[發(fā)明專利]用于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體燃料系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310581393.5
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103835805B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·D·普斯夫
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F02B43/00
• 分類號: F02B43/00;F02D19/02;F02M21/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發(fā)明涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體燃料系統(tǒng)和方法。氣體燃料損失檢測的車輛方法包括：針對包括氣體燃料的燃料系統(tǒng)的高壓部分和低壓部分中的每一個(gè)，基于所述燃料系統(tǒng)的質(zhì)量損失指示退化，所述質(zhì)量損失是基于在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀況之后，根據(jù)第一和第二時(shí)刻的相應(yīng)的溫度和壓力分別跟蹤每個(gè)部分中的燃料質(zhì)量。本方法可以使用相應(yīng)的壓力和溫度來確定燃料系統(tǒng)的哪些部分正在損失質(zhì)量，并且進(jìn)一步識別燃料系統(tǒng)閥退化。

背景技術(shù)

可以用氣體燃料（例如天然氣）操作發(fā)動(dòng)機(jī)。液體天然氣（LNG）和氣體壓縮天然氣（CNG）均用于汽車應(yīng)用。對于CNG，氣體可以被壓縮并且在高壓下存儲在氣缸內(nèi)，從而使用調(diào)壓閥將燃料供應(yīng)至處于較低壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。CNG燃料可以用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括將CNG用作單一燃料源的單燃料系統(tǒng)以及被配置為將CNG與一種或更多其他燃料一起使用的多燃料系統(tǒng)，其他燃料包括液體燃料，例如石油、柴油或者石油-乙醇混合燃料。

液體燃料系統(tǒng)受制于與防止和檢測燃料蒸汽損失有關(guān)的要求。這被稱為蒸發(fā)排放控制。雖然已經(jīng)針對混合相（液體和蒸汽）燃料廣泛地開發(fā)了這些系統(tǒng)，但它們不是針對諸如CNG的氣體燃料開發(fā)的。

蒸發(fā)排放可以大致分成三類：1）再加燃料期間的燃料蒸汽損失；2）接通狀況期間的運(yùn)行損失或者燃料損失；以及3）關(guān)閉狀況期間的每日損失或者燃料損失。本發(fā)明涉及氣體燃料未處于使用時(shí)的燃料損失，在關(guān)閉狀況期間，或者在氣體燃料未處于使用時(shí)的接通狀況下，例如以另一燃料（例如石油）運(yùn)行的多燃料系統(tǒng)或者混合系統(tǒng)運(yùn)行在僅電力模式下。

發(fā)明內(nèi)容

此處本發(fā)明人已認(rèn)識到針對天然氣車輛（NGV）的排放測試和泄漏檢測的一些獨(dú)特挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)系統(tǒng)溫度和壓力處于穩(wěn)態(tài)平衡時(shí)，測試可以更準(zhǔn)確。可能存在以各種壓力下收集氣體的各種箱或室。因此，用于測試的最佳正時(shí)或者用于進(jìn)行測量的系統(tǒng)內(nèi)的最佳位置對于氣體燃料系統(tǒng)都不是顯而易見的。

在一個(gè)示例中，可以通過以下方法解決上述問題，該方法包含：針對包括氣體燃料的燃料系統(tǒng)的高壓部分和低壓部分中的每一個(gè)，基于自燃料系統(tǒng)的質(zhì)量損失指示退化，質(zhì)量損失是基于在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀況之后，根據(jù)第一和第二時(shí)刻的相應(yīng)的溫度和壓力分別跟蹤每個(gè)部分中的燃料質(zhì)量。可以響應(yīng)于退化指示以各種方式調(diào)節(jié)本系統(tǒng)，包括設(shè)置診斷代碼、向車輛操作者顯示消息和/或限制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和/或至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料輸送。

在另一個(gè)示例中，提供了一種用于指示車輛系統(tǒng)退化的方法。車輛包含帶有燃料系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料系統(tǒng)至少具有與低壓部分流體連通的高壓部分，所述方法包含：針對高壓部分和低壓部分中的每一個(gè)，根據(jù)所包括的燃料在第一時(shí)刻的溫度和壓力產(chǎn)生第一信號，該第一信號隨著所包括的燃料質(zhì)量的增加而增加；針對高壓部分和低壓部分中的每一個(gè)，根據(jù)所包括的燃料在第二時(shí)刻的溫度和壓力產(chǎn)生第二信號，該第二信號隨著所包括的燃料質(zhì)量的增加而增加；以及針對高壓部分和低壓部分中的每一個(gè)，根據(jù)每個(gè)部分中所包括的燃料質(zhì)量的變化產(chǎn)生第三信號，該第三信號隨著燃料質(zhì)量的增加而增加，質(zhì)量變化是在第一和第二時(shí)刻產(chǎn)生的信號的函數(shù)。

在另一個(gè)示例中，本方法還包含：針對燃料系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)所包括的燃料質(zhì)量的變化產(chǎn)生第四信號，該第四信號隨著燃料質(zhì)量的增加而增加，質(zhì)量變化是在第一和第二時(shí)刻產(chǎn)生的信號的函數(shù)；當(dāng)?shù)谒男盘柎笥诘谝婚撝禃r(shí)，指示故障；當(dāng)?shù)谒男盘柎笥诘诙撝禃r(shí)，通過約束最大功率輸出，限制車輛操作；以及當(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)的第三信號大約等于高壓系統(tǒng)的第三信號的負(fù)值時(shí)，指示管閥退化。

在另一個(gè)示例中，車輛還包含與燃料系統(tǒng)的高壓部分流體連通的燃料箱。

在另一個(gè)示例中，低壓系統(tǒng)的第三信號大約等于第四信號，方法還包含以下步驟：將自低壓部分的質(zhì)量損失歸因于噴射器頂端泄漏；產(chǎn)生第五信號，該第五信號隨著在第一和第二時(shí)刻之間的持續(xù)時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散至大氣的燃料質(zhì)量的增加而增加。

在另一個(gè)示例中，方法包含：針對包括氣體燃料的氣體燃料系統(tǒng)的高壓部分和低壓部分中的每一個(gè)，基于自燃料系統(tǒng)的質(zhì)量損失指示退化，質(zhì)量損失是基于在車輛關(guān)閉狀況之后，根據(jù)第一和第二時(shí)間點(diǎn)的相應(yīng)的溫度和壓力分別跟蹤每個(gè)部分中的燃料質(zhì)量。