[发明专利]用于运行燃料系统的方法以及控制器

说明书

本发明涉及一种用于运行燃料系统的方法，所述燃料系统用于向机动车的内燃机供给天然气，其中，所述天然气以液态形式被储存在所述机动车上的箱(1)中并且借助至少一个泵(2、3)被输送。根据本发明，在已知箱液位和已知从外部经由箱外壳到所述箱(1)中的热流量(Q₁)的情况下求取预计的箱压力走势并且将该箱压力走势用于预测与所述机动车的使用相关的事件和/或用于诊断系统或系统部件。本发明还涉及一种控制器(4)，该控制器设置为用于实施根据本发明的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于运行燃料系统的方法，所述燃料系统用于向机动车的内燃机供给天然气。此外，本发明涉及一种控制器，该控制器设置为用于实施所述方法。

背景技术

为了以天然气(NG,Natural Gas)运行内燃机，可以将天然气以液态形式(LNG,Liquefied Natural Gas)携带在机动车上的箱中。为了液化，必须将天然气强烈地冷却，使得箱中的温度通常位于-162至-105℃之间。在此，箱压力位于绝对2至20bar之间。由于从外部到箱中的热输入，温度升高，使得天然气的一部分蒸发并且形成在箱中位于上方的气相。同时，箱压力随着温度升高。为了防止箱破裂，在超过预给定的最大压力时，将气相的天然气通过安全阀排出。这产生了对环境有害并且此外经济上不利的甲烷排放。如果尽管压力升高但在一个箱循环期间未达到最大压力，则过量的天然气在加注时被返还给加注站，这同样是经济上不利的。

用于储存液态天然气的箱通常实施为真空绝缘的双层箱。内箱和外箱之间的体积通常用绝缘的和/或反射的材料填充并且附加地被抽真空，使得经由箱外壳的热辐射和热传导最小。此外，所有的管路接头以这样的方式构型，使得热输入在接口处也最小。然而，由于老化和/或机械负荷，内箱和外箱之间的真空和/或接口可能被损坏，这导致到箱中的热输入增加。结果，箱保持时长缩短，即直至达到允许最大压力的时长缩短。随着达到允许的最大压力，必须排出天然气，出于前面所述的原因应避免这一点。

在内燃机停止时仅须考虑从外部经由箱外壳或者接口到箱中的“持续的”热输入，而在内燃机运行期间，热输入由持续的部分以及与运行点相关的部分组成，所述与运行点相关的部分决定性地由引回到箱中的回流量来确定。因为为了运行内燃机而同时从箱中取出天然气，由此出现自冷却效应。然而，到箱中的热输入通常高于自冷却势能，使得箱压力的升高是不可避免的。

因为在箱保持时长和甲烷排放方面应遵守法律上规定的极限值，所以在气体运行的内燃机中持续地监控箱压力、温度以及箱液位。为此，法律上的规定尤其包含在UN/ECER110和UN/ECE R49中。

发明内容

本发明所基于的任务是，对以天然气运行的内燃机的燃料系统的运行进行如下优化，使得遵守法律上的极限值并且同时降低燃料消耗。

为了解决该任务，提出一种根据本发明的用于运行燃料系统的方法。本发明的有利扩展方案可以从根据本发明的不同实施方式得出。此外，提出一种用于实施所述方法的控制器。

提出一种用于运行燃料系统的方法，该燃料系统用于向机动车的内燃机供给天然气。在此，天然气以液态形式储存在机动车上的箱中并且借助至少一个泵被输送。根据本发明，在已知箱液位和已知从外部经由箱外壳到箱中的持续热流量Q₁的情况下，求取预计的箱压力走势并且将该箱压力走势用于预测与机动车的使用相关的事件和/或用于诊断系统或系统部件。

因此，在所提出的方法中预测箱压力的时间上的走势，使得能够及时采取措施，这些措施有助于防止箱压力上升超过允许的最大值，具体而言，尽可能没有天然气的不利排出。以这种方式可以降低燃料消耗和燃料成本。

此外，所述方法经证明在属于车队的机动车中是特别有利的。因为该方法能够实现车辆使用和从而车队管理的优化，例如通过匹配加注间隔和/或路线选择。