可變壓力氣體燃料調節(jié)器的制造方法

可變壓力氣體燃料調節(jié)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于氣體燃料發(fā)動機的系統，其包括：氣體燃料箱；第一壓力調節(jié)器，所述第一壓力調節(jié)器包括：耦合到所述氣體燃料箱的高壓室、耦合到發(fā)動機燃料導軌的低壓室、和基準室；第二壓力調節(jié)器，其耦合到所述基準室；第一閥，其控制從所述氣體燃料箱至所述發(fā)動機燃料導軌的燃料流；第二閥，其控制從所述第二壓力調節(jié)器至所述基準室的燃料流；和控制器，其包括其中具有用于根據期望燃料導軌壓力調節(jié)所述閥的指令的存儲器。以這種方式，該系統能夠使用至少兩個不同的燃料導軌壓力，以便可以滿足峰值燃料需求，而不總是保持峰值燃料導軌壓力。
【專利說明】可變壓力氣體燃料調節(jié)器

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可變壓力氣體燃料調節(jié)器。

【背景技術】
[0002] 替代燃料已被開發(fā)，以減輕傳統燃料的價格上漲并減少排氣排放。氣體燃料，如天 然氣正成為有吸引力的替代燃料。對于汽車應用，天然氣可在高壓下被壓縮并存儲為汽缸 中的氣體。然后，壓力調節(jié)器可用于在較低壓力下供給壓縮天然氣（CNG)到發(fā)動機的進氣 口或發(fā)動機燃燒室。壓力調節(jié)器可在固定的、恒定壓力下提供此氣體燃料到發(fā)動機，或者可 以是可以在變化的壓力下提供氣體燃料到發(fā)動機的可變壓力調節(jié)器。
[0003] 固定壓力調節(jié)器通常用于氣體燃料車輛中，但有幾個缺點。在固定的、恒定壓力下 供給燃料限制關聯燃料噴射器的動態(tài)范圍。因此，即使在低燃料需求下，所噴射的燃料量保 持相同。此導致燃料噴射器在整個操作中暴露于高壓，從而影響該噴射器的耐久性。相比 之下，通過使用可變壓力調節(jié)器，可以增加該噴射器的動態(tài)范圍（或調節(jié)比)。在低燃料需求 過程中提供較低燃料壓力允許較長的燃料噴射脈沖寬度，這進而允許較低的可重復質量的 噴射。此外，當僅邊際電壓可用以打開噴射器時，改變氣體燃料的壓力使能在發(fā)動機冷啟動 過程中氣體燃料的較低壓力的使用。此外，改變壓力可允許稀有的峰值燃料需求得到滿足， 而不必使噴射器總是承受噴射高壓氣體燃料的耐久性挑戰(zhàn)。
[0004] 盡管存在這些潛在的優(yōu)點，已知的可變壓力調節(jié)器價格昂貴且容易出現不穩(wěn)定。 例如，在一些系統中，通過將該調節(jié)器的基準室暴露于進氣歧管壓力實現可變壓力調節(jié)。然 而，當進氣歧管真空不在一定范圍內時，此對進氣歧管壓力的依賴性限制了壓力調節(jié)器的 可操作性。在其他系統中，通過經由來自高壓源的閥改變基準壓力實現壓力變化性。作為 另一示例，一種已知的可變壓力調節(jié)器通過負載循環(huán)調節(jié)器和燃料導軌之間的主閥改變氣 體燃料的壓力。然而，依賴于單個閥來執(zhí)行壓力調節(jié)的系統可能不足夠堅固，其中該閥易受 高壓氣體燃料流。此外，這種系統需要電子壓力反饋來致動該閥。


【發(fā)明內容】

[0005] 在一個不例中，上述一些問題可通過一種用于氣體燃料發(fā)動機的系統解決，該系 統包括：氣體燃料箱；第一壓力調節(jié)器，其包括：耦合到氣體燃料箱的高壓室、耦合到發(fā)動 機燃料導軌的低壓室、和基準室；第二壓力調節(jié)器，其耦合到基準室；第一閥，其控制從氣 體燃料箱至發(fā)動機燃料導軌的燃料流；第二閥，其控制從第二壓力調節(jié)器至基準室的燃料 流；和控制器，其包括具有其中用于根據期望燃料導軌壓力調節(jié)所述閥的指令的存儲器。以 這種方式，可致動第一閥，以在由第一壓力調節(jié)器的性質確定的壓力下供給氣體燃料至發(fā) 動機燃料導軌。然后，響應期望燃料導軌壓力的增加，可致動第二閥。第二閥的致動允許氣 體燃料流過第二壓力調節(jié)器到基準室內，從而在由第二壓力調節(jié)器的性質確定的壓力下增 加基準室和低壓室的壓力。因此，該系統啟用至少兩個不同的燃料導軌壓力，以便可以滿足 峰值燃料需求，而不總是保持峰值燃料導軌壓力。
[0006] 在另一示例中，上述一些問題可通過一種用于調節(jié)發(fā)動機中氣體燃料壓力的方法 解決，該方法包括：通過經由第二壓力調節(jié)器可控制地增加氣體燃料流到第一壓力調節(jié)器 的基準室，增加第一壓力調節(jié)器的低壓室中的調節(jié)壓力。以這種方式，多個不同燃料導軌壓 力可通過改變第一壓力調節(jié)器的基準室中的壓力設置。氣體燃料流可通過閥控制，以響應 于期望燃料導軌壓力的變化，而不依賴于機械壓力反饋來致動或停用所述閥。
[0007] 在又一示例中，上述一些問題可通過一種用于發(fā)動機冷啟動的方法解決，該方法 包括：經由第二氣體燃料調節(jié)器關閉耦合氣體燃料箱到第一氣體燃料調節(jié)器的高壓室的閥 且打開耦合燃料導軌到第一氣體燃料調節(jié)器的基準室的閥。以這種方式，燃料導軌中已經 存在的氣體燃料可用于建立低噴射壓力，因為較低噴射壓力需要較低的噴射器打開電壓， 其中當邊際電壓可用以打開燃料噴射器時，可使用該低噴射壓力。
[0008] 當單獨或結合附圖考慮時，本說明的上述優(yōu)點和其他優(yōu)點以及特征通過下列具體 實施方式將是顯而易見的。
[0009] 應該理解，提供上述總結，以簡化形式介紹詳細說明中進一步描述的概念的選擇。 并不旨在識別所要求保護的主題的關鍵或必要特征，其范圍由詳細說明之后的權利要求書 唯一限定。此外，所要求保護的主題不限于解決上述或本公開的任何部分中提及的任何缺 點的實現。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1示出發(fā)動機系統的示意圖，該發(fā)動機系統經配置使用氣體燃料運行。
[0011] 圖2A示出用于調節(jié)氣體燃料導軌壓力的壓力調節(jié)系統的示意圖。
[0012] 圖2B示出用于調節(jié)氣體燃料導軌壓力的壓力調節(jié)系統的示意圖。
[0013] 圖3示出用于控制圖2A至圖2B的壓力調節(jié)系統的閥的示例性高水平流程圖。
[0014] 圖4示出示例性時序圖，其說明相對于時間的圖2A至圖2B的壓力調節(jié)系統的各 參數之間的關系。
[0015] 圖5A示出用于調節(jié)氣體燃料導軌壓力的壓力調節(jié)系統的示意圖。
[0016] 圖5B示出用于調節(jié)氣體燃料導軌壓力的壓力調節(jié)系統的示意圖。
[0017] 圖6示出用于控制圖5A至圖5B的壓力調節(jié)系統的閥的示例性高水平流程圖。
[0018] 圖7示出示例性時序圖，其說明相對于時間的圖5A至圖5B的壓力調節(jié)系統的各 參數之間的關系。

【具體實施方式】
[0019] 提供了用于控制諸如圖1車輛的氣體燃料車輛的燃料導軌中的氣體燃料壓力的 可變壓力調節(jié)器的系統和方法。可變壓力調節(jié)器可包括耦合到一個或多個閥的一個或多個 氣體壓力調節(jié)器，如圖2A至圖2B和圖5A至圖5B中所述。控制器可經配置執(zhí)行控制例程， 如圖3和圖6中所述的示例性控制例程。圖4和圖7中示出用于此類系統和控制例程的實 施的示例性時序圖。以這種方式，可通過機械法以低成本建立多個燃料噴射壓力。
[0020] 圖1示出車輛系統6的示意圖。車輛系統6包括發(fā)動機系統8、控制系統14和燃 料系統18。發(fā)動機系統8可包括具有多個汽缸30的發(fā)動機10。發(fā)動機10包括發(fā)動機進 氣23和發(fā)動機排氣25。發(fā)動機進氣23包括經由進氣通道42流體耦合到發(fā)動機進氣歧管 44的節(jié)氣門62。發(fā)動機排氣25包括通向排氣通道35的排氣歧管48,該排氣通道35在穿 過排放控制裝置70傳送排氣到大氣。發(fā)動機10可進一步包括包封曲軸(未示出）的曲軸箱 79,該曲軸通過汽缸30的活塞的運動驅動。應該理解，其他組件可被包括在發(fā)動機中，如各 種閥和傳感器。
[0021] 控制系統14被示出從多個傳感器16 (其各種示例在本文描述）接收信息并發(fā)送 控制信號到多個致動器81 (其各種示例在本文描述)。作為一個示例，傳感器16可包括位 于進氣中的MAP傳感器124和MAF傳感器125、位于排氣中的排氣傳感器126和溫度傳感 器127、位于發(fā)動機中的溫度傳感器128、耦合到氣體燃料管線的壓力傳感器33、耦合到氣 體燃料導軌的壓力傳感器102等等。諸如壓力、溫度、燃料水平、空氣/燃料比和成分傳感 器等其他傳感器可耦合到車輛系統6中的各種位置。作為另一個示例，致動器可包括燃料 泵21、燃料噴射器66、節(jié)氣門62、燃料箱閥32和壓力調節(jié)系統34的閥。下面相對于圖2A 至圖2B和圖5A至圖5B進一步描述壓力調節(jié)系統的示例?？刂葡到y14可包括控制器12。 該控制器可接收來自各種傳感器的輸入數據，處理該輸入數據，并響應所處理的輸入數據， 根據其中編程的對應于一個或多個例程的指令或代碼觸發(fā)致動器。在這里描述相對于圖3 和圖6的示例性控制例程。
[0022] 燃料系統18可包括一個或多個燃料箱。在所述的示例中，燃料系統是包括高壓燃 料箱20的雙燃料系統，高壓燃料箱20經配置經由壓力調節(jié)系統34輸送氣體燃料到燃料導 軌52。燃料箱20可經配置在高壓下存儲氣體燃料，并經由高壓燃料管線94、壓力調節(jié)系統 34和調節(jié)壓力燃料管線50輸送燃料到發(fā)動機10。例如，氣體燃料可以是壓縮天然氣（CNG)、 液化石油氣（LPG)、吸附天然氣（ANG)或氫燃料。燃料箱20可存儲10巴至700巴壓力范圍 的氣體燃料(例如，〇-l〇〇+psi的LNG燃料、500psi的ANG燃料、3600psi或250巴的CNG燃 料、和5000-10, OOOpsi的氫燃料)。
[0023] 燃料箱20可經由加燃料端口 54被重新填充氣體燃料。止回閥55(或用于冗置的 兩個串聯止回閥)可耦合在燃料箱20和加燃料端口 54之間，以確保燃料的正確流動。燃料 可從燃料箱20輸送到發(fā)動機10的噴射器，如經由燃料導軌52的示例噴射器66。雖然僅示 出與燃料導軌52耦合的單個噴射器，但應該理解，為每個汽缸30提供額外噴射器。在一個 示例中，其中燃料系統18包括直接噴射系統，噴射器66可被配置成直接燃料噴射器。在替 代實施例中，燃料系統18可包括進氣道噴射系統，其中噴射器66可被配置成進氣道燃料噴 射器。在其他實施例中，每個汽缸可包括一個或多個噴射器，所述一個或多個噴射器包括直 接噴射器和進氣道噴射器。
[0024] 燃料箱20可耦合到用于調節(jié)輸送到燃料管線94的氣體燃料的壓力的燃料箱閥 32。燃料箱閥32可經配置在與油箱壓力類似的壓力下輸送氣體燃料到燃料管線94內。可 替換地，即使當需要高燃料噴射壓力時，可致動燃料箱閥并可控制在該閥下游的壓力調節(jié) 系統，以確保燃料導軌壓力被調節(jié)到足夠高壓力。在其中通過可包括燃料管線94(例如，過 濾器、閥等）的各種組件的高壓氣體燃料流將降低所述組件的示例中，此類操作可以是優(yōu)選 的。
[0025] 燃料箱20可進一步耦合到壓力調節(jié)系統34,以在可變壓力下啟用提供至燃料導 軌52和從那里至噴射器66的氣體燃料。在一個示例中，燃料箱20可存儲10巴至700巴 壓力范圍的氣體燃料，而壓力調節(jié)系統34可調節(jié)燃料導軌壓力到2巴至40巴的可變范圍 (例如，2巴至10巴的CNG燃料)。如下面相對于圖2A至圖2B和圖5A至圖5B進一步描述， 壓力調節(jié)系統34可耦合到泄壓導管92。泄壓導管92可耦合基準室與進氣歧管、曲軸箱、燃 料蒸氣濾罐、噴射器真空、真空泵真空或大氣中的一個或多個。
[0026] 燃料系統18也可包括燃料箱22,其經配置輸送具有不同于氣體燃料(例如，液體 燃料）的化學和物理性質的燃料到燃料導軌53。雖然所描述的示例包括用于兩個不同燃料 的單獨燃料導軌，在一些示例中可使用共同的燃料導軌。燃料箱22可存儲液體燃料，如汽 油、具有酒精濃度范圍的燃料、各種汽油-乙醇混合燃料(例如，E10、E85)和/或其組合。 如圖所示，燃料箱22可耦合到用于給輸送到燃料導軌53的燃料加壓的燃料泵21。燃料箱 22可包括壓力傳感器114,并且也可包括加燃料端口 83,其可被利用以用液體燃料重新填 充燃料箱22。
[0027] 燃料導軌53可耦合到燃料噴射器67。燃料可經由燃料導軌53從燃料箱22輸送 到噴射器67。雖然僅描述單個噴射器與每個燃料導軌耦合，但應該理解為每個汽缸30提供 額外噴射器。在一個不例中，其中燃料系統18包括直接噴射系統，噴射器67可被配置成直 接燃料噴射器。在替代實施例中，燃料系統18可包括進氣道噴射系統，其中噴射器67可被 配置成進氣道燃料噴射器。在其他實施例中，每個汽缸可包括一個或多個噴射器，所述一個 或多個噴射器包括直接噴射器和進氣道噴射器。
[0028] 在其中不需要將液體燃料輸送到發(fā)動機的條件期間(例如，在發(fā)動機關閉條件期 間，或在其中需要單獨輸送氣體燃料到發(fā)動機的條件期間)，泵21不可以將燃料從燃料箱 22泵送到燃料導軌53。燃料導軌53中的燃料導軌壓力傳感器103可經配置感測當前燃料 導軌壓力并提供感測的值到控制系統14的控制器12。在一些示例中，泵21可根據由傳感 器103感測的燃料導軌壓力和/或根據其他參數值控制。此外，在一些實施例中，止回閥(未 示出)可被定位在燃料箱22和燃料導軌53之間，以確保來自燃料箱22的燃料的正確流動。
[0029] 圖2A和圖2B示出示例性壓力調節(jié)系統，如圖1中所述的壓力調節(jié)系統34的詳細 示意圖。其他示例示于圖5A和圖5B中并在下面進一步討論。壓力調節(jié)系統34包括高壓 調節(jié)器200和低壓調節(jié)器201。高壓調節(jié)器200包括高壓室84、低壓室86和基準室88,其 中高壓室84經由燃料管線94接收來自燃料箱20的氣體燃料，低壓室86經由調節(jié)燃料管 線50提供壓力調節(jié)的氣體燃料到燃料導軌52。類似于機械壓力調節(jié)器，高壓調節(jié)器200包 括隔板98和閥100。閥100相對于分離高壓室84和低壓室86的壁104中的孔的位置確定 氣體從高壓室84到低壓室86的流動速率。閥100的位置取決于基準室88和低壓室86中 的壓力，并且取決于由彈簧96提供的彈簧力，所述彈簧96在一端耦合到壓力調節(jié)器38的 底部且在另一端耦合到隔板98的底部。隨著基準室中壓力的增加，低壓室86中需要較大 的壓力來實現閥100的任何給定位置。例如，當基準室中的壓力超過閾值時，高壓室可經由 該孔與低壓室連通，該閾值對應于其中隔板在壁104上面移動閥100的壓力。隨著基準室 中的壓力減小，低壓室86中需要較低壓力來實現力平衡。
[0030] 然而，不像控制基準室壓力到固定的、恒定壓力以在低壓室中實現固定的、恒定調 節(jié)壓力的機械壓力調節(jié)器，壓力調節(jié)系統34耦合低壓調節(jié)器201到基準室88,從而啟用基 準室壓力的變化，進而基準室壓力改變低壓室86中的調節(jié)壓力。
[0031] 在當氣體燃料箱20流體耦合到壓力調節(jié)系統34時的大多數情況下，高壓室84將 包含在比低壓室86中包含的氣體燃料更高的壓力下的氣體燃料。在高壓下存儲于氣體燃 料箱20的氣體燃料經由高壓燃料管線94流到高壓室84。然后，高壓室84中的一些氣體燃 料可通過閥100被引向低壓室86,使得低壓室86中氣體燃料的壓力低于高壓室84中氣體 燃料的壓力。以這種方式，氣體燃料可被引向調節(jié)燃料管線50且在基本低于高壓燃料管線 94和氣體燃料箱20中的燃料壓力的壓力下被進一步引向燃料導軌52。
[0032] 在圖2A和圖2B中所示的示例中，壓力調節(jié)系統34包括主閥205。在這些示例中， 壓力調節(jié)系統34包括次級燃料管線210。低壓調節(jié)器201和輔助閥215被示出耦合到次級 燃料管線210。泄壓導管92可包括孔口 220?？卓?220可以是固定的或可變化的孔口。在 一些示例中，孔口 220可由可控閥替代。
[0033] 低壓調節(jié)器201可包括用于輸入壓力、輸出壓力和基準壓力的端口。如圖2A和圖 2B中所示，導管可連接低壓調節(jié)器的基準室到大氣。在其他示例中，低壓調節(jié)器201可具有 自連接基準壓力。在這些示例中，可以不需要提供恒定泄漏的泄壓導管，因為低壓調節(jié)器可 以增加并減少基準室88中的下游壓力。
[0034] 在圖2A中所示的示例中，主閥205被示出在用于次級燃料管線210分支點的上游 耦合到高壓燃料管線94。主閥205可經由來自控制器12的信號致動和停用。當命令主閥 205打開時，高壓燃料管線94中的氣體燃料可以流到高壓調節(jié)器200的高壓室84,并且也 可以經由次級燃料管線210流到低壓調節(jié)器201。
[0035] 在圖2A中所示的示例中，輔助閥215在低壓調節(jié)器201的下游耦合到次級燃料管 線210。雖然主閥205是打開的，但是如果輔助閥215被打開，氣體燃料可從低壓調節(jié)器流 入高壓調節(jié)器200的基準室88。以這種方式，壓力可以在基準室中增加。由于隔板98朝向 壁104的運動，基準室中增加的壓力升高低壓室86中的燃料壓力（調節(jié)壓力）。這進而將增 加被引向調節(jié)燃料管線50且在下游到燃料導軌52的燃料的壓力。如果輔助閥215隨后被 關閉，氣體燃料可經由孔口 220從基準室排到泄壓導管92。以這種方式，基準室將返回到穩(wěn) 態(tài)壓力，從而減小低壓室86中的調節(jié)壓力。這進而將減小被引向調節(jié)燃料管線50且在下 游到燃料導軌52的燃料的壓力。經由輔助閥215的關閉從基準室排出的氣體燃料可經由 泄壓導管92被引向發(fā)動機系統8,例如至進氣歧管44、曲軸箱79、噴射器真空或真空泵真 空，或者至燃料蒸氣存儲濾罐27。可替換地，所排出的氣體燃料可被排棄到大氣中。
[0036] 在圖2B中所示的示例中，主閥205在高壓調節(jié)器200的上游耦合到調節(jié)燃料管線 50。主閥205可經由來自控制器12的信號致動和停用。當耦合到調節(jié)燃料管線時，主閥205 可充當燃料導軌鎖止閥，并且可在其中不需要輸送氣體燃料到發(fā)動機的條件下(例如，在發(fā) 動機關閉條件期間，或在其中需要單獨輸送液體燃料到發(fā)動機的條件期間）關閉，以防止壓 力調節(jié)系統34和燃料導軌52之間的連通。否則，可打開主閥205,使得燃料可以從壓力調 節(jié)系統34輸送到燃料導軌52。與在經由壓力調節(jié)器和燃料導軌中間的閥的負載循環(huán)改變 燃料導軌壓力的系統中的閥相比，主閥205可以是簡單的閥，其僅是可控制到全打開或全 關閉狀態(tài)并且不用來改變輸送到燃料導軌的燃料的壓力。然而，在其他示例中，壓力調節(jié)系 統34可根據來自燃料導軌壓力傳感器的反饋負載循環(huán)主閥205,使得該閥在選擇工況期間 結合該系統的其他壓力調節(jié)機構工作或者代替該系統的其他壓力調節(jié)機構。
[0037] 在圖2B中所示的示例中，輔助閥215在低壓調節(jié)閥201的上游耦合到次級燃料管 線210。雖然主閥205是打開的，但是如果輔助閥215被打開，氣體燃料可從燃料箱流到低 壓調節(jié)器且進一步到高壓調節(jié)器200的基準室88。以這種方式，壓力可在基準室中增加。 由于隔板98朝向壁104的運動，基準室中增加的壓力升高低壓室86中的燃料壓力（調節(jié)壓 力）。這進而將增加被引向調節(jié)燃料管線50且在下游到燃料導軌52的燃料的壓力。如果 輔助閥215隨后被關閉，氣體燃料可經由孔口 220從基準室排到泄壓導管92。以這種方式， 基準室將返回到穩(wěn)態(tài)壓力，從而減小低壓室86中的調節(jié)壓力。這進而將減小被引向調節(jié)燃 料管線50且在下游到燃料導軌52的燃料的壓力。通過關閉閥215,基準室88停止被補充， 并且基準室88將平衡到與通過導管92看到的壓力相同的壓力。經由泄壓導管92從基準 室88排出的氣體燃料可被引向發(fā)動機系統8,例如到進氣歧管44、曲軸箱79、噴射器真空、 真空泵真空，或到燃料蒸氣存儲濾罐27。可替換地，所排出的氣體燃料可被排棄到大氣中。
[0038] 應該理解，術語"高壓調節(jié)器"和"低壓調節(jié)器"（和/或"較高壓力調節(jié)器"和"較 低壓力調節(jié)器"）在本文用于根據退出調節(jié)器的氣體燃料的相對壓力描述調節(jié)器。換句話 說，在大多數情況下，退出高壓調節(jié)器的氣體燃料被調節(jié)到比退出低壓調節(jié)器的氣體燃料 更高的壓力。在一個示例中，高壓調節(jié)器可以是7巴調節(jié)器且低壓調節(jié)器可以是3巴調節(jié) 器。在圖2A和圖2B中所述的示例中，如果主閥205打開且輔助閥215關閉，退出低壓室86 的氣體燃料將在7巴的壓力下退出。如果輔助閥215隨后打開，氣體燃料將在3巴的壓力 下流入基準室88。進而，退出低壓室86的氣體燃料將在10巴的壓力下退出。
[0039] 壓力調節(jié)系統34可根據來自燃料導軌的電子反饋調節(jié)燃料導軌壓力。燃料導軌 壓力傳感器102可經配置感測當前燃料導軌壓力且提供感測的值到控制系統14的控制器 12。如果當前燃料導軌壓力不在根據發(fā)動機工況確定的期望燃料導軌壓力的范圍內，該控 制器可控制閥205和215,以實現期望燃料導軌壓力。圖3中示出圖2A和圖2B中描述的用 于示例性壓力調節(jié)系統的示例性控制例程。
[0040] 圖2A和圖2B中所示的可變壓力調節(jié)器（以及圖5A和圖5B中所示的可變壓力調 節(jié)器)可啟用一種用于氣體燃料發(fā)動機的系統，該系統包括：氣體燃料箱；第一壓力調節(jié)器， 其包括：耦合到氣體燃料箱的高壓室、耦合到發(fā)動機燃料導軌的低壓室、和基準室；第二壓 力調節(jié)器，其耦合到基準室；第一閥，其控制從氣體燃料箱到發(fā)動機燃料導軌的燃料流；第 二閥，其控制從第二壓力調節(jié)器到基準室的燃料流；和控制器，其包括具有其中用于根據期 望燃料導軌壓力調節(jié)所述閥的指令的存儲器。在一些示例中，第一壓力調節(jié)器是較高壓力 調節(jié)器且第二壓力調節(jié)器是較低壓力調節(jié)器。該系統可進一步包括第一燃料管線和第二燃 料管線，第一燃料管線耦合氣體燃料箱到高壓室，第二燃料管線經由第二壓力調節(jié)器和第 二閥耦合氣體燃料箱到基準室，并且可進一步包括泄壓導管，其在第二壓力調節(jié)器和第二 閥的下游且在基準室的上游耦合到第二燃料管線。該控制器可進一步包括具有其中用于當 致動第一閥時響應期望燃料導軌壓力增加致動第二閥的指令的存儲器，并且可進一步包括 具有其中用于當致動第一閥和第二閥時響應期望燃料導軌壓力減小停用第二閥的指令的 存儲器。
[0041] 在一些示例中，通過泄壓導管從基準室排出的燃料被傳送到發(fā)動機進行燃燒。該 系統可進一步包括第一燃料管線和第二燃料管線，第一燃料管線耦合低壓室到發(fā)動機燃料 導軌，第二燃料管線經由第二壓力調節(jié)器和第二閥耦合發(fā)動機燃料導軌到基準室，并且可 進一步包括泄壓導管，其在第二壓力調節(jié)器和第二閥的下游且在基準室的上游耦合到第二 燃料管線。該控制器可進一步包括具有其中用于響應期望燃料導軌壓力增加致動第二閥的 指令的存儲器，并且可進一步包括具有其中用于響應期望燃料導軌壓力減小停用第二閥的 指令的存儲器。
[0042] 以這種方式，可致動第一閥，以在由第一壓力調節(jié)器的性質確定的壓力下供給氣 體燃料到發(fā)動機燃料導軌。然后，響應期望燃料導軌壓力的增加，可致動第二閥。第二閥的 致動允許氣體燃料通過第二壓力調節(jié)器流入基準室，從而在由第二壓力調節(jié)器的性質確定 的壓力下增加基準室和低壓室的壓力。因此，該系統啟用至少兩個不同的燃料導軌壓力，以 便可以滿足峰值燃料需求，而不總是保持峰值燃料導軌壓力。
[0043] 圖3示出用于氣體燃料系統，如包括氣體燃料調節(jié)器的圖1中所述的燃料系統，如 圖2A和圖2B中所述的壓力調節(jié)系統34的氣體壓力調節(jié)器的示例方法350的高水平流程 圖。方法350可由控制器12執(zhí)行，并且當車輛正在操作或處于鑰匙接通事件時可以被運 行。方法350可通過確定發(fā)動機工況在355處開始。發(fā)動機工況可以被測量、估計或推斷， 并且可包括諸如車輛速度的各種車輛條件，以及諸如發(fā)動機操作模式、發(fā)動機轉速、發(fā)動機 溫度、排氣溫度、增壓水平、MAP、MAF、轉矩需求、馬力需求等各種發(fā)動機工況。
[0044] 在360處繼續(xù)，方法350可包括確定車輛是否處于氣體燃料操作模式，或者車輛是 否將要進入氣體燃料模式。氣體燃料模式可包括氣體燃料唯一模式、二元燃料操作模式、混 合-電動-氣體燃料模式或其中氣體燃料被注入至少一個燃燒汽缸的其他操作模式。
[0045] 如果車輛不在氣體燃料模式下操作，且車輛不立即地進入氣體燃料模式，方法350 可前進到365。在365處，方法350可包括關閉或保持主氣體燃料閥和輔助氣體燃料閥(例 如，如圖2A和圖2B中所述的主氣體燃料閥205和輔助氣體燃料閥215)關閉。如果其中一 個閥或兩個閥都打開，控制器12可致動所述閥關閉，從而從氣體燃料導軌52脫開氣體燃料 箱20。然后，方法350可以結束。
[0046] 如果車輛處于氣體燃料模式，或者將要進入氣體燃料模式，方法350可前進到 370。在370處，方法350可包括打開主氣體燃料閥205。打開主氣體燃料閥205耦合氣體 燃料箱20到氣體燃料導軌52,且允許氣體燃料在由高壓調節(jié)器200確定的壓力下進入調節(jié) 燃料管線50。
[0047] 在375處，方法350可包括確定期望燃料導軌壓力是否大于閾值。根據諸如發(fā)動 機模式、可用燃料水平、發(fā)動機轉矩需求、發(fā)動機功率需求等發(fā)動機工況，可計算或估計期 望燃料導軌壓力。閾值燃料導軌壓力可以是預定值，或者可作為當前發(fā)動機條件的函數進 行計算。如果期望燃料導軌壓力不大于閾值壓力，方法350可前進到380。
[0048] 在380處，方法350可包括關閉或保持輔助氣體燃料閥215關閉。以這種方式，低 壓調節(jié)器201從基準室88脫開。如果氣體燃料已經被引入基準室88,則燃料可經由孔口 220通過泄壓導管92從基準室88流出。以這種方式，基準室88將獲得基本等于大氣壓力 的壓力。由于隔板98遠離壁104的運動，這將進而導致低壓室86中的壓力下降。進而，在 基本等于高壓調節(jié)器200的預置值的壓力下將供給進入調節(jié)燃料管線50且進一步到燃料 導軌52的氣體燃料。然后，方法350可以結束。
[0049] 如果期望燃料導軌壓力大于閾值壓力，方法350可前進到385。在385處，方法350 可包括打開或保持輔助氣體燃料閥215打開。以這種方式，低壓調節(jié)器201耦合到基準室 88。來自氣體燃料箱20的燃料可經由次級燃料管線210進入低壓調節(jié)器201。這進而將導 致基準室88中的壓力增加了基本等于低壓調節(jié)器201的預置值的量。被引向調節(jié)燃料管 線50且在下游到燃料導軌52的燃料壓力可以基本等于高壓調節(jié)器200的預置值和低壓調 節(jié)器201的預置值之和。然后，方法350可以結束。
[0050] 方法350可進一步包括確定期望燃料導軌壓力是否保持高于閾值壓力。如果期望 燃料導軌壓力保持高于閾值壓力，方法350可包括保持主氣體燃料閥和輔助氣體燃料閥處 于打開構造。然后，方法350可以結束。如果期望燃料導軌壓力已經下降低于閾值，方法350 可包括關閉輔助氣體燃料閥215。以這種方式，低壓調節(jié)器201從基準室88脫開。然后，氣 體燃料可經由孔口 220通過泄壓導管92從基準室88流出。以這種方式，基準室88將獲得 基本等于大氣壓力的壓力，或由泄壓導管92看到的壓力。由于隔板98遠離壁104的運動， 這將進而導致低壓室86中的壓力下降。進而，在基本等于高壓調節(jié)器200的預置值的壓力 下將供給進入調節(jié)燃料管線50且進一步到燃料導軌52的氣體燃料。然后，方法350可以 結束。
[0051] 圖3中所示的高水平流程圖（以及圖6和圖8中所示的高水平流程圖河啟用一種 或多種方法。在一個示例中，用于調節(jié)發(fā)動機中氣體燃料壓力的方法包括：通過經由第二壓 力調節(jié)器可控制地增加氣體燃料流到第一壓力調節(jié)器的基準室，增加第一壓力調節(jié)器的低 壓室中的調節(jié)壓力。在一些示例中，增加第一壓力調節(jié)器的低壓室中的調節(jié)壓力進一步增 加發(fā)動機的燃料導軌中氣體燃料的壓力。該方法可進一步包括通過經由第二壓力調節(jié)器關 閉耦合基準室到氣體燃料箱的第一閥，減小第一壓力調節(jié)器的低壓室中的調節(jié)壓力。在一 些示例中，減小第一壓力調節(jié)器的低壓室中的調節(jié)壓力進一步包括通過泄壓導管從基準室 排出氣體燃料。在一些示例中，基準室和第二壓力調節(jié)器經由第二閥耦合到燃料導軌。該 方法可進一步包括根據期望燃料導軌壓力調節(jié)低壓室中的調節(jié)壓力。在一些示例中，第二 閥耦合第二壓力調節(jié)器和基準室到泄壓導管。
[0052] 以這種方式，多個不同的燃料導軌壓力可通過改變第一壓力調節(jié)器的基準室中的 壓力來設置。氣體燃料流可由閥控制，以響應于期望燃料導軌壓力的變化，而不依賴于機械 壓力反饋來致動或停用所述閥。
[0053] 圖4示出示例性時序圖400,其說明相對于時間的圖2A至圖2B的壓力調節(jié)系統的 各參數之間的關系。該時序圖可表示示例性壓力調節(jié)例程，如圖3中所述的方法350。時序 圖400包括當前燃料導軌壓力曲線圖410、期望燃料導軌壓力曲線圖420、主閥狀態(tài)曲線圖 430和輔助閥狀態(tài)曲線圖440。
[0054] 在、之前，車輛可處于關閉狀態(tài)，或者在不要求氣體燃料噴射的模式下運行。在 tQ處，期望燃料導軌壓力從0增加到小于閾值425的值。響應期望燃料導軌壓力的這種增 力口，致動主氣體燃料閥，如曲線圖430所示。如曲線圖410所示，主閥的致動導致燃料導軌 壓力增加到期望燃料導軌壓力。在此示例中，致動主閥相當于以100%負載循環(huán)打開該閥。 在一些示例中，該閥可被打開到各種負載循環(huán)，以進一步控制燃料導軌壓力。
[0055] 在&處，期望燃料導軌壓力增加到大于閾值425的值。此可以是由于工況的變化， 例如，增加的發(fā)動機轉矩需求。響應期望燃料導軌壓力的增加，致動輔助氣體燃料閥，如曲 線圖440所示。同時，保持主氣體燃料閥打開。如曲線圖410所示，輔助閥的致動導致燃料 導軌壓力增加到期望燃料導軌壓力。在此示例中，致動輔助閥相當于以100%負載循環(huán)打開 該閥。在一些示例中，該閥可以被打開到各種負載循環(huán)，以進一步控制燃料導軌壓力。如上 面參照圖2所述，輔助閥的致動導致氣體燃料流入高壓燃料調節(jié)器的基準室，從而增加進 入燃料導軌的氣體燃料的壓力。
[0056] 在時間t2處，期望燃料導軌壓力減小到小于閾值425的值。此可以是由于工況的 變化，例如，減少的發(fā)動機轉矩需求。響應期望燃料導軌壓力的減小，關閉輔助氣體燃料閥， 如曲線圖440所示。同時，保持主氣體燃料閥打開。如曲線圖410所示，輔助閥的關閉導致 燃料導軌壓力減小到期望燃料導軌壓力。如上面參照圖2所述，關閉輔助閥導致氣體燃料 通過泄壓導管從高壓燃料調節(jié)器的基準室流出。這減小了進入燃料導軌的氣體燃料的壓 力。
[0057] 在時間t3處，期望燃料導軌壓力減小到0。此可以是由于工況的變化，例如，鑰匙 關閉事件，或發(fā)動機模式的切換。響應期望燃料導軌壓力的減小，關閉主氣體燃料閥，如曲 線圖430所示。關閉主氣體燃料閥從氣體燃料導軌脫開氣體燃料箱。如曲線圖410所示， 主氣體燃料閥的關閉導致燃料導軌壓力減小到〇。
[0058] 圖5A和圖5B示出替代示例性壓力調節(jié)系統，如圖1中所述的壓力調節(jié)系統34的 詳細示意圖。如相對于圖2A和圖2B所述，壓力調節(jié)系統34包括高壓調節(jié)器300和低壓調 節(jié)器301。高壓調節(jié)器300包括高壓室84、低壓室86和基準室88,高壓室84經由燃料管線 94接收來自燃料箱20的氣體燃料，低壓室86經由調節(jié)燃料管線50提供壓力調節(jié)的氣體燃 料到燃料導軌52。高壓調節(jié)器300包括隔板98和閥100。閥100相對于分離高壓室84和 低壓室86的壁104中的孔的位置確定氣體從高壓室84流到低壓室86的流動速率。閥100 的位置取決于基準室88和低壓室86中的壓力，并且取決于由彈簧96提供的彈簧力，所述 彈簧96在一端上耦合到壓力調節(jié)器38的底部且在另一端上耦合到隔板98的底部。隨著 基準室中壓力增加，低壓室86中需要較大壓力，以實現閥100的任何給定位置。在這些示 例中，壓力調節(jié)系統34耦合低壓調節(jié)器301到基準室88,從而啟用基準室壓力的變換，該基 準室壓力進而改變低壓室86中的調節(jié)壓力。
[0059] 如上面相對于圖2A和圖2B所述，在當氣體燃料箱20流體耦合到燃料壓力調節(jié)系 統34時的大多數狀況下，高壓室84將包含在比低壓室86中包含的氣體燃料更高的壓力下 的氣體燃料。在高壓下存儲于氣體燃料箱20中的氣體燃料經由高壓燃料管線94流動到高 壓室84。然后，高壓室84中的一些氣體燃料可通過閥100被引向低壓室86,使得低壓室86 中氣體燃料的壓力低于高壓室84中氣體燃料的壓力。以這種方式，氣體燃料可被引向調節(jié) 燃料管線50且在基本低于高壓燃料管線94和氣體燃料箱20中的燃料壓力的壓力下被進 一步引向燃料導軌52。
[0060] 在圖5A中所示的示例中，壓力調節(jié)系統34包括主閥305。在此示例中，壓力調節(jié) 系統34包括次級燃料管線310。低壓調節(jié)器301和輔助閥315被示出耦合到次級燃料管線 310。泄壓導管92也被示出耦合到次級燃料管線310。泄壓導管92可包括孔口 320。孔口 320可以是固定的或可變的孔口。在一些示例中，孔口 320可由可控閥替代。
[0061] 低壓調節(jié)器301可包括用于輸入壓力、輸出壓力和基準壓力的端口。如圖5A和圖 5B中所示，導管可連接低壓調節(jié)器的基準室到大氣中。在其他示例中，低壓調節(jié)器301可具 有自連接基準壓力。在這些示例中，可以不需要提供恒定泄漏的泄壓導管，因為低壓調節(jié)器 可以增加并減少基準室88中的下游壓力。
[0062] 在圖5A和圖5B中所述的示例中，主閥305被示出在高壓調節(jié)器300的上游耦合 到高壓燃料管線94。主閥305可經由來自控制器12的信號致動和停用。當命令主閥305 打開時，高壓燃料管線94中的氣體燃料可以流到高壓調節(jié)器300的高壓室84。主閥305可 充當燃料導軌鎖止閥，并且可在其中不需要輸送氣體燃料到發(fā)動機的條件期間(例如，在發(fā) 動機關閉條件期間，或在其中需要單獨輸送液體燃料到發(fā)動機的條件期間）關閉，以防止壓 力調節(jié)系統34和燃料導軌52之間的連通。否則，可打開主閥305,使得燃料可以從壓力調 節(jié)系統34輸送到燃料導軌52。與經由壓力調節(jié)器和燃料導軌中間的閥的負載循環(huán)改變燃 料導軌壓力的系統中的閥相比，主閥305可以是簡單的閥，其僅可控制到全打開或全關閉 狀態(tài)，并且不用來改變輸送到燃料導軌的燃料的壓力。然而，在其他示例中，壓力調節(jié)系統 34可根據來自燃料導軌壓力傳感器的反饋負載循環(huán)主閥305,使得該閥在選擇工況期間結 合該系統的其他壓力調節(jié)機構工作或者代替該系統的其他壓力調節(jié)機構。
[0063] 在圖5A中所述的示例中，輔助閥315在低壓調節(jié)器301的下游耦合到次級燃料管 線310。當打開輔助閥315時，氣體燃料可通過低壓調節(jié)器301從燃料導軌流入高壓調節(jié) 器300的基準室88。以這種方式，壓力可以在基準室中增加。由于隔板98朝向壁104的 運動，基準室中增加的壓力升高低壓室86中的燃料壓力(調節(jié)壓力）。這進而將增加被引向 調節(jié)燃料管線50且在下游到燃料導軌52的燃料壓力。通過關閉閥315,基準室88停止被 補充，并且基準室88將平衡到與通過導管92看到的壓力相同的壓力。經由泄壓導管92從 基準室88排出的氣體燃料可被引向發(fā)動機系統8,例如到進氣歧管44、曲軸箱79、噴射器真 空、真空泵真空，或到燃料真空存儲濾罐27。可替換地，所排出的氣體燃料可被排棄到大氣 中。
[0064] 以這種方式，圖5A中所述的壓力調節(jié)系統可以使用燃料導軌壓力來調節(jié)基準室 中的壓力。通過控制閥305和315的位置，可以進而控制調節(jié)燃料管線50中的壓力。如果 主閥305關閉且輔助閥315也關閉，沒有氣體燃料到調節(jié)燃料管線50或燃料導軌52的凈流 動。如果主閥305關閉且輔助閥315打開，氣體燃料可經由次級燃料管線310從燃料導軌 52流到基準室88。以這種方式，氣體燃料將通過低壓調節(jié)器301。這進而將升高基準室88 中的壓力，從而將升高低壓室86的壓力。在基本等于低壓調節(jié)器301設定值的壓力下，增 加低壓室86的壓力將導致調節(jié)燃料管線50中氣體燃料壓力增加且進一步導致燃料導軌52 中氣體燃料壓力增加。其中主閥305關閉且輔助閥315打開的這種配置可導致第一低壓設 置，第一低壓設置可以在低燃料導軌壓力操作情況下，例如在極端冷起動轉動情況下選擇。
[0065] 在另一情況下，如果主閥305打開且輔助閥315關閉，基準室88將在大氣壓力下 平衡。氣體燃料將從燃料箱流動到高壓室84,并且在基本等于高壓調節(jié)器300設定值的壓 力下，氣體燃料將從低壓室流動到調節(jié)燃料管線50且進一步到燃料導管52。其中主閥305 打開且輔助閥315關閉的這種配置可導致第二標準壓力設置，第二標準壓力設置可在正常 工況下選擇。
[0066] 在另一情況下，如果主閥305打開且輔助閥315打開，氣體燃料將從燃料箱流到高 壓室84,并且氣體燃料將經由次級燃料管線310從燃料導軌流動到基準室88,從而流過低 壓調節(jié)器301。這進而將升高基準室88中的壓力，從而將升高低壓室86的壓力。在基本 等于高壓調節(jié)器300設定值和低壓調節(jié)器301設定值之和的壓力下，增加低壓室86的壓力 將導致調節(jié)燃料管線50中氣體燃料壓力增加且進一步導致燃料導軌52中氣體燃料壓力增 加。
[0067] 在圖5B中所述的示例中，輔助閥325在低壓調節(jié)器301的下游耦合到次級燃料管 線310。在此示例中，輔助閥325是耦合到次級燃料管線310和泄壓導管92的三通閥。為 了此示例的目的，輔助閥325將被描述為可在第一位置和第二位置之間切換的三通閥；然 而，應該理解在不背離本公開的范圍的情況下，可使用許多其他的閥配置。輔助閥325可根 據從控制器12接收的命令進行定位。
[0068] 輔助閥325可被放置在第一位置，其中第一閥開口對準泄壓導管92的入口，第二 閥開口對準次級燃料管線310的一部分使得氣體燃料可以通過輔助閥325從基準室88流 動，并且第三閥開口部對準次級燃料管線310中的開口，使得氣體燃料不可以從低壓調節(jié) 器301流動到基準室88。這可以是功能上相當于為圖5A中所示的輔助閥315描述的閉合 位置。
[0069] 例如，如果輔助閥325移動到第一位置，氣體燃料可經由孔口 220從基準室排到泄 壓導管92。以這種方式，基準室將返回到穩(wěn)態(tài)壓力，從而減小低壓室86中的調節(jié)壓力。這 進而將減少被引向調節(jié)燃料管線50且在下游到燃料導軌52的燃料壓力。通過致動閥325， 基準室88停止被補充，并且基準室88將平衡到與通過導管92看到的壓力相同的壓力。經 由泄壓導管92從基準室88排出的氣體燃料可被引向發(fā)動機系統8,例如到進氣歧管44、曲 軸箱79、噴射器真空、真空泵真空，或到燃料蒸氣存儲濾罐27?？商鎿Q地，所排出的氣體燃 料可被排棄到大氣中。
[0070] 輔助閥325可被放置在第二位置中，其中第一閥開口對準次級燃料管線310中的 入口且第二閥開口對準次級燃料管線310中的出口，使得氣體燃料可以從低壓調節(jié)器301 流動到基準室88。雖然泄壓導管92可被阻擋，但是這可以是功能上相當于為圖5A中所示 的輔助閥315描述的打開位置。在此配置中，氣體燃料可通過低壓調節(jié)器301從燃料導軌 流入高壓調節(jié)器300的基準室88。以這種方式，壓力可在基準室中增加。由于隔板98朝向 壁104的運動，基準室中增加的壓力升高低壓室86中的燃料壓力（調節(jié)壓力）。這進而將增 加被引向調節(jié)燃料管線50且在下游到燃料導軌52的燃料壓力。在這種情況下，如果主閥 305打開，同時輔助閥325處于第二位置，氣體燃料將從燃料箱流動到高壓室84,并且氣體 燃料將經由次級燃料管線310從燃料導軌流動到基準室88,從而通過低壓調節(jié)器301。這 進而將升商基準室88中的壓力，從而將升商低壓室86的壓力。在基本等于商壓調節(jié)器300 設定值和低壓調節(jié)器301設定值之和的壓力下，增加低壓室86的壓力將導致調節(jié)燃料管線 50中氣體燃料壓力增加且進一步導致燃料導軌52中氣體燃料壓力增加。
[0071] 如果主閥305關閉且輔助閥325處于第二位置，氣體燃料將經由次級燃料管線310 從燃料導軌52流動到基準室88。以這種方式，氣體燃料將通過低壓調節(jié)器301。這進而將 升高基準室88中的壓力，從而升高低壓室86的壓力。在基本等于低壓調節(jié)器301設定值 的壓力下，增加低壓室86的壓力將導致調節(jié)燃料管線50中氣體燃料壓力增加且進一步導 致燃料導軌52中氣體燃料壓力增加。其中主閥305關閉且輔助閥325處于第二位置的這 種配置可導致第一低壓設置，第一低壓設置可以在低燃料導軌壓力操作情況下，例如在極 端冷起動轉動情況下選擇。
[0072] 如圖5B中所示，壓力調節(jié)系統34也可包括耦合到調節(jié)燃料管線50的聚結過濾器 330。
[0073] 應該理解，術語"高壓調節(jié)器"和"低壓調節(jié)器"（和/或"較高壓力調節(jié)器"和"較 低壓力調節(jié)器")在本文用于根據退出調節(jié)器的氣體燃料的相對壓力描述所述調節(jié)器。換句 話說，在大多數情況下，退出高壓調節(jié)器的氣體燃料被調節(jié)到比退出低壓調節(jié)器的氣體燃 料更高的壓力。在一個示例中，高壓調節(jié)器可以是7巴調節(jié)器，且低壓調節(jié)器可以是3巴調 節(jié)器。在圖5A中所述的示例中，如果主閥305打開且輔助閥315關閉，退出低壓室86的氣 體燃料將在7巴壓力下退出。如果輔助閥315隨后打開，氣體燃料將在3巴的壓力下流入 基準室88。進而，退出低壓室86的氣體燃料將在10巴的壓力下退出。在其中主閥305關 閉且輔助閥315打開的情況下，氣體燃料將在3巴的壓力下流入基準室88,并且在3巴的壓 力下退出低壓室86,從而在閉合回路中增加燃料導軌中氣體燃料的壓力。
[0074] 壓力調節(jié)系統34可根據來自燃料導軌的電子反饋調節(jié)燃料導軌壓力。燃料導軌 壓力傳感器102可經配置感測當前燃料導軌壓力且提供感測的值到控制系統14的控制器 12。如果當前燃料導軌壓力不在根據發(fā)動機工況確定的期望燃料導軌壓力的范圍內，該控 制器可控制閥305和315來實現期望燃料導軌壓力。圖6中示出用于圖5A和圖5B中所述 示例性壓力調節(jié)系統的示例性控制例程。
[0075] 圖6示出用于氣體燃料系統，如圖1中所述的包括氣體燃料壓力調節(jié)器的燃料系 統，如圖5A中所述的壓力調節(jié)系統34的氣體壓力調節(jié)器的示例方法600的高水平流程圖。 方法600可由控制器12執(zhí)行，并且當車輛正在操作或處于鑰匙接通事件時可以被運行。方 法600可通過確定發(fā)動機工況在605處開始。發(fā)動機工況可被測量、估計或推斷，并且可包 括諸如車輛速度的各種車輛條件，以及諸如發(fā)動機操作模式、發(fā)動機轉速、發(fā)動機溫度、排 氣溫度、增壓水平、MAP、MAF、轉矩需求、馬力需求等各種發(fā)動機工況。
[0076] 在610處繼續(xù)，方法600可包括確定車輛是否處于氣體燃料操作模式，或者車輛是 否將要進入氣體燃料模式。氣體燃料模式可包括氣體燃料唯一模式、二元燃料操作模式、混 合-電動-氣體燃料模式或其中氣體燃料被注入至少一個燃燒汽缸的其他操作模式。
[0077] 如果車輛不在氣體燃料模式下操作，且車輛不迫切地進入氣體燃料模式，方法600 可前進到615。在615處，方法600可包括關閉主氣體燃料閥和輔助氣體燃料閥(例如，如 圖5A中所述的主氣體燃料閥305和輔助氣體燃料閥315)或保持主氣體燃料閥和輔助氣體 燃料閥關閉。對于圖5B中所述的系統，此可包括將輔助氣體燃料閥315放置在第一減壓位 置。如果其中一個閥或兩個閥都打開，控制器12可致動所述閥關閉，從而從氣體燃料導軌 52脫開氣體燃料箱20。然后，方法600可以結束。
[0078] 如果車輛處于氣體燃料模式，或者將要進入氣體燃料模式，方法600前進到620。 在620處，方法600可包括確定車輛當前是否處于冷啟動條件。此可包括評價在605處評 估的發(fā)動機工況，并且可包括確定電壓是否可用于燃料噴射。如果無冷啟動例程正在進行， 方法600前進到630。如果冷啟動例程正在進行，方法600可前進到625。在625處，方法 600可包括打開輔助氣體燃料閥，如圖5A中所示的輔助氣體燃料閥315。對于圖5B中所述 的系統，此可包括將輔助氣體燃料閥315放置在第二許可位置。主氣體燃料閥，如主氣體燃 料閥305,或高壓調節(jié)器300的高壓側上的另一鎖緊閥可被關閉或保持與輔助氣體燃料閥 315的打開同時關閉。如上所述，在此配置中，氣體燃料可經由次級燃料管線310從燃料導 軌52流動到基準室88。以這種方式，氣體燃料將通過低壓調節(jié)器301。這進而將升高基準 室88中的壓力，從而將升高低壓室86的壓力。在基本等于低壓調節(jié)器301設定值的壓力 下，增加低壓室86的壓力將導致調節(jié)燃料管線50中氣體燃料壓力增加且進一步導致燃料 導軌52中氣體燃料壓力增加。此可導致低壓設置，從而考慮到用于冷啟動的低壓燃料噴射 或其中最小電壓可用于氣體燃料噴射的其他情況。
[0079] 在630處，方法600可包括確定期望燃料導軌壓力是否大于第一閾值。第一閾值可 以是預定燃料導軌壓力，或者可以是當前發(fā)動機工況的函數。如果在冷啟動條件之后執(zhí)行 此確定，在冷啟動條件之后可以存在事件的預定時間段或順序，其中在比較燃料導軌壓力 和第一閾值之前冷啟動條件會消逝。如果期望燃料導軌壓力不大于第一閾值，方法600前 進到635。在635處，方法600可包括關閉主氣體燃料閥或保持主氣體燃料閥關閉。然后， 方法600可以結束。
[0080] 如果期望燃料導軌壓力大于第一閾值，方法600可前進到640。在640處，方法600 可包括關閉輔助氣體燃料閥或保持輔助氣體燃料閥的關閉狀態(tài)并且打開主氣體燃料閥且 耦合氣體燃料箱20到氣體燃料導軌52。對于圖5B中所述的系統，此可包括將輔助氣體燃 料閥315放置在第一減壓位置。如上面相對于圖5A所述，在此配置中，基準室88將在大氣 壓力下平衡。氣體燃料將從燃料箱流動到高壓室84,并且在基本等于高壓調節(jié)器300設定 值的壓力下，氣體燃料將從低壓室流動到調節(jié)燃料管線50且進一步到燃料導軌52。此可導 致主要或標準壓力設置，從而允許可在大多數工況下選擇的燃料導軌壓力。
[0081] 繼續(xù)到645,方法600可包括確定期望燃料導軌壓力是否大于第二閾值，其中第二 閾值大于第一閾值。根據諸如發(fā)動機模式、可用燃料水平、發(fā)動機轉矩需求、發(fā)動機功率需 求等發(fā)動機工況，可計算或估計期望燃料導軌壓力。閾值燃料導軌壓力可以是預定值，或者 可作為當前發(fā)動機條件的函數進行計算。如果期望燃料導軌壓力不大于第二閾值壓力，方 法600可前進到650。
[0082] 在650處，方法600可包括關閉輔助氣體燃料閥315或保持輔助氣體燃料閥315 關閉。對于圖5B中所述的系統，此可包括將輔助氣體燃料閥315放置在第一減壓位置。以 這種方式，低壓調節(jié)器301從基準室88脫開。如果氣體燃料已被引入基準室88,則燃料可 經由孔口 320通過泄壓導管92從基準室88流出。以這種方式，基準室88將獲得基本等于 大氣壓力的壓力。由于隔板98遠離壁104的運動，這將進而導致低壓室86中的壓力下降。 進而，在基本等于高壓調節(jié)器300預設定值的壓力下將供給進入調節(jié)燃料管線50且進一步 到燃料導軌52的氣體燃料。然后，方法600可以結束。
[0083] 如果期望燃料導軌壓力大于閾值壓力，方法600可前進到655。在655處，方法600 可包括打開輔助氣體燃料閥315或保持輔助氣體燃料閥315打開。對于圖5B中所述的系 統，此可包括將輔助氣體燃料閥315放置在第二許可位置。以這種方式，低壓調節(jié)器301耦 合到基準室88。來自氣體燃料箱20的燃料可經由次級燃料管線310進入低壓調節(jié)器301。 這進而將導致基準室88中的壓力增加了基本等于低壓調節(jié)器301預設定值的量。由于隔 板98朝向壁104的運動，此將進一步增加低壓室86中的壓力。這進而將增加被引向調節(jié) 燃料管線50且在下游到燃料導軌52的燃料的壓力。被引向調節(jié)燃料管線50且在下游到 燃料導軌52的燃料的壓力可以基本等于高壓調節(jié)器300的預設定值和低壓調節(jié)器301的 預設定值之和。然后，方法600可以結束。
[0084] 方法600可進一步包括確定期望燃料導軌壓力是否保持高于第二閾值壓力。如果 期望燃料導軌壓力保持高于第二閾值壓力，方法600可包括保持主氣體燃料閥和輔助氣體 燃料閥處于打開構造。然后，方法600可以結束。如果期望燃料導軌壓力已經下降低于閾 值，方法600可包括關閉輔助氣體燃料閥315。對于圖5B中所述的系統，此可包括將輔助氣 體燃料閥315放置在第一減壓位置。以這種方式，低壓調節(jié)器301從基準室88脫開。然后， 氣體燃料可經由孔口 320通過泄壓導管92從基準室88流出。以這種方式，基準室88將取 得基本等于大氣壓力的壓力。由于隔板98遠離壁104的運動，此將進而導致低壓室86中 的壓力下降。進而，在基本等于高壓調節(jié)器300與設定值的壓力下將供給進入調節(jié)燃料管 線50且進一步到燃料導軌52的其他燃料。此后，方法600可以結束。
[0085] 圖6中所示的高水平流程圖可啟用一種或多種方法。在一個示例中，用于發(fā)動機 冷啟動的方法包括：關閉耦合氣體燃料箱到第一氣體燃料調節(jié)器的高壓室的閥且經由第二 氣體燃料調節(jié)器打開耦合燃料導軌到第一氣體燃料調節(jié)器的基準室的閥。以這種方式，已 經存在于燃料導軌中的氣體燃料可用于建立低噴射壓力，因為較低噴射壓力要求較低噴射 器開啟電壓，其中當邊際電壓可用于打開燃料噴射器時，可使用低噴射壓力。
[0086] 圖7示出示例性時序圖700,其說明相對于時間的圖5A的壓力調節(jié)系統的各參數 之間的關系。該時序圖可表示示例性壓力調節(jié)例程，如圖6中所述的方法600。時序圖700 包括當前燃料導軌壓力曲線圖710、期望燃料導軌壓力曲線圖720、主閥狀態(tài)曲線圖730和 輔助閥狀態(tài)曲線圖740。輔助閥狀態(tài)曲線圖740示出輔助閥的第一位置和第二位置。如上 所述，對于圖5A中所示的系統，輔助閥315可放置在第一閉合位置或第二打開位置。對于圖 5B中所述的系統，輔助閥325可放置在第一減壓位置或第二打開位置。對于閥315和325 二者，第一位置從基準室88脫開低壓調節(jié)器301，而第二位置耦合低壓調節(jié)器301到基準室 88。在此示例中，默認或停用位置是第一位置，且致動位置是第二位置。
[0087] 在、之前，車輛可處于關閉狀態(tài)，或者在不要求氣體燃料噴射的模式下運行。在 tQ處，期望燃料導軌壓力從0增加到小于第一閾值725的值。響應期望燃料導軌壓力的這 種增加，將輔助氣體燃料閥放置在第二位置，如曲線圖740所示。如曲線圖720所示，輔助 閥的致動導致燃料導軌壓力增加到期望燃料導軌壓力。在此示例中，致動輔助閥相當于以 100%負載循環(huán)打開該閥。在一些示例中，該閥可被打開到各種負載循環(huán)，以進一步控制燃料 導軌壓力。
[0088] 在h處，期望燃料導軌壓力增加到大于主閾值725但小于次級閾值726的值。響 應期望燃料導軌壓力的這種增加，致動主氣體燃料閥，如曲線圖730所示。同時，將輔助氣 體燃料閥放置在第一位置，如曲線圖740所示。如曲線圖710所示，主閥的致動和輔助閥 的同時停用導致燃料導軌壓力增加到期望燃料導軌壓力。在此示例中，致動主閥相當于以 100%負載循環(huán)打開該閥。在一些示例中，該閥可以被打開到各種負載循環(huán)，以進一步控制燃 料導軌壓力。
[0089] 在t2處，期望燃料導軌壓力增加到大于第二閾值726的值。此可以是由于工況的 變化，例如，增加的發(fā)動機轉矩需求。響應期望燃料導軌壓力的增加，致動輔助氣體燃料閥， 如曲線圖740所示。同時，保持主氣體燃料閥打開。如曲線圖710所示，輔助閥的致動導致 燃料導軌壓力增加到期望燃料導軌壓力。在此示例中，致動輔助閥相當于以100%負載循環(huán) 打開該閥。在一些示例中，該閥可被打開到各種負載循環(huán)，以進一步控制燃料導軌壓力。如 上面參照圖5A和圖5B所述，輔助閥的致動導致氣體燃料流入高壓燃料調節(jié)器的基準室，從 而增加進入燃料導軌的氣體燃料的壓力。
[0090] 在時間t3處，期望燃料導軌壓力減小到小于閾值726但大于閾值725的值。此可 以是由于工況的變化，例如，減少的發(fā)動機轉矩需求。響應期望燃料導軌壓力的減小，停用 輔助氣體燃料閥，如曲線圖740所示。同時，保持主氣體燃料閥打開。如曲線圖710所示，輔 助閥的停用導致燃料導軌壓力減小到期望燃料導軌壓力。如上面參照圖5A和圖5B所述， 停用輔助閥導致氣體燃料通過泄壓導管從高壓燃料調節(jié)器的基準室流出。此減小了進入燃 料導軌的氣體燃料的壓力。
[0091] 在時間t4處，期望燃料導軌壓力減小到0。此可以是由于工況的變化，例如，鑰匙 關閉事件，或發(fā)動機模式的切換。響應期望燃料導軌壓力的減小，關閉主氣體燃料閥，如曲 線圖730所示。關閉主氣體燃料閥將氣體燃料箱從氣體燃料導軌脫開。如曲線圖710所示， 主氣體燃料閥的關閉導致燃料導軌壓力減小到0。
[0092] 應該理解，本文公開的配置和方法在本質上是示例性的，并且這些具體實施例不 以限制的意義加以考慮，因為許多變化都是可能的。例如，上述技術可以應用于V-6、1-4、 I-6、V12、對置4和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括各種系統和配置的所有新穎且非顯 而易見的組合和子組合，以及本文公開的其他特征、功能和/或性質。
[〇〇93] 下面的權利要求特別指出被視為新穎且非顯而易見的某些組合和子組合。這些權 利要求可指"一個"元素或"第一"元素或其等同物。此類權利要求應該被理解為包括一個 或多個此類元素的結合，既不要求也不排除兩個或更過此類元素。所公開的特征、功能、元 件和/或性質的其他組合和子組合可通過本權利要求書的修訂或通過此申請或相關申請 中新權利要求的呈現提出要求。此類權利要求，無論在范圍上比原始權利要求更寬、更窄或 與原始權利要求相等或不同，也被視為包括在本公開主題的范圍內。
【權利要求】
1. 一種用于氣體燃料發(fā)動機的系統，其包括： 氣體燃料箱； 第一壓力調節(jié)器，其包括耦合到所述氣體燃料箱的高壓室、耦合到發(fā)動機燃料導軌的 低壓室、和基準室； 第二壓力調節(jié)器，其耦合到所述基準室； 第一閥，其控制從所述氣體燃料箱至所述發(fā)動機燃料導軌的燃料流； 第二閥，其控制從所述第二壓力調節(jié)器至所述基準室的燃料流；和 控制器，其包括存儲器，所述存儲器中具有用于根據期望燃料導軌壓力調節(jié)所述第一 閥和第二閥的指令。
2. 根據權利要求1所述的系統，其中所述第一壓力調節(jié)器是較高壓力調節(jié)器且所述第 二壓力調節(jié)器是較低壓力調節(jié)器。
3. 根據權利要求2所述的系統，其進一步包括耦合所述氣體燃料箱到所述高壓室的第 一燃料管線、和經由所述第二壓力調節(jié)器和第二閥耦合所述氣體燃料箱到所述基準室的第 二燃料管線。
4. 根據權利要求3所述的系統，其進一步包括泄壓導管，所述泄壓導管在所述第二壓 力調節(jié)器和第二閥的下游且在所述基準室的上游耦合到所述第二燃料管線。
5. 根據權利要求3所述的系統，其中所述控制器進一步包括其中具有用于當所述第一 閥被致動時響應期望燃料導軌壓力增加致動所述第二閥的指令的存儲器。
6. 根據權利要求4所述的系統，其中所述控制器進一步包括其中具有用于當所述第一 和第二閥被致動時響應期望燃料導軌壓力減少停用所述第二閥的指令的存儲器。
7. 根據權利要求4所述的系統，其中通過所述泄壓導管從所述基準室排出的燃料被傳 送到所述發(fā)動機用于燃燒。
8. 根據權利要求2所述的系統，其進一步包括耦合所述低壓室到所述發(fā)動機燃料導軌 的第一燃料管線、和經由所述第二壓力調節(jié)器和第二閥耦合所述發(fā)動機燃料導軌到所述基 準室的第二燃料管線。
9. 根據權利要求8所述的系統，其進一步包括泄壓導管，所述泄壓導管在所述第二壓 力調節(jié)器和第二閥的下游且在所述基準室的上游耦合到所述第二燃料管線。
10. 根據權利要求8所述的系統，其中所述控制器進一步包括其中具有用于響應期望 燃料導軌壓力增加致動所述第二閥的指令的存儲器。
11. 根據權利要求9所述的系統，其中所述控制器進一步包括其中具有用于響應期望 燃料導軌壓力減少停用所述第二閥的指令的存儲器。
12. 根據權利要求9所述的系統，其中通過所述泄壓導管從所述基準室排出的燃料被 傳送到所述發(fā)動機用于燃燒。
13. -種用于調節(jié)發(fā)動機中氣體燃料壓力的方法，其包括： 通過經由第二壓力調節(jié)器可控制地增加到達第一壓力調節(jié)器的基準室中的氣體燃料 流，增加所述第一壓力調節(jié)器的低壓室中的調節(jié)壓力。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中增加所述第一壓力調節(jié)器的所述低壓室中的所 述調節(jié)壓力進一步增加所述發(fā)動機的燃料導軌中的氣體燃料壓力。
15. 根據權利要求13所述的方法，其進一步包括通過經由所述第二壓力調節(jié)器關閉耦 合所述基準室到氣體燃料箱的第一閥，降低所述第一壓力調節(jié)器的所述低壓室中的調節(jié)壓 力。
16. 根據權利要求15所述的方法，其中降低所述第一壓力調節(jié)器的所述低壓室中的調 節(jié)壓力進一步包括通過泄壓導管從所述基準室排出氣體燃料。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中所述基準室和第二壓力調節(jié)器經由第二閥耦合 到所述發(fā)動機的燃料導軌。
18. 根據權利要求15所述的方法，其進一步包括根據期望燃料導軌壓力調節(jié)所述低壓 室中的所述調節(jié)壓力。
19. 根據權利要求17所述的方法，其中所述第二閥耦合所述第二壓力調節(jié)器和所述基 準室到所述泄壓導管。
20. -種用于發(fā)動機冷啟動的方法，其包括： 關閉耦合氣體燃料箱到第一氣體燃料調節(jié)器的高壓室的閥；和 經由第二氣體燃料調節(jié)器打開耦合燃料導軌到所述第一氣體燃料調節(jié)器的基準室的 閥。
【文檔編號】F02M21/02GK104100414SQ201410148262
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權日:2013年4月15日
【發(fā)明者】R·D·珀西富爾 申請人:福特環(huán)球技術公司