專利名稱：雙燃料發(fā)動機(jī)控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多模式發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)，特別是(但不僅僅)涉及一種用于雙燃料發(fā)動機(jī)的E⑶和包含這種E⑶的多模式發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
多模式發(fā)動機(jī)能夠運(yùn)行在多個不同模式下，每種模式都有不同的燃料需求。換言 之，多模式發(fā)動機(jī)是在不同模式下由不同的燃料或者多種燃料的組合來提供燃料的。雙燃料發(fā)動機(jī)適合在兩種模式下運(yùn)行。作為典型，第一模式是柴油模式，發(fā)動機(jī) 是單獨(dú)由柴油燃料提供燃料的；而第二模式是氣體燃料模式，發(fā)動機(jī)主要是由諸如天然氣 (甲烷)(其由相對少量的柴油來點(diǎn)火)等氣體燃料來提供燃料的。雙燃料發(fā)動機(jī)當(dāng)然可以用不同類型的燃料來運(yùn)行。例如，第一燃料可以是生物柴 油燃料、合成燃料或者任意數(shù)量的替代燃料。同樣，第二燃料不必非是甲烷不可，例如也可 以是壓縮天然氣、生物甲烷、乙醇、甲醇或者氫氣等等，這里就不再一一列舉了。使用諸如柴油等液體燃料與諸如甲烷等氣體燃料的混合物的發(fā)動機(jī)(例如內(nèi)燃 機(jī))的運(yùn)行改善了發(fā)動機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動機(jī)的效率，同時將不良尾氣排放維持在低水 平。隨著人們?nèi)找嬉庾R到碳?xì)淙剂舷膶Νh(huán)境和氣候的災(zāi)害性影響，迫切需要減少諸如重 型車輛等車輛的碳排放。減少此類排放的一種方法就是使用雙燃料發(fā)動機(jī)作為車輛的動 力，這種雙燃料發(fā)動機(jī)至少在某些時候主要使用例如甲烷作為燃料。雖然制造出能夠使用柴油和甲烷這兩者來運(yùn)行的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)已廣為人知，但還是 有許多現(xiàn)有的傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性理由而不能被簡單地取代。因此能夠把現(xiàn)有的被設(shè)計為例如使用柴油的內(nèi)燃機(jī)改造成可以使用柴油或甲烷、 或者使用兩種或多種燃料的組合的雙模式發(fā)動機(jī)就很有必要。改造現(xiàn)有發(fā)動機(jī)所遇到的問題是現(xiàn)有的柴油發(fā)動機(jī)(尤其是單元噴油器式(unit iniector)或共軌式(common rail)柴油發(fā)動機(jī))都是由電子E⑶控制的。這種E⑶(就是 所謂的柴油E⑶)控制向發(fā)動機(jī)注入柴油。該E⑶包括由原設(shè)備制造商(OEM)安裝的實(shí)質(zhì) 上是三維數(shù)據(jù)陣列的發(fā)動機(jī)映射圖(map)，該映射圖允許柴油ECU依據(jù)各種參數(shù)來確定將 要注入發(fā)動機(jī)的柴油的數(shù)量和注入的時機(jī)。在考慮主導(dǎo)條件的情形下，注入發(fā)動機(jī)的柴油 的數(shù)量為發(fā)動機(jī)提供適當(dāng)?shù)哪芰俊９陌l(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括多個傳感器，其測量多個變量，例如加速度踏板位置；流入歧管壓力；發(fā)動機(jī)溫度；車速；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；發(fā)動機(jī)位置；油壓；以及
燃料壓力。傳感器將與這些參數(shù)相關(guān)的信息提供給E⑶。發(fā)動機(jī)映射(mapping)使E⑶能夠 依據(jù)這些參數(shù)來確定所需的燃料注入水平，同時使E⑶能夠與車輛上E⑶的其它組件(例 如電子變速箱控制器、電子剎車系統(tǒng)和牽引(traction)控制器等)相聯(lián)。典型的做法是， 組合ECU會通過控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)來共享信息，并能對最終的燃料注入所需水平造成
影響。 通過向噴油器發(fā)送脈沖信號，柴油E⑶給每個發(fā)動機(jī)的噴油器發(fā)出指令，以在根 據(jù)所測量出的參數(shù)而定的預(yù)定時間將預(yù)設(shè)數(shù)量的柴油注入發(fā)動機(jī)。該噴油器通常由脈沖寬 度控制，因此脈沖寬度調(diào)制就可用來改變注入發(fā)動機(jī)的燃料的數(shù)量。該柴油ECU也控制由 每個噴油器向發(fā)動機(jī)注入柴油的時機(jī)。如果發(fā)動機(jī)適用于運(yùn)行在將要使用柴油和甲烷的混合物給發(fā)動機(jī)提供燃料的第 二模式，ECU必須適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時給每個柴油噴油器發(fā)出指令以將較少 的柴油注入發(fā)動機(jī)。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，為了使E⑶能夠適當(dāng)?shù)亟o每個噴油器發(fā) 出指令，過去會認(rèn)為必須改變ECU的發(fā)動機(jī)映射圖。換言之，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，在單位時間內(nèi)需要注入發(fā)動機(jī)的柴油量要 少于發(fā)動機(jī)僅使用柴油運(yùn)行的時候。然而，OEMs (原設(shè)備制造商)一般不提供關(guān)于柴油ECU的發(fā)動機(jī)映射圖或訪問柴 油ECU的發(fā)動機(jī)映射圖的信息，因而通常也不可能訪問現(xiàn)有的柴油ECU中的燃料映射圖。即使在發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，也有必要使柴油E⑶保持激活狀態(tài)，以便該E⑶ 能夠繼續(xù)控制其他發(fā)動機(jī)組件。因此不可能完全旁路這個柴油ECU，不管發(fā)動機(jī)以何種模式 運(yùn)行，該柴油E⑶都必須持續(xù)運(yùn)行以維持固有的安全特征。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，包括適用于以多個不同模 式運(yùn)行的發(fā)動機(jī)，其中所述多個不同模式包括實(shí)質(zhì)上完全由第一燃料為發(fā)動機(jī)提供燃料的 第一模式，以及實(shí)質(zhì)上完全由第二燃料或者由第一燃料和第二燃料的混合物為發(fā)動機(jī)提供 燃料的第二模式，該發(fā)動機(jī)包括第一發(fā)動機(jī)控制單元(EOT)，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時控制第一燃料流入發(fā)動 機(jī)；多個第一傳感器，被有效連接至第一模式發(fā)動機(jī)，其中每個第一傳感器用于感測 第一變量，并依據(jù)所感測的第一變量的數(shù)值發(fā)出第一輸入信號；以及第二 ECU，被有效連接至第一 ECU ；其中該第一 E⑶包括信號接收器，用于接收第一輸入信號；以及輸出端，用于依據(jù)第一輸入信號而發(fā)出 第一輸出信號，其中第一輸出信號確定提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量。第二 E⑶適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時修正第一輸出信號，以產(chǎn)生第一修正 后信號和第二計算后信號；第一修正后信號確定發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給發(fā)動機(jī)的 第一燃料的數(shù)量，而第二計算后信號確定發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給發(fā)動機(jī)的第二燃 料的數(shù)量。
適用于修正來自第一 E⑶的第一輸出信號的第二 E⑶的仿真器(emulator)的優(yōu) 點(diǎn)在于，第一 ECU的功能不受對輸出信號的修正的影響。換言之，因?yàn)閺牡谝粋鞲衅靼l(fā)送到 第一 ECU的第一輸入信號沒有被修正，無論發(fā)動機(jī)運(yùn)行于何種模式，根據(jù)第一輸入信號，第 一 ECU都會從傳感器接收有關(guān)發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件的信息，并且隨后能夠按照OEM期望的方式 來控制發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的全部其它電子組件。第一 ECU為了適用于對發(fā)動機(jī)中的其它電子組件有控制影響力而使用的裝置也 許在發(fā)動機(jī)之間有所變化，但通常所有的電子組件是通過CAN環(huán)路(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)環(huán)路) 連接到第一 ECU的。該CAN環(huán)路是一個總線系統(tǒng)，使發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的組件能夠訪問來自其 它組件的信號，從而獲得所需信息而無須修正其它組件隨后可訪問的信號。 在其中第一 E⑶通過CAN環(huán)路而被連接至發(fā)動機(jī)組合(assembly)中的其它組件 并對這些其它組件有控制作用的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，由ECU通過CAN環(huán)路發(fā)送到其它組件的信 號將不會受發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式的影響。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時，第一 E⑶會按照OEM的意圖來運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)將完 全由第一燃料來提供燃料。這是由于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時第二 ECU沒有修正第一輸 入信號或第一輸出信號。然而，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，與在同等條件下當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行 于第一模式時流入發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量相比，第一修正后信號會使流入發(fā)動機(jī)的第一 燃料的數(shù)量減少。而第一 ECU仍將接收到返回的未經(jīng)修正的信號，并因此認(rèn)為發(fā)動機(jī)工作 正常。這就意味著在發(fā)動機(jī)組合的診斷系統(tǒng)成形部件上不會指示發(fā)動機(jī)錯誤。另外，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，第二計算后信號會使預(yù)定量的第二燃料流入 發(fā)動機(jī)，以便補(bǔ)足由第一噴油器向發(fā)動機(jī)注入的第一燃料的數(shù)量。優(yōu)選地，第一發(fā)動機(jī)控制單元(EOT)是主單元，第二 E⑶是由第一 E⑶控制的從屬 單元。優(yōu)選地，第一 E⑶適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時控制第一燃料流入發(fā)動機(jī)的 時機(jī)，而第二 ECU適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時控制第一燃料和第二燃料這兩者流入 的時機(jī)。任意模式下的第一燃料和第二燃料這兩者的流入時機(jī)都將受到控制，以使其發(fā)生 在發(fā)動機(jī)工作周期中的某一特定時間。根據(jù)第一燃料和第二燃料這兩者所用的燃料類型， 當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，第二燃料流入發(fā)動機(jī)的時機(jī)可能會和第一燃料流入發(fā)動機(jī)的 時機(jī)不同。優(yōu)選地，第一燃料包括柴油，第二燃料包括天然氣(甲烷)。因而第一 E⑶就是柴油E⑶，并且用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時控制柴油流入 發(fā)動機(jī)。優(yōu)選地，該發(fā)動機(jī)包括多個第一噴油器，用于向發(fā)動機(jī)注入第一燃料；以及多個 第二噴油器，用于向發(fā)動機(jī)注入第二燃料；第一 ECU的輸出端適用于發(fā)出多個第一輸出信 號，每個第一輸出信號適用于控制一個不同的第一噴油器，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，該 第二 E⑶適用于修正所述多個第一輸出信號的每一個，以產(chǎn)生第一修正后信號和多個第二 計算后信號，多個第一修正后信號的每一個適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時控制一個不 同的第一噴油器。由第二 E⑶產(chǎn)生的第一修正后信號和第二計算后信號不僅確定由各噴油器注入的燃料的數(shù)量，而且也確定燃料注入的時機(jī)。第一修正后信號導(dǎo)致注入發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量少于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時的情形。第二計算后信號被傳輸?shù)降诙娪推?，并將使第二燃料注入發(fā)動機(jī)，從而補(bǔ)足已 注入發(fā)動機(jī)的較少量的第一燃料。第一 E⑶因此而適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時用公知的方式控制第一燃料 注入發(fā)動機(jī)的數(shù)量和時機(jī)。另外，第二 ECU適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時控制第一燃 料和第二燃料這兩者注入發(fā)動機(jī)的數(shù)量和時機(jī)。優(yōu)選地，該發(fā)動機(jī)要么是單元噴油器式柴油發(fā)動機(jī)，要么是共軌式柴油發(fā)動機(jī)。第 二 ECU是在原設(shè)備映射圖策略的控制下作為第一 ECU的一部分發(fā)揮功能的。第一噴油器注 入第一燃料和第二噴油器注入第二燃料的持續(xù)時間和這些噴油器的時機(jī)都是優(yōu)選通過脈 沖寬度調(diào)制(PWM)控制來修正的。這就意味著由第一噴油器或是第二噴油器給發(fā)動機(jī)注入 燃料的時機(jī)和數(shù)量分別是由第一修正后信號和第二計算后信號的脈沖寬度來確定的。因此，通過本發(fā)明，有利于實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有的單元噴油式或共軌式柴油發(fā)動機(jī)組合的 改造。第二 ECU把原來注入發(fā)動機(jī)的第一燃料的注入時間有效分解成雙進(jìn)程，其中在發(fā)動 機(jī)的壓縮沖程由第一噴油器注入柴油。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，柴油將充當(dāng)?shù)诙剂?的前導(dǎo)點(diǎn)火(Pilot ignition)源，其中該第二燃料是在發(fā)動機(jī)的感應(yīng)沖程由計量感應(yīng)裝置 通過進(jìn)行有序間接端口注入而注入發(fā)動機(jī)的，所述發(fā)動機(jī)的感應(yīng)沖程由柴油噴油器的點(diǎn)燃 (firing)順序觸發(fā)。有利的是，第二 E⑶還包括計算器，用于計算假如該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時將 會提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的第一數(shù)量的熱值(calorificcontent)，以及當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于 第二模式時提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的第二數(shù)量的熱值；比較器，用于比較第一燃料的第 一數(shù)量的熱值和第一燃料的第二數(shù)量的熱值之間的差異，該計算器進(jìn)一步適用于計算當(dāng)發(fā) 動機(jī)運(yùn)行于第二模式時將要提供給發(fā)動機(jī)的第二燃料的所需數(shù)量，以確保第一燃料的第二 數(shù)量和第二燃料的數(shù)量的總熱值實(shí)質(zhì)上和第一燃料的第一數(shù)量的熱值相同。在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括多個第一噴油器和多個第二噴油器，所述 計算器用于計算假如發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時將會由第一噴油器注入發(fā)動機(jī)的第一燃料 的第一數(shù)量的熱值，以及當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時將要注入發(fā)動機(jī)的第一燃料的第二數(shù) 量的熱值，并且計算當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時將要注入發(fā)動機(jī)的第二燃料的所需數(shù)量。這樣，第二 E⑶可持續(xù)計算將要注入發(fā)動機(jī)的第二燃料的所需數(shù)量，以補(bǔ)足由每 個第一噴油器提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料。所述計算因此可持續(xù)考慮由第一傳感器測量的各 種變量的變化而引起的發(fā)動機(jī)的能量需求的變化。換言之，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時，第一 E⑶將計算基于第一傳感器所測量到 的變量值而將要注入發(fā)動機(jī)的第一燃料的所需數(shù)量。因?yàn)橛傻谝粋鞲衅鳒y量到的變量可能 會改變，則當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行第一模式時將要注入發(fā)動機(jī)的數(shù)量可能會隨著發(fā)動機(jī)的運(yùn)行而改變。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，第二 E⑶會根據(jù)第一輸出信號來計算假如發(fā)動機(jī)運(yùn) 行于第一模式時將會注入發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量。然后第二 ECU將修正第一輸出信號以 產(chǎn)生第一修正后信號，與假如發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式而發(fā)動機(jī)完全以第一燃料運(yùn)行的情況下可能已經(jīng)注入發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量相比，所述第一修正后信號將使注入發(fā)動機(jī)的第 一燃料的數(shù)量得以減少。然后第二 ECU將計算由于第一燃料的減少量而應(yīng)提供給發(fā)動機(jī)的 能量差額。然后第二 ECU將計算必須注入發(fā)動機(jī)的第二燃料的數(shù)量來提供發(fā)動機(jī)的能量差 額，以便使發(fā)動機(jī)接收到所需的能量。有利的是，第二 E⑶包括信號返回器，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式或第二模式時，該 信號返回器用于將呈未修正形式的第一輸出信號返回至第一 E⑶。這就意味著不論 發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式還是第二模式，第一 E⑶都會接收到來自 第二 E⑶的看似確認(rèn)信號的信號，此信號表示發(fā)動機(jī)正按照預(yù)期運(yùn)行(即，好像運(yùn)行于第一 模式一樣)。有利的是，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括多個第二傳感器，被有效連接至第二 E⑶。這些 傳感器有必要測量第二燃料的溫度和壓力，以便精確計算第二燃料的熱量值(calorific value)，并因此可針對減少后的柴油注入而實(shí)現(xiàn)正常的能量替代。第二燃料系統(tǒng)可獨(dú)立于 OEM的系統(tǒng)，而這就要求對它們各自供料(catered)。分離的流入歧管壓力傳感器和發(fā)動機(jī) 溫度傳感器也能代替OEM的柴油傳感器，以避免可能的電子信號沖突。優(yōu)選地，每個第二傳感器將第二輸出信號發(fā)送給第二 E⑶，其中所述第二輸出信號 依賴于所測量到的第二變量。第二傳感器測量諸如歧管壓力、冷卻劑溫度、氣體壓力和氣體溫度等變量。依據(jù)這 些變量的每一個的數(shù)值，第二 E⑶將計算來自第一 E⑶的第一輸入信號，以考慮這些變量的 數(shù)值。有利的是，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)還包括λ傳感器，其位于發(fā)動機(jī)的排出系統(tǒng)中，該λ傳 感器在一個閉合環(huán)路內(nèi)被有效連接至第二 ECU。優(yōu)選地，該λ傳感器包括寬帶氧傳感器。λ傳感器測量自發(fā)動機(jī)排出的廢氣中未燃燒的氧氣的含量，并把代表這個含量的 信號傳送至第二 E⑶。第二 E⑶適用于響應(yīng)λ傳感器的信號而修正第一修正后信號或第二計算后信號、 或修正這兩種信號，以調(diào)整流入發(fā)動機(jī)的第一燃料和第二燃料對空氣的比率(即空氣對燃 料比率)，從而確保第一燃料和第二燃料的充分燃燒。優(yōu)選地，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括觸發(fā)器，用于觸發(fā)發(fā)動機(jī)以從第一模式切換到第二模 式。方便的是，每當(dāng)初始啟動發(fā)動機(jī)時，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)將被編程以運(yùn)行于第一模式。然后 該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)將響應(yīng)達(dá)到預(yù)設(shè)水平的一個或多個參數(shù)而切換到第二模式。有利的是，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)還包括第二觸發(fā)器，用于觸發(fā)該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)以從第二模 式切換到第一模式。有利的是，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)將響應(yīng)超出或跌落預(yù)設(shè)水平的一個或多個參數(shù)而從第二 模式切換到第一模式。有利的是，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)還包括手動強(qiáng)制觸發(fā)器，當(dāng)本發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的操作者提出 要求時，該手動強(qiáng)制觸發(fā)器用于使發(fā)動機(jī)系統(tǒng)從第一模式切換到第二模式，反之亦然。當(dāng)該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行于第一模式時，第二 ECU僅部分激活，即處于休眠狀態(tài)，且只 是將未經(jīng)修正的第一輸出信號傳輸至第一噴油器。在此第一模式下，氣體噴油器是關(guān)閉的。 如果沒有休眠，第二 ECU會完全激活，而發(fā)動機(jī)將運(yùn)行于第二模式。
優(yōu)選地，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時，第一輸出信號或由第一 E⑶為了控制第一 燃料的流入/注入而發(fā)出的信號將與預(yù)設(shè)最大輸出信號進(jìn)行比較。如果第一輸出信號的 脈沖長度大于預(yù)設(shè)界限輸出信號的脈沖長度，第二 ECU將計算出適當(dāng)?shù)囊粋€或多個第二信 號，以適量注入第二燃料。第一修正后信號(或多個信號)可具有預(yù)設(shè)界限的長度，其中 該預(yù)設(shè)界限通過編程而被編入第二 ECU中的映射圖中。第一修正后信號的長度也可由第 二 ECU根據(jù)預(yù)設(shè)算法進(jìn)行計算。根據(jù)從第二傳感器和寬帶氧傳感器(λ傳感器)收到的信 息，所述第二信號將具有這樣的長度，該長度通過計算第一信號和第一修正后信號的差值、 再乘以兩種燃料能量值的差值而獲得。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種根據(jù)本發(fā)明的第一方面的多模式發(fā)動機(jī)的第二 E⑶成形部件。在一些實(shí)施例中，將在減少所注入的柴油壓力以及信號持續(xù)長度方面具有優(yōu)點(diǎn)， 因?yàn)檫@樣會減少柴油容積并因此而減少其熱量值。在這樣的實(shí)施例中，第二 E⑶在其能量 需求計算中會考慮壓力的減少和信號持續(xù)的減少。在實(shí)踐中，這就意味著增加柴油壓力傳 感器和由第二 ECU控制并根據(jù)發(fā)動機(jī)參數(shù)來限制壓力的閥門。柴油壓力傳感器和控制閥門 將僅僅被連接至第二 ECU，且只能運(yùn)行于雙模式下，全部燃料壓力可用于柴油機(jī)模式。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于以第一模式或第二模式運(yùn)行發(fā)動機(jī)的方 法，其中該第一模式是由第一燃料給發(fā)動機(jī)提供燃料，而該第二模式是由第二燃料或者由 第一和第二燃料的混合物給發(fā)動機(jī)提供燃料，該方法包括以下步驟對發(fā)動機(jī)進(jìn)行編程，從而初始運(yùn)行于第一模式；重復(fù)感測多個變量并獲得每個感測出的第一變量的測量后數(shù)值，依據(jù)每個感測出 的第一變量的測量后數(shù)值發(fā)出第一輸入信號；依據(jù)用于控制提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量的第一輸入信號，使第一輸出信號 得以發(fā)出；將運(yùn)行模式切換到第二模式；修正第一輸出信號，以產(chǎn)生第一修正后信號和第二計算后信號，該第一修正后信 號確定提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量，且該第二計算后信號確定當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模 式時提供給發(fā)動機(jī)的第二燃料的數(shù)量。有利的是，該方法包括以下附加步驟當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，依據(jù)第一輸出 信號來控制第一燃料和第二燃料這兩者流入發(fā)動機(jī)的時機(jī)。優(yōu)選地，第一燃料包括柴油，第二燃料包括甲烷，以及第一 E⑶包括柴油E⑶。有利的是，該發(fā)動機(jī)包括多個第一噴油器，用于將第一燃料注入發(fā)動機(jī)；以及多 個第二噴油器，用于將第二燃料注入發(fā)動機(jī)；依據(jù)第一輸入信號使第一輸出信號得以發(fā)送 的步驟包括依據(jù)第一輸入信號使多個第一輸出信號得以發(fā)送的步驟；該方法包括以下進(jìn)一 步的步驟依據(jù)第一輸出信號控制每個第一噴油器；以及修正第一輸出信號以產(chǎn)生第一修 正后信號和第二計算后信號的步驟包括修正第一輸出信號以產(chǎn)生多個第一修正后信號和 多個第二計算后信號的步驟，其中當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時，每個第一修正后信號控制 第一噴油器之一，而每個第二計算后信號控制第二噴油器之一。優(yōu)選地，該方法包括以下進(jìn)一步的步驟計算如果發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時將要 提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的第一數(shù)量的熱值；
計算當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的第二數(shù)量的熱值；比較第一燃料的第一數(shù)量的熱值和第一燃料的第二數(shù)量的熱值，以計算能量 額；計算當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時為了彌補(bǔ)所述能量差額而將要提供給發(fā)動機(jī)的 第二燃料的所需數(shù)量。優(yōu)選地，該發(fā)動機(jī)包括第一發(fā)動機(jī)控制單元(EOT)；以及第二 E⑶，其包括被有效 連接至第一 ECU的從屬單元；由第一 ECU發(fā)出所述(多個)第一輸出信號；且該方法包括以 下進(jìn)一步的步驟對應(yīng)每個第一輸入信號而將呈未修正形式的信號返回至第一 E⑶。方便的是，該方法包括以下進(jìn)一步的步驟當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式或第二模式 時，將呈未修正形式的信號返回至第一 ECU。有利的是，該方法包括以下進(jìn)一步的步驟測量從發(fā)動機(jī)排放的廢氣中的氧氣含 量，以及依據(jù)所測量出的氧氣含量進(jìn)一步修正第一修正后信號或第二計算后信號、或修正 第一修正后信號和第二計算后信號這兩者。方便的是，該方法包括以下進(jìn)一步的步驟重復(fù)感測多個第二變量并獲得每個感 測出的第二變量的測量后數(shù)值；以及依據(jù)每個感測出的第二變量的測量后數(shù)值發(fā)出第二輸 入信號?？蓪⒌诙斎胄盘柵c第一輸入信號一起進(jìn)行分析，以產(chǎn)生將分別控制第一和第二 噴油器的第一修正后信號和第二計算后信號，以便在適當(dāng)?shù)臅r間注入適當(dāng)容量的第一燃料 和第二燃料。


本發(fā)明將以僅僅參照附圖的實(shí)例方式進(jìn)一步說明圖1是公知發(fā)動機(jī)的柴油ECU成形部件的示意圖，其中該公知發(fā)動機(jī)被設(shè)計為僅 由柴油提供燃料；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動機(jī)組合的示意圖，其示出該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模 式時的情形；圖3是圖2的發(fā)動機(jī)組合在發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時的示意圖；圖4是示出圖2和圖3的發(fā)動機(jī)組合在運(yùn)行時的流程圖；以及圖5是進(jìn)一步的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1，公知柴油發(fā)動機(jī)組合被指定為附圖標(biāo)記2。該發(fā)動機(jī)組合包括控制發(fā)動 機(jī)6的柴油控制單元(ECU)4。ECU 4由原設(shè)備制造商設(shè)計，用來使發(fā)動機(jī)6在考慮可能影 響發(fā)動機(jī)6的動力需求和燃料需求的各種參數(shù)之后盡可能有效地用柴油運(yùn)行。該發(fā)動機(jī)可 以是任意適合的類型，但在此實(shí)例中，該發(fā)動機(jī)是包括六個氣缸8和六個柴油噴油器10的 共軌噴油器式發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)6還包括流入歧管14和排出歧管16。在此實(shí)例中的發(fā)動機(jī)6還包括渦輪增壓器(charger) 12，用于以公知的方式增強(qiáng) 發(fā)動機(jī)的性能。在發(fā)動機(jī)6運(yùn)行期間，來自渦輪增壓器12的壓縮空氣經(jīng)由流入歧管14而 進(jìn)入氣缸8，從而被吸入發(fā)動機(jī)。每個噴油器10將柴油注入氣缸。由每個噴油器10注入發(fā)動機(jī)的燃料的數(shù)量和每個噴油器注入燃料的時機(jī)是由ECU 4控制的。柴油以公知的方式與 空氣混合并在發(fā)動機(jī)6的壓縮周期期間爆炸，以便為驅(qū)動發(fā)動機(jī)6提供動力。壓縮后，廢氣 進(jìn)入排出歧管16，所述氣體內(nèi)包含燃料和空氣的混合物。廢氣由排出歧管16引導(dǎo)至消音器 和后處理系統(tǒng)(未顯示)。柴油E⑶4控制有效連接至E⑶4的多個第一傳感器18的操作。每個第一傳感器 感測某一特定變量參數(shù)，所述參數(shù)例如為踏板位置；歧管壓力；冷卻劑溫度；發(fā)動機(jī)位置； 發(fā)動機(jī)速度；燃料溫度；燃料壓力；吸入空氣溫度；車速；油壓和 油溫等等。柴油E⑶4也被有效連接至多個開關(guān)20，所述開關(guān)控制下列參數(shù)，所述參數(shù)例如 為巡航速度；發(fā)動機(jī)速度；扭矩和車輛速度界限。這些開關(guān)也依據(jù)對特殊變量的界限設(shè)置 而將信號傳輸給柴油ECU 4。柴油E⑶4因此而包括主單元，而每個傳感器18、開關(guān)20和噴油器10是由主E⑶ 4控制的從屬單元。柴油E⑶4包括信號接收器(未顯示)，用于接收來自第一傳感器18和開關(guān)20的 第一輸入信號22。每個第一輸入信號22的數(shù)值依賴于所感測到的變量。在此實(shí)例中，第 一輸入信號22是脈寬調(diào)制信號或模擬信號，脈沖寬度或電壓水平依賴于所感測到的變量 的數(shù)值。依據(jù)每個感測到的變量的數(shù)值，柴油ECU 4將接收輸入信號22并將第一輸出信號 24發(fā)送至每個噴油器10。每個第一輸出信號24確定注入發(fā)動機(jī)6的燃料的數(shù)量，并確定 燃料注入發(fā)動機(jī)的時間(此時間與發(fā)動機(jī)周期相關(guān))。原設(shè)備制造商研制出發(fā)動機(jī)映射圖，它是一個三維數(shù)據(jù)列陣，可以使柴油ECU 4 依據(jù)所測量到的所有參數(shù)來確定將要注入發(fā)動機(jī)的柴油適當(dāng)數(shù)量和注入時機(jī)。這就確保了 發(fā)動機(jī)在給定的主導(dǎo)條件下盡可能有效運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油E⑶還控制送至發(fā)動機(jī)組合2中的其它電子組件的輸入。在此實(shí)例中，發(fā)動 機(jī)組合還包括車輛系統(tǒng)E⑶26，并包括電子剎車系統(tǒng)E⑶27、自動變速箱E⑶28、懸架控制單 元29和速度記錄儀30。這些組件的每一個都通過總線系統(tǒng)32 (該總線系統(tǒng)32在本實(shí)例中 包括如上所述的CAN環(huán)路)有效連接至柴油E⑶4。單元26-30也是被有效連接至E⑶4 的電子控制單元。響應(yīng)經(jīng)由傳感器18和開關(guān)20傳輸至柴油E⑶4的第一輸入信號22，柴油E⑶4 將具有被送至單元26-30的輸入并接收從單元26-30的輸入。為了控制注入發(fā)動機(jī)6的柴油的時機(jī)和數(shù)量，柴油ECU 4將多個第一輸出信號24 發(fā)送至噴油器10，每個噴油器接收所述多個第一輸出信號24之一。每個噴油器10 —旦接 收到第一輸出信號就向柴油ECU 4發(fā)送一個返回信號34。這就向柴油ECU 4確認(rèn)了噴油器 10正在正常運(yùn)行。類似地，柴油E⑶4通過傳輸總線信號36 (所述總線信號36是經(jīng)由CAN環(huán)路總線 系統(tǒng)32傳輸?shù)?而具有被送至組件26-30的運(yùn)行的輸入。單元26-30的每一個適用于將 返回信號38返回至柴油ECU，以確認(rèn)系統(tǒng)在正常運(yùn)行，并根據(jù)系統(tǒng)需要而要求進(jìn)行發(fā)動機(jī) 動力的改變，例如，如果電子剎車系統(tǒng)感測到車輪的空轉(zhuǎn)和其它車輪不同步，它就能夠要求 減少動力來防止車輪空轉(zhuǎn)。現(xiàn)轉(zhuǎn)而參照圖2和圖3，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)動機(jī)組合被總體指定為附 圖標(biāo)記50。所述發(fā)動機(jī)組合包括圖1中示出且之前已經(jīng)描述過的公知發(fā)動機(jī)組合2的組件，而且為了方便參照，所述組件業(yè)已被指定對應(yīng)的附圖標(biāo)記。發(fā)動機(jī)組合50包括第一 E⑶，其呈現(xiàn)為圖1示出的柴油E⑶4的形式，并被有效連接至多個第一傳感器18和開關(guān)20。柴油E⑶4被進(jìn)一步有效連接至多個柴油噴油器10， 所述柴油噴油器10適用于在柴油ECU 4的控制下將柴油注入發(fā)動機(jī)6。如之前參照圖1所 述，柴油E⑶4還適用于具有通過CAN環(huán)路總線系統(tǒng)32而送至發(fā)動機(jī)組件26-30內(nèi)的其他 單元的輸入。發(fā)動機(jī)組合50還包括第二 E⑶54，被有效連接至柴油E⑶4并具有來自柴油E⑶ 4的控制輸入。多個第二傳感器54被有效連接至第二 E⑶54，在此實(shí)施例中，所述第二傳 感器54用于測量歧管壓力；冷卻劑溫度；氣體壓力和氣體溫度。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)50還包括多 個氣體噴油器58和氣體噴油器驅(qū)動器60，這兩者都被有效連接至第二 E⑶54。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)50還包括λ傳感器62，該λ傳感器62被有效連接至第二 E⑶54， 以形成閉合環(huán)路輸入。λ傳感器62是寬帶氧傳感器，適用于測量發(fā)動機(jī)的廢氣中的氧含 量。第二 E⑶54使發(fā)動機(jī)組合50運(yùn)行于第一(柴油)模式或運(yùn)行于第二模式(在第 二模式中發(fā)動機(jī)由甲烷和柴油提供燃料)。圖2示出被配置為運(yùn)行于第一模式的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)50，而圖3示出被配置為運(yùn)行于 第二模式的發(fā)動機(jī)組合50。發(fā)動機(jī)組合50還將包括觸發(fā)器(圖2和圖3中未示出)，該觸發(fā)器將觸發(fā)發(fā)動機(jī)， 以使其從運(yùn)行于第一模式切換到運(yùn)行于第二模式。下面將參照圖4對其進(jìn)行更多具體描 述。當(dāng)發(fā)動機(jī)組合50運(yùn)行于第一模式時，發(fā)動機(jī)的雙燃料特征被描述為處于休眠狀 態(tài)。有效地，這意味著第二 E⑶54對發(fā)動機(jī)組合50的運(yùn)行沒有任何作用，下面將對其進(jìn)行 更多具體描述。首先參照圖2，示出發(fā)動機(jī)系統(tǒng)50的能夠運(yùn)行于第一模式的配置。當(dāng)運(yùn)行于第一 模式時，發(fā)動機(jī)組合50運(yùn)行的方式類似于圖1示出并如之前所述的發(fā)動機(jī)組合2。第二 E⑶54適用于在由柴油E⑶4發(fā)出的第一輸出信號24被柴油噴油器10接 收之前接收這些第一輸出信號24。當(dāng)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)50將要運(yùn)行于第一模式且第二 E⑶54處于休眠狀態(tài)時，未經(jīng)修正 的第一輸出信號24將被發(fā)送至噴油器10，正如在發(fā)動機(jī)組合2中那樣。另外，第二 E⑶54 將針對由柴油E⑶4發(fā)出的每一個第一輸出信號24而把返回信號64發(fā)送至柴油E⑶4。 這將通知柴油E⑶4柴油噴油器運(yùn)轉(zhuǎn)正常。當(dāng)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)50將要運(yùn)行于第二模式(即甲烷和柴油的混合物模式)時，如圖3 所示，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)50觸發(fā)E⑶54，以運(yùn)行于第二模式。然后第二 E⑶54將修正來自柴油 E⑶4的第一輸出信號，以產(chǎn)生第一修正后信號66和第二計算后信號68。下面將具體描述 修正后信號66、68的產(chǎn)生方式。第一修正后信號66被傳輸?shù)讲裼蛧娪推?0并控制柴油注 入發(fā)動機(jī)6。第二計算后信號被傳輸?shù)綒怏w注入驅(qū)動器60，該氣體注入驅(qū)動器60依次使用 這些信號來控制甲烷由氣體噴油器58注入發(fā)動機(jī)6。在此實(shí)施例中示出的氣體注入驅(qū)動器 60與第二 E⑶54是分離的。在其它實(shí)施例中(未顯示)，氣體注入驅(qū)動器60也可作為第 二 E⑶的整體組成部分。
第二 E⑶54包括仿真器(emulator) 70，其接收來自柴油E⑶4的第一輸出信號 24。在此實(shí)施例中示出的仿真器70是第二 E⑶54的整體組成部分。在其他實(shí)施例中(未 顯示)，仿真器70也可與第二 E⑶54分離。對應(yīng)于從柴油E⑶4收到的每一個第一輸入信號24，仿真器70將把返回信號64 傳輸至柴油E⑶4。返回信號64將向柴油E⑶表示發(fā)動機(jī)就好像運(yùn)行于第一模式那樣。因 而從柴油E⑶4的角度來看，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，而且柴油E⑶4和組件22、24、26、28和30 的通信就如同發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時那樣。第二 E⑶54—旦收到第一 輸出信號就計算柴油注入輸入的期望持續(xù)時間，這一 期望持續(xù)時間是當(dāng)基于第一輸出信號24而要求在第一模式下運(yùn)行發(fā)動機(jī)6時所需要的。 然后第二 E⑶54通過減少信號脈沖寬度的方式來修正第一輸出信號24，以產(chǎn)生第一修正 后信號66。減少脈沖寬度后的第一修正后信號66隨后通過仿真器70被傳輸?shù)讲裼蛧娪?器70。這就意味著與假如發(fā)動機(jī)完全以柴油運(yùn)轉(zhuǎn)時可能已經(jīng)注入的數(shù)量相比，注入發(fā)動機(jī) 6的柴油的數(shù)量將會減少。然后第二 ECU計算將要提供給發(fā)動機(jī)6的能量由于噴油器10注入的柴油數(shù)量減 少而導(dǎo)致的減少額。然后第二 ECU計算將不得不額外注入發(fā)動機(jī)6的甲烷的數(shù)量，以確保 發(fā)動機(jī)6從注入發(fā)動機(jī)的柴油和氣體這兩者得到實(shí)質(zhì)上相同的能量，就如發(fā)動機(jī)完全以柴 油運(yùn)行于第一模式時的情況一樣。λ傳感器(拉姆達(dá)傳感器)62測量發(fā)動機(jī)排出管中未燃燒的氧含量，并將依賴于 所測量的氧含量的信號76傳輸給第二 ECU 54。在產(chǎn)生第二修正后信號68 (該第二修正后信號68用于傳輸給氣體注入驅(qū)動器60 以驅(qū)動氣體噴油器58)之前，第二 ECU 54會考慮其他變量。這些變量之一是由λ傳感器(拉姆達(dá)傳感器)62測量出的排出管中的氧含量。 OEM通常不把氧傳感器包括入內(nèi)來作為柴油發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的部件，但是對于雙燃料發(fā)動 機(jī)來說，氧傳感器被認(rèn)為是必要的。因?yàn)棣藗鞲衅?2通過閉合環(huán)路而被連接到第二 E⑶，第二 E⑶54可持續(xù)監(jiān)測排 出管的氧含量，并調(diào)整注入發(fā)動機(jī)6的柴油和氣體的相對數(shù)量以協(xié)助確保發(fā)動機(jī)6的有效 運(yùn)行。第二 ECU 54也可控制空氣控制閥門以改變進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣含量，這樣也改變了進(jìn) 入發(fā)動機(jī)的空氣/燃料混合物的空氣對燃料比率，并進(jìn)一步確保柴油和氣體燃料的有效燃 燒。所述氣體將在發(fā)動機(jī)周期中的不同點(diǎn)注入柴油。第二 E⑶54也被有效連接至第二傳感器56，該第二傳感器56也依據(jù)其它發(fā)動機(jī) 參數(shù)來傳輸信號。每個第二傳感器56發(fā)出由第二 E⑶54接收的第二輸入信號74。第二輸入信號 74依賴于每個第二傳感器56測量到的變量的每一個。因此，當(dāng)計算第一修正后信號66和第二計算后信號68的長度時，第二 E⑶要考慮 第一輸入信號24、第二輸入信號74和來自λ傳感器62的信號76。第二計算后信號68由 第二 E⑶54傳輸給氣體注入驅(qū)動器60，該注入驅(qū)動器60根據(jù)經(jīng)由第二計算后信號68而接 收到的指令來控制每個氣體噴油器58。通過本發(fā)明，就能給只適用于由柴油提供燃料的現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)組合2回裝(retro fit)第二 E⑶54、氣體注入驅(qū)動器60、λ傳感器62和第二傳感器56，以制造出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)組合50，該發(fā)動機(jī)組合50既能運(yùn)行于由柴油提供燃料的第一模式，又能運(yùn)行于 由甲烷提供燃料或由柴油和甲烷的混合物提供燃料的第二模式?，F(xiàn)轉(zhuǎn)而參照圖4，下面將參照流程圖80對發(fā)動機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行描述。為了方便參照，與參照圖2和圖3描述的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)對應(yīng)的發(fā)動機(jī)組合50的部件 業(yè)已給出對應(yīng)的附圖標(biāo)記。當(dāng)發(fā)動機(jī)在開始82初始啟動時，柴油ECU將使發(fā)動機(jī)運(yùn)行于完全由柴油提供燃料 的第一模式。為了確保發(fā)動機(jī)盡可能有效運(yùn)行，柴油EOT接收來自第一傳感器18、開關(guān)20和驅(qū) 動器控制器84的第一輸入信號22。然后柴油ECU基于接收到的來自第一傳感器18、開關(guān) 20和驅(qū)動器控制器84的第一輸入信號22而將多個第一輸出信號24發(fā)送至柴油噴油器10。發(fā)動機(jī)因此而運(yùn)行于第一模式，且第二 EOT 54有效處于休眠狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)繼續(xù) 運(yùn)行時，第二 ECU 54將監(jiān)測某些參數(shù)，例如發(fā)動機(jī)溫度86、氣體蒸汽溫度88、氣體蒸汽壓力 90和手動休眠開關(guān)92等。這些傳感器的每一個都與開關(guān)92 —起被有效連接至第二 EOT 54。在此實(shí)例中，第二ECU將監(jiān)測發(fā)動機(jī)溫度是否超出或跌落預(yù)設(shè)下限值。如果發(fā)動機(jī)溫度 跌落至預(yù)設(shè)下限值之下，第二 EOT 54將保持休眠狀態(tài)，而發(fā)動機(jī)將繼續(xù)運(yùn)行于第一模式。如果發(fā)動機(jī)溫度超出預(yù)設(shè)下限值之上，第二 E⑶隨后將確定氣體蒸汽壓力是否落 在預(yù)設(shè)界限之內(nèi)。如果氣體蒸汽溫度沒有落在預(yù)設(shè)界限之內(nèi)，發(fā)動機(jī)會繼續(xù)運(yùn)行于第一模 式。如果氣體蒸汽溫度落在預(yù)設(shè)界限之內(nèi)，第二 ECU 54將確定氣體蒸汽壓力是否落 在預(yù)設(shè)界限之內(nèi)。如果氣體蒸汽壓力沒有落在預(yù)設(shè)界限之內(nèi)，發(fā)動機(jī)將繼續(xù)運(yùn)行于第一模 式。如果氣體蒸汽壓力落在預(yù)設(shè)界限之內(nèi)，第二 ECU 54將確定手動休眠開關(guān)92是開 啟還是關(guān)閉。如果是開啟，則無論是由傳感器86、88和90所測量到的變量是否落在預(yù)設(shè)界 限之內(nèi)還是在發(fā)動機(jī)溫度超出預(yù)設(shè)下限之上的情形下，發(fā)動機(jī)都將繼續(xù)運(yùn)行于第一模式。 反之如果休眠開關(guān)92關(guān)閉，那么發(fā)動機(jī)系統(tǒng)將被觸發(fā)以運(yùn)行于第二模式。在這種情況下， 第二 ECU將執(zhí)行能量計算，以計算為了確保發(fā)動機(jī)具有如上所述的適量能量輸入而必須注 入發(fā)動機(jī)的氣體/柴油的所需比率。這將使第二 EOT 54產(chǎn)生第一修正后信號66。該第一 修正后信號66控制柴油噴油器10。第二 EOT也將接收來自第二傳感器56的信號，在此實(shí)施例中，該第二傳感器56測 量絕對歧管壓力、氣體蒸汽壓力、氣體蒸汽溫度、發(fā)動機(jī)溫度和空氣對燃料比率。由第二傳 感器56測量的測量后變量將使第二 ECU 54計算應(yīng)由氣體噴油器58注入發(fā)動機(jī)的氣體的 數(shù)量，并且產(chǎn)生第二計算后信號68，該第二計算后信號68被發(fā)送至依次驅(qū)動氣體噴油器58 的氣體注入驅(qū)動器60。參照圖5，進(jìn)一步的發(fā)動機(jī)組合總體由附圖標(biāo)記100指定。為了方便參照，與圖2 和圖3示出的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的部件對應(yīng)的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)部件業(yè)已給出對應(yīng)的附圖標(biāo)記。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100包括柴油EOT 4、柴油噴油器10、氣體注入驅(qū)動器60、氣體噴油器 58和空氣控制閥門102。柴油EOT 4控制柴油噴油器10的運(yùn)行，如之前參考圖2和圖3所 述。發(fā)動機(jī)組合100還包括第二 EOT 104。該發(fā)動機(jī)組合還包括被有效連接至柴油EOT4的第一傳感器18和被有效連接至第二 E⑶104的第二傳感器106。 在這種安排下，在第一柴油E⑶4接收到由第一傳感器18發(fā)出的第一輸入信號22
之前，第二 E⑶104攔截了這些第一輸入信號22。然后第二 E⑶在將修正后信號返回至柴油E⑶4之前修正這些信號。柴油E⑶4然后將依據(jù)所述修正后信號控制柴油噴油器10的運(yùn)行。另外，第二 E⑶104發(fā)出輸出信號108，所述輸出信號108使氣體注入驅(qū)動器60控 制當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時由氣體噴油器58注入到發(fā)動機(jī)的氣體。第二 ECU也以類似 如之前參考圖2和3所述的方式而將自第二傳感器106接收到的信號考慮在內(nèi)。該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100與圖2和圖3示出的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的不同之處在于，第二 E⑶在 來自第一傳感器的信號被第一 ECU接收到之前攔截了這些信號。然后將修正后信號傳輸至 第一 ECU，其中所述修正后信號導(dǎo)致提供給發(fā)動機(jī)的第一柴油的修正量。
權(quán)利要求
一種多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，包括適用于以多個不同模式運(yùn)行的發(fā)動機(jī)，其中所述多個不同模式包括實(shí)質(zhì)上完全由第一燃料為該發(fā)動機(jī)提供燃料的第一模式，以及實(shí)質(zhì)上完全由第二燃料或者由該第一燃料和該第二燃料的混合物為該發(fā)動機(jī)提供燃料的第二模式，該發(fā)動機(jī)包括第一發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)，當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時控制該第一燃料流入該發(fā)動機(jī)；多個第一傳感器，被有效連接至該第一ECU，每個第一傳感器適用于感測第一變量，并依據(jù)所感測的第一變量的數(shù)值發(fā)出第一輸入信號；以及第二ECU，被有效連接至該第一ECU；其中該第一ECU包括信號接收器，用于接收所述第一輸入信號；以及輸出端，用于依據(jù)所述第一輸入信號而發(fā)出第一輸出信號，其中第一輸出信號確定提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量；該第二ECU適用于當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時修正所述第一輸出信號，以產(chǎn)生第一修正后信號和第二計算后信號；所述第一修正后信號確定當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量，而所述第二計算后信號確定當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給該發(fā)動機(jī)的第二燃料的數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中該第一發(fā)動機(jī)控制單元是主單元， 而該第二 EOT是由該第一 EOT控制的從屬單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中該第一ECU的控制適用于當(dāng)該發(fā)動 機(jī)運(yùn)行于第一模式時控制該第一燃料流入該發(fā)動機(jī)的時機(jī)，以及該第二 ECU適用于當(dāng)該發(fā) 動機(jī)運(yùn)行于第二模式時控制該第一燃料和該第二燃料這兩者流入該發(fā)動機(jī)的時機(jī)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中該第一燃料包括柴 油，該第二燃料包括天然氣(甲烷)，以及該第一 ECU包括柴油ECU。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中該發(fā)動機(jī)包括多個 第一噴油器，用于向該發(fā)動機(jī)注入該第一燃料；以及多個第二噴油器，用于向該發(fā)動機(jī)注入 該第二燃料；該第一 ECU的輸出端適用于發(fā)出多個第一輸出信號，每個第一輸出信號適用 于控制一個不同的第一噴油器，該第二 ECU適用于當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時修正所述 多個第一輸出信號的每一個，以產(chǎn)生多個第一修正后信號和多個第二計算后信號，所述多 個第一修正后信號的每一個適用于當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時控制一個不同的第一噴 油器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，還包括計算器，用于計算假如該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時將會提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的 第一數(shù)量的熱值，以及計算當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的第 二數(shù)量的熱值；比較器，用于比較該第一燃料的第一數(shù)量的熱值和該第一燃料的第二數(shù)量 的熱值之間的差異，該計算器進(jìn)一步適用于計算當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時將要提供給 該發(fā)動機(jī)的第二燃料的所需數(shù)量，以確保該第一燃料的第二數(shù)量和該第二燃料的數(shù)量的總 熱值實(shí)質(zhì)上與該第一燃料的第一數(shù)量的熱值相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括多個第一噴油器 和多個第二噴油器，所述計算器適用于計算假如該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時將會由第一噴油器注入該發(fā)動機(jī)的第一燃料的第一數(shù)量的熱值，以及計算當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時 將要注入該發(fā)動機(jī)的第一燃料的第二數(shù)量的熱值，并且計算當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時 將要注入該發(fā)動機(jī)的第二燃料的所需數(shù)量。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其中該第二ECU包括信號 返回器，當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式或第二模式時，該信號返回器用于將呈未修正形式的 第一輸出信號返回至該第一 EOT。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，還包括多個第二傳感器， 被有效連接至該第二 EOT。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，還包括\傳感器，適用 于測量自該發(fā)動機(jī)排出的廢氣中存在的氧氣的數(shù)量，該X傳感器在一個閉合環(huán)路內(nèi)被有 效連接至該第二 EOT。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，還包括第一觸發(fā)器，用于 觸發(fā)該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)以從該第一模式切換到該第二模式。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，還包括第二觸發(fā)器，用于 觸發(fā)該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)以從該第二模式切換到該第一模式。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求1至10的任意一項(xiàng)所述的多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的第二 ECU成形部件。
14.一種用于以第一模式或第二模式運(yùn)行發(fā)動機(jī)的方法，其中該第一模式是由第一燃 料為該發(fā)動機(jī)提供燃料，該第二模式是由第二燃料或由該第一燃料和該第二燃料的混合物 為該發(fā)動機(jī)提供燃料，該方法包括以下步驟對該發(fā)動機(jī)進(jìn)行編程，從而初始運(yùn)行于該第一模式；重復(fù)感測多個第一變量并獲得每個感測出的第一變量的測量后數(shù)值，以及依據(jù)每個感 測出的第一變量的測量后數(shù)值發(fā)出第一輸入信號；依據(jù)用于控制提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量的第一輸入信號，使第一輸出信號得 以發(fā)出；將運(yùn)行模式切換到該第二模式；修正所述第一輸出信號，以產(chǎn)生第一修正后信號和第二計算后信號，所述第一修正后 信號確定提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量，且所述第二計算后信號確定當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行 于第二模式時提供給該發(fā)動機(jī)的第二燃料的數(shù)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括以下附加步驟當(dāng)該發(fā)動機(jī)是第一模式時，依據(jù) 所述第一輸入信號控制該第一燃料流入該發(fā)動機(jī)的時機(jī)；以及當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式 時，依據(jù)所述第一修正后信號和所述第二計算后信號控制該第一燃料和該第二燃料這兩者 流入該發(fā)動機(jī)的時機(jī)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中該第一燃料包括柴油，該第二燃料包括天 然氣(甲烷)，以及該第一 EOT包括柴油EOT。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16的任意一項(xiàng)所述的方法，其中該發(fā)動機(jī)包括多個第一噴油 器，用于將該第一燃料注入該發(fā)動機(jī)；以及多個第二噴油器，用于將該第二燃料注入該發(fā)動 機(jī)；依據(jù)第一輸入信號使第一輸出信號得以發(fā)出的步驟包括依據(jù)第一輸入信號使多個第一 輸出信號得以發(fā)出的步驟；該方法包括以下進(jìn)一步的步驟依據(jù)第一輸出信號控制每個第一噴油器；以及修正第一輸出信號以產(chǎn)生第一修正后信號和第二計算后信號的步驟包括修 正第一輸出信號以產(chǎn)生多個第一修正后信號和多個第二計算后信號的步驟，當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn) 行于第二模式時，每個第一修正后信號控制所述第一噴油器之一，而每個第二計算后信號 的控制所述第二噴油器之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17的任意一項(xiàng)所述的方法，包括以下進(jìn)一步的步驟 計算假如該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時將會提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的第一數(shù)量的熱值；計算當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給該發(fā)動機(jī)的第一燃料的第二數(shù)量的熱值； 比較該第一燃料的第一數(shù)量的熱值和該第一燃料的第二數(shù)量的熱值，以計算能量差額；計算當(dāng)該發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時為了彌補(bǔ)所述能量差額而將要提供給該發(fā)動機(jī)的 第二燃料的所需數(shù)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括第一發(fā)動機(jī)控制單元 (EOT)；以及第二 EOT，該第二 EOT包括被有效連接至該第一 EOT的從屬單元；由該第一 EOT 發(fā)出所述第一輸出信號或所述多個第一輸出信號；以及該方法包括以下進(jìn)一步的步驟對 應(yīng)于所述第一輸入信號的每一個而將呈未修正形式的信號返回至該第一 EOT。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19的任意一項(xiàng)所述的方法，包括以下進(jìn)一步的步驟測量從該 發(fā)動機(jī)排放的廢氣中的氧氣含量；以及依據(jù)所測量出的氧氣含量，進(jìn)一步修正所述第一修 正后信號或所述第二計算后信號，或修正所述第一修正后信號和所述第二計算后信號這兩 者o
21.根據(jù)權(quán)利要求15至22的任意一項(xiàng)所述的方法，包括以下進(jìn)一步的步驟重復(fù)感測 多個第二變量并獲得每個感測出的第二變量的測量后數(shù)值；以及依據(jù)每個感測出的第二變 量的測量后數(shù)值發(fā)出第二輸入信號。
22.—種實(shí)質(zhì)上如之前參照附圖所述的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。
23.一種實(shí)質(zhì)上如之前參照附圖所述的方法。
全文摘要
一種多模式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，包括適用于以多個不同模式運(yùn)行的發(fā)動機(jī)，其中所述多個不同模式包括實(shí)質(zhì)上完全由第一燃料給發(fā)動機(jī)提供燃料的第一模式，以及實(shí)質(zhì)上完全由第二燃料或者由第一燃料和第二燃料的混合物給發(fā)動機(jī)提供燃料的第二模式，該發(fā)動機(jī)包括第一發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第一模式時控制第一燃料流入發(fā)動機(jī)；多個第一傳感器，被有效連接至第一ECU，其中每個第一傳感器用于感測第一變量，并依據(jù)所感測的第一變量的數(shù)值發(fā)出第一輸入信號；以及第二ECU，被有效連接至第一ECU；其中第一ECU包括信號接收器，用于接收第一輸入信號；以及輸出端，依據(jù)第一輸入信號而發(fā)出第一輸出信號，其中第一輸出信號確定提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量；以及第二ECU適用于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時修正第一輸出信號，以產(chǎn)生第一修正后信號和第二計算后信號；第一修正后信號確定當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給發(fā)動機(jī)的第一燃料的數(shù)量，而第二計算后信號確定當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行于第二模式時提供給發(fā)動機(jī)的第二燃料的數(shù)量。
文檔編號F02D41/30GK101861456SQ200880116410
公開日2010年10月13日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者尼克·沃納, 特雷弗·李·弗萊徹, 約翰·金 申請人:T·巴登哈德斯塔夫有限公司