DE102014216174A1

DE102014216174A1 - System und verfahren für den betrieb eines flüssiggas verbrennenden motors

Info

Publication number: DE102014216174A1
Application number: DE201410216174
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2015-02-19
Also published as: CN104421027A; US9080518B2; CN104421027B; RU152590U1; US20150047350A1

Abstract

Es sind ein Verfahren und ein System für den Betrieb eines Motors bereitgestellt, der mit einem Kraftstoff mit einer niedrigen superkritischen Temperatur versorgt wird. In einem Beispiel führt das Verfahren überschüssigen Kraftstoff zu einer Direkteinspritzleitung zu, um einen Teil des Kraftstoffsystems, der sich in der Nähe der Kraftstoff-Direktinjektoren befindet, zu kühlen. Wärme wird aus der Direkteinspritzleitung zu einem Kraftstofftank gezogen, wo die Wärme mittels Einspritzen von Kraftstoffdämpfen in den Motor entfernt wird.

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein System zur Verbesserung des Betriebs eines Verbrennungsmotors, der mit Flüssiggas (LPG) betrieben wird. Das Verfahren ist insbesondere für Motoren nützlich, die unter einer Reihe von Umweltbedingungen arbeiten.
Flüssiggas (LPG), das vorrangig aus Propan besteht, kann als Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor verwendet werden. LPG verfügt über eine relativ niedrige superkritische Temperatur von etwa 96 °C. Wird LPG auf Temperaturen über seiner kritischen Temperatur erhöht, so kann es zu einem Motor in einer unbekannten Dichte, zwischen gasförmigem und flüssigem Zustand, zugeführt werden. Wird Flüssiggas dem Motor bei Temperaturen unter seiner kritischen Temperatur zugeführt, so kann dies zu den Kraftstoffinjektoren des Motors in einem flüssigen Zustand zugeführt werden. Flüssiggas, das aus dem Kraftstoffinjektor austritt, kann aus dem Kraftstoffinjektor austreten und schnell in einen gasförmigen Zustand übergehen. Das Zuführen von Flüssiggas in einem flüssigen Zustand kann erwünscht sein, weil flüssiger Kraftstoff direkt in einen Zylinder zugeführt werden kann, wo dieser verdampft und das Luft-Kraftstoff-Gemisch des Zylinders kühlt, so dass der Motor zusätzliche Frühzündung tolerieren kann und weniger zu Motorklopfen neigt. Die Temperaturen des Motorraums können aber Werte erreichen, die über der kritischen Temperatur von Flüssiggas liegen. Folglich kann es Bedingungen geben, bei welchen Flüssiggas seinen Zustand zu superkritisch ändert, bevor es in den Motor eingespritzt wird. Die Änderung des Zustands des Kraftstoffs von flüssig zu superkritisch kann in fehlerhaften Verhältnissen zwischen Motorluft und Kraftstoff sowie in einer gesteigerten Neigung des Motors zum Motorklopfen resultieren, wenn der gasförmige Kraftstoff in den Motor eingespritzt wird.
Der Erfinder hat hierin die oben angesprochenen Nachteile erkannt und ein Verfahren für den Betrieb eines Motors entwickelt, umfassend das Zuführen von Flüssiggas (LGP) in einer Flüssigphase direkt in einen Zylinder eines Motors als Reaktion darauf, dass eine Temperatur eines Kraftstoffsystems unter einem Grenzwert liegt; und Anhalten der Zuführung von LPG direkt in den Zylinder und Zuführen von LPG in ein Ansaugrohr des Zylinders als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems über dem Grenzwert liegt.
Indem Kraftstoffdampf von einem Kraftstofftank eingespritzt wird, ist es möglich, das technische Ergebnis der Kühlung von zu einer Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe und einer Einspritzleitung zugeführtem Kraftstoff bereitzustellen, so dass die Wahrscheinlichkeit gesenkt wird, dass Kraftstoff in eine superkritische oder eine gasförmige Phase übergeht. Wenn Kraftstoff, der von einer Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe gepumpt wird, sich einer Temperatur anzunähern beginnt, bei welcher sich der Zustand des Kraftstoffs von flüssig zu gasförmig ändert, kann z.B. ein Teil des Kraftstoffs in einer Direkteinspritzleitung zu einem Kraftstoffspeichertank rückgeführt werden, um die Wärme aus der Direkteinspritzleitung zu entfernen. Wird der Druck in der Direkteinspritzleitung zu einem Zeitpunkt, bevor der Kraftstoff zu dem Kraftstofftank rückgeführt wird, zu einer Zeit gehalten, zu welcher der Kraftstoff zu dem Kraftstofftank rückgeführt wird, so kann eine konsistente Kraftstoffinjektion gehalten werden, während die Wärme aus der Direkteinspritzleitung entfernt wird. Die von der Einspritzleitung entfernte und zu dem Kraftstofftank rückgeführte Wärme kann die Temperatur des Kraftstofftanks erhöhen, wodurch Kraftstoffdämpfe erzeugt werden. Wärme in dem Kraftstofftank kann über Einspritzung der Kraftstoffdämpfe von dem Kraftstofftank in den Motor reduziert werden. Auf diese Weise kann Wärme aus einem Kraftstoffsystem entfernt werden, so dass Kraftstoff bei Kraftstoff-Direktinjektoren in einem flüssigen Zustand bleiben kann.
Die vorliegende Beschreibung kann einige Vorteile liefern. Insbesondere kann der Lösungsansatz ein fehlerhaftes Verhältnis zwischen Motorluft und Kraftstoff dadurch reduzieren, dass das Einspritzen von Kraftstoff in einem bekannten Zustand ermöglicht wird. Des Weiteren kann der Lösungsansatz Wärme aus einem Kraftstoff-Direkteinspritzsystem entfernen, so dass die Einspritzung von Kraftstoff in einem flüssigen Zustand ermöglicht wird. Darüber hinaus kann der Ansatz auch die Art und Weise verbessern, wie Ladedruck einem Motor bereitgestellt wird.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich.
Es ist zu verstehen, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in einer vereinfachten Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, welche in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie sollte keineswegs Schlüssel- oder wesentliche Merkmale der beanspruchten Gegenstände identifizieren, deren Umfang einzig und allein durch die Ansprüche definiert wird, die der detaillierten Beschreibung folgen. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die jegliche obig oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile löst.
Die hierin beschriebenen Vorteile werden in umfassender Weise durch Studium eines Beispiels einer Ausführungsform, die hierin als die detaillierte Beschreibung bezeichnet ist, verstanden, entweder allein gesehen oder mit Verweis auf die Zeichnungen, worin:
1 eine schematische Darstellung eines Motors ist;
2 ein beispielhaftes System zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Motor ist;
3 ein Diagramm eines beispielhaften Verfahrens für den Betrieb des Motors ist; und
4 eine beispielhafte Betriebsabfolge des Motors gemäß dem Verfahren der Figur ist.
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Verbesserung des Betriebs eines Motors, der Flüssiggas (LPG) verbrennt. Der Motor kann in einem System umfasst sein, wie es in 1 beschrieben ist. Kraftstoff kann zu dem Motor über ein Kraftstoffsystem zugeführt werden, wie es in 2 beschrieben ist. Flüssiggas kann zu einem Motor in einem flüssigen oder gasförmigen Zustand gemäß dem Verfahren der 3 zugeführt werden. Das Verfahren der 3 kann einen Motorbetrieb bereitstellen, wie er in 4 angezeigt ist.
Mit Bezug auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, der eine Mehrzahl von Zylindern, von welchen ein Zylinder in 1 dargestellt ist, umfasst, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 umfasst eine Verbrennungskammer 30 und Zylinderwände 32, mit einem darin positionierten und mit der Kurbelwelle 40 verbundenen Kolben 36. Die Verbrennungskammer 30 ist so dargestellt, dass sie mit dem Ansaugkrümmer 44 und dem Ausstoßkrümmer 48 über jeweils das Ansaugventil 52 und das Ausstoßventil 54 kommuniziert. Jedes Ansaug- und Ausstoßventil kann durch einen Ansaugnocken 51 und einen Ausstoßnocken 53 betrieben werden. Die Taktung des Ansaugnocken 51 und des Ausstoßnocken 53 kann in Bezug auf die Nockenwelle 40 über ein Ausstoßnockenwellenverstellsystem 38 und ein Ansaugnockenwellenverstellsystem 30 bewegt werden. Die Position des Ansaugnockens 51 kann durch einen Ansaugnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Ausstoßnockens 53 kann durch einen Ausstoßnockensensor 57 bestimmt werden.
Der Kraftstoff-Direktinjektor 67 ist so dargestellt, dass er so positioniert ist, dass er direkt flüssigen Kraftstoff in den Zylinder 30 einspritzt, was Fachleuten auf dem Gebiet der Technik als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Der Kraftstoffinjektor 67 führt flüssigen Kraftstoff im Verhältnis zur Impulsbreite des Signals von der Steuerung 12 zu. Kraftstoff wird dem Kraftstoffinjektor 67 über ein Kraftstoffsystem (2) zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Einspritzleitung umfasst. Gasförmiger Kraftstoff kann dem Zylinder 30 ebenfalls über den Saugrohrinjektor 66 zugeführt werden. Zusätzlich dazu ist der Ansaugkrümmer 44 so dargestellt, dass er mit der optionalen elektronischen Drosselklappe 62 kommuniziert, welche eine Position der Drosselklappenplatte 64 einstellt, um den Luftdurchsatz vom Lufteinlass 42 zum Ansaugkrümmer 44 zu steuern.
Der Turbolader-Kompressor 162 komprimiert Luft vom Lufteinlass 42, bevor er die Luft zum Ansaugkrümmer zuführt. Der Turbolader-Kompressor 162 rotiert über zugeführte Motorabgasenergie zur Turbine 164. Die Nockenwelle 161 koppelt mechanisch den Turbolader-Kompressor 162 mit der Turbine 164. Ein Nebenschlussventil 72 kann selektiv geöffnet und geschlossen werden, um eine Geschwindigkeit des Kompressors 162 zu steuern. Das Nebenschlussventil 72 ermöglicht, dass Abgase um die Turbine 164 umlenken, wenn der Kompressor 162 sich einer oberen Kompressorgeschwindigkeit annähert.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt einer Verbrennungskammer 30 über eine Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuerung 12 einen Zündfunken bereit. Der UEGO-Sensor (Lambdasondensensor) 126 ist so dargestellt, dass er stromauf des katalytischen Wandlers 70 mit einem Auslasskrümmer 48 gekoppelt ist. Alternativ dazu kann der Lambdasensor durch den Zwei-Zustand-Abgas-Lambdasensor 126 ersetzt werden.
Der Wandler 70 kann in einem Beispiel zahlreiche katalytische Bausteine umfassen. In einem anderen Beispiel können Mehrfach-Emissionssteuervorrichtungen, jeweils mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. Der Wandler 70 kann in einem Beispiel ein Drei-Weg-Katalysator sein.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, umfassend: Mikroprozessoreinheit (CPU) 102, Eingabe-/Ausgabekanäle 104, Nur-Lesespeicher (ROM) 106, Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, Keep Alive Memory (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 ist so dargestellt, dass sie verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, zusätzlich zu jenen Signalen, die zuvor ausgeführt wurden, umfassend: Motorkühlmitteltemperatur (ECT, engine coolant temperature) von einem an eine Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112, einen an ein Gaspedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zum Abtasten der Kraft, die durch den Fuß 132 angelegt wird; eine Messung des Motorkrümmerdrucks (MAP) von einem an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position einer Nockenwelle 40 abtastet; eine Messung der Luftmasse, die in den Motor eintritt, von dem Sensor 120; und eine Messung der Position der Drosselklappe vom Sensor 58. Es kann auch barometrischer Druck abgefühlt werden (Sensor nicht dargestellt), um von der Steuerung 12 verarbeitet zu werden. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung produziert der Motorpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Nockenwelle, von welchen die Motorgeschwindigkeit (RPM) bestimmt werden kann.
In einigen Beispielen kann der Motor mit einem elektrischen Motor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Serienkonfiguration oder eine Variation oder Kombinationen davon aufweisen. Des Weiteren können in einigen Beispielen andere Motorkonfigurationen verwendet werden, so z.B. ein V- oder I-Konfigurationsmotor.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder im Motor 10 einen Vier-Hub-Zyklus: der Zyklus umfasst den Ansaughub, den Kompressionshub, den Expansionshub und den Ausstoßhub. Während des Ansaughubs schließt sich im Allgemeinen das Ausstoßventil 54, und das Ansaugventil 52 öffnet sich. Luft wird in die Verbrennungskammer 30 über den Ansaugkrümmer 44 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um dadurch das Volumen in der Verbrennungskammer 30 zu erhöhen. Die Position, bei welcher sich der Kolben 36 nahe des Zylinderbodens und am Ende seines Hubs befindet (z.B. wenn die Verbrennungskammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird typischerweise von Fachleuten auf dem Gebiet der Technik als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Kompressionshubs sind das Ansaugventil 52 und das Ausstoßventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf hin, um dadurch die Luft im Inneren der Verbrennungskammer 30 zu komprimieren. Der Punkt, bei welchem sich der Kolben 36 am Ende seines Hubs und am nächsten zum Zylinderkopf befindet (z.B. wenn die Verbrennungskammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird typischerweise von Fachleuten auf dem Gebiet der Technik als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem Prozess, der hierin nachfolgend als Einspritzung (Injektion) bezeichnet ist, wird der eingespritzte Kraftstoff mittels bekannter Zündmittel wie einer Zündkerze 92 gezündet, was in einer Verbrennung resultiert. Während des Expansionshubs drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Nockenwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehachse um. Schließlich öffnet sich während des Ausstoßhubs das Ausstoßventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Ausstoßkrümmer 48 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist anzumerken, dass Obiges nur als Beispiel dargestellt ist, und dass die Taktung des Öffnens und des Schließens von Ansaug- und Ausstoßventil variieren kann, um ein positives oder ein negatives Ventilüberlappen, ein spätes Schließen des Ansaugventils oder verschiedene andere Beispiele bereitstellen kann.
Mit Bezug nun auf 2 ist ein beispielhaftes Kraftstoffsystem dargestellt. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Vorrichtungen sind als strichliierte Linien dargestellt. Die Fluidverbindungen zwischen den Vorrichtungen sind als durchgängige Linien dargestellt.
Das Kraftstoffsystem 200 umfasst einen Kraftstofftank 224 zum Speichern von Flüssiggas. Im Kraftstofftank 224 gespeicherter Kraftstoff kann aus dem Kraftstofftank 224 mittels einer Saugpumpe 222 gepumpt werden. Der Betrieb der Saugpumpe 222 wird durch die Steuerung 12 gesteuert. So kann die Steuerung 12 z.B. den Stromfluss zur Saugpumpe 222 erhöhen, um den Ausgangsdruck der Saugpumpe zu erhöhen. Die Steuerung 12 kann den Stromfluss zur Saugpumpe 222 verringern, um den Ausgangsdruck der Saugpumpe zu senken. Die Saugpumpe 222 führt Flüssiggas zur Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe 212 über einen Kraftstoffdurchlass oder -kanal 260 zu.
Die Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe 212 kann der Einspritzleitung 207 und den Kraftstoff-Direktinjektoren 67 flüssigen Kraftstoff bereitstellen, wenn eine Temperatur eines Kraftstoffs in der Einspritzleitung 207 niedriger als eine Grenztemperatur ist. Indem flüssiger Kraftstoff zum Motor zugeführt wird, können die Motoreffizienz und seine Leistung verbessert werden, da der Motor Frühzündung und höhere Ladedrücke besser tolerieren kann. Der flüssige Kraftstoff ändert seinen Zustand zu einem gasförmigen Kraftstoff innerhalb des Motorzylinders, wodurch das Kraftstoffgemisch im Zylinder gekühlt wird. Die niedrigere Zylinderladetemperatur ermöglicht eine frühere Zündung im Vergleich zur Zündtaktung für denselben Kraftstoff, wird er in einem gasförmigen Zustand eingespritzt. Ein Rückschlagventil 251 kann selektiv als Reaktion auf die durch einen Temperatursensor 238 angezeigte Kraftstofftemperatur geöffnet und geschlossen werden. Der Sensor 238 kann die Messung der Temperatur und des Drucks der Einspritzleitung kombinieren. Das Öffnen des Rückschlagventils 251 ermöglicht, dass der Kraftstoff über einen Kraftstoffdurchlass 270 in den Kraftstofftank 224 zurückgeführt werden kann. In einigen Beispielen kann CNG in einem Kraftstoffdurchlass 267 oder in der Einspritzleitung 207 verdampfen, nachdem die Motorrotation gestoppt wurde und die Motorwärme zunimmt. Deshalb kann das Rückschlagventil 251 geöffnet werden, um den gasförmigen Kraftstoff aus dem Versorgungsweg für den flüssigen Kraftstoff zu pumpen.
In einigen Beispielen können Kraftstoff-Direktinjektoren 67 durch Saugrohrinjektoren ersetzt werden, um Flüssiggas in einem flüssigen Zustand einzuspritzen. Die Motorleistung kann aber reduziert werden, wenn Kraftstoff-Direktinjektoren 67 durch Saugrohrinjektoren ersetzt werden.
Gasförmiger Kraftstoff, der mittels Verdunstungskühlung im Kraftstofftank 224 gebildet wird, kann zu den Saugrohrinjektoren 66 und zu der Kraftstoff-Saugrohreinspritzleitung 205 über einen Durchlass oder Kanal 265 zugeführt werden. Der Kanal 265 kann einen Druckregler 291 enthalten, um den Tankdruck auf einen feststehenden oder vorgegebenen Wert zu reduzieren. Eine Impulsbreite, die von der Steuerung 12 zum Betrieb von Kraftstoff-Sauginjektoren 66 zugeführt wird, kann als Reaktion auf den Druck des gasförmigen Kraftstoffes, der durch den Drucksensor 245 angezeigt wird, angepasst werden. Der Sensor 245 kann Messungen des Drucks und der Temperatur der Einspritzleitung kombinieren. Alternativ dazu kann gasförmiger Kraftstoff über einen Verdampfer 293 zugeführt werden, der über einen Kanal 260 mit Kraftstoff versorgt wird. Ein Absperrventil 295 verhindert, dass Kraftstoffdampf in den Kraftstofftank 224 zurückkehrt.
Die Steuerung 12 betreibt das Rückschlagventil 251, um überschüssiges oder verdunstetes Flüssiggas zum Kraftstofftank 224 zurückzuführen. Die Steuerung 12 betreibt auch selektiv die Kraftstoff-Direktinjektoren 67 und die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren 66. Zusätzlich dazu passt die Steuerung 12 das Einlassdurchsatz-Steuerventil der Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe 212 an, um den Ausgangsdruck der Direkteinspritzpumpe zu regeln.
Somit stellt das System der 1 und 2 ein Motorsystem bereit, umfassend:
Einen Motor, der einen Zylinder umfasst; ein Kraftstoffsystem, umfassend einen Kraftstoff-Saugrohrinjektor, der gasförmigen Kraftstoff zu dem Zylinder zuführt, und einen Kraftstoff-Direktinjektor, der flüssigen Kraftstoff zu dem Zylinder zuführt, wobei das Kraftstoffsystem auch eine Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe umfasst, die einen ersten Kraftstoff zu dem Kraftstoff-Direktinjektor zuführt; und eine Steuerung, umfassend ausführende Befehle, die im Permanentspeicher zum Aktivieren und Deaktivieren des Kraftstoff-Saugrohrinjektors und des Kraftstoff-Direktinjektors als Reaktion auf eine Temperatur des Kraftstoffsystems gespeichert sind.
Das Motorsystem umfasst auch, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Temperatur des Kraftstoffs in einer Direkteinspritzleitung ist. Das Motorsystem umfasst auch, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Temperatur eines Kraftstoffs in einem Kraftstofftank ist. Das Motorsystem umfasst auch, dass der Kraftstoff-Saugrohrinjektor als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Grenztemperatur überschreitet, aktiviert wird. Das Motorsystem umfasst auch, dass der Kraftstoff-Direktinjektor als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems die Grenztemperatur überschreitet, deaktiviert wird. Das Motorsystem umfasst des Weiteren einen Turbolader und zusätzliche Befehle, um den Ladedruck über den Turbolader als Reaktion auf die Aktivierung des Kraftstoff-Direktinjektors zu erhöhen. Das Motorsystem umfasst des Weiteren einen Turbolader und zusätzliche Befehle, um den Ladedruck über den Turbolader als Reaktion auf die Aktivierung des Kraftstoff-Saugrohrinjektors zu verringern.
Mit Bezug nun auf 3 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Motors dargestellt. Das Verfahren der 3 kann als ausführbare Befehle in einem Permanentspeicher der Steuerung 12 gespeichert sein. Zusätzlich dazu kann das Verfahren der 3 die in 4 dargestellte Betriebsabfolge bereitstellen.
Bei 302 bestimmt das Verfahren 300 die Betriebsbedingungen des Motors. Die Betriebsbedingungen des Motors können Motorgeschwindigkeit, Motorlast, Motordrehmoment, Motorkühlmitteltemperatur, Temperatur des Motorzylinderkopfes, Kraftstoffdruck und Umgebungstemperatur umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Verfahren 300 setzt mit 304 fort, nachdem die Betriebsbedingungen des Motors bestimmt wurden.
Bei 304 beurteilt das Verfahren 300, ob eine Temperatur (gemessen oder abgeleitet) des Kraftstoffs an den Kraftstoff-Direktinjektoren höher als eine erste Grenztemperatur ist oder nicht. In einem Beispiel kann die erste Grenztemperatur eine kritische Temperatur des Kraftstoffs sein. In einem anderen Beispiel kann die erste Grenztemperatur eine Temperatur sein, die um eine vorbestimmte Temperatur niedriger als die kritische Temperatur des Kraftstoffs ist (z.B. 10 °C niedriger als die kritische Temperatur von Flüssiggas (96°C)). Wenn das Verfahren 300 erkennt, dass die Kraftstofftemperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren höher als (H.A.) die erste Grenztemperatur ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 300 setzt mit 306 fort. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 300 setzt mit 308 fort.
Bei 306 führt das Verfahren 300 Kraftstoff an den Direktinjektoren zurück in den Kraftstofftank. In einem Beispiel wird ein Kraftstoff-Rückschlagventil geöffnet, und der Kraftstoff wird zum Kraftstofftank zurückgeführt. So kann das Ventil 251 der 2 z.B. teilweise geöffnet werden, um einen Teil des Kraftstoffs, der zu der Direkteinspritzleitung 207 zugeführt wird, zum Kraftstofftank 224 zurückzuführen. Das Verfahren 300 setzt mit 308 fort, nachdem der Kraftstoff zum Kraftstofftank zurückgeführt wurde. Die Funktion 306 kann erfolgen, bevor die Flüssigeinspritzung in einen aufgewärmten Motor eingeleitet wird. Einspritzleitungspumpen kann mit der Saugpumpe durchgeführt werden, um das Pumpen des Kraftstoffdurchsatzes bereitzustellen. Die Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe kann den erforderlichen Durchsatz für das Pumpen nicht bereitstellen, bevor der Motor gestartet ist. Somit kann der Kraftstoff über eine Saugpumpe gepumpt werden, wodurch Kraftstoff zu der Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe zugeführt wird.
Bei 308 beurteilt das Verfahren 300, ob eine Temperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren höher als eine zweite Grenztemperatur ist oder nicht. In einem Beispiel kann die zweite Grenztemperatur höher als die erste Grenztemperatur sein, die bei 306 erwähnt wurde. So kann die zweite Grenztemperatur z.B. eine kritische Temperatur des Kraftstoffs sein, der zu den Kraftstoff-Direktinjektoren zugeführt wird. Wenn das Verfahren 300 erkennt, dass die Temperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren höher (H.A.) die zweite Grenztemperatur ist, dann ist die Antwort ja und das Verfahren 300 setzt mit 310 fort. Ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 300 setzt mit 330 fort.
Es ist anzumerken, dass für die Kraftstofftemperatur an der Direkteinspritzleitung andere Temperatur im Kraftstoffsystem eingesetzt werden können. So kann die Kraftstofftemperatur am Einlass der Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe oder im Kraftstofftank ersetzt werden, oder es ist bedingt erforderlich, dass sie größer als die Grenztemperaturen ist, um eine Antwort ja bereitzustellen und entsprechend einer Antwort mit ja fortzusetzen.
Bei 310 spritzt das Verfahren 300 gasförmigen Kraftstoff in den Motor über Saugrohrinjektoren ein. Der gasförmige Kraftstoff ist ein Kraftstoff, der im Kraftstoff verdunstet wird, oder ein verdunsteter Kraftstoff, der in den Kraftstofftank von der Direkteinspritzleitung rückgeführt wird. Eine Impulsbreite der Saugrohrinjektoren wird als Reaktion auf die Betriebsbedingungen angepasst, dabei umfassend Motorgeschwindigkeit, Bedarf an Motordrehmoment und Druck der Kraftstoff-Saugrohreinspritzleitung (z.B. Kraftstoffdruck). Verdunstetes Flüssiggas kann verwendet werden, um den Motor zu betreiben, wenn die Phase oder der Zustand des Kraftstoffs, der aus der Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe austritt, gasförmig oder unbestimmt ist. Das Verfahren 300 setzt mit 312 fort, nachdem die Einspritzung von gasförmigem Kraftstoff in den Motor begonnen hat. Alternativ dazu kann der gasförmige Kraftstoff zu den Gasinjektoren über einen Kraftstoffverdampfer zugeführt werden, wenn der Druck des Kraftstofftanks nicht ausreichend ist, um den ausgelegten Wert des Gaseinspritzdrucks bereitzustellen.
Bei 312 hält das Verfahren 300 an, Kraftstoff in die Motorzylinder einzuspritzen, wenn der Kraftstoff direkt in die Motorzylinder eingespritzt wird. Die direkte Einspritzung von Kraftstoff kann durch Schließen der Direktinjektoren angehalten werden. Zusätzlich dazu kann die Durchsatzrate des Kraftstoffs durch die Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe auf nahezu Null reduziert werden, indem der Betrieb des Steuerventils des Kraftstoff-Direkteinspritzpumpeneinlasses angepasst wird. Das Verringern der Menge an Kraftstoff, der durch die Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe gepumpt wird, kann dabei helfen, die Temperatur des Kraftstoffs an der Kraftstoffpumpe weiter zu reduzieren. Alternativ dazu kann die Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe weiter pumpen, während ein Rückschlagventil geöffnet wird, um die Direkteinspritzleitung mittels Übertragungskühlung zu kühlen. Das Verfahren 300 setzt mit 314 fort, nachdem die Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Motor angehalten wurde.
Bei 314 reduziert das Verfahren 300 die Motoraufladung (z.B. Luftdruck, der zum Ansaugkrümmer des Motors zugeführt wird, oder eine Fläche zwischen einer Drosselklappe und einem Kompressor) auf der Grundlage davon, dass verdunstetes Flüssiggas in den Motor eingespritzt wird. Die Ladedruckgrenze des Motors ist im Vergleich zu dem Ladedruck, der dem Motor bereitgestellt wird, wenn der Motor mit flüssigem Flüssiggas betrieben wird, reduziert. Das Flüssiggas in der gasförmigen Phase kann das Zylinderladungsgemisch nicht so gut kühlen, wie wenn Flüssiggas in der Flüssigphase eingespritzt wird. Folglich kann die Motoraufladung reduziert werden, um die Wahrscheinlichkeit von Motorklopfen zu senken. In einem Beispiel kann der Ladedruck über das Öffnen eines Turbolader-Nebenschlussventils verringert werden. Das Verfahren 300 setzt mit 316 fort, nachdem der Ladedruck des Motors angepasst wurde.
Bei 316 passt das Verfahren 300 den Motorbetrieb auf der Grundlage der Einspritzung von Flüssiggas in der Flüssig- oder in der gasförmigen Phase an. Wird Flüssiggas in der Flüssigphase in den Motor eingespritzt, so kann die Zündung im Vergleich zur Zündung, wenn der Motor unter ähnlichen Bedingungen mit Flüssiggas in gasförmiger Phase betrieben würde, früher erfolgen. Des Weiteren können abhängig davon, ob Flüssiggas in der flüssigen oder in der gasförmigen Phase in den Motor eingespritzt wird, Einstellungen an der Nockentaktung, der Ventilansaugung und auch andere Einstellungen vorgenommen werden. Das Verfahren 300 setzt mit dem Beenden fort, nachdem die Motorbetätiger angepasst wurden, die Phase des eingespritzten Kraftstoffs zu kompensieren.
Bei 330 beginnt das Verfahren 300 damit, direkt flüssigen Kraftstoff in den Motor über Direktinjektoren einzuspritzen. Die Menge an Flüssigkeit, die eingespritzt wird, variiert mit Variation des Bedarfs des Motors an Drehmoment und Geschwindigkeit. Der flüssige Kraftstoff wird von demselben Kraftstofftank zugeführt, der auch den gasförmigen Kraftstoff zuführt. Das Verfahren 300 setzt mit 332 fort, nachdem die Einspritzung von flüssigem Kraftstoff in den Motor über die Direktinjektoren begonnen hat.
Bei 332 erhöht das Verfahren 300 den Ladedruck, der zum Motor zugeführt wird. Der Motorladedruck wird erhöht, um die Motorleistung zu erhöhen. Da das Einspritzen von flüssigem Flüssiggas dem Motor ermöglicht, bei höherem Bedarf an Motorgeschwindigkeit und -drehmoment ohne Auftreten von Motorklopfen zu arbeiten, werden die Grenzen für den Ladedruck erhöht. Der Ladedruck kann dadurch erhöht werden, dass ein Nebenschlussventil des Turboladers geschlossen wird. Das Verfahren 300 setzt mit 334 fort, nachdem die Grenzen für den Ladedruck des Motors erhöht wurden.
Bei 334 beurteilt das Verfahren 300, ob eine Temperatur an der Einspritzleitung des Kraftstoff-Saugrohrinjektors höher als eine Grenztemperatur ist oder nicht oder ob eine Temperatur am Kraftstofftank höher als eine Grenztemperatur ist. Zusätzlich dazu kann das Verfahren 300 beurteilen, ob der Druck eines Ansaugkrümmers niedriger als ein Druck an der Saugrohr-Einspritzleitung ist oder nicht. Sind die Temperaturen an der Saugrohr-Einspritzleitung oder am Kraftstofftank höher als die Grenztemperaturen, und/oder wenn ein Druck im Ansaugkrümmer geringer als ein Druck an der Saugrohr-Einspritzleitung ist, dann ist die Antwort ja und das Verfahren 300 setzt mit 338 fort. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 300 setzt mit 336 fort.
Bei 336 hält das Verfahren 300 das Einspritzen von Kraftstoff in den Motor über die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren an oder verhindert es. Der Durchsatz von Kraftstoff durch die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren kann dadurch angehalten werden, dass die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren geschlossen werden. Das Verfahren 300 setzt mit 320 fort, nachdem die Saugrohrinjektoren geschlossen wurden.
Bei 338 führt das Verfahren 300 einen Teil des zugeführten Kraftstoffs über die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren zum Motor zu. In einem Beispiel werden die Kraftstoff-Saurohrinjektoren bei niedrigeren Motorlasten betrieben, so dass Kraftstoff in den Ansaugkrümmer gezogen werden kann, wenn sich der Druck des Ansaugkrümmers auf einem niedrigeren Wert befindet. Der durch das Saugrohr eingespritzte gasförmige Kraftstoff kann aus einem Kraftstofftank oder einem Verdampfer stammen. Somit kann der Motor gleichzeitig mit gasförmigem und mit flüssigem Kraftstoff (z.B. gasförmigem und flüssigem Flüssiggas) versorgt werden. Das Verfahren 300 setzt mit 320 fort, nachdem die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren selektiv betrieben wurden.
Auf diese Weise können der gasförmige Kraftstoff und der flüssige Kraftstoff aus einem einzelnen Kraftstofftank stammen, um somit einen verbesserten Motorbetrieb bereitzustellen. Des Weiteren werden der flüssige und der gasförmige Kraftstoff zu verschiedenen Injektoren zugeführt, die den Motor an Stellen mit Kraftstoff versorgen, die für den Zustand des Kraftstoff, der dem Motor bereitgestellt wird, besser geeignet sind. So wird gasförmiger Kraftstoff z.B. Kraftstoff-Saugrohrinjektoren bereitgestellt, während flüssiger Kraftstoff Direktinjektoren bereitgestellt wird.
Somit stellt das Verfahren der 3 den Betrieb eines Motors bereit, umfassend:
Zuführen von Flüssiggas (LPG) in einer flüssigen Phase direkt in einen Zylinder eines Motors als Reaktion darauf, dass eine Temperatur eines Kraftstoffsystems niedriger als ein Grenzwert ist; und Anhalten der Zuführung von LPG direkt in den Zylinder und Zuführen von LPG in ein Ansaugrohr des Zylinders als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems höher als der Grenzwert ist. Das Verfahren umfasst, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Kraftstofftemperatur an der Direkteinspritzleitung ist. Das Verfahren umfasst, dass das zum Ansaugrohr zugeführte LPG in einer gasförmigen Phase zugeführt wird.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren des Weiteren das Einstellen der Öffnungszeit eines Kraftstoff-Saugrohrinjektors als Reaktion auf einen Druck des zu dem Ansaugrohr zugeführten LPG. Das Verfahren umfasst des Weiteren das Erhöhen einer Ladedruckgrenze des Motors, wenn LPG in der Flüssigphase direkt in den Zylinder zugeführt wird. Das Verfahren umfasst des Weiteren das Senken der Ladedruckgrenze des Motors, wenn LPG in das Ansaugrohr des Zylinders zugeführt wird. Das Verfahren umfasst, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Temperatur des Kraftstoffs in einem Kraftstofftank ist.
Das Verfahren der 3 stellt auch den Betrieb eines Motors bereit, umfassend:
Zuführen von Flüssiggas (LPG) in einer flüssigen Phase direkt in einen Zylinder eines Motors über eine Einspritzleitung, ohne LPG zu einem Kraftstofftank zu pumpen, als Reaktion darauf, dass die LPG-Temperatur in der Einspritzleitung niedriger als eine Grenztemperatur ist; und Pumpen des LPG von der Einspritzleitung in den Kraftstofftank als Reaktion darauf, dass die Temperatur des LPG in der Einspritzleitung höher als die Grenztemperatur ist; und Aktivieren eines Kraftstoff-Saugrohrinjektors und Einspritzen von zumindest einem Teil des gepumptem LPG in einer gasförmigen Phase zum Motor über den Kraftstoff-Saugrohrinjektor als Reaktion auf eine Temperatur in einem Kraftstoffsystem.
Das Verfahren der 3 umfasst auch, dass die Temperatur im Kraftstoffsystem die LPG-Temperatur in der Einspritzleitung ist. Das Verfahren umfasst, dass die Temperatur im Kraftstoffsystem eine Kraftstofftemperatur in einem Kraftstofftank ist.
Das Verfahren umfasst des Weiteren das Anhalten der Zuführung von LPG in einer flüssigen Phase direkt in den Zylinder als Reaktion auf die Aktivierung des Kraftstoff-Saugrohrinjektors. Das Verfahren umfasst des Weiteren das Fortsetzen der Zuführung von LPG in einer flüssigen Phase direkt in den Zylinder, während der Kraftstoff-Saugrohrinjektor aktiviert ist. Das Verfahren umfasst des Weiteren das Erhöhen einer Ladedruckgrenze des Motors als Reaktion auf das Zuführen von LPG in der Flüssigphase direkt in den Zylinder.
Mit Bezug nun auf 4 ist eine beispielhafte Abfolge eines Motorbetriebs dargestellt. Die beispielhafte Abfolge des Motorbetriebs der 4 kann über das in den 1 und 2 dargestellte System bereitgestellt werden, welches das Verfahren der 3 ausführt. Vertikale Markierungen T0–T6 stellen die Zeitpunkte von Interesse während der Betriebsabfolge dar.
Die erste Darstellung von oben der 4 stellt die Temperatur des Kraftstoffs an den Kraftstoff-Direktinjektoren gegenüber der Zeit dar. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Darstellung zur rechten Seite der Darstellung hin zu. Die Y-Achse stellt die Temperatur des Kraftstoffs an den Kraftstoff-Direktinjektoren dar, und die Temperatur des Kraftstoffs an den Kraftstoff-Direktinjektoren nimmt in die Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die horizontale Linie 402 stellt eine Grenztemperatur der Kraftstoff-Direkteinspritzung dar (z.B. eine superkritische Temperatur von LPG und eine erste Grenztemperatur). Die horizontale Linie 404 stellt eine weitere Grenztemperatur der Kraftstoff-Direkteinspritzung dar (z.B. eine Temperatur unter der kritischen von LPG und eine vierte Grenztemperatur).
Die zweite Darstellung von oben der 4 stellt den Zustand der Direkteinspritzung gegenüber der Zeit dar. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Darstellung zur rechten Seite der Darstellung hin zu. Die Y-Achse stellt den Zustand der Direkteinspritzung dar, und der Zustand der Direkteinspritzung ist aktiv (z.B. direkt Kraftstoff einspritzend), wenn die Kurve des Zustands der Direkteinspritzung auf einem höheren Wert liegt. Der Zustand der Direkteinspritzung ist inaktiv (z.B. nicht direkt Kraftstoff einspritzend), wenn die Kurve des Zustands der Direkteinspritzung auf einem niedrigeren Wert liegt.
Die dritte Darstellung von oben der 4 stellt den Zustand der Saugrohreinspritzung gegenüber der Zeit dar. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Darstellung zur rechten Seite der Darstellung hin zu. Die Y-Achse stellt den Zustand der Saugrohreinspritzung dar, und der Zustand der Saugrohreinspritzung ist aktiv (z.B. Kraftstoff über ein Saugrohr einspritzend), wenn die Kurve des Zustands der Saugrohreinspritzung auf einem höheren Wert liegt. Der Zustand der Saugrohreinspritzung ist inaktiv (z.B. nicht Kraftstoff über ein Saugrohr einspritzend), wenn die Kurve des Zustands der Saugrohreinspritzung auf einem niedrigeren Wert liegt.
Die vierte Darstellung von oben der 4 stellt den Zustand des Direkteinspritz-Rückschlagventils gegenüber der Zeit dar. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Darstellung zur rechten Seite der Darstellung hin zu. Die Y-Achse stellt den Betriebszustand für das Direkteinspritz-Rückschlagventil dar, das Kraftstoff von der Direkteinspritzleitung zum Kraftstofftank als Reaktion auf die Temperatur der Direkteinspritzleitung lenkt. Das Direkteinspritz-Rückschlagventil ist offen, wenn die Kurve des Kraftstoff-Direkteinspritz-Rückschlagventils auf einem höheren Wert liegt. Das Direkteinspritz-Rückschlagventil ist geschlossen, wenn das Kraftstoff-Direkteinspritz-Rückschlagventil auf einem niedrigeren Wert liegt.
Die fünfte Darstellung von oben der 4 stellt den Motorzustand gegenüber der Zeit dar. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Darstellung zur rechten Seite der Darstellung hin zu. Die Y-Achse stellt den Motorzustand dar, und der Motorzustand ist aktiv, wenn die Kurve des Motorzustands auf einem höheren Wert liegt. Der Motorzustand ist geschlossen, wenn die Kurve des Motorzustands auf einem niedrigeren Wert liegt.
Zum Zeitpunkt T0 arbeitet der Motor und verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, wie dies dadurch angezeigt ist, dass der Motorzustand auf einem höheren Wert liegt. Die Kraftstofftemperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren ist eine Temperatur, die niedriger als die Grenzen 402–404 ist. LPG im Flüssigzustand wird direkt in den Motor eingespritzt, da der Zustand der Direkteinspritzung aktiv ist, wie dies durch die Kurve auf dem höheren Wert angezeigt wird. LPG im gasförmigen Zustand wird nicht über das Saugrohr in den Motor eingespritzt, da der Zustand der Saugrohreinspritzung inaktiv ist, wie dies durch die Kurve auf dem niedrigeren Wert angezeigt wird.
Zum Zeitpunkt T1 geht der Betriebszustand des Motors auf einen niedrigeren Wert über, um anzuzeigen, dass die Rotation des Motors angehalten ist. Der Motor kann als Reaktion auf eine Fahrereingabe anhalten, oder der Motor kann automatisch anhalten. Der Zustand der Direkteinspritzung geht ebenfalls auf einen niedrigeren Wert über, um anzuzeigen, dass Kraftstoff beim Motorstopp nicht direkt eingespritzt wird. Auch die Kraftstoff-Saugrohreinspritzung bleibt angehalten, und der Zustand des Kraftstoff-Zuführventils des Verdampfers bleibt geschlossen. Die Temperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren liegt unter den Temperaturgrenzen 402–408.
Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 erhöht sich die Kraftstofftemperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren als Reaktion auf Wärme, die im Motor nach dem Motorstopp verbleibt. Die Temperatur des Kraftstoffs an den Kraftstoff-Direktinjektoren erhöht sich über die Grenztemperaturen 402 und 404. Der Motorzustand, der Zustand der Saugrohreinspritzung, der Zustand der Direkteinspritzung und der Zustand des Kraftstoff-Direkteinspritz-Rückschlagventils bleiben unverändert.
Zum Zeitpunkt T2 geht der Motorzustand auf einen höheren Wert über, um anzuzeigen, dass der Motor als Reaktion auf eine Fahrereingabe (nicht dargestellt) gestartet wird. Der Zustand der Saurohreinspritzung geht ebenfalls von einem niedrigeren Wert auf einen höheren Wert über, um anzuzeigen, dass die Kraftstoff-Saugrohreinspritzung aktiviert ist. Der Zustand der Kraftstoff-Direkteinspritzung bleibt auf einem niedrigeren Wert, um anzuzeigen, dass die Kraftstoff-Direkteinspritzung deaktiviert ist. Die Temperatur des Kraftstoffs an den Kraftstoff-Direktinjektoren bleibt über den Temperaturgrenzen 402 und 404. Das Direkteinspritz-Rückschlagventil wird ebenfalls geöffnet, um zu ermöglichen, dass die Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe Kraftstoff und Dampf zum Kraftstofftank zurückführt. Zusätzlich dazu kann die Ausgabe der Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe angepasst (z.B. erhöht) werden, um das Kühlen der Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe und der Direkteinspritzleitung zu fördern.
Wie zu beobachten ist, kann während der Abkühlung eines heißen Motors (z.B. Motorstopp während der Motor warm ist) die Motorwärme die Temperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren auf eine Temperatur anheben, bei welcher LPG von einem flüssigen in einen Dampfzustand ändert. Der verdunstete Kraftstoff wird in den Kraftstofftank zurückgeführt und in die Zylinderansaugrohre eingespritzt, wenn der Motor erneut gestartet wird und die Temperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren höher als der Grenzwert 402 ist.
Zum Zeitpunkt T3 verringert sich die Kraftstofftemperatur an den Direktinjektoren auf eine Temperatur, die niedriger als die Temperatur bei 402 ist. Die Kraftstoff-Direktinjektoren werden als Reaktion darauf aktiviert, dass die Temperatur des Kraftstoffs bei den Direktinjektoren niedriger als die Temperatur 402 ist. Das Kraftstoff-Direkteinspritz-Rückschlagventil wird des Weiteren geschlossen, wenn die Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe aktiviert wird. Somit werden beide, die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren und die Kraftstoff-Direktinjektoren, aktiviert.
Zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T4 strömt Kraftstoffdampf von einem Kraftstofftank zum Motor. Aus dem Kraftstofftank entzogene Kraftstoffdämpfe entfernen die Wärme aus dem Kraftstofftank. Zieht man Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank, so reduziert dies die Kraftstofftemperatur an der -Direkteinspritzleitung, wie dies dargestellt ist.
Zum Zeitpunkt T4 hat sich die Temperatur des Kraftstoffs an den Kraftstoff-Direktinjektoren auf unter die Grenzen 402 und 404 verringert. Die Direktinjektoren bleiben aktiviert, und die Saugrohrinjektoren werden als Reaktion darauf, dass die Temperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren unter der Grenze 404 liegt, deaktiviert. Der Motor arbeitet weiter. Auf diese Weise kann der Motor vom Einspritzen von LPG in der gasförmigen Phase zum Einspritzen von LPG in der Flüssigphase umschalten.
Zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 nimmt die Kraftstofftemperatur an den Kraftstoff-Direktinjektoren ab und beginnt danach, wieder anzusteigen. Der Zustand der Direkteinspritzung, der Zustand der Saugrohreinspritzung, der Zustand des Direkteinspritz-Rückschlagventils und der Motorzustand bleiben unverändert. Die Temperatur des Kraftstoffs an den Direktinjektoren kann sich erhöhen, nachdem der Motor mit kleiner Last betrieben wird, nachdem er bei größerer Last betrieben wurde.
Zum Zeitpunkt T5 hat sich die Kraftstofftemperatur an den Direktinjektoren auf über den Wert 404 erhöht. Des Weiterem nähert sich die Temperatur der Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe dem Wert 402 an, hat ihn aber noch nicht erreicht. Das Kraftstoff-Direkteinspritz-Rückschlagventil bleibt geschlossen, und die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren werden aktiviert, um gasförmige Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank als Reaktion darauf zu ziehen, dass sich die Kraftstofftemperatur an den Direktinjektoren auf einen Wert über 404 erhöht. Der Zustand der Direkteinspritzung und der Motorzustand bleiben auf denselben Werten.
Zum Zeitpunkt T6 hat sich die Kraftstofftemperatur an den Direktinjektoren auf unter den Wert 404 abgekühlt. Deshalb werden die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren deaktiviert und geschlossen, um eine Einspritzung einer größeren Fraktion an flüssigem Kraftstoff zu ermöglichen, was eine zusätzliche Frühzündung ohne die Erzeugung von Motorklopfen ermöglichen kann. Der Zustand der Direkteinspritzung und der Motorzustand bleiben auf denselben Werten.
Somit kann der Kraftstoff zum Kraftstofftank zurückgeführt werden, wenn die Kraftstofftemperatur an den Direktinjektoren höher als ein Grenzwert ist, ohne dabei die Kraftstoff-Saugrohrinjektoren zu aktivieren. Des Weiteren können die Kraftstoff-Sauginjektoren aktiviert werden, um es dem Motor zu ermöglichen, LPG in der gasförmigen Phase zu verbrauchen und die Wärmeenergie im Kraftstoffspeichertank zu reduzieren, wenn die Direktinjektoren aktiviert sind.
Wie Personen mit normalen Kenntnissen auf dem Gebiet der Technik erkennen werden, kann die in 3 beschriebene Routine eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multi-Tasking-, Multi-Threading-Strategien und dergleichen darstellen. Somit können verschiedene der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel zu einander durchgeführt werden, oder sie können in einigen Fällen weggelassen werden. Ähnlicherweise ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die hierin beschriebenen Ziele, Merkmale und Vorteile zu erzielen, sie ist vielmehr zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung bereit gestellt. Obwohl dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, werden Personen mit normalen Kenntnissen auf dem Gebiet der Technik erkennen, dass einer oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in wiederholter Weise abhängig von der bestimmten Strategie, die verwendet wird, durchgeführt werden können.
Dies schließt die Beschreibung. Beim Studium dieser durch Fachleute auf dem Gebiet der Technik werden viele Änderungen und Modifikationen aufkommen, ohne dabei vom Geist und vom Umfang der Beschreibung abzuweichen. So könnten z.B. I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen arbeiten, die vorliegende Beschreibung zu ihrem Vorteil verwenden.
Bezugszeichenliste
Figur 3

N: = NEIN
302: Bestimmen der Betriebsbedingungen des Motors
304: Kraftstofftemperatur an den Direktinjektoren H.A. erste Grenze?
306: Rückführung eines Teils des Kraftstoffs zum Kraftstofftank
308: Kraftstofftemperatur an den Direktinjektoren H.A. zweite Grenze?
330: direktes Einspritzen von flüssigem Kraftstoff in den Motor
310: Saugrohr-Einspritzen von gasförmigem Kraftstoff in den Motor
332: Erhöhen des Ladedrucks auf den Motor auf der Grundlage von direkt eingespritztem Kraftstoff
312: kein direktes Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder
336: kein Saugrohr-Einspritzen von gasförmigen Kraftstoff
334: Temperatur an der Saugrohr-Einspritzleitung oder am Kraftstofftank H.A. Grenze?
314: Begrenzen des Ladedrucks auf den Motor auf der Grundlage von durch Saugrohr eingespritztem Kraftstoff
338: Zuführen eines Teils des zum Motor zugeführten Gesamtkraftstoffs über Saugrohr-Kraftstoffinjektoren während der Auswahl von Betriebsbedingungen
316: Einstellen des Motorbetriebs auf der Grundlage der Einspritzung von flüssigem oder gasförmigem Kraftstoff

Claims

Verfahren für den Betrieb eines Motors, umfassend: Zuführen von Flüssiggas (LPG) in einer Flüssigphase direkt in einen Zylinder eines Motors als Reaktion darauf, dass eine Temperatur eines Kraftstoffsystems unter einem Grenzwert liegt; und Anhalten der Zuführung von LPG direkt in den Zylinder und Zuführen von LPG in das Ansaugrohr des Zylinders als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems über dem Grenzwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Kraftstofftemperatur an einer Direkteinspritzleitung ist und wobei das LPG mittels Direkteinspritzung nur dann zugeführt wird, wenn die Temperatur unter dem Grenzwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zum Ansaugrohr zugeführte LPG in einer gasförmigen Phase zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, des Weiteren umfassend das Einstellen der Öffnungszeit eines Saugrohrinjektors als Reaktion auf einen Druck des zum Ansaugrohr zugeführten LPG.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Ladedruckgrenze des Motors, wenn LPG in der Flüssigphase direkt in den Zylinder zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend das Absenken der Ladedruckgrenze des Motors, wenn LPG in das Ansaugrohr des Zylinders zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Temperatur des Kraftstoffs in einem Kraftstofftank ist.
Verfahren für den Betrieb eines Motors, umfassend: Zuführen von Flüssiggas (LPG) in einer Flüssigphase direkt in einen Zylinder eines Motors über eine Einspritzleitung, ohne LPG zu einem Kraftstofftank zu pumpen, als Reaktion darauf, dass die Temperatur des LPG in der Einspritzleitung unter einer Grenztemperatur liegt; und Pumpen des LPG von der Einspritzleitung zu dem Kraftstofftank als Reaktion darauf, dass das LPG in der Einspritzleitung größer als die Grenztemperatur ist; und Aktivieren eines Saugrohrinjektors und Einspritzen eines Anteils des gepumptem LPG in einer gasförmigen Phase zum Motor über den Saugrohrinjektor als Reaktion auf eine Temperatur in einem Kraftstoffsystem.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Temperatur in dem Kraftstoffsystem die LPG-Temperatur in der Einspritzleitung ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Temperatur in dem Kraftstoffsystem eine Kraftstofftemperatur in einem Kraftstofftank ist.
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend das Anhalten der Zuführung von LPG in einer Flüssigphase direkt in den Zylinder als Reaktion auf die Aktivierung des Saugrohrinjektors.
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend Fortsetzen der Zuführung von LPG in einer Flüssigphase direkt in den Zylinder, während der Saugrohrinjektor aktiviert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend Erhöhen einer Ladedruckgrenze des Motors als Reaktion auf die Zufuhr von LPG in der Flüssigphase direkt in den Zylinder.
Motorsystem, umfassend: einen Motor, der einen Zylinder umfasst; ein Kraftstoffsystem, das einen Saugrohrinjektor umfasst, der gasförmigen Kraftstoff zu dem Zylinder zuführt, und einen Kraftstoff-Direktinjektor, der flüssigen Kraftstoff zu dem Zylinder zuführt, wobei das Kraftstoffsystem auch eine Kraftstoff-Direkteinspritzpumpe umfasst, die einen ersten Kraftstoff zu dem Kraftstoff-Direktinjektor zuführt; und eine Steuerung, die in einem Permanentspeicher gespeicherte ausführbare Instruktionen umfasst, um den Saugrohrinjektor und den Kraftstoff-Direktinjektor als Reaktion auf eine Temperatur des Kraftstoffsystems zu aktivieren und zu deaktivieren.
Motorsystem nach Anspruch 14, wobei die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Temperatur des Kraftstoffs in einer Direkteinspritzleitung ist.
Motorsystem nach Anspruch 14, wobei die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Temperatur des Kraftstoffs in einem Kraftstofftank ist.
Motorsystem nach Anspruch 14, wobei der Saugrohrinjektor als Reaktion darauf aktiviert wird, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems eine Grenztemperatur überschreitet.
Motorsystem nach Anspruch 14, wobei der Kraftstoff-Direktinjektor als Reaktion darauf deaktiviert wird, dass die Temperatur des Kraftstoffsystems die Grenztemperatur überschreitet.
Motorsystem nach Anspruch 14, des Weiteren umfassend einen Turbolader und zusätzliche Instruktionen zur Erhöhung des Ladedrucks über den Turbolader als Reaktion auf die Aktivierung des Kraftstoff-Direktinjektors.
Motorsystem nach Anspruch 14, des Weiteren umfassend einen Turbolader und zusätzliche Instruktionen zur Verringerung des Ladedrucks über den Turbolader als Reaktion auf die Aktivierung des Saugrohrinjektors.