DE102014111839A1

DE102014111839A1 - Verfahren und Systeme zur Speicherung von Kraftstoff zur eingeschränkten Verwendung

Info

Publication number: DE102014111839A1
Application number: DE201410111839
Authority: DE
Inventors: Kevin Michael Fisher
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2015-02-26
Also published as: US8958972B1; ZA201405726B; US20150057853A1

Abstract

Es sind verschiedene Verfahren und Systeme zum Einleiten und Ausführen einer Kraftstoffroutine für ein Fahrzeug (100) vorgesehen. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Senden einer Kraftstoffanforderung zum Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender (110) von einer Steuereinheit (136) eines Fahrzeugs (100) zu einem Kraftstofftender (110), und Einstellen von einem oder mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(n), um die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs in einer Maschine (118) des Fahrzeugs (100) zuzulassen, wenn der Druck des gasförmigen Kraftstoffs unter einem Schwellenspeisedruck ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsformen des hier beschriebenen Gegenstands betreffen Schienenfahrzeuge. Weitere Ausführungsformen betreffen Schienenfahrzeuge mit Kraftstofftender.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Lokomotiven (oder andere Fahrzeuge) beinhalten im typischen Fall eine Antriebsmaschine, die von einer Kraftstoffquelle zum Erzeugen mechanischer Energie angetrieben wird. In einem Beispiel für eine Lokomotive kann von der Antriebsmaschine erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden, die zum Antreiben von Fahrmotoren und anderen Bauteilen und Systemen der Lokomotive verwendet wird. In einigen Beispielen kann die Antriebsmaschine eine Verbrennungskraftmaschine sein, die mit Diesel, Benzin oder anderen flüssigen Erdöldestillaten betrieben wird. In anderen Beispielen kann die Maschine außerdem oder alternativ einen gasförmigen Kraftstoff wie Erdgas benutzen.
Angesichts seines günstigen Energieinhalts kann verflüssigtes Erdgas (LNG) als eine Kraftstoffquelle für die Antriebsmaschine einer Lokomotive verwendet werden. Speziell für Langstreckenanwendungen kann es aber auch erwünscht sein, einen Kraftstofftender zum Transportieren von einem oder mehreren Speichertank(s) für verflüssigtes Erdgas einzusetzen. Der Kraftstofftender kann mit der Antriebsmaschine der Lokomotive gekoppelt sein. Vor der Einspritzung in die erdgasbetriebene Maschine einer Lokomotive wird LNG gewöhnlich zu gasförmigem Erdgas (CNG) verdampft.
In einem Beispiel, wenn LNG in einem ungekühlten Tank gespeichert wird, erwärmt sich der LNG-Speichertank aufgrund dessen, dass die Tankisolierung nicht 100% effizient ist, allmählich. Selbst bei effizienter Isolierung und einer Kryogenkälteanlage kann Wärme in den LNG-Speichertank gelangen. Außerdem baut der LNG-Tankdruck sich mit der Zeit bis zu einer Überdrucksicherheitsschwelle auf, wodurch verursacht wird, dass sich das Überdruckventil öffnet. Das Öffnen des Überdruckventils lässt Gas aus dem LNG-Speichertank und reduziert den LNG-Tankdruck. Das Gasabblasen des LNG-Speichertanks kann aber Kraftstoff vergeuden und gleichzeitig ein Sicherheitsrisiko darstellen und die Abgabe von Schadstoffen an die Umwelt einschließen.
In einigen Beispielen kann der LNG-Speichertank einen Economiser zum Regeln eines Drucks innerhalb des LNG-Speichertanks beinhalten. Speziell kann, wenn der Druck im LNG-Speichertank über einen Schwellendruck ansteigt, Dampf in dem LNG-Tank vorzugsweise zu einem Verdampfer geleitet werden, um das unter höherem Druck stehende Gas zu nutzen. Dieses System lässt aber nicht zu, dass der LNG-Tankdruck für Zeiten inaktiver Verwendung unter den Schwellendruck reduziert wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausgestaltung weist ein Verfahren das Senden einer Kraftstoffanforderung zum Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender von einer Steuereinheit eines Fahrzeugs an einen Kraftstofftender und Einstellen von einem oder mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(n) auf, um die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs in einer Maschine des Fahrzeugs zuzulassen, wenn der Druck des gasförmigen Kraftstoffs unter einem Schwellenspeisedruck liegt.
Das Verfahren kann ferner das Reagieren auf einen Führer des Fahrzeugs aufweisen, um das Senden der Kraftstoffanforderung einzuleiten.
Ein oben erwähntes Verfahren kann ferner das Empfangen von Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem, die erkennen lassen, dass das Fahrzeug sich innerhalb einer Schwellenentfernung von einer bestimmten Position befindet, und Reagieren auf das Empfangen der Koordinaten aufweisen, um das Senden der Kraftstoffanforderung einzuleiten.
Ein oben erwähntes Verfahren kann ferner das Empfangen von Statusinformationen von einem Energiemanagementsystem, wobei die Statusinformationen auf Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem bezüglich einer Entfernung des Fahrzeugs von einer bestimmten Position, einer Menge von gasförmigem Kraftstoff in Kraftstoffleitungen des Fahrzeugs, dem Druck des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einem Ansaugkrümmerdruck basieren, und das Reagieren auf das Empfangen der Statusinformationen durch Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung aufweisen.
Ein oben erwähntes Verfahren kann aufweisen, dass der Druck des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender einen Druck von gasförmigem Kraftstoff in einem Flüssigkkraftstofftank und/oder einen Druck von gasförmigem Kraftstoff in Zuleitungen für gasförmigen Kraftstoff beinhaltet.
Ein oben erwähntes Verfahren kann ferner das Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung als Reaktion darauf aufweisen, dass der Druck des gasförmigen Kraftstoffs in dem Flüssigkkraftstofftank größer als ein zweiter Schwellendruck ist, wobei der zweite Schwellendruck auf einem Druck basiert, der zum Öffnen eines mit dem Flüssigkraftstofftank gekoppelten Überdruckventils führt.
Ein oben erwähntes Verfahren kann ferner aufweisen, dass das Einstellen des einen oder der mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(s) das Einstellen von einem oder mehreren von einer Motordrehzahl, einer Schaltstufeneinstellung, einer Stellung eines Wastegates oder einer Stellung eines Kompressorrückführungsventils beinhaltet, um den Ansaugkrümmerdruck der Maschine zu verringern und die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs unter der Speisedruckschwelle zuzulassen.
Ein oben erwähntes Verfahren kann ferner aufweisen, dass das Einstellen des einen oder der mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(s) das Einstellen von Druckeinstellungen von einem oder mehreren Ventilen beinhaltet, um das Durchströmen des gasförmigen Kraftstoffs unter der Speisedruckschwelle vom Kraftstofftender zur Maschine zuzulassen.
Ein oben erwähntes Verfahren kann ferner aufweisen, dass der gasförmige Kraftstoff gasförmiges Erdgas umfasst, und das Verfahren kann ferner Folgendes aufweisen: Senden eines Signals zur Verringerung des Drucks des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender von dem Fahrzeug zu dem Kraftstofftender und, auf das Signal reagierend, Reduzieren einer Rate der Umwandlung von flüssigem Erdgas in das gasförmige Erdgas durch Reduzieren des Sendens des flüssigen Erdgases zu einem Verdampfer an Bord des Kraftstofftenders und/oder Reduzieren der Verdampfung in dem Verdampfer.
Es kann ein Steuersystem für ein Fahrzeug vorgesehen sein, das beinhaltet: eine Steuereinheit, die zum Einleiten einer Kraftstoffroutine für ein System für gasförmigen Kraftstoff und zum Anfordern einer Reduzierung eines Speisedrucks von gasförmigem Kraftstoff des Systems für gasförmigen Kraftstoff über eine Reduzierung einer Rate der Verdampfung von flüssigem Kraftstoff, von der Maschine entfernt, und/oder eine Reduzierung einer Zuführung von verdampftem Kraftstoff zu einer Maschine des Fahrzeugs eingerichtet ist.
Die Steuereinheit des Steuersystems kann ferner zum Einstellen von einem oder mehreren Maschinenbetriebsparameter(n) eingerichtet sein, um den gasförmigen Kraftstoff bei einem Druck zu aktzeptieren, der niedriger als ein Schwellendruck ist, wobei der eine oder die mehreren Maschinenbetriebsparameter eine Druckeinstellung eines Speiseventils für gasförmigen Kraftstoff, eine Maschinendrehzahl, eine Schaltstufeneinstellung der Maschine, eine Wastegate-Stellung oder eine Stellung eines Verdichter-Bypassventils beinhaltet.
In einem Beispiel kann die Kraftstoffanforderung erzeugt werden, wenn sich das Fahrzeug innerhalb einer Schwellenentfernung von einer Halteposition befindet. Auf diese Weise kann im System für gasförmigen Kraftstoff verbleibender gasförmiger Kraftstoff von einer Maschine des Fahrzeugs verwendet werden, bevor das Fahrzeug in einen inaktiven Zustand übergeht. Infolgedessen kann der Druck im System für gasförmigen Kraftstoff und im Kraftstoffspeichertank reduziert werden, ohne ein Gasablassen des Tanks zu erfordern. Das Verfahren kann so an die Umwelt freigesetzte Schadstoffe reduzieren und gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs wirtschaftlicher machen.
Dementsprechend kann das Verfahren das Betreiben eines Fahrzeugsystems durch wenigstens eines der Folgenden aufweisen: Reagieren auf eine sich ändernde Maschinendrehzahl für eine Maschine in einem Fahrzeug durch Regeln eines Druckverhältnisses zwischen einem ersten Druck einer Zufuhr von gasförmigem Kraftstoff zu der Maschine und einem zweiten Druck eines Luftansaugkrümmers zu der Maschine, so dass der erste Druck größer als der zweite Druck ist und das Druckverhältnis in einem bestimmten Bereich von Verhältniswerten liegt, ungeachtet von Änderungen des zweiten Drucks, die durch die sich ändernde Motordrehzahl veranlasst werden, oder Reagieren auf eine Änderung des ersten Drucks durch Regeln der Maschinendrehzahl, so dass das Druckverhältnis in dem bestimmten Bereich von Verhältniswerten liegt.
Das Fahrzeugsystem des Verfahrens kann auf die Änderung des ersten Drucks durch Regeln der Maschinendrehzahl reagieren, so dass das Druckverhältnis in dem bestimmten Bereich von Verhältniswerten liegt, wobei das Verfahren ferner das Konstanthalten der Fahrzeuggeschwindigkeit, während die Maschinendrehzahl sich zum Aufrechterhalten des Verhältniswerts verändert, aufweist.
Dementsprechend kann ein Fahrzeugsystem vorgesehen werden, das Folgendes aufweist: eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um in einem Fahrzeug angeordnet zu sein, und die eingerichtet ist zum: Senden einer Kraftstoffanforderung zum Einstellen eines Speisedrucks von gasförmigem Kraftstoff unter einem Schwellenspeisedruck wenigstens teilweise durch Verringern einer Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff von dem Fahrzeug an einen Kraftstofftender, der mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, und Regeln eines Krümmerdrucks einer Maschine des Fahrzeugs.
Das Fahrzeugsystem kann ferner ein mit der Steuereinheit in Kommunikation stehendes globales Positionsbestimmungssystem aufweisen, das eingerichtet ist, um der Steuereinheit Fahrzeugkoordinaten zu geben, und die Steuereinheit ist dabei ferner eingerichtet, um eine Entfernung zwischen den Fahrzeugkoordinaten und einer bestimmten Position zu ermitteln und durch Einleiten der Kraftstoffanforderung darauf zu reagieren, dass die Entfernung kleiner als ein Schwellenentfernungswert ist.
Ein oben erwähntes Fahrzeugsystem kann ferner mehrere Sensoren aufweisen, die zum Ermitteln des Krümmerdrucks und zum Ermitteln des Speisedrucks des gasförmigen Kraftstoffs eingerichtet sind, wobei die mehreren Sensoren mit der Steuereinheit gekoppelt sind, und wobei die Steuereinheit ferner zum Regeln des Krümmerdrucks auf Basis des Speisedrucks des gasförmigen Kraftstoffs eingerichtet ist.
Ein oben erwähntes Fahrzeugsystem kann ferner einen Verdampfer aufweisen, der zum Umwandeln des flüssigen Kraftstoffs in den gasförmigen Kraftstoff eingerichtet ist, und die Steuereinheit ist dabei ferner zum Steuern von Betriebsparametern des Verdampfers eingerichtet.
Der Verdampfer eines oben erwähnten Fahrzeugsystems kann eine Pumpe, einen Motor und ein Ventil aufweisen, und die Steuereinheit ist dabei zum Steuern der Pumpe und/oder des Motors und/oder des Ventils eingerichtet.
Die Steuereinheit eines oben erwähnten Fahrzeugsystems kann ferner zum Regeln eines Durchflusses von thermischem Fluid von dem Fahrzeug zu einem Verdampfer eingerichtet sein, um die Rate der Umwandlung des flüssigen Kraftstoffs in den gasförmigen Kraftstoff zu regeln.
Die Steuereinheit eines oben erwähnten Fahrzeugsystems kann mit einer Maschinen-Start-Stopp-Automatik-Vorrichtung (AESS) gekoppelt sein, die konfiguriert ist, um die Maschine auszuschalten, wenn die Maschine im Leerlauf ist, und die Steuereinheit hat dabei die Aufgabe, die Kraftstoffanforderung zum Verringern der Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff zu senden, bevor die AESS-Vorrichtung die Maschine ausschaltet.
Das System kann Teil eines Verbunds von Fahrzeugen mit wenigstens dem Fahrzeug und einem Zugfahrzeug sein, wobei das Fahrzeug ein angehängtes Fahrzeug des Verbunds umfasst und die Steuereinheit sich im angehängten Fahrzeug befindet und dazu eingerichtet ist, um die AESS-Vorrichtung häufiger und/oder für eine längere Dauer und/oder nach einer kürzeren Leerlaufperiode zu aktivieren, als wenn das angehängte Fahrzeug das Zugfahrzeug wäre.
Es ist zu beachten, dass die Kurzdarstellung oben gegeben wird, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form vorzustellen. Sie soll keine Schlüsseloder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands bestimmen, dessen Umfang von den Ansprüchen, die der ausführlichen Beschreibung folgen, eindeutig definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die irgendwelche der genannten oder in einem Teil dieser Offenbarung genannten Nachteile lösen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch Lesen der folgenden Beschreibung nichtbeschränkender Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die angehängten Begleitzeichnungen besser verständlich, wobei unten:
1 eine schematische Darstellung von zwei Lokomotiven, einem Kraftstofftender und einem Güterwagen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftstofftenders und einer mit Erdgas betriebenen Lokomotive gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einleiten einer Kraftstoffroutine für ein System für gasförmigen Kraftstoff gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
4 ein grafisches Beispiel für eine Kraftstoffroutine für ein System für gasförmigen Kraftstoff gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verwenden von gasförmigem Erdgas in einer Maschine des Schienenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende Beschreibung betrifft verschiedene Ausführungsformen einer Kraftstoffroutine zum Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff in einem System für gasförmigen Kraftstoff. Speziell kann eine Maschine des Fahrzeugs als Reaktion auf eine oder mehrere Fahrzeugbetriebsbedingung(en) restlichen gasförmigen Kraftstoff in dem System für gasförmigen Kraftstoff verwenden, bevor die Maschine und/oder das Fahrzeug in einen Zustand reduzierter Aktivität (oder ohne Aktivität) eintreten. Infolge des Verbrauchs des gasförmigen Kraftstoffs kann Druck in dem System für gasförmigen Kraftstoff und in einem mit dem System für gasförmigen Kraftstoff gekoppelten Kraftstoffspeichertank reduziert werden, ohne ein Gasabblasen des Kraftstoffspeichertanks zu erfordern. Drücke in dem System für gasförmigen Kraftstoff können ferner reduziert werden, indem eine Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff reduziert wird. In einem Beispiel zählt zu der einen oder den mehreren Fahrzeugbetriebsbedingung(en), dass das Fahrzeug sich innerhalb einer Schwellenentfernung von einer bestimmten Position befindet. Die bestimmte Position kann eine Position sein, an der weniger gasförmiger Kraftstoff erfordert wird, wie z.B. eine Position, an der das Fahrzeug anhalten kann und eine Maschine des Fahrzeugs ausgeschaltet werden kann. In einem weiteren Beispiel kann die eine oder mehreren Fahrzeugbetriebsbedingungen ein Druck im Kraftstoffspeichertank sein. In einem Beispiel kann das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug sein, das mit einem Kraftstofftender gekoppelt ist, wie das/der in den 1–2 gezeigte Schienenfahrzeug und Kraftstofftender. Des Weiteren kann in diesem Beispiel der Kraftstoff Erdgas sein und flüssiges Erdgas kann in einem Behälter für flüssigen Kraftstoff (z.B. Speichertank) auf dem Kraftstofftender gespeichert werden. Ein Verdampfer auf dem Kraftstofftender kann dann das flüssige Erdgas (LNG) in gasförmiges komprimiertes Erdgas (CNG) umwandeln und dann das CNG zur Verwendung zur Maschine des Schienenfahrzeugs senden. Ein Verfahren zum Reduzieren des Drucks von CNG im Erdgaskraftstoffsystem (z.B. CNG in Kraftstoffzuleitungen und Druck im LNG-Speichertank) als Reaktion auf eine oder mehrere Fahrzeugbetriebsbedingung(en) wird in 3 dargestellt. Außerdem zeigt 3 das Regeln eines Krümmerdrucks (MAP) der Maschine des Schienenfahrzeugs, auf die reduzierte Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff zu gasförmigem Kraftstoff reagierend. 5 zeigt ein Verfahren zum Verbrauchen des CNG in der Maschine des Schienenfahrzeugs auf der Basis eines Speisedrucks des CNG. Außerdem zeigt 4 Beispiele für Einstellungen von Fahrzeugleistung und Verdampferbetrieb, auf Fahrzeugbetriebsbedingungen reagierend, wobei zu den Fahrzeugbetriebsbedingungen eine Entfernung von einer Halteposition des Fahrzeugs, ein MAP und ein Druck des zur Maschine gesendeten gasförmigen Kraftstoffs zählen. Auf diese Weise kann die Steuereinheit des Fahrzeugs den CNG-Speisedruck zur Maschine durch Reduzieren der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff während reduzierter Fahrzeugaktivität (z.B. Anhalten) oder Bedingungen, bei denen der Druck im LNG-Kraftstoffbehälter sich einem oberen Schwellendruck nähert, reduzieren. Des Weiteren kann die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs aus dem Kraftstoffversorgungssystem auf diese Weise eine Druck- und Wärmebeanspruchung des Kraftstoffbehälters reduzieren, wodurch die Entlüftung des Kraftststoffbehälters reduziert wird. Das Reduzieren der Entlüftung des Kraftstoffbehälters kann nachfolgend die an die Umwelt freigesetzte Menge von Schadstoffen verringern und gleichzeitig auch Kraftstoff sparen.
Der hierin beschriebene Ansatz kann in verschiedenen Maschinentypen und verschiedenen von Maschinen angetriebenen Systemen eingesetzt werden. Einige dieser Systeme können stationär sein, während andere auf semimobilen oder mobilen Plattformen sein können. Semimobile Plattformen können zwischen Betriebsperioden an einen anderen Standort versetzt werden, z.B. auf Tiefladern montiert. Zu mobilen Plattformen zählen selbstfahrende Fahrzeuge. Zu derartigen Fahrzeugen zählen Straßentransportfahrzeuge sowie Bergbaumaschinen, Schiffe, Schienenfahrzeuge und andere Nichtstraßenfahrzeuge. Zur deutlichen Veranschaulichung ist als Beispiel für eine mobile Plattform, die ein System trägt, das eine Ausführungsform der Erfindung beinhaltet, eine Lokomotive vorgesehen.
Vor der weiteren Besprechung des Ansatzes zur Regelung einer Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff wird ein Beispiel für ein Schienenfahrzeug mit einem oder mehreren Kraftstofftendern offenbart. Zum Beispiel zeigt 1 eine schematische Darstellung eines Verbunds von Fahrzeugen mit einer ersten Lokomotive 100, einer zweiten Lokomotive 104, einem Kraftstofftender 110 und einem Güterwagen 108. Speziell zeigt 1 die erste Lokomotive 100, abnehmbar mit der zweiten Lokomotive 104 gekoppelt und abnehmbar mit dem Kraftstofftender 110 gekoppelt, gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Kraftstofftender 110 wird abnehmbar mit einem Güterwagen 108 gekoppelt gezeigt. Es ist zu erkennen, dass zusätzliche Kraftstofftender, Güterwagen, Lokomotiven und/oder andere Schienenfahrzeuge ebenfalls abnehmbar mit dem Güterwagen 108 und/oder der zweiten Lokomotive 104 verbunden sein können. Es ist auch zu erkennen, dass die in 1 gezeigte Reihenfolge der verschiedenen Schienenfahrzeuge geändert werden kann. Zum Beispiel zeigt 1 die zweite Lokomotive 104 als das Zugfahrzeug des Verbunds und den Güterwagen 108 als das angehängte Fahrzeug. In anderen Ausführungsformen kann aber die erste Lokomotive 100 das angehängte Fahrzeug sein.
Die erste Lokomotive 100, die zweite Lokomotive 104, der Kraftstofftender 110 und der Güterwagen 108 sind zum Fahren über mehrere Räder auf einem Gleis 102 (oder einem Schienensatz) gestaltet. In 1 ist der Kraftstofftender 110 hinter der ersten Lokomotive 100 positioniert und abnehmbar mit dem Güterwagen 108 gekoppelt. In anderen Konfigurationen kann der Kraftstofftender 110 vor der Lokomotive 100 positioniert sein und/oder ist möglicherweise nicht mit dem Güterwagen 108 oder einem anderen Eisenbahnwagen verbunden. In noch weiteren Konfigurationen können sich zwischen dem Kraftstofftender 110 und der Lokomotive 100 ein oder mehrere andere Eisenbahnwagen befinden.
In einem Beispiel sind die erste Lokomotive 100 und die zweite Lokomotive 104 für Vortrieb angetrieben, während der Kraftstofftender 110 und der Güterwagen 108 nicht angetrieben sind. Es ist zu erkennen, dass in anderen Beispielen einer oder mehrere von dem Kraftstofftender 110 und dem Güterwagen 108 ebenfalls von z.B. einem oder mehrere Fahrmotoren für Vortrieb angetrieben werden können.
Außerdem zeigt 1 eine Tendersteuereinheit 220 an Bord des Kraftstofftenders 119, eine erste Lokomotivensteuereinheit 136 an Bord der ersten Lokomotive und eine zweite Lokomotivensteuereinheit 194 an Bord der zweiten Lokomotive. Wie unten weiter beschrieben wird, steuert die erste Lokomotivensteuereinheit 136 den Betrieb des Hauptmotors 118 und die Tendersteuereinheit 220 steuert den Betrieb des Kraftstofftenders 110. Die erste Lokomotivensteuereinheit 136 kann aber Signale und/oder Anforderungen (z.B. Befehle) in Bezug auf den Betrieb des Kraftstofftenders 110 an die Tendersteuereinheit 220 senden. Zum Beispiel kann die erste Lokomotivensteuereinheit 136 eine Anforderung an die Tendersteuereinheit 220 des Kraftstofftenders 110 zum Umwandeln von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas und zum Senden des gasförmigen Erdgases über eine oder mehrere Kraftstoffleitungen zu einer Maschine der ersten Lokomotive 100, wie unten weiter beschrieben wird, senden. Ferner kann die erste Lokomotivensteuereinheit 136 in ihr (z.B. in einem Speicher der Steuereinheit) gespeicherte Anweisungen zum Senden mehrerer Anforderungen an die Tendersteuereinheit 220 und an Bauteile an Bord des Kraftstofftenders 110 beinhalten. Die Tendersteuereinheit 220 kann dann Stelleinrichtungen und/oder Bauteile an Bord des Kraftstofftenders 110 auf der Basis der von der ersten Lokomotivensteuereinheit 136 an Bord der ersten Lokomotive 100 gesendeten Anforderungen steuern. Wie in 1 gezeigt, kommunizieren die Tendersteuereinheit 220, die erste Lokomotivensteuereinheit 136 und die zweite Lokomotivensteuereinheit 194 alle elektronisch miteinander.
In 2, auf die jetzt Bezug genommen wird, beinhaltet die erste Lokomotive 100 ein Maschinensystem 112, das eine Hauptmaschine 118 aufweist, die mehrere Zylinder hat. Die Hauptmaschine 118 kann hierin als die Lokomotivenmaschine bezeichnet werden. In einer Ausführungsform ist jeder Zylinder so konfiguriert, dass er wenigstens eine Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff und wenigstens eine Einspritzdüse für flüssigen Kraftstoff hat. Im abgebildeten Beispiel ist die erste Lokomotive 100 als eine Lokomotive konfiguriert, die von dem Maschinensystem 112 angetrieben wird, das mit verschiedenen Kraftstoffen betrieben wird, wie einem ersten Kraftstoff und einem zweiten Kraftstoff. Zu den Kraftstoffen kann ein flüssiger Kraftstoff, wie Dieselkraftstoff, ein alternativer Kraftstoff und/oder ein gasförmiger Kraftstoff oder Kombinationen davon zählen. In einem Beispiel ist die Hauptmaschine 118 eine Zweistoffmaschine, wie eine Gasturbine, Kompressionszündungsmaschine oder Funkenzündungsmaschine, ein erster Kraftstoff ist gasförmiges Erdgas, das über eine Strömungsverbindung 114 (z.B. Kraftstoffleitung) von gasförmigem Erdgas (CNG) von dem Kraftstofftender 110 erhalten wird, und ein zweiter Kraftstoff ist Dieselkraftstoff, der über eine Strömungsverbindung 122 an Bord der ersten Lokomotive 100 aus einem Dieselspeichertank 116 erhalten wird. Das Maschinensystem 112 ist zwar in einer Ausführungsform hierin als eine Hybridbrennstoffmaschine konfiguriert, die mit Dieselkraftstoff und Erdgas betrieben wird, in anderen Beispielen kann das Maschinensystem 112 aber verschiedene Kombinationen von anderen Kraftstoffen als Diesel und Erdgas verwenden.
Die Hauptmaschine 118 ist mit einem Turbolader 180 gekoppelt. Der Turbolader 180 kann zwischen einem Ansaugkanal zu der Hauptmaschine 118 und einem Abgaskanal von der Hauptmaschine 118 angeordnet sein. Der Turbolader 180 erhöht die Luftaufladung von Umgebungsluft, die in den Ansaugkanal gezogen wird, um während der Verbrennung eine größere Ladungsdichte bereitzustellen, um die Leistungsabgabe und/oder den Betriebswirkungsgrad der Maschine zu erhöhen. Der Turbolader 180 kann einen Verdichter (nicht gezeigt) beinhalten, der wenigstens teilweise von einer Turbine (nicht gezeigt) angetrieben wird. In einigen Beispielen kann der Verdichter ein Verdichterrückführungsventil (CRV) beinhalten, das von der Lokomotivensteuereinheit 136 betätigt wird und zum Zurückführen von Ansaugluft um den Verdichter konfiguriert ist. Außerdem kann die Turbine ein Wastegate beinhalten, das von der Lokomotivensteuereinheit betätigt werden kann und zum Umlenken von Abgasen um die Turbine konfiguriert ist. Von daher kann das Öffnen des CRV und/oder des Wastegates Aufladung und Drehmomentleistung der Hauptmaschine 118 reduzieren.
Die Hauptmaschine 118 ist zum Erzeugen eines Drehmoments konfiguriert, das entlang einer Antriebswelle 124 zu einer Kraftumwandlungseinheit 120 übertragen wird. Die Kraftumwandlungseinheit 120 ist zum Umwandeln des Drehmoments in elektrische Energie konfiguriert, die über die elektrische Sammelschiene 128 zu wenigstens einem Fahrmotor 132 und einer Reihe verschiedener nachgeschalteter elektrischer Bauteile in der ersten Lokomotive 100 geliefert wird. Zu derartigen Bauteilen können unter anderem Verdichter 140, Gebläse 144, Batterien 148, ein Elektroniksteuersystem 134, das eine oder mehrere Steuereinheiten 136 aufweist, Absperrventile, Druckregler, Kühler, Lampen, Bord-Überwachungssysteme, Anzeigen, Klimaregler (nicht gezeigt) und dergleichen zählen. Die elektrische Sammelschiene 128 liefert ferner elektrische Energie zum Kraftstofftender 110.
Auf der Basis der Art der erzeugten elektrischen Leistung kann die elektrische Sammelschiene 128 eine Gleichstrom-(DC)-Sammelschiene (wie abgebildet) oder eine Wechselstrom-(AC)-Sammelschiene sein. In einem Beispiel beinhaltet die Kraftumwandlungseinheit 120 einen Generator (nicht gezeigt), der mit einem oder mehreren Gleichrichter (nicht gezeigt) in Reihe geschaltet ist, die die elektrische Leistung der Lichtmaschine in elektrische Gleichstromleistung umwandeln, bevor sie an der elektrischen Sammelschiene 128 entlang übertragen wird. Der Generator kann z.B. einen hochtourigen Generator, eine Generatormaschine, deren Statorfluss mit dem Rotorfluss synchron ist, oder eine asynchrone Maschine beinhalten.
Auf die Konfiguration eines nachgeschalteten elektrischen Bauteils gestützt, das von der elektrischen Sammelschiene 128 Leistung erhält, können einer oder mehrere Frequenzumrichter so konfiguriert sein, dass sie die elektrische Leistung von der elektrischen Sammelschiene umrichten, bevor das nachgeschaltete Bauteil mit elektrischer Leistung versorgt wird. In einem Beispiel kann ein einzelner Frequenzumrichter elektrischen Wechselstrom von einer elektrischen Gleichstromsammelschiene mehreren Bauteilen zuführen. In einer weiteren nichtbeschränkenden Ausführungsform können mehrere separate Frequenzumrichter jeweils ein separates Bauteil mit elektrischer Leistung versorgen.
Der Fahrmotor 132 nimmt elektrische Leistung von der Kraftumwandlungseinheit 120 auf und ist mit einer oder mehreren Achsen/Antriebsrädern 152 gekoppelt. Der Fahrmotor 132 ist so zum Antreiben der Achsen/Antriebsräder 152 auf dem Gleis entlang 102 konfiguriert. Es ist zu beachten, dass die Zahl der Sätze von Achsen/Antriebsrädern 152 variieren kann und dass für jeden Satz von Achsen/Antriebsrädern ein oder mehrere Fahrmotoren 132 vorgesehen sein kann. Der Fahrmotor 132 kann ein Wechselstrommotor sein. Dementsprechend kann ein mit dem Fahrmotor 132 gepaarter Frequenzumrichter einen Gleichstromeingang in einen entsprechenden Wechselstromeingang, wie einen dreiphasigen Wechselstromeingang, zur anschließenden Verwendung durch den Fahrmotor umsetzen. In anderen nichtbeschränkenden Ausführungsformen kann der Fahrmotor 132 ein Gleichstrommotor sein, der die Ausgabe der Kraftumwandlungseinheit 120 nach Gleichrichtung und Übertragung entlang der Gleichstromsammelschiene 128 direkt einsetzt.
Eine beispielhafte Lokomotivenkonfiguration beinhaltet je Achse/Antriebsrad 152 ein Frequenzumrichter/Fahrmotor 132-Paar. Der Fahrmotor kann auch so konfiguriert sein, dass er als Generator wirkt, der dynamisches Bremsen zum Bremsen der ersten Lokomotive 100 bereitstellt. Speziell kann der Fahrmotor während des dynamischen Bremsens Drehmoment in einer Richtung bereitstellen, die der Rollrichtung entgegengesetzt ist, wodurch Elektrizität erzeugt wird, die von mit der elektrischen Sammelschiene 128 verbundenen Widerständen (nicht gezeigt) als Wärme abgeleitet wird.
Die erste Lokomotivensteuereinheit 136 an Bord der ersten Lokomotive 100 steuert die Hauptmaschine 118, indem sie Befehle an verschiedene Hardwareteile der Maschinensteuerung wie Frequenzumrichter, Lichtmaschinen, Relais, Kraftstoffeinspritzdüsen, Kraftstoffpumpen (nicht gezeigt) oder dergleichen sendet. Wie unten weiter beschrieben wird, überwacht die erste Lokomotivensteuereinheit 136 in einem Beispiel auch Lokomotivenbetriebsparameter im aktiven Betriebs-, Leerlauf- und ausgeschalteten Zustand. Zu derartigen Parametern können unter anderem die Krümmerlufttemperatur (KLT), die Umgebungstemperatur, die Motoröltemperatur, der Verdichterluftdruck, der Hauptluftreservedruck, die Batteriespannung, ein Batterieladezustand, der Bremszylinderdruck und dergleichen zählen. Die erste Lokomotivensteuereinheit 136 beinhaltet ferner computerlesbare Speichermedien (nicht gezeigt) einschließlich Code zur Aktivierung der Bord-Überwachung und -Steuerung des Schienenfahrzeugbetriebs.
Die erste Lokomotivensteuereinheit 136 kann, während sie die Steuerung und das Management der Hauptmaschine 118 und anderer Bauteile der Lokomotive leitet, zum Empfangen von Signalen von einer Reihe verschiedener Maschinensensoren, wie hierin weiter beschrieben wird, konfiguriert sein. Die erste Lokomotivensteuereinheit kann derartige Signale zur Ermittlung von Betriebsparametern und Betriebsbedingungen und zum entsprechenden Einstellen verschiedener Maschinenstelleinrichtungen zur Steuerung des Betriebs der ersten Lokomotive 100 nutzen. Zum Beispiel kann die erste Lokomotivensteuereinheit 136 Signale von verschiedenen Maschinensensoren erhalten, darunter unter anderem Maschinendrehzahl, Maschinenlast, Ladedruck, Abgasdruck, Umgebungsdruck, Abgastemperatur, Krümmerdruck (MAP) oder dergleichen. Dementsprechend kann die erste Lokomotivensteuereinheit 136 die Lokomotive 100 durch Senden von Befehlen an verschiedene Bauteile wie Fahrmotoren, Lichtmaschinen, Zylinderventile, Drosselklappen und dergleichen steuern. Wie unten weiter beschrieben wird, steuert die erste Lokomotivensteuereinheit 136 wenigstens teilweise den Betrieb des Kraftstofftenders, indem sie Befehle (z.B. Anforderungen) an die Tendersteuereinheit 220 an Bord des Kraftstofftenders sendet. Zu den Befehlen, die an die Tendersteuereinheit 220 gesendet werden, können zum Beispiel Befehle zum Einleiten verschiedener Kraftstoffroutinen und/oder Befehle zum Steuern verschiedener Bauteile an Bord des Kraftstofftenders, wie eines Verdampfers 234, einer Pumpe 210, eines LNG-Speichertanks 212 oder dergleichen, zählen. In einem Beispiel können die Befehle zum Steuern verschiedener Bauteile an Bord des Kraftstofftenders indirekte Befehle auf der Basis von an den Kraftstofftender gesendeten Kraftstoffroutineanforderungen sein. In einigen Beispielen wird der Verdampfer 234 möglicherweise auch als Vergasungseinheit bezeichnet. Zum Zweck dieser Beschreibung bedeutet ein(e) „Bord“-Bauteil, Vorrichtung oder anderes Gebilde, dass das Bauteil oder die Vorrichtung sich physisch an/in dem beschriebenen Fahrzeug befindet. In Bezug auf den Kraftstofftender 110 ist zum Beispiel ein Bauteil oder ein Gebilde, das sich physisch auf dem Kraftstofftender befindet, an Bord des Kraftstofftenders, einschließlich dann, wenn der Kraftstofftender mit einer Lokomotive oder einem anderen Schienenfahrzeug gekoppelt ist und wenn der Kraftstofftender nicht mit einer Lokomotive oder einem anderen Schienenfahrzeug gekoppelt ist.
In einem Beispiel können die in der ersten Lokomotivensteuereinheit 136 konfigurierten computerlesbaren Speichermedien Code zum automatischen Stoppen oder automatischen Starten der Hauptmaschine 118 ausführen, indem sie zum Beispiel eine Maschinen-Start-Stopp-Automatik-(AESS)-Steuersystemroutine aktivieren. Wie unten noch ausführlicher besprochen wird, kommuniziert die erste Lokomotivensteuereinheit 136 auch mit der Tendersteuereinheit 220 an Bord des Kraftstofftenders 110, um beispielsweise die Lieferung von gasförmigem Erdgas für die Hauptmaschine 118 anzufordern. Wie in 1–2 gezeigt, kommuniziert die erste Lokomotivensteuereinheit 136 auch mit der zweiten Lokomotivensteuereinheit 194 in der zweiten Lokomotive 104, um beispielsweise die durchgeleitete Lieferung von gasförmigem Erdgas vom Kraftstofftender 110 zu einer mit Erdgas betriebenen Maschine in der zweiten Lokomotive 104 zu koordinieren. Die in der ersten Lokomotivensteuereinheit 136 konfigurierten computerlesbaren Speichermedien können Code zum entsprechenden Übertragen und Empfangen derartiger Mitteilungen ausführen.
Der Kraftstofftender 110, unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2, ist abnehmbar mit der ersten Lokomotive 100 gekoppelt und beinhaltet Achsen/Räder 204, die zum Laufen auf einem Gleis 102 entlang gestaltet sind. In dem abgebildeten Beispiel beinhaltet der Kraftstofftender 110 sechs Achsen/Räder-Paare 204. In einer weiteren Ausführungsform kann der Kraftstofftender 110 vier Achsen und vier Räderpaare (z.B. insgesamt acht Räder) beinhalten. Der Kraftstofftender 110 beinhaltet ferner einen mechanischen Kopplungsmechanismus 208, der den Kraftstofftender zur verknüpften Bewegung davon abnehmbar mit der ersten Lokomotive 110 koppelt. In weiteren Beispielen kann der Kraftstofftender 110 einen zweiten Kopplungsmechanismus (nicht gezeigt) beinhalten, der den Kraftstofftender abnehmbar mit einem anderen Schienenfahrzeug wie einem Güterwagen 108 oder einer weiteren Lokomotive koppeln kann.
Der Kraftstofftender 110 ist zum Durchführen von einem oder mehreren Kraftstoffspeichertanks konfiguriert. In einer Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Kraftstofftender 110 einen kryogenen Bord-LNG-Speichertank 212 zur Speicherung von LNG. Der LNG-Speichertank 212 ist ein Kraftstoffbehälter, wobei der in dem Kraftstoffbehälter gespeicherte Kraftstoff LNG ist. In einem Beispiel kann der LNG-Speichertank 212 die Form eines Druckbehälters mit Vakuummantel haben, der LNG bei Drücken speichert, die von etwa 690 kPa bis etwa 900 kPa reichen. Es ist zu erkennen, dass, um das LNG in einem flüssigen Zustand zu halten, das LNG in einem Temperaturbereich von etwa 4 bis 80 Grad Celsius gespeichert werden kann. In einigen Beispielen, wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Kraftstofftender 110 eine kryogene Einheit 268, um dazu beizutragen, das LNG innerhalb gewünschter Temperatur- und Druckbereiche zu halten. In einem weiteren Beispiel kann es sein, dass der Kraftstofftender 110 die kryogene Einheit 268 nicht beinhaltet.
Selbst bei effizienter Isolierung und einer kryogenen Kälteanlage kann Wärme in den LNG-Speichertank 212 eindringen und die Verdampfung von Teilen des LNG zu Boil-off-Gas verursachen. Wie oben besprochen, kann der LNG-Speichertank 212 einen ersten Teil beinhalten, der mit LNG gefüllt ist. Der restliche Teil des LNG-Speichertanks 212, der kein LNG enthält, kann daher hierin als der Dampfraum des LNG-Speichertanks bezeichnet werden. Das CNG im Dampfraum des LNG-Tanks kann verursachen, dass der Druck im LNG-Speichertank mit der Zeit zunimmt. Wie unten weiter besprochen, kann dies dazu führen, dass ein Überdruckventil geöffnet wird.
Es ist auch zu erkennen, dass der LNG-Speichertank 212 verschiedene Größen und Ausgestaltungen haben kann und vom Kraftstofftender 110 abnehmbar sein kann. Ferner ist der Speichertank 212, wie in 2 gezeigt, zum Erhalten von LNG über Öffnung 222 von einer externen Betankungsstation gestaltet. In anderen Beispielen kann der Speichertank 212 LNG durch eine weitere Öffnung oder Stelle am Speichertank 212 erhalten.
Der LNG-Speichertank 212 speist einen Verdampfer 234 über eine kryogene LNG-Strömungsverbindung 226 und ein oder mehrere Ventile 230 mit LNG. Der Verdampfer 234 wandelt das LNG in gasförmiges oder komprimiertes Erdgas (CNG) um oder verdampft das LNG durch Anwendung von Wärme auf das LNG. Speziell verdampft der Verdampfer 234 das LNG zu CNG, indem er dem Verdampfer 234 zugeführtes erhitztes Fluid benutzt. In einigen Beispielen beinhaltet der Verdampfer 234 eine Pumpe, einen Motor und ein Ventil, die alle von der Lokomotivensteuereinheit 136 und/oder der Tendersteuereinheit 220 gesteuert werden können. Wie in 2 gezeigt, wird erhitztes Fluid für die Umwandlung von LNG in CNG von einem Wärmeaustauscher 170 erzeugt, der in der ersten Lokomotive 100 positioniert ist. Der Wärmeaustauscher 170 erhält von einem Kühler 172 Maschinenkühlwasser. Maschinenkühlwasser aus der Hauptmaschine 118 strömt zu dem Kühler 172, um gekühlt und dann zur Hauptmaschine 118 zurückgesendet zu werden. Bevor das gekühlte Maschinenkühlwasser zur Hauptmaschine 118 zurückströmt, wird das gekühlte Maschinenkühlwasser durch den Wärmeaustauscher 170 geführt, um ein sekundäres Fluid oder Kühlmittel zu erhitzen. Das im Wärmeaustauscher 170 erhitzte Kühlmittel strömt dann über die Leitung 174 für erhitztes Kühlmittel und die Leitung 274 für erhitztes Kühlmittel vom Wärmeaustauscher zum Verdampfer 234 im Kraftstofftender 110. Die Leitung 174 für erhitztes Kühlmittel und die Leitung 274 für erhitztes Kühlmittel sind an einer abnehmbaren Schnittstellenkupplung 276 miteinander gekoppelt, die es ermöglicht, dass der Kraftstofftender 110 von der ersten Lokomotive 110 abgekoppelt wird. Das Kühlmittel kehrt dann über die Kühlmittelleitung 278 und die Kühlmittelleitung 178 zum Wärmeaustauscher 170 zurück. Die Kühlmittelleitung 278 und die Kühlmittelleitung 178 sind an einer abnehmbaren Schnittstellenkupplung 280 miteinander gekoppelt, die es ermöglicht, dass der Kraftstofftender 110 von der ersten Lokomotive 100 abgekoppelt wird. In anderen Ausführungsformen kann dem Verdampfer 234 Wärme aus einer alternativen Quelle an Bord der ersten Lokomotive 100, einer weiteren Lokomotive oder eines anderen Schienenfahrzeugs und/oder Kraftstofftenders zugeführt werden. Ferner können zusätzliche und/oder alternative Flüssigkeits- oder Gasquellen verwendet werden, um den Verdampfer 234 mit Wärme zu versorgen.
Das CNG wird dann über Zuleitungen zur Hauptmaschine 118 der ersten Lokomotive 100 geliefert, um die Hauptmaschine 118 zu betreiben. Wie in 2 gezeigt, wird das CNG über die CNG-Strömungsverbindung 216 und die CNG-Strömungsverbindung 114 und ein oder mehrere Steuerventile 232 zur Hauptmaschine 118 geliefert. Die CNG-Strömungsverbindung 216 und die CNG-Strömungsverbindung 114 können hierin als die Zuleitungen bezeichnet werden. In einigen Beispielen, wie in 2 gezeigt, ist ein Durchleitungs-Steuerventil 156 vorgesehen, um wenigstens einen Teil des CNG über eine Durchleitungsströmungsverbindung 160 durch die erste Lokomotive 100 zur zweiten Lokomotive zu leiten. Auf diese Weise kann eine mit Erdgas betriebene Maschine in der zweiten Lokomotive 104 mit gasförmigem Erdgas aus dem Kraftstofftender 110 angetrieben werden. In anderen Beispielen ist es möglich, dass es kein Steuerventil 156 gibt und CNG nur zur ersten Lokomotive 100 geliefert wird. In noch einem weiteren Beispiel können zusätzliche Steuerventile in der CNG-Strömungsverbindung 114 positioniert sein, um CND zu zusätzlichen Lokomotiven oder Eisenbahnwagen zu leiten.
In einer ersten Ausführungsform kann der LNG-Speichertank 212 ein LNG-Speichertank für höheren Druck sein, in dem das LNG auf einem Druck gehalten wird, der größer als ein Schwellenspeisedruck ist. In einem Beispiel kann der Schwellenspeisedruck von CNG etwa 827 kPa sein. Der Druck im LNG-Speichertank 212 kann dann über 827 kPa (z.B. 1100 kPa) gehalten werden, so dass das an der ersten Lokomotive 100 ankommende CNG auf einem Schwellenspeisedruck ist. In anderen Beispielen kann der Schwellenspeisedruck von CNG größer oder kleiner als 827 kPa sein und der LNG-Speichertankdruck kann auf einem höheren Niveau als der Schwellenspeisedruck gehalten werden, um etwaige Druckverluste im CNG-Versorgungssystem zu berücksichtigen. In dieser ersten Ausführungsform wird LNG von dem Ventil 230 oder einer anderen Dosiereinrichtung aus dem Speichertank 212 und zu dem Verdampfer 234 dosiert. Das im Verdampfer 234 aus dem LNG umgewandelte CNG strömt dann über die CNG-Strömungsverbindung 114 zur ersten Lokomotive 100. Der Durchfluss von CNG zur ersten Lokomotive wird über das Ventil 232 geregelt oder dosiert.
In einer zweiten Ausführungsform kann der LNG-Speichertank 212 ein LNG-Speichertank für niedrigeren Druck sein, in dem das LNG auf einem Druck gehalten wird, der niedriger als der Schwellenspeisedruck (z.B. kleiner als 827 kPa) ist. In dieser Ausführungsform kann eine Pumpe 210 in der LNG-Strömungsverbindung 226 positioniert sein, um einen LNG-Durchfluss (z.B. -Durchsatz) zum Verdampfer 234 zu regeln, und/oder in der CNG-Strömungsverbindung 216, um einen CNG-Durchfluss (z.B. -Durchsatz) zur ersten Lokomotive zu regeln.
Die CNG-Strömungsverbindung 114 beinhaltet ferner eine abnehmbare Schnittstellenkupplung 236, die das Abkoppeln des Kraftstofftenders 110 von der Lokomotive 100 ermöglicht. Es ist auch zu erkennen, dass sich das Durchleitungssteuerventil 156 zusammen mit geeigneten Strömungsverbindungen, um durch die Strömungsverbindung 160 hindurchgeführt zu werden, in anderen Ausführungsformen an Bord des Kraftstofftenders 110 befinden kann.
Wie in 2 gezeigt, werden Bauteile des Kraftstofftenders 110 mit elektrischer Energie von der ersten Lokomotive 100 angetrieben. Speziell ist die elektrische Sammelschiene 128 an einer abnehmbaren Schnittstellenkupplung 214 mit einer elektrischen Sammelschiene 228 gekoppelt. Die abnehmbare Schnittstellenkupplung 214 macht es möglich, dass der Kraftstofftender 110 von der ersten Lokomotive 100 abgekoppelt wird. Die elektrische Sammelschiene 128 und die elektrische Sammelschiene 228 können hierin als Leitungen für elektrische Energie bezeichnet werden. In einer Ausführungsform kann das Schienenfahrzeug eine oder mehrere Leitungen für elektrische Elektrizität beinhalten, die einen Raum zwischen der ersten Lokomotive 100 und dem Kraftstofftender 110 überspannen. In anderen Ausführungsformen können Bauteile im Kraftstofftender 110 alternativ oder zusätzlich von einem Hilfsaggregat und/oder Batterien an Bord des Kraftstofftenders 110 angetrieben werden. In noch anderen Ausführungsformen können Bauteile des Kraftstofftenders 110 mit elektrischer Energie von einer anderen oder zusätzlichen Lokomotive angetrieben werden.
In der ersten Lokomotive 100 erzeugte elektrische Energie läuft durch die elektrische Sammelschiene 228 zum Kraftstofftender 110. Bauteile an Bord des Kraftstofftenders 110 erhalten elektrische Energie über die elektrische Sammelschiene 228. Zu derartigen Bauteilen können unter anderem die Folgenden zählen: der Verdampfer 234, die Tendersteuereinheit 220, die Steuerventile 230, 232, der LNG-Tankdrucksensor 260, der LNG-Tanktemperatursensor 264, die kryogene Einheit 268, Durchflussmesser, Umgebungslufttemperatursensoren, Verdichter, Gebläse, Kühler, Batterien, Lampen, Bord-Überwachungssysteme, Anzeigen, Klimaregler (nicht gezeigt) und dergleichen.
Die Tendersteuereinheit 220 an Bord des Kraftstofftendes 110 steuert und/oder betätigt verschiedene Bauteile an Bord des Kraftstofftenders 110, wie den Verdampfer 234, die kryogene Einheit 268, Steuerventile (z.B. Ventil 230 und Ventil 232), eine oder mehrere Pumpen 210 und/oder andere Bauteile an Bord des Kraftstofftenders 110, durch Senden von Befehlen an diese Bauteile. Die von der Tendersteuereinheit 220 gesendeten Befehle können auf von der ersten Lokomotivensteuereinheit 136 an Bord der ersten Lokomotive 100 an die Tendersteuereinheit 220 gesendeten Befehlen basieren. Zum Beispiel kann die erste Lokomotivensteuereinheit 136 eine Anforderung zum Abstellen der Verdampfung von LNG und dadurch Beenden der Umwandlung von LNG in CNG an die Tendersteuereinheit 220 senden. Als Reaktion kann die Tendersteuereinheit 220 den Verdampfer 234 betätigen, um die LNG-Verdampfung abzustellen oder zu beenden. In einigen Beispielen kann die Tendersteuereinheit 220 auch Befehle und/oder Anforderungen an die Lokomotivensteuereinheit 136 senden. Zum Beispiel, wie unten weiter besprochen wird, kann, wenn ein Dampfraumdruck (z.B. Druck im LNG-Speichertank 212) über einem Schwellendruck liegt, die Tendersteuereinheit 220 eine Anforderung zum Einleiten einer Kraftstoffroutine zur Reduzierung des CNG-Speisedrucks und anschließend des Dampfraumdrucks an die Lokomotivensteuereinheit 136 senden.
Die Tendersteuereinheit 220 kann auch Kraftstofftenderbetriebsparameter überwachen. Zu derartigen Parametern können unter anderem Druck und Temperatur des LNG-Speichertanks 212, einen Pegel oder ein Volumen des LNG-Speichertanks 212, Druck und Temperatur des Verdampfers 234, Umgebungslufttemperatur und dergleichen zählen. In einem Beispiel kann die Tendersteuereinheit 220 einen Druck im LNG-Speichertank 212 oder CNG-Speisedruck, der am LNG-Speichertank 212 oder in den CNG-Zuleitungen gemessen wurde, an die erste Lokomotivensteuereinheit 136 an Bord der ersten Lokomotive 100 senden.
Es ist zu erkennen, dass der Kraftstofftender 110 nicht auf die im Beispiel von 2 gezeigten und oben beschriebenen Bauteile beschränkt ist. In anderen Beispielen kann der Kraftstofftender 110 zusätzliche oder alternative Bauteile beinhalten. Zum Beispiel kann der Kraftstofftender 110 ferner einen oder mehrere zusätzliche Sensoren, Durchflussmesser, Steuerventile oder dergleichen beinhalten.
Die Systeme der 1 und 2 sehen ein System mechanisch gekoppelter Schienenfahrzeuge vor, umfassend ein Schienenfahrzeug mit einer Hybridbrennstoffmaschine, einem Kraftstofftender, der gestaltet ist, um fluidisch und mechanisch mit dem Schienenfahrzeug gekoppelt zu werden, wobei der Kraftstofftender einen Verdampfer und einen verflüssigtes Erdgas enthaltenden Kraftstoffbehälter beinhaltet, und eine Steuereinheit an Bord des Schienenfahrzeugs, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um eine Anforderung zum Reduzieren des Umwandelns von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas an den Kraftstofftender zu senden, wobei die Anforderung als Reaktion auf eine Kraftstoffspeicheranforderung gesendet wird. In einem Beispiel kann das Reduzieren das allmähliche Zurückstufen der Umwandlung von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas, bis der Verdampfer kein flüssiges Erdgas mehr in gasförmiges Erdgas umwandelt, beinhalten. Die Anforderung beinhaltet ferner das Senden von restlichem gasförmigem Erdgas zur Hybridbrennstoffmaschine des Schienenfahrzeugs zur Verwendung. Die Steuereinheit ist ferner konfiguriert, um die Verwendung von gasförmigem Erdgas mit einem Druck, der niedriger als ein Schwellendruck ist, durch die Hybridbrennstoffmaschine zuzulassen. Des Weiteren ist die Steuereinheit konfiguriert, um einen Krümmerdruck der Hybridbrennstoffmaschine des Schienenfahrzeugs zu verringern, um die Verwendung des gasförmigen Erdgases mit dem Druck, der niedriger als der Schwellendruck ist, als Reaktion auf die Kraftstoffspeicheranforderung zu optimieren.
Wie oben besprochen, kann LNG in einem Kraftstoffbehälter wie dem in 2 gezeigten LNG-Speichertank 212 gespeichert werden. In einem Beispiel befindet sich der LNG-Speichertank auf einem mit einem Schienenfahrzeug gekoppelten Kraftstofftender. Das Schienenfahrzeug beinhaltet eine Steuereinheit und eine Hybridbrennstoffmaschine. In einem in den 1 und 2 gezeigten Beispiel ist der Kraftstofftender der Kraftstofftender 110, das Schienenfahrzeug ist die erste Lokomotive 100, die Hybridbrennstoffmaschine ist die Hauptmaschine 118 und die Maschinensteuereinheit ist die erste Lokomotivensteuereinheit 136. Ferner, wie in 1 gezeigt, können das Schienenfahrzeug und der Kraftstofftender Teil eines Verbunds sein, der ein(en) oder mehrere zusätzliche(s) Schienenfahrzeug(e) und/oder Kraftstofftender beinhaltet.
Wenn LNG in einem ungekühlten Tank gespeichert wird, erwärmt sich der LNG-Tank aufgrund dessen allmählich, dass die Tankisolierung nicht 100% wirksam ist. Selbst bei effizienter Isolierung und einer kryogenen Kälteanlage kann Wärme in den LNG-Speichertank eindringen. Wie oben besprochen, beinhaltet der LNG-Tank einen ersten Teil, der mit LNG gefüllt ist, und einen übrigen, zweiten Teil, der CNG enthält. Das CNG im Dampfraum des LNG-Tanks kann verursachen, dass der Druck im LNG-Tank zunimmt, zum Beispiel, wenn eine Temperatur des LNG-Tanks ansteigt. Mit der Zeit steigt der LNG-Tankdruck auf eine Überdruck-Sicherheitsschwelle an, wodurch verursacht wird, dass sich ein Überdruckventil des LNG-Tanks öffnet. Das Öffnen des Überdruckventils entlüftet den LNG-Tank und reduziert den LNG-Tankdruck. Die Entlüftung des LNG-Tanks kann aber Kraftstoff vergeuden und gleichzeitig auch ein Sicherheitsrisiko einschließlich der Abgabe von Schadstoffen an die Umwelt darstellen. Ferner kann jedes Öffnen des Überdruckventils verursachen, dass sich das Überdruckventil aufgrund mechanischer Merkmale des Ventils bei jedem nachfolgenden Öffnen bei einem geringfügig niedrigeren Druck öffnet.
Anstatt sich zum Reduzieren des LNG-Tankdrucks auf ein passives Überdruckventil zu verlassen, kann ein anderes, aktives Verfahren zur Reduzierung des LNG-Tankdrucks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das Entlüften reduzieren und dabei auch die effektive Kraftstoffeffizienz der mit LNG angetriebenen Schienenfahrzeuge maximieren. In einem Beispiel kann das andere Verfahren zur Reduzierung des LNG-Tankdrucks das Ausführen einer Kraftstoffspeicherroutine beinhalten, wobei der Dampf (z.B. CNG) im Dampfraum des Kraftstofftenders und den Strömungsverbindungen des Kraftstoffspeichers (z.B. Kraftstoffleitungen) verringert und von der Maschine des Schienenfahrzeugs verwendet wird. Speziell kann die Kraftstoffspeicherroutine das Reduzieren und schließliche Beenden der Umwandlung von LNG in CNG und das Senden von restlichem CNG im Dampfraum und/oder den Kraftstoffleitungen des Erdgas-Kraftstoffsystems zum Schienenfahrzeug zur Verwendung beinhalten.
In einem Beispiel kann das Reduzieren der Umwandlung von LNG in CNG das allmähliche Zurückstufen der Umwandlung von LNG in CNG beinhalten, bis der Verdampferbetrieb schließlich ausgeschaltet wird.Gleichzeitig kann die LNG-Zufuhr aus dem LNG-Tank und zum Verdampfer allmählich reduziert werden, bis aus dem LNG-Tank kein LNG mehr zugeführt wird. In einem weiteren Beispiel kann die Reduzierung der Umwandlung von LNG in CNG das Beenden des Sendens von LNG zu einem Verdampfer des Kraftstofftenders und/oder das Deaktivieren des Verdampfers beinhalten. Durch Benutzen des verbleibenden Dampfs in den CNG-Kraftstoffleitungen und dem LNG-Speichertank können die Druck- und Wärmebeanspruchung im LNG-Speichertank reduziert werden. Infolgedessen kann die Kraftstoffeffizienz steigen und die Zahl der Überdruckventil-Öffnungsereignisse abnehmen.
Bei abnehmendem Dampfraumdruck und Druck des CNG in den CNG-Zuleitungen kann auch der Druck des an der Lokomotivenmaschine erhaltenen CNG abnehmen. Während des Fahrzeugbetriebs kann in einigen Ausführungsformen nur CNG mit einem Druck, der größer als ein Schwellenspeisedruck ist, von der Lokomotivenmaschine akzeptiert und verwendet werden. Zum Beispiel können Kraftstoffspeiseventile wie das CNG-Speiseventil 156 oder in 2 nicht gezeigte zusätzliche Ventile so eingestellt sein, dass sie nur CNG über dem Schwellendruck durch die Ventile und zur Maschine durchlassen. Während der Kraftstoffspeicherroutine kann die Steuereinheit aber ein oder mehrere Ventil(e) (z.B. CNG-Speiseventile oder das in 2 gezeigte Ventil 156) einstellen, um CNG mit einem Druck, der niedriger als der Schwellenspeisedruck ist, zur Lokomotivenmaschine strömen und anschließend verwendet werden zu lassen.
Die Kraftstoffspeicherroutine kann ferner das Reduzieren eines Krümmerdrucks (MAP) der Maschine des Schienenfahrzeugs beinhalten. Das Verringern des MAP kann es ermöglichen, dass der Druck in Kraftstoffleitungen und dem LNG-Speichertank des Erdgas-Kraftstoffsystems weiter abnimmt, während noch CNG zur Maschine des Schienenfahrzeugs (z.B. Lokomotivenmaschine) übertragen wird. Speziell kann das Reduzieren des MAP die Benutzung des CNG mit niedrigerem Druck (z.B. CNG mit einem Druck, der niedriger als der Schwellenspeisedruck ist) im Schienenfahrzeug optimieren.
In einem Beispiel kann der MAP reduziert werden, indem eine Drehzahl der Schienenfahrzeugmaschine verringert wird oder eine Schaltstufeneinstellung des Schienenfahrzeugs heruntergeschaltet wird (oder allgemeiner, eine Drosselklappeneinstellung eines Fahrzeugs niedriger gestellt wird). Infolgedessen kann die Leistung des Schienenfahrzeugs abnehmen, wodurch der MAP verringert wird. Das Herunterschalten der Schaltstufeneinstellung oder das Verringern der Maschinendrehzahl kann von der Lokomotivensteuereinheit als Teil der Kraftstoffspeicherroutine automatisch durchgeführt werden oder von einem Schienenfahrzeugführer manuell durchgeführt werden. In einem Beispiel kann das Herunterschalten sequentiell durch den Verbund erfolgen, so dass alle mit LNG angetriebenen Lokomotiven in dem Verbund nicht gleichzeitig herunterschalten. Zm Beispiel kann eine erste von LNG angetriebene Lokomotive eine Schaltstufe herunterschalten, wodurch die erste von LNG angetriebene Lokomotive CNG mit einem niedrigeren Druck erhalten kann. Gleichzeitig kann die Schaltstufeneinstellung einer zweiten mit LNG angetriebenen Lokomotive in demselben Verbund eine Schaltstufeneinstellung beibehalten oder höherschalten, um eine angegebene Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. In einem weiteren Beispiel kann der MAP reduziert werden, indem ein Wastegate und/oder Verdichterrückführungsventil eingestellt wird.
Die Kraftstoffspeicherroutine kann während Zeiten ausgeführt werden, in denen von der Maschine eines Schienenfahrzeugs kein CNG benötigt wird. Zum Beispiel wird möglicherweise kein CNG zum Antreiben der Maschine erfordert, wenn das Schienenfahrzeug am Ende seiner Fahrstrecke ankommt (z.B. anhält) oder für eine längere Zeitspanne in einen Leerlaufbetrieb schaltet. Unter Bedingungen, in denen CNG eine Zeitlang vielleicht nicht benötigt wird, kann die Kraftstoffspeicherroutine entweder automatisch auf Reaktion von Schienenfahrzeugbetriebsbedingungen und/oder vom Schienenfahrzeugführer manuell eingeleitet werden.
In einem Beispiel kann die Kraftstoffspeicherroutine als Reaktion darauf ausgelöst werden, dass ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) des Schienenfahrzeugs anzeigt, dass sich das Schienenfahrzeug innerhalb einer Schwellenentfernung von einer Halteposition befindet. Zum Beispiel kann das Schienenfahrzeug in einem Bereich mit Geofence-Positionsmarkierungen fahren. Die Positionsmarkierungen können der Lokomotivensteuereinheit automatisch eine Position des Schienenfahrzeugs in Bezug auf die Halteposition anzeigen. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffspeicherroutine von dem Schienenfahrzeugführer manuell ausgelöst werden. Zum Beispiel kann das Schienenfahrzeug ein Steuerelement manuell aktivieren, das die Kraftstoffspeicherroutine einschließlich Reduzieren der Schienenfahrzeuggeschwindigkeit und Beenden der Umwandlung von LNG in CNG aktiviert.
In noch einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffspeicherroutine von einem Energiemanagementsystem des Schienenfahrzeugs ausgelöst werden. Das Energiemanagementsystem kann in der Lokomotiven-/Schienenfahrzeugsteuereinheit des Schienenfahrzeugs enthalten sein. Speziell kann das Energiemanagementsystem die Kraftstoffspeicherroutine auf Basis einer Entfernung des Schienenfahrzeugs von einer Halteposition, einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, einer CNG-Menge in den Kraftstoffleitungen des Kraftstofftenders und Schienenfahrzeugs, eines Drucks des CNG im Dampfraum und in den Kraftstoffzuleitungen und des Krümmerdrucks MAP der Maschine des Schienenfahrzeugs ausgelöst werden. Zum Beispiel kann das Energiemanagementsystem ermitteln, wann auf der Fahrstrecke des Schienenfahrzeugs der optimale Zeitpunkt zum Verringern der Maschinendrehzahl, zum Herunterschalten der Schaltstufeneinstellung und/oder zum Einstellen eines weiteren Betriebsparameters (wie z.B. Einstellen eines Wastegates), um den MAP zu senken und die Verwendung des restlichen CNG zu beginnen, ist. In einigen Beispielen stellt die Steuereinheit den MAP möglicherweise nicht ein, wenn ein gewisser MAP erforderlich ist, um Fahrzeugbetriebsbedingungen aufrecht zu erhalten. In diesem Fall kann die Schienenfahrzeugmaschine so viel des CNG verwenden, wie angesichts anderer Fahrzeugbeschränkungen (z.B. wie einem Soll-MAP für Fahrzeugantriebserfordernisse) möglich ist.
In einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffspeicherroutine von dem Schienenfahrzeug oder dem Kraftstofftender, auf CNG-Dampfraumdrücke (z.B. dem Druck des CNG im LNG-Tank) reagierend, ausgelöst werden. Zum Beispiel kann die Kraftstoffspeicherroutine, wenn der Druck im CNG-Dampfraum größer als ein erster Schwellendruck ist, ausgelöst werden, um den Dampfraumdruck zu reduzieren. In diesem Beispiel kann der erste Schwellendruck ein Druck über einem Normaldruck des LNG-Tanks sein. Der erste Schwellendruck kann anzeigen, dass sich der Dampfraumdruck einem Schwellendruck nähert, der zum Öffnen des Überdruckventils des LNG-Tanks führen kann. Als Reaktion darauf, dass der CNG-Dampfraumdruck über den ersten Schwellendruck ansteigt, kann die Kraftstoffroutine ausgeführt werden, um den CNG-Dampfraumdruck so weit wie möglich zu senken, ohne die Maschinenleistung zu beeinträchtigen. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffroutine auf das Ansteigen des CNG-Dampfraumdrucks auf oder über einen zweiten Schwellendruck reagierend ausgeführt werden, wobei der zweite Schwellendruck größer als der erste Schwellendruck ist. In diesem Beispiel kann die Kraftstoffroutine ausgeführt werden, um den Dampfraumdruck so schnell wie möglich unter den zweiten oder den ersten Schwellendruck zu senken. Infolgedessen kann die Maschinenleistung reduziert werden, um den Dampfraumdruck effektiv zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass sich das Überdruckventil öffnet.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugsystems kann so das Senden einer Anforderung zum Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender von einer Steuereinheit eines Schienenfahrzeugs an einen Kraftstofftender beinhalten. Wie oben beschrieben, kann der Kraftstofftender mit dem Schienenfahrzeug gekoppelt sein. In einem Beispiel kann das Reduzieren des Drucks des gasförmigen Erdgases auf dem Kraftstofftender das Reduzieren einer Rate der Umwandlung von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas beinhalten. Die Anforderung zum Reduzieren des Drucks von gasförmigem Erdgas kann als Reaktion auf eine Kraftstoffspeicheranforderung gesendet werden. Außerdem kann ein Krümmerdruck einer Maschine des Schienenfahrzeugs auf Basis der Kraftstoffspeicheranforderung, des reduzierten Drucks des gasförmigen Erdgases und zusätzlicher Fahrzeugbetriebsbedingungen reduziert werden. Verringern des Krümmerdrucks der Maschine kann das Verringern der Maschinendrehzahl oder das Herabsetzen einer Schaltstufeneinstellung des Schienenfahrzeugs beinhalten.
In einem Beispiel kann die Kraftstoffspeicheranforderung als Reaktion auf eine Anforderung von einem Führer des Schienenfahrzeugs erzeugt werden. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffspeicheranforderung als Reaktion auf Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem erzeugt werden, die anzeigen, dass sich das Schienenfahrzeug innerhalb einer Schwellenentfernung von einer Halteposition befindet. In noch einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffspeicheranforderung als Reaktion auf eine Anforderung von einem Energiemanagementsystem erzeugt werden, wobei die Anforderung auf einem oder mehreren von einer Entfernung von einer Halteposition, einer Erdgasmenge in Kraftstoffleitungen des Schienenfahrzeugs, einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und dem Krümmerdruck basiert. In noch weiteren Beispielen kann die Kraftstoffspeicheranforderung als Reaktion darauf erzeugt werden, dass ein Druck in einem Speichertank für flüssiges Erdgas über einen Schwellendruck ansteigt, wobei der Schwellendruck darauf basiert, dass ein Druck das Öffnen eines Überdruckventils auslöst.
Senden der Anforderung zum Reduzieren des Umwandelns von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas an den Kraftstofftender beinhaltet das Senden einer Anforderung zum Beenden des Umwandelns von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas mit einem Verdampfer und/oder Beenden des Sendens von flüssigem Erdgas zu dem Verdampfer.
In 3, auf die jetzt Bezug genommen wird, wird ein Verfahren 300 zum Einleiten einer Kraftstoffroutine für ein System für gasförmigen Kraftstoff (z.B. ein System für gasförmigen Kraftstoff eines Schienenfahrzeugs oder anderen Fahrzeugs) gezeigt. Speziell zeigt das Verfahren 300 das Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender als Reaktion auf eine oder mehrere Fahrzeugbetriebsbedingung(en). Das Reduzieren des Drucks von gasförmigem Kraftstoff kann Teil einer Kraftstoffspeicherroutine sein, um das Fahrzeug auf eine Zeitspanne mit eingeschränkter Kraftstoffverwendung, wie Anhalten oder Leerlauf, vorzubereiten. In einem Beispiel ist das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug mit einer Hybridbrennstoffmaschine. In diesem Beispiel kann das System für gasförmigen Kraftstoff ein Erdgaskraftstoffsystem sein, wobei flüssiges Erdgas (LNG) in einem Kraftstoffbehälter (z.B. dem in 2 gezeigten LNG-Speichertank 212) auf einem Kraftstofftender gespeichert wird, wobei der Kraftstofftender mit dem Schienenfahrzeug gekoppelt ist. Die Kraftstoffspeicherroutine für den Kraftstofftender kann daher, auf Schienenfahrzeugbetriebsbedingungen wie bevorstehende Leerlaufperioden, in denen kein Erdgas zum Antreiben der Maschine des Schienenfahrzeugs benötigt wird, und/oder Kraftstofftenderbetriebsbedingungen wie einen über einem Schwellenwert liegenden Dampfraumdruck des LNG-Tanks reagierend, ausgelöst werden. Von daher kann die Kraftstoffspeicherroutine das Verringern einer Druck- und Wärmebeanspruchung des LNG-Speichertanks auf dem Kraftstofftender (z.B. Verringern des Dampfraumdrucks) beinhalten. In einem Beispiel können Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 in einem Speicher der Steuereinheit eines Schienenfahrzeugs gespeichert werden, wie der ersten Lokomotivensteuereinheit 136 der ersten Lokomotive 100, die in 2 gezeigt wird. In anderen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 für einen anderen Fahrzeugtyp mit einem anderen Kraftstoff- oder Kraftstoffsystemtyp vorgesehen sein.
Das Verfahren beginnt an 302 durch Ermitteln von Betriebsbedingungen des Schienenfahrzeugs und des Kraftstofftenders. Zu Betriebsbedingungen des Schienenfahrzeugs und des Kraftstofftenders zählen eine Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, eine Drehzahl und Last der Maschine des Schienenfahrzeugs, eine CNG-Menge in den Kraftstoffleitungen (z.B. Kraftstoffzuleitungen) des Erdgaskraftstoffsystems, eine CNG-Menge im LNG-Speichertank, ein Druck des CNG in den Kraftstoffzuleitungen und dem LNG-Speichertank (z.B. Dampfraumdruck), der Krümmerdruck MAP der Maschine des Schienenfahrzeugs und dergleichen.
An 304 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln, ob es Zeit zum Einleiten der Kraftstoffroutine ist. In einem Beispiel kann die Kraftstoffroutine das Vorbereiten des Schienenfahrzeugs und des Kraftstofftenders auf die Speicherung von Kraftstoff (z.B. Speichern des Erdgases) beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffroutine das Verringern eines CNG-Dampfraumdrucks beinhalten. Von daher kann die Kraftstoffroutine das Reduzieren der Umwandlung von LNG in CNG zum Reduzieren des Drucks von CNG im Dampfraum und in den CNG-Zuleitungen beinhalten. Wie oben besprochen, kann in einem Beispiel ein Schienenfahrzeugführer die Kraftstoffroutine manuell einleiten. Das manuelle Einleiten der Kraftstoffroutine kann das manuelle Anfordern eines Verringerns der Umwandlung und Zufuhr von CNG und/oder das manuelle Verringern der Schienenfahrzeuggeschwindigkeit beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffroutine als Reaktion darauf eingeleitet werden, dass die Steuereinheit des Schienenfahrzeugs globale Positionsbestimmungskoordinaten empfängt, die anzeigen, dass sich das Schienenfahrzeug in einer Schwellenentfernung von einer bestimmten Position befindet. In einem Beispiel kann die bestimmte Position eine Halteposition oder ein Ende einer Fahrstrecke des Schienenfahrzeugs sein. In noch einem weiteren Beispiel kann die Kraftstoffroutine auf Basis von Statusinformationen von einem Energiemanagementsystem, Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem bezüglich einer Entfernung des Schienenfahrzeugs von der bestimmten Position, einem Druck von CNG in CNG-Dampfraum und -Zuleitungen (wie z.B. der LNG-Strömungsverbindung 226, der CNG-Strömungsverbindung 216, der CNG-Strömungsverbindung 114 und/oder der Durchleitungsströmungsverbindung 160, die in 2 gezeigt werden), einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und/oder dem MAP eingeleitet werden. Zum Beispiel kann das Energiemanagementsystem ermitteln, wann der optimale Zeitpunkt auf der Fahrstrecke des Schienenfahrzeugs ist, um den MAP zu senken und mit der Verwendung des restlichen CNG zu beginnen. In einem Beispiel kann, wenn in den CNG-Kraftstoffzuleitungen eine größere CNG-Menge mit einem höheren Druck verbleibt, die Kraftstoffspeicherroutine früher eingeleitet werden, als wenn in den CNG-Kraftstoffzuleitungen eine kleinere CNG-Menge mit einem niedrigeren Druck verbleibt. In einem weiteren Beispiel kann, wenn die verbleibende Fahrstrecke des Schienenfahrzeugs ein Gefälle beinhaltet, die Kraftstoffroutine schon früher ausgeführt werden, als wenn es auf der Fahrstrecke kein Gefälle gibt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Kraftstoffroutine auf einen Dampfraumdruck (z.B. CNG-Druck im LNG-Tank), der größer als ein Schwellendampfraumdruck ist, reagierend eingeleitet werden. Wie oben besprochen, öffnet sich ein Überdruckventil des LNG-Tanks, wenn der Dampfraumdruck einen Überdruckschwellendruck erreicht. Um die Menge der Überdruckventilereignisse zu reduzieren, kann die Kraftstoffroutine ausgeführt werden, um den Dampfraumdruck des Tanks zu senken, wenn der Dampfraumdruck sich dem Überdruckschwellendruck nähert. In einem ersten Beispiel kann die Kraftstoffroutine eingeleitet werden, wenn der Dampfraumdruck des LNG-Tanks größer als ein erster Schwellendruck ist. In einem zweiten Beispiel kann die Kraftstoffroutine eingeleitet werden, wenn der Dampfraumdruck des LNG-Tanks größer als ein zweiter Schwellendruck ist, wobei der zweite Schwellendruck größer als der erste Schwellendruck ist. In diesem Beispiel kann eine Reaktionszeit für die Ausführung der Kraftstoffroutine und die Durchführung der aufeinanderfolgenden Schritte der Routine (wie unten beschrieben) verkürzt werden. Von daher kann der Dampfraumdruck schneller verringert werden, wobei das Verringern des Dampfraumdrucks gegenüber der Maschinenleistung Vorrang hat (z.B. kann MAP verringert werden, selbst wenn er mit einer höheren Rate angefordert wird, wie unten weiter besprochen wird).
In einem Beispiel wird die Kraftstoffroutine als Reaktion auf einen oder mehrere der oben besprochenen Auslöser vom Schienenfahrzeug (z.B. Lokomotivensteuereinheit) eingeleitet. In einem weiteren Beispiel wird die Kraftstoffroutine als Reaktion auf Dampfraumdruck oder den einen oder anderen der oben besprochenen Auslöser vom Kraftstofftender (z.B. Tendersteuereinheit) eingeleitet.
Auf 304 zurückkehrend, wird das Verfahren mit 306 fortgesetzt, um die Fahrzeugbetriebsbedingungen aufrecht zu erhalten, wenn die Kraftstoffroutine nicht ausgelöst wurde, was anzeigt, dass es noch nicht an der Zeit ist, mit dem Speichern von Kraftstoff zu beginnen. Wenn die Kraftstoffroutine aber an 304 eingeleitet wird, wird das Verfahren mit 308 fortgesetzt, um eine Anforderung zum Einleiten der Kraftstoffroutine an den Kraftstofftender zu senden. Speziell kann die Steuereinheit des Schienenfahrzeugs (z.B. Lokomotivensteuereinheit) eine Kraftstoffanforderung zum Einleiten der Kraftstoffroutine an die Steuereinheit des Kraftstofftenders (z.B. Tendersteuereinheit) senden. An 310 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln, ob die Tendersteuereinheit die Kraftstoffroutineanforderung akzeptiert. Wenn der Kraftstofftender die Kraftstoffroutineanforderung nicht akzeptiert, wird das Verfahren mit 312 fortgesetzt, um die Kraftstoffroutine nicht einzuleiten und die Betriebsbedingungen von Schienenfahrzeug und Kraftstofftender aufrecht zu erhalten. In einem Beispiel ist es möglich, dass der Kraftstofftender die Kraftstoffroutineanforderung nicht akzeptiert, wenn der Dampfraumdruck unter dem ersten Schwellendruck oder einem normalen Betriebsdruck des LNG-Tanks ist.
Wenn der Kraftstofftender aber die Kraftstoffroutineanforderung akzeptiert, wird das Verfahren mit 314 fortgesetzt, um CNG mit einem Druck, der niedriger als ein Schwellenspeisedruck ist, zu akzeptieren. Speziell beinhaltet das Verfahren an 314 das Einstellen von einem/einer oder mehreren Ventil(en) oder Maschinenbetriebsbedingung(en), um die Maschine des Schienenfahrzeugs das zugeführte CNG akzeptieren und verwenden zu lassen, selbst wenn das CNG einen Druck hat, der niedriger als ein Schwellenspeisedruck ist. Zum Beispiel wird in 5 ein Verfahren 500 zum Akzeptieren und Verwenden von CNG in einer Maschine des Schienenfahrzeugs gezeigt und unten weiter beschrieben, wobei das CNG von einem Kraftstofftender zu dem Schienenfahrzeug gesendet wird. In dem Verfahren 500 wird das CNG, wenn das der Schienenfahrzeugmaschine zugeführte CNG unter dem Schwellenspeisedruck ist, von der Maschine nur dann akzeptiert und verwendet, wenn die Lokomotivensteuereinheit die Kraftstoffroutine aktuell ausführt. Von daher kann CNG unter dem Schwellenspeisedruck nur von der Schienenfahrzeugmaschine verwendet werden, wenn die Kraftstoffroutine eingeleitet wurde.
An 316, wobei jetzt wieder auf 3 Bezug genommen wird, beinhaltet das Verfahren das Einstellen von einem oder mehreren Maschinen- oder Schienenfahrzeugbetriebsparameter(n) zur Optimierung der Benutzung des CNG bei einem niedrigen Speisedruck. Wie oben besprochen, können eine oder mehrere Schienenfahrzeugbetriebsbedingungen eingestellt werden, um den MAP zu Reduzieren, damit von der Schienenfahrzeugmaschine so viel CNG wie möglich verwendet wird, wodurch eine weitere Reduzierung des Dampfraumdrucks und des CNG-Speisedrucks ermöglicht wird. Zu der einen oder den mehreren Schienenfahrzeugbetriebsbedingung(en) können eine Maschinendrehzahl, eine Schaltstufeneinstellung (z.B. Leistungseinstellung) des Schienenfahrzeugs, eine Wastegate-Stellung und oder eine Stellung eines Verdichterrückführungsventils zählen. Zum Beispiel kann das Reduzieren der Maschinendrehzahl, das Reduzieren der Schaltstufeneinstellung, das Vergrößern der Öffnung des Wastegates und/oder das Vergrößern der Öffnung des Verdichterrückführungsventils den MAP reduzieren. Infolgedessen kann die Schienenfahrzeugmaschine mehr CNG mit einem niedrigeren Speisedruck verwenden. Das Senken des MAP kann wiederum zu einem niedrigeren Restdruck des CNG auf dem Kraftstofftender führen.
In einem Beispiel kann das Senken des MAP an 316 nur das Senken des MAP auf der Basis von Maschinenbetriebsbedingungen beinhalten. Zum Beispiel ist es möglich, dass der MAP nur soweit gesenkt wird, wie auf Basis des Drehmomentbedarfs und der Leistungsanforderungen des Schienenfahrzeugs zulässig ist. Speziell kann der MAP reduziert werden, solange die Maschinen- oder Schienenfahrzeugleistung nicht reduziert wird. In einem weiteren Beispiel kann der MAP, wenn die Notwendigkeit dafür, dass der Dampfraumdruck gesenkt wird, dringender ist (z.B. der Dampfraumdruck größer als der zweite Schwellendruck ist, wie oben beschrieben), gesenkt werden, um trotz des Rückgangs der Schienenfahrzeugleistung so viel CNG wie möglich zu verwenden. Anders ausgedrückt, heißt das, dass ein Rückgang der Schienenfahrzeugleistung zugelassen werden kann, wenn zum Reduzieren des Dampfraumdrucks unter den zweiten Schwellenwert ein reduzierter MAP erforderlich ist.
An 318 beinhaltet das Verfahren das allmähliche Verringern des CNG-Speisedrucks zum Schienenfahrzeug (z.B. des Drucks des zur Maschine des Schienenfahrzeugs zugeführten CNG). Speziell kann die Steuereinheit des Schienenfahrzeugs (z.B. Lokomotivensteuereinheit) eine Kraftstoffanforderung zum Reduzieren des CNG-Speisedrucks und zum Reduzieren der Umwandlung von LNG in CNG an die Steuereinheit des Kraftstofftenders (z.B. Tendersteuereinheit) senden. In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren an 318 ein allmähliches Verringern einer Zufuhr von LNG aus dem LNG-Tank und zum Verdampfer. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Verfahren an 318 das allmähliche Verringern der Rate der Umwandlung von LNG in CNG. Die Umwandlungsrate kann auf eine Rate von im Wesentlichen null reduziert werden, so dass der Verdampfer deaktiviert wird. In einigen Beispielen kann die an den Kraftstoffsender gesendete Anforderung eine Anforderung zum Beenden der Umwandlung von LNG in CNG durch Beenden des Sendens von LNG zum Verdampfer und/oder durch Deaktivieren des Verdampfers beinhalten. Als Reaktion auf die Anforderung kann die Tendersteuereinheit ein oder mehrere Ventil(e) in den LNG- und CNG-Zuleitungen (z.B. Fluidleitungsrohre) und/oder eine Pumpengeschwindigkeit von einer oder mehreren Kraftstoffpumpen (z.B. wie die in 2 gezeigte Kraftstoffpumpe 210) einstellen. Zum Beispiel kann die Tendersteuereinheit ein Ventil wie Ventil 230 schließen, um das Senden von LNG zum Verdampfer abzustellen. Nach dem Beenden des Sendens von LNG zum Verdampfer und/oder Deaktivieren des Verdampfers kann das Verfahren an 318 das Senden von restlichem CNG in den CNG-Kraftstoffleitungen (z.B. Zuleitungen) zum Schienenfahrzeug zur Verwendung beinhalten.
An 320 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln, ob das Schienenfahrzeug oder der Kraftstofftender angefordert hat, die Kraftstoffroutine zu verlassen. Zum Beispiel kann der Schienenfahrzeugführer eine Erhöhung des MAP und/oder der Schienenfahrzeugleistungsabgabe manuell anfordern. In einem Beispiel kann der Schienenfahrzeugführer die Erhöhung der Schienenfahrzeugleistung manuell anfordern, wenn das Schienenfahrzeug nicht an der ursprünglich bestimmten Position anhalten kann. In einem weiteren Beispiel muss das Schienenfahrzeug, wenn es in dem globalen Positionsbestimmungssystem einen Fehler gibt, so dass eine Halteposition des Schienenfahrzeugs sich ändert, bevor es die ursprünglich bezeichnete Halteposition erreicht, möglicherweise die Leistung steigern, um in Betrieb zu bleiben und zum aktualisierten Ziel zu fahren. Wenn es keine Anforderung zum Verlassen der Kraftstoffroutine gibt, wird das Verfahren mit 322 fortgesetzt, um die Kraftstoffroutine weiter auszuführen.
Alternativ kann das Verfahren, wenn es eine Anforderung zum Verlassen der Kraftstoffroutine gibt, mit 324 fortfahren, um die Leistungsabgabe des Schienenfahrzeugs zu erhöhen und eine Anforderung zum Erhöhen des CNG-Speisedrucks auf den Schwellenspeisedruck an den Kraftstofftender zu senden. Zum Beispiel kann die Anforderung eine Anforderung zum Neustarten des Verdampfers und zum Beginnen des Sendens von LNG zum Verdampfer beinhalten.
Wie oben mit Bezug auf 3 vorgestellt, zeigt 5 ein Verfahren 500 zum Akzeptieren und Verwenden von CNG in einer Maschine des Schienenfahrzeugs, wobei das CNG von einem Kraftstofftender an das Schienenfahrzeug gesendet wird. An 502 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln von Fahrzeugbetriebsbedingungen. In einem Beispiel können Fahrzeugbetriebsbedingungen den Dampfraumdruck eines LNG-Speichertanks, den Druck des CNG, das dem Schienenfahrzeug zugeführt und an ihm erhalten wird, den MAP, die Maschinendrehzahl und -last und dergleichen beinhalten. An 504 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln, ob das Schienenfahrzeug CNG benötigt. Zum Beispiel kann die Steuereinheit im Schienenfahrzeug (z.B. Lokomotivensteuereinheit) auf der Basis einer Maschinenlast und zusätzlicher Betriebsbedingungen des Schienenfahrzeugs CNG von einem mit dem Schienenfahrzeug gekoppelten Kraftstofftender anfordern. Wenn das Schienenfahrzeug kein CNG benötigt, wird das Verfahren mit 506 fortgesetzt, um Schienenfahrzeugbetriebsbedingungen aufrecht zu erhalten. Alternativ wird das Verfahren mit 508 fortgesetzt, um eine Anforderung zum Liefern von CNG zum Schienenfahrzeug an den Kraftstofftender zu senden, wenn das Schienenfahrzeug CNG benötigen sollte.
An 510 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln, ob der Druck des am Schienenfahrzeug erhaltenen CNG kleiner als ein Schwellenspeisedruck ist. In einem Beispiel kann der Schwellenspeisedruck 827 kPa sein. In einem weiteren Beispiel kann der Schwellenspeisedruck größer oder kleiner als 827 kPa sein. Unter normalen Betriebsbedingungen kann das CNG auf oder über dem Schwellenspeisedruck gehalten werden. Wenn der CNG-Druck nicht unter dem Schwellenspeisedruck ist, wird das Verfahren mit 512 fortgesetzt, um das CNG an der Lokomotivenmaschine zu akzeptieren und anschließend das zugeführte CNG zu verwenden. Wenn der Druck des CNG aber kleiner als der Schwellenspeisedruck ist, wird das Verfahren mit 514 fortgesetzt, um zu ermitteln, ob die Lokomotivensteuereinheit aktuell die Kraftstoffroutine abarbeitet (z.B. ausführt). Zum Beispiel kann die Lokomotivensteuereinheit, wenn die Kraftstoffroutine an 308 und 310 des Verfahrens 300 eingeleitet und akzeptiert wird (wie in 3 gezeigt), ein Flag setzen, das anzeigt, dass die Kraftstoffroutine läuft. Infolgedessen können Maschinenbetriebsbedingungen wie Druckeinstellungen von einem oder mehreren CNG-Speiseventil(en) eingestellt werden.
Wenn das Schienenfahrzeug aktuell nicht die Kraftstoffroutine abarbeitet, wird das Verfahren mit 516 fortgesetzt, um das CNG mit dem Druck, der unter dem Schwellenspeisedruck liegt, nicht zu akzeptieren. Ferner kann die Schienenfahrzeugmaschine einen anderen Kraftstoff zum Antreiben der Maschine benutzen, während sie darauf wartet, dass der CNG-Speisedruck steigt. Wenn das Schienenfahrzeug alternativ die Kraftstoffroutine an 514 abarbeitet, wird das Verfahren mit 518 fortgesetzt, um das zugeführte CNG mit einem Druck unter dem Schwellenspeisedruck zu akzeptieren. Die Schienenfahrzeugmaschine kann dann das CNG bei dem niedrigeren Druck verwenden. So kann die Schienenfahrzeugmaschine CNG mit einem niedrigeren Druck als dem Schwellenspeisedruck verwenden. Infolgedessen können der Druck des CNG in den CNG-Zuleitungen und der Dampfraumdruck weiter reduziert werden.
4 ist eine grafische Darstellung 400, die beispielhafte Einstellungen des CNG-Speisedrucks (z.B. Speisedruck von gasförmigem Kraftstoff), auf die Einleitung einer Kraftstoffroutine für ein beispielhaftes System für gasförmigen Kraftstoff wie das oben beschriebene Erdgassystem reagierend, zeigt. Speziell zeigt die grafische Darstellung 400 Änderungen einer Entfernung von einer Halteposition eines Schienenfahrzeugs an Diagramm 402, Änderungen der Schienenfahrzeugleistung (PS) an Diagramm 404, Änderungen eines Drucks des zu der Maschine gesendeten CNG (z.B. CNG-Speisedruck) an Diagramm 406, Änderungen des MAP an Diagramm 408, Änderungen des Kraftstoffdurchflusses (z.B. Kraftstoffdurchsatz) zu einem Verdampfer an Diagramm 410, Änderungen des Verdampferbetriebs an Diagramm 412 und Änderungen des LNG-Speichertankdrucks (z.B. Dampfraumdruck) an Diagramm 414. Wie oben besprochen, kann als Reaktion darauf, dass das Schienenfahrzeug sich in einer Schwellenentfernung von einer Halteposition befindet, eine Kraftstoffspeicherroutine für ein Erdgassystem eines mit einem Schienenfahrzeug gekoppelten Kraftstofftenders eingeleitet werden. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffspeicherroutine auf andere oder zusätzliche Fahrzeugbetriebsbedingungen wie die, wenn der LNG-Speichertankdruck auf über einen Schwellendruck ansteigt, reagierend eingeleitet werden. Ferner kann der Verdampfer im Kraftstofftender ein- oder ausgeschaltet werden, um die Verdampfung von LNG zu CNG zu starten oder abzustellen. In anderen Beispielen kann der Verdampferbetrieb (und anschließend die Rate der Umwandlung von LNG in CNG) erhöht oder verringert werden, indem der Betrieb zwischen ganz eingeschaltet oder ganz abgestellt eingestellt wird.
Vor dem Zeitpunkt t1 ist das Schienenfahrzeug weiter als eine Schwellenentfernung T1 von einer zugeordneten Halteposition entfernt (Diagramm 402). Außerdem ist der Verdampfer an Bord des Kraftstofftenders eingeschaltet und LNG strömt zum Verdampfer (Diagramm 412 und 410). Infolgedessen wird LNG in CNG umgewandelt. Das CNG kann dann zur Maschine des Schienenfahrzeugs gesendet werden, um das Schienenfahrzeug wenigstens teilweise anzutreiben. Das der Maschine zugeführte CNG ist auf einem Schwellendruck T2 (Diagramm 406), der über dem MAP (Diagramm 408) liegt. Vor dem Zeitpunkt t1 steigt der LNG-Speichertankdruck aufgrund von Erwärmung im Tank an (Diagramm 414). Knapp vor dem Zeitpunkt t1 nähert sich der LNG-Speichertankdruck einem Überdruckschwellendruck P1. Bei dem Überdruckschwellendruck kann sich ein Überdruckventil des LNG-Speichertanks öffnen.
Zum Zeitpunkt t1 befindet sich das Schienenfahrzeug innerhalb der Schwellenentfernung T1 der zugeordneten Halteposition (Diagramm 402). In einem Beispiel können die Entfernungsinformationen von einem globalen Positionsbestimmungssystem des Schienenfahrzeugs an der Schienenfahrzeugsteuereinheit empfangen werden. Als Reaktion darauf, dass sich das Schienenfahrzeug innerhalb der Schwellenentfernung T1 von der Halteposition befindet, kann die Schienenfahrzeugsteuereinheit eine Anforderung an die Tendersteuereinheit senden, um den CNG-Speisedruck durch Reduzieren der Umwandlung von LNG in CNG zu reduzieren. Infolgedessen kann der LNG-Kraftstoffdurchfluss zum Verdampfer zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 allmählich auf null zurückgehen. Am Zeitpunkt t2 wird der Verdampfer ausgeschaltet. Wie in 4 gezeigt, wird der Verdampfer zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 weiter betrieben, um zum Verdampfer gesendetes restliches LNG zu verdampfen. In anderen Ausführungsformen kann der Verdampfer am Zeitpunkt t1 ausgeschaltet werden.
Zum Zeitpunkt t2 nimmt auch die Leistung (PS) des Schienenfahrzeugs ab (Diagramm 404), wodurch der MAP verringert wird (Diagramm 408). Während der Kraftstoffdurchfluss zum Verdampfer abnimmt und der Verdampfer ausgeschaltet wird und mehr CNG von der Maschine verwendet wird, nimmt der CNG-Speisedruck ab (Diagramm 406). Zum Zeitpunkt t3 nimmt die Entfernung von der bestimmten Halteposition über die Schwellenentfernung T1 hinaus zu (Diagramm 402). In einem Beispiel kann die Änderung der Entfernung das Ergebnis eines Fehlers im globalen Positionsbestimmungsystem sein. In einem weiteren Beispiel kann die Änderung der Entfernung auf einer Änderung der Halteposition des Schienenfahrzeugs beruhen. Als Reaktion darauf, dass die Entfernung von der Halteposition am Zeitpunkt t3 zunimmt, kann eine Anforderung zum Erhöhen des CNG-Speisedrucks erzeugt werden. Daraufhin kann der CNG-Speisedruck (Diagramm 406) erhöht werden, indem der LNG-Kraftstoffdurchfluss zum Verdampfer erhöht wird (Diagramm 410) und dann der Verdampfer (Diagramm 112) eingeschaltet wird. Infolge der Wiederaufnahme des LNG-Kraftstoffdurchflusses und der Verdampfung des LNG kann der CNG-Speisedruck ansteigen, bis der Druck den Schwellendruck T2 erreicht (Diagramm 406). In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit des Schienenfahrzeugs am Zeitpunkt t3 außerdem oder alternativ die Einspritzung eines anderen Kraftstoffs wie z.B. Dieselkraftstoff erhöhen, um die Schienenfahrzeug-PS zu erhöhen. So können Verzögerungen der Zufuhr von CNG zur Maschine durch die Zufuhr des anderen Kraftstoffs ausgeglichen werden. Von daher kann die Leistung des Schienenfahrzeugs auf einem Soll-Niveau gehalten werden, während die CNG-Kraftstoffversorgung neu gestartet wird.
Wie am Zeitpunkt t1 in 4 gezeigt, kann eine Steuereinheit des Schienenfahrzeugs während einer ersten Bedingung, in der sich ein Schienenfahrzeug innerhalb einer Schwellenentfernung von einer Halteposition befindet, von der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs eine Anforderung zum Reduzieren eines CNG-Speisedrucks an einen Kraftstofftender senden. Das Reduzieren des CNG-Speisedrucks kann das allmähliche Verringern der Umwandlung von LNG in CNG beinhalten. Während des Reduzierens des CNG-Speisedrucks kann die Steuereinheit einen oder mehrere Fahrzeugbetriebsparameter einstellen, um CNG mit dem reduzierten CNG-Speisedruck zu akzeptieren und zu verwenden. In einem Beispiel kann eine Maschinendrehzahl oder eine Schaltstufeneinstellung des Schienenfahrzeugs abnehmen, um den MAP zu reduzieren, so dass das CNG mit dem reduzierten CNG-Speisedruck von der Maschine verwendet werden kann. Die Maschine kann daher während der ersten Bedingung das CNG mit einem Druck, der niedriger als ein Schwellendruck ist (z.B. Schwellenspeisedruck), akzeptieren.
Wie am Zeitpunkt t3 gezeigt, kann die Steuereinheit des Schienenfahrzeugs während einer zweiten Bedingung, die von der ersten Bedingung verschieden ist, eine Anforderung zum Erhöhen des CNG-Speisedrucks auf den Schwellenspeisedruck an den Kraftstofftender senden, wodurch angefordert wird, dass der Kraftstofftender die Umwandlung von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas wiederaufnimmt. Die zweite Bedingung kann eine Anforderung zum Erhöhen der Leistung des Schienenfahrzeugs nach einer Kraftstoffspeicheranforderung beinhalten. Die Anforderung zum Erhöhen der Leistung des Schienenfahrzeugs kann als Reaktion auf eine Änderung der Entfernung von einer zugeordneten Halteposition des Schienenfahrzeugs erfolgen.
So kann das Ausführen einer Kraftstoffspeicherroutine als Reaktion auf bevorstehende Maschinenleerlauf- und/oder Fahrzeughaltebedingungen oder einen erhöhten Druck in einem Flüssigkraftstoffspeichertank (z.B. LNG-Dampfraumdruck) zum Einsparen von Kraftstoff des Schienenfahrzeugs beitragen. Speziell kann die oben beschriebene Kraftstoffspeicherroutine eine Verringerung der Druck- und Wärmebeanspruchung eines Kraftstoffbehälters, wie eines LNG-Speichertanks eines Kraftstofftenders, ermöglichen. Durch Verringern des Drucks des Erdgaskraftstoffsystems und des LNG-Speichertanks kann die Entlüftung des Tanks reduziert werden. Eine Reduzierung der Entlüftungsereignisse kann sowohl Kraftstoff sparen als gleichzeitig auch die Menge der an die Umwelt freigesetzten Schadstoffe reduzieren.
Als eine Ausführungsform umfasst das Verfahren das Senden einer Kraftstoffanforderung zum Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender und zum Einstellen von einem oder mehreren Fahrzeugbetriebsparametern, um die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs in einer Maschine des Fahrzeugs zu erlauben, wenn der Druck des gasförmigen Kraftstoffs unter einem Schwellenspeisedruck ist, von einer Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zu einem Kraftstofftender. Das Verfahren weist ferner das Reagieren auf einen Führer des Fahrzeugs zum Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung auf.
In einem Beispiel weist das Verfahren ferner das Empfangen von Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem, die anzeigen, dass das Fahrzeug sich innerhalb einer Schwellenentfernung von einer bestimmten Position befindet, und das Reagieren auf das Empfangen der Koordinaten zum Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung auf. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Verfahren ferner das Empfangen von Statusinformationen von einem Energiemanagementsystem, wobei die Statusinformationen auf Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem bezüglich einer Entfernung des Fahrzeugs von einer bestimmten Position, einer Menge von gasförmigem Kraftstoff in Kraftstoffleitungen des Fahrzeugs, dem Druck des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einem Ansaugkrümmerdruck basieren, und das Reagieren auf das Empfangen der Statusinformationen durch Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung aufweisen.
Wie oben beschrieben, beinhaltet der Druck von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender einen Druck von gasförmigem Kraftstoff in einem Flüssigkraftstofftank und/oder einen Druck von gasförmigem Kraftstoff in Zuleitungen für gasförmigen Kraftstoff. In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren ferner das Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung als Reaktion darauf, dass der Druck des gasförmigen Kraftstoffs in dem Flüssigkraftstofftank größer als ein zweiter Schwellendruck ist, wobei der zweite Schwellendruck auf einem Druck basiert, der zum Öffnen eines Überdruckventils führt, das mit dem Flüssigkraftstofftank gekoppelt ist.
Das Einstellen des einen oder der mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(s) beinhaltet das Einstellen von einem oder mehreren von einer Maschinendrehzahl, einer Schaltstufeneinstellung, einer Stellung eines Wastegates oder einer Stellung eines Verdichterrückführungsventils, um den Ansaugkrümmerdruck der Maschine zu verringern und die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs unter dem Schwellenspeisedruck zuzulassen. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Einstellen des einen oder der mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(s) das Einstellen von Druckeinstellungen von einem oder mehreren Ventil(en), um das Hindurchströmen des gasförmigen Kraftstoffs unter dem Schwellenspeisedruck vom Kraftstofftender zur Maschine zuzulassen.
Der gasförmige Kraftstoff umfasst gasförmiges Erdgas und das Verfahren weist ferner das Senden eines Signals zum Verringern des Drucks des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender von dem Fahrzeug zum Kraftstofftender und, auf das Signal reagierend, Reduzieren einer Rate der Umwandlung von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas durch Reduzieren des Sendens von flüssigem Erdgas zu einem Verdampfer an Bord des Kraftstofftenders und/oder Reduzieren der Verdampfung in dem Verdampfer auf.
Als eine weitere Ausführungsform weist ein Steuersystem für ein Fahrzeug eine Steuereinheit auf, die zum Einleiten einer Kraftstoffroutine für ein System für gasförmigen Kraftstoff und zum Anfordern einer Reduzierung eines Speisedrucks von gasförmigem Kraftstoff des Systems für gasförmigen Kraftstoff über eine Reduzierung einer Rate der Verdampfung von flüssigem Kraftstoff fern von dem Fahrzeug und/oder eine Reduzierung einer Zuführung des verdampften Kraftstoffs zu dem Fahrzeug eingerichtet ist. Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet zum Einstellen von einem oder mehreren Maschinenbetriebsparameter(n), um den gasförmigen Kraftstoff mit einem Druck, der niedriger als ein Schwellendruck ist, zu akzeptieren, wobei die eine oder mehreren Maschinenbetriebsbedingungen eine Druckeinstellung eines Speiseventils für gasförmigen Kraftstoff, eine Maschinendrehzahl, eine Schaltstufeneinstellung der Maschine, eine Wastgate-Stellung und eine Stellung eines Verdichter-Bypassventils beinhalten.
Als noch eine weitere Ausführungsform weist ein Fahrzeugsystem eine Steuereinheit auf, die konfiguriert ist, um an einem Fahrzeug angeordnet zu sein, und die zum Senden einer Kraftstoffanforderung zum Einstellen eines Speisedrucks von gasförmigem Kraftstoff unter einem Schwellenspeisedruck wenigstens teilweise durch Verringern einer Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff und zum Regeln eines Krümmerdrucks einer Maschine des Fahrzeugs von dem Fahrzeug an einen mit dem Fahrzeug gekoppelten Kraftstofftender eingerichtet ist. Das Fahrzeugsystem weist ferner ein mit der Steuereinheit in Kommunikation stehendes globales Positionsbestimmungssystem auf, das eingerichtet ist, um der Steuereinheit Fahrzeugkoordinaten zu geben, und wobei die Steuereinheit ferner eingerichtet ist, um eine Entfernung zwischen den Fahrzeugkoordinaten und einer bestimmten Position zu ermitteln und durch Einleiten der Kraftstoffanforderung darauf zu reagieren, dass die Entfernung kleiner als ein Schwellenentfernungswert ist.
Das Fahrzeugsystem weist ferner mehrere Sensoren auf, die zum Ermitteln des Krümmerdrucks und zum Ermitteln des Speisedrucks des gasförmigen Kraftstoffs eingerichtet sind, wobei die Sensoren mit der Steuereinheit gekoppelt sind und wobei die Steuereinheit ferner zum Regeln des Krümmerdrucks auf der Basis des Speisedrucks des gasförmigen Kraftstoffs eingerichtet ist. Außerdem weist das Fahrzeugsystem einen Verdampfer auf, der zum Umwandeln des flüssigen Kraftstoffs in den gasförmigen Kraftstoff eingerichtet ist, und die Steuereinheit ist dabei ferner zum Steuern von Betriebsparametern des Verdampfers eingerichtet. Der Verdampfer weist eine Pumpe, einen Motor und ein Ventil auf, und die Steuereinheit ist dabei zum Steuern der Pumpe und/oder des Motors und/oder des Ventils eingerichtet. Die Steuereinheit ist ferner zum Regeln eines Durchflusses von thermischem Fluid von dem Fahrzeug zu einem Verdampfer und dadurch zum Regeln der Rate der Umwandlung des flüssigen Kraftstoffs in den gasförmigen Kraftstoff eingerichtet.
Außerdem ist die Steuereinheit mit einer Maschinen-Start-Stopp-Automatik-(AESS)-Vorrichtung gekoppelt, die konfiguriert ist, um die Maschine auszuschalten, wenn die Maschine im Leerlauf ist, und die Steuereinheit hat die Aufgabe, die Kraftstoffanforderung zum Verringern der Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff zu senden, bevor die AESS-Vorrichtung die Maschine ausschaltet. Das Fahrzeugsystem ist Teil eines Verbunds von Fahrzeugen mit wenigstens dem Fahrzeug und einem Zugfahrzeug, wobei das Fahrzeug ein angehängtes Fahrzeug umfasst und die Steuereinheit sich im angehängten Fahrzeug befindet und eingerichtet ist, um die AESS-Vorrichtung häufiger und/oder für eine längere Dauer und/oder nach einer kürzeren Leerlaufperiode, als wenn das angehängte Fahrzeug das Zugfahrzeug wäre, einzuleiten. Anders ausgedrückt, ist das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug in einem Fahrzeugverbund, wobei der Fahrzeugverbund auch ein Zugfahrzeug beinhaltet. In einigen Beispielen können zwischen dem Zugfahrzeug und dem angehängten Fahrzeug zusätzliche Fahrzeuge positioniert sein. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug das Zugfahrzeug oder zwischen einem Zugfahrzeug und einem angehängten Fahrzeug des Verbunds positioniert sein.
Als eine weitere Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Betreiben eines Fahrzeugsystems durch Reagieren auf eine sich ändernde Maschinendrehzahl für eine Maschine in einem Fahrzeug durch Regeln eines Druckverhältnisses zwischen einem ersten Druck einer Zufuhr von gasförmigem Kraftstoff zu der Maschine und einem zweiten Druck eines Luftansaugkrümmers zu der Maschine, so dass der erste Druck größer als der zweite Druck ist und das Verhältnis in einem bestimmten Bereich von Verhältniswerten ist, ungeachtet von Änderungen des zweiten Drucks, die durch die sich ändernde Maschinendrehzahl verursacht werden, und/oder durch Reagieren auf die Änderung des ersten Drucks durch Regeln der Maschinendrehzahl, so dass das Verhältnis in dem bestimmten Bereich von Verhältniswerten liegt. In einem Beispiel ist der ermittelte Bereich von Verhältniswerten ein vorbestimmter oder zugeordneter Bereich von Verhältniswerten für die Maschine. Zum Beispiel kann der bestimmte Bereich von Verhältniswerten ein Bereich von Verhältniswerten sein, die in einer Steuereinheit des Fahrzeugsystems voreingestellt sind. Ferner reagiert das Fahrzeugsystem durch Regeln der Maschinendrehzahl, so dass das Verhältnis in dem bestimmten Bereich von Verhältniswerten ist, auf den sich ändernden ersten Druck, wobei das Verfahren ferner das Konstanthalten der Fahrzeuggeschwindigkeit, während die Maschinendrehzahl sich zum Aufrechterhalten des Verhältniswertes ändert, aufweist.
Ein hierin verwendetes Element oder verwendeter Schritt, das/der im Singular vorgetragen wird und dem das Wort „ein” oder „eine” vorangestellt ist, ist so zu verstehen, dass es/er den Plural der genannten Elemente oder Schritte nicht ausschließt, es sei denn, ein derartiger Ausschluss ist ausdrücklich angegeben. Es ist des Weiteren nicht vorgesehen, dass die Bezugnahme auf „eine (einzelne) Ausführungsform” der vorliegenden Erfindung das Vorhandensein zusätzlicher Ausführungsformen, die ebenfalls die vorgetragenen Merkmale beinhalten, ausschließt. Darüber hinaus, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, können Ausführungsformen, die ein Element oder mehrere Elemente mit einer bestimmten Eigenschaft „aufweisen”, „beinhalten” oder „haben”, zusätzliche derartige Elemente beinhalten, die diese Eigenschaft nicht besitzen. Die Begriffe „die Folgendes beinhalten“ und „bei der/dem/denen“ werden als Äquivalente in einfacher Sprache der Begriffe „umfassend” bzw. „wobei” verwendet. Darüber hinaus werden die Begriffe „erste”, „zweite” und „dritte” usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und es ist nicht vorgesehen, dass sie ihren Objekten numerische Anforderungen oder eine besondere positionsmäßige Reihenfolge auferlegen.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der Erfindung, einschließlich der besten Ausführung, und auch, um einer Durchschnittsfachperson die Ausübung der Erfindung einschließlich einschließlich der Herstellung und Benutzung jedweder Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung eingebundener Verfahren zu ermöglichen. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele beinhalten, die der Durchschnittsfachperson einfallen werden. Es ist vorgesehen, dass derartige weitere Beispiele in den Umfang der Ansprüche fallen, wenn sie strukturelle Elemente haben, die sich nicht von der wörtlichen Sprache der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von den wörtlichen Sprachen der Ansprüche beinhalten.
Es sind verschiedene Verfahren und Systeme zum Einleiten und Ausführen einer Kraftstoffroutine für ein Fahrzeug 100 vorgesehen. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Senden einer Kraftstoffanforderung zum Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender 110 von einer Steuereinheit 136 eines Fahrzeugs 100 zu einem Kraftstofftender 110 und Einstellen von einem oder mehreren Fahrzeugbetriebsparametern, um die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs in einer Maschine 118 des Fahrzeugs 100 zuzulassen, wenn der Druck des gasförmigen Kraftstoffs unter einem Schwellenspeisedruck ist.

Claims

Verfahren, umfassend: Senden einer Kraftstoffanforderung zum Reduzieren eines Drucks von gasförmigem Kraftstoff auf dem Kraftstofftender (110) von einer Steuereinheit (136) eines Fahrzeugs (100) zu einem Kraftstofftender (110) und Einstellen von einem oder mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(n), um die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs in einer Maschine (118) des Fahrzeugs (100) zuzulassen, wenn der Druck des gasförmigen Kraftstoffs unter einem Schwellenspeisedruck ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Empfangen von Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem, die erkennen lassen, dass das Fahrzeug (110) sich innerhalb einer Schwellenentfernung von einer bestimmten Position befindet, und Reagieren auf das Empfangen der Koordinaten, um das Senden der Kraftstoffanforderung einzuleiten, aufweist und/oder ferner das Empfangen von Statusinformationen von einem Energiemanagementsystem aufweist, wobei die Statusinformationen auf Koordinaten von einem globalen Positionsbestimmungssystem bezüglich einer Entfernung des Fahrzeugs von einer bestimmten Position, einer Menge von gasförmigem Kraftstoff in Kraftstoffleitungen des Fahrzeugs (100), dem Druck des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender (110), einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einem Ansaugkrümmerdruck basieren, und das Reagieren auf das Empfangen der Statusinformationen durch Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Druck des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender (110) einen Druck von gasförmigem Kraftstoff in einem Flüssigkraftstofftank (212) und/oder einen Druck von gasförmigem Kraftstoff in Zuleitungen für gasförmigen Kraftstoff beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Einleiten des Sendens der Kraftstoffanforderung als Reaktion darauf, dass der Druck des gasförmigen Kraftstoffs in dem Flüssigkraftstofftank (212) größer als ein zweiter Schwellendruck ist, wobei der zweite Schwellendruck auf einem Druck basiert, der zum Öffnen eines Überdruckventils führt, das mit dem Flüssigkraftstofftank (212) gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen es einen oder der mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(s) das Einstellen von einem oder mehreren von einer Maschinendrehzahl, einer Schaltstufeneinstellung, einer Stellung eines Wastegates oder einer Stellung eines Verdichterrückführungsventils beinhaltet, um den Ansaugkrümmerdruck der Maschine (118) zu verringern und die Verwendung des gasförmigen Kraftstoffs unter dem Schwellenspeisedruck zuzulassen, und/oder wobei das Einstellen des einen oder der mehreren Fahrzeugbetriebsparameter(s) das Einstellen von Druckeinstellungen von einem oder mehreren Ventil(en) beinhaltet, um das Hindurchströmen des gasförmigen Kraftstoffs unter dem Schwellenspeisedruck vom Kraftstofftender (110) zur Maschine (118) zuzulassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der gasförmige Kraftstoff gasförmiges Erdgas umfasst und wobei das Verfahren ferner Folgendes aufweist: das Senden eines Signals zum Verringern des Drucks des gasförmigen Kraftstoffs auf dem Kraftstofftender (110) von dem Fahrzeug (100) zum Kraftstofftender (110) und, auf das Signal reagierend, Reduzieren einer Rate der Umwandlung von flüssigem Erdgas in gasförmiges Erdgas durch Reduzieren des Sendens von flüssigem Erdgas zu einem Verdampfer (234) an Bord des Kraftstofftenders (110) und/oder Reduzieren der Verdampfung in dem Verdampfer (234).
Fahrzeugsystem, umfassend: eine Steuereinheit (136), die konfiguriert ist, um in einem Fahrzeug (100) angeordnet zu sein, und die eingerichtet ist zum: Senden einer Kraftstoffanforderung zum Einstellen eines Speisedrucks von gasförmigem Kraftstoff unter einem Schwellenspeisedruck wenigstens teilweise durch Verringern einer Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff von dem Fahrzeug (100) an einen Kraftstofftender (110), der mit dem Fahrzeug (100) gekoppelt ist, und Regeln eines Krümmerdrucks einer Maschine (118) des Fahrzeugs (100).
Fahrzeugsystem nach Anspruch 7, das ferner ein mit der Steuereinheit (136) in Kommunikation stehendes globales Positionsbestimmungssystem aufweist, das eingerichtet ist, um der Steuereinheit (136) Fahrzeugkoordinaten zu geben, und wobei die Steuereinheit (136) ferner eingerichtet ist, um eine Entfernung zwischen den Fahrzeugkoordinaten und einer bestimmten Position zu ermitteln und durch Einleiten der Kraftstoffanforderung darauf zu reagieren, dass die Entfernung kleiner als ein Schwellenentfernungswert ist, und/oder das ferner mehrere Sensoren aufweist, die zum Ermitteln des Krümmerdrucks und zum Ermitteln des Speisedrucks des gasförmigen Kraftstoffs eingerichtet sind, wobei die mehreren Sensoren mit der Steuereinheit (136) gekoppelt sind und wobei die Steuereinheit (136) ferner zum Regeln des Krümmerdrucks auf der Basis des Speisedrucks des gasförmigen Kraftstoffs eingerichtet ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 7, das ferner einen Verdampfer (234) aufweist, der zum Umwandeln des flüssigen Kraftstoffs in den gasförmigen Kraftstoff eingerichtet ist, wobei die Steuereinheit (136) ferner zum Steuern von Betriebsparametern des Verdampfers (234) eingerichtet ist und wobei der Verdampfer (234) eine Pumpe, einen Motor und ein Ventil aufweist und wobei die Steuereinheit (136) zum Steuern der Pumpe und/oder des Motors und/oder des Ventils eingerichtet ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (136) ferner zum Regeln eines Durchflusses von thermischem Fluid von dem Fahrzeug (100) zu einem Verdampfer (234) eingerichtet ist, um die Rate der Umwandlung des flüssigen Kraftstoffs in den gasförmigen Kraftstoff zu regeln, und/oder wobei die Steuereinheit (136) mit einer Maschinen-Start-Stopp-Automatik-(AESS)-Vorrichtung gekoppelt ist, die konfiguriert ist, um die Maschine (118) auszuschalten, wenn die Maschine (118) im Leerlauf ist, und die Steuereinheit (136) die Aufgabe hat, die Kraftstoffanforderung zum Verringern der Rate der Umwandlung von flüssigem Kraftstoff in gasförmigen Kraftstoff zu senden, bevor die AESS-Vorrichtung die Maschine (118) ausschaltet, und wobei das Fahrzeugssystem Teil eines Verbunds von Fahrzeugen mit wenigstens dem Fahrzeug (100) und einem Zugfahrzeug ist, wobei das Fahrzeug ein angehängtes Fahrzeug des Verbunds umfasst und die Steuereinheit (136) sich im angehängten Fahrzeug befindet und eingerichtet ist, um die AESS-Vorrichtung häufiger und/oder für eine längere Dauer und/oder nach einer kürzeren Leerlaufperiode, als wenn das angehängte Fahrzeug das Zugfahrzeug wäre, einzuleiten.