[发明专利]可变压力气体燃料调节器

说明书

技术领域

本申请涉及用于气体燃料车辆的可变喷射压力调节，其包括在停用燃料喷射器的条件期间气体燃料导轨降压。

背景技术

已经研发了可替代燃料以缓解传统燃料的价格上升，并且以便减少排气排放。例如，天然气已被认为是具有吸引力的可替代燃料。对于汽车应用来说，天然气可以被压缩，并且在高压力下作为气体被存储在汽缸中。然后压力调节器可以被用来在较低的压力下将压缩的天然气（CNG）供应至发动机燃烧室。压力调节器可以在固定的、恒定压力下提供该气体燃料至发动机，或其可以是能在变化的压力下提供气体燃料至发动机的可变压力调节器。

替代在固定的、恒定的压力下提供气体燃料至发动机的压力调节器，通过使用可变压力调节器提供气体燃料至发动机，可以实现多种优势。例如，改变气体燃料的压力增加了喷射器的动态范围（喷射器的动态范围是可以被喷射的燃料的“关闭率”）。在低燃料需求期间提供较低的燃料压力允许更长的燃料喷射脉冲宽度，这允许喷射更低的、可重复的质量。作为另一示例，当仅少量电压可用于打开喷射器时，改变气体燃料的压力能够在发动机冷启动期间使用较低的气体燃料压力，因为较低的喷射器打开电压可能足以用于在较低的喷射压力下喷射气体燃料。作为又一示例，改变压力可以允许不常发生的峰值燃料需求被满足，而不必使喷射器一直遭受喷射高压气体燃料的耐久性挑战。

虽然可变压力调节器有优势，但已知的可变压力调节器是昂贵的，并且易于不稳定。例如，在一些系统中，通过使调节器的参考室暴露于进气歧管压力而实现可变压力调节。然而，当进气歧管真空不在一定范围内时，对进气歧管压力的这种依赖限制了压力调节器的可操作性。在其他系统中，通过经由来自高压源的阀改变参考压力而实现压力可变性。作为另一示例，一种已知的可变压力调节器通过使调节器与燃料导轨之间的主阀周期性循环而改变气体燃料的压力。然而，依靠单个阀执行压力调节的系统可能不是足够稳健的，其中阀遭受高压气体燃料流。由于这些和其他原因，车辆可以包括向发动机提供固定的、恒定的压力的气体燃料的机械压力调节器。

发明内容

与上述的可变压力调节系统相比，发明人在此已经认识到，通过升高和降低机械压力调节器的调节压力（通过升高和降低参考室中的压力），气体燃料可以以有成本效益的方式在变化的压力下提供至发动机，而不损害稳定性。将调节器的低压室与参考室连接的通道可以包括这样的阀，其可以被控制成使气体燃料从高压室流至参考室，从而增加参考室的压力。另外，将参考室连接至发动机（例如，连接至进气歧管、曲轴箱、喷射器真空装置、真空泵真空装置或燃料蒸气率罐）或连接至大气的通道可以包括另一个阀以减小参考室的压力。通过控制这些阀，可以改变参考室中的压力，这进而改变从调节器的低压室被输送至发动机（例如，输送至发动机的燃料喷射器）的气体燃料的压力。阀可以通过电子压力反馈系统控制，并且可以是固定的孔或动力传动系控制模块（PCM）控制的电磁阀。以此方式将电子压力反馈控制系统放置在机械压力调节系统的顶部，能够通过控制这些阀实现被输送至发动机的气体燃料的压力变化。有利的是，阀可以是小的并且是便宜的，而系统仍可以胜过涉及使调节器与燃料导轨之间的主阀周期性循环的可变压力调节方法。

在一个示例中，用于调节发动机中气体燃料压力的方法包含，通过可控地使气体燃料流入和/或流出压力调节器的参考室而改变压力调节器的低压室中的调节压力。此方法可以通过使燃料流入或流出参考室，而使机械压力调节器能够将燃料压力调节至不同的压力。例如，可以通过控制升压阀以使气体燃料从低压室流入参考室来增加调节压力，并且可以通过控制降压阀以使气体燃料流出参考室来减小调节压力。发动机燃料导轨可以与调节器的低压室连通，并且因此调节压力可以是导致期望的燃料导轨压力被实现的压力。可以基于电子压力反馈（例如指示当前燃料导轨压力的燃料导轨压力传感器的反馈），以及基于发动机工况，控制阀。例如，在低负荷条件期间，期望在相对于当前燃料导轨压力更低的压力下喷射燃料。

以此方式，可变压力调节可以通过控制阀以使相对少量的气体燃料流入和流出压力调节器的参考室（与从调节器流至燃料导轨的气体燃料量相比）实现，而不是通过（或另外）使将燃料输送至燃料导轨的管道中的主阀周期性循环实现。因此，相对于利用周期性循环方法的系统而言，较小和较低成本的阀可以根据需要用在所要求保护的配置中，这会引起成本节约。另外，当降压阀打开时从参考室排出的气体燃料可以被引导至发动机用于燃烧，由此提高燃料效率。此外，在升压阀和降压阀的致动器被PCM控制的实施例中，该PCM具备至发动机的额外的燃料流的知识，并且能够适当地进行补偿。