[发明专利]用于替代性气体燃料应用的分布式燃料传输系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年2月16日提交的美国临时申请No.61/304,698的权益。上述申请的全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

此处提供的背景技术描述的目的是总体地给出本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在该背景技术部分所描述的程度，以及在提交时可能不另构成现有技术的本申请的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。

发动机控制模块(ECM)通常构造成对单一液体燃料提供燃料传输功能，液体燃料诸如汽油或其它液体燃料混合物，如E85。ECM可主要基于来自质量空气流量(MAF)传感器的MAF信号来确定气缸新鲜空气充量。ECM基于气缸新鲜空气充量使用开环、闭环和瞬时燃料加注算法来计算所需的燃料质量。在闭环操作期间，ECM监测氧(O₂)传感器，使用燃料修整功能来校正燃料加注错误。燃料喷射器特性功能被用于将所需燃料质量按时转换到喷射器中，这由ECM的燃料喷射器输出驱动器执行。

燃料喷射器控制模块(FICM)可被用于使发动机能够以替代性气体燃料操作，诸如压缩的天然气(CNG)和液化石油气(LPG)。FICM连接在ECM和发动机的燃料喷射器之间。对于单燃料应用(一个燃料存储和传输系统)和双燃料应用(两个不同的燃料存储和传输系统，其中各燃料被一次一种地引入发动机的燃烧室中)，FICM都对燃料喷射器直接控制。FICM选择要激活哪一组燃料喷射器(第一燃料源的喷射器或第二燃料源的喷射器)。

在双燃料系统的汽油操作期间，ECM产生不被FICM改变的汽油喷射器控制波形并将其传递到汽油喷射器。在气体燃料操作期间，FICM修改喷射器控制波形以补偿气体燃料燃烧特性、气体燃料传输轨的压力和温度、歧管绝对压力(MAP)、汽油和气体燃料动力学之间的差异、以及汽油和气体燃料喷射器操作特性之间的差异。FICM通过拦截由ECM产生的燃料喷射器控制信号(即，防止其被传递到汽油燃料喷射器)来修改喷射器控制波形。FICM基于从ECM接收到的燃料喷射器控制信号来产生补偿的燃料喷射器信号。基于补偿的燃料喷射器信号来操作气体燃料喷射器，其中，补偿的燃料喷射器信号基于来自ECM的汽油燃料喷射器控制信号。

用于排放控制的闭环燃料喷射操作使用排气氧传感器来提供反馈，以校正开环燃料加注错误，并施加必要的依赖于燃料源的相对空气燃料比(AFR)偏差。O₂传感器的响应特性是这样的：其使得当以气体燃料而非汽油进行操作时，燃料控制可以向贫偏移。FICM拦截或超越提供至ECM的O₂传感器信号，以补偿该贫偏移。当以气体燃料操作时，FICM防止O₂传感器信号被ECM接收，并以FICM产生的模拟的O₂传感器信号来替代。在汽油操作期间，FICM不加改变地使O₂传感器信号传递到ECM。

来自FICM的模拟的O₂传感器信号被ECM使用来执行闭环校正。基于以气体燃料操作时所用的模拟的O₂传感器信号的这些闭环校正会造成ECM相应地调整燃料喷射器命令信号。结果，FICM造成ECM产生具有用于气体燃料源操作的适当的相对空气燃料比(AFR)偏差的燃料喷射器命令信号。FICM可包括喷射器驱动器，所述喷射器驱动器提供足够的电流来操作用于LPG和/或CNG燃料源的气体燃料喷射器。LPG和CNG燃料喷射器通常具有与汽油喷射器不同的电特性(即，峰值电流值和保持电流值不同)。

发明内容

提供了一种控制系统，其包括产生燃料喷射器命令信号的发动机控制模块，所述燃料喷射器命令信号用于发动机的燃料喷射器。发动机控制模块(ECM)产生指示发动机的操作特性的发动机参数信号。燃料喷射器控制模块(FICM)通过网络与发动机控制模块通信。ECM通过网络将发动机参数信号传递给FICM。FICM基于燃料喷射器命令信号和发动机参数信号来产生经补偿的燃料喷射器信号。FICM还可基于气体燃料的压力和温度、以及系统电压来产生经补偿的燃料喷射器信号。