DE102014217401A1

DE102014217401A1 - Verfahren zum Einstellen der Kraftstoffzusammensetzung, um die Wärmetoleranz eines flüssigen Kraftstoffs zu erhöhen

Info

Publication number: DE102014217401A1
Application number: DE102014217401.5A
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2015-03-12
Also published as: CN104421015A; RU2643569C2; RU2014136698A; US9267445B2; CN104421015B; US20150068495A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Einstellen einer Kraftstoffzusammensetzung, um die Wärmetoleranz eines flüssigen Kraftstoffs zu erhöhen, beschrieben, das das direkte Einspritzen eines ersten Kraftstoffs (wie z. B. flüssigen Propans) über einen Kraftstoffverteiler in die Kraftmaschine, wenn eine Kraftstofftemperatur unter einen Schwellenwert fällt; und in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur, die größer als ein Schwellenwert ist, das direkte Einspritzen eines flüssigen Gemischs aus dem ersten Kraftstoff und einem zweiten Kraftstoff (wie z. B. Benzin) über den Kraftstoffverteiler enthält. Das Benzin kann z. B. in ausreichenden Mengen zu dem flüssigen Propan hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass das Gemisch während der Kraftmaschinenoperationen eine Flüssigkeit bleibt. Auf diese Weise kann die in das Propan eingeleitete Menge des Benzins auf dem Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert basieren, was ferner wirkt, um den Betriebsbereich des ersten Kraftstoffs zu erweitern.

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein Kraftstoffzufuhrsystem und Verfahren zum Mischen von Kraftstoffen, um deren Kraftstoffzusammensetzung einzustellen.
Autogas (das umgangssprachlich als Propan bezeichnet wird) kann in eine transportierbare Flüssigkeit komprimiert werden, wenn es als ein Kraftstoff innerhalb von Kraftmaschinensystemen verwendet wird. Um sicherzustellen, dass das Propan während der Kraftmaschinenoperationen eine Flüssigkeit bleibt, können zusätzliche Maßnahmen außerdem enthalten sein, die die Komplexität und die Kosten erhöhen. Um z. B. einen flüssigen Kraftstoff über die Kraftstoff-Kanaleinspritzung einzuspritzen, kann der Kraftstoffverteiler durch die Zurückführung des durch die Kraftmaschine innerhalb des Kraftstoffverteilers erwärmten Kraftstoffs zum Kraftstofflagertank gekühlt werden. Eine derartige Rückführung kann jedoch zu einer Erwärmung des Lagertanks führen, da sich die zurückkehrende heiße Flüssigkeit kontinuierlich mit der kühleren Flüssigkeit, die in dem Lagertank verbleibt, vermischt, was deshalb die Anwendbarkeit des Kraftstoff-Einspritzsystems für flüssiges Propan einschränkt, wenn es in heißen Umgebungen betrieben wird. Alternativ können schwierig herstellbare Vorrichtungen, deren Funktion es ist, den Propankraftstoff zu kühlen und unter Druck zu setzen, während sie ihn in der flüssigen Phase und unter dem kritischen Punkt halten, in dem Kraftstoffsystem enthalten sein, um einen Kraftstoff über Kraftstoff-Direkteinspritzung einzuspritzen.
Eine weitere Herangehensweise kann das Mischen von zwei Kraftstoffen mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen sein, um das Wärmeverhalten des Kraftstoffgemischs zu verbessern. US 7.861.696 offenbart z. B. ein System für die Mehrstoffzufuhr und die gemeinsame Einspritzung, das verschiedene Kombinationen von Kraftstoffen (sowohl flüssig als auch gasförmig) unter der Steuerung eines Mikroprozessors auf eine Weise miteinander vermischt, die die Verwendung des Wärmegehalts der Kraftstoffe basierend auf dem Verbrennungswirkungsgrad und der Leistungsausgabe innerhalb der Kraftmaschine verbessert. Das offenbarte System enthält jedoch außerdem Komponenten, wie z. B. eine Kraftstoffzirkulationspumpe, einen Druckspeicher und eine Verdrängerpumpe, um den Druck des gasförmigen Propans zu erhöhen, um es innerhalb des Kraftmaschinensystems als eine Flüssigkeit zu halten. Derartige Komponenten können sich während des Betriebs verschlechtern, wobei sich folglich die Temperatur- und/oder die Drucksteuerung des Kraftstoffs entsprechend verschlechtern können, was zu potentiellen Fehlern der Kraftstoffbeaufschlagung führt.
Die Erfinder haben die obigen und andere Probleme bei derartigen Herangehensweisen erkannt und offenbaren hier verschiedene Ausführungsformen, von denen mehrere ein Verfahren zum Einstellen einer Kraftstoffzusammensetzung enthalten, um die Wärmetoleranz des flüssigen Kraftstoffs eines ersten Kraftstoffs (hier z. B. LPG) durch das Einleiten eines zweiten Kraftstoffs (hier z. B. Benzin) in den ersten Kraftstoff in Reaktion auf erhöhte Kraftstofftemperaturen zu erhöhen. Das Mischen der zwei Kraftstoffe ermöglicht z. B., dass das Kraftstoffgemisch in der flüssigen Phase bleibt, wobei es dadurch verhindert, dass der erste Kraftstoff während des Kraftmaschinenbetriebs eine überkritische Flüssigkeit wird, was Probleme für die Leistung der Pumpen und der Einspritzdüsen der Kraftmaschine darstellt. Hier ist eine Herangehensweise beschrieben, bei der das Verfahren das direkte Einspritzen von flüssigem Propan über einen Kraftstoffverteiler in die Kraftmaschine, wenn eine Kraftstofftemperatur unter einen Schwellenwert fällt; und in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur, die größer als ein Schwellenwert ist, das direkte Einspritzen eines flüssigen Gemischs aus Propan und Benzin über den Kraftstoffverteiler enthält. Das Verfahren ermöglicht ferner, dass die Zusammensetzung des flüssigen Gemischs durch das Dosieren der Menge des Benzins, die zu dem flüssigen Propan hinzugefügt wird, gesteuert wird, um sicherzustellen, dass das Gemisch während der Kraftmaschinenoperationen eine Flüssigkeit bleibt. Auf diese Weise wird das technische Ergebnis erreicht, dass der Betriebsbereich des ersten flüssigen Kraftstoffs erweitert werden kann, was es ermöglichen kann, dass die Kraftstoffkühlung verringert (oder in einigen Fällen im Wesentlichen eliminiert) wird und dass das Unter-Druck-Setzen des Kraftstoffs verringert wird.
Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leicht offensichtlich, wenn sie allein oder im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um eine Auswahl der Konzepte in vereinfachter Form einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
Die hier beschriebenen Vorteile werden durch das Lesen eines Beispiels einer Ausführungsform, das hier als die ausführliche Beschreibung bezeichnet wird, vollständiger verstanden, wenn es allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genommen wird, worin:
1 eine schematische graphische Darstellung einer Kraftmaschine ist;
2 ein beispielhaftes Kraftstoffsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3 schematisch drei beispielhafte Phasendiagramme zeigt, um zu veranschaulichen, wie verschiedene Substanzen und Gemische unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen können, die von der Temperatur und dem Druck abhängen;
4–5 beispielhafte Einstellungen an einem Kraftstoffeinspritzprofil zeigen, wenn ein zweiter, flüssiger Kraftstoff in Reaktion auf erhöhte Kraftstofftemperaturen bei hohen Kraftmaschinenlasten zu einem ersten flüssigen Kraftstoff hinzugefügt wird;
6 ein beispielhafter Ablaufplan ist, der veranschaulicht, wie ein oder mehrere Aktuatoren in dem Kraftstoffsystem eingestellt werden können, um die Zusammensetzung des flüssigen Kraftstoffgemischs in Reaktion auf die erhöhte Kraftstofftemperatur einzustellen; und
7 ein beispielhafter Ablaufplan ist, um zu veranschaulichen, wie die Kraftstoffzusammensetzung basierend auf den Kraftmaschinenbedingungen eingestellt werden kann.
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Ausführungsformen eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. 1 stellt eine schematische Zeichnung eines Kraftmaschinensystems bereit, während 2 ein beispielhaftes Kraftstoffsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung bereitstellt. In 3 sind die Phasendiagramme für zwei beispielhafte Flüssigkeiten bereitgestellt, um zu zeigen, wie jede Substanz basierend auf dem vorherrschenden Druck und der vorherrschenden Temperatur unterschiedliche physikalische Eigenschaften zeigen kann. Darin ist außerdem ein beispielhaftes Gemisch der zwei Substanzen gezeigt, um zu veranschaulichen, wie sich das Phasendiagramm basierend auf der Zusammensetzung des Gemischs verschieben kann, was ferner in dem beschriebenen System vorteilhaft verwendet wird, um unter im Wesentlichen allen Bedingungen einen flüssigen Kraftstoff dem Kraftmaschinensystem zuzuführen. Um beispielhafte Verfahren zu veranschaulichen, zeigen die 4–5 beispielhafte Kraftstoffeinspritzprofile, wenn der zweite, flüssige Kraftstoff in Reaktion auf erhöhte Kraftstofftemperaturen bei hohen Kraftmaschinenlasten zu einem ersten flüssigen Kraftstoff hinzugefügt wird. Dann zeigen die 6 und 7 beispielhafte Ablaufpläne, die zusammen und mit dem System nach den 1–2 verwendet werden können, um zu veranschaulichen, wie die Einstellungen innerhalb des offenbarten Systems vorgenommen werden können, um eine Kraftstoffzusammensetzung weiter darin einzustellen. Für die Einfachheit werden gemeinsame Bezugszeichen überall in der ausführlichen Beschreibung verwendet, um auf ähnliche Elemente Bezug zu nehmen.
In 1 ist eine Brennkraftmaschine 10, die mehrere Zylinder umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch einen elektronischen Kraftmaschinen-Controller 12 gesteuert. Die Kraftmaschine 10 enthält eine Verbrennungskammer 30 und die Zylinderwände 32, in denen ein Kolben 36 positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Es ist gezeigt, dass die Verbrennungskammer 30 über ein Einlassventil 52 und ein Auslassventil 54 mit einem Einlasskrümmer 44 bzw. einem Auslasskrümmer 48 in Verbindung steht. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt sein. Alternativ können ein oder mehrere der Einlass- und Auslassventile durch eine elektromechanische gesteuerte Ventilspulen- und -ankeranordnung betrieben sein. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Es ist gezeigt, dass die Direkteinspritzdüse 80 für flüssigen Kraftstoff positioniert ist, um den flüssigen Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 30 einzuspritzen, was den Fachleuten auf dem Gebiet als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann der flüssige Kraftstoff über eine Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse 81, die positioniert ist, um flüssigen Kraftstoff in den Einlasskrümmer 44 einzuspritzen, in eine Einlassöffnung eingespritzt werden, was den Fachleuten auf dem Gebiet als Kanaleinspritzung bekannt ist. Die Direkteinspritzdüse 80 für flüssigen Kraftstoff führt flüssigen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite von dem Controller 12 zu. In einigen Ausführungsformen können sowohl die Kraftstoff-Direkteinspritzdüse 80 als auch die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse 81 der Kraftmaschine 10 flüssigen Kraftstoff bereitstellen. Der flüssige Kraftstoff kann jedoch in anderen Beispielen ohne die Kanaleinspritzdüse 81 für gasförmigen Kraftstoff ausschließlich über die Kraftstoff-Direkteinspritzdüse 80 zugeführt werden. Außerdem kann in noch weiteren Beispielen der Kraftstoff ohne die Kraftstoff-Direkteinspritzdüse 80 ausschließlich über die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse 81 zugeführt werden. Für die Einfachheit spritzt die Kraftmaschine 10 hier den Kraftstoff über die Kraftstoff-Direkteinspritzdüse 80 direkt ein. 2 veranschaulicht ferner, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 80 flüssigen Kraftstoff, der durch ein System 200 für flüssigen Kraftstoff, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler enthält, zugeführt wird, über einen Kraftstoffverteiler 90 empfangen kann. Die Kraftstofftemperatur in dem Kraftstoffverteiler 90 wird über einen Temperatursensor 61 abgetastet, der in einigen Fällen außerdem oder alternativ ein Drucksensor sein kann.
Es ist gezeigt, dass der Einlasskrümmer 44 mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 in Verbindung steht, die die Position einer Drosselklappenplatte 64 einstellt, um die Luftströmung von einem Lufteinlass 42 in den Einlasskrümmer 44 zu steuern. Es ist gezeigt, dass die elektronische Drosselklappe 62 zwischen dem Einlasskrümmer 44 und dem Lufteinlass 42 positioniert ist.
Das verteilerlose Zündsystem 88 stellt der Verbrennungskammer 30 in Reaktion auf den Controller 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Es ist gezeigt, dass ein universeller Abgas-Sauerstoffsensor (UEGO-Sensor) 126 stromaufwärts eines Katalysators 70 an den Auslasskrümmer 48 gekoppelt ist. Alternativ kann der UEGO-Sensor 126 durch einen Zweizustands-Abgassauerstoffsensor ersetzt sein.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bausteine enthalten. In einem weiteren Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jede mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. In einem Beispiel kann der Katalysator 70 ein Dreiwegekatalysator sein.
Der Controller 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes enthält: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeports 104, einen Festwertspeicher 106, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Es ist gezeigt, dass der Controller 12 zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfängt, die Folgendes enthalten: eine Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen Positionssensor 134, der an ein Fahrpedal 130 gekoppelt ist, um eine durch einen Fuß 132 ausgeübte Kraft abzutasten; eine Messung des Kraftmaschinen-Krümmerdrucks (MAP) von einem an den Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Kraftmaschinen-Positionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 abtastet; eine Messung einer in die Kraftmaschine eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120; und eine Messung der Drosselklappenposition von einem Sensor 58. Der Atmosphärendruck kann außerdem für die Verarbeitung durch den Controller 12 abgetastet werden (wobei der Sensor nicht gezeigt ist). In einem Beispiel der vorliegenden Beschreibung erzeugt ein Kraftmaschinen-Positionssensor 118 eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, aus denen die Kraftmaschinendrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann die Kraftmaschine an ein Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Reihenkonfiguration oder eine Variation oder Kombinationen daraus aufweisen. In einigen Ausführungsformen können ferner andere Kraftmaschinenkonfigurationen verwendet werden, z. B. eine Dieselkraftmaschine.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder in der Kraftmaschine 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: der Zyklus enthält den Einlasstakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Im Allgemeinen ist während des Einlasstakts das Auslassventil 54 geschlossen und das Einlassventil 52 geöffnet. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Verbrennungskammer 30 eingeleitet, wobei sich der Kolben 36 zum Boden des Zylinders bewegt, um das Volumen in der Verbrennungskammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn sich die Verbrennungskammer 30 auf ihrem größten Volumen befindet), wird durch die Fachleute auf dem Gebiet typischerweise als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Verbrennungskammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und am nächsten beim Zylinderkopf befindet (z. B. wenn sich die Verbrennungskammer 30 auf ihrem kleinsten Volumen befindet), wird durch die Fachleute auf dem Gebiet typischerweise als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet. In einem Prozess, der im Folgenden als Einspritzung bezeichnet wird, wird der Kraftstoff in die Verbrennungskammer eingeleitet. In einem Prozess, der im Folgenden als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie z. B. eine Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts schieben die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum BDC. Die Kurbelwelle 40 setzt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich ist das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts geöffnet, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 48 auszustoßen, wobei der Kolben zum TDC zurückkehrt. Es sei angemerkt, dass das Obige lediglich als ein Beispiel gezeigt worden ist und dass sich die Öffnungs- und/oder Schließzeiten der Einlass- und Auslassventile ändern können, wie z. B. um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 zeigt ein beispielhaftes Kraftstoffsystem 200, das an die Kraftmaschine 10 gekoppelt ist, ausführlicher. Wie oben angegeben worden ist, kann die Kraftmaschine 10 ein oder mehrere Verbrennungskammern umfassen, um innerhalb des Kraftmaschinenblocks 240 Verbrennungsreaktionen auszuführen, die die Kraftmaschine antreiben. Jede Verbrennungskammer kann konfiguriert sein, um eine Einspritzung flüssigen Kraftstoffs über einen Kraftstoffverteiler 90 und eine Direkteinspritzdüse 80 für flüssigen Kraftstoff, die daran gekoppelt ist, zu empfangen. Obwohl hier ein Direkteinspritzsystem beschrieben ist, kann in einigen Ausführungsformen die Kraftmaschine 10 außerdem oder alternativ eine oder mehrere Einspritzdüsen enthalten, die für die Kraftstoff-Kanaleinspritzung konfiguriert sind. In den bereitgestellten Beispielen ist der erste Kraftstoff flüssiges Propan (LPG), während der zweite Kraftstoff Benzin ist. Es wird erkannt, dass in den folgenden Beispielen eine 1:1-Verwendung des Kraftstoffs und der Luft in dem Zylinder verwendet wird, um ein im Wesentlichen stöchiometrisches Verbrennungsgemisch darzustellen. Jeder zusätzliche Kraftstoff, der in dem Gemisch über dem 1:1-Verhältnis (Lambda) enthalten ist, kann ein Verbrennungsgemisch darstellen, das fetter als die Stöchiometrie ist, wobei die Fettheit zunimmt, wie die Menge des zusätzlichen Kraftstoffs zunimmt. In alternativen Beispielen kann jedoch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis jedes Gemischs verschieden sein.
Für das Kraftstoffsystem 200 ist eine beispielhafte Konfiguration bereitgestellt, um zu veranschaulichen, wie ein zweiter flüssiger Kraftstoff (hier Benzin) in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur (oder eine Kraftmaschinentemperatur) über einem Schwellenwert während des Kraftmaschinenbetriebs zu einem ersten flüssigen Kraftstoff (hier LPG) hinzugefügt werden kann.
Deshalb umfasst das Kraftstoffsystem 200 einen ersten Kraftstofflagertank 202 zum Lagern eines ersten Kraftstoffs, um das Kraftmaschinensystem anzutreiben, und einen zweiten Kraftstofflagertank 204 zum Lagern eines zweiten Kraftstoffs, um ihn zu dem ersten Kraftstoff hinzuzufügen, um zu verhindern, dass der erste Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird. Obwohl der zweite Kraftstoff ein Mittel bereitstellt, um zu verhindern, dass der erste Kraftstoff überkritisch wird, kann in einigen Fällen der erste Kraftstoff (hier LPG) vor der Einspritzung über einen Kraftstoffverteiler in Reaktion auf eine Kraftmaschinen-Startanforderung, während die Kraftstofftemperatur größer als der Schwellenwert ist, während eines Zeitraums zirkulieren, indem der Kraftstoff von dem Kraftstoffverteiler 90 durch die Rückführungsleitung 219 zu dem ersten Kraftstofflagertank 202 zurückgeführt wird.
Der erste Kraftstofflagertank 202 enthält eine Saugpumpe 210, um den Pegel des flüssigen Kraftstoffs nach oben durch die erste Kraftstoffleitung 212 zu erhöhen. Wie hier beschrieben ist, arbeitet die Kraftstoff-Saugpumpe, um einen Druck oder ein Ansaugen in dem Lagertank aufzubauen, wobei dadurch der Kraftstoffpegel erhöht wird. Dies speist eine durch die Kraftmaschine angetriebene Hochdruckpumpe 218, um den Kraftstoff bis auf den erforderlichen Einspritzdruck zu bringen. Wie hier beschrieben ist, kann der erste Kraftstoff (oder das LPG) in die Kraftmaschine 10 eingespritzt werden, wenn die Kraftstofftemperatur unter einen Temperaturschwellenwert fällt. Wenn alternativ eine Kraftstofftemperatur zunimmt oder über einen Temperaturschwellenwert ansteigt, mit anderen Worten, unter heißen Betriebsbedingungen, kann ein zweiter Kraftstoff (oder Benzin), der innerhalb des zweiten Kraftstofflagertanks gelagert ist, zu dem LPG hinzugefügt werden und dadurch das Kraftstoffgemisch anreichern. Der zweite Kraftstofflagertank 204 enthält als solcher außerdem eine zweite Saugpumpe 220, um den Pegel des zweiten flüssigen Kraftstoffs nach oben durch die zweite Kraftstoffleitung 222 zu erhöhen. Im Allgemeinen ist der Saugpumpendruck der ersten Saugpumpe (oder der LPG-Saugpumpe), der von der Tanktemperatur abhängt, beträchtlich höher als der Saugpumpendruck der zweiten Saugpumpe 220 (oder der Benzin-Saugpumpe). Der LPG-Druck kann z. B. von einem Druck in der Nähe von null (z. B. im Wesentlichen null psi) bei kälteren Temperaturen bis zu 325 psi bei der höchsten Konstruktions-Tanktemperatur reichen. Folglich kann eine Benzin-Füllpumpe verwendet werden, um das Benzin in den Einlass der Hochdruckpumpe einzuleiten, wo das LPG vorhanden ist. Aus diesem Grund ist die Füllpumpe 224 enthalten, um den Fluiddruck innerhalb der zweiten Kraftstoffleitung zu erhöhen, bevor das Benzin über das Dosierventil 226 mit dem LPG kombiniert wird, wobei dieses Ventil konfiguriert ist, um die Menge des zu dem LPG hinzugefügten Benzins basierend auf einer Kraftstofftemperatur und/oder den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einzustellen. Wie oben beschrieben worden ist, kann beim Kombinieren des zweiten Kraftstoffs mit dem ersten Kraftstoff, wenn eine Kraftstofftemperatur größer als ein Temperaturschwellenwert ist, das resultierende flüssige Gemisch außerdem durch die gemeinsame Kraftstoffleitung 216 für die Einspritzung in die Kraftmaschine 10 strömen. Das Verfahren umfasst folglich ferner das Steuern einer Zusammensetzung des flüssigen Gemischs durch das Dosieren einer Menge des zweiten Kraftstoffs (z. B. des Benzins), die zu dem ersten Kraftstoff (z. B. dem LPG) hinzugefügt wird, wobei die Menge des hinzugefügten zweiten Kraftstoffs auf einem Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert basiert. Während die Kraftstofftemperatur z. B. über den Temperaturschwellenwert zunimmt, kann das Dosierventil 226 basierend auf der Temperaturänderung geöffnet werden, um die Menge des Benzins zu vergrößern, die zu dem LPG hinzugefügt wird. Der Anteil des Benzins in dem flüssigen Gemisch als solcher kann zunehmen, wie das Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert zunimmt. Während umgekehrt die Kraftstofftemperatur über dem Temperaturschwellenwert abnimmt, kann das Dosierventil 226 basierend auf der Temperaturänderung geschlossen werden, um die Menge des zu dem LPG hinzugefügten Benzins zu verringern.
Um derartige Einstellungen zu ermöglichen, kann der Controller 12, der an die Sensoren 230 und die Aktuatoren 232 gekoppelt gezeigt ist, ein oder mehrere Kraftstoffströmungen durch das Einstellen einer Saugpumpe (z. B. durch das Einstellen eines Drucks von einer ersten Saugpumpe 210 und/oder einer zweiten Saugpumpe 220) oder einer Füllpumpe (z. B. durch das Einstellen der Füllpumpe 224) einstellen. Außerdem kann der Controller 12 konfiguriert sein, um das Dosierventil 226 basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einzustellen und dadurch die in den ersten Kraftstoff eingeleitete Menge des zweiten Kraftstoffs zu steuern. Hier kann die Kraftstofftemperatur eine Temperatur des Kraftstoffs sein, die an irgendeiner Position innerhalb des Kraftstoff- oder Kraftmaschinensystems gemessen oder geschätzt wird. In einem Fall kann die Kraftstofftemperatur z. B. eine Temperatur des Kraftstoffverteilers sein, die durch den Temperatursensor 61 gemessen wird. Auf diese Weise kann das Kraftstoffsystem 200, das an das Kraftmaschinensystem 10 gekoppelt ist, konfiguriert sein, um einen zweiten Kraftstoff zu dem ersten Kraftstoff hinzuzufügen, um zu verhindern, dass der erste Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird, weil eine Kraftstoffpumpen- und/oder Kraftstoffeinspritzdüsen-Leistung beeinträchtigt werden kann und deshalb in Reaktion im hohen Maße ineffizient wird. Das Kraftstoffsystem kann hier weitere Vorteile aufweisen, weil die Hinzufügung des zweiten Kraftstoffs ferner ermöglicht, dass die Temperatur und der Druck des Kraftstoffs höher betrieben werden, als es im Vergleich zu dem ersten Kraftstoff allein zulässig ist. Auf diese Weise kann durch die beschriebenen Verfahren der Betriebsbereich des Kraftstoffs erweitert werden.
Bezüglich der physikalischen Eigenschaften der Kraftstoffe zeigt 3 schematisch beispielhafte Phasendiagramme, um zu veranschaulichen, wie unterschiedliche Substanzen basierend auf dem Druck und der Temperatur unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen. Wie hier gezeigt ist, enthält 3 die Phasenkurven für zwei Substanzen und ein beispielhaftes Gemisch der zwei Substanzen, um zu veranschaulichen, wie sich die physikalischen Eigenschaften auf eine Weise ändern können, die von der Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs abhängt. Mit anderen Worten, das beispielhafte Phasendiagramm, das das Gemisch repräsentiert, kann basierend auf der Zusammensetzung darin (z. B. dem Verhältnis der Anzahl der Partikel des gelösten Stoffs zur Anzahl der Partikel des Lösungsmittels in der Lösung) und nicht auf dem Typ der vorhandenen chemischen Arten eingestellt werden. Auf der linken Seite oder über einer Kurve befindet sich eine Flüssigkeit. Auf der rechten Seite oder unter einer Kurve befindet sich Dampf. Bei einem Druck oder einer Temperatur jenseits des Punktes ist das Fluid überkritisch. Der zweite Kraftstoff kann innerhalb des interessierenden Temperaturbereichs eine überkritische Temperatur oder einen überkritischen Druck aufweisen oder nicht. Selbstverständlich können andere Substanzen andere physikalische Eigenschaften aufweisen und daher im Vergleich zu den gezeigten Kurven andere Kurven aufweisen.
Damit der zweite Kraftstoff beim Verhindern, dass der erste Kraftstoff bei erhöhten Temperaturen und/oder einem erhöhten Druck ein überkritisches Fluid wird, wirksam ist, kann der Phasenübergang des ersten Kraftstoffs im Wesentlichen innerhalb des Flüssigkeitsbereichs über dem Phasenübergang des zweiten Kraftstoffs liegen. Der zweite Kraftstoff als solcher kann unter den Bedingungen, unter denen der erste Kraftstoff einen Phasenübergang zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase durchläuft, z. B. in Reaktion auf eine erhöhte Temperatur, eine nichtflüchtige Flüssigkeit bleiben. Alternativ kann der zweite Kraftstoff eine nichtflüchtige Flüssigkeit bleiben, während der erste Kraftstoff sowohl über eine Zunahme des Drucks als auch über eine Zunahme der Temperatur, wie es manchmal innerhalb des Kraftstoffsystems eines Fahrzeugs geschieht, einen Phasenübergang zu einem überkritischen Fluid durchläuft.
Für die Einfachheit zeigt die graphische Darstellung 300 schematisch ein Druck- und Temperatur-Phasendiagramm für einen ersten Kraftstoff (z. B. LPG), einen zweiten Kraftstoff (z. B. Benzin) und ein beispielhaftes Gemisch der beiden Kraftstoffe (z. B. 85 % LPG, 15 % Benzin). In der Figur ist die Temperatur entlang der Abszisse gezeigt, wobei die Temperatur von links nach rechts zunimmt, während der Druck entlang der Ordinate gezeigt ist und der Druck von unten nach oben zunimmt.
Bezüglich des ersten Kraftstoffs trennt der erste Übergang 302 die flüssige und die gasförmige Phase der isolierten chemischen Substanz. Deshalb repräsentiert der Bereich der graphischen Darstellung 300 auf der linken Seite des (oder über dem) ersten Übergangs 302 einen Bereich, in dem der erste Kraftstoff in der flüssigen Phase vorhanden ist. Umgekehrt repräsentiert der Bereich auf der rechten Seite des (oder unter dem) ersten Übergang 302 einen Bereich, in dem der erste Kraftstoff in der gasförmigen Phase vorhanden ist. Die Punkte entlang der Linie selbst repräsentieren den Phasenübergang zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase, wobei beide Phasen vorhanden sind. Der Punkt an dem Ende des ersten Übergangs 302 ist der erste kritische Punkt 304 (z. B. Pc = 42,5 bar, Tc = 96,6 °C für LPG), jenseits dessen die Substanz ein überkritisches Fluid ist. Deshalb kann bei Temperaturen über dem kritischen Punkt eine Substanz ein überkritisches Fluid werden und sowohl flüssigkeitsähnliche als auch gasähnliche Eigenschaften aufweisen, so dass ausgeprägte Flüssigkeits- und Gasphasen aufhören zu existieren. Ein überkritisches Fluid kann z. B. durch Festkörper wie ein Gas austreten, aber außerdem Materialien wie eine Flüssigkeit auflösen. Wenn ein Kraftstoff überkritisch wird, kann der Betrieb der mechanischen Teile innerhalb des Kraftstoffsystems (z. B. einer Einspritzpumpe) außerdem problematisch werden. Deshalb ermöglicht das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung die Ergänzung eines zweiten Kraftstoffs zu dem ersten Kraftstoff, um den Betriebsbereich des Kraftstoffsystems durch das Verhindern, dass der erste Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird, zu erweitern.
Auf eine ähnliche Weise trennt der zweite Übergang 312 die flüssige und die gasförmige Phase der zweiten Substanz. Der Bereich der graphischen Darstellung 300 auf der linken Seite des (und über dem) zweiten Übergang 312 repräsentiert als solcher einen Bereich, in dem der zweite Kraftstoff als eine Flüssigkeit vorhanden ist, während der Bereich auf der rechten Seite (und darunter) einen Bereich repräsentiert, in dem der zweite Kraftstoff als eine gasförmige Substanz vorhanden ist. Wie oben beschrieben worden ist, repräsentiert der zweite Übergang 312 deshalb den Phasenübergang zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase für die zweite Substanz. Der zweite kritische Punkt 314 ist am Ende der zweiten Übergangskurve gezeigt und repräsentiert den Druck und die Temperatur, über denen die Substanz ein überkritisches Fluid wird (z. B. Pc = 24,9 bar, Tc = 296,8 °C für Benzin). Für die Einfachheit liegt der erste Übergang 302 im Wesentlichen völlig auf der linken Seite des zweiten Übergangs 312 und innerhalb der flüssigen Phase der zweiten Substanz. Dadurch durchläuft die erste Substanz einen Phasenübergang von der flüssigen zur gasförmigen Phase, während die zweite Substanz eine Flüssigkeit bleibt.
Der dritte Übergang 322 ist ferner gezeigt, um zu veranschaulichen, wie das Mischen der beiden Substanzen miteinander die physikalischen Eigenschaften der ersten Substanz im Vergleich zu der isolierten ersten Substanz ändert. Darin liegt der dritte Übergang 322 auf der rechten Seite des ersten Übergangs 302, wobei er angibt, dass ein Gemisch der beiden Substanzen bei höheren Temperaturen als die erste Substanz allein verdampfen kann. Außerdem kann der dritte kritische Punkt 324 so geändert sein, dass das Gemisch bei höheren Temperaturen ein überkritisches Fluid wird. Auf diese Weise erzeugt das Hinzufügen der zweiten Substanz zu der ersten Substanz eine Kurvenverschiebung 330, deren genauer Ort bezüglich der isolierten Substanz von der Zusammensetzung des Gemischs abhängt. Wie beschrieben worden ist, kann das Kraftstoffsystem hier die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs einstellen, um die Anordnung der Übergangskurve über die Kurvenverschiebung 330 weiter einzustellen und dadurch zu verhindern, dass der erste Kraftstoff während der Kraftmaschinenoperationen ein überkritisches Fluid wird.
In 4 stellt die graphische Darstellung 400 eine beispielhafte Einstellung der Kraftstoffeinspritzung in einem Mehrstoff-Kraftmaschinensystem in Reaktion auf erhöhte Kraftstofftemperaturen dar. Wie darin gezeigt ist, wird, wenn der Kraftstoff eine Schwellentemperatur erreicht, der Bruchteil des Benzins in dem Kraftstoff erhöht, um die Temperatur zu erhöhen, bei der der Kraftstoff arbeiten kann, ohne überkritisch zu werden. Dadurch ermöglichen die vorgenommenen Einstellungen, dass der Betriebsbereich des ersten Kraftstoffs durch das Mischen mit einem Anteil des zweiten Kraftstoffs erweitert wird. Weil jedoch das LPG und das Benzin unterschiedliche Fluid- und Energiedichten aufweisen und weil das Propan beim Kombinieren der beiden Kraftstoffe mit Benzin verdünnt wird, kann die Kraftstoffeinspritzung in einigen Fällen eingestellt werden, um der Änderung des kombinierten Luft-Kraftstoff-Gesamtverhältnisses und/oder der kombinierten Dichte Rechnung zu tragen.
Wie darin dargestellt ist, kann das gezeigte Kraftstoffeinspritzprofil während der Bedingungen einer hohen Kraftmaschinenlast in Reaktion auf Kraftstofftemperaturen über einer Schwellentemperatur verwendet werden. Insbesondere wird eine Menge des zweiten Kraftstoffs basierend auf dem Unterschied zwischen der erhöhten Kraftstofftemperatur und der Schwellentemperatur hinzugefügt, um in dem Zylinder ein Verbrennungsgemisch zu erzeugen, das fetter als die Stöchiometrie ist. Der zweite flüssige Kraftstoff kann z. B. zu dem ersten flüssigen Kraftstoff hinzugefügt werden, um ein flüssiges Gemisch zu erzeugen, um zu verhindern, dass der erste flüssige Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird. In einigen Fällen kann jedoch der zweite Kraftstoff basierend auf dem Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert zu dem ersten Kraftstoff hinzugefügt werden oder kann der zweite flüssige Kraftstoff außerdem hinzugefügt werden, um eine Kühlwirkung bereitzustellen, die die Kraftstofftemperatur verringert und dadurch verhindert, dass das flüssige Gemisch einen kritischen Punkt erreicht. Folglich wird in dem dargestellten Beispiel der erste Kraftstoff eingespritzt, um der Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung zu entsprechen, während der zweite Kraftstoff eingespritzt wird, um zu verhindern, dass der erste Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird.
Die graphische Darstellung 400 stellt eine Kraftmaschinenlast bei 402 und eine Kraftstofftemperatur bei 410 dar. In dem gezeigten Beispiel ahmt die Kraftstofftemperatur 410 im Allgemeinen die Kraftmaschinenlast 402 nach, wobei sie aber im Vergleich verzögert ist, um die Wärmeübertragung zu berücksichtigen, die zwischen der Kraftmaschine 10 und dem Kraftstoffsystem 200 stattfindet, die in einigen Fällen räumlich voneinander entfernt sein können. Der Schwellenwert 412 spiegelt die Kraftstofftemperatur wieder, über der der zweite flüssige Kraftstoff zu dem ersten Kraftstoff hinzugefügt wird, um zu verhindern, dass er ein überkritisches Fluid wird. Als ein Beispiel kann der Schwellenwert 412 z. B. 96,6 °C betragen. Deshalb wird unter 96,6 °C LPG in die Kraftmaschine eingespritzt. Über 96,6 °C, wo LPG unter einigen Bedingungen ein überkritisches Fluid wird, kann eine ausgeprägte Flüssigkeits- oder Gasphase nicht vorhanden sein, was die Einspritzung des Kraftstoffs in die Kraftmaschine problematisch macht. Als solches wird bei Temperaturen über 96,6 °C Benzin zu dem LPG hinzugefügt, um ein flüssiges Gemisch zu erzeugen, das verhindert, dass das LPG oder das Kraftstoffgemisch ein überkritisches Fluid wird. Innerhalb der graphischen Darstellung 400 stellt die graphische Darstellung 420 die Kraftstoffbeaufschlagung der Kraftmaschine 10 mit einem ersten, flüssigen Kraftstoff (hier LPG) dar, während die graphische Darstellung 422 zeigt, dass ein zweiter, flüssiger Kraftstoff (hier Benzin) eingesetzt wird, während die Kraftstofftemperatur 410 über dem Schwellenwert 412 liegt. Die graphische Darstellung 430 zeigt ferner eine dem Zylinder zugeführte Einlassluftladung, während die Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AFR) der Zylinderverbrennung in der graphischen Darstellung 442 bezüglich eines stöchiometrischen AFR 440 dargestellt sind.
Vor t1 kann die Kraftmaschine nur mit einem ersten, flüssigen Kraftstoff, hier LPG, arbeiten (die graphische Darstellung 420), der in den Zylinder eingespritzt wird, um den Kraftmaschinen-Drehmomentanforderungen zu entsprechen (die in der graphischen Darstellung 402 gezeigt sind). Die Menge des LPG kann eingestellt werden, damit sie zu der in dem Zylinder empfangenen Menge der Einlassluftladung (die graphische Darstellung 430) proportional ist, um den Zylinder mit einem Luft-Kraftstoff-Gesamtverhältnis der Verbrennung (die graphische Darstellung 442) zu betreiben, das sich im Wesentlichen bei der oder etwa bei der Stöchiometrie (die gestrichelte Linie 440) befindet. Außerdem kann der Kraftmaschinen-Controller eine erste Menge des LPG basierend auf der in dem Zylinder empfangenen Menge der Einlassluft in den Kraftmaschinenzylinder einspritzen, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung bereitzustellen.
Vor t1 kann die Kraftmaschinenlast zunehmen, während LPG verwendet wird, um der Kraftmaschinenlast zu entsprechen, wobei eine Kraftstofftemperatur allmählich zunehmen kann (die graphische Darstellung 410), bis bei t1 die Kraftstofftemperatur über der Schwellentemperatur 412 liegt. In Reaktion auf die erhöhten Kraftstofftemperaturen kann der Kraftmaschinen-Controller die Einspritzung eines zweiten, flüssigen Kraftstoffs, hier Benzin, erhöhen, um zu verhindern, dass der erste Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird (die graphische Darstellung 422), während die Einspritzung des LPG aufrechterhalten wird und während die Funkenzeitsteuerung bei der Spitzendrehmoment-Zeitsteuerung aufrechterhalten wird. Der Controller kann z. B. zwischen t1 und t2 eine zweite Menge Benzin zu dem Zylinder zufügen. Hier basiert die in die Kraftstoffzufuhr eingeleitete zweite Menge des Benzins auf der erhöhten Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert, wobei die eingeleitete Menge vergrößert werden kann, wie der Unterschied zwischen der Abgastemperatur und der Schwellentemperatur zunimmt. Beim Hinzufügen von Benzin in den LPG-Kraftstoffstrom kann der Controller 12 konfiguriert sein, um der Änderung der Kraftstoffdichte (z. B. basierend auf der Kombinationsdichte des Kraftstoffs) und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der Kraftstoffeinspritzstrategie Rechnung zu tragen. Während sich die Netto-Verbrennungsenergie (z. B. in Joule) des eingespritzten Kraftstoffs nicht drastisch ändern kann, kann sich deshalb das tatsächliche Volumen des eingespritzten Kraftstoffs beträchtlich ändern. Als ein Beispiel kann ein Volumen des Benzins, das etwa 25 % kleiner als das Volumen des LPG ist, in die Kraftmaschine 10 eingespritzt werden. Falls folglich ein 50/50-Gemisch aus Benzin und LPG über die gemeinsame Kraftstoffleitung 216 und den gemeinsamen Kraftstoffverteiler 90 einzuspritzen war, kann im Vergleich zu der Einspritzung von 100 % LPG-Kraftstoff ein um etwa 12,5 % verringertes Kraftstoffvolumen in die Kraftmaschine 10 eingespritzt werden. Außerdem wird in einigen Beispielen erkannt, dass die Menge des ersten LPG-Kraftstoffs nicht in Reaktion auf die erhöhte Kraftstofftemperatur eingestellt werden kann, sondern auf einer Menge aufrechterhalten werden kann, die eine stöchiometrische Beziehung mit der Luftladung in dem Zylinder bereitstellt. In anderen Beispielen kann jedoch die Menge des zweiten Benzinkraftstoffs in Reaktion auf die erhöhte Kraftstofftemperatur mit der Menge des Kraftstoffs eingestellt werden, die zusätzlich zu der Menge der ersten Kraftstoffeinspritzung hinzugefügt wird, um eine (netto) fettere als die stöchiometrische Beziehung (des gesamten Kraftstoffs) mit der Luftladung in dem Zylinder bereitzustellen. Durch das Vergrößern der Einspritzung von Benzin, während die Einspritzung des LPG aufrechterhalten wird, kann das flüssige Kraftstoffgemisch verwendet werden, um der Kraftmaschinen-Leistungsanforderung zu entsprechen. In einem Beispiel kann eine Kombination aus 100 % LPG mit 0–15 % Benzin verwendet werden, während die Funkenzeitsteuerung beim MBT aufrechterhalten wird. Obwohl die hier beschriebenen Verfahren einen zweiten Kraftstoff zu einem ersten Kraftstoff hinzufügen, um eine Zusammensetzung basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einzustellen, kann in einer weiteren Ausführungsform das flüssige Gemisch aus Propan und Benzin im Voraus gemischt und in dem einzigen Kraftstofftank gelagert werden. Dann kann die im Voraus gemischte Zusammensetzung des flüssigen Gemischs einen zweiten Temperaturschwellenwert basierend auf der Zusammensetzung des flüssigen Gemischs festlegen, wobei die im Voraus gemischte flüssige Lösung über den Kraftstoffverteiler in die Kraftmaschine eingespritzt wird, während die Temperatur unter den zweiten Temperaturschwellenwert fällt.
Zwischen t1 und t2 wird flüssiges Benzin verwendet, um zu verhindern, dass das LPG ein überkritisches Fluid wird, bis bei t2 die Kraftstofftemperatur unter die Schwellentemperatur 512 fällt. Dementsprechend kann bei t2 die Einspritzung des Benzins gestoppt werden, wobei die Einspritzung des LPG fortgesetzt werden kann. Es wird erkannt, dass, während das dargestellte Beispiel ein konstantes Anreicherungsprofil zwischen t1 und t2 zeigt, in alternativen Ausführungsformen das Anreicherungsprofil, das zwischen t1 und t2 verwendet wird, z. B. basierend auf der Änderung der Kraftstofftemperatur variiert werden kann. Das Anreicherungsprofil kann mit einer Menge des zweiten Kraftstoffs eingeleitet werden, die auf einem anfänglichen Unterschied zwischen der Kraftstofftemperatur und der Schwellentemperatur basiert. Dann kann, wie sich der Kraftstoff abkühlt, die Menge des eingespritzten Benzins allmählich verringert werden, wie der Unterschied zwischen der Kraftstofftemperatur und der Schwellentemperatur allmählich abnimmt. Dies kann zu einem Anreicherungsprofil führen, das sich zwischen t1 und t2 nach unten verjüngt.
In einem Beispiel kann ein Controller mit computerlesbaren Anweisungen konfiguriert sein, um eine Menge des eingespritzten Kraftstoffs durch das Einspritzen eines variablen Verhältnisses des ersten Kraftstoffs und des zweiten Kraftstoffs einzustellen. In Reaktion auf erhöhte Kraftstofftemperaturen kann z. B. der Controller das Kraftstoffgemisch durch das selektive Vergrößern der Einspritzung des zweiten Kraftstoffs anreichern, während er die Einspritzung des ersten Kraftstoffs aufrechterhält und während er außerdem die Funkenzündungs-Zeitsteuerung beim MBT aufrechterhält, wobei die Anreicherung auf der erhöhten Kraftstofftemperatur basiert. Die Anreicherung kann ferner das Vergrößern eines Grades der Anreicherung enthalten, wie die Kraftstofftemperatur eine Schwellentemperatur übersteigt, bis ein Schwellengrad der Anreicherung erreicht ist. Ferner kann eine eingespritzte Menge des zweiten Kraftstoffs auf einer Zündfähigkeitsgrenze des zweiten Kraftstoffs und/oder einer Oktanzahl des zweiten Kraftstoffs und/oder einem Alkoholgehalt des zweiten Kraftstoffs basieren. Außerdem kann in einer Ausführungsform das Direkteinspritzsystem konfiguriert sein, um ein Kraftstoffvolumen basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einzuspritzen. Folglich kann der Controller programmiert sein, um die Kraftstoffdichten (oder die Energiedichten) in das massenbasierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzubeziehen, um ein einzuspritzendes Kraftstoffvolumen zu bestimmen.
5 stellt eine graphische Darstellung 500 einer beispielhaften Kraftstoffeinspritzeinstellung in einem Mehrstoff-Kraftmaschinensystem in Reaktion auf erhöhte Kraftstofftemperaturen dar. Für die Einfachheit sind die oben bezüglich 4 beschriebenen graphischen Darstellungen der Kraftmaschinenlast und der Kraftstofftemperatur reproduziert, während zusätzliche Einstellungen beschrieben werden, um einen stöchiometrischen Kraftmaschinenbetrieb aufrechtzuerhalten. Die graphische Darstellung 500 in 5 zeigt z. B., dass bei t1 die Zufuhr des LPG in Abstimmung mit der Einleitung von Benzin in die Kraftstoffzufuhr verringert werden kann. Der Controller 12 kann als solcher Anweisungen zum Einstellen der Zusammensetzung des flüssigen Gemischs basierend auf einer oder mehreren Kraftstoffströmungen enthalten. Die Kombination der verringerten Zufuhr des LPG-Kraftstoffs bei 520 mit dem zweiten Kraftstoff 422, während die Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert liegt, ermöglicht ein im Wesentlichen konstantes Luft-Kraftstoffs-Verhältnis 540 bezüglich des stöchiometrischen Betriebs (z. B. der gestrichelten Linie). Dadurch wird die Kombination der beiden eingespritzten Kraftstoffe gemischt, damit sie eine Zusammensetzung zum Zuführen der Verbrennungsenergie aufweist, während der zweite Kraftstoff wirkt, um zu verhindern, dass der erste Kraftstoff in Reaktion auf die hohen Kraftstofftemperaturen ein überkritisches Fluid wird. Auf diese Weise kann ein Kraftmaschinensystem, das die hier beschriebenen Fähigkeiten aufweist, konfiguriert werden, um den stöchiometrischen Betrieb während der Abschnitte der Behandlung heißen Kraftstoffs aufrechtzuerhalten.
Bei der Steuerung der Verfahren zeigt 6 einen beispielhaften Ablaufplan, der ein Verfahren 600 zum Einstellen eines oder mehrerer Aktuatoren in dem Kraftstoffsystem, um eine Kraftstoffzufuhr innerhalb der Kraftmaschine 10 einzustellen, veranschaulicht.
Bei 602 enthält das Verfahren 600 das Bestimmen der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine des Fahrzeugs. Das Hinauffahren in einem bergigen Gelände kann z. B. eine hohe Kraftmaschinenlast erfordern. In Reaktion können innerhalb der Kraftmaschine große Wärmemengen erzeugt werden, die ferner eine erhöhte Kraftstofftemperatur erzeugen. Deshalb enthält das Verfahren 600 bei 604 das Überwachen einer Temperatur innerhalb des Kraftstoffsystems, um zu bestimmen, ob eine Kraftstofftemperatur über einem Schwellenwert liegt. In einigen Fällen kann die Kraftstofftemperatur eine Kraftstoffverteilertemperatur, eine Temperatur des Kraftstoffs innerhalb einer Kraftstoffleitung und/oder eine basierend auf einer oder mehreren Betriebsbedingungen der Kraftmaschine (z. B. einer Kraftmaschinentemperatur) geschätzte Temperatur sein.
Wenn eine Kraftstofftemperatur unter den Temperaturschwellenwert fällt, ist das Kraftstoffsystem konfiguriert, um bei 606 den ersten Kraftstoff (z. B. das LPG) basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einzuspritzen. In 2 ist das LPG z. B. in dem ersten Kraftstofftank 202 gelagert, wobei es durch die erste Kraftstoffleitung 212 und die gemeinsame Kraftstoffleitung 216 dem Kraftstoffverteiler 90 und weiter der Kraftmaschine 10 zugeführt wird. Weil sich jedoch eine Kraftmaschinenlast unter einigen Fahrbedingungen kontinuierlich ändern kann, enthält das Verfahren 600 bei 610 des Einstellen eines oder mehrerer Aktuatoren innerhalb des Systems 200 für flüssigen Kraftstoff, um das Niveau des durch es hindurch zugeführten LPG einzustellen. Falls das zugeführte LPG eingestellt werden soll, z. B. in Reaktion auf eine erhöhte Drehzahl, die durch den Positionssensor 134 detektiert wird, der an ein Fahrpedal 130 gekoppelt ist, um die durch den Fuß 132 ausgeübte Kraft abzutasten, kann der Controller 12 bei 612 die Saugpumpe 210 betätigen, um einen Druck innerhalb des ersten Lagertanks 202 zu erhöhen und dadurch eine Menge des LPG innerhalb der Kraftstoffleitung zu vergrößern. Zusätzlich oder alternativ kann basierend auf der durch die Kraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpe 218, die eine Pumpe ist, die konstruiert ist, um den Kraftstoff durch die Kraftstoffleitungen zu saugen und seinen Druck für die Kraftstoff-Direkteinspritzung signifikant zu erhöhen, eine geeignete Menge des Kraftstoffs basierend auf einer Kraftmaschinenlast der Kraftmaschine 10 zugeführt werden. Bei 616 kann der Controller 12 ferner eine Drosselklappe basierend auf den vorgenommenen Einstellungen einstellen (und dadurch die Kraftstoffzusammensetzung einstellen), um basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einen stöchiometrischen Kraftmaschinenbetrieb aufrechtzuerhalten. Falls basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine keine Einstellungen an dem zugeführten Kraftstoff vorgenommen werden sollen, kann die Kraftmaschine bei 618 die aktuellen Pumpen- und Drosselklappeneinstellungen aufrechterhalten.
Falls zurück bei 604 eine Kraftstofftemperatur großer als eine Schwellentemperatur ist, kann der Controller 12 bei 620 das Dosierventil 226 betätigen, um das innerhalb des zweiten Kraftstofflagertanks 204 gelagerte Benzin in die Kraftstoffzufuhr einzuleiten. Wie oben ausführlich beschrieben worden ist, mischen sich die beiden Substanzen, wie der flüssige Kraftstoff über die gemeinsame Kraftstoffleitung 216 der Kraftmaschine 10 zugeführt wird. Wie hier außerdem beschrieben ist, kann der Controller 12 konfiguriert sein, um das Benzin basierend auf dem Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert zu der LPG-Kraftstoffzufuhr hinzuzufügen. Weiterhin kann der Controller 12 außerdem programmierbare Anweisungen enthalten, um die Menge des zugeführten Kraftstoffs und/oder eine Drosselklappe basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einzustellen. Sobald es in die LPG-Kraftstoffzufuhr eingeleitet worden ist, können bei 622 und 624 die zweite Saugpumpe 220 bzw. die Füllpumpe 224 die zugeführte Menge des Benzins einstellen, so dass der zugeführte Kraftstoff während der Kraftmaschinenoperationen eine Flüssigkeit bleibt.
In Abhängigkeit von der Kraftmaschinenlast kann der Controller 12 außerdem konfiguriert sein, um bei 630 die Verhältnisse der beiden Kraftstoffe einzustellen, wie bezüglich der 4–5 beschrieben worden ist. Falls die Zusammensetzung der Kraftstoff als solche eingestellt werden soll, kann der Controller 12 bei 632 bzw. 634 eine Saugpumpe und/oder eine Füllpumpe einstellen, um die Verhältnisse der Kraftstoffe weiter einzustellen, während sichergestellt wird, dass basierend auf der Kraftmaschinenlast ausreichend Kraftstoff der Kraftmaschine zugeführt wird, und um außerdem zu verhindern, dass das LPG einen kritischen Punkt erreicht, bei dem der Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird. Wie oben angegeben worden ist, kann die Hinzufügung des zweiten Kraftstoffs z. B. zu einer Zylinderanreicherung führen. Deshalb kann, wenn das Dosierventil 226 geöffnet wird, um den zweiten Kraftstoff in die Kraftstoffzufuhr einzuleiten, ein fettes Kraftstoffgemisch in die Kraftmaschine 10 eingespritzt werden. In Reaktion kann die zugeführte Menge des ersten Kraftstoffs z. B. durch das Verringern der Durchflussmenge des ersten Kraftstoffs in der ersten Kraftstoffleitung 212 durch das Einstellen der ersten Saugpumpe 210, um einen Druck innerhalb des ersten Lagertanks 202 zu verringern, verringert werden. Weil außerdem in Reaktion auf einen größeren Unterschied zwischen der erhöhten Kraftstofftemperatur und der Schwellentemperatur eine größere Menge des zweiten Kraftstoffs durch das Einstellen eines Drucks innerhalb des zweiten Lagertanks 204 (z. B. durch das Einstellen der zweiten Saugpumpe 220 und/oder der Füllpumpe 224) und/oder eines Grads der Öffnung des Dosierventils 226 zu der Kraftstoffzufuhr hinzugefügt werden kann, kann, wenn die hinzugefügte Menge des zweiten Kraftstoffs vergrößert wird, die zugeführte Menge des ersten Kraftstoffs im Zusammenhang mit der vergrößerten Menge des zweiten Kraftstoffs verringert werden, um den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf der Kraftmaschinenausgabe aufrechtzuerhalten, bis die Abgastemperatur bis auf die Schwellentemperatur gebracht ist. Wenn alternativ die hinzugefügte Menge des zweiten Kraftstoffs verringert wird, weil z. B. die Kraftstofftemperatur abnimmt, während sie über dem Schwellenwert bleibt, kann die zugeführte Menge des ersten Kraftstoffs im Zusammenhang mit der verringerten Menge des zweiten Kraftstoffs vergrößert werden, um den Kraftmaschinenbetrieb aufrechtzuerhalten. Basierend auf den vorgenommenen Pumpeneinstellungen kann die Kraftmaschine 10 bei 616 außerdem und/oder optional eine Drosselklappe einstellen, um einen stöchiometrischen Kraftmaschinenbetrieb aufrechtzuerhalten, während das Fahrzeug betrieben wird. Wie oben beschrieben worden ist, kann, falls keine Änderungen an der Kraftstoffzusammensetzung vorgenommen werden sollen, sobald der zweite Kraftstoff in die Kraftstoffzufuhr eingeleitet worden ist (z. B. weil ein kurzer Stoß des zweiten Kraftstoffs in die Kraftstoffzufuhr eingeleitet wird), das Kraftstoffsystem bei 636 die aktuellen Pumpeneinstellungen aufrechterhalten, um die Menge des Benzins zum Verhindern, dass das LPG ein überkritisches Fluid wird, zuzuführen. Danach kann bei 616 eine Drosselklappe optional eingestellt werden, um die Kraftmaschinenoperationen aufrechtzuerhalten. Sobald das Benzin zu der Kraftstoffzufuhr hinzugefügt worden ist, kann das Kraftmaschinensystem die Operationen und die Bedingungen der Kraftmaschine weiterhin überwachen, da die Kraftstoffzufuhr während der Fahrzeugoperationen gemanagt wird.
7 ist ein beispielhafter Ablaufplan eines Verfahrens 700 zum Einstellen der Kraftstoffzusammensetzung basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine. Für die Einfachheit veranschaulicht der Ablaufplan verschiedene Einstellungen zum Optimieren der Kraftstoffzusammensetzung und der Kraftmaschinenstöchiometrie basierend auf einer erhöhten Kraftstofftemperatur. Wie darin gezeigt ist, enthält das Verfahren 700 bei 702 das Überwachen der Bedingungen innerhalb der Kraftmaschine und in einigen Fällen das Vornehmen von Einstellungen basierend auf einer oder mehreren detektierten Bedingungen. Der Controller 12 kann z. B. konfiguriert sein, um bei 704 eine Kraftstofftemperatur zu überwachen und basierend auf der mit einem Schwellenwert verglichenen Temperatur weitere Einstellungen vorzunehmen. In einigen Fällen kann die Kraftstofftemperatur durch einen Kraftstoffverteilertemperatursensor (z. B. den Temperatursensor 61) bestimmt werden, während in anderen Fällen die Kraftstofftemperatur basierend auf einer Kraftmaschinentemperatur oder in noch anderen Fällen sogar basierend auf der Drehzahl und der Last der Kraftmaschine geschätzt werden kann. In Reaktion auf eine erhöhte Temperatur oder eine Temperatur über einem Schwellenwert kann die Kraftmaschine 10 bei 706 Benzin zu dem LPG hinzufügen, um zu verhindern, dass der Kraftstoff überkritisch wird, wie z. B. wenn die Last an dem Fahrzeug zunimmt und die Temperatur und der Druck innerhalb des Kraftstoffsystems in Reaktion auf die zunehmende Last zunehmen. Falls jedoch die Kraftstofftemperatur unter den Schwellenwert fällt, kann die Kraftmaschine 10 weiterhin die Kraftmaschinenbedingungen überwachen, während sie einen Kraftstoffpegel basierend auf der Drehzahl und der Last der Kraftmaschine einstellt.
Beim Einleiten des Benzins in die LPG-Kraftstoffzufuhr kann der der Kraftmaschine 10 zugeführte Kraftstoff angereichert werden. Deshalb kann gemäß dem System die Kraftmaschine 10 hier konfiguriert sein, um bei 710 Einstellungen vorzunehmen, um die Kraftmaschinenoperationen in Reaktion auf den angereicherten Kraftstoff aufrechtzuerhalten, was die Emissionen verringern kann und dadurch effizientere Kraftmaschinenoperationen ermöglichen kann. In ihrer einfachsten Form können die hier beschriebenen Verfahren jedoch einfach eine Menge Benzin zu dem LPG hinzufügen, um sicherzustellen, dass der erste Kraftstoff während der Operationen bei einer erhöhten Temperatur und/oder einem erhöhten Druck keinen kritischen Punkt erreicht. Deshalb kann der Controller 12 konfiguriert sein, um durch das einfache Öffnen und Schließen eines Ventils, das es ermöglicht, dass eine bekannte Benzinmenge hindurchströmt, das Dosierventil 226 zu betätigen. Dann kann das Gemisch beim Mischen bei 712 während des Antriebszyklus der Kraftmaschine gemeinsam in die Kraftmaschine eingespritzt werden.
Falls alternativ die Kraftmaschine Einstellungen zum Aufrechterhalten einer Kraftmaschinenstöchiometrie während des Betriebs ausführen soll, sind zwei unterschiedliche Optionen möglich. Als ein Beispiel kann der Controller 12 bei 720 außerdem eine Strömung des LPG aus dem ersten Lagertank 202 basierend auf der in das Gemisch eingeleiteten Benzinmenge einstellen. In einigen Fällen kann dies ausgeführt werden, weil der zweite Kraftstoff außerdem innerhalb des Kraftmaschinenzylinders verbrennt, um Energie zu erzeugen, die in eine Kraftmaschinenausgabe umgesetzt werden kann. In diesem Sinn kann der zweite Kraftstoff zusätzlich zum Verhindern, dass der erste Kraftstoff ein überkritisches Fluid wird, außerdem als ein Kraftstoff wirken, um während der Operationen Leistung bereitzustellen. In Reaktion kann deshalb eine zugeführte Menge des ersten Kraftstoffs gemäß der durch einen Fahrer des Fahrzeugs angeforderten Verwendung während der Operationen verringert werden. Bei 730 kann das Kraftmaschinensystem 10 weiterhin die Kraftmaschinenoperationen überwachen, um während der Operationen die Zufuhr von Luft und/oder Kraftstoff einzustellen, um die Kraftmaschinenoperationen aufrechtzuerhalten. Falls alternativ die zugeführte Menge des LPG nicht eingestellt werden soll, weil z. B. die in dem ersten Lagertank verbleibende Kraftstoffmenge niedrig ist, kann der Controller 12 bei 724 eine Drosselklappe basierend auf dem angereicherten Gemisch vergrößern, um während des Antriebszyklus der Kraftmaschine einen stöchiometrischen Kraftmaschinenbetrieb aufrechtzuerhalten. Dann kann der Controller 12 basierend auf der Kraftmaschinenverwendung, während die Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert liegt, bei 730 weiterhin die Kraftstoffzufuhr und/oder eine Drosselklappe basierend auf der Drehzahl und der Last der Kraftmaschine überwachen. In einigen Fällen kann der Controller 12 alternativ eine Öffnung der Einlassdrosselklappe verringern, um die Zylinder-Luftladung zu verringern.
Auf diese Weise kann das Kraftstoffsystem die Kraftstoffzusammensetzung effizient einstellen, um die Wärmetoleranz eines flüssigen Kraftstoffs des ersten Kraftstoffs (hier des LPG) unter einigen Bedingungen durch das Einleiten eines zweiten Kraftstoffs (hier Benzin) in den ersten Kraftstoff, was das Potential verringert, dass der erste Kraftstoff einen kritischen Punkt erreicht, über dem der erste Kraftstoff ein überkritisches Fluid werden kann, zu erhöhen. Das Verfahren ermöglicht ferner, dass die Zusammensetzung des flüssigen Gemischs durch das Dosieren einer zu dem ersten Kraftstoff hinzugefügten Menge des zweiten Kraftstoffs steuerbar eingestellt wird, so dass ausreichende Mengen hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass das Gemisch während der Kraftmaschinenoperationen eine Flüssigkeit bleibt. Auf diese Weise kann der Betriebsbereich des ersten flüssigen Kraftstoffs erweitert werden, was ferner ermöglicht, dass komplexe Kraftstoffkühlsysteme verringert oder in einigen Fällen im Wesentlichen eliminiert werden und dass das Unter-Druck-Setzen des Kraftstoffs verringert wird.
Es sei angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Systemkonfigurationen der Kraftmaschine und/oder des Fahrzeugs verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen (die durch den Prozessor ausführbar sind) in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sein. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Als solches können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen, und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinen-Steuersystem zu programmieren ist.
Es ist klar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6, I-4, I-6, V-12, Boxer-4 und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Umfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Umfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Umfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7861696 [0003]

Claims

Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: direktes Einspritzen flüssigen Propans ohne Benzin über einen Kraftstoffverteiler in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur unter einem Schwellenwert in die Kraftmaschine; und in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur, die größer als der Schwellenwert ist, direktes Einspritzen eines flüssigen Gemischs aus Propan und Benzin über den Kraftstoffverteiler.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einstellen einer Zusammensetzung des flüssigen Gemischs durch das Dosieren einer Menge des zu dem Propan hinzugefügten Benzins umfasst, wobei Benzin in ausreichenden Mengen zu dem Propan hinzugefügt wird, so dass das Gemisch eine Flüssigkeit bleibt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zu dem Propan hinzugefügte Menge des Benzins auf einem Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Einstellen der eingespritzten Menge des Propans basierend auf der hinzugefügten Menge des Benzins umfasst, um einen stöchiometrischen Betrieb der Kraftmaschine aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Einstellen einer Drosselklappe basierend auf der hinzugefügten Menge des Benzins umfasst, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gesamtgemisch aufrechtzuerhalten, das in den Zylindern der Kraftmaschine verbrannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstofftemperatur eine Kraftstoffverteilertemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Controller, der konfiguriert ist, um Benzin zu dem Propan hinzuzufügen, in einem Speicher programmierbare Anweisungen zum Dosieren des zu dem Propan hinzugefügten Benzins basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüssige Gemisch aus Propan und Benzin im Voraus gemischt und in einem einzigen Kraftstofftank gelagert wird, wobei die im Voraus gemischte Flüssigkeit in Reaktion auf eine Temperatur unter einem zweiten Temperaturschwellenwert über den Kraftstoffverteiler in die Kraftmaschine eingespritzt wird, wobei der zweite Schwellenwert auf einer Zusammensetzung des flüssigen Gemischs basiert.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: direktes Einspritzen flüssigen Propans ohne Benzin über einen Kraftstoffverteiler in die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur unter einem Schwellenwert; Hinzufügen von Benzin zu dem flüssigen Propan, um das Gemisch als eine Flüssigkeit aufrechtzuerhalten, in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur, die größer als der Schwellenwert ist, und Steuern einer Zusammensetzung des Gemischs basierend auf einem Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Steuern der Zusammensetzung des flüssigen Gemischs das Einstellen eines Dosierventils enthält, um die zu dem flüssigen Propan hinzugefügte Menge des Benzins einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Einstellen einer eingespritzten Menge des Propans in Reaktion auf die hinzugefügte Menge des Benzins umfasst, um einen stöchiometrischen Betrieb der Kraftmaschine aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Einstellen einer Drosselklappe basierend auf der hinzugefügten Menge des Benzins umfasst, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gesamtgemisch aufrechtzuerhalten, das in den Zylindern der Kraftmaschine verbrannt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Anteil des Benzins in dem flüssigen Gemisch in dem Maβ zunimmt, in dem das Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das flüssige Gemisch aus Benzin und Propan ermöglicht, dass eine Kraftstofftemperatur und/oder ein Kraftstoffdruck bezüglich des flüssigen Propans allein höher betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Vergrößern der Kraftstofftemperatur und/oder des Kraftstoffdrucks einen Betriebsbereich des Propans erweitert.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zusammensetzung des flüssigen Gemischs verhindert, dass das flüssige Gemisch ein überkritisches Fluid wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Propan während eines Zeitraums vor der Einspritzung über einen Kraftstoffverteiler in Reaktion auf eine Kraftmaschinen-Startanforderung zirkuliert, während die Kraftstofftemperatur größer als der Schwellenwert ist.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Einspritzen eines ersten Kraftstoffs ohne einen zweiten Kraftstoff in die Kraftmaschine; und in Reaktion auf eine Kraftstofftemperatur, die größer als ein Schwellenwert ist, Einspritzen eines Gemischs, das den ersten Kraftstoff und den zweiten Kraftstoff umfasst, während eine Kraftstoffzusammensetzung des Gemischs basierend auf einem Ausmaß der Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein Dosierventil in einer zweiten Kraftstoffleitung konfiguriert ist, um eine zu dem ersten Kraftstoff hinzugefügten Menge des zweiten Kraftstoffs basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei ein stöchiometrischer Betrieb der Kraftmaschine in Reaktion auf die Hinzufügung des zweiten Kraftstoffs aufrechterhalten wird.