和通向用于每个进气道燃料喷射器的控制模块的控制接线。

本发明提供用于配置直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器以便可以使用共同的驱动器电路操作四个喷射器(即两个直接燃料喷射器和两个进气道燃料喷射器)。

例如，如图5所示，在一个示例中低端(low side)驱动器或吸入电流(sinkcurrent)的驱动器用来控制直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者。因为直接燃料喷射器由低端和高端(high side)驱动器电路(即到直接燃料喷射器的高端驱动器的源出电流(source current))驱动，低端驱动器可以提供使电流通向低电位而不必操作直接燃料喷射器的路径。这允许控制器使用电流吸入路径(sink path)以独立于直接燃料喷射器操作进气道燃料喷射器。因为可以独立于直接燃料喷射器低端和高端驱动器中断供应到进气道燃料喷射器的电能，通过中断流到进气道燃料喷射器的电能可以停用进气道燃料喷射器，而不干扰直接燃料喷射器的操作。因此，直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器可以单独或一起操作，在一起操作中使用的电路稍多于直接燃料喷射器所要求的电路。因此，在喷射器控制器和喷射器之间要求较少的接线。

继续参考图2，在步骤200，例程确定是否用进气道燃料喷射器操作。若为是，例程继续进行到步骤202。若为否，例程继续进行到步骤201。

确定是否要使用进气道燃料喷射器可以用几种方式完成。在一个示例中，发动机转速和负荷可以用来确定何时期望使用进气道燃料喷射器。此外，发动机/车辆的其他工况可以用来确定是否期望进气道燃料喷射。例如，在发动机起动中当发动机温度较低时期望操作进气道燃料喷射器，因为当进气门开启时，若燃料蒸发良好可以改进发动机排放。然而，在两个喷射器之间喷射不同燃料类型(例如，通过进气道燃料喷射器喷射汽油，通过直接燃料喷射器喷射醇类)的一些配置中，可以从发动机工况以及燃料类型确定进气道燃料喷射器操作。

在步骤202，例程确定是否还操作直接燃料喷射器。若为是，例程继续进行到步骤204。否则，例程继续进行到步骤211。如同进气道喷射，可以用包括上述那些的多种方式确定直接燃料喷射器的操作。

在步骤204，例程确定用于直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料要求。

在一个示例中，可以基于预存的经验映射(mapping)数据配置、改变或调节燃料充填路径(即直接燃料喷射或进气道燃料喷射)和燃料类型。在一个实施例中，输送的燃料量基于相关于驾驶员扭矩要求、发动机温度、及发动机转速的开环估计。例如，若驾驶员在第一发动机转速要求第一期望的发动机扭矩，发动机控制器索引确定触发哪个喷射器的表或函数。也就是，例程选择直接喷射模式(DI)、进气道喷射加直接喷射(PFI+DI)、或进气道喷射(PFI)。或者，在特定或具体的工况下可以用状态机来选择操作哪个喷射器。此外，可以对于每个喷射器和燃料类型查找燃料的量。例如，可以查找对应于工况的操作参数，在一个工况下可以产生6Kg/hr的汽油进气道燃料喷射和0.25Kg/hr的直接乙醇喷射，而在另一个工况下可以产生8Kg/hr的乙醇的直接喷射。因此，在不同的工况下可以产生不同的喷射策略(即DI、DI+PFI、PFI)，由供应燃料到汽缸的每个喷射器输送的不同的燃料类型和不同的燃料量。

基于感测的排气氧和发动机爆震传感器可以调节查找到的燃料要求，以便用期望的空燃比提供期望的发动机扭矩。每个汽缸燃料喷射器(DI和PFI)的燃料要求转化为一个或多个燃料脉宽(即供应到燃料喷射器的电流或电压的时期)，该燃料脉宽对应于DI和/或PFI喷射器输送期望的燃料量所需要开启的时期。

注意可以构成输送到DI和PFI喷射器的多个燃料脉宽以在汽缸循环中使用多次单独喷射输送燃料到汽缸中。每个脉宽的时期可以从包含经验确定的喷射器正时的表或函数中查找，该经验确定的喷射器正时在当前工况的预定曲轴间隔下使预定的燃料量输送到汽缸中。

在选择喷射器类型和燃料量之后，例程继续到步骤206。

在步骤206，例程控制开关和类似装置以操作发动机喷射器。在一个实施例中，例程通过控制从PFI喷射器吸入电能的开关操作PFI喷射器。例程还可以控制用来从一个或多个PFI喷射器组连接或断开电能的开关，例如，如图5所示的开关512、501、及508。因此，例程可以控制流入和流出PFI喷射器组的电流。

例程还可以控制到DI喷射器的电流。DI喷射器可以成对接线以便两个电源通过开关连接和供应到两个DI喷射器，例如图5中的开关502和507所示。例程还可以控制分别从一对喷射器的每个喷射器吸入(即提供到低电位的路径)电流的低端驱动器，例如图5中的开关501和开关508所示。

应注意在替代的实施例中，可以期望其他的接线配置。例如，在一个组中的PFI喷射器可以从单个电路路径或开关源出电能，同时开关停用通向低电位(即电流吸入器(current sink))的路径。在又一个示例中，一对DI喷射器可以通过单独的开关从单独的电流路径源出电流，而单个开关或电流路径控制从一对DI喷射器吸入的电流。

为降低系统成本，例程结合使得可能使用共享的构件操作每个发动机汽缸的DI和PFI喷射器的接线方案工作。图5是使操作DI和PFI喷射器的系统的系统成本减少的一个示例接线配置。在该配置中，例程基于在步骤204确定的加燃料要求控制操作DI和PFI喷射器的开关。

当期望DI和PFI喷射器两种操作时，例程一起控制一个汽缸的DI喷射器的电流路径与另一个汽缸的PFI喷射器的电流路径。具体地，例程基于在步骤204确定的期望的DI喷射器脉宽通过指令一个或多个开关断开或闭合，控制供应燃料到第一汽缸的第一DI喷射器的电流路径。也就是允许电流流过第一DI喷射器或阻止电流流过第一DI喷射器，以便触发第一DI喷射器输送期望的DI喷射器燃料脉宽和燃料量。在包括进气行程和压缩行程的曲轴间隔中发生DI喷射。在相同的时期和曲轴旋转间隔中(即第一DI喷射器喷射燃料到第一汽缸的曲轴转角)，例程还通过断开或闭合一个或多个开关触发第二PFI喷射器以指令喷射燃料到第二汽缸。具体地，通过控制流过与第一DI喷射器共同接线的驱动器的电流触发第二PFI喷射器。在接收进气道喷射燃料的汽缸的排气行程、动力行程、及压缩行程中可以触发PFI喷射器。同样，通过指令与用来触发第二DI喷射器的开关共同使用的开关来触发供应燃料到第一汽缸的第一PFI喷射器，该第二DI喷射器供应燃料到第二汽缸。当供应燃料到一个汽缸的DI喷射器和供应燃料到另一个汽缸的PFI喷射器使用共同的开关时，操作共同的开关的单个指令可以用来同时触发两个喷射器。因此，当喷射器适当地接线时(例如图5所示)，通过发布单个指令，一个汽缸的进气道燃料喷射器可以与不同汽缸的DI喷射器在同时操作。如先前描述的DI和PFI喷射器，第二指令可以用来触发喷射燃料到相同汽缸的不同的DI和PFI喷射器。因此，第一指令可以用来从DI喷射器喷射燃料到汽缸，可以发布第二指令以使用PFI喷射器喷射燃料到相同的汽缸。相同的第一指令和第二指令还可以通过DI和PFI喷射器促使燃料喷射到不同的汽缸。

用于具体汽缸的DI喷射时期可以限于汽缸的进气行程和压缩行程以便在汽缸循环中喷射的燃料在相同的汽缸循环中燃烧。另一方面，进气道燃料喷射器的喷射正时时期可以更长，因为气门开启正时确定燃料何时进入汽缸。因为DI喷射器正时比PFI喷射器正时更受限制，且因为在燃料通过DI喷射器喷射时PFI喷射器喷射燃料，当在相同的汽缸循环中使用PFI和DI喷射器两者时，在汽缸循环中DI喷射器正时至少确定PFI喷射器正时的初始脉宽。当高端驱动器不配置为源出电流到DI喷射器时，通过指令DI低端驱动器吸入电流，开始输送在DI喷射时期之后PFI喷射器喷射的任何燃料。

因为在其他汽缸的DI喷射时期中不可能从PFI喷射器喷射整体的期望的燃料量。在其他汽缸DI喷射时期之后，PFI喷射器可以触发一次或多次以输送所有要求的进气道喷射的燃料。这可以通过DI驱动器电路的低端驱动器从PFI喷射器吸入电流而不启用DI喷射器高端驱动器实现。

喷射到汽缸中的燃料总量可以表达为：

Cyl_Fuel＝DI_slope·DI_time+(PFI_slope·DI_time+PFI_slope·PFI_time)

其中Cyl_fuel为进入汽缸中的燃料的量，DI_slope是特征为在特定的燃料压力下DI喷射器每单位时间输送的燃料的量的函数，DI_time是DI喷射器触发的时间量，PFI_slope是在特定的燃料压力下PFI喷射器每单位时间输送的燃料量的函数，及PFI_time是PFI喷射器触发的时间量。

注意在图2中描述的步骤用来确定发动机的每个单个汽缸的加燃料。

驱动器开关或等价装置根据在步骤205确定的期望的燃料脉宽操作。在步骤206控制喷射器驱动器之后，例程退出。

在步骤201，例程确定是否期望操作DI喷射器。若为否，例程退出。在一个示例中，在车辆减速中DI和PFI喷射器可以不操作以便减少燃料消耗。若要求DI喷射器操作，例程继续进行到步骤203。

在步骤203，中断到PFI喷射器的PFI喷射器供应电压。通过停用到PFI喷射器的电能，可以自由地触发DI喷射器，而不用喷射燃料到汽缸的进气道中。通过指令驱动器开关断开或闭合可以停用PFI喷射器供应电压。如图5所示，示出用作示例PFI控制开关的开关512。在PFI喷射器供应电压停用之后，例程继续进行到步骤205。

在步骤205，确定DI燃料要求。类似于步骤204，可以从驾驶员扭矩要求、发动机温度、及发动机转速确定DI燃料要求。驾驶员扭矩要求和发动机转速用来索引(index)经验确定的DI燃料量的表或函数。在确定DI燃料的量之后，例程继续到步骤207。

在步骤207，例程指令开关或类似装置以向DI喷射器源出或吸入电流。在一个示例中，使用第一电压将DI喷射器拉到开启状态，然后使用第二电压保持到位。若期望的话可以调制到DI喷射器的指令源出电流以减少喷射器发热。可以根据在步骤205确定的期望的燃料脉宽操作开关或等价装置。示例DI喷射序列如图7所示。例程然后在控制DI喷射器之后退出。

现参考步骤211，例程通过指令开关或类似装置到断开或闭合位置，阻止电流或电压源出到DI喷射器，停用DI喷射器。通过中断源出到DI喷射器的电能，可以控制DI低端开关或类似装置以便PFI喷射器进行操作而没有促使燃料流过DI喷射器。例如图5所示的开关502和507。在停用DI喷射器电源之后例程继续进行到步骤213。

在步骤213，确定PFI燃料要求。类似于步骤204和205，响应于驾驶员要求、发动机转速、及发动机温度确定PFI喷射器喷射的燃料的量。这些参数用来索引保存当喷射到汽缸时可产生期望的发动机扭矩的经验确定的燃料量的表和函数。在确定PFI燃料要求之后，例程继续进行到步骤215。

在步骤215，例程指令开关或类似装置并控制用于DI和PFI喷射器的电流吸入路径。因为指令关闭DI喷射器驱动器的电流源，操作电流源入开关对PFI喷射器没有影响且PFI喷射器保持关闭。电流源入开关或等价装置可以根据在步骤213确定的期望的燃料脉宽操作。在控制DI燃料喷射器脉宽之后，例程退出。

现参考图3，示出用于直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的示例喷射时期窗口。横轴和纵轴表示在汽缸循环中的不同位置。环表示可以发生PFI和DI喷射的曲轴转角间隔。标有720°/0°的纵轴表示燃烧行程中的汽缸的活塞上止点；标有180°的横轴表示汽缸动力行程的下止点；标有360°的纵轴表示汽缸排气行程的上止点；及标有540°的横轴表示汽缸进气行程的下止点。示例的进气门开启(IVO)位置和进气门关闭(IVC)位置还如图所示提供附加的汽缸正时参考。

标有201的区域为可以发生直接喷射的汽缸循环的部分。当然，若期望的话该喷射窗口可以稍微膨胀或压缩。

标有203的区域为可以发生进气道喷射的汽缸循环的部分。若期望的话该喷射窗口也可以膨胀或压缩。

该图示出可能从DI和PFI喷射器输送燃料而没有重叠DI和PFI喷射事件。因此，可能使用两个喷射器共同的驱动器和接线操作DI和PFI喷射器。

现参考图4，示出示例现有技术DI和PFI喷射器电路的示意图。DI喷射器驱动器标有400。喷射器驱动器包括几个开关。开关401定义为低端驱动器，因为当处于闭合位置时开关401产生到低电位的电流路径。也就是，当开关401处于闭合位置时，电流可以吸入到低电位。当开关402处于闭合位置时，开关402提供到两个高电位电压源中的一个的电流路径，高电位电压源提供电能到DI喷射器404和406。此外，开关402通过共同节点连接到开关403。这允许任意一个高电位电压源连接到DI喷射器404和406。当处于闭合位置时开关403提供到第二高电压源的电流路径。为操作DI喷射器404和406，开关402闭合，同时开关401和405闭合。开关401和405可以独立地操作以便在不同的曲轴间隔触发DI喷射器404和406。通过开关402提供电压和电流允许喷射器404和406在较高燃料喷射器压力下操作。在喷射器开启之后，开关403闭合且开关402断开。这减少了流过触发的喷射器的电流的量。此外，可以调制开关402和403以进一步减少流到触发的喷射器的电流。

通过PFI喷射器408的一个端子向其供应电能，PFI喷射器408的另一个端子连接到开关405。当开关闭合时，开关提供到低参考电位的电流吸入路径。因此，通过断开和闭合开关407操作PFI喷射器。

注意当两个PFI喷射器和两个DI喷射器配置为输送燃料到两个汽缸时，要求类似于喷射器408的附加的PFI接线。

现参考图5，示出减少系统接线复杂性和驱动器成本的一个示例电路。

喷射器驱动器500等同于图4中所示的喷射器驱动器400。开关502和507提供用于在高参考电压供应和DI喷射器503及509之间源出电流的第一电流路径。当开关502和507同时接通时，二极管(未示出)与开关507串联防止65V电源与12V电源短路。该电路还提供到低参考电位的第二电流路径用于通过开关501吸入DI喷射器503电流。开关508通过允许电流从DI喷射器509和PFI喷射器510吸入到低参考电位以提供第三电流路径。

然而，在该配置中，喷射器驱动器500还能够控制PFI喷射器504和510。当开关512被指令关闭时，通过闭合开关501和508可以触发PFI喷射器504和510。开关512可以公用于控制所有的PFI喷射器。开关512可以用来启用或停用所有的PFI喷射器。若以较高速度调制开关512，则能够消除在一些PFI和DI喷射器之间共享接通时间(on times)的需要。若开关512闭合且开关502闭合，二极管506和511或被动式半导体防止或明显减少流过喷射器504和510的电流。因此，若期望的话，在汽缸循环中开关512可以保持闭合而不用触发PFI喷射器504和510。

DI喷射器503和PFI喷射器504配置在发动机中以输送燃料到异相360°的不同汽缸。类似地，DI喷射器509和PFI喷射器510也配置为输送燃料到异相360°的不同汽缸。若期望的话，连接到共同开关的PFI和DI喷射器可以通过相同的开关同时操作。例如，具有1-3-4-2燃烧顺序的四行程四汽缸发动机具有输送燃料到一号汽缸的第一DI喷射器，该第一DI喷射器与输送燃料到四号汽缸的第二PFI喷射器连接到相同的吸电流驱动器(sinking driver)。当开关502或507在开关501闭合的同时闭合，DI喷射器503可以喷射燃料到汽缸。当开关512和501同时闭合时，燃料喷射到不同汽缸的进气道。若开关512断开且开关501闭合，PFI喷射器504将不喷射燃料。若开关502或507闭合且开关501断开，DI喷射器503将不喷射燃料。二极管506和511限制电流流动以便电流必须流过开关512，或PFI喷射器504及510不操作。DI喷射器509和PFI喷射器510以类似的方式操作。

该系统配置通过相同或共同的电流吸入路径操作DI和PFI喷射器，从而消除两个接线和两个开关。通过减少操作喷射器所需要的接线和驱动器数目，可以减少系统成本和重量。

现参考图6，示出通过图2的方法使用图4中所示的DI驱动器电路操作一对DI喷射器的正时图。低端开关状态由标有L1的信号轨迹表示。当信号处于高位时，开关闭合，低端驱动器开关提供从DI喷射器到低电位电流吸入器的电流路径。当信号处于低位时，开关断开，低端驱动器阻止电流从DI喷射器流到低电位电流吸入器。标有L2的信号轨迹与标有L1的轨迹以相同的方式操作，但在不同的曲轴转角间隔操作不同的DI喷射器。

标有H1的信号表示控制一个高电位电压源或电流源的电流源出的开关的状态。当H1信号处于高位时，电流源出控制开关允许电流从两个高电压或电流源中的高电位源流到DI喷射器。

标有H2的信号表示控制两个高电压或电流源到DI喷射器的电流源出的开关的状态。当H2和H1信号处于高位时，该电流源出控制开关允许电流从最高可用电压或电流源流到DI喷射器。H2的电压或电位低于H1。

区域601和602表示用于由标有L1、L2、H1、及H2的开关控制的两个不同的汽缸的DI喷射正时。也就是，区域601表示指令第一DI喷射器喷射燃料到第一汽缸中的时间，区域602表示指令第二DI喷射器喷射燃料到第二汽缸的时间。

现描述相对于所示的信号的DI喷射器的操作。第一汽缸的喷射序列在垂直标记650开始。低端驱动器L1、高端驱动器H1、及高端驱动器H2如图所示进行到高位，且提供从高端驱动器到连接至L1的低参考电位的电流路径。在H1处于高位的时期605电流从最高电位源流出。当低端开关闭合时，在时期603通过低端驱动器吸入电流。在H1进行到低位之后，在606，H2保持接通。稍后在607调制H2。对开关进行调制可以减少流到DI喷射器的电流且减少喷射器发热。在垂直标记651，L1进行到低位且H2进行到高位。当在608低端驱动器设定在断开状态时，高端开关H2提供使续流(free wheeling current)循环的电流路径。在DI喷射器关闭之前，L1关闭且在604开始导电。该序列使供应到DI喷射器的电流下降但保持充足的电流以保持燃料通过DI喷射器。在垂直标记652，DI喷射器关闭，燃料流动停止。通过设定高端和低端开关到低位或断开状态关闭喷射器。

垂直标记654标识出由喷射器驱动器驱动的一对喷射器的第二喷射器开始开启处。如在650开始的序列一样，高端驱动器H1与H2和L2一起设定到高位状态。在该点DI喷射器开始开启且喷射燃料持续区域602描述的时期。该序列与601所示的序列遵循相同的模式。

该图示出高端喷射器可以独立于低端喷射器控制以便通过包括几个开关或以类似方式控制的装置的单个DI驱动器驱动两个DI喷射器。

现参考图7，示出使用图5中所示的DI驱动器电路操作一对DI喷射器和一对PFI喷射器的正时图。

低端开关状态由标有L1和L2的信号轨迹表示。当信号处于高位时，开关闭合，低端驱动器开关提供从DI喷射器到低电位电流吸入器的电流路径。当信号处于低位时，开关断开且低端驱动器阻止电流从DI喷射器流到低电位电流吸入器。L1和L2可以用来操作在异相360度曲轴转角的不同汽缸中的不同的DI喷射器，但是若期望的话，可以通过选择不是异相360度曲轴转角的汽缸，增加或减少在汽缸之间的相位差。

该图示出用于与具有1-3-4-2点火顺序的四汽缸发动机的两个不同汽缸一起操作的DI和PFI喷射器的喷射正时。喷射器PFI 4为输送燃料到四号汽缸的进气道燃料喷射器，喷射器DI为输送燃料到一号汽缸的直接燃料喷射器，通过将两个喷射器连接到低端驱动器L1，喷射器PFI4与喷射器DI1形成一对。因此，当L1提供到低参考电位的低阻抗路径时，DI1和PFI4可以操作且喷射燃料到其相应关联的汽缸。同样，通过低端喷射器驱动器L2，喷射器DI4和喷射器PFI1形成一对。当L2提供到低参考电位的低阻抗电流路径时，这允许L2操作DI4和PFI1。

在区域706，L1处于高位，这允许电流通过第一电流路径从喷射器DI1和PFI4在低参考电位吸入。在区域707，阻止电流流到低参考电位以减少流过DI1的电流量。当L1进行到高位且导电时，在708允许电流流到低参考电位。在区域708之后L1进行到低位以阻止电流流过DI1。稍后，L1进行到高位允许电流恢复通过PFI4流动。在喷射器DI4开始在714喷射燃料之前阻止电流流到PFI4。在DI4喷射时期完成之后，L1进行到高位，这允许额外的燃料流过PFI4喷射器。

最高电位喷射器电源输送的电能由高端驱动器的状态控制。轨迹H1表示该驱动器的状态。当H1处于高位时，驱动器闭合且允许电流通过第一电流路径从电源流到一对DI喷射器的任意一个喷射器。H1控制指令持续时期较短，因为其用来初始开启DI喷射器。在喷射器开启之后，来自其他高电位源的电能用来保持DI喷射器在开启位置直到这些DI喷射器关闭。在712第一DI喷射器开启。在714不同于第一DI喷射器的第二DI喷射器开启。高端喷射器指令712和714相隔360度曲轴转角发生，但是若期望的话，DI或PFI喷射也可能相隔多于或少于360度曲轴转角。

第二高电位喷射器电源由标有H2的不同的高端驱动器的状态控制。H2驱动器闭合且允许电流在基本上与H1电路闭合相同的时间源出。H2驱动器持续时期较长且在调制下减少流到单独驱动的DI喷射器的电流。如同H1驱动器一样，H2驱动器源出电流到与两个不同汽缸一起操作的两个单独的DI喷射器。在区域715第二电源提供电流以保持喷射器DI1喷射燃料。在区域716，高端驱动器H2在调制下减少供应到喷射器DI1的电流。

低端驱动器L2与L1基本上遵循相同的模式，但与L1异相360度曲轴转角。在区域721，L2保持在低位以阻止喷射器PFI1喷射燃料，同时DI1喷射燃料。在区域722，L2进行到高位且允许电流通过第三电流路径流过DI4，该第三电流路径吸入流过DI4的电流。在723，L2进行到低位以减少流过L2的电流，在724，L2进行到高位以提供到低参考电位的电流路径。

标明DI1和DI4的区域表示DI喷射器的喷射时期。区域705表示DI喷射燃料到一号汽缸的第一DI喷射间隔。喷射间隔在H1、H2、及L1进行到高位的相同时间开始。如上所述，在标有706的时期中低端驱动器L1导电，且在707暂时断开。该电流中断表示喷射器引入电流(pull-in)阶段或时期的结束和保持阶段中电流减少的开始。在708，低端驱动器再次导电，且喷射器以较少的电流保持在开启位置。当H2和L1在脉冲708的结束处进行到低位时，DI1喷射时期停止且燃料流动停止。在DI1喷射燃料到汽缸1(705)的时期中，低端驱动器L2保持在低位以便喷射器DI 4不导电，且喷射燃料到四号汽缸。以此方式，在一号汽缸的进气行程和/或压缩行程中喷射器DI1喷射燃料时，在四号汽缸压缩行程和/或排气行程中阻止喷射器DI 4喷射燃料到四号汽缸中。注意区域705不是由在707进行到低位的L1中断。在该间隔中续流(freewheeling current)保持喷射器关闭。

在DI1喷射时期中，进气道燃料喷射器PFI4输送燃料到四号汽缸中。PFI4在区域701表示的时间喷射燃料，然后停止，但是在区域702表示的时间恢复。PFI4喷射器在区域703表示的时间或曲轴间隔继续喷射燃料。这对应于在709当L1处于高位时的时间或曲轴间隔。还应注意无论L1是否处于高位，通过中断或断开PFI喷射器的PFI电源都可以停用PFI4喷射器。同样，通过保持高端驱动器断开可以停用DI喷射器。当低端驱动器L1在710进行到低位时，PFI4喷射时期停止。在触发DI4喷射器之前和在喷射器DI4喷射燃料到四号汽缸之前，低端驱动器L1及时返回到低位状态以阻止燃料流到PFI4。在时间或曲轴间隔704中PFI再次输送燃料到一号汽缸，同时允许低端驱动器返回到高位。

在区域726表示的时间或曲轴转角喷射器DI4直接喷射燃料到四号汽缸。在DI4喷射时期中，高端驱动器H1和H2类似于喷射器DI1输送燃料到一号汽缸中时那样操作。在时期714高端驱动器H1进行到高位，然后进行到低位以限制电流流到喷射器DI4。在保持阶段720中高端驱动器H2供应电能到喷射器DI4。低端驱动器L2在722导电，在723停止导电到以减少到喷射器DI4的电流，然后在724再次导电直到DI4喷射时期结束。

在区域727、728、729、及730表示的时间或曲轴间隔中PFI喷射器PFI1输送燃料到一号汽缸的进气道中。类似于喷射器PFI4，当低端驱动器L2如图所示处于高位且可以吸入电流时，允许喷射器PFI1喷射燃料到一号汽缸的进气道。这允许喷射器PFI1在DI4喷射时期之前、之中、及之后喷射。因此，通过使用共同的喷射器驱动器，可以输送进气道燃料到一个汽缸，而输送直接喷射的燃料到另一个汽缸。

应注意描述的正时意味着仅表示一个汽缸的喷射正时相对于第二汽缸的喷射正时。因此，正时可以比描述的那些更短或更长，而不脱离本发明的范围和目的。例如，若要求较少的汽缸扭矩，可以缩短DI喷射时期和PFI喷射时期。在另一个示例中，DI喷射时期可以相同，而PFI喷射时期缩短。在又一个示例中，可以增长DI喷射时期，而缩短进气道喷射时期。在又一个示例中，可以缩短DI喷射时期，而增长PFI喷射时期。

还应注意在上述喷射时期中，在DI和/或PFI喷射时期中可以喷射如乙醇、醇类、丙烷、或甲烷的高辛烷值燃料到汽缸中。还可以进气道喷射或直接喷射具有高蒸发热的燃料(即乙醇和丙烷)以实现关联于进气道或汽缸冷却(即爆震抑制和增加进气密度)的优点。若期望的话，还可以选择性地喷射具有低辛烷值和高爆震倾向的燃料以有助于HCCI燃烧。

现参考图8，示出配置用于四汽缸发动机的本发明的系统和方法的正时图。在图的右侧显示信号指示。汽缸1-4的直接燃料喷射器正时标有DI1-DI4。汽缸1-4的进气道燃料喷射器正时标有PFI1-PFI4。相对于在压缩行程上止点的单个汽缸位置，每个汽缸的位置在关联于相应的汽缸的每个直接燃料喷射器控制信号之下标示。该数字对应于每个数字的右端的垂直标记。正时从左向右进行。

图8示出用于四汽缸发动机的DI和PFI喷射器的模拟示例喷射正时时期，该DI和PFI喷射器配置在图5描述的设置中通过图2的方法操作。当所示的信号中的一个处于高位时喷射燃料，该间隔对应于当关联的喷射器驱动器开关进行到低位时的时间，喷射器具有到低电位电源或高电位电源的电流路径。

DI1的可以完整看到的第一喷射时期标有801。当DI1处于高位时燃料直接喷射到一号汽缸中。DI1的喷射正时出现在一号汽缸的进气行程和压缩行程中。注意在DI1喷射时期中PFI4喷射燃料到四号汽缸的进气道。发生这种情况是因为控制DI1和PFI4的电流吸入开关闭合，这允许电流流过DI1和PFI4。同样，PFI1喷射器与DI4喷射器连接到相同的电流吸入驱动器。因此，第一PFI1喷射时期803通过两个喷射器共同的电流吸入驱动器链接到DI4喷射时期809。以类似的方式，DI3喷射时期805相关于PFI2喷射时期815，DI2喷射时期813通过共同的电流吸入驱动器相关于PFI喷射时期807。因此，图8示出用于利用类似于在图5中描述的那些配置的喷射器驱动器的发动机的汽缸喷射时期之间的关系的示例。然而，应注意在图8中所示的喷射时期可以增长或缩短，而不脱离本发明的范围或目的。

在本文中公开的方法、例程、及配置和例程是示例性的，且不应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述公开可以应用于以天然气、汽油、柴油、或替代燃料操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10、及V12发动机。

本申请的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能引用“一个”元素或“第一”元素或其等价。这样的权利要求应被理解为包括对一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的元素。权利要求的其他变体及组合可以通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括在本申请的主题之内。

Claims

1.一种输送燃料到汽缸的进气道和直接输送燃料到内燃发动机的汽缸的系统，所述系统包括：

喷射燃料到第一汽缸的进气道的第一进气道燃料喷射器；

喷射燃料到第二汽缸的进气道的第二进气道燃料喷射器；

直接喷射燃料到所述第一汽缸的第一直接燃料喷射器；

直接喷射燃料到所述第二汽缸的第二直接燃料喷射器；及

控制器，所述控制器配置为输出第一指令以触发所述第一进气道燃料喷射器以喷射燃料到所述第一汽缸，所述第一指令还用以触发所述第二直接燃料喷射器以喷射燃料到所述第二汽缸，所述控制器还配置为输出第二指令以触发所述第二进气道燃料喷射器以喷射燃料到所述第二汽缸，所述第二指令还用以触发所述第一直接燃料喷射器，其中所述第一指令通过控制多个电流路径实现，所述多个电流路径包括源出电流的至少第一路径和吸入电流的至少第二路径，通过所述第二路径吸入从所述第一进气道燃料喷射器流出的电流，电流从所述第一路径流到所述第二直接燃料喷射器，通过所述第二路径吸入电流，其中所述系统还包括第三路径，通过所述第三路径吸入流过所述第二进气道燃料喷射器的电流以触发所述第二进气道燃料喷射器，其中电流从所述第一路径流到所述第一直接燃料喷射器且通过所述第三路径吸入。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器之间的一个或多个接线连接在所述控制器之外。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括限制流过所述进气道燃料喷射器的电流的方向的被动式半导体。

4.一种用于控制配置为输送燃料到内燃发动机的汽缸的进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的方法，所述方法包括：

通过第一指令使第一电流流过第二直接燃料喷射器以喷射燃料到内燃发动机的第二汽缸；

在所述第二直接燃料喷射器喷射燃料到所述第二汽缸的间隔的至少一部分中，使第二电流流过第一进气道燃料喷射器以便喷射燃料到所述内燃发动机的第一汽缸，通过所述第一指令和第二指令使所述第二电流流动。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一电流和第二电流在基本上相同的曲轴转角间隔期间流动。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，调节所述第二电流从引入电流到保持电流。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一电流比所述第二电流在更大的曲轴转角间隔期间流动。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一电流在所述第二汽缸的进气行程或压缩行程的至少部分中促使燃料喷射到所述第二汽缸。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二电流在所述第一汽缸的动力行程或排气行程的至少部分中促使燃料喷射到所述第一汽缸。

10.一种控制配置为输送燃料到内燃发动机的汽缸的进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的方法，所述方法包括：

在所述第二直接燃料喷射器喷射燃料到所述第二汽缸的间隔的至少一部分中，使第二电流流过第一进气道燃料喷射器以便喷射燃料到内燃发动机的第一汽缸，通过所述第一指令和第二指令使所述第二电流流动；及

在相同的汽缸循环中停止所述第一电流且喷射额外的燃料到所述第一汽缸。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第二汽缸的压缩行程中停止所述第一电流，在所述第一汽缸的动力行程中使所述第二电流流动。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述第一汽缸的排气行程的至少一部分中使所述第二电流流动。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一电流促使高辛烷值燃料流到所述第二汽缸。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一电流在所述第二汽缸的进气行程或压缩行程的至少一部分中促使燃料喷射到所述第二汽缸。

15.一种用于控制配置为输送燃料到内燃发动机的汽缸的进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的方法，所述方法包括：

第一模式，在所述第一模式中通过第一指令使第一电流流过第二直接燃料喷射器以喷射燃料到内燃发动机的第二汽缸，在所述第二直接燃料喷射器喷射燃料到所述第二汽缸的间隔的至少一部分中，第二电流流过第一进气道燃料喷射器以便喷射燃料到所述内燃发动机的第一汽缸，通过所述第一指令和第二指令使所述第二电流流动，

第二模式，在所述第二模式中通过第三指令使第三电流流过所述第二直接燃料喷射器以喷射燃料到所述内燃发动机的第二汽缸，在所述第三电流流动的汽缸循环中，不通过所述第一进气道燃料喷射器喷射燃料。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述第二汽缸的压缩行程中停止所述第一电流，在所述第一汽缸的动力行程中使所述第二电流流动。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述第一汽缸的排气行程的至少一部分中使所述第二电流流动。

18.一种用于操作配置为输送燃料到第一汽缸和第二汽缸的一对直接燃料喷射器并用于操作输送燃料到所述第一汽缸和第二汽缸的一对进气道燃料喷射器的电路，所述电路包括：

第一电流路径，电流通过所述第一电流路径源出到能够喷射燃料到两个不同的汽缸的第一直接燃料喷射器和第二直接燃料喷射器；

第二电流路径，所述第二电流路径可以提供用于所述第一直接燃料喷射器和第二进气道燃料喷射器的电流吸入能力；

第三电流路径，所述第三电流路径可以提供用于所述第二直接燃料喷射器和第一进气道燃料喷射器的电流吸入能力；及

第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关闭合或断开所述第二电流路径和第三电流路径以触发或停用所述第一直接燃料喷射器和第二直接燃料喷射器及所述第一进气道燃料喷射器和第二进气道燃料喷射器。

19.如权利要求18所述的电路，其特征在于，还包括限制电流流动的方向的二极管。

20.如权利要求18所述的电路，其特征在于，还包括供应电流到所述电路的多个电源。