專利名稱：用于估算噴射器燃料溫度的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種控制系統(tǒng)和方法，更具體地涉及 一 種用于估算 流過發(fā)動機的單個噴射器的燃料的溫度并響應(yīng)于該估算溫度控制噴 射器的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機例如柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機和氣體燃料動力發(fā)動機都 使用噴射器將燃料引入到發(fā)動機的燃燒室內(nèi)。在對燃料進行加壓時， 引導(dǎo)燃料通過發(fā)動機的各部分到單個噴射器并使燃料從噴射器返 回，燃料從其周圍和從施加在其上的功中吸收熱量。由于燃料被加 熱，因此改變了影響噴射特性的燃料性質(zhì)。另外，因為在整個發(fā)動 機中的燃料加熱會在發(fā)動機運行期間改變，燃料溫度及因此在 一 個 噴射器處的噴射特性會與在另一個噴射器處的燃料溫度和噴射特性 有所不同。如果在發(fā)動機運行期間不考慮這些變化的溫度和噴射特 性，那么向發(fā)動機內(nèi)噴入燃料和隨后的發(fā)動機的運行就可能是無法 預(yù)測的。
為了說明這些燃料溫度和噴射特性的變化，發(fā)動機制造商們已
經(jīng)在嘗試估算在每一個噴射器處的燃料溫度。在1999年2月2日授 予Cleveland等人的美國專利No. 5,865,158 ('158專利)中公開了一 個這樣的例子。'158專利介紹了一種用于控制燃料噴射通過沿內(nèi)燃 機中的燃料導(dǎo)軌連接在一起的多個燃料噴射器的方法和系統(tǒng)。該方 法包括生成用于每個燃料噴射器的作為期望的燃料噴射量的函數(shù)的 參考燃料輸送控制信號。該方法還包括將每個燃料輸送控制信號的 脈沖寬度作為每個燃料噴射器附近的燃料溫度的函數(shù)進行調(diào)節(jié)。每 個噴射器附近的燃料溫度通過首先在燃料導(dǎo)軌的入口附近測量燃料溫度而確定。然后根據(jù)燃料噴射器沿導(dǎo)軌的位置補償該測量溫度， 以確定每個噴射器附近的燃料溫度。
盡管'158專利中的方法和系統(tǒng)可以估算在每個噴射器處的燃料 溫度并響應(yīng)于該估算溫度控制噴射器的操作，但是其可能不夠準確。 具體而言，'158專利中的系統(tǒng)沒有考慮被引至其他的燃料動力發(fā)動 機附件的燃料或者這些附件的操作可能會對燃料溫度造成影響。另 外，'158專利沒有考慮在確定燃料溫度時發(fā)動機當前的穩(wěn)態(tài)或瞬時 操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法解決了上述的 一 個或多個問題。 本發(fā)明的一個方面涉及一種用于發(fā)動機的燃料系統(tǒng)。該燃料系 統(tǒng)包括加壓燃料源、多個燃料噴射器和能夠?qū)碜匀剂显吹募訅喝?料分配至多個燃料噴射器的共用歧管。該燃料系統(tǒng)還包括位于共用 歧管上游的第一傳感器，和與發(fā)動機相連的第二傳感器。第一傳感 器能夠產(chǎn)生指示燃料溫度的第一信號。第二傳感器能夠產(chǎn)生指示發(fā) 動機轉(zhuǎn)速的第二信號。該燃料系統(tǒng)還包括與第 一和第二傳感器相通 信的控制器。控制器能夠根據(jù)第一信號、第二信號和多個燃料噴射 器沿共用歧管的位置來估算在多個燃料噴射器中的每一個處的燃料 溫度。
本發(fā)明的另一個方面涉及一種用于將燃沖牛噴入發(fā)動機內(nèi)的方法。 該方法包括對燃料進行加壓、感測加壓燃料的溫度和將加壓燃料分 配至多個有序位置。該方法還包括感測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所感 測的溫度、所感測的轉(zhuǎn)速和多個有序位置的順序來估算在多個有序 位置中的每一處的燃料溫度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種示例性的燃料系統(tǒng)的示意性簡圖；和 圖2是示出了一種估算燃料溫度的示例性方法的控制流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了具有共用歧管噴射系統(tǒng)12和顆粒再生系統(tǒng)14的動 力系統(tǒng)IO。為了更清楚地說明本發(fā)明，動力系統(tǒng)IO被圖示和描述為
包括四沖程柴油發(fā)動機15。但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認識到， 動力系統(tǒng)IO也可以包括任意其他類型的內(nèi)燃機，例如汽油發(fā)動機或 氣體燃料動力發(fā)動機。發(fā)動機15可以包括至少部分地限定多個燃燒 室18的發(fā)動機氣缸體16。在圖示的實施方式中，發(fā)動機15包括四 個燃燒室18。但是，應(yīng)該預(yù)見到發(fā)動機15也可以包括更多或更少數(shù) 量的燃燒室18并且燃燒室18可以以"直列式"結(jié)構(gòu)、"V型"結(jié)構(gòu)，或 者其他任何適合的結(jié)構(gòu)設(shè)置。
還是如圖1所示，發(fā)動機15可以包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在發(fā)動機氣 缸體16內(nèi)的曲軸20。與每個燃燒室18相連的連桿(未示出)可以 將活塞(未示出)連接至曲軸20,使得每個活塞在各自的燃燒室18 內(nèi)的滑動動作引起曲軸20旋轉(zhuǎn)。同樣地，曲軸20的旋轉(zhuǎn)也可以引 起活塞的滑動動作。
共用歧管噴射系統(tǒng)12可以包括協(xié)同將加壓燃料噴射送入每個燃 燒室18內(nèi)的部件。具體地，共用歧管噴射系統(tǒng)12可以包括用于保 持燃料供應(yīng)的罐22、用于加壓燃料并利用共用歧管28將加壓燃料引 導(dǎo)至多個燃料噴射器26的燃料泵送設(shè)備24,和控制系統(tǒng)30。
罐22可以由用于保持燃料供應(yīng)的容器構(gòu)成。動力系統(tǒng)10內(nèi)的 一個或多個系統(tǒng)可以從罐2 2中抽取燃料并將燃料送回罐2 2 。應(yīng)該預(yù)
見到，如果需要的話，共用歧管噴射系統(tǒng)12可以連接至多個單獨的
燃料罐。
燃料泵送設(shè)備24可以包括與過濾構(gòu)件34和共用歧管28串聯(lián)連 接的一個或多個泵送裝置32。在一個例子中，泵送裝置32可以具體 化為低壓源，例如通過燃料管路36向共用歧管28輸送低壓的傳送 泵。單向閥38可以在泵送裝置32的上游設(shè)置在燃料管路36內(nèi)，以 提供從罐22經(jīng)過燃料泵送設(shè)備24到共用歧管28的單向燃料流動。應(yīng)該預(yù)見到，燃料泵送設(shè)備24除了包括上述列出的部件外還可以包 括另外的和/或不同的部件，例如如果需要的話可以包括與低壓源串 聯(lián)設(shè)置的高壓源。
泵送裝置32可操作地連接至曲軸20并由曲軸20驅(qū)動。泵送裝 置32可以對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說可以想到的任何方式與曲軸 20相連，其中曲軸20的旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致泵驅(qū)動軸相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。例如，泵 送裝置32的泵驅(qū)動軸40如圖1中所示通過齒輪系42連接至曲軸20。 但是應(yīng)該預(yù)見到泵送裝置32也可以替代地被電子、液壓、氣動驅(qū)動， 或以其他適當?shù)姆绞津?qū)動。
燃料噴射器26可以設(shè)置在發(fā)動機15的氣缸蓋(未示出)內(nèi)并 被依次地流體連接至共用歧管28。燃料噴射器26可以直接連接至共 用歧管28，使得所有流過共用歧管28的燃料也會流過每個單獨的噴 射器，或者作為替代方案，燃料噴射器26可以通過多條燃料管路52 連接至共用歧管28。每個燃料噴射器26都可操作地用于將一定量的 加壓燃料以預(yù)定的正時、燃料壓力和噴射量噴入相連的燃燒室18內(nèi)。 燃料噴入燃燒室18內(nèi)的正時可以與設(shè)置在其中作往復(fù)運動的活塞 (未示出)的動作同步。例如，可以在活塞接近壓縮沖程中的上止 點位置時噴射燃料，以允許噴射的燃料壓燃燃燒。作為替代方案， 可以在活塞向上止點位置行進開始壓縮沖程時噴射燃料，用于均勻 充氣壓燃操作。還可以在膨脹沖程期間活塞從上止點位置向下止點 位置運動時噴射燃料，用于隨后的后噴射以形成用于再生后處理的 還原環(huán)境。
控制系統(tǒng)30可以響應(yīng)于一個或多個輸入控制每個燃料噴射器 26的操作。具體而言，控制系統(tǒng)30可以包括控制器54，該控制器 54與燃料噴射器26通過多條通信線路56相通信，與溫度傳感器60 通過通信線路62通信，并與速度傳感器64通過通信線路66通信。 控制器5 4可以通過將確定的電流波形或確定的電流波形序列施加至 每個燃料噴射器26來控制燃料噴射正時、持續(xù)時間、壓力、噴射量 和/或其他噴射特性。波形的形狀和幅度可以根據(jù)從溫度傳感器60和速度傳感器64以及其他來源接收到的輸入來確定。
控制器54可以具體化為包括用于控制燃料噴射器26操作的部 件的單個微處理器或多個微處理器。各種商業(yè)上可以獲得的微處理
器都可以用于實現(xiàn)控制器54的功能。應(yīng)該理解控制器54也可以很 容易地具體化為能夠控制各種機械或發(fā)動機功能的通用機械或發(fā)動 機微處理器。控制器54可以包括需要用于運行應(yīng)用程序的所有部件， 例如存儲器、輔助存儲裝置，和處理器，例如中央處理器或現(xiàn)有技 術(shù)中公知的用于控制燃料噴射器26的任何其他部件。各種其他的公 知電路也可以與控制器54相連，包括供電電路、信號調(diào)整電路、螺 線管驅(qū)動器電路、通信電路，以及其他合適的電路。
一個或多個涉及發(fā)動機轉(zhuǎn)速、噴射量、燃料流量和燃料溫度的 映射可以存儲在控制器54的存儲器內(nèi)。這些映射中的每一個都可以 是表格、圖形和/或公式的形式。在一個實施例中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速、離 開共用歧管28的燃料流量，和發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圏時的噴射量可以構(gòu)成 用于確定穩(wěn)態(tài)熱增量值的三維表的坐標軸。發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴射量可 以在另一個二維映射中關(guān)聯(lián)到瞬時熱增量值。另外，共用歧管的燃 料出口溫度、共用歧管限定的入口燃料溫度，和燃料噴射器26的有 序位置可以與另一個三維映射對應(yīng)以確定在特定燃料噴射器位置處 的燃料溫度。也應(yīng)該預(yù)見到，如果需要的話，燃料噴射特性例如噴 射開始、脈沖寬度、電流大小、壓力、噴射結(jié)束、噴射模式、噴射 之間的停頓，以及其他這樣的噴射特性都可以在最終的二維映射中 關(guān)聯(lián)到單個噴射器的燃料溫度。
溫度傳感器60可以在共用歧管28的上游位置處安裝在共用歧 管噴射系統(tǒng)12內(nèi)，以感測由泵送裝置32加壓的燃料的溫度。例如， 溫度傳感器60可以具體化為測量燃料管路36的壁溫的表面型溫度 傳感器、直接測量燃料管路36或罐22內(nèi)的燃料溫度的液體型溫度 傳感器，或者現(xiàn)有技術(shù)中公知的其他任意類型的傳感器。溫度傳感 器60可以產(chǎn)生燃料溫度信號并通過通信線路62將該信號發(fā)送至控 制器54。該溫度信號可以被周期性地連續(xù)發(fā)送，或者僅在控制器54要求這樣做時發(fā)送。
速度傳感器64可以感測發(fā)動機15的轉(zhuǎn)速。例如，速度傳感器
64可以具體化為能夠感測曲軸20的轉(zhuǎn)速并產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號的磁性傳感器。速度傳感器64可以設(shè)置在嵌入曲軸20內(nèi)的磁性元件(未示出)附近，嵌入由曲軸20直接或間接驅(qū)動的部件內(nèi)的磁性元件(未示出)附近，或者以其他合適的方式設(shè)置以產(chǎn)生對應(yīng)于合成磁場的轉(zhuǎn)速的信號。動力源速度信號可以通過通信線路66送至控制器54。
顆粒再生系統(tǒng)14可以與廢氣處理裝置44相連。具體而言，在廢氣從發(fā)動機15流過廢氣處理裝置44時，可以通過金屬網(wǎng)或陶瓷蜂窩過濾介質(zhì)46從廢氣氣流中去除顆粒物。長時間后，顆粒物會在過濾介質(zhì)46內(nèi)堆積，并且如果不檢查的話，堆積的顆粒物可能會多到足以限制或者甚至可以阻止廢氣流過廢氣處理裝置44,使得發(fā)動機15內(nèi)的背壓增加。發(fā)動機15的背壓的增加會降低系統(tǒng)吸入新鮮空氣的能力，導(dǎo)致性能下降，廢氣溫度升高，和更多的燃料消耗。
顆粒再生系統(tǒng)14可以包括協(xié)同用于周期性地減少廢氣處理裝置44內(nèi)堆積的顆粒物的部件。其中這些部件可以包括一個或多個再生噴射器47和火花塞48。應(yīng)該預(yù)見到顆粒再生系統(tǒng)14可以包括另外的或不同的部件，例如空氣噴射系統(tǒng)、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、斷流裝置，以及現(xiàn)有技術(shù)中公知的其他部件。
再生噴射器47可以設(shè)置在廢氣處理裝置44的殼體內(nèi)，通過支路50連接至燃料管路36,并與控制器54通過通信線路58相通信。再生噴射器4 7可操作地用于以預(yù)定的正時、燃料壓力和燃料流量將一定量的加壓燃料噴入流過處理裝置44的廢氣中。噴入廢氣處理裝置44中的燃料噴射正時可以與從廢氣溫度傳感器(未示出)、 一個或多個廢氣壓力傳感器(未示出)、計時器(未示出)，或其他類似的測量裝置接收的測量輸入同步，使得燃料噴射量基本與廢氣處理裝置44內(nèi)積累的顆粒物相對應(yīng)。例如，可以在流過廢氣處理裝置44的廢氣壓力超過預(yù)定的壓力水平或者經(jīng)過過濾介質(zhì)46的壓降超過預(yù)定差值時噴射燃料。替代地或附加地，可以在流過過濾介質(zhì)46的廢氣溫度偏離期望溫度預(yù)定值時噴射燃料。進一步還應(yīng)預(yù)見到如果需要的話，除了壓力或溫度條件以外或者無論壓力或溫度條件如
何，燃料還可以在設(shè)定的周期性基礎(chǔ)上噴射。再生噴射器47的操作可以由控制器54通過通信線路58控制或者至少是監(jiān)測。這樣，控制器54可以進一步響應(yīng)于再生噴射器47的致動和由再生噴射器47所消耗的燃料量來調(diào)節(jié)燃料噴射器26的操作。
火花塞48可以有助于在再生事件期間點燃從再生噴射器47噴入廢氣氣流內(nèi)的燃料。具體地，在再生事件期間，離開發(fā)動機15的廢氣溫度可能會太低而無法使過濾介質(zhì)46內(nèi)捕獲的顆粒物或從再生噴射器47中噴出的燃料自燃。要引燃燃料并隨即引燃捕獲的顆粒物，
48，以建立能夠輕易被火花塞48點燃的局部富油環(huán)境。穿過火花塞48的電極產(chǎn)生的火花可以點燃局部富油環(huán)境形成火焰，該火焰可以被噴向過濾介質(zhì)46或以其他方式朝向過濾介質(zhì)46行進，從而將廢氣處理裝置44內(nèi)的溫度升高到能夠點燃過濾介質(zhì)46內(nèi)捕獲的顆粒物的水平。
圖2是示出了估算每一個燃料噴射器26處的燃料溫度用于控制燃料噴射器2 6操作的 一 種示例性方法的控制流程圖。下面將詳細介紹圖2。
工業(yè)實用性
本發(fā)明的燃料控制系統(tǒng)具有在包括例如柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動
本發(fā)明的燃料控制系統(tǒng)可以在整個運行的燃料溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定、準確的燃料噴射器性能是至關(guān)重要的任何發(fā)動機中實施。下面介紹控制系統(tǒng)30的操作。
如圖2中的控制流程圖所示，四個不同的輸入可以由準備燃料噴射事件的控制器54接收。這四個不同的輸入可以包括通過通信線路62從傳感器60接收的溫度信號、通過通信線路58監(jiān)測的再生噴射器47的狀態(tài)、通過通信線路66從傳感器64接收的速度信號，和由控制器54確定或監(jiān)測的燃料噴射量。燃料噴射量可以是在曲軸20的單次循環(huán)期間由燃料噴射器26噴射的燃料量。該燃料噴射量可以基于操作人員輸入、發(fā)動機15上的載荷、發(fā)動機15的轉(zhuǎn)速，以及其他與發(fā)動機、傳輸機構(gòu)或機械相關(guān)的參數(shù)，并通過使用存儲在控制器54的存儲器內(nèi)的 一個或多個映射、公式、圖形和/或表格來確定。應(yīng)該預(yù)見到燃料噴射量可以與當前噴射事件、下一個期望的噴射事件，或者剛剛經(jīng)歷的噴射事件相對應(yīng)。
如圖2中的控制塊100所示，控制器54可以確定來自傳感器60的燃料入口溫度值(例如進入共用歧管28的燃料溫度)是否落在預(yù)定的溫度范圍之內(nèi)。在一種示例性的實施方式中，預(yù)定的溫度范圍可以是大約0-100攝氏度。如果來自傳感器60的溫度值從該預(yù)定范圍偏離，那么用于進 一 步計算所利用的溫度值可以被限制為與預(yù)定范圍對應(yīng)的最小或最大值。例如，如果測量的溫度是-5或105攝氏度，那么用于進一步計算所利用的溫度值(例如限幅入口燃料溫度)可以分別被限制為0或IOO攝氏度。
如控制塊110所示，控制器54可以根據(jù)上述的再生狀態(tài)、來自傳感器64的速度信號和噴射量確定燃料出口流量。再生狀態(tài)可以和再生噴射器47的當前操作有關(guān)。特別地，如果再生噴射器47當前正將燃料噴入顆粒再生系統(tǒng)14內(nèi)，那么因為再生消耗帶來泵送裝置效率下降，所以由泵送裝置32加壓并實際進入共用歧管28的燃料量可能會小于如果再生噴射器47當前不噴射燃料時的燃料量。為了計算燃料出口流量(例如流出共用歧管28的燃料流量)，控制器54可以從被燃料泵送設(shè)備24加壓的燃料流量中減去由燃料噴射器26噴射的燃料流量和由再生噴射器47噴射的燃料流量(如果再生噴射器47在起作用的話)。被燃料泵送設(shè)備24加壓的燃料流量可以根據(jù)燃料泵送設(shè)備24的已知容量和曲軸20的轉(zhuǎn)速計算，或者替代地通過使用存儲在控制器54的存儲器內(nèi)的關(guān)系映射對應(yīng)曲軸20的轉(zhuǎn)速獲得。由再生噴射器47使用以再生過濾介質(zhì)46的燃料量可以是 總在再生期間噴射的固定量，或者替代地可以根據(jù)過濾介質(zhì)或發(fā)動 機性能參數(shù)確定。
如控制塊120所示，控制器54可以根據(jù)上述的燃料出口流量、 來自傳感器64的速度信號和上述的噴射量確定穩(wěn)態(tài)熱增量。控制器 54可以用存儲在控制器54的存儲器內(nèi)的穩(wěn)態(tài)熱增量映射來對應(yīng)這 些輸入值，以確定對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)熱增量值。熱增量值可以和在發(fā)動機 15以特別穩(wěn)定的輸出速度和載荷運行時加至流過發(fā)動機15的燃料 的熱量有關(guān)。噴射量可以指示發(fā)動機15上的載荷。對于給定的發(fā)動 機轉(zhuǎn)速、噴射量和燃料出口流量，可能存在單個對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)熱增量 值。如控制塊130所示，該熱增量值可以通過低通濾波器以使瞬時 干擾最小化。
如控制塊140所示，控制器54可以根據(jù)來自傳感器64的速度 信號和上述噴射量確定瞬時熱增量值。控制器54可以用存儲在控制 器54的存儲器內(nèi)的瞬時熱增量映射來對應(yīng)這些輸入值，以確定對應(yīng) 的瞬時熱增量值。熱增量值可以和在發(fā)動機15因瞬時轉(zhuǎn)速和載荷而
運行時加至燃料中的熱量有關(guān)。對于給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噴射量， 可能存在單個對應(yīng)的瞬時熱增量值。
控制器54可以將燃料出口溫度確定為經(jīng)過濾波的穩(wěn)態(tài)熱增量 值、瞬時熱增量值和限幅入口燃料溫度的函數(shù)。燃料出口溫度值可 以代表離開共用歧管28以返回罐22的加壓燃料溫度。因為燃料路 徑通過發(fā)動機15和對燃料所做的功，燃料出口溫度值可能會遠遠高 于限幅入口燃料溫度。
如控制塊150所示，流過任一燃料噴射器26的加壓燃料溫度可 以根據(jù)燃料出口溫度值、限幅入口燃料溫度和特定燃料噴射器26沿 共用歧管28的位置確定。特別地，因為流過發(fā)動機15的加壓燃料 可以沿其通過發(fā)動機15的路徑吸收熱量，所以設(shè)置在下游最遠處的 燃料噴射器26與設(shè)置在上游最遠處的燃料噴射器26相比可以獲得 更高的溫度。事實上，在有序的第一個和最后一個燃料噴射器26之間的燃料溫度梯度在某些應(yīng)用中可以是基本線性的。因此，燃料出 口溫度和限幅入口燃料溫度值可以用在測試發(fā)動機15期間確定的氣 缸權(quán)重因數(shù)映射對應(yīng)，以確定在沿共用歧管28的任意預(yù)定位置處(例
如燃料噴射器26的有序位置)的燃料溫度。
因為控制系統(tǒng)3 0可以考慮到燃料動力的發(fā)動機附件的操作，所 以可以達到更高的估算精確度。具體而言，因為燃料動力的發(fā)動機 附件例如再生噴射器47的操作會影響被引導(dǎo)通過共用歧管28的燃 料量，所以其操作也會影響在發(fā)動機15和加壓燃料之間傳遞的熱量。 通過考慮該來源附加的或者有可能減少的熱載荷，可以提高估算共 用歧管噴射系統(tǒng)12內(nèi)溫度的精確度。
通過考慮發(fā)動機15的當前穩(wěn)態(tài)和瞬時操作可以獲得附加的估算 精確度。具體而言，因為發(fā)動機15的轉(zhuǎn)速和載荷能夠影響發(fā)動機15 的溫度和消耗或經(jīng)過共用歧管噴射系統(tǒng)12的加壓燃料流量，所以在 發(fā)動機15和加壓燃料之間傳遞的熱載荷也同樣會被影響。通過也考 慮該來源附加的或者有可能減少的熱載荷，可以進 一 步提高控制系 統(tǒng)30的估算精確度。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說可以想到的是，在不脫離本發(fā)明 的保護范圍的情況下，可以對本發(fā)明的燃料噴射器和控制系統(tǒng)進行 各種變型和變化。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員從說明書的描述和根據(jù)本 發(fā)明的燃料噴射器和控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用中可想到其他實施方式。 例如，盡管可能會更加昂貴，但是應(yīng)該預(yù)見到除了估算共用歧管的 入口和出口溫度之外，入口和出口溫度還可以作為替代被直接測量。 說明書和實施例僅僅是示例性的，本發(fā)明的真正范圍通過下面的權(quán) 利要求書及其等同物表明。
附圖標記列表
10.動力系統(tǒng)
12.共用歧管噴射系統(tǒng)
14.顆粒再生系統(tǒng)15. 發(fā)動機
16. 氣缸體 18.燃燒室 20.曲軸 22.罐
24.燃料泵送設(shè)備 26.燃料噴射器 28.共用歧管 30.控制系統(tǒng) 32.泵送裝置 34.過濾構(gòu)件 36.燃料管路 38.單向閥 40.驅(qū)動軸 42.齒輪系 44.廢氣處理裝置
46. 過濾介質(zhì)
47. 再生噴射器
48. 火花塞 50.支路
52.燃料管路 54.控制器 56.通信線路 58.通信線路 60.溫度傳感器 62.通信線路 64.速度傳感器 66.通信線路
100.控制塊最小/最大限制110.控制塊燃料入口流量-f (發(fā)動機轉(zhuǎn)速，噴射量)-再生量
120.控制塊穩(wěn)態(tài)熱增量映射
130.控制塊低通濾波器
140.控制塊瞬時熱增量映射
150.控制塊弁n號氣缸的權(quán)重因數(shù)映射
權(quán)利要求
1. 一種用于發(fā)動機(15)的燃料系統(tǒng)(12)，包括加壓燃料源(32)；多個燃料噴射器(26)；共用歧管(28)，其將來自所述源的加壓燃料分配至所述多個燃料噴射器；第一傳感器(60)，其位于所述共用歧管的上游并能夠產(chǎn)生指示燃料溫度的第一信號；第二傳感器(64)，其與所述發(fā)動機相連并能夠產(chǎn)生指示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的第二信號；和控制器(54)，其與所述第一傳感器和第二傳感器相通信并且能夠根據(jù)所述第一信號、所述第二信號和所述多個燃料噴射器沿所述共用歧管的位置來估算在所述多個燃料噴射器中的每一個處的燃料溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，在所述多個 燃料噴射器中的每一個處的燃料溫度根據(jù)被發(fā)動機附件(47)消耗 的燃料量來進一 步地估算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器 能夠根據(jù)所述第二信號和被所述發(fā)動機附件消耗的燃料量來確定進 入所述共用歧管的燃料流量；并且根據(jù)確定的進入所述共用歧管的燃料流量、所述第二信號和由所 述多個燃料噴射器在發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈時噴射的燃料量來確定從所述 共用歧管返回所述源的燃料流量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，在所述多個 燃料噴射器中的每一個處的燃料溫度根據(jù)由所述多個燃料噴射器在 發(fā)動機每轉(zhuǎn)一 圏時噴射的燃料量來進一步地估算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括存儲器，該存儲器中存儲有第一映射，該第一映射將所述第一 信號和由所述多個燃料噴射器在發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圏時噴射的燃料量關(guān) 聯(lián)為穩(wěn)態(tài)熱增量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器 的存儲器中還存儲有第二映射，該第二映射將所述第一信號和由所 述多個燃料噴射器在發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圏時噴射的燃料量關(guān)聯(lián)為瞬時熱增量。
7. —種用于將燃料噴入發(fā)動機(15)內(nèi)的方法，包括 對燃料進行加壓；測量加壓燃料的溫度； 將所述加壓燃料分配至多個有序位置；將所述加壓燃料在所述多個有序位置(26 )中的每一處噴入所述 發(fā)動才幾內(nèi)；感測所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；根據(jù)所感測的溫度、所感測的轉(zhuǎn)速、所述多個有序位置的順序和 在發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圏時噴入所述發(fā)動機內(nèi)的加壓燃料量來估算在所述 多個有序位置中的每一處的燃料溫度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括 使加壓燃料燃燒，以產(chǎn)生功率輸出和廢氣氣流； 從所述廢氣氣流中收集顆粒物；將加壓燃料引至收集的顆粒物，以使所述收集的顆粒物燃燒，其中所述估算溫度的步驟還根據(jù)引至所述收集的顆粒物的加壓燃料量進行；確定加壓燃料量；確定引至所述收集的顆粒物的加壓燃料量；并且根據(jù)確定的加壓燃料量、確定的引至所述收集的顆粒物的燃料量、所感測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈時噴射的加壓燃料量來確定未使用的加壓燃料量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述估算溫度的步驟包括用第一映射對應(yīng)所感測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圏時噴射的加壓燃料量以確定穩(wěn)態(tài)熱增量；并且用第二映射對應(yīng)所感測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圏時噴射 的加壓燃料量以確定瞬時熱增量。
10. —種內(nèi)燃機(15)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的燃料系統(tǒng)；和 構(gòu)成多個燃燒室(18)的發(fā)動機氣缸體(16)，所述燃燒室能夠容納從所述多個燃料噴射器(26)噴射的加壓燃料并產(chǎn)生功率輸出和廢氣氣 流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于估算噴射器燃料溫度的方法和系統(tǒng)。燃料系統(tǒng)(12)用于發(fā)動機(15)。該燃料系統(tǒng)具有加壓燃料源(32)、多個燃料噴射器(26)和能夠?qū)碜匀剂显吹募訅喝剂戏峙渲炼鄠€燃料噴射器的共用歧管(28)。該燃料系統(tǒng)還具有位于共用歧管上游的第一傳感器(60)，和與發(fā)動機相連的第二傳感器(64)。第一傳感器能夠產(chǎn)生指示燃料溫度的第一信號。第二傳感器能夠產(chǎn)生指示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的第二信號。該燃料系統(tǒng)還具有與第一和第二傳感器相連通的控制器(54)?？刂破髂軌蚋鶕?jù)第一信號、第二信號和多個燃料噴射器沿共用歧管的位置來估算在多個燃料噴射器中的每一個處的燃料溫度。
文檔編號F02D41/38GK101484679SQ200780025118
公開日2009年7月15日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者R·桑卡, T·E·巴恩斯, 李永祥, 陳嘉陵 申請人:卡特彼勒公司