JP7071525B2 - 気体燃料の多点噴射のための圧力調整マスフローシステム - Google Patents
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Description
なお、mドットR、mドットV、Pドット2は、それぞれ下記を意味する:
ここで、mドットR、(ACd)R、P1、P2、mドットV、mドットR、(ACd)V、及びP3が上で与えられる。気体特性は、気体燃料の熱力学的特性をともなう従来のマクロ的特性(圧力、容積(V)、粒子数、温度(T))である。レール形状は、燃料レールの物理的寸法である。Pドット2は、圧力P2の変化率であり、Δmドットrは、mドットRがmドットVより大きいか小さいかの結果としての、燃料レール14内の質量流量の不均衡である。
[第1の局面]
燃料レールが気体燃料を複数のガス流入バルブへ提供する多点燃料噴射システムにおいて前記気体燃料のフローを調整する方法であって:
電子式圧力調整器を用いて、前記燃料レールへ入る前記気体燃料の第1のマスフローを特定するステップと;
前記燃料レールを出る前記気体燃料の第2のマスフローを特定するステップと;
前記第2のマスフローと前記第1のマスフローとの間の差の関数として、前記燃料レール内の圧力変化率を計算するステップと;
前記計算された圧力変化率に応じて、前記電子式圧力調整器の第1の有効面積、又は、前記複数のガス流入バルブの第2の有効面積、の少なくとも1つを調節するステップと;を備える、
気体燃料のフローを調整する方法。
[第2の局面]
前記燃料レール内の圧力が所定の上限へ向かう傾向のときに、負の圧力変化率を生成するステップを更に備える、
第1の局面に記載の方法。
[第3の局面]
負の圧力変化率を生成する前記ステップは、前記第2のマスフローが前記第1のマスフローよりも大きくなるように、前記第1のマスフローの一時的な削減を実行するステップを更に備える、
第2の局面に記載の方法。
[第4の局面]
前記燃料レール内の圧力が所定の下限へ向かう傾向のときに、正の圧力変化率を生成するステップを更に備える、
第1の局面に記載の方法。
[第5の局面]
正の圧力変化率を生成する前記ステップは、前記第1のマスフローが前記第2のマスフローよりも大きくなるように、前記第1のマスフローの一時的な増加を実行するステップを更に備える、
第4の局面に記載の方法。
[第6の局面]
圧力変化率を計算する前記ステップは、圧力設定点を数値微分するステップを備える、
第1の局面に記載の方法。
[第7の局面]
圧力変化率を計算する前記ステップは、圧力設定点をフィルタ処理するステップと速度項を抽出するステップとを備える、
第1の局面に記載の方法。
[第8の局面]
前記圧力変化率がゼロである時間の間に、前記複数のガス流入バルブを較正するステップを更に備える、
第1の局面に記載の方法。
[第9の局面]
前記複数のガス流入バルブを較正する前記ステップは、前記電子式圧力調整器によって特定された前記第1のマスフローに基づいて較正するステップを更に備える、
第8の局面に記載の方法。
[第10の局面]
圧力変化を生成するように、前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積を変化させるステップを更に備え、
調節する前記ステップは、前記計算された圧力変化率に応じて、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積を調節するステップを備える、
第1の局面に記載の方法。
[第11の局面]
前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積を変化させる前記ステップと、前記複数のガス流入バルブを通る所望の第2のマスフローを維持するように、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積を調節する前記ステップとを協調させる(coordinating)ステップを更に備える、
第10の局面に記載の方法。
[第12の局面]
前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積に対する第1の有限帯域幅制限と、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積に対する第2の有限帯域幅制限とを提供するステップを更に備え、
前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積を変化させる前記ステップは、前記第1の有限帯域幅制限を超えず、
前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積を調節する前記ステップは、前記第2の有限帯域幅制限を超えず、
前記圧力変化率は、前記第1の有効面積及び前記第2の有効面積を調節する両前記ステップの期間中、飽和する、
第11の局面に記載の方法。
[第13の局面]
調節する前記ステップは、前記圧力変化率がゼロに移行するように、前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積、又は、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積、の少なくとも一つを調節するステップを更に備える、
第1の局面に記載の方法。
[第14の局面]
前記圧力変化率がゼロへ移行した後、前記第1のマスフローと前記第2のマスフローの両方は、前記第1のマスフローと前記第2のマスフローのいずれとも異なる第3のマスフローに等しい、
第13の局面に記載の方法。
[第15の局面]
気体燃料調整システムであって:
燃料レールと;
前記燃料レールの上流にあり、前記燃料レールに流体連通する電子式圧力調整器(EPR)であって、前記EPRを通って流れる気体燃料の第1のマスフローを計測するように構成される、前記電子式圧力調整器(EPR)と;
複数のガス流入バルブであって、各ガス流入バルブは前記燃料レールの下流にあり且つ前記燃料レールに流体連通する、前記複数のガス流入バルブと;
コントローラであって、前記コントローラは、マスフロー供給指令を受け取り、前記マスフロー供給指令及び前記第1のマスフローに少なくとも部分的に基づいて、前記EPRの第1の有効面積と、前記複数のガス流入バルブの第2の有効面積とを設定するように構成される、前記コントローラと;を備える、
気体燃料調整システム。
[第16の局面]
前記燃料レールの圧力は、前記コントローラへ伝送され、
前記コントローラは、前記圧力の変化率を計算するように構成され、
前記コントローラは、前記圧力の変化率にも基づいて、前記第1及び第2の有効面積を設定するように構成される、
第15の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第17の局面]
前記圧力の前記変化率を計算するために、圧力設定点をフィルタ処理し速度項を抽出するように構成される一次フィルタを更に備える、
第16の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第18の局面]
前記コントローラは、動的モデル又は動的システムから速度項を抽出することによって前記圧力の前記変化率を計算するように構成される、
第16の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第19の局面]
前記圧力の前記変化率が正であるとき、前記コントローラは、前記第1の有効面積を減少させるように構成される、
第16の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第20の局面]
前記圧力の前記変化率が負であるとき、前記コントローラは、前記第1の有効面積を増加させるように構成される、
第19の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第21の局面]
所与のマスフロー指令に対して、前記コントローラは、前記第2の有効面積を調節することなく、前記第1の有効面積を増加又は減少させるように構成される、
第20の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第22の局面]
前記コントローラは、前記第1の有効面積及び前記第2の有効面積を非同期に設定するように構成される、
第15の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第23の局面]
前記複数のガス流入バルブはそれぞれ、上限及び下限の作動可能圧力を有し、
前記コントローラは、前記ガス流入バルブの前記上限及び下限の作動可能圧力内に前記燃料レール内の圧力を維持するように構成される、
第15の局面に記載の気体燃料調整システム。
[第24の局面]
デュアル燃料システムであって:
液体燃料を運ぶ第1の燃料レールと;
気体燃料を運ぶ第2の燃料レールと;
複数のエンジンシリンダと;を備え、
前記液体燃料及び前記気体燃料は、前記複数のエンジンシリンダ内で燃焼され、
前記複数のエンジンシリンダへの前記気体燃料のフローは、第15の局面の気体燃料調整システムによって制御される、
デュアル燃料システム。
[第25の局面]
前記液体燃料は、ディーゼル燃料を備える、
第24の局面に記載のデュアル燃料システム。
Claims (25)
- 燃料レールが気体燃料を複数のガス流入バルブへ提供する多点燃料噴射システムにおいて前記気体燃料のフローを調整する方法であって:
電子式圧力調整器を用いて、前記燃料レールへ入る前記気体燃料の第1のマスフローを特定するステップと;
前記燃料レールを出る前記気体燃料の第2のマスフローを特定するステップと;
前記第2のマスフローと前記第1のマスフローとの間の差の関数として、前記燃料レール内の圧力変化率を計算するステップと;
前記計算された圧力変化率に応じて、前記電子式圧力調整器の第1の有効面積、又は、前記複数のガス流入バルブの第2の有効面積、の少なくとも1つを調節するステップと;を備える、
気体燃料のフローを調整する方法。 - 前記燃料レール内の圧力が所定の上限へ向かう傾向のときに、負の圧力変化率を生成するステップを更に備える、
請求項1に記載の方法。 - 負の圧力変化率を生成する前記ステップは、前記第2のマスフローが前記第1のマスフローよりも大きくなるように、前記第1のマスフローの一時的な削減を実行するステップを更に備える、
請求項2に記載の方法。 - 前記燃料レール内の圧力が所定の下限へ向かう傾向のときに、正の圧力変化率を生成するステップを更に備える、
請求項1に記載の方法。 - 正の圧力変化率を生成する前記ステップは、前記第1のマスフローが前記第2のマスフローよりも大きくなるように、前記第1のマスフローの一時的な増加を実行するステップを更に備える、
請求項4に記載の方法。 - 圧力変化率を計算する前記ステップは、圧力設定点を数値微分するステップを備える、
請求項1に記載の方法。 - 圧力変化率を計算する前記ステップは、圧力設定点をフィルタ処理し基準の圧力変化率を抽出するステップを備える、
請求項1に記載の方法。 - 前記圧力変化率がゼロである時間の間に、前記複数のガス流入バルブを較正するステップを更に備える、
請求項1に記載の方法。 - 前記複数のガス流入バルブを較正する前記ステップは、前記電子式圧力調整器によって特定された前記第1のマスフローに基づいて較正するステップを更に備える、
請求項8に記載の方法。 - 圧力変化を生成するように、前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積を変化させるステップを更に備え、
調節する前記ステップは、前記計算された圧力変化率に応じて、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積を調節するステップを備える、
請求項1に記載の方法。 - 前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積を変化させる前記ステップと、前記複数のガス流入バルブを通る所望の第2のマスフローを維持するように、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積を調節する前記ステップとを協調させる(coordinating)ステップを更に備える、
請求項10に記載の方法。 - 前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積に対する第1の有限帯域幅制限と、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積に対する第2の有限帯域幅制限とを提供するステップを更に備え、
前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積を変化させる前記ステップは、前記第1の有限帯域幅制限を超えず、
前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積を調節する前記ステップは、前記第2の有限帯域幅制限を超えず、
前記圧力変化率は、前記第1の有効面積及び前記第2の有効面積を調節する両前記ステップの期間中、限界を有する、
請求項11に記載の方法。 - 調節する前記ステップは、前記圧力変化率がゼロに移行するように、前記電子式圧力調整器の前記第1の有効面積、又は、前記複数のガス流入バルブの前記第2の有効面積、の少なくとも一つを調節するステップを更に備える、
請求項1に記載の方法。 - 前記圧力変化率がゼロへ移行した後、前記第1のマスフローと前記第2のマスフローの両方は、前記第1のマスフローと前記第2のマスフローのいずれとも異なる第3のマスフローに等しい、
請求項13に記載の方法。 - 気体燃料調整システムであって:
燃料レールと;
前記燃料レールの上流にあり、前記燃料レールに流体連通する電子式圧力調整器(EPR)であって、前記EPRを通って流れる気体燃料の第1のマスフローを計測するように構成される、前記電子式圧力調整器(EPR)と;
複数のガス流入バルブであって、各ガス流入バルブは前記燃料レールの下流にあり且つ前記燃料レールに流体連通する、前記複数のガス流入バルブと;
コントローラであって、前記コントローラは、マスフロー供給指令を受け取り、前記マスフロー供給指令及び前記第1のマスフローに少なくとも部分的に基づいて、前記EPRの第1の有効面積と、前記複数のガス流入バルブの第2の有効面積とを設定するように構成される、前記コントローラと;を備える、
気体燃料調整システム。 - 前記燃料レールの圧力は、前記コントローラへ伝送され、
前記コントローラは、前記圧力の変化率を計算するように構成され、
前記コントローラは、前記圧力の変化率にも基づいて、前記第1及び第2の有効面積を設定するように構成される、
請求項15に記載の気体燃料調整システム。 - 前記圧力の前記変化率を計算するために、圧力設定点をフィルタ処理し基準の圧力変化率を抽出するように構成される一次フィルタを更に備える、
請求項16に記載の気体燃料調整システム。 - 前記コントローラは、動的モデル又は動的システムから基準の圧力変化率を抽出することによって前記圧力の前記変化率を計算するように構成される、
請求項16に記載の気体燃料調整システム。 - 前記圧力の前記変化率が正であるとき、前記コントローラは、前記第1の有効面積を減少させるように構成される、
請求項16に記載の気体燃料調整システム。 - 前記圧力の前記変化率が負であるとき、前記コントローラは、前記第1の有効面積を増加させるように構成される、
請求項19に記載の気体燃料調整システム。 - 所与のマスフロー指令に対して、前記コントローラは、前記第2の有効面積を調節することなく、前記第1の有効面積を増加又は減少させるように構成される、
請求項20に記載の気体燃料調整システム。 - 前記コントローラは、前記第1の有効面積及び前記第2の有効面積を非同期に設定するように構成される、
請求項15に記載の気体燃料調整システム。 - 前記複数のガス流入バルブはそれぞれ、上限及び下限の作動可能圧力を有し、
前記コントローラは、前記ガス流入バルブの前記上限及び下限の作動可能圧力内に前記燃料レール内の圧力を維持するように構成される、
請求項15に記載の気体燃料調整システム。 - デュアル燃料システムであって:
液体燃料を運ぶ第1の燃料レールと;
気体燃料を運ぶ第2の燃料レールと;
複数のエンジンシリンダと;を備え、
前記液体燃料及び前記気体燃料は、前記複数のエンジンシリンダ内で燃焼され、
前記複数のエンジンシリンダへの前記気体燃料のフローは、請求項15の気体燃料調整システムによって制御される、
デュアル燃料システム。 - 前記液体燃料は、ディーゼル燃料を備える、
請求項24に記載のデュアル燃料システム。
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