[發明專利]具有逐步氣缸關斷的發動機控制系統

無效

• 申請號: 200980155273.0
• 申請日: 2009-12-14
• 公開（公告）號: CN102292534A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: M·W·愛德華茲;J·W·哈里斯;M·J·米勒;C·G·貝亞西;B·E·萊頓;G·L·阿姆斯特朗
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02D41/34;F02D41/40
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本申請整體涉及發動機控制系統，更特別地，涉及具有逐步氣缸關斷的發動機控制系統。

背景技術

氣缸關斷是一種使發動機的一個或多個氣缸中的燃燒減少或完全停止的方法。氣缸關斷被用于輕負載狀況中以提高發動機效率，或者用于低溫狀況中以提高操作氣缸的溫度并隨后提高發動機的其余部分的溫度。

于1998年10月27日授權予Patel等人的美國專利No.5826563(‘563專利)中說明了一種執行氣缸關斷的示例性系統。具體來說，‘563專利公開了一種在機車應用中的用于發電機的高馬力柴油發動機。當發動機在諸如怠速的低馬力模式操作時，發動機進入跳過點燃控制。在跳過點燃控制期間，發動機的若干氣缸在發動機軸的單次轉動過程中不被供給燃料，使得接收燃料的其他氣缸以更高的功率輸出操作。特別地，當檢測到低馬力模式時，控制單元決定，在任何發動機軸轉動中，多少發動機氣缸可以被跳過(不供給燃料)而不會導致發動機速度受阻或產生過量廢氣排放。在這些限制下，控制單元計算仍然產生維持機車功能所需要的馬力的可以點燃的最少氣缸數量。考慮到在任何軸旋轉將要點燃的氣缸數量，控制單元選擇和執行氣缸點燃形式，以在每次旋轉中將希望數量的氣缸點燃并且在接下來的旋轉中將所有氣缸點燃。

雖然‘536專利的系統可能適用于機車應用，但是它在需要產生特性一致的電能的固定發電應用中可能受到限制。具體來說，氣缸被供給燃料和不供給燃料(跳過)的方式可以對發動機的輸出以及相關聯的發電機產生的電能輸出的相應特性產生很大的影響。并且，‘536專利所提供的執行跳過的方法不能使得在跳過期間的電能輸出保持預期。

本發明的發動機控制系統旨在克服上述一個或多個問題和/或現有技術的其他問題。

發明內容

在一個方面，本發明涉及一種用于具有多個燃燒室的發動機的控制系統。控制系統可以包括與多個燃燒室相關聯的多個燃料噴射器，以及與多個燃料噴射器中的每個通信的控制器。控制器能夠確定阻止多個燃燒室的子集被供給燃料的需求。控制器還能夠選擇性地調節多個燃料噴射器以每次阻止子集的一部分被供給燃料，直至已經阻止子集的全部被供給燃料。

在另一方面，本發明涉及一種操作發動機的方法。該方法可以包括將燃料噴射入多個燃燒室中，以及確定阻止多個燃燒室的子集被供給燃料的需求。該方法還可以包括每次選擇性地阻止子集的一部分被供給燃料直至已經阻止了子集的全部被供給燃料。

附圖說明

圖1是一種示例性地公開的發電機組的示意圖；且

圖2是示出一種操作圖1的發電機組的示例性地公開的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1示出一種發電機組10，其具有被聯接以機械地轉動發電機14的原動機12，發電機14向外部負載(未示出)提供電能。在本發明的公開內容中，原動機12被示出和描述為熱機，例如內燃機，其燃燒燃料和空氣的混合物以產生機械轉動。本領域技術人員將認識到，原動機12可以是任何類型的燃燒發動機，例如柴油機、汽油機、或氣體燃料發動機。發電機14可以是例如交流感應發電機、永磁體發電機、交流同步發電機或開關磁阻發電機。在一種實施方式中，發電機14可以包括多對電極(未示出)，每對電極具有繞定子(未示出)的周圍布置的三個相位以產生頻率約為50和/或60Hz的交流電。發電機14產生的電能可以被引導至外部負載，以用于場外用途。

原動機12可以包括至少部分地限定多個氣缸18的發動機缸體16，和連接至發動機缸體16以形成多個燃燒室28的一個或多個氣缸蓋19。在一個例子中，發動機缸體16可以包括16個燃燒室28(僅示出8個)。但是，可以想到，發動機缸體16也可以包括更多或更少個燃燒室28，且燃燒室28可以布置成直列構造、V形構造、或任何其他適合的構造。

活塞20可以可滑動地布置在每個燃燒室28中，以在進氣沖程、壓縮沖程、燃燒或動力沖程、以及排氣沖程的過程中在上止點(TDC)位置和下止點(BDC)位置之間往復運動。活塞20可以通過多個連桿24操作地連接至曲軸22。曲軸22可以可旋轉地設置在發動機缸體16中并且操作地連接至發電機14，使得每個活塞20的往復運動導致相連的發電機14的相應轉動。