DE202014106286U1

DE202014106286U1 - Systeme zur Trennung von flüssigem und gasförmigen Kraftstoff für die Einspritzung

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Publication number: DE202014106286U1
Application number: DE201420106286
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-03-23
Anticipated expiration: 2024-12-30
Also published as: RU2014153138A; US20150198118A1; US9464596B2; RU2656174C2; RU2014153138A3; MX348952B; MX2015000353A; CN204458139U

Abstract

Kraftstoffsystem, das Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank an Bord eines Fahrzeugs, wobei der Kraftstofftank einen gasförmigen Kraftstoff enthält, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist; ein Kraftstoffeinspritzsystem stromabwärts des Kraftstofftanks, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff enthält; und einen Kraftstoffseparator, der fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist.

Description

Hintergrund und Zusammenfassung
Komprimiertes Erdgas (CNG) ist ein Kraftstoff mit hoher Oktanzahl, der für das Verringern des Kraftmaschinenklopfens, für das Verringern der Kohlenwasserstoffemissionen bei Kaltstartereignissen und für das Verringern der Kohlendioxidemissionen während der Kraftmaschinenoperationen vorteilhaft ist. CNG besitzt jedoch im Vergleich zu flüssigen Kohlenwasserstoffkraftstoffen, wie z. B. Dieselkraftstoff oder Benzin, eine niedrige Energiedichte. Um die Reichweite und die in einem Fahrzeug gelagerte Gesamtkraftstoffmenge zu vergrößern, kann CNG im Zusammenhang mit Benzin oder Dieselkraftstoff verwendet werden, was es erfordert, dass das Fahrzeug für eine optimale Leistung zwischen den Kraftstoffen wechselt. Die Einbeziehung von separaten Kraftstofftanks, einen Tank für gasförmigen Kraftstoff und einen Tank für flüssigen Kraftstoff, kann in einem Fahrzeug aufgrund der Raumbeschränkungen nicht geeignet sein. Ein bevorzugtes System kann eines sein, das den flüssigen Kraftstoff und den unter Druck gesetzten gasförmigen Kraftstoff zusammen in demselben Kraftstofftank lagert. Insbesondere ist CNG in Benzin oder Dieselkraftstoff löslich, wenn sie zusammen bei einem relativ niedrigen Druck (~100 psi) gelagert werden.
Die Erfinder haben hier potentielle Probleme bei der obigen Herangehensweise erkannt. Die Genauigkeit der Kraftstoffdosierung kann nämlich verringert sein, weil der von dem Kraftstofftank zugeführte flüssige Kraftstoff ein Gemisch aus flüssigem Kraftstoff und gelöstem gasförmigen Kraftstoff enthalten kann, wobei der gasförmige Kraftstoff während der Kraftstoffeinspritzung Blasen bilden kann. Außerdem kann die Bildung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs die Dispersion des eingespritzten Kraftstoffs in die Kraftmaschine ungünstig ändern, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und den Kraftmaschinenwirkungsgrad verringert.
Zur Lösung der oben aufgeführten Probleme kann ein Kraftstoffsystem einen Kraftstofftank an Bord eines Fahrzeugs, wobei der Kraftstofftank einen gasförmigen Kraftstoff enthält, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, ein Kraftstoffeinspritzsystem stromabwärts des Kraftstofftanks, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff enthält, und einen Kraftstoffseparator, der fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist, umfassen.
Auf diese Weise kann das technische Ergebnis erreicht werden, dass eine konsistente Dispersion des eingespritzten Kraftstoffs in den Kraftmaschinenzylindern aufrechterhalten werden kann, während eine robustere und genauere Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bereitgestellt, so dass die Kraftmaschinenemissionen verringert werden können und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und der Kraftmaschinenwirkungsgrad erhöht werden können. 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 betrachtet werden.
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.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt schematisch einen beispielhaften Zylinder einer Brennkraftmaschine dar.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Kraftmaschine nach 1 und ein Kraftstoffsystem, das dafür ausgelegt ist, mit einer Mischung aus gasförmigem Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff zu arbeiten.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben der Kraftmaschine und des Kraftstoffsystems nach den 1–2.
4 zeigt eine beispielhafte Zeitachse zum Betreiben der Kraftmaschine und des Kraftstoffsystems nach den 1–2.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Zuführen von gasförmigem Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff zu einer Kraftmaschine und auf ein Kraftstoffsystem. Eine beispielhafte Brennkraftmaschine und ein beispielhaftes Kraftstoffsystem sind in den 1 und 2 veranschaulicht. 3 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine und eines Kraftstoffsystems, um der Kraftmaschine gasförmigen Kraftstoff und/oder flüssigen Kraftstoff zuzuführen. 4 ist eine beispielhafte Zeitachse, die das Zuführen von gasförmigem Kraftstoff und/oder flüssigem Kraftstoff von dem Kraftstoffsystem zu der Kraftmaschine während verschiedener Betriebsbedingungen der Kraftmaschine repräsentiert.
Nun sich der 1 zuwendend, stellt diese eine beispielhafte Ausführungsform einer Verbrennungskammer oder eines Zylinders einer Brennkraftmaschine 10 dar. Die Kraftmaschine 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem 13, das einen Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einer Bedienungsperson 130 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert sein. In einem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (z. B. die Verbrennungskammer) 14 der Kraftmaschine 10 kann die Verbrennungskammerwände 136 enthalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Zwischengetriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad des Passagierfahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über eine Schwungscheibe an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Folge von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Der Einlassluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit weiteren Zylindern der Kraftmaschine 10 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Einlasskanäle eine Ladevorrichtung, wie z. B. einen Turbolader oder einen Lader, enthalten. 1 zeigt, dass die Kraftmaschine 10 z. B. mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen Kompressor 174, der zwischen den Einlasskanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang dem Auslasskanal 148 angeordnet ist, enthält. Der Kompressor 174 kann über eine Welle 180 wenigstens teilweise durch die Abgasturbine 176 angetrieben sein, wobei die Ladevorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie z. B. wenn die Kraftmaschine 10 mit einem Lader versehen ist, kann die Abgasturbine 176 optional weggelassen sein, wobei der Kompressor 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Kraftmaschine angetrieben sein kann. Eine Drosselklappe 162, die eine Drosselklappenplatte 164 enthält, kann entlang einem Einlasskanal der Kraftmaschine vorgesehen sein, um die Durchflussmenge und/oder den Druck der Einlassluft, die den Kraftmaschinenzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Die Drosselklappe 162 kann z. B. stromabwärts des Kompressors 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt ist, oder kann alternativ stromaufwärts des Kompressors 174 bereitgestellt sein.
Der Auslasskanal 148 kann die Abgase zusätzlich zu dem Zylinder 14 von den anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 empfangen. Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 128 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 178 an den Auslasskanal 148 gekoppelt ist. Der Sensor 128 kann irgendein geeigneter Sensor sein, um eine Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff-), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-(wie dargestellt ist), ein HEGO-(ein erwärmter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Es ist z. B. gezeigt, dass der Zylinder 14 wenigstens ein Einlass-Tellerventil 150 und wenigstens ein Auslass-Tellerventil 156 enthält, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 14 befinden. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 einschließlich des Zylinders 14 wenigstens zwei Einlass-Tellerventile und wenigstens zwei Auslass-Tellerventile enthalten, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
Das Einlassventil 150 kann durch den Controller 12 über einen Aktuator 152 gesteuert sein. Ähnlich kann das Auslassventil 156 durch den Controller 12 über einen Aktuator 154 gesteuert sein. Während einiger Bedingungen kann der Controller 12 die den Aktuatoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und das Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Positionen des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 können durch jeweilige (nicht gezeigte) Ventilpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können der elektrische Ventilbetätigungstyp oder der Nockenbetätigungstyp oder eine Kombination daraus sein. Die Zeitsteuerung der Einlass- und Auslassventile kann gleichzeitig gesteuert sein oder es kann irgendeine von einer Möglichkeit der variablen Einlassnocken-Zeitsteuerung, der variablen Auslassnocken-Zeitsteuerung, der doppelt unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung oder der festen Nockenzeitsteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS-System) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT-System) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT-System) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL-System) verwenden, die durch den Controller 12 betätigt sein können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Der Zylinder 14 kann z. B. alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, die das CPS und/oder die VCT enthält, gesteuertes Auslassventil enthalten. In anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem oder ein Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem mit variabler Zeitsteuerung gesteuert sein.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, das das Verhältnis des Volumens, wenn sich der Kolben 138 an der unteren Mitte befindet, zum Volumen, wenn sich der Kolben an der oberen Mitte befindet, ist. Herkömmlich liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch größer sein. Dies kann z. B. geschehen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Falls eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund ihrer Wirkung auf das Kraftmaschinenklopfen außerdem größer sein.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann der Verbrennungskammer 14 als Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA von dem Controller 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann jedoch die Zündkerze 192 weggelassen sein, wie z. B. wo die Kraftmaschine 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch die Einspritzung des Kraftstoffs einleiten kann, wie es bei einigen Diesel-Kraftmaschinen der Fall sein kann.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um ihm Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 zwei Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 enthält. Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW-1, das über einen elektronischen Treiber 168 von dem Controller 12 empfangen wird, direkt in ihn einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das bereit, was als Direkteinspritzung (die im Folgenden als ”DI” bezeichnet wird) des Kraftstoffs in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Während 1 die Einspritzdüse 166 als eine Seiteneinspritzdüse zeigt, kann sie sich außerdem über dem Kolben, z. B. in der Nähe der Position der Zündkerze 192, befinden. Eine derartige Position kann, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, aufgrund der geringeren Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis die Mischung und die Verbrennung verbessern. Alternativ kann sich die Einspritzdüse über dem und in der Nähe des Einlassventils befinden, um die Mischung der Einlassluft und des eingespritzten Kraftstoffs zu unterstützen. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Kraftstoffsystem 172 zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen, einen Kraftstoffverteiler und einen Treiber 168 enthält. Alternativ kann der Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck zugeführt werden, wobei in diesem Fall die Zeitsteuerung der Kraftstoff-Direkteinspritzung während des Verdichtungstakts eingeschränkter sein kann, als wenn ein Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet wird. Ferner kann der Kraftstofftank einen Drucksensor besitzen, der dem Controller 12 ein Signal bereitstellt, obwohl dies in 1 nicht gezeigt ist.
Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 170 anstatt in dem Zylinder 14 in einer Konfiguration, die das bereitstellt, was als Kanaleinspritzung des Kraftstoffs (die im Folgenden als ”PFI” bezeichnet wird) in die Einlassöffnung stromaufwärts des Zylinders 14 bekannt ist, im Einlasskanal 146 angeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 kann den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW-2, das über einen elektronischen Treiber 171 von dem Controller 12 empfangen wird, einspritzen. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 170 durch das Kraftstoffsystem 172 zugeführt werden.
Der Kraftstoff kann während eines einzigen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzdüsen dem Zylinder zugeführt werden. Jede Einspritzdüse kann z. B. einen Anteil der Gesamtkraftstoffeinspritzung, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird, zuführen. Ferner können sich die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der von jeder Einspritzdüse zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen ändern, wie hier im Folgenden beschrieben wird. Die relative Verteilung des gesamten eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzdüsen 166 und 170 kann als ein erstes Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über die (Kanal-)Einspritzdüse 170 kann z. B. ein Beispiel eines höheren ersten Verhältnisses der Kanal- zur Direkteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über die (Direkt-)Einspritzdüse 166 ein niedrigeres erstes Verhältnis der Kanal- zur Direkteinspritzung sein kann. Es wird angegeben, dass dies lediglich Beispiele der unterschiedlichen Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Außerdem sollte erkannt werden, dass der über Kanaleinspritzung eingespritzte Kraftstoff sowohl während eines Ereignisses offener Einlassventile, eines Ereignisses geschlossener Einlassventile (z. B. im Wesentlichen vor einem Einlasstakt, wie z. B. während eines Ausstoßtakts) als auch während des Betriebs sowohl mit offenen als auch mit geschlossenen Einlassventilen zugeführt werden kann. Ähnlich kann der direkt eingespritzte Kraftstoff z. B. sowohl während eines Einlasstakts als auch teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßtakts, während des Einlasstakts und teilweise während des Verdichtungstakts zugeführt werden. Ferner kann der direkt eingespritzte Kraftstoff als eine einzige Einspritzung oder als mehrere Einspritzungen zugeführt werden. Diese können mehrere Einspritzungen während des Verdichtungstakts, mehrere Einspritzungen während des Einlasstakts oder eine Kombination aus einigen Direkteinspritzungen während des Verdichtungstakts und einigen während des Einlasstakts enthalten. Wenn mehrere Direkteinspritzungen ausgeführt werden, kann die relative Verteilung des gesamten gerichtet eingespritzten Kraftstoffs zwischen einer (Direkt-)Einspritzung des Einlasstakts und einer (Direkt-)Einspritzung des Verdichtungstakts als ein zweites Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Das Einspritzen einer größeren Menge des direkt eingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Einlasstakts kann ein Beispiel eines höheren zweiten Verhältnisses der Direkteinspritzung des Einlasstakts sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Verdichtungstakts ein Beispiel eines geringeren zweiten Verhältnisses der Direkteinspritzung des Einlasstakts sein kann. Es wird angegeben, dass dies lediglich Beispiele unterschiedlicher Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Ferner können die Einspritzverhältnisse basierend auf einer oder mehreren Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschinenlast, der Kraftmaschinendrehzahl, dem Kraftstoffsystemdruck, der Kraftmaschinentemperatur und dergleichen, eingestellt werden. Auf diese Weise können der flüssige und/oder der gasförmige Kraftstoff in einem Kraftmaschinenzylinder verbrannt werden.
Als solcher kann der eingespritzte Kraftstoff sogar für ein einziges Verbrennungsereignis mit unterschiedlichen Zeitsteuerungen von einer Kanal- und einer Direkteinspritzdüse eingespritzt werden. Außerdem können für ein einziges Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus ausgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, des Einlasstakts oder irgendeiner geeigneten Kombination daraus ausgeführt werden.
Wie oben beschrieben worden ist, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. Als solcher kann jeder Zylinder auf ähnliche Weise seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), einer Zündkerze usw. enthalten.
Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Diese enthalten Unterschiede in der Größe, eine Einspritzdüse kann z. B. ein größeres Einspritzloch als die andere aufweisen. Andere Unterschiede enthalten unterschiedliche Sprühwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliches Zielen, eine unterschiedliche Einspritzzeitsteuerung, unterschiedliche Sprüheigenschaften, unterschiedliche Orte usw., sind aber nicht darauf beschränkt. Außerdem können in Abhängigkeit von dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzdüsen 170 und 166 unterschiedliche Wirkungen erreicht werden. Noch weiter können die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 jeweils eine oder mehrerer Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff zum Einspritzen von gasförmigem Kraftstoff und eine oder mehrere Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff zum Einspritzen von flüssigem Kraftstoff enthalten.
Das Kraftstoffsystem 172 kann einen Kraftstofftank oder mehrere Kraftstofftanks enthalten. In den Ausführungsformen, in denen das Kraftstoffsystem 172 mehrere Kraftstofftanks enthält, können die Kraftstofftanks Kraftstoff mit den gleichen Kraftstoffqualitäten oder Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten, wie z. B. unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen, enthalten. Diese Unterschiede können einen unterschiedlichen Alkoholgehalt, eine unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen daraus usw. enthalten. In einem Beispiel könnten Kraftstoffe mit unterschiedlichen Alkoholgehalten Benzin, Ethanol, Methanol oder Alkoholmischungen, wie z. B. E85 (was aus etwa 85% Ethanol und 15% Benzin besteht) oder M85 (was aus etwa 85% Methanol und 15% Benzin besteht) enthalten. Andere Alkohol enthaltene Kraftstoffe könnten ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffsystem 172 einen Kraftstofftank, der einen flüssigen Kraftstoff, wie z. B. Benzin, enthält und außerdem einen gasförmigen Kraftstoff, wie z. B. CNG, enthält, enthalten. Ein Anteil des gasförmigen Kraftstoffs kann in dem flüssigen Kraftstoff gelöst sein. Der flüssige Kraftstoff und der gasförmige Kraftstoff können zusammen als ein gemischter Kraftstoff bezeichnet werden, wobei der Kraftstofftank 200 folglich einen gemischten Kraftstoff lagern oder enthalten kann. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können dafür ausgelegt sein, Kraftstoff von einem Tank mit demselben Kraftstoff, von Tanks mit unterschiedlichen Kraftstoffen, von mehreren Tanks mit demselben Kraftstoff oder von einem überlappenden Satz von Kraftstofftanks einzuspritzen. Während 1 die Kraftstoffeinspritzdüse 166 als eine Kraftstoff-Direkteinspritzdüse und die Kraftstoffeinspritzdüse 170 als eine Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse darstellt, können in anderen Ausführungsformen beide Einspritzdüsen 166 und 170 als Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen konfiguriert sein oder können beide als Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen konfiguriert sein.
Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe-/Ausgabe-Ports 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein Festwertspeicher-Chip 110 gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 112, einen Erhaltungsspeicher 114 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von einem Luftmassendurchflusssensor 122; der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; und eines Krümmer-Absolutdrucksignals MAP von einem Sensor 124. Das Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen.
Der Festwertspeicher 110 des Speichermediums kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die durch den Prozessor 106 ausführbare Anweisungen zum Ausführen sowohl der im Folgenden beschriebenen Verfahren als auch anderer Varianten, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgelistet sind, repräsentieren. Beispielhafte Routinen, die durch den Controller ausgeführt werden können, sind hier und bezüglich der 3 und 4 beschrieben.
Nun sich der 2 zuwendend, zeigt diese eine schematische graphische Darstellung einer Mehrzylinderkraftmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie in 1 dargestellt ist, enthält die Brennkraftmaschine 10 die Zylinder 14, die an den Einlasskanal 144 und den Auslasskanal 148 gekoppelt sind. Der Einlasskanal 144 kann eine Drosselklappe 162 enthalten. Der Auslasskanal 148 kann eine Abgasreinigungsvorrichtung 178 enthalten. Das Steuersystem 13, einschließlich des Controllers 12, kann Signale von verschiedenen Sensoren 16 und zusätzlichen Sensoren, die in den 1 und 2 gezeigt sind, empfangen und Signale an verschiedene Aktuatoren 81, einschließlich zusätzlicher Aktuatoren, die in den 1 und 2 gezeigt sind, ausgeben.
Die Zylinder 14 können als ein Teil eines Zylinderkopfs 201 konfiguriert sein. In 2 ist der Zylinderkopf 201 mit 4 Zylindern in einer Reihenkonfiguration gezeigt. In einigen Beispielen kann der Zylinderkopf 201 mehr oder weniger Zylinder aufweisen, z. B. sechs Zylinder. In einigen Beispielen können die Zylinder in einer V-Konfiguration oder in einer anderen geeigneten Konfiguration angeordnet sein.
Es ist gezeigt, dass der Zylinderkopf 201 an das Kraftstoffsystem 172 gekoppelt ist. Es ist gezeigt, dass der Zylinder 14 an die Kraftstoffeinspritzdüsen 166A und 166B und an die Kraftstoffeinspritzdüsen 170A und 170B gekoppelt ist. Obwohl gezeigt ist, dass nur ein Zylinder an die Kraftstoffeinspritzdüsen gekoppelt ist, ist es selbstverständlich, dass alle in dem Zylinderkopf 201 enthaltenen Zylinder 14 außerdem an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen gekoppelt sein können. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind die Kraftstoffeinspritzdüsen 166A und 166B als eine Kraftstoff-Direkteinspritzdüse dargestellt und sind die Kraftstoffeinspritzdüsen 170A und 170B als eine Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse dargestellt. Obwohl in 2 nur zwei Direkteinspritzdüsen und zwei Kanaleinspritzdüsen gezeigt sind, ist zu erkennen, dass die Kraftmaschine 10 mehr als zwei Direkteinspritzdüsen und mehr als zwei Kanaleinspritzdüsen umfassen kann. Jede Kraftstoffeinspritzdüse kann dafür ausgelegt sein, eine spezifische Menge des gasförmigen und/oder des flüssigen Kraftstoffs zu einem spezifischen Zeitpunkt im Kraftmaschinenzyklus in Reaktion auf die Befehle vom Controller 12 zuzuführen. Eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen können verwendet werden, um während jedes Verbrennungszyklus verbrennbaren Kraftstoff dem Zylinder 14 zuzuführen. Die Zeitsteuerung und die Quantität der Kraftstoffeinspritzung können als eine Funktion der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine gesteuert werden.
Das Kraftstoffsystem 172 enthält einen Kraftstofftank 200. Der Kraftstofftank 200 kann einen flüssigen Kraftstoff, wie z. B. Benzin, Dieselkraftstoff oder eine Benzin-Alkohol-Mischung (z. B. E10, E85, M15 oder M85), enthalten und kann außerdem einen gasförmigen Kraftstoff, wie z. B. CNG, enthalten. Der Kraftstofftank 200 kann dafür ausgelegt sein, flüssigen Kraftstoff und gasförmigen Kraftstoff zusammen bei einem im Vergleich zur herkömmlichen CNG-Lagerung (z. B. 200–250 Atmosphären) relativ niedrigen Druck zu lagern. Der gasförmige Kraftstoff kann z. B. bei einem Druck von 100 Atmosphären hinzugefügt werden. Auf diese Weise kann ein Anteil des gasförmigen Kraftstoffs in dem flüssigen Kraftstoff aufgelöst werden. Bei 100 Atmosphären kann sich das CNG bis zu dem Punkt, an dem 40% der flüssigen Kraftstoffkomponente in dem Kraftstofftank 200 CNG sind, auflösen. Der Kraftstofftank 200 kann einen Drucksensor 211, einen Temperatursensor 212 und einen Flüssigkeitspegelsensor 215 enthalten.
Der flüssige Kraftstoff und/oder der gasförmige Kraftstoff können von dem Kraftstofftank 200 über eine Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff und eine Leitung 221 für gasförmigen Kraftstoff, die Kraftstoffverteiler 205 und 206 und die Kraftstoffeinspritzdüsen 166A, 166B, 170A und 170B den Zylindern 14 der Kraftmaschine 10 zugeführt werden. In einem Beispiel kann der gasförmige Kraftstoff von dem Kraftstofftank 200 zugeführt werden, indem ein Dreiwege-Schaltventil 224 für gasförmigen Kraftstoff positioniert wird, um den Kraftstofftank 200 fluidtechnisch an die Leitung 221 für gasförmigen Kraftstoff und den Verteiler 205 für gasförmigen Kraftstoff zu koppeln. Der dem Verteiler 205 für gasförmigen Kraftstoff zugeführte gasförmige Kraftstoff kann durch die Einspritzdüse 170B für gasförmigen Kraftstoff durch Kraftstoff-Kanaleinspritzung in den Zylinder 14 eingespritzt werden und kann durch die Einspritzdüse 170A für flüssigen Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 eingespritzt werden. Der flüssige Kraftstoff, der gelösten gasförmigen Kraftstoff in dem flüssigen Kraftstoff enthält, kann durch das Betreiben der Kraftstoff-Saugpumpe 210 von dem Kraftstofftank 200 zugeführt werden. Die Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff kann an einen unteren Abschnitt des Kraftstofftanks 200 gekoppelt sein, um über die Kraftstoff-Saugpumpe 210 flüssigen Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 200 zu saugen. In einigen Fällen kann die Kraftstoff-Saugpumpe 210 aus dem Kraftstoffsystem 172 weggelassen sein. In derartigen Ausführungsformen kann der Druck des im Kraftstofftank 200 gelagerten gasförmigen Kraftstoffs verwendet werden, um den flüssigen Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 200 über die Kraftstoffleitung 220 zu dem Kraftstoffverteiler 205 zu treiben. In den Ausführungsformen, in denen die Kraftstoff-Saugpumpe 210 weggelassen ist, kann ein zusätzliches Ventil für flüssigen Kraftstoff an die Kraftstoffleitung 220 gekoppelt sein, um die Strömung des flüssigen Kraftstoffs durch die Kraftstoffleitung 220 zu steuern. Falls das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil 226 offen ist, kann der flüssige Kraftstoff über die Umgehungskraftstoffleitung 228 der Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff und dem Verteiler 206 für flüssigen Kraftstoff zugeführt werden, wobei der flüssige Kraftstoff über die Einspritzdüse 166A für flüssigen Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 eingespritzt werden kann und/oder über die Einspritzdüse 166B für flüssigen Kraftstoff über Kraftstoff-Kanaleinspritzung in den Zylinder 14 eingespritzt werden kann. In dem Fall von Kraftstoffsystemen, die mehr als einen Kraftstofftank umfassen, die darin gelagerten gasförmigen Kraftstoff und flüssigen Kraftstoff umfassen, kann jeder Kraftstofftank fluidtechnisch an den Kraftstoffseparator 230 gekoppelt sein, um die Trennung des gasförmigen Kraftstoffs und des flüssigen Kraftstoffs vor der Kraftstoffeinspritzung zu ermöglichen.
In einem Beispiel kann der Verteiler 205 für gasförmigen Kraftstoff einen DI-Verteiler für gasförmigen Kraftstoff für die Direkteinspritzung des gasförmigen Kraftstoffs über eine oder mehrere DI-Einspritzdüsen 170A für gasförmigen Kraftstoff und einen PFI-Verteiler für gasförmigen Kraftstoff für die Kanaleinspritzung des gasförmigen Kraftstoffs über eine oder mehrere PFI-Einspritzdüsen 170B für flüssigen Kraftstoff umfassen. In anderen Beispielen kann nur ein DI-Gas- oder nur ein PFI-Gas-Einspritzsystem verwendet werden. Außerdem kann der Verteiler 206 für flüssigen Kraftstoff einen DI-Verteiler für flüssigen Kraftstoff für die Direkteinspritzung flüssigen Kraftstoffs über eine oder mehrere DI-Einspritzdüsen 166A für flüssigen Kraftstoff und einen PFI-Verteiler für flüssigen Kraftstoff für die Kanaleinspritzung des flüssigen Kraftstoffs über eine oder mehrere PFI-Einspritzdüsen 166B für flüssigen Kraftstoff umfassen. In anderen Beispielen kann nur ein DI-Flüssigkeits- oder nur ein PFI-Flüssigkeitseinspritzsystem verwendet werden. Noch weiter kann eine DI-Pumpe für gasförmigen Kraftstoff stromaufwärts des DI-Verteilers für gasförmigen Kraftstoff und stromabwärts des Schaltventils 224 für gasförmigen Kraftstoff bereitgestellt sein, um unter Druck gesetzten gasförmigen Kraftstoff dem DI-Verteiler für gasförmigen Kraftstoff zuzuführen. Noch weiter kann eine DI-Pumpe für flüssigen Kraftstoff stromaufwärts des DI-Verteilers für flüssigen Kraftstoff und stromabwärts einer Umgehungskraftstoffleitung 228 bereitgestellt sein, um unter Druck gesetzten flüssigen Kraftstoff dem DI-Verteiler für flüssigen Kraftstoff zuzuführen. Noch weiter kann eine einzige DI-Kraftstoffpumpe verwendet werden, um sowohl gasförmigen Kraftstoff als auch flüssigen Kraftstoff zuzuführen. Die DI-Pumpe für flüssigen Kraftstoff kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe sein, die ein solenoid-aktiviertes Einlass-Rückschlagventil, einen Kolben und ein Auslass-Rückschlagventil umfasst, um flüssigen Hochdruck-Kraftstoff dem DI-Verteiler für flüssigen Kraftstoff zuzuführen, obwohl dies in 2 nicht gezeigt ist. Die Einspritzung des flüssigen Kraftstoffs über die DI-Einspritzpumpe für flüssigen Kraftstoff kann den Kolben der DI-Pumpe für flüssigen Kraftstoff schmieren und dadurch den Verschleiß und die Verschlechterung der Pumpe verringern und das Pumpen-NVH verringern.
Falls das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil geschlossen ist, kann der von dem Kraftstofftank 200 zugeführte flüssige Kraftstoff dem Kraftstoffseparator 230 zugeführt werden. Als ein Beispiel kann der Kraftstoffseparator 230 einen Coalescer oder eine andere bekannte Verarbeitungseinheit zum Trennen von Flüssigkeiten und Gasen umfassen. Der Kraftstoffseparator 230 kann einen Koaleszenzfilter 234 und eine Ausdehnungskammer 232 auf seiner stromabwärts gelegenen Seite und eine Sumpfkammer 236 auf seiner stromaufwärts gelegenen Seite umfassen. Der flüssige Kraftstoff kann bei einem Kraftstoffdruck der Kraftstoff-Saugpumpe 210 der Sumpfkammer 236 und/oder dem Koaleszenzfilter 234 zugeführt werden. Über dem Koaleszenzfilter 234 kann ein Druckdifferential aufrechterhalten werden, wobei ein Druck in der Ausdehnungskammer 232 niedriger als der Kraftstoffdruck in der Sumpfkammer 236 sein kann. Das Druckdifferential kann z. B. durch das Steuern der Saugpumpe 210 aufrechterhalten werden, um einen ausreichenden Druck zuzuführen. Außerdem kann der Koaleszenzfilter einen Frittenfilter, wie z. B. einen Stahlfrittenfilter, umfassen. Die Ausdehnungskammer 232 kann außerdem als eine Krümmerkammer beschrieben werden.
In einem Beispiel kann das Druckdifferential durch ein Rückschlagventil 242, das stromabwärts des Kraftstoffseparators 230 positioniert und über einen Entlastungskanal 240 für gasförmigen Kraftstoff fluidtechnisch an die Ausdehnungskammer 232 gekoppelt ist, über dem Koaleszenzfilter 234 aufrechterhalten werden. Das Rückschlagventil 242 kann dafür ausgelegt sein, sich zu öffnen, wenn ein Druck stromaufwärts des Rückschlagventils einen Schwellendruck, z. B. einen Einlasskrümmerdruck, übersteigt. Der Auslass des Rückschlagventils 242 kann über den Entlastungskanal 240 für gasförmigen Kraftstoff fluidtechnisch an den Einlasskrümmer und/oder an ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem (PCV-System) der Kraftmaschine 10 gekoppelt sein. Auf diese Weise kann der getrennte gasförmige Kraftstoff dem Einlasskrümmer und/oder dem Kraftmaschinen-Kurbelgehäuse zugeführt werden, wo er verwendet werden kann, um die Verringerung der Ölviskosität und das Schmieren der Kraftmaschinenkomponenten zu unterstützen.
Ein Druck in der Ausdehnungskammer 232 kann z. B. kleiner als ein Schwellendruck sein. Der Druck in der Ausdehnungskammer 232 kann durch den Drucksensor 238 gemessen und zum Controller 12 übertragen werden. In einem Beispiel kann der Schwellendruck einen Druck umfassen, der kleiner als 100 psi ist. Unter 100 psi kann die Löslichkeit von CNG, Methan und anderen gasförmigen Kraftstoffen verringert sein, so dass eine Menge des gelösten gasförmigen Kraftstoffs in dem flüssigen Kraftstoff sehr niedrig sein kann. Die Löslichkeit des gasförmigen Kraftstoffs (das Volumen des gasförmigen Kraftstoffs, das pro Volumen des flüssigen Kraftstoffs gelöst ist) kann pro Atmosphäre des Drucks des gasförmigen Kraftstoffs etwa 1 ml/ml betragen. Dementsprechend kann der in dem flüssigen Kraftstoff gelöste gasförmige Kraftstoff beim Eintreten in den Kraftstoffseparator 230 aus dem flüssigen Kraftstoff herausgelöst werden und sich verflüchtigen, wobei er über den Koaleszenzfilter 234 in die Ausdehnungskammer 232 und aus dem Kraftstoffseparator 230 zu dem Schaltventil 224 für gasförmigen Kraftstoff befördert werden kann. Außerdem kann das Positionieren eines Dreiwege-Schaltventils 224 für gasförmigen Kraftstoff, um den Kraftstoffseparator 230 fluidtechnisch mit dem Verteiler 205 für gasförmigen Kraftstoff zu verbinden, den herausgelösten gasförmigen Kraftstoff dem Verteiler 205 für gasförmigen Kraftstoff zuführen. Anschließend kann der herausgelöste gasförmige Kraftstoff über die Einspritzdüsen 170A und 170B für gasförmigen Kraftstoff in den Zylinder 14 eingespritzt werden.
Die Verflüchtigung des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff kann die Temperaturen des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffs verringern und kann den Koaleszenzfilter 234 kühlen. Außerdem kann die verringerte Temperatur des flüssigen Kraftstoffs die Flüchtigkeit des flüssigen Kraftstoffs verringern, so dass das Mitreißen der leichteren Kohlenwasserstoff-Kraftstoffkomponenten in dem Strom des herausgelösten gasförmigen Kraftstoffs verringert werden kann. Alle mitgerissenen Kohlenwasserstoffkomponenten in dem flüssigen Kraftstoff, wie z. B. restliche Butane, Pentane und Hexane, können sich in dem Kraftstoffseparator verflüchtigen und können durch den herausgelösten gasförmigen Kraftstoff mitgerissen werden. Dementsprechend kann die Oktanzahl des flüssigen Kraftstoffs etwas erhöht sein, während die Oktanzahl des gasförmigen Kraftstoffs etwas verringert sein kann.
Außerdem kann die erneute Kompression des gasförmigen Kraftstoffs stromabwärts des Kraftstoffseparators diese restlichen Kohlenwasserstoffkomponenten kondensieren.
Der dem Kraftstoffseparator 230 zugeführte flüssige Kraftstoff kann durch die Sumpfkammer 236 und aus dem Kraftstoffseparator 230 zu der Umgehungskraftstoffleitung 228 und der Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff strömen. Ein Anteil des dem Kraftstoffseparator 230 zugeführten flüssigen Kraftstoffs kann an und innerhalb des Koaleszenzfilters 234 als Tröpfchen kondensieren. Da die Tröpfchen des flüssigen Kraftstoffs durch den Koaleszenzfilter 234 strömen, können sie verschmelzen und zusammenwachsen und dadurch größere Tröpfchen bilden, die durch die Schwerkraft zurück in die Sumpfkammer 236 befördert werden können.
Obwohl in 2 die Sumpfkammer 236, der Koaleszenzfilter 234 und die Ausdehnungskammer 232 als in einer linearen Weise angeordnet veranschaulicht sind, können auch andere Anordnungen enthalten sein. Die Sumpfkammer 236, der Koaleszenzfilter 234 und die Ausdehnungskammer 232 können z. B. in einer konzentrischen Konfiguration angeordnet sein, bei der die Ausdehnungskammer durch den Koaleszenzfilter 234 und die Sumpfkammer 236 eingekreist ist und bei der der Kraftstoff, der in den und aus dem Kraftstoffseparator 230 strömt, bezüglich der konzentrischen Konfiguration in einer axialen und/oder radialen Richtung strömt. Außerdem kann die Sumpfkammer 236 über den Koaleszenzfilter 234 fluidtechnisch mit der Ausdehnungskammer 232 verbunden sein.
Auf diese Weise kann der gelöste gasförmige Kraftstoff in dem flüssigen Kraftstoff vor der Einspritzung des flüssigen Kraftstoffs in den Zylinder 14 aus dem flüssigen Kraftstoff herausgelöst und getrennt werden. Außerdem kann der gasförmige Kraftstoff über die Einspritzdüsen 170A und 170B für gasförmigen Kraftstoff separat von dem flüssigen Kraftstoff in den Zylinder 14 eingespritzt werden. Mit anderen Worten, der gasförmige Kraftstoff kann nur über die Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff eingespritzt werden und der flüssige Kraftstoff kann nur über die Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff eingespritzt werden. Außerdem kann durch das Ausschalten der Einspritzung flüssigen Kraftstoffs nur gasförmiger Kraftstoff eingespritzt werden oder kann durch das Ausschalten der Einspritzung gasförmigen Kraftstoffs nur flüssiger Kraftstoff eingespritzt werden. Der gasförmige Kraftstoff kann komprimiertes Erdgas (CNG) und/oder Methan und/oder Propan und/oder Butan als nicht einschränkende Beispiele umfassen, während der flüssige Kraftstoff Benzin und/oder Alkohol und/oder Dieselkraftstoff als nicht einschränkende Beispiele umfassen kann.
Die Einspritzung gasförmigen Kraftstoffs kann z. B. erhöht werden, weil der gasförmige Kraftstoff bezüglich des flüssigen Kraftstoffs niedrigere Kosten, eine niedrigere Kohlenstoffintensität (z. B. eine niedrigere CO₂-Erzeugung), eine höhere Oktanzahl und dergleichen bedeuten kann. Bei hohen Kraftmaschinenlasten (insbesondere wenn der gasförmige Kraftstoff durch Kraftstoff-Kanaleinspritzung eingespritzt wird) kann die Einspritzung nur gasförmigen Kraftstoffs ohne die Einspritzung flüssigen Kraftstoffs die Betriebsfähigkeit der Kraftmaschine verringern, weil der gasförmige Kraftstoff die Luft (z. B. die Einlassluft, die in den Zylinder eintritt, und/oder an dem Einlassluftkanal) verdrängen kann und den Kraftmaschinenwirkungsgrad verringern kann (z. B. das Kraftstoff-Luft-Verhältnis ungünstig ändern kann). Folglich kann bei Kraftmaschinenlasten, die größer als eine Schwellenlast sind, die Einspritzung des gelösten gasförmigen Kraftstoffs in den flüssigen Kraftstoff ausgeführt werden. Außerdem kann bei Kraftmaschinenlasten, die größer als eine Schwellenlast sind, und wenn die Kraftstoff-Kanaleinspritzung EIN-geschaltet ist, die Einspritzung des gelösten gasförmigen Kraftstoffs in den flüssigen Kraftstoff ausgeführt werden.
Die Trennung des gelösten gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff kann ausgeführt werden, wenn die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine und die Bedingungen des Kraftstoffsystems zu Problemen der Kraftstoffzuführung führen können, die sich aus der Erzeugung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs in dem flüssigen Kraftstoff ergeben. Unter hohen Temperaturen des Kraftstoffsystems (z. B. einer hohen Umgebungstemperatur oder einer hohen Temperatur unter der Haube) und unter einem niedrigen Kraftstoffsystemdruck kann der gasförmige Kraftstoff wahrscheinlich Blasen bilden, wenn der gelöste gasförmige Kraftstoff in dem flüssigen Kraftstoff durch das Kraftstoffsystem zu dem Zylinder befördert wird. Folglich kann unter den Bedingungen, wenn eine Umgebungstemperatur größer als eine Umgebungs-Schwellentemperatur ist, eine Temperatur unter der Haube größer als eine Schwellentemperatur unter der Haube ist oder ein Kraftstoffsystemdruck niedriger als ein Schwellen-Kraftstoffsystemdruck ist, das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil 226 geschlossen werden, um den flüssigen Kraftstoff durch den Kraftstoffseparator 230 zu leiten und dadurch den gelösten gasförmigen Kraftstoff von dem flüssigen Kraftstoff zu trennen, um die Bildung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs zu verringern und die Zuverlässigkeit und Robustheit der Kraftstoffzuführung zu vergrößern. Die Umgebungstemperatur und die Temperatur unter der Haube können durch einen oder mehrere Temperatursensoren gemessen werden, die unter einer Fahrzeughaube (z. B. in der Nähe der Kraftstoffleitungen 228 und 220 oder in der Nähe des Kraftstoffseparators 230 oder durch den Temperatursensor 212 am Kraftstofftank 200) installiert sind oder an einem vorderen Stoßfänger des Fahrzeugs oder hinter dem Kühlergrill des Fahrzeugs angebracht sind. Der Kraftstoffsystemdruck kann durch einen oder mehrere Drucksensoren gemessen werden, die an dem Kraftstoffsystem 172 positioniert sind. Der Kraftstoffsystemdruck kann z. B. durch den Drucksensor 211 am Kraftstofftank 200 und/oder den Drucksensor 238 am Kraftstoffseparator 230 und/oder den Drucksensor 223 in der Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff und/oder einen Drucksensor entweder im Verteiler 205 für gasförmigen Kraftstoff oder im Verteiler 206 für flüssigen Kraftstoff gemessen werden.
Der gelöste gasförmige Kraftstoff kann außerdem während der Bedingungen, wenn die Kraftmaschinentemperatur niedriger als eine Kraftmaschinen-Schwellentemperatur ist, von dem flüssigen Kraftstoff getrennt werden, weil die Partikelemissionen zunehmen können, wenn die Kraftstofftröpfchen auf die kälteren Metalloberflächen in der Kraftmaschine treffen und nicht verdampfen. Außerdem können die Mengen des flüssigen Kraftstoffs auf den Metalloberflächen bei den Bedingungen einer bestimmten Kraftmaschinendrehzahl und einer bestimmten Kraftmaschinenlast größer sein, wenn die Luftfluiddynamik in dem Kraftmaschinensystem den Kraftstoffnebel näher zu den Wänden des Kraftmaschinensystems, wie z. B. zu den Zylinderwänden, mitreißt und leitet. Deshalb kann das Steuern des Kraftstoffeinspritzdüsen-Sprühmusters das Steuern der Erzeugung von Partikelemissionen während bestimmter Betriebsbedingungen, wenn die Partikelemissionen wahrscheinlich sind, unterstützen. In einem Beispiel kann durch das Steuersystem 13 eine Nachschlagtabelle verwendet werden, um die Bedingungen der Kraftmaschinenlast und der Kraftmaschinendrehzahl vorherzubestimmen, wenn die Partikelerzeugung auftreten kann. Unter diesen vorbestimmten Bedingungen der Kraftmaschinenlast und der Kraftmaschinendrehzahl als solchen kann der gelöste gasförmige Kraftstoff von dem flüssigen Kraftstoff getrennt werden, so dass die Einspritzung flüssigen Kraftstoffs verringert werden kann (und die Einspritzung gasförmigen Kraftstoffs vergrößert werden kann), um die Partikelemissionen zu verringern.
Es ist gezeigt, dass das Kraftstoffsystem 172 an ein Betankungssystem 250 gekoppelt ist. Das Betankungssystem 250 kann über ein Tankzugangsventil 218 an den Kraftstofftank 200 gekoppelt sein. Das Tankzugangsventil 218 kann an eine Betankungsleitung 260 gekoppelt sein. Die Betankungsleitung 260 kann eine Hochdruck-Betankungsöffnung 255 enthalten. Die Hochdruck-Betankungsöffnung 255 kann dafür ausgelegt sein, eine Zapfpistole der Tanksäule für unter Druck gesetzten gasförmigen Kraftstoff oder eine Zapfpistole der Tanksäule, die dafür ausgelegt ist, ein vorher unter Druck gesetztes Gemisch aus flüssigem Kraftstoff und gasförmigem Kraftstoff zuzuführen, aufzunehmen. In einigen Fällen kann eine zweite Hochdruck-Betankungsöffnung enthalten sein, um die Kompatibilität mit mehr als einem Typ einer Hochdruck-Zapfpistole der Tanksäule zu ermöglichen.
Der Zugang zu der Hochdruck-Betankungsöffnung 255 kann über eine Betankungsverriegelung 257 geregelt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Betankungsverriegelung 257 ein Tankverschluss-Verriegelungsmechanismus sein. Der Tankverschluss-Verriegelungsmechanismus kann dafür ausgelegt sein, einen Tankverschluss automatisch in einer geschlossenen Position zu verriegeln, so dass der Tankverschluss nicht geöffnet werden kann. Der Tankverschluss kann z. B. über die Betankungsverriegelung 257 verriegelt bleiben, während der Druck im Kraftstofftank größer als ein Schwellenwert ist. Ein Tankverschluss-Verriegelungsmechanismus kann eine Klinke oder eine Kupplung sein, die, wenn sie eingerückt ist, das Entfernen des Tankverschlusses verhindert. Die Klinke oder die Kupplung kann elektrisch verriegelt sein, z. B. durch ein Solenoid, oder kann mechanisch verriegelt sein, z. B. durch eine Druckmembran.
In einigen Ausführungsformen kann die Betankungsverriegelung 257 ein Füllrohrventil sein, das sich an einer Mündung der Betankungsleitung 260 befindet. In derartigen Ausführungsformen kann die Betankungsverriegelung 257 das Einsetzen einer Betankungspumpe in die Betankungsleitung 260 verhindern. Das Füllrohrventil kann elektrisch verriegelt, z. B. durch ein Solenoid, oder mechanisch verriegelt, z. B. durch eine Druckmembran, sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Betankungsverriegelung 257 eine Betankungstürverriegelung sein, z. B. eine Klinke oder eine Kupplung, die eine Betankungstür verriegelt, die sich in einem Karosserieblech des Fahrzeugs befindet. Die Betankungstürverriegelung kann elektrisch verriegelt, z. B. durch ein Solenoid, oder mechanisch verriegelt, z. B. durch eine Druckmembran, sein.
In den Ausführungsformen, in denen die Betankungsverriegelung 257 unter Verwendung eines elektrischen Mechanismus verriegelt wird, kann die Betankungsverriegelung 257 durch Befehle vom Controller 12 entriegelt werden. In den Ausführungsformen, in denen die Betankungsverriegelung 257 unter Verwendung eines mechanischen Mechanismus verriegelt wird, kann die Betankungsverriegelung 257 über einen Druckgradienten entriegelt werden.
Die Betankungsleitung 260 kann an eine Niederdruck-Betankungsleitung 280 gekoppelt sein. Die Niederdruck-Betankungsleitung 280 kann an einen Ausgleichsbehälter 270 gekoppelt sein. Der Ausgleichsbehälter 270 kann eine Niederdruck-Betankungsöffnung 265 und einen Flüssigkeitssensor 275 enthalten. Die Niederdruck-Betankungsleitung 280 kann eine Kraftstoffpumpe 285 und ein Rückschlagventil 290 enthalten. Die Kraftstoffpumpe 285 kann nur arbeiten, wenn der Kraftstofftankdruck unter einem Schwellenwert liegt, und kann nur arbeiten, wenn es in dem Ausgleichsbehälter 270 flüssigen Kraftstoff gibt, wie durch den Flüssigkeitssensor 275 abgetastet wird. Auf diese Weise kann die Kraftstoffpumpe 285 kein Luft-/Kraftstoffgemisch in den Kraftstofftank 200 pumpen. Wenn ferner der Kraftstofftankdruck einen Schwellenwert erreicht, kann die Kraftstoffpumpe 285 durch den Controller 12 abgestellt werden, was verursacht, dass sich flüssiger Kraftstoff in dem Ausgleichsbehälter 270 ansammelt. Dies kann verursachen, dass eine Niederdruck-Spenderdüse für flüssigen Kraftstoff, die sich mit der Niederdruck-Betankungsöffnung 265 in Eingriff befindet, selbst ausschaltet. Der Zugang zu der Betankungsöffnung 265 kann durch die Betankungsverriegelung 267 geregelt sein. Die Betankungsverriegelung 267 kann eines der für die Betankungsverriegelung 257 beschriebenen Beispiele umfassen. Die Betankungsverriegelungen 257 und 267 können ferner verschiedene Mechanismen umfassen.
Auf diese Weise kann ein Kraftstoffsystem einen Kraftstofftank an Bord eines Fahrzeugs, wobei der Kraftstofftank einen gasförmigen Kraftstoff enthält, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, ein Kraftstoffeinspritzsystem stromabwärts des Kraftstofftanks, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff enthält, und einen Kraftstoffseparator, der fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist, umfassen. Das Kraftstoffsystem kann ferner ein Umgehungsventil, das fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist, umfassen, wobei beim Öffnen des Umgehungsventils der Kraftstoff von dem Kraftstofftank dem Kraftstoffeinspritzsystem zugeführt wird, während der Kraftstoffseparator umgangen wird. Der Kraftstoffseparator kann einen Koaleszenzfilter und eine Ausdehnungskammer stromabwärts des Koaleszenzfilters umfassen, wobei ein Druck in der Ausdehnungskammer kleiner als ein Druck stromaufwärts des Koaleszenzfilters ist, wobei beim Filtern des Kraftstoffs durch den Koaleszenzfilter der gasförmige Kraftstoff in die Ausdehnungskammer herausgelöst wird, während der flüssige Kraftstoff vereinigt und stromaufwärts des Koaleszenzfilters zurückbehalten wird. Der Koaleszenzfilter kann einen Stahlfrittenfilter umfassen. Außerdem kann das Kraftstoffsystem ferner einen Controller umfassen, der Anweisungen enthält, die ausführbar sind, um während einer ersten Bedingung den gasförmigen Kraftstoff von dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator herauszulösen und zu trennen und den gasförmigen Kraftstoff und den flüssigen Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzdüsen zuzuführen, und während einer zweiten Bedingung den Kraftstoff von einem Kraftstofftank den Kraftstoffeinspritzdüsen zuzuführen, während der Kraftstoffseparator umgangen wird.
Nun sich der 3 zuwendend, veranschaulicht diese ein beispielhaftes Flussdiagramm für ein Verfahren 300 zum Betreiben eines Kraftmaschinensystems und eines Kraftstoffsystems. Das Verfahren 300 kann durch die Steuerstrategie des Controllers 12 des Steuersystems 13 ausgeführt werden. Das Verfahren 300 beginnt bei 310, wo die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. die Kraftmaschine-Einschaltbedingung (EOC), die Kraftmaschinentemperatur, der Kraftstoffsystemdruck, das Kraftmaschinendrehmoment, die Kraftmaschinenlast, die Kraftmaschinendrehzahl (RPM) und dergleichen gemessen und/oder geschätzt werden. Das Verfahren 300 geht bei 320 weiter, wo es bestimmt, ob die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine die Erzeugung von Partikelemissionen vergrößern können. Bei 324 bestimmt das Verfahren 300, ob eine Kraftmaschinentemperatur, T_{Kraftmaschine}, kleiner als eine Kraftmaschinen-Schwellentemperatur, T_{Kraftmaschine,TH}, ist. Falls T_{Kraftmaschine} < T_{Kraftmaschine,TH} gilt, können die Tröpfchen des flüssigen Kraftstoffs nicht verdampfen, wenn sie auf die Metalloberflächen der Kraftmaschine treffen, wobei sie dadurch die Erzeugung von Partikelemissionen vergrößern können. Falls T_{Kraftmaschine} nicht kleiner als T_{Kraftmaschine,TH} ist, geht das Verfahren 300 bei 328 weiter, wo basierend auf einer Drehzahl und einer Last der Kraftmaschine die Partikelerzeugung bestimmt wird. Als ein Beispiel kann das Verfahren 300 auf eine Nachschlagtabelle einer vorgegebenen Drehzahl und Last der Kraftmaschine Bezug nehmen, um zu bestimmen, ob bei den aktuellen Drehzahl- und Lastbedingungen der Kraftmaschine die Partikelemissionen zunehmen können. Falls das Verfahren 300 bestimmt, dass die Partikelemissionen bei der aktuellen Drehzahl und Last der Kraftmaschine nicht zunehmen können oder niedrig sind, geht das Verfahren 300 bei 330 weiter.
Bei 330 bestimmt das Verfahren 300, ob in dem Kraftstoffsystem die Bildung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs stattfinden kann. Bei 334 bestimmt das Verfahren 300, ob eine Umgebungstemperatur, T_Umgebung, größer als eine Umgebungs-Schwellentemperatur, T_Umgebung,TH, ist. T_Umgebung kann sich außerdem auf eine gemessene oder geschätzte Temperatur unter der Haube oder eine Kraftstoffsystemtemperatur beziehen, wie oben beschrieben worden ist. Falls T_Umgebung > T_Umgebung,TH gilt, können während der Kraftstoffzuführung zu der Kraftmaschine Blasen des gasförmigen Kraftstoffs erzeugt werden, wobei die Zuverlässigkeit und Robustheit der Kraftstoffzuführung verringert sein können. In einem Beispiel kann die volumetrische Durchflussmenge der Kraftstoffzuführung infolge der Ausdehnung der Blasen des gasförmigen Kraftstoffs in einer Leitung für flüssigen Kraftstoff verringert sein. In einem weiteren Beispiel kann die Bildung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs die Kavitation in einer Leitung für flüssigen Kraftstoff oder in einer DI-Kraftstoffpumpe verursachen, was die Zuverlässigkeit der Kraftstoffzuführung verringert und die Betriebsfähigkeit der Kraftmaschine verringert. In einem noch weiteren Beispiel können die Kraftstoffblasen die Kraftstoffdosierung mit den Kraftstoffeinspritzdüsen beeinflussen und folglich das Luft-/Kraftstoffverhältnis ändern und die Kraftmaschinenemissionen verschlechtern. Falls T_Umgebung nicht größer als T_Umgebung,TH ist, geht das Verfahren 300 bei 338 weiter, wo es bestimmt, ob ein Kraftstoffsystemdruck, P_fuelsys, kleiner als ein Schwellen-Kraftstoffsystemdruck, P_fuelsys,TH, ist. Falls P_fuelsys < P_fuelsys,TH gilt, können während der Kraftstoffzuführung zur Kraftmaschine Blasen des gasförmigen Kraftstoffs erzeugt werden, wobei die Zuverlässigkeit und Robustheit der Kraftstoffzuführung verringert sein können. Wie oben beschrieben worden ist, kann P_fuelsys von einem oder mehreren Drucksensoren bestimmt werden, die an dem Kraftstoffsystem 172 positioniert sind. Der Kraftstoffsystemdruck kann z. B. durch den Drucksensor 211 am Kraftstofftank 200 und/oder den Drucksensor 238 am Kraftstoffseparator 230 und/oder den Drucksensor 223 in der Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff und/oder einen Drucksensor entweder im Verteiler 205 für gasförmigen Kraftstoff oder im Verteiler 206 für flüssigen Kraftstoff gemessen werden
Falls bei 338 P_fuelsys < P_fuelsys,TH gilt, geht das Verfahren 300 bei 340 weiter, wo es bestimmt, ob eine Kraftmaschinenlast kleiner als eine Kraftmaschinen-Schwellenlast, Last_TH, ist. Die Einspritzung gasförmigen Kraftstoffs (insbesondere über die Kraftstoff-Kanaleinspritzung) kann die Einlassluft in dem Kraftmaschinenzylinder oder in dem Einlassluftkanal 146 der Kraftmaschine verdrängen. Als solches kann das Verdrängen der Einlassluft der Kraftmaschine bei hohen Kraftmaschinenlasten über der Last_TH das verfügbare Kraftmaschinendrehmoment verringern und das Fahrverhalten verringern, wobei der gelöste gasförmige Kraftstoff nicht von dem flüssigen Kraftstoff getrennt werden kann, um die Einspritzung des gelösten gasförmigen Kraftstoffs in den flüssigen Kraftstoff zu ermöglichen. Falls die Kraftmaschinenlast nicht kleiner als die Last_TH ist, geht das Verfahren 300 bei 360 weiter, wo es das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil 226 öffnet und dadurch den gelösten gasförmigen Kraftstoff und den flüssigen Kraftstoff zur Umgehungskraftstoffleitung 228 und zur Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff leitet. Außerdem kann das Verfahren 300 das Schaltventil 224 für gasförmigen Kraftstoff positionieren, um den Kraftstofftank 200 mit der Leitung 221 für gasförmigen Kraftstoff fluidtechnisch zu verbinden. Als Nächstes kann bei 364 das Gemisch aus gelöstem gasförmigen Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff über den Verteiler 206 für flüssigen Kraftstoff und die Einspritzdüsen 166A und 166B für flüssigen Kraftstoff in die Kraftmaschine eingespritzt werden. Weil das Verfahren 300 bei 320 bestimmt, dass die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine der Erzeugung von Partikelemissionen nicht förderlich sind, und bei 330 bestimmt, dass die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine für die Erzeugung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs nicht förderlich sind, kann das Gemisch aus dem gelösten gasförmigen Kraftstoff und dem flüssigen Kraftstoff in die Kraftmaschine eingespritzt werden, während die Zuverlässigkeit und Robustheit der Kraftstoffzuführung aufrechterhalten werden. Nach 364 endet das Verfahren 300.
Falls bei 324 T_{Kraftmaschine} < T_{Kraftmaschine,TH} gilt, bei 328 die Partikelerzeugung zunehmen kann, bei 334 T_Umgebung > T_Umgebung,TH gilt, bei 338 P_fuelsys < P_fuelsys,TH gilt oder bei 340 Kraftmaschinenlast < Last_TH gilt, geht das Verfahren 300 weiter, um den gasförmigen Kraftstoff aus dem flüssigen Kraftstoff herauszulösen und von diesem zu trennen. Bei 370 schließt das Verfahren 300 das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil und positioniert das Schaltventil 224 für gasförmigen Kraftstoff, um den Kraftstoffseparator 230 und die Leitung 221 für gasförmigen Kraftstoff zu verbinden. Als Nächstes leitet das Verfahren 300 bei 372 den gelösten gasförmigen Kraftstoff und den flüssigen Kraftstoff z. B. über die Kraftstoff-Saugpumpe 210 zu dem Kraftstoffseparator 230. Alternativ kann der Druck in dem Kraftstofftank 210 den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 210 befördern. Bei 374 wird der gasförmige Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator 230 aus dem flüssigen Kraftstoff herausgelöst und von diesem getrennt. Als ein Beispiel kann ein Druckdifferential über dem Koaleszenzfilter 234 den gasförmigen Kraftstoff herauslösen, wodurch der gasförmige Kraftstoff über den Koaleszenzfilter 234 zur Ausdehnungskammer 232 und aus dem Kraftstoffseparator 230 durch das Schaltventil 224 für gasförmigen Kraftstoff zu der Leitung 221 für gasförmigen Kraftstoff strömt. Als ein Beispiel kann ein Druck in der Ausdehnungskammer kleiner als ein Schwellendruck sein, z. B. kleiner als 100 psi sein, um den gasförmigen Kraftstoff leicht aus dem flüssigen Kraftstoff herauszulösen. In dem Koaleszenzfilter 234 können Tröpfchen des flüssigen Kraftstoffs kondensieren, wobei sie sich vereinigen und dann zurück in die Sumpfkammer 236 tropfen können, wo sich der meiste flüssige Kraftstoff sammelt, bevor er aus dem Kraftstoffseparator 230 zu der Umgehungsleitung 228 für flüssigen Kraftstoff und der Leitung 220 für flüssigen Kraftstoff strömt. Nachdem der gasförmige Kraftstoff und der flüssige Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator 230 getrennt worden sind, können der gasförmige Kraftstoff und der flüssige Kraftstoff über das Einspritzsystem für gasförmigen Kraftstoff und das Einspritzsystem für flüssigen Kraftstoff bei 376 bzw. 378 separat in die Kraftmaschine eingespritzt werden. Nach 376 und 378 endet das Verfahren 300.
Auf diese Weise kann ein Verfahren für eine Kraftmaschine an Bord eines Fahrzeugs das Zuführen von Kraftstoff von einem Kraftstofftank zu einem Kraftstoffseparator, wobei der Kraftstoff gasförmigen Kraftstoff umfasst, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator und das Trennen des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator umfassen. Das Verfahren kann ferner das Einspritzen des herausgelösten gasförmigen Kraftstoffs über eine Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff in die Kraftmaschine und das Einspritzen des flüssigen Kraftstoffs über eine Einspritzdüse für flüssigen Kraftstoff in die Kraftmaschine umfassen. Außerdem kann das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff die Filterung des Kraftstoffs über einen Koaleszenzfilter in dem Kraftstoffseparator umfassen. Noch weiter kann das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff das Verringern eines Kraftstoffdrucks unter einen Schwellendruck umfassen. Noch weiter kann der Schwellendruck 100 psi umfassen. Noch weiter kann der gasförmige Kraftstoff von dem flüssigen Kraftstoff stromaufwärts einer Kraftstoffeinspritzdüse getrennt werden. Das Verfahren kann ferner das Herauslösen und das Trennen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator umfassen, wenn eine Kraftmaschinenlast kleiner als eine Schwellenlast ist.
Auf diese Weise kann ein Verfahren zum Zuführen von Kraftstoff zu einer Kraftmaschine an Bord eines Fahrzeugs das Lagern von Kraftstoff in einem Kraftstofftank, wobei der Kraftstoff einen gasförmigen Kraftstoff umfasst, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, während einer ersten Bedingung das Herauslösen und Trennen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff in einem Kraftstoffseparator und das Zuführen des gasförmigen Kraftstoffs und des flüssigen Kraftstoffs zu Kraftstoffeinspritzdüsen und während einer zweiten Bedingung das Zuführen von Kraftstoff von dem Kraftstofftank zu den Kraftstoffeinspritzdüsen, während der Kraftstoffseparator umgangen wird, umfassen. Die erste Bedingung kann umfassen, dass eine Kraftmaschinenlast kleiner als eine Kraftmaschinen-Schwellenlast ist. Außerdem kann die erste Bedingung umfassen, dass eine Kraftmaschinentemperatur kleiner als eine Kraftmaschinen-Schwellentemperatur ist. Noch weiter kann die erste Bedingung umfassen, dass ein Kraftstoffsystemdruck niedriger als ein Schwellendruck ist. Die zweite Bedingung kann umfassen, dass eine Kraftmaschinenlast größer als eine Kraftmaschinen-Schwellenlast ist, dass eine Kraftmaschinentemperatur größer als eine Kraftmaschinen-Schwellentemperatur ist und dass ein Kraftstoffsystemdruck niedriger als ein Kraftstoffsystem-Schwellendruck ist. Außerdem können die Kraftstoffeinspritzdüsen Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff umfassen, wobei das Verfahren ferner das Zuführen des gasförmigen Kraftstoffs zu den Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und das Zuführen des flüssigen Kraftstoffs und des Kraftstoffs zu den Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff umfassen kann. Das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs kann das Verringern eines Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffseparator unter 100 psi umfassen. Das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs kann ferner die Filterung des Kraftstoffs durch einen Koaleszenzfilter umfassen.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Zeitachse 400 zum Betreiben eines Kraftmaschinensystems und eines Kraftstoffsystems, das einen gasförmigen Kraftstoff und einen flüssigen Kraftstoff umfasst. Die Zeitachse 400 enthält Zeitachsen für den Zustand 910 des Kraftstoffseparator-Umgehungsventils, den Zustand 920 des Schaltventils für gasförmigen Kraftstoff, die Kraftmaschinenlast 930, die Kraftmaschinentemperatur 940, die Umgebungstemperatur 950, den Kraftstoffsystemdruck 960 und den Zustand 970 des Gaseinspritzsystems. Außerdem enthält die Zeitachse 400 die Last_TH 934, T_{Kraftmaschine,TH} 944, T_Umgebung,TH 954 und P_fuelsys,TH 964. Vor dem Zeitpunkt t1 ist eine Kraftmaschinenlast kleiner als die Last_TH, gilt T_{Kraftmaschine} > T_{Krafmaschine,TH}, gilt T_Umgebung < T_Umgebung,TH, gilt P_fuelsys > P_fuelsys,TH und ist der Zustand des Gaseinspritzsystems EIN. Weil die Erzeugung von Partikelemissionen und die Erzeugung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs, die sich aus den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine ergeben, niedrig sind, ist das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil OFFEN und ist ein Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff positioniert, um den Kraftstofftank fluidtechnisch mit der Leitung für gasförmigen Kraftstoff zu koppeln. Auf diese Weise kann eine Mischung aus gelöstem gasförmigen Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff über das Einspritzsystem für flüssigen Kraftstoff in die Kraftmaschine eingespritzt werden.
Zum Zeitpunkt t1 nimmt die Kraftmaschinenlast über die Last_TH zu, z. B. wenn einen steilen Hügel hinaufgefahren wird. Als Reaktion kann das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil offen bleiben und das Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff positioniert bleiben, um eine Leitung für gasförmigen Kraftstoff an den Kraftstofftank zu koppeln, um die Einspritzung eines Gemischs aus gelöstem gasförmigen Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff zu ermöglichen. Außerdem kann der Zustand des Einspritzsystems für gasförmigen Kraftstoff AUS-geschaltet werden, weil die Einspritzung von gasförmigem Kraftstoff bei hohen Lasten die Einlassluft verdrängen kann, was das verfügbare Kraftmaschinendrehmoment verringert und die Betriebsfähigkeit der Kraftmaschine verringert. In anderen Beispielen kann als Reaktion auf eine Kraftmaschinenlast, die über die Last_TH zunimmt, die Einspritzung gasförmigen Kraftstoffs verringert werden. Zum Zeitpunkt t2 nimmt die Kraftmaschinenlast unter die Last_TH ab. Als Reaktion wird der Zustand des Einspritzsystems für gasförmigen Kraftstoff EIN-geschaltet. Die Einspritzung gasförmigen Kraftstoffs kann bezüglich der Flüssigkeit niedrigere Kosten, eine niedrigere Kohlenstoffintensität (z. B. eine niedrigere CO₂-Erzeugung), eine höhere Oktanzahl und dergleichen bedeuten.
Zum Zeitpunkt t3 nimmt T_{Kraftmaschine} unter T_{Kraftmaschine,TH} ab. Als Reaktion kann das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil geschlossen werden, wobei ein Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff positioniert werden kann, um einen Kraftstoffseparator fluidtechnisch mit einer Leitung für gasförmigen Kraftstoff zu verbinden. Auf diese Weise kann der gelöste gasförmige Kraftstoff von dem flüssigen Kraftstoff getrennt werden, wobei der gasförmige Kraftstoff separat von dem flüssigen Kraftstoff eingespritzt werden kann. Weil T_{Kraftmaschine} < T_{Kraftmaschine,TH} gilt, können die Partikelemissionen vergrößert sein, wenn der eingespritzte flüssige Kraftstoff mit den kalten Metalloberflächen der Kraftmaschine in Kontakt gelangt. Die Trennung des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff kann das Vergrößern der Einspritzung von gasförmigem Kraftstoff ermöglichen, während die Einspritzung von flüssigem Kraftstoff verringert wird, um die Erzeugung von Partikelemissionen zu verringern. Zum Zeitpunkt t4 nimmt T_{Kraftmaschine} über T_{Kraftmaschine,TH} zu. In Reaktion wird das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil geöffnet und das Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff geschlossen, um die Einspritzung eines Gemischs aus gelöstem gasförmigen Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff zu ermöglichen.
Zum Zeitpunkt t5 nimmt T_Umgebung über T_Umgebung,TH zu. Als Reaktion kann ein Kraftstoffseparator-Umgehungsventil geschlossen werden und ein Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff positioniert werden, um einen Kraftstoffseparator fluidtechnisch mit einer Leitung für gasförmigen Kraftstoff zu verbinden. Auf diese Weise kann der gelöste gasförmige Kraftstoff von dem flüssigen Kraftstoff getrennt werden, wobei der gasförmige Kraftstoff separat von dem flüssigen Kraftstoff eingespritzt werden kann. Weil T_Umgebung > T_Umgebung,TH gilt, kann die Erzeugung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs zunehmen, wenn der gelöste gasförmige Kraftstoff in dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffsystem befördert und in die Kraftmaschine eingespritzt wird. Die Trennung des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff kann die Verringerung der Erzeugung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs in dem Kraftstoffsystem ermöglichen und dadurch die Zuverlässigkeit und Robustheit der Kraftstoffzuführung vergrößern, während der gasförmige Kraftstoff und der flüssige Kraftstoff separat eingespritzt werden und während die Betriebsfähigkeit der Kraftmaschine und das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufrechterhalten werden. Zum Zeitpunkt t6 nimmt T_Umgebung unter T_Umgebung,TH ab. Als Reaktion wird das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil geöffnet und das Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff geschlossen, um die Einspritzung eines Gemischs aus gelöstem gasförmigen Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff zu ermöglichen.
Zum Zeitpunkt t7 nimmt P_fuelsys unter P_fuelsys,TH ab. Als Reaktion kann ein Kraftstoffseparator-Umgehungsventil geschlossen werden und ein Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff positioniert werden, um einen Kraftstoffseparator fluidtechnisch mit einer Leitung für gasförmigen Kraftstoff zu verbinden. Auf diese Weise kann der gelöste gasförmige Kraftstoff von dem flüssigen Kraftstoff getrennt werden und kann der gasförmige Kraftstoff separat von dem flüssigen Kraftstoff eingespritzt werden. Weil P_fuelsys < P_fuelsys,TH gilt, kann die Erzeugung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs zunehmen, wenn der gelöste gasförmige Kraftstoff in dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffsystem befördert und in die Kraftmaschine eingespritzt wird. Die Trennung des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff kann das Verringern der Erzeugung von Blasen des gasförmigen Kraftstoffs in dem Kraftstoffsystem ermöglichen und dadurch die Zuverlässigkeit und Robustheit der Kraftstoffzuführung vergrößern, während der gasförmige Kraftstoff und der flüssige Kraftstoff separat eingespritzt werden und während die Betriebsfähigkeit der Kraftmaschine und das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufrechterhalten werden. Zum Zeitpunkt t8 nimmt P_fuelsys über P_fuelsys,TH zu. Als Reaktion wird das Kraftstoffseparator-Umgehungsventil geöffnet und das Schaltventil für gasförmigen Kraftstoff geschlossen, um die Einspritzung eines Gemischs aus gelöstem gasförmigen Kraftstoff und flüssigem Kraftstoff zu ermöglichen.
Es wird angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Konfigurationen des Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystems verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen 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 solche können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen und/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-, R-4-(I-4-), R-6-(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.
Eine Herangehensweise, die die obigen Probleme wenigstens teilweise behandelt, umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine, das an Bord eines Fahrzeugs das Zuführen von Kraftstoff von einem Kraftstofftank zu einem Kraftstoffseparator, wobei der Kraftstoff einen gasförmigen Kraftstoff enthält, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator und das Trennen des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein Verfahren an Bord eines Fahrzeugs das Lagern von Kraftstoff in einem Kraftstofftank, wobei der Kraftstoff einen gasförmigen Kraftstoff umfasst, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist, während einer ersten Bedingung das Herauslösen und Trennen des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff in einem Kraftstoffseparator und das Zuführen des gasförmigen Kraftstoffs und des flüssigen Kraftstoffs zu den Kraftstoffeinspritzdüsen und während einer zweiten Bedingung das Zuführen des Kraftstoffs von dem Kraftstofftank zu den Kraftstoffeinspritzdüsen, während der Kraftstoffseparator umgangen wird, umfassen.
Es wird ferner beschrieben:

A. Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: an Bord eines Fahrzeugs Zuführen von Kraftstoff von einem Kraftstofftank zu einem Kraftstoffseparator, wobei der Kraftstoff gasförmigen Kraftstoff umfasst, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist; Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator; und Trennen des gasförmigen Kraftstoffs von dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator.
B. Verfahren nach A, das ferner das Einspritzen des herausgelösten gasförmigen Kraftstoffs über eine Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff in die Kraftmaschine und das Einspritzen des flüssigen Kraftstoffs über eine Einspritzdüse für flüssigen Kraftstoff in die Kraftmaschine umfasst.
C. Verfahren nach A, wobei das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff die Filterung des Kraftstoffs über einen Koaleszenzfilter in dem Kraftstoffseparator umfasst.
D. Verfahren nach A, wobei das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff das Verringern eines Kraftstoffdrucks unter einen Schwellendruck umfasst.
E. Verfahren nach C, wobei der Druck in der Ausdehnungskammer des Filters kleiner als 100 psi ist.
F. Verfahren nach A, wobei der gasförmige Kraftstoff stromaufwärts einer Kraftstoffeinspritzdüse von dem flüssigen Kraftstoff getrennt wird.
G. Verfahren nach A, das ferner das Herauslösen und das Trennen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator umfasst, wenn eine Kraftmaschinenlast kleiner als eine Schwellenlast ist.
H. Verfahren zum Zuführen von Kraftstoff zu einer Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: an Bord eines Fahrzeugs Lagern von Kraftstoff in einem Kraftstofftank, wobei der Kraftstoff einen gasförmigen Kraftstoff umfasst, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist; während einer ersten Bedingung Herauslösen und Trennen des gasförmigen Kraftstoffs aus dem flüssigen Kraftstoff in einem Kraftstoffseparator und Zuführen des gasförmigen Kraftstoffs und des flüssigen Kraftstoffs zu Kraftstoffeinspritzdüsen; und während einer zweiten Bedingung Zuführen von gemischtem Kraftstoff von dem Kraftstofftank zu den Kraftstoffeinspritzdüsen, während der Kraftstoffseparator umgangen wird.
I. Verfahren nach H, wobei die erste Bedingung umfasst, dass eine Kraftmaschinenlast kleiner als eine Kraftmaschinen-Schwellenlast ist.
J. Verfahren nach H, wobei die erste Bedingung umfasst, dass eine Kraftmaschinentemperatur kleiner als eine Kraftmaschinen-Schwellentemperatur ist.
K. Verfahren nach H, wobei die erste Bedingung umfasst, dass ein Kraftstoffsystemdruck niedriger als ein Schwellendruck ist oder dass eine Umgebungstemperatur niedriger als eine Schwellentemperatur ist.
L. Verfahren nach H, wobei die zweite Bedingung umfasst, dass eine Kraftmaschinenlast größer als eine Kraftmaschinen-Schwellenlast ist, dass eine Kraftmaschinentemperatur größer als eine Kraftmaschinen-Schwellentemperatur ist, dass ein Kraftstoffsystemdruck größer als ein Kraftstoffsystem-Schwellendruck ist oder dass eine Umgebungstemperatur höher als eine Schwellentemperatur ist.
M. Verfahren nach H, wobei die Kraftstoffeinspritzdüsen Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff umfassen, wobei das Verfahren ferner das Zuführen des gasförmigen Kraftstoffs zu den Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und das Zuführen des flüssigen Kraftstoffs und des gemischten Kraftstoffs zu den Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff umfasst.
N. Verfahren nach H, wobei das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs das Verringern eines Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffseparator unter 100 psi umfasst.
O. Verfahren nach N, wobei das Herauslösen des gasförmigen Kraftstoffs ferner die Filterung des Kraftstoffs durch einen Koaleszenzfilter umfasst.
P. Kraftstoffsystem, das Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank an Bord eines Fahrzeugs, wobei der Kraftstofftank einen gasförmigen Kraftstoff enthält, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist; ein Kraftstoffeinspritzsystem stromabwärts des Kraftstofftanks, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff enthält; und einen Kraftstoffseparator, der fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist.
Q. Kraftstoffsystem nach P, das ferner ein Umgehungsventil, das fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist, umfasst, wobei beim Öffnen des Umgehungsventils der Kraftstoff von dem Kraftstofftank dem Kraftstoffeinspritzsystem zugeführt wird, während der Kraftstoffseparator umgangen wird.
R. Kraftstoffsystem nach Q, wobei der Kraftstoffseparator einen Koaleszenzfilter und eine Ausdehnungskammer stromabwärts des Koaleszenzfilters umfasst, wobei ein Druck in der Ausdehnungskammer kleiner als ein Druck stromaufwärts des Koaleszenzfilters ist, und beim Filtern des Kraftstoffs durch den Koaleszenzfilter der gasförmige Kraftstoff in die Ausdehnungskammer herausgelöst wird, während der flüssige Kraftstoff vereinigt und stromaufwärts des Koaleszenzfilters zurückbehalten wird.
S. Kraftstoffsystem nach R, wobei der Koaleszenzfilter einen Frittenfilter umfasst.
T. Kraftstoffsystem nach P, das ferner einen Controller umfasst, der Anweisungen enthält, die ausführbar sind, um: während einer ersten Bedingung den gasförmigen Kraftstoff aus dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator herauszulösen und von ihm zu trennen und den gasförmigen Kraftstoff und den flüssigen Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzdüsen zuzuführen, und während einer zweiten Bedingung den gemischten Kraftstoff von einem Kraftstofftank den Kraftstoffeinspritzdüsen zuzuführen, während der Kraftstoffseparator umgangen wird.

Claims

Kraftstoffsystem, das Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank an Bord eines Fahrzeugs, wobei der Kraftstofftank einen gasförmigen Kraftstoff enthält, der in einem flüssigen Kraftstoff gelöst ist; ein Kraftstoffeinspritzsystem stromabwärts des Kraftstofftanks, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem Einspritzdüsen für gasförmigen Kraftstoff und Einspritzdüsen für flüssigen Kraftstoff enthält; und einen Kraftstoffseparator, der fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, das ferner ein Umgehungsventil, das fluidtechnisch zwischen den Kraftstofftank und das Kraftstoffeinspritzsystem gekoppelt ist, umfasst, wobei beim Öffnen des Umgehungsventils der Kraftstoff von dem Kraftstofftank dem Kraftstoffeinspritzsystem zugeführt wird, während der Kraftstoffseparator umgangen wird.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 2, wobei der Kraftstoffseparator einen Koaleszenzfilter und eine Ausdehnungskammer stromabwärts des Koaleszenzfilters umfasst, wobei ein Druck in der Ausdehnungskammer kleiner als ein Druck stromaufwärts des Koaleszenzfilters ist, und beim Filtern des Kraftstoffs durch den Koaleszenzfilter der gasförmige Kraftstoff in die Ausdehnungskammer herausgelöst wird, während der flüssige Kraftstoff vereinigt und stromaufwärts des Koaleszenzfilters zurückbehalten wird.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 3, wobei der Koaleszenzfilter einen Frittenfilter umfasst.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, das ferner einen Controller umfasst, der Anweisungen enthält, die ausführbar sind, um: während einer ersten Bedingung den gasförmigen Kraftstoff aus dem flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffseparator herauszulösen und von ihm zu trennen und den gasförmigen Kraftstoff und den flüssigen Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzdüsen zuzuführen, und während einer zweiten Bedingung den gemischten Kraftstoff von einem Kraftstofftank den Kraftstoffeinspritzdüsen zuzuführen, während der Kraftstoffseparator umgangen wird.