多燃料发动机设备制造技术

当基本的发动机电子控制单元不能被调整时，将被设计成以第一燃料为燃料的发动机调整成以多种燃料为燃料的发动机是一种挑战。可以以第一燃料和第二燃料的至少一种为燃料的多燃料内燃发动机包括：用于将第一燃料直接引入燃烧室的第一燃料喷射器；被编程为产生用于致动第一燃料喷射器的第一喷射器驱动信号的第一电子控制器；用于在进气门的上游引入第二燃料的第二燃料喷射器；被编程为产生用于致动第二燃料喷射器的第二喷射器驱动信号的第二电子控制器；具有表示第一燃料喷射器电气特性的电气特性的仿真喷射器；以及喷射器选择设备，喷射器选择设备与第二电子控制器可操作地连接以用于将第一喷射器驱动信号选择性地施加到第一燃料喷射器和仿真喷射器之一。第二电子控制器被编程为根据第一喷射器驱动信号产生第二喷射器驱动信号，并且命令喷射器选择设备将第一喷射器驱动信号施加到第一燃料喷射器和仿真喷射器之一。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多燃料发动机设备
本申请涉及用于多燃料内燃发动机的设备，特别是用于双燃料发动机的设备。
技术介绍
双燃料内燃发动机以两种不同的燃料为燃料，并且可以单次使用单一燃料运行。典型的双燃料发动机使用诸如汽油(petrol)(也称为燃油(gasoline))的液体燃料和诸如压缩天然气(CNG)或液化丙烷气(LPG)的气体燃料运行。被设计成以汽油为燃料的汽油发动机可以被调整为作为双燃料发动机运行，并且可以以汽油模式或气体燃料模式运行，其中在所述汽油模式下发动机以汽油为燃料，在所述气体燃料模式下发动机以CNG或LPG为燃料。该调整涉及添加包括燃料喷射器的气体燃料系统以引入气体燃料，以及致动这些喷射器的装置。可以采用气体燃料电子控制器来致动气体燃料喷射器，或者可以将基本的汽油电子控制器和相关联的控制系统调整为致动装置。在一些应用中，诸如在售后应用中，当将汽油发动机调整为双燃料运行时，改变汽油控制系统是不可能的。对于每个发动机循环，即使当双燃料发动机处于气体燃料模式时，汽油电子控制器也将产生驱动信号以致动汽油喷射器。为了防止致动汽油喷射器，可以使用电子开关来使汽油喷射器与驱动信号中断。如果气体燃料喷射器具有与汽油喷射器相同的阻抗特性，并且使用与汽油驱动信号具有相同时间和脉冲宽度的驱动信号来致动，则汽油驱动信号可以被简单地转移到气体燃料喷射器。然而，由于包括液体燃料与气体燃料之间的差异在内的各种原因，气体燃料喷射器通常具有与汽油喷射器不同的电气特性，并且气体燃料喷射器相关的驱动信号具有不同的时间和脉冲宽度要求，使得汽油喷射器驱动信号不能用于直接驱动气体燃料喷射器。当汽油控制系统使用驱动信号致动汽油喷射器时，其出于诊断以及控制目的监控驱动信号的电压和/或电流。当双燃料发动机处于气体燃料模式时，问题仍然是如何为汽油控制系统产生适当的驱动信号反馈。在不调整汽油控制系统的情况下添加气体燃料系统是一个挑战，其使得当以气体燃料模式运行时，汽油控制系统不知道发动机正在以气体燃料为燃料，从而不会在车载诊断系统中产生诊断故障代码，这可能会引起汽油控制系统采取不必要的行动来保护发动机并且导致不必要的车辆维护和发动机性能下降。2005年10月4日颁给Landi等人(以下称“Landi”)的美国专利第6,951,210号公开了一种用于以两种不同燃料为燃料的内燃发动机的供给和控制系统。Landi教导了信号V，该信号V基于信号T致动汽油喷射器以交替地致动气体喷射器，该信号T使发动机在汽油和LPG的操作之间切换。当气体喷射器的阻抗不同于汽油喷射器的阻抗时，根据信号V采用电源板(powercard)来驱动气体喷射器，并且使用具有阻抗的汽油喷射器仿真电路来降低或吸收预期数量的来自信号V的功率。信号V和信号T由基本电子控制单元(ECU)产生。在一些应用中，诸如在售后应用中，调整基本电子控制单元来产生信号T是不可能的。喷射计时的开始和信号V的脉冲宽度不会在汽油喷射器与气体喷射器之间进行调整，而是采用压力控制器来调整共轨中的气体燃料压力，使得当两个喷射器都由相同的信号V致动时，从能量角度计算，由气体喷射器引入的气体燃料的量等于由汽油喷射器引入的汽油的量。对于控制引入发动机的从能量角度计算的气体燃料的量，与改变气体喷射器被致动的时间长度相比，改变气体燃料压力的效率更低。例如，共轨中的气体燃料压力不能被瞬时调整，使得当发动机的负载和速度需求改变以及液体燃料喷射压力和量改变时，在正确量的气体燃料被计量进入发动机之前存在延迟。1998年10月21日颁给MarcoBianchi(以下称“Bianchi”)的欧洲专利第0872634号公开了一种将内燃发动机从用液体燃料运行调整到用气体燃料运行的技术。接口和换向网络或换向器拦截来自电子控制单元的用来致动液体燃料喷射阀的信号，使得中央控制单元可以选择性地致动液体燃料喷射阀或气体燃料喷射阀。中央控制单元根据液体燃料喷射阀的信号计算每个气体燃料喷射阀的喷射打开启动瞬间和喷射长度。Bianchi的技术优于Landi的技术的优点是，不需要调整或改变电子控制单元以致动气体燃料喷射阀。现有技术中缺乏用于将发动机从使用液体燃料运行调整到用液体燃料或气体燃料运行或者同时使用液体燃料和气体燃料运行的技术。本设备和方法提供了用于操作多燃料内燃发动机的改进的技术。
技术实现思路
一种改进的多燃料内燃发动机，该多燃料内燃发动机可以以第一燃料和第二燃料中的至少一种为燃料，该多燃料内燃发动机包括：用于将第一燃料直接引入内燃发动机的燃烧室的第一燃料喷射器；被编程为产生用于致动第一燃料喷射器的第一喷射器驱动信号的第一电子控制器；用于在与燃烧室相关联的进气门的上游引入第二燃料的第二燃料喷射器；被编程为产生用于致动第二燃料喷射器的第二喷射器驱动信号的第二电子控制器；具有表示第一燃料喷射器电气特性的电气特性的仿真喷射器；以及喷射器选择设备，该喷射器选择设备与第二电子控制器可操作地连接以用于将第一喷射器驱动信号选择性地施加到第一燃料喷射器和仿真喷射器之一。第二电子控制器可以被编程为根据第一喷射器驱动信号产生第二喷射器驱动信号以及命令喷射器选择设备将第一喷射器驱动信号施加到第一燃料喷射器和仿真喷射器之一。在一个示例性实施方式中，第一燃料是液体燃料并且第二燃料是气体燃料。第一燃料可以是汽油、乙醇以及这些燃料的混合物中的至少一种。第二燃料可以是氢气、甲烷、天然气以及丙烷中的至少一种。在发动机循环期间，第二电子控制器可以被进一步编程为命令喷射器选择设备选择第一喷射器以及命令第二燃料喷射器，使得第一燃料喷射器和第二燃料喷射器各自引入被引入到燃烧室中的全部燃料的一部分。第二电子控制器可以被进一步编程为命令喷射器选择设备在发动机循环期间在第一喷射器驱动信号激活的一部分时间内选择第一燃料喷射器，并且在第一喷射器驱动信号激活的其余部分时间内选择仿真喷射器。喷射器选择设备可以包括与第一燃料喷射器串联的第一开关和与仿真喷射器串联的第二开关。喷射器选择设备可以包括与第一燃料喷射器和仿真喷射器可操作地连接的单刀双掷开关。还存在信号感测设备，该信号感测设备与第二电子控制器可操作地连接并且与第一燃料喷射器和仿真喷射器之一选择性地串联连接，并且该信号感测设备产生用于第二电子控制器的、指示何时激活第一喷射器驱动信号的信号。信号感测设备可以包括电流检测器，该电流检测器感测在致动第一燃料喷射器和仿真喷射器之一时由第一喷射器驱动信号产生的电流。信号感测设备可以检测由第一电子控制器命令的第一燃料喷射器的喷射时间的开始和喷射的长度。第二电子控制器可以被编程为选择汽油模式、气体燃料模式以及共同燃料模式之一。在汽油模式期间，仅第一燃料被引入到燃烧室中，在气体燃料模式下，仅第二燃料被引入到燃烧室中，并且在共同燃料模式下，第一燃料和第二燃料两者都被引入到燃烧室中。在第一电子控制器与第二电子控制器之间可以存在通信总线，并且第二电子控制器可以被编程为通过通信总线从第一电子控制器请求发动机参数信息。发动机参数信息可以包括第一燃料轨道中的第一燃料的压力、废气中的氧气含量以及其他传统的发动机参数。第二电子控制器可以被编程为调整从当第一燃料喷射器被致动时的压缩冲程期间到当第二燃料喷射器被致动时的进气冲程期间的喷射计时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多燃料内燃发动机，所述多燃料内燃发动机能够以第一燃料和第二燃料中的至少一种为燃料，所述多燃料内燃发动机包括：第一燃料喷射器，所述第一燃料喷射器用于将所述第一燃料直接地引入所述内燃发动机的燃烧室；第一电子控制器，所述第一电子控制器被编程为产生用于致动所述第一燃料喷射器的第一喷射器驱动信号；第二燃料喷射器，所述第二燃料喷射器用于在与所述燃烧室相关联的进气门的上游引入第二燃料；第二电子控制器，所述第二电子控制器被编程为产生用于致动所述第二燃料喷射器的第二喷射器驱动信号；仿真喷射器，所述仿真喷射器包括表示第一燃料喷射器电气特性的电气特性；以及喷射器选择设备，所述喷射器选择设备与所述第二电子控制器可操作地连接，用于将所述第一喷射器驱动信号选择性地施加到所述第一燃料喷射器和所述仿真喷射器之一；其中所述第二电子控制器被编程为根据所述第一喷射器驱动信号产生所述第二喷射器驱动信号以及命令所述喷射器选择设备将所述第一喷射器驱动信号施加到所述第一燃料喷射器和所述仿真喷射器之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.03 US 62/170,4831.一种多燃料内燃发动机，所述多燃料内燃发动机能够以第一燃料和第二燃料中的至少一种为燃料，所述多燃料内燃发动机包括：第一燃料喷射器，所述第一燃料喷射器用于将所述第一燃料直接地引入所述内燃发动机的燃烧室；第一电子控制器，所述第一电子控制器被编程为产生用于致动所述第一燃料喷射器的第一喷射器驱动信号；第二燃料喷射器，所述第二燃料喷射器用于在与所述燃烧室相关联的进气门的上游引入第二燃料；第二电子控制器，所述第二电子控制器被编程为产生用于致动所述第二燃料喷射器的第二喷射器驱动信号；仿真喷射器，所述仿真喷射器包括表示第一燃料喷射器电气特性的电气特性；以及喷射器选择设备，所述喷射器选择设备与所述第二电子控制器可操作地连接，用于将所述第一喷射器驱动信号选择性地施加到所述第一燃料喷射器和所述仿真喷射器之一；其中所述第二电子控制器被编程为根据所述第一喷射器驱动信号产生所述第二喷射器驱动信号以及命令所述喷射器选择设备将所述第一喷射器驱动信号施加到所述第一燃料喷射器和所述仿真喷射器之一。2.根据权利要求1所述的多燃料内燃发动机，其中，所述第一燃料是液体燃料，所述第二燃料是气体燃料。3.根据权利要求1或2所述的多燃料内燃发动机，其中，所述第二燃料是氢气、甲烷、天然气以及丙烷中的至少一种。4.根据权利要求1、2或3所述的多燃料内燃发动机，其中，在发动机循环期间，所述第二电子控制器进一步被编程为命令所述喷射器选择设备选择所述第一喷射器以及命令所述第二燃料喷射器，使得所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器各自引入被引入到所述燃烧室中的全部燃料的一部分。5.根据权利要求4所述的多燃料内燃发动机，其中，所述第二电子控制器被进一步编程为命令所述喷射器选择设备在所述发动机循环期间在所述第一喷射器驱动信号激活的一部分时间内选择所述第一燃料喷射器，并且在所述第一喷射器驱动信号激活的其余部分时间内选择所述仿真喷射器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多燃料内燃发动机，其中，所述喷射器选择设备包括与所述第一燃料喷射器串联的第一开关和与所述仿真喷射器串联的第二开关。7.根据权利要求1至5中任一项所述的多燃料内燃发动机，其中，所述喷射器选择设备包括与所述第一燃料喷射器和所述仿真喷射器可操作地连接的单刀双掷开关。8.根据权利要求1至7中任一项所述的多燃料内燃发动机，其中，所述多燃料内燃发动机进一步包括信号感测设备，所述信号感测设备与所述第二电子控制器可操作地连接并且与所述第一燃料喷射器和所述仿真喷射器之一选择性地串联连接，并且所述信号感测设备产生用于所述第二电子控制器的指示所述第一喷射器驱动信号何时激活的信号。9.根据权利要求8所述的多燃料内燃发动机，其中，所述信号感测设备包括电流检测器，所述电流检测器感测在致动所述第一燃料喷射器和所述仿真喷射器之一时由所述第一喷射器驱动信号产生的电流。10.根据权利要求8或9所述的多燃料内燃发动机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·J·沃克，
申请(专利权)人：西港能源有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA