用于控制发动机中的燃料注射的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例大体涉及发动机。更具体而言，本发明的实施例涉及用于控制发动机中的燃料注射的系统和方法。
【背景技术】
[0002]燃料费用的的降低和增大燃料灵活性为往复式发动机的开发中的一些目标。已开发双燃料发动机以用于实现这些目标。双燃料发动机与单燃料柴油发动机相比还可在双燃料燃烧模式中提供降低排放的优势。典型地，双燃料发动机可通过两种燃料来操作:第一燃料和第二燃料。作为示例，第一燃料可包括液体燃料(诸如柴油、生物柴油、重燃料油(HFO)、或它们的组合)。第二燃料可包括气态燃料(诸如乙醇、天然气、生物气、液化石油气、氢、原料气、伴生气、钢制气或它们的组合)。
[0003]在双燃料发动机的双燃料燃烧模式中，液体燃料(例如，第一燃料)用于点燃气态燃料(例如，第二燃料)。气态燃料的较低燃料成本或气态燃料的燃烧期间的较低排放的益处可随着气态燃料的燃烧对双燃料燃烧模式中总体热量/能量释放的增大的贡献而增加。气态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，尽管实现良好的燃烧稳定性和期望的周期对周期变化目标，但用于点燃第二燃料的注射的第一燃料的精确计量成为注射器寿命期间的难题。特别是在仅单个注射器用于双燃料操作以及纯第一燃料操作中的第一燃料注射的情况下。
[0004]因此，存在对用于控制发动机中的燃料注射的改善的系统和方法的持续需求。
【发明内容】
[0005]本发明的一个实施例涉及用于控制发动机中的燃料注射的系统。该发动机包括缸和在缸中注射第一燃料的第一燃料注射器。该系统包括传感器，该传感器配置在该第一燃料注射器上或接近该第一燃料注射器，且构造成产生电信号，该电信号指示该第一燃料的注射开始和注射结束中的至少一者。该系统还包括控制器，该控制器构造成基于该电信号来调节待由第一燃料注射器注射的该第一燃料的质量和注射开始中的至少一者。
[0006]本发明的另一实施例涉及双燃料发动机。该双燃料发动机包括缸、第一燃料注射器、爆震(knock)传感器、和控制器。第一燃料注射器安装在缸的缸头中，且构造成在缸中注射第一燃料。爆震传感器配置在第一燃料注射器上或接近该第一燃料注射器。爆震传感器构造成生成电信号，该电信号指示第一燃料的注射开始和注射结束中的至少一者。控制器联接至第一燃料注射器和爆震传感器，其中该控制器构造成用于基于电信号和与所述第一燃料注射器有关的一个或更多个预限定的特征来调节待由第一燃料注射器注射的第一燃料的质量和注射开始中的至少一者。
[0007]本发明的另一实施例涉及用于控制双燃料发动机中的第一燃料的注射的方法。该方法包括经由第一燃料注射器将第一燃料注射到双燃料发动机的缸中。该方法还包括通过传感器来生成电信号，该传感器配置在第一燃料注射器上或接近该第一燃料注射器，其中，该电信号指示该第一燃料的注射开始和注射结束中的至少一者。此外，该方法还包括基于电信号和与第一燃料注射器相关的一个或更多个校准参数来调节第一燃料的质量和注射开始中的至少一者。
[0008]本发明的又一实施例涉及非瞬时性计算机可读介质。该非瞬时性计算机可读介质储存可执行代码以执行以下方法:使燃料能够经由燃料注射器注射到发动机的缸中；接收来自传感器的电信号，该传感器配置在该燃料注射器上或接近该第一燃料注射器，该电信号指示燃料的注射开始和注射结束中的至少一者；和基于电信号和与第一燃料注射器相关的一个或更多个校准参数来调节待注射的燃料的质量和注射开始中的至少一者。
[0009]技术方案1:一种用于控制发动机中的燃料注射的系统，所述发动机具有缸和在所述缸中注射第一燃料的第一燃料注射器，所述系统包括:
传感器，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，且构造成生成电信号，该电信号指示所述第一燃料的注射开始和注射结束中的至少一者；和
控制器，其构造成基于所述电信号来调节待由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的质量和注射开始中的至少一者。
[0010]技术方案2:根据技术方案I所述的系统，其中，所述第一燃料包括柴油、生物柴油、生物质制液体(BTL)、气体制液体(GTL)、重燃料油、轻循环油、石油、船用柴油、气油、或它们的组合。
[0011]技术方案3:根据技术方案I所述的系统，其中，所述发动机为双燃料发动机，所述双燃料发动机包括将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、涡轮增压器的高压侧、或所述涡轮增压器的低压侧。
[0012]技术方案4:根据技术方案I所述的系统，其中，所述传感器包括声传感器、加速度传感器、或压电传感器中的至少一者。
[0013]技术方案5:根据技术方案I所述的系统，其中，所述传感器是爆震传感器。
[0014]技术方案6:根据技术方案I所述的系统，其中，所述控制器还构造成基于所述电信号来确定与由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的注射开始和注射结束中的至少一者对应的曲柄角。
[0015]技术方案7:根据技术方案6所述的系统，其中，所述控制器还构造成确定所述第一燃料的一个或更多个操作参数，其中，所述一个或更多个操作参数包括所述第一燃料的类型、所述第一燃料的压力、所述第一燃料的温度、或它们的组合。
[0016]技术方案8:根据技术方案7所述的系统，其中，所述控制器还构造成基于确定的曲柄角和所述第一燃料的所述一个或更多个操作参数来确定所述第一燃料的注射质量。
[0017]技术方案9:根据技术方案7所述的系统，其中，所述控制器还构造成确定一个或更多个修正因数，以用于调节所述第一燃料的质量和注射开始中的至少一者，其中，基于一个或更多个校准参数、确定的曲柄角、所述第一燃料的所述一个或更多个操作参数、或它们的组合来确定所述一个或更多个修正因数。
[0018]技术方案10:根据技术方案9所述的系统，其中，所述一个或更多个校准参数与所述第一燃料的所述一个或更多个操作参数相关地限定，且其中，一个或更多个校准参数包括以下信息，该信息与所述第一燃料注射器的一个或更多个注射器特征和与所述第一燃料的所述一个或更多个操作参数相关的所述传感器的信号特征有关。
[0019]技术方案11:根据技术方案10所述的系统，其中，所述一个或更多个注射器特征包括以下中的至少一种:用于特定条件的注射质量、用于该特定条件的注射速率、用于该特定条件下的触发信号的给定开始的注射开始、依赖于所述触发信号的开始和所述触发信号的持续时间的由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的注射结束、依赖于所述触发信号的持续时间的注射的持续时间、应用至所述第一燃料注射器的所述触发信号的开始时间与所述第一燃料的注射开始之间的延迟、或它们的组合。
[0020]技术方案12:根据技术方案11所述的系统，其中，所述控制器还构造成更改以下中的至少一种:
基于所述一个或更多个修正因数中的至少一个，更改待应用至所述第一燃料注射器的所述触发信号的持续时间，以调节所述第一燃料的质量，且其中，待由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的质量依赖于所述触发信号的持续时间；
基于所述一个或更多个修正因数中的至少一个，更改所述触发信号的开始时间，以调节所述第一燃料的注射开始；和
基于所述一个或更多个修正因数中的至少一个，更改所述第一燃料的压力，以调节所述第一燃料的质量。
[0021]技术方案13:根据技术方案9所述的系统，其特征在于，所述控制器还构造成具有以下中的至少一者:基于所述一个或更多个校准参数和所述一个或更多个操作参数的值的一个或更多个查询表、一个或更多个模型、或一个或更多个传递函数。
[0022]技术方案14:一种双燃料发动机，包括:
缸；
第一燃料注射器，其安装在所述缸的缸头中且构造成在所述缸中注射第一燃料；爆震传感器，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，且构造成生成电信号，该电信号指示所述第一燃料的注射开始和注射结束中的至少一者；和
控制器，其联接至所述第一燃料注射器和所述爆震传感器，其中，所述控制器构造成基于所述电信号和与所述第一燃料注射器相关的一个或更多个预限定的特征来调节待由所述第一燃料注射器注射的所述第一燃料的质量和注射开始中的至少一者。
[0023]技术方案15:根据技术方案14所述的双燃料发动机，其特征在于，所述电信号还指示爆震事件。
[0024]技术方案16:根据技术方案14所述的双燃料发动机，还包括第二燃料注射器，以将第二燃料注射到所述缸、吸入端口、吸入歧管、公共歧管、涡轮增压器的高压侧、或所述涡轮增压器的低压侧中。
[0025]技术方案17:—种用于控制双燃料发动机中的第一燃料的注射的方法，所述方法包括:
经由第一燃料注射器将所述第一燃料注射到所述双燃料发动机的缸中；
通过传感器生成电信号，所述传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，所述电信号指示所述第一燃料的注射开始和注射结束中的至少一者；和基于所述电