СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ (ВАРИАНТЫ)
METHOD FOR ENGINE OPERATING ON GASEOUS FUEL (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к точной оценке состава топлива в транспортном средстве, использующем сжиженный нефтяной газ, и соответственному корректированию работы двигателя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Альтернативные виды топлива были разработаны, чтобы сдерживать растущие цены традиционных видов топлива и для снижения выбросов выхлопных газов. Например, некоторые газообразные топлива были признаны в качестве привлекательных альтернативных видов топлива. Что касается автомобильных применений, природный газ или нефтяной газ, могут сжиматься и храниться в качестве жидкости (сжиженного нефтяного газа, или LPG) в баллонах под давлением насыщения. LPG преимущественно состоит из бутана и пропана, хотя, точное соотношение может меняться. По существу, состав LPG оказывает влияние на свойства топлива LPG, такие как плотность топлива, давление насыщения, октановое число, и т.д. Поскольку свойства топлива, в свою очередь, оказывают влияние на работу двигателя (например, величину и тактирование впрыска топлива, и т.д.), точная оценка состава топлива требуется при использовании LPG в качестве автомобильного топлива.
Один из примерных подходов к оценке состава топлива LPG показан Ли в 2003/0216883. В нем, состав топлива LPG рассчитывается по давлению и температуре в топливном баке, оцененным внутри топливного бака. В частности, оцененные давление и температура в топливном баке используются, чтобы сделать вывод о данных давления насыщенного пара, которые, в свою очередь, используются для оценки состава топлива.
Однако, авторы настоящего изобретения в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы у такого подхода. В качестве одного из примеров, события дозаправки топливного бака могут оказывать влияние на оценку состава топлива. Вызванное дозаправкой изменение состава также может оказывать влияние на длительность подкачки топливной рампы, требуемой при последующем перезапуске двигателя. В качестве еще одного примера, количество остаточного воздуха в топливном баке может оказывать влияние на оценку состава. Например, если количество воздуха в топливном баке является высоким (например, вследствие недостаточной очистки топливного бака во время события обслуживания), парциальное давление воздуха в баке может превышать давление насыщения топлива LPG. Повышенное давление в топливном баке может приводить к неточной оценке состава LPG. По существу, ошибки оценки состава LPG могут приводить к неточному впрыску топлива, а также недостаточной заливке, вызывая ухудшение функционирования двигателя и даже останов двигателя.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, в одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть рассмотрены в способе для двигателя, работающего на газообразном топливе, включающем этапы, на которых делают вывод о событии дозаправки на основании на скорости изменения давления в топливном баке, и, в ответ на событие дозаправки, избирательно обновляют оцененный состав топлива, и подкачивают топливную рампу во время последующего перезапуска двигателя. Длительность подкачки может быть основана на обновленном составе. Таким образом, может улучшаться точность и достоверность обновления состава топлива.
В дополнительном аспекте кроме того раскрывается, что этап, на котором делают вывод, включает этап, на котором делают вывод о событии дозаправки, если абсолютная скорость изменения давления в топливном баке выше, чем пороговая скорость; что избирательное обновление включает этап, на котором оценивают состав топлива на основании давления в топливном баке, содержании воздуха в топливном баке и одного из температуры топливного бака и температуры окружающей среды; что избирательное обновление на основании одного из температуры топливного бака и температуры окружающего воздуха включает этапы, на которых осуществляют обновление на основании температуры топливного бака, когда температура топливного бака ниже, чем температура окружающей среды, и осуществляют обновление на основании температуры окружающей среды, когда температура окружающей среды ниже, чем температура топливного бака; что корректируют одно или более из величины впрыска топлива, установки момента впрыска топлива и установки момента искрового зажигания во время работы двигателя на основании обновленного состава; что газообразное топливо включает в себя топливо, которое находится в газообразном виде в атмосферных условиях; что длительность подкачки на основании обновленного состава включает увеличение длительности подкачки по мере того, как возрастает содержание пропана топлива; что обновление выполняется во время условий глушения двигателя непосредственно предшествующих перезапуску двигателя; что газообразное топливо является LPG, при этом подкачка топливной рампы во время перезапуска содержит этап, на котором подкачивают топливную рампу перед проворачиванием коленчатого вала двигателя.
Также в другом аспекте раскрывается способ для двигателя, работающего на газообразном топливе, включающий этапы, на которых: во время первого события дозаправки бака, когда содержание воздуха в топливном баке меньше, чем пороговое значение, обновляют оцененный состав топлива; и во время второго события дозаправки бака, когда содержание воздуха в топливном баке выше, чем пороговое значение, не обновляют оцененный состав топлива.
В дополнительном аспекте кроме того раскрывается, что о первом и втором событиях дозаправки бака делается вывод на основании абсолютной скорости изменения давления в топливном баке, являющейся более высокой, чем пороговое значение, во время условий отключения двигателя; что во время первого перезапуска двигателя, следующего за первым событием дозаправки бака, подкачивают топливную рампу в течение первой длительности, основанной на обновленном составе; и во время второго перезапуска двигателя, следующего за вторым событием дозаправки бака, подкачивают топливную рампу в течение второй длительности, основанной на необновленном составе топлива; что вторая длительность больше, чем первая длительность; что во время второго события дозаправки заправки бака устанавливают диагностический код для указания, что состав топлива не был обновлен, а во время второго перезапуска двигателя, увеличивают вторую длительность в ответ на указание ухудшения характеристик, вторая длительность увеличивается на основании поправочного коэффициента.
Также в другом аспекте раскрывается способ для двигателя, работающего на газообразном топливе, включающий этапы, на которых: делают вывод о событии дозаправки на основании повышения уровня топлива в баке; и в ответ на событие дозаправки, избирательно обновляют оцененный состав топлива на основании каждого из давления в топливном баке, содержания воздуха в топливном баке и более низкой из температуры топливного бака и температуры окружающей среды; и подкачивают топливную рампу во время последующего перезапуска двигателя, длительность подкачки корректируется на основании избирательного обновления.
В дополнительном аспекте кроме того раскрывается, что избирательное обновление включает в себя, когда содержание воздуха в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение, и каждое из давления в топливном баке и температуры в топливном баке в пределах окна, обновляют оцененный состав топлива; а когда содержание воздуха в топливном баке выше, чем пороговое значение, и каждое из давления в топливном баке и/или температуры топливного бака вне окна, не обновляют оцененный состав топлива; корректирование длительности подкачки включает этапы, на которых используют первую, более короткую длительность подкачки, когда оцененный состав топлива обновлен, и используют вторую, более продолжительную длительность подкачки, когда оцененный состав топлива не обновлен; первая длительность основана на обновленном составе топлива, и в котором вторая длительность основана на необновленном составе топлива; устанавливают диагностический код в ответ на отсутствие обновления оцененного состава; каждое из события дозаправки и избирательного обновления выполняется во время условий работы или глушения двигателя.
В одном из примеров, событие дозаправки для топливного бака, хранящего газообразное топливо, такое как топливо LPG, может подтверждаться на основании скорости изменения давления в топливном баке, которая выше, чем пороговая скорость. В альтернативных вариантах осуществления, вывод о событии дозаправки топливного бака может делаться на основании повышения уровня топлива. Поскольку дозаправка топливного бака оказывает влияние на состав топлива, присутствующего в баке, вслед за событием дозаправки, может обновляться состав топлива. Посредством обновления состава топлива, в то время как двигатель заглушен, предварительная и самая последняя оценка состава топлива может иметься в распоряжении, когда двигатель потом перезапускается. Состав топлива может обновляться на основании данных давления, температуры и содержания остаточного воздуха в баке. Более точно, состав топлива обновляется, только если условия в топливном баке находятся в пределах определенных интервалов, при этом данные топливного бака достоверны. Обновленный состав затем может использоваться во время последующего перезапуска двигателя для определения длительности подкачки. Более точно, перед тем, как двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала и запускается, топливная магистраль и рампа могут подвергаться продувке паров посредством приведения в действие топливного насоса в течение предопределенной длительности для подкачки топливной системы. По существу, это улучшает пусковые качества двигателя. В дополнение, тактирование и величины впрыска топлива при запуске двигателя могут корректироваться на основании обновленного состава. Если состав топлива не может обновляться вследствие условий в топливном баке, не допускающих обновление, самая последняя, не обновленная оценка состава может сохраняться и использоваться для корректирования длительности подкачки наряду с поправочным коэффициентом.
Следует отметить, что газообразное топливо, на которое ссылаются в материалах настоящей заявки, является топливом, которое является газообразным в атмосферных условиях, но может быть в жидком виде под высоким давлением (в особенности, выше давления насыщения) в топливной системе.
Таким образом, обновление состава может быть разрешено только, когда установлено, что данные бака не ошибочны и не подвергнуты искажению. Следовательно, состав топлива может оцениваться после длительного состояния глушения двигателя с более высокой точностью и достоверностью. Посредством использования более точной оценки состава топлива для корректирования операций подкачки до запуска двигателя и работы форсунок, сопровождающей запуск двигателя, могут быть улучшено функционирование двигателя. В дополнение, могут быть сокращены случаи заглохшего двигателя, обусловленные недостаточной заливкой топливной рампы.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут очевидны из последующего подробного описания изобретения, взятым отдельно или вместе с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Оно не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание изобретения. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает схематичное изображение системы двигателя, выполненной с возможностью работы на газообразном топливе.
Фиг.2A-B показывают примерную высокоуровневую блок-схему для обновления оценки состава топлива в ответ на дозаправку топливного бака и корректирование работы двигателя соответствующим образом.
Фиг.3A показывает примерную блок-схему для подтверждения события дозаправки топливного бака на основании изменения уровня в топливном баке.
Фиг.3B показывает примерную блок-схему для подтверждения события дозаправки топливного бака на основании скорости изменения давления в топливном баке.
Фиг.4-5 показывают примерные блок-схемы для обновления состава топлива на основании условий в топливном баке.
Фиг.6 показывает примерные корректирования для операции подкачки на основании обновления состава топлива.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложены способы для работы одно- или многотопливной системы двигателя, использующей газообразное топливо, такой как система по фиг.1. Контроллер может быть выполнен с возможностью обновления оценки состава газообразного топлива вслед за дозаправкой бака и/или во время существования условий, когда может выполняться достоверная оценка состава топлива. Контроллер затем может корректировать одну или более операций двигателя, таких как подкачка топливной рампы и установки впрыска топлива, на основании обновленной оценки состава. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью осуществления процедуры, такой как процедура по фиг.2A-B, для подтверждения события дозаправки топливного бака, а затем, обновления состава топлива, если удовлетворены выбранные условия снятия замеров топливного бака. В качестве альтернативы, состав топлива может обновляться перед перезапуском двигателя, если удовлетворены надлежащие условия снятия замеров. Событие дозаправки топливного бака может подтверждаться на основании скорости изменения давления в топливном баке и/или изменения уровня топлива (фиг.3A-B). Условия снятия замеров могут подтверждаться, чтобы гарантировать, что содержание воздуха в топливном баке не будет оказывать воздействие на оценку состава топлива (фиг.4). Если условия снятия замеров удовлетворены, состав топлива может обновляться на основании одного или более из давления в топливном баке, содержания воздуха в топливном баке, температуры топливного бака и температуры окружающей среды (фиг.5). Однако, если условия снятия замеров не удовлетворены, может использоваться необновленная оценка состава топлива (например, с поправочным коэффициентом). Состав топлива может обновляться во время состояния глушения двигателя, когда осуществляется дозаправка топливом, так что операции двигателя во время последующего перезапуска двигателя могут корректироваться на основании обновленного состава. Примерные операции подкачки показаны на фиг.6. Таким образом, посредством точной оценки состава газообразного топлива и корректирования работы двигателя на основании надежной оценки, могут улучшаться функционирование двигателя и экономия топлива.
Фиг.1 показывает схематичное изображение системы 6 транспортного средства. Система 6 транспортного средства включает в себя систему 8 двигателя, систему 14 управления и топливную систему 18. Система 8 двигателя может включать в себя двигатель 10, имеющий множество цилиндров 30. Двигатель 10 включает в себя впускное отверстие 23 двигателя и выпускную трубу 25 двигателя. Впускное отверстие 23 двигателя включает в себя дроссель 62, связанный посредством жидкости с впускным коллектором 44 двигателя через впускной канал 42. Выпускная труба 25 двигателя включает в себя выпускной коллектор 48, ведущий к выпускному каналу 35, который направляет выхлопные газы в атмосферу после прохождения через устройство 70 контроля за выбросами. Следует отметить, что другие компоненты могут быть включены в двигатель, такие как множество клапанов и датчиков. Топливная система 18 может включать в себя один или более топливных баков. В изображенном примере, топливная система является однотопливной системой, включающей в себя топливный бак 20, выполненный с возможностью хранения газообразного топлива и подачи топлива в двигатель 10 через магистраль 50 подачи топлива и топливную рампу 52. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, газообразное топливо относится к топливу, которое является газообразным в атмосферных условиях, но которое может храниться и подаваться в двигатель в жидком виде (под давлением выше давления насыщения, как конкретизировано ниже). Топливная система 18 дополнительно включает в себя магистраль 51 возврата топлива между топливным баком 20 и форсунками 66 топливной рампы 52, так чтобы неиспользованное топливо могло восстанавливаться. Газообразное топливо может храниться в топливном баке 20 под давлением насыщения. Кроме того, когда топливная система 18 сконфигурирована в качестве системы впрыска в жидкой фазе (LPI), как изображено в данном примере, газообразное топливо подается в топливную рампу под повышенным давлением. В одном из примеров, газообразное топливо может быть топливом из сжатого природного газа (топливом CNG) или топливом из сжиженного нефтяного газа (топливом LPG). В материалах настоящей заявки, в примере системы впрыска в жидкой фазе, когда хранится под давлением насыщения, и когда подается по топливной магистрали и топливной рампе под высоким давлением, топливо может быть в жидкой форме. Однако, когда впрыскивается в двигатель через форсунки в камеру сгорания под более низким давлением (например, в топливоподготовку более низкого давления в двигателе), топливо может переходить в газообразную форму (например, испаряться). Посредством поддержания топлива под более высоким давлением и в жидкой форме во время подачи по топливной магистрали и в топливную рампу, может облегчаться дозирование газообразного топлива. Различные компоненты топливной системы, такие как различные клапаны, регуляторы давления, фильтры и датчики, могут быть присоединены вдоль магистралей 50 и 51 подачи и возврата топлива, как описано ниже.
Несмотря на то что топливная система 18 изображена в материалах настоящей заявки в качестве однотопливной системы, в альтернативных вариантах осуществления, топливная система 18 может быть многотопливной системой, включающей в себя один или более дополнительных топливных баков для подачи других видов топлива, имеющих иные химические и физические свойства, в двигатель по выделенным топливным магистралям (не показаны). Например, газообразное топливо в топливном баке 20 может быть первым топливом (например, топливом LPG), и топливная система может включать в себя второе жидкое топливо (например, бензин, топливо с диапазоном концентраций спиртов, различные бензин-этаноловые топливные смеси, такие как E10, E85 и их комбинации). Как используется в материалах настоящей заявки, жидкое топливо относится к топливу, которое является жидким в атмосферных условиях, и которое может храниться в топливном баке и подаваться по топливной рампе в качестве жидкости при атмосферных условиях.
В одном из примеров, где газообразное топливо является топливом LPG, состав топлива может меняться. Например, состав может меняться на основании источника топлива (например, страны происхождения, страны потребления, и т.д.), а также специфичного применения топлива. Например, в Австралии, топливо LPG включает в себя 5 основных составляющих, а именно, пропан, пропен, n-бутан, i-бутан и бутены. Отличающиеся виды топлива LPG могут иметь отличающиеся соотношения различных составляющих. Поскольку состав топлива оказывает влияние на различные физические и химические свойства топлива (например, плотность топлива, давление насыщения, октановое число, и т.д.), которые, в свою очередь, оказывают влияние на работу двигателя (например, величину и тактирование впрыска топлива, подавление детонации, и т.д.), точная оценка состава топлива требуется при использовании LPG в качестве автомобильного топлива. Составы топлива LPG могут оцениваться или касательно них может делаться заключение на основании данных давления и температуры в топливном баке. По существу, данные топливного бака дают возможность оценки только двух компонентов. Таким образом, в целях оценки состава, составляющие пропана и пропена топлива LPG группируются вместе (совместно названы «пропаном») наряду с тем, что группируются вместе составляющие n-бутана и i-бутана топлива LPG (совместно названы «бутаном»). Процентное содержание бутанов в топливах LPG может быть относительно низким, и может считаться незначительным для целей оценки состава. Примерные составы LPG в Австралии могут включать в себя диапазон соотношений пропана с бутаном, меняющихся от 40/60 до 100/0 (пропан/бутан). Как конкретизировано в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг. с 2A-B по 5, вслед за событием дозаправки топливного бака и/или когда удовлетворены выбранные условия снятия замеров, оцененный состав топлива может обновляться. Операции двигателя затем могут корректироваться на основании обновленной оценки состава топлива. Если условия эксплуатации не дают возможности точного обновления состава топлива (например, не удовлетворены выбранные условия снятия замеров), операции двигателя могут корректироваться на основании необновленной (или самой последней) оценки состава топлива. К тому же, операции двигателя могут корректироваться (например, с поправочным коэффициентом) для компенсации отсутствия самой последней оценки состава топлива.
Топливо может подаваться из топливного бака 20 на форсунки двигателя 10, такие как примерная форсунка 66, через топливную рампу 52. Несмотря на то, что показана только одна форсунка 66, дополнительные форсунки обеспечены для каждого цилиндра 30. В одном из примеров, в котором топливная система 18 включает в себя систему непосредственного впрыска, форсунка 66 может быть сконфигурирована в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска. В альтернативном варианте осуществления, топливная система 18 может включать в себя систему одноточечного впрыска топлива, в которой форсунка 66 может быть сконфигурирована в качестве топливной форсунки одноточечного впрыска. В кроме того еще других вариантах осуществления, каждый цилиндр может включать в себя одну или более форсунок, в том числе, форсунку непосредственного впрыска и форсунку одноточечного впрыска.
Топливный бак 20 может дозаправляться газообразным топливом через отверстие 54 заправки топливом, которое может включать в себя фильтр для фильтрации топлива (например, сжатого жидкого варианта газообразного топлива) перед хранением. Отверстие заправки топливом также может быть присоединен к запорному клапану 55, чтобы гарантировать корректный поток топлива из отверстия 54 заправки топливом в топливный бак 20. Датчик 57 уровня топлива (в материалах настоящей заявки упоминается как передатчик уровня топлива), присоединенный к топливному баку 20, может выдавать указание уровня жидкости топлива в баке в систему 14 управления. В одном из примеров, датчик 57 уровня топлива может содержать поплавок, присоединенный к переменному резистору. В качестве альтернативы, могут использоваться другие типы датчиков уровня топлива. Датчик давления или преобразователь давления, 102, в топливном баке также может быть присоединен к топливному баку 20, чтобы выдавать оценку давления в топливном баке в систему 14 управления. Подобным образом, датчик 103 температуры топливного бака может быть присоединен к топливному баку 20, чтобы выдавать оценку температуры топливного бака в систему 14 управления. Несмотря на то, что датчик 102 давления и датчик 103 температуры топливного бака показаны присоединенными к топливному баку 20, они, в качестве альтернативы могут быть присоединены к магистрали 50 подачи топлива. Необязательно дополнительные датчики давления и температуры могут быть присоединены к магистрали 51 возврата топлива.
Топливный бак 20 может включать в себя топливный насос 58 (или модуль топливного насоса) для накачки топлива под более высоким давлением в топливную магистраль 50. В одном из примеров, топливный насос 58 может быть односторонним насосом с объемным регулированием. В некоторых вариантах осуществления, топливный насос дополнительно может быть присоединен к регулятору 34 давления, чтобы давать возможность управления давлением. Например, топливный насос может быть выполнен с возможностью повышения давления топлива, накачиваемого из топливного бака, а регулятор 34 давления может быть подогнан, чтобы регулировать давление топливной рампы до 5 бар выше давления в баке. В некоторых вариантах осуществления, топливный насос 58 также может быть присоединен к запорному клапану, чтобы гарантировать корректный поток топлива из топливного бака в топливную магистраль.
Топливо может подаваться топливным насосом 58 в топливную магистраль 50 через отсечной клапан 32 бака и отсечной клапан 35 топливной рампы и регулятор 34 давления. Открывание и закрывание отсечного клапана 32 бака может управлять поступлением топлива из топливного бака 20 в магистраль 50 подачи топлива наряду с тем, что открывание и закрывание отсечного клапана 35 топливной рампы может управлять поступлением топлива в топливную рампу 52. В одном из примеров, один или более из отсечного клапана бака и отсечного клапана топливной рампы могут быть двухпозиционным электромагнитным клапаном, который открывается в ответ на указание водителя транспортного средства, что он желает привести в действие двигатель на газообразном топливе. Регулятор 34 давления расположен ниже по потоку от топливного бака 20 и топливной рампы 52, чтобы регулировать давление топливной рампы (FRP) между топливной рампой и форсункой 66 при предписанном давлении выше давления в баке, таком как на 5 бар выше давления в баке. Если давление топливной рампы поднимается выше предписанного давления, регулятор 34 предоставляет возможность передачи обратно в топливный бак через магистраль 51 возврата топлива, для того чтобы снижать давление топливной рампы. Если давление топливной рампы ниже предписанного давления, регулятор 34 блокирует осуществление связи с магистралью 51 возврата топлива. Как конкретизировано ниже, дополнительная обводная обратная магистраль 65 снабжена клапаном 56 сброса давления (или обводным электромагнитным клапаном), который также избирательно предоставляет возможность осуществления связи между топливной рампой и топливным баком через магистраль 51 возврата топлива. В одном из примеров, регулятор 34 давления может быть электронным регулятором давления, включающим в себя механический регулятор 38 давления, клапан 36 топливной рампы и электронный компонент 40 обратной связи.
Следует отметить, что, в некоторых вариантах осуществления, нежели регулятор давления и обводной электромагнитный клапан, альтернативный подход скорее может включать в себя электромагнитный клапан переменного потока высокого давления, в котором электромагнитный клапан настроен регулировать давление к требуемому давлению рампы после запуска двигателя и до глушения двигателя.
Клапан 36 топливной рампы может быть электромагнитным клапаном с управляемым рабочим циклом. По существу, поскольку отсечные электромагнитные клапаны бака и рампы расположены на стороне более высокого давления регулятора 34 давления, отсечные электромагнитные клапаны топливной рампы и топливного бака могут упоминаться как электромагнитные клапаны высокого давления наряду с тем, что клапан 36 топливной рампы, расположенный ниже от регулятора, в магистрали 51 возврата, может упоминаться как электромагнитный клапан низкого давления. Фильтр 39 также может быть расположен на стороне высокого давления магистрали 50 подачи топлива. Электронный компонент 40 обратной связи может принимать входной сигнал касательно текущего давления топливной рампы с датчика 104 давления топливной рампы и соответственно корректировать рабочий цикл клапана 36 топливной рампы, чтобы тем самым корректировать открывание клапана. Электронный компонент 40 обратной связи также может корректировать рабочий цикл клапана 36 топливной рампы на основании входных данных касательно текущей температуры топливной рампы, принятой с датчика 105 температуры топливной рампы.
В одном из примеров, топливный бак 20 может хранить газообразное топливо в диапазоне давлений 10-700 бар (например, 0-100+ фунтов на квадратный дюйм для топлива LNG, 500 фунтов на квадратный дюйм для топлива ANG, 3000-6000 фунтов на квадратный дюйм, или 250 бар, для топлива CNG, 1,80-25,5 бар для топлива LPG и 5000-10000 фунтов на квадратный дюйм для водородного топлива) наряду с тем, что регулятор 34 давления может регулировать давление топливной рампы в фиксированном диапазоне 10-40 бар (например, 2-10 бар для топлива CNG и 5 бар (как упоминается в отношении давления в магистрали 51 возврата, а следовательно, также топливном баке) для топлива LPG). В материалах настоящей заявки, механический регулятор может регулировать давление в топливной магистрали до 5 бар наряду с тем, что электромагнитный клапан с управляемым рабочим циклом дополнительно может регулировать давление между 5 и 10 бар. Несмотря на то, что вышеприведенный пример предлагает регулирование до 5 бар выше давления в баке, в альтернативных вариантах осуществления, давление может регулироваться в пределах 2-10 бар выше давления в баке.
Следует отметить, что, несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает регулятор 34 давления в качестве электронного регулятора, в альтернативных вариантах осуществления, регулирование давления может выполняться только посредством механического регулятора 38 давления, при этом клапан 36 топливной рампы может быть сконфигурирован в качестве более простого двухпозиционного электромагнитного клапана без электронной обратной связи. Однако, посредством включения в состав входного сигнала электронной обратной связи, регулирование давления может достигаться в варианте осуществления электронного регулятора посредством использования меньшего (например, относительно менее точного) механического регулятора.
Топливная система 18 дополнительно может включать в себя клапан 56 (или электромагнитный клапан) сброса давления в обводной магистрали 65 для предоставления возможности сброса давления. Более точно, закрытый клапан 56 сброса давления может избирательно открываться в ответ на повышенные давления топливной рампы для понижения давления топливной рампы в топливной рампе 52 до приблизительно значения давления в баке. В качестве одного из примеров, где регулятор 34 давления выполнен с возможностью регулирования давления газообразного топлива в 5 бар, клапан 56 сброса давления может открываться в ответ на условие избыточного давления в топливной рампе. Посредством выпускания топлива во время повышенных давлений в топливной рампе, повреждение компонентов от длительного подвергания повышенным давлениям в топливной рампе может быть уменьшено. В дополнение, клапан 56 сброса давления может обеспечить возможность обхода регулятора 34 давления, чтобы содействовать заливке топливной системы. Например, клапан 56 сброса давления может открываться при давлениях ниже предписанного давления выпускания регулятора давления, чтобы обеспечить возможность повышенного кипения топлива во время/ после глушения двигателя, чтобы удалять тепло с форсунок и топливной рампы, и лучше охлаждать топливную систему. Например, после глушения двигателя, клапан сброса давления может открываться (предоставляя возможность сообщения из топливной рампы обратно в топливный бак), чтобы преимущественно осуществлять охлаждение с использованием скрытого тепла испарения топлива для охлаждения топливной рампы, а затем, как только топливо охлаждено ниже пороговой температуры, клапан сброса давления может закрываться для наращивания давления рампы, чтобы дать большему количеству топлива возможность находиться в жидком состоянии в рампе, даже при повышенных температурах топлива. Открывание клапана сброса давления, кроме того, может давать возможность улучшенной продувки паров во время запуска двигателя.
Газообразные виды топлива, такие как LPG, могут находиться под влиянием изменений давления и температуры. Например, когда хранится или подается в жидкой форме, жидкое топливо в топливной магистрали может испаряться под влиянием тепла, давления и температуры. Эффект испарения также может меняться на основании состава топлива LPG. В системе впрыска в жидкой фазе (LPi) (как изображено на фиг.1), впрыскиваемая масса дозируется как жидкость. Пары в топливных магистралях могут в значительной степени замещать жидкость и ухудшать перезапуски двигателя вследствие потенциально неправильного снабжения топливом. Так как отношение объемов пара к жидкости у LPG приблизительно имеет значение 270:1, пары в топливной магистрали и рампе должны продуваться перед запуском двигателя, чтобы гарантировать точную впрыскиваемую массу топлива, а следовательно, качество запуска. Для улучшения времен перезапуска двигателя и осуществления быстрого запуска, в ответ на запрос работы двигателя на газообразном топливе в жидкой фазе, топливный насос и электромагнитные клапаны могут приводиться в действие для подкачки топливной рампы. В материалах настоящей заявки, топливный насос может повышать давление в топливной рампе, так что жидкое топливо может быть стабильным при повышенной температуре топливной рампы.
В некоторых системах двигателя, дополнительные улучшения по временам перезапуска могут достигаться предварительной заливкой топливной рампы. В этом отношении, даже до того, как запрос работы двигателя принят от водителя транспортного средства, и до того, как двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала, топливный насос задействуется для подкачки топливной рампы. Например, со ссылкой на систему транспортного средства по фиг.1, система 6 транспортного средства может включать в себя одну ли более дверей, в том числе, водительскую дверь 90, через которую водитель может входит в кабину транспортного средства. Водительская дверь, кроме того, может быть присоединена к датчику 92 открывания дверей, чтобы давать указание касательно состояния водительской двери («driver_door»). В ответ на открываемую водительскую дверь (или оставленную приоткрытой), указание «приоткрытой водительской двери» может выдаваться датчиком 92 открывания двери в систему 14 управления. В ответ на принятое указание «приоткрытой водительской двери», система управления может избирательно инициировать работу топливного насоса и соленоида, так что, к тому моменту времени, когда водитель находится в кабине и запросил работу двигателя, топливная система уже подкачана газообразным топливом в жидкой фазе, и двигатель готов подвергаться проворачиванию коленчатого вала и перезапускаться. В материалах настоящей заявки, в ожидании неизбежного запроса перезапуска двигателя (основанного на открываемой водительской двери), топливный насос запускается, чтобы продувать топливную систему от паров и возвращать их в бак даже до того, как водитель транспортного средства включил ключ замка зажигания или нажал кнопку запуска двигателя. Как результат, топливная рампа может иметь достаточное количество жидкого топлива ко времени, когда водитель запрашивает запуск двигателя. В качестве примера, операции подкачки могут снижать время перезапуска двигателя на 8 секунд.
Несмотря на то, что фиг.1 показывает датчик открывания двери, присоединенный к водительской двери, следует отметить, что могут использоваться альтернативные датчики открывания двери. Например, может использоваться датчик водителя на или для сиденья транспортного средства. Датчик может быть присоединен к системе устройств пассивной безопасности с активными сиденьями, которая определяет, присутствует ли водитель или пассажир на сиденье водителя. В качестве альтернативы, датчик может быть датчиком сиденья. Кроме того, могут использоваться другие датчики. Независимо от типа датчика открывания дверей, система 14 управления транспортным средством может использовать указание с датчика открывания дверей, чтобы активировать подкачку топлива (или предварительную подкачку), чтобы гарантировать, что двигатель готов запускаться, когда водитель находится в автомобиле. Это также помогает снижать беспорядочную подкачку, которая, в ином случае, ненужным образом увеличивала бы электрические нагрузки транспортного средства и стимулировала бы потребность в большей аккумуляторной батарее или генераторе переменного тока.
Операции подкачки (или предварительной подкачки) могут корректироваться на основании оцененного состава топлива (например, отношения пропана к бутану, и т.д.), с тем чтобы компенсировать эффект испарения топлива. Подобным образом, операции подкачки также могут корректироваться на основании условий в топливной рампе и топливном баке, и условий окружающей среды, таких как температура, влажность или барометрическое давление окружающей среды. В одном из примеров, надлежащие датчики температуры, давления и/или влажности могут быть присоединены к системе транспортного средства в местоположении в сообщении с окружающим воздухом (например, снаружи транспортного средства, системы впуска воздуха транспортного средства, и т.д.). В качестве одного из примеров, система 6 транспортного средства показана включающей в себя датчик 94 температуры для выдачи оценки температуры окружающей среды (T_amb) в систему 14 управления.
Система 14 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различные примеры которых описаны в материалах настоящей заявки) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81 (различные примеры которых описаны в материалах настоящей заявки). В качестве одного из примеров, датчики 16 могут включать в себя датчики 124 и 125 MAP и MAF во впускном отверстии, датчик 126 отработавших газов, датчик 127 температуры, расположенный во впускном отверстии, датчик 94 давления окружающего воздуха, датчики 103 и 105 температуры соответственно в топливном баке и топливной рампе, датчики 102 и 104 давления соответственно в топливном баке и топливной рампе, датчик 92 открывания двери, датчик 57 уровня топлива, и т.д. Другие датчики, такие как датчики давления, температуры, уровня топлива, топливо/воздушного соотношения и состава, могут быть присоединены к различным местоположениям в системе 6 транспортного средства. В качестве еще одного примера, исполнительные механизмы могут включать в себя топливный насос 58, топливные форсунки 66, электромагнитные клапаны 32 и 36, регулятор 34 давления и дроссель 62. Система 14 управления может включать в себя контроллер 12. Контроллер может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или управляющей программы, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящей заявки в отношении фиг.2-5.
Различные компоненты системы по фиг.1 дают возможность способа для двигателя, работающего на газообразном топливе, при этом вывод о событии дозаправки топливного бака делается на основании скорости изменения давления в топливном баке и, в ответ на событие дозаправки, оцененный состав топлива может избирательно обновляться. Затем, во время последующего перезапуска двигателя, может подкачиваться топливная рампа, при этом длительность подкачки основана на обновленном составе.
Далее, с обращением к фиг.2, показана примерная процедура 200 для обновления оценки состава топлива в ответ на заполнение топливного бака и корректирования соответственным образом работы двигателя. Посредством корректирования работы двигателя вслед за точной оценкой состава топлива, может улучшаться функционирование двигателя.
На 202, условия в топливном баке для газообразного топлива системы двигателя могут оцениваться и/или измеряться. В одном из примеров, газообразное топливо, используемое в системе двигателя, является топливом LPG. Оцениваемые условия, например, могут включать в себя, температуру топливного бака (например, с датчика температуры топливного бака), давление в топливном баке (например, с датчика давления в топливном баке), уровень топлива (например, с датчика уровня топлива), содержание воздуха в топливном баке (например, на основании данных давления паров насыщения, оцененных по значениям температуры топливного бака и давления в топливном баке) и т.д. Дополнительно, на 202, могут оцениваться и/или измеряться условия окружающей среды. Таковые, например, могут включать в себя температуру окружающей среды, влажность и барометрическое давление.
На 204, может определяться, произошло ли событие дозаправки топливного бака. Как конкретизировано со ссылкой на фиг.3A-B, о событии дозаправки топливного бака может делаться вывод на основании изменений (например, абсолютного изменения или скорости изменения) давления в топливном баке (как указывается датчиком давления в топливном баке на фиг.3B) и/или изменения уровня топлива (как указывается передатчиком уровня топлива на фиг.3A). Большая скорость изменения у изменения давления в топливном баке может указывать изменение давления насыщения топлива внутри топливного бака, которое может быть обусловлено изменением состава или температуры.
Таким образом, оценка состава топлива может избирательно обновляться до последующего перезапуска двигателя, чтобы предоставлять топливной рампе возможность подкачиваться в достаточной мере до работы двигателя на газообразном топливе в жидком состоянии. Таким образом, в одном из примеров, событие дозаправки может инициировать избирательное обновление оцененного состава топлива. Однако, в еще одном примере, как конкретизировано в материалах настоящей заявки, даже если основанное на давлении в баке событие дозаправки не произошло, но произошло событие дозаправки, основанное на уровне в топливном баке после перезапуска двигателя, и если были удовлетворены выбранные условия снятия замеров, состав топлива может оцениваться и обновляться.
По подтверждению события дозаправки топливного бака, на 208, процедура включает в себя избирательное обновление оцененного состава топлива до последующего перезапуска двигателя. Как конкретизировано со ссылкой на фиг.5, избирательное обновление включает в себя обновление оцененного состава топлива на основании каждого из давления в топливном баке, содержания воздуха в топливном баке и одного из температуры топливного бака и температуры окружающей среды. Более точно, оцененный состав топлива может обновляться на основании более низкой из температуры топливного бака и температуры окружающей среды. Посредством выбора более низкой (или минимальной) из оцениваемых температур, может вычисляться более консервативная оценка состава топлива, на основании которой затем может подкачиваться топливная рампа. Посредством подкачки топливной рампы на основании более консервативной оценки состава, достаточная подкачка топливной рампы может гарантироваться перед последующим запуском двигателя. По существу, обновление оцененного состава топлива на основании события дозаправки бака может происходить, в то время как двигатель не является работающим на газообразном топливе. Например, обновление может происходить во время условий глушения двигателя непосредственно предшествующих перезапуску двигателя. В качестве альтернативы, в тех случаях, когда газообразное топливо (например, LPG) является первичным топливом, обновление может происходить, в то время как двигатель является работающим на вторичном топливе (например, бензине). В одном из примеров, состав топлива обновляется при отключенном двигателе только во время события дозаправки, указанного на основании скорости изменения давления в баке (фиг.3B). В сравнении, типичное обновление состава может нуждаться в том, чтобы топливный насос был работающим (а потому, чтобы был работающим двигатель), для обеспечения потока топлива через терморезистор в баке. Как конкретизировано на фиг.4, это может использоваться в качестве одного из выборочных 'условий обновления'.
Затем, на 210, может подтверждаться перезапуск двигателя. То есть, может подтверждаться, что водитель транспортного средства выказал желание перезапустить двигатель из состояния глушения и эксплуатировать двигатель на газообразном топливе. По подтверждению, на 212, контроллер может подкачивать топливную рампу во время (последующего) перезапуска двигателя на основании обновленного состава топлива. Подкачка топливной рампы во время перезапуска двигателя включает в себя подкачку топливной рампы в течение некоторой длительности перед проворачиванием коленчатого вала двигателя. Более точно, топливный насос и соленоиды могут задействоваться в течение определенной длительности до того, как двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала и запускается, так чтобы рампа могла быть приведена к условиям, чтобы поддерживать жидкое топливо при повышенных температурах топливной рампы (повышенных относительно топливного бака, который содержит в себе топливо в точке насыщения).
Корректировка расчетного давления насыщения топлива в топливной рампе на основании обновленного состава, для того чтобы подкачивать рампу, например, может давать в результате увеличение длительности подкачки по мере того, как возрастает содержание пропана топлива LPG (или возрастает соотношение пропана и бутана). Кроме того в других примерах, длительность подкачки может корректироваться на основании альтернативного свойства топлива, которое находится под влиянием состава топлива, такого как плотность топлива или октановое содержание топлива. Следует отметить, что функция подкачки может исчезать, когда расчетное давление насыщения в рампе (которое является функцией состава топлива и температуры топливной рампы) находится на уровне, который будет поддерживать топливо в жидкой фазе. Таким образом, длительность подкачки может не моделироваться непосредственно, но может быть основано на скорректированном расчетном давлении насыщения топлива.
В некоторых вариантах осуществления, подкачка может включать в себя предварительную подкачку. В этом отношении, подтверждение перезапуска двигателя может включать в себя подтверждение, что водительская дверь была открыта (например, посредством показания с датчика открывания водительской двери), и является предстоящим запуск двигателя. В ответ на открывание водительской двери и в ожидании предстоящего перезапуска двигателя, топливная рампа может подкачиваться на основании обновленной оценки состава топлива.
Затем, на 214, одна или более операций двигателя могут корректироваться на основании обновленного состава топлива. Например, контроллер может корректировать величину впрыска топлива и тактирование зажигания во время перезапуска двигателя на основании обновленного состава. В качестве одного из примеров, величина впрыска топлива может повышаться по мере того, как увеличивается содержание пропана LPG в обновленном составе топлива, вследствие изменения плотности. В качестве еще одного примера, тактирование зажигания может быть настроено с опережением по отношению к MBT по мере того, как возрастает содержание пропана LPG в обновленном составе топлива.
Возвращаясь на 204, если скорость изменения давления в баке не превысила пороговое значение (фиг.3B), это может указывать, что состав внутри топливного бака не изменился значительно, а следовательно, состав не обновляется на 206.
Затем, на 218, может подтверждаться перезапуск двигателя. То есть, может подтверждаться, что водитель транспортного средства выказал желание перезапустить двигатель из состояния глушения и эксплуатировать двигатель на газообразном топливе. По подтверждению, на 220, контроллер может подкачивать топливную рампу во время (последующего) перезапуска двигателя на основании необновленного состава топлива. В материалах настоящей заявки, в то время как состав (или свойства давления паров насыщения топлива) может не измениться значительно (как определено на 204), операция подкачки топливной рампы может выполняться с использованием необновленной оценки состава. В некоторых вариантах осуществления, где подкачка включает в себя предварительную подкачку, в ответ на открывание водительской двери и в ожидании предстоящего перезапуска двигателя, топливная рампа может предварительно подкачиваться в течение определенной длительности на основании необновленной оценки состава топлива. Затем, на 222, одна или более операций двигателя могут корректироваться на основании необновленного состава топлива. Например, контроллер может определять величину впрыска топлива и тактирование зажигания во время перезапуска двигателя на основании сохраненного необновленного состава.
Как с 214, так и 222, процедура может переходить на 223. Здесь, после того, как двигатель был перезапущен, и по подтверждению события дозаправки топливного бака посредством подъема уровня в топливном баке (фиг.3A), может определяться, были ли удовлетворены выбранные условия снятия замеров состава топлива (фиг.4). То есть, может определяться, дадут ли условия в топливном баке возможность точной оценки состава топлива. По существу, могут быть условия в топливном баке, которые могут оказывать воздействие на оценку состава топлива и приводить к ошибочной оценке состава топлива. Как конкретизировано со ссылкой на фиг.4, условия снятия замеров могут быть удовлетворены, если температуры и давления в топливном баке находятся в пределах определенного окна, а кроме того, на основании содержания воздуха в топливном баке. Например, если содержание воздуха в топливном баке является более высоким, чем пороговое значение (в качестве определенного по температуре топливного бака и уровню жидкости в топливном баке, выпадающим за пределы окна), воздух в топливном баке может оказывать воздействие на оценку состава топлива, и обновление состава топлива может не допускаться. В сравнении, если содержание воздуха в топливном баке ниже, чем пороговое значение (в качестве определяемого по температуре топливного бака и уровню жидкости в топливном баке, попадающим в окно), воздух в топливном баке может не оказывать воздействие на оценку состава топлива, и может быть предоставлена возможность обновления состава топлива.
Таким образом, на 228, если удовлетворены условия снятия замеров, состав топлива может обновляться на основании условий в топливном баке (в том числе, давления в топливном баке, температуры топливного бака и содержания воздуха в топливном баке), как дополнительно конкретизировано на фиг.5. Затем, на 229, во время последующего запроса подкачки, операция подкачки топливной рампы может выполняться на основании обновленной оценки состава топлива. Кроме того, на 230, операции двигателя (например, величина впрыска топлива и тактирование зажигания) могут корректироваться на основании обновленного состава топлива.
Таким образом, посредством предоставления оцененному составу топлива возможности обновляться вслед за дозаправкой топливного бака, и посредством позволения обновлениям выполняться только во время условий в топливном баке, которые дают возможность достигаться достоверным данным давления и температуры в топливном баке, состав топлива может обновляться с более высокой точностью и надежностью. Посредством корректирования расчета подкачки и операций двигателя на основании обновленного состава, достаточная подкачка может гарантироваться, и функционирование двигателя может улучшаться при работе на газообразном топливе.
Если условия снятия замеров на 223 не удовлетворены, на 225, состав топлива может не обновляться. В дополнение, флаг состояния состава может устанавливаться, чтобы указывать, что оценка состава может быть ошибочной, до тех пор, пока она не может быть обновлена безошибочно. На 226, при следующих попытках перезапуска, расчет подкачки может быть основан на сохраняемом необновленном составе, и кроме того, может компенсировать показание, что состав топлива не был обновлен вслед за событием дозаправки бака. В качестве примера, может использоваться поправочный коэффициент или коэффициент компенсации, и длительность подкачки может корректироваться (например, увеличиваться). То есть, после события дозаправки топливного бака, длительность подкачки вслед за обновлением состава топлива может быть короче, чем длительность подкачки после отсутствия обновления состава топлива. Посредством увеличения длительности подкачки в ответ на указание, что состав топлива не был обновлен после того, как был дозаправлен топливный бак, может выполняться более консервативная операция подкачки. Это снижает вероятность ухудшения функционирования двигателя, являющегося результатом недостаточной подкачки.
Подобным образом, на 227, корректирования работы двигателя могут быть основаны на сохраняемом необновленном составе. В качестве одного из примеров, контроллер может использовать поправочный коэффициент для корректирования подкачки топливной рампы наряду с поддержанием установок тактирования впрыска топлива и зажигания, соответствующих самому новому или последнему необновленному составу топлива. По существу, поскольку установка момента впрыска или зажигания может изменяться на основании направленного изменения состава (например, на основании того, перешло ли топливо от низкого к высокому пропану или от низкого к высокому бутану), использование установок впрыска и зажигания, соответствующих самой новой оценке состава топлива, может быть более надежным, так как возможно, что не получится определить поправочный коэффициент.
По существу, контроллер может непрерывно оценивать условия снятия замеров (то есть, контроллер может непрерывно зацикливаться от 227 до 223) до тех пор, пока не удовлетворены условия снятия замеров и не обновлен состав топлива. Например, контроллер может непрерывно оценивать условия снятия замеров до тех пор, пока флаг состояния состава находится в установленном состоянии, указывая, что оценка состава может быть ошибочной. Затем, когда удовлетворены условия снятия замеров, флаг может сбрасываться, чтобы указывать, что состав топлива был обновлен безошибочно, и процедура может заканчиваться.
Далее, с обращением к фиг.3A-B, процедуры 300 и 350 изображают примерные способы для подтверждения события дозаправки топливного бака. По существу, подтверждение события дозаправки топливного бака может инициировать последующее обновление состава топлива. О событии дозаправки топливного бака может делаться вывод на основании одного или более условий в баке. В частности, процедура по фиг.3A может быть основана на уровне в топливном баке и может выполняться после перезапуска двигателя наряду с тем, что процедура по фиг.3B может быть основана на изменении давления в топливном баке и может выполняться с отключенным двигателем.
Далее, с обращением к процедуре по фиг.3A, на 302, условия в баке для газообразного топлива системы двигателя могут оцениваться и/или измеряться после того, как двигатель был перезапущен. В частности, может определяться выходной сигнал передатчика уровня в топливном баке. На 304, может определяться, находится ли уровень в топливном баке (или нарастание на передатчике уровня топлива) выше, чем пороговое значение. Если да, то, на 306, контроллер может делать вывод о событии дозаправки на основании возрастания уровня в топливном баке, выше, чем пороговое значение.
Следует отметить, что в примере по фиг.3A повышение передатчика уровня в баке может не регистрироваться до после того, как был перезапущен двигатель. Таким образом, чтобы дать событию дозаправки топливного бака возможность определяться во время условий отключения двигателя, событие дозаправки, основанное на скорости изменения давления в баке может выполняться на фиг.3B. Процедура по фиг.3B предоставляет событию дозаправки, которое происходит, в то время как двигатель отключен, возможность идентифицироваться, и возможность инициироваться обновлению состава соответствующим образом. Как результат, обновление состава может выполняться раньше последующего перезапуска двигателя и операции подкачки топливной рампы.
Далее, с обращением к процедуре по фиг.3B, на 352, условия в баке для газообразного топлива системы двигателя могут оцениваться и/или измеряться в течение некоторой длительности, в то время как двигатель заглушен. Таковые, например, могут включать в себя температуру топливного бака, давление в топливном баке, уровень топлива, содержание воздуха в топливном баке, и т.д. В одном из примеров, контроллер может периодически оценивать условия в топливном баке в течение длительности, в то время как заглушен двигатель.
На 354, скорость изменения давления в топливном баке может оцениваться или измеряться и может определяться, выше ли абсолютная скорость изменения, чем пороговая скорость. Если да, то, на 306, контроллер может делать вывод о событии дозаправки на основании скорости изменения давления в топливном баке, выше, чем пороговая скорость. По существу, быстрое изменение давления в топливном баке может отражать изменение давления насыщения топлива, которое может быть обусловлено изменением состава и/или изменением температуры топливного бака. Контроллер может устанавливать флаг соответствующим образом, чтобы указывать событие дозаправки топливного бака.
Если (абсолютная) скорость изменения давления в топливном баке не выше, чем пороговая скорость, то свойства давления паров насыщения у топлива (а следовательно, состав) могут не измениться значительно. Это может указывать, что сохраненная неизмененная оценка состава действительна для ближайшего последующего перезапуска, а следовательно, топливной рампы.
Следует отметить, что указание события дозаправки бака (которое инициирует последующее обновление состава) может иметь разное основание при разных условиях окружающей среды, свойствах топлива в баке транспортного средства (составе и температуре) и свойствах топлива заправочной станции (составе и температуре). Например, можно, чтобы два топлива с разными составами имели сходное давление насыщения, благодаря отличающейся температуре. Обратное также может быть справедливым. То есть, два топлива одного и того же состава, но с разными температурами, могут иметь отличающиеся давления насыщения. Как результат, возможно, чтобы событие дозаправки не превышало пороговое значение скорости изменения давления в топливном баке и идентифицировалось посредством повышения уровня топлива.
Вслед за подтверждением события дозаправки топливного бака после перезапуска двигателя (фиг.3A), состав топлива может обновляться (фиг.5), как только были удовлетворены требуемые условия снятия замеров для обновления состава топлива (223, фиг.4).
Далее, обращаясь к фиг.4, показана примерная процедура 400 для подтверждения, что присутствуют выбранные условия снятия замеров для предоставления возможности, чтобы выполнялось обновление состава топлива. Более точно, процедура 400 проверяет, что условия в топливном баке находятся в пределах определенных окон, при этом топливо внутри бака находится в стабильных условиях давления насыщения, данные температуры и давления в топливном баке достоверны и могут не подвергаться влиянию, и не искажаться, данными воздуха в топливном баке или внешними входными сигналами (например, вводом температуры низа кузова, искажающим данные датчиков). По существу, присутствие остаточного воздуха в топливном баке может оказывать воздействие на оценку состава. Поэтому, во время операций текущего технического обслуживания, топливный бак должен продуваться. Однако, во время некоторых условий, таких как когда топливный бак не продувается в достаточной мере во время события обслуживания, количество воздуха в топливном баке может быть высоким, приводя к парциальному давлению воздуха в топливном баке, превышающему давление насыщения топлива LPG. В таких ситуациях, давление в топливном баке может повышаться, приводя к неточной оценке состава LPG. В частности, может завышаться процентное содержание пропана состава топлива. Другими словами, присутствие остаточного воздуха в топливном баке может повышать давление в топливном баке от реального уровня, соответствующего фактическому уровню топлива и фактическому содержанию пропана, до более высокого уровня, соответствующего более высокому уровню топлива и более высокому содержанию пропана. Таким образом, посредством лучшей идентификации и компенсации ошибок, возникающих вследствие присутствия остаточного воздуха в топливном баке, оценка состава топлива может быть более точной или избирательно обновляться. Подобным образом, нестабильные и/или недостаточные условия выдержки для различных датчиков, используемых при оценке данных топливного бака, также могут приводить к неточным оценкам состава. Таким образом, посредством проверки, что были удовлетворены условия выдержки датчиков и условия снятия замеров состава, достоверность данных топливного бака может улучшаться, и также может улучшаться точность состава топлива, оцениваемого с использованием данных.
На 406, процедура включает в себя определение, выше ли содержание воздуха в топливном баке, чем пороговое значение. В одном из примеров, о содержании воздуха в топливном баке можно сделать вывод посредством сопоставления передатчика уровня в топливном баке и температуры в топливном баке. В случае LPG, при условии топлива наихудшего случая/ самого низкого давления насыщения, при заданной температуре может оцениваться давление насыщения. Подобным образом, при условии количества и условий, при которых воздух вводится в бак (то есть, во время процедуры технического обслуживания), при заданном уровне жидкости в баке, может оцениваться парциальное давление воздуха. Например, если температура в топливном баке является меньшей, чем 10°C, и уровни жидкости в топливном баке являются большими, чем -75% (емкости бака по воде), может определяться, что результирующее парциальное давление воздуха в топливном баке может оказывать воздействие на оценку состава топлива, приводя к неточной оценке. Таким образом, если содержание воздуха в топливном баке выше, чем пороговое значение, которое определяется каждым из данных температуры и уровня топлива в топливном баке, может определяться, что содержание остаточного воздуха топливного бака может искажать данные топливного бака и оказывать воздействие на оценку состава топлива. Соответственно, на 410, оценка состава топлива не обновляется, и сохраняется предыдущий необновленный состав.
Если содержание воздуха в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение, то, на 412, контроллер может определять, что остаточный воздух в топливном баке может не искажать показания датчика топливного бака и может не оказывать воздействия на обновление состава топлива. Процедура затем может переходить на 414, где условия снятия замеров оцениваются до обновления состава топлива на основании условий в топливном баке. Другими словами, обновление состава топлива может быть разрешено выборочно.
Если содержание воздуха в баке определено находящимся в диапазоне, который может не оказывать воздействие на расчет состава, условия снятия замеров для 'холодных' условий обновления состава могут подтверждаться на 414 независимо от того, была ли выявлена дозаправка бака. Таковые могут включать в себя подтверждение, что время выдержки с отключенным двигателем было большим, чем пороговая длительность, гарантируя, что условия в топливном баке и датчики стабильны, и что топливный насос является работающим, чтобы обеспечивать поток топлива через терморезистор. По существу, эти условия могут соответствовать стабильным или точным условиям в баке для обновления состава топлива во время холодных условий двигателя и низа кузова. Более точно, эти условия могут подтверждать, что никакого тепла не вводилось в терморезистор из низа кузова, и что температуры паров и жидкости в топливном баке по существу равны. Одним из шумовых факторов, который управляется при 'холодном' обновлении, являются внешние входные сигналы, такие как тепло из низа кузова, введенное в терморезистор бака, которое будет оказывать влияние на оценку состава. Например, если показание терморезистора бака имеет значение на 5ºC выше, чем фактическая температура топлива в основной массе, расчет состава может рассчитываться неправильно имеющим содержание пропана ниже на 12% По существу, эти числа будут меняться на основании начальной температуры и состава топлива. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, терморезистор может относиться к терморезистору топливного бака, установленному в баке (или в магистрали подачи топлива) в топливном протоке непосредственно ниже по потоку от топливного насоса.
Если 'холодные' условия состава подтверждены на 414, то процедура переходит на 422, чтобы дать возможность обновления состава топлива. Если холодные условия состава не подтверждены, то оцениваемый состав не обновляется, но сохраняет предыдущую необновленную оценку состава топлива.
Если условия снятия замеров для 'холодного' обновления состава не были удовлетворены, то, на 415, может определяться указание события дозаправки. На 416, может определяться, происходит ли дозаправка, в ответ на повышение уровня топлива. Если да, может быть необходимым, чтобы подтверждались дополнительные условия снятия замеров. Например, дозаправка топливного бака, указанная в ответ на повышение уровня топлива, могла произойти во время условий теплого или горячего двигателя, где не были удовлетворены критерии 'холодного' состава. Как результат, может быть необходимо, чтобы потдверждались 'теплые' или 'горячие' условия обновления состава для подтверждения достоверности данных топливного бака, используемых для обновления состава.
На 418, могут подтверждаться «теплые» условия обновления состава. Таковые могут включать в себя подтверждение, что температура топливного бака относительно температуры окружающей среды и двигателя ниже, чем пороговое значение, и что топливный насос является работающим, чтобы обеспечивать поток топлива через терморезистор. По существу, эти условия могут соответствовать стабильным или точным условиям в баке для обновления состава топлива во время теплых условий. Более точно, эти условия могут подтверждать, что минимальное тепло было введено в терморезистор из низа кузова, и что двигатель не является подвергающимся горячему перезапуску. То есть двигатель только что эксплуатировался, за короткий период до дозаправки, а затем, перезапускался. Если теплые условия состава подтверждены, то процедура переходит на 422, чтобы дать возможность обновления состава топлива.
Если теплые условия не подтверждены, то, на 420, процедура переходит к подтверждению горячих условий состава. Таковые могут включать в себя подтверждение, что удовлетворены предписанные условия цикла вождения (например, у транспортного средства скорость выше заданной скорости транспортного средства в течение пороговой длительности), температура заднего датчика EGO отработавших газов ниже порогового значения, и топливный насос является работающим, чтобы обеспечивать поток топлива через терморезистор. По существу, эти условия могут соответствовать стабильным или точным условиям в баке для обновления состава топлива во время горячих условий. Более точно, эти условия могут подтверждать, что есть пониженный ввод тепла с выпускной трубы в терморезистор, что температура низа кузова не является избыточной, и что есть достаточный поток воздуха для снижения температуры низа кузова, подводимой в бак. Если горячие условия состава подтверждены, то процедура переходит на 422, чтобы дать возможность обновления состава топлива. Горячие условия состава могут непрерывно контролироваться, однако, если они не подтверждены, то процедура переходит на 410 и не обновляет оцененный состав топлива. Взамен, предыдущая необновленная оценка состава топлива сохраняется, а флаг состояния состава устанавливается, чтобы указывать, что состав не был обновлен и может быть ошибочным. Таким образом, 'холодное', 'теплое' и 'горячее' обновления состава оцениваются, для того чтобы гарантировать, что всегда используется наиболее точное обновление состава, имеющееся в распоряжении, где 'холодное' обновление имеет наивысшую точность оценки состава.
Таким образом, когда содержание воздуха в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение, и каждое из давления в топливном баке и температуры топливного бака находятся в пределах окна, оцененный состав топлива может обновляться. Однако, когда содержание воздуха в топливном баке выше, чем пороговое значение, оцененный состав топлива может не обновляться. Другими словами, состав топлива избирательно обновляется на основании условий в топливном баке.
Далее, обращаясь к фиг.5, показана примерная процедура 500 для избирательного обновления оцененного состава топлива на основании давления в топливном баке и температуры топливного бака.
На 502, процедура включает в себя подтверждение, что нет ухудшения характеристик никакого из основных датчиков (то есть, датчиков давления и температуры в топливном баке). В одном из примеров, диагностические процедуры могут выполняться периодически или непрерывно (например, один раз в каждом цикле вождения, и т.д.), чтобы удостоверяться, что основные датчики находятся в рабочем состоянии. Если определено ухудшение характеристик основного датчика, то, на 504, ухудшение характеристик основного датчика может указываться посредством установки диагностического кода. Кроме того, может использоваться и применяться установленная по умолчанию или необновленная оценка состава топлива. Например, оценка топлива по умолчанию может комбинироваться при использовании скользящего среднего. Согласно настоящему изобретению, когда известно, что основные датчики не надежны, состав не обновляется.
Если основные датчики не подвергнуты ухудшению характеристик, то, на 506, может подтверждаться, что нет ухудшения характеристик датчика уровня топлива. По существу, показание уровня топлива может использоваться параллельно другим условиям в топливном баке (например, температуре топливного бака), чтобы логически выводить содержание воздуха в топливном баке, которое, в свою очередь, может оказывать воздействие на оценки состава топлива. Если определено ухудшение характеристик датчика уровня топлива, то, на 508, ухудшение характеристик датчика уровня топлива указывается посредством установки диагностического кода. Контроллер затем может оценивать состав топлива наряду с применением верхнего ограничения. Обновленная оценка топлива затем может комбинироваться при использовании скользящего среднего. В материалах настоящей заявки, посредством применения верхнего ограничения, потенциальное влияние неизвестного содержания воздуха бака может быть уменьшено. В одном из примеров, верхнее ограничение состава основано на типичном топливе с содержанием пропана в диапазоне от среднего до высокого, ожидаемом в полевых условиях. Например, типичное топливо с диапазоном от среднего до высокого может быть пропаном на 85%. В то время как не может быть определено, может ли содержание воздуха в топливном баке оказывать воздействие на расчет состава, который может преувеличить содержание пропана, составу предоставлена возможность обновляться нормальным образом вплоть до ограничения, следовательно, ограничивая влияние содержания воздуха в баке.
Если датчик уровня топлива не подвергнут ухудшению характеристик, то, на 510, контроллер может обновлять состав топлива на основании давления в топливном баке и температуры топливного бака. Обновленная оценка может комбинироваться при использовании скользящего среднего.
Как конкретизировано ранее, контроллер затем может корректировать длительность подкачки при последующем перезапуске двигателя на основании обновленного состава. Например, топливная рампа подкачивается в течение первой, более короткой длительности подкачки, когда оцененный состав топлива обновлен, и подкачивается в течение второй, большей длительности подкачки, когда оцененный состав топлива не обновлен (то есть, с добавленным дополнительным поправочным коэффициентом). Первая длительность может быть основана на обновленном составе топлива наряду с тем, что вторая длительность может быть основана на необновленном составе топлива и степени, в которой давление и температура в топливном баке находятся за пределами окна. Например, по мере того, как возрастает разница между давлением или температурой в топливном баке и границами окна снятия замеров, вторая длительность может увеличиваться.
В одном из примеров, может использоваться флаг состояния состава, где 1 указывает обновленный состав, 0 указывает состав, не обновлявшийся после последней дозаправки, а -1 указывает, что состав неизвестен или было использовано значение по умолчанию. При состоянии состава 1, действием может быть нормальная подкачка, если состояние имеет значение 0, короткий дополнительный периода времени может добавляться к каждому следующему событию подкачки, а если состояние имеет значение -1, более существенный период времени может добавляться к каждому последующему событию подкачки.
В одном из примеров, во время первого события дозаправки бака, когда содержание воздуха в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение, оцененный состав топлива может обновляться. В сравнении, во время второго события дозаправки топливного бака, когда содержание воздуха в топливном баке выше, чем пороговое значение, оцененный состав топлива может не обновляться. То есть, может продолжать использоваться необновленная самая последняя оценка состава топлива. О каждом из первого и второго события дозаправки бака может делаться вывод на основании скорости изменения давления в топливном баке, выше, чем пороговое значение, во время условий отключения двигателя и/или на основании изменения уровня топлива в топливном баке.
Во время первого перезапуска двигателя, следующим за первым событием дозаправки топливного бака, контроллер может подкачивать топливную рампу в течение первой длительности, основанной на обновленном составе. То есть, топливный насос и соленоиды могут приводиться в действие в течение первой длительности, для того чтобы подкачивать топливную рампу, так чтобы жидкое топливо могло быть устойчивым при повышенной температуре топливной рампы. В сравнении, во время второго перезапуска двигателя, следующего за вторым событием дозаправки бака, топливная рампа может подкачиваться в течение второй длительности, основанной на необновленном составе топлива (например, флаге 0 состояния состава). В материалах настоящей заявки, вторая длительность может быть более продолжительной, чем первая длительность. Например, во время второго события дозаправки наполнения бака, контроллер может устанавливать диагностический код или флаг состояния состава, чтобы указывать, что состав топлива не был обновлен. Следовательно, во время второго перезапуска двигателя, контроллер может увеличивать (вторую длительность), в течение которой топливный насос приводится в действие, и топливная магистраль подкачивается в ответ на указание. (Вторая) длительность может увеличиваться с коэффициентом, основанным на уровне топлива (или давлении) и температуре в топливном баке Например, контроллер может определять длительность на основании необновленного обновления состава топлива (такого как используемый во время предыдущей операции подкачки), а затем, увеличивает длительность с коэффициентом (например, поправочным коэффициентом или коэффициентом компенсации), который основан на текущей оценке температуры и давления в топливном баке.
Примерная корректировка операции подкачки во время запуска двигателя на основании оценки состава топлива (обновленной или необновленной) показана на фиг.6. Многомерная регулировочная характеристика 600 сравнивает операцию подкачки перед перезапуском двигателя в ответ на указание обновленной оценки состава топлива (пунктирные линии) с операцией подкачки перед перезапуском двигателя в ответ на указание необновленной оценки состава топлива (сплошные линии). В частности, многомерная регулировочная характеристика 600 показывает указание касательно состояния включения или отключения двигателя на графиках 602 и 603, указание касательно состояния дозаправки (или флага выявленной дозаправки) на графике 604, указание касательно содержания воздуха в топливе топливного бака на графиках 606 и 607, изменения флага обновления состава на графиках 608 и 609, указание касательно запроса перезапуска или зажигания двигателя на графике 610 и указание касательно работы топливного насоса на графиках 612 и 613.
В изображенном примере, двигатель может быть заглушен в t1 (график 602). Несмотря на то что двигатель заглушен, условия в топливном баке могут контролироваться, чтобы определять, произошло ли событие дозаправки топливного бака. Например, могут контролироваться условия давления и температуры в топливном баке. В t2 дозаправка может выявляться на основании скорости изменения давления в топливном баке, выше, чем пороговое значение. Соответственно, в t2, может быть установлен флаг состояния выявленной дозаправки (график 604). По существу, несмотря на то, что двигатель заглушен, о содержании воздуха в топливном баке также может делаться вывод на основании условий температуры и давления в топливном баке. В качестве первого примера, в t2, может делаться вывод, что содержание воздуха в топливном баке (график 607, пунктирная линия) ниже, чем пороговое значение 605. В ответ на содержание воздуха в топливном баке, ниже, чем пороговое значение 605, может определяться, что содержание воздуха в топливном баке может не оказывать воздействие на оценку состава топлива, которая основана на давлении и температуре в топливном баке. То есть, содержание воздуха в топливном баке может не искажать оценку состава. Поэтому, в ответ на выявление события дозаправки, и вследствие содержания воздуха в топливном баке, ниже, чем пороговое значение, в t2, выполняется обновление состава топлива, и устанавливается флаг обновления состава топлива (график 609, пунктирная линия).
На 610, может включаться зажигание, и может приниматься запрос перезапуска двигателя. В ответ на запрос перезапуска двигателя, операция подкачки топливной рампы может инициироваться в t4, при этом запускается топливный насос. В материалах настоящей заявки, операция подкачки может быть основана на обновленном в последнее время составе топлива. Например, длительность d1 работы насоса для подкачки топливной рампы может быть основана на обновленной оценке состава топлива. Вслед за заливкой топливной рампы, в t5, может перезапускаться двигатель.
В альтернативном примере, в t2, может делаться вывод, что содержание воздуха в топливном баке (график 606, сплошная линия) выше, чем пороговое значение 605. В ответ на содержание воздуха в топливном баке, выше, чем пороговое значение 605, может определяться, что содержание воздуха в топливном баке может оказывать воздействие на оценку состава топлива, которая основана на давлении и температуре в топливном баке. То есть, содержание воздуха в топливном баке может искажать оценку состава. Поэтому, даже если событие дозаправки было выявлено (график 604), вследствие содержания воздуха в топливном баке, выше, чем пороговое значение, в t2, обновление состава топлива не выполняется, и флаг обновления состава топлива не устанавливается (график 608, сплошная линия). В противоположность, флаг может указывать, что состав топлива не был обновлен, и самое последнее обновление состава топлива, имеющееся в распоряжении, может не соответствовать фактическому составу топлива у топлива в топливном баке. В дополнение, может определяться поправочный коэффициент.
На 610, может включаться зажигание, и может приниматься запрос перезапуска двигателя. В ответ на запрос перезапуска двигателя, операция подкачки топливной рампы может инициироваться в t4, при этом запускается топливный насос. В материалах настоящей заявки, операция подкачки может быть основана на самом последнем необновленном составе топлива, а кроме того, основана на поправочном коэффициенте. Например, длительность d2 работы насоса для подкачки топливной рампы может быть основана на необновленной оценке состава топлива (например, последнем обновленном составе топлива), и причем, компенсация, добавленная к таковой, основана на поправочном коэффициенте. Следовательно, длительность d2 подкачки в ответ на необновленную оценку состава топлива является более продолжительной, чем длительность d2 подкачки в ответ на обновленную оценку состава топлива. В таком случае, вслед за более продолжительной заливкой топливной рампы, в t6, может перезапускаться двигатель. То есть, работа топливного насоса может продлеваться, чтобы гарантировать достаточную подкачку топливной рампы, и перезапуск двигателя может задерживаться.
Таким образом, оценка состава топлива может обновляться вслед за событием дозаправки топливного бака в ожидании изменения состава, инициированного дозаправкой топлива. Кроме того, обновлению состава топлива может даваться возможность, только если удовлетворены выбранные условия в топливном баке, при этом данные топливного бака достоверны. Обновленный состав, основанный на достоверных данных бака, затем может использоваться для определения длительности подкачки топливной рампы при последующем перезапуске двигателя. Посредством предоставления обновлению состава возможности выполняться только при подтверждении достоверности данных, более точный состав топлива может оцениваться во время условий глушения двигателя. Посредством регулирования длительности подкачки при последующем перезапуске двигателя на основании обновленной оценки состава, может достигаться достаточная подкачка, улучшая пусковые качества двигателя на газообразных видах топлива. В целом, рабочие характеристики двигателя могут улучшаться, и могут сокращаться случаи, когда двигатель глохнет вследствие недостаточной подкачки топливной рампы.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует отметить, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула изобретения конкретно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новых и неочевидных. В пунктах формулы изобретения могут упоминаться элементы в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие элементы включают в себя объединение одного или более элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены в формуле изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет настоящего изобретения.