用于控制發動機中的燃料注射的系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施例大體涉及發動機。更具體而言，本發明的實施例涉及用于控制發動機中的燃料注射的系統和方法。
【背景技術】
[0002]燃料費用的的降低和增大燃料靈活性為往復式發動機的開發中的一些目標。已開發雙燃料發動機以用于實現這些目標。雙燃料發動機與單燃料柴油發動機相比還可在雙燃料燃燒模式中提供降低排放的優勢。典型地，雙燃料發動機可通過兩種燃料來操作:第一燃料和第二燃料。作為示例，第一燃料可包括液體燃料(諸如柴油、生物柴油、重燃料油(HFO)、或它們的組合)。第二燃料可包括氣態燃料(諸如乙醇、天然氣、生物氣、液化石油氣、氫、原料氣、伴生氣、鋼制氣或它們的組合)。
[0003]在雙燃料發動機的雙燃料燃燒模式中，液體燃料(例如，第一燃料)用于點燃氣態燃料(例如，第二燃料)。氣態燃料的較低燃料成本或氣態燃料的燃燒期間的較低排放的益處可隨著氣態燃料的燃燒對雙燃料燃燒模式中總體熱量/能量釋放的增大的貢獻而增加。氣態燃料的能量比率的最大化要求注射最少量第一燃料的能力。而且，盡管實現良好的燃燒穩定性和期望的周期對周期變化目標，但用于點燃第二燃料的注射的第一燃料的精確計量成為注射器壽命期間的難題。特別是在僅單個注射器用于雙燃料操作以及純第一燃料操作中的第一燃料注射的情況下。
[0004]因此，存在對用于控制發動機中的燃料注射的改善的系統和方法的持續需求。

【發明內容】

[0005]本發明的一個實施例涉及用于控制發動機中的燃料注射的系統。該發動機包括缸和在缸中注射第一燃料的第一燃料注射器。該系統包括傳感器，該傳感器配置在該第一燃料注射器上或接近該第一燃料注射器，且構造成產生電信號，該電信號指示該第一燃料的注射開始和注射結束中的至少一者。該系統還包括控制器，該控制器構造成基于該電信號來調節待由第一燃料注射器注射的該第一燃料的質量和注射開始中的至少一者。
[0006]本發明的另一實施例涉及雙燃料發動機。該雙燃料發動機包括缸、第一燃料注射器、爆震(knock)傳感器、和控制器。第一燃料注射器安裝在缸的缸頭中，且構造成在缸中注射第一燃料。爆震傳感器配置在第一燃料注射器上或接近該第一燃料注射器。爆震傳感器構造成生成電信號，該電信號指示第一燃料的注射開始和注射結束中的至少一者。控制器聯接至第一燃料注射器和爆震傳感器，其中該控制器構造成用于基于電信號和與所述第一燃料注射器有關的一個或更多個預限定的特征來調節待由第一燃料注射器注射的第一燃料的質量和注射開始中的至少一者。
[0007]本發明的另一實施例涉及用于控制雙燃料發動機中的第一燃料的注射的方法。該方法包括經由第一燃料注射器將第一燃料注射到雙燃料發動機的缸中。該方法還包括通過傳感器來生成電信號，該傳感器配置在第一燃料注射器上或接近該第一燃料注射器，其中，該電信號指示該第一燃料的注射開始和注射結束中的至少一者。此外，該方法還包括基于電信號和與第一燃料注射器相關的一個或更多個校準參數來調節第一燃料的質量和注射開始中的至少一者。
[0008]本發明的又一實施例涉及非瞬時性計算機可讀介質。該非瞬時性計算機可讀介質儲存可執行代碼以執行以下方法:使燃料能夠經由燃料注射器注射到發動機的缸中；接收來自傳感器的電信號，該傳感器配置在該燃料注射器上或接近該第一燃料注射器，該電信號指示燃料的注射開始和注射結束中的至少一者；和基于電信號和與第一燃料注射器相關的一個或更多個校準參數來調節待注射的燃料的質量和注射開始中的至少一者。
[0009]技術方案1:一種用于控制發動機中的燃料注射的系統，所述發動機具有缸和在所述缸中注射第一燃料的第一燃料注射器，所述系統包括:
傳感器，其配置在所述第一燃料注射器上或接近所述第一燃料注射器，且構造成生成電信號，該電信號指示所述第一燃料的注射開始和注射結束中的至少一者；和
控制器，其構造成基于所述電信號來調節待由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的質量和注射開始中的至少一者。
[0010]技術方案2:根據技術方案I所述的系統，其中，所述第一燃料包括柴油、生物柴油、生物質制液體(BTL)、氣體制液體(GTL)、重燃料油、輕循環油、石油、船用柴油、氣油、或它們的組合。
[0011]技術方案3:根據技術方案I所述的系統，其中，所述發動機為雙燃料發動機，所述雙燃料發動機包括將第二燃料注射到所述缸中的第二燃料注射器、吸入端口、吸入歧管、公共歧管、渦輪增壓器的高壓側、或所述渦輪增壓器的低壓側。
[0012]技術方案4:根據技術方案I所述的系統，其中，所述傳感器包括聲傳感器、加速度傳感器、或壓電傳感器中的至少一者。
[0013]技術方案5:根據技術方案I所述的系統，其中，所述傳感器是爆震傳感器。
[0014]技術方案6:根據技術方案I所述的系統，其中，所述控制器還構造成基于所述電信號來確定與由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的注射開始和注射結束中的至少一者對應的曲柄角。
[0015]技術方案7:根據技術方案6所述的系統，其中，所述控制器還構造成確定所述第一燃料的一個或更多個操作參數，其中，所述一個或更多個操作參數包括所述第一燃料的類型、所述第一燃料的壓力、所述第一燃料的溫度、或它們的組合。
[0016]技術方案8:根據技術方案7所述的系統，其中，所述控制器還構造成基于確定的曲柄角和所述第一燃料的所述一個或更多個操作參數來確定所述第一燃料的注射質量。
[0017]技術方案9:根據技術方案7所述的系統，其中，所述控制器還構造成確定一個或更多個修正因數，以用于調節所述第一燃料的質量和注射開始中的至少一者，其中，基于一個或更多個校準參數、確定的曲柄角、所述第一燃料的所述一個或更多個操作參數、或它們的組合來確定所述一個或更多個修正因數。
[0018]技術方案10:根據技術方案9所述的系統，其中，所述一個或更多個校準參數與所述第一燃料的所述一個或更多個操作參數相關地限定，且其中，一個或更多個校準參數包括以下信息，該信息與所述第一燃料注射器的一個或更多個注射器特征和與所述第一燃料的所述一個或更多個操作參數相關的所述傳感器的信號特征有關。
[0019]技術方案11:根據技術方案10所述的系統，其中，所述一個或更多個注射器特征包括以下中的至少一種:用于特定條件的注射質量、用于該特定條件的注射速率、用于該特定條件下的觸發信號的給定開始的注射開始、依賴于所述觸發信號的開始和所述觸發信號的持續時間的由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的注射結束、依賴于所述觸發信號的持續時間的注射的持續時間、應用至所述第一燃料注射器的所述觸發信號的開始時間與所述第一燃料的注射開始之間的延遲、或它們的組合。
[0020]技術方案12:根據技術方案11所述的系統，其中，所述控制器還構造成更改以下中的至少一種:
基于所述一個或更多個修正因數中的至少一個，更改待應用至所述第一燃料注射器的所述觸發信號的持續時間，以調節所述第一燃料的質量，且其中，待由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的質量依賴于所述觸發信號的持續時間；
基于所述一個或更多個修正因數中的至少一個，更改所述觸發信號的開始時間，以調節所述第一燃料的注射開始；和
基于所述一個或更多個修正因數中的至少一個，更改所述第一燃料的壓力，以調節所述第一燃料的質量。
[0021]技術方案13:根據技術方案9所述的系統，其特征在于，所述控制器還構造成具有以下中的至少一者:基于所述一個或更多個校準參數和所述一個或更多個操作參數的值的一個或更多個查詢表、一個或更多個模型、或一個或更多個傳遞函數。
[0022]技術方案14:一種雙燃料發動機，包括:
缸；
第一燃料注射器，其安裝在所述缸的缸頭中且構造成在所述缸中注射第一燃料；爆震傳感器，其配置在所述第一燃料注射器上或接近所述第一燃料注射器，且構造成生成電信號，該電信號指示所述第一燃料的注射開始和注射結束中的至少一者；和
控制器，其聯接至所述第一燃料注射器和所述爆震傳感器，其中，所述控制器構造成基于所述電信號和與所述第一燃料注射器相關的一個或更多個預限定的特征來調節待由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的質量和注射開始中的至少一者。
[0023]技術方案15:根據技術方案14所述的雙燃料發動機，其特征在于，所述電信號還指示爆震事件。
[0024]技術方案16:根據技術方案14所述的雙燃料發動機，還包括第二燃料注射器，以將第二燃料注射到所述缸、吸入端口、吸入歧管、公共歧管、渦輪增壓器的高壓側、或所述渦輪增壓器的低壓側中。
[0025]技術方案17:—種用于控制雙燃料發動機中的第一燃料的注射的方法，所述方法包括:
經由第一燃料注射器將所述第一燃料注射到所述雙燃料發動機的缸中；
通過傳感器生成電信號，所述傳感器配置在所述第一燃料注射器上或接近所述第一燃料注射器，其中，所述電信號指示所述第一燃料的注射開始和注射結束中的至少一者；和基于所述電