專利名稱：向各列的燃料供應(yīng)被獨(dú)立控制的用于多氣缸列燃燒發(fā)動機(jī)的共軌燃料系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體而言涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可包括至少兩列氣缸和與每一個氣缸列相關(guān)的一個共用燃料軌道。另外,本發(fā)明涉及一種包括第一列氣缸和至少一個第二列氣缸的多氣缸列內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。第一和第二列的每一個氣缸都可包括至少一個燃料噴射器。第一共用燃料軌道可構(gòu)造成向第一列氣缸的每一個燃料噴射器供應(yīng)高壓燃料。至少一個第二共用燃料軌道可構(gòu)造成向所述至少一個第二列氣缸的每一個燃料噴射器供應(yīng)高壓燃料。此外，本發(fā)明可涉及構(gòu)造成一個或多個控制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的獨(dú)立的共用軌道(共軌)的電子控制模塊(ECM)，所述共用軌道可以不通過高壓管連接。特別地，根據(jù)本發(fā)明的多氣缸列內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可以選自由星形發(fā)動機(jī)、對置發(fā)動機(jī)、V型發(fā)動機(jī)和W型發(fā)動機(jī)組成的發(fā)動機(jī)組。此類內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可作為柴油發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)或構(gòu)造成燃燒不同類型的燃料比如重燃料油、柴油、汽油和天然氣的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)構(gòu)成。
背景技術(shù)：
EP 2072792A2公開了一種具有V型構(gòu)造的直接燃料噴射式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。這里，氣缸和活塞在兩個分開的平面或“列”中對準(zhǔn)，使得它們在沿曲軸的軸線觀察時看上去呈“V”形。V型構(gòu)造與相當(dāng)?shù)闹绷袠?gòu)造相比總體上減小了整個發(fā)動機(jī)長度、高度和重量。兩列氣缸和活塞由兩個共用軌道供應(yīng)燃料，即每一列各有一個共用燃料軌道。兩個共用燃料軌道通過高壓管連接。每一個共用軌道都連接到將高壓燃料供應(yīng)到相關(guān)的共用軌道內(nèi)的高壓燃料泵。通過控制油量控制閥，在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)直接燃料噴射式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)例如速度來切斷或接通通過高壓燃料泵對燃料的泵送。一個電子控制模塊(ECM)控制各高壓泵的操作使得油量控制閥的電子控制引起共用軌道中的燃料供應(yīng)或不供應(yīng)。尤其在用于在船只、船舶等處提供動力的大型發(fā)動機(jī)中，連接兩個共用軌道所需的高壓管可能是有問題的。由于振動等，高壓管可由于可能在操作期間發(fā)生的泄漏而成為危險源。US 7，331，238B2中記載了包括兩個共用軌道的另一種燃料供應(yīng)系統(tǒng)，V型發(fā)動機(jī)的每一列各有一個共用軌道。該已知的燃料供應(yīng)系統(tǒng)同樣包括連接兩個共用軌道的高壓管。US 7，234，449B2中公開了類似的燃料供應(yīng)系統(tǒng)。這里，用于多列柴油機(jī)車發(fā)動機(jī)的共軌燃料噴射裝置包括接近發(fā)動機(jī)的每一列氣缸配置的共用軌道，以向與每一個相應(yīng)的氣缸相關(guān)的燃料流量控制裝置提供高壓燃料。多個高壓燃料泵向共用軌道中的至少一個提供高壓燃料。高壓管設(shè)置成在兩個共用軌道之間傳送高壓燃料，從而在高壓泵中的一個發(fā)生故障的情況下向所有氣缸提供持續(xù)的輸送。US 2007/0283935A1記載了一種V型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括左列和右列，每一列都具有適當(dāng)數(shù)量的氣缸。該發(fā)動機(jī)設(shè)置有燃料供應(yīng)裝置和控制裝置。燃料供應(yīng)裝置包括第一燃料泵和第二燃料泵。從這兩個燃料泵排出的燃料流一起流入共用燃料供應(yīng)通路中。然后，燃料從燃料供應(yīng)通路分配到用于兩列的相應(yīng)高壓燃料管。這些高壓燃料管可以作為共用軌道構(gòu)成。同樣，這里用于每一列的高壓燃料管彼此連接并因此可產(chǎn)生如上所述的問題。US 5，771，860中公開了一種用于級聯(lián)式發(fā)動機(jī)的自動功率平衡裝置和操作該裝置的方法。該自動功率平衡裝置包括用于使從互相驅(qū)動負(fù)載的第一和第二發(fā)動機(jī)輸出的功率平衡的功率平衡控制裝置。該控制裝置包括與控制面板電氣連接的電子控制模塊。第一和第二入口歧管壓力傳感器分別與第一和第二發(fā)動機(jī)相關(guān)。偏置電位計(jì)連接到控制面板。該控制裝置響應(yīng)于第一發(fā)動機(jī)的入口歧管壓力、第二發(fā)動機(jī)的入口歧管壓力和由所述偏置電位計(jì)所產(chǎn)生的信號而自動調(diào)節(jié)第二發(fā)動機(jī)的功率輸出。在US 6，694，242B2中，公開了一種具有通過寬帶通信鏈路連接的多個專用控制器的雙燃料發(fā)動機(jī)。當(dāng)發(fā)動機(jī)在雙燃料模式中運(yùn)轉(zhuǎn)時，一個控制器直接控制氣態(tài)燃料供應(yīng)并且還通過上位控制器的控制來控制液態(tài)燃料供應(yīng)。當(dāng)發(fā)動機(jī)在僅柴油模式中運(yùn)轉(zhuǎn)時，上位控制器控制發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的所有方面。US 6，694，741B2中記載了另一種與主發(fā)動機(jī)和一個或多個從發(fā)動機(jī)聯(lián)用的控制系統(tǒng)。主發(fā)動機(jī)產(chǎn)生主轉(zhuǎn)矩并且從發(fā)動機(jī)產(chǎn)生從轉(zhuǎn)矩。主發(fā)動機(jī)和從發(fā)動機(jī)具有控制向發(fā)動機(jī)供應(yīng)燃料的計(jì)算機(jī)。主控制計(jì)算機(jī)經(jīng)接口控制從控制計(jì)算機(jī)，使得從轉(zhuǎn)矩為主轉(zhuǎn)矩的函數(shù)。US 2008/0133117A1中公開了另一種用于具有發(fā)動機(jī)的機(jī)器的控制系統(tǒng)。這里，該發(fā)動機(jī)具有第一電子調(diào)節(jié)器。第一電子調(diào)節(jié)器可操作成控制發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)還具有包括預(yù)定配置數(shù)據(jù)的存儲器。該發(fā)動機(jī)還具有第二電子調(diào)節(jié)器。第二電子調(diào)節(jié)器可操作成控制發(fā)動機(jī)。第二電子調(diào)節(jié)器經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路連接到第一電子調(diào)節(jié)器。第二電子調(diào)節(jié)器構(gòu)造成從第一電子調(diào)節(jié)器自動接收預(yù)定配置數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還可包括多于一個發(fā)動機(jī)。如以上概述的，所有用于向多個共用軌道供應(yīng)高壓燃料的已知燃料供應(yīng)系統(tǒng)可能由于多個共用軌道之間所需的連接而有問題，尤其在每一列氣缸都具有一個共用軌道的V型發(fā)動機(jī)的情況下。連接兩個共用軌道的高壓管可能成為危險源。特別地，如果發(fā)動機(jī)是如例如安裝在船舶上或安裝在用于產(chǎn)生電力的設(shè)備的很大型的發(fā)動機(jī)，則在V型發(fā)動機(jī)上用于連接兩個共用軌道所需的高壓連接管可延長約數(shù)米。因此，由于振動和必要的連接點(diǎn)，發(fā)生例如泄漏等故障的風(fēng)險可能在這些連接點(diǎn)或沿高壓管上升。從US 2010/024773A1已知一種用于自動控制V型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的A側(cè)的共用軌道系統(tǒng)和B側(cè)的共用軌道系統(tǒng)的壓力的方法。A側(cè)的共用軌道系統(tǒng)的軌道壓力由A側(cè)閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)自動控制，而B側(cè)的共用軌道系統(tǒng)的軌道壓力由B側(cè)閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)自動控制。每一側(cè)的自動控制都獨(dú)立于另一側(cè)的自動控制。共同設(shè)定的軌道壓力被設(shè)定為用于兩閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)的基準(zhǔn)輸入。因此，該方法集中于用于各發(fā)動機(jī)側(cè)的完全獨(dú)立的閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)上。本發(fā)明至少部分針對于改進(jìn)或克服現(xiàn)有系統(tǒng)的一個或多個方面。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種燃料供應(yīng)系統(tǒng)可構(gòu)造成用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可包括至少兩個分開的共用燃料軌道，所述共用燃料軌道之間不存在任何高壓燃料連接管。該燃料供應(yīng)系統(tǒng)可包括構(gòu)造成向第一共用燃料軌道供應(yīng)高壓燃料的至少一個第一高壓泵。第一控制模塊可構(gòu)造成控制至少一個第一高壓泵的操作。至少一個第二高壓泵可構(gòu)造成向至少一個第二共用燃料軌道供應(yīng)高壓燃料。至少一個第二控制模塊可構(gòu)造成控制該至少一個第二高壓泵的操作。第一和第二控制模塊可構(gòu)造成彼此通信。第一和第二控制模塊中的一個可構(gòu)造成作為主控制模塊操作，而所有其他第一和第二控制模塊可構(gòu)造成作為從控制模塊操作。例如，本文公開的燃料供應(yīng)系統(tǒng)可包括作為集成在一個電子控制模塊中的單獨(dú)的軟件模塊設(shè)置的第一和第二控制模塊。本文公開的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的另一個示例性實(shí)施例可包括作為單獨(dú)的電子控制模塊設(shè)置的第一和第二控制模塊。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種多氣缸列內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可包括第一列氣缸。第一列的每一個氣缸都可包括至少一個燃料噴射器。第一共用燃料軌道可構(gòu)造成向第一列氣缸的每一個燃料噴射器供應(yīng)高壓燃料。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)還可包括至少一個第二列氣缸，該至少一個第二列的每一個氣缸包括至少一個燃料噴射器。至少一個第二共用燃料軌道可構(gòu)造成向至少一個第二列氣缸的每一個燃料噴射器供應(yīng)高壓燃料。第一和第二共用燃料軌道可彼此物理地分離，第一和第二共用燃料軌道之間不存在任何燃料連接管。另外，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可包括根據(jù)本發(fā)明的燃料供應(yīng)系統(tǒng)。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可從由多氣缸列內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、星形發(fā)動機(jī)、對置發(fā)動機(jī)、V型發(fā)動機(jī)和W型發(fā)動機(jī)組成的發(fā)動機(jī)組中選擇。另外，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可從由柴油發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)和構(gòu)造成使用不同種類的燃料比如重燃料油、柴油、汽油和天然氣運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)組成的發(fā)動機(jī)組中選擇。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種包括至少兩個分開的燃料軌道而在共用燃料軌道之間不存在任何高壓燃料連接管的用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)可包括第一串聯(lián)(in-line)系統(tǒng)，該第一串聯(lián)系統(tǒng)包括至少一個第一高壓泵、第一共用燃料軌道和第一控制模塊。該第一串聯(lián)系統(tǒng)可構(gòu)造成由相關(guān)的第一控制模塊獨(dú)立地控制。第二串聯(lián)系統(tǒng)可包括至少一個第二高壓泵、第二共用燃料軌道和第二控制模塊。第二串聯(lián)系統(tǒng)可構(gòu)造成由相關(guān)的第二控制模塊獨(dú)立地控制。第一串聯(lián)系統(tǒng)和第二串聯(lián)系統(tǒng)可構(gòu)造成被獨(dú)立地控制，但處于第一和第二控制模塊的主-從構(gòu)造中。主控制模塊可構(gòu)造成計(jì)算相關(guān)的高壓泵的適當(dāng)操作，使得實(shí)現(xiàn)相關(guān)的共用燃料軌道的適當(dāng)燃料添加(fueling)，并且相應(yīng)地控制至少一個從控制模塊，使得實(shí)現(xiàn)相關(guān)的共用燃料軌道的適當(dāng)燃料添加。本發(fā)明的另一個方面涉及一種用于操作多氣缸列內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法。該發(fā)動機(jī)可包括第一列氣缸。第一列的每一個氣缸都可包括至少一個燃料噴射器。該發(fā)動機(jī)還可包括構(gòu)造成向第一列氣缸的每一個燃料噴射器供應(yīng)高壓燃料的第一共用燃料軌道，和至少一個第二列氣缸，該至少一個第二列的每一個氣缸包括至少一個燃料噴射器。至少一個第二共用燃料軌道可構(gòu)造成向至少一個第二列氣缸的每一個燃料噴射器供應(yīng)高壓燃料。第一和第二共用燃料軌道可彼此物理地分離，它們之間不存在任何燃料連接管。該方法可包括以下步驟經(jīng)由至少一個第一高壓泵向第一共用燃料軌道供應(yīng)高壓燃料，和經(jīng)由至少一個第二高壓泵向至少一個第二共用燃料軌道供應(yīng)高壓燃料。向第一共用燃料軌道供應(yīng)高壓燃料的步驟和向至少一個第二共用燃料軌道供應(yīng)高壓燃料的步驟可在第一和第二共用燃料軌道內(nèi)的壓力基本相同的情況下進(jìn)行。
本發(fā)明的又一個方面涉及一種電子控制模塊。該電子控制模塊可包括構(gòu)造成起到主控制模塊的作用的第一軟件控制模塊。該第一軟件控制模塊可構(gòu)造成計(jì)算由內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一和第二共用燃料軌道供應(yīng)的燃料噴射器的適當(dāng)燃料添加。第一和第二共用燃料軌道可以是分開的，第一和第二共用燃料軌道之間未布置任何高壓燃料連接管。該電子控制模塊還可包括構(gòu)造成起到從控制模塊的作用的至少一個第二軟件控制模塊。該至少一個從控制模塊可構(gòu)造成控制設(shè)置成用于向相關(guān)的第二共用燃料軌道供應(yīng)高壓燃料的至少一個高壓泵的操作。第一軟件控制模塊可構(gòu)造成計(jì)算由第一和第二共用燃料軌道供應(yīng)的所有燃料噴射器的適當(dāng)燃料添加并向至少一個從軟件控制模塊發(fā)送指示適當(dāng)燃料添加的信號。應(yīng)注意，主控制模塊可具有以下特性。主控制模塊可構(gòu)造成計(jì)算適當(dāng)燃料添加并向從控制模塊發(fā)送指示適當(dāng)燃料添加的信號。因此，在該示例性實(shí)施例中，僅主控制模塊計(jì)算適當(dāng)燃料添加，從控制模塊接收已計(jì)算出的適當(dāng)燃料添加?；诨蚋鶕?jù)所計(jì)算出的適當(dāng)燃料添加，主控制模塊和從控制模塊可獨(dú)立地控制相應(yīng)的相關(guān)部件，例如各自的相關(guān)高壓泵和/或各自的相關(guān)燃料噴射器。計(jì)算適當(dāng)燃料添加可包括例如根據(jù)期望的發(fā)動機(jī)速度來計(jì)算針對期望的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)要由一個燃料噴射器噴射的適當(dāng)燃料量。本發(fā)明的其他特征和方面將從下文的描述和附圖而顯而易見。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的設(shè)置有兩個物理地分離的共用燃料軌道和燃料供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的示例性示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于操作燃料供應(yīng)系統(tǒng)的方法的一個示例性實(shí)施例的流程圖；和圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例的設(shè)置有兩個物理地分離的共用燃料軌道和燃料供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的另一示例性示意圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1，更詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的燃料供應(yīng)系統(tǒng)100的一個示例性實(shí)施例。這種燃料供應(yīng)系統(tǒng)100可以用于中到大尺寸的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110。特別地，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110的尺寸和構(gòu)造可使得其用于例如船只、較大的船舶或動力設(shè)備中。這種尺寸的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可具有以12至20個氣缸超過500kW/氣缸的功率輸出。燃料供應(yīng)系統(tǒng)100可用于具有至少兩個單獨(dú)的氣缸列300、400的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110。每一個氣缸列300、400都可包括多個氣缸310、410。每一個氣缸310、410都可裝備有至少一個燃料噴射器320、420。這些燃料噴射器320、420中的每一個都可連接到相關(guān)的共用燃料軌道120、130。如上所述,多列氣缸發(fā)動機(jī)110的每一個氣缸列300、400都可設(shè)置有其單獨(dú)的共用燃料軌道120、130。根據(jù)本發(fā)明，這些單獨(dú)的共用燃料軌道120、130可以在兩個共用燃料軌道120、130之間未設(shè)置有流體或物理連接，使得高壓燃料不能從一個共用燃料軌道120、130流向另一個共用燃料軌道120、130。第一共用燃料軌道120可連接到至少一個高壓泵140。在圖I所示的示例性實(shí)施例中，設(shè)置了兩個高壓泵140a、140b。這些高壓泵140a、140b可構(gòu)造成經(jīng)由單向閥650將例如約1500-2000bar或更高的高壓燃料供應(yīng)到相關(guān)的第一共用燃料軌道120 (非常示意性地示出)中。第二共用燃料軌道130可連接到至少一個高壓泵150。在圖I所示的示例性實(shí)施例中，設(shè)置了兩個高壓泵150a、150b。這些高壓泵150a、150b可構(gòu)造成經(jīng)由單向閥660將例如約1500-2000bar或更高的高壓燃料供應(yīng)到相關(guān)的第二共用燃料軌道130 (非常示意性地示出)中。第一共用燃料軌道120可構(gòu)造成向位于第一列300氣缸310的各個氣缸310的多個燃料噴射器320供應(yīng)蓄積在第一共用燃料軌道120內(nèi)的高壓燃料。第二共用燃料軌道130可構(gòu)造成向位于第二列400氣缸410的各個氣缸410的多個燃料噴射器420供應(yīng)蓄積在第二共用燃料軌道130內(nèi)的高壓燃料。第一共用燃料軌道160處可設(shè)置有循環(huán)閥630。第二共用燃料軌道170處可設(shè)置有另一個循環(huán)閥640。另外，第一共用燃料軌道160處可設(shè)置有安全閥610。第二共用燃料軌道160處可設(shè)置有另一個安全閥620。在圖I所示的本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，第一共用燃料軌道120可設(shè)置有第一壓力傳感器520。各壓力傳感器520可構(gòu)造成向第一電子控制模塊(ECM) 160發(fā)送壓力信號。壓力信號可指示相關(guān)的第一共用燃料軌道120內(nèi)的壓力。第二共用燃料軌道130可設(shè)置有第二壓力傳感器530。每一個壓力傳感器530都可構(gòu)造成向第二電子控制模塊(ECM)170發(fā)送壓力信號。壓力信號可指示相關(guān)的第二共用燃料軌道130內(nèi)的壓力。來自各軌道120、130的壓力傳感器信號也可由一個ECM 160、170監(jiān)控。術(shù)語ECM也可寬泛地解釋使得可以將電子控制單元(E⑶)或類似的電子控制裝置歸于術(shù)語ECM下。高壓泵140a、140b和/或相關(guān)的燃料噴射器320的操作時點(diǎn)和/或時長可由第一ECM 160控制。第二高壓泵150a、150b和/或燃料噴射器420的操作時點(diǎn)和/或時長可由第二 ECM 170控制。這些功能也可集成到軟件中以允許使用較少或可能僅一個ECM來控制多個高壓泵和/或多個噴射器。下文將參考圖3說明包括集成軟件的本發(fā)明的更詳細(xì)的示例性實(shí)施例。與第一共用燃料軌道120相關(guān)的第一 ECM 160可構(gòu)造成計(jì)算第一共用燃料軌道120和第二共用燃料軌道130的適當(dāng)燃料添加。計(jì)算適當(dāng)燃料添加可包括產(chǎn)生指示要由燃料噴射器噴射的燃料量的信號。特別地，第一 ECM 160也可構(gòu)造成確定內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110的期望功率輸出和/或確定相關(guān)的高壓燃料泵140a、140b的適當(dāng)燃料輸送時段和/或確定相關(guān)的燃料噴射器320的燃料噴射輸送時點(diǎn)或時段以用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)燃料添加。另外，第一ECM 160可連接到與第二共用燃料軌道130相關(guān)的第二ECM 170。如以上已經(jīng)概述的，第二共用燃料軌道130可作為第一共用燃料軌道120構(gòu)成并且可裝備有相同的更多構(gòu)件比如高壓泵150a、150b、壓力傳感器530等。然而，第二 ECM 170可僅構(gòu)造成經(jīng)由通信線175從第一 ECM 160接收指示適當(dāng)燃料添加的信號。通信線175可作為CAN總線系統(tǒng)等構(gòu)成。這些控制功能也可集成到軟件中，以允許使用較少或可能僅一個ECM來控制多個氣缸列。第一串聯(lián)燃料系統(tǒng)200可包括至少一個第一高壓泵140a、140b、第一共用燃料軌道120和第一電子控制模塊160。第一串聯(lián)燃料系統(tǒng)200可構(gòu)造成由相關(guān)的第一電子控制模塊160獨(dú)立地控制。
第二串聯(lián)燃料系統(tǒng)210可包括至少一個第二高壓泵150a、150b、第二共用燃料軌道130和第二電子控制模塊170。第二串聯(lián)燃料系統(tǒng)210可構(gòu)造成由相關(guān)的第二電子控制模塊170獨(dú)立地控制。發(fā)動機(jī)速度控制裝置500和/或噴射正時控制裝置510可連接到第一 ECM 160和/或第二 ECM 170。發(fā)動機(jī)速度控制裝置500和/或噴射正時控制裝置510也可以是第一 ECM160和第二 ECM 170之一的一部分。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例，電子控制模塊160可作為主ECM160構(gòu)成，而另一個電子控制模塊170可作為從ECM 170構(gòu)成。術(shù)語“主”和“從”在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，并且因此省略了對兩個ECM的功能和操作的詳細(xì)說明。主和從控制功能也可集成到軟件中以允許使用較少或可能僅一個ECM來控制多個氣缸列。工業(yè)話用件基于如圖I所示的本發(fā)明的示例性實(shí)施例并且參考圖2的流程圖，以下說明操作要結(jié)合內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110使用的燃料供應(yīng)系統(tǒng)100的一個示例性實(shí)施例的主要操作和方法。主ECM 160可包括發(fā)動機(jī)速度檢測裝置500，或者可從外部發(fā)動機(jī)速度檢測裝置接收指示內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110的當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度的信號。另外，主ECM 160可接收指示第一共用燃料軌道120和/或第二共用燃料軌道130內(nèi)的壓力的信號。主ECM 160還可接收指示內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110的期望功率輸出的信號。基于這些所確定或所接收的值中的一個或多個，主ECM 160可構(gòu)造成計(jì)算多個共用燃料軌道120、130的正確燃料添加。計(jì)算正確燃料添加可包括確定要由一個燃料噴射器320,420噴射的適當(dāng)燃料量。因此，所計(jì)算出的值可具有單位mm3/燃料噴射器。在又一個方法步驟中，主ECM 160可根據(jù)所計(jì)算出的燃料添加即例如燃料泵140a、140b的正確時點(diǎn)和燃料輸送時間和/或經(jīng)由燃料噴射器320的燃料噴射的正確時點(diǎn)和時長來控制高壓泵140a、140b和/或其相關(guān)的燃料噴射器320的正時。主ECM 160還可命令第二共用燃料軌道130的從ECM 170根據(jù)所計(jì)算出的正確燃料添加來控制其相關(guān)的高壓泵150a、150b和/或相關(guān)的燃料噴射器320。換言之主ECM 160可直接控制相關(guān)的高壓泵140a、140b和/或相關(guān)的燃料噴射器320，使得相關(guān)的共用燃料軌道120可被供應(yīng)處于正確壓力下的高壓燃料。因此，可在第一共用燃料軌道120中獲得足量的高壓燃料，使得第一氣缸列300的對應(yīng)燃料噴射器320可在必要的時點(diǎn)接收充足的燃料并且可以將適量燃料噴射到氣缸300的各個氣缸室內(nèi)。從ECM 170可從主ECM 160接收指示適當(dāng)燃料添加的信號，使得第二 ECM 170可向第二共用燃料軌道130的相關(guān)的高壓泵150a、150b和/或燃料噴射器420提供指令，并且可實(shí)現(xiàn)用于第二共用燃料軌道130的所計(jì)算出的正確燃料添加和/或燃料噴射器420的正確操作。該方法步驟的循環(huán)可連續(xù)進(jìn)行。由于上述方法步驟中的一個或多個，即使軌道120、130之間未設(shè)置連接管，也可將第一和第二共用燃料軌道120、130內(nèi)的壓力維持在基本相同的水平。如果適當(dāng)?shù)脑挘_定發(fā)動機(jī)110的期望功率輸出的方法步驟也可基于從主ECM160接收的信號，該信號可指示第一共用燃料軌道和/或第二共用燃料軌道130內(nèi)的壓力。參考圖3說明本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例。所有與上面已經(jīng)描述的部件相同或相似的部件可具有相同的附圖標(biāo)記。并且因此可省略對這些部件的詳細(xì)說明。圖3所示的示例性實(shí)施例可包括僅一個ECM 700。ECM 700可包括第一控制模塊710和第二控制模塊720。兩個控制模塊都可作為軟件控制模塊設(shè)置。一個軟件控制模塊可作為主控制模塊710設(shè)置，另一個可作為從控制模塊720設(shè)置。主控制模塊可構(gòu)造成接收來自速度/正時模塊的信息并且起到上述主ECM的作用。如同上述從ECM，從控制模塊可接收來自主控制模塊的信息并且可構(gòu)造成控制列400。速度/正時模塊可集成在ECM 700中，或者可設(shè)置在外部。盡管文中已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但在不脫離以下權(quán)利要求的范圍的前提下可加入改進(jìn)和變型。例如，如本文公開的控制模塊還可構(gòu)造成計(jì)算至少一個第一高壓泵和至少一個第二高壓泵的適當(dāng)操作，使得可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一和第二共用燃料軌道的適當(dāng)燃料添力口，第一和第二共用燃料軌道是流體分離的，第一和第二共用燃料軌道之間未布置任何高壓燃料連接管。如本文所述的方法還可包括，計(jì)算所有燃料噴射器的適當(dāng)燃料添加的步驟包括將一定量由一個燃料噴射器(320，420)所噴射的燃料提供到相關(guān)的氣缸室內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序。該計(jì)算機(jī)程序可包括可在電子控制模塊中執(zhí)行并且使得電子控制模塊運(yùn)行一種方法的指令，所述方法包括本文公開的方法步驟中的一個或多個。一般而言，主和從控制功能可集成在單獨(dú)的電子控制單元中，或者這些功能可集成在軟件中以允許使用較少或可能僅一個ECM來控制多個氣缸列。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造成用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110)包括至少兩個分開的共用燃料軌道(120，130)，所述共用燃料軌道(120，130)之間不存在任何高壓燃料連接管，所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)包括 構(gòu)造成向第一共用燃料軌道(120)供應(yīng)高壓燃料的至少一個第一高壓泵(140)； 構(gòu)造成控制所述至少一個第一高壓泵(140)的操作的第一控制模塊(160 ；710)； 構(gòu)造成向至少一個第二共用燃料軌道(130)供應(yīng)高壓燃料的至少一個第二高壓泵(150)； 構(gòu)造成控制所述至少一個第二高壓泵(150)的操作的至少一個第二控制模塊(170 ；720)； 所述第一和第二控制模塊(160，170 ；710,720)構(gòu)造成彼此通信，并且所述第一和第二控制模塊(160，170 ；710,720)中的一個構(gòu)造成作為主控制模塊(160 ;710)操作，且所有其他第一和第二控制模塊(160，170 ；710,720)構(gòu)造成作為從控制模塊(170 ;720)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，還包括 包括所述至少一個第一高壓泵(140)、所述第一共用燃料軌道(120)和所述第一控制模塊(160 ;710)的第一串聯(lián)燃料系統(tǒng)(200)，所述第一串聯(lián)燃料系統(tǒng)(200)構(gòu)造成由相關(guān)的所述第一控制模塊(160 ；710)獨(dú)立地控制；和 包括所述至少一個第二高壓泵(150)、所述第二共用燃料軌道(130)和所述第二控制模塊(170;720)的第二串聯(lián)燃料系統(tǒng)(210 )，所述第二串聯(lián)燃料系統(tǒng)(210 )構(gòu)造成由相關(guān)的所述第二控制模塊(170 ;720)獨(dú)立地控制； 其中，所述第一和第二串聯(lián)燃料系統(tǒng)(200，210)構(gòu)造成被獨(dú)立地控制，但處于所述第一和第二控制模塊(160，170 ;710，720)的主/從構(gòu)造中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，其中，所述主控制模塊(160；710)構(gòu)造成計(jì)算適當(dāng)燃料添加并向所述從控制模塊(170 ；720)發(fā)送指示所述適當(dāng)燃料添加的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，其中，所述主控制模塊(160;710)構(gòu)造成接收指示所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110)的期望速度的信號，以基于所述期望發(fā)動機(jī)速度計(jì)算適當(dāng)燃料添加并向所述從控制模塊(170 ；720)發(fā)送指示所述適當(dāng)燃料添加的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，其中，所述主控制模塊(160；710)還包括 構(gòu)造成隨時間檢測發(fā)動機(jī)速度的發(fā)動機(jī)速度檢測裝置(500)； 構(gòu)造成設(shè)定燃料噴射器(320，420)的操作正時的噴射正時裝置(510)； 其中，所述主控制模塊(160 ；710)構(gòu)造成計(jì)算所述高壓泵(140 ；150)的適當(dāng)操作以使得實(shí)現(xiàn)所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)的適當(dāng)燃料添加，并且相應(yīng)地控制所述至少一個從控制模塊(170 ;720)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，還包括 構(gòu)造成檢測所述第一共用燃料軌道(120)內(nèi)的壓力的第一壓力傳感器(520)，所述第一壓力傳感器(520)與所述第一控制模塊(160 ；710)通信,使得能夠由所述第一控制模塊(160 ；710)接收指示所述共用軌道壓力的信號； 構(gòu)造成檢測所述至少一個第二共用燃料軌道(170)內(nèi)的壓力的至少一個第二壓力傳感器(530)，所述至少一個第二壓力傳感器(530)與所述至少一個第二控制模塊(170 ;710)通信，使得能夠由所述至少一個第二控制模塊(170)接收指示所述至少一個共用燃料軌道壓力的信號。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，其中 構(gòu)造成作為主控制模塊(160 ；710)操作的所述一個控制模塊還構(gòu)造成命令所述至少一個從控制模塊(170 ;720)，使得能夠?qū)崿F(xiàn)所述第一和所述至少一個第二共用燃料軌道(120,130)的平衡操作。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，其中，所述第一和第二控制模塊是作為集成在一個電子控制模塊(700)中的單獨(dú)的軟件模塊(710，720)設(shè)置的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，其中，所述第一和第二控制模塊是作為單獨(dú)的電子控制模塊(160，170)設(shè)置的。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，其中，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110)包括第一列(300)氣缸(310)和至少一個第二列(400)氣缸(410)，所述第一列(300)的每一個氣缸包括連接到所述第一共用燃料軌道(120)的至少一個燃料噴射器(320)，所述至少一個第二列(400)的每一個氣缸(410)包括連接到一個第二共用燃料軌道(130)的至少一個燃料噴射器(420 )， 其中，所述第一共用燃料軌道(120)構(gòu)造成向所述第一列(300)氣缸(310)的每一個燃料噴射器(320)供應(yīng)高壓燃料；并且 其中，所述至少一個第二共用燃料軌道(130)構(gòu)造成向所述至少一個第二列(400)的氣缸(410)的每一個燃料噴射器(420)供應(yīng)高壓燃料。
11.一種多氣缸列內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110),包括 第一列(300)氣缸(310)，所述第一列(300)的每一個氣缸(310)包括至少一個燃料噴射器(320)； 構(gòu)造成向所述第一列(300)氣缸(310)的每一個燃料噴射器供應(yīng)高壓燃料的第一共用燃料軌道(120); 至少一個第二列(400)氣缸(410)，所述至少一個第二列(400)的每一個氣缸(410)包括至少一個燃料噴射器(420)； 構(gòu)造成向所述至少一個第二列(400)氣缸(410)的每一個燃料噴射器(420)供應(yīng)高壓燃料的至少一個第二共用燃料軌道(130)； 其中，所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)彼此分離，所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)之間不存在任何燃料連接管；和 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)。
12.一種用于操作多氣缸列內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括第一列(300)氣缸(310)，所述第一列(300)的每一個氣缸(310)包括至少一個燃料噴射器(320);構(gòu)造成向所述第一列(300)氣缸(310)的每一個燃料噴射器(320)供應(yīng)高壓燃料的第一共用燃料軌道(120);至少一個第二列(400)氣缸(410)，所述至少一個第二列(400)的每一個氣缸(410)包括至少一個燃料噴射器(420);構(gòu)造成向所述至少一個第二列(400)氣缸(410)的每一個燃料噴射器(420)供應(yīng)高壓燃料的至少一個第二共用燃料軌道(130)，其中，所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)彼此分離，所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)之間不存在任何燃料連接管， 所述方法包括 經(jīng)由由第一控制模塊(160 ;710)控制的至少一個第一高壓泵(140)向第一共用燃料軌道(120)供應(yīng)高壓燃料；和 經(jīng)由由至少一個第二控制模塊(170 ;710)控制的至少一個第二高壓泵(150)向至少一個第二共用燃料軌道(130)供應(yīng)高壓燃料； 其中，向所述第一共用燃料軌道(120)供應(yīng)高壓燃料的方法步驟和向所述至少一個第二共用燃料軌道(130)供應(yīng)高壓燃料的方法步驟在所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)內(nèi)的壓力基本相同的情況下進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括 通過第一控制模塊(160)控制所述至少一個第一高壓泵(140)； 通過所述至少一個第二控制模塊(170 ;710)控制所述至少一個第二高壓泵(150)；使所述第一和第二控制模塊(160，170 ；710,720)中的一個作為主控制模塊(160 ；710)操作；和 使所有其他第一和第二控制模塊(160，170 ；710,720)作為從控制模塊(170 ；720)操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，所述方法還包括 通過所述主控制模塊(160 ; 170)計(jì)算所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)的所有燃料噴射器的適當(dāng)燃料添加，和 向所述從控制模塊(170 ;720)發(fā)送指示通過所述主控制模塊(160 ;710)計(jì)算出的所述適當(dāng)燃料添加的信號。
15.一種電子控制模塊(700)，包括 構(gòu)造成起到主控制模塊的作用的第一軟件控制模塊(710)，其中所述主控制模塊(710)構(gòu)造成計(jì)算由內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110)的第一和第二共用燃料軌道(120，130)供應(yīng)的燃料噴射器(320，420)的適當(dāng)燃料添加，所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)是分離的，所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)之間未布置任何高壓燃料連接管；和 構(gòu)造成起到從控制模塊的作用的至少一個第二軟件控制模塊(720)，其中所述至少一個從控制模塊(720)構(gòu)造成控制設(shè)置成用于向相關(guān)的第二共用燃料軌道(130)供應(yīng)高壓燃料的至少一個高壓泵(160)的操作； 其中，所述主控制模塊(710)構(gòu)造成計(jì)算由所述第一和第二共用燃料軌道(120，130)供應(yīng)的所有燃料噴射器(320，420)的適當(dāng)燃料添加并向所述至少一個從控制模塊(720)發(fā)送指示所述適當(dāng)燃料添加的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種構(gòu)造成用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(110)包括至少兩個分開的共用燃料軌道(120，130)，所述共用燃料軌道(120，130)之間不存在任何高壓燃料連接管。燃料供應(yīng)系統(tǒng)(100)可包括構(gòu)造成向第一共用燃料軌道(120)供應(yīng)高壓燃料的至少一個第一高壓泵(140)。第一控制模塊(160)可構(gòu)造成控制至少一個第一高壓泵(140)的操作。至少一個第二高壓泵(150)可構(gòu)造成向至少一個第二共用燃料軌道(130)供應(yīng)高壓燃料。至少一個第二控制模塊(170)可構(gòu)造成控制至少一個第二高壓泵(150)的操作。第一和第二控制模塊(160，170)可構(gòu)造成彼此通信，并且第一和第二控制模塊(160，170)中的一個可構(gòu)造成作為主控制模塊(170)操作，且所有其他第一和第二控制模塊(160，170)可構(gòu)造成作為從控制模塊(170)操作。
文檔編號F02D41/26GK102985668SQ201180024344
公開日2013年3月20日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者S·哈斯, B·里徹 申請人:卡特彼勒發(fā)動機(jī)有限及兩合公司