[发明专利]用于发动机控制的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用压缩的天然气调整双燃料车辆中的发动机运行。

背景技术

已经研制出代用燃料以缓和上涨的常规燃料的价格并且降低排气排放。例如，天然气作为有吸引力的代用燃料已经被认识到。对于汽车应用，天然气可以被压缩并且被存储为汽缸内的高压气体。于是压力调节阀可以用来以低压向发动机燃烧室供给压缩天然气（CNG）。多种发动机系统可使用CNG燃料，其利用适合于CNG燃料的特定的物理和化学性质的多种发动机技术和喷射技术。例如，单燃料发动机系统可以构造仅仅用CNG运行，而多燃料发动机系统可以构造成用CNG以及诸如汽油或汽油混合物液体燃料的一种或更多种代用燃料运行。在本文中，发动机可优先用CNG运行以减少汽油消耗，同时在CNG不可用时变成使用汽油。

但是，本文的发明人已经认识到利用这种系统的潜在问题。可能存在这样的情况，即，当CNG燃料箱中有足够的燃料时而CNG燃料管中的燃料轨压力不足。这些情况可能出现，例如，由于由燃料管的冻结（由于气体燃料中过多的水蒸气含量导致结冰堵塞）、燃料箱凝聚过滤器的堵塞（由于压缩机机油填充该过滤器）、存在燃料管的纽结和堵塞物等引起的CNG燃料管中的流量限制。响应任何这些情况，CNG燃料箱可实际上被认为是空的并且因此能够采取缓解动作。例如，在单燃料发动机系统中，可以限制进入发动机的进气以便限制发动机功率。作为另一个示例，在多燃料发动机系统中，发动机运行可以转换成利用代用燃料。例如在上面讨论的双燃料系统的示例中，发动机运行可以转换至汽油燃料。在两种情况的任何一种情况下，由于燃料箱中的任何剩余的CNG不被用来运行发动机和推动车辆，结果是CNG的利用不充分。此外，转换到利用汽油降低车辆的燃料经济性。

本文的发明人还认识到至少一些导致降低CNG燃料导轨压力的上面提到的情况本质上是临时的和/或不通过修理来解决。例如，由于在燃料管中的冰的聚集（例如，由于高湿度燃料和/或低环境温度）引起的流量限制可在冰被融化之后由它本身解决。比较起来，其他的情况可以具有更持久的性质并且可能需要修理和保养工作。因此，缓解动作可以针对不同的流量限制而改变。

发明内容

在一个示例中，上面的一些问题可以通过一种运行发动机的方法部分地解决，该方法包括，响应第一燃料的第一燃料轨压力和第一燃料箱压力的每个，在第一燃料箱的第一气体燃料和第二燃料箱的第二液体燃料之间交替向一个或更多个汽缸进行燃料喷射。以这种方式，可以更好地识别由于CNG燃料管中临时的流量限制引起的燃料轨压力下降，并且当流量限制已经清除时可以重新开始利用CNG。

例如，发动机可以构造成用诸如CNG的第一气体燃料和诸如汽油的第二液体燃料运行。响应CNG燃料管轨道压力下降低于阈值压力，同时CNG燃料箱足够满，发动机控制系统可以推论CNG流输送系统中的故障（例如，流量限制）并且可以立即转换一个或更多个发动机汽缸的运行至汽油燃料。在用汽油运行一段持续时间之后，控制系统可以重新开始用CNG运行汽缸。作为一个示例，转换可以包括用CNG运行一些发动机汽缸，同时用汽油燃料运行其余的汽缸一段时间。作为另一个示例，转换可以包括用至少一些CNG运行给定的汽缸和用至少一些汽油燃料运行多个燃烧事件。

在一个示例中，汽缸用汽油燃料运行的持续时间可以对应于在当前环境温度条件下从CNG燃料管道融化和清除潜在的结冰堵塞物所需要的持续时间。因此，由于燃料冻结状态引起的临时流量限制可以在该持续时间之后被克服。如果当返回到汽缸的CNG运行时，CNG燃料轨压力已经返回至阈值压力或其之上，在该期间中没有燃料箱加燃料事件发生时，可以确定潜在的流量限制在性质上是临时的（并且已经清除）。但是，如果在该持续时间之后，燃料轨压力仍然不足，则可以确定CNG燃料管中的更持久的流量限制（例如，由于过滤器堵塞状况引起的），并且可以继续对发动机汽缸的汽油喷射。此外，根据限制的性质，可以设置适当的诊断码。

在替代实施例中，其中CNG是发动机燃料系统中唯一可用燃料的情况下，响应燃料轨压力的下降，进入发动机的空气流可以被临时限制一段时间。如果在一段时间之后燃料轨压力返回，则可以重新开始CNG的喷射。但是，如果在一段时间之后燃料轨的压力不返回，则可以进一步限制空气流并且设置合适的诊断码。