CN103362659B - 用于排空罐体的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于排空车辆气体储罐的方法和系统。在一个例子中，调整发动机气门正时以促进降低气体储罐内的压力。本系统和方法可延长被存储在气体储罐内的气体的使用。

Description

用于排空罐体的系统和方法
技术领域
本说明书涉及用于排空车辆的储罐的系统。本系统和方法对于排空加压的罐体特别有用。
背景技术
车辆可包括这样的加压罐体，其保存车辆运转时所使用的燃料或一些其他气态物质。例如，使用由加压罐体供应的燃料运转一些车辆。在压力下存储燃料，以便可以在罐体内存储较大量的燃料。此外，一些高性能车辆在高负荷状况期间被供应一氧化二氮，从而提高发动机性能。仍然在其他车辆中，加压空气从罐体供应至发动机，从而降低涡轮增压机滞后，以及改善车辆启动性能。因此，还原剂、氧化剂、稀释剂、添加剂等等能够作为气体、吸附气体或作为具有高蒸发压力的液体被存储在压力容器内。
在储罐的出口处，时常包括压力调整器和阀门，以便将加压气体降低至较合适的压力，从而引入发动机中。加压气体经传送管道被引入发动机内，其中传送管道包括例如燃料导轨的歧管。当储罐或传输管道内的压力达到某一阈值水平时，可以停止来自储罐的气流，以便不会干扰发动机运转。例如，当储罐内的压力达到某一阈值较低压力时，使用气体和液体燃料两者运转的车辆可以从仅用气体燃料运转切换成仅用液体燃料运转。如果在气体燃料从储罐被传送时发动机继续运转，发动机运转比所需要的稀，这是因为从罐体流至发动机的燃料流速不足。
发明内容
在此发明者已认识到上述不利，并且已研发出排空罐体的方法，其包含：当气体燃料的压力比阈值压力大时，仅将气体燃料供应至发动机；以及当气体燃料的压力比阈值压力小时，供应气体燃料和液体燃料。
当罐体压力比阈值小时，通过将液体燃料和气体燃料供应至发动机，能够从储罐内抽取额外的气体，同时将液体燃料提供至发动机，以便发动机不会着火或运转不会比所需的富足。例如，气体可用仅使用气体燃料运转发动机所需的较低速率从储罐流向发动机。然而，可随着以降低的速率到达的气体燃料一起传送液体燃料，从而提供所需的空燃混合物。液体和气体燃料均提供能量，从而在混合物在汽缸内燃烧时，提供扭矩并且旋转发动机。以这种方式，可以抽空气体燃料罐的加压气体，同时发动机提供可接受的性能。此外，因为可完全抽空气体罐，所以可以延长车辆和发动机的运转时间或范围。
在另一个实施例中，一种用于排空罐体的方法，其包含：经罐体将气体燃料供应至发动机；当气体燃料的压力比第一阈值大时，在第一状况下，使用气体燃料以及第一气门正时运转发动机；以及当气体燃料的压力比第一阈值小时，在第一状况下，使用气体燃料以及第二气门正时运转发动机。
在另一个实施例中，本方法还包含在气体燃料的压力比第一阈值小时，在汽缸的进气冲程过程中，将气体燃料喷射至发动机的汽缸。
在另一个实施例中，本方法还包含在气体燃料的压力比第一阈值大时，在汽缸的压缩冲程过程中，将气体燃料喷射至发动机的汽缸。
在另一个实施例中，本方法还包含经喷射器，将气体燃料直接喷射至发动机的汽缸，以及当罐体内的压力基本上处于环境压力时，停用喷射器。
在另一个实施例中，一种用于排空罐体的方法，其包含：经罐体将气体燃料供应至发动机；当气体燃料的压力比第一阈值大时，使用第一气体燃料喷射器运转发动机；以及当气体燃料的压力比第一阈值小时，使用第二气体燃料喷射器运转发动机。
在另一个实施例中，第一气体燃料喷射器将气体燃料直接喷射至汽缸，以及其中第二气体燃料喷射器将气体燃料喷射至进气歧管。
在另一个实施例中，当气体燃料的压力比第一阈值小时，停用第一气体燃料喷射器。
在另一个实施例中，当气体燃料的压力基本上为环境压力时，停用第二气体燃料喷射器。
在另一个实施例中，本方法还包含当气体燃料的压力比第二阈值小时，启用液体燃料喷射器。
在另一个实施例中，本方法还包含响应于氧气传感器的输出，通过调整液体燃料的喷射正时而调整发动机空燃比。
在另一个实施例中，本方法还包含启用第一气体燃料喷射器并且同时并不启用第二气体燃料喷射器时，响应于气体燃料压力，延迟发动机进气门的打开正时。
在另一个实施例中，本方法还包含当进气歧管内的压力比环境压力大时，停用第二气体燃料喷射器。
本说明书可以提供若干优势。特别地，本方法可以延长发动机和车辆运转时间。此外，本方法可被应用至不同类型的燃料喷射系统和气体。而且，本方法可被应用至双燃料以及单燃料发动机。
本说明书提供更加彻底地消耗在压力下存储的物质。在一个例子中，消耗更多加压的气体燃料将允许操作者使用比在给定车辆使用周期内可能消耗的燃料多的较低成本燃料或较低排放燃料，其中车辆使用周期包括再装满液体和气体燃料。此外，在某些维修情况下，本方法可减少如果维修程序要求空气体燃料罐则可被排放至大气中的气体燃料量。
当单独通过附图或结合附图时，将通过以下详细说明，更清晰地明白本发明的上述优势和其他优势以及特征。
应理解，提供上述发明内容是以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中得到进一步说明。这并不意味着确立所要求保护主题的关键或基本特征，所要求保护主题的范围仅由具体实施方式后的权利要求限定。另外，所述的主题不限制于解决上述或在本发明中任何部分指出的任何缺点的实施。
附图说明
当单独或参考附图时，通过阅读实施例的例子，本文中被称为具体实施方式，将更彻底地理解本文所描述的优势。
图1示出发动机的原理图；
图2和图3示出根据图4方法的模拟的运转序列；
图4是用于排空车辆上的加压罐体的示例方法的流程图。
具体实施方式
本说明书涉及用于排空车辆上的包括加压气体的罐体的方法。在一个非限制性例子中，如图1所示，罐体可以被装满例如压缩天然气。如按照图2和图3中所提供的模拟序列所描述的，可以排空罐体。在一个例子中，发动机可经运转以增加从罐体萃取气体蒸汽，以便可以更加彻底地排空罐体。图4的方法提供了在直接燃料喷射发动机以及进气道燃料喷射发动机内改进罐体抽空。
参考图1，由电发动机控制器12控制包含多个汽缸的内燃发动机10，其中图1示出多个汽缸中的一个。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36被放置在其中且其被连接至曲轴40。示出燃烧室30经各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。可以通过进气凸轮51和排气凸轮53操作每个进气和排气门。替代地，可以通过电动机械控制的阀线圈和电枢总成操作进气和排气门中的一个或更多。可以由进气凸轮传感器55确定进气凸轮51的位置。可以由排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置
示出直接液体燃料喷射器66被定位为将液体燃料直接喷射至汽缸30，这被本领域技术人员称为直接喷射。替代地，液体燃料可被喷射至进气口，这被本领域技术人员称为进气道喷射。直接液体燃料喷射器66传送与来自控制器12的脉冲宽度成比例的液体燃料。由燃料系统(未示出)将液体燃料传送至直接液体燃料喷射器66，其中燃料系统包括燃料罐、燃料泵以及燃料导轨(未示出)。
示出直接气体燃料喷射器80被定位为将气体燃料直接喷射至汽缸30。示出气体燃料进气道喷射器81被定位为将气体燃料喷射至进气歧管44。在一些例子中，气体燃料进气道喷射器81可被放置在汽缸盖的进气口内。在其他例子中，如果是进气歧管，气体燃料喷射器81可将气体燃料喷射至中心区域。直接气体燃料喷射器80和气体燃料进气道喷射器81可将气体燃料提供至发动机10。然而，在其他例子中，可仅通过直接气体燃料喷射器80供应气体燃料而没有气体燃料进气道喷射器81。另外，在又一个例子中，在没有直接气体燃料喷射器80的情况下，可仅通过气体燃料进气道喷射器81供应气体燃料。
直接气体燃料喷射器80和气体燃料进气道喷射器81经燃料导轨90和储罐91接收气体燃料。压力调整器86控制经储罐91被传送至燃料导轨90的压力。通过压力传感器60感测储罐91内气体的压力。通过压力传感器61感测燃料导轨90内气体的压力。直接气体燃料喷射器80和气体燃料进气道喷射器81可由控制器12独立控制，以便各自在不同的时间传送不同的流率。
示出进气歧管44与可选电子节气门62连通，其中电子节气门62调整节流板64的位置，从而控制从进气口42到进气歧管44的空气流。示出电子节气门62被放置在进气歧管44和进气口42之间。
无分电器点火系统88通过火花塞92将点火火花提供至燃烧室30，以响应于控制器12。示出宽域排气氧(UEGO)传感器126耦合至催化转化器70上游的排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以代替UFGO传感器126。
在一个例子中，转换器70包括多个催化剂砖。在另一个例子中，能够使用每个均带有多个催化剂砖的多个排放控制装置。在一个例子中，转换器70能够是三元催化剂。
图1示出作为常规微计算机的控制器12，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、不失效存储器(KAM)110以及常规的数据总线。示出控制器12接收来自被耦合至发动机10的传感器的不同信号，除了上述那些信号之外，还包括：来自耦合至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；位置传感器134，其被耦合至用于感测由脚132所施加的力的加速器踏板130；来自压力传感器122的发动机歧管绝对压力(MAP)的测量结果，其中压力传感器122被耦合至进气歧管44；来自用于感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量测量；以及来自传感器58的节气门位置的测量。还可感测大气压(传感器未被示出)，以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转中产生预定数量的相等间距的脉冲，由此能够确定发动机转速(RPM)。
在一些实施例中，发动机可被耦合至混合驱动车辆中的电机/电池系统。混合驱动车辆可具有并联配置、串联配置或其变体或组合。此外，在一些实施例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。
在运转过程中，通常，发动机10中的每个汽缸经历四个冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。通常，在进气冲程过程中，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移至汽缸底部，从而增加燃烧室30内的体积。通常，活塞36接近汽缸底部并且在其冲程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程过程中，进气门52和排气门54关闭。活塞36移向汽缸盖，以便在燃烧室30内压缩空气。通常，活塞36在其冲程结束以及最接近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小体积时)，被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在以下被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在以下被称为点火的过程中，通过已知的点火方式，例如火花塞92点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程过程中，膨胀的气体推动活塞36返回至BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最终，在排气冲程过程中，排气门54打开，从而将已燃烧的空燃混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。应当注意，以上所述仅作为例子，并且进气和排气门打开和/或关闭正时可以变化，例如提供正或负气门重叠、迟的进气门关闭或各种其他的例子。
图2示出在发动机具有气体燃料进气道喷射器而无直接气体燃料喷射器时，根据图4所示方法的模拟的运转序列。根据图4所示方法，通过图1所示系统可提供图2的序列。在时间T0-T5处示出垂直标记，从而在序列中辨认感兴趣的特定时间。
自图2顶部的第一个曲线图表示发动机进气歧管压力与时间的关系。Y轴表示发动机进气歧管压力，并且进气歧管压力在Y轴箭头方向上增加。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。水平标记202表示环境空气压力。高于环境压力的压力在水平标记202以上。低于环境压力的压力在水平标记202以下。
自图2顶部的第二个曲线图表示液体燃料喷射量和时间的关系。Y轴表示被喷射至发动机的液体燃料量，并且被喷射的液体燃料量在Y轴箭头方向上增加。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。
自图2顶部的第三个曲线图表示通过气体燃料进气道喷射器喷射至发动机的气体燃料喷射量和时间的关系。Y轴表示通过进气道或中央喷射器所喷射的气体燃料量。被喷射至发动机的气体燃料量在Y轴箭头方向上增加。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。
自图2顶部的第四个曲线图表示气体燃料进气道喷射器停用状态，以及气体燃料进气道喷射器是否被停用。Y轴表示气体燃料进气道喷射器的运转状态。当信号为处于低水平时，气体燃料进气道喷射器是活动的。当信号为处于较高水平时，气体燃料进气道喷射器被停用。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。
自图2顶部的第五个曲线图表示气体燃料导轨/储罐压力与时间的关系。Y轴表示气体燃料储罐内的燃料压力，并且燃料压力在Y轴箭头方向上增加。X轴表示时间，并且时间从图2的左侧向图2的右侧增加。水平标记204表示阈值压力，其中启用液体燃料喷射，从而在发动机内提供所需的燃烧。在一个例子中，水平标记204表示燃料压力，其中比所需要量少的气体燃料流向发动机，从而提供所需的发动机扭矩水平。当气体燃料压力到达X轴时，气体燃料压力处于环境压力。
在时间T0处，发动机进气歧管压力相对低，指示低的发动机负荷。液体燃料喷射量基本上为零，并且仅使用气体燃料运转发动机，尽管使用液体燃料可以在时间上较早地运转发动机(例如，在发动机起动过程中)。如气体燃料喷射器停用状态指示的，启用气体燃料喷射器。存储在气体燃料罐内的气体燃料量处于较高水平。
在时间T0和时间T1之间，发动机进气歧管压力增加，指示在较高发动机负荷下运转发动机。被喷射至发动机进气歧管或汽缸进气口的气体燃料量随着发动机进气歧管压力的增加而增加，以便可以提供所需的发动机扭矩。气体燃料进气道喷射器保持启用，并且气体燃料罐内的压力随着气体燃料被发动机消耗而减少。
在时间T1处，进气歧管压力达到较高压力，此处停用气体燃料喷射器。可以停用气体燃料喷射器，以便当额外的空气经允许流入发动机从而与液体燃料结合时，可以进一步增加发动机输出。因为进气歧管内的体积未被气体燃料替换，所以停用进气道或中央气体燃料喷射器，此时额外的空气流入发动机。因此，在时间T1和时间T2之间，被喷射的液体燃料量增加，从而增加发动机输出，以便满足所需的发动机扭矩。当发动机进气歧管压力提高时，气体燃料喷射器可操作或者不处于停用状态。当消耗气体燃料时，气体燃料罐压力继续被降低。
在时间T2处，发动机进气歧管压力被降至这样的水平，其中气体燃料喷射器输出增加，并且停用液体燃料喷射器。气体燃料喷射器保持启用，并且气体燃料罐压力随着气体燃料被消耗而继续减少。
在时间T2和时间T3之间，进气歧管压力随着发动机负荷增加和减少。发动机负荷可以响应于驱动器所需扭矩而增加或减少。气体燃料喷射器保持启用，并且气体燃料被喷射至发动机。随着气体燃料被发动机消耗，存储在气体燃料储罐内的气体燃料量继续减少。
在时间T3处，存储在气体燃料储罐内的气体燃料的压力减少至比预定的阈值小的水平，阈值由水平标记204指示。在压力处于由水平标记204所指示的阈值压力以下时，比所需燃料量少的燃料可以从气体燃料储罐流至发动机。对于不同的工况，阈值压力204可以是不同的。例如，阈值压力204可以随着发动机进气歧管压力的增加而增加。
在时间T3处，进气道或中央气体燃料喷射器保持启用，并且气体燃料继续流至发动机。然而，通过将液体燃料喷射至发动机，增大了被供应至发动机的气体燃料量。因此，液体燃料喷射器被启用以将燃料供应至发动机汽缸。以这种方式，燃烧稳定性和空燃比控制可被控制在所需的水平。此外，因为进气歧管压力随着增加的发动机负荷而增加，所以较少的气体燃料可被引入发动机进气歧管。因此，随着进气歧管压力增加，作为进入发动机的两种燃料的百分比的液体燃料量增加。因为进气歧管压力随着发动机负荷减少，更多的气体燃料能够被引入发动机，这样，被喷射至发动机的液体燃料的百分比减少。发动机排气系统内的氧传感器可被用于校正液体燃料量，以便当与进入发动机汽缸的空气结合时，结合的气体和液体燃料混合物提供所需的空燃混合物。随着气体燃料被发动机消耗，存储在气体燃料储罐内的气体燃料的压力继续减少。
在时间T4处，发动机进气歧管压力增加至比环境空气压力大的水平，并且因此停用进气道或中央气体燃料喷射器，以及暂时停止流入发动机的气体燃料流。当进气歧管压力高时，停用气体燃料喷射器降低了环境空气进入气体储罐的可能性。以这种方式，可以在较高进气歧管压力和较低储罐压力下，防止空气进入储罐。当压缩机对进入发动机的空气施加压力时，进气歧管压力可到达比环境压力高的压力。
在时间T4后不久，发动机进气歧管压力减少至比环境压力小的水平，并且再次启用气体燃料喷射器。因为进气歧管压力比环境压力低，所以发动机进气歧管将有助于气体燃料从储罐流至发动机。因此，在发动机进气歧管内的低压所提供的帮助下，可以降低气体储罐内燃料的压力。当气体燃料量继续减少时，液体燃料喷射器继续将燃料提供至发动机。
在时间T5处，气体储罐内的压力降低至环境压力，并且停用气体燃料喷射器，以便防止环境空气进入气体储罐内。此外，当气体燃料罐的压力达到环境压力时停用气体燃料喷射器防止了在气体储罐内形成真空，以便在大气和气体燃料罐之间不会引入气流。在时间T5后，液体燃料喷射器仅将燃料提供至发动机，并且液体燃料量与发动机负荷有关，发动机负荷在发动机进气歧管压力中能够被反应出。在其他例子中，如果需要，气体储罐可被降低至预定真空。以这种方式，可以降低气体燃料罐内的压力，以便气体储罐内的基本上所有燃料可被用于提供能量，从而运转发动机。此外，以这种方式，提供在仅使用气体燃料运转发动机与仅使用液体燃料运转发动机之间的平稳的运转转换。
现在参考图3，示出根据图4方法的第二模拟的运转序列。图3的序列包括类似于图2所示曲线图的曲线图。因此，为了简洁起见，省略了相似的曲线图描述。描述附图之间的差异。根据图4所示方法通过图1的系统可提供图3的序列。在时间T0-T6处示出垂直标记，从而在序列中辨认感兴趣的特定时间。
图3中的例子与图2中的例子不同点在于发动机具有直接喷射的气体燃料。如果在进气门关闭后发生喷射，则直接喷射需要相当高的喷射压力，因此在罐体内留下比在再次装满过程中所需要的压力多的压力。该例子将来自IVC后的直接气体喷射的燃料供应转换为IVC前的直接喷射，然后稍后可能是PFI或CFI。因为遇到气体燃料传送限制，使用液体燃料增加气体燃料。此外，能够变更进气门正时，从而增加发动机真空，因此能够进一步抽空气体燃料罐。
自图3顶部的第三个曲线图示出经第一气体直接燃料喷射器喷射至发动机汽缸的气体燃料量。Y轴表示经气体直接燃料喷射器被喷射至发动机的气体燃料量。气体燃料量在Y轴箭头方向上增加。X轴表示时间，并且时间从图3的左侧向图3的右侧增加。
自图3顶部的第四个曲线图示出经第二气体燃料进气道或中央喷射器喷射至发动机进气系统的气体燃料量。Y轴表示经气体燃料进气道或中央喷射器被喷射至发动机的气体燃料量。气体燃料量在Y轴箭头方向上增加。X轴表示时间，并且时间从图3的左侧向图3的右侧增加。
自图3顶部的第五个曲线图表示指示气体燃料喷射器停用的信号。当信号为处于中等水平时，停用直接气体燃料喷射器。当信号为处于较高水平时，停用直接气体燃料喷射器和进气道或中央燃料气体喷射器两者。当信号为处于较低水平时，启用直接气体燃料喷射器和进气道或中央燃料气体喷射器两者，但是不必是喷射气体燃料。
水平标记302表示环境压力。高于标记302的压力比环境压力高。低于标记302的压力比环境压力低。水平标记304表示第一阈值储罐压力，其中发动机运转经调整以继续允许直接气体燃料喷射器继续将气体燃料喷射至汽缸。水平标记306表示第二阈值储罐压力，此处停用直接气体燃料喷射器。水平标记308表示第三阈值储罐压力，其中当气流缓慢但是持续流经进气道或中央燃料喷射器时，开始液体燃料喷射。
在时间T0处，进气歧管压力低，其指示发动机在低负荷下运转。液体燃料喷射器不将燃料喷射至发动机，进气道或中央气体燃料喷射器也不这样做。直接气体燃料喷射器正在将燃料提供至发动机，并且气体储罐内的压力相对高。
在时间T0和时间T1之间，发动机进气歧管压力随着发动机负荷增加和减小。直接气体燃料喷射器在这样的压力下传送燃料，该压力允许在压缩冲程过程中到发动机的直接喷射。通过压缩机可以压缩进入发动机的空气。在该时间期间，接收气体燃料的汽缸的进气门可以以上止点进气冲程的±20曲轴角度打开。气体燃料罐内的压力随着发动机继续运转而减小。
在时间T1处，气体储罐内的压力达到第一阈值压力，并且发动机操作经调整以允许通过直接气体燃料喷射器继续燃料喷射。在一个例子中，当汽缸内的压力较低时，燃料喷射正时从压缩冲程期间移至进气冲程期间。结果，燃料继续流动通过直接气体燃料喷射器。此外，能够延迟进气门打开时间，从而比上止点进气冲程后的20曲轴角度迟，以便在燃料喷射过程中降低汽缸内的压力。
在时间T2处，气体储罐内的压力达到第二阈值压力，此处停用直接气体燃料喷射器，并且燃料开始流经进气道或中央气体燃料喷射器。因为进气歧管真空可能低，所以通过中央气体燃料喷射器的气体燃料喷射开始进一步消耗储罐。在时间T2和时间T3之间，通过中央或进气道气体燃料喷射器继续消耗气体燃料。
在时间T3处，气体储罐内的压力达到第三阈值压力，此处液体燃料喷射器开始将液体燃料喷射至发动机，以便当气体储罐内的压力不足以按照驱动器所需的扭矩运转发动机时，促进稳定燃烧。气体燃料还将在较低速率下继续流至发动机，以便进一步排空气体储罐。
在时间T4和时间T5之间，进气歧管压力增加至比环境压力大的水平。暂时停用进气道或中央气体燃料喷射器，以及停止至发动机的气体燃料流。在时间T5后，继续将气体燃料喷射至发动机。
在时间T6处，气体储罐内的压力达到环境压力，并且停用直接和进气道气体燃料喷射器两者。基于发动机负荷，将液体燃料继续喷射至发动机。
因此，在一些例子中，直接和进气道气体燃料喷射器两者可经操作排空气体燃料储罐。尽管图2和图3提到气体燃料喷射器，但是本说明书不限于气体燃料，并且应用于其他气体，例如一氧化二氮。
现在参考图4，示出用于排空加压罐的示例方法的流程图。本方法可存储为如图1所示的控制器和系统内非短时存储器内的可执行指令。本方法可提供图2和图3的序列。
在402处，本方法400确定发动机工况。发动机工况可包括，但不限于发动机转速、发动机负荷、气体燃料压力、环境温度以及发动机冷却剂温度。在确定发动机工况之后，方法400前进至404。
在404处，方法404判断发动机是否包括直接(DI)气体燃料喷射器。发动机燃料喷射器配置可被存储在存储器内。如果方法400判断发动机包括直接气体燃料喷射器，答案为是，并且本方法400前进至406。否则，答案为否，并且本方法400前进至420。
在406处，方法400判断气体燃料的压力是否比第一阈值大。如果方法400判断气体燃料压力比第一阈值大，答案为是，并且方法400前进至414。否则，答案为否，并且本方法400前进至408。在气体储罐内或沿着储罐和发动机之间的导管或通道，可以感测气体燃料压力。在一个例子中，确定处在压力调整器下游位置的燃料导轨内的气体燃料压力。
在414，方法400通过直接气体燃料喷射器喷射气体燃料而运转发动机。在至少部分压缩进程过程中，直接气体燃料喷射器喷射气体燃料；然而，在进气冲程中，气体燃料喷射的起动迟开始(例如，在下止点进气冲程之前的20曲轴角度)。设定进气门正时为基气门正时，其中进气门打开上止点进气冲程的±20曲轴角度。在确定并且传送气体燃料喷射时间后，方法400前进至416。
在416处，方法400停用液体燃料喷射(例如，汽油燃料喷射)。停用液体燃料喷射，以便保存液体燃料。在一个例子中，可保存液体燃料，以用于冷起动发动机。因此，可以使用液体燃料起动发动机，然后转换至仅使用气体燃料运转。在停用液体燃料喷射后，本方法400前进至退出。
在408处，方法400调整直接气体燃料喷射，从而在汽缸的进气冲程过程中喷射大部分气体燃料。例如，在汽缸进气冲程过程中，可以喷射在汽缸循环过程中被喷入的气体燃料的80％。另外，在该模式中，发动机扭矩量可被限制小于扭矩的阈值量，这是因为气体燃料替换了来自部分汽缸容积的新鲜空气，同时进气门打开。如果驱动器需求扭矩比阈值发动机扭矩大，则可以启用液体燃料喷射，从而提供所需的驱动器扭矩。另外，在一个例子中，在进气冲程中，进气门打开(IVO)时间经调整推迟(例如，延迟直到至少比上止点进气冲程后的20曲轴角度迟)。在其他例子中，IVO可经延迟比上止点进气冲程后的90曲轴角度迟。在调整直接气体燃料喷射正时和进气门正时后，本方法400前进至410。
在410处，方法400判断气体燃料压力是否比第二阈值压力大。如果是，答案为是，并且方法400前进至退出且直接喷射燃料，并且根据408调整进气门正时。否则，答案为否，方法400前进至412。
在412处，方法400停用直接气体燃料喷射器，并且直接至发动机汽缸中的气体燃料喷射停止。仅仅通过命令直接气体燃料喷射器关闭，就可停用直接气体燃料喷射器。在停用直接气体燃料喷射器之后，方法400前进至420。
在420处，当可使用进气道或中央气体燃料喷射时，方法400启用进气道(PI)或中央喷射的气体燃料喷射。利用液体和如图1所示的直接气体燃料喷射可使用进气道或中央气体燃料喷射。此外，燃料喷射系统可包括进气道或中央气体燃料喷射和液体燃料喷射，而不包括直接气体燃料喷射。在启用进气道或中央气体燃料喷射器之后，方法400前进至422。
在422处，方法400判断气体燃料储罐或燃料导轨内的气体燃料压力是否比第三阈值大。如果是，答案为是，并且方法400前进至424。如果不是，答案为否，并且方法400前进至426。
在424处，方法400基于发动机工况(例如发动机转速和负荷)经进气道或中央燃料喷射器喷射气体燃料。此外，可设定发动机气门正时为基气门正时，其中进气门在上止点进气冲程的±20曲轴角度内打开。在一些例子中，当驱动器需求扭矩比阈值大时，可以启用液体燃料喷射，以便发动机可满足驱动器需求扭矩。在根据发动机工况，进气道或中央气体燃料喷射器将气体燃料供应至发动机之后，方法400前进至退出。
在426处，方法400启用液体燃料喷射，并且调整所需的排气λ值。排气λ值为由化学计量的空燃比除以所需的或实际的空燃比提供的排气含氧浓度。因此，当λ比1大时，发动机空燃混合物是稀的，并且当λ比1小时，发动机空燃混合物是富的。经排气系统内的氧传感器提供λ值反馈。在一个例子中，根据气体燃料压力和喷射器及时估算进入汽缸的气体燃料量。如果流入汽缸的气体燃料不足以提供所需的发动机扭矩水平，随气体燃料一起喷入液体燃料，从而满足所需的发动机扭矩。例如，如果所需的发动机扭矩为200N-m，并且喷射的气体燃料量能够提供60N-m，则打开液体燃料喷射器，从而提供140N-m的扭矩。通过调整节气门或气门正时的位置来调整发动机空气量，从而提供所需的λ值。因此，当发动机进气歧管压力因为发动机负荷的增加而增加时，气体燃料流减少，液体燃料流增加。此外，当发动机进气歧管压力因为发动机负荷的降低而降低时，相对于被提供至发动机的燃料总量，被传送至发动机的液体燃料百分比降低。在提供气体和液体燃料量之后，方法400前进至428。
在428处，方法400判断歧管绝对压力是否比储罐或燃料导轨内的气体燃料压力大。如果是，答案为是，并且方法400前进至432。否则，答案为否，并且方法400前进至430。
在430处，方法400判断储罐或燃料导轨内的气体燃料压力是否在环境压力的阈值压力内。例如，方法400判断储罐内的压力是否在1巴大气压力内。如果气体燃料压力在环境压力的阈值压力内，方法400前进至432。否则，方法400前进至退出。
在432处，方法400停用至发动机的气体燃料喷射。仅仅通过命令气体燃料喷射器进入关闭状态，就可以停用气体燃料喷射。可以停用气体燃料喷射器，直到气体燃料罐被再次装满。在停用气体燃料喷射后，本方法400前进至退出。
以这种方式，方法400可通过直接喷射器开始气体燃料喷射，并且转换成通过进气道或中央喷射器喷射气体燃料。此外，当气体燃料储罐内的压力比阈值小时，方法400可以停用所有的气体燃料喷射器。以这种方式，可以调整发动机和气体燃料喷射器操作，从而降低气体燃料储罐内的压力和气体燃料量。
因此，图4的方法提供排空罐体的方法，其包含：当气体燃料的压力比阈值压力大时，仅将气体燃料供应至发动机；以及当气体燃料的压力比阈值压力小时，供应气体燃料和液体燃料。以这种方式，发动机可继续运转并且提供扭矩，同时从气体燃料储罐中抽取额外的气体。本方法还包含当发动机进气歧管压力比环境压力大时，停用被供应了气体燃料的燃料喷射器。
在另一个例子中，本方法还包含当气体燃料的压力基本上为环境压力时，停用被供应了气体燃料的燃料喷射器。本方法还包括其中被供应气体燃料的燃料喷射器将气体燃料喷射至进气歧管内。本方法包括其中气体燃料的压力在储罐内。本方法还包括其中气体燃料的压力在储罐和发动机之间的通道内。
在另一个例子中，图4的方法提供排空罐体的方法，其包含：经罐体将气体燃料供应至发动机；当气体燃料的压力比第一阈值大时，在第一状况下，使用气体燃料以及第一气门正时运转发动机；以及当气体燃料的压力比第一阈值小时，在第一状况下，使用气体燃料以及第二气门正时运转发动机。以这种方式，能够调整进气门正时，从而增加汽缸内的真空量，以便将来自气体储罐的流引入发动机。
本方法包括其中第一状况为发动机转速和负荷。本方法还包括其中与气体燃料压力比第一阈值大时进气门打开的情况相比，当气体燃料的压力比第一阈值小时，相对于曲轴位置，发动机的进气门打开较迟。本方法还包含在气体燃料的压力比第一阈值小时，在汽缸的进气冲程过程中，将气体燃料喷射至发动机的汽缸。本方法还包含在气体燃料的压力比第一阈值大时，在汽缸的压缩冲程过程中，将气体燃料喷射至发动机的汽缸。本方法还包含经喷射器将气体燃料直接喷射至发动机的汽缸，以及当罐体内的压力基本上处于环境压力时，停用喷射器。
在又一个例子中，图4的方法提供排空罐体的方法，其包含：经罐体将气体燃料供应至发动机；当气体燃料的压力比第一阈值大时，使用第一气体燃料喷射器运转发动机；以及当气体燃料的压力比第一阈值小时，使用第二气体燃料喷射器运转发动机。本方法包括其中第一气体燃料喷射器将气体燃料直接喷射至汽缸，以及其中第二气体燃料喷射器将气体燃料喷射至进气歧管。本方法还包括其中当气体燃料的压力比第一阈值小时，停用第一气体燃料喷射器。本方法还包括其中当气体燃料的压力基本上为环境压力时，停用第二气体燃料喷射器。
在另一个实施例中，本方法还包含当气体燃料的压力比第二阈值小时，启用液体燃料喷射器。本方法还包含通过调整液体燃料喷射器的喷射正时，调整发动机空燃比，以响应于氧气传感器的输出。本方法还包含响应于气体燃料的压力，延迟发动机进气门的打开正时，同时启用第一气体燃料喷射器，并且同时并不启用第二气体燃料喷射器。本方法还包含当进气歧管的压力比环境压力大时，停用第二气体燃料喷射器。尽管一些例子描述了喷射气体燃料，但是应理解如本文所述，也可喷射其他不包含燃料的气体。
这结束本说明书。本领域技术人员通过阅读本说明书将会想到许多变更和修改，而不背离本说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油、或替代燃料配置运转的I3、I4、I5、V6、V8、V10以及V12发动机能够使用本说明书获得优势。

Claims (10)

1.一种用于排空罐体的方法，其包含：
当气体燃料的压力比第一阈值压力大时，仅将所述气体燃料经由直接喷射供应至发动机；
当所述气体燃料的压力比所述第一阈值压力小且比第二阈值压力大时，仅将气体燃料经由进气道喷射供应至发动机；以及
当所述气体燃料的压力比所述第二阈值压力小时，供应所述气体燃料和液体燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，还包含当发动机进气歧管压力比环境压力大时，停用被供应所述气体燃料的燃料喷射器。
3.根据权利要求2所述的方法，还包含当所述气体燃料的压力基本上处于环境压力时，停用被供应所述气体燃料的所述燃料喷射器。
4.根据权利要求3所述的方法，其中被供应气体燃料的所述燃料喷射器将所述气体燃料喷射至进气歧管内。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述气体燃料的压力在储罐内。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述气体燃料的压力在储罐和所述发动机之间的通道内。
7.一种用于排空罐体的方法，其包含：
经罐体将气体燃料供应至发动机；
当所述气体燃料的压力比第一阈值大时，在第一状况下，使用经由直接喷射的所述气体燃料以及第一气门正时运转所述发动机；
当所述气体燃料的压力比所述第一阈值小且比第二阈值大时，在所述第一状况下，使用经由直接喷射的所述气体燃料以及第二气门正时运转所述发动机；
当所述气体燃料的压力比所述第二阈值小且比第三阈值大时，使用经由进气道喷射的所述气体燃料运转所述发动机；以及
当所述气体燃料的压力比所述第三阈值压力小时，使用液体燃料和经由进气道喷射的所述气体燃料运转所述发动机。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一状况为发动机转速和负荷。
9.根据权利要求7所述的方法，其中与所述气体燃料的所述压力比所述第一阈值大时所述进气门打开的情况相比，当所述气体燃料的所述压力比所述第一阈值小时，相对于曲轴位置，所述发动机的进气门打开较迟。
10.根据权利要求7所述的方法，还包含在所述气体燃料的所述压力比所述第一阈值小时，在气缸的进气冲程过程中，将所述气体燃料喷射至所述发动机的气缸。
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